(57)【要約】【課題】人肌や青空、海等の自然画像の２次色以上のハイライト領域で擬似輪郭、色ムラ、粒状性等の画像不良を解消する仕組みを提供する。【解決手段】画像形成装置は、転写ベルト５０８又は用紙に形成された所定のパターンの濃度を検出し、検出した濃度から、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。さらに、本画像形成装置は、取得した網点面積率に基づいて、ハイライト領域の中間調を表現する最小ドットサイズを各色のトナーごとに所定の関係性を維持して決定する。【選択図】  図１４
2019008127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に複数の異なる色のトナーを用いて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サイズを各色のトナーごとに、所定の関係性を維持して決定する決定手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記決定手段は、各色のトナーの最小ドットサイズが、
（明度の高いトナーの最小ドットサイズ）≧（明度の低いトナーの最小ドットサイズ）
の関係となるように、各色の最小ドットサイズを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３】
各色のトナーには、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックが含まれ、
前記決定手段は、イエロー＞シアン＞マゼンダ＞ブラックの関係となるように、各色のトナーの最小ドットサイズを決定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】
前記最小ドットサイズは、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サイズであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
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サイズとして決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
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５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記決定手段により決定された前記最小ドットサイズを用いてハイライト領域におけるスクリーンを生成する生成手段をさらに備え、
前記スクリーンは、ハイライト領域の階調をドットの個数により表現す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】
前記スクリーンは、ディザパターンの全ての格子点に固定サイズの最小ドットが配列された後の階調表現がドットの面積変調によって行われるように生成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】
前記所定のパターンは、画像濃度が１０％以下の濃度域において、複数の最小ドットサイズのパターンを含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記決定手段は、前記複数の最小ドットサイズのうち、使用可能なドットサイズの中で最小のドットサイズを決定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体に複数の異なる色のトナーを用いて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の制御方法であって、
検出手段が、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、
取得手段が、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、
決定手段が、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サイズを各色のトナーごとに、所定の関係性を維持して決定する決定工程と
を実行することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１２】
像担持体に複数の異なる色のトナーを用いて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の制御方法における各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記制御方法は、
検出手段が、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、
取得手段が、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、
決定手段が、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サイズを各色のトナーごとに、所定の関係性を維持して決定する決定工程と
を実行することを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
像坦持体に複数の異なる色のトナーを用いて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、
形成される画像の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、各色のトナー毎に取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記最小ドットのサイズを形成するためのスクリーンを使用して前記像坦持体の露光制御を行う制御手段と、を有し、
前記各色のトナーの最小ドットのサイズは、明度の高いトナーの最小ドットサイズが、明度の低いトナーの最小ドットサイズよりも大きい
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
前記明度の高いトナーは、イエロートナーであり、前記明度の低いトナーは、ブラックトナーであることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【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】
また、電子写真方式のＡＭ（Amplitude Modulation）スクリーンによる中間調の再現は、中間調ドットの大きさを変えることによって表現されている。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。
【０００４】
そこで、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】
【０００５】
【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】
【０００６】
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。例えば、ハイライト領域を周波数変調によるスクリーンを使うことでハイライトのドットサイズを大きくして再現性の改善を図る場合を想定する。この場合、機械の状態変化によりハイライトの再現性が低くなる可能性もある、これにより、再現可能ドットサイズが変化した場合には、上述したようなＡＭスクリーンのハイライトと同じ問題が起きてしまう。ハイライトの再現性が低い場合には、階調再現幅が低いためにガンマ補正を行い階調再現性を改善したとしても擬似輪郭等の画像不良が起こりやすくなる。
【０００７】
特に、画像形成装置の使用環境や使用状況によって、出力される人肌や青空、海等の自然画像の２次色以上のハイライト領域で擬似輪郭、色ムラ、粒状性の改善が不十分等の画像不良が発生する場合がある。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、装置の使用状況や環境変数に応じて、ＡＭスクリーンのドットサイズを好適に決定することにより、人肌や青空、海等の自然画像の２次色以上のハイライト領域で擬似輪郭、色ムラ、粒状性等の画像不良を解消する仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、像担持体に複数の異なる色のトナーを用いて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サイズを各色のトナーごとに、所定の関係性を維持して決定する決定手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、像坦持体に複数の異なる色のトナーを用いて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、形成される画像の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、各色のトナー毎に取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された前記最小ドットのサイズを形成するためのスクリーンを使用して前記像坦持体の露光制御を行う制御手段と、を有し、前記各色のトナーの最小ドットのサイズは、明度の高いトナーの最小ドットサイズが、明度の低いトナーの最小ドットサイズよりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置の使用状況や環境変数に応じて、ＡＭスクリーンのドットサイズを好適に決定することにより、人肌や青空、海等の自然画像の２次色以上のハイライト領域で擬似輪郭、色ムラ、粒状性等の画像不良を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】使用されるスクリーンの最小ドットの模式図。
【図１３】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１４】実施形態に係る本発明における、各色の最小ドットサイズを決定するフロー図。
【図１５】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１６】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１７】転写ベルト上のパッチパターンの一例
【図１８】本実施例で用いた、最小ドットパターンの一例
【図１９】本実施例で用いたトナーのL*a*b*値
【図２０】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（Ａ）と、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（Ｂ）。
【図２１】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（Ａ）と、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（Ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確立されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１４】
＜画像形成装置の構成＞
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【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。
【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。
【００１９】
＜ソフトウェアモジュール＞
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。
【００２０】
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。機器情報送信処理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２０６は、画像形成に関する機器情報を取得する。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、面付けなど）、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
＜プリンタ画像処理部＞
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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）製の振動磁場型の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。
【００３３】
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。
【００３４】
＜プリンタエンジン＞
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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８０１、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。
【００３８】
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。
【００３９】
＜像形成部＞
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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の各々現像器内の温度センサ駆動部４１１、現像器外部の湿度センサ駆動部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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。当該定着装置５０６から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、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
＜中間調ドット＞
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。
【００４７】
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。
【００４８】
＜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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。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。
【００５２】
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、図２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。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。
【００５３】
本実施形態では、感光体ドラム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。
【００５４】
以下、更に詳しく説明する。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
図１６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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。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。
【００７９】
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１２は、実施形態に係るスクリーンの最小ドットの模式図である。
【００８０】
通常のＡＭスクリーンの場合には、図１２のスクリーン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、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を用意している。尚、ここでは、各ドットの形状を正方形状としたが、本発明は、これに限るものではない。
【００８１】
図２０（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し、図２０（Ｂ）は、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している。尚、ここでは各ドットの形状は、凸形状の例で示している。
【００８２】
また図２１（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し、図２１（Ｂ）は、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している。尚、ここでは各ドットの形状は、十字形状の例で示している。
【００８３】
図１３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１３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％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。
【００８８】
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は、Ｃ又はＤから選択可能であり、最小ドットサイズの小さいスクリーンＣ（網点再現性が３５％以上）を選択することとなる。
【００８９】
本実施形態における図１３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１５に示す。図１５は、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である。
【００９０】
図１５では、スクリーンＣ、Ｄが、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。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。
【００９１】
＜最小ドットサイズ＞
本実施形態では、人肌や青空、海等の自然画像のハイライト部分の階調安定性をより高めるために、使用するトナーの明度に基づいて異なる最小ドットサイズでスクリーンを形成する。人肌や青空、海等の自然画像のハイライト部は２〜３次色で構成され、Ｙ，Ｍ，Ｃｙ，Ｂｋの単色の濃度は非常に低い場合が多い。このような自然画像は記憶色として認識され、わずかな単色ドットの変動が濃度ムラや、がさつき等の画像不良として知覚されやすい。
【００９２】
そのため、スクリーンパターンの安定性の要求はより高いものとなっている。Ｂｋ（ブラック）のような明度の低いトナーでは、ドットパターンの視認性が高くなり、なるべく小さいことが好ましい。逆にＹ（イエロー）のような明度の高いトナーでは、ドットパターンの視認性が低く、ドットサイズを大きくした場合でもスクリーンパターンは知覚されにくくなっている。このような特性を考慮して、本実施形態によれば、以下のような関係式で最小ドットサイズにおける各カラー間の関係を定義する。
（明度の高いトナーの最小ドットサイズ）≧（明度の低いトナーの最小ドットサイズ）
本実施形態では、上記関係式を満足するように、最小ドットサイズを選択する。
【００９３】
図１８は、２４００ｄｐｉの解像度で作成した最小ドットのパターンを示す。図中に示す数字は、各最小ドットパターンで使用している画素数を示す。なお、図１８に示す各最小ドットサイズにおける形状は一例であり、本発明を限定する意図はない。また、図１９は、本実施形態で使用しているトナーのベタ画像のＬ＊ａ＊ｂ＊値を示す。Ｌ＊ａ＊ｂ＊値の測定はＸ−Ｒｉｔｅ社製ｅＸａｃｔを用いて行った。
【００９４】
図１９に示すように、各トナーのベタ画像の明度（Ｌ＊）の大小関係は、Ｙ（イエロー）＞Ｃｙ（シアン）＞Ｍ（マゼンダ）＞Ｂｋ（ブラック）となっている。明度の高いトナーほど紙上のドットの視認性は低くなっている。従って、本実施形態では、一例として、図１８のドットパターンから、Ｙを２６ｄｏｔとし、Ｃｙを２４ｄｏｔとし、Ｍを１６ｄｏｔとし、Ｂｋを１２ｄｏｔとするように選択される。また、全てのドットサイズが同じサイズの選択も可能である。
【００９５】
＜処理手順＞
図１４を参照して、本実施形態に係る各色の最小ドットサイズを決定する処理手順について説明する。以下で説明する処理は、例えばＣＰＵ１０５がＲＯＭ１０７又はＨＤＤ１０８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。ここでは、入力濃度５％のハイライトの最小ドットサイズを変えた複数のスクリーンパターンを転写ベルト５０８上に形成し、フォトセンサ５２０で形成した画像の濃度を取得し、それらの濃度から網点面積率を算出して行う構成とした。本実施形態では１レベルの濃度のパッチから網点面積率を算出しているが、１パッチに限るわけではなく、複数のパッチから算出することでより高精度なデータを得ることも可能である。なお、ここでは、パッチパターンを転写ベルト５０８に形成した状態でその濃度を取得する構成について説明する。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば、パッチパターンを用紙に形成し、当該パッチパターンを用紙の搬送経路に設けられたセンサ２００によって読み取るようにしてもよい。
【００９６】
まず、Ｓ１４０１で、ＣＰＵ１０５は、最小ドットサイズを固定したスクリーンのパッチデータを作成する。ここでは、濃度５％のパッチを複数の最小ドットサイズで作成する。続いて、Ｓ１４０２で、ＣＰＵ１０５は、Ｓ１４０１で作成したパッチデータを用いて、転写ベルト５０８にパッチパターンを形成する。
【００９７】
パッチパターンが形成された転写ベルト５０８は、回転駆動し、フォトセンサ５２０の近傍を通過する。ここで、Ｓ１４０３で、ＣＰＵ１０５は、濃度センサ８０１（フォトセンサ５２０）の近傍を転写ベルト５０８上に形成されたパッチパターンが通過する際に、当該濃度センサ８０１を用いて読み取る。続いて、Ｓ１４０４で、ＣＰＵ１０５は、読み取った画像から濃度を算出する。さらに、Ｓ１４０５で、ＣＰＵ１０５は、上述したように、算出したパッチパターンの濃度から各ドットサイズの網点面積率を算出し（式３）、Ｓ１４０６で、網点再現性を算出する（式４）。
【００９８】
次に、Ｓ１４０７で、ＣＰＵ１０５は、網点再現性が３０％以上のドットサイズがあるかを判定する。網点再現性が３０％以上のドットサイズがあればＳ１４０８に進み、なければＳ１４１２に進む。Ｓ１４０８で、ＣＰＵ１０５は、網点再現性が３０％以上のドットサイズが複数あるか否かを判定する。複数あればＳ１４０９に進み、無ければＳ１４１３に進む。
【００９９】
Ｓ１４０９で、ＣＰＵ１０５は、網点再現性が３０％以上のドットサイズの中で最小のサイズを選択する。続いて、Ｓ１４１０で、ＣＰＵ１０５は、Ｓ１４０９で選択した最小ドットサイズに基づき、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃｙ，Ｂｋ）のドットサイズを算出する。続いて、Ｓ１４１１で、ＣＰＵ１０５は、Ｓ１４１０で算出した各色の最小ドットサイズが明度順（Ｌ＊順）になっているかどうかを判定する。明度順になっていればＳ１４１５に進み、そうでなければＳ１４１４に進む。
【０１００】
Ｓ１４１４で、ＣＰＵ１０５は、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃｙ，Ｂｋ）の最小ドットサイズの順序を調整し、最小ドットサイズを再設定し、処理をＳ１４１１に戻す。
【０１０１】
また、Ｓ１４０７で網点再現性が３０％以上のドットサイズがないと判定した場合、Ｓ１４１２で、ＣＰＵ１０５は、設定されている中で最大のドットサイズを選択し、処理をＳ１４１０に進める。Ｓ１４１０以降の処理は上述した通りである。
【０１０２】
また、Ｓ１４０８で網点再現性が３０％以上のドットサイズが１つしかないと判定した場合、Ｓ１４１３で、ＣＰＵ１０５は、３０％を超えているドットサイズを選択し、処理をＳ１４１０に進める。Ｓ１４１０以降の処理は上述した通りである。
【０１０３】
Ｓ１４１５で、ＣＰＵ１０５は、選択したドットサイズでハイライトのスクリーンを生成し、処理を終了する。以上の手順で各色の最小ドットサイズを決定し、ハイライト領域を規定したドットの個数で階調を表現し、スクリーンの網点パターン（ディザパターン）の格子点が配列された（埋まった）後は通常のＡＭスクリーンで階調表現を行う。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、転写ベルト５０８又は用紙に形成された所定のパターンの濃度を検出し、検出した濃度から、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。さらに、本画像形成装置は、取得した網点面積率に基づいて、ハイライト領域の中間調を表現する最小ドットサイズを各色のトナーごとに、所定の関係性を維持して決定する。なお、本画像形成装置では、色ごとの最小ドットサイズの関係を明度の高いトナーほど最小ドットサイズを大きく設定するように定義する。このようにして、明度の高いトナーの最小ドットサイズを大きくすることで、出力画像のハイライトの階調再現性を安定させ、明度の低いトナーの最小ドットサイズを小さくすることでスクリーンパターンによるテクスチャーが視認されることを防止する。これにより、色ムラ、粒状感の少ない高品位な画像出力を安定して行うことができる画像形成装置を提供することが可能となる。本実施形態ではＹ，Ｍ，Ｃｙ，Ｂｋの４色のトナーを用いたが、金，銀，Ｒ，Ｇ，Ｂ，淡トナー等の特色トナーに適用することも可能である。
【０１０５】
＜その他の実施形態＞
本発明は、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】
【０１０６】
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…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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