(57)【要約】【課題】ハイライト領域の中間調の再現性や安定性が低下してしまう。【解決手段】本発明の画像形成装置は、ハイライト領域の中間調を、ディザパターンの格子点に配置される固定サイズの最小ドットの個数により表現し、全ての格子点に固定サイズの最小ドットが配置された後、ドットの面積変調により表現する画像形成装置において、入力された画像の属性情報に応じて、ドット集中タイプのスクリーンまたは非ドット集中タイプのスクリーンを選択する選択手段と、選択されたスクリーンを用いて、前記属性情報に対応する、前記入力された画像に対し、前記ハイライト領域の中間調を再現した画像を生成する生成手段とを有し、前記選択手段で選択されるドット集中タイプのスクリーンと、前記選択手段で選択される非ドット集中タイプのスクリーンとは、共通のスクリーン線数を有することを特徴とする。【選択図】図２３
2019176278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担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、
ハイライト領域の中間調を、ディザパターンの格子点に配置される固定サイズの最小ドットの個数により表現し、全ての格子点に固定サイズの最小ドットが配置された後、ドットの面積変調により表現する画像形成装置において、
入力された画像の属性情報に応じて、ドット集中タイプのスクリーンまたは非ドット集中タイプのスクリーンを選択する選択手段と、
選択されたスクリーンを用いて、前記属性情報に対応する、前記入力された画像に対し、前記ハイライト領域の中間調を再現した画像を生成する生成手段とを有し、
前記選択手段で選択されるドット集中タイプのスクリーンと、前記選択手段で選択される非ドット集中タイプのスクリーンとは、共通のスクリーン線数を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ドット集中タイプのスクリーンと前記非ドット集中タイプのスクリーンとは、各色で共通のスクリーン線数を有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３】
前記ドット集中タイプのスクリーンと前記非ドット集中タイプのスクリーンとは、各色で共通の角度を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ドット集中タイプのスクリーンと前記非ドット集中タイプのスクリーンとは、各色で同じスクリーン線数及び角度を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記属性情報がテキスト属性である場合に、前記非ドット集中タイプのスクリーンを選択する
ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に画像形成装置。
【請求項６】
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から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記最小ドットのサイズは、入力面積率に対する網点面積率の割合で示される網点再現性が３５％以上となるドットのサイズであることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記網点面積率は、以下の式（Ｂ）、
網点面積率＝（（１−１０-DT）／（１−１０-DS））×１００（％）…  式（Ｂ）（前記ＤＴは網点部の濃度を示し、前記ＤＳはベタ濃度を示す。）
に基づいて導出されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記非ドット集中タイプのスクリーンは、画像濃度が２０％以下の濃度域において、前記最小ドットの固定サイズを複数パターン含むことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
像担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方法であって、
ハイライト領域の中間調を、ディザパターンの格子点に配置される固定サイズの最小ドットの個数により表現し、全ての格子点に固定サイズの最小ドットが配置された後、ドットの面積変調により表現する画像形成方法において、
選択手段により、入力された画像の属性情報に応じて、ドット集中タイプのスクリーンまたは非ドット集中タイプのスクリーンを選択する選択ステップと、
生成手段により、選択されたスクリーンを用いて、前記属性情報に対応する、前記入力された画像に対し、前記ハイライト領域の中間調を再現した画像を生成する生成ステップとを有し、
前記選択ステップにて、前記選択手段で選択されるドット集中タイプのスクリーンと、前記選択手段で選択される非ドット集中タイプのスクリーンとは、共通のスクリーン線数を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
コンピュータを、請求項１から９の何れか一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、画像形成方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子写真方式による画像形成装置において、画像の中間調を再現するために、ＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）スクリーンなどのハーフトーン処理により階調再現を行う方法が一般的に採用されている。中間調の再現性は機械の種類、動作環境、使用枚数等によって差異があり、ガンマ補正をかけることで階調再現性を確保している。しかし、ガンマ補正をかけて階調再現性を改善したとしても、ハイライト領域で網点やラインの再現は不安定であり、それがノイズとして認識されるという問題がある。
【０００３】
そこで、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いろいろ行われている。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、上記特許文献１の手法では、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、その使用状況によっては、ドットの消失や欠け等が発生した画像となってしまう場合があった。また、形成された画像が粒状感のよくない画像となってしまう場合があった。
【０００６】
例えば、従来の属性情報に基づいたスクリーンの切り替えでは、階調と解像度スクリーンで各色の線数が異なるため、イメージ部に中間調文字が入ると、色ズレ等により文字エッジ部が白い画像となってしまう場合があった。また、色が混じった画像や、ジャギーのある画像となってしまう場合があった。
【０００７】
このような画像とならないように、像域分離をなくして解像度スクリーンのみで再現することが考えられるが、ハイライト領域にて中間調の再現性や安定性を損なった画像となってしまう場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明の画像形成装置は、像担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、ハイライト領域の中間調を、ディザパターンの格子点に配置される固定サイズの最小ドットの個数により表現し、全ての格子点に固定サイズの最小ドットが配置された後、ドットの面積変調により表現する画像形成装置において、入力された画像の属性情報に応じて、ドット集中タイプのスクリーンまたは非ドット集中タイプのスクリーンを選択する選択手段と、選択されたスクリーンを用いて、前記属性情報に対応する、前記入力された画像に対し、前記ハイライト領域の中間調を再現した画像を生成する生成手段とを有し、前記選択手段で選択されるドット集中タイプのスクリーンと、前記選択手段で選択される非ドット集中タイプのスクリーンとは、共通のスクリーン線数を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ハイライト領域の中間調の再現性や安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図。
【図２】画像形成装置のソフトウェアモジュール構成を示す図。
【図３】プリンタ画像処理部の構成を示すブロック図。
【図４】プリンタエンジンの構成を示すブロック図。
【図５】プリンタエンジンの像形成部の詳細を説明する図。
【図６】従来の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】感光体ドラム上にパッチ画像を作像した状態を説明する図。
【図８】画像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】画像濃度センサの出力値とパッチ画像の濃度との関係の一例を示す図。
【図１０】画像形成装置のレーザ露光装置の一例を示す図。
【図１１】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の一例を示す図。
【図１３】空間周波数特性ＶＴＦを概念的に示した説明図。
【図１４】本実施形態で使用されるスクリーンの最小ドットの模式図。
【図１５】本実施形態で使用される、最小ドットパターンの例を示す図。
【図１６】（ａ）は最小ドットサイズが７ドットの場合の通常のＡＭスクリーンの階調再現のための閾値マトリクスの一例を示す図。（ｂ）は最小ドットサイズが７ドットの場合の本実施形態に係るスクリーンの階調再現のための閾値マトリクスの一例を示す図。
【図１７】（ａ）は最小ドットサイズが５ドットの場合の通常のＡＭスクリーンの階調再現のための閾値マトリクスの一例を示す図。（ｂ）は最小ドットサイズが５ドットの場合の本実施形態に係るスクリーンの階調再現のための閾値マトリクスの一例を示す図。
【図１８】本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１９】本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２０】オブジェクトの属性情報によってスクリーンを切り替えた場合の画像の一例を示す図。
【図２１】最小ドットサイズを規定したドット集中タイプスクリーンと非ドット集中タイプのスクリーンのハイライトのディザパターンの一例を示す図。
【図２２】最小ドットサイズを規定したドット集中タイプスクリーンで中間調文字を表した場合の画像の一例を示す図。
【図２３】画像形成処理手順を示すフローチャート。
【図２４】本実施形態における中間調文字のディザ処理後の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、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。
【００１２】
本実施形態では、ＣＭＹＫ４色のトナーを用いた電子写真方式によるカラー印刷機能を備えた画像形成装置の場合を例に説明するが、適用可能な画像形成装置はこれに限られるものではない。モノクロ印刷機能を備えた画像形成装置でもよいし、インクジェット記録方式等の他の記録方式を採用した画像形成装置でもよい。
【００１３】
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本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。
【００１４】
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、スキャナ１０１およびプリンタエンジン１０２を制御するコントローラ１５０を有する。スキャナ１０１は、スキャナ画像処理部１１８を介してコントローラ１５０のデバイスＩ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）１１７と接続されている。プリンタエンジン１０２はプリンタ画像処理部１１９を介してコントローラ１５０のデバイスＩ／Ｆ１１７と接続されている。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、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０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。
【００１５】
次にコントローラ１５０の詳細について説明する。コントローラ１５０は図１に示すように、以下に説明するユニットによって構成される。
【００１６】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０５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。ＣＰＵ１０５は、ＲＡＭ１０６やＲＯＭ１０７に格納されているプログラムやデータを用いてコントローラ１５０の全体の制御を行う。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０６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。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０７はブートＲＯＭであり、ブートプログラムを格納している。記憶部１０８は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の記憶装置であって、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記憶部１０８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。
【００１７】
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に対するインタフェース部であり、操作部１１０に対して操作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。ＣＰＵ１０５、ＲＡＭ１０６、ＲＯＭ１０７、記憶部１０８、操作部Ｉ／Ｆ１０９、ネットワークＩ／Ｆ１１１、及びモデム１１２がシステムバス１１３上で接続されている。
【００１８】
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部であり、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、画像処理部１２０、カラーマネージメントモジュール（ＣＭＭ）１３０が接続されている。
【００１９】
ＲＩＰ部１１６は、ページ記述言語（ＰＤＬ：Ｐａｇｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）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を介してスキャナ１０１と接続すると共に、プリンタ画像処理部１１９を介してプリンタエンジン１０２と接続し、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。
【００２０】
画像処理部１２０は、画像編集用画像処理部１２１、画像圧縮部１２２、及び画像伸張部１２３を有する。画像編集用画像処理部１２１は、画像データの回転や色処理、２値変換、及び多値変換等の各種画像処理を行う。画像圧縮部１２２は、ＲＩＰ部１１６やスキャナ画像処理部１１８、及び画像編集用画像処理部１２１で処理された画像データを記憶部１０８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１２３は、記憶部１０８に圧縮して記憶されている画像データを、画像編集用画像処理部１２１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。
【００２１】
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。
【００２２】
ここで、コントローラ１５０が印刷データを受け取ったときの処理について説明する。
【００２３】
コントローラ１５０が印刷データを受け取ると、コントローラ１５０は印刷データに基づいてラスタライズを行い、画素単位の画像データと属性情報（属性データ）を生成する。印刷データは、グレースケールやＲＧＢ又はＣＭＹＫといった複数の色成分の色空間を持ち、画像データは画素毎に１つの色成分につき８ビット（２５６階調）の値を持つ。また、属性情報は印刷データ内のオブジェクトの文字や線（ベクトル）、図形、イメージといった属性を表す値を保持しており、画像データと共に画像処理部１２０の中をハンドリングされる。
【００２４】
＜ソフトウェアモジュール＞
図２は、画像形成装置１００のソフトウェアモジュール構成を示す図である。図２の各モジュールは、ＣＰＵ１０５が記憶部１０８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。
【００２５】
ジョブコントロール処理部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。
【００２６】
ネットワーク処理部２０２は、主にネットワークＩ／Ｆ１１１を介して行われる外部装置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。例えば、ネットワーク処理部２０２はＬＡＮ１０を介して各機器からの制御コマンドやデータを受信すると、その内容を、ジョブコントロール処理部２０１へ通知する。また、ジョブコントロール処理部２０１からの指示に基づき、ＬＡＮ１０を介して各機器へ制御コマンドやデータの送信を行う。
【００２７】
ＵＩ（ユーザインタフェース）処理部２０３は、主に操作部１１０及び操作部Ｉ／Ｆ１０９に係る制御を行う。ＵＩ処理部２０３は、ユーザが操作部１１０を操作することで入力した情報を、ジョブコントロール処理部２０１へ送信するとともに、ジョブコントロール処理部２０１からの指示に応じた内容を操作部１１０に表示させる。また、ＵＩ処理部２０３は、操作部１１０に表示させるための描画データの編集等も行う。
【００２８】
ＦＡＸ処理部２０４は、ＦＡＸ機能の制御を行う。ＦＡＸ処理部２０４は、モデム１１２を介してＦＡＸの受信／送信を行う。
【００２９】
機器情報送信処理部２０５は、画像形成に関する機器情報を送信する。機器情報取得処理部２０６は、画像形成に関する機器情報を取得する。
【００３０】
プリント処理部２０７は、ジョブコントロール処理部２０１の指示に基づいて、画像編集用画像処理部１２１、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。プリント処理部２０７は、ジョブコントロール処理部２０１から、画像データや、画像情報（画像データのサイズ、カラーモード、解像度など）等の情報を受け付ける。また、レイアウト情報（オフセット、拡大縮小、面付けなど）、及び出力用紙情報（サイズ、印刷方向など）等の情報も受け付ける。そしてプリント処理部２０７は、画像編集用画像処理部１２１、画像圧縮部１２２、画像伸張部１２３、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部２０７は、画像処理済みの画像データに対し、プリンタエンジン１０２を制御して記録材である記録用紙への印刷を行わせる。
【００３１】
スキャン処理部２０８は、ジョブコントロール処理部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の原稿台にある原稿の読み込み処理であるスキャンを実行する。そしてスキャン処理部２０８は、スキャンした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部２０１へ通知される。更に、スキャン処理部２０８は、スキャナ画像処理部１１８を制御して入力した画像データに対し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部２０１へ画像処理済みの画像データを通知する。
【００３２】
色変換処理部２０９は、ジョブコントロール処理部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部２０１へ通知する。
【００３３】
ＲＩＰ処理部２１０は、ジョブコントロール処理部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の展開を行う。
【００３４】
以上のような構成により、画像形成装置１００は、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を行う。次に、上述した構成の画像形成装置１００にて、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。
【００３５】
まず、上述したように、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にて受信し、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、受信したＰＤＬデータの解釈を行い、ＲＩＰ部１１６にて処理できるコードデータへ変換する。そしてＲＩＰ部１１６は、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、画像圧縮部１２２で圧縮されて記憶部１０８に順次格納される。
【００３６】
このようにして記憶部１０８に格納された圧縮データは、ジョブコントロール処理部２０１からの指示によるプリント動作において読み出され、画像伸張部１２３にてデータの伸張処理が行われる。画像伸張部１２３で伸張された画像データは、必要であれば画像編集用画像処理部１２１へ入力され、画像編集処理を行った後、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。
【００３７】
＜プリンタ画像処理部＞
図３は、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。
【００３８】
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である多値画像データの濃度信号に変換する。色変換部３０１で濃度値に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あり、後述する階調制御部３１０で作成される。
【００３９】
階調制御部３１０は、詳細につき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、決定した画像パターンに関する画像データを、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。階調制御部３１０は、詳細につき後述する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８０１（図８参照）から受信する。階調制御部３１０は、受信した画像パターンの検出結果に応じてγＬＵＴを作成し、作成したγＬＵＴを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で中間調処理が行われ、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。中間調処理を行う手法として、一般にディザ法や誤差拡散法などが挙げられ、本実施形態においてはどちらの方法でもよい。尚、中間調処理の方法は、上記方法に限定するものではなく、他の方法を用いてもよい。
【００４０】
中間調処理部３０４での変換処理により生成された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、画像データ内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、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、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色成分に対し、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の配置に応じて、感光体ドラムの露光を制御するタイミングが異なっており、各色成分のデータの読み出すタイミングも異なるからである。
【００４１】
次に、本実施形態の画像形成装置が具備する現像装置で使用される二成分現像剤について説明する。
【００４２】
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混合して構成される。このような構成の非磁性トナーは、粉砕法や重合法などの方法により製造することができる。
【００４３】
尚、非磁性トナー（負帯電特性）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。これは、非磁性トナーの摩擦帯電量が上記範囲を外れると、磁性キャリアに発生するカウンターチャージ量が大きくなり白抜けレベルが低下することとなり、画像不良を生じる場合があるからである。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、トナーに含まれる電荷制御や流動性制御の為の外添剤の添加によって調整しても良い。
【００４４】
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求められる。
【００４５】
また、磁性キャリアとしては、公知のものを使用可能である。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を使用可能である。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使用可能である。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等も使用可能である。これら磁性キャリアの製造方法は特に制限されない。
【００４６】
尚、磁性キャリアは、０．１Ｔ（テスラ）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。これは、磁性キャリアの磁化量が小さいと、磁気ブラシによるスキャベジングを抑制する効果はあるが、上記下限値よりも小さいと、次の課題を生じるおそれがあるためである。磁界発生手段による非磁性円筒体への磁性キャリア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場合があるためである。他方、磁性キャリアの磁化が上記上限値よりも大きいと、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場合があるためである。更に、磁性キャリアとしては、リークや現像性を考慮して、その体積抵抗率が１０7〜１０14Ωｃｍであるものを用いることが好ましい。
【００４７】
キャリアの磁化は、理研電子社製の振動磁場型の磁気特性自動記録装置であるＢＨＶ−３０を用いて測定された。キャリア粉体の磁気特性値としては、０．１Ｔの外部磁場を作り、そのときの磁化の強さを求めたものが用いられた。キャリアの測定用サンプルとしては円筒状のプラスチック容器に試料であるキャリアを充填して十分に密になるようにパッキングした状態で作成されたものが用いられた。この状態で磁化モーメントと充填した試料の実際の重量とが測定され、これら測定値を用いて磁化の強さ（ＡＭ2／Ｋｇ）が求められた。次いで、キャリア粒子の真比重を、島津製作所社製の乾式自動密度計アキュピックにより求め、上記で求められた磁化の強さ（ＡＭ2／Ｋｇ）に真比重を乗じることで、本実施形態で用いられる単位体積当たりの磁化の強さ（Ａ／ｍ）が求められた。
【００４８】
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。
【００４９】
＜プリンタエンジン＞
図４は、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。
【００５０】
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そのタイミングで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＿＊を発行する。ビデオデータ要求信号の「＊」は、Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋのいずれかである。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。
【００５１】
パルス幅変調回路４０２は、入力された実際の色成分データに基づいて、詳細につき後述する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。
【００５２】
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。
【００５３】
センサ制御部４０７のセンサ駆動部４０８が後述の画像濃度センサ８０１を駆動する。センサ駆動部４０８により駆動された画像濃度センサ８０１は、階調制御部３１０から出力された画像パターンに基づき、詳細につき後述する、感光体ドラム５０１に形成されたパッチ画像の濃度を検出する。画像濃度センサ８０１で検出したパッチ画像の濃度の検出値は、Ａ／Ｄ変換回路４０９へ入力され、Ａ／Ｄ変換回路４０９でデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換されたパッチ画像の濃度の検出値は、濃度変換回路４１０へ入力され、濃度変換回路４１０で濃度値（D-sig）に変換される。そしてセンサ制御部４０７はその濃度値（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。
【００５４】
またセンサ制御部４０７には、温度センサ５１４を駆動する温度センサ駆動部４１１と、湿度センサ５１５を駆動する湿度センサ駆動部４１２とが設けられている。温度センサ駆動部４１１により駆動された温度センサ５１４は温度を検出する。湿度センサ駆動部４１２により駆動された湿度センサ５１５は湿度を検出する。温度センサ５１４及び湿度センサ５１５で検出した温度及び湿度の検出値は、Ａ／Ｄ変換回路４１３へ入力され、Ａ／Ｄ変換回路４１３でデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換回路４１３でデジタル信号に変換された温度及び湿度の検出値は、温湿度情報として、センサ制御部４０７によりプリンタＩ／Ｆ部４０１を介して階調制御部３１０へ送信される
次にプリンタエンジンの像形成部について説明する。
【００５５】
＜像形成部＞
図５は、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についても同様の構成であるため、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。
【００５６】
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により駆動される。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は像担持体である中間転写ベルト５０８上に形成されたトナー像を記録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。
【００５７】
現像装置５０９は現像剤容器５１０を備える。現像剤容器５１０内には、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）とを混合した現像剤が収容される。現像剤容器５１０内にはＡスクリュー５１１及びＢスクリュー５１２が収容される。Ａスクリュー５１１とＢスクリュー５１２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５１３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５１３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上の静電潜像を現像する。
【００５８】
また現像装置５０９の内部には、現像器内温度センサ（以下、温度センサと称す）５１４、外部には現像器外湿度センサ（以下、湿度センサと称す）５１５が配置されている。各現像器に対応して配置された温度センサ５１４及び湿度センサ５１５は、センサ制御部４０７の温度センサ駆動部４１１及び湿度センサ駆動部４１２により駆動されて、温度及び湿度を検出する。温度センサ５１４及び湿度センサ５１５で検出した温度及び湿度の検出値は、Ａ／Ｄ変換回路４１３へ出力され、Ａ／Ｄ変換回路４１３でデジタル信号に変換される。デジタル信号は温湿度変換回路４１４で変換されて温湿度情報として出力される。そして温湿度情報は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へ送信される。尚、プリンタエンジン１０２には、図５の構成以外にも記録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は、説明を省略する。
【００５９】
このような構成のプリンタエンジン１０２において、イエローの画像を形成する場合について説明する。
【００６０】
Ｙレーザ駆動部４０３により駆動されるＹレーザ露光装置５０３によって感光体ドラム５０１を露光し、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５１３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一次転写装置５０４によって中間転写ベルト５０８に転写される。
【００６１】
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、各色に対応する現像装置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。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色のトナー像で形成された最終的なトナー画像が形成される。このように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記録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）された記録用紙が排出され、プリント動作を終了する。当該定着装置５０６から記録用紙が排出されるまでの経路には形成された画像の濃度情報を取得するセンサ２００が設けられる。また一次転写位置から二次転写位置の間には、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が設けられる。
【００６２】
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５１７により、トナー補給用モータ５１８を駆動制御して、トナー補給槽５１６から現像装置５０９にトナーを補給する制御（トナー補給制御）を行う。これにより、現像剤のトナー濃度、又は画像濃度を可及的に一定に制御する。
【００６３】
このように濃度を制御するための濃度制御装置について、以下に説明する。
【００６４】
画像形成装置１００は、感光体ドラム５０１上に作像したパッチ画像の画像濃度を感光体ドラム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、画像形成装置１００は、現像装置５０９内の現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ（現像剤反射ＡＴＲセンサ）により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、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、画像形成装置１００は、３つの方式の濃度制御装置を備える。
【００６５】
＜中間調ドット＞
ここで、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について、説明する。
【００６６】
図６は、従来の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である。従来のＡＭスクリーンの階調再現に用いられる中間調ドットは、円形、楕円形、方形、矩形等の任意の形状を有し、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、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。すなわち、濃度は、図６（ａ）に示されるＡＭスクリーン、図６（ｂ）に示されるＡＭスクリーン、図６（ｃ）に示されるＡＭスクリーンの順に高くなっている。ドットサイズも、濃度に合わせて、図６（ａ）に示されるＡＭスクリーン、図６（ｂ）に示されるＡＭスクリーン、図６（ｃ）に示されるＡＭスクリーンの順に大きくなっている。なお、図６（ａ）〜（ｃ）のスクリーン線数は同じである。また、各ＡＭスクリーンにて、ドットサイズは同じである。
【００６７】
＜画像濃度検知及び画像階調制御＞
次に画像濃度検知及び画像階調制御について説明する。
【００６８】
図７は、感光体ドラム５０１上に画像濃度の検知用パターン（以下、パッチ画像と称す）を作像した状態を説明する図である。
【００６９】
本実施形態では、ＣＰＵ１０５は、連続画像形成中は、図７に示すように、出力する画像の先端部と後端部に挟まれた非画像領域（以下、「画像間」と称す）に、パッチ画像７０１を形成させる。尚、以下、パッチ画像７０１の静電潜像を「パッチ潜像」ともいう。
【００７０】
即ち、プリンタ画像処理部１１９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。パターンジェネレータは発生したパッチ画像信号をパルス幅変調回路４０２に供給する。パルス幅変調回路４０２は、前記パッチ画像信号に応じて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し、発生した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する。半導体レーザは、レーザ駆動パルスのパルス幅に対応する時間だけ発光して、感光体ドラム５０１を走査露光する。これによって、上記の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。
【００７１】
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画像濃度センサ８０１（図８参照）で測定される。画像濃度センサ８０１は、図５のセンサ２００やフォトセンサ５２０に対応し、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。画像濃度センサ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が画像濃度センサ８０１の検知領域を通過するタイミングで、上記反射光量を測定する。画像濃度センサ８０１が測定した結果に係る信号（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、出力する所定枚数、例えば２００枚ごとの画像の後端部と次の画像の先端部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。
【００７２】
本実施形態では、感光体ドラム５０１上にパッチ画像７０１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７０１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。
【００７３】
以下、パッチ画像の検出について更に詳しく説明する。
【００７４】
図８は、画像濃度センサ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。
【００７５】
画像濃度センサ８０１は、感光体ドラム５０１に対向設置され、感光体ドラム５０１からの反射光（近赤外光）を検知する。画像濃度センサ８０１は、検知した反射光を０〜５Ｖの電気信号に変換する。画像濃度センサ８０１は、０〜５Ｖの電気信号をＡ／Ｄ変換回路８０２へ出力する。
【００７６】
Ａ／Ｄ変換回路８０２は、画像濃度センサ８０１が出力した０〜５Ｖの電気信号を８ビットのデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換回路８０２は、デジタル信号を濃度変換回路８０３へ出力する。
【００７７】
濃度変換回路８０３は、Ａ／Ｄ変換回路８０２が出力したデジタル信号を、当該濃度変換回路８０３に保持されたテーブル８０４を参照して、濃度情報である濃度信号に変換する。
【００７８】
ここで、画像濃度センサ８０１に入力される感光体ドラム５０１からの反射光について説明する。まず、感光体ドラム５０１にて可視化されたトナー像のトナーは、例えば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、例えば近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率が約４０％のＯＰＣ（Organic Photo Conductors）感光体である。感光体ドラム５０１はＯＰＣ感光体に限定されるものではなく、近赤外光の反射率がＯＰＣ感光体と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。本実施形態では、画像濃度センサ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に構成されている。
【００７９】
ここで、画像濃度センサ８０１の出力値と画像濃度との関係について説明する。
【００８０】
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（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の面積階調により段階的に変えたときの、画像濃度センサ８０１の出力値とパッチ画像の濃度との関係の一例を示す図である。尚、トナーが感光体ドラム５０１に付着していない状態の画像濃度センサ８０１の出力は５Ｖ、つまり２５５レベルに設定されている。
【００８１】
図９に示すように、各トナー（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）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画像濃度センサ８０１の出力値が小さくなる。このような画像濃度センサ８０１の特性に基づき、画像濃度センサ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が予め用意される。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である濃度信号をＣＰＵ１０５へ出力する。
【００８２】
尚、本実施形態では、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、γＬＵＴを用いてレーザ出力が決定される。
【００８３】
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。
【００８４】
図１０は、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。
【００８５】
半導体レーザ（以下、単にレーザと称す）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、不図示の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、不図示の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、その入射光により生じた電圧によってＢＤ信号を生成し、不図示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。
【００８６】
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）に示されるスクリーン、図６（ｂ）に示されるスクリーン、図６（ｃ）に示されるスクリーンの順に高くなっている。ドットサイズも濃度に合わせて図６（ａ）に示されるスクリーン、図６（ｂ）に示されるスクリーン、図６（ｃ）に示されるスクリーン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。
【００８７】
これに対して本実施形態では、中間調再現用のスクリーンとして、ＣＭＹＫの略２０％より高い濃度域（ハイライト領域以外の領域）においては従来のＡＭスクリーンが使用される。またＣＭＹＫの略２０％以下の濃度域（ハイライト領域）においては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、ハイライト領域においては、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。すなわち、ディザパターンの格子点に配置される、サイズが固定化されたドットの個数で階調表現を行うスクリーンが使用される。
【００８８】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、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。なお、図１１（ａ）〜（ｃ）において、ドットサイズ、スクリーン線数は同じである。
【００８９】
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、ハイライト領域ではドットの個数で階調表現が行われる。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では、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が使用される。
【００９０】
ここで、ドットサイズと粒状度及び網点再現性との関係について説明する。
【００９１】
図１２は、ドットサイズと粒状度及び網点再現性との関係の一例を示す図である。粒状度にて、良とは粒状度が低いことを示し、悪とは粒状度が高いことを示している。網点再現性にて、良とは網点の再現性が高いことを示し、悪とは網点の再現性が低いことを示している。
【００９２】
図１２に示すように、中間調の再現において、特にドットサイズが小さくドットの個数で階調表現が行われるハイライト領域（図１１（ａ）、（ｂ））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。
【００９３】
ここで、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空間周波数特性ＶＴＦ（Visual Transfer Function）について説明する。
【００９４】
図１３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を概念的に示した説明図である。横軸は周波数（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）を示し、縦軸は周波数に対する強度（パワー）を示している。図１３に示すように、１〜２ｃｙｃｌｅ／ｍｍの間に強度のピーク値があることが分かる。
【００９５】
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。
【００９６】
ＶＴＦ（ｕ）＝５．０５×ｅｘｐ｛（−０．１３８×π×Ｌ×ｕ）／１８０｝×｛１−ｅｘｐ｛（−０．１３８×π×Ｌ×ｕ）／１８０｝  …式（１）
式（１）にて、変数Ｌは観察距離を示し、変数ｕは空間周波数を示している。
【００９７】
本実施形態では、粒状性（粒状度）を評価するため、以下の方法で粒状度を導出している。
【００９８】
粒状度の導出方法として、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。なお、ＧＳは、値が大きいほど、粒状度（性）が悪いことを示すものである。ＧＳを以下の式（２）に示す。
【００９９】
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ｕ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（視覚の空間周波数の伝達関数）を示している。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。
【０１００】
本実施形態で用いられる粒状度の導出方法について、以下に説明する。
【０１０１】
先ず、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ることが分かる。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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
このため、本実施形態では、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た。
【０１０４】
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。図１４は、本実施形態で使用されるスクリーンの最小ドットの模式図である。
【０１０５】
通常のＡＭスクリーンの場合には、図１４に示すように、１画素が最小ドットとなる。このドット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画素を最小ドットとしたスクリーンＢ、３×３画素を最小ドットしたスクリーンＣ、４×４画素を最小ドットしたスクリーンＤを用意している。また５×５画素を最小ドットしたスクリーンＥ、６×６画素を最小ドットしたスクリーンＦも用意している。尚、ここでは、各ドットの形状を正方形状としたが、本実施形態は、これに限るものではない。例えば、図１５に示すように、５画素を最小ドットとしその形状を十字形状としたスクリーンｃ、１２画素を最小ドットとしその形状をエッジ部のドットが欠けた形状としたスクリーンｅとすることも可能である。また、１６画素を最小ドットとしその形状をエッジ部のドットが欠けた形状としたスクリーンｆ、１８画素を最小ドットとしその形状を輪郭が階段状の形状としたスクリーンｇとすることも可能である。２０画素を最小ドットとしその形状をエッジ部のドットが欠けた形状としたスクリーンｈ、２４画素を最小ドットとしその形状を輪郭が階段状の形状としたスクリーンｉとすることも可能である。２５画素を最小ドットとしその形状を正方形状としたスクリーンｊとすることも可能である。さらに、２６画素を最小ドットとしその形状をエッジ部のドットが欠けた形状としたスクリーンｋ、３２画素を最小ドットとしその形状をエッジ部のドットが欠けた形状としたスクリーンｌとすることも可能である。３１画素を最小ドットとしその形状をエッジ部のドットが欠けた形状としたスクリーンｍとすることも可能である。
【０１０６】
図１６（ａ）は、最小ドットサイズが７ドットの場合の通常のＡＭスクリーンの階調再現のための閾値マトリクスの一例を示す図である。図１６（ｂ）は、本実施形態に係るスクリーンの階調再現のための閾値マトリクスの一例を示す図である。尚、図１６（ａ）、（ｂ）では各ドットの形状は、凸形状の例で示している。
【０１０７】
また図１７（ａ）は、最小ドットサイズが５ドットの場合の通常のＡＭスクリーンの階調再現のための閾値マトリクスの一例を示す図である。図１７（ｂ）は、本実施形態に係るスクリーンの階調再現のための閾値マトリクスの一例を示す図である。尚、図１７（ａ）、（ｂ）では各ドットの形状は、十字形状の例で示している。
【０１０８】
図１８は、本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１８では、図１４に示したスクリーンＡ〜Ｆ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。
【０１０９】
網点面積率は、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導出される。
【０１１０】
網点面積率＝（（１−１０-DT）／（１−１０-DS））×１００（％）  …式（３）
式（３）において、ＤＴは網点部の濃度を示し、ＤＳはベタ濃度を示している。
【０１１１】
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）に対する網点面積率の割合で示される出力の再現性（網点再現性）を式（４）により導出する。
【０１１２】
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％となっている。さらに、スクリーンＤでは５０％、スクリーンＥでは６０％、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。
【０１１３】
さらに、最小ドットサイズは小さい方がドットの視認性が下がり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、この環境下で使用可能な最適なスクリーンとしては、スクリーンＣ又はスクリーンＤから選択可能であり、スクリーンＤと比べて最小ドットサイズの小さいスクリーンＣ（網点再現性が３５％以上）が選択されることとなる。
【０１１４】
図１９は、本実施形態における図１８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であって、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である。
【０１１５】
図１９に示すように、スクリーンＣ、Ｄでは、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が得られていることが分かる。本実施形態では、このような画像形成装置の出力環境（温度，湿度），トータルの出力枚数に応じて、複数の最小ドットサイズの再現性データを、画像形成装置１００にデータとして記憶して、各スクリーンを自動で選択する構成としている。すなわち、最小ドットの固定サイズを複数パターン含むスクリーンを、画像形成装置１００にデータとして記憶している。
【０１１６】
＜中間調文字＞
図２０（ａ）は、イメージ部とテキスト部とで別スクリーンが使用された場合の画像を示した図である。図２０（ｂ）は、イメージ部とテキスト部で同じスクリーンが使用された場合の画像を示した図である。
【０１１７】
従来は、図２０（ａ）に示すようにイメージ部とテキスト部で使用するスクリーンが異なっており、スクリーンの違いにより画像品質が低下していた。そこで、本実施形態では、画像品質の低下を無くすために、図２０（ｂ）に示すように、画像内のイメージ部とテキスト部でスクリーンの線数及び角度が同一のスクリーンを使用する構成としている。本実施形態では、スクリーンの線数，角度がそれぞれＣｙ：１９０ｌｐｉ／１８°，Ｍ：１９０ｌｐｉ／１６２°，Y：２４０ｌｐｉ／０°，Ｂｋ：２１２ｌｐｉ／４５°のドットスクリーンを用いた。
【０１１８】
また、本実施形態ではハイライト領域の再現性及び安定性の向上のため、最小ドットサイズを規定したスクリーンを用いた。例えば、図２１（ａ）に示すように、階調をドットの個数で表現する構成となっているスクリーンを用いた。
【０１１９】
この結果、ハイライトの安定性及び再現性が向上し、イメージ部に中間調文字があったとしても、色ズレ等により文字エッジ部が白くなる、色が混じる、ジャギーが発生するという問題が改善された。
【０１２０】
しかし、中間調文字の濃度や色文字では、図２２に示すように、入力文字データに対するディザ処理後の文字にエッジ部のドット欠けを生じてしまう可能性があった。また縁取り処理を行った場合でも文字内でドットの不均一分布により視認性が低下してしまう可能性があった。
【０１２１】
そこで、本実施形態では、さらに、コントローラ１５０に入力される画像データが保持するオブジェクトの属性情報に基づいて使用するスクリーンのハイライト部分の処理を変える構成とした。すなわち、本実施形態では、文字属性を持つオブジェクトに対して、最小ドットサイズを規定したドット集中タイプのスクリーンではなく、図２１（ｂ）に示すように、同じ線数，角度の非ドット集中タイプのスクリーンを使用することとした。つまり、イメージ属性やベクトル属性で選択されるドット集中型のスクリーンと、テキスト属性で選択される非ドット集中型のスクリーンとで、共通のスクリーン線数を有するものを使用することとした。ドット集中型及び非ドット集中型のスクリーンは、各色で共通のスクリーン線数を有することが好ましく、各色で共通のスクリーン線数及び角度を有することがより好ましい。さらに、ドット集中型及び非ドット集中型のスクリーンは、各色で同じスクリーン線数及び角度を有することがより一層好ましい。
【０１２２】
＜処理手順＞
図２３は、画像形成装置１００による画像形成処理手順を示すフローチャートである。
【０１２３】
図２３を参照して、スクリーンの切り替え処理を含む画像形成処理手順についても説明する。以下で説明する処理は、例えばＣＰＵ１０５がＲＯＭ１０７又は記憶部１０８に格納されたプログラムをＲＡＭ１０６に読み出して実行することにより実現される。
【０１２４】
まず、Ｓ２３０１では、入力画像データがコントローラ１５０で受け付ける。すなわち、コントローラ１５０は、入力画像データを取得する。
【０１２５】
Ｓ２３０２では、コントローラ１５０において入力画像データ内のオブジェクトのそれぞれの属性情報を抽出する。すなわち、コントローラ１５０で受け付けられた入力画像データ内のオブジェクトの属性情報を画素単位で抽出する。オブジェトの属性情報としては、上述の通り、イメージ属性、ベクトル属性、テキスト属性の３種類が挙げられる。
【０１２６】
Ｓ２３０３〜Ｓ２３０５では、コントローラ１５０は、画素単位で抽出した属性情報に基づいてオブジェクトを分類する。そして、オブジェクトの属性情報に応じてスクリーンを選択し（Ｓ２３０６、Ｓ２３０７）、選択したスクリーンを用いて出力データを生成し（Ｓ２３０８）、画像出力を行う（Ｓ２３０９）。
【０１２７】
具体的には、コントローラ１５０は、画素単位で抽出した属性情報がイメージ属性のオブジェクトである（Ｓ２３０３）又はベクトル属性のオブジェクトである（Ｓ２３０４）場合には、Ｓ２３０６の処理に進む。そして、コントローラ１５０は、ドット集中タイプのスクリーンによるディザ処理を選択する（Ｓ２３０６）。次いで、ドット集中タイプのスクリーンを用いて出力データの生成を行い（Ｓ２３０８）、画像出力を行う（Ｓ２３０９）。
【０１２８】
他方、コントローラ１５０は、画素単位で抽出した属性情報がテキスト属性のオブジェクトである場合には、Ｓ２３０７の処理に進む。そして、コントローラ１５０は、テキスト用ハイライトスクリーン（非ドット集中タイプのスクリーン）を選択する（Ｓ２３０７）。次いで、非ドット集中タイプのスクリーンを用いて出力データの生成を行い（Ｓ２３０８）、画像出力を行う（Ｓ２３０９）。
【０１２９】
上述した処理により、最小ドットサイズを規定したドット集中タイプスクリーンでは図２０（ａ）に示すようにディザ処理された中間調文字が、図２４に示したようにディザ処理され、視認性の向上が可能となった。
【０１３０】
以上説明したとおり、図２３に示すＳ２３０１〜２３０９の処理を行うことにより、中間調文字の濃度や色文字では、入力文字データに対するディザ処理後の文字にエッジ部のドット欠けを生じてしまう可能性がなくなった。また縁取り処理を行った場合でも文字内でドットの不均一分布がなくなり、ドットの分布に起因した視認性の低下が抑制された。すなわち、ハイライト領域の中間調の再現性や安定性が向上した。
【０１３１】
＜その他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態では文字部の処理について説明したが、属性情報に基づいて線，図形といったオブジェクトに適用することも可能である。
【０１３２】
上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
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…中間調処理部、３１０…階調制御部、４０８…センサ駆動部、８０１…画像濃度センサ
【図１】
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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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