JP4622850B2 - 画像形成装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関し、より詳しくは、レジストレーションコントロールを実施する画像形成装置に関する。

プリンタや複写機等の画像形成装置では、画像形成ユニットに対して用紙等の記録媒体が傾いたり、歪んだりした状態で搬送されると、記録媒体上にはその傾きや歪みに応じて画像がずれて形成されてしまう。また、画像形成ユニット自体の取り付け誤差等によっても同様に、記録媒体に対する画像のずれが生じてしまう。そこで従来から、このような画像のずれを補正するずれ制御（レジストレーションコントロール）が行われている。

また、今日広く普及しているカラー画像出力用の一般的な画像形成装置として、例えばブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色ごとに設けられた画像形成部が転写対象（中間転写体である転写ベルトや記録材である用紙等）に対向して並べて配置された、いわゆるタンデム型の画像形成装置が存在する。このタンデム型の画像形成装置では、各々の画像形成部で形成される色の異なる画像が、走行する転写対象に順次転写されて多重化され、カラー画像が形成される。

このタンデム型の画像形成装置では、色ごとに形成された画像を重ねてカラー画像を形成するため、画像形成部の各取り付け位置の誤差、各画像形成部の周速誤差、転写対象に対する露光位置の違い、転写対象の線速の変化等により、形成された画像において色ずれが発生する場合がある。したがって、この種の画像形成装置では、これらの色ずれ量を測定し、色ずれの発生を抑制するための色ずれ制御（カラーレジストレーションコントロール）を行うことが不可欠となる。なお、上記のようなタンデム型の画像形成装置の他に、例えば像担持体を複数回転させてカラー画像を形成するサイクル方式や、いわゆるインクジェット方式などの画像形成装置においても、色ずれ等に対して同様な問題がある。

このようなレジストレーションコントロール（カラーレジストレーションコントロールを含む）の対象となる画像のずれ（以下、この種のずれをレジずれと呼ぶ）には、操作ラインの傾き（スキュー）や湾曲（ボウ）、倍率変動などがある。これらのずれ（色ずれ）を補正するための従来技術としては、機構系や光学系におけるメカニズムにより修正を行うものや、ずれの方向や量に応じて元の画像データを変形させる画像処理によって補正を行うものなど、種々の技術がある。機構系や光学系によるメカニカルな修正は非常に高い精度を要することから、微少な修正に関しては、画像処理による補正の方がコストを抑えることができ、利便性も高い。

図７は、上述したレジずれのうちのスキューによって生じるずれ（以下、このレジずれを特にスキューずれと呼ぶ）に対する画像処理による補正方法を説明する図である。
上述したように、画像処理によりスキューずれを補正する場合、出力画像におけるスキューずれのずれ量に応じて、これを相殺するように画像を変形する。具体的には、図７（Ａ）に示す画像を、図７（Ｂ）に示すように、画像を主走査方向の適当な幅で分割し、分割された各領域を数画素だけ副走査方向に順次ずらして（シフトして）出力することとなる。図示の例では、画像における主走査方向の領域Ａ〜Ｒを領域Ａ〜Ｆ、領域Ｇ〜Ｌ、領域Ｍ〜Ｒの３つの領域に分割し、各領域を１画素分シフトしている。

上記のように画像データを修正することによりスキューずれを含むレジずれを補正する従来技術としては、例えば、下記特許文献１に開示された技術がある。同文献に記載の従来技術は、色ずれに対する補正を行うものである。具体的には、転写ベルト上の主走査方向の異なる位置に２カ所以上にレジストマークを形成し、このレジストマークの検出結果から基準色と他の色とのずれ量を求める、得られたずれ量から補正近似関数を算出し、画像のアドレスを変更してレジずれに対する補正を行うものである。

図８は、この種の従来技術における画像処理機能の一般的な構成を示す図である。画像形成装置は、機内に搭載された制御装置（コントローラ）により図示の機能を実現し、レジずれに対する補正を行う。
図８に示すように制御装置８００は、画像データ生成部８０１と、スクリーン処理部８０２と、レジずれ検出部８０３と、補正値演算部８０４と、補正処理部８０５と、メモリ８０６とを備える。

画像データ生成部８０１は、ページ記述言語で記述された画像やビットマップデータを入力し、例えば８ｂｉｔ（２５６階調）の多値画像に変換する。スクリーン処理部８０２は、この多値画像に対してスクリーン処理を施し、１ｂｉｔ（２階調）の２値画像に変換する。レジずれ検出部８０３は、センサによるレジストマークの検知結果からレジずれの有無および程度（ずれの方向やずれ量）を検出する。補正値演算部８０４は、レジずれ検出部８０３の検出結果に基づいて、画像処理による補正値を算出する。補正処理部８０５は、スクリーン処理部８０２から出力された２値画像に対し、補正値演算部８０４により算出された補正値にしたがって補正（画像処理）を行う。メモリ８０６は、補正処理部８０５が補正を行う際に、画像を展開するために用いられるビデオメモリである。補正処理部８０５から出力された補正済みの画像は、画像形成機構に送られ、用紙等の媒体上に形成（印刷）される。

図９は、図７に示したように画像処理によってスキューずれを補正する場合に必要なメモリ容量を説明する図である。図９（Ａ）は図８のメモリ８０６に展開された画像データを示し、図９（Ｂ）は出力画像を示す。
図９（Ｂ）を参照すると、出力画像は、スキューずれを補正するために、主走査方向４画素につき、１画素ずつ副走査方向へシフトされている。したがって、この変形された画像をメモリ８０６上に展開するには、図９（Ａ）に示すように、１０ライン分のメモリ領域が必要となる。

なお、画像処理によりスキューずれを補正する場合、図９に示したように、変形した画像をメモリ８０６上に展開し、そのまま出力する方法と、メモリ８０６上に展開する際には画像を変形せず、展開された画像を出力するためにメモリ８０６から読み出す際に順次副走査方向へシフトしながらデータを読み取る方法とが考えられる。しかし、いずれの場合も、図９（Ａ）に示したように、画像の変形部分を包含するメモリ領域を得られるだけのメモリ容量が必要であることには変わりがない。
また、スキューずれを対象とする補正について上述したが、ボウや倍率変動によるレジずれを画像処理により補正する場合も、補正のために画像を変形する箇所全体を展開できるだけのメモリ容量を必要とすることは同様である。

特開２０００−１１２２０６号公報

上述したように、画像処理によりレジずれに対する補正を行う場合、補正のために画像を変形する箇所全体をメモリ上に展開できるだけのメモリ容量が必要である。
画像を変形するために所定の画像領域を１画素分シフトする場合、１ライン分のメモリ領域が必要となる。図９に示した例では、１画素ずつ９回シフトしているので、元の１ラインと併せて１０ライン分のメモリ領域が必要となっている。すなわち一般には、画像変形のためにｎ画素分シフトするには、ｎライン分のメモリ領域が必要となる。スキューずれに対する補正を例として具体的な数値を挙げると、解像度２４００ｄｐｉで１ラインを０．５ｍｍずらすように補正する場合、
０．５÷０．０１０５８≒４８
となり、４８画素分シフトさせるために４８ライン分のメモリ領域が必要となる。形成可能な画像幅を３１０ｍｍとしたとき、画像幅分の画素数は２９２９２画素であるから、必要なメモリ容量は１７５．８ＫＢｙｔｅ（１４０６０１６ｂｉｔ）となる。

今日、画像形成装置の制御装置は、一連の画像処理機能の実現手段、例えば図８におけるスクリーン処理部８０２、補正処理部８０５およびメモリ８０６（破線で囲まれた部分）を、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路：Application Specific Integrated Circuit）あるいはＦＰＧＡ（プログラミングできるＬＳＩ：Field Programmable Gate Array）としてパッケージ化することが行われる。このように構成することで、パッケージ化された共通ユニットを異機種間で共用することが容易となり、製造におけるコストダウンを図ることができる。

ところで、画像形成装置は、機種によってターゲットとする市場での装置の使用目的が異なるために、必要となる補正レンジが異なる。例えば、一般的なオフィスユースの画像形成装置の場合、カラーレジストレーションのスキューずれの補正量は、画像幅３００ｍｍ程度の場合で±０．５ｍｍ程度が要求される。これに対し、ゼログラフィーを用いた印刷業務に使用される画像形成装置の場合、カラーレジストレーションのスキューずれの補正の他に、記録媒体に対する画像のスキューずれの補正として、同じく画像幅３００ｍｍ程度の場合で±０．５〜０．７ｍｍ程度の補正量が要求される。したがって、後者の画像形成装置では、２つのスキューずれに対する補正を合わせて、±１．０〜１．２ｍｍ程度の補正量が要求されることとなる。

図９を参照して説明したように、画像処理によりレジずれに対する補正を行う場合、補正量（画像の変形量）が増えると、必要なメモリ容量も大きくなる。したがって、オフィスユースの画像形成装置と印刷業務ユースの画像形成装置とで共用できるパッケージ化された制御装置（画像処理用ＡＳＩＣ等）を設計する場合は、内蔵するメモリの容量を補正レンジが大きい印刷業務ユースの装置に適応させる必要があった。

しかし、ＡＳＩＣに組み込まれるメモリは、他の処理回路に比べて面積的に大きな領域を占める。また、ＡＳＩＣ全体に対するコストの割合も大きなものとなっている。そのため、オフィスユースの画像形成装置には過剰性能となる制御装置を組み入れることは、装置の製造コストの削減を妨げる大きな要因ともなっていた。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、画像形成装置の使用目的等に応じて要求される補正量に応じて適切な容量のメモリを搭載できる仕組みを提供し、画像形成装置の製造コストの削減に寄与することにある。
また本発明の他の目的は、レジずれに対する補正に要するメモリ容量を低減することにより、画像形成装置のさらなるコストダウンに寄与することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、画像形成装置またはその動作を制御する制御装置として実現される。この装置は、印刷対象である所定の解像度の画像を入力し、この画像の解像度で出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行う第１の補正処理部と、この第１の補正処理部により変形された画像をより高解像度の画像に変換する解像度変換部と、この高解像度に変換された画像に対し、かかる解像度で再度出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行い、変形した画像を印刷対象として画像形成機構へ出力する第２の補正処理部とを備える。

さらにこの装置は、第１の補正処理部が画像を変形する際に画像のデータを書き込む第１のメモリと、第２の補正処理部が画像を変形する際に画像のデータを書き込む第２のメモリとを備える。これらのメモリは、個別に備えることもできるし、物理的に同一のメモリとすることもできる。また、これらの構成のうち、少なくとも第１の補正処理部と、解像度変換部と、第２の補正処理部と、第２のメモリとを、ＡＳＩＣやＦＰＧＡのような単一の集積デバイスに集積して構成することができる。

より詳しくは、第１の補正処理部による画像の変形は、ページ記述言語等の所定のデータから生成された画像に対して、その画像の解像度を単位として行われる。一方、第２の補正処理部による画像の変形は、画像形成機構により印刷する際の解像度を単位として行われる。また、解像度変換部は、画像の解像度を変換する手段として、画像の階調を面積階調法で表現するためのスクリーン処理を行っても良い。

また、上記の目的を達成する他の本発明は、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の画像処理方法としても実現される。この方法は、印刷対象である所定の解像度の画像に対し、かかる解像度で出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行うステップと、変形された前記画像をより高解像度の画像に変換するステップと、高解像度に変換された画像に対し、かかる解像度で再度出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行うステップとを含む。

以上のように構成された本発明によれば、要求される補正レンジに応じた適切な容量のメモリを用意することが容易となり、画像形成装置の製造コストの削減に寄与できる。また、補正に要するメモリ容量も低減されるので、画像形成装置のさらなるコストダウンを実現できる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
本実施形態は、画像処理によりレジずれに対する補正を行う場合に、処理対象の画像に対して解像度を変えて２段階に分けて処理を行う。１回目の補正処理（プレ補正処理と呼ぶ）では粗い解像度で処理を行い、２回目の補正処理（ポスト補正処理と呼ぶ）では精細な解像度で処理を行う。詳しくは後述するが、補正のための画像処理を２回に分けて行うことにより、各処理で使用するメモリの容量を削減することができる。

今日、画像形成装置では、多階調の画像を表現する標準的な手法として、面積階調方式が用いられることが多い。例えば、出力画像を、まず解像度６００ｄｐｉ、８ｂｉｔ（２５６階調）＋Ｔａｇ（４ビット）などの多値画像として表現し、これにスクリーン処理を施して、解像度２４００ｄｐｉ、１ｂｉｔ（２階調）の２値画像に変換する。すなわち、多値画像における１ドットの階調を、２値の１６ドットの集合で表現する。
このように、スクリーン処理によって画像の解像度がより高い解像度に変換される（上記の例では６００ｄｐｉから２４００ｄｐｉに変換されている）。そこで、スクリーン処理の前にプレ補正処理を行い、スクリーン処理の後にポスト補正処理を行うことで、本実施形態によるレジずれに対する２段階の補正を行うことができる。
なお、以下の説明では、レジずれとしてカラーレジストレーションにおけるスキューずれを想定し、これに対する補正を例として本実施形態を説明するが、スキューずれ以外のレジずれに対する補正や、印刷媒体に対する画像のレジストレーションコントロールにおける補正においても、全く同様に本実施形態を適用することが可能である。

図１は、本実施形態が適用される画像形成装置を示した図である。
この画像形成装置は、電子写真方式を採用した、いわゆるタンデム型のデジタルカラー機である。図１に示すように、この画像形成装置は、画像を形成する画像形成部１０、印字機能（印字機能）として、画像形成部１０の感光体ドラム１１に対して静電潜像を形成する露光装置１３、感光体ドラム１１に担持されたトナー像を重畳して担持する中間転写体としての転写ベルト２１を備えている。画像形成部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応させて設けられている。以下、これらを区別する必要がある場合には、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと表記するが、区別する必要がない場合には、単に画像形成部１０と表記する。また、転写ベルト２１の内側で、各画像形成部１０の感光体ドラム１１に対向する位置には、転写ベルト２１上に画像を担持するための一次転写ロール２３が設けられている。さらに、転写ベルト２１に担持されたトナー像を用紙に転写するいわゆる二次転写位置には、二次転写ロール２４と、転写ベルト２１の内側に設けられる対向ロール２５とが配置されている。さらに、記録媒体である用紙を収容する給紙カセット２７と、転写された用紙を定着するための定着器２８とを備えている。また、画像形成装置は、レジずれに対する補正のための画像処理を行う制御装置３０と、転写ベルト２１の所定領域に形成された色ずれ制御用パターンを読み取る色ずれセンサ４０とを備えている。

制御装置３０は、画像読取装置（ＩＩＴ：Image Input Terminal）等の画像データの入力手段から得られた画像のデジタル画像信号や色ずれ制御のためのパターン画像などの画像信号を生成して露光装置１３に供給し、転写ベルト２１への書き込みを行わせる。また制御装置３０は、色ずれセンサ４０から色ずれ制御用パターンの検出結果を取得し、取得した情報に基づいて色のずれ量を解析し、必要な補正を行っている。制御装置３０におけるこれらの機能は、例えばプログラム制御されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等で実現される。また制御装置３０は、メモリとして不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）や読み書き可能なＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。このＲＯＭには、コントローラが実行する画像形成動作や色ずれの検出および補正動作などを制御するためのソフトウェアプログラム、色ずれ制御用パターンの画像情報等が格納されている。ＲＡＭには、各種カウンタ値、ジョブの実行回数、前回の色ずれ検出処理の実行情報（時間情報等）といった、画像形成装置の動作に伴って取得される各種の情報が格納される。

各色別の露光装置１３には、例えば画像読取装置（ＩＩＴ）や外部のパーソナルコンピュータ装置（ＰＣ）等から得られ、画像処理装置（図示せず）によって変換されたデジタル画像信号が、制御装置３０を介して供給される。色ずれセンサ４０は、転写ベルト２１上に形成された色ずれ制御用パターン（ラダー状トナーパッチ、シェブロンパッチ）をＰＤ（Photo Diode）センサ等で構成される検出器上に結像し、パッチの重心線と検出器の中心線とが一致したときにパルスを出力する反射型センサである。この色ずれセンサ４０は、各画像形成部１０で形成されたパッチによる色ずれ制御用パターンの相対色ずれを検出するために、例えば、図１における最下流側の画像形成部１０Ｋの下流側で、かつ主走査方向に沿って２個、配置されている。色ずれセンサ４０の発光部は、例えば赤外ＬＥＤ（波長８８０ｎｍ）が２個用いられ、安定したパルス出力を確保するために、２個のＬＥＤの発光光量を調整（例えば２段階）できるように構成されている。

上記４色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々には、像担持体である感光体ドラム１１の周りに、画像形成のための各種ユニットが同様に形成されている。即ち、感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置、露光装置１３により露光された感光体ドラム１１にトナー像を現像する現像装置、転写ベルト２１へのトナー像の転写後に感光体ドラム１１に残る残留トナーを除去するクリーナ等の各種ユニットが備えられている。なお、画像形成部１０の構成としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいわゆる常用色の他、通常のカラー画像形成には用いられない、例えばコーポレートカラーなどの特殊な画形材に対応させた特定色画像形成部を設けることも可能である。また、上述したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の他に、ダークイエローなどを含めた５色以上を常用色として用いることもできる。なお、本実施形態では、像担持体である感光体ドラム１１の軸方向を主走査方向、感光体ドラム１１の回転による移動方向を副走査方向としている。

ここで、４色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々の感光体ドラム１１を露光する露光装置１３では、マルチビームＲＯＳ（Raster Output Scanner）が用いられ、各々、複数個のレーザダイオード（ＬＤ）にて構成される複数の光源を有している。この複数の光源から発せられるレーザビームをコリメートレンズによりコリメートした後、回転多面鏡（ポリゴンミラー）の偏向反射面により走査し、結像レンズにより絞り込まれたレーザスポットにより感光体ドラム１１を走査（主走査）露光している。感光体ドラム１１は、駆動手段によって回転駆動し、露光装置１３によって、レーザ走査（主走査）と直交する方向（副走査方向）に露光され、２次元の露光記録を実現することができる。

転写ベルト２１としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、その両端を溶着等の手段によって接続することによって、無端ベルト状に形成したものが用いられる。この転写ベルト２１は、駆動ロールとバックアップロールとによって、少なくとも一部を略直線的にしたループ状に張られる。そして、この転写ベルト２１の略直線的な部分に対して、略水平方向に一定間隔を隔てて、４色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋおよび対向する一次転写ロール２３が配列されている。図１に示す例では、転写作業を行う際の転写ベルト２１の移動方向に対して上流側から下流方向に順に、イエローの画像形成部１０Ｙ、マゼンタの画像形成部１０Ｍ、シアンの画像形成部１０Ｃ、黒の画像形成部１０Ｋが配列されている。画像形成部１０によって形成された各色の画像が、転写ベルト２１の動きにしたがってベルト上で順に重ね合わされることにより、転写ベルト２１上にカラートナー画像が形成される。そして、転写ベルト２１の移動と用紙搬送とのタイミングが合わされ、二次転写ロール２４と対向ロール２５を含む位置で、転写ベルト２１上に形成されたカラートナー画像が用紙に転写される。この後、カラートナー画像が転写された用紙は、定着器２８に搬送され、定着器２８においてカラートナー画像が用紙に定着されて、画像形成装置の筐体外部に設けられた排出トレイに排出される。

図２は、本実施形態における制御装置３０の機能構成を示す図である。
図２を参照すると、本実施形態の制御装置３０は、画像データ生成部３１と、レジずれ検出部３２と、補正値演算部３３と、プレ補正処理を行うためのプレ補正処理部３４および第１メモリ３５と、解像度変換部３６と、ポスト補正処理を行うためのポスト補正処理部３７および第２メモリ３８とを備える。
これらの構成のうち、画像データ生成部３１、レジずれ検出部３２、補正値演算部３３、プレ補正処理部３４、解像度変換部３６およびポスト補正処理部３７は、例えば、不揮発性のＲＯＭに格納されたソフトウェアプログラムに制御されたＣＰＵにより実現される。また、第１メモリ３５および第２メモリ３８は、例えば、読み書き可能なＲＡＭにより実現される。

上記構成において、画像データ生成部３１は、印刷対象の画像として、ページ記述言語で記述された画像やビットマップデータを入力し、所定の解像度の多値画像に変換（ラスタライズ）する。本実施形態では、この時点で、解像度６００ｄｐｉ、８ｂｉｔ（２５６階調）の画像を生成するものとする。
レジずれ検出部３２は、図１を参照して上述したように、色ずれセンサ４０による色ずれ制御用パターンの検出結果を取得して解析し、色ずれの有無およびずれ量を求める。
補正値演算部３３は、レジずれ検出部３２により検出された色ずれのずれ量に応じて、これを相殺するために要する補正値を算出する。例えば、スキューずれに対する補正の場合、主走査方向に並ぶ画素を何ドットおきに副走査方向へ何ドットシフトさせるか、といった値を計算する。また本実施形態において補正値演算部３３は、プレ補正処理部３４によるプレ補正処理で行う画像の変形（補正）用と、ポスト補正処理部３７によるポスト補正処理で行う画像の変形（補正）用の２種類の補正値を計算する。

プレ補正処理部３４は、画像データ生成部３１により生成された画像を入力し、補正値演算部３３により算出されたプレ補正処理用の補正値にしたがって画像を変形する。このプレ補正処理の詳細な内容は後述する。
第１メモリ３５は、プレ補正処理部３４によるプレ補正処理の際に画像の書き込みが行われる。したがって、第１メモリ３５は、このプレ補正処理による画像の変形部分を包含するメモリ領域を得られるだけのメモリ容量を持つ。

解像度変換部３６は、プレ補正処理部３４により補正された画像を、より高い解像度の画像に変換する。この解像度変換部３６として、既存の画像形成装置におけるスクリーン処理の実行手段（例えば、図８に示したスクリーン処理部８０２）を用いることができる。ここでは、上述した解像度６００ｄｐｉ、８ｂｉｔの画像が、解像度２４００ｄｐｉ、１ｂｉｔ（２階調）の２値画像に変換するものとする。

ポスト補正処理部３７は、解像度変換部３６により解像度を変換された画像を入力し、補正値演算部３３により算出されたポスト補正処理用の補正値にしたがって画像を変形する。このポスト補正処理の詳細な内容は後述する。
第２メモリ３８は、ポスト補正処理部３７によるプレ補正処理の際に画像の書き込みが行われる。したがって、第２メモリ３８は、このポスト補正処理による画像の変形部分を包含するメモリ領域を得られるだけのメモリ容量を持つ。

次に、本実施形態によるレジずれに対する補正処理（プレ補正処理およびポスト補正処理）について、詳細に説明する。
ここでは、レジずれとしてスキューずれを想定し、これを補正するために、画像を主走査方向に並ぶ４ドットごとに副走査方向へ１ドットだけシフトするように画像を変形することとする。この変形（補正）は、従来技術の説明において示した図９の例と同じ内容である。

図３（図３−１、３−２）は、本実施形態によるレジずれに対する補正処理において必要となるメモリ容量を説明する図である。
図３（Ａ）は、画像データ生成部３１により生成された解像度６００ｄｐｉ、８ｂｉｔの画像を表す（グレーのセルが画像）。この画像に対して、まずプレ補正処理部３４がプレ補正処理を実行する。プレ補正処理が行われた様子を図３（Ｂ）に示す。このプレ補正処理による画像のシフトは、スクリーン処理後の解像度２４００ｄｐｉの画像に対するシフトを４段ごとに行うことに相当する。このため、図３（Ｂ）に示すように、補正による変形部分を展開するために必要なメモリ領域は３ライン分となっている。したがって、プレ補正処理部３４が使用する第１メモリ３５には、６００ｄｐｉ単位で３ライン分の画像を書き込むだけのメモリ容量が必要となる。なお、プレ補正処理で画像の一部をシフトしたことにより画像が存在しなくなる画素に対しては、白データなどを埋める（図中、斜線を付したセルで表現）。

次に、解像度変換部３６が、プレ補正処理が施された画像に対してスクリーン処理（解像度変換処理）を実行し、６００ｄｐｉ、８ｂｉｔの画像を２４００ｄｐｉ、１ｂｉｔの画像に変換する。この解像度変換が行われた様子を図３（Ｃ）に示す。図３（Ｃ）を参照すると、プレ補正処理により変形された画像は、２４００ｄｐｉの画像では、主走査方向に並ぶ１６ドットごとに副走査方向へ４ドットだけシフトしていることがわかる（図中、白抜きのセルがシフトにより画像（白データを含む）がなくなった部分）。

次に、ポスト補正処理部３７が、解像度が変更された画像に対してポスト補正処理を実行する。ポスト補正処理が行われた様子を図３（Ｄ）に示す。この画像は、プレ補正処理によって既に４段ごとのシフトが済んでいる。したがって、図３（Ｄ）に示すように、ポスト補正処理では、４段ごとに２４００ｄｐｉ単位でのシフトを繰り返せばよい。すなわち、主走査方向４ドットごとに副走査方向へ１ドットずつ３回シフトした後、次の４ドットはシフトせずに元の位置に戻り、再び４ドットごとにシフトを３回行う。このサイクルを繰り返すことで、画像全体は、主走査方向４ドットごとに１ドットずつシフトされることとなる。このように、ポスト補正処理では、画像のシフトが４段ごとに繰り返されるので、図３（Ｄ）に示したように、補正による変形部分を展開するために必要なメモリ領域は４ライン分となっている。したがって、ポスト補正処理部３７が使用する第２メモリ３８には、２４００ｄｐｉ単位で４ライン分の画像を書き込むためのメモリ容量が必要となる。

この後、本実施形態による補正が行われた画像が、制御装置３０から図１に示した画像形成部１０の露光装置１３へ送られ、図示の画像形成機構によって用紙等の記録媒体に出力（印刷）される。図３（Ｄ）の画像を出力した様子を図３（Ｅ）に示す。
以上のように、レジずれに対する補正を、画像に対する解像度変換の前後で２段階に分けて行うことにより、２４００ｄｐｉ単位での処理（ポスト補正処理）を行う際に要する第２メモリ３８の容量を大幅に削減することができる。

ところで、図２に示した制御装置３０は、画像データ生成部３１を内蔵する構成であったが、外部コントローラによりスクリーン処理が施された２値画像のデータを入力してレジずれに対する補正を行う構成も考えられる。図４は、そのような制御装置３０の機能構成を示す図である。

図４に示す制御装置３０は、画像データ生成部３１を持たず、外部コントローラ５０で生成されたスクリーン処理済みの１ｂｉｔ画像を入力する。ここでは、解像度が６００ｄｐｉまたは１２００ｄｐｉの画像を入力することとする。この入力画像に対して、まずプレ補正処理部３４が、画像の解像度に応じた６００ｄｐｉまたは１２００ｄｐｉ単位で画像の補正（変形）を行う。
次に、解像度変換部３６が、画像を２４００ｄｐｉの１ｂｉｔ画像に変換する。この構成では、上述したように、既に外部コントローラ５０によりスクリーン処理が施されているので、解像度変換部３６は、単に画像の解像度変換のみを行う。
この後、ポスト補正処理部３７が、２４００ｄｐｉ単位で画像の補正（変形）を行う。

さて、今日では、画像形成装置に搭載される上記のような制御装置３０は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡとして単一の集積デバイスに集積されて製造されることが多い。本実施形態では、２段階の補正処理に関する一連の機能をパッケージ化することができる。
図５は、制御装置３０における本実施形態の補正処理に関する機能をＡＳＩＣで構成した状態を示す図である。図５において、破線で囲まれた部分がＡＳＩＣとして構成された部分である。
図５を参照すると、プレ補正処理部３４、解像度変換部３６、ポスト補正処理部３７および第２メモリ３８がＡＳＩＣとしてパッケージ化されている。ここで、プレ補正処理部３４に使用される第１メモリ３５をＡＳＩＣの外部メモリとして構成したことにより、必要に応じて、この第１メモリ３５を交換し、メモリ容量を容易に変更することができる。

例えば、解像度２４００ｄｐｉで１ラインを０．５ｍｍずらすように補正する場合、
０．５÷０．０１０５８≒４８
となり、画像を４８画素分シフトさせる必要がある。ここで、図２、３を参照して上述したように、プレ補正処理部３４において６００ｄｐｉ単位でプレ補正処理を行い、かつ２４００ｄｐｉ単位でポスト補正処理を行う際に用いる第２メモリ３８のメモリ領域を４ライン分とする。すると、プレ補正処理に用いられる第１メモリ３５において１２ライン分のメモリ領域が必要となる。
これに対し、補正レンジを倍の９６ラインとする場合（すなわち、解像度２４００ｄｐｉで１ラインを１ｍｍずらす場合）は、第２メモリ３８のメモリ領域を４ライン分とすると、第１メモリ３５には２４ライン分のメモリ領域が必要となる。

このように、２４００ｄｐｉ単位で行われるポスト補正処理で用いる第２メモリ３８の容量は固定したままで、プレ補正処理で用いられる第１メモリ３５の容量を変えるだけで、補正レンジを変更することができる。したがって、ＡＳＩＣに対して外部メモリとして設けられた第１メモリ３５を交換するだけで、オフィスユースの画像形成装置にも印刷業務ユースの画像形成装置にも容易に対応できる。この場合、従来のようにより大きい補正レンジが要求される仕様に合わせてメモリを搭載するのではなく、要求される補正レンジに合わせて適切なメモリを搭載できるので、製造コストの低減に寄与できる。
また、内部メモリとなる第２メモリ３８の容量を、ポスト補正処理に必要な最低限のメモリ領域を確保するだけの容量とし、外部メモリとなる第１メモリ３５として汎用的な低価格のメモリを用いることにより、製造コストのさらなる低減を図ることができる。

以上の構成では、レジずれに対する補正を２段階に分けて行い、各段階の画像の変形に使用するメモリを個別に設けることとしたが、プレ補正処理で用いる第１メモリ３５とポスト補正処理で用いる第２メモリ３８とを単一のメモリで構成することも可能である。この場合であっても、画像に対する解像度変換の前後で２段階の補正を行うことにより、従来よりも必要なメモリ容量を低減させることができる。
図６は、第１メモリ３５および第２メモリ３８に相当する単一のメモリ３９がＡＳＩＣの内部メモリとして搭載された構成を示す図である。図６において、破線で囲まれた部分がＡＳＩＣとして構成された部分である。

具体例を挙げて説明する。
６００ｄｐｉの１ビット画像を処理対象として、６００ｄｐｉ単位でプレ補正処理を行った後、２４００ｄｐｉ単位でポスト補正処理を行うものとする。そして、画像幅を３１０ｍｍとし、解像度２４００ｄｐｉで１ラインを０．５ｍｍずらすように補正する場合を考える。
このとき、６００ｄｐｉ単位のプレ補正処理では、画像幅分の画素数は７３２４画素であり、補正に要するメモリ領域は上述したように１２ライン分である。したがって、第１メモリ３５に必要な容量は、１１．０ＫＢｙｔｅ（８７８８８ｂｉｔ）である。一方、２４００ｄｐｉ単位のポスト補正処理では、画像幅分の画素数は２９２９２画素であり、補正に要するメモリ領域は上述したように４ライン分である。したがって、第２メモリ３８に必要な容量は、１４．６ＫＢｙｔｅ（１１７１６８ｂｉｔ）である。すなわち、第１メモリ３５と第２メモリ３８とを単一のメモリ３９で構成する場合、２５．６（＝１１．０＋１４．６）ＫＢｙｔｅである。

これに対し、従来技術において２４００ｄｐｉ単位で補正処理を行う場合に必要なメモリ容量は、１７５．８ＫＢｙｔｅ（１４０６０１６ｂｉｔ）であった。したがって、単純に解像度変換の前後で２段階の補正を行うだけで、必要なメモリ容量を大幅に削減でき、製造コストの低減に寄与することとなる。

なお、上述した本実施形態では、補正のための画像の変形を行う際に、画像を必要なだけ（すなわち計算された補正値分だけ）シフトさせながらメモリ領域に書き込み、展開された画像をそのまま読み出して次の機能へ渡すことを前提に説明した。しかしながら、画像を変形するための動作としては、元の画像をそのままメモリ領域に書き込み、展開された画像を読み出す際に、必要なだけ補正方向とは反対方向へシフトしながら画像の読み取りを行うようにしても良い。この場合も、処理を行うために必要となるメモリ領域は、上述した本実施形態と全く同一である。

以上、特にスキューずれに対する補正を例として本実施形態を説明したが、本実施形態は、スキューずれ以外のレジずれに対する補正や、印刷媒体に対する画像のレジストレーションコントロールにおける補正においても、全く同様に適用することができ、これらの補正を行うために必要となるメモリ容量を低減し、装置の製造コストの削減に大きく寄与できるものである。

本実施形態が適用される画像形成装置を示した図である。 本実施形態における制御装置の機能構成を示す図である。 本実施形態によるレジずれに対する補正処理において必要となるメモリ容量を説明する図である。 本実施形態によるレジずれに対する補正処理において必要となるメモリ容量を説明する図である。 外部コントローラによりスクリーン処理が施される場合の制御装置の機能構成を示す図である。 制御装置における補正処理に関する機能をＡＳＩＣで構成した状態を示す図である。 本実施形態で用いられる第１メモリおよび第２メモリに相当する単一のメモリがＡＳＩＣの内部メモリとして搭載された構成を示す図である。 スキューずれに対する画像処理による補正方法を説明する図である。 従来技術における画像処理機能の一般的な構成を示す図である。 図７に示したように画像処理によってスキューずれを補正する場合に必要なメモリ容量を説明する図である。

符号の説明

３０…制御装置、３１…画像データ生成部、３２…レジずれ検出部、３３…補正値演算部、３４…プレ補正処理部、３５…第１メモリ、３６…解像度変換部、３７…ポスト補正処理部、３８…第２メモリ、３９…メモリ、４０…色ずれセンサ、５０…外部コントローラ

Claims (12)

1. 記録媒体上に画像を形成する際にレジストレーション制御を行う画像形成装置において、
   印刷対象の画像に対し、第１の解像度で出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行う際に、当該変形の量に応じたライン数分のメモリ領域を用いて、当該第１解像度で当該変形を行う第１の補正処理部と、
   前記第１の補正処理部により変形された前記画像を、前記第１の解像度より高い第２の解像度の画像に変換する解像度変換部と、
   前記解像度変換部により前記第２の解像度に変換された前記画像に対し、前記第１の解像度における１ラインに対応した当該第２の解像度のライン数分のメモリ領域を用いて、当該第１の解像度における１ライン毎に、当該第２の解像度で再度出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行う第２の補正処理部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の補正処理部が前記画像を変形する際に当該画像のデータを書き込む第１のメモリと、
   前記第２の補正処理部が前記画像を変形する際に当該画像のデータを書き込む第２のメモリとを
   個別に備え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のメモリを除いて、前記第１の補正処理部と、前記解像度変換部と、前記第２の補正処理部と、前記第２のメモリとが、単一の集積デバイスに集積されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の補正処理部が前記画像を変形する際に当該画像のデータを書き込む第１の記憶手段と、
   前記第２の補正処理部が前記画像を変形する際に当該画像のデータを書き込む第２の記憶手段とが、
   同一のメモリ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。
5. 画像形成装置の動作を制御する制御装置において、
   印刷対象の画像に対し、第１の解像度で出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行う際に、当該変形の量に応じたライン数分のメモリ領域を用いて、当該第１解像度で当該変形を行う第１の補正処理部と、
   前記第１の補正処理部により変形された前記画像を、前記第１の解像度より高い第２の解像度の画像に変換する解像度変換部と、
   前記解像度変換部により前記第２の解像度に変換された前記画像に対し、前記第１の解像度における１ラインに対応した当該第２の解像度のライン数分のメモリ領域を用いて、当該第１の解像度における１ライン毎に、当該第２の解像度で再度出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行い、変形した当該画像を印刷対象として画像形成機構へ出力する第２の補正処理部と
   を備えることを特徴とする制御装置。
6. 前記第１の補正処理部が前記画像を変形する際に当該画像のデータを書き込む第１のメモリと、
   前記第２の補正処理部が前記画像を変形する際に当該画像のデータを書き込む第２のメモリとを
   個別に備えることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記第１のメモリを除いて、前記第１の補正処理部と、前記解像度変換部と、前記第２の補正処理部と、前記第２のメモリとが、単一の集積デバイスに集積されていることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記第１の補正処理部が前記画像を変形する際に当該画像のデータを書き込む第１の記憶手段と、
   前記第２の補正処理部が前記画像を変形する際に当該画像のデータを書き込む第２の記憶手段とが、
   同一のメモリであることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
9. 記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の画像処理方法であって、
   印刷対象の画像に対し、第１の解像度で出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行うステップと、
   変形された前記画像を前記第１の解像度より高い第２の解像度の画像に変換するステップと、
   前記第２の解像度に変換された前記画像に対し、前記第１の解像度における１ラインに対応した当該第２の解像度のライン数分のメモリ領域を用いて、当該第１の解像度における１ライン毎に、当該第２の解像度で再度出力時のレジストレーションずれを補正するための変形を行うステップと
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
10. 前記画像の解像度を変換するステップでは、画像の階調を面積階調法で表現するためのスクリーン処理が行われることを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
11. 解像度変換前に画像を変形するステップでは、所定のデータから生成された画像に対して、当該画像の解像度を単位として変形を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
12. 解像度変換後に画像を変形するステップでは、画像形成機構により印刷する際の解像度を単位として当該画像の変形を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。

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