JP2018121333A - 照明装置、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の平面度合いに関わらず、当該対象物からの正反射光を目的の位置に十分に入射させることができる照明装置を提供する。
【解決手段】第１の曲率の曲面状に複数のＬＥＤを並べて配置した発光装置ＬＥＤＡ５１０と、発光装置ＬＥＤＡ５１０の光の照射方向に、第１の曲率よりも大きい第２の曲率の曲面状に配置された、ハニカム構造を有するハニカム部材５１３と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、照明装置、画像読取装置および画像形成装置に関する。

従来から、略平行光を照射する発光装置と、当該発光装置から照射された略平行光を反射（光路変換）して対象物に照射する曲面ミラーと、を備えた照明装置が知られている。このような照明装置によれば、対象物からの正反射光を全てＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの縮小光学系に入射させることができるので、等倍光学系を用いずに、対象物からの正反射光の光量から成る画像を得ることが可能となる。なお、このような画像は、対象物の光沢度を示す画像となり、対象物の光沢の検査などに用いられる。

例えば特許文献１には、発光装置を構成する各反射型ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から照射された略平行光が、曲面ミラーで反射されて対象物に入射し、当該対象物からの正反射光が全て結像レンズの瞳に入射し、撮像素子で画像に変換されることが開示されている。

しかしながら、上述したような従来技術では、略平行光が入射する対象物の面が特定の平面度合い（通常は、完全平面）であることを前提に設計されているため、対象物の面がうねりや傾きが存在する非完全平面である場合、対象物からの正反射光を目的の位置に十分に入射させることができない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、対象物の平面度合いに関わらず、当該対象物からの正反射光を目的の位置に十分に入射させることができる照明装置、画像読取装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる照明装置は、第１の曲率の曲面状に複数の発光素子を並べて配置した発光装置と、前記発光装置の光の照射方向に、前記第１の曲率よりも大きい第２の曲率の曲面状に配置された、ハニカム構造を有するハニカム部材と、を備える。

本発明によれば、対象物の平面度合いに関わらず、当該対象物からの正反射光を目的の位置に十分に入射させることができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態の検査システムの一例を示す模式図である。 図２は、本実施形態の読取部の一例を示す模式図である。 図３は、本実施形態の光沢用照明装置の機械的構成の一例を示す図である。 図４は、本実施形態の光沢用照明装置の機械的構成の一例を示す図である。 図５は、本実施形態のハニカム部材と、遮光フィルムを用いることで、平行度合いがどの程度までの照明光を指定方向に出力するかを調整できる原理を説明するための説明図の一例である。 図６は、本実施形態のハニカム部材と、遮光フィルムを用いることで、平行度合いがどの程度までの照明光を指定方向に出力するかを調整できる原理を説明するための説明図の一例である。 図７は、本実施形態の印刷物の一例を示す図である。 図８は、比較例の光沢欠陥の検査用の読取画像の一例を示す図である。 図９は、本実施形態の照明光の平行度を調整することで、非完全平面からの正反射光を十分に画像センサに入射させることができる原理を説明するための説明図の一例である。 図１０は、本実施形態の照明光の平行度を調整することで、非完全平面からの正反射光を十分に画像センサに入射させることができる原理を説明するための説明図の一例である。 図１１は、本実施形態の光沢欠陥の検査用の読取画像の一例を示す図である。 図１２は、本実施形態の照度の計測実験方法の一例を示す図である。 図１３は、本実施形態の照度の計測実験の結果の一例を示すグラフである。 図１４は、本実施形態の照度の計測実験の結果の一例を示すグラフである。 図１５は、本実施形態の検査装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図１６は、本実施形態の印刷装置及び検査装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図１７は、本実施形態の光沢検査処理の一例を示すフローチャート図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる照明装置、画像読取装置および画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、本実施形態の照明装置を、印刷物の光沢の検査に用いる場合を例に取り説明するが、これに限定されるものではない。

図１は、本実施形態の検査システム１の一例を示す模式図である。図１に示すように、検査システム１は、印刷装置１００と、検査装置２００と、スタッカ３００とを、備える。印刷装置１００および検査装置２００は、画像形成装置を構成する。

印刷装置１００は、オペレーションパネル１０１と、感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ、１０３ＣＬと、転写ベルト１０５と、二次転写ローラ１０７と、給紙部１０９と、搬送ローラ対１１１と、定着装置１１３とを有するプリントエンジンを備える。

オペレーションパネル１０１は、印刷装置１００に対して各種操作入力を行ったり、各種画面を表示したりする操作表示部である。感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ、１０３ＣＬは、それぞれ、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及びクリーニング工程）が行われることによりトナー像が形成され、形成されたトナー像を転写ベルト１０５に転写する。本実施形態では、感光体ドラム１０３Ｙ上にイエロートナー像が形成され、感光体ドラム１０３Ｍ上にマゼンタトナー像が形成され、感光体ドラム１０３Ｃ上にシアントナー像が形成され、感光体ドラム１０３Ｋ上にブラックトナー像が形成され、感光体ドラム１０３ＣＬ上にクリアトナー像が形成されるものとするが、これに限定されるものではない。

転写ベルト１０５は、感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ、及び１０３ＣＬから重畳して転写されたトナー像（フルカラーかつ光沢を有するトナー画像）を二次転写ローラ１０７の二次転写位置に搬送する。本実施形態では、転写ベルト１０５には、まず、イエロートナー像が転写され、続いて、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像、クリアトナー像が順次重畳して転写されるものとするが、これに限定されるものではない。

給紙部１０９は、トナー像が転写される記録媒体が収容されており、当該記録媒体を給紙する。記録媒体としては、例えば、感熱紙、普通紙、ロール紙、コート紙、厚紙、ＯＨＰ（Overhead Projector）シート、プラスチックフィルム、プリプレグ、及び銅箔など画像を記録可能な媒体であればどのようなものであってもよい。本実施形態では、記録媒体がカット紙である場合を例に取り説明するが、これに限定されるものではない。

搬送ローラ対１１１は、給紙部１０９により給紙された記録媒体を搬送路ａ上で矢印ｓ方向に搬送する。

二次転写ローラ１０７は、転写ベルト１０５により搬送されたフルカラーのトナー画像を、搬送ローラ対１１１により搬送された記録媒体上に二次転写位置で一括転写する。

定着装置１１３は、フルカラーのトナー画像が転写された記録媒体を加熱及び加圧することにより、フルカラーのトナー画像を記録媒体に定着する。

印刷装置１００は、フルカラーのトナー画像が定着された記録媒体である印刷物を検査装置２００へ排紙する。

検査装置２００は、画像読取装置である読取部２０１と、オペレーションパネル２０３と、を備える。

オペレーションパネル２０３は、検査装置２００に対して各種操作入力を行ったり、各種画面を表示したりする操作表示部である。なお、オペレーションパネル２０３を省略してもよい。この場合、オペレーションパネル１０１がオペレーションパネル２０３を兼ねるようにしてもよいし、外部接続されたＰＣ（Personal Computer）がオペレーションパネル２０３を兼ねるようにしてもよい。

読取部２０１は、印刷装置１００から排紙された印刷物を電気的に読み取る。図２は、本実施形態の読取部２０１の一例を示す模式図である。図２に示すように、読取部２０１は、光沢用照明装置２１１（照明装置の一例）と、濃度用照明装置２１２と、画像センサ２１３と、を備える。

光沢用照明装置２１１は、検査対象物である印刷物Ｐの読取領域（主走査方向の１ライン）に所定の入射角度θ１で入射する照明光２２１ａを照射する。正反射光２２１ｂは、印刷物Ｐの読取領域に入射角度θ１で入射した照明光２２１ａが当該読取領域において反射角度θ２（θ２＝θ１）で入射方向とは反対側に反射された反射光、即ち、照明光２２１ａが当該読取領域において鏡面反射した反射光である。なお、光沢用照明装置２１１の詳細については後述する。

濃度用照明装置２１２は、印刷物Ｐの読取領域に所定の入射角度で入射する照明光２２２ａを照射する。所定の入射角度は、入射角度θ１と異なる任意の角度であればよいが、例えば、９０度が挙げられる。拡散反射光２２２ｂは、印刷物Ｐの読取領域に所定の入射角度で入射した照明光２２２ａが当該読取領域において所定の入射角度とは異なる反射角度（図２に示す例では、θ２）で反射された反射光、即ち、照明光２２２ａが当該読取領域において拡散反射した反射光である。濃度用照明装置２１２としては、例えば、キセノンランプやＬＥＤアレイ等の拡散照明装置を用いることができる。

画像センサ２１３は、正反射光２２１ｂを受光して、当該正反射光２２１ｂの光量を読み取ったり、拡散反射光２２２ｂを受光して、当該拡散反射光２２２ｂの光量を読み取ったりする。このため、画像センサ２１３は、正反射光２２１ｂ及び拡散反射光２２２ｂを受光可能な位置に配置されている。

画像センサ２１３は、例えば、複数の撮像素子が印刷物Ｐの読取領域に平行な方向（主走査方向）に並設された縮小光学系を用いることができる。撮像素子としては、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、及びＣＩＳ（Contact Image Sensor）などを用いることができる。

なお本実施形態では、光沢用照明装置２１１と濃度用照明装置２１２とが同時に光を出射することはなく、画像センサ２１３の駆動に合わせて交互に光を出射するように構成されている。そして本実施形態では、印刷物Ｐを副走査方向に１ライン分搬送する毎に、光沢用照明装置２１１から照明光２２１ａを照射させて画像センサ２１３で正反射光２２１ｂの光量を読み取るとともに、濃度用照明装置２１２から照明光２２２ａを照射して画像センサ２１３で拡散反射光２２２ｂの光量を読み取る動作を繰り返す。これにより、読取部２０１は、正反射光２２１ｂの光量から成る印刷物Ｐの各画素の光沢度を示す光沢度画像、及び拡散反射光２２２ｂの光量から成る印刷物Ｐの各画素の濃度を示す濃度画像を読み取る（生成する）。

光沢度は、鏡面光沢の度合いを数値で表したものであり、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards） Ｚ ８７４１やＩＳＯ（International Organization for Standardization） ２８１３で規定される鏡面光沢度と同義である。つまり、光沢度画像は、印刷物Ｐの光沢分布として、任意の観察方向における正反射光の光量分布を示し、濃度画像は、印刷物Ｐの濃度分布として、任意の観察方向における拡散反射光の光量分布を示す。

図１に戻り、検査装置２００は、読み取りが完了した印刷物をスタッカ３００へ排紙する。なお、検査装置２００は、印刷物の他方の面を光学的に読み取る読取部を更に備えるようにしてもよい。この場合、印刷物の他方の面を光学的に読み取る読取部は、読取部２０１と同様の構成とすればよい。

スタッカ３００は、トレイ３１１を備える。スタッカ３００は、検査装置２００により排紙された印刷物をトレイ３１１にスタックする。

図３は、本実施形態の光沢用照明装置２１１の機械的構成の一例を示す図であり、光沢用照明装置２１１の内部構造を透過した側面図を示す。図３に示すように、光沢用照明装置２１１は、ベース５０１ａ、５０１ｂと、スペーサ５０３と、電源基板５０４と、コネクタ５０５と、ベースプレート５０６と、シム５０７ａ、５０７ｂと、放熱体５０８と、フレキシブル基板５０９と、ＬＥＤＡ（Light Emitting Diode Array）５１０（発光装置の一例）と、ロッドレンズ５１１と、レンズ支え５１２ａ、５１２ｂと、ハニカム部材５１３と、拡散透過フィルム５１４と、鏡面反射フィルム５１５ａ、５１５ｂと、防塵フィルム５１７と、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂ（１以上の遮光部材の一例）と、を備える。

図４は、本実施形態の光沢用照明装置２１１の機械的構成の一例を示す図であり、光沢用照明装置２１１の内部構造を透過した平面図を示す。なお、図４では、光沢用照明装置２１１の内部構造のうち光の照射に関わる部材を中心に示している。

ベース５０１ａ、５０１ｂは、光沢用照明装置２１１の筐体を構成する部材であり、ベース５０１ａが、光沢用照明装置２１１の上側の筐体を構成し、ベース５０１ｂが、光沢用照明装置２１１の下側の筐体を構成する。ベース５０１ａ、５０１ｂで構成される空間内に、光沢用照明装置２１１を構成する他の構成要素が配置されている。

スペーサ５０３は、ベース５０１ａとベース５０１ｂとの間に空間を確保するために、ベース５０１ａとベース５０１ｂとの間に挟まれる部材である。

電源基板５０４は、光沢用照明装置２１１の電源であり、コネクタ５０５を介して、ＬＥＤＡ５１０が設置されているフレキシブル基板５０９に電源を供給する。

コネクタ５０５は、電源基板５０４とフレキシブル基板５０９とを電気的に接続するためのコネクタである。

ベースプレート５０６は、フレキシブル基板５０９を支持するためのプレートであり、シム５０７ａを用いてベース５０１ａに固定されるとともに、シム５０７ｂを用いてベース５０１ｂに固定される。

シム５０７ａは、ベースプレート５０６をベース５０１ａに固定するためのくさびであり、シム５０７ｂは、ベースプレート５０６をベース５０１ｂに固定するためのくさびである。

放熱体５０８は、ＬＥＤＡ５１０が発する熱を放熱する部材であり、ＬＥＤＡ５１０（フレキシブル基板５０９）が設置されているベースプレート５０６の面の反対面に設置されている。

フレキシブル基板５０９は、ＬＥＤＡ５１０を支持するための変形可能な基板であり、ベースプレート５０６に支持されている。

ＬＥＤＡ５１０は、複数のＬＥＤチップ（発光素子の一例）を配列させた光源である。ＬＥＤＡ５１０（各ＬＥＤチップ）は、電源基板５０４からの電源の供給に基づいて発光することで、照明光（詳細には、拡散照明光）を照射する。なお本実施形態では、フレキシブル基板５０９にＬＥＤＡ５１０（各ＬＥＤチップ）を支持させているため、フレキシブル基板５０９が変形可能な形状にＬＥＤＡ５１０（各ＬＥＤチップ）を配列でき、図４に示すように、ＬＥＤＡ５１０を、複数のＬＥＤチップを湾曲させて配列させたものとすることができる。なお、図４では、ＬＥＤＡ５１０は、第１の曲率の曲面状に複数のＬＥＤチップを並べて配置している。

ロッドレンズ５１１は、ＬＥＤＡ５１０から照射された照明光を、できるだけハニカム部材５１３内に誘導するよう光路を矯正する。ロッドレンズ５１１は、特に、ＬＥＤＡ５１０から照射された照明光の上下方向（ｙ方向）での光路を矯正する。本実施形態では、ＬＥＤＡ５１０から照射された照明光の光路の矯正を、ロッドレンズ５１１を用いたロッドレンズ方式で行う場合を例に取り説明するが、これに限定されず、リフレクタ方式やシリンドリカルレンズ方式などを用いてもよい。

レンズ支え５１２ａ、５１２ｂは、ロッドレンズ５１１を予め定めた位置に固定するための部材である。

拡散透過フィルム５１４は、ハニカム部材５１３のロッドレンズ５１１側の面（ＬＥＤＡ５１０から照射された照明光が入射される側の面）に接着されており、ＬＥＤＡ５１０から照射された照明光を拡散透過させて、ハニカム部材５１３内に送り出す。

鏡面反射フィルム５１５ａは、拡散透過フィルム５１４のロッドレンズ５１１側の面（ＬＥＤＡ５１０から照射された照明光が入射される側の面）の上部に接着され、鏡面反射フィルム５１５ｂは、拡散透過フィルム５１４のロッドレンズ５１１側の面（ＬＥＤＡ５１０から照射された照明光が入射される側の面）の下部に接着されている。

鏡面反射フィルム５１５ａ、５１５ｂは、ロッドレンズ５１１によりハニカム部材５１３内に誘導するよう光路を矯正されなかった照明光を反射する。これにより、反射された照明光が、ロッドレンズ５１１により、再度、ハニカム部材５１３内に誘導するよう光路が矯正されること、即ち、照明光の有効利用が期待できる。

ハニカム部材５１３は、ＬＥＤＡ５１０の照明光の照射方向に、第１の曲率よりも大きい第２の曲率の曲面状に配置され、伸縮可能なハニカム構造を有する部材である。ＬＥＤＡ５１０及びハニカム部材５１３は、同一の湾曲中心を有してハニカム部材５１３の長手方向（複数のＬＥＤチップの配列方向）において湾曲している。ハニカム部材５１３は、どのような素材であってもよく、例えば、アルミや紙などの素材が挙げられる。本実施形態では、ハニカム部材５１３のハニカム構造の伸縮具合（ハニカム構造の形状）を調整することで、ｘｚ面においてｘ方向との平行度合いがどの程度までの照明光を、ハニカム部材５１３から指定方向に出力するかを調整できる。

つまり本実施形態のハニカム部材５１３は、ルーバーとしての役割を担う。なお、ハニカム部材５１３を用いることで、ｘｚ面においてｘ方向との平行度合いがどの程度までの照明光を指定方向に出力するかを調整できる原理については、後述する。

防塵フィルム５１７は、光沢用照明装置２１１内への埃等の侵入を防ぐためのフィルムである。

遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂは、ハニカム部材５１３を透過した照明光の少なくとも一部を当該ハニカム部材５１３の長手方向に沿って遮光する。遮光フィルム５１８ａ（第１の遮光部材の一例）は、防塵フィルム５１７のハニカム部材５１３側の面（ハニカム部材５１３から透過された照明光が入射される側の面）の上部に接着され、ハニカム部材５１３の長手方向に直交する短手方向（ｙ方向）の上側を透過した照明光を当該ハニカム部材５１３の長手方向（ｚ方向）に沿って遮光する。遮光フィルム５１８ｂ（第２の遮光部材の一例）は、防塵フィルム５１７のハニカム部材５１３側の面（ハニカム部材５１３から透過された照明光が入射される側の面）の下部に接着され、ハニカム部材５１３の短手方向（ｙ方向）の下側を透過した照明光を当該ハニカム部材５１３の長手方向に沿って遮光する。

本実施形態では、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔（防塵フィルム５１７の開口度合い）を調整することで、ｘｙ面においてｘ方向との平行度合いがどの程度までの照明光を、指定方向に出力するか（詳細には、前述の照明光２２１ａとして、光沢用照明装置２１１から照射させるか）を調整できる。なお、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂを用いることで、ｘｙ面においてｘ方向との平行度合いがどの程度までの照明光を、指定方向に出力するかを調整できる原理については、後述する。

ハニカム部材５１３を透過し、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂにより遮光されず防塵フィルム５１７を透過した照明光は、前述の照明光２２１ａとして、印刷物Ｐの読取領域に照射される。

図５及び図６は、ハニカム部材５１３と、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂを用いることで、平行度合いがどの程度までの照明光を指定方向に出力するかを調整できる原理を説明するための説明図の一例である。

例えば、図５に示すように、ハニカム部材５１３を長手方向であるｚ方向に伸ばした場合、ｚ方向における各ハニカムの開き具合が大きくなるため、ｘｚ面においてｘ方向との平行度合いが高い照明光だけでなく、ｘ方向との平行度合いがやや落ちる照明光も、ハニカム部材５１３から指定方向に出力できる。

一方、図６に示すように、ハニカム部材５１３を長手方向であるｚ方向に縮めた場合、ｚ方向における各ハニカムの開き具合が狭くなるため、ｘｚ面においてｘ方向との平行度合いが高い照明光のみがハニカム部材５１３から指定方向に出力でき、ｘ方向との平行度合いがやや落ちる照明光は、ハニカム部材５１３から指定方向に出力されない。

以上のように、本実施形態では、ｚ方向における各ハニカムの開き具合を狭くするほど、ハニカム部材５１３から指定方向に出力される照明光を、平行度合い（ｘｚ面におけるｘ方向との平行度合い）の高いものに限定でき、ｚ方向における各ハニカムの開き具合を広くするほど、ハニカム部材５１３から指定方向に出力される照明光に、平行度合い（ｘｚ面におけるｘ方向との平行度合い）のやや落ちるものまで含められるようになる。なお、ｚ方向は、印刷物Ｐの主走査方向に相当する方向である。

つまり本実施形態では、ｚ方向における各ハニカムの開き具合を調整することで、印刷物Ｐの主走査方向に対する平行度がどの程度までの照明光を、印刷物Ｐの読取領域に入射する照明光２２１ａとするかを調整できる。

また例えば、図５に示すように、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔を広くした場合、ｙ方向における防塵フィルム５１７の開口度合いが大きくなるため、ｘｙ面においてｘ方向との平行度合いが高い照明光だけでなく、ｘ方向との平行度合いがやや落ちる照明光も、指定方向に出力できる。

一方、図６に示すように、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔を狭くした場合、ｙ方向における防塵フィルム５１７の開口度合いが狭くなるため、ｘｙ面においてｘ方向との平行度合いが高い照明光のみが指定方向に出力でき、ｘ方向との平行度合いがやや落ちる照明光は、指定方向に出力されない。

以上のように、本実施形態では、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔を狭くするほど、指定方向に出力される照明光を、平行度合い（ｘｙ面におけるｘ方向との平行度合い）の高いものに限定でき、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔を広くするほど、指定方向に出力される照明光に、平行度合い（ｘｙ面におけるｘ方向との平行度合い）のやや落ちるものまで含められるようになる。なお、ｙ方向は、印刷物Ｐの副走査方向に相当する方向である。

つまり本実施形態では、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔を調整することで、印刷物Ｐの副走査方向に対する平行度がどの程度までの照明光を、印刷物Ｐの読取領域に入射する照明光２２１ａとするかを調整できる。

次に、本実施形態の光沢用照明装置２１１のように、光沢用照明装置２１１から照射する照明光２２１ａの平行度を調整できることの優位性について説明する。

従来技術で説明したように、従来の照明装置では、略平行光が入射する対象物の面が特定の平面度合い（通常は、完全平面）であることを前提に設計されており、略平行光の平行度ができるだけ高くなるように設計されていた。このため、対象物の面がうねりや傾きが存在する非完全平面である場合、対象物からの正反射光を目的の位置（縮小光学系）に十分に入射させることができない。

例えば、図７に示すように、本実施形態の印刷物Ｐの印刷面が、うねりが存在する非完全平面であるとする。なお、印刷物Ｐには、光沢欠陥（低光沢部分）６０１〜６０３が存在する。

従来の照明装置では、略平行光の平行度が極めて高く、略平行光の入射面が完全平面である場合に、当該略平行光の正反射光が縮小光学系に入射されるように設計されているため、図７に示すような印刷物Ｐの場合、印刷面のうねりの影響で、当該略平行光の正反射光は十分に縮小光学系に入射されない。

このため、従来の照明装置を用いた場合、縮小光学系に入射された正反射光に基づいて生成される光沢欠陥の検査用の読取画像は、うねり（非完全平面）部分の正反射光が十分に縮小光学系に入射されないため、図８に示すように、非うねり（完全平面）部分に比べ、うねり（非完全平面）部分の画像が暗くなってしまう。

この結果、非うねり（完全平面）部分に存在する光沢欠陥（低光沢部分）６０２、６０３に相当する欠陥画像６２２、６２３は、画像が暗くなる影響を受けず観察し易いが、うねり（非完全平面）部分に存在する光沢欠陥（低光沢部分）６０１に相当する欠陥画像６２１は、画像が暗くなる影響を受け、観察しにくくなる。従って、図８に示すような読取画像を用いて、光沢欠陥の検査を行っても、うねり（非完全平面）部分に存在する光沢欠陥については、精度の高い検査（検出）が難しい。

一方、上述したように、本実施形態の光沢用照明装置２１１では、光沢用照明装置２１１から照射する照明光２２１ａの平行度を調整できる。このため、本実施形態では、印刷物Ｐの平面度合いに応じて、どの程度までの平行度の照明光を照明光２２１ａとするかを調整する。具体的には、印刷物Ｐの平面が完全平面に近いほど（平面度合いが高いほど）、平行度が高い照明光のみを照明光２２１ａとするよう調整し、印刷物Ｐの平面が非完全平面であるほど（平面度合いが低いほど）、平行度がやや落ちる照明光も照明光２２１ａとして含められるよう調整する。

例えば、図７に示すように、本実施形態の印刷物Ｐの印刷面が、うねりが存在する非完全平面である場合、上述の説明から明らかなように、照明光２２１ａの平行度を高くすると、精度の高い検査（検出）が困難になる。

このため本実施形態では、印刷物Ｐの平面度合いに応じて、どの程度の平行度までの照明光を照明光２２１ａとするかを調整する。具体的には、印刷物Ｐの副走査方向のうねり（非完全平面）については、当該副走査方向のうねりに応じた平行度の照明光も照明光２２１ａに含められるよう遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔を調整し、印刷物Ｐの主走査方向のうねり（非完全平面）については、当該主走査方向のうねりに応じた平行度の照明光も照明光２２１ａに含められるようハニカム部材５１３のｚ方向における各ハニカムの開き具合を調整する。

図９及び図１０は、照明光２２１ａの平行度を調整することで、非完全平面からの正反射光を十分に画像センサ２１３に入射させることができる原理を説明するための説明図の一例である。

例えば、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔を、印刷物Ｐの副走査方向のうねりに応じた平行度の照明光も照明光２２１ａに含められるよう調整したとする。この場合、図９に示すように、遮光フィルム５１８ａ、５１８ｂの間隔に相当する幅Ａ内から照射された照明光２２１ａの正反射光を画像センサ２１３に入射させることができる。

詳細には、幅Ａ内の各地点から様々な平行度の照明光が照明光２２１ａとして照射されるが、各地点に応じた平行度の照明光が印刷物Ｐの読取領域に照射され、正反射光が画像センサ２１３に入射される。例えば、幅Ａの中心地点から照射される照明光については、平行度が高いものが印刷物Ｐの読取領域に照射され、正反射光が画像センサ２１３に入射される。また例えば、幅Ａの中心から離れた地点から照射される照明光については、平行度がやや落ちるものが印刷物Ｐの読取領域に照射され、正反射光が画像センサ２１３に入射される。

また例えば、ハニカム部材５１３のｚ方向における各ハニカムの開き具合を、印刷物Ｐの主走査方向のうねりに応じた平行度の照明光も照明光２２１ａに含められるよう調整したとする。この場合、図１０に示すように、ハニカムの開き具合に相当する幅Ｂ内から照射された照明光２２１ａの正反射光を画像センサ２１３に入射させることができる。

なお、本実施形態では、ハニカム部材５１３のハニカム構造の伸縮具合（ハニカム構造の形状）を適宜調整できるようにしているが、光沢用照明装置２１１を読取部２０１に設置した後は、調整できないようにしてもよい。また、ハニカム部材５１３のハニカム構造の伸縮具合（ハニカム構造の形状）の調整は、ユーザが記録媒体に応じて調整してもよいし、記録媒体に応じて自動的に調整されるようにしてもよい。また、すでにハニカム部材５１３のハニカム構造の伸縮具合（ハニカム構造の形状）を調整した状態でハニカム部材５１３を使用してもよい。

詳細には、幅Ｂ内の各地点から様々な平行度の照明光が照明光２２１ａとして照射されるが、各地点に応じた平行度の照明光が印刷物Ｐの読取領域に照射され、正反射光が画像センサ２１３に入射される。例えば、幅Ｂの中心地点から照射される照明光については、平行度が高いものが印刷物Ｐの読取領域に照射され、正反射光が画像センサ２１３に入射される。また例えば、幅Ｂの中心から離れた地点から照射される照明光については、平行度がやや落ちるものが印刷物Ｐの読取領域に照射され、正反射光が画像センサ２１３に入射される。

以上のように本実施形態では、図７に示す印刷物Ｐのように、うねりが存在していても（非完全平面であっても）、照明光２２１ａの正反射光を十分に画像センサ２１３に入射させることができる。このため、画像センサ２１３に入射された正反射光に基づいて生成される光沢欠陥の検査用の読取画像は、うねり（非完全平面）部分の正反射光も十分に画像センサ２１３に入射され、図１１に示すように、非うねり（完全平面）部分もうねり（非完全平面）部分も一定の明るさの画像となる。

この結果、非うねり（完全平面）部分に存在する光沢欠陥（低光沢部分）６０２、６０３に相当する欠陥画像６１２、６１３だけでなく、うねり（非完全平面）部分に存在する光沢欠陥（低光沢部分）６０１に相当する欠陥画像６１１も、観察し易い。従って、図１１に示すような読取画像を用いて、光沢欠陥の検査を行えば、うねり（非完全平面）部分に存在する光沢欠陥についても、精度の高い検査（検出）が可能となる。

次に、本実施形態のハニカム部材５１３のｚ方向における各ハニカムの開き具合を調整することで、照明光２２１ａの平行度を調整できることの実験結果について説明する。

本実施形態では、図１２に示すように、光沢用照明装置２１１から照射される照明光２２１ａの照度を、筒７０１の一端に照度計７０２が設置された計測装置を用いて計測する。具体的には、筒７０１の他端（照度計７０２が設置されていない方の端部）を回転中心として、筒７０１を上下に回転させながら、筒７０１の他端から入射された照明光２２１ａの照度を照度計７０２で計測する。

このような計測装置を用いて照度を計測した場合、照度計７０２による照度の計測結果は、照明光２２１ａの平行度に関わらず、図１３に示すように、筒７０１の回転角度が０に近いほど照度が高く、筒７０１の回転角度が０から遠いほど照度が低くなるが、照明光２２１ａの平行度が高いほど照度のピークが急峻となり、筒７０１の回転角度が０から遠くなる場合の照度が低くなり易い。

図１４は、照度の計測実験の結果の一例を示すグラフであり、実験Ｏｐｅｎ（ハニカム部材５１３を設置しない）、各ハニカムの開き具合を４００ｍｍに調整、各ハニカムの開き具合を６００ｍｍに調整、各ハニカムの開き具合を８００ｍｍに調整、各ハニカムの開き具合を１０００ｍｍに調整、パラボラＬＥＤ（従来技術で説明した照明装置）という６つの条件での照度の計測結果を示している。

図１４に示す結果から、各ハニカムの開き具合を小さくするほど、筒７０１の回転角度が０から遠くなる場合の照度が低くなっており、各ハニカムの開き具合を小さくするほど、照明光２２１ａの平行度が高くなることが分かる。また、各ハニカムの開き具合を４００ｍｍに調整した場合の照明光２２１ａの照度は、従来技術で説明した照明装置の照明光の照度に近いレベルであり、従来技術で説明した照明装置に近い平行度を実現できていることが分かる。

次に、本実施形態の検査装置２００のハードウェア構成について説明する。図１５は、本実施形態の検査装置２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１５に示すように、検査装置２００は、コントローラ９１０とエンジン部（Engine）９６０とをＰＣＩバスで接続した構成となる。コントローラ９１０は、検査装置２００の全体の制御、描画、通信、及び操作表示部９２０からの入力を制御するコントローラである。エンジン部９６０は、ＰＣＩバスに接続可能なエンジンであり、例えば、スキャナ等のスキャナエンジンなどである。エンジン部９６０には、エンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分も含まれてよい。

コントローラ９１０は、ＣＰＵ９１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）９１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）９１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）９１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）９１７と、ＡＳＩＣ９１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）９１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）９１３とＡＳＩＣ９１６との間をＡＧＰバス９１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ９１２は、ＲＯＭ９１２ａと、ＲＡＭ９１２ｂとをさらに有する。

ＣＰＵ９１１は、検査装置２００の全体制御を行うものであり、ＮＢ９１３、ＭＥＭ−Ｐ９１２およびＳＢ９１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ９１３は、ＣＰＵ９１１とＭＥＭ−Ｐ９１２、ＳＢ９１４、ＡＧＰバス９１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ９１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ−Ｐ９１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ９１２ａとＲＡＭ９１２ｂとからなる。ＲＯＭ９１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ９１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ９１４は、ＮＢ９１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ９１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ９１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ９１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣであり、ＡＧＰバス９１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ９１８およびＭＥＭ−Ｃ９１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ９１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ９１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ９１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣと、エンジン部９６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ９１６には、ＰＣＩバスを介してＵＳＢ９４０、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース（Ｉ／Ｆ）９５０が接続される。操作表示部９２０はＡＳＩＣ９１６に直接接続されている。

ＭＥＭ−Ｃ９１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ９１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰバス９１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ９１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

画像形成装置である印刷装置１００は、いくつかの違いを除いて、図１５に示す検査装置２００のハードウェア構成と実質的に同様のハードウェア構成を有する。このような違いには、印刷処理を制御するエンジン部（Engine）９６０の一部としてのプリントエンジン部の追加が含まれる。詳細には、プリントエンジン部は、感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ、１０３ＣＬと、転写ベルト１０５と、二次転写ローラ１０７と、給紙部１０９と、搬送ローラ対１１１と、定着装置１１３とを用いて、印刷処理を制御する。

図１６は、本実施形態の印刷装置１００及び検査装置２００の機能構成の一例を示すブロック図である。図１６に示すように、印刷装置１００は、ＲＩＰ（Raster Image Processor）部１２１と、印刷制御部１２３と、印刷部１２５とを備える。検査装置２００は、読取部２５１と、濃度画像取得部２５３と、差分画像生成部２５５と、光沢度画像取得部２５７と、検査部２５９とを、備える。

なお本実施形態では、印刷装置１００が、ＲＩＰ部１２１を備える場合を例に取り説明するが、これに限定されず、ＤＦＥ（Digital Front End）など印刷装置１００とは異なる装置がＲＩＰ部１２１を備えるようにしてもよい。

また本実施形態では、印刷装置１００と検査装置２００とは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＰＣＩｅ（Peripheral Component Interconnect Express）等のローカルなインタフェースによって接続されていることを想定しているが、印刷装置１００と検査装置２００との接続形態は、これに限定されるものではない。

ＲＩＰ部１２１及び印刷制御部１２３は、例えば、ＣＰＵなどにより実現できる。印刷部１２５は、例えば、感光体ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ、１０３ＣＬ、転写ベルト１０５、二次転写ローラ１０７、及び定着装置１１３などにより実現されるが、これに限定されるものではない。このように本実施形態では、電子写真方式で画像を印刷するが、これに限定されず、インクジェット方式で画像を印刷するようにしてもよい。

読取部２５１は、読取部２０１で構成され、例えば、エンジン部９６０などにより実現できる。濃度画像取得部２５３及び光沢度画像取得部２５７は、例えば、ＣＰＵ９１１及びシステムメモリ９１２などにより実現できる。差分画像生成部２５５及び検査部２５９は、例えば、ＣＰＵ９１１及びシステムメモリ９１２などにより実現してもよいし、ＡＳＩＣ９１６などにより実現してもよいし、これらを併用して実現してもよい。

ＲＩＰ部１２１は、ホスト装置などの外部装置から印刷データを受け取り、受け取った印刷データをＲＩＰ処理し、ＲＩＰ画像を生成する。本実施形態では、印刷データは、PostScript（登録商標）などのページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）で記述されたジョブ情報やＴＩＦＦ（Tagged Image File Format）形式の画像データなどを含んで構成されるが、これに限定されるものではない。また本実施形態では、ＲＩＰ画像は、ＣＭＹＫのＲＩＰ画像データであるものとするが、これに限定されるものではない。

印刷制御部１２３は、ＲＩＰ部１２１により生成されたＲＩＰ画像を印刷部１２５へ送信するとともに、当該ＲＩＰ画像を検査装置２００へ送信する。

印刷部１２５は、作像プロセスなどの印刷処理プロセスを実行し、ＲＩＰ画像に基づく印刷画像を記録媒体に印刷し、印刷物を生成する。

読取部２０１は、印刷部１２５により印刷された（生成された）検査対象の印刷物を読み取って、当該印刷物の濃度を示す濃度画像を生成するとともに、当該印刷物の光沢度を示す光沢度画像を生成する。

具体的には、読取部２０１を構成する濃度用照明装置２１２が、検査対象の印刷物に照明光２２２ａを照射し、読取部２０１を構成する画像センサ２１３が、検査対象の印刷物により反射された拡散反射光２２２ｂを読み取ることにより（に基づいて）、濃度画像を生成する。同様に、読取部２０１を構成する光沢用照明装置２１１が、検査対象の印刷物に照明光２２１ａを照射し、読取部２０１を構成する画像センサ２１３が、検査対象の印刷物により反射された正反射光２２１ｂを読み取ることにより（に基づいて）、光沢度画像を生成する。本実施形態では、濃度画像及び光沢度画像は、ＲＧＢの画像データであるものとするが、これに限定されるものではない。

濃度画像取得部２５３は、読取部２０１により生成された濃度画像を取得する。

差分画像生成部２５５は、印刷装置１００からＲＩＰ画像を取得し、取得したＲＩＰ画像に基づいて基準画像（マスター画像）を生成する。具体的には、差分画像生成部２５５は、印刷装置１００（印刷制御部１２３）から、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＫそれぞれのＲＩＰ画像を取得し、取得したＣ、Ｍ、Ｙ、ＫそれぞれのＲＩＰ画像に対し、多値変換処理、平滑化処理、解像度変換処理、及び色変換処理などの各種画像処理を施し、基準画像を生成する。本実施形態では、基準画像は、ＲＧＢの画像データであるものとするが、これに限定されるものではない。

そして差分画像生成部２５５は、生成した基準画像と濃度画像取得部２５３により取得された濃度画像との差分を示す差分画像を生成する。具体的には、差分画像生成部２５５は、基準画像と濃度画像とを画素単位で比較し、ＲＧＢ各色の画素値の差分値を画素毎に算出し、画素毎の画素値の差分値で構成される差分画像を生成する。

光沢度画像取得部２５７は、読取部２０１により生成された光沢度画像（例えば、図１１に示すような読取画像）を取得する。

検査部２５９は、光沢度画像取得部２５７により取得された光沢度画像に基づいて、印刷物を検査する。

図１７は、本実施形態の光沢検査処理の一例を示すフローチャート図である。

まず、検査部２５９は、光沢度画像取得部２５７により取得された光沢度画像から、指定時間分の読み取りに相当する画像を切り取り、シェーディング処理を施す（ステップＳ１０１）。例えば、検査部２５９は、切り取られた画像に対し、副走査方向の画素列毎に当該画素列の画素値の平均値を算出し、この平均値が各画素列で一定値となるように、各画素列の係数を算出し、各画素列を構成する画素の画素値に、当該画素列の係数を乗算することで、切り取られた画像に対するシェーディング処理を施す。感熱紙は基本的に白色なので、全域で一定の反射率を有しているものと設定すると、このシェーディング処理により、照明強度ムラの補正が実施される。

続いて、検査部２５９は、シェーディング処理が施された画像に対し、指定スレッシュ値で画像を２値化する２値化処理を施す（ステップＳ１０３）。感熱紙の不良部は黒側（低光沢部）に発生することから、ここでは、指定画像信号値以下の部位を２値化して抽出している。

続いて、検査部２５９は、２値化処理が施された画像に対し、ラベリング処理を施す（ステップＳ１０５）。具体的には、検査部２５９は、２値化処理で抽出された各部位に対し、番号付け及び特徴量抽出を行う。特徴量としては、２値化処理で抽出された部位の面積、周囲長さ、及び縦横比などの少なくともいずれかが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

続いて、検査部２５９は、ラベリング処理が施された部位毎に、当該部位の特徴量と光沢度検査用の閾値とを比較して、印刷物の光沢欠陥を検査する欠陥判定処理を行う（ステップＳ１０７）。

また検査部２５９は、差分画像生成部２５５により生成された差分画像に基づいて、印刷物を検査する。例えば、検査部２５９は、差分画像生成部２５５により生成された差分画像を構成する各画素の差分値と、濃度度検査用の閾値との大小関係に基づいて、印刷装置１００により生成された印刷物の濃度欠陥を検査する。例えば、差分値の大きい箇所（画素群）や差分のある面積が広い箇所（画素群）が濃度欠陥となる。

そして検査部２５９は、光沢欠陥の位置及び濃度欠陥の位置や種類などの検査結果、濃度画像、光沢度画像、及び差分画像を対応付けてＨＤＤ９１８に保存したり、印刷装置１００に送信（フィードバック）したりする。

以上のように本実施形態によれば、光沢用照明装置２１１から照射する照明光２２１ａの平行度を調整できるので、対象物の平面度合いに関わらず、当該対象物からの正反射光を目的の位置に十分に入射させることができる。この結果、対象物の平面度合いに関わらず、対象物の光沢度を精度よく反映した光沢度画像の生成が可能となり、精度の高い光沢欠陥の検査（検出）が可能となる。

また本実施形態によれば、従来の照明装置のように、各ＬＥＤから照射された照明光が、各ＬＥＤの配置関係のまま印刷物に反射されないので、各ＬＥＤのつなぎ目が影になって光沢度画像に写ってしまうことも防止でき、光沢度画像の品質も向上できる。

また本実施形態によれば、従来の照明装置のような特殊な曲面ミラーが不要になるので、光沢用照明装置２１１の大きさやコストも削減できる。

なお、上記実施形態では、光沢用照明装置２１１を印刷物の検査に用いる場合を例に取り説明したが、検査対象はこれに限定されるものではなく、表面状態の検査が有用な検査対象物にも使用できる。例えば、本実施形態の照明装置は、金属の表面の検査、クリアフィルムの表面の検査、射出成形物の表面の検査、樹脂凸版印刷版の表面の検査、剥離紙のシリコン層の不良検査などにも適用可能である。

２０１ 画像読取装置
２１１ 光沢用照明装置
２１３ 画像センサ
５０１ａ、５０１ｂ ベース
５０３ スペーサ
５０４ 電源基板
５０５ コネクタ
５０６ ベースプレート
５０７ａ、５０７ｂ シム
５０８ 放熱体
５０９ フレキシブル基板
５１０ ＬＥＤＡ
５１１ ロッドレンズ
５１２ａ、５１２ｂ レンズ支え
５１３ ハニカム部材
５１４ 拡散透過フィルム
５１５ａ、５１５ｂ 鏡面反射フィルム
５１７ 防塵フィルム
５１８ａ、５１８ｂ 遮光フィルム

特許第５７２０１３４号公報

Claims (7)

1. 第１の曲率の曲面状に複数の発光素子を並べて配置した発光装置と、
   前記発光装置の光の照射方向に、前記第１の曲率よりも大きい第２の曲率の曲面状に配置された、ハニカム構造を有するハニカム部材と、
   を備える照明装置。
2. 前記ハニカム部材は、少なくとも前記発光装置の前記複数の発光素子の配列方向である長手方向に伸縮可能である、
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記発光装置及び前記ハニカム部材は、同一の湾曲中心を有して前記長手方向に沿って湾曲している、
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記発光装置から照射され、前記ハニカム部材を透過した光の少なくとも一部を当該ハニカム部材の前記長手方向に沿って遮光する１以上の遮光部材を更に備える、
   請求項２に記載の照明装置。
5. 前記１以上の遮光部材は、
   前記ハニカム部材の前記長手方向に直交する短手方向の上側を透過した光を当該ハニカム部材の前記長手方向に沿って遮光する第１の遮光部材と、
   前記ハニカム部材の前記短手方向の下側を透過した光を当該ハニカム部材の前記長手方向に沿って遮光する第２の遮光部材と、
   を含む請求項４に記載の照明装置。
6. 検査対象物に対して光を照射する請求項１ないし４の何れか一項に記載の照明装置と、
   前記照明装置から照射された光の正反射光の光量に基づき前記検査対象物の鏡面光沢の度合いを読み取る画像センサと、
   を備える画像読取装置。
7. 記録媒体に対して画像を記録する印刷装置と、
   前記印刷装置により画像が記録された前記記録媒体を検査対象物とする請求項６に記載の画像読取装置と、
   を備える画像形成装置。

Images