(57)【要約】【課題】  電気的な色ずれ補正を行う際、１画素単位の補正によりオフセットさせた境界に不自然な段差が生じていた。また１画素未満の補正を行うことで段差を解消するが、一方で平滑化による計算コストの増加が発生した。【解決手段】  電気的な色ずれ補正を行う際、領域ごとに１画素単位の補正を行うか、１画素未満の補正を行うか、切り替える。【選択図】  図１１
2013120301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画コマンドを解析して画像を形成する方法であり、描画オブジェクトの各スキャンライン単位で画像をずらす位置を計算する乗り換えポイント計算ステップと、補正曲線の変曲率に基づいて領域分割するステップと、領域ごとに１画素単位で補正するか１画素未満の濃度差で補正するかを判定するステップを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
領域ごとに１画素単位で補正するか１画素未満の濃度差で補正するかを判定するステップとは、直線近似した補正方向の傾きが小さい場合は画素単位で座標をずらし、補正方向の傾きが大きい場合は濃度差をつけることにより、１画素未満の細かい座標値にて補正することを可能とするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理技術に関するものであり、特に、複数色の現像部を備え、各現像部にて形成された複数色の画像を順次転写する際の色ずれ補正に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式のカラー画像形成装置において、画像形成の高速化のために、色材の数と同数の現像器及び感光体を備え、画像搬送ベルト上や記録媒体上に順次異なる色の画像を転写する方式のカラー画像形成装置が増えている。
【０００３】
この方式（タンデム方式）を使用することでスループットを大幅に短縮できるが、一方で偏向走査装置のレンズの不均一性や取り付け位置精度、偏向走査装置自体の画像形成装置本体への組み付け位置精度などに起因した問題も生じている。すなわち、走査線に傾きや曲がりが生じ、その程度が色毎に異なることで、各色の転写紙上での位置ずれによる色ずれという問題が発生し、この結果、高品位なカラー画像を得ることは困難なものとなっている。
【０００４】
色ずれへの対処方法として、例えば、特許文献１には、偏向走査装置の組立工程で光学センサを用いて走査線の曲がりの大きさを測定し、レンズを機械的に回転させて走査線の曲がりを調整した後、固定する方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、偏向走査装置を画像形成装置本体へ組み付ける工程で光学センサを用いて走査線の傾きの大きさを測定し、偏向走査装置を機械的に傾かせて走査線の傾きを調整した上で装置本体へ組み付ける方法が記載されている。ここで、光学系の光路を補正するためには、光源やｆ−θレンズを含む補正光学系、光路内のミラー等を機械的に動作させ、テストトナー像の位置を合わせ込む必要がある。そのため、特許文献１及び２に記載された方法では、高精度な可動部材が必要となり、高コスト化を招くことになる。更に、光学系の光路補正は、完了までに時間がかかるため、頻繁に補正を行うことは不可能なものであるが、光路長のずれは機械の昇温などにより影響を受けて変化する。そのため、ある時点で補正をおこなっても機械の昇温の影響を除去することはできないため、光学系の光路を補正することで色ずれを防止するのは困難である。
【０００６】
一方、特許文献３には、光学センサを用いて走査線の傾きと曲がりの大きさを測定し、それらを相殺するようにビットマップ画像データを補正し、その補正した画像を形成する方法が記載されている。この方法は画像データを処理することで電気的に補正をするため、機械的な調整部材や組立時の調整工程が不要となる点において、特許文献１、２に記載されている方法より安価に色ずれへ対処することができる。
【０００７】
この電気的な色ずれ補正は、１画素単位の補正と１画素未満の補正に分かれる。１画素単位の補正は傾きと曲がりの補正量に応じて画素を１画素単位で副走査方向へオフセットさせる。また１画素未満の補正は副走査方向の前後の画素の階調値を補正する。この１画素未満の補正を実施することにより、１画素単位の補正により生じるオフセットさせた境界における不自然な段差を解消し、画像の平滑化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１６３９４号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１１３１号公報
【特許文献３】特開２００４−１７０７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら前述の電気的な色ずれ補正の弊害の一つに１画素未満の補正に伴う細密画像の濃度ムラというものが挙げられる。
【００１０】
図１は細密画像の濃度ムラを説明する図であり、同図において入力画像１０１は一定の階調値を持つ細線である。入力画像１０１に対して色ずれ補正を行った画像１０２を実際に形成すると、入力画像１０１が一定の画像階調値を持つ画像であるにもかかわらず、色ずれ補正後の出力画像は不均一な濃度の細線画像となる。これは、一般的に電子写真方式の画像形成装置は、画像階調値と実際の画像濃度値の比例関係を保った上で孤立画素を形成することが不得意であることに起因している。こうした細線で構成される細密画像においては、この影響が濃度ムラとして顕著にあらわれる。
【００１１】
細密画像の濃度ムラへの対応策の１つは、細密画像に対して１画素未満の補正を行わないことが上げられる。具体的には、画像を二値化し、二値化した画像を予め記憶している平滑化判定用パターンと比較し、このパターンに当てはまる場合には１画素未満の補正を行わず、当てはまらない場合には１画素未満の補正を行うというものである。
【００１２】
ただし、１画素未満の補正を行わない場合、上述したように１画素単位の補正により生じるオフセットさせた境界における不自然な段差が発生してしまう。特に細密画像である小ポイント文字や細密な繰り返しパターンを行う描画において、このオフセットによる段差は目立つものとなっていた。
【００１３】
また、細密画像の濃度ムラへの対応策のもう１つとして、１画素未満の補正をした後に、画像中の全画素に対して濃度補正を行うスムージング処理をかける手法があげられる。この場合、スムージング処理に時間がかかるケースがあり、それが処理時間としてボトルネックとなりうるケースがある。
【００１４】
本発明は上記のような、１画素未満の補正により印刷出力の品位を向上させるのと、印刷処理時間の短縮化といった課題を鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
描画コマンドを解析して画像を形成する方法であり、描画オブジェクトの各スキャンライン単位で画像をずらす位置を計算する乗り換えポイント計算ステップと、補正曲線の変曲率に基づいて領域分割するステップと、領域ごとに１画素単位で補正するか１画素未満の濃度差で補正するかを判定するステップを含むことを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電気的な色ずれ補正を行う際、傾きの勾配率から領域を分割し、必要な箇所だけ１画素未満の濃度補正を行うことで、濃度ムラのなく、高速処理可能な色ずれ補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】細密画像の濃度ムラを説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における構成を説明するブロック図である。
【図３】タンデム方式のカラー画像形成装置の断面図である。
【図４】色ずれ検知の一例を示す図である。
【図５】本発明の乗り換え領域の分割を説明する図である。
【図６】従来手法による色ずれ補正の模式図である。
【図７】本発明による色ずれ補正の模式図である。
【図８】色ずれ補正対象となる描画データの一例である。
【図９】本発明による色ずれ補正結果の模式図である。
【図１０】従来手法による色ずれ補正結果の模式図である。
【図１１】本発明の補正処理を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態に係る画像形成部を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
なお本発明にかかる実施の形態として以下に色材がＣＭＹＫであるカラーレーザプリンタに適用する場合を説明するが、本発明の趣旨はこれに限られるものでない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、任意のカラーデジタル電子写真複写機やカラーファクシミリ装置などトナーを用いた電子写真方式の画像形成装置に適用することは可能である。
【００２０】
［実施例］
図に従って本発明の一実施形態を説明していく。
【００２１】
図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置において、静電潜像作成に関係する構成を説明するブロック図である。画像形成装置は画像処理部２０１と画像形成部２０２により構成される。画像処理部２０１でビットマップ画像データを生成しハーフトーン処理後、そのデータに基づき画像形成部２０２にて記録媒体上への画像形成が行なわれる。画像生成部２０３は、不図示のコンピュータ装置等から受信する印刷データより、印刷処理が可能なビットマップ画像データを生成する。ここで印刷データは、ＰＤＬ（Ｐａｇｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）と呼ばれるページ画像データを作成するためのプリンタ記述言語が一般的であり、通常、文字やグラフィックス、イメージ等のデータの描画コマンドが含まれている。このような印刷データを解析しレンダリング処理することでビットマップ画像データ生成する。
【００２２】
ここで本実施の形態では、画像生成部２０３において描画コマンドの解析を行い、それぞれの描画オブジェクトの位置情報をもとに色ずれ補正量演算部２０７の演算結果に基づいて、走査線の傾き、及び湾曲による色ずれを補正する。この際、受信する印刷データがＲＧＢ色空間画像データであり、画像形成部２０２への入力がＣＭＹＫの４色の色剤に対応する画像データである場合、画像生成部２０３は色変換処理も同時に実行する。すなわちＲＧＢ色空間画像データをルックアップテーブル等の参照によりＣＭＹＫ色空間画像データに変換する色変換処理を実行する。この色変換処理された画像データに対し、画像生成部２０３はＣＭＹＫ各色の画像データに対して色ずれ補正をすることになる。また、画像生成部２０３においてビットマップ画像データが生成される際に、同時に各画素がどのような画像特性に属するのかを示す属性情報が生成される。ここで属性情報とは、それぞれの画像特性に応じたデータの種類を特定するための情報をいう。例えば、文字データ若しくはその画像特性を持ったデータからなるテキスト属性、自然画像若しくはその画像特性を持ったデータからなるイメージ属性が挙げられる。
【００２３】
また、ドローデータもしくはその画像特性を持ったデータからなるグラフィック属性といった属性情報が挙げられる。ビットマップ画像データの各画素に対し属性情報を付加することで、それぞれの属性の画像特性に適した画像処理が実行可能となる。本実施の形態では、ＣＭＹＫ各色の画像データに対して色ずれ補正を行っているため、属性情報もＣＭＹＫ各色に対応する画像データに対して生成される。画像生成部２０３における色ずれ補正処理の詳細は後述する。ハーフトーン処理部２０４は入力される画素データの階調数を削減する処理を実行する。通常、画像形成部２０２には２、４、１６階調など、低階調データのみ入力可能であることが多い。従って、少ない階調数しか再現できない画像形成部２０２においても安定した中間調表現を可能とするようにハーフトーン処理部２０４による階調数の削減処理を行う。ハーフトーン処理部の具体的な構成としては、スクリーン処理によるもの、あるいは誤差拡散処理によるものがある。スクリーン処理は、所定の複数のディザマトリクスおよび入力される画像データ用いて、Ｎ値化するものである。また、誤差拡散処理は、入力画像データを所定の閾値と比較することにより、Ｎ値化を行い、その際の入力画像データと閾値との差分を以降にＮ値化処理する周囲画素に対して拡散させる処理である。
【００２４】
なおハーフトーン処理部２０４は、属性情報を基に属性ごとに異なったハーフトーン処理を施すことが可能である。この場合、ハーフトーン処理部２０６は、イメージ属性である自然画像に対しては階調性を優先するハーフトーン処理を適用することができる。またテキスト属性である文字、グラフィック属性であるラインには解像度を優先する処理を適用することができる。ハーフトーン処理部２０４はビットマップメモリ２０５に色毎にハーフトーン処理後のビットマップ画像データを蓄積する。ビットマップメモリ２０５は、印刷処理を行うビットマップ画像データを一旦格納するものであり、１ページ分のイメージデータを格納するページメモリ、または、複数ライン分のデータを記憶するバンドメモリにより構成することが可能である。
【００２５】
ビットマップメモリに蓄積されたビットマップ画像データは、パルス幅変調（ＰＷＭ：  Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）部２０６において、画像形成部２０２におけるスキャナ部３０４へ入力可能な露光時間へ変換される。
【００２６】
図３は、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２８を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置の断面図である。図３を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における画像形成部２０２の動作を説明する。画像形成部２０２は、画像処理部２０１より出力される露光時間に応じて露光光を駆動し静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。そして、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録媒体３００へ転写したのちにその記録媒体上の多色トナー像を定着させる。帯電ユニットは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のステーション毎に感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋを帯電させるための４個の注入帯電器  ３０３Ｙ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｋを備える。各注入帯電器にはスリーブ３０３ＹＳ、３０３ＭＳ、３０３ＣＳ、３０３ＫＳが設けられている。感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転可能である。駆動モータは感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させることが可能である。露光ユニットは、感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋへスキャナ部３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋより露光光を照射し、感光体の表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成するように構成されている。
【００２７】
現像ユニットは、静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器３０６Ｙ、３０６Ｍ、３０６Ｃ、３０６Ｋを備える構成である。そして、各現像器には、スリーブ３０６ＹＳ、３０６ＭＳ、３０６ＣＳ、３０６ＫＳが設けられている。尚、各々の現像器３０６Ｙ、３０６Ｍ、３０６Ｃ、３０６Ｋは脱着が可能である。転写ユニットは、感光体３０２から中間転写体３０７へ単色トナー像を転写するために、中間転写体３０７を時計周り方向に回転させる。そして、感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋとその対向に位置する一次転写ローラ３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃ、３０７Ｋの回転に伴って、単色トナー像を転写する。一次転写ローラ３０７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体３０２の回転速度と中間転写体３０８の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体３０８上に転写する（これを一次転写という。）。
【００２８】
更に転写ユニットは、ステーション毎に単色トナー像を中間転写体３０８上に重ね合わせ、重ね合わせた多色トナー像を中間転写体３０８の回転に伴い、二次転写ローラ３０９まで搬送する。更に記録媒体１１を給紙トレイ３０１（ａ，ｂ）から二次転写ローラ３０９へ狭持搬送し、記録媒体３００に中間転写体３０８上の多色トナー像を転写する。この二次転写ローラ３０９に適当なバイアス電圧を印加して、静電的にトナー像を転写する（これを二次転写という。）。二次転写ローラ３０９は、記録媒体３００上に多色トナー像を転写している間、３０９ａの位置で記録媒体３００に当接し、処理後は３０９ｂの位置に離間する。定着ユニットは、記録媒体３００に転写された多色トナー像を記録媒体３００に溶融定着させるために、記録媒体３００を加熱する定着ローラ３１２と記録媒体３００を定着ローラ３１２に圧接させるための加圧ローラ３１３を備えている。定着ローラ３１２と加圧ローラ３１３は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３１４、３１５が内蔵されている。定着装置３１１は、多色トナー像を保持した記録媒体３００を定着ローラ３１２と加圧ローラ３１３により搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを記録媒体３００に定着させる。
【００２９】
トナー定着後の記録媒体３００は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。クリーニングユニット３１０は、中間転写体３０８上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体３０８上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体３００に転写した後に残った廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。色ずれ検知センサ３２０は、中間転写体３０８へ対向する位置に配置されている。中間転写体３０８上に色ずれ検知用パッチを形成し、パッチの検知タイミングから各色の色ずれの量を判定することが可能である。
【００３０】
図４は色ずれ検知の一例を示す図である。中間転写体３０８の上方において、走査方向に４個の色ずれ検知センサ３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄが設けられている。中間転写体３０８が搬送方向に移動して、中間転写体３０８上に形成されたＣＭＹＫ各色の色ずれ検知用パッチ４０１が各センサの下方を通過する。各検知用センサ３２０は、下方を通過する各検知用パッチ４０１を検知することが可能な構成になっている。図４に示すように、検知用センサ３２０が走査方向の左、中央１、中央２、右の４箇所で色ずれを検知することにより、不図示のＣＰＵの制御によって、走査線の傾き及び湾曲の大きさを求めることができる。装置の構成によっては、左右２箇所のみに色ずれ検知センサ３２０を備えるカラー画像形成装置も有り、その場合は傾きの大きさのみを求めることが可能である。
【００３１】
図５は主走査線における色ずれを説明する図である。水平方向に平行な直線が理想的な走査線を示し、感光体３０２の回転方向に対して垂直に走査がおこなわれる。図中実線で描かれた曲線は、は感光体３０２の位置精度や径のずれ、および各色のスキャナ部３０４における光学系の位置精度に起因する、傾きおよび湾曲が発生した実際の走査線である。このような走査線の傾きおよび湾曲の大きさがＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ  の画像ステーション毎に異なるため、中間転写体３０８上に全色のトナー像を転写した画像において色ずれが発生する。主走査方向（Ｘ方向）はレーザスキャン方向に対応し、副走査方向（Ｙ方向）は、記録媒体の搬送方向に対応する。このように湾曲される曲線を直線へと補正するために、曲線から変曲率を求める。変曲率は、Ｘ方向の移動量に対するＹ方向の移動量から、その差分を算出し求めている。変曲率の変化が大きくなる箇所で領域を分割し、その領域内で直線近似する。図５の例では、変曲率の変化から領域を３つに分割して、その領域内をそれぞれ３つ直線に近似して補正する。
【００３２】
図６は、図５の１画素単位に直線近似した場合に、細線のようなデータは幅が均一にならずに見づらくなる可能性がある。また乗り換えの境界部分は、繋ぎ目となり、ハーフトーン化した際にはノイズが載りやすい。特に、Ｙ方向の移動量が大きい（傾きが大きい）場合に、顕著である。このような描画の問題を解決するために、１画素未満の濃度単位での画像補正が効果的である。
【００３３】
図７は、１画素未満の濃度単位で補正した場合における補正結果である。本発明では、用紙のサイド寄りで、補正の傾きが大きな領域は、角度がつきノイズが目立ちやすくなるため、１画素単位の補正では十分ではなく、１値画素未満の濃度差を用いた補正を行う。つまり、領域１や領域２のように、Ｙ方向の補正量が大きく、傾きが大きい場合は、中間濃度による変位を利用した乗り換え処理を行う。一方、領域３のように、直線に近く、補正の傾きが小さい場合は、補正によるノイズが少ないため、そのまま１画素単位の乗り換え処理を行う。
【００３４】
図８、９、１０は本発明による補正の効果を示す模式図である。図１０は、図８に示す入力の描画データに対して、従来の１画素単位における補正後の露光イメージである。本来の描画データにおける線幅に対して、ドットが不揃いとなり、印刷出力にノイズが載る結果となる。図９は、図８に示す入力の描画データに対して、本発明の１画素未満で濃度補正した後の露光イメージである。１画素単位で、補完していた従来提案に比べ、本発明のほうが湾曲の補正が効果的であり、細線周辺や乗り換え境界におけるノイズが抑制される。
【００３５】
図１１は、本発明における印刷データに含まれる描画データの濃度補正処理を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１１０１で、該当データの曲がりプロファイルを取得する。次にステップＳ１１０２にてスキャンライン内のエッジデータを読み込む。次に、ステップＳ１１０３に進み、傾きの変曲率に基づき、エッジデータの乗り換えポイントを決定し、領域分割する。次にステップＳ１１０４に進み、補正の傾きを領域ごとに算出する。次にステップＳ１１０５に進み、傾きが閾値より大きいかどうか判定する。閾値より大きくない場合は、ステップＳ１１０６に進み、１画素単位でエッジ位置を移動し、色ずれを補正する。傾きが閾値より大きい場合は、ステップＳ１１０７に進み、傾きから各ピクセルの濃度分布を算出する。次に、ステップＳ１１０８に進み、各ピクセルの濃度を決定する。次に、Ｓ１１０９に進み、生成されたＰＤＬデータまたは、中間データをレンダリングしてイメージデータにする。次にステップＳ１１１０にスキャンライン中の最終領域か否かの判定を行う。最終スキャンラインでない場合は、次のスキャンラインに対して処理を行う。また、最終スキャンラインである場合は、一連の色ずれ補正処理を終了する。
【符号の説明】
【００３６】
２０１  画像処理部
２０２  画像形成部
２０３  画像生成部
【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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