JP4400386B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数本のレーザビームを走査して画像を形成する画像処理装置に関する。

近年、プリンタに対する高速・高解像度化の要求に応えるため、また複数の発光点を有する素子を安価に作成できるようになってきたことから、面発光レーザをプリンタの光源として使用することが提案されている。

図１に面発光レーザを備えた書き込みユニット１００の構成を示す。面発光レーザ１０１の各発光点から出力された光ビームを、コリメータレンズ１０２、シリンダレンズ１０３を介して、各々回転多面鏡１０４に入射させる。

回転多面鏡１０４に入射した各光ビームは、当該回転多面鏡１０４の回転によって主走査方向に偏向される。このとき、各光ビームを副走査方向にずらして入射させる。回転多面鏡１０４の反射面により反射された各光ビームは、トロイダルレンズ１０５や走査レンズ１０６を介して感光体ドラム１０７上に照射される。すなわち、複数ラインを同時に走査することができるので、感光体ドラム１０７への画像の高速書込みが可能となっている。

このように複数本のレーザビームを同時に走査して画像を形成する書き込みユニット１００では、１回の書き込みで書き込まれた走査線と、その次の回に書き込こまれる走査線との間に走査線の重なりもしくは隙間ができる。この重なりもしくは隙間が、同時に書き込まれる走査線間の距離とは異なるため副走査方向に一定の周期で濃度変動が生じる。以下、この濃度変動を境界ラインにおける副走査濃度変動と呼ぶ（図２（Ａ）参照）。

また、イエロー、マゼンタ、シアンの３色トナー又はこれに黒を加えた４色のトナーを用いて画像の形成を行なう電子写真方式の画像処理装置においては、複数の色画像間で記録画像を形成する走査線の位置が相対的にずれると、いわゆる色ずれとなり画質を著しく損なう問題がある。

走査線の相対的な位置ずれの要因としては、各色の光学走査系の走査線自体の歪みや、走査開始位置の相対的なずれなどが挙げられる。前者は、光学走査系の歪みや感光体ドラムの偏心などに起因するものであり、後者は、各現像器の取り付け位置などのずれに起因する。

このような位置ずれの補正方法として、例えば、センサ等を用いて位置ずれ量を予め測定しておき、この位置ずれ量に基づいて入力画像を拡大又は縮小することで補正する方法がある（例えば、特許文献１参照）。すなわち、光学走査系や感光体ドラムの取り付け誤差によって、感光体ドラムに書き込まれるトナー像が拡大されたり縮小されたりするので、この取り付け誤差を打ち消すように拡大または縮小した画像データを生成し、補正した画像を感光体ドラムに書き込むものである。

特開平９−３９２９４号公報

しかしながら、走査線の位置ずれを補正することにより、局所的に画素パターンの変化する点で濃度ずれが生じる。例えば、線などの画像では、線がずれたり、線の上に濃度の高い点や低い点が生じ、この点がノイズとして見えてしまう。以下、この濃度変動を位置ずれ補正による濃度変動と呼ぶ（図２（Ｂ）参照）。

この位置ずれ補正による濃度変動と、境界ラインにおける副走査濃度変動とは、それぞれ単独で発生した場合に記録画像には影響しなくても、図２（Ｃ）に示すように位置ずれ補正による濃度変動と境界ラインにおける副走査濃度変動とが干渉することで記録画像にモアレが発生し、問題となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、記録画像へのモアレの発生を防止した画像処理装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の画像処理装置は、複数本のレーザービームを同時に走査して画像形成する複数の画像書き込みユニットと、前記複数の画像書き込みユニット間における画像を形成する位置の位置ずれ量を測定する位置ずれ量測定手段と、前記位置ずれ量測定手段が測定した位置ずれ量に応じて画素の間引きや挿入により位置ずれ補正を行う位置ずれ補正手段と、同時に走査される前記レーザービームの本数を設定する設定手段と、を備え、前記位置ずれ補正手段は、位置ずれ補正の対象画素が前記設定手段によって設定される同時に走査されるレーザービームの走査線間の距離に応じて生じる濃度変動の周期上にあった場合には、位置ずれ補正を行わない構成としている。像書き込み手段の書き込みモードに応じて、位置ずれ補正手段の副走査方向の位置ずれ補正位置を調整することで、それぞれの手段で生じる濃度変動が重なることがなく、モアレの発生を防止することができる。

上記の画像処理装置において、前記位置ずれ量測定手段は、中間転写体の全周にわたって形成された位置ずれ測定用パターンを、予め定めたタイミングで繰返しサンプリングして前記位置ずれ量を測定し、前記位置ずれ補正手段は、前記位置ずれ量測定手段が測定した位置ずれ量から、前記複数の画像書き込みユニットのうちいずれか１つを基準とした他の画像書き込みユニットの位置ずれ量を検出するとともに、前記他の画像書き込みユニットの位置ずれ量をそれぞれサンプリング回数で除して平均位置ずれ量を算出し、前記平均位置ずれ量に応じて位置ずれ補正を行うとよい。画像の形成位置のずれを精度よく補正することができる。

本発明は、記録画像へのモアレの発生を防止することができる。

添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。

まず、図３を参照しながら本実施例の構成を説明する。図３において、原稿台１上に載置された原稿２は、光源及び走査ミラー等からなる走査光学系を介して、カラーＣＣＤセンサ３を備えたイメージスキャナによりＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）のアナログ画像信号として読み取られる。そして、上記カラーＣＣＤセンサ３によって読み取られたＲ，Ｇ，Ｂのアナログ画像信号は、画像処理部４によってＹ（イエロ），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色の画像形成ユニット５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５ＫのＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋに各色の画像データが順次出力され、これらのＲＯＳ７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋから画像データに応じて出射されるレーザビームが、それぞれの感光体ドラム６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。各感光体ドラム６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋ上に形成された静電潜像は、現像器８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ，８ＫによってそれぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像として現像される。なお、本実施例ではＲＯＳ７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋとして、図１に示すような面発光型レーザを備え複数ラインの同時書込みが可能な書込みユニットが用いられている。また同時に書き込み可能なライン数は、印刷モードの設定によって自由に変更することができる。

また、図３に示す位置ずれ量測定部９は、画像を形成するＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色画像のずれ量を求める。位置ずれ量測定部９による位置ずれ量の測定には、種々の方法がある。例えば、図４に示すように転写ベルト７０の全周にわたって位置ずれ測定用パターンＰを形成し、この位置ずれ測定用パターンＰを位置ずれ量測定部９（図３参照）により所定のタイミングで繰り返しサンプリングする。こうして得られた測定データは、後述する画像処理部４内の位置ずれ量演算部４１に送られる。

次に、画像処理部４の構成について図５を参照しながら説明する。図５に示すように画像処理部４は、位置ずれ量演算部４１と、補正可否判定部（補正位置調整手段）４２と、画像補正処理部（位置ずれ補正手段）４３とを備えている。位置ずれ量演算部４１には、位置ずれ量測定部９からの測定データが入力される。補正可否判定部４２には、モード設定部５０からユーザによって設定された印刷モード設定信号と、位置ずれ量演算部４１によって演算された位置ずれ量とが入力される。画像補正処理部４３には、画像データと、主走査同期信号、副走査同期信号、画像クロック等の画像位置信号が入力される。画像位置信号は、補正可否判定部４２と、位置ずれ量演算部４１にも入力される。

位置ずれ量演算部４１は、位置ずれ量測定部９によって測定された測定データから、例えばブラックを基準とした各色（イエロー、マゼンタ、シアン）の位置ずれ量を検出するとともに、これらをサンプリング回数で割って平均位置ずれ量Ｒを算出する。位置ずれ量演算部４１により測定された位置ずれ量は、補正可否判定部４２と画像補正処理部４３に出力される。

補正可否判定部４２は、モード設定部５０によって設定された印刷モード設定と、位置ずれ量演算部４１からの位置ずれ量とから、注目画素に対する補正が可能か否かを判定し、補正可否判定信号を画像補正処理部４３に出力する。印刷モード設定信号とは、ユーザが設定した印刷モードの指示信号であり、画質を優先する設定や、画質を落として印刷速度を優先する設定である。この印刷モードの設定によりＲＯＳ７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋの書き込みモードが決定される。すなわち印刷速度を優先にする設定では、同時に書き込むラインの本数を多くする書き込みモードが設定され、画質を優先させる設定では、同時に書き込むライン数を少なく抑えた書き込みモードが設定される。印刷モード設定により副走査方向に同時に書き込まれるライン数が決定し、走査線の境界ラインが決定する。補正可否判定部４２は、注目画素が、走査線の境界ライン上にあって、位置ずれ補正の対象画素であった場合に、その画素に対する位置ずれ補正を禁止させる補正可否判定信号を出力する。

次に図６を参照しながら画像補正処理部４３について説明する。図６に示すように画像補正処理部４３は、主走査位置ずれ補正部４５と、ラインバッファメモリ４６と、副走査位置ずれ補正部４７とを有している。主走査位置ずれ補正部４５と、副走査位置ずれ補正部４７とは、位置ずれを補正する補正ラインに対して、画素の間引きや挿入を行う縮小、拡大処理を行う。

主走査位置ずれ補正部４５は、画像を入力して、主走査方向の位置ずれを補正し、補正後の画像をラインバッファメモリ４６に出力する。主走査位置ずれ補正部４５には、位置ずれ量演算部４１からの主走査方向の位置ずれ量が入力される。主走査位置ずれ補正部４５は、１ライン分の画像データが入力されると、位置ずれ量演算部４１から通知された主走査方向の位置ずれ量に従って、画素の挿入や間引きを行い補正後の画像データをラインバッファメモリ４６に蓄積する。ラインバッファメモリ４６には、複数ライン分の画像データが蓄積される。

副走査位置ずれ補正部４７には、位置ずれ量演算部４１からの副走査方向位置ずれ量と、補正可否判定部４２から補正可否判定信号とが入力される。副走査位置ずれ補正部４７は、ラインバッファメモリ４６に複数ライン分の画像データが蓄積された所でラインバッファメモリ４６から画像データの読み出しを開始する。

副走査位置ずれ補正部４７は、位置ずれ量演算部４１から通知された副走査位置ずれ補正量に従って、同一ライン（又はラインの一部）を２回読み出す（挿入処理）か、ライン（又はラインの一部）を読み飛ばし、次のライン（又はラインの一部）を読み出す（間引き処理）ことで位置ずれ補正を行い、補正後の１ライン分の画像データを外部に出力する。また、注目画素が、補正可否判定部４２により補正が許可されていない画素であった場合には、そのラインでの補正は行わずに、例えば、副走査方向の次のラインで位置ずれ補正を行う。位置ずれの補正は、次の位置ずれ補正の補正ラインまでの間に行う。短いライン間で複数回の位置ずれ補正が行われることがなく、濃度変動の発生を防止することができる。

また、図２（Ａ）に示す境界ラインでの副走査方向の濃度変動の周期と、図２（Ｂ）に示す位置ずれ補正による濃度変動の周期とが干渉する干渉周期が、所定値よりも大きい場合には、位置ずれ補正位置の調整を行わず、そのまま位置ずれ補正を行う。干渉周期が所定値よりも大きいと、濃度変動が重なっても画質の劣化を感じさせないので補正を行う必要がない。

このように本実施例は、ＲＯＳ７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋによって同時に書き込まれるライン数に応じて、画像の形成位置のずれを補正する補正ラインを調整することで、感光体ドラムへの像書き込みによって生じる濃度変動と、位置ずれ補正によって生じる濃度変動とが重なることがなく、モアレの発生を防止することができる。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

書面発光レーザを備えた書込みユニットの構成を示す図である。 モアレの発生要因について説明するための図である。 画像処理装置の構成を示す図である。 位置ずれ量の測定方法を説明するための図である。 画像処理部の構成を示すブロック図である。 画像補正処理部の構成を示す図である。

符号の説明

１ 原稿台 ２ 原稿
３ カラーＣＣＤセンサ ４ 画像処理部
５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋ 画像形成ユニット
６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋ 感光体ドラム
７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋ ＲＯＳ
８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ，８Ｋ 現像器 ９ 位置ずれ量測定部
４１ 位置ずれ量演算部 ４２ 補正可否判定部
４３ 画像補正処理部 ４５ 主走査位置ずれ補正部
４６ ラインバッファメモリ ４７ 副走査位置ずれ補正部
５０ モード設定部

Claims (2)

1. 複数本のレーザービームを同時に走査して画像形成する複数の画像書き込みユニットと、
   前記複数の画像書き込みユニット間における画像を形成する位置の位置ずれ量を測定する位置ずれ量測定手段と、
   前記位置ずれ量測定手段が測定した位置ずれ量に応じて画素の間引きや挿入により位置ずれ補正を行う位置ずれ補正手段と、
   同時に走査される前記レーザービームの本数を設定する設定手段と、を備え、
   前記位置ずれ補正手段は、位置ずれ補正の対象画素が前記設定手段によって設定される同時に走査されるレーザービームの走査線間の距離に応じて生じる濃度変動の周期上にあった場合には、位置ずれ補正を行わないことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記位置ずれ量測定手段は、中間転写体の全周にわたって形成された位置ずれ測定用パターンを、予め定めたタイミングで繰返しサンプリングして前記位置ずれ量を測定し、
   前記位置ずれ補正手段は、前記位置ずれ量測定手段が測定した位置ずれ量から、前記複数の画像書き込みユニットのうちいずれか１つを基準とした他の画像書き込みユニットの位置ずれ量を検出するとともに、前記他の画像書き込みユニットの位置ずれ量をそれぞれサンプリング回数で除して平均位置ずれ量を算出し、前記平均位置ずれ量に応じて位置ずれ補正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。

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