JP2017092782A - 画像形成装置、画像形成方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記シートにおける画像の形成位置を補正条件にしたがって補正する補正手段と、
前記シートに形成された、前記画像の形成位置を補正するための測定用画像を測定する測定手段と、
前記測定手段の個体差に起因した測定誤差を事前に取得し、前記測定手段による前記測定用画像の測定結果から当該測定誤差を低減するよう作成された低減条件を記憶する記憶手段と、
前記測定手段による前記測定用画像の測定結果に対して前記低減条件を適用することで当該測定結果に含まれている前記測定手段の個体差に起因した測定誤差を低減し、当該測定誤差を低減された当該測定結果に応じて前記補正条件を生成する生成手段と
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
図1は画像形成装置10の概略断面図である。画像形成装置10はプリンタエンジン150とイメージスキャナ100を有している。プリンタエンジン150はシートに画像を形成する画像形成手段の一例である。プリンタエンジン150は単色画像を形成するエンジンであってもよいが、ここでは多色画像を形成するエンジンが採用されている。イメージスキャナ100はシートに形成された画像を読み取る読取手段や測定用画像の位置を測定する測定手段として機能する。操作部20を通じて原稿の複写を指示されると、イメージスキャナ100は原稿台に載置された原稿を読み取り、画像データを生成する。読取部40はホームポジションP1から副走査方向D1に向かって終了ポジションP2まで移動しながら原稿を読み取ってゆく。
図2を用いて画像形成装置10の制御システムについて説明する。CPU201は各ユニットを制御する制御回路である。ROM202には、CPU201により実行される、後述のフローチャートの各種処理等を実行するために必要な制御プログラムが記憶されている。RAM203はCPU201が動作するためのシステムワークメモリである。HDD204は、イメージスキャナ100およびPCから転送された画像データや、操作部20から入力される設定情報等を記憶する。プリンタエンジン150は画像形成ステーション101y、101m、101cおよび101k、二次転写部106および定着器107などを有している。
図4は画像形成装置10によって印刷に使用されるシートに関するデータを示したシート管理テーブル400の一例を示している。画像形成装置10において使用されるシートには、たとえば、市場で入手可能なプリンタメーカによって評価済みのシートやユーザが操作部20を通じて登録したシートなどがある。シート管理テーブル400にはシートの種類ごとに属性データが登録される。シート名称511は印刷に使用されるシートを互いに識別するための情報である。その他にも、副走査方向のシート長512、主走査方向のシート長513、坪量514、表面性515などを示すデータが登録される。表面性515としては、たとえば、普通紙、エンボス、両面コートなど、シート表面の物理特性を示すデータが登録される。一般にコート処理は光沢性を向上させるために施される。エンボス処理はシート表面に凹凸を施す処理である。シートの色516は、シートの下地の色を表わすためのデータである。プレプリント紙517は印刷に使用されるシートがプレプリント紙であるか否かを識別するための情報である。プレプリント紙とは一般に罫線や枠などが印刷されたシートである。
図5は自動モードで画像形成装置10により印刷される測定チャートの一例を示している。測定チャートの表面802と裏面803には、たとえば、合計で8つの測定用画像820が形成される。なお、測定用画像820はシートの下地に対する反射率の差が大きい色(例:ブラック)のトナーを用いて形成される。これによって、イメージスキャナ100による測定チャートの読取データにおいて測定用画像820の位置を高精度に検知可能となる。測定用画像820は、測定チャートの両面においてそれぞれ四隅に形成される。測定用画像820の形成位置が理想的な形成位置であれば、測定用画像820が測定チャートのシート端から所定距離離れた位置に形成される。手動モードにおいては、シートの端から測定用画像820までの距離をユーザが測定することによって位置ずれ量520、521が求められる。
図5および図7を用いて手動モードにおける測定チャートの測定方法が説明される。本実施例では自動モード用の測定チャートと手動モード用の測定チャートとは同一であるものとして説明する。なお、測定のしやすさの観点からそれぞれのモードに適した別の測定用画像の画像データがパターンジェネレータ70に格納されていてもよい。この場合、操作部20を通じて手動モードの実行が指示されると、パターンジェネレータ70は手動モード用の画像データを出力する。また、操作部20を通じて自動モードの実行が指示されると、パターンジェネレータ70は自動モード用の画像データを出力する。
図8および図9を用いて自動モードにおいて位置演算部213が実行する形成位置のずれ量の演算方法が説明される。また、ここではイメージスキャナ100の個体差を低減する処理についても合わせて説明される。図8はイメージスキャナ100の個体差に起因して発生する直角度の読取誤差を示した図である。画像形成装置10は両面印刷を実行することで両面に測定用画像が形成された測定チャートを出力する。表面802aは実際に出力された測定チャートの表面を示している。裏面803aは実際に出力された測定チャートの裏面を示している。この例では正しい直角度でもって測定チャートが形成されたものと仮定されている。
xpd=x11+(x12−x11) ・・・・・(1)
ypd=−xpd/a0 + b ・・・・・(2)
a0=(y11−y13)/(x11−x13) ・・・・・(3)
ここで、bは傾きが−1/a0で、かつ、座標(x11、y11)を通過する直線のy切片である。読取直角度δtは直角理想点PD(xpd、ypd)と座標(x12、y12)との距離であるから、次式により求められる。
δt=sqrt((x12−xpd)^2+(y12−ypd)^2) ・・・・・(4)
ここで関数sqrt()は平方根を求める関数である。演算記号“^”は累乗を意味する記号である。
ここで、読取直角度δtは、イメージスキャナ100の個体差に起因した直角度ずれδを含んだ値である。そのため、位置演算部213は読取直角度δtと個体差に起因した直角度ずれδを用いて直角度補正量dを求める。
d=δt+δ ・・・・・(5)
ここで、d、δt、δはそれぞれ1mmあたりの傾きを示す指標値であるため、単純加算が可能なパラメータとしてHDD204に格納される。なお、直角度補正量dはシート管理テーブル400に保持されてもよい。なお、直角度補正量dは第一の直角補正条件と呼ばれてもよい。δはイメージスキャナ100の個体差に起因した測定誤差(読取誤差データ)である。直角度補正量dはイメージスキャナ100による測定用画像の測定結果から当該測定誤差を低減するよう作成された低減条件である。
x21=x11 − 0.5d×cos(θ0) ・・・・・(6)
y21=y11 − 0・5d×sin(θ0) ・・・・・(7)
x22=x12 + 0.5d×cos(θ1) ・・・・・(8)
y22=y12 + 0・5d×sin(θ1) ・・・・・(9)
なお、θ1はarctan(a1)である。 傾きa1が正の傾きの場合、位置演算部213は以下の式に基づいて新たな座標(x21、y21)および(x22、y22)を決定する。
x21=x11 + 0.5d×cos(θ0) ・・・・・(10)
y21=y11 + 0・5d×sin(θ0) ・・・・・(11)
x22=x12 − 0.5d×cos(θ1) ・・・・・(12)
y22=y12 − 0・5d×sin(θ1) ・・・・・(13)
同様に、座標(x13、y13)や座標(x14、y14)も直角度補正量dに基づいてそれぞれ座標(x23、y23)、(x24、y24)に補正される。傾きa1が負であれば、以下の式が適用される。
x23=x13 − 0.5d×cos(θ0) ・・・・・(14)
y23=y13 − 0・5d×sin(θ0) ・・・・・(15)
x24=x14 + 0.5d×cos(θ1) ・・・・・(16)
y24=y14 + 0・5d×sin(θ1) ・・・・・(17)
傾きa1が正であれば、以下の式が適用される。
x23=x13 + 0.5d×cos(θ0) ・・・・・(18)
y23=y13 + 0・5d×sin(θ0) ・・・・・(19)
x24=x14 − 0.5d×cos(θ1) ・・・・・(20)
y24=y14 − 0・5d×sin(θ1) ・・・・・(21)
ただし、θ0およびθ1は次のように定義される。
θ0=atan(a0),θ1=atan(a1)
このようにして、表面および裏面ともにイメージスキャナ100に固有の直角度ずれ値δの影響が、測定チャートの読取結果から低減される。また、直角度ずれ値δを用いて補正された読取結果を用いて画像データが補正されるため、画像形成装置10が出力される画像の直角度が正しくなる(つまり、直角度がゼロに近づく)。
x2m=x1m − 0.5d×α×cos(θ0) ・・・・・(22)
y2m=y1m − 0・5d×α×sin(θ0) ・・・・・(23)
傾きa1が負であり、かつ、点(x1m、y1m)が中点よりも座標(x12、y12)に近い場合、以下の式が適用される。
x2m=x1m + 0.5d×α×cos(θ1) ・・・・・(24)
y2m=y1m + 0・5d×α×sin(θ1) ・・・・・(25)
傾きa1が正であり、かつ、点(x1m、y1m)が中点よりも座標(x11、y11)に近い場合、式(24)、式(25)が適用される。一方で、傾きa1が正であり、かつ、点(x1m、y1m)が中点よりも座標(x12、y12)に近い場合、式(22)、式(23)が適用される。
α=Lm/L1 ・・・・・(26)
L1は座標(x11、y11)と座標(x12、y12)の中点から座標(x11、y11)までの距離である。Lmは座標(x11、y11)と座標(x12、y12)の中点から点(x1m、y1m)までの距離である。座標(x11、y11)と座標(x12、y12)を結ぶ直線上に無い任意の点(x1n、y1n)は点(x2n、y2n)に変換される。たとえば、座標(x11、y11)と座標(x12、y12)の中点を通る傾きa0の直線と点(x1n、y1n)を通り傾きa1の直線との交点を基準として、点(x1m、y1m)と同様手法で移動することで点(x2n、y2n)が得られる。
図10を用いて自動モードにおける処理の流れが説明される。S1000でCPU201はシートの種類を特定する情報を操作部20などを通じて取得する。S1001でCPU201はパターンジェネレータ70に測定チャート用の画像データを出力させ、プリンタエンジン150に測定チャートを作成させる。S1002でCPU201は、イメージスキャナ100を制御して測定チャートを読み取る。S1003でCPU201は測定チャートの読み取りが完了したかどうかを判定する。たとえば、n枚の測定チャートを作成した場合、CPU201は、イメージスキャナ100により読み取られた測定チャートの枚数とnとが一致しているかどうかを判定する。シートの両面に測定用画像を形成した場合は、CPU201は、イメージスキャナ100により読み取り回数と2nとが一致しているかどうかを判定する。各面を二回に分けて読み取る場合、CPU201は、イメージスキャナ100により読み取り回数と4nとが一致しているかどうかを判定する。測定チャートの読み取りが完了していない場合、CPU201は次の測定チャートをイメージスキャナ100に読み取らせる。測定チャートの読み取りが完了した場合、CPU201はS1004に進む。S1004でCPU201は測定チャートの読取結果に基づいてシートに対する画像の位置ずれ量を演算する。さらに、CPU201は上述した変換式を求めてシート管理テーブル400に格納する。つまり、CPU201は操作部20から入力されたシートの種類に対応付けて補正条件(ずれ量や変換式など)をシート管理テーブル400に格納する。
図12を用いて通常のプリントシーケンスにおける位置ずれの補正フローが説明される。通常のプリントシーケンスとは、画像形成装置10がイメージスキャナ100によって読み取られた原稿の画像を印刷することや、画像形成装置10が不図示のPCから転送されてきた画像データに基づいてシートに画像を形成することである。S1200でCPU201は操作部20などを通じて入力されたシートの種類を特定する情報を取得する。S1201でCPU201は操作部20などを通じて指定されたシートの種類に対応した変換式をシート管理テーブル400から読み出す。上述したようにこの変換式は測定チャートを用いて取得された形成位置のずれ量を補正するための変換式である。本実施例では、上述したように、直角度補正量dに基づいてそれぞれ測定チャートの読取結果が補正されているため、変換式の精度が向上している。S1202でCPU201は画像データを変換する。たとえば、CPU201は位置補正部211に変換式を設定し、位置補正部211に画像データを変換させる。上述したように変換式を適用することで画像データが示す画像の形状が事前に変形されることにある。この変形は、プリンタエンジン150で発生する変形を相殺するような変形である。S1203でCPU201は画像形成を実行する。たとえば、CPU201はプリンタエンジン150を制御して、画像処理部210から出力された画像データに基づいて、シートの表面に画像を形成させる。
本実施例によれば、イメージスキャナ100に固有の直角度ずれδに起因して発生する測定チャートの読取誤差が低減される。つまり、プリンタエンジン150によって発生する測定チャートの直角度ずれδtを正しく測定することが可能となる。その結果、画像の形成位置がより正確に補正することが可能な変換式が作成されるようになる。たとえば、表面と裏面とでそれぞれ個別に変換式を作成し、これらの変換式を用いて画像データを補正して両面印刷を実行することで、シートの表裏について画像の形成位置が精度よく補正される。また、これにより画像の直角度も正しく補正される。つまり、表面の直角度と裏面の直角度をともにゼロに近づけることが可能となる。
本実施例によれば、イメージスキャナ100の個体差に起因した測定誤差(直角度ずれδ)がイメージスキャナ100の製造時に取得され、HDD204等の記憶手段に保持される。また、イメージスキャナ100の読取結果にはプリンタエンジン150によって発生する直角度ずれδtに個体差に起因する直角度ずれδに加算することで直角度補正量dが得られる。よって、直角度補正量dはイメージスキャナ100による測定用画像の測定結果から当該測定誤差を低減するよう作成された低減条件の一例である。位置演算部213はイメージスキャナ100による測定用画像の測定結果に対して低減条件を適用することで当該測定結果に含まれているイメージスキャナ100の個体差に起因した測定誤差を低減する。位置演算部213は当該測定誤差を低減された当該測定結果に応じて補正条件(位置ずれ量や変換式)を生成する。位置補正部211はシートにおける画像の形成位置を補正条件にしたがって補正する。このようにイメージスキャナ100に存在する個体差が基準画像である測定用画像の読取結果に及ぼす影響が削減されるため、画像形成位置の補正精度が向上する。
Claims (10)
- シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記シートにおける画像の形成位置を補正条件にしたがって補正する補正手段と、
前記シートに形成された、前記画像の形成位置を補正するための測定用画像を測定する測定手段と、
前記測定手段の個体差に起因した測定誤差を事前に取得し、前記測定手段による前記測定用画像の測定結果から当該測定誤差を低減するよう作成された低減条件を記憶する記憶手段と、
前記測定手段による前記測定用画像の測定結果に対して前記低減条件を適用することで当該測定結果に含まれている前記測定手段の個体差に起因した測定誤差を低減し、当該測定誤差を低減された当該測定結果に応じて前記補正条件を生成する生成手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記測定手段は、前記シートの第一面に形成された前記測定用画像を測定するとともに、当該シートの第二面に形成された前記測定用画像を測定するように構成されており、
前記生成手段は、前記第一面に形成された前記測定用画像の測定結果に対して前記低減条件を適用することで当該測定結果に含まれている前記測定手段の個体差に起因した測定誤差を低減し、当該測定誤差を低減された当該測定結果に応じて前記第一面に形成される画像の形成位置を補正する第一補正条件を生成し、前記第二面に形成された前記測定用画像の測定結果に対して前記低減条件を適用することで当該測定結果に含まれている前記測定手段の個体差に起因した測定誤差を低減し、当該測定誤差を低減された当該測定結果に応じて前記第二面に形成される画像の形成位置を補正する第二補正条件を生成するように構成されており、
前記補正手段は、前記シートの前記第一面に形成される画像の形成位置を前記第一補正条件に応じて補正し、前記シートの前記第二面に形成される画像の形成位置を前記第二補正条件に応じて補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記測定手段は、前記測定用画像の前半部分と後半部分とを別個に測定し、前記測定用画像の測定結果は前記測定用画像の前半部分の読取結果と後半部分の読取結果とを合成することで作成されること特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記生成手段は、前記測定用画像の測定結果に基づき前記補正条件を生成する自動モードと、前記シートに形成された前記測定用画像についてユーザにより測定されて入力された数値に基づき前記補正条件を生成する手動モードとを備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記測定誤差は画像の直角度に関する誤差であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は、前記シートの左上の隅、左下の隅、右上の隅および右下の隅のそれぞれに前記測定用画像を形成するように構成されており、
前記生成手段は、前記シートの左上の隅に形成された前記測定用画像と前記シートの左下の隅に形成された前記測定用画像とを結ぶ第一直線を決定し、前記シートの左上の隅に形成された前記測定用画像を通り、かつ、前記第一直線と直交する第二直線を決定し、前記シートの右下の隅に形成された前記測定用画像と前記シートの右上の隅に形成された前記測定用画像とを結ぶ第三直線を決定し、前記第二直線と前記第三直線との交点を直角理想点に決定し、当該直角理想点と前記シートの右上の隅に形成された前記測定用画像との距離を前記画像形成手段により付与された直角度のずれδtとして決定し、前記直角度のずれδtに前記測定手段の個体差に起因した測定誤差δを加算することで直角度補正量dを決定し、当該直角度補正量dを用いて前記補正条件を生成することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 画像の形成位置を補正するための測定用画像をシートに形成し、前記シートに形成された測定用画像を読取装置で読み取り、当該測定用画像の読取結果に含まれている当該読取装置の個体ごとに固有の読み取り誤差を、当該読取装置から事前に取得された誤差データを用いて低減し、当該読み取り誤差を低減された当該読取結果に応じて前記画像の形成位置を補正することを特徴とする画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、前記シートの第一面と第二面とにそれぞれ測定用画像を形成し、前記読取装置により前記第一面に形成された前記測定用画像と前記第二面に形成された前記測定用画像とをそれぞれ読み取り、前記第一面に形成された前記測定用画像の読取結果に含まれている当該読取装置の個体ごとに固有の読み取り誤差を、当該読取装置から事前に取得された誤差データを用いて低減し、当該読み取り誤差を低減された当該第一面についての読取結果に応じて当該第一面についての画像の形成位置を補正するための補正条件を作成し、前記第二面に形成された前記測定用画像の読取結果に含まれている当該読取装置の個体ごとに固有の読み取り誤差を、当該読取装置から事前に取得された誤差データを用いて低減し、当該読み取り誤差を低減された当該第二面についての読取結果に応じて当該第一面についての画像の形成位置を補正するための補正条件を作成することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置に、画像の形成位置を補正するための測定用画像をシートに形成させる工程と、
前記シートに形成された測定用画像を読取装置に読み取らせる工程と、
当該測定用画像の読取結果に含まれている当該読取装置の個体ごとに固有の読み取り誤差を、当該読取装置から事前に取得された誤差データを用いて低減する工程と、
当該読み取り誤差を低減された当該読取結果に応じて前記画像の形成位置を補正する工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。 - 画像形成装置に、画像の形成位置を補正するための測定用画像をシートに形成させる工程と、
前記シートに形成された測定用画像を読取装置に読み取らせる工程と、
当該測定用画像の読取結果に含まれている当該読取装置の個体ごとに固有の読み取り誤差を、当該読取装置から事前に取得された誤差データを用いて低減する工程と、
当該読み取り誤差を低減された当該読取結果に応じて前記画像の形成位置を補正する工程と
をコンピュータに実行させるプログラム。
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