JP2007276270A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリーン処理済みの画像に対して倍率ずれを補正するための画像処理を施した場合における画素操作位置の偏りを抑制し、画質欠陥の発生を防止する。
【解決手段】画像のレジストレーションずれを補正するための補正値に基づいて、画像に対して画素を挿入または削除する画像補正部３４を備える。この画像補正部３４は、挿入または削除される画素の位置である画素操作位置を含む一定の着目領域を決定し、この着目領域における色画素と無色画素との比率である色比率を算出し、色比率に基づいて挿入または削除の対象である操作画素の種類を決定し、この着目領域に対して操作画素の挿入または削除を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関し、より詳しくは、レジストレーションコントロールを実施する画像形成装置に関する。

プリンタや複写機等の画像形成装置では、画像形成ユニットに対して用紙等の記録媒体が傾いたり、歪んだりした状態で搬送されると、記録媒体上にはその傾きや歪みに応じて画像がずれて形成されてしまう。また、画像形成ユニット自体の取り付け誤差等によっても同様に、記録媒体に対する画像形成位置（アライメント）のずれが生じてしまう。そこで従来から、このような画像のずれを補正するずれ制御（レジストレーションコントロール）が行われている。

また、今日広く普及しているカラー画像出力用の一般的な画像形成装置として、例えばブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色ごとに設けられた画像形成部が転写対象（中間転写体である転写ベルトや記録材である用紙等）に対向して並べて配置された、いわゆるタンデム型の画像形成装置が存在する。このタンデム型の画像形成装置では、各々の画像形成部で形成される色の異なる画像が、走行する転写対象に順次転写されて多重化され、カラー画像が形成される。

このタンデム型の画像形成装置では、色ごとに形成された画像を重ねてカラー画像を形成するため、画像形成部の各取り付け位置の誤差、各画像形成部の周速誤差、転写対象に対する露光位置の違い、転写対象の線速の変化等により、形成された画像において色ずれが発生する場合がある。したがって、この種の画像形成装置では、これらの色ずれ量を測定し、色ずれの発生を抑制するための色ずれ制御（カラーレジストレーションコントロール）を行うことが不可欠となる。なお、上記のようなタンデム型の画像形成装置の他に、例えば像担持体を複数回転させてカラー画像を形成するサイクル方式や、いわゆるインクジェット方式などの画像形成装置においても、色ずれ等に対して同様な問題がある。

このようなレジストレーションコントロール（カラーレジストレーションコントロールを含む）の対象となる画像のずれ（以下、この種のずれをレジずれと呼ぶ）には、走査ラインの傾き（スキュー）や湾曲（ボウ）、倍率変動などがある。これらのレジずれを補正するための従来技術としては、機構系や光学系におけるメカニズムにより修正を行うものや、レジずれの方向や量に応じて元の画像データを変形させる画像処理によって補正を行うものなど、種々の技術がある。機構系や光学系によるメカニカルな修正は非常に高い精度を要することから、微少な修正に関しては、画像処理による補正の方がコストを抑えることができ、利便性も高い。

上述したレジずれのうちの倍率変動によって生じるずれ（以下、このレジずれを特に倍率ずれと呼ぶ）、特に、主走査方向に現れる倍率ずれ（主走査倍率ずれ）は、各色におけるＲＯＳ（Raster Output Scanner）と感光体との間の光学的距離の誤差のために、画像形成部の感光体上での主走査方向の幅が各色で異なることによって発生する位置ずれである。この主走査倍率ずれを補正する方法として、各色独立にビデオクロック周波数を可変とすることにより主走査倍率ずれの補正を行う従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、画像データに対して画素の挿入または削除（間引き）を適宜行うことにより、電子的に主走査倍率ずれを補正する従来技術がある（例えば、特許文献２参照）。さらに、画像データに対して画素を挿入または削除する従来技術では、スクリーン処理により画像に施されるスクリーンパターンの特性に応じて画素を挿入または削除する位置を決定するものもある（例えば、特許文献３参照）。

特許文献２、３に記載の従来技術のように、画像処理による補正を行う場合、専用のハードウェアを設ける必要がないため（例えば、特許文献１に記載の技術では、露光器に、補正のための専用のハードウェア、すなわち画像信号用の画像クロック発生装置を設ける必要があった）、装置規模の拡大やコストの増加を抑制することができる。しかし、画像データに対して画素の挿入または削除（間引き）を適宜行う場合、画素の挿入または削除のしかた（位置やパターン）によっては、画像にディフェクトが発生してしまう場合があった。

図２４（ａ）、（ｂ）は、主走査倍率ずれの補正により画像データに画素を挿入する様子を示す図である。図２４（ａ）、（ｂ）に示す例では、主走査方向の１走査ラインあたり３画素が挿入される。図２４（ａ）には、画素の挿入位置が示されており、図２４（ｂ）には、図２４（ａ）に示された位置の右隣に画素が挿入された様子が示されている。
図示の例では、画像データの主走査方向の画素数が５７画素であるので、図示のように、適当な間隔を開けて画素を挿入（または削除）することにより、画像に大きな影響を与えずに主走査倍率の補正を行うことができる。

しかし、図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、各走査ラインの同一箇所に画素を挿入すると、挿入された画素が副走査方向に一直線に並んでしまうために、画像上で巨視的に無視できない構造となり、視覚的に認められるほどの顕著な筋状の画質ディフェクト（以下、単にディフェクトと称す）が生じる場合があった。そこで、主走査ラインごとに画素の挿入位置をオフセットさせて設定したり、画素の挿入間隔を不規則にしたりすることにより、挿入される画素が一直線に並ばないようにして、ディフェクトの視認性を低減することが行われていた。

図２５（ａ）、（ｂ）は、主走査ラインごとに画素の挿入位置をオフセットさせた場合の、画素の挿入位置（図２５（ａ））および画素が挿入された様子（図２５（ｂ））を示す図である。
図２５（ａ）、（ｂ）に示す例では、７走査ライン分の幅（すなわち７画素分の長さ）をパターン周期として、１走査ラインごとに画素の挿入位置が１画素分ずつずれていくパターンが繰り返されている。これにより、挿入画素の並びが一定の長さ以上の直線とならないようにしている。

ところで、今日の画像形成装置では、多階調の画像を表現する標準的な手法として、面積階調方式が用いられることが多い。例えば、出力画像を、まず解像度６００ｄｐｉ、８ｂｉｔ（２５６階調）＋Ｔａｇ（４ビット）などの多値画像として表現し、これにスクリーン処理を施して、解像度２４００ｄｐｉ、１ｂｉｔ（２階調）の２値画像に変換する。すなわち、多値画像における１ドットの階調を、２値の１６ドットの集合で表現する。スクリーン処理では、画像の各部に対し、その部分で表現すべき階調に応じて、規則的なスクリーンパターンを形成する。

特公平６−５７０４０号公報 特開２００１−５２４５号公報 特開２００３−２７４１４３号公報

上述したように、画像形成装置では、画像に対して画素を挿入したり削除したりする画像処理によって、倍率ずれを含むレジずれを補正することが行われている。そして、補正のための画像処理によって生じるディフェクトを抑制するために、主走査ラインごとに画素の挿入位置や削除位置（以下、これらを総括して画素操作位置と称す）をオフセットさせるといった工夫も行われている。

しかし、画素操作位置をオフセットさせる場合であっても、画像に対して上述した面積階調方式等によるスクリーン処理が施されていると、そのスクリーンパターンの特性（周期および角度）と画素操作位置とが同期することにより、画像にディフェクトが生じてしまう場合があった。画素の挿入間隔を不規則にする場合であっても、不規則であるが故に、ディフェクトの視認性が必ずしも低減するとは限らないという問題があった。

図２６は、スクリーンパターンの特性と画素操作位置とが同期している様子を示す図である。図２６において、スクリーンパターンであるドットパターンを構成するドットの並ぶ方向（主走査方向に対する角度）と画素操作位置の並ぶ方向（主走査方向に対する角度）とは一致している。また、各ドットの副走査方向における繰り返しの周期と画素操作位置の並びの副走査方向における繰り返しの周期とが一致している。このような場合には、画素操作位置をオフセットさせていても、スクリーンパターンと画素の挿入あるいは削除パターンとが干渉してしまい、画像に筋状のディフェクトが生じてしまう。

特許文献３に記載された従来技術では、スクリーン処理により画像に施されるスクリーンパターンの特性に応じて画素操作位置を決定することにより、スクリーン処理が施された場合でもディフェクトの視認性を低減させることができる。しかしながら、この従来技術では、スクリーンパターンの画像特性を検出する検出手段や、画素の挿入あるいは削除パターンが検出された画像特性と同期しないように画素操作位置を決定するためのパラメータを作成する手段を画像形成装置に備えることが必要となるため、システム構成が複雑となり、コストも増大するという問題があった。また、ユーザが自由にスクリーンを形成する場合など、未知のスクリーンに対して適切な画素操作位置の決定ができないという問題もあった。

さらに、画素操作位置がスクリーン形状に同期していないとしても、画素操作位置の画素値に偏りが存在する場合には、画素の挿入または削除が行われる領域と、行われない領域とができてしまい、ディフェクトの原因となる場合があった。
図２７は、画素操作位置の画素値に偏りが存在する場合のスクリーンパターンおよび画素操作位置と、これによって生じるディフェクトを模式的に表した図である。
図２７（Ａ）を参照すると、巨視的に、画素の挿入または削除が行われる画素操作領域と、画素の挿入または削除が行われない画素無操作領域とが、主走査方向に沿って交互に現れていることがわかる。そのため、図２７（Ｂ）に示すように、階調濃度の濃い領域と薄い領域とが現れてしまう。なお、画素が挿入される場合には、階調濃度の濃い領域は画素操作領域に対応し、画素が削除される場合には、反対に階調濃度の薄い領域が画素無操作領域に対応することとなる。

このディフェクトは、画素操作点の存在しない領域の幅がある程度大きくなると、視認されやすくなる。スクリーンが既知であれば、画素操作位置を決定するためのパラメータを適宜設定して、偏りを抑制することも可能であるが、この場合、スクリーンパターンの種類に応じてパラメータを選択しなくてはならない。しかし、一つの画像内の複数のオブジェクトに対して異なる種類のスクリーンパターンが用いられる場合、ハードウェアの制限から、スクリーンパターンの種類に応じてパラメータを切り替えることが難しい。そのため、一つのパラメータで複数種類のスクリーンに対応する必要があり、適切なパラメータを選択することが困難である。また、どのようなパラメータを選択してもディフェクトが発生してしまう場合もある。

なお、以上の説明では、主として主走査倍率の補正として画素が挿入または削除される場合について説明したが、主走査倍率の補正以外にも、画像データの全体または部分的に画素を挿入または削除することにより画像を所望の形状や大きさに変形する補正（例えば、副走査方向の倍率補正や台形補正等）が行われる場合も同様の問題がある。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、スクリーン処理済みの画像に対して倍率ずれを補正するための画像処理を施した場合における画素操作位置の偏りを抑制し、画質欠陥の発生を防止することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、次のように構成された画像形成装置として実現される。この装置は、画像のレジストレーションずれを補正するための補正値を求める補正値設定部と、この補正値に基づいて、画像に対して画素を挿入または削除する画像補正部とを備える。そして、この画像補正部は、挿入または削除される画素の位置である画素操作位置を含む一定の着目領域を決定し、この着目領域における色画素と無色画素との比率である色比率を算出し、色比率に基づいて挿入または削除の対象である操作画素の種類を決定し、この着目領域に対して操作画素の挿入または削除を行う。

ここで、より詳しくは、画像補正部は、所定の着目領域における操作画素の種類を決定する場合に、直前の着目領域に対する補正で生じた色比率の誤差を処理中の着目領域の色比率に重畳して操作画素の種類を決定する。また、画像補正部は、直前の着目領域に対する補正で生じた色比率の誤差を処理中の着目領域の色比率に重畳する操作を、着目領域に対する補正を数回行うたびに実行する。さらにまた、画像補正部は、所定の着目領域に操作画素を挿入する場合に、着目領域中に存在する操作画素と同種の画素に連続させて挿入する。

また、上記の目的を達成する他の本発明は、次のような画像補正部を備える構成とすることもできる。この画像補正部は、挿入または削除される画素の位置である画素操作位置を含むＭ画素×Ｎ画素（Ｍ、Ｎは２以上の整数）の着目領域を決定し、この着目領域に対して操作画素の挿入または削除を行うことにより、着目領域を（Ｍ＋１）画素×Ｎ画素または（Ｍ−１）画素×Ｎ画素の着目領域に変換し、かつ変換前の着目領域における色画素と無色画素との比率および変換前の着目領域内に描かれた画像の形状に基づいて、変換後の着目領域に画像を描く。

さらに、上記の目的を達成する他の本発明は、次のような画像補正部を備える構成とすることもできる。この画像補正部は、挿入または削除される画素の位置である画素操作位置を含む一定の着目領域を決定し、この着目領域の濃度を算出し、この濃度に基づいて挿入または削除の対象である操作画素の種類を決定し、着目領域に対して操作画素の挿入または削除を行う。

ここで、より詳しくは、画像補正部は、乱数を発生させ、この乱数と着目領域の濃度の値とを比較し、乱数値の方が大きい場合に操作画素を色画素とし、乱数値の方が小さい場合に操作画素を無色画素とする。また、画像補正部は、補正を行う走査方向の位置が同じ着目領域に対して決定された操作画素の種類の履歴を保持し、この履歴における色画素と無色画素との比率を処理中の着目領域の濃度に近づけるように処理中の着目領域に対する操作画素の種類を決定する。また、画像補正部は、決定された操作画素の種類と同種の画素を着目領域の一端から順に探索し、最初に見つかった同種の画素の位置で操作画素の挿入または削除を行う。さらに、画像補正部は、着目領域ごとに、決定された操作画素の種類と同種の画素の探索開始位置および探索方向を所定のパラメータに基づいて変更する。

以上のように構成された本発明によれば、スクリーン処理済みの画像に対して倍率ずれを補正するための画像処理を施した場合における画素操作位置の偏りを抑制し、画質欠陥の発生を防止することが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
図１は、本実施形態が適用される画像形成装置を示した図である。
この画像形成装置は、電子写真方式を採用した、いわゆるタンデム型のデジタルカラー機である。図１に示すように、この画像形成装置は、画像を形成する画像形成部１０、印字機能（印字機能）として、画像形成部１０の感光体ドラム１１に対して静電潜像を形成する露光装置１３、感光体ドラム１１に担持されたトナー像を重畳して担持する中間転写体としての転写ベルト２１を備えている。画像形成部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応させて設けられている。以下、これらを区別する必要がある場合には、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと表記するが、区別する必要がない場合には、単に画像形成部１０と表記する。また、転写ベルト２１の内側で、各画像形成部１０の感光体ドラム１１に対向する位置には、転写ベルト２１上に画像を担持するための一次転写ロール２３が設けられている。さらに、転写ベルト２１に担持されたトナー像を用紙に転写するいわゆる二次転写位置には、二次転写ロール２４と、転写ベルト２１の内側に設けられる対向ロール２５とが配置されている。さらに、記録媒体である用紙を収容する給紙カセット２７と、転写された用紙を定着するための定着器２８とを備えている。また、画像形成装置は、レジずれに対する補正のための画像処理を行う制御装置３０と、転写ベルト２１の所定領域に形成された色ずれ制御用パターンを読み取る色ずれセンサ４０とを備えている。

制御装置３０は、画像読取装置（ＩＩＴ：Image Input Terminal）等の画像データの入力手段から得られた画像のデジタル画像信号や色ずれ制御のためのパターン画像などの画像信号を生成して露光装置１３に供給し、転写ベルト２１への書き込みを行わせる。また制御装置３０は、色ずれセンサ４０から色ずれ制御用パターンの検出結果を取得し、取得した情報に基づいて色のずれ量を解析し、必要な補正を行っている。制御装置３０におけるこれらの機能は、例えばプログラム制御されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等で実現される。また制御装置３０は、メモリとして不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）や読み書き可能なＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。このＲＯＭには、コントローラが実行する画像形成動作や色ずれの検出および補正動作などを制御するためのソフトウェアプログラム、色ずれ制御用パターンの画像情報等が格納されている。ＲＡＭには、各種カウンタ値、ジョブの実行回数、前回の色ずれ検出処理の実行情報（時間情報等）といった、画像形成装置の動作に伴って取得される各種の情報が格納される。

各色別の露光装置１３には、例えば画像読取装置（ＩＩＴ）や外部のパーソナルコンピュータ装置（ＰＣ）等から得られ、画像処理装置（図示せず）によって変換されたデジタル画像信号が、制御装置３０を介して供給される。色ずれセンサ４０は、転写ベルト２１上に形成された色ずれ制御用パターン（ラダー状トナーパッチ、シェブロンパッチ）をＰＤ（Photo Diode）センサ等で構成される検出器上に結像し、パッチの重心線と検出器の中心線とが一致したときにパルスを出力する反射型センサである。この色ずれセンサ４０は、各画像形成部１０で形成されたパッチによる色ずれ制御用パターンの相対色ずれを検出するために、例えば、図１における最下流側の画像形成部１０Ｋの下流側で、かつ主走査方向に沿って２個、配置されている。色ずれセンサ４０の発光部は、例えば赤外ＬＥＤ（波長８８０ｎｍ）が２個用いられ、安定したパルス出力を確保するために、２個のＬＥＤの発光光量を調整（例えば２段階）できるように構成されている。

上記４色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々には、像担持体である感光体ドラム１１の周りに、画像形成のための各種ユニットが同様に形成されている。即ち、感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置、露光装置１３により露光された感光体ドラム１１にトナー像を現像する現像装置、転写ベルト２１へのトナー像の転写後に感光体ドラム１１に残る残留トナーを除去するクリーナ等の各種ユニットが備えられている。なお、画像形成部１０の構成としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいわゆる常用色の他、通常のカラー画像形成には用いられない、例えばコーポレートカラーなどの特殊な画像形成材に対応させた特定色画像形成部を設けることも可能である。また、上述したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の他に、ダークイエローなどを含めた５色以上を常用色として用いることもできる。なお、本実施形態では、像担持体である感光体ドラム１１の軸方向を主走査方向、感光体ドラム１１の回転による移動方向を副走査方向としている。

転写ベルト２１としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、その両端を溶着等の手段によって接続することによって、無端ベルト状に形成したものが用いられる。この転写ベルト２１は、駆動ロールとバックアップロールとによって、少なくとも一部を略直線的にしたループ状に張られる。そして、この転写ベルト２１の略直線的な部分に対して、略水平方向に一定間隔を隔てて、４色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋおよび対向する一次転写ロール２３が配列されている。図１に示す例では、転写作業を行う際の転写ベルト２１の移動方向に対して上流側から下流方向に順に、イエローの画像形成部１０Ｙ、マゼンタの画像形成部１０Ｍ、シアンの画像形成部１０Ｃ、ブラックの画像形成部１０Ｋが配列されている。画像形成部１０によって形成された各色の画像が、転写ベルト２１の動きにしたがってベルト上で順に重ね合わされることにより、転写ベルト２１上にカラートナー画像が形成される。そして、転写ベルト２１の移動と用紙搬送とのタイミングが合わされ、二次転写ロール２４と対向ロール２５を含む位置で、転写ベルト２１上に形成されたカラートナー画像が用紙に転写される。この後、カラートナー画像が転写された用紙は、定着器２８に搬送され、定着器２８においてカラートナー画像が用紙に定着されて、画像形成装置の筐体外部に設けられた排出トレイに排出される。
なお、図１には、電子写真方式による画像形成装置の構成例を示したが、本実施形態は、インクジェット方式やサーマル方式等の種々の方式による画像形成装置に対して適用することが可能である。

さて、上記のように構成された画像形成装置において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに対応する各露光装置１３のＲＯＳ（Ｙ用ＲＯＳ、Ｍ用ＲＯＳ、Ｃ用ＲＯＳ、Ｋ用ＲＯＳ）と感光体との間の光学的距離に誤差がある場合、各色の感光体ドラム１１に形成される画像は主走査方向の幅が異なることとなる。そのため、転写ベルト２１において各色の画像が重畳されると、各色の画像に主走査倍率ずれが生じてしまう。そこで、制御装置３０の制御により、各色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが形成する画像に対して、画素の挿入または削除が適宜行われて主走査倍率の補正が実施される。以下、制御装置３０の機能および本実施形態による倍率ずれに対する補正について、詳細に説明する。

図２は、本実施形態における制御装置３０の機能構成を示す図である。
図２を参照すると、本実施形態の制御装置３０は、スクリーン処理を行うスクリーン処理部３１と、レジずれ検出部３２と、補正値設定部３３と、レジずれに対する補正のために画素の挿入または削除を行う画像補正部３４と、画像補正部３４により補正された画像を画像形成ユニット（ＩＯＴ）へ送出する出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３５とを備える。これらの構成のうち、スクリーン処理部３１、レジずれ検出部３２、補正値設定部３３および画像補正部３４は、例えば、上述した不揮発性のＲＯＭに格納されたソフトウェアプログラムに制御されたＣＰＵにより実現される。

制御装置３０には、処理対象として、印刷しようとする画像のデータが入力される。入力される画像には、多階調（多値）のデータと、単階調（２値）のデータとがある。スクリーン処理部３１は、入力画像が多値データである場合に、この入力画像に対して、特定の色、特定のオブジェクト（例えば写真、文字などの別）ごとにスクリーン処理を施して、画像を２値データに変換する。また、スクリーン処理部３１は、テキスト／イメージ分離（Ｔ／Ｉ分離）処理を実行し、各オブジェクトに対して表現する階調に応じた適切なスクリーンパターンを選択する。そして、各種のスクリーンパターンを格納した記憶手段（上述した制御装置３０に搭載されるＲＯＭ等）から選択したスクリーンパターンを読み出してスクリーン処理に用いる。スクリーン処理が施された画像は、画像補正部３４に送られる。入力画像が２値データである場合（たとえば、既にスクリーン処理の施された画像が入力された場合）は、スクリーン処理部３１によるスクリーン処理が行われることなく、直接、画像補正部３４に入力される。

レジずれ検出部３２は、図１を参照して上述したように、色ずれセンサ４０による色ずれ制御用パターンの検出結果を取得して解析し、色ずれの有無およびずれ量を求める。
補正値設定部３３は、レジずれ検出部３２により検出された色ずれのずれ量に応じて、これを相殺するために要する補正値を算出する。例えば、主走査倍率ずれに対する補正の場合、主走査方向に並ぶ画素列に対して、合計で何個の画素を挿入または削除するか、といった値を計算する。

画像補正部３４は、スクリーン処理部３１により２値化された画像または元々２値データであった入力画像を入力し、倍率ずれを補正するための画像処理を行う。本実施形態では、倍率ずれに対する補正（以下、倍率補正）のために画素が挿入または削除される画素操作位置を含む一定の領域に着目し、補正前後で、その領域（以下、着目領域）における画像（その領域に施されたスクリーンのパターン）ができるだけ維持されるように、画素を挿入または削除する。

画像形成装置により形成される画像は、微小なドットの集合で構成されている。２値画像では、個々のドットは、色が付されるか（オン）、または色が付されないか（オフ）のどちらかとなる。以下、色が付されるドットを色画素、色が付されないドットを無色画素と呼ぶ。なお、上述したように、一般の画像形成装置では、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色の他に、黒色Ｋの画像を形成する画像形成部１０も搭載されており、また無色透明の特殊な画像形成材を用いる画像形成部１０が搭載される場合もある。しかし、本実施形態では、これらを区別せず、現像工程でトナー等の画像形成材により画像が形成される部分を構成するドットを色画素と呼び、それ以外の部分のドットを無色画素と呼ぶことにする（モノクロ画像の場合、黒画素が色画素に、白画素が無色画素にそれぞれ相当する）。また、着目領域における色画素の比率（色画素の個数／着目領域内総画素数）を色比率と呼ぶ。

本実施形態の画像補正部３４は、着目領域ごとに、その特性に基づいて、画素操作位置や、挿入または削除する画素を色画素と無色画素のどちらにするかを決定する。具体的には、着目領域における色比率の変化が少なくなるように挿入または削除する画素の種類を選択する手法と、着目領域の濃度に基づいて挿入または削除する画素の種類を選択する手法とを提案する。以下、各々の手法について詳細に説明する。

＜第１の手法＞
第１の手法では、画像の１ライン（走査線）上に着目領域を設定し、その色比率に応じて挿入または削除する画素の種類を選択する。
図３は、第１の手法により倍率補正を行う画像補正部３４の機能構成を示す図である。図３に示すように、この画像補正部３４は、色比率判定部３４１と、操作画素決定部３４２と、画素操作部３４３とを備える。

色比率判定部３４１は、補正値設定部３３により計算された補正値に基づいて着目領域を決定し、その色比率を求める。具体例として、画素を挿入して主走査方向の倍率補正を行う場合を考える。補正値設定部３３により主走査線１ラインにつき挿入する画素数が計算されると、色比率判定部３４１は、この計算値に基づき、何画素ごとに１画素を挿入すべきかを求め、この１画素を挿入する範囲内で着目領域のサイズ及び位置を設定する。そして、着目領域内における色画素と無色画素との割合を算出する。

なお、着目領域の具体的なサイズおよび位置の設定方法は、画素操作位置に偏りが生じない限り任意で良い。例えば、画像幅３１０ｍｍで解像度２４００ｄｐｉの場合、画像幅分の画素数は２９２９２画素である。これに１２画素挿入する補正を行う場合、２４４１画素（＝２９２９２／１２）ごとに１画素を挿入すれば良い。したがって、着目領域のサイズは２４４１画素以内で任意に設定できる。また、着目領域の位置は、２４４１画素ごとに基準位置を定め、この基準位置に着目領域の左端、右端あるいは中央が来るように設定することができる。

操作画素決定部３４２は、色比率判定部３４１により算出された着目領域の色比率に応じて、挿入画素または削除対象の画素を色画素とするか、または無色画素とするかを決定する。具体的には、補正により画素を挿入または削除した後の着目領域の色比率が補正前の色比率に近くなるように、挿入または削除の種類を選択する。

画素操作部３４３は、操作画素決定部３４２により決定された画素の種類に応じて画素の挿入位置または削除する画素（画素操作位置）を決定し、実際に画素を挿入または削除して補正を行う。画素を挿入する場合、無色画素の間に色画素を挿入したり、色画素の間に無色画素を挿入したりして、色画素または無色画素が孤立してしまうと元の画像と比べて画像の形状が大きく異なってしまい、視覚的に目立ちやすくなってしまう。また、実際に画像を形成する際に再現性が悪くなってしまう。そこで、色画素を挿入する場合は着目領域中の色画素に連続させて、無色画素を挿入する場合は着目領域中の無色画素に連続させて挿入するように、挿入位置を決定する。画素を削除する場合には、このような問題は生じないので、操作画素決定部３４２の決定に応じて、着目領域中の任意の画素を削除すれば良い。

以下、具体的な補正例を挙げて、第１の手法における標準的な手法（手法１−１）、特殊な画像が描画される場合に適した拡張的な手法（手法１−２、１−３）について説明する。なお、以下の説明では、主走査方向に並ぶ画素により着目領域が構成される場合を例として説明するが、副走査方向に並ぶ画素により着目領域が構成される場合にも全く同様に適用できることは言うまでもない。

・手法１−１
図４は、着目領域が主走査方向８画素分の領域である場合の画素の挿入による倍率補正の具体例を示す図である。
図４には、１８本の走査ラインからなる画像が示されている。すなわち、１８個の着目領域が並んだ状態である。図４（Ａ）に示すように、この例において着目領域は主走査方向に並ぶ８個の画素からなる。そして、図４（Ｂ）に示すように、各着目領域に１画素が挿入され、着目領域の画素数が９個となるように補正がなされる。

まず、色比率判定部３４１が着目領域ごとに色比率を計算する。図４（Ａ）において、第１ラインの着目領域を参照すると、色画素が占める割合は３／８となっている。ここで、色画素を挿入すると、挿入後に色画素が占める割合は４／９となる。一方、無色画素を挿入すると、挿入後に色画素が占める割合は３／９となる。したがって、

｜３／８−４／９｜＞｜３／８−３／９｜

だから、無色画素を挿入した方が、挿入前後の着目領域の色比率が近いことがわかる。したがって、画素操作部３４３は、第１ラインの着目領域には無色画素を挿入すると決定する。

次に、第２ラインの着目領域を参照すると、色画素が占める割合は５／８となっている。ここで、色画素を挿入すると、挿入後に色画素が占める割合は６／９となる。一方、無色画素を挿入すると、挿入後に色画素が占める割合は５／９となる。したがって、

｜５／８−６／９｜＜｜５／８−５／９｜

だから、色画素を挿入した方が、挿入前後の着目領域の色比率が近いことがわかる。したがって、画素操作部３４３は、第１ラインの着目領域には色画素を挿入すると決定する。

同様にして、各ラインの着目領域について挿入する画素の種類が決定された後、画素操作部３４３が、操作画素決定部３４２の決定にしたがって、実際に画素を挿入する。上述したように、色画素は既存の色画素に連続させ、無色画素は既存の無色画素に連続させて挿入する。なお、既存の色画素および無色画素の位置は、色比率判定部３４１が各着目領域の色比率を判定する際に認識できるので、このときに得られた情報を用いて特定すれば良い。
以上のようにして画素が挿入された状態を示す図４（Ｂ）を参照すると、画像の形状が大きく崩れることなく画素が挿入されていることがわかる。

以上、画素を挿入する補正について説明したが、画素を削除する場合は、上記の動作と同様に、まず色比率判定部３４１および操作画素決定部３４２により、色画素を削除した場合と無色画素を削除した場合における削除前後の色比率の変化を比較して、色比率の変化が小さくなるように削除する画素の種類が決定される。そして、画素操作部３４３により各着目領域から画素が削除される。
図５は、図４と同様の画像において、１ライン８画素の着目領域から１画素を削除する倍率補正の具体例を示す図である。補正後の状態を示す図５（Ｂ）を参照すると、画像の形状が大きく崩れることなく画素が削除されていることがわかる。

・手法１−２
次に、複数の着目領域にわたって定常的な形状の画像が形成される特殊な場合について考える。
例えば、着目領域が設定されるラインと直交する方向に一定幅で直線的に伸びる画像が描画される場合を考える。図６は、かかる画像が描画されている場合の倍率補正の具体例を示す図である。なお、図６において、着目領域は、主走査方向に並ぶ８個の画素からなり、各着目領域に対して１画素を挿入する補正が行われたものとする。また、図示の範囲において、主走査方向５画素分の幅を持ち、副走査方向へ直線的に伸びる帯状の画像が描かれている。

この場合、上述した手法で画素を挿入すると、個々の着目領域では補正前後で色比率の変化が最小となる。しかし、補正後の状態を示す図６（Ｂ）を参照してわかるように、画像全体では各着目領域における誤差が蓄積して大きな誤差となってしまう。この不具合を回避するため、本実施形態では、各ラインの着目領域に対し、直前のラインの着目領域に対する補正で生じる色比率の変化を順次重畳して、挿入（または削除）する画素の種類を決定する。

図７は、補正で生じる各着目領域の色比率の変化を順次重畳する手法を用いた倍率補正の具体例を示す図である。
図７を参照すると、まず第１ラインの着目領域では、図４を参照して説明した手法により、色画素が挿入されている。このとき、補正前の色比率は５／８、補正後の色比率は６／９であるから、色比率の変化値（以下、この値を誤差と呼ぶ）は、

５／８−６／９≒−０．０４

である。そこで、第２ラインの着目領域に関して色比率を求める際に、色比率判定部３４１によって計算された色比率に上記誤差を重畳して（５／８−０．０４）とする。すると、第２ラインの着目領域における補正前後の色比率の変化は、色画素が挿入された場合で５／８−０．０４−６／９、無色画素が挿入された場合で５／８−０．０４−５／９となり、

｜５／８−０．０４−６／９｜＞｜５／８−０．０４−５／９｜

だから、第２ラインの着目領域では無色画素が挿入されることとなる。また、このときの色変化率の誤差は、

５／８−０．０４−５／９≒０．０３

である。
同様に、第３ライン以降の着目領域に対しても、直前のラインの着目領域に対する補正による誤差を順次重畳して画素を挿入していくと、第３ライン以降に挿入される画素の種類は、図７（Ｂ）に示すように、色画素、色画素、無色画素、色画素、無色画素、色画素、・・・となる。

図６と図７の補正結果を比較すると、各着目領域の補正に基づく色比率の誤差を重畳しない図６の手法では、画像全体の色比率の誤差は、

５／８−６／９≒−０．０４

である。これに対し、各着目領域の補正に基づく色比率の誤差を重畳する図７の手法では、画像全体の色比率の誤差は、

５／８−１０２／１６２≒−０．００５

である。したがって、着目領域の補正で生じる色比率の変化を順次重畳しながら挿入（または削除）する画素の種類を決定することにより、大幅に誤差を削減し、補正前の色比率に近い結果が得られることがわかる。

・手法１−３
ところで、上記のように定常的な形状の画像を含む領域において挿入（または削除）する画素の種類を変えながら補正を行うと、色画素と無色画素の境界（エッジ）部分の定常性が崩れ、高い空間周波数成分を含むようになってしまう場合がある。図８は、着目領域に画素を挿入した結果、画像の境界部分に高周波成分が現れた様子を示す図である。
補正後の状態を示す図８（Ｂ）を参照すると、色画素により形成される帯状画像の右端境界部分に高周波成分が現れている。そして、このような画像を電子写真方式等の画像形成装置で出力すると、高周波成分の再現が困難なため、境界部分のぼやけた画像となってしまう。そこで、図７を参照して説明した手法１−２では１ラインごとに色比率の誤差を計算して重畳していたが、この操作を数ラインごとに（着目領域数個おきに）行うことにより、図８（Ｂ）のような高周波成分の出現を回避する。

図９は、補正で生じる着目領域の色比率の誤差を数ラインごとに重畳する手法を用いた倍率補正の具体例を示す図である。図示の例では、５ラインごとに色比率の誤差を計算し重畳している。
補正後の状態を示す図９（Ｂ）を参照すると、画像の右端境界部分において、５ラインごとに挿入画素の種類が変化しているため、この境界部分の空間周波数が図８（Ｂ）の例に比して低く抑えられている。なお、色比率の誤差の計算および重畳を何ラインごとに行うかについては、描画される画像の形状に応じて任意に設定することができる。描画される形状の情報は、スクリーン処理部３１によるスクリーン処理の際に行われる画像の解析結果から得ることができる。画像の形状に応じて色比率の誤差を計算し重畳する操作の実行周期を制御することにより、出力画像が本来もつ固有の周波数（装置の固有周波数、スクリーン周期、画像処理上の解像度変換に伴う周期など）との干渉を防止することも可能となる。なお、入力画像が２値画像であって、スクリーン処理を行わない場合は、画像補正部３４が画像解析を行っても良いし、スクリーン処理部３１にて画像解析のみを行っても良い。

＜第２の手法＞
第２の手法は、第１の手法と同様に着目領域の色比率に応じて挿入または削除する画素の種類を選択する。ただし、着目領域をＭ画素×Ｎ画素（Ｍ、Ｎは２以上の整数）の２次元領域とした点で第１の手法と異なる。
図１０は、第２の手法により倍率補正を行う画像補正部３４の機能構成を示す図である。図１０に示すように、この画像補正部３４は、色比率判定部３４４と、着目領域補正部３４５とを備える。

色比率判定部３４４は、補正値設定部３３により計算された補正値に基づいて着目領域を決定し、その色比率を求める。第２の手法では、着目領域をＭ×Ｎの２次元領域としているので、着目領域を決定するためには、Ｍ方向およびＮ方向の２方向についてサイズおよび位置を設定しなければならない。ここでは便宜的に、倍率補正される方向をＭ方向とする。すると、着目領域のＭ方向におけるサイズ（Ｍ）及び位置は、上述した第１の手法と同様にして設定することができる。一方、Ｎ方向については、サイズ（Ｎ）は任意に設定することができる。また、着目領域は、倍率補正される方向とは直交する方向（Ｎ方向と一致する）に沿って連続的に配置されるので、Ｎ方向の位置は同方向のサイズに基づいて定まる。着目領域を設定した後、色比率判定部３４４は、着目領域内における色画素と無色画素との割合を算出する。

着目領域補正部３４５は、上述した第１の手法における操作画素決定部３４２および画素操作部３４３に相当する。第２の手法では、着目領域がＭ×Ｎの２次元領域であり、倍率補正される方向をＭ方向としたので、補正により挿入または削除する画素はＮ個となる。さらに、２次元の着目領域には、所定の形状の画像が描画されることとなる。したがって、挿入または削除の種類を選択するには、第１の手法で説明したように、補正前後で着目領域の色比率が大きく変わらないように挿入画素または削除対象の画素を選択するだけでなく、着目領域に描画される画像の形状についても補正前後で大きく変わらないようにすることが必要である。言い換えれば、着目領域補正部３４５の処理は、元のＭ×Ｎの着目領域に描かれた画像を、できるだけ形状を変えずに、補正後の（Ｍ＋１）×Ｎ（画素を挿入する場合）または（Ｍ−１）×Ｎ（画素を削除する場合）の着目領域に描き直す処理である。

また、着目領域補正部３４５は、並列する各着目領域に対し、直前の着目領域に対する補正で生じる色比率の変化を順次重畳して、補正内容を決定する。これにより、個々の着目領域といった局所的な範囲での色比率だけでなく、画像全体での色比率の補正による変化を抑制することができる。

図１１、図１２は、着目領域補正部３４５による補正の例を示す図である。
図１１−１〜４には、３画素×３画素の着目領域のＭ方向に１画素を挿入して４画素×３画素の着目領域に補正する場合の種々の例を示している。図１１−１は、元の着目領域に色画素が１個だけ存在する場合（色比率１／９）に、着目領域を４画素×３画素のサイズに変換する例を示す。同様に、図１１−２は元の着目領域に色画素が２個存在する場合（色比率２／９）、図１１−３は元の着目領域に色画素が３個存在する場合（色比率３／９）、図１１−４は元の着目領域に色画素が６個存在する場合（色比率６／９）において、着目領域を４画素×３画素のサイズに変換する例をそれぞれ示す。

補正により着目領域のサイズを変更すると、多くの場合、補正前後の色比率は変化する（誤差を持つ）。たとえば、図１１−１に示すように元の着目領域が色比率１／９の場合、変換後（補正後）の着目領域には、色比率１／１２の場合と２／１２とがある。また、図１１−２に示すように元の着目領域が色比率２／９の場合、変換後（補正後）の着目領域には、色比率２／１２の場合と３／１２の場合とがある。これらのどちらが選択されても、着目領域における色比率は変化する。そこで、上述したように、この誤差を直後の着目領域に対する補正の際に重畳させる。これにより、第１の手法における手法１−２と同様に、画像全体における色比率の変化を抑えることが可能となる。なお、図１１−３、４には、補正によって色比率が増加する場合のみ示しているが、無色画素のみが追加されて、色比率が減少する場合もあることは言うまでもない。

ところで、元の着目領域の色比率によっては、補正前後で色比率が変わらない（誤差が生じない）場合がある。図１１−３のように色比率が３／９の場合、補正により５画素×４画素の着目領域となっても、色画素を１個追加することによって色比率４／１２となり、誤差が生じない。図１１−４のように色比率が６／９の場合も、色画素を２個追加することによって色比率８／１２となり、やはり誤差が生じない。しかし、元の着目領域における画像の形状によっては、色画素を配置できる場所が複数ある場合がある。たとえば、図１１−３の最上段に示した左端１列に色画素が存在する例では、図示の（Ａ）と（Ｂ）のどちらを選択することもできる。この場合、どちらを選択するかは、直前の着目領域における色比率の誤差に応じて決めることができる。すなわち、（Ａ）と（Ｂ）を比較すると、（Ａ）では着目領域の上方に色画素が多く、（Ｂ）では下方に色画素が多くなっている。そこで、直前の着目領域における色比率の誤差がマイナスである場合は（Ａ）を選択し、プラスである場合は（Ｂ）を選択すれば、色画素の配置が偏ることを避けることができる。
図１１−４の例では、着目領域の上下方向で色画素の数に偏りはない。しかし、この場合も、直前の着目領域における色比率の誤差がプラスかマイナスかに応じて、どのパターンを用いるかをあらかじめ設定しておくことができる。

図１２には、４画素×４画素の着目領域のＭ方向に１画素を挿入して５画素×４画素の着目領域に補正する場合、Ｍ方向の１画素を削除して３画素×４画素の着目領域に補正する場合の例を示している。図示の場合、図１１−１、２に示した３画素×３画素の着目領域の例と同様に、補正により色比率が変化するので、上述したように直前の着目領域に対する補正の際に生じた色比率の誤差に応じて、どちらのパターンを用いるかを決めることとなる。

次に、図１１、１２に例示したように着目領域を補正する場合における補正後の着目領域に描画される画像の構成方法、すなわち、着目領域中の色画素の配置を決定する方法について説明する。
図１３、１４は、図１２に示した補正を行う場合に補正後の着目領域の画像を構成する方法を説明する図である。
図１３（Ａ）は４画素×４画素の元の着目領域であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の着目領域を５画素×４画素に拡大し、着目領域内の画像をサンプリングした様子を示す。図１３（Ｂ）において、数字で示されていない色画素あるいは無色画素は、補正後の着目領域における画素データとしてそのまま確定して良い。これに対し、数字を付した３箇所の画素の種類は、次のようにして決定する。図において、（１）の画素は３／４が色つき、（２）の画素は２／４が色つき、（３）の画素は１／４が色つきとなっている。ここで、画素の種類を色画素とするか無色画素とするかを決める閾値を２／４とした場合、直前の着目領域を補正した際の色比率の誤差重畳分が無いならば、図１３（Ｄ）に示すように、（１）、（２）の位置の画素を共に色画素とし、（３）の位置の画素を無色画素とする。この画像は、色比率が１３／２０となり、元の着目領域の１０／１６よりも大きくなる（誤差を持つ）。また、図１３（Ｂ）の数字を付した画素に注目すれば、（１）の画素は１／４だけ色が増加し、（２）の画素は２／４だけ色が増加し、（３）の画素は１／４だけ色が減少したことになる。そして、（１）と（３）の画素の色の増減は相殺されるので、（２）の画素における２／４画素分の色の増加が色比率の誤差に対応する。そこで、この色比率の超過分を次の着目領域における補正の際に足し込む。このようにすれば、この次の着目領域での補正は、図１３（Ｃ）に示すようになり、全体として色比率の変化量を小さく抑えることが可能となる。

図１４（Ａ）は図１３（Ａ）と同様であり、図１４（Ｂ）は図１３（Ａ）の着目領域を３画素×４画素に縮小し、着目領域内の画像をサンプリングした様子を示す。図１４（Ｂ）において、数字を付した３箇所の画素は、図１３の例と同様に閾値２／４とし、直前の着目領域を補正した際の色比率の誤差を足し込むことによって、色画素か無色画素を決定し、図１４（Ｃ）または図１４（Ｄ）のようになる。

図１５は、４画素×４画素の着目領域を補正して５画素×４画素に拡大する他の例を示す図、図１６は、同じ着目領域を３画素×４画素に縮小する例を示す図である。
図１５、１６の場合も、図１３、１４の例と同様に、閾値を２／４とし、直前の着目領域を補正した際の色比率の誤差を足し込むことによって、（２）の画素を色画素と無色画素のどちらにするかが決定される。

なお、以上の説明において、Ｍ画素×Ｎ画素の着目領域に関して、倍率補正される方向をＭ方向とした。このＭ方向とＮ方向とは、どちらが主走査方向または副走査方向であっても良い。Ｍ方向を主走査方向とすれば、主走査倍率補正を行う場合となり、Ｎ方向を主走査方向とすれば、副走査倍率補正を行う場合となる。

＜第３の手法＞
上述した第１、第２の手法では、着目領域に描画される画像の形状が補正前後でできるだけ変化しないように、挿入または削除する画素の種類や位置を設定した。これに対し、第３の手法は、着目領域の局所的な濃度が補正前後でできるだけ変化しないように、挿入または削除する画素の種類や位置を設定する。
図１７は、第３の手法により倍率補正を行う画像補正部３４の機能構成を示す図である。図１７に示すように、この画像補正部３４は、濃度計算部３４６と、操作画素決定部３４７と、画素操作部３４８とを備える。

濃度計算部３４６は、補正値設定部３３により計算された補正値に基づいて着目領域を決定し、その局所的濃度を求める。具体例として、画素を挿入して主走査方向の倍率補正を行う場合を考える。補正値設定部３３により主走査線１ラインにつき挿入する画素数が計算されると、濃度計算部３４６は、この計算値に基づき、何画素ごとに１画素を挿入すべきかを求め、この１画素を挿入する範囲内で着目領域のサイズ及び位置を設定する。そして、着目領域の濃度を算出する。なお、着目領域の具体的なサイズおよび位置の設定方法は、第１の手法の色比率判定部３４１による場合と同様であり、画素操作位置に偏りが生じない限り任意で良い。

濃度計算部３４６による着目領域の濃度の計算方法について説明する。
第１の濃度計算方法は、着目領域における色比率を濃度とする方法である。
図１８は、色比率による着目領域の濃度計算方法を説明する図である。図示の例では、着目領域は主走査方向に並ぶ１６個の画素からなる。図示の例で具体的に着目領域の濃度を求めると、たとえば第１ラインの着目領域では、９／１６＝０．５６３で濃度５６％と算出される。また、第６ラインでは、２／１６＝０．１２５で濃度１２．５％と算出される。

第２の濃度計算方法は、多値画像である入力画像から濃度を直接求める方法である。
図１９は、多値画像から濃度を求める方法を説明する図である。図示の例で、たとえば最上段の着目領域の濃度は、この領域に対応する多値画像（入力画像）に基づき濃度０％と求まる。この第２の濃度計算方法は、多値画像から濃度の情報を直接取得するため、正確な濃度を得られるが、入力画像が２値画像である場合は使用できない。

操作画素決定部３４７は、濃度計算部３４６により算出された着目領域の濃度に応じて、挿入画素または削除対象の画素（以下、操作画素）の画素値（以下、操作画素値）、すなわち色画素とするか、または無色画素とするかを決定する（たとえば色画素を操作画素値＝１、無色画素を操作画素値＝０とすることができる）。以下に、具体的な画素値の決定方法の例を説明する。

第１の画素値決定方法は、０〜１００までの乱数と着目領域の濃度とを比較して、画素値を決定する方法である。この方法では、操作画素決定部３４７が０〜１００までの乱数を発生する乱数発生器を持つ。そして、発生した乱数と、濃度計算部３４６により算出された着目領域の濃度とを比較し、画素値を決定する。乱数の発生は線形合同法、Ｍ系列乱数等、既知の方法を用いることができる。具体例として、以下のような条件を設定することができる。

乱数値＞着目画素画像濃度：挿入または削除する画素＝色画素（操作画素値＝１）
乱数値≦着目画素画像濃度：挿入または削除する画素＝無色画素（操作画素値＝０）

走査画素値の決定に乱数を用いることで、画素値が周期的になってディフェクトを発生させることを防ぐことができる。

第２の画素値決定方法は、補正を行う走査方向（たとえば主走査方向）の位置が同じ着目領域ごとに、過去に決定した操作画素値の履歴をｎ個分記憶しておき、操作画素値履歴のｎ個分の操作画素値による色比率を処理中の着目領域の濃度に近づけるように画素値を決定する方法である。
図２０は、操作画素値の履歴に基づいて画素値を決定する方法を説明する図である。図示の操作画素値履歴は、所定の着目領域における操作画素値を副走査方向に１０ライン保存したものである。この操作画素値履歴は、補正値設定部３３で求められた補正量に基づき挿入または削除する画素数分だけ必要となる。図示の例において、操作画素値履歴１では、１０画素分の履歴の色比率が４／１０（すなわち濃度４０％）である。処理中の着目領域の濃度が３５％である場合、操作画素値履歴１の色比率を処理中の着目領域の濃度に近づけるためには、操作画素値履歴の色比率を下げるものでなくてはならない。したがって、操作画素は無色画素（操作画素値＝０）となる。
ここで、仮に処理中の着目領域の濃度が６５％だったとすると、操作画素値履歴１の色比率を処理中の着目領域の濃度に近づけるためには、逆に操作画素値履歴の色比率を上げるものでなくてはならない。そのため、操作画素は色画素（操作画素値＝１）となる。

第３の画素値決定方法は、画像とは無関係に、画質ディフェクトの視認性が高い濃度近傍の固定値を用いる方法である。
倍率補正等の画素操作に起因して発生する濃度差ディフェクトは、主に濃度１０％〜５０％で強く現れる。そこで、ディフェクトの視認性が高い濃度でのディフェクト発生を抑えるため、着目領域の実際の濃度に関わらず、色比率が１０％〜５０％の間になるように、操作画素値を決定する。

画素操作部３４８は、操作画素決定部３４７により決定された画素の種類に応じて、着目領域における画素の挿入位置または削除する画素（画素操作位置）を決定し、実際に画素を挿入または削除して補正を行う。画素操作位置の決定方法としては、例えば、処理中の着目領域の左端から、操作画素決定部３４７により決定された画素値を持つ目的の画素（色画素または無色画素）を順に探索し、最初に見つかった位置を画素操作位置とする方法を採ることができる。

図２１は、着目領域の左端から目的の画素を順に探索する方法を説明する図である。図示の各着目領域の操作画素値は、操作画素決定部３４７によって決定された操作画素値である。図示の矢印の始点は画素探索の開始位置を示しており、矢印の方向は画素探索の方向を表している。同図において、第１〜第５ラインの着目領域では、目的の画素（色画素または無色画素）が探索開始位置にある。したがって、左端の画素の位置が画素操作位置となる。第６ラインの着目領域では、目的の画素（色画素）が探索開始位置から１５個目の画素に初めて現れるため、この位置が画素操作位置となる。以下、各ラインの着目領域についても同様に画素操作位置を設定することができる。

また、探索開始位置と探索方向を１または数ラインごとに異ならせて目的の画素を探索することもできる。
図２２は、探索開始位置と探索方向をラインごとに異ならせて探索する方法を説明する図である。この方法では、図示のように、探索開始位置と探索方向が３ラインごとに異なっている。そのため、第１の画素操作位置決定方法では同じ位置に画素操作位置が設定された第１〜第５ラインの着目領域でも、画素操作位置が分散している（第４ラインの着目領域では右端に、第５ラインの着目領域では右端から４個目の画素の位置に設定されている）。

さらにまた、１または数ラインごとに所定のパラメータによって探索開始位置や探索方向を変更したり、数画素ずつ飛ばしながら目的の画素を探索したりすることもできる。
図２３は、パラメータによって探索位置を変更しながら探索する方法を説明する図である。この方法では、図示のように、探索開始位置が３ラインごとに探索方向に向かって３画素分ずつオフセットしている。これにより、第１の画素操作位置決定方法では同じ位置に画素操作位置が設定された第１〜第５ラインの着目領域でも、画素操作位置が分散している。図示の例では探索開始位置に関してパラメータを設定したが、探索方向や探索する画素の間隔等、種々のパラメータを設定して探索を行うことが可能である。

以上説明した実施形態では、タンデム型のフルカラーの画像形成装置を例に挙げたが、像担持体を複数回回転させてカラー画像を形成するサイクル方式のフルカラー画像形成装置での各色の画像ずれ補正や、モノクロの画像形成装置での単色画像の印刷媒体に対する絶対位置ずれやサイズずれ補正にも用いることができる。
また、電子写真方式の画像形成装置に限らず、インクジェット方式などの種々の画像形成装置においても同様の効果が得られる。

本実施形態が適用される画像形成装置を示した図である。 本実施形態における制御装置の機能構成を示す図である。 本実施形態の第１の手法により倍率補正を行う画像補正部の機能構成を示す図である。 着目領域が主走査方向８画素分の領域である場合の画素の挿入による倍率補正の具体例を示す図である。 図４と同様の画像において、１ライン８画素の着目領域から１画素を削除する倍率補正の具体例を示す図である。 複数の着目領域にわたって定常的な形状の画像が描画されている場合の倍率補正の具体例を示す図である。 補正で生じる各着目領域の色比率の変化を順次重畳する手法を用いた倍率補正の具体例を示す図である。 着目領域に画素を挿入した結果、画像の境界部分に高周波成分が現れた様子である。 補正で生じる着目領域の色比率の誤差を数ラインごとに重畳する手法を用いた倍率補正の具体例を示す図である。 本実施形態の第２の手法により倍率補正を行う画像補正部の機能構成を示す図である。 着目領域補正部による補正の例を示し、色比率１／９、３画素×３画素の着目領域を４画素×３画素の着目領域に補正する例を示す図である。 着目領域補正部による補正の例を示し、色比率２／９、３画素×３画素の着目領域を４画素×３画素の着目領域に補正する例を示す図である。 着目領域補正部による補正の例を示し、色比率３／９、３画素×３画素の着目領域を４画素×３画素の着目領域に補正する例を示す図である。 着目領域補正部による補正の例を示し、色比率６／９、３画素×３画素の着目領域を４画素×３画素の着目領域に補正する例を示す図である。 着目領域補正部による補正の例を示し、４画素×４画素の着目領域を５画素×４画素の着目領域に補正する例および３画素×４画素の着目領域に補正する例を示す図である。 図１２に示した補正を行う場合を例として、４画素×４画素の着目領域を５画素×４画素の着目領域に補正する場合の着目領域の画像を構成する方法を説明する図である。 図１２に示した補正を行う場合を例として、４画素×４画素の着目領域を３画素×４画素の着目領域に補正する場合の着目領域の画像を構成する方法を説明する図である。 ４画素×４画素の着目領域を補正して５画素×４画素に拡大する他の例を示す図である。 ４画素×４画素の着目領域を補正して３画素×４画素に縮小する他の例を示す図である。 本実施形態の第３の手法により倍率補正を行う画像補正部の機能構成を示す図である。 色比率による着目領域の濃度計算方法を説明する図である。 多値画像から濃度を求める方法を説明する図である。 操作画素値の履歴に基づき画素値を決定する方法を説明する図である。 着目領域の左端から画素を順に探索する方法を説明する図である。 探索開始位置と探索方向をラインごとに異ならせて探索する方法を説明する図である。 パラメータによって探索位置を変更しながら探索する方法を説明する図である。 主走査倍率ずれの補正により画像データに画素を挿入する様子を示す図である。 主走査ラインごとに画素の挿入位置をオフセットさせた場合の、画素の挿入位置および画素が挿入された様子を示す図である。 スクリーンパターンの特性と画素操作位置とが同期している様子を示す図である。 画素操作位置の画素値に偏りが存在する場合のスクリーンパターンおよび画素操作位置と、これによって生じるディフェクトを模式的に表した図である。

符号の説明

３０…制御装置、３１…スクリーン処理部、３２…レジずれ検出部、３３…補正値設定部、３４…画像補正部、３４１、３４４…色比率判定部、３４２、３４７…操作画素決定部、３４３、３４８…画素操作部、３４５…着目領域補正部、３４６…濃度計算部

Claims (11)

1. 画像のレジストレーションずれを補正するための補正値を求める補正値設定部と、
   前記補正値に基づいて、前記画像に対して画素を挿入または削除する画像補正部とを備え、
   前記画像補正部は、
   挿入または削除される画素の位置である画素操作位置を含む一定の領域を決定し、
   前記領域における色画素と無色画素との比率である色比率を算出し、
   前記色比率に基づいて挿入または削除の対象である操作画素の種類を決定し、
   前記領域に対して前記操作画素の挿入または削除を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像補正部は、所定の前記領域における操作画素の種類を決定する場合に、直前の前記領域に対する補正で生じた前記色比率の誤差を処理中の前記領域の前記色比率に重畳して当該操作画素の種類を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像補正部は、直前の前記領域に対する補正で生じた前記色比率の誤差を処理中の前記領域の前記色比率に重畳する操作を、当該領域に対する補正を数回行うたびに実行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像補正部は、所定の前記領域に前記操作画素を挿入する場合に、当該領域中に存在する当該操作画素と同種の画素に連続させて挿入することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像補正部は、Ｍ画素×Ｎ画素（Ｍ、Ｎは２以上の整数）の前記領域を決定し、当該領域に対して前記操作画素の挿入または削除を行うことにより、当該領域を（Ｍ＋１）画素×Ｎ画素または（Ｍ−１）画素×Ｎ画素の領域に変換することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 画像のレジストレーションずれを補正するための補正値を求める補正値設定部と、
   前記補正値に基づいて、前記画像に対して画素を挿入または削除する画像補正部とを備え、
   前記画像補正部は、
   挿入または削除される画素の位置である画素操作位置を含むＭ画素×Ｎ画素（Ｍ、Ｎは２以上の整数）の領域を決定し、
   前記領域に対して前記操作画素の挿入または削除を行うことにより、当該領域を（Ｍ＋１）画素×Ｎ画素または（Ｍ−１）画素×Ｎ画素の領域に変換し、かつ変換前の当該領域における色画素と無色画素との比率および変換前の当該領域内に描かれた画像の形状に基づいて、変換後の当該領域に画像を描くことを特徴とする画像形成装置。
7. 画像のレジストレーションずれを補正するための補正値を求める補正値設定部と、
   前記補正値に基づいて、前記画像に対して画素を挿入または削除する画像補正部とを備え、
   前記画像補正部は、
   挿入または削除される画素の位置である画素操作位置を含む一定の領域を決定し、
   前記領域の濃度を算出し、
   前記濃度に基づいて挿入または削除の対象である操作画素の種類を決定し、
   前記領域に対して前記操作画素の挿入または削除を行うことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記画像補正部は、乱数を発生させ、当該乱数と前記領域の濃度の値とを比較し、乱数値の方が大きい場合に前記操作画素を色画素とし、当該乱数値の方が小さい場合に当該操作画素を無色画素とすることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記画像補正部は、補正を行う走査方向の位置が同じ前記領域に対して決定された前記操作画素の種類の履歴を保持し、当該履歴における色画素と無色画素との比率を処理中の当該領域の濃度に近づけるように処理中の当該領域に対する当該操作画素の種類を決定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記画像補正部は、決定された前記操作画素の種類と同種の画素を前記領域の一端から順に探索し、最初に見つかった当該同種の画素の位置で前記操作画素の挿入または削除を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
11. 前記画像補正部は、前記領域ごとに、決定された前記操作画素の種類と同種の画素の探索開始位置および探索方向を所定のパラメータに基づいて変更することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

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