JP2013120301A - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【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
【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
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[実施例]
図に従って本発明の一実施形態を説明していく。
図に従って本発明の一実施形態を説明していく。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
201 画像処理部
202 画像形成部
203 画像生成部
202 画像形成部
203 画像生成部
Claims (2)
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011268461A JP2013120301A (ja) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | 画像形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2011268461A JP2013120301A (ja) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | 画像形成方法 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2011268461A Pending JP2013120301A (ja) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | 画像形成方法 |
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