JP2016111667A - 画像形成装置、ディザパターン生成装置およびディザパターン生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像安定性を向上、画像処理の時間の増大の防止、メモリ容量の増大の抑制、および画像欠陥の顕著化の抑制をする。【解決手段】第１範囲の階調値ごとに対応し、階調値が増加するに従ってライン幅が増加するラインスクリーンで形成された複数のディザパターンを含む第１ディザパターン群と、第１範囲の階調値より高い第２範囲の階調値ごとに対応し、階調値が増加するに従ってドットが増加しドットで囲まれた白抜き部が減少する白抜きドットスクリーンで形成された複数のディザパターンを含む第２ディザパターン群と、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行のための複数のディザパターンであって、入力される画像データにおいて画像欠陥が発生する第１基準階調値となる前に、白抜きドットスクリーンへの移行が完了する複数のディザパターンを含む第３ディザパターン群とを記憶する記憶部を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置、ディザパターン生成装置およびディザパターン生成方法に関する。

一般的に電子写真方式による画像形成の画像安定性は、オフセット印刷の画像安定性に比べ劣っている。このため、電子写真方式の画像安定性をオフセット印刷レベルに近づけるように種々の技術が試みられている。

電子写真とオフセット印刷で異なる点の一つとして階調表現の相違がある。電子写真では、画像データに対して、ラインスクリーン、ドットスクリーン等のディザパターンを用いたディザ処理等の画像処理を施すことにより擬似的に中間調の階調を表現している。

ここで、電子写真方式では、ドットスクリーンは低階調値と高階調値の画像安定性は優れているが、中階調値の画像安定性は低い。一方、ラインスクリーンは中階調値の画像安定性は優れているが、高階調値の画像安定性は低い。このため、ドットスクリーンとラインスクリーンの双方を用いても画像安定性が優れない階調が存在する。このような問題を解決するため、例えば、階調処理において、階調値の範囲に応じてドットスクリーンとラインスクリーンとを移行して使用するハイブリッドスクリーンの技術が知られている。

例えば、特許文献１の技術では、ドットスクリーン、ラインスクリーンの優れた点を利用するため、中階調値の範囲ではラインスクリーンを使用し、高階調値の範囲では白抜きドットスクリーンを使用している。ラインスクリーンは階調値が高くなるに従って、トナーの非付着領域（すなわち、ラインとラインの間）の幅が狭くなり、非付着領域のトナー付着状態が不安定になるという欠点を有する。このため、特許文献１の技術では、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへ移行することにより、中階調から高階調の階調性を向上させている。

しかしながら、このような従来技術において、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへ移行する段階の階調値の範囲において、色の安定性等の画質が悪化する場合がある。また、従来技術では、２種類の異なるディザパターンを記憶しておく必要があるため、ディザパターンを記憶しておくメモリの記憶容量をより大容量にする必要がある。さらに、従来技術では、２種類の異なるディザパターンの隣接部においてドット配列ごとにドット再配置処理が必要になるため、画像処理に時間を要する。

また、従来技術では、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへ移行する段階の階調値の範囲において画像安定性が優れない場合があるため、この階調値の範囲付近で装置特有のバンディングなどの画像欠陥が発生した場合、その画像欠陥をより顕著化させてしまうことがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、中階調から高階調の範囲に亘って画像安定性を向上することができるとともに、ラインスクリーンと白抜きドットスクリーンを用いた場合においても、メモリ容量の増大を抑制し、画像処理時間の増大を防止し、さらに画像欠陥の顕著化を抑制することができる画像形成装置、ディザパターン生成装置およびディザパターン生成方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、第１範囲の階調値ごとに対応し、前記階調値が増加するに従ってライン幅が増加するラインパターンであるラインスクリーンで形成された複数のディザパターンを含む第１ディザパターン群と、前記第１範囲の階調値より高い第２範囲の階調値ごとに対応し、前記階調値が増加するに従って、ドットが増加しドットで囲まれた白抜き部が減少するパターンである白抜きドットスクリーンで形成された複数のディザパターンを含む第２ディザパターン群と、前記ラインスクリーンから前記白抜きドットスクリーンへの移行のための複数のディザパターンであって、入力される画像データにおいて画像欠陥が発生する第１基準階調値となる前に、前記白抜きドットスクリーンへの移行が完了する複数のディザパターンを含む第３ディザパターン群と、記憶する記憶部と、入力される画像データに対して所定範囲ごとに階調値を判断する画像判断部と、階調値に対応するディザパターンを、前記記憶部の前記第１ディザパターン群、前記第２ディザパターン群、前記第３ディザパターン群の中から選択する階調処理部と、選択されたディザパターンに応じて画像形成を行う画像形成部と、を備えた。

本発明によれば、中階調から高階調の範囲に亘って画像安定性を向上することができるとともに、ラインスクリーンと白抜きドットスクリーンを用いた場合においても、メモリ容量の増大を抑制し、画像処理時間の増大を防止し、さらに画像欠陥の顕著化を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態の画像形成装置の機能的構成を示すブロック図である。 図２は、本実施形態のラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態を示す図である。 図３は、本実施形態のラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行を示す図である。 図４は、本実施形態の第３ディザパターン群におけるラインの接続についての説明図である。 図５は、本実施形態にかかる画像形成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、本実施形態のディザパターン生成装置の機能的構成を示すブロック図である。 図７は、本実施形態のディザパターン生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態の画像形成装置におけるバンディングの程度を示すグラフである。 図９は、本実施形態のディザパターンによる効果を説明するためのグラフである。 図１０は、従来技術におけるラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態を示す説明図である。 図１１は、従来技術におけるラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態の他の例を示す説明図である。 図１２は、ドット間距離による非画像部へのトナーの付着の一例を示す図である。 図１３は、ドット間距離とトナー付着について説明するための図である。 図１４は、従来技術のラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。

図１は、本実施形態の画像形成装置の機能的構成を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置１０は、例えば、複写装置、印刷装置、ファクシミリ装置、あるいは、複写機能、印刷機能、ファクシミリ機能の少なくとも一つの機能を備えた複合機等が該当する。画像形成装置１０は、図１に示すように、画像処理部１００と画像形成部２００とから構成される。

画像処理部１００は、画像形成装置１０のコントローラ基板等に搭載され、入力される画像データに対して画像処理を行って、画像形成部２００に出力する。画像処理部１００は、図１に示すように、画像判断部１０１と、階調処理部１０２と、ディザパターン記憶部１１０とを備えている。

画像判断部１０１は、入力される画像データに対して所定範囲ごとに階調値を判断する。

階調処理部１０２は、所定範囲ごとに、画像判断部１０１によって判断された階調値に対応するディザパターンを、ディザパターン記憶部１１０から読み出して、読み出したディザパターンのパターンに従って画像データに対してディザ処理を行う。また、階調処理部１０２は、ディザ処理後の画像データを、画像形成部２００に送出する。

ここで、ディザパターンは、中間調の階調表現を擬似的に画像データのドットで実現するためのパターンのデータである。すなわち、階調処理部１０２は、階調値に対応するディザパターンにおけるパターンの単位面積あたりの着色量（例えば、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。そして、階調処理部１０２は、ディザ処理後の画像データを、画像形成部２００に送出する。

ディザパターン記憶部１１０は、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）やメモリ等の記憶媒体である。ディザパターン記憶部１１０は、それぞれ複数のディザパターンを含む第１ディザパターン群、第２ディザパターン群、第３ディザパターン群を記憶している。

ディザパターンは、トナー等で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。ここで、非付着領域を、非画像部、地肌部と呼ぶ場合もある。

複数のドットを配置したドットパターンで形成されたディザパターンをドットスクリーンという。ドットスクリーンは、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たパターンのディザパターンである。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（ドット径の拡大やドット数の増大等）に従って拡大するパターン変化を有する。

所定角度で傾斜した複数のラインからなるパターンで形成されたディザパターンをラインスクリーンという。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のディザパターンである。このラインスクリーンは、階調値の増加に伴って付着領域が、ドットスクリーンにおける規則とは異なる所定の規則（ライン幅の拡大や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。

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のディザパターンである。白抜きドットスクリーンでは、付着領域となるドットで囲まれた非付着領域が白抜き部となる。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（白抜き部）が、所定の規則（ドット径の拡大やドット数の増大）に従って拡大するパターン変化を有する。なお、各ディザパターン群のスクリーンの詳細については後述する。

画像形成部２００は、図１に示すように、書込み制御部２０１と、書込み部２０２とを備えている。書込み部２０２は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）等の感光体に対する露光装置である。書込み制御部２０１は、画像処理部１００から出力されたディザ処理後の画像データに基づいて、露光指令を生成し、露光指令を書込み部２０２に対して送出する。書込み制御部２０１は、画像データのディザパターンに応じて、露光に用いられる光のオン／オフ時間を制御するためのパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を生成し、このＰＷＭ信号を露光指令として書込み部２０２に送出する。書込み部２０２は、ＰＷＭ信号に従って感光体に対する露光を行い、これにより、記録媒体にトナー付着による画像形成が行われる。

次に、画像処理部１００のディザパターン記憶部１１０に保存されているディザパターンの詳細について説明する。

図１０は、従来技術におけるラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態を示す説明図である。図１１は、従来技術におけるラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態の他の例を示す説明図である。

従来技術では、中階調値の範囲では、図１０（ａ）から（ｃ）に示すように、ラインスクリーンを成長させる。そして、高階調値の範囲になったら、図１０（ｄ）に示すように白抜きドットスクリーンに移行し、図１０（ｄ）から（ｆ）に示すように白抜きドットスクリーンを成長させている。

また、図１１を用いて説明すると、従来技術では、図１１（ａ）から（ｃ）に示すように、中階調の範囲では、通常のラインスクリーンの成長方法と同様の方法でラインを成長させる。そして、ライン間距離が小さくなり、非画像部の付着状態が不安定になる階調値になった場合に、図１１（ｄ）に示すように、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンに移行する。そして、その後の高階調の範囲で、図１１（ｄ）から（ｅ）に示すように、通常の白抜きドットスクリーンの成長方法と同様に、非画像部を埋めるようにドットを成長させる。ラインスクリーンとドットスクリーンが隣接した場合、ドットの再配置を行う。

このように従来技術において、途中でディザパターンを移行しているのは、以下の理由による。まず、電子写真の一般的な画像処理パターンであるラインスクリーンとドットスクリーンについて説明する。

階調の増加に伴うラインスクリーンの成長順は、中心線とよばれる仮想的なラインに対して距離的に近い画素からより遠い画素へと順位づけが行なわれる。このため、階調値が大きくなるにつれ、ラインが太り、ライン間距離が狭くなる構造をとる。従って、ラインスクリーンは、低階調から中階調では十分なライン間距離のため、トナー付着面積は安定性に優れている。一方、高階調値では充分なライン間距離がとれないため、非付着領域（非画像部）にトナーが付着したりしなかったりする不安定な状態となる。言い換えれば、ラインスクリーンは階調値が増加するに従って、非付着領域（ラインとラインの間）の幅が狭くなり、非付着領域のトナー付着状態が不安定になるという欠点を有している。

一方、階調の増加に伴うドットスクリーンでの成長順は、成長中心とよばれる画素に対して距離的に近い画素から、周辺部の画素へと順位づけが行われる。このため、充分なドット間距離を有する低階調値ではトナー付着面積が安定しており、中途半端なドット間距離を有する中階調値ではドット間のトナー非付着面積が不安定になる。また、高階調値では、短径が大きくなる白抜きドットを用いたスクリーンを使用することで、トナー付着面積をラインスクリーンよりも安定させることができる。

以上のような各スクリーンの特徴から、中階調値の範囲ではラインスクリーンを用い、高階調値の範囲では白抜きドットスクリーンを用いて階調処理を行うことで、トナー付着面積を安定させることが好ましい。

このため、従来技術では、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンに移行することにより、ドットスクリーンとラインスクリーンの欠点を補って、それぞれ単独のスクリーン（ディザパターン）を用いた際に比べ、中階調値から高階調値での画像安定性を向上させている。

しかしながら、従来技術では、ディザパターンを移行する前後の画像安定性については考慮されておらず、画像が不安定になる恐れがある。そして、ラインスクリーンと白抜きドットスクリーンの２種類のディザパターンを記憶部に保存しておく必要があるため、ディザパターンを記憶するメモリをより大容量とする必要がある。さらに２種類の異なるディザパターンの隣接部分でドット配列ごとにドット再配置処理が必要になるため、画像処理に要する時間が増大する。

図１２は、ドット間距離による非画像部へのトナーの付着の一例を示す図である。図１３は、ドット間距離とトナー付着について説明するための図である。

電子写真技術においては、図１２、図１３に示すように、ドット間の距離やライン間の距離が近い場合、隣接するドット同士、隣接するライン同士の露光分布の端が重なることで非画像部（地肌部）にもある程度の露光強度が発生し、予期せずトナーが付着する場合がある（図１２の符号８０１の部分）。これが原因でトナー付着面積にばらつきが生じ、色安定性や粒状性といった画質に悪影響を与えている。

本実施形態では、従来技術と同様に、中階調値の範囲ではラインスクリーンを用い、高階調値の範囲では白抜きドットスクリーンを用いて階調処理を行った上で、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへ移行する際に、ディザパターンのパターンを、このような悪影響が非画像部（非付着領域、地肌部）に発生しにくく、トナー付着面積が安定するようなドット配置としている。これにより、本実施形態では、中階調値から高階調値におけるトナー付着面積の安定性を向上させ、どの階調値でも画質に優れた画像の出力を可能としている。以下、本実施形態の詳細について説明する。

図１に戻り、本実施形態では、ディザパターン記憶部１１０は、第１ディザパターン群、第２ディザパターン群、第３ディザパターン群の各群において、以下に示すような複数のディザパターンを記憶している。ここで、各ディザパターン群のそれぞれのディザパターンは、階調値に対応付けられてディザパターン記憶部１１０に保存されている。

第１ディザパターン群は、中階調（第１範囲）の階調値ごとに対応し、階調値が増加するに従ってライン幅が増加するラインパターンであるラインスクリーンで形成された複数のディザパターンを含んでいる。

第２ディザパターン群は、高階調（第２範囲）の階調値ごとに対応し、階調値が増加するに従ってドットが増加し非付着領域である白抜き部が減少するパターンである白抜きドットスクリーンで形成された複数のディザパターンを含んでいる。

第３ディザパターン群は、第１ディザパターン群のラインスクリーンから第２ディザパターン群の白抜きドットスクリーンへの移行のための複数のディザパターンを含んでいる。すなわち、第３ディザパターン群は、ライン幅が増加することにより隣接するラインが接続され、接続部分が先端に向かうに従って細くなる形状で、基準階調値βから階調値が増加するに従って、当該先端の部分から徐々に接続されるパターンで形成されるディザパターンを階調値ごとに有している。

ここで、基準階調値βは、本発明の第２基準階調値に相当しており、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行を開始する階調値であり、ライン間の非画像部の付着面積が安定する最小のライン間の距離に相当する階調値である。

また、第３ディザパターン群は、入力される画像データにおいて画像欠陥が発生する基準階調値γとなる前に、白抜きドットスクリーンへの移行が完了する複数のディザパターンを含んでいる。ここで、基準階調値γは、本発明の第１基準階調値に相当しており、図８において一例を説明する。

画像形成装置の種類や出力の設定などの環境、画像欠陥の種類によって、画像欠陥が発生しやすい階調値はさまざまである。しかし、画像を形成する前に画像欠陥が発生しやすい階調値の範囲を把握できれば、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行で画像が不安定な階調値と、画像欠陥が発生しやすい階調値の範囲とが重ならないようにすることができる。これにより、画像欠陥の顕著化を抑制することが可能となる。

例えば、それぞれの環境に応じて様々な濃さ（入力面積率）の画像を出力し、そのチャートを計測することで画像欠陥により画質が最も悪くなる階調値を実験的に算出する。そして、看過できない程度の画像欠陥が発生する階調値の範囲を求めて、白抜きドットスクリーンへの移行を開始する基準階調値β（第２基準階調値）を当該範囲までに完了させる階調値にする。これにより、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行と、画像欠陥が発生しやすい階調値の範囲とが重ならないようにする。

具体的には、例えば、画像形成装置における所定の出力条件の際、画像欠陥の一例であるバンディングが階調値１２０で画質が最もひどくなり、階調値が１００〜１５０以上で看過できない程度に画質がひどくなるとする。この場合、階調値が１００になる前に白抜きドットスクリーンへの移行を完了させるような基準階調値βから白抜きドットスクリーンへの移行を開始することになる。

また、第３ディザパターン群は、隣接するラインがラインの方向と垂直な方向で接続され、隣接するラインが先端の部分で接続されたときに、白抜きドットパターンの白抜き部分の径がライン間の距離と等しくなるようなパターンで形成されているディザパターンを含んでいる。

図２は、本実施形態のラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態を示す図である。図３は、本実施形態のラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行を示す図である。

本実施形態では、図２、３に示すように、中階調の範囲における所定の基準階調値βまで（図２では階調値６０、８０）は、通常のラインスクリーンと同様に、階調値ごとに、階調値が増加するに従ってラインを成長させた（ライン幅を増加させた）複数のディザパターンを第１ディザパターン群とする。

そして、階調値が基準階調値βを超えたら（図２では階調値１００）、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行段階のディザパターンを開始し、第３ディザパターン群とする。具体的には、図２、３に示すように、階調値ごとに、ラインから、根元が太く先端が細い突起（凸部）をスクリーン線数で決まる間隔で設けた複数のディザパターンとする。

そして、さらに階調値が増加すると（図２では階調値１２０）、図２、３に示すように、階調値ごとに、隣接するラインがラインの方向と垂直な方向で接続されるように、すなわち、対向するラインの凸部同士が繋がるようにし、トナー付着が不安定になる面積が小さくなるように凸部形状を成長させた複数のディザパターンを第３ディザパターン群とする。この際、ライン間がラインと垂直方向に繋がったとき、白抜きドットの径がライン間の距離と等しくなるようにする。

図４は、本実施形態の第３ディザパターン群におけるラインの接続についての説明図である。図４に示すように、第３ディザパターン群のディザパターンは、符号３０３が突起（凸部）であり、符号３０１が凸部３０３における細い先端部、符号３０２が凸部３０３における太い根元の部分を示している。つまり第３ディザパターン群のディザパターンのラインは、凸部の根元が太く先端が細い、すなわち三角形状の凸部として、凸部の先端部同士で接続するようになっている。そして、更に階調値を増加するとラインが成長して、対向するラインの凸部３０３の細い先端部３０１同士が接続するようにディザパターンが形成されている。

図４に示す第３ディザパターン群のディザパターンにおけるラインを成長させると、トナー付着が不安定になる面積が小さくてすむ。すなわち、図４に示すラインの接続方法は、凸部間の非画像部の付着面積の安定性が高く、凸部自体の付着面積の安定性が良好であるため、画像安定性に優れた凸部の成長方法である。このため、本実施形態では、図４のようなラインの接続方法により凸部を接続している。

図２に戻り、さらに、階調値が増加して高階調の範囲になった場合（図２では階調値１４０、１６０）、通常の白抜きドットスクリーンと同様に、階調値ごとに、非画像部を埋めるようにドットを成長させた複数のディザパターンを第２ディザパターン群とする。

ここで、本実施形態と従来技術の本実施形態のラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態を比較する。図１４は、従来技術のラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行の状態を示す図である。

図２と図１４とを比較すると、本実施形態では、従来技術に比べて、階調値が低い段階でラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行が完了していることがわかる。具体的には、従来技術では、階調値１００まで第１ディザパターン群とする。階調値が増加して階調値１２０になると、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行段階のディザパターンを開始し、第３ディザパターン群とする。そして、さらに階調値が増加して階調値１６０になると、第２ディザパターン群とする。

つまり、本実施形態では、階調値が１２０には当該移行が完了しており、階調値１４０に当該移行が完了している従来技術と比べて、階調値が低い段階で白抜きドットスクリーンへの移行が完了していることがわかる。

次に、以上のように構成された本実施形態の画像形成装置１０による画像形成処理について説明する。図５は、本実施形態にかかる画像形成処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、画像処理部１００は、印刷対象の画像データを入力する（ステップＳ１１）。そして、画像判断部１０１は、入力された画像データに対して所定の領域ごとに階調値を判断する（ステップＳ１２）。次に、階調処理部１０２は、画像判断部１０１で判断された階調値に対応したディザパターンを、ディザパターン記憶部１１０から取得する（ステップＳ１３）。そして、階調処理部１０２は、取得したディザパターンを用いて画像データに対してディザ処理を行う（ステップＳ１４）。階調処理部１０２はディザ処理後の画像データを画像形成部２００に出力する。

画像形成部２００では、書込み制御部２０１がディザ処理後の画像データを入力して、この画像データ（すなわちディザパターン）に基づいて露光指令としてのＰＷＭ信号を生成して書込み部２０２に送出する（ステップＳ１５）。これにより、中間調が表現された記録媒体が出力される。

次に、ディザパターン記憶部１１０に保存されるディザパターンを生成するディザパターン生成装置について説明する。本実施形態のディザパターン生成装置５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ、ＤＶＤドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。なお、ディザパターン生成装置５００は、これに限定されるものではなく、画像形成装置１０の内部（例えば、画像処理部１００）に設けた構成としてもよい。

図６は、本実施形態のディザパターン生成装置５００の機能的構成を示すブロック図である。本実施形態のディザパターン生成装置５００は、図６に示すように、第１生成部５０１と、第２生成部５０２と、第３生成部５０３と、記憶部５１０とを主に備えている。

記憶部５１０は、ＨＤＤやメモリ等の記憶媒体であり、第１生成部５０１、第２生成部５０２、第３生成部５０３の各部で生成されるディザパターンを保存する。

次に、第１生成部５０１、第２生成部５０２、第３生成部５０３によるディザパターンの生成処理について説明する。図７は、本実施形態のディザパターン生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、第１生成部５０１は、中階調値の範囲で、階調値の増加に従って、ラインスクリーンのラインを成長させて第１ディザパターン群のディザパターンを生成する（ステップＳ３１）。すなわち、第１生成部５０１は、ライン幅が増加するラインスクリーンを階調値ごとに生成し、生成したラインスクリーンを階調値に対応付けて第１ディザパターン群として記憶部５１０に保存する。

第１生成部５０１は、階調値が基準階調値β以上となったか否かを判断する（ステップＳ３２）。階調値が基準階調値β未満である場合には（ステップＳ３２：Ｎｏ）、処理はステップＳ３１に戻り、引き続き、第１生成部５０１による第１ディザパターン群のディザパターンの生成が行われる。

ステップＳ３２で、階調値が基準階調値β以上である場合には（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、第３生成部５０３は、第３ディザパターン群のディザパターンの生成を開始する。すなわち、第３生成部５０３は、白抜きドットスクリーン形成に向け、スクリーン線数で決まる間隔でラインから突起（凸部）が先端で細くなるようにドットを成長させたパターンのディザパターンを階調値ごとに生成する（ステップＳ３３）。これにより、階調値が増加して、隣接するラインの凸部同士が先端部で接続されたディザパターンが生成される。第３生成部５０３は、生成された複数のディザパターンを階調値に対応付けて第３ディザパターン群として記憶部５１０に保存する。

そして、第３生成部５０３は、階調値が増加して、隣接するラインの凸部同士が先端部で接続されたディザパターンが生成され、白抜きドットが形成し終えたか否かを判断する（ステップＳ３４）。まだ、白抜きドットが形成し終えていない場合には（ステップＳ３４：Ｎｏ）、第３生成部５０３は、ステップＳ３３の処理を繰り返す。

一方、白抜きドットが形成し終えた場合には（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、第２生成部５０２は、可能な限り短径が大きく、白抜きドット周辺長が短くなるように白抜きドット部周辺のドットを成長させたディザパターンを、階調値ごとに生成することで、第２ディザパターン群のディザパターンを生成する（ステップＳ３５）。第２生成部５０２は、生成したディザパターンを、第２ディザパターン群として記憶部５１０に保存する。

そして、第２生成部５０２は、階調値が最大になったか否かを判断する（ステップＳ３６）。そして、階調値がまだ最大になっていない場合には（ステップＳ３６：Ｎｏ）、第２生成部５０２は、ステップＳ３５の処理を繰り返す。これによりベタ画像となるまで、ドットが成長する。一方、ステップＳ３６で、階調値が最大になった場合には（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、処理は終了する。

以上により、第１ディザパターン群、第２ディザパターン群、第３ディザパターン群のそれぞれの複数のディザパターンが階調値に対応付けて生成されて記憶部５１０に保存される。記憶部５１０に保存された複数のディザパターンが、上述した画像形成装置１０のディザパターン記憶部１１０にユーザ等により移動される。

このようなスクリーンの成長方法を用いたディザパターン群を用意することで、従来技術のようにメモリ容量を増加することなく、中階調から高階調までの画像安定性を向上させることができる。以下、詳細に説明する。

次に、本実施形態のディザパターンによる効果について説明する。以下では、画像欠陥の一例としてバンディングが生じる場合について説明する。図８は、本実施形態の画像形成装置１０におけるバンディングの程度を示すグラフである。バンディングにより画質が最も悪くなる階調値は、画像形成装置の種類や出力の設定などの環境によって異なる。しかし、どのような環境であっても、ある階調値（画質が最も悪くなる階調値）までは階調値が上がるに従ってバンディングの程度がひどくなる、すなわち、バンディングが多く発生する。そして、その階調値（画質が最も悪くなる階調値）を超えるとバンディングの程度がやわらいでいく、すなわちバンディングの発生が減少していくという傾向がある。

図８において、横軸は階調値を示し、縦軸はバンディングの程度（良い〜悪い）を示している。図８に示すように、バンディングの程度は放物線を描いており、階調値範囲Ｇがバンディングにより画質が悪くなる階調値の範囲とする。つまり、階調値範囲Ｇが、看過できない程度の画像欠陥が発生する階調値の範囲となる。従って、階調値範囲Ｇの開始する階調値が、画像欠陥が発生する基準階調値γとなる。

図９は、本実施形態のディザパターンによる効果を説明するためのグラフである。図９において、横軸は階調値を示し、縦軸は平均基準ページ内の色差ΔＥを示しており、ΔＥの値が大きいほど画像安定性が悪いことを示している。また、図９において、実線のグラフが本実施形態のディザパターンによる結果を示している。

図９に示すように、ドットスクリーンは中階調値での画像安定性が悪く、ラインスクリーンでは中階調値から高階調値での画像安定性が悪い。また、図９において、階調値αは、ラインスクリーンと白抜きドットスクリーンでΔＥが逆転する階調値を示す。基準階調値βは、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行を開始する階調値である。

本実施形態におけるスクリーン（ディザパターン）の画像安定性は、階調値α〜βのみに限れば従来技術（ラインスクリーン）に比べ低い。しかし、それぞれのスクリーンの画像安定性が悪い階調値での画像安定性を大きく改善できており、全体（中階調値以上）としてみると、画像安定性が改善していることがわかる。

また、図９に示すように、スクリーンＳでは、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行と、画像データにおいて画像欠陥が発生する階調値範囲Ｇとが重なっている。そうすると、その画像欠陥をより顕著化させてしまう。

一方、本実施形態では、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへの移行が基準階調値βから開始され、入力される画像データにおいて看過できない程度の画像欠陥が発生する基準階調値γになる前（階調値範囲Ｇになる前）に、白抜きドットスクリーンへの移行を完了させている。これにより、白抜きドットスクリーンへの移行中の階調値と看過できない程度の画像欠陥が発生する階調値の範囲とが重なることはなく、画像欠陥の顕著化を抑制できる。

従来技術では、２つのディザパターンを所定の面積率で移行して使用する。このため、画像内の隣接するある箇所で片方は１つめのディザパターン、もう片方は２つめのディザパターンを適用するという状況になることもあり、その場合はその境界部が不自然にならないように境界部のドットの再配置を行う。つまり、従来技術は、画像中の隣接する中間調の面積率の判定と判定結果に応じたドット再配置という処理が必要となる。

これに対して、本実施形態では、１つのディザパターンで構成されているため、このような、画像中の隣接する中間調の面積率の判定と判定結果に応じたドット再配置という処理が不要となる。従って、本実施形態によれば、従来技術に比べて画像処理の時間の増大を防止することができる。

このように本実施形態では、ディザパターン生成装置５００により、中階調の階調値ごとに対応し、階調値が増加するに従ってライン幅が増加するパターンのラインスクリーンで形成された複数のディザパターンを含む第１ディザパターン群と、高階調の階調値ごとに対応し、階調値が増加するに従って、ドットが増加する白抜きドットスクリーンで形成された複数のディザパターンを含む第２ディザパターン群と、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへ移行する際に、ライン幅が増加することにより隣接するラインが接続され、接続部分が先端に向かうに従って細くなる形状で、基準階調値βから階調値が増加するに従って、当該先端の部分から徐々に接続されるパターンで形成される複数のディザパターンを含む第３ディザパターン群と、を生成し、それぞれディザパターン記憶部１１０に保存しておく。そして、画像形成装置１０が、入力される画像データに対して所定範囲ごとに階調値を判断し、階調値に対応するディザパターンを、ディザパターン記憶部１１０の第１ディザパターン群、第２ディザパターン群、第３ディザパターン群の中から選択して、選択されたディザパターンに応じて画像データに対して画像処理を行っている。このため、本実施形態によれば、中階調から高階調の範囲に亘って画像安定性を向上することができるとともに、ラインスクリーンと白抜きドットスクリーンを用いた場合においても、メモリ容量の増大を抑制することができ、画像処理時間の増大を防止することができる。また、本実施形態では、ラインスクリーンから白抜きドットスクリーンへ移行する段階の階調値の範囲において画像安定性が優れない場合があっても、バンディングなどの画像欠陥が発生する基準階調値γになる前に白抜きドットスクリーンへの移行を完了させている。このため、ディザパターンの移行段階の階調値と看過できない程度の画像欠陥が発生する階調値の範囲とが重なることはなく、画像欠陥の顕著化を抑制することができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 画像形成装置
１００ 画像処理部
１０１ 画像判断部
１０２ 階調処理部
１１０ ディザパターン記憶部
２０１ 書込み制御部
２０２ 書込み部
５００ ディザパターン生成装置
５０１ 第１生成部
５０２ 第２生成部
５０３ 第３生成部
５１０ 記憶部

特開２０１２−３１８０号公報

Claims (9)

1. 第１範囲の階調値ごとに対応し、前記階調値が増加するに従ってライン幅が増加するラインパターンであるラインスクリーンで形成された複数のディザパターンを含む第１ディザパターン群と、
   前記第１範囲の階調値より高い第２範囲の階調値ごとに対応し、前記階調値が増加するに従って、ドットが増加しドットで囲まれた白抜き部が減少するパターンである白抜きドットスクリーンで形成された複数のディザパターンを含む第２ディザパターン群と、
   前記ラインスクリーンから前記白抜きドットスクリーンへの移行のための複数のディザパターンであって、入力される画像データにおいて画像欠陥が発生する第１基準階調値となる前に、前記白抜きドットスクリーンへの移行が完了する複数のディザパターンを含む第３ディザパターン群と、
   を記憶する記憶部と、
   入力される画像データに対して所定範囲ごとに階調値を判断する画像判断部と、
   階調値に対応するディザパターンを、前記記憶部の前記第１ディザパターン群、前記第２ディザパターン群、前記第３ディザパターン群の中から選択する階調処理部と、
   選択されたディザパターンに応じて画像形成を行う画像形成部と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記第１基準階調値は、前記画像形成装置の種類と出力の設定とを含む環境に応じて出力された画像から予め算出される請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像欠陥は、バンディングである請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第３ディザパターン群は、前記ライン幅が増加することにより隣接するラインが接続され、接続部分が先端に向かうに従って細くなる形状で、第２基準階調値から前記階調値が増加するに従って、当該先端の部分から徐々に接続されるパターンで形成される複数のディザパターンである請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
5. 前記第２基準階調値は、ライン間の非画像部の付着面積が安定する最小のライン間の距離に相当する階調値である、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第３ディザパターン群は、前記隣接するラインがラインの方向と垂直な方向で接続されるようなパターンの前記複数のディザパターンを含む、
   請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記第３ディザパターン群は、前記隣接するラインが前記先端の部分で接続されたときに、白抜きドットパターンの白抜き部分の径がライン間の距離と等しくなるようなパターンで形成されているディザパターンを含む、
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 第１範囲の階調値ごとに対応し、前記階調値が増加するに従ってライン幅が増加するラインパターンであるラインスクリーンで形成された複数のディザパターンを生成する第１生成部と、
   前記第１範囲の階調値より高い第２範囲の階調値ごとに対応し、前記階調値が増加するに従って、ドットが増加しドットで囲まれた白抜き部が減少するパターンである白抜きドットスクリーンで形成された複数のディザパターンを生成する第２生成部と、
   前記ラインスクリーンから前記白抜きドットスクリーンへの移行のための複数のディザパターンであって、入力される画像データにおいて画像欠陥が発生する第１基準階調値となる前に、前記白抜きドットスクリーンへの移行が完了する複数のディザパターンを生成する第３生成部と、
   を備えたディザパターン生成装置。
9. 第１範囲の階調値ごとに対応し、前記階調値が増加するに従ってライン幅が増加するラインパターンであるラインスクリーンで形成された複数のディザパターンを生成し、
   前記第１範囲の階調値より高い第２範囲の階調値ごとに対応し、前記階調値が増加するに従って、ドットが増加しドットで囲まれた白抜き部が減少するパターンである白抜きドットスクリーンで形成された複数のディザパターンを生成し、
   前記ラインスクリーンから前記白抜きドットスクリーンへの移行のための複数のディザパターンであって、入力される画像データにおいて画像欠陥が発生する第１基準階調値となる前に、前記白抜きドットスクリーンへの移行が完了する複数のディザパターンを生成する、
   ことを含むディザパターン生成方法。

Images