JP2021036210A - 画像検査装置、画像形成装置及び画像検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より適切に形成画像の異常を検出することのできる画像検査装置、画像形成装置及び画像検査方法を提供する。【解決手段】画像検査装置は、形成された画像の撮影データと、形成された画像の元画像データとを比較して形成画像の異常を検出する。画像検査装置は、元画像データの鮮鋭度を抑制させる調整を行う調整部と、調整がなされた元画像データと撮影データとを比較して異常を検出する検出部と、を備え、調整部は、抑制を部分的に制限することが可能である。【選択図】図５

Description

この発明は、画像検査装置、画像形成装置及び画像検査方法に関する。

従来、画像形成装置による形成画像を撮影（撮像）して当該撮影データと形成対象の元画像データとを比較することで、画像の形成異常を検査する技術がある。しかしながら、画像の形成時には、トナーといった色材が画像データにおける画素と同形状の範囲に収まるわけではないので、輪郭に違いが生じる。また、撮像解像度及び各画素の記録位置に応じて形成画像を厳密には復元できない場合がある。

これに対し、特許文献１では、元画像データの濃淡のエッジを検出し、エッジ近傍での濃度ずれの判定精度を他の部分と異ならせることで、異常の誤検出を抑制する技術が開示されている。また、特許文献２では、撮影データと元画像データとの差分に係る閾値を、画像の範囲を複数に分割した領域ごとに設定する技術について開示されている。

特開２０１４−５５８５２号公報 特開２０１６−２０６６９１号公報

しかしながら、上記技術では、輝度値が局所的に大きく変化して極値をとる細線や点などにおいて、異常を適切に判断することができないという課題がある。

この発明の目的は、より適切に形成画像の異常を検出することのできる画像検査装置、画像形成装置及び画像検査方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
形成された画像の撮影データと、前記形成された画像の元画像データとを比較して形成画像の異常を検出する画像検査装置であって、
前記元画像データの鮮鋭度を抑制させる調整を行う調整部と、
前記調整がなされた前記元画像データと前記撮影データとを比較して異常を検出する検出部と、
を備え、
前記調整部は、前記抑制を部分的に制限することが可能である
ことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像検査装置において、
前記調整部は、検出対象の前記異常の種別に応じて前記制限の内容を定めることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像検査装置において、
前記調整部は、前記形成された画像が暗くなる異常部分の検出を行う場合には、前記元画像データが前記抑制により明るくなる部分に対する当該抑制を制限することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の画像検査装置において、
前記調整部は、前記形成された画像が明るくなる異常部分の検出を行う場合には、前記元画像データが前記抑制により暗くなる部分に対する当該抑制を制限することを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像検査装置において、
前記調整部は、前記元画像データに対し、前記制限をする範囲を設定することを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像検査装置において、
外部からの入力操作を受け付ける操作受付部を備え、
前記調整部は、前記操作受付部が受け付けた前記範囲内で前記調整を行うことを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の画像検査装置において、
前記調整部は、前記範囲を各画素の画素値に基づいて設定することを特徴とする。

また、請求項８記載の発明は、請求項５又は６記載の画像検査装置において、
前記調整部は、輝度値が所定の方向に沿って基準の変化率以上で変化する領域を含むように定めることを特徴とする。

また、請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像検査装置において、
前記撮影データは異なる複数の波長帯画像を組み合わせたカラー画像であり、
前記調整部は、前記複数の波長帯画像のうち一部に基づいて前記調整を行うことを特徴とする。

また、請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像検査装置において、
前記調整部は、前記元画像データを前記調整した場合の当該調整の前後における変化量の最大値を制限する前記調整を行うことを特徴とする。

また、請求項１１記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像検査装置において、
前記調整部は、前記元画像データを前記調整した場合の当該調整の前後における変化量が所定の上限値を超える場合に、当該上限値を超える部分に対しては前記調整を行わないことを特徴とする。

また、請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像検査装置において、
前記調整部は、低域通過フィルターを用いて前記調整を行うことを特徴とする。

また、請求項１３記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像検査装置において、
前記調整部は、画像の平滑化により前記調整を行うことを特徴とする。

また、請求項１４記載の発明は、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像検査装置と、
画像を形成する形成動作部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項１５記載の発明は、
形成された画像の撮影データと、前記形成された画像の元画像データとを比較して形成画像の異常を検出する画像検査方法であって、
前記元画像データの鮮鋭度を抑制させる調整を行う調整ステップ、
前記調整がなされた前記元画像データと前記撮影データとを比較して異常を検出する検出ステップ、
を含み、
前記調整ステップでは、前記抑制を部分的に制限することが可能である
ことを特徴とする。

本発明に従うと、より適切に形成画像の異常を検出することができるという効果がある。

画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 形成画像データと対象画像データとの比較の例を示す図である。 輝度値の分布を示す図である。 画像形成制御処理の制御手順を示すフローチャートである。 画像検査処理の制御手順を示すフローチャートである。 画像検査処理の変形例１を示すフローチャートである。 画像検査処理の変形例２を示すフローチャートである。 画像検査処理の変形例３を示すフローチャートである。 画像検査処理の変形例４を示すフローチャートである。 画像検査処理の変形例５を示すフローチャートである。 画像検査処理の変形例６を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の画像検査装置を含む画像形成装置１００の機能構成を示すブロック図である。

画像形成装置１００は、画像データに基づく画像形成動作と、形成された画像の読み取り（スキャン）動作とが可能である。画像形成装置１００は、制御部１０（調整部及び検出部を有する画像検査装置）と、記憶部２０と、通信部３０と、入出力インターフェイス４０と、表示部５０と、操作受付部６０と、形成動作部７０と、画像読取部８０などを備える。

制御部１０は、画像形成装置１００の各部を統括制御し、画像形成などの各種動作を行わせる。制御部１０は、ＣＰＵ１１（Central Processing Unit；プロセッサー）とメモリー１２などを有する。

ＣＰＵ１１は、各種演算処理を行い、プログラムなどに基づく制御動作を実行する。メモリー１２には、ＲＡＭ（Random Access Memory）が含まれ、ＲＡＭは、ＣＰＵ１１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶保持する。また、メモリー１２には、各種プログラム及び設定データを記憶するフラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーが含まれていてもよい。これらのＲＡＭ及び不揮発性メモリーは、記憶部２０と共通であってもよい。

記憶部２０は、各種データを記憶する。記憶部２０には、ジョブデータ２１及び形成画像の異常検出設定２２が記憶保持されている。ジョブデータ２１の記憶領域は、大容量を高速処理可能な揮発性メモリー（ＤＲＡＭ）などであってもよい。異常検出設定２２は、フラッシュメモリー及び／又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性メモリーに記憶保持される。

ジョブデータ２１は、外部機器などから取得される画像形成命令（印刷命令）のデータである。ジョブデータ２１には、形成対象の画像データ（形成される画像の元画像データ。以降では対象画像データと記す）及び画像形成動作に係る設定データが含まれる。設定データには、例えば、画像が形成される媒体の種別及び向き、並びに両面形成の要否、画像形成枚数などの設定が含まれ得る。画像データは、特に限られないが、ＣＭＹＫなど複数の色成分画像を組み合わせたカラー画像であってもよい。

異常検出設定２２は、後述のように、形成された画像の読み取りデータ（形成画像データ）と対象画像データとの比較による異常検出時における検出基準などを定める設定データである。

通信部３０は、所定の通信規格に従ってネットワークを介した外部機器との通信を制御する。通信部３０は、例えば、ネットワークカードなどを有し、外部機器のコンピューターなどとＬＡＮ（Local Area Network）を介した通信が可能であってよい。

入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４０は、各種周辺機器などとの接続端子を有する。入出力Ｉ／Ｆ４０には、表示部５０と、操作受付部６０と、形成動作部７０と、画像読取部８０などが接続されている。

表示部５０は、ディスプレイを有し、制御部１０の制御に基づいて各種ステータス、ガイダンス及び選択メニューなどの表示を行う。ディスプレイは、特には限られないが、例えば、液晶ディスプレイである。また、表示部５０は、ディスプレイに加えて／代えてＬＥＤランプなどを有していてもよい。

操作受付部６０は、ユーザー操作などの外部からの入力を受け付ける。操作受付部６０は、例えば、タッチパネルを有する。当該タッチパネルは、表示部５０のディスプレイと重なって位置しており、ディスプレイの表示内容と対応付けられて操作内容が特定される。また、操作受付部６０は、タッチパネルに加えて／代えて押しボタンスイッチなどを有していてもよい。

形成動作部７０は、ジョブデータ２１に含まれる対象画像データに基づく画像を形成する。形成動作部７０は、特には限られないが、ここでは、所定のトレイから供給された媒体に電子写真方式で画像を形成する構成を有する。形成動作部７０は、例えば、ＣＭＹＫ４色の色材を媒体に付与することでカラー画像を形成することができる。

画像読取部８０は、形成動作部７０により画像形成された媒体上の形成画像を撮影して形成画像データ（形成された画像の撮影データ）を取得する。画像読取部８０は、所定方向（搬送方向）に搬送される媒体の当該搬送方向に交差する向きに撮像素子が一次元配列された一次元スキャナーなどを有し、各撮像素子による読み取りと媒体の搬送との組み合わせにより二次元の形成画像データが得られる。すなわち、画像読取部８０は、形成動作部７０から排出される媒体の排出経路上に画像形成面を撮影可能に位置している。画像読取部８０は、例えば、ＲＧＢの３波長帯域（複数の異なる波長帯域）で撮影を行うことでカラー画像の読み取りが可能であってよい。ただし、白地に黒文字が画像形成されるような単色画像を読み取る場合などには、必ずしも全ての波長で撮影されたデータが用いられなくてもよい。一部の波長帯域の画像で後述の検査が行われてよい。

次に、本実施形態の画像形成装置１００による画像検査の動作内容（画像検査方法）について説明する。
画像形成装置１００では、対象画像データ（元画像データ）と形成画像データとを比較することで、対象画像データで意図された通りの形成画像が正常に得られたか否かを判別（異常を検出）する。例えば、媒体上の汚れを検出する場合には、各画素で形成画像データの画素値（輝度又は濃度階調）が対象画像データの画素値よりも所定の基準誤差範囲以上低いか否かが判別される。媒体上への色材の付与欠損を検出する場合には、各画素で形成画像データの画素値が対象画像データの画素値よりも所定の基準誤差範囲以上高いか否かが判別される。
なお、対象画像データの解像度が形成画像データの読み取り解像度よりも高い場合には、比較に用いられる対象画像データを形成画像データの解像度に合わせて変換してよい。

実際には、形成画像では、画像を形成する色材（トナー）の付着（定着）範囲は、画像形成動作及び媒体の特性などに応じて方形状の画素の配列で規定される対象画像データの当該画素の形状と同一の方形状とはならない。特に対象画像データにおける輝度値の変化が大きい境界においては、連続的な変化が生じる。したがって、この連続的な変化の撮影部分（形成画像データ）では、輝度値が対象画像データの輝度値よりも低くなって、そのままでは汚れなどと判定されやすい。このような画像形成状態に応じて、対象画像データ（元画像データ）に対して低域通過フィルター（ＬＰＦ）を利用して鮮鋭度を抑制（低下）させる調整を行った、すなわち、エッジを構成する高周波数成分を抑制させてエッジをぼかした補正画像が比較対象とされて、形成動作部７０及び媒体の特性により近い画像により異常の判定が行われる。なお、鮮鋭度を抑制させることの可能なものであれば、他の方法、例えば、ガウシアンフィルターを適用したり、形成画像データの複数画素単位で移動平均を算出したりして解像度を落としたりすることで平滑化することによっても画像をぼかすことが可能である。

図２は、形成画像データと対象画像データとの比較の例を示す図である。
図２（ａ）に示す元の対象画像が形成動作部７０により形成されて画像読取部８０により読み取られた結果が図２（ｂ）である。上述のように、形成画像の読み取り結果では、元の対象画像に比して文字を示す黒部分の境界が若干ぼやける傾向がある。

上記のように、図２（ａ）の対象画像データに対してＬＰＦが適用されると、補正された対象画像データでは、図２（ｃ）に示すように、特に、幅が１画素程度の細線部分Ｌの輝度値が周囲の画素に分散されることで、細線部分Ｌに該当する部分の輝度値が大きく上昇する。これにより、細線部分Ｌが正常に画像形成された場合に、補正された対象画像データにおける輝度値が形成画像データにおける輝度値よりも上記基準誤差範囲以上高い値となって、汚れの異常と誤判別される場合が生じる。

図３は、図２のエリアＢにおける輝度値を図内上側から下側に順に並べた分布を示す図である。
細かい間隔で大きな濃淡差を有し、鮮鋭度の高い対象画像データ（ａ）に対し、ＬＰＦを適用して高周波数成分を抑制した輝度分布（ｃ）では、細い縞状構造部分における濃淡差が大きく圧縮されて平滑化される。これにより、特に、画素１１、１４などの黒横線対応部分では、形成画像データ（ｂ）よりも輝度値が大きくなる逆転部分が生じており、汚れ部分（暗くなる異常部分）の検出に問題を来す。

本実施形態の画像形成装置１００では、対象画像データの補正時にこのようなＬＰＦによる濃度の分散に応じた鮮鋭度の抑制により元画像データが明るくなる部分の当該抑制を部分的に制限する。ここでは、まず、対象画像データに対して上記ＬＰＦを適用した補正済の対象画像データを生成し、この補正済の対象画像データと元の対象画像データとを各画素で比較する。そして、濃度の分散により画素値が所定の変化上限値以上上昇した画素について、上記補正による画素値の変更を取り消す。すなわち、図２（ｄ）及び図３（ｄ）に示すように、周囲（主に上下の白地部分）に分散された濃度を維持しつつ、分散元の黒細線部分については、当該分散による濃度の上昇をさせない。変化上限値は、ＲＧＢの各色について各々定められてもよいし、ＲＧＢの各値を統合又は変換したパラメーター（例えば明度など）に対して定められてもよい。

なお、画像欠損（明るくなる異常部分）を検出する場合、反対に、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すように、黒細線の隙間部分ＳにおいてＬＰＦの適用画像における輝度値が大きく低下して、形成画像の読み取りデータよりも小さくなる場合がある。このような領域の異常の誤検出を避ける場合には、上記と同様に、隙間部分Ｓ、すなわち、鮮鋭度の抑制により元画像データが暗くなる部分の画素について、ＬＰＦの適用による画素値の変更を取り消す（部分的に制限する）こととしてもよい。すなわち、鮮鋭度の制限に係る処理の内容（範囲及び基準）は、検出対象の異常の種別に応じて定められてよい。

図４は、本実施形態の画像形成装置１００で実行される画像形成制御処理の制御部１０による制御手順を示すフローチャートである。この画像形成制御処理は、ジョブデータが取得された場合などに開始される。

画像形成制御処理が開始されると、制御部１０（ＣＰＵ１１）は、ジョブデータを読み込んで設定データに応じた設定を行う（ステップＳ４０１）。制御部１０は、画像データを処理してラスター化（ビットマップ化）する（ステップＳ４０２）。

制御部１０は、形成動作部７０に制御信号を出力し、媒体を供給させて、当該媒体に対して画像形成動作を行わせる（ステップＳ４０３）。制御部１０は、画像が形成された媒体上の画像を画像読取部８０により撮影、読み取りさせる（ステップＳ４０４）。

制御部１０は、後述の画像検査処理を呼び出して実行させる（ステップＳ４０５）。制御部１０は、画像検査処理により形成画像又は媒体に異常が検出されたか否かを判別する（ステップＳ４０６）。検出されていないと判別された場合には（ステップＳ４０６で“ＮＯ”）、制御部１０は、媒体を正常排出させる（ステップＳ４１１）。

制御部１０は、設定された枚数の画像が形成されたか否かを判別する（ステップＳ４１２）。形成されていないと判別された場合には（ステップＳ４１２で“ＮＯ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ４０３に戻る。形成されたと判別された場合には（ステップＳ４１２で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、画像形成制御処理を終了する。

ステップＳ４０５の画像検査処理の結果、ステップＳ４０６の判別処理で異常が検出されたと判別された場合には（ステップＳ４０６で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、異常が検出された媒体を正常に画像形成された媒体と分離して排出させる（ステップＳ４０７）。制御部１０は、画像形成動作の停止基準を満たすか否かを判別する（ステップＳ４０８）。満たしていないと判別された場合には（ステップＳ４０８で“ＮＯ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ４１２へ移行する。なお、この場合、異常排出された媒体は、画像形成枚数に含まれないこととしてよい。

ステップＳ４０８の判別処理で、停止基準を満たすと判別された場合には（ステップＳ４０８で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、画像形成動作を中止させて、表示部５０やその他報知動作の可能な構成により異常を示す報知動作を行わせる（ステップＳ４０９）。そして、制御部１０は、画像形成制御処理を終了する。

図５は、画像形成制御処理で呼び出される画像検査処理（本実施形態の画像検査方法）の制御部１０による制御手順を示すフローチャートである。なお、この画像検査処理は、画像形成制御処理とは独立に操作受付部６０への所定の入力操作に応じて呼び出されて実行されてもよい。

画像検査処理が開始されると、制御部１０（ＣＰＵ１１）は、形成画像データＩＦを読み込む（ステップＳ１０１）。上述のように、白黒画像などの場合には、一部の波長帯域の画像データ（例えば、Ｒ波長の画像データ）のみを読み込むこととしてよい。制御部１０は、対象画像データＩＯを読み込む（ステップＳ１０２）。制御部１０は、２枚の画像データにおける画像の位置合わせを行う（ステップＳ１０３）。位置合わせは周知の方法でなされてよく、例えば、制御部１０は、２つの画像の一致度が最大となる位置関係を特定する。位置合わせにおける相対移動には、平行移動に加えて回転移動が含まれていてもよい。また、更に、縦横比の変形が含まれてもよい。複数枚の同一又は類似画像を続けて形成する場合には、位置関係はほぼ同一に近いものと考えられるので、前回に特定された位置関係の近傍でのみ２つの画像の一致度を算出して位置合わせを行ってもよい。

制御部１０は、対象画像データＩＯに対して解像度調整を行い、また、ＬＰＦを適用して高周波数空間変動の抑制、すなわち鮮鋭度の抑制処理を行って、補正済データＩＭを生成する（ステップＳ１０４）。なお、複数枚の同一画像を繰り返し形成する場合に、補正済データＩＭも同一でよければステップＳ１０４の処理を２回以上繰り返す必要はない。

制御部１０は、補正済データＩＭと対象画像データＩＯの画素値を画素位置（ｘ、ｙ）ごとに比較する（ステップＳ１０５）。制御部１０は、補正済データＩＭの画素値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））が対象画像データＩＯの画素値Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））から変化上限値Ｌｔｈ（所定の上限値）以上大きく変化しているか否かを判別する（ステップＳ１０６）。変化していると判別された場合には（ステップＳ１０６で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、補正済データＩＭの画素位置（ｘ、ｙ）のデータをもとの対象画像データＩＯの画素位置（ｘ、ｙ）のデータに戻す（当該画素（部分）の調整を行わない）（ステップＳ１０７）。それから、制御部１０の処理は、ステップＳ１０８に移行する。変化していないと判別された場合には（ステップＳ１０６で“ＮＯ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０８の処理に移行すると、制御部１０は、全ての画素位置（ｘ、ｙ）について、比較が終了したか否かを判別する（ステップＳ１０８）。終了していないと判別された場合には（ステップＳ１０８で“ＮＯ”）、制御部１０は、画素位置（ｘ、ｙ）を変更して処理をステップＳ１０５に戻す。
ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理が、本実施形態の画像検査方法における調整ステップを構成する。

全ての画素位置（ｘ、ｙ）について比較が終了したと判別された場合には（ステップＳ１０８で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、得られている補正済データＩＭと形成画像データＩＦとを比較して、上限基準値に基づいて異常の検出を行う（ステップＳ１０９；検出ステップ）。制御部１０は、異常の検出結果を出力し（ステップＳ１１０）、異常検査処理を終了する。

図６は、図５に示した画像検査処理の変形例１を示すフローチャートである。
この画像検査処理では、上記の画像検査処理に対してステップＳ１１４が追加されている点のみが異なり、同一の処理内容には同一の符号を付して説明を省略する。

ステップＳ１０４の処理で補正済データＩＭが生成されると、制御部１０は、検査対象とする異常の種別に応じて変化上限値Ｌｔｈを設定する（ステップＳ１１４）。それから、制御部１０の処理は、ステップＳ１０５に移行する。

図７は、画像検査処理の変形例２を示すフローチャートである。
この処理は、変形例１の画像検査処理のうちステップＳ１１４、Ｓ１０５、Ｓ１０８の処理がそれぞれステップＳ１１４ａ、Ｓ１０５ａ、Ｓ１０８ａに置き換えられている。その他の処理は同一であり、同一の処理内容には同一の符号を付して説明を省略する。

ステップＳ１０４の処理で補正済データＩＭが生成されると、制御部１０は、全画像範囲のうち、所定の基準周波数以上の空間変化の強度が基準以上となる変化範囲を特定する（ステップＳ１１４ａ）。これは、すなわち、文字の境界といったエッジで急激な濃度変化を生じている部分を選択的に特定する処理である。変化範囲は、例えば、フーリエ変換により得られるスペクトル強度のうち所定の高周波数成分の範囲を選択し、戻された空間分布における強度が大きいエリア、すなわち、所定の方向に沿った輝度値の変化率が基準以上である領域を包含するように定められればよい。変化範囲は、ステップＳ１０５ａ〜Ｓ１０８ａの処理が必要のない部分を除外できればよく、上記エッジを包含するように大雑把に定められてよい。

制御部１０は、特定された変化範囲内の各画素位置（ｘ、ｙ）について、画素値Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））、画素値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））を比較する（ステップＳ１０５ａ）。それから、制御部１０の処理は、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０７の処理後、又はステップＳ１０６の判別処理で“ＮＯ”に分岐した後、制御部１０は、変化範囲内のすべての画素位置（ｘ、ｙ）について、輝度値の比較が終了したか否かを判別する（ステップＳ１０８ａ）。終了していないと判別された場合には（ステップＳ１０８ａで“ＮＯ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ１０５ａに戻る。終了したと判別された場合には（ステップＳ１０８ａで“ＹＥＳ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ１０９へ移行する。

図８は、画像検査処理の変形例３を示すフローチャートである。
この処理は、変形例１の画像検査処理のうちステップＳ１１４、Ｓ１０５、Ｓ１０８の処理がそれぞれステップＳ１１４ｂ、Ｓ１０５ｂ、Ｓ１０８ｂに置き換えられている。その他の処理は同一であり、同一の処理内容には同一の符号を付して説明を省略する。

ステップＳ１０４の処理で補正済データＩＭが生成されると、制御部１０は、全画像範囲のうち、上記のように補正を制限する範囲（制限範囲）を設定する（ステップＳ１１４ｂ）。この制限範囲は、例えば、操作受付部６０が受け付けた入力操作に基づいて定められてもよい。この入力操作の受付時には、表示部５０により対象画像データＩＯを表示画面に表示させて、ポインティングデバイスなどで制限範囲を囲むようにユーザーに対して操作を行わせてもよい。

制御部１０は、設定された制限範囲内の各画素位置（ｘ、ｙ）について、画素値Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））、画素値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））を比較する（ステップＳ１０５ｂ）。それから、制御部１０の処理は、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０７の処理後、又はステップＳ１０６の判別処理で“ＮＯ”に分岐した後、制御部１０は、制限範囲内のすべての画素位置（ｘ、ｙ）について、輝度値の比較が終了したか否かを判別する（ステップＳ１０８ｂ）。終了していないと判別された場合には（ステップＳ１０８ｂで“ＮＯ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ１０５ｂに戻る。終了したと判別された場合には（ステップＳ１０８ｂで“ＹＥＳ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ１０９へ移行する。

図９は、画像検査処理の変形例４を示すフローチャートである。
この処理は、変形例１の画像検査処理のうちステップＳ１１４、Ｓ１０５、Ｓ１０８の処理がそれぞれステップＳ１１４ｃ、Ｓ１０５ｃ、Ｓ１０８ｃに置き換えられている。その他の処理は同一であり、同一の処理内容には同一の符号を付して説明を省略する。

ステップＳ１０４の処理で補正済データＩＭが生成されると、制御部１０は、全画像範囲のうち、上記のように補正を制限する画素値の範囲を設定する（ステップＳ１１４ｂ）。すなわち、ここでは、汚れによる輝度値の減少の異常（暗くなる異常）検出において、対象画像データの輝度値が小さい部分（例えば、所定の基準値以下の暗色部分）については、対象画像データの輝度値が上がる方に補正されると誤検出が増えるので、制限を行うこととする。対象画像データの輝度値が高い部分（所定の基準値より高い部分）については、誤検出が生じにくいので、制限する範囲に含めないこととしてもよい。この画素値の範囲は、例えば、操作受付部６０が受け付けた入力操作に基づいて定められてもよい。

制御部１０は、補正済データＩＭにおける画素値が設定された画素値範囲内の各画素位置（ｘ、ｙ）について、画素値Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））と画素値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））とを比較する（ステップＳ１０５ｃ）。それから、制御部１０の処理は、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０７の処理後、又はステップＳ１０６の判別処理で“ＮＯ”に分岐した後、制御部１０は、画素値範囲内のすべての画素位置（ｘ、ｙ）について、輝度値の比較が終了したか否かを判別する（ステップＳ１０８ｃ）。終了していないと判別された場合には（ステップＳ１０８ｃで“ＮＯ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ１０５ｃに戻る。終了したと判別された場合には（ステップＳ１０８ｃで“ＹＥＳ”）、制御部１０の処理は、ステップＳ１０９へ移行する。

図１０は、画像検査処理の変形例５を示すフローチャートである。
この画像検査処理は、図５に示した実施形態の画像検査処理のステップＳ１０７をステップＳ１０７ｄに置き換えたものであり、その他の同一の処理内容については同一の符号を用いることとして説明を省略する。

ステップＳ１０６の判別処理で、輝度値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））が輝度値Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））よりもＬｔｈ以上大きいと判別された場合に（ステップＳ１０６で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、補正済データＩＭの画素位置（ｘ、ｙ）の輝度を対象画像データＩＯの画素位置（ｘ、ｙ）における輝度値に変化上限値Ｌｔｈを加えた値に変更する（ステップＳ１０７ｄ）。すなわち、この変形例５では、補正の有無により（調整の前後で）変化上限値Ｌｔｈ以上の輝度値の差がある場合には、変化自体を取り消す代わりに変化量の最大値を一律に変化上限値Ｌｔｈとする制限を行う。それから、制御部１０の処理は、ステップＳ１０８に移行する。

図１１は、画像検査処理の変形例６を示すフローチャートである。
この画像検査処理は、図５に示した実施形態の画像検査処理のステップＳ１０７をステップＳ１０７ｅに置き換えたものであり、その他の同一の処理内容については同一の符号を用いることとして説明を省略する。

ステップＳ１０６の判別処理で、輝度値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））が輝度値Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））よりもＬｔｈ以上大きいと判別された場合に（ステップＳ１０６で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、所定の重み付け係数ａ、ｂを用いて輝度値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））及び輝度値Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））の重み付け平均で輝度値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））を変更する（ステップＳ１０７ｅ）。すなわち、制御部１０は、（ａ×Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））＋ｂ×Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ）））／（ａ＋ｂ）を算出して、Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））の値として定める。それから、制御部１０の処理は、ステップＳ１０８に移行する。

なお、図６〜図９に示した変形例１〜４の各画像検査処理におけるステップＳ１０７の処理がステップＳ１０７ｄ又はステップＳ１０７ｅの処理に置き換えられてもよい。

また、汚れ検出ではなく色材の欠損（明るくなる異常）に係る異常検出を行う場合には、上記いずれの処理でも、ステップＳ１０６の処理において、補正後の基準値が低く変化しすぎた場合、すなわち、Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））＋Ｌｔｈ≦Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））に補正を取り消すこととすればよい。この場合には、輝度値の増大の異常（明るくなる異常）の検出において、対象画像データの輝度値が高い部分（例えば、所定の基準値以上の明色部分）については、対象画像データの輝度値が下がる方に補正されると誤検出が増えるので、制限を行うこととする。対象画像データの輝度値が低い部分（所定の基準値より低い部分）については、誤検出が生じにくいので、制限する範囲に含めないこととしてもよい。また、画素値に応じて汚れ検出箇所と欠損の検出箇所とを分離する場合には、画素ごとに補正の取消判定条件を選択してもよい。

以上のように、本実施形態の画像形成装置１００は、制御部１０を備え、形成された画像の撮影データ（形成画像データ）と、形成された画像の元画像データ（対象画像データ）とを比較して形成画像の異常を検出する。制御部１０は、調整部として、対象画像データの鮮鋭度を抑制させる調整を行い、検出部として、調整がなされた対象画像データと形成画像データとを比較して異常を検出する。このとき、制御部１０は、調整部として、鮮鋭度の抑制を部分的に制限することが可能である。
このように、実際の画像に合わせて対象画像データの輪郭を単純にぼかそうとすると、原理上必要がない部分まで濃度変化して、特に局所的な輝度値の極値部分などが不足する場合があるので、このような部分の鮮鋭度の抑制を効果的に制限することで、対象画像の調整に起因する誤検出を抑制することができる。すなわち、画像形成装置１００では、より適切に誤検出を抑えながら形成画像の異常を検出することが可能となる。

また、制御部１０は、調整部として、検出対象の異常の種別に応じて制限の内容を定める。検出対象に応じて濃度変化の向きが異なるので、誤検出につながる変化方向も定まる。したがって、問題のある向きに応じて鮮鋭度の抑制の制限範囲、条件などを定めることで、効果的に誤検出と検出漏れの抑制を図ることができる。

また、制御部１０は、調整部として、形成された画像が暗くなる異常部分の検出を行う場合には、対象画像データが鮮鋭度の抑制により明るくなる部分に対する当該抑制を制限する。すなわち、汚れなどの検出を行う場合には、細黒線といったぼかしなどによって明るくなる部分の輝度変化を制限することで、人為的に輝度が上昇している対象画像データに対して正常に画像形成された部分が汚れていると誤検出されるのを抑制することができる。

また、制御部１０は、調整部として、形成された画像が明るくなる異常部分の検出を行う場合には、対象画像データが鮮鋭度の抑制により暗くなる部分に対する当該抑制を制限する。すなわち、色材の付与欠損などの検出を行う場合には、細い白地の隙間部分や白細線といったぼかしによって暗くなる部分の輝度変化を制限することで、人為的に輝度が低下している対象画像データに対して正常に画像形成された部分に色材が付与されていないと誤検出されるのを抑制することができる。

また、制御部１０は、調整部として、形成対象画像データに対し、鮮鋭度の制限をする範囲を設定する。上記のような誤検出は、輝度値の極値が特定の狭い範囲にある急激な境界部分など、特定の部分で生じやすいので、それら以外の部分に対しては調整の制限を行う必要がない。したがって、調整の制限が必要な範囲を設定することで、処理の必要のない部分について余計な処理を行う手間を省くことができる。

また、画像形成装置１００は、外部からの入力操作を受け付ける操作受付部６０を備える。制御部１０は、調整部として、操作受付部６０が受け付けた範囲内で調整を行う。文章の文字範囲などは、ユーザーが見て容易に判別でき、多くの場合は範囲の形状もシンプルであるので、操作受付部６０を介して手動設定することで、調整の必要な範囲を判定するための処理動作に係る手間を省いて容易に画像中のエリアごとに適切に異常の検出を行うことができる。

また、制御部１０は、調整部として、調整の範囲を各画素の画素値に基づいて設定する。異常による濃度変化は、変化方向に応じてそもそも元の濃度によっては目立たず問題にならないこともあるので、元の画素値に基づいて調整の必要な範囲を定めることで、容易に調整による濃度の逆方向への不要な変化を抑制し、また、不要な範囲への調整動作を抑制することができる。

また、制御部１０は、調整部として、輝度値が所定の方向に沿って基準の変化率以上で変化する領域を含むように定める。すなわち、そもそも上記調整は急激な輝度値変化がある（空間周波数の高い成分が大きい）対象画像データに基づく画像形成により画像が同一の境界を再現できないことによるものであるので、このような急激な輝度変化がない部分については、そもそも調整を行う必要がない。したがって、このような部分を除外するように、空間周波数の高い（所定の基準周波数以上の）成分が強い（基準以上の）部分を選択して調整を行うことで、不要な範囲への調整動作の手間や逆効果を抑制することができる。

また、形成画像データ（撮影データ）は異なる複数の波長帯画像（ＲＧＢ）を組み合わせたカラー画像であり、制御部１０は、調整部として、複数の波長帯画像のうち一部に基づいて調整を行う。元の形成画像が白黒画像などで、黒色インクで画像形成されている場合などには、複数波長帯で画像を読み取る必要性は高くない。したがって、一部の波長帯のデータのみを用いて比較検査を行うことで手間が削減される。また、特定の波長のデータでは、高周波数帯域で空間ノイズが乗ることもあるので、適切な波長帯域の画像を選択的に用いることで、容易に適切な異常検出を行うことができる。

また、制御部１０は、調整部として、対象画像データを調整した場合の当該調整の前後における変化量の最大値を制限する前記調整を行う。すなわち、調整の最大値を制限することで、意図せず当該最大値以上の大きく非現実的な変化が生じるのを避けることができる。特に、最大値を符号付で設定することで、検査意図に反する方向への大きな画素値の変化を防ぐことができるので、容易に誤検出を抑制することができる。

また、制御部１０は、調整部として、形成対象画像データを調整した場合の当該調整の前後における変化量が所定の上限値を超える場合に、当該上限値を超える部分に対しては調整を行わない。すなわち、意図しない変化が（符号付では特定方向に）大きすぎる場合には、当該変化を取り消すので、調整が不要な部分について元の調整のアルゴリズムをいじらずに容易に適切な画素値とすることができ、これにより、誤検出を抑制することができる。

また、制御部１０は、調整部として、低域通過フィルターを用いてぼかしの調整を行う。これにより、容易に画像データと画像形成データとの特性の違いを反映した対象画像データの調整を行うことができる。一方で、ぼかしによる上記問題については、容易かつ適切に除去されるので、誤検出が効果的に抑制されて、適切に異常の検出を行うことができる。

また、制御部１０は、調整部として、画像の平滑化によりぼかしの調整を行ってもよい。平滑化には、画像解像度の変換（低下）も含み得る。このような処理でも上記と同様に、元の画像データと画像形成データとの特性の違いによる誤検出を容易に抑制することができる。

また、画像形成装置１００は、上記画像検査装置としての制御部１０と、画像を形成する形成動作部７０と、を備える。これにより、形成動作部７０により形成された画像の異常を容易かつ適切に検査することができる。

また、本実施形態の画像検査方法は、対象画像データの鮮鋭度を抑制させる調整を行う調整ステップ、調整がなされた対象画像データと撮影された形成画像データとを比較して異常を検出する検出ステップ、を含み、調整ステップでは、鮮鋭度の抑制を部分的に制限することが可能である。
これにより、元の画像データと形成画像データとの特性の違いに起因する誤検出を抑制するための対象画像の調整により、さらに生じる誤検出を抑制することができる。すなわち、このような検査方法では、より適切に誤検出を抑えながら形成画像の異常を検出することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、白地に黒文字を画像形成する場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。コントラストの大きい部分が局所的に存在するような画像であれば、白／黒組み合わせ以外の任意の色の組み合わせであってもよい。反対に、黒字出力のみなどの単色の画像形成装置の場合には、画像読取部８０もＲＧＢ各波長帯で撮影を行う必要はなく、可視光波長帯全体又は特定の１波長帯で撮影を行ってもよい。

また、上記変形例５では、差分が変化上限値Ｌｔｈを超えた場合に差分量を当該変化上限値Ｌｔｈに一律に定めることとしたが、変化上限値Ｌｔｈよりも小さい差分量に一律に設定されてもよい。

また、上記変形例６では、差分が変化上限値Ｌｔｈを超えた場合に、補正前の輝度値Ｌ（ＩＯ（ｘ、ｙ））と補正後の輝度値Ｌ（ＩＭ（ｘ、ｙ））の係数ａ、ｂによる重み付け平均に変化量を補正することとしたが、係数ａ、ｂは定数でなくてもよい。差分が大きくなるほど係数ａが係数ｂに比して大きくなるように定められてもよい。また、この場合、最終的な差分量が変化上限値Ｌｔｈを超えないように係数ａ、ｂの比を定めることができる。また、係数ａ、ｂ比率の変化は、差分の大きさに対して非線形であってよい。

また、上記鮮鋭度の低下の制限は、文字以外に対しても適用されてよい。文字以外の場合には、例えば、図形の輪郭線、グラフの線や点のように境界の明確な部分を鮮鋭度の低下を制限する範囲として自動判定又は手動（入力操作）で設定してもよい。また、写真画像などであっても、輪郭が明瞭な部分がある場合には、これらの部分に対して制限範囲を設定してもよい。

また、上記実施の形態では、ユーザーが操作受付部６０を介して手動で鮮鋭度の抑制を制限する範囲を定めることができるものとしたが、全て制御部１０が自動判定することとしてもよい。

また、画像形成装置は、電子写真方式により画像形成を行うものに限られない。例えば、媒体に対してインクを吐出するインクジェット方式により画像形成を行うものであってもよい。

また、上記実施の形態では、画像形成装置内で画像検査を行うものとして説明したが、画像形成装置から撮影画像を取得した他のコンピューター、例えば、プリントサーバーなどが画像検査を行ってもよい。
その他、上記実施の形態で示した構成、処理内容及び手順などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ メモリー
２０ 記憶部
２１ ジョブデータ
２２ 異常検出設定
３０ 通信部
４０ 入出力インターフェイス
５０ 表示部
６０ 操作受付部
７０ 形成動作部
８０ 画像読取部
１００ 画像形成装置
ＩＦ 形成画像データ
ＩＭ 補正済データ
ＩＯ 対象画像データ
Ｌｔｈ 変化上限値

Claims (15)

1. 形成された画像の撮影データと、前記形成された画像の元画像データとを比較して形成画像の異常を検出する画像検査装置であって、
   前記元画像データの鮮鋭度を抑制させる調整を行う調整部と、
   前記調整がなされた前記元画像データと前記撮影データとを比較して異常を検出する検出部と、
   を備え、
   前記調整部は、前記抑制を部分的に制限することが可能である
   ことを特徴とする画像検査装置。
2. 前記調整部は、検出対象の前記異常の種別に応じて前記制限の内容を定めることを特徴とする請求項１記載の画像検査装置。
3. 前記調整部は、前記形成された画像が暗くなる異常部分の検出を行う場合には、前記元画像データが前記抑制により明るくなる部分に対する当該抑制を制限することを特徴とする請求項２記載の画像検査装置。
4. 前記調整部は、前記形成された画像が明るくなる異常部分の検出を行う場合には、前記元画像データが前記抑制により暗くなる部分に対する当該抑制を制限することを特徴とする請求項２又は３記載の画像検査装置。
5. 前記調整部は、前記元画像データに対し、前記制限をする範囲を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像検査装置。
6. 外部からの入力操作を受け付ける操作受付部を備え、
   前記調整部は、前記操作受付部が受け付けた前記範囲内で前記調整を行うことを特徴とする請求項５記載の画像検査装置。
7. 前記調整部は、前記範囲を各画素の画素値に基づいて設定することを特徴とする請求項５又は６記載の画像検査装置。
8. 前記調整部は、輝度値が所定の方向に沿って基準の変化率以上で変化する領域を含むように定めることを特徴とする請求項５又は６記載の画像検査装置。
9. 前記撮影データは異なる複数の波長帯画像を組み合わせたカラー画像であり、
   前記調整部は、前記複数の波長帯画像のうち一部に基づいて前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像検査装置。
10. 前記調整部は、前記元画像データを前記調整した場合の当該調整の前後における変化量の最大値を制限する前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像検査装置。
11. 前記調整部は、前記元画像データを前記調整した場合の当該調整の前後における変化量が所定の上限値を超える場合に、当該上限値を超える部分に対しては前記調整を行わないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像検査装置。
12. 前記調整部は、低域通過フィルターを用いて前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像検査装置。
13. 前記調整部は、画像の平滑化により前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像検査装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像検査装置と、
    画像を形成する形成動作部と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
15. 形成された画像の撮影データと、前記形成された画像の元画像データとを比較して形成画像の異常を検出する画像検査方法であって、
    前記元画像データの鮮鋭度を抑制させる調整を行う調整ステップ、
    前記調整がなされた前記元画像データと前記撮影データとを比較して異常を検出する検出ステップ、
    を含み、
    前記調整ステップでは、前記抑制を部分的に制限することが可能である
    ことを特徴とする画像検査方法。