(57)【要約】【課題】  従来は、主走査方向に領域分割して、副走査の補正量を決めていた。しかしながら、特にローコスト機種においては画素単位の階調再現が弱く、副走査の位相によっては細線などが滲む問題が発生した。【解決手段】  本発明は、ポリゴン面倒れを画像処理により補正するデジタル・レジ補正において、視覚上、細線の滲みが少なく、かつ色ずれも最小限に抑えること特徴とする。本発明は、視覚上、色によりにじみ等が認知されにくい色はライン全域で補正、認知されやすい色は部分補正と使い分けることで細線の太さの均一性と色ズレの両方の特性が良好な画質をローコストで提供することを可能とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１方向に走査して少なくとも１ライン以上の像を形成する第１の走査手段と、
２次元画像形成のため、第１の走査手段と垂直方向の走査効果を得る第２の走査手段と、
第１の走査手段の理想的な走査との少なくとも垂直方向の誤差特性を保存する特性記憶手段と、
複数ラインの画像を記憶する画像記憶手段と、
１走査期間内に画像記憶手段から読み出すラインを切替えるライン選択手段と、
ライン選択手段の出力を補間する補間手段とを有し、
特性記憶手段に従い、ライン選択手段と、補間手段のパラメータを制御して、
第１の走査手段の理想的な走査との誤差を減少する画像形成装置において、
複数の色の重ね合わせてカラー画像を得ると共に、
少なくとも１つの色において、ラインの全域に渡って補正処理をして、
他の色はラインの中の部分的な補正処理をすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
補正方法が線形補間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
第１の走査手段はポリゴンミラーを用いたものであって、
走査の誤差は、ポリゴン回転軸の傾きによる誤差を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、
全域の補正をする対象の色はYellowであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真システムなどにおいて複数の感光ドラム、及びビーム走査系を用いて色を重ね、カラー画像を得る画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディジタル複合複写機において、特にローエンド製品においては省スペースがより重視される傾向にある。省スペースを実現する光学系の手段として、斜入射方式がある。図４に示すように、潜像のための発光素子と、潜像を保持する感光ドラムと、ビーム走査のためのポリゴンミラーを高さ位置を変えて配置して、ビーム走査平面に対して斜入射する。この方式において、ポリゴン面の中央と端では、中心位置から異なる距離ａ，ｂを持つ。中心位置の差異に起因して、感光ドラムに照射される位置は高さ方向に変動する。図３の点線は理想的な走査の経路を示し、実線が高さ変動の影響を受けた走査の経路を示している。斜入射方式においては、この高さ変動をキャンセルするために、ビーム経路上に補正レンズを配置して、走査位置に応じて高さ方向に屈折する率を変えて変動分をキャンセルして高画質を実現している。しかしながら、補正レンズの加工、精度の確保や、光学系を所望の状態を実現するための調整工程に時間がかかり、すべて製造コストへ影響していた。また、斜入射以外のポリゴンの回転軸に垂直に入射する方式においても、高さ方向の変動が発生し得る。図７（ａ）は理想的な光学系で、回転軸から面までの距離によらず、感光面に対して、一定の高さに照射される。図７（ｂ）は、わかりやすさのため、極端に示しているが、回転軸に取り付け誤差が含まれている様子を示す。この場合、斜入射と同様に、感光面上に走査位置により高さ変動が生じ、画質への影響がある。特にハイエンドの機種においては、こうした誤差も問題となる。
【０００３】
以上の走査の湾曲に対応する技術として、ディジタル的な補正方法が考案されている。図５の感光ドラムにおいて、点線が理想的な走査軌道であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の実線が理想の走査軌道の±０．５ライン以内を通過する実際の走査の軌道を示す。両端はもっとも（Ａ）に近く、中央部は（Ｃ）が近い。従って、走査の領域に応じて、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｂ）→（Ａ）の順に乗り換えて、理想の走査線上に打つ画像データを出力する。過去の提案として、特許文献１〜特許文献３が挙げられる。また、±０．５ライン以内のずれは走査軌道に垂直な副走査の方向の補間を用いて、軌道を補正する。光学的な補正と、副走査方向の補正を組み合わせた提案として、特許文献４が挙げられる。
【０００４】
しかしながら、副走査方向の補間を用いる方法では、補間により位相をシフトすることが電子写真の特性上、難易度の高い技術である。特にローコスト製品においては微小ドットの階調再現の乏しさから細線の太さの均一性が損なわれ易い傾向にある。図6は、その様子を示したもので、四角がＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）による1ドットを示し、（ａ）は理想的な1ドット幅の細線である。（ｂ）は、補間処理をしない補正だが、ラインを乗り換えた部分の弊害として、ジャギーが目立つ細線となる。（ｃ）は、走査の湾曲を補正したものであり、中央の補間による補正部分の太さが均一に再現しにくい。このため、（ｄ）に示すように、補間による補正範囲を最小限の区間にすることで、ジャギーがなく、細線の均一性もある画質を達成する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−０５０１７６号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４０１１号公報
【特許文献３】特開２００３−２７６２３５号公報
【特許文献４】特開２００３−１８２１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
背景となる技術の項で示した補正方式を、概念的にグラフで表すと、図８のようになる。（ａ）は補正すべき曲線と、ライン単位で補正した関係を示す。（ｂ）は、ライン単位補正と補正曲線との差分であり、補間処理による対応が必要な誤差成分である。（ｃ）は、ラインの乗換え近傍のみ部分補正の曲線を示す。部分補正により、細線の太さの不均一を防止する一方で、（ｄ）に示す誤差が変化点から離れた部分で発生する。例えば、電子写真の色空間形成の基本的な色であるＹ（Yellow）、Ｍ（Magenda）Ｃ（Cyan）、及びＫ（Blacｋ）の再現においては弊害がなくとも、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）など重ね合わせによる色再現が必要な場合、色ずれの量が問題となる。仮に、（ａ）〜（ｄ）をＣｏｌｏｒＡを示すとして、ＣｏｌｏｒＢが逆の補正曲線（ｅ）を持っているとする。このとき、同様に部分補正による残りの位置ずれ量は（ｆ）で示すように、ＣｏｌｏｒＡと逆方向に色ずれが発生する。従って、２色間の色ずれ量は、各色のずれの最大２倍になることがわかる。本発明の課題は、部分補正の影響で、２色間の色ずれ量が大きくなり、色ムラや２次色の発生を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、１方向に走査して少なくとも１ライン以上の像を形成する第１の走査手段と、２次元画像形成のため、第１の走査手段と垂直方向の走査効果を得る第２の走査手段と、第１の走査手段の理想的な走査との少なくとも垂直方向の誤差特性を保存する特性記憶手段と、複数ラインの画像を記憶する画像記憶手段と、１走査期間内に画像記憶手段から読み出すラインを切替えるライン選択手段と、ライン選択手段の出力を補間する補間手段とを有し、特性記憶手段に従い、ライン選択手段と、補間手段のパラメータを制御して、第１の走査手段の理想的な走査との誤差を減少する画像形成装置において、複数の色の重ね合わせてカラー画像を得ると共に、少なくとも１つの色において、ラインの全域に渡って補正処理をして、他の色はラインの中の部分的な補正処理をすることで色ずれ量を半減するものである。また、補正方法は副走査方向に対する線形補間やバイキュービック法などにより演算する。また、第１の走査手段はポリゴンミラーを用い、走査の誤差は、ポリゴン回転軸の傾きによるものを含めて補正する。また、全域の補正をする対象の色はYellowとして、全域補正による弊害を最小限にする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、少なくとも1色を全ラインに渡って走査の湾曲補正を微小の誤差範囲で行うために、他の色との相対的な色ずれが半減して良好な画質が得られる。また、請求項２記載の発明によれば、副走査の補間処理を線形補間するため、より簡易的なハードで補間処理が実現できる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明によれば、ポリゴンミラーを用いたシステムに適用することで、ポリゴンの取り付けの傾き調整などのコストを低減、あるいは０にできる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明によれば、全域に渡る補正をする対象となる色の種類をＹｅｌｌｏｗにすることで、視覚上の解像度が無いため、細線への弊害は感じにくく、一方で色ずれの少ない画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図
【図２】本発明の実施例のシステム構成
【図３】感光体上の主走査の軌道を示す図
【図４】レーザーの光路を示す図
【図５】感光体と走査軌道の補正の関係を示す図
【図６】補間処理による１画素以内の精度の補正を示す図
【図７】ポリゴンの回転軸の誤差による光路を示す図
【図８】補正曲線と誤差の関係を示すグラフ
【図９】本発明の実施例のディジタル回路システムのブロック図
【図１０】本発明のタイミング・チャート
【図１１】本発明の実施例のレーザー走査系の構成
【図１２】本発明の第２の実施例のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施例を4つの感光体をタンデムに配した4ドラム系のカラー複写機に適用した実施例１について説明する。図2は実施例１に係るカラー複写装置全体の概略構成図である。まず、図２を用いて、このカラー複写装置を構成するカラー画像読み取り装置（以下「カラースキャナー」という。）１及びカラー画像記録装置（以下「カラープリンター」という。）２の概略について説明する。
【００１３】
上記カラースキャナー１は、原稿１３の画像を照明ランプ１４、ミラー群１５A、B、C、及びレンズ１６を介してカラーセンサー１７に結像して、原稿のカラー画像情報を、例えばブルー（Ｂlue、以下Ｂという）、グリーン（Ｇreen、以下Ｇという）、レッド（Ｒed、以下Ｒという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。そして、このカラースキャナー１で得たＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号強度レベルをもとにして、画像処理部（図示なし）で色変換処理を行ない、ブラック（以下、Ｂｋという）、シアン（Ｃyan、以下Ｃという）、マゼンタ（Ｍagenta、以下Ｍという）、イエロー（Ｙellow、以下Ｙという）のカラー画像データを得る。
【００１４】
次に、図２のカラー画像記録装置２の概略について説明する。上記カラープリンター２では、各色のトナーに対し１つずつ設けられた書き込み光学ユニット２８M（マゼンタ用）、28Y（イエロー用）、28C（シアン用）、28K（ブラック用）で、カラースキャナー１からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿画像に対応した光書き込みを行ない、各色に設けられた感光体２１M(マゼンタ用)、2１Y（イエロー用）、2１C（シアン用）、2１K（ブラック用）に静電潜像を形成する。これら感光体21M、２１Y、21C、21Kは、矢印の如く反時計回転し、その回りには各々に、各色に設けられた帯電器２７M(マゼンタ用)、27Y（イエロー用）、27C（シアン用）、27K（ブラック用）、また、各色の感光体21M、２１Y、21C、21Kの周囲にはそれぞれM現像器２１３M、Ｃ現像器２１３C、Y現像器２１３Y、Bk現像器２１３Kが感光体21M、２１Y、21C、21Kへ現像器が接するよう配置される。また、中間転写体としての中間転写ベルト22及び各色に対する第１の転写手段としての第１転写バイアスブレード２17M（マゼンタ用）、217Y（イエロー用）、217C（シアン用）、217K（ブラック用）、図示していない駆動モータにより中間転写ベルト22を駆動する駆動ローラ220と、従動ローラ群219、237に張架されている。
【００１５】
上記それぞれの作像系における各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げ・撹拌するために回転する現像パドルなどで構成されている。
【００１６】
また、第2転写バイアスローラ２２１は、中間転写ベルト22の従動ローラ219に対向する位置に配置され、中間転写ベルト22に対して離接可能に駆動する離接機構が設けられている。
【００１７】
また、中間転写ベルト22の表面で従動ローラ237に対向する所定位置に、ベルトクリーニングユニット２２２が設けられている。このベルトクリーニングユニット２２２の接離動作タイミングは、プリントスタートから最終色の画像後端部のベルト転写が終了するまではベルト面から離間させておき、そして、その後の所定のタイミングに、接離機構(図示しない)によってベルト面に接触させてクリーニングを行う。
【００１８】
カラープリンター部において、まずマゼンタから画像形成が開始される。その後、中間転写ベルト22の回転速度に対し、感光体21Mと感光体21Cの位置のズレ分だけ遅れたタイミングでシアンの画像形成が開始され、次に中間転写ベルト22の回転速度に対し、感光体21Cと感光体21CYの位置のズレ分だけ遅れたタイミングでイエローの画像形成が開始され、次に中間転写ベルト22の回転速度に対し、感光体21Yと感光体21Kの位置のズレ分だけ遅れたタイミングでブラックの画像形成が開始される。
【００１９】
各色は、画像処理部で処理され、記録手段に格納されてある画像を読みだし、所定のタイミングからこの画像データに基づき、装置の各色の帯電器27M、27Y、27C、27Kで順次一様に帯電された各色の感光体21M、21Y、２１C、21Kに対してレーザ光による光書き込みが各色のレーザスキャナユニット28M、28Y、28C、28Kより行なわれ、順次潜像形成が始まる。以下、4ドラムの代表例としてマゼンタの画像形成について説明をおこなう。感光体21Mへのレーザの露光開始されるとM潜像の先端部から現像可能とすべく、M現像器２１３Mの現像スリーブが回転し、現像バイアスが印加される。そして以後、M潜像の現像動作を続け、潜像後端部がMの現像位置を通過した時点で、現像不作動状態にする。感光体21上に形成されたマゼンタの第1画像のトナー像は中間転写ベルト22へと第1転写バイアスブレード217Mにより、転写され、中間転写ベルト上に保持される。
【００２０】
これら一連の動作を他のイエロー、シアン、ブラックの各ユニットで順次行われ、各色の第1画像で形成されたフルカラーのトナー像が中間転写ベルト22上に形成される。
【００２１】
ここで実施例１におけるレーザスキャナユニット２８の構成図  図１１と共に説明する。発光素子アレー２８１は、４つの発光素子を持と、同時に４ラインを照射する。（Ｍ＝Ｎ＝４）発光素子アレー２８１をレンズ２８２を介してポリゴンモーター２８３に結合して回転する６面ポリゴンミラーの面に照射する。ポリゴンモーター２８３により、発光素子アレー２８１のレーザー光を１回転に６回走査するよう偏光する。偏光したレーザー光は、走査の始めでBeamDetect（以下BDと表記）検知素子２８６により検知され、各主走査ごとの露光開始のトリガーとなるBD信号を生成する。一方、中間転写体に設けた図示せぬHPセンサの信号を受け、その信号の立ち上がりエッジもしくは立下りエッジにポリゴンモーター２８３がBD信号に同期するように位相制御し、HPセンサの信号の立ち上がりエッジもしくは立下りエッジにより副走査方向の露光開始タイミングを得る。また、ｆθレンズ２８４により、端部の走査速度の補正をして、平面ミラー２８５により偏光して下部に配置された感光ドラム２１に照射する。
【００２２】
中間転写ベルト22上にフルカラーのトナー画像が形成されると、第2転写バイアスローラ221は中間転写ベルトに接する位置に離接機構により移動する。また、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト22上に形成される以前に出力する記録媒体は、カセット223から給紙ローラ224、搬送ローラ226、227,228を経由し、レジローラ225にて待機させておく。第2転写バイアスローラ221が中間転写ベルト22に接すると、中間転写ベルト22上のトナー像が記録媒体の所定の位置に転写されるように、レジローラ225がONし、記録媒体を第2転写バイアスローラ221へと送りこむ。第2転写バイアスローラでは、中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体へ転写するために、所定の転写バイアスが印加されており、これにより記録媒体へとトナー像が一括転写される。
【００２３】
以上のように転写された記録媒体は定着装置２５に搬送され、所定温度にコントロールされた上下の定着ローラでトナー像を融解定着して、高解像度のフルカラーコピーを得る。
【００２４】
なお、記録媒体へ転写後の中間転写ベルト22はクリーニングユニット２２２で表面をクリーニングされ、コピー動作を終了する。
【００２５】
次に、本発明のシステムの構成を図９を用いて説明する。カラースキャナー１から読み取られた画像信号は、読取系画像処理部９１が読取デバイスに依存するシェーディング補正などの画像処理をして、中央画像処理部９５に渡す。中央画像処理部９５は、画像メモリ９４に画像を格納して、ドラム間の距離を反映した適切なタイミングで出力系画像処理９６〜９９に画像信号を渡す。中央画像処理部９５は、外部インターフェース９３を介して、電話回線、ネットワークなどの外部入力データを送受信する。受信したデータがＰＤＬ（ＰａｇｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ）の場合、ＰＤＬ処理部９２が画像情報に展開する。出力系画像処理９６〜９９は、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色を画像処理して、レーザー出力に最適な処理、及び補正処理をする。
【００２６】
図1は、９６〜９９の内部ブロック図を示す。本実施例における、ラインのずれ幅は製造バラツキも含め、最大で２０ラインに及び、ラインバッファ１０１は想定される最大ズレ幅分のライン数と後段の補間処理演算に使用するためのライン分を保持する。ラインバッファ１０１は、１ライン転送されるごとに、一番最初に転送されたライン・データと入れ替えて最新の２０＋１ライン分を保持する。ライン・セレクタ１０２は、ライン・バッファの保持する全てのライン・データを受けて、補正量演算１０４に従い、選択して出力する。本実施例において、補間演算１０３は線形補間のため、ライン・セレクタ１０２は、補間位置近傍の２ラインを出力する。また、補正量演算１０４は、曲り特性メモリ１０６から次の補正位置と補正量を予め読み出す。そして、主走査カウンタ１０５の出力でライン内の位置を把握して、補正位置からの距離、補正量、ＣＰＵ９６１からの補正範囲の指示データから、各画素位置の補正量を出力する。補正量の単位はラインであり、残り誤差が０〜１ライン未満の範囲になるように補正量を決定して、ラインセレクタ１０１に渡す。また、残り誤差を線形補間の系数値として、補間演算１０３に渡す。
【００２７】
補正量演算１０４の動作をさらに詳細に、図１０を用いて示す。図１０は、タイミングチャートであり、１ラインの初めから画素ＩＤ１、２、３、…とカウントする。補正量（全域）の数値は、曲り特性メモリから読み出した数値であって、理想的な補正値と一致する。補正量（全域）の数値の整数部がラインセレクタ１０２の出力の一方のセレクトライン１から読み出されるラインの画像の中の位置を示す。また、セレクトライン２から読み出されるラインの画像の位置は、セレクトライン１の値に１を加算した値である。補正量（全域）の数値の小数部は、補間係数を示す。ＣＰＵ９６１は、出力系画像処理９６に対して、全域補正を指示して、補間係数（全域）の数値を選択して、補間演算１０３で補間処理をする。また、ＣＰＵ９６１は、出力系画像処理９７〜９９に対して、部分補正を指示して、補間係数（部分）の数値を選択して、補間演算１０３で補間処理をする。部分補正のパラメータは本実施例において、補間のポイントが図１０の範囲内において、画素ＩＤ６、１６を補正の中心と設定され、＋２画素〜−２画素の範囲を補正範囲と設定している。補正量（部分）の数値は、中心位置で小数部が０．５、補正範囲外までが均等に係数が遷移するよう演算される。従って、補間係数（部分）の補正範囲は、補正量（部分）の小数部で、補間係数として用いられる。
【００２８】
補間演算１０４において、補間係数をαとしたとき、次の式で演算を実施する。
【００２９】
出力＝ライン１×（１−α）＋ライン２×α
以上、本発明の実施例により、Ｙｅｌｌｏｗが、出力系画像処理９６で処理され、１ラインの全域を補正され、他の色が、出力系画像処理９７〜９９で処理されるために、部分処理を施され、Ｙｅｌｌｏｗと他色の色ずれが小さく抑えられ、かつ細線の太さの均一性も保たれて良好な画質が得られる。
【００３０】
本発明の第２の実施例は、基本的な処理は、第１の実施例と同様であるが、ＰＤＬ処理部９２や、画像メモリ９４の動作と、出力系画像処理の構成が異なる。ＰＤＬ処理部９２や、画像メモリ９４の読み出し動作は、第１の実施例のラインバッファ１０１、ライン・セレクタ１０２の動作をソフト的にエミュレートして２次元画像に展開している。従って、図１０のセレクトライン１のように、１ライン中に継ぎ接ぎのラインが組み合わされて、出力系画像処理９６〜９９に転送される。出力系画像処理９６〜９９は、本実施例において、図１２のブロック図で示され、入力のラインバッファ１２１において、１ライン分を保持して２ライン同時出力することで、第１の実施例の補間演算１０３と同じデータ、タイミングで画像データが受け渡される。
【００３１】
以上、本発明の第２の実施例により、ラインの選択をソフトウェアの展開時に実施するため、大量のラインバッファを持たなくて済み、ローコストなシステムの実現を可能とするものである。
【００３２】
本発明の実施例において、線形補間で補間処理したが、ハードウェア規模が許容される範囲でバイキュービックやその他の良好なフィルタ特性をもつ補間処理を選択しても良い。本実施例において、光学系の走査手段としてポリゴンミラーを用いたが、ガルバノ・ミラー、ＥＯ（電気光学素子）など、他の走査手段を用いても、同様の現象は発生することは、容易に想像がつく。従って、他の走査系に本発明を適用しても良い。また、本発明において、Ｙｅｌｌｏｗを全域の補正処理したが、出力する画像形成装置の特性など考慮して、他の色や複数の色を全域処理の対象としても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１  カラースキャナー
２  カラープリンター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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