(57)【要約】【課題】複数配置されたＬ字パターン全ての位置に対して補正が可能になり、正確な計測を行うことができる画像位置ずれ検査装置を提供する。【解決手段】印刷プロセスに使用される色材毎に用意される画像位置ずれ検査パターンが被検査装置３によって印刷された検査シートから画像位置ずれ検査パターンを順次読み取ることにより印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の位置ずれを検査する画像位置ずれ検査装置において、検査シートが配置されている範囲外にあつて位置が既知である基準パターンを読み取り既知の位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段１１７と、ずれ量から検査シートを読み取った位置を補正する補正手段１２２、１２３とを備えた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷プロセスに使用される色材毎に用意される画像位置ずれ検査パターンが被検査装置によって印刷された検査シートから画像位置ずれ検査パターンを順次読み取ることにより印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の位置ずれを検査する画像位置ずれ検査装置において、検査シートが配置されている範囲外にあつて位置が既知である基準パターンを読み取り既知の位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、ずれ量から検査シートを読み取った位置を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする画像位置ずれ検査装置。
【請求項２】
基準パターンは複数の個別パターンで構成され、ずれ量算出手段は、個別パターンが配置されていない位置の読み取りずれ量の近似値を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像位置ずれ検査装置。
【請求項３】
基準パターンは、検査シートが配置されている範囲外で複数個有することを特徴とする請求項２に記載の画像位置ずれ検査装置。
【請求項４】
ずれ量算出手段は、検査シートが配置されている位置の読み取りずれ量を、複数の基準パターンの読み取りずれ量の近似値から求めることを特徴とする請求項３に記載の画像位置ずれ検査装置。
【請求項５】
近似値は多項式近似により算出されることを特徴とする請求項４に記載の画像位置ずれ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタによって再現される画像品質のうち、カラー画像の品質を検査する画像位置ずれ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機あるいはプリンタは、ＣＣＤ等撮像素子を用いて画像情報の読み取りを行い、感光体上に静電潜像を形成してトナーによる現像を行い、用紙上に感光体上に形成したトナー像を転写して定着を行い、画像の印刷を行っている。このような情報機器を工場で設計、製造し、出荷する際には、再現された画像の検査が行われている。
カラー複写機、カラープリンタにおいても画像の検査が必要となっている。検査対象がカラー画像の場合、所定の色以外の色についてはいくつかの色を混合することによってその再現が行われる。すなわち、カラー画像の印刷を行う場合には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色材によって、あるいはこれにブラック（Ｂ）を加えた４色材によって画像の形成を行う。
このような色材を順次重ね合わせて印刷を行う場合には、カラー再現性を左右する一つの因子として色ずれ量が問題となる。すなわち１色ごとに色の再現を行う工程で色ずれが発生すると画像の品質が著しく劣化することになる。そこで再現された画像に対して色ずれ量を測定することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、印刷プロセスに使用される色材毎に用意される単色Ｌ字パターンを隣接させ規則性を持って複数配置し、画像出力された印刷シートから各単色Ｌ字パターンを順次読み取り、ＲＧＢのＬ字パターンに変換して格納する画像入出力装置を有し、画像入出力装置からＲＧＢのＬ字パターンを所定単位ごとに切り出し、前記Ｌ字パターンの交点座標位置を計測し、あらかじめ規定された理想座標位置と比較することにより、前記印刷された画像の主走査方向ならびに副操作方向の色ずれを検査する技術が示されている。
ここで印刷シートからＬ字パターンを順次読み取りＲＧＢのＬ字パターンに変換して格納する画像入出力手段として画像読み取り装置（スキャナ）を使用するのが一般的であるが、読み取る際に機械部品の物理的な振動が原因で原稿上において読み取るべき位置と実際に読み取られる位置とにずれが生じる。Ｌ字パターンの読み取り位置がずれることで、実際に印刷されたＬ字パターンの位置があらかじめ規定された理想座標位置に対してずれているのか、読み取る際にずれているのか判断できないため正確な検査ができなくなる。
【０００４】
読み取りのずれの補正を解決するものとして、特許文献２、特許文献３に記載された技術がある。上記技術は、原稿範囲外に基準となるパターンを配置し、読み取った基準パターンの位置のずれで原稿を読み取った位置を補正するものであり、基準パターンの中で濃度パターンまたは、直線パターンが配置されていない場所は近似することで予測している。しかし、読み取る際におこるずれは主走査方向で一様ではなく、読み取り時に移動するキャリッジの傾き、レンズの収差により主走査方向で一様なずれ量にはならない。
【特許文献１】特開２００１−２１６５１６公報
【特許文献２】特開平１０−３１３３８７号公報
【特許文献３】特開２００１−１６４０１公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６に機械部品の振動等による読み取り位置のずれが生じた場合の読み取り画像を示す。基準パターンが原稿範囲外に配置され検査パターンと同時に読み取られる場合、図６のように基準パターンは検査パターンと同様にずれて読み取られる。
図７は主走査方向Ａの位置の検査パターンの理想位置からのずれと基準パターンのずれをプロットしたものである。検査パターンのずれと基準パターンのずれは同じ軌跡を示す。しかし原稿を読み取る際に移動するキャリッジ等が画像の左右で異なる挙動を示した場合には、図８のような読み取り画像となる。
図９は左右で異なる挙動を示した場合の主走査方向Ａ１とＡ２の位置の検査パターンの理想位置からのずれと基準パターンのずれをプロットしたものである。検査パターンのずれと基準パターンのずれは異なる軌跡となる。基準パターンのずれ量から補正量を算出するため検査パターンのずれと基準パターンのずれとの差分は計測誤差となる。これにより原稿範囲外に配置された基準パターンの読み取りずれからでは原稿全面の補正は困難である。
本発明は、印刷されるＬ字パターンの範囲外に複数配置された基準パターンを読み取り、算出される複数位置における読み取りずれ量から基準パターンが配置されていない位置における位置ずれ量を予測することで、複数配置されたＬ字パターン全ての位置に対して補正が可能になり、正確な計測を行うことができる画像位置ずれ検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、印刷プロセスに使用される色材毎に用意される画像位置ずれ検査パターンが被検査装置によって印刷された検査シートから画像位置ずれ検査パターンを順次読み取ることにより印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の位置ずれを検査する画像位置ずれ検査装置において、検査シートが配置されている範囲外にあつて位置が既知である基準パターンを読み取り既知の位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、ずれ量から検査シートを読み取った位置を補正する補正手段とを備えた画像位置ずれ検査装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、基準パターンは複数の個別パターンで構成され、ずれ量算出手段は、個別パターンが配置されていない位置の読み取りずれ量の近似値を算出する請求項１に記載の画像位置ずれ検査装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、基準パターンは、検査シートが配置されている範囲外で複数個有する請求項２に記載の画像位置ずれ検査装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、ずれ量算出手段は、検査シートが配置されている位置の読み取りずれ量を、複数の基準パターンの読み取りずれ量の近似値から求める請求項３に記載の画像位置ずれ検査装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、近似値は多項式近似により算出される請求項４に記載の画像位置ずれ検査装置を主要な特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明のカラー画像位置ずれ検査装置（以下、端に単に検査装置と称する）が組み込まれた検査システムの構成図である。検査装置１、画像入力装置（パターンジェネレータボード）２がネットワーク４で接続される。被検査装置３として複写機のほかにプリンタが接続され、それぞれ専用ビデオインターフェース５を介し画像入力装置２に接続される。なお画像読み取りのための計測スキャナが検査装置１にＳＣＳＩもしくはＵＳＢ等のスキャナインターフェースを介して接続されることもある。
図２は本発明の実施の形態に係る検査装置の機能ブロック図である。図２に示すように、本発明の検査装置１は、スキャナ入力部１１１、カラー画像抽出部１１２、ワークメモリ１１３、パターン切り出し部１１４、交点座標計測部１１５、相対位置算出部１１６、ずれ量算出部１１７、制御部１１８、論理演算部１１９、テーブルメモリ１２０、線位置計測部１２１、補正量算出部１２２、補正演算部１２３で構成される。
【０００８】
スキャナ入力部１１１は、図１に示す複写機（被検査装置）３のスキャナ部、あるいはスキャナ装置を介してスキャンされたパターンを取り込んでカラー画像抽出部１１２に供給する。カラー画像抽出部１１２は、取り込んだ画像をＲ、Ｇ、Ｂ画像ごと所定量抽出してワークメモリ１１３へ送り出す。ワークメモリ１１３は記憶装置のワークエリアまたはハードディスク装置のワーク領域に相当する。
パターン切り出し部１１４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎、ワークメモリ１１３から１区画相当のＬ字パターンを切り出して交点座標計測部１１５に供給する。交点座標計測部１１５は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれを構成する色のＬ字パターンの交点座標を求めて補正演算部１２３へ供給する。相対位置算出部１１６は、補正演算部１２３によって得られた補正後のブラックの交点座標を基準に色パターンの補正後の交点座標の相対位置を算出し、ずれ量算出部１１７へ渡す。
ずれ量算出部１１７は、相対位置算出部１１６で求めた相対座標をテーブルメモリ１２０に理想値としてあらかじめ定義された相対座標と比較してずれ量を算出し、論理演算部１１９へ出力する。制御部１１８は、交点座標計測部１１５、相対位置算出部１１６、ずれ量算出部１１７、論理演算部１１９、線位置計測部１２１、補正量算出部１２２、補正演算部１２３による各演算の順序制御を司る。
論理演算部１１９は、ずれ量算出部１１７で算出されるずれ量を色パターンのずれ量として蓄積し、検査シート全面のパターンに対して算出したずれ量の平均値と最大値を求め、あらかじめ定義されテーブルメモリ１２０に記録された規格値と比較することにより、合否判定を行う。
スキャナ入力部１１１には基準パターンが配置される。基準パターンはスキャナ入力部１１１によって読み取り位置を算出できる十分な線幅を有する直線を副走査方向に等間隔に、かつ検査シートに印刷されるＬ字パターンの間隔と比較して十分に狭い間隔で配置される。基準パターンに含まれる線の位置は既存でありその座標はテーブルメモリ１２０に格納されている。ただし、基準パターンの線は等間隔に配置されており製作時の精度が無視できるほど小さい場合は、座標は線の配置されている間隔の理論値から算出してもよい。
【０００９】
パターン切り出し部１１４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎、ワークメモリ１１３から基準パターンを切り出して、線位置計測部１２１に供給する。線位置計測部１２１は、基準パターンに含まれる線位置を計測し補正量算出部１２２に渡す。補正量算出部１２２は、テーブルメモリ１２０に記憶された基準パターンの既知の位置、または線の配置されている間隔から算出された理論値と線位置計測部１２１で算出された基準パターンの位置から補正量を算出する。補正演算部１２３は、前記交点座標計測部１１５で算出された交点座標の値を補正量算出部１２２で算出された補正量に応じて補正し、相対位置算出部１１６へ供給する。
基準パターンは直線が等間隔に配置されたパターンであり、補正量算出部１２２で算出される補正量は、基準パターンの線が配置されている座標における補正量のみ算出される。基準パターンと検査パターンに印刷されたＬ字パターンの位置関係により、交点座標計測部１１５によって算出されたＬ字パターンの座標の位置の補正量が算出されているとは限らない。そこで補正演算部１２３では、交点座標計測部１１５によって算出されたＬ字パターンの座標を挟む２つの補正量から近似して算出する。図３に近似の方法を示す。ここでは直線近似による方法を示しているが、多項式、スプライン補間などの近似方法でもよい。
【００１０】
スキャナ入力部１１１に基準パターンが複数個配置された様子を図４を示す。基準パターンは、スキャナ入力部１１１で読み取られた際に検査シートに印刷されるＬ字パターンに隣接する位置に配置される。複数個配置される基準パターンに含まれる線の位置は既知であり、それぞれの座標は前記同様にテーブルメモリ１２０に格納されている。パターン切り出し部１１４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎、ワークメモリ１１３から複数個の基準パターンを切り出して、線位置計測部１２１に供給する。
線位置計測部１２１は、基準パターンに含まれる線位置を計測し補正量算出部１２２に渡す。補正量算出部１２２は、テーブルメモリ１２０に記憶されたそれぞれの基準パターンの既知の位置、または線の配置されている間隔から算出された理論値と線位置計測部１２１で算出された基準パターンの位置から補正量を算出する。補正演算部１２３は、交点座標計測部１１５で算出された交点座標の値を、交点座標に隣接する補正量算出部１２３で算出された基準パターンの補正量に応じて補正し、相対位置算出部１１６へ供給する。
補正演算部１２３は、交点座標に隣接する基準パターンから補正量算出部１２２で算出された基準パターンの補正量から近似した値を補正量とした、交点座標計測部１１５で算出された交点座標の値を補正演算部１２３へ渡す。補正演算部１２３は、交点座標計測部１１５で算出された交点座標の値を、交点座標に隣接する補正量算出部１２３で算出された基準パターンの補正量に応じて補正し、相対位置算出部１１６へ供給する。
【００１１】
補正量算出部１２２の処理を説明する。ｎ個の基準パターンが配置された場合に、任意の副走査位置に対してｎ個の補正量が存在する。基準パターンの配置される主走査の位置をＸ、ｎ個の補正量をＹとして、ｎ−１次の近似多項式を算出する。交点座標計測部１１５で算出された任意の副走査位置の座標の主走査位置から、前記算出した近似多項式からＬ字パターン交点座標の主走査位置における補正量をそれぞれ算出する。
前記処理を全ての副走査方向において行うことで、交点座標計測部１１５で算出された交点座標の全ての値に対応した補正量が算出される。補正演算部１２３は、算出された補正量に応じて補正した結果を相対位置算出部１１６へ供給する。交点座標計測部１１５で算出された交点座標の主走査位置に対応するずれ量を算出するフローを図５に示す。
基準パターンを複数配置する場合に必ずしも同じ位置に配置できない場合があるため、全ての基準パターンで共通の副走査位置におけるずれ量を算出する（Ｓ１）。前記副走査位置におけるずれ量と基準パターンを配置した主走査位置から近似多項式を算出する（Ｓ２）。検査シート全面における近似多項式を算出した上で、Ｌ字パターンが印刷される主走査方向ごとに補正量を算出する（Ｓ３）。検査シート全面および主走査方向全面において補正量を算出する。
前記実施形態では、副走査方向の読み取り位置ずれに関する内容を説明したが、主走査方向においても同様に実施することが可能である。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、印刷プロセスに使用される色材毎用意される画像位置ずれ検査パターンが被検査装置によって印刷された検査シートから画像位置すれ検査パターンを順次読み取ることにより印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の位置ずれを検査する画像位置ずれ検査装置において、検査シートが配置されている範囲外にあつて位置が既知である基準パターンを読み取り既知の位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、ずれ量から検査シートを読み取った位置を補正する補正手段とを備えたことで、画像位置ずれ検査精度の向上を図ることができる。
請求項２記載の発明によれば、基準パターンは複数の個別パターンで構成され、ずれ量算出手段は、個別パターンが配置されていない位置の読み取りずれ量の近似値を算出することで、基準パターンの構成要素である個別パターンが配置されていない位置ずれ量が補正でき、基準パターン方向全面わたる計測精度の向上を図ることができる。
請求項３記載の発明によれば、基準パターンを、画像位置検査パターンが配置されている範囲外で複数個有することで、複数箇所において検査精度の向上を図ることができる。
請求項４記載の発明によれば、ずれ量算出手段は、検査シートが配置されている位置の読み取りずれ量を、複数の基準パターンの読み取りずれ量の近似値から求めることで、検査パターンを減少することなく検査精度の向上を図ることができる。
請求項５記載の発明によれば、複数の基準パターンの読み取りずれ量の近似は多項式近似であることで、検査パターンを減少することなく、画像位置検査パターンが配置されている任意の位置においても計測精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー画像位置ずれ検査装置が組み込まれた検査システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る検査装置の機能ブロック図である。
【図３】Ｌ字パターンの座標の位置の補正量近似の方法を示す図である。
【図４】スキャナ入力部に基準パターンが複数個配置された様子を示す図である。
【図５】交点座標計測部で算出された交点座標の主走査位置に対応するずれ量を算出するフロー図である。
【図６】機械部品の振動等による読み取り位置のずれが生じた場合の読み取り画像の第１の例を示す図である。
【図７】主走査方向Ａの位置の検査パターンの理想位置からのずれと基準パターンのずれをプロットした図である。
【図８】機械部品の振動等による読み取り位置のずれが生じた場合の読み取り画像の第２の例を示す図である。
【図９】左右で異なる挙動を示した場合の主走査方向Ａ１とＡ２の位置の検査パターンの理想位置からのずれと基準パターンのずれをプロットした図である。
【符号の説明】
１  検査装置
２  画像入力装置
３  被検査装置
１１７  ずれ量算出部（ずれ量算出手段）
１２２  補正量算出部（補正手段構成要素）
１２３  補正演算部（補正手段構成要素）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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