JP2536543B2 - 画像検査用光学濃度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は例えばファクシミリ装置や印刷機あるいは複
写機によって再現された画像の品質を検査するための画
像検査用光学濃度測定装置に係わり、詳細には測定部位
の照明に工夫を行った画像検査用光学濃度測定装置に関
する。

「従来の技術」 オフィスでは、各種情報機器が文字や画像等の画情報
の出力を行っている。この代表的なものは、原稿の複写
を行う複写機である。複写機は感光ドラム上に静電潜像
を形成したり、CCD（Charge Coupled Devices）等の撮
像素子を用いて画情報の読み取りを行い、現像器を用い
て現像を行ったりあるいはサーマルヘッド等の記録ヘッ
ドを用いて用紙上に画像の再現を行っている。

このような情報機器を設計したり、工場からこれらの
情報機器を出荷する際には、再現された画像の検査が行
われる。このような検査には、大別して次の２種類のも
のがある。

（ｉ）その情報機器が予め定められた手順に従って正常
に動作し、画像の再現を行ったかどうかの検査。

（ii）再現された画像の品質が、市場で許容される程度
あるいは機器の設計時に定められた仕様の範囲内にある
かどうかの検査。

例えば複写機の場合、複写された用紙に対する画像の
位置、原稿に対する画像の濃度、解像度等が検査項目と
なる。検査者は、スケール、拡大レンズあるいは測定器
を駆使して、または目視によって検査を行い、複写機の
各プロセスが正常に動作しているかとか、画像の読み取
りやトナー像の転写位置に狂いがないか等の判別を行な
う。

複写機の場合には、後者の検査も検査者によって行わ
れる。すなわち、用紙に複写された画像と見本とを検査
者が直接対比することによって画像の程度が判別され
る。

以上のような従来の検査は、検査者が主体となるた
め、次のような問題があった。

（ｉ）検査者が異なると、測定値あるいは検査結果が変
化した。

（ii）同一検査者でも、検査の馴れによって、あるいは
前に検査した検査対象による心理的影響によって測定値
あるいは検査結果が変化した。

（iii）検査者の肉体的疲労や精神的疲労によっても測
定値あるいは検査結果が変化した。

このような欠点を回避するために、画像検査用光学濃
度測定装置が提案されている（特開昭59−103464号公報
および特開昭59−103465号公報）。

この画像検査用光学濃度測定装置では、画像を有する
被検査対象物を位置決め載置するテーブルを用意してい
る。このテーブルに被検査対象物をセットし、検出部を
これに対向配置する。そしてこの検出部から出力される
検出データをデータ処理部に供給し、検出データに基づ
いて画像の位置、濃度および解像度を数値化処理する。

「発明が解決しようとする問題点」 ところがこの提案された画像検査用光学濃度測定装置
では、検出部にラインセンサ（イメージセンサ）あるい
はこれに低濃度計と高濃度計を組み合わせたものを使用
していた。このため、測定できる最小の領域は人間の感
知できる最小領域よりもかなり大きな領域とならざるを
得なかった。また、光源が測定部位を予め定められた所
定の方向から照射する方式が採用されていたので、測定
部位の画像に照度むらが発生した。従ってこの画像検査
用光学濃度測定装置では、均一な濃度領域における光学
濃度や極めて良質の画像部分における粒状度の検査に限
定すれば、ある程度良好な測定結果を得ることができ
た。しかしながら、これら以外の状況下における画像検
査では人間の感じる結果と大きな隔たりを発生させる場
合があった。

この原因を次に説明する。

第18図は粒状度検査用のチャートの一部を拡大して表
わしたものである。このようにこのチャート201には、
バックグランドを含む複数種類の濃度階調を個別に表わ
したエリア202−１〜202Nが配置されている。これらの
エリア202−１〜202−Ｎは、印刷等の手法によってそれ
ぞれ均一で濃度むらのない状態となっている。

第19図は、第18図に示したチャートを複写機でコピー
した場合の一例を示したものである。この第19図で分か
るように、作成された記録画203の各エリア領域におけ
る画像は印刷インクの個々の粒子よりも大きなトナー粒
子等の粒子で形成されている。従って、これらはどうし
ても“ざらついた”画像といった印象を与えてしまう。
このざらつき具合は、測定部位の濃淡の状態によって測
定することになるが、正確な測定を行うことが困難であ
った。これは、照明の方向、角度、あるいは数によって
画像の上に影ができてしまったり、支持紙の表面の凹凸
の影響があったりして、正確な測定が困難であったため
である。

第20図は従来の画像検査用光学濃度測定装置における
測定方法を表わしたものであるが、単一の光源205によ
り測定部位53が照射される結果、影206が生じてしま
い、これが受光手段207による測定に悪影響を与えるこ
とになった。特に従来の装置では、バックグランドと一
般に称される非画像部にトナー粒子等が飛散した場合に
は、汚れの測定が困難となった。このような測定は、ミ
クロ的にみればトナー１個ずつの粒子を追うことになる
が、ここにおいて測定部位の照明具合が画質評価の比較
的大きな要因となるからである。

一方、人間が画像を観察する場合には、一般に特定の
一部を注視するのではなく、ある程度の幅をもった領域
を全体的に観察する。このため従来の装置のように特定
方向から光線が照射されたり、一部のみに光線が強く当
たったりすると、人間が自然な状態で感じる画像の良否
とは掛け離れたレベルで画像の判別が行われる場合があ
るという問題があった。

そこで本発明の目的は、人間の行う画像検査のレベル
に到達させることのできる画像検査用光学濃度測定装置
を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明では、画像の測定部位を照射するための光源
と、この光源から射出された光線を入射しこれをリング
状の出力端からこれを底面の円周とする直円錐の周面に
沿うように全ての方向からその頂点に配置された測定部
位に向けて射出する照射調整部と、測定部から入射され
る光線を画像検査用のデータとして光電変換する光電変
換手段を画像検査用光学濃度測定装置に具備させる。

照射調整部は光電変換手段の受光感度に応じて射出す
る光量を変化させてもよい。照射調整部は、入射された
光を出射するリング状の開口部と、高反射率の内面を備
えた円筒状の形状をしたものであってもよい。また、照
射調整部は、光源からの光の入射された光ファイバの束
であって、他端がリング状に均等に分散して終端されて
いるものであってもよい。

本発明によれば、測定部位にはその周囲の全ての方向
から光線が照射されるので、人間の観察に近い状態で画
像が光電変換されることになる。

なお、測定部位から入射する光線を受光する領域を制
限して、光学濃度を検知する領域を視感分解能よりも小
さい矩形領域とし、この矩形領域と同じ間隔でサンプリ
ングを行うようにすれば、視感分解能以上の画像データ
を得ることができる。そして、これを処理することで人
間による検査により近づいた画像検査が可能となる。

「実施例」 以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

装置の概要 第１図は本発明の一実施例における画像検査用光学濃
度測定装置の外観を表わしたものである。この画像検査
用光学濃度測定装置は検査部１、コンピュータ部２およ
びプリンタ部３によって構成されている。

このうち、検査部１は被検査物としてのコピー用紙４
を連続的に検査する部分である。この検査部１は供給ト
レイ５と排出トレイ６を備えている。複写機の検査を行
う場合には、複写機に所望のチャートをセットし、これ
によって得られたコピー用紙４が図示のように供給トレ
イ５に積層される。コピー用紙４は送りローラ７によっ
て１枚ずつ円筒状のチャート保持部８に送り込まれる。
チャート保持部８はその表面が絶縁性被膜で覆われてお
り、図示しない静電荷供給器による帯電操作によってコ
ピー用紙４はこの表面に静電的に吸着される。この状態
で被検査物としてのコピー用紙４の画像検査が行われ
る。

検査の終了したコピー用紙４は、後に説明する剥離機
構によってチャート保持部８から剥離される。剥離後の
コピー用紙４は排出トレイ６に順次排出されることにな
る。

この検査部１には操作表示パネル９が配置されてお
り、ここには電源スイッチ11と、被検査物パターンを手
動で特定する際に使用する移動キー12および測定結果と
しての濃度データを表示する表示器13が配置されてい
る。

コンピュータ部２は市販のコンピュータによって構成
することができ、検査項目の特定や濃度データ等のデー
タの処理および各種表示を行う。この部分は、入力手段
としてのキーボード15、表示手段としてのCRT16、フロ
ッピーディスクを駆動するためのディスクドライブ装置
17等を備えており、内部にはデータ処理のためのCPU
（中央処理装置）等が搭載されている。

プリンタ部３は検査結果等の出力を行う部分であり、
この実施例ではドットプリンタが使用されている。

第２図はこの画像検査用光学濃度測定装置の検査部の
概要を表わしたものである。この検査部１の送りローラ
７を回転させる軸21は、チェーン22を介して送りローラ
駆動モータ23から駆動力の伝達を受けるようになってい
る。供給トレイ５は図示しないソレノイドの励磁によっ
て上方向に移動する力を与えられるようになっており、
この励磁時に被検査物としてのコピー用紙４の最上層表
面が送りローラ21と接触する。この状態で送りローラ21
が所定量回転すると、最上層のコピー用紙４が１枚だけ
送り出される。この送り出しに先立って、チャート保持
部８は図示しない帯電機構によってその表面を均一に帯
電させられる。送り出されたコピー用紙４は、この結果
としてチャート保持部８に静電的に吸着される。円筒状
のチャート保持部８の円周方向（Ｙ軸方向）の回転は、
減速器25と連結されたチャート保持部駆動モータ26の駆
動力によって行われる。

本実施例では、チャート保持部８の外径を直径162.77
mmとし、チャート保持部駆動モータ26のステップ角を1.
8度、また減速器25の減速比を1/256とした。これによ
り、チャート保持部駆動モータ26が１ステップ駆動され
ることにより、チャート保持部８の表面はＹ軸方向に10
μｍだけ移動することになる。チャート保持部８の回転
位置の制御すなわちＹ軸方向の位置制御は、円筒の端部
に設けられた切り欠き27をフォトセンサ28で検出した点
を基準点として行う。

チャート保持部８の上部には、Ｘ軸ステッピングモー
タ31によって回転されるボールスクリュー32がその軸を
円筒状のチャート保持部８の回転軸と平行になるように
配置されている。光学ヘッド取付ブロック33はそのＹ軸
方向移動穴34がボールスクリュー32と螺合している。従
って、Ｘ軸ステッピングモータ31が回転すると、ボール
スクリュー32と平行に配置された２つのガイドバー35、
36に案内されてＸ軸方向に移動するようになっている。

本実施例ではボールスクリュー32のピッチは5mmであ
る。Ｘ軸ステッピングモータ31のステップ角を0.72度と
した構成によって、１ステップの駆動で光学ヘッド取付
ブロック33は10μｍだけＸ軸方向に移動する。Ｘ軸方向
には２つのリミットスイッチ37、38が配置されており、
光学ヘッド取付ブロック33の移動範囲を制限するように
なっている。

光学ヘッド取付ブロック33には、次に説明する濃度検
出部41が取り付けられている。濃度検出部41には拡大接
眼レンズ42も付属しており、ピント調節および特にマニ
ュアル操作時に対物ルンズ43が捉えた画像の位置を確か
めることができる。

第３図は光学ヘッドの光学的な構造を表わしたもので
ある。

濃度検出部41はハロゲンランプを内蔵した光源収容箱
45を備えている。光源収容箱45には、ランプ駆動用のス
イッチ46と、ランプの出力調整用のボリューム47が付属
している。光源収容箱45には導光管48の一端が接続され
ており、その他端は照射調整部49に接続されている。導
光管48は例えば多数の光ファイバを内蔵した管であり、
ハロゲンランプから出力された光線を照射調整部49に導
く役割をする。

照射調整部49は円筒状の中空金属容器であり、その内
面は反射率を高めるためにメッキ処理が行われている。
照射調整部49を構成する容器内には、その中心軸に光軸
を一致させて対物レンズ43が固定されている。対物レン
ズ43は図示しない筒状の容器に収容されており、照射調
整部49の内面を反射される光線がこのレンズに直接入射
しないようになっている。円筒状の照射調整部49の上面
および下面には対物レンズ43に光線を通過させるための
穴が配置されている他、下面にはチャート保持部８の測
定部位53を照明するためのリング状の開口部49Aが配置
されている。従って、ハロゲンランプから射出された光
は、導光管48を導かれて照射調整部49に到達し、ここで
内面反射を繰り返し、その一部が開口部49Aから漏れる
ようにして射出され、測定部位53およびその近傍を照明
する。測定部位53に入射する光線の角度は、第３図に示
したようにほぼ45゜となるように開口部49Aの位置決め
が行われている。開口部49Aは光軸を中心軸としたリン
グ状の形状であり、ここから出力される光線は照射調整
部49内で多重反射されている。従って、開口部49Aから
はちょうど円錐の表面をなすような形であらゆる方角か
ら等しい強度の光が射出され、測定部位53に集光するこ
とになる。

測定部位53の反射光は、対物レンズ43によって集めら
れ、半透鏡（ビームスプリッタ）を備えたプリズム54で
２方向に分岐される。

分岐後の一方の光はミラー55によって反射され、測定
視野調整機構56を通過後、色補正フィルタ57によって波
長成分の補正が行われ、光電子増倍管58に入射される。
ここで測定視野調整機構56は、光路中に開口板59と視野
レンズ61を配置している。

開口板59は第４図に示すように矩形状の開口部を備え
た板である。

この50μｍ×2500μｍの開口部領域には、コピー用紙
上の測定部位の像が５倍に拡大されて結像されるように
なっている。そしてチャート上すなわちこの実施例では
コピー用紙４上の長辺が500μｍ、短辺が10μｍの矩形
領域（第４図）から反射された光束がこの開口部を通っ
て前記した光電子増倍管58に入射されることになる。開
口板59は開口板回転ソレノイド62によってその開口部の
長手方向を任意の角度に設定することができる。

プリズム54によって分岐された他方の光は、屋根形プ
リズム64によって進行方向を変更され、観察スクリーン
65上に正立像化されて結像する。これにより形成された
測定部位53の画像は、拡大接眼レンズ42によって拡大し
て観察することができる。

装置の回路構成 （装置の原理的構成） 装置を具体的に説明するに先立って、その回路の原理
的構成を説明する。

次の第５図は、画像検査用光学濃度測定装置の回路構
成の概要を表わしたものである。この装置は、所望の検
査項目を指示するための外部信号入力手段72を備えてい
る。測定制御手段73は、外部信号入力手段72の表わす検
査項目に応じて、被検査パターンの位置、種類および検
査処理手順を設定するようになっている。パターン情報
記憶手段74は、被検査対象物内の被検査パターンを記憶
しており、処理手順記憶手段75は被検査パターンに対す
る検査処理手順を記憶するようになっている。測定手段
76は、測定制御手段73の制御によって被検査対象表面を
走査し、画像濃度の検出を行う。演算処理手段78は測定
制御手段73の指示する処理手順で、測定手段76から得ら
れたデータを演算処理する。これにより得られた検査結
果は出力手段83によって出力される。出力手段83は、第
１図に示したプリンタ部３が代表的であるが、コンピュ
ータ部２のCRT画面にも検査結果の表示が可能である。

この画像検査用光学濃度測定装置の動作を更に詳細に
説明する。画像検査用光学濃度測定装置では、検査に際
して被検査対象物の種類および検査項目が外部信号入力
手段72によってコード化される。被検査対象物にコピー
されたチャートを特定するためのチャート・コード84お
よび検査項目を表わした検査項目コード85は、測定制御
手段73に送られる。測定制御手段73ではチャート・コー
ド84をパターン情報記憶手段74に送る。パターン増俸記
憶手段74はチャート・コード84の表わすチャートに含ま
れる被検査パターンを表わしたパターン・コード86とこ
の被検査パターンの代表的な位置を表わした代表点位置
87を出力する。このうちパターン・コード86は、検査項
目コード85と共に処理手順記憶手段75に送られ、検査項
目と被検査パターンに対応した画像濃度検出フォーマッ
ト88および演算処理手順を表わした演算処理コード89が
測定制御手段73に読み込まれることになる。

この段階で、検査に必要な被検査パターンの種類や
そのパターンがコピー用紙のどの位置に存在するかの
位置情報、およびそのパターンについての画像濃度検
出方法や検査項目に対応する結果を演算処理する方法
についての情報が測定制御手段73内にコード化された状
態で設定されることになる。

これらの情報のうち、パターンの存在する位置の座標
を表わした代表点位置87と画像濃度検出フォーマット88
は、測定手段76に送られる。測定手段76は測定制御手段
73によって指示された代表点位置87まで移動し、画像濃
度検出フォーマット88に従ってその測定対象となる画像
濃度を検出する。検出結果は、濃度データ列91として演
算処理手段78に出力される。濃度データ列91の最後に
は、終了信号92が付加され演算処理の開始が指示され
る。

演算処理手段78は、終了信号92を受信すると測定制御
手段73からその前に供給された演算処理コード89を基に
してこれに対応する演算処理ルーチンを選択する。そし
てこの演算処理ルーチンを内部の演算処理ルーチンメモ
リ領域にロードする。演算処理手段78には前記した濃度
データ列91が濃度データ列メモリ領域にストアされてい
る。演算処理手段78は、この濃度データ列91を演算処理
ルーチンメモリ領域にロードされたそのルーチンで処理
し、検査項目に応じた結果を検査結果93として出力手段
83に供給する。出力手段83はこの内容を出力することに
なる。

以上説明した画像濃度検出と濃度データの演算処理作
業は、測定制御手段73内に予め設定されたすべての被検
査パターンに対して順次行われる。演算処理手段78は個
々のパターンに対して演算処理を行うと共に、設定され
たすべての被検査パターンに対応する演算処理結果の統
計処理等も行う。このようにして、被検査対象物につい
ての所望された検査結果が得られることになる。

（外部信号入力手段の構成） 次に第６図を用いて外部信号入力手段の構成を説明す
る。

外部信号入力手段72はコード化手段101を備えてい
る。操作者によって入力されるチャート各102と検査項
目103は、このコード化手段101によってコード化され
る。コード種別判別手段104はコード化された情報を受
け取ると、これをチャート・コードと検査項目コードに
分別する。そしてコード制御部105を介してチャート・
コード84および検査項目コード85として出力することに
なる。

（パターン情報記憶手段の構成） 第７図はパターン情報記憶手段の構成を表わしたもの
である。パターン情報記憶手段74は、チャート・コード
84をパターン情報記憶位置検索手段107に供給する。パ
ターン情報記憶位置検索手段107は、検査しようとする
パターンの位置を検索し、パターン情報記憶部108にポ
インタ109として送出する。

第８図はパターン情報記憶部の内容を表わしたもので
ある。パターン情報記憶部108には、チャート・コード
をキーとして該当するチャート内のすべての被検査対象
としてのパターン・コードとこれらパターン・コードに
よって表わされるパターンそれぞれの代表点位置がデー
タとして記憶されている。この図で例えばチャート・コ
ード“XXX"に対しては３つのパターン・コードａ、ａ、
ｂが用意されている。これはこのチャート・コード“XX
X"の特定するチャートに、パターン・コードａ、ｂによ
って特定される２種類のパターンが表示されていること
を意味しており、計３個のパターンの座標は代表点位置
に示す通りとなっている。

ここでパターン・コードａによって表わされたパター
ンとは、例えば電子写真学会テストチャート“No.1−Ｒ
1975"における解像度測定用パターン（図示せず）で
ある。このテストチャートでは左上と右下部分にこのパ
ターンが配置されている。またパターン・コードｂによ
って表わされたパターンとは、この電子写真学会テスト
チャートにおける濃度測定用のパターンである。このテ
ストチャートではその下部に一列に各種濃度サンプルが
表示されており、濃度測定用のパターンを構成してい
る。

パターン情報出力手段110は、パターン情報記憶部108
に記憶された内容をパターン情報記憶位置検索手段107
の出力するポインタ109によって示される位置から読み
出す。読み出された内容とは、ポインタ109によって指
示された１つのチャート・コードに関する全パターン・
コードおよびこれらの代表点位置である。パターン・コ
ード86と、これに対する代表点位置87の組み合わせは、
第５図に示す測定制御手段73の制御によって順次読み出
され、測定制御手段73内部に送り込まれる。

（処理手順記憶手段の構成） 次に処理手順記憶手段75の内容を第９図に示す。

処理手順記憶手段75には、検査項目コード85とパター
ン・コード86が供給されるようになっている。このうち
検査項目コード85は検査項目コード検出手段112によっ
て検出され、パターン・コード86はパターン検出手段11
3によって検出される。検査項目コード検出手段112の検
出結果は第１のポインタ114として処理コード記憶手段1
15に出力され、パターン検出手段113の検出結果は第２
のポインタ115として同じく処理コード記憶手段116に出
力される。

第10図は、処理コード記憶手段の内容を表わしたもの
である。処理コード記憶手段116には、検査項目コード
別に（ｉ）演算処理コード、（ii）パターン・コードお
よび（iii）画像濃度検出コードが格納されている。前
記した検査項目コード検出手段112から出力される第１
のポインタ114によって検査項目を特定するための検査
項目コードが指定される。そしてパターン検査手段113
の出力する第２のポインタ115によってその検査項目コ
ードにおける演算処理コードが選択される。第10図に示
した例では、パターン・コード“a"で特定されるパター
ンについて、画像濃度検出コード“イ”で特定される画
像濃度検出と演算処理コード“A"で特定される演算処理
が行われることがわかる。２つのポインタ114、115によ
って指定されたコード内容は、処理コード記憶手段116
内の記憶領域に一時的に格納される。

第９図に戻って、説明を続ける。検査手順検索手段11
7は処理コード記憶手段116に記憶された画像濃度検出コ
ード118の読み出しを行う。前記した第10図の例では、
画像濃度検出コード118は“イ”である。そしてこれを
基にしてアドレス情報としての第３のポインタ119を検
査手順記憶手段121に対して出力する。

第11図は検査手順記憶手段の内容を表わしたものであ
る。検査手順記憶手段121には、画像濃度検出コード別
に画像濃度検出フォーマットが記憶されている。画像濃
度検出フォーマットは複数組存在し、これらはそれぞれ
ブロック単位で記憶されている。これらブロック単位の
内容は例えば（ｉ）測定開始位置、（ii）方向、（ii
i）間隔、（iv）総点数、（ｖ）スリット方向となって
いる。

ここで（ｉ）測定開始位置は、対代表点としての位置
で示されている。代表点は前記したようにパターンごと
の基準となる座標で示されるが、これに対して対代表点
はそのパターンの走査を行う際の開始位置の座標値と代
表点座標値の差となる。（ii）方向とは走査の方向であ
り、これにはＸ軸方向とＹ軸方向の２種類がある。（ii
i）間隔とは濃度検出のためのサンプリングの間隔であ
り、（iv）総点数とはサンプリングされるデータの総数
である。（ｖ）スリット方向とは、第４図に示した開口
板59の開口部の向きをいう。本実施例で開口部はＸ軸に
平行か、これと90度回転したＹ軸に平行にセットされ
る。

第３のポインタ119は、画像濃度検出コードの特定を
行う。第11図に示した例では画像濃度検出コード“イ”
が選択される。第１のコード出力手段122は第３のポイ
ンタ119によって選択された画像濃度検出フォーマット8
8を読み出し、第５図に示した測定制御手段73の制御の
下に測定手段76に供給する。これに対して第２のコード
出力手段123は処理コード記憶手段116から演算処理コー
ド89の読み出しを行い、同様に測定制御手段73の制御の
下で演算処理手段78に供給される。

（測定手段の構成） 次の第12図は測定手段の内容を表わしたものである。

測定手段76はこれを大別すると（ｉ）画像濃度検出
部、（ii）検出開口制御部、それに（iii）移動部の３
つの部分に分けることができる。測定手段76では、測定
制御手段73から供給される画像濃度検出フォーマット88
を基にして被検査対象物（本実施例ではチャートのコピ
ーされたコピー用紙４）上を移動し、所定のフォーマッ
トで画像濃度の検出を行うことになる。すなわち、測定
制御手段73から供給された画像濃度検出フォーマット88
（第11図参照）はデータサンプリング制御部131に供給
され、ここで解読されたフォーマット88に基づき、画像
濃度検出部、検出開口制御部、それに移動部が制御され
ることになる。

ところでデータサンプリング制御部131は、駆動制御
部132から得られるデータ133によって受光手段133の現
在存在する位置を把握している。そこでデータサンプリ
ング制御部131は、画像濃度検出フォーマット88から得
られた測定開始位置との比較によって受光手段133の移
動すべき量を求める。求められた移動量等についてのデ
ータ134は、駆動制御部132に送られる。

駆動制御部132では、データ134を基にしてＸ軸方向移
動量およびＹ軸方向移動量を求め、これらに対応するパ
ルス数のＸ軸方向駆動信号135ならびにＹ軸方向駆動信
号136を出力する。Ｘ軸方向駆動信号135は、Ｘ軸ステッ
ピングモータ31に供給され、Ｙ軸方向駆動信号136は、
同じくステッピングモータとしてのチャート保持部駆動
モータ26（共に第２図参照）に供給される。

すでに説明したようにＸ軸ステッピングモータ31によ
って濃度検出部41（第２図）がＸ軸方向に移動する。ま
たチャート保持部駆動モータ26の駆動によってドラム状
のチャート保持部８がＹ軸方向に回転し、光電子増倍管
58等からなる受光手段133が所望の測定位置に移動する
ことになる。

データサンプリング制御部131は、次に画像濃度の検
出方向やサンプリングの間隔、サンプリングの総点数お
よびスリット方向を解読する。そしてまず、開口方向を
現在の開口方向と比較し、指示された角度との比較結果
を表わした角度信号138を出力する。角度信号138は角度
信号発生器139に供給される。角度信号発生器139は、開
口板回転ソレノイド62（第３図参照）に対して制御信号
141を供給し、開口板61を所望の角度だけ回転させるこ
とになる。

以上のようにして受光手段133の設定が終了したら、
データサンプリング制御部131は画像濃度検出フォーマ
ット88から得られた総点数を制御部内の図示しないカウ
ンタにセットする。そして画像濃度検出方向とサンプリ
ングの間隔を駆動制御部132にデータ134として出力し、
セットする。

駆動制御部132は指示された検出方向に従って濃度検
出部41あるいはチャート保持部８を所定量移動させる。

ところで、受光手段133から出力される検出出力143は
画像濃度検出部内の増幅器144で増幅され、その出力145
は対数変換器146で対数変換される。変換出力147はA/D
変換器148に供給される。A/D変換器148にはA/D信号発生
部149からA/D変換器の行われる時間を指定するためのA/
D信号151が供給されるようになっている。A/D信号発生
部149はデータサンプリング制御部131から供給されるA/
D開始信号152によってA/D信号151を発生させるが、A/D
開始信号152はデータサンプリング制御部131内の図示し
ないカウンタの出力が用いられる。

すなわち、このカウンタには測定開始位置に対応する
計数値がプリセットされるようになっており、受光手段
133の移動開始と共に計数値がアップする。そしてカウ
ンタの計数値がプリセットされた値に到達するとA/D開
始信号152が出力されることになる。A/D変換が終了する
と、A/D信号発生部149は終了信号153を出力する。デー
タサンプリング制御部131は終了信号153を受け取ると、
前記したカウンタを管理して駆動制御部132に受光手段1
33の移動を指示させると共に、必要な場合には所定のタ
イミングで次のA/D開始信号152を出力することになる。
このようにして、濃度データのサンプリング間隔の管理
等が可能となる。

一方、A/D信号151によってA/D変換が指示されると、A
/D変換器148は変換出力147をアナログ−ディジタル変換
する。変換後の濃度データ154は、画像濃度バッファ155
に順次蓄えられる。蓄えられた濃度データ154は、濃度
データ列91として演算処理手段78に供給され、演算処理
が行われることになる。

さて濃度データのサンプリングが進行し、内蔵された
カウンタが最終値としてのある値を計数したら、データ
サンプリング制御部131は測定制御手段73に対して終了
信号156を出力する。測定制御手段73はこの終了信号156
を受け取ると、次のブロックについてのデータを画像濃
度検出フォーマット88としてデータサンプリング制御部
131に供給する。このようにして、測定対象となる部位
ごとに濃度データの採取が行われていく。

（演算処理手段の構成） 第13図は、演算処理手段の構成を表わしたものであ
る。演算処理手段は演算制御部161を備えている。演算
制御部161には、測定制御手段から演算処理コード89が
供給される。演算処理コード89は、演算処理手順を表わ
したコードである。演算制御部161はこの演算処理コー
ド89をデコードし、その結果を演算処理コード162とし
て演算処理アドレス検索手段163に供給する。

演算処理アドレス検索手段163は、この演算処理コー
ド162を用いて演算処理記憶部164の検索を行う。演算処
理記憶部164内には、種々の検査に必要な演算処理デー
タ群が蓄えられている。演算処理アドレス検索手段163
は検索によってポインタ165を該当するメモリ領域の先
頭アドレスに移動させたら、演算制御部161に終了信号1
66を送出する。演算制御部161は終了信号166を受信後、
起動信号167を発生させ、ローダ・スタータ168に供給す
る。

ローダ・スタータ168は起動信号167を受信すると、ロ
ード信号167、171を発生する。そして（ｉ）演算処理記
憶部164におけるポインタ165で示された一連の演算処理
内容172と（ii）測定手段の画像濃度バッファ155（第12
図参照）に格納されている濃度データ列91をワーキング
エリア174にロードする。ロード終了後、ローダ・スタ
ータ168はワーキングエリア174にスタート信号175を供
給し、これを起動してワーキングエリア174自身に制御
を移す。

これと共にワーキングエリア174は濃度データ列91に
対し所望の演算処理を実行する。その結果は、演算結果
176として演算結果出力バッファ177にストアされる。第
５図に示した出力手段83はこのストアされた内容を検査
結果93として入力し、可視化する。

光学濃度測定の詳細 この画像検査用光学濃度測定装置では、まずチャート
保持部８にコピー用紙４を保持し、その位置決めを行っ
た後、個々のパターンに対する濃度測定を行う。そこ
で、次にコピー用紙４に対する位置決めを説明し、続い
て個々のパターンに対する濃度測定作業を説明する。

（各測定部位に対する位置決め） チャートをコピーしたコピー用紙から画像の測定を行
うためには、光学ヘッドの対物レンズ43が目的となる測
定部位を正しくとらえなければならない。ところで、仮
に濃度検出部41側を一方的に予定された座標位置に設定
したとすると、コピー用紙４上の所望の位置とは±5mm
程度の誤差が発生する。これは、次のような原因による
ものである。

（ｉ）複写機でチャートをコピーしたときに発生するず
れ。

これには、コピー用紙４と複写機の感光ドラムとの間
の位置合わせの誤差（レジストレーションのずれ）や、
倍率の設定誤差の他に、コピー用紙４が複写機内部で搬
送されるときにスキュー（回転）を発生させることによ
る誤差が含まれている。

（ii）チャート保持部８にセットした際のずれ。

これは、供給トレイ５から送り出されたコピー用紙４
がチャート保持部８にセットされたとき発生するずれで
あり、供給トレイ５の設定の誤差やコピー用紙４の送り
出し時の位置整合のずれが該当する。

本実施例では、目標とする位置に±0.5mmの精度で到
達できるようにした。このために、第14図で一例を示す
ように画像検査用光学濃度測定装置で使用するチャート
191には例えばその３箇所に位置検出用パターン192〜19
4を配置した。これらの位置検出用パターン192〜194の
座標は画像検査用光学濃度測定装置側でチャートの種類
別に把握されている。チャート上でのこれらのパターン
192〜194の座標値を実座標値と呼ぶことにし、これらを
（X₁,Y₁、X₂,Y₂、X₃,Y₃）で表わすものとする。

装置はこれらの実座標値（X₁,Y₁、X₂,Y₂、X₃,Y₃）を
用いてその周囲のコピー用紙４上を走査し、画像の濃度
変化を検出することでこれらのコピー用紙４における位
置を検出する。コピー用紙４上でのこれら位置検出用パ
ターン192〜194の座標値を（x₁,y₁、x₂,y₂、x₃,y₃）と
する。両座標系（X,Y）、（x,y）の関係式を組み立てる
ことによって、コピー用紙４上における測定されるパタ
ーンの座標（x₀,y₀）に対応する実位置（X₀,Y₀）が計算
され、この座標値（X₀,Y₀）を用いて濃度検出部41を目
的の画像部へ到達させることになる。

位置検出用パターンはコピー用紙上に３箇所配置され
る必要はなく、例えば２箇所配置することでコピー用紙
４の回転と位置ずれを把握することができる。またより
多くの点を配置させることでコピー用紙４の各部分の伸
び等も把握することができ、測定部位に対する到達精度
を更に高めることが可能となる。

（照明の方法） すでに第３図で簡単に説明したように本実施例の画像
検査用光学濃度測定装置は照射調整部49を備えている。
第15図はこの照射調整部の断面と測定部位との関係を表
わしたものである。導光管48に収容された多数の光ファ
イバ211の端部からそれぞれ射出された光線は導光管内
面を反射してリング状の開口部49Aから出力される。こ
れにより、ほぼ45゜の入射角で測定部位53の照射が可能
になる。照射調整部49内にはその内径を連続的に変化さ
せることのできる絞り212が配置されており、レバー213
を作動させることによって内径を調節し、測定部位53に
対する照射光の光量を調整することができる。もちろ
ん、この実施例では光源収容箱45に配置されたボリュー
ム47を調整することによってハロゲンランプの出力する
光量を調整することも可能である。このような光量調整
は、測定部位53おける照射面積や光電変換手段の感度に
応じて光量を増減するとき必要となる。

第16図は照射調整部の他の例を表わしたものである。
この照射調整部49′では、導光管48に収容された光ファ
イバの端部がリング状の開口部49Aに均等の密度で終端
している。この照射調整部49′における光量の調整は、
開口部49Aの前面に配置された着脱自在の光学フィルタ2
14によって行うようになっている。

以上説明した照射調整部49、49′は光ファイバから光
線の伝達を受けたが、内面を反射率の高い物質で被覆し
た中空の導光管の内面を反射してきた光線を受光するも
のであってもよい。また測定部位53に対する光線の照射
方向は２方向以上であれば従来のものよりも照射方向が
増すだけ効果が増加し、必ずしも多数の方向から光線を
照射する必要はない。

第17図は測定部位に対する180゜離れた２方向からの
照明方法と、120゜ずつ離れた３方向からの照射、およ
び60゜ずつ離れた６方向からの照射の３つの方法におけ
る周波数とウイナー・スペクトルの関係を表わしたもの
である。照射方向が多くなればなるほど測定部位におけ
るむらが減少することがわかる。

なお、以上説明した実施例等では導光管を用いて光源
と照射調整部を連結したが、例えば対物レンズ43の周囲
にタングステンランプ等のランプを複数配置し、導光管
を省略してもよい。タングステンランプ等のランプを配
置した場合の光量調整は、ランプに印加される電圧を制
御することで可能である。

また、実施例では光電変換手段として光電子増倍管を
用いたが、半導体を用いた同様の光電子増倍手段を用い
たり、CCD等の１次元イメージセンサを用いても同様の
光学濃度測定作業が可能である。

以上説明した装置では濃度検出部41に照射調整部49、
49′を一体的に取りつけたので、対物レンズ43によるピ
ント合わせの際に、レンズの上下動による照射角の移動
が生じない。すなわち対物レンズ43を移動させても一定
した入射角で測定部位53を照射することができる。

「発明の効果」 このように本発明によれば光学濃度の測定を行う測定
部位をその周囲の全ての方向から照射するので、不要な
影の発生を排除することができ、人間の目に近い粒状度
による測定が可能になる。特にバックグランドの部分の
測定のように、トナー等の粒子がごくわずか存在するよ
うな部分についてもその定量化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第17図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第１図は画像検査用光学濃度測定装置の
斜視図、第２図は検査部の要部を示す概略構成図、第３
図は光学ヘッドの光学部品の配置を示す配置説明図、第
４図はコピー用紙上の測定単位となる領域のサイズを表
わした説明図、第５図は画像検査用光学濃度測定装置の
回路構成の概略を示すブロック図、第６図は外部信号入
力手段の構成を示すブロック図、第７図はパターン情報
記憶手段の構成を示すブロック図、第８図はパターン情
報記憶部の構成を示す説明図、第９図は処理手順記憶手
段の構成を示すブロック図、第10図は処理コード記憶手
段の構成を示すブロック図、第11図は検査手順記憶手段
の構成を示すブロック図、第12図は測定手段の構成を示
すブロック図、第13図は演算処理手段の構成を示すブロ
ック図、第14図は位置検出用パターンの配置箇所を示し
たチャートの平面図、第15図はこの照射調整部の断面と
測定部位との関係を表わした断面図、第16図は照射調整
部の他の例を表わした断面図、第17図は照射方向の数と
濃度むらの関係を説明するための特性図、第18図は粒状
度検査用のチャートの一部を拡大して表わした平面図、
第19図は、第18図に示したチャートを複写機でコピーし
た場合の一例を示す平面図、第20図は従来における測定
部位の照射方法を示す側面図である。 43……対物レンズ、 45……光源収容箱、 48……導光管、 49、49′……照射調整部、 49A……開口部、 53……測定部位、 58……光電子増倍管、

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像の測定部位を照射するための光源と、 この光源から射出された光線を入射しこれをリング状の
   出力端からこれを底面の円周とする直円錐の周面に沿う
   ように全ての方向からその頂点に配置された前記測定部
   位に向けて射出する照射調整部と、 前記測定部から入射される光線を画像検査用のデータと
   して光電変換する光電変換手段 とを具備することを特徴とする画像検査用光学濃度測定
   装置。
2. 【請求項２】照射調整部は光電変換手段の受光感度に応
   じて射出する光量を変化させることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の画像検査用光学濃度測定装置。
3. 【請求項３】照射調整部は、前記光源から光線を入射す
   るための入射口と、前記測定部位に光線を射出するため
   のリング状の開口部と、前記入射口から入射された光線
   が内部で多重反射されてこのリング状の開口部から均等
   に射出されるように高反射率の内面を備えた円筒状の容
   器であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   画像検査用光学濃度測定装置。
4. 【請求項４】照射調整部は、光源から射出された光線が
   その一端から入射された光ファイバの束であって、それ
   らの他端が均等の密度でリング状に分散して終端されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像
   検査用光学濃度測定装置。