JP2012159785A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストレーション検知用パッチ画像が形成される位置近傍で、副走査方向へのオフセット量に制約による理想的なオフセット量と実際のオフセット量の乖離が発生するため、レジストレーションずれ補正の精度が悪くなる問題が発生している。
【解決手段】レジストレーション検知用パッチ画像を画像形成して、レジストレーションずれ補正を行う画像形成装置において、走査線の傾きや曲がりを、それらを相殺するように、ビットマップ画像データを、副走査方向へ画像をオフセットして、理想的なオフセット量との差が最小化するように、１画素単位のオフセット量を補正する画像オフセット手段と、レジストレーション検知用パッチ画像が形成される位置近傍に対して、所定主走査位置のオフセット量を算出し、階調値補正係数を演算する階調値補正係数演算手段と、前記階調値補正係数演算手段より算出した階調値補正係数に従って、１画素未満のオフセット量を調整する階調値変換手段と、を備える画像形成装置。
【選択図】図１１

Description

本発明は、複数色の現像手段を備え、各現像手段にて形成された複数色の画像を順次転写する手段を備える、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式カラー画像形成装置における画像形成スピードの高速化のために、色材の数と同数の現像器及び感光ドラムを備え、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タンデム方式のカラー画像形成装置が増えている。このタンデム方式のカラー画像形成装置においては、レジストレーションずれを生じさせる複数の要因があることが既に知られており、それぞれの要因に対して様々な対処方法が提案されている。

その１つの要因が、偏向走査装置のレンズの不均一性や取り付け位置ずれ、偏向走査装置のカラー画像形成装置本体への組み付け位置ずれである。その場合、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、レジストレーションずれとなる。このレジストレーションずれへの対処方法として以下の特許が提案されている。

特許文献１には、偏向走査装置の組立工程において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、接着剤で固定する方法が記載されている。

特許文献２には、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カラー画像形成装置本体へ組み付ける方法が記載されている。

また、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、前述の方法より安価にレジストレーションずれへ対処することができる。この電気的なレジストレーションずれ補正は、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。１画素未満の補正は、ビットマップ画像データの階調値を副走査方向の前後の画素で調整する。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。

副走査方向の走査線の書き出し位置はレーザを用いる画像形成装置の特性上、副走査方向に、主走査線間隔である１ライン単位でしか補正できない。そのため、各色画像の位置は最大副走査方向に主走査間隔の１／２ずれてしまう可能性がある。従って、２色間での色ずれ量を考えた場合、最大で副走査方向に１ライン分ずれてしまうことが起こり得る。

特許文献４では、副走査方向のオフセット位置を最適化することにより、画像データの実質的な書き出し位置を副走査方向に主走査線間隔未満の単位で補正することで、上記問題点を解決している。

特開２００２−１１６３９４号公報 特開２００３−２４１１３１号公報 特開２００４−１７０７５５号公報 特願２００８−０３２２７０号公報

従来手法では、オフセット境界を平滑化させる場合、線形的に補正していた。このため、理想的なオフセット量と実際のオフセット量で乖離が発生することがあった。特に、レジストレーションずれ検知用パッチが形成される位置近傍でこの乖離が発生すると、レジストレーションずれ補正の精度が低下する問題が発生してしまう。本発明は前述の問題を解決するものである。

レジストレーション検知用パッチ画像を画像形成して、レジストレーションずれ補正を行う画像形成装置において、
走査線の傾きや曲がりを、それらを相殺するように、ビットマップ画像データを、副走査方向へ画像をオフセットして、理想的なオフセット量との差が最小化するように、１画素単位のオフセット量を補正する画像オフセット手段と、
レジストレーション検知用パッチ画像が形成される位置近傍に対して、所定主走査位置のオフセット量を算出し、階調値変換係数を演算する階調値変換係数演算手段と、
前記階調値変換係数演算手段より算出した階調値変換係数に従って、１画素未満のオフセット量を調整する階調値変換手段と、
を備える画像形成装置である。

本発明は、階調値変換係数を走査線ずれの相殺曲線と一致させることによって、レジストレーション検知用パッチ画像が形成される位置近傍でのオフセット量を理想値に近づけ、精度の高いレジストレーションずれ補正を可能にする。

本発明における副走査方向の曲がり補正の処理を示したフローチャートである。 本発明における階調値変換係数の演算処理を示したフローチャートである。 本発明における階調値変換係数の設定パターンに制約がある場合の階調値変換係数の演算処理を示したフローチャートである。 本発明の実施例１における検知パターンＡ付近の１画素未満のレジストレーションずれ補正を説明する図である。 本発明の実施例１における検知パターンＢ付近の１画素未満レジストレーションずれ補正を説明する図である。 本発明の実施例２における１画素未満レジストレーションずれ補正を説明する図である。 従来の走査線ずれ補正処理を施したレジストレーション検知用パッチと理想的な走査線ずれを相殺する線を示した図である。 実施例１の走査線ずれ補正処理を施したレジストレーション検知用パッチと理想的な走査線ずれを相殺する線を示した図である。 実施例２の走査線ずれ補正処理を施したレジストレーション検知用パッチと理想的な走査線ずれを相殺する線を示した図である。 本発明における、レジストレーションずれ量記憶手段に記憶される情報の例を示す図である。 本発明における、カラー画像形成装置の静電潜像作成に関係するブロックの構成図である。 本発明における、カラー画像形成装置の断面図である。 本発明における、レジストレーション検知用パッチの一例を示す図である。 本発明における、レジストレーション検知センサの構成の一例を示す図である。 本発明における、レジストレーションずれを説明する図である。 本発明における、１画素単位のレジストレーションずれ補正の方法を説明する図である。 本発明における、レジストレーションずれ測定用チャートの一例を示す図である。 本発明における、エンジンプロファイルと露光プロファイルの関係を示す図である。

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。図１１は、本発明の電子写真方式カラー画像形成装置において、静電潜像作成に関係する各ブロックの構成を説明する図である。カラー画像形成装置は画像形成部４０１と画像処理部４０２により構成し、画像処理部４０２でビットマップ画像情報を生成し、それに基づき画像形成部４０１が記録媒体上への画像形成を行う。

図１２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１２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４０１の動作を説明する。

画像形成部４０１は、画像処理部４０２が処理した露光時間に応じて露光光を駆動し、静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、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１１へ転写し、その記録媒体上の多色トナー像を定着させる。

帯電手段は、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２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋを備える構成である。各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ，２３ＭＳ，２３ＣＳ，２３ＫＳを備えている。

感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ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するものである。これらの駆動モータは感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。

露光手段は、感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋへスキャナ部２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋより露光光を照射し、感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ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している。

現像手段は、前記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２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋを備える構成である。各現像器には、スリーブ２６ＹＳ，２６ＭＳ，２６ＣＳ，２６ＫＳが設けられている。なお、各々の現像器２６は脱着が可能である。

転写手段は、感光体２２から中間転写体２８へ単色トナー像を転写するために、中間転写体２８を時計周り方向に回転させる。感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋとその対向に位置する一次転写ローラ２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ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２７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体２２の回転速度と中間転写体２８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２８上に転写する。これを一次転写という。

転写手段は、ステーション毎に単色トナー像を中間転写体２８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２８の回転に伴い二次転写ローラ２９まで搬送する。さらに記録媒体１１を給紙トレイ２１から二次転写ローラ２９へ狭持搬送し、記録媒体１１に中間転写体２８上の多色トナー像を転写する。この二次転写ローラ２９に適当なバイアス電圧を印加し、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２９は、記録媒体１１上に多色トナー像を転写している間、２９ａの位置で記録媒体１１に当接し、印字処理後は２９ｂの位置に離間する。

定着手段は、記録媒体１１に転写された多色トナー像を記録媒体１１に溶融定着させるために、記録媒体１１を加熱する定着ローラ３２と記録媒体１１を定着ローラ３２に圧接させるための加圧ローラ３３を備えている。定着ローラ３２と加圧ローラ３３は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３４、３５が内蔵されている。定着装置３１は、多色トナー像を保持した記録媒体１１を定着ローラ３２と加圧ローラ３３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１１に定着させる。

トナー定着後の記録媒体１１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。

クリーニング手段３０は、中間転写体２８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２８上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体１１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。

レジストレーション検知センサ４１は、中間転写体２８へ対向する位置に配置されている。中間転写体２８上にレジストレーション検知用パッチ６４を形成し、パッチの検知タイミングから各色のレジストレーションずれの量を判断する。図１３はその一例を示しており、走査方向に３個のレジストレーション検知センサ４１ａ，４１ｂ，４１ｃを備え、各センサの真下をＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色のレジストレーション検知用パッチ６４が通過する。

図１３の様に走査方向の左・中央・右の３箇所でレジストレーションずれを検知することにより、走査線の傾き及び湾曲の大きさがわかる。左右２箇所のみにレジストレーション検知センサ４１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が分かる。

レジストレーション検知センサ４１の構成の一例を図１４に示す。ＬＥＤなどの赤外発光素子５１と、フォトダイオードなどの受光素子５２、受光データを処理する図示しないＩＣなどとこれらを収容する図示しないホルダーで構成される。受光素子５２はトナーパッチからの反射光強度を検出する。図１４は正反射光を検出する構成になっているもののそれに限るものではなく、乱反射光を検出しても良い。なお、前記発光素子５１と受光素子５２の結合のために図示しないレンズなどの光学素子が用いられることもある。

図１５を用いて、走査線のレジストレーションずれを説明する。３０１は理想的な走査線であり感光体２２の回転方向に対して垂直に走査がおこなわれる。３０２は感光体２２の位置精度や径のずれ、および各色のスキャナ部２４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２８上に全色のトナー像を転写した画像においてレジストレーションずれが発生する。

本実施例では、主走査方向（Ｘ方向）において、印字領域の走査開始位置となるポイントＡを基準点として、複数のポイント（ポイントＢ、ポイントＣ、ポイントＤ）で、理想的な走査線３０１と実際の走査線３０２の副走査方向のずれ量を測定する。そのずれ量を測定したポイントごとに複数の領域（Ｐａ−Ｐｂ間を領域１、Ｐｂ−Ｐｃ間を領域２、Ｐｃ−Ｐｄ間を領域３とする）に分割して考え、各ポイント間を結ぶ直線（Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄ）により、各領域の走査線の傾きを近似した。

従って、ポイント間のずれ量の差（領域１はｍ１、領域２はｍ２−ｍ１、領域３はｍ３−ｍ２）が正の値である場合、該当領域の走査線は右上がりの傾きを有することを示しており、負の値である場合、右下がりの傾きを有することを示す。

図７（ａ）は、左右２箇所のみにレジストレーション検知センサを備えるカラー画像形成装置での、従来の走査線ずれ補正処理を施したレジストレーション検知用パッチと理想的な走査線ずれを相殺する線を示した図である。（ｂ）が左側のレジストレーション検知用パッチを拡大したもの、（ｃ）が左側のレジストレーション検知用パッチを拡大したものである。従来の走査線ずれ補正における階調値変換処理は線形的な補正であるため、理想的な走査線ずれ相殺線と実際のオフセット画像に乖離が見られる。この現象が、レジストレーションずれ補正結果に影響を及ぼしていることがわかる。

次に、図１１を用いて、カラー画像形成装置における画像処理部の処理について説明する。画像生成手段４０４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、印刷処理が可能なラスターイメージデータを生成し、ＲＧＢデータおよび各画素のデータ属性を示す属性データとして画素毎に出力する。

４０５は色変換手段であり、前記ＲＧＢデータを画像形成部４０２のトナー色にあわせてＣＭＹＫデータに変換し、ＣＭＫＹデータと属性データをビットマップメモリ４０６へ格納する。ビットマップメモリ４０６は、印刷処理を行うラスターイメージ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である。

４０８Ｃ，４０８Ｍ，４０８Ｙ，４０８Ｋは、走査線の傾き及び湾曲によるレジストレーションずれを補正するレジストレーションずれ補正手段である。レジストレーションずれ補正手段４０８における処理の詳細は後述する。その後、レジストレーションずれを補正したビットマップ画像は、パルス幅変調手段４１５Ｃ，４１５Ｍ，４１５Ｙ，４１５Ｋにおいてスキャナ部２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｙ，２４Ｋの露光時間へ変換される。

次に、本実施例におけるレジストレーションずれの補正方法の詳細について、図１を用いて説明する。以下、フローに従って詳細に説明する。Ｓ１００１では、レジストレーションずれプロファイル情報４１３を、画像形成部４０１に搭載されたレジストレーションずれ量記憶手段４０３へ格納する。

プロファイルの形式は、例えば色毎に複数のポイントで測定した実際の走査線３０２と理想的な走査線３０１の副走査方向のずれ量である。図１０の表は、レジストレーションずれ量記憶手段４０３に記憶される情報の一例である。尚、プロファイルの形式はこれに限ることはなく、走査線の傾きおよび湾曲の特性が分かるものであれば良い。

レジストレーションずれ量記憶手段４０３に記憶されるレジストレーションずれプロファイル情報４１３の取得方法は、いくつかの方法が考えられる。第一の方法は、カラー画像形成装置の製造工程において、上記ずれ量を測定し、取得するものである。

第二の方法は、前述したレジストレーション検知センサ４１を用いて、中間転写体２８上に形成したレジストレーション検知用パッチの検出結果から取得するものである。第三の方法は、図１３に示す様なレジストレーションずれ測定用チャートを画像形成装置で出力し、市販のイメージスキャナなどで画像を電子情報化し、その情報からプロファイル情報を取得するものである。

図１７は、記録媒体１１上に、レジストレーションずれ測定用パッチ６５を形成したものである。（ａ）の様に走査線６６上にＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色のパッチが並ぶように画像を形成しているものの、実際には（ｂ）の様に走査線６６からずれてしまう。そこで、電子情報からそのずれ量を測定し、プロファイル情報を取得することができる。

Ｓ１００２では、レジストレーションずれ量記憶手段４０３に記憶されたレジストレーションずれプロファイル情報４１３に基づき、レジストレーションずれを相殺する補正量を算出して、レジストレーションずれ量補正手段４０８へ出力する。主走査方向の座標データをｘ（ドット）、副走査方向のレジストレーションずれ補正量をΔｙ（ドット）とした場合、図１５における各領域の演算式を以下に示す。（画像形成解像度をｒ（ｄｐｉ）とする）
領域１：Δｙ１＝ｘ＊（ｍ１／Ｌ１）
領域２：Δｙ２＝ｍ１／ｒ＋（ｘ-（Ｌ１／ｒ））＊（（ｍ２-ｍ１）／（Ｌ２-Ｌ１））
領域３：Δｙ３＝ｍ２／ｒ＋（ｘ-（Ｌ２／ｒ））＊（（ｍ３-ｍ２）／（Ｌ３-Ｌ２））
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、印刷開始位置から、領域１、領域２、領域３の左端までの主走査方向の距離（単位ｍｍ）である。ｍ１、ｍ２、ｍ３は領域１、領域２、領域３の左端における理想的な走査線３０１と、実際の走査線３０２のずれ量である。

以下各領域での傾きは、測定点で偏差からもとまり、全領域内の各画素での露光ユニットプロファイルデータからのｙｓは、
Δｙｓ ＝ ｘ＊（ｍ１／Ｌ） （０≦ｘ＜Ｌ１）
ｍ１／ｒ＋（ｘ−（Ｌ１／ｒ））＊（（ｍ２−ｍ１）／（Ｌ２−Ｌ１））
（Ｌ１≦ｘ＜Ｌ１＋Ｌ２）
ｍ２／ｒ＋（ｘ−（Ｌ２／ｒ））＊（（ｍ３−ｍ２）／（Ｌ３−Ｌ２））
（Ｌ１＋Ｌ２≦ｘ≦Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）
このｙｓを決定後、ｙｓが本画像形成解像度における整数ドット分に達するｘの値を算出し、そのｘにて座標変換手段８０２の垂直方向の読み出し位置を変更する。

エンジンプロファイル記憶手段４１２に格納されているエンジンプロファイル情報は、用紙サイズにおける基準点からのオフセット量情報、各色のビームの走査方向情報、記録媒体搬送速度により構成される。図１８にエンジンプロファイルの例と露光プロファイルの関係を示す。

走査方向が異なる場合には、それに応じて補正量に符号をつける必要がある。例えば、図１８の示すレジストレーションずれ量に対して、走査方向がＦｏｒｗａｒｄ時の符号は負、Ｒｅｖｅｒｓｅ時の符号は正として演算を行う。

印刷の速度が異なる場合には、それに応じて補正量を変えることが必要な場合が有る。例えば、画像形成スピードが通常の１／２倍速の場合、走査スピードは変えず、走査動作２回のうち１回分の走査で画像出力を行い、残り１回分では画像出力を行わない。この場合の補正量は、１倍速の時の１／２にする必要がある。また、用紙サイズに応じて、用紙サイズに応じた領域のプロファイルデータを用いて、補正量を算出する必要がある。

Ｓ１００３では、計算された各画素の補正量に基づき、レジストレーションずれ補正手段４０８にて、ビットマップデータの補正を行う。レジストレーションずれ補正手段４０８は、座標変換手段８０２、ラインバッファ８０３、平滑化判定手段８０６、階調値変換手段８０７、ハーフトーン処理手段８０８によって構成される。

ラインバッファ８０３はライン単位のメモリであり、ビットマップメモリ４０６から補正量分の情報をライン単位で格納する。

座標変換手段８０２は、主走査方向および副走査方向の座標位置データと、レジストレーションずれ補正量演算手段４０７より得られる補正量Δｙに基づき、１画素単位でのレジストレーションずれ補正を行い、出力画像データの再構成を行う。

図１６を用いて、座標変換手段８０２における補正処理を説明する。座標変換手段８０２は、図１６（ａ）のように走査線のレジストレーションずれ情報から求められるレジストレーションずれ補正量Δｙの整数部分の値に応じて、ビットマップメモリ４０６に格納された画像データの副走査方向（Ｙ方向）の座標をオフセットする。

例えば図１６（ｂ）に示すように、副走査方向の座標位置がｎライン目のデータを再構成する場合、主走査方向のＸ座標において丸１の領域ではレジストレーションずれ補正量Δｙが０以上１未満である。ビットマップメモリからｎライン目のデータを読み出す。丸２の領域ではレジストレーションずれ補正量Δｙが１以上２未満であり、１ライン分オフセットした位置のビットマップ画像、つまりビットマップメモリからｎ＋１ライン目のデータを読み出すように座標変換処理を行う。同様に丸３の領域ではｎ＋２ライン目、丸４の領域ではｎ＋３ライン目のデータを読み出すように座標変換処理を行う。

以上の方法により出力画像データの再構成を行う。図１６（ｃ）は、座標変換手段８０２により画素単位でのレジストレーションずれ補正をおこなった画像データを像担持体に露光したの露光イメージである。

Ｓ１００４、Ｓ１００５では、小数点以下のずれ量の補正を、副走査方向の前後の画素の階調値を調整することにより行う。

図４を用いて、階調値変換手段８０７におけるレジストレーション検知用パッチＡ付近の１画素未満のレジストレーションずれ補正、つまりレジストレーションずれ補正量Δｙの小数点以下のずれ量の補正処理を説明する。図４（ａ）は、右上がりの傾きを有する走査線のイメージである。図４（ｂ） は階調値変換前の水平な直線のビットマップイメージであり、図４（ｃ）は（ａ）の走査線の傾きによるレジストレーションずれを相殺するための（ｂ）の補正イメージである。（ｃ）補正イメージを実現するために、副走査方向の前後の画素の階調値変換をおこなう。

次に、階調値変換係数の演算方法を示す。図２は、本発明における階調値変換係数の演算処理を示したフローチャートである。

走査線ずれを相殺ずる曲線を走査線ずれ相殺曲線ｆ（ｘ）、１画素単位の副走査方向の補正量をＹ［ｘ］、階調値変換係数の位相数をＮと定義する（Ｓ２００１）。また、対象とするオフセット区間の階調値変換係数をＰｈａｓｅ［ｉ］、オフセット区間の主走査長をΔＸ、Ｘをオフセット区間左端の主走査位置、ｉ＝０とする（Ｓ２００２）。階調値変換係数Ｙ［ｉ］には、走査線ずれ相殺曲線ｆ（ｘ）とＹ［ｉ］との差を代入する。その後、ｉは１ずつ、ｘはΔｘ／Ｎずつ加算して、ｉ＝ＮまでＰｈａｓｅ［ｉ］を演算していく（Ｓ２００３、Ｓ２００４、Ｓ２００５、Ｓ２００６）。

図４（ｄ）はレジストレーションずれ補正量ｆ（ｘ）と階調値変換をおこなうための階調値変換係数α、βの関係を表した表である。βとαは、１画素未満の副走査方向の補正をおこなうための階調値調整係数で、レジストレーションずれ補正量ｆ（ｘ）の小数点以下の情報より、副走査方向の前後の画素の階調値の分配率を表し、
β＝ｆ（ｘ）−Ｙ［ｘ］＝Ｐｈａｓｅ［ｉ］
α＝１−β
により計算される。αは先行画素の分配率、βは後行画素の分配率を表す。

図４（ｅ）は、（ｄ）の階調値変換テーブルの係数に従って、副走査方向の前後の画素の階調値比率を調整するための階調値変換をおこなったビットマップイメージである。図４（ｆ）は、階調値変換されたビットマップイメージの像担持体での露光イメージであり、主走査ラインの傾きが相殺され、水平な直線が形成されることになる。

図５は、階調値変換手段８０７におけるレジストレーション検知用パッチＢ付近の１画素未満のレジストレーションずれ補正を示す。

図８（ａ）は、左右２箇所のみにレジストレーション検知センサを備えるカラー画像形成装置での、実施例１の走査線ずれ補正処理を施したレジストレーション検知用パッチと理想的な走査線ずれを相殺する線を示した図である。（ｂ）が左側のレジストレーション検知用パッチを拡大したもの、（ｃ）が左側のレジストレーション検知用パッチを拡大したものである。実施例１の走査線ずれ補正における階調値変換処理は走査線ずれ相殺曲線に従って補正されているため、従来例と比較して理想的な走査線ずれ相殺線と実際のオフセット画像の差が解消されていることがわかる。

以上説明したように、本発明の実施例１は、階調値変換係数を主走査ずれの相殺曲線と一致させている。このことによって、レジストレーション検知用パッチ画像が形成される位置近傍でのオフセット量を理想値に近づけ、精度の高いレジストレーションずれ補正を可能にする。

実施例１では、オフセット区間全てにおいて階調値変換係数を求め、その結果によって、オフセット区間毎に異なる階調値変換係数を適応していた。しかしながら、階調値変換処理はハードウェアで実現することが一般的であるため、オフセット区間毎に異なる階調値係数を適用できるようなハードウェアは比較的高価になってしまう。

実施例２では、階調値変換係数の設定パターンを、増加パターンと減少パターンの２種類しか設定できない場合でも、精度の高いレジストレーションずれ補正を実現することを目的とする。

図６を用いて、階調値変換手段８０７における階調値変換係数の設定パターンに制約がある場合の１画素未満のレジストレーションずれ補正、つまりレジストレーションずれ補正量Δｙの小数点以下のずれ量の補正処理を説明する。小数点以下のずれ量の補正は、副走査方向の前後の画素の階調値を調整することにより行う。

図６（ａ）は、右上がりの傾きを有する走査線のイメージである。図６（ｂ）は階調値変換前の水平な直線のビットマップイメージであり、図６（ｃ）は（ａ）の走査線の傾きによるレジストレーションずれを相殺するための（ｂ）の補正イメージである。（ｃ）の補正イメージを実現するために、副走査方向の前後の画素の階調値変換をおこなう。

次に、階調値変換係数の演算方法を示す。図３は、本発明における階調値変換係数の演算処理を示したフローチャートである。

レジストレーション検知用パッチＡ付近の階調値変換係数をＰ１［ｘ］、レジストレーション検知用パッチＢ付近の階調値変換係数をＰ２［ｘ］、最終的な階調値変換係数をＰ［ｘ］と定義する（Ｓ３００１）。また、ｉ＝０とする（Ｓ３００２）。

階調値変換係数Ｐ［ｉ］には、位相毎の階調値変換係数を代入する。つまり、階調値変換係数レジストレーション検知用パッチＡ付近の階調値変換係数Ｐ１［ｘ］とレジストレーション検知用パッチＢ付近の階調値変換係数Ｐ２［ｘ］の和の１／２した値を代入する。その後、ｉは１ずつ、ｘはΔｘ／Ｎずつ加算して、ｉ＝ＮまでＰｈａｓｅ［ｉ］を演算していく（Ｓ３００３、Ｓ３００４、Ｓ３００５、Ｓ３００６）。

図６（ｄ）はレジストレーションずれ補正量ｆ（ｘ）と階調値変換をおこなうための階調値変換係数α、βの関係を表した表である。βとαは、１画素未満の副走査方向の補正をおこなうための階調値調整係数で、レジストレーションずれ補正量ｆ（ｘ）の小数点以下の情報より、副走査方向の前後の画素の階調値の分配率を表し、
β＝ｆ（ｘ）−Ｙ［ｘ］＝Ｐｈａｓｅ［ｉ］
α＝１−β
により計算される。αは先行画素の分配率、βは後行画素の分配率を表す。

図６（ｅ）は、（ｄ）の階調値変換テーブルの係数に従って、副走査方向の前後の画素の階調値比率を調整するための階調値変換をおこなったビットマップイメージである。図６（ｆ）は、階調値変換されたビットマップイメージの像担持体での露光イメージであり、主走査ラインの傾きが相殺され、水平な直線が形成されることになる。

図９（ａ）は、左右２箇所のみにレジストレーション検知センサを備えるカラー画像形成装置での、実施例１の走査線ずれ補正処理を施したレジストレーション検知用パッチと理想的な走査線ずれを相殺する線を示した図である。（ｂ）が左側のレジストレーション検知用パッチを拡大したもの、（ｃ）が左側のレジストレーション検知用パッチを拡大したものである。

実施例２の走査線ずれ補正における階調値変換処理は走査線ずれ相殺曲線に従って補正されているため、従来例と比較して理想的な走査線ずれ相殺線と実際のオフセット画像の差が解消されていることがわかる。

以上説明したように、本発明の実施例２は、階調値変換係数の設定パターンに制約がある場合でも、階調値変換係数を主走査ずれの相殺曲線に近似させている。このことにより、レジストレーション検知用パッチ画像が形成される位置近傍でのオフセット量を理想値に近づけ、精度の高いレジストレーションずれ補正を可能にする。

４０１ 画像形成部
４０２ 画像処理部
４０３ レジストレーションずれ量記憶手段
４０４ 画像生成手段
４０５ 色変換手段
４０６ ビットマップメモリ
４０７ レジストレーションずれ補正量演算手段
レジストレーションずれ補正手段
４２０ 階調値変換係数演算手段
８０７ 階調値変換手段

Claims (2)

1. レジストレーション検知用パッチ画像を画像形成して、レジストレーションずれ補正を行う画像形成装置において、
   走査線の傾きや曲がりを、それらを相殺するように、ビットマップ画像データを、副走査方向へ画像をオフセットして、理想的なオフセット量との差が最小化するように、１画素単位のオフセット量を補正する画像オフセット手段と、
   レジストレーション検知用パッチ画像が形成される位置近傍に対して、所定主走査位置のオフセット量を算出し、階調値変換係数を演算する階調値変換係数演算手段と、
   前記階調値変換係数演算手段より算出した階調値変換係数に従って、１画素未満のオフセット量を調整する階調値変換手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 走査線上にレジストレーション検知用パッチ画像を複数画像形成して、レジストレーションずれ補正を行う画像形成装置において、
   走査線の傾きや曲がりを、それらを相殺するように、ビットマップ画像データを、副走査方向へ画像をオフセットして、理想的なオフセット量との差が最小化するように、１画素単位のオフセット量を補正する画像オフセット手段と、
   レジストレーション検知用パッチ画像が形成される複数の主走査位置近傍に対して、所定主走査位置のオフセット量を算出し、複数の階調値変換係数を求め、それらを平均化した第２階調値変換係数を求める第２階調値変換係数演算手段と、
   前記第２階調値変換係数演算手段より演算した階調値変換係数に従って、１画素未満のオフセット量を調整する階調値変換手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。