画像処理装置ならびに画像処理方法
【課題】 １画素未満の補正により、画像データが有する周期を発生させるスクリーンパターンが崩れてしまい濃度のムラ等の画像不良が発生してしまう。
【解決手段】 本発明は、画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段とを有する画像処理装置であって、前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理を有することを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段とを有する画像処理装置であって、前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置ならびに画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）がトナーの色成分に対する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。また、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。
【０００５】
このレジストレーションずれへの対処方法として、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ある（例えば、特許文献１参照）。この方法は、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、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。この方法を用いる場合、曲がりや傾きは数１００〜５００μｍ程度あり、解像度６００ｄｐｉの画像形成装置においては、前記補正を行うためには数１０ライン分の画像メモリが必要となる。なお、以後の記載においては、このオフセットさせる位置を乗り換えポイントと称する。
【０００６】
１画素未満の補正は、画像データの階調値を副走査方向の前後の画素で調整する。つまり、プロファイルにより上方向に曲がっている場合は、補正前の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。
【０００７】
上述のような平滑化処理をプリント直前のスクリーン処理まで行った画像に対して行う場合、その平滑化はレーザビームに対してパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行いそのレーザー露光時間を副走査方向に徐々に切り替えることで行う。例えば１画素未満の０．５画素補正の場合には副走査方向上下に半分の露光を２度行うことになる。このような補間処理はＰＷＭの露光時間に対して画像濃度が線形な関係で初めて成立する処理であり、どのような条件下でも０．５の露光２回で１の露光１回と同じ濃度が出ない場合が多い。ＰＷＭの濃度へのリニアリティを保持することができない場合には上述の補間処理を行った方が好ましい画像データと、補正を行うと画質を損なってしまう画像データとが混在することになる。
【０００８】
例えば、オフィス文書作成ソフトで描画することができる、同じ模様や柄の繰り返しパターン（以下、パターン画像とする）や文字・細線などは、補間処理を行い平滑化することで情報の視認性が高まる。逆に、スクリーン処理を行った連続階調画像の乗り換えポイントにおいて補間処理を行うと、乗り換えポイント上のみ補正処理に起因する濃度ムラが生じて画質が劣化するといった問題がある。この理由として、例えばライン成長スクリーンを使用した場合、乗り換えポイント上でスクリーンを構成するラインの太さが補間処理によって変わってしまうため、マクロ的に見ると濃度が変わったように見えるためである。また、地紋などのアドオン画像に対して補間処理を行うと、その効果が損なわれる可能性があるため、補間処理は適さない。
【０００９】
このように、ＰＷＭを用いた補間処理を行うと対象となる画像データの属性によって補間処理を適用するか否かを判定する必要がある。その対策として、連続階調画像判定部とパターン画像判定部を持ち、それらの判定結果によって最終的に補間判定結果を導き出す方法が考えられる。連続階調画像判定部では補間ＯＦＦにすべき画像を判定し、パターン画像判定部では補間ＯＮにすべき画像を判定することができる。またスクリーン処理後の画像に対しての幾何変換によるレジストレーション補正という観点では例えば特許文献２のようなものもある。スクリーンの網点周期に対して干渉しない周期で画素の挿入および削除を行うことで階調のムラやモアレを起こさせずに画像の幾何変換を行っている。これはＰＷＭなどのパルス幅変調を行うことなく高解像度画像の画素そのものの挿抜を行い局所的に画像を主または副走査方向にシフトすることで微小変換を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１７０７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のようにＰＷＭのパルス幅に対する濃度への線形性、リニアリティが出しにくい状況で良好な画質をしたうえで補間処理をいかなる画像に対しても行う事は難しく、何らかの判定処理が必要となっていた。しかしながら、プリント画像のようにユーザーやアプリケーションから任意の画像が入力されるような場合、判定処理を行うことでどうしても誤判定が出てしまう場合が考えられる。また任意の画像に対してプリント速度に間に合うように高速にリアルタイム判定を行うためには、ソフトでは十分な速度が出せずハード化する必要がある。しかしながら画像判定処理をハード化しようとすると、処理によっては回路が複雑になり規模の増大を招き、逆に現実的なハード規模で実施しようとすると複雑な判定処理ができない事が多い。画像レンダリング時に生成される文字や写真のユーザーやアプリケーションが出力する属性情報を元に判定を行う場合にも同様の誤判定リスクがある。また画質の面でも上述のようにスクリーン処理を行った連続階調画像に対して補間処理を施さない場合には、乗り換えポイントで起こる１画素の段差を許容することになり、画像の種類によっては段差が劣化として視認されることにもなる。
【００１２】
またその補正段差は絶対量として人間が視覚的に気付きにくいある値を下回る程度まで小さくする必要がある。プリンタ解像度によって１画素段差の絶対量が異なるので、解像度に応じてその１画素段差を数ステップに分けその値を下回る１画素未満の段差を作りだす必要がある。前述の画素挿抜を用いて画像をシフトすることで幾何変換する場合には、その画素のサイズが視覚的に気付きにくいくらい十分に小さい画素である必要があり、高い解像度が要求される。また画素挿入または削除後の画像データを副走査ないし主走査に垂直にシフトするのみでは、干渉を避けた周期を用いて画素の挿入、削除を行うとしても局所的にはスクリーンパターンが崩れてしまう。
【００１３】
したがって従来１画素未満の補正により、画像データが有するスクリーンの周期を発生させるスクリーンパターンが崩れてしまい濃度のムラ等の画像不良が発生してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決するために本発明は、画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段とを有する画像処理装置であって、前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段とを有する画像処理装置であって、前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理を有することで、画素未満乗り換えにより画像の段差を抑えたうえで、画像データが有する周期に同期して良好な画像補正を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成装置の断面図である。
【図３】画像形成装置のプロファイル特性の一例を示す図である。
【図４】画像形成装置のずれと補正方向の関係を示す図である。
【図５】プロファイル特性のデータ保持方法を示す図である。
【図６】実施例１におけるＨＴ処理部の構成を示すブロック図である。
【図７】乗り換えポイントと補間処理領域の一例を示す図である。
【図８】画素の乗り換えに関わる処理を模式的に表した図である。
【図９】画素の補間に関わる処理を模式的に表した図である。
【図１０】ドットの重心位置移動の様子を模式的に示す図である。
【図１１】画像データの移動軌跡上での画素移動の様子を表した図である。
【図１２】記憶部が保持するデータ状態を模式的に表した図である。
【図１３】ディザ法によるスクリーン処理の原理を説明する図である。
【図１４】ディザ法による画像の入出力の様子を模式的に表した図である。
【図１５】実施例２におけるスクリーンパターンの例を表した図である。
【図１６】実施例２におけるスクリーンパターンとその移動軌跡を表した図である。
【図１７】実施例３におけるＨＴ処理部の構成を示すブロック図である。
【図１８】実施例３における高解像度画素移動とそのダウンサンプリング結果を模式的に表した図である。
【図１９】実施例３におけるスクリーンパターンとそのダウンサンプリング結果を模式的に表した図である。
【図２０】スクリーン周期に沿ったドットの移動軌跡の様子を表した図である。
【図２１】画素の補間処理に関わる処理のフローを表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本実施例における電子写真方式カラー画像形成装置の、静電潜像作成に関係する各ブロックの構成を説明する図である。カラー画像形成装置は画像形成部１０１と画像処理部１０２により構成し、画像処理部１０２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１０１が記録媒体上への画像形成を行う。図２は、中間転写体２８を採用したタンデム方式の電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の断面図である。図１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１０１の動作を説明する。
【００１９】
画像形成部１０１は、画像処理部１０２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図２の記録媒体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。
【００２０】
図２の２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは注入帯電器であり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを帯電させるために４個を備える構成である。また、各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳを備えている。
【００２１】
感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、図示しない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２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋより露光光を照射し、感光体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ように構成している。
【００２２】
図２の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、前記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個の現像器を備える構成で、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。なお、各々の現像器２６は脱着が可能である。
【００２３】
図２の中間転写体２８は、感光体２２から単色トナー像を受け取るために時計周り方向に回転し、感光体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、単色トナー像が転写される。一次転写ローラ２７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体２２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、単色トナー像が効率良く中間転写体２８上に転写される。これを一次転写という。
【００２４】
更に、ステーション毎の単色トナー像は、中間転写体２８上に重ね合わされる。重ね合わされた多色トナー像は、中間転写体２８の回転に伴い二次転写ローラ２９まで搬送される。同時に、記録媒体１１が給紙トレイ２１から二次転写ローラ２９へ狭持搬送され、記録媒体１１に中間転写体２８上の多色トナー像が転写される。このとき、二次転写ローラ２９に適当なバイアス電圧を印加することで、静電的にトナー像を転写する。これを二次転写という。
【００２５】
二次転写ローラ２９は、記録媒体１１上に多色トナー像を転写している間、２９ａの位置で記録媒体１１に当接し、印字処理後は２９ｂの位置に離間する。
【００２６】
定着装置３１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。
【００２７】
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。
【００２８】
次に、図３、図４、図５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において、（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に対して上方にずれている領域を示す図である。また、（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に対して下方にずれている領域を示す図である。３０１は理想的な走査線であり感光体２２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。
【００２９】
なお、以下、説明におけるプロファイル特性は、画像処理部１０２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１０１の理想的な走査線に対するずれ方向として定義しておき、画像処理部１０２では、その逆特性の補正を行うように構成しても良い。図４にプロファイル定義による、画像処理部１０２で補正がなされるべき方向示す図と、画像形成部１０１のずれ方向を示す図の相関を示す。画像処理部１０２で補正がなされるべき方向として、図４（ａ）のように曲がり特性が示されている場合は、画像形成部１０１のプロファイル特性は、その逆方向である図４（ｂ）のようなものとなる。逆に、画像形成部１０１の曲がり特性として、図４（ｃ）が示されている場合、画像処理部１０２で補正がなされるべき方向としては図４（ｄ）のようになる。
【００３０】
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５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５を例にとれば、（ａ）のプロファイル特性に対し、乗り換えポイントがＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｍが定義される。各乗り換えポイントの定義は、副走査方向に１画素ずれが発生するポイントであり、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。
【００３１】
例えば、乗り換えポイントＰ２は、次の乗り換えポイントＰ３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、Ｐ２における乗り換え方向は、（ｂ）に示すように上方向（↑）となる。同様に、Ｐ３においても、次の乗り換えポイントＰ４までは上方向（↑）となる。乗り換えポイントＰ４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５（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。
【００３２】
図３の３０２は感光体２２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２４（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。
【００３３】
次に、図３（ａ）を用いて、レーザースキャン方向が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。
【００３４】
本実施例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、上方への曲がり特性３０２上で副走査方向に１画素ずれているポイントであるＰ１、Ｐ２、Ｐ３が乗り換えポイントに相当する。なお、図３（ａ）においてはＰ０を基準としたものとして記載している。同図からもわかるように、乗り換えポイント間の距離（Ｌ１、Ｌ２）は、曲がり特性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。
【００３５】
次に、図３（ｂ）を用いて、レーザースキャン方向に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３０２上で副走査方向に１画素ずれているポイントであるＰｎ、Ｐｎ＋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）同様、乗り換えポイント間の距離（Ｌｎ、Ｌｎ＋１）は、曲がり特性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。
【００３６】
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３０２の変化度合い密接に関係する。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。
【００３７】
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（色ずれ）となって現れることとなる。
【００３８】
次に、図１を用いて、カラー画像形成装置における画像処理部１０２の処理について説明する。画像生成部１０４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（ページ記述言語）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。前記属性データは、文字、細線、ＣＧ、自然画といった属性を保持している。なお、画像生成部１０４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構成し、読取手段からの画像データを扱う構成としても良い。ここでいう読取手段とは、少なくともＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）あるいはＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）を含むものであり、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あわせてもたせるように構成しても良い。また、カラー画像装置内部に構成せず、図示しないインターフェースを介して、前記読取手段からデータを受け取るように構成しても良い。
【００３９】
１０５は色変換部であり、前記ＲＧＢデータを画像形成部１０２のトナー色にあわせてＣＭＹＫデータに変換し、ＣＭＫＹデータと属性データをビットマップメモリを有する記憶部１０６へ格納する。記憶部１０６は、画像処理部１０２に構成された第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１０６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構成しても良いし、複数ライン分のデータを記憶するバンドメモリとして構成しても良い。
【００４０】
１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７ＫはＨＴ処理部であり、記憶部１０６から出力される各色のイメージデータをハーフトーニング処理により入力の階調を疑似中間調表現への変換を行うとともに１画素未満の乗り換えである補間処理とを行う。尚、このハーフトー二ング処理により階調数が減らされる。ＨＴ処理部１０７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。補間処理およびハーフトーニングの詳細については後述する。
【００４１】
１０８は、画像形成装置内部に構成した第２の記憶部であり、ＨＴ処理部１０７（１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７Ｋ）により処理されたＮ値化データを記憶する。なお、記憶部１０８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１０８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。なお、記憶部１０８で行われる１画素分の乗り換えの詳細については後述する。また、本実施例においては、第１記憶部１０６、第２記憶部１０８を別構成として説明したが、画像形成装置内部に共通の記憶部を構成するようにしても良い。
【００４２】
図１２（ａ）は記憶部１０８が保持しているデータの状態を模式的に示す図である。図１２（ａ）に示す通り、記憶部１０８が記憶している状態においては、画像処理部１０２としての乗り換え方向、あるいは画像形成部１０１の曲がり特性によらず、ＨＴ処理部１０７による処理後のデータが保持されている。図１２に示す１２０１のラインが読み出される時点で、画像処理部１０２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１２（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１０２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１２０１の画像データが、記憶部１０８から読み出された時点で、図１２（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。
【００４３】
１１３はパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であり、記憶部１０８から１画素分の乗り換えを行って読み出された色毎の画像データに対して、スキャナ部１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、１１５Ｋ の露光時間へ変換される。そして、変換後の画像データは、画像形成部１０１の印字部１１５により出力される。
【００４４】
なお、図５により、既に説明をしたプロファイル特性データは、画像形成部１０１内部に、画像形成装置がもつ特性として、装置内部に保持されており、画像処理部１０２は、画像形成部１０１が保持しているプロファイル特性に応じて処理がなされるものである（プロファイル１１６Ｃ、１１６Ｍ、１１６Ｙ、１１６Ｋ）。
【００４５】
次に、図６を用いて、前記画像処理部１０２のＨＴ処理部１０７（１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７Ｋ）の動作について詳細に説明する。なお、１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７Ｋは全て同じ構成となるため、以下にＨＴ処理部１０７として説明する。
【００４６】
ＨＴ処理部１０７は、ＣＭＹＫデータから対応する色の画像データを受け取り、スクリーン処理部６０１に画像データを渡す。
【００４７】
スクリーン処理部６０１は、画像データを受け取り、連続階調画像をより階調数の少ない面積階調画像へと変換するために、スクリーン処理によるハーフトーニングを行う。
【００４８】
ＨＴ処理部１０７におけるスクリーン処理では、複数の閾値が配置されたディザマトリックスから任意の閾値を読み出し、入力された画像データと閾値との比較を行うことでＮ値化するディザ法によるものである。
【００４９】
図１３を用いて、ディザ法に関して詳細原理について説明する。ここでは説明を簡略化するために２値化に関して説明する。入力の連続階調画像（たとえば８ビット２５６階調画像）をＮ×Ｍ（図では８×８）のブロックに分割する。その後、ブロック内の画素の階調値を同サイズのＮ×Ｍの閾値が配列されたディザマトリクスにおける閾値と画素毎に大小比較し、例えば閾値より画素値が大きければ１を出力し、閾値以下であれば０を出力する。これをマトリクスのサイズ毎に全画素に対して行うことで、画像全体を二値化することが可能になる。電子写真方式のカラー画像形成装置においては、記録媒体上に安定したドット再現性を実現するために、ドットが集中するようなディザマトリックスが周期的に用いられる。逆にドットが拡散してしまったり、周囲にドットの存在しない孤立ドットが多くなると安定したドット再現性が得られない。線数が高いスクリーンの場合にはそのドット間隔が狭く、逆に線数の低いスクリーンの場合にはドット間隔が広くなる。
【００５０】
その模式図を図１４に示す。図１４（ａ）に示すような連続階調グラデーション画像を（ｂ）に示すような２値画像として表現している。
【００５１】
通常はスクリーンの周期で低濃度から高濃度へ向けて、ある１つのドットが点灯し始め、その後その周囲のドットが点灯を始める。このようにドットを集中させながら点灯することで、安定したドット形成を実現することができ、ドットが疎であるほど孤立するドットが少なくなり階調を安定して表現できる。このドットの点灯順でスクリーンを形成し中間濃度を表現する。
【００５２】
次に、図７を用いて、図６の６０２に示す補間処理部について詳細に説明する。図７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である。領域１は画像処理部１０２として、下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１０２として上向きに補正を行わなければならない領域である。
【００５３】
図７における乗り換えポイントＰａ前後の乗り換え前画像、すなわち、ハーフトーン処理部１０７の出力画像データ構成を図８（ａ）に示す。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。１画素を超える乗り換え処理は、乗り換えポイントにおいて記憶部１０８から読み出す時点で行う。そのため、間を埋める処理を行わないと、図８の（ｂ）に示すように乗り換えポイントＰａ前後の画素構成は、乗り換えポイントＰａを境界にして、１画素分の大きな段差となって現れてしまう。
【００５４】
そこでその段差を埋めるための補間処理を行う。そのフローを図２１で示す。まずある注目画素が補間処理部６０２に入力（Ｓ２１０１）された時、その画素の主走査位置より乗り換えポイントからの距離が算出され、その位置での補間すべき大きさ、移動量が確定する（Ｓ２１０２）。この算出にはまず乗り換えポイント間をある数ｎに分割しエリアを分ける。今回の説明では例えば図８（ｃ）で示すように４分割し４区間のエリアを定義する。このエリアをそれぞれ乗り換えポイント左から順にエリア０〜３とすると、理想的にはエリア０では−３／８画素、エリア１では−１／８画素、エリア２では＋１／８画素、エリア３では＋３／８画素の移動量が確定する。このようにデータ移動を行うことで滑らかな補間が可能になる。とはいえ１画素を下回る量の移動なので、仮想的な画素重心移動になり補間と呼んでいる。
【００５５】
続いて注目画素が移動すべき画素なのかどうかを判断し、もし移動軌跡上の画素であれば画素データの移動を行う（Ｓ２１０３）。その具体的な画像移動の方法に関してエリア２の＋１／８画素の補間を例に挙げ説明する。先に説明したようにこのエリアは１画素の１／８だけ画像データの重心を副走査方向に移動させればよいので、主走査に連続する８画素に１回周期的に画像データを移動させる。またこのエリアでは＋方向すなわち上方向に画像データを持ち上げる必要があるので、移動軌跡上の画素は１画素下を参照し（Ｓ２１０４）出力することで画像データは持ち上がる（Ｓ２１０５）。逆に−方向すなわち下方向への移動の場合には１画素上を参照する。また移動軌跡上ではない８画素のうち７画素は注目画素の値そのものを出力する（Ｓ２１０６）。この処理を主走査全ての画素に対して行い（Ｓ２１０７）、エリアに応じて補間量を切り替えていくことで、乗り換えの段差をつなぐ事が可能になる。
【００５６】
図９にその様子を示す。図９（ｂ）は補間処理前で図９（ｃ）は補間処理後を示しており、破線でそのラインの重心を示している。図９（ａ）は（ｃ）の拡大図になる。また図中の縦の線９０１は８画素に１回現れる移動軌跡を示している。（ａ）のようにミクロで見ると１画素の段差により山ができているようにみえるが、図９の（ｃ）のようにマクロで見るとラインの重心が＋１／８画素上に上がって見える。この移動により周期的に出る１画素の段差は、１画素が十分小さい例えば１２００ｄｐｉ等の高解像度の画像であればほとんど目につくことはない。このように移動する画素数を図８（ｄ）の様に変化させることで除々にデータを移動させることが可能になる。
【００５７】
しかしながらこのように８画素に１回の例で示したように周期的に画素を移動させると、前段のスクリーン処理で得られるスクリーンの周期パターンと干渉を起こしスクリーンのパターンが崩されてしまう。そのため移動軌跡はスクリーンの周期を考慮し決める必要がある。
【００５８】
図１０（ａ）にそのスクリーンパターンの例を示す。このスクリーンはドットの位置が９０°直行した等間隔の正方パターンを示している。具体的には図１０（ａ）のドット１００１から１００２および１００３のドットまでの距離は同じでまたその１００１および１００２の線分と１００１と１００３の線分は直行している。またこのスクリーンのスクリーン角は１００４で示す角度になる。このようなスクリーンの画像に対して上述したように周期的に画素を移動させると図１０（ｂ）のようにスクリーンパターンが崩れ、干渉模様が見えたり階調ムラがでてしまう。
【００５９】
この例は前述した８画素に１画素上方向に画素移動したものである。この様に各ドットが不連続に形を変えてしまっている。そこで図１０（ｃ）に示すようにスクリーンの周期に同調もしくは同期した移動軌跡を決める。図中濃い黒で示したラインがその移動軌跡である。この様にこの移動軌跡は必ずしも垂直ではなくスクリーンの線数、角度、ドット成長順によってある程度絞られる。図のスクリーンであればスクリーン角θのなす方向１００３とそれに対して４５°ずれた方向１００５および、９０°ずれた方向１００２を軌跡とすることでドットパターンの崩れを最小限にすることが可能になる。今回の例はスクリーン角に対して４５°ずれた位置を軌跡としている。この移動軌跡上画像データを上に移動させると図１０（ｄ）のような画像が出力され、この場合各ドットが高々１画素付け変わっただけの変化になる。全濃度域でこのように全てのドットが同じ変化をすることで前述したようなスクリーン周期パターンと移動周期との干渉は無くなりもしくは抑制され、干渉模様が見えにくく、濃度ムラも出にくい。
【００６０】
この軌跡上を移動すると決めるとおのずと移動可能量が決まってくる。図１０（ｃ）の一部１００６をクローズアップしたものが図１１（ａ）になる。このように移動可能な画素が主走査方向におよそ５画素に２画素の周期であらわれている。つまりこの図１０のスクリーンパターンと軌跡の組み合わせであれば、５画素に２画素までの移動が可能になる。
【００６１】
そのためこの移動軌跡を用いた補間処理の場合−２／５、−１／５、０／５、＋１／５、＋２／５の５ステップ刻むことになり、前述したエリア分割数も５となる。このように乗り換えポイント間を５分割し、それぞれのエリアで上記画素数の移動をさせることで段差の補間が可能になる。
【００６２】
このような入力と出力の関係を図１１に示す。それぞれの画素の移動の様子が分かるようにそれぞれの画素に記号を付けている。入力として図１１（ａ）のように画素が並んでいる状態で、移動軌跡をグレーに示した。図１１（ｂ）の様に移動軌跡に沿って移動が行われ結果として図１１（ｃ）のような出力が得られる。これは結果として図１０（ｄ）に示す１００７の箇所に相当する。厳密には斜めの移動も含まれるが、この場合おおよそ２／５画素上へ移動したとみなして十分な効果が得られる。
【００６３】
図２１に従い，再度スクリーン周期に合わせた移動軌跡上を移動させることで理想的な走査線に対するずれを１画素を下回る（１画素未満の）単位の補正（補間）を実現するフローを示す。Ｓ２１０１およびＳ２１０２に関しては上記と同様なので割愛する。注目画素がスクリーン周期に合わせた移動軌跡上かどうかの判断（Ｓ２１０３）は、前述のディザマトリクスと同じようにマトリクスで軌跡の定義が可能で、そのマトリクスを用いて注目画素が移動軌跡上か否かを判断することができる。図２０にその具体的な例を＋２／５移動のエリアでしめす。図２０（ａ）にて注目画素位置２００１が移動軌跡上であれば１または２をそうでなければ０が入った移動軌跡マトリクスを作成する。これを図２０（ｂ）に示す。このマトリクス上注目画素位置２００１は２を示しているので移動軌跡上と判断される。このようにすることで注目画素が移動軌跡上かどうか判断できる。続いて参照位置の算出（Ｓ２１０４）は、補間処理に伴う移動方向が＋なので画像を上に移動させる必要があるため注目画素位置の下のライン上からデータを持ち上げる必要がある。この持ち上げるデータはマトリクス同一値、この場合は注目画素位置でのマトリクス値が２なので下のラインでそのマトリクスが２を示している位置２００２を参照しそれを持ち上げる（Ｓ２１０５）。結果として図２０（ｃ）のような移動を示し、出力は図２０（ｄ）の様になる。またマトリクス上注目画素位置が０であればその時には何もせず注目画素の値をそのまま出力する（Ｓ２１０６）。今回の例は移動方向＋のエリアでの動作で説明したが、−の場合には上のデータを持ち下げることで実現できる。また２／５移動のエリアの例を説明したが、１／５移動のエリア場合には例えばマトリクスが１の時のみ移動させることで移動データ量を１／５にすることが可能になる。
【００６４】
また通常ＣＭＹＫ各色で線数角度は異なるため、ディザマトリクスやエリア分割数、移動軌跡とその軌跡を示したマトリクスはそれぞれの色に適した別のものを設定しておく必要がある。
【００６５】
このように周期パターンを持つ階調処理であるディザ法を用いた時、そのスクリーン周期に合わせて移動軌跡を定義し画素移動を行うことで、中間調での濃度ムラやスクリーンパターン崩れを起こすことなく補間処理に伴う画像重心移動を行う事が可能になる。それにより画像の幾何補正にともなう乗り換えによって発生する段差を階調に影響することなく消すことが可能になる。
【００６６】
本実施例によれば、レジストレーションずれに伴う画像不良をデジタル画像処理を用いて補正する際に、スクリーン処理を行った箇所に対しても濃度ムラや乗り換えポイントで発生する１画素の段差の発生を抑制して良好な補正を行うことが可能になる。
【００６７】
またスクリーン処理を行うことで生じる画像データの周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる補間処理を行うことでスクリーンパターンが崩れることなく階調性を保持したまま１画素の段差の補正を複数ステップにわたり実現できる。
【実施例２】
【００６８】
先の実施例１においてドットが次第に大きくなることで濃度が上がって行くドット成長のスクリーンを例に説明していた。そのドットスクリーンで画素移動における変化が最小になるように移動軌跡を定義していたが、そのドットの形が濃度域によっては若干の変化が起こってしまう事は避けられない。
【００６９】
実施例２においてはラインで成長するスクリーンを例にどの濃度域においてもそのスクリーンパターンが全く変化しない例を説明する。なお本実施例では１０７に図示するＨＴ処理部について詳細記述するが、その処理の前後の説明は実施例１と同等なので割愛する。
【００７０】
図１５を用いて詳細説明する。スクリーン処理部６０１では、実施例１同様に画像データを受け取り、連続階調画像をより階調数の少ない面積階調画像へと変換するために、スクリーン処理によるハーフトーニングを行う。
ＨＴ処理部１０７におけるスクリーン処理では、複数の閾値が配置されたディザマトリックスから任意の閾値を読み出し、入力された画像データと閾値との比較を行うことでＮ値化するディザ法によるものである。この仕組みも実施例１と同様である。
【００７１】
ここで、実施例１においてはドットが集中するようなディザマトリックスを周期的に用いたが、本実施例ではライン状に成長するスクリーンを例に説明する。図１５の（ａ）〜（ｅ）の様に次第に濃度が濃くなっていく。このライン状にドットが大きくなるラインスクリーンは実施例１で示したドットスクリーンに対して電子写真的にはより安定した階調特性を示す。薄い濃度の段階でライン状にドットがつながるので、原理上孤立する不安定なドットが少なくなるためである。しかしながら周期の指向性がドットに比べ強く、スクリーンのテクスチャが視認されやすかったり、色間での干渉モアレやジャギーがドットに比べ強く出てしまう傾向を持っている。
【００７２】
次に補間処理に関して説明する。ここでも乗り換えポイント間のエリア分割やその画素データの周期的な移動に関しては実施例１と同様なので説明は割愛し、移動軌跡の定義の方法を詳細に説明する。このようなライン成長を行うスクリーンの場合その移動軌跡を完全にその成長する方向に向けて設定することができる。逆に移動軌跡を先に定義しその移動軌跡上成長するようにディザマトリクスを定義することでスクリーンへの影響を最小限に抑えることが可能になる。図１６（ａ）のように使用するディザマトリックスからまずスクリーン線数および角度を確定させ、その移動軌跡は図１６（ｂ）と図１６（ｃ）の様にその線数の周期そのものと、その周期に対して半位相ずらした周期で定義する。つまりそのスクリーン線数で定義される周期の倍周期で移動軌跡を定義できる。まず最初に線数周期の移動軌跡上から順にドット点灯が始まりその後半位相ずれた移動軌跡に沿ってドットが埋まっていくように成長がすすむ。
【００７３】
このようなスクリーンの成長順および移動軌跡を定義すると図１６ではスクリーン１周期で−４／８〜＋３／８画素の重心移動が可能になり、少なくともこれら図示した濃度域であれば全くスクリーンパターンの変化が起らない。図１６（ｄ）に図１６（ａ）に示すスクリーンパターンに図１６（ｂ）に示す移動軌跡をオーバーレイさせたものと、図１６（ｅ）に同様に図１６（ｃ）の軌跡をオーバーレイさせたものを示す。このように軌跡上のデータが全て黒、又は白になっており、この濃度では実質階調部のスクリーンパターンの変化は無い。
【００７４】
実施例１と基本的な構成は変わらないが、ディザマトリクスの定義および移動軌跡の定義の考え方の違いのみになっている。このようにスクリーンの種類に限定することなくライン状で成長するディザを用いる場合でも画素データの移動に対する耐性を高めることが可能になる。
【実施例３】
【００７５】
スクリーンに関しては前述の実施例では、ＯＮ／ＯＦＦで階調を表現する１ｂｉｔスクリーンに関して説明したが、ＰＷＭ制御を伴う多ｂｉｔスクリーンに対しても移動軌跡をスクリーンパターンに応じて定義し実現することが可能である。このようにＰＷＭ制御が可能で１画素より小さい画素を表現できる装置である場合には装置の解像度より高い解像度で乗り換え補間を行った後に解像度を落とすことで疑似的に装置の解像度より高い解像度の段差に抑えることが可能になる。
【００７６】
本実施例では装置の解像度の２倍の解像度で乗り換え及び補間処理を行った後に解像度を落とす処理例に関して実施例１のドットスクリーンを用いて説明する。
【００７７】
なお本実施例では１０７に図示するＨＴ処理部について詳細記述するが、その処理の前後の説明は実施例１と同等なので割愛する。
【００７８】
図１７に１０７に図示するＨＴ処理部の詳細ブロック図を示す。１７０１に示すスクリーン処理部および１７０２に示す補間処理部に関しては実施例１と同様である。ここで得られる補間処理後の画像データは装置の解像度に対して２倍の解像度の１ｂｉｔ（０〜１）データである。そこで１７０３に示すダウンサンプリング部においてその解像度を１／２の４ｂｉｔ（０〜１５）データへ変換する。この方法は、入力の２ｘ２画素の計４画素を１画素へサンプリングすればよいので、４画素の合計値を求めその値に対して１５／４倍する。
【００７９】
具体的にダウンサンプリング処理部１７０３の入力と出力の例を図１８および図１９に示す。図１８（ａ）はダウンサンプリング処理部が存在しない場合に発生する段差を模式的に表したものである。これに対して図１８（ｂ）は２倍の解像度で乗り換えが行われた場合に発生する段差で図１８（ａ）に対して段差が半分になっており、その後ダウンサンプリング処理が行われ、最終的には図１８（ｃ）の様な出力になる。高解像度での段差が結果として１画素未満の段差に抑制されている。また図１９では図１０で説明したスクリーンパターンがダウンサンプリング後にどのように変化するかを模式的に示したものである。図１９（ａ）、図１９（ｃ）、図１９（ｅ）にはそれぞれ２倍の解像度で処理された入力画像、スクリーンパターンを気にしない移動軌跡で補間処理された画像、そして実施例１で説明した移動軌跡で補間処理を行いったダウンサンプリング前の画像になる。そして図１９（ｂ）、図１９（ｄ）、図１９（ｆ）は、それぞれのダウンサンプリング処理後の画像になる。この様に図１９（ｃ）および図１９（ｄ）ではスクリーンパターンがダウンサンプリング後には各ドットの形が異なってしまうのに対して、図１９（ｅ）を入力としてダウンサンプリングした図１９（ｆ）ではスクリーンのパターンも崩れることなく一様なパターンを形成している事がわかる。このようにＰＷＭにより１画素あたり１ｂｉｔより高い階調を表現できる装置において、装置が有するより高い解像度で補間処理を行うことでより段差を小さく補間でき、画像形成部の解像度が６００ｄｐｉ等低い場合にもスクリーンパターンが一様となる補間処理を実現することが可能になる。
【００８０】
本実施例の説明では２倍の解像度を例に周囲の合計値を用いてダウンサンプリングする例に関して述べたが、４倍等より高い解像度を用いて処理することも可能である。また合計値を用いてダウンサンプリングするのではなく、例えば周囲の画素に対して個別の重みをかけたフィルタを用いて畳みこみ処理を行い、サンプリングすることも可能である。また今回は主走査副走査共に高い解像度の画像を例に説明したが、段差が発生する方向、今回の場合は副走査方向にのみ高い解像度を用いることで同様の効果を出すことも可能である。
【００８１】
上述の説明では副走査方向の乗り換え段差を打ち消すための１画素の画素データ移動に関して説明してきたが、当然主走査方向に移動することも可能である。また乗り換えに限らず幾何補正処理として１画素の挿入、削除の際発生する画素データずらしに対しても移動軌跡をスクリーンと同期させることでスクリーンパターンを崩すことなく画素データずらしが実現可能である。
【００８２】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（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）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置ならびに画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）がトナーの色成分に対する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。また、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。
【０００５】
このレジストレーションずれへの対処方法として、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ある（例えば、特許文献１参照）。この方法は、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、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。この方法を用いる場合、曲がりや傾きは数１００〜５００μｍ程度あり、解像度６００ｄｐｉの画像形成装置においては、前記補正を行うためには数１０ライン分の画像メモリが必要となる。なお、以後の記載においては、このオフセットさせる位置を乗り換えポイントと称する。
【０００６】
１画素未満の補正は、画像データの階調値を副走査方向の前後の画素で調整する。つまり、プロファイルにより上方向に曲がっている場合は、補正前の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。
【０００７】
上述のような平滑化処理をプリント直前のスクリーン処理まで行った画像に対して行う場合、その平滑化はレーザビームに対してパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行いそのレーザー露光時間を副走査方向に徐々に切り替えることで行う。例えば１画素未満の０．５画素補正の場合には副走査方向上下に半分の露光を２度行うことになる。このような補間処理はＰＷＭの露光時間に対して画像濃度が線形な関係で初めて成立する処理であり、どのような条件下でも０．５の露光２回で１の露光１回と同じ濃度が出ない場合が多い。ＰＷＭの濃度へのリニアリティを保持することができない場合には上述の補間処理を行った方が好ましい画像データと、補正を行うと画質を損なってしまう画像データとが混在することになる。
【０００８】
例えば、オフィス文書作成ソフトで描画することができる、同じ模様や柄の繰り返しパターン（以下、パターン画像とする）や文字・細線などは、補間処理を行い平滑化することで情報の視認性が高まる。逆に、スクリーン処理を行った連続階調画像の乗り換えポイントにおいて補間処理を行うと、乗り換えポイント上のみ補正処理に起因する濃度ムラが生じて画質が劣化するといった問題がある。この理由として、例えばライン成長スクリーンを使用した場合、乗り換えポイント上でスクリーンを構成するラインの太さが補間処理によって変わってしまうため、マクロ的に見ると濃度が変わったように見えるためである。また、地紋などのアドオン画像に対して補間処理を行うと、その効果が損なわれる可能性があるため、補間処理は適さない。
【０００９】
このように、ＰＷＭを用いた補間処理を行うと対象となる画像データの属性によって補間処理を適用するか否かを判定する必要がある。その対策として、連続階調画像判定部とパターン画像判定部を持ち、それらの判定結果によって最終的に補間判定結果を導き出す方法が考えられる。連続階調画像判定部では補間ＯＦＦにすべき画像を判定し、パターン画像判定部では補間ＯＮにすべき画像を判定することができる。またスクリーン処理後の画像に対しての幾何変換によるレジストレーション補正という観点では例えば特許文献２のようなものもある。スクリーンの網点周期に対して干渉しない周期で画素の挿入および削除を行うことで階調のムラやモアレを起こさせずに画像の幾何変換を行っている。これはＰＷＭなどのパルス幅変調を行うことなく高解像度画像の画素そのものの挿抜を行い局所的に画像を主または副走査方向にシフトすることで微小変換を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１７０７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のようにＰＷＭのパルス幅に対する濃度への線形性、リニアリティが出しにくい状況で良好な画質をしたうえで補間処理をいかなる画像に対しても行う事は難しく、何らかの判定処理が必要となっていた。しかしながら、プリント画像のようにユーザーやアプリケーションから任意の画像が入力されるような場合、判定処理を行うことでどうしても誤判定が出てしまう場合が考えられる。また任意の画像に対してプリント速度に間に合うように高速にリアルタイム判定を行うためには、ソフトでは十分な速度が出せずハード化する必要がある。しかしながら画像判定処理をハード化しようとすると、処理によっては回路が複雑になり規模の増大を招き、逆に現実的なハード規模で実施しようとすると複雑な判定処理ができない事が多い。画像レンダリング時に生成される文字や写真のユーザーやアプリケーションが出力する属性情報を元に判定を行う場合にも同様の誤判定リスクがある。また画質の面でも上述のようにスクリーン処理を行った連続階調画像に対して補間処理を施さない場合には、乗り換えポイントで起こる１画素の段差を許容することになり、画像の種類によっては段差が劣化として視認されることにもなる。
【００１２】
またその補正段差は絶対量として人間が視覚的に気付きにくいある値を下回る程度まで小さくする必要がある。プリンタ解像度によって１画素段差の絶対量が異なるので、解像度に応じてその１画素段差を数ステップに分けその値を下回る１画素未満の段差を作りだす必要がある。前述の画素挿抜を用いて画像をシフトすることで幾何変換する場合には、その画素のサイズが視覚的に気付きにくいくらい十分に小さい画素である必要があり、高い解像度が要求される。また画素挿入または削除後の画像データを副走査ないし主走査に垂直にシフトするのみでは、干渉を避けた周期を用いて画素の挿入、削除を行うとしても局所的にはスクリーンパターンが崩れてしまう。
【００１３】
したがって従来１画素未満の補正により、画像データが有するスクリーンの周期を発生させるスクリーンパターンが崩れてしまい濃度のムラ等の画像不良が発生してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決するために本発明は、画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段とを有する画像処理装置であって、前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段とを有する画像処理装置であって、前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理を有することで、画素未満乗り換えにより画像の段差を抑えたうえで、画像データが有する周期に同期して良好な画像補正を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成装置の断面図である。
【図３】画像形成装置のプロファイル特性の一例を示す図である。
【図４】画像形成装置のずれと補正方向の関係を示す図である。
【図５】プロファイル特性のデータ保持方法を示す図である。
【図６】実施例１におけるＨＴ処理部の構成を示すブロック図である。
【図７】乗り換えポイントと補間処理領域の一例を示す図である。
【図８】画素の乗り換えに関わる処理を模式的に表した図である。
【図９】画素の補間に関わる処理を模式的に表した図である。
【図１０】ドットの重心位置移動の様子を模式的に示す図である。
【図１１】画像データの移動軌跡上での画素移動の様子を表した図である。
【図１２】記憶部が保持するデータ状態を模式的に表した図である。
【図１３】ディザ法によるスクリーン処理の原理を説明する図である。
【図１４】ディザ法による画像の入出力の様子を模式的に表した図である。
【図１５】実施例２におけるスクリーンパターンの例を表した図である。
【図１６】実施例２におけるスクリーンパターンとその移動軌跡を表した図である。
【図１７】実施例３におけるＨＴ処理部の構成を示すブロック図である。
【図１８】実施例３における高解像度画素移動とそのダウンサンプリング結果を模式的に表した図である。
【図１９】実施例３におけるスクリーンパターンとそのダウンサンプリング結果を模式的に表した図である。
【図２０】スクリーン周期に沿ったドットの移動軌跡の様子を表した図である。
【図２１】画素の補間処理に関わる処理のフローを表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本実施例における電子写真方式カラー画像形成装置の、静電潜像作成に関係する各ブロックの構成を説明する図である。カラー画像形成装置は画像形成部１０１と画像処理部１０２により構成し、画像処理部１０２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１０１が記録媒体上への画像形成を行う。図２は、中間転写体２８を採用したタンデム方式の電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の断面図である。図１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１０１の動作を説明する。
【００１９】
画像形成部１０１は、画像処理部１０２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図２の記録媒体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。
【００２０】
図２の２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは注入帯電器であり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを帯電させるために４個を備える構成である。また、各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳを備えている。
【００２１】
感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、図示しない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２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋより露光光を照射し、感光体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ように構成している。
【００２２】
図２の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、前記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個の現像器を備える構成で、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。なお、各々の現像器２６は脱着が可能である。
【００２３】
図２の中間転写体２８は、感光体２２から単色トナー像を受け取るために時計周り方向に回転し、感光体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、単色トナー像が転写される。一次転写ローラ２７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体２２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、単色トナー像が効率良く中間転写体２８上に転写される。これを一次転写という。
【００２４】
更に、ステーション毎の単色トナー像は、中間転写体２８上に重ね合わされる。重ね合わされた多色トナー像は、中間転写体２８の回転に伴い二次転写ローラ２９まで搬送される。同時に、記録媒体１１が給紙トレイ２１から二次転写ローラ２９へ狭持搬送され、記録媒体１１に中間転写体２８上の多色トナー像が転写される。このとき、二次転写ローラ２９に適当なバイアス電圧を印加することで、静電的にトナー像を転写する。これを二次転写という。
【００２５】
二次転写ローラ２９は、記録媒体１１上に多色トナー像を転写している間、２９ａの位置で記録媒体１１に当接し、印字処理後は２９ｂの位置に離間する。
【００２６】
定着装置３１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。
【００２７】
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。
【００２８】
次に、図３、図４、図５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において、（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に対して上方にずれている領域を示す図である。また、（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に対して下方にずれている領域を示す図である。３０１は理想的な走査線であり感光体２２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。
【００２９】
なお、以下、説明におけるプロファイル特性は、画像処理部１０２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１０１の理想的な走査線に対するずれ方向として定義しておき、画像処理部１０２では、その逆特性の補正を行うように構成しても良い。図４にプロファイル定義による、画像処理部１０２で補正がなされるべき方向示す図と、画像形成部１０１のずれ方向を示す図の相関を示す。画像処理部１０２で補正がなされるべき方向として、図４（ａ）のように曲がり特性が示されている場合は、画像形成部１０１のプロファイル特性は、その逆方向である図４（ｂ）のようなものとなる。逆に、画像形成部１０１の曲がり特性として、図４（ｃ）が示されている場合、画像処理部１０２で補正がなされるべき方向としては図４（ｄ）のようになる。
【００３０】
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５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５を例にとれば、（ａ）のプロファイル特性に対し、乗り換えポイントがＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｍが定義される。各乗り換えポイントの定義は、副走査方向に１画素ずれが発生するポイントであり、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。
【００３１】
例えば、乗り換えポイントＰ２は、次の乗り換えポイントＰ３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、Ｐ２における乗り換え方向は、（ｂ）に示すように上方向（↑）となる。同様に、Ｐ３においても、次の乗り換えポイントＰ４までは上方向（↑）となる。乗り換えポイントＰ４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５（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。
【００３２】
図３の３０２は感光体２２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２４（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。
【００３３】
次に、図３（ａ）を用いて、レーザースキャン方向が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。
【００３４】
本実施例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、上方への曲がり特性３０２上で副走査方向に１画素ずれているポイントであるＰ１、Ｐ２、Ｐ３が乗り換えポイントに相当する。なお、図３（ａ）においてはＰ０を基準としたものとして記載している。同図からもわかるように、乗り換えポイント間の距離（Ｌ１、Ｌ２）は、曲がり特性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。
【００３５】
次に、図３（ｂ）を用いて、レーザースキャン方向に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３０２上で副走査方向に１画素ずれているポイントであるＰｎ、Ｐｎ＋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）同様、乗り換えポイント間の距離（Ｌｎ、Ｌｎ＋１）は、曲がり特性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。
【００３６】
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３０２の変化度合い密接に関係する。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。
【００３７】
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（色ずれ）となって現れることとなる。
【００３８】
次に、図１を用いて、カラー画像形成装置における画像処理部１０２の処理について説明する。画像生成部１０４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（ページ記述言語）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。前記属性データは、文字、細線、ＣＧ、自然画といった属性を保持している。なお、画像生成部１０４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構成し、読取手段からの画像データを扱う構成としても良い。ここでいう読取手段とは、少なくともＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）あるいはＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）を含むものであり、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あわせてもたせるように構成しても良い。また、カラー画像装置内部に構成せず、図示しないインターフェースを介して、前記読取手段からデータを受け取るように構成しても良い。
【００３９】
１０５は色変換部であり、前記ＲＧＢデータを画像形成部１０２のトナー色にあわせてＣＭＹＫデータに変換し、ＣＭＫＹデータと属性データをビットマップメモリを有する記憶部１０６へ格納する。記憶部１０６は、画像処理部１０２に構成された第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１０６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構成しても良いし、複数ライン分のデータを記憶するバンドメモリとして構成しても良い。
【００４０】
１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７ＫはＨＴ処理部であり、記憶部１０６から出力される各色のイメージデータをハーフトーニング処理により入力の階調を疑似中間調表現への変換を行うとともに１画素未満の乗り換えである補間処理とを行う。尚、このハーフトー二ング処理により階調数が減らされる。ＨＴ処理部１０７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。補間処理およびハーフトーニングの詳細については後述する。
【００４１】
１０８は、画像形成装置内部に構成した第２の記憶部であり、ＨＴ処理部１０７（１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７Ｋ）により処理されたＮ値化データを記憶する。なお、記憶部１０８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１０８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。なお、記憶部１０８で行われる１画素分の乗り換えの詳細については後述する。また、本実施例においては、第１記憶部１０６、第２記憶部１０８を別構成として説明したが、画像形成装置内部に共通の記憶部を構成するようにしても良い。
【００４２】
図１２（ａ）は記憶部１０８が保持しているデータの状態を模式的に示す図である。図１２（ａ）に示す通り、記憶部１０８が記憶している状態においては、画像処理部１０２としての乗り換え方向、あるいは画像形成部１０１の曲がり特性によらず、ＨＴ処理部１０７による処理後のデータが保持されている。図１２に示す１２０１のラインが読み出される時点で、画像処理部１０２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１２（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１０２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１２０１の画像データが、記憶部１０８から読み出された時点で、図１２（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。
【００４３】
１１３はパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であり、記憶部１０８から１画素分の乗り換えを行って読み出された色毎の画像データに対して、スキャナ部１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ、１１５Ｋ の露光時間へ変換される。そして、変換後の画像データは、画像形成部１０１の印字部１１５により出力される。
【００４４】
なお、図５により、既に説明をしたプロファイル特性データは、画像形成部１０１内部に、画像形成装置がもつ特性として、装置内部に保持されており、画像処理部１０２は、画像形成部１０１が保持しているプロファイル特性に応じて処理がなされるものである（プロファイル１１６Ｃ、１１６Ｍ、１１６Ｙ、１１６Ｋ）。
【００４５】
次に、図６を用いて、前記画像処理部１０２のＨＴ処理部１０７（１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７Ｋ）の動作について詳細に説明する。なお、１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７Ｋは全て同じ構成となるため、以下にＨＴ処理部１０７として説明する。
【００４６】
ＨＴ処理部１０７は、ＣＭＹＫデータから対応する色の画像データを受け取り、スクリーン処理部６０１に画像データを渡す。
【００４７】
スクリーン処理部６０１は、画像データを受け取り、連続階調画像をより階調数の少ない面積階調画像へと変換するために、スクリーン処理によるハーフトーニングを行う。
【００４８】
ＨＴ処理部１０７におけるスクリーン処理では、複数の閾値が配置されたディザマトリックスから任意の閾値を読み出し、入力された画像データと閾値との比較を行うことでＮ値化するディザ法によるものである。
【００４９】
図１３を用いて、ディザ法に関して詳細原理について説明する。ここでは説明を簡略化するために２値化に関して説明する。入力の連続階調画像（たとえば８ビット２５６階調画像）をＮ×Ｍ（図では８×８）のブロックに分割する。その後、ブロック内の画素の階調値を同サイズのＮ×Ｍの閾値が配列されたディザマトリクスにおける閾値と画素毎に大小比較し、例えば閾値より画素値が大きければ１を出力し、閾値以下であれば０を出力する。これをマトリクスのサイズ毎に全画素に対して行うことで、画像全体を二値化することが可能になる。電子写真方式のカラー画像形成装置においては、記録媒体上に安定したドット再現性を実現するために、ドットが集中するようなディザマトリックスが周期的に用いられる。逆にドットが拡散してしまったり、周囲にドットの存在しない孤立ドットが多くなると安定したドット再現性が得られない。線数が高いスクリーンの場合にはそのドット間隔が狭く、逆に線数の低いスクリーンの場合にはドット間隔が広くなる。
【００５０】
その模式図を図１４に示す。図１４（ａ）に示すような連続階調グラデーション画像を（ｂ）に示すような２値画像として表現している。
【００５１】
通常はスクリーンの周期で低濃度から高濃度へ向けて、ある１つのドットが点灯し始め、その後その周囲のドットが点灯を始める。このようにドットを集中させながら点灯することで、安定したドット形成を実現することができ、ドットが疎であるほど孤立するドットが少なくなり階調を安定して表現できる。このドットの点灯順でスクリーンを形成し中間濃度を表現する。
【００５２】
次に、図７を用いて、図６の６０２に示す補間処理部について詳細に説明する。図７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である。領域１は画像処理部１０２として、下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１０２として上向きに補正を行わなければならない領域である。
【００５３】
図７における乗り換えポイントＰａ前後の乗り換え前画像、すなわち、ハーフトーン処理部１０７の出力画像データ構成を図８（ａ）に示す。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。１画素を超える乗り換え処理は、乗り換えポイントにおいて記憶部１０８から読み出す時点で行う。そのため、間を埋める処理を行わないと、図８の（ｂ）に示すように乗り換えポイントＰａ前後の画素構成は、乗り換えポイントＰａを境界にして、１画素分の大きな段差となって現れてしまう。
【００５４】
そこでその段差を埋めるための補間処理を行う。そのフローを図２１で示す。まずある注目画素が補間処理部６０２に入力（Ｓ２１０１）された時、その画素の主走査位置より乗り換えポイントからの距離が算出され、その位置での補間すべき大きさ、移動量が確定する（Ｓ２１０２）。この算出にはまず乗り換えポイント間をある数ｎに分割しエリアを分ける。今回の説明では例えば図８（ｃ）で示すように４分割し４区間のエリアを定義する。このエリアをそれぞれ乗り換えポイント左から順にエリア０〜３とすると、理想的にはエリア０では−３／８画素、エリア１では−１／８画素、エリア２では＋１／８画素、エリア３では＋３／８画素の移動量が確定する。このようにデータ移動を行うことで滑らかな補間が可能になる。とはいえ１画素を下回る量の移動なので、仮想的な画素重心移動になり補間と呼んでいる。
【００５５】
続いて注目画素が移動すべき画素なのかどうかを判断し、もし移動軌跡上の画素であれば画素データの移動を行う（Ｓ２１０３）。その具体的な画像移動の方法に関してエリア２の＋１／８画素の補間を例に挙げ説明する。先に説明したようにこのエリアは１画素の１／８だけ画像データの重心を副走査方向に移動させればよいので、主走査に連続する８画素に１回周期的に画像データを移動させる。またこのエリアでは＋方向すなわち上方向に画像データを持ち上げる必要があるので、移動軌跡上の画素は１画素下を参照し（Ｓ２１０４）出力することで画像データは持ち上がる（Ｓ２１０５）。逆に−方向すなわち下方向への移動の場合には１画素上を参照する。また移動軌跡上ではない８画素のうち７画素は注目画素の値そのものを出力する（Ｓ２１０６）。この処理を主走査全ての画素に対して行い（Ｓ２１０７）、エリアに応じて補間量を切り替えていくことで、乗り換えの段差をつなぐ事が可能になる。
【００５６】
図９にその様子を示す。図９（ｂ）は補間処理前で図９（ｃ）は補間処理後を示しており、破線でそのラインの重心を示している。図９（ａ）は（ｃ）の拡大図になる。また図中の縦の線９０１は８画素に１回現れる移動軌跡を示している。（ａ）のようにミクロで見ると１画素の段差により山ができているようにみえるが、図９の（ｃ）のようにマクロで見るとラインの重心が＋１／８画素上に上がって見える。この移動により周期的に出る１画素の段差は、１画素が十分小さい例えば１２００ｄｐｉ等の高解像度の画像であればほとんど目につくことはない。このように移動する画素数を図８（ｄ）の様に変化させることで除々にデータを移動させることが可能になる。
【００５７】
しかしながらこのように８画素に１回の例で示したように周期的に画素を移動させると、前段のスクリーン処理で得られるスクリーンの周期パターンと干渉を起こしスクリーンのパターンが崩されてしまう。そのため移動軌跡はスクリーンの周期を考慮し決める必要がある。
【００５８】
図１０（ａ）にそのスクリーンパターンの例を示す。このスクリーンはドットの位置が９０°直行した等間隔の正方パターンを示している。具体的には図１０（ａ）のドット１００１から１００２および１００３のドットまでの距離は同じでまたその１００１および１００２の線分と１００１と１００３の線分は直行している。またこのスクリーンのスクリーン角は１００４で示す角度になる。このようなスクリーンの画像に対して上述したように周期的に画素を移動させると図１０（ｂ）のようにスクリーンパターンが崩れ、干渉模様が見えたり階調ムラがでてしまう。
【００５９】
この例は前述した８画素に１画素上方向に画素移動したものである。この様に各ドットが不連続に形を変えてしまっている。そこで図１０（ｃ）に示すようにスクリーンの周期に同調もしくは同期した移動軌跡を決める。図中濃い黒で示したラインがその移動軌跡である。この様にこの移動軌跡は必ずしも垂直ではなくスクリーンの線数、角度、ドット成長順によってある程度絞られる。図のスクリーンであればスクリーン角θのなす方向１００３とそれに対して４５°ずれた方向１００５および、９０°ずれた方向１００２を軌跡とすることでドットパターンの崩れを最小限にすることが可能になる。今回の例はスクリーン角に対して４５°ずれた位置を軌跡としている。この移動軌跡上画像データを上に移動させると図１０（ｄ）のような画像が出力され、この場合各ドットが高々１画素付け変わっただけの変化になる。全濃度域でこのように全てのドットが同じ変化をすることで前述したようなスクリーン周期パターンと移動周期との干渉は無くなりもしくは抑制され、干渉模様が見えにくく、濃度ムラも出にくい。
【００６０】
この軌跡上を移動すると決めるとおのずと移動可能量が決まってくる。図１０（ｃ）の一部１００６をクローズアップしたものが図１１（ａ）になる。このように移動可能な画素が主走査方向におよそ５画素に２画素の周期であらわれている。つまりこの図１０のスクリーンパターンと軌跡の組み合わせであれば、５画素に２画素までの移動が可能になる。
【００６１】
そのためこの移動軌跡を用いた補間処理の場合−２／５、−１／５、０／５、＋１／５、＋２／５の５ステップ刻むことになり、前述したエリア分割数も５となる。このように乗り換えポイント間を５分割し、それぞれのエリアで上記画素数の移動をさせることで段差の補間が可能になる。
【００６２】
このような入力と出力の関係を図１１に示す。それぞれの画素の移動の様子が分かるようにそれぞれの画素に記号を付けている。入力として図１１（ａ）のように画素が並んでいる状態で、移動軌跡をグレーに示した。図１１（ｂ）の様に移動軌跡に沿って移動が行われ結果として図１１（ｃ）のような出力が得られる。これは結果として図１０（ｄ）に示す１００７の箇所に相当する。厳密には斜めの移動も含まれるが、この場合おおよそ２／５画素上へ移動したとみなして十分な効果が得られる。
【００６３】
図２１に従い，再度スクリーン周期に合わせた移動軌跡上を移動させることで理想的な走査線に対するずれを１画素を下回る（１画素未満の）単位の補正（補間）を実現するフローを示す。Ｓ２１０１およびＳ２１０２に関しては上記と同様なので割愛する。注目画素がスクリーン周期に合わせた移動軌跡上かどうかの判断（Ｓ２１０３）は、前述のディザマトリクスと同じようにマトリクスで軌跡の定義が可能で、そのマトリクスを用いて注目画素が移動軌跡上か否かを判断することができる。図２０にその具体的な例を＋２／５移動のエリアでしめす。図２０（ａ）にて注目画素位置２００１が移動軌跡上であれば１または２をそうでなければ０が入った移動軌跡マトリクスを作成する。これを図２０（ｂ）に示す。このマトリクス上注目画素位置２００１は２を示しているので移動軌跡上と判断される。このようにすることで注目画素が移動軌跡上かどうか判断できる。続いて参照位置の算出（Ｓ２１０４）は、補間処理に伴う移動方向が＋なので画像を上に移動させる必要があるため注目画素位置の下のライン上からデータを持ち上げる必要がある。この持ち上げるデータはマトリクス同一値、この場合は注目画素位置でのマトリクス値が２なので下のラインでそのマトリクスが２を示している位置２００２を参照しそれを持ち上げる（Ｓ２１０５）。結果として図２０（ｃ）のような移動を示し、出力は図２０（ｄ）の様になる。またマトリクス上注目画素位置が０であればその時には何もせず注目画素の値をそのまま出力する（Ｓ２１０６）。今回の例は移動方向＋のエリアでの動作で説明したが、−の場合には上のデータを持ち下げることで実現できる。また２／５移動のエリアの例を説明したが、１／５移動のエリア場合には例えばマトリクスが１の時のみ移動させることで移動データ量を１／５にすることが可能になる。
【００６４】
また通常ＣＭＹＫ各色で線数角度は異なるため、ディザマトリクスやエリア分割数、移動軌跡とその軌跡を示したマトリクスはそれぞれの色に適した別のものを設定しておく必要がある。
【００６５】
このように周期パターンを持つ階調処理であるディザ法を用いた時、そのスクリーン周期に合わせて移動軌跡を定義し画素移動を行うことで、中間調での濃度ムラやスクリーンパターン崩れを起こすことなく補間処理に伴う画像重心移動を行う事が可能になる。それにより画像の幾何補正にともなう乗り換えによって発生する段差を階調に影響することなく消すことが可能になる。
【００６６】
本実施例によれば、レジストレーションずれに伴う画像不良をデジタル画像処理を用いて補正する際に、スクリーン処理を行った箇所に対しても濃度ムラや乗り換えポイントで発生する１画素の段差の発生を抑制して良好な補正を行うことが可能になる。
【００６７】
またスクリーン処理を行うことで生じる画像データの周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる補間処理を行うことでスクリーンパターンが崩れることなく階調性を保持したまま１画素の段差の補正を複数ステップにわたり実現できる。
【実施例２】
【００６８】
先の実施例１においてドットが次第に大きくなることで濃度が上がって行くドット成長のスクリーンを例に説明していた。そのドットスクリーンで画素移動における変化が最小になるように移動軌跡を定義していたが、そのドットの形が濃度域によっては若干の変化が起こってしまう事は避けられない。
【００６９】
実施例２においてはラインで成長するスクリーンを例にどの濃度域においてもそのスクリーンパターンが全く変化しない例を説明する。なお本実施例では１０７に図示するＨＴ処理部について詳細記述するが、その処理の前後の説明は実施例１と同等なので割愛する。
【００７０】
図１５を用いて詳細説明する。スクリーン処理部６０１では、実施例１同様に画像データを受け取り、連続階調画像をより階調数の少ない面積階調画像へと変換するために、スクリーン処理によるハーフトーニングを行う。
ＨＴ処理部１０７におけるスクリーン処理では、複数の閾値が配置されたディザマトリックスから任意の閾値を読み出し、入力された画像データと閾値との比較を行うことでＮ値化するディザ法によるものである。この仕組みも実施例１と同様である。
【００７１】
ここで、実施例１においてはドットが集中するようなディザマトリックスを周期的に用いたが、本実施例ではライン状に成長するスクリーンを例に説明する。図１５の（ａ）〜（ｅ）の様に次第に濃度が濃くなっていく。このライン状にドットが大きくなるラインスクリーンは実施例１で示したドットスクリーンに対して電子写真的にはより安定した階調特性を示す。薄い濃度の段階でライン状にドットがつながるので、原理上孤立する不安定なドットが少なくなるためである。しかしながら周期の指向性がドットに比べ強く、スクリーンのテクスチャが視認されやすかったり、色間での干渉モアレやジャギーがドットに比べ強く出てしまう傾向を持っている。
【００７２】
次に補間処理に関して説明する。ここでも乗り換えポイント間のエリア分割やその画素データの周期的な移動に関しては実施例１と同様なので説明は割愛し、移動軌跡の定義の方法を詳細に説明する。このようなライン成長を行うスクリーンの場合その移動軌跡を完全にその成長する方向に向けて設定することができる。逆に移動軌跡を先に定義しその移動軌跡上成長するようにディザマトリクスを定義することでスクリーンへの影響を最小限に抑えることが可能になる。図１６（ａ）のように使用するディザマトリックスからまずスクリーン線数および角度を確定させ、その移動軌跡は図１６（ｂ）と図１６（ｃ）の様にその線数の周期そのものと、その周期に対して半位相ずらした周期で定義する。つまりそのスクリーン線数で定義される周期の倍周期で移動軌跡を定義できる。まず最初に線数周期の移動軌跡上から順にドット点灯が始まりその後半位相ずれた移動軌跡に沿ってドットが埋まっていくように成長がすすむ。
【００７３】
このようなスクリーンの成長順および移動軌跡を定義すると図１６ではスクリーン１周期で−４／８〜＋３／８画素の重心移動が可能になり、少なくともこれら図示した濃度域であれば全くスクリーンパターンの変化が起らない。図１６（ｄ）に図１６（ａ）に示すスクリーンパターンに図１６（ｂ）に示す移動軌跡をオーバーレイさせたものと、図１６（ｅ）に同様に図１６（ｃ）の軌跡をオーバーレイさせたものを示す。このように軌跡上のデータが全て黒、又は白になっており、この濃度では実質階調部のスクリーンパターンの変化は無い。
【００７４】
実施例１と基本的な構成は変わらないが、ディザマトリクスの定義および移動軌跡の定義の考え方の違いのみになっている。このようにスクリーンの種類に限定することなくライン状で成長するディザを用いる場合でも画素データの移動に対する耐性を高めることが可能になる。
【実施例３】
【００７５】
スクリーンに関しては前述の実施例では、ＯＮ／ＯＦＦで階調を表現する１ｂｉｔスクリーンに関して説明したが、ＰＷＭ制御を伴う多ｂｉｔスクリーンに対しても移動軌跡をスクリーンパターンに応じて定義し実現することが可能である。このようにＰＷＭ制御が可能で１画素より小さい画素を表現できる装置である場合には装置の解像度より高い解像度で乗り換え補間を行った後に解像度を落とすことで疑似的に装置の解像度より高い解像度の段差に抑えることが可能になる。
【００７６】
本実施例では装置の解像度の２倍の解像度で乗り換え及び補間処理を行った後に解像度を落とす処理例に関して実施例１のドットスクリーンを用いて説明する。
【００７７】
なお本実施例では１０７に図示するＨＴ処理部について詳細記述するが、その処理の前後の説明は実施例１と同等なので割愛する。
【００７８】
図１７に１０７に図示するＨＴ処理部の詳細ブロック図を示す。１７０１に示すスクリーン処理部および１７０２に示す補間処理部に関しては実施例１と同様である。ここで得られる補間処理後の画像データは装置の解像度に対して２倍の解像度の１ｂｉｔ（０〜１）データである。そこで１７０３に示すダウンサンプリング部においてその解像度を１／２の４ｂｉｔ（０〜１５）データへ変換する。この方法は、入力の２ｘ２画素の計４画素を１画素へサンプリングすればよいので、４画素の合計値を求めその値に対して１５／４倍する。
【００７９】
具体的にダウンサンプリング処理部１７０３の入力と出力の例を図１８および図１９に示す。図１８（ａ）はダウンサンプリング処理部が存在しない場合に発生する段差を模式的に表したものである。これに対して図１８（ｂ）は２倍の解像度で乗り換えが行われた場合に発生する段差で図１８（ａ）に対して段差が半分になっており、その後ダウンサンプリング処理が行われ、最終的には図１８（ｃ）の様な出力になる。高解像度での段差が結果として１画素未満の段差に抑制されている。また図１９では図１０で説明したスクリーンパターンがダウンサンプリング後にどのように変化するかを模式的に示したものである。図１９（ａ）、図１９（ｃ）、図１９（ｅ）にはそれぞれ２倍の解像度で処理された入力画像、スクリーンパターンを気にしない移動軌跡で補間処理された画像、そして実施例１で説明した移動軌跡で補間処理を行いったダウンサンプリング前の画像になる。そして図１９（ｂ）、図１９（ｄ）、図１９（ｆ）は、それぞれのダウンサンプリング処理後の画像になる。この様に図１９（ｃ）および図１９（ｄ）ではスクリーンパターンがダウンサンプリング後には各ドットの形が異なってしまうのに対して、図１９（ｅ）を入力としてダウンサンプリングした図１９（ｆ）ではスクリーンのパターンも崩れることなく一様なパターンを形成している事がわかる。このようにＰＷＭにより１画素あたり１ｂｉｔより高い階調を表現できる装置において、装置が有するより高い解像度で補間処理を行うことでより段差を小さく補間でき、画像形成部の解像度が６００ｄｐｉ等低い場合にもスクリーンパターンが一様となる補間処理を実現することが可能になる。
【００８０】
本実施例の説明では２倍の解像度を例に周囲の合計値を用いてダウンサンプリングする例に関して述べたが、４倍等より高い解像度を用いて処理することも可能である。また合計値を用いてダウンサンプリングするのではなく、例えば周囲の画素に対して個別の重みをかけたフィルタを用いて畳みこみ処理を行い、サンプリングすることも可能である。また今回は主走査副走査共に高い解像度の画像を例に説明したが、段差が発生する方向、今回の場合は副走査方向にのみ高い解像度を用いることで同様の効果を出すことも可能である。
【００８１】
上述の説明では副走査方向の乗り換え段差を打ち消すための１画素の画素データ移動に関して説明してきたが、当然主走査方向に移動することも可能である。また乗り換えに限らず幾何補正処理として１画素の挿入、削除の際発生する画素データずらしに対しても移動軌跡をスクリーンと同期させることでスクリーンパターンを崩すことなく画素データずらしが実現可能である。
【００８２】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（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）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段とを有する画像処理装置であって、
前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像データはディザ法を用いて階調数が減らされたデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ディザ法で用いられるパターンにより前記画像データは、ライン成長するスクリーンパターンとなる事を特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記補間処理手段、前記乗り換え処理手段により処理された画像データの解像度を下げる処理を行うダウンサンプリング手段をさらに有することを特徴と請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理ステップと、
画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理ステップとを有する画像処理方法であって、
前記補間処理ステップは、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理であることを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
コンピュータを、画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と、画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段を有し、前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理として動作させるプログラム。
【請求項１】
画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段とを有する画像処理装置であって、
前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像データはディザ法を用いて階調数が減らされたデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ディザ法で用いられるパターンにより前記画像データは、ライン成長するスクリーンパターンとなる事を特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記補間処理手段、前記乗り換え処理手段により処理された画像データの解像度を下げる処理を行うダウンサンプリング手段をさらに有することを特徴と請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理ステップと、
画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理ステップとを有する画像処理方法であって、
前記補間処理ステップは、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理であることを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
コンピュータを、画像データに対して１画素未満の補正のために画素未満乗り換えを行う補間処理手段と、画像データに対して１画素単位の補正のために画素乗り換えを行う乗り換え処理手段を有し、前記補間処理手段は、前記１画素未満の補正を、前記画像データが有する周期に同期した移動軌跡に従い、画素を移動させる処理として動作させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１２１１６５（Ｐ２０１２−１２１１６５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７１６９０（Ｐ２０１０−２７１６９０）
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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