JP4128108B2 - 画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、濃淡画像の処理に係り、特に、面積階調処理を利用する画像形成方法に関する。面積階調処理とは、多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する処理であり、ディザ処理やスクリーン処理と呼ばれる場合もある。本発明は、例えば、カラー画像の形成方法に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタルカメラなどカラー画像が流通する機会が多くなり、それに伴って、画像の濃淡を忠実に再現して高画質印刷を実現するカラープリンタの需要が益々高まっている。画像の濃淡を再現する方法として、記録紙上の印刷面積を制御して、ある面積で平均の濃度が中間レベルの濃度になる疑似中間調処理を行うことは従来から既に知られている。
【０００３】
擬似中間調処理の一種である面積階調処理は、印刷するドット数に応じて印刷面積を変更するものであり、ディザマトリックスと呼ばれる閾値マトリックスを使用して、入力画像のデータが設定された閾値より大きいかどうかで入力画像データを着色又は白色に変換する。
【０００４】
各マトリックスは、例えば、４０ドット×４０ドットから１００ドット×１００ドットのサイズを有する。６００ｄｐｉのプリンタであれば１ドットは約４２．３μｍであるから、各マトリックスは、一辺が約１．７ｍｍから約４．３ｍｍの大きさを有する。近年の高画質の要請に伴い、制御単位を従来のドットよりも小さくして、よりきめ細かい面積及び形状の制御を行って階調再現性を向上することが要求されてきた。
【０００５】
このため、最近では、各ドットを小さな領域に分割し、かかる領域単位で階調制御を行うことが提案されている。例えば、各ドットは、各ドットの一辺と当該一辺の４分の１から２５６分の１の長さを有する長方形領域に分割される。即ち、各ドットは、４分割から２５６分割される。このような各ドットを構成する分割された領域のことを本出願では「セル」と呼ぶ場合もある。
【０００６】
パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）から送信される多値の画像データをプリンタが印刷する場合、ＰＣにおいてＲＧＢで表現された画情報はプリンタが使用する色としてのＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の各色の情報に色変換される。各色の情報（例えば、シアンの情報）は、通常、０乃至２５５までの値で定義される。一方、マトリックスは、セル単位で閾値を有する。この結果、各セルは、閾値（例えば、１２０）よりも大きい情報（例えば、２００）を取得すると（例えば、シアンを）着色するように設定され、閾値よりも小さい情報（例えば、０）を取得すると白色に設定する。このような一連の処理を、本出願では、「網点スクリーン生成」と呼び、このように処理をされた結果を「網点スクリーン」と呼ぶ場合もある。「網点」は、画像の濃淡を表す形状と大きさを有する微小点であり、具体的には、複数の着色ドットの集合である。マトリックスは、複数の網点が配置されるような閾値を規定する。
【０００７】
円、楕円、ライン等の様々な網点形状を使用する一般的な面積階調処理は、ディジタル複写機で一般に使用されているラインスクリーン又は万線スクリーンよりも、各色の位置ズレに対する許容値を大きく設定することができるので、プリンタの印刷部の精度を緩和して装置のコストダウンを図ることができるという長所を有する。
【０００８】
その他の従来技術としては、例えば、特許文献１乃至３がある。
【特許文献１】
特開２００１−１３００５０号公報
【特許文献２】
特開平６−３０２８８５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１０３１２２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＣはプリンタドライバを有し、プリンタは、ＣＭＹＫの印刷データのデータ作成部と実際の印刷部（「エンジン」ともいう。）とを有する。セルの閾値制御は、ＰＣのプリンタドライバでもプリンタのデータ作成部でも行うことができ、データ上ではセル単位で閾値制御を行うことができる。セルは、パルス幅変調（以下、「ＰＷＭ」という。）によりデータ上は印刷制御可能な最小単位である。一方、エンジンは、ＰＭＷ回路などの各種の回路、感光体ドラムを露光するためのレーザダイオード（以下、「ＬＤ」という。）やそれを制御するレーザドライバを含んでいる。
【００１０】
しかしながら、実際に印刷を行うエンジンで印刷制御可能な最小単位は、データ上の最小制御単位としてのセルの幅に一致しておらず、一般にはセルの幅よりも大きい。このため、ＰＷＭ回路、それを受ける回路の特性、レーザドライバ、ＬＤの特性等により、プリンタは、データ通りにセルを印刷することができないという問題が発生する。
【００１１】
具体的には、ＰＷＭ回路が出力するパルス幅が所定のパルス幅に達しない場合、かかるパルス幅によって定義されるセルは印刷されず、所定のパルス幅以上のセルのみが印刷されることになる。所定のパルス幅は隣接して着色されるセルの幅に対応する。
【００１２】
例えば、所定のパルス幅がセル幅２．５個分である場合、隣接して着色されるセルの個数が１又は２個であれば、データ上では印刷可能に設定されているにも拘らずエンジンは印刷することができない。一方、隣接して着色されるセルの個数が３個以上である場合には、エンジンは着色数に対応するセルを印刷することができる。このことは、データ上で着色セル数が０、１、２、３、４、・・・に設定されている場合でも、実際に印刷されるセルの個数は、例えば、０、０、０、３、４、・・・となることを意味する。このため、データ上の着色セル数が２と３の間で記録紙上の濃度は０から３にジャンプしてしまう。このように、データ上の着色セル数の差よりも大きく印刷結果が変化する濃度ギャップ現象をトーンジャンプという。トーンジャンプは、特にハイライトの領域で目立つ現象である。トーンジャンプは画質の低下を招き、特に最近の高画質に対する要求に伴って無視できなくなってきた。
【００１３】
また、一般的な面積階調処理では、隣接ドット間の接続部分においてトーンジャンプが発生する。レーザビームのラスターを間に挟むドットの接続部分では特にトーンジャンプが発生しやすい。スクリーンに用いている網点が大きくなるに伴い、ドットの接続部分が増える。ドットの接続部分が多くなると、それだけ多くのトーンジャンプが発生することになる。例えば、上の例で各ドットが８個のセルを有し、水平方向に隣接する３つのドット内で一番左のドットの一番左のセルから右方向に着色セル数を順次増加していく場合、着色セル数が２と３、１０と１１、１８と１９の間にトーンジャンプが発生することが理解されるであろう。
【００１４】
そこで、本発明は、このような従来の問題を解決し、高画質な画像を形成する画像形成方法を提供することを例示的な目的とする。
【００１５】
本発明の一側面としての画像形成方法は、各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点の濃度に対応する個数の着色セルの、前記網点を構成するドット内における配置を、予め作成されたパターンを利用して決定するステップを有し、前記パターンは、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数を増加する場合に、前記網点を構成するドットの任意のドットが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数の隣接する前記着色セルを有するように、前記着色セルの配置を規定していることを特徴とする。かかる画像形成方法は、パターンが、画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数の隣接する前記着色セルを有するように着色セルの配置を規定しているので、網点の濃度を再現できずにトーンジャンプが発生することが少なくなる。なお、パターンは常に画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数の隣接する着色セルを有する必要はない。例えば、着色セルの総数が画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数である場合などである。必要があれば、本来予定された着色セル数に一又は複数の着色セルが追加されて画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数を維持してもよい。着色セルは、典型的に、網点の中心から網点の形状に従って増加する。着色セルは、画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数に到達するまでは同一ドット内においてのみ隣接して増加されてもよい。
【００１６】
前記画像を印刷する画像形成装置は、前記画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数に満たないセルの印刷が不安定であり、前記パターンは、前記画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の着色セルを規定しなくてもよい。「印刷が不安定」であるとは印刷できる場合もあるし印刷できない場合もあるという意味である。不安定な領域を除去することによって大きさや形状が不安定なドットを使用せずにドットの再現性を向上し、全体の粒状性、ひいては画質を向上することができる
前記画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数は、前記画像を印刷する画像形成装置の印刷部の入出力特性によって決定されてもよい。入出力特性は、ＰＷＭ回路、それを受ける回路の特性、レーザドライバ、ＬＤの特性などの前記画像を印刷する画像形成装置の印刷部の特性や、水平又は垂直方向に隣接するドット間に着色セルを配置する場合の入出力特性などによって決定される。画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数は温度や湿度などの環境によって変動してもよい。画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数は、データ上で隣接する着色セル数と、印刷部が実際に印刷可能なセル数との関係で表すことができ、かかる関係は、例えば、濃度計を利用して測定することができる。
【００１７】
本発明の別の側面としての画像形成方法は、各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、前記第１のパターンが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを有するために印刷できないパターンに一致するかどうかを判断するステップと、前記判断ステップによって前記印刷できないパターンに一致すると判断された前記第１のパターンを前記画像形性装置が印刷可能な最小幅以上の個数の前記着色セルを有する第２のパターンに置き換えるステップとを有することを特徴とする。かかる方法は、例えば、画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを有するために印刷できないパターンと第２のパターンとを関連付けた対応表をデータベースとして有しており、第１のパターンが印刷できないパターンと一致すればデータベースを参照して第２のパターンに置換する。かかる画像形成方法も上述の画像形成方法と同様の作用を奏することができる。かかるデータベースも本発明の別の側面を構成する。
【００１８】
本発明の別の側面としての画像形成方法は、各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、前記第１のパターンが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを有するドットを有するかどうかを判断するステップと、前記判断ステップが有すると判断した場合に、前記画像形性装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルが前記画像形性装置が印刷可能な最小幅以上の個数になるように、前記着色セルの配置を変更するステップとを有することを特徴とする。かかる画像形成方法は、着色セルがあるドット内で画像形性装置が印刷可能な最小幅以上の個数になるように位置を、例えば、隣接するドット間で変更する。「変更」とは、セルの総数を変更しないで着色セル位置を移動する場合と着色セルを増加する場合の両方を含む。かかる画像形成方法も上述の画像形成方法と同様の作用を奏することができる。
【００１９】
本発明の更に別の側面としての画像形成方法は、各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記ドット内で着色されるべき前記セルを順次増加した場合の前記画像を印刷する画像形成装置の入出力特性を取得するステップと、一又は複数の前記ドットに含まれる前記セルを着色する場合の順番を規定する埋め順ファイルを生成するステップと、前記取得ステップによって得られる前記画像形成装置の入出力特性から得られる前記画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを含む第１のパターンと、前記最小幅以上の個数の前記着色セルを含み、当該第１のパターンが置き換えられるべき第２のパターンとを生成するステップと、前記埋め順ファイルが規定する着色セルの個数に対応するパターンの中に存在する第１のパターンを対応する第２のパターンに置換して前記埋め順ファイルを補正するステップとを有することを特徴とする。かかる画像形成方法も上述の画像形成方法と同様の作用を奏することができる。補正された埋め順ファイルのデータベースも本発明の別の側面を構成する。
【００２０】
前記補正ステップによって補正された前記埋め順ファイルに基づいて前記画像形成装置が前記画像を印刷した場合に、所定の階調値と出力濃度との関係を表すトーンカーブを維持するように前記補正された埋め順ファイルを更に補正するステップを更に有してもよい。これにより、所望のトーンカーブを維持するように、補正された埋め順ファイルを更に補正することができる。なお、前記入出力特性は外部環境に依存してもよい。これにより、環境変動時にも安定して環境に適した画像出力を得ることができる。また、前記入出力特性は、一のドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性のみならず、左右又は上下の隣接する２つのドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性を含んでもよい。
【００２１】
上述の画像形成方法を実行するプリンタドライバやファームウェアとしてのプログラム、設計ツール、プリンタドライバを有するＰＣ、ファームウェアを有する画像形成装置も本発明の別の側面を構成する。
【００２２】
本発明の他の目的と更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施の形態において明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
上述のように、画像の濃淡を表す形状と大きさを有する微小点は網点であり、網点は、円形、楕円形、ライン形などを有する。画像の濃淡を表現する場合には網点の大きさと形状に従って着色されるドット（より具体的にはセル）のパターンを決定する。即ち、画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、網点の濃度を網点を構成するドット内の着色セル数で表現する。この場合、網点の濃度に対応する個数の着色セルを、網点を構成するドット内でどのように配置するかが問題となる。着色セルの配置によっては、あるドットに含まれる着色セル数がプリンタの印刷部又はエンジンが印刷できない個数になる場合があるためである。
【００２４】
図２に示すように、面積階調処理は、マトリックス１０を使用して印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する。マトリックス１０は、複数のドット２０から構成されている。図２は、マトリックス１０、ドット２０、セル２２の関係を示す図である。図２の左はマトリックス１０を表しており、図２の右はマトリックス１０を構成する一のドット２０を取り出して拡大して示している。マトリックス１０及びドット２０は、正方形形状をしている。マトリックス１０は、例えば、４０×４０乃至１００×１００のドット２０から構成されている。
【００２５】
各ドット２０は、複数の領域としてのセル２２に分割されている。各セル２２は、同一形状を有し、ドット２０の一辺の長さＬとセル２２の個数ｎでＬを割った（Ｌ／ｎ）からなる長方形形状を有している。ｎは、例えば、４乃至２５６であるが、本実施形態では説明及び作図の便宜上８である。
【００２６】
マトリックス１０は、セル２２毎に閾値を設定している。画情報を表す多値データがかかる閾値よりも高ければ、当該セルは着色され、低ければ無着色にされる。なお、セル２２は、ＹＭＣＫの任意の色に着色されることができる。このように、面積階調処理は、セル２２単位で印刷することを前提にしており、セル２２はＰＷＭで制御可能な単位である。
【００２７】
しかし、実際には、プリンタは、エンジンの入出力特性によってセル２２単位では完全に像を再現することができず、隣接するセル２２の個数が所定数以上になった場合にのみ像を再現可能となる。なお、プリンタの特性は、外部温度や湿度など環境によって変動するため、本発明は、これらの環境要因が考慮されることを妨げるものではない。これにより、環境変動時にも安定して環境に適した画像出力を得ることができる。
【００２８】
エンジンの入出力特性からエンジンが印刷可能な最小個数がセル２．５個分である場合のエンジンの入出力特性を図３（ａ）に示す。図３（ａ）の横軸はデータ上で印刷に設定されたセル（即ち、着色セル）２２が隣接した個数であり、縦軸はエンジンによる実際の印刷結果である。図３（ａ）から、着色セル数が１個及び２個の場合には、実際の印刷結果はあたかも着色セルがないかのようにゼロである。そして、エンジンは、隣接する着色セル数が３個以上になると着色セルの個数に応じた出力を与える。このため、着色セル数が２個の場合の出力（即ち、０）と３個の場合の出力（即ち、３）との間には、本来、図３（ａ）の点線で示すように、着色セル数の差である１以上の大きな差（即ち、３）のトーンジャンプが発生している。
【００２９】
トーンジャンプを減少するために、本実施形態ではドット内又は隣接ドット間で着色セルの配置を変更している。以下、図４を参照して、本実施形態の画像処理方法について説明する。ここで、図４は、本実施形態の画像処理方法を説明するためのフローチャートである。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態では、まず、図３（ａ）に示すようなエンジンの入出力特性を検出する(ステップ１１００)。入出力特性は、一のドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性のみならず、水平又は垂直方向に隣接するドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性も含む。入出力特性は、印刷可能なセルと実際の出力との関係を示す直線又は曲線であり、後述するｙ＝ｘやｙ＝ｘ−２などによって表現可能である。ステップ１１００によって、プリンタのエンジンが印刷可能な最小制御幅又は着色セル数を検出することができる。
【００３１】
一のドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性を検出するために、まず、記録紙に複数の異なる着色セル数を有する測定パッチを貼り付ける。測定パッチは所定の面積を有し、目的のプリンタで印刷し、それを当業界で周知の濃度計で測定する。濃度計は測定パッチの平均の濃度を測定する。濃度計により、着色セル数が増加しても濃度が変化しない部分やトーンジャンプが発生する着色セル数を検出することができる。その後、図３（ａ）に示すようなグラフを作成する。本実施形態でのエンジンの入出力特性は図３（ａ）によって表されるものとする。上述のように、図３（ａ）に加えて環境によって変動するプリンタの入出力特性を作成してもよい。
【００３２】
また、図３（ｂ）に、水平方向に隣接する２つのドット内の着色セルを増加する場合のプリンタの入出力特性の一例を示す。また、図３（ｃ）に、垂直方向に隣接する２つのドット内の着色セルを増加する場合のプリンタの入出力特性の一例を示す。
【００３３】
次に、埋め順ファイルを作成する（ステップ１２００）。「埋め順ファイル」とは、網点に割り当てられた一又は複数のドット内で、網点の濃度に従って着色セルを増加する場合の着色セルの配置を規定するファイルである。例えば、４つのドットを正方形形状に組み合わせた網点において、網点の濃度が４つのドット内の着色セル１０個分である場合に、これら１０個の着色セルを４つのドットにどのように配置するかを埋め順ファイルは規定している。埋め順ファイルは網点の濃度に応じて参照されるが、トーンジャンプを考慮して作成されたものではない。
【００３４】
図１は、本実施形態の画像形成方法の流れを示すブロック図である。埋め順ファイルの設計は、設計ツール５０が行う。設計ツール５０は、設計パラメータ５１に基づいて埋め順ファイル５２を設計する。設計パラメータ５１は、網点を作る際に使用するスクリーンの１インチあたりの線数を表すスクリーン線数、網点の並びが垂線となす角度を表すスクリーン角度、網点の形状、集合ドットの中心からのオフセット、ドット内分割数、マトリックスサイズ、網点中心座標などを含んでいる。
【００３５】
上下に隣接するドット間の埋め順ファイルの例を図６に示す。図６においては、着色セルを増加する場合には上側ドットのセルを左から順番に埋めていき、次いで、下側ドットのセルを左から順番に埋めていく方法を示している。
【００３６】
次に、設定された埋め順ファイル５２に関してセルの閾値が設定される（ステップ１３００）。閾値の設定は図１に示すリニア閾値処理５３においてなされる。次に、様々な階調値に対して印刷５４がなされ、印刷結果から設定された閾値に対する階調値−濃度の関係（「トーンカーブ」と呼ばれる場合もある。）が測定５５において求められる。次いで、プリンタの特性に基づいて、測定５５の結果得られたトーンカーブが所望のトーンカーブになるように、リニア閾値処理５３で設定されたセルの閾値を補正される。所望のトーンカーブとは、所望の曲線、直線、その他の形状を有し、プリンタメーカーによって異なる。この結果、補正された閾値５６が生成される。
【００３７】
次に、応答性データを作成する（ステップ１４００）。一のドット内で着色セルを増加する場合には、着色セルを隣接して増加する。着色セルの起点は、典型的には、網点の中心又はその近傍のセルである。増加の方向は、最左セルから右側でもよいし、最右セルから左側でもよいし、ドットの端部ではないセルから右又は左方向であってもよい。但し、着色セルは、離散的ではなく隣接して増加される必要がある。
【００３８】
これは、例えば、４つのセルを着色する場合、図５（ａ）の左側に示すように、両側の斜線で示す２つの隣接するセルを着色することにすると、エンジンは、隣接するセル２個分が最小制御個数であるセル２．５個分に満たないので、図５（ａ）の右側に示すように、印刷されたドット２０は、実質的には着色セルがない場合と同じになってしまう。このため、図５（ｂ）に示すように、着色セルを隣接して増加する必要がある。
【００３９】
隣接する着色セル数が１又は２の場合には、印刷されたドット２０は、実質的には着色セルがない場合と同じになってしまう。この場合、着色セルの数が０、１、２、３、４・・・と増加すると、実際に印刷されるセルの数は、０、０、０、３、４・・・となる。このため、本発明の別の実施形態においては、これらの場合には着色セルの数を３に増加する。この場合、着色セルの数０、１、２、３、４・・・に対応して、実際に印刷されるセルの数は、０、３、３、３、４・・・となる。代替的に、着色セルの数が１の場合にはそのままにして２の場合に着色セルの数を３に増加してもよい。この場合、着色セルの数０、１、２、３、４・・・に対応して、実際に印刷されるセルの数は、０、０、３、３、４・・・となる。このような実施形態では、以下に説明する隣接するドット間の着色にも適用可能である。
【００４０】
次に、隣接する２つのドット間の応答性データについて、図７及び図１０を参照して説明する。図７は、垂直に隣接する２つのドット間で着色セルの数を増加する様子を示している。図１０は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すパターンに基づいて応答性データの作成を説明するためのフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、図示しない応答性データ作成部が行う。応答性データ作成部は、設計装置、ＰＣ又はプリンタに設けられる。
【００４１】
まず、プリンタの入出力特性の結果（例えば、最小制御個数の２．５）を入力する（ステップ１４０２）。
【００４２】
次に、図７（ａ）のパターンにおいて階調ジャンプ量を抽出する（ステップ１４０４）。図７（ａ）は、単純に着色セルの数を増加している。セルの数が９と１０の場合の下側ドットのセルの数は３つに満たないので下側のドットの着色セルは実際には印刷されない。この場合、着色セルの数が０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２・・・と増加すると、実際に印刷されるセルの数は、０、０、０、３、４、５、６、７、８、８、８、１１、１２、・・・となる。このため、ステップ１４０４は、着色セル数が２と３の間、１０と１１の間で着色セル３個分のトーンジャンプが発生していることを抽出する。
【００４３】
このうち、着色セル数１と２は、着色セルの総数が最小制御個数に到達していないので本実施形態では無視する。本実施形態では、着色セルの総数は最小制御個数に到達しているが、トーンジャンプを発生している着色セル数１０と着色セル数を忠実に再現していない着色セル数９及び１０を抽出して検出パターンとしている（ステップ１４０６）。但し、別の実施形態では、トーンジャンプを発生している着色セル数のみを検出パターンとして設定する。
【００４４】
本実施形態は、ジャンプの影響が最小になるように隣接ドットから移動すべき着色セル数を計算し、置き換えパターンを生成する（ステップ１４０８、１４１０）。具体的には、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、着色セルの数が９と１０の場合に着色セルの位置を変更している。具体的には、着色セルの数が９の場合に上側ドットから左側２個の着色セルを下側ドットに移行し、着色セルの数が１０の場合に上側ドットから１個の着色セルを下側ドットに移行し、上側ドットと下側ドットの隣接する着色セルの個数が共に最小制御個数としてのセル２．５個分以上となるようにしている。この結果、着色セルの数が・・・８、９、１０、１１、１２・・・と増加すると、実際に印刷されるセルの数は、・・・８、９、１０、１１、１２、・・・となる。これにより、着色セルの数９と１０を忠実に再現することができるようになると共にセルの個数１０と１１の間のトーンジャンプ（セル３個分）を除去している。ステップ１４１０においては、図７（ｂ）に示す、これらの着色セル数９及び１０を置き換えパターンとして設定する。
【００４５】
なお、応答性データは、ステップ１４０２で得られた入出力特性に基づいて作成されたデータであり、例えば、着色セル数９及び１０に関する図７（ａ）及び図７（ｂ）のデータである。応答性データには、図１では参照符号６５が割り当てられている。このように、応答性データ６５は、最小制御幅又は個数に満たないセルを有する第１のパターンと、最小制御幅を満足するように第１のパターンを置換又は修正した第２のパターンとを有する。上述したように、第２のパターンは、図７（ｂ）に示すように、第１のパターンの着色セル数を変更せずに配置を変更してもよいし、図７（ｃ）に示すように、第１のパターンの着色セル数を変更してもよい。第１のパターン及び第２のパターンを、図１０及び以下の説明において、それぞれ、検出パターン及び置き換えパターンと呼ぶ場合もある。
【００４６】
なお、本発明は、埋め順ファイルを必ずしも図７（ｂ）に限定するものではない。
【００４７】
図７（ｂ）は、データ上の着色セル数９と１０と実際に印刷されるセル数が一致しているので好ましいが、本発明は、一致していない場合も含むものである。即ち、本発明は、従来よりもトーンジャンプの大きさが減少していれば足りる。例えば、図７（ｃ）に示すように、着色セル数９と１０を着色してもよい。即ち、着色セルの数が９の場合に上側ドットから一番左の１個の着色セルを下側ドットに移行し、着色セルの数が１０の場合に着色セルの個数が１１個の場合と同様にする、この結果、着色セルの数が・・・８、９、１０、１１、１２・・・に対応して、実際に印刷されるセルの数は、・・・８、１０、１１、１１、１２、・・・となる。図７（ｃ）に示す例は着色セルの数９と１０は忠実に再現していないものの、図７（ａ）においては着色セル１０と１１の間に存在したセル３個分のトーンジャンプを減少しているので図７（ａ）よりは改善されている。もちろん、図７（ｃ）において、着色セル数９は図７（ｂ）と同様にするなど、多数の変形例が存在することを当業者は理解するであろう。
【００４８】
図７（ｃ）のような取り扱いは、エンジンの応答特性に依存して好ましい場合もある。図３においては、横軸をｘ軸、縦軸をｙ軸とすれば、着色セル数が３個以上ではｙ＝ｘとなっているが、エンジンによっては、着色セル数が３個以上で、例えば、ｙ＝ｘ−２など様々な特性を示すものがある。この場合、図７（ｂ）の着色セル数が９の場合に上側ドットの左側２個を移動せずに単純に下側ドットに２個増加しても下側ドットで印刷される着色セル数は１個となり影響は少なくなるからである。
【００４９】
また、図５を参照して一のドット内で着色セルを増加する場合には、着色セルを隣接して増加することが好ましいことを説明したが、隣接する２つのドットの場合には必ずしも一方のドットを全て着色してから他方のドットの着色に移行する必要はない。例えば、図７（ｄ）に示すように、着色セル数６から２つのドットの着色を開始するなどである。図７（ｄ）においては、着色セル数６の場合に上下のドットが３個ずつのセルを有し、その後、着色セル数が７、８・・・と増加するに従って、上下のドットに交互にセルが追加される。もちろん、着色セル数８の場合に、上側ドットが５個のセル、下側ドットが３個のセルなど多数の変形例が存在することを当業者は理解するであろう。
【００５０】
応答性データの幾つかの例を、図１１乃至図図１６を参照して説明する。
【００５１】
図１１は、水平方向に隣接する２つのドット間で着色セル数を増加する場合の着色セルの配置を示す図であり、図１１（ａ）乃至図１１（ｄ）は、着色セル数が６乃至９の場合の検出パターンと置き換えパターンを示している。図１１（ａ）の検出パターンは、左側ドットに５つの着色セルを、右側ドットに１つの着色セルを配置しているが、これでは、右側ドットが印刷されずに実質的に左側ドットの５つの着色セルのみが印刷されてしまう。また、着色セル数を増加すればトーンジャンプも発生する。そこで、書き換えパターンは左右のドットに最小制御幅以上の３個の着色セルを配置している。この結果、左右のドットの着色セルの総数は再現され、その後のトーンジャンプも防止することができる。図１１（ｂ）乃至図１１（ｄ）も同様であるので説明は省略する。また、図１１の左右を入れ替えた例を図１４に示す。即ち、図１４（ａ）検出パターンは、右側ドットに５つの着色セルを、左側ドットに１つの着色セルを配置している。図１４における書き換え方法は、図１１と同様であり、図１１を紙面の裏から見た場合に相当するので説明は省略する。
【００５２】
図１２は、Ｌ字形状に隣接する３つのドット間で着色セル数を増加する場合の着色セルの配置を示す図であり、図１２（ａ）乃至図１２（ｄ）は、着色セル数が６乃至９の場合の検出パターンと置き換えパターンを示している。図１２（ａ）の検出パターンは、上側ドットに５つの着色セルを、その下側ドットに１つの着色セルを配置しているが、これでは、下側ドットが印刷されずに実質的に上側ドットの５つの着色セルのみが印刷されてしまう。また、着色セル数を増加すればトーンジャンプも発生する。そこで、書き換えパターンは上下のドットに最小制御幅以上の３個の着色セルを配置している。この結果、上下のドットの着色セルの総数は再現され、その後のトーンジャンプも防止することができる。図１２（ｂ）乃至図１２（ｄ）も同様であるので説明は省略する。また、図１２のＬ字型の向きを逆にした例を図１５に示す。図１５における書き換え方法は、図１２と同様であり、図１２を紙面の裏から見た場合に相当するので説明は省略する。
【００５３】
図１３は、Ｔ字形状に隣接する４つのドット間で着色セル数を増加する場合の着色セルの配置を示す図であり、図１３（ａ）乃至図１３（ｄ）は、着色セル数が６乃至９の場合の検出パターンと置き換えパターンを示している。図１３（ａ）の検出パターンは、最下ドットに５つの着色セルを、中央のドットに１つの着色セルを配置しているが、これでは、中央のドットが印刷されずに実質的に最下ドットの５つの着色セルのみが印刷されてしまう。また、着色セル数を増加すればトーンジャンプも発生する。そこで、書き換えパターンは上下のドットに最小制御幅以上の３個の着色セルを配置している。この結果、上下のドットの着色セルの総数は再現され、その後のトーンジャンプも防止することができる。図１３（ｂ）乃至図１３（ｄ）も同様であるので説明は省略する。また、図１３のＴ字型の向きを逆にした例を図１６に示す。図１６における書き換え方法は、図１３と同様であり、図１３を紙面の裏から見た場合に相当するので説明は省略する。
【００５４】
図１７は、網点形状が破線で示すように楕円の場合の着色セル数２３、２４、２５、２９及び３０の置き換えパターンを示している。着色セルを増加する際には楕円の短軸方向よりも長軸方向に優先度が置かれている。着色セル数が２４と３０において、隣接ドットに３個のセル増加させるのと同時に元のドットから２個のセルを減少することでセルの総数を維持しつつトーンジャンプを増加している。
【００５５】
図３（ａ）において、最小制御幅未満の着色セルの数１及び２は使用しない領域にしてもよい。即ち、かかる領域は、あるプリンタによっては、常に、印刷されないのではなく、印刷されない（具体的には、トナーが付着しない）場合もあるし印刷される場合もある不安定な領域である。この場合、応答性データは、トナーが付着する量のセル数になるまで着色セルをＯＮにせず、トナーが付着する以上のセル数になってから同時に複数セルをＯＮする処理を行ってもよい。具体的には、着色セル数が１及び２の場合を検出パターンに含めない。かかる処理は、トナーが付着するセル数についてのテーブルを備え、そのテーブルを参照して、まとめて複数のセルに対して埋め順の値を入れることによって実現することができる。かかる処理により、大きさや形状が不安定なドットを使用せずにドットの再現性を向上し、全体の粒状性、ひいては画質を向上することができる。
【００５６】
次に、埋め順ファイル５２の補正を行う(ステップ１５００)。埋め順ファイル５２の補正は、図１に示す変更部６０が行う。以下、図１、図８及び図９を参照して、変更部６０による埋め順ファイルの補正について説明する。ここで、図８は、変更部６０の動作を示すブロック図であり、図９は、変更部６０の動作を示すフローチャートである。
【００５７】
まず、変更部６０は、埋め順パターン番号＝０に設定する（ステップ１５０２）。埋め順パターン番号＝０は、例えば、図７（ａ）及び（ｂ）に示す着色セル数０に対応する。
【００５８】
図８に示すように、変更部６０は、比較部６２を有している。比較部６２は、埋め順ファイル５２の各着色セル数に対応するパターンを取得し、それが応答性データ６５に規定されているかどうかを判断する（ステップ１５０４、１５０６）。例えば、埋め順ファイル５２が図７（ａ）に示すものである場合、比較部６２は、各着色セル数に対応する着色セルのパターンが応答性データ６５に含まれているかどうかを検出パターンのマッチングによって判断する。図７（ａ）に示す着色セル数９と１０の検出パターンは応答性データ６５に含まれているので、比較部６２は、着色セル数９及び１０については一致の信号を出力し、それ以外の着色セル数に対しては不一致の信号を出力する。
【００５９】
かかる比較部６２の出力に応答して、変更部６０は、一致の信号に対しては応答性データに含まれる、置換されるべきデータを選択し（ステップ１５０８）、それ以外は、埋め順ファイル５２内のデータを維持する。ここでは、変更部６０は、着色セル数９及び１０に対しては、それらに置換されるべき図７（ｂ）に示す置き換えパターンを選択する。
【００６０】
次に、変更部６０は、同一の埋め順パターン番号に含まれる全ての検出パターンを終了したかどうかを判断し（ステップ１５１０）、終了していなければステップ１５０４に帰還する。変更部６０は、同一の埋め順パターン番号に含まれる全ての検出パターンを終了したと判断すれば（ステップ１５１０）、埋め順パターン番号をインクリメントする（ステップ１５１２）。次いで、変更部６０は、埋め順パターン番号が最終であるかどうかを判断し（ステップ１５１４）、最終になるまでステップ１５０４乃至１５１４を繰り返す。変更部６０は、埋め順パターン番号が最終であると判断すれば（ステップ１５１４）処理を終了する。この結果、変更部６０は、補正された埋め順ファイル６６を生成する。
【００６１】
次に、様々な階調値に対して印刷６７がなされ、印刷結果から設定された閾値に対する階調値−濃度の関係が測定６８において求められる。次いで、プリンタの特性に基づき、測定６８の結果得られたトーンカーブが所望の関係になるように、補正された埋め順ファイル６６を補正され、補正された埋め順ファイル６９が生成される。埋め順ファイル６９は、最終的には網点の線数、角度、形状を規定する。
【００６２】
以下、図１８を参照して、変更部６０による別の埋め順ファイルの補正について説明する。ここで、図１８は、パターンマッチングを多段階で行う例を示すフローチャートである。
【００６３】
まず、変更部６０は、埋め順パターン番号＝０に設定する（ステップ１５２２）。埋め順パターン番号＝０は、例えば、図７（ａ）及び（ｂ）に示す着色セル数０に対応する。
【００６４】
比較部６２は、埋め順ファイル５２の各着色セル数に対応するパターンを取得し、それが検出パターンの左よせセンタードット又は右よせセンタードットとマッチするかどうかを判断する（ステップ１５２６、１５４０）。左よせセンタードットと一致すると判断した場合（ステップ１５２６）、左、上及び下側にドットが存在するかどうかを判断し（ステップ１５２８、１５３２、１５３６）、存在すれば、注目ドットと左、上及び下側にドットの置き換えを行う（ステップ１５３０、１５３４、１５３８）。右よせセンタードットと一致すると判断した場合（ステップ１５４０）、右、上及び下側にドットが存在するかどうかを判断し（ステップ１５４２、１５４６、１５５０）、存在すれば、注目ドットと右、上及び下側にドットの置き換えを行う（ステップ１５４４、１５４８、１５５２）。
【００６５】
次に、変更部６０は、埋め順パターン内の全てのドットの置換を終了したかどうかを判断し（ステップ１５５４）、終了していなければ埋め順パターン内の次のドットに移動する（ステップ１５５６）。変更部６０は、埋め順パターン内の全てのドットの置換を終了したと判断すれば（ステップ１５５４）、埋め順パターン番号をインクリメントする（ステップ１５５８）。次いで、変更部６０は、埋め順パターン番号が最終であるかどうかを判断し（ステップ１５６０）、最終になるまでステップ１５２４乃至１５６０を繰り返す。変更部６０は、埋め順パターン番号が最終であると判断すれば（ステップ１５６０）処理を終了する。この結果、変更部６０は、補正された埋め順ファイル６６を生成する。
【００６６】
次に、様々な階調値に対して印刷６７がなされ、印刷結果から設定された閾値に対する階調値−濃度の関係が測定６８において求められる。次いで、プリンタの特性に基づき、測定６８の結果得られたトーンカーブが所望の関係になるように、埋め順ファイル６６を補正し、補正された埋め順ファイル６９が生成される。埋め順ファイル６９は、最終的には網点の線数、角度、形状を規定する。
【００６７】
なお、設計ツール５０は、応答性データを作成してもよいし、変更部６０の機能を有してもよい。
【００６８】
補正された閾値５６と補正された埋め順ファイル６９はＰＷＭスクリーン処理部７０に送られ、ＰＷＭスクリーン処理部７０は、これらに基づいて、多値画像データからＰＷＭデータを生成する。
【００６９】
以下、図２０及び図２１を参照して、カラー画像形成装置１００について説明する。ここで、図２０は、カラー画像形成装置１００の概略側面断面図である。カラー画像形成装置１００は、カラーレーザープリンタとして具体化され、プリンタコントローラユニット１１０と、４つの画像形成ユニット２００ａ乃至２００ｄと、用紙給紙部と、用紙搬送部と、定着器３３０と、スタッカ３５０とを有する。カラー画像形成装置１００は、ＹＭＣＫの４色を使用しており、黒（Ｋ）が画像形成ユニット２００ａ、青（Ｃ）が画像形成ユニット２００ｂ、赤（Ｍ）が画像形成ユニット２００ｃ、黄（Ｙ）が画像形成ユニット２００ｄにそれぞれ割り当てられている。なお、特に断らない限り、参照番号２００は参照番号２００ａなどを総括するものとする。もちろん、本発明はこれらに更に数色加わっても適用可能である。また、カラー画像形成装置１００は片面印刷と両面印刷の両方に適用できることはいうまでもない。
【００７０】
用紙給紙部は、複数枚の印刷用紙Ｐを収納する用紙カセット３１２から最上位の用紙Ｐを取り出して装置内部の用紙搬送部へ供給する。用紙給紙部は、用紙カセット３１２と、ピックアップローラ３１４とを有する。用紙カセット３１２は複数枚の用紙Ｐを収納する。ピックアップローラ３１４は、用紙カセット３１２にセットされている用紙Ｐの最上位の用紙Ｐに当接してこれを１枚ずつ繰り出す。
【００７１】
用紙搬送部は、用紙給紙部から用紙Ｐを受け取って、これを用紙搬送路３４５に沿って装置上部のスタッカ３５０まで搬送する。用紙搬送部３２０は、紙送りローラ３２２と、中間転写ベルト３２４と、中間転写ベルト３２４を回転させるローラ３２６とを有する。用紙Ｐは紙送りローラ３２２によって中間転写ベルト３２４に搬送される。その後、用紙Ｐには、中間転写ベルト上に形成されたトナー像が転写ローラ２４０によって転写され、トナー像の形成された用紙Ｐは、定着器３３０を経てスタッカ３５０に排出される。
【００７２】
画像形成ユニット２００は中間転写ベルト３２４上に、各色のトナー像を重ね合わせて形成（転写）する機能を有する。画像形成ユニット２００は、静電ドラム２１０と、図示しない前帯電器と、露光装置としてのレーザ光学系２２５と、図示しない現像装置を有する。また、転写ローラ２４０が用紙搬送路上に設けられている。
【００７３】
なお、ここでは、ＹＭＣＫ４色それぞれに静電ドラムを持つ構成（タンデム方式）であるが、静電ドラムを１つ搭載する構成（１ドラム方式）に対しても本発明は適用可能である。
【００７４】
静電ドラム２１０は回転が可能なドラム状導体支持体上に感光性誘電体層を有し、像保持部材として使用される。静電ドラム２１０は、例えば、表面に機能分離型有機感光体を塗布したアルミニウム製ドラムから構成され、所定の周速度で回転する。図示しない前帯電器は、例えば、スコロトロン帯電器から構成され、静電ドラム２１０の表面に一定の電荷量を与える。レーザ光学系２２５は静電ドラム２１０を一様に帯電し、ビデオ信号に応じてレーザ光を発射し、静電ドラム２１０上に静電潜像を形成する。レーザ光学系２２５は、当業界で周知のいかなる露光方式（例えば、機械走査方式や固定走査方式）も採用することができる。
【００７５】
現像装置は、静電ドラム２１０に形成された潜像をトナー像として可視化する。現像装置は、典型的に、図示しない現像ローラ、供給ローラ、及び、トナーカートリッジを有する。本実施形態では、現像剤にＹＭＣＫの４色のトナーを使用する。現像剤は一成分、二成分（即ち、キャリアを含む）とを問わず、磁性、非磁性を問わない。トナーカートリッジはトナーを貯蔵し、供給ローラにトナーを供給する。供給ローラは現像ローラに当接してトナーを現像ローラに供給する。現像ローラは静電ドラム２１０に接触又は非接触に配置され、静電気力を利用して静電ドラム２１０にトナーを供給する。この結果、静電ドラム２１０上にトナー像が形成される。現像ローラ上に残留した未使用トナーは、供給ローラによって回収され、トナーカートリッジ内へと戻される。
【００７６】
転写ローラ２４０は、静電的にトナーを吸着するような電界を発生させ、転写電流を利用して中間転写ベルト３２４上に吸着しているトナー像を用紙Ｐに転写する。ベルトクリーナ２５０は転写後にベルト３２４をクリーニングする。
【００７７】
定着器３３０は用紙Ｐにトナー像（トナー重層）を永久的に固着させる機能を有する。転写後のトナーは用紙Ｐに弱い力で付着しているだけであるから簡単に剥がれ落ちる。そこで、定着器３３０が、加圧及び加熱によりトナーを融溶して用紙Ｐに浸透させる。定着器３３０は、一対の定着ローラ３３２を有する。一対の定着ローラ３３２は、互いに平行かつ接触するように配置され、それらの間にはニップが形成される。定着ローラ３３２は、例えば、フッ素系ゴムやシリコンゴム等から構成される。定着ローラ３３２は熱源としてハロゲンランプ等を内蔵し、また、その表面温度を検出するために図示されていないサーミスタが設置されている。更に、一対の定着ローラ３３２の間には、適度な圧力が付加されるようになっている。これにより、用紙Ｐ上に転写したトナーは高温、圧力によって定着される。
【００７８】
図２１は、カラー画像形成装置１００の制御系のブロック図である。制御系は、プリンタコントローラ１１０を有する。
【００７９】
プリンタコントローラユニット（以下、単に「コントローラ」という。）１１０は、カラー画像形成装置１００の裏面等に設けられたプリンタケーブル１０２などを介してコンピュータ、ＬＡＮ等のネットワークその他の外部装置（以下、単に「ホスト」という。）３００に接続されている。ホスト３００が典型的なＰＣにより構成される場合、ホスト３００は、ウィンドウズ（登録商標）などのＯＳによって構築され、各種アプリケーションとプリンタドライバをサポートする。
【００８０】
コントローラ１１０は、コントローラボードとして具体化され、ホスト３００から送信されるデータをビデオデータに変換し、プリントエンジン１９０に出力する。ビデオデータを生成するに当たり、コントローラ１１０は、ホスト３００からのコマンド解析処理、描画処理、色変換処理、図１を参照して上述した面積階調処理、ＰＷＭ処理を行う。コマンド解析処理ではコントローラ１１０は、処理の分析、割り当て、内部言語への変換を行う。描画処理では、コントローラ１１０は、画像の座標変換、図形描画などを行う。コントローラ１１０は、上述のＰＷＭスクリーン処理７０を含んでいる。
【００８１】
色変換処理では、コントローラ１１０は、ＲＧＢから印刷に用いる色であるＹＭＣＫへの変換を行う。具体的には、色変換処理は、ＣＭＹの３色の比率から黒（Ｋ）の生成量を決定する黒生成（ＢＧ：Ｂｌａｃｋ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、トナーの分光応答特性における他色との重なりを除去して色の濁りを抑える色補正処理（Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を含む。
【００８２】
上述した面積階調処理（ディザ処理又はスクリーン処理と呼ばれる場合もある。）では、コントローラ１１０は、ＹＭＣＫ各色毎に多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する。
【００８３】
ＰＷＭ処理では、指定のＰＷＭ信号を実際のパルスに変換する。これらの処理の結果、コントローラ１１０は、ホスト３００から送られるＹＭＣＫの印刷パターン情報を、例えば、ビットマップ形式のラスタ信号（又はビデオ信号）に展開してメカ制御回路部１８０に送出する。このようなラスタライズ後の最終のラスタ信号又はビデオ信号を本出願ではＹＭＣＫフレームデータと呼ぶ。
【００８４】
以下、カラー画像形成装置１００の動作について説明する。プリンタコントローラ１１０はホスト３００からの印刷命令を受信すると、コマンド解析処理、描画処理、色変換処理、上述の面積諧調処理、ＰＷＭ処理、圧縮処理を行ってビデオ信号をプリンタエンジン１９０に送信する。上述の面積階調処理は、プリンタコントローラ１１０の図示しないメモリにファームウェアとして格納される。
【００８５】
印刷命令により用紙カセット３１２に載置された一又は複数枚の用紙Ｐの最上位の用紙Ｐがピックアップローラ３１４によって繰り出され、用紙ガイド３１６によって搬送路３４５に案内される。図２０に示すプロセスでは、ドラム２１０上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト３２４上に転写され、中間転写ベルト３２４上で重ね合わされたトナー像が転写ローラ２４０によって用紙上に一括転写される。その後、トナー重層は定着器３３０によって用紙Ｐに定着される。定着された用紙Ｐはスタッカ３５０に排出される。本実施形態のカラー画像形成装置１００によれば、図１９（ａ）のようなトーンカーブが予定されている場合に、従来の面積階調処理であれば、図１９（ｂ）のようなトーンジャンプが発生していたが、上述した面積階調処理を使用することによって、図１９（ｃ）に示すようなトーンジャンプが低減されたトーンカーブを提供することができる。なお、図１９（ａ）においては、最小制御個数までは不安定領域として階調値をゼロに設定している。図１９（ｂ）は従来の面積階調処理を使用した図１９（ａ）の丸印の拡大図であり、図１９（ｃ）は本実施形態の面積階調処理を使用した図１９（ａ）の改善された丸印の拡大図である。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、カラー画像形成装置１００はカラープリンタに限定されず、印刷機能を有するその他の装置、例えば、コピー機、ファックス機を含む。また、本発明の画像形成方法は、プリンタのファームウェアのみならずＰＣのプリンタドライバにも適用することができる。また、インク液滴の大きさを変更するようなインクジェットプリンタや、サーマルヘッドに加えるエネルギーをパターン化して変更するような熱転写プリンタにも適用することができる。
【００８７】
本実施形態によれば、着色セルを増加する順番を置き換える処理を行う変更部６０を備え、着色セルを増加する場合の配置を変更することによってトーンカーブ上のトーンジャンプを減少させ、より階調性に優れた高品質な画像を再現することができる。また、着色セルの総数を維持することによってドットの形成を安定化させ、粒状性を向上させることができ、画質が向上する。また、環境等の特性が変わり、装置の特性が変わる場合においても、変化の影響が小さくなるメリットがある。
【００８８】
本出願は更に以下の事項を開示する。
【００８９】
（付記１） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点の濃度に対応する個数の着色セルの、前記網点を構成するドット内における配置を、予め作成されたパターンを利用して決定するステップを有し、前記パターンは、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数を増加する場合に、前記網点を構成するドットの任意のドットが所定の個数以上の隣接する前記着色セルを有するように、前記着色セルの配置を規定していることを特徴とする画像形成方法。（１）
（付記２） 前記画像を印刷する画像形成装置は、前記所定の個数に満たないセルの印刷が不安定であり、
前記パターンは、前記所定の個数に満たない着色セルを規定しないことを特徴とする付記１記載の画像形成方法。
【００９０】
（付記３） 前記所定の個数は、前記画像を印刷する画像形成装置の印刷部の入出力特性によって決定されることを特徴とする付記１記載の画像形成方法。
【００９１】
（付記４） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、前記第１のパターンが所定のパターンに一致するかどうかを判断するステップと、前記判断ステップによって前記所定のパターンに一致すると判断された前記第１のパターンを第２のパターンに置き換えるステップとを有し、前記第１のパターンは、所定の個数未満の前記着色セルを有するドットを有することを特徴とする画像形成方法（２）。
【００９２】
（付記５） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、前記第１のパターンが所定の個数未満の前記着色セルを有するドットを有するかどうかを判断するステップと、前記判断ステップが有すると判断した場合に、前記所定の個数未満の前記着色セルが前記所定の個数以上になるように、前記着色セルの配置を変更するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。（３）
（付記６） 前記変更ステップは、隣接する前記ドット間で着色すべきセルの位置を変更することを特徴とする付記５記載の画像形成方法。
【００９３】
（付記７） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、隣接する２つのドット内で着色セル数を順次増加する際に、一方のドット内で所定の個数未満の前記着色セルが存在する場合には、他方のドット内の前記着色セルを移動して前記一方のドット内の前記所定の個数未満の前記着色セルに隣接して配置することによって前記２つのドット内のセルが共に前記所定の個数以上になるかどうかを判断するステップと、前記判断ステップが前記所定の個数以上になると判断した場合には、前記他方のドット内の前記セルを移動するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。（４）（付記８） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記ドット内で着色されるべき前記セルを順次増加した場合の前記画像を印刷する画像形成装置の入出力特性を取得するステップと、一又は複数の前記ドットに含まれる前記セルを着色する場合の順番を規定する埋め順ファイルを生成するステップと、前記取得ステップによって得られる前記画像形成装置の入出力特性から得られる前記画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを含む第１のパターンと、前記最小幅以上の個数の前記着色セルを含み、当該第１のパターンが置き換えられるべき第２のパターンとを生成するステップと、前記埋め順ファイルが規定する着色セルの個数に対応するパターンの中に存在する第１のパターンを対応する第２のパターンに置換して前記埋め順ファイルを補正するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。（５）
（付記９） 前記補正ステップによって補正された前記埋め順ファイルに基づいて前記画像形成装置が前記画像を印刷した場合に、所定の階調値と出力濃度との関係を表すトーンカーブを維持するように前記補正された埋め順ファイルを更に補正するステップを更に有することを特徴とする付記８記載の画像形成方法。
【００９４】
（付記１０） 前記入出力特性は外部環境に依存することを特徴とする付記８記載の画像形成方法。
【００９５】
（付記１１） 前記入出力特性は、複数の隣接するドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性を含むことを特徴とする付記８記載の画像形成方法。
【００９６】
（付記１２） 付記１乃至１１のうちいずれか一項記載の画像形成方法を実行するプリンタドライバ。
【００９７】
（付記１３） 付記１乃至１１のうちいずれか一項記載の画像形成方法を実行するためのプログラム。
【００９８】
（付記１４） 付記４乃至１１のうちいずれか一項記載の画像形成方法を実行するための設計ツール。
【００９９】
（付記１５） 付記１乃至１１のうちいずれか一項記載の画像形成方法を実行する画像形成装置。
【０１００】
（付記１６） 付記８記載の前記第１のパターンと、前記第２のパターンとを関連付けたデータベース。
【０１０１】
（付記１７） 付記８又は９記載の補正された埋め順ファイルのデータベース。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明によれば、トーンジャンプを減少して高画質な画像を形成する画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の本実施形態の画像形成方法を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す画像形成方法が利用する面積階調処理で使用されるマトリックス、ドット及びセルの関係を示す図である。
【図３】 図１に示す画像形成方法に基づいて画像を印刷する画像形成装置の入出力特性を示すグラフである。
【図４】 本発明の一実施形態の画像処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】 一のドット内で着色セル数を増加する方法の例を示す図である。
【図６】 上下に隣接するドット間の埋め順ファイルの例を示す図である。
【図７】 垂直に隣接する２つのドット間で着色セルの数を増加する様子を示す図である。
【図８】 図１に示す変更部の内部のブロック図である。
【図９】 図１に示す変更部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 図４に示す応答性データを作成する応答性データ作成部の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】 図４に示す応答性データの例を示す図である。
【図１２】 図４に示す応答性データの別の例を示す図である。
【図１３】 図４に示す応答性データの更に別の例を示す図である。
【図１４】 図４に示す応答性データの更に別の例を示す図である。
【図１５】 図４に示す応答性データの更に別の例を示す図である。
【図１６】 図４に示す応答性データの更に別の例を示す図である。
【図１７】 網点形状が楕円の場合の図４に示す応答性データの置き換えパターンを示す図である。
【図１８】 図１に示す変更部の別の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】 図４に示す画像形成方法の効果を説明する図である。
【図２０】 本発明の画像形成方法を実行するカラー画像形成装置の概略側面断面図である。
【図２１】 図２０に示すカラー画像装置の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ カラー画像形成装置
１１０ プリンタコントローラユニット
１９０ エンジン
２００ａ−ｄ 画像形成ユニット
【産業上の利用分野】
本発明は、濃淡画像の処理に係り、特に、面積階調処理を利用する画像形成方法に関する。面積階調処理とは、多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する処理であり、ディザ処理やスクリーン処理と呼ばれる場合もある。本発明は、例えば、カラー画像の形成方法に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタルカメラなどカラー画像が流通する機会が多くなり、それに伴って、画像の濃淡を忠実に再現して高画質印刷を実現するカラープリンタの需要が益々高まっている。画像の濃淡を再現する方法として、記録紙上の印刷面積を制御して、ある面積で平均の濃度が中間レベルの濃度になる疑似中間調処理を行うことは従来から既に知られている。
【０００３】
擬似中間調処理の一種である面積階調処理は、印刷するドット数に応じて印刷面積を変更するものであり、ディザマトリックスと呼ばれる閾値マトリックスを使用して、入力画像のデータが設定された閾値より大きいかどうかで入力画像データを着色又は白色に変換する。
【０００４】
各マトリックスは、例えば、４０ドット×４０ドットから１００ドット×１００ドットのサイズを有する。６００ｄｐｉのプリンタであれば１ドットは約４２．３μｍであるから、各マトリックスは、一辺が約１．７ｍｍから約４．３ｍｍの大きさを有する。近年の高画質の要請に伴い、制御単位を従来のドットよりも小さくして、よりきめ細かい面積及び形状の制御を行って階調再現性を向上することが要求されてきた。
【０００５】
このため、最近では、各ドットを小さな領域に分割し、かかる領域単位で階調制御を行うことが提案されている。例えば、各ドットは、各ドットの一辺と当該一辺の４分の１から２５６分の１の長さを有する長方形領域に分割される。即ち、各ドットは、４分割から２５６分割される。このような各ドットを構成する分割された領域のことを本出願では「セル」と呼ぶ場合もある。
【０００６】
パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）から送信される多値の画像データをプリンタが印刷する場合、ＰＣにおいてＲＧＢで表現された画情報はプリンタが使用する色としてのＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の各色の情報に色変換される。各色の情報（例えば、シアンの情報）は、通常、０乃至２５５までの値で定義される。一方、マトリックスは、セル単位で閾値を有する。この結果、各セルは、閾値（例えば、１２０）よりも大きい情報（例えば、２００）を取得すると（例えば、シアンを）着色するように設定され、閾値よりも小さい情報（例えば、０）を取得すると白色に設定する。このような一連の処理を、本出願では、「網点スクリーン生成」と呼び、このように処理をされた結果を「網点スクリーン」と呼ぶ場合もある。「網点」は、画像の濃淡を表す形状と大きさを有する微小点であり、具体的には、複数の着色ドットの集合である。マトリックスは、複数の網点が配置されるような閾値を規定する。
【０００７】
円、楕円、ライン等の様々な網点形状を使用する一般的な面積階調処理は、ディジタル複写機で一般に使用されているラインスクリーン又は万線スクリーンよりも、各色の位置ズレに対する許容値を大きく設定することができるので、プリンタの印刷部の精度を緩和して装置のコストダウンを図ることができるという長所を有する。
【０００８】
その他の従来技術としては、例えば、特許文献１乃至３がある。
【特許文献１】
特開２００１−１３００５０号公報
【特許文献２】
特開平６−３０２８８５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１０３１２２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＣはプリンタドライバを有し、プリンタは、ＣＭＹＫの印刷データのデータ作成部と実際の印刷部（「エンジン」ともいう。）とを有する。セルの閾値制御は、ＰＣのプリンタドライバでもプリンタのデータ作成部でも行うことができ、データ上ではセル単位で閾値制御を行うことができる。セルは、パルス幅変調（以下、「ＰＷＭ」という。）によりデータ上は印刷制御可能な最小単位である。一方、エンジンは、ＰＭＷ回路などの各種の回路、感光体ドラムを露光するためのレーザダイオード（以下、「ＬＤ」という。）やそれを制御するレーザドライバを含んでいる。
【００１０】
しかしながら、実際に印刷を行うエンジンで印刷制御可能な最小単位は、データ上の最小制御単位としてのセルの幅に一致しておらず、一般にはセルの幅よりも大きい。このため、ＰＷＭ回路、それを受ける回路の特性、レーザドライバ、ＬＤの特性等により、プリンタは、データ通りにセルを印刷することができないという問題が発生する。
【００１１】
具体的には、ＰＷＭ回路が出力するパルス幅が所定のパルス幅に達しない場合、かかるパルス幅によって定義されるセルは印刷されず、所定のパルス幅以上のセルのみが印刷されることになる。所定のパルス幅は隣接して着色されるセルの幅に対応する。
【００１２】
例えば、所定のパルス幅がセル幅２．５個分である場合、隣接して着色されるセルの個数が１又は２個であれば、データ上では印刷可能に設定されているにも拘らずエンジンは印刷することができない。一方、隣接して着色されるセルの個数が３個以上である場合には、エンジンは着色数に対応するセルを印刷することができる。このことは、データ上で着色セル数が０、１、２、３、４、・・・に設定されている場合でも、実際に印刷されるセルの個数は、例えば、０、０、０、３、４、・・・となることを意味する。このため、データ上の着色セル数が２と３の間で記録紙上の濃度は０から３にジャンプしてしまう。このように、データ上の着色セル数の差よりも大きく印刷結果が変化する濃度ギャップ現象をトーンジャンプという。トーンジャンプは、特にハイライトの領域で目立つ現象である。トーンジャンプは画質の低下を招き、特に最近の高画質に対する要求に伴って無視できなくなってきた。
【００１３】
また、一般的な面積階調処理では、隣接ドット間の接続部分においてトーンジャンプが発生する。レーザビームのラスターを間に挟むドットの接続部分では特にトーンジャンプが発生しやすい。スクリーンに用いている網点が大きくなるに伴い、ドットの接続部分が増える。ドットの接続部分が多くなると、それだけ多くのトーンジャンプが発生することになる。例えば、上の例で各ドットが８個のセルを有し、水平方向に隣接する３つのドット内で一番左のドットの一番左のセルから右方向に着色セル数を順次増加していく場合、着色セル数が２と３、１０と１１、１８と１９の間にトーンジャンプが発生することが理解されるであろう。
【００１４】
そこで、本発明は、このような従来の問題を解決し、高画質な画像を形成する画像形成方法を提供することを例示的な目的とする。
【００１５】
本発明の一側面としての画像形成方法は、各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点の濃度に対応する個数の着色セルの、前記網点を構成するドット内における配置を、予め作成されたパターンを利用して決定するステップを有し、前記パターンは、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数を増加する場合に、前記網点を構成するドットの任意のドットが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数の隣接する前記着色セルを有するように、前記着色セルの配置を規定していることを特徴とする。かかる画像形成方法は、パターンが、画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数の隣接する前記着色セルを有するように着色セルの配置を規定しているので、網点の濃度を再現できずにトーンジャンプが発生することが少なくなる。なお、パターンは常に画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数の隣接する着色セルを有する必要はない。例えば、着色セルの総数が画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数である場合などである。必要があれば、本来予定された着色セル数に一又は複数の着色セルが追加されて画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数を維持してもよい。着色セルは、典型的に、網点の中心から網点の形状に従って増加する。着色セルは、画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数に到達するまでは同一ドット内においてのみ隣接して増加されてもよい。
【００１６】
前記画像を印刷する画像形成装置は、前記画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数に満たないセルの印刷が不安定であり、前記パターンは、前記画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の着色セルを規定しなくてもよい。「印刷が不安定」であるとは印刷できる場合もあるし印刷できない場合もあるという意味である。不安定な領域を除去することによって大きさや形状が不安定なドットを使用せずにドットの再現性を向上し、全体の粒状性、ひいては画質を向上することができる
前記画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数は、前記画像を印刷する画像形成装置の印刷部の入出力特性によって決定されてもよい。入出力特性は、ＰＷＭ回路、それを受ける回路の特性、レーザドライバ、ＬＤの特性などの前記画像を印刷する画像形成装置の印刷部の特性や、水平又は垂直方向に隣接するドット間に着色セルを配置する場合の入出力特性などによって決定される。画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数は温度や湿度などの環境によって変動してもよい。画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数は、データ上で隣接する着色セル数と、印刷部が実際に印刷可能なセル数との関係で表すことができ、かかる関係は、例えば、濃度計を利用して測定することができる。
【００１７】
本発明の別の側面としての画像形成方法は、各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、前記第１のパターンが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを有するために印刷できないパターンに一致するかどうかを判断するステップと、前記判断ステップによって前記印刷できないパターンに一致すると判断された前記第１のパターンを前記画像形性装置が印刷可能な最小幅以上の個数の前記着色セルを有する第２のパターンに置き換えるステップとを有することを特徴とする。かかる方法は、例えば、画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを有するために印刷できないパターンと第２のパターンとを関連付けた対応表をデータベースとして有しており、第１のパターンが印刷できないパターンと一致すればデータベースを参照して第２のパターンに置換する。かかる画像形成方法も上述の画像形成方法と同様の作用を奏することができる。かかるデータベースも本発明の別の側面を構成する。
【００１８】
本発明の別の側面としての画像形成方法は、各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、前記第１のパターンが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを有するドットを有するかどうかを判断するステップと、前記判断ステップが有すると判断した場合に、前記画像形性装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルが前記画像形性装置が印刷可能な最小幅以上の個数になるように、前記着色セルの配置を変更するステップとを有することを特徴とする。かかる画像形成方法は、着色セルがあるドット内で画像形性装置が印刷可能な最小幅以上の個数になるように位置を、例えば、隣接するドット間で変更する。「変更」とは、セルの総数を変更しないで着色セル位置を移動する場合と着色セルを増加する場合の両方を含む。かかる画像形成方法も上述の画像形成方法と同様の作用を奏することができる。
【００１９】
本発明の更に別の側面としての画像形成方法は、各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記ドット内で着色されるべき前記セルを順次増加した場合の前記画像を印刷する画像形成装置の入出力特性を取得するステップと、一又は複数の前記ドットに含まれる前記セルを着色する場合の順番を規定する埋め順ファイルを生成するステップと、前記取得ステップによって得られる前記画像形成装置の入出力特性から得られる前記画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを含む第１のパターンと、前記最小幅以上の個数の前記着色セルを含み、当該第１のパターンが置き換えられるべき第２のパターンとを生成するステップと、前記埋め順ファイルが規定する着色セルの個数に対応するパターンの中に存在する第１のパターンを対応する第２のパターンに置換して前記埋め順ファイルを補正するステップとを有することを特徴とする。かかる画像形成方法も上述の画像形成方法と同様の作用を奏することができる。補正された埋め順ファイルのデータベースも本発明の別の側面を構成する。
【００２０】
前記補正ステップによって補正された前記埋め順ファイルに基づいて前記画像形成装置が前記画像を印刷した場合に、所定の階調値と出力濃度との関係を表すトーンカーブを維持するように前記補正された埋め順ファイルを更に補正するステップを更に有してもよい。これにより、所望のトーンカーブを維持するように、補正された埋め順ファイルを更に補正することができる。なお、前記入出力特性は外部環境に依存してもよい。これにより、環境変動時にも安定して環境に適した画像出力を得ることができる。また、前記入出力特性は、一のドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性のみならず、左右又は上下の隣接する２つのドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性を含んでもよい。
【００２１】
上述の画像形成方法を実行するプリンタドライバやファームウェアとしてのプログラム、設計ツール、プリンタドライバを有するＰＣ、ファームウェアを有する画像形成装置も本発明の別の側面を構成する。
【００２２】
本発明の他の目的と更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施の形態において明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
上述のように、画像の濃淡を表す形状と大きさを有する微小点は網点であり、網点は、円形、楕円形、ライン形などを有する。画像の濃淡を表現する場合には網点の大きさと形状に従って着色されるドット（より具体的にはセル）のパターンを決定する。即ち、画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、網点の濃度を網点を構成するドット内の着色セル数で表現する。この場合、網点の濃度に対応する個数の着色セルを、網点を構成するドット内でどのように配置するかが問題となる。着色セルの配置によっては、あるドットに含まれる着色セル数がプリンタの印刷部又はエンジンが印刷できない個数になる場合があるためである。
【００２４】
図２に示すように、面積階調処理は、マトリックス１０を使用して印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する。マトリックス１０は、複数のドット２０から構成されている。図２は、マトリックス１０、ドット２０、セル２２の関係を示す図である。図２の左はマトリックス１０を表しており、図２の右はマトリックス１０を構成する一のドット２０を取り出して拡大して示している。マトリックス１０及びドット２０は、正方形形状をしている。マトリックス１０は、例えば、４０×４０乃至１００×１００のドット２０から構成されている。
【００２５】
各ドット２０は、複数の領域としてのセル２２に分割されている。各セル２２は、同一形状を有し、ドット２０の一辺の長さＬとセル２２の個数ｎでＬを割った（Ｌ／ｎ）からなる長方形形状を有している。ｎは、例えば、４乃至２５６であるが、本実施形態では説明及び作図の便宜上８である。
【００２６】
マトリックス１０は、セル２２毎に閾値を設定している。画情報を表す多値データがかかる閾値よりも高ければ、当該セルは着色され、低ければ無着色にされる。なお、セル２２は、ＹＭＣＫの任意の色に着色されることができる。このように、面積階調処理は、セル２２単位で印刷することを前提にしており、セル２２はＰＷＭで制御可能な単位である。
【００２７】
しかし、実際には、プリンタは、エンジンの入出力特性によってセル２２単位では完全に像を再現することができず、隣接するセル２２の個数が所定数以上になった場合にのみ像を再現可能となる。なお、プリンタの特性は、外部温度や湿度など環境によって変動するため、本発明は、これらの環境要因が考慮されることを妨げるものではない。これにより、環境変動時にも安定して環境に適した画像出力を得ることができる。
【００２８】
エンジンの入出力特性からエンジンが印刷可能な最小個数がセル２．５個分である場合のエンジンの入出力特性を図３（ａ）に示す。図３（ａ）の横軸はデータ上で印刷に設定されたセル（即ち、着色セル）２２が隣接した個数であり、縦軸はエンジンによる実際の印刷結果である。図３（ａ）から、着色セル数が１個及び２個の場合には、実際の印刷結果はあたかも着色セルがないかのようにゼロである。そして、エンジンは、隣接する着色セル数が３個以上になると着色セルの個数に応じた出力を与える。このため、着色セル数が２個の場合の出力（即ち、０）と３個の場合の出力（即ち、３）との間には、本来、図３（ａ）の点線で示すように、着色セル数の差である１以上の大きな差（即ち、３）のトーンジャンプが発生している。
【００２９】
トーンジャンプを減少するために、本実施形態ではドット内又は隣接ドット間で着色セルの配置を変更している。以下、図４を参照して、本実施形態の画像処理方法について説明する。ここで、図４は、本実施形態の画像処理方法を説明するためのフローチャートである。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態では、まず、図３（ａ）に示すようなエンジンの入出力特性を検出する(ステップ１１００)。入出力特性は、一のドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性のみならず、水平又は垂直方向に隣接するドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性も含む。入出力特性は、印刷可能なセルと実際の出力との関係を示す直線又は曲線であり、後述するｙ＝ｘやｙ＝ｘ−２などによって表現可能である。ステップ１１００によって、プリンタのエンジンが印刷可能な最小制御幅又は着色セル数を検出することができる。
【００３１】
一のドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性を検出するために、まず、記録紙に複数の異なる着色セル数を有する測定パッチを貼り付ける。測定パッチは所定の面積を有し、目的のプリンタで印刷し、それを当業界で周知の濃度計で測定する。濃度計は測定パッチの平均の濃度を測定する。濃度計により、着色セル数が増加しても濃度が変化しない部分やトーンジャンプが発生する着色セル数を検出することができる。その後、図３（ａ）に示すようなグラフを作成する。本実施形態でのエンジンの入出力特性は図３（ａ）によって表されるものとする。上述のように、図３（ａ）に加えて環境によって変動するプリンタの入出力特性を作成してもよい。
【００３２】
また、図３（ｂ）に、水平方向に隣接する２つのドット内の着色セルを増加する場合のプリンタの入出力特性の一例を示す。また、図３（ｃ）に、垂直方向に隣接する２つのドット内の着色セルを増加する場合のプリンタの入出力特性の一例を示す。
【００３３】
次に、埋め順ファイルを作成する（ステップ１２００）。「埋め順ファイル」とは、網点に割り当てられた一又は複数のドット内で、網点の濃度に従って着色セルを増加する場合の着色セルの配置を規定するファイルである。例えば、４つのドットを正方形形状に組み合わせた網点において、網点の濃度が４つのドット内の着色セル１０個分である場合に、これら１０個の着色セルを４つのドットにどのように配置するかを埋め順ファイルは規定している。埋め順ファイルは網点の濃度に応じて参照されるが、トーンジャンプを考慮して作成されたものではない。
【００３４】
図１は、本実施形態の画像形成方法の流れを示すブロック図である。埋め順ファイルの設計は、設計ツール５０が行う。設計ツール５０は、設計パラメータ５１に基づいて埋め順ファイル５２を設計する。設計パラメータ５１は、網点を作る際に使用するスクリーンの１インチあたりの線数を表すスクリーン線数、網点の並びが垂線となす角度を表すスクリーン角度、網点の形状、集合ドットの中心からのオフセット、ドット内分割数、マトリックスサイズ、網点中心座標などを含んでいる。
【００３５】
上下に隣接するドット間の埋め順ファイルの例を図６に示す。図６においては、着色セルを増加する場合には上側ドットのセルを左から順番に埋めていき、次いで、下側ドットのセルを左から順番に埋めていく方法を示している。
【００３６】
次に、設定された埋め順ファイル５２に関してセルの閾値が設定される（ステップ１３００）。閾値の設定は図１に示すリニア閾値処理５３においてなされる。次に、様々な階調値に対して印刷５４がなされ、印刷結果から設定された閾値に対する階調値−濃度の関係（「トーンカーブ」と呼ばれる場合もある。）が測定５５において求められる。次いで、プリンタの特性に基づいて、測定５５の結果得られたトーンカーブが所望のトーンカーブになるように、リニア閾値処理５３で設定されたセルの閾値を補正される。所望のトーンカーブとは、所望の曲線、直線、その他の形状を有し、プリンタメーカーによって異なる。この結果、補正された閾値５６が生成される。
【００３７】
次に、応答性データを作成する（ステップ１４００）。一のドット内で着色セルを増加する場合には、着色セルを隣接して増加する。着色セルの起点は、典型的には、網点の中心又はその近傍のセルである。増加の方向は、最左セルから右側でもよいし、最右セルから左側でもよいし、ドットの端部ではないセルから右又は左方向であってもよい。但し、着色セルは、離散的ではなく隣接して増加される必要がある。
【００３８】
これは、例えば、４つのセルを着色する場合、図５（ａ）の左側に示すように、両側の斜線で示す２つの隣接するセルを着色することにすると、エンジンは、隣接するセル２個分が最小制御個数であるセル２．５個分に満たないので、図５（ａ）の右側に示すように、印刷されたドット２０は、実質的には着色セルがない場合と同じになってしまう。このため、図５（ｂ）に示すように、着色セルを隣接して増加する必要がある。
【００３９】
隣接する着色セル数が１又は２の場合には、印刷されたドット２０は、実質的には着色セルがない場合と同じになってしまう。この場合、着色セルの数が０、１、２、３、４・・・と増加すると、実際に印刷されるセルの数は、０、０、０、３、４・・・となる。このため、本発明の別の実施形態においては、これらの場合には着色セルの数を３に増加する。この場合、着色セルの数０、１、２、３、４・・・に対応して、実際に印刷されるセルの数は、０、３、３、３、４・・・となる。代替的に、着色セルの数が１の場合にはそのままにして２の場合に着色セルの数を３に増加してもよい。この場合、着色セルの数０、１、２、３、４・・・に対応して、実際に印刷されるセルの数は、０、０、３、３、４・・・となる。このような実施形態では、以下に説明する隣接するドット間の着色にも適用可能である。
【００４０】
次に、隣接する２つのドット間の応答性データについて、図７及び図１０を参照して説明する。図７は、垂直に隣接する２つのドット間で着色セルの数を増加する様子を示している。図１０は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すパターンに基づいて応答性データの作成を説明するためのフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、図示しない応答性データ作成部が行う。応答性データ作成部は、設計装置、ＰＣ又はプリンタに設けられる。
【００４１】
まず、プリンタの入出力特性の結果（例えば、最小制御個数の２．５）を入力する（ステップ１４０２）。
【００４２】
次に、図７（ａ）のパターンにおいて階調ジャンプ量を抽出する（ステップ１４０４）。図７（ａ）は、単純に着色セルの数を増加している。セルの数が９と１０の場合の下側ドットのセルの数は３つに満たないので下側のドットの着色セルは実際には印刷されない。この場合、着色セルの数が０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２・・・と増加すると、実際に印刷されるセルの数は、０、０、０、３、４、５、６、７、８、８、８、１１、１２、・・・となる。このため、ステップ１４０４は、着色セル数が２と３の間、１０と１１の間で着色セル３個分のトーンジャンプが発生していることを抽出する。
【００４３】
このうち、着色セル数１と２は、着色セルの総数が最小制御個数に到達していないので本実施形態では無視する。本実施形態では、着色セルの総数は最小制御個数に到達しているが、トーンジャンプを発生している着色セル数１０と着色セル数を忠実に再現していない着色セル数９及び１０を抽出して検出パターンとしている（ステップ１４０６）。但し、別の実施形態では、トーンジャンプを発生している着色セル数のみを検出パターンとして設定する。
【００４４】
本実施形態は、ジャンプの影響が最小になるように隣接ドットから移動すべき着色セル数を計算し、置き換えパターンを生成する（ステップ１４０８、１４１０）。具体的には、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、着色セルの数が９と１０の場合に着色セルの位置を変更している。具体的には、着色セルの数が９の場合に上側ドットから左側２個の着色セルを下側ドットに移行し、着色セルの数が１０の場合に上側ドットから１個の着色セルを下側ドットに移行し、上側ドットと下側ドットの隣接する着色セルの個数が共に最小制御個数としてのセル２．５個分以上となるようにしている。この結果、着色セルの数が・・・８、９、１０、１１、１２・・・と増加すると、実際に印刷されるセルの数は、・・・８、９、１０、１１、１２、・・・となる。これにより、着色セルの数９と１０を忠実に再現することができるようになると共にセルの個数１０と１１の間のトーンジャンプ（セル３個分）を除去している。ステップ１４１０においては、図７（ｂ）に示す、これらの着色セル数９及び１０を置き換えパターンとして設定する。
【００４５】
なお、応答性データは、ステップ１４０２で得られた入出力特性に基づいて作成されたデータであり、例えば、着色セル数９及び１０に関する図７（ａ）及び図７（ｂ）のデータである。応答性データには、図１では参照符号６５が割り当てられている。このように、応答性データ６５は、最小制御幅又は個数に満たないセルを有する第１のパターンと、最小制御幅を満足するように第１のパターンを置換又は修正した第２のパターンとを有する。上述したように、第２のパターンは、図７（ｂ）に示すように、第１のパターンの着色セル数を変更せずに配置を変更してもよいし、図７（ｃ）に示すように、第１のパターンの着色セル数を変更してもよい。第１のパターン及び第２のパターンを、図１０及び以下の説明において、それぞれ、検出パターン及び置き換えパターンと呼ぶ場合もある。
【００４６】
なお、本発明は、埋め順ファイルを必ずしも図７（ｂ）に限定するものではない。
【００４７】
図７（ｂ）は、データ上の着色セル数９と１０と実際に印刷されるセル数が一致しているので好ましいが、本発明は、一致していない場合も含むものである。即ち、本発明は、従来よりもトーンジャンプの大きさが減少していれば足りる。例えば、図７（ｃ）に示すように、着色セル数９と１０を着色してもよい。即ち、着色セルの数が９の場合に上側ドットから一番左の１個の着色セルを下側ドットに移行し、着色セルの数が１０の場合に着色セルの個数が１１個の場合と同様にする、この結果、着色セルの数が・・・８、９、１０、１１、１２・・・に対応して、実際に印刷されるセルの数は、・・・８、１０、１１、１１、１２、・・・となる。図７（ｃ）に示す例は着色セルの数９と１０は忠実に再現していないものの、図７（ａ）においては着色セル１０と１１の間に存在したセル３個分のトーンジャンプを減少しているので図７（ａ）よりは改善されている。もちろん、図７（ｃ）において、着色セル数９は図７（ｂ）と同様にするなど、多数の変形例が存在することを当業者は理解するであろう。
【００４８】
図７（ｃ）のような取り扱いは、エンジンの応答特性に依存して好ましい場合もある。図３においては、横軸をｘ軸、縦軸をｙ軸とすれば、着色セル数が３個以上ではｙ＝ｘとなっているが、エンジンによっては、着色セル数が３個以上で、例えば、ｙ＝ｘ−２など様々な特性を示すものがある。この場合、図７（ｂ）の着色セル数が９の場合に上側ドットの左側２個を移動せずに単純に下側ドットに２個増加しても下側ドットで印刷される着色セル数は１個となり影響は少なくなるからである。
【００４９】
また、図５を参照して一のドット内で着色セルを増加する場合には、着色セルを隣接して増加することが好ましいことを説明したが、隣接する２つのドットの場合には必ずしも一方のドットを全て着色してから他方のドットの着色に移行する必要はない。例えば、図７（ｄ）に示すように、着色セル数６から２つのドットの着色を開始するなどである。図７（ｄ）においては、着色セル数６の場合に上下のドットが３個ずつのセルを有し、その後、着色セル数が７、８・・・と増加するに従って、上下のドットに交互にセルが追加される。もちろん、着色セル数８の場合に、上側ドットが５個のセル、下側ドットが３個のセルなど多数の変形例が存在することを当業者は理解するであろう。
【００５０】
応答性データの幾つかの例を、図１１乃至図図１６を参照して説明する。
【００５１】
図１１は、水平方向に隣接する２つのドット間で着色セル数を増加する場合の着色セルの配置を示す図であり、図１１（ａ）乃至図１１（ｄ）は、着色セル数が６乃至９の場合の検出パターンと置き換えパターンを示している。図１１（ａ）の検出パターンは、左側ドットに５つの着色セルを、右側ドットに１つの着色セルを配置しているが、これでは、右側ドットが印刷されずに実質的に左側ドットの５つの着色セルのみが印刷されてしまう。また、着色セル数を増加すればトーンジャンプも発生する。そこで、書き換えパターンは左右のドットに最小制御幅以上の３個の着色セルを配置している。この結果、左右のドットの着色セルの総数は再現され、その後のトーンジャンプも防止することができる。図１１（ｂ）乃至図１１（ｄ）も同様であるので説明は省略する。また、図１１の左右を入れ替えた例を図１４に示す。即ち、図１４（ａ）検出パターンは、右側ドットに５つの着色セルを、左側ドットに１つの着色セルを配置している。図１４における書き換え方法は、図１１と同様であり、図１１を紙面の裏から見た場合に相当するので説明は省略する。
【００５２】
図１２は、Ｌ字形状に隣接する３つのドット間で着色セル数を増加する場合の着色セルの配置を示す図であり、図１２（ａ）乃至図１２（ｄ）は、着色セル数が６乃至９の場合の検出パターンと置き換えパターンを示している。図１２（ａ）の検出パターンは、上側ドットに５つの着色セルを、その下側ドットに１つの着色セルを配置しているが、これでは、下側ドットが印刷されずに実質的に上側ドットの５つの着色セルのみが印刷されてしまう。また、着色セル数を増加すればトーンジャンプも発生する。そこで、書き換えパターンは上下のドットに最小制御幅以上の３個の着色セルを配置している。この結果、上下のドットの着色セルの総数は再現され、その後のトーンジャンプも防止することができる。図１２（ｂ）乃至図１２（ｄ）も同様であるので説明は省略する。また、図１２のＬ字型の向きを逆にした例を図１５に示す。図１５における書き換え方法は、図１２と同様であり、図１２を紙面の裏から見た場合に相当するので説明は省略する。
【００５３】
図１３は、Ｔ字形状に隣接する４つのドット間で着色セル数を増加する場合の着色セルの配置を示す図であり、図１３（ａ）乃至図１３（ｄ）は、着色セル数が６乃至９の場合の検出パターンと置き換えパターンを示している。図１３（ａ）の検出パターンは、最下ドットに５つの着色セルを、中央のドットに１つの着色セルを配置しているが、これでは、中央のドットが印刷されずに実質的に最下ドットの５つの着色セルのみが印刷されてしまう。また、着色セル数を増加すればトーンジャンプも発生する。そこで、書き換えパターンは上下のドットに最小制御幅以上の３個の着色セルを配置している。この結果、上下のドットの着色セルの総数は再現され、その後のトーンジャンプも防止することができる。図１３（ｂ）乃至図１３（ｄ）も同様であるので説明は省略する。また、図１３のＴ字型の向きを逆にした例を図１６に示す。図１６における書き換え方法は、図１３と同様であり、図１３を紙面の裏から見た場合に相当するので説明は省略する。
【００５４】
図１７は、網点形状が破線で示すように楕円の場合の着色セル数２３、２４、２５、２９及び３０の置き換えパターンを示している。着色セルを増加する際には楕円の短軸方向よりも長軸方向に優先度が置かれている。着色セル数が２４と３０において、隣接ドットに３個のセル増加させるのと同時に元のドットから２個のセルを減少することでセルの総数を維持しつつトーンジャンプを増加している。
【００５５】
図３（ａ）において、最小制御幅未満の着色セルの数１及び２は使用しない領域にしてもよい。即ち、かかる領域は、あるプリンタによっては、常に、印刷されないのではなく、印刷されない（具体的には、トナーが付着しない）場合もあるし印刷される場合もある不安定な領域である。この場合、応答性データは、トナーが付着する量のセル数になるまで着色セルをＯＮにせず、トナーが付着する以上のセル数になってから同時に複数セルをＯＮする処理を行ってもよい。具体的には、着色セル数が１及び２の場合を検出パターンに含めない。かかる処理は、トナーが付着するセル数についてのテーブルを備え、そのテーブルを参照して、まとめて複数のセルに対して埋め順の値を入れることによって実現することができる。かかる処理により、大きさや形状が不安定なドットを使用せずにドットの再現性を向上し、全体の粒状性、ひいては画質を向上することができる。
【００５６】
次に、埋め順ファイル５２の補正を行う(ステップ１５００)。埋め順ファイル５２の補正は、図１に示す変更部６０が行う。以下、図１、図８及び図９を参照して、変更部６０による埋め順ファイルの補正について説明する。ここで、図８は、変更部６０の動作を示すブロック図であり、図９は、変更部６０の動作を示すフローチャートである。
【００５７】
まず、変更部６０は、埋め順パターン番号＝０に設定する（ステップ１５０２）。埋め順パターン番号＝０は、例えば、図７（ａ）及び（ｂ）に示す着色セル数０に対応する。
【００５８】
図８に示すように、変更部６０は、比較部６２を有している。比較部６２は、埋め順ファイル５２の各着色セル数に対応するパターンを取得し、それが応答性データ６５に規定されているかどうかを判断する（ステップ１５０４、１５０６）。例えば、埋め順ファイル５２が図７（ａ）に示すものである場合、比較部６２は、各着色セル数に対応する着色セルのパターンが応答性データ６５に含まれているかどうかを検出パターンのマッチングによって判断する。図７（ａ）に示す着色セル数９と１０の検出パターンは応答性データ６５に含まれているので、比較部６２は、着色セル数９及び１０については一致の信号を出力し、それ以外の着色セル数に対しては不一致の信号を出力する。
【００５９】
かかる比較部６２の出力に応答して、変更部６０は、一致の信号に対しては応答性データに含まれる、置換されるべきデータを選択し（ステップ１５０８）、それ以外は、埋め順ファイル５２内のデータを維持する。ここでは、変更部６０は、着色セル数９及び１０に対しては、それらに置換されるべき図７（ｂ）に示す置き換えパターンを選択する。
【００６０】
次に、変更部６０は、同一の埋め順パターン番号に含まれる全ての検出パターンを終了したかどうかを判断し（ステップ１５１０）、終了していなければステップ１５０４に帰還する。変更部６０は、同一の埋め順パターン番号に含まれる全ての検出パターンを終了したと判断すれば（ステップ１５１０）、埋め順パターン番号をインクリメントする（ステップ１５１２）。次いで、変更部６０は、埋め順パターン番号が最終であるかどうかを判断し（ステップ１５１４）、最終になるまでステップ１５０４乃至１５１４を繰り返す。変更部６０は、埋め順パターン番号が最終であると判断すれば（ステップ１５１４）処理を終了する。この結果、変更部６０は、補正された埋め順ファイル６６を生成する。
【００６１】
次に、様々な階調値に対して印刷６７がなされ、印刷結果から設定された閾値に対する階調値−濃度の関係が測定６８において求められる。次いで、プリンタの特性に基づき、測定６８の結果得られたトーンカーブが所望の関係になるように、補正された埋め順ファイル６６を補正され、補正された埋め順ファイル６９が生成される。埋め順ファイル６９は、最終的には網点の線数、角度、形状を規定する。
【００６２】
以下、図１８を参照して、変更部６０による別の埋め順ファイルの補正について説明する。ここで、図１８は、パターンマッチングを多段階で行う例を示すフローチャートである。
【００６３】
まず、変更部６０は、埋め順パターン番号＝０に設定する（ステップ１５２２）。埋め順パターン番号＝０は、例えば、図７（ａ）及び（ｂ）に示す着色セル数０に対応する。
【００６４】
比較部６２は、埋め順ファイル５２の各着色セル数に対応するパターンを取得し、それが検出パターンの左よせセンタードット又は右よせセンタードットとマッチするかどうかを判断する（ステップ１５２６、１５４０）。左よせセンタードットと一致すると判断した場合（ステップ１５２６）、左、上及び下側にドットが存在するかどうかを判断し（ステップ１５２８、１５３２、１５３６）、存在すれば、注目ドットと左、上及び下側にドットの置き換えを行う（ステップ１５３０、１５３４、１５３８）。右よせセンタードットと一致すると判断した場合（ステップ１５４０）、右、上及び下側にドットが存在するかどうかを判断し（ステップ１５４２、１５４６、１５５０）、存在すれば、注目ドットと右、上及び下側にドットの置き換えを行う（ステップ１５４４、１５４８、１５５２）。
【００６５】
次に、変更部６０は、埋め順パターン内の全てのドットの置換を終了したかどうかを判断し（ステップ１５５４）、終了していなければ埋め順パターン内の次のドットに移動する（ステップ１５５６）。変更部６０は、埋め順パターン内の全てのドットの置換を終了したと判断すれば（ステップ１５５４）、埋め順パターン番号をインクリメントする（ステップ１５５８）。次いで、変更部６０は、埋め順パターン番号が最終であるかどうかを判断し（ステップ１５６０）、最終になるまでステップ１５２４乃至１５６０を繰り返す。変更部６０は、埋め順パターン番号が最終であると判断すれば（ステップ１５６０）処理を終了する。この結果、変更部６０は、補正された埋め順ファイル６６を生成する。
【００６６】
次に、様々な階調値に対して印刷６７がなされ、印刷結果から設定された閾値に対する階調値−濃度の関係が測定６８において求められる。次いで、プリンタの特性に基づき、測定６８の結果得られたトーンカーブが所望の関係になるように、埋め順ファイル６６を補正し、補正された埋め順ファイル６９が生成される。埋め順ファイル６９は、最終的には網点の線数、角度、形状を規定する。
【００６７】
なお、設計ツール５０は、応答性データを作成してもよいし、変更部６０の機能を有してもよい。
【００６８】
補正された閾値５６と補正された埋め順ファイル６９はＰＷＭスクリーン処理部７０に送られ、ＰＷＭスクリーン処理部７０は、これらに基づいて、多値画像データからＰＷＭデータを生成する。
【００６９】
以下、図２０及び図２１を参照して、カラー画像形成装置１００について説明する。ここで、図２０は、カラー画像形成装置１００の概略側面断面図である。カラー画像形成装置１００は、カラーレーザープリンタとして具体化され、プリンタコントローラユニット１１０と、４つの画像形成ユニット２００ａ乃至２００ｄと、用紙給紙部と、用紙搬送部と、定着器３３０と、スタッカ３５０とを有する。カラー画像形成装置１００は、ＹＭＣＫの４色を使用しており、黒（Ｋ）が画像形成ユニット２００ａ、青（Ｃ）が画像形成ユニット２００ｂ、赤（Ｍ）が画像形成ユニット２００ｃ、黄（Ｙ）が画像形成ユニット２００ｄにそれぞれ割り当てられている。なお、特に断らない限り、参照番号２００は参照番号２００ａなどを総括するものとする。もちろん、本発明はこれらに更に数色加わっても適用可能である。また、カラー画像形成装置１００は片面印刷と両面印刷の両方に適用できることはいうまでもない。
【００７０】
用紙給紙部は、複数枚の印刷用紙Ｐを収納する用紙カセット３１２から最上位の用紙Ｐを取り出して装置内部の用紙搬送部へ供給する。用紙給紙部は、用紙カセット３１２と、ピックアップローラ３１４とを有する。用紙カセット３１２は複数枚の用紙Ｐを収納する。ピックアップローラ３１４は、用紙カセット３１２にセットされている用紙Ｐの最上位の用紙Ｐに当接してこれを１枚ずつ繰り出す。
【００７１】
用紙搬送部は、用紙給紙部から用紙Ｐを受け取って、これを用紙搬送路３４５に沿って装置上部のスタッカ３５０まで搬送する。用紙搬送部３２０は、紙送りローラ３２２と、中間転写ベルト３２４と、中間転写ベルト３２４を回転させるローラ３２６とを有する。用紙Ｐは紙送りローラ３２２によって中間転写ベルト３２４に搬送される。その後、用紙Ｐには、中間転写ベルト上に形成されたトナー像が転写ローラ２４０によって転写され、トナー像の形成された用紙Ｐは、定着器３３０を経てスタッカ３５０に排出される。
【００７２】
画像形成ユニット２００は中間転写ベルト３２４上に、各色のトナー像を重ね合わせて形成（転写）する機能を有する。画像形成ユニット２００は、静電ドラム２１０と、図示しない前帯電器と、露光装置としてのレーザ光学系２２５と、図示しない現像装置を有する。また、転写ローラ２４０が用紙搬送路上に設けられている。
【００７３】
なお、ここでは、ＹＭＣＫ４色それぞれに静電ドラムを持つ構成（タンデム方式）であるが、静電ドラムを１つ搭載する構成（１ドラム方式）に対しても本発明は適用可能である。
【００７４】
静電ドラム２１０は回転が可能なドラム状導体支持体上に感光性誘電体層を有し、像保持部材として使用される。静電ドラム２１０は、例えば、表面に機能分離型有機感光体を塗布したアルミニウム製ドラムから構成され、所定の周速度で回転する。図示しない前帯電器は、例えば、スコロトロン帯電器から構成され、静電ドラム２１０の表面に一定の電荷量を与える。レーザ光学系２２５は静電ドラム２１０を一様に帯電し、ビデオ信号に応じてレーザ光を発射し、静電ドラム２１０上に静電潜像を形成する。レーザ光学系２２５は、当業界で周知のいかなる露光方式（例えば、機械走査方式や固定走査方式）も採用することができる。
【００７５】
現像装置は、静電ドラム２１０に形成された潜像をトナー像として可視化する。現像装置は、典型的に、図示しない現像ローラ、供給ローラ、及び、トナーカートリッジを有する。本実施形態では、現像剤にＹＭＣＫの４色のトナーを使用する。現像剤は一成分、二成分（即ち、キャリアを含む）とを問わず、磁性、非磁性を問わない。トナーカートリッジはトナーを貯蔵し、供給ローラにトナーを供給する。供給ローラは現像ローラに当接してトナーを現像ローラに供給する。現像ローラは静電ドラム２１０に接触又は非接触に配置され、静電気力を利用して静電ドラム２１０にトナーを供給する。この結果、静電ドラム２１０上にトナー像が形成される。現像ローラ上に残留した未使用トナーは、供給ローラによって回収され、トナーカートリッジ内へと戻される。
【００７６】
転写ローラ２４０は、静電的にトナーを吸着するような電界を発生させ、転写電流を利用して中間転写ベルト３２４上に吸着しているトナー像を用紙Ｐに転写する。ベルトクリーナ２５０は転写後にベルト３２４をクリーニングする。
【００７７】
定着器３３０は用紙Ｐにトナー像（トナー重層）を永久的に固着させる機能を有する。転写後のトナーは用紙Ｐに弱い力で付着しているだけであるから簡単に剥がれ落ちる。そこで、定着器３３０が、加圧及び加熱によりトナーを融溶して用紙Ｐに浸透させる。定着器３３０は、一対の定着ローラ３３２を有する。一対の定着ローラ３３２は、互いに平行かつ接触するように配置され、それらの間にはニップが形成される。定着ローラ３３２は、例えば、フッ素系ゴムやシリコンゴム等から構成される。定着ローラ３３２は熱源としてハロゲンランプ等を内蔵し、また、その表面温度を検出するために図示されていないサーミスタが設置されている。更に、一対の定着ローラ３３２の間には、適度な圧力が付加されるようになっている。これにより、用紙Ｐ上に転写したトナーは高温、圧力によって定着される。
【００７８】
図２１は、カラー画像形成装置１００の制御系のブロック図である。制御系は、プリンタコントローラ１１０を有する。
【００７９】
プリンタコントローラユニット（以下、単に「コントローラ」という。）１１０は、カラー画像形成装置１００の裏面等に設けられたプリンタケーブル１０２などを介してコンピュータ、ＬＡＮ等のネットワークその他の外部装置（以下、単に「ホスト」という。）３００に接続されている。ホスト３００が典型的なＰＣにより構成される場合、ホスト３００は、ウィンドウズ（登録商標）などのＯＳによって構築され、各種アプリケーションとプリンタドライバをサポートする。
【００８０】
コントローラ１１０は、コントローラボードとして具体化され、ホスト３００から送信されるデータをビデオデータに変換し、プリントエンジン１９０に出力する。ビデオデータを生成するに当たり、コントローラ１１０は、ホスト３００からのコマンド解析処理、描画処理、色変換処理、図１を参照して上述した面積階調処理、ＰＷＭ処理を行う。コマンド解析処理ではコントローラ１１０は、処理の分析、割り当て、内部言語への変換を行う。描画処理では、コントローラ１１０は、画像の座標変換、図形描画などを行う。コントローラ１１０は、上述のＰＷＭスクリーン処理７０を含んでいる。
【００８１】
色変換処理では、コントローラ１１０は、ＲＧＢから印刷に用いる色であるＹＭＣＫへの変換を行う。具体的には、色変換処理は、ＣＭＹの３色の比率から黒（Ｋ）の生成量を決定する黒生成（ＢＧ：Ｂｌａｃｋ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、トナーの分光応答特性における他色との重なりを除去して色の濁りを抑える色補正処理（Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を含む。
【００８２】
上述した面積階調処理（ディザ処理又はスクリーン処理と呼ばれる場合もある。）では、コントローラ１１０は、ＹＭＣＫ各色毎に多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する。
【００８３】
ＰＷＭ処理では、指定のＰＷＭ信号を実際のパルスに変換する。これらの処理の結果、コントローラ１１０は、ホスト３００から送られるＹＭＣＫの印刷パターン情報を、例えば、ビットマップ形式のラスタ信号（又はビデオ信号）に展開してメカ制御回路部１８０に送出する。このようなラスタライズ後の最終のラスタ信号又はビデオ信号を本出願ではＹＭＣＫフレームデータと呼ぶ。
【００８４】
以下、カラー画像形成装置１００の動作について説明する。プリンタコントローラ１１０はホスト３００からの印刷命令を受信すると、コマンド解析処理、描画処理、色変換処理、上述の面積諧調処理、ＰＷＭ処理、圧縮処理を行ってビデオ信号をプリンタエンジン１９０に送信する。上述の面積階調処理は、プリンタコントローラ１１０の図示しないメモリにファームウェアとして格納される。
【００８５】
印刷命令により用紙カセット３１２に載置された一又は複数枚の用紙Ｐの最上位の用紙Ｐがピックアップローラ３１４によって繰り出され、用紙ガイド３１６によって搬送路３４５に案内される。図２０に示すプロセスでは、ドラム２１０上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト３２４上に転写され、中間転写ベルト３２４上で重ね合わされたトナー像が転写ローラ２４０によって用紙上に一括転写される。その後、トナー重層は定着器３３０によって用紙Ｐに定着される。定着された用紙Ｐはスタッカ３５０に排出される。本実施形態のカラー画像形成装置１００によれば、図１９（ａ）のようなトーンカーブが予定されている場合に、従来の面積階調処理であれば、図１９（ｂ）のようなトーンジャンプが発生していたが、上述した面積階調処理を使用することによって、図１９（ｃ）に示すようなトーンジャンプが低減されたトーンカーブを提供することができる。なお、図１９（ａ）においては、最小制御個数までは不安定領域として階調値をゼロに設定している。図１９（ｂ）は従来の面積階調処理を使用した図１９（ａ）の丸印の拡大図であり、図１９（ｃ）は本実施形態の面積階調処理を使用した図１９（ａ）の改善された丸印の拡大図である。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、カラー画像形成装置１００はカラープリンタに限定されず、印刷機能を有するその他の装置、例えば、コピー機、ファックス機を含む。また、本発明の画像形成方法は、プリンタのファームウェアのみならずＰＣのプリンタドライバにも適用することができる。また、インク液滴の大きさを変更するようなインクジェットプリンタや、サーマルヘッドに加えるエネルギーをパターン化して変更するような熱転写プリンタにも適用することができる。
【００８７】
本実施形態によれば、着色セルを増加する順番を置き換える処理を行う変更部６０を備え、着色セルを増加する場合の配置を変更することによってトーンカーブ上のトーンジャンプを減少させ、より階調性に優れた高品質な画像を再現することができる。また、着色セルの総数を維持することによってドットの形成を安定化させ、粒状性を向上させることができ、画質が向上する。また、環境等の特性が変わり、装置の特性が変わる場合においても、変化の影響が小さくなるメリットがある。
【００８８】
本出願は更に以下の事項を開示する。
【００８９】
（付記１） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点の濃度に対応する個数の着色セルの、前記網点を構成するドット内における配置を、予め作成されたパターンを利用して決定するステップを有し、前記パターンは、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数を増加する場合に、前記網点を構成するドットの任意のドットが所定の個数以上の隣接する前記着色セルを有するように、前記着色セルの配置を規定していることを特徴とする画像形成方法。（１）
（付記２） 前記画像を印刷する画像形成装置は、前記所定の個数に満たないセルの印刷が不安定であり、
前記パターンは、前記所定の個数に満たない着色セルを規定しないことを特徴とする付記１記載の画像形成方法。
【００９０】
（付記３） 前記所定の個数は、前記画像を印刷する画像形成装置の印刷部の入出力特性によって決定されることを特徴とする付記１記載の画像形成方法。
【００９１】
（付記４） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、前記第１のパターンが所定のパターンに一致するかどうかを判断するステップと、前記判断ステップによって前記所定のパターンに一致すると判断された前記第１のパターンを第２のパターンに置き換えるステップとを有し、前記第１のパターンは、所定の個数未満の前記着色セルを有するドットを有することを特徴とする画像形成方法（２）。
【００９２】
（付記５） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、前記第１のパターンが所定の個数未満の前記着色セルを有するドットを有するかどうかを判断するステップと、前記判断ステップが有すると判断した場合に、前記所定の個数未満の前記着色セルが前記所定の個数以上になるように、前記着色セルの配置を変更するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。（３）
（付記６） 前記変更ステップは、隣接する前記ドット間で着色すべきセルの位置を変更することを特徴とする付記５記載の画像形成方法。
【００９３】
（付記７） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、隣接する２つのドット内で着色セル数を順次増加する際に、一方のドット内で所定の個数未満の前記着色セルが存在する場合には、他方のドット内の前記着色セルを移動して前記一方のドット内の前記所定の個数未満の前記着色セルに隣接して配置することによって前記２つのドット内のセルが共に前記所定の個数以上になるかどうかを判断するステップと、前記判断ステップが前記所定の個数以上になると判断した場合には、前記他方のドット内の前記セルを移動するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。（４）（付記８） 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、前記ドット内で着色されるべき前記セルを順次増加した場合の前記画像を印刷する画像形成装置の入出力特性を取得するステップと、一又は複数の前記ドットに含まれる前記セルを着色する場合の順番を規定する埋め順ファイルを生成するステップと、前記取得ステップによって得られる前記画像形成装置の入出力特性から得られる前記画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを含む第１のパターンと、前記最小幅以上の個数の前記着色セルを含み、当該第１のパターンが置き換えられるべき第２のパターンとを生成するステップと、前記埋め順ファイルが規定する着色セルの個数に対応するパターンの中に存在する第１のパターンを対応する第２のパターンに置換して前記埋め順ファイルを補正するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。（５）
（付記９） 前記補正ステップによって補正された前記埋め順ファイルに基づいて前記画像形成装置が前記画像を印刷した場合に、所定の階調値と出力濃度との関係を表すトーンカーブを維持するように前記補正された埋め順ファイルを更に補正するステップを更に有することを特徴とする付記８記載の画像形成方法。
【００９４】
（付記１０） 前記入出力特性は外部環境に依存することを特徴とする付記８記載の画像形成方法。
【００９５】
（付記１１） 前記入出力特性は、複数の隣接するドット内で着色セル数を増加した場合の入出力特性を含むことを特徴とする付記８記載の画像形成方法。
【００９６】
（付記１２） 付記１乃至１１のうちいずれか一項記載の画像形成方法を実行するプリンタドライバ。
【００９７】
（付記１３） 付記１乃至１１のうちいずれか一項記載の画像形成方法を実行するためのプログラム。
【００９８】
（付記１４） 付記４乃至１１のうちいずれか一項記載の画像形成方法を実行するための設計ツール。
【００９９】
（付記１５） 付記１乃至１１のうちいずれか一項記載の画像形成方法を実行する画像形成装置。
【０１００】
（付記１６） 付記８記載の前記第１のパターンと、前記第２のパターンとを関連付けたデータベース。
【０１０１】
（付記１７） 付記８又は９記載の補正された埋め順ファイルのデータベース。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明によれば、トーンジャンプを減少して高画質な画像を形成する画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の本実施形態の画像形成方法を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す画像形成方法が利用する面積階調処理で使用されるマトリックス、ドット及びセルの関係を示す図である。
【図３】 図１に示す画像形成方法に基づいて画像を印刷する画像形成装置の入出力特性を示すグラフである。
【図４】 本発明の一実施形態の画像処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】 一のドット内で着色セル数を増加する方法の例を示す図である。
【図６】 上下に隣接するドット間の埋め順ファイルの例を示す図である。
【図７】 垂直に隣接する２つのドット間で着色セルの数を増加する様子を示す図である。
【図８】 図１に示す変更部の内部のブロック図である。
【図９】 図１に示す変更部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 図４に示す応答性データを作成する応答性データ作成部の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】 図４に示す応答性データの例を示す図である。
【図１２】 図４に示す応答性データの別の例を示す図である。
【図１３】 図４に示す応答性データの更に別の例を示す図である。
【図１４】 図４に示す応答性データの更に別の例を示す図である。
【図１５】 図４に示す応答性データの更に別の例を示す図である。
【図１６】 図４に示す応答性データの更に別の例を示す図である。
【図１７】 網点形状が楕円の場合の図４に示す応答性データの置き換えパターンを示す図である。
【図１８】 図１に示す変更部の別の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】 図４に示す画像形成方法の効果を説明する図である。
【図２０】 本発明の画像形成方法を実行するカラー画像形成装置の概略側面断面図である。
【図２１】 図２０に示すカラー画像装置の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ カラー画像形成装置
１１０ プリンタコントローラユニット
１９０ エンジン
２００ａ−ｄ 画像形成ユニット
Claims (5)
- 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、
前記網点の濃度に対応する個数の着色セルの、前記網点を構成するドット内における配置を、予め作成されたパターンを利用して決定するステップを有し、
前記パターンは、前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数を増加する場合に、前記網点を構成するドットの任意のドットが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数の隣接する前記着色セルを有するように、前記着色セルの配置を規定していることを特徴とする画像形成方法。 - 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、
前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、
前記第１のパターンが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを有するために印刷できないパターンに一致するかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップによって前記印刷できないパターンに一致すると判断された前記第１のパターンを前記画像形性装置が印刷可能な最小幅以上の個数の前記着色セルを有する第２のパターンに置き換えるステップとを有することを特徴とする画像形成方法。 - 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を構成する網点に対して一又は複数のドットを割り当て、前記網点の濃度を前記網点を構成するドット内の着色セル数で表現する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、
前記網点を構成するドット内で前記着色セルの個数別の前記着色セルの配置を規定する第１のパターンを生成するステップと、
前記第１のパターンが、前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを有するドットを有するかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップが有すると判断した場合に、前記画像形性装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルが前記画像形性装置が印刷可能な最小幅以上の個数になるように、前記着色セルの配置を変更するステップとを有することを特徴とする画像形成方法 - 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、
隣接する２つのドット内で着色セル数を順次増加する際に、一方のドット内で前記画像を印刷する画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルが存在する場合には、他方のドット内の前記着色セルを移動して前記一方のドット内の前記着色セルに隣接して配置することによって前記２つのドット内のセルが共に前記画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数になるかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップが前記画像形成装置が印刷可能な最小幅以上の個数になると判断した場合には、前記他方のドット内の前記セルを移動するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。 - 各々複数の領域としてのセルに分割された複数のドットからなり、前記セルの閾値を規定するマトリックスを利用して、印刷すべき画像を表す多値のデータを濃度に応じた面積のドットパターンに変換する面積階調処理を利用した画像形成方法であって、
前記ドット内で着色されるべき前記セルを順次増加した場合の前記画像を印刷する画像形成装置の入出力特性を取得するステップと、
一又は複数の前記ドットに含まれる前記セルを着色する場合の順番を規定する埋め順ファイルを生成するステップと、
前記取得ステップによって得られる前記画像形成装置の入出力特性から得られる前記画像形成装置が印刷可能な最小幅未満の個数の前記着色セルを含む第１のパターンと、前記最小幅以上の個数の前記着色セルを含み、当該第１のパターンが置き換えられるべき第２のパターンとを生成するステップと、
前記埋め順ファイルが規定する着色セルの個数に対応するパターンの中に存在する第１のパターンを対応する第２のパターンに置換して前記埋め順ファイルを補正するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。
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