JP4232712B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像のレジずれを補正するためのメモリ領域を効率的に利用するための技術に関する。

プリンタ装置や複写機等の画像形成装置においては、各色の感光体の取り付け誤差やレーザビームの光路長の差分などの機械的要因によって、主走査方向および副走査方向の画像形成のタイミングがずれたり、画像の倍率や傾きが変化したりする。ここで、主走査方向とは、画像形成装置においてトナー像をライン単位で感光体に形成する際のそのラインが延びる方向を意味しており、感光体の回転軸方向と一致する。また、副走査方向とは、感光体が移動（回転）する方向であり、用紙の搬送方向と一致する。例えば副走査方向の画像形成タイミングがずれてしまうと、本来は図５上段に示すように用紙Ｐの中央部分に矩形として表されるべき画像Ｔが、図５下段に示すように副走査方向に歪んだ画像Ｔａのようになってしまう。

このような現象は、一般に“レジストレーションのずれ（レジずれ）”と総称されている。従来から、このレジずれを補正するための様々な技術が提案されている。その代表的なものとしては、例えば感光体に対する潜像の書き込みタイミングや光学系装置を調整するという方法がある（例えば特許文献１参照）。また最近では、画像処理装置が画像データそのものに画像処理を施すことによって、このレジずれを補正するという方法も実施されている。

図６は、画像処理によって副走査方向のレジずれを補正する方法を説明するための図である。図６上段に示した矩形は、画像データＤｔを２次元的に表現したものである。ｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・は主走査方向の単位量を表している。レジずれの補正は、これらｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・の領域単位で行うことが可能である。ｙ１，ｙ２，ｙ３，・・・は、副走査方向の単位量を表しており、各々の主走査ラインに対応している。この図６上段に示すような画像データＤｔに基づいて画像を用紙に形成すると、これによって図５下段に示すようなレジずれが発生した場合を想定する。この場合、図５を見ればわかるように、用紙に形成された画像Ｔａでは、領域ｘ１に相当する画像の位置が本来の位置よりも上にずれていることになる。このようなレジずれを補正するためには、領域ｘ１に相当する画像データの２次元平面上の位置をもっと下にずらしてやればよい。このときの画像データの位置をずらす量が、画像データに施すべき補正の補正量となる。

画像処理装置は、画像データをメモリ領域に２次元展開してレジずれ補正を行うが、このときに、上記のような補正量を考慮して必要なメモリ領域を確保するようになっている。このとき確保されるメモリ領域が図６下段に示す太線で囲まれた領域ＭＡである。この図６下段に示す例では、ｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・という領域毎に、副走査方向のレジずれ補正量に相当する白画素データＷＸが書き込まれ、画像データＴＸはその残りのメモリ領域に書き込まれる。例えば領域ｘ１においては、白画素ＷＸがｙ１〜ｙ６の６本の主走査ライン分書き込まれる。また、領域ｘ２においては、白画素ＷＸがｙ１〜ｙ４の４本の主走査ライン分書き込まれ、画像データＴＸがｙ５，ｙ６の２本の主走査ライン分書き込まれる。そして、領域ｘ７，ｘ９においては、白画素ＷＸが書き込まれず、画像データＴＸのみが書き込まれる。白画素ＷＸが書き込まれないということは、レジずれを補正する必要がないことを意味している。

次に、各主走査ラインｙ１〜ｙ６に書き込まれた画像データはFIFO（First in First out）方式に従って、図中矢印に示すような順番で読み出される。そして、走査ラインｙ６まで読み出されると、残りの画像データＴＸが各々のｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・領域に書き込まれる。この画像データＴＸも図中矢印に示すような順番で読み出されていく。このようにして読み出された白画素データ及び画像データに基づいて、感光体に画像が形成される。白画素データが読み出された場合には、白い画素が用紙に形成されるだけであるので（つまり可視画像が形成されないので）、この白画素データの分だけ、用紙に形成される画像の位置をずらすことができる。以上のような構成を採る場合、最初に補正量に相当する白画素データを全て書き込む必要があるので、必要なメモリ領域ＭＡのサイズは、図６下段に示すように、「主走査方向の画素数」×「副走査方向の最大補正量」となる。従って、レジずれ量が大きい場合には、メモリに書き込む白画素データの量も多くなるため、大容量のメモリを画像処理装置に実装しなければならないという問題がある。

特開平１−１４２６７２号公報

本発明は、上述した背景に鑑みてなされたものであり、レジずれを補正するために使用するメモリ領域を小さくするための技術を提供する。

上述した課題を解決するため、本発明は、メモリ装置と、画像データの主走査方向にわたって複数に区分された単位領域毎に、該画像データに対する副走査方向の補正量をそれぞれ決定する補正量決定部と、前記補正量決定部によって決定された各補正量に相当する容量を有する各々のメモリ領域において、データの書き込み位置を示すライトポインタとデータの読み出し位置を示すリードポインタとを、該領域の先頭から後尾へと繰り返し循環移動させるポインタ制御部と、各々の前記メモリ領域において、前記ポインタ制御部によって循環移動させられるライトポインタ及びリードポインタに従い、前記単位領域毎に決定された補正量分の補正データを順次書き込んで読み出す第１の処理を行い、該第１の処理を終えた後に、前記ポインタ制御部によって循環移動させられるライトポインタ及びリードポインタに従って、各々の前記単位領域に相当する画像データを順次書き込んで読み出す第２の処理を繰り返し行うメモリ制御部とを備える画像処理装置を提供する。この画像処理装置によれば、補正量決定部によって決定された各補正量と同じ容量のメモリ領域を使用するだけでよいので、従来に比べてメモリの資料領域を少なくさせることができる。また、各々のメモリ領域に単位領域毎の補正データを順次書き込んで読み出すという第１の処理を終えた後に、各々のメモリ領域に画像データを順次書き込んで読み出すという第２の処理を繰り返し行うので、メモリ領域に書き込まれた補正データの量だけ画像データが遅延されて読み出されることになる。従って、その補正データの量だけ副走査方向の画像の位置をずらすことができ、これによってレジずれを補正することが可能となる。

前記補正量決定部によって決定された各補正量を加算し、その総和を算出する補正量加算部を備え、前記メモリ制御部は、前記補正量加算部によって算出された総和に相当する前記メモリ装置の連続記憶領域において、前記第１の処理及び前記第２の処理を行うようにしてもよい。このようにメモリ装置の連続記憶領域を使用するようにすれば使用効率がよい。

次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像処理装置１０の構成を表すブロック図である。図２は、２次元的に表した画像データと、メモリ装置に確保されるメモリ領域との対応関係を表した図である。図１に示した画像処理装置１０は、プリンタや複写機等に内蔵されるコンピュータによって実現されるものであってもよいし、プリンタや複写機等のホスト装置であるパーソナルコンピュータによって実現されるものであってもよい。この画像処理装置１０は、図示せぬ画像データ生成部によって画像を表す画像データを生成し、生成した画像データに後述する画像処理を施すことによってレジずれを補正する。

図１に示す補正量決定部１１は、上記画像データの主走査方向にわたって複数に区分された単位領域毎に、その画像データに対する副走査方向の補正量を決定する。ここで、「主走査方向にわたって複数に区分された単位領域」とは、図２に示した主走査方向の単位量ｘ１，ｘ２，ｘ３・・・の各々に対応する領域であり、この領域毎に副走査方向のレジずれ補正がなされるようになっている。以下では、これらの領域を「補正単位領域」という。この補正量決定部１１が補正単位領域毎に補正量を決定する具体的方法としては次のようなものがある。例えば補正量決定部１１は、図示せぬ画像形成装置に指示してパッチ画像を用紙に形成させ、そのパッチ画像の用紙上の位置に基づいて補正単位領域毎の副走査方向のレジずれ量を算出し、これを補正量とする。また、画像形成装置の機種等に応じて補正単位領域毎の補正量が予め特定されていれば、その補正量をメモリ装置に予め記憶させておき、補正量決定部１１はこのメモリ装置から必要に応じて補正量を読み出すようにしてもよい。

主走査カウンタ１２は、主走査方向の単位量ｘ１，ｘ２，ｘ３・・・をカウントし、そのカウント値を補正量決定部１１及び副走査カウンタ１３に出力する。副走査カウンタ１３は、副走査方向の単位量ｙ１，ｙ２，ｙ３・・・をカウントし、そのカウント値をポインタ制御部１５に出力する。補正量加算部１４は、補正量決定部１１によって決定された補正単位領域毎の各補正量を加算し、その総和を算出する。算出された総和はポインタ制御部１５に供給される。

ポインタ制御部１５は、メモリ装置Ｍにおいて、データの書き込み位置を示すライトポインタの動作と、データの読み出し位置を示すリードポインタの動作を制御する。具体的には、ポインタ制御部１５は、補正量決定部１１によって決定された各補正量と同じ容量の各メモリ領域内において、ライトポインタとリードポインタとをメモリ領域の先頭から後尾へと繰り返し循環移動させる。このため、ポインタ制御部１５は、ライトポインタが指し示すメモリアドレスを決定するライトポインタ決定部１５１と、リードポインタが指し示すメモリアドレスを決定するリードポインタ決定部１５２とを備えている。ライトポインタ決定部１５１は、副走査カウンタ１３から出力されたカウント数に基づいてライトポインタが指し示すメモリアドレスを演算によって算出する。

例えば、ライトポインタが指し示すメモリアドレス を「ａｄｄｒ」とすると、ライトポインタ決定部１５１は、
ａｄｄｒ= ((副走査カウンタのカウンタ値) % (各補正単位領域における補正量)) + (各メモリ領域の先頭のメモリアドレス)
という余剰算を用いてライトポインタを算出すればよい。また、ポインタ用のメモリ装置を予め用意しておき、そのメモリ装置にライトポインタが指し示すべきメモリアドレスを格納しておいて、ライトポインタ決定部１５１がそのメモリアドレスをその都度読み出すようにしてもよい。これと同様に、リードポインタ決定部１５２も、リードポインタが指し示すメモリアドレスを演算によって算出するようにしてもよいし、ポインタ用のメモリ装置にリードポインタが指し示すメモリアドレスを格納しておいてその都度タイミング良く読み出すようにしてもよい。

メモリ制御部１６は、データ書き込み部１６１とデータ読み出し部１６２とを備えている。データ書き込み部１６１は、ポインタ制御部１５によって決定されたライトポインタに従い、単位領域毎の補正データ（詳細は後述する）や入力画像データをメモリ装置Ｍに書き込む。データ読み出し部１６２は、ポインタ制御部１５によって決定させたリードポインタに従い、メモリ装置Ｍに書き込まれているデータを出力画像データとして読み出す。画像形成装置はこの出力画像データの内容に従って画像形成処理を実行する。

ここで、図２を参照して、画像データの書き込み・読み出しの一例について説明する。
前述したように、補正量決定部１１によって各々の補正単位領域について副走査方向の補正量が決定されると、これら各々の補正量と同じ容量のメモリ領域がメモリ装置Ｍにそれぞれ確保される。例えば、補正単位領域ｘ１について補正量ＷＸ１が決定されると、それと同じ容量のメモリ領域ｍ１が、メモリ装置Ｍのアドレス「０ｘ００００」から確保される。次いで、補正単位領域ｘ２について補正量ＷＸ２が決定されると、それと同じ容量のメモリ領域ｍ２が、メモリ装置Ｍのメモリ領域ｍ１に連続するアドレスに確保される。同様に、補正量ＷＸ３と同じ容量のメモリ領域ｍ３と、補正量ＷＸ４と同じ容量のメモリ領域ｍ４と、補正量ＷＸ５と同じ容量のメモリ領域ｍ５と、補正量ＷＸ６と同じ容量のメモリ領域ｍ６と、補正量ＷＸ８と同じ容量のメモリ領域ｍ８と、補正量ＷＸ１０と同じ容量のメモリ領域ｍ１０とが、メモリ装置Ｍの連続する領域に確保される。ただし、補正単位領域ｘ７，ｘ９についてはレジずれ補正の必要がなく、補正量が存在しないので、これらに対応するメモリ領域は確保されないことになる。

このようにして、メモリアドレス「０ｘ００００」から副走査方向の補正量の総和分（＝ＷＸ１＋ＷＸ２＋ＷＸ３＋ＷＸ４＋ＷＸ５＋ＷＸ６＋ＷＸ８＋ＷＸ１０）の領域が連続するようにしてメモリ装置上に確保される。各メモリ領域ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５，ｍ６，ｍ８，ｍ１０においては、ポインタ制御部１５及びメモリ制御部１６によって、FIFO方式でデータ書き込み及びデータ読み出しが行われる。図２に示すように、例えばメモリ領域ｍ１においてはライトポインタｗｐ１及びリードポインタｒｐ１が領域内で循環移動させられる。即ち、副走査カウンタ１３のカウンタ値が１つ進むたびに、ライトポインタｗｐ１はメモリ領域ｍ１の先頭から後尾へ１つずつ移動させられ、このライトポインタｗｐ１によって指し示されたメモリアドレスにデータが書き込まれていく。そして、ライトポインタｗｐ１がメモリ領域ｍ１の後尾まで到達すると、再度メモリ領域ｍ１の先頭に戻されて新たなデータが再び書き込まれていくという処理が繰り返される。同様に、リードポインタｒｐ１もメモリ領域ｍ１の先頭から後尾へ１つずつ移動させられ、このリードポインタｒｐ１によって指し示されたメモリアドレスからデータが読み出されていく。そして、リードポインタｒｐ１がメモリ領域ｍ１の後尾まで到達すると、再びメモリ領域ｍ１の先頭に戻されて、また新たなデータが読み出されていく。

各々の前記メモリ領域においては、ポインタ制御部１５によって移動させられるライトポインタ及びリードポインタに従い、メモリ制御部１６は、単位領域毎に決定された補正量分の白画素データを順次書き込んだ後に、これを読み出す。例えば図３（Ａ）に示すように、メモリ領域ｍ１には、点線Ａに示すようにしてメモリ領域先頭から後尾に移動させられるライトポインタｗｐ１に従って、白画素データ（ｗ）が書き込まれていく。書き込まれた白画素データ（ｗ）は、点線Ｂに示すようにしてメモリ領域先頭から後尾に移動させられるリードポインタｒｐ１に従って順次読み出される。このようにレジずれ補正のための白画素データをメモリ領域に書き込んで読み出す処理を「第１の処理」という。

各々の前記メモリ領域において「第１の処理」が終了すると、次に、画像データが順次書き込まれ、読み出されるという処理が繰り返し行われる。例えば図３（Ｂ）に示すように、メモリ領域ｍ１には、点線Ａに示すようにしてメモリ領域先頭から後尾に移動させられるライトポインタｗｐ１に従って、主走査ラインｙ１〜ｙ６に相当する画像データが書き込まれる。書き込まれた画像データは、点線Ｂに示すようにしてメモリ領域先頭から後尾に移動させられるリードポインタｒｐ１に従って順次読み出される。次に、図３（Ｃ）に示すように、主走査ラインｙ７〜ｙ１２に相当する画像データがライトポインタｗｐ１に従って書き込まれ、書き込まれた画像データはリードポインタｒｐ１に従って順次読み出される。このように画像データをメモリ領域に書き込んで読み出す処理を「第２の処理」という

このような処理が、全てのメモリ領域にわたって並行して行われる。具体的には、図４に示すように、ロー（Ｌ）レベルの入力ライン同期信号が供給されている間は、各メモリ領域ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５，ｍ６，ｍ８，ｍ１０に、各々の単位領域ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，ｘ５，ｘ６，ｘ８，ｘ１０に相当する画像データがメモリ制御部１６によって書き込まれる。次に、入力ライン時信号にやや遅れて、ロー（Ｌ）レベルの出力ライン同期信号が供給されてくるので、この間は、各メモリ領域ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５，ｍ６，ｍ８，ｍ１０に書き込まれていた画像データがメモリ制御部１６によって読み出される。このとき、レジずれを補正する必要のない単位領域ｘ７，ｘ９に相当する画像データはそのまま出力される。このようにすれば、メモリ領域に書き込まれた白画素データの量だけ画像データが遅延されて出力画像データとして出力されることになる。従って、その白画素データの量だけ副走査方向の画像の位置をずらすことができ、これによってレジずれを補正することが可能となる。

以上説明した実施形態によれば、各々のメモリ領域に単位領域毎の補正データを順次書き込んで読み出すという第１の処理を終えた後に、各々のメモリ領域に画像データを順次書き込んで読み出すという第２の処理を繰り返し行う。このようにすれば、補正量決定部１１によって決定された各補正量と同じ容量のメモリ領域を使用するだけでよいので、従来に比べてメモリの使用領域を少なくさせることができる。

上述した実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
実施形態では各メモリ領域ｍ１，ｍ２・・・をメモリ装置の連続した領域に確保するようにしていたが、これに限らない。例えば、各メモリ領域をそれぞれ分散した位置に確保するようにしてもよい。また、第１の処理においては、補正量分の白画素データを書き込むようにしていたが、これに限らない。要するに、画像データが補正量分だけ遅延して出力されればよいから、各メモリ領域ｍ１，ｍ２・・・には、画像データとは異なる何らかのデータ（補正データ）を書き込んでおき、このメモリ領域から最初に読み出される補正データに対してはマスクをかけて出力させないなどというようにして、画像データの出力を遅延させてもよい。

本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 ２次元的に表現された画像データと、レジずれ補正のためにメモリ装置に確保されるメモリ領域との対応関係を表した図である。 メモリ領域に書き込まれるデータとメモリ領域から読み出されるデータの一例を示す図である。 画像処理装置の動作を表すタイミングチャートである。 副走査方向のレジずれが発生した画像を説明する模式図である。 従来の画像処理によって副走査方向のレジずれを補正する方法を説明するための図である。

符号の説明

１０・・・画像処理装置、１１・・・補正量決定部、１２・・・主走査カウンタ、１３・・・副走査カウンタ、１４・・・補正量加算部、１５・・・ポインタ制御部、１６・・・メモリ制御部、Ｍ・・・メモリ装置。

Claims (2)

1. メモリ装置と、
   画像データの主走査方向にわたって複数に区分された単位領域毎に、該画像データに対する副走査方向の補正量をそれぞれ決定する補正量決定部と、
   前記補正量決定部によって決定された各補正量に相当する容量を有する各々のメモリ領域において、データの書き込み位置を示すライトポインタとデータの読み出し位置を示すリードポインタとを、該メモリ領域の先頭から後尾へと繰り返し循環移動させるポインタ制御部と、
   各々の前記メモリ領域において、前記ポインタ制御部によって循環移動させられるライトポインタ及びリードポインタに従い、前記単位領域毎に決定された補正量分の補正データを順次書き込んで読み出す第１の処理を行い、該第１の処理を終えた後に、前記ポインタ制御部によって循環移動させられるライトポインタ及びリードポインタに従って、各々の前記単位領域に相当する画像データを順次書き込んで読み出す第２の処理を繰り返し行うメモリ制御部と
   を備える画像処理装置。
2. 前記補正量決定部によって決定された各補正量を加算し、その総和を算出する補正量加算部を備え、
   前記メモリ制御部は、前記補正量加算部によって算出された総和に相当する前記メモリ装置の連続記憶領域において、前記第１の処理及び前記第２の処理を行う請求項１記載の画像処理装置。

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