JP5241311B2 - 画像形成装置、画像形成方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法およびプログラムに関する。

カラープリンタあるいはカラー複写機等のカラー画像形成装置に用いられる画像記録方式として、電子写真方式が知られている。電子写真方式は、レーザビームを利用して感光ドラム上に潜像を形成して、帯電した色材（以下、トナーと称する）により現像するものである。画像の記録は、現像されたトナーによる画像を転写紙に転写して定着させることにより行う。

近年、電子写真方式のカラー画像形成装置の画像形成スピード高速化のために、トナーの色数と同数の現像機および感光ドラムを備え、画像搬送ベルト上や、記録媒体上に順次異なる色の画像を転写するタンデム方式のカラー画像形成装置が増えている。このタンデム方式のカラー画像形成装置においては、レジストレーションずれを生じさせる複数の要因が存在することが知られており、各要因に対して様々な対処方法が提案されている。

その１つの要因が、偏向走査装置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装置のカラー画像形成装置本体への組み付け位置ずれである。この位置ずれにより、走査線に傾きや曲がりが生じ、その曲がりの度合い（以下、プロファイルと称する）が色毎に異なることとなり、レジストレーションずれとなる。

プロファイルは、各画像形成装置、すなわち記録エンジン毎、更には各色で特性が異なる。プロファイルの一例を図１３（ａ）〜（ｄ）に示す。図１３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１３００は、曲がりのない理想的な特性であることを示す。また、曲線で示した線１３０１、線１３０２、線１３０３、線１３０４は、色毎のプロファイルを示している。シアン（Ｃ）の特性は、線１３０１、マゼンタ（Ｍ）は、線１３０２、イエロー（Ｙ）は線１３０３、ブラック（Ｋ）は、線１３０４の特性を示している。縦軸は、理想的な特性に対して、副走査方向への画素ずれ量を示す。図１３に示されているように、曲線の変化点は、色毎に異なっており、この異なりが、定着後の画像データにおいて、レジストレーションずれとなって現れる。

この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に係る方法では、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の大きさを測定する。その後、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。

また、特許文献３、特許文献４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。この方法では、画像データを処理することで電気的に補正をするため、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、且つ、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１４に示されている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」と称する。つまり、図１４（ａ） において、Ｐ_１〜Ｐ_５が乗り換えポイントに該当する。

１画素未満の補正は、図１５に示されているように、ビットマップ画像データの階調値をレーザー光量調整やＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）により、副走査方向の前後の画素で調整する。つまり、図１５（ａ）のようなプロファイル特性により、上方向に曲がっている場合は、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方向と副走査側に逆方向に扱う。このような手法によって、１画素未満の補正を実施することにより、１画素単位の補正により生じる乗り換えポイント境界における不自然な段差を解消し、画像の平滑化を図ることが出来る。

また，特許文献５には画素単位での位置ずらしにより重心を補正する方法が記載されている。この方法は、画素の周期を制御することで重心を移動させるものであり、ＰＷＭ等の調整なしで重心を移動させることができる。

特開２００２−１１６３９４号公報 特開２００３−２４１１３１号公報 特開２００４−１７０７５５号公報 特開平４―３２６３８０号公報 特開２００６−３０１０３０号公報

しかしながら、上記の従来技術では、レーザー走査時にＰＷＭを用いたレーザーパワー変調や電流制御により１画素未満の画素位置をずらしにて補正処理を行い、１画素未満の段差をなくしている。そのため極小ドット、例えば１ドットの粗密で濃度を表現している画像を複数の中間ドット（２ドット以上）で表現することになり、結果ドット形成が不安定になる。

図１６は、レーザーパワー変調による中間ドットを使った重心移動の様子を示している。すなわち、図１６において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、順に右の走査ラインから徐々に左の走査ラインにずれていく様子を示している。破線で示した曲線は１つのレーザー走査することでできる露光像を示しており、実線で示した曲線は隣接するレーザー露光の影響も含めた露光像を示している。この処理をレーザー走査位置からの画素ずれ量を元に補間重心移動を行う。確かに積分値を保存しつつ次第に左に重心移動しているように見えるが、生成される形が必ずしも一致せずそれが濃度の変化として見える場合がある。このためたとえ信号値や積分光量的に濃度保存を行っていても出力される画像がその濃度を維持できないことがある。

つまりこれは０．３の光量で発光したものと０．７の光量で発光したものが隣接していても、１の発光と同程度の濃度を実現することが難しく、そして重心が０．３ずれる可能性も低い。これは中間ドットを使った重心ずらしでの濃度保存が困難であることを意味している。

同様の現象が細線の線幅にもあてはまり、たとえ１画素未満補正処理の前後で信号値的に同じ線幅を実現していても出力物の見た目で線幅が異なって見える場合がある。

１画素単位での位置ずらしにより重心を補正する例を図１７（ａ）に示す。この場合には、濃度は保存されやすいが、図１７（ｂ）のような１ドット斜めラインを描画したい場合に図１７（ｃ）のように結像される画像にレーザーが走査しない領域ができてしまい、空白が発生してしまう。これにより斜め線が、破線状に描画されることになり画像的な欠陥になってしまう（破線問題）。またこのような描画をしてしまうと、結像する解像力次第では凸凹が視認できる場合がある。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、感光体を走査することで画像を記録する記録手段を有する画像形成装置であって、副走査方向の画素ずれ量に応じて各画素の位置を副走査方向にずらすことで画素単位のずれが生じる画像のデータに対して、画像が記録される位置に対応して出力する画像のデータを補正する補正手段を備え、前記補正手段は、画素ずれ量と主走査方向の画素位置に応じて、注目ラインのデータ、前記注目ラインに隣接するラインのデータ、前記注目ラインと前記注目ラインに隣接するラインとの中間値のデータ、のうちのいずれか１つを出力し、前記記録手段は前記出力されたデータに従い前記感光体を走査することを特徴とする。

本発明によれば、レーザー走査装置における走査線の曲がり傾きを補正において、一般的に用いられるＰＷＭや光量制御に比べ、生成される不安定な中間ドットを減らし、より安定性の良い良好な補正処理が可能になる。

また、画素の描画位置をずらすことで曲がりを補正するもので起こってしまう破線問題を解決し、良好な画像補正が可能になる。

（実施形態１）
図４は、実施形態１の電子写真方式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を説明する図である。カラー画像形成装置は、画像形成部４０１と画像処理部４０２を有し、画像処理部４０２でビットマップ画像情報を生成し、それに基づき画像形成部４０１が記録媒体上への画像形成を行う。

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装置の断面図である。図４を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における画像形成部４０１の動作を説明する。

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、静電潜像を形成して、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。この単色トナー像を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記録媒体１１へ転写してその記録媒体上の多色トナー像を定着させる。

帯電手段は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に感光体２２（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を有する。そして、各注入帯電器は、スリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳを有する。

感光体２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）は、不図示の駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは、感光体２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）を画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。露光手段は、感光体２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）へスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋより露光（レーザー）光を照射し、感光体２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）の表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成する。

現像手段は、上記の静電潜像を可視化するために、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に現像を行う４個の脱着可能な現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを有する。そして、各現像器は、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳを有する。

転写手段は、感光体２２から中間転写体２８へ単色トナー像を転写する。中間転写体２８を時計周り方向に回転させ、感光体２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）とその対向に位置する一次転写ローラ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋの回転に伴って、単色トナー像を転写する。一次転写ローラに適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体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。

更に転写手段は、ステーション毎に単色トナー像を中間転写体２８上に重ね合わせ、重ね合わせた多色トナー像を中間転写体２８の回転に伴い二次転写ローラ２９ａ、２９ｂまで搬送する。さらに記録媒体１１を給紙トレイ２１から二次転写ローラ２９ａ、２９ｂへ狭持搬送し、記録媒体１１に中間転写体２８上の多色トナー像を転写する。この二次転写ローラ２９ａ、２９ｂに適当なバイアス電圧を印加し、静電的にトナー像を転写する。これを二次転写という。二次転写ローラは、記録媒体１１上に多色トナー像を転写している間、符号２９ａの位置で記録媒体１１に当接し、印字処理後は、符号２９ｂの位置に離間する。

定着手段は、記録媒体１１に転写された多色トナー像を記録媒体１１に溶融定着させるために、記録媒体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。定着装置３１は、多色トナー像を保持した記録媒体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、トナーを記録媒体１１に定着させる。

トナー定着後の記録媒体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。クリーニング手段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ものであり、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。

図３を用いて、画像形成装置の色毎の走査線のプロファイル特性に関して説明する。図３（ａ）は、画像形成装置のプロファイル特性として、レーザースキャン方向（主走査方向）にレーザースキャンした際に、副走査方向に関して上方にずれている領域を示す図である。また、図３（ｂ）は、画像形成装置のプロファイル特性として、レーザースキャン方向（主走査方向）にレーザースキャンした際に、副走査方向に関して下方にずれている領域を示す図である。図３において、走査線３０１は、理想的な走査線であり感光体２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）の回転方向に対して垂直に走査が行われる場合の特性を示す。

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て行うが、プロファイル特性としての定義は、これに限定されるものではない。つまり、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っても良い。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示す図と、画像形成部４０１のずれ方向を示す図の相関を示す。画像処理部４０２で補正がなされるべき方向として、図７（ａ）のようにプロファイル特性が示されている場合は、画像形成部４０１の曲がり特性は、その逆方向である図７（ｂ）のようなものとなる。逆に、画像形成部４０１の曲がり特性として、図７（ｃ）のプロファイル特性が示されている場合、画像処理部４０２で補正がなされるべき方向としては図７（ｄ）のようになる。

また、プロファイル特性のデータの保持の仕方としては、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変化の方向性を保持するようにする。具体的には、図９を例にとれば、（ａ）のプロファイル特性に対し、乗り換えポイントＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、・・・Ｐ_ｍ（ｍは正の整数）が定義される。なお、以下の記載において、Ｐの添え字は、全て正の整数である。各乗り換えポイントの定義は、曲がり特性により理想の走査線に対し副走査方向に１画素ずれが発生するポイント（主走査における位置）であり、方向としては、次の乗り換えポイントまで上方向に変化する場合と下方向に変化する場合がある。

例えば、乗り換えポイントＰ_２は、次の乗り換えポイントＰ_３まで、上方向に乗り換えを行うべきポイントとなる。したがって、乗り換えポイントＰ_２における乗り換え方向は、図９（ｂ）に示すように上方向（↑）となる。同様に、Ｐ_３においても、次の乗り換えポイントＰ_４までは上方向（↑）となる。乗り換えポイントＰ_４における乗り換え方向は、これまでの方向とは異なり下方向（↓）となる。この方向のデータの保持の仕方としては、例えば、上方向を示すデータとして「１」、下方向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。

図３は、感光体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３０２、３０３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）を用いて、レーザースキャン方向にレーザースキャンした際に、曲がり特性により副走査方向に関して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。

本発明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、上方への曲がりの発生した走査線３０２上で副走査方向に１画素ずれているポイントであるＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３が乗り換えポイントに相当する。なお、図３（ａ）においてはＰ_０を基準としたものとして記載している。図３（ａ）からもわかるように、乗り換えポイント間の距離（Ｌ_１、Ｌ_２）は、曲がりの発生した走査線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レーザースキャンした際に、曲がり特性により副走査方向に関して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、下方への湾曲特性を示す走査線３０３上で副走査方向に１画素ずれているポイントであるＰ_ｎ、Ｐ_ｎ＋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）と同様に、乗り換えポイント間の距離（Ｌ_ｎ、Ｌ_ｎ＋１）は、曲がり特性を示す走査線３０３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を示す走査線の変化度合いと密接に関係する。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。

既に説明している通り、画像形成装置がもつ曲がり特性は、色毎にも異なるため、乗り換えポイントの数および位置はそれぞれ異なる。この色間の相違が、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段差を抑制する補間処理に関するものであり、詳細に関しては、別図を用いて後述する。

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の処理について説明する。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ー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有し、読取手段からの画像データを扱っても良い。ここで、読取手段は、少なくともＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）あるいはＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）を有する。また、その読み取った画像データに対して、所定の画像処理を行う処理部を有していても良い。また、画像形成装置は、不図示のインターフェースを介して、上記の読取手段からデータを受け取っても良い。

色変換処理部４０５は、上記のＲＧＢデータを画像処理部４０２のトナー色にあわせてＣＭＹＫデータに変換し、ＣＭＹＫ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の第１の記憶部であり、印刷処理を行うラスターイメージデータを一旦格納するものである。なお、記憶部４０６は、１ページ分のイメージデータを格納するページメモリでも良いし、複数ライン分のデータを記憶するバンドメモリでも良い。

ハーフトーン処理部４０７（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。

画像形成装置内部の第２の記憶部４０８は、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、記憶部４０８以降の画像処理する画素位置が乗り換えポイントである場合、記憶部４０８から読み出される時点で、１画素分の乗り換えが行われる。

図８（ａ）は記憶部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の曲がり特性によらず、ハーフトーン処理部による処理後のデータが保持されている。図８（ａ）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上方向の場合、図８（ｂ）のように、乗り換えポイントを境界として、上方向に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下方向の場合、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、下方向に１画素分ずらされた状態となる。

タイミング調整部４１０（４１０Ｃ、４１０Ｍ、４１０Ｙ、４１０Ｋ）は、記憶部４０８からＮ値化データを読み出すタイミングを調整する。転送用バッファ４１１（４１１Ｃ、４１１Ｍ、４１１Ｙ、４１１Ｋ）は、タイミング調整部４１０（４１０Ｃ、４１０Ｍ、４１０Ｙ、４１０Ｋ）の出力データを一時的に保持する。なお、上記で、第１の記憶部４０６、第２の記憶部４０８、転送用バッファ４１１（４１１Ｃ、４１１Ｍ、４１１Ｙ、４１１Ｋ）を外付けの装置としたが、画像形成装置内部に共通の記憶部があっても良い。

補間処理部４１２（４１２Ｃ、４１２Ｍ、４１２Ｙ、４１２Ｋ）は、転送用バッファ４１１（４１１Ｃ、４１１Ｍ、４１１Ｙ、４１１Ｋ）からの受信データに対して、補間処理を行う。補間処理部４１２（４１２Ｃ、４１２Ｍ、４１２Ｙ、４１２Ｋ）での補間処理は、画像形成装置がもつ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５に乗り換えポイントにおける補間の方法を示す。

図５（ａ）は、レーザースキャン方向に対する、画像形成装置の曲がり特性を示す。図５（ａ）において、領域１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り、反対に、領域２は画像処理部４０２として下向きに補正を行わなければならない領域である。

図５（ｂ）は、乗り換えポイントＰ_ａ前後の乗り換え前画像、すなわち、ハーフトーン処理部４０７（４０７Ｃ、４０７Ｍ、４０７Ｙ、４０７Ｋ）の出力画像データを示す。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。

図５（ｃ）は、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、すなわち、記憶部４０８の出力時の画像データを示す。１画素を超える乗り換えポイント処理は、記憶部４０８から読み出す時点で行うため、補間処理部に入力される時点での、乗り換えポイントＰ_ａ前後の画素には、乗り換えポイントＰ_ａを境界にして、大きな段差が現れる。

なお、乗り換えポイントの定義は、レーザースキャン方向に対して、副走査方向に１画素ずれる位置が該当するため、補間の際の基準位置は左側として以降の説明をする。

補間処理部４１２（４１２Ｃ、４１２Ｍ、４１２Ｙ、４１２Ｋ）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。

まず、乗り換えポイント間をｎエリアに分割する。ここでは説明の便宜上、１６エリア均等分割として説明を行うが、当然それに限るものではない。図５（ａ）の領域１における補正の方向は上向きであるので、注目ラインでの出力は、入力の注目ラインと後ラインそしてその両者から求まる中間値の３つのいずれかのデータを選択することで実現する。

図５（ｄ）は、各エリアでの整数画素以下の画素ずれ量をテーブルにしたものを示している。つまり、１６画素単位に、図５（ｄ）のテーブルで示されている値だけ画素がずれている。たとえば、エリア１では、１６分の１画素ずれていることを意味する。同様に、エリア２では１６分の２画素、と順に最終的に、エリア１５では、１６分の１５画素ずらすことで、乗り換えポイント間の補間重心移動処理が可能になる。

本実施形態では、注目ラインと後ラインのほかにその両者の平均値ラインを作成しその３ラインを周期的に選択することで重心移動処理を実現する。この平均値ラインが意味するところは両ラインの中間位置であり、重心が半分移動したことに相当する。また平均値（ＯＮ／ＯＦＦの中間値）の生成にはＰＷＭやレーザー光量の制御が必要となる。ＰＷＭであれば中間値生成には５０％点灯の制御を行なう。

図１に本実施形態での補間処理のブロック図を示す。注目ラインデータ１７０１と後ラインデータ１７０２を入力として、その平均値が、平均化１７０３により計算される。この平均値と注目ライン、後ラインの３つを、注目画素位置（座標）１７０５を元に、セレクタ１７０４が選択し、出力１７０６に出力する。ここで、乗り換えポイント間を１６エリア均等分割としたが、当然それに限るものではない。このエリア毎に選択周期を変更しながら処理を行う。図６は、その選択順の例を示している。図６において斜線で表現されている箇所が、上下画素の平均値出力を意味している。

図６において添え字に用いている０〜１５の数字は図５（ｄ）での区間ごとのテーブル値と一致させている。図６の添え字の値は、横１６画素中の注目ライン、後ライン、平均値の選択状況を示している。
このように平均値から求まる中間ドットを選択途中で入れることで、課題としてあげているような途切れや凸凹が軽減される。露光ドットの形成も中間値であれば比較的安定して形成することが可能であり、課題にしている孤立ドットの濃度の維持や細線の線幅は安定して再現することが可能になる。

なおここでは平均値として上下ラインの平均値を用いたが、上下ラインから求まる中間濃度値であればこれに限るものではない。
３つのデータの選択の方法であるが、たとえば主走査方向の注目画素位置を１６で割った余りの値によって上下のどちらかを選ぶと、周期的なずらし重心移動が可能になる。（剰余は０〜１５までの値を取り得、その値によって上下を選択する。）
図５（ｅ）にずらした様子をマクロに俯瞰した図を示す。画素単位に徐々に画素の飛び出し、その頻度が変わり最終的には１ライン分画像重心がずれている。

次に、下向きに補正を行わなければならない、図５（ａ）の領域２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（４０７Ｃ、４０７Ｍ、４０７Ｙ、４０７Ｋ）が出力した時点の画像データを示す。そして、図５（ｇ）は、記憶部４０８により、読み取られた時点の画像データを示す。乗り換えポイントＰ_ｃ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Ｐ_ｃ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。

図５（ｈ）は、先の上向きへの補間と同様にエリア分割した後の選択頻度をテーブルで示したものである。しかしながら先の上向きへの補間と異なり、選択は注目ラインと先ラインとの選択になり、頻度も先ラインの頻度である。先の上向きへの補間と同様に、テーブル値は、理想位置からの整数画素未満の画素ずれ量を示しており、乗り換えポイント間の下向きへの補間重心移動処理が行われる。

図５（ｉ）は、ずらされた様子をマクロに俯瞰した図を示す。
このように、注目ラインでの出力は、入力の注目ラインと隣接（前、後）ラインそしてその両者から求まる中間値の３つのいずれかのデータを選択することで乗り換え処理の段差を、簡単な回路構成で破線問題を解消した上でスムーズにすることができる。

つまり、補間処理部の補間処理により、補間の方向が上方向であっても、下方向であっても、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。

尚、図１のように注目ラインデータ、後（隣接）ラインデータ、平均（中間値）データを用意しておきセレクタを用いて、所望のデータを選択する構成ではなく別の構成でも良い。

即ち、主走査方向の画素位置に応じて平均（中間値）データが必要な場合のみ平均（中間値）データを生成し出力する構成でもよい。言い換えると、補間処理部は注目ラインデータ、後（隣接）ラインデータ、平均（中間値）データを選択的に出力できればよい。 なお、図９を用いて既に説明をしたプロファイル特性データに関しては、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。本実施形態で、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４１６Ｃ、４１６Ｍ、４１６Ｙ、４１６Ｋの特性に応じて処理を行なう。

なお、本実施形態ではすべて１画素単位での周期、頻度制御によって実施した例を示したが、実装によっては２画素や８画素といった単位での処理でも同様の効果が得られるのは言うまでも無い。また、本実施形態では理想的なまっすぐな位置に対する曲がり、傾きを補正し、理想に向けて補正する例を示したが、それに限るものではない。例えば、ＣＭＹＫのＫの曲がりや傾きに向けてＣＭＹを補正することでＫの処理を省略しても良い。

（実施形態２）
前述したように、ハーフトーン処理部４０７（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。ハーフトーン処理の具体例として、スクリーン処理、あるいは誤差拡散処理がある。

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値化するものである。

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出力画像データとの差分を以降に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。

誤差拡散処理によるハーフトーン画像形成の場合には中間階調を表現する際に通常乱数を含めた処理を行い、ランダムパターンで濃度を表現し、画像を形成する。そのため、画像は周期性を持たず、画像全域に対して実施形態１で述べた処理を行うことで乗り換え処理による段差の良好な補間重心移動処理が可能になる。

しかしながらスクリーン処理を用いたハーフトーン画像形成の場合、そのスクリーンの線数、角度に応じた周期的な網点パターンで中間階調を表現する。実施形態１で述べた乗り換え処理および補間処理を施すとその周期性が各色（ＣＭＹＫ）独立に乱されその箇所で画質が劣化してしまう場合がある。とはいえ高濃度、特にベタで描画されている箇所においてはスクリーン処理が施されている画像の場合でも前述の補間重心移動処理を行わないと段差が目立つ。
その為、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。

図１０は、図４から１色分だけ抽出したブロック図を示している。以下に補間すべきかどうかの補間判定処理部４０９に関する概要を述べる。

画像形成前の中間調（多値）画像に対して、ＣＭＹＫ独立にエッジ検出処理を行う。この場合乗り換え方向は副走査方向なので、副走査方向のエッジつまり横方向エッジのみ検出すればよい。図１１に３×３画素のエッジ検出オペレータのサンプルを示す。図のようなフィルタ処理を画像に施し、ある閾値以上の画素をエッジ画素として検出する。
このようにエッジ検出した画素位置をフラグとして保持しておき、続いてスクリーン処理を用いたハーフトーン処理を行う。

タイミング調整部４１０（４１０Ｃ、４１０Ｍ、４１０Ｙ、４１０Ｋ）は、記憶部４０８からのＮ値化データと補間判定処理部４０９の判定結果の同期をとる。転送用バッファ４１１（４１１Ｃ、４１１Ｍ、４１１Ｙ、４１１Ｋ）は、補間判定処理部４０９とタイミング調整部４１０（４１０Ｃ、４１０Ｍ、４１０Ｙ、４１０Ｋ）の出力データを一時的に保持する。

補間重心移動処理を画素単位に切り替えることで、スクリーンの周期的な網点パターンを乱すことなく、かつ段差が目立ちやすい高濃度エッジ部に関しては段差がなくスムーズな画像を得ることが可能になる。

（実施形態３）
実施形態１〜３では主走査位置が同じであれば必ず副走査方向に同じずらし処理を行うものとしているが、実施形態３ではそのずらし位置を副走査ごとに変更する。実施形態１でも触れたように、主走査画素位置の剰余を用いて上下のラインを参照すること、同じ主走査位置では必ず同じ参照関係になり、副走査方向に一様にずらすことになる。そこでそこにランダム成分を持たせることでその一様性を崩し、スジとしての視認性を弱める。

具体的には実施形態１でも触れた主走査画素位置の剰余に対して乱数を加える。ここで乱数を加えるタイミングであるが、全画素一様に乱数を加えると、補間前後で濃度が保存できない場合が出る。そこで、１６分割したエリアに対してスキャン中にエリアをまたいだ際に一度だけ乱数を発生させ、その値をエリア内では共通に使う。このようにすることで、副走査方向の一様性は崩しながら、上下選択頻度は保存できるので、補間処理前後で濃度は保存される。

図１２は、その様子を示している。図１２の上図は、主走査画素位置が一致しているがために、スジが視認できてしまう例であり、図１２の下図は、走査中のラインずらし開始位置を副走査ごとに乱数で乱したものの例を示している。このように周期動作が乱されるために、図１２の下図でのスジ視認性は弱まる。

（その他の実施形態）
また本発明の目的は、上記実施形態で示した処理の手順を実現するプログラムコードを記憶した記憶媒体から、コンピュータが、そのプログラムコードを読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上述した実施形態の機能を実現することになる。そのため、このプログラムコードやプログラムコードを記憶した記憶媒体も本発明を構成することができる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。

実施形態１に係る補間処理のブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の構造を示す図である。 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である。 実施形態１に係る電子写真方式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図である。 レーザースキャン方向に対する画像形成装置の曲がり特性と補正方法を示す図である。 実施形態１に係る補間処理のエリア毎の様子を示す図である。 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画像形成部４０１のずれ方向の相関を示す図である。 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。 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変化の方向性を示す図である。 実施形態２に係る処理ブロック図である。 エッジ検出オペレータの図である。 実施形態３に係る画像の流れを模式的に示す図である。 走査線の曲がりプロファイルの一例を示す図である。 各色版の属性判定結果と補間判定結果の一例を示す図である。 １画素未満の補正方法を説明する図である。 レーザーによるドットの露光状態を模式的に示す図である。 画素位置をずらしにより重心移動を行なうサンプル図である。

符号の説明

２１ 給紙トレイ
２２Ｙ 感光体
２２Ｍ 感光体
２２Ｃ 感光体
２２Ｋ 感光体
２３Ｙ 注入帯電器
２３Ｍ 注入帯電器
２３Ｃ 注入帯電器
２３Ｋ 注入帯電器
２３ＹＳ スリーブ
２３ＭＳ スリーブ
２３ＣＳ スリーブ
２３ＫＳ スリーブ
２４Ｙ スキャナ部
２４Ｍ スキャナ部
２４Ｃ スキャナ部
２４Ｋ スキャナ部
２６Ｙ 現像器
２６Ｍ 現像器
２６Ｃ 現像器
２６Ｋ 現像器
２７Ｙ 一次転写ローラ
２７Ｍ 一次転写ローラ
２７Ｃ 一次転写ローラ
２７Ｋ 一次転写ローラ
２８ 中間転写体
２９ａ 二次転写ローラ
２９ｂ 二次転写ローラ
３０ クリーニング手段
３２ 定着ローラ
３３ 加圧ローラ

Claims (11)

1. 感光体を走査することで画像を記録する記録手段を有する画像形成装置であって、
   副走査方向の画素ずれ量に応じて各画素の位置を副走査方向にずらすことで画素単位のずれが生じる画像のデータに対して、画像が記録される位置に対応して出力する画像のデータを補正する補正手段を備え、
   前記補正手段は、画素ずれ量と主走査方向の画素位置に応じて、注目ラインのデータ、前記注目ラインに隣接するラインのデータ、前記注目ラインと前記注目ラインに隣接するラインとの中間値のデータ、のうちのいずれか１つを出力し、
   前記記録手段は前記出力されたデータに従い前記感光体を走査することを特徴とする画像形成装置。
2. 感光体の走査線の副走査方向についての画素ずれ量に応じて、画像データの各画素の位置を副走査方向にずらすラインの乗り換え処理手段と、
   前記ラインの乗り換え処理手段による画像データのずらしにより生じる、画素単位のずれを平滑化する補間処理手段とを備え、
   前記補間処理手段は、画素ずれ量と主走査方向の画素位置に応じて、ドットが位置している主走査方向のライン、前記主走査方向のラインに隣接するライン、前記主走査方向のラインと前記主走査方向のラインに隣接するラインとの中間値、のうちのいずれか１つを選択して、前記画像データを補間処理することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記画像データに含まれる画素が、補間を必要とする画素であるかどうかを判定する判定手段をさらに備え、
   前記判定手段により補間を必要とすると判定された場合にのみ、前記補間処理を、前記画像データに対して施すことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ラインの乗り換え処理手段における副走査方向のラインの選択周期は、副走査方向にランダム成分を持つことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 感光体の走査線の副走査方向についての画素ずれ量に応じて、画像データの各画素の位置を副走査方向にずらすラインの乗り換え処理手段と、
   前記ラインの乗り換え処理手段による画像データのずらしにより生じる、画素単位のずれを平滑化する補間処理手段とを備え、
   前記補間処理手段は、注目ライン、前記注目ラインに隣接するライン、前記注目ラインと前記注目ラインに隣接するラインとから求まる中間のライン、のうちのいずれか１つを選択する選択周期を変更して、前記画像データを補間処理することを特徴とする画像形成装置。
6. 感光体を走査することで画像を記録する記録ステップを有する画像形成方法であって、
   副走査方向の画素ずれ量に応じて各画素の位置を副走査方向にずらすことで画素単位のずれが生じる画像のデータに対して、画像が記録される位置に対応して出力する画像のデータを補正する補正ステップを備え、
   前記補正ステップは、画素ずれ量と主走査方向の画素位置に応じて、注目ラインのデータ、前記注目ラインに隣接するラインのデータ、前記注目ラインと前記注目ラインに隣接するラインとの中間値のデータ、のうちのいずれか１つを出力し、
   前記記録ステップは前記出力されたデータに従い前記感光体を走査することを特徴とする画像形成方法。
7. 感光体の走査線の副走査方向についての画素ずれ量に応じて、画像データの各画素の位置を副走査方向にずらすラインの乗り換え処理ステップと、
   前記ラインの乗り換え処理ステップによる画像データのずらしにより生じる、画素単位のずれを平滑化する補間処理ステップとを備え、
   前記補間処理ステップは、画素ずれ量と主走査方向の画素位置に応じて、ドットが位置している主走査方向のライン、前記主走査方向のラインに隣接するライン、前記主走査方向のラインと前記主走査方向のラインに隣接するラインとの中間値、のうちのいずれか１つを選択して、前記画像データを補間処理することを特徴とする画像形成方法。
8. 前記画像データに含まれる画素が、補間を必要とする画素であるかどうかを判定する判定ステップをさらに備え、
   前記判定ステップにより補間を必要とすると判定された場合にのみ、前記補間処理を、前記画像データに対して施すことを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
9. 前記ラインの乗り換え処理ステップにおける副走査方向のラインの選択周期は、副走査方向にランダム成分を持つことを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
10. 感光体の走査線の副走査方向についての画素ずれ量に応じて、画像データの各画素の位置を副走査方向にずらすラインの乗り換え処理ステップと、
    前記ラインの乗り換え処理ステップによる画像データのずらしにより生じる、画素単位のずれを平滑化する補間処理ステップとを備え、
    前記補間処理ステップは、注目ライン、前記注目ラインに隣接するライン、前記注目ラインと前記注目ラインに隣接するラインとから求まる中間のライン、のうちのいずれか１つを選択する選択周期を変更して、前記画像データを補間処理することを特徴とする画像形成方法。
11. 請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像形成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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