JP6149883B2 - 画像検査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像を光学的に読み取って画像の線幅を求める画像検査装置、及び、画像の線幅を求め、線幅に応じて画像書き込みの出力を設定する画像形成装置に関する。

用紙等の媒体に形成された画像を光学的に読み取る装置では、読み取られた画像を２値化する、あるいは、形成された画像が正しく書き込まれているかの判断等を行うため、画像を正しく認識できるようにする技術が提案されている。

例えば、バーコード等の１次元あるいは２次元の符号化された情報を読み取る装置では、読み取った画像のぼけの有無を判定し、装置から読み取り対象までの距離が読み取りを良好に行える範囲内にあるかを判断する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、バーコードを読み取る装置では、バーコードは、白黒が交互に存在し、かつ、白黒の線幅は最も細い線幅の整数倍という特性を利用して、画像の白黒判定を所定のしきい値で行った後、線幅の認識を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

更に、画像の端からエッジと直角な方向に全ての検索行に対して検索してエッジ片を検索する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００６−２０９２０８号公報 特開昭６２−１２０５８５号公報 特開２０１０−１３４９５８号公報

線状の画像を光学的に読み取って取得した画像データから画像の線幅を求める処理では、画像のエッジ部を検出し、エッジ部間の長さを求めることで線幅を取得する。読み取り対象の画像から光学的な読取手段までの距離が変化すると、画像データがいわゆるぼけた状態となって画像データにおけるエッジ部を正確に検出できず、線幅が本来の値から変化する。

例えば、画像書き込みの出力を設定して画像を形成し、この形成された画像の線幅を求めることで、画像書き込みの出力と形成される画像の線幅との関係を求めて、所定の線幅で画像を形成するため画像書き込みの出力を設定する技術では、線幅を正しく求めることができないと、画像書き込みの出力の設定が正しくできない。

しかし、上述した何れの先行技術文献でも、読み取り対象の画像から光学的な読取手段までの距離が変化する場合等に、正しい線幅を求めるようにすることができなかった。

本発明は、このような課題を解決するためなされたもので、画像の線幅を正しい値で求められるようにした画像検査装置、及び、画像の線幅を求め、線幅に応じて画像書き込みの出力を設定する画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明は、媒体に形成された線状の検査画像を光学的に読み取る検出手段と、検出手段で検査画像を読み取って取得した画像データから、画像データの立ち上がりエッジ部と立ち下がりエッジ部のエッジぼけを算出すると共に、検査画像の線幅を算出し、エッジぼけと線幅の実測値に対応して決まる検査画像の線幅を求める制御手段と、エッジぼけ及び線幅の実測値と、検査画像の実際の線幅が対応づけて記憶される線幅補正テーブルを備え、制御手段は、エッジぼけと線幅の実測値で線幅補正テーブルを参照し、線幅補正テーブルから補正された線幅の値を取得して、検査画像の実際の線幅を求める画像検査装置である。

請求項２に係る発明は、媒体に画像を形成する画像形成手段と、媒体に形成された画像を光学的に読み取る検出手段と、画像形成装置で媒体に形成された線状の検査画像を検出手段で読み取って取得した画像データから、画像データの立ち上がりエッジ部と立ち下がりエッジ部のエッジぼけを算出すると共に、検査画像の線幅を算出し、エッジぼけと線幅の実測値に対応して決まる検査画像の線幅を求める制御手段と、エッジぼけ及び線幅の実測値と、検査画像の実際の線幅が対応づけて記憶される線幅補正テーブルを備え、制御手段は、エッジぼけと線幅の実測値で線幅補正テーブルを参照し、線幅補正テーブルから補正された線幅の値を取得して、検査画像の実際の線幅を求める画像形成装置である。

請求項３に係る発明は、耐久性で変化するエッジぼけに対応して複数の線幅補正テーブルを備え、制御手段は、耐久性に応じて線幅補正テーブルを選択する請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項４に係る発明は、環境で変化するエッジぼけに対応して複数の線幅補正テーブルを備え、制御手段は、環境の設定に応じて線幅補正テーブルを選択する請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項５に係る発明は、制御手段は、検査画像を前記検出手段で読み取って取得した画像データから線幅を求める線幅検出しきい値、及び、エッジぼけを求める上限しきい値と下限しきい値を、耐久性あるいは環境の何れか、または耐久性と環境の両方に基づき変化させる請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項６に係る発明は、制御手段は、線幅の検出結果に基づき、当該線幅で画像を形成する画像形成手段の出力を設定する請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置である。

請求項７に係る発明は、検出手段は、画像形成手段で形成された画像の色情報及び反射率情報を検出するインラインセンサである請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置である。

請求項８に係る発明は、検出手段は、画像形成手段で形成された画像の反射率情報を検出する光学式センサである請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置である。

本発明によれば、線状の検査画像を読み取って取得した画像データにおける立ち上がりエッジ部及び立ち下がりエッジ部のエッジぼけと、検査画像の線幅から、エッジぼけと線幅の実測値から決まる検査画像の実際の線幅を正確に求めることができる。これにより、媒体から検出手段までの距離が変化することにより、正しい線幅を求めることができない場合、誤った線幅を取得することなく、正しい線幅の値を算出することができる。

本実施の形態の画像検査装置の一例を示す構成図である。 本実施の形態の画像検査装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 検査画像の一例を示す説明図である。 検査画像を読み取って取得した画像データの一例を示す説明図である。 線幅補正テーブルの一例を示す説明図である。 本実施の形態の画像検査装置の動作の一例を示す説明図である。 エッジぼけと線幅の関係の一例を示す説明図である。 本実施の形態の画像形成装置の一例を示す構成図である。 本実施の形態の画像形成装置の制御機能の一例を示す機能ブロック図である。 線幅補正テーブルの一例を示す説明図である。 検査画像の一例を示す説明図である。 第１の動作例における処理の流れを示すフローチャートである。 レーザダイオードの光量と線幅の関係を示す説明図である。 現像剤耐久によるエッジぼけの変化を示す説明図である。 環境によるエッジぼけの変化を示す説明図である。 耐久性により選択される線幅補正テーブルの一例を示す説明図である。 環境により選択される線幅補正テーブルの一例を示す説明図である。

＜本実施の形態の画像検査装置の構成例＞
図１は、本実施の形態の画像検査装置の一例を示す構成図で、図１（ａ）は、画像検査装置を上から見た平面図、図１（ｂ）は、画像検査装置を横から見た側面図である。また、図２は、本実施の形態の画像検査装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。

更に、図３は、検査画像の一例を示す説明図、図４は、検査画像を読み取って取得した画像データの一例を示す説明図、図５は、線幅補正テーブルの一例を示す説明図である。

本実施の形態の画像検査装置１Ａは、媒体の一例である用紙Ｐに図３に示すように形成された線状の検査画像Ｐｔを読み取り、画像データのエッジぼけと検査画像の線幅を算出し、算出したエッジぼけと線幅の２つの値で図５に示す線幅補正テーブルＴＢ１を参照し、線幅補正テーブルＴＢ１から補正された線幅の値を取得して、エッジぼけに基づき検査画像Ｐｔの正確な線幅を求める。

画像検査装置１Ａは、図３に示す検査画像Ｐｔを読み取る検出器２Ａと、検査画像Ｐｔが形成された用紙Ｐを搬送する搬送装置３Ａと、検出器２Ａで検査画像Ｐｔを読み取って取得した画像データから、検査画像Ｐｔの線幅及び画像データの鮮明度を示すエッジぼけの値を求める制御装置４Ａと、線幅補正テーブル等を記憶する記憶装置５Ａを備える。

検出器２Ａは検出手段の一例で、本例では、図示しない発光素子と受光素子を備え、発光素子から出射され、用紙Ｐで反射した光が受光素子で受光される。画像が形成された用紙Ｐでは、画像が黒色で形成されている場合、黒ベタ部と称す画像形成位置と、紙白部と称す画像非形成位置で光の反射率が異なる。

これにより、図３に示す線状の検査画像Ｐｔが形成された用紙Ｐを、検査画像Ｐｔに対して直交する方向に搬送装置３Ａで搬送しながら、検出器２Ａで検査画像Ｐｔを読み取ることで、図４に示すように、反射率が小さい黒ベタ部Ｂである検査画像Ｐｔの形成位置では、電位が高いＨｉレベル、反射率が大きい紙白部Ｗである検査画像Ｐｔの非形成位置では、電位が低いＬｏｗレベルとなる信号波形で画像データＤが得られる。図４において、横軸は時間の経過、縦軸は反射率に応じた電位を示す。

搬送装置３Ａは搬送手段の一例で、用紙Ｐを挟持する一対の駆動ローラと従動ローラを備えた搬送ローラ３０と、搬送ローラ３０を駆動する搬送モータ３０Ｍを備える。なお、用紙Ｐを搬送せずに位置を固定し検出器２Ａを移動させることで、用紙Ｐと検出器２Ａの相対移動で検査画像Ｐｔを読み取る構成でも良い。

制御装置４Ａは制御手段の一例で、検出器２Ａで取得した画像データＤから、検査画像Ｐｔの線幅を求めると共に、線幅の誤差の要因となるエッジぼけを求める。制御装置４Ａは、検査画像Ｐｔの線幅を求めるため、検出器２Ａで取得した画像データＤから線幅検出スレッショルドＴｈ１を算出する。線幅検出スレッショルドＴｈ１は、紙白部Ｗにおける電位を０％、黒ベタ部Ｂにおけるピークの電位を１００％としたとき、本例では、画像データＤのピークの６０％とする。なお、線幅検出スレッショルドＴｈ１はこの値に限るものではない。

検査画像Ｐｔの線幅ｔ１は、画像データＤと線幅検出スレッショルドＴｈ１が交差する２か所の交点間の距離ｄ１に相当する。そこで、制御装置４Ａは、画像データＤと線幅検出スレッショルドＴｈ１が交差する一方の交点Ｐ１の位置と、他方の交点Ｐ２の位置を算出する。図４において、横軸は時間の経過を示しており、用紙Ｐと検出器２Ａの相対速度、本例では用紙Ｐの搬送速度に交点Ｐ１から交点Ｐ２までの時間を乗算することで、交点Ｐ１から交点Ｐ２までの距離ｄ１が求まる。この距離ｄ１が、検査画像Ｐｔの線幅ｔ１となる。

検出器２Ａで検査画像Ｐｔを読み取る際に、検出器２Ａと用紙Ｐとの間の距離が予め定められた基準の位置からずれると、画像データＤにおいて、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ立ち上がる立ち上がりエッジ部Ｅ１では、立ち上がりの角度が緩やかになり、画像データの鮮明度が低下する。ＨｉレベルからＬｏｗレベルへ立ち下がる立ち下がりエッジ部Ｅ２でも同様である。

検査画像Ｐｔの線幅ｔ１は、上述したように、画像データＤと線幅検出スレッショルドＴｈ１との２か所の交点の距離ｄ１で求まる。このため、画像データＤの立ち上がりエッジ部Ｅ１及び立ち下がりエッジ部Ｅ２の傾きの大小が、検査画像Ｐｔの線幅ｔ１の誤差の要因となる。

立ち上がりエッジ部Ｅ１の傾きの大小は、立ち上がりエッジ部Ｅ１における画像データＤと、値の異なる２つのスレッショルドが交差する２つの交点の間の距離で示される。この距離をエッジぼけと称す。立ち下がりエッジ部Ｅ２でも同様である。

制御装置４Ａは、エッジぼけを求めるため、検出器２Ａで取得した画像データＤから下限スレッショルドＴｈ２及び上限スレッショルドＴｈ３を算出する。本例では、下限スレッショルドＴｈ２は画像データＤのピークの１０％、上限スレッショルドＴｈ３は画像データＤのピークの９０％としたが、各スレッショルドの値はこれに限るものではない。

制御装置４Ａは、立ち上がりエッジ部Ｅ１において画像データＤと下限スレッショルドＴｈ２が交差する交点Ｐ３と、画像データＤと上限スレッショルドＴｈ３が交差する交点Ｐ４を算出する。そして、用紙Ｐの搬送速度に交点Ｐ３から交点Ｐ４までの時間を乗算することで、交点Ｐ３から交点Ｐ４までの距離ｄ２を、立ち上がりエッジ部Ｅ１におけるエッジボケの値として求める。

また、制御装置４Ａは、立ち下がりエッジ部Ｅ２において画像データＤと上限スレッショルドＴｈ３が交差する交点Ｐ５と、画像データＤと下限スレッショルドＴｈ２が交差する交点Ｐ６を算出する。そして、用紙Ｐの搬送速度に交点Ｐ５から交点Ｐ６までの時間を乗算することで、交点Ｐ５から交点Ｐ６までの距離ｄ３を、立ち下がりエッジ部Ｅ２におけるエッジボケの値として求める。本例では、距離ｄ２と距離ｄ３の平均ｄ４（ｄ４＝（ｄ２＋ｄ３）／２）を、画像データＤにおけるエッジぼけの値とする。

記憶装置５Ａは記憶手段の一例で、図５に示す線幅補正テーブルＴＢ１が記憶される。線幅補正テーブルＴＢ１は、予め実験データに基づいて作成される。例えば、検査対象の線幅に合わせた少なくとも１つの検査画像Ｐｔを、用紙Ｐと検出器２Ａの距離を異ならせながら読み取ってエッジぼけｄ４と線幅ｔ１が求められ、エッジぼけ及び線幅の実測値と、検査画像の実際の線幅が対応づけて記憶されることで、線幅補正テーブルＴＢ１が作成される。線幅補正テーブルＴＢ１は、エッジぼけの実測値Ｂ１と線幅の実測値Ｂ２の組み合わせから、実際の線幅が一意に決められる。

制御装置４Ａは、検査画像Ｐｔを読み取って取得した画像データＤからエッジぼけｄ４と線幅ｔ１を求め、エッジぼけｄ４と線幅ｔ１の実測値で線幅補正テーブルＴＢ１を参照し、線幅補正テーブルＴＢ１から補正された線幅の値を取得して、検査画像Ｐｔの実際の線幅ｔ１を求める。

＜本実施の形態の画像検査装置の動作例＞
図６は、本実施の形態の画像検査装置の動作の一例を示す説明図、図７は、エッジぼけと線幅の関係を示す説明図である。図１（ｂ）に一点鎖線で示すように、用紙Ｐが撓む等により、検出器２Ａと用紙Ｐとの距離が基準位置からずれると、図７に示すように、エッジぼけｄ２_２,ｄ３_２は、検出器２Ａと用紙Ｐとの距離が基準位置である場合のエッジぼけｄ２_１,ｄ３_１と比較して値が大きくなる。立ち上がりエッジ部Ｅ１側と立ち下がりエッジ部Ｅ２側のエッジぼけの平均を算出した結果も同様である。

一方、線幅ｔ１として求められた値ｄ１_２は、検査画像Ｐｔの線幅の本来の値ｄ１_１より小さくなる。このため、検出器２Ａと用紙Ｐとの距離が変化すると、検査画像Ｐｔの線幅を正確に求めることができない。

そこで、制御装置４Ａは、用紙Ｐと検出器２Ａの相対的な移動方向に沿った副走査方向に同一の線幅で形成された少なくとも１本の検査画像Ｐｔを検出器２Ａで読み取って画像データＤを取得し、画像データＤからエッジぼけｄ４と線幅ｔ１を求める。制御装置４Ａは、エッジぼけｄ４と線幅ｔ１の実測値で線幅補正テーブルＴＢ１を参照し、線幅補正テーブルＴＢ１から補正された線幅の値を取得して、検査画像Ｐｔの実際の線幅ｔ１を求める。

また、図６に示すように、用紙Ｐと検出器２Ａの相対的な移動方向に沿った副走査方向に同一の線幅で形成された複数の検査画像Ｐｔ、本例では、図５に示すような４本の検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）を検出器２Ａで読み取って画像データＤを取得し、各画像データＤからエッジぼけｄ４と線幅ｔ１を求める。制御装置４Ａは、エッジぼけｄ４と線幅ｔ１の実測値で線幅補正テーブルＴＢ１を参照し、線幅補正テーブルＴＢ１から補正された線幅の値を取得して、各検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）の実際の線幅ｔ１を求める。そして、制御装置４Ａは、各検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）の実際の線幅ｔ１が同一であれば、正しく線幅を取得できたと判断する。

なお、以上の例では線幅補正テーブルＴＢ１を用いて検査画像Ｐｔの線幅を求めたが、予め実験データ等に基づいて線幅補正テーブルＴＢ１と同等の結果が得られるような変換式を作成し、エッジぼけｄ４と線幅ｔ１の実測値を変換式を用いて実際の線幅を示す値に変換しても良い。

＜本実施の形態の画像形成装置の構成例＞
図８は、本実施の形態の画像形成装置の一例を示す構成図である。本実施の形態の画像形成装置１０Ａでは、書き込み手段であるレーザダイオードの光量を、検査画像を読み取って求めた線幅に基づき設定する。この場合、検査画像の線幅を正確に求めることができないと、レーザダイオードの光量の設定が正しく行えない。そこで、上述した画像検査装置１Ａを適用することで、検査画像の線幅を正確に求められるようにする。

まず、画像形成装置１０Ａの全体構成から説明すると、画像形成装置１０Ａは、例えば複写機といった電子写真方式の画像形成装置であり、本例では、複数の感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆるタンデム型カラー画像形成装置である。

画像形成装置１０Ａは、画像形成部１１と、用紙搬送部２０と、定着部３１と、検出器２Ａと、原稿読取部４０を備える。

画像形成部１１は画像形成手段の一例で、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部１１Ｙと、マゼンダ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部１１Ｍと、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部１１Ｃと、ブラック（ＢＫ）の画像を形成する画像形成部１１ＢＫを備える。

画像形成部１１Ｙは、感光体ドラムＹ及びその周辺に配置された帯電部１２Ｙ、レーザダイオード１３０Ｙを有した光書込部１３Ｙ、現像装置１４Ｙ及びドラムクリーナ１５Ｙを備える。同様に、画像形成部１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫは、感光体ドラムＭ，Ｃ，ＢＫ及びその周辺に配置された帯電部１２Ｍ，１２Ｃ，１２ＢＫ、レーザダイオード１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０ＢＫを有した光書込部１３Ｍ，１３Ｃ，１３ＢＫ、現像装置１４Ｍ，１４Ｃ，１４ＢＫ及びドラムクリーナ１５Ｍ，１５Ｃ，１５ＢＫを備える。

感光体ドラムＹは、帯電部１２Ｙにより表面が一様に帯電させられており、光書込部１３Ｙのレーザダイオード１３０Ｙによる走査露光により、感光体ドラムＹには潜像が形成される。さらに、現像装置１４Ｙは、トナーで現像することによって感光体ドラムＹ上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラムＹ上には、イエローに対応する所定色の画像（トナー画像）が形成される。

同様に、感光体ドラムＭは、帯電部１２Ｍにより表面が一様に帯電させられており、光書込部１３Ｍのレーザダイオード１３０Ｍによる走査露光により、感光体ドラムＭには潜像が形成される。さらに、現像装置１４Ｍは、トナーで現像することによって感光体ドラムＭ上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラムＭ上には、マゼンダに対応する所定色のトナー画像が形成される。

感光体ドラムＣは、帯電部１２Ｃにより表面が一様に帯電させられており、光書込部１３Ｃのレーザダイオード１３０Ｃによる走査露光により、感光体ドラムＣには潜像が形成される。さらに、現像装置１４Ｃは、トナーで現像することによって感光体ドラムＣ上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラムＣ上には、シアンに対応する所定色のトナー画像が形成される。

感光体ドラムＢＫは、帯電部１２ＢＫにより表面が一様に帯電させられており、光書込部１３ＢＫのレーザダイオード１３０ＢＫによる走査露光により、感光体ドラムＢＫには潜像が形成される。さらに、現像装置１４ＢＫは、トナーで現像することによって感光体ドラムＢＫ上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラムＢＫ上には、ブラックに対応する所定色のトナー画像が形成される。

感光体ドラムＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ上に形成された画像は、１次転写ローラ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７ＢＫにより、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト１６上の所定位置へと逐次転写される。中間転写ベルト１６上に転写された各色よりなる画像は、用紙搬送部２により所定のタイミングで搬送される用紙Ｐに対して、２次転写部１８で転写される。

用紙搬送部２０は、用紙Ｐが収納される本例では複数の給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１に収納された用紙Ｐを繰り出す給紙部２１ａを備える。また、用紙搬送部２０は、給紙トレイ２１から繰り出された用紙Ｐが搬送される主搬送路２３と、用紙Ｐの表裏を反転させる反転搬送路２４と、用紙Ｐが排紙される排紙トレイ２５を備える。

用紙搬送部１０は、定着部３１の下流側で主搬送路２３から反転搬送路２４が分岐し、主搬送路２３と反転搬送路２４の分岐箇所に切換ゲート２３ａを備える。画像形成装置１０Ａでは、主搬送路２３を搬送され、２次転写部１８及び定着部３１を通過した用紙Ｐは、上側を向いた面に画像が形成される。用紙Ｐの両面に画像を形成する場合、上側を向いた一の面に画像が形成された用紙Ｐが主搬送路２３から反転搬送路２４に搬送され、反転搬送路２４から主搬送路２３へ搬送されることで、画像形成面が下側を向く。これにより、用紙Ｐが表裏反転され、上側を向いた他の面に画像を形成することが可能となる。

定着部３１は定着手段の一例で、画像が転写された用紙Ｐに対して、画像を定着させる定着処理を行う。定着部３１は、用紙Ｐを搬送するとともに、一対の定着ローラ３２，３３による圧力定着、定着ヒータ３４による熱定着を行うことで、画像を用紙Ｐに定着させる。

原稿読取部４０は、走査露光装置の光学系により原稿の画像を走査露光し、その反射光をラインイメージセンサにより読み取って画像信号を得る。なお、画像形成装置１０Ａは、原稿を給紙する図示しない自動原稿搬送装置が上部に備えられる構成でも良い。

検出器２Ａは、２次転写部１８で画像が転写され、定着部３１で画像が定着された用紙Ｐから所定の検査画像を読み取るため、本例では、主搬送路２３と反転搬送路２４の分岐箇所より下流側で、排紙トレイ２５より上流側の主搬送路２３に備えられる。なお、検出器２Ａは、画像形成部１１で形成された画像の色情報及び反射率情報を検出するインラインセンサであっても良い。または、検出器２Ａは、画像形成部１１で形成された画像の反射率情報を検出する光学式センサであっても良い。

＜本実施の形態の画像形成装置の制御機能例＞
図９は、本実施の形態の画像形成装置の制御機能の一例を示す機能ブロック図、図１０は、線幅補正テーブルの一例を示す説明図である。ここで、図９では、検査画像を書き込む動作、検査画像を読み取って線幅、エッジずれを求める動作、及び、検査画像を読み取って求めた線幅に応じてレーザダイオードの光量を設定する動作に関連する制御機能について説明する。

画像形成装置１０Ａは、用紙Ｐを給紙し、画像を形成して排紙する一連の制御を行う制御装置１００と、線幅補正テーブル等を記憶する記憶装置１０１を備える。制御装置１００は制御手段の一例で、ＣＰＵ、ＭＰＵと称されるマイクロプロセッサと、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを備える。

画像形成装置１０Ａで用紙Ｐに画像を形成する通常の動作ついて説明すると、制御装置１００は、用紙搬送部２０を制御して用紙Ｐを搬送する。制御装置１００は、原稿読取部４０で原稿から取得した画像データ、あるいは、外部から取得した画像データに基づき画像形成部１１を制御して、用紙Ｐに画像を形成する。また、制御装置１００は、定着部３１を制御して画像を用紙Ｐに定着させ、画像が形成された用紙Ｐを排紙する。

図１１は、検査画像の一例を示す説明図である。制御装置１００は、レーザダイオード１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０ＢＫの光量を設定する動作では、レーザダイオード１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０ＢＫの光量を異ならせて、用紙Ｐに複数の検査画像Ｐｔを形成する。本例では４本の検査画像Ｐｔ（１）〜（４）の線幅は、レーザダイオード１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０ＢＫの光量を異ならせることで、図１０に示すように異なる。

記憶装置１０１は記憶手段の一例で、図１０に示す線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（ｎ）が記憶される。線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（ｎ）は、予め実験データに基づいて作成される。例えば、線幅を異ならせた検査画像Ｐｔを、用紙Ｐと検出器２Ａの距離を異ならせながら読み取ってエッジぼけｄ４と線幅ｔ１が求められ、エッジぼけ及び線幅の実測値と、検査画像の実際の線幅が対応づけて記憶されることで、線幅毎に線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（ｎ）が作成される。

検査画像Ｐｔの線幅は、検査画像Ｐｔを形成するレーザダイオードの光量で決められる。これにより、線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（ｎ）は、エッジぼけの実測値Ｂ１と線幅の実測値Ｂ２の組み合わせから、実際の線幅がレーザダイオードの光量毎に一意に決められる。

制御装置１００は、検査画像Ｐｔが形成され、定着された用紙Ｐを検出器２Ａへ搬送し、検出器２Ａで検査画像Ｐｔを読み取る。制御装置１００は、検出器２Ａで検査画像Ｐｔを読み取って取得した画像データＤから、各検査画像Ｐｔの線幅を求めると共にエッジぼけを求める。制御装置１００は、エッジぼけｄ４と線幅ｔ１の実測値で線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（ｎ）を参照し、線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（ｎ）から補正された線幅の値を取得して、検査画像Ｐｔの実際の線幅ｔ１を求める。そして、レーザダイオード１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０ＢＫの光量を、所定の線幅となるような値に設定する。

＜本実施の形態の画像形成装置の第１の動作例＞
図１２は、第１の動作例における処理の流れを示すフローチャートである。制御装置１００は、図１２のステップＳＡ１で、レーザダイオード１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０ＢＫの光量を異ならせて、用紙Ｐに複数の検査画像Ｐｔを形成する。

第１の動作例では、第１の光量Ｌ１で１本の検査画像Ｐｔ（１）を形成し、第１の光量Ｌ１より低い第２の光量Ｌ２で１本の検査画像Ｐｔ（２）を形成する。同様に、第２の光量Ｌ２より低い第３の光量Ｌ３で１本の検査画像Ｐｔ（３）を形成し、第３の光量Ｌ３より低い第４の光量Ｌ４で１本の検査画像Ｐｔ（４）を形成する。本例では、レーザダイオードの光量を４段階としたので、線幅補正テーブルは、４つの異なる線幅に合わせて線幅補正テーブルＴＢ（１）〜（４）が予め作成、記憶されていれば良い。図１０では、ある線幅に対応した１つの線幅補正テーブルを示す

制御装置１００は、図１２のステップＳＡ２で、図１１に示す検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）が形成されて定着された用紙Ｐを用紙搬送部２０で検出器２Ａへ搬送し、検出器２Ａで各検査画像を読み取って、検査画像毎に図４に示すような画像データＤを取得する。

制御装置１００は、図１２のステップＳＡ３で、画像データＤ毎に線幅検出スレッショルドＴｈ１を算出し、図４（ａ）に示すように、画像データＤと線幅検出スレッショルドＴｈ１との２か所の交点Ｐ１,Ｐ２を算出して、用紙Ｐの搬送速度に交点Ｐ１から交点Ｐ２までの時間を乗算することで、各検査画像Ｐｔの線幅を求める。

また、制御装置１００は、画像データＤ毎に下限スレッショルドＴｈ２と上限スレッショルドＴｈ３を算出し、図４（ｂ）に示すように、立ち上がりエッジ部Ｅ１における画像データＤと下限スレッショルドＴｈ２との交点Ｐ３及び画像データＤと上限スレッショルドＴｈ３との交点Ｐ４を算出する。そして、用紙Ｐの搬送速度に交点Ｐ３から交点Ｐ４までの時間を乗算することで、立ち上がりエッジ部Ｅ１におけるエッジぼけに相当する距離ｄ２を求める。

更に、制御装置１００は、立ち下がりエッジ部Ｅ２における画像データＤと上限スレッショルドＴｈ３との交点Ｐ５及び画像データＤと下限スレッショルドＴｈ２との交点Ｐ６を算出する。そして、用紙Ｐの搬送速度に交点Ｐ５から交点Ｐ６までの時間を乗算することで、立ち下がりエッジ部Ｅ２におけるエッジぼけに相当する距離ｄ３を求める。本例では、距離ｄ２と距離ｄ３の平均ｄ４を、各画像データＤにおけるエッジぼけの値とする。

制御装置１００は、図１２のステップＳＡ４で、エッジぼけｄ４と線幅ｔ１の実測値で線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（４）を参照し、線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（４）から補正された線幅の値を取得して、検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）の実際の線幅ｔ１を求める。

図１３は、レーザダイオードの光量と線幅の関係を示す説明図である。レーザダイオードの光量を異ならせて形成した検査画像Ｐｔ毎に線幅を求めることで、所定の線幅で画像を形成するために必要なレーザダイオードの光量を線幅毎に認識して、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すようなレーザダイオードの光量と線幅の特性情報を取得する。

制御装置１００は、図１２のステップＳＡ５で、図１３（ａ）,（ｂ）に示すレーザダイオードの光量と線幅の特性情報に基づき、所定の線幅となるようなレーザダイオードの光量を設定する。例えば、目標とする線幅が１５０μｍであれば、図１３（ａ）,（ｂ）から、この線幅に対応したレーザダイオードの光量を求める。なお、本例では、レーザダイオードの光量を４段階として説明したが、複数であれば何段階でも良い。

画像形成装置１０Ａにおいて、検査画像Ｐｔの線幅を正確に求めることができないと、レーザダイオードの光量の設定が正しく行えず、画像形成時に線が太くなる、あるいは細くなる等によって、画像が不鮮明になり、品質が悪化する虞がある。

これに対して、画像データＤから取得したエッジぼけと線幅の実測値から線幅補正テーブルＴＢ２（１）〜（４）を参照して検査画像Ｐｔの線幅を求めることで、検査画像Ｐｔの線幅を正確に求めることができる。検査画像Ｐｔの線幅を正確に求めることができることで、所定の線幅で画像を形成するために必要なレーザダイオードの光量を認識することができるので、レーザダイオードの光量の設定が正しく行え、画像形成の品質が安定する。

＜本実施の形態の画像形成装置の第２の動作例＞
画像形成装置１０Ａでは、長期間の使用による現像剤の耐久や、装置の設置される環境によっても、画像を読み取ることで取得される画像データＤから求められるエッジぼけの大小が変化する。

図１４は、現像剤耐久によるエッジぼけの変化を示す説明図である。例えば、画像形成装置１０Ａが使用されて現像剤が長期間に亘り使用されると、トナー帯電量が下がり、線の飛び散りが多くなる。

このため、同一の線幅を形成するような制御を行っても、現像剤の使用初期では図７に実線で示すような信号波形で画像データＤが得られるが、現像剤が長期間に亘り使用されると、図７に一点鎖線で示すように、エッジぼけの値が大きくなる。

これにより、図１４に示すように、用紙Ｐと検出器２Ａとの基準位置からの距離ずれの値が大きくなると、エッジぼけの値が大きくなると共に、現像剤耐久初期に比較して、現像剤耐久後はエッジぼけの値が大きくなる。

図１５は、環境によるエッジぼけの変化を示す説明図である。画像形成装置１０Ａの設置場所が高温高湿であると、トナー帯電量が下がり、線の飛び散りが多くなる。このため、同一の線幅を形成するような制御を行っても、中温低湿の一般的な環境では図７に実線で示すような信号波形で画像データＤが得られるが、高温高湿の環境では、図７に一点鎖線で示すように、エッジぼけの値が大きくなる。

これにより、図１５に示すように、用紙Ｐと検出器２Ａとの基準位置からの距離ずれの値が大きくなると、エッジぼけの値が大きくなると共に、一般環境に比較して、高温高湿環境ではエッジぼけの値が大きくなる。

そこで、耐久性、使用環境等を考慮した線幅補正テーブルを作成し、耐久初期と耐久後、環境の設定等により線幅補正テーブルを選択できるようにする。

図１６は、耐久性により選択される線幅補正テーブルの一例を示す説明図である。画像形成装置１０Ａの制御装置１００は、現像剤の使用初期では、図１６（ａ）に示す線幅補正テーブルＴＢ３（１）を選択する。これに対し、制御装置１００は、現像剤の使用時間等を計測し、現像剤の使用時間が所定値に達した耐久後は、図１６（ｂ）に示すエッジぼけの値の増加に対応した線幅補正テーブルＴＢ３（２）を選択する。

制御装置１００は、現像剤の耐久後は、例えば図１１に示すような検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）を読み取って取得した画像データＤから求めたエッジぼけｄ４と線幅ｔ１の実測値で線幅補正テーブルＴＢ３（２）を参照する。そして、制御装置１００は、線幅補正テーブルＴＢ３（２）から補正された線幅の値を取得して、検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）の実際の線幅ｔ１を求める。

これにより、現像剤の耐久後であっても、正確に検査画像の線幅を求めることができる。なお、耐久性を考慮する要素として現像剤を例に説明したが、耐久初期と耐久後でエッジぼけが変化する他の要素で合っても良い。

図１７は、環境により選択される線幅補正テーブルの一例を示す説明図である。画像形成装置１０Ａの制御装置１００は、設置環境として一般環境が選択されていると、図１７（ａ）に示す線幅補正テーブルＴＢ４（１）を選択する。これに対し、制御装置１００は、設置環境として高温高湿環境が選択されていると、図１７（ｂ）に示すエッジぼけの値の増加に対応した線幅補正テーブルＴＢ４（２）を選択する。

制御装置１００は、高温高湿環境では、例えば図１１に示すような検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）を読み取って取得した画像データＤから求めたエッジぼけｄ４と線幅ｔ１の実測値で線幅補正テーブルＴＢ４（２）を参照する。そして、制御装置１００は、線幅補正テーブルＴＢ４（２）から補正された線幅の値を取得して、検査画像Ｐｔ（１）〜Ｐｔ（４）の実際の線幅ｔ１を求める。これにより、高温高湿環境であっても、正確に検査画像の線幅を求めることができる。

なお、耐久性、設置環境の両方に考慮して、それぞれの線幅補正テーブルを備えても良い。また、耐久性、設置環境に応じた補正係数を用いて、線幅補正テーブルで取得した値を補正しても良い。更に、線幅検出スレッショルドＴｈ１である線幅検出しきい値、下限スレッショルドＴｈ２である下限しきい値及び上限スレッショルドＴｈ３である上限しきい値を、耐久性あるいは環境の何れか、または耐久性と環境の両方に基づき変化させても良い。制御装置１００は、例えば、現像剤の使用初期と耐久後で各スレッショルドを変化させる。また、設置環境の設定に基づき、各スレッショルドを変化させる。

また、以上の各実施の形態では、検査画像は紙に形成されるものとしたが、樹脂等で構成される他の紙葉状の媒体でも良く、紙葉状の媒体に限らず、厚みがある媒体でも良い。媒体の表面に凹凸があると、検出器と媒体との距離が変化し、線幅を正確に求めることができないという課題が発生する。そこで、上述した本発明を適用すれば、正しい線幅を求めることができる。

本発明は、所定の画像書き込み出力で形成された画像の線幅を求め、線幅に応じて画像書き込みの出力を設定する画像形成装置に適用される。

１Ａ・・・画像検査装置、２Ａ・・・検出器、４Ａ・・・制御装置、１０Ａ・・・画像形成装置、１００・・・制御装置

Claims (8)

1. 媒体に形成された線状の検査画像を光学的に読み取る検出手段と、
   前記検出手段で検査画像を読み取って取得した画像データから、画像データの立ち上がりエッジ部と立ち下がりエッジ部のエッジぼけを算出すると共に、検査画像の線幅を算出し、エッジぼけと線幅の実測値に対応して決まる検査画像の線幅を求める制御手段と、
   エッジぼけ及び線幅の実測値と、検査画像の実際の線幅が対応づけて記憶される線幅補正テーブルを備え、
   前記制御手段は、エッジぼけと線幅の実測値で前記線幅補正テーブルを参照し、前記線幅補正テーブルから補正された線幅の値を取得して、検査画像の実際の線幅を求める
   ことを特徴とする画像検査装置。
2. 媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   媒体に形成された画像を光学的に読み取る検出手段と、
   前記画像形成装置で媒体に形成された線状の検査画像を前記検出手段で読み取って取得した画像データから、画像データの立ち上がりエッジ部と立ち下がりエッジ部のエッジぼけを算出すると共に、検査画像の線幅を算出し、エッジぼけと線幅の実測値に対応して決まる検査画像の線幅を求める制御手段と、
   エッジぼけ及び線幅の実測値と、検査画像の実際の線幅が対応づけて記憶される線幅補正テーブルを備え、
   前記制御手段は、エッジぼけと線幅の実測値で前記線幅補正テーブルを参照し、前記線幅補正テーブルから補正された線幅の値を取得して、検査画像の実際の線幅を求める
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 耐久性で変化するエッジぼけに対応して複数の前記線幅補正テーブルを備え、
   前記制御手段は、耐久性に応じて前記線幅補正テーブルを選択する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 環境で変化するエッジぼけに対応して複数の前記線幅補正テーブルを備え、
   前記制御手段は、環境の設定に応じて前記線幅補正テーブルを選択する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、検査画像を前記検出手段で読み取って取得した画像データから線幅を求める線幅検出しきい値、及び、エッジぼけを求める上限しきい値と下限しきい値を、耐久性あるいは環境の何れか、または耐久性と環境の両方に基づき変化させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、線幅の検出結果に基づき、当該線幅で画像を形成する前記画像形成手段の出力を設定する
   ことを特徴とする請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記検出手段は、前記画像形成手段で形成された画像の色情報及び反射率情報を検出するインラインセンサである
   ことを特徴とする請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記検出手段は、前記画像形成手段で形成された画像の反射率情報を検出する光学式センサである
   ことを特徴とする請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。

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