(57)【要約】【課題】多値ディザ法を用いて形成される画像における複数の階調値での階調段差を確実に解消することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】多値ディザ法により画像を形成するプリンタコントローラ１２０及びプリンタ部１３０を備えた画像形成装置１００であって、画素に設定可能な複数の画素濃度レベル値と該画素の濃度の制御に用いられる濃度制御設定値（露光制御ＰＷＭ値）との対応関係を示す画素濃度レベル設定データを２種類以上記憶したメモリ部１２２を備える。プリンタコントローラ１２０及びプリンタ部１３０は、入力画像の画像データに基づいて、入力画像における所定の階調値を境として２種類以上の画素濃度レベル設定データを切り替えて画像を形成する。【選択図】図２
2014027649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多階調の入力画像の画像データに基づいて、複数の画素濃度レベル値を切り替えて設定可能な画素を用いて階調を表現する多値ディザ法により画像を形成する多階調画像形成手段を備えた画像形成装置であって、
前記画素に設定可能な複数の画素濃度レベル値と該画素の濃度の制御に用いられる濃度制御設定値との対応関係を示す画素濃度レベル設定データを２種類以上記憶した画素濃度レベル設定データ記憶手段を備え、
前記多階調画像形成手段は、前記入力画像の画像データに基づいて、該入力画像における所定の階調値を境として前記２種類以上の画素濃度レベル設定データを切り替えて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記多値ディザ法は、階調値の増加に伴って万線を構成する画素の濃度レベル値を段階的に大きくするとともに該万線の太さを段階的に太くしていく万線型のディザ法であり、
前記多階調画像形成手段は、前記万線の太さを切り替える階調値を境として前記２種類以上の画素濃度レベル設定データを切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記２種類以上の画素濃度レベル設定データのそれぞれに対応した２種類以上の補正用階調画像のデータを保持する補正用階調画像データ記憶手段と、
前記２種類以上の補正用階調画像のいずれかを選択して階調画像を形成する補正用階調画像形成手段と、を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
前記補正用階調画像形成手段で形成した補正用階調画像の画像特性を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定した補正用階調画像の画像特性の測定データに基づいて、該補正用階調画像に対応する前記画素濃度レベル設定データにおける各濃度レベル値に対する濃度制御設定値を決定する濃度制御設定値決定手段と、を更に備えた事を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記濃度制御設定値決定手段は、前記測定手段で測定した補正用階調画像の画像特性の測定データに基づいて、所定の階調値間の測定データの差が一定量を越えた場合に、前記濃度制御設定値を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかの画像形成装置において、
前記画素濃度レベル設定データ記憶手段は、互いに異なる第１の画素濃度レベル設定データ及び第２の画素濃度レベル設定データを記憶し、
前記補正用階調画像データ記憶手段は、
複数の画素濃度レベル値をそれぞれ設定可能な複数の画素で構成されたパッチ画像を複数配置し、各パッチ画像に共通に用いられる一部の画素は最小濃度レベル値又は最小濃度レベル値に近い濃度レベル値とし、各パッチ画像の他の画素はパッチ画像毎に異なる画素濃度レベル値とした第１の補正用階調画像のデータと、
複数の画素濃度レベル値をそれぞれ設定可能な複数の画素で構成されたパッチ画像を複数配置し、各パッチ画像に共通に用いられる一部の画素は最大濃度レベル値又は最大濃度レベル値に近い濃度レベル値とし、各パッチ画像の他の画素はパッチ画像毎に異なる画素濃度レベル値とした第２の補正用階調画像のデータと、を記憶し、
前記補正用階調画像形成手段は、前記第１の補正用階調画像と第２の補正用階調画像とを形成し、
前記測定手段は、前記補正用階調画像形成手段で形成した前記第１の補正用階調画像の画像特性と前記第２の補正用階調画像の画像特性とを測定し、
前記濃度制御設定値決定手段は、
前記測定手段で測定した前記第１の補正用階調画像の画像特性の測定データに基づいて、前記第１の画素濃度レベル設定データにおける各画素濃度レベル値に対する濃度制御設定値を決定し、
前記測定手段で測定した前記第２の補正用階調画像の画像特性の測定データに基づいて、前記第２の画素濃度レベル設定データにおける各画素濃度レベル値に対する濃度制御設定値を決定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置では、出力される画像の重要な特性の一つとして階調性が挙げられる。階調とは、色の濃淡の変化のことであり、濃淡の変化が滑らかであるほど階調性がよいという。階調はある色について設定された濃淡の段階の数（階調値）によって数値化され、濃淡の段階の数が多ければ多いほど、色の濃淡を滑らかに表現することが可能となる。電子写真方式の画像形成装置では、通常、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色を組み合わせてカラー画像を形成している。これらＣＭＹＫ各色により、紙（転写媒体）の地肌の色から、各単色で表現できる最も濃度（または彩度）の高い色まで表現することができる。例えば、各色ごとに濃淡を２５６段階（８[ｂｉｔ]）で表現することができる。
【０００３】
上記画像形成装置では、各色ごとに濃淡を２５６段階で表現することが可能であるが、メモリ容量の削減、データ転送速度の高速化、記録装置の記録能力等の点から、各画素が８[ｂｉｔ]で表現される画素データを１[ｂｉｔ]に圧縮する、いわゆる２値化手法が用いられる場合がある。この種の２値化手法としては、誤差拡散法、組織的ディザ法等がその代表的なものである。特にレーザーを用いたカラー画像形成装置では、解像能力の高さ等の点から組織的ディザ法を用いるのが一般的である。
【０００４】
しかし、近年、カラー画像形成装置では、高画質で画像を形成する要求が高まっており、各画素が２値で表現された画像については階調性、解像度等の点で限界がある。そこで、メモリ容量の削減と高画質化との両立を図るために、１画素あたり３レベル以上の階調性を表現できる多値記録方式を用いてディザ法を適用した、いわゆる多値ディザ法が使用されている。
【０００５】
上記多値ディザ法の場合、ディザパターンの形成の際に中間調の画素を用いることになるが、この画素の濃度に画質が大きく左右される。つまり、多値ディザ法では、１画素の濃度変化の設定が不適切であると、出力画像の階調値に対する明度の変化を示す階調特性において、上記狙いの濃度からずれた濃度レベルの画素を用いる特定の階調値に対する明度が所定の明度からずれるおそれがある。このように階調特性における特定の階調値に対する明度が所定の明度からずれると、グラデーション等の階調部を有する画像などを出力した際に、その階調部にスジ状のムラいわゆる階調段差として視認されてしまう。
【０００６】
そこで、画素の濃度レベルを変化させた複数のパッチ画像を出力し、その濃度を測定した結果に基づいて、入力画像の画像データから各画素の濃度制御設定値を決定するときに用いられる画素濃度レベル設定データを補正する方法及び装置が既に知られている。
【０００７】
特許文献１には、円滑な階調補正を実現する目的で、多階調画像に対応する画像データに基づく画像を多値ディザ法を用いて形成する画像形成装置が開示されている。特許文献１の画像形成装置は、複数種類の濃度レベルの領域を含むパターン画像を多値ディザ法によって記録する第１記録手段と、第１記録手段で記録されたパターン画像の各々の領域について記録濃度を測定する第１測定手段とを備えている。さらに、第１測定手段で測定された各々の領域の記録濃度に基づいて、多値ディザ法が用いるディザパターンにおける中間調画素の記録状態を設定する第１設定手段を備えている。この画像形成装置では、複数種類の濃度レベルの領域を含む第１の補正画像を多値ディザ法によって記録し、これら各領域の記録濃度を測定し、測定された各々の領域の記録濃度に基づいて、多値ディザ法が用いるディザパターンの各画素の中間調画素の記録状態を設定する。そして、設定された中間調画素の記録状態を用いて形成されるディザパターンを用いて、複数種類の濃度レベルの領域を含むパターン画像を記録し、各々の領域について記録濃度を測定し、各々の領域の記録濃度に基づいて、入力された画像データの濃度値と多値ディザ法が用いる各ディザパターンの濃度レベルとの対応を設定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置では、出力画像の全階調中における複数の階調値のところで濃淡のスジ状の濃度ムラ（以下「階調段差」ともいう。）が生じている場合に、その複数の階調値のうち一部の階調値における階調段差は解消できても、他の階調値における階調段差を解消できないおそれがある。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、多値ディザ法を用いて形成される画像における複数の階調値での階調段差を確実に解消することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、多階調の入力画像の画像データに基づいて、複数の画素濃度レベル値を切り替え可能な画素を用いて階調を表現する多値ディザ法により画像を形成する多階調画像形成手段を備えた画像形成装置であって、前記画素に設定可能な複数の画素濃度レベル値と該画素の濃度の制御に用いられる濃度制御設定値との対応関係を示す画素濃度レベル設定データを２種類以上記憶した画素濃度レベル設定データ記憶手段を備え、前記多階調画像形成手段は、前記入力画像の画像データ値に基づいて、該入力画像における所定の階調値を境として前記２種類以上の画素濃度レベル設定データを切り替えて画像を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、入力画像の階調特性の全範囲における所定の階調値を境にして分けられる複数の階調範囲ごとに、２種類以上の画素濃度レベル設定データを切り替えて各階調範囲における階調段差を低減できるように好適な画素濃度レベル設定データを選択することができる。このように複数の階調範囲ごとに選択した好適な画素濃度レベル設定データを用いて、多値ディザ法により各階調範囲の画像部分を形成することができるので、多値ディザ法を用いて形成される画像における複数の階調値での階調段差を確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の作像エンジン部の一例を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図。
【図３】従来例に係るグラデーション画像における階調段差の説明図。
【図４】図３のグラデーション画像の階調値に対する明度の変化を測定したグラフ。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図４のグラフにおける領域Ａ，Ｂ，Ｃの部分拡大図。
【図６】従来例に係る画素濃度レベル値と露光制御ＰＷＭ値との関係を示すグラフ。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はディザマトリックスを用いた多値ディザ法により出力画像の各画素における画素濃度レベル値を設定していく手順の一例を示す説明図。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、図３の１番目の階調段差が発生している階調値（７４〜７８）における各画素濃度レベル値の画素の配置構成を示す説明図。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は、図３の３番目の階調段差が発生している階調値（１８１〜１８５）における各画素濃度レベル値の画素の配置構成を示す説明図。
【図１０】画素濃度レベル設定データの補正に用いられる２つの補正用階調画像Ａ，Ｂを示す説明図。
【図１１】高明度側の補正用階調画像Ａにおけるパッチ画像の各画素濃度レベル値の画素の配置構成を例示する説明図。
【図１２】低明度側の補正用階調画像Ｂにおけるパッチ画像の各画素濃度レベル値の画素の配置構成を例示する説明図。
【図１３】変形例に係る低明度側の補正用階調画像Ｂにおけるパッチ画像の各画素濃度レベル値の画素の配置構成を例示する説明図。
【図１４】高明度側の補正用階調画像Ａの各パッチ画像における明度Ｌ＊の測定結果を示すグラフ。
【図１５】低明度側の補正用階調画像Ｂの各パッチ画像における明度Ｌ＊の測定結果を示すグラフ。
【図１６】本実施形態の画像形成装置における階調段差補正に用いる２種類の画素濃度レベル設定データにおける画素濃度レベル値と露光制御ＰＷＭ値との関係を示すグラフ。
【図１７】階調段差補正モードにおける処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を電子写真方式のカラー画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という。）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の作像エンジン部の一例を示す概略構成図である。図１において、本実施形態に係る画像形成装置の作像エンジン部は、多階調の入力画像の画像データに基づいて複数の画素濃度レベル値を切り替えて設定可能な画素を用いて階調を表現する多値ディザ法により画像を形成する多階調画像形成手段として機能する。作像エンジン部は、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンダ（Ｍ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つのトナー像形成手段としての画像形成ユニットを備えている。また、画像形成装置は、中間転写ベルト６などを有する転写ユニットと、光書込ユニット（不図示）と、定着装置１３と、給紙カセット（不図示）と、スキャナ（不図示）とを備えている。
【００１４】
４つの画像形成ユニットは、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。なお、４つの画像形成ユニットは、それらのユニットを共通の保持体に保持して画像形成装置本体に対して一体的に脱着されることで、それらのユニットが同時に交換されるような構成であってもよい。
【００１５】
ここで、Ｃトナー像を形成するＣ用の画像形成ユニットを例に挙げて説明する。Ｃ画像形成ユニットは、図１に示すように、潜像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃと、潜像担持体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置１６Ｃ、潜像担持体除電手段としての除電装置（不図示）とを備えている。更に、Ｃ画像形成ユニットは、帯電手段としての帯電ローラ２Ｃ、現像手段としての現像装置４Ｃ等を備えている。
【００１６】
感光体１Ｃは、図示しない駆動手段によって図中矢印時計回り方向に回転駆動される。そして、帯電バイアスが印加された帯電ローラ２Ｃを感光体１Ｃに接触あるいは近接させながら、帯電ローラ２Ｃと感光体１Ｃとの間に放電を発生させることで、感光体１Ｃの表面が一様帯電される。なお、感光体を一様帯電する方式としては、帯電ローラ等の帯電部材を感光体１Ｃに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。
【００１７】
帯電ローラ２Ｃによって一様帯電された感光体１Ｃの表面は、図示しない潜像書込手段（露光手段）としての光書込ユニットから発せられる書込みレーザー光３Ｃが照射されることにより、Ｃ用の静電潜像が形成される。光書込ユニットは、形成対象の画像（入力画像）の画像情報（画像データ）に基づいて制御される。この光書込ユニットからの書込みレーザー光３Ｃは、例えば、入力画像の画像情報に基づいて画像部／非画像部とを分けて感光体１Ｃの表面の主走査方向に光走査される。感光体１Ｃに担持されたＣ用の静電潜像は、Ｃトナーを用いる現像装置４Ｃによって現像されてＣトナー像になり、後述する中間転写ベルト６上に１次転写される。
【００１８】
ドラムクリーニング装置１６Ｃは、１次転写工程（後述する１次転写ニップ）を経た後の感光体１Ｃ表面に付着している転写残トナーを除去する。また、上記除電装置（不図示）は、ドラムクリーニング装置１６Ｃによってクリーニングされた後の感光体１Ｃの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｃの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００１９】
また、他のＹ，Ｍ，Ｋ用の画像形成ユニットにおいても、Ｃ用の画像形成ユニットと同様にして、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｋトナー像が形成される。
【００２０】
４つの画像形成ユニットの上方には、潜像書込手段（露光手段）としての図示しない光書込ユニットが配設されている。この光書込ユニットは、例えば、光源としてのレーザーダイオードと、レーザーダイオードをパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式で駆動するレーザー駆動部とを有する。レーザー駆動部は、後述のプリント制御部１３２から送られてくる濃度制御設定値としての露光制御ＰＷＭ値と、感光体上の１画素分の領域にレーザー光を照射可能な時間が１周期に設定された所定の画素クロックとに基づいて、レーザーダイオードを駆動する。露光制御ＰＷＭ値は、各画素ごとに、画素クロックの１周期にうち１画素分の領域にレーザ光を照射する時間（パルスＯＮ時間）を指定する値であり、後述のように各画素における画素濃度レベル値に応じて設定される値である。各画素の露光制御ＰＷＭ値は、スキャナあるいはパーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいて、後述する多値ディザ法により生成される。光書込ユニットのレーザーダイオードから発したレーザー光が、回転駆動されている感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面の主走査方向（回転軸に沿った方向）に光走査されることにより、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。
【００２１】
また、４つの画像形成ユニットの下方には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト６を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動させる転写装置としての転写ユニットが配設されている。転写ユニットは、中間転写ベルト６の他に、駆動ローラ７と、２次転写対向ローラ１１と、クリーニングバックアップローラ１７とを有している。更に、転写ユニットは、４つの１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写ローラ１０、ベルトクリーニング装置１８、ベルトテンションローラ９などを有している。
【００２２】
中間転写ベルト６は、そのループ内側に配設された駆動ローラ７、２次転写対向ローラ１１、クリーニングバックアップローラ１７、及び４つの１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋなどによって張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ７の回転力により、同方向に無端移動される。
【００２３】
４つの１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋはそれぞれ、無端移動される中間転写ベルト６を感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト６のおもて面と、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとが当接するＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋには、図示しない１次転写バイアス電源によってそれぞれ１次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像と、１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に１次転写電界が形成される。Ｙ用の感光体１Ｙ表面に形成されたＹトナーは、感光体１Ｙの回転に伴ってＹ用の１次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体１Ｙ上から中間転写ベルト６上に１次転写される。このようにしてＹトナー像が１次転写された中間転写ベルト６は、その後、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過する。そして、感光体１Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＣ，Ｍ，Ｋトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト６上には４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００２４】
転写ユニットの２次転写ローラ１０は、中間転写ベルト６のループ外側に中間転写ベルト６方向に加圧されて配設されており、ループ内側の２次転写対向ローラ１１との間に中間転写ベルト６を挟み込んでいる。これにより、２次転写ローラ１０は中間転写ベルト６又は記録媒体としての転写紙に接触しながら回転し、中間転写ベルト６のおもて面と２次転写対向ローラ１１とが当接する２次転写ニップが形成される。２次転写ローラ１０は接地されているのに対し、２次転写対向ローラ１１には、図示しない２次転写バイアス電源によって２次転写バイアスが印加される。これにより、２次転写対向ローラ１１と２次転写ローラ１０との間に、マイナス極性のトナーを２次転写対向ローラ１１側から２次転写ローラ１０側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。
【００２５】
転写ユニットの下方には、転写紙を複数枚重ねた紙束の状態で収容している図示しない給紙カセットが配設されている。この給紙カセットは、紙束の一番上の転写紙に図示しない給紙ローラを当接させており、この給紙ローラを所定のタイミングで回転駆動させることで、転写紙を転写紙搬送経路１５に向けて送り出す。転写紙搬送経路１５の末端付近には、レジストローラ対１２が配設されている。このレジストローラ対１２は、給紙カセットから送り出された転写紙をローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ転写紙を２次転写ニップ内で中間転写ベルト６上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、転写紙Ｐを２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップで転写紙に密着された中間転写ベルト６上の４色重ね合わせトナー像は、２次転写電界やニップ圧の作用によって転写紙上に一括２次転写され、転写紙の白色と相まってフルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された転写紙は、２次転写ニップを通過すると、２次転写ローラ１０や中間転写ベルト６から曲率分離する。
【００２６】
２次転写対向ローラ１１には図示しない２次転写バイアス電源から出力された２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写対向ローラ１１と２次転写ローラ１０との間では、中間転写ベルト６上のトナーが２次転写対向ローラ１１側から２次転写ローラ１０側に静電移動して、転写紙に一括２次転写される。
【００２７】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト６には、転写紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト６のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置１８によって中間転写ベルト６の表面が除去されてクリーニングされる。
【００２８】
２次転写ニップの図中右側方には、定着装置１３が配設されている。この定着装置１３は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラと、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラとによって定着ニップを形成している。定着装置１３内に送り込まれた転写紙は、その未定着トナー像担持面を定着ローラに密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化されて、フルカラー画像が転写紙上に定着される。定着装置１３内から排出された転写紙は、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。
【００２９】
本実施形態の画像形成装置において、モノクロ画像を形成する場合には、転写ユニットにおけるＹ，Ｃ，Ｍ用の１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍを支持している図示しない支持板を移動させて、１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍを、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから遠ざける。これにより、中間転写ベルト６のおもて面を感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから引き離して、中間転写ベルト６をＫ用の感光体１Ｋだけに当接させる。この状態で、４つの画像形成ユニットのうち、Ｋ用の画像形成ユニットだけを駆動して、Ｋトナー像を感光体１Ｋ上に形成する。
【００３０】
図２は、本実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態の画像形成装置は、入出力部１１０、プリンタコントローラ１２０、プリンタ部１３０、スキャナコントローラ１４０、スキャナ部１５０及びホストＩ／Ｆ１６０を備え、これらはバス１７０を介して互いに通信可能に接続されている。なお、プリンタコントローラ１２０及びプリンタ部１３０は、多階調画像形成手段及び補正用階調画像形成手段としての機能も有している。
【００３１】
プリンタコントローラ１２０は、Ｉ／Ｆ１２１、記憶手段としてのメモリ部１２２、印刷データ生成部１２３、階調補正演算部１２４等を備えており、Ｉ／Ｆ１２１によりバス１７０に接続されている。Ｉ／Ｆ１２１は、プリンタコントローラ１２０と、プリンタ部１３０、入出力部１１０、スキャナコントローラ１４０、スキャナ部１５０及びホストＩ／Ｆ１６０とを接続するインターフェイスである。そして、Ｉ／Ｆ１２１は、これらの各部との間でバス１７０を介して各種信号およびデータの送受信を行う。具体的には、Ｉ／Ｆ１２１は、プリンタ部１３０の印刷制御やプリンタ部１３０への印刷データの転送、スキャナコントローラ１４０を介してスキャナ部１５０の読み取り制御や読み取りデータの受信等を行う。また、入出力部１１０の表示内容の制御、入力データの取得、ホストＩ／Ｆ１６０を介して外部装置からの画像データの受信や、画像形成装置１００自体の状態の外部装置への通知等を行う。ホストＩ／Ｆ１６０には、例えば、有線または無線のＬＡＮ等のネットワーク、シリアル通信線、ＵＳＢ信号線等の通信線が接続され、該通信線によって外部装置等と接続されている。
【００３２】
メモリ部１２２は、例えばＲＡＭやＲＯＭ等で構成され、画像形成装置１００の基本プログラムや制御コード、フォントデータ、ディザデータ、γテーブル等の階調補正処理を実行する際に必要な各種パラメータが格納される。さらに、メモリ部１２２には、出力画像の各画素に設定可能な複数の画素濃度レベル値と画素の濃度の制御に用いられる濃度制御設定値（露光制御ＰＷＭ値）との対応関係を示す画素濃度レベル設定データ等が格納される。
【００３３】
印刷データ生成部１２３は、ホストＩ／Ｆ１６０を介して外部装置から受け取った印刷データに基づいてプリンタ部１３０へ転送するデータの制御コード変換、入出力部１１０の操作画面の表示や設定等の処理を行う。また、印刷データ生成部１２３は、必要に応じてメモリ部１２２等の各種画像パラメータやフォントデータ等を参照する。
【００３４】
階調補正演算部１２４は、本実施形態における階調補正処理に用いる各種処理を行う。例えば、階調補正演算部１２４は、第１，第２の補正用階調画像としての補正用階調画像Ａ，Ｂのデータを生成したり、補正用階調画像Ａ及びＢの画像特性の測定データに基づいて、隣り合う画素濃度レベル間の濃度差を判定したりする。また、階調補正演算部１２４は、前記判定結果に基づいて、第１画素濃度レベル設定データＡ及び第２の画素濃度レベル設定データＢそれぞれにおける各画素濃度レベル値に対応する露光制御ＰＷＭ値を決定する。そして、階調補正演算部１２４は、その決定した露光制御ＰＷＭ値で更新した画素濃度レベル設定データＡ及びＢをメモリ部１２２に保存（新規保存、又は更新のための上書き保存）する。
【００３５】
スキャナコントローラ１４０は、Ｉ／Ｆ１４１、メモリ部１４２、読み込みデータ生成部１４３および色変換部１４４等を備えており、Ｉ／Ｆ１４１によりバス１７０に接続されている。Ｉ／Ｆ１４１は、スキャナコントローラ１４０と、スキャナ部１５０、入出力部１１０、プリンタ部１３０およびホストＩ／Ｆ１６０とを接続するインターフェイスであり、これら各部との間でバス１７０を介して信号およびデータの授受を行う。具体的には、Ｉ／Ｆ１４１は、スキャナ部１５０のスキャン制御やスキャナ部１５０からの読み取りデータの受信等を行う。また、Ｉ／Ｆ１４１は、入出力部１１０の表示内容の制御、入力データの取得、ホストＩ／Ｆ１６０を介した外部装置への画像データ送信や画像形成装置１００の状態の外部装置への通知等を行う。
【００３６】
読み込みデータ生成部１４３は、スキャナ部１５０で読み取られたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の光三原色の測色値に基づいて、ＴＩＦＦやＪＰＥＧ等の形式のデジタル画像を生成する。読み込みデータ生成部１４３は、生成したデジタル画像を、ホストＩ／Ｆ１６０を介して外部装置に送信する。また、読み込みデータ生成部１４３は、読み取りデータが濃度レベル設定画像（補正用階調画像Ａ，Ｂ）を読み込んだデータであるときには、このデータをプリンタコントローラ１２０に転送する。
【００３７】
色変換部１４４は、スキャナ部１５０が読み込んだＲＧＢの光三原色のデータ値をＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の色三原色およびＫ（ブラック）色のデータ等に変換する色変換処理を行う。そして、この色変換処理を、スキャナ部１５０が読み込んだ画像の読込データの生成や、画素濃度レベル設定データに用いられる濃度レベル設定画像（補正用階調画像Ａ，Ｂ）の読込値の変換において実行する。
【００３８】
プリンタ部１３０は、Ｉ／Ｆ１３１およびプリント制御部１３２等を備えている。そして、プリント制御部１３２の制御下で、Ｉ／Ｆ１３１を介してプリンタコントローラ１２０から受け取った出力対象の画像の画像データ（印刷データ）およびプリント制御コマンドに基づいて、転写紙に三原色による画像の印刷処理を行う。
【００３９】
スキャナ部（画像読み取り手段）１５０は、Ｉ／Ｆ１５１および読み取り制御部１５２等を備えている。スキャナ部１５０は、Ｉ／Ｆ１５１を介してスキャナコントローラ１４０から入力されるスキャナコマンドに基づいて、原稿読み取りガラスにセットされた原稿を、主走査および副走査する。そして、スキャナ部１５０は、ＣＣＤ等の光電変換素子で光電変換して、原稿の画像をＲＧＢの光三原色の読み取り値として取得する。
【００４０】
入出力部１１０は、Ｉ／Ｆ１１１、入力部１１２および出力部１１３等を備えており、Ｉ／Ｆ１１１は、バス１７０を介してプリンタコントローラ１２０およびスキャナコントローラ１４０と信号およびデータの授受を行う。
【００４１】
入力部１１２は、例えば、テンキーや専用の操作キー、タッチパネル等であり、ユーザの入力操作内容を取得してＩ／Ｆ１１１を介してプリンタコントローラ１２０やスキャナコントローラ１４０に出力する。この入力部１１２は、階調段差補正モード（画素濃度レベル設定モード）を操作者が実施する際にも使用される。
【００４２】
出力部１１３は、ＬＣＤやＬＥＤ等が用いられ、ＬＣＤには、上記入力部１１２として機能するタッチパネルが重ね合わされて配設されている。出力部１１３は、プリンタコントローラ１２０やスキャナコントローラ１４０等からの情報を表示する。
【００４３】
ホストＩ／Ｆ１６０は、外部装置からの画像形成要求（印刷要求）、画像データ（印刷データ）およびマシン情報等の送受信を行う。
【００４４】
次に、本実施形態に係る画像形成装置における多階調画像の形成について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置で用いる多値ディザ法では、ディザに用いる画素濃度レベル値の数（段階数）として、４段階（２[ｂｉｔ]）又は１６段階（４[ｂｉｔ]）が用いられることが多い。本実施形態では１６段階（４[ｂｉｔ]）の画素濃度レベル値の場合について説明する。また、前述のスジ状の濃度ムラとして視認される階調段差は画像形成装置の基本色（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）いずれにおいても発生する可能性があるが、本実施形態ではＣ（シアン）色のトナー像において階調段差が発生した場合について説明する。
【００４５】
図３は、従来例に係るグラデーション画像における階調段差の説明図。このグラデーション画像は、多値４[ｂｉｔ]の画素濃度レベル値を有する画素を用いた多値ディザ法により形成された階調値が０〜２５５まで連続的に変化するシアン（Ｃ）色のグラデーション画像の例である。図中のグラデーション画像の下方に記載した数値は階調値である。グラデーション画像では明度が滑らかに変化していることが理想であるが、図３に示すグラデーション画像では、隣接する両隣の領域よりも濃く見えるスジ状の濃度ムラである階調段差が３ヶ所の階調値のところで視認される。
【００４６】
画像形成装置では、入力画像の各部の階調値が互いに同じであっても、個体差や経時変化により、出力される画像の明度が異なってしまう。そこで、狙いの「階調と明度との関係」を実現・維持するために、通常、所定のタイミングで後述の階調補正を実施する。
【００４７】
なお、多値ディザ法では、画像中の注目画素の画素濃度レベル値が上がっていく場合として、次の（１）及び（２）の２つの場合がある。
（１）注目画素の周りに最小画素濃度レベル値またはゼロの画素濃度レベル値の画素がある状態で注目画素の画素濃度レベル値が上がっていく場合
（２）注目画素の周りに最大画素濃度レベル値または最大画素濃度レベル値に近い画素濃度レベル値の画素がある状態で注目画素の画素濃度レベル値が上がっていく場合
これら２つの場合で、上記注目画素を含むディザマトリックス全体の階調値の変化に対する明度の変化を示す階調特性が互いに異なってしまうという現象がある。このため、注目画素の画素濃度レベル値の設定を、例えば上記（１）の場合で最適化しても、上記（２）の場合においては階調値の変化に対する明度（または、濃度、彩度等）の変化が円滑にできないということになる。つまり、従来の多値ディザ法を用いる画像形成装置では、全階調中の複数の階調値の部分で階調段差が生じる場合に、その複数の階調値の部分における階調段差のすべてを確実に解消することができない。本実施形態に係る画像形成装置１００では、特に後述の複数の画素濃度レベル設定データを用いた階調補正を行うことにより、このような全階調中の複数の階調値の部分で生じるおそれがある階調段差を確実に解消することができる。
【００４８】
通常の階調補正では、全階調（階調値：０〜２５５）からいくつかの階調値を選び、その選択した複数の階調値によるパッチ画像を並べた画像パターンからなる補正用階調画像を出力する。この出力した補正用階調画像の各パッチ画像の明度・濃度の測定データと元データの階調値とを照合する。そして、階調値と出力画像の明度・濃度との関係が狙いの関係からずれていれば、画像出力時の階調値を変更する。例えば、画像データの階調値１００に対する狙いの明度が８０なのに対して、測定した明度が８５であった場合、画像データで階調値１００の部分は、明度８０で出力されるであろう階調値１１０に変更して出力する。この階調値の変更量は、補正用階調画像に用いた各階調値と出力画像の測定データとの関係から補間して求められる。しかし、前述の図３のグラデーション画像は、階調補正は解除し、階調補正を実施しない状態で、画像データの階調値に対応するディザ設定をそのまま出力している。解消の対象とする階調段差が、微小な階調領域での明度変化であるため、上記通常の階調補正を実施しても解消されるものではなく、階調段差が生じる位置（階調値）がずれるだけである。このため、階調段差が如何なるディザ設定で生じているかを把握するためにも、各階調値と用いているディザ設定を知る必要がある。
【００４９】
図４は、図３のグラデーション画像の階調値に対する明度Ｌ＊の変化を測定したグラフである。図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図４のグラフにおける領域Ａ，Ｂ，Ｃの部分拡大図である。図３のグラデーション画像は、横方向に階調値が変化するが、縦方向は全て同じ階調値である。また、横方向も階調値が０〜２５５の計２５６階調であるので、例えば画像の横幅が２５６[ｍｍ]であれば、横方向１［ｍｍ］は同じ階調値となっている。図４及び図５のグラフは、同じ階調値の範囲で複数箇所の明度を測定し、その複数の測定値を平均化した値を用いて作成している。
【００５０】
図４のグラフでは、階調値が８０、１３０、１８５あたりの領域に、他の領域とは明度変化の様子が異なるデータ変化の形状（凹形状）が見られる。これらの３つの領域の階調値は、図３のグラデーション画像で「濃いスジ状の濃度ムラ」として視認される階調段差が生じている階調値とほぼ一致している。図４のグラフでは、階調値が大きくなるにつれて明度が下がっているが、明度の下がり具合が他の部分に比べて大きい部分で、グラデーション画像での濃いスジ状濃度ムラ（階調段差）が生じている。
【００５１】
また、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、図４の階調段差が発生している部分を拡大して詳細に確認すると、階調値の小さい方から１番目の階調段差では７６〜７８の階調値の範囲で他の部分よりも明度変化が大きい。同様に、２番目の階調段差は１２７〜１３０の階調値の範囲で生じ、３番目の階調段差は１８２〜１８５の階調値の範囲で生じている。図３のグラデーション画像では、上記３箇所の階調値の範囲それぞれで「濃いスジ状ムラ」として視認される階調段差が生じている。
【００５２】
ここで、本実施形態の画像形成装置におけるＣ色のトナー像形成で用いる多値（４[ｂｉｔ]）ディザ法について説明する。１画素の画素濃度レベル値は０〜１５の１６レベル（４[ｂｉｔ]）設けられ、書込みレーザー光３Ｃ（図１参照）の点灯時間を制御するための濃度制御値としての露光制御ＰＷＭ値を変更することで、１画素の濃度レベル値を変更している。露光制御ＰＷＭ値は、６[ｂｉｔ]の６４段階（０〜６４）で設定することができる。ある画素に対する露光制御ＰＷＭ値が最小値「０」の場合は、その画素に対する画素クロックの１周期においてレーザーダイオードを点灯しないよう制御される。一方、露光制御ＰＷＭ値が最大値「６４」の場合は、画素クロックの１周期においてレーザーダイオードを全点灯させるように制御される。
【００５３】
図６は、従来例に係る画素濃度レベル値と露光制御ＰＷＭ値との関係を示すグラフである。また、表１は従来例に係る画素濃度レベル設定データの数値を示す一覧表である。なお、表１の「Δ」の欄は、各画素濃度レベル値における露光制御ＰＷＭ値の変化量Δ（一つ前の画素濃度レベル値における露光制御ＰＷＭ値からの増分）である。
露光制御ＰＷＭ値の変化と画素濃度レベル値の変化とは必ずしも線形な関係ではない。特に、画素濃度レベル値が０から１まで変化する場合の濃度変化が少ない。そのため、画素濃度レベル値の０から１へのに対する露光制御ＰＷＭ値の変化量Δを８として、以降は画素濃度レベル値が１上がるごとに、露光制御ＰＷＭ値が４ずつ増えるように（変化量Δ＝４）、露光制御ＰＷＭ値を設定している。
【００５４】
【表１】
2014027649.tif 000003
【００５５】
図７（ａ）〜（ｃ）は本実施形態のディザマトリックス（「閾値マトリクス」ともいう。）を用いた多値ディザ法により出力画像の各画素における画素濃度レベル値を設定していく手順の一例を示す説明図である。図７（ａ）〜（ｃ）に示す各画像パターンは画像形成装置における多階調画像形成で用いる角度４５度の万線からなるディザパターンで構成されている。また、図７（ａ）〜（ｃ）は、全体が同じ画像パターンからなる出力対象画像の一部分をマトリクス状に表示したものであり、その画素数は、ディザマトリクスと同じ１９２（＝１６×１２）個である。図中１つのマスが１つの画素を表している。ここで、例えば画像形成装置の出力画像の解像度が６００［ｄｐｉ］であれば、この画素の１辺は約４２［μｍ］である。また、      
【００５６】
図７（ａ）〜（ｃ）中の各画素（マス）の中に記載されている数字は、各画素に設定されている画素濃度レベル値を表している。なお、図７の図はディザマトリクスを表すものではない。
【００５７】
図７の例では、出力対象画像の全体を有色（例えばＣ色）の画素で埋めていく処理が、４つのステップ１〜４に分けられている。
ステップ１が終了した図７（ａ）では、出力対象画像を構成する全画素のうち画素濃度レベル値が１５となっている画素（以下「＃１５画素」という。）以外の画素は、画素濃度レベル値が０のままである。階調値が１の場合は、図７（ａ）の＃１５画素に画素濃度レベル値として１が設定され、階調値が１から上がるに従って、当該画素の画素濃度レベル値を１から上げていく。ステップ１の最後では＃１５画素でラインが形成され、出力対象画像の全画素の４分の１が＃１５画素となっている。
【００５８】
ステップ２では、ステップ１で形成した♯１５画素からなる１本目のラインの隣に有色画素からなる２本目のラインを形成し、その有色画素の画素濃度レベル値を１から徐々に大きい値に置き換えていく。そして、ステップ２の最後には、図７（ｂ）に示すように２本目のラインを構成する有色画素のすべてが♯１５画素に置き換わり、出力対象画像の全画素の２分の１が♯１５画素となっている。
【００５９】
ステップ３では、ステップ２で形成した♯１５画素からなる２本目のラインの隣に有色画素からなる３本目のラインを形成し、その有色画素の画素濃度レベル値を１から徐々に大きい値に置き換えていく。そして、ステップ３の最後には、図７（ｃ）に示すように３本目のラインを構成する有色画素のすべてが♯１５画素に置き換わり、出力対象画像の全画素の４分の３が♯１５画素となっている。
【００６０】
最後のステップ４は図示しないが、出力対象画像の全画素が♯１５画素となった状態で、それが階調値が２５５の状態である。以上のような多値ディザ法によりＣ色の全２５６段階の階調を表現している。
【００６１】
上記図３のグラデーション画像で「濃いスジ状の濃度ムラ」（階調段差）として見えるのは、図４で明度変化が周囲よりも大きくなっている階調値の範囲である。具体的には、
１番目の階調段差の階調値の範囲：７６〜７８、
２番目の階調段差の階調値の範囲：１２７〜１３０、
３番目の階調段差の階調値の範囲：１８２〜１８５、
において、その前後よりも明度の低下量が大きくなっている。
【００６２】
図８（ａ）〜（ｅ）は、図３の１番目の階調段差が発生している階調値（７４〜７８）における各画素濃度レベル値の画素の配置構成を示す説明図である。また、図９（ａ）〜（ｅ）は、図３の３番目の階調段差が発生している階調値（１８１〜１８５）における各画素濃度レベル値の画素の配置構成を示す説明図である。
図８に示すように、１番目の階調段差はステップ１に属し、万線を形成する画素の画素濃度レベル値が１３から１４に置き換わっていく階調値で明度の低下が大きくなっている。
一方、図９に示すように、３番目の階調段差は、ステップ３に属し、ステップ１、２で形成された＃１５画素からなる万線の隣で画素濃度レベル値が１２から１３に置き換わっていく階調値で明度の低下が前後の階調値よりも大きくなっている。
２番目の階調段差が発生している階調値における各画素濃度レベル値の画素の配置は図示を省略しているが、２番目の階調段差は、ステップ２に属する。この２番目の階調段差は、３番目の階調段差が発生している状況と同じで、ステップ１で形成された＃１５画素からなる万線の隣で画素濃度レベル値が１２から１３に置き換わっていく階調値で生じている。
【００６３】
以上述べたように、１番目の階調段差が発生する状況と、２，３番目の階調段差が発生する状況との間で、ディザマトリックスを用いた多値ディザ処理ステップで増加している画素の画素濃度レベル値が異なっている。２,３番目の階調段差も、１番目の階調段差と同様に、画素濃度レベル値が１３の画素が１４の画素に置き換わっていく階調値で生じているのであれば、図６の画素濃度レベル値に対する露光制御ＰＷＭ値の設定を用いる。この露光制御ＰＷＭ値の設定で、画素濃度レベル値が１３から１４に変化するときの露光制御ＰＷＭ値の変化量を他よりも小さくすればよい。より具体的には、画素濃度レベル値の１３→１４の変化に対する露光制御ＰＷＭ値の変化量Δを＋４から＋３あるいは＋２となるような設定にすれば、グラデーション画像で発生している「濃いスジ状の濃度ムラ」として視認される階調段差は解消するはずである。
【００６４】
本発明者らが実験を行ったところ、上記露光制御ＰＷＭ値の設定を採用することで、１番目の階調段差は解消されたが、２，３番目の階調段差は解消することはできなかった。逆に、画素濃度レベル値の１２→１３の変化に対する露光制御ＰＷＭ値の変化量Δを他よりも小さくした場合は、２，３番目の階調段差は解消されたが、１番目の階調段差は解消できなかった。この原因について本発明者らが検討したところ、１番目の階調段差と、２，３番目の階調段差との発生状況の違いは、上記ディザマトリックスを用いた多値ディザ処理のステップ１とステップ２，３との違いと同じであった。すなわち、注目画素の画素濃度レベル値が上がっていくときに、その注目画素の隣に最大濃度レベル値の画素があるか否かによっていることがわかった。周囲の画素の画素濃度レベル値の影響で、元画像データの画素濃度レベル値と出力画像の実際の明度との関係が変化しているのである。このよう状況から、従来の画素濃度レベル値と露光制御ＰＷＭ設定値との関係を示す画素濃度レベル設定データの修正では、グラデーション画像の複数箇所で生じているスジ状の濃度ムラ（階調段差）を全て解消することは困難である。
【００６５】
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、次のような画素濃度レベル設定データ（画素濃度レベル値に対する露光制御ＰＷＭ値の組合せ）の保持及び画素濃度レベル設定データの切り替えが有効であることわかった。すなわち、複数の画素濃度レベル値と露光制御ＰＷＭ値との対応関係を示す画素濃度レベル設定データ（画素濃度レベル値に対する露光制御ＰＷＭ値の組合せ）を複数保持する。そして、特定の階調値を境（閾値）として、画素濃度レベル設定データを切り替えるのが有効であることがわかった。具体的には、後述の図１６に例示するように、画素濃度レベル設定データとして画素濃度レベル設定データＡ及び画素濃度レベル設定データＢの２種類用意しておく。そして、図３〜図９の従来例であれば、０から８０辺りまでの階調値では画素濃度レベル設定データＡを用い、８０以上の階調値では画素濃度レベル設定データＢを用いる。このように画像の階調値が低い部分と階調値が高い部分とで２種類の画素濃度レベル設定データを切り替えて用いることで、１番目の階調段差と２，３番目の階調段差の両方を解消することが可能である。
【００６６】
次に、上記画素濃度レベル設定データを補正用画像パターンとして補正用階調画像の測定結果に基づいて補正する処理について説明する。
図１０は、本実施形態の画像形成装置が保持する補正用画像パターンとしての２つの補正用階調画像Ａ及びＢを示す説明図である。図１０中の左側の補正用階調画像Ａは、第１の補正用階調画像としての高明度側の階調画像であり、図１０中の右側の補正用階調画像Ｂは、第２の補正用階調画像としての低明度側の階調画像である。高明度側の補正用階調画像Ａ及び低明度側の補正用階調画像Ｂはそれぞれ１６段階の明度レベル（０〜１５）のパッチ画像で構成されている。これら高明度側の補正用階調画像Ａ及び低明度側の補正用階調画像Ｂそれぞれのデータは、例えばプリンタコントローラ１２０のメモリ部１２２に記憶されている（図２参照）。
【００６７】
なお、以下の実施形態の説明では、階調段差が２通りの状況（２箇所の階調値）で発生している例について説明している。そのため、画素濃度レベル設定データを２種類設け、画素濃度レベル設定データの補正に用いられる補正階調画像も２種類設けているが、これに限られるものではない。例えば、階調段差がさらに別の状況（例えば３箇所以上の階調値）で発生していれば、その状況の数に応じて、画素濃度レベル設定データ及び補正用階調画像それぞれを複数設けることが望ましい。
【００６８】
図１１は、高明度側の補正用階調画像Ａにおける明度レベルが１５、１４、２及び１それぞれにおけるパッチ画像Ａ−１５、Ａ−１４、Ａ−２及びＡ−１の各画素濃度レベル値の画素の配置構成を例示する説明図である。前述の図７の場合と同様に、図中１つのマスが１つの画素を表わし、マスの中の数字は当該マスで示す画素に設定される画素濃度レベル値を表している。Ａ−０〜Ａ−１５の１６個のパッチ画像のうち最も高明度のＡ−０は全画素の濃度レベル値が０である（光書込み無し）。また、Ａ−１〜Ａ−１５のパッチ画像では、角度４５度のライン（万線）が横方向３画素飛びで並んでいる。光書込み対象の画素は全パッチ画像で共通しており（同じ位置の画素）、１つのパッチ画像内における光書込み対象の画素の画素濃度レベル値は全て同じである。より具体的には、Ａ−１のパッチ画像における光書込み対象の画素の画素濃度レベル値は全て１である。また、Ａ−２のパッチ画像における光書込み対象の画素の画素濃度レベル値は全て２である。以降同様に各パッチ画像における画素濃度レベル値の設定を行い、最後に、Ａ−１５のパッチ画像における光書込み対象の画素の画素濃度レベル値は全て１５である。また、高明度側の補正用階調画像Ａは、本実施形態のディザマトリックスを用いた多値ディザ処理のステップ１に似ている。すなわち、現実の階調表現では、ライン（万線）を構成する画素の画素濃度レベル値を徐々に大きい方へ置き換えているのを、全画素同時に画素濃度レベル値を上げるようにしている。
【００６９】
図１２は、低明度側の補正用階調画像Ｂにおける明度レベルが１４、１３、２及び１それぞれにおけるパッチ画像Ｂ−１４、Ｂ−１３、Ｂ−２及びＢ−１の各画素濃度レベル値の画素の配置構成を例示する説明図である。低明度側の補正用階調画像Ｂは、本実施形態のディザマトリックスを用いた多値ディザ処理のステップ３に似ている。すなわち、現実の階調表現では、ステップ１、２で形成した＃１５画素からなるライン以外の画素の画素濃度レベル値を徐々に大きい方へ置き換えているのを、全画素同時に画素濃度レベル値を上げるようにしている。図１２に示すように、Ｂ−１のパッチ画像で画素濃度レベル値が１の画素が、Ｂ−２のパッチ画像では全て画素濃度レベル値が２の画素に変化させ、Ｂ−１３のパッチ画像では全て画素濃度レベル値が１３の画素に変化させている。また、Ｂ−０のパッチ画像では、Ｂ−１のパッチ画像で画素濃度レベル値が１の画素が、画像濃度レベル値０（光書込み無し）の画素になっている。
【００７０】
図１３は、変形例に係る低明度側の補正用階調画像Ｂにおけるパッチ画像の各画素濃度レベル値の画素の配置構成を例示する説明図である。低明度側の補正用階調画像Ｂとしては、前述の図７で説明したステップ２と同様に画素濃度レベル値を変化させたパッチ画像で構成したものを用いてもよい。この場合の補正用階調画像Ｂのパッチ画像Ｂ−１４、Ｂ−１３、Ｂ−１２の各画素濃度レベル値の画素の配置構成を例示したものが、図１３である。
【００７１】
図１１〜１３は、図７〜９の多値ディザ法における状況に合わせて、実際に使っているディザマトリックスに近い画素配置にしており、Ｃ色に対してより最適な画素濃度レベル設定データを得るための階調画像となっている。しかし、ディザマトリックスを用いた多値ディザ処理は、色によってスクリーン角度（万線の角度）が異なる等の違いがある。そのため、補正用階調画像を各色共通で用いるために、補正用階調画像を構成するパッチ画像を、例えばラインの角度を変えたり画素の並びがラインとならずに数画素分離したりするように設定してもよい。
【００７２】
また、本実施形態のような階調段差の発生状況から、補正用階調画像には次の（１）及び（２）のような要件が必要である。
（１）「周囲に最高濃度レベル値に近い画素が無い場合に画素の濃度レベル値が上がっていく際の、画像全体の濃度変化」が得られること。
（２）「隣に最高濃度レベル値に近い画素が有る場合に画素の濃度レベル値が上がっていく際の、画像全体の濃度変化」が得られること。
【００７３】
また、上記補正用階調画像を、画像形成装置のスキャナで読み込み、各階調画像のパッチ画像の色データを測定してもよい。画像形成装置がスキャナを備えた複写機や複合機でなく、スキャナを備えていないものであれば、別体のスキャナや測色機を用いてもよい。スキャナ等で得られた補正用階調画像のＲＧＢデータを、ＣＩＥ（国際照明委員会）が規定したＣＩＥ１９７６（Ｌ*ａ*ｂ*）表色系のＬ＊ａ＊ｂ＊データに変換し、画素濃度レベル設定データの補正に用いる。
【００７４】
図１４は、高明度側の補正用階調画像Ａの各パッチ画像における明度Ｌ＊の測定結果を示すグラフである。また、表２はその各パッチ画像における明度Ｌ＊の測定データを示す一覧表である。
【００７５】
【表２】
2014027649.tif 000004
【００７６】
図１４に示す高明度側の補正用階調画像Ａは、次のような階調値で階調段差が発生している状況と同じである。すなわち、実際のディザマトリックスを用いた多値ディザ処理による階調画像において、ステップ１で画素濃度レベル値１３の画素が画素濃度レベル値１４の画素に置き換わっていく階調値で階調段差が発生している状況と同じである。つまり、パッチ画像Ａ−１３とＡ−１４との明度差が、他のパッチ画像間の差に比べて大きい。
【００７７】
図１５は、低濃度側の補正用階調画像Ｂの各パッチ画像における明度Ｌ＊の測定結果を示すグラフである。また、表３はその各パッチ画像における明度Ｌ＊の測定データの値を示す一覧表である。
【００７８】
【表３】
2014027649.tif 000005
【００７９】
図１５に示す低明度側の補正用階調画像Ｂは、次のような階調値で階調段差が発生している状況と同じである。すなわち、実際のディザマトリックスを用いた多値ディザ処理による階調画像において、ステップ２、３で画素濃度レベル値１２の画素が画素濃度レベル値１３の画素に置き換わっていく階調で階調段差が発生している状況と同じである。つまり、パッチ画像Ａ−１２とＡ−１３との明度差が、他のパッチ画像間の差に比べて大きくなっている。
【００８０】
図１６は、本実施形態の画像形成装置における階調段差補正に用いる２種類の画素濃度レベル設定データにおける画素濃度レベル値と露光制御ＰＷＭ値との関係を示すグラフである。また、表４は、画素濃度レベル設定データＡ及びＢの露光制御ＰＷＭ値及びその露光制御ＰＷＭ値の変化分Δを示す一覧表である。
【００８１】
【表４】
2014027649.tif 000006
【００８２】
図１６及び表４に示すように、画素濃度レベル設定データＡでは、高明度側の補正用階調画像Ａの測定結果に基づいて、画素濃度レベル値の１３→１４の変化に対する露光制御ＰＭＷ値の変化量を小さくしている。具体的には、画素濃度レベル値１４に対する露光制御ＰＷＭ値を４から２に変更している。また、最大の画素濃度レベル値１５に対する露光制御ＰＷＭ値は６４に固定しているので、画素濃度レベル値の１３から１４への変化に対する露光制御ＰＭＷ値の変化量を減らした分を、次のように露光制御ＰＭＷ値の変化量（増分）に配分する。つまり、上記露光制御ＰＭＷ値の変化量を減らした分を、画素濃度レベル値の１から２への変化及び画素濃度レベル値の２から３への変化それぞれに対する露光制御ＰＭＷ値の変化量（増分）に１づつ配分している。このように補正を行ったのは、本実施形態の画像形成装置では、画素濃度レベル値の小さい方がやや濃度が出難いという傾向があったためである。
【００８３】
一方、画素濃度レベル設定データＢでは、低明度側の補正用階調画像Ｂの測定結果に基づいて、画素濃度レベル値の１２→１３の変化に対する露光制御ＰＭＷ値の変化量を小さくしている。具体的には、画素濃度レベル値１３に対する露光制御ＰＷＭ値を４から２に変更している。また、画素濃度レベル値の１２から１３への変化に対する露光制御ＰＭＷ値の変化量を減らした分を、画素濃度レベル値の１から２への変化及び画素濃度レベル値の２から３への変化それぞれに対する露光制御ＰＭＷ値の変化量（増分）に１づつ配分している。
【００８４】
このような画素濃度レベル設定データＡ，Ｂにおける露光制御ＰＷＭ値の設定及び変更は、操作者が判断して設定してもよいし、上記の様なアルゴリズムで画像形成装置に自動で設定させることも可能である。
【００８５】
以上のように画素濃度レベル設定データＡ、Ｂを決定し、実際の画像形成動作の際に、ディザマトリックスを用いた多値ディザ処理において、ステップ１の範囲の階調値では画素濃度レベル設定データＡを用いる。また、ステップ２以上の階調値では画素濃度レベル設定データＢを用いる。具体的には、例えば、ディザマトリクスで画素に設定されている閾値により、画素濃度レベル設定データＡ、Ｂを切り替えることになる。即ち、ディザマトリクス上で所定の位置の画素は常に同じ画素濃度設定を用いる。例えば、階調値が閾値ｎ以下の画像部分では画素濃度レベル設定データＡを用い、階調値が閾値ｎより大きい画像部分では画素濃度レベル設定データＢを用いるようにする。この場合、ディザマトリクスで閾値ｎ以下の値が設定されている画素では、画素濃度レベル設定データＡを用いて露光制御ＰＭＷ値を設定する。また、ディザマトリクスで閾値ｎより大きい値が設定されている画素では、画素濃度レベル設定データＢを用いて露光制御ＰＷＭ値を設定する。このように各画素に設定した露光制御ＰＷＭ値に基づいて各画素に対する光書き込みを行う。
以上により、全階調中の複数の階調値で発生するおそれがあった階調段差を全て解消することができる。
【００８６】
図１７は、階調段差補正モードにおける処理の一例を示すフローチャートである。
階調段差補正は、画像形成装置の操作者が各工程を実施することができる。また、操作者が、画像形成装置のユーザーインターフェース画面等の入力手段で、階調段差補正モードの実施を選択した後は、画像形成装置が自動で行うように構成することも可能である。
【００８７】
図１７において、階調段差補正モードが実施されると、まず、画素濃度レベル設定データＡ，Ｂの補正に用いられる補正用階調画像Ａ，Ｂを形成して出力する（ステップＳ１）。そして、形成された補正用階調画像Ａ，Ｂの各パッチ画像の画像特性を測定する（ステップＳ２）。これらのスッテプＳ１、Ｓ２を操作者が行う場合には所定種類の転写紙上に画像を形成させ、画像特性測定器やスキャナなどを用いて転写紙上の補正用階調画像Ａ，Ｂの各パッチ画像の画像特性を測定する。画像形成装置がスキャナを備えた複写機や複合機であれば、それらの機器自体が備えているスキャナで転写紙上の補正用階調画像Ａ，Ｂを測定できる。また、例えば図１に示す画像形成装置のように、転写紙に転写する前に中間転写ベルト６上に画像を形成する画像形成装置の場合には、中間転写ベルト６に対向して画像特性を測定する測定手段を設けてもよい。これにより、中間転写ベルト６上に形成された補正用階調画像Ａ，Ｂを測定すればよく、操作者の手間を低減することができる。
【００８８】
次に、上記補正用階調画像Ａ，Ｂの画像特性の測定データに基づいて、画素濃度レベル設定データＡ，Ｂを変更する必要があるか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、補正用階調画像Ａ，Ｂの各パッチ画像の測定データで、画素濃度レベル値が隣り合うパッチ画像間の画像特性の差が所定値以上であれば（許容範囲を超えていれば）、画素濃度レベル設定データを変更する（ステップＳ３でＮｏ、ステップＳ４）。本実施形態において、図６で示した露光制御ＰＷＭ値の設定で階調段差が生じており、図１６のように変更することで階調段差を解消している。この場合は、図１４、１５のように、明度差が１以上であったパッチ画像で用いている画素濃度レベル間の露光制御ＰＷＭ値の差を減らして、その分は他画素濃度レベルの露光制御ＰＷＭ値へ配分するというアルゴリズムで、画素濃度レベル設定データを変更する。
【００８９】
一方、上記ステップＳ３で隣り合うパッチの画像特性の差が所定値よりも小さい場合（許容範囲内の場合）は、処理を終了する（ステップＳ３でＹｅｓ）。本実施形態では、図１０の補正用階調画像Ａ、Ｂの各パッチ画像の測定データから明度を算出する。この明度の算出結果は図１４、１５のようになっており、互いの明度差が１を越えているパッチ画像で用いられている画素の画素濃度レベル値に対する露光制御ＰＷＭ値を変更している。なお、判断に用いる画像特性は、明度だけでなく、測定結果から算出した色差ΔＥなどでもよい。
【００９０】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
多階調の入力画像の画像データに基づいて、複数の画素濃度レベル値を切り替え可能な画素を用いて階調を表現する多値ディザ法により画像を形成するプリンタコントローラ１２０やプリンタ部１３０などの多階調画像形成手段を備えた画像形成装置１００であって、画素に設定可能な複数の画素濃度レベル値と画素の濃度の制御に用いられる露光制御ＰＷＭ値などの濃度制御設定値との対応関係を示す画素濃度レベル設定データを２種類以上記憶したメモリ部１２２などの画素濃度レベル設定データ記憶手段を備え、前記多階調画像形成手段は、入力画像の画像データに基づいて、入力画像における所定の階調値を境として２種類以上の画素濃度レベル設定データを切り替えて画像を形成する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、入力画像の階調特性の全範囲を所定の階調値を境にして分けられる複数の階調範囲ごとに、２種類以上の画素濃度レベル設定データを切り替えて各階調範囲における階調段差を低減できるように好適な画素濃度レベル設定データを選択することができる。このように複数の階調範囲ごとに選択した好適な画素濃度レベル設定データを用いて、多値ディザ法により各階調範囲の画像部分を形成することができる。したがって、多値ディザ法を用いて画像を形成される画像における複数の階調値での階調段差を確実に抑制することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、多値ディザ法は、階調値に増加に伴って万線を構成する画素の濃度レベル値を段階的に大きくするとともに万線の太さを段階的に太くしていく万線型のディザ法であり、多階調画像形成手段は、万線の太さを切り替える階調値を境として２種類以上の画素濃度レベル設定データを切り替える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、万線の太さを切り替えるべき階調値を境として切り替えている。これにより、万線の太さが一定のときの階調値を境として画素濃度レベル設定データを切り替える場合に比べ、濃淡の変化がより滑らかで視覚的に違和感のない画像を形成することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、２種類以上の画素濃度レベル設定データのそれぞれに対応した２種類以上の補正用階調画像のデータを保持するメモリ部１２２などの補正用階調画像データ記憶手段と、２種類以上の補正用階調画像のいずれかを選択して形成するプリンタコントローラ１２０やプリンタ部１３０などの補正用階調画像形成手段と、を更に備えた。
これによれば、上記実施形態について説明したように、２種類以上の画素濃度レベル設定データのそれぞれに対応した２種類以上の補正用階調画像のデータを保持しておき、この２種類以上の補正用階調画像のいずれかを選択して階調画像を形成する。これにより、階調補正のための演算処理時間を短縮でき、効率的に最適な濃度制御設定値を用いて階調画像を形成することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ｃにおいて、補正用階調画像形成手段で形成した補正用階調画像の画像特性を測定するスキャナコントローラ１４０などの測定手段と、測定手段で測定した補正用階調画像の画像特性の測定データに基づいて、補正用階調画像に対応する画素濃度レベル設定データにおける各画素濃度レベル値に対する濃度制御設定値を決定する階調補正演算部１２４などの濃度制御設定値決定手段と、を更に備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、実際に形成した補正用階調画像を測定した測定結果に基づいて、濃度制御設定値を決定するので、階調段差の解消に最適な濃度制御設定値を決定することができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ｄにおいて、濃度制御設定値決定手段は、測定手段で測定した補正用階調画像の画像特性の測定データに基づいて、所定の階調値間の測定データの差が一定量を越えた場合に、濃度制御設定値を変更する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画素濃度レベル設定データの変更を階調段差が目立つようになる前等の必要に応じて実施することで、階調補正に要する時間を短縮することができる。
（態様Ｆ）
上記態様Ｃ乃至Ｅのいずれかにおいて、画素濃度レベル設定データ記憶手段は、２種類の画素濃度レベル設定データＡなどの第１の画素濃度レベル設定データ及び画素濃度レベル設定データＢなどの第２の画素濃度レベル設定データを記憶し、補正用階調画像データ記憶手段は、複数の画素濃度レベル値をそれぞれ設定可能な複数の画素で構成されたパッチ画像を複数配置し、各パッチ画像に共通に用いられる一部の画素は最小濃度レベル値又は最小濃度レベル値に近い濃度レベル値とし、各パッチ画像の他の画素はパッチ画像毎に異なる画素濃度レベル値とした第１の補正用階調画像のデータと、複数の画素濃度レベル値をそれぞれ設定可能な複数の画素で構成されたパッチ画像を複数配置し、各パッチ画像に共通に用いられる一部の画素は最大濃度レベル値又は最大濃度レベル値に近い濃度レベル値とし、各パッチ画像の他の画素はパッチ画像毎に異なる画素濃度レベル値とした第２の補正用階調画像のデータと、を記憶し、補正用階調画像形成手段は、第１の補正用階調画像と第２の補正用階調画像とを形成し、測定手段は、補正用階調画像形成手段で形成した第１の補正用階調画像の画像特性と第２の補正用階調画像の画像特性とを測定し、濃度制御設定値決定手段は、測定手段で測定した第１の補正用階調画像の画像特性の測定データに基づいて、第１の画素濃度レベル設定データにおける各画素濃度レベル値に対する濃度制御設定値を決定し、測定手段で測定した第２の補正用階調画像の画像特性の測定データに基づいて、第２の画素濃度レベル設定データにおける各画素濃度レベル値に対する濃度制御設定値を決定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、全階調中の高明度側範囲の階調値においては、その高明度側範囲の階調値に合わせた第１の補正用階調画像を出力する。そして、その測定結果に応じて、高明度側範囲の階調値で用いる第１の画素濃度レベル設定データを決定することができる。また、低明度側範囲の階調値においては、その低明度側範囲の階調値に合わせた第２の補正用階調画像を出力し、その測定結果に応じて、低明度側範囲の階調値で用いる第２の画素濃度レベル設定データを決定することができる。このように全階調中の高明度側範囲及び低明度側範囲それぞれの階調値に好適な画素濃度レベル設定データを決定することができる。更に、高明度側範囲の階調値を有する画像部分については、その範囲の階調値に好適な第１の画素濃度レベル設定データを用いてディザマトリックスを設定し、階調段差のない画像を形成することができる。また、低明度側範囲の階調値を有する画像部分については、その範囲の階調値に好適な第２の画素濃度レベル設定データを用いてディザマトリックスを設定し、階調段差のない画像を形成することができる。このように高明度側から低明度側にわたる全階調範囲において階調段差のない画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）  感光体
２Ｃ  帯電ローラ
３Ｃ  書込みレーザー光
４Ｃ  現像装置
５（５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ）  １次転写ローラ
６  中間転写ベルト
７  駆動ローラ
９  ベルトテンションローラ
１０  ２次転写ローラ
１１  ２次転写対向ローラ
１２  レジストローラ対
１３  定着装置
１５  転写紙搬送経路
１６Ｃ  ドラムクリーニング装置
１８  ベルトクリーニング装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９２】
【特許文献１】特開平９−２４７４５３号公報
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2014027649.tif 000014
【図１７】
2014027649.tif 000015
【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014027649.tif 000019
【図１０】
2014027649.tif 000020
【図１１】
2014027649.tif 000021
【図１２】
2014027649.tif 000022
【図１３】
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