JP2018026751A - 印刷領域検出方法およびそれを用いた印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】演算負荷を低減した印刷領域検出方法およびそれを用いた印刷装置を提供する。
【解決手段】
色が異なる印刷パターンを複数有する印刷物において、複数の色成分により撮像された画像ごとに、印刷パターンと背景との境界線に沿った方向に輝度値を平均化するステップ（Ｓ３）と、平均輝度値を境界線に沿った方向と直交する方向に配列した輝度値分布を生成するステップ（Ｓ４）と、直交する方向の位置ごとに、各平均輝度値から最小輝度値分布を生成するステップ（Ｓ５）と、最小輝度値分布のヒストグラムを生成するステップ（Ｓ６）と、ヒストグラムにおいて第１閾値以上の最小ピーク値および最大ピーク値を抽出するステップ（Ｓ７）と、最小および最大ピーク値に基づいて第２閾値を算出するステップ（Ｓ８）と、第２閾値と各色成分の輝度値分布とを比較して第２閾値より小さい分布範囲を検出するステップ（Ｓ９）とを備える印刷領域検出方法である。
【選択図】図１４

Description

本発明は、印刷領域検出方法およびそれを用いた印刷装置に係り、特に、色が異なる印刷パターンを複数有する印刷物の印刷領域を検出する技術に関する。

従来、印刷装置の１つであるインクジェット印刷装置では、インクを吐出するノズルがインク詰まりを原因としてインクを吐出しないノズル抜けと呼ばれる現象が生じる。ノズル抜けを検出するために、色の異なる印刷パターンを複数有するチャートを印刷し、チャートの印刷物を撮像した画像から印刷されていないドット欠け部分を検出する。検出されたドット欠け部分から吐出されなかったノズルを特定し、インクヘッドのフラッシングまたはクリーニングを実施することでノズル抜けを修復する。

このチャートの印刷領域を検出するのに、各印刷パターンのエッジを検出して印刷領域を特定する方法が用いられる。エッジ検出方法として、例えば特許文献１に記載されている画像処理方法が挙げられる。特許文献１の画像処理方法では、エッジの特徴量を算出し、画像のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の信号毎にＭＴＦ（Modulation Transfer Function）値を算出し、エッジを判定するための閾値をＭＴＦ値を用いて補正することが記載されている。

特開２０１１−１６６７７７号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、エッジを検出してから印刷領域を検出する従来の方法では、エッジの特徴量を算出し、また、エッジを検出するためにＲＧＢの色成分ごとに閾値を設定しなければならず、また、ノイズ成分を除去する処理も不可欠であり、印刷領域の検出に関する画像処理が複雑であった。このような複雑な画像処理によりＣＰＵに係る演算負荷が大きく、例えば、毎朝実施する印刷装置のメンテナンス時において、チャートの印刷領域を検出するには時間を要するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、演算負荷を低減した印刷領域検出方法およびそれを用いた印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明における第１の発明は、色が異なる印刷パターンを複数有する印刷物において、前記印刷パターンの印刷領域を検出する印刷領域検出方法であって、前記印刷物を複数の色成分ごとに撮像して画像を生成する撮像ステップと、各色成分の画像ごとに、前記印刷パターンと背景との境界線に沿った方向である予め定められた方向に輝度値を平均化して平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、各色成分の画像ごとに、前記平均輝度値を前記境界線に沿った方向と直交する方向に配列した輝度値分布を生成する輝度値分布生成ステップと、前記境界線に沿った方向と直交する方向の位置ごとに、各色成分の画像の前記平均輝度値から、最も値の小さい最小輝度値を選択して最小輝度値分布を生成する最小輝度値生成ステップと、前記最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、前記ヒストグラムにおいて、予め定められた第１閾値以上のピーク値の中から最小ピーク値および最大ピーク値を抽出するピーク値抽出ステップと、前記最小ピーク値および前記最大ピーク値の輝度値に基づいて、第２閾値を算出する第２閾値算出ステップと、前記第２閾値と、各色成分の前記輝度値分布の前記平均輝度値とを比較し、前記第２閾値より小さい分布範囲を検出する範囲検出ステップとを備える。

上述した第１の発明によれば、印刷パターンと背景との境界線に沿った方向と垂直な方向に印刷領域が存在するか否かを検出することができる。印刷領域を検出するのに、エッジの特徴点検出など複雑な画像処理を必要としないので、演算負荷を低減することができ、画像処理の時間短縮をすることができる。また、印刷領域を検出するのに、最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムにおいて、第１閾値以上のピーク値から最小ピーク値を取得することで、紙の種類による影響や、紙の汚れによる影響を低減することができる。また、第２閾値算出において、輝度値分布の最小値を用いるのではなく、最小輝度値分布のヒストグラムにおいて第１閾値以上の最小ピーク値を用いることで、最小値が第２閾値に影響し第２閾値が値として低く算出されるのを防止することができる。また、各色成分の輝度値分布と比較される第２閾値は１つだけであるので、各色成分ごとに閾値を算出する必要がない。また、印刷領域を検出してから印刷領域のエッジを検出するので、エッジだけが特に輝度が低い印刷パターンであっても、各色の印刷パターンを色ごとに検出することができる。

また、前記分布範囲の端部の位置における前記印刷パターンの前記境界線に沿った方向のエッジ範囲を検出するエッジ範囲検出ステップを備えることが好ましい。このステップにより、エッジに沿った方向のエッジ範囲を特定することができ、画像上の各印刷パターンの境界線に沿った方向のエッジの位置を特定することができる。

また、本発明における第２の発明は、色が異なる複数の印刷パターンを印刷する印刷ユニットと、前記印刷パターンが印刷された印刷物を複数の色成分で撮像するスキャナと、各色成分の画像ごとに、前記印刷パターンと背景との境界線に沿った方向である予め定められた方向に輝度値を平均化する平均輝度値算出部と、各色成分の画像ごとに、平均輝度値を前記境界線に沿った方向と直交する方向に配列した輝度値分布を生成する輝度値分布生成部と、前記境界線に沿った方向と直交する方向の位置ごとに、各色成分の画像の前記平均輝度値から、最も値が小さい最小輝度値を選択して最小輝度値分布を生成する最小輝度値分布生成部と、前記最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、前記ヒストグラムにおいて、予め定められた第１閾値以上のピーク値の中から最小ピーク値および最大ピーク値を抽出するピーク値抽出部と、前記最小ピーク値および前記最大ピーク値の輝度値に基づいて、第２閾値を算出する第２閾値算出部と、前記第２閾値と、各色成分の前記輝度値分布の前記平均輝度値とを比較し、前記第２閾値より小さい分布範囲を検出する分布範囲検出部とを備える印刷装置である。

上述した第２の発明によれば、印刷パターンと背景との境界線に沿った方向と垂直な方向に印刷領域が存在するか否かを検出することができる。また、印刷領域を検出するのに、エッジの特徴点検出など複雑な画像処理を必要としないので、演算負荷を低減することができ、画像処理の時間短縮をすることができる。また、印刷領域を検出するのに、最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムにおいて、第１閾値以上のピーク値から最小ピーク値を取得することで、紙の種類による影響や、紙の汚れによる影響を低減することができる。また、第２閾値算出において、輝度値分布の最小値を用いるのではなく最小輝度値分布のヒストグラムにおいて第１閾値以上の最小ピーク値を用いることで、最小値が第２閾値に影響し第２閾値が値として低く算出されるのを防止することができる。また、各色成分の輝度値分布と比較される第２閾値は１つだけであるので、各色成分ごとに閾値を算出する必要がない。また、印刷領域を検出してからエッジを検出するので、エッジだけが特に輝度が低い印刷パターンであっても、各色の印刷パターンを色ごとに検出することができる。

また、前記分布範囲の端部の位置における前記印刷パターンの前記境界線に沿った方向のエッジ範囲を検出するエッジ範囲検出部とを備えることが好ましい。この構成により、エッジに沿った方向の範囲を特定することができ、画像上の各印刷パターンの境界線に沿った方向のエッジの位置を特定することができる。

また、前記印刷パターンの前記境界線は平行な直線形状を有することが好ましい。印刷パターンと背景との境界線が平行な直線形状であるので、この直線方向に各色成分の画像の輝度値を平均化することで、印刷パターンの位置が特定されていなくても、印刷パターンと背景との境界を簡易に平均化することができる。

また、補色関係にある前記色成分の前記輝度値分布を用いて前記第２閾値と比較することで前記領域の色を判別することが好ましい。補色関係にある輝度値分布を用いることで、第２閾値と印刷領域との差が大きくなり、印刷領域の誤検出を防止することができる。また、検出された領域の色を特定することができる。

また、前記第１閾値は前記画像内の複数の前記印刷パターンの境界線に沿った方向のエッジの総数よりも大きいことが好ましい。第１閾値を複数のパターンのエッジの総数よりも大きくすることで、エッジ部分の輝度を最小ピーク値として抽出するのを防止することができ、印刷領域の検出精度を向上することができる。

また、前記第１閾値は前記画像内の前記印刷パターンの境界線に沿った方向と垂直な方向の幅のピクセル数よりも大きいことが好ましい。最小輝度値分布において、１つのピーク値に複数の色の印刷領域が該当するが、この構成により、ある色のノズル抜けが偏って発生していても各印刷領域を検出することができる。

本発明に係る方法および装置によれば、演算負荷を低減した印刷領域検出方法およびそれを用いた印刷装置を提供することができる。

実施例に係る印刷装置の概略構成を示す側面図である。 実施例に係るプリンタヘッドとチャートとの関係を示す説明図である。 実施例に係るスキャナの走査方向を示す説明図である。 実施例に係るスキャナにより撮像された画像データを示す説明図である。 実施例に係る画像処理部の構成を示すブロック図である。 実施例に係る撮像画像のＲチャンネルの平均輝度値を示すグラフ図である。 実施例に係る撮像画像のＧチャンネルの平均輝度値を示すグラフ図である。 実施例に係る撮像画像のＢチャンネルの平均輝度値を示すグラフ図である。 実施例に係る撮像画像の３チャンネルの最小平均輝度値を示すグラフ図である。 実施例に係る最小平均輝度値のヒストグラムを示すグラフ図である。 実施例に係る撮像画像のＧチャンネルの平均輝度値と第２閾値を示すグラフ図である。 実施例に係る撮像画像のＲチャンネルの平均輝度値と第２閾値を示すグラフ図である。 実施例に係る撮像画像のＢチャンネルの平均輝度値と第２閾値を示すグラフ図である。 実施例に係る印刷領域検出の流れを示すフローチャートである。 変形例に係るチャートを示す説明図である。 変形例に係るチャートを示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図１は、実施例に係る印刷装置の概略構成を示す側面図であり、図２は、実施例に係るプリンタヘッドとチャートとの関係を示す説明図であり、図３は、実施例に係るスキャナの走査方向を示す説明図である。

１．印刷装置
印刷装置１は、連続紙ＷＰ上にインクジェット印刷により指定された画像データを印刷するインクジェット印刷装置である。本実施例では、ワンパス方式のインクジェット印刷装置を採用して説明するが、マルチパス方式の印刷装置を採用してもよい。なお、連続紙ＷＰは印刷媒体の一例であり、他にも、ガラス基板またはプラスチック基板を用いてもよい。

印刷装置１は、連続紙ＷＰを供給する給紙部３と、搬送途上の連続紙ＷＰ上にインクを吐出して印刷する印刷部５と、印刷された連続紙ＷＰを回収する排紙部７と、印刷装置１を制御する制御部９とを備える。

給紙部３は、ロール状の連続紙ＷＰを水平軸周りに回転可能に保持し、印刷部５に対して連続紙ＷＰを巻き出して供給する。印刷部５は、連続紙ＷＰに対して印刷を行う。排紙部７は、印刷部５で印刷された連続紙ＷＰを水平軸周りに巻き取る。連続紙ＷＰの供給側を上流とし、連続紙ＷＰの排紙側を下流とした場合、給紙部３は印刷部５の上流側に配置され、排紙部７は印刷部５の下流側に配置されている。上流側から下流側に向かう方向を紙送り方向の順方向とする。

印刷部５は、給紙部３からの連続紙ＷＰを取り込むための駆動ローラ１１を上流側に備えている。駆動ローラ１１によって給紙部３から巻き出された連続紙ＷＰは、複数個の搬送ローラ１３に沿って下流側の排紙部７に向かって搬送される。最下流の搬送ローラ１３と排紙部７との間には、駆動ローラ１５が配置されている。この駆動ローラ１５は、搬送ローラ１３上を搬送されている連続紙ＷＰを排紙部７に向かって送り出す。

印刷部５は、最上流側の駆動ローラ１１と最下流側の駆動ローラ１５との間に、上流側から下流側に向かって、印刷ユニット１７と、乾燥部１９、スキャナ２１および吸着テーブル２３とをその順に備えている。印刷ユニット１７は、インク滴を吐出して連続紙ＷＰに対して画像を印刷する。本実施では、インク色の異なる印刷ユニット１７が連続紙ＷＰの搬送方向に沿って４個配置されている。各印刷ユニット１７は、最も上流側から下流方向に向けて順に、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクを吐出する。

乾燥部１９は、インク滴が吐出されて印刷像が形成された連続紙ＷＰを乾燥させる。乾燥部１９は、例えば、熱源を備えたヒートドラム２５を設けられており、連続紙ＷＰをヒートドラム２５に接触させることにより、連続紙ＷＰに打滴されたインク滴を乾燥させる。

スキャナ２１は連続紙ＷＰに印刷された印刷物を撮像して撮像画像を取得する。スキャナ２１はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分の撮像画像を得ることができる。スキャナ２１はＣＣＤのカラー撮像素子を有することで、３種類の色成分の撮像画像を取得する。または、スキャナ２１がモノクロのＣＩＳ撮像素子を有する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの光を切り替えて照射することで３種類の色成分の撮像画像を取得する。スキャナ２１により撮像された３種類の色成分の画像データは制御部９に出力される。

制御部９は、種々の条件設定を入力する入力部３１と、設定された条件および印刷装置１の動作状況を表示するモニタ３３と、撮像された画像データの画像処理を実施する画像処理部３５とを備える。本実施例では、制御部９としてＰＣ（パーソナルコンピュータ）を用いる。ＰＣはＣＰＵおよびＲＡＭを備え、画像処理部３５はこれらＣＰＵおよびＲＡＭにより構成されてもよいし、別のマイクロプロセッサおよびメモリにより構成されてもよい。また、制御部９は印刷装置１全体の制御も行う。なお、制御部９は印刷部５に一体的に組み込まれてもよい。

２．印刷ユニット
図２を参照する。図２はヘッドユニット２８および連続紙ＷＰを上から見た平面図である。搬送座標系（ｘ、ｙ）として、紙送り方向順方向にｙ軸のプラス方向が設定され、紙送り方向と垂直な方向にｘ軸が設定されている。印刷ユニット１７はヘッドユニット２８を有する。ヘッドユニット２８は縦および横方向に複数個配置されたヘッド２９を有する。図２では、例としてヘッド２９が４行×１５列に配列されたヘッドユニット２８が示されているが、この配列に限定されるものではない。各ヘッド２９はインクが吐出されるノズルＮｚを有する。各行内の隣り合うヘッド２９のノズルＮｚ間に他の行のヘッド２９のノズルＮｚがそれぞれ１個ずつ位置するように、各行のヘッド２９が紙送り方向と垂直な方向にずれて配置されている。

次に、ノズル抜け検出に用いられるチャートを説明する。本実施例で用いられるチャートは、紙送り方向と垂直な方向（ｘ方向）に全てのノズルＮｚからインクが吐出されて直線形状に形成された辺を有する印刷パターンを複数個有する。図３に示されるノズル抜けチェック用のチャートは、同じ濃度の各印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰを有する。印刷パターンＫＰはブラックの印刷パターンであり、印刷パターンＣＰはシアンの印刷パターンであり、印刷パターンＭＰはマゼンタの印刷パターンであり、印刷パターンＹＰはイエローの印刷パターンである。なお、チャートは、これらの印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰが複回繰り返して印刷されたものでもよい。

各印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰは、紙送り方向の上下に印刷領域の辺となるエッジＥｇを有する矩形領域を形成する。印刷領域の上下の辺となる各エッジＥｇは互いに平行な直線形状である。各印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰの印刷領域は、エッジＥｇに沿った方向に印刷領域の重なりがないように印刷されている。各印刷パターンの内部領域には、個々のノズルＮｚから順にインクが吐出されることで斜線が形成されている。したがって、各印刷パターンの内部領域には連続紙ＷＰの色と同色の紙白部を有する。なお、最上部の印刷パターンＹＰには、斜線中にドット欠けＤＬが存在する。

図３を参照する。スキャナ２１は、連続紙ＷＰの搬送方向（ｙ方向）と垂直方向（ｘ方向）に延びるシャフト２７に沿って移動して、連続紙ＷＰの検出対象領域を撮像する。このとき、駆動ローラ１１、１５による連続紙ＷＰの搬送は停止されており、連続紙ＷＰは吸着テーブル２３に吸着されている。スキャナ２１により撮像された画像データの一例を図４に示す。

図４に示すように、画像データＤＩは画像の左上を原点する画像座標系（ｘ’、ｙ’）を有する。搬送座標系（ｘ、ｙ）と画像座標系（ｘ’、ｙ’）は、ｘ軸およびｘ’軸の正負の方向が逆の関係であり、ｙ軸およびｙ’軸の正負の方向も逆の関係である。画像データＤＩは、ｙ’軸において、一例として、８６５ピクセルの解像度を有する。なお、図４に示されている最上部の印刷パターンＣＰはその上部が途切れている。スキャナ２１による撮像範囲は、両エッジＥｇを含む各印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰが画像ＤＩに含まれていればよい。

３．画像処理部
次に、図５を参照して画像処理部について説明する。画像処理部３５は、撮像された画像ＤＩに含まれるチャートの各印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰの印刷領域を検出する。画像処理部３５は、メモリ４１と、平均輝度値算出部４３と、輝度値分布生成部４５と、最小輝度値分布生成部４７と、ヒストグラム生成部４９と、ピーク値抽出部５１と、第２閾値算出部５３と、分布範囲検出部５５と、エッジ範囲検出部５７と、ドット欠け検出部５９とを備える。

メモリ４１は、スキャナ２１により撮像されたＲ、Ｇ、Ｂの各色成分の各画像データを保存する。平均輝度値算出部４３は、メモリ４１に保存されたＲ、Ｇ、Ｂ各画像の輝度値を予め定められた方向に平均化して、予め定められた方向と垂直な方向における各位置に対する平均輝度値を算出する。この予め定められた方向とは、印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰとその背景となる紙白部との境界である各印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰのエッジＥｇに沿った方向である。本実施例では、エッジＥｇに沿った方向である、紙送り方向に垂直な方向（ｘ’方向）に輝度値を平均化して、紙送り方向（ｙ’方向）における各ピクセル位置（０〜８６５）に対する平均輝度値を得る。

輝度値分布生成部４５は、平均輝度値算出部４３により算出されたＲ、Ｇ、Ｂの色成分の各画像の平均輝度値をエッジＥｇに沿った方向と直交する方向である紙送り方向に配列した輝度値分布を生成する。図６はＲチャンネルの平均輝度値の輝度値分布図である。図７はＧチャンネルの平均輝度値の輝度値分布図である。図８はＢチャンネルの平均輝度値の輝度値分布図である。図６〜図８において、理解を助けるために、紙送り方向に対して各色の印刷パターンの位置を示している。各印刷パターンにおいて、エッジＥｇ部分よりも印刷領域内部の方が輝度が高い。これは、印刷領域内に紙白部分が含まれるためである。また、印刷領域外の紙白部分は最も輝度が高くなる。

最小輝度値分布生成部４７は、エッジＥｇに沿った方向と直交する方向である紙送り方向のピクセル位置ごとに、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分の平均輝度値の輝度値分布から最も値が小さい最小輝度値を選択して最小輝度値分布を生成する。これは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分の画像からミニマムグレースケール画像を生成し、ミニマムグレースケール画像における平均輝度値の輝度値分布を取得することと同じである。図９は、最小平均輝度値の輝度値分布図である。図９においても、理解を助けるために、紙送り方向に対して各色の印刷パターンの位置を示している。

ヒストグラム生成部４９は、最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムを生成する。図１０は、生成された最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムを示す。

ピーク値抽出部５１は、生成された最小輝度値分布のヒストグラムから出現数が第１閾値Ｔｖ１よりも大きい凸部をピーク値として抽出する。抽出されたピーク値の中から最大ピーク値ＰＶｍａｘおよび最小ピーク値ＰＶｍｉｎを選択する。図９に示されるように、最大ピーク値ＰＶｍａｘは背景領域の輝度値、最小ピーク値ＰＶｍｉｎは最も輝度の低い印刷領域の輝度値と対応している。第１閾値Ｔｖ１は、画像ＤＩに含まれるチャートの全印刷パターンの辺であるエッジＥｇの総数よりも大きい予め定められた値である。図４において、エッジＥｇの総数は１９本であるので、第１閾値Ｔｖ１は１９よりも大きい数が好ましい。また、第１閾値は画像ＤＩ内の各印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰの境界線（エッジＥｇ）に沿った方向と垂直な方向の幅のピクセル数以上の値に設定される。本実施例では、各印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰの幅は５０ピクセルであるので、第１閾値Ｔｖ１は５０以上の数値が好ましい。したがって、本実施例では第１閾値Ｔｖ１として５０に設定される。

第２閾値算出部５３は、最大ピーク値ＰＶｍａｘおよび最小ピーク値ＰＶｍｉｎから第２閾値Ｔｖ２を算出する。第２閾値Ｔｖ２は例えば次の式により算出される。
Tv2＝（PVmax−PVmin）・0.5＋PVmin
上式によれば、第２閾値Ｔｖ２を、紙白部の輝度値であるＰＶｍａｘと、最も輝度が低い印刷パターン領域の輝度値であるＰＶｍｉｎとの中間値に設定することができる。なお、第２閾値Ｔｖ２が算出されるのは上式だけに限定されず、たとえば、係数を変更してもよい。

分布範囲検出部５５は、第２閾値Ｔｖ２を用いて、各印刷パターンの印刷領域を検出する。各印刷パターンの色と補色関係にある色成分の輝度値分布を用いて特定の色の印刷領域を検出する。まず、Ｇチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値の分布範囲を検出する。Ｇチャンネルはマゼンタと補色関係にある。Ｇチャンネルはマゼンタおよびブラックの印刷領域を検出するのに用いる。図１１は、Ｇチャンネルの平均輝度値分布と閾値Ｔｖ２との関係を示す。Ｇチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値の分布範囲として、ｍ１〜ｍ２、ｍ３〜ｍ４、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４、ｍ５〜ｍ６の紙送り方向（ｙ’方向）における各分布範囲が検出される。

Ｇチャンネルの輝度値分布を用いて検出された輝度値分布範囲の中から、さらにＲチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値分布範囲を検出する。図１２は、Ｒチャンネルの平均輝度値分布と閾値Ｔｖ２との関係を示す。図１２において、ｍ１〜ｍ２、ｍ３〜ｍ４、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４、ｍ５〜ｍ６の各分布範囲の中で、第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値分布範囲は、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４である。このように、Ｇ、Ｒ両チャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値の分布範囲がブラックの印刷パターンＫＰの印刷領域である。この結果、画像ＤＩ中のブラックの印刷パターンＫＰの領域がｙ’方向において、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４の各範囲に存在することが検出される。以上より、ブラックの印刷領域の紙送り方向の位置が特定される。

一方、Ｇチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値の分布範囲で、かつ、Ｒチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２以上の輝度値の分布範囲はマゼンタの印刷領域である。図１２において、ｍ１〜ｍ２、ｍ３〜ｍ４、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４、ｍ５〜ｍ６の各分布範囲の中で、第２閾値Ｔｖ２以上の輝度値分布範囲は、ｍ１〜ｍ２、ｍ３〜ｍ４、ｍ５〜ｍ６である。この結果、画像ＤＩ中のマゼンタの印刷パターンＭＰの領域がｙ’方向において、ｍ１〜ｍ２、ｍ３〜ｍ４、ｍ５〜ｍ６の各範囲に存在することが検出される。以上より、マゼンタの印刷領域の紙送り方向の位置が特定される。

次に、ＲチャンネルおよびＢチャンネルの輝度値分布を用いてシアンの印刷領域を検出する。Ｒチャンネルはシアンと補色関係にある。Ｒチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値の分布範囲で、かつ、Ｂチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２以上の輝度値の分布範囲はシアンの印刷領域である。図１２において、第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値の分布範囲は、０〜ｃ１、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４、ｃ２〜ｃ３、ｃ４〜ｃ５、の紙送り方向における各分布範囲が検出される。次に図１３を参照する。図１３は、Ｂチャンネルの輝度値分布と閾値Ｔｖ２との関係を示す。図１３において、０〜ｃ１、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４、ｃ２〜ｃ３、ｃ４〜ｃ５の各分布範囲の中で、第２閾値Ｔｖ２以上の輝度値分布範囲は、０〜ｃ１、ｃ２〜ｃ３、ｃ４〜ｃ５である。この結果、画像ＤＩ中のシアンの印刷パターンＭＣの領域がｙ’方向において、０〜ｃ１、ｃ２〜ｃ３、ｃ４〜ｃ５の各範囲に存在することが検出される。以上より、シアンの印刷領域の紙送り方向の位置が特定される。

次に、ＢチャンネルおよびＧチャンネルの輝度値分布を用いてイエローの印刷領域を検出する。Ｂチャンネルはイエローと補色関係にある。Ｂチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値の分布範囲で、かつ、Ｇチャンネルの輝度値分布において第２閾値Ｔｖ２以上の輝度値の分布範囲はイエローの印刷領域である。図１３において、第２閾値Ｔｖ２未満の輝度値の分布範囲は、ｙ１〜ｙ２、ｙ３〜ｙ４、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４、の紙送り方向における各分布範囲が検出される。次に図１１において、ｙ１〜ｙ２、ｙ３〜ｙ４、ｋ１〜ｋ２、ｋ３〜ｋ４、の各分布範囲の中で、第２閾値Ｔｖ２以上の輝度値分布範囲は、ｙ１〜ｙ２、ｙ３〜ｙ４である。この結果、画像ＤＩ中のイエローの印刷パターンＭＹの領域がｙ’方向において、ｙ１〜ｙ２、ｙ３〜ｙ４の各範囲に存在することが検出される。以上より、イエローの印刷領域の紙送り方向の位置が特定される。なお、図１３のＢチャンネルの輝度値分布において、マゼンタの領域ｍ１〜ｍ２、ｍ３〜ｍ４、ｍ５〜ｍ６の範囲の一部が閾値Ｔｖ２と未満の領域として検出されたとしても、図１１のＧチャンネルの輝度値分布において、ｍ１〜ｍ２、ｍ３〜ｍ４、ｍ５〜ｍ６の範囲の全てが第２閾値Ｔｖ２未満であるので、これらの領域はイエローの領域として検出されることはない。

なお、分布範囲検出部５５は、各印刷領域の幅のピクセル数よりも小さいある一定の範囲を超えたものだけを印刷領域の分布範囲として検出してもよい。ある一定の範囲である閾値を設けることで、汚れなどを印刷領域として誤検出するのを防止することができる。また、検出された各印刷領域のｙ’方向の端部は、それぞれの印刷領域のエッジＥｇのｙ’方向における位置を示す。したがって、ｃ１、ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｍ５、ｍ６は各印刷領域のエッジＥｇの紙送り方向における位置である。このようにして、エッジＥｇの紙送り方向における位置が検出される。

エッジ範囲検出部５７は、検出されたブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各領域におけるｙ’方向の端部において、ｘ’軸方向にエッジＥｇの範囲を検出する。例えば、ブラックの領域ＭＫにおいて、紙送り方向位置ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４においてｘ’軸方向にエッジＥｇの範囲を検出する。エッジＥｇの範囲は、輝度値変化やラベリング等の従来の画像処理方法により検出することができる。これにより、各印刷領域の外形の位置が特定される。

ドット欠け抽出部５９は、このようにして検出された各印刷パターンの印刷領域からドット欠けＤＬを抽出する。図２に示すように、チャートにおける各印刷パターンとノズルＮｚとの位置関係が対応しているので、抽出されたドット欠けＤＬの画像ＤＩ中の座標位置から対応するノズルＮｚのナンバーを特定する。このことにより、ノズル抜けが発生しているノズルＮｚが特定される。

プリンタヘッド１７は、特定されたノズルナンバーのノズルＮｚをクリーニングまたはフラッシングすることで、ノズル抜けが発生していたノズルＮｚ内のインク詰まりを除去することができる。この結果、ノズル抜けが修復され、印刷物におけるドット欠けを防止することができる。

次に、図１４を参照して印刷領域の検出の流れを説明する。図１４は印刷領域の検出の流れを示すフローチャートである。

印刷者が入力部３１にノズル抜けチェックの指示を入力する。この指示により、ノズル抜けチェック用のチャートが連続紙ＷＰに印刷される（ステップＳ０１）。チャートは色が異なる印刷パターンを複数有する。チャートが印刷された連続紙ＷＰは予め定められた距離だけ紙送りされ、スキャナ２１の撮像範囲となる所定位置において停止され、連続紙ＷＰは吸着テーブル２３に吸着される。スキャナ２１が、連続紙ＷＰに印字されたチャートをＲ、Ｇ、Ｂの３チャンネルで色成分ごとに撮像し（ステップＳ２）、撮像された各色成分の画像ＤＩのデータが画像処理部３５へ出力される。

各色成分で撮像された画像ＤＩに対して、平均輝度値算出部４３が、印刷パターンと背景である紙白部との境界線に沿った方向である予め定められた方向（エッジＥｇに沿った方向）に輝度値を平均化して平均輝度値を算出する（ステップＳ３）。平均輝度値は画像ＤＩを境界線に沿った方向に圧縮することで算出してもよい。次に、輝度値分布生成部４５が、各色成分の画像ＤＩごとに、平均輝度値を境界線に沿った方向と直交する方向（ｙ’方向）に配列した輝度値分布を生成する（ステップＳ４）。次に、最小輝度値分布生成部４７は、境界線に沿った方向と直交する方向（ｙ’方向）の位置ごとに、各色成分の画像ＤＩの平均輝度値から、最も値の小さい最小輝度値を選択して最小輝度値分布を生成する（ステップＳ５）。次に、ヒストグラム生成部４９は、最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムを生成する（ステップＳ６）。次に、ピーク値抽出部５１は、ヒストグラムにおいて、予め定められた第１閾値以上のピーク値の中から最小ピーク値ＰＶｍｉｎおよび最大ピーク値ＰＶｍａｘを抽出する（ステップＳ７）。次に、第２閾値算出部は、最小ピーク値ＰＶｍｉｎおよび最大ピーク値ＰＶｍａｘの輝度値に基づいて、第２閾値Ｔｖ２を算出する（ステップＳ８）。次に、分布範囲検出部５５は、第２閾値Ｔｖ２と、各色成分の輝度値分布の輝度値とを比較し、第２閾値Ｔｖ２より小さい分布範囲を検出する（ステップＳ９）。次に、エッジ範囲検出部は、各分布範囲の端部の位置における各印刷領域のエッジＥｇに沿った方向のエッジ範囲を検出する（ステップＳ１０）。

この結果、画像ＤＩ中における印刷領域の座標が特定され、さらに、各印刷領域内にドット欠けＤＬが存在するか否かを画像処理により判別する。この画像処理として、例えば、連続する輝度値が一定領域に収まっているか否かでドット欠けＤＬを判別することができる。印刷領域内にドット欠けＤＬが存在する場合、対応するノズルＮｚのナンバーを特定する。ノズル抜けの発生および特定されたノズルナンバーがモニタ３３に表示される。印刷者は、特定されたナンバーのノズルＮｚのフラッシングまたはクリーニングを入力部３１に指示する。この指示により、該当するノズルＮｚを有するヘッドユニット２８のフラッシングまたはクリーニングが実施され、ノズルＮｚのインク詰まりを修復する。印刷領域内にドット欠けＤＬが存在しない場合、これらの処理を終了する。

本実施例によると、各印刷パターンの印刷領域を検出するのに、３つの色成分の輝度値分布から作成された最小輝度値分布を基に第２閾値Ｔｖ２を算出するので、各色成分共通の閾値を算出することができ、各色成分ごとに閾値を算出する必要がない。また、最小輝度値分布から第２閾値Ｔｖ２を算出することで、紙の色種による影響を低減することができる。したがって、紙の下地の色に近い印刷パターンの印刷領域も適切に検出することができる。また、エッジの特徴点検出など複雑な画像処理を必要としないので、画像処理部３５の演算負荷を低減することができ、画像処理の時間短縮をすることができる。

なお、各色成分共通の閾値（第２閾値Ｔｖ２）を算出する際は、最小輝度値分布におけるパターン部の輝度値を同レベルにすることにより、閾値の精度を高めることが可能となる。このため、各印刷パターンを作成する際は、各印刷パターンの濃度を同レベルとすることが好ましい。

また、最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムにおいて、第１閾値Ｔｖ１以上のピーク値から最小ピーク値ＰＶｍｉｎを取得することで、紙の種類による影響や、紙の汚れによる影響を低減することができる。例えば、新聞紙などは紙種を原因として輝度値分布にノイズが発生しやすいが、第１閾値Ｔｖ１以上のピーク値から最小ピーク値ＰＶｍｉｎを取得することで、これらの影響を低減することができる。また、コート紙など吸水性の良い紙種の場合、吐出されたインクが紙の内部にまで浸み込むので紙面上の線が細くなる。この結果、各印刷パターン内部の斜線が細くなり印刷パターンの輝度が全体的に高くなる。この場合、最小ピーク値ＰＶｍｉｎも高くなり、第２閾値Ｔｖ２を適切に設定することができるので、各印刷領域を適切に検出することができる。また、印刷領域を検出してからエッジＥｇを検出するので、印刷領域の中でエッジＥｇだけが特に輝度が低い印刷パターンであっても、各色の印刷パターンを色ごとに検出することができる。

また、各印刷パターンと各印刷パターンの背景との境界線が平行な直線形状であるので、この直線方向に沿って各色成分の画像ＤＩの輝度値を平均化することで、印刷パターンの位置が特定されていなくても、印刷パターンと背景との境界を簡易に平均化することができる。また、印刷パターンと背景との境界が画像ＤＩの横方向（ｘ’方向）であるので、印刷パターンと背景との境界をより簡易に平均化することができる。

補色関係にある色成分の輝度値分布を用いることで、第２閾値Ｔｖ２と印刷領域との差が大きくなり、印刷領域の誤検出を防止することができる。また、検出された領域の色を精度良く特定することができる。

また、第１閾値Ｔｖ１は画像ＤＩの検出領域内の複数の印刷パターンの境界線に沿った方向のエッジＥｇの総数よりも大きいので、画像ＤＩにおいてスパイク部として検出されるエッジＥｇの輝度を最小ピーク値ＰＶｍｉｎとして検出されるのを防止することができる。スパイク部が最小ピーク値ＰＶｍｉｎとして検出されると、第２閾値Ｔｖ２が適正値よりも低めに算出され、紙の種類やインク付着状態、乾燥状態によって、印刷領域を誤って検出する場合がある。また、第１閾値Ｔｖ１は画像ＤＩ内の印刷パターンの境界線に沿った方向と垂直な方向の幅のピクセル数よりも大きい。この構成により、最小輝度値分布のヒストグラムにおいて、１つのピーク値に複数の色の印刷領域が該当するので、ある色のノズル抜けが偏って発生していても、他の色の輝度値分布を用いた最小輝度値分布により第１閾値Ｔｖ１および第２閾値Ｔｖ２を設定するので、ノズル抜けの影響を低減することができ、各印刷領域を検出することができる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、チャートの印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰは紙送り方向に１つずつ順に印刷されていたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、紙送り方向と垂直な方向にも印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰを並べてもよい。この場合、紙送り方向と垂直な方向に並ぶ各印刷パターンの辺の紙送り方向に対する位置が同じである必要がある。言い換えると、各印刷パターンのエッジＥｇに沿った方向に他の印刷パターンの内部領域が位置しないように各印刷パターンを配置する必要がある。この構成により紙送り方向と垂直な方向に並ぶ各印刷パターンの印刷領域が同時に検出される。これにより、紙送り方向と垂直な方向に並ぶヘッドユニット２８のノズル抜けを同時に検出することができる。

（２）上述した実施例では、チャートの印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰの両エッジＥｇが紙送り方向に対して垂直に配置されていたが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、図１６に示すように、紙送り方向と平行に印刷パターンＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰのエッジＥｇを配置してもよい。この場合、輝度値の平均化は紙送り方向に実施すればよい。また、平行なエッジＥｇが紙送り方向に対して斜めに印刷されるような印刷パターンでもよい。このような印刷パターンの場合、撮像した画像の回転処理等により座標変換することで、エッジＥｇに沿った方向に輝度値の平均化を簡易にすることができる。

（３）上述した実施例では、スキャナ２１により撮像した画像ＤＩをそのまま画像処理に用いるように構成したが、本発明はそのような構成に限定されるものではない。例えば、撮像した画像ＤＩを印刷パターンのエッジＥｇと垂直な方向に画像圧縮することで、画像ＤＩのデータ量を小さくして画像処理の高速化を図ることができる。画像ＤＩを圧縮すると、印刷パターンの辺が細くなるが、本発明により、印刷領域を検出してから辺を検出することで印刷パターンの辺を確実に検出することができる。

（４）上述した実施例では、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出する４種類の印刷ユニット１７を備えるように構成したが、本発明はそのような構成に限定されるものではない。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等の他の色の印刷ユニット１７を備えてもよい。

（５）上述した実施例では、撮像された画像ＤＩの全体が印刷領域の検出対称領域として設定されていたが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、画像ＤＩの一部の領域を印刷領域の検出対称領域として予め設定してもよい。

（６）上述した実施例では、各印刷パターンの背景は紙白部であったが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、印刷パターンの背景として吸着テーブル２３であってもよい。

（７）上述した実施例では、インクジェット方式の印刷部５を備える印刷装置を例示したが、本発明は印刷装置であれば、インクジェット方式の印刷部５に限定されるものではない。

１ … 印刷装置
１７ … 印刷ユニット
２１ … スキャナ
４３ … 平均輝度値算出部
４５ … 輝度値分布生成部
４７ … 最小輝度値分布生成部
４９ … ヒストグラム生成部
５１ … ピーク値抽出部
５３ … 第２閾値算出部
５５ … 分布範囲検出部
５７ … エッジ長検出部
ＫＰ、ＣＰ、ＭＰ、ＹＰ … 印刷パターン

Claims (12)

1. 色が異なる印刷パターンを複数有する印刷物において、前記印刷パターンの印刷領域を検出する印刷領域検出方法であって、
   前記印刷物を複数の色成分ごとに撮像して画像を得る撮像ステップと、
   各色成分の画像ごとに、前記印刷パターンと背景との境界線に沿った方向である予め定められた方向に輝度値を平均化して平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、
   各色成分の画像ごとに、前記平均輝度値を前記境界線に沿った方向と直交する方向に配列した輝度値分布を生成する輝度値分布生成ステップと、
   前記境界線に沿った方向と直交する方向の位置ごとに、各色成分の画像の前記平均輝度値から、最も値の小さい最小輝度値を選択して最小輝度値分布を生成する最小輝度値生成ステップと、
   前記最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、
   前記ヒストグラムにおいて、予め定められた第１閾値以上のピーク値の中から最小ピーク値および最大ピーク値を抽出するピーク値抽出ステップと、
   前記最小ピーク値および前記最大ピーク値の輝度値に基づいて、第２閾値を算出する第２閾値算出ステップと、
   前記第２閾値と、各色成分の前記輝度値分布の前記平均輝度値とを比較し、前記第２閾値より小さい分布範囲を検出する範囲検出ステップと
   を備えることを特徴とする印刷領域検出方法。
2. 請求項１に記載の印刷領域検出方法において、
   前記印刷パターンの前記境界線は平行な直線形状を有する
   ことを特徴とする印刷領域検出方法。
3. 請求項１または２に記載の印刷領域検出方法において、
   補色関係にある前記色成分の輝度値分布を用いて前記第２閾値と比較することで前記分布範囲の色を判別する
   ことを特徴とする印刷領域検出方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の印刷領域検出方法において、
   前記第１閾値は前記画像内の複数の前記印刷パターンの境界線に沿った方向のエッジの総数よりも大きい
   ことを特徴とする印刷領域検出方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の印刷領域検出方法において、
   前記第１閾値は前記画像内の前記印刷パターンの境界線に沿った方向と垂直な方向の幅のピクセル数よりも大きい
   ことを特徴とする印刷領域検出方法。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の印刷領域検出方法において、
   前記分布範囲の端部の位置における前記印刷パターンの前記境界線に沿った方向のエッジ範囲を検出するエッジ範囲検出ステップと、
   を備える印刷領域検出方法。
7. 色が異なる複数の印刷パターンを印刷する印刷ユニットと、
   前記印刷パターンが印刷された印刷物を複数の色成分で撮像するスキャナと、
   各色成分の画像ごとに、前記印刷パターンと背景との境界線に沿った方向である予め定められた方向に輝度値を平均化する平均輝度値算出部と、
   各色成分の画像ごとに、平均輝度値を前記境界線に沿った方向と直交する方向に配列した輝度値分布を生成する輝度値分布生成部と、
   前記境界線に沿った方向と直交する方向の位置ごとに、各色成分の画像の前記平均輝度値から、最も値が小さい最小輝度値を選択して最小輝度値分布を生成する最小輝度値分布生成部と、
   前記最小輝度値分布における輝度値のヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
   前記ヒストグラムにおいて、予め定められた第１閾値以上のピーク値の中から最小ピーク値および最大ピーク値を抽出するピーク値抽出部と、
   前記最小ピーク値および前記最大ピーク値の輝度値に基づいて、第２閾値を算出する第２閾値算出部と、
   前記第２閾値と、各色成分の前記輝度値分布の前記平均輝度値とを比較し、前記第２閾値より小さい分布範囲を検出する分布範囲検出部と
   を備えることを特徴とする印刷装置。
8. 請求項７に記載の印刷装置において、
   前記印刷パターンの前記境界線は平行な直線形状を有する
   ことを特徴とする印刷装置。
9. 請求項７または８に記載の印刷装置において、
   補色関係にある前記色成分の前記輝度値分布を用いて前記第２閾値と比較することで前記分布範囲の色を判別する
   ことを特徴とする印刷装置。
10. 請求項７から９のいずれか１つに記載の印刷装置において、
    前記第１閾値は前記画像内の複数の前記印刷パターンの境界線に沿った方向のエッジの総数よりも大きい
    ことを特徴とする印刷装置。
11. 請求項７から１０のいずれか１つに記載の印刷装置において、
    前記第１閾値は前記画像内の前記印刷パターンの境界線に沿った方向と垂直な方向の幅のピクセル数よりも大きい
    ことを特徴とする印刷装置。
12. 請求項７から１１のいずれかに記載の印刷装置において、
    前記分布範囲の端部の位置における前記印刷パターンの前記境界線に沿った方向のエッジ範囲を検出するエッジ範囲検出部と
    を備える印刷装置。
    

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