JP2022019389A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスブラックの画像の色ずれを防止可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、複数の色で構成された入力画像を、各々が複数のトナーの色の１つで構成された複数の分解画像と、入力画像の黒色の画素位置を示す黒色位置画像とに分解する画像分解部と、複数の分解画像のうちの少なくとも１つに対して、黒色位置画像で示される画素位置の画素密度を、第１解像度から第１解像度より高い第２解像度に倍密化して、倍密画像を形成する倍密処理部と、倍密画像の倍密化された画素の位置を補正する画素位置補正部と、補正された倍密画像の倍密化された画素を第２解像度から第１解像度に低解像度化して、補正後の分解画像を形成する低解像度化処理部と、画像分解部で分解された分解画像、及び低解像度化処理部で形成された補正後の分解画像に従って、走査手段に光ビームで走査させることによって、複数の像担持体に潜像画像を形成させる走査処理部とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式で媒体上にフルカラーの画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置は、異なる色のトナーで現像した複数の画像を、重ね合わせて媒体に転写することによって、フルカラーの画像を媒体上に形成する。

また、上記構成の画像形成装置において、色の三原色（シアン、マゼンタ、イエロー）のトナーを用いて黒色を表現する所謂「プロセスブラック」と呼ばれる色を用いる装置もある（例えば、特許文献１を参照）。

しかしながら、プロセスブラックの画像を媒体上に転写する場合に、文字の散り、転写不良、定着不良、ゴーストなどの欠陥が発生しやすい。このような欠陥は、プロセスブラックの画像の端部位置で特に発生しやすい。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、プロセスブラックの画像の色ずれを防止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、複数の像担持体と、前記複数の像担持体それぞれを光ビームで走査することによって、潜像画像を形成する走査手段と、前記複数の像担持体それぞれに形成された潜像画像を、非黒色で且つ互いに異なる色のトナーで現像する現像手段と、前記複数の像担持体それぞれに現像された画像を重ね合わせて媒体に転写する転写手段と、前記走査手段、前記現像手段、及び前記転写手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、複数の色で構成された入力画像を、各々が複数のトナーの色の１つで構成された複数の分解画像と、前記入力画像の黒色の画素位置を示す黒色位置画像とに分解する画像分解部と、前記複数の分解画像のうちの少なくとも１つに対して、前記黒色位置画像で示される画素位置の画素密度を、第１解像度から前記第１解像度より高い第２解像度に倍密化して、倍密画像を形成する倍密処理部と、前記倍密画像の倍密化された画素の位置を補正する画素位置補正部と、補正された前記倍密画像の倍密化された画素を前記第２解像度から前記第１解像度に低解像度化して、補正後の分解画像を形成する低解像度化処理部と、前記画像分解部で分解された前記分解画像、及び前記低解像度化処理部で形成された前記補正後の分解画像に従って、前記走査手段に光ビームで走査させることによって、前記複数の像担持体に潜像画像を形成させる走査処理部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、プロセスブラックの画像の色ずれを防止することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の基本構成を示した概略図。 画像形成装置が備える光学センサの内部の概略構成を示した図。 位置ずれ検出用のテストパターン画像を示す図。 画像形成装置が備える制御回路の構成を示したブロック図。 位置ずれ量を算出する手法を説明するための模式図。 ＲＡＭに記憶される色ずれ補正データを説明するための図。 本実施形態に係る画像形成装置の機能ブロック図。 画像形成処理のフローチャート。 画像形成処理の過程で形成される各画像を示す図。 ずれ量を補正する処理を説明するための図。 本実施形態に適用可能な密度変換処理の原理を説明する図。 本実施形態に適用可能な密度変換処理の例を説明する図。 本実施形態に適用可能な密度変換処理の例を説明する図。 本実施形態に適用可能な密度変換処理の例を説明する図。

以下、図面を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の基本構成を示した概略図である。画像形成装置１００は、例えばプリンタ、複写機、スキャナ、ファクシミリ等の複数の機能を一つの筐体に纏めたデジタル複合機（ＭＦＰ：ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）仕様のものである。

より詳細には、画像形成装置１００は、画像形成手段としての機能、並びにパターン画像形成手段との機能を果たすように、光学装置１０１、像形成部１０２、及び転写部１０３を備える。光学装置１０１は、半導体レーザ光源、ポリゴンミラー１１０等の光学要素を含む。像形成部１０２は、ドラム状の感光体（以下、「感光体ドラム」と呼ぶ）、帯電装置、現像装置等を含む。転写部１０３は、中間転写ベルト１３０等を含む。

光学装置１０１は、レーザダイオード（ＬＤ）を含む半導体レーザ光源である複数の光源から放出された光ビームＢＭをポリゴンミラー１１０により偏向させ、ｆθレンズを含む走査レンズ１１１ａ、１１１ｂに入射させる。これらの光ビームＢＭはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の画像に対応した数が発生している。これらの光ビームＢＭは、それぞれ走査レンズ１１１ａ、１１１ｂを通過した後、反射ミラー１１２ｙ、１１２ｍ、１１２ｃで反射され、長尺トロイダルレンズ（以下、ＷＴＬレンズと呼ぶ）１１３ｙ、１１３ｍ、１１３ｃへ入射する。

ＷＴＬレンズ１１３ｙ、１１３ｍ、１１３ｃは、それぞれに入射した各色の光ビームＢＭを整形した後、反射ミラー１１４ｙ、１１４ｍ、１１４ｃへ偏向させる。そして、反射ミラー１１４ｙ、１１４ｍ、１１４ｃで反射された各色の光ビームＢＭは、さらに反射ミラー１１５ｙ、１１５ｍ、１１５ｃで反射され、それぞれ露光のために使用される光ビームＢＭとして、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃへと像状照射される。

感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃへの光ビームＢＭの照射は、上述したように複数の光学要素を使用して行われる。このため、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃに対する主走査方向及び副走査方向に関してタイミング同期が行われる。以下、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃに対する主走査方向を光ビームＢＭの走査方向として定義する。また、副走査方向を主走査方向に対して直交する方向であって、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃの回転する方向として定義する。

感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃは、アルミニウム等の導電性ドラム上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層とを含む光導電層を備えて構成される。光導電層は、それぞれ各色の感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、又は帯電ローラ等を含んで構成される帯電器１２２ｙ、１２２ｍ、１２２ｃにより表面電荷が付与される。

各色の帯電器１２２ｙ、１２２ｍ、１２２ｃによって感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃ上にそれぞれ付与された静電荷は、光ビームＢＭによりそれぞれ像状露光される。これにより、各色の帯電器１２２ｙ、１２２ｍ、１２２ｃの被走査面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃの被走査面上にそれぞれ形成された静電潜像は、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、規制ブレード等を含む現像器１２１ｙ、１２１ｍ、１２１ｃによりそれぞれ現像される。この結果、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃの被走査面上に現像剤像が形成される。

感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃの被走査面上に担持された各現像剤は、搬送ローラ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃにより矢印Ｄの方向に移動する中間転写ベルト１３０上に転写される。感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃには中間転写ベルト１３０を挟んで対向する位置に１次転写ローラ１３２ｙ、１３２ｍ、１３２ｃが備えられている。中間転写ベルト１３０は、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃの被走査面上からそれぞれ転写された各色の現像剤を担持した状態で２次転写部へと搬送される。

２次転写部は、２次転写ベルト１３３と搬送ローラ１３４ａ、１３４ｂとを含む。２次転写ベルト１３３は、搬送ローラ１３４ａ、１３４ｂにより矢印Ｅの方向に搬送される。この２次転写部には、例えば上質紙を収容する給紙カセット、プラスチックシートを収容するシート収容部等の媒体収容部Ｔから受像材である媒体Ｐが搬送ローラ１３５により供給される。２次転写部では、２次転写バイアスを印加して中間転写ベルト１３０上に担持された多色現像剤像を２次転写ベルト１３３上に吸着保持された媒体Ｐに転写する。媒体Ｐは、２次転写ベルト１３３の搬送と共に定着装置１３６へと供給される。

定着装置１３６は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を含む定着ローラを備えた定着部材１３７を含む。この定着装置１３６で媒体Ｐと多色現像剤像とを加圧加熱し、排紙ローラ１３８によって媒体Ｐを印刷物Ｐ′として画像形成装置１００の外部へと排出する。因みに、多色現像剤像を転写した後の中間転写ベルト１３０は、クリーニングブレードを含むクリーニング部１３９によって転写残現像剤が除去された後、次の像形成プロセスへと供給される。

感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃは像担持体の一例である。光学装置１０１は、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃそれぞれを光ビームで走査することによって、潜像画像を形成する走査手段の一例である。像形成部１０２は、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃに形成された潜像画像を非黒色で且つ互いに異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン）のトナーで現像する現像手段の一例である。転写部１０３は、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃそれぞれに現像された画像を重ね合わせて媒体Ｐに転写する転写手段の一例である。

なお、本実施形態に係る画像形成装置１００は、黒色のトナーを用いずに画像を形成する。すなわち、画像形成装置１００は、複数の色（イエロー、マゼンタ、シアン）を重ねて黒色を表現する所謂「プロセスブラック」を用いて画像を形成する。但し、本発明は、黒色トナーを用いずに画像を形成する画像形成装置１００のみならず、黒色のトナーを節約する際の制御としても適用できる。この場合、画像形成装置１００は、黒色の画像を形成するための構成要素を、光学装置１０１及び像形成部１０２にさらに備える。

また、画像形成装置１００は、搬送ローラ１３１ａに対面する位置に、光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃを備える。また、光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃは、主走査方向に離間して配置されている。また、光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃの数は、図１の例に限定されない。光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃは、中間転写ベルト１３０上に形成されたパターン画像を光学的に検知するセンサである。

画像形成装置１００に搭載される制御回路（制御手段）２００は、光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃの検知結果に基づいて基準色に対する各色のスキュー（傾き）、主走査レジストずれ量、副走査レジストずれ量、及び主走査倍率誤差を含む各種のずれ量を算出する。また、制御回路２００は、それらの算出結果に基づいて画質調整に係る各種のずれ量を補正し、中間転写ベルト１３０上にカラー画像を形成させる際の画像形成条件である位置ずれ補正や濃度補正を行う。このようにして、画像調整時のパターン画像の生成に係る各種処理を実行する。

制御回路２００は、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃに形成されるパターン画像を発生させるパターン発生手段としての機能を持つ。また、制御回路２００は、光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃから出力される検知信号に基づいて、パターン補正値を算出する補正値算出手段としての機能を持つ。詳細については後文で説明する。

図２は、図１に示す画像形成装置１００が備える光学センサ５ａの内部の概略構成を示した図である。なお、その他の光学センサ５ｂ、５ｃの内部の構成についても共通している。図２に示すように、光学センサ５ａは、１個の発光部１０ａと２個の受光部１１ａ、１２ａと１個の集光レンズ１３ａとを備えて構成される。

発光部１０ａは、光を発光する発光素子であり、例えば赤外光を発生する赤外光発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる場合を例示できる。なお、発光素子として、赤外光発光ダイオードに代えてレーザ発光素子等を用いてもよい。また、受光部１１ａには例えば正反射型受光素子を用い、受光部１２ａには例えば拡散反射型受光素子を用いる場合を例示できる。これらの受光部１１ａ、１２ａには、何れもフォトトランジスタを用いた場合を想定しているが、フォトダイオードや増幅回路等から構成されるタイプのものを用いてもよい。

この光学センサ５ａにおいて、発光部１０ａから発する光Ｌ１は、集光レンズ１３ａを透過した後、中間転写ベルト１３０のテストパターンに到達すると、その一部がテストパターン形成領域やテストパターン形成領域のトナー層で正反射する。正反射した光は集光レンズ１３ａを透過して正反射光Ｌ２として受光部１１ａで受光される。また、光Ｌ１の他の一部は、テストパターン形成領域やテストパターン形成領域のトナー層で拡散反射する。拡散反射した光は集光レンズ１３ａを透過して拡散反射光Ｌ３として受光部１２ａで受光される。受光部１１ａで受光された正反射光Ｌ２や受光部１２ａで受光された拡散反射光Ｌ３は光電変換されてテストパターン検出信号として出力される。

図３は、図１に示す画像形成装置１００において中間転写ベルト１３０に対して位置ずれ検出用のテストパターン画像が転写形成された様子を示した模式図である。図３中では中間転写ベルト１３０上で光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃに該当する列に位置ずれ検出用のテストパターン画像が形成された様子を示している。但し、印刷動作中のタイミングで色ずれ補正を実施する場合には、光学センサ５ｂに該当する列にはテストパターン画像は形成されず、その両端となる光学センサ５ａ、５ｃに対応する列にのみテストパターン画像が形成される。

図４は、画像形成装置１００が備える制御回路２００の構成を示したブロック図である。制御回路２００は、各構成要素を制御して媒体Ｐに画像を形成する。また、制御回路２００は、感光体ドラム１２０ｙ、１２０ｍ、１２０ｃに位置ずれ検知用のパターン画像を形成し、形成したパターン画像を光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃで検知し、光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃの検知結果に基づいて色ずれ補正データを算出する処理を実行する。

図４に示すように、この制御回路２００では、光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃそれぞれの受光部１１ａ、１２ａから出力された検知信号を増幅部２０１で増幅した後、フィルタ２０２でライン検知の信号成分のみを通過させる。この後、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０３でアナログデータからデジタルデータに変換してからパターン画像のサンプリングをサンプリング制御部２０４で制御する。サンプリング制御部２０４でサンプリングされたパターン画像のデータは先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリ２０５に格納される。一組の位置ずれ検知用のパターン画像の検知が終了した後、先入れ先出しメモリ２０５に格納されていたパターン画像のデータは、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート２０６を介してデータバスにより接続されたＣＰＵ２０９及びＲＡＭ２０８にロードされる。ＣＰＵ２０９は、所定の演算処理を行い、上述した各種ずれ量を求める。

その他、データバスによりＣＰＵ２０９及びＲＡＭ２０８と入力／出力ポート２０６とにはＲＯＭ２０７が接続されている。このＲＯＭ２０７には、上述した各種ずれ量を演算するためのプログラムや、色ずれ補正データの算出及び画像形成を制御するための各種プログラムが格納されている。また、ＣＰＵ２０９は、受光部１１ａ、１２ａからの検知信号を適当なタイミングでモニタしている。これにより、ＣＰＵ２０９は、中間転写ベルト１３０や発光部１０ａの劣化等が起きても確実にパターン画像の検知ができるように、発光量制御部２１３によって発光部１０ａの発光量を制御している。このＣＰＵ２０９での発光量の制御の結果、受光部１１ａ、１２ａからの検知信号のレベルが常に一定になるように制御される。

このように、ＣＰＵ２０９とＲＯＭ２０７とは、画像形成装置１００の全体の動作を制御する機能を持つ。さらに、ＣＰＵ２０９は、求めた各種ずれ量のパターン補正値に基づいて書き込み開始のタイミングの設定や画素クロック周波数の変更等を書込制御部２１０に対して設定する。書込制御部２１０は、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイスとして、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を利用したクロックジェネレータ等を備え、この出力を画像クロックとして用いる。そして、書込制御部２１０は、この画素クロックを基準として、コントローラ２１１から送られてくる画像データに応じてＬＤ（レーザダイオード）点灯制御部２１２を駆動することにより、画像を媒体Ｐに書き込む。

図５は、位置ずれ検知用のパターン画像を用いて位置ずれ量を算出する手法を説明するための模式図である。但し、図５中では、光学センサ５ａによって位置ずれ検知用のパターン画像のマーク列を検知した場合について説明するが、光学センサ５ｂ、５ｃについても同様に行う。なお、ここではＣＰＵ２０９がＲＯＭ２０７のプログラムに基づいてパターン発生手段の機能を働かせ、パターン画像を中間転写ベルト１３０の駆動方向に一定の幅で発生させることを前提としている。また、ＣＰＵ２０９がＲＯＭ２０７のプログラムに基づいて距離算出手段の機能を働かせ、検知信号で示されるパターン画像の中心を基準としてパターン画像間の距離を算出することも前提としている。

光学センサ５ａでは、位置ずれ検知用のパターン画像のマーク列を検知対象とし、予め決められた一定のサンプリング時間間隔でマーク（パターン画像と同意）を検知すると、受光量に応じた検知信号をＣＰＵ２０９へ出力する。ＣＰＵ２０９では、検知信号によるマークの検知の通知を順次受け取ると、各検知の通知の間隔と上記サンプリング時間間隔とに基づいて各横線パターン画像間の距離ｙ１、ｃ１を算出する。同様に、各横線パターン画像とそれらに各々対応する同じ色の斜線パターン画像との間の距離ｙ２、ｍ２、ｃ２を算出する。このようにして、マーク列中の各横線パターン画像間の距離ｙ１、ｃ１と、同じ色の横線パターン画像及び斜線パターン画像の間の距離ｙ２、ｍ２、ｃ２とを求める。この後、求めた距離ｙ１、ｃ１、ｙ２、ｍ２、ｃ２をそれぞれ比較することによって位置ずれ量を算出することができる。

図５を参照して具体的に説明すれば、まず副走査方向の位置ずれ量の算出では、横線パターン画像を使用し、基準色であるマゼンタ（Ｍ）とその対象色であるイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）との各パターン画像の距離（ｙ１、ｃ１）を算出する。次に、これらの距離（ｙ１、ｃ１）を予め記憶させておいた理想の距離（ｙ０、ｃ０）と比較し、距離ｙ１－理想の距離ｙ０、距離ｃ１－理想の距離ｃ０の値から基準色のマゼンタ（Ｍ）に対する対象色のイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）の位置ずれ量を算出できる。なお、基準色はマゼンタ（Ｍ）に限定されず、イエロー（Ｙ）でもよいし、シアン（Ｃ）でもよい。

また、主走査方向の位置ずれ量の算出では、まずイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の横線パターン画像と斜線パターン画像との距離（ｙ２、ｍ２、ｃ２）を算出する。次に、算出した距離（ｙ２、ｍ２、ｃ２）を用いて、基準色のマゼンタ（Ｍ）の距離と対象色の距離との差分値を算出する。これらの差分値が主走査方向の位置ずれ量に相当する。その理由は、斜線パターン画像を主走査方向に対して例えば所定の角度（例えば４５度を例示できる）だけ傾斜させているため、主走査方向に位置ずれを生じている場合、横線パターン画像との距離が他の色についての距離よりも広がったり狭まったりするためである。すなわち、マゼンタ（Ｍ）とイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）とシアン（Ｃ）の主走査方向の位置ずれ量は、距離ｍ２－距離ｙ２、距離ｍ２－距離ｃ２で求められる。このようにして、副走査方向及び主走査方向の位置ずれ量を取得することができる。

図６は、ＲＡＭ２０８（メモリ）に記憶される色ずれ補正データを説明するための図である。色ずれ補正データ（補正データ）は、光学装置１０１による光ビームＢＭの主走査方向の各画素について、副走査方向の補正量を示すデータである。色ずれ補正データは、光学センサ５ａ、５ｂ、５ｃによるパターン画像の検知結果に基づいて生成され、予めＲＡＭ２０８に記憶されているものとする。

図６（ａ）は、主走査方向の複数の位置で算出した複数のずれ量を、トナーの色毎にプロットした図である。すなわち、図６（ａ）において、横軸が主走査方向の位置を示し、縦軸が副走査方向のずれ量を示す。なお、図６（ａ）は、９個の光学センサの検知結果に基づいている。また、算出した値（プロットの値）の間は、線形補間などによって算出された値が設定される。さらに、図６（ａ）のグラフは、前述の算出方法によらず、中間転写ベルト１３０に転写されたパターン画像を専用の治具（例えば、カメラ）を用いて計測した結果に基づいて生成されてもよい。

図６（ａ）に示すずれ量は、ポリゴンミラー１１０から感光体ドラム１２０に至る光学系（例えば、ｆθレンズ）の特性によって異なる。そのため、図６（ａ）のずれ量は、画像形成装置１００毎及び色毎に異なる値となる。そこで、図６（ａ）の結果から図６（ｂ）に示す色ずれ補正データを生成する。なお、本実施形態では、補正対象色（例えば、イエロー）の色ずれ補正データのみがＲＡＭ２０８に記憶される例を説明するが、全ての色（すなわち、イエロー、マゼンタ、シアン）それぞれの色ずれ補正データがＲＡＭ２０８に記憶されていてもよい。

例えば、画像サイズがＡ３で、主走査方向の解像度が１２００ｄｐｉの場合、色ずれ補正データは、主走査方向の画素数２６，３６２個のデータ領域が必要になる。そして、図６（ｂ）に示すように、２６，３６２個のデータ領域のそれぞれに、当該画素に対応する副走査方向の補正量が格納される。各データ領域に格納される値は、例えば、正の値が副走査方向の上流側への補正量を示し、負の値が副走査方向の下流側への補正量を示し、絶対値が補正量の大きさ（ずれる画素の数）を示す。

図６（ａ）のずれ量と、図６（ｂ）の補正量とは、絶対値が同一で符号が逆の値である。すなわち、色ずれ補正データは、光学系の特性によって生じるずれ量を補正（相殺）するためのデータである。そして、色ずれ補正データは、後述する倍密処理部３０２で生成される倍密画像の主走査方向の画素数に対応する数の補正量を含む。但し、色ずれ補正データの具体的なデータ構造は、図６（ｂ）の例に限定されない。

以下、図７～図１０を参照して、制御回路２００について説明する。図７は、本実施形態に係る画像形成装置１００の機能ブロック図である。図８は、画像形成処理のフローチャートである。図９は、画像形成処理の過程で形成される各画像を示す図である。図１０は、ずれ量を補正する処理を説明するための図である。

図７に示すように、制御回路２００は、画像分解部３０１と、倍密処理部３０２と、画素位置補正部３０３と、低解像度化処理部３０４と、ＬＤ点灯制御部３０５Ｃ、３０５Ｍ、３０５Ｙ（走査処理部）とを主に備える。図７に示す各ブロックは、ＲＯＭ２０７に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０９が実行することによって実現される機能ブロックである。

制御回路２００は、例えば、媒体Ｐに画像を形成する指示を受け付けた場合に、図８に示す画像形成処理を実行する。制御回路２００は、例えば、画像形成装置１００に搭載されたスキャナやファクシミリから入力画像を取得してもよいし、通信インタフェースを通じて外部装置から入力画像を取得してもよい。

入力画像は、媒体Ｐに記録すべき画像である。また、入力画像は、黒色を含むフルカラーの画像である。本実施形態に係る入力画像は、例えば図９に示すように、シアンで表現される画素（“◇”）と、イエローで表現される画素（“〇”）と、黒色で表現される画素（“×”）とを含む。但し、入力画像の具体例は図９の例に限定されず、マゼンタで表現される画素（“△”）や、２以上の色を重ねて表現される画素を含んでもよい。

まず、画像分解部３０１は、取得した入力画像を、複数の分解画像（Ｃｙ画像、Ｍａ画像、Ｙｅ画像）と、Ｂｋ用位置画像（黒色位置画像）とに分解する（Ｓ８０１）。また、画像分解部３０１は、画像形成に適した画素配置にするために、ディザ処理などの画像処理を実施してもよい。

分解画像は、複数のトナーの色の１つで構成された単色の画像である。すなわち、入力画像は、複数の分解画像を重ね合わせることによって得られる画像である。Ｂｋ用位置画像は、入力画像の黒色の画素位置を示す画像である。入力画像、分解画像、及びＢｋ用位置画像は、画像サイズ及び解像度（＝第１解像度）が同一の画像である。

より詳細には、画像分解部３０１は、入力画像を構成する複数の画素それぞれのシアンの階調（すなわち、当該画素に使用するシアンのトナー量）を示すＣｙ画像と、入力画像を構成する複数の画素それぞれのマゼンタの階調（すなわち、当該画素に使用するマゼンタのトナー量）を示すＭａ画像と、入力画像を構成する複数の画素それぞれのイエローの階調（すなわち、当該画素に使用するイエローのトナー量）を示すＹｅ画像とを形成する。また、画像分解部３０１は、入力画像を構成する複数の画素のうち、入力画像の黒色の画素に画素値“１”を設定し、その他の画素に画素値“０”を設定したＢｋ用位置画像を形成する。

そして、画像分解部３０１は、Ｙｅ画像及びＢｋ用位置画像を倍密処理部３０２に同期させて転送する。これにより、画像データの転送タイミング調整が不要になるので、倍密処理部３０２での画素比較が容易になる。また、画像分解部３０１は、Ｃｙ画像をＬＤ点灯制御部３０５Ｃに転送し、Ｍａ画像をＬＤ点灯制御部３０５Ｍに転送する。

次に、倍密処理部３０２は、画像分解部３０１で形成されたＢｋ用位置画像に基づいて、画像分解部３０１で分解されたＹｅ画像を倍密化して、倍密画像を形成する（Ｓ８０２）。より詳細には、倍密処理部３０２は、Ｙｅ画像のうちのＢｋ用位置画像で示される画素位置（すなわち、画素値“１”の画素位置）の画素密度を、第１解像度（例えば、１２００ｄｐｉ）から第２解像度（例えば、２４００ｄｐｉ）に倍密化する。

倍密処理部３０２は、例えば図９に示すように、対象となる領域の画素密度を倍密化（図９の例では４倍）したうえで、倍密化後の各画素に元の画素の画素値をコピーする。なお、倍密処理部３０２は、Ｂｋ用位置画像で示される画素位置のみを倍密化することに代えて、Ｙｅ画像全体を倍密化してもよい。また、倍密処理部３０２は、後述する画素位置補正部３０３で使用するために、Ｙｅ画像と同様の方法でＢｋ位置用画像も倍密化する。

次に、画素位置補正部３０３は、倍密処理部３０２で倍密化されたＹｅ画像の画素の位置を、色ずれ補正データに基づいて補正する（Ｓ８０３）。より詳細には、画素位置補正部３０３は、倍密化されたＹｅ画像を構成する複数の画素のうち、Ｂｋ用位置画像で示される画素位置の画素それぞれを、色ずれ補正データで示される補正量だけ副走査方向にずらす。

画素位置補正部３０３は、例えば図１０に示すように、倍密画像補正用ラインメモリをＲＡＭ２０８に確保する。次に、画素位置補正部３０３は、倍密画像の主走査方向の１ラインずつを倍密画像補正用ラインメモリに転送する際に、当該ラインの画素を倍密化したＢｋ用位置画像及び色ずれ補正データに基づいて補正する。以下、図１０に示す倍密画像の“ｌｉｎｅ”の位置の画素列を補正する場合について説明する。

まず、画素位置補正部３０３は、倍密画像の“ｌｉｎｅ”の位置の画素列のうち、Ｂｋ用位置画像の対応する画素に画素値“０”が設定されている画素（右の２画素）を、そのまま転送する。一方、画素位置補正部３０３は、倍密画像の“ｌｉｎｅ”の位置の画素列のうち、Ｂｋ用位置画像の対応する画素に画素値“１”が設定されている画素（左の４画素）を、色ずれ補正データで示される補正量（図１０の例では”１”）だけずれた画素（Ｌｉｎｅ－１）の画素値に置換して転送する。また、置換する画素が存在しない場合は、予め定められた画素値（例えば、“０”）を設定する。

なお、図１０では簡素化のために、倍密画像の各画素に「画素値あり」を示す“１”、「画素値なし」を示す“０”を設定しているが、実際には階調（例えば、１６階調）を示す値が格納される。また、図１０では簡素化のために、色ずれ補正データに非黒色を示す“ｘ”及び黒色を示す“１”のいずれかを設定しているが、色ずれ補正データの設定値はこれに限定されない。

次に、低解像度化処理部３０４は、画素位置補正部３０３で画素の位置が補正されたＹｅ画像のうち、倍密化された画素を第２解像度から第１解像度に低解像度化して、補正後の分解画像（Ｙｅ画像）を形成する（Ｓ８０４）。低解像度化処理部３０４は、例えば、倍密画像の注目画素の画素値と、注目画素の周辺の周辺画素の画素値との加重平均値を、注目画素及び周辺画素に対応する補正後の分解画像の画素の画素値とする。低解像度化処理部３０４の処理の詳細は、図１１～図１５を参照して後述する。

次に、ＬＤ点灯制御部３０５Ｃ、３０５Ｍ、３０５Ｙは、光学装置１０１に光ビームＢＭで感光体ドラム１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙを走査させることによって、Ｃｙ画像、Ｍａ画像、及び補正後のＹｅ画像に対応する潜像画像を感光体ドラム１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙに形成する（Ｓ８０５）。

より詳細には、ＬＤ点灯制御部３０５Ｃは、画像分解部３０１から転送されたＣｙ画像に従って、レーザダイオード（Ｃｙ＿ＬＤ）から出力される光ビームＢＭで感光体ドラム１２０Ｃを走査することによって、Ｃｙ画像に対応する潜像画像を感光体ドラム１２０Ｃに形成する。また、ＬＤ点灯制御部３０５Ｍは、画像分解部３０１から転送されたＭａ画像に従って、レーザダイオード（Ｍａ＿ＬＤ）から出力される光ビームＢＭで感光体ドラム１２０Ｍを走査することによって、Ｍａ画像に対応する潜像画像を感光体ドラム１２０Ｍに形成する。

さらに、ＬＤ点灯制御部３０５Ｙは、低解像度化処理部３０４で低解像度化された補正後のＹｅ画像に従って、レーザダイオード（Ｙｅ＿ＬＤ）から出力される光ビームＢＭで感光体ドラム１２０Ｙを走査することによって、Ｙｅ画像に対応する潜像画像を感光体ドラム１２０Ｙに形成する。このとき、レーザダイオード（Ｙｅ＿ＬＤ）から出力される光ビームＢＭは、ｆθレンズの特性などによって理想的な位置からズレる。そして、このズレと画素位置補正部３０３での補正とが相殺されて、感光体ドラム１２０Ｙの理想的な位置に光ビームＢＭが到達する。

次に、制御回路２００は、感光体ドラム１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙそれぞれに形成された潜像画像を、現像器１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｙに対応する色のトナーで現像させる。次に、制御回路２００は、感光体ドラム１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙそれぞれに現像された画像を重ねて、フルカラーの画像として中間転写ベルト１３０に転写する。そして、制御回路２００は、中間転写ベルト１３０に転写されたフルカラーの画像を媒体Ｐに転写する（Ｓ８０６）。

次に、図１１～図１４を参照して、低解像度化処理部３０４の処理を説明する。なお、図１１～図１４の例では、１２００ｄｐｉの画像を６００ｄｐｉの画像にする例を説明するが、２４００ｄｐｉの画像を１２００ｄｐｉにする場合も同様である。

この場合、入力データ（解像度が１２００ｄｐｉの二値濃度画像）に含まれる各画素の濃度を変換して画素密度が半分であっても擬似的に同等の解像度からなる画像を形成できるようにするために、０．５倍密変換処理が実行される。例えば、図１１（ａ）に例示するように、主走査方向と副走査方向で解像度を半分に縮小した画像データを生成する。この図１１（ａ）に示すような濃度分布を形成するために、レーザダイオード（Ｃｙ＿ＬＤ、Ｍａ＿ＬＤ、Ｙｅ＿ＬＤ）の出力を、図１１（ｂ）のように制御する。図１１（ｂ）に示す点線の曲線は、６００ｄｐｉに相当する密度で構成されているレーザダイオード（Ｃｙ＿ＬＤ、Ｍａ＿ＬＤ、Ｙｅ＿ＬＤ）の位置から出射される光エネルギーの変位を示している。図１１（ｂ）に示すように、三つの発光素子を駆動して光エネルギーを放出すると、これらが合成された実線の曲線で表現されている光エネルギーの変位が得られる。この実線の光エネルギーにおいて、所定の閾値を超えた部分だけが画像形成に寄与するように調整すれば、図１１（ｃ）に例示するように、あたかも１２００ｄｐｉの解像度からなる濃度配置と同様の画像を形成することができる。

上記の０．５倍密変換処理の概要をより詳細に説明する。図１２に示す濃度配置パターンは、１２００ｄｐｉの二値濃度画像データに係るものとする。これを０．５倍密変換処理によって６００ｄｐｉの多値濃度画像データに変換するとき、まず、副走査方向の解像度を半分にする処理を実行する。

図１２に例示する濃度配置からなる二値濃度画像データに対して、まず、副走査方向の０．５倍密処理を実行するために、低解像度化処理部３０４は、ある画素を注目画素とし、注目画素に対して副走査方向における前後に配置される画素を周辺画素とする。そして、低解像度化処理部３０４は、注目画素を含む主走査方向のラインと、周辺画素を含む主走査方向のラインを参照して、０．５倍密処理後の注目画素の階調を決定する。

なお、走査周期の一周期内での注目画素は、ｙ、ｙ＋２、ｙ＋２、ｙ＋４、ｙ＋６・・・になる。注目画素のラインと、周辺画素である副走査方向の前後のライン、例えばｙ－１のラインとｙ＋１のラインの三つのラインを参照し、０．５倍密後の注目画素の階調Ｄ１（ｘ，ｙ）を決定する。より詳細には、以下の式（１）に例示するように、注目画素の濃度値に係数「２」を掛けて重み付けを行い、０．５倍密後の画素濃度Ｄ´（ｘ，ｙ）を決定する。なお、画像端に関しては、画像領域外を白画素として判定する。

Ｄ´（ｘ，ｙ）＝Ｄ（ｘ，ｙ－１）＋２×Ｄ（ｘ，ｙ）＋Ｄ（ｘ，ｙ＋１）…式（１）

なお、入力データの濃度値のデータ長が４ｂｉｔの場合は、式（１）におけるＤ´（ｘ，ｙ）の取り得る階調を示す値の範囲は「０～６０」になる。この場合、階調を表現するには６ｂｉｔのメモリを持たせる必要がある。１画素４ｂｉｔのデータ転送を想定した場合には、１６値コードに階調情報を割り当てる必要がある。この場合、Ｄ´の値を右方向に２ｂｉｔ分、ビットシフト処理を行うことで、取り得る階調値の範囲を「０～１５」にし、Ｄ１（１６値コード）算出する。ｙラインについては、ｘ＋１以降の主走査位置についても、同様の処理を行う。

次走査の注目画素はｙ＋２のラインとなり、副走査方向の前後のライン（ｙ＋１とｙ＋３）が周辺画素となる。以降の走査についても同様に処理を行う。これによって、図１３に例示する状況になる。

続いて、低解像度化処理部３０４は、副走査０．５倍密処理を行った画素に対して、主走査０．５倍密処理を行う。低解像度化処理部３０４は、主走査方向の二つの画素を参照して０．５倍密後の注目画素の階調を決定する。低解像度化処理部３０４は、副走査０．５倍密処理を行った主走査方向の連続した二つの画素に対し、主０．５倍密後の注目画素の階調Ｄ２を決定する。ここでは、Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ１（ｘ＋１，ｙ）に対して処理を行う場合について説明する。

低解像度化処理部３０４は、Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ１（ｘ＋１，ｙ）を加算した結果に「１／２」を掛けて算出した値に階調値（０～１５）を割り当てる。また、主走査方向に位相情報を与える場合、以下の様に濃度算出してもよい。

例えば、Ｄ１（ｘ，ｙ）＝Ｄ１（ｘ＋１，ｙ）＝０の場合は、全白として判定して、１６値コードに割り当てる。Ｄ１（ｘ，ｙ）＝Ｄ１（ｘ＋１，ｙ）＝１５の場合は、全黒として判定して、１６値コードに割り当てる。それ以外の場合は、Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ１（ｘ＋１、ｙ）の階調の大小関係から、主走査方向の左右位相を判定する。後段への出力として、１６値コードに位相情報と階調を割り当てるため、Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ１（ｘ＋１，ｙ）を加算した結果に対して、「１／４」を掛けて階調値（０～７）を割り当てる。この場合、小数点以下は四捨五入する。より詳細には、Ｄ１（ｘ，ｙ）＞Ｄ１（ｘ＋１，ｙ）の場合は、左位相とする。また、Ｄ１（ｘ，ｙ）＜Ｄ１（ｘ＋１，ｙ）の場合は、右位相とする。そして、Ｄ１（ｘ，ｙ）＝Ｄ１（ｘ＋１，ｙ）の場合は、予め決められた設定値により左位相、右位相を選択する。

上記にて説明したような流れで、０．５倍密変換処理を行うことで、図１２に例示した画像データから図１４に例示した画像データを生成することができる。この０．５倍密処理において、走査ラインの画素（注目画素）と、注目画素の周辺の画素（周辺画素）では濃度計算が異なる。したがって、注目画素の濃度値を示す注目画素データと、周辺画素の濃度値を示す周辺画素データの値が異なる状況になりうる。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

上記の実施形態によれば、色ずれ補正データを用いてＹｅ画像をすることによって、光学系の特性による色ずれを相殺することができる。また、Ｙｅ画像を倍密化してから補正するので、微小単位で色ずれを補正することができる。その結果、プロセスブラックの端部における色ずれを防止することができる。なお、画素位置補正部３０３による補正は黒色の画素のみに行われるので、補正時に発生する濃度の変化による影響が出力画像に及ばない。

なお、上記の実施形態では、最も色ずれが目立つＹｅ画像のみを補正する例を説明したが、Ｃｙ画像、Ｍａ画像、及びＹｅ画像のうちの少なくとも１つを補正すればよい。但し、画素位置補正部３０３による補正にはラインメモリが必要になるので、色ずれが目立つ色のみに限定して補正を行うことによって、回路規模を小さくできる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

５ａ，５ｂ，５ｃ ：光学センサ
１０ａ ：発光部
１１ａ，１２ａ：受光部
１３ ：中間転写ベルト
１３ａ ：光学フィルタ
２９ ：ＣＰＵ
１００ ：画像形成装置
１０１ ：光学装置
１０２ ：像形成部
１０３ ：転写部
１１０ ：ポリゴンミラー
１１１ ：走査レンズ
１１２，１１４，１１５：反射ミラー
１１３ ：レンズ
１２０ ：感光体ドラム
１２１ ：現像器
１２２ ：帯電器
１３０ ：中間転写ベルト
１３１，１３４，１３５：搬送ローラ
１３２ ：１次転写ローラ
１３３ ：２次転写ベルト
１３６ ：定着装置
１３７ ：定着部材
１３８ ：排紙ローラ
１３９ ：クリーニング部
２００ ：制御回路
２０１ ：増幅部
２０２ ：フィルタ
２０３ ：変換部
２０４ ：サンプリング制御部
２０５ ：メモリ
２０６ ：ポート
２０７ ：ＲＯＭ
２０８ ：ＲＡＭ
２０９ ：ＣＰＵ
２１０ ：書込制御部
２１１ ：コントローラ
２１２ ：点灯制御部
２１３ ：発光量制御部
３０１ ：画像分解部
３０２ ：倍密処理部
３０３ ：画素位置補正部
３０４ ：低解像度化処理部
３０５ ：ＬＤ点灯制御部

特許第４７４８１９８号公報

Claims (6)

1. 複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体それぞれを光ビームで走査することによって、潜像画像を形成する走査手段と、
   前記複数の像担持体それぞれに形成された潜像画像を、非黒色で且つ互いに異なる色のトナーで現像する現像手段と、
   前記複数の像担持体それぞれに現像された画像を重ね合わせて媒体に転写する転写手段と、
   前記走査手段、前記現像手段、及び前記転写手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   複数の色で構成された入力画像を、各々が複数のトナーの色の１つで構成された複数の分解画像と、前記入力画像の黒色の画素位置を示す黒色位置画像とに分解する画像分解部と、
   前記複数の分解画像のうちの少なくとも１つに対して、前記黒色位置画像で示される画素位置の画素密度を、第１解像度から前記第１解像度より高い第２解像度に倍密化して、倍密画像を形成する倍密処理部と、
   前記倍密画像の倍密化された画素の位置を補正する画素位置補正部と、
   補正された前記倍密画像の倍密化された画素を前記第２解像度から前記第１解像度に低解像度化して、補正後の分解画像を形成する低解像度化処理部と、
   前記画像分解部で分解された前記分解画像、及び前記低解像度化処理部で形成された前記補正後の分解画像に従って、前記走査手段に光ビームで走査させることによって、前記複数の像担持体に潜像画像を形成させる走査処理部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記走査手段による光ビームの主走査方向の各画素について、前記主走査方向に直交する副走査方向の補正量を示す補正データを記憶するメモリを備え、
   前記画素位置補正部は、前記倍密画像の倍密化された画素それぞれを、前記補正データで示される補正量だけ前記副走査方向にずらすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像分解部は、前記分解画像のうちの少なくとも１つと、前記黒色位置画像とを、同期させて前記倍密処理部に転送することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数のトナーの色は、シアン、マゼンタ、及びイエローであり、
   前記倍密処理部は、イエローで構成された前記分解画像を倍密化することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記倍密処理部は、前記分解画像のうちの前記黒色位置画像で示される画素位置の画素を倍密化すると共に、倍密化後の各画素に元の画素の画素値をコピーして、前記倍密画像を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記低解像度化処理部は、前記倍密画像の注目画素の画素値と、前記注目画素の周辺の周辺画素の画素値との加重平均値を、前記注目画素及び前記周辺画素に対応する前記補正後の分解画像の画素の画素値とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   

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