JP5187371B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
より好ましくは、選択手段は、切替後のパターンとして、隣接する第1の領域間の距離が、スクリーンパターンの切り替えを境に階調値が高い側の方が低い側に比べて大きくなるように、第3のパターンのスクリーンを選択する。
好ましくは、白細線の再現性を黒細線の再現性よりも優先する場合、算出手段は、スクリーンにおける隣接する第2の領域の間隔を算出し、選択手段は、複数のスクリーンのうちの入力画像の階調値に対応したスクリーンの第2の領域の間隔が最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを第3のパターンとする。
好ましくは、選択手段は、複数のスクリーンの中から入力画像の階調値に対応した、ラインパターンを有するスクリーンを選択し、選択したスクリーンの第1の領域と第2の領域とのうち一方の領域について、隣接する当該領域の間隔が最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを第3のパターンとし、複数のスクリーンの中から入力画像の階調値に対応したスクリーンであって第2のパターンのスクリーンを選択する。
本発明の他の局面に従うと、画像形成方法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電子写真方式の画像形成方法であって、複数のスクリーンの各々は、トナーを付着するべき領域である第1の領域とトナーを付着するべきでない領域である第2の領域とが定められたパターンを含み、記憶装置から、第1の領域と第2の領域とのうち一方の領域について隣接する当該領域の間隔の、当該条件に対応した画像形成装置において形成可能な最小値を読み出すステップと、スクリーンにおける細線の幅を算出するステップと、複数のスクリーンのうちの入力画像の階調値に対応した、第1のパターンとしてドットパターンを有するスクリーンの一方の領域についての隣接する当該領域の間隔が上記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを第2のパターンとしてラインパターンに切り替え、複数のスクリーンの中から入力画像の階調値に対応したスクリーンであって第2のパターンとしてラインパターンのスクリーンを選択するステップと、選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行するステップとを備える。
好ましくは、選択するステップでは、さらに、ラインパターンを有するスクリーンの領域の間隔が最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを第3のパターンとして白抜きドットパターンに切り替え、複数のスクリーンの中から入力画像の階調値に対応したスクリーンであって第3のパターンとしての白抜きドットパターンのスクリーンを選択する。
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。以下の例では、モノクロ機の複合機であるものとするが、本発明に関する画像形成装置はモノクロ機に限定されず、2色以上のカラー機や4色以上のトナーを用意したフルカラー機でもよい。
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。
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。
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6や図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。
本願発明者らは、画像形成装置MFPで不得意な極細線や白抜き細線の太さがどの程度かを把握するため、画像形成装置MFPで図10に示された太さの異なる黒細線と白細線とが混在するパターンを作像し、安定して再現できる太さを調査した。図12は、本願発明者らによる調査結果を表わした図である。
入力画像が、たとえば低階調値から高階調値へ連続的に変化する画像であったり、たとえば白細線が多く含まれる画像のような低階調度の領域の再現が調度領域の領域の再現よりも優先される画像であったりする場合、再現可能な最小のライン幅Lは白細線の太さから決定される。そこで、細線の再現性に影響する条件に応じた図12の特性を参照して、細線の再現性に影響する条件がたとえば「低温・低湿」環境、「通常」の帯電量、および「新品」である場合、白細線の太さに着目した場合の再現可能な最小のライン幅Lは50μmであると特定される。従って、この場合、画像形成装置MFPでは50μmをしきい値として、白細線の太さdが該しきい値を下回ったところをスクリーンの切り替え位置とする。
入力画像が、たとえば高階調値から低階調値へ連続的に変化する画像であったり、たとえば黒細線が多く含まれる画像のような高階調度の領域の再現が低階調度領域の領域の再現よりも優先される画像であったりする場合、再現可能な最小のライン幅Lは黒細線の太さから決定される。そこで、細線の再現性に影響する条件に応じた図12の特性を参照して、細線の再現性に影響する条件がたとえば「低温・低湿」環境、「通常」の帯電量、および「新品」である場合、黒細線の太さに着目した場合の再現可能な最小のライン幅Lは40μmであることがわかる。従って、この場合、画像形成装置MFPでは40μmしきい値として、黒細線の太さdが該しきい値を下回ったところをスクリーンの切り替え位置とする。
なお、電子写真では露光装置において、レーザ走査やLEDを多数並置させて潜像を形成するものが一般的であるため、図12に示された調査結果は、用いた画像形成装置が同じ画像形成装置であっても、その細線を作像する方向によって再現性の結果が異なる場合がある。細線を作像する方向、つまりスクリーン角度θは、再現モードから特定される。従って、好ましくは、本実施の形態に従う画像形成装置MFPはスクリーン角度θごとの図12に示されたような再現性の特定を記憶する。そして、画像形成装置MFPは、再現モードからスクリーン角度θを特定して用いる特性を読み込んで該特性から再現可能な最細ライン幅Lを特定する。再現対象の階調における細線の太さdが特定された再現可能な最細ライン幅Lを下回ったときにドットスクリーンとラインスクリーンとを切り替えるようにすることで、さらに再現性を向上させることができる。
図14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20のハードウェア構成を示す模式図である。
図15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20における制御構造を示すブロック図である。
図16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。このフローチャートは、代表的に、制御部20のCPU102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。
上の例では、予めスクリーンを切り替える位置に相当する階調値のしきい値Th1〜Th4が決定されており、再現する所定単位領域ごとに階調値としきい値とを比較することでスクリーンパターンを決定するものとしている。
Claims (19)
- 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、トナーを付着するべき領域である第1の領域とトナーを付着するべきでない領域である第2の領域とが定められたパターンを含み、
前記第1の領域と前記第2の領域とのうち一方の領域について隣接する当該領域の間隔の、形成可能な最小値を記憶するための記憶手段と、
前記スクリーンにおける前記一方の領域についての隣接する当該領域の間隔を算出するための算出手段と、
前記複数のスクリーンのうちの入力画像の階調値に対応した、第1のパターンとしてドットパターンを有するスクリーンの前記領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを第2のパターンとしてラインパターンに切り替え、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応したスクリーンであって前記第2のパターンとしてラインパターンのスクリーンを選択するための選択手段と、
前記選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行するための作像手段とを備える、画像形成装置。 - 前記記憶手段は、前記形成可能な最小値として、白細線の再現に対応する第1の最小値と、黒細線の再現に対応する第2の最小値とを記憶する、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記選択手段は、切替後のパターンとして、隣接する前記第1の領域間の距離が、前記スクリーンパターンの切り替えを境に階調値が高い側の方が低い側に比べて大きくなるように、前記第2のパターンのスクリーンを選択する、請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 白細線の再現性を黒細線の再現性よりも優先する場合、
前記算出手段は、前記スクリーンにおける隣接する前記第2の領域の間隔を算出し、
前記選択手段は、前記複数のスクリーンのうちの入力画像の階調値に対応したスクリーンの前記第2の領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを前記第2のパターンとする、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記入力画像の階調値の増加に伴って前記選択手段で選択されたドットパターンを有するスクリーンの前記第2の領域の間隔の最小値が減少して前記最小値に達すると、前記選択手段はスクリーンのパターンをラインパターンとし、前記複数のスクリーンのうちの前記入力画像の階調値に対応したラインパターンを有するスクリーンを選択する、請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記入力画像の階調値の増加に伴って前記選択手段で選択されたラインパターンを有するスクリーンの前記第2の領域の間隔の最小値が減少して前記最小値に達すると、前記選択手段はスクリーンのパターンをドットパターンとし、前記複数のスクリーンのうちの前記入力画像の階調値に対応したドットパターンを有するスクリーンを選択する、請求項4または5に記載の画像形成装置。
- 黒細線の再現性を白細線の再現性よりも優先する場合、
前記算出手段は、前記スクリーンにおける隣接する前記第1の領域の間隔を算出し、
前記選択手段は、前記複数のスクリーンのうちの入力画像の階調値に対応したスクリーンの前記第1の領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを前記第2のパターンとする、請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記入力画像の階調値の減少に伴って前記選択手段で選択されたドットパターンを有するスクリーンの前記第1の領域の間隔の最小値が減少して前記最小値に達すると、前記選択手段はスクリーンのパターンをラインパターンとし、前記複数のスクリーンのうちの前記入力画像の階調値に対応したラインパターンを有するスクリーンを選択する、請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記入力画像の階調値の減少に伴って前記選択手段で選択されたラインパターンを有するスクリーンの前記第1の領域の間隔の最小値が減少して前記最小値に達すると、前記選択手段はスクリーンのパターンをドットパターンとし、前記複数のスクリーンのうちの前記入力画像の階調値に対応したドットパターンを有するスクリーンを選択する、請求項7または8に記載の画像形成装置。
- 前記選択手段は、前記第1の領域と前記第2の領域とのうち一方の領域について、隣接する当該領域の間隔が前記最小値に相当するパターンを有するスクリーンに対応した階調値をしきい値として、前記入力画像の階調値と前記しきい値とを比較してスクリーンパターンを決定し、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応したスクリーンであって前記決定されたパターンのスクリーンを選択する、請求項1〜9のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記選択手段は、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応した、前記第1のパターンを有するスクリーンを選択し、前記選択したスクリーンの前記第1の領域と前記第2の領域とのうち一方の領域について、隣接する当該領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを前記第2のパターンとし、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応したスクリーンであって前記第2のパターンのスクリーンを選択する、請求項1〜10のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記記憶手段は、前記形成可能な最小値を再現性に影響する条件ごとに記憶し、
再現性に影響する条件を取得し、当該条件に対応した前記形成可能な最小値を特定するための特定手段をさらに備える、請求項1〜11のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記記憶手段は、前記形成可能な最小値をスクリーン角度ごとに記憶し、
前記特定手段は、前記取得した再現性に影響する条件と前記スクリーン角度とに対応する前記再生可能な最小値を特定する、請求項12に記載の画像形成装置。 - 前記選択手段はさらに、ラインパターンを有するスクリーンの前記領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを第3のパターンとして白抜きドットパターンに切り替え、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応したスクリーンであって前記第3のパターンとしての白抜きドットパターンのスクリーンを選択する、請求項1〜13のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記選択手段は、切替後のパターンとして、隣接する前記第1の領域間の距離が、前記スクリーンパターンの切り替えを境に階調値が高い側の方が低い側に比べて大きくなるように、前記第3のパターンのスクリーンを選択する、請求項14に記載の画像形成装置。
- 白細線の再現性を黒細線の再現性よりも優先する場合、
前記算出手段は、前記スクリーンにおける隣接する前記第2の領域の間隔を算出し、
前記選択手段は、前記複数のスクリーンのうちの入力画像の階調値に対応したスクリーンの前記第2の領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを前記第3のパターンとする、請求項14または15に記載の画像形成装置。 - 前記選択手段は、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応した、ラインパターンを有するスクリーンを選択し、前記選択したスクリーンの前記第1の領域と前記第2の領域とのうち一方の領域について、隣接する当該領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを前記第3のパターンとし、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応したスクリーンであって前記第2のパターンのスクリーンを選択する、請求項14〜16のいずれかに記載の画像形成装置。
- 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方法であって、
前記複数のスクリーンの各々は、トナーを付着するべき領域である第1の領域とトナーを付着するべきでない領域である第2の領域とが定められたパターンを含み、
記憶装置から、前記第1の領域と前記第2の領域とのうち一方の領域について隣接する当該領域の間隔の、当該条件に対応した前記画像形成装置において形成可能な最小値を読み出すステップと、
前記スクリーンにおける細線の幅を算出するステップと、
前記複数のスクリーンのうちの入力画像の階調値に対応した、第1のパターンとしてドットパターンを有するスクリーンの前記一方の領域についての隣接する当該領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを第2のパターンとしてラインパターンに切り替え、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応したスクリーンであって前記第2のパターンとしてラインパターンのスクリーンを選択するステップと、
前記選択されたスクリーンを用いて画像形成を実行するステップとを備える、画像形成方法。 - 前記選択するステップでは、さらに、ラインパターンを有するスクリーンの前記領域の間隔が前記最小値よりも小なるときに、スクリーンパターンを第3のパターンとして白抜きドットパターンに切り替え、前記複数のスクリーンの中から前記入力画像の階調値に対応したスクリーンであって前記第3のパターンとしての白抜きドットパターンのスクリーンを選択する、請求項18に記載の画像形成方法。
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