画像形成装置
【課題】 光学系の走査線の傾きや歪みに対しては、高価な光学部品による補正や組み立て時の精密な微調整などが必要であり、コストが高いという課題があった。
また、前記光学系の傾きや歪みを検知して電気的に補正する際に特にフルカラー画像のハーフトーン領域などでは濃度段差やスジなどの補正の弊害が出る場合があった。
【解決手段】 光学系の傾きや歪みといった走査線のプロファイルに応じて画像データをオフセットする第１の補正後の画像データに対して、オフセットした位置の近傍を平滑化処理する第２の補正を行う場合に、高明度の色材に関してはハーフトーン領域に組織的構造を有さない疑似中間調処理を行うと共に第１の補正のみを行う。
また、前記光学系の傾きや歪みを検知して電気的に補正する際に特にフルカラー画像のハーフトーン領域などでは濃度段差やスジなどの補正の弊害が出る場合があった。
【解決手段】 光学系の傾きや歪みといった走査線のプロファイルに応じて画像データをオフセットする第１の補正後の画像データに対して、オフセットした位置の近傍を平滑化処理する第２の補正を行う場合に、高明度の色材に関してはハーフトーン領域に組織的構造を有さない疑似中間調処理を行うと共に第１の補正のみを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式にて、少なくとも１色以上の各色成分トナー像を記録材上に転写して画像を得る画像形成装置に関するものであり、複写機やレーザビームプリンタなどに具現化し得る。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な構成の画像形成装置が利用されているが、ここでは主に図１に示すような画像形成装置を使って説明する。
【０００３】
図１のような画像形成装置では、感光ドラム４が所定の角速度をもって回転駆動され、その感光ドラム表面を帯電器８によって一様に帯電する。次に画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光装置によってレーザビームを露光走査させることで感光体上に画像データに従った静電潜像が形成され、現像器３によって現像、可視化される。この可視化されたトナー像は、感光体ドラム４に所定の押圧力を持って圧接されながら回転駆動される中間転写体５上に転写される。その後、給紙ユニットから給紙された記録材６に転写し、定着器７による定着工程を経て機外に排出される。
【０００４】
近年はこうした電子写真方式の画像形成装置はオフィスユースからグラフィックユースや印刷などをターゲットとした市場で広く利用されており、特にオフィスやＳＯＨＯといった市場では他の方式を採用する画像形成装置と比べて高速かつ記録材に依存しない画像形成が人気となっている。しかしながら、他の方式の画像形成装置に比べて電子写真方式の画像形成装置は装置自体が高価であるという課題がある。主な要因の一つが露光手段として多く用いられているレーザースキャナの組み立て時の調整が挙げられる。
【０００５】
図４に代表的な露光手段であるレーザースキャナの模式図を示す。
【０００６】
レーザＬは、回転多面鏡モータ４１上に設置された回転多面鏡４２で反射されて、露光面で線速度一定になるような光学系ｆ−θレンズ４３を通り、反射ミラー４４で反射され、感光ドラム４に到達する。
【０００７】
こうしたレーザ光学系を用いた場合、たとえば機械精度や、組み立て設置時の組み付け誤差などの組み立て時の原因などにより感光ドラム４上に露光した走査線の書き出し位置がずれる、倍率が歪む、傾きや湾曲や歪曲といった歪みを持ってしまうということが課題として挙げられる。このうち、書き出し位置や倍率の補正は従来から誤差を検出して電気的に補正する方式が採られているが、走査線の傾きや歪みに対してはこういった電気的な補正が困難であるため、従来はこうした傾きや歪みが生じないように高価な光学部品による補正が行われている。このため高価な構成の装置が必要となり、さらには組み立て時にも精密な微調整による工数の増大につながり、結果として生産コストが高価になってしまうという課題になっていた。
【０００８】
こうした課題に対して、以下のような提案がなされている。
【０００９】
すなわち、主走査方向の少なくとも３カ所以上の複数の位置でレジストレーション検出手段を備え、前記複数個のレジストレーション検出手段の結果から主走査方向の傾き、湾曲などの歪みを算出し、算出された主走査方向の傾き、湾曲などの歪みを補正するように画像データを変更する。ここで副走査方向の１画素以下の補正に関しても同様にレジストレーション検出手段による検出結果より副走査方向の書き出し位置を検出し、検出された副走査書き出し位置を補正するように画像データを変更する。
【００１０】
上記構成により変更された画像データを画像形成することにより高価な光学部品を使用したり精密な調整行程を経ることなく走査線の傾き、歪みなどの位置補正を行うことができ、安価で高画質な画像形成装置を提供できる。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１７０７５５号公報（第１３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら上記特許文献１に示した構成の場合、主走査方向に設けられたレジストレーション検出手段によってレジストレーションパターンを検知して、その検出結果を元にして補正を行うため、主走査方向に少なくとも３カ所以上の複数のレジストレーション検出手段を設ける必要があり、装置自体としては大幅なコストアップとなってしまうという課題があった。
【００１３】
さらにレジストレーションパターンの検出結果から走査線の傾き・歪みに応じて算出された主走査方向の補正位置を元に画像データに対して補正を行っているが、走査線の傾きと歪みの形状によっては主走査方向の補正位置に粗密が発生するため必ずしも補正が最適に行えないという課題があった。
【００１４】
また、走査線の傾きや歪みに応じて算出された主走査方向の補正位置を元に画像データに対して補正を行っているが、ディザなどの組織構造を持った疑似中間調処理を行っている場合、補正位置で組織構造の位相ずれが発生するなどの課題があった。こうした位相ずれを補正するために位相をずらした箇所に同時に平滑化処理を行う技術も提案されているが、こうした補正を行った場合補正箇所近傍に、特にフルカラー画像において複数色で色重ねした場合に色ごとに補正位置が異なることによる位相差で濃度段差やモアレとなってしまうなどの弊害があった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
像担持体と、帯電バイアスを印加することで前記像担持体の帯電を行う帯電手段と、前記像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記像担持体上に現像されたトナー像を記録材担持体上の記録材に転写する転写手段と、前記記録材上に転写されたトナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、
前記露光手段は露光量を可変する露光量変調手段を有し、光ビームを偏向させて像担持体上を走査して前記像担持体上に静電潜像を形成する構成を持ち、
前記露光手段が有する像担持体上の走査線の傾き・湾曲などの歪み量に基づいて入力画像データの主走査方向に複数の位置で分割して走査線の傾き・湾曲などの歪みを補正する方向にオフセットさせる第１の補正手段と、
前記第１の補正手段によってオフセットした位置の近傍に前記露光量変調手段によって平滑化処理を行う第２の補正手段を有し、
画像形成に使用する色材のうち明度の高い色材の入力画像データに関しては組織的構造を有しない疑似中間調処理を行い、かつ前記第１の補正手段のみを行うことを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
前記明度の高い色材は、前記色材の入力信号が最大値である時に形成されたトナー像の色度のうちＬ＊が６０以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１７】
前記組織的構造を有しない疑似中間調処理は、誤差拡散処理であることを特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装置である。
【００１８】
前記露光量変調手段は、あらかじめ設定されたパルス幅テーブルに従ってパルス幅を変調することによって露光量を可変することを特徴とする請求項１、２、３に記載の画像形成装置である。
【００１９】
前記第２の補正手段である平滑化処理は、第１の補正手段によってオフセットされた位置の近傍画素にあらかじめ設定された前記パルス幅テーブルに従って前記露光量変調手段によって１画素未満のドットを形成することで補正を行うことを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の画像形成装置である。
【００２０】
前記走査線の傾き・湾曲などの歪み量は、主走査方向に少なくとも３カ所以上の計測点を元に一次以上の多項式近似によって算出することを特徴とする請求項１、２、３、４、５に記載に画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光学系の走査線の傾きや歪みに対して、高価な光学部品による補正や組み立て時の精密な微調整などを行うことなく、安価で良好な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の技術の構成断面図。
【図２】実施例の構成断面図。
【図３】実施例における画像信号処理部に関するフローチャート。
【図４】従来の技術のレーザ光学系の模式図。
【図５】実施例のレーザ光学系の模式図
【図６】実施例のフロー図。
【図７】走査線プロファイルを示す模式図。
【図８】第１の補正データを算出するフロー図。
【図９】第１の補正を示す概略図。
【図１０】第２の補正を示す概略図。
【図１１】実施例で用いたパルス幅テーブルの図。
【図１２】実施例の補正のイメージ図。
【図１３】一般的な組織的構造を有する疑似中間調処理の図。
【図１４】第１の補正と第２の補正による疑似中間調領域の図。
【図１５】第１の補正による疑似中間調領域の図。
【図１６】組織的な構造を有さない疑似中間調処理の図。
【図１７】第１の補正による疑似中間調領域の図。
【図１８】トナーの明度に対する中間調処理と粒状度の関係の図。
【図１９】実施例の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［実施例］
図２は本実施例における画像形成装置１００を示す断面図である。
【００２４】
まずリーダ部Ａについて説明する。
【００２５】
原稿台ガラス１０２上に置かれた原稿１０１は光源１０３によって照射された光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は３列に配置されたレッド、グリーン、ブルーのＣＣＤラインセンサ群により、ラインセンサ毎にレッド、グリーン、ブルーの成分信号を生成する。これら読み取り光学系ユニットは矢印の方向に走査することにより原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。
【００２６】
また原稿台ガラス１０２上には、原稿の位置を突き当てて、原稿の斜め置かれを防ぐ突き当て部材１０７と、その原稿台ガラス面にＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定するためとＣＣＤセンサ１０５のスラスト方向のシェーディングを行うための基準白色版１０６が配置してある。
【００２７】
ＣＣＤセンサ１０５により得られた画像信号は、リーダ画像処理部１０８にて画像処理された後、プリンタ部Ｂに送られ、プリンタ制御部１０９で画像処理される。
【００２８】
次に図３を用いて画像処理部１０８について説明する。
【００２９】
ＣＣＤ３０１により読み込まれた原稿画像の輝度信号は、Ａ／Ｄ変換部３０２に入力されデジタル信号に変換される。このデジタル輝度信号はシェーディング部３０３に送られ、ＣＣＤ個々の素子の感度に関するバラツキによる光量ムラがシェーディング補正される。シェーディング補正することにより、ＣＣＤの測定再現性が向上する。シェーディング部３０３で補正された輝度信号は、更にＬＯＧ変換部３０４によりＬＯＧ変換される。続いて、ＬＯＧ変換された信号は、γＬＵＴ３０５に送られ、プリンタ装置が理想とする濃度特性と、γ特性に従って処理された出力画像濃度特性とが一致するように作成されたγ−ＬＵＴ２５によって画像信号を変換する。こうして変換された画像信号は、中間調処理部３１０により疑似中間調処理された後、プリンタ部３１１に送信され、画像形成される。
【００３０】
次に再び図２に戻り、プリンタ部Ｂについて説明する。
【００３１】
図２において、帯電手段８、現像手段３、感光ドラム４、クリーニング手段９からなるプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを並べたタンデム式の画像形成装置を示す。プロセスカートリッジ２０Ｙ〜２０Ｋに含まれる帯電手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋはローラ帯電器であり、バイアスを印加することでそれぞれの感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面を一様に負極性に帯電させる。
【００３２】
画像データは、プリンタ画像処理部１０９に含まれるレーザドライバ及びレーザ光源１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋを介してレーザ光に変換され、そのレーザ光はポリゴンミラー１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ及びミラー２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより反射され、一様に帯電された各感光ドラム４Ｙ〜４Ｋ上に照射される。レーザ光の走査により潜像が形成された感光ドラム４Ｙ〜４Ｋは、図中に示す矢印Ａの方向に回転する。
【００３３】
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは現像手段であり、２０Ｙ〜２０Ｋの各プロセスカートリッジ毎にイエロートナー現像器３Ｙ、マゼンタトナー現像器３Ｍ、シアントナー現像器３Ｃ、ブラックトナー現像器３Ｋから構成されている。尚、本実施例においては、現像剤は磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤を採用している。
【００３４】
ここで、プロセスカートリッジ２０Ｙを例に取り、画像形成過程を具体的に説明する。
【００３５】
プロセスカートリッジ２０Ｙの感光ドラム４Ｙの表面が帯電器８Ｙによってそれぞれ一様に帯電される（たとえば本実施形態では−５００Ｖ）。次に、第１色目の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光手段による露光走査がなされ、第１色目の静電潜像（本実施形態にあっては約−１５０ Ｖ）がプロセスカートリッジ２０Ｙの感光ドラム４Ｙに形成される。この第１色目の静電潜像は第１色目のイエロートナー（−極性）を内包したイエロー現像器３Ｙによって現像、可視像化される。そして、この可視像化された第１のトナー像は、感光ドラム４Ｙに所定の押圧力を持って圧接され、感光ドラム４Ｙの周速度と略等速の速度（本実施形態にあっては２７３ｍｍ／ｓ ）をもって矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体５とのニップ部において、中間転写体５上に一次転写される。
【００３６】
一次転写工程の際に中間転写体５に転写されずに感光ドラム４Ｙ上に残ったトナーは、感光ドラム４Ｙに圧接されたクリーニング手段９Ｙであるクリーニングブレードにより掻き取られ、廃トナー容器（不図示）に回収される。
【００３７】
他のプロセスカートリッジ２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいても上記と同様の工程が行われ、各プロセスカートリッジ毎に色の異なるトナーによるトナー像を中間転写体５上に順次転写、積層された後、給紙ユニットから給紙された記録材６に一括で二次転写し、定着器７による定着工程を経て機外に排出され、フルカラープリントとなる。
【００３８】
次に図５を用いて、本実施例におけるレーザ光学系の概略を説明する。
【００３９】
図５は、一般的な構成のレーザ光学系を用いて、感光ドラム４に露光している様子を示す図である。レーザＬは、回転多面鏡モータ４１上に設置された回転多面鏡４２で反射されて、露光面で線速度一定になるような光学系ｆ−θレンズ４３を通り、反射ミラー４４で反射され感光ドラム４に到達する。しかしながら、特になんの調整も行われないまま搭載されたレーザ光学系の走査線は固有の傾きや歪みなどを有しており、そのまま露光動作を行った場合、図５に示すように露光された走査線は固有の傾きや歪みの影響を持って感光ドラム４上を走査することになる。従来は露光走査線が感光ドラム４上でこうした傾きや歪みを生じないで走査させるために、レーザ光学系の組み立て時に高価な光学部品を用いたり、あるいは装置自体に精密な微調整を行ってきた。
【００４０】
本実施例ではこうした高価な部品を用いたり精密な微調整を行うことなく、下記に示すような手法により、レーザ光学系が持つ固有の走査線の傾きや歪みをキャンセルし、安価でかつ良好な画質を得ることを実現している。
【００４１】
本実施例においてレーザ光学系の傾きや歪みを補正する構成のフローを図６に示す。
【００４２】
ステップ６１でレーザ光学系の傾きや歪みのプロファイルを計測する。次にステップ６２で計測された走査線のプロファイルデータを記憶する。ステップ６３でプリンタ本体が前記記憶された走査線のプロファイルデータを読み出す。次にステップ６４で読み込まれた走査線のプロファイルから第1の補正データを算出する。ステップ６５で第1の補正データに従って入力がされた画像データの並べ替えを行う（第1の補正）。さらにステップ６６で第1の補正データを元にステップ６５で並べ替えを行った画像に対して平滑化処理を行う（第2の補正）。ステップ６７でステップ６６で作成された画像をプリンタに送信する。
【００４３】
前記図６で示したフローに従って、ステップ６１〜ステップ６６の各項目について詳しく説明していく。
【００４４】
（走査線プロファイルの計測）
ステップ６１であらかじめ組み立て時に前記レーザ光学系のもつ固有の傾きや歪みといった走査線プロファイルの計測を行う。
【００４５】
図７に示すように走査線を主走査方向にｎ分割（ｎは少なくとも３以上、ここでは例としてｎ＝１０）した際の各分割ポイントでの副走査方向位置をプロファイルポイントとする。プロファイルポイントデータは各レーザ光学系のユニットごとにｎ個ずつ得られる。
【００４６】
（プロファイルポイントデータの保持）
ステップ６１で計測されたプロファイルポイントデータはレーザ光学系ユニットにＥＰＲＯＭなどの記憶媒体を保持させてそこに記憶させる構成や、簡易な構成としてはバーコードなどのようにデータを暗号化させてレーザ光学系のユニット本体に添付する構成を取ることにより記憶・保持する。
【００４７】
（プロファイルポイントデータの読み出し）
ステップ６２における前者の構成の場合は、記憶されたプロファイルポイントデータは組み立て時にレーザ光学系ユニットのＥＰＲＯＭから画像形成装置本体へと読み出される。またステップ６２の後者のような構成であれば、組み立て時に作業者が例えばバーコードリーダーのような暗号読み取り装置を用いて暗号化されたバーコードデータを読み取って画像形成装置本体へ反映させる構成とする。
【００４８】
もし出荷後にサービスマンによってユーザ先でレーザ光学系ユニットの交換が行われた場合でも前者であればユニット交換後にユニットに保持されたＥＰＲＯＭから交換されたレーザ光学系ユニットに対応したプロファイルポイントデータが画像形成装置本体に読み込まれる構成であり、後者の構成であればサービスマンが交換するユニットに添付されているバーコードをバーコードリーダーで読み取る、もしくは数値を代入することによりやはり同様に交換されたレーザ光学系ユニットに対応したプロファイルポイントデータが画像形成装置本体に読み込まれる構成となっている。
【００４９】
（第1の補正データの算出）
ステップ６３でレーザ光学系ユニットから画像形成装置本体に読み出されたｎ個の走査線のプロファイルポイントデータに基づき、各点と理想座標からのずれ量から第1の補正量を算出する。
【００５０】
ここで、図８を使って第1の補正データの算出フローについて説明する。
【００５１】
図８（ａ）のステップ８１において、まず図８（ｂ）に示すようにｎ個のプロファイルポイントデータでｎ分割された走査線を主走査全域に渡って近似する。ここで本実施例において近似と自点と隣り合う点との二点間に対しての直線近似を用いた。次にステップ８２においてステップ８１で得られた主走査全域の近似点のうち主走査書き出し位置を基準点として設定する。ステップ８３では基準点から主走査方向に近似点をチェックし、基準点との副走査方向の差分ΔＶが１画素を超えた場合にはステップ８４でその点（Ａ点）の主走査位置をオフセットポイントとする。次にステップ８６ではＡ＋１点を新たな基準点として再設定する。上記ステップ８３〜ステップ８６までを主走査全域に渡って行うことにより、走査線の傾きや歪みを補正するための副走査方向１画素単位のオフセットを行うポイントの座標（Ｘ個）が得られる（図８（ｃ））。こうして得られたＸ個のオフセットを行う第1の補正ポイントデータには座標情報と基準ラインからのオフセット量の情報が含まれ、これらを第1の補正データと呼ぶ。
【００５２】
（第1の補正）
ここで第１の補正で用いる構成を図９を使って説明する。
【００５３】
図９における（ａ）はラインバッファでありＲＡＭにより構成される。本実施例では主走査方向幅２９７ｍｍ、６００ｄｐｉの場合、約７０００ドット分の補正データがＲＡＭに書き込まれることになる。本実施例において補正データは例えば８ビットで構成され、符号付きの２進数で第１の補正のためのオフセット用ラインバッファ９１を構成する。
【００５４】
図９（ｂ）に第１の補正のためのオフセット用ラインバッファ９１を示す。
【００５５】
図９（ｂ）において、９２は入力画像データであり、９１は第１の補正のためのオフセット用ラインバッファである。まずステップ９４で算出された第１の補正データの座標情報とオフセット量情報は第１の補正のためのオフセット用ラインバッファ９１に読み込まれる。すなわち図９（ｂ）に示すように第１の補正ポイントの座標Ｘnに対してオフセット量Ｙnが設定されており、その数字をオフセットした副走査ライン数を補正した位置の画像データを取り出して並べ替えることにより第１の補正を施した補正ビットマップデータ９３を作成する。
【００５６】
（第２の補正）
ステップ６５の第１の補正で並べ替え処理された補正ビットマップデータに対して、第２の補正では平滑化処理を行う。
【００５７】
図１０に示すのは第２の補正で用いる構成図である。
【００５８】
図１０における（ａ）はラインバッファでありＲＡＭにより構成される。本実施例では主走査方向幅２９７ｍｍ、６００ｄｐｉの場合、約７０００ドット分の補正データがＲＡＭに書き込まれることになる。本実施例においては平滑化データは例えば８ビットで構成され、第２の補正のための平滑化用ラインバッファ１０１を構成する。
【００５９】
図１０（ｂ）に第２の補正のフローを示す。
【００６０】
図１０（ｂ）のステップ１０１で、まずステップ９４で算出された第１の補正データの補正ポイントＸnにおける主走査座標ｘのビットマップデータＩｍｇ（ｘ）と主走査方向１つ前の座標ｘ−１のビットマップデータＩｍｇ（ｘ−１）を比較する。もしＩｍｇ（ｘ）＜Ｉｍｇ（ｘ−１）であった場合は、ステップ１０２で次の補正ポイントＸn+1と補正ポイントＸnとの領域Ｘn+1−Ｘnを算出して平滑化領域Ｓとする。ステップ１０３で、もしＩｍｇ（ｘ）＞Ｉｍｇ（ｘ−１）であった場合は、ステップ１０４で前の補正ポイントＸn-1と補正ポイントＸnとの領域Ｘn-1−Ｘnを算出して平滑化領域Ｓとする。
【００６１】
次にステップ１０５において、補正ポイントに隣接する白データ領域（Ｉｍｇ（ｘ）＝０）で、かつステップ１０２、１０４で得られた長さ｜Ｓ｜の区間に対して、１画素未満のドットを使って平滑化処理を行う。本実施例では１画素あたり１６分割のＰＷＭを使って画素を形成する構成を取っている。すなわちパルス幅に応じた１６レベルの露光量を使って平滑化処理を行う構成とする。
【００６２】
ここで、本実施例では入力画像信号値に対して、図１１に示したようなあらかじめ設定されたパルス幅テーブルに従ってパルス幅を変調させる構成となっている。ステップ１０２、１０４で得られた平滑化区間Ｓの符号が正であった場合はパルス幅テーブルの正順で、平滑化区間Ｓの符号が負であった場合はパルス幅テーブルの逆順で１画素未満のドットを順に形成することで平滑化処理を実施する。
【００６３】
なお、第２の補正で用いた第２の補正のための平滑化用ラインバッファ１０１の構成は第１の補正で用いた第１の補正のためのオフセット用ラインバッファ９１と同様の構成であるので、本実施例では説明上別の構成で記載したが、実際には同一のラインバッファを用いることが可能である。
【００６４】
ここまでの画像補正のイメージを図１１に示す。
【００６５】
図１２において、（ａ）は第１の補正を行ったイメージ図で、（ａ）の画像に対して第２の補正を行うと（ｂ）に示すイメージとなる。補正された（ｂ）の画像データをレーザ露光すると（ｃ）に示すようなイメージで潜像が形成され、この潜像に対して画像形成を行うと結果として（ｄ）のような画像が得られる。なお、図中の黒塗り三角印は第１の補正を行ったオフセットポイントである。
【００６６】
上記示したような第１の補正処理と第２の補正処理を順に行うことにより走査線の傾きや歪みなどのプロファイルを元に画像データを補正することが可能となる。
【００６７】
しかしながら、複数のレーザ光学系を持つフルカラー画像形成装置などにおいては、各色の走査線の傾きや歪みが異なるため、上記示したような補正処理を行った場合、色ごとに第１の補正を行うオフセットポイントの分布が異なり、すなわち第２の補正である平滑化処理を行う領域も色ごとに異なり、色重ねする色数が増えるごとに補正領域の濃度段差や色モアレなどの弊害が発生する確率が高くなってしまう。
【００６８】
例えば、フルカラー画像のハーフトーン領域においては階調性や粒状性、安定性を重視するために図１３（ａ）、（ｂ）に示すようなディザなどの組織的な構造を有する疑似中間調処理が一般的に多く用いられているが、こうした領域に上記に示した第１の補正と第２の補正を行った場合、濃度域によっては図１４に示すように第２の補正である平滑化処理によって濃度段差が発生するケースが考えられる。こうした濃度段差は単色よりもむしろフルカラー画像形成時に色重ねをした場合に色ごとに補正領域が異なることによって顕在化する。しかしながらこうした疑似中間調領域に対して第２の補正処理を行わない場合は、ディザの持つ組織的な構造の位相ずれが発生してしまうため階調性が不連続となって図１５に示すようにスジ状に顕在化してしまう弊害もある。なお、図１５において図中の黒塗り三角印は第１の補正によるオフセットポイントを示す。
【００６９】
そこで本実施例では、上記第１の補正と第２の補正に加えて、少なくとも１色以上において組織構造を持たない疑似中間調処理を併用することを特徴としている。
【００７０】
組織構造を持たない疑似中間調処理の例として図１６に誤差拡散処理を示す。図１６に示したように、誤差拡散処理においては不連続に発生する誤差を注目画素の隣接画素に分配するため、図１３に示したディザ処理に比べて組織的な構造を有さないという特徴がある。そのため図１７に示すように第１の補正を行った場合でもオフセットポイント（図中黒塗り三角印）において構造の位相ずれが発生ぜず、従って第２の補正を行う必要もなくなる。
【００７１】
しかしながら先にも述べたように誤差拡散処理のような組織的な構造を有しない疑似中間調処理を用いた場合、ディザ処理のように近接画素と連続して組織的にドットが成長する構造ではないために、ドットの再現が不安定である場合はその影響を受けて階調表現が不安定になるなどの弊害がある。また不規則にドットが配置されているために特に低中濃度領域において粒状性が低化してしまうという課題がある。ここで色材の明度Ｌ＊と粒状度の関係を示した本発明者の実験結果を示す。本発明者の実験によれば、最大信号を入力した場合に形成されるトナー像の明度Ｌ＊が２０であるトナーＡ、Ｌ＊＝５０であるトナーＢ、Ｌ＊＝６０であるトナーＣ、Ｌ＊＝７０であるトナーＤの四種類のトナーに対して、組織的構造を有するディザ処理と組織的構造を有さない誤差拡散処理の二種類の疑似中間調処理を行って粒状度を測定したところ、図１８に示すような結果が得られた。図１８において縦軸は粒状度を示す指標であり、上に行くほど粒状性が低く、下に行くほど粒状性が良いことを表している。これによれば、明度の低いトナーＡ、Ｂはディザ処理と誤差拡散処理との粒状度の差が大きく、組織的構造を有しない誤差拡散処理を用いた場合、粒状度が低下してしまうことがわかる。これに対して、明度の高いトナーＣ、Ｄではディザ処理、誤差拡散処理といった疑似中間調処理による粒状度の差はほとんどないことがわかる。
【００７２】
これらのことから、本実施例では第１の補正と第２の補正による弊害を出来る限り押さえ、かつ通常の画像再現にも弊害をもたらさないために、明度の高い色材に関しては誤差拡散処理を用いて疑似中間調処理を行い、かつ第１の補正のみ行う構成とし、それ以外の色材に関しては通常のディザ処理を用いて疑似中間調処理を行い、かつ第１の補正と第２の補正を合わせて行う構成とする。ここでいう明度の高い色材とは、本発明者の実験から最大濃度の色度のうちＬ＊が６０以上の色とするのが望ましいと考えられる。例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色からなる一般的なフルカラー画像形成装置の場合、本実施例ではイエローのみを誤差拡散処理とする。
【００７３】
図１９に本実施例のブロック構成図を示す。
【００７４】
図１９において、入力画像信号１９１のうち、シアン、マゼンタ、ブラックの低明度色信号は（ａ）で示されるように中間調処理回路１９２においてディザ処理され、一方、高明度色信号であるイエローは（ｂ）に示されるように中間調処理回路１９２において誤差拡散処理される。次に、低明度色信号（ａ）、高明度色信号（ｂ）ともに第１の補正回路１９３にて、走査線プロファイルから算出されたオフセット量に従って第１の補正処理がなされる。第１の補正回路１９３では低明度色信号（ａ）、高明度色信号（ｂ）とも同じように図８、９で示した第１の補正処理が行われる。その後、低明度色信号（ａ）は第２の補正回路１９４にて図１０、１１で示したようにステップ１０２、１０４で得られた長さ｜Ｓ｜の区間に対して第２の補正処理である平滑化処理が行われるが、高明度色信号（ｂ）は第２の補正回路１９４を通らず第２補正を行わない。その後、第２の補正処理が行われた低明度色信号（ａ）と第２の補正処理が行われなかった高明度色信号（ｂ）は再び合成されて出力画像信号１９５となり画像形成される。
【００７５】
ここでは一般的なフルカラー画像形成装置でよく用いられるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の色材からなる画像形成装置を例にとって説明したが、近年さらに画質を控除させる目的で上記４色に加えて淡色のライトシアン、ライトマゼンタ、あるいはグレーなどの特殊色を加えて画像形成を行う高画質フルカラー画像形成装置が提案されている。本実施例はもちろんこうした場合においても応用することは容易に可能であり、この場合、前記イエローに加えて高明度であるライトシアンやライトマゼンタ、グレーなどの淡色を誤差拡散処理とする構成となる。
【００７６】
以上示したように本実施例では、フルカラー画像形成時に色が重なった疑似中間調処理領域に対して第１の補正によって発生するオフセットポイントでのスジや第２補正を行うことによって発生する濃度段差を軽減するために、高明度色に対しては例えば誤差拡散処理のような組織的な構造を持たない疑似中間調処理を行い、かつ第１の補正処理のみを実施し第２の補正処理を実施しない構成とする。本構成によって高明度色の疑似中間調処理領域に関しては第１の補正によって発生するスジや第２の補正によって起こる濃度段差が発生しないためフルカラー画像形成時の画像不良を軽減することが可能となる。
【符号の説明】
【００７７】
３ 現像器
４ 感光ドラム
５ 中間転写体
６ 記録材
７ 定着器
８ 帯電器
９ クリーナー
２０ プロセスカートリッジ
４１ 回転多面鏡モータ
４２ 回転多面鏡
４３ ｆ−θレンズ
４４ 反射ミラー
９１ オフセット用ラインバッファ
１０１ 平滑化用ラインバッファ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式にて、少なくとも１色以上の各色成分トナー像を記録材上に転写して画像を得る画像形成装置に関するものであり、複写機やレーザビームプリンタなどに具現化し得る。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な構成の画像形成装置が利用されているが、ここでは主に図１に示すような画像形成装置を使って説明する。
【０００３】
図１のような画像形成装置では、感光ドラム４が所定の角速度をもって回転駆動され、その感光ドラム表面を帯電器８によって一様に帯電する。次に画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光装置によってレーザビームを露光走査させることで感光体上に画像データに従った静電潜像が形成され、現像器３によって現像、可視化される。この可視化されたトナー像は、感光体ドラム４に所定の押圧力を持って圧接されながら回転駆動される中間転写体５上に転写される。その後、給紙ユニットから給紙された記録材６に転写し、定着器７による定着工程を経て機外に排出される。
【０００４】
近年はこうした電子写真方式の画像形成装置はオフィスユースからグラフィックユースや印刷などをターゲットとした市場で広く利用されており、特にオフィスやＳＯＨＯといった市場では他の方式を採用する画像形成装置と比べて高速かつ記録材に依存しない画像形成が人気となっている。しかしながら、他の方式の画像形成装置に比べて電子写真方式の画像形成装置は装置自体が高価であるという課題がある。主な要因の一つが露光手段として多く用いられているレーザースキャナの組み立て時の調整が挙げられる。
【０００５】
図４に代表的な露光手段であるレーザースキャナの模式図を示す。
【０００６】
レーザＬは、回転多面鏡モータ４１上に設置された回転多面鏡４２で反射されて、露光面で線速度一定になるような光学系ｆ−θレンズ４３を通り、反射ミラー４４で反射され、感光ドラム４に到達する。
【０００７】
こうしたレーザ光学系を用いた場合、たとえば機械精度や、組み立て設置時の組み付け誤差などの組み立て時の原因などにより感光ドラム４上に露光した走査線の書き出し位置がずれる、倍率が歪む、傾きや湾曲や歪曲といった歪みを持ってしまうということが課題として挙げられる。このうち、書き出し位置や倍率の補正は従来から誤差を検出して電気的に補正する方式が採られているが、走査線の傾きや歪みに対してはこういった電気的な補正が困難であるため、従来はこうした傾きや歪みが生じないように高価な光学部品による補正が行われている。このため高価な構成の装置が必要となり、さらには組み立て時にも精密な微調整による工数の増大につながり、結果として生産コストが高価になってしまうという課題になっていた。
【０００８】
こうした課題に対して、以下のような提案がなされている。
【０００９】
すなわち、主走査方向の少なくとも３カ所以上の複数の位置でレジストレーション検出手段を備え、前記複数個のレジストレーション検出手段の結果から主走査方向の傾き、湾曲などの歪みを算出し、算出された主走査方向の傾き、湾曲などの歪みを補正するように画像データを変更する。ここで副走査方向の１画素以下の補正に関しても同様にレジストレーション検出手段による検出結果より副走査方向の書き出し位置を検出し、検出された副走査書き出し位置を補正するように画像データを変更する。
【００１０】
上記構成により変更された画像データを画像形成することにより高価な光学部品を使用したり精密な調整行程を経ることなく走査線の傾き、歪みなどの位置補正を行うことができ、安価で高画質な画像形成装置を提供できる。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１７０７５５号公報（第１３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら上記特許文献１に示した構成の場合、主走査方向に設けられたレジストレーション検出手段によってレジストレーションパターンを検知して、その検出結果を元にして補正を行うため、主走査方向に少なくとも３カ所以上の複数のレジストレーション検出手段を設ける必要があり、装置自体としては大幅なコストアップとなってしまうという課題があった。
【００１３】
さらにレジストレーションパターンの検出結果から走査線の傾き・歪みに応じて算出された主走査方向の補正位置を元に画像データに対して補正を行っているが、走査線の傾きと歪みの形状によっては主走査方向の補正位置に粗密が発生するため必ずしも補正が最適に行えないという課題があった。
【００１４】
また、走査線の傾きや歪みに応じて算出された主走査方向の補正位置を元に画像データに対して補正を行っているが、ディザなどの組織構造を持った疑似中間調処理を行っている場合、補正位置で組織構造の位相ずれが発生するなどの課題があった。こうした位相ずれを補正するために位相をずらした箇所に同時に平滑化処理を行う技術も提案されているが、こうした補正を行った場合補正箇所近傍に、特にフルカラー画像において複数色で色重ねした場合に色ごとに補正位置が異なることによる位相差で濃度段差やモアレとなってしまうなどの弊害があった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
像担持体と、帯電バイアスを印加することで前記像担持体の帯電を行う帯電手段と、前記像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記像担持体上に現像されたトナー像を記録材担持体上の記録材に転写する転写手段と、前記記録材上に転写されたトナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、
前記露光手段は露光量を可変する露光量変調手段を有し、光ビームを偏向させて像担持体上を走査して前記像担持体上に静電潜像を形成する構成を持ち、
前記露光手段が有する像担持体上の走査線の傾き・湾曲などの歪み量に基づいて入力画像データの主走査方向に複数の位置で分割して走査線の傾き・湾曲などの歪みを補正する方向にオフセットさせる第１の補正手段と、
前記第１の補正手段によってオフセットした位置の近傍に前記露光量変調手段によって平滑化処理を行う第２の補正手段を有し、
画像形成に使用する色材のうち明度の高い色材の入力画像データに関しては組織的構造を有しない疑似中間調処理を行い、かつ前記第１の補正手段のみを行うことを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
前記明度の高い色材は、前記色材の入力信号が最大値である時に形成されたトナー像の色度のうちＬ＊が６０以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１７】
前記組織的構造を有しない疑似中間調処理は、誤差拡散処理であることを特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装置である。
【００１８】
前記露光量変調手段は、あらかじめ設定されたパルス幅テーブルに従ってパルス幅を変調することによって露光量を可変することを特徴とする請求項１、２、３に記載の画像形成装置である。
【００１９】
前記第２の補正手段である平滑化処理は、第１の補正手段によってオフセットされた位置の近傍画素にあらかじめ設定された前記パルス幅テーブルに従って前記露光量変調手段によって１画素未満のドットを形成することで補正を行うことを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の画像形成装置である。
【００２０】
前記走査線の傾き・湾曲などの歪み量は、主走査方向に少なくとも３カ所以上の計測点を元に一次以上の多項式近似によって算出することを特徴とする請求項１、２、３、４、５に記載に画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光学系の走査線の傾きや歪みに対して、高価な光学部品による補正や組み立て時の精密な微調整などを行うことなく、安価で良好な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の技術の構成断面図。
【図２】実施例の構成断面図。
【図３】実施例における画像信号処理部に関するフローチャート。
【図４】従来の技術のレーザ光学系の模式図。
【図５】実施例のレーザ光学系の模式図
【図６】実施例のフロー図。
【図７】走査線プロファイルを示す模式図。
【図８】第１の補正データを算出するフロー図。
【図９】第１の補正を示す概略図。
【図１０】第２の補正を示す概略図。
【図１１】実施例で用いたパルス幅テーブルの図。
【図１２】実施例の補正のイメージ図。
【図１３】一般的な組織的構造を有する疑似中間調処理の図。
【図１４】第１の補正と第２の補正による疑似中間調領域の図。
【図１５】第１の補正による疑似中間調領域の図。
【図１６】組織的な構造を有さない疑似中間調処理の図。
【図１７】第１の補正による疑似中間調領域の図。
【図１８】トナーの明度に対する中間調処理と粒状度の関係の図。
【図１９】実施例の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［実施例］
図２は本実施例における画像形成装置１００を示す断面図である。
【００２４】
まずリーダ部Ａについて説明する。
【００２５】
原稿台ガラス１０２上に置かれた原稿１０１は光源１０３によって照射された光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は３列に配置されたレッド、グリーン、ブルーのＣＣＤラインセンサ群により、ラインセンサ毎にレッド、グリーン、ブルーの成分信号を生成する。これら読み取り光学系ユニットは矢印の方向に走査することにより原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。
【００２６】
また原稿台ガラス１０２上には、原稿の位置を突き当てて、原稿の斜め置かれを防ぐ突き当て部材１０７と、その原稿台ガラス面にＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定するためとＣＣＤセンサ１０５のスラスト方向のシェーディングを行うための基準白色版１０６が配置してある。
【００２７】
ＣＣＤセンサ１０５により得られた画像信号は、リーダ画像処理部１０８にて画像処理された後、プリンタ部Ｂに送られ、プリンタ制御部１０９で画像処理される。
【００２８】
次に図３を用いて画像処理部１０８について説明する。
【００２９】
ＣＣＤ３０１により読み込まれた原稿画像の輝度信号は、Ａ／Ｄ変換部３０２に入力されデジタル信号に変換される。このデジタル輝度信号はシェーディング部３０３に送られ、ＣＣＤ個々の素子の感度に関するバラツキによる光量ムラがシェーディング補正される。シェーディング補正することにより、ＣＣＤの測定再現性が向上する。シェーディング部３０３で補正された輝度信号は、更にＬＯＧ変換部３０４によりＬＯＧ変換される。続いて、ＬＯＧ変換された信号は、γＬＵＴ３０５に送られ、プリンタ装置が理想とする濃度特性と、γ特性に従って処理された出力画像濃度特性とが一致するように作成されたγ−ＬＵＴ２５によって画像信号を変換する。こうして変換された画像信号は、中間調処理部３１０により疑似中間調処理された後、プリンタ部３１１に送信され、画像形成される。
【００３０】
次に再び図２に戻り、プリンタ部Ｂについて説明する。
【００３１】
図２において、帯電手段８、現像手段３、感光ドラム４、クリーニング手段９からなるプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを並べたタンデム式の画像形成装置を示す。プロセスカートリッジ２０Ｙ〜２０Ｋに含まれる帯電手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋはローラ帯電器であり、バイアスを印加することでそれぞれの感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面を一様に負極性に帯電させる。
【００３２】
画像データは、プリンタ画像処理部１０９に含まれるレーザドライバ及びレーザ光源１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋを介してレーザ光に変換され、そのレーザ光はポリゴンミラー１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ及びミラー２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより反射され、一様に帯電された各感光ドラム４Ｙ〜４Ｋ上に照射される。レーザ光の走査により潜像が形成された感光ドラム４Ｙ〜４Ｋは、図中に示す矢印Ａの方向に回転する。
【００３３】
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは現像手段であり、２０Ｙ〜２０Ｋの各プロセスカートリッジ毎にイエロートナー現像器３Ｙ、マゼンタトナー現像器３Ｍ、シアントナー現像器３Ｃ、ブラックトナー現像器３Ｋから構成されている。尚、本実施例においては、現像剤は磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤を採用している。
【００３４】
ここで、プロセスカートリッジ２０Ｙを例に取り、画像形成過程を具体的に説明する。
【００３５】
プロセスカートリッジ２０Ｙの感光ドラム４Ｙの表面が帯電器８Ｙによってそれぞれ一様に帯電される（たとえば本実施形態では−５００Ｖ）。次に、第１色目の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光手段による露光走査がなされ、第１色目の静電潜像（本実施形態にあっては約−１５０ Ｖ）がプロセスカートリッジ２０Ｙの感光ドラム４Ｙに形成される。この第１色目の静電潜像は第１色目のイエロートナー（−極性）を内包したイエロー現像器３Ｙによって現像、可視像化される。そして、この可視像化された第１のトナー像は、感光ドラム４Ｙに所定の押圧力を持って圧接され、感光ドラム４Ｙの周速度と略等速の速度（本実施形態にあっては２７３ｍｍ／ｓ ）をもって矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体５とのニップ部において、中間転写体５上に一次転写される。
【００３６】
一次転写工程の際に中間転写体５に転写されずに感光ドラム４Ｙ上に残ったトナーは、感光ドラム４Ｙに圧接されたクリーニング手段９Ｙであるクリーニングブレードにより掻き取られ、廃トナー容器（不図示）に回収される。
【００３７】
他のプロセスカートリッジ２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいても上記と同様の工程が行われ、各プロセスカートリッジ毎に色の異なるトナーによるトナー像を中間転写体５上に順次転写、積層された後、給紙ユニットから給紙された記録材６に一括で二次転写し、定着器７による定着工程を経て機外に排出され、フルカラープリントとなる。
【００３８】
次に図５を用いて、本実施例におけるレーザ光学系の概略を説明する。
【００３９】
図５は、一般的な構成のレーザ光学系を用いて、感光ドラム４に露光している様子を示す図である。レーザＬは、回転多面鏡モータ４１上に設置された回転多面鏡４２で反射されて、露光面で線速度一定になるような光学系ｆ−θレンズ４３を通り、反射ミラー４４で反射され感光ドラム４に到達する。しかしながら、特になんの調整も行われないまま搭載されたレーザ光学系の走査線は固有の傾きや歪みなどを有しており、そのまま露光動作を行った場合、図５に示すように露光された走査線は固有の傾きや歪みの影響を持って感光ドラム４上を走査することになる。従来は露光走査線が感光ドラム４上でこうした傾きや歪みを生じないで走査させるために、レーザ光学系の組み立て時に高価な光学部品を用いたり、あるいは装置自体に精密な微調整を行ってきた。
【００４０】
本実施例ではこうした高価な部品を用いたり精密な微調整を行うことなく、下記に示すような手法により、レーザ光学系が持つ固有の走査線の傾きや歪みをキャンセルし、安価でかつ良好な画質を得ることを実現している。
【００４１】
本実施例においてレーザ光学系の傾きや歪みを補正する構成のフローを図６に示す。
【００４２】
ステップ６１でレーザ光学系の傾きや歪みのプロファイルを計測する。次にステップ６２で計測された走査線のプロファイルデータを記憶する。ステップ６３でプリンタ本体が前記記憶された走査線のプロファイルデータを読み出す。次にステップ６４で読み込まれた走査線のプロファイルから第1の補正データを算出する。ステップ６５で第1の補正データに従って入力がされた画像データの並べ替えを行う（第1の補正）。さらにステップ６６で第1の補正データを元にステップ６５で並べ替えを行った画像に対して平滑化処理を行う（第2の補正）。ステップ６７でステップ６６で作成された画像をプリンタに送信する。
【００４３】
前記図６で示したフローに従って、ステップ６１〜ステップ６６の各項目について詳しく説明していく。
【００４４】
（走査線プロファイルの計測）
ステップ６１であらかじめ組み立て時に前記レーザ光学系のもつ固有の傾きや歪みといった走査線プロファイルの計測を行う。
【００４５】
図７に示すように走査線を主走査方向にｎ分割（ｎは少なくとも３以上、ここでは例としてｎ＝１０）した際の各分割ポイントでの副走査方向位置をプロファイルポイントとする。プロファイルポイントデータは各レーザ光学系のユニットごとにｎ個ずつ得られる。
【００４６】
（プロファイルポイントデータの保持）
ステップ６１で計測されたプロファイルポイントデータはレーザ光学系ユニットにＥＰＲＯＭなどの記憶媒体を保持させてそこに記憶させる構成や、簡易な構成としてはバーコードなどのようにデータを暗号化させてレーザ光学系のユニット本体に添付する構成を取ることにより記憶・保持する。
【００４７】
（プロファイルポイントデータの読み出し）
ステップ６２における前者の構成の場合は、記憶されたプロファイルポイントデータは組み立て時にレーザ光学系ユニットのＥＰＲＯＭから画像形成装置本体へと読み出される。またステップ６２の後者のような構成であれば、組み立て時に作業者が例えばバーコードリーダーのような暗号読み取り装置を用いて暗号化されたバーコードデータを読み取って画像形成装置本体へ反映させる構成とする。
【００４８】
もし出荷後にサービスマンによってユーザ先でレーザ光学系ユニットの交換が行われた場合でも前者であればユニット交換後にユニットに保持されたＥＰＲＯＭから交換されたレーザ光学系ユニットに対応したプロファイルポイントデータが画像形成装置本体に読み込まれる構成であり、後者の構成であればサービスマンが交換するユニットに添付されているバーコードをバーコードリーダーで読み取る、もしくは数値を代入することによりやはり同様に交換されたレーザ光学系ユニットに対応したプロファイルポイントデータが画像形成装置本体に読み込まれる構成となっている。
【００４９】
（第1の補正データの算出）
ステップ６３でレーザ光学系ユニットから画像形成装置本体に読み出されたｎ個の走査線のプロファイルポイントデータに基づき、各点と理想座標からのずれ量から第1の補正量を算出する。
【００５０】
ここで、図８を使って第1の補正データの算出フローについて説明する。
【００５１】
図８（ａ）のステップ８１において、まず図８（ｂ）に示すようにｎ個のプロファイルポイントデータでｎ分割された走査線を主走査全域に渡って近似する。ここで本実施例において近似と自点と隣り合う点との二点間に対しての直線近似を用いた。次にステップ８２においてステップ８１で得られた主走査全域の近似点のうち主走査書き出し位置を基準点として設定する。ステップ８３では基準点から主走査方向に近似点をチェックし、基準点との副走査方向の差分ΔＶが１画素を超えた場合にはステップ８４でその点（Ａ点）の主走査位置をオフセットポイントとする。次にステップ８６ではＡ＋１点を新たな基準点として再設定する。上記ステップ８３〜ステップ８６までを主走査全域に渡って行うことにより、走査線の傾きや歪みを補正するための副走査方向１画素単位のオフセットを行うポイントの座標（Ｘ個）が得られる（図８（ｃ））。こうして得られたＸ個のオフセットを行う第1の補正ポイントデータには座標情報と基準ラインからのオフセット量の情報が含まれ、これらを第1の補正データと呼ぶ。
【００５２】
（第1の補正）
ここで第１の補正で用いる構成を図９を使って説明する。
【００５３】
図９における（ａ）はラインバッファでありＲＡＭにより構成される。本実施例では主走査方向幅２９７ｍｍ、６００ｄｐｉの場合、約７０００ドット分の補正データがＲＡＭに書き込まれることになる。本実施例において補正データは例えば８ビットで構成され、符号付きの２進数で第１の補正のためのオフセット用ラインバッファ９１を構成する。
【００５４】
図９（ｂ）に第１の補正のためのオフセット用ラインバッファ９１を示す。
【００５５】
図９（ｂ）において、９２は入力画像データであり、９１は第１の補正のためのオフセット用ラインバッファである。まずステップ９４で算出された第１の補正データの座標情報とオフセット量情報は第１の補正のためのオフセット用ラインバッファ９１に読み込まれる。すなわち図９（ｂ）に示すように第１の補正ポイントの座標Ｘnに対してオフセット量Ｙnが設定されており、その数字をオフセットした副走査ライン数を補正した位置の画像データを取り出して並べ替えることにより第１の補正を施した補正ビットマップデータ９３を作成する。
【００５６】
（第２の補正）
ステップ６５の第１の補正で並べ替え処理された補正ビットマップデータに対して、第２の補正では平滑化処理を行う。
【００５７】
図１０に示すのは第２の補正で用いる構成図である。
【００５８】
図１０における（ａ）はラインバッファでありＲＡＭにより構成される。本実施例では主走査方向幅２９７ｍｍ、６００ｄｐｉの場合、約７０００ドット分の補正データがＲＡＭに書き込まれることになる。本実施例においては平滑化データは例えば８ビットで構成され、第２の補正のための平滑化用ラインバッファ１０１を構成する。
【００５９】
図１０（ｂ）に第２の補正のフローを示す。
【００６０】
図１０（ｂ）のステップ１０１で、まずステップ９４で算出された第１の補正データの補正ポイントＸnにおける主走査座標ｘのビットマップデータＩｍｇ（ｘ）と主走査方向１つ前の座標ｘ−１のビットマップデータＩｍｇ（ｘ−１）を比較する。もしＩｍｇ（ｘ）＜Ｉｍｇ（ｘ−１）であった場合は、ステップ１０２で次の補正ポイントＸn+1と補正ポイントＸnとの領域Ｘn+1−Ｘnを算出して平滑化領域Ｓとする。ステップ１０３で、もしＩｍｇ（ｘ）＞Ｉｍｇ（ｘ−１）であった場合は、ステップ１０４で前の補正ポイントＸn-1と補正ポイントＸnとの領域Ｘn-1−Ｘnを算出して平滑化領域Ｓとする。
【００６１】
次にステップ１０５において、補正ポイントに隣接する白データ領域（Ｉｍｇ（ｘ）＝０）で、かつステップ１０２、１０４で得られた長さ｜Ｓ｜の区間に対して、１画素未満のドットを使って平滑化処理を行う。本実施例では１画素あたり１６分割のＰＷＭを使って画素を形成する構成を取っている。すなわちパルス幅に応じた１６レベルの露光量を使って平滑化処理を行う構成とする。
【００６２】
ここで、本実施例では入力画像信号値に対して、図１１に示したようなあらかじめ設定されたパルス幅テーブルに従ってパルス幅を変調させる構成となっている。ステップ１０２、１０４で得られた平滑化区間Ｓの符号が正であった場合はパルス幅テーブルの正順で、平滑化区間Ｓの符号が負であった場合はパルス幅テーブルの逆順で１画素未満のドットを順に形成することで平滑化処理を実施する。
【００６３】
なお、第２の補正で用いた第２の補正のための平滑化用ラインバッファ１０１の構成は第１の補正で用いた第１の補正のためのオフセット用ラインバッファ９１と同様の構成であるので、本実施例では説明上別の構成で記載したが、実際には同一のラインバッファを用いることが可能である。
【００６４】
ここまでの画像補正のイメージを図１１に示す。
【００６５】
図１２において、（ａ）は第１の補正を行ったイメージ図で、（ａ）の画像に対して第２の補正を行うと（ｂ）に示すイメージとなる。補正された（ｂ）の画像データをレーザ露光すると（ｃ）に示すようなイメージで潜像が形成され、この潜像に対して画像形成を行うと結果として（ｄ）のような画像が得られる。なお、図中の黒塗り三角印は第１の補正を行ったオフセットポイントである。
【００６６】
上記示したような第１の補正処理と第２の補正処理を順に行うことにより走査線の傾きや歪みなどのプロファイルを元に画像データを補正することが可能となる。
【００６７】
しかしながら、複数のレーザ光学系を持つフルカラー画像形成装置などにおいては、各色の走査線の傾きや歪みが異なるため、上記示したような補正処理を行った場合、色ごとに第１の補正を行うオフセットポイントの分布が異なり、すなわち第２の補正である平滑化処理を行う領域も色ごとに異なり、色重ねする色数が増えるごとに補正領域の濃度段差や色モアレなどの弊害が発生する確率が高くなってしまう。
【００６８】
例えば、フルカラー画像のハーフトーン領域においては階調性や粒状性、安定性を重視するために図１３（ａ）、（ｂ）に示すようなディザなどの組織的な構造を有する疑似中間調処理が一般的に多く用いられているが、こうした領域に上記に示した第１の補正と第２の補正を行った場合、濃度域によっては図１４に示すように第２の補正である平滑化処理によって濃度段差が発生するケースが考えられる。こうした濃度段差は単色よりもむしろフルカラー画像形成時に色重ねをした場合に色ごとに補正領域が異なることによって顕在化する。しかしながらこうした疑似中間調領域に対して第２の補正処理を行わない場合は、ディザの持つ組織的な構造の位相ずれが発生してしまうため階調性が不連続となって図１５に示すようにスジ状に顕在化してしまう弊害もある。なお、図１５において図中の黒塗り三角印は第１の補正によるオフセットポイントを示す。
【００６９】
そこで本実施例では、上記第１の補正と第２の補正に加えて、少なくとも１色以上において組織構造を持たない疑似中間調処理を併用することを特徴としている。
【００７０】
組織構造を持たない疑似中間調処理の例として図１６に誤差拡散処理を示す。図１６に示したように、誤差拡散処理においては不連続に発生する誤差を注目画素の隣接画素に分配するため、図１３に示したディザ処理に比べて組織的な構造を有さないという特徴がある。そのため図１７に示すように第１の補正を行った場合でもオフセットポイント（図中黒塗り三角印）において構造の位相ずれが発生ぜず、従って第２の補正を行う必要もなくなる。
【００７１】
しかしながら先にも述べたように誤差拡散処理のような組織的な構造を有しない疑似中間調処理を用いた場合、ディザ処理のように近接画素と連続して組織的にドットが成長する構造ではないために、ドットの再現が不安定である場合はその影響を受けて階調表現が不安定になるなどの弊害がある。また不規則にドットが配置されているために特に低中濃度領域において粒状性が低化してしまうという課題がある。ここで色材の明度Ｌ＊と粒状度の関係を示した本発明者の実験結果を示す。本発明者の実験によれば、最大信号を入力した場合に形成されるトナー像の明度Ｌ＊が２０であるトナーＡ、Ｌ＊＝５０であるトナーＢ、Ｌ＊＝６０であるトナーＣ、Ｌ＊＝７０であるトナーＤの四種類のトナーに対して、組織的構造を有するディザ処理と組織的構造を有さない誤差拡散処理の二種類の疑似中間調処理を行って粒状度を測定したところ、図１８に示すような結果が得られた。図１８において縦軸は粒状度を示す指標であり、上に行くほど粒状性が低く、下に行くほど粒状性が良いことを表している。これによれば、明度の低いトナーＡ、Ｂはディザ処理と誤差拡散処理との粒状度の差が大きく、組織的構造を有しない誤差拡散処理を用いた場合、粒状度が低下してしまうことがわかる。これに対して、明度の高いトナーＣ、Ｄではディザ処理、誤差拡散処理といった疑似中間調処理による粒状度の差はほとんどないことがわかる。
【００７２】
これらのことから、本実施例では第１の補正と第２の補正による弊害を出来る限り押さえ、かつ通常の画像再現にも弊害をもたらさないために、明度の高い色材に関しては誤差拡散処理を用いて疑似中間調処理を行い、かつ第１の補正のみ行う構成とし、それ以外の色材に関しては通常のディザ処理を用いて疑似中間調処理を行い、かつ第１の補正と第２の補正を合わせて行う構成とする。ここでいう明度の高い色材とは、本発明者の実験から最大濃度の色度のうちＬ＊が６０以上の色とするのが望ましいと考えられる。例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色からなる一般的なフルカラー画像形成装置の場合、本実施例ではイエローのみを誤差拡散処理とする。
【００７３】
図１９に本実施例のブロック構成図を示す。
【００７４】
図１９において、入力画像信号１９１のうち、シアン、マゼンタ、ブラックの低明度色信号は（ａ）で示されるように中間調処理回路１９２においてディザ処理され、一方、高明度色信号であるイエローは（ｂ）に示されるように中間調処理回路１９２において誤差拡散処理される。次に、低明度色信号（ａ）、高明度色信号（ｂ）ともに第１の補正回路１９３にて、走査線プロファイルから算出されたオフセット量に従って第１の補正処理がなされる。第１の補正回路１９３では低明度色信号（ａ）、高明度色信号（ｂ）とも同じように図８、９で示した第１の補正処理が行われる。その後、低明度色信号（ａ）は第２の補正回路１９４にて図１０、１１で示したようにステップ１０２、１０４で得られた長さ｜Ｓ｜の区間に対して第２の補正処理である平滑化処理が行われるが、高明度色信号（ｂ）は第２の補正回路１９４を通らず第２補正を行わない。その後、第２の補正処理が行われた低明度色信号（ａ）と第２の補正処理が行われなかった高明度色信号（ｂ）は再び合成されて出力画像信号１９５となり画像形成される。
【００７５】
ここでは一般的なフルカラー画像形成装置でよく用いられるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の色材からなる画像形成装置を例にとって説明したが、近年さらに画質を控除させる目的で上記４色に加えて淡色のライトシアン、ライトマゼンタ、あるいはグレーなどの特殊色を加えて画像形成を行う高画質フルカラー画像形成装置が提案されている。本実施例はもちろんこうした場合においても応用することは容易に可能であり、この場合、前記イエローに加えて高明度であるライトシアンやライトマゼンタ、グレーなどの淡色を誤差拡散処理とする構成となる。
【００７６】
以上示したように本実施例では、フルカラー画像形成時に色が重なった疑似中間調処理領域に対して第１の補正によって発生するオフセットポイントでのスジや第２補正を行うことによって発生する濃度段差を軽減するために、高明度色に対しては例えば誤差拡散処理のような組織的な構造を持たない疑似中間調処理を行い、かつ第１の補正処理のみを実施し第２の補正処理を実施しない構成とする。本構成によって高明度色の疑似中間調処理領域に関しては第１の補正によって発生するスジや第２の補正によって起こる濃度段差が発生しないためフルカラー画像形成時の画像不良を軽減することが可能となる。
【符号の説明】
【００７７】
３ 現像器
４ 感光ドラム
５ 中間転写体
６ 記録材
７ 定着器
８ 帯電器
９ クリーナー
２０ プロセスカートリッジ
４１ 回転多面鏡モータ
４２ 回転多面鏡
４３ ｆ−θレンズ
４４ 反射ミラー
９１ オフセット用ラインバッファ
１０１ 平滑化用ラインバッファ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、帯電バイアスを印加することで前記像担持体の帯電を行う帯電手段と、前記像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記像担持体上に現像されたトナー像を記録材担持体上の記録材に転写する転写手段と、前記記録材上に転写されたトナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、
前記露光手段は露光量を可変する露光量変調手段を有し、光ビームを偏向させて像担持体上を走査して前記像担持体上に静電潜像を形成する構成を持ち、
前記露光手段が有する像担持体上の走査線の歪み量に基づいて入力画像データの主走査方向に複数の位置で分割して走査線の歪みを補正する方向にオフセットさせる第１の補正手段と、
前記第１の補正手段によってオフセットした位置の近傍に前記露光量変調手段によって平滑化処理を行う第２の補正手段を有し、
画像形成に使用する色材のうち明度の高い色材の入力画像データに関しては組織的構造を有しない疑似中間調処理を行い、かつ前記第１の補正手段のみを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記明度の高い色材は、前記色材の入力信号が最大値である時に形成されたトナー像の色度のうちＬ＊が６０以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記組織的構造を有しない疑似中間調処理は、誤差拡散処理であることを特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記露光量変調手段は、あらかじめ設定されたパルス幅テーブルに従ってパルス幅を変調することによって露光量を可変することを特徴とする請求項１、２、３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の補正手段である平滑化処理は、第１の補正手段によってオフセットされた位置の近傍画素にあらかじめ設定された前記パルス幅テーブルに従って前記露光量変調手段によって１画素未満のドットを形成することで補正を行うことを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記走査線の歪み量は、主走査方向に少なくとも３カ所以上の計測点を元に一次以上の多項式近似によって算出することを特徴とする請求項１、２、３、４、５に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、帯電バイアスを印加することで前記像担持体の帯電を行う帯電手段と、前記像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記像担持体上に現像されたトナー像を記録材担持体上の記録材に転写する転写手段と、前記記録材上に転写されたトナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、
前記露光手段は露光量を可変する露光量変調手段を有し、光ビームを偏向させて像担持体上を走査して前記像担持体上に静電潜像を形成する構成を持ち、
前記露光手段が有する像担持体上の走査線の歪み量に基づいて入力画像データの主走査方向に複数の位置で分割して走査線の歪みを補正する方向にオフセットさせる第１の補正手段と、
前記第１の補正手段によってオフセットした位置の近傍に前記露光量変調手段によって平滑化処理を行う第２の補正手段を有し、
画像形成に使用する色材のうち明度の高い色材の入力画像データに関しては組織的構造を有しない疑似中間調処理を行い、かつ前記第１の補正手段のみを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記明度の高い色材は、前記色材の入力信号が最大値である時に形成されたトナー像の色度のうちＬ＊が６０以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記組織的構造を有しない疑似中間調処理は、誤差拡散処理であることを特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記露光量変調手段は、あらかじめ設定されたパルス幅テーブルに従ってパルス幅を変調することによって露光量を可変することを特徴とする請求項１、２、３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の補正手段である平滑化処理は、第１の補正手段によってオフセットされた位置の近傍画素にあらかじめ設定された前記パルス幅テーブルに従って前記露光量変調手段によって１画素未満のドットを形成することで補正を行うことを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記走査線の歪み量は、主走査方向に少なくとも３カ所以上の計測点を元に一次以上の多項式近似によって算出することを特徴とする請求項１、２、３、４、５に記載の画像形成装置。
【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】
【公開番号】特開２０１１−７９８１（Ｐ２０１１−７９８１Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５０５６７（Ｐ２００９−１５０５６７）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【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２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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