JP2011218699A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスの安定性を維持しつつ、中間階調をより高い解像度で再現できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本実施の形態に従う画像形成装置は、入力画像の単位領域毎にスクリーンが選択された結果、第１部分に対して第１スクリーン群に含まれるスクリーンが選択され、第１部分に隣接する第２部分に第２スクリーン群に含まれるスクリーンが選択された場合に、作像部による画像形成の実行前に、第１部分を表現するための第１領域と第２部分を表現するための第１領域との間に予め定められた間隔の第２領域が存在するように、第１領域を再配置する。
【選択図】図１４

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に中間階調をより安定して再現するための技術に向けられたものである。

従来から、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置においては、紙媒体へ画像を形成するプロセスとして電子写真方式が採用されている。この電子写真方式では、露光装置を用いて感光体上（典型的には、感光体ドラムや感光体ベルト）に静電潜像を形成し、続いて、この静電潜像を現像することで画像が作られる。

近年、この電子写真方式に対する高解像度化が進んでいる。たとえば、露光装置の改良によって、静電潜像の解像度は、従来の６００ｄｐｉ（dot per inch）から１２００ｄｐｉにまで向上しており、さらに高品位機種では、２４００ｄｐｉといった高解像度を実現できる。

一方で、このような解像度の向上とともに、プロセスの安定性の向上についても要望が高まっている。すなわち、解像度の向上とプロセスの安定性とは相反すると言われており、解像度を高めつつ、安定性を維持することが重要な技術的課題となっている。このようなプロセスの安定性は、中間階調の仕上がりに影響を与える。

そこで、特開平５−１６１０１３号公報（特許文献１）には、環境の変動、濃度検知センサの劣化、感光体の表面劣化等に起因する画質の劣化を防ぎ、常に高画質を安定に保つことの可能なデジタル記録装置が開示されている。また、特開平５−３２８１１２号公報（特許文献２）には、濃淡画像を構成する各画素周辺の画像の濃度状態に相応したディザ処理を行なうことで、対象とする濃淡画像に濃度の偏りがあっても、階調性をもった画像を復元できるディザ処理方法が開示されている。

特開平５−１６１０１３号公報 特開平５−３２８１１２号公報

一般的に、電子写真方式の画像形成装置では、網点（ハーフトーン）手法を用いて、中間階調が再現される。このハーフトーン手法では、小さな点や線からなるパターンを用いて、その単位面積あたりの着色量（典型的には、トナー付着量）を制御することで、目的とする階調値を再現する。この単位面積あたりの着色量の制御では、複数の階調値にそれぞれ対応付けた複数のスクリーンを予め用意しておき、再現すべき濃度に応じてスクリーンが選択される。一般的なスクリーンは、着色すべき「付着領域」と着色すべきではない「非付着領域」とを所定周期で規則的に配置したものが用いられる。解像度が高くなるにつれて、スクリーンにおける「付着領域」と「非付着領域」との配置間隔はより短くできるが、上述したように、プロセスの安定性が低下し得るので、その配置間隔を短くすることについては制約を受ける。その結果、高解像度の静電潜像を形成できるにもかかわらず、その適用は文字領域のみに限定され、中間階調領域については、従来の低解像度の画像形成装置と同様のスクリーンが使用されるという状況であった。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、プロセスの安定性を維持しつつ、中間階調をより高い解像度で再現し、なおかつ、画像としての問題（疑似輪郭）も生じないようにした画像形成装置を提供することである。

この発明のある局面に従えば、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電子写真方式の画像形成装置を提供する。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領域とが定められたパターンを含む。画像形成装置は、階調値の増加に従って第１領域が第１規則に基づき拡大する第１スクリーン群と、階調値の増加に従って第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スクリーン群とを格納する記憶部と、入力画像の単位領域に対し、階調値が第１しきい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を選択し、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を選択するスクリーン選択部と、選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行する作像部とを含む。スクリーン選択部は、入力画像の単位領域毎にスクリーンを選択した結果、第１スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第１部分と、第２スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第２部分とが隣接する場合に、第１部分と第２部分とがトナー付着の制御対象でない第２領域によって接合されるように第１部分および第２部分を再配置する。

好ましくは、第１スクリーン群は、単位領域内の第１領域の占める面積の比率である面積率が相対的に低い場合に、第２スクリーン群に含まれる同一の面積率を有するパターンに比較して、相対的に大きな階調値を有するパターンからなる。

好ましくは、第１スクリーン群は、ドットパターンを有し、第２スクリーン群は、ラインパターンを有する。

好ましくは、第１部分と第２部分とを接合する接合部において、第２領域が所定の幅となるように、第２領域を再配置する。

さらに好ましくは、第１部分を構成する第１スクリーン群のスクリーンは、ドットパターンであり、所定の幅は、第１部分と第２部分とを接合する接合部の近傍におけるドット間隔である。

好ましくは、スクリーン選択部は、単位領域内の第１領域の面積を維持したまま、第１領域を再配置する。

好ましくは、スクリーン選択部は、階調変化方向と、第１部分および第２部分を構成するスクリーンのスクリーン角度方向とにおいて、平行成分が存在しない場合に、第１部分と第２部分とが第２領域によって接合されるように第１部分および第２部分を再配置する。

好ましくは、第１規則は、階調値の増加に従って、ドット径の拡大、または、ドット数の増大を含み、第２規則は、階調値の増加に従って、ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大を含む。

好ましくは、記憶部は、階調値の減少に伴って第２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スクリーン群をさらに格納し、スクリーン選択部は、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しきい値より大きい場合には第３スクリーン群よりスクリーンを選択する。

さらに好ましくは、第３スクリーン群は、白抜きドットパターンを有する。
さらに好ましくは、スクリーン選択部は、第１部分がドットパターンを有するスクリーンで構成され、第２部分がラインパターンを有するスクリーンで構成される場合には、第１部分と第２部分とが第２領域によって接合されるように、第１部分および第２部分を再配置し、第１部分がラインパターンを有するスクリーンで構成され、第２部分が白抜きドットパターンを有するスクリーンで構成される場合には、第１部分と第２部分とを第２領域によって接合するための再配置を実行しない。

好ましくは、複数のスクリーンを構成するスクリーンの各々は、共通のスクリーン角度およびスクリーン線数を有するパターンを含む。

好ましくは、単位領域内の第１領域の占める面積の比率である面積率について、第１しきい値の階調値において、第２スクリーン群の面積率は第１スクリーン群の面積率よりも大きい。

好ましくは、画像形成装置は、作像部によって画像形成された結果の濃度を検出するための濃度センサと、濃度センサによる検出結果に基づいて、複数のスクリーンを生成または更新する生成部とをさらに含む。

さらに好ましくは、生成部は、複数の異なる階調値を有する基準パターンに従って、第１スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を濃度センサによって検出した結果から第１スクリーン群についての階調特性を取得し、基準パターンに従って、第２スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を濃度センサによって検出した結果から第２スクリーン群についての階調特性を取得し、第１および第２スクリーン群の階調特性に基づいて、基準パターンに対応する階調特性に対する誤差がより小さくなるように、第１しきい値を決定する。

好ましくは、画像形成装置は、画像形成装置の作像条件に応じて、記憶部に格納されている複数のスクリーンを更新する更新部をさらに含む。

この発明の別の局面に従えば、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電子写真方式の画像形成装置を提供する。画像形成装置は、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スクリーン群とを格納する記憶部と、階調値の増加に伴って第１領域が所定の方向に拡大するように第１スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを第１スクリーン群から第２スクリーン群に切替え、切替時のスクリーンとして、所定の方向において、第１パターン内の隣接する第１領域間の距離よりも、第２パターン内の第２領域の幅が大きいスクリーンを選択するスクリーン選択部と、選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行する作像部とを含む。スクリーン選択部は、入力画像の単位領域毎にスクリーンを選択した結果、第１スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第１部分と、第２スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第２部分とが隣接する場合に、第１部分と第２部分とがトナー付着の制御対象でない第２領域によって接合されるように第１部分および第２部分を再配置する。

この発明のさらに別の局面に従えば、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電子写真方式の画像形成装置を提供する。画像形成装置は、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スクリーン群とを格納する記憶部と、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を選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを第２スクリーン群から第１スクリーン群に切換え、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を選択するスクリーン選択部と、選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行する作像部とを含む。スクリーン選択部は、入力画像の単位領域毎にスクリーンを選択した結果、第１スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第１部分と、第２スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第２部分とが隣接する場合に、第１部分と第２部分とがトナー付着の制御対象でない第２領域によって接合されるように第１部分および第２部分を再配置する。

好ましくは、当該切替前後において、第１スクリーン群から選択されるスクリーンと、第２スクリーン群から選択されるスクリーンとは、実質的に同じ階調値を有する。

好ましくは、スクリーン選択部は、当該切換前後において、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を実行する。

好ましくは、第１スクリーン群は、ドットパターンを有し、第２スクリーン群は、ラインパターンを有する。

好ましくは、第１部分と第２部分とを接合する接合部において、第２領域が所定の幅となるように、第２領域を再配置する。

さらに好ましくは、第１部分を構成する第１スクリーン群のスクリーンは、ドットパターンであり、所定の幅は、第１部分と第２部分とを接合する接合部の近傍におけるドット間隔である。

好ましくは、スクリーン選択部は、単位領域内の第１領域の面積を維持したまま、第１領域を再配置する。

この発明によれば、プロセスの安定性を維持しつつ、中間階調をより高い解像度で再現し、なおかつ、画像としての問題（疑似輪郭）も生じないようにした画像形成装置を実現できる。

この発明の実施の形態に従う画像形成装置の概略構成図である。 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る。 ドットスクリーンにおける配置パターンの別の一例を示す図である。 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。 ラインスクリーンにおける配置パターンの別の一例を示す図である。 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。 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別の一例を示す図である。 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。 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。 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。 この発明の実施の形態に従う画像形成装置内の制御部のハードウェア構成を示す模式図である。 この発明の実施の形態に従う画像形成装置の制御部における制御構造を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に従うスクリーンセットの生成／更新処理を説明するための図である。 スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。 ドットスクリーンおよびラインスクリーンの一例を示す図である。 この発明の実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰが保持するスクリーンテーブルの一例を示す図である。 ドットクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。 ラインスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。 白抜きドットスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。 ドットクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。 ラインスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。 白抜きドットスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。 この発明の実施の形態に従うスクリーン処理の内容を説明するための図（その１）である。 この発明の実施の形態に従うスクリーン処理の内容を説明するための図（その２）である。 この発明の実施の形態に従うスクリーン処理の内容を説明するための図（その３）である。 図１２に示す接合部をより詳細に説明するための図である。 この発明の実施の形態に従う画像形成装置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。 この発明の実施の形態に従う画像形成装置におけるスクリーンセットの生成手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の他の形態に従うスクリーンの切替パターンを説明するための図である。

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。

＜画像形成装置の構成＞
本発明は、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、本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。

＜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。

＜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。

＜本実施の形態に従うスクリーン＞
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。

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、本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、本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。

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、切換前後において、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。

＜制御部の構成＞
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。

＜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、スクリーン生成部１７０とを含む。スクリーン格納部１６２は、ＲＡＭ１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０７、ＨＤＤ１０９（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、ＣＰＵ１０１（図１１）がプログラムをＲＡＭ１０３（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。

さらに、スクリーン選択部１６０は、上述した図１１〜図１４に示すような付着領域の再配置処理を実行する。

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。

スクリーン生成部１７０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を必要に応じて生成または更新する。すなわち、画像形成装置ＭＦＰの使用環境、使用頻度、劣化状況などに応じて、画像形成プロセスが変化するので、スクリーン生成部１７０は、このようなプロセス変化に応じて、スクリーンの特性を適切に生成または更新される。典型的には、スクリーン生成部１７０は、目的の濃度階調特性に対する、トナー像またはプリント出力における実際の濃度階調特性のずれに基づいて、予め用意されているスクリーン群１７２を適切に組み合わせて、スクリーンセット１６４を決定する。このスクリーンセットの生成／更新処理については、以下に詳述する。

＜スクリーンセットの生成／更新処理＞
上述の図２〜図７に示すようなスクリーンを用いる画像形成装置では、特定の面積率においてプロセスが不安定化し、目的の階調値を再現できない場合がある。すなわち、スクリーンに隙間領域２０２および２０４（図６および図７）などが生じる場合には、理想の作像処理を行なうことができない。そこで、このような画像形成装置では、ＩＤＣセンサ４９（図１）などを用いて、いずれの階調においても目的の濃度を再現できるように、補正が行われる。

本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰでは、このＩＤＣセンサ４９などを用いて、プリントエンジン４によって実際に形成されたトナー像の濃度などを検出し、このＩＤＣセンサ４９による検出結果に基づいて、目的の階調値を再現できるスクリーンセットを生成および／または更新する。

図１３は、この発明の実施の形態に従うスクリーンセットの生成／更新処理を説明するための図である。図１４は、スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。図１５は、ドットスクリーンおよびラインスクリーンの一例を示す図である。

まず、予め用意されているスクリーン群１７２（ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーン）の各々についての階調特性が取得される。具体的には、図１３（Ａ）に示すような複数の異なる階調値を有する基準パターンを入力画像として、スクリーン群１７２に含まれるスクリーンの種類だけ画像形成処理が繰返し実行される。この画像形成処理によってそれぞれ形成されたトナー像の濃度がＩＤＣセンサ４９により検出される。すなわち、図１３（Ａ）に示すような基準パターンに従って、ドットスクリーンに含まれるそれぞれのパターンを用いて形成された像の濃度をＩＤＣセンサ４９によって検出した結果からドットスクリーンについての階調特性が取得される。同様の手順で、図１３（Ａ）に示すような基準パターンに従って、ラインスクリーンおよび白抜きドットスクリーンに含まれるそれぞれのパターンを用いて形成された像の濃度をＩＤＣセンサ４９によって検出した結果からラインスクリーンおよび白抜きドットスクリーンのそれぞれについての階調特性が取得される。

なお、図１には、ＩＤＣセンサ４９が感光体ドラム４１上のトナー像の濃度を検出する構成を例示するが、トナー像が転写された記録紙上の濃度を検出するようにしてもよい。さらに、中間転写体（たとえば、転写ベルト）を有する画像形成装置では、この中間転写体上のトナー像の濃度を検出するようにしてもよい。

実際には、図１３（Ａ）に示すような基準パターンを印刷した原稿をスキャナ３（図１）でスキャンすることで入力画像を生成してもよいし、図１３（Ａ）に示す画像情報を含むデータを直接的に入力してもよい。なお、図１３（Ａ）には、濃度が連続的に変化する、いわゆるグラデーションパターンを図示するが、離散的に異なる濃度をもつ複数パターンを配置した、いわゆるパッチパターンを用いてもよい。

このようにして取得された階調特性の一例を図１４に示す。図１３（Ａ）に示す基準パターンでは、長手方向に対する濃度変化率を一定にしているため、スクリーンにおける面積率の長手方向についての変化率は一定となる。そのため、各スクリーンについて、面積率（実際に作像されたトナー像の位置に対応）と実際の濃度（階調値）との関係を示すと、図１４に示すようになる。図１４に示す階調特性において、基準パターンの階調特性（目的の階調特性）と各スクリーンの階調特性との間の偏差が補正すべき量に相当する。言い換えれば、基準パターンの階調特性に対する偏差が大きいほど、プロセスが不安定化していることを意味する。

たとえば、ドットスクリーンの階調特性について見れば、面積率が比較的小さい範囲から目的とする階調値を再現できている。これに対して、ラインスクリーンの階調特性について見れば、面積率がある程度大きくなるまで（図１４に示す面積率がＡ以下の範囲）は階調値を有効に再現できていない。また、面積率がＡ〜Ｂの範囲では、ドットスクリーンに比較して、ラインスクリーンの方がより基準パターンに一致した階調特性を示している。さらに、面積率がＢ以上の範囲では、ラインスクリーンは基準パターンから乖離する傾向が見られる。

このような階調特性の差異は、プロセスが不安定化する面積率が異なるために生じるものである。すなわち、ドットスクリーンでは、図１５（Ａ）に示すように、面積率が相対的に低い場合であっても黒のドットが再現できる。これに対して、ラインスクリーンでは、図１５（Ｂ）に示すように、面積率が相対的に低い場合には黒ラインの一部が再現されておらず、この結果、実際に現れる濃度が目的の濃度より低くなる。すなわち、ドットスクリーンは、面積率が相対的に低い場合に、ラインスクリーンに含まれる同一の面積率を有するパターンに比較して、相対的に大きな階調値を有するパターンからなる。

また、ラインスクリーンでは、図１５（Ｂ）に示すように、面積率が相対的に高い場合には隣接する黒ライン間の隙間の一部が再現されておらず、この結果、実際に現れる濃度が目的の濃度より高くなる。

さらに、本願発明者らの実験によって、このような基準パターンの階調特性からの偏差量の大きさは、粒状性の良否との間に強い相関関係があることがわかった。より具体的には、出願人が提案する評価方法により得られる官能値（ＧＩ値）を、複数種類のスクリーン線数についてドットスクリーンとラインスクリーンとについて比較した。この結果、再現すべき階調値が相対的に低い場合には、ドットスクリーンの方がより粒状性が優れており、一方、再現すべき階調値が中央値の付近では、ラインスクリーンの方がより粒状性が優れていることがわかった。

したがって、ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーンの３種類のスクリーンを用意できる場合には、図１３（Ｂ）に示すように、低階調側から、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に切替えるようなスクリーンセットを用いることが好ましい。

また、ドットスクリーンおよびラインスクリーンの２種類のスクリーンだけを用意できる場合には、低階調側から、ドットパターン、ラインパターン、ドットパターンの順、もしくは、ドットパターン、ラインパターンの順、に切替えるようなスクリーンセットを用いることが好ましい。

再度、図１４を参照して、いずれの階調値において使用するスクリーンを切替えるかについては、基準パターンに対する偏差の大きさに基づいて判断される。たとえば、図１４において、濃度Ｌａより低い範囲では、基準パターンに対する偏差はドットスクリーンの方が小さいが、濃度Ｌａより高い範囲では、基準パターンに対する偏差はラインスクリーンの方が小さくなる。同様に、濃度Ｌｂより低い範囲では、基準パターンに対する偏差はラインスクリーンの方が小さいが、濃度Ｌｂより高い範囲では、基準パターンに対する偏差は白抜きドットスクリーンの方が小さくなる。そのため、濃度ＬａおよびＬｂをスクリーンの切替ポイントとして決定することができる。このように、各濃度について、基準パターンに対するそれぞれのスクリーンの階調特性における偏差を算出することで、切替ポイントが決定される。すなわち、それぞれのスクリーンの階調特性に基づいて、基準パターンに対応する階調特性に対する誤差がより小さくなるように、切替ポイントが決定される。

なお、スクリーンセットにおいて、用いられるスクリーン種類が変更される階調値において、切替前後の階調値を等しくしておく必要がある。これは、階調差があると、グラデーションのような階調変化をもつ入力画像をプリントした際に、異なるスクリーンを用いてプリントされた領域間に擬似輪郭などが生じる場合があるからである。そのため、図１４に示すように、濃度Ｌａにおいてドットスクリーンからラインスクリーンに切替えられる場合には、面積率Ａ１に対応するドットスクリーンのパターンに引き続いて、面積率Ａ２に対応するラインスクリーンのパターンが用いられる。同様に、濃度Ｌｂにおいてラインスクリーンから白抜きドットスクリーンに切替えられる場合には、面積率Ｂ１に対応するラインスクリーンのパターンに引き続いて、面積率Ｂ２に対応する白抜きドットスクリーンのパターンが用いられる。

なお、上述のように、ＩＤＣセンサなどを用いて実際に形成されたトナー像などの濃度に基づいてスクリーンセットを生成／更新する構成に加えて、または、これに代えて、予め標準的な階調特性を有するスクリーンセットを用意しておき、画像形成装置ＭＦＰの使用環境、使用頻度、劣化状況、プロセス設定条件などの作像条件に応じて、この予め用意されたスクリーンセットを補正するようにしてもよい。このような構成によれば、実際に形成されたトナー像の濃度を検出する必要がないので、画像形成装置ＭＦＰの生産性を向上させることができる。

＜スクリーンセットのデータ構造＞
次に、上述のようなスクリーンセットの生成／更新処理を行なうためのデータ構造の一例について説明する。図１６は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰが保持するスクリーンテーブルの一例を示す図である。図１７〜図１９は、それぞれのスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。図２０〜図２２は、それぞれのスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。

図１６に示すように、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰは、スクリーン群１７２（図１２）の一部として、スクリーンテーブル１８１，１８２，１８３を保持する。スクリーンテーブル１８１，１８２，１８３には、それぞれ、ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーンを用いて目的の階調値を再現するための情報が記述される。これらのスクリーンテーブルに記述される情報についての説明に先立って、本実施の形態に従うスクリーンのデータ構造について説明する。

上述したように、スクリーン技術を用いて中間階調を再現するためには、再現可能な階調に応じた複数のスクリーンを用意しておく必要がある。各階調に応じて、一連のスクリーン群を個別に用意しておいてもよいが、記憶容量の抑制およびメンテナンス性向上の観点から、スクリーンを構成する要素に番号付けをしておき、いずれの要素までを有効化するかについての番号を指定することで、スクリーン群を提供する。

たとえば、図１７〜図１９には、８マス×８マスの正方形で１単位を構成するスクリーンが４つ配置されている例を示す。図１７はドットスクリーンの例を示し、図１８はラインスクリーンの例を示し、図１９は白抜きドットスクリーンの例を示す。図１７〜図１９に示すスクリーンでは、いずれも角度（スクリーン角）および線数（スクリーン線数）を一致させている。本明細書において、スクリーンの角度とは、各パターンにおける付着領域（または、非付着領域）の配列方向を意味し、図１７〜図１９に示す例では、紙面上下方向がスクリーンの角度となる。また、本明細書において、スクリーンの線数とは、単位長あたりの単位スクリーンの数を意味し、図１７〜図１９に示す例では、スクリーン間隔の逆数が線数となる。一般的に、スクリーン線数は「ｌｐｉ：line per inch」といった単位を用いて定義される。

たとえば、図１７（Ａ）〜図１７（Ｆ）に示すように、８マス×８マスの計６４マスに対して、「０」〜「６３」の番号がユニークに割当てられている。そして、スクリーンテーブル１８１（図１６）では、目的とするそれぞれの階調値に対応付けて、いずれの番号付けされたマスまでを「黒」（付着領域）とすべきかが「有効化番号」として定義されている。たとえば、「有効化番号」に「０」がセットされていれば、図１７（Ａ）に示すようなドットスクリーンが出力される。同様に、「有効化番号」に「２」がセットされていれば、図１７（Ｂ）に示すようなドットスクリーンが出力される。以下同様にして、有効化番号が大きくなるほど、「０」が割当てられているマスを中心とした「ドット」が大きくなる、すなわちドット径が大きくなる。

同様に、スクリーンテーブル１８２（図１６）では、図１８（Ａ）〜図１８（Ｆ）に示すラインスクリーンの変化が定義される。このラインスクリーンでは、有効化番号が大きくなるほど、「０」が割当てられているマスを通る「ライン」が太くなる、すなわちライン幅が大きくなる。

同様に、スクリーンテーブル１８３（図１６）では、図１９（Ａ）〜図１９（Ｆ）に示す白抜きドットスクリーンの変化が定義される。この白抜きドットスクリーンでは、有効化番号が大きくなるほど、「０」が割当てられているマスを中心とした「白抜きドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。

さらに、図２０〜図２２には、紙面に対して斜め方向の角度をもつスクリーンの例を示す。図２０に示すドットスクリーンでは、図１７に示すドットスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「０」が割当てられているマスを中心とした「ドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。また、図２１に示すラインスクリーンでは、図１８に示すラインスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「０」が割当てられているマスを通る「ライン」が太くなる、すなわちライン幅が大きくなる。また、図２２に示す白抜きドットスクリーンでは、図１９に示すドットスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「０」が割当てられているマスを中心とした「白抜きドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。

再度、図１６を参照して、スクリーンテーブル１８１，１８２，１８３の各々には、目的とする階調値と、各階調値に対応付けて有効化番号とが定義されている。この定義された内容は、図１４に示すスクリーンの階調特性の逆関数に相当するものである。すなわち、スクリーンテーブル１８１，１８２，１８３の各々には、実質的に、図１４に示すスクリーンの階調特性において、各階調値（縦軸）に対応する面積率が定義される。そのため、スクリーンテーブル１８１，１８２，１８３の各々においては、連続的に変化する階調値に対して、有効化番号が離散的に変化している部分が存在する。

そして、スクリーンテーブル１８４には、本実施の形態に従うスクリーンセットを定義するための情報が記述される。具体的には、上述のようなスクリーンセットの生成／更新処理によってスクリーンの切替ポイントが取得されると、スクリーンテーブル１８１，１８２，１８３に記述されている情報のうち、その切替ポイントに応じた部分のみが抽出され、スクリーンテーブル１８４として統合される。このスクリーンテーブル１８４には、スクリーンテーブル１８１，１８２，１８３と同様に、階調値および対応する有効化番号が定義されるとともに、いずれのスクリーンを用いるかについての情報である「種別」が定義される。図１６に示す例では、種別「０」が「ドットパターン」を意味し、種別「１」が「ラインパターン」を意味し、種別「２」が「白抜きドットパターン」を意味する。上述したように、スクリーンセットでは、低階調側から、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にスクリーンが切替えられるので、スクリーンテーブル１８４においても、種別が低階調側から「０」、「１」、「２」の順に変化している。

このように、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰでは、予め用意されたスクリーンテーブル１８１，１８２，１８３からスクリーンテーブル１８４を生成するので、プロセスの変動に応じて、スクリーンセットを動的に補正することができる。

＜擬似輪郭＞
上述したような、ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーンの組み合わせにより生成されるスクリーンセットを用いて中間階調の再現処理を実行すると、入力画像における階調値の変化方向によっては、擬似輪郭の発生する可能性がある。以下、階調値の変化方向とスクリーンの角度との関係に応じて、場合分けして説明する。

図２３〜図２５は、この発明の実施の形態に従うスクリーン処理の内容を説明するための図である。図２６は、図２４に示す接合部をより詳細に説明するための図である。なお、図２３〜図２５に示すように、以下の説明では、スクリーンセットを構成する複数のスクリーン（ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーン）の間では、角度および線数が実質的に同一であるとする。さらに、プリント結果における粒状性を向上させる目的で、ドットパターンにおける各ドットの中心点２５２と、ラインパターンにおけるラインの中心点２５４と、白抜きドットパターンにおける白抜きドットの格子交点２５６とが、いずれも基準配置点に一致するように配置されているものとする。

（１）階調変化方向とスクリーン角度方向との間で平行成分が存在しない場合
図２３を参照して、入力画像における階調変化方向が紙面左右方向であり、かつスクリーン角度方向が紙面上下方向である場合、すなわち両者の間で平行成分が存在しない場合について説明する。なお、入力画像における階調変化は、紙面左側が低階調値であり、紙面右側が高階調値であるとする。このような入力画像を再現する場合には、紙面左側から、ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーンの順に、使用されるスクリーンが切替えられる。

図２３に示す場合には、異なる種類のスクリーン同士が角度方向とは異なる方向で接合する。すなわち、ドットパターン領域（第１部分）とラインパターン領域（第２部分）との間には、スクリーン角度方向に延びる空隙部２６２が生じる。また、ラインパターン領域と白抜きドットパターン領域（第３部分）との間には、スクリーン角度方向に延びる空隙である空隙部２６４が生じる。

そのため、この場合には、異なるスクリーン同士が一体化することはなく、擬似輪郭は発生しない。

（２）階調変化方向とスクリーン角度方向で平行成分が存在する場合
図２４を参照して、入力画像における階調変化方向が紙面斜め方向であり、かつスクリーン角度方向が紙面左右方向である場合、すなわち両者の間で平行成分が存在する場合について説明する。なお、入力画像における階調変化は、紙面左上側が低階調値であり、紙面右下側が高階調値であるとする。このような入力画像を再現する場合には、紙面左上側から、ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーンの順に、使用されるスクリーンが切替えられる。

図２４に示す場合には、異なる種類のスクリーン同士が角度方向と同じ方向で接合する。そのため、ドットパターン領域とラインパターン領域との間には、各スクリーンの面積率に依存して、空隙が存在する場合と存在しない場合とが生じる。すなわち、面積率が相対的に大きい場合には、図２５に示すように、ドットパターン領域とラインパターン領域とが、その接合部において十分な間隔（ｄ）が得られず、実質的に、一体化した状態になる。その結果、この一体化した領域では、隣接する領域とは異なる階調値が現れるので、擬似輪郭などの画像ノイズを生じてしまう。

＜接合部の再配置制御＞
本実施の形態に従うスクリーン処理においては、このような異なる種類のスクリーンが近接する場合には、それらの隣接するスクリーン同士を所定幅だけ離すように、パターン修正が実行される。より具体的には、図２４に示すように、ドットパターン領域（第１部分）とラインパターン領域（第２部分）との接合部について考えると、隣接する両領域の間に、トナー付着の制御対象でない画素で構成される領域（第２領域）を配置し、いずれも所定幅Ｄを有する隙間部２７１〜２７５が存在するように、それぞれの領域の接合部でのパターンが修正される。

図２６を参照して、このようなパターン修正の一例について例示する。図２６（Ａ）に示すように、予め設定されたスクリーンセットを用いて中間階調処理を行なおうとした場合に、ドットパターンに含まれる付着領域２８１と、隣接するラインパターンに含まれる付着領域２８２との間の隙間部２７０の幅ｄが所定値Ｄより小さかったものとする。このような場合には、たとえば、ラインスクリーンに含まれる付着領域２８２の一部が削除され（図２６（Ａ））、トナー付着の制御対象でない画素で構成される領域（第２領域）を配置し、これによって、所定値Ｄの幅をもった隙間部２７１が設けられる（図２６（Ｂ））。なお、上記の所定値Ｄは、ラインパターンに隣接するドットパターンの上記接合部の近傍のドット間隔とすることが、疑似輪郭を改善する上で好ましい。

なお、ラインスクリーンに含まれる付着領域２８２の一部が削除されて、非付着領域に変更されると、当該ラインスクリーンにおける面積率が目的の値からずれることになる。そのため、目的の面積率が相対的に小さい場合などには、その影響を受けることが予想される。したがって、隙間部の幅を維持するために付着領域から削除された部分は、元の付着領域の異なる部分に追加しておくように制御することが好ましい。すなわち、図２６に示す例では、元の付着領域２８２の一部が削除された後の付着領域２８２Ａに対して、当該削除された部分に対応する付着領域２８３がラインパターンの幅方向に追加される（図２６（Ｃ））。このようなパターン修正を行なうことで、擬似輪郭の発生を抑制するとともに、面積率の変化による画像ノイズの発生を抑制することができる。

上述のように、スクリーン選択部によって中間階調を有する単位領域毎にスクリーンが選択された結果、第１部分に対してドットスクリーンが選択され（ドットパターン領域）、第１部分に隣接する第２部分にラインスクリーンが選択（ラインパターン領域）された場合に、階調変化方向とスクリーン角度方向との平行成分に応じて、プリントエンジンによる画像形成処理の実行前に、ドットパターン領域を表現するための付着領域と、ラインパターン領域を表現するための付着領域との間に予め定められた間隔の非付着領域が存在するように、付着領域が再配置される。さらに、単位領域内の付着領域の面積を維持したまま、付着領域を再配置することが好ましい。

なお、ラインパターン領域と白抜きドットパターン領域との間には、上述のような非付着領域を設ける必要はない。これは、白抜きドットパターン領域では、非付着領域の面積が制御されるので、付着領域の一体化という問題が生じないからである。

すなわち、第１部分に対してドットスクリーンが選択され、第２部分にラインスクリーンが選択された場合には、第１部分と第２部分との間にトナーの非付着領域が配置されるように、画像の再配置が実行され、一方、第１部分に対してラインスクリーンが選択され、第２部分に白抜きドットスクリーンが選択された場合には、接合部に上記画像の再配置を実行しないように制御する。

＜処理手順＞
図２７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２８は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰにおけるスクリーンセットの生成手順を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、代表的に、制御部１０のＣＰＵ１０２（図１１）が予め格納されたプログラムを読込んで実行することで提供される。

図２７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）。続いて、ＣＰＵ１０２は、異なる種類のスクリーンが選択されている隣接する単位領域の組を抽出し（ステップＳ１１４）、抽出した隣接する単位領域の組について、その間に存在する隙間部の幅が所定幅より小さいものをさらに抽出する（ステップＳ１１６）。さらに、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１１６において抽出した隣接する単位領域の組に含まれる付着領域に対して、パターン修正を行なう（ステップＳ１１８）。

最終的に、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０８において出力された処理結果、ステップＳ１１２において選択されたスクリーン、およびステップＳ１１８においてパターン修正の結果に基づいて、入力画像に対応する露光指令を生成し（ステップＳ１２０）、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Ｓ１２２）。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。そして、処理は終了する。

次に、図２８を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰが使用するスクリーンセットの生成処理について説明する。

まず、ＣＰＵ１０２は、スクリーンセットの生成処理の開始が指示されたか否かを判断する（ステップＳ２００）。スクリーンセットの生成処理の開始が指示されていない場合（ステップＳ２００においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ２００の処理を繰返す。

スクリーンセットの生成処理の開始が指示された場合（ステップＳ２００においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０２は、所定の階調変化をもつ基準パターンを入力画像として受付ける（ステップＳ２０２）。続いて、ＣＰＵ１０２は、受付けた入力画像をスクリーン群１７２に含まれるドットスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し（ステップＳ２０４）、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Ｓ２０６）。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。そして、ＣＰＵ１０２は、ＩＤＣセンサ４９から、プリントエンジン４において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する（ステップＳ２０８）。すなわち、ＣＰＵ１０２は、ドットスクリーンについての階調特性を取得する。

さらに、ＣＰＵ１０２は、受付けた入力画像をスクリーン群１７２に含まれるラインスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し（ステップＳ２１０）、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Ｓ２１２）。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。そして、ＣＰＵ１０２は、ＩＤＣセンサ４９から、プリントエンジン４において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する（ステップＳ２１４）。すなわち、ＣＰＵ１０２は、ラインスクリーンについての階調特性を取得する。

さらに、ＣＰＵ１０２は、受付けた入力画像をスクリーン群１７２に含まれる白抜きドットスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し（ステップＳ２１６）、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Ｓ２１８）。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。そして、ＣＰＵ１０２は、ＩＤＣセンサ４９から、プリントエンジン４において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する（ステップＳ２２０）。すなわち、ＣＰＵ１０２は、白抜きドットスクリーンについての階調特性を取得する。

その後、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ２０８，Ｓ２１４，Ｓ２２０においてそれぞれ取得された階調特性について、基準パターンに対する偏差プロファイルを算出し（ステップＳ２２２）、この算出した偏差プロファイルに基づいて、切替ポイントを決定する（ステップＳ２２４）。さらに、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ２２４において決定した切替ポイントに基づいて、スクリーンテーブル１８１，１８２，１８３（図２０）の定義内容のうち、必要な内容を抽出して、スクリーンセットを定義するためのスクリーンテーブル１８４を生成する（ステップＳ２２６）。そして、処理は終了する。

＜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合わされてスクリーンセットが構成される。そのため、プリント結果における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、実際に形成されるトナー像の濃度検出結果、および／または、画像形成装置ＭＦＰの使用環境、使用頻度、劣化状況、プロセス設定条件などの作像条件、に応じて、スクリーンセットが動的に生成および／または更新されるので、様々な要因によるプロセスの変動が生じた場合であっても、安定した中間階調の再現処理を実現できる。

さらに、この発明の実施の形態によれば、入力画像に連続的な階調変化が含まれている場合などのように、トナー像の隣接する領域が異なる種類のパターンに従って形成されたときであっても、擬似輪郭などの画像ノイズの発生を抑制できる。そのため、出力されるプリントの仕上がりを高品位化できる。

なお、上述の実施の形態においては、単色の画像形成処理における処理例を示したが、フルカラーの画像形成処理においても同様の処理によって、疑似輪郭の発生を抑制できる。

［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。

上述の図１８に示すように、面積率が相対的に低い領域および高い領域においては、ラインスクリーンの階調特性に比べて、ドットスクリーンの階調特性の方が基準パターンに対する偏差がより小さい。一方、中間の面積率の領域においては、ドットスクリーンの階調特性に比べて、ラインスクリーンの階調特性の方が基準パターンに対する偏差がより小さい。そのため、図２９に示すように、再現すべき濃度が低い値から高い値へ変化することに伴って、ドットスクリーン→ラインスクリーン→ドットスクリーンの順で使用するスクリーンを切替えることが好ましい。

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、本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。本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。

２ 自動原稿搬送部、３ スキャナ、４ プリントエンジン、５ 給紙部、１０ 制御部、２１ 原稿給紙台、２２ 送出ローラ、２３ レジストローラ、２４ 搬送ドラム、２５ 排紙台、２６ 手差給紙部、２７ 転写ベルト、３１，３２ ミラーユニット、３３ 結像レンズ、３４ 撮像素子、３５ プラテンガラス、４１ 感光体ドラム、４２ 帯電器、４３ 画像書込部、４４ 現像部、４５ 転写器、４６ 除電器、４７ 定着装置、４８ クリーニング部、４９ ＩＤＣセンサ、５１ タイミングローラ、５２，５３，５４ 送出ローラ、５５ 搬送ローラ、５７ トレイ、１０２ ＣＰＵ、１０４ ＲＡＭ、１０６ ＲＯＭ、１０８ ＥＥＰＲＯＭ、１１０ ＨＤＤ、１１２ 外部通信Ｉ／Ｆ、１１４ 内部通信Ｉ／Ｆ、１１６ 内部バス、１５２ 前処理部、１５４ 領域分離部、１５６ 文字処理部、１５８ 階調値判断部、１６０ スクリーン選択部、１６２ スクリーン格納部、１６４ スクリーンセット、１６６ 指令生成部、１７０ スクリーン生成部、１７２ スクリーン群、３１１ 光源、３１２，３２１，３５２，３５３ ミラー、４３１ レーザ発光器、４７１ 加熱ローラ、４７２ 加圧ローラ、ＭＦＰ 画像形成装置。

Claims (24)

1. 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電子写真方式の画像形成装置であって、前記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領域とが定められたパターンを含み、
   階調値の増加に従って前記第１領域が第１規則に基づき拡大する第１スクリーン群と、階調値の増加に従って前記第１領域が前記第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スクリーン群とを格納する記憶部と、
   入力画像の単位領域に対し、階調値が第１しきい値より小さい場合には前記第１スクリーン群よりスクリーンを選択し、階調値が前記第１しきい値より大きい場合には前記第２スクリーン群よりスクリーンを選択するスクリーン選択部と、
   選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行する作像部とを備え、
   前記スクリーン選択部は、前記入力画像の単位領域毎にスクリーンを選択した結果、前記第１スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第１部分と、前記第２スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第２部分とが隣接する場合に、前記第１部分と前記第２部分とがトナー付着の制御対象でない前記第２領域によって接合されるように前記第１部分および前記第２部分を再配置する、画像形成装置。
2. 前記第１スクリーン群は、前記単位領域内の前記第１領域の占める面積の比率である面積率が相対的に低い場合に、前記第２スクリーン群に含まれる同一の面積率を有するパターンに比較して、相対的に大きな階調値を有するパターンからなる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１スクリーン群は、ドットパターンを有し、
   前記第２スクリーン群は、ラインパターンを有する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１部分と前記第２部分とを接合する接合部において、前記第２領域が所定の幅となるように、前記第２領域を再配置する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１部分を構成する前記第１スクリーン群のスクリーンは、ドットパターンであり、
   前記所定の幅は、前記第１部分と前記第２部分とを接合する前記接合部の近傍におけるドット間隔である、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記スクリーン選択部は、単位領域内の前記第１領域の面積を維持したまま、前記第１領域を再配置する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記スクリーン選択部は、階調変化方向と、前記第１部分および前記第２部分を構成するスクリーンのスクリーン角度方向とにおいて、平行成分が存在しない場合に、前記第１部分と前記第２部分とが前記第２領域によって接合されるように前記第１部分および前記第２部分を再配置する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第１規則は、階調値の増加に従って、ドット径の拡大、または、ドット数の増大を含み、
   前記第２規則は、階調値の増加に従って、ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記記憶部は、階調値の減少に伴って前記第２領域が前記第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スクリーン群をさらに格納し、
   前記スクリーン選択部は、前記入力画像の単位領域に対し、階調値が前記第１しきい値より大きい第２しきい値より大きい場合には前記第３スクリーン群よりスクリーンを選択する、請求項１〜８いずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第３スクリーン群は、白抜きドットパターンを有する、請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記スクリーン選択部は、
    前記第１部分がドットパターンを有するスクリーンで構成され、前記第２部分がラインパターンを有するスクリーンで構成される場合には、前記第１部分と前記第２部分とが前記第２領域によって接合されるように、前記第１部分および前記第２部分を再配置し、
    前記第１部分がラインパターンを有するスクリーンで構成され、前記第２部分が前記白抜きドットパターンを有するスクリーンで構成される場合には、前記第１部分と前記第２部分とを前記第２領域によって接合するための前記再配置を実行しない、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記複数のスクリーンを構成するスクリーンの各々は、共通のスクリーン角度およびスクリーン線数を有するパターンを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記単位領域内の前記第１領域の占める面積の比率である面積率について、前記第１しきい値の階調値において、前記第２スクリーン群の面積率は前記第１スクリーン群の面積率よりも大きい、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記作像部によって画像形成された結果の濃度を検出するための濃度センサと、
    前記濃度センサによる検出結果に基づいて、前記複数のスクリーンを生成または更新する生成部とをさらに備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記生成部は、
    複数の異なる階調値を有する基準パターンに従って、前記第１スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を前記濃度センサによって検出した結果から前記第１スクリーン群についての階調特性を取得し、
    前記基準パターンに従って、前記第２スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を前記濃度センサによって検出した結果から前記第２スクリーン群についての階調特性を取得し、
    前記第１および第２スクリーン群の階調特性に基づいて、前記基準パターンに対応する階調特性に対する誤差がより小さくなるように、前記第１しきい値を決定する、請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記画像形成装置の作像条件に応じて、前記記憶部に格納されている前記複数のスクリーンを更新する更新部をさらに備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
17. 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電子写真方式の画像形成装置であって、
    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スクリーン群とを格納する記憶部と、
    階調値の増加に伴って前記第１領域が所定の方向に拡大するように前記第１スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを前記第１スクリーン群から前記第２スクリーン群に切替え、切替時のスクリーンとして、前記所定の方向において、前記第１パターン内の隣接する前記第１領域間の距離よりも、前記第２パターン内の前記第２領域の幅が大きいスクリーンを選択するスクリーン選択部と、
    選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行する作像部とを備え、
    前記スクリーン選択部は、前記入力画像の単位領域毎にスクリーンを選択した結果、前記第１スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第１部分と、前記第２スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第２部分とが隣接する場合に、前記第１部分と前記第２部分とがトナー付着の制御対象でない前記第２領域によって接合されるように前記第１部分および前記第２部分を再配置する、画像形成装置。
18. 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電子写真方式の画像形成装置であって、
    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スクリーン群とを格納する記憶部と、
    階調値の減少に伴って前記第２領域が所定の方向に拡大するように前記第２スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを前記第２スクリーン群から前記第１スクリーン群に切換え、切替時のスクリーンとして、前記所定の方向において、前記第２パターン内の前記第２領域の幅よりも、前記第１パターン内の隣接する前記第１領域間の距離が小さいスクリーンを選択するスクリーン選択部と、
    選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行する作像部とを備え、
    前記スクリーン選択部は、前記入力画像の単位領域毎にスクリーンを選択した結果、前記第１スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第１部分と、前記第２スクリーン群に含まれるスクリーンで構成される第２部分とが隣接する場合に、前記第１部分と前記第２部分とがトナー付着の制御対象でない前記第２領域によって接合されるように前記第１部分および前記第２部分を再配置する、画像形成装置。
19. 当該切替前後において、前記第１スクリーン群から選択されるスクリーンと、前記第２スクリーン群から選択されるスクリーンとは、実質的に同じ階調値を有する、請求項１７または１８に記載の画像形成装置。
20. 前記スクリーン選択部は、当該切換前後において、同じ階調値を維持したまま、前記第１領域のトナー付着の制御対象の画素を前記第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を実行する、請求項１７または１８に記載の画像形成装置。
21. 前記第１スクリーン群は、ドットパターンを有し、
    前記第２スクリーン群は、ラインパターンを有する、請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
22. 前記第１部分と前記第２部分とを接合する接合部において、前記第２領域が所定の幅となるように、前記第２領域を再配置する、請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
23. 前記第１部分を構成する前記第１スクリーン群のスクリーンは、ドットパターンであり、
    前記所定の幅は、前記第１部分と前記第２部分とを接合する前記接合部の近傍におけるドット間隔である、請求項２２に記載の画像形成装置。
24. 前記スクリーン選択部は、単位領域内の前記第１領域の面積を維持したまま、前記第１領域を再配置する、請求項１７〜２３のいずれか１項に記載の画像形成装置。