この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
<A.画像形成装置の構成>
この発明は、電子写真方式の画像形成装置であればどのような装置にも適用できるものであり、具体的には、コピー機、レーザプリンタ、ファクシミリ、複合機(Multi Function Peripheral)などに適用される。以下では、この発明に係る画像形成装置の典型例として、複写機能、プリント機能、ファクシミリ機能、およびスキャナ機能といった複数の機能を搭載した複合機について説明する。
図1は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPの概略構成図である。図1を参照して、画像形成装置MFPは、自動原稿搬送部2と、スキャナ3と、プリントエンジン4と、給紙部5とを含む。
自動原稿搬送部2は、原稿の連続的なスキャンを行なうためのものであり、原稿給紙台21と、送出ローラ22と、レジストローラ23と、搬送ドラム24と、排紙台25とを含む。スキャン対象の原稿は、原稿給紙台21上に載置され、送出ローラ22の作動により一枚ずつ送り出される。そして、この送り出された原稿は、レジストローラ23により一旦停止されて先端が整えられた後に、搬送ドラム24へ搬送される。さらに、この原稿は、搬送ドラム24のドラム面と一体に回転し、その過程において後述するスキャナ3により画像面がスキャンされる。その後、原稿は、搬送ドラム24のドラム面を略半周した位置においてドラム面から分離されて排紙台25へ排出される。
スキャナ3は、第1ミラーユニット31と、第2ミラーユニット32と、結像レンズ33と、撮像素子34と、プラテンガラス35とを含む。第1ミラーユニット31は、光源311とミラー312とを含み、搬送ドラム24の直下の位置において、通過する原稿に向けて光源311から光を照射する。この光源311から照射された光のうち、原稿によって反射した光は、第2ミラーユニット32へ入射する。第2ミラーユニット32は、原稿の移動方向に直交する向きに沿って配置されたミラー321および322を含み、第1ミラーユニット31からの反射光は、ミラー321および322で順次反射されて結像レンズ33へ導かれる。結像レンズ33は、この反射光をライン状の撮像素子34に結像する。
画像形成装置MFPでは、プラテンガラス35に載置された原稿から画像情報を取得することも可能である。この場合には、可動式の光源351およびミラー352が原稿の画像面をスキャンする。このスキャンに伴って、光源351から与えられた光は、原稿の移動方向に直交する向きに沿って配置されたミラー353および354で順次反射されて結像レンズ33へ導かれる。
撮像素子34は、受光した反射光を電気信号に変換して、後述する制御部10へ出力する。スキャナ3によって取得された原稿の画像情報、すなわち撮像素子34から出力される電気信号は、制御部10にて各種の画像処理が行われる。
プリントエンジン4は、電子写真方式の画像形成プロセスの一例として、単色のプリント出力が可能である。すなわち、プリントエンジン4は、画像形成処理を実行する作像部に相当する。具体的には、プリントエンジン4は、感光体ドラム41と、帯電器42と、画像書込部43と、現像部44と、転写器45と、除電器46と、定着装置47と、クリーニング部48と、IDC(Image Density Control)センサ49とを含む。ユーザ操作などによって、画像形成処理(プリント処理)の開始が指示されると、画像書込部43は、プリント対象の画像データに基づいてポリゴンミラー(図示しない)を回転作動させることで、レーザ発光器431から照射されるレーザビームを、感光体ドラム41の軸方向に対する主走査露光として照射する。同時に、感光体ドラム41自身の回転による副走査も行なわれる。このレーザビームの照射前に、感光体ドラム41には、帯電器42によって所定電位が付与されている。感光体ドラム41は、この電位により一様に帯電されている。なお、感光体ドラム41を帯電する構成としては、図1に示すローラ帯電方式に代えてコロナ放電方式を採用してもよい。このコロナ放電方式では、所定電位を発生するチャージャーと、チャージャーと電気的に接続されたグリッドメッシュ、ブレード、ブラシなどとを用いて、感光体ドラム41を帯電する。
感光体ドラム41の感光層には、主走査露光および副走査露光によって、原稿画像の静電潜像が形成される。なお、露光装置としては、ポリゴンミラーを用いてレーザ発光器431からのレーザ光を制御する構成に代えて、感光体ドラム41の軸方向に沿って配置した複数のLED(Light Emitting Diode)の発光量を制御する構成を採用してもよい。また、像担持体としては、図1に示すローラ状の感光体ドラム41に代えて、後述するようなベルト形状の感光体を採用してもよい。
現像部44は、この感光体ドラム41上に形成された静電潜像を反転現像してトナー像を生成する。一例として、現像部44は、2成分現像方式に従ってトナー像を生成する。すなわち、現像部44内には、トナーとキャリアとを含む2成分現像剤が蓄えられており、これらのトナーとキャリアとは、攪拌スクリューによって攪拌されることで摩擦荷電された現像剤となる。そして、この現像剤が供給スクリューによって現像ローラに供給される。さらに、現像剤は、現像ローラの回転により感光体ドラム41上の現像領域に近接した位置へと搬送されると、現像ローラの電位と感光体ドラム41上に形成されている静電潜像の有する電位との間に生じる電界を受けて、感光体ドラム41へ移動する。その結果、感光体ドラム41上の静電潜像がトナー像として現像される。なお、現像部44としては、上述の2成分現像方式に代えて、1成分現像方式もしくはハイブリッド現像方式を採用してもよい。
上述の現像部44における動作と並行して、記録紙を収容する給紙部5の給紙カセットにそれぞれ対応する送出ローラ52,53,54および手差給紙部26のうち、画像形成に用いられるべき記録紙に対応する部位が作動して記録紙を供給する。この供給された記録紙は、搬送ローラ55および56ならびにタイミングローラ51によって搬送され、感光体ドラム41上に形成されたトナー像に同期するように、感光体ドラム41に給紙される。
転写器45は、感光体ドラム41に反対極性の電圧を印加することで、感光体ドラム41上に形成されたトナー像を記録紙に転写する。そして、除電器46は、トナー像が転写された記録紙を除電することで、記録紙を感光体ドラム41から分離させる。その後、トナー像が転写された記録紙は定着装置47へ搬送される。なお、転写器45としては、図1に示すような転写ローラを用いた転写方式に代えて、転写チャージャーまたは転写ベルトを用いた転写方式を採用してもよい。あるいは、感光体ドラム41から記録紙へトナー像を直接転写する直接転写方式に代えて、感光体ドラム41と記録紙との間に、転写ローラ、転写ベルトといった中間転写体を配置して、2段階以上のプロセスによって転写を行なうようにしてもよい。
定着装置47は、加熱ローラ471と加圧ローラ472とを含む。加熱ローラ471は、記録紙を加熱することで、その上に転写されたトナーを溶融するとともに、加熱ローラ471と加圧ローラ472との間の圧縮力により、溶融したトナーが記録紙上に定着される。そして、記録紙はトレイ57に排出される。なお、定着装置47としては、図1に示すような定着ローラを用いた定着方式に代えて、定着ベルトなど用いた定着方式、もしくは非接触の定着方式を採用してもよい。
一方、記録紙が分離された感光体ドラム41では、その残留電位が除去された後、クリーニング部48によって残留トナーが除去および清掃される。そして、次の画像形成処理が実行される。クリーニング部48は、一例として、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、クリーニングローラ、またはこれらの組み合わせにより、残留トナーを除去および清掃する。あるいは、クリーニング部48に代えて、現像部44を用いて残留トナーを回収するクリーナーレス方式を採用してもよい。
IDCセンサ49は、感光体ドラム41上に形成されるトナー像の濃度を検出する。このIDCセンサ49は、代表的に反射型フォトセンサからなる光強度センサであり、感光体ドラム41の表面からの反射光強度を検出する。すなわち、IDCセンサ49は、画像形成された結果を検出する。
<B.中間階調の再現処理>
次に、電子写真方式の画像形成プロセスにおける中間階調の再現処理について説明する。上述したように、電子写真方式における画像形成プロセスでは、レーザビームなどを用いて、一様に帯電させた感光体の表面を再現すべき画像に応じて露光させることで、感光体上に静電潜像を形成し、さらに、この形成された静電潜像を現像部によってトナー像として現像する。すなわち、電子写真方式では、感光体の表面上でトナー像とすべき部分か否かを制御するのみであり、各部分の着色量(すなわち、トナー付着量)を連続的に制御することはできない。そこで、電子写真方式における中間階調は、網点(ハーフトーン)手法を用いて、単位面積あたりのトナーを付着すべき面積の比率(以下「面積率」とも称す。)を制御することで再現される。すなわち、小さな点や線からなる露光パターンに従って、露光装置による単位面積あたりの露光量を制御することで中間階調が再現される。一般的に、露光装置では、露光に用いられる光をオン/オフ時間を制御する、いわゆるパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式が採用されているため、本実施の形態においても、このパルス幅変調方式の露光装置を用いる構成について例示する。このパルス幅変調方式では、画像の濃度が低い(低階調値の)部分については発光時間の比率を相対的に短くし、画像の濃度が高い(高階調値の)部分については発光時間の比率を相対的に長くする。
より具体的には、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、スクリーンを用いてトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成機能を搭載している。すなわち、画像形成装置MFPでは、いわゆるスクリーン技術を用いて中間階調を再現する。このスクリーン技術では、複数の階調値にそれぞれ対応付けて複数のスクリーンが予め用意される。そして、この複数のスクリーンの中から、入力画像に含まれる中間階調を有する単位領域毎にスクリーンが選択され、この選択されたスクリーンに従って感光体の表面に対する露光パターンが制御される。すなわち、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する。写真などを高精度で再現するためには、多数の階調値を再現可能にする必要があるため、目的とし得る階調値に相当する数のスクリーンが予め用意される。このようなスクリーン群としては、一般的には、「ドットスクリーン」または「ラインスクリーン」が採用される。
図2および図3は、ドットスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図であり、図4および図5は、ラインスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図である。図2〜図5に示すように、各スクリーンは、着色すべき(トナーを付着すべき)領域である「第1領域(トナー付着領域)」と、着色すべきではない(トナーを付着すべきではない)領域である「第2領域(トナー非付着領域)」とにより定義された2値化パターンを有している。なお、図2〜図5では、第1領域(トナー付着領域)を「黒」で表現し、第2領域(トナー非付着領域)を「白」で表現しており、以下の図においても同様の表現方法を採用する。
図2〜図5に示すように、複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域(または、トナー付着領域)と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域(または、トナー非付着領域)とが定められたパターンを含む。本明細書において、「第1領域」はトナーを付着させるための制御の対象となる画素または画素の集合体に対応し、「第2領域」はそれ以外の領域、すなわち、トナーを付着させるための制御の対象ではない画素または画素の集合体に対応する。
なお、以下の説明では、第1領域(または、トナー付着領域)を単に「付着領域」と称し、第2領域(または、トナー非付着領域)を単に「非付着領域」と称する。
図2および図3に示すように、「ドットスクリーン」は、典型的には、付着領域をマトリックス状に配置し、それ以外の部分を非付着領域として配置したパターンを有する。図4および図5に示すように、一方、「ラインスクリーン」は、所定方向に延びる付着領域と非付着領域とを交互に線状に配置したパターンをもつ。
このとき、プリント結果における粒状性(ざらつき)の少ない緻密な画像を再現するためには、スクリーン切替によって空間周波数を大きく変化させないことが好ましい。そのため、ドットスクリーンにおいて再現する濃度の階調値を増加させる場合には、図2に示すように、元のドットの周囲に他のドットを追加配置して集合させる方法、もしくは、図3に示すように、分散させてドットの配置数を増加させる方法が採用される。このように、ドットスクリーンは、階調値の増加に伴って付着領域が所定の規則(ドットの集合体の拡大、または、分散したドット数の増大)に従って拡大するパターン変化を有する。
また、ラインスクリーンにおいて再現する濃度の階調値を増加させる場合には、図4に示すように、元のラインの中心位置を維持したまま、そのライン幅を広くする方法、もしくは、図5に示すように、ラインの配置数を分散させて増加させる方法が採用される。このように、ラインスクリーンでは、階調値の増加に伴って付着領域が所定の規則(ライン幅の拡大、または、分散したラインの配置数の増大)に従って拡大するパターン変化を有する。
さらに、上述のドットスクリーンとラインスクリーンとを複合したスクリーン群が採用される場合もある。図6および図7は、ドットスクリーンとラインスクリーンとの複合スクリーン群における配置パターンの一例を示す図である。
図6には、低階調側では、図2に示すドットスクリーンに類似したパターン変化を示す一方で、高階調側では、図4に示すラインスクリーンに類似したパターン変化を示すスクリーン群の例を示す。すなわち、図6に示すスクリーン群では、低階調側では、濃度の階調値が高くなるにつれてドット径が徐々に拡大し、ある面積率を超えた後には(すなわち、隣接するドット同士が接合した後には)、階調値がさらに高くなるに従ってライン幅が徐々に拡大する。
また、図7には、図6に示すスクリーン群に比較してその高階調側の階調再現性を高めたスクリーン群が例示される。すなわち、図7に示すスクリーン群では、再現すべき階調値が相対的に低い場合には、濃度の階調値が高くなるにつれてドット径が徐々に拡大し、ある面積率を超えた後には、階調値がさらに高くなるに従ってライン幅が全体的に徐々に拡大する。さらに、ライン幅が所定値を超えると、ラインの一部の幅のみが徐々に拡大する。
<C.電子写真方式における画像再現性>
上述したように、電子写真方式では、静電潜像をトナー像に現像するため、非常に細い線や小さな隙間を再現することは得意ではない。
図8および図9は、電子写真方式における画像再現性が悪化する状況を模式的に示した図である。なお、図8および図9には、トナー像を定着させた記録紙の断面図を模式的に示すが、そのサイズについては、実際のものとは必ずしも一致していない。
図8に示すように、主走査方向もしくは副走査方向に所定幅をもつ線状のトナー像を考える。トナー像を形成するための潜像がある程度の幅を有する場合には、潜像と現像ローラとの間の電界は、エッジ効果により電気力線の回り込みが生じても一定方向の電界となるため、トナー像はある程度安定して形成される。そのため、電荷を有するトナーの現像に際して、安定した現像を実行できる。しかし、潜像の有する幅が小さい場合は、現像領域に対してエッジ効果による電気力線の回り込みが顕著になり、電界の方向が安定しない傾向がある。そのため、狭い領域にトナーを安定して付着させることが困難となる。また定着においては、トナー像がある程度広い幅を有する場合には、トナーが一体化するため、記録紙に安定的に定着し得る。これに対して、トナー像が細い場合には、トナーの拡散などによって、記録紙に安定して定着できない場合がある。この場合には、線が「切れた」状態に見えたり、線が全く再現できなくなったりする。
また、図9に示すように、主走査方向もしくは副走査方向に所定幅の隙間(トナーが存在すべきではない部分)をもつトナー像を考える。トナー像の隙間がある程度広い幅を有する場合には、隣接するトナーからの影響を受けたとしても、その隙間を維持することができる。これに対して、隙間が狭い場合には、隣接するトナーの拡散などによって、隙間が埋まってしまう場合がある。
このように、電子写真方式では、トナーを付着させる幅が狭いパターン、および、トナーを付着させない幅が狭いパターンについては、再現性が低下し得る。したがって、上述のような中間階調の再現処理に用いるスクリーン群についても、付着領域および非付着領域のいずれもができる限り狭くならないようにすることが好ましい。
上述の図2〜図5に示すスクリーン群は、ドットまたはラインという基本的な形状を基本にして、面積率を単調増加させて再現する階調値を変化させている。そのため、ある階調値においては、1画素分の幅しかない付着領域および/または非付着領域が存在していることがわかる。
また、図6に示すスクリーン群は、低階調側において、ドットスクリーンに類似した形態でドット径が拡大し、高階調側において、ラインスクリーンに類似した形態でライン幅が拡大するので、上述の図2〜図5に示すスクリーンに比較して、画像再現性の劣化を抑制することができる。さらに、図7に示すスクリーンは、高階調側において、非付着領域の幅を維持したまま、その長さが短くなるので、図6に示すスクリーンに比較して、高階調側における画像再現性の劣化を抑制することができる。
<D.スクリーンセット>
本実施の形態に従う画像形成装置MFPが中間階調の再現処理に用いる複数のスクリーン(以下「スクリーンセット」とも称す。)は、上述の図7に示すスクリーン群に比較して、付着領域および/または非付着領域の幅が狭くなることを回避することで、中間階調をさらに高い安定性で再現する。すなわち、このスクリーンセットは、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンからなる。
図10は、この発明の実施の形態に従うスクリーンセットにおけるパターン変化の一例を示す図である。なお、この発明についての理解をより容易にするために、図10には、図2〜図7に示すスクリーンと対比可能なスクリーンを描画するが、この発明に係るスクリーンはこれに限られるものではない。
図6および図7に示すスクリーン群では、図2〜図5に示すスクリーン群に比較して、幅の狭い付着領域および/または非付着領域を含むパターンが低減されているが、ある面積率において、間隔の狭い非付着領域が現れてしまうと、その間隔の狭い非付着領域が消滅することはあっても、非付着領域の間隔が広がることはない。
たとえば、図7に示すスクリーン群では、ドットスクリーンに類似した形態から、ラインスクリーンに類似した形態に変化する段階において、隣接するドット同士が接合する。すなわち、各ドットでは、当該ドットのある一方に位置する隣接ドットに向かって付着領域が拡大することでラインが現れる。このラインが現れる直前には、隣接するドット間で、その幅の狭い隙間領域202が生じる。この隙間領域202は、隣接するドット同士が接合すると消滅する。なお、このとき、隙間領域202以外の非付着領域については、その幅は変化しない。
また、図7に示すスクリーン群では、ラインスクリーンに類似した形態から、非付着領域についてのドットスクリーンに類似した形態に変化する段階において、隣接するライン同士の一部が接合する。すなわち、各ラインでは、当該ラインのある一方に位置する隣接ラインに向かって部分的にライン幅が拡大することで非付着領域についてのドットが現れる。この非付着領域についてのドットが現れる直前には、隣接するライン間で、その幅の狭い隙間領域204が生じる。この隙間領域204は、隣接するライン同士を接合する付着領域が延びることで消滅する。なお、このとき、隙間領域204以外の付着領域については、その幅は変化しない。
これに対して、本実施の形態に従うスクリーンセットでは、スクリーン全体の階調値には影響を与えることなく、上述のような隙間領域202および204の発生を防止することを可能にしている。概略すると、本実施の形態に従うスクリーンは、ある階調値において付着領域に設定される部分であっても、より高い階調値においては、非付着領域に設定され得る点において、上述の図2〜図7に示すスクリーンとは大きく相違している。すなわち、上述の図2〜図7に示すスクリーンでは、ある階調値において付着領域とされた部分については、それより高い階調値においては常に付着領域とされているが、本実施の形態に従うスクリーンセットでは、このような付着領域および非付着領域についての制限を緩和して、よりフレキシブルなパターン変化を行なう。
より具体的には、図10に示すスクリーンでは、ドットスクリーン、ラインスクリーン、および白抜きドットスクリーンという3つのスクリーンを順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせる。すなわち、目的とする階調値が高くなるに従って、パターン211、パターン212、パターン213、パターン214、パターン215、パターン216、パターン217、パターン218の順で変化する。このうち、パターン211および212は、「ドットパターン」であり、パターン213、214および215は、「ラインパターン」であり、パターン216および217は、「白抜きドットパターン」である。
本明細書において、「ドットスクリーン」は、上述したように、付着領域をマトリックス状に配置し、それ以外の部分を非付着領域としたパターンを意味する。このドットスクリーンは、階調値の増加に伴って付着領域が所定の規則(ドット径の拡大、または、ドット数の増大)に従って拡大するパターン変化を有する。なお、「ドットスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「ドットパターン」とも称す。
また、「ラインスクリーン」は、上述したように、所定方向に延びる付着領域と非付着領域とを交互に線状に配置したパターンを意味する。このラインスクリーンは、階調値の増加に伴って、ドットスクリーンにおける規則とは独立した別の所定の規則(ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大)に従って付着領域が拡大するパターン変化を有する。なお、「ラインスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「ラインパターン」とも称す。
さらに、「白抜きドットスクリーン」は、非付着領域をマトリックス状に配置し、それ以外の部分を付着領域としたパターンを意味する。この白抜きドットスクリーンは、階調値の減少に伴って非付着領域が所定の規則(ドット径の拡大、または、ドット数の増大)に従って拡大するパターン変化を有する。なお、「白抜きドットスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「白抜きドットパターン」とも称す。
図10において、より高い階調値への変化に伴って、特定の階調値でドットパターン(パターン212)からラインパターン(パターン213)へ切替わる場合には、パターン212に示すドットを一方向にのみ拡大することでラインを生じさせるのではなく、ドットに含まれる一部分(領域205)を付着領域から非付着領域に変化させるととともに、ドットの一部を隣接するドットの方向に拡大(領域206)させる。言い換えれば、ドットパターンを構成する領域205の付着領域を、領域206へ移動させることで、表現する階調値を増大する。なお、パターン212とパターン213との間では、面積率は一定となっているが、これは、表現される濃度がそのスクリーン種類(ドットパターンとラインパターンとの相違)に応じて異なるためである。すなわち、同じ面積率であっても、その値によっては、いずれかのスクリーン(この例では、ラインパターン)の方がより高い濃度として再現される場合があるからである。
このようにドットパターンからラインパターンへの切替時に、付着領域を再配置することで、図7に示す隙間領域202の発生を抑制できるとともに、ラインパターンへの切替後における非付着領域の線幅をより広くすることができる。
また、さらに高い濃度への変化に伴って、ラインパターン(パターン215)から白抜きドットパターン(パターン216)へ切替わる場合には、パターン215に示すラインの一部を一方向にのみ拡大することで白抜きドットを生じさせるのではなく、ラインに含まれる一部分(領域207)を付着領域から非付着領域に変化させるととともに、ラインの一部を隣接するラインの方向に拡大(領域208)させる。言い換えれば、ラインパターンを構成する領域207の付着領域を、領域208へ移動させることで、再現する階調値を増大する。なお、パターン215とパターン216との間では、面積率は一定となっているが、これについても、上述したように再現される階調値がそのスクリーン種類(ラインパターンと白抜きドットパターンとの相違)に応じて異なるためである。このようにラインパターンから白抜きドットパターンへの切替時に、付着領域を再配置することで、図7に示す隙間領域204の発生を抑制できるとともに、白抜きドット自体も2マス×2マスの大きさを維持できる。この白抜きドットの幅は、図7に示す非付着領域の幅より広くなっている。
すなわち、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、階調値の増加に従って第1領域(トナー付着領域)が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)と、階調値の増加に従って第1領域(トナー付着領域)が第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連のラインスクリーン)とを保持する。そして、入力画像の単位領域に対し、再現すべき階調値が第1しきい値(図10に示すパターン212によって再現される階調値とパターン213によって再現される階調値との中間値)より小さい場合には、第1スクリーン群よりスクリーンが選択され、階調値が第1しきい値より大きい場合には第2スクリーン群よりスクリーンが選択される。このように、スクリーンセットから再現すべき階調に応じたスクリーンが選択される。そして、選択されたスクリーンを用いて画像形成が実行される。
上述したように、画像形成装置MFPは、階調値の減少に伴って第2領域(トナー非付着領域)が第1および第2規則と異なる独立した第3規則に基づき減少する第3スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)をさらに保持することが好ましい。このとき、入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より大きい第2しきい値(図10に示すパターン215によって再現される階調値とパターン216によって再現される階調値との中間値)より大きい場合には第3スクリーン群よりスクリーンが選択される。
別の言い方をすれば、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域(トナー付着領域)を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)とを保持する。そして、再現すべき階調値の増加に伴って第1領域を所定の方向に拡大するように当該第1スクリーン群からスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン215の状態)。さらに、再現すべき階調値が所定のしきい値に到達した時に、スクリーン選択元が当該第1スクリーン群から当該第2スクリーン群に切替えられる。切替時のスクリーンとしては、所定の方向において、当該第1パターン内の隣接する第1領域間の距離よりも、当該第2パターン内の第2領域の幅が大きいスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン216)。
さらに別の言い方をすれば、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域(トナー付着領域)を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域(トナー非付着領域)を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)とを保持する。そして、階調値の減少に伴って第2領域が所定の方向に拡大するように、第2スクリーン群からスクリーンが選択され(たとえば、図10に示すパターン215の状態)、その後、階調値が所定のしきい値に到達した時に、スクリーンの選択元が第2スクリーン群から第1スクリーン群に切替えられる。切替時のスクリーンとして、所定の方向において、第2パターン内の第2領域の幅よりも、第1パターン内の隣接する第1領域間の距離が小さいスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン216の状態)。
上述のようなスクリーン群を採用した場合には、切替前後において、第1スクリーン群から選択されるスクリーン(たとえば、図10に示すパターン212の状態)と、第2スクリーン群から選択されるスクリーン(たとえば、図10に示すパターン213の状態)とは、実質的に同じ階調値を有することが好ましい。
また、切替前後において、同じ階調値を維持したまま、第1領域のトナー付着の制御対象の画素を第2領域におけるトナー付着の制御対象でない画素に置き換える再配置が実行されることが好ましい。たとえば、図10に示すパターン212の状態とパターン213の状態とを比較すると、第1領域(トナー付着領域)の数は維持されたまま、第2領域(トナー非付着領域)の一部が第1領域(トナー付着領域)に置き換えられていることがわかる。また、図10に示すパターン215の状態とパターン216の状態との間でも同様である。
このように、本実施の形態においては、ある濃度において付着領域に設定される部分であっても、より高い濃度において非付着領域に設定する手法を用いてスクリーン切替を行なうことで、付着領域および/または非付着領域の幅が狭くなることを回避し、これによって、中間階調をより安定性を高めて再現できる。
なお、図10においては、濃度が高くなるにつれて、ドットパターン、ラインパターン、白抜きドットパターンの順でスクリーン切替を行なう構成について例示したが、切替ロジックをより簡素化する観点から、ドットスクリーンとラインスクリーンとの間でのみスクリーン切替を行なう構成を採用してもよい。
<E.制御部のハードウェア構成>
図11は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFP内の制御部10のハードウェア構成を示す模式図である。
図11を参照して、制御部10は、処理部であるCPU(Central Processing Unit)102と、記憶部であるRAM(Random Access Memory)104、ROM(Read Only Memory)106、EEPROM(Electrical Erasable and Programmable Read Only Memory)108、およびHDD(Hard Disk Drive)110と、通信部である外部通信I/F(インターフェイス:Interface)112および内部通信I/F114とを含む。なお、これらの部位は、内部バス116を介して互いに接続される。
制御部10では、CPU102が、ROM106などに予め格納されている各種処理を実行するためのプログラムをRAM104などに展開して実行することで、画像形成装置MFPが制御される。
RAM104は、揮発性メモリであり、ワークメモリとして使用される。より具体的には、RAM104には、実行されるプログラム自体に加えて、処理対象の画像データや各種変数データが一時的に格納される。EEPROM108は、典型的には不揮発性の半導体メモリであり、画像形成装置MFPのIPアドレスやネットワークドメインなどを各種設定値を記憶する。HDD110は、典型的には不揮発性の磁気メモリであり、画像処理装置から受信した印刷ジョブやスキャナ3によって取得した画像情報などを蓄積する。
外部通信I/F112は、典型的にはイーサネット(登録商標)といった汎用的な通信プロトコルをサポートし、ネットワークNWを介してパーソナルコンピュータPCや他の画像形成装置との間でデータ通信を提供する。
内部通信I/F114は、操作パネルなどと接続され、操作パネルに対するユーザ操作に応じた信号を受信して、CPU102へ伝送するとともに、CPU102からの命令に従って、操作パネルにメッセージなどを表示するために必要な信号を送信する。
<F.制御構造>
図12は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPの制御部10における制御構造を示すブロック図である。
図12を参照して、制御部10は、プリント対象の入力画像に応じた静電潜像を感光体(感光体ドラム41)上に形成するために露光装置へ与える指令(露光指令)を出力する。より具体的には、制御部10は、その制御構造として、前処理部152と、領域分離部154と、文字処理部156と、階調値判断部158と、スクリーン選択部160と、スクリーン格納部162と、指令生成部166とを含む。スクリーン格納部162は、RAM104、EEPROM108、HDD110(図11)に含まれる所定の領域として提供される。その他の部位は、典型的に、CPU102(図11)がプログラムをRAM104(図11)に展開し、各コマンドを実行することで提供される。
前処理部152は、プリント対象の入力画像に対して、色補正などの前処理を行なう。この前処理部152によって処理された入力画像は、領域分離部154へ出力される。
領域分離部154は、前処理部152から受けた入力画像を文字領域と画像領域とに分離する。基本的に、文字領域は、中間階調として再現する必要がない部分であり、画像領域は、中間階調として再現する必要がある部分である。領域分離部154によって分離された文字領域の情報は、文字処理部156へ出力され、画像領域の情報は、階調値判断部158へ出力される。
文字処理部156は、領域分離部154から受けた文字領域の情報に対して、輪郭強調処理などの文字に適した処理を行なう。そして、文字処理部156は、処理結果を指令生成部166へ出力する。
階調値判断部158は、領域分離部154から受けた画像領域の情報に基づいて、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断する。そして、階調値判断部158は、その判断結果をスクリーン選択部160へ出力する。
スクリーン選択部160は、階調値判断部158から受けた判断結果に基づいて、再現すべき濃度に応じたスクリーンを順次選択し、画像領域に対して、使用すべきスクリーンの種類をマッピングする。より具体的には、スクリーン選択部160は、スクリーン格納部162に格納されているスクリーンセット164を参照して、再現すべき濃度に対応するスクリーンを決定する。そして、スクリーン選択部160は、マッピング結果を指令生成部166へ出力する。なお、スクリーンセット164は、後述するような条件に従って作成されたスクリーン群172を適切に組み合わせて作成される。
指令生成部166は、文字処理部156から受けた処理結果およびスクリーン選択部160から受けたマッピング結果を合成することで、入力画像に対応する露光指令を生成する。そして、この露光指令は、画像書込部43(図1)へ出力される。すなわち、この露光指令によって、スクリーンの選択結果に従って画像形成処理が実行される。
<G.スクリーンセットを構成するためのスクリーン線数についての検討>
上述のように、本実施の形態に従う画像形成装置は、複数種類のスクリーンを切替えることで、中間階調の再現性を向上させる。本実施の形態に従うスクリーンセットの各々は、一定のスクリーン線数を有する複数のスクリーンからなる。
ところで、再現すべき階調値が高くなるにつれて、スクリーンを構成するパターンにおけるドット径が大きくなるため、隣接するドットの間に生じる隙間がより小さくなる。同様に、再現すべき階調値が高くなるにつれて、スクリーンを構成するパターンにおけるライン幅が長くなるため、隣接するラインの間に生じる隙間がより小さくなる。また、スクリーン線数(スクリーンの密度)を高めた場合には、従来のスクリーンに比較して、微小化してしまう隙間がより高い頻度で発生する。電子写真方式では、このような微小な隙間を安定して再現することが困難であるため、スクリーン線数を高めた場合に、画像安定性が低下してしまう可能性がある。
そこで、本実施の形態は、スクリーン線数を高めた場合であっても、安定して再現することのできない微小な隙間の発生頻度を低減する方法に向けられている。このような方法を採用することで、スクリーンの線数を高めても、画像安定性を維持することができる。
以下、本実施の形態に従うスクリーンセットにおいて、種別のスクリーンへの切替時において、ドットまたはラインのかすれ/途切れ、あるいは、白抜き部分のつぶれを発生させないための条件を考える。
図13は、本実施の形態に従う画像形成装置で使用されるスクリーンセットの構成を示す模式図である。図13に示すスクリーンセットでは、低濃度側のハイライト部で生じる、ドットパターンとラインパターンとの間の切替、および、高濃度側のシャドー部で生じる、ラインパターンとドットパターン(白抜きドットパターン)との間の切替について検討する。
なお、以下の説明では、ドットパターンにおいて面積率がpである場合に表現される濃度をf(p)と表現し、ラインパターンにおいて面積率がqである場合に表現される濃度をg(q)と表現する。
(g1.ハイライト部におけるドットパターンからラインパターンへの切替)
まず、図13の(1)に示す部分について検討する。
図14は、図13に示すハイライト部におけるドットパターンからラインパターンへの切替におけるパターン変化の例を示す図である。図14を参照して、再現すべき階調が高くなるにつれて、ドットパターンの各ドットが成長することになる。このとき、各ドット(単位サイズ:n×n)について見れば、ドットの各辺の長さが(n−w)、すなわち、白抜き部分の長さがwになった時点で、ラインパターンに切替えられるとする。言い換えれば、ドットの各辺の長さを(n−w)を超えて成長させた場合には、白抜き部分につぶれが発生するものとする。
なお、nは、“解像度[dpi]/スクリーン線数[lpi]”を示し、ドットパターンまたはラインパターンの周期に相当する。
このとき、スクリーン切替直後のラインパターンの線幅をxとする。すると、切替前のドットパターンにおける面積率は(n−w)2/n2となり、切替後のラインパターンにおける面積率はx/nとなる。
スクリーンを切替える場合には、擬似輪郭の発生を防止するためには、以下の要件が満たされなければならない。
(イ)スクリーン切替前後で同じ濃度が維持されること
(ロ)切替後のラインパターンにおいてラインが途切れないこと
この(イ)および(ロ)の要件を満たすためには、以下の条件式(1)および(2)を満足させる必要がある。
f((n−w)2/n2)=g(x/n) …(1)
ラインスクリーン線幅x≧b …(2)
但し、bは、ラインパターンにおいてラインが途切れないための最小の線幅(以下「黒細線再現限界幅」とも称す)を示す
(g2.ハイライト部におけるラインパターンからドットパターンへの切替)
次に、図13の(2)に示す部分について検討する。
図15は、図13に示すハイライト部におけるラインパターンからドットパターンへの切替におけるパターン変化の例を示す図である。図15を参照して、再現すべき階調が低くなるにつれて、ラインパターンの各ラインの幅が細くなる。このとき、各ライン(単位サイズ:n×n)について見れば、ラインの各短辺の長さがb(黒細線再現限界幅)になった時点で、ドットパターンに切替えられるとする。言い換えれば、ラインの各短辺の長さを黒細線再現限界幅bより狭くした場合には、ラインのかすれ/途切れが発生するものとする。
このとき、スクリーン切替直後のドットパターンの各辺の長さを(n−x’)とする。すると、切替前のラインパターンにおける面積率はb/nとなり、切替後のラインパターンにおける面積率は(n−x’)2/n2となる。
スクリーンを切替える場合には、擬似輪郭の発生を防止するためには、以下の要件が満たされなければならない。
(ハ)スクリーン切替前後で同じ濃度が維持されること
(二)切替後のドットパターンにおいて白抜き部分がつぶれないこと
この(ハ)および(二)の要件を満たすためには、以下の条件式(3)および(4)を満足させる必要がある。
f((n−x’)2/n2)=g(b/n) …(3)
ドットパターンの白抜き部分の幅x’≧w …(4)
但し、wは、ドットスクリーンにおいて白抜き部分がつぶれないための最小の幅(以下「白細線再現限界幅」とも称す)を示す
(g3.シャドー部におけるドットパターンからラインパターンへの切替)
次に、図13の(3)に示す部分について検討する。
図16は、図13に示すシャドー部におけるドットパターンからラインパターンへの切替におけるパターン変化の例を示す図である。図16を参照して、再現すべき階調が高くなるにつれて、ドットパターンの各ドットが成長することになる。このとき、各ライン(単位サイズ:n×n)について見れば、ラインの各短辺の長さが(n−w)、すなわち、白抜き部分の長さが白細線再現限界幅wになった時点で、ラインパターンに切替えられるとする。言い換えれば、ラインの白抜き幅が白細線再現限界幅wを下回ってしまうと、白抜き部分につぶれが発生するものとする。
このとき、スクリーン切替直後のドットパターン(白抜きドットパターン)の線幅をyとする。すると、切替前のラインパターンにおける面積率は(n−w)/nとなり、切替後の白抜きドットにおける面積率は(n2−(n−y)2)/n2となる。
スクリーンを切替える場合には、擬似輪郭の発生を防止するためには、以下の要件が満たされなければならない。
(ホ)スクリーン切替前後で同じ濃度が維持されること
(ヘ)切替後のドットパターンにおいて黒部分がかすれないこと
この(ホ)および(ヘ)の要件を満たすためには、以下の条件式(5)および(6)を満足させる必要がある。
f((n2−(n−y)2)/n2)=g((n−w)/n) …(5)
白抜きドット間の線幅y≧b …(6)
(g4.シャドー部におけるラインパターンからドットパターンへの切替)
最後に、図13の(4)に示す部分について検討する。
図17は、図13に示すシャドー部におけるドットパターン(白抜きドットパターン)からラインパターンへの切替におけるパターン変化の例を示す図である。図17を参照して、再現すべき階調が低くなるにつれて、ドットパターンの各白抜きドットの各辺の長さが長くなる。このとき、各白抜きドット(単位サイズ:n×n)について見れば、白抜きドットの各辺の長さがb(白抜きドットパターンにおいて黒部分のかすれが発生しないための最小の長さ:黒細線再現限界幅)になった時点で、ドットパターンに切替えられるとする。言い換えれば、白抜きドットの各辺の長さを黒細線再現限界幅bより長くした場合には、黒部分のかすれが発生するものとする。
このとき、スクリーン切替直後のラインの白抜き線幅をy’とする。すると、切替前の白抜きドットパターンにおける面積率は(n2−(n−b)2)/n2となり、切替後のラインパターンにおける面積率は(n−y’)/nとなる。
スクリーンを切替える場合には、擬似輪郭の発生を防止するためには、以下の要件が満たされなければならない。
(ト)スクリーン切替前後で同じ濃度が維持されること
(チ)切替後のラインスクリーンにおいて白抜き部分がつぶれないこと
この(ト)および(チ)の要件を満たすためには、以下の条件式(7)および(8)を満足させる必要がある。
f((n2−(n−b)2)/n2)=g((n−y’)/n) …(7)
ラインの白抜き線幅y’≧w …(8)
(g5.条件のまとめ)
上述した条件式(1)〜(8)に加えて、ラインパターンにおいてラインが途切れないための最小の線幅b(黒細線再現限界幅)と、ドットスクリーンにおいて白抜き部分がつぶれないための最小の幅w(白細線再現限界幅)との関係についても、以下の条件式(9)を満足させる必要がある。
ドットパターンまたはラインパターンの周期n<b+w …(9)
すなわち、条件式(9)は、少なくとも、黒部分および白部分の両方を安定して再現するための最低限の条件である。
以上の検討をまとめると、(1)〜(9)式を満足するように、スクリーンを設定(より具体的には、スクリーン線数の制限など)すれば、黒部分および白部分のいずれについても、安定して再現することができる。
以下、これらの条件式(1)〜(9)を一般化することを考える。なお、ドットパターンとラインパターンとの間では、同じ面積率であれば、再現される濃度も実質的に同一になるとする。
ハイライト部におけるドットパターンからラインパターンへの切替(図13の(1))についてみれば、上述の条件式(1)および(2)から、以下のような条件式(10)を導出することができる。
(n−w)2≧n×b …(10)
ハイライト部におけるラインパターンからドットパターンへの切替(図13の(2))についてみれば、上述の条件式(3)および(4)から、以下のような条件式(11)を導出することができる。
(n−w)2≧n×b …(11)
シャドー部におけるラインパターンからドットパターン(白抜きドットパターン)への切替(図13の(3))についてみれば、上述の条件式(5)および(6)から、以下のような条件式(12)を導出することができる。
(n−b)2≧n×w …(12)
シャドー部におけるドットパターン(白抜きドットパターン)からラインパターンへの切替(図13の(4))についてみれば、上述の条件式(7)および(8)から、以下のような条件式(13)を導出することができる。
(n−b)2≧n×w …(13)
結局のところ、ハイライト部について導出された条件式(10)と条件式(11)とは同一であり、また、シャドー部について導出された条件式(12)と条件式(13)とについても同一である。
したがって、同じ面積率であれば、再現される濃度も実質的に同一になることを前提とした場合には、以下の3つの条件式を満たせば、よいことになる。
n≧b+w …(9)
(n−w)2≧n×b …(10,11)
(n−b)2≧n×w …(12,13)
言い換えれば、ハイライト部において、切替直前のドットパターンの白抜き部分の幅を白細線再現限界幅wまで小さくし、かつ、切替直後のラインパターンの線幅を黒線線再現限界幅bまで小さくした場合には、切替直前のドットパターンの白抜き部分の幅wと、切替直後のラインパターンの線幅bとについて、上述の条件式(10,11)を満足するように、スクリーン線数を設定する必要がある。
すなわち、ハイライト部について言えば、階調値がしきい値(スクリーン切替位置)まで増加するに伴って第1領域(トナー付着領域)が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群(ドットパターン)と、階調値が当該しきい値を超えて増加するに伴って第1領域が第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群(ラインパターン)とを含むスクリーンセットについて、スクリーン線数は、第1スクリーン群(ドットパターン)のうち最も高い階調値に対応するパターン(切替直前のスクリーン)における第2領域(トナー非付着領域)の幅と、第2スクリーン群のうち最も低い階調値に対応するパターン(切替直後のスクリーン)における第1領域の幅との間のスクリーン線数に関連する関係式(条件式(10,11))を満足するように設定されている。
また、言い換えれば、シャドー部において、切替直前のラインパターンの線幅を黒線線再現限界幅bまで小さく、かつ、切替直後のドットパターン(白抜きドットパターン)の白抜き部分の幅を白細線再現限界幅wまで小さくした場合には、切替直前のラインパターンの線幅bと、切替直後のドットパターン(白抜きドットパターン)の白抜き部分の幅wとについて、上述の条件式(12,13)を満足するように、スクリーン線数を設定する必要がある。
すなわち、シャドー部について言えば、階調値がしきい値(スクリーン切替位置)まで増加するに伴って第1領域(トナー付着領域)が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群(ラインパターン)と、階調値が当該しきい値を超えて増加するに伴って第1領域が第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群(ドットパターン(白抜きドットパターン))とを含むスクリーンセットについて、スクリーン線数は、第1スクリーン群(ラインパターン)のうち最も高い階調値に対応するパターン(切替直前のスクリーン)における第1領域の幅と、第2スクリーン群のうち最も低い階調値に対応するパターン(切替直後のスクリーン)における第2領域(トナー非付着領域)の幅との間のスクリーン線数に関連する関係式(条件式(12,13))を満足するように設定されている。
なお、黒細線再現限界幅b、および、白細線再現限界幅wは、細線および白細線の太さを異ならせた入力画像を実際に作像した上で、途切れなく再現している限界幅に基づいて決定する。また、使用するスクリーン角に対応できるように、複数のスクリーン角の各々に対応付けて、黒細線再現限界幅および白細線再現限界幅を予め設定しておくことが好ましい。
すなわち、互いにスクリーン角度の異なる複数のスクリーンセットが予め記憶される場合には、上述の条件式に基づいて、ドットパターンのうち最も高い階調値に対応するパターン(切替直前のスクリーン)におけるトナー非付着領域の幅、ラインパターンのうち最も低い階調値に対応するパターン(切替直後のスクリーン)におけるトナー付着領域の幅、ラインパターンのうち最も高い階調値に対応するパターン(切替直前のスクリーン)におけるトナー付着領域の幅、白抜きドットパターンのうち最も低い階調値に対応するパターン(切替直後のスクリーン)におけるトナー非付着領域の幅のうち、少なくとも一つは、異なるスクリーン角度を有するスクリーンセットにおける対応する幅とは異なるように構成されることになる。
さらに、本実施の実施の形態においては、1つのスクリーンセットにおいて、ハイライト部およびシャドー部のそれぞれにおいてスクリーン切替えが実施される構成を例示したが、1つのスクリーンセットの1箇所のみにおいてスクリーン切替えが実施されるようにしてもよい。その場合、上述の条件式(10,11)、または、条件式(12,13)のうち、スクリーン切替に関係のない条件式は無視できる。
<H.計算例>
(h1.代表例)
以下、上述したような条件式に基づいて、本実施の形態に従う画像形成装置で利用可能なスクリーンセットに採用することのできるスクリーン線数の計算例について説明する
一例として、以下のような仕様での画像プロセスを考える。
解像度:1200[dpi]
黒細線再現限界幅b:2[画素]
白細線再現限界幅w:3[画素]
(1)ハイライト部について
上述の条件式(10,11)に上記条件に係る黒細線再現限界幅bおよび白細線再現限界幅wを代入して、左辺にまとめると、周期nについての以下の不等式が得られる。
n2−8n+9≧0
この不等式を解くと、以下の解が求められる。
n≦1.4 or n≧6.6
ここで、上述の条件式(9)から、以下の条件を満たす必要がある。
n≧b+w=5
したがって、求められた解のうち、条件を満たすものは、“6.6≦n”のみである。ここで、スクリーン線数=解像度/周期nであるので、スクリーン線数X=1200/nの関係式から、以下の条件が算出される。
スクリーン線数X≦181.8
以上の計算によれば、ハイライト部において条件を満たすのは、スクリーン線数が181.8以下のスクリーンでなければならない。
(2)シャドー部
上述の条件式(12,13)に上記条件に係る黒細線再現限界幅bおよび白細線再現限界幅wを代入して、左辺にまとめると、周期nについての以下の不等式が得られる。
n2−7n+4≧0
この不等式を解くと、以下の解が求められる。
n≦0.6 or 6.4≦n
ここで、上述の条件式(9)から、以下の条件を満たす必要がある。
n≧b+w=5
したがって、求められた解のうち、条件を満たすものは、“6.4≦n”のみである。ここで、スクリーン線数=解像度/周期nであるので、スクリーン線数X=1200/nの関係式から、以下の条件が算出される。
スクリーン線数X≦188.3
以上の計算によれば、シャドー部において条件を満たすのは、スクリーン線数が188.3以下のスクリーンでなければならない。
最終的に、ハイライト部およびシャドー部のいずれについての条件も満足するスクリーンは、スクリーン線数が181.8以下でなければならないという結論になる。
(h2.スクリーニング)
さらに、本願発明者らは、上述したような条件の画像プロセスについて、スクリーン線数を異ならせて、上述の3つの条件式を満足するか否かをスクリーニング調査した。より具体的には、上述と同一の条件(解像度:1200[dpi]、黒細線再現限界幅b=2[画素]、w=3[画素])において、スクリーン線数を240線〜140.45線の間で異ならせて、各スクリーン線数について、上述の3つの条件式を満たすか否かを評価した。この評価結果を以下に示す。
この結果、上述の3つの条件式を満たすのは、スクリーン線数が140.45〜178.89の間のスクリーンであった。そして、これらの3つの条件を満足したスクリーン線数を有するスクリーンについては、十分な画像再現性を確保できていることが確認された。
<J.処理手順>
図18は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPにおける画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
図18を参照して、まず、CPU102は、画像形成処理の開始が指示されたか否かを判断する(ステップS100)。画像形成処理の開始が指示されていない場合(ステップS100においてNOの場合)には、CPU102は、ステップS100の処理を繰返す。
画像形成処理の開始が指示された場合(ステップS100においてYESの場合)には、CPU102は、入力画像を受付ける(ステップS102)。具体的には、CPU102は、スキャナ3(図1)へ制御指令を与えて、原稿のスキャンを実行させる。あるいは、CPU102は、HDD110などから指定された画像データを読出す。
続いて、CPU102は、受付けた入力画像に対して前処理を実行し(ステップS104)、さらに、前処理後の入力画像を文字領域と画像領域とに分離する(ステップS106)。その後、CPU102は、ステップS106において分離した文字領域について、必要な処理を行なう(ステップS108)。
並行して、CPU102は、ステップS106において分離した画像領域について、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断し(ステップS110)、この判断結果に基づいて、各単位領域に用いるべきスクリーンを選択する(ステップS112)。
最終的に、CPU102は、ステップS108において出力された処理結果と、ステップS112において選択されたスクリーンとに基づいて、入力画像に対応する露光指令を生成し(ステップS114)、その生成した露光指令を画像書込部43へ出力する(ステップS116)。すると、プリントエンジン4が、その露光指令に基づく、画像形成処理を実行する。その後、CPU102は、プロセス変動補正サブルーチンを実行する(ステップS118)。このプロセス変動補正サブルーチンについては後述する。
そして、処理は終了する。
<K.作用効果>
この発明の実施の形態によれば、トナーを付着させる幅が狭いパターン、および、トナーを付着させない幅が狭いパターンといった電子写真方式において再現性が低下するようなパターンを避けたスクリーンセットを用いて中間階調が再現される。そのため、中間階調を安定して再現することができる。同時に、再現すべき階調値に応じて、複数種類のスクリーンからプロセスがより安定化するスクリーンが選択的に組み合わされてスクリーンセットが構成される。そのため、ハーフトーン再現の安定性や粒状性を向上させることができる。
また、この発明の実施の形態によれば、隣接するドット間の隙間および隣接するライン間の隙間を可能な限り限界幅以上に維持するように、スクリーン線数を制限する。これにより、スクリーン線数を高めることで、かえって画像安定性を低下させてしまうような状況を回避できる。
[その他の実施の形態]
上述のこの発明の実施の形態の各々においては、3つのスクリーン(ドットスクリーン、ラインスクリーン、および白抜きドットスクリーン)を順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせる構成について例示した。しかしながら、2つのスクリーンを順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせてもよい。典型的には、再現すべき濃度が低い(低階調値の)部分および再現すべき濃度が高い(高階調値の)部分についてはドットスクリーンを用い、その他の中間濃度(中間階調)の部分についてはラインスクリーンを用いてもよい。
あるいは、ラインスクリーンと白抜きドットスクリーンとを用いて、スクリーンセットを生成してもよい。もしくは、ドットスクリーンと白抜きドットスクリーンとを用いて、スクリーンセットを生成してもよい。
上述の実施の形態に係るプログラムによって実現される機能の一部または全部を専用のハードウェアによって構成してもよい。
また、上述の実施の形態に従うCPUで実行されるプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム(OS)の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずOSと協働して処理が実行される。したがって、このようなモジュールを含まないプログラムも、この発明に係るプログラムに含まれ得る。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。