JP2015100920A - 画像形成装置及び濃度ムラの補正方法 - Google Patents
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Abstract
Description
画像形成の高速化を図るため、複数のレーザービームを並行して走査し、1走査で複数ライン分の画像を形成する画像形成装置も知られている。このように並行して走査される複数のレーザービームは、マルチビームと呼ばれている。
また、表裏の画像の位置ずれを、数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変倍処理によって補正する場合、挿入又は削除する画素数によって、水平線を形成するレーザービームのビーム位置が変化することから、上述した水平線の濃度変化が濃度ムラとして視認されやすくなる。
また、取り付け誤差による画像欠陥を補償できるように、発光素子の配置位置を一部重複させることも行われている(例えば、特許文献3参照)。
また、上記特許文献3によれば、発光素子を多く必要とするため、コストが上昇する。
各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正するビーム補正部と、
各画素の補正後の階調値に応じて変調されたマルチビームにより感光体上を走査し、複数ラインの露光を並行して行う画像形成部と、を備え、
前記ビーム補正部は、各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正することを特徴とする、
画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得ることを特徴とする、
請求項1に記載の画像形成装置が提供される。
前記補正係数は、前記隣接画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の少なくとも1つに対する重み付け係数と、を示し、
前記重み付け係数は、前記マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の設計上の位置との位置関係に応じて、前記ビーム位置ごとに決定されていることを特徴とする、
請求項2に記載の画像形成装置が提供される。
前記重み付け係数は、前記マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、画像の変倍によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の設計上の位置と、の位置関係に応じて決定され、
前記ビーム補正部は、前記重み付け係数を用いた前記階調補間処理により、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度ムラの補正と画像の変倍とを並行して行うことを特徴とする、
請求項2に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、前記隣接画素がマルチビームの境界に接するオブジェクトのエッジである場合、前記補正係数が当該隣接画素の階調値を用いて各画素を重み付けるように修正された補正係数を用いることを特徴とする、
請求項2〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
各ビーム位置に対応する前記補正係数は、主走査方向の複数の位置に応じて複数決定され、
前記ビーム補正部は、各画素のビーム位置に対応する複数の補正係数から、各画素の主走査方向の位置に応じた補正係数を取得し、当該補正係数を用いて前記階調補間処理を行うことを特徴とする、
請求項2〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
前記補正係数は、複数の斜線画像が前記マルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを前記画像形成部により形成し、当該形成されたパターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項2〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
前記補正係数は、前記斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数の前記パターンを前記画像形成部により形成し、当該形成された各パターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項7に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、前記補正による濃度変化量が補正量に対して直線的に対応するように、補正後の階調値を階調補正処理し、当該階調補正処理により前記補正後の階調値に加算される補正値を、元の階調値と前記補正後の階調値との差に応じて調整することを特徴とする、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、前記階調補正処理後の階調値に、ノイズ値を加算する、
請求項9に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、各画素又は各画素の前記隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の前記隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素の前記マルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置するか否かを判断し、判断結果に応じて、当該オブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行うことを特徴とする、
請求項1に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置する場合、隣接画素が前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を増加させることを特徴とする、
請求項11に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合、前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすことを特徴とする、
請求項11に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界に位置しない場合、前記階調補間処理により、前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすことを特徴とする、
請求項11に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置しない場合、隣接画素が前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を増加させることを特徴とする、
請求項11に記載の画像形成装置が提供される。
前記ビーム補正部は、補正する画素の階調値に補正値を加算して、当該階調値を増減する補正を行い、
前記補正値は、複数の斜線画像が前記マルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを前記画像形成部により形成し、当該パターンを読み取ることにより測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項11〜15のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
前記補正値は、前記斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数のパターンを前記画像形成部により形成し、当該形成された各パターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項16に記載の画像形成装置が提供される。
各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正する濃度ムラの補正方法であって、
各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正する工程を含むことを特徴とする濃度ムラの補正方法が提供される。
前記補正する工程は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得ることを特徴とする、
請求項18に記載の濃度ムラの補正方法が提供される。
前記補正する工程は、各画素又は各画素の前記隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の前記隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素の前記マルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトの前記マルチビームの境界上に位置するか否かを判断し、判断結果に応じて、当該オブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行うことを特徴とする、
請求項18に記載の濃度ムラの補正方法が提供される。
図1は、第1の実施の形態の画像形成装置Gの構成を機能ごとに表した機能的ブロック図である。
画像形成装置Gは、図1に示すように、制御部11、記憶部12、操作部13、表示部14、通信部15、画像生成部16、画像処理部17、画像形成部18及び画像読取部19を備えて構成されている。
例えば、制御部11は、ジョブの設定に従い、画像生成部16により生成された画像データを、画像処理部17により画像処理させる。制御部11は、画像処理後の画像データに基づき、画像形成部18により用紙上に画像を形成させる。
表示部14は、LCD(Liquid Crystal Display)等であることができ、制御部11の指示に従って操作画面等を表示する。
通信部15は、制御部11の指示に従い、ネットワーク上のコンピューター、例えばユーザー端末、サーバー、他の画像形成装置等と通信する。通信部15は、例えばユーザー端末から送信されたPDL(Page Description Language)データを受信する。
また、画像生成部16は、通信部15により受信されたPDLデータをラスタライズ処理して、C、M、Y及びKの各色の画像データを生成する。
画像生成部16は、スキャナーにより得られた画像データ又はPDLデータを解析して、画像データの各画素の属性を示す属性データを生成することができる。属性としては、例えば文字、図形(円、線等)、写真等が挙げられる。
階調補正部171は、画像生成部16により生成されたC、M、Y及びKの画像データに、階調補正処理を施す。階調補正処理は、画像形成部18により形成される画像の階調特性が目標とする階調特性と一致するように、画像データの各画素の階調値を補正する処理である。
なお、文字、線等の画像が2値である場合、ビーム補正部173による補正が特に有効であるが、これらの画像は、通常、中間調処理部172により中間調処理された前後で変化が無い。よって、属性データを画像データとともに入力し、属性データが文字又は図形の属性を示す画素は、中間調処理の対象外としてもよい。また、文字、線等の画像が多値である場合も同様にして中間調処理の対象外としてもよい。
ビーム補正部173は、メモリーを備え、当該メモリー内にマルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数を保持する。ビーム補正部173は、ビーム位置ごとの補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得る。
具体的には、画像形成部18は、C、M、Y及びKの色ごとに露光部、感光体及び現像部を備えている。画像形成部18は、露光部により画像データの各画素の階調値に応じて変調されたレーザービームを照射して感光体上を走査し、現像部により感光体上にトナーを供給して、感光体上に形成された静電潜像を現像する。画像形成部18は、このようにして各色の感光体上に形成された画像を中間転写ベルト上に重ねて転写し、得られたカラー画像をさらに用紙上に転写する。画像形成部18は、画像が転写された用紙を加熱及び加圧して定着処理する。
図2は、マルチビームを走査する露光部の概略構成を示している。
露光部は、図2に示すように、レーザー光源部20、コリメーターレンズ31、スリット32、シリンドリカルレンズ33、ポリゴンミラー34、fθレンズ35、シリンドリカルレンズ36、ミラー37及びセンサー38を備えて構成されている。
図3に示すように、黒色で表す各画素の位置において各発光素子21〜28を発光させて、マルチビームMを主走査方向に2回走査すると、現像によってIMGの文字が形成される。
画像読取部19としては、例えばCCD(Charge Coupled Device)等の光学センサーが一次元状に配列されたカラーラインセンサー等を用いることができる。
例えば、図4に示すように、1つのマルチビームM内の各レーザービームのビーム間隔k2を、マルチビームを構成するレーザービームの数8で乗じたビーム間隔と、各マルチビームMのビーム間隔k1とが一致していると、一定濃度の斜線画像を形成することができる。
一方、マルチビームMのビーム間隔k1が広くなると、図6に示すように、マルチビームMを構成する各レーザービームのビーム間隔は変化しないが、マルチビームMの境界を挟んで位置する2つのレーザービームが離間し、そのビーム間隔が相対的に長くなる。そのため、各マルチビームMの境界上に位置する画像部分の線幅が太くなり、濃度が上昇する。
形成される斜線画像が1つであれば、このような局所的な濃度変化は目立たないが、複数の斜線画像を一定間隔で形成したとき、局所的な濃度変化が一定周期で生じ、モアレのような濃度ムラとして観察されることがある。
ビーム補正部173は、各画素の設計上の位置からのずれに応じて、各画素と各画素の隣接画素間で階調値をシフトするように階調補間処理を行うことにより、各画素の補正後の階調値を得る。
設計上、各画素は一定間隔で位置しているが、ビーム間隔が狭いマルチビームにより画像が形成されると、図7に示すように各画素の実際の位置が設計上の位置からずれる。なお、図7において、各画素の位置は各画素の中心位置を表す。
例えば、マルチビームにおけるビーム位置が2である画素202は、マルチビームにより形成されると、設計上の画素201及び画素202からの位置の比率がW1:W2となる位置にずれる。W1及びW2は、0.0〜1.0の範囲内にあり、W1+W1=1.0を満たす値である。
このような位置ずれによって、画素108及び201からなる2画素幅の線画像は、本来よりも狭いビーム間隔のレーザービームで描画されるため、線幅が細くなり、線画像の濃度が低下する。
これにより、各画素201及び202の設計上の位置に応じた濃度を再現することができる。
ビーム間隔が広くなる場合も、狭くなる場合と同様にして階調補間処理をすることにより、濃度ムラを減らすことができる。
ビーム間隔が広くなる場合、各画素108及び201からなる線画像は、本来よりも広いビーム間隔のレーザービームにより描画されるため、線幅が太くなる。再現される濃度が上昇するが、階調補間処理によって、図8に示すように各画素108及び201の階調値を減らすことができる。これによって、マルチビームのビーム間隔の拡大による濃度上昇を抑えることができ、濃度ムラを減らすことができる。
補正係数は、例えば隣接画素の位置を示す符号と、各画素及び各画素の隣接画素の重み付け係数W1及びW2と、の組み合わせであることができる。
例えば、副走査方向上側の隣接画素を負の符号で表し、副走査方向下側の隣接画素を正の符号で表すことができる。
重み付け係数W1及びW2は、上述のように、マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の隣接画素の設計上の位置との位置関係に応じて、ビーム位置ごとに決定される。重み付け係数W1及びW2は、加算すると定数1.0となり、いずれか一方から他方の重み付け係数が得られることから、補正係数は、各重み付け係数W1及びW2のうちの少なくとも1つを示していればよい。
図7及び図8において、矢印はビーム位置ごとの補正係数を示している。矢印の向きは、重み付けに用いる隣接画素の位置を示しており、矢印の長さは、各画素の隣接画素に対する重み付け係数W2を表している。
パターンf1は、図10(a)に示すように、斜線画像の線幅h1が4画素、間隔h2が8画素である。
パターンf2は、図10(b)に示すように、斜線画像の線幅h1が5画素、間隔h2が8画素である。
パターンf3は、図10(c)に示すように、斜線画像の線幅h1が7画素、間隔h2が16画素である。
特定された濃度変化の傾向に基づいて各ビーム位置の補正係数を設定し、ビーム補正部173により、当該補正係数により各パターンf1〜f3の階調補間処理を行う。次に、画像形成部18により各パターンf1〜f3を形成し、形成された各パターンf1〜f3を画像読取部19により読み取る。読み取られた各斜線画像の線幅又は濃度を測定する。以上の処理を、補正係数を変更しながら繰り返し、測定された線幅又は濃度が元の斜線画像の線幅h1又は濃度と一致するときの補正係数を、階調補間処理に用いる補正係数として決定する。
図11に示すように、斜線画像が境界上に位置すると、斜線画像の線幅が太くなり、濃度が上昇する傾向を示している。斜線画像の線幅によって、特有の濃度変化のパターンがあることが分かる。
図12に示すように、ビーム補正部173は、画像データの各画素のうちの1画素を注目画素として入力する。ビーム補正部173は、マルチビームを構成する8つのレーザービームのビーム位置1〜8のうち、注目画素に対応するレーザービームのビーム位置を特定する(ステップS11)。
上述のように、補正係数は、マルチビームにおけるビーム位置1〜8ごとにあらかじめ決定され、ビーム補正部173内のメモリーに保持されている。ビーム補正部173は、当該メモリーから注目画素のビーム位置に対応する補正係数を取得することができる。
例えば、補正係数が−0.3であった場合、ビーム補正部173は、注目画素の階調値に0.7を乗算して重み付け、注目画素の副走査方向上側の隣接画素の階調値に0.3を乗算して重み付ける。ビーム補正部173は、重み付けにより得られたそれぞれの階調値を加算して、注目画素の補正後の階調値を得る。
全画素の補正が終了すると(ステップS15;Y)、本処理を終了する。
上述したように、マルチビームのビーム間隔の変動に起因する濃度変化は、オブジェクトが各マルチビームの境界上に位置している場合に生じる。オブジェクトとは、文字、図形、写真等の前景となり得る画像である。そのため、マルチビームの境界上に位置しないオブジェクトは、本来濃度ムラの補正が不要である。しかし、階調補間処理は全画素を対象とするため、不要な補正が行われる場合がある。
マルチビームの境界上に位置する斜線画像は、マルチビームのビーム間隔が広がると、当該斜線画像の濃度が上昇し、濃度ムラが発生する。よって、図13(b)に示すように階調値を減らす階調補間処理は、濃度ムラを減らすことができ、有効である。
一方、マルチビームの境界に接する斜線画像は、マルチビームのビーム間隔の拡大による濃度変化が無い。そのため、濃度ムラの補正が不要であるが、階調補間処理によって、図13(a)及び図13(c)に示すように各画素107及び202の階調値が減らされ、斜線画像の濃度が低下してしまう。
斜線画像等のオブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合は、通常の補正係数でよいので、図14(b)に示すように、補正係数は修正しない。
図15において、図12に示す処理手順と同様の処理手順には、同じステップ番号が付されている。
図15に示すように、ビーム補正部173は、図12に示す処理手順と同様にして、注目画素のマルチビームにおけるビーム位置を特定した後(ステップS11)、当該ビーム位置に対応する補正係数を取得する(ステップS12)。
次に、ビーム補正部173は、画像データをフィルタ処理する等して、オブジェクトのエッジである画素を抽出する。ビーム補正部173は、注目画素の副走査方向における隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断する(ステップS121)。
補正係数を修正後、ビーム補正部173は、修正された補正係数により補間対象の隣接画素を特定し、注目画素と特定された隣接画素の階調値を取得する(ステップS13)。
その後、全画素が終了するまで、注目画素の位置をシフトしてステップS11〜S14の処理手順を繰り返す点は、図12に示す処理手順と同様である。
各レーザービームの走査線は、光学系のゆがみ等に起因して、図16に示すように水平線とならずに湾曲している場合がある。この場合、マルチビームにおけるビーム位置ごとに補正係数を固定すると、主走査方向の位置によっては補正の過不足が生じる。主走査方向の位置によらず、十分な補正を行うためには、主走査方向の位置に応じた補正係数を階調補間処理に用いることが好ましい。
階調補間処理時、図12及び図15のステップS12において、ビーム補正部173が注目画素のビーム位置に対応する3つの補正係数を取得する。ビーム補正部173は、注目画素の主走査方向の位置が開始位置、中央位置又は終了位置であれば、各位置に対応する補正係数を用いて階調補間処理する。注目画素が開始位置、中央位置及び終了位置の各位置間に位置する場合、ビーム補正部173は、注目画素の主走査方向の位置に応じて各位置の補正係数を線形補間し、主走査方向に応じた補正係数を取得して、階調補間処理に用いる。
これにより、各画素の主走査方向の位置に応じた補正係数により階調補間処理することができ、濃度ムラの補正精度を向上させることができる。
上述した階調補間処理を用いることにより、一定領域ごとに1画素を挿入又は削除することにより、画像を微小に拡大又は縮小する変倍処理も行うことができる。
変倍と濃度ムラの補正の両方を行う場合、変倍を行い、変倍された画像に対してさらに濃度ムラの補正を行ってもよいが、1度の階調補間処理により変倍と濃度ムラの補正を並行して行うこともできる。
さらに、変倍後の各画素の位置と、レーザービームが照射される実際の画素の位置との位置関係に応じて、各画素を階調補間処理し、濃度ムラの補正を行う。
図18において、画素108は、濃度ムラの補正時には画素107によって階調値が補間されているが、この画素107は変倍時に画素106によって階調値が補間されている。このように、隣接する画素107だけでなく、さらに遠くの画素106の階調値が画素108の階調値に重み付け平均されるため、画像がぼけやすい。
変倍と濃度ムラの補正を並行して行う場合、各画素及び各画素の隣接画素に対する重み付け係数は、マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、画像の変倍によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の隣接画素の設計上の位置と、の位置関係に応じて決定される。
例えば、画素108は、マルチビームにより形成されると、変倍前の設計上の各画素107及び108からの位置の比率がW1:W2となる位置にずれる。よって、画素108に対する重み付け係数をW2、隣接画素107に対する重み付け係数をW1として補正係数dを決定することにより、濃度ムラの補正と変倍を並行して行うことができる。
上記階調補間処理により得られたビーム補正後の階調値は、多くの場合、2値の階調値を元に求められた中間調値である。ここで算出される中間調値は、関連する2画素の階調値を階調補間処理(すなわち重み付け平均処理)して得られたものであるが、この階調補間処理が有効に作用するためには、階調値の変化量が、補正すべき特徴量すなわち線濃度又は線幅に対し、直線的な関係を有している必要がある。そこで、ビーム補正部173は、ビーム補正後の階調値に対して下記階調補正処理を実行することとしてもよい。なお、ここでいう「直線的」は、算術的に厳密である必要はなく、階調補正処理が実施できる程度、例えば中間階調数として4〜8階調程度以上、確保できるように下記階調補正を行えばよい。
図19に示すように、ビーム補正部173は、階調補正テーブルから、注目画素のビーム補正後の階調値の階調補正量を取得する(ステップS101)。具体的には、ビーム補正部173は、階調補正テーブルから、ビーム補正後の階調値に対応する階調補正後の階調値を取得し、各階調値の差を階調補正量として取得する。
階調補正テーブルは、ビーム補正による濃度変化量がビーム補正の補正量に対して直線的に対応するように、ビーム補正後の階調値に対する階調補正後の階調値が定められたLUT(Look Up Table)である。
図20は、一例としての階調補正テーブルの入力と出力の関係を示している。
図21は、係数テーブルの一例を示している。
図21に示すように、係数テーブルにおいて、階調値の差が一定値に達するまでは当該差に比例して大きくなるように調整係数が設定されている。また、階調値の差が一定値に達すると、一定値1.0となるように調整係数が設定されている。
元の階調値が2値ではなく、多値である場合、階調補正部171によりすでに階調補正処理が施されていることが通常である。この場合、階調補正処理が重複することになり、過剰に階調値が補正されてしまう可能性がある。そこで、上述のように、調整係数により階調補正量を調整し、過剰な補正を防ぐ。
階調数をより少ない階調値に変換する場合、上述した調整値の加算による微小な階調変化を再現できず、濃度ムラの補正が不十分になる場合がある。しかし、階調数が多い階調値を用いて上述した階調補正処理を行った後に、ノイズ値を付加して階調数が少ない階調値に変換することにより、階調数が少ない1画素の階調値では表現できない微小な階調変化を、複数の画素により再現することができる。
視認性の高いゆらぎを避け、粒状性の劣化を防止するためには、ノイズ値は、比較的高い空間周波数成分を中心としたブルーノイズのノイズ値であることが好ましい。
第2の実施の形態の画像形成装置は、マルチビームの境界上に位置するオブジェクトのエッジである画素又は副走査方向における隣接画素が当該エッジである画素を階調補正処理し、中間調値に変換することにより、濃度ムラの補正を行う。
第2の実施の形態の画像形成装置は、第1の実施の形態の画像形成装置Gのビーム補正部173の処理手順を、下記処理手順に変更することにより実現することができる。
図22に示すように、ビーム補正部173は、画像データの各画素のうちの1画素を注目画素として入力する。ビーム補正部173は、注目画素及び注目画素の副走査方向における隣接画素の階調値に応じて、隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断する(ステップS21)。
オブジェクトのエッジであるか否かは、例えば注目画素と隣接画素の各階調値の差が閾値以上であるか否かによって判断することができる。
また、隣接画素は、副走査方向上側又は下側のいずれに位置する隣接画素であってもよく、両方の隣接画素であってもよい。
例えば、図23に示すように、オブジェクトが4画素幅の斜線画像であり、注目画素が画素102である場合、画素102の副走査方向上側の隣接画素は、オブジェクトのエッジである。画素102のビーム位置が2である場合、画素102の副走査方向上側の2画素間にマルチビームの境界が位置している。斜線画像の幅は4画素であるので、斜線画像はマルチビームの境界上に位置していると判断することができる。
なお、図19に示すステップS105及びS106と同様にして、補正後の階調値にノイズ値を付加した後、必要な階調数の階調値に変換することとしてもよい。
また、図9に示されるパターンf1〜f3のように、斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数のパターンを画像形成部18により形成し、当該形成された複数のパターンにおいて測定された各斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されることが、好ましい。これにより、正確な濃度変化を比較的容易に特定することができる。
全画素の補正が終了すると(ステップS26;Y)、本処理を終了する。
斜線画像のうち、マルチビームの境界上に位置する画像部分は、マルチビームのビーム間隔の狭小化によって濃度が低下するが、図24に示すように、当該画像部分の背景の画素の階調値を増やすことにより、濃度を上昇させることができる。濃度低下を抑えて、濃度ムラを減らすことができる。
副走査方向下側の隣接画素がオブジェクトのエッジか否かを判断した場合は、当該オブジェクトの副走査方向上側に位置する背景の画素が補正対象となる。副走査方向上側及び下側の両方の隣接画素によりオブジェクトのエッジを判断する場合は、オブジェクトの副走査方向の両側に位置する背景の画素が補正対象となる。
マルチビームのビーム間隔が広くなり、マルチビームの境界上に位置するオブジェクトの濃度が上昇する場合は、オブジェクトのエッジである画素を補正対象として階調値を減らす補正を行う。
具体的には、上述したステップS21において、ビーム補正部173が、注目画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断する。オブジェクトのエッジである場合、ビーム補正部173は、さらにステップS23において、オブジェクトが境界上に位置するか否かを判断し、位置する場合にはステップS24へ移行し、ステップS25において注目画素の階調値を減らす。位置しない場合にはステップS26へ移行する。
これにより、オブジェクトのエッジであって、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する画素の階調値を減らして、中間調値に変換することができる。
マルチビームのビーム間隔の狭小化に対し、ビーム補正部173は、オブジェクトがマルチビームの境界上に位置しない場合に、当該オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らす補正によっても、濃度ムラを補正することもできる。
これにより、マルチビームのビーム間隔の変動によりオブジェクトの濃度が低下する場合、当該濃度の低下に合わせて、ビーム間隔の変動によっては濃度が変化しないオブジェクトの濃度を低下させることができる。
マルチビームのビーム間隔の変動による濃度変化は、オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合に生じ、オブジェクトが当該境界上に位置しない場合には生じない。この局所的な濃度変化が濃度ムラとして観察されるため、上述のように濃度変化したオブジェクトに合わせて濃度変化しないオブジェクトの濃度を調整することによっても、濃度ムラを補正することができる。
これにより、オブジェクトのエッジであり、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置しない画素の階調値を減らすことができ、当該オブジェクトの濃度を低下させることができる。
これにより、マルチビームのビーム間隔の変動によりオブジェクトの濃度が上昇する場合、当該濃度の上昇に合わせて、ビーム間隔の変動によっては濃度が変化しないオブジェクトの濃度を上昇させることができる。
これにより、隣接画素がオブジェクトのエッジであり、当該オブジェクトがマルチビームの境界上に位置しない画素の階調値を増やすことができ、当該オブジェクトの濃度を上昇させることができる。
階調値の階調数が少なく、ステップS25で増減された階調値によって精度良く濃度ムラを補正できない場合、ビーム補正部173は、複数の画素により中間調値を再現することが好ましい。
例えば、図23に示す斜線画像において、隣接画素が当該斜線画像のエッジである画素の階調値を増加させる場合、主走査方向に連続する4つの画素が補正対象とされる。ビーム補正部173は、補正対象とされた4つの画素の補正後の階調値を順次加算し、加算後の階調値が最大値に達した画素の階調値を最大値に変換する。ビーム補正部173は、加算後の階調値から最大値を引いた階調値に、次の画素の階調値を加算し、加算後の階調値が最大値に達した画素の階調値を変換する処理を繰り返す。これにより、図26に示すように補正対象の4つの画素は1画素おきに最大値に変換され、4つの画素全体として50%の中間調値を再現することができる。
例えば、図7及び図8に示すように中間調値に変換された階調値を、主走査方向に順次加算し、最大値に変換する。これにより、階調数が少ない画像形成部18により画像を形成する場合であっても、階調補間処理により微小に調整された階調値をできる限り再現することができる。
また、画素を挿入又は削除する変倍処理がすでに施された画像に対しても、上記変形例2−2に係る中間調の再現方法を用いることができる。
この場合、線画像のエッジ部分の階調値を、数画素の領域単位で主走査方向に移動平均処理することにより、エッジ部分が中間調値に変換された線画像を得る。当該線画像を、図12、図15、図19及び図22に示す処理手順で処理して得られた画像に、変形例2−2に係る中間調の再現方法を用いることもできる。
例えば、ビーム補正部173が実行する処理内容をプログラム化し、制御部11がプログラムを読み込んで実行することにより、同様の処理を実現することもできる。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、当該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。
11 制御部
12 記憶部
16 画像生成部
17 画像処理部
171 階調補正部
172 中間調処理部
173 ビーム補正部
18 画像形成部
19 画像読取部
Claims (20)
- 各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正するビーム補正部と、
各画素の補正後の階調値に応じて変調されたマルチビームにより感光体上を走査し、複数ラインの露光を並行して行う画像形成部と、を備え、
前記ビーム補正部は、各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正することを特徴とする、
画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得ることを特徴とする、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記補正係数は、前記隣接画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の少なくとも1つに対する重み付け係数と、を示し、
前記重み付け係数は、前記マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の設計上の位置との位置関係に応じて、前記ビーム位置ごとに決定されていることを特徴とする、
請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記重み付け係数は、前記マルチビームのビーム間隔の変動によってずれた各画素の位置と、画像の変倍によってずれた各画素の位置と、各画素及び各画素の前記隣接画素の設計上の位置と、の位置関係に応じて決定され、
前記ビーム補正部は、前記重み付け係数を用いた前記階調補間処理により、マルチビームのビーム間隔の変動による濃度ムラの補正と画像の変倍とを並行して行うことを特徴とする、
請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、前記隣接画素がマルチビームの境界に接するオブジェクトのエッジである場合、前記補正係数が当該隣接画素の階調値を用いて各画素を重み付けるように修正された補正係数を用いることを特徴とする、
請求項2〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 各ビーム位置に対応する前記補正係数は、主走査方向の複数の位置に応じて複数決定され、
前記ビーム補正部は、各画素のビーム位置に対応する複数の補正係数から、各画素の主走査方向の位置に応じた補正係数を取得し、当該補正係数を用いて前記階調補間処理を行うことを特徴とする、
請求項2〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記補正係数は、複数の斜線画像が前記マルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを前記画像形成部により形成し、当該形成されたパターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項2〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記補正係数は、前記斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数の前記パターンを前記画像形成部により形成し、当該形成された各パターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、前記補正による濃度変化量が補正量に対して直線的に対応するように、補正後の階調値を階調補正処理し、当該階調補正処理により前記補正後の階調値に加算される補正値を、元の階調値と前記補正後の階調値との差に応じて調整することを特徴とする、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、前記階調補正処理後の階調値に、ノイズ値を加算する、
請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、各画素又は各画素の前記隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の前記隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素の前記マルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置するか否かを判断し、判断結果に応じて、当該オブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行うことを特徴とする、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置する場合、隣接画素が前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を増加させることを特徴とする、
請求項11に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、前記オブジェクトがマルチビームの境界上に位置する場合、前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすことを特徴とする、
請求項11に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界に位置しない場合、前記階調補間処理により、前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を減らすことを特徴とする、
請求項11に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、前記オブジェクトが前記マルチビームの境界上に位置しない場合、隣接画素が前記オブジェクトのエッジである画素の階調値を増加させることを特徴とする、
請求項11に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム補正部は、補正する画素の階調値に補正値を加算して、当該階調値を増減する補正を行い、
前記補正値は、複数の斜線画像が前記マルチビームのビーム間隔の整数倍の間隔で配置されたパターンを前記画像形成部により形成し、当該パターンを読み取ることにより測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項11〜15のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記補正値は、前記斜線画像の線幅及び間隔が異なる複数のパターンを前記画像形成部により形成し、当該形成された各パターンにおいて測定された斜線画像の線幅又は濃度に基づいて決定されていることを特徴とする、
請求項16に記載の画像形成装置。 - 各画素の階調値を、マルチビームのビーム間隔の変動に応じて、当該ビーム間隔の変動による濃度ムラが減るように補正する濃度ムラの補正方法であって、
各画素のマルチビームにおけるビーム位置と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とに応じて、各画素の階調値を補正する工程を含むことを特徴とする濃度ムラの補正方法。 - 前記補正する工程は、マルチビームのビーム位置ごとに決定された補正係数のうち、各画素のビーム位置に対応する補正係数を用いて、各画素の階調値と、各画素の副走査方向上側又は下側に位置する隣接画素の階調値とをそれぞれ重み付けて加算する階調補間処理を行って、各画素の補正後の階調値を得ることを特徴とする、
請求項18に記載の濃度ムラの補正方法。 - 前記補正する工程は、各画素又は各画素の前記隣接画素の階調値に応じて、各画素又は各画素の前記隣接画素がオブジェクトのエッジであるか否かを判断し、各画素の前記マルチビームにおけるビーム位置に応じて、当該オブジェクトの前記マルチビームの境界上に位置するか否かを判断し、判断結果に応じて、当該オブジェクトのエッジである画素又は隣接画素がオブジェクトのエッジである画素の階調値を増減する補正を行うことを特徴とする、
請求項18に記載の濃度ムラの補正方法。
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