JP4012129B2 - 画像処理装置、画像処理方法及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、経時変化等により画像入力装置または画像出力装置に異常状態が発生した場合には、その異常状態を速やかに検知し、かつ、その異常状態がいずれに発生したのかを判別・報知し、画像品質の低下を防止するようにした画像処理装置、画像処理方法及び画像形成装置に関する。

画像入力装置は、装置ごとに光源の発光量のばらつきや、ＣＣＤラインセンサの感度のばらつき、センサ上に設けられているＲ，Ｇ，Ｂの各色フィルタの透過率のばらつき等があるため、画像読取濃度がばらつく。また、画像出力装置は電子写真プロセスに用いる感光体の感度特性、帯電から現像までの静電プロセス等のばらつきが重なり合って画像出力濃度にばらつきが発生する。

そのため、画像入力装置および画像出力装置の異常状態においても装置固有のばらつきを抑える補正をするために、その異常状態を判定する技術として、例えば、基準チャートを画像入力装置にて読み込んだ時に、読取られた基準チャートの読取データと、予め記憶している基準チャートの教師データとを比較することにより、その補正量がＲ，Ｇ，Ｂの補正量閾値を超えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には画像入力装置を異常として警告するようにした画像処理方法が提案されている。

同様に、読取データに基づき画像出力装置にて出力した出力画像を補正完了済みの画像入力装置にて読み込んだ時に、読取られた出力画像データと予め記憶している教師データとを比較し、その補正量がＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの閾値を超えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には画像出力装置の異常として警告するため、速やかに異常部分の特定が可能となる（例えば、特許文献１参照）。
特許第６３５５１８号（段落「００１２」〜「００３５」、図１）

上記従来技術では、画像入力装置の入力γ決定処理において基準チャートの読取値が閾値を超えている場合、あるいは画像出力装置の出力γ決定処理において基準データに基づく出力画像の読取値が閾値を超えている場合には、画像入力装置あるいは画像出力装置の異常を検知することが可能であるが、閾値を超えていない場合には、入力γ決定処理あるいは出力γ決定処理を実行する。

従って、画像入力装置のリア側（図１３の画像形成装置参照）のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が悪いが基準チャートの読取値が閾値を超えない場合、あるいは画像入力装置のリア側における、例えばＣ（シアン）の濃度が低いが基準データに基づく出力画像の読取り値が閾値を超えてない場合には、画像入力装置あるいは画像出力装置の異常を検知することができず、画像入力装置の入力γ決定処理あるいは画像出力装置の出力γ決定処理が実行されシアンＣの色味の強い調整がされてしまう。また、両者ともにシアンＣの色味の強い調整がされるために出力画質を見るだけでは画像入力装置に異常があるのか画像出力装置に異常があるのかが判らない。

以下、具体例を挙げて説明する。
光学系の汚れや劣化がない初期状態において画像入力装置の読取補正は第１に画像入力装置にて基準チャートを読み込み、基準チャートにおける第１色目のＲの読込値と基準チャートにおける第１色目のＲの教師データを比較し、この差異を補正量としてＲの読取り値の補正（画像入力装置の入力γ決定処理：図１参照）を（１）式により行う。なお、Ｇ，Ｂに関してもＲと同様に基準チャートの第２色目、第３色目により補正を行う。

〔画像入力装置が正常な場合〕

しかし、経時変動により画像入力装置のミラーにほこりが付着する等光学系に汚れが発生し部分的にＭＴＦが低下している場合には、上記の入力γ決定処理では正しく補正されない。例えば、リア側のＭＴＦが他の部分よりも低い場合には、基準チャートのリア側に位置する第１色目のＲの読取り値は正常時の読取り値よりも高い値をとるため、Ｒの読取り値の補正は（２）式により誤って補正される（図２参照）。従って、補正後の読取り値は、図２（ｂ）に示すように、リニヤにならず、リア側以外においてＲの補正後の出力値は本来の値よりも低い値を取ることとなる。

一方、Ｇ，Ｂに関しては、基準チャートの真中あるいはフロント側に位置する第２色目、第３色目により補正を行うため（１）式により正しい補正が行われる。従って、リア側だけＭＴＦが悪い場合に、上記のような画像入力装置の入力γ決定処理を実行すると、シアンＣの色味の強い調整となってしまう。

〔画像入力装置のリア側のＭＴＦが低下している場合〕

次に、初期状態において画像出力装置の出力γ決定処理を実行する場合には、画像出力装置にてＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの基準データに基づいて画像を出力し、上記出力画像を画像入力装置にて読み取る。この時、既に画像入力装置の入力γ決定処理は完了していなければならない。

読取られた画像データは画像処理装置の色補正処理にてＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータに変換後（但し第１色目のＣ〜第３色目Ｙまでは黒生成・ＵＣＲ処理はスルー、第４色目のＫは、１００％黒生成・ＵＣＲ処理）、第１色目のＣの出力画像データとＣの教師データとを比較し、この差異を補正量としてＣの出力値の補正（画像出力装置の出力γ決定処理：図３参照）を下記（３）式により行う。なお、Ｍ，Ｙ，Ｋに関してもＣと同様に補正を行う。

〔画像出力装置が正常な場合〕

しかし、経時変動により画像出力装置の感光体・現像システムの劣化等により部分的に出力濃度が低下している場合には上記の画像出力装置の出力γ決定処理では正しく補正されない。例えば、出力γ決定処理の実行時にＣの画像の出力位置がリア側であり且つそのリア側のＣの出力濃度が他の部分よりも低い場合には、Ｃの基準データに基づき出力した画像は正常な状態よりも低い濃度となる。従って、画像入力装置にて読取られ画像処理装置の色補正処理部にて処理されたＣの出力画像データは正常状態よりも低い値をとりＣの出力値の補正は下記の（４）式により誤って補正される（図４参照）。従って、補正後の読取り値は、図４（ｂ）に示すように、リニヤにならず、リア側以外におけるＣの補正後の出力値は本来の値よりも高い値を取ることとなる。

〔画像出力装置のリア側の濃度が低下している場合〕

一方、Ｍ，Ｙ，Ｋに関しては、画像の出力位置が真中あるいはフロント側に位置するため（３）式により正しい補正が行われる。従って、Ｃのリア側だけ濃度が低い場合に上記のような画像出力装置の出力γ決定処理を実行すると、シアンの色味の強い調整となってしまう。

以上のように、従来では、経時変動による画像入力装置および画像出力装置の異常を信頼性よく検知することはできなかった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされ、入力画像データを読み込む画像入力装置あるいは画像データを出力する画像出力装置が異常であるか否かの検知・報知を一度に容易に行える画像処理装置、画像処理方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。

（１）画像データを読み込むために入力側に接続される画像入力装置、および、画像処理された前記画像データに基づいて画像を出力するために出力側に接続される画像出力装置、の異常状態を検知可能な画像処理装置であって、
前記画像入力装置から入力された装置異常検知チャートの読取データと、データ格納部に予め保存されている装置異常検知チャートの教師データとを合成して合成出力画像を形成する画像合成処理部と、前記画像出力装置から出力された前記合成出力画像を前記画像入力装置にて再度読み取り、その読取結果に基づいて、前記画像入力装置および画像出力装置の異常状態を検知する装置異常検知処理部と、前記装置異常検知処理部によって検知された前記画像入力装置および画像出力装置の異常状態を報知する表示部と、を備えたことを特徴とする。

この構成においては、画像出力装置から出力された合成出力画像を画像入力装置にて再度読取り、その読取り結果に基づいて、画像入力装置および画像出力装置の異常状態を検知することで、画像入力装置または画像出力装置のいずれが異常状態であるか否かについての検知および報知を一度に行える。

（２）前記装置異常検知チャートは、複数の位置に同一のパターン画像が配置されており、前記画像合成処理部は、前記データ格納部に保存されている装置異常検知チャートの教師データを、前記画像入力装置により読み取られた前記装置異常検知チャートのパターン画像に対応する読取データに近接させて合成することを特徴とする。

この構成においては、画像入力装置により読み取られたパターン画像と教師データとを近接させて合成し出力することにより、画像入力装置が問題なのか、画像出力装置が問題なのかが容易に判別される。また、複数位置における画像入力装置および画像出力装置の異常検知を実行するため特定位置における異常ももれなく検知される。

（３）前記画像入力装置による前記画像データの読取処理回数あるいは前記画像出力装置による前記画像データの出力処理回数に基づいて前記画像入力装置または画像出力装置の異常状態を判定する制御部、を備えたことを特徴とする。

この構成においては、画像データの読取処理回数あるいは画像データの出力処理回数が所定の回数に達した時点で、画像入力装置の光学系に経時変化による汚れや劣化等の異常が生じているか否か、また、画像出力装置の帯電部材、感光体、転写部材に経時変化による疲労等が生じているか否か、の判定の実行を促すことで、装置の異常検知が適切な時期に的確に行える。また、経時変動が包括的に把握される。

（４）画像形成装置において、前記（１）項ないし（３）項のいずれかに記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする。

この構成においては、画像入力装置の読取り値が位置により異なる場合においても、また、画像出力装置の出力濃度が位置により異なる場合においても画像入力装置あるいは画像出力装置が異常状態であるか否かについての検知・報知を容易に一度に行える。

（５）前記装置異常検知チャートは、シェーディング補正を行う白基準板付近に設けられていることを特徴とする。

この構成においては、装置異常検知チャートのパターン画像がマシーン内に付随しているため、サービスマンやユーザが装置異常検知チャートを管理する必要がなく取り扱いが簡単となる。また、画像データの読取処理回数あるいは画像データの出力処理回数に合わせて自動的に装置異常検知チャートの読取処理を行える。

（６）前記装置異常検知チャートは円筒状部材上に形成されていることを特徴とする。

この構成においては、装置異常検知チャートのパターンがマシーン内にコンパクトに収まり、かつ画像入力装置により副走査方向における装置異常検知チャートのパターンを複数回読取れるため、より精度よくマシーンの異常が検知される。

（７）画像入力装置により読み取られた基準チャートの複数のパターン画像に近接させて、データ格納部に保存されている装置異常検知チャートの教師データを合成する合成工程と、前記合成した画像データに基づいて前記画像出力装置から出力した合成出力画像を再度前記画像入力装置にて読取り、その読取り結果に基づいて前記画像入力装置または画像出力装置の異常状態を検知する検知工程と、その検知した異常状態を報知する報知工程と、を含むことを特徴とする。

この方法においては、画像入力装置の位置による読取りばらつきや画像出力装置の位置による出力ばらつきがある場合においても画像入力装置あるいは画像出力装置のいずれが異常状態であるか否かについての検知を一度に容易かつ確実に行える。

以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。

（１）画像出力装置から出力された合成出力画像を画像入力装置にて再度読取り、その読取り結果に基づいて、画像入力装置および画像出力装置の異常状態を検知するので、画像入力装置または画像出力装置のいずれが異常状態であるか否かの検知および報知を一度に行うことができる。

（２）画像入力装置により読み取られたパターンと教師データとを近接させて合成し出力することにより、画像入力装置が問題なのか、画像出力装置が問題なのかを容易に判別することができる。また、複数位置における画像入力装置および画像出力装置の異常検知を実行するため特定位置における異常ももれなく検知可能となる。

（３）画像データの読取処理回数あるいは画像データの出力処理回数が所定の回数に達した時点で、画像入力装置の光学系に経時変化による汚れや劣化等の異常が生じているか否か、また、画像出力装置の帯電部材、感光体、転写部材に経時変化による疲労等が生じているか否か、の判定の実行を促すことで、装置の異常検知を適切な時期に的確に行うことができる。また、経時変動を包括的に把握することができる。

（４）画像入力装置の読取り値が位置により異なる場合においても、また画像出力装置の出力濃度が位置により異なる場合においても画像入力装置あるいは画像出力装置が異常状態であるか否かの検知・報知を容易に一度に行うことができる。

（５）装置異常検知チャートのパターンがマシーン内に付随しているので、サービスマンやユーザが装置異常検知チャートを管理する必要がなく取り扱いが簡単である。また、画像データの読取処理回数あるいは画像データの出力処理回数に合わせて自動的に装置異常検知チャートの読取処理を行うことができる。

（６）装置異常検知チャートのパターンがマシーン内にコンパクトに収まり、かつ画像入力装置により副走査方向における装置異常検知チャートのパターンを複数回読取れるので、より精度よくマシーンの異常を検知できる。

（７）画像入力装置の位置による読取りばらつきや画像出力装置の位置による出力ばらつきがある場合においても画像入力装置あるいは画像出力装置が異常状態であるか否かの検知を一度に容易かつ確実に行うことができる。

以下に、本発明の実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法及び画像形成装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。

《画像入力装置》
図５は、画像入力装置としてのスキャナ１の構成を示す正面断面図である。スキャナ１には、原稿台２、操作パネル（不図示）及び後述する光学系等が設けられている。原稿台２の上面には該原稿台２に対して開閉可能な状態で支持され、原稿台面に対して所定の対応関係で両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ：Ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）３が装着されている。

さらに、両面自動原稿送り装置３は、まず、原稿の一方の面が原稿台２の所定位置において画像入力装置２１に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台２の所定位置において画像入力装置２１に対向するよう原稿を反転して原稿台２に向かって搬送する。そして、両面自動原稿送り装置３は、１枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。以上の原稿の搬送および表裏反転の動作は、画像形成装置全体の動作に関連して制御される。

画像入力装置２１は、両面自動原稿送り装置３により原稿台２上に搬送されてきた原稿、あるいは、ユーザが原稿台２においた原稿の画像を読み取るために、原稿台２の直下の位置に配置されている。画像入力装置２１は、該原稿台２の下面に沿って平行に往復移動する第１の走査ユニット５と第２の走査ユニット６とからなる原稿走査体と、光学レンズ７と、光電変換素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）ラインセンサ８とを有している。

第１の走査ユニット５は原稿画像表面を露光する露光ランプ５ａと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラー５ｂとを有し、原稿台２の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動する。第２の走査ユニット６は、第１の走査ユニット５の第１ミラー５ｂにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２および第３ミラー６ａ，６ｂを有し、第１の走査ユニット５との間に一定の速度関係を保ちつつ往復移動する。

光学レンズ７は、第２の走査ユニット６の第３ミラー６ｂにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ８上の所定位置に結像させる。ＣＣＤラインセンサ８は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。

このＣＣＤラインセンサ８は、白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、例えば、Ｒ(赤)・Ｇ(緑)・Ｂ(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ８により電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、後述する画像処理装置(図７に示す)に転送されて所定の画像データ処理が施される。

ここでは、上記画像入力装置として、両面自動原稿送り装置を備える形態のものを示したが、これに限定されるものではなく、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）を備えるもの、これらの何れも備えず原稿台カバーのみが装着された形態、あるいは、上記２つの原稿走査体と光学レンズとＣＣＤラインセンサ８よりなる原稿読み取り系と密着イメージセンサにより読み取り系とを備えた両面原稿同時読み取り装置を備えた形態であっても構わない。

《画像処理装置》
図６は、カラー画像処理装置（本発明の画像処理装置）１０を備えたデジタルカラー複写機（本発明の画像形成装置）１００の制御系統ブロック図を示す。図示のように、カラー画像処理装置１０は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１１、シェーディング補正部（入力補正部）１２、入力階調補正部１３、装置の異常判定処理部（本発明の制御部）１４、領域分離処理部１５、色補正部１６、黒生成下色除去部１７、空間フィルタ処理部１８、出力階調補正（出力γ補正）部１９、及び階調再現処理部２０とから構成されており、その入力側にカラー画像入力装置（以下、画像入力装置という）２１が、出力側にカラー画像出力装置（以下、画像出力装置という）２２が接続され、全体としてデジタルカラー複写機を構成している。

画像入力装置２１は、上記したようにＣＣＤラインセンサ８を備えたスキャナ１より構成され、原稿からの反射光像を、Ｒ，Ｇ，Ｂ（Ｒ：赤・Ｇ：緑・Ｂ：青）のアナログ信号としてＣＣＤラインセンサ８にて読み取って、カラー画像処理装置１０に入力する。

画像入力装置２１にて読み取られたアナログ信号は、カラー画像処理装置１０内を、Ａ／Ｄ変換部１１、入力補正部１２、入力階調補正部１３、装置の異常判定処理部１４、領域分離処理部１５、色補正部１６、黒生成下色除去部１７、空間フィルタ処理部１８、出力階調補正部１９、及び階調再現処理部２０の順で送られ、ＣＭＹＫのデジタルカラー信号として、画像出力装置２２へ出力される。

Ａ／Ｄ変換部１１は、ＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換するもので、入力補正部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１より送られてきたデジタルのＲＧＢ信号に対して、シェーディング補正・ライン遅延処理・ＭＴＦ補正処理・入力色補正処理・入力γ補正などを行うものである。

装置の異常判定処理部（本発明の装置異常判定処理部）１４は画像入力装置２１および画像出力装置２２の異常検知の場合のみ処理が実行され、データ格納部１４ａ、画像合成処理部１４ｂ、装置の異常検知処理部１４ｃよりなる。なお、装置の異常判定処理部１４の詳細については後述する。

入力階調補正部１３は、入力補正部１２にて各種の歪みが取り除かれたＲＧＢ信号（ＲＧＢの反射率信号）に対して、カラーバランスを整えると同時に、濃度信号などカラー画像処理装置１０に採用されている画像処理システムの扱い易い信号に変換する処理を施すものである。

領域分離処理部１５は、ＣＭＹ信号より、入力画像中の各画素を文字エッジ領域、網点領域、写真領域等の何れかに分離するものである。領域分離処理部１５は、分離結果に基づき、画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成下色除去部１７、空間フィルタ処理部１８、及び階調再現処理部２０へと出力すると共に、入力階調補正部１３より出力された入力信号をそのまま後段の色補正部１６に出力する。

色補正部１６は、色再現の忠実化実現のために、不要吸収成分を含むＣＭＹ（Ｃ：シアン・Ｍ：マゼンタ・Ｙ：イエロー）色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理を行うものである。

黒生成下色除去部１７は、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理を行うものであって、ＣＭＹの３色信号はＣＭＹＫの４色信号に変換される。

黒生成処理の一例として、スケルトンブラックによる黒生成を行う方法（一般的方法）がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ，出力されるデータをＣ'，Ｍ'，Ｙ'，Ｋ'、ＵＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は以下の（５）式で表わされる。

空間フィルタ処理部１８は、黒生成下色除去部１７より入力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基にデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐように処理するものであって、階調再現処理部２０も、空間フィルタ処理部１８と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基に所定の処理を施すものである。

例えば、領域分離処理部１５にて文字エッジに分離された領域は、特に黒文字或いは色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部１８による空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理で高周波数の強調量が大きくされる。同時に、階調再現処理部２０においては、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの二値化または多値化処理が選択される。

また、領域分離処理部１５にて網点に分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部１８において、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理が施される。そして、出力階調補正部１９では、濃度信号などの信号をカラー画像形成部の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正（出力γ補正）処理を行った後、階調再現処理部２０で、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理（中間調生成）が施される。領域分離処理部１５にて写真に分離された領域に関しては、階調再現性を重視したスクリーンでの二値化または多値化処理が行われる。

上述した各処理が施された画像データは、一旦記憶手段に記憶され、所定のタイミングで読み出されて画像出力装置２２に入力される。

この画像出力装置２２は、画像データを記録媒体（例えば紙等）上に出力するもので、例えば、電子写真方式やインクジェット方式を用いた画像出力装置等を挙げることができるが特に限定されるものではない。尚、以上の処理は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えた制御部（図示省略）により制御される。

《電子写真プロセス》
以下に、画像出力装置２２における電子写真プロセスについて説明する。図７において、アルミニウム等の金属ドラムを基材として、その外周面上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）・セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）等の光導電層が薄膜状に形成された感光体（像担持体）３１が配置されている。

感光体３１の周囲には帯電部材（例えば、タングステンワイヤ等の帯電線・金属製のシールド板・グリット板よりなるコロナ帯電器や帯電ローラ・帯電ブラシなど）３２、レーザやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）よりなる露光部材３３、現像装置３４、転写部材（転写ローラ、他帯電ブラシやコロナ帯電器等が使用可）３５、クリーニング部材３６、除電部材３７が配置されている。また、転写部材３５の下流側には、定着部材３８が配設されている。

このような構成により、感光体３１は、先ず、帯電部材３２により一様に帯電され、次に画像情報に応じて露光部材３３により感光体３１上に光照射がなされ静電潜像が形成される。感光体３１上に形成された静電潜像は、感光体３１と現像装置３４の間に形成される現像電界（現像装置３４の備えられているバイアス電源は不図示）により現像装置３４内の現像剤（トナー）が移動しトナー像として可視化される。

このトナー像は、転写部材３５によって紙等記録媒体上に転写され、定着部材３８により定着される。トナー像が転写された後、感光体３１上に残留したトナーはクリーニング部材（例えば、クリーニングブレード）３６によって除去され、再び帯電部材３２により一様に帯電され、上記で述べたプロセスが繰り返される。

しかし、経時変化した場合には、帯電部材３２の疲労や感光体３１のクリーニング部材３６との接触による機械的磨耗や転写部材の疲労が生じるため、同一条件であっても位置によってトナー濃度が異なる場合がある。

《画像合成処理部》
次に装置の異常判定処理部１４（図６参照）における画像合成処理部１４ｂについて説明する。装置の異常判定処理を実行する場合に、まず、第１に、図８に示す装置異常検知チャートを画像入力装置２１にて読取り、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換後、入力補正部１２にて入力γ補正が実施される。

装置異常検知チャートは、図８の（１）〜（９）の位置に各々グレーの低濃度部のパッチ・中濃度のパッチ・高濃度のパッチが配置されている。（１）〜（９）にあるパッチはすべて同一パッチである。（１）〜（３）のパッチにより画像入力装置のリア側の異常を、（４）〜（６）のパッチにより画像入力装置の真中の異常を、（７）〜（９）のパッチにより画像入力装置２１のフロント側の異常を、それぞれ検知することができる。

次に、画像合成処理部１４ｂにおいて上記画像入力装置２１にて読取られ、入力補正部１２にて入力γ補正された装置異常検知チャートのデータとデータ格納部１４ａより読み出した装置異常検知チャートの教師データとを合成する。画像入力装置２１にて読取られた装置異常検知チャートの（１）の低濃度パッチデータの下に、データ格納部１４ａより読み出した装置異常検知チャートの低濃度パッチの教師データ（Ｒ＝２００，Ｇ＝２００，Ｂ＝２００）を、次に、画像入力装置２１にて読取られた装置異常検知チャートの（１）の中濃度パッチのデータの下にデータ格納部１４ａより読み出した装置異常検知チャートの中濃度パッチの教師データ（Ｒ＝１００，Ｇ＝１００，Ｂ＝１００）を、画像入力装置２１にて読取られた装置異常検知チャートの（１）の高濃度パッチのデータの下にデータ格納部１４ａより読み出した装置異常検知チャートの高濃度パッチの教師データ（Ｒ＝３０，Ｇ＝３０，Ｂ＝３０）を合成する。（２）〜（９）パッチに対しても（１）のパッチと同様に画像入力装置２１の読み込みデータの下にその教師データの合成を行う。

上記合成データは色補正部１６、黒生成下色除去部１７にてＣＭＹＫの４色信号に変換され出力階調補正（出力γ補正）部１９にて出力階調補正・階調再現処理（中間調生成）を実施後、画像出力装置２２にて出力される。なお、装置異常判定処理時には入力階調補正部１３、領域分離処理部１５、空間フィルタ処理部１８ではスルー設定されている。画像出力装置２２にて出力された図９の装置異常検知出力画像を画像入力装置２１にて再度読み込ませ、装置の異常検知処理部１４にて画像入力装置２１および画像出力装置２２の異常を検知する。

〔装置の異常検知処理部〕
装置の異常検知処理部１４ｃでは、図９に示す装置異常検知出力画像を画像出力装置２１にて読取ったデータにより装置の異常を検知する。第１に画像入力装置２１の異常を判定する。図９（１）（ａ）の画像入力装置２１により装置異常検知チャートを読取り出力したグレー低濃度パッチのＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の読取り値（Ｄ_１Ｒ_１，Ｄ_１Ｇ_１，Ｄ_１Ｂ_１）と図９（１）（ａ）のグレー低濃度パッチの教師データを出力した画像のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の読取り値（Ｔ_１Ｒ_１，Ｔ_１Ｇ_１，Ｔ_１Ｂ_１）の差分をとり、上記差分が閾値（Ｔｈ_１）未満であるかどうかを判定する（（６）式参照）。

次に、図９（１）（ａ）の画像入力装置２１により装置異常検知チャートを読取り出力したグレー中濃度パッチのＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の読取り値（Ｄ_ｍＲ_１，Ｄ_ｍＧ_１，Ｄ_ｍＢ_１）と図９（１）（ｂ）のグレー中濃度パッチの教師データを出力した画像のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の読取り値（Ｔ_ｍＲ_１，Ｔ_ｍＧ_１，Ｔ_ｍＢ_１）の差分をとり、上記差分が閾値（Ｔｈ_ｍ）未満であるかどうかを判定する。

さらに、図９（１）（ａ）の画像入力装置２１により装置異常検知チャートを読取り出力したグレー高濃度パッチのＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の読取り値（Ｄ_ｈＲ_１，Ｄ_ｈＧ_１，Ｄ_ｈＢ_１）と図９（１）（ｂ）のグレー高濃度パッチの教師データを出力した画像のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の読取り値（Ｔ_ｈＲ_１，Ｔ_ｈＧ_１，Ｔ_ｈＢ_１）の差分をとり、上記差分が閾値（Ｔｈ_ｈ）未満であるか否かを判定する。

（１）の低濃度・中濃度・高濃度のパッチのＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の内どれか一つでも閾値以上であれば、（１）の位置における画像入力装置の読取り値は異常である。また、（２）〜（９）の位置のパッチに対しても（１）と同様に処理を実行し、各位置における画像入力装置２１の読取り値の正常／異常の検知をする。

そして、（１）〜（９）の内のどれか一つでも異常がある場合には操作パネル［例えば液晶表示部とデジタルカラー複写機全体の動作等を制御する設定ボタン｛例えば、コピーを行う原稿種別を表す画像モード（文字モード・文字写真モード・写真モード等）を設定｝等から構成］２３上の表示部（例えば、液晶表示等）２３ａに表示し、画像入力装置２１の異常を警告する。

上記方法にて、画像入力装置２１の異常を検知する場合には、画像出力装置２２の出力濃度が位置によりばらついていても画像入力装置２１による装置異常検知チャートのパッチの読み込みデータとその教師データとが隣接して出力されているため、下記（６）式により正確に異常を検知できる。

第２に画像出力装置２２の異常を検知する。画像出力装置２２の異常の検知は図９に示す装置異常検知出力画像の（１）（ｂ）〜（９）（ｂ）のパッチを画像入力装置２１にて読取り、その読取り値と理想状態における読取り値との差分により装置の異常を検知する。

画像入力装置２１および画像出力装置２２が理想状態にある時、装置異常検知チャートの教師データを、色補正処理、黒生成・下色除去処理、出力階調補正処理、階調再現処理を経て出力後、装置異常検知出力画像の（１）（ｂ）〜（９）（ｂ）のパッチを再度画像入力装置２１にて読取り、Ａ／Ｄ変換処理、入力γ処理を実行したデータはグレーの低濃度部のパッチはＲ＝２００，Ｇ＝２００，Ｂ＝２００、中濃度部のパッチはＲ＝１００，Ｇ＝１００，Ｂ＝１００、高濃度部のパッチはＲ＝３０，Ｇ＝３０，Ｂ＝３０である。

従って、図９（１）（ｂ）の教師データに基づきグレーの低濃度パッチを出力した画像を再度画像入力装置２１にて読取り、Ａ／Ｄ変換処理、入力γ処理後のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号（Ｔ_１Ｒ_１，Ｔ_１Ｇ_１，Ｔ_１Ｂ_１）と理想状態におけるグレーの低濃度パッチのデータ（Ｒ＝２００，Ｇ＝２００，Ｂ＝２００）との差分が（１）における画像出力装置２２の出力値の理想からのずれと画像入力装置２１の読取り値の理想からのずれを足したものとなる。上記差分が閾値（Ｔｈ_１＋α）未満であるか否かを判定する。但し、αは各（１）〜（９）における低濃度部の画像入力装置２１の読取り誤差｜Ｄ_１_n−Ｔ_１_ｎ｜であり、各（１）〜（９）における画像入力装置２１の低濃度部の読取り誤差がない場合、αは０となる（（７）式参照））。

次に、図９（１）（ｂ）の教師データに基づき中濃度パッチを出力した画像を再度画像入力装置２１にて読取り、Ａ／Ｄ変換処理、入力γ処理後のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号（Ｔ_ｍＲ_１，Ｔ_ｍＧ_１，Ｔ_ｍＢ_１）と理想状態におけるグレーの中濃度パッチのデータ（Ｒ＝１００，Ｇ＝１００，Ｂ＝１００）との差分が閾値（Ｔｈ_ｍ＋α）未満であるかどうか判定する。但し、αは各（１）〜（９）における中濃度部の画像入力装置２１の読取り誤差｜Ｄ_ｍ_ｎ−Ｔ_ｍ_ｎ｜である。

さらに、図９（１）（ｂ）の教師データに基づきグレーの高濃度パッチを出力した画像を再度画像入力装置２１にて読取り、Ａ／Ｄ変換処理、入力γ処理後のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号（Ｔ_ｈＲ_１，Ｔ_ｈＧ_１，Ｔ_ｈＢ_１）と理想状態におけるグレーの高濃度パッチのデータ（Ｒ＝３０，Ｇ＝３０，Ｂ＝３０）との差分が閾値（Ｔｈ_ｈ＋α）未満であるかどうか判定する。但しαは各（１）〜（９）における高濃度部の画像入力装置２１の読取り誤差｜Ｄ_ｈ_ｎ−Ｔ_ｈ_ｎ｜である。

（１）の低濃度・中濃度・高濃度のパッチのＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の内どれか一つでも閾値以上であれば（１）の位置における画像出力装置２２の出力値は異常である。また、（２）〜（９）の位置のパッチに対しても（１）と同様に処理を実行し、各位置における画像出力装置２２の出力値の異常を検知する。そして、（１）〜（９）の内のどれか一つでも異常がある場合には操作パネル２３上の液晶表示部に画像出力装置２２の異常を警告する。

上記方法にて画像出力装置２２の異常を検知する場合に画像入力装置２１に読み取り誤差がある場合においても、事前に画像入力装置２１の読取り誤差を考慮して画像出力装置２２の出力値の理想からのずれを検知するため、下記（７）式により正確に異常を検知できる。

《処理の流れ》
図１０に処理の流れを示す。すなわち、まず、画像データの出力処理回数が１００００回を超えたか否かが判断され（Ｓ１）、１００００回を超えると、装置異常検知チャートの読み取りデータと教師データとの合成を行う（Ｓ２）。次いで、合成した出力画像を読み取り、装置の異常が検知されたか否かが判断される（Ｓ３）。その結果、正常であれば、フローを終了し、異常が検知されれば、異常である旨を表示する（Ｓ４）。

また、Ｓ１にて、画像データの出力処理回数が１００００回を超えていない場合には、シミュレーションによる装置異常検知モードのＯＮ／ＯＦＦが判断され（Ｓ５）、ＯＮであればＳ２に移行する。ＯＦＦであれば、装置異常の判定処理は実行されない（Ｓ６）。

初期状態において、画像入力装置２１の光学系の汚れや劣化あるいは画像出力装置２２の帯電部材３２、感光体３１、転写部材３５の疲労は少ないと考えられ、また経時変動によっても上記部材の汚れや疲労が急激に進むことはないため装置の異常判定処理は通常使用時には実行されない。従って、カウンタで画像データの読取り回数あるいは画像データの出力処理回数を計数しておき、経時変動して上記部材の汚れや疲労が予想される総出力枚数が１００００枚ごとに異常判定処理を実行する。

また、サービスマンやマシーン管理ユーザ等が、主にメンテナンス時に画像入力装置２１の入力γ決定処理の実行時に、あるいは画像出力装置２２の出力γ決定処理の実行時に合わせて装置の異常判定処理を実行してもよい。装置の異常判定処理を実行する場合にはサービスマンやマシーン管理ユーザ等が操作パネル２３を操作することにより、シミュレーションモードに入り装置異常検知モードの表示をＯＮにすればよい。

装置の異常判定処理を実行するに際しては、装置異常検知チャートを画像入力装置２１にて読取り、その読取データとデータ格納部１４ａより読み出した装置異常検知チャートの教師データとを画像合成処理部１４にて合成する。上記合成データは色補正部１６、黒生成下色除去部１７にてＣＭＹＫの４色信号に変換され出力階調補正（出力γ補正）部１９にて出力階調補正・階調再現処理（中間調生成）を実施後、画像出力装置２２にて出力される。そして、画像出力装置２２にて出力された図９の装置異常検知出力画像を画像入力装置２１にて再度読み込ませ、装置の異常検知処理部１４ｃにて画像入力装置２１および画像出力装置２２の異常を検知する。

上記処理の流れの中には装置異常検知チャートを使用したが、その代わりにシェーディング補正を行う白基準板付近に装置異常検知チャートの（１），（４），（７）のパッチを印刷した白板（図１１参照）を設けてもよい。あるいは、シェーディング補正を行う白基準板付近に装置異常検知チャートのパッチを円筒状部材６０に印刷したのもの（図１２参照）を設け、その円筒状部材６０を回転させ画像入力装置２１の光学系の移動を停止させて画像入力装置２１により上記パッチを読み込ませても良い。

《別の適用例》
以上では、デジタル複写機を例として説明したが、本発明は、画像入力装置（画像読取装置）・画像処理装置・画像出力装置がそれぞれネットワークを介して接続されている形態に対して適用することも可能である。

従来の画像入力装置が正常状態である場合における基準チャートの補正後の読取り値のグラフである。 同画像入力装置が異常状態である場合における基準チャートの補正後の読取り値のグラフである。 同画像出力装置が正常状態である場合における基準データの補正後の出力値のグラフである。 同画像出力装置が異常状態である場合における基準データの補正後の出力値のグラフである。 本発明の実施形態に係る画像入力装置としてのスキャナの構成を示す正面断面図である。 同デジタルカラー画像形成装置に用いられる画像処理装置の構成図である。 同電子写真プロセスを説明した略図である。 同装置異常検知チャートの模式図である。 同装置異常検知出力画像の模式図である。 同装置異常判定処理の流れを説明するためのフローチャートである。 同シェーディング補正を行う白基準板付近に取り付けられ、装置異常検知チャートのパッチを印刷した白板の模式図である。 同シェーディング補正を行う白基準板付近に取り付けられ、装置異常検知チャートのパッチを印刷した円筒状の模式図である。 一般的な画像形成装置におけるフロント側・リア側の位置を説明するための説明図である。

符号の説明

１０−画像処理装置
１４−制御部
１４ａ−データ格納部
１４ｂ−画像合成処理部
１４ｃ−装置異常検知処理部
２１−画像入力装置
２２−画像出力装置
２３ａ−表示部
６０−円筒状部材

Claims (9)

1. 画像データを読み込むために入力側に接続される画像入力装置、および、画像処理された前記画像データに基づいて画像を出力するために出力側に接続される画像出力装置、の異常状態を検知可能な画像処理装置であって、
   前記画像入力装置から入力された装置異常検知チャートの読取データと、データ格納部に予め保存されている装置異常検知チャートの教師データとを合成して合成出力画像を形成する画像合成処理部と、
   前記画像出力装置から出力された前記合成出力画像を前記画像入力装置にて再度読み取り、その読取結果に基づいて、前記画像入力装置および画像出力装置の異常状態を検知する装置異常検知処理部と、
   前記装置異常検知処理部によって検知された前記画像入力装置および画像出力装置の異常状態を報知する表示部と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記装置異常検知チャートは、複数の位置に同一のパターン画像が配置されており、前記画像合成処理部は、前記データ格納部に保存されている装置異常検知チャートの教師データを、前記画像入力装置により読み取られた前記装置異常検知チャートのパターン画像に対応する読取データに近接させて合成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記画像入力装置による前記画像データの読取処理回数あるいは前記画像出力装置による前記画像データの出力処理回数に基づいて前記画像入力装置または画像出力装置の異常状態を判定する制御部、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記装置異常検知チャートは、シェーディング補正を行う白基準板付近に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記装置異常検知チャートは円筒状部材上に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 画像データを読み込むために入力側に接続される画像入力装置、および、画像処理された前記画像データに基づいて画像を出力するために出力側に接続される画像出力装置、の異常状態を検知可能な画像処理装置であって、
   前記画像入力装置から入力された装置異常検知チャートの読取データと、データ格納部に予め保存されている装置異常検知チャートの教師データとを合成して合成出力画像を形成する画像合成処理部と、
   前記画像出力装置から出力された前記合成出力画像を前記画像入力装置にて再度読み取り、その読取結果に基づいて、前記画像入力装置および画像出力装置の異常状態を検知する装置異常検知処理部と、
   前記装置異常検知処理部によって検知された前記画像入力装置および画像出力装置の異常状態を報知する表示部と、を備え、
   前記装置異常検知チャートは、少なくとも原稿台のフロント部、中央部、およびリア部に対応する複数の位置に同一のパターン画像が配置されており、前記画像合成処理部は、前記データ格納部に保存されている装置異常検知チャートの教師データを、前記画像入力装置により読み取られた前記装置異常検知チャートのパターン画像に対応する読取データに近接させて合成することを特徴とする画像処理装置。
8. 画像入力装置により読み取られた基準チャートの複数のパターン画像に近接させて、データ格納部に保存されている装置異常検知チャートの教師データを合成する合成工程と、
   前記合成した画像データに基づいて画像出力装置から出力した合成出力画像を再度前記画像入力装置にて読取り、その読取り結果に基づいて前記画像入力装置および画像出力装置の異常状態を検知する検知工程と、
   その検知した異常状態を報知する報知工程と、を含むことを特徴とする画像処理方法。
9. 画像入力装置により読み取られた基準チャートの複数のパターン画像に近接させて、データ格納部に保存された装置異常検知チャートの教師データを合成する合成工程と、
   前記合成した画像データに基づいて画像出力装置から出力した合成出力画像を再度前記画像入力装置にて読取り、その読取り結果に基づいて前記画像入力装置および画像出力装置の異常状態を検知する検知工程と、
   その検知した異常状態を報知する報知工程と、を含み、
   前記装置異常検知チャートは、少なくとも原稿台のフロント部、中央部、およびリア部に対応する複数の位置に同一のパターン画像が配置されていることを特徴とする画像処理方法。

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