JP6880750B2 - 画像形成装置、画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像処理装置及び画像処理方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、トナーの濃度が高い場合やトナーの帯電量が低い場合等に、かぶりが発生しやすい。かぶりは、非画像部である用紙の下地にもトナーが付着し、非画像部の濃度が上昇する現象をいう。かぶりによるトナーの付着量が多くなると、汚れに発展して画像のノイズとなり得るため、汚れの事前予測として、かぶりの発生状況を把握することは有効である。

従来、測色計や濃度計によって、画像形成前の用紙の色彩値と、画像形成後の用紙の非画像部の色彩値を測定し、各色彩値の輝度成分と色度成分の差分を非画像部の汚れ量として評価する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−１３６３１４号公報

しかしながら、測色計や濃度計は測定の高速化が難しい。かぶりの評価のために必要な測定時間に合わせて画像形成を低速化しなければならず、生産性が低下する。また、同じ種類の用紙でもロットやメーカー等によって白色度に違いがあることがあるため、正確な評価を行うには、同じ用紙の測定を画像形成の前後において行わなければならず、煩雑である。

本発明の課題は、かぶりの評価を精度良く、効率的に行うことである。

請求項１に記載の発明によれば、
１又は複数の画質調整用パターンを用紙の片面にのみ形成する画像形成部と、
前記画質調整用パターンを形成した用紙の両面を読み取って、各用紙面の読取画像データを生成する画像読取部と、
前記画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから前記画質調整用パターンを含む注目領域を抽出し、抽出した各注目領域内の前記画質調整用パターンの画素値に応じて、前記画像形成部により形成する画像の画質を調整する画質調整部と、
前記各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部と、を備え、
前記画像解析部は、前記画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから、前記注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算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、
前記画質調整部は、前記画像解析部により算出したかぶり量が許容値を超えた場合に、前記画像形成部の画像形成条件を調整するプロセス調整を実施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、
前記画像解析部は、前記各注目領域において、前記画質調整用パターンに対する位置及びサイズが同じ下地領域の画素値を取得す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、
原画像データに基づいて、ジョブ画像を用紙の片面にのみ形成する画像形成部と、
前記ジョブ画像を形成した用紙の両面を読み取って、各用紙面の読取画像データを生成する画像読取部と、
前記原画像データにより又は前記ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データにより、前記ジョブ画像を形成した用紙面の非画像部を用紙の下地領域として特定して、当該下地領域から少なくとも１つの注目領域を抽出し、抽出した各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部と、を備え、
前記画像解析部は、前記ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データから注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算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５に記載の発明によれば、
前記画像解析部により算出したかぶり量が許容値を超えた場合に、前記画像形成部の画像形成条件を調整するプロセス調整を実施する画質調整部を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
前記画像解析部は、前記ジョブ画像のコンテンツから一定距離以上離れた下地領域の画素値を取得することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、
前記画像解析部は、前記下地領域内の各画素値の統計値か、又は前記下地領域内の各画素値を明度と色度に分離した信号値の統計値を用いて、前記かぶり量を算出することを特徴とする請求項１〜６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８に記載の発明によれば、
１又は複数の画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから抽出される、前記画質調整用パターンを含む各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部を備え、
前記画像解析部は、前記画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから、注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算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９に記載の発明によれば、
ジョブ画像の原画像データにより又はジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データにより、前記ジョブ画像を形成した用紙面の非画像部を用紙の下地領域として特定して、当該下地領域から少なくとも１つの注目領域を抽出し、抽出した各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部を備え、
前記画像解析部は、前記ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データから注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算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１０に記載の発明によれば、
１又は複数の画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから抽出される、前記画質調整用パターンを含む各注目領域のかぶり量を算出するステップを備え、
前記かぶり量を算出するステップは、
前記画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから、注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得するステップと、
前記画質調整用パターンを形成した用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得するステップと、
前記画質調整用パターンを形成した用紙面とその裏面の各読取画像データから取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算出するステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法が提供される。

請求項１１に記載の発明によれば、
ジョブ画像の原画像データにより又はジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データにより、前記ジョブ画像を形成した用紙面の非画像部を用紙の下地領域として特定するステップと、
前記下地領域から少なくとも１つの注目領域を抽出し、抽出した各注目領域のかぶり量を算出するステップと、を含み、
前記かぶり量を算出するステップは、
前記ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データから注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得するステップと、
前記ジョブ画像を形成した用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得するステップと、
前記ジョブ画像を形成した用紙面とその裏面の各読取画像データから取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算出するステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法が提供される。

本発明によれば、かぶりの評価を精度良く、効率的に行うことができる。

本発明の実施の形態の画像形成装置の構成を示す正面図である。 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。 画像形成装置が、画質調整と並行してかぶり量を算出するときの処理手順を示すフローチャートである。 画質調整用パターンを形成した用紙面を示す上面図である。 注目領域の拡大図である。 図４Ａに示す用紙面の裏面を示す上面図である。 裏面の注目領域の拡大図である。 下地領域の各画素値の平均値と黒化面積率の関係を示すグラフである。 下地領域の各画素値の標準偏差と黒化面積率の関係を示すグラフである。 画像形成装置が、ジョブ画像の形成と並行してかぶり量を算出するときの処理手順を示すフローチャートである。 ジョブ画像を形成した用紙面を示す上面図である。 図８に示す用紙面の裏面を示す上面図である。

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

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態の画像形成装置Ｇを示している。
図１に示すように、画像形成装置Ｇは、用紙上に画像を形成する画像形成部２０、当該用紙面を読み取って読取画像データを生成する画像読取部３０等を備えている。

図２は、画像形成装置Ｇの構成を機能ごとに示している。
図２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、画質調整部４０及び画像解析部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により生成し、画像メモリー１８に保持した原画像データを、画像処理部１９により画像処理させて、画像処理後の原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。また、制御部１１は、画像を形成した用紙面を画像読取部３０により読み取らせて、得られた読取画像データを用いて、画質調整部４０により画質の調整を実施させるか、画像解析部５０によりかぶり量を算出させることができる。

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及び表示部１４は、図１に示すように画像形成装置Ｇの上部に設けられたユーザーインターフェイスである。
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、ユーザー端末からネットワークを介して、ユーザーの印刷指示の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原画像データを生成する。この原画像データは、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。画素値は画像の濃淡を表すデータ値であり、例えば８ｂｉｔのデータ値は０〜２５５階調の濃淡を表す。

画像読取部１７は、自動原稿送り装置、スキャナー等からなり、原稿台上にセットされた原稿面を読み取って、ビットマップ形式の原画像データを生成する。この原画像データは、各画素がＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色の画素値を有する。原画像データは、図示しない色変換部か制御部１１等によって、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの４色の画素値を有する原画像データに色変換すればよい。

画像メモリー１８は、画像生成部１６又は画像読取部１７により生成した原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から原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、画像の濃度特性が目的の濃度特性となるように原画像データの各画素値を補正後の画素値に変換する処理であり、色補正処理は画像の色が目的の色となるように原画像データの各画素値を補正後の画素値に変換する処理である。これらの変換には、入力した画素値に対して補正後の画素値を出力するＬＵＴ（Look Up Table）を用いることができる。中間調処理は、ディザマトリクスを用いたスクリーン処理や誤差拡散処理等の疑似的に中間調を再現するための画像処理である。

画像形成部２０は、画像処理部１９により画像処理した原画像データの各画素の４色の画素値に応じて、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの４色からなる画像を用紙上に形成する。
画像形成部２０は、図１に示すように、４つの書込みユニット２１、中間転写ベルト２２、２次転写ローラー２３、定着装置２４、給紙トレイ２５等を備えている。

４つの書込みユニット２１は、中間転写ベルト２２のベルト面に沿って直列（タンデム）に配置され、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色のトナーを用いて各色の画像を形成する。各書込みユニット２１は形成する画像の色が異なるだけで構成は同じであり、図１に示すように、露光部２ａ、感光体２ｂ、現像部２ｃ、帯電部２ｄ、クリーニング部２ｅ及び１次転写ローラー２ｆを備えている。

画像形成時、各書込みユニット２１では、帯電部２ｄにより感光体２ｂを帯電させた後、原画像データに基づいて露光部２ａにより出射したレーザービームで感光体２ｂ上を露光走査し、現像部２ｃによりトナーを供給して現像する。さらに、現像によって４つの書込みユニット２１の感光体２ｂ上にそれぞれ形成した画像を、それぞれの１次転写ローラー２ｆにより、中間転写ベルト２２上に順次重ねて転写（１次転写）し、中間転写ベルト２２上に各色からなる画像を形成する。１次転写後、クリーニング部２ｅにより感光体２ｂ上に残留する色材を除去する。

画像形成部２０では、給紙トレイ２５から用紙を給紙し、２次転写ローラー２３により中間転写ベルト２２から用紙上に画像を転写（２次転写）した後、用紙を定着装置２４により加熱及び加圧して、定着処理を施す。用紙の両面に画像を形成する場合、画像形成部２０では、定着処理後の用紙を搬送経路２６に搬送してその表裏を反転した後、再度２次転写ローラー２３へ用紙を搬送して裏面へ画像を形成する。

画像読取部３０は、図１に示すように用紙の搬送経路上に配置されて、画像形成部２０において画像を形成した用紙面を読み取り、ビットマップ形式の読取画像データを生成する。この読取画像データは、各画素がＲ、Ｇ及びＢの３色の画素値を有する。
画像読取部３０としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子が配置されたラインセンサー、エリアセンサー、デジタルカメラ等を用いることができる。

画像読取部３０は、用紙の両面を読み取ることができる。具体的には、用紙の表面の読み取り後、図１に示すように、搬送経路３１に用紙を搬送して用紙面の表裏を反転し、再度画像読取部３０へ用紙を搬送することにより、画像読取部３０において用紙の裏面を読み取ることができる。
なお、用紙の搬送経路上に用紙を挟んで対向するように２つの画像読取部３０を配置し、一方の画像読取部３０によって表面を読み取り、他方の画像読取部３０によって裏面を読み取るようにしてもよい。

画質調整部４０は、画像形成部２０により１又は複数の画質調整用パターンを形成した用紙面を、画像読取部３０により読み取って生成した読取画像データから、画質調整用パターンを含む注目領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）を抽出し、抽出した注目領域内の画質調整用パターンの画素値に応じて、画像形成部２０により形成する画像の画質を調整する。

画質調整部４０は、画質の調整として、画像調整とプロセス調整を実施することができる。画像調整は、画像の位置、色、濃度、サイズ等の調整であり、例えば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を更新する処理や、画像の位置が基準位置に一致するように原画像データ中の画像の位置をシフトする、回転する、拡大又は縮小する等の画像処理による調整が挙げられる。また、プロセス調整は、画像形成条件の調整であり、例えばトナーを強制的に排出するリフレッシュ動作や、画像の最高濃度が目的の濃度となるように、あるいはかぶりが減るように、現像部２ｃの現像バイアス電位や感光体２ｂの帯電電位、露光時のレーザービームのレーザーパワー等を変更する調整が挙げられる。

画像解析部５０は、画質調整用パターンを形成した用紙の両面の読取画像データを解析して、かぶりの程度を数値化したかぶり量を算出する。かぶりは、現像プロセスにおいて本来画像を形成しない非画像部にトナーが付着する現象である。かぶり量によって、かぶりの程度、すなわちかぶりの発生によって非画像部に付着したトナーの付着量を評価することができる。

上記画質調整部４０及び画像解析部５０の処理内容は、ＣＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサーにより画質調整用、画像解析用のプログラムを読み込み、当該プログラムに記述された処理手順を実行するソフトウェア処理により実現することができる。

上記画像形成装置Ｇは、画質調整と並行してかぶり量を算出することができる。
図３は、画像形成装置Ｇが、画質調整と並行してかぶり量を算出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、画質調整部４０が１又は複数の画質調整用パターンを配置した原画像データを生成し、この原画像データに基づいて、画像形成部２０が画質調整用パターンを用紙上に形成する（ステップＳ１）。裏写り等による画質の調整精度の低下を避けるため、画像形成部２０は、用紙の片面にのみ画質調整用パターンを形成する。そして、画質調整用パターンを形成した用紙の両面を、画像読取部３０において読み取り、各用紙面の読取画像データを生成する（ステップＳ２）。

画質調整用パターンを形成した用紙面を表面とすると、画質調整部４０は、表面の読取画像データから画質調整用パターンを含む注目領域を抽出する（ステップＳ３）。画質調整部４０は、原画像データ中の画質調整用パターンの位置に応じて、各注目領域の位置を決定する。また、画質調整部４０は、読取時に位置ずれが生じても注目領域内に画質調整用パターンが含まれるように、各注目領域のサイズを画質調整用パターンよりも大きいサイズに決定する。画質調整部４０は、抽出した注目領域内の画質調整用パターンの画素値に応じて画像調整を実施し、画像形成部２０により形成する画像の色や濃度、位置等を調整する（ステップＳ４）。

一方、画像解析部５０では、画質調整部４０により表面の読取画像データから抽出した注目領域内の用紙の下地領域を抽出し、当該下地領域の画素値を取得する（ステップＳ５）。上述のように、注目領域は画質調整用パターンよりも大きいサイズに設定されているため、非画像部すなわち用紙の下地領域を含む。画像解析部５０は、注目領域内の非画像部を特定し、この非画像部からかぶり量を算出する用紙の下地領域を抽出する。

画像解析部５０は、各注目領域において、画質調整用パターンに対する位置及びサイズが同じ下地領域の画素値を取得することが好ましい。これにより、読取時のフレアの影響を大きく減らすことができ、フレアによるかぶり量への影響を抑えることができる。
同様の観点から、画像解析部５０は、画質調整用パターンからの距離が一定距離以上の下地領域の画素値を取得することが好ましい。一定距離は、フレアによる下地領域の読取精度に問題がないときの距離を実験的に求めて設定すればよい。

図４Ａは、画質調整用パターンを形成した用紙面の一例を示している。図４Ａ中のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ点は、それぞれ用紙の四隅の頂点を表している。
図４Ａに示すように、用紙面の全面に複数の画質調整用パターン６０が一定間隔で形成されている。画質調整用パターン６０を含む一定サイズの領域が注目領域Ｒ１である。図４Ａ中のａ、ｂ、ｃ及びｄ点は、注目領域Ｒ１の四隅の頂点をそれぞれ表している。

図４Ｂは、注目領域Ｒ１の拡大図である。
図４Ｂに示すように、注目領域Ｒ１は、画質調整用パターン６０が形成されていない非画像部を含んでいる。画像解析部５０は、注目領域Ｒ１内で画素値が一定値以上大きい領域を画質調整用パターン６０の画像領域と判断して、この画像領域以外の画像領域を非画像部として特定することができる。また、画像解析部５０は、原画像データ中の画質調整用パターン６０の位置とサイズ、画質調整部４０が読取画像データから抽出した注目領域Ｒ１の位置とサイズから、注目領域Ｒ１内で画質調整用パターン６０が位置しない非画像部の画像領域を特定することもできる。

特定した注目領域Ｒ１内の非画像部から、画像解析部５０は、図４Ｂに示すようにかぶり量を算出する用紙の下地領域Ｒ１ｂを抽出する。下地領域Ｒ１ｂは、画質調整用パターン６０から距離ｅ１だけ離れ、ａ点から距離ｅ２だけ離れて位置している。上述のように、画質調整用パターン６０に対する下地領域Ｒ１ｂの位置及びサイズが各注目領域Ｒ１で同じであり、下地領域Ｒ１ｂと画質調整用パターン６０の距離ｅ１が一定距離以上であると、読取時のフレアの影響を減らすことができる。下地領域Ｒ１ｂは、ある程度大きいサイズ、例えば１０ｍｍ四方以上のサイズであると、かぶり量の精度が高まり、好ましい。

画質調整用パターンは、調整する画質の項目によって配置位置やサイズ等が異なっている。例えば、図４Ｂに示す画質調整用パターン６０は、各色の画像の位置調整を目的とするパターンであり、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色のラインパターンがそれぞれ用紙の搬送方向とその直交方向並べて形成されている。色又は濃度の調整が目的の場合は色又は濃度を異ならせた複数のパッチが形成され、露光量の調整が目的の場合は同じ濃度の複数のベタパッチが現像バイアス電位等を異ならせて形成されている。このように、画質調整用パターンの配置位置やサイズを、画像解析部５０において原画像データから解析するか、画質調整部４０から通知を受けて特定し、注目領域内のかぶり量を算出する用紙の下地領域の位置やサイズを決定すればよい。

次に、画像解析部５０は、画質調整用パターンを形成した用紙面（表面）の裏面の読取画像データから、表面の各注目領域において抽出した下地領域と位置が対応する用紙の下地領域を抽出し、当該下地領域の画素値を取得する（ステップＳ６）。画像解析部５０は、まず表面の各注目領域と位置及びサイズが対応する裏面の各注目領域を特定し、特定した裏面の各注目領域内から、表面で抽出した下地領域と位置及びサイズが対応する画像領域を裏面の下地領域として抽出することができる。

図５Ａは、図４Ａに示す用紙面（表面）の裏面を示している。
図５Ａに示すように、裏面の各注目領域Ｒ２は、図４Ａに示す表面の各注目領域Ｒ１と位置及びサイズが対応する画像領域である。例えば、図５Ａにおいて裏面の用紙のＡ点に最も近い右上の注目領域Ｒ２は、Ａ点からその四隅のａ〜ｄ点までの距離が、図４Ａに示す表面の用紙のＡ点に最も近い左上の注目領域Ｒ１と一致し、位置及びサイズが表裏で対応している。

図５Ｂは、裏面の注目領域Ｒ２の拡大図である。
図５Ｂに示すように、裏面の注目領域Ｒ２のａ点からの距離が、図４Ｂに示す表面の注目領域Ｒ１の下地領域Ｒ１ｂと同じ距離ｅ２の位置にあり、表面の下地領域Ｒ１ｂと同じサイズの画像領域が、裏面の下地領域Ｒ２ｂである。表面の画質調整用パターン６０が裏写りしているかもしれないが、表面の下地領域Ｒ１ｂは画質調整用パターン６０から一定距離以上離れた用紙の下地領域に位置しているため、裏面の下地領域Ｒ２ｂも裏写りの影響がない位置にある。

画像解析部５０は、表面と裏面からそれぞれ取得した用紙の下地領域の画素値を用いて、かぶり量を算出する（ステップＳ７）。
裏面の下地領域の画素値は、現像前の非画像部の本来の状態を表し、表面の下地領域の画素値は、現像後の非画像部の状態を表している。かぶり量は、現像前と現像後の非画像部へのトナーの付着量を評価できるのであれば、例えば裏面の下地領域の各画素値と表面の下地領域の各画素値の差分であってもよいし、比率であってもよい。

かぶり量の算出に用いる表面と裏面の下地領域の画素値は、任意の１画素の画素値であってもよいが、下地領域内の各画素値の統計値であるか、又は各画素値を明度と色度に分離した信号値の統計値であることが好ましい。統計値は、例えば各画素値の平均値、標準偏差、中央値、Ｓ／Ｎ等である。また、各画素値を明度と色度に分離した信号値としては、明度Ｙと色度Ｃｒ、Ｃｂに分離した信号値や、明度Ｌ^＊と色度ａ^＊、ｂ^＊に分離した信号値等が挙げられる。このような統計値を用いることにより、かぶり量の精度を高めることができる。例えば、表面の平均値が２３０、裏面の平均値が２３３の場合、その差（２３３−２３０）や比率２３０／２３３をかぶり量として算出することができる。

図６Ａは、表面の複数の下地領域でそれぞれ算出した下地領域の各画素値の平均値と、同じ下地領域をドットアナライザーで計測して得られた黒化面積率（％）との関係を示している。黒化面積率は、下地領域に付着したトナーの面積率である。
図６Ａに示すように、平均値は黒化面積率と比例しており、正確に非画像部へのトナーの付着量を表していることが分かる。

図６Ｂは、表面の複数の下地領域でそれぞれ算出した下地領域の各画素値の標準偏差と、同じ下地領域をドットアナライザーで計測して得られた黒化面積率（％）との関係を示している。
図６Ｂに示すように、標準偏差の場合も黒化面積率と比例し、正確に非画像部へのトナーの付着量を表していることが分かる。

なお、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、黒化面積率が大きいほどトナーの付着量が多く、かぶり量が大きいことを表している。また、平均値は数値が小さいほど、標準偏差は数値が大きいほど、トナーの付着量が多く、かぶり量が大きいことを表している。

画像解析部５０において算出したかぶり量が許容値以下であれば（ステップＳ８：Ｙ）、本処理を終了するが、許容値を超える場合は（ステップＳ８：Ｎ）、画質調整部４０においてかぶりを減らすプロセス調整を実施する（ステップＳ９）。かぶりを減らすプロセス調整としては、例えばトナーを強制的に消費するリフレッシュ動作や、現像バイアス電位等を変更してかぶりマージンを引き上げる調整等が挙げられる。かぶりマージンは、感光体２ｂの帯電前の表面電位と現像バイアス電位の差分であり、かぶりマージンが大きいほどかぶりが減る。プロセス調整後、画像調整が必要な場合はさらに画像調整を実施すればよい。

以上のように、第１の実施の形態の画像形成装置Ｇは、１又は複数の画質調整用パターンを用紙の片面にのみ形成する画像形成部２０と、画質調整用パターンを形成した用紙の両面を読み取って、各用紙面の読取画像データを生成する画像読取部３０と、画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから画質調整用パターンを含む注目領域を抽出し、抽出した各注目領域内の画質調整用パターンの画素値に応じて、画像形成部２０により形成する画像の画質を調整する画質調整部４０と、各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部５０と、を備えている。画像解析部５０は、画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから、注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから注目領域に対応する画像領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、注目領域のかぶり量を算出する。

１枚の用紙の表面と裏面のトナーの付着量を解析して比較することができるため、どの種類の用紙でも正確なかぶり量を算出することができ、かぶりを精度良く評価することができる。種類が同じ用紙でもロット違いによる白色度の差があることがあるが、この場合でも精度良くかぶり量を算出することができる。また、画像読取部３０の機差があってもかぶりの数値化が可能であり、ロバスト性が高い。算出したかぶり量は、トナー汚れを事前に予測するための特徴量の１つとすることができ、同じ機種の他の画像形成装置でも利用できるビックデータの収集が可能になる。

かぶりの評価値としては、顕微鏡やマイクロスコープ等で観察したときの拡大画像に対して粒子解析を行うドットアナライザーにより求める黒化面積率があるが、高解像度の拡大画像から解析する必要がある。高解像度の読取画像データを高速で生成することは難しく、高度な解析を伴って処理時間が長くなるため、画像形成後の搬送路上で読み取る場合は画像形成の高速化が難しい。同様に、濃度計や測色計によりトナー付着量を検出することもできるが、測定に時間を要するため、画像形成の高速化が難しい。これに対し、本実施の形態のかぶり量は、読取画像データの画素値から簡易に短時間で算出することができ、効率的であるため、画像形成後の搬送路上で読み取る場合でも画像形成の高速化に対応することができる。

何も画像を形成せずに画像形成のプロセスを経たときのトナーの付着量をかぶり量として評価することもできるが、このような低カバレッジは現像剤にストレスを与え、現像時にキャリアのみが付着することがある。本実施の形態によれば、このような現象を回避することができる。

［第２の実施の形態］
上記第１の実施の形態の画像形成装置Ｇは、画質調整と並行してかぶり量を算出していたが、第２の実施の形態の画像形成装置は、ジョブ画像の形成と並行してかぶり量を算出する。ジョブ画像は、ユーザーの印刷指示にしたがって形成する画像である。この第２の実施の形態の画像形成装置は、第１の実施の形態と同じ画像形成装置Ｇにおいて、下記処理手順を実行することにより実現することができる。

図７は、画像形成装置Ｇが、ジョブ画像の形成と並行してかぶり量を算出するときの処理手順を示している。
図７に示すように、画像形成装置Ｇでは、ユーザーの印刷指示にしたがって画像生成部１６又は画像読取部１７により生成した原画像データに基づき、画像形成部２０においてジョブ画像を用紙上に形成する（ステップＳ２１）。画像読取部３０では、ジョブ画像を形成した用紙の両面を読み取って各用紙面の読取画像データを生成する（ステップＳ２２）。

印刷設定が、片面にのみ形成する片面モードではなく、両面にジョブ画像を形成する両面モードであった場合（ステップＳ２３：Ｎ）、両面とも現像プロセスを経ており、本来の用紙の下地領域の状態を把握できないため、本処理を終了する。一方、片面モードであった場合（ステップＳ２３：Ｙ）、画像解析部５０は、ジョブ画像の原画像データか、又はジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データを取得する。画像解析部５０は、取得した原画像データ又は読取画像データにより、ジョブ画像のコンテンツが位置していない非画像部を用紙の下地領域として特定する（ステップＳ２４）。

画像解析部５０は、ジョブ画像を形成した用紙面（表面）の読取画像データにおいて特定した下地領域から、かぶり量を算出する下地領域を注目領域として抽出する。画像解析部５０は、少なくとも１つの注目領域を抽出し、各注目領域内の下地領域の画素値を取得する（ステップＳ２５）。注目領域は、ある程度大きいサイズ、例えば１０ｍｍ四方以上のサイズであると、算出するかぶり量の精度が良く、好ましい。

また、注目領域は、ジョブ画像のコンテンツから一定距離以上離れた位置にあると、画像解析部５０が、ジョブ画像のコンテンツから一定距離以上離れた下地領域の画素値を取得することができ、好ましい。これにより、読取時のフレアの影響を大きく減らすことができ、フレアによるかぶり量への影響を抑えることができる。複数の注目領域を抽出する場合は、各注目領域と隣接するコンテンツが同じ色や濃度となるように各注目領域を抽出すると、同じフレアの条件下で各注目領域のかぶり量を算出でき、フレアの影響をより減らすことができる。

フレアは、画像読取部３０がラインセンサー等のように用紙の幅方向の１次元の読取ライン上で読み取る場合は用紙の搬送方向に位置するコンテンツによって生じ、エリアセンサー等のように２次元の読取エリアで読み取る場合は全方向に位置するコンテンツによって生じるため、画像読取部３０の構成によってコンテンツに対する注目領域の位置を決定してもよい。

画像解析部５０は、ジョブ画像を形成した用紙面の裏面の読取画像データにおいて、表面の注目領域と位置及びサイズが対応する用紙の下地領域を、裏面の注目領域として抽出し、各注目領域内の下地領域の画素値を取得する（ステップＳ２６）。

図８は、ジョブ画像を形成した用紙面の一例を示している。図８中のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ点は、それぞれ用紙の四隅の頂点を表している。
図８に示すように、表面には複数のジョブ画像のコンテンツ７０が位置している。複数の注目領域Ｒ３は、このジョブ画像のコンテンツ７０から一定距離以上離れた非画像部、すなわち用紙の下地領域にそれぞれ位置している。フレアの影響を減らすため、各注目領域Ｒ３とベタ画像の図形のコンテンツ７０との距離ができるだけ同じであることが好ましい。

図９は、図８に示す用紙面（表面）の裏面を示している。
図９に示すように、裏面の各注目領域Ｒ４は、表面の各注目領域Ｒ３と位置及びサイズが対応している。ベタ画像の図形のコンテンツ７０は裏写りしているかもしれないが、表面の注目領域Ｒ３はコンテンツ７０から一定距離以上離れた用紙の下地領域に位置しているため、裏面の注目領域Ｒ４も裏写りの影響がない位置にある。

画像解析部５０は、表面と裏面からそれぞれ抽出した注目領域の画素値を用いて、かぶり量を算出する（ステップＳ２７）。算出したかぶり量が許容値以下である場合は（ステップＳ２８：Ｙ）、本処理を終了し、許容値を超える場合は（ステップＳ２８：Ｎ）、画質調整部４０がプロセス調整を実施した（ステップＳ２９）後、本処理を終了する。このステップＳ２７〜Ｓ２９の処理は、第１の実施の形態のステップＳ７〜Ｓ９と同じ処理内容であるので、詳細を省略する。

以上のように、第２の実施の形態の画像形成装置Ｇは、原画像データに基づいて、ジョブ画像を用紙の片面にのみ形成する画像形成部２０と、ジョブ画像を形成した用紙の両面を読み取って、各用紙面の読取画像データを生成する画像読取部３０と、原画像データにより又はジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データにより、ジョブ画像を形成した用紙面の非画像部を用紙の下地領域として特定して、当該下地領域から少なくとも１つの注目領域を抽出し、抽出した各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部５０と、を備えている。画像解析部５０は、ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データから注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから注目領域に対応する裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、注目領域のかぶり量を算出する。

これにより、ジョブ画像の形成時にも、第１の実施の形態と同様に、かぶりの評価を精度良く、効率的に行うことができる。

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、画像読取部３０により搬送中の用紙面を読み取ると、リアルタイムでかぶり量を算出することができ、好ましいが、画像読取部１７に手差しでセットした用紙面を読み取って、かぶり量を算出するための読取画像データを得てもよい。外部のスキャナー等によって読み取った読取画像データによりかぶり量を算出してもよい。

また、画像形成装置Ｇに限らず、プロセッサー等を搭載した汎用のＰＣ等の画像処理装置が上記画像解析部５０を備えて、用紙の両面を読み取った各読取画像データを取得し、上述した処理手順によりかぶり量を算出することができる。

また、制御部１１がプログラムを読み取ることにより、上記画質調整部４０、画像解析部５０等の処理手順を制御部１１により実行させることもできる。
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
２０ 画像形成部
３０ 画像読取部
４０ 画質調整部
５０ 画像解析部

Claims (11)

1. １又は複数の画質調整用パターンを用紙の片面にのみ形成する画像形成部と、
   前記画質調整用パターンを形成した用紙の両面を読み取って、各用紙面の読取画像データを生成する画像読取部と、
   前記画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから前記画質調整用パターンを含む注目領域を抽出し、抽出した各注目領域内の前記画質調整用パターンの画素値に応じて、前記画像形成部により形成する画像の画質を調整する画質調整部と、
   前記各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部と、を備え、
   前記画像解析部は、前記画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから、前記注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算出することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画質調整部は、前記画像解析部により算出したかぶり量が許容値を超えた場合に、前記画像形成部の画像形成条件を調整するプロセス調整を実施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. 前記画像解析部は、前記各注目領域において、前記画質調整用パターンに対する位置及びサイズが同じ下地領域の画素値を取得す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. 原画像データに基づいて、ジョブ画像を用紙の片面にのみ形成する画像形成部と、
   前記ジョブ画像を形成した用紙の両面を読み取って、各用紙面の読取画像データを生成する画像読取部と、
   前記原画像データにより又は前記ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データにより、前記ジョブ画像を形成した用紙面の非画像部を用紙の下地領域として特定して、当該下地領域から少なくとも１つの注目領域を抽出し、抽出した各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部と、を備え、
   前記画像解析部は、前記ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データから注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算出することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記画像解析部により算出したかぶり量が許容値を超えた場合に、前記画像形成部の画像形成条件を調整するプロセス調整を実施する画質調整部を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像解析部は、前記ジョブ画像のコンテンツから一定距離以上離れた下地領域の画素値を取得することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記画像解析部は、前記下地領域内の各画素値の統計値か、又は前記下地領域内の各画素値を明度と色度に分離した信号値の統計値を用いて、前記かぶり量を算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. １又は複数の画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから抽出される、前記画質調整用パターンを含む各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部を備え、
   前記画像解析部は、前記画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから、注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算出することを特徴とする画像処理装置。
9. ジョブ画像の原画像データにより又はジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データにより、前記ジョブ画像を形成した用紙面の非画像部を用紙の下地領域として特定して、当該下地領域から少なくとも１つの注目領域を抽出し、抽出した各注目領域のかぶり量を算出する画像解析部を備え、
   前記画像解析部は、前記ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データから注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得し、当該用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得し、取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算出することを特徴とする画像処理装置。
10. １又は複数の画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから抽出される、前記画質調整用パターンを含む各注目領域のかぶり量を算出するステップを備え、
    前記かぶり量を算出するステップは、
    前記画質調整用パターンを形成した用紙面の読取画像データから、注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得するステップと、
    前記画質調整用パターンを形成した用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得するステップと、
    前記画質調整用パターンを形成した用紙面とその裏面の各読取画像データから取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算出するステップと、
    を含むことを特徴とする画像処理方法。
11. ジョブ画像の原画像データにより又はジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データにより、前記ジョブ画像を形成した用紙面の非画像部を用紙の下地領域として特定するステップと、
    前記下地領域から少なくとも１つの注目領域を抽出し、抽出した各注目領域のかぶり量を算出するステップと、を含み、
    前記かぶり量を算出するステップは、
    前記ジョブ画像を形成した用紙面の読取画像データから注目領域内の用紙の下地領域の画素値を取得するステップと、
    前記ジョブ画像を形成した用紙面の裏面の読取画像データから前記注目領域に用紙上での位置が対応する裏面の注目領域を抽出し、当該抽出された裏面の注目領域内の下地領域の画素値を取得するステップと、
    前記ジョブ画像を形成した用紙面とその裏面の各読取画像データから取得した各画素値を用いて、前記注目領域のかぶり量を算出するステップと、
    を含むことを特徴とする画像処理方法。

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