JP2017136706A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】実画像のディザリングパターンと同質のトナー画像を形成すること。【解決手段】画像データに対してディザリング処理を施したディザ処理画像データを生成するディザリング処理部と、生成された前記ディザ処理画像データにおける各画素の階調情報を多値データで設定し、ディザリング処理を模擬した階調補正パターンを生成する階調補正パターン生成部と、生成された前記階調補正パターンに対してパターンマッチングを行い、前記パターンマッチングの結果に応じて、生成された前記階調補正パターンを補正する階調補正パターン補正部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理システムに関する。

電子写真方式の画像形成装置において、中間転写ベルトなどの像担持体上に、予め決められた階調補正パターン（ＩＢＡＣＣパターン）を生成し、光センサにて濃度を測定することで、ディザ処理用濃度補正データを算出し、ディザリングパターンの形成を補正することで、画像濃度を適正に制御する画像濃度補正方法が既に知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、光書込み装置による感光体ドラムへの静電潜像の書き込みの際、ビームサイズが無視できない微小な画像に対して、狭い範囲に集中的に強い光で露光するＴＣ露光（Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）という露光方式がある。このようなＴＣ露光により、深くシャープな潜像を形成して潜像解像力を高めることが可能となる。

ところで、このようなＴＣ露光を行うためには、ディザリングパターンに対してＴＣ露光処理を行う必要がある。ところが、従来の画像濃度補正方法では、階調補正パターンは二値の千鳥パターンや二値のラインパターンを用いてディザリングパターンが形成する濃度レベルを簡易的に表現しただけであり、ディザリングパターンにＴＣ露光処理を実施した後の潜像の特性についての考慮がなされていない。

そのため、従来の画像濃度補正方法では、階調補正パターンによるトナー画像と実画像のディザリングパターンのトナー画像とに濃度の差分が生じてしまい、正確なディザ処理用濃度正データを算出することができないという問題がある。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、実画像のディザリングパターンと同質のトナー画像を形成することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、画像データに対してディザリング処理を施したディザ処理画像データを生成するディザリング処理部と、生成された前記ディザ処理画像データにおける各画素の階調情報を多値データで設定し、ディザリング処理を模擬した階調補正パターンを生成する階調補正パターン生成部と、生成された前記階調補正パターンに対してパターンマッチングを行い、前記パターンマッチングの結果に応じて、生成された前記階調補正パターンを補正する階調補正パターン補正部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、実画像のディザリングパターンと同質のトナー画像を形成することができる。

本発明の実施形態に係る画像処理システムのハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る解像度変換部が実施する解像度変換処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る解像度変換部が実施する解像度変換処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る解像度変換部が実施する解像度変換処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像処理部が実施するＴＣ露光処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像処理部が実施する対角画素強露光処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像処理部が実施する左右折り返し処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像処理部が実施する左右折り返し処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像処理部が実施する上下折り返し処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像処理部が実施する上下折り返し処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＴＣ露光処理の効果を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＴＣ露光処理の効果を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＴＣ露光処理の効果を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＴＣ露光処理の効果を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＴＣ露光処理の効果を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＴＣ露光処理の効果を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像処理部が生成するＩＢＡＣＣパターンを説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像処理部におけるＩＢＡＣＣパターンへのＴＣ露光処理タイミングを説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＴＣ露光処理に対応した中間調ＩＢＡＣＣパターンを説明するための図である。

まず、本実施形態に係る画像処理システムにおける画像データの転送フローについて、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る画像処理システムのハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。

図１では、本実施形態に係る画像処理システムにおいて、プロッタ制御部１、２、３は、電子写真の画像データをＶＣＳＥＬ（Ｂｌａｃｋ）１０、ＶＣＳＥＬ（Ｃｙａｎ）１１、ＶＣＳＥＬ（Ｍａｇｅｎｔａ）１２、ＶＣＳＥＬ（Ｙｅｌｌｏｗ）１３に転送する仕様を想定している。以下では、ＶＣＳＥＬ（Ｂｌａｃｋ）１０、ＶＣＳＥＬ（Ｃｙａｎ）１１、ＶＣＳＥＬ（Ｍａｇｅｎｔａ）１２、ＶＣＳＥＬ（Ｙｅｌｌｏｗ）１３をそれぞれ、ＶＣＳＥＬ１０、ＶＣＳＥＬ１１、ＶＣＳＥＬ１２、ＶＣＳＥＬ１３とする。

これらのプロッタ制御部（シリアライザ送信）１、プロッタ制御部（シリアライザ受信）２、３にはそれぞれ、各種機能部を制御するためのパラメータを記憶し、各機能部へ伝達するパラメータ制御部１００、２００、３００がある。以下では、プロッタ制御部（シリアライザ送信）１をプロッタ制御部１、プロッタ制御部（シリアライザ受信）２、３をそれぞれ、プロッタ制御部２、３とする。パラメータ制御部１００、２００、３００はそれぞれ、外部のＣＰＵ４と接続されることで、記憶しているパラメータを書き換えることができる。

通常、パラメータの記憶にはパラメータ制御部内部のＦＦ（Ｆｌｉｐ Ｆｌｏｐ）を用いるが、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＦＩＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）といったメモリでも可能である。また、ＣＰＵ４に接続された外部メモリ５を有し、記憶領域を拡大したり、機種毎に最適化したりすることも可能である。

ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）６から印刷動作が指示されると、ＰＣ６上のプリンタドライバを介してＣＴＬ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７に画像データが転送される。ＣＴＬ７では、画像データをビットマップデータに変換し、実際に印刷する画像データとしてまず画像展開部８に転送する。また、ＣＴＬ７は、画像データに対してディザリング処理を実施してディザ処理画像データを生成する。即ち、本実施形態においては、ＣＴＬ７がディザリング処理部として機能する。画像展開部８は、ビデオ入力部１０１と相互に信号をやり取りし、画像データをプロッタ制御部１に転送する。

ビデオ入力部１０１から画像展開部８に、ＭＦＳＹＮＣ信号（ページ先端を示すパルス式の同期信号）・ＭＬＳＹＮＣ信号（ライン先端を示すパルス式の同期信号）が出力される。画像展開部８はＭＬＳＹＮＣ信号の出力タイミングに合わせてデータをプロッタ制御部１に転送する。プロッタ制御部１では、全４色の画像データ・信号を送受信する。

ＰＣ６からの印刷指示の後、画像形成装置全体の印刷準備が整ったことを確認し、プロッタ制御部１、２、３においてスタートトリガを起動する。スタートトリガは、ＣＰＵ４がパラメータ制御部２００、３００もしくは外部信号を用いて、プロッタ制御部２、３にスタートトリガ信号（ＳＴＴＲＩＧ）を供給する。スタートトリガ信号は、プロッタ制御部２、３のビデオ入力部２０７、３０７において、スタートトリガ（ＳＴＯＵＴ）を生成し、プロッタ制御部２、３のＦＳＹＮＣ＿Ｎ信号・ＬＳＹＮＣ＿Ｎ信号の起点となる。

プロッタ制御部２、３のＦＳＹＮＣ＿Ｎ信号・ＬＳＹＮＣ＿Ｎ信号は、プロッタ制御部１のノイズ除去部１０２に送信され、静電気パルス等、外部環境によるノイズを除去される。ＦＳＹＮＣ＿Ｎ信号は、ＦＳＹＮＣ信号としてプロッタ制御部１のビデオ入力部１０１に転送され、ＭＦＳＹＮＣ信号の起点となる。

ＬＳＹＮＣ＿Ｎ信号は、ＦＳＹＮＣ信号を起点として、間引き処理を開始し、４本のＬＳＹＮＣ＿Ｎ信号に１回、ＬＣＬＲ信号を生成し、ビデオ入力部１０１を含む各機能部のライン周期信号になる。ビデオ入力部１０１は、ＬＣＬＲ信号を起点として、４本のＭＬＳＹＮＣ信号を生成し、画像展開部８に送信する。

プロッタ制御部１のビデオ入力部１０１は、画像展開部８と同一の動作クロックで動作する。画像展開部８は、１本のＭＬＳＹＮＣ信号毎に送信されたデータを１ラインずつページメモリ９にライトし、４本のＭＬＳＹＮＣ信号分に相当する４ライン分のデータがライトした後、ＬＣＬＲ信号に基づいて４ライン分のデータのリード動作を同時に行う。

その後は、ビデオ入力部１０１は、内部パターンを付加したり、ラインメモリ１０７を用いてジャギー補正のようなラインメモリを必要とする画像処理を行ったりする。尚、ジャギー補正を行うためには相応のメモリ数が必用になるので、ジャギー補正を行う場合は、ラインメモリ１０７を増やす必要がある。

画像処理部１０３は、ビデオ入力部１０１の内部パターンとは異なる、ＣＴＬ７からの画像転送に重畳するテストパターンや偽造防止用パターン、プロッタ制御部１単体で生成する各調整用パターンを生成することができる。さらに、画像処理部１０３は、トリミング処理等の画像処理を行ったりする。調整用パターンは濃度調整用パターン、色ずれ補正用パターン、ブレード捲れ回避用パターン（感光体全露光パターン）の３種類がある。

スキュー補正部１０４は、画像処理されたデータは複数のスキュー補正用のラインメモリ１０５に格納し、画像位置に応じて読み出すラインメモリを切り替えることでスキュー補正処理を行う。スキュー補正用のラインメモリ１０５のライト・リードで周波数変換を行うことも可能である。

また、画素カウント部１０６は、画像処理されたデータのデータ量を計測する。ここでは、画像転送に重畳するテストパターンや偽造防止用パターン、プロッタ制御部１単体で生成する各調整用パターンの画素もカウントですることができるので、トナー消費に最も近い画素情報を得ることができる。ただし、ＬＤ書込みの場合階調変換によってさらに１画素辺りのトナー消費量が変化するため、画素カウント部１０６に入力されるデータに対しても擬似的な階調変換を行うことができる。

このように、プロッタ制御部１では、ビデオ入力部１０１からスキュー補正部１０４のライト動作までを４ライン同時に行うマルチデータパスとなっている。マルチデータパスを採用することで、解像度変換や、面積階調補正、主走査・副走査の倍密変換を容易に行うことができる。また、主走査・副走査に数画素ずつ、同時に２次元データを参照することが可能になり、エッジ処理やジャギー補正といった画像処理の精度が向上する。

また、画像転送レートが向上するため、高速印刷に対応できたり、２４００ｄｐｉ／４８００ｄｐｉといった高解像度の画像を転送できたり、高解像度のパターンを重畳できたりと、様々なメリットがある。なお、副走査に倍密処理を行う場合、ＭＬＳＹＮＣ信号の送信数を減らし、１回ライトされたデータを複数回リードする。例えば、副走査に２倍密するとき、４本のＬＳＹＮＣ＿Ｎ信号に対して、２本のＭＬＳＹＮＣ信号を画像展開部８に送信する。

スキュー補正を行うときに、読み出し後のライン周期を書込み時の１／Ｎ（Ｎは自然数）とし、１つのラインメモリからＮ回データを読み出すことで、スキュー補正後のデータは書き込み時から副走査方向の解像度がＮ倍となった高密度データになる（以下、「倍密処理」とする）。

スキュー補正＋倍密処理されたデータは、プロッタ制御部２、３に転送される。転送は非常に高レートになるため、８Ｂ１０Ｂ変換機能部１０８でデータ変換された後、ＳＥＲ機能部１０９でパラレル・シリアル変換を実施され、ＬＶＤＳでプロッタ制御部２、３に送信される。

プロッタ制御部２、３は、ＤＥＳ機能部２０１、３０１でＬＶＤＳ信号を受信し、８Ｂデータに逆変換する。８Ｂデータに逆変換されたデータは、まずプロッタ制御部２、３内の解像度変換部２０２、３０２で、光源の発光解像度に合わせたデータフォーマット変換を実施される。本実施形態においては、発光することで像担持体に静電潜像を形成する光学系にＶＣＳＥＬ（面発光レーザー：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）を想定している。即ち、本実施形態においては、ＶＣＳＥＬ１０、１１、１２、１３が発光部として機能する。ＶＣＳＥＬ１０、１１、１２、１３の発光解像度は主走査２４００ｄｐｉ×副走査４８００ｄｐｉと非常に高解像度になる。

入力データが６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの４ｂｉｔのような低解像度の多値データの場合、単純に倍密処理を実施すると、粗い画像になってしまう。このため、解像度変換部２０２、３０２では、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を用いて、予め設定された値に画素を拡張する。ＬＵＴは６００ｄｐｉ入力用と、１２００ｄｐｉ入力用がある。２４００ｄｐｉのような高解像度入力データの場合は特にＬＵＴ変換を行わず、単純な倍密処理を実施する。

解像度変換されたデータは、画像処理部２０３、３０３でプロッタ制御部１と同等の画像処理を実施される。特に、画像処理部２０３、３０３は、高解像度の画像処理として、ＴＣ露光（Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）処理を実施し、高画質を実現する。即ち、本実施形態においては、画像処理部２０３、３０３が階調補正パターン補正部として機能する。ＴＣ露光処理については、図５〜図１６を参照して後述する。

画像処理されたデータは、階調補正部２０４、３０４でγ変換処理され、ＶＣＳＥＬ１０、１１、１２、１３に最適化された発光データが形成される。即ち、本実施形態においては、階調補正部２０４、３０４が発光データ生成部として機能する。発光データは、光学系の駆動ドライバ２０５、２０６、３０５、３０６に転送され、感光体ドラムなどの像担持体に静電潜像が形成される。

尚、本実施形態においては、プロッタ制御部１、２、３、ＣＰＵ４、外部メモリ５、ＣＴＬ７、画像展開部８、ページメモリ９が画像処理装置として機能する。

このように構成された画像処理システムにおいて、本実施形態に係る要旨の一つは、実画像のディザリングパターンに対してＴＣ露光処理を行う画像形成装置において、階調補正パターン（ＩＢＡＣＣパターン）を用いた画像濃度補を行うときに、階調補正パターンを中間調データが含まれた状態で生成してからＴＣ露光処理を行うことで、実画像のディザリングパターンと同質の潜像を形成・検出し、高精度なディザ処理用濃度補正データを算出することにある。

即ち、このように構成された画像処理システムにおいて、本実施形態に係る要旨の一つは、階調補正パターンを中間調データが含まれた状態で生成してからＴＣ露光処理を行い、またＴＣ露光処理のパターンマッチングサイズとバリエーションに対応した階調補正パターンをそれぞれ形成することにある。従って、本実施形態に係る画像処理システムにおいては、実画像のディザリングパターンと同質のトナー画像を形成することが可能となる。

次に、本実施形態に係る解像度変換部２０２、３０２が実施する解像度変換処理について、図２〜図４を参照して説明する。図２〜図４は、本実施形態に係る解像度変換部２０２、３０２が実施する解像度変換処理を説明するための図である。

解像度変換部２０２、３０２では、ＶＣＳＥＬ１０、１１、１２、１３の発光解像度に合わせて主走査２４００ｄｐｉ×副走査４８００ｄｐｉ以上の解像度に変換する。本実施形態に係るプロッタ制御部２、３は、解像度変換処理されたデータをそのままＶＣＳＥＬ１０、１１、１２、１３に発光せず、ＴＣ露光処理を実施する。

ＴＣ露光処理は、図５を参照して後述するように、４８００ｄｐｉ×４８００ｄｐｉの解像度で画像処理を行う。そのため、解像度変換部２０２、３０２は、入力データを４８００ｄｐｉ×４８００ｄｐｉの解像度に変換する。

６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの４ｂｉｔのような低解像度の多値データの場合、単純に倍密処理を実施すると、粗い画像になってしまう。このため、解像度変換部２０２、３０２では、ＬＵＴを用いて、予め設定された値に画素を拡張する。ＬＵＴには６００ｄｐｉ入力用と、１２００ｄｐｉ入力用がある。２４００ｄｐｉのような高解像度入力データの場合は特にＬＵＴ変換を行わず、単純な倍密処理を実施する。

図２〜図４では、１２００ｄｐｉの２ｂｉｔデータが入力された場合の解像度変換について説明する。２ｂｉｔデータは０〜３の４値を有しており、また、解像度変換後の画素は４×４の１６画素に拡大するため、入力１、２の中間調データは複数の変換パターンを有する。

即ち、入力０は全白画素、入力３は全黒画素に変換される。また、中間調は、主走査方向については、前寄せ、前後ろ寄せ無し、後ろ寄せ、副走査方向については、上寄せ、上下寄せ無し、下寄せの組み合わせに応じて、１４通りの変換パターンがある。

いずれかの変換パターンで解像度変換を実施するかは、ＬＵＴを参照して決定される。ＬＵＴは入力画像の種類に応じて自動で判別しても良いし、ＣＰＵ４からパラメータとして設定しても良い。

次に、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３が実施するＴＣ露光処理について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３が実施するＴＣ露光処理を説明するための図である。

ＴＣ露光とは、狭い範囲に集中して強い光で露光する方式のことで、ビームサイズが無視できない微小な画像に対して、画像濃度を維持したまま、深くシャープな潜像を形成して潜像解像力を高め、弱電解領域を減らして画像安定性を向上させる方式である。ＴＣ露光により、文字細線の安定性、低ＣＰＰを向上させることが可能である。尚、ＴＣ露光処理は、実画像（ＣＴＬ７から出力される画像）期間内で処理され、それ以外はスルーする。

ＴＣ露光処理は、イメージマトリクスを用いたパターンマッチング処理により行われる。即ち、ＴＣ露光処理は、４８００ｄｐｉ×４８００ｄｐｉの解像度において、主走査１６ｄｏｔ×副走査１６ｄｏｔのイメージマトリクスを用いて行われる。

具体的には、注目画素に対してパターンマッチング（階調データの変換）を行う。パターンマッチングは大きく分けて、対角画素強露光、左右折り返し処理、上下折り返し処理の３パターンがある。図５においては、注目画素は、主走査８ｄｏｔ目・副走査８ｄｏｔの画素である。

対角画素強露光処理は、参照マトリクスは注目画素を含む３ｄｏｔ×３ｄｏｔであり、注目画素の対角画素（左上、左下、右上、右下）を強露光する。対角画素強露光処理については、図６を参照して後述する。

左右折り返し処理は、参照マトリクスは注目画素を含む１６ｄｏｔ×１ｄｏｔであり、においては、主走査８ｄｏｔ目の１６ｄｏｔ×１ｄｏｔに対して、左右パターンマッチングを行う。パターンマッチングに一致したデータは、予め設定されたパターンデータに置き換えられる。左右折り返し処理については、図７、図８を参照して後述する。

上下折り返し処理は、参照マトリクスは注目画素を含む１ｄｏｔ×１６ｄｏｔであり、副走査８ｄｏｔ目の１ｄｏｔ×１６ｄｏｔに対して、上下パターンマッチングを行う。パターンマッチングに一致したデータは、予め設定されたパターンデータに置き換えられる。左右折り返し処理については、図９、図１０を参照して後述する。

ＴＣ露光処理は、上述した通り、３つのパターンマッチングを用いて、３通りの処理がある。そして、それぞれに優先度が設定されており、優先度１は、対角画素強露光であり、優先度２は、左右折り返し処理であり、優先度３は、上下折り返し処理である。尚、ＴＣ露光処理は、複数の処理が重複して実施されることは無く、パターンマッチングの結果に応じて、優先度の高い処理を１つ実施したら、終了する。

尚、ＴＣ露光でパターンマッチングを行う際、ＴＣ露光の複数の方式から一つを選択するために、画素情報に付与されたＴａｇ情報（文字、線、文字ディザ、線ディザ、写真ディザ等の、画素の種類を判別するためのデータ）を検出して参照する方法がある。

尚、Ｔａｇ ｂｉｔは、通常の画素情報の拡張ｂｉｔとして転送される。２４００ｄｐｉ×２４００ｄｐｉ １ｂｉｔデータにＴａｇ ｂｉｔを付与する場合、１画素２ｂｉｔのデータ転送の構成とし、ＬＳＢを画素ｂｉｔ、ＭＳＢをＴａｇ ｂｉｔとする。

データ転送レートが低く、Ｔａｇ ｂｉｔの転送が出来ない場合、プロッタ制御部２、３で強制的にＴａｇ ｂｉｔを付与する方式もある。この場合、１ページ全体に渡ってＴａｇが固定されるため、各ディザ・文字・線が混在した画像に対してはＴＣ露光処理の精度が低下するが、一様に写真ディザ処理画像データが配置されたページの場合や、一様に文字・線データが配置されたページの場合、高精度でＴＣ露光処理を実施することが出来る。

ＴＣ露光処理では、注目画素のＴａｇデータと画素の値を参照し、注目画素が白文字か、白線か、黒文字か、黒線か、ディザかを判別し、それぞれに応じて異なるパターンマッチング処理を実施する。ＴＣ露光では、狭い範囲に集中して強い光で露光する画像を形成するため、黒文字・黒線の場合、太くて薄い線を、細くて濃い線にするようなパターンマッチング処理を実施する。

白文字・白線の場合、細い線を太くするようなパターンマッチング処理を実施する。ディザの場合、予め設定された濃度データになるようにパターンデータに置き換える。文字・線処理を優先する場合や、Ｔａｇ情報が無くディザリングパターンと判別できない場合は、特に何もせずスルーする。ＴＣ露光では、Ｔａｇ情報を参照し、黒文字・黒線用の処理、白文字・白線の処理、ディザの処理、それぞれについて個別に強度を設定することが可能である。

次に、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３が実施する対角画素強露光処理について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３が実施する対角画素強露光処理を説明するための図である。

対角画素強露光処理は、図６に示すように、対角方向に点灯画素が連続して並んでいる場合、注目画素の対角画素（左上、左下、右上、右下）を強露光する処理である。

強露光が設定された画素は、画素サイズ・点灯時間は変わらないが、通常の画素より発光エネルギーを強くして露光される。その結果、対角画素強露光処理では、斜め線について、深くシャープな潜像が形成されて潜像解像力が高まり、弱電解領域が減って画像安定性を向上させることができる。

次に、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３が実施する左右折り返し処理について、図７、図８を参照して説明する。図７、図８は、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３が実施する左右折り返し処理を説明するための図である。尚、図７、図８においては、６ｄｏｔまでを示しているが７ｄｏｔ以降も同様である。

左右折り返し処理は、図７に示すように、主走査方向に点灯画素が連続して並んでいる場合に、端部を強露光画素に変換する（折り返す）処理である。強露光が設定された画素は、画素サイズ・点灯時間は変わらないが、通常の画素より発光エネルギーを強くして露光される。そして、左右折り返し処理では、図８に示すように、このような処理が副走査方向に繰り返し行われることにより、副走査方向における直線について、深くシャープな潜像が形成されて潜像解像力が高まり、弱電解領域が減って画像安定性が向上する。

例えば、図８に示すように、４８００ｄｐｉの２列のパターンと一致した場合、右画素を強露光画素に、左画素を消灯画素に設定することで、強露光の１列のパターンに変換する。

このように、パターンマッチングの結果、主走査方向のエッジが検知された場合、注目画素を強露光画素に変換し、注目画素の隣接画素を消灯画素に変換することで深くシャープな潜像が形成される。

次に、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３が実施する上下折り返し処理について、図９、図１０を参照して説明する。図９、図１０は、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３が実施する上下折り返し処理を説明するための図である。尚、図９、図１０においては、６ｄｏｔまでを示しているが７ｄｏｔ以降も同様である。

上下折り返し処理は、図９に示すように、副走査方向に点灯画素が連続して並んでいる場合に、端部を強露光画素に変換する（折り返す）処理である。強露光が設定された画素は、画素サイズ・点灯時間は変わらないが、通常の画素より発光エネルギーを強くして露光される。そして、上下折り返し処理では、図１０に示すように、このような処理が主走査方向に繰り返し行われることにより、主走査方向における直線について、深くシャープな潜像が形成されて潜像解像力が高まり、弱電解領域が減って画像安定性が向上する。

例えば、図１０に示すように、４８００ｄｐｉの２行のパターンと一致した場合、下画素を強露光画素に、上画素を消灯画素に設定することで、強露光の１列のパターンに変換する。

このように、パターンマッチングの結果、副走査方向のエッジが検知された場合、注目画素を強露光画素に変換し、注目画素の隣接画素を消灯画素に変換することで深くシャープな潜像が形成される。

次に、本実施形態に係るＴＣ露光処理の効果について、図１１〜図１６を参照して説明する。図１１〜図１６は、本実施形態に係るＴＣ露光処理の効果を説明するための図である。

図１１〜図１６では、１２００ｄｐｉ ２ｂｉｔの入力データにおける１４通りの変換パターンの内、主走査方向については、前寄せ、前後ろ寄せ無し、後ろ寄せ、副走査方向については、上下寄せ無しの６通りのパターンが２画素並んだ場合を例として、ＴＣ露光処理の効果を説明する。

入力０の場合は、全画素がそのまま、消灯画素になる。入力３の場合は、横４ｄｏｔラインと認識され、上下折り返し処理を実施し、横２ｄｏｔラインの強露光画素に変換する。なお、この変換は隣接画素によって変化する。白画素と接している入力３の画素のエッジ部分が強露光画素に変化する。

入力１の場合、前寄せ、前後ろ寄せ無し、後ろ寄せ（１）では、２×２の正方形を形成するため、２×１の強露光画素に変化する。尚、入力１の場合、前寄せ、後ろ寄せ（１）では変換は隣接画素によって変化する。前後ろ寄せ無し（１）では、孤立画素になっているため、隣接画素によらず、常に一定の変化になる。さらに、前寄せ、前後ろ寄せ無し、後ろ寄せ（２）では、４×１の１ｄｏｔ列を形成するため、変化しない。

入力２の場合、前寄せ、後ろ寄せでは、４×２の２ｄｏｔ列を形成するため、４×１の強露光画素に変化する。尚、入力２の場合、変換は隣接画素によって変化する。さらに、前後ろ寄せ無しでは、２×４の２ｄｏｔ列を形成し、１×４の強露光画素に変化する。孤立画素になっているため、隣接画素によらず、常に一定の変化になる。

以上のように、中間調データをＴＣ露光処理した場合、解像度変換のパターンによってＴＣ露光処理後の発光画素の形状が異なる。従って、ディザリングパターンを用いて中間調を表現する場合、ＴＣ露光処理とのマッチングを考慮して画像設計を行う必要がある。

次に、本実施形態に係る画像処理部１０３が生成するＩＢＡＣＣパターンについて、図１７を参照して説明する。図１７は、本実施形態に係る画像処理部１０３が生成するＩＢＡＣＣパターンを説明するための図である。このＩＢＡＣＣパターンに基づいて感光体ドラムに形成された静電潜像が現像され、現像されたＩＢＡＣＣパターンが中間転写ベルトに転写された画像が階調補正パターン画像である。

ＩＢＡＣＣパターンは、プロッタ制御部１の画像処理部１０３で生成される。即ち、本実施形態においては、階調補正パターン生成部として機能する。ＩＢＡＣＣパターンはＣＴＬ７が生成するディザリング処理を再現する必要があるため、極力大きなサイズを形成できることが望ましい。

また、ＴＣ露光処理のパターンマッチングに対応したパターンを再現するために、ＴＣ露光のイメージマトリクス（４８００ｄｐｉ １６ｄｏｔ×１６ｄｏｔ）より大きなサイズが必要になる。本実施形態では、３２ｄｏｔ×３２ｄｏｔマトリクスを形成し、画像処理部１０３に入力されたデータに対してマトリクス周期でマスク処理を実施する。尚、ＴＣ露光のパターンマッチングを再現する場合、ＴＣ露光のイメージマトリクスの整数倍のサイズであることがより望ましい。

マスク処理は、３２ｄｏｔ×３２ｄｏｔのマトリクス内の各画素、全１０２４画素に対してマスクデータを個別に設定（以下、「マスク設定」とする）する。マスクデータが設定された画素は、画像処理部１０３に入力されたデータの内容を無視し、マスクデータを出力する。

画像処理部１０３に入力されるＩＢＡＣＣパターンを生成するためのデータは、濃度調整用パターンを使用する。濃度調整用パターンは、元来光源の光量調整のために、小サイズのマスク処理機能（８ｄｏｔ×８ｄｏｔ画素）を有する。そのため、色合わせ調整用パターンや除電用パターンとは異なり、１０ｍｍ×１０ｍｍ程度の正方形パターンを形成する想定のため、ＩＢＡＣＣパターンと親和性が高い。

マスクデータの設定のＯＮ／ＯＦＦは、ＩＢＡＣＣ実行フラグによって判断する。ＩＢＡＣＣ実行フラグがＯＮのとき、マトリクス内の全画素をマスクデデータに設定する。マスクデータは４ｂｉｔ構成であり、１画素毎に０〜１５の範囲で値が設定可能である。これにより、６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉ ４ｂｉｔの多値画像や、１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉ １／２ｂｉｔの高解像度画像にも対応できる。

また、４ｂｉｔ構成を、画像データに２ｂｉｔ、Ｔａｇデータに２ｂｉｔを設定することもできる。これにより、２４００ｄｐｉ×２４００ｄｐｉ １ｂｉｔ＋Ｔａｇ１ｂｉｔのような、高画質画像にも対応できる。ＩＢＡＣＣ実行フラグは、ＣＰＵ４がプロッタ制御部１、２、３の各パラメータ制御部１００、２００、３００に設定する構成とする。尚、実行フラグについてはこれに限定せず、プロッタ制御部１からプロッタ制御部２、３に信号として渡す構成でも良いし、濃度調整用パターンのＦＧＡＴＥ信号で代替しても良い。

次に、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３におけるＩＢＡＣＣパターンへのＴＣ露光処理タイミングについて、図１８を参照して説明する。図１８は、本実施形態に係る画像処理部２０３、３０３におけるＩＢＡＣＣパターンへのＴＣ露光処理タイミングを説明するための図である。

図１８では、プロッタ制御部１が、実画像→色合わせパターン→濃度補正パターン→ＩＢＡＣＣパターンを順番に形成し、プロッタ制御部２、３に送信するものとする。プロッタ制御部２、３は、プロッタ制御部１の動作タイミングに合わせて、実画像ＦＧＡＴＥと非画像ＦＧＡＴＥとを形成する。

ＩＢＡＣＣフラグは、プロッタ制御部１の濃度補正パターンのＯＮ／ＯＦＦで判断する動作とする。濃度補正パターン形成タイミングに合わせて、ＣＰＵ４がプロッタ制御部２、３のパラメータ制御部２００、３００にＩＢＡＣＣフラグを設定する。

点線で囲まれた期間は、実際にプロッタ制御部２、３がＩＢＡＣＣパターンを形成している期間である。ＩＢＡＣＣフラグは、この点線より広い範囲に設定する必要がある。ＴＣ露光処理を実行するＴＣ露光フラグは、プロッタ制御部２、３の実画像ＦＧＡＴＥと、ＩＢＡＣＣフラグとのＯＲになる。これにより、実画像へのＴＣ露処理と、ＩＢＡＣＣパターンへのＴＣ露光処理とを両立することが可能となる。

次に、本実施形態に係るＴＣ露光処理に対応した中間調ＩＢＡＣＣパターンについて、図１９を参照して説明する。図１９は、本実施形態に係るＴＣ露光処理に対応した中間調ＩＢＡＣＣパターンを説明するための図である。

通常のＩＢＡＣＣパターンは、マスクデータを用いて、各画素の階調情報を多値データで設定し、マトリクス内にディザパターンを模擬した粗密画像を形成する。パターンは中間転写ベルト上に複数形成し、これを光センサで検出する。各パターンでは粗密レベルは一定であり、これを光センサで検出することにより、１パターンにつき１つの条件の補正データを生成する。

通常のＩＢＡＣＣによるディザリングパターンの濃度補正データを得るためには、光センサの検出範囲（０．５〜２ｍｍ）の分解能で濃度が表現できていればよいため、単純な法則で粗密を表現する。また、短時間での画像形成を行うために、２値の千鳥パターンや２値のラインパターンを用いて、ディザリングパターンが形成する濃度レベルを簡易的に表現しただけのパターンになっている。

但し、実際のディザリングパターンは文字、線、写真に応じて異なる種類のディザを形成するために、中間調も利用して、複雑なパターンを複数種類形成する。そのため、画素データの時点では巨視的な濃度レベルが同等であっても解像度変換とＴＣ露光処理とを実施した後には、２値データと中間調データとが作る潜像は大きく異なる。

解像度変換とＴＣ露光処理とを実施したＩＢＡＣＣパターンのトナー画像を用いて、実画像のディザリングパターンを用いトナー画像を形成した時と同質の濃度補正データを算出するためには、中間調も用いてＩＢＡＣＣパターンを形成し、解像度変換・ＴＣ露光処理を実施して潜像を形成し、トナー画像を光センサで検出する必要がある。

まず、ＩＢＡＣＣのマトリクスサイズをＴＣ露光のイメージマトリクス（４８００ｄｐｉ １６ｄｏｔ×１６ｄｏｔ）より大きなサイズ、できれば整数倍のサイズでパターンを形成する。ＩＢＡＣＣパターンのマトリクスサイズは、３２ｄｏｔ×３２ｄｏｔ（１２００ｄｐｉ）であり、ＴＣ露光のイメージマトリクスサイズより十分に大きい。

また、ＴＣ露光処理の影響を漏れなく観測するため、ＩＢＡＣＣパターンは中間調の０以外を網羅する。本実施形態では、１２００ｄｐｉ ２ｂｉｔであるため、通常の３／３に加えて、１／３、２／３でもＩＢＡＣＣパターンを形成・検出する。尚、中間調のデータは、解像度変換のパターンの選択によって変化する。解像度変換パターンを複数用いる場合は、画素濃度だけではなく、解像度変換パターンも網羅したＩＢＡＣＣパターンを形成・検出しなければＴＣ露光処理の特性を検出することができない。

ＩＢＡＣＣパターンの形状は、ディザリングパターンの機能と同数の種類を形成する。本実施形態では、千鳥形状の例を示している。その他には、「文字ディザ」、「線ディザ」、「写真ディザ」等の種類がある。「文字ディザ」、「線ディザ」は、黒画素の比率、各画素の濃度・を変えながら、１列、もしくは２列の線を形成します。これは、ＴＣ露光され、より細く、濃い線に変換され、シャープな潜像を形成するためである。

「黒文字・黒線」をＴＣ露光するためには、Ｔａｇ ｂｉｔ情報と濃度情報により、ＴＣ露光部に「黒文字・黒線」であることを認識させる必要がある。「黒文字・黒線」は、Ｔａｇ ｂｉｔ＝１かつ画素濃度＞０であることで認識する。Ｔａｇ ｂｉｔ＝１のデータは、ＩＢＡＣＣパターンの画素ｂｉｔの一部、もしくは拡張ｂｉｔのデータとして、プロッタ制御部１から２に転送される。尚、データ転送量を低減するために、Ｔａｇ ｂｉｔを転送せず、プロッタ制御部２、３の受信時に強制的に１を付与する方法もある。

「白文字・白線」では、黒画素の比率、各画素の濃度・を変えながら、１列、もしくは２列の白抜きを形成する。これは、ＴＣ露光された場合、より太い白線に変換され、線が潰れることを防ぐためである。

「白文字・白線」をＴＣ露光するためには、Ｔａｇ ｂｉｔ情報と濃度情報により、ＴＣ露光部に「白文字・白線」であることを認識させる必要がある。「白文字・白線」は、Ｔａｇ ｂｉｔ＝０かつ画素濃度＝０であることで認識する。Ｔａｇ ｂｉｔ＝１のデータは、ＩＢＡＣＣパターンの画素ｂｉｔの一部、もしくは拡張ｂｉｔのデータとして、プロッタ制御部１から２、３に転送される。なお、データ転送量を低減するために、Ｔａｇ ｂｉｔを転送せず、プロッタ制御部２、３の受信時に強制的に１を付与する方法もある。

「写真ディザ」では、黒画素の比率、各画素の濃度・を変えながら、正方形、長方形、菱形、斜め線等のパターンを形成する。これはＴＣ露光された場合、エッジ部が協調された潜像を形成するためである。「写真ディザ」をＴＣ露光するためには、Ｔａｇ ｂｉｔ情報とパターンマッチングにより、ＴＣ露光部に「ディザ」であることを認識させる必要がある。

「ディザ（エッジ）」は、Ｔａｇ ｂｉｔ＝０と、パターンマッチング一致で認識する。Ｔａｇ ｂｉｔ＝０のデータは、ＩＢＡＣＣパターンの画素ｂｉｔの一部、もしくは拡張ｂｉｔのデータとして、プロッタ制御部１から２，３に転送される。尚、データ転送量を低減するために、Ｔａｇ ｂｉｔを転送せず、プロッタ制御部２、３の受信時に強制的に０を付与する方法もある。

以上により、本実施形態に係る画像処理システムは、中間調のＩＢＡＣＣパターンにＴＣ露光処理が実施されたトナー画像を形成するこが可能となる。本実施形態に係る画像処理システムは、これを光センサで検出して、ディザリング処理用の階調補正データを生成してＣＴＬ７にフィードバックし、ＣＴＬ７においてディザ処理用濃度補正データを算出して、算出したディザ処理用濃度補正データに基づいてディザリング補正処理を行う。従って、本実施形態に係る画像処理システムは、実画像と同質の、高精度な階調補正データを得ることが可能になる。即ち、本実施形態においては、ＣＴＬ７が補正値算出部として機能する。

以上、説明したように、本実施形態に係る画像処理システムは、実画像のディザリングパターンに対してＴＣ露光処理を行う画像形成装置において、階調補正パターン（ＩＢＡＣＣパターン）を用いた画像濃度補を行うときに、階調補正パターンを中間調データが含まれた状態で生成してからＴＣ露光処理を行うことで、実画像のディザリングパターンと同質の潜像を形成・検出し、高精度なディザ処理用濃度補正データを算出するように構成されている。

即ち、本実施形態に係る画像処理システムは、階調補正パターンを中間調データが含まれた状態で生成してからＴＣ露光処理を行い、またＴＣ露光処理のパターンマッチングサイズとバリエーションに対応した階調補正パターンをそれぞれ形成するように構成されている。従って、本実施形態に係る画像処理システムにおいては、実画像のディザリングパターンと同質のトナー画像を形成することが可能となる。

１ プロッタ制御部
２ プロッタ制御部
３ プロッタ制御部
４ ＣＰＵ
５ 外部メモリ
６ ＰＣ
７ ＣＴＬ
８ 画像展開部
９ ページメモリ
１００ パラメータ制御部
１０１ ビデオ入力部
１０２ ノイズ除去部
１０３ 画像処理部
１０４ スキュー補正部
１０５ ラインメモリ
１０６ 画素カウント部
１０７ ラインメモリ
１０８ ８Ｂ１０Ｂ変換部
１０９ ＳＥＲ機能部
２００ パラメータ制御部
２０１ ＤＥＳ機能部
２０２ 解像度変換部
２０３ 画像処理部
２０４ 階調補正部
２０５ 駆動ドライバ
２０６ 駆動ドライバ
２００ パラメータ制御部
３０１ ＤＥＳ機能部
３０２ 解像度変換部
３０３ 画像処理部
３０４ 階調補正部
３０５ 駆動ドライバ
３０６ 駆動ドライバ

特開２０１５−１８１７０号公報

Claims (10)

1. 画像データに対してディザリング処理を施したディザ処理画像データを生成するディザリング処理部と、
   生成された前記ディザ処理画像データにおける各画素の階調情報を多値データで設定し、ディザリング処理を模擬した階調補正パターンを生成する階調補正パターン生成部と、
   生成された前記階調補正パターンに対してパターンマッチングを行い、前記パターンマッチングの結果に応じて、生成された前記階調補正パターンを補正する階調補正パターン補正部と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 発光することで像担持体に静電潜像を形成する発光部の発光を制御するための発光データを、補正された前記階調補正パターンに基づいて生成する発光データ生成部と、
   生成された前記発光データに基づいて前記像担持体に形成された静電潜像が現像されることで形成された階調補正パターン画像の検出結果に基づき、前記ディザリング処理の補正値を算出する補正値算出部と、
   を備え、
   前記ディザリング処理部は、算出された前記補正値に基づき、前記ディザリング処理を補正するディザリング補正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 生成された前記階調補正パターンに対して解像度変換を行う解像度変換部を備え、
   前記階調補正パターン補正部は、解像度変換された前記階調補正パターンに対して前記パターンマッチングを行い、前記パターンマッチングの結果に応じて、解像度変換された前記階調補正パターンを補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記階調補正パターン補正部は、注目画素を中心にして前記パターンマッチングを行い、予め設定されたパターンを検知した場合、前記注目画素を強露光画素に変換することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記階調補正パターン補正部は、前記パターンマッチングの結果、前記予め設定されたパターンとして対角画素を検知した場合、前記注目画素を強露光画素に変換することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記階調補正パターン補正部は、前記パターンマッチングの結果、前記予め設定されたパターンとして主走査方向のエッジを検知した場合、前記注目画素を強露光画素に変換し、若しくは、前記注目画素の隣接画素を消灯画素に変換することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像処理装置。
7. 前記階調補正パターン補正部は、前記パターンマッチングの結果、前記予め設定されたパターンとして副走査方向のエッジを検知した場合、前記注目画素を強露光画素に変換し、若しくは、前記注目画素の隣接画素を消灯画素に変換することを特徴とする請求項４乃至６いずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記階調補正パターン生成部は、濃度調整用パターンの各画素をマスク設定することで前記階調補正パターンを生成することを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 画像データに対してディザリング処理を施したディザ処理画像データを生成し、
   生成された前記ディザ処理画像データにおける各画素の階調情報を多値データで設定し、ディザリング処理を模擬した階調補正パターンを生成し、
   生成された前記階調補正パターンに対してパターンマッチングを行い、前記パターンマッチングの結果に応じて、生成された前記階調補正パターンを補正することを特徴とする画像処理方法。
10. 画像データに対してディザリング処理を施したディザ処理画像データを生成するディザリング処理部と、
    生成された前記ディザ処理画像データにおける各画素の階調情報を多値データで設定し、ディザリング処理を模擬した階調補正パターンを生成する階調補正パターン生成部と、
    生成された前記階調補正パターンに対してパターンマッチングを行い、前記パターンマッチングの結果に応じて、生成された前記階調補正パターンを補正する階調補正パターン補正部と、
    を備えることを特徴とする画像処理システム。