JP5812669B2 - 画像処理装置および画像処理方法およびコンピュータプログラム。 - Google Patents
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Description
それら要因の一つとして、画像形成部における、感光ドラム上へのレーザ光の偏向走査を行う偏向走査装置のレンズの不均一性や、レンズの取り付け位置ずれ、偏向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等が考えられる。このような事態が発生すると、レーザ光の感光ドラム上への走査ライン(露光走査ライン)に傾きや曲がりが生じる。また、その露光走査ラインの傾きや曲がりの程度が各色毎に異なるため、結果としてレジストレーションずれとなって表れることになる。
このような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では、光学センサを用いて、偏向走査装置における露光走査ライン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、その補正した画像データに基づいて画像を形成することが記載されている。具体的には、一部の画像を副走査方向にずらすことでビットマップ画像を補正する。この特許文献1の方法は、画像データを処理することで電気的に(ソフトウェアで)レジストレーションずれの補正を行っているため、機械的な調整や組立時の調整工程が不要となる。
特許文献1を用いた場合、画像形成部の高解像度化に伴って、電気的にレジストレーションずれを補正するために必要な情報(補正情報)のデータ量が増加する。レジストレーションずれを補正するためには、レーザ光の走査ライン(露光走査ライン)の曲りを補正するための該補正情報をレジスタなどで保持しておく必要がある。レジスタに保持するライン補正情報の情報量は、(主走査方向の補正位置の数)×(副走査方向のずらす位置)で計算できる。例えば、600dpiの解像度のプリンタエンジンの場合は、主走査方向の補正位置の数が256ヶ所で、副走査方向のずらす位置が16(=2の4乗)段階である場合は、256×4=1024ビット必要となる。プリンタエンジンの解像度が2400dpiの場合は、より高精度のレジストレーションずれ補正が求められるので、補正位置の数は4倍の1024ヶ所、副走査方向のずらす位置は64(=2の6乗)段階必要となる。つまり、1024×6=6144ビット必要となり、6倍に膨れ上がり、回路規模が増大し、コストが増大してしまう。
[画像形成装置]
図1は、本実施形態のカラー画像形成装置(以下、画像形成装置と称する)100の構成を説明するブロック図である。
画像形成装置100への操作者の指示は、画像形成装置100に装備された操作部104から行われ、これら一連の動作はデータ処理部101内のプリンタコントローラ103(図2のCPU307)で制御される。また、操作部104における入力状態の表示及び処理中の画像データの表示等は表示部102に表示される。尚、この画像形成装置100では、後述する各種処理を実行するための各種操作及び表示をユーザに提供するユーザインタフェースを、表示部102及び操作部104によって実現している。
このプリンタコントローラ103はホストI/F部302を有する。このホストI/F部302には、データ処理部101から送出された印刷データや、この画像形成装置100の動作を指示する設定を入力する入力バッファ(不図示)が設けられている。またホストI/F部302には、データ処理部101へ送出する信号や機器情報データを含む出力データを一時的に保持する出力バッファ(不図示)が設けられている。またホストI/F部302は、データ処理部101との間で送受信される信号や通信パケットの入出力部を構成するとともに、データ処理部101との間の通信制御を行う。
ホストI/F部302を介して入力された印刷データは、画像データ発生部303に送信される。ここで、入力される印刷データは、例えば、PDL(ページ記述言語)データで構成される。画像データ発生部303は、不図示の解析部により、入力された印刷データの解析(例えば、PDL解析処理)を行う。そして、その解析結果から中間言語を生成し、更に印刷部(プリンタエンジン)107が処理可能なビットマップデータを生成する。
画像メモリ304から読み出され、レジストレーションずれ補正部305で補正処理されたビットマップデータは、エンジンI/F部306を介してビデオ信号として印刷部107に転送される。
エンジンI/F部306は、印刷部107へ転送する記録データ(ビデオ信号)を一時的に保持する出力バッファ(不図示)と、印刷部107から送出された信号を一時的に保持する入力バッファ(不図示)とが設けられている。またエンジンI/F部306は、印刷部107との間で送受信される信号の入出力部を構成するとともに、印刷部107との間の通信制御をも司っている。
CPU307は、操作部104もしくはデータ処理部101から指示されたモードに応じて、上述の各部に対する制御を行う。この制御はROM308に格納されている制御プログラムに基づいて実行される。具体的には、CPU307が制御プログラムをROM308からRAM309に読み出し、解析、実行することで、画像形成装置100全体の動作が制御される。また、このROM308に格納されている制御プログラムは、システムクロックによってタスクと称されるロードモジュール単位に時分割制御を行うためのOSを含んでいる。またこの制御プログラムには、このOSによって機能単位に実行制御される複数のロードモジュールが含まれる。CPU307による演算処理の作業領域としては、RAM309が使用される。CPU307を含む各部は、システムバス310に接続されている。このシステムバス310は、アドレスバスとデータバス及び制御信号バスとを有している。
次に、レジストレーションずれ補正について、図4を用いて説明する。
図4(A)は、レジストレーションずれの原因となる、露光走査ライン(走査ライン)の曲がりを説明する図である。図4(A)に示される走査ラインは印刷部107における不図示の感光ドラムなどの感光媒体上への走査ラインである。以下、感光媒体上に走査される曲がりのない理想的な走査ラインの走査方向を主走査方向と称する。例えば感光媒体が感光ドラムであった場合、感光ドラムの長手方向を主走査方向と称する。また、以下、この主走査方向に垂直な方向を副走査方向と称する。図4(A)において、横軸右方向は走査ラインの主走査方向を示し、縦軸下方向は副走査方向を示している。図4(B)は、この走査ラインの曲がりを相殺するように補正、すなわち各走査ラインに対応するラインデータに切り換えながら、ビットマップデータを印刷部107へ送り出す様子を示している。なお、補正を行わなかった場合、nライン目の画素は一列に並ぶことになり、走査ラインの曲がりの影響により印刷部107で形成される画像は歪む。図4(B)において、横軸右方向は走査ラインの主走査方向を示し、縦軸上方向は副走査方向を示している。図4(B)において、黒い部分がnライン目の画素データの印刷時に、印刷部107へ送り出される主走査方向に並ぶラインデータが切り替えられていることを示している。つまり、画像データの主走査方向に並ぶ画素について、該画素の副走査方向の位置が補正されている。画素の副走査方向の位置をどれだけ補正するかを決定する補正量は、当該画素の主走査位置によって決定される。以上、説明したように走査ラインの曲がりを相殺するように、印刷部107に出力するデータのラインを切り換える処理をレジストレーションずれ補正と称し、レジストレーションずれ補正は当該補正量に基づいて実行される。このレジストレーションずれ補正により、露光での走査ラインに曲がりが生じていても、印刷部107で形成される画像は歪みのないものとなる。
第一の補正部401は、画像メモリ304から入力されたビットマップデータ(ハーフトーン画像)を補正曲線補間部402の生成する補正曲線情報に基づき、副走査方向に2400dpiで0〜15画素、すなわち16画素未満の補正処理(高解像度補正処理)を行う。詳細については、後述する。補正処理が行われたビットマップデータは第二の補正部405に出力される。
第二の補正部405は、第一の補正部401から入力されたビットマップデータを第二の補正曲線記憶部406の情報に基づき、副走査方向に2400dpiで16画素単位の補正処理(低解像度補正処理)を行う。詳細については、後述する。補正処理が行われたビットマップデータはエンジンI/F部306に出力される。
本実施形態では、2400dpiの1画素単位を処理の最小単位としたが、これに限定するものではなく、例えば、1200dpiでも4800dpiでも良い。
なお、以下で説明するプロファイルは、プリンタコントローラ103で補正がなされるべき方向を示す情報であっても良く、プロファイルとしての定義は、これに限定されるものではない。
図5(B)は、画像データ発生部303で生成されたビットマップデータ(ハーフトーン画像)を示す。生成されたビットマップデータは、一度、画像メモリ304に格納され、その後、CPU307指示でレジストレーションずれ補正部305へ入力され、レジストレーションずれの補正処理が施される。
図5(C)は、第一の補正部401の補正処理が行われたビットマップデータを表す図である。第一の補正部401では、図5(B)のビットマップデータに対して、図5(A)に示すプロファイルの示す方向と副走査方向で逆方向に16画素未満(0〜15画素)で補正する。第一の補正部401は、第一のメモリ404を用いて、0〜15ライン分のビットマップデータをバッファリングする。そして、第一の補正部401は、補正曲線情報(レジストレーションずれ補正が行われる主走査方向の位置に対応する副走査方向の位置情報)を補正曲線補間部402から取得し、その情報に基づいて、第一のメモリ404にバッファリングされたビットマップデータを読み出す。入力されたすべてのビットマップデータが含まれるビットマップデータを出力するために、図5(C)において黒で示した領域には、画像形成が行われない空白のデータや白データ等を付加する。
図5(D)は、第一の補正部401で処理が施されたビットマップデータに対して第二の補正部405で補正処理が行われたビットマップデータを示す図である。第二の補正部405では、図5(C)のビットマップデータに対して、図5(A)に示すプロファイルの示す方向と副走査方向で逆方向に16画素単位で補正する。第二の補正部405は、まず入力されたビットマップデータを第二のメモリ407に順次書き込み、バッファリングする。次に、第二の補正部405は、広域補正値(複数のサブセグメントごとに16画素単位のレジストレーションずれ補正を行うための、主走査方向の位置と該位置に対応する副走査方向の位置情報)を第二の補正曲線記憶部406から取得し、その情報に基づいて、第二のメモリ407にバッファリングされたビットマップデータを読み出す。このような方法で、第一の補正部401では、0〜15画素のレジストレーションずれ補正、第二の補正部405では、16画素単位のレジストレーションずれ補正を実施する。2段階に分けることで、高価で高速なメモリには、細かい補正を、低価で低速なメモリには、粗い補正を実施することで、最小限のコストで高速にレジストレーションずれを解消することができる。
次に、補正曲線補間部402の詳細な説明を行う。主走査方向に連続する複数のサブセグメントのまとまりをセグメントと呼ぶ。本実施形態において、1つのセグメントは4つのサブセグメントで構成される。
D=a×A+b×C
例えば図8(B)のサブセグメント1201が注目サブセグメントである場合、注目セグメント1102の補正量Aは12、真の隣接セグメント1101の補正量Cは4、注目のサブセグメント1201の補間位置はこれらのセグメントから副走査方向における距離で3:5の位置になるため、aは8分の5、bは8分の3となる。
以上のステップがある注目サブセグメントの補正量Dの決定フローである。このフローは全てのサブセグメントに対して実行され、全てのサブセグメントの画素の補正量が決定される。
図8(A)、(B)、(C)、図5(C)、(D)、図6(A)、(B)を用いて、第一の補正部401で行われる処理結果について説明する。
図8(A)は、第一の補正曲線記憶部403に格納されている、各セグメントの補正量(補正位置)の一部を示したものである。
図8(B)は、本実施形態において、前記補正曲線補間部402が第一の補正曲線記憶部403から出力された各セグメントの補正位置から算出したサブセグメントの補正位置を示したものである。
図8(C)は、補正曲線補間部402が第二の補正部405による補正処理を考慮せずに、各セグメントに対して線形補間を実施した場合のサブセグメントの補正位置を示したものである。
サブセグメント1203、1204がそれぞれ注目サブセグメントである場合の注目セグメントはセグメント1102である。仮の隣接セグメントはセグメント1103である。注目セグメントの補正位置は12、仮の隣接セグメントの補正位置は3であることが、図8(A)よりわかる。注目セグメントと隣接セグメントの補正位置の差の絶対値がposmax/2より大きいので、補正曲線補間部402は、第二の補正部405で補正が行われると判断する。さらに、注目セグメントの補正位置(12)は、posmax/2以上なので、セグメント1103は、第二の補正部405で上方向(副走査方向で逆方向)に補正されると判断される。したがって、真の隣接セグメントの補正位置として、セグメント1103の補正位置(3)ではなく、真の隣接セグメント1104の補正位置(19=3+16)が算出されて補間処理に用いられる。補正曲線補間部402は、サブセグメント1203および1204補正位置(13および15)を注目セグメントおよび真の隣接セグメントの補正位置の線形補間によって算出する。
なお、本実施形態では、セグメントの分割数は4としたが、これに限定するものではなく、8や16といった数でも良い。セグメントの分割数が大きいほど、レジスタに保持する情報量の削減効果は大きい。
以下、本発明の第二の実施形態に係る画像処理を説明する。
なお、特に断りがなければ前述した第一の実施形態と構成は変わらないので、差分のみについて説明する。差分としては、補正曲線補間部402の一部の処理フローである。補間に用いるセグメントの補正位置の決定方法は、第一の実施形態と同じ方法を用いる。
図9は、補正曲線補間部402のサブセグメントの補間方法を決定するフローチャートを示したものである。
補正曲線補間部402は、第一の補正曲線記憶部403から各セグメントの補正位置を取得し、補正位置S[n]に注目セグメントの補正位置を代入する。補正位置S[n+1]に注目セグメントの1つ右隣のセグメントの補正位置を代入する。補正位置S[n+2]に注目セグメントの2つ右隣のセグメントの補正位置を代入する。補正位置S[n−1]に注目セグメントの1つ左隣のセグメントの補正位置を代入する。補正位置S[n−2]に注目セグメントの2つ左隣のセグメントの補正位置を代入する(ステップS2001)。
補正曲線補間部402は、各セグメント間の傾きを算出する。傾きg[n+1]は隣接するセグメントどうしの補正位置の差分S[n]−S[n+1]から算出される。同様に傾きg[n+2]はS[n+1]−S[n+2]から算出され、傾きg[n−1]はS[n−1]−S[n]から算出され、傾きg[n−1]は、S[n−2]−S[n−1]から算出される(ステップS2002)。
補正曲線補間部402は、第一の実施形態で説明した線形補間によってサブセグメントの補正位置を算出する(ステップS2004)。
補正曲線補間部402は、スプライン補間などの非線形補間によってサブセグメントの補正位置を算出する(ステップS2005)。
図10(B)は、補正曲線補間部402で行われる補間処理を線形補間のみで行った場合の補正曲線の様子を示したものである。
図10(C)は、本実施形態で補正曲線補間部402が補間処理を線形補間と非線形補間を切り替えて処理した場合の補正曲線の様子を示したものである。
以下、本発明の第三の実施形態に係る画像処理を説明する。
本実施形態における画像形成装置100は、特に断りがなければ第一の実施形態における画像形成装置100と同様の構成を採る。差分としては、レジストレーションずれ補正部305の構成である。
第二の補正部505は、第一の補正部501から入力されたビットマップデータを第二の第二の補正曲線補間部508の情報(広域補正値)に基づき、例えば副走査方向に2400dpiで16画素単位の補正処理を行う。補正処理が行われたビットマップデータはエンジンI/F部306に出力される。
以上説明した実施形態では、第一のメモリおよび第二のメモリはそれぞれ独立したものとして構成されていたが、本発明はこれに限られず、メモリを共有化しても良い。メモリを共有化することで、レジストレーションずれの補正がより小さい回路規模で実現可能である。
また、以上説明した実施形態におけるレジストレーションずれ補正部305は、ハードウェア回路で構成されるとしたが、本発明はこれに限られず、以下の処理を実行することによっても実現される。その処理は、上述した実施形態の機能を実現させるソフトウェア(コンピュータプログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)が当該コンピュータプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (17)
- 画素を所定の画素数未満分、副走査方向にずらす第1の補正と、前記画素を前記所定の画素数の倍数分、副走査方向にずらす第2の補正とを行う画像処理装置であって、
主走査方向に伸びる画素列における、注目画素を含む第1の画素群に対応する第1の補正値と、前記第1の画素群とは異なる前記画素列における第2の画素群に対応する第2の補正値とを記憶する記憶手段と、
前記第1の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量と、前記第2の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量とが異なるかどうかを判定する判定手段と、
前記判定結果に従って前記記憶手段に記憶されている前記第1の補正値および前記第2の補正値を用いた補間を行うことで、前記注目画素の補正値を決定する決定手段と、
前記決定された補正値に基づいて前記注目画素を前記所定の画素数未満分、副走査方向にずらす前記第1の補正を行う補正手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記決定手段は、前記判定結果が前記第1の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量と、前記第2の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量とが異なることを示す場合に、前記第2の補正値を前記第1の補正値に近づけるように、前記第2の補正値から所定の値が増加あるいは減少した値を求め、前記第1の補正値と前記求められた値との補間を行うことで、前記注目画素の補正値を決定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、前記判定結果が前記第1の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量と、前記第2の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量とが異ならないことを示す場合に、前記第1の補正値と前記第2の補正値との補間を行うことで、前記注目画素の補正値を決定することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記判定手段は、前記第1の補正値と前記第2の補正値との差が閾値を越えるか否かを判定し、
当該差が閾値を越える場合に、前記第1の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量と、前記第2の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量とが異なると判定し、
当該差が閾値以下の場合に、前記第1の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量と、前記第2の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量とが異ならないと判定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像処理装置。 - 前記補正手段は、前記第1の補正を行った後に、前記第2の補正を行うことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 主走査方向に並ぶ複数の画素で形成される第1の画素群に対応する副走査方向の第1の補正値と、主走査方向に並ぶ前記複数の画素とは異なる複数の画素で形成される第2の画素群に対応する副走査方向の第2の補正値とを記憶する記憶手段と、
前記第1の補正値と前記第2の補正値との差が閾値以下かを判定する判定手段と、
前記判定結果に従って前記第1の補正値および前記第2の補正値を用いた補間を行うことで、前記複数の画素それぞれの副走査方向の補正値を決定する決定手段と、
前記決定されたそれぞれの補正値に基づいて、前記複数の画素それぞれを副走査方向にずらす補正を行う補正手段と、
を有し、
前記決定手段は、
前記差が前記閾値以下であると前記判定手段によって判定された場合に、前記第1の補正値と前記第2の補正値との補間を行うことで、前記それぞれの補正値を決定し、
前記差が前記閾値を超えると前記判定手段によって判定された場合に、前記第2の補正値を前記第1の補正値に近づけるように、前記第2の補正値から所定の値が増加あるいは減少した値を求め、前記第1の補正値と前記求められた値との補間を行うことで、前記それぞれの補正値を決定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記決定されたそれぞれの補正値は、所定の整数画素数未満の整数画素数に対応し、
前記補正手段は、前記複数の画素および前記異なる複数の画素のそれぞれを、前記決定されたそれぞれの補正値に対応する整数画素数だけ副走査方向にずらす前記補正を行うことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記所定の値は、前記所定の整数画素数に対応し、
前記画像処理装置は、
前記補正手段による補正が行われた画素を、前記所定の整数画素数の倍数だけ副走査方向にずらす補正を行う別の補正手段を有することを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記補正手段は、第1のメモリを用いて前記補正を行い、
前記別の補正手段は、第2のメモリを用いて前記補正を行い、
前記第1のメモリは、前記第2のメモリよりも高速なランダムアクセスが可能なメモリであることを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記第1のメモリは、SRAMであり、
前記第2のメモリは、DRAMであることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記第1の補正値および前記第2の補正値のそれぞれは、前記所定の値未満の整数であることを特徴とする請求項6乃至10の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 前記閾値は、前記所定の値の半分の値であることを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
- 前記第1の画素群および前記第2の画素群は、互いに主走査方向で隣接することを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第1の補正値および前記第2の補正値を用いた補間とは、線形補間であることを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 画素を所定の画素数未満分、副走査方向にずらす第1の補正と、前記画素を前記所定の画素数の倍数分、副走査方向にずらす第2の補正とを行う画像処理方法であって、
記憶手段が、主走査方向に伸びる画素列における、注目画素を含む第1の画素群に対応する第1の補正値と、前記第1の画素群とは異なる前記画素列における第2の画素群に対応する第2の補正値とを記憶する記憶工程と、
判定手段が、前記第1の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量と、前記第2の画素群に含まれる画素が前記第2の補正によってずらされる量とが異なるかどうかを判定する判定工程と、
決定手段が、前記判定結果に従って前記記憶工程で記憶されている前記第1の補正値および前記第2の補正値を用いた補間を行うことで、前記注目画素の補正値を決定する決定工程と、
補正手段が、前記決定された補正値に基づいて前記注目画素を前記所定の画素数未満分、副走査方向にずらす前記第1の補正を行う補正工程と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 記憶手段が、主走査方向に並ぶ複数の画素で形成される第1の画素群に対応する副走査方向の第1の補正値と、主走査方向に並ぶ前記複数の画素とは異なる複数の画素で形成される第2の画素群に対応する副走査方向の第2の補正値とを記憶する記憶工程と、
判定手段が、前記第1の補正値と前記第2の補正値との差が閾値以下かを判定する判定工程と、
決定手段が、前記判定結果に従って前記第1の補正値および前記第2の補正値を用いた補間を行うことで、前記複数の画素それぞれの副走査方向の補正値を決定する決定工程と、
補正手段が、前記決定されたそれぞれの補正値に基づいて、前記複数の画素それぞれを副走査方向にずらす補正を行う補正工程と、
を有し、
前記決定工程は、
前記差が前記閾値以下であると前記判定工程によって判定された場合に、前記第1の補正値と前記第2の補正値との補間を行うことで、前記それぞれの補正値を決定し、
前記差が前記閾値を超えると前記判定工程によって判定された場合に、前記第2の補正値を前記第1の補正値に近づけるように、前記第2の補正値から所定の値が増加あるいは減少した値を求め、前記第1の補正値と前記求められた値との補間を行うことで、前記それぞれの補正値を決定することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項1乃至14の何れか1項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プログラム。
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