JP4041258B2 - 画像位置ずれ検査シートならびに同シートを用いた検査方法及び検査システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタによって再現される画像品質のうち、カラー画像の品質を検査する、画像位置ずれ検査シートならびに同シートを用いた検査方法及び検査システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＡ（オフィスオートメーション）の普及に伴い、オフィスでは、各種情報機器が文字や画像等の画像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り、また、情報処理機器本体によって処理されたデータを出力するプリンタである。
【０００３】
上記した複写機あるいはプリンタは、感光ドラム上に静電潜像を形成し、ＣＣＤ等撮像素子を用いて画像情報の読取りを行って現像を行い、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印刷を行っている。
【０００４】
このような情報機器を工場で設計、製造し、出荷する際には、再現された画像の検査が行なわれる。最近ではカラー複写あるいはカラー記録が一般化してきており、これらについての画像の検査も必要となっている。検査対象がカラー画像の場合、所定の色以外の色についてはいくつかの色を混合することによってその再現が行なわれる。すなわち、静電複写機や感熱転写式のプリンタにおいて、カラー画像の印刷を行う場合には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色材によって、あるいはこれにブラックＢを加えた４色材によって画像の形成を行う。このような色材を順次重ね合わせて印刷を行なう場合には、カラー再現性を左右する１つの因子としての色ずれ量が問題となる。すなわち１色ごとに色の再現を行う工程で色ずれが発生すると、特に線画や文字の部分で画像の品質が著しく劣化することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、カラー印刷装置では、ＫＣＭＹ４色のトナー、インクにより印刷を行い、ＣＭＹ色の重ね合わせによって色を合成している。この合成過程において重ね合わせる色の位置がずれると本来の色とは異なる色が合成されることになり、特に、線画や文字部分では画像の品質が著しく劣化する。
【０００６】
例えば、青色の文字はマゼンタとシアンの原色混合によって再現されるが、印刷の工程でこれらの２色の位置がずれると、文字がぼけてしまい、非常に読みづらいものとなる。また絵柄の画像の場合には、位置ずれの影響が印刷される絵柄自体に現れてしまい、正確な色再現を行うことができないという問題がある。
【０００７】
そこで、従来から再現された画像に対して色ずれ量を測定することが行なわれている。従来、このような色ずれ量の測定は、被検査対象物であるカラー画像を顕微鏡を用いて拡大投影し、検査者が色ずれを直接読取るという方法によっていた。あるいは、非検査対象物としてのパターンを、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色材を順に隣接させ一直線上に配置した検査パターンを用意し、これをコンピュータによって読み取って画像の色ずれ量の最大値を検出し、この色ずれ量の最大値に基づいてカラー画像の検査を行うようにしていた。
【０００８】
しかしながら前者によれば、検査者が主体となるため、検査者が異なった場合に測定値あるいは検査結果が変化し、また、検査者の精神的疲労や肉体的疲労に基づく心理的な影響が測定値や検査結果に反映され、正確な測定あるいは検査が困難な状況にあった。また、後者によれば、測定や検査は、自動化されるものの、測定された色ずれ量と実際のカラー画像を目で見たときに受ける色ずれ感との間には相違があり、人間の視覚に正確に対応した色ずれ量の検査が不可能であった。また、後者によれば、各色材を順に隣接させ一直線上に配置した検査パターンを用いて検査を行うため、主走査方向、あるいは副走査方向のいずれか一方しか計測、検査できないといった不都合を有していた。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、印刷プロセス色に対応してそれぞれ単色のＬ字パターンを検査シートの全領域に印刷し、各単色パターンの縦線及び横線の位置を検出し、その交点座標を算出し、あらかじめ規定された理想座標位置と比較することにより、主走査方向ならびに副走査方向の色ずれを自動で、かつ、人間の視覚に正確に対応した検査が可能な、画像位置ずれ検査シートならびに同シートを用いた検査方法及び検査システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項1に記載の画像位置ずれ検査シートは、印刷プロセスに使用される色材毎用意される画像位置ずれ検査パターンが被検査装置によって検査シートとして印刷され、その検査シートから前記画像位置ずれ検査パターンを順次読み取ることにより前記印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の位置ずれを検査する画像位置ずれ検査システムに用いられ、単色Ｌ字パターンで構成された画像位置ずれ計測用パターンであって、該単色Ｌ字パターンは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の印刷プロセス色材毎に形成されるとともに、該単色Ｌ字パターンが１区画領域内に該印刷プロセス色のそれぞれに相当するＬ字パターン、逆 L 字パターン、９０度回転したＬ字パターン、９０度回転した逆Ｌ字パターンが隣接して４個配置された画像位置ずれ計測用パターンを、複数規則性をもって、全面に配置することとした。
【００１１】
また、請求項２に記載の画像位置ズレ検査シートは、請求項１に記載の同シートにおいて、前記単色Ｌ字パターンは、前記１区画単位で行列方向に隣接させ一直線上に配置することとした。
【００１２】
このことにより、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色トナー（インク）単体のＬ字パターンを座標位置計測のために使用し、各色パターンの縦線及び横線の位置を検出し、更に交点座標を算出して基準パターンとの相対座標位置を求めることとした。従って、各単色Ｌ字パターンの主走査方向ならびに副走査方向の色ずれ検査が自動で、かつ、正確に行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の画像位置ズレ検査シートは、請求項１に記載の同シートにおいて、前記単色Ｌ字パターンと目視評価のために使用される十文字パターンを行あるいは列方向に交互に配置することとした。このことにより、主副両方向とも目視するために十文字パターンが有効であり、また、この目視評価用パターンと機械検査用パターンを交互に配置することにより両者に共用できる検査パターンとなる。従って、機械検査と目視検査を主副両走査方向に並行して行うことができ、色ズレの程度を正確に、かつ、人間の視覚に対応した色ずれ量を検知することができる。特に、十文字パターンを行方向に連続して生成し配置した場合は主走査方向の目視検査が容易となり、十文字パターンを列方向に連続して生成し配置した場合は副走査方向の目視検査が容易となる。
【００１４】
請求項４に記載の画像位置ズレ検査シートは、請求項１に記載の同シートにおいて、前記単色Ｌ字パターンの線幅は、少なくとも１ドット幅を有することとした。このことにより、印刷装置の解像度にもよるが線のかすれがなくなり、検査精度が向上する。
【００１５】
請求項５に記載の画像位置ずれ検査方法は、検査装置と被検査装置とがバスを介してオンライン状態で動作し、前記検査装置が検査パターンを生成し、前記被検査装置が前記検査パターンに基づいて印刷プロセスに使用される色材毎用意される単色Ｌ字パターンで構成された画像位置ずれ計測用パターンであって、該単色Ｌ字パターンは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の印刷プロセス色材毎に形成されるとともに、該単色Ｌ字パターンが１区画領域内に該印刷プロセス色のそれぞれに相当するＬ字パターン、逆 L 字パターン、９０度回転したＬ字パターン、９０度回転した逆Ｌ字パターンが隣接して４個配置された画像位置ずれ計測用パターンを、規則性をもって、検査シートの全面に複数生成出力し、前記検査装置が、前記被検査装置で生成出力された単色Ｌ字パターンを順次読み取って、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）信号として取り込み、基準Ｌ字パターンに対する各単色Ｌ字パターンの相対座標位置を計測してあらかじめ規定された理想相対座標位置と比較し、前記各単色Ｌ字パターンの主走査方向ならびに副走査方向の色ずれを検査することとした。
【００１６】
このことにより、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色トナー（インク）単体のＬ字パターンを座標位置計測のために使用し、各色パターンの縦線及び横線の位置を検出し、更に交点座標を算出して基準パターンとの相対座標位置を求めることとした。従って、各単色Ｌ字パターンの主走査方向ならびに副走査方向の色ずれ検査が自動で、かつ、正確に行うことができる。
【００１７】
請求項６に記載の画像位置ズレ検査方法は、請求項５に記載の同方法において、前記基準パターンをブラックとし、前記Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに補色関係にある前記印刷プロセス色のＬ字パターンとの相対座標位置を計測することとした。また、請求項７に記載の画像位置ずれ検査方法は、請求項５に記載の同方法において、前記基準パターンをイエローとし、前記Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに補色関係にある前記印刷プロセス色のＬ字パターンとの相対座標位置を計測することとした。
【００１８】
このことにより、パターンとしての識別の容易性、あるいは現像プロセスの観点から基準色を決定し、この基準色と、取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに補色関係にある前記印刷プロセス色のＬ字パターンとの相対座標位置を計測することにより、各単色Ｌ字パターンの主走査方向ならびに副走査方向の色ずれ検査が自動で、かつ、正確に行うことができる。
【００１９】
請求項８に記載の画像位置ずれ検査システムは、検査装置により生成される画像を印刷する被検査装置と、印刷プロセスに使用される色材毎用意される単色Ｌ字パターンで構成された画像位置ずれ計測用パターンであって、該単色Ｌ字パターンは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の印刷プロセス色材毎に形成されるとともに、該単色Ｌ字パターンが１区画領域内に該印刷プロセス色のそれぞれに相当するＬ字パターン、逆Ｌ字パターン、９０度回転したＬ字パターン、９０度回転した逆Ｌ字パターンが隣接して４個配置された画像位置ずれ計測用パターンを、規則性をもって、検査シートの全面に複数生成し、前記被検査装置に供給する検査装置と、前記被検査装置によって印刷される画像出力から、前記各単色Ｌ字パターンを順次読み取り、ＲＧＢのＬ字パターンに変換して格納する画像入出力装置と、前記画像入出力装置からＲＧＢのＬ字パターンを所定単位毎に切り出し、前記各Ｌ字パターンの交点座標位置を計測し、あらかじめ規定された理想座標位置と比較することにより、前記印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の色ずれを検査する検査装置と、を備え、前記検査装置と被検査装置とがバスを介してオンライン状態で動作し、該検査装置が該被検査装置における前記色ずれを検査することとした。
【００２０】
上記構成により、ＫＣＭＹ各色トナー（インク）単体のＬ字パターンを座標位置計測のために使用し、各色パターンの縦線及び横線の位置を検出し、更に交点座標を算出して基準パターンとの相対座標位置を求めることとした。従って、各単色Ｌ字パターンの主走査方向ならびに副走査方向の色ずれ検査が自動で、かつ、正確に行うことができる。
【００２１】
カラー印刷装置では、ＫＣＭＹ４色のトナー、インクにより印刷を行い、ＣＭＹ色の重ね合わせによって色を合成しており、従来この合成過程において重ね合わせる色の位置がずれると本来の色とは異なる色が合成されることになり、特に、線画や文字部分では画像の品質が著しく劣化していたが、本発明により位置ずれ量の保証がなされるため、各色の印刷位置の位置精度が向上し印刷品質の向上がはかれる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における画像色ずれ検査装置の実施形態を示すブロック図である。図において、１は検査装置であり、後述する検査シートに印刷されたＬ字パターンを取り込んでカラー画像の位置ずれの計測、及び検査を行う。ここでは検査装置としてパーソナルコンピュータが使用され、検査のために規格値との比較処理も行う。２は画像入力ボードであり、検査装置１とはＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス６を介して接続され、計測用スキャナ５を介して取り込んだ画像を検査装置１に供給する。尚、被検査装置として複写機が接続される場合、複写機に用意されるスキャナを計測用スキャナ５の代替とすることができる。
【００２３】
上記構成において概略動作を説明すると以下のようになる。すなわち、計測用スキャナ５を介し、スキャナ台に載置された検査シート（後述する）から検査パターン画像を読み込み、画像入力ボード２でこの画像読み取りを行った後、検査装置１で各色パターンの位置計測を行い、パターン設計値（理想位置）とのズレ量を算出し、規格値と比較して合否判定を行う。詳細はフローチャートを参照しながら後述する。
【００２４】
図２は本発明におけるカラー画像位置ずれ検査装置の他の実施形態を示すブロック図である。ここでは、被検査装置４として複写機の他にプリンタが接続され、それぞれ、専用ビデオインタフェース７、専用プリンタインタフェース９を介し画像入出力装置（パターンジェネレータ）３に接続される。なお、画像読み取りのための計測用スキャナ５が検査装置１にＳＣＳＩ（Small Computer System Bus）もしくはＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のスキャナインタフェース８を介して接続されることもある。上記した検査装置１及び画像入力ボード２、パターンジェネレータ３の内部構成等、詳細については後述する。
【００２５】
図３は、本発明において使用される検査シートに印刷されるカラー画像位置ずれ計測用パターン例を示す。ここでは、印刷プロセスで使用される色材（トナー／インク）である、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）毎に用意される単色のＬ字パターンを１区画あたり各４個隣接して配置し、これを複数連続して検査シート１０を構成する全面に配置（プリント）したものを使用する。
【００２６】
検査シート１０に対する印刷領域は、四隅とも、紙端より６ｍｍ内側とし、形状は図３（ａ）に示すとおりＬ字とし、このＬ字パターンの線長は縦横ともに１１４ドット、線幅２ドットであり、１２ドット距離を置いて他色のＬ字パターンが配置されるものとする。すなわち、１区画領域内にＣＭＹＢのそれぞれに相当するＬ字パターン、逆L字パターン、９０度回転したＬ字パターン、９０度回転した逆Ｌ字パターンが隣接して配置される。なお、図中の数字は、いずれも非検査装置４の解像度が４００ｄｐｉ時のドット数を表すものとする。検査シートに印刷される連続パターンの例が図３（ｂ）に示されている。
【００２７】
なお、Ｌ字パターンの大きさ（各色の線長、間隔、及び太さ）は、小さければ小さいほど密度の濃い計測が可能になるが、それと共に誤認識、誤検出の確率が高くなる。具体的にＬ字パターン間の間隔が広すぎると、本来同位置での位置ずれを検出する目的と特性が異なる可能性が有り、狭すぎると、パターン位置のずれに対しての許容量が小さくなり、誤計測の確率が高くなる。また、パターンが大きすぎると、計測する密度が粗くなり、小さすぎるとパターンの位置ずれに対しての許容量が小さくなり、誤計測の確率が高くなる。更に、線幅が細すぎると線がかすれやすくなり、太すぎると線位置（中心位置）の計測誤差が大きくなりやすい。従って、計測仕様に合わせて最適な値を設定する必要がある。
【００２８】
また、上記パターンはルーペによる目視検査も可能であるが、目視による感覚的な評価には４色のインク（トナー）を同一位置に重ね合わせ、その線が色づいて見えるか否か判断するのが最も簡単である。そのためには、主副走査両方とも同時に見るためには十文字パターンが有効である。従って、ここでは、図３（ｃ）（ｄ）に示すように目視評価用の十文字パターンと、上記した機械検査用のＬ字パターンを行あるいは列方向に交互に配置することにより両者に共用できる計測パターンとなる。
【００２９】
上記したパターンは、フォトレタッチ等市販の画像作成／加工ソフトウェアを使用して作成するものとする。ここでは、米国アドビ社製のＰｈｏｔｏｓｈｏｐバージョン５．５を使用するものとする。この場合、まず、パターン１個の大きさ（２４０×２４０ドット）に関し、ＣＭＹカラーでパターンを作成するファイルを開く。次にそのファイル一杯にＫＣＭＹの各色相当のＬ字パターンを作成する。パターン濃度は１００％とする。これで１個の単一パターンが完成し、これを複数配置して検査パターンを完成させる。そして、作成したパターンの全領域を選択してパターン登録し、保存終了する。次に、最終的に作成する検査パターンの大きさ、例えばＡ３サイズのＣＭＹカラーでファイルを開く。そして開いたファイル全域を指定し、登録パターンで塗り潰しを行う。
【００３０】
図４は、図１、図２に示す検査装置１の内部構成を示すブロック図である。検査装置１は、ＣＰＵ１１を制御中枢とし、主記憶装置１２、ハードディスク装置１３がシステムバス１５に共通接続されて成る。図示しないが、他にキーボードマウスや表示モニタも専用のコントローラを介してシステムバスに接続される。また、システムバス１５はバスブリッジ１４を介してＰＣＩバス６と連結され、ＰＣＩバス６には上記したように画像メモリを内蔵する画像入出力装置２（３）が接続される。
【００３１】
主記憶装置１２には、ＯＳ（基本ソフトウェア）として、ここでは米国マイクロソフト社製のＷｉｎｄｏｗｓＮＴが常駐するものとし、パターンジェネレータ１２２、プリンタドライバ１２３、スキャナドライバ１２４が画像入出力のためのソフトウェアツールとして割り付けられ格納される。また、上記したＰｈｏｔｏｓｈｏｐ等画像作成、加工ソフトウェア１２５、更には、後述するパターン計測、評価プログラムも割り付けられ格納される。１２７は上記した画像作成、加工プログラム１２６、パターン計測、評価プログラム１２６等応用ソフトウェアにより使用されるワーク領域であり、更に、ハードディスク装置１３にも比較的容量の大きなワーク領域が割り当てられる。
【００３２】
図５は、本発明の画像色ずれ検査装置の実施形態を示す機能ブロック図であり、具体的には、図４に示すＣＰＵ１１が主記憶装置１２に格納されたパターン計測・評価プログラムを実行した場合の機能ブロック図に相当する。
【００３３】
図に示すように、本発明の画像色ずれ検査装置は、スキャナ入力部１１１、カラー画像抽出部１１２、ワークメモリ１１３、パターン切り出し部１１４、交点座標計測部１１５、相対位置算出部１１６、ずれ量算出部１１７、制御部１１８、論理演算部１１９、テーブルメモリ１２０で構成される。
【００３４】
スキャナ入力部１１１は、図１に示す複写機（被検査装置）のスキャナ部、あるいは図２に示すスキャナ装置５を介してスキャンされたパターンを取り込んでカラー画像抽出部１１２に供給する。カラー画像抽出部１１２は、取り込んだ画像をＲ、Ｇ、Ｂ画像毎所定量抽出してワークメモリ１１３へ吐き出す。ワークメモリ１１３は図４に示す主記憶装置１２のワークエリア１２７またはハードディスク装置１３のワーク領域に相当する。パターン切り出し部１１４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎、ワークメモリ１１３から１区画相当のＬ字パターンを切り出して交点座標計測部１１５に供給する。
【００３５】
交点座標計測部１１５は、後述するアルゴリズムに従いＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれを構成する色のＬ字パターンの交点座標を求めて相対位置算出部１１６へ供給する。相対位置算出部１１６は、先に求めた交点座標を基準に色パターンの交点座標の相対位置を算出し、ずれ量算出部１１７へ渡す。ずれ量算出部１１７は、相対位置算出部で求めた相対座標をテーブルメモリ１２０に理想値としてあらかじめ定義された相対座標と比較してズレ量を算出して論理演算部１１９へ出力する。
【００３６】
制御部１１８は、交点座標計測部、相対位置算出部、ずれ量算出部１１７、論理演算部１１９による各演算の順序制御を司る。論理演算部１１９は、ずれ量算出部１１７で算出されるズレ量を色パターンのズレ量として蓄積し、検査シート全面のパターンに対して算出したズレ量の平均値と最大値を求め、あらかじめ定義されテーブルメモリ１２０に記録された規格値と比較することにより、合否判定を行う。処理の流れ等詳細はフローチャートを用いて後述する。
【００３７】
図６、図７は、それぞれ、図１、図２に示す画像入力ボード、パターンジェネレータのそれぞれの内部構成を示すブロック図である。
【００３８】
図６において、本画像入力ボード２は、カラー画像情報がビットマップ形式で展開される画像メモリ２１を核とし、画像制御回路２２、データセレクタ２３、ＰＣＩバスインタフェース２４で構成される。画像入力ボード２は、検査装置１とは、ＰＣＩバス６を介し、また、複写機４とは専用のビデオインタフェース７（画像データバス）を介して接続され、複写機４にデータを出力するときは専用のビデオインタフェースを介して直接に、また、検査装置１から画像メモリ２１をアクセスするときは内部のローカルバス２５を介しバス変換を行いながらデータの入出力がなされる。
【００３９】
図７において、本パターンジェネレータ３は、カラー画像情報がビットマップ形式で展開される画像メモリ３１を核とし、画像制御回路３２、ＰＣＩバスインタフェース３４、ローカルバスインタフェース３３、画像データバスインタフェース３５で構成される。画像入出力装置３は、検査装置１とは、ＰＣＩバス６を介し、また、被検査装置４として接続されるプリンタとは画像データバスインタフェース３５と直結される。このため、主記憶装置１２に格納されたプリンタドライバ１２３を介さずにパターンジェネレータ１２２を使用して検査パターンを直接プリンタエンジンに出力することができる。画像制御回路３２はこのためのラスタライジング処理を行う。
【００４０】
図８は、本発明の画像色ずれ検査装置の動作を示すフローチャートであり、詳しくは図４に示すパターン計測・評価プログラムによる画像色ずれ検査のための処理手順が示されている。
【００４１】
以下、図８を参照しながら図１乃至図７に示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。まず、検査装置１は、上記した方法により検査パターンを生成して、画像入出力装置２（３）を介し、被検査装置４である複写機あるいはプリンタに供給して印刷処理を行う（ステップＳ８１、Ｓ８２）。印刷された検査パターンは、複写機のスキャナ部、あるいは外部接続されるスキャナ装置５によって再び検査装置１に取り込まれ保存する（ステップＳ８３）。なお、印刷された各単色のＬ時パターンは、複写機のスキャナ部、あるいはスキャナ装置５により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色信号として取り込まれ、画像入出力装置２内の画像メモリ２１に保存される。
【００４２】
次に、検査装置１は、画像メモリ２１からまずＲ画像のみを抽出し、検査装置１内のワークエリア１２７に読み出す（ステップＳ８４）。補色の関係からＲ画像は黒とシアン色のＬ字パターンを明瞭に判別することができる。次に、検査シートにおける左上隅の１組（４個のＬ字パターン）のパターンが入っている領域の画像を切り出し（ステップＳ８５）、黒とシアンそれぞれのＬ字パターンの交点座標（Ｘ、Ｙ）を計測する（ステップＳ８６）。なお、計測アルゴリズムについては後述する。そして、黒パターン交点座標を基準として、シアンパターン交点座標の相対位置（Ｘ、Ｙ）を算出する（ステップＳ８７）。次に、先に求めた相対座標を、パターン設計値の相対座標と比較し、設計値（理想値）に対するズレ量（Ｘ、Ｙ）を算出する（ステップＳ８８）。そしてそのズレ量をパターン１におけるシアン色の位置ズレと判断する。上記ステップＳ８５〜Ｓ８８にいたる処理を検査シート上に印刷された全Ｌ字パターンに対して順次行う（ステップＳ８９）。次に、論理演算部１１９で検査シート全面のＬ字パターンに対して算出されたズレ量の平均値と最大値を求める（ステップＳ１００）。
【００４３】
次に、画像メモリ２１からＧ画像のみを抽出して検査装置１のワーク領域１２７に読み出す。補色の関係よりＧ画像は黒とマゼンタのＬ字パターンを明瞭に判別することが出来る。上記したステップＳ８５〜Ｓ８８に相当するＧ画像のステップＳ９０〜Ｓ９３を検査シート上に印刷された全面のパターンに対し順次行い（ステップＳ９４）、論理演算部１１９で検査シート全面のパターンに対して算出されたズレ量の平均値と最大値を求める。最後に、画像メモリ２１からＢ画像のみを抽出して検査装置１のワーク領域１２７に読み出す。補色の関係よりＢ画像は、ブラックとイエローのＬ字パターンを明瞭に判別することが出来る。上記したステップＳ８５〜Ｓ８８に相当するＢ画像のステップＳ９５〜Ｓ９８を検査シート上に印刷された全面のパターンに対し順次行い（ステップＳ９９）、論理演算部１１９で検査シート全面のパターンに対して算出されたズレ量の平均値と最大値を求める。
【００４４】
最終的に論理演算部１１９は、上記計測結果を使用し、印刷工程において使用されるＣ、Ｍ、Ｙ各色材のズレ量の平均値と最大値を、あらかじめ決められた規格値と比較することにより合否判定を行う。
【００４５】
図９乃至図１３は、図８に示す交点座標計測（ステップＳ８６、Ｓ９１、Ｓ９６）のためのアルゴリズムを説明するために引用したフローチャートであり、図１５はその動作を説明するために引用した動作概念図である。
【００４６】
以下、図９乃至図１３ならびに図１４を参照しながら交点座標計測のためのアルゴリズムについて詳細に説明する。
【００４７】
本発明のカラー画像位置ずれ検査方法において、Ｌ字パターンの交点座標を計測するのに、検査装置１は、まず、主記憶装置１２内にあるカラー画像ファイル１３０からＲＧＢの単色画像ファイルを所定量読出してワーク領域１２７に書き込む（ステップＳ９１１）。そして、区画単位でパターンを切り出し（ステップＳ９１２）、以下の計測作業がはじまる。
【００４８】
この計測作業は、基本的には、区画内のそれぞれのＬ字パターンに対し基準パターン（黒）の主副走査方向位置の粗検出を行った後（ステップＳ９１３、Ｓ９１４）、基準パターンの主副走査方向位置の高精度検出を行い（ステップＳ９１５、Ｓ９１６）、基準パターン位置座標を確定する（ステップＳ９１７）ことにより行われる。更に、補色関係にある色パターン位置座標を上記した基準パターン同様のアルゴリズムによって位置座標を確定する。
【００４９】
基準（色）パターンの主走査方向位置の粗検出を行うための手順が図１０にフローチャートで示されている。また、図１４にその動作概念図が示されている。
【００５０】
以下、図１０を参照しながら図１４に示す動作概念図について説明する。検査装置１は、まず、主記憶装置１２内にあるカラー画像ファイル１３０から単色画像のみワーク領域１２７へ呼び出し（図１４ａ）、必ず線が存在すると考えられる粗検出位置の画像領域を切り出す（図１４ｂ，ｃ及び図１０のステップＳ９１３１）。次に、主走査方向の画像データヒストグラムを取得する（図１４ｄ及び図１０のステップＳ９１３２）そして、ヒストグラム波形を平滑化処理して、波形を整形する（図１４ｅ及び図１０のステップＳ９１３３）。次に、波形のピーク位置を検出し、検出したピーク値を含む前後３画素のデータに基づきスプライン処理を行い、更に波形を整形する（図１４ｆ及び図１０のステップＳ９１３４、Ｓ９１３５）。
【００５１】
そして、得られるスプライン曲線からピーク値を求め（ステップＳ９１３６）、スプライン曲線算出に用いた両端データの高い方のデータ値を求める（図１４ｇ及び図１０のステップＳ９１３７）。次に、先のステップＳ９１３６、Ｓ９１３７の処理に基づき得られるデータ間の下から１／３を閾値（スレッショルドレベル）としてスプライン波形の山の幅を求め、これを線幅とする。（図１４ｄ及び図１０のステップＳ９１３８）更に、上記幅の中心位置を求め、基準パターン線の主走査方向粗位置とする（ステップＳ９１３９）。
【００５２】
基準（色）パターンの副走査方向位置の粗検出を行うための手順が図１１にフローチャートで示されている。検査装置１は、まず、主記憶装置１２内にあるカラー画像ファイル１３０から単色画像のみワーク領域１２７へ呼び出し、必ず線が存在すると考えられる粗検出位置の画像領域を切り出す（ステップＳ９１４１）。次に、副走査方向の画像データヒストグラムを取得する（ステップＳ９１４２）そして、ヒストグラム波形を平滑化処理して、波形を整形する（ステップＳ９１４３）。次に、波形のピーク位置を検出し、検出したピーク値を含む前後３画素のデータに基づきスプライン処理を行い、更に波形を整形する（ステップＳ９１４４、Ｓ９１４５）。
【００５３】
そして、得られるスプライン曲線からピーク値を求め（ステップＳ９１４６）、スプライン曲線算出に用いた両端データの高い方のデータ値を求める（ステップＳ９１４７）。次に、先のステップＳ９１４６、Ｓ９１４７の処理に基づき得られるデータ間の下から１／３を閾値（スレッショルドレベル）としてスプライン波形の山の幅を求め、これを線幅とする。（ステップＳ９１４８）更に、上記幅の中心位置を求め、基準パターン線の副走査方向粗位置とする（ステップＳ９１４９）。
【００５４】
基準（色）パターンの主走査方向位置の高精度検出を行うための手順が図１２にフローチャートで示されている。図１２において、検査装置１は、基準パターン副走査方向位置の粗検出処理（図１１のステップＳ９１４１〜Ｓ９１４９）で取得したパターンの副走査方向粗検出位置データを元に、パターン交点直近の画像領域を切り出す（ステップＳ９１５１）。次に、主走査方向の画像データヒストグラムを取得する（ステップＳ９１５２）そして、ヒストグラム波形を平滑化処理して、波形を整形する（ステップＳ９１５３）。次に、波形のピーク位置を検出し、検出したピーク値を含む前後３画素のデータに基づきスプライン処理を行い、更に波形を整形する（ステップＳ９１５４、Ｓ９１５５）。
【００５５】
そして、得られるスプライン曲線からピーク値を求め（ステップＳ９１５６）、スプライン曲線算出に用いた両端データの高い方のデータ値を求める（ステップＳ９１５７）。次に、先のステップＳ９１５６、Ｓ９１５７の処理に基づき得られるデータ間の下から１／３を閾値（スレッショルドレベル）としてスプライン波形の山の幅を求め、これを線幅とする。（ステップＳ９１３８）更に、上記幅の中心位置を求め、基準パターン線の主走査方向位置とする（ステップＳ９１３９）。
【００５６】
基準（色）パターンの副走査方向位置の高精度検出を行うための手順が図１３にフローチャートで示されている。図１３において、検査装置１は、基準パターン主走査方向位置の粗検出処理（図１０のステップＳ９１３１〜Ｓ９１３９）で取得したパターンの主走査方向粗検出位置データを元に、パターン交点直近の画像領域を切り出す（ステップＳ９１６１）。次に、主走査方向の画像データヒストグラムを取得する（ステップＳ９１６２）そして、ヒストグラム波形を平滑化処理して、波形を整形する（ステップＳ９１６３）。次に、波形のピーク位置を検出し、検出したピーク値を含む前後３画素のデータに基づきスプライン処理を行い、更に波形を整形する（ステップＳ９１６４、Ｓ９１６５）。
【００５７】
そして、得られるスプライン曲線からピーク値を求め（ステップＳ９１６６）、スプライン曲線算出に用いた両端データの高い方のデータ値を求める（ステップＳ９１５７）。次に、先のステップＳ９１６６、Ｓ９１６７の処理に基づき得られるデータ間の下から１／３を閾値（スレッショルドレベル）としてスプライン波形の山の幅を求め、これを線幅とする。（ステップＳ９１６８）更に、上記幅の中心位置を求め、基準パターン線の副走査方向位置とする（ステップＳ９１６９）。
【００５８】
そして、図１２、図１３に示す処理手順に従い求めたパターン線位置を延長し、その交点座標を基準位置パターン座標として確定する。更に、色パターン位置座標についても上記した基準パターン位置計測と同様の手順で求め、色パターン座標として確定する。
【００５９】
なお、上述した本発明実施形態では、カラー画像の位置ずれ検査についてのみ例示したが、画像入出力装置２（３）の接続インタフェースに、ＲＧＢ信号の切り替え手段を付加し、色信号毎に計測処理することでモノクロタイプのスキャナを用いても同様のシステム構築が実現できる。ただし、この場合、コスト的な効果は得られるものの、座標位置計測のために３スキャン要し、その間の時間を余分に必要とする。
【００６０】
上記した実施形態では、被検査装置４として接続される複写機のスキャナ部あるいは、被検査装置４としてプリンタが接続された場合、外部接続されるスキャナ装置５から検査装置１に取り込む色信号をスキャン毎順次切り替える。そして、画像入出力装置２（３）の信号インタフェースで、まずＲ信号を選択し、Ｒ信号のみのパターンを検査装置１に取り込む。Ｒ信号の場合、上記したように補色の関係からブラックとシアンのパターンが明瞭に判別できるため、両パターンの交点座標を計測する。そして、理想値であるパターン設計値と比較し、シアンパターンのズレ量を求める。上記各処理は、検査シート全面に印刷されたパターンについて行う。
【００６１】
次に、信号インタフェースでＧ信号、B信号を順次選択し、それぞれＧ信号、Ｂ信号のみを検査装置１に取り込む。前者はブラックとマゼンダ色のパターンが明瞭に判別でき、後者はブラックとイエローのパターンが明瞭に判別できるため、それぞれ両パターンの交点座標を計測する。そして、理想値であるパターン設計値と比較し、シアンパターンのズレ量を求める。上記各処理は、検査シート全面に印刷されたパターンについて行う。このことにより、色信号毎に計測処理することでモノクロタイプのスキャナを用いても同様のシステム構築を行うことが可能となる。
【００６２】
また、上述した本発明実施形態では、１区画パターン内での基準パターン、ここではパターンとしての判別の容易性からブラックに対する相対位置を計測して検査するものとしたが、ブラックに制限されず、例えば、現像の順序を考慮した場合にはイエローを基準としても構わない。また、この検査と同時にパターンの紙上での絶対位置も計測することにより印刷品質の検査を行うこともできる。この場合、紙面の４隅、あるいはそれ以上のポイントにマークを付し、このマークを検出することにより、レジスト（先端、横）、倍率誤差、倍率偏差（縦、横）、平行度、スキュー、直線性、紙長等の検査も行なわれることになる。このことにより、一層印刷品質の良好な印刷装置を提供できる。
【００６３】
なお、図８乃至図１３に開示されたフローチャートは、パターン計測、評価プログラム１２６の動作手順を示すものであり、このプログラム１２６の動作時には、図４に示す主記憶装置１２にローディングされ割り付けられるものであり、常時は、ハードディスク装置１３に退避される。あるいは光ディスク等の記録媒体に記録されて頒布されるものであり、必要に応じてシステムにインストールされ、使用される。また、インタネット等の通信媒体を介して供給する形態も考えられる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明のように本発明は、印刷プロセスに使用される色材毎に用意される検査パターンが被検査装置によって検査シートとして印刷され、その印刷された画像から前記検査パターンを順次読み取ることにより前記印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の位置ずれを検査する画像位置ずれ検査システムに用いられ、単色Ｌ字パターンで構成された画像位置ずれ計測用パターンであって、該単色Ｌ字パターンは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の印刷プロセス色材毎に形成されるとともに、該単色Ｌ字パターンが１区画領域内に該印刷プロセス色のそれぞれに相当するＬ字パターン、逆 L 字パターン、９０度回転したＬ字パターン、９０度回転した逆Ｌ字パターンが隣接して４個配置された画像位置ずれ計測用パターンを、複数規則性をもって、全面に配置したものであり、この検査シートを用いることによって各単色Ｌ字パターンの主走査方向ならびに副走査方向の色ずれ検査を自動で、かつ、正確に行うことができる。
【００６５】
また、印刷プロセスに使用される色材毎用意される単色Ｌ字パターンを隣接させ規則性をもって複数生成出力し、出力された単色Ｌ字パターンを順次読み取って、赤、緑、青信号として取り込み、基準Ｌ字パターンに対する各単色Ｌ字パターンの相対座標位置を計測してあらかじめ規定された理想相対座標位置と比較するものであり、このことにより、各単色Ｌ字パターンの主走査方向ならびに副走査方向の色ずれの検査を自動で、かつ、人間の視覚に正確に対応して行うことができる。カラー印刷装置では、ＫＣＭＹ４色のトナー、インクにより印刷を行い、ＣＭＹ色の重ね合わせによって色を合成しており、従来この合成過程において重ね合わせる色の位置がずれると本来の色とは異なる色が合成されることになり、特に、線画や文字部分では画像の品質が著しく劣化していたが、本発明により位置ずれ量の保証がなされるため、各色の印刷位置の位置精度が向上し印刷品質の向上がはかれる。また、主副両方向とも目視検査を行うには十文字パターンが有効であり、この目視評価用パターンと上述したＬ字の機械検査用パターンを交互に配置することによって両者に共用できる検査パターンとなる。従って、機械検査と目視検査を主副両走査方向に並行して行うことができ、色ズレの程度を正確に、かつ、人間の視覚に対応した色ずれ量を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明において使用される検査シートに印刷されるＬ字パターンを示す図である。
【図４】図１、図２に示す検査装置の内部構成を示すブロック図である。
【図５】図４におけるＣＰＵの機能ブロック図である。
【図６】図１に示す画像入出力装置の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図２に示す画像入出力装置の内部構成を示すブロック図である。
【図８】本発明実施形態の動作手順をフローチャートで示した図である。
【図９】本発明において使用されるパターン位置計測アルゴリズムを説明するために引用したフローチャートである。
【図１０】本発明において使用されるパターン位置計測アルゴリズムを説明するために引用したフローチャートである。
【図１１】本発明において使用されるパターン位置計測アルゴリズムを説明するために引用したフローチャートである。
【図１２】本発明において使用されるパターン位置計測アルゴリズムを説明するために引用したフローチャートである。
【図１３】本発明において使用されるパターン位置計測アルゴリズムを説明するために引用したフローチャートである。
【図１４】本発明実施形態の動作を説明するために引用した動作概念図である。
【符号の説明】
１ 検査装置
２ 画像入力ボード
３ パターンジェネレータ（画像入出力装置）
４ 被検査装置
５ 計測スキャナ装置
６ ＰＣＩバス
７ 専用ビデオインタフェース
８ スキャナインタフェース
９ プリンタインタフェース
１０ 検査シート
２１（３１） 画像メモリ
２２（３２） 画像制御回路
２３ データセレクタ
２４（３３） ＰＣＩバスインタフェース
３３ ローカルバスインタフェース
３５ 画像データバスインタフェース
１１１ スキャナ入力部
１１２ カラー画像抽出部
１１３ ワークメモリ
１１４ パターン切り出し部
１１５ 交点座標計測部
１１６ 相対位置算出部
１１７ ずれ量算出部
１１８ 制御部
１１９ 論理演算部
１２０ テーブルメモリ

Claims (8)

1. 印刷プロセスに使用される色材毎用意される画像位置ずれ検査パターンが被検査装置によって検査シートとして印刷され、その検査シートから前記画像位置ずれ検査パターンを順次読み取ることにより前記印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の位置ずれを検査する画像位置ずれ検査システムに用いられ、
   単色Ｌ字パターンで構成された画像位置ずれ計測用パターンであって、該単色Ｌ字パターンは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の印刷プロセス色材毎に形成されるとともに、該単色Ｌ字パターンが１区画領域内に該印刷プロセス色のそれぞれに相当するＬ字パターン、逆 L 字パターン、９０度回転したＬ字パターン、９０度回転した逆Ｌ字パターンが隣接して４個配置された画像位置ずれ計測用パターンを、複数規則性をもって、全面に配置したことを特徴とする画像位置ずれ検査シート。
2. 前記単色Ｌ字パターンは、前記１区画単位で行列方向に隣接させ一直線上に配置したことを特徴とする請求項１に記載の画像位置ずれ検査シート。
3. 前記単色Ｌ字パターンと、目視評価のために使用される十文字パターンを行あるいは列方向に交互に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の画像位置ずれ検査シート。
4. 前記単色Ｌ字パターンの線幅は、少なくとも１ドット幅を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像位置ずれ検査シート。
5. 検査装置と被検査装置とがバスを介してオンライン状態で動作し、
   前記検査装置が検査パターンを生成し、
   前記被検査装置が前記検査パターンに基づいて印刷プロセスに使用される色材毎用意される単色Ｌ字パターンで構成された画像位置ずれ計測用パターンであって、該単色Ｌ字パターンは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の印刷プロセス色材毎に形成されるとともに、該単色Ｌ字パターンが１区画領域内に該印刷プロセス色のそれぞれに相当するＬ字パターン、逆 L 字パターン、９０度回転したＬ字パターン、９０度回転した逆Ｌ字パターンが隣接して４個配置された画像位置ずれ計測用パターンを、規則性をもって、検査シートの全面に複数生成出力し、
   前記検査装置が、
   前記被検査装置で生成出力された単色Ｌ字パターンを順次読み取って、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）信号として取り込み、
   基準Ｌ字パターンに対する各単色Ｌ字パターンの相対座標位置を計測してあらかじめ規定された理想相対座標位置と比較し、
   前記各単色Ｌ字パターンの主走査方向ならびに副走査方向の色ずれを検査することを特徴とする画像位置ずれ検査方法。
6. 前記基準パターンをブラックとし、前記Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに補色関係にある前記印刷プロセス色のＬ字パターンとの相対座標位置を計測すること特徴とする請求項５に記載の画像位置ずれ検査方法。
7. 前記基準パターンをイエローとし、前記Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに補色関係にある前記印刷プロセス色のＬ字パターンとの相対座標位置を計測すること特徴とする請求項５に記載の画像位置ずれ検査方法。
8. 検査装置により生成される画像を印刷する被検査装置と、
   印刷プロセスに使用される色材毎用意される単色Ｌ字パターンで構成された画像位置ずれ計測用パターンであって、該単色Ｌ字パターンは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の印刷プロセス色材毎に形成されるとともに、該単色Ｌ字パターンが１区画領域内に該印刷プロセス色のそれぞれに相当するＬ字パターン、逆Ｌ字パターン、９０度回転したＬ字パターン、９０度回転した逆Ｌ字パターンが隣接して４個配置された画像位置ずれ計測用パターンを、規則性をもって、検査シートの全面に複数生成し、前記被検査装置に供給する検査装置と、
   前記被検査装置によって印刷される画像出力から、前記各単色Ｌ字パターンを順次読み取り、ＲＧＢのＬ字パターンに変換して格納する画像入出力装置と、
   前記画像入出力装置からＲＧＢのＬ字パターンを所定単位毎に切り出し、前記各Ｌ字パターンの交点座標位置を計測し、あらかじめ規定された理想座標位置と比較することにより、前記印刷された画像の主走査方向ならびに副走査方向の色ずれを検査する検査装置と、を備え、
   前記検査装置と被検査装置とがバスを介してオンライン状態で動作し、該検査装置が該被検査装置における前記色ずれを検査することを特徴とする画像位置ずれ検査システム。

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