(57)【要約】【課題】  正確な位置ずれ計測を行うことが可能な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用意される画像位置ずれ検査パターンが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、画像位置ずれ検査パターンが配置されている範囲外に設けられた位置が既知である基準パターンの読み取り結果から既知の位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段１１７と、ずれ量から画像位置ずれ検査パターン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、前記画像位置ずれ検査パターンが配置されている範囲外に設けられた位置が既知である基準パターンの読み取り結果から既知の位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、該ずれ量算出手段により算出されたずれ量から画像位置ずれ検査パターン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、前記ずれ量算出手段は、基準パターンを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）信号として取り込み、読み取ったＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の位置からモアレによる変動を除去する変動除去手段と、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近似値算出手段とを有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】
前記変動除去手段は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号毎の位置変動の位相差からモアレによる変動を抽出する変動抽出手段と、抽出したモアレによる変動を補正する変動補正手段を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】
前記変動抽出手段は、Ｒ、Ｇ、Ｂのある１色の位置を基準値とし、基準値を除く２色の位置の平均値と基準値の差分をモアレによる変動成分として抽出する手段であ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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トナーによる現像を行ってトナー像を形成する。そして用紙上にそのトナー像を転写し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色毎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。
上記した課題を解決するために、例えば特許文献１には、印刷プロセスに使用される色材毎用意される単色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からＲＧＢのＬ字パターンを所定単位毎に切り出し、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方法が開示されている。
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。
【０００３】
読み取りのずれを補正する手段として、特許文献２、特許文献３に記載された手段がある。上記手段は、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。
基準パターンが等ピッチの濃度パターンまたは直線パターンの場合、パターンのエッジと読み取りのサンプリングのタイミングとの位置関係との相違により同じ形状のパターンを読み取って得られるデータがそれぞれ異なってしまうモアレという現象がある。読み取ったデータはこのモアレによって必ずしもパターンのエッジの位置と対応しないので位置計測精度を劣化させる。また、モアレの影響は基準パターンのピッチを読み取り装置の分解能に近づけると非常に顕著になる。
この課題を解決するために、特許文献４記載の技術では、モアレを発生する周波数成分を特定し、それに応じて空間フィルタをかける処理を行うことでモアレによる劣化を抑えている。
【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
【特許文献４】特開２００１−１１９５７５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、スキャナによる読み取りの変動により、また、前記従来技術の場合は出力装置の変動により、モアレにおける周波数スペクトラムが拡散するため、フィルタ処理により除去する範囲を特定するのは困難である。このためある範囲の変動をフィルタ処理することにより、モアレによる変動以外の成分が除去される可能性があり、計測精度がよくならないという問題がある。
本発明は、正確な位置ずれ計測を行うことが可能な画像位置ずれ検査装置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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、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、前記画像位置ずれ検査パターンが配置されている範囲外に設けられた位置が既知である基準パターンの読み取り結果から既知の位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、該ずれ量算出手段により算出されたずれ量から画像位置ずれ検査パターン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。
請求項２記載の発明は、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、基準パターンを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）信号として取り込み、読み取ったＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の位置からモアレによる変動を除去する変動除去手段と、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近似値算出手段とを有する請求項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、変動除去手段は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号毎の位置変動の位相差からモアレによる変動を抽出する変動抽出手段と、抽出したモアレによる変動を補正する変動補正手段を有する請求項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、変動抽出手段は、Ｒ、Ｇ、Ｂのある１色の位置を基準値とし、基準値を除く２色の位置の平均値と基準値の差分をモアレによる変動成分として抽出する手段である請求項３に記載の画像位置ずれ検査装置を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、印刷されるＬ字パターンの範囲外に配置された基準パターンを読み取り、モアレによる変動を除去することが可能になり、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、正確な位置ずれ計測を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の画像位置ずれ検査装置が被検査装置と接続されたシステムの構成図である。ここでは、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（パターンジェネレータ）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パソコンで構成される画像位置ずれ検査装置１にＳＣＳＩもしくはＵＳＢ等のスキャナインターフェース４を介して接続されることもある。
【０００８】
図２は本発明の実施の形態に係る画像位置ずれ検査装置の構成図である。本発明の画像位置ずれ検査装置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。
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画像毎所定量抽出してワークメモリ１１３へ吐き出す。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を補正した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て論理演算部１１９へ出力する。
制御部１１８は、交点座標計測部、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。
【０００９】
スキャナ入力部１１１には基準パターンが配置される。基準パターンとして、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。
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を行い、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二つの補正量から近似して算出する。図３は補正量近似の方法を示す図である。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】
ここでモアレによる基準パターンの読み取り位置の変動を説明する。直線が等間隔に配置された基準パターンをスキャナ入力部１１１で取り込む時、基準パターンのエッジと読み取りのサンプリングのタイミングとの位置関係の相違によりモアレという現象が起きる。
このような場合に基準パターンの位置を算出すると図４に示すような理想の位置に対して取り込み時の変動と周期的なモアレによる変動が発生する。ここで、スキャナ入力部１１１では、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの撮像素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが図５に示すように配置されているため、各色毎に読み取る位置が微小に異なる。基準パターンのＲ、Ｇ、Ｂ毎の位置を算出すると図６に示すような波形になり色毎の理想の位置に対する変動の位相が異なる。この場合でもスキャナ入力部１１１による変動は全ての色に同時に発生する。
【００１１】
次に線位置計測部１２１におけるモアレによる変動を除去する手段について図７を用いて説明する。ここでは、Ｇによる基準パターンの読み取りずれ量を基準値として説明するが他の色を基準色としてもよい。Ｒで算出された基準パターンのずれ量を示す波形をＲ（ｘ）とし、残りのずれ量を示す波形をＧ（ｘ）、Ｂ（ｘ）と表す（ａ）。
ここで基準色のずれ量であるＧ（ｘ）と残りの色との差を算出し基準色に対する位相差分の変動を求める（ｂ）。これによりスキャナ入力部１１１の読み取りの変動成分は各色同時に発生するため色間の差を算出することで打ち消される。次に先に求めた位相差分の変動の差分を求める（ｃ）。求められた値がモアレによる変動補正量である。モアレによる変動成分の計算を式１に示す。
モアレによる変動補正量
＝｛｛Ｒ（ｘ）−Ｇ（ｘ）｝−｛Ｇ（ｘ）−Ｂ（ｘ）｝｝＊Ａ・・・（式１）
ここで係数Ａは、位相差によって求められる任意の値であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの撮像素子の配置される距離によって算出される値である。式１を変形すると式２のようになり、モアレによる変動補正量は、ＲとＢによるずれ量の平均と基準色となるＧのずれ量との差で表すことができる。
モアレによる変動補正量
＝｛｛Ｒ（ｘ）＋Ｂ（ｘ）｝／２−｛２＊Ｇ（ｘ）｝｝＊Ａ・・・（式２）
上記手段にて得られた、モアレによる変動補正量を各色の読み取りずれ量に加算することにより、読み取り変動によるずれ量だけを抽出する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の画像位置ずれ検査装置が被検査装置と接続された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画像位置ずれ検査装置の構成図である。
【図３】補正量近似の方法を示す図である。
【図４】位置ずれ検査パターンにおけるスキャナ変動とモアレによるずれ量を示す図である。
【図５】撮像素子の配置を示す図である。
【図６】位置ずれ検査パターンにおけるＲ、Ｇ、Ｂによるずれ量を示す図である。
【図７】モアレによる変動を除去する手段の説明図である。
【符号の説明】
【００１３】
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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