JPH0344542A - 印字品質評価方法とその装置 - 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〕 この発明は、印字品質評価方法、より詳しくは複写機、
フアツジもり、電子タイプライタ−、ワードプロセッサ
・ユニット等で印刷される文字、模様等の印字記録状態
を検査するための印字品質評価方法、及びその装置に関
する。

〔従来の技術〕

この種の印字装置で使用される印字には、種々の方法が
使用されている。例えば、インクジェット、感熱、レー
ザープリント方式等がある。これ等の印字の品質を評価
することは、単に文字自体の品質を解析評価するのに有
益であるだけでなく、文字及び印字に係わる材料、例え
ば印刷インキ、トナー、印字用の用紙等及び装置の状態
、例えば紙送り機構、露光装置の状態を知る上にも極め
て重要な役目を保有している。

特開昭６３−４４４５９号公報には、ＣＣＤカメラを使
用して印字文字の測長による印字品質を評価する一つの
方法が提唱されている。この公報では、ＣＣＤカメラで
撮像した画像情報の処理を効果的に利用するため、撮像
した各画素の信号レベルの処理、しきい値設定、撮像信
号の二値化、エツジ部分の判定等に電算機処理しやすい
方法が提唱されている。

最近の印字装置の性能向上と共に、印字情報密度が増大
し、広い用紙面積で画像情報の解析処理を行うと、大量
の記憶容量、演算処理時間の増大及び得られたデータか
ら特徴のある固有の傾向を引き出すことを困難にしてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

印字品質を解析して、印字文字を造り出す印字装置の動
作状態及び印字に係わる材料を評価するため、一般に規
則正しく配列された文字及び／又は模様の印刷パターン
を使用すると、種々の点で有利な印字品質評価を行うこ
とができる。即ち、印字評価基準となる印字位置及び印
字濃度の再現性、正確さ等が一層明確になる。また、規
則正しい配列の印字パターンは評価解析に使用する撮像
信号の処理、演算処理等に使用されるアルゴリズムを著
しく単純化させることができ、必要な演算処理時間を大
幅に短縮することができる。

この場合の印字品質評価では、たまたま不用意に用紙上
に現れた局所的な塵、傷等の影響を極端に受ける可能性
を低減する統計処理を行うことが必要である。

それ故、この発明の課題は、略規則性のある印字パター
ンを用いて、効果的な画像抽出（サンプリング）処理に
より、画像処理と演算処理を単純化でき、評価解析時間
を大幅に低減でき、再現性及び−触性のある印字品質評
価方法とこの方法を実行できる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〕

上記の課題は、この発明により、印字品質評価方法に対
しては、規則正しく配列した文字及び／又は模様を印刷
した試験用の用紙を用い、撮像カメラの測定視野を上記
用紙に対して等間隔に相対移動させ、測定視野中の各画
素に受光した前記用紙からの反射光の強度を少なくとも
三段階以上の濃淡階調度に分類し、測定視野中の全ての
画素を用い各反射濃度に対する画素数のヒストラム又は
視野の一方方向の位置に並ぶ画素列に対する濃度値のヒ
ストグラムから印字品質を評価し、各視野及び／又は特
定な視野の組から評価結果の平均値、最大値、最小値、
標準偏差を算出する方法によって解決している。

更に、上記の課題は、印字品質評価装置に対しては、印
字品質の検査用紙を載せる用紙台と、この用紙台に対し
て相対移動し、用紙上の一領域を照明する光源、及び照
明領域から反射した光を結像する光学系、及び撮像カメ
ラを保有するステージと、前記用紙台とステージの直交
する二方向の相対運動を検出する電気直線測長器と、用
紙台をステージ間の上記相対運動を与える移動駆動部と
、撮像カメラから入力される画像信号をデジタル化して
記憶する記憶部、及び記憶した画像信号を入力操作信号
に従って所定のアルゴリズムにより演算処理し、印字品
質の評価結果を出力する演算処理部、及び照明光源を制
御する電源を保有する電気処理装置と、操作入力を前記
電気処理装置に入力するキーボード、及び印字品質の評
価結果を出力する表示部を保有する入出力装置とから戒
る装置によって解決されている。

〔作　用〕

この発明による印字品質評価方法では、規則正しく配列
した文字及び／又は模様を有する試験用紙を用い、用紙
全面を所定間隔で移動してサンプリングする。また、視
野全体の画素、あるいは視野の一辺に沿った列の画素に
対する多段階調濃度を平均化する統計処理を行っている
。

この発明による印字品質評価装置は、規則正しく配列し
た文字及び／又は模様を有する試験用紙を等間隔で相対
移動させるため、直交する二つの方向に直線測長器と駆
動部とを備え、印字部分を撮像する撮影カメラと印字品
質評価に適したアルゴリズムに従って全測定視野の対象
物をサンプリングし、測定値の統計処理を行う。

Ｃ実施例〕 以下に、この発明を図面に基づきより詳しく説明する。

第１図には、印字品質評価を行うことのできるこの発明
による装置が模式的に示しである。この装置の機能要素
を大別すると、第１図の左半分に示す機械・光学系と、
電気処理装置１００及びそれ関連する入出力装置である
表示部６１（例えばＣＲＴ）　、入力キーボード６２、
プリンター等の出力印字装置６３を保有する電気処理系
とから槽底されいる。この機械・光学系には、撮像カメ
ラ２、例えばＣＣＤカメラ、照明光源３及び結像レンズ
Ｌ０を載せたステージ１と、このステージ１に対して相
対的に移動可能な印字用紙４１を載せることのできる用
紙台４２がある。

この機械・光学系の上記以外の付属品を説明すると、先
ずカメラ２の下部の置かれた結像レンズＬ０は用紙４１
上の一点から出射した反射光線を絞りＳＴを介してＣＣ
Ｄカメラの検出端上に結像している。検出端で検出した
反射光の撮像入力信号を前置増幅器２５で増幅した後、
導線７１を介して電気処理装置１００に導入する。ステ
ージ１上に固定した照明光源３で発生した照明光を、レ
ンズＬ０の光軸に対して対称に設置されていて、ステー
ジ１に同様に固定されている二つの集光レンズＬ１．Ｌ
ｘを用いて、用紙４工上の測定領域を均等に照明する。

この場合、光源３から集光レンズＬ＋、Ｌｚへの光の伝
送は、光源３の出射出口ＦＣ，’　、ＦＣｔ’から集光
レンズ側の受入口ＦＣ，。

ＦＣ，の間に光導体、例えば光繊維を用いると効果的で
ある。

ステージｌと用紙台４２間の相対移動は、単に模式的に
示した直交方向（ｘ、ｙ方向）に移動させるモータ駆動
部Ｍオ＋　ＭＦＩ　主としてステッピングモータを用い
、両相対移動量を測長する二つの測長器、例えば光電式
リニヤ−エンコーダーの検出器Ｓ、Ｓ、が配設しである
。両検出器によって得られた位置測定信号は、導線５７
．５７’を経由してそれぞれ電気処理袋ｚｉｏｏに導入
される。

次に、電気処理装置１００の役目を説明する。

用紙４１とステージ１間の相対位置を制御するには、先
の導線５７．５７’から入力した位置測定信号が測長信
号処理部５７に導入され、更に中央演算処理部５０に導
入される。この中央演算処理部５０は、マイクロプロセ
ッサ、所要の記憶部、例えば撮像した画像信号を一時的
に収納しておくＲＡＭ及び一定指令規則を収納している
ＲＯＭ、あるいはフロッピーディスク及び／又はハード
ディスク装置等、及び人出力（１０部等から構成されて
いる。用紙台４２とステージ１間の移動位置は、入力キ
ーボード６２から入力された移動制御指令、例えば後に
より詳しく説明する、この発明で多用する等間隔繰返移
動、又は初期検索用の手動連続移動を指示し、その指令
の基づき決定される。即ち、移動制御指令に対して中央
演算処理部５０がデジタル化した移動出力信号を駆動部
５６に供給し、ここでステッピングモータＭ、、Ｍ、を
駆動するパルス出力に変換し、導線７６．７６’を介し
てモータＭ、、Ｍ、に供給する。

照明光源３の光量制御は、電源投入時又は結像レンズの
調整時に初期設定するために使用される。

この制御は入力キーボード６２で指定した所定の制御信
号によって、電気処理装置１００中の光量調節部５３か
ら導線７３を経由して照明光源３に導入される。

カメラ２で検出した撮像信号は、撮像カメラの画素が、
例えば５１２ｘ　５１２で各画素の受光した光強度を、
例えば２５６の段階に区分して、演算処理部５０中の記
憶個所にアドレス指定して収納する。

この画像信号を必要に応じて、所定のアルゴリズムに従
い演算処理して印字品質評価して、その結果を表示部６
１及び印字出力部６３に表示・出力する。

第２図には、この発明による印字品質評価用に作成した
所定の規則的な印字パターンを保有する用紙Ａ１が模式
的に示しである。この模様では、説明を簡単にするため
、上下方向にほぼ等間隔にした複数の水平な線Ａ２が例
示的に印刷されている。これ等の線分Ａ２を有する用紙
Ａ１全体にわたる印刷状態、例えば線幅を全ての点で測
定することは記憶容量、演算処理が増大することの外に
、その様な大量のデータから印字状態の大局的な判断を
得るのが却って困難になる。それ故、図示のように水平
方向に等しい間隔り、垂直方向に配列している線分の間
隔の整数倍（図示の場合−倍）の等しい間隔ｔ２で印字
品質を解析する測定視野Ａ、を抽出する。その場合、視
野Ａ、の測定幅り。は先に説明した撮像カメラの画素数
に対応する全測定幅（上記例示した画素数の場合、５１
２個の画素の長さ）であってもよいし、必要に応じてそ
れ以下に設定してもよい。従って、サンプリング位置は
図示のように、（１，１）、　　（１，２）・・・　（
ｍ、ｎ）のマトリック状を呈する。

この発明による印字品質評価方法では、この様な略等間
隔に配置した文字、又は模様を有する用紙を対象にして
いることが前提である。もちろん、不規則な配置の文字
及び／又は模様を対象にもできる。その場合は第２図の
一個所、例えば（１゜２）の測定視野で行えば充分であ
る。評価結果を見易く、しかも傾向を容易に理解できる
ように整理するため、各測定視野中での測定値、又は測
定視野の組中での所要測定値の平均値、標準偏差、最大
値、最小値を表示する。

更に、ＣＯＤカメラから得られた撮像画像信号をＡ／Ｄ
変換器によって先ず各画素毎に、多数の段階を有する光
強度、例えばＯ〜２５５の等間隔の出力電気信号に相当
する強度に分解して前記電気処理装置１００の演算処理
部５０中の記憶部に各画素に対してアドレス指定して収
納する。この発明による印字品質評価方法では、記憶し
た上記の反射光強度を用いて、印字の品質を評価するも
ので、それ等の測定項目には、以下に詳しく説明する、
階調度、ライン濃度、濃度偏差、コントラスト、解像力
、及び端部先鋭度がある。

−測定法の実際− （１）　　階調度 第３図には、印刷面積全体にわたって階段状にインキ濃
度の異なる用紙Ｂ１が示しである。この検査では、略等
間隔に配設した濃度の異なる各領域Ｂｔ＋Ｂｓ＋Ｂａ＋
・・・Ｂ１の濃度を測定する。測定値は反射濃度計（例
えば、マクベス濃度計）に従って画像信号を規格化した
後、測定視野Ｂ０から全体の撮像入力信号を求める。濃
淡の中間色は実際には、黒い（濃い）小さな印字点の面
積とその単位面積当たりの数によって決まるので、撮像
入力信号をある一定のしきい値に対して高い（明るい）
又は低い（暗い）の二種に分離（所謂、二値化）して暗
い部分の画素の数と測定視野の全画素の比からもドツト
比として濃度を表現できる。

（２）　　ライン濃度 この評価は、ラインを印刷したとき、その濃度を測定す
るもので、第４図のように略等間隔でほぼ等しい濃度の
線分Ｃｔを印刷用紙Ｃ１に印刷し、その最大、最小及び
平均インキ濃度を測定する。

測定視野Ｃ０中の全画素の反射濃度のヒストグラムを表
したものが、第４Ａ図である。横軸は反射濃度を示し、
縦軸は画素数を示す。ヒストグラムＰＬＦに通常二つの
ピークＢＧとＭＬＩが生じる。

明るい濃度に対応するＢＧのピークはバックグランドで
それを排除するため、しきい値ＴＨ（ピークＭＬＩの裾
に選定する）を設け、それより暗い濃度ピークＭＬＩの
画素数を算出し、平均値を平均濃度ＭＬＩとし、この平
均濃度ＭＬＩ以上の画素の濃度を平均してライン濃度Ｌ
ｌとする。

（３）　　１度偏差 第５図に示すように、印刷用紙り、上に同一濃度で印刷
した領域Ｄ２の濃度の偏差（帰らぎ）を測定するため、
この領域内に等間隔で移動する測定視野り。を設ける。

そして、濃度及び前記階調度測定のようにドツト比でも
表現できる。

（４）　解像度とコントラスト 第６図には、識別限界に近い程度に狭くしかも等間隔に
印刷した線Ｅ２の解像度とコントラストを測定するため
の用紙Ｅ１が示しである。測定は等間隔に抽出する測定
視野巳。で行う。

線分の濃度重心と濃度重心との間に一画素でもしきい値
以下の濃度の部分があれば線分として認識するが、ない
場合にはエラーとする。第６Ａ図には本来なら二本に分
離している線分が重なって印刷されたエラー線分Ｅ２′
と一部の線分をしきい値以下として欠落した線分Ｅ２’
を模式的に示したものである。この測定では、実測線分
の数として第６Ａ図で水平方向に白の部分の数を集計し
、所定の視野幅中に本来あるべき線分の数に対して実測
線分の数と本来あるべき線分の数との差の比をとり、解
像力としてこの比を１００倍してノく−セント表示する
。更に、コントラストＣは線分を第６図で水平に走査し
た場合、濃度の最大値Ｄ　ｍ　ａ　Ｘと最小値Ｄｍｉｎ
から、 として与えられる。

（５）　端部先鋭度 印刷部分の端部の先鋭度を見るため、端部の長さを測定
する。例えば第７図のように（この場合、等間隔配列の
一部の測定視野のみ取り出しである）、線分Ｆ２を測定
視野Ｆ０中で縦方向の画素列を順次水平方向に走査し、
一画素列毎に濃度値を積算する。このとき、端部の濃度
分布ＰＬＦ（第７Ａ図）を測定し、測定幅で平均化して
、最大濃度と最小濃度の中心部の濃度変化率を求める。

濃度変化がこの中心部の濃度変化率の１／４になる個所
を見掛は上のエツジと見做す。この場合、見掛は上のエ
ツジは第７Ａ図の分布ＰＬＦの左端で二個所（図示せず
）生じる。これ等見掛は上の変化率のｌ／４の濃度変化
率のところをエッジと９／４の濃度変化率のところをエ
ッジの位置を求めてその幅ＮＥＰを先鋭度とする。

〔発明の効果〕

この発明による印字品質評価方法の優れた特徴は、規則
正しい文字及び／又は模様を印刷した試験用紙を用い、
測定視野をこの用紙の全面から等間隔に抽出するので、
−Ｃ的な印字の傾向を再現性を持たせ得ることができ、
演算処理を早めることができる。更に、測定視野の全画
素を用いた統計処理が行われるので、局所的な塵、傷の
影響を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、この発明による印字品質評価装置の総合配置を
示す模式図。 第２図、印字評価用に作成された用紙の一例を示す平面
図。 第３図、階調度測定用の印刷用紙の一部と測定位置を示
す平面図。 第４図、略等間隔に配列した印刷線分を有する印刷用紙
と測定値の関係を示す平面図。 第４Ａ図、第４図の線分を水平方向に走査した場合の濃
度分布を示すグラフ。 第５図、−様な黒化度で印刷された印刷領域の黒化度を
検査するための試験用紙と測定視野を示す平面図。 第６図、微細線分から成る解像力を測定するための試験
印刷用紙と測定個所を示す平面図。 第６Ａ図、印刷不良又は解像不良を含む印刷線分を有す
る測定視野の平面図。 第７図、線分の先鋭度を測定する走査方向と線分の配置
を示す平面図。 第７Ａ図、第７図で走査した場合の印刷濃度を示す濃度
曲線。 図中引用記号： １・・・ステージ、 ２・・・撮像カメラ、 ３・・・光源、 ４２・・・用紙台、 ００ ・電気処理装置、 ２００　・ ・入出力装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、規則正しく配列した文字及び／又は模様を印刷した
   試験用の用紙を用い、撮像カメラの測定視野を上記用紙
   に対して等間隔に相対移動させ、測定視野中の各画素に
   受光した前記用紙からの反射光の強度を少なくとも三段
   階以上の濃淡階調度に分類し、測定視野中の全ての画素
   を用い各反射濃度に対する画素数のヒストラム又は視野
   の一方方向の位置に並ぶ画素列に対する濃度値のヒスト
   グラムから印字品質を評価し、各視野及び／又は特定な
   視野の組から評価結果の平均値、最大値、最小値、標準
   偏差を算出する印字品質評価方法。 ２、印字線分の濃度は、測定視野中の全画素に対して濃
   度のヒストグラムを作成し、しきい値以上の濃度ピーク
   の画素から平均濃度を求め、この平均濃度以上の濃度を
   更に平均して算定することを特徴とする請求項１記載の
   方法。 ３、線分の解像力は、線分に平行な画素列毎に濃度値を
   積算し、濃度重心を求め、各線分間に一画素でこしきい
   値以下の部分があれば、線分と見做し、無ければエラー
   と見做し、実際の線分数と実測線分数の差と実際の線分
   数の比として算出し、線分のコントラストＣは線分の最
   高濃度Ｄ＿ｍ＿ａ＿ｘと最小濃度Ｄ＿ｍ＿ｉ＿ｎから、
   Ｃ＝Ｄ＿ｍ＿ａ＿ｘ−Ｄ＿ｍ＿ｉ＿ｎ／Ｄ＿ｍ＿ａ＿ｘ
   ＋Ｄ＿ｍ＿ｉ＿ｎとして算出されることを特徴とする請
   求項１記載の方法。 ４、端部先鋭度は、線分に平行な画素列で走査し、濃度
   値を各画素列毎に積算し、濃度分布曲線を作成し、最大
   濃度を最小濃度の中心部の濃度変換率を求め、この変化
   率の１／４の濃度変化率のところをエッジと見做し、こ
   のエッジ濃度の１０％と９０％の位置の間隔を算出して
   決定することを特徴とする請求項１記載の方法。 ５、印字品質の検査用紙を載せる用紙台と、この用紙台
   に対して相対移動し、用紙上の一領域を照明する光源、
   及び照明領域から反射した光を結像する光学系、及び撮
   像カメラを保有するステージと、 前記用紙台とステージの直交する二方向の相対運動を検
   出する電気直線測長器と、 用紙台をステージ間の上記相対運動を与える移動駆動部
   と、 撮像カメラから入力される画像信号をデジタル化して記
   憶する記憶部、及び記憶した画像信号を入力操作信号に
   従って所定のアルゴリズムにより演算処理し、印字品質
   の評価結果を出力する演算処理部、及び照明光源を制御
   する電源を保有する電気処理装置と、 操作入力を前記電気処理装置に入力するキーボード、及
   び印字品質の評価結果を出力する表示部を保有する入出
   力装置と、 から成る印字品質評価装置。