(57)【要約】【課題】マルチビームのビーム間隔の変動による濃度ムラを減らす。【解決手段】画像形成装置は、各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正するビーム補正部と、各画素の補正後の階調値に応じて変調されたマルチビームにより感光体上を走査し、複数ラインの露光を並行して行う画像形成部と、を備え、ビーム補正部は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得る。【選択図】図７
2015100920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正するビーム補正部と、
各画素の補正後の階調値に応じて変調されたマルチビームにより感光体上を走査し、複数ラインの露光を並行して行う画像形成部と、を備え、
前記ビーム補正部は、各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正することを特徴とする、
画像形成装置。
【請求項２】
前記ビーム補正部は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得ることを特徴とする、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正係数は、前記隣接画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の少なくとも１つに対する重み付け係数と、を示し、
前記重み付け係数は、前記マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の設計上の位置との位置関係に応じて、前記ビーム位置ごとに決定されていることを特徴とする、
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記重み付け係数は、前記マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、画像の変倍によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の設計上の位置と、の位置関係に応じて決定され、
前記ビーム補正部は、前記重み付け係数を用いた前記階調補間処理により、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度ムラの補正と画像の変倍とを並行して行うことを特徴とする、
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ビーム補正部は、前記隣接画素がマルチビームの境界に接するオブジェクトのエッジである場合、前記補正係数が当該隣接画素の階調値を用いて各画素を重み付けるように修正された補正係数を用いることを特徴とする、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
各ビーム位置に対応する前記補正係数は、主走査方向の複数の位置に応じて複数決定され、
前記ビーム補正部は、各画素のビーム位置に対応する複数の補正係数から、各画素の主走査方向の位置に応じた補正係数を取得し、当該補正係数を用いて前記階調補間処理を行うことを特徴とする、
請求項２〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記補正係数は、複数の斜線画像が前記マルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを前記画像形成部により形成し、当該形成されたパターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項２〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記補正係数は、前記斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数の前記パターンを前記画像形成部により形成し、当該形成された各パターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ビーム補正部は、前記補正による濃度変化量が補正量に対して直線的に対応するように、補正後の階調値を階調補正処理し、当該階調補正処理により前記補正後の階調値に加算される補正値を、元の階調値と前記補正後の階調値との差に応じて調整することを特徴とする、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ビーム補正部は、前記階調補正処理後の階調値に、ノイズ値を加算する、
請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記ビーム補正部は、各画素又は各画素の前記隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の前記隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素の前記マルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置するか否かを判断し、判断結果に応じて、当該オブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行うことを特徴とする、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置する場合、隣接画素が前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を増加させることを特徴とする、
請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合、前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすことを特徴とする、
請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界に位置しない場合、前記階調補間処理により、前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすことを特徴とする、
請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置しない場合、隣接画素が前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を増加させることを特徴とする、
請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記ビーム補正部は、補正する画素の階調値に補正値を加算して、当該階調値を増減する補正を行い、
前記補正値は、複数の斜線画像が前記マルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを前記画像形成部により形成し、当該パターンを読み取ることにより測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記補正値は、前記斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数のパターンを前記画像形成部により形成し、当該形成された各パターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正する濃度ムラの補正方法であって、
各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正する工程を含むことを特徴とする濃度ムラの補正方法。
【請求項１９】
前記補正する工程は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得ることを特徴とする、
請求項１８に記載の濃度ムラの補正方法。
【請求項２０】
前記補正する工程は、各画素又は各画素の前記隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の前記隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素の前記マルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトの前記マルチビームの境界上に位置するか否かを判断し、判断結果に応じて、当該オブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行うことを特徴とする、
請求項１８に記載の濃度ムラの補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び濃度ムラの補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、画像データの各画素の階調値に応じて変調されたレーザービームにより、感光体上を走査して露光し、当該露光により形成された静電潜像を現像することによって、画像を形成している。
画像形成の高速化を図るため、複数のレーザービームを並行して走査し、１走査で複数ライン分の画像を形成する画像形成装置も知られている。このように並行して走査される複数のレーザービームは、マルチビームと呼ばれている。
【０００３】
マルチビームにより画像を形成する場合、各レーザービームの間隔が一定となるように、各レーザービームのビーム位置を正確に調整することが必要である（例えば、特許文献１参照）。しかし、調整精度には限界があり、各レーザービームのビーム位置のずれが画質に影響する場合がある。
【０００４】
例えば、副走査方向に数画素の幅を持つ主走査方向に長い水平線の画像を形成する場合、当該水平線を形成するレーザービームのビーム位置、特にマルチビームの境界付近のビーム位置がずれると、境界上に位置するか否かによって形成された水平線の濃度が変化し、元の線幅が再現されない場合がある。
また、表裏の画像の位置ずれを、数画素を挿入又は削除して、画像を微小に拡大又は縮小する変倍処理によって補正する場合、挿入又は削除する画素数によって、水平線を形成するレーザービームのビーム位置が変化することから、上述した水平線の濃度変化が濃度ムラとして視認されやすくなる。
【０００５】
このような濃度ムラを解消するため、従来は、マルチビームの境界付近で生じる濃度ムラに応じて、１番目とｎ番目のレーザービームの露光量を補正することが行われている（例えば、特許文献２参照）。
また、取り付け誤差による画像欠陥を補償できるように、発光素子の配置位置を一部重複させることも行われている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７２８１５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１５９０４号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５２７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２によれば、補正されるのは特定のビーム位置であり、さらに露光量の補正値が固定されているため、画像によっては解消される濃度ムラが部分的であり、不十分であった。
また、上記特許文献３によれば、発光素子を多く必要とするため、コストが上昇する。
【０００８】
本発明の課題は、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度ムラを減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、
各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正するビーム補正部と、
各画素の補正後の階調値に応じて変調されたマルチビームにより感光体上を走査し、複数ラインの露光を並行して行う画像形成部と、を備え、
前記ビーム補正部は、各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正することを特徴とする、
画像形成装置が提供される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得ることを特徴とする、
請求項１に記載の画像形成装置が提供される。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、
前記補正係数は、前記隣接画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の少なくとも１つに対する重み付け係数と、を示し、
前記重み付け係数は、前記マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の設計上の位置との位置関係に応じて、前記ビーム位置ごとに決定されていることを特徴とする、
請求項２に記載の画像形成装置が提供される。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、
前記重み付け係数は、前記マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、画像の変倍によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の設計上の位置と、の位置関係に応じて決定され、
前記ビーム補正部は、前記重み付け係数を用いた前記階調補間処理により、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度ムラの補正と画像の変倍とを並行して行うことを特徴とする、
請求項２に記載の画像形成装置が提供される。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、前記隣接画素がマルチビームの境界に接するオブジェクトのエッジである場合、前記補正係数が当該隣接画素の階調値を用いて各画素を重み付けるように修正された補正係数を用いることを特徴とする、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、
各ビーム位置に対応する前記補正係数は、主走査方向の複数の位置に応じて複数決定され、
前記ビーム補正部は、各画素のビーム位置に対応する複数の補正係数から、各画素の主走査方向の位置に応じた補正係数を取得し、当該補正係数を用いて前記階調補間処理を行うことを特徴とする、
請求項２〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、
前記補正係数は、複数の斜線画像が前記マルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを前記画像形成部により形成し、当該形成されたパターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項２〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
【００１６】
請求項８に記載の発明によれば、
前記補正係数は、前記斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数の前記パターンを前記画像形成部により形成し、当該形成された各パターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項７に記載の画像形成装置が提供される。
【００１７】
請求項９に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、前記補正による濃度変化量が補正量に対して直線的に対応するように、補正後の階調値を階調補正処理し、当該階調補正処理により前記補正後の階調値に加算される補正値を、元の階調値と前記補正後の階調値との差に応じて調整することを特徴とする、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
【００１８】
請求項１０に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、前記階調補正処理後の階調値に、ノイズ値を加算する、
請求項９に記載の画像形成装置が提供される。
【００１９】
請求項１１に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、各画素又は各画素の前記隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の前記隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素の前記マルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置するか否かを判断し、判断結果に応じて、当該オブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行うことを特徴とする、
請求項１に記載の画像形成装置が提供される。
【００２０】
請求項１２に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置する場合、隣接画素が前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を増加させることを特徴とする、
請求項１１に記載の画像形成装置が提供される。
【００２１】
請求項１３に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合、前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすことを特徴とする、
請求項１１に記載の画像形成装置が提供される。
【００２２】
請求項１４に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界に位置しない場合、前記階調補間処理により、前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすことを特徴とする、
請求項１１に記載の画像形成装置が提供される。
【００２３】
請求項１５に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置しない場合、隣接画素が前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を増加させることを特徴とする、
請求項１１に記載の画像形成装置が提供される。
【００２４】
請求項１６に記載の発明によれば、
前記ビーム補正部は、補正する画素の階調値に補正値を加算して、当該階調値を増減する補正を行い、
前記補正値は、複数の斜線画像が前記マルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを前記画像形成部により形成し、当該パターンを読み取ることにより測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
【００２５】
請求項１７に記載の発明によれば、
前記補正値は、前記斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数のパターンを前記画像形成部により形成し、当該形成された各パターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項１６に記載の画像形成装置が提供される。
【００２６】
請求項１８に記載の発明によれば、
各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正する濃度ムラの補正方法であって、
各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正する工程を含むことを特徴とする濃度ムラの補正方法が提供される。
【００２７】
請求項１９に記載の発明によれば、
前記補正する工程は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得ることを特徴とする、
請求項１８に記載の濃度ムラの補正方法が提供される。
【００２８】
請求項２０に記載の発明によれば、
前記補正する工程は、各画素又は各画素の前記隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の前記隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素の前記マルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトの前記マルチビームの境界上に位置するか否かを判断し、判断結果に応じて、当該オブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行うことを特徴とする、
請求項１８に記載の濃度ムラの補正方法が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度変化を抑えることができ、濃度ムラを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。
【図２】マルチビームを走査する露光部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】マルチビームにより形成される文字の例を示す平面図である。
【図４】ビーム間隔が一定のマルチビームにより形成される斜線画像の例を示す図である。
【図５】マルチビームのビーム間隔が狭くなり、部分的に濃度が低下する斜線画像を示す図である。
【図６】マルチビームのビーム間隔が広くなり、部分的に濃度が上昇する斜線画像を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係るビーム補正部が行う階調補間処理を表す図である。
【図８】第１の実施の形態に係るビーム補正部が行う階調補間処理を表す図である。
【図９】補正係数の決定に用いられる複数のパターンの例を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）図９に示す各パターンの拡大図である。
【図１１】線幅を異ならせて形成された斜線画像の線幅の測定値を示すグラフである。
【図１２】第１の実施の形態に係るビーム補正部が、階調補間処理により濃度ムラを補正する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）２画素幅の斜線画像から抽出された、副走査方向の位置が１画素ずつ異なる部分を示す。
【図１４】（ａ）図１３（ａ）に示す画像部分において修正された補正係数を示す。（ｂ）図１３（ｂ）に示す画像部分において修正されなかった補正係数を示す。（ｃ）図１３（ｃ）に示す画像部分に修正された補正係数を示す。
【図１５】補正係数を修正して階調補間処理を行う場合のビーム補正部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】主走査方向の位置によって変動するマルチビームの走査線を示す平面図である。
【図１７】ビーム位置に対応して、主走査方向の複数の位置ごとに決定された複数の補正係数を示す図である。
【図１８】画像の変倍と濃度ムラの補正を並行して行う階調補間処理を表す図である。
【図１９】ビーム補正後の階調補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】ビーム補正部により用いられる階調補正テーブルの例を示している。
【図２１】調整係数の決定に用いられる係数テーブルの例を示している。
【図２２】第２の実施の形態に係るビーム補正部が濃度ムラを補正する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】４画素幅の斜線画像を示している。
【図２４】隣接画素がエッジである画素の階調値を増やす補正が行われた斜線画像を示している。
【図２５】エッジである画素の階調値を減らす補正が行われた斜線画像を示している。
【図２６】複数の画素全体として中間調値に変換された斜線画像を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の画像形成装置及び濃度ムラの補正方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態の画像形成装置Ｇの構成を機能ごとに表した機能的ブロック図である。
画像形成装置Ｇは、図１に示すように、制御部１１、記憶部１２、操作部１３、表示部１４、通信部１５、画像生成部１６、画像処理部１７、画像形成部１８及び画像読取部１９を備えて構成されている。
【００３３】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。制御部１１は、記憶部１２に記憶されているプログラムを読み出し、当該プログラムに従って画像形成装置Ｇの各部を制御する。
例えば、制御部１１は、ジョブの設定に従い、画像生成部１６により生成された画像データを、画像処理部１７により画像処理させる。制御部１１は、画像処理後の画像データに基づき、画像形成部１８により用紙上に画像を形成させる。
【００３４】
記憶部１２は、制御部１１が読み取り可能なプログラム、ファイル等を記憶している。記憶部１２としては、例えばハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体を用いることができる。
【００３５】
操作部１３は、操作キー、表示部１４と一体に構成されたタッチパネル等を備え、これらの操作に応じた操作信号を制御部１１に出力する。ユーザーは、操作部１３により、ジョブの設定、処理内容の変更等の指示を入力することができる。
表示部１４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等であることができ、制御部１１の指示に従って操作画面等を表示する。
通信部１５は、制御部１１の指示に従い、ネットワーク上のコンピューター、例えばユーザー端末、サーバー、他の画像形成装置等と通信する。通信部１５は、例えばユーザー端末から送信されたＰＤＬ（Page Description Language）データを受信する。
【００３６】
画像生成部１６は、スキャナーを備え、当該スキャナーにより原稿面を読み取って得られたＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の各色の画像データを色変換して、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の各色の画像データを生成する。
また、画像生成部１６は、通信部１５により受信されたＰＤＬデータをラスタライズ処理して、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像データを生成する。
画像生成部１６は、スキャナーにより得られた画像データ又はＰＤＬデータを解析して、画像データの各画素の属性を示す属性データを生成することができる。属性としては、例えば文字、図形（円、線等）、写真等が挙げられる。
【００３７】
画像処理部１７は、階調補正部１７１、中間調処理部１７２及びビーム補正部１７３を備えている。
階調補正部１７１は、画像生成部１６により生成されたＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの画像データに、階調補正処理を施す。階調補正処理は、画像形成部１８により形成される画像の階調特性が目標とする階調特性と一致するように、画像データの各画素の階調値を補正する処理である。
【００３８】
中間調処理部１７２は、階調補正部１７１から入力された画像データに中間調処理を施す。中間調処理は、例えば誤差拡散処理、ディザマトリクスを用いたスクリーン処理等である。
なお、文字、線等の画像が２値である場合、ビーム補正部１７３による補正が特に有効であるが、これらの画像は、通常、中間調処理部１７２により中間調処理された前後で変化が無い。よって、属性データを画像データとともに入力し、属性データが文字又は図形の属性を示す画素は、中間調処理の対象外としてもよい。また、文字、線等の画像が多値である場合も同様にして中間調処理の対象外としてもよい。
【００３９】
ビーム補正部１７３は、中間調処理部１７２から入力された画像データの各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正する。
ビーム補正部１７３は、メモリーを備え、当該メモリー内にマルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数を保持する。ビーム補正部１７３は、ビーム位置ごとの補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得る。
【００４０】
画像形成部１８は、ビーム補正部１７３から入力されたＣ、Ｍ，Ｙ及びＫの各色の画像データに基づいて、用紙上に画像を形成する。
具体的には、画像形成部１８は、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの色ごとに露光部、感光体及び現像部を備えている。画像形成部１８は、露光部により画像データの各画素の階調値に応じて変調されたレーザービームを照射して感光体上を走査し、現像部により感光体上にトナーを供給して、感光体上に形成された静電潜像を現像する。画像形成部１８は、このようにして各色の感光体上に形成された画像を中間転写ベルト上に重ねて転写し、得られたカラー画像をさらに用紙上に転写する。画像形成部１８は、画像が転写された用紙を加熱及び加圧して定着処理する。
【００４１】
画像形成部１８は、マルチビームにより上記感光体の露光を行う。
図２は、マルチビームを走査する露光部の概略構成を示している。
露光部は、図２に示すように、レーザー光源部２０、コリメーターレンズ３１、スリット３２、シリンドリカルレンズ３３、ポリゴンミラー３４、ｆθレンズ３５、シリンドリカルレンズ３６、ミラー３７及びセンサー３８を備えて構成されている。
【００４２】
レーザー光源部２０は、８つの発光素子２１〜２８を備えている。レーザー光源部２０は、各発光素子２１〜２８を並行して発光させ、８つのレーザービームから構成されるマルチビームを照射する。コリメーターレンズ３１はマルチビームを平行光束に変え、スリット３２はマルチビームを所定のスポット径に整形する。その後、回転駆動されたポリゴンミラー３４が、感光体４０の表面を走査するようにマルチビームを偏向させる。ｆθレンズ３５は、偏向されたマルチビームを等速とし、シリンドリカルレンズ３６は等速にされたマルチビームを感光体４０の表面上に結像する。
【００４３】
各発光素子２１〜２８は、例えばレーザーダイオードである。各発光素子２１〜２８は、副走査方向に対して角度θで傾斜し、それぞれの間隔が均一となるように配置されている。副走査方向は、レーザービームが走査される主走査方向と直交する方向である。各発光素子２１〜２８の傾斜角度θを調整することにより、各発光素子２１〜２８により照射されるレーザービームのビーム間隔を調整し、副走査方向における画像の解像度を変更することができる。
【００４４】
図３は、８つのレーザービームから構成されるマルチビームにより、ＩＭＧの文字を形成する例を示している。
図３に示すように、黒色で表す各画素の位置において各発光素子２１〜２８を発光させて、マルチビームＭを主走査方向に２回走査すると、現像によってＩＭＧの文字が形成される。
【００４５】
画像読取部１９は、画像形成部１８により画像が形成された用紙面を読み取る。
画像読取部１９としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光学センサーが一次元状に配列されたカラーラインセンサー等を用いることができる。
【００４６】
上記画像形成装置Ｇにより画像を形成する際、画像の再現性を高めるためには、１つのマルチビーム内の各レーザービームのビーム間隔だけでなく、隣接するマルチビームのそれぞれにおいてビーム位置が同じレーザービームのビーム間隔も一致するように、各発光素子２１〜２８の配置位置を調整する必要がある。
例えば、図４に示すように、１つのマルチビームＭ内の各レーザービームのビーム間隔ｋ２を、マルチビームを構成するレーザービームの数８で乗じたビーム間隔と、各マルチビームＭのビーム間隔ｋ１とが一致していると、一定濃度の斜線画像を形成することができる。
【００４７】
しかし、マルチビームＭのビーム間隔ｋ１が狭くなると、図５に示すように、マルチビームＭを構成する各レーザービームのビーム間隔は変化しないが、マルチビームＭの境界を挟んで位置する２つのレーザービームが接近し、そのビーム間隔が相対的に短くなる。そのため、マルチビームＭの境界上に位置する画像部分の線幅が細くなり、濃度が低下する。
一方、マルチビームＭのビーム間隔ｋ１が広くなると、図６に示すように、マルチビームＭを構成する各レーザービームのビーム間隔は変化しないが、マルチビームＭの境界を挟んで位置する２つのレーザービームが離間し、そのビーム間隔が相対的に長くなる。そのため、各マルチビームＭの境界上に位置する画像部分の線幅が太くなり、濃度が上昇する。
形成される斜線画像が１つであれば、このような局所的な濃度変化は目立たないが、複数の斜線画像を一定間隔で形成したとき、局所的な濃度変化が一定周期で生じ、モアレのような濃度ムラとして観察されることがある。
【００４８】
画像形成装置Ｇは、ビーム補正部１７３により、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように、各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正する。
【００４９】
上述した濃度変化は、マルチビームのビーム間隔の変動によって、画像形成後の各画素の実際の位置が設計上の位置からずれていることによる。
ビーム補正部１７３は、各画素の設計上の位置からのずれに応じて、各画素と各画素の隣接画素間で階調値をシフトするように階調補間処理を行うことにより、各画素の補正後の階調値を得る。
【００５０】
具体的には、ビーム補正部１７３は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得る。
【００５１】
図７は、マルチビームの間隔が狭くなる場合に行われる階調補間処理の例を示している。
設計上、各画素は一定間隔で位置しているが、ビーム間隔が狭いマルチビームにより画像が形成されると、図７に示すように各画素の実際の位置が設計上の位置からずれる。なお、図７において、各画素の位置は各画素の中心位置を表す。
例えば、マルチビームにおけるビーム位置が２である画素２０２は、マルチビームにより形成されると、設計上の画素２０１及び画素２０２からの位置の比率がＷ１：Ｗ２となる位置にずれる。Ｗ１及びＷ２は、０．０〜１．０の範囲内にあり、Ｗ１＋Ｗ１＝１．０を満たす値である。
このような位置ずれによって、画素１０８及び２０１からなる２画素幅の線画像は、本来よりも狭いビーム間隔のレーザービームで描画されるため、線幅が細くなり、線画像の濃度が低下する。
【００５２】
ビーム補正部１７３は、上記位置の比率Ｗ１及びＷ２を重み付け係数として用い、画素２０２の階調値を重み付け係数Ｗ１により重み付け、画素２０１の階調値を重み付け係数Ｗ２により重み付ける。ビーム補正部１７３は、重み付けによりそれぞれ得られた階調値を加算して、補正後の画素２０２の階調値を得る。
これにより、各画素２０１及び２０２の設計上の位置に応じた濃度を再現することができる。
【００５３】
同様の階調補間処理を行って、各画素１０７、１０８及び２０１の補正後の階調値を得ると、図７に示すように画素１０７及び２０２において再現される濃度を上昇させることができる。線画像の線幅を拡大することができ、マルチビームのビーム間隔の狭小化による濃度低下を抑えて、濃度ムラを減らすことができる。
【００５４】
図８は、マルチビームのビーム間隔が広くなる場合に行われる階調補間処理の例を示している。
ビーム間隔が広くなる場合も、狭くなる場合と同様にして階調補間処理をすることにより、濃度ムラを減らすことができる。
ビーム間隔が広くなる場合、各画素１０８及び２０１からなる線画像は、本来よりも広いビーム間隔のレーザービームにより描画されるため、線幅が太くなる。再現される濃度が上昇するが、階調補間処理によって、図８に示すように各画素１０８及び２０１の階調値を減らすことができる。これによって、マルチビームのビーム間隔の拡大による濃度上昇を抑えることができ、濃度ムラを減らすことができる。
【００５５】
マルチビームのビーム位置によって位置ずれ量は固有であることから、重み付ける隣接画素の位置及び重み付け係数を示す補正係数をビーム位置ごとに決定することにより、各ビーム位置に応じた階調補間処理を行うことができる。
補正係数は、例えば隣接画素の位置を示す符号と、各画素及び各画素の隣接画素の重み付け係数Ｗ１及びＷ２と、の組み合わせであることができる。
例えば、副走査方向上側の隣接画素を負の符号で表し、副走査方向下側の隣接画素を正の符号で表すことができる。
重み付け係数Ｗ１及びＷ２は、上述のように、マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の隣接画素の設計上の位置との位置関係に応じて、ビーム位置ごとに決定される。重み付け係数Ｗ１及びＷ２は、加算すると定数１．０となり、いずれか一方から他方の重み付け係数が得られることから、補正係数は、各重み付け係数Ｗ１及びＷ２のうちの少なくとも１つを示していればよい。
【００５６】
例えば、図７において、画素２０２の位置が、マルチビームのビーム間隔の変動によって副走査方向上側に０．３画素ずれた場合、Ｗ１＝０．７、Ｗ２＝０．３である。補正係数により隣接画素の重み付け係数のみ示す場合、ビーム位置２における補正係数を、−０．３と表すことができる。
図７及び図８において、矢印はビーム位置ごとの補正係数を示している。矢印の向きは、重み付けに用いる隣接画素の位置を示しており、矢印の長さは、各画素の隣接画素に対する重み付け係数Ｗ２を表している。
【００５７】
上記補正係数は、複数の斜線がマルチビームのビーム間隔の整数倍で配置されたパターンを、画像形成部１８により形成し、当該形成されたパターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定することができる。
【００５８】
図９は、補正係数の決定に用いられるパターンの一例として、３つのパターンｆ１〜ｆ３を示している。各パターンｆ１〜ｆ３は、図９に示すように、複数の斜線画像がマルチビームを構成するレーザービーム数の整数倍間隔で配置されている。
パターンｆ１は、図１０（ａ）に示すように、斜線画像の線幅ｈ１が４画素、間隔ｈ２が８画素である。
パターンｆ２は、図１０（ｂ）に示すように、斜線画像の線幅ｈ１が５画素、間隔ｈ２が８画素である。
パターンｆ３は、図１０（ｃ）に示すように、斜線画像の線幅ｈ１が７画素、間隔ｈ２が１６画素である。
【００５９】
いずれか１つのパターンにより線幅又は線の濃度を測定しても補正係数を決定することができるが、各パターンｆ１〜ｆ３を用いて線幅及び間隔が異なる複数の斜線画像の線幅又は濃度を測定することにより、より正確な濃度変化を比較的容易に特定することができ、好ましい。また、線の濃度を測定した場合、高い解像度で読み取りを行うことなく、補正係数を決定することができ、好ましい。なお、線の濃度は、線を含む所定領域の平均階調値として読み取ることにより測定できるが、これに限られるものではなく、線の全体的な濃度を測定する一般的な手法を用いてもかまわない。
【００６０】
補正係数の決定時、ビーム補正部１７３による階調補間処理を行わずに、画像形成部１８により各パターンｆ１〜ｆ３を形成し、濃度が上昇するか低下するか、濃度変化の傾向を特定する。
特定された濃度変化の傾向に基づいて各ビーム位置の補正係数を設定し、ビーム補正部１７３により、当該補正係数により各パターンｆ１〜ｆ３の階調補間処理を行う。次に、画像形成部１８により各パターンｆ１〜ｆ３を形成し、形成された各パターンｆ１〜ｆ３を画像読取部１９により読み取る。読み取られた各斜線画像の線幅又は濃度を測定する。以上の処理を、補正係数を変更しながら繰り返し、測定された線幅又は濃度が元の斜線画像の線幅ｈ１又は濃度と一致するときの補正係数を、階調補間処理に用いる補正係数として決定する。
【００６１】
なお、上述のように補正係数を変更しながら濃度変化が小さくなる補正係数を探索してもよいが、あらかじめ想定されるパターンごとにいくつかの補正係数を用意し、そのなかで最も濃度変化が小さくなる補正係数を選択するようにしてもよい。例えば、マルチビームのビーム間隔が、各レーザービームのビーム間隔に一致しているパターンに対しては、１つの補正係数（値が０の補正係数）を用意し、マルチビームのビーム間隔が狭い場合及び広い場合に対して３つの補正係数を用意し、そのうち濃度変化が最も小さくなる補正係数を選択すればよい。
【００６２】
図１１は、マルチビームのビーム間隔を広げて、斜線画像の線幅を２画素から１２画素まで異ならせた複数のパターンを用紙上に形成し、各パターンの斜線画像の線幅を測定した結果を示している。線幅は、斜線画像の副走査方向上側のエッジがマルチビームの各ビーム位置１〜８に位置するときにそれぞれ測定され、図１１においては各測定値を１画素の線幅を基準とする相対値として表している。ビーム位置を表す番号１〜８は、副走査方向上側のビーム位置から順に、１、２、…８と割り当てられている。
図１１に示すように、斜線画像が境界上に位置すると、斜線画像の線幅が太くなり、濃度が上昇する傾向を示している。斜線画像の線幅によって、特有の濃度変化のパターンがあることが分かる。
【００６３】
補正係数の決定時には、各パターンｆ１〜ｆ３について測定された線幅を、図１１に示す線幅の測定値と照合することにより、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度変化であるか否かを判断することができる。線幅が一致しない場合、マルチビームのビーム間隔の変動以外の他の要因によって生じた濃度変化である。よって、線幅が一致する場合のみ、測定された濃度に基づいて補正係数を決定することにより、他の要因による濃度ムラを排除して補正係数を決定することができ、補正精度が向上する。
【００６４】
図１２は、ビーム補正部１７３が、画像データに対して上述した階調補間処理を実行する際の処理手順を示している。
図１２に示すように、ビーム補正部１７３は、画像データの各画素のうちの１画素を注目画素として入力する。ビーム補正部１７３は、マルチビームを構成する８つのレーザービームのビーム位置１〜８のうち、注目画素に対応するレーザービームのビーム位置を特定する(ステップＳ１１)。
【００６５】
ビーム補正部１７３は、特定されたビーム位置に対応する補正係数を取得する(ステップＳ１２)。
上述のように、補正係数は、マルチビームにおけるビーム位置１〜８ごとにあらかじめ決定され、ビーム補正部１７３内のメモリーに保持されている。ビーム補正部１７３は、当該メモリーから注目画素のビーム位置に対応する補正係数を取得することができる。
【００６６】
次に、ビーム補正部１７３は、注目画素の階調値と、注目画素の副走査方向上側又は下側の隣接画素の階調値と、を取得する(ステップＳ１３)。副走査方向上側又は下側のいずれの隣接画素の階調値を取得するかは、補正係数の符号により決定することができる。
【００６７】
ビーム補正部１７３は、取得した各階調値を、補正係数を用いて階調補間処理し、注目画素の補正後の階調値を決定する(ステップＳ１４)。
例えば、補正係数が−０．３であった場合、ビーム補正部１７３は、注目画素の階調値に０．７を乗算して重み付け、注目画素の副走査方向上側の隣接画素の階調値に０．３を乗算して重み付ける。ビーム補正部１７３は、重み付けにより得られたそれぞれの階調値を加算して、注目画素の補正後の階調値を得る。
【００６８】
ビーム補正部１７３は、全画素の補正が終了していなければ(ステップＳ１５；Ｎ)、注目画素の位置を１画素シフトして(ステップＳ１６)、ステップＳ１１に戻り、上述したステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を繰り返す。
全画素の補正が終了すると(ステップＳ１５；Ｙ)、本処理を終了する。
【００６９】
以上のように、第１の実施の形態によれば、画像形成装置Ｇは、各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正するビーム補正部１７３と、各画素の補正後の階調値に応じて変調されたマルチビームにより感光体上を走査し、複数ラインの露光を並行して行う画像形成部１８と、を備え、ビーム補正部１７３は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得る。
【００７０】
これにより、マルチビームのビーム間隔の変動によって、各画素が設計上の位置からずれた場合でも、各画素の設計上の位置に応じた濃度を再現することができる。マルチビームのビーム間隔の変動による濃度変化を抑えることができ、濃度ムラを減らすことができる。
【００７１】
〔変形例１−１〕
上述したように、マルチビームのビーム間隔の変動に起因する濃度変化は、オブジェクトが各マルチビームの境界上に位置している場合に生じる。オブジェクトとは、文字、図形、写真等の前景となり得る画像である。そのため、マルチビームの境界上に位置しないオブジェクトは、本来濃度ムラの補正が不要である。しかし、階調補間処理は全画素を対象とするため、不要な補正が行われる場合がある。
【００７２】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、２画素幅の斜線画像から、副走査方向の位置が１画素ずつ異なる部分を抽出して示している。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）において、左側の円は補正前の斜線画像の各画素を表し、右側の円は補正後の斜線画像の各画素を表す。また、矢印は各画素のビーム位置に対応する補正係数を表す。
マルチビームの境界上に位置する斜線画像は、マルチビームのビーム間隔が広がると、当該斜線画像の濃度が上昇し、濃度ムラが発生する。よって、図１３（ｂ）に示すように階調値を減らす階調補間処理は、濃度ムラを減らすことができ、有効である。
一方、マルチビームの境界に接する斜線画像は、マルチビームのビーム間隔の拡大による濃度変化が無い。そのため、濃度ムラの補正が不要であるが、階調補間処理によって、図１３（ａ）及び図１３（ｃ）に示すように各画素１０７及び２０２の階調値が減らされ、斜線画像の濃度が低下してしまう。
【００７３】
このような不要な補正を避けるため、隣接画素がマルチビームの境界に接する斜線画像等のオブジェクトのエッジである場合、図１４（ａ）及び図１４（ｃ）に示すように、画素２０１及び１０８の補正係数を、当該境界を介して隣接する画素１０８及び２０１の階調値をそれぞれ用いて重み付けが行われるように、修正する。これにより、画素２０１及び１０８の濃度を上昇させることができ、斜線画像全体として濃度低下を抑えることができる。
斜線画像等のオブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合は、通常の補正係数でよいので、図１４（ｂ）に示すように、補正係数は修正しない。
【００７４】
補正係数の修正は、単純に画素２０１及び１０８の符号を逆転させる修正であってもよい。また、符号を逆転させるとともに、各隣接画素１０８及び２０１に対する重み付け係数を、階調補間処理によって階調値が増減する画素１０７及び２０２に対する重み付け係数に代える修正であってもよい。また、斜線画像がマルチビームの境界に接する場合に、補正係数の連続性が保たれるように、補正係数を調整できるのであれば、通常の補正係数とは別に修正用の補正係数を保持して、選択的に利用できるようにしてもよい。
【００７５】
図１５は、補正係数を修正する場合のビーム補正部１７３の処理手順を示している。
図１５において、図１２に示す処理手順と同様の処理手順には、同じステップ番号が付されている。
図１５に示すように、ビーム補正部１７３は、図１２に示す処理手順と同様にして、注目画素のマルチビームにおけるビーム位置を特定した後(ステップＳ１１)、当該ビーム位置に対応する補正係数を取得する(ステップＳ１２)。
次に、ビーム補正部１７３は、画像データをフィルタ処理する等して、オブジェクトのエッジである画素を抽出する。ビーム補正部１７３は、注目画素の副走査方向における隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断する(ステップＳ１２１)。
【００７６】
隣接画素がオブジェクトのエッジである場合(ステップＳ１２１；Ｙ)、当該オブジェクトがマルチビームの境界に接するか否かを判断する(ステップＳ１２２)。注目画素と隣接画素間にマルチビームの境界が位置し、オブジェクトがマルチビームの境界に接する場合(ステップＳ１２２；Ｙ)、ビーム補正部１７３は、注目画素の補正係数を修正する(ステップＳ１２３)。修正の詳細は前述したとおりである。
補正係数を修正後、ビーム補正部１７３は、修正された補正係数により補間対象の隣接画素を特定し、注目画素と特定された隣接画素の階調値を取得する(ステップＳ１３)。
【００７７】
一方、隣接画素がオブジェクトのエッジではない場合(ステップＳ１２１；Ｎ)、ビーム補正部１７３は補正係数の修正は行わず、ステップＳ１２で取得した補正係数により隣接画素を特定し、階調値を取得する(ステップＳ１３)。隣接画素がオブジェクトのエッジであるが(ステップＳ１２１；Ｙ)、注目画素と隣接画素間にマルチビームの境界が無く、当該オブジェクトがマルチビームの境界に接していない場合(ステップＳ１２２；Ｎ)も同様である。
【００７８】
ビーム補正部１７３は、注目画素及び隣接画素の各階調値を、補正係数を用いて階調補間処理し、注目画素の補正後の階調値を得る(ステップＳ１４)。
その後、全画素が終了するまで、注目画素の位置をシフトしてステップＳ１１〜Ｓ１４の処理手順を繰り返す点は、図１２に示す処理手順と同様である。
【００７９】
〔変形例１−２〕
各レーザービームの走査線は、光学系のゆがみ等に起因して、図１６に示すように水平線とならずに湾曲している場合がある。この場合、マルチビームにおけるビーム位置ごとに補正係数を固定すると、主走査方向の位置によっては補正の過不足が生じる。主走査方向の位置によらず、十分な補正を行うためには、主走査方向の位置に応じた補正係数を階調補間処理に用いることが好ましい。
【００８０】
具体的には、図１７に示すように、１つのビーム位置に対し、主走査方向の開始位置、中央位置及び終了位置の位置ごとに３つの補正係数を決定し、ビーム補正部１７３のメモリー内に保持する。
階調補間処理時、図１２及び図１５のステップＳ１２において、ビーム補正部１７３が注目画素のビーム位置に対応する３つの補正係数を取得する。ビーム補正部１７３は、注目画素の主走査方向の位置が開始位置、中央位置又は終了位置であれば、各位置に対応する補正係数を用いて階調補間処理する。注目画素が開始位置、中央位置及び終了位置の各位置間に位置する場合、ビーム補正部１７３は、注目画素の主走査方向の位置に応じて各位置の補正係数を線形補間し、主走査方向に応じた補正係数を取得して、階調補間処理に用いる。
これにより、各画素の主走査方向の位置に応じた補正係数により階調補間処理することができ、濃度ムラの補正精度を向上させることができる。
【００８１】
なお、線形補間が困難である場合に、主走査方向の開始位置及び中央位置における補正係数を基準に、主走査方向における単位距離あたりの補正係数の変化量の勾配を変調係数として保持し、当該変調係数を順次加算しながら主走査方向の各位置に対応する補正係数を算出するようにしてもよい。図１７において、矢印は変調係数の例を示している。
【００８２】
〔変形例１−３〕
上述した階調補間処理を用いることにより、一定領域ごとに１画素を挿入又は削除することにより、画像を微小に拡大又は縮小する変倍処理も行うことができる。
変倍と濃度ムラの補正の両方を行う場合、変倍を行い、変倍された画像に対してさらに濃度ムラの補正を行ってもよいが、１度の階調補間処理により変倍と濃度ムラの補正を並行して行うこともできる。
【００８３】
例えば、図１８に示すように、各画素の設計上の位置と、変倍後の位置との位置関係に応じて、各画素を階調補間処理し、変倍を行う。変倍後の各画素は、設計上の各画素の間隔を、変倍前の画素数／変倍後の画素数で乗じた間隔で位置している。例えば、副走査方向に位置する１０画素を１１画素に拡大する場合、変倍後の位置は、設計上の各画素の位置を、先頭の画素からそれぞれ１０／１１画素の間隔で配置させた位置となる。図１８は、拡大後の各画素の一部を示している。
さらに、変倍後の各画素の位置と、レーザービームが照射される実際の画素の位置との位置関係に応じて、各画素を階調補間処理し、濃度ムラの補正を行う。
【００８４】
このように、変倍と濃度ムラの補正を重ねて行うと、画像がぼける可能性がある。
図１８において、画素１０８は、濃度ムラの補正時には画素１０７によって階調値が補間されているが、この画素１０７は変倍時に画素１０６によって階調値が補間されている。このように、隣接する画素１０７だけでなく、さらに遠くの画素１０６の階調値が画素１０８の階調値に重み付け平均されるため、画像がぼけやすい。
【００８５】
よって、階調補間処理を用いて、変倍と濃度ムラの補正の両方を行う場合には、画像のぼけを防止するため、変倍と濃度ムラの補正を並行して行うことが好ましい。
変倍と濃度ムラの補正を並行して行う場合、各画素及び各画素の隣接画素に対する重み付け係数は、マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、画像の変倍によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の隣接画素の設計上の位置と、の位置関係に応じて決定される。
例えば、画素１０８は、マルチビームにより形成されると、変倍前の設計上の各画素１０７及び１０８からの位置の比率がＷ１：Ｗ２となる位置にずれる。よって、画素１０８に対する重み付け係数をＷ２、隣接画素１０７に対する重み付け係数をＷ１として補正係数ｄを決定することにより、濃度ムラの補正と変倍を並行して行うことができる。
【００８６】
設計上の画素１０７及び１０８間において、画素１０８の変倍後の位置から画素１０７の設計上の位置までの距離の比をＷ３とすると、Ｗ３は、上述のように配置された、変倍前の位置と変倍後の位置により決定することができる。また、変倍後の画素１０７及び１０８間において、画素１０８の実際の位置から変倍後の位置までの距離の比をＷ４とすると、Ｗ４は濃度ムラの補正に用いられる補正係数が示す重み付け係数である。Ｗ１＝Ｗ３−Ｗ４であり、Ｗ２＝１．０−Ｗ１であるので、Ｗ３及びＷ４によってＷ２を決定することができる。
【００８７】
同様にして、マルチビームのビーム位置ごとに補正係数を決定し、ビーム補正部１７３内のメモリーに保持する。変倍と濃度ムラの補正を並行して行う場合、ビーム補正部１７３は、図１２及び図１５のステップＳ１２において注目画素のビーム位置に対応する補正係数を取得して階調補間処理に用いる。
【００８８】
〔変形例１−４〕
上記階調補間処理により得られたビーム補正後の階調値は、多くの場合、２値の階調値を元に求められた中間調値である。ここで算出される中間調値は、関連する２画素の階調値を階調補間処理（すなわち重み付け平均処理）して得られたものであるが、この階調補間処理が有効に作用するためには、階調値の変化量が、補正すべき特徴量すなわち線濃度又は線幅に対し、直線的な関係を有している必要がある。そこで、ビーム補正部１７３は、ビーム補正後の階調値に対して下記階調補正処理を実行することとしてもよい。なお、ここでいう「直線的」は、算術的に厳密である必要はなく、階調補正処理が実施できる程度、例えば中間階調数として４〜８階調程度以上、確保できるように下記階調補正を行えばよい。
【００８９】
図１９は、ビーム補正部１７３による階調補正処理の処理手順を示している。
図１９に示すように、ビーム補正部１７３は、階調補正テーブルから、注目画素のビーム補正後の階調値の階調補正量を取得する(ステップＳ１０１)。具体的には、ビーム補正部１７３は、階調補正テーブルから、ビーム補正後の階調値に対応する階調補正後の階調値を取得し、各階調値の差を階調補正量として取得する。
階調補正テーブルは、ビーム補正による濃度変化量がビーム補正の補正量に対して直線的に対応するように、ビーム補正後の階調値に対する階調補正後の階調値が定められたＬＵＴ（Look Up Table）である。
図２０は、一例としての階調補正テーブルの入力と出力の関係を示している。
【００９０】
次に、ビーム補正部１７３は、注目画素の元の階調値と、ビーム補正後の階調値との差に応じた調整係数を取得する(ステップＳ１０２)。調整係数は、あらかじめ階調値の差に応じて調整係数が設定された係数テーブルから取得することができる。
図２１は、係数テーブルの一例を示している。
図２１に示すように、係数テーブルにおいて、階調値の差が一定値に達するまでは当該差に比例して大きくなるように調整係数が設定されている。また、階調値の差が一定値に達すると、一定値１．０となるように調整係数が設定されている。
【００９１】
ビーム補正部１７３は、ステップ１０１で取得した階調補正量に調整係数を乗算して、調整値を得る(ステップＳ１０３)。そして、ビーム補正部１７３は、ビーム補正後の階調値に調整値を加算し、階調補正処理された注目画素の階調値を得る(ステップＳ１０４)。
元の階調値が２値ではなく、多値である場合、階調補正部１７１によりすでに階調補正処理が施されていることが通常である。この場合、階調補正処理が重複することになり、過剰に階調値が補正されてしまう可能性がある。そこで、上述のように、調整係数により階調補正量を調整し、過剰な補正を防ぐ。
【００９２】
次に、ビーム補正部１７３は、階調補正処理後の階調値にノイズ値を付加する(ステップＳ１０５)。ビーム補正部１７３は、ノイズ値が付加された階調値を、画像形成に必要な階調数の階調値に変換する(ステップＳ１０６)。例えば、画像が１６階調で形成される場合、ビーム補正部１７３は、２５６階調の階調値を１６階調の階調値に変換する。
階調数をより少ない階調値に変換する場合、上述した調整値の加算による微小な階調変化を再現できず、濃度ムラの補正が不十分になる場合がある。しかし、階調数が多い階調値を用いて上述した階調補正処理を行った後に、ノイズ値を付加して階調数が少ない階調値に変換することにより、階調数が少ない１画素の階調値では表現できない微小な階調変化を、複数の画素により再現することができる。
【００９３】
ビーム補正部１７３は、乱数発生装置等により出力された異なる数値をノイズ値として取得することもできるし、マトリクス内の位置によって異なるノイズ値が設定されたマトリクスを各画素と照合し、各画素の位置に対応するノイズ値をマトリクスから取得することもできる。
視認性の高いゆらぎを避け、粒状性の劣化を防止するためには、ノイズ値は、比較的高い空間周波数成分を中心としたブルーノイズのノイズ値であることが好ましい。
【００９４】
以上のように、階調補正処理により、ビーム補正部１７３により補正された場合でも、目標とする階調特性を得ることができる。
【００９５】
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態の画像形成装置は、マルチビームの境界上に位置するオブジェクトのエッジである画素又は副走査方向における隣接画素が当該エッジである画素を階調補正処理し、中間調値に変換することにより、濃度ムラの補正を行う。
第２の実施の形態の画像形成装置は、第１の実施の形態の画像形成装置Ｇのビーム補正部１７３の処理手順を、下記処理手順に変更することにより実現することができる。
【００９６】
図２２は、第２の実施の形態に係るビーム補正部１７３の処理手順を示している。
図２２に示すように、ビーム補正部１７３は、画像データの各画素のうちの１画素を注目画素として入力する。ビーム補正部１７３は、注目画素及び注目画素の副走査方向における隣接画素の階調値に応じて、隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断する(ステップＳ２１)。
オブジェクトのエッジであるか否かは、例えば注目画素と隣接画素の各階調値の差が閾値以上であるか否かによって判断することができる。
また、隣接画素は、副走査方向上側又は下側のいずれに位置する隣接画素であってもよく、両方の隣接画素であってもよい。
【００９７】
注目画素と隣接画素の各階調値の差が閾値以上であり、隣接画素がオブジェクトのエッジである場合(ステップＳ２１；Ｙ)、ビーム補正部１７３は、当該オブジェクトの副走査方向における幅を決定する(ステップＳ２２)。例えば、ビーム補正部１７３は、注目画素から隣接画素へ向かう副走査方向において、階調値が０を超える画素が連続する画素数を計数し、当該画素数をオブジェクトの幅として決定する。
【００９８】
ビーム補正部１７３は、注目画素のマルチビームにおけるビーム位置を特定し、当該ビーム位置及びオブジェクトの幅に応じて、オブジェクトがマルチビームの境界上に位置するか否かを判断する(ステップＳ２３)。
例えば、図２３に示すように、オブジェクトが４画素幅の斜線画像であり、注目画素が画素１０２である場合、画素１０２の副走査方向上側の隣接画素は、オブジェクトのエッジである。画素１０２のビーム位置が２である場合、画素１０２の副走査方向上側の２画素間にマルチビームの境界が位置している。斜線画像の幅は４画素であるので、斜線画像はマルチビームの境界上に位置していると判断することができる。
【００９９】
オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合(ステップＳ２３；Ｙ)、ビーム補正部１７３は、注目画素の階調値を取得する(ステップＳ２４)。そして、ビーム補正部１７３は、注目画素の階調値に補正値を加算して、当該階調値を増減する補正を行う(ステップＳ２５)。
なお、図１９に示すステップＳ１０５及びＳ１０６と同様にして、補正後の階調値にノイズ値を付加した後、必要な階調数の階調値に変換することとしてもよい。
【０１００】
上記補正値は、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度変化を減らすように決定されている。この補正値を入力された階調値に加算することにより、補正後の階調値を得ることができる。各画素の階調値によって濃度変化を減らすことができる補正値が異なる場合、当該階調値に応じた補正値を出力するＬＵＴから当該補正値を取得することとしてもよい。
【０１０１】
上記補正値は、第１の実施の形態に係る補正係数と同様に、複数の斜線画像がマルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを画像形成部１８により形成し、当該形成されたパターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて、決定することができる。例えば、マルチビームの境界上に位置すると減少する濃度分だけ濃度を上昇させるように、補正値を決定することができる。
また、図９に示されるパターンｆ１〜ｆ３のように、斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数のパターンを画像形成部１８により形成し、当該形成された複数のパターンにおいて測定された各斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されることが、好ましい。これにより、正確な濃度変化を比較的容易に特定することができる。
【０１０２】
一方、注目画素と隣接画素の各階調値の差が閾値未満であり、隣接画素がオブジェクトのエッジではない場合(ステップＳ２１；Ｎ)、注目画素の階調補正処理は行わずに、ステップＳ２６の処理へ移行する。隣接画素がオブジェクトのエッジであるが、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置しない場合(ステップＳ２３；Ｎ）も同様に、ステップＳ２６の処理へ移行する。
【０１０３】
ビーム補正部１７３は、全画素の補正が終了していなければ(ステップＳ２６；Ｎ)、注目画素の位置を１画素シフトして(ステップＳ２７)、ステップＳ２１に戻り、上述したステップＳ２１〜Ｓ２５の処理を繰り返す。
全画素の補正が終了すると(ステップＳ２６；Ｙ)、本処理を終了する。
【０１０４】
図２４は、図２３に示す斜線画像に上述した処理を施して得られた斜線画像を示している。
斜線画像のうち、マルチビームの境界上に位置する画像部分は、マルチビームのビーム間隔の狭小化によって濃度が低下するが、図２４に示すように、当該画像部分の背景の画素の階調値を増やすことにより、濃度を上昇させることができる。濃度低下を抑えて、濃度ムラを減らすことができる。
【０１０５】
なお、図２４は、ステップＳ２１において副走査方向上側の隣接画素がオブジェクトのエッジか否かを判断し、当該オブジェクトの副走査方向下側に位置する背景の画素を補正対象とした場合の処理結果を示している。
副走査方向下側の隣接画素がオブジェクトのエッジか否かを判断した場合は、当該オブジェクトの副走査方向上側に位置する背景の画素が補正対象となる。副走査方向上側及び下側の両方の隣接画素によりオブジェクトのエッジを判断する場合は、オブジェクトの副走査方向の両側に位置する背景の画素が補正対象となる。
【０１０６】
上記処理手順は、マルチビームのビーム間隔が狭くなり、マルチビームの境界上に位置するオブジェクトの濃度が低下する場合の処理手順である。
マルチビームのビーム間隔が広くなり、マルチビームの境界上に位置するオブジェクトの濃度が上昇する場合は、オブジェクトのエッジである画素を補正対象として階調値を減らす補正を行う。
具体的には、上述したステップＳ２１において、ビーム補正部１７３が、注目画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断する。オブジェクトのエッジである場合、ビーム補正部１７３は、さらにステップＳ２３において、オブジェクトが境界上に位置するか否かを判断し、位置する場合にはステップＳ２４へ移行し、ステップＳ２５において注目画素の階調値を減らす。位置しない場合にはステップＳ２６へ移行する。
これにより、オブジェクトのエッジであって、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する画素の階調値を減らして、中間調値に変換することができる。
【０１０７】
以上のように、第２の実施の形態の画像形成装置は、各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正するビーム補正部１７３と、各画素の補正後の階調値に応じて変調されたマルチビームにより感光体上を走査し、複数ラインの露光を並行して行う画像形成部１８と、を備え、ビーム補正部１７３は、各画素又は各画素の隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素のマルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置するかを判断し、位置する場合はオブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行う。
【０１０８】
これにより、マルチビームの境界上に位置するオブジェクトの濃度が低下する場合はオブジェクトの背景の画素の階調値を増やし、当該オブジェクトの濃度が上昇する場合はオブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすように、調整することができる。マルチビームのビーム間隔の変動によるオブジェクトの濃度変化を抑えることができ、濃度ムラを減らすことができる。
【０１０９】
〔変形例２−１〕
マルチビームのビーム間隔の狭小化に対し、ビーム補正部１７３は、オブジェクトがマルチビームの境界上に位置しない場合に、当該オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らす補正によっても、濃度ムラを補正することもできる。
これにより、マルチビームのビーム間隔の変動によりオブジェクトの濃度が低下する場合、当該濃度の低下に合わせて、ビーム間隔の変動によっては濃度が変化しないオブジェクトの濃度を低下させることができる。
マルチビームのビーム間隔の変動による濃度変化は、オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合に生じ、オブジェクトが当該境界上に位置しない場合には生じない。この局所的な濃度変化が濃度ムラとして観察されるため、上述のように濃度変化したオブジェクトに合わせて濃度変化しないオブジェクトの濃度を調整することによっても、濃度ムラを補正することができる。
【０１１０】
例えば、図２３に示す斜線画像は、ビーム間隔のずれによってマルチビームの境界上に位置する画像部分の濃度が低下する。マルチビームの境界上に位置しない画像部分はビーム間隔のずれによって濃度が変化しないため、ビーム補正部１７３は、図２５に示すように境界上に位置しない画像部分のエッジである画素の階調値を減らす補正を行う。これにより、斜線画像の濃度を全体的に低下させることができ、濃度ムラを抑えることができる。
【０１１１】
具体的な処理手順としては、ビーム補正部１７３は、マルチビームのビーム間隔が狭くなる場合、図２２に示すステップＳ２１において、注目画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断する。注目画素がオブジェクトのエッジである場合、ビーム補正部１７３は、ステップＳ２３において当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置するか否かを判断する。ここで、図２２に示す処理手順とは異なり、位置しないと判断された場合にはステップＳ２４へ移行し、ステップＳ２５において階調値を減らす補正を行う。位置すると判断された場合にはステップＳ２６へ移行する。
これにより、オブジェクトのエッジであり、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置しない画素の階調値を減らすことができ、当該オブジェクトの濃度を低下させることができる。
【０１１２】
マルチビームのビーム間隔の拡大に対しては、ビーム補正部１７３は、オブジェクトがマルチビームの境界上に位置しない場合に、隣接画素が当該オブジェクトのエッジである画素の階調値を増やす補正によって、濃度ムラを補正することができる。
これにより、マルチビームのビーム間隔の変動によりオブジェクトの濃度が上昇する場合、当該濃度の上昇に合わせて、ビーム間隔の変動によっては濃度が変化しないオブジェクトの濃度を上昇させることができる。
【０１１３】
処理手順としては、ビーム補正部１７３は、図２２に示すステップＳ２１において、注目画素の隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断する。隣接画素がオブジェクトのエッジである場合、ビーム補正部１７３は、ステップＳ２３において、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置するか否かを判断する。図２２に示す処理手順とは異なり、位置しないと判断された場合はステップＳ２４へ移行し、ステップＳ２５において階調値を増やす補正を行う。位置すると判断された場合はステップＳ２６へ移行する。
これにより、隣接画素がオブジェクトのエッジであり、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置しない画素の階調値を増やすことができ、当該オブジェクトの濃度を上昇させることができる。
【０１１４】
〔変形例２−２〕
階調値の階調数が少なく、ステップＳ２５で増減された階調値によって精度良く濃度ムラを補正できない場合、ビーム補正部１７３は、複数の画素により中間調値を再現することが好ましい。
例えば、図２３に示す斜線画像において、隣接画素が当該斜線画像のエッジである画素の階調値を増加させる場合、主走査方向に連続する４つの画素が補正対象とされる。ビーム補正部１７３は、補正対象とされた４つの画素の補正後の階調値を順次加算し、加算後の階調値が最大値に達した画素の階調値を最大値に変換する。ビーム補正部１７３は、加算後の階調値から最大値を引いた階調値に、次の画素の階調値を加算し、加算後の階調値が最大値に達した画素の階調値を変換する処理を繰り返す。これにより、図２６に示すように補正対象の４つの画素は１画素おきに最大値に変換され、４つの画素全体として５０％の中間調値を再現することができる。
【０１１５】
上記変形例２−２に係る中間調の再現方法は、上記第１の実施の形態においても用いることができる。
例えば、図７及び図８に示すように中間調値に変換された階調値を、主走査方向に順次加算し、最大値に変換する。これにより、階調数が少ない画像形成部１８により画像を形成する場合であっても、階調補間処理により微小に調整された階調値をできる限り再現することができる。
また、画素を挿入又は削除する変倍処理がすでに施された画像に対しても、上記変形例２−２に係る中間調の再現方法を用いることができる。
この場合、線画像のエッジ部分の階調値を、数画素の領域単位で主走査方向に移動平均処理することにより、エッジ部分が中間調値に変換された線画像を得る。当該線画像を、図１２、図１５、図１９及び図２２に示す処理手順で処理して得られた画像に、変形例２−２に係る中間調の再現方法を用いることもできる。
【０１１６】
上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、ビーム補正部１７３が実行する処理内容をプログラム化し、制御部１１がプログラムを読み込んで実行することにより、同様の処理を実現することもできる。当該プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、当該プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。
【符号の説明】
【０１１７】
Ｇ    画像形成装置
１１    制御部
１２    記憶部
１６    画像生成部
１７    画像処理部
１７１    階調補正部
１７２    中間調処理部
１７３    ビーム補正部
１８    画像形成部
１９    画像読取部
【図１】
2015100920.tif 000003
【図２】
2015100920.tif 000004
【図３】
2015100920.tif 000005
【図４】
2015100920.tif 000006
【図５】
2015100920.tif 000007
【図６】
2015100920.tif 000008
【図７】
2015100920.tif 000009
【図８】
2015100920.tif 000010
【図９】
2015100920.tif 000011
【図１０】
2015100920.tif 000012
【図１１】
2015100920.tif 000013
【図１２】
2015100920.tif 000014
【図１３】
2015100920.tif 000015
【図１４】
2015100920.tif 000016
【図１５】
2015100920.tif 000017
【図１６】
2015100920.tif 000018
【図１７】
2015100920.tif 000019
【図１８】
2015100920.tif 000020
【図１９】
2015100920.tif 000021
【図２０】
2015100920.tif 000022
【図２１】
2015100920.tif 000023
【図２２】
2015100920.tif 000024
【図２３】
2015100920.tif 000025
【図２４】
2015100920.tif 000026
【図２５】
2015100920.tif 000027
【図２６】
2015100920.tif 000028