JPH034150A - 記録品質評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームプリンタやファクシミリ装置、
複写機などでの記録品質を評価するための方法に係り、
特に記録上での濃度、更には濃度ムラ、解像度が定量的
に評価され得る記録品質評価方法に関するものである。

〔従来の技術〕

これまであっては、プリンタ等による印字や描画に対す
る品質評価や検査は専ら目視による官能検査が主体であ
ったが、より信頼性が高い検査を行なうためには検査の
定量評価が必要となってしする。このため、これまでに
も定量評価が考慮された評価方法が例えば特開昭６０−
１７５１８７号公報や、特開昭６３−１９０８４号公報
で開示されているしだし１である。これら公報による場
合、記録紙上に印字された文字、または長方形状黒ベタ
パターンがＴＶカメラなどによって画像として取込され
処理されることによって、文字と記録紙とのコントラス
トや、印字幅、鮮鋭度、輪郭の凹凸、ボケが画素の広が
り幅やエツジ幅にて評価されるようになっている。この
ように、これまでの評価方法としては、文字の再現性を
評価するものが多かったものである。

一方、また印字品質や描画品質での基本的な要素に係る
ものとしては、実公昭６３−３６２６４号公報に示され
ている濃度計による濃度検査装置や、特開昭６２−２７
７５０９号公報に示されている、濃度差のバラツキによ
る濃度ムラ評価方法が知られたものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、目視による官能検査での不具合、即ち、
個人差や不安定な生理状態による評価のバラツキを解消
すべく評価にＴＶ画像を用いるにしても、濃度検査での
照明変動による影響や、描画における濃度ムラの検出が
考慮されていな（Ｘ、などの不具合は依然としてそのま
ま残されたものとなっている。近年ＯＡ化の発展に伴し
１文字印字以外に、画像を描画するといったことも頻繁
に行なわれているわけであるが、このような傾向に（半
０出力機器に対する記録品質の評価や検査もまた厳しく
なっており、濃度や濃度ムラ、解像度とし罵った項目に
ついては、未だに目視による官能検査による評価が専ら
行なわれているのが実情である。

本発明の目的は、照明変動や外乱光に影響されることな
く記録上での濃度の品質を評価し得る記録品質評価方法
、更には濃度ムラ、更にはまた解像度を定量的に評価し
得る記録品質評価方法を供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、出力機器によって記録紙上に記録された黒
ベタパターンと、予め別途用意されている濃度基準とを
同時に多値化二次元画像として撮像、記憶したうえ、そ
の濃度基準に対する黒ペタパターンの相対濃度を二次元
画像データより求めることで達成される。更に他の目的
は、同一出力機器によって記録紙上に記録された濃度均
一ノ〈ターンを多値化二次元画像として描像、記憶した
うえ、その二次元画像データに対し所定の方向に明るさ
投影分布を求めることで達成される。更に他の目的はま
た、同一出力機器によって記録紙上に記録された、線間
密度が段階的に狭くされた白黒ラインパターンを多値化
二次元画像として撮像、記憶したうえ、その二次元画像
データに対し白黒ライン方向に明るさ投影分布を求める
ことで達成される。

〔作用〕

同一出力機器についての濃度、濃度ムラおよび解像度と
いった項目の記録品質をより定量的に評価しようという
ものである。先ず最重要項目としての濃度については、
少なくとも白・黒を含む濃度基準対応の多値化二次元画
像データと、出力機器によって記録された黒ベタパター
ン対応のそれとの比を以て、濃度基準に対する黒ベタパ
ターンの相対的濃度が、照明変動や外乱光に影響される
ことなく求められるというものである。その際濃度基準
の絶対的濃度が既知であれば、黒ベタパターンの絶対的
濃度もまた容易に求められるものである。

また、濃度均一パターンを記録紙上に記録した場合には
、濃度ムラは一般に特定の方向に筋状に出現することか
ら、その濃度均一パターン対応の多値化二次元画像デー
タに対しその特定の方向に明るさ投影分布を求めるよう
にすれば、筋状部分の位置が顕在化されたものとして濃
度ムラが検出され得るものである。その明るさ投影分布
を微分処理することによっては、その筋状部分の周囲と
の濃度差と、筋状部分の幅から濃度ムラが定量的に求め
られるものである。

更に線間密度が段階的に狭くなる白黒ラインパターンを
記録紙上に記録し、これ対応の多値化二次元画像データ
に対し白黒ライン方向に明るさ投影分布を求めるように
すれば、線間密度の変化に対し分布の値が如何なる傾き
で変化するかを以て、解像度が定量的に評価され得るも
のである。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図から第９図により説明する。

先ず本発明に係る記録品質評価装置について説明すれば
、第２図はその−・例での外観構成を被評価記録紙（サ
ンプル）とともに示したものである。

図示のように、プリンタ等の出力機器によって所定のパ
ターンが記録された記録紙は被評価記録紙１として照明
装置２によって照明された状態で、その所定の、パター
ンはＴＶカメラ３によって多値化二次元画像として撮像
されたうえ、−旦画像処理装置５に記憶されるようにな
っている。その所定パターン対応の多値化二次元画像デ
ータは画像処理装置５内で画像処理されることによって
、そのパターンに対する記録品質が評価されるようにな
っているものである。なお、モニタＴＶ４は画像の処理
結果確認用として設けられたものである。

第３図はその画像処理装置の一例での構成を示したもの
である。図示のように、ＣＰＵ（デイスプレィ・プリン
タを接り５−４、画像入出力回路（ＴＶカメラ３・モニ
タＴＶ４を接続）５−１、画像メモリ　（多値化二次元
画像データ格納用）５−２、汎用入出力回路５−３、演
算回路５−７、プログラムメモリ５−６、フロッピィデ
ィスクコントローラ５−５などを含むようにして構成さ
れたものとなっている。

さて、先ず出力機器によって記録紙上に記録される文°
字や描画パターンの黒色濃度が如何なる程度であるかを
評価するためには、その出力機器によって記録紙上には
黒ベタパターンが記録されるものとなっている。第４図
（ａｌは被評価記録紙１上に記録された黒ベタパターン
６の例を示したものであり、黒色濃度のバラツキを併せ
て評価すべく黒ベタパターン６は数箇所に散在した状態
として記録されるものとなっている。このような黒ベタ
パターン６が記録された被評価記録紙ｌは、別途予め用
意されている濃度基準とともに多値化二次元画像として
撮像されたうえ一旦記憶されるが、第４図山）は基準濃
度の黒色および白色が表示されている濃度基準７を示し
たものである。濃度基準７には中間濃度色としての０灰
や灰黒などを含ませることも可能とされるが、何れにし
ても黒ベタパターン６は濃度基準７とともに同時に撮像
されるようになっている。第４図（Ｃ）はデイスプレィ
の同一画面上に同時表示された濃度基準像７′および黒
ベタパターン像６′を示すが、これら像７′６′各々に
対応する多値化二次元画像データより黒ベタパターン６
の基準濃度に対する相対濃度が定量的に求められるもの
である。

即ち、濃度基準７における黒色部分、白色部分各々に対
応する二次元画像データの値がｆ、、ｆ。

であって、黒ベタパターン６に対応するそれの値がｆ、
Ｉであったとすれば、相対濃度Ｐ８は以下のように求め
られるものである。

ここで、ｆ、、ｆ、各々よりｆａを減じているのは、照
明状態などによりｒ、の値が零になることは殆どなく、
ｆ、ｌ、ｆ、をオフセントするためである。これにより
照明状態などに影響されることなく黒ベタパターン６の
相対濃度が定量的に求められるわけである。例えばＰ、
がｌ′００％ならば黒ベタパターン６の濃度は濃度基準
７における白色の濃度に同一であり、０％であるならば
濃度基準７における黒色の濃度と同一であると判断され
るものである。もしもまた５０％であるならば、黒ベタ
パターン６の濃度は濃度基準７における白色、黒色それ
ぞれの濃度の中間であると判断されるものである。その
際濃度基準７における白色、黒色それぞれの絶対濃度が
マクベス濃度計などによって予め測定されている場合に
は、黒ベタパターン６の絶対濃度もまた容易に求められ
るものである。

第５図は本発明に係る濃度評価処理の一例でのフローを
示したものであり、適当に設定された許容濃度（濃度良
の下限値に相当）と実測されたＰ８との大小関係が判定
されることによって、黒ベタパターン６の濃度について
の良否が判定されるものとなっている。この濃度評価処
理に併せて、数箇所に散在している複数の黒ベタパター
ンについてこれら間での濃度のバラツキが判定されるこ
とによって、濃度が総合的に評価され得るものである。

因みに濃度についての評価値はその出力機器での記録濃
度を示すことになるが、これを利用したものとしては濃
度自動調整法が考えられるものとなっている。実測され
た記録濃度が許容濃度に達しない間、記録データ自体や
印加電力、トナー量などをステップ状に更新制御するこ
とによって、実際の記録濃度を許容濃度以上に設定しよ
うというものである。また、測定された濃度にもとづき
、２値化対象画像を２値化処理するためのしきい値を自
動的に決定することも考えられるものとなっている。照
明状態の変動などを考慮し、２値化処理用しきい値をそ
の度に決定することで、２値化対象と背景の明るさにそ
れ程差がない場合であっても、２値化対象画像を安定に
２値化処理しようというものである。先ず基準濃度とし
ての白色および黒色を含む濃度基準を２値化対象画像と
ともに撮像したうえしきい値を相対濃度で設定した後は
、それら基準濃度に対する濃度測定によってそのしきい
値から実際のしきい値を決定するようにすれば、微妙に
設定可とされたしきい値によって２値化対象画像は安定
に２（ｊ！化され得るものである。

以上濃度の評価方法について説明したが、次に濃度ムラ
の評価方法について説明すれば、農道ムラの評価に際し
ては被評価記録紙１上には、・例えば第６図＋８）に示
す如くその全面に亘って濃度均一パターン８が記録され
るようになっている。このパターン８の濃度としては一
般に中間調濃度（例えば灰色）が適当となっている。こ
れは、濃度ムラは送紙系での回転ムラなどに起因して発
生し、第６図（ｂ）に示す如（Ｘ方向あるいはＸ方向に
黒色、あるいは白色の筋状として出現することから、黒
色および白色の筋状のものを同時に評価する場合には、
中間調濃度のパターンが妥当となっているからである。

濃度ムラは特に描画の記録時に、また、その濃度の周囲
との差やその幅が大なる程に記録品質に大きな影響を与
えるが、第７図は本発明に係る濃度ムラ評価処理の一例
でのフローを示したものである。これによる場合、濃度
均一パターンは多値化二次元画像として撮像、記憶され
たうえＸ方向、またはＸ方向（必要に応して双方向）に
その明るさ加算による投影分布が求められるものとなっ
ている。第６図（Ｃ）は第６図（ｂ）に示す濃度均一パ
ターン対応多値化二次元画像データに対するＸ方向投影
分布を示したものである。第６図Ｔｅｌに示すように、
本例での濃度ムラは黒色が想定されていることから、濃
度ムラの存在位置に対応する投影分布部分での分布波形
形状は凹状となり、これを以て黒色の濃度ムラの存在が
知れるものである０以上とは逆に白色の濃度ムラの場合
には分布波形形状は凸状となり、これの存在を以て白色
濃度ムラの存在が知れるものである。濃度ムラの存在は
可変に設定されるしきい値によって容易に検出され得る
が、その存否はもとより、その大きさや程度が如何程で
あるかは、投影分布波形よりノイズを除去後、微分処理
することによって容易に評価し得るものとなっている。

第６図（ｄ）は第６図（Ｃ）に示す投影分布波形をノイ
ズ除去後に微分処理した場合での波形を示したものであ
るが、凹部ピーク点を中心にして大きな波形変化が出現
するようになっている。この波形変化を特徴づけるパラ
メータとして最大振幅中Ｐおよびピーク間中りを導入す
るものとすれば、Ｐの値はその濃度ムラの周囲との濃度
差に、また、Ｌの値はその濃度ムラの広がり巾にそれぞ
れ対応することがら、これらパラメータの値を以て濃度
ムラを定量的に評価し得るというものである。少なくと
も何れがのパラメータが許容値以上である場合には、濃
度ムラ評価上不良として判定されるものである。第６図
（ｅ）は・それらのパラメータの値と“良°、“不良。

の判定範囲との一例での関係を示すが、このような判定
範囲は目視による経験上から具体的に定められれば十分
である。

以上の濃度ムラの評価方法はまた物体表面に存在してい
るキズの評価にも適用し得るものとなっている。物体の
表面にある方向に延びるキズが存在する場合、そのキズ
部分での明るさは周囲のそれとは異なったものとなるか
ら、その物体の表面をＴＶカメラに対し相対的に一定量
回転せしめる度に、微分処理による濃度ムラ評価を行な
うようにすれば、微分処理波形に大きな波形変化が出現
したことを以てそのキズの存在が知れるものである。そ
のキズの存在が検出された後は、物体表面のＴＶカメラ
に対する相対的回転位置が微調整された状態でのＰ、　
　Ｌの値よりそのキズの程度が定量的に評価され得るも
のである。

更に解像度の評価方法について説明すれば、解像度を評
価する際被評価記録紙１上には第８図（ａ）に示すよう
に、白黒ラインパターン９．１０が線間密度ｗｉ（ｉ＝
ＩＮｎ）がＷ、＞ｗｚ　＞−＞ｗｎといった具合に段階
的に狭くされた状態として記録されるようになっている
。隣接する白ラインと黒ラインとが如何なる線間密度ま
で分離され得るか、によって解像度を評価しようという
ものである。第９図は本発明に係る解像度評価処理の一
例でのフローを示したものである。これによる場合、白
黒ラインパターン９．１０は撮像されたうえ、白黒ライ
ンと平行な方向に明るさ加算による投影分布が求められ
るようになっている。例えば第８図１ｂ）に示すＸ方向
白黒ラインに対してはＸ方向に明るさ加算処理が行なわ
れるものであり、その結果として第８図（Ｃ１に示すよ
うに線間密度ｗｉ対応の振幅をもった凹凸波形が分布波
形として出現することになるものである。その明るさ加
算処理によってはライン中の明るさバラツキが吸収され
、白黒ライン間ギャップが平均化されたものとして求め
られるものであり、また、線間密度対応の振幅をもった
凹凸波形が出現するのは、ライン中の明るさのバラツキ
が線間密度が小さい程に影響し、これがために明るさ加
算値が低下されることによるものとなっている。このよ
うな事情はｙ方向白黒ラインにおいても同様であるが、
何れにしても線間密度ｗｉとこれ対応の振幅中Ｐｉとが
第８図（ｄｌに破線として示す如くの関係として求めら
れるものである。因みに、ｗＫは白黒ラインの分離が不
可能な線間密度を示す。

さて、ここで、線間密度変化ｉ１ｗとこれに対する振幅
中変化量ｐとの関係を傾きＰ／Ｗとして表すものとすれ
ば、傾きＰ／Ｗが小さい程に解像度は良好とされること
から、このような傾きの概念を以て解像度が定量的に評
価され得るものである。

ある大きさの傾きを良否判定用しきい値として設定する
ことによっては、解像度についての記録品質が容易に良
否判定され得るものである。このような解像度評価方法
を逆に利用することによっては、撮像用レンズの解像度
が評価され得るものである。解像度評価用基準白黒ライ
ンパターンシートを被評価撮像レンズを介し撮像したう
え、その画像データを以上のように処理すればよいもの
である。

最後に濃度（そのバラツキの程度も考慮）、濃度ムラお
よび解像度についての記録品質を総合的に評価する場合
について説明すれば、第１図はその評価処理のための一
例でのフローを示したものである。順序としては重要度
に応じて濃度、濃度ムラ、解像度の順に評価が行なわれ
るが、本例では評価対象としてのパターンはその都度同
一被評価記録紙上に記録されている各種パターンより選
沢的に撮像されたうえ評価され、何れかの評価判定処理
で不良と判定された場合には、その時点で以降の評価処
理は行なわないようになっている。

その被評価記録紙上には各種パターンが標準記録パター
ンデータ、あるいは標準記録パターンによって記録され
ているものであり、これによってその出力機器での記録
品質が定量的に評価され得るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように請求項１．２による場合は、記録紙
上に記録された黒ヘタパターンより照明変動などに影響
されることなく濃度上での記録品質、更には濃度のバラ
ツキが定量的に評価され得ることになる。また、請求項
３．４．５による場合には、濃度上での記録品質に加え
、濃度ムラ上でのそれも定量的に評価されることになる
。更に請求項６．７による場合は、濃度や濃度ムラに加
え、解像度上での記録品質が定量的に評価され得ること
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、濃度、ｍ度ムラおよび解像度についての記録
品質を総合的に評価するための、本発明に係る処理の一
例でのフローを示す図、第２図は、本発明に係る記録品
質評価装置の外観構成を被評価記録紙とともに示す図、
第３図は、その装置の一構成要素としての画像処理装置
の一例での構成を示す図、第４図（ａ）〜（Ｃ）は、濃
度評価上必要とされる黒ベタパターンおよび濃度基準、
更にはそれらの撮像条件を説明するための図、第５図は
、本発明に係る濃度評価処理の一例でのフローを示す図
、第６図（ａ）〜（ｅ）は、濃度ムラ評価上必要とされ
る濃度均一パターン、濃度ムラの存在態様、濃度ムラ評
価処理上での処理結果、濃度ムラ良否判定を説明するた
めの図、第７図は、本発明に係る濃度ムラ評価処理の一
例でのフローを示す図、第８図（ａｌ〜（ｄ）は、解像
度評価上必要とされる白黒ラインパターン、解像度評価
処理上での処理結果、解像度判定を説明するための図、
第９図は、本発明に係る解像度評価処理の一例でのフロ
ーを示す図である。 １・・・被評価記録紙、２・・・照明装置、３・・・Ｔ
Ｖカメラ、５・・・画像処理装置、６・・・黒ベタパタ
ーン、７・・・濃度基準、８・・・濃度均一パターン、
９．ｌＯ・・・白黒ラインパターン。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プリンタ等の出力機器による記録紙上への印字、あ
   るいは描画の記録品質を評価するための方法であって、
   黒ベタパターンが記録された記録紙と、該記録紙近傍に
   配置された、白および黒を含む濃度基準とを同一視野内
   に含むようにして同時に撮像したうえ（濃淡）ＴＶ画像
   として記憶し、上記濃度基準対応の二次元画像データに
   対する上記黒ベタパターン対応の二次元画像データの比
   としての相対濃度を以て、黒ベタパターンの濃度が評価
   される記録品質評価方法。 ２、同一記録紙上に散在状態として記録されている複数
   の黒ベタパターン対応の二次元画像データにもとづき、
   黒ベタパターンの濃度のバラツキが併せて評価される請
   求項１の記録品質評価方法。 ３、請求項１、２の何れかの記録品質評価方法によって
   黒ベタパターンの濃度基準に対する相対濃度が評価され
   た後、同一出力機器による記録紙上への濃度均一パター
   ンを撮像したうえ多値化二次元画像として記憶し、該パ
   ターン対応の二次元画像データに対する、直交する２方
   向各々からの明るさ投影分布にもとづき、上記２方向の
   何れかと方向を同一にする濃度ムラが評価される記録品
   質評価方法。 ４、微分処理された明るさ投影分布より求められる濃度
   ムラの周囲との濃度差と、該ムラの幅とから濃度ムラが
   評価される請求項３の記録品質評価方法。 ５、濃度均一パターンの濃度は中間調とされる請求項３
   の記録品質評価方法。 ６、請求項１〜５の何れかの記録品質評価方法が行なわ
   れた後、同一出力機器による記録紙上への、直交する２
   方向各々への、線間密度が段階的に狭くされた白黒ライ
   ンパターンを撮像したうえ多値化二次元画像として記憶
   し、該パターン対応の二次元画像データに対する、白黒
   ラインに平行な方向各々からの明るさ投影分布にもとづ
   き、解像度が評価される記録品質評価方法。 ７、明るさ投影分布にて示されている、線間密度変化に
   対する分布値の変化から、解像度が評価される請求項６
   の記録品質評価方法。