JP2011201690A

JP2011201690A - 印刷媒体の移動量検出装置

Info

Publication number: JP2011201690A
Application number: JP2010072404A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Akamine; 雅博赤峰; Takahiro Abe; 崇広阿部
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】様々な種類の印刷媒体に対してその移動量を高精度に検出できるようにする。
【解決手段】印刷媒体の一方の面に対してＬＥＤ光を照射し、一方の面に対してレーザー光を照射し、一方の面に対して照射されたＬＥＤ光またはレーザー光の反射光を受光することによって一方の面を撮像し、レーザー照明手段にレーザー光を照射させずにＬＥＤ照明手段にＬＥＤ光を照射させた場合の反射光によって表されるＬＥＤ照明画像を複数取得し、複数のＬＥＤ照明画像同士の類似度を示す値を算出し、ＬＥＤ照明手段にＬＥＤ光を照射させずにレーザー照明手段にレーザー光を照射させた場合の反射光によって表されるレーザー照明画像を複数取得し、複数のレーザー照明画像同士の類似度を示す値を算出し、ＬＥＤ照明画像同士の類似度とレーザー照明画像同士の類似度のうち類似度がより高い関係にある画像の組を取得する際に使用されていた照明手段を、印刷媒体の移動量を検出する際に使用する照明として選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷媒体の移動量を検出する装置に関し、特に、非接触で印刷媒体の移動量を測定する光学式の移動量検出装置に関する。

従来、印刷媒体を搬送しながら印刷を行う印刷装置においては、ローラーの回転によってローラーに接する印刷媒体を搬送している。ローラーの回転量とローラーの直径によって印刷媒体を搬送した量を把握可能であるが、ローラーが摩耗しローラーと印刷媒体との間に滑りが生じてしまうと、誤差が生じる。そのため印刷媒体の移動量を当該印刷媒体と直接接し搬送させるローラーによって検出する方法の他に、ローラーによって搬送中の印刷媒体の表面に光を照射してその反射光による画像を複数取得し、当該画像を比較することによって印刷媒体の移動量を検出する方法が知られている。特許文献１には、印刷装置を移動中の印刷物の所定部分の画像を撮影する装置について記載されている。

特開２００９−１５３１４９号公報

印刷媒体の種類や光源の種類によって反射特性が異なる。例えば、紙の表面を照明して表面を撮像すると、その画像から紙の表面の微細な凹凸で構成されるパターンを検出することができ、このパターンの移動量から紙の移動量を検出することが可能である。しかし紙よりも表面の凹凸が微細なフィルムの表面を、例えばＬＥＤ光で照明して撮像した場合、凹凸が紙より微細であるので凹凸によるパターンが紙よりも検出しにくい。一方、そのようなフィルムに、例えばレーザー光を照射すると微細な凹凸によって表面に干渉縞が生じ、その干渉縞のパターンを移動量検出に利用することができる。

ところで紙は、インクなどの記録剤がしみこむことによって伸びたり波打ったりして変形することがあるが、フィルムにおいてはそのような変形が生じにくい。変形が生じた紙は、印刷装置の筐体内において紙を搬送する平面（搬送平面）に対して紙の姿勢が平行でなくなる。紙の姿勢が搬送平面に対して傾くと、その角度によっては照明から紙の表面に対して照射された光の正反射光がセンサーに多く受光されてしまうことがある。正反射光が画像内に多く含まれた場合、全体的に白っぽく明るすぎる画像となる（階調が飽和する）ため、前述のように紙の表面の微細な凹凸からなるパターンを検出しにくくなる。レーザー光はＬＥＤ光に比べて直進性や収束性が高いので、紙の表面を撮像した画像内においてパターンを検出可能な紙の傾きの許容範囲がＬＥＤ光よりも狭い。ＬＥＤ光はレーザー光で照明した場合に比べると紙の傾きの許容範囲は広いため、レーザー光を用いた場合ではパターンを検出できないほど紙が傾いていた場合であっても、ＬＥＤ光を用いれば検出できることがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、様々な種類の印刷媒体に対してその移動量を高精度に検出できることを目的の１つとする。

（１）上記目的を達成するための移動量検出装置は、印刷媒体の一方の面に対してＬＥＤ光を照射するＬＥＤ照明手段と、前記一方の面に対してレーザー光を照射するレーザー照明手段と、前記一方の面に対して照射された前記ＬＥＤ光または前記レーザー光の反射光を受光することによって前記一方の面を撮像する撮像手段と、前記レーザー照明手段に前記レーザー光を照射させずに前記ＬＥＤ照明手段に前記ＬＥＤ光を照射させた場合の前記反射光によって表されるＬＥＤ照明画像を複数取得するＬＥＤ照明画像取得手段と、複数の前記ＬＥＤ照明画像同士の類似度を示す値を算出するＬＥＤ照明画像類似度算出手段と、前記ＬＥＤ照明手段に前記ＬＥＤ光を照射させずに前記レーザー照明手段に前記レーザー光を照射させた場合の前記反射光によって表されるレーザー照明画像を複数取得するレーザー照明画像取得手段と、複数の前記レーザー照明画像同士の類似度を示す値を算出するレーザー照明画像類似度算出手段と、前記ＬＥＤ照明画像同士の類似度と前記レーザー照明画像同士の類似度のうち類似度がより高い関係にある画像の組を取得する際に使用されていた照明手段を、前記印刷媒体の移動量を検出する際に使用する照明として選択する照明選択手段と、を備える。

印刷媒体の移動量を、移動前の印刷媒体の表面の画像と移動後の印刷媒体の表面の画像とを撮影し移動前の画像に含まれる任意のパターンの移動後の画像内における位置によって導出する移動量検出装置において、上述のように印刷媒体の種類と照明手段の種類の組み合わせによってはパターンマッチングなどの画像処理に適さない画像が取得されることがある。そのため本発明では、特性の異なる少なくとも二つの照明手段としてＬＥＤ照明手段とレーザー照明手段とを備えており、まずどちらか一方の照明手段による照明で撮影した印刷媒体の表面の画像を少なくとも二つ取得し、それらの画像でパターンマッチング処理を行い、それらの画像同士が類似している度合いを示す類似度を算出する。他方の照明手段による照明でも同様に少なくとも二つ画像を取得しそれらの類似度を算出する。そして類似度が高い方の画像の組を撮影したときに用いられた照明手段を、移動量の検出に用いる照明として選択する。そのため本発明の構成を採用すると、様々な種類の印刷媒体に関して、移動量を精度良く検出できる可能性が高い照明を選択することができる。

なお、印刷媒体は、シート状の対象物を搬送する機能を有する装置によって搬送される対象物を意味している。搬送機能を有する装置として例えば印刷装置が適用される場合、印刷媒体は記録剤によって画像を形成する対象物を意味しており、搬送機能を有する装置として例えば画像読取装置が適用される場合、読み取りの対象物を意味している。印刷媒体は具体的には例えば紙やフィルムやその他のシート状のものであってもよい。

（２）上記目的を達成するための移動量検出装置において、前記ＬＥＤ照明画像取得手段において、複数の前記ＬＥＤ照明画像は、前記印刷媒体に印刷を行う印刷装置に対して前記印刷媒体が同じ位置で停止している状態で取得された画像であってもよく、前記レーザー照明画像取得手段において、複数の前記レーザー照明画像は、前記印刷装置に対して前記印刷媒体が同じ位置で停止している状態で取得された画像であってもよい。

印刷装置に対してＬＥＤ照明手段やレーザー照明手段や撮像手段は固定されている。したがって印刷媒体が印刷装置に対して相対的に同じ位置に停止している状態で印刷媒体の表面を撮影した場合、同じ画像が撮影されるはずである。すなわち、一方の画像に含まれるあるパターンは、他方の画像においても同じ位置に存在する。しかし、印刷媒体の姿勢（搬送平面に対する傾き）によっては照明手段からの光の正反射光が多く含まれた画像が取得されることもあり、そのような場合には双方の画像に含まれるパターン自体を検出しにくくなるため、パターンマッチング処理の結果としても類似度が低いという結果が導き出される。一方、照明手段からの光の正反射光が多く含まれない画像の場合は、画像に含まれるパターンを検出しやすく、パターンマッチング処理の結果としても、類似度は高いという結果が導き出される。

このように印刷媒体の姿勢によっては印刷媒体の表面の同じ領域を撮影した画像であっても類似度が低い結果になることがあり、その原因の一つとして印刷媒体が傾いていることが考えられる。したがって、停止状態においてそれぞれの照明で撮影した画像の類似度を算出することによって、印刷媒体が搬送平面に対して傾いている可能性があるか問題ないかを判断することができる。また、多少傾いている場合であっても、ＬＥＤ照明手段かレーザー照明手段のいずれか一方でも予め決められた基準より高い類似度が算出されたならば、その類似度が高い方の画像の組が取得された際に用いた照明手段を印刷媒体の移動量を検出する際に用いる照明として選択することができる（前述のようにＬＥＤ照明手段の方がレーザー照明手段よりも印刷媒体の傾きの許容範囲は広いが、傾きの角度によってはレーザー光の方が類似度が高くなる可能性もあるため）。

（３）上記目的を達成するための移動量検出装置において、前記ＬＥＤ照明画像取得手段において、複数の前記ＬＥＤ照明画像は、間欠的に搬送される前記印刷媒体の搬送前と搬送後とにそれぞれ取得された画像であってもよく、前記レーザー照明画像取得手段において、複数の前記レーザー照明画像は、間欠的に搬送される前記印刷媒体の搬送前と搬送後とにそれぞれ取得された画像であってもよい。

実際に印刷媒体の移動量を検出する際と同様に、印刷媒体を間欠搬送させてその前後の画像を取得し、それらの画像の類似度を算出することを、照明手段ごとに実施する。そしてそれらの類似度を比較することにより、実際に移動量を検出する際にどの照明手段を用いるとより精度よく移動量を検出できる可能性が高いかどうかを判断することができる。また、停止状態においてレーザー照明で撮影した画像の類似度が閾値より高い場合（正反射光を多く含む画像でない場合）であっても、搬送していく中で印刷媒体の姿勢が変動すると類似度がＬＥＤと比較して極端に低くなる性質がレーザーにはある。そのため、間欠搬送の前後でそれぞれの照明で撮影した画像の類似度を算出して比較することにより、印刷媒体の姿勢に対する許容範囲がレーザーより広いＬＥＤとレーザーとのどちらを選択すべきかを判断することができる。なお、印刷媒体からの反射光はレンズなど光学系を通って撮像手段に受光されるので、画像の端の方では多少歪みが生じうる。したがって間欠搬送の前後でそれぞれ撮影された画像内の同じパターンも全く同じ形状では検出されないことがありえるが、予め決めておいた基準の閾値より高い類似度が算出されればそのとき用いた照明に問題はないと判断してよい。

（４）上記目的を達成するための移動量検出装置において、使用する前記印刷媒体の種類に関するユーザーの選択を示す情報であって、第一の印刷媒体と前記第一の印刷媒体より表面の凹凸が微細であり前記第一の印刷媒体より姿勢が安定しやすい第二の印刷媒体とのうちのいずれかを示す情報を取得する種類選択取得手段を備えてもよい。その場合に前記ＬＥＤ照明画像取得手段は、前記ユーザーの選択を示す情報が前記第二の印刷媒体を示している場合は、前記印刷媒体に印刷を行う印刷装置に対して前記印刷媒体が同じ位置で停止している状態で複数の前記ＬＥＤ照明画像を取得しなくてもよい。また、その場合、前記レーザー照明画像取得手段は、前記ユーザーの選択を示す情報が前記第二の印刷媒体を示している場合は、前記印刷装置に対して前記印刷媒体が同じ位置で停止している状態で複数の前記レーザー照明画像を取得しなくてもよい。

すなわち、ユーザーが第二の印刷媒体を選択した場合は、各照明手段ともに、停止状態において類似度算出のための画像を取得することなく、実践と同様に間欠搬送の前後の画像を取得してそれらの類似度を算出するようにしてもよい。第二の印刷媒体は第一の印刷媒体より姿勢が安定しやすい傾向にあるため、第一の印刷媒体がユーザーに選択されている場合と比較して、上述のように印刷媒体の停止状態の画像の類似度によって印刷媒体の姿勢をチェックする必要性が低い。したがってユーザーが第二の印刷媒体を選択した場合は、印刷媒体の姿勢をチェックする工程を省くことにより、印刷媒体の移動量の検出に用いる照明を早く選択することができる。

なお、本発明は上記手段に対応する工程を実施する方法の発明としても成立し、各手段の機能をコンピューターに実現させるプログラムの発明としても成立する。また請求項に記載された各手段の機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら各手段の機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。さらに、本発明はプログラムの記録媒体としても成立する。むろん、そのコンピュータプログラムの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体であってもよい。

本発明の実施形態にかかる移動量検出装置のブロック図。本発明の実施形態にかかる照明選択処理を示すフローチャート。照明選択処理のサブルーチンを示すフローチャート。（４Ａ）および（４Ｂ）はパターンマッチング処理を説明するための図、（４Ｃ）および（４Ｄ）は比較対象領域の位置とマッチングスコアとの関係を示すグラフ。印刷媒体の姿勢と反射光の関係を例示する図。本発明の実施形態にかかる照明選択処理を示すフローチャート。本発明の実施形態にかかる照明選択処理を示すフローチャート。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

１．第一実施形態
１−１．構成
図１は、本実施形態にかかる移動量検出装置１の構成を示すブロック図である。移動量検出装置１は、印刷媒体を間欠的に搬送しながら印刷を行う機能を有する装置（印刷装置）に備えられており、印刷装置が備える図示しない搬送ローラーによって印刷媒体Ｐが搬送されている際に、印刷媒体Ｐの移動量（副走査方向の移動量）を検出する機能を備えている。本実施形態の移動量検出装置１は、印刷媒体Ｐの表面の画像を複数取得し、それらの画像に含まれる同一の図形パターンの各画像内における位置の変化量から印刷媒体の移動量を検出する方式を採用している。また本実施形態の移動量検出装置１は、印刷媒体Ｐの種類やその特性に応じて印刷媒体Ｐの移動量を精度良く検出できるようにするために、印刷媒体Ｐを照明する複数の照明を切り換える機能を有している。

上記の機能を実現するために移動量検出装置１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）１０とレーザー１１と図示しないレンズとイメージセンサー１２と制御部２０とを備えている。ＬＥＤ１０およびレーザー１１は、印刷装置の筐体内において、印刷媒体Ｐを搬送する搬送平面（主走査方向に平行な方向と副走査方向に平行な方向とを含む平面）に対して片方の側から、当該搬送平面に対して互いに異なる角度で光を照射するように取り付けられている。本実施形態では、搬送平面に平行な状態で図示しない搬送ローラー等で支持された印刷媒体Ｐに対して光を照射したとき印刷媒体Ｐからの正反射光の多くがイメージセンサー１２に受光されないような角度で光を照射できるようにＬＥＤ１０が取り付けられている。またレーザー１１はＬＥＤ１０と主走査方向に平行な位置に取り付けられており、ＬＥＤ１０およびレーザー１１から等距離にある平面（副走査方向を含む平面）を基準にして対称な姿勢で取り付けられており、搬送平面に対する光の照射角度がＬＥＤ１０と同じである。ＬＥＤ１０およびレーザー１１は、印刷ヘッドを搭載するキャリッジの動作領域の近傍に設けられていることが望ましい（キャリッジの上流側でも下流側でもよい）。ＬＥＤ１０およびレーザー１１は図示しないインターフェイスを介して制御部２０と電気的に接続されている。なお、上述の搬送方向とは、印刷媒体Ｐに対して記録剤を記録開始してから終了するまでの間に印刷媒体Ｐが送られる方向を意味し、搬送方向に向かって前方を下流側、後方を上流側と表現する。

イメージセンサー１２は、図示しないレンズなどの光学系を介して印刷媒体Ｐからの反射光を受光し電気信号に変換する機能を有している。イメージセンサー１２は、Ａ／Ｄコンバーターなどを含む図示しないインターフェイスを介して制御部２０と接続されている。イメージセンサー１２はエリアセンサーであり、本実施形態ではＶＧＡサイズ（横６４０画素×縦４８０画素）のＣＭＯＳイメージセンサーを採用するが、もちろん他のサイズのＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーを採用してもよい。イメージセンサー１２では各画素に対応する明度値を検出することができればよい。

制御部２０は、図示しないＣＰＵや揮発性メモリーや不揮発性メモリーやＲＯＭ等で構成されており、移動量検出装置１の全体的な制御を行う。より具体的にはＲＯＭに記憶された制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより制御部２０は、上記の機能を実現する。揮発性メモリーにはイメージセンサー１２によって撮像された画像を示す画像データが一時的に記憶される。制御プログラムは、ＬＥＤ照明制御部２０ａとレーザー照明制御部２０ｂとＬＥＤ照明画像取得部２０ｃとレーザー照明画像取得部２０ｄとＬＥＤ照明画像類似度算出部２０ｅとレーザー照明画像類似度算出部２０ｆと種類選択取得部２０ｇと照明選択部２０ｈ等のプログラムモジュールを備えている。

ＬＥＤ照明制御部２０ａは、ＬＥＤ１０の点灯や消灯を制御する機能を果たす。ＬＥＤ１０およびＬＥＤ照明制御部２０ａは請求項に記載のＬＥＤ照明手段に相当する。レーザー照明制御部２０ｂは、レーザー１１の点灯や消灯を制御する機能を有する。レーザー１１およびレーザー照明制御部２０ｂはレーザー照明手段に相当する。また、イメージセンサー１２は撮像手段に相当する。ＬＥＤ照明画像取得部２０ｃ（ＬＥＤ照明画像取得手段に相当）は、ＬＥＤ１０が点灯している状態でイメージセンサー１２に２回画像を撮像するように指示し、撮像された２つの画像を示す画像データを揮発性メモリーに取得する機能を実現する。ＬＥＤ照明画像類似度算出部２０ｅ（ＬＥＤ照明画像類似度算出手段に相当）は、ＬＥＤ１０が点灯している状態で撮像された２つの画像を示す画像データを対象にパターンマッチング処理を行い、２つの画像の類似度を示す値を算出する機能を実現する。

レーザー照明画像取得部２０ｄ（レーザー照明画像取得手段に相当）は、レーザー１１が点灯している状態でイメージセンサー１２に２回画像を撮像するように指示し、２つの画像を示す画像データを揮発性メモリーに取得する機能を実現する。レーザー照明画像類似度算出部２０ｆ（レーザー照明画像類似度算出手段に相当）は、レーザー１１が点灯している状態で撮像された２つの画像を示す画像データを対象にＬＥＤ照明画像類似度算出部２０ｅと同様にパターンマッチング処理を行い、２つの画像の類似度を示す値を算出する機能を実現する。なおパターンマッチング処理に該当するプログラムはＬＥＤ照明画像類似度算出部２０ｅと共用でよい。

本実施形態では、印刷の実行に先立ち、使用する印刷媒体が、フィルム（第二の印刷媒体）かそれ以外（たとえば紙（第一の印刷媒体））かがユーザーによって選択される。種類選択取得部２０ｇ（種類選択取得手段に相当）は、使用する印刷媒体の種類に関するユーザーの選択を示す情報（フィルムかそれ以外の各種）を取得する機能を制御部２０に実現させる。ユーザーの選択を示す情報は、印刷装置に備えられた図示しない操作パネルから入力されてもよいし、あるいは印刷装置に接続されたコンピューターのドライバープログラムから受け渡されてもよい。照明選択部２０ｈ（照明選択手段に相当）は、ＬＥＤ照明画像類似度算出部２０ｅで算出された類似度を示す値と、レーザー照明画像類似度算出部２０ｆで算出された類似度を示す値とを比較し、印刷媒体Ｐの移動量検出に用いる照明をＬＥＤ１０およびレーザー１１から選択する機能を実現する。

１−２．照明選択処理
図２、図３、図６、図７は、印刷媒体Ｐの移動量検出に用いる照明（ＬＥＤ１０またはレーザー１１）を選択するための照明選択処理を示すフローチャートである。この処理で選択された照明を用いてこの処理の後に実際の移動量検出処理が行われる。なお、後述する二つのフラグは照明選択処理の最初にオフにクリアされる。はじめに、制御部２０は、使用する印刷媒体に関するユーザーの選択を示す情報を取得し（種類選択取得部２０ｇ）、ユーザーが紙かフィルムのどちらを選択したかを判定する（ステップＳ１００）。照明選択処理は、印刷に使用する印刷媒体としてユーザーがフィルムを選択した場合の処理（図７に対応）と、フィルム以外を選択した場合の処理（図２および図６に対応）の、大きく２つに分かれる。

（ユーザーがフィルム以外を選択した場合）
発明が解決しようとする課題で述べたように、フィルム以外の印刷媒体としての例えば紙は、レーザー光よりＬＥＤ光の方が有効であることが多いが印刷媒体の傾きによってはレーザー光が有効であることもある。したがってユーザーがフィルム以外を選択した場合はまず、印刷媒体Ｐが搬送平面に対して傾いていないかどうかをチェックするために、印刷媒体Ｐを停止状態でそれぞれの照明で撮影した画像の類似度を算出し、いずれかの照明を選択する。また、いずれかの照明が明らかに有効と判断できないような場合は、実際に移動量検出を行う際と同様に印刷媒体Ｐを搬送させ、間欠搬送の前後に撮影した画像の類似度を算出して比較し、印刷媒体Ｐの姿勢変化に有利な照明を選択するようにする。以降で具体的に説明する。

ステップＳ１００においてユーザーがフィルムを選択しなかったと判定された場合、制御部２０は、印刷媒体停止状態におけるＬＥＤ照明画像の類似度算出処理を実行する（ステップＳ１０２）。具体的には、図３Ａに示すように、制御部２０はＬＥＤ１０を点灯させ（ステップＳ２００、ＬＥＤ照明制御部２０ａ）、印刷媒体Ｐを印刷装置に対して同じ位置において停止している状態で２回続けて画像を撮影してメモリーに画像を取得し（ステップＳ２０２、ＬＥＤ照明画像取得部２０ｃ）、ＬＥＤ１０を消灯させ（ＬＥＤ照明制御部２０ａ）、取得した画像を対象にパターンマッチング処理を行い２つの画像の類似度を算出する（ステップＳ２０４、ＬＥＤ照明画像類似度算出部２０ｅ）。

印刷媒体Ｐが印刷装置に対して停止している状態であるので、取得された２つの画像は印刷媒体Ｐの同じ領域を撮影したものである。印刷媒体Ｐが図１に示すように搬送平面に対して平行である場合は、イメージセンサー１２にはＬＥＤ１０から照射され印刷媒体Ｐから乱反射した光による画像が取得される。図４Ａおよび図４Ｂは、取得した２つの画像を説明するための図である。本実施形態では、ＶＧＡサイズの画像が取得される。画像の長い方の辺と平行な方向が副走査方向に対応している。印刷媒体Ｐが例えば紙である場合、紙の繊維による不規則的なテクスチャーが画像には含まれている。

（パターンマッチング処理）
パターンマッチング処理では、マッチング対象として用いるパターン（例えば紙の場合は、紙の繊維による不規則なテクスチャーで形成される図形）を一方の画像内において決定し、そのパターンが他方の画像内に存在するか否かを調べることができればよく種々の公知のアルゴリズムを採用してよい。本実施形態では、一方の画像内（図４Ａ）に当該画像（例えばＶＧＡサイズ）より小さいマッチング対象領域Ａ（例えば縦２８０画素×横４０画素）を設定し、一方の画像（図４Ａ）のマッチング対象領域Ａに含まれるパターンが他方の画像内（図４Ｂ）のどの位置に含まれるかを、他方の画像（図４Ｂ）全体を対象として判定する。具体的には、まず他方の画像（図４Ｂ）の左上隅にマッチング対象領域Ａと同サイズの比較対象領域Ｂを設定し、右下隅に至るまで当該比較対象領域Ｂを１画素ずつずらして比較対象領域Ｂの画像とマッチング対象領域Ａの画像とを比較する。そして比較対象領域Ｂが設定された位置ごとに、比較対象領域Ｂ内の代表画素に、比較結果としてのマッチングスコアの値を対応付ける。マッチング対象領域Ａ内および比較対象領域Ｂ内の同じ位置において同一形状のパターンが検出されたとき、マッチングスコアは最も高い値となる。

図４Ｃは、図４Ｂの画像内における比較対象領域Ｂの設定位置と、マッチングスコアとの関係を示すグラフである。具体的には、代表画素の位置をｘｙ座標で表しその代表画素に対応付けられたマッチングスコアを高さｚとして表した３次元グラフの、マッチングスコアが最も高い値となる画素を含むｘｚ平面に平行な断面あるいはｙｚ平面に平行な断面を表すグラフである。印刷装置に対して同じ位置で印刷媒体Ｐが停止している状態で画像を２つ取得する場合は同じ画像が取得されるので、図４Ｃに示すように、図４Ａのマッチング対象領域Ａと同じ位置において図４Ｂの画像に比較対象領域Ｂを設定したときに最もマッチングスコアが高いという結果が得られる。

また、本実施形態では、２つの画像の類似度を示す指標として上記のマッチングスコアの他に、３点の鋭度という指標も用いる。３点の鋭度は、図４Ｃに示すグラフのピーク付近の鋭さを表す値である。具体的には、マッチングスコアが最大となる画素と当該画素を中心としてその両側（ｘ軸方向またはｙ軸方向）の近傍の画素の３点を用いてピーク付近の曲線を２次関数（ｚ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃまたはｚ＝ａｙ^２＋ｂｙ＋ｃ）に近似した場合の２次の項の係数の絶対値（｜ａ｜）で表される。３点の鋭度を示す値が大きい場合は小さい場合より、ピーク付近の傾きがよりピーキーであることを表しており、より確実に類似度が高いことを意味する。

なお、印刷媒体Ｐが図５に示すように搬送平面に対して傾いていると、光源から照射された光の正反射光が、取得した画像に多く含まれてしまうことがある。その場合の２つの画像は両方とも露出オーバーで階調が飽和するため、パターンマッチングの結果は、図４Ｄに示すように、マッチングスコアの最大値も低く、３点の鋭度を示す値も小さくなる。また、例えばフィルムのように表面の凹凸が非常に微細な印刷媒体をＬＥＤ光で撮影した場合も凹凸からなるパターンが検出できないため、パターンマッチングの結果は図４Ｄに示すように、マッチングスコアの最大値も低く、３点の鋭度を示す値も小さくなる（ただしレーザー光で撮影した場合は干渉縞によるパターンを検出することができる）。
以上、パターンマッチング処理について説明した。

図２に戻る。続いて制御部２０は、ステップＳ１０２の処理の結果、そのマッチングスコアの最大値が所定の閾値ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上である場合は、制御部２０は、ステップＳ１０２の結果、３点の鋭度を示す値も所定の閾値ｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上であり３点の鋭度も閾値ｔｈ２以上である場合は、後述するステップＳ１２２の処理に進む。３点の鋭度が閾値ｔｈ２以上でない場合は、制御部２０はステップＳ１０２で算出したマッチングスコアの最大値と、３点の鋭度を示す値を保存する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０４において、マッチングスコアの最大値が予め決められた閾値より低いと判定された場合は、類似度が確実に高いとは言えないことを示すＬＥＤ失敗フラグをオンにセットする（ステップＳ１１０）。具体的には例えば、ユーザーはフィルムを選択しなかったが実際にセットされたのはフィルムであったためフィルム表面のパターンが検出できずに類似度が低くなっているか、あるいは、印刷媒体の姿勢が正反射光が多く含まれるほどに傾いているような場合にステップＳ１１０でＬＥＤ失敗フラグがオンにセットされる。

続いて制御部２０は、印刷媒体停止状態におけるレーザー照明画像の類似度算出処理を実行する（ステップＳ１１２）。具体的には図３Ｂに示すように、レーザー１１を点灯させ（ステップＳ３００、レーザー照明制御部２０ｂ）、画像を連続して２回撮影してメモリーに取得し（ステップＳ３０２、レーザー照明画像取得部２０ｄ）、レーザー１１を消灯させ（レーザー照明制御部２０ｂ）、ステップＳ２０４と同様にパターンマッチング処理を行い２つの画像の類似度を算出する（ステップＳ３０４、レーザー照明画像類似度算出部２０ｆ）。図２に戻り、制御部２０はステップＳ１１２の処理で算出したマッチングスコアの最大値が所定の閾値ｔｈ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３以上である場合は、ステップＳ１１２で算出したマッチングスコアの最大値と３点の鋭度を示す値とを保存する（ステップＳ１１６）。マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３以上でない場合は、レーザー１１で照明して取得した２つの画像の類似度が確実に高いとは言えない（印刷媒体の姿勢が正反射光が多く含まれるほどに傾いているために類似度が低くなっている）ことを示すレーザー失敗フラグをオンにセットする（ステップＳ１１８）。

続いて制御部２０は、ＬＥＤ失敗フラグとレーザー失敗フラグの二つのフラグの状態を判定する（ステップＳ１２０）。ＬＥＤ失敗フラグがオフに設定されておりレーザー失敗フラグがオンに設定されている場合は、移動量検出と同様に実際に印刷媒体Ｐを搬送してみて、間欠搬送前と後の画像の類似度が問題ないレベルであるか否かをチェックするため、制御部２０は、印刷媒体間欠搬送状態におけるＬＥＤ照明画像の類似度算出処理を実行する（ステップＳ１２２）。具体的には図３Ｃに示すように、制御部２０はＬＥＤ１０を点灯させ（ステップＳ４００、ＬＥＤ照明制御部２０ａ）、図示しない搬送ローラーによって印刷媒体Ｐを間欠的に搬送させ、その間欠搬送の前と後とでそれぞれ１回ずつ印刷媒体Ｐの表面の画像を撮影してメモリーに取得し（ステップＳ４０２、ＬＥＤ照明画像取得部２０ｃ）、ＬＥＤ１０を消灯させ（ＬＥＤ照明制御部２０ａ）、前述のステップＳ２０４と同様に２つの画像の類似度を算出する（ステップＳ４０４、ＬＥＤ照明画像類似度算出部２０ｅ）。

図２に戻り、制御部２０はステップＳ１２２で求めたマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上であるか否かを判定し（ステップＳ１２４）、閾値ｔｈ１以上である場合は、ＬＥＤ１０を印刷媒体Ｐの移動量を検出する際に用いる照明として選択する（ステップＳ１２６、照明選択部２０ｈ）。マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上でない場合は、いずれの照明を用いても印刷媒体Ｐの移動量を精度良く検出できない可能性が高いことを意味する。そのため、いずれの照明を選択することなく処理を終了する（ステップＳ１２８）。

ステップＳ１２０において、ＬＥＤ失敗フラグがオンに設定されておりレーザー失敗フラグがオフに設定されていると判定された場合は、移動量検出と同様に実際に印刷媒体Ｐを搬送してみて、間欠搬送前と後の画像の類似度が問題ないレベルであるか否かをチェックするため、制御部２０は、印刷媒体間欠搬送状態におけるレーザー照明画像の類似度算出処理を実行する（ステップＳ１３０）。具体的には図３Ｄに示すように、制御部２０はレーザー１１を点灯させ（ステップＳ５００、レーザー照明制御部２０ｂ）、図示しない搬送ローラーによって印刷媒体Ｐを間欠的に搬送させ、その間欠搬送の前と後に１つずつ印刷媒体Ｐの表面の画像を撮影してそれら２つの画像をメモリーに取得し（ステップＳ５０２、レーザー照明画像取得部２０ｄ）、レーザー１１を消灯させ（レーザー照明制御部２０ｂ）、ステップＳ２０４と同様にパターンマッチング処理を行うことにより２つの画像の類似度を算出する（ステップＳ５０４、レーザー照明画像類似度算出部２０ｆ）。

図２に戻り、制御部２０は、ステップＳ１３０で算出したマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３以上であるか否かを判定し（ステップＳ１３２）、閾値ｔｈ３以上である場合は、レーザー１１を印刷媒体Ｐの移動量を検出する際に用いる照明として選択する（ステップＳ１３４、照明選択部２０ｈ）。ステップＳ１３０で算出したマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３以上でない場合は、いずれの照明を用いても印刷媒体Ｐの移動量を精度良く検出できない可能性が高いことを意味する。そのため、いずれの照明を選択することなく処理を終了する（ステップＳ１３６）。

ステップＳ１２０において、ＬＥＤ失敗フラグもレーザー失敗フラグも両方オンに設定されていると判定された場合は、いずれの照明を用いても印刷媒体Ｐの移動量を精度良く検出できない可能性が高いことを意味する。そのため、いずれの照明を選択することなく処理を終了する（ステップＳ１３８）。ステップＳ１２０においていずれのフラグもオンに設定されていないと判定された場合は、印刷媒体が停止状態で取得した画像の類似度はいずれの照明の場合も著しく低かったわけではないことを意味しており、したがっていずれの照明を用いても印刷媒体Ｐの移動量を検出できる可能性はあることを意味している。その場合は、移動量検出と同様に実際に印刷媒体Ｐを搬送してみて、間欠搬送前と後の画像の類似度が問題ないレベルであるか否かをチェックする。

具体的には（図６を参照）、制御部２０は、印刷媒体間欠搬送状態におけるＬＥＤ照明画像の類似度算出処理を実行する（ステップＳ１４０、図３Ｃ）。そしてステップＳ１４０で算出したマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上であれば制御部２０は３点の鋭度が閾値ｔｈ２以上であるか否かを判定し（ステップＳ１４４）、マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上であり３点の鋭度も閾値ｔｈ２以上であれば、制御部２０はＬＥＤ１０を印刷媒体Ｐの移動量を検出する際に用いる照明として選択する（ステップＳ１６０）。

ステップＳ１４４において３点の鋭度が閾値ｔｈ２より小さいと判定された場合は、ステップＳ１４０で算出したマッチングスコアの最大値と３点の鋭度を示す値を保存する（ステップＳ１４６）。ステップＳ１４２でマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１より小さいと判定された場合は制御部２０はＬＥＤ失敗フラグをオンに設定する（ステップＳ１４８）。次に制御部２０は、印刷媒体間欠搬送状態におけるレーザー照明画像の類似度算出処理を実行し（ステップＳ１５０、図３Ｄ）、算出したマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３以上であるか否かを判定し（ステップＳ１５２）、閾値ｔｈ３以上であればマッチングスコアの最大値と３点の鋭度を示す値を保存する（ステップＳ１５４）。ステップＳ１５２でマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３より小さいと判定された場合は、制御部２０はレーザー失敗フラグをオンに設定する（ステップＳ１５６）。

最後に制御部２０は、ＬＥＤ失敗フラグおよびレーザー失敗フラグの状態を判定する（ステップＳ１５８）。ＬＥＤ失敗フラグがオフであってレーザー失敗フラグがオンに設定されている場合は、制御部２０は印刷媒体Ｐの移動量検出に使用する照明としてＬＥＤ１０を選択する（ステップＳ１６０）。ＬＥＤ失敗フラグがオンに設定されていてレーザー失敗フラグがオフである場合は、制御部２０は印刷媒体Ｐの移動量検出に使用する照明としてレーザー１１を選択する（ステップＳ１６２）。両方のフラグがオンに設定されている場合は、いずれの照明を用いても印刷媒体Ｐの移動量を精度良く検出できない可能性が高いことを意味するため、いずれの照明を選択することもなく処理を終了する（ステップＳ１６４）。両方のフラグがオフである場合は、いずれの照明でも移動量を検出できる可能性はあることを意味しており、その場合は、ステップＳ１４６およびステップＳ１５２でそれぞれ保存していたマッチングスコアの最大値および３点の鋭度を示す値を比較し、より類似度が高い方の画像の組を取得する際に用いられた照明を選択する（ステップＳ１６６、照明選択部２０ｈ）。具体的には、マッチングスコアの最大値がより高い方、または（および）、３点の鋭度を示す値がより大きい方の画像の組と対応する照明が選択される。

（ユーザーがフィルムを選択した場合）
図２のステップＳ１００においてユーザーがフィルムを選択したと判定された場合、図７に示すような処理を行う。発明が解決しようとする課題で述べたように、表面の凹凸が紙よりも微細でつるつるしているフィルムにはＬＥＤ光よりもレーザー光が有効であるので、まずレーザー光を用いて撮影した画像で類似度を算出してみる。なお、その後にＬＥＤ光を用いて撮影した画像でも類似度を算出する理由は、ユーザーが選択ミスをしたかあるいは印刷媒体を間違えてセットしている場合（フィルムをセットしたつもりがフィルムでないものをセットしている場合）が考えられるので、その場合にも対応できるようにするためである。なお、ユーザーがフィルムを選択した場合、印刷媒体停止状態における類似度算出処理（図３Ａや図３Ｂの処理）を行わない理由は、フィルムは紙などに比べると変形しにくく姿勢が安定しやすいので、ユーザーによってフィルムが選択されていない場合と比較して、印刷媒体の停止状態の画像の類似度によって印刷媒体の姿勢をチェックする必要性が低いためである。したがってユーザーが第二の印刷媒体を選択した場合は、印刷媒体の姿勢をチェックする処理を省くことにより、印刷媒体の移動量の検出に用いる照明を早く選択することができる。

具体的には制御部２０は、印刷媒体間欠搬送状態におけるレーザー照明画像の類似度算出処理を実行する（ステップＳ１６８、図３Ｄ）。ユーザーの選択はフィルムであり、印刷装置に実際にセットされた印刷媒体がフィルムである場合、レーザー照明で撮影された２つの画像内に干渉縞が検出できる。したがってこの場合は、その干渉縞をパターンとしてパターンマッチング処理が行われる。続いて制御部２０は、算出したマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３以上である場合は３点の鋭度が閾値ｔｈ４以上であるか否かを安定し（ステップＳ１７２）、マッチングスコアの最大値も閾値ｔｈ３以上であり３点の鋭度も閾値ｔｈ４以上である場合は、レーザー１１を印刷媒体Ｐの移動量を検出する際の照明として選択する（ステップＳ１９０）。ステップＳ１７２において３点の鋭度が閾値ｔｈ４より小さいと判定された場合、制御部２０はマッチングスコアの最大値と３点の鋭度を示す値を保存する（ステップＳ１７４）。ステップＳ１７０にてマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ３以上でないと判定された場合は、制御部２０はレーザー失敗フラグをオンに設定する（ステップＳ１７６）。

続いて制御部２０は、印刷媒体間欠搬送状態におけるＬＥＤ照明画像の類似度算出処理を実行し（ステップＳ１７８、図３Ｃ）、マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。制御部２０は、マッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上であればマッチングスコアの最大値と３点の鋭度を示す値を保存する（ステップＳ１８２）。ステップＳ１８０においてマッチングスコアの最大値が閾値ｔｈ１以上でないと判定された場合、制御部２０はＬＥＤ失敗フラグをオンに設定する（ステップＳ１８４）。

最後に制御部２０は、ＬＥＤ失敗フラグおよびレーザー失敗フラグの状態を判定する（ステップＳ１８６）。ＬＥＤ失敗フラグがオフでありレーザー失敗フラグがオンに設定されている場合、制御部２０は印刷媒体Ｐの移動量検出に用いる照明としてＬＥＤ１０を選択する（ステップＳ１８８、照明選択部２０ｈ）。ＬＥＤ失敗フラグがオンに設定されていてレーザー失敗フラグがオフである場合は、制御部２０は印刷媒体Ｐの移動量検出に使用する照明としてレーザー１１を選択する（ステップＳ１９０）。両方のフラグがオンに設定されている場合は、いずれの照明を用いても印刷媒体Ｐの移動量を精度良く検出できない可能性が高いことを意味するため、いずれの照明を選択することなく処理を終了する（ステップＳ１９２）。両方のフラグがオフである場合は、いずれの照明でも移動量を検出できる可能性はあることを意味しており、その場合は、ステップＳ１７４およびステップＳ１８２でそれぞれ保存していたマッチングスコアの最大値および３点の鋭度を示す値を比較し、より類似度が高い方の画像の組を取得する際に用いられた照明が選択される（ステップＳ１９４、照明選択部２０ｈ）。具体的には、マッチングスコアの最大値がより高い方、または（および）、３点の鋭度を示す値がより大きい方の画像の組と対応する照明が選択される。

以上説明したように、本実施形態によると、異なる種類の印刷媒体に関しても、移動量を精度良く検出できる可能性が高い照明を選択することができる。

２．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば上記実施形態では移動量検出装置は、シート状の対象物を搬送する機能を備えた装置として印刷装置に搭載されることを上記実施形態では示した。その他にも例えば、搬送機能を備えた装置として、スキャナーやファクシミリ等の画像読取装置に、本発明の移動量検出装置が適用されてもよい。すなわち、スキャナーやファクシミリなどのＡＤＦ（Auto Document Feeder）に本発明が適用されてもよい。

また、上記実施形態では、印刷媒体としてフィルムと紙を、特性の異なる照明手段としてＬＥＤとレーザーと例に用いて説明したが、さらに他の種類の印刷媒体とその印刷媒体の特徴に応じたその他の照明手段が選択されるようにしてももちろんよい。

１：移動量検出装置、１０：ＬＥＤ、１１：レーザー、１２：イメージセンサー、２０：制御部、２０ａ：ＬＥＤ照明制御部、２０ｂ：レーザー照明制御部、２０ｃ：ＬＥＤ照明画像取得部、２０ｄ：レーザー照明画像取得部、２０ｅ：ＬＥＤ照明画像類似度算出部、２０ｆ：レーザー照明画像類似度算出部、２０ｇ：種類選択取得部、２０ｈ：照明選択部、Ａ：マッチング対象領域、Ｐ：印刷媒体。

Claims

印刷媒体の一方の面に対してＬＥＤ光を照射するＬＥＤ照明手段と、
前記一方の面に対してレーザー光を照射するレーザー照明手段と、
前記一方の面に対して照射された前記ＬＥＤ光または前記レーザー光の反射光を受光することによって前記一方の面を撮像する撮像手段と、
前記レーザー照明手段に前記レーザー光を照射させずに前記ＬＥＤ照明手段に前記ＬＥＤ光を照射させた場合の前記反射光によって表されるＬＥＤ照明画像を複数取得するＬＥＤ照明画像取得手段と、
複数の前記ＬＥＤ照明画像同士の類似度を示す値を算出するＬＥＤ照明画像類似度算出手段と、
前記ＬＥＤ照明手段に前記ＬＥＤ光を照射させずに前記レーザー照明手段に前記レーザー光を照射させた場合の前記反射光によって表されるレーザー照明画像を複数取得するレーザー照明画像取得手段と、
複数の前記レーザー照明画像同士の類似度を示す値を算出するレーザー照明画像類似度算出手段と、
前記ＬＥＤ照明画像同士の類似度と前記レーザー照明画像同士の類似度のうち類似度がより高い関係にある画像の組を取得する際に使用されていた照明手段を、前記印刷媒体の移動量を検出する際に使用する照明として選択する照明選択手段と、
を備える移動量検出装置。
前記ＬＥＤ照明画像取得手段において、複数の前記ＬＥＤ照明画像は、前記印刷媒体に印刷を行う印刷装置に対して前記印刷媒体が同じ位置で停止している状態で取得された画像であり、
前記レーザー照明画像取得手段において、複数の前記レーザー照明画像は、前記印刷装置に対して前記印刷媒体が同じ位置で停止している状態で取得された画像である、
請求項１に記載の移動量検出装置。
前記ＬＥＤ照明画像取得手段において、複数の前記ＬＥＤ照明画像は、間欠的に搬送される前記印刷媒体の搬送前と搬送後とにそれぞれ取得された画像であり、
前記レーザー照明画像取得手段において、複数の前記レーザー照明画像は、間欠的に搬送される前記印刷媒体の搬送前と搬送後とにそれぞれ取得された画像である、
請求項１または請求項２に記載の移動量検出装置。
使用する前記印刷媒体の種類に関するユーザーの選択を示す情報であって、第一の印刷媒体と前記第一の印刷媒体より表面の凹凸が微細であり前記第一の印刷媒体より姿勢が安定しやすい第二の印刷媒体とのうちのいずれかを示す情報を取得する種類選択取得手段を備え、
前記ＬＥＤ照明画像取得手段は、前記ユーザーの選択を示す情報が前記第二の印刷媒体を示している場合は、前記印刷媒体に印刷を行う印刷装置に対して前記印刷媒体が同じ位置で停止している状態で複数の前記ＬＥＤ照明画像を取得せず、
前記レーザー照明画像取得手段は、前記ユーザーの選択を示す情報が前記第二の印刷媒体を示している場合は、前記印刷装置に対して前記印刷媒体が同じ位置で停止している状態で複数の前記レーザー照明画像を取得しない、
請求項３に記載の移動量検出装置。