(57)【要約】【課題】最小ドットサイズを規定した画像形成装置において、細線の再現性を向上させるために黒のベタ濃度を上昇させた場合、最小ドットのサイズが想定サイズよりも大きくなるため最小ドットの視認性が上がり、それが粒状性の悪化としてユーザに感じられる。【解決手段】  像坦持体に形成した像を記録材に転写、定着して画像形成を行う画像形成装置であって、像担持体に形成された所定のパターンの濃度を検出し、その検出された前記濃度から、形成される画像のハイライト領域における網点面積率を取得する。そして、その取得した網点面積率に基づいて前記ハイライト領域の中間調を表現する最小ドットのサイズを決定し、形成された画像における黒の濃度を高める設定がされているか否かを判定する。黒の濃度を高める設定がされていると判定されると、その決定された最小ドットのサイズを更に小さくしたスクリーンを使用して前記像担持体の露光制御を行う。【選択図】  図１５
2018187898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像坦持体に形成した像を記録材に転写、定着して画像形成を行う画像形成装置であって、
前記像担持体に形成された所定のパターンの濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記濃度から、形成される画像のハイライト領域における網点面積率を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得した前記網点面積率に基づいて前記ハイライト領域の中間調を表現する最小ドットのサイズを決定する決定手段と、
形成された画像における黒の濃度を高める設定がされているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記設定がされていると判定されると、前記決定手段により決定された前記最小ドットのサイズを更に小さくしたスクリーンを使用して前記像担持体の露光制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記最小ドットのサイズは、前記ハイライト領域の中間調を表現する網点パターンの最小ドットのサイズであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記決定手段は、
前記網点面積率から網点再現性を以下の式（Ａ）に従って算出する算出手段を有し、
網点再現性＝（網点面積率）／（入力面積率）×１００（％）…  式（Ａ）
前記網点再現性がほぼ３０％以上のドットサイズを前記最小ドットのサイズとして決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記取得手段は、前記網点面積率を以下の式（Ｂ）、
網点面積率＝（（１−１０−ＤＴ）／（１−１０−ＤＳ））×１００（％）…  式（Ｂ）（ＤＴ：網点部の濃度、ＤＳ：ベタ濃度）
に基づいて取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記判定手段が前記モードが設定されていると判定すると、前記最小ドットに対応する画素の数を、前記モードによる反射率の低下に相当する数、減らすことにより、前記最小ドットのサイズを更に小さくするを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記ハイライト領域以外ではＡＭスクリーン（Amplitude Modulated Screening）を使用し、前記ハイライト領域に対しては、前記ＡＭスクリーンのドットサイズを固定し、ドットの個数を減らすことにより階調を表現するよう制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ハイライト領域は、各色の画像データの濃度が２０％以下の領域であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像坦持体に形成した像を記録材に転写、定着して画像形成を行う画像形成装置を制御する制御方法であって、
前記像担持体に形成された所定のパターンの濃度を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記濃度から、形成される画像のハイライト領域における網点面積率を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得した前記網点面積率に基づいて前記ハイライト領域の中間調を表現する最小ドットのサイズを決定する決定工程と、
形成された画像における黒の濃度を高める設定がされているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記設定がされていると判定されると、前記決定工程で決定された前記最小ドットのサイズを更に小さくしたスクリーンを使用して前記像担持体の露光制御を行う制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項９】
プロセッサを、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置とその制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成は、感光体の表面を一様に帯電し、これを画像信号に応じて変調されたレーザビーム等で露光して静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像し、そのトナー像を記録材に転写するという電子写真プロセスを採用している。つまり、一様に帯電された感光体を画像信号に応じたレーザ光で露光すると、その露光された感光体表面の電位が減衰し、その部分に静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された感光体と現像剤の担持体との間に現像バイアスをかけると、露光後の電位と、現像バイアス電位との電位差によって静電潜像にトナーが現像される。こうして形成されたトナー像を、シートなどの記録材に転写することで、その記録材に画像が形成される。
【０００３】
網点等のドットを用いて中間調を表現する印刷装置や電子写真方式の画像形成装置において、中間調のドットを、より忠実に再現するための取り組みが従来より行われている。このような技術の一例として、例えば特許文献１では、中間調のドット再現を少なくとも２つの変調方式で実現する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３０５００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような周波数変調を用いて階調表現をした場合でも、電子写真方式の画像形成装置では、その画像形成装置の使用状況によっては、ドットの消失や欠け等が発生し、形成された画像が粒状感の悪い画像となってしまう場合があった。
【０００６】
また最近の電子写真方式の画像形成装置では、装置の小型化、高速化が急速に進んでいるため、現像スリーブを小径にし、かつ高速回転が設定されるようになってきている。この影響として、磁気ブラシの形状が不安定化しやすく、細線の再現性や小ポイント文字の再現性が悪化してしまうことがある。特に黒の極細線や小ポイント文字の再現性は、形成された画像の品質の重要な因子であり、元のデータに対して画像が消失することは大きな問題となる。そのため、現像条件を調整する等の手法により黒のベタ濃度を上昇させ、細線の再現性を上げる画像形成装置がある。
【０００７】
しかしながら、最小ドットサイズを規定した画像形成装置において、細線の再現性を向上させるために黒のベタ濃度を上昇させた場合、最小ドットのサイズが想定サイズよりも大きくなってしまう。このため最小ドットの視認性が上がり、それが粒状性の悪化としてユーザに感じられるという問題が発生することがあった。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決することにある。
【０００９】
本発明の目的は、画像形成装置に黒の濃度を上昇させる設定がされている場合でも、ハイライト領域における画像の品質の低下を防止できる技術を提供することにある。
【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本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
像坦持体に形成した像を記録材に転写、定着して画像形成を行う画像形成装置であって、
前記像担持体に形成された所定のパターンの濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記濃度から、形成される画像のハイライト領域における網点面積率を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得した前記網点面積率に基づいて前記ハイライト領域の中間調を表現する最小ドットのサイズを決定する決定手段と、
形成された画像における黒の濃度を高める設定がされているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記設定がされていると判定されると、前記決定手段により決定された前記最小ドットのサイズを更に小さくしたスクリーンを使用して前記像担持体の露光制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像形成装置に黒の濃度を上昇させる設定がされている場合でも、最小ドットが視認されやすくなることを解消することで粒状感の悪化を防止することができる。
【００１２】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。尚、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構成を説明するブロック図。
【図２】実施形態に係る画像形成装置が有するソフトウェアモジュールによる機能を説明する機能ブロック図。
【図３】実施形態に係るプリンタ画像処理部の機能構成を説明するブロック図。
【図４】実施形態に係るプリンタエンジンの内部構成を説明するブロック図。
【図５】実施形態に係るプリンタエンジンの像形成部の詳細を説明する図。
【図６】一般的なＡＭスクリーンの階調再現に用いられる中間調ドットを説明する図。
【図７】感光体ドラム上に参照用のパッチ画像を作像する状態を説明する図。
【図８】濃度センサの出力信号を処理する回路構成の一例を示すブロック図。
【図９】感光体ドラム上に形成されたパッチ画像の濃度を各色の面積階調により段階的に変えた時の、濃度センサの出力値とパッチ画像の濃度との関係を示す図。
【図１０】実施形態に係る画像形成装置のレーザ露光装置の一例を示す図。
【図１１】実施形態に係る画像形成装置における階調再現に用いられる中間調ドットを規定したスクリーンの異なる濃度の網点パターンの一例を示す図。
【図１２】ドットサイズと粒状度及び網点再現性との関係を示す図。
【図１３】使用されるスクリーンの最小ドットの模式図。
【図１４】実施形態で用いたスクリーンの入力濃度と網点面積率の関係の一例を示す図。
【図１５】実施形態に係る画像形成装置において、黒濃度アップモードが選択されているときの最小ドットのサイズの変更手順を説明するフローチャート。
【図１６】実施形態における最小ドットサイズの違いによる画像評価結果の一例を示す図。
【図１７】人間の視覚の空間周波数に対する感度特性である視覚の観察距離３００ｍｍにおける空間周波数特性ＶＴＦを概念的に示した説明図。
【図１８】最小ドットに対する視認感度の調査結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また以下の説明では、画像形成装置を複数の感光体ドラム（像坦持体）を有する電子写真方式のカラー複写機として説明するが、本発明はこれに限らない。本発明は例えば、各種方式の複写機、或いはプリンタ、モノカラー方式、電子写真以外の画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。
【００１５】
図１は、実施形態に係る画像形成装置１００の構成を説明するブロック図である。
【００１６】
この画像形成装置１００は、画像入力デバイスであるスキャナ１０１、画像出力デバイスであるプリンタエンジン１０２を有している。スキャナ１０１は、スキャナ画像処理部１１８を介してデバイスＩ／Ｆ１１７に接続され、プリンタエンジン１０２はプリンタ画像処理部１１９を介して、デバイスＩ／Ｆ１１７に接続されている。スキャナ画像処理部１１８及びプリンタ画像処理部１１９はそれぞれ、画像データの読み取りやプリント出力のための画像処理を行う。また画像形成装置１００は、ＬＡＮ１０や公衆回線１０４と接続し、画像情報やデバイス情報を、ＬＡＮ１０や公衆回線１０４経由で入出力する。
【００１７】
ＣＰＵ１０５は、この画像形成装置１００の動作を制御するための中央処理装置である。ＲＡＭ１０６は、ＣＰＵ１０５が動作するためのシステムワークメモリを提供し、更に、入力された画像データを一時記憶するための画像メモリとしても機能している。ＲＯＭ１０７はブートＲＯＭであり、ブートプログラムを格納している。ＨＤＤ１０８はハードディスクドライブであり、各種処理のためのシステムソフトウェア及び入力された画像データ等を格納する。ＣＰＵ１０５は、ＲＯＭ１０７のブートプログラムを実行してＨＤＤ１０８に格納されているプログラムやＯＳをＲＡＭ１０６に展開し、その展開したプログラムを実行することにより画像形成装置１００の動作を制御する。
【００１８】
操作部Ｉ／Ｆ１０９は、画像データ等を表示可能な表示画面を有する操作部１１０のインタフェースであり、操作部１１０に対して画面データ等を出力する。また操作部Ｉ／Ｆ１０９は、操作部１１０を介してユーザが入力した情報をＣＰＵ１０５に伝える役割を担う。ネットワークＩ／Ｆ１１１は、例えば、ＬＡＮカード等で実現され、ＬＡＮ１０に接続して外部装置（不図示）との間で情報の入出力を行う。またモデム１１２は公衆回線１０４に接続し、外部装置（不図示）との間で情報の入出力を行う。以上のユニットがシステムバス１１３上に配置されている。
【００１９】
イメージバスＩ／Ｆ１１４は、システムバス１１３と、画像データを高速で転送する画像バス１１５とを接続するためのインタフェースであり、データ構造を変換するバスブリッジとして機能している。画像バス１１５には、ラスタイメージプロセッサ（ＲＩＰ）部１１６、デバイスＩ／Ｆ１１７、スキャナ画像処理部１１８、編集用画像処理部１２０、画像圧縮部１０３、画像伸張部１２１、カラーマネージメントモジュール（ＣＭＭ）１３０が接続される。ＲＩＰ部１１６は、ページ記述言語（ＰＤＬ）コードをイメージデータに展開する。デバイスＩ／Ｆ１１７は、スキャナ画像処理部１１８とプリンタ画像処理部１１９を介してスキャナ１０１やプリンタエンジン１０２とを接続し、画像データの同期系／非同期系の変換を行う。またスキャナ画像処理部１１８は、スキャナ１０１から入力した画像データに対して、補正、編集等の各種処理を行う。編集用画像処理部１２０は、画像データの回転や色処理、２値変換、多値変換等の各種画像処理を行う。画像圧縮部１０３は、ＲＩＰ部１１６やスキャナ画像処理部１１８、編集用画像処理部１２０で処理された画像データをＨＤＤ１０８に一度格納する際に所定の圧縮方式で符号化する。画像伸張部１２１は、ＨＤＤ１０８に圧縮して記憶されている画像データを、編集用画像処理部１２０での処理や、プリンタ画像処理部１１９で処理しプリンタエンジン１０２で出力する場合に、圧縮され符号化されているデータを復号化し伸張する。プリンタ画像処理部１１９は、プリント出力する画像データに対して、プリンタエンジン１０２に応じた画像処理や補正等を行う。ＣＭＭ１３０は、画像データに対して、プロファイルやキャリブレーションデータに基づいた、色変換処理（色空間変換処理ともいう）を施す専用ハードウェアモジュールである。ここでプロファイルとは、機器に依存した色空間で表現したカラー画像データを、機器に依存しない色空間（例えばＬａｂ色空間など）に変換するための関数のような情報である。キャリブレーションデータは、スキャナ１０１やプリンタエンジン１０２の色再現特性を修正するためのデータである。
【００２０】
図２は、実施形態に係る画像形成装置１００が有するソフトウェアモジュールによる機能を説明する機能ブロック図である。これら機能は、ＣＰＵ１０５がＨＤＤ１０８に格納されているプログラムをＲＡＭ１０６に展開し、その展開したプログラムを実行することにより実現される。
【００２１】
ジョブコントロール処理２０１は、図示／不図示の各ソフトウェアモジュールを統括・制御し、コピー、プリント、スキャン、ＦＡＸ送受信など、画像形成装置１００内で発生する、あらゆるジョブの制御を行う。ネットワーク処理２０２は、主にネットワークＩ／Ｆ１１１を介して行われる外部との通信を制御するモジュールであり、ＬＡＮ１０上の各機器との通信制御を行う。ＵＩ処理２０３は、主に操作部１１０及び操作部Ｉ／Ｆ１０９に係る制御を行う。ＦＡＸ処理２０４は、ＦＡＸ機能の制御を行う。ＦＡＸ処理２０４は、モデム１１２を介してＦＡＸの受信／送信を行う。プリント処理２０７は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、編集用画像処理部１２０、プリンタ画像処理部１１９、及びプリンタエンジン１０２を制御し、指示された画像の印刷を行う。プリント処理２０７は、ジョブコントロール処理２０１から、画像データ、画像情報（画像データのサイズ、カラーモード、解像度など）、レイアウト情報（オフセット、拡大縮小、面つけなど）、及び出力用紙情報（サイズ、印刷方向など）の情報を受け付ける。そしてプリント処理２０７は、画像圧縮部１０３、画像伸張部１２１、編集用画像処理部１２０、及びプリンタ画像処理部１１９を制御して、画像データに対して適切な画像処理を施す。そしてプリント処理２０７は、画像データに対し、プリンタエンジン１０２を制御して用紙への印刷を行わせる。
【００２２】
スキャン処理２１０は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、スキャナ１０１、及びスキャナ画像処理部１１８を制御して、スキャナ１０１にある原稿の読み込みを行わせる。スキャン処理２１０は、スキャナ１０１の原稿台にある原稿のスキャンを実行し、その原稿の画像データを入力する。入力した画像データのカラー情報は、ジョブコントロール処理２０１へ通知される。更に、スキャン処理２１０は、入力した画像データに対し、スキャナ画像処理部１１８を制御して画像データの圧縮等、適切な画像処理を施した後、ジョブコントロール処理２０１へ画像処理済みの画像データを通知する。色変換処理２０９は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、指示された画像データの色変換処理を行い、色変換処理後の画像データをジョブコントロール処理２０１へ通知する。ＲＩＰ処理２１１は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、ＰＤＬ解釈（インタプリット）を行い、ＲＩＰ部１１６を制御してレンダリングすることで、ビットマップイメージへ展開する。
【００２３】
以上説明した画像形成装置１００が、ＬＡＮ１０を介して受信した印刷ジョブに基づいて印刷する動作について説明する。
【００２４】
外部装置からＬＡＮ１０を介して送信されてきたＰＤＬデータは、ネットワークＩ／Ｆ１１１が受信し、イメージバスＩ／Ｆ１１４を介してＲＩＰ部１１６へ入力される。ＲＩＰ部１１６は、その受信したＰＤＬデータを解析し、ＲＩＰ部１１６が処理できるコードデータへ変換する。そしてＲＩＰ部１１６は、その変換したコードデータに基づいてレンダリングを実行する。ＲＩＰ部１１６でレンダリングされた各ページのビットマップデータは、後段の画像圧縮部１０３で圧縮されてＨＤＤ１０８に順次格納される。こうしてＨＤＤ１０８に格納された圧縮データは、ジョブコントロール処理２０１からの指示によるプリント動作時に読み出され、画像伸張部１２１によりデータの伸張処理が行われる。こうして画像伸張部１２１で伸張された画像データは、デバイスＩ／Ｆ１１７を介してプリンタ画像処理部１１９へ入力される。
【００２５】
図３は、実施形態に係るプリンタ画像処理部１１９の機能構成を説明するブロック図である。
【００２６】
色変換部３０１は、画像データを輝度値（ＲＧＢ、ＹＵＶなど）から濃度値（ＣＭＹＫなど）に変換する。即ち、色変換部３０１は、入力した画像データを、プリンタエンジン１０２で印刷できる色成分に対応した色空間のデータに変換する。こうして変換された多値画像データの濃度信号は、γ補正回路３０９（以下、γＬＵＴ）により、プリンタエンジン１０２が濃度を再現するための信号値に変換される。γＬＵＴは、ガンマ変換用のルックアップテーブルで、後述する階調制御で作成される。
【００２７】
階調制御部３１０は、後述する階調制御に関わる処理を行う。階調制御部３１０は、階調制御に用いる画像パターンを決定し、その画像データをγＬＵＴを通して中間調処理部３０４へ入力する。この場合、γＬＵＴを入出力レベルが等しいリニアなテーブルとし、プリンタエンジン１０２のγ特性を検出できる入力データとする。この画像パターンの検出結果（D-sig）を、デバイスＩ／Ｆ１１７を介して、後述する画像濃度センサ（図８の８０１）から受信し、その結果に応じて後述する方法でγＬＵＴを作成し、γＬＵＴ３０９に設定する。γＬＵＴ３０９で補正された画像データは、中間調処理部３０４で中間調処理が施され、１画素の各色成分が２値（１ビット）で表現される画像データへ変換される。ここでの中間調処理には、一般にディザ法や誤差拡散法などが使用されるが、本実施形態ではいずれの方法でも構わない。尚、中間調処理については、上記方法に限定するものではなく、他の方法を用いても構わない。
【００２８】
こうして中間調処理部３０４で生成された２値の画像データは、ドラム間遅延メモリ制御部３０５を介し、画像データの各画素の色成分ごとに分離されてページバッファ３０６に一時的に格納される。プリンタエンジン１０２より送信される各色成分に対応するビデオデータ要求信号が入力されたタイミングで、このページバッファ３０６から、各対応する色成分の画像データが読み出されてプリンタエンジン１０２に送られる。尚、ビデオデータ要求信号は、各色成分に対し、ＶＲＥＱ＿Ｙ、ＶＲＥＱ＿Ｍ、ＶＲＥＱ＿Ｃ、ＶＲＥＱ＿Ｋとする。これはプリンタエンジン１０２内の各色成分に対応する感光体ドラム５０１が配置された上流から下流までの距離に応じて、各色に対応する感光体ドラムそれぞれの露光制御のタイミングが異なるため、各色成分のデータの読み出すタイミングも異なる。
【００２９】
次に、本実施形態で使用される二成分現像剤について説明する。
【００３０】
二成分現像剤は、非磁性トナーと低磁化高抵抗キャリアとを主成分として構成されている。非磁性トナーは、スチレン系樹脂やポリエステル樹脂等の結着樹脂、カーボンブラックや染料、顔料等の着色剤、ワックス等の離型剤、荷電制御剤等を適当量用いることにより構成される。このような非磁性トナーは、粉砕法や重合法なとどの方法により製造することができる。尚、非磁性トナー（負帯電性）は、摩擦帯電量が−１×１０−２〜５．０×１０−２Ｃ／Ｋｇ程度のものであることが好ましい。非磁性トナーの摩擦帯電量が、この範囲を外れると、磁性キャリアに発生するカウンタチャージ量が大きくなり、白抜けレベルが悪化して画像不良を生じることがある。非磁性トナーの摩擦帯電量は、用いられる材料の種類等により調整しても良いし、外添剤の添加によって調整しても良い。非磁性トナーの摩擦帯電量は、一般的なブローオフ法を用い、現像剤量を約０．５〜１．５ｇとして現像剤からトナーをエアー吸引することで吸引し、測定容器に誘起される電荷量を測定することにより測定することができる。
【００３１】
また、磁性キャリアとしては、公知のものを使用することができる。例えば、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化、及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリアも用いられる。またフェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったものも用いられる。またフェライト等のマグネタイト単体表面樹脂でコーティングし抵抗調整を行ったものなども用いられる。これら磁性キャリアの製造方法は特に制限されない。
【００３２】
尚、磁性キャリアは、０．１Ｔの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化を有することが好ましい。磁性キャリアの磁化量を小さくすると、磁気ブラシによるスキャベジングを抑制する効果があるが、磁界発生手段による非磁性円筒体への付着が困難となり、感光体ドラムへの磁性キャリア付着等の画像不良や、はき寄せ等の画像不良を生じることがある。また磁性キャリアの磁化が上記範囲よりも大きいと、上述したように磁気ブラシの圧力により画像不良を生じることがある。
【００３３】
更に、磁性キャリアの体積抵抗率は、リークや現像性を考慮して１０７〜１０１４Ωｃｍのものを用いるのが好ましい。キャリアの磁化は、理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置であるＢＨＶ−３０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は、０．１Ｔの外部磁場を作り、そのときの磁化の強さを求める。キャリアは円筒状のプラスチック容器に十分密になるようにパッキングした状態にする。この状態で磁化モーメントを測定し、試料を入れた時の実際の重量を測定し、磁化の強さを求める（ＡＭ２／Ｋｇ）。次いで、キャリア粒子の真比重を乾式自動密度形アキュピック（島津製作所（株）社製）により求め、磁化の強さ（ＡＭ２／Ｋｇ）に真比重を掛けることで、本実施形態に用いられる単位体積当たりの磁化の強さ（Ａ／ｍ）を求めることができる。
【００３４】
次にプリンタ画像処理部１１９より出力された色成分データがプリンタエンジン１０２に入力されたときの動作について説明する。
【００３５】
図４は、実施形態に係るプリンタエンジン１０２の内部構成を説明するブロック図である。
【００３６】
プリンタＩ／Ｆ部４０１は、プリンタ画像処理部１１９から順次送信されてくる色成分データを受信する。またプリンタＩ／Ｆ部４０１は、プリンタエンジン１０２において印刷動作の準備が可能となった場合に各色成分のデータを要求するビデオデータ要求信号であるＶＲＥＱ＿＊（＊は、Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋのいずれか）を発行する。
【００３７】
色成分データは、プリンタＩ／Ｆ部４０１を介してパルス幅変調回路４０２に入力される。そしてパルス幅変調回路４０２は、実際の色成分データに基づいて、後段の各色のレーザ駆動部４０３〜４０６を駆動させるためのパルス信号（駆動信号）を生成し、各レーザ駆動部４０３〜４０６へ送信する。各色成分に対応した各レーザ駆動部４０３〜４０６は、パルス幅変調回路４０２より受信したパルス信号に基づいて各色成分に対応するレーザ露光装置を駆動する。
【００３８】
センサ制御部４０７は、階調制御部３１０により出力された画像パターンの濃度を濃度センサ８０２、センサ駆動部４０８により検出し、その検出値をＡ／Ｄ変換回路４０９及び濃度変換回路４１０により濃度値（D-sig）に変換する。そしてその濃度値（D-sig）を、検出結果としてプリンタＩ／Ｆ部４０１を介して階調制御部３１０へ送信する。
【００３９】
また現像装置の内部には、温度センサ駆動部４１１、湿度センサ駆動部４１２が設けられており、その出力値がＡ／Ｄ変換回路４１３及び温湿度変換回路４１４により温湿度情報としてプリンタＩ／Ｆ部４０１を介して階調制御部３１０へ送られる。
【００４０】
図５は、実施形態に係るプリンタエンジン１０２の像形成部の詳細を説明する図である。以下、主にイエローの画像の像形成部について説明するが、他の色成分のマゼンタ、シアン、ブラックの像形成部も同様であるため、その説明を省略する。また各色成分の像形成部の構成は、イエローの画像の像形成部の構成要素を示す参照番号の最後に、各色に対応するＭ，Ｃ，Ｋを付して表すが、図面を簡潔にするために一部は省略している。また以下の説明では、各色に対応するＭ，Ｃ，Ｋの説明が不要な場合は、それを省略して説明する。
【００４１】
プリンタエンジン１０２は、像担持体である感光体ドラム５０１、帯電ローラ５０２、Ｙレーザ露光装置５０３、一次転写装置５０４、二次転写装置５０５、定着装置５０６、及びクリーニング装置５０７を備える。Ｙレーザ露光装置５０３は、Ｙレーザ駆動部４０３より駆動される。一次転写装置５０４は、可視化されたトナー像を転写材（中間転写ベルト）５０８上に一次転写する。二次転写装置５０５は中間転写ベルト５０８上に形成されたトナー像を用紙に二次転写する。定着装置５０６は、記録用紙上に転写されたトナー像を定着する。クリーニング装置５０７は、二次転写後に中間転写ベルト５０８に残った転写残トナーを除去する。
【００４２】
現像装置５０９は現像剤容器を備え、二成分現像剤としてトナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とが混合された現像剤を収容している。Ａスクリュー５１０とＢスクリュー５１１はそれぞれトナー粒子の搬送と磁性キャリア粒子との混合を行う。また現像スリーブ５１２は、感光体ドラム５０１に近接に配置され、感光体ドラム５０１と従動するように回転して、トナーとキャリアとが混合された現像剤を担持する。現像スリーブ５１２に担持された現像剤は感光体ドラム５０１に接触し、感光体ドラム５０１上の静電潜像が現像される。また現像装置５０９の内部には、現像器内温度センサ５１３、外部には現像器外湿度センサ５１４が配置されている。センサ制御部４０７の各々現像機内温度センサ駆動部４１１、現像器外部湿度センサ駆動部４１２が動作し、その出力値をＡ／Ｄ変換回路４１３及び温湿度変換回路４１４により温湿度情報とする。そしてそれを検出結果としてプリンタＩ／Ｆ部４０１を介して階調制御部３１０へ送信する。尚、プリンタエンジン１０２には、図５の構成以外にも用紙を搬送する搬送部（不図示）等があるが、本実施形態において、説明を省略する。
【００４３】
以上のようなプリンタエンジン１０２の構成において、イエローの画像を形成する場合には、Ｙレーザ駆動部４０３より駆動されるＹレーザ露光装置５０３により感光体ドラム５０１に露光され、感光体ドラム５０１上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像装置５０９の現像スリーブ５１２上に担持されているイエローの現像剤によりトナー像として可視化され、可視化されたトナー像は中間転写ベルト５０８に一次転写装置５０４によって転写される。
【００４４】
同様にして、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分の画像データも、各対応する現像装置５０９Ｍ〜５０９Ｋにより現像され、各感光体ドラム５０１Ｍ〜５０１Ｋにそれぞれトナー像として可視化される。そして、可視化されたトナー像は、直前に転写された色成分のトナー像と同期して、それぞれ一次転写装置５０４Ｍ〜５０４Ｋにより順次転写され、中間転写ベルト５０８には４色のトナー像により形成された最終的なトナー画像が形成される。こうして中間転写ベルト５０８に形成されたトナー画像は、二次転写装置５０５により、同期して搬送されてくる用紙に二次転写され、定着装置５０６でトナー像が定着される。そして、プリンタエンジン１０２により像形成（印刷）された用紙が排出され、プリント動作を終了する。また一次転写位置から二次転写位置の間に、中間転写ベルト５０８上に形成されたパッチパターンの反射光量を検出するための、中間転写ベルト５０８に相対するＬＥＤとフォトダイオードを含むフォトセンサ５２０を設けている。
【００４５】
このような静電潜像の現像により現像装置５０９内の現像剤のトナー濃度が低下する。そのため、各色に対応するトナー補給制御部により、トナー補給槽５１５からトナーを現像装置５０９に補給する制御（トナー補給制御）を行う。このようにして現像剤のトナー濃度を可及的に一定に制御し、又は画像濃度を可及的に一定に制御する。
【００４６】
実施形態に係る画像形成装置１００は、感光体ドラム５０１上にパッチ画像を作像し、その画像濃度を感光体ドラム５０１に対向設置した画像濃度センサ（パッチ検ＡＴＲセンサ）により検知して制御する方式（パッチ検ＡＴＲ）の濃度制御装置を有する。又、この画像形成装置１００は、トナー濃度センサ（現像剤反射ＡＴＲセンサ）により現像装置５０９内の現像剤のトナー濃度を検知して制御する方式（現像剤反射ＡＴＲ）の濃度制御装置を有する。更に、この画像形成装置１００は、ビデオカウンタからの画素毎のデジタル画像信号の出力レベルから必要なトナー量を演算して制御する方式（ビデオカウントＡＴＲ）の濃度制御装置を有する。このように、実施形態に係る画像形成装置１００は、３つの方式の濃度制御装置を備えている。
【００４７】
図６は、一般的なＡＭスクリーン（Amplitude Modulated Screening）の階調再現に用いられる中間調ドットを説明する図である。
【００４８】
図６に示すように、各ドットは、円形、楕円形、方形、矩形等の任意の形状を有し、濃度に応じてドットサイズを変える面積変調で階調を表現している。
【００４９】
次に画像濃度検知及び画像階調制御について説明する。
【００５０】
図７は、感光体ドラム５０１上に参照用のパッチ画像を作像する状態を説明する図である。
【００５１】
本実施形態では、ＣＰＵ１０５は、連続画像の形成中は、図７に示すように、出力する画像の先端と後端に挟まれた非画像領域（以下「画像間」）に、画像濃度の検知用パターン（パッチ画像）７０１を形成させる。尚、以下、パッチ画像の静電潜像を「パッチ潜像」ともいう。
【００５２】
即ち、プリンタ画像処理部１０９には、予め定められた濃度に対する信号レベルを有するパッチ画像信号を発生するパッチ画像信号発生回路（パターンジェネレータ（不図示））が設けられている。このパターンジェネレータからのパッチ画像信号を、パルス幅変調回路４０２に供給し、上記の予め定められた濃度に対するパルス幅を有するレーザ駆動パルスを発生させる。このレーザ駆動パルスを、レーザ露光装置５０３の半導体レーザに供給し、半導体レーザをそのパルス幅に対応する時間だけ発光させて、感光体ドラム５０１を走査露光する。これによって、予め定められた濃度に対するパッチ潜像が、感光体ドラム５０１に形成される。そして、このパッチ潜像は、現像装置５０９により現像される。
【００５３】
感光体ドラム５０１上に形成されたパッチ画像７０１からの反射光量は、画像濃度検知手段である濃度センサ８０１（図８）で測定される。濃度センサ８０１は、ＬＥＤ等の発光素子を備える発光部と、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を備える受光部とを有する。濃度センサ８０１は、感光体ドラム５０１上の「画像間」に形成されたパッチ画像７０１が濃度センサ８０１の下を通過するタイミングで、上記反射光量を測定する。この測定結果に係る信号（D-sig）は、ＣＰＵ１０５に入力される。その後、ＣＰＵ１０５は、所望の一定濃度（反射光量）が得られると推定される補給トナー量の補正量（後述）を求める。連続画像形成中、出力する２００枚ごとの画像の後端と次の画像の先端とに挟まれた非画像領域（画像間）にパッチ画像７０１を形成させる。従って、パッチ画像７０１は、連続画像形成２００枚毎の画像間に形成される。
【００５４】
本実施形態では、感光体５０１上にパッチ画像を形成し、その濃度を測定する例で説明したが、パッチ画像の形成及び測定は、中間転写ベルト５０８上で行うことも可能である。
【００５５】
以下、更に詳しく説明する。
【００５６】
図８は、濃度センサ８０１の出力信号を処理する回路構成の一例を示すブロック図である。
【００５７】
濃度センサ８０１に入力される感光体ドラム５０１からの反射光（近赤外光）は、電気信号に変換される。０〜５Ｖの電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路８０２により、８ビットのデジタル信号に変換される。そして、このデジタル信号は、濃度変換回路８０３によって濃度情報に変換される。濃度変換回路８０３は、テーブル８０４を参照して、８ビットのデジタル信号を濃度信号に変換する。
【００５８】
ここでトナーは、スチレン系共重合樹脂をバインダとして、各色の色材を分散させたものである。又、感光体ドラム５０１は、近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率が約４０％のＯＰＣ感光体である。しかし、反射率が同程度であるアモルファスシリコン系の感光体などであっても構わない。又、実施形態では、濃度センサ８０１は、感光体ドラム５０１からの正反射光のみを検出するよう構成されている。
【００５９】
図９は、感光体ドラム５０１上に形成されたパッチ画像７０１の濃度を各色の面積階調により段階的に変えた時の、濃度センサ８０１の出力値とパッチ画像の濃度との関係を示す図である。尚、トナーが感光体ドラム５０１に付着していない状態の濃度センサ８０１の出力を５Ｖ、つまり２５５レベルに設定する。
【００６０】
図９に示すように、各トナーによる面積被覆率が大きくなり、画像濃度が大きくなるに従って濃度センサ８０１の出力値が小さくなる。このような濃度センサ８０１の特性に基づき、濃度センサ８０１の出力値から濃度信号に変換する各色専用のテーブル８０４を予め用意する。このテーブル８０４は、濃度変換回路８０３の記憶部に記憶されている。これにより濃度変換回路８０３は、各色の画像濃度を精度良く読み取ることができる。濃度変換回路８０３は、その変換により得られた濃度情報をＣＰＵ１０５へ出力する。
【００６１】
尚、実施形態では、パッチ画像７０１を形成する際のレーザ出力として、各色とも６４レベルの濃度信号を用いる。その際、階調補正テーブル（ＬＵＴ）を用いてレーザ出力が決定される。
【００６２】
本実施形態では、通常の画像形成中に非画像領域にパッチ画像７０１を形成し、そのパッチ画像７０１の濃度を検出して、画像の中間調を随時補正するように制御する。
【００６３】
図１０は、実施形態に係る画像形成装置１００のレーザ露光装置５０３の一例を示す図である。
【００６４】
半導体レーザ（以下、単にレーザ）１０００は光源の一例である。レーザ１０００は、図示しないビデオコントローラからのビデオ信号或いはエンジンコントローラからのコントロール信号によって発光しビーム（レーザ光）を照射するレーザ発光部として機能する。ポリゴンミラー１００１は回転多面鏡の一例である。ポリゴンミラー１００１は、図示しないモータにより図中の矢印の方向に回転駆動され、レーザ１０００からのビームを反射し、その反射されたビームが感光体ドラム５０１上を走査する。ポリゴンミラー１００１を回転させるモータは、図示しないエンジンコントローラからの加速信号／減速信号によって一定の回転速度になるように制御される。レーザ１０００からのビームは、ｆθレンズ１００２及び折り返しミラー１００３を経由して、感光体ドラム５０１上を矢印の方向に走査する。ｆθレンズ１００２は、ビームを感光体ドラム５０１上に等速で走査させるための光学部品である。ビームディテクタ１００４は、光を電圧に変換する素子である。このビームディテクタ１００４には、ビームの走査路上に設けられたミラー１００５により反射されたビームが所定のタイミングで入射される。ビームディテクタ１００４は、その入射光によって生じた電圧によってＢＤ信号を生成し、図示しないエンジンコントローラのＣＰＵやロジック回路へＢＤ信号を出力する。このＢＤ信号は、画像形成時の水平同期信号として使用される。
【００６５】
通常のＡＭスクリーンの階調再現に用いられる中間調ドットは、図６を参照して前述したように、円形、楕円形、方形、矩形等の任意の形状を有し、濃度によってドットサイズを変える面積変調で階調を表現している。従って図６において、濃度は図６（Ａ）＜図６（Ｂ）＜図６（Ｃ）の順となっており、ドットサイズも濃度に合わせて図６（Ａ）＜図６（Ｂ）＜図６（Ｃ）の順に大きくなっている。また、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のそれぞれにおけるドットのサイズは同じである。
【００６６】
これに対して実施形態では、中間調再現用のスクリーンは、ＣＭＹＫの略１０％以上の濃度域（ハイライト領域以外の領域）においては従来のＡＭスクリーンを使用する。またＣＭＹＫの略２０％以下のハイライト領域のスクリーンを形成するドットのサイズを固定化する。更に、ハイライト領域では、従来のＡＭスクリーンのようにドットサイズで階調表現を行うのではなく、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すようにドットの個数で階調表現を行うようにしている。
【００６７】
図１１は、実施形態に係る画像形成装置１００における階調再現に用いられる中間調ドットを規定したスクリーンの異なる濃度の網点パターンの一例を示す図である。
【００６８】
図１１（Ａ）（Ｂ）のように、ハイライト領域ではドットの個数で階調表現を行う。そして網点ドットの成長点が全て固定サイズであるドットが配置される濃度域（図１１（Ｃ））よりも濃度の大きい領域は、従来のＡＭスクリーンと同じように、ドットのサイズを大きくすることで階調を表現するスクリーンを使用する。
【００６９】
図１２は、ドットサイズと粒状度及び網点再現性との関係を示す図である。
【００７０】
図１２に示すように、中間調の再現において、特に極ハイライト領域（ドットサイズが小）では、網点再現性が不安定で粒状度が悪化し、ノイズとして知覚され易くなる。
【００７１】
図１７は、人間の視覚の空間周波数に対する感度特性である視覚の観察距離３００ｍｍにおける空間周波数特性ＶＴＦ（Visual Transfer Function）を概念的に示した説明図である。
【００７２】
以下に視覚の空間周波数特性ＶＴＦを表す代表的な実験式を示す。
【００７３】
ＶＴＦ（ｕ）＝５．０５×ｅｘｐ｛（−０．１３８×π×Ｌ×ｕ）／１８０｝×｛１−ｅｘｐ｛（−０．１３８×π×Ｌ×ｕ）／１８０｝  …式（１）
この式（１）の変数Ｌは、観察距離を表しており、変数ｕは、空間周波数を表している。
【００７４】
実施形態では、粒状性を評価するために、以下の方法で粒状度を算出している。
【００７５】
粒状度の算出方法として、Ｘｅｒｏｘ社のＤｏｏｌｅｙとＳｈａｗが粒状性測定にウィナースペクトラムを適用し、視覚の空間周波数特性（Visual Transfer Function：ＶＴＦ）とカスケードした後、積分した値を粒状度（ＧＳ）とする方法を提案している。
【００７６】
ＧＳ＝ｅｘｐ（−１．８Ｄ￣）∫√｛ＷＳ（ｕ）￣｝×ＶＴＦ（ｕ）ｄｕ  …式（２）
ここで、Ｄ￣、ＷＳ（ｕ）￣はそれぞれ、オーバーライン付のＤ，ＷＳ（ｕ）を示す。またＤｕは空間周波数、ＷＳ（ｕ）はウィナースペクトラム、ＶＴＦ（ｕ）は視覚の空間周波数特性である。ｅｘｐ（−１．８Ｄ￣）の項は、濃度と人の知覚する明るさの差を補正するための、平均濃度Ｄを変数とした関数である。
【００７７】
本実施形態に係る粒状度の算出方法は、ウィナースペクトラムとＶＴＦを用いたＤｏｏｌｅｙらの上記式（２）を基本とし、応用展開を図ったものである。
【００７８】
図１２より、ドットサイズを大きくすることで粒状度を低く抑えることが可能であり、また、網点の再現性も粒状度（ＧＳ）に関連しており、網点の再現性が高ければ粒状度も低く抑えることができることが分かる。
【００７９】
しかしながら、ドットのサイズを大きくするとドットパターン自体が認識されてしまい画像品位を損ねてしまうため、可能な限りドットのサイズは小さくすることが好ましい。また、最小ドットのサイズを大きくする場合には、濃度を網点ドットの個数で表現することになるが、通常のＡＭスクリーンと同じように規則的な配置をするとスクリーンパターンが視認される問題がある。このため、図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、最小ドットのみで階調を表現する際には、ＡＭスクリーンの成長点のドットからランダムにドットを選ぶ方式を採用している。
【００８０】
本実施形態では画像形成装置１００の解像度は２４００ｄｐｉの露光系を用い、スクリーンは２４００ｄｐｉの２値で作成する構成とした。
【００８１】
図１３は、スクリーンの最小ドットの模式図である。
【００８２】
通常のＡＭスクリーンの場合には、図１３のＡに示したように、１画素が最小ドットとなる。このドットＡを使用したスクリーンをスクリーンＡと呼ぶ。その他に、１２００ｄｐｉの２×２画素（Ｂ）を最小ドットとしたスクリーンＢ、３×３画素（Ｃ）を最小ドットとしたスクリーンＣ、４×４画素（Ｄ）を最小ドットしたスクリーンＤ、５×５画素（Ｅ）を最小ドットしたスクリーンＥを用意している。更に、６×６画素（Ｆ）を最小ドットしたスクリーンＦの６種類を、ハイライト領域の階調を再現するために用意している。ここでは、各ドットの形状を正方形状としたが、これに限るものではない。
【００８３】
図１４は、実施形態で用いたスクリーンの入力濃度と網点面積率の関係の一例を示す図である。図１４では、これらのスクリーンを使った場合のある環境における入力濃度１０％以下の領域の網点面積率の一例を示している。
【００８４】
網点面積率の計算は、以下の式（３）に示した出力パッチの網点濃度とベタ濃度を比較する、マーレーデイビス式を用いて算出される。
【００８５】
網点面積率＝（（１−１０−ＤＴ）／（１−１０−ＤＳ））×１００（％）  …式（３）
ここでＤＴは網点部の濃度、ＤＳはベタ濃度である。
【００８６】
このグラフが得られた環境における各スクリーンの網点面積率から、入力面積率（濃度）に対する出力の再現性（網点再現性）を式（４）により算出する。
【００８７】
網点再現性＝（網点面積率）／（入力面積率）×１００（％）  …式（４）
ここで、画像形成装置１００のある出力コンディションにおける各スクリーンの網点再現性を最小二乗法により求めると、スクリーンＡでは２０％、スクリーンＢでは２５％、スクリーンＣでは３５％、スクリーンＤでは５０％、スクリーンＥでは６０％、そしてスクリーンＦでは７５％となっている。この結果は、このグラフが得られた出力コンディションにおいては、スクリーンＡ，Ｂは階調再現には不適で、スクリーンＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆが階調再現には適していることを示している。
【００８８】
更に、最小ドットのサイズが小さい方がドットの視認性が低下して、スクリーンの構造が見えにくくなるため、最小ドットはできる限り小さい方が適している。従って、この環境下で選択する最適なスクリーンは、Ｃ又はＤが選択可能であり、最小ドットサイズの小さいスクリーンＣを選択することとなる。
【００８９】
本実施形態における図１７のグラフを作成した環境下における、ハーフトーン画像の目視評価結果を図１６に示す。
【００９０】
図１６は、実施形態における最小ドットのサイズの違いによる画像評価結果の一例を示す図である。
【００９１】
図１６では、スクリーンＣとＤが共に、がさつき（ノイズ）が無く、且つドットが目立ちにくく、擬似輪郭が発生しないという評価を得ている。
【００９２】
そこで実施形態では、人肌や青空、海等の自然画像のハイライト領域の階調安定性をより高めるために、網点再現性が３０％を超える最小ドットのサイズを用いてスクリーンを形成する。
【００９３】
実施形態では、前述のスクリーンＣに対応して、より解像度を上げた２４００ｄｐｉの２０画素を黒の最小ドットサイズとする構成とした。この実施形態の画像形成装置は、黒で形成されている小ポイント文字や極細線の再現性を向上するため、ユーザが選択可能な黒濃度アップモードを有している。この黒濃度アップモードでは、用紙上の通常のベタ濃度を１．５から１．６にする。これは露光光量をアップさせることで実現している。このように露光光量をアップさせることで黒濃度をアップさせることにより、小ポイント文字や極細線へのトナーの現像量が増えることで、ラインの濃度がアップして視認性を向上できる。
【００９４】
しかしながら、スクリーンを形成している最小ドットは、トナー載り量の増加と定着後のドットゲインの増加により、紙上でドットの視認性が高くなってしまう。そこで本発明者らは、ハーフトーン画像を形成するドットサイズが、用紙上でどのサイズまで許容されるか視認感度の調査を行った。ユーザが画像を見た場合ハーフトーン画像として許容できるドットサイズは、図１８のグラフに示すような結果となった。
【００９５】
図１８は、最小ドットのサイズに対する視認感度の調査結果を示す図である。
【００９６】
図１８に示した結果より、ユーザの９５％が許容できる面積は、約３０００μm２であり、９８％許容できる面積は、約２０００μm２であることが分かった。ここで、９８％のユーザが許容できるドット面積は、２４００ｄｐｉでは１８〜２２画素であり、上述の実施形態の黒の最小ドットサイズとして規定した２０画素は、この範囲に入っている。
【００９７】
次にユーザが黒濃度アップモードを選択したときの階調性の補正を考える。この場合は、黒濃度アップモードに伴って、黒の最小ドットのサイズを大きくして画像の黒の濃度を上げようとする。しかし、この場合は、図１１（Ａ），（Ｂ）のようなハイライト領域の濃度も同様に上昇する。このため、黒の小ポイント文字や細線以外のハイライト領域の濃度を低下させるために、そのハイライト領域のドットパターンで濃度を再現しているドットの個数を減らす必要がある。このようにすると、ハイライト領域でドットの個数が減少しても最小ドットのサイズが大きくなっているために、各ドットの視認性が上昇して粒状感が大きくなる。このためユーザが小ポイント文字や極細線の再現性を向上させるために黒濃度アップモードを選択すると、ユーザが階調画像の品質が低下したと感じてしまう場合があった。
【００９８】
この問題を解決するために実施形態では、黒濃度アップの割合に応じて、更に最小ドットのサイズを小さくすることを特徴としている。
【００９９】
ここで濃度Ｄと反射率Ｔとの関係は、以下の式（５）で表される。
【０１００】
Ｔ＝１０Ｅ−Ｄ  …式（５）
いま黒濃度アップモードに従って濃度Ｄを１．５から１．６に上昇させると、反射率Ｔは３．１６％から２．５１％に約２０％小さくなっている。そのため実施形態では、黒濃度アップモードでは、最小ドットの画素数を２０画素から２０％減らした１６画素としている。
【０１０１】
図１５は、実施形態に係る画像形成装置１００において、黒濃度アップモードが選択されているときの最小ドットのサイズの変更手順を説明するフローチャートである。尚、このフローチャートで示す処理は、ＣＰＵ１０５がＲＡＭ１０６に展開したプログラムを実行することにより達成される。
【０１０２】
まず最初にＳ１５０１でＣＰＵ１０５は、最小ドットサイズが固定であるスクリーンのパッチデータを作成（実施形態では濃度５％の１パッチ）する。次にＳ１５０２に進みＣＰＵ１０５は、そのパッチデータを基にパッチ画像７０１を感光体５０１上に形成する。そしてＳ１５０３に進みＣＰＵ１０５は、そのパッチ画像７０１を濃度センサ８０１により読み取らせて、その濃度信号（D-sig）を取得する。次にＳ１５０４に進みＣＰＵ１０５は、その濃度信号から、読み取ったパッチ画像の濃度を求める。次にＳ１５０５に進みＣＰＵ１０５は、その求めたパッチ画像の濃度から、上述の式（３）に従って網点面積率を求める。次にＳ１５０６に進みＣＰＵ１０５は、その網点面積率から上述の式（４）に従って網点再現性を算出する。
【０１０３】
次にＳ１５０７に進みＣＰＵ１０５は、画像形成装置１００では、上述したように網点再現性が３０％を超える最小ドットサイズを用いてスクリーンを形成するため、網点再現性が３０％を超えているドットサイズがあるか否か判定する。Ｓ１５０７でＣＰＵ１０５は、網点再現性が３０％を超えているドットサイズがあると判定するとＳ１５０８に進みＣＰＵ１０は、網点再現性が３０％を超えるドットサイズが複数あるかどうか判定する。ここで複数あると判定したときはＳ１５０９に進みＣＰＵ１０５は、網点再現性が３０％を超えるドットサイズの中で最小のサイズを選択してＳ１５１０に進む。一方、Ｓ１５０７で網点再現性が３０％を超えているドットサイズが無いと判定したときはＳ１５１２に進みＣＰＵ１０５は、ハイライト領域のドットサイズを最大サイズに選択してＳ１５１０に進む。またＳ１５０８で網点再現性が３０％を超えるドットサイズが複数でないときはＳ１５１３に進みＣＰＵ１０５は、その網点再現性が３０％以上のドットサイズを選択してＳ１５１０に進む。Ｓ１５１０でＣＰＵ１０５は、Ｓ１５０９，Ｓ１５１２，Ｓ１５１３のいずれかで選択したドットサイズでハイライト領域のスクリーンを生成してＳ１５１１に進む。
【０１０４】
Ｓ１５１１でＣＰＵ１０５は、黒濃度アップモードが選択されているかどうか判定し、黒濃度アップモードが選択されているとＳ１５１４に進み、黒濃度アップによる反射率の低下に相当する分（実施形態では２０％）最小ドットを構成する画素数を減らす。そしてＳ１５１５に進む。例えば、最小ドットが２０画素で構成されているときは１６画素に減らす。またＳ１５１１で黒濃度アップモードが選択されていないと判定したときはＳ１５１４をスキップしてＳ１５１５に進む。Ｓ１５１５でＣＰＵ１０５は、決定された最小ドットサイズによるスクリーンパターンで階調補正を行って、この処理を終了する。
【０１０５】
以上説明したように、通常モードと黒濃度アップモードとで、形成された画像のハイライト領域の反射率Ｔを同じにすることで、これら２つのモードにおけるハイライト領域の最小ドットサイズを同等にできる。これにより、通常モードのハイライト領域の画像の粒状感を悪化させることなく、小ポイント文字、極細線の再現性を向上した画像を出力することができる。
【０１０６】
本実施形態では、自動階調補正時に黒濃度アップモードかどうかを判定し、黒濃度アップモードのときに最小ドットのサイズの露光条件を変更した。しかし本発明はこれに限らず、ユーザが黒濃度アップモードを選択した場合に、自動でターゲット濃度を変更して階調補正を行う、等の別の形態も可能であり、本実施形態の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０７】
１００…画像形成装置、１０２…プリンタエンジン、１０５…ＣＰＵ、１１９…プリンタ画像処理部、３０４…中間趙処理部、３１０…階調制御部、４０８…センサ駆動部、８０１…濃度センサ
【図１】
2018187898.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年5月15日(2017.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記取得手段は、前記網点面積率を以下の式（Ｂ）、
網点面積率＝（（１−１０−ＤＴ）／（１−１０−ＤＳ））×１００（％）…  式（Ｂ）（ＤＴ：網点部の濃度、ＤＳ：ベタ濃度）
に基づいて取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
二成分現像剤は、非磁性トナーと低磁化高抵抗キャリアとを主成分として構成されている。非磁性トナーは、スチレン系樹脂やポリエステル樹脂等の結着樹脂、カーボンブラックや染料、顔料等の着色剤、ワックス等の離型剤、荷電制御剤等を適当量用いることにより構成される。このような非磁性トナーは、粉砕法や重合法なとどの方法により製造することができる。尚、非磁性トナー（負帯電性）は、摩擦帯電量が−１×１０−２〜５．０×１０−２Ｃ／Ｋｇ程度のものであることが好ましい。非磁性トナーの摩擦帯電量が、この範囲を外れると、磁性キャリアに発生するカウンタチャージ量が大きくなり、白抜けレベルが悪化して画像不良を生じることがある。非磁性トナーの摩擦帯電量は、用いられる材料の種類等により調整しても良いし、外添剤の添加によって調整しても良い。非磁性トナーの摩擦帯電量は、一般的なブローオフ法を用い、現像剤量を約０．５〜１．５ｇとして現像剤からトナーをエアー吸引することで吸引し、測定容器に誘起される電荷量を測定することにより測定することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
尚、磁性キャリアは、０．１Ｔの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化を有することが好ましい。磁性キャリアの磁化量を小さくすると、磁気ブラシによるスキャベジングを抑制する効果があるが、磁界発生手段による非磁性円筒体への付着が困難となり、感光体ドラムへの磁性キャリア付着等の画像不良や、はき寄せ等の画像不良を生じることがある。また磁性キャリアの磁化が上記範囲よりも大きいと、上述したように磁気ブラシの圧力により画像不良を生じることがある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
更に、磁性キャリアの体積抵抗率は、リークや現像性を考慮して１０７〜１０１４Ωｃｍのものを用いるのが好ましい。キャリアの磁化は、理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置であるＢＨＶ−３０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は、０．１Ｔの外部磁場を作り、そのときの磁化の強さを求める。キャリアは円筒状のプラスチック容器に十分密になるようにパッキングした状態にする。この状態で磁化モーメントを測定し、試料を入れた時の実際の重量を測定し、磁化の強さを求める（ＡＭ２／Ｋｇ）。次いで、キャリア粒子の真比重を乾式自動密度形アキュピック（島津製作所（株）社製）により求め、磁化の強さ（ＡＭ２／Ｋｇ）に真比重を掛けることで、本実施形態に用いられる単位体積当たりの磁化の強さ（Ａ／ｍ）を求めることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
網点面積率＝（（１−１０−ＤＴ）／（１−１０−ＤＳ））×１００（％）  …式（３）
ここでＤＴは網点部の濃度、ＤＳはベタ濃度である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
図１８に示した結果より、ユーザの９５％が許容できる面積は、約３０００μm２であり、９８％許容できる面積は、約２０００μm２であることが分かった。ここで、９８％のユーザが許容できるドット面積は、２４００ｄｐｉでは１８〜２２画素であり、上述の実施形態の黒の最小ドットサイズとして規定した２０画素は、この範囲に入っている。