(57)【要約】【課題】成果物を検品する際に、解像度が低いと異常な箇所を見落とす可能性がある。さらに、これら検査性能と装置生産性に基づいて、ユーザー側で判断する機能がない。また、高解像度かつ高生産性も可能だが、装置大型化、高コストといった課題もある。【解決手段】正常な成果物と異常な成果物の輝度差パターンを比較することで、異常成果物を検出できるギリギリの解像度を算出し、ユーザーに示す。これにより生産性を最大限に発揮できるようになる。【選択図】図２
2020010173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成果物に対して光源（図１−１７１）から光を照射し、主に前記光源からの拡散反射光を受光することで画像の読み取りを行うラインセンサ（図１−１７２）を備え、成果物の輝度値を検出し、輝度差のパターンにより成果物の異常を検知できる手段と、正常な成果物と異常な成果物の輝度差のパターン比較し、解像度別に差異を検知する手段と適正な解像度を自動算出し、ユーザーに対し、最大生産性を提示することを特徴とする画像検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に付随する画像検品装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、印刷装置と検品装置を連結させ、印刷装置が印刷出力した成果物を検品装置により検品するシステムがある。この検品装置は、成果物を読取部によって読み取らせ、成果物の品質を認識し、所望の品質でない場合に、その成果物を、本来の排紙先とは異なる排紙先に排紙している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６６２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、成果物を検品する際に、画像検品装置の解像度が低いと例えばスジのような異常な箇所を画像検品装置側で読み取れず、異常な成果物と判断できない可能性があった。画像検品装置の解像度を高く設定して検品を行えば、異常な成果物の検品が可能になるが解像度設定を高くし過ぎると今度は生産性が下がる。
【０００５】
この問題に対し画像検品装置の解像度を高くし、かつ高生産性にする事も可能だが、これを実現させるには装置の大型化とそれに伴うコスト高といった課題もある。さらにこれら最適な検査性能かつ装置生産性について、ユーザー側で判断する機能がないという課題もある。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、安価かつ小型化の検品装置においてユーザーが要求する検品性能に応じた印刷装置の最大生産性を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像検査装置は、
成果物に対して光源から光を照射し、主に前記光源からの拡散反射光の受光することで画像の読み取りを行うラインセンサを用いた画像検品装置と、
成果物の輝度値を検出し、輝度差のパターンにより成果物の異常を検知できる画像検品装置と、
正常な成果物と異常な成果物の輝度差のパターン比較し、
解像度別に差異を検知する手段と適正な解像度を自動算出し、ユーザーに対し、最大生産性を提示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る画像検査装置によれば、ユーザーが要求する検品、検査性能における最大生産性を発揮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した画像検品装置の縦断面図
【図２】本発明を適用した画像検品装置の制御ブロック図
【図３−１】本発明を適用した画像検品装置のフローチャート
【図３−２】本発明を適用した画像検品装置の模式図
【図３−３】本発明を適用した画像検品装置の模式図
【図３−４】本発明を適用した画像検品装置の輝度値比較を示す図
【図４】検品手段における同一面内輝度差検知のフロー
【図５−１】検品手段における主走査及び副走査に一様な輝度差検知の模式図
【図５−２】検品手段における主走査及び副走査に一様な輝度差検知の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明を適用した画像形成装置及び画像検品装置の一例を示す断面構成図である。
【００１２】
本実施の形態の画像形成装置１００は、電子写真方式を採用しており、図示下方に給紙部１１０を配置し、図示上方から、露光部１２０、撮像部１３０、中間転写部１４０、二次転写部１５０、定着部１６０を記録材搬送プロセス順に有している。なお、定着部１６０でトナー像を定着した後の記録材Ｐは、図示を略す排紙部を経由して集積される。なお、以下の説明においては、特に指定しない限り、記録材Ｐの搬送方向を基準として上流、下流と称する。
【００１３】
給紙部１１０は、画像形成装置１００の内部下方に配置している。給紙部１１０は、引き出し式の給紙カセット１１１を有する。給紙カセット１１１は、枚葉の記録紙等の記録材Ｐを収納可能としている。そして、各給紙カセット１１０の下流端側の上部には、各給紙カセット１１０に収納した記録材Ｐを最上位のものから一枚ずつ繰り出して記録材搬送路１１２に給紙する給紙コロ１１３を設けている。給紙部１１０は、給紙コロ１１３と二次転写部１５０との間に、記録材Ｐの搬送タイミングを調整するレジスト部１１４を配置している。なお、レジスト部１１４の具体的な構成や作用は公知であるため、説明は省略する。また、記録材搬送路１１２に臨むレジスト部１１４、二次転写部１５０、定着部１６０、及び搬送ローラ１１５は、記録材Ｐをニップして通紙する搬送部を構成している。
【００１４】
露光部１２０は、撮像部１３０の上部に配置しており、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラック（以下、Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋと記す）の各色用に設けられている。露光部１２０は、例えば、図示を略すパーソナルコンピュータから送信された画像データに基づきレーザ光を撮像部１３０に照射する。露光部１２０の具体的な構成や作用は公知であるため、説明は省略する。
【００１５】
撮像部１３０は、露光部同様にＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの各色用のトナー像を生成するための四つの作像ユニットを四連タンデム式に並べて設けている。これら各色の作像ユニットは互いに異なる色のＹトナー・Ｃトナー・Ｍトナー・Ｋトナーを用いるが、それ以外の構成は４色共通である。ここで、色数は制限されるものではなく、５色以上のユニットを有する構成を採用しても良い。撮像部１３０は、感光体ドラム１３１の周囲に現像装置１３２及び図示を略す帯電、除電、クリーニング装置を有する。これらの各装置は共通の保持体に保持されて装置本体に対して一体的に脱着することで、それらを同時に交換できるようになっている。
【００１６】
感光体ドラム１３１は表面上に有機感光層が形成され、図示しない駆動手段によって図示時計回り方向に回転駆動される。一様に帯電され感光体ドラム１３１の表面は、光書込ユニットから発せられるレーザ光によって光走査されて静電潜像を担持する。
【００１７】
撮像部１３０の上方には、潜像書込手段たる光書込ユニットが配設されており、画像データに基づいてレーザダイオードから発したレーザ光Ｌにより感光体ドラム１３１を光走査し、像担持体１３２上に静電潜像が形成される。
【００１８】
現像装置１３２は、感光体ドラム１３１の表面に形成された静電潜像に帯電したトナーを付着させることでトナー像を可視像化させる。現像装置１３１は、例えば、現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部と、現像ローラを収容した現像部とを有している。このようにして感光体ドラム１３１にトナー像が現像されると、そのトナー像は、次に中間転写部１４０の中間転写ベルト１４１に順次転写される。
【００１９】
中間転写部１４０は、感光体ドラム１３１に形成されたトナー像を中間転写ベルト１４１に転写し、その後、中間転写ベルト１４１から記録材Ｐへトナー像を転写する中間転写方式である。中間転写ベルト１４１はベルト上の中間転写ベルトであるが中間転写ベルト１４１がドラム形状でもよい。
【００２０】
撮像部１３０の下方には、無端状の中間転写ベルト１４１を張架している。中間転写部１４０は、像担持体たる中間転写ベルト１４１の他に、駆動ローラ１４２、二次転写裏面ローラ１４３、各色対応の四つの一次転写ローラ１４４等を有する。中間転写ベルト１４１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ１４２、二次転写裏面ローラ１４４、及び四つの一次転写ローラ１４４によって張架されている。そして、中間転写ベルト１４１は、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラ１４２の回転力により同方向に回動移動される。中間転写ベルト１４１の体積抵抗率は、四つの一次転写ローラ１４４は、回動移動する中間転写ベルト１４１を感光体ドラム１３１との間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト１４１の表面と、感光体ドラム１３１とが当接するＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。
【００２１】
一次転写ローラには、図示しない転写バイアス電源によってそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体ドラム１３１上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像と、一次転写ローラ１４４との間に転写電界が形成される。
【００２２】
初めに、中間転写ベルト１４１は、感光体ドラム１３１の回転に伴ってＹトナー用の一次転写ニップ部に進入し、転写電界やニップ圧の作用によりＹトナー像が一次転写される。その後、中間転写ベルト４１は、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過する。そして、感光体ドラム１３１のＣ，Ｍ，Ｋトナー像が、中間転写ベルト１４１に順次重ね合わせて一次転写される。次に、中間転写ベルト１４１に一次転写されたトナー像は、二次転写部１５０において中間転写ベルト１４１から記録材Ｐに二次転写される。
【００２３】
二次転写部１５０は、二次転写裏面ローラ１４４と中間転写ベルト１４１を挟んで対向する二次転写ローラ１５１を有する。二次転写ローラ１５１は中間転写ベルト１４１とで二次転写ニップ部を形成し、この二次転写ニップ部に記録材Ｐが進入する。二次転写ローラ１５１は接地されているのに対し、二次転写裏面ローラ１４４には、図示しない二次転写バイアス電源によって二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写ローラ１５１と二次転写裏面ローラ１４３との間に、マイナス極性のトナーを二次転写裏面ローラ１４４側から二次転写ローラ１５１側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。
【００２４】
定着部１６０は、加熱手段としての定着ヒータ１６１、定着ヒータ１６１によって加熱される定着ローラ１６２、定着ローラ素子１６１と対向する加圧ローラ１６３、定着ローラ１６１の加熱温度を検知する検温センサ１６４を有する。加圧手段としての加圧ローラ１６３は、定着ローラ１６２との間で定着ニップ部を形成する。加圧ローラ１６３は、定着ローラ１６２の下面に対して図示を略すバネ等の付勢手段により、所定の当接圧をもって対向圧接させており、トナー像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送方向と順方向に回転する。前記定着ニップ部に搬送された記録材Ｐは、定着ローラ、加圧ローラの回動移動によってニップ搬送されつつ発熱素子１６１の加熱と加圧ローラ１６３の加圧とでトナー像Ｔが定着される。
【００２５】
本実施の形態では給紙トレイ１７３から記録材Ｐを搬送し、同一面内における輝度差を検知するため、画像検品装置１７０を用いる。この画像検品装置は記録材Ｐを搬送するための搬送ローラ１１５と、記録材Ｐに対し光源１７１から光を照射し、記録材Ｐからの拡散反射光を検出し画像データに変換するラインセンサ１７２を有する。検品した記録材Ｐを排紙トレイ１７４から排紙する。
【００２６】
また、定着部１６０にて定着された記録材Ｐも同一面内における輝度差を検知するため、画像検品装置１７０を用いる。
【００２７】
図２は本装置の制御系を示すブロック図である。
【００２８】
本実施の形態において、画像形成装置は画像形成装置コントローラ２００によって、画像検品装置は画像検品装置コントローラ２２０によってそれぞれ統括的にコントロールしている。
【００２９】
画像形成装置コントローラ２００は、主に画像形成装置の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、そして操作部２０１即ちユーザインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。画像形成装置コントローラ２００の内部構成は、上述した役割を担うために、ＣＰＵ２０２搭載しており、ＣＰＵ２０２は、同様に画像形成装置コントローラ２００に搭載したＲＯＭ２０３に格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスを実行する。加えて、一次的または恒久的に保存することが必要な書換可能なデータを格納するために、ＲＡＭ２０４を搭載している。ＲＡＭ２０４には、高圧ユニット２０５への高圧設定値、各種データ、操作部２０１からの画像形成指令情報などを保存する。
【００３０】
操作部２０１は、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得ることに加えて、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生箇所や消耗品の交換指示等をユーザに示すためのデータを送出している。
【００３１】
画像形成装置１００は、装置内部の各所に単数或いは複数のモータ、クラッチ／ソレノイド等の各種ＤＣ負荷２０６及び、フォトインタラプタやマイクロスイッチ等の各種センサ２０７を配置している。モータの駆動や各ＤＣ負荷をＤＣ負荷制御部２０８で適宜駆動させることにより、記録材の搬送や各ユニットの駆動を行っており、各種センサでその動作を監視している。
【００３２】
画像形成装置コントローラ２００は、各種センサ類２０７からの信号をもとに、負荷制御部２０８によりＤＣ負荷２０６を動作させて画像形成動作を進める。
【００３３】
高圧制御部２０９は各種高圧制御信号を送信することで、高圧ユニット２０５を構成する各種帯電器である図示しない一次帯電器、補助帯電器、転写帯電器、及び現像器内の現像ローラに適切な高圧を印可させている。
【００３４】
定着ローラにはローラを加熱するための定着ヒータ１６１が内蔵されており、ヒータはＡＣドライバ２１０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。定着ローラにはその温度を測定するための検温センサ１６４が設けられ、定着ローラの温度情報が画像形成装置コントローラ２００に入力される。この温度情報をもとに前述のＡＣドライバ２１０を制御する。
【００３５】
画像検品装置コントローラ２２０も画像形成装置コントローラ２００と同様にＣＰＵ２２１、ＲＯＭ２２２、ＲＡＭ２２３を搭載しており、各種センサ２２４からの信号をもとに各種ＤＣ負荷２２５をＤＣ負荷制御部２２６で適宜駆動させ、画像読取対象を搬送する。所定の画像読取位置に画像読取対象が到達したことを受け、ラインセンサドライバ２２７でＬＥＤ等の光源１７１の光量・点灯を制御して画像読取対象に光を照射し、ラインセンサ１７２で受光した画像読取対象からの反射光を画像データに変換する。ＣＰＵで前記画像データから後述の同一面内輝度差検知を行い、検知結果を画像形成装置コントローラ２００に送信して適切な対応策を操作部２０１に表示する。
【００３６】
図３−１乃至図３−３は本発明を適用した画像検品装置のフローチャートと模式図である。
【００３７】
図３−１にフローチャート、図３−２に正常な成果物、図３−３に異常な成果物、図３−４に輝度値比較の一例を示す。
【００３８】
図３−２の内訳は
図３−２−１に正常な成果物を解像度１２００ｄｐｉで読み取った画像データ、
図３−２−２に図３−２−１の画像を間引きし、擬似的に解像度６００ｄｐｉにした画像データ、
図３−２−３に図３−２−１の画像を間引きし、擬似的に解像度３００ｄｐｉにした画像データ
となる。
【００３９】
図３−３の内訳は
図３−３−１に異常な成果物を解像度１２００ｄｐｉで読み取った画像データ、
図３−３−２に図３−３−１の画像を間引きし、擬似的に解像度６００ｄｐｉにした画像データ、
図３−３−３に図３−３−１の画像を間引きし、擬似的に解像度３００ｄｐｉにした画像データ
となる。
【００４０】
図３−１のフローチャートを説明する。
【００４１】
操作部２０１から最適検品モードの信号を受け、動作を開始する。
【００４２】
異常な成果物サンプルと比較のため、正常な成果物サンプルを給紙トレイ１７３にセットし、最高解像度１２００ｄｐｉで読み取る（Ｓ３０１）。読み取った正常画像データを擬似的に各解像度で表した画像（図３−２）を生成し、比較用にデータとして記録する（Ｓ３０２）。
【００４３】
異常な成果物サンプルを給紙トレイ１７３にセットし、最高解像度１２００ｄｐｉで読み取る（Ｓ３０３）。読み取った異常画像データを擬似的に各解像度で表した画像（図３−３）を生成し、比較用にデータとして記録する（Ｓ３０４）。
【００４４】
擬似的に表した３００ｄｐｉ解像度で正常な画像データのＲＧＢ輝度値と異常な画像データのＲＧＢ輝度値とを比較し、異常な画像データを異常であるかの判定を行う（Ｓ３０５）。異常検出できたならばＳ３０９へ進む。検出できなかった場合、擬似的に表した６００ｄｐｉ解像度で正常な画像データのＲＧＢ輝度値と異常な画像データのＲＧＢ輝度値とを比較し、異常な画像データを異常であるかの判定を行う（Ｓ３０６）。異常検出できたならばＳ３０９へ進む。検出できなかった場合、擬似的に表した１２００ｄｐｉ解像度で正常な画像データのＲＧＢ輝度値と異常な画像データのＲＧＢ輝度値とを比較し、異常な画像データを異常であるかの判定を行う（Ｓ３０７）。異常検出できたならばＳ３０９へ進み、検出できなかった場合は検出できない画像と判断し（Ｓ３０８）モードを終了する。
【００４５】
最適な検品解像度をユーザーに操作部２０１に表示し提示し（Ｓ３０９）、モードを終了する。Ｓ３０５の判定一例として図３−４の場合、擬似解像度３００ｄｐｉ比較では異常画像の副走査側の輝度値に差異が表れず、異常を検出できていない。しかし、擬似解像度６００ｄｐｉにした際は、異常画像の方が輝度値が高くなっており、異常を検出できる。従ってこの場合は解像度６００ｄｐｉでの検品が最適と判断して、ユーザーに提示する。検出方法に関しては次で説明する。
【００４６】
図４は同一面内輝度差検知のフローチャートの一例である。
【００４７】
前記操作部２０１から輝度差検知開始の信号を受け、動作を開始する。まず、画像形成装置１００により検知用の前記テストチャートが生成される（Ｓ５０１）。チャートが生成される過程については図１にて説明したため省略する。
【００４８】
次に、テストチャートが画像検品装置１７０の読取開始位置に来たことを画像検品装置のセンサ２２４で検出すると（Ｓ５０２）、ラインセンサドライバ２２７を制御し、テストチャートの画像データ取得を開始する（Ｓ５０３）。取得した画像データを副走査方向に所定の画素数で平均をとり、主走査画像断面データを生成する（Ｓ５０４）。
【００４９】
主走査画像断面データの隣接画素間の差分を取得し、差分が閾値を超えるかの判定を行い（Ｓ５０５）、閾値を超える場合、主走査方向に輝度差があると判断する（Ｓ５０６）。輝度差があると判断した場合、その解決策を操作部に提示する（Ｓ５０７）。主走査方向の輝度差発生要因の例としては定着ローラ・加圧ローラの損傷・異物付着があるため、解決策としてローラの交換・清掃を指示する。主走査方向に輝度差がないと判断した場合、次に主走査と同様に副走査方向断面データを取得し（Ｓ５０８）、副走査方向断面データの隣接画素間の差分が閾値を超えるかの判定を行い（Ｓ５０９）、閾値超える場合、副走査方向に輝度差があると判断する（Ｓ５１０）。そして、輝度差があると判断した場合には、その解決策を操作部に提示する（Ｓ５１１）。
【００５０】
副走査方向の輝度差発生要因の例としては、紙の坪量に対して定着ローラの１６２の温度が低い場合があるため、解決策として定着ローラの温度上昇を指示する。主走査、副走査共に輝度差が無いと判断した場合、いずれの方向にも一様ではないランダムな輝度差を検知するため、画像データを所定の領域毎に分割し、領域毎に画像データの平均値を取得する（Ｓ５１２）。
【００５１】
領域毎の画像データ平均値の最大値と最小値の差分が閾値を超えるか判定を行い（Ｓ５１３）、閾値を超える場合、ランダムな輝度差が発生していると判断し（Ｓ５１４）、領域毎の画像データ平均値の分布とＲＯＭに記録されたパターンを比較しパターンマッチングを行い（Ｓ５１５）、パターンに応じた解決策を提示する（Ｓ５１６）。
【００５２】
ランダムな輝度差発生要因の例として、紙の坪量に対して定着ローラの高い場合、部分的に定着ローラと紙が貼りつき、貼り付いた部分が長く加熱され、輝度がそれ以外の部分よりも高くなるというものがあるため、前記の例のパターンにマッチする場合は解決策として定着ローラの温度低下を指示する。ランダムな輝度差が発生していないと判断した場合、想定しているほどの同一面内の輝度は発生していないが、所望の画像ではないと判断し（Ｓ５１７）、輝度の調整方法を操作部に提示する（Ｓ５１８）。
【００５３】
図５は図４で説明した同一面内輝度差検知フローチャートにおける主走査および副走査方向に一様な輝度差検知の模式図である。
【００５４】
図５−１は主走査および副走査方向に一様な輝度差が発生している場合のテストチャートである。それぞれ点線枠内を副走査および主走査方向に画像データの平均値をとり、断面データを取得する。図５−２は主走査方向の画像断面データである。図５−２のように画像断面データの中に隣接画素間の差分が閾値以上の箇所があると輝度差と判断し、成果物に異常があると操作部に表すことでユーザーに提示する。
【符号の説明】
【００５５】
１７０  画像検品装置、１７１  光源、１７２  ラインセンサ、
２００  画像形成装置コントローラ、２２０  画像検品装置コントローラ、
２２４  センサ、２２６  ＤＣ負荷制御部
【図１】
2020010173.tif 000003
【図２】
2020010173.tif 000004
【図３−１】
2020010173.tif 000005
【図３−２】
2020010173.tif 000006
【図３−３】
2020010173.tif 000007
【図３−４】
2020010173.tif 000008
【図４】
2020010173.tif 000009
【図５−１】
2020010173.tif 000010
【図５−２】
2020010173.tif 000011