JP4415918B2 - 画像処理方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置における画像処理に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、長期間使用していると、出力結果に、副走査方向に延びる筋や主走査方向の濃度ムラが発生するようになることがある。このような筋や濃度ムラを無くすための補正方法が種々提案されているが、これらは、通常、画像形成装置の現在の筋・ムラレベルを把握するために、まず、所定のテストパターンを出力する。そして、出力されたテストパターンの画像を、画像形成装置が備える画像読取部等で読み取り、読み取られたテストパターン画像に基づいて筋・ムラの発生量等を特定し、特定された発生量等に応じた筋・ムラ補正を行う。

このように、通常は、画像読取部で読み取ったテストパターン画像に基づいて筋・ムラ補正を行うので、画像読取部で読み取り誤差が発生すると、適切な筋・ムラ補正が行えない場合が生じる。例えば、テストパターンを読み取る画像読取部において、シェーディング補正用の基準板やミラー等にごみや汚れが付着すると、画像読取部において副走査方向に沿った筋状の読取り誤差が生じることがあるが、このような場合、読み取られたテストパターン画像には、画像出力部で発生した筋と、画像読取部で発生した筋とが、区別が出来ない状態で含まれることとなる。従って、このようなテストパターン画像に基づいて、筋・ムラの発生量等を特定し、特定された発生量等に応じた筋・ムラ補正を行うと、本来不要な補正が行われて、新しい筋を生じさせてしまう等の問題がある。

なお、特開平１１−１７７８２４号公報には、記録ヘッド以降の系のむらを除去するためのむら除去手段（ＬＥＤ発光面清掃部材、帯電器清掃部材等）を動作させた後に、テストパターンをプリントアウトし、プリントアウトされたテストパターン画像を読取り、読取られたテストパターン画像に基づいて、ガンマ補正用の補正データを作成することにより、より正確な全系のガンマを求めることができる電子写真複写機が開示されている。
特開平１１−１７７８２４号公報

本発明の目的は、画像読取部におけるテストパターン画像の読取り誤差の影響を除外できるようにすることにある。

本発明に係る画像処理方法は、テストパターン画像の出力時の主走査方向と、当該テストパターン画像の読取り時の主走査方向とが一致しないようにして、当該テストパターン画像の読取りを行い、当該読取られたテストパターン画像から、前記読取り時に発生したノイズ成分を除去することを特徴とする。

この場合において、前記テストパターン画像の出力時の副走査方向に並ぶ複数の画素に対して異常値除去処理を行うことにより、前記ノイズ成分を除去するようにしてもよい。また、前記テストパターン画像の出力時の副走査方向に並ぶ複数の画素に対して平均化処理を行うことにより、前記ノイズ成分を除去するようにしてもよい。

また、以上の場合において、前記ノイズ成分が除去されたテストパターン画像に基づいて、画像信号を補正するための補正パラメータを算出するようにしてもよい。また、前記テストパターン画像の読取り時の主走査方向は、前記テストパターン画像の出力時の副走査方向とも一致していないようにしてもよいし、前記テストパターン画像の出力時の主走査方向と直交しているようにしてもよい。

本発明に係る画像処理装置は、出力時の主走査方向と読取り時の主走査方向とが一致しないようにして読取られたテストパターン画像に対して画像処理を行う画像処理装置であって、前記テストパターン画像の出力時の副走査方向に並ぶ複数の画素に対して処理を行うことにより、前記読取り時に発生したノイズ成分を除去するノイズ除去手段を備えたことを特徴とする。

この場合においては、前記ノイズ除去手段は、前記複数の画素に対して異常値除去処理を行うことにより、前記ノイズ成分を除去するようにしてもよい。また、前記ノイズ除去手段は、前記複数の画素に対して平均化処理を行うことにより、前記ノイズ成分を除去するようにしてもよい。

また、以上の場合において、前記ノイズ成分が除去されたテストパターン画像に基づいて、画像信号を補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段を更に備えるようにしてもよい。

本発明によれば、画像読取部におけるテストパターン画像の読取り誤差の影響を除外できるので、本来不要な補正が行われるのを防止することが可能となり、画像出力時に発生する筋・ムラを正確に補正することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される画像形成装置の構成を示す図である。同図に示すように、本発明が適用される画像形成装置１００は、画像読取部１１０と、画像処理部１２０と、画像出力部１３０とを備える。

画像読取部１１０は、各種画像を画像形成装置１００に入力するためのもので、例えば、原稿画像情報を光学的に読み取って、デジタル画像データに変換するフラットベッド・スキャナーユニットによって構成される。画像読取部１１０は、例えば、プラテンガラス（原稿台）、光源、ミラー、ラインセンサ（ＣＣＤ）等を備える。

画像処理部１２０は、画像読取部１１０から入力される画像信号に対して、様々な画像処理を行うものである。例えば、画像処理部１２０は、画像読取部１１０から入力される画像信号（例えば、ＲＧＢデータ）に対して、色変換処理（例えば、ＹＭＣＫデータへの変換）を行った後に、各色成分毎に階調補正処理を行い、画像出力部１３０で出力するための画像記録信号として出力する。

画像出力部１３０は、画像処理部１２０から入力される画像記録信号に基づいて生成される画像を、転写紙に出力するものであり、例えば、電子写真方式のプリンタユニットによって構成される。画像出力部１３０は、例えば、感光体、帯電装置、露光装置、現像装置、定着装置、クリーニング装置等を備える。

次に、以上のような構成を有する画像形成装置１００における筋・ムラ補正について説明する。本実施形態では、画像出力部１３０の主走査方向（感光体の回転軸方向）を複数の領域に分割し、画像処理部１２０は、各分割領域毎に、階調補正用の補正パラメータ（階調補正結果）を記憶した補正テーブルを有して、主走査方向位置によって、階調補正特性を変化させることができるものとする。そして、階調補正用の補正パラメータを適宜更新し、主走査方向位置によって階調補正特性を変化させることにより、画像出力部１３０において発生する画像の副走査方向に延びる筋や主走査方向の濃度ムラの補正を行う。

図２は、画像形成装置１００における筋・ムラ補正のための補正パラメータ更新処理の流れを示す図である。

同図に示すように、画像出力部１３０において発生する画像の筋やムラの補正を行う場合、まず、画像出力部１３０によって所定のテストパターンを出力する（Ｓ２０１）。次に、出力されたテストパターンの画像を、画像読取部１１０によって読み取る（Ｓ２０２）。

図３は、本発明によるテストパターン画像読取り時におけるテストパターンのセッティング状態を示す図である。

同図に示すように、本発明によるテストパターン画像読取り時においては、テストパターン画像が出力された用紙３００は、テストパターン画像を出力したときの画像出力部１３０の主走査方向３０１と、画像読取部１１０の主走査方向３０２とが一致しないような向きで、画像読取部１１０のプラテンガラス３０３上にセットされる。

図４は、図３に示すようにセットされた用紙３００から画像読取部１１０によって読み込まれたテストパターン画像の例を示す図である。なお、同図では、見やすくするため、テストパターン画像を構成する帯状のパッチの長手方向が水平方向（同図における横方向）と一致するように、テストパターン画像を回転させて示している。

同図に示すように、テストパターン画像４００においては、画像出力部１３０の主走査方向に均一の濃度を有する帯状のパッチが、画像出力部１３０の副走査方向に複数並んでいる。また、テストパターン画像４００は、同一濃度のパッチを複数含んでおり、同一濃度のパッチが複数箇所に分散して配置されている。

テストパターン画像４００は、図３に示すようにセットされた用紙３００から画像読取部１１０によって読み取られているので、画像読取部１１０において筋状の読取り誤差が発生した場合であっても、図４に示すように、画像読取部１１０で発生した筋４０１の方向は、画像出力部１３０で発生した筋４０２の方向とずれることとなる。これにより、画像読取部１１０で発生した筋４０１と、画像出力部１３０で発生した筋４０２とを区別することが可能になる。

次に、以上のようにして読み込んだテストパターン画像を回転させる（Ｓ２０３）。このテストパターン画像の回転は、後続の処理をやり易くするために必要に応じて行われるもので、例えば、各パッチの長手方向が画像読取部１１０の主走査方向３０２と一致するように用紙３００をプラテンガラス３０３上にセットして画像の読取りを行った場合と画像の向きが一致するように（すなわち、図４に示すように）、テストパターン画像を回転させる。

次に、テストパターン画像のノイズ除去処理を行う（Ｓ２０４）。すなわち、画像出力部１３０の副走査方向に並ぶ複数の画素に対して異常値除去処理や平均化処理などを行うことで、画像読取部１１０で発生した筋状の読取り誤差の影響を取り除く。

例えば、テストパターン内に同一濃度のパッチが４つある場合を考えると、まず、所定の主走査方向位置について、各パッチに対応する読取画素データを副走査方向に平均することで、所定の主走査方向位置における各パッチの平均濃度データを求める。これにより、所定の主走査方向位置について、同一濃度のパッチに対応する平均濃度データが４つ得られる。この４つの平均濃度データの最大値と最小値を除き、残り２つのデータの平均を取ると、画像読取部１１０において図４に示すような画像上の斜めの筋４０１が発生していた場合であっても、その影響を除外することができる。これは、画像読取部１１０において発生した筋４０１の方向と副走査方向とが一致していないため、所定の主走査方向位置において副走査方向に並ぶ４つの平均濃度データのうち、画像読取部１１０において発生した筋４０１の影響が及ぶのは、その一部に限られることとなるからである。

以上のようにして、テストパターン画像のノイズ除去処理が終了すると、次に、ノイズが除去されたテストパターン画像に基づいて、筋・ムラの発生位置及び発生量を特定し、特定された発生位置及び発生量に応じた筋・ムラ補正が行われるように、画像処理部１２０が利用する階調補正用の補正パラメータを算出して更新する（Ｓ２０５）。

以上のようにして更新された補正パラメータに基づいて、画像処理部１２０において画像信号の階調補正処理を行うことにより、画像出力部１３０からの出力結果に筋やムラが発生するのを防止することが可能になる。

以上説明したように、本発明によれば、画像読取部１１０において筋状の読取り誤差が発生した場合においても、当該読取り誤差の影響を除去できるので、適切な補正パラメータを求めることが可能となる。

なお、図３に示した例では、出力画像の主走査方向３０１と画像読取部１１０の主走査方向３０２とが鋭角をなすように、用紙３００を置いているが、出力画像の主走査方向３０１と画像読取部１１０の主走査方向３０２とが直交するように、用紙３００を置くようにしてもよい。この場合、用紙の長手方向を、画像出力部１３０の主走査方向と一致させてテストパターン画像を出力するようにすれば、画像の読取り時には、画像読取部１１０の主走査方向が、用紙の短手方向と一致するようになるので、画像読取部１１０のラインセンサは、用紙の短手方向の長さに応じたもので足りるようになる。

本発明が適用される画像形成装置の構成を示す図である。 画像形成装置１００における筋・ムラ補正のための補正パラメータ更新処理の流れを示す図である。 本発明によるテストパターン画像読取り時におけるテストパターンのセッティング状態を示す図である。 画像読取部１１０によって読み込まれたテストパターン画像の例を示す図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１１０ 画像読取部
１２０ 画像処理部
１３０ 画像出力部
３００ 用紙
３０１ 画像出力部の主走査方向
３０２ 画像読取部の主走査方向
４００ テストパターン画像
４０１，４０２ 筋

Claims (10)

1. テストパターン画像の出力時の主走査方向と、当該テストパターン画像の読取り時の主走査方向とが一致しないようにして、当該テストパターン画像の読取りを行い、
   当該読取られたテストパターン画像から、前記読取り時に発生したノイズ成分を除去し、
   前記ノイズ成分が除去されたテストパターン画像に基づいて、前記テストパターン画像の出力時に発生した不具合と、前記テストパターン画像の読み取り時に発生した不具合とを区別し、
   前記ノイズ成分が除去されたテストパターン画像に基づいて、読取られる画像に生じる不具合の発生状態を特定し、
   前記区別された前記テストパターン画像の読み取り時に発生した不具合と、前記特定された不具合の発生状態とに基づいて、読取られた画像から、前記特定された不具合を除去する
   ことを特徴とする画像処理方法。
2. 前記テストパターン画像の出力時の副走査方向に並ぶ複数の画素に対して異常値除去処理を行うことにより、前記ノイズ成分を除去する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記テストパターン画像の出力時の副走査方向に並ぶ複数の画素に対して平均化処理を行うことにより、前記ノイズ成分を除去する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理方法。
4. 前記ノイズ成分が除去されたテストパターン画像に基づいて、画像信号を補正するための補正パラメータを算出する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理方法。
5. 前記テストパターン画像の読取り時の主走査方向は、前記テストパターン画像の出力時の副走査方向とも一致していない
   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処理方法。
6. 前記テストパターン画像の読取り時の主走査方向は、前記テストパターン画像の出力時の主走査方向と直交している
   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処理方法。
7. 出力時の主走査方向と読取り時の主走査方向とが一致しないようにして読取られたテストパターン画像に対して画像処理を行う画像処理装置であって、
   テストパターン画像の出力時の主走査方向と、当該テストパターン画像の読取り時の主走査方向とが一致しないようにして、当該テストパターン画像の読取りを行い、
   前記テストパターン画像の出力時の副走査方向に並ぶ複数の画素に対して処理を行うことにより、前記読取り時に発生したノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、
   前記ノイズ成分が除去されたテストパターン画像に基づいて、前記テストパターン画像の出力時に発生した不具合と、前記テストパターン画像の読み取り時に発生した不具合とを区別する手段と、
   読取られる画像に生じる不具合の発生状態を特定する手段と、
   前記区別された前記テストパターン画像の読み取り時に発生した不具合と、前記特定された不具合の発生状態とに基づいて、読取られた画像から、前記特定された不具合を除去する手段と
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
8. 前記ノイズ除去手段は、前記複数の画素に対して異常値除去処理を行うことにより、前記ノイズ成分を除去すること
   を特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記ノイズ除去手段は、前記複数の画素に対して平均化処理を行うことにより、前記ノイズ成分を除去すること
   を特徴とする請求項７又は８に記載の画像処理装置。
10. 前記ノイズ成分が除去されたテストパターン画像に基づいて、画像信号を補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段を
    更に備えたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の画像処理装置。