JP2015015511A - 画像形成装置及び位置ずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置ずれの補正による画質の劣化を抑える。
【解決手段】画像形成装置は、２値の画像に第１の位置ずれ補正処理を施し（ステップＳ２）、得られた画像のうち、エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた中間調の画像に変換して、第１の画像を生成する（ステップＳ３及びＳ４）第１補正部と、第１の画像に階調補間処理を用いた第２の位置ずれ補正処理を施し、第２の画像を生成する（ステップＳ５）第２補正部と、第２の画像において、中間調の画像を２値の画像に変換してエッジ領域を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する（ステップＳ７）再構成部と、を備えている。
【選択図】図１２

Description

本発明は、画像形成装置及び位置ずれ補正方法に関する。

従来、画像形成装置では、画像の位置ずれを補正するため、位置ずれ量に応じて画像を変形する処理が行われている。画像の位置ずれとしては、カラーレジストずれと呼ばれる、各色の画像を重ねてカラー画像を形成する際に色間で生じる画像の位置ずれの他、用紙の両面に形成する画像の位置ずれ、見当ずれ等がある。

一般的に、位置ずれ補正処理は、倍率補正処理と傾き補正処理の２パターンに大きく分けられる。
倍率補正処理は、画像の大きさを補正する処理をいい、通常は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。
傾き補正処理は、スキュー、ボウ等と呼ばれる画像の傾斜を補正する処理をいう。通常は、一定領域ごとに画像をシフトすることにより、画像の傾斜を補正する。

２値の画像の場合、画素を挿入又は削除した部分や、シフトした画像の境界部分の階調変化が目立ちやすく、位置ずれ補正処理によって画質が劣化しやすい。階調変化を緩和するため、ニアレストネイバー法（最近傍法ともいう）によって画素を補間する手法も知られているが、ニアレストネイバー法は画像のガタツキが目立つ等、画質の劣化が大きい。

そこで、画素を挿入又は削除する際、挿入又は削除による階調変化が目立ちにくいように、画素の挿入位置又は削除位置を分散させることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
また、画像の位置ずれを１画素単位で補正した後、１画素未満の単位の位置ずれ量に応じてエッジ又は細線の画素値を中間調とすることにより、画像のガタツキを抑えることが行われている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２７０１４９号公報 特開２００７−３１６１５４号公報

画像の位置ずれによっては、上記倍率補正処理及び傾き補正処理の両方を施すことが必要な場合もある。この場合、倍率補正処理と傾き補正処理が２段階で連続して行われることが一般的である。
傾き補正処理及び倍率補正処理によって生じる画質の劣化は、各々の劣化の程度が小さくても、画質の劣化が重なることにより、無視できない大きな劣化となる場合がある。
例えば、倍率補正処理された画像に傾き補正処理を施すと、エッジが２画素幅以上の中間調領域となり、画像がボケることがある。また、部分的にエッジに大きな段差が生じて、ガタツキが大きい画像となることもある。

本発明の課題は、位置ずれの補正による画質の劣化を抑えることである。

請求項１に記載の発明によれば、
画像に第１の位置ずれ補正処理を施し、得られた画像のうち、エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた画像に変換して、第１の画像を生成する第１補正部と、
前記第１の画像に、階調補間処理を用いた第２の位置ずれ補正処理を施して、第２の画像を生成する第２補正部と、
前記第２の画像において、前記エッジ領域の画像を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する再構成部と、
を備える画像形成装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記第１補正部は、２値の画像に第１の位置ずれ補正処理を施して、前記エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた中間調の画像に変換し、
前記再構成部は、前記第２の画像において、前記中間調の画像を２値の画像に変換して前記エッジ領域の画像を再構成し、前記位置ずれ補正された画像を生成する、
請求項１に記載の画像形成装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記第１補正部は、前記エッジ領域内の各画素の階調値を移動平均して、前記ドットの形成率を算出し、各画素の階調値を当該形成率に置き換えて、前記ドットの形成率に応じた画像を得る、
請求項１又は２に記載の画像形成装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記第１補正部は、２値の画像に、階調補間処理を用いた第１の位置ずれ補正処理を施して、前記エッジ領域の画像が、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた中間調の画像に変換された第１の画像を生成し、
前記再構成部は、前記第２の画像において、前記中間調の画像を２値の画像に変換して前記エッジ領域の画像を再構成し、前記位置ずれ補正された画像を生成する、
請求項１に記載の画像形成装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記第２の画像において、前記エッジ領域の幅を調整するエッジ調整部を備え、
前記再構成部は、前記エッジ領域の幅が調整された前記第２の画像において、前記エッジ領域の画像を再構成する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
画像に第１の位置ずれ補正処理を施し、得られた画像のうち、エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた画像に変換して、第１の画像を生成する第１補正ステップと、
前記第１の画像に、階調補間処理を用いた第２の位置ずれ補正処理を施し、第２の画像を生成する第２補正ステップと、
前記第２の画像において、前記エッジ領域の画像を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する再構成ステップと、
を含む位置ずれ補正方法が提供される。

本発明によれば、第１の位置ずれ補正処理によって生じるエッジの凹凸および段差を平滑化して、第２の位置ずれ補正処理を重ねることができる。第２の位置ずれ補正処理では１画素未満単位で画像をシフトすることができ、エッジの凹凸の変化を小さくして、位置ずれ補正による画像のボケ、ガタツキ等の画質劣化を抑えることができる。

本実施の形態に係る画像形成装置を示す図である。 図１の位置ずれ補正部の構成を示す図である。 画像の大きさを補正する例を示す図である。 スキューを補正する例を示す図である。 ボウを補正する例を示す図である。 細線を含む画像を示す図である。 画素分散テーブルにより決定される画素の挿入位置又は削除位置を示す図である。 単位領域ごとに画素の挿入位置又は削除位置が決定された画像を示す図である。 １画素の挿入により拡大された画像を示す図である。 １画素の削除により縮小された画像を示す図である。 階調補間処理を用いた倍率補正処理が施される前後の画像を示す図である。 傾き補正処理が施される前後の画像を示す図である。 階調補間処理を用いた傾き補正処理が施される前後の画像を示す図である。 シフト量が０画素である場合のシフト前後の各画素の階調値を表す図である。 シフト量が０．５画素である場合のシフト前後の各画素の階調値を表す図である。 シフト量が１画素である場合のシフト前後の各画素の階調値を表す図である。 位置ずれ補正部が、画像に倍率補正処理及び傾き補正処理の両方を施す場合の処理手順を示すフローチャートである。 細線を含む画像を示す図である。 倍率補正処理が施された画像を示す図である。 倍率補正処理が施された画像において、移動平均する５画素単位の領域を表す図である。 エッジ領域の２値の画像がドットの形成率に応じた中間調の画像に変換されて得られた第１の画像を示す図である。 階調補間処理を用いた傾き補正処理が施されて得られた第２の画像を示す図である。 エッジ領域の幅が調整された画像を示す図である。 エッジ領域の中間調の画像が２値の画像に変換されて、位置ずれが補正された画像を示す図である。 図１４ａのＡ−Ａ^＊線上の各画素の階調値を表す図である。 図１４ｂのＡ−Ａ^＊線上の各画素の階調値を表す図である。 図１４ｃのＡ−Ａ^＊線上の各画素の階調値を表す図である。 傾き補正処理が施された画像を示す図である。 従来の位置ずれ補正処理が施された画像を示す図である。 画像に倍率補正処理及び傾き補正処理の両方を施す場合の他の実施の形態に係る処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の画像形成装置及び位置ずれ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。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置Ｇを示している。
画像形成装置Ｇは、図１に示すように、制御部１、記憶部２、操作部３、表示部４、通信部５、プリントコントローラー６、スキャナー７、画像メモリー８、画像処理装置ｇ及び画像形成部９を備えている。

制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。制御部１は、記憶部２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１は、ジョブの設定に従い、プリントコントローラー６又はスキャナー７により生成された画像を、画像形成部９により用紙上に形成させる。
制御部１は、生成された画像の位置ずれ補正処理が必要である場合、画像の変倍率、シフト量等の処理条件を決定して、画像処理装置ｇにより当該処理条件で画像を補正させる。

記憶部２は、制御部１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２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。

操作部３は、操作キーや表示部４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１に出力する。ユーザーは、操作部３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４は、ＬＣＤ（Liquid crystal display）等であることができ、制御部１の指示に従って操作画面等を表示する。
通信部５は、制御部１からの指示に従い、ネットワーク上のコンピューター、例えばサーバー又は他の画像形成装置と通信する。

プリントコントローラー６は、ネットワーク上のコンピューターからＰＤＬ（Page Description Language）データを受信し、当該ＰＤＬデータをラスタライズ処理してビットマップ形式の画像を生成する。
プリントコントローラー６は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の各色の画像を生成する。プリントコントローラー６により生成された画像は、画像メモリー８に保存される。

スキャナー７は、原稿の画像を読み取って、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の各色の画像を生成する。
Ｒ、Ｇ及びＢの画像は、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの画像に色変換されて、画像メモリー８に保存される。色変換は、スキャナー７の後段に色変換部を備えるか、画像処理装置ｇが色変換部を備えて、当該色変換部により行えばよい。

画像メモリー８は、一時的に画像を保存するメモリーである。画像メモリー８としては、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等を用いることができる。
画像メモリー８は、プリントコントローラー６又はスキャナー７により生成された画像を保存する。また、画像メモリー８は、画像処理装置ｇにより処理された画像を保存することもできる。

画像処理装置ｇは、画像メモリー８から画像を読み出して補正し、画像処理を施して、画像形成部９に出力する。
画像処理装置ｇは、主な構成として、図１に示すように、階調補正部ｇ１、中間調処理部ｇ２及び位置ずれ補正部ｇ３を備えている。

階調補正部ｇ１は、入力された画像を階調補正処理する。
階調補正部ｇ１は、形成される画像の階調特性が目標の階調特性に一致するように各階調値に対応する補正値が定められたＬＵＴ（Look Up Table）から、入力された画像の各画素の階調値に対応する補正値を得て、補正値からなる画像を出力する。

中間調処理部ｇ２は、階調補正処理された画像を中間調処理して出力する。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。

位置ずれ補正部ｇ３は、中間調処理された画像に位置ずれ補正処理を施し、位置ずれが補正された画像を生成して、画像形成部９に出力する。
図２は、位置ずれ補正部ｇ３の主な構成を示している。
位置ずれ補正部ｇ３は、図２に示すように、第１補正部ｇ３１、第２補正部ｇ３２、エッジ調整部ｇ３３及び再構成部ｇ３４を備えている。

位置ずれ補正処理には、倍率補正処理と傾き補正処理がある。
倍率補正処理は、図３ａに示すように画像を拡大するか又は縮小して、画像の大きさを補正する処理である。倍率補正処理は、両面に形成する画像の大きさを合わせる等、数％程度の倍率で画像を拡大又は縮小する場合に、利用され得る。
傾き補正処理は、図３ｂ及び図３ｃに示すように画像をシフトして、画像の傾きを補正する処理である。図３ｂは、スキューと呼ばれる傾きを補正する例を示しており、図３ｃはボウと呼ばれる湾曲を補正する例を示している。スキューは画像の傾きが一定であるが、ボウは画像の傾きが変化する。

位置ずれ補正部ｇ３は、第１補正部ｇ３１及び第２補正部ｇ３２により、倍率補正処理及び傾き補正処理の両方を２段階で施すことができる。両方を施す場合、先に第１補正部ｇ３１が施す位置ずれ補正処理を第１の位置ずれ補正処理といい、第１の位置ずれ補正処理後に第２補正部ｇ３２が施す位置ずれ補正処理を第２の位置ずれ補正処理という。倍率補正処理及び傾き補正処理の処理順は特に限定されず、第１の位置ずれ補正処理が倍率補正処理であり、第２の位置ずれ補正処理が傾き補正処理であってもよいし、その逆であってもよい。
以下、第１の位置ずれ補正処理が倍率補正処理であり、第２の位置ずれ補正処理が傾き補正処理である例を説明する。

第１補正部ｇ３１は、入力された画像に、第１の位置ずれ補正処理として倍率補正処理を施す。
倍率補正処理時、第１補正部ｇ３１は、画像に画素を挿入して画像を拡大するか、又は画像中の画素を削除して画像を縮小する。
第１補正部ｇ３１は、画素の挿入又は削除による画質劣化を抑えるため、画素の挿入位置又は削除位置を分散させることもできる。

第１補正部ｇ３１が、画素の挿入位置又は削除位置を分散させる場合の倍率補正処理の処理手順を説明する。
まず、第１補正部ｇ３１は、制御部１から指示された画像の変倍率に応じて、挿入又は削除する画素数を決定する。変倍率は、主走査方向ｘと副走査方向ｙとで同じ場合もあるし、異なる場合もある。第１補正部ｇ１は、主走査方向ｘ及び副走査方向ｙのそれぞれの変倍率に応じて、主走査方向ｘに挿入又は削除する画素数ｋｘと、副走査方向ｙに挿入又は削除する画素数ｋｙを決定する。

例えば、形成された画像の副走査方向ｙの大きさが１％小さくなるため、画像を拡大する必要がある場合は、制御部１により副走査方向ｙの変倍率が＋１％に決定される。画像の副走査方向ｙの画素数が１２００画素である場合、第１補正部ｇ３１は副走査方向ｙに挿入する画素数ｋｙを１２画素（１２００×１／１００）に決定する。

第１補正部ｇ３１は、挿入又は削除する画素数ｋｘ及びｋｙに応じて、画素を挿入又は削除する単位領域を決定する。
具体的には、第１補正部ｇ３１は、画像を主走査方向ｘにｋｘ分割し、副走査方向ｙにｋｙ分割して、ｋｘ×ｋｙ個の単位領域を得る。

次に、第１補正部ｇ３１は、各単位領域において画素の挿入又は削除を行う。
第１補正部ｇ３１は、画素の挿入又は削除を、主走査方向ｘ及び副走査方向ｙのそれぞれについて順番に行う。順番は特に限定されず、第１補正部ｇ３１は、主走査方向ｘに画素の挿入又は削除を行った後、副走査方向ｙに画素の挿入又は削除を行うこともできるし、その逆の順番で行うこともできる。

画素の挿入又は削除時、第１補正部ｇ３１は、１つの単位領域内において画素の挿入位置又は削除位置を決定する。
主走査方向ｘに拡大又は縮小する場合、第１補正部ｇ３１は、主走査方向ｘの１ラインごとに１画素ずつ挿入又は削除する位置を決定する。副走査方向ｙに拡大又は縮小する場合、第１補正部ｇ３１は、副走査方向ｙの１ラインごとに１画素ずつ挿入又は削除する位置を決定する。

図４は、単位領域が６×９画素であった場合の１つの単位領域内の画像Ｃ１１を示している。
画像Ｃ１１において副走査方向ｙに画素を挿入又は削除する場合、第１補正部ｇ３１は、画像Ｃ１１の副走査方向ｙの６ラインのそれぞれにおいて、１画素の挿入位置又は削除位置を決定する。これにより、合計６画素の挿入位置又は削除位置が決定される。

挿入位置又は削除位置の決定時、第１補正部ｇ３１は、１つの単位領域内において主走査方向ｘ又は副走査方向ｙの１ラインごとに異なる位置を示す画素分散テーブルに従って、画素の挿入位置又は削除位置を決定することができる。これにより、画素の挿入又は削除による局所的な階調変化が目立たないように、画素の挿入位置又は削除位置を離散させることができ、画質の劣化を抑えることができる。
例えば、第１補正部ｇ３１は、下記式で表される画素分散テーブルＴ[６]を用いて、６画素の挿入位置又は削除位置を決定することができる。
Ｔ[６]＝｛６，２，８，３，１，７｝

画素分散テーブルＴ[６]は、１〜９の値域のなかで６つのパラメーターが設定されており、第１補正部ｇ３１の読み出しに応じて、６，２，８，３，１，７の順に繰り返しパラメーターを出力する。
第１補正部ｇ３１は、繰り返し出力される６つのパラメーターに従って、図５に示すように単位領域の左端から順に、単位領域の上端から６画素目、２画素目、８画素目、３画素目、１画素目及び７画素目を挿入位置又は削除位置Ｐ０として決定する。

画素分散テーブルＴ[６]のパラメーター数は６であるが、繰り返し出力されるので、挿入位置又は削除位置を決定するライン数が６を超える場合も、第１補正部ｇ３１は、繰り返し出力されるパラメーターにより挿入位置又は削除位置を決定すればよい。
また、画素分散テーブルＴ[６]のパラメーターは、１〜９画素の範囲内で位置を分散させるのに適したパラメーターであるので、第１補正部ｇ３１は、単位領域の大きさに応じて、各パラメーターを正規化して使用する。例えば、１〜２０画素の範囲内で分散させる場合、第１補正部ｇ３１は、上記画素分散テーブルＴ[６]から出力される各パラメーターを２０／９倍して得られたパラメーターを用いればよい。

第１補正部ｇ３１は、画素の挿入位置又は削除位置を、すべての単位領域について決定する。
図６は、９×１２画素を１つの単位領域として、単位領域ごとに画素の挿入位置又は削除位置が決定された画像の例を示している。画素の挿入位置又は削除位置以降の画素は、画素の挿入又は削除によって位置がずれる画素である。

第１補正部ｇ３１は、各単位領域において、各挿入位置に１画素を挿入して挿入位置以降の画素の位置を繰り下げるか、削除位置として決定された各画素を削除して削除位置以降の画素の位置を繰り上げる。これにより、主走査方向ｘにｋｘ個の画素が挿入又は削除され、副走査方向ｙにｋｙ個の画素が挿入又は削除されて、画像が拡大又は縮小される。

図７ａは、画像Ｃ１１において決定された各挿入位置Ｐ１に１画素が挿入され、拡大された画像Ｃ１２を示している。
図７ｂは、画像Ｃ１１において削除位置Ｐ２として決定された各画素が削除され、縮小された画像Ｃ１３を示している。
図７ａ及び図７ｂに示すように、画素の挿入位置Ｐ１又は削除位置Ｐ２が分散しており、画素の挿入又は削除による階調変化が目立ちにくくなっている。

第１補正部ｇ３１は、より画質劣化を抑えるため、階調補間処理を用いた倍率補正処理を行うこともできる。
階調補間処理を用いる場合、第１補正部ｇ３１は、拡大又は縮小前の１ラインの各画素の階調値を、隣接する画素同士で重み付けて加算し、拡大又は縮小後の１ラインの各画素の階調値を得る。

例えば、図８に示すように、副走査方向ｙの画素数が９画素の画像Ｃ１１に、１画素挿入して１０画素の画像Ｃ１２^＊に拡大する場合、第１補正部ｇ３１は、９画素を１０分割して１０の画素座標を設定する。第１補正部ｇ３１は、拡大前の９画素のうち、各画素座標と距離が近い、隣接する２画素の階調値を重み付けて加算し、各画素座標の階調値を得る。第１補正部ｇ３１は、隣接する２画素と画素座標との距離に応じた重み付け係数を用いて、重み付けする。第１補正部ｇ３１は、各画素座標の階調値を拡大後の１０画素の階調値として出力する。

階調補間処理が用いられた場合、図８に示すように拡大後の画像Ｃ１２^＊中の細線は３画素幅となっているが、細線の一部が中間調で再現されている。そのため、視覚的な線幅の変化を抑えることができ、画質劣化を抑えることができる。
階調補間処理を用いずに単純に画素が挿入された場合、図８に示すように画像Ｃ１１中に含まれる２画素幅の細線の一部が画素の挿入位置Ｐ１として決定されると、細線の線幅は３画素幅に拡大する。一方、単純に画素が削除された場合は、細線の線幅が１画素幅に縮小する。元の細線の線幅と大きく異なるため、画質劣化が生じる。

倍率補正処理後、第１補正部ｇ３１は、得られた画像のうち、エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた画像に変換して、第１の画像を生成する。

第２補正部ｇ３２は、第１補正部ｇ３１により生成された第１の画像に、第２の位置ずれ補正処理として傾き補正処理を施し、第２の画像を生成する。
傾き補正処理時、第２補正部ｇ３２は、制御部１により指示された方向に、指示されたシフト量で、画像をシフトさせる。
例えば、形成された画像が１／８画素の傾きで副走査方向ｙ上側に傾斜するスキューを補正する場合、制御部１により１／８画素の傾きで副走査方向ｙ下側に傾斜するよう指示される。第２補正部ｇ３２は、制御部１の指示に応じて、図９に示すように、画像Ｃ２１を主走査方向ｘの８画素ごとに副走査方向ｙ下側に１画素シフトさせて、１／８画素の傾きで副走査方向ｙ下側に傾斜する画像Ｃ２２を生成する。

第２補正部ｇ３２は、上記シフトによる画質劣化を抑えるため、シフト位置周辺のエッジの画素の位置を分散させることもできる。
図９に示す画像Ｃ２３は、画像Ｃ２２においてエッジの画素の位置を分散させて得られた画像である。
図９に示すように、シフトのみの画像Ｃ２２の場合、画像Ｃ２２中に含まれる２画素幅の細線のエッジに段差が現れ、画質劣化が生じている。これに対し、画像Ｃ２３は、段差部分の階調変化が目立ちにくく、画質劣化が抑えられている。

第２補正部ｇ３２は、より画質劣化を抑えるため、階調補間処理を用いた傾き補正処理を施すこともできる。階調補間処理を用いた傾き補正処理によれば、１画素未満の単位で画像をシフトすることができる。
階調補間処理を用いる場合、第２補正部ｇ３２は、シフト前の各画素の階調値を、隣接する画素同士でシフト量に応じた重み付け係数により重み付けして加算し、シフト後の各画素の階調値を得る。階調補間処理により、シフトによる階調変化を緩和することができ、画質劣化を抑えることができる。

例えば、図１０に示すように、２画素幅の細線を含む画像Ｃ２４を、１／１８画素の傾きで副走査方向ｙ下側にシフトする場合、主走査方向ｘの位置ｘ０ではシフト量が０画素である。図１１ａに示すように、シフト前の各画素とシフト後の各画素の位置は変化しないため、第２補正部ｇ３２は、シフト前の隣接する２画素の重み付け係数をそれぞれ０及び１として、シフト後の各画素の階調値を算出する。これにより、図１１ａに示すようにシフト前の各画素の階調値がそのままシフト後の各画素の階調値として得られる。

一方、主走査方向ｘの位置ｘ１では、シフト量が＋０．５画素である。図１１ｂに示すように、第２補正部ｇ３２は、シフト前の各画素を０．５画素だけ副走査方向ｙ下側にシフトさせた画素座標を設定する。第２補正部ｇ３２は、シフト後の各画素と距離が近いシフト前の隣接する２画素の階調値を重み付けて加算し、シフト後の各画素の階調値を得る。
第２補正部ｇ３２は、シフト前の２画素とシフト後の画素との距離に応じた重み付け係数を用いて、重み付けする。シフト量が０．５画素の場合、シフト前の２画素のそれぞれとシフト後の画素との距離の比は１：１であるので、第２補正部ｇ３２は、シフト前の２画素の重み付け係数をそれぞれ０．５として重み付けする。

主走査方向ｘの位置ｘ２では、シフト量が＋１画素である。図１１ｃに示すように、シフト前の各画素は、シフト後の各画素と１画素だけ副走査方向ｙ下側にずれた位置関係となる。よって、第２補正部ｇ３２は、シフト前の隣接する２画素の重み付け係数をそれぞれ１及び０として、シフト後の各画素の階調値を算出する。これにより、図１１ｃに示すようにシフト前の各画素の階調値が、それぞれ副走査方向ｙに１画素下側に位置する各画素の階調値として得られる。

図１０に示す画像Ｃ２５は、画像Ｃ２４から得られたシフト後の画像である。画像Ｃ２４中の細線のエッジを結んだエッジラインＬ１は水平線であったが、画像Ｃ２５中の細線のエッジを結んだエッジラインＬ２は元のエッジラインＬ１に対し、副走査方向ｙ下側に１／１８画素の傾きで傾斜している。
階調補間処理を用いずに画素の位置をシフトさせて傾き補正すると、シフト位置Ｐ３において細線のエッジに段差が生じる。これに対し、階調補間処理が用いられた画像Ｃ２５は、シフト位置Ｐ３付近が中間調で再現されているため、段差のような目立つ階調変化が抑えられている。

エッジ調整部ｇ３３は、第２補正部ｇ３２により生成された第２の画像において、エッジ領域の幅を調整する。

再構成部ｇ３４は、エッジ調整部ｇ３３により調整された第２の画像において、エッジ領域の画像を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する。位置ずれ補正された画像は、画像形成部９へ出力される。

なお、位置ずれ補正部ｇ３２は、第１補正部ｇ３１により倍率補正処理のみ施すか、第２補正部ｇ３２により傾き補正処理のみを施すこともできる。
倍率補正処理のみ施す場合、画像は上記第１補正部ｇ３１にのみ出力され、倍率補正処理された画像が第１補正部ｇ３１から画像形成部９へ出力される。
また、傾き補正処理のみ施す場合、画像は上記第２補正部ｇ３２にのみ出力され、傾き補正処理された画像が第２補正部ｇ３２から画像形成部９へ出力される。

画像形成部９は、画像処理装置ｇから出力された画像に応じて、用紙上にトナーで画像を形成する。
画像形成部９は、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの色ごとに、露光部、感光体及び現像部を４セット備えている。また、画像形成部９は、転写体、２次転写ローラー、定着装置及び反転機構を備えている。転写体は、無端ベルトであり、複数のローラーに巻き回されて回動している。各色の露光部、感光体及び現像部は、転写体の回動方向に並列に配置されている。

露光部は発光素子としてＬＤ（Laser Diode）を備えている。露光部は、画像の各画素の階調値に応じてＬＤを駆動し、帯電する感光体上にレーザー光を照射して露光する。現像部は、現像ローラーにより感光体上にトナーを供給し、露光により感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像する。
このようにして４つの感光体上に各色のトナーで形成された画像は、各感光体から転写体上に順次重ねて転写され、転写体上にカラー画像が形成される。２次転写ローラーは、転写体上のカラー画像を、用紙上に転写する。定着装置は転写後の用紙を加熱及び加圧して定着処理する。

図１２は、上記画像形成装置Ｇにおいて、位置ずれ補正部ｇ３が、倍率補正処理及び傾き補正処理の両方を施して画像の位置ずれを補正する際の処理手順を示している。
以下の説明において、階調値を、とり得る値域に対する割合（％）として表す。１画素が８ｂｉｔのデータであれば、階調値は０〜２５５の値域に対する割合（％）として表され、例えば１２８の階調値は５０％（５０＝１２８／２５６）と表される。

位置ずれ補正部ｇ３には、中間調処理された２値の画像、すなわち各画素の階調値が０％又は１００％のいずれかである画像が入力される。
図１２に示すように、位置ずれ補正部ｇ３では、第１補正部ｇ３１が、制御部１により決定された変倍率に応じて、画素分散テーブルのパラメーターを取得する（ステップＳ１）。
次に、第１補正部ｇ３１は、入力された２値の画像に倍率補正処理を施す（ステップＳ２）。倍率補正処理時、第１補正部ｇ３１は、ステップＳ１で取得したパラメーターを用いて、挿入又は削除した画素を分散させることができる。

例えば、第１補正部ｇ３１は、図１３ａに示すように２画素幅の水平な細線を含む画像Ｃ３１に、挿入位置を分散させて副走査方向ｙに画素を挿入する倍率補正処理を施して、図１３ｂに示す画像Ｃ３２を生成する。画像Ｃ３２において、２画素幅の細線は、画素の挿入によって位置がずれ、水平であった細線のエッジに凹凸が生じている。

次に、第１補正部ｇ３１は、倍率補正処理を施して得られた画像において、当該倍率補正処理によって位置がずれた凹凸状のエッジを、エッジの幅が２画素以上に拡大したエッジ領域として決定する（ステップＳ３）。

具体的には、第１補正部ｇ３１は、倍率補正処理が施された画像において、階調値が１００％であり、階調値が０％の画素に隣接する画素を、文字、丸、三角、線等の図形、写真等の画像部分のエッジとして抽出する。また、第１補正部ｇ３１は、階調値０％の画素から階調値１００％の画素へ向かう方向を、エッジ方向として決定する。
第１補正部ｇ３１は、副走査方向ｙに画素が追加又は削除された場合、主走査方向ｘにおいて各エッジから所定範囲内に他のエッジがあると、当該所定範囲内の画素をエッジ領域として決定する。主走査方向ｘに画素が追加又は削除された場合、第１補正部ｇ３１は、各エッジから副走査方向ｙにおいて所定範囲内に他のエッジがあると、当該所定範囲内の画素をエッジ領域として決定する。

例えば、図１３ｂに示す画像Ｃ３２において、黒い画素はすべてエッジとして抽出される。所定範囲を５画素として、各エッジから主走査方向ｘにおいて５画素の範囲内に他のエッジが位置するときの当該５画素の範囲内の画素を抽出すると、点線で表すエッジ領域Ｃ３２１が得られる。

第１補正部ｇ３１は、決定されたエッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた画像に変換して、第１の画像を生成する（ステップＳ４）。
第１補正部ｇ３１は、エッジ領域内の各画素の階調値を移動平均して、ドットの形成率を算出する。第１補正部ｇ３１は、各画素の階調値をドットの形成率に置き換えて、ドットの形成率に応じた中間調の画像を得る。

例えば、５画素単位で移動平均する場合、第１補正部ｇ３１はエッジ領域内の１画素に注目し、この注目画素と、主走査方向ｘにおいて当該注目画素の前後に位置する画素を２画素ずつ抽出する。第１補正部ｇ３１は、注目画素におけるドットの形成率として、抽出された５画素の各階調値の平均値を算出し、注目画素の階調値を算出された平均値に置き換える。第１補正部ｇ３１は、注目画素の位置を１画素ずつシフトしながら、この移動平均を繰り返す。

図１３ｃに示すように、領域Ｃ３２２であれば、５画素のうち４画素が０％の階調値、１画素が１００％の階調値である。ドットの形成率は２０％（（１００％×１画素）／５画素＝２０％）となるので、第１補正部ｇ３１は、領域Ｃ３２２の中央の１画素の階調値を２０％に変換する。
一方、領域Ｃ３２３内のドットの形成率は８０％（（１００％×４画素）／５画素）となる。第１補正部ｇ３１は、領域Ｃ３２３の中央の１画素の階調値を８０％に変換する。
その結果、図１４ａに示すように、エッジ領域の階調値が、ドットの形成率に変換された第１の画像Ｃ３３が得られる。

次に、第２補正部ｇ３２が、第１の画像に、階調補間処理を用いた傾き補正処理を施し、第２の画像を生成する（ステップＳ５）。
図１４ｂは、階調補間処理を用いた傾き補正処理によって、画像Ｃ３３を１／２８画素の傾きで副走査方向ｙ上側へシフトして得られた画像Ｃ３４を示している。

第２補正部ｇ３２により第２の画像が生成されると、エッジ調整部ｇ３３が、当該第２の画像において、エッジ領域の幅を調整する（ステップＳ６）。
エッジ領域は２画素幅以上に拡大されると、画像がぼけやすい。階調補間処理が用いられた場合は、特にエッジ領域が拡大しやすい。エッジ調整部ｇ３３は、エッジ領域の幅を縮小するようにエッジ領域の各画素の階調値を調整し、エッジ領域の拡大による画像のぼけを抑える。

具体的には、エッジ調整部ｇ３３は、エッジ領域の各画素の階調値の全部又は一部を、エッジ方向に隣接する画素に移す。
図１５ａ及び図１５ｂは、それぞれ画像Ｃ３３及び画像Ｃ３４のＡ−Ａ^＊線上に位置する６画素の階調値（％）を示している。図１５ａに示すように、中間調の画像に変換されたエッジ領域は、傾き補正処理によって図１５ｂに示すように階調値が変化する。
エッジ調整部ｇ３３は、エッジ領域内の各画素の階調値を、エッジ方向に隣接する画素の階調値が最大値１００％を超えない範囲内で、当該隣接する画素へ移す。これにより、図１５ｃに示すようにエッジ領域の最外郭に位置する画素の階調値が減り、エッジ領域の幅が視覚的に縮小する。
図１４ｃは、このようなエッジ領域の幅調整により、画像Ｃ３４から得られた画像Ｃ３５を示している。

再構成部ｇ３４は、エッジ領域の幅が調整された第２の画像において、エッジ領域の画像を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する（ステップＳ７）。
具体的には、再構成部ｇ３４は、エッジ領域の各画素の中間調の階調値を、元の２値の階調値に変換して、エッジ領域の画像を再構成する。

例えば、再構成部ｇ３４は、主走査方向ｘに１画素ずつシフトしながら、エッジ領域の各画素の階調値を累積加算し、累積加算値が最大値１００％を超えない場合は、画素の階調値を０％に変換し、最大値１００％を超えた場合は、画素の階調値を１００％に変換する。階調値を１００％に変換した後、再構成部ｇ３４は、累積加算値を０％にリセットして以降の累積加算を始めることできるし、累積加算値が最大値１００％を超えている場合は累積加算値から１００％を引いた値から以降の累積加算を始めることもできる。
図１４ｄは、画像Ｃ３５においてエッジ領域を再構成して得られた、位置ずれ補正された画像Ｃ３６を示している。

図１６ａは、画像Ｃ３１（図１３ａ参照）に対して傾き補正処理のみを施して、得られた画像Ｃ４１を示している。
従来の位置ずれ補正処理によって、倍率補正処理と傾き補正処理の両方が２段階で施されると、図１６ｂに示す画像Ｃ４２が得られる。
画像Ｃ４２は、図１６ｂに示すように、倍率補正処理のみ施された画像Ｃ３２（図１３ｂ参照）におけるエッジの凹凸と、傾き補正処理が施された画像Ｃ４１（図１６ａ参照）におけるエッジの凹凸とが重なり、全体的にエッジのガタツキが大きくなっている。また、２画素以上の大きな段差も局所的に生じている。

このような画像Ｃ４２と比較して、位置ずれ補正部ｇ３によって位置ずれ補正された画像Ｃ３６（図１４ｄ参照）は、エッジのガタツキが小さく、大きな段差も生じていないことが分かる。

以上のように、本実施の形態によれば、画像形成装置Ｇは、２値の画像に第１の位置ずれ補正処理を施し、得られた画像のうち、エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた中間調の画像に変換して、第１の画像を生成する第１補正部ｇ３１と、第１の画像に階調補間処理を用いた第２の位置ずれ補正処理を施し、第２の画像を生成する第２補正部ｇ３２と、第２の画像において、中間調の画像を２値の画像に変換してエッジ領域を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する再構成部ｇ３４と、を備えている。

これにより、第１の位置ずれ補正処理によって生じるエッジの凹凸及び段差を平滑化して、第２の位置ずれ補正処理を重ねることができる。第２の位置ずれ補正処理は、階調補間処理を用いることにより、１画素未満単位で画像をシフトすることができるので、エッジの凹凸の変化が小さい。従来のように、第１及び第２の位置ずれ補正処理のそれぞれにおいて生じるエッジの凹凸及び段差が重なり、大きな段差となるような画像劣化の発生頻度を減らすことができ、画質の劣化が少ない画像を得ることができる。

特に、位置ずれ補正処理により画素の位置がずれる方向に対して垂直な線等の画像は、エッジの凹凸が目立ちやすく、画質が劣化しやすいが、本実施の形態によれば、そのような画像のエッジの凹凸部分をエッジ領域として平滑化することができ、画質の劣化を効果的に抑えることができる。

さらに、画像形成装置Ｇは、第２の画像において、エッジ領域の幅を調整するエッジ調整部ｇ３３を備え、再構成部ｇ３４は、エッジ領域の幅が調整された第２の画像において、エッジ領域の画像を再構成する。
これにより、エッジ領域の幅を縮小するように調整することができ、位置ずれ補正による画質劣化をより抑えることが可能となる。

〔他の実施の形態〕
他の実施の形態の画像形成装置によれば、２値の画像に階調補間処理を用いた第１の位置ずれ補正処理を施すことにより、エッジ領域の画像が、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた中間調の画像に変換された第１の画像を生成することができる。

他の実施の形態に係る画像形成装置は、上述した画像形成装置Ｇにおける位置ずれ補正部ｇ３の処理手順を変更することにより、実現することができる。

図１７は、他の実施の形態に係る位置ずれ補正部ｇ３が、倍率補正処理及び傾き補正処理の両方を施して、位置ずれ補正する際の処理手順を示している。

制御部１により変倍率が決定されると、位置ずれ補正部ｇ３の第１補正部ｇ３１は、図１７に示すように変倍率に応じた画素分散テーブルのパラメーターを取得する（ステップＳ１０１）。

第１補正部ｇ３１は、入力された２値の画像に、階調補間処理を用いた倍率補正処理を施す（ステップＳ１０２）。
階調補間処理が用いられた場合、図８に示すようにエッジ領域は中間調の画像に変換される。中間調の階調値は、１画素において形成するドットの割合を表しているので、エッジ領域の２値の階調値を中間調の階調値に変換することにより、エッジ領域のドットの形成率を表すことができる。すなわち、倍率補正処理を施して得られた画像のうち、エッジ領域の画像が、中間調の画像に変換された第１の画像が得られる。

第２補正部ｇ３２は、生成された第１の画像に、階調補間処理を用いた傾き補正処理を施し、第２の画像を生成する（ステップＳ１０３）。

エッジ調整部ｇ３３は、第２補正部ｇ３２により生成された第２の画像において、エッジ領域の幅を調整する（ステップＳ１０４）。
再構成部ｇ３４は、エッジ幅が調整された第２の画像において、エッジ領域の画像を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する（ステップＳ１０５）。
ステップＳ１０４及びＳ１０５の処理は、それぞれ前述したステップＳ６及びＳ７と同じ処理内容であるので、詳細な説明は省略する。

以上のように、他の実施の形態によれば、画像形成装置Ｇは、２値の画像に、階調補間処理を用いた第１の位置ずれ補正処理を施し、エッジ領域の画像が、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた中間調の画像に変換された第１の画像を生成する第１補正部ｇ３１と、第１の画像に、階調補間処理を用いた第２の位置ずれ補正処理を施し、第２の画像を生成する第２補正部ｇ３２と、第２の画像において、中間調の画像を２値の画像に変換して、エッジ領域の画像を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する再構成部ｇ３４と、を備えている。

他の実施の形態によれば、階調補間処理を用いて第１の位置ずれ補正処理によって生じるエッジの凹凸及び段差を平滑化したうえで、第２の位置ずれ補正処理を重ねることができる。第２の位置ずれ補正処理は、階調補間処理を用いることにより、１画素未満単位で画像をシフトすることができるので、エッジの凹凸の変化が小さい。従来のように、第１及び第２の位置ずれ補正処理のそれぞれにおいて生じるエッジの凹凸及び段差が重なり、大きな段差となるような画像劣化が発生する頻度を減らすことができ、画質の劣化が少ない画像を得ることができる。

また、他の実施の形態によれば、ドットの形成率に応じた中間調の画像への変換時に、エッジ領域の決定が不要である。そのため、画素を挿入又は削除する方向に対して垂直な線だけでなく、斜めの線等の画像も、容易に中間調の画像へ変換することができ、エッジの凹凸を平滑化することができる。

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、位置ずれ補正部ｇ３の処理手順をプログラム化し、ＣＰＵ等のコンピューターが当該プログラムを読み取って上述した処理を実現することとしてもよい。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、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。

Ｇ 画像形成装置
１ 制御部
２ 記憶部
６ プリントコントローラー
７ スキャナー
９ 画像メモリー
ｇ 画像処理装置
ｇ１ 階調補正部
ｇ２ 中間調処理部
ｇ３ 位置ずれ補正部
ｇ３１ 第１補正部
ｇ３２ 第２補正部
ｇ３３ エッジ調整部
ｇ３４ 再構成部
１０ 画像形成部

Claims (6)

1. 画像に第１の位置ずれ補正処理を施し、得られた画像のうち、エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた画像に変換して、第１の画像を生成する第１補正部と、
   前記第１の画像に、階調補間処理を用いた第２の位置ずれ補正処理を施して、第２の画像を生成する第２補正部と、
   前記第２の画像において、前記エッジ領域の画像を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する再構成部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記第１補正部は、２値の画像に第１の位置ずれ補正処理を施して、前記エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた中間調の画像に変換し、
   前記再構成部は、前記第２の画像において、前記中間調の画像を２値の画像に変換して前記エッジ領域の画像を再構成し、前記位置ずれ補正された画像を生成する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１補正部は、前記エッジ領域内の各画素の階調値を移動平均して、前記ドットの形成率を算出し、各画素の階調値を当該形成率に置き換えて、前記ドットの形成率に応じた画像を得る、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１補正部は、２値の画像に、階調補間処理を用いた第１の位置ずれ補正処理を施して、前記エッジ領域の画像が、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた中間調の画像に変換された第１の画像を生成し、
   前記再構成部は、前記第２の画像において、前記中間調の画像を２値の画像に変換して前記エッジ領域の画像を再構成し、前記位置ずれ補正された画像を生成する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の画像において、前記エッジ領域の幅を調整するエッジ調整部を備え、
   前記再構成部は、前記エッジ領域の幅が調整された前記第２の画像において、前記エッジ領域の画像を再構成する、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 画像に第１の位置ずれ補正処理を施し、得られた画像のうち、エッジ領域の画像を、当該エッジ領域におけるドットの形成率に応じた画像に変換して、第１の画像を生成する第１補正ステップと、
   前記第１の画像に、階調補間処理を用いた第２の位置ずれ補正処理を施し、第２の画像を生成する第２補正ステップと、
   前記第２の画像において、前記エッジ領域の画像を再構成し、位置ずれ補正された画像を生成する再構成ステップと、
   を含む位置ずれ補正方法。

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