JP6733511B2 - 画像形成装置、画像処理装置及び異物検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像処理装置及び異物検出方法に関する。

プリンターや複写機等の画像形成装置では、色が異なる複数のパッチを用紙上に形成し、この用紙面を読み取って生成した画像データから各パッチの色の測定値を取得して、測定値を元に画像の色や濃度を一定に制御するキャリブレーションが行われている。

内部の搬送路上にラインセンサー等の画像読取部を配置して、搬送中の用紙面を読み取る画像形成装置もあるが、ゴミや汚れ、紙粉等の異物が用紙と画像読取部の間に入り込み、画像読取部により生成した画像データ中に用紙の搬送方向に延びるスジ状のノイズを発生させることがある。ノイズが重畳すると、正確な測定値を取得することができず、キャリブレーションの精度が低下する。そのため、画像データの各画素の画素値を閾値と比較することにより、ゴミや汚れ等の異物を検出することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−１０４５８７号公報

しかしながら、高濃度のパッチにノイズが重畳してもパッチの測定値の変動は少なく、すべての異物がキャリブレーションの精度を低下させるわけではない。異物を検出した場合、キャリブレーションを一時停止してユーザーに除去を促すことが一般的であり、一時的にでも停止することにより生産性が低下するため、キャリブレーションに影響がないノイズであれば、できるだけ停止せずにキャリブレーションを実施することが望ましい。

本発明の課題は、キャリブレーションに影響しない異物の検出を減らすことである。

請求項１に記載の発明によれば、
色が異なる複数のパッチを用紙上に形成する画像形成部と、
前記複数のパッチを形成した用紙面を読み取り、第１画像データを生成する画像読取部と、
前記画像読取部により生成した第１画像データにノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第１画像データから前記各パッチの色の測定値を取得して、取得した各パッチの色の測定値に応じて、前記画像形成部により形成する画像のキャリブレーションを実施するキャリブレーション部と、を備え、
前記画像読取部は、異物検出用部材の表面を読み取って、第２画像データを生成し、
前記キャリブレーション部は、前記第２画像データに前記第１画像データと同じ条件のノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第２画像データのいずれかの画素値が閾値を超える場合に、異物を検出することを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記キャリブレーション部は、前記ノイズ除去処理後の第２画像データにおいて、前記第１画像データの各パッチと同じ画像領域内のいずれかの画素値が閾値を超える場合に異物を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記キャリブレーション部は、前記各パッチと前記異物の濃度差に応じて、使用する前記閾値を切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記異物検出用部材は、その表面に、シェーディング補正用の白色基準板、通常の画像形成時に背景として使用する白色背景板及び黒色背景板の少なくとも１つを備える背景部材であ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形成装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
画像形成部により色が異なる複数のパッチを形成した用紙面を、画像読取部により読み取って生成した第１画像データにノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第１画像データから前記各パッチの色の測定値を取得して、取得した各パッチの色の測定値に応じて、前記画像形成部により形成する画像のキャリブレーションを実施するキャリブレーション部を備え、
前記キャリブレーション部は、前記画像読取部により異物検出用部材の表面を読み取って生成した第２画像データに、前記第１画像データと同じ条件のノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第２画像データのいずれかの画素値が閾値を超える場合に、異物を検出することを特徴とする画像処理装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
画像形成部により色が異なる複数のパッチを形成した用紙面を、画像読取部により読み取って生成した第１画像データにノイズ除去処理を施すステップと、
前記ノイズ除去処理後の第１画像データから前記各パッチの色の測定値を取得して、取得した各パッチの色の測定値に応じて、前記画像形成部により形成する画像のキャリブレーションを実施するステップと、
前記画像読取部により異物検出用部材の表面を読み取って生成した第２画像データに、前記第１画像データと同じ条件のノイズ除去処理を施すステップと、
前記ノイズ除去処理後の第２画像データのいずれかの画素値が閾値を超える場合に、異物を検出するステップと、
を含むことを特徴とする異物検出方法が提供される。

本発明によれば、キャリブレーションに影響しない異物の検出を減らすことができる。

本発明の実施の形態の画像形成装置の主な構成を機能ごとに示すブロック図である。 画像読取部を示す正面図である。 画像読取部により読み取る用紙面を示す上面図である。 画像形成装置において、キャリブレーションを実施するときの処理手順を示すフローチャートである。 画像読取部により得られる第１画像データの例を示す図である。 異物が付着した画像読取部により読み取る用紙面を示す上面図である。 異物が付着した画像読取部により得られる第１画像データの例を示す図である。 異物がないときのパッチの画像領域の画素値を示す図である。 異物があるときのパッチの画像領域の画素値を示す図である。 ノイズ除去処理後に残るノイズの例を示す図である。 異物検出時の処理手順を示すフローチャートである。 異物がないときの第２画像データの例を示す図である。 異物があるときの第２画像データの例を示す図である。 パッチと異物の濃度差に応じて使用する複数の閾値の例を示す図である。 各パッチの画像領域内にノイズが生じた場合の第２画像データの例を示す図である。 各パッチの画像領域外にノイズが生じた場合の第２画像データの例を示す図である。 異物がないときの黒色の背景板を読み取って得られる第２画像データの例を示す図である。 異物があるときの黒色の背景板を読み取って得られる第２画像データの例を示す図である。

以下、本発明の画像形成装置、画像処理装置及び異物検出方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の画像形成装置Ｇの主な構成を機能ごとに示している。
図１に示すように、画像形成装置Ｇは、制御部１１、記憶部１２、操作部１３、表示部１４、通信部１５、画像生成部１６、画像読取部１７、画像メモリー１８、画像処理部１９、画像形成部２０、画像読取部３０及びキャリブレーション部５０を備えている。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成され、記憶部１２から各種プログラムを読み出して実行することにより、各部を制御する。
例えば、制御部１１は、画像生成部１６又は画像読取部１７により生成され、画像メモリー１８に保持された画像データを、画像処理部１９により画像処理させて、画像処理後の画像データに基づいて、画像形成部２０により用紙上に画像を形成させる。

記憶部１２は、制御部１１等により読み取り可能なプログラム、プログラムの実行時に用いられるファイル等を記憶している。記憶部１２としては、ハードディスク等の大容量メモリーを用いることができる。

操作部１３は、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成し、制御部１１に出力する。操作部１３としては、キーパッド、表示部１４と一体に構成されたタッチパネル等を用いることができる。

表示部１４は、制御部１１の指示にしたがって操作画面等を表示する。表示部１４としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic Electro Luminescence Display）等を用いることができる。

通信部１５は、ネットワーク上の外部装置、例えばユーザー端末、サーバー、他の画像形成装置等と通信する。
通信部１５は、ネットワークを介してユーザー端末等から、画像を形成する指示内容がページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）で記述されたデータ（以下、ＰＤＬデータという）を受信する。

画像生成部１６は、通信部１５により受信したＰＤＬデータをラスタライズ処理し、ビットマップ形式の画像データを生成する。画像生成部１６は、各画素がＣ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の４色の画素値を有する画像データを生成することもできるし、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色の画素値を有する画像データを生成した後、色変換処理によりＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの４色の画像データを得てもよい。画素値は画像の濃淡を表すデータ値であり、例えば８ビット（ｂｉｔ）のデータ値は０〜２５５階調の濃淡を表す。

画像読取部１７は、手差しで設置された用紙面を読み取って、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の画素値を有するビットマップ形式の画像データを生成する。この画像データは、制御部１１や専用の色変換部等によって、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像データに変換すればよい。画像読取部１７としては、プラテンガラス下に設けられたスキャナー等を使用することができ、自動原稿読取装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）を備えてスキャナーへ原稿を自動送りすることもできる。

画像メモリー１８は、画像生成部１６により生成された画像データを一時的に保持するバッファーメモリーである。画像メモリー１８としては、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等を用いることができる。

画像処理部１９は、画像メモリー１８から画像データを読み出して、濃度補正処理、色補正処理、中間調処理等の各種画像処理を施す。
濃度補正処理は、形成する画像の濃度特性が目的の濃度特性となるように画像データの各画素値を変換する処理である。色補正処理は、画像の色が目的の色となるように、画像データの各色の画素値を変換する処理である。中間調処理は、ディザ法を用いたスクリーン処理や誤差拡散処理等の疑似的な多階調を再現するための処理である。

画像処理部１９では、濃度補正処理及び色補正処理時には、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて、画素値の変換を行う。ＬＵＴは、目的の濃度特性又は色を再現できるように、入力値と出力値が対応付けられたテーブルである。

画像形成部２０は、画像処理部１９から出力された画像データの各画素のＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの４色の階調値に応じて、４色からなる画像を用紙上に形成する。
具体的には、画像形成部２０は、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの色ごとに露光部、感光体、現像部等を備えている。画像形成部２０は、画像データの各画素の階調値に応じて変調したレーザービームを露光部により照射して、帯電した感光体上を走査し、現像部によりトナーを供給して、露光により感光体上に形成した静電潜像を現像する。このようにして、画像形成部２０は、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像をそれぞれの感光体上に順次形成し、各感光体から中間転写ベルト等の転写体上に重ねて１次転写する。得られたカラー画像を転写体から用紙上へ２次転写した後、用紙を加熱及び加圧する定着処理を施す。

画像読取部３０は、用紙の搬送路上に配置され、画像形成部２０により画像を形成した用紙面を読み取って、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の画素値を有するビットマップ形式の画像データを生成する。画像読取部３０としては、ＣＣＤ等のセンサーを一次元に配置したラインセンサー、２次元に配置したエリアセンサー等を使用することができる。画像読取部３０により得られた画像データのシェーディング補正は、専用の補正処理部や制御部１１等によって行えばよい。

図２Ａは、画像読取部３０を用紙Ｓの搬送方向と直交する幅方向から表す正面図であり、図２Ｂは、画像読取部３０により読み取る用紙面を示す上面図である。
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、画像読取部３０は用紙Ｓの搬送路上に配置され、用紙Ｓを介して対向する位置に背景部材４０が配置されている。画像読取部３０は、用紙Ｓの幅方向に並べて配置されたセンサーにより連続して読み取ることにより、搬送中の用紙Ｓの全面を読み取る。

背景部材４０は、多角柱の回転体であり、その側面にシェーディング補正用の白色基準板４１、通常の画像形成時に使用する白色の背景板４２及び裏移り防止用の黒色の背景板４３を備えている。背景部材４０を回転させることにより、画像読取部３０により読み取る用紙Ｓの背景を、白色基準板４１、白色の背景板４２及び黒色の背景板４３のいずれかに切り替えることができる。

キャリブレーション部５０は、画像形成部２０により形成する画像の濃度特性、色、最高濃度等のキャリブレーションを実施し、当該画像の再現性を一定に制御する。具体的には、キャリブレーション部５０は、画像形成部２０によりキャリブレーション用のパッチを用紙上に形成させ、当該用紙面を画像読取部３０により読み取らせて画像データを生成させる。キャリブレーション部５０は、この画像データから各パッチの色の測定値を取得し、取得した測定値に応じて、画像形成部２０における画像形成条件を調整するか、画像データの画像処理条件を調整する。

また、キャリブレーション部５０は、キャリブレーションに先立って、画像読取部３０により用紙の背景部材４０の表面を読み取らせて画像データを生成させる。キャリブレーション部５０は、この画像データにおいて異物の検出を行う。

キャリブレーション部５０の処理内容は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の画像処理回路を用いてハードウェア処理により実現することもできるし、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサーがプログラムを読み取って実行するソフトウェア処理によって実現することもできる。

上記画像形成装置Ｇでは、キャリブレーション前に紙粉、ゴミ、汚れ等の異物の検出を行い、検出した異物が除去されるまでキャリブレーションの実施を一時停止する。異物のなかには、キャリブレーションに影響がなく一時停止する必要がない異物もあるため、画像形成装置Ｇは、下記処理手順によって、キャリブレーションを一時停止する必要がない異物を検出対象から除外する。

図３は、画像形成装置Ｇにおいて、キャリブレーションを実施するときの処理手順を示している。
図３に示すように、画像形成装置Ｇでは、最初にキャリブレーションに影響する異物の検出を行う（ステップＳ１）。異物の検出はシェーディング補正に使用する補正値の決定と並行して実施するが、その詳細な処理手順は後述する。キャリブレーションに影響する異物を検出した場合（ステップＳ２：Ｙ）、表示部１４によりメッセージを表示する等して、ユーザーに異物の除去を促し（ステップＳ３）、キャリブレーションを一時停止する。異物が除去されたときに、再度、図３に示す処理手順でキャリブレーションの実施を試みればよい。

異物を検出していない場合（ステップＳ２：Ｎ）、キャリブレーション部５０はキャリブレーション用の色が異なる複数のパッチを配置した画像データを生成し、生成した画像データに基づいて、画像形成部２０が各パッチを用紙上に形成する（ステップＳ４）。この用紙面を画像読取部３０において読み取り、第１画像データを生成する（ステップＳ５）。キャリブレーション部５０は、パッチ形成時に各パッチを配置して生成した画像データから各パッチの用紙上の配置位置、サイズ、色等のパッチ情報を取得し、取得したパッチ情報に基づいて第１画像データから各パッチの画像領域を抽出する（ステップＳ６）。

パッチの配置位置の情報としては、例えばパッチの始点や四隅の画素の座標位置（用紙の始点を原点とする主走査方向ｘ及び副走査方向ｙの座標位置）が挙げられ、サイズの情報としては主走査方向ｘ及び副走査方向ｙにおける長さ（画素数）が挙げられる。パッチのサイズは、濃度、色、最高濃度等のキャリブレーションの対象によって異なることがある。また、パッチの色の情報としては、パッチに設定されたＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画素値が挙げられる。

図４は、第１画像データの一例を示している。
画像読取部３０の読取範囲は用紙のサイズより大きいため、図４に示すように、第１画像データには、用紙の画像領域６１とその背景の画像領域６２が含まれている。キャリブレーション部５０は、各画像領域６１及び６２の画素値の差から用紙の画像領域６１の外郭を検出し、検出した画像領域６１の外郭の四隅の位置を元に、取得した各パッチの四隅の座標位置を射影変換して画像領域６１中の各パッチの四隅の位置を特定する。キャリブレーション部５０は、特定した四隅を結ぶ矩形領域を、各パッチの画像領域６３として抽出することができる。

あるいは、図４に示すように、画像形成部２０により各パッチとともにトンボ等の位置検出用の基準画像６４を用紙の四隅に形成し、キャリブレーション部５０が用紙の画像領域６１中の基準画像６４を検出して、この基準画像６４の位置を元に上述した射影変換等によって各パッチの位置を特定し、その画像領域６３を抽出してもよい。

なお、隣接するパッチ等の目的のパッチ以外の画像領域が混在することを避けるため、抽出したパッチの画像領域６３から、さらに内部の画像領域、例えば１０画素等の一定距離だけ内側に位置する画像領域を抽出することが好ましい。

各パッチの画像領域６３を抽出すると、キャリブレーション部５０は、各パッチの画像領域６３におけるＲ、Ｇ及びＢの各色の画素値の平均値を、各パッチの色の測定値として取得するが、画像読取部３０と用紙Ｓ間に入り込んだ異物によってパッチの画像領域６３内の画素値が大きく変動すると、正確な測定値を取得することができない。

図５Ａは、画像読取部３０の読取面に異物が付着した場合の用紙面を示す上面図であり、図５Ｂはこの異物が付着した画像読取部３０により得られる第１画像データの例を示している。
図５Ａに示すように、読取面に異物が付着すると、画像読取部３０が用紙の搬送方向に連続して読み取りを行って得られた第１画像データには、図５Ｂにおいて黒い矢印で示すように、異物が付着した位置に副走査方向ｙに伸びるスジ状のノイズが生じる。

図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ異物がないときとあるときのパッチの画像領域６３の画素値を示している。
パッチの画像領域６３のうち、より内部のパッチの画像領域６５を抽出した場合、この画像領域６５において、副走査方向ｙに並ぶ各画素の画素値を平均すると、異物がないときは、図６Ａに示すように主走査方向ｘのどの画素でも同程度の値であるが、異物があるときは、図６Ｂに示すようにノイズが重畳する。主走査方向ｘに並ぶ各画素の画素値をさらに平均すると、異物があるときのパッチの平均値は、ノイズによって異物がないときの平均値からずれてしまう。このずれが大きいと、キャリブレーションの精度が低下する。

このような異物によるノイズを除去するため、キャリブレーション部５０は、パッチの画像領域において副走査方向ｙに並ぶ各画素の画素値を平均化した（ステップＳ７）後、ノイズ除去処理を施す（ステップＳ８）。図６Ｂに示すように、ノイズ除去処理を施した後のパッチのＲ、Ｇ及びＢの各色の画素値を主走査方向ｘにおいて平均化すると、その平均値は、図６Ａに示すように異物がないときと同じ平均値になる。

ノイズ除去処理としては、例えば移動平均フィルター処理、メディアンフィルター処理等が挙げられるが、なかでもメディアンフィルター処理がノイズを精度良く除去でき、好ましい。
メディアンフィルター処理は、注目画素の画素値を、注目画素の周辺画素の画素値とともにその大きさ順に並べたときの中央値に置き換える処理である。本来のパッチの画素値と大きく異なるノイズは、中央値すなわちパッチの画素値に置換されることによって除去されていく。

スジが太く、ノイズが生じる範囲がフィルターのサイズの１／２より大きいと、メディアンフィルター処理を施した後もノイズが残ることがある。
図７は、メディアンフィルター処理によって除去しきれなかったノイズの例を示している。残ったノイズの影響でＲ、Ｇ及びＢの各色の画素値の平均値が、図６Ａに示すノイズがないときの平均値からずれている。

できるだけノイズを除去するため、キャリブレーション部５０は、メディアンフィルターのフィルターサイズを、除去するノイズのサイズに応じて変更することが好ましい。例えば、５×５画素のフィルターのサイズでメディアンフィルター処理を施した後もノイズが残る場合は、７×７画素の大きいサイズに切り替える等、段階的にフィルターサイズを大きくして再度メディアンフィルター処理を施せばよい。切り替え後のフィルターのサイズは、ユーザーにより指定されたサイズであってもよい。

キャリブレーション部５０は、ノイズ除去処理を施した後、副走査方向ｙに平均化したパッチの画素値の平均値を、さらに主走査方向ｘにおいて平均化し（ステップＳ９）、各パッチの色の測定値として取得する。キャリブレーション部５０は、取得した各パッチの測定値に応じて、キャリブレーションを実施する（ステップＳ１０）。

具体的には、キャリブレーション部５０は、取得した各パッチの測定値に応じて、画像の濃度特性又は色が目的の濃度特性又は色になるように、濃度補正処理や色補正処理に使用するＬＵＴを更新することにより、画像処理条件を調整する。また、キャリブレーション部５０は、取得した各パッチの測定値に応じて、画像の最高濃度が目的の濃度となるように、現像バイアス電位や露光時のレーザービームのレーザーパワー等の画像形成条件を調整することもできる。

なお、上述した処理手順では、パッチの画像領域の画素値を副走査方向ｙにおいて平均化した後、主走査方向ｘにおいて平均化していたが、主走査方向ｘにおいて平均化した後、副走査方向ｙにおいて平均化してもよい。

図８は、上述したキャリブレーションに先立って行われる、ステップＳ１の異物の検出の処理手順を示している。
異物の検出時、キャリブレーション部５０の制御によって背景部材４０を回転駆動し、画像読取部３０とシェーディング用の白色基準板４１を対向させる。白色基準板４１が対向位置に配置されると、図８に示すように、画像読取部３０においてシェーディング用の白色基準板４１の表面を読み取り、第２画像データを生成する（ステップＳ２１）。白色基準板４１を読み取って得られる第２画像データは、シェーディングデータとも呼ばれている。

画像読取部３０の読取面に異物が付着している場合、白色基準板４１を読み取って得られる第２画像データには、上述した第１画像データと同じ、異物に起因するスジ状のノイズが生じている。
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ異物がないときとあるときの第２画像データの画素値を示している。
異物がないときは、図９Ａに示すように主走査方向ｘにおいて白色基準板４１が位置するｘ１−ｘ２間の画素値は変化が少ないが、異物があると、図９Ｂに示すようにこの白色基準板４１の画素値にノイズが重畳している。

上述したように、キャリブレーション時に取得するパッチの測定値を大きく変動させるノイズは、キャリブレーションの精度を低下させる。キャリブレーション部５０は、図９Ｂに示すように第２画像データにおいて閾値Ｔｈを超える画素値がある場合、そこにキャリブレーションの精度を低下させるノイズが重畳していると判断して、除去すべき異物があることを検出する。ただし、第２画像データ中のノイズのなかでも、キャリブレーション時のノイズ除去処理（上記ステップＳ７）によって第１画像データから除去されるノイズは、キャリブレーションに影響を与えない。

このようなキャリブレーションに影響しない異物を検出対象から除外するため、キャリブレーション部５０は、第２画像データに第１画像データと同じ条件のノイズ除去処理を施す（ステップＳ２２）。同じ条件とは、例えばフィルター処理の種類、フィルターサイズ、フィルター中に設定された重み付け係数等のノイズ除去処理の処理内容が同じであることをいう。ノイズ除去処理を施す第２画像データは、主走査方向ｘ又は副走査方向ｙに並ぶ各画素の画素値を平均化した後の第２画像データであってもよく、主走査方向ｘのある１ラインのみを抽出した第２画像データであってもよい。

キャリブレーション部５０は、ノイズ除去処理後の第２画像データにおいて閾値Ｔｈを超える画素値の有無を判定する（ステップＳ２３）。ノイズ除去処理により、第２画像データで除去されたノイズは、第１画像データにおいても除去されるため、ノイズ除去処理後にも残留するノイズのなかで閾値Ｔｈを超えるノイズの有無を判定することができる。

閾値Ｔｈは、各パッチの測定値を、本来の測定値との色差が一定値、例えば１以上となる測定値に変動させる画素値を検出する閾値である。
色差は、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の色差ΔＲ、ΔＧ及びΔＢであってもよいし、ΔＥａｂであってもよい。ΔＥａｂは、比較するＲ、Ｇ及びＢの各画素値をＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の画素値に変換し、それぞれの差ΔＬ^＊、Δａ^＊及びΔｂ^＊から下記式により求めることができる。
ΔＥａｂ＝｛（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２｝^１／２

上記閾値Ｔｈは、ノイズがないときの白色基準板４１の測定値に一定値の色差分の画素値を加算又は減算することにより、得ることができる。ノイズがないときの測定値とは、例えばノイズがないことが確認された白色基準板４１から得られる測定値か、白色基準板４１に設定されている基準値等である。
具体的には、ノイズによりＣだけ画素値が変化すると、白色基準板４１の画素値の平均値が１変化する場合、この画素値Ｃをノイズがないときの白色基準板４１の測定値に加算又は減算することにより、閾値Ｔｈを得ることができる。

または、上記閾値Ｔｈは、白色基準板４１の画素値の平均値との色差が一定値以上となる画素値Ｃを、白色基準板４１の画素値の平均値に加算又は減算することにより得てもよい。この場合、異物を検出するごとに閾値Ｔｈを決定することができ、画像形成装置Ｇの機種差等にも対応することができる。

異物によって、図９Ｂに示すような極小ピークだけでなく極大ピークのノイズもあるため、閾値Ｔｈとしては、一定値の色差分の画素値を加算及び減算して得られる２つの閾値を使用することが好ましい。これにより、高濃度の異物のノイズ成分だけでなく、低濃度の異物のノイズ成分も除去することができる。

キャリブレーション部５０は、各パッチと異物の濃度差に応じて使用する閾値Ｔｈを切り替えることが好ましい。
高濃度のパッチに高濃度の異物のノイズが重畳しても、パッチの画素値はほとんど変動せず、異物の影響が小さいが、低濃度のパッチに同じ高濃度の異物のノイズが重畳すると、パッチとノイズの濃淡の差が大きいため、パッチの画素値は大きく変動する。逆に、低濃度のパッチに低濃度の異物のノイズが重畳してもパッチの画素値への影響が小さいが、高濃度のパッチでは画素値が大きく変動する。
このようなパッチと異物の濃度差に応じて、キャリブレーション部５０は、異物の検出に使用する閾値Ｔｈを切り替えることにより、異物の検出精度を向上させることができる。

図１０は、パッチと異物の濃度差に応じて使用する４つの閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ４（Ｔｈ１＜Ｔｈ２＜Ｔｈ３＜Ｔｈ４）の例を示している。
図１０に示すように、副走査方向ｙに平均した第２画像データにおいて、パッチ６３１に対応する領域では閾値Ｔｈ１、パッチ６３２に対応する領域では閾値Ｔｈ２、パッチ６３３に対応する領域では閾値Ｔｈ３、パッチ６３４に対応する領域では閾値Ｔｈ４をそれぞれ使用することにより、低濃度のパッチにおける高濃度の異物の検出感度が向上する。

このような複数の閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ４は、各パッチのノイズがないときの測定値（例えば、画像データ中の各パッチのＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの画素値を変換したＲ、Ｇ及びＢの画素値）に一定値の色差分の画素値を加算又は減算することにより、得ることができる。使用時は、第２画像データから各パッチに対応する画像領域を抽出し、抽出した画像領域の画素値との比較に、各パッチに対応する閾値を使用すればよい。

ノイズ除去処理後の第２画像データ中に閾値Ｔｈを超える画素値がなければ（ステップＳ２３：Ｎ）、本処理を終了する。
一方、閾値Ｔｈを超える画素値がある場合（ステップＳ２３：Ｙ）、キャリブレーション部５０は、当該画素値が第１画像データの各パッチと同じ画像領域内の画素値であるか否かをさらに判定する（ステップＳ２４）。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれパッチの画像領域内と画像領域外にスジ状のノイズが生じた場合の第２画像データを示している。
第２画像データにおいて閾値Ｔｈを超えるノイズは、第１画像データにおいても同じ位置に重畳しているため、図１１Ａに示すように、このノイズがパッチの画像領域内で生じている場合は、キャリブレーション前にノイズを生じさせる異物の除去を促す必要がある。一方、図１１Ｂに示すように、パッチの画像領域外に生じたノイズは、パッチの画素値を変動させないため、異物を除去しなくてもキャリブレーションへの影響はない。

したがって、閾値Ｔｈを超える画素値がパッチの画像領域内の画素値である場合（ステップＳ２４：Ｙ）、キャリブレーション部５０は、除去すべき異物があることを検出する（ステップＳ２５）。パッチの画像領域内の画素値ではない場合は（ステップＳ２４：Ｎ）、異物の検出は行わずに、本処理を終了する。

〔変形例〕
シェーディング補正用の白色基準板４１を黒色の背景板４３に切り替えて、上記シェーディング補正用の白色基準板４１を用いた場合と同様の処理手順で、異物の検出を行うこともできる。
シェーディング補正用の白色基準板４１は、黒色等の高濃度の異物に対する検出感度は高いが、白色基準板４１に近い低濃度の異物に対する検出感度は低い。逆に、黒色の背景板４３は、高濃度の異物に対する検出感度は低く、低濃度の異物に対する検出感度は高い。よって、両方を用いて異物の検出を行うことにより、異物の検出精度を高めることができる。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ異物がないときとあるときで、黒色の背景板４３を読み取って得られた第２画像データの画素値を示している。
異物がないときは、図１２Ａに示すように黒色の背景板４３が位置するｘ３−ｘ４間の画素値は変動が少ないが、低濃度の異物があると、図１２Ｂに示すようにこの黒色の背景板４３の画素値を上昇させるノイズが重畳している。このようなノイズを、ノイズ除去処理した第２画像データにおいて閾値Ｔｈにより検出することにより、高濃度のパッチに影響する低濃度の異物の検出感度を高めることができる。

なお、シェーディング補正用の白色基準板４１を読み取って得られる第２画像データは、シェーディング補正と異物の検出に併用できる利点があるが、シェーディング補正用の白色基準板４１に代えて、白色の背景板４２を使用してもよい。また、シェーディング補正用の白色基準板４１、白色の背景板４２及び黒色の背景板４３に限らず、異物検出用部材として、青色、赤色、緑色等の他の色の板状部材を、検出する異物の色等に応じて使用してもよい。これにより、より異物の検出精度を高めることができる。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置Ｇは、色が異なる複数のパッチを用紙上に形成する画像形成部２０と、複数のパッチを形成した用紙面を読み取り、第１画像データを生成する画像読取部３０と、画像読取部３０により生成した第１画像データにノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第１画像データから前記各パッチの色の測定値を取得して、取得した各パッチの色の測定値に応じて、画像形成部２０により形成する画像のキャリブレーションを実施するキャリブレーション部５０と、を備え、画像読取部３０は、シェーディング補正用の白色基準板４１の表面を読み取って、第２画像データを生成し、キャリブレーション部５０は、第２画像データに第１画像データと同じ条件のノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第２画像データのいずれかの画素値が閾値を超える場合に、異物を検出する。

第１画像データから除去されるノイズを第２画像データでも除去してから、異物の検出を行うことにより、キャリブレーションに影響しない異物の検出を減らすことができる。キャリブレーションに影響しない異物の除去のためのキャリブレーションの一時停止を回避することができ、生産性の低下を防ぐことができる。

上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、画像読取部３０により各パッチを形成した用紙面を読み取っていたが、画像読取部１７により読み取ってキャリブレーションすることも可能である。画像読取部１７の場合は、白色基準板４１や白色の背景板４２、黒色の背景板４３等と同じ板状部材を異物検出用部材として、コンタクトガラス上にセットして読み取ることで、上記処理手順と同様にして異物の検出を行うことができる。

また、制御部１１がプログラムを読み取ることにより、キャリブレーション部５０の上記処理手順を制御部１１により実行させることもできる。画像形成装置Ｇに限らず、汎用のＰＣ等の画像処理装置がキャリブレーション部５０を備えて、上述した処理手順を実行させることができる。

プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。

Ｇ 画像形成装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１９ 画像処理部
２０ 画像形成部
３０ 画像読取部
４０ 背景部材
４１ シェーディング補正用の白色基準板
４２ 白色の背景板
４３ 黒色の背景板
５０ キャリブレーション部

Claims (6)

1. 色が異なる複数のパッチを用紙上に形成する画像形成部と、
   前記複数のパッチを形成した用紙面を読み取り、第１画像データを生成する画像読取部と、
   前記画像読取部により生成した第１画像データにノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第１画像データから前記各パッチの色の測定値を取得して、取得した各パッチの色の測定値に応じて、前記画像形成部により形成する画像のキャリブレーションを実施するキャリブレーション部と、を備え、
   前記画像読取部は、異物検出用部材の表面を読み取って、第２画像データを生成し、
   前記キャリブレーション部は、前記第２画像データに前記第１画像データと同じ条件のノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第２画像データのいずれかの画素値が閾値を超える場合に、異物を検出することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記キャリブレーション部は、前記ノイズ除去処理後の第２画像データにおいて、前記第１画像データの各パッチと同じ画像領域内のいずれかの画素値が閾値を超える場合に異物を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記キャリブレーション部は、前記各パッチと前記異物の濃度差に応じて、使用する前記閾値を切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記異物検出用部材は、その表面に、シェーディング補正用の白色基準板、通常の画像形成時に背景として使用する白色背景板及び黒色背景板の少なくとも１つを備える背景部材であ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形成装置。
5. 画像形成部により色が異なる複数のパッチを形成した用紙面を、画像読取部により読み取って生成した第１画像データにノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第１画像データから前記各パッチの色の測定値を取得して、取得した各パッチの色の測定値に応じて、前記画像形成部により形成する画像のキャリブレーションを実施するキャリブレーション部を備え、
   前記キャリブレーション部は、前記画像読取部により異物検出用部材の表面を読み取って生成した第２画像データに、前記第１画像データと同じ条件のノイズ除去処理を施し、当該ノイズ除去処理後の第２画像データのいずれかの画素値が閾値を超える場合に、異物を検出することを特徴とする画像処理装置。
6. 画像形成部により色が異なる複数のパッチを形成した用紙面を、画像読取部により読み取って生成した第１画像データにノイズ除去処理を施すステップと、
   前記ノイズ除去処理後の第１画像データから前記各パッチの色の測定値を取得して、取得した各パッチの色の測定値に応じて、前記画像形成部により形成する画像のキャリブレーションを実施するステップと、
   前記画像読取部により異物検出用部材の表面を読み取って生成した第２画像データに、前記第１画像データと同じ条件のノイズ除去処理を施すステップと、
   前記ノイズ除去処理後の第２画像データのいずれかの画素値が閾値を超える場合に、異物を検出するステップと、
   を含むことを特徴とする異物検出方法。

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