JP4174389B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像補正機能を有する複写機、プリンター装置、ファクシミリ、複合機など画像形成装置に関する。

原稿と原稿を複写機で読み込んで印刷したものとでは、画像形成装置の特性により、色相などが異なることが知られている。この画像形成装置の出力特性を補正する手法としては、様々な手法が利用されている。

例えば、画像形成装置において特定の階調テストパターンを転写紙上に形成した後、形成された転写紙上の階調テストパターンの濃度を画像読み取り手段によって読み取り、その画像情報をもとに補正値を算出し、γ（ガンマ）補正手段などを設定するといった手法がある。この手法により、環境条件の変動や経時変化による画像形成装置の画像出力特性の変動を補正して画像品質を安定させることができる。複数のテストパターンを用いて補正精度を上げる方法（例えば、特許文献１）も提案されている。

また、プリンター、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置は、レンズ、ミラー、ＬＥＤアレイなどの取り付け精度、レーザー又はインクヘッドなどの主走査方向のスキャン、パターン作成時の転写紙のスキュー、読み取り時の原稿の位置ずれ、などによって補正値が影響されるということがあった。これらの誤差要因に対しては、簡易に画像の曲がり傾きなどを修正する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２００２−５９６２６号公報 特開２０００−１０１８０１号公報

しかしながら、上述のような従来手法においては以下の点が考慮されていない。例えば、転写紙として用いる用紙にすでに何らかの印刷がされている場合、つまり裏紙を使用して階調パターンを出力したような場合には、表面に階調パターン、裏面に不特定な画像が形成されていることになる。

このような用紙に形成された階調パターンを画像読み取り手段によって読み取ると、裏面の画像が用紙を透過し表面の階調パターンと重畳することがある。従って、実際の階調パターンとは違った読み取り値となり、その画像情報をもとに補正値を算出すると、謝った補正値を設定することがあるという問題点がある。
本発明は、この点に鑑み、原稿の裏写りの影響によって画像出力特性が補正されることなく、精度の高い画像補正機能を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、原稿を光学的に走査して画像信号に変換する画像読み取り手段と、画像読み取り手段で読み取った画像を用紙に印刷する画像形成手段と、画像読み取り手段により原稿を読み取らずに、画像形成手段に予め定められたテストパターンを用紙に印刷させ、テストパターンが印刷された用紙を画像読み取り手段により読み取り生成した画像信号を、予め記憶している画像信号に近づけるよう補正定数を生成し既に記憶している補正定数を更新する画像補正手段と、用紙の裏写りを検出する裏写り検出手段と、ユーザが操作する操作部と、を有する画像形成装置において、操作部から画像補整手段を作動させる操作情報が入力された場合であって、裏写り検出手段が裏写りを検出した場合、裏写り部分の面積を表示部に表示し、操作部から、補正定数の更新の許可情報が入力された場合にのみ、画像補整手段が前記補正定数を更新する、ことを特徴とする。

本発明によれば、原稿の裏写りの影響によって画像出力特性が補正されることなく、精度の高い画像補正機能を備えた画像形成装置を提供することができる。また、裏写りの面積を表示し、表示結果に応じ画像信号の補正を行うか否か選択できるので、ユーザーの判断に応じ裏写りの許容基準を設定できる。

また、本発明の一形態において、裏写り検出手段の有無を選択する機能を有することを特徴とする。

裏写りの検出手段が裏写り判定処理を行わないので、ユーザーが有する、原稿の紙質、厚さ、種類によって裏写りする原稿なのか否かに関する知識に基づき、裏写り原稿判定処理の有無が選択できるようになる。

本発明によれば、原稿の裏写りの影響によって画像出力特性が補正されることとなく、精度の高い画像補正機能を備えた画像形成装置を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態について図面と共に説明する。

〔第１実施例〕
図１は、本実施例で用いられる画像の一例を示す図である。図１（ａ）は、用紙１０５の表面に画像形成されたテストパターンを、図１（ｂ）は用紙１０５の裏面にすでに印刷されている画像例を、図１（ｃ）は同図（ａ）を表面から読み取ったときに裏面の画像が透けてテストパターンと重畳して画像形成装置に認識されている認識例を示す。本実施例は、同図（ｃ）に示すように、裏面の画像が表面の画像と重畳して読み取られること又は複写されることを「裏写り（うらうつり）」と表現する。なお、同図（ｃ）はわかりやすくするために誇張してある。また、同図（ｃ）のように、本来表面にはない画像が認識された部分を裏写り部分と呼ぶ。

従来は、同図（ｃ）のように、テストパターンに裏面の印刷内容が重畳した画像に基づいて補正値を算出することがあった。

図２は、画像形成装置の一例として複写機１００の構成を示す構成図である。複写機１００は、画像読み取り手段１１１、画像補正手段１１２、画像形成手段１１３、裏写り検出手段１１４及び補正値記憶手段１１５を有する。画像読み取り手段１１１は、原稿を光学的に走査して画像信号に変換し、画像形成手段１１３は、例えば、感光ドラムに潜像させた画像にトナーを吸着させ、それを用紙などに定着させる。補正値記憶手段１１５は、画像読み取り手段１１１が画像を読み取り信号に変換した画像信号を校正するための補正値や補正のための変換テーブルを記憶するための記憶領域である。画像補正手段１１２は、テストパターンを読み取った画像信号データに基づいて補正値を算出し、裏写り検出手段１１４は、読み取った画像に基づいて裏写り部分を検出する。なお、画像補正手段１１２及び裏写り検出手段１１４については後に詳述する。

図１及び図２に基づいて、本実施例の概要を説明する。最初に、裏面に図１（ｂ）のような印刷がされている用紙１０５を用い、画像形成手段１１３が、テストパターンを印刷し図１（ａ）のような画像を出力する。図１（ａ）の用紙１０５を画像読み取り手段１１１が読み取ると、裏写りしない場合には図１（ａ）のように画像形成装置１００に認識され、裏写りしている場合には、図１（ｃ）のように認識される。

裏写り検出手段１１４は、認識された画像が、テストパターンの出力画像として裏写りしているか否かを検出する。画像補正手段１１２は、裏写り検出手段１１４の検出結果に基づき制御される。画像補正手段１１２は、裏写りしている場合には機能せず、裏写りしていない場合には所定の画像信号の補正値を算出し、補正値記憶手段１１５に保存する。

続いて、図３のフローチャートに基づき本実施例を詳述する。図３は、本実施例の動作のフローチャートを示す図である。

最初に、ユーザーが複写機１００において自動画像補正機能を選択する（Ｓ４０１）。自動画像補正機能とは、テストパターンに基づいて画像形成装置の出力特性を自動的に補正する機能である。この機能を操作に先立って選択しないと、複写された画像の排出など複写機として通常の機能を提供することとなるため、テストパターンを用いて出力特性を補正する場合には、まずこの機能を選択する。

続いて、複写機１００の画像形成手段に基づき、転写紙上にテストパターンを印刷し出力する（Ｓ４０２）。本操作は、ステップ４０１に続いて改めて操作されても良いが、ステップ４０１における選択をトリガーとして自動的にテストパターンが出力されるとしても良い。

本実施例は、図１（ｂ）に示した、裏面に何らかの画像文字などが印刷されたテストパターン用紙を出力する場合に効果を奏する。

テストパターンのデータは、複写機１００の記憶装置にすでに格納されている。従って、ステップ４０２実行の結果、テストパターンのデータに基づき、画像形成がなされテストパターンが出力される。

テストパターンの一例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）のテストパターンは、ＣＭＹＫそれぞれのカラーパッチにおいて、段階的に濃度を変えたものである。ＣＭＹＫは、それぞれ、Ｃはシアン色、Ｍはマゼンダ色、Ｙはイエロー色、Ｋはブラック色を意味する。テストパターンとしては、同図に限られるものではなく、画像形成装置の出力特性を補正できるものであれば良く、ＡＮＳＩ（アメリカ規格協会）に標準化されたＩＴ８．７画像などを用いて良い。

次に、複写機１００によって出力された、テストパターンが印刷された用紙１０５を、複写機１００の原稿台又はＡＤＦ（オートドキュメントフィーダー）に載せる（Ｓ４０３）。図１（ａ）に示す表面が、複写機１００の画像読み取り手段に向けて設定される。これで、テストパターンの読み取り準備ができたので、続いて複写機１００の画像読み取り手段を用いてテストパターンを読み取る（Ｓ４０４）。

テストパターンの読み取りが終了すると、続いて用紙１０５が裏写り原稿か否かを判定する。判定手法の一例について詳述する。

（裏写り判定処理）
図４は、読み取った原稿が裏写りしているか否かを判定する方法を示すフローチャートを示す図である。裏写りの判定処理は、既存の手法（特開2001-169080 「カラー画像処理方法、カラー画像処理装置、及びそのための記録媒体」 ）を使用する。

まず、ステップ４０４によってテストパターン画像が入力されると（Ｓ１）、その画像を縮小する（Ｓ２）。原画像を縮小して作られる画像を処理することにより、処理を高速化、ワーキングメモリの量を節約、実装を簡素化する。次に、カラー座標系を変換する（Ｓ３）。本実施例ではテストパターンとしてＣＭＹＫのカラーパッチを用いているが、ＲＧＢのカラーパッチであった場合、ＲＧＢ空間は成分間の独立性が低いため、エッジ検出の精度やノイズへの頑健性を上がらないことがあるので、座標系を適当なものに変換して、エッジ検出の精度とノイズへの頑健性を向上させる。

続いて、エッジ強度計算を行う（Ｓ４）。エッジ強度計算を行うことにより、結果的にテキストや線画などのカラー文書の前景部分や、裏写り部分よりも輝度が高い（色が薄い）背景部分を保持することができる。次に、二値化処理を行ってエッジを検出し（Ｓ５）、エッジ以外の領域に対して、カラー閾値処理を実行する（Ｓ６）。これにより裏面の画像入力・蓄積をすることをせずに、裏写り部分を修正することができる。カラー閾値処理により、表面と裏写り部分を分別できるとともに、色を具体的に推定できる。除去する裏写り部分の大きさは、設定するウィンドウのサイズにより、明示的に指定することができる。こうすることで処理が局所的演算になるため、ワーキングメモリの量の節約や実装の簡素化につながる。

次に、カラー閾値処理により推定した背景色画像をもとに、裏写り除去画像を合成する（Ｓ７）。

続いて、裏写り除去画像のエッジ強度を計算し（Ｓ８）、原画像と裏写り除去画像についてエッジ差分画像を生成する（Ｓ９）。処理結果として作られる画像と原画像を比較して、不適切な処理により画像が劣化している個所を簡単な操作により検出できる。その個所の周囲で処理を再度実行することにより、画像の劣化を防ぎ、処理結果を向上させることができる。次に、エッジ強度差分を二値化処理し（Ｓ１０）、処理スケール（ウィンドウサイズ）を縮小して、ステップ６と同様にカラー閾値処理して背景色画像を推定し（Ｓ１１）、裏写り除去画像を合成する（Ｓ１２）。

続いて、裏写り除去画像と縮小原画像の差分計算により裏写り部分を同定し（Ｓ１３）、その裏写り部分と推定された部分が多ければ、その原稿が裏写り原稿であるという判定し、裏写り部分が少ない、又は無ければ、その原稿は裏写り原稿ではないという判定を行う（Ｓ１４）。

以上が、裏写りの判定処理である（Ｓ４０５）。

ステップ４０５の判定に基づいて、裏写り原稿であると判定された場合にはステップ４０７の処理が行われる。この場合、画像読み取り手段で読み取られた用紙１０５に出力されたテストパターンは、図１（ｃ）のように裏写りしていることになるので、画像形成装置は用紙１０５が裏写りしている旨を警告する。これによって、テストパターンの読み取り画像に面積の大きい裏写りが検出されても、原稿の裏写りの影響によって画像出力特性が誤判定されることなく、精度の高い画像補正機能を備えた画像形成装置を提供することができる。

ステップ４０５の判定に基づいて、裏写り原稿でないと判定された場合にはステップ４０６に進み、階調補正曲線の算出及び設定などの画像補正処理を行う。

（画像信号補正処理）
出力されたテストパターンを読み取り、それを画像形成信号データに変換した画像形成信号データＡと、記憶装置に元々記憶されていた画像形成信号データＢとは、等しくなるようになされている。しかしながら厳密には、画像形成信号データＡと、元の画像形成信号データＢとは異なったものとなる。例えば、画質で表現すると、出力されたテストパターンの色相、輝度、明度などと、元の画像形成信号データが有する色相、輝度、明度などと、は異なることとなる。

画像信号補正手段は、出力されたテストパターンを読み取った画像形成信号データＡを、元の画像形成信号データＢに近づけるように補正を行う。

画像出力特性の補正処理については、従来の手法（特開2002-59626
「画像形成装置」に記載されている方法等 ）を使用する。

画像読み取り手段で読み取りそれを変換した画像形成信号データＡと、記憶装置に元々記憶されていたテストパターンの画像形成信号データＢとを比較し、撮像素子のムラ、光源の照明ムラ、入力系のＭＴＦ（モジュレーション・トランスファー）特性の劣化、入力系の色分解特性と出力系の色材の分光特性の違い、などの補正値を形成する。

また、階調補正曲線については、例えば、特開平9-107477号公報に記載されている方法と同等の方法で実現できる。この階調補正方法は以下のようになされる。

画像形成手段１１３により出力されたテストパターンを、画像読み取り手段１１１で読み取る。このとき、画像形成手段の出力特性を補正するため及び特定の濃度領域を強調するために、画像信号変換テーブル（以下ＬＵＴという）が使われている。画像形成手段で出力される画像の画像濃度は、入力画像信号に比例せず、原稿の画像濃度
からずれるため、この入出力の画像濃度差を縮小すべく、ＬＵＴによって画像信号を変換する必要があることが知られている。ＬＵＴは、画像補整手段に格納されていて、画像読み取り手段から入力される入力画像信号を変換して画像形成手段に出力画像信号として出力する。

画像形成手段１１３の出力特性が、ＬＵＴ作成時の状態から変化していなければ、画像形成信号データＡと記憶装置に元々記憶されていたテストパターンの画像形成信号データＢは等しいはずである。しかしながら、画像形成手段１１３の特性劣化等により、画像形成信号データＡと画像形成信号データＢが相違していれば、これを補正するために、ＬＵＴ作成時と同様に画像信号補正のための補正テーブルを作成し、テストパターン読み取り時の複写機の特性に対応するように補正する。

これらの補正値は、補正値記憶手段１１５の階調補正テーブルなどにセットされる。以上が、画像信号補正手段が行う処理である。

ステップ４０６における画像信号補正又はステップ４０７における警告表示が行われると、自動画像補正機能の処理が終了する。複写機１００は、終了のメッセージをユーザーに表示しても良い。なお、画像信号補正の精度を上げるため、テストパターンとして原稿1枚だけでなく、複数枚のテストパターンを使用してもよい。

本実施例によれば、裏写り面積が大きい場合には警告が発せられるため、自動画像補整機能においても裏面に何らかの印刷がされた用紙を使用することができる。つまり、オフィスなどで発生する片面に何らかの印刷がされた用紙を用いて画像形成装置の画像補正を試みることができ、用紙の有効な利用が促進され環境に優しい企業活動に供することができる。

〔第２実施例〕
続いて、次の第２実施例について説明する。図５は、第２実施例の動作のフローチャートを示す図である。図５において、図３と同一処理には同一符号を付し、その説明は省略する。図５のフローチャート図は、ステップ４０４の後に、裏写り部分の面積を表示する処理であるステップ４１１が含まれる点、及び、ステップ４１１の次に、補正処理を続行するか否かを判断する処理であるステップ４１２が含まれる点、で図３のフローチャートと異なる。

本実施例は、第１実施例のステップ４０５における裏写り判定処理を利用して裏写り部分の面積を、例えば、複写機１００の操作画面に表示する（Ｓ４１１）。ステップ４０５の裏写り判定処理は、図４で示しめしたように、裏写り除去画像と縮小原画像の差分計算により裏写り部分を同定し（Ｓ１３）、その裏写り部分と推定された部分が多ければ、その原稿が裏写り原稿であるという判定し、裏写り部分が少ない又は無ければ、その原稿は裏写り原稿ではないという判定を行っている（Ｓ１４）。

従って、これらステップ１３及び１４の処理結果に基づいて、裏写り部分の面積を表示することが可能になる。裏写り部分の面積は、裏写り部分と推定される面積を何らかの方法で表示すればよく、例えば、裏写り部分の面積の大きさを１０段階表示で表示しても良いし、原稿に占める裏写り部分の面積をパーセント表示しても良い。

裏写り部分の面積が表示されると、ユーザーは、表示された面積を見て画像形成装置の出力特性を補正する補正値を形成し設定するか否か選択する。これは、ユーザーが、その裏写り判定を厳しくするか甘くするかの選択ができることを意味し、ユーザーの判断基準で、どれぐらいまでの裏写りなら許容できるかにより、それらの判定強度を変更することを可能にする。

すなわち本実施例においては、裏面にすでに印刷された用紙を用いてテストパターンを出力できる点は第１実施例と同等であるが、裏写り部分の面積に応じ、ユーザーが更に細かな裏写り判定を行えるというメリットがある。

〔第３実施例〕
続いて、第３実施例について説明する。図６は、第３実施例の動作のフローチャートを示す図である。図６において、図３と同一処理には同一符号を付し、その説明は省略する。図６のフローチャート図は、ステップ４０１の後に、裏写り判定処理をオフに設定する処理であるステップ４２１が含まれる点で図３のフローチャートと異なる。また、裏写り判定処理をオフに設定する処理があるため（Ｓ４２１）、裏写り原稿か否か判定する処理であるステップ４０５、及び、裏写り原稿である旨の警告を発する処理であるステップ４０７、が含まれない点で図３のフローチャートと異なる。

従って、本実施例では、第１、第２実施例で行った裏写り判定に関する処理を行わないので、テストパターンを出力した用紙が裏写りしているか否かにかかわらず、常に、階調補正曲線の算出及び設定などの画像補正処理を行う（Ｓ４０６）。

本実施例によると、ユーザーは、使用する原稿の紙質、厚さ、種類などを認識することで、裏写りする原稿なのか否かに関する知識を活用でき、その知識に基づき裏写り原稿判定処理を行うか否かを選択できるようになる。また、ユーザーの判断により、裏写りがあった場合にも自動階調処理ができるように選択できるようになる。

なお、以上の実施例は、複写機１００に基づいて説明したが、画像補正機能を有するプリンター装置、ファクシミリ、複合機など他の画像形成装置に適用しても良い。

画像形成装置で出力又は認識される画像の一例を示す図である。 複写機の構成の一例を示す図である。 第１実施例の動作を示すフローチャート図である。 裏写り判定処理の動作を示すフローチャート図である。 第２実施例の動作を示すフローチャート図である。 第３実施例の動作を示すフローチャート図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１０５ 用紙
１０６ 認識された画像の一例
１１１ 画像読み取り手段
１１２ 画像補正手段
１１３ 画像形成手段
１１４ 裏写り検出手段
１１５ 補正値記憶手段

Claims (2)

1. 原稿を光学的に走査して画像信号に変換する画像読み取り手段と、
   前記画像読み取り手段で読み取った画像を用紙に印刷する画像形成手段と、
   前記画像読み取り手段により原稿を読み取らずに、前記画像形成手段に予め定められたテストパターンを用紙に印刷させ、テストパターンが印刷された用紙を前記画像読み取り手段により読み取り生成した画像信号を、予め記憶している画像信号に近づけるよう補正定数を生成し既に記憶している補正定数を更新する画像補正手段と、
   用紙の裏写りを検出する裏写り検出手段と、
   ユーザが操作する操作部と、を有する画像形成装置において、
   前記操作部から画像補整手段を作動させる操作情報が入力された場合であって、前記裏写り検出手段が裏写りを検出した場合、裏写り部分の面積を表示部に表示し、
   前記操作部から、前記補正定数の更新の許可情報が入力された場合にのみ、前記画像補整手段が前記補正定数を更新する、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記裏写り検出手段を機能させるか否かを選択する選択手段、
   を有する請求項１記載の画像形成装置。
   

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