JP4898293B2 - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法、並びに、当該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に関するものである。

従来、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置としては、１つの感光体に対して複数の現像器を用いて各々の色による現像を行うものがある。このカラー画像形成装置は、露光−現像−転写の工程を複数回繰り返すことで１枚の転写紙上に色画像を重ね合わせて形成し、これを定着させることによりフルカラー画像を得る方式が一般に用いられる。

特開昭６４−４０９５６号公報 特開平８−８５２３７号公報 特開平１１−２６６３６０号公報

しかしながら、上述した方式では、１枚のプリント画像を得るために、３回から４回（黒色を用いた場合）の画像形成工程を繰り返す必要があり、時間がかかるという欠点があった。この欠点を補うための方法として、複数の感光体を用いて、各色ごとに得られた顕像を、転写紙の上に順次重ね合わせ、１回の通紙でフルカラープリントを行う方法がある。

この複数の感光体を用いる方法によれば、スループットを大幅に短縮できるが、一方で、各感光体の位置精度や径のずれ、光学系の位置精度のずれなどに起因して、各色の転写紙上での位置ずれによる色ずれという問題が生じていた。これにより、高品位なフルカラー画像を得ることが困難であった。

この色ずれを防止する方法としては、例えば、転写紙や転写手段の一部をなす搬送ベルト上にテストトナー像を形成し、これを検知して、この結果をもとに各光学系の光路を補正したり、各色の画像書き出し位置を補正する方法等が考えられる（特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、以下のような問題点が生じる。

第１に、光学系の光路を補正するためには、光源やｆ−θレンズを含む補正光学系、光路内のミラー等を機械的に動作させ、テストトナー像の位置を合わせ込む必要があるが、これを行うためには高精度な可動部材が必要となり、高コスト化を招く。更に、補正の完了までに時間がかかるため、頻繁に補正を行うことは不可能であるが、光路長のずれは機械の昇温などにより時間とともに変化することがあり、このような場合には光学系の光路を頻繁に補正して色ずれを防止するのは困難となる。

第２に、画像の書き出し位置を補正することで左端及び左上部の位置ずれを補正するは可能であるが、光学系の傾きを補正したり、光路長のずれによる倍率のずれを補正したりすることはできない等の問題点がある。

第３に、時間とともに変化する温度、湿度、トナー残量といったプロセスの状態（カラー画像形成装置の動作環境状態）によってトナーの乗り具合が異なるため、プロセス条件によっては、画像を高画質に再現することが困難となる。

また、特許文献２には、各色毎の画像データの出力座標位置を、レジストレーションずれを補正した位置に自動変換し、変換した各色の画像データに基づいて変調された光ビームの位置を色信号の最小ドット単位よりも小さい量で修正することが開示されている。

しかしながら、特許文献２の構成では、中間階調処理を行った画像に対して各色毎の画像データの出力座標位置を補正することによって、中間階調画像の網点の再現性が劣化してしまい、色むらが生じてモアレが顕在化してしまう可能性があるという問題点がある。この一例を図１を用いて説明する。

図１は、濃度むらを示す概略図である。
図１（ａ）に示す入力画像１０１は、一定の濃度値を持つ画像である。また、図１（ｂ）は、入力画像１０１に対してある色ずれ補正処理を行った後の画像（色ずれ補正処理後の画像）１０２である。この画像１０２を実際に印刷すると、図１（ｃ）に示すように画像濃度値と当該画像濃度値に対するトナー濃度との関係がリニアでないために、入力画像１０１が一定の濃度値の画像であるのにも拘らず、濃度値が一定でない画像が印刷される。このような不均一な濃度値が周期的に繰り返された場合、モアレが顕在化してしまい、良好なカラー画像が得られないという問題点がある。

また、特許文献３には、網線領域を識別し、網線領域にはエッジ強調を行わずに、画素単位未満の補正を行う方法が開示されている。しかしながら、この特許文献３の方法では、補正を行った画素に対するハーフトーン処理等の中間階調処理により、モアレが顕在化してしまい、良好なカラー画像が得られないという問題点がある。

本発明は上述の問題点にかんがみてなされたものであり、画像の再現性を動作環境状態（プロセス状態）に依存させること無く、ずれ補正によって生じるモアレを解消して、良好な画像の取得を実現する画像形成装置、画像形成方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、入力画像を処理し、当該処理後の入力画像に基づいて像担持体を露光して潜像を形成し、前記潜像を現像剤によって現像化することで画像を形成する画像形成装置であって、前記画像形成装置における動作環境を検知し、当該検知の結果に基づく動作環境情報を出力する動作環境検知手段と、前記画像形成装置における露光の走査線の副走査方向のずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、前記ずれ量記憶手段から得られるずれ量に基づいて、ずれ補正量を演算するずれ補正量演算手段と、前記ずれ補正量に基づいて、入力画像に対して画素単位の副走査方向のずれを補正する第１の補正手段と、前記入力画像のエッジ部を検出する検出手段と、前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出された第１の画像データに対して、前記ずれ補正量に基づく補正係数にしたがって、画素単位未満の副走査方向のずれを補正する第２の補正手段と、前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出されない第２の画像データに対して、ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段と、を有し、前記第２の補正手段は、前記動作環境情報に基づいて、前記ずれ補正量に基づく前記補正係数を調整する。
本発明の画像形成方法は、入力画像を処理し、当該処理後の入力画像に基づいて像担持体を露光して潜像を形成し、前記潜像を現像剤によって現像化することで画像を形成する画像形成装置における画像形成方法であって、前記画像形成装置における動作環境を検知し、当該検知の結果に基づく動作環境情報を出力する動作環境検知ステップと、前記画像形成装置における露光の走査線の副走査方向のずれ量をずれ量記憶手段に記憶するずれ量記憶ステップと、前記ずれ量記憶手段から得られるずれ量に基づいて、ずれ補正量を演算するずれ補正量演算ステップと、前記ずれ補正量に基づいて、入力画像に対して画素単位の副走査方向のずれを補正する第１の補正ステップと、前記入力画像のエッジ部を検出手段で検出する検出ステップと、前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出された第１の画像データに対して、前記ずれ補正量に基づく補正係数にしたがって、画素単位未満の副走査方向のずれを補正する第２の補正ステップと、前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出されない第２の画像データに対して、ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理ステップと、を有し、前記第２の補正ステップは、前記動作環境情報に基づいて、前記ずれ補正量に基づく前記補正係数を調整する。
本発明のプログラムは、入力画像を処理し、当該処理後の入力画像に基づいて像担持体を露光して潜像を形成し、前記潜像を現像剤によって現像化することで画像を形成する画像形成装置における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であって、前記画像形成装置における動作環境を検知し、当該検知の結果に基づく動作環境情報を出力する動作環境検知ステップと、前記画像形成装置における露光の走査線の副走査方向のずれ量をずれ量記憶手段に記憶するずれ量記憶ステップと、前記ずれ量記憶手段から得られるずれ量に基づいて、ずれ補正量を演算するずれ補正量演算ステップと、前記ずれ補正量に基づいて、入力画像に対して画素単位の副走査方向のずれを補正する第１の補正ステップと、前記入力画像のエッジ部を検出手段で検出する検出ステップと、前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出された第１の画像データに対して、前記ずれ補正量に基づく補正係数にしたがって、画素単位未満の副走査方向のずれを補正する第２の補正ステップと、前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出されない第２の画像データに対して、ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理ステップと、をコンピュータに実行させ、前記第２の補正ステップは、前記動作環境情報に基づいて、前記ずれ補正量に基づく前記補正係数を調整する。

本発明によれば、画像の再現性を動作環境状態（プロセス状態）に依存させること無く、ずれ補正によって生じるモアレを解消して、良好な画像を取得することが可能になる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の諸実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の主として機械的な構成を示す概略断面図である。例えば、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置１は、４ドラム方式のカラーレーザビームプリンタの場合に対応する。

図２に示すように、カラー画像形成装置１は、当該装置の右側面下部に転写材カセット５３を装着している。転写材カセット５３にセットされた転写紙等の転写材は、給紙ローラ５４によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラ対５５−ａ及び５５−ｂによって画像形成部１１に給送される。ここで、本実施形態におけるカラー画像形成装置１には、４つの画像形成部１１−Ｃ、１１−Ｙ、１１−Ｍ及び１１−Ｋが設けられている。

転写材を搬送する転写材搬送ベルト１０は、複数の回転ローラ（５６、５８等）によって転写材搬送方向（図２の右から左方向）に扁平に張設され、その最上流部においては、転写材が転写材搬送ベルト１０に静電吸着される。また、この転写材搬送ベルト１０のベルト搬送面に対向して、画像形成部１１には、４つのドラム状の像担持体としての感光体ドラム１４が直線状に配設されている。具体的に、画像形成部１１には、図２に示すように、各画像形成部１１−Ｃ、１１−Ｙ、１１−Ｍ及び１１−Ｋに対応して、各感光体ドラム１４−Ｃ、１４−Ｙ、１４−Ｍ及び１４−Ｋが設けられている。

また、画像形成部１１には、現像ユニット５２が設けられている。具体的に、画像形成部１１には、図２に示すように、各画像形成部１１−Ｃ、１１−Ｙ、１１−Ｍ及び１１−Ｋに対応して、各現像ユニット５２−Ｃ、５２−Ｙ、５２−Ｍ及び５２−Ｋが設けられている。各現像ユニット５２は、対応して設けられている感光体ドラム１４−Ｃのシアン（CYAN）、１４−Ｙのイエロー（YELLOW）、１４−Ｍのマゼンダ（MAGENTA）、１４−Ｋのブラック（BLACK）の色トナー、帯電器及び現像器を有している。

各現像ユニット５２−Ｃ、５２−Ｙ、５２−Ｍ及び５２−Ｋの筐体内の帯電器と現像器間には所定の間隙が設けられている。この間隙を介して、レーザスキャナからなる各露光ユニット５１から各感光体ドラム１４の周面を所定の電荷で一様に帯電させる。そして、各露光ユニット５１が帯電した感光体ドラム１４の周面を画像情報に応じて露光して、静電潜像を形成する。そして、当該静電潜像の停電位部に各現像器がトナーを転移させてトナー像（現像）する。なお、画像形成部１１には、図２に示すように、各画像形成部１１−Ｃ、１１−Ｙ、１１−Ｍ及び１１−Ｋに対応して、各露光ユニット５１−Ｃ、５１−Ｙ、５１−Ｍ及び５１−Ｋが設けられている。また、各露光ユニット５１−Ｃ、５１−Ｙ、５１−Ｍ及び５１−Ｋは、各感光体ドラム１４を露光するためのレーザー１２を備えている。

転写材搬送ベルト１０の搬送面を挟んで、画像形成部１１には、転写部材５７が配置されている。具体的に、画像形成部１１には、図２に示すように、各画像形成部１１−Ｃ、１１−Ｙ、１１−Ｍ及び１１−Ｋに対応して、転写部材５７−Ｃ、５７−Ｙ、５７−Ｍ及び５７−Ｋが設けられている。各感光体ドラム１４の周面上に形成（現像）されたトナー像は、それらに対応する各転写部材５７で形成される転写電界によって、搬送されてきた転写材に発生した電荷に吸収されて転写材面に転写される。

トナー像を転写された転写材は、排紙ローラ対５９−ａ及び５９−ｂによって、装置外に排出される。なお、転写材搬送ベルト１０は、シアン（CYAN）、イエロー（YELLOW）、マゼンダ（MAGENTA）及びブラック（BLACK）の各色トナーを一旦転写してから、転写材に二次転写する構成の中間転写ベルトでも構わない。

図２のコントローラ１５は、本実施形態に係るカラー画像形成装置の動作を統括的に制御するものである。

図３は、像担持体である感光ドラム１４に走査される主走査線のずれを説明するためのイメージ図である。
図３の３０１は、理想的な主走査線を示したイメージであり、感光体ドラム１４の回転方向に対して垂直に走査が行われる。図３の３０２は、感光体ドラム１４の位置精度や径のずれ、各色の露光ユニット５１における光学系の位置精度ずれに起因した右上がりの傾き、及び湾曲が発生している実際の主走査線を示したイメージである。このような主走査線の傾きや湾曲が、何れかの色の画像形成部１１において存在する場合、転写材に複数色のトナー像を一括転写した際に、色ずれが発生することになる。

本実施形態では、主走査方向（レーザースキャン方向：ｘ方向）において、印刷領域の走査開始位置となるポイントＡを基準点とする。そして、ポイントＡを基準点として、複数のポイント（ポイントＢ、ポイントＣ、ポイントＤ）において、理想的な主走査線３０１と実際の主走査線３０２との副走査方向のずれ量を測定する。そして、測定したずれ量を測定したポイント毎に複数の領域（Ｐａ−Ｐｂ間を領域１、Ｐｂ−Ｐｃ間を領域２、Ｐｃ−Ｐｄ間を領域３とする）に分割して、各ポイント間を結ぶ直線（Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄ）により、各領域の主走査線の傾きを近似するものとする。即ち、本実施形態では、入力画像をブロック（領域１〜３）毎に分割し、各ブロックに対して色ずれ補正処理を行えるようにしている。

したがって、各ポイント間のずれ量の差（領域１はｍ１、領域２はｍ２−ｍ１、領域３はｍ３−ｍ２）が正の値である場合には、該当領域の主走査線は右上がりの傾きを有することを示し、負の値である場合には、右下がりの傾きを有することを示す。

図４は、コントローラ１５の機能的な構成を示すブロック図である。具体的に、図４には、本実施形態において行われる、上述した走査線の傾きや湾曲により発生する色ずれを補正する色ずれ補正処理の動作を実行するためのコントローラ１５の構成及び画像形成部１１の構成が示されている。

画像形成部１１は、コントローラ１５で生成された画像ビットマップ情報をもとにして実際に印刷処理を行う。画像形成部１１の色ずれ量記憶手段４０３−Ｃ、４０３−Ｍ、４０３−Ｙ及び４０３−Ｋは、それぞれ対応する色毎に、上述した各領域毎の主走査線のずれ量をそれぞれ記憶する。本実施形態では、図３で説明した、理想的な主走査線３０１と、複数のポイントで測定した実際の主走査線３０２との副走査方向のずれ量を、主走査線の傾き及び湾曲を示す情報として各色ずれ量記憶手段４０３に記憶する。なお、本実施形態においては、色ずれ量記憶手段４０３を画像形成部１１に構成する形態を示しているが、例えば、色ずれ量記憶手段４０３をコントローラ１５に構成する形態であってもよい。

図５は、色ずれ量記憶手段４０３に記憶される情報の一例を示す図である。また、本実施形態では、各色ずれ量記憶手段４０３には、理想的な主走査線３０１に係る情報と、実際の主走査線３０２のずれ量に係る情報を記憶するようにしている。このずれ量に係る情報としては、実際の主走査線３０２の傾き、及び湾曲の特性が識別可能な情報であれば、図５に示すものに限られない。

また、色ずれ量記憶手段４０３に記憶される情報は、本装置の製造工程において上記ずれ量を測定し、装置固有の情報として予め記憶される。或いは、本装置自体に、上記ずれ量を検出する検出機構を設けて、各色の像担持体（感光ドラム１４）ごとにずれ量を測定するための所定のパターンを形成し、上記検出機構により検出したずれ量を記憶するような構成でも構わない。

次に、コントローラ１５において、色ずれ量記憶手段４０３に記憶された主走査線のずれ量を相殺するように画像データを補正して印刷処理を行う動作について説明する。

画像生成手段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から、印刷処理が可能なラスターイメージデータを生成し、ＲＧＢデータとしてドット毎に出力する。

色変換手段４０５は、画像生成手段４０４から出力されたＲＧＢデータを、画像形成部１１で処理可能なＣＭＹＫ空間のデータに変換し、後述するビットマップメモリ４０６に色毎に蓄積する。

ビットマップメモリ４０６は、印刷処理を行うラスターイメージデータを一旦蓄積するものであり、１ページ分のイメージデータを蓄積するページメモリ、又は、複数ライン分のデータを記憶するバンドメモリである。

色ずれ補正量演算手段４０７は、各色ずれ量記憶手段４０３−Ｃ、４０３−Ｍ、４０３−Ｙ及び４０３−Ｋに対応して、各色ずれ補正量演算手段４０７−Ｃ、４０７−Ｍ、４０７−Ｙ及び４０７−Ｋが設けられている。各色ずれ補正量演算手段４０７−Ｃ、４０７−Ｍ、４０７−Ｙ及び４０７−Ｋは、対応する各色ずれ量記憶手段４０３−Ｃ、４０３−Ｍ、４０３−Ｙ及び４０３−Ｋに蓄積された主走査線のずれ量に係る情報に基づいて、色ずれ補正量を算出する。具体的に、各色ずれ補正量演算手段４０７−Ｃ、４０７−Ｍ、４０７−Ｙ及び４０７−Ｋは、各ドット毎に、色ずれ補正手段４０８から指定される主走査方向の座標情報に対応した副走査方向の色ずれ補正量を算出し、色ずれ補正手段４０８にそれぞれ出力する。

ここで、主走査方向の座標データをｘ（ドット）、副走査方向の色ずれ補正量をΔｙ（ドット）とした場合に、図３に示す各領域の演算式を以下に示す。この際、印刷密度を６００ｄｐｉとする。

領域１：Δｙ１ ＝ ｘ ＊ （ ｍ１ ／ Ｌ１ ）
領域２：Δｙ２ ＝ ｍ１ ＊ ２３.６２２ ＋ （ ｘ − Ｌ１ ＊ ２３.６２２ ） ＊ （ （ｍ２ − ｍ１ ） ／ （Ｌ２ − Ｌ１ ） ）
領域３：Δｙ３ ＝ ｍ２ ＊ ２３.６２２ ＋ （ ｘ − Ｌ２ ＊ ２３.６２２ ） ＊ （ （ｍ３ − ｍ２ ） ／ （Ｌ３ − Ｌ２ ） ）
ここで、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、印刷開始位置から、それぞれ、領域１、領域２、領域３の左端までの主走査方向の距離（単位ｍｍ）である。また、ｍ１、ｍ２、ｍ３は、それぞれ、領域１、領域２、領域３の左端における理想的な主走査線３０１と、実際の主走査線３０２とのずれ量である。

色ずれ補正手段４０８は、各色ずれ補正量演算手段４０７−Ｃ、４０７−Ｍ、４０７−Ｙ及び４０７−Ｋに対応して、各色ずれ補正手段４０８−Ｃ、４０８−Ｍ、４０８−Ｙ、４０８−Ｋが設けられている。

色ずれ補正手段４０８は、色ずれ補正量演算手段４０７によってドット毎に算出される色ずれ補正量に基づいて、主走査線の傾き、歪みによる色ずれを補正する。具体的に、色ずれ補正手段４０８は、色ずれ補正量演算手段４０７による色ずれ補正量に基づいて、ビットマップメモリ４０６に蓄積されたビットマップデータの出力タイミングの調整及び画素毎の露光量の調整等を行って色ずれを補正する。本実施形態における色ずれ補正手段４０８は、各色のトナー像を転写材（転写媒体）に転写したときの色ずれ（レジストレーションずれ）を防ぐものである。

次に、色ずれ補正手段４０８の内部構成について、図８を用いて説明する。
図８は、色ずれ補正手段４０８の内部構成を示すブロック図である。
図８に示すように、色ずれ補正手段４０８は、座標カウンタ４５、座標変換手段（第１の補正手段）４１、ラインバッファ４２、エッジパターン記憶部４６、エッジ検出手段４３、階調補正手段（第２の補正手段）４４によって構成される。また、ラインバッファ４２は、ウィンドウデータ４２ａを有している。

座標カウンタ４５は、色ずれ補正処理を行う主走査方向及び副走査方向の座標位置データを座標変換手段４１に出力すると同時に、主走査方向の座標位置データを階調補正手段４４に出力する。

座標変換手段４１は、座標カウンタ４５からの主走査方向及び副走査方向の座標位置データと、色ずれ補正量演算手段４０７より得られる補正量Δｙとに基づいて、補正量Δｙの整数部分の補正処理、つまり画素単位での副走査方向に対する再構成処理を行う。

エッジ検出手段４３は、ラインバッファ４２から得たｎ×ｍのウィンドウデータ４２ａとエッジパターン記憶部４６に記憶されているエッジパターン情報とを比較することで、検出すべき画像のエッジ部の検出を行う。

エッジ検出手段４３は、エッジ部の画像データであるか非エッジ部の画像データであるかをアトリビュートデータにより後段に示す。

階調補正手段４４は、エッジ検出手段４３によりエッジ部であると検出された画像データに対して、座標カウンタ４５からの主走査方向の座標位置データと補正量Δｙとに基づき、補正量Δｙの小数点以下の補正処理を行う。ここで、階調補正手段４４は、画素単位未満で副走査方向の前後のドットにおける露光比率を調整して当該補正処理を行う。この際、階調補正手段４４は、副走査方向の前後のドットを参照するためのラインバッファ４２を用いる。

エッジ検出手段４３により検出されたエッジ部でない（非エッジ部の）画像データに対しては、画素未満の色ずれに関しては補正の必要がないと判断し、階調補正手段４４による階調補正を行わないものとして処理を簡略化する。

図６は、座標変換手段４１において、色ずれ補正量Δｙの整数部分のずれ量を補正する動作を説明するためのイメージ図である。
座標変換手段４１は、図６（ａ）のように、直線で近似された主走査線のずれ量に係る情報から求められる色ずれ補正量Δｙの整数部分の値に応じて、ビットマップメモリ４０６に蓄積された画像データの副走査方向（ｙ方向）の座標をオフセットする。

例えば、座標カウンタ４５からの副走査方向の座標位置が図６（ｂ）に示すｎラインである場合、主走査方向の座標位置をｘとすると主走査方向のｘ座標において、図６（ａ）に示す［１］の領域では、色ずれ補正量Δｙが０以上１未満となる。そして、ｎライン目のデータを再構成する場合、座標変換手段４１は、ビットマップメモリ４０６からｎライン目のデータを読み出すための座標変換処理を行う。

図６（ａ）に示す［２］の領域では、色ずれ補正量Δｙが１以上２未満となる。そして、ｎライン目のデータを再構成する場合、座標変換手段４１は、１副走査ライン数をオフセットした位置の画像ビットマップ、つまりビットマップメモリ４０６からｎ＋１ライン目の画像データを読み出すための座標変換処理を行う。

同様に、座標変換手段４１は、図６（ａ）に示す［３］の領域ではビットマップメモリ４０６からｎ＋２ライン目、図６（ａ）に示す［４］の領域ではビットマップメモリ４０６からｎ＋３ライン目のデータを読み出すための座標変換処理を行う。以上の方法により、画素単位での副走査方向の再構成処理が行われる。また、図６（ｃ）は、座標変換手段４１により画素単位での色ずれ補正処理を行った画像を像担持体（感光ドラム１４）に露光した際の露光イメージを示したものである。

図７は、階調補正手段４４が行う画素単位未満の色ずれを補正する動作を説明するためのイメージ図である。具体的に、図７には、色ずれ補正量Δｙの小数点以下のずれ量を補正する動作が示されている。色ずれ補正量Δｙの小数点以下のずれ量の補正は、副走査方向の前後のドットにおける露光比率を調整することにより行われる。

図７（ａ）は、右上がりの傾きを有する主走査線のイメージを示したものである。図７（ｂ）は、階調補正前の水平な直線のビットマップイメージを示したものである。図７（ｃ）は、図７（ａ）に示す主走査線の傾きによる色ずれを相殺するための図７（ｂ）のビットマップイメージに対する補正イメージを示したものである。図７（ｃ）の補正イメージを実現するために、副走査方向の前後のドットにおける露光量調整を行う。

図７（ｄ）は、色ずれ補正量Δｙと階調補正を行うための補正係数との関係を示したものである。図７（ｄ）において、ｋは色ずれ補正量Δｙの整数部分（小数点以下を切り捨て）であり、画素単位での副走査方向の補正量を示す。図７（ｄ）において、βとαは、画素単位未満の副走査方向の補正を行うための補正係数であり、色ずれ補正量Δｙの小数点以下の情報につき、副走査方向の前後のドットにおける露光量の分配率を表す。具体的に、αは先行するドットの分配率、βは後行ドットの分配率を表す。そして、分配率α及びβは、図７（ｄ）に示すように、
α＝Δｙ−ｋ
β＝１−α
により計算される。

図７（ｅ）は、図７（ｄ）の補正係数に従って、副走査方向の前後のドットにおける露光比率を調整するための階調補正を行ったビットマップイメージを示したものである。図７（ｆ）は、階調補正されたビットマップイメージを像担持体（感光ドラム１４）に露光した際の露光イメージを示したものであり、主走査ラインの傾きが相殺され、水平な直線が形成されることになる。

次に、図４の説明に戻って、プロセス検知手段（動作環境検知手段）４０１について説明する。
本実施形態において、コントローラ１５には、各色ずれ補正手段４０８−Ｃ、４０８−Ｍ、４０８−Ｙ、４０８−Ｋに対応して、プロセス検知手段４０１−Ｃ、４０１−Ｍ、４０１−Ｙ及び４０１−Ｋが設けられている。そして、各プロセス検知手段４０１は、当該カラー画像形成装置１における動作環境を検知し、当該検知の結果に基づく動作環境情報を後述の例外処理手段４０９に出力する。

カラー画像形成装置（カラープリンタ）１では、各色画像を出力（印刷）する濃度を一定に保つため濃度制御を実行するが、当該濃度制御を実行すると時間とトナーを消費するので、頻繁に濃度制御を実行することはできない。

そこで、本実施形態では、カラー画像形成装置１の環境変化に応じてブレンド値を変える形態を示す。ここでの環境変化とは、電子写真プロセスに影響を与える、転写材近傍における温度と湿度の変化である。一般に、電子写真プロセスにおいて、転写材（用紙）の抵抗値が高いとトナーが転写されにくくなる。転写材（用紙）の抵抗値は、当該転写材に含まれる水分量で変化する。湿度が低くなると、転写材に含まれる水分量は低下し、転写材の抵抗値は上昇し、トナーが転写されにくくなる。また、温度が高くなると、転写材に含まれる水分は発散し、転写材の抵抗値は上昇し、トナーが転写されにくくなる。そして、トナーが転写されにくくなると、露光量が同じであったとしても、トナー像は小さくなる。逆に言うと、トナーが転写されにくい環境では、トナー像を維持するために、露光量を大きくしなければならない。つまり、転写材近傍の湿度が低くなる、あるいは、転写材近傍の温度が高くなった時には、各色画像の濃度に係るブレンド値を大きくする必要がある。各プロセス検知手段４０１で転写材近傍の温度と湿度をモニタ等で検知することで、最適なブレンド値を求めることができるようになる。

次に、図４の例外処理手段４０９及びハーフトーン処理手段４１０について説明する。
本実施形態において、コントローラ１５には、各色ずれ補正手段４０８−Ｃ、４０８−Ｍ、４０８−Ｙ、４０８−Ｋに対応して、例外処理手段４０９−Ｃ、４０９−Ｍ、４０９−Ｙ及び４０９−Ｋが設けられている。同様に、各色ずれ補正手段４０８−Ｃ、４０８−Ｍ、４０８−Ｙ、４０８−Ｋに対応して、ハーフトーン処理手段４１０−Ｃ、４１０−Ｍ、４１０−Ｙ及び４１０−Ｋが設けられている。以下には、入力画像に対してハーフトーン処理→色ずれ補正処理の順で処理を行った場合と、入力画像に対して色ずれ補正処理→ハーフトーン処理の順で処理を行った場合における一例について説明する。

図９は、入力画像に対してハーフトーン処理を行った後に色ずれ補正処理を行った場合の一例を示す概略図である。図９（ａ）は、濃度５０％の一定濃度の入力画像を示している。

図９（ａ）に示す入力画像に対して、ある４×４のハーフトーンパターンを用いてハーフトーン処理を行った場合、図９（ｂ）に示す画像が得られる。この図９（ｂ）に示す画像が求める画像であり、色ずれ補正処理を行った後でも、この画像と同等の画像が得られれば、画像劣化がなく色ずれ補正処理が実現できたと言える。

ここで、図９（ｂ）に示すハーフトーン処理後の画像に対して、上方向（垂直方向）に１／２画素色ずれ補正を行った場合に得られる画像を図９（ｃ）に示す。図９（ｃ）からわかるように、図９（ｂ）に示すハーフトーン処理後の画像に色ずれ補正処理を行うことにより、ハーフトーン処理による中間階調画像の網点の再現性劣化が生じている。

図１０は、入力画像に対して色ずれ補正処理を行った後にハーフトーン処理を行った場合の一例を示す概略図である。図１０（ａ）は、入力画像であり、前述した図９（ａ）と同様に、一定濃度（５０％）の画像である。

図１０（ａ）に示す入力画像に対して、上方向（垂直方向）に１／２画素色ずれ補正処理を行った場合に得られる画像を図１０（ｂ）に示す。色ずれ補正処理を行うことにより、上下１ライン１００ａ、１００ｂの部分に２５％の濃度の画像が生じる結果となる。

図１０（ｂ）に示す色ずれ補正処理後の画像に対して、ハーフトーン処理を行った場合に得られる画像を図１０（ｃ）に示す。図１０（ｃ）に示す画像においては、図１０（ｂ）の色ずれ補正処理において上下１ライン１００ａ、１００ｂに濃度２５％の画像が生じたために、上下１ライン１００ａ、１００ｂについては、図９（ｂ）と異なる画像となっている。しかしながら、上下１ライン１００ａ、１００ｂ以外のその他の部分に関しては、図９（ｂ）と同様の画像が得られており、図９（ｃ）に見られたような中間階調画像の網点の劣化も見られていない。

図１１は、入力画像に対して色ずれ補正処理を行った後にハーフトーン処理を行った場合の一例を示す概略図である。図１１（ａ）は、入力画像であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す入力画像に対して座標変換処理を行った後の画像である。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に示す画像に対して色ずれ補正処理を行った後の画像であり、図１１（ｄ）は、図１１（ｃ）に示す画像に対してハーフトーン処理を行った後の画像である。

色ずれ補正処理を行った後にハーフトーン処理を行った場合、画像のエッジ部分に着目してみると、図１１（ｄ）に示すように、ハーフトーン処理により画像のエッジ部がハーフトーンパターンに従って形成されるため、階調補正が無効化されてしまう。結果として、エッジ部において、隙間や不連続性が生じてしまい、ジャギーのある画像が形成されてしまう。このジャギーを防ぐための処理手順を図１２及び図１３に示す。

図１２は、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の処理方法を示すフローチャートである。ここで、図１２には、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置において、エッジ検出処理からの処理過程を示している。
まず、図１２のステップＳ１２１において、座標変換手段４１は、座標変換を行って画素以上の色ずれに対する補正処理を行う。

続いて、ステップＳ１２２において、座標変換手段４１は、ステップＳ１２１で座標変換した画像データをラインバッファ４２に格納する。

続いて、ステップＳ１２３において、エッジ検出手段４３は、ラインバッファ４２に格納されている、処理を行う画像データがエッジ部の画像データであるか否かを判断する。

ステップＳ１２３でエッジ部の画像データであると判断された場合、続いて、ステップＳ１２４において、階調補正手段４４は、エッジ部の画像データに対して、階調補正処理を行って画素未満の色ずれ補正処理を行う。続いて、ステップＳ１２５において、例外処理手段４０９は、ステップＳ１２４で階調補正処理されたエッジ部の画像データに対して、ステップＳ１２６でのハーフトーン処理とは異なる、プロセス検知手段４０１からの動作環境情報に基づく例外処理を行う。この際、例外処理手段４０９は、エッジ部用のハーフトーンパターンを使用してステップＳ１２６でのハーフトーン処理とは異なるハーフトーン処理や、或いは、ステップＳ１２６でのハーフトーン処理後にドットを補ったりする等の処理を行ってもよい。

一方、ステップＳ１２３でエッジ部の画像データでないと判断された場合、続いて、ステップＳ１２６において、当該非エッジ部の画像データに対して、ハーフトーン処理を行う。

ステップＳ１２５又はＳ１２６の処理が終了した後、例外処理手段４０９及びハーフトーン処理手段４１０により得られた画像データに基づいて、図４のパルス幅変調手段４１１でパルス幅変調が行われて２値のレーザ駆動信号に変換される。即ち、パルス幅変調手段４１１は、例外処理手段４０９及びハーフトーン処理手段４１０により得られた画像データに基づいて、露光ユニット５１のレーザー１２における光ビームのパルス幅の変調を行って、当該光ビームの光量の補正を行う。

ここで、パルス幅変調手段４１１は、各色ずれ補正手段４０８−Ｃ、４０８−Ｍ、４０８−Ｙ及び４０８−Ｋ等に対応して、各パルス幅変調手段４１１−Ｃ、４１１−Ｍ、４１１−Ｙ、４１１−Ｋが設けられている。その後、パルス幅変調手段４１１から２値のレーザ駆動信号が各露光ユニット５１−Ｃ、５１−Ｙ、５１−Ｍ及び５１−Ｋに供給され、各露光ユニットは、供給されたレーザ駆動信号に基づいて、各感光体ドラム１４を露光する。その後、当該フローチャートにおける処理を終了する。

次に、図１２の破線で囲まれたステップＳ１２３〜Ｓ１２６の動作を、図１３を用いて詳しく説明する。
図１３は、図１２のステップＳ１２３〜Ｓ１２６の具体的な処理を示すフローチャートである。図１３は、エッジパターンにおいて、出力のブレンディングのＭＡＸ値を変更させるときの処理におけるフローチャートを示している。

ステップＳ１３１において、エッジ検出手段４３は、ラインバッファ４２に格納されている、処理を行う画像データ（画素）がエッジ部の画像データ（画素）であるか否かを判断する。このステップＳ１３１における処理は、図１２のステップＳ１２３の処理に相当する。

ステップＳ１３１でエッジ部の画像データでないと判断された場合、続いて、ステップＳ１３２において、非エッジ部の画像データ（画素）に対して、ハーフトーン処理を行う。このステップＳ１３２における処理は、図１２のステップＳ１２６の処理に相当する。

一方、ステップＳ１３１でエッジ部の画像データ（画素）であると判断された場合、続いて、ステップＳ１３３において、エッジ検出手段４３は、プロセス検知手段４０１による動作環境情報を画素毎に付加する。この際、本実施形態における動作環境情報としては、プロセス検知手段４０１で検知された転写材近傍における温度及び湿度の変化に係る情報である。このステップＳ１３３における処理は、例えば図１２のステップＳ１２３の処理に含まれる。

続いて、ステップＳ１３４において、階調補正手段４４は、エッジ部の画像データ（画素）に対して、通常行うブレンディング処理（階調補正処理）を行う。このステップＳ１３４における処理は、図１２のステップＳ１２４の処理に相当する。

続いて、ステップＳ１３５において、例外処理手段４０９は、ステップＳ１３３で付加された動作環境情報に基づいて、各画像データ（画素）の濃度に係るブレンド値を変更するか否かを判断する。この判断の結果、ブレンド値を変更する場合、続いて、ステップＳ１３６において、例外処理手段４０９は、ステップＳ１３３で付加された動作環境情報に基づいて、当該画像データ（画素）の濃度を濃くするか薄くするかを判断する。この判断の結果、画像データ（画素）の濃度を薄く出力する場合には、ステップＳ１３７において、例外処理手段４０９は、ＭＡＸ値を減少させたブレンディング処理を行う。一方、ステップＳ１３６の判断の結果、画像データ（画素）の濃度を濃く出力する場合には、ステップＳ１３８において、例外処理手段４０９は、ＭＡＸ値を増加させたブレンディング処理を行う。このステップＳ１３５乃至Ｓ１３８における処理は、図１２のステップＳ１２５の処理に相当する。

図１４は、第１の実施形態に係るカラー画像形成装置で行われる階調補正処理を示す概略図であり、図１４（ａ）にその補正量に係る情報を示し、図１４（ｂ）に階調補正処理後のビットマップイメージを示し、図１４（ｃ）に露光イメージを示す。

図１３のステップＳ１３６で濃度を濃くして出力すると判断された画像データ（画素）例えば、図１４の点線で囲まれた３つの画素からなる領域１４０であるとすると、階調補正における補正量は図１４（ａ）に示すように演算される。図７（ｄ）と比較すると、当該３つの画素領域１４０の補正値が大きく演算されることにより、５０％とすると再現されにくかった網線の再現性を高めることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、プロセス検知手段４０１から得られる転写材近傍の温度や湿度などの環境変化における動作環境情報に基づいてブレンディング制御を行う形態であったが、それら以外の動作環境における動作環境情報からブレンド値を変更する形態でもよい。

そこで、第２の実施形態では、感光体ドラム１４の膜厚変化に応じて、ブレンド値を変更する例を示す。
感光体ドラム１４は、転写材のプリント枚数に応じて、その膜厚が薄くなる。感光体ドラム１４の膜厚が薄くなると、露光によって電位が下がりにくくなり、その結果、感光体ドラム１４上にトナーが乗りにくくなる。そして、感光体ドラム１４上にトナーが乗りにくくなると、例え露光量が同じであったとしても、トナー像は小さくなる。よって、感光体ドラム１４の膜厚が薄くなった時には、ブレンド値を大きくする必要がある。そこで、第２の実施形態では、プロセス検知手段４０１で転写材のプリント枚数をカウントすることにより、感光体ドラム１４の膜厚を検知し、当該検知結果に応じて、例外処理手段４０９が最適なブレンド値によるブレンディング処理を行う。

前述した各実施形態に係るカラー画像形成装置を構成する図２、４、８の各手段、並びにカラー画像形成装置の処理方法を示した図１２、１３の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。

具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。

また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより各実施形態に係るカラー画像形成装置の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して各実施形態に係るカラー画像形成装置の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて各実施形態に係るカラー画像形成装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。

濃度むらを示す概略図である。 第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の主として機械的な構成を示す概略断面図である。 像担持体である感光ドラムに走査される主走査線のずれを説明するためのイメージ図である。 コントローラの機能的な構成を示すブロック図である。 色ずれ量記憶手段に記憶される情報の一例を示す図である。 座標変換手段において、色ずれ補正量Δｙの整数部分のずれ量を補正する動作を説明するためのイメージ図である。 階調補正手段が行う画素単位未満の色ずれを補正する動作を説明するためのイメージ図である。 色ずれ補正手段の内部構成を示すブロック図である。 入力画像に対してハーフトーン処理を行った後に色ずれ補正処理を行った場合の一例を示す概略図である。 入力画像に対して色ずれ補正処理を行った後にハーフトーン処理を行った場合の一例を示す概略図である。 入力画像に対して色ずれ補正処理を行った後にハーフトーン処理を行った場合の一例を示す概略図である。 第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の処理方法を示すフローチャートである。 図１２のステップＳ１２３〜Ｓ１２６の具体的な処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るカラー画像形成装置で行われる階調補正処理を示す概略図である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
１０ 転写材搬送ベルト
１１ 画像形成部
１２ レーザー
１４ 感光体ドラム
１５ コントローラ
４１ 座標変換手段（第１の補正手段）
４２ ラインバッファ
４２ａ ウィンドウデータ
４３ エッジ検出手段
４４ 階調補正手段（第２の補正手段）
４５ 座標カウンタ
４６ エッジパターン記憶部
５１ 露光ユニット
５２ 現像ユニット
５３ 転写材カセット
５４ 給紙ローラ
５５−ａ、５５−ｂ 搬送ローラ
５６、５８ 回転ローラ
５７ 転写部材
５９−ａ、５９−ｂ 排紙ローラ
４０１ プロセス検知手段（動作環境検知手段）
４０３ 色ずれ量記憶手段
４０４ 画像生成手段
４０５ 色変換手段
４０６ ビットマップメモリ
４０７ 色ずれ補正量演算手段
４０８ 色ずれ補正手段
４０９ 例外処理手段
４１０ ハーフトーン処理手段
４１１ パルス幅変調手段

Claims (8)

1. 入力画像を処理し、当該処理後の入力画像に基づいて像担持体を露光して潜像を形成し、前記潜像を現像剤によって現像化することで画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像形成装置における動作環境を検知し、当該検知の結果に基づく動作環境情報を出力する動作環境検知手段と、
   前記画像形成装置における露光の走査線の副走査方向のずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、
   前記ずれ量記憶手段から得られるずれ量に基づいて、ずれ補正量を演算するずれ補正量演算手段と、
   前記ずれ補正量に基づいて、入力画像に対して画素単位の副走査方向のずれを補正する第１の補正手段と、
   前記入力画像のエッジ部を検出する検出手段と、
   前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出された第１の画像データに対して、前記ずれ補正量に基づく補正係数にしたがって、画素単位未満の副走査方向のずれを補正する第２の補正手段と、
   前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出されない第２の画像データに対して、ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段と、
   を有し、
   前記第２の補正手段は、前記動作環境情報に基づいて、前記ずれ補正量に基づく前記補正係数を調整することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の補正手段は、
   前記動作環境情報が前記第１の画像データに対応する濃度を濃くすべき旨を示す情報である場合、前記画素単位未満の副走査方向のずれが補正された前記第１の画像データに対する前記潜像の形成における露光量を増やすような前記補正係数にしたがって補正し、
   前記動作環境情報が前記第１の画像データに対応する濃度を薄くすべき旨を示す情報である場合、前記画素単位未満の副走査方向のずれが補正された前記第１の画像データに対する前記潜像の形成における露光量を減らすような前記補正係数にしたがって補正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. 前記第１の画像データは、前記第１の補正手段による補正、前記第２の補正手段による補正の順で処理が行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記動作環境検知手段は、前記現像化された画像を転写する転写材の近傍における温度及び湿度の変化を検知するものであり、
   前記第２の補正手段は、前記動作環境検知手段で検知した温度及び湿度の変化に応じて、前記第１の画像データに対応する濃度に関する前記補正係数を変更して補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記動作環境検知手段は、前記像担持体の膜厚を検知するものであり、
   前記第２の補正手段は、前記動作環境検知手段で検知した前記像担持体の膜厚に応じて、前記第１の画像データに対応する濃度に関する前記補正係数を変更して補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 各色それぞれに対応する複数の像担持体を有し、それぞれの像担持体を露光することで各色に対応する潜像を形成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 入力画像を処理し、当該処理後の入力画像に基づいて像担持体を露光して潜像を形成し、前記潜像を現像剤によって現像化することで画像を形成する画像形成装置における画像形成方法であって、
   前記画像形成装置における動作環境を検知し、当該検知の結果に基づく動作環境情報を出力する動作環境検知ステップと、
   前記画像形成装置における露光の走査線の副走査方向のずれ量をずれ量記憶手段に記憶するずれ量記憶ステップと、
   前記ずれ量記憶手段から得られるずれ量に基づいて、ずれ補正量を演算するずれ補正量演算ステップと、
   前記ずれ補正量に基づいて、入力画像に対して画素単位の副走査方向のずれを補正する第１の補正ステップと、
   前記入力画像のエッジ部を検出手段で検出する検出ステップと、
   前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出された第１の画像データに対して、前記ずれ補正量に基づく補正係数にしたがって、画素単位未満の副走査方向のずれを補正する第２の補正ステップと、
   前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出されない第２の画像データに対して、ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理ステップと、
   を有し、
   前記第２の補正ステップは、前記動作環境情報に基づいて、前記ずれ補正量に基づく前記補正係数を調整することを特徴とする画像形成方法。
8. 入力画像を処理し、当該処理後の入力画像に基づいて像担持体を露光して潜像を形成し、前記潜像を現像剤によって現像化することで画像を形成する画像形成装置における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であって、
   前記画像形成装置における動作環境を検知し、当該検知の結果に基づく動作環境情報を出力する動作環境検知ステップと、
   前記画像形成装置における露光の走査線の副走査方向のずれ量をずれ量記憶手段に記憶するずれ量記憶ステップと、
   前記ずれ量記憶手段から得られるずれ量に基づいて、ずれ補正量を演算するずれ補正量演算ステップと、
   前記ずれ補正量に基づいて、入力画像に対して画素単位の副走査方向のずれを補正する第１の補正ステップと、
   前記入力画像のエッジ部を検出手段で検出する検出ステップと、
   前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出された第１の画像データに対して、前記ずれ補正量に基づく補正係数にしたがって、画素単位未満の副走査方向のずれを補正する第２の補正ステップと、
   前記入力画像のうち前記検出手段でエッジ部として検出されない第２の画像データに対して、ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理ステップと、
   をコンピュータに実行させ、
   前記第２の補正ステップは、前記動作環境情報に基づいて、前記ずれ補正量に基づく前記補正係数を調整することを特徴とするプログラム。

Images