JP5904979B2 - 画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、LEDアレイヘッド等の記録ヘッドを用いて記録媒体にカラー画像を記録する機器において、筋ムラ、濃度ムラを軽減する画像処理装置に関する。
従来、LEDアレイヘッドを用いた画像形成装置がある。LEDアレイヘッドは、複数のLED素子を主走査方向に配列したものであり、画像形成装置には、例えば、C(シアン)、M(マジェンダ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の記録用にLEDアレイヘッドをそれぞれ設けている。
ところで、複数のLED素子から構成されるLEDアレイヘッドを用いて画像を記録した場合、個々のLED素子の光量や発光特性のばらつきから、LEDアイレイヘッドの並び(主走査方向)と直交する方向に筋ムラや濃度ムラが発生することがあり、画像品質を劣化させるという問題がある。
この問題を解決するために、複数のLED素子が主走査方向に配列されたLEDアレイヘッドの各LED素子の発光量をそれぞれ検出し、各光量の検出値に応じてそれぞれ対応するLED素子の発光デューティ比を変更して発光量を補正する光量補正手段を有するデジタル書込装置が知られている(特許文献1参照)。
また、光量補正手段によりLED素子の発光デューティ比を変更する際に、必要に応じて隣接する他のLED素子の発光デューティ比も変更する手段を備えたデジタル書込装置が知られている(特許文献2参照)。
しかしながら従来の光量補正方式は、処理が煩雑で、回路規模が大きくなり高コストなものとなる。また、記録密度より高い解像度を持つLEDアレイヘッドを使用して補正を行うものに関しては、素子数が増える分だけ物理的に高コストになる、またそれに合わせて制御回路も大規模化し複雑になるといった問題がある。
さらに、光量補正方式一般に言えることであるが、光検出データに基づいて各素子の光量を補正する画像形成装置では、装置内部の各発光素子の経時的な素子劣化や取り付け精度のズレなどの、経時変化に起因する筋ムラや濃度ムラにより画像品質が低下するという問題も考慮する必要がある。さらに筋ムラや濃度ムラの補正によって、混色カラー画像を形成した場合に色味が変化するという問題もある。
特開平10−81032号公報 特開2003−182152号公報
発明が解決しようとする課題は、LEDアレイヘッド等の記録ヘッドを用いて記録媒体上に多値の画像形成を行う機器において、筋ムラや濃度ムラの発生を軽減する画像処理装置を提供することにある。
実施形態は、複数の記録素子を有する記録ヘッドにより1画素あたり多値の画像を記録媒体に記録する画像形成部と、記録媒体に記録した画像を読み取るスキャナ部とを備える機器における画像処理装置であって、画像データを入力し、入力した画像データを前記記録ヘッドによる記録分解能に相当する多値のハーフトーン化した画像データに変換するとともに、画素毎の多値記録パターンの変更によりハーフトーン処理を切替え可能な多値ハーフトーン処理部と、前記記録ヘッドの主走査方向に一定の濃度域を有するテストパターンを発生するテストパターン発生部と、前記テストパターンを前記多値ハーフトーン処理部で多値化して記録媒体に記録したときの画像データを前記スキャナ部で読み取り、読取結果をもとに前記記録ヘッドの主走査方向の記録濃度特性を算出する算出部と、算出した主走査方向の記録濃度特性に応じて、前記多値ハーフトーン処理部での画素毎の多値記録パターンを切替え、前記多値記録パターンのスクリーンの線と角度で決定するベクトル線上に前記多値記録パターンを分散し、切替え後の多値記録パターンが記録前の多値記録パターンに比べて出力ドットのサイズが分散化するように多値ハーフトーン処理を行い、各記録素子による濃度のばらつきを目立たなくするように切り替える制御部と、を備える。
第1の実施形態に係る画像形成装置のシステム構成図。 第1の実施形態において使用するLEDアレイヘッドを示す斜視図。 第1の実施形態におけるプリンタエンジン部を示す構成図。 第1の実施形態に係る画像形成装置内部のシステム構成図。 第1の実施形態におけるLEDアレイヘッドの光量補正の説明図。 第1の実施形態におけるLEDアレイヘッドを用いた多値記録のイメージを示す説明図。 第1の実施形態の主要部である画像処理部の構成を示すブロック図。 第1の実施形態における第1のテストパターンを示す説明図。 第1の実施形態における第2のテストパターンを示す説明図。 第1の実施形態における多値記録パターンの一例を示す説明図。 第1の実施形態において記録媒体上に記録されるトナードットパターンの一例を示すイメージ図。 第1の実施形態における演算部での判断処理を説明する波形図。 第1の実施形態における画像処理部の動作を示すフローチャート。
以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。本実施形態は、LEDアレイヘッド等の記録ヘッドを用いて、1画素当たりの発光時間の分割制御によって多値記録を行う画像処理装置に関する。
(第1の実施形態)
図1は、LEDアレイヘッドを用いた画像形成装置(例えばMFP)のシステム構成図である。図1に示すMFP(Multifunction Peripheral)10は、制御部であるプロセッサ(又はコントローラ)11を有する。プロセッサ11は、バスライン12を介して、通信インターフェース(I/F)13、スキャナ部14、プリンタエンジン部15、機械的な機構部を制御するメカニカルコントロール部16、表示部を含む操作部17、メモリ部18等に接続されている。
プロセッサ11は、CPUを含み、かつメモリ部18に格納された画像処理プログラムに基づいて所定の処理を実行し、画像形成の動作を制御するコンピュータである。メモリ部18は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、VRAM(Video RAM)等から構成され、MFP10において利用される種々の情報やプログラムを格納する。
通信インターフェース(I/F)13は、外部機器、例えばPC(Personal computer)等との通信を行う。操作部17は、例えばタッチパネル式の表示部や各種の操作キーを含み、ユーザやサービスマンによる各種の指示を入力することができる。
図2は、記録ヘッドであるLEDアレイヘッド20を示す斜視図である。LEDアレイヘッド20は、本体21と、本体21を覆うカバー22を有し、カバー22の上部には集光レンズアレイ23を設けている。本体21内には、記録素子である発光ダイオード(LED素子)を直線状に並べたLEDアレイが設けられ、それぞれのLEDから発せられる光を集光レンズアレイ23で集光して出射する。MFP10では、LEDアレイヘッド20を、C(シアン)、M(マジェンダ)、Y(イエロー)、K(ブラック)に対応してそれぞれ設けている。
図3は、プリンタエンジン部15を拡大して示す構成図である。プリンタエンジン部15は、C、M、Y、Kの画像形成部30C,30M,30Y,30Kを含む。画像形成部30C,30M,30Y,30Kは、中間転写ベルト31の下側に、上流から下流側に沿って並列に配置している。なお、以下の説明において各画像形成部30C,30M,30Y,30Kは同じ構成であるため、画像形成部30Kを代表にして説明する。
図3に示すように、画像形成部30Kは、像担持体である感光体ドラム32Kを有し、感光体ドラム32Kの周囲に、回転方向tに沿って帯電チャージャ33K、現像器34K、1次転写ローラ35K、クリーナ36K、ブレード37K等を配置している。感光体ドラム32Kの露光位置には、LEDアレイヘッド20Kから主走査方向に光を照射し、感光体ドラム32K上に静電潜像を形成する。同様に感光体ドラム32C、32M、32Y上にもLEDアレイヘッド20C、20M、20Yから主走査方向に光を照射し、静電潜像を形成する。
画像形成部30Kの帯電チャージャ33Kは、感光体ドラム32Kの表面を一様に全面帯電する。現像器34Kは、現像ローラ34aによりブラックのトナー及びキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム32Kに供給する。クリーナ36Kは、ブレード37Kを用いて感光体ドラム32K表面の残留トナーを除去する。
中間転写ベルト31を張架する駆動ローラ38には、2次転写ローラ39を対向して配置している。駆動ローラ38と2次転写ローラ39間を記録媒体である用紙Sが通過する際に、2次転写ローラ39により2次転写電圧が印加され、中間転写ベルト31上のトナー像を用紙Sに2次転写する。尚、2次転写ローラ39の下流には定着器が設けられているが、図示は省略する。
図4は、画像形成部とスキャナ部とを備える機器であるMFP10の内部のシステム構成図であり、各ファンクション(プリント、コピー機能)のデータの流れを示す。もちろん図4の構成に限られるものではなく、スキャナが搭載されているマシンであれば、本実施形態は適用できる。本実施形態においては、スキャナを利用したLEDの濃度ムラ、筋ムラの抑制について特徴的な機能を有する。
以下、図4について詳細に説明する。MFP10は、スキャナ部11に接続したスキャナ系処理部41と、RIP(Raster Image Processor)42を有する。RIP42は、LAN(Local Area Network)100を介して、PC(Personal computer)60に接続されている。PC60のドライバ62は、アプリケーション61の印刷指示によって、画像データとともに印刷制御指示を、LAN100を経由してMFP10に出力する。
スキャナ系処理部41とRIP42は、データ符号化部43とデータ復号化部44を含む圧縮伸張部に接続され、データ符号化部43とデータ復号化部44にはデータ記憶部45が接続されている。データ復号化部44の出力は、プリンタ系処理部46、TRC(Tone Reproduction correction)処理部47、多値ハーフトーン処理部48、ヘッド補正処理部49を介してLEDエンジン51に出力される。またヘッド補正処理部49には補正メモリ50が接続されている。
次に図4の動作について、PC60からの画像データを基に記録媒体(用紙)にプリントするプリントパスと、スキャナ14で読み取った原稿をコピーするコピーパスを例に説明する。
先ずプリントパスにおいては、PC60のアプリケーション61上での印刷命令により、PC60からドライバ62を介してページ記述言語化(PDL化)されたデータがネットワーク100を通してMFP10に送信される。MFP10内部では、このページ記述言語に対してRIP42により処理が行われる。
RIP42では、内部の属性分析部によって、受け取ったPDLコードから画像の属性を分析し種類を分類する。基本的に、画像は大きく分けて、テキスト、グラフィック、フォトビットマップのいずれかの属性となる。この分類したデータの属性はタグとしてそれぞれのタイプの属性が割り当てられ後段の処理に渡される。
例えば上記3種類の属性を持つ場合には2bitのタグデータが必要となる。PDLコードデータは、RIP42内部のラスター演算部により、コードデータをビットマップデータに変換する。カラープリンタの場合、例えばRGB各色8bitのデジタルデータをビットマップデータに変換し、モノクロプリンタの場合は単色8bitのビットマップデータに変換する。
各ビットマップデータには、その位置に対応するタグデータも割り当てられている。変換された各色8bitのRGB色信号を、RIP42内部の色変換処理部により、プリンタでの色再現色のCMY色、あるいはCMYK色に変換する。尚、R,G,Bはレッド、グリーン、ブルーの各色を示し、C,M,Y,Kはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を示している。
色変換された画像は、データ符号化部43に送られデータの圧縮が行われる。このときの圧縮方式は、各色8bitのプリント画像データを効率よく圧縮する方式が望ましく、基本的にビジュアルロスレスとなる圧縮方式を採用する。圧縮された画像データは、メモリやHDD等のデータ記憶部45に一時記憶される。画像データを圧縮することによりデータ記憶部45に記憶するデータの容量を抑えることができ、システム全体のパフォーマンスを上げることができる。
データ記憶部45では、MFP特有の機能として、電子ソートやページの回転といった処理が必要に応じて実行される。データ復号化部44では、データ記憶部45からのデータを読み出し、符号化されたデータを所定の手順によって復号化する。回転等をシンプルに実現するために、一般的に、符号化は固定長の符号化とすることが望ましい。
次にプリント系処理部46において、フィルタ処理やタグデータに従ったオブジェクト別の高画質処理等を行う。TRC処理部47では、プリンタエンジンの特性に合わせた画像濃度のキャリブレーションや好みの階調特性を得るためのγ変換を行う。このTRC処理部47においては、各オブジェクト間の画像の特性を考慮した上で、タグデータにより最適なγ変換処理が行うことができるようにTRC処理を切り替える構成となっている。
次に、多値ハーフトーン処理部48においては、1画素のデータをプリンタエンジン部15の記録分解能(発光時間の分割能力)に合わせて、入力階調ビット数以下の階調数の画像データに変換(ハーフトーン化)する。例えば、8bitの入力画像を4bit化する。具体的には多値ディザ処理等の手法で実現できる。多値ハーフトーン処理部48においても、各オブジェクト間の画像の特性を考慮して、タグデータにより最適なハーフトーン化処理を行うようにハーフトーン化処理を切り替えることもできる。
次にヘッド補正処理部49では、予め工場出荷時等の初期設定時に、光検出データに基づいて各LED素子の光量を補正するデータ(光量補正データ)を補正メモリ50に蓄えておき、ヘッド補正処理部49に入力される画像データに対して、光量補正データに基づいて各LED素子の光量を補正する。
図5は、光量補正の説明図である。LED素子では、光量によって画素毎にビーム径がばらつくため、ドットが均一に再現されない。例えば図5(a)において、現像閾値(スレッショルドレベルTH)より上の部分が画像となるが、光量A,Bによって再現されるドットA’,B’の大きさが変わる。そこで、図5(b)に示すように、光量Aのレベルを大きくすることで現像閾値THでのビーム径が同じになるように補正する。光量補正により、画素毎のビーム径のばらつきを補正し、ドットA’,B’の再現が均一になる。
LEDエンジン部51においては、最終的に補正された画像データを、LEDアレイヘッド20を駆動するための分割駆動信号に変換し、記録媒体に画像を形成する。本実施形態では、600dpi/16値の場合を基本に説明するが、解像度や多値の階調数はこれに限ることなく、エンジンが追従すれば任意の仕様の記録が可能である。もちろん主走査方向と副走査方向の解像度が異なる場合でも利用できる。
図6(a),(b)は、LEDアレイヘッド20を用いた最終的な多値記録のイメージ例を示す。実際、電子写真プロセスはアナログ的制御要素が強いため、図以上に記録媒体(用紙)上に出力される画像は鈍った状態となる。
また、図6の例では、レーザ記録装置で汎用的に使用されているPWM技術のポジショニング信号が使えない場合を示している。PWM技術では、各画素の印字開始位置を左、中央、右の3値に変えることができるが、LEDの場合は、画素の中央に光を当てるため、図6(a),(b)のような多値記録となる。
一方、コピーパスにおいては、先ずスキャナ部14で原稿を読み取り、RGB各色8bitのビットマップデータを得る。次にスキャナ系処理部41でシェーディング補正や拡大縮小処理、補色変換、レンジ補正といった処理を行い、データ符号化部43にデータを送り、データの圧縮を行う。このときの圧縮方式は、RGB各色8bitのコピー画像データを効率よく圧縮する方式が望ましい。
圧縮された画像データは次に、データ記憶部45に一時記憶される。データ復号化部44では、データ記憶部45からデータを読み出し、符号化されたデータを所定の手順によって復号化する。回転等をシンプルに実現するために、一般的に符号化は、固定長の符号化とすることがより望ましい。次にプリント系処理部46においては、場合によって3色のCMY信号を墨入れ処理などによりCMYK色に変換する。次のTRC処理部47以降の処理は、プリントパスと同じである。
次に図7を参照して本実施形態の主要部である画像処理部55の構成について説明する。画像処理部55は、スキャナキャリブレーションと、筋ムラや濃度ムラ補正を行う。
図7に示すように、画像処理部55は、TRC処理部47、多値ハーフトーン処理部48、ヘッド補正部49、補正メモリ50のほかに、スキャナ部14に接続した演算部52と、テストパターン発生部53と、ページメモリ54を含む。演算部52は、TRC処理部47と多値ハーフトーン処理部48に接続され、テストパターン発生部53は、TRC処理部47と多値ハーフトーン処理部48の間に設けられ、ページメモリ54からは画像データがTRC処理部47に供給される。
演算部52は、プロセッサ11のCPUで構成し、スキャナ部14で読取った結果を算出する算出部と、TRC処理部47及び多値ハーフトーン処理部48を制御する制御部としての機能を有する。尚、図7において、矢印101はスキャナキャリブレーションの処理の流れを示し、矢印201は、筋ムラ、濃度ムラの補正処理の流れを示す。
先ず、スキャナキャリブレーションを簡単に説明する。電子写真エンジンは、温度、湿度といった環境変化や、連続印刷、あるいは経時によるメカニズム、プロセス、材料などの特性変化に起因して画質が変動しやすくなる。このため、スキャナ部14を搭載しているMFP10では、スキャナキャリブレーションという手法を定期的に実行することで、出力特性の安定化を図っている。
図7において、スキャナキャリブレーションでは、テストパターン発生部53で発生した図8に示すようなテストパターン102を多値ハーフトーン化処理部48で多値化した後、ヘッド補正部49を介してLEDエンジン51に最終テストパターンを送る。LEDエンジン51は、記録媒体上に、テストパターン102のレイアウトに従った複数のパッチ階調画像を記録する。図8では、C,M,Y,K毎の多階調のテストパターン102(第1のテストパターン)を例示している。
記録媒体上に記録された複数のパッチ階調画像は、スキャナ部14によって読み取られ、演算部52は、読み取り値に基づいて階調補正を実施する。階調補正の結果は対応するTRC処理部47の処理に反映される。なお、多値ハーフトーン処理部48は、基準としてプリントの階調再現重視に対応するモードのものを使用する。またテストパターン発生部53は、TRCの補正計算方式によっては、TRC処理部47の前段にあっても別に構わない。
本実施形態の要点は、LEDアレイヘッド20のLED素子に依存する出力変動をも考慮し、筋ムラや濃度ムラを抑制し、出力を安定させることにある。筋ムラや濃度ムラの補正について説明する前に、ヘッド補正部49について説明をしておく。
各LEDアレイヘッド20C,20M,20Y,20Kが持つデバイス固有の筋ムラは、例えば工場出荷時にLEDアレイヘッド20の素子毎の発光量をそれぞれ検出し、各検出値に応じてそれぞれ対応するLED素子の発光デューティ比を変更する補正量を予め算出し、この光量補正データを補正メモリ50に保存しておく。補正メモリ50への補正データの書き込みは、補正工程が複雑で手間がかかるため工場出荷時に一度書き込んだ後は、滅多に書き換えることはしない。
LED素子のデバイス特性として、より詳しくは、個々のLED素子は、ベタ以外の中間階調を表現するための中間の光量特性も違うため、それぞれのLED素子の発光デューティ比を変更する補正量を、それぞれ記録可能な階調値毎(例えば本実施例では16値分)に持つ方が補正としての性能は良い。しかしながら、何千個もあるLED素子に対して、各階調毎に補正値を持つことは回路規模が非常に大きくなり、高コスト化を招く結果となる。そこで一般には、各LED素子のベタの発光特性のみが均一に揃うようにヘッド濃度補正が行われることが現実的である。
以下、図7の多値ハーフトーン化処理部48における具体的な筋ムラ、濃度ムラの補正手順を説明する。筋ムラが発生した場合、例えばサービスマンが操作部17(図1)を操作して、筋ムラ補正ボタンを押すことで補正処理を開始する。
筋ムラ、濃度ムラの補正を行う場合、テストパターン発生部53からは、図9に示すようなテストパターン202を発生し、多値ハーフトーン化処理部48で多値化した後、ヘッド補正部49を介してLEDエンジン51にテストパターンを送る。
図9のテストパターン202(第2のテストパターン)は、C,M,Y,KのLEDアレイヘッド20に対応してそれぞれ用意する。テストパターン202は、横方向の濃度が一定の帯状の複数階調のパターンであり、横方向は主走査方向に対応する。尚、テストパターン202は、実際にはC,M,Y,K毎に色が異なる。
LEDエンジン51は、記録媒体上にテストパターンのレイアウトに従った複数の帯状パッチ階調画像を記録する。記録媒体上の複数の帯状パッチ階調画像は、スキャナ部14によって読み取られる。
次に演算部52では、各階調域毎の主走査方向の濃度特性の分散性、バラツキを計算し、この計算結果によって多値のハーフトーン化処理を切り替えるか否かを判定する。多値のハーフトーン化処理を切り替える場合は、多値記録パターン(図10)を変更する。ヘッド補正部49について説明したように、通常各LED素子はベタの発光特性が均一に揃うような補正が行われているため、初期出荷時のデフォルトの状態としては、図10(a)に示すように、フルベタドットを多用する多値ハーフトーン化処理での記録パターン出力の方が、筋ムラ、濃度むらに対してロバスト性が高い。
図10(a)は、多値記録パターンを説明する図であり、LED素子を駆動して発光するための電気信号を示す。図11(a)は、図10(a)の多値記録パターンにより実際に記録媒体上に記録されるトナードットパターンのイメージ図である。
しかし、経時変化による各LED発光素子の出力特性の変化や、メカニズムのヘタリによるデフォーカス、光軸のズレなどによって、ヘッド補正処理自体が有効に機能しなくなると、図10(a)のようなフルベタドットを多用する多値ハーフトーン化処理での多値記録パターン出力では、逆に筋ムラや濃度むらがヘッド補正部49で強調されて目立つようになる。
そこで、各画素において出力ドットのサイズを散らし、筋ムラ、濃度ムラがぼかされて目立たなくなるよう多値記録パターンの変更処理を行う。図10(b)は、変更後の多値記録パターンを説明する図であり、出力ドットのサイズを散らすためのLED素子の電気信号を示す。また図11(b)は、各画素において出力ドットのサイズを散らしたときの記録媒体上に記録されるトナードットパターンを示すイメージ図である。
特に筋ムラや濃度ムラの目立ちやすい階調域は、経時変化によって別の濃度域に移ることもある。そこで、本実施形態では、スキャナ部14で読み取った各階調域の主走査方向の濃度特性の分散性、バラツキを算出し、バラツキの特性の悪い傾向が、別の濃度域にシフトしたと判断した場合、多値のハーフトーン化処理を、例えば図10(a)、図11(a)から図10(b)、図11(b)に切り替えるといった操作を行う。
多値ハーフトーン処理部48は、スクリーンの線数と角度は同一とし、スクリーンの線数と角度で決定される単位マトリクス内で多値記録パターンを切り替える。具体的には、フルベタのドットを多用するスクリーンパターンと、中間ドットを多用するスクリーンパターンを、LEDエンジン51の出力特性の状態によって切り替え、筋ムラや濃度ムラの各濃度域による出力特性の状態によってスクリーンパターンを切り替えるようにする。
多値ハーフトーン化処理部48は、多値化テーブルを用いた多値ディザ処理で実現することができ、幾つかの多値スクリーンパターンを用意しておき、多値ディザテーブルの閾値を変更し、切り替えて出力することで多値スクリーンパターンの制御が可能となる。また切り替える多値記録パターンは、図10(a)、(b)に示す2種類だけでなく何種類あっても良い。
また、単に各階調域でのバラつき度合いが所定の判断基準を超えた場合に、多値のハーフトーン化処理を、例えば図11(a)から図11(b)に切り替えるといった操作を行っても良い。
図12は、演算部52での判断処理を説明する波形図である。図12は、テストパターン202(図9)のレイアウトに従って記録媒体上に記録された複数の帯状パッチ階調画像をスキャナ部14によって読み取った読取結果を示す。図12(a)は、初期状態を示し、図12(b)は経時変化によってLED素子の発光特性が変化したとき状態を示す。
図12(a),(b)において縦軸はスキャナ14での読取り信号のレベルを示し、横軸は主走査方向(LED素子の並び方向)を示す。演算部52は、図12の読取り結果をもとに、各階調域での濃度のバラつき度合いが所定の判断基準を超えた場合に、多値ハーフトーン処理部48を制御し、多値のハーフトーン化処理を切り替える。
尚、多値のハーフトーン化処理を切り替えたとき、スクリーンの角度や線数、あるいは基本形状(万線系、網点系など)などの基本構造が変わると、混色した場合の色間におけるドットの重なり方や面積率が変化して色味が変化するという問題が発生する。したがって、色間のドットの重なり方が変わらないようにするため、本実施形態では、スクリーンの角度や線数、基本形状(万線系、網点系など)は変えずに、スクリーンの切り替えは、多値ハーフトーンを形成するドット(記録パターン)の大小の組み合わせを変えることで対応する。
即ち、図10の多値記録パターンにおいて、切替え前(a)と切替え後(b)では、スクリーンの線Lの数や角度θは同じで、線間のピッチPも同じになるようにしている。図11(a)、(b)では、それぞれ矢印のベクトルV1は変わらず基本的な線数や角度θは同じであり、多値のドットパターン(多値の記録パターン)のみがベクトルV1上で分散するように変化していることが分かる。ベクトルV1は、スクリーンの線と角度で決定する。尚、スクリーンの角度は、C,M,Y,C毎に異ならせているが、同じ色については同じスクリーン角度が適用される。
また各画素の出力ドットのサイズを分散化する際、図11(a),(b)に示すように、分散化する前の出力ドットと、分散化したあとの出力ドットのトータルの面積が同じになるようにしている。即ち、図11(a)において、分散化する前の出力ドットの1単位のマトリクスをQ1とし、図11(b)において、分散化した後の出力ドットの1単位のマトリクスをQ2としたとき、単位マトリクスQ1内の出力ドットの面積と単位マトリクスQ2内の出力ドットの面積とが等しくなるように多値記録パターンを切り替える。
尚、図10、図11においては、網点系の多値出力パターンを示しているが、これに限ることなく、万線形の多値出力パターンを利用しても良く、基本となる形状自体(万線系、網点系など)は線数、角度が変わらなければどのようなものでも良い。
また、筋ムラ、濃度補正の実施は、サービスマンが行っても、一般ユーザが行っても良く、プリンタエンジン全体の補正手順としては、筋ムラ、濃度補正の後にスキャナキャリブレーションを実行する手順が続くことになる。
また、MFP10など階調処理がファンクションあるいはモードによって、プリント(階調優先)モードの階調処理と異なるものについても、それぞれの多値ハーフトーン化処理を判定結果によって切り替えても良い。当然、筋ムラ、濃度ムラ補正処理による判定結果によってはスクリーン処理の切り替えが元の状態に戻るということもあり得る。
図13は、画像処理部55の動作を示すフローチャートである。図13の処理は、メモリ部18に格納された画像処理プログラムに基づいてプロセッサ11のCPUの制御のもとに実行される。
図13において、サービスマン等の指示によって筋ムラ補正がスタートすると、動作(Act.)A1では、テストパターン発生53から図9に示す第2のテストパターン202を発生する。動作A2では、多値ハーフトーン処理部48によって多値ハーフトーン化処理が行われる。動作A3ではヘッド補正部49により各LED素子の光量を補正し、動作A4では、テストパターン202のレイアウトに従った複数の帯状パッチ階調画像(テストパターン画像)が記録媒体(用紙)に印刷される。動作A5では、テストパターン画像がプリント出力される。
動作A6でプリント用紙が原稿台にセットされると、動作A7では、スキャナ部14によりプリント用紙の画像データを読込む。動作A8では、読み取ったテストパターン画像の主走査方向の濃度特性を演算部52により算出する。動作A9では、算出した濃度特性をもとに筋ムラの変動の大きさを判断する。筋ムラの変動の大きさはCPUによって判断する。
動作A9で筋ムラの変動が予め設定した設定値よりも大きい場合は、動作A10に進み、CPUは、多値のハーフトーン化処理を切り替え、各画素において出力ドットのサイズを分散化し、筋ムラ、濃度ムラがぼかされて目立たなくなる処理を行う。また動作A9で筋ムラの変動が予め設定した範囲以下の場合、及び動作A10のあとは、動作A11に進み、スキャナキャリブレーションを実行するか否かを判断する。
スキャナキャリブレーションを実行しない場合は処理を終了する。スキャナキャリブレーションを実行する場合は、動作A12に進み、図8に示す第1のテストパターン102を発生して、キャリブレーションのフローにしたがってスキャナキャリブレーションを実行する。
以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、LEDアレイヘッドを用いて記録媒体上に多値の画像形成を行う際に、簡易かつ低コストの構成で筋ムラを抑制することが可能となる。また、LEDアレイヘッドの各LED素子の経時的な素子劣化や、取り付け精度の経時ズレに起因する光量ムラを均一化できる。さらに、混色カラー再現時の色変動を抑制することができる。
尚、本実施例においては、LEDアレイヘッド20を用いた画像処理装置について述べたが、これに限ることなく複数の記録素子を持つ記録ヘッドに対しても利用できることは言うまでもない。また、1ライン分のヘッドを用いた画像処理装置に限らず、シリアルヘッドを用いたシリアル記録パスで構成されたMFPなどにも利用できる。
本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
10…画像形成装置(MFP)
11…プロセッサ(制御部)
14…スキャナ部
15…プリンタエンジン部(画像形成部)
17…操作部
20,20C,20M,20Y,20K…記録ヘッド(LEDアレイヘッド)
48…多値ハーフトーン処理部
49…ヘッド補正処理部
50…補正メモリ
51…LEDエンジン
52…演算部
53…テストパターン発生部
54…ページメモリ
55…画像処理部

Claims (5)

  1. 複数の記録素子を有する記録ヘッドにより1画素あたり多値の画像を記録媒体に記録する画像形成部と、記録媒体に記録した画像を読み取るスキャナ部とを備える機器における画像処理装置であって、
    画像データを入力し、入力した画像データを前記記録ヘッドによる記録分解能に相当する多値のハーフトーン化した画像データに変換するとともに、画素毎の多値記録パターンの変更によりハーフトーン処理を切替え可能な多値ハーフトーン処理部と、
    前記記録ヘッドの主走査方向に一定の濃度域を有するテストパターンを発生するテストパターン発生部と、
    前記テストパターンを前記多値ハーフトーン処理部で多値化して記録媒体に記録したときの画像データを前記スキャナ部で読み取り、読取結果をもとに前記記録ヘッドの主走査方向の記録濃度特性を算出する算出部と、
    算出した主走査方向の記録濃度特性に応じて、前記多値ハーフトーン処理部での画素毎の多値記録パターンを切替え、前記多値記録パターンのスクリーンの線と角度で決定するベクトル線上に前記多値記録パターンを分散し、切替え後の多値記録パターンが記録前の多値記録パターンに比べて出力ドットのサイズが分散化するように多値ハーフトーン処理を行い、各記録素子による濃度のばらつきを目立たなくするように切り替える制御部と、
    を備える画像処理装置。
  2. 前記多値ハーフトーン処理部は、前記スクリーンの線数と角度は同一とし、前記スクリーンの前記線数と角度で決定される単位マトリクス内で前記多値記録パターンを切り替える請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記単位マトリクス内での前記多値記録パターンは、切替え前の記録パターンのトータル面積と切替え後の記録パターンのトータル面積が同じになるようにした請求項2に記載の画像処理装置。
  4. 前記算出部は、前記テストパターンの画像を記録した記録媒体を前記スキャナ部で読み取った結果から、複数の濃度域のそれぞれの主走査方向の記録濃度のばらつきを算出する請求項1記載の画像形成装置。
  5. 複数の記録素子を有する記録ヘッドにより1画素あたり多値の画像を記録媒体に記録する画像形成部と、記録媒体に記録した画像を読み取るためのスキャナ部とを備える機器における画像処理プログラムであって、コンピュータに、
    入力画像データを前記記録ヘッドによる記録分解能に相当する多値のハーフトーン化した画像データに変換するとともに、画素毎の多値記録パターンの変更によりハーフトーン処理を切替える多値ハーフトーン処理機能と、
    前記記録ヘッドの主走査方向に一定の濃度域を有するテストパターンを発生するテストパターン発生機能と、
    前記テストパターンを前記多値ハーフトーン処理機能で多値化して記録媒体に記録したときの画像データを前記スキャナ部で読み取り、読取結果をもとに前記記録ヘッドの主走査方向の記録濃度特性を算出する算出機能と、
    算出した主走査方向の記録濃度特性に応じて、前記多値ハーフトーン処理機能での画素毎の多値記録パターンを切替え、前記多値記録パターンのスクリーンの線と角度で決定するベクトル線上に前記多値記録パターンを分散し、切替え後の多値記録パターンが記録前の多値記録パターンに比べて、出力ドットのサイズが分散化するように多値ハーフトーン処理を行い、各記録素子による濃度のばらつきを目立たなくするように切り替える制御機能と、
    を実現させる画像処理プログラム。
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