JP2018054560A - 画像検査方法及び装置、プログラム並びに画像記録システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成要素の不良に起因する欠陥を補償する補償処理を実施する画像記録システムを用いて記録された記録物を撮像装置によって撮像して得られる検査画像のデータを取得する工程(S10)と、基準画像のデータを取得する工程(S12)と、検査画像のデータを基準画像のデータと比較して検査画像の各位置における欠陥の有無を判定する欠陥検出工程(S14)と、を含む画像検査方法であって、欠陥検出工程は、補償処理を適用した画像形成要素の不良の補償位置情報32に基づき、補償適用領域と補償適用領域以外の補償非適用領域とで欠陥の検出性能を異ならせる処理を含む。
【選択図】図5
Description
ラインヘッド型インクジェット印刷装置では、ラインヘッドを用いた通常1回の走査で画像を形成するため、ノズルがなんらかの理由で不良化して不吐出ノズルや吐出曲がりが発生すると、該当ノズルが記録を担当する部位においてスジ欠陥が発生する。スジ欠陥はラインヘッドを印刷媒体に対して相対的に走査するにあたり、走査方向に伸びるスジとして発生する。
上記のような不良ノズルに起因するスジ欠陥を補償する処理として『不吐出補正』が知られている。不吐出補正技術は過去に多く提案されており、例えば特許文献2に記載の技術が挙げられる。特許文献2に記載の技術の要旨は次のとおりである。記録ヘッドにおけるノズルの配列形態と、ヘッドと被吐出媒体との相対移動の方向から規定される液滴の着弾順を含む着弾干渉誘発要因に対応した複数種の着弾干渉パターンと各ノズルとの対応関係を示す対応情報に基づいて、着弾干渉パターンの違いに対応した不吐出補正用の補正パラメータを定め、これを記憶部に記憶しておく。画像出力に際しては、不吐出ノズル位置情報を基に不吐出補正用の補正パラメータを参照し、該当する補正パラメータを用いて入力画像データに補正演算を行うことにより、不吐出ノズル以外の他のノズルによって不吐出ノズルの出力を補償するように修正された画像データを生成する。特許文献2における「記録ヘッド」は、本明細書におけるインクジェットヘッドに相当する用語であると理解される。
インクジェット印刷システムにおいて、不吐出補正機能のような不良ノズル補償機能を搭載したとしてもスジの発生をゼロにすることはできない。何ページも多数枚の印刷を実行していると突発的に不良ノズルが発生することがあり、この場合、不良ノズルが発生したページ、若しくは不良ノズル発生以降の複数のページでスジが発生し得る。スジが発生したページは印刷物の商品として成り立たないことがあるため、インクジェット印刷システムにおいてスジの発生を検出してクライアントであるユーザに伝えるスジ欠陥検査機能を備えることが望まれる。スジは印刷物上の局所的な位置で発生し得るため、印刷物をカメラなどの撮像装置を用いて撮像して画像解析を行うことでスジの有無を判定することが必要になる。
不良ノズル補償機能は既述のとおり、該当不良ノズルを不吐出化して近接ノズルの記録濃度を濃くすることで実施されることが多い。これはミクロ的に見ると不良ノズル補償位置では白線成分を有しており、その近傍が黒線成分を有している状態である。つまり不良ノズル補償機能によって補償処理が施された部分の白線成分はミクロ的にはスジであるが、マクロ的にはスジと視認されない、つまり印刷物に要求される品質評価の観点からするとスジではない、ということになる。
図1はラインヘッド型インクジェット印刷装置における不良ノズルに起因するスジ欠陥を説明するための模式図である。ラインヘッド型インクジェット印刷装置とは、ラインヘッドを備えたインクジェット印刷装置を指す。ここでは、説明を簡単にするために、モノクロ濃淡画像を例に説明する。カラー画像の場合は、色ごとの各チャネルに対して同様の処理を実施すればよい。例えば、印刷物を撮像して得られる検査画像が赤(R)、緑(G)、及び青(B)の各色の濃淡画像信号を含むRGB画像である場合、Rチャネル、Gチャネル、及びBチャネルのそれぞれの色信号のチャネルについて、モノクロ濃淡画像の場合で説明する処理と同様の処理を実施すればよい。
図1を用いて説明したような不良ノズルに起因するスジ欠陥を補償する処理としての不吐出補正の基本的な考え方の概念図を図2に示す。
検査対象である印刷物の撮像画像を検査画像と呼ぶ。検査画像の一部にスジが発生した場合、該当画像上にラインヘッド相対走査方向へ伸びる白い線成分が観測される。しかしながら、その線成分がスジなのか印刷物のコンテンツなのかを判断することは容易ではない。そこで、検査画像とは別に比較用の基準画像を用意することが基本的なアプローチとなる。基準画像は、検査画像からスジなどの欠陥を検出する際の基準となる画像である。
ここで、図3及び図4を用いて不良ノズル補償機能とスジ欠陥検出機能の相性の問題点について具体的に説明する。
本発明の実施形態における画像検査機能の特徴点の1つは、スジのような画像上の欠陥の検査を実施するにあたり、「欠陥の補償位置情報を利用」することで欠陥検査の安定性を向上させるという点である。欠陥の補償位置情報とは、不吐出補正技術に代表される欠陥補償技術によって補償処理が施された画像上の位置を示す情報をいう。不吐出補正処理についての補償位置情報は、不良ノズルの位置情報であってもよい。
欠陥検出精度は、正検出能力と誤検出回避能力で決まる。正検出能力とは、欠陥を正しく欠陥と判定する能力である。誤検出回避能力とは、欠陥でない非欠陥位置を間違って欠陥と判定しない能力である。一般に、正検出能力と誤検出回避能力はトレードオフの関係にあり、正検出能力を上げると誤検出回避能力は下がりやすく、誤検出回避能力を上げると正検出能力は下がりやすい。正検出能力と誤検出回避能力のどちらを優先させるかはアプリケーションによって決めればよい。欠陥検出精度は、欠陥の検出性能の概念に含まれる。「能力」という用語は「性能」に置き換えてもよい。つまり、欠陥の検出性能は、正検出性能と誤検出回避性能できまる。
検査画像に発生する欠陥としては、「補償位置周辺」に発生する欠陥と、「補償位置周辺以外」に発生する欠陥とがありうる。補償位置周辺とは、補償処理の対象とされた不良ノズルの記録位置とその近接周辺を含む範囲である。「周辺」の範囲は、補償ノズルによる補償記録の範囲を含む。補償位置周辺は、補償適用領域という用語で置き換えてもよい。補償位置周辺以外とは、「補償位置周辺」以外の領域を指す。補償位置周辺以外は、補償適用領域以外に相当し、補償非適用領域という用語で置き換えることができる。
画像欠陥の一例としてスジ欠陥を例に説明する。スジ欠陥検査方法は、画像検査方法の一例である。図5にスジ欠陥検査方法の基本構成を示す。
本実施形態のスジ欠陥検査方法では、既に説明した基本コンセプトに従い、欠陥検出工程(ステップS14)において、補償位置情報32から把握される補償位置の周辺と、それ以外の位置とで欠陥検出方法を切り替える処理を行う。「欠陥検出方法を切り替える」ことの概念には、欠陥を検出するための演算に使用されるパラメータの一部又は全部を変更することも含まれるし、演算のアルゴリズムの一部又は全部を変更することも含まれる。欠陥を検出するための「演算」の概念には、信号処理及び判定処理の少なくとも一方の処理も含まれる。
図6はスジ欠陥検出工程のサブ構成の例を示すフローチャートである。欠陥検出工程(図5のステップS14)は、領域決定工程(ステップS20)と、信号強度決定工程(ステップS22)と、欠陥有無判定工程(ステップS24)と、を含む。
補償位置情報は、領域決定工程(ステップS20)、信号強度決定工程(ステップS22)及び欠陥有無判定工程(ステップS24)のそれぞれの工程において使用可能である。領域決定工程(ステップS20)、信号強度決定工程(ステップS22)及び欠陥有無判定工程(ステップS24)のうち、どれか1つの工程に対して使用されてもよいし、複数の工程に渡って使用されてもよい。
図7は欠陥検出工程における処理の一例を示したフローチャートである。図7のフローチャートの各ステップは、画像検査装置として機能するコンピュータがプログラムを実行することによって実施され得る。
次に、実施形態に係る画像検査装置の構成について説明する。図8は実施形態に係る画像検査装置100の機能を示すブロック図である。画像検査装置100は、既に説明した実施形態に係る画像検査方法を実施し得る。
これまでは補償位置周辺かそうでないかの2パターンで説明していたが、もっと多くのパターンを考えることができる。例えば、補償処理が施された画像を基準画像として用いた場合、基準画像における補償位置周辺と、検査画像における補償位置周辺が別途存在するケースがありうる。なお、基準画像として入力デジタル画像を用いた場合にも、前処理によって基準画像に補償位置が存在するケースがあることに注意する。
補償位置の他のバリエーションとして次のようなケースを考えることも可能である。即ち、ある補償位置の極近傍に別の補償位置が存在するケースである。このようなケースを「補償位置が密集している」と表現すると、密集補償位置周辺では密集でない補償位置周辺に比べて、より誤検出が発生し易いと考えることができる。よって、密集補償位置を別パターンとして扱い、パターンごとに別処理を行うことは有効である。なお、密集補償位置は同色で発生する場合もあるし、異色で発生する場合もある。
厳密な補償位置から、どこまでの範囲を「補償位置周辺」として扱うかはアプリケーションに応じて調整可能である。基本的には、印刷解像度、補償に使用する印刷画素数、及び撮像装置の撮像解像度で決まってくる。補償に使用する印刷画素数は補償に使用する画素の範囲である補償幅と言い換えてもよい。撮像装置の撮像解像度は、読取解像度と同義である。
図10は実施形態に係るインクジェット印刷装置201の構成を示す側面図である。インクジェット印刷装置201は「印刷装置」の一形態に相当する。なお、「印刷装置」という用語は、印刷機、プリンタ、画像記録装置、画像形成装置、画像出力装置などの用語と同義である。
図11はインクジェット印刷装置201の制御系の要部構成を示すブロック図である。インクジェット印刷装置201は制御装置202によって制御される。制御装置202とインクジェット印刷装置201とを含むシステムをインクジェット印刷システム300と呼ぶ。
図12は制御装置202における画像記録制御に関する機能を示したブロック図である。
上述の実施形態で説明した画像検査機能を含む画像処理機能並びにインクジェット印刷装置の制御機能をコンピュータに実現させるプログラムをCD−ROM(Compact Disc read-only memory)や磁気ディスクその他の有体物たる非一時的な情報記憶媒体であるコンピュータ可読媒体に記録し、この情報記憶媒体を通じてプログラムを提供することが可能である。またこのような有体物たる非一時的な情報記憶媒体にプログラムを記憶させて提供する態様に代えて、インターネットなどの通信ネットワークを利用してプログラム信号をダウンロードサービスとして提供することも可能である。
(1)本実施形態によれば、補償位置周辺においてスジ欠陥の誤検出を抑制することができる。
インクジェットヘッドのイジェクタは、液体を吐出するノズルと、ノズルに通じる圧力室と、圧力室内の液体に吐出エネルギーを与える吐出エネルギー発生素子と、を含んで構成される。イジェクタのノズルから液滴を吐出させる吐出方式に関して、吐出エネルギーを発生させる手段は、圧電素子に限らず、発熱素子や静電アクチュエータなど、様々な吐出エネルギー発生素子を適用し得る。例えば、発熱素子による液体の加熱による膜沸騰の圧力を利用して液滴を吐出させる方式を採用することができる。インクジェットヘッドの吐出方式に応じて、相応の吐出エネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
「記録媒体」は、画像の記録に用いられる記録媒体或いは媒体という用語は、用紙、記録用紙、印刷用紙、印刷媒体、印字媒体、被印刷媒体、画像形成媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものの総称である。記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、シール用紙、樹脂シート、フィルム、布、不織布、その他材質や形状を問わず、様々なシート体を用いることができる。記録媒体は枚葉の媒体に限らず、連続紙などの連続媒体であってもよい。また、枚葉の記録媒体は、予め規定のサイズに整えられたカット紙に限らず、連続媒体から随時、規定のサイズに裁断して得られるものであってもよい。
記録媒体を搬送する搬送手段は、図1に例示したドラム搬送方式に限らず、ベルト搬送方式、ニップ搬送方式、チェーン搬送方式、パレット搬送方式など、各種形態を採用することができ、これら方式を適宜組み合わせることができる。
上述の実施形態では、画質補正処理の例として、ハーフトーン処理前の画像データについて不吐補正パラメータを適用して信号値の補正を行い、補正後の画像データをハーフトーン処理する形態を例示したが、発明の実施に際して、ハーフトーン処理後のデータを補正する構成を採用してもよい。また、各ノズルの吐出エネルギー発生素子に印加する駆動信号を補正してもよい。
上述の実施形態では、シングルパス方式の走査方向であるY方向を第1方向とし、第1方向に直交するノズル列方向であるX方向を第2方向の一例として説明したが、第2方向は第1方向と交差する方向であればよい。本明細書における「直交」又は「垂直」という用語には、90°未満の角度、又は90°を超える角度をなして交差する態様のうち、実質的に90°の角度をなして交差する場合と同様の作用効果を発生させる態様が含まれる。
不良ノズルは、図1で説明した不吐出や吐出曲がりのみではなく、スプラッシュのように吐出がかすれたり、設計サイズとは異なる大きさのインクドットが吐出されたりするようなケースを含み、正常ノズルに対して異なる吐出挙動を示すもの全般を含む。これらを補償した位置も本開示の「補償適用領域」の概念に含まれる。
上述の実施形態では、ラインヘッド型のインクジェット印刷システムにおけるスジ欠陥を例に説明したが、画像形成要素の欠陥補償を行う画像記録システム全般の欠陥検査を行う場合に適用可能である。このような画像記録システムとして、例えばサーマルプリントヘッドを用いて画像の記録を行う画像記録システム、LEDプリントヘッドを用いて画像の記録を行う画像記録システムなどが挙げられる。
「印刷装置」という用語は、印刷機、プリンタ、印字装置、画像記録装置、画像形成装置、画像出力装置、或いは、描画装置などの用語と同義である。
上述の実施形態で説明した構成や変形例で説明した事項は、適宜組み合わせて用いることができ、また、一部の事項を置き換えることもできる。
12 ノズル
14 ノズル列
20 媒体
22 ドット
30 基準画像
32 補償位置情報
50 検査画像
100 画像検査装置
102 画像取得部
104 メモリ
106 補償位置情報取得部
108 検出方法選択制御部
110 画像解析部
112 前処理部
114 領域決定部
114A 補償位置周辺領域決定部
114B 補償位置周辺外領域決定部
116 信号強度決定部
118 欠陥有無判定部
120 基準画像記憶部
122 閾値記憶部
124 情報出力部
130 印刷物
132 カメラ
140 差分画像生成部
142 統計処理部
144 ノイズ低減部
144A 補償位置周辺ノイズ低減部
144B 補償位置周辺外ノイズ低減部
160 操作部
162 表示部
201 インクジェット印刷装置
202 制御装置
210 給紙部
212 給紙装置
212A 給紙台
214 フィーダボード
216 給紙ドラム
220 処理液塗布部
222 処理液塗布ドラム
223 グリッパ
224 処理液塗布装置
230 処理液乾燥部
232 処理液乾燥ドラム
233 グリッパ
234 温風送風機
240 描画部
242 描画ドラム
243 グリッパ
244 ヘッドユニット
246 インクジェットヘッド
246C インクジェットヘッド
246K インクジェットヘッド
246M インクジェットヘッド
246Y インクジェットヘッド
248 インラインセンサ
250 インク乾燥部
260 集積部
262 集積装置
262A 集積トレイ
300 インクジェット印刷システム
310 チェーンデリバリ
312 チェーン
314 グリッパ
320 用紙ガイド
322 第1用紙ガイド
324 第2用紙ガイド
330 温風送風ユニット
350 システムコントローラ
352 通信部
354 表示部
356 入力装置
358 画像処理部
360 画像検査装置
362 搬送制御部
364 画像記録制御部
370 CPU
372 ROM
374 RAM
380 媒体搬送機構
382 ロータリエンコーダ
410 着弾誤差測定演算部
412 不良ノズル情報記憶部
414 濃度補正係数算出部
416 濃度補正係数記憶部
418 濃度データ生成部
420 補正処理部
422 インク吐出データ生成部
424 駆動波形生成部
426 ヘッドドライバ
440 入力画像
800 プリントヘッド
802 ヘッドモジュール
820 用紙
830 基準画像
832 塗りつぶし領域
834 文字
836 縦線
838 横線
850 検査画像
852 塗りつぶし領域
854 文字
856 縦線
858 横線
860 スジ欠陥
862 補償処理部分
Nz3 第3番ノズル
Nz8 第8番ノズル
P 用紙
S10〜S24 スジ欠陥検査方法のステップ
S30〜S56 欠陥検出処理のステップ
Claims (18)
- 複数の画像形成要素を備えた画像記録システムであって前記画像形成要素の不良に起因する欠陥を補償する補償処理を実施する前記画像記録システムを用いて記録された記録物を撮像装置によって撮像して得られる検査画像のデータを取得する検査画像取得工程と、
前記記録物の欠陥を検出するための基準となる基準画像のデータを取得する基準画像取得工程と、
前記検査画像のデータを前記基準画像のデータと比較することにより、前記検査画像の各位置における欠陥の有無を判定する欠陥検出工程と、を含み、
前記欠陥検出工程は、前記補償処理を適用した前記画像形成要素の不良の補償位置情報に基づき、補償適用領域と補償適用領域以外の補償非適用領域とで欠陥の検出性能を異ならせる処理を含む画像検査方法。 - 前記検出性能は、前記記録物の欠陥を正しく欠陥と判定する正検出性能と、前記記録物の非欠陥位置を誤って欠陥と判定してしまうことを回避する誤検出回避性能との組み合わせにより定まる欠陥検出精度であり、
前記欠陥検出工程は、前記補償適用領域における誤検出回避性能を、前記補償非適用領域における誤検出回避性能よりも高める処理を含む請求項1に記載の画像検査方法。 - 前記欠陥検出工程には、前記検出性能が異なる複数の欠陥検出方法が定義され、
前記欠陥検出工程は、前記複数の欠陥検出方法から、前記補償位置情報に基づき、前記各位置における欠陥の有無の判定に適用する欠陥検出方法を選択する選択工程を含む請求項1又は2に記載の画像検査方法。 - 前記欠陥検出方法は、
欠陥と疑われる信号を抽出するための演算領域を決定する領域決定工程と、
前記領域決定工程によって決定された演算領域から欠陥と疑われる信号の強度を決定する信号強度決定工程と、
前記信号強度決定工程によって決定された前記信号の強度から閾値を用いて欠陥の有無を判定する欠陥有無判定工程と、
を含み、
前記複数の欠陥検出方法は、前記領域決定工程、前記信号強度決定工程、及び前記欠陥有無判定工程のうち少なくとも1つの工程において、少なくとも演算方法若しくは演算に使用されるパラメータが異なる欠陥検出方法を含む請求項3に記載の画像検査方法。 - 前記複数の欠陥検出方法は、前記領域決定工程により決定される前記演算領域の大きさが異なる欠陥検出方法を含む請求項4に記載の画像検査方法。
- 前記複数の欠陥検出方法は、前記信号強度決定工程の演算に用いる演算方法若しくは前記信号強度決定工程の演算に使用されるパラメータが異なる欠陥検出方法を含む請求項4又は5に記載の画像検査方法。
- 前記複数の欠陥検出方法は、前記欠陥有無判定工程にて使用される閾値が異なる欠陥検出方法を含む請求項4から6のいずれか一項に記載の画像検査方法。
- 前記欠陥有無判定工程は、複数の位置で判定された欠陥と非欠陥の判定データ群を基に、最終的な欠陥有無を統計的に判定する統計判定処理を含み、
前記補償位置情報に基づいて、前記補償適用領域と前記補償非適用領域とで前記統計判定処理の判定基準を異ならせる請求項4から7のいずれか一項に記載の画像検査方法。 - 前記選択工程は、
前記検査画像における画像形成要素の不良の補償位置集合を集合T、
前記基準画像における画像形成要素の不良の補償位置集合を集合Rとする場合に、
集合Tに含まれ、かつ、集合Rに含まれる位置の集合である第1の位置集合と、
集合Tに含まれ、かつ、集合Rに含まれない位置の集合である第2の位置集合と、
集合Tに含まれず、かつ、集合Rに含まれる位置の集合である第3の位置集合と、
集合Tに含まれず、かつ、集合Rに含まれない位置の集合である第4の位置集合と、
に対し、
少なくとも前記第2の位置集合と前記第4の位置集合とで異なる前記欠陥検出方法が選択される請求項3から8のいずれか一項に記載の画像検査方法。 - 前記複数の欠陥検出方法のうち、前記第2の位置集合で使用される欠陥検出方法は、前記第4の位置集合で使用される欠陥検出方法に比べ、誤検出回避性能が高い構成である請求項9に記載の画像検査方法。
- 前記画像記録システムはラインヘッド型のインクジェット印刷システムであり、前記画像形成要素はラインヘッドのノズルである請求項1から10のいずれか一項に記載の画像検査方法。
- 前記画像形成要素の不良を補償する補償処理は、不吐出補正の処理である請求項11に記載の画像検査方法。
- 前記欠陥はスジ欠陥である請求項1から12のいずれか一項に記載の画像検査方法。
- 前記基準画像は、前記画像記録システム又は他の画像記録システムを用いて予め記録された基準画像生成用記録物を前記撮像装置又は他の撮像装置を用いて撮像することにより生成される請求項1から13のいずれか一項に記載の画像検査方法。
- 前記基準画像は、前記画像記録システムを用いて前記記録物の記録を行う際に用いる画像データを基に生成される請求項1から13のいずれか一項に記載の画像検査方法。
- 複数の画像形成要素を備えた画像記録システムであって前記画像形成要素の不良に起因する欠陥を補償する補償処理を実施する前記画像記録システムを用いて記録された記録物を撮像装置によって撮像して得られる検査画像のデータを取得する検査画像取得部と、
前記記録物の欠陥を検出するための基準となる基準画像のデータを取得する基準画像取得部と、
前記検査画像のデータを前記基準画像のデータと比較することにより、前記検査画像の各位置における欠陥の有無を判定する欠陥検出部と、を備え、
前記欠陥検出部は、前記補償処理を適用した前記画像形成要素の不良の補償位置情報に基づき、補償適用領域と補償適用領域以外の補償非適用領域とで欠陥の検出性能が異なる処理を行う画像検査装置。 - 複数の画像形成要素を備えた画像記録システムであって、
前記画像形成要素の不良に起因する欠陥を補償して欠陥の視認性を低減させる補償処理を実施する補償処理部と、
前記画像形成要素を用いて記録された記録物を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像して得られる検査画像のデータを取得する検査画像取得部と、
前記記録物の欠陥を検出するための基準となる基準画像のデータを取得する基準画像取得部と、
前記検査画像のデータを前記基準画像のデータと比較することにより、前記検査画像の各位置における欠陥の有無を判定する欠陥検出部と、を備え、
前記欠陥検出部は、前記補償処理を適用した前記画像形成要素の不良の補償位置情報に基づき、補償適用領域と補償適用領域以外の補償非適用領域とで欠陥の検出性能が異なる処理を行う画像記録システム。 - コンピュータに、
複数の画像形成要素を備えた画像記録システムであって前記画像形成要素の不良に起因する欠陥を補償する補償処理を実施する前記画像記録システムを用いて記録された記録物を撮像装置によって撮像して得られる検査画像のデータを取得する検査画像取得工程と、
前記記録物の欠陥を検出するための基準となる基準画像のデータを取得する基準画像取得工程と、
前記検査画像のデータを前記基準画像のデータと比較することにより、前記検査画像の各位置における欠陥の有無を判定する欠陥検出工程と、
を実行させるためのプログラムであって、
前記欠陥検出工程は、前記補償処理を適用した前記画像形成要素の不良の補償位置情報に基づき、補償適用領域と補償適用領域以外の補償非適用領域とで欠陥の検出性能を異ならせる処理を含むプログラム。
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