JP2023037899A - 画像検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインセンサを用いた画像検査部と印刷物が直交しなくとも適切な画像検査を行うことが可能となる。【解決手段】用紙に画像を印刷するインクジェットヘッド１１と、インクジェットヘッド１１が印刷した印刷物を搬送する搬送部２１Ａ，２１Ｂと、搬送部２１Ａ，２１Ｂに対するインクジェットヘッド１１の傾きである第１の傾き量を検出する傾き検出部２９ａと、搬送方向と直交する方向に搬送部を横断して配置され、印刷物を読取った検査画像データと印刷物のデータである基準画像データを比較照合する検査部２３Ａ，２３Ｂと、検査画像データを補正する補正量を算出する補正量算出部２９ｂと、を備え、印刷物は四隅にマークが印字されており、補正量算出部２９ｂは検査画像データの四隅のマークを結んだ平行四辺形の画像の傾きである第２の傾き量と、第１の傾き量とに基づき補正量を算出する。【選択図】 図２

Description

本発明は、用紙に印刷された画像を検査する画像検査装置に関する。

従来、印刷装置により印刷された印刷用紙の画像が適切か検査する画像検査装置が良く知られている。

画像検査装置では、印刷物の搬送方向と直交する方向にラインセンサを配置し、印刷物の良否を検査する画像検査装置では、吐出データである基準画像データと、ラインセンサが読み取った検査画像データを比較照合して良否判定を行っている。

特許文献１には、検査画像データと検査基準となる基準画像データの文字同士の特徴となるエッジ間の距離とを比較し、検査画像の基準画像に対する変形量を算出し、補正することが開示されている。

特開２０１６－１３３４１号公報

しかしながら、ラインセンサを用いた画像検査装置が傾いて搬送方向に対して斜向する、もしくは逆に印刷物が画像検査装置に対して斜交すると、検査画像データ全体が変形するので、特許文献１に記載の技術では補正することが困難であった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、ラインセンサを用いた画像検査装置と印刷物が直交しなくとも適切な画像検査を行うことが可能となる画像検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像検査装置の特徴は、
用紙に画像を印刷する印刷部と
前記印刷部が印刷した印刷物を搬送する搬送部と、
前記搬送部に対する前記印刷部の傾きである第１の傾き量を検出する傾き検出部と、
前記搬送部の搬送方向と直交する方向に搬送部を横断して配置され、前記印刷物を読取った検査画像データと前記印刷物のデータである基準画像データを比較照合する画像検査部と、
前記検査画像データを補正する補正量を算出する補正量算出部と、を備え、
前記印刷物は四隅にマークが印字されており、
前記補正量算出部は前記検査画像データの四隅のマークを結んだ平行四辺形の画像の傾きである第２の傾き量と、前記第１の傾き量とに基づき前記補正量を算出する
ことにある。

本発明に係る画像検査装置の特徴によれば、ラインセンサを用いた画像検査装置と印刷物が直交しなくとも適切な画像検査を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る画像検査装置を含む画像形成システムの概略構成図である。 図１に示す画像形成システムの画像検査装置の概略構成図である。 （ａ）は、第１の傾き量の説明図であり、（ｂ）は、第１の傾き量の検出の説明図である。 本発明の実施の形態に係る画像検査装置が備える制御部による補正量の算出を説明した図である。（ａ）は、検査部の傾きを示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の検査部で読み取られた画像に基づいて第２の傾き量の算出を説明した図である。 （ａ）は、検査部の傾きを示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の検査部で読み取られた画像に基づいて第２の傾き量の算出を説明した図である。 本発明の実施の形態に係る画像検査装置の処理内容を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一若しくは同等の部位や構成要素には、同一若しくは同等の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像検査装置を含む画像形成システムの概略構成図である。図２は、図１に示す画像形成システムの画像検査装置の概略構成図である。以下の説明において、図１における紙面の上下左右を上下左右方向とする。図１において左から右へ向かう方向が、シート状の被搬送物である用紙Ｐ（図２参照）の搬送方向である。以下の説明における上流、下流は、用紙Ｐの搬送方向における上流、下流を意味する。紙面手前方向を前、紙面後ろ方向を後とする。

図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成システム１は、画像形成装置２と、画像検査装置３と、後処理装置４とを備える。

画像形成装置２は、それぞれ異なる色のインクを吐出する複数のインクジェットヘッド１１と、用紙Ｐを搬送する搬送経路１２と、インクジェットヘッド１１の直下に搬送経路１２と接続して設けられた搬送部１３とを備える。用紙Ｐの供給手段等、その他の構成の図示は省略している。

画像形成装置２は、搬送部１３で搬送しつつインクジェットヘッド１１により一方の面に印刷した用紙Ｐを搬送経路１２で表裏反転して搬送部１３に再給紙し、搬送部１３で搬送しつつインクジェットヘッド１１により他方の面に印刷することで両面印刷可能である。

画像検査装置３は、画像形成装置２で印刷された用紙Ｐを搬送しつつ、用紙Ｐに形成された画像を検査する。画像検査装置３の詳細は後述する。

後処理装置４は、画像形成装置２で画像が印刷され、画像検査装置３で当該画像が検査された用紙Ｐに対し、種々の後処理を加えて排出する装置である。後処理の内容としては、ソート・スタック等の仕分け作業、ステープル、合紙の挿入、各種態様の紙折り、封筒への挿入等がある。画像形成システム１には、目的に応じて必要な機能を備えた後処理装置４を設けることができる。

次に、画像検査装置３の詳細について説明する。

図１～図２に示すように、画像検査装置３は、搬送部２１Ａ，２１Ｂと、押さえローラ２２Ａ，２２Ｂと、検査部２３Ａ，２３Ｂと、制御部２９とを備える。なお、画像検査装置３の検査部２３Ａ，２３Ｂを除く各部により搬送装置が構成される。

搬送部２１Ａは、画像形成装置２から搬送されてきた用紙Ｐをエア吸引により吸着保持して搬送する。搬送部２１Ａは、後述の搬送面３１ａが上面側（上向き）となるように配置されている。搬送部２１Ａは、搬送ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３～３５と、プラテン部３６と、チャンバ３７と、ファン３８とを備える。

搬送ベルト３１は、用紙Ｐを吸着保持して搬送する。搬送ベルト３１は、駆動ローラ３２および従動ローラ３３～３５に掛け渡された環状のベルトである。搬送ベルト３１には、多数のベルト穴（図示せず）が形成されている。搬送ベルト３１は、ファン３８の駆動によりベルト穴に発生する吸着力により、搬送面３１ａに用紙Ｐを吸着保持する。搬送部２１Ａの搬送ベルト３１は、図２における時計回り方向に回転することで、搬送面３１ａに吸着保持された用紙Ｐを右方向に搬送する。

搬送面３１ａは、駆動ローラ３２と従動ローラ３３との間における搬送ベルト３１の水平部分の上面である。

駆動ローラ３２は、搬送ベルト３１を回転させる。駆動ローラ３２は、モータ（図示せず）により回転駆動させられる。

従動ローラ３３～３５は、駆動ローラ３２とともに搬送ベルト３１を支持する。従動ローラ３３～３５は、回転する搬送ベルト３１に従動回転する。

プラテン部３６は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３との間において搬送ベルト３１の下側に配置され、搬送ベルト３１の下面を摺動可能に支持する。プラテン部３６は、搬送ベルト３１のベルト穴が通過する箇所に形成された多数の吸引穴（図示せず）を有する。

チャンバ３７は、プラテン部３６の吸引穴を介して搬送ベルト３１のベルト穴に吸着力を発生させるための負圧室を形成するものである。チャンバ３７は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３との間において、プラテン部３６の下面側に設けられている。

ファン３８は、チャンバ３７から排気する。これにより、ファン３８は、チャンバ３７内に負圧を発生させ、プラテン部３６の吸引穴および搬送ベルト３１のベルト穴を介して空気を吸引する。これにより、ファン３８は、ベルト穴に負圧を発生させ、用紙Ｐを搬送面３１ａに吸着させる。

搬送部２１Ｂは、搬送部２１Ａから搬送されてきた用紙Ｐをエア吸引により吸着保持して搬送し、後処理装置４へ排出する。搬送部２１Ｂは、搬送部２１Ａと同じ構成であるが、搬送部２１Ａを上下反転して配置されている。これにより、搬送部２１Ｂは、搬送面３１ａが下面側（下向き）となるように配置されている。搬送部２１Ｂの搬送面３１ａは、第２搬送面に相当する。

また、搬送部２１Ｂは、その搬送面３１ａの高さ位置が搬送部２１Ａの搬送面３１ａの高さ位置と同じになるように、搬送部２１Ａの下流側（右側）に隣接して配置されている。

搬送部２１Ｂでは、搬送ベルト３１は、図２における反時計回り方向に回転することで、搬送面３１ａに吸着保持された用紙Ｐを右方向に搬送する。

押さえローラ２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ搬送部２１Ａ，２１Ｂの搬送ベルト３１に用紙Ｐを押さえるためのローラである。

検査部２３Ａは、搬送部２１Ａにより搬送される用紙Ｐの上向きの面に形成された画像を検査のために読み取る。検査部２３Ａは、搬送部２１Ａの上方に配置されている。検査部２３Ａは、用紙Ｐの上面を読取った検査画像データと、内部メモリに記憶した用紙Ｐの
元画像の印字データである基準画像データとを比較照合する。

検査部２３Ｂは、搬送部２１Ｂにより搬送される用紙Ｐの下向きの面に形成された画像を検査のために読み取る。検査部２３Ｂは、搬送部２１Ｂの下方に配置されている。検査部２３Ｂは、用紙Ｐの下面を読取った検査画像データと、内部メモリに記憶した用紙Ｐの元画像の印字データである基準画像データとを比較照合する。

検査部２３Ａ，２３Ｂは、ラインセンサであるＣＩＳ（Contact Image Sensor）からなる。なお、検査部２３Ａ，２３Ｂは、ＣＩＳに限らず、その他の原理又は構造のセンサでもよいし、カメラでもよい。

制御部２９は、傾き検出部２９ａと、補正量算出部２９ｂとを備えている。

傾き検出部２９ａは、搬送部１３に対するインクジェットヘッド１１の傾きである第１の傾き量を検出する。

図３（ａ）は、第１の傾き量の説明図であり、図３（ｂ）は、第１の傾き量の検出の説明図である。

図３（ａ）に示すように、インクジェットヘッド１１の前側が左方向に傾いて設置されているとする。

このように、インクジェットヘッド１１が傾いて設置されている場合、元画像である基準画像データに基づいて印刷された印字画像Ｇ１は、歪みが生じている。

そこで、傾き検出部２９ａは、インクジェットヘッド１１の設置に起因して生じる第１の傾き量を検出する。

具体的には、図３（ｂ）に示すように、傾き検出部２９ａは、縦線と横線をそれぞれ複数本描いたテストパターン画像を印字した印字画像Ｇ２に基づいて、縦線と横線のなす角度θ１～θ１２を検出する。

そして、傾き検出部２９ａは、角度θ１～θ１２の平均値を第１の傾き量として検出する。

補正量算出部２９ｂは、検査部２３Ａ，２３Ｂにより読み取られた検査画像データを補正する補正量を算出する。具体的には、補正量算出部２９ｂは、検査画像データの四隅のマークを結んだ平行四辺形の画像の傾きである第２の傾き量と、前記第１の傾き量とに基づき補正量を算出する。

図４，図５は、本発明の実施の形態に係る画像検査装置が備える制御部２９による補正量の算出を説明した図である。図４（ａ）は、検査部２３Ａの傾きを示した図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の検査部２３Ａで読み取られた画像に基づいて第２の傾き量の算出を説明した図である。図５（ａ）は、検査部２３Ａの傾きを示した図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の検査部２３Ａで読み取られた画像に基づいて第２の傾き量の算出を説明した図である。

印字する画像の例えば印字領域外の四隅にイエロードットマークを印字された場合、インクジェットヘッド１１が傾いていると、図４（ａ）に示すように、印字画像Ｇ３の四隅に印字されたイエロードットマークＤ１～Ｄ４は、用紙Ｐに対して第１の傾き角で傾いた状態で印刷されている。

また、検査部２３Ａは、前側が右方向に傾いて設置されている。

図４（ａ）に示すイエロードットマークＤ１～Ｄ４を含む印字画像Ｇ３が、傾いて設置された検査部２３Ａにより読み取られると、さらに読み取りに起因して画像の傾きが生じる。

そこで、補正量算出部２９ｂは、検査部２３Ａの設置に起因して生じる第２の傾き量を検出する。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、補正量算出部２９ｂは、印字されたイエロードットマークＤ１～Ｄ４の中心を結ぶことで平行四辺形Ｓ１ができる。この平行四辺形Ｓ１の対向する角θ２１および角θ２２の平均値を算出し、算出した平均値から第１の傾き量を減算することにより、第２の傾き量を算出する。

そして、補正量算出部２９ｂは、第２の傾き量と、第１の傾き量とに基づき補正量を算出する。

具体的には、補正量算出部２９ｂは、第２の傾き量と、第１の傾き量とから下記の（数式１）の補正量である一次変換の行列式

を算出する。ここで、（ｘ，ｙ）は、補正前の画素の座標であり、（Ｘ，Ｙ）は、補正後の画素の座標を示している。

これにより、検査部２３Ａは、例えば、基準画像データの全ての画像について、（数式１）を用いて補正した後、検査部２３Ａにより検出された検出画像データと比較照合する。なお、検査部２３Ａにより検出された検査画像データの全ての画像について、一次変換の逆行列式を用いて補正した後、基準画像データと比較照合するようにしてもよい。

また、図５（ａ）に示すように、印字画像Ｇ１の四隅に印字されたイエロードットマークＤ１～Ｄ４は、用紙Ｐに対して第１の傾き角で傾いた状態で印刷されており、検査部２３Ａは、前側が右方向に第１の傾き量と同じ角度で傾いて設置されているとする。

この場合、図５（ａ）に示すイエロードットマークＤ１～Ｄ４を含む印字画像Ｇ３が検査部２３Ａにより読み取られると、図５（ｂ）に示すように、第１の傾き角と第２の傾き角が相殺されて直角となり、傾きがないと判定される。

なお、ここでは、検査部２３Ａを例に挙げて説明したが、検査部２３Ｂについても同様である。

図６は、本発明の実施の形態に係る画像検査装置の処理内容を示したフローチャートである。

図６に示すように、ステップＳ１０１において、画像形成装置２は、検査画像データ（印字領域内のユーザ指定の画像および印字領域外の四隅に設けられたイエロードットマークの画像）に基づいて、インクジェットヘッド１１からインクを吐出することにより、用紙Ｐに印字する。

ステップＳ１０３において、検査部２３Ａは、印字された用紙Ｐを読み取る。

ステップＳ１０５において、補正量算出部２９ｂは、四隅のイエロードットマークの各中心座標に基づいて、第２の傾き量を検出する。

ステップＳ１０７において、補正量算出部２９ｂは、ユーザ操作に基づいて基準画像データを補正するか否かを判定する。

基準画像データを補正すると判定された場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、ステップＳ１０９において、補正量算出部２９ｂは、第１の傾き量と第２の傾き量から一次変換の行列式を補正量として算出し、基準画像データに行列演算を行い歪のある画像に補正する。

一方、基準画像データを補正しないと判定された場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、ステップＳ１１１において、補正量算出部２９ｂは、第１の傾き量と第２の傾き量から一次変換の逆行列式を算出し、検査画像データに行列演算を行い歪のない画像に補正する。

ステップＳ１１３において、検査部２３Ａは、基準画像データと、検査画像データの比較照合検査を行う。

印刷終了するまで（ステップＳ１１９；ＹＥＳ）、比較照合不一致があるか否かを判定し、比較照合不一致がある場合（ステップＳ１１５；ＹＥＳ）、ステップＳ１１７において、検査部２３Ａは、検査エラーを出力する。

なお、本実施例では、第１の傾き量と第２の傾き量をそれぞれ算出し、補正量を求めたが、第１の傾き量と第２の傾き量とを合わせて最終的な補正量を求めるようにしてもよい。

また、補正量に基づき検査画像データ、基準画像データのどちらか一方、または双方を補正してもよい。

また、検査画像データの代わりにイエロードットマークが含まれたテストパターンを印字し、第１の傾き量と第２の傾き量をそれぞれ算出し、補正量を求めてもよい。

（付記）
本出願は、以下の発明を開示する。

（付記１）
用紙に画像を印刷する印刷部と
前記印刷部が印刷した印刷物を搬送する搬送部と、
前記搬送部に対する前記印刷部の傾きである第１の傾き量を検出する傾き検出部と、
前記搬送部の搬送方向と直交する方向に搬送部を横断して配置され、前記印刷物を読取った検査画像データと前記印刷物のデータである基準画像データを比較照合する画像検査部と、
前記検査画像データを補正する補正量を算出する補正量算出部と、を備え、
前記印刷物は四隅にマークが印字されており、
前記補正量算出部は前記検査画像データの四隅のマークを結んだ平行四辺形の画像の傾きである第２の傾き量と、前記第１の傾き量とに基づき前記補正量を算出する
ことを特徴とする画像検査装置。

これにより、印刷部の個体差に起因して生じる第１の傾き量と、画像検査部の傾きに起因して生じる第２の傾き量とに基づいて、補正量を算出するので、ラインセンサを用いた画像検査部が傾いて搬送方向に対して斜向する、もしくは逆に印刷物が画像検査部に対して斜交した場合でも、補正することが可能となるので、ラインセンサを用いた画像検査部と印刷物が直交しなくとも適切な画像検査を行うことが可能となる。

１ 画像形成システム
２ 画像形成装置
３ 画像検査装置
４ 後処理装置
１１ インクジェットヘッド
１３ 搬送部
２１Ａ，２１Ｂ 搬送部
２３Ａ，２３Ｂ 検査部（画像検査部）
２９ 制御部
２９ａ 検出部
２９ｂ 補正量算出部
３１ 搬送ベルト
３１ａ 搬送面
３２ 駆動ローラ
３３～３５ 従動ローラ
３６ プラテン部
３７ チャンバ
３８ ファン

Claims (1)

1. 用紙に画像を印刷する印刷部と
   前記印刷部が印刷した印刷物を搬送する搬送部と、
   前記搬送部に対する前記印刷部の傾きである第１の傾き量を検出する傾き検出部と、
   前記搬送部の搬送方向と直交する方向に搬送部を横断して配置され、前記印刷物を読取った検査画像データと前記印刷物のデータである基準画像データを比較照合する画像検査部と、
   前記検査画像データを補正する補正量を算出する補正量算出部と、を備え、
   前記印刷物は四隅にマークが印字されており、
   前記補正量算出部は前記検査画像データの四隅のマークを結んだ平行四辺形の画像の傾きである第２の傾き量と、前記第１の傾き量とに基づき前記補正量を算出する
   ことを特徴とする画像検査装置。
   

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