JP4740100B2 - Image evaluation apparatus, image evaluation method, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、罫線、ひび、溝などのような線状の物体の画像を評価する画像評価装置、画像評価方法および画像形成装置に関し、特に、プリンタ、複写機から出力される線画像のトナー抜け量を計測する画像評価装置、画像評価方法およびこれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image evaluation apparatus, an image evaluation method, and an image forming apparatus for evaluating an image of a linear object such as ruled lines, cracks, grooves, and the like, and in particular, toner removal of a line image output from a printer or a copying machine. The present invention relates to an image evaluation apparatus, an image evaluation method, and an image forming apparatus using the same.
従来、帳票や図面等の線状の物体を電子写真方式で複写し、線状画像の画像、すなわち線状画像として画像形成する方法が行われている。この線状画像の画像形成時に、複写された線状画像が鮮明な線として表示、印刷されず、部分的にトナーが抜け落ちた線状画像として印刷される場合があり、このトナーの抜け落ちを防ぐために、画像形成条件を調整する必要があった。そのため、印刷された線画像を目視で判定しながら画像形成条件を調節することになるが、この調節が煩雑であるだけでなく、長時間を要する等の問題があった。
このような問題を改善するため、複写された線状画像を画像処理装置で処理し、処理の各単位画素における色濃度レベルデータを得て、このようにして得られた色濃度レベルデータと完全な色濃度標準サンプルから得られた正規色濃度レベルとを比較して正規レベル未満の色濃度の部分を白抜け面積として算出し、この白抜け面積と測定対象領域の面積との比率によって、画像品位を精度良く、しかも自動的に行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In order to remedy such problems, the copied linear image is processed by an image processing apparatus to obtain color density level data in each unit pixel of the process, and the color density level data thus obtained are completely Compared with the normal color density level obtained from a standard sample of color density, the portion of the color density less than the normal level is calculated as a white area, and the ratio of the white area to the area of the measurement target area It has been proposed to perform the quality accurately and automatically (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載の方法では、地肌領域部と線状画像とから構成される線画像において、一般にその画像が有するはずであった抜け量を計測するときに、画像品位の判別方法として閾値による2値化処理を行い、2値化処理した面積比で表わす方法を採用しているために、閾値によって分別した後に2値化処理を行うと、一部の情報が失われてしまう。例えば、閾値よりも低い領域で抜けが発生している場合、全くトナーがない状態と同等な結果となる。
即ち、図1に示すような白い用紙10に線画像11が形成されたものを矢印X方向に光学装置を走査させてその画像濃度、例えば輝度出力を計測位置(X軸)との関係でプロファイリングデータとして表示すると、図2に示すように、閾値として輝度出力を120に設定したとき、曲線2で示す抜け量が中程度の場合には、トナー画像の抜けがない理想的な場合(曲線3)を基準にして閾値以下の面積比を求めることによって線状画像の抜け量率が求められ画像の品位を評価することが可能となる。しかしながら、曲線1で示すように、トナー画像の全域でトナー画像が抜け落ちている場合には、前記面積比は0となり、全くない状態である地肌状態と同等な結果となり、誤った評価となってしまう。
However, in the method described in Patent Document 1, a threshold value is used as a method for discriminating image quality when measuring a missing amount that the image should generally have in a line image composed of a background area portion and a line image. Since the binarization process is performed and the method of representing the binarized area ratio is adopted, if the binarization process is performed after the classification by the threshold value, a part of information is lost. For example, when missing occurs in an area lower than the threshold, the result is equivalent to a state where there is no toner.
In other words, an optical device having a
他方、トナーの抜けが微小な線状画像を計測すると、全くトナーが抜けていない理想的な線と同等の結果となる。従って、設定する閾値の値によってトナーの抜け量の評価結果が大きく異なる場合が生じてしまうという問題がある。
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、トナー抜けが大面積に及ぶ場合や微小な場合でもその変化の情報を失うことなく線画像のトナー抜け量を正しく評価することの可能な画像評価装置、画像評価方法および画像形成装置を提供することを目的としている。
On the other hand, when a linear image with minute toner missing is measured, the result is equivalent to an ideal line with no toner missing. Therefore, there is a problem in that the evaluation result of the amount of toner missing varies greatly depending on the threshold value to be set.
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and it is possible to correctly evaluate the amount of toner missing in a line image without losing information on the change even when toner missing reaches a large area or is minute. An object of the present invention is to provide an image evaluation apparatus, an image evaluation method, and an image forming apparatus.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、地肌領域部と線状画像とで構成される線画像を該線画像に対して直交する方向に1ライン毎に読み取る光学装置を備え、前記線画像のトナー抜け量を評価する画像評価装置であって、前記光学装置によって読み取った前記線画像の輝度信号を基に計測位置と輝度との関係を示すプロファイリングデータを1ラインずつ作成するプロファイリングデータ作成手段と、このプロファイリングデータ作成手段で1ラインずつ作成された計測対象となるラインを含む複数ラインの前記プロファイリングデータから輝度信号値の頻度を示すヒストグラムを1ラインずつ作成し、この複数ラインの各ヒストグラムにおいて前記線画像の最大面積を占める前記地肌領域部のピーク値を示す輝度信号値の平均値を求めて該平均値により前記地肌領域部の特徴量を決定して該地肌領域部の特徴量を前記プロファイリングデータにおける前記地肌領域部の輝度信号と置き換える置き換え手段と、前記プロファイリングデータ作成手段で1ラインずつ作成された計測対象となるラインを含む複数ラインのプロファイリングデータからそれぞれ算出された1ライン毎の前記地肌領域部の前記特徴量の平均値と、前記置き換え手段からのプロファイリングデータにおける計測対象となるラインを含む前記複数ラインの各輝度信号の平均値とのライン位置毎の差分を積和して前記線状画像の特徴量とする線状画像特徴量算出手段と、前記線画像の前記線状画像と同色のべた画像を前記光学装置で読み取って得られた輝度信号値と前記地肌領域部の特徴量と前記線画像の計測位置の両側の境界線とで囲まれる範囲の輝度信号量を算出し、この輝度信号量を正規化特徴量とする正規化特徴量算出手段と、この正規化特徴量算出手段で算出した正規化特徴量S1と前記線状画像の前記特徴量の正規化範囲内の面積S2との差分をトナー抜け量S3とし、トナー抜け量(率)を(S3/S1)×100として求めるトナー抜け量算出手段と、を備えることを特徴とする。
また、請求項2に係る発明は、請求項1記載の画像評価装置において、前記線状画像特徴量算出手段は、計測対象となる前記線状画像に対して直交する方向の計測ラインを含む複数のラインの前記プロファイリングデータから算出された地肌領域部の特徴量を、計測対象となる1ラインの地肌領域部の特徴量とすることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes an optical device that reads a line image composed of a background area portion and a line image for each line in a direction orthogonal to the line image. An image evaluation apparatus that evaluates the toner omission amount of the line image, and creates profiling data indicating the relationship between the measurement position and the brightness line by line based on the brightness signal of the line image read by the optical device. and profiling data creating means creates a histogram showing the frequency of luminance signal values from the profiling data of a plurality of lines including the lines to be measured that is created line by line in this profiling data creating means by one line, the plurality of lines Rights of the luminance signal value indicating the peak value of the background area portion occupying the largest area of the line image in each histogram of It means replaces replaces the luminance signal of the background area portion of the feature amount of該地skin area unit to determine the feature amount of the background area portion in the profiling data and by the average value calculated values, in the profiling data creating means the average value of the feature amount of the background area of 1 per line is calculated respectively from the profiling data of a plurality of lines including the lines to be measured that is created line by line, the measurement target in the profiling data from the replacement means a linear image feature quantity calculating means for said plurality of lines differencing of each line position and the average value of each luminance signal in the product sum, wherein the amount of said linear image containing become line, said line image The luminance signal value obtained by reading the solid image of the same color as the linear image with the optical device, the feature amount of the background area portion, and the Calculating a luminance signal of a range surrounded by both sides of the boundary of the measurement position of the image, and normalized feature quantity calculating means for the luminance signal amount and the normalized feature value, the normalized feature calculation the difference between the area S2 of the normalizing range of the feature amount of the linear image and the normalized feature amounts S1 calculated by means and toner leakage amount S3, the toner exits amount (rate) (S3 / S1) × And a toner missing amount calculating means calculated as 100 .
According to a second aspect of the present invention, in the image evaluation apparatus according to the first aspect, the linear image feature quantity calculating means includes a plurality of measurement lines in a direction orthogonal to the linear image to be measured. The feature amount of the background area portion calculated from the profiling data of this line is used as the feature amount of the background area portion of one line to be measured.
また、請求項3に係る発明は、請求項2に記載の画像評価装置において、前記線状画像特徴量算出手段は、前記地肌領域部に塵埃があって前記置き換え手段からの前記プロファイリングデータにおいて前記線状画像の領域と前記塵埃の領域がある場合、前記線状画像の領域と前記塵埃の領域のうち、以前に計測した前記線状画像の領域の位置に近い方の領域を前記線状画像の領域と判断し、他方の領域を前記塵埃の領域と判断して該塵埃の領域の輝度信号値を前記地肌領域部の特徴量で置き換える位置設定手段を備えていることを特徴とする。
また、請求項4に係る発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像評価装置において、前記線状画像特徴量算出手段は、少なくとも2色のトナーを重ね合わせた線画像を形成する時に生じる色ずれ線画像に対して、前記線画像の計測位置の両側の境界線として、予め色ずれを矯正した計測位置の両側の境界線を設定する手段を備えていることを特徴とする。
また、請求項5に係る発明は、地肌領域部と線状画像とで構成される線画像を、該線画像に対して直交する方向に1ライン毎に光学装置によって読み取って当該線画像のトナー抜け量を評価する画像評価方法であって、前記光学装置によって読み取った前記線画像の輝度信号を基に計測位置と輝度との関係を示すプロファイリングデータを1ラインずつ作成するプロファイリングデータ作成工程と、このプロファイリングデータ作成工程で1ラインずつ作成された計測対象となるラインを含む複数ラインの前記プロファイリングデータから輝度信号値の頻度を示すヒストグラムを1ラインずつ作成し、この複数ラインの各ヒストグラムにおいて前記線画像の最大面積を占める前記地肌領域部のピーク値を示す輝度信号値の平均値を求めて該平均値により前記地肌領域部の特徴量を決定して該地肌領域部の特徴量を前記プロファイリングデータにおける前記地肌領域部の輝度信号と置き換える置き換え工程と、前記プロファイリングデータ作成工程で1ラインずつ作成された計測対象となるラインを含む複数ラインのプロファイリングデータからそれぞれ算出された1ライン毎の前記地肌領域部の前記特徴量の平均値と、前記置き換え工程からのプロファイリングデータにおける計測対象となるラインを含む前記複数ラインの各輝度信号の平均値とのライン位置毎の差分を積和して前記線状画像の特徴量とする線状画像特徴量算出工程と、前記線画像の前記線状画像と同色のべた画像を前記光学装置で読み取って得られた輝度信号値と前記地肌領域部の特徴量と前記線画像の計測位置の両側の境界線とで囲まれる範囲の輝度信号量を算出し、この輝度信号量を正規化特徴量とする正規化特徴量算出工程と、この正規化特徴量算出工程で算出した正規化特徴量S1と前記線状画像の前記特徴量の正規化範囲内の面積S2との差分をトナー抜け量S3とし、トナー抜け量(率)を(S3/S1)×100として求めるトナー抜け量算出工程と、を備えることを特徴とする。
Further, the invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the image evaluation apparatus according to any one of the first to third aspects, the linear image feature amount calculating unit generates a line image in which at least two colors of toner are superimposed. A feature is provided for setting a boundary line on both sides of a measurement position in which color misregistration is corrected in advance as a boundary line on both sides of the measurement position of the line image with respect to a color shift line image generated at the time of formation. To do.
According to a fifth aspect of the present invention, a line image composed of a background area portion and a line image is read by an optical device for each line in a direction orthogonal to the line image, and the toner of the line image is read. An image evaluation method for evaluating a missing amount, a profiling data creation step for creating one line at a time of profiling data indicating a relationship between a measurement position and luminance based on a luminance signal of the line image read by the optical device; A histogram indicating the frequency of the luminance signal value is created line by line from the profiling data of a plurality of lines including the measurement target line created one line at a time in the profiling data creation step, and the line in each histogram of the plurality of lines flat and the average value of the luminance signal value indicating the peak value of the background area portion occupying the largest area of the image A step replacement replaces the luminance signal of the background area portion of the feature amount of該地skin area unit to determine the feature amount of the background area portion in the profiling data by value, one line was created by the profiling data creation step the containing an average value of the feature amount of the background area of 1 per line is calculated respectively from the profiling data of a plurality of lines, the line to be measured in the profiling data from the replacement process that includes the line to be measured a linear image feature amount calculation step of the difference component of each line position and the average value of each luminance signal in a plurality of lines in the product-sum wherein the amount of said linear images, the linear images of the same color as the line image The luminance signal value obtained by reading the solid image with the optical device, the feature amount of the background area portion, and the measurement position of the line image Calculating a luminance signal of a range surrounded by both sides of the boundary line, a normalized feature value calculation step of the luminance signal amount and the normalized feature value, positive calculated in this normalization feature value calculating step and-normalized feature value S1 and toner leakage amount and S3 difference between the area S2 of the normalizing range of the feature amount of the linear image, omission toner obtains toner exit amount (ratio) as (S3 / S1) × 100 And a quantity calculating step.
また、請求項6に係る発明は、請求項5記載の画像評価方法において、前記線状画像特徴量算出工程は、計測対象となる前記線状画像に対して直交する方向の計測ラインを含む前記複数のラインの前記プロファイリングデータから算出された地肌領域部の特徴量を、計測対象となる1ラインの地肌領域部の特徴量とすることを特徴とする。
また、請求項7に係る発明は、請求項5または6に記載の画像評価方法において、前記正規化特徴量算出工程は、少なくとも2色のトナーを重ね合わせた線状画像を形成する時に生じる色ずれの線状画像に対して、予め色ずれを矯正した計測位置の両側で境界線を設定して測定範囲を限定することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the image evaluation method according to
The invention according to claim 7 is the image evaluation method according to
また、請求項8に係る発明は、画像の静電潜像を担持し、当該静電潜像を現像装置から供給されるトナーによってトナー像として担持する感光体と、当該感光体に担持されたトナー像を当該感光体と当接することによって当該感光体から転写し、さらに記録媒体と当接して当該記録媒体に当該トナー像を転写する中間転写体とを備え、当該感光体のトナー像の搬送速度と当該中間転写体の当該トナー像の搬送速度とを制御する制御装置を有する画像形成装置において、前記制御装置は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像評価装置から得られるトナー抜け量に基づいて前記感光体と前記中間転写体のトナー像の搬送速度を制御することを特徴とする。
また、請求項9に係る発明は、請求項8記載の画像形成装置において、前記中間転写体のトナー像を撮像する光学装置を備え、当該光学装置からのトナー像の画像濃度信号を読取って当該線画像のトナー抜け量率を評価する画像評価装置を備え、当該画像評価装置は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像評価装置であることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a photosensitive member that carries an electrostatic latent image of an image and carries the electrostatic latent image as a toner image by toner supplied from a developing device, and the photosensitive member. An intermediate transfer member that transfers the toner image to the recording medium by transferring the toner image to the recording medium by transferring the toner image to the recording medium by contacting the toner image with the photosensitive member; 5. The image forming apparatus having a control device that controls the speed and the conveyance speed of the toner image on the intermediate transfer member, wherein the control device is obtained from the image evaluation device according to claim 1. The conveyance speed of the toner image on the photosensitive member and the intermediate transfer member is controlled based on the amount of toner missing .
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect of the present invention, the image forming apparatus includes an optical device that captures a toner image of the intermediate transfer member, and reads an image density signal of the toner image from the optical device. An image evaluation device for evaluating a toner missing amount rate of a line image is provided, and the image evaluation device is the image evaluation device according to any one of claims 1 to 4 .
また、請求項10に係る発明は、請求項8または9記載の画像形成装置において、当該画像形成装置は、原稿から画像を読取る画像読取部と、当該画像読取部で読取られた画像情報に基づいて前記感光体に静電潜像とトナー像を形成する画像書き込み部を備えていることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth or ninth aspect, the image forming apparatus is based on an image reading unit that reads an image from a document and image information read by the image reading unit. And an image writing unit for forming an electrostatic latent image and a toner image on the photosensitive member .
本発明によれば、上記構成を採用することによって、トナー抜けが大面積に及ぶ場合や微小な場合でもその変化の情報を失うことなく線画像のトナー抜け量を正しく評価することの可能な画像評価装置、画像評価方法および画像形成装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, by adopting the above-described configuration, an image that can correctly evaluate the amount of toner missing in a line image without losing information on the change even when toner missing reaches a large area or is minute. It is possible to provide an evaluation apparatus, an image evaluation method, and an image forming apparatus.
本発明においては、前述の図1で示すように、基本的には、用紙10に線状画像11が形成されたものを線状画像11に対して直交する方向(矢印X方向)に光学装置を走査させてその輝度出力と計測位置(X軸)との関係で図3に示すようなプロファイリングデータを算出し、このプロファイリングデータを使用してトナー画像の抜け量を求めるようにしている。
In the present invention, as shown in FIG. 1 described above, basically, an optical device in which a
(A)転写紙上の線画像のトナー抜け量の評価
前記図3に示すプロファイリングデータを使用してトナー像の抜け量率を求めるには、(1)地肌領域部の特徴量の算出、(2)線画像の特徴量の算出、(3)正規化特徴量の算出、(4)トナー抜け量の算出を行うことによって適切に求めることができる。
次に、上記(1)〜(4)について説明する。
(1)地肌領域部の特徴量の算出
先ず、用紙10の線画像11を読取る光学的装置としては、CCDカメラを用い、地肌領域部13を含む線状画像12で構成される線画像11を、線画像11に対して直交する方向(矢印X方向)に1ライン毎に読取る(図1参照)。ここでは地肌を紙とし、トナーはマゼンタを使用する。CCDカメラで読取られたRGB(赤、緑、青)値のプロファイリングデータを輝度信号の出力と計測位置(X軸)のプロファイリングデータに変換する(図3参照)。
続いて、図3で示すプロファイリングデータから輝度信号の出力に対する頻度を示すヒストグラムを作成する(図4参照)。このヒストグラムから、最大面積を占める地肌領域13であるためにピークP1を示す輝度出力値により地肌領域部13の特徴量が決定される(図4参照)。実際には、トナー領域色ピークP2と地肌領域色ピークP1の2つのピークが存在するが、ここでは地肌領域部13が紙である事からヒストグラムから得られた2つのピークの高い値P1を地肌領域部13の特徴量とする。ここで、図5に示すように、計測対象のラインX1に大きなごみやちり等の塵埃Dが存在する時、地肌領域部13のヒストグラムピークがはっきりと現れない場合がある。そこで、地肌領域部13の特徴量を算出する際には、安定した地肌領域部13のヒストグラムピーク値P1を算出するために、計測対象となるライン位置X1を含む領域内の複数ライン位置X1〜X3のプロファイリングデータを加味した各輝度出力と頻度とのヒストグラムを作成し(図6参照)、ヒストグラムのピーク値P1が明確になるようにして、地肌領域部13のヒストグラムピーク値P1における輝度出力を算出する。
(A) Evaluation of toner missing amount of line image on transfer paper In order to obtain the toner image missing amount rate using the profiling data shown in FIG. 3, (1) calculation of feature amount of background area, (2 It can be appropriately obtained by calculating the feature amount of the line image, (3) calculating the normalized feature amount, and (4) calculating the toner missing amount.
Next, the above (1) to (4) will be described.
(1) Calculation of feature amount of background area portion First, as an optical device for reading the
Subsequently, a histogram indicating the frequency with respect to the output of the luminance signal is created from the profiling data shown in FIG. 3 (see FIG. 4). From this histogram, since it is the
このように、地肌領域部13に塵埃Dが存在する場合、線画像11の特徴量を算出する過程で値が大きくなってしまう。従って、トナー領域11以外の領域のプロファイリングデータを前述のようにして求めたヒストグラムピーク値P1における輝度出力を地肌領域部13の特徴量で置き換えることによって地肌領域部13の塵埃Dを除去した評価結果とすることができる(図7参照)。即ち、大きな塵埃Dがあると図8のようなプロファイリングとなり、どちらが線状画像か判断がつかないことがある。この場合、以前に計測した線状画像12の位置P3’(例えば、図9の99の位置)に近い方のピーク位置P3(図10の100の位置)を線状画像12と判断し、図10の50のピーク位置P4はゴミと判断してピーク位置P4を除外して、先程の地肌領域部13の特徴量で置き換え処理を行う。
As described above, when the dust D exists in the
(2)線状画像の特徴量の算出
計測対象となるライン位置X1を含む複数ライン位置(X1〜X3)において、地肌領域部13の特徴量の平均値と、輝度プロファイリングデータの平均値との差分を積和し線状画像の特徴量とする(図11の斜線部分)。
(3)正規化特徴量の算出
線画像11を光学的装置で読み取るとき、地肌領域部13の色と線状画像12の色の組み合わせでRGB絶対値が異なる。ここでは、用紙10上に線画像11と同色のべた画像をCCDカメラで読み取り、得られたRGB値から算出される輝度信号の出力値を理想の線画像での値とし下底辺値L1とする。また上底辺値L2は地肌領域部の特徴量とし、右辺値L3、左辺値L4は線画像11の計測位置とする。4つの辺を正規化境界線とし、境界線に囲まれた面積S1を正規化特徴量とする。
In more line position (X1 to X3) including the line position X1 to be calculated measurement object feature amount of (2) a linear image, the average value of the characteristic quantity of
(3) Calculation of normalized feature amount When the
(4)トナー抜け量の算出
前記(3)で算出した正規化特徴量S1と前記(2)で算出した線状画像12の特徴量の正規化範囲内(図12の右斜線部の面積S2)との差分をトナー抜け量(図12の左斜線部S3)とし、(S3/S1)×100としてトナー抜け量(率)を求める。
上記の(1)から(4)の線画像と直交する方向の1ライン毎のトナー抜け量率評価法を、図13に示したA4サイズの紙に描かれた縦線11全体について、光学装置を線画像と直交する方向(X軸)に走査して行い、さらに、線画像の全体についての評価を行うために、平行方向(Y軸)に光学装置を移動させて行った。図14に線画像11の全体についてのトナー抜け量の評価を行った結果を示す。この結果では、トナー抜け量(率)は大きいほどトナー抜け量が多いことを意味する。本評価法は線画像11に対して直交方向に1ライン毎に行っているので、この図14で示す結果からも明らかなように、トナー抜け量がY軸方向で周期性をもっていることが分かる。この評価結果に基づいて、画像形成装置の感光体ドラムや中間転写ベルトの摩耗損傷等による画像形成条件の変動等問題点の解析、評価を適切に行い、適切な対応を取ることが可能となる。
トナーの抜け量を評価する線画像11の周辺部における地肌領域13に、塵埃Dが存在する場合には、地肌領域部13の特徴量を算出する過程において誤差を生じてしまったり、また、線状画像12の特徴量を算出する過程でも、地肌領域部13の特徴量を用いて算出しているので誤差が生じてしまうという可能性がある。しかし、本発明においては、以上のように、ゴミ等の塵埃の領域を認識してその領域の出力値を除外して地肌領域部13の特徴量及び線状画像12の特徴量を算出しているので、精度よくトナーの抜け量を評価することが可能となる。
(4) Calculation of Toner Omission Amount Within the normalized range of the normalized feature amount S1 calculated in (3) above and the feature amount of the
The method for evaluating the toner missing amount rate for each line in the direction orthogonal to the line images (1) to (4) described above for the entire
When dust D is present in the
(B)画像処理の行われた転写紙上の線画像のトナー抜け量の評価
次に、本発明による画像評価装置においては、前述の図1で示す線状画像に代えて、画像処理が入った転写紙上の線画像のトナー抜け量を前記(1)〜(4)に基づいて評価することもできる。この場合、前記(2)、(3)で示す(2’)線状画像の特徴量の算出及び(3’)正規化特徴量算出が若干相違する。これらの相違点について説明する。
(2’)線状画像の特徴量の算出
図15に示すような画像処理パターンが画像処理によって転写紙上の線画像が形成されているときは、複数ラインの設定をパターンの周期倍で行う。ここでは1周期の例として説明する。図15のような画像処理パターンにおいては、線画像と水平方向にみて4画素で1周期となっている。これを画像処理パターンの1周期とし、この領域内での地肌領域部13の特徴量の平均値と輝度プロファイリングデータの平均値との差分を積和しトナー線状画像12の特徴量とする。
(B) Evaluation of toner loss amount of line image on transfer paper subjected to image processing Next, in the image evaluation apparatus according to the present invention, image processing is performed instead of the linear image shown in FIG. The amount of toner missing from the line image on the transfer paper can also be evaluated based on the above (1) to (4). In this case, (2 ′) calculation of the feature amount of the linear image and (3 ′) normalization feature amount calculation shown in (2) and (3) are slightly different. These differences will be described.
(2 ′) Calculation of feature amount of linear image When a line image on a transfer sheet is formed by image processing of an image processing pattern as shown in FIG. 15, a plurality of lines are set at a cycle of the pattern. Here, an example of one cycle will be described. In the image processing pattern as shown in FIG. 15, one cycle is four pixels when viewed in the horizontal direction with respect to the line image. This is defined as one cycle of the image processing pattern, and the difference between the average value of the feature amount of the
(3’)正規化特徴量算出
線画像11を光学的装置で読み取るとき、地肌領域部13の色と線状画像12の色の組み合わせでRGB絶対値が異なる。ここでは紙上に線画像11と同色の画像処理の入ったべた画像をCCDカメラで読み取り、画像処理パターン1周期の領域内のRGB値から算出される輝度信号の平均値を理想の線画像での値とし下底辺値L1とする。また上底辺値L2は地肌領域部13の特徴量とし、右辺値L3、左辺値L4は線画像の位置とする。4つの辺を正規化境界線とし、境界線に囲まれた面積を正規化特徴量とする。
なお、この例においても、前記(A)項における(1)地肌領域部の特徴量の算出及び(4)トナー抜け量率の算出を用いて、前述と同様にして地肌領域部の特徴量の算出及びトナーの抜け量率を求めることができる。
以上のようにして、画像処理パターンである図15に示すトナー像のトナー抜けも適切に評価することができる。
(3 ′) Normalized feature value calculation When the
In this example as well, the feature amount of the background area portion is calculated in the same manner as described above using (1) calculation of the feature amount of the background area portion and (4) calculation of the toner missing amount ratio in the item (A). Calculation and toner missing amount rate can be obtained.
As described above, the toner omission of the toner image shown in FIG. 15 which is the image processing pattern can be appropriately evaluated.
(C)転写紙上での色ずれ線画像のトナー抜け量の評価
また、線画像を光学的装置で読み取るとき、地肌領域部13の色とトナー線状画像12の色との組み合わせによって、光の三原色である赤(R)、緑(G)、青(B)の絶対値が異なってしまう。さらに、少なくとも2色以上のトナーを重ねて形成する線画像11においては、色どうしの位置ずれが線画像の太りを引き起こすという問題を生じるが、本発明においては、このような色ずれ線画像による位置ずれを除去した評価を行うことも可能である。
転写紙上での色ずれ線画像11のトナー抜け量を評価する場合について説明する。色ずれ線画像の場合は、色ずれを含んだ線画像全体からずれ部分を取り除いて目的の線領域に範囲を限定し評価を行う。即ち、図16には、赤(R)、緑(G)及び青(B)の色についてのそれぞれのプロファイリングデータを示す。この図からR、G、Bの色によって、マゼンタトナーとシアントナーによる位置ずれが起こり、実際の線画像の位置から境界位置がずれており、図16の左側では、シアントナーによるずれが、また、右側では、マゼンタトナーによる位置ずれが生じている。従って、精度よい評価を行う場合には、これらのずれを矯正して評価範囲を設定する必要がある。図17には、マゼンタトナーとシアントナーによる青色の線画像を形成する線画像11における輝度出力と計測位置のプロファイリングデータを示している。シアントナーとマゼンタトナーによる線画像は、前述のように、色ずれが生じるため、図16で示したように、予め、色ずれを矯正した計測位置での左右の境界線を設定して正規化特徴量及びトナー線状画像の特徴量を算出してトナー抜け量を算出している。
このように、マゼンタトナーとシアントナーによる色ずれを矯正して正規化特徴量及びトナー線状画像の特徴量を算出するようにしているので、より精度の良いトナー抜け量を評価することが可能となる。
(C) Evaluation of the amount of toner missing from the color-shifted line image on the transfer paper When the line image is read by an optical device, the combination of the color of the
A case where the amount of toner missing of the color
As described above, since the color misregistration due to magenta toner and cyan toner is corrected and the normalized feature amount and the feature amount of the toner linear image are calculated, it is possible to evaluate the toner missing amount with higher accuracy. It becomes.
(D)転写ベルト上での線画像のトナー抜け量の評価
次に、画像形成装置の感光体で形成された線状のトナー像が転写される転写ベルト上でのトナー抜け量を評価する場合について説明する。感光体に形成されたトナー線状画像が転写ベルトに転写された際のトナー線状画像のトナー抜けを評価することによって、後述するように、画像形成条件を制御して、適切なトナー像を得ることが可能となる。
前記(A)項における(1)地肌領域部の特徴量の算出の項で述べたヒストグラムピークを算出する過程は同じである。しかし、この場合には、地肌が炭素系の材料を使用した転写ベルトであるため色が黒に近く、白色の用紙10を使用した場合と輝度出力が反転し、出力が低い方が地肌領域部13の出力となり、マゼンタトナーを使用したトナー領域12は、地肌領域部13よりも高い出力となる。よって、地肌領域部13は、図18のL2で示すようなレベルを地肌領域部の特徴量としている。
同様に、トナー線状画像12における理想の線画像での値を上底辺値L1とし、左右辺値L3、L4を線画像の計測位置から求め、正規化特徴量及びトナー像の特徴量を求めてトナー抜け量を求める。
このようにして、転写ベルトに転写されたトナー像のトナー抜け量を適切に求めることが可能となる。
(D) Evaluation of toner loss amount of line image on transfer belt Next, evaluation of toner loss amount on the transfer belt onto which a linear toner image formed on the photoreceptor of the image forming apparatus is transferred Will be described. As will be described later, the toner linear image formed on the photoconductor is transferred to the transfer belt. Can be obtained.
The process of calculating the histogram peak described in the section (1) Calculation of the feature amount of the background area in the item (A) is the same. However, in this case, since the background is a transfer belt using a carbon-based material, the color is close to black, and the luminance output is reversed from the case where
Similarly, the value of the ideal line image in the toner
In this way, it is possible to appropriately determine the toner missing amount of the toner image transferred to the transfer belt.
以下、図面を参照して、本発明による画像評価装置を使用した画像形成装置について説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus using an image evaluation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図19は、本発明による一実施形態の画像評価装置を画像形成装置に使用した概略構成を示す図である。図中、符号100は画像形成装置である複写機本体、101は原稿を置く原稿台、102は、原稿台101上に載置された原稿が図示しない光学装置で原稿に対して直交方向にライン毎に光を照射、走査させてその反射光をCCDで読み取り、原稿の画像情報をデジタル信号に変換して情報を読取る画像読み取り部である。画像読み取り部102で読み取り取られた原稿情報は、画像書き込み部103を通じてイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(B)の色毎に変調されたレーザ光によって各色の感光体ドラム1が露光される。この時、感光体ドラム1は回転しており帯電装置60を通過した感光体ドラム1の表面部分は帯電されており、該露光により各色に対応する原稿画像の静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置61の現像ドラム2によりトナーが付着されY、C、M、Bの単色トナー線状画像を形成する。その後、トナー線状画像は、駆動ローラ14及び張架ローラ15によって張架されて回転、駆動されるエンドレス状の中間転写ベルト80上に一次転写ローラ62でそれぞれ転写される。これによって中間転写ベルト80上では、各色のトナー像が重ね合わされフルカラー画像を形成する。中間転写ベルト80に転写された後の感光体ドラム1はクリーニング装置63により残留トナーを取り除き、除電装置64で除電される。
FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration in which an image evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention is used in an image forming apparatus. In the figure,
一方、給紙トレイ106から給紙ローラ107を通じて一枚の用紙を選択し、搬送ローラ108、109を通じてレジストローラ110まで搬送される。そして、中間転写ベルト80上のトナー像はレジストローラ110によりタイミングを合わせて搬送された用紙上に2次転写ローラ111で転写される。用紙上に転写されたトナー線状画像は定着装置112で定着され排出トレイ113上に排出される。
複写機本体100には、補正部105が内蔵されており、この補正部105によって前述の転写紙上の線画像のトナー抜け量の評価に基づいて感光体ドラム1と中間転写ベルト80の速度差を制御して適切な画像形成が行われるようになっている。この補正部105の動作について説明する。
On the other hand, one sheet is selected from the
The copying machine
前述のようにして複写機で原稿を複写した転写紙を複写機本体100の原稿台101に載置し、転写紙上の線状画像を、画像読み取り部102で読み取り、ライン毎の輝度信号と計測位置データを複写機本体100の外側に設けられた演算装置204に送給する。演算装置204では、前記輝度信号と計測位置データによりプロファイリングデータ作成手段と、このプリファイリングデータに基づいて形成するヒストグラム形成手段と、ヒストグラム形成手段から求めた地肌領域部特徴量算出手段と、前記プロファイリングデータと地肌領域部特徴量から求められるトナー線状画像特徴量算出手段と、トナー抜けのない場合におけるプロファイリングデータと地肌領域部特徴量と計測位置データとから正規化地肌部特徴量算出手段と、トナー抜け量算出手段を備え、これらの手段を使用して前述の(A)項で述べた(1)地肌領域部の特徴量の算出から(4)のトナー抜け量(率)の算出を行い、さらに線画像11の全体のトナー抜け量の平均値を算出した計測データを補正部105に送給する。
The transfer paper on which the original is copied by the copying machine as described above is placed on the original table 101 of the copying machine
補正部105では、感光体ドラム1と中間転写ベルト80の移送速度に速度を設けて場合におけるトナー抜け量のプロファイリングデータを作成する。即ち、感光体ドラム1と中間転写ベルト80の移送速度を一定間隔で変化させ、感光体ドラム1と中間転写ベルトの移送速度に速度差をつけ、この速度差を変えて複数のトナー像を転写紙に形成する。このようにして速度差が異なる線画像が形成された転写紙を複写機本体100の画像読み取り部102で読み取り、前述のように、演算装置204で各速度差毎のトナー抜け量を計測する。このように、速度差に対応するトナー抜け量から速度差に対するトナー抜け量のプロファイリングデータを作成する(図20参照)。
The
図21は、この速度差とトナー抜け量のプロファイリングデータを示している。一般的に線速差をつけると転写効率が上がりトナー抜けが減少する方向に働く。プロファイリングデータより一定の閾値以下となる領域で感光体の表面速度が中間転写ベルト80の移動速度との速度差が最小となる値を算出する。ここでは、閾値を20%に設定すると、20%以下の領域はA点、B点の外側の部分となる。感光体ドラム1の表面速度が中間転写ベルト80の移動速度との速度差が最小の値はA点となるため、A点の値が適正な速度差として導き出される。
FIG. 21 shows profiling data of the speed difference and the toner missing amount. Generally, when the linear velocity difference is set, the transfer efficiency is increased and the toner omission is reduced. A value that minimizes the speed difference between the surface speed of the photosensitive member and the moving speed of the
次に、このようにして求められたA点の値から感光体ドラム1の回転速度を算出し(図20参照)、その速度に該当するクロック信号を感光体ドラム1と中間転写ベルト80のモータ205へ送信する(図20参照)。
このようにして、感光体ドラム1の回転速度と中間転写ベルト60の移送速度を補正部105で制御することによって、トナー抜けの少ない適切なトナー像を形成することが可能となる。
本実施例においては、トナー抜けの計測データに基づいて感光体ドラム1の回転速度と中間転写ベルト80の移送速度の制御を行った例を示したが、トナー抜けの計測データは、この例に限らず、感光体ドラム1や中間転写ベルト80等の故障診断等にも有効に利用することができる。
Next, the rotational speed of the photosensitive drum 1 is calculated from the value of the point A thus obtained (see FIG. 20), and the clock signal corresponding to the speed is sent to the motor of the photosensitive drum 1 and the
In this way, by controlling the rotation speed of the photosensitive drum 1 and the transfer speed of the
In this embodiment, the example in which the rotation speed of the photosensitive drum 1 and the transfer speed of the
図22は、本発明による他の実施形態の画像形成装置と画像評価装置の概略構成を示す図である。図22中、図19で示す実施例1のものと同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
本実施例においては、画像形成装置が、前述の実施例1とは異なって、画像読み取り部103を備えておらず、外部からの入力信号によって画像を形成するものである。従って、この実施例において、補正部105によって、感光体ドラム1の回転速度と中間転写ベルト80の移送速度を制御するに当たり、本実施例の画像形成装置200で転写紙に画像形成されたトナー像のトナー抜け量を評価する場合には、外部の画像読み取り装置202及び、演算装置204を使用している。
FIG. 22 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus and an image evaluation apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 22, the same components as those in the first embodiment shown in FIG.
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the image forming apparatus does not include the
この外部の画像読み取り装置202を使用して、画像形成装置200で画像形成されたトナー線状画像を読み取り、輝度信号と計測位置データを演算装置204に送給し、演算装置204で前記実施例1の場合と同様にトナー抜け量を算出し、この計測データを補正部105に送給して感光体ドラム1の回転速度と中間転写ベルト80の制御を行うようにしている。
このように、画像読み取り部を内蔵していない画像形成装置においても適切に感光体ドラム1の回転速度と中間転写ベルト80の制御を行うことが可能である。
Using this external
As described above, even in an image forming apparatus that does not include an image reading unit, it is possible to appropriately control the rotational speed of the photosensitive drum 1 and the
図23は、本発明による他の実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。図23中、図19で示す実施例1のものと同一構成については、同一符号を付し説明を省略する。
本実施例においては、画像形成装置300本体に演算部104を内蔵させ、実施例1で使用した外部演算装置と同一の作用を行わせるようにしたものである。このように、演算部104を画像形成装置300内に内蔵させることによって、トナー抜けの評価を容易、且つ確実に行うことが可能となる。また、前記(B)項で述べた画像処理による転写紙上の線画像のトナー抜けの評価及び(C)項で述べた転写紙上の色ずれ線画像のトナー抜けの評価も容易に行うことができる。
FIG. 23 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 23, the same components as those of the first embodiment shown in FIG.
In this embodiment, the
図24は本発明による他の実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。図24中、図19で示す実施例1のものと同一構成については、同一符号を付し説明を省略する。
本実施例においては、画像形成装置400本体に、中間転写ベルト80上に転写されたトナー線状画像を読取る画像読み取り素子16を中間転写ベルト80に配置している点において前述の実施例3の画像形成装置300と相違する。従って、前述の(D)項で述べた転写ベルト上でのトナー抜け量の評価を転写紙に形成することなく行うことが可能となり、より迅速な評価が可能となる利点がある。
FIG. 24 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 24, the same components as those of the first embodiment shown in FIG.
In this embodiment, the
1 感光体ドラム、2 像ローラ、10 用紙、11 線画像、12 線状画像、13 地肌領域部、14 駆動ローラ、15 張架ローラ、16 画像読み取り素子、60 帯電装置、61 現像装置、62 一次転写ローラ、63 クリーニング装置、64 除電装置、80 中間転写ベルト、100 複写機本体、102 画像読み取り部、103 画像書き込み部、104 演算部、105 補正部、200、300、400 画像形成装置、202 画像読み取り装置、204 演算装置、D 塵埃 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum, 2 Image roller, 10 Paper, 11 line image, 12 Line image, 13 Background area part, 14 Drive roller, 15 Stretch roller, 16 Image reading element, 60 Charging apparatus, 61 Developing apparatus, 62 Primary Transfer roller, 63 Cleaning device, 64 Static elimination device, 80 Intermediate transfer belt, 100 Copier body, 102 Image reading unit, 103 Image writing unit, 104 Calculation unit, 105 Correction unit, 200, 300, 400 Image forming device, 202 Image Reading device, 204 arithmetic device, D dust
Claims (10)
前記制御装置は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像評価装置から得られるトナー抜け量に基づいて前記感光体と前記中間転写体のトナー像の搬送速度を制御することを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive member that carries an electrostatic latent image of the image and carries the electrostatic latent image as a toner image by toner supplied from a developing device, and a toner image carried on the photosensitive member abuts the photosensitive member. And an intermediate transfer member that contacts the recording medium and transfers the toner image to the recording medium. The transfer speed of the toner image on the photosensitive member and the toner image on the intermediate transfer member In an image forming apparatus having a control device for controlling the conveyance speed of
The control device controls a toner image conveyance speed of the photosensitive member and the intermediate transfer member based on a toner missing amount obtained from the image evaluation device according to any one of claims 1 to 4. An image forming apparatus.
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