JP5672872B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

光学的な手段を用いて画像を読み取るスキャナなどの読み取り部では、画像信号を読み取るセンサの不具合や、コンタクトガラスの汚れなど光路の途中に遮蔽物が存在することによって、画像信号が欠落したり、読み取られた画像信号が不正な値を示したりすることがある。
また、密着イメージセンサなどでは短いセンサを複数組み合わせて読み取り部を構成するため、センサ間のギャップで画像信号が取得できない。このようにして読み取られた画像は、画素値が欠落するか不正である画素が存在することによって画質が低下してしまう。

この問題を改善するために、欠落した画素の画素値や不正な値を持つ画素の画素値を、周囲の画素を用いて多項式近似やパターンマッチングにより推定し、置き換える手法が既に知られている。

しかし、通常の補間手法は画素値がなだらかに変化する画像では高い精度で補間できるものの、画素値が急激に変化する画像では補間精度が著しく低下するという問題があった。
前者の例としては写真などが挙げられ、画像を標本化する際のサンプリング周期が画像のパターンの変動周期に対して十分に短いため、一般的な多項式による補間を用いても高い精度で画素値を推定することができる。
後者の例としては網点画像などが挙げられ、特に網点の線数に比べて画像の解像度が十分に大きくないとサンプリング周期が画像のパターンの変動周期に対して不足してしまい、多項式では元のパターンを正しく再現できなくなる。
例えば、密着イメージセンサで網点画像を取り込む際に、センサ間のギャップが原因で１列にわたって欠落する画素を補間するケースでは、通常の補間手法を用いて補間すると補間ミスが周期的に発生してスジとして知覚できてしまうことにより、著しい画質の劣化が生じる場合がある。
パターンマッチングを用いる手法でも、画像の解像度と網点の線数やスクリーン角との関係から、補間画素の近傍では適切な類似パターンが見つからないことが多い。仮に類似パターンの探索範囲を広げると、画像のコンテンツに依存する色や明るさの変動による影響を受けやすくなるという問題もある。

通常の補間手法における大きな問題点は、画素値の変動に対して補間に利用できる画素数が十分でないことが挙げられる。周期の短いパターンであっても、十分なサンプリング周波数をもって標本化していれば、元のパターンを忠実に再現することは可能である。
したがって、補間画素の画素値を高精度で推定するためには、何らかの手段により補間画素を含むパターンを高解像度化することが必要である。

このため、特許文献１のような技術が提案されている。
特許文献１には、補間画素の画素値を正確に推定する目的で、パターンマッチングを用いて補間画素を含むパターンと類似するパターンを画像中から探索し、最も類似するパターン内で補間画素に対応する画素の画素値を、補間画素の画素値として決定する装置が開示されている。

しかし、特許文献１では補間に利用される類似パターンの解像度は画像の解像度と同じであるため、補間画素を含むパターンと極めて類似するパターンが見つからなければ正確な補間は望めない。

網点の補間にパターンマッチングを用いる上での大きな問題点の一つが、網点は同じ濃度の領域であっても画像上で場所によって形が異なることである。これは、画像の解像度が網点の線数の整数倍でなければ、標本化する際のサンプリング位置が画像中で一定とならないことに起因している。
つまり、一般的な網点画像では補間画素の近傍を探索しても、十分な一致度を持つ類似パターンを見つけられるとは限らない。これは、網点は二次元のパターンであり、水平方向と鉛直方向に周期性を持っているため、補間画素を含むパターンと両方向の位相が一致する類似パターンを見つけなければ、類似パターンの中から補間に最適な画素値を得ることができないためである。広範囲を探索すれば、より高い一致度を持つ類似パターンを見つけられるかもしれないが、補間画素から離れるほど画像のコンテンツに依存する色や明るさの変動を受けやすくなり、逆に一致度が悪化する危険性が上昇する。この様な理由から、単純なパターンマッチングで網点の画素値を正確に推定することは困難である。

そこで、本発明の目的は、網点画像のある画素を補間する際に、高精度な画素補間を行うことができる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、網点画像の任意の補間画素の画素値を周辺の画素の画素値を用いて推定する画像補間手段を有する画像形成装置において、前記画像補間手段が、補間画素を含む基準パターンを設定する基準パターン設定手段と、補間画素周辺で少なくとも基準パターン以上の大きさを持つ参照パターンを少なくとも一つ設定する参照パターン設定手段と、前記参照パターンから前記基準パターンと類似する類似パターンを少なくとも一つ取得する類似パターン取得手段と、取得された一つまたは複数の類似パターンを合成して所定の解像度以上の高解像度のパターンを作成する高解像度パターン作成手段と、前記高解像度パターンを用いて補間画素の推定画素値を求める画素値推定手段と、前記推定画素値を用いて補間画素の画素値を決定する画素値決定手段と、網点の幅と高さの少なくとも一方を推定する網点サイズ推定手段と、を備え、前記基準パターン設定手段が、網点サイズに基づいて基準パターンのサイズを決定することを特徴とする。

本発明によれば、網点画像のある画素を補間する際に、高精度な画素補間を行うことができる画像形成装置の提供を実現することができる。

本発明に係る画像形成装置に用いられる画像補間装置の機能ブロック図の一例である。 図１に示した画像補間装置の処理フロー図の一例である。 図１に示した画像補間装置の画像信号を一次元で表した模擬図の一例である。 図１に示した画像補間装置の画像信号を一次元で表した模擬図の一例である。 図１に示した画像補間装置の画像信号を一次元で表した模擬図の一例である。 通常の補間手法を用いて補間をした際の模擬図の一例である。 本発明の画像形成装置に用いられる画像補間装置を用いて補間をした際の模擬図の一例である。 本発明に係る画像形成装置に用いられる画像補間装置の他の実施の形態の機能ブロック図の一例である。 図８に示した画像補間装置の処理フロー図の一例である。 実施の形態２の処理フロー図において、階調画像に対応する色成分を推定画素値として求める流れを詳細に書き出したものである。 実施の形態２の処理フロー図において、階調画像ごとに全ての色成分を推定画素値として求める流れを詳細に書き出したものである。 図１に示した画像補間装置を用いた画像形成装置の一例である。

本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、網点画像の画素補間に際して、以下の特徴を有する。
要するに、補間画素を含むパターンと類似するパターンを補間画素の周囲から取得し、取得された類似パターンを合成して作成された高解像度なパターンを用いて補間画素の画素値を推定することにより、通常の画像形成装置よりも高い精度で画素値を推定することを特徴とする。

また、補間画素の画素値の推定を色成分ごとに行って色成分ごとの推定画素値を求め、その推定画素値を合成することにより、線数やスクリーン角の異なる複数色の網点が乗った画像であっても、高い精度で画素値を推定できる。

本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
＜実施の形態２＞
図１は、本発明に係る画像形成装置に用いられる画像補間装置の機能ブロック図の一例である。
本画像補間装置は、入力された処理対象画像において、設定された補間画素を含む所定のサイズの基準パターンを設定する基準パターン設定部1101、補間画素の周辺に、基準パターンと同じかそれ以上の大きさの参照パターンを一つ以上設定する参照パターン設定部1102、参照パターンから基準パターンと類似する類似パターンを一つ以上取得する類似パターン取得部1103、取得された類似パターンを合成して所定値(通常の画像形成装置の解像度)以上の高解像度のパターンを作成する高解像度パターン作成部1104、及び作成された高解像度パターンに基づいて補間画素の画素値を決定する画素値決定部1105を有する。

図２は、図１に示した画像補間装置の処理フロー図の一例である。
(1)補間画素を設定する(ステップＳ１２０１)。
画素値を決定する対象である補間画素を処理対象画像内で設定する。補間画素は事前にユーザーによって与えられてもよく、本装置によって事前に検出しておいてもよく、補間画素を設定する際に逐次検出してもよい。
補間画素を検出する方法の例としては、予め指定された明るさや色の画素を検出する方法や、既知の画像を読み取った際の正解値からのズレ量の大きさを評価する方法や、水平または鉛直方向の周期性が不連続となる位置を検出する方法が挙げられる。
また、補間画素は孤立した点であってもよく、点が連続する線として与えられてもよい。

(2)補間画素を含む基準パターンを設定する(ステップＳ１２０２)。
基準パターン設定部1101において、補間画素を含む予め設定されたサイズの領域を基準パターンに設定する。基準パターンは、補間画素が中心に位置するように基準パターンを設定することが望ましい。尚、基準パターンのサイズは事前にユーザーによって与えられてもよく、本装置によって動的に決定してもよい。
基準パターンのサイズとしては、網点一つ分のサイズとすることが望ましいが、網点が例えば３画素程度と非常に小さい場合には網点一つ分よりもやや大きめに設定することが望ましい。

網点一つ分のサイズを求める方法の例としては、画素値の周期性を利用する方法、画素値の自己相関の周期性を利用する方法、及びフーリエ変換を用いる方法が挙げられる。
画素値の周期性を利用する方法は、水平または鉛直方向に１ラインを取り、そのラインの中で画素値の周期性に基づいて１周期の幅を網点の幅または高さとして採用するものである。１周期の幅を求める方法としては、画素値の極大値間や極小値間の距離の最頻値を採用する方法が挙げられる。尚、複数のラインを用いて周期を求めても良い。

(3)補間画素の周辺に参照パターンに設定する(ステップＳ１２０３)。
参照パターン設定部1102において、補間画素の周辺に基準パターンと同じかそれ以上の大きさの領域を設定し参照パターンとする。参照パターンは補間画素を含むように設定してもよく、補間画素を含まないように設定してもよい。また、参照パターンは１つである必要はなく複数設定してもよい。

(4)参照パターン内で基準パターンと類似するパターンを探索する(ステップＳ１２０４)。
類似パターン取得部1103において、参照パターン内から基準パターンと類似するパターンを探索し、所定の条件を満たすパターンを類似パターンとする。
類似パターンの探索方法の一例として、パターンマッチングが挙げられる。パターンマッチングを用いる場合には、参照パターン内で基準パターンを移動させながら各位置で両パターンの一致度を評価し、評価値が所定の基準を満たす箇所を類似パターンとする。

ここで、一致度の評価方法としては、SAD(２乗残差の和)やSSD(絶対値の和)などの相違度や相関係数などの類似度が挙げられる。評価方法として相違度を用いる場合には、相違度が所定の値を下回ることを類似パターンの判定条件とする。
同様に、評価方法として類似度を用いる場合には、類似度が所定の値を上回ることを類似パターンの判定条件とする。
尚、一致度を評価する際には補間画素を除いて行われることが望ましい。また、補間画素以外にも一致度の評価に適さない画素が存在した場合には、その画素も一致度の評価から除くことが望ましい。
類似パターンの探索方法の別例としては、網点のサイズを用いて基準パターンから網点のサイズの整数倍だけずれた位置を類似パターンに設定する方法がある。

(5)類似パターンを合成して高解像度のパターンを作成する(ステップＳ１２０５)。
高解像度パターン作成部1104において、類似パターン同士の位置合せを行い、各類似パターンの各画素が正しい位置に並ぶように配置し、高解像度のパターンを作成する。ここでは類似パターンに加えて基準パターンも用いて高解像度のパターンを作成しても良い。
類似パターン同士の位置合せには、パターンマッチングや位相限定相関などを用いて類似パターン間のズレを検出する。尚、ここで用いるパターンマッチングは類似パターンの探索に用いたパターンマッチングよりも高精度のものである必要がある。
各類似パターンの各画素を配置する方法の例としては、予め空の高解像度パターンの画像を作成しておき、この画像の対応する位置に各類似パターンの各画素を配置する方法がある。他の方法としては、基準となる類似パターンを決め、その類似パターンの左端や中央などを基準にズレ量を算出し、このズレ量と各画素の画素値とを対応付けてリスト化しておく方法もある。
尚、類似パターンの探索と類似パターンの合成とは同時に行ってもよい。

(6)高解像度のパターンにおいて、補間画素に相当する位置の画素の画素値を推定画素値として採用する(ステップＳ１２０６)。
画素値決定部1105において、基準パターン内での補間画素の位置に基づいて、高解像度のパターンから対応する画素の画素値を取得し、推定画素値とする。
高解像度のパターンにおいて、補間画素に対応する位置に画素値が存在すれば、直接その画素値を利用すればよい。対応する位置に画素値が存在しなければ、周辺の画素値から補間演算により画素値を導出すればよい。この補間演算の方法としては、リニア補間やキュービック補間などが挙げられる。

(7)推定画素値を用いて補間画素の画素値を決定する(ステップＳ１２０７)。
画素値決定部1105では、基本的には推定画素値をそのまま補間画素の画素値としてよいが、周辺の画素との兼ね合いから画素値の明度や色相などを変更したい場合には、画素値を補正した上で補間画素の画素値としてもよい。

(8)以上の処理を全ての補間画素に対して実行する(ステップＳ１２０８)。
但し、ある補間画素に対して設定された基準パターンに他の補間画素が含まれる場合には、前者に対して作成された高解像度のパターンを後者に対して流用することにより、処理を簡略化してもよい。

図３、４、５は、図１に示した画像補間装置の画像信号を一次元で表した模擬図の一例である。
図３は網点画像のある位置における水平方向の断面の模擬図の一例である。
縦軸は画素値を示し、横軸はx座標を示し、画像信号1401と仮想的なサンプリング位置1402とを示している。
図３は画像信号の中からｘ座標がk近辺となる位置を切り出し、図４は画像信号の中からｘ座標がa近辺となる位置を切り出し、図５は画像信号の中からｘ座標がb近辺となる位置を切り出したものである。
図３を参照すると、x座標値によってパターンのサンプリング位置がずれていく様子が見て取れる。

図６は、通常の補間手法を用いて補間をした際の模擬図の一例である。
図３において、x座標がkである画素を通常の補間手法を用いて補間する模擬図の一例である。
リニア補間1501によりk番目の画素の画素値を求めると1502のようになる。また、キュービック補間1511により画素値を求めると1512のようになる。これらは何れも真値1521から大きく外れている。
パターンマッチングを用いてk番目の画素値を求めると、図４のx＝aの画素値か、図６のx＝bの画素値が選択されることが想定され、リニア補間やキュービック補間よりも真の値に近い画素値が得られる可能性があるが、依然として真の値からは外れている。

図７は、本発明の画像形成装置に用いられる画像補間装置を用いて補間をした際の模擬図の一例である。
図４、５を合成して高解像度のパターンを作成し、この高解像度のパターンを用いてキュービック補間により画素値を求めた際の模擬図を図７に示す。
各類似パターンの画素が配置された場所を点線で示したことから分かるように、一つの網点を表現す画素数が増加し、高解像度になっていることが分かる。また、高解像度のパターンを用いてキュービック補間を行ったことに伴って、求まった画素値1601が真の値1602に近づいたことが分かり、図６と比較して補間精度が飛躍的に向上したことが見て取れる。
また、類似パターンだけでなく基準パターンも併せて高解像度パターンを作成することにより、更に高解像度化することができる。
＜実施の形態２＞

図８は、本発明に係る画像形成装置に用いられる画像補間装置の他の実施の形態の機能ブロック図の一例である。
本画像補間装置は、入力された処理対象画像を色成分ごとの階調画像に分解する画像色分解部2106、色成分ごとの階調画像において、指定された補間画素を含む所定のサイズの基準パターンを設定する基準パターン設定部2101、補間画素の周辺に補間画素を含まない、基準パターンと同じかそれ以上の大きさの参照パターンを一つ以上設定する参照パターン設定部2102、参照パターンから基準パターンと類似する類似パターンを一つ以上取得する類似パターン取得部2103、取得された類似パターンを合成して高解像度のパターンを作成する高解像度パターン作成部2104、及び作成された高解像度パターンを基にして色成分毎に補間画素の位置の画素値を推定し、推定された色成分ごとの画素値を合成して補間画素の画素値を決定する画素値決定部2105を有する。

図９は、図８に示した画像補間装置の処理フロー図の一例である。
(1)画像を色成分ごとの階調画像に分解する(ステップＳ２２０１)。
画像色分解部2106において、入力された処理対象画像がカラー画像であれば、画像を色成分ごとの階調画像に分解する。色成分としてはRGBのほかに、CMY、LABなど、後段の処理にとって都合の良い色空間を利用する。仮にRGB色空間を利用する場合には、R成分の階調画像、G成分の階調画像、B成分の階調画像、の計３枚画像が作成されることになる。
尚、(3)から(7)までは得られた色成分ごとの階調画像ごとに実行する。(2)の処理は各色成分に共通であるため一度だけ行えば良い。(2)から(7)までの処理は実施の形態１と同じであるため説明を省略するが、(7)に関しては一部補足を加える。

(2)補間画素を設定する(ステップＳ２２０２)。

(3)補間画素を含む基準パターンを設定する(ステップＳ２２０３)。

(4)補間画素の周辺に参照パターンに設定する(ステップＳ２２０４)。

(5)参照パターン内で基準パターンと類似するパターンを探索する(ステップＳ２２０５)。

(6)類似パターンを合成して高解像度のパターンを作成する(ステップＳ２２０６)。

(7)高解像度のパターンにおいて、補間画素に相当する位置の画素の画素値を推定画素値として採用する(ステップＳ２２０７)。
画素値決定部2105において採用する推定画素値は、階調画像に対応する色成分の値のみであってもよいし、階調画像ごとに全ての色成分の値を推定しても良い。この点は次図で詳述する。

(8) (3)から(7)までを全ての色成分の階調画像に対して繰り返す(ステップＳ２２０８)。
(2)において処理対象画像を分解して得られた色成分の階調画像全てに対して(3)から(7)までの処理を繰り返し、色成分ごとに補間画素の位置の推定画素値を得る。

(9)推定画素値を用いて補間画素の画素値を決定する(ステップＳ２２０９)。

画素値決定部2105では更に、色成分毎に得られた推定画素値を合成して一つの画素値を導出し、この画素値を補間画素の画素値として決定する。推定画素値の合成方法の例としては、全てを平均する方法や加重平均する方法、推定画素値の色成分に対応する成分を抜き出して補間画素の画素値の色成分として利用する方法などが挙げられる。

(10) (2)から(9)までの処理を全ての補間画素に対して実行する(ステップＳ２２１０)。
(1)の処理は最初に一度だけ行えば良い。

推定画素値を色成分ごとに求めて合成することによって、例えば線数やスクリーン角の異なる複数の色の網点が存在する網点画像であっても、それぞれの色の網点に最適な推定画素値が得られ、これらを合成することによって全ての色の網点にとって最適な画素値を得ることができる。このことにより、カラー画像であっても高精度な補間が可能となる。

図１０は、実施の形態２の処理フロー図において、階調画像に対応する色成分を推定画素値として求める流れを詳細に書き出したものである。

(1)選択された色成分の階調画像で補間画素を含む基準パターンを設定する(ステップＳ２２０３)。
基準パターン設定部2101において、現時点で処理対象となっている色成分の階調画像に基準パターンを設定する。

(2)選択された色成分の階調画像で補間画素の周辺に参照パターンを設定する(ステップＳ２２０４)。
参照パターン設定部2102において、現時点で処理対象となっている色成分の階調画像に参照パターンを設定する。

(3)参照パターン内で基準パターンと類似するパターンを探索する(ステップＳ２２０５)。
類似パターン取得部2103において、参照パターン内で基準パターンと類似する類似パターンを探索する。

(4)選択された色成分の階調画像から類似パターンに相当する位置の画素値を取得して合成し高解像度のパターンを作成する(ステップＳ２２０６)。
高解像度パターン作成部2104において、現時点で処理対象となっている色成分の階調画像から、類似パターンに相当する位置の画素値を取得して合成し、高解像度のパターンを作成する。つまり、この高解像度のパターンは処理対象となっている色成分のみから構成される階調画像となる。例えば、R成分の階調画像が処理対象であれば、高解像度のパターンもR成分のみを有する階調画像である。

(5)作成した高解像度のパターンを用いて補間画素の推定画素値を求める(ステップＳ２２０８)。
画素値決定部210において、高解像度のパターンから補間画素に相当する位置の画素値を取得し、その色成分における推定画素値とする。つまり、この推定画素値は処理対象となっている色成分のみの値である。

(6) (1)から(5)を全ての色成分の階調画像に対して繰り返す(ステップＳ２２１０)。

図１１は、実施の形態２の処理フロー図において、階調画像ごとに全ての色成分を推定画素値として求める流れを詳細に書き出したものである。

(1)選択された色成分の階調画像で補間画素を含む基準パターンを設定する(ステップＳ２３０３)。
基準パターン設定部2101において、現時点で処理対象となっている色成分の階調画像において、基準パターンを設定する。
(2)選択された色成分の階調画像で補間画素の周辺に参照パターンを設定する(ステップＳ２３０４)。
参照パターン設定部2102において、現時点で処理対象となっている色成分の階調画像において、参照パターンを設定する。

(3)参照パターン内で基準パターンと類似するパターンを探索する(ステップＳ２３０５)。
類似パターン取得部2103において、参照パターン内で基準パターンと類似する類似パターンを探索する。

(4)処理対象画像から類似パターンに相当する位置の画素値を取得して合成し高解像度のパターンを作成する(ステップＳ２３０６)。
高解像度パターン作成部2104において、処理対象画像から類似パターンに相当する位置の画素値を取得して合成し、高解像度のパターンを作成する。つまり、この高解像度のパターンは処理対象画像と同じ色成分から構成される。例えば、処理対象画像がRGBに色分解されたのであれば、高解像度のパターンもRGBの３成分を有する。

(5)作成した高解像度のパターンを用いて補間画素の推定画素値を求める(ステップＳ２３０７)。
画素値決定部2105において、高解像度のパターンから補間画素に相当する位置の画素値を取得し、その色成分における推定画素値とする。つまり、この推定画素値は高解像度のパターンと同じ色成分を有する。

(6) (1)から(5)を全ての色成分の階調画像に対して繰り返す(ステップＳ２３０８)。

図８と図１１の違いをまとめると以下のようになる。
同じもの
・基準パターンの設定方法
・参照パターンの設定方法
・類似パターンの探索方法
異なるもの
・高解像度パターンの合成方法
・図８では類似パターンに相当する画素値を階調画像から取得して合成するのに
対し、図１１では類似パターンに相当する画素値を処理対象画像から取得して合成する。

_・このため、図８の高解像度パターンは階調画像に対応する一つの色成分のみを
有するが、図１１の高解像度パターンは全ての色成分を有する。
・推定画素値の決定方法
_・図８では一つの色成分のみを有する高解像度パターンから推定画素値が求めら
れるため、推定画素値は階調画像に対応する一つの色成分のみを有するが、図９では全ての色成分を有する高解像度パターンから推定画素値が求められるため、推定画素値は全ての色成分を有する。
_・このため、図８では階調画像に対応する一つの色成分を持つ推定画素値が３つ
求まるのに対し、図１１では全ての色成分を持つ推定画素値が３つ求まる。

具体的には、図８ではR成分の階調画像を処理する際には、高解像度パターンはR成分の階調画像であり、推定画素値はR成分の値である。これに対し、図１１ではR成分の階調画像を処理する際には、高解像度パターンはRGB成分を持つカラー画像であり、推定画素値はRGB成分の値である。G成分の階調画像やB成分の階調画像を処理する場合であっても同様の違いがある。

図１１のような処理が必要となる背景は、図８のように例えばRGB各色成分の階調画像を用いて各色成分に対応する値を求めて補間画素のRGB値として利用すると、周囲の画素から明度や色相がずれてしまうケースがあるためである。これは、RGB値を独立して求めたことによって、RGBの各成分の推定誤差がバラバラになってしまうためである。
図１１のように、各色成分の階調画像でそれぞれRGB値を求めて、３つのRGB値を適宜合成することによって、前述の問題を改善することが可能となる。

＜実施の形態３＞
図１２は、図１に示した画像補間装置を用いた画像形成装置の一例である。
図１２に示す画像読取装置は、原稿105を搭載するコンタクトガラス101、シートスルー用読み取り窓102、白レベル調整やシェーディング補正データ生成用の基準白板103、原稿105を照射する光源107及び第１ミラー108が搭載される第１キャリッジ109、第２ミラー110、第３ミラー111が搭載される第２キャリッジ112、キャリッジ位置を検出するために備えられたホームポジションセンサ（以下、HPSと記す）117、CCDイメージセンサ（以下、CCDと記す）114上に縮小結像させるレンズユニット113、光電変換素子であるCCD114を搭載した画像読取回路115、画像補間装置を有する画像処理回路116、第１キャリッジ109、第２キャリッジ112を駆動するスキャナ駆動モータ、及び原稿センサ等から構成される（例えば、特開2005−77520号公報参照）。

上記構成において、コンタクトガラス101上に原稿105が搭載された場合に、光源107を点灯し、第１キャリッジ109および第２キャリッジ112を、図示しない制御部からの制御信号によってスキャナ駆動モータを回転動作させることにより図の右方向に移動走査して原稿105の画像情報を読み取る方式と、第１キャリッジ109および第２キャリッジ112は停止した状態のまま、光源107を点灯し、シートスルー読み取り用コンタクトガラス102を介して原稿搬送装置104によって搬送される他の原稿１０６を照射して原稿画像情報を読み取る方式とが選択可能である。

第１キャリッジ109を走査して原稿105を読み取る場合には、原稿105の読み取りに先立って基準白板103のデータを取得しシェーディング補正データを生成した後メモリに記憶しておき、そのシェーディング補正用データで原稿105の画像データ正規化することによって、画像読取装置における光量分布ムラやCCDの感度ムラを補正し、原稿105の画像情報を高品質に読み取っている。

シェーディング補正処理が行われた画像データは、図示しない画像処理部に出力される。
第１キャリッジ109は停止した状態のまま、原稿105を搬送して原稿画像データを読み取るシートスルー読み取りの場合には、原稿105の読み取りに先立ってまず、第１キャリッジ109を基準白板103の下に移動させてシェーディング補正データを生成しシートスルー読み取り位置に復帰してから原稿の搬送を開始して原稿読み取り動作を開始する。

本発明に係る画像形成装置の構成について、図１２を参照して説明する。
回転可能に支持されて図１２の矢印方向に回転する感光体201の外周部には、除電装置Ｌと、クリーニング装置202と、帯電装置2023と、現像装置205とが配設されている。

感光体201の外周部における帯電装置203と現像装置205との間には、露光装置204から発せられる光情報を入射させるスペースが確保されている。
図１２に示す構成では感光体201が４個（201ａ、201ｂ、201ｃ、201ｄ）あるが、現像装置205が扱う色材（トナー）の色が異なるのみであり、それぞれの外周部に設けられる画像形成用の上述した部品構成は同じである。

感光体201は、直径が30ｍｍから100ｍｍ程度のアルミニュム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けて構成され、その一部が中間転写ベルト210に接している。

中間転写ベルト210は、回転するローラ211、212、213、214により支持され、図１２の矢印方向に移動可能に張架されている。この中間転写ベルト210の裏側（ループの内側）には、第１の転写手段としてのローラ212が感光体201の近傍に配備され、感光体201上の顕像を中間転写ベルト210に転写させる。

中間転写ベルト210のベルトループの外側における、中間転写ベルト210から顕像を記録媒体または裏面用中間転写ベルト200に転写する位置の下流に、中間転写ベルト用クリーニング装置250が配設されている。このクリーニング装置250のブラシは、中間転写ベルト210から顕像が他に転写された後でベルト表面に残留する不要なトナーを拭い去る。

図１２はブラシローラが裏面用中間転写ベルト200の表面から離れた状態にある。このブラシローラは支点250Ａを中心として揺動可能に設けられ、裏面用中間転写ベルト200表面に接離可能な構造になっている。
中間転写ベルト210から転写されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する以前、すなわち裏面用中間転写ベルト200がトナー像を担持しているときは離れた状態とし、記録媒体Ｐへの転写が行われてクリーニングが必要となったとき、ブラシローラは図１２での反時計方向に揺動し接触される。
除去された不要トナーはトナー収納部250Ｂに集められる。

露光装置204は公知のレーザ方式によるもので、フルカラー画像形成に対応した光情報を、一様に帯電された感光体201表面に潜像として照射する。この露光装置204としては、LEDアレイと結像手段とから成る露光装置を用いてもよい。

このように、上述した感光体201と、クリーニング装置202と、帯電装置203と、露光装置204と、現像装置205と、除電装置Ｌと、ローラ202とが、中間転写ベルト210に転写する顕像（トナーによる像）を生成する作像手段として機能する。

中間転写ベルト210は、基体の厚みが50μｍ〜600μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトであり、感光体201からトナーを転写可能とする抵抗値を備える。
この中間転写ベルト210に対して図１２の右方には、ベルト状の裏面用中間転写ベルト200が配設されている。この裏面用中間転写ベルト200は、回転ローラ216、217、218、219により支持され、図１２の矢印方向に移動可能に張架されており、裏側（ループの内側）には、第２の転写手段220が配設されている。裏面用中間転写ベルト200によるベルトループの外側に、この裏面用中間転写ベルト用クリーニング装置250、チャージャCH、などが配設されている。

上述した第２の転写手段219と、ローラ218、219と、中間転写ベルト210を支持するローラ214とにより、中間転写ベルト210と裏面用中間転写ベルト200とが接触し、あらかじめ定められた転写ニップを形成する。

裏面用中間転写ベルト200は、基体の厚みが50μｍ〜600μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、中間転写ベルト210からトナーを転写可能とする抵抗値を備えるベルトである。

記録媒体（用紙）Ｐは図の下方の給紙装置（給紙カセット）226−1、226−2に収納されており、最上にある用紙が給紙ローラ227で１枚ずつ、複数のガイド229を経てレジストローラ対228に搬送される。
記録媒体Ｐが搬送されるさらに下流には、定着用加熱手段230、排紙ガイド対231、排紙ローラ対232、排紙スタック部240が配設されている。

図１２における中間転写ベルト210の上方で排紙スタック部240の下方には、補給用のトナーが収納できる収納部ＴＳが設けてある。トナーの色はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの四色があり、カートリッジTCの形態にされている。このカートリッジTCからは、粉体ポンプ等により対応する色の現像装置に適宜補給される。

こうした装置本体の一部であるフレーム251は、開閉支軸251Ａを中心として、回動・開放が可能な構造にされている。このため、ユーザーはこのフレーム251を開いた状態とすることにより記録媒体の搬送路を大きく開くことができ、ジャムが発生した場合の記録媒体（用紙）の処理を容易にしている。

また、上述した記録媒体Ｐへの画像形成を行う装置本体の上部に示した画像読み取り装置が支持部266を介して連設され、この画像読み取り装置により読み取られた画像データを上述した装置本体が記録媒体Ｐに印刷することで、コピー動作を可能にするよう構成されている。

画像読み取り装置の外周部には、操作・表示部（表示手段、かつ入力手段）が設けられている。この操作・表示部は、ユーザーに各種の操作情報を表示により通知すると共に操作入力を受けるタッチパネルや、テンキーなど各種のボタンを備える。
ユーザーは、この操作・入力部により、コピーの片面／両面切り替え、コピー動作の開始、コピー枚数の設定、コピー機能とプリンタ機能との切り替えなどの各種操作を行う。

以上において、本実施形態によれば、補間画素を含む基準パターンと類似する一つ以上の類似パターンを合成して高解像度のパターンを作成し、この高解像度のパターンを用いて補間画素の画素値を推定するので、網点画像のある画素を補間する際に、高精度な画素補間を行うことができる画像形成装置の提供を実現することができる。

また、本実施形態によれば、類似パターンを合成して高解像度のパターンを作成することにより、基準パターンとは異なるサンプリング位置で標本化された画素の情報も有効に活用できるので、網点画像のある画素を補間する際に、高精度な画素補間を行うことができる画像形成装置の提供を実現することができる。

また、本実施形態によれば、サンプリング位置の異なる画素の情報も活用できるため、広範囲に類似パターンを探索する必要がないことから、狭い範囲の画像領域のみを参照する条件下でも本発明による効果を享受することができるので、網点画像のある画素を補間する際に、高精度な画素補間を行うことができる画像形成装置の提供を実現することができる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

１０１ コンタクトガラス
１０２ シートスルー用読み取り窓
１０３ シェーディング補正データ生成用の基準白板
１０５ 原稿
１０７ 光源
１０８ 第１ミラー
１０９ 第１キャリッジ
１１０ 第２ミラー
１１１ 第３ミラー
１１２ 第２キャリッジ
１１４ ＣＣＤ
１１５ 画像読み取り装置
１１６ 画像処理回路
１１７ ホームポジションセンサ
２００ 裏面用中間転写ベルト
２０１（２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ） 感光体
２０２ クリーニング装置
２０３ 帯電装置
２０４ 露光装置
２０５ 現像装置
２１０ 中間転写ベルト
２１１、２１２、２１３、２１４ ローラ
２１６、２１７、２１８、２１９ 回転ローラ
２２６−１、２２６−２ 給紙装置（給紙カセット）
２２７ 給紙ローラ
２２８ レジストローラ対
２３０ 定着用加熱手段
２３１ 排紙ガイド対
２４０ 排紙スタック部
２５０ 中間転写ベルト用クリーニング装置
２５１ フレーム
２５０Ｂ トナー収納部
２６６ 支持部

特許第４３３０１６４号公報

Claims (6)

1. 網点画像の任意の補間画素の画素値を周辺の画素の画素値を用いて推定する画像補間手段を有する画像形成装置において、
   前記画像補間手段が、
   補間画素を含む基準パターンを設定する基準パターン設定手段と、
   補間画素周辺で少なくとも基準パターン以上の大きさを持つ参照パターンを少なくとも一つ設定する参照パターン設定手段と、
   前記参照パターンから前記基準パターンと類似する類似パターンを少なくとも一つ取得する類似パターン取得手段と、
   取得された一つまたは複数の類似パターンを合成して所定の解像度以上の高解像度のパターンを作成する高解像度パターン作成手段と、
   前記高解像度パターンを用いて補間画素の推定画素値を求める画素値推定手段と、
   前記推定画素値を用いて補間画素の画素値を決定する画素値決定手段と、
   網点の幅と高さの少なくとも一方を推定する網点サイズ推定手段と、
   を備え、
   前記基準パターン設定手段が、
   網点サイズに基づいて基準パターンのサイズを決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記高解像度パターン作成手段が、前記類似パターンに加えて前記基準パターンを高解像度のパターンの作成に使用することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、
   前記画素値推定手段が、
   前記高解像度なパターンの画素値をそのまま推定画素値として利用するか、前記高解像度なパターンにおいて補間画素に対応する位置の近傍画素の画素値に基づいて推定画素値を求めることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記画素値推定手段が、
   前記高解像度なパターンにおいて補間画素の近傍画素の画素値に基づいて推定画素値を求める際に、一次補間もしくは多項式補間のいずれかを用いることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から４の何れか一項記載の画像形成装置において、
   前記基準パターン、前記参照パターン、前記類似パターン、前記高解像度パターンがいずれも一次元または二次元であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から５の何れか一項記載の画像形成装置において、
   前記網点画像を色分解して色成分ごとの画像を作成する画像色分解手段をさらに備え、
   前記推定画素値が色成分ごとに求められると共に、前記画素値決定手段が色成分ごとに求められた推定画素値に基づいて補間画素の画素値を決定することを特徴とする画像形成装置。

Images