JP4569337B2 - 画像処理装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像データの、Skew( 画像の傾き) 、Bow(画像の湾曲) 、又は画像の拡大・縮小を補正し、品質の高い画像を提供する画像処理装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。

特開平９−２２０８２７号公報 特開平８−８５２３６号公報 特開２００１−３５２４４５号公報 特開２００２−９４７６４号公報

カラー画像の形成を行う際には、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラック等の複数色の像を重ね合わせて行うことが一般的であるが、様々な理由で各色像間にずれが生じる。したがって、著しく画質が低下してしまうことがないよう、各色像をいかに精度良く重ね合わせ一枚のカラー画像を得るかが高画質を得るためには問題となる。これを解決する手段として、読み出し又は書き込みのタイミングを複数の感光体毎に制御する制御手段を備えて、画像の出力位置ずれを補正・制御する技術（特開平９−２２０８２７号公報）、更に、画像の出力位置のずれ量に基いて、画像データの出力座標を自動変換することで出力位置ずれを補正する技術（特開平８−８５２３６号公報）等が開示されている。

上記特開平８−８５２３６号公報に開示された技術は、従来の専用ハードウェアによる画像位置補正技術に比べスペース・コスト的に有利であり、ハードウェアの制約が少なくどのようなタイプの画像形成装置にも適用可能であるなどの利点をもつ。画像形成装置の高解像度化や計算機の高速化を背景に現実的なものとなり注目されている技術である。例えば、図８に示すように、補正前の画像データとして、本来、水平な直線の画像を形成するにあたって、出力画像が斜めに傾斜した状態で形成されてしまう、所謂Skewと呼ばれる傾きずれが発生した場合に、Skewと呼ばれる傾きずれを、そのずれ量に応じて主走査方向に適当な間隔で画像をシフトさせ、画像の出力位置のずれを相殺することができる。ただし、この方法ではBow とよばれる湾曲ずれを補正することはできない。

また、特開２００１−３５２４４５号公報では、Bow ずれの最も突き出した位置（Bow の最大位置）を検知し、この位置でラインデータを二分割し、シフト方向とシフト間隔を変えることで、それぞれの領域でSkew補正することにより、結果的にBow 補正することを提案している（図９）。また、特開２００２−９４７６４号公報では、Bow の最大位置をスキュー方向が変化する変化点として検出し、ラインデータをラインヘッドの始点から変化点の区間と、変化点からラインヘッドの終点までの区間とに分割して、分割した夫々の区間について、Skew補正することにより、結果的にBow 補正している。更に、変化点を複数検出した場合、ラインデータをラインヘッドの始点から変化点の区間と、隣接する変化点間の区間と、変化点から前記ラインヘッドの終点までの区間とに分割する技術が提案されている。

しかしながら、これらの方法では、Bow の最大位置、すなわちスキュー方向が変化する変化点を求めることが容易ではなく、現状では、十分な精度で位置ずれを補正することは難しい。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、画像データの、Skew( 画像の傾き) 、Bow(画像の湾曲) 、又は画像の拡大・縮小を簡単に精度良く補正し、品質の高い画像を提供する画像処理装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された本発明は、テストパターンの画像データを生成する画 像データ生成手段と、前記画像データ生成手段によって生成されたテストパターンを含 む画像を出力する画像出力手段と、前記画像出力手段によって出力されたテストパター ンの画像出力状態を検知する画像出力状態検知手段と、前記画像データ生成手段で生成 されたテストパターンの画像データと前記画像出力状態検知手段によって検知されたテ ストパターンの画像データに基づいて出力画像に生じる弓形歪みを含む歪みを検出する 歪み検出部と、前記画像出力手段によって出力する画像データをあらかじめ定められた 複数の領域に分割し、それぞれの領域で前記歪み検出部によって検出された出力画像に 生じる弓形歪みを含む歪みに基づいて歪み補正処理された画像データを出力する画像デ ータ補正手段とを備え、前記画像データ補正手段により歪み補正処理された画像データ に基づいて前記画像出力手段によって画像を出力することを特徴とする画像形成装置で ある。これにより、上記画像データ補正手段では、画像データをあらかじめ定められた 複数の領域に分割し、それぞれの領域で歪み補正を行うため、ボウ（Bow ）の最大位置 、すなわちスキュー（Skew）方向が変化する変化点を求める必要がなく、従って分割位 置を求める煩雑な検討をすることなく、画像データの、Skew( 画像の傾き) 、Bow(画像 の湾曲) 、又は画像の拡大・縮小を簡単に精度良く補正し、品質の高い画像を提供する 。

また、請求項２に記載の発明は、前記歪み補正が、それぞれの領域で異なる量の歪み補正が可能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。これにより、それぞれの領域でプラス方向やマイナス方向、あるいは異なった勾配でスキュー補正を行えばよく、Skew補正機構とほぼ同様の構成で、SkewだけでなくBow の補正も簡単に精度良く可能となり、Skew及びBow の補正を、簡単に精度良く実施することができる。また、大きな歪みが生じていても精度良く補正することができる。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記複数の領域が、主走査方向にそれぞれ等間隔であ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である。そのため、画像データをあらかじめ定められた複数の領域に分割する際に、あらかじめ等間隔に分割することと定めておくことにより、ボウ（Bow ）の最大位置、すなわちスキュー（Skew）方向が変化する変化点を求める必要がなく、容易に歪み補正をすることができる。

請求項４に記載の発明は、前記複数の領域の数が、三以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置である。より好ましくは四以上であり、特に好ましくは六以上である。多くの領域に分割することにより補正の精度をより良くすることができる。このように、分割する領域の数を多くする程、補正の精度をより良くすることができるが、分割する領域の数が多くなると、補正量が増加するため、補正処理に要する時間や回路の負荷が大きくなるため、分割する領域の数は、求められる精度と補正量とを考慮して決定される。

請求項５に記載の発明は、前記画像データ補正手段が、前記複数の領域の間で歪み補正の量を補償し合う機能を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置である。これにより、一部の領域に補正量が集中し全体の補正量や分解能が低下することを防止することができる。この補償し合う機能は、画像データを分割する領域の数はあらかじめ定められているため、補正すべき画像のずれ量が求まると、一部の領域に補正量が集中することを回避する目的で備えられた機能である。例えば、全体として１３画素のずれがあり、このずれが非線形な特性を持ち、これを４つの領域で補正する場合を考える。補正量の分布が理想的には、左端の領域から５、２、１、５画素となっており、各領域での最大補正量が４画素である場合、両端の領域で補正しきれない残りの１画素を中央部の２つの領域に分けて補償して、４（５−１）、３（２＋１）、２（１＋１）、４（５−１）と割り当てることにより、一部の領域に補正量が集中し全体の補正量や分解能が低下することを防止することができる。

請求項６に記載の発明は、前記歪み補正が、主走査方向の画像位置ずれ量の補正を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置であり、
請求項７に記載の発明は、前記歪み補正が、主走査方向の倍率補正を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置である。

本発明の一形態において、画像形成装置は、デジタルカメラ、スキャナー等から与えられる画像情報を処理して画像形成情報として出力する画像処理装置を備えることができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記画像出力状態検知手段は、前記画像出力装置の画像出力状態を監視し、期待される画像出力状態からのずれ量を検知することができ、前記画像データ補正手段は前記ずれ量からの補正値を算出することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記画像データ補正手段を備えた画像処理装置が、画像出力装置を制御するコントロール装置から構成することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記画像データ補正手段を備えた画像処理装置を、画像読取装置に設けることができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記画像出力状態検知手段が互いに色の異なる複数の各画像形成ユニットの主走査方向の画像位置ずれ量を検知し、前記画像データ補正手段が前記ずれ量からの補正値を算出することにより構成することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記画像出力状態検知手段が、互いに色の異なる複数の各画像形成ユニットにおける副走査方向の画像位置ずれ量を検知し、前記画像データ補正手段が前記ずれ量からの補正値を算出することにより構成することができる。

上記画像出力状態検知手段としては、例えば、中間転写体や転写材担持体などの被検知媒体上に、画像出力状態として画像の出力位置を検知するためのマークを形成し、当該画像出力位置検知用のマークを検知することによって、主走査方向や副走査方向に沿った各色の画像の出力位置のずれを検知するように構成したものが用いられる。この画像出力状態検知手段では、スキューやボウ、あるいは主走査方向や副走査方向に沿った倍率ずれなどのずれ量が検知され、当該画像位置ずれ量を解消するように補正量が決定される。例えば、主走査方向の一端部がプラス５画素だけ副走査方向の上流側にずれている場合には、補正量として、主走査方向の一端部がマイナス５画素だけ副走査方向の下流側にずれるように画像を形成するような補正量が求められる。

また、本発明の画像形成装置において、前記画像データ補正手段は歪み検出部と歪み補正処理部とから構成することができる。また、複数の領域の間で歪み補正の量を補償し合うために、歪み検出部と歪み補正処理部との間に領域間補償部を設けることができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記歪み検出部は、互いに色の異なる複数の各画像形成ユニットにおける、主走査方向の歪み補正の量を算出して、その補正信号を前記歪み補正処理部に出力することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記歪み検出部は、互いに色の異なる複数の各画像形成ユニットにおける、副走査方向の歪み補正の量を算出して、その補正信号を、前記歪み補正処理部に出力することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記歪み検出部は、互いに色の異なる複数の各画像形成ユニットにおける主走査方向の画像出力タイミングを補正する補正値を算出して、その補正信号を、前記歪み補正処理部に出力することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記歪み検出部は、互いに色の異なる複数の各画像形成ユニットにおける副走査方向の画像出力タイミングを補正する補正値を算出して、その補正信号を前記歪み補正処理部に出力することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記歪み検出部は、互いに色の異なる複数の各画像形成ユニットにおける画像スキューずれを補正する補正値を算出して、その補正信号を、前記歪み補正処理部に出力することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記歪み検出部は、互いに色の異なる複数の各画像形成ユニットにおける副走査方向の画像データの画素位置を変更する補正値を算出して、その補正信号を、前記歪み補正処理部に出力することができる。

また、本発明の一形態の画像形成装置において、前記画像出力装置の画像出力状態を検知するためのテストパターン信号を前記画像処理装置に格納し、当該画像処理装置から画像出力装置に出力することができる。このテストパターン信号としては、例えば、画像出力位置検知用のマークを形成するための信号が用いられる。

本発明の画像形成装置は、画像データの、Skew( 画像の傾き) 、Bow(画像の湾曲) 、又は画像の拡大・縮小を簡単に精度良く補正し、品質の高い画像を提供する。また、必要な出力画像精度やBow のプロファイル、画像形成装置のスペック( 解像度、印字幅等) などにより、あらかじめ、画像データ領域の分割数やその構成等を調整することでパフォーマンスと補正機構の複雑さのバランスを取ることができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る画像処理装置を適用した画像形成装置による歪み補正の結果を示した模式図である。本発明の実施例１に係る画像形成装置に備えられた画像データ補正手段は、画像データを主走査方向にそれぞれ等間隔のあらかじめ定められた四つの領域（左から第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）に分割し、それぞれの領域で異なる量の歪み補正を行う。従来の補正では、Bow ずれの最も突き出した位置（Bow の最大位置）を検知し、この位置で画像データを二分割し、シフト方向とシフト間隔を変えることで、それぞれの領域でSkew補正することにより、結果的にBow 補正したのに対して（図１左）、本実施形態の画像形成装置においては、主走査方向に等間隔の四つの領域に画像データを分割し、それぞれの領域で、主走査方向の画像位置ずれ量の補正を行う（図１右）。第１領域・第２領域と、第３領域・第４領域とで、シフトする間隔（シフト量）と方向を変更することにより、SkewのみでなくBow も精度良く補正することができる。

上記図１は、中央部におけるずれ量が最も大きくなるような上向きに凸形状に湾曲したボウ（Bow ：画像の湾曲）が発生して画像を補正する状態を示したものである。本発明では、例えば、画像の両端部と中央部とで画像のずれ量を求めて、求められた画像のずれ量から、画像ずれがボウ（Bow ：画像の湾曲）かスキュー（Skew：画像の傾き) 、あるいは両者が重畳されたものかを判別するとともに、ボウ（Bow ：画像の湾曲）であれば、二次関数で、スキューであれば一次関数で近似して、四つに分割された各領域における画像のずれ量を求める。

また、上記画像データの分割の仕方、あるいは画像に発生ずれの内容によっては、１つの領域の中で変曲点を有することもあり得るが、ここでは、説明を簡略化するため、１つの領域の中では変曲点を有しない、つまり各領域の中では、一次関数（直線）で近似できるものと仮定する。また、１つの領域の中で変曲点を有する場合は、当該領域を更に分割することによって変曲点を含まない領域とすることができる。

なお、この実施例では分割された各々の領域は全て同サイズとなっているがずれ成分の特性に合わせ、あらかじめ異なるサイズとすることも有効である。

図１０は、本発明の実施例１に係る画像処理装置を適用した画像形成装置としての、タンデム型のデジタルカラープリンタを示す概略構成図である。また、このタンデム型のデジタルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラー複写機としても機能するようになっている。なお、上記デジタルカラープリンタは、画像読取装置を備えずに、図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて画像を形成するものであっても勿論よい。

図１０において、１はタンデム型のデジタルカラープリンタの本体を示すものであり、このデジタルカラープリンタ本体１は、その一端側の上部に、原稿２の画像を読み取る画像読取装置（ＩＩＴ：ＩｍａｇｅＩｎｐｕｔＴｅｒｍｉｎａｌ）４を備えているとともに、当該デジタルカラープリンタ本体１の内部には、画像読取装置４や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やＬＡＮ等を介して送られてくる画像データに、所定の画像処理を施す画像処理装置（ＩＰＳ：ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）１２と、当該画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置（ＩＯＴ：ＩｍａｇｅＯｕｔｐｕｔＴｅｒｍｉｎａｌ）１００とが配設されている。画像処理装置１２に、画像データを主走査方向に複数の領域に分割し、それぞれの領域で歪み補正を行う画像データ補正手段を備えている。

上記デジタルカラープリンタ本体１の内部には、画像出力装置１００を構成する画像形成ユニットとして、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃが、水平方向に沿って一定の間隔をおいて配列されている。さらに、上記４つの画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの下方には、これらの画像形成ユニットで順次形成される各色のトナー像を、互いに重ね合わせた状態で転写する中間転写ベルト２５が、矢印方向に沿って回動可能に配設されている。そして、上記中間転写ベルト２５上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙トレイ３９等から給紙される記録材としての記録用紙３４上に一括して転写された後、定着器３７によって記録用紙３４上に定着され、外部に排出されるようになっている。

図１１は本発明の実施例１に係る、画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンタの構成を、更に詳細に示したものである。

なお、ここではタンデム型のデジタルカラープリンタを用いて、本発明の構成を説明するが、本発明は、カラー複写機／ファクシミリ等においても有効である。以下の実施例においても同様である。

図１１において、タンデム型のデジタルカラープリンタの本体１の一端側の上部には、原稿２をプラテンガラス５上に押圧するプラテンカバー３と、プラテンガラス５上に載置された原稿２の画像を読み取る画像読取装置４が配設されている。この画像読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るように構成されている。

上記画像読取装置４によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとして画像処理装置１２（ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に送られ、この画像処理装置１２では、原稿２の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。

そして、上記の如く画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の原稿色材階調データ（ラスタデータ）に変換され、次に述べるように、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３ＣのＲＯＳ１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）に送られ、これらのＲＯＳ１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃでは、所定の色の原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。

ところで、上記タンデム型のデジタルカラープリンタ本体１の内部には、上述したように、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４つの画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。

これらの４つの画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃは、すべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン１６と、当該感光体ドラム１５の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する画像露光装置としてのＲＯＳ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を現像する現像器１７、クリーニング装置１８とから構成されている。

上記ＲＯＳ１４は、図１１に示すように、半導体レーザー１９を原稿色材階調データに応じて変調して、この半導体レーザー１９からレーザー光ＬＢを階調データに応じて出射する。この半導体レーザー１９から出射されたレーザー光ＬＢは、反射ミラー２０、２１を介して回転多面鏡２２によって偏向走査され、再び反射ミラー２０、２１及び複数枚の反射ミラー２３、２４を介して像担持体としての感光体ドラム１５上に走査露光される。

上記画像処理装置１２からは、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３ＣのＲＯＳ１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃに各色の画像データ（ラスタデータ）が順次出力され、これらのＲＯＳ１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃから画像データに応じて出射されるレーザービームＬＢが、それぞれの感光体ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃに形成された静電潜像は、現像器１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃによって、それぞれ黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの感光体ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ上に、順次形成された黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２５上に、一次転写ロール２６Ｋ、２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃによって多重に転写される。この中間転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、ストリッピングロール２８と、ステアリングロール２９と、アイドルロール３０と、バックアップロール３１と、アイドルロール３２との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記転写ベルト２５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、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。

上記転写ベルト２５上に多重に転写された黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像は、バックアップロール３１に圧接する２次転写ロール３３によって、圧接力及び静電気力で記録用紙３４上に２次転写され、この各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、２連の搬送ベルト３５、３６によって定着器３７へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、定着器３７によって熱及び圧力で定着処理を受け、複写機本体１の外部に設けられた排出トレイ３８上に排出される。

上記記録用紙３４は、図１１に示すように、複数の給紙トレイ３９、４０、４１のうちの何れかから所定のサイズのものが、給紙ローラ４２及び用紙搬送用のローラ対４３、４４、４５からなる用紙搬送経路４６を介して、レジストロール４７まで一旦搬送される。上記給紙トレイ３９、４０、４１のうちの何れかから供給された記録用紙３４は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール４７によって中間転写ベルト２５上へ送出される。

そして、上記黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色の４つの画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃでは、上述したように、それぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるようになっている。

なお、上記感光体ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置１８Ｋ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃによって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト２５は、ベルト用クリーナー４８によって残留トナーが除去される。

ところで、上記の如く構成されるタンデム型のデジタルカラープリンタでは、運搬・設置時の振動や、給紙トレイの開け閉め、あるいは温度変化や経年変化等、種々の要因によって、各画像形成ユニットの感光体ドラム等に位置的な変動が生じ、画像の位置ずれが発生する。

そこで、本実施例の画像形成装置では、次のようにして、画像の歪み補正を実施している。

図１２は、本実施例に係る、画像データ補正手段９８を備えた画像形成装置の構成を示す図である。図１２に示すように、本実施例に係る画像形成装置は、画像データ生成手段７０、画像データ補正手段９８、画像出力手段１００及び画像形成状態検知手段６０から構成されている。ここで、画像データ補正手段９８は歪み検出部７４及び歪み補正処理部８５から構成されている。

画像データ生成手段７０は、記録装置などから供給されるテストパターンの画像データを記憶する。画像データ生成手段７０は、記憶したテストパターンの画像データを、歪み補正処理部８５、歪み検出部７４に対して出力する。

歪み補正処理部８５は、画像データ生成手段７０から入力されたテストパターンの画像データに対しては何らの補正も行わずに画像出力手段１００に対して出力する。画像出力手段１００は、歪み補正処理部８５から入力されたテストパターンの画像データを画像出力する。

画像出力状態検知手段６０は画像出力されたテストパターンの画像を検知し、テストパターンの画像データを読み出し、歪み検出部７４に出力する。

歪み検出部７４は、画像データ生成手段７０から入力されたテストパターンの画像データと、画像出力状態検知手段６０から入力されたテストパターンの画像データとを比較し、出力画像に生じるスキュー・弓形歪みおよび倍率変動などのレジずれ（歪み）を検出する。歪み検出部７４は、検出した歪み情報を、歪み補正処理部８５に対して出力する。

表示・入力装置に対するユーザの操作に従って、画像を出力する際は、歪み補正処理部８５において、画像データ生成手段７０から入力される画像データに対して、歪み検出部７４から入力された歪み情報に基づいて歪み補正処理を行い、画像出力手段１００に対して歪み補正された画像データを出力する。そして、画像出力手段１００は、歪み補正処理部８５から入力された補正済画像データに従って画像出力する。

また、本実施例の画像形成装置においては、図１２に示すように、画像データ補正手段９８が画像データをあらかじめ定められた複数の領域に分割し、それぞれの領域で歪み検出と歪み補正処理を行っている。

この実施の形態の画像形成装置においては、デジタルカラープリンタの電源投入時や、所定のプリント枚数毎、あるいは所定の時間が経過する度や、機内の温度が所定の温度以上変化した場合など所定のタイミングで、レジストコントロール動作やプロセスコントロール動作が実行される。具体的には、このタイミングで、カラーレジずれ検出用の上記テストパターンを中間転写ベルト２５上に形成し、このテストパターンを画像出力状態検知手段６０によって検知し、画像データ補正手段９８がそれぞれの領域で、上記説明の歪み検出を行っている。そして、通常の画像出力時には、歪み補正部８５により画像データに対してこの歪み補正処理がなされ、画像出力手段により画像出力される。

なお、本実施例では、パターン検出器（画像出力状態検知手段）６０を、画像出力手段１００のうち、最終の画像形成ユニットの直後に配設し、中間転写体２５上に出力された画像を検知するように構成したが、画像出力状態検知手段６０を、定着装置２４の直後に配設し、記録用紙上に印刷されたテストパターンを画像出力状態検知手段６０により検知することもできる。

次に、上記カラーレジずれ検出用のテストパターン及びパターン検出器（画像出力状態検知手段）６０について説明する。

この実施例では、図１４に示すように、中間転写ベルト２５上に所定のタイミングで、シェブロンパターンと呼ばれる画像位置検出用のパターン５０を形成し、この画像位置検出パターン５０をパターン検出器（画像出力状態検知手段）６０によって検出して、各画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃで形成される画像の位置ずれ量を求めて補正した後、所望のカラー画像を形成するように構成されている。なお、上記パターン検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、図１１に示すように、最も下流側のシアン色の画像形成ユニット１３Ｃの下流側に設けられた検出位置において、図１４に示すように、主走査方向に沿って、カラー複写機本体１のＯＵＴ側（図中、手前側）と、ＣＥＮＴＥＲ部（中央部）と、ＩＮ側（図中、奥側）にそれぞれ配置されているが、必要に応じて、中間転写ベルト２５の幅方向に沿って等間隔に複数個（４個以上）設けてもよく、検知する画像位置ずれの種類に応じて適宜配置される。

テストパターン５０としては、種々の形状のものを用いることができるが、例えば、図１５に示すように、中央部を先頭として、左右両側に副走査方向に沿って等しい角度だけ傾斜させた直線状の画像からなる山型マーク５１を、画像位置検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの位置に対応させて形成したものが用いられる。上記画像位置検出パターン５０は、副走査方向（中間転写ベルト２５の移動方向）に沿って所定の間隔で複数形成される。

更に説明すると、上記テストパターン５０としては、図１５に示すように、第１の基準色（図示例では、シアン色）からなる第１番目の山型マーク５１ＣＣと、第２の被測定色（図示例では、イエロー色）からなる第２番目の山型マーク５１ＹＹと、第１の色と第２の色からなる第３番目の山型マーク５１ＣＹマークを、１つの単位として被測定色のすべてを組み合わせたパターンが用いられる。図１５に示すパターン５０の組み合わせが基準色と被測定色における１ブロックとする。このパターンを実際に用いる場合には、数ブロック分繰り返して形成してサンプリングし、サンプリング値を平均化する等の処理が行われる。なお、黒色の山型マーク５１は、検出精度を上げるため、下地を反射率の高いイエロー色とし、その上に黒色のトナーで所定の山型マーク５１の部分が開口したマクスを施すことによって、黒色の山型マーク５１を形成するのが望ましい。なお、上記画像位置検出用のパターン５０を出力するための画像データは、例えば、画像形成装置の制御部５のＲＯＭ等に予め記憶されている。

図１６は上記テストパターン５０を検出するパターン検出器６０を示す構成図である。

図１６において、６１はパターン検出器６０の筐体であり、６２、６３は中間転写ベルト８上に形成された画像位置検出用パターン５０をそれぞれ照明する２つのＬＥＤ等からなる発光素子であり、６４、６５は２つの受光素子をそれぞれ一組とした”バイセル”と呼ばれる受光素子対を示すものである。この”バイセル”と呼ばれる受光素子対６４、６５としては、例えば、特開平６−１１８７３５号公報に開示されているように、２つのフォトダイオード等からなる受光素子６４ａ、６４ｂ及び６５ａ、６５ｂを組み合わせた検出器を左右対称に配置したものが用いられる。なお、上記受光素子対６４、６５の傾斜角度は、山型パターン５１の傾斜角度（例えば、４５度）に等しく設定されている。上記２つの発光素子６２、６３としては、例えば、特定波長（赤外領域）の光、あるいは所定の波長分布を持った光を出射するＬＥＤなどが用いられ、これらの発光素子６２、６３は、中間転与ベルト８上の２つの検出位置を、互いに所定の角度だけ傾斜した状態で照明するように配置されている。また、上記２組の受光素子対６４及び６５は、中央部が互いに接触し、両端部が水平方向に対して所定の角度だけ下方に傾斜した状態で、隣接して配置された細長い平行四辺形状の２つの受光素子６４ａ、６４ｂと６５ａ、６５ｂを備えており、各受光素子６４ａ、６４ｂと６５ａ、６５ｂは、図６（Ｂ）に示すように、反射光の検知タイミング及び検知角度が互いに異なるように設定されている。

上記パターン検出器６０は、中間転写ベルト８上に形成されたテストパターン５０を検出すると、当該テストパターン５０の直線状のマーク５１によって、一方の受光素子６４ｂからは、反射光量に応じた山型の波形が出力され、他方の受光素子６４ａからも、幾らか遅れて山型の波形が出力される。そして、これら２つの受光素子６４ｂ、６４ａから出力される波形を増幅してから差分をとるか、差分をとってから増幅することにより、図５に示すように、一旦大きく山型に立ち下がってから、今度は大きく山型に立ち上がる出力波形が得られる。そこで、上記２つの受光素子６４ａ、６４ｂから出力される波形の差分をとることにより、ＣＣＤ等の高精度のセンサーを使用しなくとも、テストパターン５０の直線状マーク５１の位置を、高解像度で精度良く検出することが可能となる。

そして、上記テストパターン５０がパターン検出器６０によって検出されると、当該パターン検出器６０からは、図１５の右端に示すような波形が、テストパターン５０を検出した時にのみ出力される。したがって、上記パターン検出器６０からの出力を、一定の閾値と比較することによって、テストパターン５０を検出したときに、”ＯＦＦ”から”ＯＮ”に変化し、当該テストパターン５０が通過したときに、”ＯＮ”から”ＯＦＦ”に変化するパルス信号が得られる。

このように、本結果の”ＯＮ”のみ着目すると、上記にて述べた通り”ＯＮ”の期間はパターンを検出している期間であり、”ＯＦＦ”の期間はパターンを検出していない期間である。故に、”ＯＮ”→”ＯＮ”の時間間隔を測定すれば、上記パターン間の距離を測定したことになり、その結果より基準色の画像に対する各色のずれ量を計算し、そのずれ量分から複数種類の位置ずれ量を求めて、各画像形成ユニットにて補正することで常に安定／良好な画像を得ることが可能となる。

図１７は上記画像位置検出器６０の信号処理回路を示すブロック図である。

上記画像位置検出器６０は、図１７に示すように、一方の発光素子としてのＬＥＤ６２に対応した反射光量検出部６６ａと、他方の発光素子としてのＬＥＤ６３に対応した反射光量検出部６６ｂとを備えている。一方の反射光量検出部６６a において、受光素子としてのフォトダイオード６４ａの出力端は、電流−電圧変換器８０、増幅器（ＡＭＰ）８１、Ａ／Ｄ変換器８２を介して制御部５のマイクロコンピュータ８３に接続されており、フォトダイオード６４ａから出力される受光量に応じた大きさの電流は、フォトダイオード６４ａの出力電圧を表すデジタルデータに変換されてマイクロコンピュータ８３に入力される。マイクロコンピュータ８３は、ＬＥＤドライバ８４を介して発光素子（ＬＥＤ）６２に接続されている。そして、上記マイクロコンビュータ８３は、ＬＥＤドライバ８４を介して、フォトダイオード６４ａからの出力電圧が所定の範囲内となるように、ＬＥＤ６２に供給する駆動電流を制御する。

また、他方のフォトダイオード６４ｂの出力端は、電流−電圧変換器８５を介して差動入力増幅器８６の２つある入力端のうちの一方に接続されており、２つある入力端の他方には、フォトダイオード６４ａからの出力である電流−電圧変換器８０の出力端が接続されている。上記差動入力増幅器８６は、電流−電圧変換器８５、８０から入力された信号の差分（フォトダイオード６４ａ、６４ｂの受光量差に相当）を増幅して出力する。なお、図１５には、画像位置検出器６０が画像位置検出パターン５０を検出した際の差動入力増幅器８６の出力電圧のおおよその変化が、パターン５１と対応させて示されている。

上記差動入力増幅器８６の出力端は、コンパレータ８７、バッファ８８、カウンタ８９を介してマイクロコンピュータ８３に接続されている。コンパレータ８７は、差動入力増幅器８６から入力された信号のレベルを予め設定された閾値と比較し、信号のレベルが閾値以上のときには出力信号をハイレベル（便宜的に「ＯＮ」という) 、信号のレベルが閾値未満のときには出力信号をローレベル（便宜的に「ＯＦＦ」という）に切替える。コンパレータ８７からの出力信号は、バッファ８８を介してカウンタ８９へ入力される。

そして、上記カウンタ８９は、入力された信号のレベルが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わるとカウントを開始し、信号のレベルが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わった後に再度「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わると、それまでのカウント値をマイクロコンピュータ８３へ出力すると共にカウント値をリセットし、次に信号のレベルが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わる迄の時間をカウントすることを繰り返す。

マイクロコンピュータ８３は、後述する画像位置補正時（画像位置検出器６０が画像位置検出パターン５０を検出した時）に、カウンタ８９から入力されたカウント結果に基づいて画像位置検出パターン５０の位置を検出し、画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋによる画像形成位置のずれ（レジずれ）を補正するように構成されている。

なお、他方の反射光量検出部６６ｂのフォトダイオード６５ａ、６５ｂにも反射光量検出部６６ａと同一構成の回路が接続されているので、図１７に示すように、接続されている回路の各部に同一の符号を付して、その説明を省略する。

上記マイクロコンピュータ８３は、レジずれの補正に際して、図１５に示すようなテストパターン５０が中間転写ベルト８の外周面上に形成されるように画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋを制御する。

中間転写ベルト８に上記のテストパターン５０が形成されると、パターン検出器６０によるテストパターン５０の検出が行われる。ここで、中間転写ベルト８の外周面上でのフォトダイオード６４ａ、６４ｂによる検出位置は、副走査方向にずれているため、テストパターン５０の検出時には、差動入力増幅器８６からは、電流−電圧変換器８５、８０から入力された信号の差分（フォトダイオード６４ａ、６４ｂの受光量差）に相当する波形、すなわち図１５に「検出波形」として示すように、中間転写ベルト８の外周面上でのフォトダイオード６４ａ、６４ｂによる検出位置を単一の山型マークが横切る毎に、出力信号のレベルが負方向及び正方向にパルス状に変化する波形の信号が出力される。

差動入力増帽器８６の出力信号は、コンパレータ８７に入力され、コンパレータ８７によって上記出力信号のレベルが予め設定された閾値と比較される。コンパレータ８７は、入力された信号のレベルが閾値以上のときには出力信号のレベルを「ＯＮ」とし、入力された信号のレべルが閾値未満のときには出力信号のレべルを「ＯＦＦ」とする。コンパレータ８７から出力された信号はバッファ８８を介してカウンタ８９に入力され、信号のレベルが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わる時間間隔が順次カウントされる。カウンタ８９によるカウント値は、パターン検知信号（図１５参照）としてマイクロコンピュータ８３に入力される。

マイクロコンピュータ８３には、パターン検知信号として、単一の画像位置検出器６０当り２個（合計６個）のカウンタ８９からカウント値が各々入力される。コンパレータ８７から出力される信号において、レベルが「ＯＮ」となっている期間は、検出器が山型パターンを検出している期間に相当し、レベルが「ＯＦＦ」となっている期間は、検出器が山型パターンを検出していない期間（山型パターンの間隙を検出している期間）に相当する。従って、カウンタ８９から入力されるカウント値は、画像位置検出パターン５０における山型パターン５１の形成間隔を表している。

図１８はこの実施の形態に係るデジタルカラー複写機の制御回路を示すブロック図である。

図１８において、８３はデジタルカラー複写機の画像形成動作を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）であり、このマイクロコンピュータ８３には、画像形成位置の補正動作で適宜使用されるパタメータを記憶する記憶手段としての不揮発性メモリ（ＮＶＭ）９０が接続されている。また、上記マイクロコンピュータ８３には、画像データを展開するための描画メモリ９１を備えた画像データ展開回路（Ｖｉｄｅｏ Ａｓｉｃ）９２が接続されており、当該画像データ展開回路（Ｖｉｄｅｏ Ａｓｉｃ）９２からは、ＲＯＳ１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｂｋに各色の画像データが送られるようになっている。

図１２はこの実施の形態に係るデジタルカラー複写機において、マイクロコンピュータ８３及びこれに接続されたハードウエアによって実現される各種の機能のうち、画像形成位置ずれの補正に係る機能（以下、この機能を実現するためのソフトウェア及びハードウェアをレジ補正部１００と総称する）が、詳細な機能毎にブロックに分けて示されている。

画像データ補正手段９８は、図１２に示すように、主として、画像位置検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃから入力されたパターン検知信号に基づいて、複数種類の画像の位置ずれ量を演算する位置ずれ量演算手段としての歪み検出部７４と、前記歪み検出部７４の演算結果に基づいて、前記画像の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段としての歪み補正処理部８５を有している。

歪み検出部７４は、図１７に示す各カウンタ８９から入力されるカウント値に基づいて、画像位置検出パターン５０内の各部位における山型マーク５１の形成時間間隔（図１９（Ａ）に示す時間間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を検知する。単一の画像位置検出器６０から入力される２個のカウント値から求めた時間間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄは、主走査方向（以下、
ＦＳ（Fast Scan）方向という）及び副走査方向（以下、ＳＳ（Slow Scan ）方向という）についてパターン形成位置のずれが無ければ、図１９（Ｂ）に示すように互いに等しい値（ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ）となるが、図１９（Ｃ）又は（Ｄ）に示すようにパターンの形成位置がＦＳ方向にずれている場合、或いは図１９（Ｅ）又は（Ｆ）に示すようにパターン形成位置がＳＳ方向にずれている場合には、時間間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄの少なくとも何れかの値が他の値と相違する。

このため、歪み検出部７４は、下記の演算式に従い、特定の色（例えばＣ）を基準として他の３色（例えばＹ、Ｍ、Ｂｋ）のＦＳ方向の色ずれ量ＦＳerr 及びＳＳ方向の色ずれ量ＳＳerr の演算を、画像位置検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃから入力されるカウント値に基づいて行う。

ＦＳerr ［sec ］＝（ｂ−ａ）÷２
ＦＳerr ［mm］＝ＦＳerr ［sec ］・（単位時間当たりの距離）［mm/sec］
ＳＳerr ［sec ］＝（ｄ−ｃ）＋（ｂ−ａ）÷２
ＳＳerr ［mm］＝ＳＳerr ［sec ］・（単位時間当たりの距離）［mm/sec］
ここでは、例えば、中央部の画像位置検出器６０Ｂにおける副走査方向に沿った位置ずれ量であるＳＳerr ［mm］の値が、そのままＳＳ方向に沿った位置ずれ量となる。

図２０はスキューやボウ等の画像の位置ずれが発生していない理想的な画像を示したものである。これに対して、図２１は、スキュー量ＳＫ及びボウのずれ量ＢＷのスキューやボウ等の画像の位置ずれが発生している場合を示している。ここで、スキューとボウの正方向は、図２１中、下向きとする。

上記のようなスキューやボウが発生している画像を、図２０に示すように、理想的な画像に補正するためには、図２２に示すように、図２１に示すスキューやボウと逆相の成分を持った画像を形成するように、画像データを補正すれば良いことになる。なお、ここでのボウ成分は、説明を簡略化するために、二次式で表されるものとする。

ところで、この実施の形態では、図２２に示すように、上記の如く形成される画像を、複数（図示例では、４つ）の領域に分割し、各領域を直線で近似するように補正を施すように構成されている。図２３は実際の補正画像を示すものであり、図２４は実際の補正画像と理想的な補正画像の関係を示したものである。

この実施の形態では、図２３に示すような補正画像を、次の手順によって作成するように構成されている。なお、補正の正方向は、図２３中、上向きとする。

図２５に示すとおり、画像をＡ〜Ｄの４つの領域に分割すると、各領域では、長方形から平行四辺形に画像が変形されていることがわかる。これは各領域で適当な一定間隔ごとに画像を副走査方向に沿ってシフト（アップ又はダウン）することによって実現され、この適当な一定間隔がスキューインターバルＡ〜Ｄとなっている。

上記各領域で要するシフト量をＳｎ（ｎはＡ〜Ｄ）、一回のシフト量をδ、各エリアの画像幅をＷとすると、
Ｓｎ＝δ×Ｗ／インターバルｎ
の関係がある。なお、上記Ｗ／インターバルｎは、整数値となるように演算される。したがって、インターバルｎは、δ＝１を加味すると、
スキューインターバルｎ＝Ｗ／Ｓｎ
と表されることがわかる。ここで、シフト量Ｓｎは、図２５のＹ０〜Ｙ４により計算され、Ｙ０〜Ｙ４は、理想的な補正画像（図２２）との関係から、
Ｙ０＝０
Ｙ１＝ＳＫ／４＋ＢＷ×３／４
Ｙ２＝ＳＫ／２＋ＢＷ
Ｙ３＝ＳＫ×３／４＋ＢＷ×３／４
Ｙ４＝ＳＫ
となる。

以上の関係より、
スキューインターバルＡ＝Ｗ／｜Ｙ１−Ｙ０｜
スキューインターバルＢ＝Ｗ／｜Ｙ２−Ｙ１｜
スキューインターバルＣ＝Ｗ／｜Ｙ３−Ｙ２｜
スキューインターバルＤ＝Ｗ／｜Ｙ４−Ｙ３｜
となる。

ただし、処理が１画素単位である都合上、Ｙｎ及びスキューインターバルｎは、それぞれ整数値である必要があり、Ｙｎは小数点第一位を四捨五入し、スキューインターバルｎは、小数点以下を切り捨てることとする。

以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、画像データの、Skew( 画像の傾き) 、Bow(画像の湾曲) 、又は画像の拡大・縮小を簡単に精度良く補正し、品質の高い画像を提供することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係る画像形成装置では、図２６に示すように、ＣＰＵ８３によって、画像出力動作をスタートすると、レジコン開始条件を満たすか否かが判別される（ステップ１０１）。ここで、レジコン（レジずれ補正）開始条件としては、例えば、前回のレジコン時から所定枚数だけ画像を出力したか、あるいは部品を交換したか、更には、前回のレジコン時から所定以上温度が変化したかなどが挙げられる。

そして、ＣＰＵ８３は、レジコン開始条件を満たすと判別すると、テストパターンを中間転写ベルト２５上に形成して、パターン検出器６０によってテストパターンを検出することによって、レジずれ量を検出するとともに（ステップ１０２）、画像の位置ずれを補正するように、画像データに補正を施して（ステップ１０３）、画像を出力するようになっている（ステップ１０４）。なお、ＣＰＵ８３は、レジコン開始条件を満たしていないと判別すると、直ちに、画像出力動作を開始するようになっている（ステップ１０４）。

図２は本発明の実施例２に係る画像形成装置による歪み補正の結果を示した模式図である。本発明の実施例２に係る画像形成装置に備えられた画像データ補正手段９８は、画像データを主走査方向に、等間隔の六つの領域に分割し、それぞれの領域で歪み補正を行う。本実施形態の画像形成装置においては、図２の右側ように、全体画像を主走査方向に六つの領域に分割し、それぞれの領域でシフトする間隔と方向を変更し補正することにより、Skewのみでなく複雑な画像歪みも精度良く補正することができる。図２からも分かる通り、画像をより多くの領域に分割することにより精度良く画像を出力することが可能である。なお、この実施例でも分割された各々の領域は全て同サイズとなっているが、ずれ成分の特性に合わせ異なるサイズとすることも有効である。また、画像データ領域の分割数も、出力画像精度やずれ量、画像形成装置のスペック等に応じて調整することも有効である。

複数の領域に画像データを分割し、それぞれの領域でシフト量を変えてSkew・Bow を補正する場合には、特定の領域にシフトが集中することが考えられる。それぞれの領域でのシフト量には当然限界がありまた、この方式では補正量と補正分解能にはトレードオフの関係がある。したがってある領域にシフト量が集中する場合にはパフォーマンスの低下が考えられる。またこの影響はその領域のみではなく画像全体に及ぶ。

本実施例の画像形成装置では、図１３に示すように、実施例１で説明した構成のうち、歪み検出部７４と歪み補正処理部８５との間に領域間補償部７７を有し、領域間補償部７７が隣り合う領域の間で歪み補正の量を補償し合う。

複数の領域の間での歪み補正量の補償としては、例えば、次のように行うことができる。

図３のようにシフト設定単位間隔を１画素として幅７２画素の画像が単位シフト量を１画素として７画素のBow 成分をもちこれを補正することを考える。画像は４つの領域( 幅１８画素) に等分しそれぞれの領域で、一定間隔でシフトさせるものとする。

Bow 成分は完全に２次曲線であるとすると、それぞれ、
第１領域：−５画素 第２領域：−２画素 第３領域：＋２画素 第４領域：＋５画素が各領域でシフトすべき量となる。

しかし、各領域でシフトの分解能１画素を保つ最大シフト量には最大限界量がある。つまり、前述したように、画素は１画素単位でシフトされるため、図４に示すように、幅７２画素の画像を４つの領域に分割すると、１つの領域が１８画素となる。この１つの領域で例えば５画素補正しようとしても、１つの領域を最大５つの領域にわけてしか補正できないとすると、１８÷４＝４・・・２となって、４画素の領域が４つと、２画素の領域が１つとなり、結果的に４画素しか補正できないことになる。そのため、本実施例では、最大シフト量は±４画素までであり±５画素は設定できない。そこで、第１、第４領域のシフト量をそれぞれ−４画素、＋４画素にまるめるとその補正結果は図４（Case A）のようになる。ここで、１つの領域内で隣接する画素間で１画素以上変化させると、画像が粗くなってしまうため、本実施例では、隣接する画素間で１画素しか変化できないように設定されており、しかも、１つの領域は最大５つの領域にわけてしか補正できないように設定されている。そのため、上記の如く各領域でシフトの分解能１画素を保つ最大シフト量には最大限界量が生じるのである。

このとき画像全体を通しての最大シフト量は６画素となり７画素のBow を補正しきれていないことになる。そこでまるめた分の第１、第４領域のシフト量−１画素、＋１画素をそれぞれ隣接する第２、第３領域に振り分けるとその結果は図５(Case B)のようになる。それぞれのCaseでの第２、第３領域における理想描画位置からの誤差を図６に示す。Case Bでは最大のシフト量は７画素となりまた補正の誤差も( この場合には画像中央近傍で) 減少していることがわかる。また最大誤差も約2.34画素から約2.08画素へと軽減されている。本発明の実施例３に係る画像形成装置の画像データ補正手段９８は、このように、複数の領域の間で歪み補正の量を補償し合う機能を有しており、一部の領域に補正量が集中し全体の補正量や分解能が低下することを防止することができる。

複数の領域の間での歪み補正量の補償以外の構成は、実施例１で説明したものと同様である。

ここでは、Skew補正のみを説明したが、図７に示すように、倍率補正の場合についても、同様に適用することができる。図７は、主走査方向倍率補正を例示する。以下、主走査方向倍率補正を具体例として、さらに説明する。

例えば、図７左上および図７左下に示すように、画像データを補正なしに印刷すると、出力画像が、目標とする印刷幅よりも、主走査方向に短くなってしまうというレジずれが発生することがある。このようなレジずれを解決するためには、まず、出力画像がどのように縮小するかを検出し、次に、メモリ上の画像データに対し、補正用のデータを挿入するための座標（補正座標）を算出する。さらに、図７右上に示すように、メモリから画像データを読み出す際に用いられるアドレスを制御し、上述のように算出された補正座標にデータを挿入し、画像データを主走査方向に拡大するレジずれと逆相の補正を行う。このようにレジずれと逆相の補正が加えられた画像データを印刷すると、レジずれがキャンセルされて、図７右下に示すように、目標とする印刷幅に適合した出力画像を得ることができる。なお、逆に、出力画像に、主査走査方向に拡大するレジずれを生じる場合には、適切な間隔でデータを間引きすることにより、画像データに対して、主走査方向に縮小するような補正を行えばよい。

本発明の画像形成装置においては、分割されたそれぞれの領域で、独立した補正量の倍率補正を施すことによって、画像の拡大・縮小を簡単に精度良く補正し、品質の高い画像を提供することもできる。

図１は、実施例１の画像形成装置による歪み補正の結果を示した模式図である。 図２は、実施例２の画像形成装置による歪み補正の結果を示した模式図である。 図３は、補正しなかった場合の出力画像を示した模式図である。 図４は、実施例３において、CaseＡの補正をした場合の出力画像を示した模式図である。 図５は、実施例３において、CaseＢの補正をした場合の出力画像を示した模式図である。 図６は、実施例３において、CaseＡとCaseＢの補正をした場合の理想描画位置からの誤差を示す模式図である。 図７は、主走査方向倍率補正の概略を例示した模式図である。 図８は、従来技術によるSkew（画像の傾き）補正の例を示した模式図である。 図９は、従来技術によるBow （画像の湾曲）補正の例を示した模式図である。 図１０は本発明の実施例１に係る、画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンタを示す概略構成図である。 図１１は本発明の実施例１に係る、画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンタを示す概略構成図である。 図１２は本発明の実施例１に係る、画像形成装置の概略構成図である。 図１３は本発明の実施例２に係る、画像形成装置の概略構成図である。 図１４は本発明の実施例１に係る、画像形成装置の中間転写ベルト上に形成されるマークを示す斜視構成図である。 図１５は本発明の実施例１に係る、画像形成装置の中間転写ベルト上に形成されるマークを示す平面構成図である。 図１６はマーク検出手段を示す構成図である。 図１７はレジ検出ユニットを示すブロック図である。 図１８は制御回路を示すブロック図である。 図１９はマークの検出状態を示す説明図である。 図２０は画像のずれが発生していない状態を示す説明図である。 図２１は画像のずれが発生している状態を示す説明図である。 図２２は画像のずれを補正する状態を示す説明図である。 図２３は実際の補正画像を示す説明図である。 図２４は実際の補正画像と理想的な補正画像との関係を示す説明図である。 図２５は画像の補正状態を示す説明図である。 図２６は画像の補正手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１２：画像処理装置、１４：ＲＯＳ、６０：パターン検出器（画像出力状態検知手段）、７０：画像データ生成手段、７４：歪み検出部、７７：領域間補償部、８５：歪み補正処理部、９８：画像データ補正手段、１００：画像出力手段

Claims (7)

1. テストパターンの画像データを生成する画像データ生成手段と、
   前記画像データ生成手段によって生成されたテストパターンを含む画像を出力する画像出力手段と、
   前記画像出力手段によって出力されたテストパターンの画像出力状態を検知する画像出力状態検知手段と、
   前記画像データ生成手段で生成されたテストパターンの画像データと前記画像出力状態検知手段によって検知されたテストパターンの画像データに基づいて出力画像に生じる弓形歪みを含む歪みを検出する歪み検出部と、
   前記画像出力手段によって出力する画像データをあらかじめ定められた複数の領域に分割し、それぞれの領域で前記歪み検出部によって検出された出力画像に生じる弓形歪みを含む歪みに基づいて歪み補正処理された画像データを出力する画像データ補正手段と
   を備え、
   前記画像データ補正手段により歪み補正処理された画像データに基づいて前記画像出力手段によって画像を出力することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記歪み補正が、それぞれの領域で異なる量の歪み補正が可能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。
3. 前記複数の領域が、主走査方向にそれぞれ等間隔であ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. 前記複数の領域の数が、三以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記画像データ補正手段が、前記複数の領域の間で歪み補正の量を補償し合う機能を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記歪み補正が、主走査方向の画像位置ずれ量の補正を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記歪み補正が、主走査方向の倍率補正を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。

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