JP6497269B2 - 画像形成システム及び画像検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成システム及び画像検査方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、トナー等の色材を用いて像担持体上に画像を形成した後、ローラー等の転写材を用いて像担持体から用紙上へ画像を転写している。
転写時には、転写材に直流電圧を印加することにより、画像の色材を静電気力によって用紙側に移動させる電界を形成し、用紙への転写性を高めている。しかしながら、エンボス紙や和紙等のように用紙の表面の凹凸が大きい場合は、直流電圧だけでは凹部に色材を十分に移動させることができず、凹部の濃度が明るくなる白抜けと呼ばれる画像不良が生じやすい。

凹部にも色材を移動させるため、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することが行われている。交流電圧は、高すぎても低すぎても白抜けが発生し、凹凸の大きさや形状によって白抜けを抑制できるときの適正値が異なる。このように、交流電圧の適正範囲は狭いうえ、適正範囲は環境の変化によって変動しやすいため、定期的に又は環境が変化したときに白抜けが発生しないか確認する必要がある。

従来、画像形成装置により画像が形成された用紙面を読み取って、画像が正常に形成されたかどうかを検査することが行われている。
画像の検査時には、通常、読取画像を原画像と比較し、各画像の濃度差が閾値を超える場合に画像不良と判定している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−１９７８６０号公報

しかしながら、表面の凹凸が大きい用紙の読取画像は、転写材に適正な電圧を印加して正常に画像を形成できた場合にも、表面の凹凸の影響により原画像との濃度差が少なからず生じてしまう。そのため、表面の凹凸が小さい用紙を対象とする従来の画像検査方法では、画像不良と誤判定されやすく、表面の凹凸が大きい用紙上に形成した画像の不良を精度良く判定することは難しかった。

本発明の課題は、画像の検査精度を高めることである。

請求項１に記載の発明によれば、
像担持体上に画像を形成し、電圧を印加した転写材を用いて前記像担持体上の画像を用紙上に転写する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された用紙面を読み取って、読取画像を生成する画像読取部と、
前記読取画像を用いて、前記用紙上の画像に画像不良が発生したか否かを判定する検査部と、を備え、
前記画像形成部は、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第１用紙用の第１電圧を前記転写材に印加して、前記第１用紙上に検査画像を形成し、表面の凹凸の大きさが前記一定値以上の第２用紙用の第２電圧を前記転写材に印加して、前記第２用紙上に前記検査画像を形成し、前記第２電圧と異なる第３電圧を前記転写材に印加して前記第２用紙上に前記検査画像を形成し、
前記画像読取部は、前記第１電圧を印加して前記検査画像が形成された第１用紙を読み取って第１画像を生成し、前記第２電圧を印加して前記検査画像が形成された第２用紙を読み取って第２画像を生成し、前記第３電圧を印加して前記検査画像が形成された第２用紙を読み取って第３画像を生成し、
前記検査部は、前記画像読取部により生成された前記第１画像と前記第３画像の濃度差と、前記第１画像と前記第２画像の濃度差との差を算出し、算出した差が第１閾値より小さい場合、前記第２電圧を印加して前記第２用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定することを特徴とする画像形成システムが提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記検査部は、前記第１画像の位置が同じ画素と比べて、濃度値が第２閾値以上小さい第３画像の１又は複数の画素を凹部として決定し、決定した前記凹部の領域において、前記第１画像と前記第３画像の濃度差及び前記第１画像と前記第２画像の濃度差を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成システムが提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記検査部は、
前記第３画像により決定した凹部の各画素の濃度値を用いて、前記第１画像と前記第３画像の濃度差を算出し、
前記第１画像と前記第２画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差が大きい順に、前記第３画像により決定した前記凹部と同じ数の画素を凹部として決定し、決定した凹部の各画素の濃度値を用いて、前記第１画像と前記第２画像の濃度差を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成システムが提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記第１画像と前記第３画像の濃度差及び前記第１画像と前記第２画像の濃度差は、各画像の全画素の濃度値の総和の差か、各画像の全画素の濃度値の平均値の差か、又は各画像間で位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和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システムが提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記第１電圧は、直流電圧であり、
前記第２電圧は、前記直流電圧に、前記第２用紙の凹部にも画像を十分に転写できるように交流電圧を重畳した電圧であり、
前記第３電圧は、前記第２電圧の交流電圧を一定値だけ変更した電圧であるか、前記第１電圧と同じ直流電圧であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成システムが提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
前記第２電圧は、前記第２用紙の表面の凹凸の大きさによって、前記直流電圧に重畳する前記交流電圧が異なることを特徴とする請求項５に記載の画像形成システムが提供される。

請求項７に記載の発明によれば、
前記検査部により画像不良が発生すると判定された場合、前記第２電圧を調整する制御部を備え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システムが提供される。

請求項８に記載の発明によれば、
前記検査画像は、ベタ画像とハーフトーン画像を配置したテスト画像であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成システムが提供される。

請求項９に記載の発明によれば、
画像を形成する用紙が前記第２用紙であり、かつ環境の変化が大きいか又は画像を形成した用紙枚数が一定枚数に達したとき、前記画像形成部による前記検査画像の形成、前記画像読取部による前記検査画像の読み取り及び前記検査部による画像不良の判定を実施することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成システムが提供される。

請求項１０に記載の発明によれば、
像担持体上に画像を形成し、電圧を印加した転写材により前記像担持体上の画像を用紙上に転写する画像形成部により、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第１用紙用の第１電圧を前記転写材に印加して、前記第１用紙上に検査画像を形成するステップと、
画像読取部により、前記第１電圧を印加して前記検査画像が形成された第１用紙を読み取って第１画像を生成するステップと、
前記画像形成部により、表面の凹凸の大きさが前記一定値以上の第２用紙用の第２電圧を前記転写材に印加して、前記第２用紙上に前記検査画像を形成するステップと、
前記画像読取部により、前記第２電圧を印加して前記検査画像が形成された第２用紙を読み取って第２画像を生成するステップと、
前記画像形成部により、前記第２電圧と異なる第３電圧を前記転写材に印加して、前記第２用紙上に前記検査画像を形成するステップと、
前記画像読取部により、前記第３電圧を印加して前記検査画像が形成された第２用紙を読み取って第３画像を生成するステップと、
検査部により、前記画像読取部により生成された前記第１画像と前記第３画像の濃度差と、前記第１画像と前記第２画像の濃度差との差を算出し、算出した差が第１閾値より小さい場合、前記第２電圧を印加して前記第２用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定するステップと、
を含むことを特徴とする画像検査方法が提供される。

本発明によれば、画像の検査精度を高めることができる。

本発明の実施の形態の画像形成システムの概略構成を示す正面図である。 図１の画像形成システムの構成を機能ごとに表すブロック図である。 画像形成システムが、用紙上に画像を形成する際の処理手順を示すフローチャートである。 第１用紙と第２用紙に分類される用紙の名称のテーブル例である。 用紙の分類ごとの転写電圧を示すテーブル例である。 第２用紙用の検査の処理手順を示すフローチャートである。 検査画像として使用できるテスト画像例を示す図である。 第１用紙上に形成された正常画像例を示す図である。 第２用紙上に形成された正常画像例を示す図である。 第２用紙上に形成された、白抜けが発生した画像例を示す図である。

以下、本発明の画像形成システム及び画像検査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、本発明の実施の形態の画像形成システムＧの概略構成を示している。
画像形成システムＧは、図１に示すように、用紙上に画像を形成するユニット１と、当該画像が形成された用紙面を読み取って当該画像を検査するユニット２と、を備えている。

図２は、各ユニット１及び２の主な構成を機能ごとに示すブロック図である。
図２に示すように、ユニット１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及び環境検出部１ｄを備えて構成されている。
一方、ユニット２は、画像読取部３１及び検査部３２を備えて構成されている。

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、各種処理を実行する。
例えば、制御部１１は、画像生成部１６により生成され、画像メモリー１８に保持された原画像を、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。制御部１１は、カウンターを備え、画像を形成した用紙枚数を当該カウンターによりカウントすることができる。

制御部１１は、検査部３２により画像不良が発生すると判定されると、画像不良を通知するメッセージ等を表示部１４に表示することができる。また、制御部１１は、正常な画像の用紙を図１に示す排紙トレイＴ１に排紙し、画像不良と判定された用紙を図１に示す排紙トレイＴ２に排紙するように、ユニット２の搬送機構を制御することができる。

記憶部１２は、制御部１１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、ユーザーインターフェイスとしてユニット１の上部に設けられている。
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、他の画像形成システム等と通信する。
例えば、通信部１５は、ユーザー端末からネットワークを介して、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、画素ごとに濃度値を有するビットマップ形式の原画像を、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色ごとに生成する。濃度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段階の濃淡を表す。

画像読取部１７は、図１に示すように自動原稿送り装置、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を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色ごとに生成する。

画像メモリー１８は、画像生成部１６又は画像読取部１７により生成された原画像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、画像読取部１７により生成されたＲ、Ｇ及びＢの各色の原画像を色変換し、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の原画像を出力する。
また、画像処理部１９は、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の原画像に、濃度補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。濃度補正処理は、原画像の各画素の濃度値を、用紙上に形成された画像の濃度が目標の濃度と一致するように補正した濃度値に変換する処理である。中間調処理は、中間調を疑似的に再現するための処理であり、例えば誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。

画像形成部２０は、画像処理部１９により画像処理された原画像の各画素の濃度値に応じて、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの複数の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及び給紙トレイ２５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、それぞれＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色の画像を形成する。各書込みユニット２１の構成は同じであり、図１に示すように、光走査装置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に電圧を印加して帯電させた後、光走査装置２ａにより原画像に基づいて発光させた光束で感光体２ｂ上を走査して静電潜像を形成する。現像部２ｃによりトナー等の色材を供給して、感光体２ｂ上の静電潜像を現像すると、像担持体である感光体２ｂ上に画像が形成される。

４つの書込みユニット２１において感光体２ｂ上に画像を形成すると、それぞれの１次転写ローラー２ｆにより、感光体２ｂ上の画像を中間転写ベルト２２上に順次重ねて転写（１次転写）する。これにより、中間転写ベルト２２上には複数の色からなる画像が形成される。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。
中間転写ベルト２２は、複数のローラーにより巻き回されて回転する像担持体である。複数のローラーのなかには、１次転写ローラー２ｆ及び２次転写ローラー２３が含まれる。２次転写ローラー２３及び定着装置２４は、給紙トレイ２５から搬送される用紙の搬送経路上に配置されている。

画像形成部２０では、給紙トレイ２５により用紙を給紙して、２次転写ローラー２３により中間転写ベルト２２上の画像を用紙上に転写（２次転写）し、定着装置２４により２次転写後の用紙を加熱及び加圧して画像を用紙に定着させる。用紙の両面に画像を形成する場合、画像形成部２０は、用紙を搬送経路２６に搬送して用紙面を反転させて再度給紙する。

転写材である２次転写ローラー２３は、中間転写ベルト２２と用紙を挟持する１対のローラーである。画像形成部２０では、中間転写ベルト２２上の画像を形成している色材を静電力によって用紙側に移動させるため、１対のローラーのうち、中間転写ベルト２２に接する方のローラーを接地し、用紙に接する方のローラーには電圧を印加する。この転写性の向上のために転写材に印加する電圧を転写電圧という。

画像形成部２０は、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第１用紙上に画像を形成する場合、直流電圧の印加のみで色材を十分に移動させることができるため、２次転写ローラー２３に転写電圧として直流電圧を印加する。
一方、表面の凹凸の大きさが一定値以上の第２用紙上に画像を形成する場合、直流電圧のみでは凹部に色材を十分に移動させることができず、凹部の濃度が低濃度化する白抜けと呼ばれる画像不良が発生することがある。この白抜けの画像不良を防止するため、画像形成部２０は、第２用紙上に画像を形成する場合、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を転写電圧として２次転写ローラー２３に印加する。

第１用紙と第２用紙を分類する一定値は、実際に２次転写ローラー２３に直流電圧を印加して画像を形成したときに、白抜けが発生する用紙の表面の凹凸の大きさに基づいて決定することができる。例えば、凹凸の大きさが異なる複数の用紙上に画像をそれぞれ形成し、形成した画像に白抜けが発生した用紙のなかでも、最も小さい凹凸の大きさを一定値として決定することができる。
用紙の表面の凹凸の大きさの指標値としては、表面粗さ計、原子間力顕微鏡等により測定した算術平均高さＲａ、最大高さＲｙ、十点平均粗さＲｚ等を用いることができる。

環境検出部１ｄは、画像形成システムＧが置かれた環境条件を検出する。検出する環境条件は、転写性を左右する条件であればよく、例えば画像形成システムＧが置かれている室内の温度、湿度等の条件である。温度、湿度等の環境条件を検出する場合、環境検出部１ｄは、画像形成システムＧの内壁や外壁に設けられた温度計、湿度計等を備えることができる。

画像読取部３１は、図１に示すように用紙の搬送経路上に配置され、画像形成部２０により画像が形成された用紙面を読み取ってビットマップ形式の読取画像を生成する。
画像読取部３１としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を用いたラインセンサーやエリアセンサー等を用いることができる。

検査部３２は、画像読取部３１により生成された読取画像を用いて、用紙上に画像が正常に形成されたか否かを検査する。
検査部３２は、第１用紙上に形成された画像の検査を行う場合、画像メモリー１８に保持された原画像と画像読取部３１によって得られた読取画像との濃度値の差を閾値と比較して、画像が正常か否かを判定する。一方、第２用紙上に形成された画像を検査する場合、検査部３２は、第２用紙用の検査を実施する。

図３は、画像形成システムＧが、用紙に画像を形成する際の処理手順を示すフローチャートである。複数枚の用紙に画像を形成する場合、１枚ごとにこの処理手順を繰り返す。
まず、画像形成システムＧでは、図３に示すように画像を形成する用紙が第１用紙か第２用紙かを、制御部１１が判断する(ステップＳ１)。第１用紙か第２用紙かは、印刷設定時にユーザーにより指定された用紙の名称と、あらかじめ第１用紙又は第２用紙に分類された用紙の名称のテーブルとを照合することによって、決定することができる。第２用紙は、表面の凹凸の大きさによって白抜けを防止できる転写電圧の適正値が異なることがあるため、凹凸の大きさによって第２用紙をさらに小分類してもよい。

図４は、第１用紙と第２用紙に分類された用紙の名称のテーブル例を示している。
図４に示すテーブルにおいては、上質紙Ａ、コート紙Ｃ等の名称の用紙が、表面の凹凸の大きさ、例えば十点平均粗さＲｚが一定値ｈ（μｍ）未満であるため、第１用紙に分類されている。エンボス紙ＰＰ、エンボス紙絹目、和紙Ａ等の名称の用紙は、表面の凹凸の大きさが一定値ｈ（μｍ）以上であるため、第２用紙に分類されている。
第２用紙のなかでも、凹凸の大きさがｈ＋２．０（μｍ）以上のエンボス紙ＰＰ等はクラスＡ、ｈ＋１．５（μｍ）以上ｈ＋２．０（μｍ）未満の範囲内にあるエンボス紙絹目等はクラスＢ、ｈ（μｍ）以上ｈ＋１．５（μｍ）未満の範囲内にある和紙Ａ等はクラスＣにそれぞれ小分類されている。

画像を形成する用紙が第１用紙の場合(ステップＳ１：Ｎ)、制御部１１は、転写電圧として第１電圧を指定して、画像形成部２０により第１用紙への画像の形成を開始させる。画像形成部２０は、制御部１１により指定された第１電圧を２次転写ローラー２３に印加して転写する(ステップＳ２)。その後、制御部１１が画像を形成した用紙枚数のカウント値をインクリメントして(ステップＳ３)、本処理を終了する。

制御部１１は、あらかじめ第１用紙用及び第２用紙用の転写電圧がそれぞれ第１電圧及び第２電圧として定められたテーブルから、上記第１電圧を取得することができる。第１電圧及び第２電圧は、第１用紙及び第２用紙のそれぞれに画像を転写する際、画像を構成する色材を用紙側に十分に移動させることができるときの適正電圧である。例えば、転写電圧を異ならせて第１用紙及び第２用紙上にそれぞれ画像を形成し、各用紙へ転写された画像の濃度が最も良好だったときの転写電圧を、それぞれ第１電圧及び第２電圧として決定することができる。

図５は、記憶部１２が記憶する第１電圧及び第２電圧のテーブル例を示している。
図５に示すテーブル例では、第１電圧として１５００Ｖの直流電圧が定められている。第２電圧としては、直流電圧に、第２用紙の凹部にも画像を十分に転写できるように交流電圧を重畳した電圧が定められている。
凹凸の大きさによって白抜けを防止できる交流電圧の適正値が異なる場合があるため、第２電圧は、第２用紙の表面の凹凸の大きさによって、直流電圧に重畳する交流電圧が異なっていてもよい。図５に示すテーブル例では、凹凸の大きさが異なるクラスＡ、Ｂ及びＣによって、第２電圧の交流成分がそれぞれ異なっている。

図５中の第２用紙用の第３電圧は、第２電圧と異なり、白抜けを発生させるときの電圧である。
直流電圧に重畳する交流電圧は適正範囲を超えると白抜けが発生しやすく、白抜けを防止できる交流電圧の適正範囲は狭いので、この適正範囲を超えるように、第２電圧の交流電圧を一定値だけ変更した電圧を第３電圧とすることができる。
また、交流電圧を重畳しない直流電圧のみの場合にも白抜けが発生しやすいため、クラスＣの第３電圧のように、第３電圧は第１電圧と同じ直流電圧とすることもできる。

画像を形成する用紙が第２用紙の場合(ステップＳ１：Ｙ)、環境条件の変化によって第２用紙上の画像の白抜けを防止できる転写電圧の適正値が変化することがあるため、制御部１１は前回の画像形成時の環境条件と比較して現在の画像形成システムＧの環境条件が大きく変化したか否かを判断する(ステップＳ４)。
記憶部１２には前回の画像形成時の温度、湿度等の環境条件が保存されているので、制御部１１は、環境検出部１ｄにより検出された温度、湿度等の現在の環境条件を、記憶部１２に保存されている前回の環境条件と比較する。制御部１１は、現在と前回の温度等の差が一定値以下の場合は環境条件が大きく変化していないと判断し、一定値を超える場合は環境条件が大きく変化したと判断することができる。

環境条件が大きく変化していない場合(ステップＳ４：Ｎ)、転写材の消耗により第２用紙上の画像の白抜けを防止できる転写電圧の適正値が変化することがあるため、制御部１１は一定枚数以上の画像を形成したか否かを判断する(ステップＳ５)。
具体的には、制御部１１は、用紙枚数のカウント値を読み出して、カウント値が一定値、例えば１０００以上か否かを判断する。

環境条件が大きく変化しておらず、用紙枚数のカウント値が一定値未満であって一定枚数以上の画像も形成していない場合(ステップＳ５：Ｎ)、白抜けを防止できる転写電圧の適正値の変化はなく、前回と同じ第２電圧を使用しても白抜けが生じる可能性は低い。よって、制御部１１は、転写電圧として第２電圧を指定して、画像形成部２０により第２用紙への画像の形成を開始させる。第２電圧は、第１電圧と同様に図５に示すテーブルから取得することができる。第２用紙を凹凸の大きさによって複数のクラスに小分類している場合、制御部１１はそのクラスに応じた第２電圧を取得すればよい。
画像形成部２０は、制御部１１により指定された第２電圧を２次転写ローラー２３に印加して第２用紙上に画像を形成する(ステップＳ６)。その後、ステップＳ３の処理へ移行して、制御部１１が画像形成に使用した用紙枚数のカウント値をインクリメントすると、本処理を終了する。

環境条件が大きく変化しているか(ステップＳ４：Ｙ)、又は一定枚数以上の画像を形成している場合(ステップＳ５：Ｙ)、環境条件の変化及び転写材の消耗によって白抜けを防止できる転写電圧の適正値が変化し、前回と同じ第２電圧では白抜けが生じる可能性が高い。よって、画像形成システムＧでは第２用紙用の検査を実施する(ステップＳ７)。

図６は、画像形成システムＧが第２用紙用の検査を実施する際の処理手順を示している。
図６に示すように、画像形成システムＧでは、制御部１１が第１電圧を指定して第１用紙への検査画像の形成を画像形成部２０に指示し、その読み取りを画像読取部３１に指示する。
画像形成部２０は、制御部１１により指定された第１電圧を２次転写ローラー２３に印加して第１用紙上に検査画像を形成する。画像読取部３１は、この第１用紙面を読み取って第１画像を生成する(ステップＳ２１)。

検査画像は、ユーザーの指示に応じて形成しようとしていたジョブの画像であってもよいし、検査専用のテスト画像であってもよい。
色材の色又は付着量によって白抜けが発生したりしなかったりと発生状況が異なることがあるため、テスト画像は、図７に示すように、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色のベタ画像ｇ１とハーフトーン画像ｇ２とがそれぞれ配置された画像であることが好ましい。ベタ画像ｇ１は、濃度値が最大値２５５である画像である。ハーフトーン画像ｇ２は、最大値と最小値の中間付近の濃度値、例えば中間値１２７の画像が中間調処理された画像である。このようなテスト画像を使用することにより、白抜けの画像不良の判定精度を高めることができる。

また、制御部１１は第２電圧を指定して第２用紙への検査画像の形成を画像形成部２０に指示し、その読み取りを画像読取部３１に指示する。検査画像は、第１用紙上に形成した検査画像と同じ画像である。
画像形成部２０は、制御部１１により指定された第２用紙用の転写電圧を２次転写ローラー２３に印加して第２用紙上に検査画像を形成する。画像読取部３１は、この第２用紙面を読み取って第２画像を生成する(ステップＳ２２)。

さらに、制御部１１は白抜け発生用の第３電圧を指定して第２用紙への検査画像の形成を画像形成部２０に指示し、その読み取りを画像読取部３１に指示する。検査画像は、第１用紙上に形成した検査画像と同じ画像である。
画像形成部２０は、制御部１１により指定された第３電圧を２次転写ローラー２３に印加して第２用紙上に検査画像を形成する。画像読取部３１は、この第２用紙面を読み取って第３画像を生成する(ステップＳ２３)。

図８Ａは、転写材に第１電圧を印加して第１用紙上に形成した画像例を示している。第１電圧は、第１用紙に画像を十分に転写できる適正電圧に調整されているので、第１用紙に第１電圧を使用して画像を転写すれば、図８Ａに示すような正常画像が得られる。

図８Ｂは、転写材に第２電圧を印加して第２用紙上に形成した画像例を示している。第２電圧が適正電圧であれば、凹部にも色材を十分に移動させることができる。図８Ｂに示すように、凹凸の影響によって、図８Ａに示す正常画像と比べて凹部と凸部の濃度差が少なからず生じるかもしれないが、濃度差が許容範囲内にある正常画像が得られる。

図８Ｃは、転写材に第２電圧を印加して第２用紙上に画像を形成したが、第２電圧が適正電圧ではなかったために白抜けが発生した画像例を示している。図８Ｃに示すように、凹部に画像が十分に転写されないため、図８Ａに示す正常画像と比較して凹部の濃度が明るく、白抜けが発生した異常画像が得られる。
第３電圧は、白抜けを防止できる適正電圧ではないため、第３電圧を印加して第２用紙上に画像を形成した場合は、図８Ｃに示すような異常画像が得られる。

検査部３２は、画像読取部３１により生成された第１画像と第３画像の濃度差Ｄ１を算出する(ステップＳ２４)。この濃度差Ｄ１は、転写電圧が適正ではないために生じた白抜けに起因する濃度差を表す。
濃度差Ｄ１は、第１画像の全画素の濃度値の総和と、第３画像の全画素の濃度値の総和との差であってもよいし、第１画像の全画素の濃度値の平均値と第３画像の全画素の濃度値の平均値との差であってもよい。また、濃度差Ｄ１は、第１画像と第３画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和であってもよい。

また、検査部３２は、画像読取部３１により生成された第１画像と第２画像の濃度差Ｄ２を算出する(ステップＳ２５)。この濃度差Ｄ２は、第２電圧を使用しても生じた濃度差を表す。検査部３２は、濃度差Ｄ２を上記濃度差Ｄ１と同じ計算方法で計算する。

上記濃度差Ｄ１及びＤ２を算出する際、余白や形成する画像がない非画像領域ではもともと白抜けに起因する濃度差が生じないため、非画像領域を除外した領域において濃度差を算出することが好ましい。これにより、ノイズによって非画像領域において生じた濃度差を濃度差Ｄ１及びＤ２から除外することができ、白抜けの画像不良の判定精度を高めることができる。
具体的には、濃度差Ｄ１及びＤ２を算出する各画像において濃度値が閾値δ未満の低濃度領域を非画像領域として決定し、非画像領域を除いた残りの領域の濃度値を用いて各濃度差Ｄ１及びＤ２を算出すればよい。閾値δは任意に決定することができ、例えば０〜２５５の濃度値であればδ＝５と決定することができる。

検査部３２は、算出した濃度差Ｄ１と濃度差Ｄ２の差（Ｄ１−Ｄ２）を第１閾値Ｔｈ１と比較する。差（Ｄ１−Ｄ２）が第１閾値Ｔｈ１より小さい場合(ステップＳ２６：Ｙ)、第２電圧を使用しても、転写電圧が適正ではなく白抜けが生じた場合と同様の濃度差が生じている。よって、検査部３２は第２用紙上の画像に白抜けの画像不良が発生すると判定する(ステップＳ２７)。

制御部１１は、検査部３２により画像不良と判定されると、表示部１４上に画像不良の発生を通知するメッセージ等の通知情報を表示させる。制御部１１は、画像不良と判定された第２用紙、検査画像が形成された第１用紙等をヤレ紙として、通常の排紙トレイＴ１とは異なる排紙トレイＴ２に搬送させることもできる。

また、制御部１１は、現在の環境条件及び画像形成状況に応じて、第２電圧を調整する(ステップＳ２８)。
例えば、制御部１１は、第２電圧の交流電圧を所定値ずつ変更して上述した第２用紙用の検査を繰り返し、検査部３２により画像不良と判定されなかったときの交流電圧を、調整後の第２電圧の交流成分として決定する。制御部１１は、決定した調整後の第２電圧を記憶部１２に保存する。

制御部１１は、ステップＳ４で検出した環境条件を現在の環境条件として保存し(ステップＳ２９)、第２用紙用の検査を終了する。その後、図３に示すように、制御部１１は用紙枚数のカウント値をクリアして(ステップＳ８)、本処理を終了する。
保存した環境条件は、新たな用紙に画像を形成する時に、前回の画像形成時の環境条件としてステップＳ４の比較に用いられる。制御部１１がカウントする用紙枚数のカウント値は、保存した環境条件での用紙枚数のカウント値となる。

一方、差（Ｄ１−Ｄ２）が第１閾値Ｔｈ１以上である場合(ステップＳ２６：Ｎ)、第２電圧を使用したときの濃度差が第２電圧を使用せずに白抜けが生じたときの濃度差とは大きく異なる。すなわち、第２電圧を使用することにより白抜けを防止できているため、検査部３２は第２用紙上の画像が正常画像であると判定し、上述したステップＳ２９の処理へ移行する。

以上のように、本実施の形態の画像形成システムＧは、中間転写ベルト２２上に画像を形成し、電圧を印加した２次転写ローラー２３を用いて中間転写ベルト２２上の画像を用紙上に転写する画像形成部２０と、画像形成部２０により画像が形成された用紙面を読み取って、読取画像を生成する画像読取部３１と、当該読取画像を用いて、用紙上の画像に画像不良が発生したか否かを判定する検査部３２と、を備えている。画像形成部２０は、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第１用紙用の第１電圧を２次転写ローラー２３に印加して、第１用紙上に検査画像を形成し、表面の凹凸の大きさが一定値以上の第２用紙用の第２電圧を２次転写ローラー２３に印加して、第２用紙上に検査画像を形成し、第２電圧と異なる第３電圧を２次転写ローラー２３に印加して第２用紙上に検査画像を形成し、画像読取部３１は、上記第１電圧を印加して検査画像が形成された第１用紙を読み取って第１画像を生成し、上記第２電圧を印加して検査画像が形成された第２用紙を読み取って第２画像を生成し、上記第３電圧を印加して検査画像が形成された第２用紙を読み取って第３画像を生成する。検査部３２は、画像読取部３１により生成された第１画像と第３画像の濃度差Ｄ１と、第１画像と第２画像の濃度差Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）を算出し、算出した差が第１閾値Ｔｈ１より小さい場合、第２電圧を印加して第２用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定する。

表面の凹凸の大きさが一定値以上の第２用紙は、正常に画像を形成できた場合でも凹部と凸部とで少なからず濃度差が生じるため、原画像との濃度差の比較では画像不良の正確な判定が難しい。本実施の形態の画像形成システムＧは、第２電圧を使用して形成した画像と正常画像との濃度差Ｄ１が、故意に白抜けを発生させた異常画像と正常画像との濃度差Ｄ２に近いかどうかによって、白抜けの画像不良を判定する。よって、より精度良く白抜けの画像不良を判定することができ、検査精度を高めることができる。

〔変形例〕
上述した用紙全体の濃度差Ｄ１及びＤ２によって判定する場合に限らず、白抜けが発生する凹部のみの濃度差によって白抜けの画像不良を判定することができる。凹部のみの濃度差に着目することにより、白抜けが発生しない凸部の濃度差等のノイズ成分を除外して白抜けの画像不良を判定することができ、判定精度を高めることができる。

具体的には、上記ステップＳ２４〜Ｓ２７の処理内容を次のように変更すればよい。
検査部３２は、第１画像の位置が同じ画素と比べて、濃度値が第２閾値Ｔｈ２以上小さい（すなわち、明るい）第３画像の１又は複数の画素を、白抜けが発生した凹部の画素として決定する。
第２閾値Ｔｈ２は、白抜けが生じるときの濃度差に応じて適宜設定すればよい。例えば、濃度値の値域が０〜２５５であり、白抜けによって１画素あたり４０程度の濃度差が生じる場合、第２閾値Ｔｈ２を４０に決定することができる。

検査部３２は、第１画像と第３画像の濃度差Ｄ１^＊を、決定した凹部の各画素の濃度値を用いて算出する(ステップＳ２４)。
濃度差Ｄ１^＊は、濃度差を算出する領域を全領域ではなく凹部の領域に限定すること以外は、上記濃度差Ｄ１と同様にして計算することができる。すなわち、濃度差Ｄ１^＊は、第３画像の凹部の各画素の濃度値の総和とこの凹部と位置が同じ第１画像中の各画素の濃度値の総和との差であってもよいし、第３画像の凹部の各画素の濃度値の平均値とこの凹部と位置が同じ第１画像中の各画素の濃度値の平均値との差であってもよい。また、濃度差Ｄ１^＊は、凹部の各画素のうち、第１画像と第３画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和であってもよい。

また、検査部３２は、第１画像と第２画像の濃度差Ｄ２^＊を、第３画像により決定した凹部の各画素の濃度値を用いて算出する(ステップＳ２５)。
濃度差Ｄ２^＊は、濃度差Ｄ１^＊と同様に、第２画像の凹部と第１画像の凹部の各画素の濃度値の総和との差であるか、凹部の各画素の濃度値の平均値の差であるか、又は凹部の各画素のうち、第１画像と第２画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和である。

なお、第２用紙における凹部の位置は１枚ごとに異なるが、凹部の面積はほぼ同じであるため、検査部３２は、第１画像と第２画像の位置が同じ画素同士の濃度値の差が大きい順に、第３画像により決定した凹部の画素の数ｋと同じ数の画素を凹部として決定することもできる。これにより、第１画像と第２画像の濃度差Ｄ２^＊を算出する凹部をより正確に決定することができる。

検査部３２は、算出した濃度差Ｄ１^＊と濃度差Ｄ２^＊の差（Ｄ１^＊−Ｄ２^＊）を第１閾値Ｔｈ１^＊と比較し、差（Ｄ１^＊−Ｄ２^＊）が第１閾値Ｔｈ１^＊よりも小さい場合(ステップＳ２６：Ｙ)、第２用紙上の画像に白抜けの画像不良が発生すると判定する(ステップＳ２７)。
第１閾値Ｔｈ１^＊は、１画素あたりの許容できる差に凹部の画素の数ｋを乗算して得られる閾値である。例えば、濃度値の値域が０〜２５５であり、１画素あたり２０程度の差を許容できる場合、Ｔｈ１^＊＝２０×ｋと決定することができる。
一方、差（Ｄ１^＊−Ｄ２^＊）が第１閾値Ｔｈ１^＊以上である場合(ステップＳ２６：Ｎ)、検査部３２は、第２用紙上の画像は正常画像であると判定する。

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、ユニット１の制御部１１がプログラムを読み取ることにより、上記処理手順をユニット２の検査部３２ではなく、制御部１１により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。また、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)も含む。

Ｇ 画像形成システム
１１ 制御部
２０ 画像形成部
３１ 画像読取部
３２ 検査部

Claims (10)

1. 像担持体上に画像を形成し、電圧を印加した転写材を用いて前記像担持体上の画像を用紙上に転写する画像形成部と、
   前記画像形成部により画像が形成された用紙面を読み取って、読取画像を生成する画像読取部と、
   前記読取画像を用いて、前記用紙上の画像に画像不良が発生したか否かを判定する検査部と、を備え、
   前記画像形成部は、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第１用紙用の第１電圧を前記転写材に印加して、前記第１用紙上に検査画像を形成し、表面の凹凸の大きさが前記一定値以上の第２用紙用の第２電圧を前記転写材に印加して、前記第２用紙上に前記検査画像を形成し、前記第２電圧と異なる第３電圧を前記転写材に印加して前記第２用紙上に前記検査画像を形成し、
   前記画像読取部は、前記第１電圧を印加して前記検査画像が形成された第１用紙を読み取って第１画像を生成し、前記第２電圧を印加して前記検査画像が形成された第２用紙を読み取って第２画像を生成し、前記第３電圧を印加して前記検査画像が形成された第２用紙を読み取って第３画像を生成し、
   前記検査部は、前記画像読取部により生成された前記第１画像と前記第３画像の濃度差と、前記第１画像と前記第２画像の濃度差との差を算出し、算出した差が第１閾値より小さい場合、前記第２電圧を印加して前記第２用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定することを特徴とする画像形成システム。
2. 前記検査部は、前記第１画像の位置が同じ画素と比べて、濃度値が第２閾値以上小さい第３画像の１又は複数の画素を凹部として決定し、決定した前記凹部の領域において、前記第１画像と前記第３画像の濃度差及び前記第１画像と前記第２画像の濃度差を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
3. 前記検査部は、
   前記第３画像により決定した凹部の各画素の濃度値を用いて、前記第１画像と前記第３画像の濃度差を算出し、
   前記第１画像と前記第２画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差が大きい順に、前記第３画像により決定した前記凹部と同じ数の画素を凹部として決定し、決定した凹部の各画素の濃度値を用いて、前記第１画像と前記第２画像の濃度差を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成システム。
4. 前記第１画像と前記第３画像の濃度差及び前記第１画像と前記第２画像の濃度差は、各画像の全画素の濃度値の総和の差か、各画像の全画素の濃度値の平均値の差か、又は各画像間で位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和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システム。
5. 前記第１電圧は、直流電圧であり、
   前記第２電圧は、前記直流電圧に、前記第２用紙の凹部にも画像を十分に転写できるように交流電圧を重畳した電圧であり、
   前記第３電圧は、前記第２電圧の交流電圧を一定値だけ変更した電圧であるか、前記第１電圧と同じ直流電圧であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成システム。
6. 前記第２電圧は、前記第２用紙の表面の凹凸の大きさによって、前記直流電圧に重畳する前記交流電圧が異なることを特徴とする請求項５に記載の画像形成システム。
7. 前記検査部により画像不良が発生すると判定された場合、前記第２電圧を調整する制御部を備え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システム。
8. 前記検査画像は、ベタ画像とハーフトーン画像を配置したテスト画像であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成システム。
9. 画像を形成する用紙が前記第２用紙であり、かつ環境の変化が大きいか又は画像を形成した用紙枚数が一定枚数に達したとき、前記画像形成部による前記検査画像の形成、前記画像読取部による前記検査画像の読み取り及び前記検査部による画像不良の判定を実施することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成システム。
10. 像担持体上に画像を形成し、電圧を印加した転写材により前記像担持体上の画像を用紙上に転写する画像形成部により、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第１用紙用の第１電圧を前記転写材に印加して、前記第１用紙上に検査画像を形成するステップと、
    画像読取部により、前記第１電圧を印加して前記検査画像が形成された第１用紙を読み取って第１画像を生成するステップと、
    前記画像形成部により、表面の凹凸の大きさが前記一定値以上の第２用紙用の第２電圧を前記転写材に印加して、前記第２用紙上に前記検査画像を形成するステップと、
    前記画像読取部により、前記第２電圧を印加して前記検査画像が形成された第２用紙を読み取って第２画像を生成するステップと、
    前記画像形成部により、前記第２電圧と異なる第３電圧を前記転写材に印加して、前記第２用紙上に前記検査画像を形成するステップと、
    前記画像読取部により、前記第３電圧を印加して前記検査画像が形成された第２用紙を読み取って第３画像を生成するステップと、
    検査部により、前記画像読取部により生成された前記第１画像と前記第３画像の濃度差と、前記第１画像と前記第２画像の濃度差との差を算出し、算出した差が第１閾値より小さい場合、前記第２電圧を印加して前記第２用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定するステップと、
    を含むことを特徴とする画像検査方法。