JP5308735B2 - 印刷画像検査装置および印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、カラーの印刷画像を検査する印刷画像検査装置、および、印刷媒体上にカラーの印刷画像を形成する印刷方法に関する。

複数の吐出口を有するヘッドが設けられ、印刷用紙に対してヘッドを相対的に移動しつつ各吐出口からのインクの微小液滴の吐出のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより印刷を行うインクジェット方式の印刷装置が従来より用いられている。インクジェット方式の印刷装置による印刷物の作成において、印刷状態を検査することも行われており、例えば特許文献１では、印刷用紙に印刷された単色（白黒）のイメージをイメージ読み取り部で読み取った検査イメージデータにおいて、非印刷領域に相当する領域にて黒画素が連続している場合には、印刷不良（インク垂れ）が発生しているものと判定してプリンタ装置を停止等する手法が提案されている。

また、印刷画像自体を検査する際に、同一の画像が印刷用紙上に繰り返し印刷される場合には、一般的には、欠陥の無い印刷画像を撮像して得られる一定の基準画像と、基準画像と同じカメラおよび条件にて検査対象の印刷画像を撮像して得られる被検査画像とを比較することが行われる。この場合、基準画像および被検査画像は同じ色成分および解像度にて表されることにより、印刷画像を精度よく検査することが可能となる（ただし、印刷画像におけるムラや光源の光量の変動による色の相違は生じる。）。

近年では、インクジェット方式の印刷装置の高速化に伴って、当該印刷装置を用いて、例えばダイレクトメール等の印刷物を作成することが行われており、この場合、各印刷用紙（印刷用紙がロール紙である場合には１頁に相当する各部位）に個別の情報が印刷される（すなわち、可変情報が印刷される。）。このような可変情報の印刷画像を検査する場合には、上記のような一定の基準画像を用いることができない。

そこで、特許文献１では、印刷用紙への印刷に用いられるビットマップ形式の印刷イメージデータと、撮像により得られる検査イメージデータとのマッチングにより、印刷状態を検査する手法が開示されている。また、特許文献２の検査装置では、インクジェットプリンタによって印字が行われる画像を記述したプリント画像記述ファイルからビットマップ画像を生成し、インクジェットプリンタにより印字が行われた印刷物の撮像画像とビットマップ画像とに基づいて欠陥が検出される。ここで、プリント画像記述ファイルは、プリンタの種類に影響されない互換性のあるデータファイルとされ、これにより、特許文献２の検査装置では、インクジェットプリンタの種類に関係なく検査を行うことが可能となる。

また、特許文献３では、文字欠けや汚れ等の微小な欠陥を検出する手法が開示されており、本手法では、検査画像および基準画像が準備され、縦方向および横方向のそれぞれに関して、各画像における隣接する画素間の濃度差の絶対値を示す差分画像（微分画像）が求められる。続いて、検査画像の差分画像および基準画像の差分画像のそれぞれに最大値フィルタを作用させ、検査画像の差分画像から、基準画像の差分画像に最大値フィルタを作用させた画像を差し引いた画像において、設定値以上の値となる部分が汚れ欠陥として検出され、基準画像の差分画像から検査画像の差分画像に最大値フィルタを作用させた画像を差し引いた画像において、設定値以上の値となる部分が欠け欠陥として検出される。

なお、特許文献４では、それぞれが８ビットで表されたＣＭＹＫの４色のデジタル信号を、ＲＧＢの３色のデジタル信号に変換する手法が開示されている。
特開平９−２７７６７０号公報 特開２００３−９４６２７号公報 特開平９−１５１６８号公報 特開昭５７−２０８７６５号公報

ところで、可変情報の印刷画像におけるドット抜け（インク抜け）等を検査する際には、撮像画像における１つの画素が示す印刷用紙上の領域の面積が印刷画像におけるドットよりも小さくなる解像度にて印刷画像を撮像し、撮像画像と画像データから生成される基準画像とを比較することが考えられるが、この場合に、大きな印刷画像を検査するときには検査に長時間を要してしまう。

一方で、印刷用紙上にカラーの印刷画像を形成して検査する際には、例えばＣＭＹＫ色成分で表される画像データに従って印刷が行われ、印刷画像を撮像することによりＲＧＢ色成分で表される撮像画像が取得されるが、この場合に、カラーの印刷画像を精度よく検査するには、印刷画像の撮像画像、および、画像データから生成される基準画像の双方において、解像度のみならず、色（各色成分の画素値）が近似していることが前提となる。しかしながら、特許文献１ないし３ではこのような前提を満たすための手法が開示されていないため、カラーの印刷画像を精度よく検査することが困難である。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、カラーの印刷画像を効率よくかつ精度よく検査することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、ＣＭＹＫを含む複数の色成分で表された網点画像である対象画像のデータに従って、無版印刷装置により印刷媒体上に形成されたカラーの印刷画像を検査する印刷画像検査装置であって、撮像画像における１つの画素が示す前記印刷媒体上の領域の面積が前記印刷画像における最小のドットよりも大きく、かつ、前記印刷画像における網点構造がおよそ認識可能な解像度にて前記印刷画像を撮像することにより、ＲＧＢ色成分で表されるとともに、各色成分における階調数が前記対象画像よりも多い前記撮像画像を被検査画像として取得する撮像部と、前記対象画像の解像度を前記被検査画像の前記解像度に合わせて変換することにより、各画素の値が前記対象画像の対応する領域における平均画素値を示す解像度変換画像を取得する解像度変換部と、前記解像度変換画像における前記複数の色成分と、前記被検査画像における前記ＲＧＢ色成分との間の色変換を示す色変換テーブルを記憶する記憶部と、前記解像度変換画像の各画素を前記色変換テーブルを用いて色変換することにより、前記ＲＧＢ色成分で表されるとともに前記被検査画像と同じ階調数となる基準画像を取得する色変換部と、前記被検査画像と前記基準画像とを比較することにより、前記印刷画像を検査する検査部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の印刷画像検査装置であって、前記色変換テーブルが、前記無版印刷装置において前記複数の色成分で表された網点画像であるカラーチャート画像のデータに従って印刷媒体上にカラーチャート印刷画像を形成し、前記撮像部にて前記カラーチャート印刷画像を撮像して前記ＲＧＢ色成分で表されたカラーチャート撮像画像を取得し、前記カラーチャート撮像画像における各パッチの平均画素値を、前記カラーチャート画像における対応するパッチの平均画素値に対応付けることにより生成されたものである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の印刷画像検査装置であって、前記色変換テーブルの生成時に、前記カラーチャート撮像画像に座標変換を施すことにより、変換後のカラーチャート撮像画像の解像度が前記カラーチャート画像の解像度に合わせられ、前記変換後のカラーチャート撮像画像における各パッチの平均画素値の算出領域、および、前記カラーチャート画像における対応するパッチの平均画素値の算出領域が同一のマスクを用いて抽出される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の印刷画像検査装置であって、前記色変換テーブルの生成時に、前記撮像部にて前記カラーチャート印刷画像が前記被検査画像の前記解像度にて撮像され、前記カラーチャート画像の解像度を前記カラーチャート撮像画像の理論的な解像度に合わせて変換することにより、解像度変換後のカラーチャート画像が取得され、前記変換後のカラーチャート撮像画像の解像度が前記解像度変換後のカラーチャート画像の解像度に合わせられ、前記解像度変換部が、前記カラーチャート画像に対する解像度変換の倍率、および、前記カラーチャート撮像画像に対する前記座標変換における倍率から求められる特定倍率にて前記対象画像の解像度を変換して、前記解像度変換画像を取得する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の印刷画像検査装置であって、前記無版印刷装置および前記撮像部が印刷媒体の搬送経路に沿って配置される。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の印刷画像検査装置であって、前記無版印刷装置が、可変印刷を行うインクジェット方式の印刷装置である。

請求項７に記載の発明は、印刷媒体上にカラーの印刷画像を形成する印刷方法であって、ａ）ＣＭＹＫを含む複数の色成分で表された網点画像である対象画像のデータに従って、無版印刷装置により印刷媒体上に印刷画像を形成する工程と、ｂ）撮像画像における１つの画素が示す前記印刷媒体上の領域の面積が前記印刷画像における最小のドットよりも大きく、かつ、前記印刷画像における網点構造がおよそ認識可能な解像度にて撮像部により前記印刷画像を撮像することにより、ＲＧＢ色成分で表されるとともに、各色成分における階調数が前記対象画像よりも多い前記撮像画像を被検査画像として取得する工程と、ｃ）前記対象画像の解像度を前記被検査画像の前記解像度に合わせて変換することにより、各画素の値が前記対象画像の対応する領域における平均画素値を示す解像度変換画像を取得する工程と、ｄ）前記解像度変換画像における前記複数の色成分と、前記被検査画像における前記ＲＧＢ色成分との間の色変換を示す色変換テーブルを用いて前記解像度変換画像の各画素を色変換することにより、前記ＲＧＢ色成分で表されるとともに前記被検査画像と同じ階調数となる基準画像を取得する工程と、ｅ）前記被検査画像と前記基準画像とを比較することにより、前記印刷画像を検査する工程とを備える。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の印刷方法であって、ｆ）前記無版印刷装置において前記複数の色成分で表された網点画像であるカラーチャート画像のデータに従って印刷媒体上にカラーチャート印刷画像を形成する工程と、ｇ）前記撮像部にて前記カラーチャート印刷画像を撮像して前記ＲＧＢ色成分で表されたカラーチャート撮像画像を取得する工程と、ｈ）前記カラーチャート撮像画像における各パッチの平均画素値を、前記カラーチャート画像における対応するパッチの平均画素値に対応付けることにより前記色変換テーブルを生成する工程とをさらに備える。

本発明によれば、カラーの印刷画像を効率よくかつ精度よく検査することができる。

また、請求項２の発明では、カラーの印刷画像をより精度よく検査することができ、請求項３の発明では、カラーチャート撮像画像およびカラーチャート画像におけるパッチの平均画素値の算出領域を容易に抽出することができる。

また、請求項４の発明では、基準画像の解像度を被検査画像の解像度に精度よく合わせることができる。

図１は本発明の一の実施の形態に係る印刷システム１の構成を示す図である。印刷システム１は、印刷用紙９上に可変情報を含む画像を印刷するとともに印刷された印刷用紙９上の画像（印刷画像）を自動検査するものである。図１の印刷システム１は、インクジェット方式の印刷装置１１、印刷装置１１に接続されるコンピュータ５、および、印刷用紙９上に形成される印刷画像を検査する検査ユニット６を備える。印刷装置１１は、インクの微小液滴を印刷用紙９に向けて吐出するヘッドユニット２、ヘッドユニット２の下方（図１中の（−Ｚ）側）にて図１中のＹ方向へと印刷用紙９を移動する紙送り機構３、並びに、ヘッドユニット２および紙送り機構３に接続される本体制御部４を備える。

紙送り機構３は、図示省略のモータに接続された２つのベルトローラ３１、および、２つのベルトローラ３１の間に掛けられたベルト３２を有する。印刷用紙９は所定の幅の連続紙であるロール紙とされ、（＋Ｙ）側のベルトローラ３１の上方に設けられたローラ３３を介してベルト３２上へと導かれて保持され、ベルト３２と共にヘッドユニット２の下方を通過して（−Ｙ）側へと移動する。また、紙送り機構３のベルトローラ３１にはエンコーダ３４（図３参照）が設けられる。なお、紙送り機構３は、ローラのみの搬送機構等、他の構成により実現されてもよい。

ヘッドユニット２には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の色のインクをそれぞれ吐出する複数の吐出部２１が設けられ、複数の吐出部２１はＹ方向に配列される。図２は１つの吐出部２１の底面図であり、図２では印刷用紙９のヘッドユニット２に対する移動方向（すなわち、Ｙ方向）を縦向きに図示している。

図２に示すように、各吐出部２１には複数のヘッド２１１がＸ方向に千鳥状に配列されており、各ヘッド２１１の底面には、複数の吐出口２１２が印刷用紙９の移動方向（Ｙ方向）に垂直かつ印刷用紙９に沿う方向（図１中のＸ方向であり、印刷用紙９の幅に対応する方向であるため、以下、「幅方向」という。）に一定のピッチにて配列形成される。ヘッド２１１には各吐出口２１２に対して圧電素子が設けられており、圧電素子を駆動することにより各吐出口２１２からインクの微小液滴が印刷用紙９に向けて吐出される。実際には、幅方向に関して互いに隣接する２つのヘッド２１１間の距離も精度よく調整されることにより、吐出部２１に含まれる全ての吐出口２１２は幅方向に関して印刷用紙９上の印刷領域の幅全体に亘って一定のピッチにて並んでおり、印刷システム１では、印刷用紙９がヘッドユニット２の下方を一回通過するのみにて（いわゆる、ワンパスにて）高速な印刷が可能とされる。図２では、各ヘッド２１１に５個の吐出口２１２のみが図示されているが、実際には多数の吐出口２１２が配列形成される。ヘッド２１１はインクの加熱により微小液滴を吐出するタイプのものであってもよい。

印刷システム１におけるヘッド２１１では、印刷用紙９上にＳサイズのドット、Ｓサイズよりも大きいＭサイズのドット、および、Ｍサイズよりも大きいＬサイズのドットが描画可能とされており、実際に印刷を行う際には、ＣＭＹＫの各色成分に関して各画素がＳサイズのドットの描画を指示する値、Ｍサイズのドットの描画を指示する値、Ｌサイズのドットの描画を指示する値、および、ドットの非描画を指示する値のいずれかを有する４値の網点画像（ハーフトーン画像）である対象画像のデータが生成される。このような対象画像は、例えばコンピュータ５にて、各色成分に対してＳサイズのドット、ＭサイズのドットおよびＬサイズのドットにそれぞれ対応する複数の閾値マトリクスを記憶しておき、可変情報を含む印刷対象の元画像（例えば、ＣＭＹＫの各色成分が２５６階調にて表される画像）の各画素の値を各閾値マトリクスの対応する閾値と比較する（すなわち、スクリーニング処理を行う）ことにより生成される。なお、ヘッド２１１において２もしくは３種類のサイズのドット、または、５種類以上（例えば１６種類以下）のサイズのドットが形成可能とされてよく、この場合に生成される対象画像は、２もしくは３値、または、５値以上（１６値以下）の網点画像となる。

図１の印刷システム１では、紙送り機構３による印刷用紙９の（−Ｙ）方向への移動に並行して、本体制御部４がＣＭＹＫ色成分で表された対象画像のデータに従って、各色のヘッド２１１からのインクの吐出制御を行うことにより、印刷用紙９上にカラーの印刷画像が形成される。このようにして、印刷システム１におけるインクジェット方式の印刷装置１１では、可変情報を含む印刷画像を形成する可変印刷が行われる。

ヘッドユニット２の（−Ｙ）側には、印刷用紙９上に形成された直後の印刷画像に照明用の光を照射する照明部７２、および、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色成分について印刷画像を所定の解像度（以下、「設定解像度」という。）にて撮像する撮像部７１が設けられ、撮像部７１にて取得される画像（すなわち、ＲＧＢ色成分で表された画像であり、以下、「撮像画像」という。）のデータは検査ユニット６に出力される。ここで、画像の解像度とは、一般的には、印刷用紙９の移動方向および幅方向（または、これらの方向に対応する２方向）のそれぞれにおける印刷用紙９上の単位距離当たりの画素数であり、本実施の形態では、画像の１つの画素に対応する印刷用紙９上の領域の各方向の幅であるものとする。また、以下の説明における画像では、画素の配列方向である行方向および列方向が、それぞれ幅方向および移動方向に対応するものとする。

図３は印刷システム１における印刷画像の検査に係る機能構成を示すブロック図である。図３では、検査ユニット６の機能構成を破線にて囲んでいる。検査ユニット６は、対象画像から後述する基準画像を生成する基準画像生成部６１、対象画像のデータに従って形成された印刷画像の撮像画像（すなわち、検査対象の撮像画像であり、以下、「被検査画像」という。）と基準画像とを比較することにより印刷画像を検査する検査部６２、および、検査部６２における検査結果を記憶する記憶部６３を備える。本実施の形態では、基準画像生成部６１および検査部６２はそれぞれ電気的回路および（もう１つの）コンピュータにより実現されるが、もちろん、基準画像生成部６１の全部または一部がコンピュータにより実現され、検査部６２の全部または一部が電気的回路により実現されてもよい。

基準画像生成部６１は、コンピュータ５から入力されるとともにＣＭＹＫ色成分で表された対象画像の解像度（すなわち、対象画像を印刷用紙９上に印刷した画像における１つの画素に相当する移動方向および幅方向のそれぞれの幅）を被検査画像の解像度に合わせて変換（変更）して解像度変換画像を取得する解像度変換部６１１、解像度変換画像におけるＣＭＹＫ色成分と被検査画像におけるＲＧＢ色成分との間の色変換を示す色変換テーブル６１３１を記憶するテーブル記憶部６１３、および、解像度変換画像の各画素を色変換テーブル６１３１を用いて色変換することにより基準画像を取得する色変換部６１２を備える。

印刷システム１では、色変換テーブル６１３１は検査部６２のテーブル生成部６２１により予め生成されてテーブル記憶部６１３に入力される。図４は、色変換テーブル６１３１を生成する処理の流れを示す図である。色変換テーブル６１３１を生成する処理は、後述する対象画像の印刷および印刷画像の検査の事前処理として行われるものである。

色変換テーブル６１３１を生成する際には、まず、ＣＭＹＫの色空間（４次元の空間）を格子状に均等に分割した場合において、各格子点におけるＣＭＹＫ色成分の座標値で表される色が特定され、特定された複数の色をそれぞれ示す複数のパッチが配列されたカラーチャートの元画像がコンピュータ５にて生成される。本実施の形態では、ＣＭＹＫの各色成分が０〜２５５の２５６階調にて表され、ＣＭＹＫの各色成分において３２階調毎の９個の値（すなわち、０、３１、６３、９５、・・・、２５５）が当該色成分が取り得る格子点の座標値とされ、カラーチャートの元画像は６５６１個（９^４）のパッチを示すものとなる。実際には、ＣＭＹＫの各色成分の値は８ビットで表されており、カラーチャートの元画像は、ＣＭＹＫ色成分の値の上位５ビット（残りの下位３ビットは全て０であるものとする。）の全ての組合せ（Ｃの値の上位５ビット、Ｍの値の上位５ビット、Ｙの値の上位５ビットおよびＫの値の上位５ビットの全ての組合せ）にそれぞれ対応する多数のパッチを示している。

続いて、カラーチャートの元画像の各画素の値を各閾値マトリクスの対応する閾値と比較することにより、ＣＭＹＫの各色成分が０〜３の４階調にて表される網点画像であるカラーチャート画像８１が図５に示すように生成される（ステップＳ１１）。図５のカラーチャート画像８１では、複数のパッチ８１２が配列されており、四隅にはＫの１００％濃度にて表される十字のマーク８１１（トンボ）が配置されている。

図５では、複数のパッチ８１２を白い矩形にて示しているが、実際には、図６に示すように、複数のパッチ８１２は相互に異なる色（正確には、ＣＭＹＫ色成分の網点面積率）を有するものとなっている。なお、図６のカラーチャート画像では、Ｋの１００％濃度にて表される円形のマークを用いている。

カラーチャート画像８１のデータは図１の本体制御部４に出力され、印刷装置１１では、印刷用紙９を（−Ｙ）方向へと連続的に移動しつつ、カラーチャート画像のデータに従って各色のヘッド２１１からのインクの吐出制御が行われることにより、印刷用紙９（正確には、後述の対象画像の印刷および印刷画像の検査の際と同種の印刷用紙）上にカラーチャート印刷画像が形成される（すなわち、カラーチャート画像が印刷される。）（ステップＳ１２）。カラーチャート印刷画像では、各パッチが例えば５ミリメートル（ｍｍ）四方の正方形とされ、パッチの配列方向における隣接するパッチ間の距離が例えば１ｍｍとされる。

実際には、図１に示すように、印刷用紙９の進行方向の前方に位置するラインセンサである撮像部７１により、形成直後のカラーチャート印刷画像の部位が設定解像度にて順次撮像され、ＲＧＢ色成分で表されたカラーチャート撮像画像８２が図７に示すように取得される（ステップＳ１３）。カラーチャート撮像画像８２はＲＧＢの各色成分が２５６階調にて表されており、十字のマーク８２１を四隅に含んでいる。

ここで、撮像部７１における設定解像度は、撮像画像における１つの画素が示す印刷用紙９上の領域の面積が、ヘッドユニット２により形成される印刷画像における最小のＳサイズのドットよりも大きく、かつ、当該印刷画像における網点構造がおよそ認識可能なものとなっている。網点構造がおよそ認識可能な解像度は、例えば、撮像画像における１つの画素が示す印刷用紙９上の領域の面積が、カラーチャート画像（すなわち、印刷時に参照される画像であり、後述の対象画像の印刷では対象画像となる。）における１つの画素が示す印刷用紙９上の領域の面積の１０倍以下（好ましくは２倍以上）のものとされる。撮像部７１にて取得されるカラーチャート撮像画像８２は図３の検査部６２へと出力される。

ＣＭＹＫの各色成分が４階調にて表される図５のカラーチャート画像８１のデータはコンピュータ５から検査部６２にも出力されており、検査部６２のテーブル生成部６２１では、ステップＳ１２，Ｓ１３におけるカラーチャート画像の印刷およびカラーチャート印刷画像の撮像処理に並行して、カラーチャート画像８１の各画素の値が２５６階調の値に変換される。具体的には、カラーチャート画像８１における画素値０、１、２、３が画素値０、６４、１２８、２５５（２５６階調を均等に分割した値とされてもよい。）にそれぞれ変換された後、カラーチャート画像８１の解像度がカラーチャート撮像画像８２の解像度に合わせて変換される（ステップＳ１４）。

ここで、カラーチャート画像８１では、解像度がカラーチャート撮像画像８２よりも高くなっており（すなわち、１つの画素に対応する印刷用紙９上の領域が小さくなっており）、カラーチャート画像８１の上記解像度変換は、カラーチャート画像８１の画素数を減少させるものとなる。すなわち、解像度変換後の画像の各画素はカラーチャート画像８１（変換前の画像）の複数の画素に対応することとなり、各画素の値は、例えば変換前の画像の対応する複数の画素の値の平均値（ただし、小数点以下は四捨五入される。）とされる。これにより、カラーチャート画像８１における画素値０、６４、１２８、２５５の間が補間され、ＣＭＹＫの各色成分が２５６階調にて表される解像度変換後のカラーチャート画像が取得される。なお、撮像部７１の解像力に合わせて、解像度変換後のカラーチャート画像にガウシアンフィルタ等を用いた処理（いわゆる、ぼかし処理）等が必要に応じて施されてもよい。

このとき、印刷装置１１における印刷用紙９上への記録解像度（すなわち、カラーチャート画像の１つの画素に対応する印刷用紙９上の領域の各方向の幅）および撮像部７１における設定解像度からカラーチャート撮像画像の理論的な解像度は既知となっているが、実際には、当該理論的な解像度に合わせた解像度変換後のカラーチャート画像の解像度とカラーチャート撮像画像８２の実際の解像度とが僅かに相違する場合がある。そこで、カラーチャート撮像画像８２中のマーク８２１の位置、および、解像度変換後のカラーチャート画像中のマーク８１１の位置を用いて、両画像の解像度を一致させるための座標変換行列が求められ、その後、カラーチャート撮像画像８２の全体に対して当該座標変換行列を用いて座標変換を施すことにより、座標変換後のカラーチャート撮像画像の解像度が解像度変換後のカラーチャート画像の解像度に合わせられる（ステップＳ１５）。

テーブル生成部６２１では、カラーチャート画像８１に対する解像度変換の（理論的な）倍率、および、カラーチャート撮像画像８２に対する座標変換における倍率から、元のカラーチャート画像８１と元のカラーチャート撮像画像８２との解像度の真の比率が求められ、特定倍率として基準画像生成部６１に出力される。なお、印刷用紙９の斜行等の影響により、図７に示すようにカラーチャート撮像画像８２におけるパッチ８２２の配列方向が画素の配列方向（行方向および列方向）に対して僅かに傾斜している場合には、カラーチャート撮像画像８２の傾きを補正するための座標変換が行われた後に、両画像の解像度を一致させるための座標変換が行われる。

カラーチャート撮像画像の解像度が解像度変換後のカラーチャート画像の解像度に合わせられると、解像度変換後のカラーチャート画像に対して、予め準備される図８のマスク８３を作用させることにより、図９に示すように各パッチの中央領域８１３が抽出される（ステップＳ１６）。マスク８３は、カラーチャートの元画像の生成時に取得される各パッチの位置情報、および、カラーチャート撮像画像の理論的な解像度に基づいて予め作成される。

ここで、一の色のみに着目すると、図１０に示すように、解像度変換前の実際のカラーチャート画像（すなわち、ＣＭＹＫの各色成分が４階調にて表される画像）の各パッチ８１２には、それぞれがドットの描画を指示する値１、２、３の画素の集合である複数の網点領域８１２１（図１０中にて平行斜線を付す領域）が形成されており、解像度変換後のカラーチャート画像（すなわち、ＣＭＹＫの各色成分が２５６階調にて表される画像）からマスク８３を用いて抽出される図１１のパッチ８１２ａ（図１１中にて破線にて示す。）の中央領域８１３においても０以外の値の画素の集合である複数の網点領域８１２１ａが存在している。

テーブル生成部６２１では、各パッチ８１２ａの中央領域８１３に含まれる画素の値の平均値を色成分毎に算出することにより、当該パッチ８１２ａのＣＭＹＫの各色成分の平均画素値が求められる（ステップＳ１７）。図１２では、全体が平均画素値とされる中央領域８１３を示している。

また、テーブル生成部６２１では、解像度変換後のカラーチャート画像の場合と同様にして、ＲＧＢの各色成分が２５６階調にて表される座標変換後のカラーチャート撮像画像に対してマスク８３を作用させることにより、各パッチの中央領域が抽出され（ステップＳ１８）、中央領域に含まれる画素の値の平均値を色成分毎に算出することにより、当該パッチのＲＧＢの各色成分の平均画素値が求められる（ステップＳ１９）。

そして、（座標変換後の）カラーチャート撮像画像における各パッチのＲＧＢ色成分の平均画素値を、（解像度変換後の）カラーチャート画像における対応するパッチ８１２ａのＣＭＹＫ色成分の平均画素値に対応付ける（１対１にて対応付ける）ことにより、色変換テーブル６１３１が生成される（ステップＳ２０）。色変換テーブル６１３１はテーブル記憶部６１３に出力されて記憶され、色変換テーブル６１３１の生成処理が完了する。

次に、印刷システム１が印刷用紙９上に対象画像を印刷して印刷画像を検査する動作について図１３を参照して説明する。印刷システム１では、まず、ＣＭＹＫの各色成分が０〜２５５の２５６階調にて表される印刷対象の元画像が準備され、カラーチャート画像の場合と同様に、図１のコンピュータ５にて元画像の各画素の値を各閾値マトリクスの対応する閾値と比較することにより、ＣＭＹＫの各色成分が０〜３の４階調にて表される網点画像である対象画像が生成される（ステップＳ２１）。

対象画像のデータは本体制御部４に出力され、印刷用紙９を（−Ｙ）方向へと連続的に移動しつつ、対象画像のデータに従って各色のヘッド２１１からのインクの吐出制御が行われることにより、印刷用紙９上に印刷画像が形成される（すなわち、対象画像が印刷される。）（ステップＳ２２）。そして、印刷用紙９の進行方向の前方に位置する撮像部７１により、形成直後の印刷画像の部位が設定解像度にて順次撮像され、ＲＧＢ色成分で表された撮像画像が被検査画像として取得されて検査ユニット６へと出力される。（ステップＳ２３）。被検査画像では、ＲＧＢの各色成分が０〜２５５の２５６階調にて表され、被検査画像における１つの画素が示す印刷用紙９上の領域の面積は、印刷装置１１により形成される印刷画像における最小のＳサイズのドットよりも大きくなっており、被検査画像では印刷画像における網点構造がおよそ認識可能となっている。

一方で、ＣＭＹＫの各色成分が４階調にて表される対象画像のデータはコンピュータ５から図３の解像度変換部６１１にも出力され、カラーチャート画像の場合と同様に、ステップＳ２２，Ｓ２３における対象画像の印刷および印刷画像の撮像処理に並行して、対象画像の各画素の値が２５６階調の値に変換される。すなわち、対象画像の画素値０、１、２、３が画素値０、６４、１２８、２５５にそれぞれ変換された後、色変換テーブル６１３１の生成時に取得される特定倍率（すなわち、カラーチャート画像８１とカラーチャート撮像画像８２との解像度の比率）にて対象画像に対して解像度変換が施される。これにより、対象画像の解像度が被検査画像の解像度に精度よく合わせられ、各画素の値が対象画像の対応する領域における平均画素値を示す解像度変換後の対象画像（以下、「解像度変換画像」という。）が取得される（ステップＳ２４）。ＣＭＹＫの各色成分が２５６階調にて表された解像度変換画像は色変換部６１２に出力され、解像度変換画像の各画素が色変換テーブル６１３１を用いて色変換される（ステップＳ２５）。

色変換部６１２では、例えば、上記特許文献４（特開昭５７−２０８７６５号公報）の手法が用いられ、それぞれが８ビットで表された各画素のＣＭＹＫ色成分の値が、ＲＧＢ色成分の値に変換される。

具体的には、本実施の形態では、既述のようにＣＭＹＫ色成分の値の上位５ビットの組合せ（Ｃの値の上位５ビット、Ｍの値の上位５ビット、Ｙの値の上位５ビットおよびＫの値の上位５ビットの組合せ）毎に対応するＲＧＢ色成分の値を書き込んだ色変換テーブル６１３１が作成されており、解像度変換画像の各画素のＣＭＹＫ色成分の値の上位５ビットの組合せ（ただし、残りの下位３ビットは全て０であるものとしている。）が特定され、当該組合せの各色成分の値、および、上位５ビットのみに着目した場合に当該値の次に大きい値（同様に残りの下位３ビットは全て０であるものとする。）の全ての組合せ（すなわち、１６（＝２^４）通りの組合せ）を頂点の位置として４次元の単位超立方体が想定され、続いて、当該単位超立方体が複数個の超立体に分割される（ただし、超立体の各頂点が単位超立方体のいずれかの頂点とされる。）。そして、当該画素のＣＭＹＫ色成分の値の下位３ビットの大小判定を行うことにより、当該画素のＣＭＹＫ色成分の値（８ビット）がいずれの超立体に含まれているかが判別され、判別された超立体の各頂点におけるＲＧＢ色成分の値（色変換テーブル６１３１に記憶された値）を用いて、当該画素のＣＭＹＫ色成分の値に対応するＲＧＢ色成分の値が線形補間にて求められる。

このようにして、解像度変換画像の各画素が色変換テーブル６１３１を用いて色変換され（すなわち、対象画像が画素単位にて被検査画像の色空間に変換され）、ＲＧＢ色成分で表されるとともに被検査画像と同じ階調数２５６となる画像が基準画像として取得される。なお、ＣＭＹＫ色成分の値を入力値とし、ＲＧＢ色成分の値を出力値として、色変換テーブル６１３１が示すＲＧＢ色成分の値とＣＭＹＫ色成分の値との１対１での対応付けを用いて、入力値と出力値との関係式（変換マトリクス）を最小二乗法にて求めておくことにより、解像度変換画像の各画素の色変換が行われてもよい。この場合も、実質的には、色変換テーブル６１３１を用いて解像度変換画像の各画素の色変換が行われていると捉えられる。なお、入力値と出力値との関係式を求める際には、パッチの個数は少なくてもよい。テーブル記憶部６１３における記憶容量に余裕があり、ＲＧＢ色成分の値とＣＭＹＫ色成分の値との１対１での対応付けがテーブル生成部６２１にて自動的に取得される本実施の形態では、上記特許文献４の手法が用いられることが好ましい。

基準画像が取得されると、検査部６２では、例えば上記特許文献３（特開平９−１５１６８号公報）の手法を用いて被検査画像と基準画像とを比較することにより、印刷画像における微小な欠陥が検出される（ステップＳ２６）。具体的には、被検査画像および基準画像のＲＧＢの各色成分において、行方向および列方向のそれぞれに関して隣接する画素間の濃度差の絶対値を示す差分画像（微分画像）が求められ、続いて、被検査画像の差分画像（各色成分の各方向の差分画像）および基準画像の差分画像（被検査画像の差分画像と同一色成分かつ同一方向の差分画像）のそれぞれに最大値フィルタが適用される。そして、被検査画像の差分画像から、基準画像の差分画像に最大値フィルタを作用させた画像を差し引いた評価画像において、設定値以上の値となる部分が汚れ欠陥として検出される。また、基準画像の差分画像から、被検査画像の差分画像に最大値フィルタを作用させた画像を差し引いた評価画像において、設定値以上の値となる部分が欠け欠陥として検出される。

その結果、印刷時に連続的に移動する印刷用紙９がヘッド２１１に当接する（例えば、印刷用紙９がインクを含んで反ることに起因してヘッド２１１に当接する）ことにより生じるインク垂れや、吐出口２１２が閉塞する（詰まる）ことにより生じるインク抜け等のインクジェット方式の印刷装置に特有の印刷欠陥が検出可能となる。検出された欠陥の位置情報や各評価画像における値等は、検査結果データ６３１として記憶部６３に出力されて記憶される。記憶部６３には印刷装置１１における印刷条件を示す印刷条件データ６３２も記憶されており、欠陥の発生原因の特定等に利用される。印刷画像における欠陥の検出は、被検査画像と基準画像とを比較する他の手法にて行われてもよい。

なお、被検査画像が示す画像（印刷画像）が画素の配列方向に対して僅かに傾斜している場合には、例えば、被検査画像を複数のブロックに分割し、各ブロックを基準画像に対して行方向および列方向に揺すらせた場合の複数の位置のそれぞれにて、ブロック内の画素の値と基準画像の対応する画素の値との差の絶対値の和を評価値として求め、評価値が最小となる位置に当該ブロックを配置して、ブロックと基準画像の対応する領域とを比較することにより、被検査画像が示す画像の傾斜の影響を抑制しつつ検査が行われてもよい。もちろん、被検査画像が示す画像の傾斜の影響は他の手法により抑制されてよい。

図１の印刷システム１では、印刷装置１１（のドットの描画に係る構成要素であるヘッドユニット２）および撮像部７１が印刷用紙９の搬送経路に沿って配置されており、印刷システム１における実際の印刷動作では、それぞれが異なる部分を含む（すなわち、可変情報を含む）多数の元画像から多数の対象画像が順次生成され、印刷装置１１にて印刷用紙９上に多数の印刷画像が連続的に形成されるとともに、撮像部７１および検査ユニット６を有する印刷画像検査装置にて、各印刷画像に対応する基準画像をリアルタイムに生成しつつ当該印刷画像が形成直後に検査される。なお、印刷画像が形成される印刷用紙９の各部位には、他の印刷装置（例えば、有版印刷装置）により同一の画像が予め形成されていてもよく、この場合、印刷システム１により、いわゆる追い刷りが行われることとなる。

以上に説明したように、図１の印刷システム１では、網点画像である対象画像の印刷画像を設定解像度にて撮像することにより、ＲＧＢ色成分で表されるとともに、各色成分における階調数が対象画像よりも多い被検査画像が取得される。このとき、被検査画像が、印刷画像における網点構造がおよそ認識可能な解像度とされ、被検査画像の各画素の値は、当該画素に対応する印刷用紙９上の領域に含まれるドット数（あるいは、当該領域にてインクが占める領域の割合）に大きく依存することにより、印刷画像におけるインク抜け（ドット抜け）やインク垂れ等の欠陥が検出可能となる。その結果、印刷システム１では、撮像画像における１つの画素が示す印刷用紙上の領域の面積が印刷画像におけるドットよりも小さくなる解像度にて印刷画像を撮像する場合よりも、インク抜け等の微小な欠陥の検出に係る印刷画像の検査を効率よく行うことが実現される。

ところで、仮に、ＣＭＹＫの各色成分が２５６階調にて表される印刷対象の元画像を、被検査画像に合わせて解像度変換した後に、ＲＧＢ色成分に色変換して基準画像を生成する場合、ＣＭＹＫの各色成分が４階調にて表される対象画像の印刷画像を撮像して得られる被検査画像に対して基準画像における色が大きく相違することがある。このような色の相違を許容しつつ基準画像と被検査画像とを比較しても、色がずれているような欠陥を検出することができず、さらに、インク抜けやインク垂れ等の欠陥の検出にも影響が生じることもある。

これに対し、印刷システム１では、印刷画像と同様に、ＣＭＹＫの各色成分が４階調にて表されるスクリーニング処理後の対象画像の解像度を被検査画像の解像度に合わせて変換することにより、各画素の値が対象画像の対応する領域における平均画素値を示す解像度変換画像が取得され、解像度変換画像の各画素を色変換テーブル６１３１を用いて色変換することにより、ＲＧＢ色成分で表されるとともに被検査画像と同じ階調数となる基準画像が取得される。これにより、基準画像の色および解像度を被検査画像に精度よく近似させることができ、その結果、被検査画像と基準画像との比較により、インク抜けやインク垂れ、あるいは、色がずれているような欠陥を高精度に検出することが可能となり、カラーの印刷画像を精度よく検査することが実現される。

図４に示す色変換テーブル６１３１の生成処理では、カラーチャート撮像画像に座標変換を施すことにより、変換後のカラーチャート撮像画像の解像度がカラーチャート画像の解像度に合わせられる。これにより、変換後のカラーチャート撮像画像における各パッチの平均画素値の算出領域、および、カラーチャート画像における対応するパッチの平均画素値の算出領域を同一のマスク８３を用いて容易に抽出することが可能となる。

また、解像度変換部６１１では、カラーチャート画像に対する解像度変換の倍率、および、カラーチャート撮像画像に対する座標変換における倍率から求められる特定倍率にて対象画像の解像度が変換されることにより、基準画像の解像度を被検査画像の解像度に精度よく合わせることができ、印刷画像をより精度よく検査することが実現される。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

色変換テーブルの生成処理において、パッチの平均画素値の算出領域をカラーチャート撮像画像とカラーチャート画像とで個別に抽出する場合等には、カラーチャート画像において画素値０、１、２、３を画素値０、６４、１２８、２５５にそれぞれ変換した後、解像度変換を施すことなく（すなわち、カラーチャート画像とカラーチャート撮像画像との解像度が相違した状態で）、各パッチの平均画素値が算出されてもよく、この場合も、カラーチャート画像のパッチの平均画素値は解像度変換を施す場合とほぼ同じ値となる。また、特定倍率を求める必要がない場合には、カラーチャート撮像画像は、被検査画像とは異なる解像度にて取得されてもよい。

色変換テーブルは、解像度変換画像におけるＣＭＹＫ色成分と、被検査画像におけるＲＧＢ色成分との間の色変換を示すものであるならば、上記以外の手法にて生成されたものが用いられてもよい。ただし、カラーの印刷画像をより精度よく検査するには、カラーチャート画像のデータに従って印刷装置１１により印刷用紙９上にカラーチャート印刷画像を形成し、撮像部７１にてカラーチャート印刷画像を撮像してカラーチャート撮像画像を取得し、カラーチャート撮像画像における各パッチの平均画素値を、カラーチャート画像における対応するパッチの平均画素値に対応付けることにより、色変換テーブルを生成することが好ましい。

カラーチャート画像におけるパッチの配列は、図５および図６に示すもの以外であってよい。例えば、図１４．Ａに示すように印刷用紙９の幅方向の幅Ｗが狭い場合には、パッチ８２２が少数の列にて形成され、図１４．Ｂに示すように印刷用紙９の幅Ｗが広い場合には、パッチ８２２が多数の列にて形成される。また、カラーチャート画像は、ＣＭＹＫの各色成分において１６階調毎の画素値、あるいは、６４階調毎の画素値を当該色成分が取り得る格子点の座標値として生成されてもよく、各パッチのサイズも撮像部７１の解像度等に応じて適宜変更されてよい。

対象画像およびカラーチャート画像はＣＭＹＫを含む複数の色成分で表されるのであるならば、ライトシアン等の他の色を含んでいてよい。また、撮像画像におけるＲＧＢの各色成分の階調数、並びに、解像度変換画像および解像度変換後のカラーチャート画像におけるＣＭＹＫの各色成分の階調数は２５６以外であってもよい。

印刷システム１は、インクジェット方式の印刷装置以外の無版印刷装置（例えば、電子写真方式の印刷装置）を有するものであってもよく、この場合も、撮像部７１、解像度変換部６１１、色変換部６１２、テーブル記憶部６１３および検査部６２を有する印刷画像検査装置により、電子写真方式にて形成されたカラーの印刷画像を効率よくかつ精度よく検査することが可能となる。また、印刷画像検査装置は、必ずしも印刷装置と一体的に設けられる必要はなく、印刷画像検査装置が印刷装置から独立して設けられてもよい。

印刷システム１における印刷媒体は、印刷用紙以外に、フィルムや板状の部材等であってもよい。

印刷システムの構成を示す図である。 吐出部の底面図である。 印刷画像の検査に係る機能構成を示すブロック図である。 色変換テーブルを生成する処理の流れを示す図である。 カラーチャート画像を示す図である。 カラーチャート画像を示す図である。 カラーチャート撮像画像を示す図である。 マスクを示す図である。 パッチの中央領域を示す図である。 カラーチャート画像のパッチを示す図である。 パッチの中央領域を示す図である。 全体が平均画素値とされる中央領域を示す図である。 印刷用紙上に対象画像を印刷して印刷画像を検査する動作の流れを示す図である。 パッチの配列の他の例を示す図である。 パッチの配列のさらに他の例を示す図である。

符号の説明

９ 印刷用紙
１１ 印刷装置
６２ 検査部
７１ 撮像部
８１ カラーチャート画像
８２ カラーチャート撮像画像
８３ マスク
６１１ 解像度変換部
６１２ 色変換部
６１３ テーブル記憶部
８１２，８１２ａ，８２２ パッチ
８１３ 中央領域
６１３１ 色変換テーブル
Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２０，Ｓ２２〜Ｓ２６ ステップ

Claims (8)

1. ＣＭＹＫを含む複数の色成分で表された網点画像である対象画像のデータに従って、無版印刷装置により印刷媒体上に形成されたカラーの印刷画像を検査する印刷画像検査装置であって、
   撮像画像における１つの画素が示す前記印刷媒体上の領域の面積が前記印刷画像における最小のドットよりも大きく、かつ、前記印刷画像における網点構造がおよそ認識可能な解像度にて前記印刷画像を撮像することにより、ＲＧＢ色成分で表されるとともに、各色成分における階調数が前記対象画像よりも多い前記撮像画像を被検査画像として取得する撮像部と、
   前記対象画像の解像度を前記被検査画像の前記解像度に合わせて変換することにより、各画素の値が前記対象画像の対応する領域における平均画素値を示す解像度変換画像を取得する解像度変換部と、
   前記解像度変換画像における前記複数の色成分と、前記被検査画像における前記ＲＧＢ色成分との間の色変換を示す色変換テーブルを記憶する記憶部と、
   前記解像度変換画像の各画素を前記色変換テーブルを用いて色変換することにより、前記ＲＧＢ色成分で表されるとともに前記被検査画像と同じ階調数となる基準画像を取得する色変換部と、
   前記被検査画像と前記基準画像とを比較することにより、前記印刷画像を検査する検査部と、
   を備えることを特徴とする印刷画像検査装置。
2. 請求項１に記載の印刷画像検査装置であって、
   前記色変換テーブルが、前記無版印刷装置において前記複数の色成分で表された網点画像であるカラーチャート画像のデータに従って印刷媒体上にカラーチャート印刷画像を形成し、前記撮像部にて前記カラーチャート印刷画像を撮像して前記ＲＧＢ色成分で表されたカラーチャート撮像画像を取得し、前記カラーチャート撮像画像における各パッチの平均画素値を、前記カラーチャート画像における対応するパッチの平均画素値に対応付けることにより生成されたものであることを特徴とする印刷画像検査装置。
3. 請求項２に記載の印刷画像検査装置であって、
   前記色変換テーブルの生成時に、前記カラーチャート撮像画像に座標変換を施すことにより、変換後のカラーチャート撮像画像の解像度が前記カラーチャート画像の解像度に合わせられ、前記変換後のカラーチャート撮像画像における各パッチの平均画素値の算出領域、および、前記カラーチャート画像における対応するパッチの平均画素値の算出領域が同一のマスクを用いて抽出されることを特徴とする印刷画像検査装置。
4. 請求項３に記載の印刷画像検査装置であって、
   前記色変換テーブルの生成時に、前記撮像部にて前記カラーチャート印刷画像が前記被検査画像の前記解像度にて撮像され、前記カラーチャート画像の解像度を前記カラーチャート撮像画像の理論的な解像度に合わせて変換することにより、解像度変換後のカラーチャート画像が取得され、前記変換後のカラーチャート撮像画像の解像度が前記解像度変換後のカラーチャート画像の解像度に合わせられ、
   前記解像度変換部が、前記カラーチャート画像に対する解像度変換の倍率、および、前記カラーチャート撮像画像に対する前記座標変換における倍率から求められる特定倍率にて前記対象画像の解像度を変換して、前記解像度変換画像を取得することを特徴とする印刷画像検査装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の印刷画像検査装置であって、
   前記無版印刷装置および前記撮像部が印刷媒体の搬送経路に沿って配置されることを特徴とする印刷画像検査装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の印刷画像検査装置であって、
   前記無版印刷装置が、可変印刷を行うインクジェット方式の印刷装置であることを特徴とする印刷画像検査装置。
7. 印刷媒体上にカラーの印刷画像を形成する印刷方法であって、
   ａ）ＣＭＹＫを含む複数の色成分で表された網点画像である対象画像のデータに従って、無版印刷装置により印刷媒体上に印刷画像を形成する工程と、
   ｂ）撮像画像における１つの画素が示す前記印刷媒体上の領域の面積が前記印刷画像における最小のドットよりも大きく、かつ、前記印刷画像における網点構造がおよそ認識可能な解像度にて撮像部により前記印刷画像を撮像することにより、ＲＧＢ色成分で表されるとともに、各色成分における階調数が前記対象画像よりも多い前記撮像画像を被検査画像として取得する工程と、
   ｃ）前記対象画像の解像度を前記被検査画像の前記解像度に合わせて変換することにより、各画素の値が前記対象画像の対応する領域における平均画素値を示す解像度変換画像を取得する工程と、
   ｄ）前記解像度変換画像における前記複数の色成分と、前記被検査画像における前記ＲＧＢ色成分との間の色変換を示す色変換テーブルを用いて前記解像度変換画像の各画素を色変換することにより、前記ＲＧＢ色成分で表されるとともに前記被検査画像と同じ階調数となる基準画像を取得する工程と、
   ｅ）前記被検査画像と前記基準画像とを比較することにより、前記印刷画像を検査する工程と、
   を備えることを特徴とする印刷方法。
8. 請求項７に記載の印刷方法であって、
   ｆ）前記無版印刷装置において前記複数の色成分で表された網点画像であるカラーチャート画像のデータに従って印刷媒体上にカラーチャート印刷画像を形成する工程と、
   ｇ）前記撮像部にて前記カラーチャート印刷画像を撮像して前記ＲＧＢ色成分で表されたカラーチャート撮像画像を取得する工程と、
   ｈ）前記カラーチャート撮像画像における各パッチの平均画素値を、前記カラーチャート画像における対応するパッチの平均画素値に対応付けることにより前記色変換テーブルを生成する工程と、
   をさらに備えることを特徴とする印刷方法。