JP5906980B2

JP5906980B2 - 画像形成装置および画像読取装置

Info

Publication number: JP5906980B2
Application number: JP2012162847A
Authority: JP
Inventors: 佳文武部; 石井　昭; 昭石井; 土渕　清隆; 清隆土渕
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: JP2014023113A; US8786870B2; US20140022575A1

Description

本発明は、画像形成装置および画像読取装置に関する。

特許文献１には、マークシートの主走査方向両端部に設けられた円形のガイドマークの各ライン毎の画素数を求め、その画素数から各ガイドマークの中心ラインを求め、各ガイドマークの中心ラインの差分と主走査方向の中心間距離とからマークシートの傾きを求めることにより傾き補正を可能にすることが開示されている。

また、特許文献２には、原稿サイズの誤検知を生じやすい位置にサイズ検知基準マークが付された調整チャートを画像読取り手段で読み取った結果からサイズ検知補正値を求めることが開示されている。

特開平０７-０３７０１８号公報特開２００６-０２００３０号公報

本発明は、姿勢が不安定な状態の用紙からその用紙上に形成されている画像欠陥検出用の画像を読み取る場合であっても、その読み取った画像の傾きを正しく認識して画像の欠陥を高精度に検出することができる画像形成装置および画像読取装置を提供することを目的とする。

請求項１は、搬送中の用紙上に画像を形成する画像形成部と、
用紙搬送方向について前記画像形成部よりも下流側に配置され、搬送中の用紙から該用紙上に記録されている画像を読み取る画像読取部とを備え、
前記画像形成部が、用紙上に、画像欠陥検出用の欠陥検出画像と、該用紙上の互いに離れた位置に形成された、該用紙上の画像の、用紙搬送方向と用紙幅方向とに広がる２次元平面内での傾き角度を検出するための複数の目印とを有する試験画像を形成する試験モードを有し、
前記画像読取部における前記試験画像の読取りにより得られた、該試験画像を表わす試験画像データに基づいて画像欠陥検出演算を行う演算部をさらに備え、
当該演算部が、
前記複数の目印を検出する目印検出部と、
前記目印検出部で検出された前記複数の目印に基づいて、前記試験画像の、前記２次元平面内での傾き角度を算出する傾き算出部と、
前記傾き算出部で算出された傾き角度に基づいて、前記欠陥検出画像の傾きを補正することにより、傾きが補正された後の試験画像を表わす補正画像データを生成する傾き補正部と、
前記傾き補正部で生成された補正画像データに基づいて画像の欠陥を検出する欠陥検出部とを有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２は、請求項１記載の画像形成装置において、前記画像形成部が、前記試験モードにおいて、前記目印が、用紙上の、用紙幅方向中央部であって、用紙搬送方向前端部と後端部の双方に形成された試験画像を形成するものであることを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記画像形成部が、前記試験モードにおいて、前記目印を構成する、用紙上の、用紙幅方向中央の位置であって、用紙搬送方向前端部と後端部の双方に形成された第１の目印と、該第１の目印それぞれの、用紙幅方向両側それぞれに形成された第２の目印とを含む試験画像を形成するものであり、
前記傾き算出部は、前記目印検出部により検出された前記第１の目印に基づいて前記傾き角度を算出するとともに、前記目印検出部が前記第１の目印の検出に失敗したときは、検出に失敗した第１の目印の用紙幅方向両側において検出された前記第２の目印から該第１の目印の位置を割り出す演算を行った上で前記傾き角度を算出するものであることを特徴とする。

請求項４は、請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置において、前記欠陥検出部は、前記補正画像データにより表される、傾きが補正された後の試験画像を構成する前記欠陥検出画像の各画素の画素値を用紙搬送方向について累積することにより用紙幅方向についての累積値分布を算出し、該累積値分布に基づいて前記欠陥検出画像の欠陥を検出するものであることを特徴とする。

請求項５は、搬送中の用紙から該用紙上に記録されている画像を読み取る画像読取部と、
前記画像読取部における、画像欠陥検出用の欠陥検出画像と、互いに離れた位置に形成された、用紙搬送方向と用紙幅方向とに広がる２次元平面内での傾き角度を検出するための複数の目印とを有する試験画像が形成されてなる用紙上からの該試験画像の読取りにより得られた、該試験画像を表わす試験画像データに基づいて、画像欠陥検出演算を行う演算部とを備え、
前記演算部が、
前記複数の目印を検出する目印検出部と、
前記目印検出部で検出された前記複数の目印に基づいて、前記試験画像の、前記２次元平面内での傾き角度を算出する傾き算出部と、
前記傾き算出部で算出された傾き角度に基づいて、前記試験画像の傾きを補正することにより、傾きが補正された後の試験画像を表わす補正画像データを生成する傾き補正部と、
前記傾き補正部で生成された補正画像データに基づいて前記欠陥検出画像の欠陥を検出する欠陥検出部とを有することを特徴とする画像読取装置である。

請求項１の画像形成装置および請求項５の画像読取装置によれば、本発明による傾き補正を行わない場合と比べ、画像の欠陥を高精度に検出することができる。

請求項２の画像形成装置によれば、目印が前端部と後端部の双方には形成されていない場合と比べ、より高精度に傾き補正を行うことができる。

請求項３の画像形成装置によれば、第２の目印が存在しない場合と比較し、傾き検出の失敗の発生が抑えられる。

請求項４の画像形成装置によれば、累積値分布を算出しない場合と比べ、画像の欠陥を高精度に検出できる。

一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。１つの画像形成ユニットの周りの構成を示した模式図である。図１に示す光学測定器の断面図である。図３に断面を示す光学測定器の光学系の模式斜視図である。光学測定器の光学系を上方から見たときの平面図である。画像欠陥検出時の画像形成装置の動作の流れを示した図である。試験画像の一例を示した図である。試験画像データに基づくマーク検出方法の説明図である。画像フィルタの一例を示した図である。縦筋があらわれた状態の試験画像（Ａ）と投影波形（Ｂ）を示した図である。比較例としての試験画像（Ａ）と投影波形（Ｂ）を示した図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。

この画像形成装置１０は、互いに連結された第１筐体１０ａと第２筐体１０ｂとの２つの筐体を有し、この画像形成装置１０を構成する各部材がそれら２つの筐体に分かれて組み込まれている。

この画像形成装置１０は最大６色（透明色を含む）のトナーを用いて画像を形成する構成を有し、第１筐体１０ａの上部には、各色のトナーを収容する６つのトナーカートリッジ１１Ｖ，１１Ｗ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが配列されている。

ここで、符号中のアルファベットのＶは第１特色（例えば透明色）、Ｗは第２特色（例えばライトマゼンタ）、Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックを表わしている。以下では、トナーカートリッジを指し示す符号として、色を区別する必要がないときは色を表わすアルファベットは省略して単にトナーカートリッジ１１と称し、色を区別する必要があるときは、数字の後に上記の、その色を表わすアルファベットを付して表わすものとする。トナーカートリッジ１１以外の各要素についても同様である。

各トナーカートリッジ１１内のトナーは、以下に説明する画像形成ユニット１３に供給される。各トナーカートリッジ１１は交換可能であり、空になると同じ色のトナーを収容した新たなトナーカートリッジ１１に交換される。

第１筐体１０ａ内の、トナーカートリッジ１１の下方には、上記の６つのトナーカートリッジ１１それぞれに対応する、６つの露光器１２と、６つの画像形成ユニット１３が備えられている。

図２は、１つの画像形成ユニットの周りの構成を示した模式図である。

この画像形成ユニット１３は、矢印Ａ方向に回転するドラム型の感光体１３１を備えており、その周囲には帯電器１３２、現像器１３３、クリーニングブレード１３４、および除電器１３５が配置されている。また、この感光体１３１の上部には、上述の露光器１２が配置され、さらに、感光体１３１との間に後述する中間転写ベルト１４を挟んだ位置には、一次転写ロール１５が配置されている。

この感光体１３１は、矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３２により帯電を受け、露光器１２からの、露光ビームＬによる露光を受ける。露光器１２は、画像データに応じて変調された露光ビームＬで感光体１３１上を図２の紙面に垂直な方向に繰り返し走査し、感光体１３１上に、露光ビームＬの繰り返し走査による静電潜像を形成する。この静電潜像は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像器１３３により、その現像剤中のトナーで現像され、感光体１３１上にトナー像が形成される。現像器１３３内にはあらかじめ定められた量のトナーが収容されるように、対応するトナーカートリッジ１１（図１参照）からトナーが供給される。現像器１３３の作用により感光体１３１上に形成されたトナー像は、矢印Ｃ方向に回転する一次転写ロール１５の作用により、矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト１４上に転写される。

転写後に感光体１３１上に残存するトナーはクリーニングブレード１３４により感光体１３１上から掻き落とされて回収され、さらに除電器１３５によりその感光体１３１が除電されてそこに残存する潜像が消去され、帯電器１３２により新たに帯電される。

図１に戻って説明を続ける。

６つの画像形成ユニット１３の下には、無端状の中間転写ベルト１４が備えられている。この中間転写ベルト１４は、駆動ロール１６ａやバックアップロール１６ｂを含む複数のロール１６に支持され、画像形成ユニット１３を構成する各感光体１３１に接しながら矢印Ｂ方向に循環移動する。

この中間転写ベルト１４を挟んでバックアップロール１６ｂに対向する位置には二次転写ロール１７が備えられている。各画像形成ユニット１３に対応して配備された一次転写ロール１５の作用により中間転写ベルト１４上に順次重なるように転写されたトナー像は、中間転写ベルト１４により矢印Ｂ方向にさらに搬送される。そしてこの中間転写ベルト１４上のトナー像は、二次転写ロール１７の作用により、中間転写ベルト１４と二次転写ロール１７とに挟まれた位置に搬送されてきた用紙上に二次転写される。これにより用紙上に未定着のトナー像が形成される。

第１筐体１０ａの下部には、２つの用紙収容部１８ａ，１８ｂが設けられており、各用紙収容部１８ａ，１８ｂには、それぞれ多数枚の用紙Ｐが積層された状態に収容されている。画像形成時には用紙収容部１８ａ，１８ｂから用紙Ｐが取り出されるが、用紙収容部１８ａ，１８ｂ内に収容されている用紙が少なくなるにつれて底板１８１ａ，１８１ｂが上昇する構造となっている。

画像形成にあたっては、これらの用紙収容部１８ａ，１８ｂのうちの、オペレータによる手動で、あるいは自動で指定された一方の用紙収容部に収容された用紙Ｐのうちの最上層の１枚の用紙Ｐがピックアップロール１９ａにより取り出され、複数枚の用紙が一度に取り出されたときはさばきロール１９ｂにより確実に１枚に分離されて、その１枚の用紙が、搬送ロール１９により、搬送路２０ａ，２０ｂ，２０ｃ上に搬送され、その搬送されてきた用紙Ｐの先端が位置決めロール１９ｃにまで達する。また、第１筐体１０ａには、その第１筐体１０ａの外部から用紙を取り込む取込口１１１が設けられており、用紙がこの取込口１１１から取り込まれたときはその取り込まれた用紙は、搬送路２０ｄ，２０ｃ上を搬送されてその先端が位置決めロール１９ｃに達する。位置決めロール１９ｃは、搬送されてきた用紙の姿勢を正すとともに、その用紙の、その後の送り出しタイミングを調整してさらに搬送方向下流側に向けて送り出す役割りを担っている。

この位置決めロール１９ｃは、中間転写ベルト１４上のトナー像が二次転写ロール１７の位置まで搬送されるのとタイミングを合わせて用紙がその二次転写ロール１７の位置に搬送されるように、用紙を送り出す。

二次転写ロール１７の作用によりトナー像の転写を受けた用紙は、搬送ベルト２１により搬送されて第２筐体１０ｂに入り、定着器２２に至る。この定着器２２は、加熱ベルト２２１と加圧ロール２２２とを有し、定着器２２まで搬送されてきた用紙は加熱ベルト２２１と加圧ロール２２２とに挟まれて加熱および加圧を受け、用紙上のトナー像がその用紙に定着される。定着器２２を通り過ぎた用紙は、冷却器２４により冷却される。この冷却器２４は、用紙を２本の無端ベルト２４１，２４２で挟んで冷却するタイプのものである。冷却器２４を出た用紙はデカーラ２５により反りが矯正され、光学測定器２６によりその用紙上の定着トナー像からなる画像の測定が行われる。この光学測定器２６は、一般の画像形成時には用紙上に画像が正しく形成されていることなどの監視を行う。また調整時には、この画像形成装置１０で各種のチャート、例えば各種の色パッチを用紙上に配列しそれらの色パッチを測色して色調補正を行なったり、用紙上に画像形成位置や画像倍率調整用の画像を形成し、その画像を測定して画像形成位置や画像倍率の調整を行うなど、この光学測定器２６は各種調整用としての測定を行う役割りも担っている。さらには、この画像形成装置１０で用紙上に一様の色、一様の濃度の画像を形成し、この光学測定器２６で測定して、画像上に傷や濃淡の発生のないことの確認も行われる。

この光学測定器２６を通り過ぎた用紙は排紙ロール２７により排紙台２８上に排出される。

一方、中間転写ベルト１４は、二次転写ロール１７の作用により用紙上にトナー像の二次転写が行なわれた後も矢印Ｂ方向に移動してクリーナ４１に達し、このクリーナ４１により、中間転写ベルト１４上に残存するトナーがその中間転写ベルト１４上から取り除かれる。

以上は用紙の第１面のみに画像を形成するときのプロセスであるが、用紙の両面に画像を形成するときは、以下のプロセスを経る。この場合、上記と同じプロセスで用紙の第１面に画像が形成されてさらに光学測定器２６を通り過ぎる。光学測定器２６を通り過ぎた用紙は、排紙ロール２７に達する手前で搬送路２０ｅに入ってその搬送路２０ｅ上を搬送され、さらに搬送路２０ｆに入る。この搬送路２０ｆに用紙が入ると、その搬送路２０ｆを構成する搬送ロールの回転方向が逆転し、その用紙が搬送路２０ｆから逆向きに送り出されて第１筐体１０ａに戻り、搬送路２０ｂ，２０ｃ上を搬送されて位置決めロール１９ｃに達する。このときの用紙は、画像がまだ形成されていない第２面を中間転写ベルト１４に向けた姿勢となっている。用紙がこのような搬送路を通って位置決めロール１９ｃに達するまでの間に、画像形成ユニット１３側では、その用紙の第２面に形成する画像のトナー像が形成されて中間転写ベルト１４上に転写される。その後は、用紙の第１面への画像形成と同様にして、位置決めロール１９ｃから用紙が送り出されて二次転写ロール１７の作用によりその用紙の第２面にトナー像が転写され、さらに定着器２２、冷却器２４、デカーラ２５、および光学測定器２６を通過して、今度は排紙ロール２７により排紙台２８上に排出される。

また、この画像形成装置１０の第２筐体１０ｂの上部には、外部から送られてきた画像データを格納しておくメモリやその画像データに画像処理を施す演算回路などからなる画像処理部３０が備えられている。この画像処理部３０には、色調や画像位置ずれなどの補正用の、この画像形成装置１０で形成される各種のテストチャート用画像を表わす画像データも格納されている。

さらに、この第２筐体１０ｂの一段低い部分の上に載るようにして、この画像形成装置１０の各種状態を表示するためのモニタ３１やオペレータによる操作を受ける操作パネル３２が配置されている。

図３は、図１に示す光学測定器２６の断面図である。また図４は、図３に断面を示す光学測定器の光学系の模式斜視図である。さらに図５は、その光学測定器の光学系を上方から見たときの平面図である。

この光学測定器２６は、図３に示す通り、用紙が通過する用紙通路Ｒの上に筐体２６１を備えており、その筐体２６１の、用紙通路Ｒの直ぐ上には、透明ガラス２６２が嵌められた開口が形成されている。この開口およびその開口に嵌められている透明ガラス２６２は、図３の紙面に垂直な方向に、用紙通路Ｒを通過する用紙の全幅よりも長尺の範囲をカバーするように長尺に延びた形状を有する。また、筐体２６１内の透明ガラス２６２の斜め上には２本のランプ２６３が備えられている。これら２本のランプ２６３も、用紙通路Ｒを通過する用紙の全幅よりも長い長尺のランプである。これら２本のランプ２６３から発せられた光は透明ガラス２６２を透過し用紙通路Ｒを通る用紙を斜めに照明する。

用紙通路Ｒを通過する用紙から上方向に反射した反射光は透明ガラス２６２を透過し、ミラー２６４で反射され、さらに２枚のミラー２６５，２６６で反射され、迷光遮へい用の開口２６７を通過し、レンズ２６８で、ラインセンサ２６９上に、用紙上の画像が結像される。ラインセンサ２６９は、図３の紙面に垂直な方向に多数の受光素子が配列されたものであり、それら多数の受光素子により、用紙幅方向に一次元的に延びた、図４，図５に示す領域Ａ１の範囲を視野にもつセンサである。これら多数の受光素子により、用紙上の画像の幅方向１ライン分の画像が読み取られる。このラインセンサ２６９では、用紙が用紙通路Ｒを通過する間、例えば１ｍｓｅｃ間隔で繰り返し読取りが行なわれる。これにより用紙上の画像が例えば０．１ｍｍ間隔で読み取られてその画像全体を表わす画像データが生成される。また、この筐体２６１内には、ランプ２６３の空冷用のファン２７０が備えられている。また光学部品へのランプ２６３の熱の影響を低減するために、この筐体２６１は、ランプ２６３やファン２７０を備えた部屋とミラーやレンズ等の光学部品を備えた部屋とに区切られていて、用紙からの反射光のみが通過する構造となっている。

また、用紙通路Ｒの下には、多角柱形状の基準板ユニット３３が備えられている。この基準板ユニット３３は、その多角柱の各面３３１が、例えば白色の基準となる白基準板、各種の色の基準となる色基準板などとなっている。この基準板ユニット３３は、各面３３１が用紙通路Ｒ側を向くように回転可能であり、用紙通路Ｒ上に用紙が存在しない状態で光学測定器２６によりそれらの基準板が読み取られて、明るさ補正、ランプ２６３による照明ムラ等に起因するシューディングの補正、種々の色補正用として用いられる。

また、この光学測定器２６は、図４，図５に示すレンズ２７１および分光器２７２を備えている。これらのレンズ２７１や分光器２７２は、用紙や基準板から反射してラインセンサ２６９に向かう光束の妨げとならない位置に配置されている。この分光器２７２は、ラインセンサ２６９と同様に、図３に示す基準板ユニット３３上を通過する用紙からの反射光を受光するが、この分光器２７２の視野はラインセンサ２６９の視野よりも狭く、そこを通過する用紙の一部分である、図５に示す領域Ａ２である。この領域Ａ２は、用紙が通過する際にその用紙上に形成されている色パッチが通過する領域である。この分光器２７２は、画像上の色調を所望の色調に補正する目的で用紙上に形成された色パッチからの反射光を分光して、その色パッチの分光反射特性を測定するセンサである。

前述の通り、この光学測定器２６は、色調補正用の測定、用紙上の画像位置や画像倍率補正用の測定、画像欠陥検出のための測定、通常の画像形成時における各種のモニタリングなど、様々な目的で使用される。以下では、これらのうち、本実施形態の特徴である画像欠陥検出のための画像形成や読取り、および画像処理を取り上げて説明する。

図６は、画像欠陥検出時の画像形成装置の動作の流れを示した図である。

オペレータが図１に示す操作部３２を操作して画像欠陥検出モードに入ると、画像処理部３０に記憶しておいた画像欠陥検出用の試験画像を表す試験画像データに基づいて用紙上に試験画像が形成される（ステップＳ１１）。

図７は、試験画像の一例を示した図である。この試験画像は図１に示す６つの画像形成ユニット１３を１つずつ単独に使って、各色ごとに作成される。この図７中、矢印は用紙Ｐの搬送方向を示しており、一点鎖線は用紙Ｐの幅方向中心線を示している。この用紙Ｐ上に形成された試験画像３００は、画像欠陥検出用の欠陥検出画像３０１と、用紙上の、用紙搬送方向と幅方向とに広がる２次元平面内での傾き角度を検出するための目印としての複数のマーク３０２とで構成されている。本実施形態の欠陥検出画像３０１は、画像上の縦筋（用紙搬送方向に延びる筋状の模様）の検出に適した濃度の一様画像であり、用紙上の広い面積に渡って形成されている。また、マーク３０２は、この用紙が光学測定器２６を斜めの姿勢のまま通過して試験画像が読み取られた場合にその傾き角度を検出して画像を修正するためのマークである。

これらのマーク３０２は、用紙Ｐ上の、用紙幅方向について中央の領域内であって、かつ互いに離れた位置、すなわちここでは、用紙搬送方向前端部と後端部との双方に形成されている。さらに具体的には、本実施形態では、第１のマーク３０２ａと第２のマーク３０２ｂとを有する。第１のマーク３０２ａは、用紙Ｐ上の用紙幅方向中央の位置（図７の一点鎖線上）であって、用紙搬送方向前端部と後端部との双方に形成されている。また、第２のマーク３０２ｂは、前端部と後端部の第１のマーク３０２ａそれぞれの、用紙幅方向両側にそれぞれ形成されている。

ここでは、傾き検出用のマーク３０２を用紙幅方向中央の領域に形成したことにより、用紙の浮き上がり等により用紙がその面内で傾いていると誤検出されるのを避けている。すなわち、図５から分かるように、用紙の幅方向の端で反射してラインセンサ２６９に向かう光束は、用紙幅方向（図５の左右方向）について用紙中央側に向かう斜めの光路を通る。このため、そこを通過中の用紙が浮き上がるとラインセンサ２６９上では用紙が拡大されて読み取られることになる。仮に用紙の先端が例えば２ｍｍ程度浮き上がったまま通過し、後端の浮きは０ｍｍであったとすると、用紙の幅方向両側の縁線は、例えば０．２度傾いていると認識される。したがって用紙幅方向の隅にマークを付してそのマークを基準にして傾き検出を行うと、本来の傾きに加え、上記の浮きなどを原因する誤差が加わることになる。本実施形態では、用紙幅方向中央の領域にマークを付しており、そのマークを基準にしているため、このような誤差の低減が図られている。

図７に示す、画像欠陥検出画像３０１とマーク３０２とからなる試験画像が用紙Ｐ上に形成され（図６ステップＳ１１）、ラインセンサ２６９によりその試験画像が読み取られて試験画像データが生成されると（ステップＳ１２）、次に、その試験画像データに基づいて、マーク３０２の検出が行われる（ステップＳ１３）。

図８は、試験画像データに基づくマーク検出方法の説明図である。図７には、合計６個のマーク３０２が示されているが、マーク検出方法はどのマークについても同じであり、ここでは、代表的に１つのマーク３０２のみが示されている。

ここでは、マーク３０２の周囲に領域Ｄが設定されている。この領域Ｄは、用紙Ｐが例えば斜めを向いた姿勢のまま光学測定器２６を通過してその姿勢のまま試験画像が読み取られたとしても試験画像データ上のマーク３０２がこの領域Ｄ内に確実に存在すると理解される範囲をカバーする領域である。この領域Ｄ内を画像フィルタＦでラスタ走査する。

図９は、画像フィルタの一例を示した図である。

この画像フィルタＦは、各画素値ｐ_１１，ｐ_１２，・・・，ｐ_２１，ｐ_２２，・・・，ｐ_ｉｊ，・・・ｐ_ｎｍを有する多数の画素が２次元的に配列されたものである。この画像フィルタＦの各画素は、ラインセンサ２６９で読み取って得た試験画像の中の同じ広さの領域内の各画素に対応していて、この画像フィルタＦのハッチングを施した部分は、試験画像上のマーク３０２の寸法と一致している。この画像フィルタＦを試験画像のある領域に重ね合わせる。試験画像の、この画像フィルタＦを重ねた領域内の各画素の画素値を代表的にｑ_ｉｊで表現し、一例として、

の演算を行なう。この画像フィルタＦのハッチングを施した部分が試験画像上のマーク３０２と一致するようにこの画像フィルタＦを試験画像に重ねて、上記（１）式の演算を行なうとＱの値が大きくなり、マーク３０２と不一致の場合にはＱの値が小さくなるように、画像フィルタＦの各画素値ｐ_ｉｊが定義されている。

図８に戻って説明を続ける。

図９に一例を示した画像フィルタＦを、領域Ｄ内の例えば左上隅の小領域に重ねて上記（１）式の演算を行ない、その演算結果であるＱの値をその小領域の中心画素に対応づける。次に画像フィルタＦを横方向に一画素分ずらした小領域に重ねて再度上記（１）式の演算を行なって今回の小領域の中心画素に対応づける。これを繰り返して横一行について演算が終了すると、今度は横方向については左端の位置に戻るとともに縦方向に一画素分ずらした小領域に重ねて上記（１）式の演算を行ない、横方向に一画素分ずらしては重ねて上記（１）式の演算を行なう、こういう過程を繰り返して領域Ｄ内の各画素にそれぞれ対応する上記（１）式の演算結果Ｑを得る。ここでは、この演算結果Ｑが、あらかじめ定められた閾値よりも大きく、かつ複数の画素についてその閾値よりも大きなＱが得られたときはそれらのうちの最大値に対応する画素が、マーク３０２の中心であると認識される。

図６のステップＳ１３では、このようにして６個のマーク３０２のそれぞれの位置が検出され、次にそれらのマーク３０２に基づいてこの試験画像の傾き角度が計算される（図６ステップＳ１４）。

この傾き角度の計算においては、図７に一点鎖線で示す中心線上にある、２つの第１のマーク３０２ａが採用される。ただし、２つの第１のマーク３０２ａのうちの一方、例えば、用紙Ｐの先端側の第１のマーク３０２ａについて何らかの原因で検出に失敗したときは、その検出に失敗した第１のマーク３０２ａの両側にある２つの第２のマーク３０２ｂから第１のマーク３０２ａの位置が割り出される。すなわち、この場合、検出に失敗した第１のマーク３０２ａの両側において検出された２つの第２のマーク３０２ｂどうしを結ぶ線分の中心点が求められて、検出に失敗した第１のマーク３０２ａがその中心点に存在するものとみなされる。

このようにして検出あるいは割り出された２つの第１のマーク３０２ａどうしを結ぶ直線が求められ、その直線の、理論上の用紙搬送方向からの傾き角度が算出される。

図６のステップＳ１４では、このようにして試験画像データ上の試験画像の傾き角度が算出され、次に傾き補正演算が行われる（ステップＳ１５）。この傾き補正演算は、その算出された傾き角度がゼロとなるように試験画像データ上の試験画像を回転させる演算である。

この傾き補正演算が行なわれた後の試験画像データは一旦メモリに格納され（ステップＳ１６）、次に投影波形が求められる。ここでいう投影波形は、試験画像データにより表される試験画像中の画像欠陥検出画像３０１（図７参照）を構成する各画素のうち用紙搬送方向（図７に示す一点鎖線の方向）に並ぶ画素の画素値をその一点鎖線の方向に積算する演算を行なうことにより求められる、その演算画素値の、用紙幅方向についての分布をいう。

図１０は、縦筋があらわれた状態の試験画像（Ａ）と投影波形（Ｂ）を示した図である。

図１０（Ａ）は、傾き補正演算を行なった後の試験画像をあらわしており、投影波形を求めると図１０（Ｂ）に示すように、その投影波形上に、縦筋による積算画素値の大きな変化があらわれている。この投影波形があらかじめ定められた閾値ＳＨと比較され、その閾値を超える変化があることをもって筋の存在が検出される（図６ステップＳ１８）。この筋が検出されると、図１に示すモニタ３１上に筋が存在すること、および筋が存在する、用紙幅方向の位置の情報が警告表示される（図６ステップＳ１９）。この縦筋が検出されたということは、例えば図２に示すクリーニングブレード１３４に画像上に縦筋を生じさせるような汚れや欠損が存在するなど、何らかの不具合が存在することを意味し、部品交換あるいは清掃などが行なわれる。

図１１は、比較例としての試験画像（Ａ）と投影波形（Ｂ）を示した図である。

ここに示す試験画像（Ａ）は、傾き補正がなされておらずあるいは傾き補正に失敗したときの試験画像データ上の試験画像である。

この試験画像からそのまま投影波形を求めると、図１１（Ｂ）に示すように、縦筋に起因する積算画素値の変化が鈍くなり、閾値ＳＨと比較しても筋として検出されないおそれがある。筋として検出されなくてもこの状態のまま一般の画像形成を行なうとその画像上に目に見える縦筋があらわれるおそれがあり、画質の大幅な低下を招く結果となる。

本実施形態では上記のように、正確かつ確実に傾き角度が検出されて補正され、縦筋が存在するときはその縦筋が確実に検出され、部品交換や清掃等に結びつけられる。

尚、上記の実施形態は、画像形成後、用紙排出前の位置に光学測定器２６で配置され、その光学測定器２６で試験画像を読み取るタイプの画像形成装置であるが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち本発明は、試験画像を形成した用紙を一旦排出し、その排出された用紙を、用紙供給装置を備えて供給された用紙を搬送しながらその用紙上の画像を読み取るタイプのスキャナで読み取って上記と同様の処理を行う画像形成装置にも適用可能である。また、画像形成は別の画像形成装置で行なうこととし、本発明は、上記のタイプのスキャナに上記と同様の処理を行なう機能を加えた画像読取装置にも適用可能である。

またここでは、トナーを用いて現像を行なう電子写真方式の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は画像形成の方式が限定されるものではない。例えば、用紙幅方向に複数のノズルが並んだインクジェット方式の画像形成装置に本発明を適用し、いずれかのノズルの不良を原因として画像上に発生する縦筋を検出してもよい。

１０画像形成装置
１３画像形成ユニット
２６光学測定器
３０画像処理部
３２操作パネル
２６９ラインセンサ
３００試験画像
３０１欠陥検出画像
３０２マーク
３０２ａ第１のマーク
３０２ｂ第２のマーク

Claims

搬送中の用紙上に画像を形成する画像形成部と、
用紙搬送方向について前記画像形成部よりも下流側に配置され、搬送中の用紙から該用紙上に記録されている画像を読み取る画像読取部とを備え、
前記画像形成部が、用紙上に、画像欠陥検出用の欠陥検出画像と、該用紙上の互いに離れた位置に形成された、該用紙上の画像の、用紙搬送方向と用紙幅方向とに広がる２次元平面内での傾き角度を検出するための複数の目印とを有する試験画像を形成する試験モードを有し、
前記画像読取部における前記試験画像の読取りにより得られた、該試験画像を表わす試験画像データに基づいて画像欠陥検出演算を行う演算部をさらに備え、
当該演算部が、
前記複数の目印を検出する目印検出部と、
前記目印検出部で検出された前記複数の目印に基づいて、前記試験画像の、前記２次元平面内での傾き角度を算出する傾き算出部と、
前記傾き算出部で算出された傾き角度に基づいて、前記試験画像の傾きを補正することにより、傾きが補正された後の試験画像を表わす補正画像データを生成する傾き補正部と、
前記傾き補正部で生成された補正画像データに基づいて前記欠陥検出画像の欠陥を検出する欠陥検出部とを有することを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成部は、前記試験モードにおいて、前記目印が、用紙上の、用紙搬送方向前端部と後端部の双方に形成された試験画像を形成するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記画像形成部は、前記試験モードにおいて、前記目印を構成する、用紙上の、用紙幅方向中央の位置であって、用紙搬送方向前端部と後端部の双方に形成された第１の目印と、該第１の目印それぞれの、用紙幅方向両側それぞれに形成された第２の目印とを含む試験画像を形成するものであり、
前記傾き算出部は、前記目印検出部により検出された前記第１の目印に基づいて前記傾き角度を算出するとともに、前記目印検出部が前記第１の目印の検出に失敗したときは、検出に失敗した第１の目印の用紙幅方向両側において検出された前記第２の目印から該第１の目印の位置を割り出す演算を行った上で前記傾き角度を算出するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記欠陥検出部は、前記補正画像データにより表される、傾きが補正された後の試験画像を構成する前記欠陥検出画像の各画素の画素値を用紙搬送方向について累積することにより用紙幅方向についての累積値分布を算出し、該累積値分布に基づいて前記欠陥検出画像の欠陥を検出するものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
搬送中の用紙から該用紙上に記録されている画像を読み取る画像読取部と、
前記画像読取部における、画像欠陥検出用の欠陥検出画像と、互いに離れた位置に形成された、用紙搬送方向と用紙幅方向とに広がる２次元平面内での傾き角度を検出するための複数の目印とを有する試験画像が形成されてなる用紙上からの該試験画像の読取りにより得られた、該試験画像を表わす試験画像データに基づいて、画像欠陥検出演算を行う演算部とを備え、
前記演算部が、
前記複数の目印を検出する目印検出部と、
前記目印検出部で検出された前記複数の目印に基づいて、前記試験画像の、前記２次元平面内での傾き角度を算出する傾き算出部と、
前記傾き算出部で算出された傾き角度に基づいて、前記試験画像の傾きを補正することにより、傾きが補正された後の試験画像を表わす補正画像データを生成する傾き補正部と、
前記傾き補正部で生成された補正画像データに基づいて前記欠陥検出画像の欠陥を検出する欠陥検出部とを有することを特徴とする画像読取装置。