JP5074851B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置及び画像補正方法に関する。特に、例えば電子写真プロセスを有するレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等、色成分毎に独立して形成されるカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関する。

プリンタあるいは複写機等のカラー画像形成装置として、色成分の数と同数の電子写真式の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットにより印刷媒体上に順次各色成分のトナー像を転写するタンデム方式のカラー画像形成装置がある。色毎の画像形成ユニットには現像機および感光ドラムが含まれる。タンデム方式のカラー画像形成装置においては、各色成分画像の位置ずれ（レジストレーションずれと呼ぶ。）を生じさせる複数の要因が存在することが知られている。

その要因には、ポリゴンミラーやｆθレンズ等の光学系を含む偏向走査ユニットのレンズの不均一性や取り付け位置ずれ、および偏光走査ユニットの画像形成装置本体への組み付け位置ずれがある。これらの位置ずれにより、走査線が感光ドラムの回転軸と平行な直線にならず、その形状に傾きや曲がりが生じる。このような走査線の傾きや曲がりの度合い（以下、プロファイルあるいは走査線の形状と称する。）が色毎に異なるとレジストレーションずれが生じる。

プロファイルは各画像形成装置すなわち記録エンジンの個体毎、更には各色の変更走査ユニット毎に異なる特性を持つ。プロファイルの一例を図１６（ａ）〜図１６（ｄ）に示す。図１６において、横軸は画像形成装置における主走査方向位置を示す。主走査方向に直線的に表現している線１６０〜１６３は、曲がりのない理想的な走査線の特性（プロファイル）を示す。また、曲線１６４〜１６７は、色毎のプロファイルを示しており、それぞれシアン（以下、Ｃ）、マゼンタ（以下、Ｍ）、イエロー（以下、Ｙ）、ブラック（以下、Ｋ）の走査線のプロファイルの一例を示す。縦軸は、理想的な特性に対して、副走査方向へのずれ量を示す。同図からもわかるように、プロファイルの曲線は色毎に異なっており、各色に対応する画像形成ユニットの感光ドラム上に静電潜像を形成する場合には、このプロファイルの相違が、各色の画像データのレジストレーションずれとなって現れる。

レジストレーションずれへの対処方法として、特許文献１には、偏光走査装置の組立工程にて、光学センサを用いて走査線の曲がりの大きさを測定し、レンズを機械的に回転させて走査線の曲がりを調整した後、接着剤で固定する方法が記載されている。

特許文献２には、偏光走査装置をカラー画像形成装置本体へ組み付ける工程において、光学センサを用いて走査線の傾きを測定し、偏光走査装置を機械的に傾かせて走査線の傾きを調整した上で、カラー画像形成装置本体に組み付ける方法が記載されている。

特許文献３には、光学センサを用いて走査線の傾きと曲がりの大きさを測定し、それらを相殺するようにビットマップ画像データを補正し、その補正した画像を形成する方法が記載されている。すなわち、感光ドラムの回転軸に平行な感光ドラム表面上の直線すなわち理想的な走査線に対する実際の走査線のずれを、画像データを同じ量だけ反対方向にずらすことで相殺する。この方法は、画像データを補正するため、機械的な調整部材や組立時の調整工程が不要になる。したがって、カラー画像形成装置の大きさを小型化することが可能となり、かつ、特許文献１、２に記載されている方法よりも安価にレジストレーションずれに対処することが出来る。この電気的なレジストレーションずれ補正は、１画素単位の補正と１画素未満の補正に分かれる。１画素単位の補正は、図１７に示すように傾きと曲がりの補正量に応じて画素を１画素単位で副走査方向へずらす（オフセットさせる）。なお、以後の記載においては、オフセットさせる位置を乗り換えポイント、オフセットさせる処理をライン乗り換え処理と称する。つまり、図１７（ａ） においては、Ｐ１〜Ｐ５が乗り換えポイントに該当する。

図１７では、補正対象となるのが走査線のプロファイル１７０１である。プロファイル１７０１は、たとえば走査線上の画素の座標値の列で示してもよいが、図１７では領域ごとに分割された近似直線で示されている。乗り換え点は、プロファイルを主走査方向に走査し、副走査方向に対して１画素分のずれを生じた主走査方向の位置である。図１７では、それがＰ１〜Ｐ５に相当する。この乗り換え点を境界として、プロファイルにおける副走査方向へのずれと反対方向に、乗り換え点以降のドットを１ラインずらす。これを各ラインに着目して行う。図１７（ｂ）に、そのようにして乗り換え点毎に副走査方向にずらされた画像データの例を示す。図中、斜線で示した部分１７０２ａは、ライン乗り換え処理前の１ライン、すなわち本来の画像データ中における１ラインである。ライン乗り換え処理の結果、副走査方向に対するプロファイルのずれを打ち消す方向に、各ラインはずらされている。図１７（ｃ）は、そのようにして得られた画像データの一例である。斜線部が補正前の１ラインである。画像形成時には、補正された画像データを１ラインずつ形成する。たとえば、ライン１７２１、ライン１７２２…といった順序で、通常の画像形成が行われる。この結果、補正前の画像データにおいて１ラインを構成していた斜線部は、画像形成後に、本来形成されるべき理想的な走査線上に形成されることになる。ただし、ライン乗り換え処理は１画素単位で行っているために、副走査方向について１画素以内のずれは残る。

そこで、ライン乗り換え処理で補正しきれない１画素未満のずれを、図１８に例示するように、ビットマップ画像データの階調値を副走査方向の前後の画素で調整することで補正する。つまり、プロファイル１８０１のように特性が上向きの傾きを示す場合は、階調補正前のビットマップ画像データを、プロファイルの示す傾きと逆方向に傾いた（この例では下向き）画素列１８０３（図１８（ｃ）に示す。）となるように補正する。図１８（ｂ）は補正前のビットマップ画像データであり、この画像データ１８０２は、図１８（ｆ）のように、乗り換え点Ｐ１，Ｐ２において画素単位で副走査方向にずらされる。これを、補正後の理想的な画像データ１８０３に近付けるために、図１８（ｄ）に示すように階調補正を施して、乗り換え点Ｐ１，Ｐ２における段差を平滑化する。図１８（ｄ）は、各画素の濃度を、それらを形成するためのレーザパルスの幅や強度により模式的に示した図である。露光後には図１８（ｅ）のような潜像が形成され、ライン乗り換え処理により生じた段差が平滑化される。このような手法によって、画像処理によりレジストレーションずれ補正を行うことができる。なお、このライン乗り換え処理後に行われる平滑化のための階調補正を、以下では補間処理と呼ぶ。
特開２００２−１１６３９４号公報 特開２００３−２４１１３１号公報 特開２００４−１７０７５５号公報

従来技術においては、画像形成装置が持つプロファイル特性に応じて、１画素を超える補正と１画素未満の補正を分けることで、乗り換えポイント境界における不自然な段差の解消を試みている。しかし、レジストレーションずれ補正を実施する画像データの画像形成手法によっては、１画素を超える補正と１画素未満の補正を画像データに対してそのまま行うと、画像劣化となって現れる。具体的には、連続階調画像を誤差拡散処理を適用して量子化した場合には、注目画素をＮ値化した際に生じる量子化誤差が、注目画素の後で処理される注目画素の周囲の画素（以下、注目画素近傍画素という。）に分配される。ライン乗り換え処理及び補間処理が施された画像データは、画像形成部により画像として形成されると、プロファイルの特性が相殺されて元画像データにおける画素配置に近い画素配置を持つ。

しかしながら、元画像データにおける画素配置に近い画素配置を持つといっても、完全に元に戻るわけではなく、ライン乗り換え処理により生じた１ライン分のずれは依然として残る。そのずれは補間処理により平滑化されているものの、補間処理は濃度勾配をつけることで段差をぼかす処理に過ぎない。そのため、乗り換えポイントの１画素を超える補正と誤差配分の不適合が発生し、それが濃度むらやテクスチャとなって現れ、画質を劣化させるという問題点があった。

本発明は上記従来例に鑑みて成されたもので、上記問題点を解決することを目的とする。具体的には、誤差拡散処理における量子化誤差の配分を、画像形成部のプロファイルを考慮して行うことで、画質の劣化を抑制した画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を備える。すなわち、
画像を形成する画像形成部を色成分毎に備え、各色成分の画像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像形成部における像担持体上の走査線の副走査方向についてのずれ量を、走査線方向の位置に対応づけて示すプロファイル情報を保存する保存手段と、
ドット画像データに対して誤差拡散処理を施す誤差拡散処理手段と、
前記画像形成部における像担持体上の走査線の副走査方向についてのずれ量を相殺するように、前記プロファイル情報に基づいて、前記誤差拡散処理手段により量子化されたドット画像データの各画素の位置を副走査方向に画素単位でずらすレジストレーションずれ補正手段とを備え、
前記誤差拡散処理手段は、前記プロファイル情報に基づいて、前記ドット画像データを副走査方向にずらす位置を含む予め定めた第２の領域と、それ以外の第１の領域とで相異なる配分で誤差を拡散する。

本発明によれば、画像形成装置が持つプロファイル特性を相殺するように画像形成を行うことで、色版間のレジストレーションずれを補正することができる。さらに、連続階調画像に対してレジストレーションずれ補正処理を施すことで生じる濃度むらやテクスチャ等の画像品質の劣化を低減することができる。

［第１実施形態］
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、本来レーザビームが感光ドラム表面を走査して形成されるはずの理想的な走査線、すなわち感光ドラムの回転軸に平行な走査線に対する実際の走査線のずれを、ドット画像データを同じ量だけ反対方向にずらすことで相殺する。そしてこのレジストレーションずれ補正に伴って生じるむらなどの画像劣化を防止すると共に、レジストレーションずれ補正後のドット画像データにディザ処理を施すことで生じる画質劣化を防止する。

本発明の実施の形態として適用可能な画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタの構成例及びそのレーザプリンタで実行される画像補正方法について説明する。なお、本実施形態は、レーザビームプリンタのみならず、インクジェットプリンタやＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ ／ Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）等の他の方式の出力装置でも適用可能である。ただし、本発明を適用する意味のあるプリンタは、色成分毎に画像形成部を備え、そのために各色成分の画像間にレジストレーションずれを生じるおそれのあるプリンタである。インクジェットプリンタであれば、各色成分の記録ヘッドをそれぞれ独立したキャリッジに搭載したシリアルプリンタや、各色成分の記録ヘッドを独立して取り付け可能なラインヘッドのプリンタであれば、レジストレーションずれを生じるおそれがある。そこでこれらのプリンタに本実施形態に係る発明を適用すれば、画質向上に効果がある。しかしながら走査線のプロファイルが色成分毎に相違する可能性が高いと考えられるのはタンデム式のカラーレーザプリンタであるから、本実施形態ではそれを例にして説明する。

＜タンデムカラーＬＢＰの画像形成部＞
図４は、第１実施形態の電子写真方式のカラー画像形成装置において、静電潜像作成に関係する各ブロックの構成を説明する図である。カラー画像形成装置はカラー画像形成部４０１と画像処理部４０２により構成し、画像処理部４０２でビットマップ画像情報を生成し、それに基づきカラー画像形成部４０１が記録媒体上への画像形成を行う。また画像処理部４０２は、予め測定されプロファイル記憶部４０３に保存された色成分の画像形成部ごとのプロファイル情報４１６Ｃ，４１６Ｍ，４１６Ｙ，４１６Ｋを参照してレジストレーションずれ補正などの補正処理も行う。なお、以下では、各色成分毎に色のシンボルＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋを付した符号は、その色のシンボルをとり、総称とする場合がある。ここで画像形成部とは、スキャナ部４１４と印字部４１５とを含む、色成分毎の単色画像を形成する名称とする。印字部４１５は、感光ドラムや転写ドラム等を含むトナー像を形成するためのユニットであり、もちろん文字以外の画像も形成する。プロファイル情報とは、画像形成部における像担持体上の走査線の副走査方向についてのずれ量を走査線方向の位置に対応づけて示す情報である。

図２は、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２８を採用したタンデム方式のカラー画像形成部４０１の断面図である。図２を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置におけるカラー画像形成部４０１の動作を説明する。カラー画像形成部４０１は、画像処理部４０２が処理した露光時間に応じて露光光を駆動し、感光ドラムすなわち像担持体上に静電潜像を形成して、この静電潜像を現像して各色成分の単色トナー像を形成する。この単色トナー像を中間転写体２８上で重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を印刷媒体１１へ転写してその多色トナー像を熱定着させる。中間転写体も像担持体である。帯電手段は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋを備え、各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ，２３ＭＳ，２３ＣＳ，２３ＫＳを備えている。

像担持体すなわち感光体（感光ドラム）２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、駆動モータにより画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転される。露光手段であるスキャナ部４１４Ｙ，４１４Ｍ，４１４Ｃ，４１４Ｋは感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを露光光で照射し、感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの表面を選択的に露光する。この結果、静電潜像が感光体表面に形成される。現像手段である現像器２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋは、静電潜像を可視化するために、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎のトナー現像を行う。各現像器には、スリーブ２６ＹＳ，２６ＭＳ，２６ＣＳ，２６ＫＳが設けられている。なお、各々の現像器２６は脱着が可能である。スキャナ部は、レーザビームの幅や強度によって各画素の階調表現が可能である。たとえば１６階調が表現できる。

転写手段である一次転写ローラ２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋは、時計回りに回転する中間転写体２８を感光体２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋに押圧して、感光体上のトナー像を中間転写体２８へと転写する。一次転写ローラ２７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体２２の回転速度と中間転写体２８の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体２８上に転写する。これを一次転写という。

ステーション（各色成分の画像形成部を行呼ぶこともある。）毎の単色トナー像が合成された多色トナー像は、中間転写体２８の回転に伴い二次転写ローラ２９まで搬送される。その中間転写体２８上の多色トナー像が、給紙トレイ２１から二次転写ローラ２９へ狭持搬送された印刷媒体１１上に転写される。この二次転写ローラ２９には、適当なバイアス電圧が印加され、静電的にトナー像が転写される。これを二次転写という。二次転写ローラ２９は、記録媒体１１上に多色トナー像を転写している間、２９ａの位置で印刷媒体１１に当接し、印字処理後は２９ｂの位置に離間する。

定着部３１は、印刷媒体１１に転写された多色トナー像を印刷媒体１１に溶融定着させるために、印刷媒体１１を加熱する定着ローラ３２と記録媒体１１を定着ローラ３２に圧接させるための加圧ローラ３３を備えている。定着ローラ３２と加圧ローラ３３は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３４、３５が内蔵されている。定着部３１は、多色トナー像を保持した印刷媒体１１を定着ローラ３２と加圧ローラ３３により搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを印刷媒体１１に定着させる。

トナー定着後の印刷媒体１１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。クリーニング部３０は、中間転写体２８上に残ったトナーをクリーニングする。中間転写体２８上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体１１に転写した後に残った廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。このようにタンデムカラーＬＢＰでは、各色成分毎に印字部４１５及びスキャナ部４１４を含む画像形成部を有している。

＜走査線のプロファイル特性＞
次に図３を用いて、画像形成装置の色毎の実際の走査線３０２のプロファイル特性に関して説明する。図３において走査線３０２は感光体２２の位置精度や径のずれ、および図２に示す各色のスキャナ部２４（２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｙ，２４Ｋ）における光学系の位置精度に起因した、傾きおよび曲がりの発生した実際の走査線を示す。画像形成装置は、その記録デバイス（記録エンジン）毎にこのプロファイル特性が異なり、更に、カラー画像形成装置の場合は、色毎にその特性が異なる。

図３（ａ）は、画像形成装置のプロファイル特性の一部を示す図であり、副走査方向について上側にずれている領域を示す。また、図３（ｂ）は副走査方向について下側にずれている領域を示す。横軸３０１は理想的な走査線であり感光体２２の回転方向に対して垂直に走査が行われる場合、すなわち回転軸に平行に操作が行われている場合の特性を示す。図３ではプロファイルをグラフで示すが、プロファイル情報４１６に保存されるプロファイルは、離散的なデータである。たとえば、走査線の開始位置Ｐ０から、実際の走査線が理想的な走査線から１画素分離れるか又は接近する都度、位置と、その位置に関連づけて、実際の走査線が理想的な走査線に離れるかまたは接近するかを示す移動方向とが保存される。位置は、走査線方向について何番目の画素であるか特定できればよい。したがって、プロファイル３０２は、プロファイル情報においては、線分３１１，３１２，３１３，３１４により近似的に示される。レジストレーションずれ補正のためには、これで十分である。

なお、以下、説明におけるプロファイル特性は、画像処理部４０２で補正がなされるべき方向を前提とし説明する。しかし、表現方法は取り決めに過ぎないことから、ずれ量及び方向が一意に特定できるのであれば、どのような表現方法を採用しても良い。たとえば、カラー画像形成部４０１のずれ方向として定義しておき、画像処理部４０２では、その逆特性の補正を行うように構成しても良い。

図７に、プロファイル定義による、画像処理部４０２で補正がなされるべき方向と、カラー画像形成部４０１における走査線のずれ方向との相関を示す。図７（ａ）のようにカラー画像形成部４０１のプロファイル特性が示されている場合は、画像処理部４０２では、その逆方向である図（ｂ）のように画像データを副走査方向にずらす。逆に、図７（ｃ）のようにカラー画像形成部４０１のプロファイル特性が示されている場合、画像処理部４０２では図７（ｄ）のように画像データを副走査方向にずらす。ただしずれ量は、理想的な走査線３０１を基準とする。


プロファイル特性のデータ（プロファイル情報）は、例えば図９に示すように、乗り換えポイントの主走査方向の画素位置と、次の乗り換えポイントまでの走査線の変化の方向を含む。具体的には、図９（ａ）のプロファイル特性に対し、乗り換えポイントがＰ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・Ｐｍが定義される。各乗り換えポイントの定義は、走査線に、副走査方向について１画素分のずれが発生するポイントであり、方向としては、次の乗り換えポイントまで上向きに変化する場合と下向きに変化する場合がある。例えば、乗り換えポイントＰ２では、走査線が図の上向きに１ライン分ずれる。すなわち、現在のラインから１ライン下のラインに乗り換える乗り換えポイントである。位置Ｐ２におけるずれ方向は、図９（ｂ）に示すように上向き（↑）となる。ただし、画像処理においては、下のラインに乗り換えが行われる。同様に、位置Ｐ３においても、ずれ方向は上向き（↑）となる。乗り換えポイントＰ４における副走査方向についてのずれ方向は、これまでの方向とは異なり下向き（↓）となる。この方向のデータの保持の仕方としては、例えば、上向きを示すデータとして"１"、下向きを示すデータとして"０"とすれば、図９（ｃ）のようになる。この場合、保持するデータ数は乗り換えポイント数と同じだけとなり、乗り換えポイント数がｍ個であるならば、保持するビット数もｍビットとなる。ライン乗り換え処理とは、注目ラインとその上あるいは下のラインとを乗り換えポイントにおいて接続しなおす処理であるということもできる。

＜乗り換えポイント＞
次に図３（ａ）を用いて、レーザースキャン方向に上方にずれている領域の乗り換えポイントに関して説明する。本実施形態における乗り換えポイントとは、副走査方向に１画素ずれているポイントのことを示す。つまり、図３（ａ）においては、上方への曲がり特性３０２上で副走査方向に１画素ずれているポイントであるＰ１、Ｐ２、Ｐ３が乗り換えポイントに相当する。なお、図３（ａ）においてはＰ０を基準としたものとして記載している。同図からもわかるように、乗り換えポイント間の距離（Ｌ１、Ｌ２）は、曲がり特性３０２が急激に変化している領域においては短くなり、緩やかに変化している領域においては長くなる。 次に図３（ｂ）を用いて、レーザースキャン方向に下方にずれている領域の乗り換えポイントに関して説明する。下方にずれている特性を示す領域においても、乗り換えポイントの定義は、副走査方向に１画素ずれているポイントのことを示す。つまり、図３（ｂ）においては、下方への曲がり特性３０２上で副走査方向に１画素ずれているポイントであるＰｎ、Ｐｎ＋１が乗り換えポイントに相当する。図３（ｂ）においても、図３（ａ）同様、乗り換えポイント間の距離（Ｌｎ、Ｌｎ＋１）は、曲がり特性３０２が急激に変化している領域においては短くなり、緩やかに変化している領域においては長くなる。

このように、乗り換えポイントは、画像形成装置がもつ曲がり特性３０２の変化度合い密接に関係する。よって、急激な曲がり特性をもつ画像形成装置においては、乗り換えポイント数は多くなり、逆に緩やかな曲がり特性をもつ画像形成装置においては、乗り換えポイント数が少なくなる。

画像形成部がもつ曲がり特性が色毎に異なれば、乗り換えポイントの数および位置もそれぞれ異なる。この色間の走査線のプロファイルの相違が、中間転写体２８上に全色のトナー像を転写した画像においてレジストレーションずれとなって現れることとなる。本発明は、この乗り換えポイントでの処理に関するものである。

＜タンデムカラーＬＢＰの画像処理部＞
次に図４を用いてカラー画像形成装置における画像処理部４０２について説明する。画像生成部４０４は、不図示のコンピュータ装置等から受信する印刷データより、印刷処理が可能なラスタイメージデータを生成し、ＲＧＢデータおよび各画素のデータ属性を示す属性データとして画素毎に出力する。なお、画像生成部４０４は、コンピュータ装置等から受信した画像データではなく、カラー画像形成装置内部に読取手段を構成し、読取手段からの画像データを扱う構成としても良い。色変換部４０５は、ＲＧＢデータをカラー画像形成部４０１のトナー色にあわせてＣＭＹＫデータに変換し、ＣＭＫＹデータと属性データを記憶部４０６へ格納する。記憶部４０６は、画像処理部４０２に構成した第１の記憶部であり、印刷処理の対象となるドットイメージデータを一旦格納する。なお、記憶部４０６は、１ページ分のドットイメージデータを格納するページメモリで構成しても良いし、複数ライン分のデータを記憶するバンドメモリとして構成しても良い。ドットイメージデータをラスタイメージデータとも呼ぶ。

ハーフトーン処理部４０７Ｃ，４０７Ｍ，４０７Ｙ，４０７Ｋは、記憶部４０６から出力される属性データおよび各色のデータにハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理部の具体的な構成としては、スクリーン処理によるもの、あるいは誤差拡散処理によるものがある。スクリーン処理は、所定の複数のディザマトリクスおよび入力される画像データ用いて、Ｎ値化する処理である。また、誤差拡散処理は、入力画像データを所定の閾値と比較することにより、Ｎ値化を行い、その際の入力画像データと閾値との差分を以降にＮ値化処理する周囲画素に対して拡散させる処理である。本実施形態では誤差拡散処理が行われる。また本実施形態ではＮは２とするが、１画素当たりのビット数は４ビットとする。すなわち、量子化処理により、画素値は０または１５に変換される。

第２の記憶部４０８は、画像形成装置内部に構成され、ハーフトーン処理部４０７（４０７Ｃ，４０７Ｍ，４０７Ｙ，４０７Ｋ）により処理されたＮ値化データを記憶する。なお、第２の記憶部４０８の下流の処理ブロックで画像処理される画素位置が乗り換えポイントである場合、第２の記憶部４０８から読み出される時点で、１ライン分の乗り換えが行われる。具体的には、読み出すドットのアドレスを次のドットに進めるのではなく、次のドットからさらに１ライン分進めるか、あるいは１ライン分戻す。１ライン分進めるか戻すかは、ずれ方向に応じて決定する。

図８（ａ）は、図４の記憶部４０８が保持しているデータの状態を模式的に示す図である。図８（ａ）に示す通り、記憶部４０８が記憶している状態においては、画像処理部４０２としての補正方向、あるいは画像形成部４０１の走査線の曲がり特性によらず、ハーフトーン処理部４０７による処理後のデータが保持されている。図８のライン７０１が読み出される時点で、画像処理部４０２で補正されるべき方向としてのプロファイル特性が下向きの場合、図８（ｂ）のように、乗り換えポイントを境界として、上向きに１画素分ずらされた状態となる。また、画像処理部４０２で補正されるべき方向としてのプロファイル特性が上向きの場合、ライン７０１の画像データが、記憶部４０８から読み出された時点で、図８（ｃ）のように、乗り換えポイントを境界として、下向きに１画素分ずらされた状態となる。

各色の補間判定部４０９Ｃ，４０９Ｍ，４０９Ｙ，４０９Ｋは、入力されるＮ値化データの乗り換えポイント前後の画素の処理として、後段処理で補間を必要とする画素であるか、補間を行わなくても良い画素であるかを判定する。タイミング調整部４１０Ｃ，４１０Ｍ，４１０Ｙ，４１０Ｋは、記憶部４０８から読み出したＮ値化データと補間判定部４０９の判定結果との同期をとる。転送バッファ４１１Ｃ，４１１Ｍ，４１１Ｙ，４１１Ｋは、補間判定部４０９とタイミング調整部４１０の出力データを一時的に保持する。なお、本説明においては、第１記憶部４０６、第２記憶部４０８、転送用バッファ４１１を別構成として説明したが、画像形成装置内部に共通の記憶部を構成するようにしても良い。

補間処理部４１２Ｃ，４１２Ｍ，４１２Ｙ，４１２Ｋは、転送用バッファ４１１からの受信データに対して、同じく転送用バッファから転送されてくる補間判定部４０９による判定結果に基づき補間処理を行う。補間判定部４０９からの判定結果は画素毎の判定となるが、補間処理部４１２での補間処理は、画像形成装置がもつプロファイル（曲がり特性）に対応した乗り換えポイントの前後画素を使用する。図５Ａ、図５Ｂに乗り換えポイントにおける補間の方法を示す（図５Ａ、５Ｂをまとめて図５と呼ぶ）。

＜補間処理＞
図５（ａ）は、レーザースキャン方向に対する、画像形成装置の走査線の曲がり特性を示す図である。領域１（第１の領域）は画像処理部４０２が下向きに補正を行わなければならない領域であり、反対に、領域２（第２の領域）は画像処理部４０２として上向きに補正を行わなければならない領域である。なお、以降の補間処理の説明においては、説明の便宜上、乗り換えポイント間の最小間隔を１６画素とするが、本発明はこれに限られるものではない。つまり、任意の画素数間隔にしても良いし、回路構成縮小のために２のべき乗の画素間隔にしても良い。つまり、後述する補間すなわち平滑化は主走査方向について乗り換えポイント直前の１６画素に対して行われる。乗り換えポイントの間隔が１６画素より長ければ、平滑化された領域よりも前（図では左側）の部分は平滑化されないまま残される。１６画素としたのは、本例では２値化されている１画素は４ビットであり、画像形成部の階調表現能力によって１６階調で表すことも可能だからである。１画素値１階調ずつ濃度を変化させることで、ライン間の段差が平滑化できる。

図５の例における、乗り換えポイントＰｃ前後の乗り換え前画像、すなわち、ハーフトーン処理部４０７の出力画像データ５０２を図５（ｂ）に示す。注目ラインは、図示する３ライン分の画像データの中央ラインである。注目ラインに着目した場合の１画素単位の乗り換え処理後のデータ５０３、すなわち、記憶部４０８の出力時の画像データ構成を図５（ｃ）に示す。ライン乗り換え処理は、記憶部４０８から読み出す時点で行うため、補間処理部４１２に入力される時点での、乗り換えポイントＰｃ前後の画素構成は、乗り換えポイントＰｃを境界にして、１ライン分の段差となって現れる。

補間処理部４１２は、注目ライン上に、段差となって現れる画像データに対して補間処理を行う。領域１における、補正の方向は上向きであるため、注目ラインの補間処理には、後ラインの画像データとの重み付け演算により行う。本説明における重み付けは、図５（ｄ）に示す通り、対象となる副走査方向２画素の総和が、乗り換えポイントの最小値に合わせ１６となるようなものである。もちろんこれは一例であって、画像値の総和は１６に限定されるものではない。演算に用いる回路の縮小化のために、２のべき乗となるようにしても良いし、より精度を上げるため、任意の係数で演算できるようにしても良い。また、以降の説明のように、重み付けの構成として、１画素単位に重み付け係数を変えるようにしても良いし、図６に示すように、複数画素単位で共通の重み付け係数を用いるようにしても良い。更には、重み付け係数の値に応じて、対応させる画素数を可変にするようにしても良い。なお、乗り換えポイントの定義は、副走査方向に１画素ずれる主走査線上の位置が該当するため、補間の際の基準位置は主走査の開始点すなわち左側端として説明する。補間に用いる演算式を（式１）に記す。ｘは着目画素の主走査方向の位置、ｙは着目画素の副走査方向の位置を示す。画素値をｐ、補正後の画素値をｐ'とすると式１は以下の通りである。

ｐ'（ｘ，ｙ）＝ｗ１×ｐ（ｘ，ｙ−１）＋ｗ２×ｐ（ｘ，ｙ）＋ｗ３×ｐ（ｘ，ｙ＋１）…（式１）
ここでＷ１、Ｗ２、Ｗ３はｘ座標が共通な重み付け係数であり、図５（ｄ）に示すように本例では３×１６画素分の係数行列で定義されている。図５（ｄ）の係数行列は、乗り換えポイントで１ライン上のずらす場合のものである。着目ラインの直上のラインについては係数はすべて０である。着目ライン（図の中央のライン）については１５／１６から０／１６まで、１画素右に移動する毎に１／１６ずつ係数値が減少する（図５（ｄ）では分母は省略している）。着目ラインの直下のラインについては１／１６から１６／１６まで、１画素右に移動する毎に１／１６ずつ係数値が増加する。この係数行列が、乗り換えポイント直前（右側）の着目ラインを中心とする３×１６画素に対応づけられて、式１にしたがって補正後の画素値が得られる。得られた補正後の画素値で、補正前の画素値は置き換えされる。これを処理対象の画像データの全ラインに着目して行う。式１は、着目画素の値を、その画素値と、その上下のラインの対応画素値との加重平均を求めるものである。

本例において、式１を図５（ｂ）の画像データに適用して得られる補間画素値の概念図を図５（ｅ）に示す。式１の補間により、乗り換えポイントＰｃの前では、乗り換えポイントＰｃに近い画素ほど、後ラインの画素値の影響を受け、乗り換えポイントＰｃから遠くなる画素（左側の画素）ほど、注目ライン、すなわち、黒データラインの影響を強く受ける。

また、乗り換えポイントＰｃの後ろの画素では、乗り換えポイントＰｃに近い画素ほど、注目ラインの前ラインの画像データの影響を受け、乗り換えポイントＰａから遠い画素ほど、注目ラインの後ラインの影響を受ける結果となる。ここで、注目ラインの前ラインは、１画素を超える乗り換え処理段差によって前ラインのデータとなった、元々の注目ラインである。なお本例では、乗り換えポイントから１６画素手前の画素以外の画素は補間処理の対象とはならないために、それらの画像データは平滑化されることはないものとしている。

次に、下向きに補正を行わなければならない、領域ｂ部分に関して説明する。下向きに補正する場合においては、補正画素値の演算に用いる重み付け係数が、注目ラインと注目ラインの前ラインに設定されることとなる。

図５（ｆ）には、ハーフトーン処理部４０７が出力した時点の画像データを示し、図５（ｇ）に、記憶部４０８により読み取られた時点の画像データの例を示す。乗り換えポイントＰａにおいては、下向きの補正が行われるため、図５（ｇ）に示す通り、乗り換えポイントＰａを境界として、１画素を超える乗り換え処理段差が現れる。下向きの補正を行う場合のＷ１、Ｗ２、Ｗ３の値は図５（ｈ）に示す通りであり、説明の便宜上、上向き補正処理時と同様、重み付け係数の総和が１６となるようにしている。下向き補正時に対しても、式１を適用すると、乗り換えポイントＰａを境界として、補正画素値が求まる。つまり、乗り換えポイントＰａの前では、乗り換えポイントに近い画素ほど、前ラインの画素値の影響を受け、乗り換えポイントＰｃから遠くなる画素ほど、注目ラインの影響を強く受ける。また、乗り換えポイントＰａの後ろの画素では、乗り換えポイントＰｃに近い画素ほど、注目ラインの影響を受け、乗り換えポイントＰｃから遠い画素ほど、注目ラインの前ラインの影響を受ける結果となる（図５（ｉ））。ただし、本例では補間処理は乗り換えポイントの手前側の１６画素を対象とする。図５（ｉ）では乗り換えポイントＰａとＰｃとの間隔が１６画素であるから乗り換えポイントＰａの前後で平滑化されているように見えるが、それ以上離れている場合には乗り換えポイントＰａの直後から平滑化されることはない。

このように、補間処理部４１２の補間処理により、補間の方向が上向きであっても、下向きであっても、主走査方向に連続する画素データが、１画素を超える乗り換え処理段差によって、大きな段差として現れることが防止される。

パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）４１３は、補間処理部４１２が出力する色毎の画像データに対して、スキャナ部４１４Ｃ，４１４Ｍ，４１４Ｙ，４１４Ｋ の露光時間へ変換される。そして、変換後の画像データは、画像形成部４０１の印字部４１５により出力される。なお、プロファイル特性データは、画像形成部４０１内部に、画像形成装置がもつ特性として保持されている（プロファイル４１６Ｃ，４１６Ｍ，４１６Ｙ，４１６Ｋ）。画像処理部４０２は、画像形成部４０１が保持しているプロファイル特性に応じてライン乗り換え処理や補間処理を行う。

＜誤差拡散処理＞
次に、図１等を参照して、本発明の最も特徴的な部分に関して更に詳細に説明する。本実施形態に係る発明は、既に説明した、ハーフトーン処理部４０７の処理方法として、誤差拡散手法が選択された構成を有する。図１０に、誤差拡散手法による画像処理内容を記載する。図１０において、図１０（ａ）は、注目画素Ｐの量子化誤差が配分される隣接画素が４つ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）である場合の誤差拡散マトリクス１００１の構成を示す。図１０（ａ）に示すように、誤差拡散手法による画像形成では、注目画素Ｐの値を、所定の閾値Ｔｈと比較し、比較結果が閾値を上回る場合と、下回る場合の各々で出力画像データを得る。閾値Ｔｈは、入力画像データを２値化する場合は１つであり、４値化する場合は３つ存在する。すなわちＮ値化する場合にはＮ−１の相異なる閾値が用いられる。例えば、８ビットで構成される注目画素Ｐの値を、閾値Ｔｈで２値化する場合を考える。この場合には、閾値Ｔｈより小さな画素値は０とされ、閾値Ｔｈ以上の画素値は１とされる。閾値Ｔｈと同じ値の画素は０，１のどちらにしてもよい。この場合１画素は８ビットなので、１を８ビットに拡張した値２５５（＝ＦＦｈｅｘ）を８ビットの２値化後の値とする。

ここで注目画素Ｐの値を２００とし閾値Ｔｈを１２８とすると、注目画素Ｐの値が閾値Ｔｈを上回っているため、注目画素の量子化後の値すなわち出力値は"２５５"となる。そして、量子化前の画素値と量子化後の画素値との差が量子化誤差として近傍画素へ分配される。この例では、注目画素Ｐの量子化前の値２００と量子化後の値２５５との差分値２００−２５５＝−５５が、注目画素Ｐに隣接し、注目画素以降に処理がされる画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに配分される。その際、量子化誤差は予め定めた重みにより按分される。例えば、隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄへの誤差配分の重み付けＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄを、各々３／８，２／８，２／８，１／８とした場合、各隣接画素に配分される画素は次のようになる。
隣接画素Ａ：−５５×３／８＝−２０、
隣接画素Ｂ：−５５×２／８＝−１４、
隣接画素Ｃ：−５５×２／８＝−１４、
隣接画素Ｄ：−５５×１／８＝−７。
こられの値がそれぞれの画素値に加算される。なお量子化後の値は、その後の処理に応じたビット数で現される。たとえば本例では１６段階で平滑化する補間処理をライン乗り換え処理後に行うために、０または２５５で表される２値化後の値を、０または１５で表される４ビット／画素のデータに変換する。

図１０（ｂ）には、誤差拡散手法における誤差拡散マトリクスとして他のマトリクス１００２に構成を変えたものを示す。マトリクス１００２は、マトリクス１００１と、注目画素Ｐと閾値Ｔｈの差分を配分する隣接画素位置および対応する重み付け係数が異なる。

次に、図１１を参照して、誤差拡散手法による画像形成と、乗り換えポイントにおける１画素を超える補正処理とを合わせた場合に関して説明する。図１１の最上段には、縦軸に副走査ずれ量、横軸にレーザースキャン方向をとった場合の、画像処理部４０２の補正すべき曲がり特性のプロファイル１１０１と、乗り換えポイントＰａ，Ｐｂを示す。なお、プロファイル１１０１は、乗り換えポイントの補正方向として、上向き補正する必要がある場合を示すが、下向き補正する場合においては、上向き補正と逆方向となるだけである。

図１１において、Ｐａ、Ｐｂは乗り換えポイントである。また、Ｌは、乗り換えポイント間の最小画素間隔を示す。図６の例をとれば、１６画素がＬに相当する。乗り換えポイントＰａは、実際の走査線が基準線１１０２から１画素分、副走査方向上方にずれるポイントである。図１１の例では、乗り換えポイントＰａは、走査線の開始位置から最小乗り換えポイント間隔Ｌの２倍の位置（２倍の画素数分）である。同様に、乗り換えポイントＰｂは、乗り換えポイントＰａから、１画素分、副走査方向上方にずれるポイントであり、最小乗り換えポイント間隔Ｌの３倍の位置（３倍の画素数分）であることを示す。

画像データ１１０３は、ハーフトーン処理部４０７により処理された画像データが、記憶部４０８に記憶されている状態を示す。なお、数字で示している部分は、乗り換えポイント最小間隔画素数を基準としており、主走査方向、すなわちレーザースキャン方向にＬ分の画素を持つ画素列である。ハーフトーン処理部４０７の出力画像データは、レジストレーションずれ補正処理が行われる前の画像データであるため、乗り換えポイントＰａおよびＰｂを境界とした乗り換え補正による段差は発生していない。

プロファイル１１０１は、画像形成部４０１がもつ走査線の曲がり特性に対応した画像処理部４０２の補正すべき方向を示している。そのため、記憶部４０８に記憶された画像データ１１０３は、画像データ１１０４のように読み出される。つまり、乗り換えポイントＰａにおいて副走査方向（図では上方）に１画素ずれが発生している。そこで、走査線の開始位置から乗り換えポイントＰａまでの画素数Ｍ分、つまり画像データ１１０３の画素列２１、２２を記憶部４０８からずらすことなく読み出す。乗り換えポイントＰａにおいて、走査線が副走査上方向に１画素分のずれが発生しているため、画像データ２２の次に読み出す画像データは、副走査上方向に１画素ずれた画素列１３となる。次の乗り換えポイントであるＰｂまでは、副走査方向に１画素はずれは発生していない。そこで、画素列１３の次に読み出す画素列は、画素列１４、画素列１５となる。乗り換えポイントＰｂの位置、つまり、乗り換えポイントＰａからＮ画素数分読み出すと、次に読み出すデータは、副走査上方向に１画素ずらした画素列６となる。これ以降は、図示しない次の乗り換えポイントまで、副走査方向にずらすことなく読み出しを続ける。つまり、画素列７、画素列８、画素列９、…、のように読み出す。

記憶部４０８から、主走査方向画素数分読み出すと、次のライン、すなわち画像データ３１の読み出しとなる。乗り換えポイントは、画像形成部４０１がもつ曲がり特性に基づくものであるため、乗り換えポイントＰａ、Ｐｂに副走査方向の要素による変動はない。したがって、前記説明した手順と同様の位置で、副走査方向にずらされながら画像データが読み出される。つまり、画像データ３１、画像データ３２が読み出された後に、副走査上方向にずらし、画像データ２３、画像データ２４、画像データ２５が読み出される。ここで、乗り換えポイントＰｂの位置になるため、次に画像データ１６、画像データ１７、画像データ１８…と読み出される。これは他のラインについても同様である。

このように読み出された画像データの例を画像データ１１０４に示す。画素列２１〜３０は、このような読み出し時のライン乗り換え処理によって、乗り換えポイントにおいて、乗り換えられたラインにずらされている。こうして読み出された画像データが、画像形成部４０１により印字出力される。画像形成部４０１はプロファイル１１０１のような曲がり特性を持つから、記憶部４０８から読み出す画像データは、曲がり特性に応じて曲がった走査線上に記録され、その結果記録された画素列１１０５のように、本来の画像データに近似した位置に配置される。つまり、読み出し時、画像データ２１のラインは、乗り換えポイントＰａあるいはＰｂにおいて副走査上方向にずらされて、非連続的に読み出されるが、印字出力された結果においては、画素列２１から始まるラインはほぼ同一ラインに連続的に印字出力される。

ここで、誤差拡散手法による画像形成の場合は、注目画素と閾値との誤差を注目画素に隣接する周囲画素に配分することから、同様の方法では、乗り換えポイント付近の画像再現性が悪くなる。つまり、ハーフトーン処理においては、乗り換えポイントにおけるライン乗り換え処理を考慮せずに、乗り換えポイントにおいても、乗り換えポイントではない位置の画素と同一の誤差拡散マトリクスおよび誤差配分で処理を行っている。そのため、記憶部４０８で副走査方向にずらされて読まれるライン乗り換え処理による不具合が発生する。

具体的に説明する。ただし以下では、誤差拡散の説明の便宜上、図１１においてＬ＝１として説明する。もちろんＬは１より大きくてもよいが、誤差拡散処理は画素単位で行われる。また誤差配分の係数マトリクスとして図１０のマトリクス１００１を用いる。

さて、乗り換えポイントＰａにおいて、画素２２の次に読み出される画素は画素１３である。それにも関わらず、画素２２の量子化誤差は、画素２３、画素３１，画素３２，画素３３に配分される。このうち、主走査方向に乗り換えポイントを超える、画像データ２３および画像データ３３に対する誤差配分が悪影響を及ぼす。なぜならば、これらの画素は、ライン乗り換え処理によって、量子化誤差が配分されたはずの画素の位置とは異なる位置に移動してずれるためである。画像形成を行えば、画像形成部のプロファイルによって形成された画像上におけるずれは小さくなるものの、完全に解消される訳ではない。

つまり、画像形成部４０１の曲がり特性（プロファイル）と、記憶部４０８による補正方向への読み出しにより、基本的には曲がり特性が解消された画像形成がなされる。これは乗り換えポイントによる１画素単位のデジタル的な切り替えである。これでは画像形成部４０１がもつアナログ的な（１画素未満の連続的な）曲がり特性には対応出来ない。図１２に画像形成部４０１がもつ曲がり特性と、画像形成部４０２による補正の関係を示す。図１２の線１２０１は画像形成部４０１が持つ曲がり特性を示す。図１２に示すように、画像形成部４０１の曲がり特性は１画素単位ではなく、主走査方向の位置に対して連続的に変換する。つまり、走査開始点からＭ画素目の乗り換えポイントＰａに至ると、そこで１画素のずれが発生するものの、実際には、乗り換えポイントＰａに至るまでのＭ画素にわたって緩やかにずれ量が変化している。また、乗り換えポイントＰｂにおいても、乗り換えポイントＰａからＮ画素分緩やかにずれていき、乗り換えポイントＰｂで、副走査方向に１画素分ずれる。

これに対し、画像処理部４０２での記憶部４０８の読み出しによる補正は、図１２の線１２０２のようになっている。すなわち、乗り換えポイントＰａで、副走査上方向（画像形成部４０１の曲がり特性の逆方向）に、１画素分ずらして読み出す。このため、線１２０１のような連続的な変化に正確に対応した補正が出来ない。

背景技術においては、この段差を解消する手段として、乗り換えポイントでの、１画素未満の補間処理を行うようにしている。しかし、課題にも示した通り、連続階調画像データに対して乗り換えポイントで補間処理を実施すると、補間処理による濃度むらが発生し、出力画像が劣化する。

＜ライン乗り換え処理を前提とした誤差拡散処理＞
それに対する本実施形態における対策を以下に説明する。これにより本実施形態では、特に連続階調画像の生成に誤差拡散手法が用いられた場合、乗り換えポイント付近の出力画像の品位を向上させる。

図１３Ａは、画像処理部４０２の乗り換えポイントで、着目ラインからその下のラインに乗り換えるライン乗り換え処理（下方向補正あるいは下方向乗り換えともいう。）をかける場合の誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を示す図である。なお、矩形で示した１ますが画像データを構成する画素を示す。

図１３Ａに示す通り、本実施形態においては、乗り換えポイント付近の領域と、その前後に領域とに画像を分ける。ここでは１ラインに着目して説明する。図１３Ａの例においては、乗り換えポイントを基準として前１０画素および後ろ３画素からなる領域２と、それ以外の領域１とを別の領域の扱いとする。本説明においては、乗り換えポイントを含まない領域を領域１、乗り換えポイントを含む領域を領域２とする。なお、領域２の範囲は、この例以外の範囲に設定することもできる。つまり、乗り換えポイントを含む領域２の前後画素は、画像形成装置毎に設定出来る。この領域２に関しても、図１３Ａのような前後非対称の画素数としても良いし、前後対象の画素数としても良い。更に、極端な例として、領域２に該当する画素を、乗り換えポイントの前１画素（あるいは後ろ１画素）のように１画素分として設定しても良い。すなわち、あるラインにおいて、誤差拡散マトリクスを切り替える領域２は、少なくとも乗り換えポイント直前の１画素を含むべきである。いずれにしても領域２は、乗り換えポイントの位置を基準とした前後の画素数などで予め定められている。

図１３Ａのように乗り換えるラインが注目ライン（斜線で示す）の下のラインである場合、領域１においては、誤差拡散マトリクスａ−１を使用して量子化を行う。具体的には、網掛けで示した注目画素Ｐの量子化誤差を、各々隣接する画素に重み付け演算して配分しながら量子化処理を行う。つまり、隣接画素Ａには重み付け演算によって得られた誤差Ｅａを配分し、隣接画素Ｂには重み付け演算された誤差Ｅｂを配分する。以下、同様に、隣接画素ＣにはＥｃを配分し、隣接画素ＤにはＥｄを配分する。

領域２においては、誤差拡散マトリクスａ−２を用いて量子化を行うが、下のラインへの乗り換えである場合、誤差拡散マトリクスａ−２の形状は、誤差拡散マトリクスａ−１と同じであっても良い。ただしこの場合、注目画素Ｐに隣接する画素（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）への誤差配分が領域１の配分とは異なる。乗り換えポイントでのライン乗り換え方向が下方向であることから、乗り換えポイントを基準とすると、次ラインへの誤差配分を領域１の誤差配分よりも大きくした方が良い。これは、本来同じラインにあって走査方向について次の画素及びその直下の画素に分散されるべき誤差が、ライン乗り換え処理により結果的に注目画素の右上の画素及びその直下の画素にそれぞれ分配されてしまうことになるためである。

したがって、領域２においては、注目画素Ｐの隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄへの誤差配分を各々、Ｅａ＞Ｅａ'かつＥｂ＜Ｅｂ'であるようなＥａ'，Ｅｂ'，Ｅｃ'，Ｅｄ'とする。この誤差配分を切り替える処理により、記憶部４０８から読み出すことによる、１ラインを超える補正を行った場合においても、乗り換えポイント前後の不自然な段差が低減される。Ｅａ＞Ｅａ'かつＥｂ＜Ｅｂ'としたのは、乗り換え処理により乗り換えポイントにおいて注目点に近づく画素に配分する誤差の割合を高めて、画素間の色の連続性が失われにくくするためである。Ｅｃ'，Ｅｄ'についてはそれぞれＥｃ，Ｅｄと等しくてもよい。この結果、画像形成時には、プロファイルの特性により、乗り換えポイント前後の画素を含む画素列は理想的な走査線に近づきはするものの、ライン乗り換えに伴う乗り換えポイントを挟んだ画素間のずれは依然として残る。そのずれに起因する不連続性が軽減され画像品質の低下を防止できる。

次に、ライン乗り換え処理を、上のラインに乗り換える場合、すなわち上方向補正に関して説明する。図１３Ｂは、画像処理部４０２の乗り換えポイントでの補正処理として、上方向に補正をかける場合の誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を示す図である。なお、本説明においても、上方向に補正する場合の領域と同様に分割された領域設定を前提に説明するが、領域構成に関しては、上方向に補正する場合とは異なる構成としてもよい。補正の方向が上方向である場合においても、領域１に適用する誤差拡散マトリクスは、下方向に補正する場合と同じで良い。つまり、図１３Ｂに示した誤差拡散マトリクスｂ−１の構成及び誤差配分Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，Ｅｄは、図１３Ａに示す誤差拡散マトリクス構成ａ−１および誤差配分と同じで良い。

上方向へのライン乗り換え処理の場合の特徴は、領域２に属する画素に適用する誤差拡散マトリクスの形状である。乗り換えポイントにおいて、１画素分下のラインにライン乗り換え処理を行うと、注目画素よりも下の画素は、注目画素にから１画素分遠ざかることになる。したがって、上方向への補正の場合、乗り換えポイントを含む領域２の画素データの誤差拡散処理では、図１３Ｂに示す誤差拡散マトリクスｂ−２を使用する。誤差拡散マトリクスｂ−２は、マトリクスｂ−１に対して、副走査方向に対して２ライン下のライン（すなわち次々ライン）まで誤差配分先を変更したものである。また、下方向への補正の場合において、マトリクスｂ−２による注目画素Ｐの隣接画素（Ａ，Ｂ，Ｃ）および誤差配分先Ｅ画素への誤差配分をそれぞれＥａ"，Ｅｂ"，Ｅｃ"，Ｅｅとすれば、Ｅａ＞Ｅａ"、Ｅｂ＜Ｅｂ"となるようにする。このように領域１の誤差拡散マトリクスと異なり、副走査方向に更に１ライン進んだ画素Ｅに対しても、誤差Ｅｅを配分する。Ｅａ＞Ｅａ"かつＥｂ＜Ｅｂ"としたのは、注目画素から離れる隣接画素に対して分配する誤差の割合を軽くするためである。Ｅｃ"についてはＥｃと等しくてもよい。また、図１３Ｂでは隣接画素Ｄに対する誤差配分はないが、画素Ｄに対して誤差を配分してもよい。

画像形成部のプロファイルに応じてライン乗り換え処理が施された画像データは、そのプロファイルを持つ画像形成部で画像として記録される。画像データは、ライン乗り換え処理により、乗り換えポイントを挟んで画素のずれが生じている。画素列の歪みは画像形成で相殺されるものの、画素のずれは依然として残る。このずれを、誤差拡散マトリクスまたは誤差配分またはその両方を乗り換えポイント近傍領域とその他の領域とで切り替える切り替え処理により目立ちにくくする。そのため記憶部４０８から読み出すことによる、１ラインを超える補正を行った場合においても、乗り換えポイント前後の不自然な段差が低減され、むら等として視覚化される低品質の画像が形成されることを防止できる。

次に、図１を参照して、ハーフトーン処理部４０７により実行される誤差拡散処理手順に関して説明する。図１は、本発明におけるハーフトーン処理部４０７の誤差拡散処理フローを示す図である。ハーフトーン処理部は、たとえばＣＰＵとプログラムを格納したメモリ等により実現されてもよく、その場合には図１がそのプログラムの手順を示す。また乗り換えポイントの位置を示すプロファイル情報は、予め画像形成部ごとに走査線を測定して得られており、プロファイル記憶部４０３に記憶されている。

誤差拡散処理により、Ｎ値化される画像データが、記憶部４０６に記憶されると、所定タイミングで記憶部４０６から読み出される。読み出された画像データは、各色で構成したハーフトーン処理部４０７Ｃ，４０７Ｍ，４０７Ｙ，４０７Ｋで画像形成処理が開始される。なお図１の手順は１つの色成分に対するハーフトーン処理部による処理であり、この処理が各色成分についてそれぞれ行われる。処理は、ラスタ走査順に画素毎に着目して進められる。

まず処理対象である注目画素が、領域１に該当するか判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１では、プロファイル情報に含まれる乗り換えポイントの位置及び方向を参照し、乗り換えポイントから別途定めた範囲内に注目画素がなければ領域１に該当すると判定される。注目画素が領域１にあれば、各色のハーフトーン処理部４０７は、領域１の誤差拡散マトリクス（第１の誤差配分）による量子化処理を行う（ステップＳ１０２）。誤差拡散マトリクスは、領域１用と領域２用とが予め作成されてハーフトーン処理部に保存されている。領域２用に関しては、ライン乗り換え方向ごとに誤差拡散マトリクスが作成され保存されている。つまり、レーザースキャン方向、すなわち、主走査方向位置での、注目画素を含む領域２におけるライン乗り換えの方向が下向きであれば、図１３Ａのマトリクスａ−１を用いる。一方ライン乗り換えの方向が上向きであれば、図１３Ｂのマトリクスｂ−１を用いて量子化処理を行う。なおライン乗り換えの方向もプロファイル情報に含まれている。

ステップＳ１０１において、注目画素が領域２に含まれると判定された場合、注目画素を含む領域２に含まれる乗り換えポイントにおけるライン乗り換えの方向が下向きであるか判定する（ステップＳ１０３）。下向きである場合は、第２の誤差配分、すなわち図１３Ａの誤差拡散マトリクスａ−２による量子化処理を行う（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０３において、注目画素を含む領域２に含まれる乗り換えポイントにおけるライン乗り換え方向が上向きであると判定された場合は、第３の誤差配分、すなわち図１３Ｂの誤差拡散マトリクスｂ−２による量子化処理を行う（ステップＳ１０５）。

各色のハーフトーン処理部４０７は、画像形成すべき画像データ全体について量子化処理が完了するまで、ステップＳ１０１からステップＳ１０５の処理を繰り返し実行する。つまり、注目画素の主走査方向位置に基づいて、注目画素が乗り換えポイントを含む領域に該当するか判定し、該当する場合は、ライン乗り換えの方向も鑑みて、画像形成に用いる誤差拡散マトリクスを選択して使用する。

上記ステップＳ１０１からステップＳ１０５により生成された画像データは、記憶部４０８に記憶される。記憶部４０８では、画像形成部４０１に保持しているプロファイル４１６に対応し、乗り換えポイントにおいては、１画素を超える補正として、画像データの副走査側のずらし処理が行われて読み出される。次に、読み出された画像データは、補間判定部４０９に入力される。誤差拡散処理により生成された画像データは、基本的には、補間判定部４０９において、補間を行わないと判定され、その判定結果とタイミング調整部４１０で調査された画像データとが転送用バッファ４１１に記憶される。これは、連続階調画像に対して補間処理を施すと返って濃度むら等の画質劣化の原因になるためである。

補間判定部４０９の判定結果、すなわち補間を行わないという結果と、画像データとは、転送用バッファ４１１から適宜読み出され、補間処理部４１２に入力される。補間処理部４１２は、補間判定結果に基づき、処理を行う。補間処理部４１２の出力画像データは、各色のＰＷＭ４１３を経て、画像形成部４０１に出力される。画像形成部４０１は、入力される各色の画像データを印字、定着処理する。なお、その際、各色とも、画像形成部４０１に保持している、各々のプロファイル４１６に保持したレーザースキャンの曲がり特性に準じて出力を行う。

図１７に出力例を示す。プロファイル１７０１を持つ画像形成部で形成される画像データは、そのプロファイルに従って画像データ１７０２のようにライン乗り換え処理が施される。例えば元画像データにおける斜線で示した画素列１７０２ａは、ライン乗り換え処理により乗り換えポイント毎に異なるラインに置き換えられてしまう。その画像データが、プロファイル１７０１を持つ画像形成部で画像として形成されると、画素列１７０３のように、乗り換えポイントにおけるずれはあるものの、理想的な走査線（図の水平方向）上に、おおむね配置される。

以上の通り、本実施形態では、乗り換えポイントにおいてずれた画素が、画像形成においてそのずれを相殺するような位置に形成されて生じる画素間の不連続性を減少させるよう、誤差拡散マトリクスを切り替える。すなわち、画像形成後における画素の配置を予め考慮して、着目画素の量子化誤差が、最終的に形成される画像において着目画素近傍となる画素に配分されるように誤差拡散処理が行える。この結果、各色成分画像間のレジストレーションずれが補正されると共に、レジストレーションずれ補正処理に伴う誤差拡散に起因した画質の劣化を防止することができる。

［第２の実施形態］
前記第１の実施形態においては、画像形成を実施するハーフトーン処理部４０７による画像形成時に乗り換えポイントであるかどうかの判断を行いながら画像形成処理を行う構成としたが、本発明における実施形態は前記第１実施形態に限定されるものではない。第２実施形態の説明において、第１実施形態の説明の際に用いた説明図および記号が同一である場合は、同じ記号を用いることとする。

第２の実施形態においては、画像を形成するハーフトーン処理部４０７に入力する画像データの構成に対して、ライン乗り換え処理を行いつつハーフトーン処理を行う。第１実施形態においては、図１１において、ハーフトーン処理部４０７の処理後の画像データ、すなわち記憶部４０８に記憶した画像データには、ライン乗り換え処理が行われていないとして説明を行った。しかし、第２実施形態においては、記憶部４０８に記憶された時点において、ライン乗り換え処理が行われた状態となるように構成する。

図１４に、第２実施形態における、画像処理部４０２で補正するべき方向と、画像データ構成の相関図を示す。図１４は、画像処理部４０２が補正すべき方向を示す図であり、基本的には図１１と同一の図を示している。つまり、ＰａおよびＰｂは副走査方向に１画素ずれる乗り換えポイントである。

Ｌは、乗り換えポイント間の最小画素間隔を示すものであり、図６の例をとれば、１６がＬに相当する。乗り換えポイントＰａは、基準点から１画素分、副走査方向上方にずれるポイントであり、最小乗り換えポイント間隔Ｌの２倍の位置（２倍の画素数分）であることを示す。同様に、乗り換えポイントＰｂは、乗り換えポイントＰａから、１画素分、副走査方向上方にずれるポイントであり、最小乗り換えポイント間隔Ｌの３倍の位置（３倍の画素数分）であることを示す。

第２実施形態においては、ハーフトーン処理部４０７に入力する時点、すなわち、記憶部４０６から読み出す時点で、画像形成部４０１に保持した各色のプロファイル４１６をもとにした乗り換えポイントでライン乗り換え処理を行う。つまり、画像処理部４０２が補正する位置及び方向を記録した、図１４に示すようなプロファイル情報１４０１が保存されているのであれば、ハーフトーン処理部４０７に入力する時点で、画像１４０２に示すように、副走査方向に１画素ずらした状態とする。

ハーフトーン処理部４０７は、記憶部４０６の読み出し時点において、ライン乗り換え処理が行われた画像データに対して、誤差拡散処理により量子化処理を行う。第２実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、乗り換えポイントを含む領域（領域２）と、乗り換えポイントを含まない領域（領域１）に分けて、誤差拡散処理に使用する誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を変更して画像形成処理を行う。誤差拡散処理の手順は第１実施形態と同様である。

図１５Ａに、下方向に乗り換える場合の、各領域において画像形成時に使用する誤差拡散マトリクスと誤差配分を示す。なお、図１５Ａにおいても、図１３Ａと同様、記載した矩形は画素構成を示し、領域２は乗り換えポイントの前１０画素、後ろ３画素から構成するものとする。

ハーフトーン処理４０７が処理する画像データが、領域１に属する場合、ハーフトーン処理部４０７による誤差拡散処理には、誤差拡散マトリクスｃ−１を使用して量子化を行う。具体的には、網掛けで示した注目画素Ｐの量子化時に発生する誤差を、各々隣接する画素に、重み付け演算して配分しながら量子化を行う。つまり、隣接画素Ａには重み付け演算によって得られた誤差Ｅａを配分し、隣接画素Ｂには重み付け演算された誤差Ｅｂを配分する。以下、同様に、隣接画素ＣにはＥｃを配分し、隣接画素ＤにはＥｄを配分する。

領域２においては、誤差拡散マトリクスｃ−２を用いて量子化を行うが、補正の方向が下方向である場合、誤差拡散マトリクスの形状としては、誤差拡散マトリクスｃ−１を変更することなく使用しても良い。この場合、領域１と変わる部分は、注目画素Ｐに隣接する画素（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）への誤差配分である。乗り換えポイントでの補正の方向が、下方向であることから、乗り換えポイントを基準とすると、次ラインへの誤差配分を、領域１の誤差配分よりも大きくした方が良い。したがって、領域２において、注目画素Ｐの隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄへの誤差配分を各々、Ｅａ'，Ｅｂ'，Ｅｃ'，Ｅｄ'とすれば、Ｅａ＞Ｅａ'、Ｅｂ＜Ｅｂ'となるように誤差配分を変更する。この誤差配分を変更する処理により、画像形成部４０１が印字出力する画像データにおける、乗り換えポイント前後の不自然な段差が低減される。

次に、補正の方向が上方向である場合に関して説明する。図１５Ｂは、補正の方向が上方向である場合の領域の設定と、各領域における誤差拡散マトリクスの形状を示す図である。なお、本説明においても、下方向に補正する場合の領域の設定を前提に説明するが、領域構成に関しては、以降の説明に制限されるものではない。

補正の方向が上方向である場合においても、領域１に適用する誤差拡散マトリクスは、下方向に補正する場合と同じで良い。つまり、図１５Ｂで示した誤差拡散マトリクスｄ−１の構成及び誤差配分Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，Ｅｄは、図１５（ａ）に示す誤差拡散マトリクスｃ−１の構成および誤差配分と同じで良い。

上方向への補正の場合の特徴は、領域２に属する画素に適用する誤差拡散マトリクスの形状である。乗り換えポイントにおいて、１画素を超える補正を行うと、誤差の配分先である隣接画素が、より副走査方向に遠くずれることになる。したがって、上方向への補正の場合、乗り換えポイントを含む領域２の画素データの画像形成には、図１５Ｂに示すような副走査方向に誤差配分先を変更した誤差拡散マトリクスｄ−２を使用する。

つまり、上方向への補正の場合において、注目画素Ｐの隣接画素（Ａ，Ｂ，Ｃ）および誤差配分先Ｅ画素への誤差配分を、Ｅａ"，Ｅｂ"，Ｅｃ"，Ｅｅとすれば、Ｅａ＞Ｅａ"、Ｅｂ＜Ｅｂ"となるようにする。また、領域１の誤差拡散マトリクスと異なり、副走査方向に更に１ライン進んだ画素Ｅに対しても、Ｅｅの誤差を配分するようにする。このように、誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を変更する処理により、画像形成部４０１が印字出力する画像データにおける、乗り換えポイント前後の不自然な段差が低減される。このように本実施形態では誤差拡散処理そのものは第１実施形態と同様である。

ハーフトーン処理部４０７により形成された画像データは、記憶部４０８に記憶されるが、第１実施形態とは異なり、記憶部４０８から読み出す時点においては、乗り換えポイント位置による１画素を超える補正処理、すなわち、ライン乗り換え処理は行わない。

記憶部４０８から読み出された画像データの以降の処理は、第１実施形態で説明した通りであるため、以降の説明は省略する。

以上のように処理を行うことで、画像形成後における画素の配置を予め考慮した誤差拡散処理が行える。すなわち、画像形成後における画素の配置を予め考慮して、着目画素の量子化誤差が、最終的に形成される画像において着目画素近傍となる画素に配分されるように誤差拡散処理が行える。このため、誤差拡散処理に先行して乗り換え処理が行われている場合にも、第１実施形態と同様の効果を得られる。

第１及び第２の実施形態によれば、画像形成装置が持つプロファイル特性に対応させて、１画素を超える補正を行う場合において、乗り換えポイント近傍の画像形成時に、プロファイル特性を考慮した画像形成を行うことが出来る。具体的には、画像形成する手法が誤差拡散処理の場合において、乗り換えポイント近傍に用いる誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を、乗り換えポイントで補正するべき方向を加味して切り替える。こうすることにより、印字出力画像の乗り換えポイントでの濃度ムラおよびテクスチャの低減が可能となる。

なお本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。また本発明の目的は、前述の実施形態の機能を実現するプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体およびプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、本発明には、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた場合についても、本発明は適用される。その場合、書き込まれたプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

本発明の画像形成時の処理フローを示す図 電子写真方式のカラー画像形成装置の構成を示す図 画像形成装置の色毎の走査線のプロファイル特性を示す図 本発明の画像形成装置の内部構成を示す図 乗り換えポイントでの補正方向による補間処理を示す図 乗り換えポイントでの補正方向による補間処理を示す図 補間係数の構成例を示す図 画像処理部と画像形成部のプロファイルを示す図 乗り換えポイントでの補正処理方向による構成の相違を示す図 プロファイル保持形態を示す図 誤差拡散処理におけるマトリクス構成を示す図 本発明の第１実施形態における１画素を超える補正の構成図 画像形成部のプロファイルと１画素を超える補正との相関を示す図 本発明の第１実施形態における誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を示す図 本発明の第１実施形態における誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を示す図 本発明の第２実施形態における１画素を超える補正の構成図 本発明の第２実施形態における誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を示す図 本発明の第２実施形態における誤差拡散マトリクスおよび誤差配分を示す図 背景技術を説明する図 画像形成の様子を説明する図 補間処理を説明する図

符号の説明

Ｓ１０１は画像形成画素の領域判定ステップ
Ｓ１０２は第１の領域における画像形成処理ステップ
Ｓ１０３は第２の領域における補正方向を判断するステップ
Ｓ１０４は第２の領域における第１の誤差拡散マトリクスを使用して画像形成を行うステップ
Ｓ１０５は第２の領域における第２の誤差拡散マトリクスを使用して画像形成を行うステップ
Ｓ１０６は画像形成の終了を判定するステップ

Claims (4)

1. 画像を形成する画像形成部を色成分毎に備え、各色成分の画像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像形成部における像担持体上の走査線の副走査方向についてのずれ量を、走査線方向の位置に対応づけて示すプロファイル情報を保存する保存手段と、
   ドット画像データに対して誤差拡散処理を施す誤差拡散処理手段と、
   前記画像形成部における像担持体上の走査線の副走査方向についてのずれ量を相殺するように、前記プロファイル情報に基づいて、前記誤差拡散処理手段により量子化されたドット画像データの各画素の位置を副走査方向に画素単位でずらすレジストレーションずれ補正手段とを備え、
   前記誤差拡散処理手段は、前記プロファイル情報に基づいて、前記ドット画像データを副走査方向にずらす位置を含む予め定めた第２の領域と、それ以外の第１の領域とで相異なる配分で誤差を拡散することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レジストレーションずれ補正手段により、走査線の副走査方向についてのずれ量を相殺するために、ドット画像データにおける注目ラインとその下のラインとを接続することで画素がずらされる場合、前記誤差拡散処理手段は、前記第２の領域に属する注目画素について、前記第１の領域に比して次ラインへの誤差配分を大きくし、
   前記レジストレーションずれ補正手段により、走査線の副走査方向についてのずれ量を相殺するために、ドット画像データにおける注目ラインとその上のラインとを接続することで画素がずらされる場合、前記誤差拡散処理手段は、前記第２の領域に属する注目画素について注目画素の次々ラインへの誤差配分を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像を形成する画像形成部を色成分毎に備え、各色成分の画像を重ね合わせてカラー画像を形成し、前記画像形成部における像担持体上の走査線の副走査方向についてのずれ量を、走査線方向の位置に対応づけて示すプロファイル情報を保存する保存手段を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
   誤差拡散処理手段が、ドット画像データに対して誤差拡散処理を施す誤差拡散処理工程と、
   レジストレーションずれ補正手段が、前記画像形成部における像担持体上の走査線の副走査方向についてのずれ量を相殺するように、前記プロファイル情報に基づいて、前記誤差拡散処理工程により量子化されたドット画像データの各画素の位置を副走査方向に画素単位でずらすレジストレーションずれ補正工程とを有し、
   前記誤差拡散処理工程では、前記プロファイル情報に基づいて、前記ドット画像データを副走査方向にずらす位置を含む予め定めた第２の領域と、それ以外の第１の領域とで相異なる配分で誤差を拡散することを特徴とする画像形成方法。
4. 請求項１または２に記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。

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