JP5303503B2 - 画像検査装置および印刷装置、並びに、画像検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査装置に関する。

近年、インクジェット方式の印刷装置を用いて、ダイレクトメール等の高速印刷が行われている。このような印刷装置では、ロール紙である印刷用紙の各ページに相当する部位に個別の情報（いわゆる、可変情報）が印刷される。インクジェット方式の印刷装置により印刷された画像（以下、「印刷画像」という。）では、ゴミの付着やインクの塊等により、ノズル詰まりによるインク抜けが発生することがある。そこで、印刷装置には、このような欠陥を検出する検査装置が搭載される。

同じ画像が繰り返し印刷される印刷物の欠陥検査では、欠陥が存在しない印刷画像を撮像してサンプル画像が用意され、検査対象の印刷画像を撮像して得られる画像（以下、「検査画像」という。）とサンプル画像とを比較して欠陥検査が行われる。サンプル画像および検査画像が、共通のカメラにて取得されることにより、印刷のムラや光量変動等の影響を除去して明るさや解像度を同じとすることができ、欠陥検査が比較的容易に行われる。しかし、可変情報が印刷される場合、サンプル画像を用意することができず、印刷に利用される元画像（のデータ）と検査画像とを直接比較する必要が生じる。この場合、元画像と検査画像との間にて解像度や明るさが異なるため、欠陥検査が困難となる。

可変情報を含む印刷物の欠陥検査に関して、特許文献１に開示されるインクジェット印字部検査装置では、検査対象の画像である可変データ対象画像に対して所定の方向に画素値を積分して検査対象Ｘ軸投影データが生成される。また、基準画像である可変データ部検査基準画像に対して同方向に画素値を積分して検査基準Ｘ軸投影データが生成される。検査対象Ｘ軸投影データでは、検査基準Ｘ軸投影データに対する位置ずれと倍率誤差が補正され、０に近い閾値により２値化されて検査対象ゼロ抽出データが生成される。検査基準Ｘ軸投影データにおいても、値が０の箇所を抽出して検査基準ゼロ抽出データが生成される。検査対象ゼロ抽出データから、検査基準ゼロ抽出データと共通するゼロ部分が除去されることにより、インキ抜けデータが生成される。インクジェット印字部検査装置では、インキ抜けデータに基づいてインキ抜けが検出される。

特許文献２に開示されるインクジェットプリンタでは、輪転紙上の複数の印字画像の間に識別パターンが印字され、識別パターンにインク垂れやインク抜けが存在するか否かが確認されることにより、印字画像の印字不良が確認される。

特開２００３−９４６２７号公報 特開平１０−１００４１２号公報

ところで、特許文献１に示される手法では、カラー印刷の場合、混色部分において、一の色のインク抜けが生じても、他の色のインクが存在するため、画素値を積分した値は必ずしも大きくなるとは限らず、インク抜けを検出することができない場合がある。また、インクの濃度が低い部分では、インク抜けが生じていなくても、インクの着弾精度の影響により、検査画像の画素値を積分した値が容易に大きくなり、欠陥が誤検出されるおそれがある。さらに、インクジェット方式では、印刷用紙やノズルの個体差等により、正常な印刷であってもばらつきが生じるため、インク抜けであると判断するための積分値に対する閾値値を容易に決定することができない。

インクジェット方式の印刷装置では、インク抜けが、印刷途上にて発生したり、解消したりすることから、特許文献２に示されるように、識別パターン上に生じる欠陥の有無を確認しても、印字画像中の欠陥の有無を適切に判断することができない。さらに、輪転紙の幅方向において、印字画像と同じ幅の識別パターンを印字する必要があることから、各ページの天地に識別パターン印刷用のスペースが必要となる。しかし、例えば、ページ間のミシン目を跨いで図柄が印刷される印刷用紙の場合、識別パターンを印字するスペースを確保することができない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、画像検査の検査精度を向上することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査装置であって、印刷された画像を撮像して検査画像を取得する撮像部と、印刷に用いられるデータに従って生成された基準画像において予め定められた印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である基準積算値分布を求める第１積算部と、前記検査画像において前記印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である検査積算値分布を求める第２積算部と、前記基準積算値分布および前記検査積算値分布の少なくとも一方において、予め定められた処理により各積算値を増加または減少させる感度補正を行う感度補正部と、前記感度補正後に前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する比較部とを備え、前記基準画像および前記検査画像がカラー画像であり、前記第１積算部、前記第２積算部、前記感度補正部および前記比較部が、色成分毎に処理を実行し、前記感度補正が、前記基準積算値分布に最大値フィルタを作用させる補正を含み、前記感度補正部が、前記基準積算値分布において予め定められた値を超える積算値が上限値に変更されることにより、前記比較部において、前記予め定められた値を超える積算値が比較対象から除外される。

請求項２に記載の発明は、印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査装置であって、印刷された画像を撮像して検査画像を取得する撮像部と、印刷に用いられるデータに従って生成された基準画像において予め定められた印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である基準積算値分布を求める第１積算部と、前記検査画像において前記印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である検査積算値分布を求める第２積算部と、前記基準積算値分布および前記検査積算値分布の少なくとも一方において、予め定められた処理により各積算値を増加または減少させる感度補正を行う感度補正部と、前記感度補正後に前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する比較部とを備え、前記基準画像および前記検査画像がカラー画像であり、前記第１積算部、前記第２積算部、前記感度補正部および前記比較部が、色成分毎に処理を実行し、前記感度補正が、前記基準積算値分布に最大値フィルタを作用させる補正を含み、前記第１積算部および前記第２積算部が、予め定められた値よりも明度が低い領域に対して処理を実行する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像検査装置であって、前記感度補正部が、前記基準積算値分布において予め定められた値を超える積算値が上限値に変更されることにより、前記比較部において、前記予め定められた値を超える積算値が比較対象から除外される。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像検査装置であって、前記感度補正が、各積算値に定数を乗算もしくは除算する、または、定数を加算もしくは減算する補正を含む。

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画像検査装置であって、前記基準積算値分布および前記検査積算値分布を微分する微分処理部をさらに備え、前記比較部が、微分後の前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する。

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画像検査装置であって、前記基準画像および前記検査画像が、複数のブロックに分割され、対応するブロック毎に前記第１積算部、前記第２積算部、前記感度補正部および前記比較部が処理を実行する。

請求項７に記載の発明は、印刷装置であって、無版にて印刷媒体に印刷を行う印刷機構と、前記印刷機構による印刷に並行して印刷された画像を検査する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像検査装置とを備える。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の印刷装置であって、前記印刷機構が、ヘッド部からインクの微小液滴を吐出することにより印刷を行い、前記ヘッド部が、印刷時に印刷媒体上の印刷領域の各位置を１回だけ通過する。

請求項９に記載の発明は、印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査方法であって、ａ）印刷に用いられるデータに従って基準画像を準備する工程と、ｂ）印刷された画像を撮像して検査画像を取得する工程と、ｃ）前記基準画像において予め定められた印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である基準積算値分布を求める工程と、ｄ）前記検査画像において前記印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である検査積算値分布を求める工程と、ｅ）前記基準積算値分布および前記検査積算値分布の少なくとも一方において、予め定められた処理により各積算値を増加または減少させる感度補正を行う工程と、ｆ）前記感度補正後に前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する工程とを備え、前記基準画像および前記検査画像がカラー画像であり、前記ｃ）ないし前記ｆ）工程が、色成分毎に実行され、前記ｅ）工程が、前記基準積算値分布に最大値フィルタを作用させる補正を含み、前記ｅ）工程にて、前記基準積算値分布において予め定められた値を超える積算値が上限値に変更されることにより、前記ｆ）工程において、前記予め定められた値を超える積算値が比較対象から除外される。
請求項１０に記載の発明は、印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査方法であって、ａ）印刷に用いられるデータに従って基準画像を準備する工程と、ｂ）印刷された画像を撮像して検査画像を取得する工程と、ｃ）前記基準画像において予め定められた印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である基準積算値分布を求める工程と、ｄ）前記検査画像において前記印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である検査積算値分布を求める工程と、ｅ）前記基準積算値分布および前記検査積算値分布の少なくとも一方において、予め定められた処理により各積算値を増加または減少させる感度補正を行う工程と、ｆ）前記感度補正後に前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する工程とを備え、前記基準画像および前記検査画像がカラー画像であり、前記ｃ）ないし前記ｆ）工程が、色成分毎に実行され、前記ｅ）工程が、前記基準積算値分布に最大値フィルタを作用させる補正を含み、前記ｃ）工程および前記ｄ）工程にて、予め定められた値よりも明度が低い領域に対して処理が実行される。

本発明によれば、感度補正後に積算値分布を比較することにより、検査精度を向上することができる。また、カラー画像に対する検査精度を向上することができ、両画像を比較する際のずれの影響を低減することができる。請求項４の発明では、簡単な演算で両積算値分布を近づけることができ、その結果、比較が容易となる。

本発明では、さらに、検査精度が低下する明部を除外することにより、欠陥の誤検出を低減することができる。請求項１および９の発明では、容易に明部を比較対象から除外することができる。請求項５の発明では、基準画像と検査画像との間に明暗差があっても的確に検査を行うことができる。請求項６の発明では、検査画像中の明るさの相異が、欠陥精度に与える影響を低減することができる。

印刷装置を示す図である。 印刷機構の吐出部を示す底面図である。 画像読取装置を示す図である。 画像検査部を示す図である。 欠陥検査の流れを示す図である。 基準画像を例示する図である。 検査画像を例示する図である。 基準積算値分布を示す図である。 基準積算値分布を示す図である。 検査積算値分布を示す図である。 基準積算値分布および検査積算値分布を示す図である。 差分分布を示す図である。 基準積算値分布を示す図である。 基準積算値分布を示す図である。 基準積算値分布を示す図である。 基準積算値分布を示す図である。 サンプル画像の積算値分布を示す図である。 サンプル画像の積算値分布に基づいて生成された曲線を示す図である。 他の処理例における検査画像を例示する図である。 基準画像を例示する図である。 演算部の他の例を示す図である。 基準微分値分布を示す図である。 検査微分値分布を示す図である。 基準微分値分布を示す図である。 基準微分値分布および検査微分値分布を示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る印刷装置１０の外観を示す斜視図である。印刷装置１０は、無版にてウェブである印刷用紙９に印刷を行う印刷機構１１、印刷用紙９を搬送する搬送機構１２、画像を検査する画像検査装置１３、および、これらを制御する制御部１４を備える。印刷装置１０では、可変情報を含む画像の印刷、いわゆる、バリアブル印刷が行われるとともに、印刷用紙９上の画像（以下、「印刷画像」という。）が自動検査される。制御部１４では、印刷対象の画像（以下、「元画像」という。）のデータがラスタライズされることにより、印刷に用いられるデータ（以下、「元画像データ」という。）が生成される。このように、制御部１４は、画像データ生成部としての役割を兼ねる。

搬送機構１２は、印刷機構１１に対して印刷用紙９を図１中の（−Ｙ）方向に相対的に搬送する。なお、図１中のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直であり、Ｚ方向が上下方向に対応する。搬送機構１２では、それぞれが図１中のＸ方向に長い複数のローラ１２１がＹ方向に配列される。複数のローラ１２１の（＋Ｙ）側には、印刷前の印刷用紙９のロールを保持するとともに当該ロールから印刷用紙９を印刷機構１１に向けて送り出す供給部１２２が設けられる。複数のローラ１２１の（−Ｙ）側には、印刷用紙９の印刷が行われた部位をロール状に巻き取って保持する巻取部１２３が設けられる。以下の説明では、単に印刷用紙９という場合は搬送途上の印刷用紙９（すなわち、複数のローラ１２１上の印刷用紙９）を意味するものとする。

印刷機構１１は、搬送機構１２の上方に配置され、搬送機構１２を跨ぐようにして基台１５に設けられたフレーム１５１に固定される。図２は印刷機構１１の１つの吐出部１１１の底面図であり、図２では、印刷用紙９の吐出部１１１に対する移動方向（すなわち、（−Ｙ）方向）を上向きに示している。実際には、印刷機構１１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が設けられ、複数の吐出部はＹ方向に配列される。吐出部１１１には複数のヘッド部１１２が印刷用紙９の移動方向に垂直かつ印刷用紙９の印刷面に平行な方向（図１および図２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。）に千鳥状に配列されており、各ヘッド部１１２の底面には、複数の吐出口１１２１が幅方向に一定のピッチにて配列形成される。

ヘッド部１１２には各吐出口１１２１に対応して圧電素子が設けられ、圧電素子を駆動することにより各吐出口１１２１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。幅方向に関して互いに隣接する２つのヘッド部１１２間の距離は精度よく調整されており、吐出部１１１に含まれる全ての吐出口１１２１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いる。印刷装置１０では、印刷用紙９の印刷領域の各位置が吐出部１１１の下方を１回通過するのみにて（いわゆる、ワンパスにて）高速に印刷が行われる。図２では、各ヘッド部１１２に５個の吐出口１１２１のみを示しているが、実際には多数の吐出口１１２１が配列される。ヘッド部１１２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。

印刷装置１０では、搬送機構１２による印刷用紙９の（−Ｙ）方向への移動に並行して、制御部１４が印刷対象の元画像データに従って、各色のヘッド部１１２からのインクの吐出制御を行うことにより、印刷物の１ページ分に相当する印刷用紙９上の部位に１ページ分のカラーの印刷画像が形成される。以下の説明では、印刷機構１１により画像が印刷される方向である図１の（＋Ｙ）方向、すなわち、印刷用紙９の移動方向とは反対方向を「印刷方向」と呼ぶ。

画像検査装置１３は、印刷後の印刷用紙９（すなわち、印刷用紙９の印刷が終了した部位）の印刷画像を読み取る画像読取装置１３１、および、印刷画像を検査する画像検査部１３２を備える。画像読取装置１３１は、印刷機構１１よりも下流側に位置する。

図３は、画像読取装置１３１を印刷用紙９の幅方向から見た図であり、画像読取装置１３１の内部構成を簡略化して示している。画像読取装置１３１は、第１ライン照明部２１ａ、第１ライン照明部２１ａよりも（＋Ｙ側）に位置する第２ライン照明部２１ｂ、並びに、第１ライン照明部２１ａおよび第２ライン照明部２１ｂの上方に位置する撮像部２２を備える。第１ライン照明部２１ａは、Ｘ方向に配列された複数の発光ダイオード２１１およびレンズユニット２１２を備え、複数の発光ダイオード２１１からの光はＸ方向に関して均一化され、光軸Ｊ１に沿って印刷用紙９上に線状に照射される。同様に、第２ライン照明部２１ｂは、複数の発光ダイオード２１１およびレンズユニット２１２を備え、複数の発光ダイオード２１１からの光はＸ方向に関して均一化され、光軸Ｊ２に沿って第１ライン照明部２１ａにより照射される位置と同じ位置に線状に照射される。撮像部２２は、第１ライン照明部２１ａおよび第２ライン照明部２１ｂにより光が照射される領域に含まれる線状の領域を撮像する。

撮像部２２は、カラーラインカメラ２２１、第１ミラー２２３および第２ミラー２２４を備える。第１ミラー２２３はＸ方向に長い帯状であり、カラーラインカメラ２２１の下方に配置される。第２ミラー２２４もＸ方向に長い帯状であり、カラーラインカメラ２２１よりも（−Ｙ）側に位置する。撮像部２２により撮像が行われる際には、印刷用紙９からの光は、光軸Ｊ３に沿って第２ミラー２２４へと入射し、第２ミラー２２４にて反射されて第１ミラー２２３へと導かれる。第１ミラー２２３にて反射された光は、カラーラインカメラ２２１に入射する。

図４は画像検査部１３２の機能構成を示すブロック図である。本実施の形態では、画像検査部１３２はコンピュータおよび専用の電気回路により実現されるが、もちろん、画像検査部１３２の全部がコンピュータまたは専用の電気的回路により実現されてもよい。画像検査部１３２は、各種演算処理を行う演算部３１、後述の補正パラメータを設定する補正パラメータ設定部３２、画像データや検査結果等を記憶する記憶部３３、および、検査結果を出力する結果出力部３４を備える。図４では、画像検査部１３２内のメモリやハードディスク駆動装置等の記憶装置をまとめて記憶部３３として示している。演算部３１は、第１積算部３１１、第２積算部３１２、感度補正部３１３および比較部３１４を備える。これらの機能については後述する。

次に、印刷装置１０が印刷用紙９上に画像を印刷しつつ印刷画像を検査する動作について説明する。図５は、印刷画像の検査の流れを示す図である。まず、図１に示す制御部１４にて、印刷対象の元画像データが準備される。次に、制御部１４内のＲＩＰ（Raster Image Processor ）部にて、ベクトル形式の元画像データからＣＭＹＫの色空間に対応するラスタ形式の元画像データが生成され、印刷機構１１に送信される。

印刷装置１０では、搬送機構１２により印刷用紙９が（−Ｙ）方向へと連続的に移動しつつ、印刷機構１１により元画像データに従って各色のインクの吐出が制御されることにより、印刷用紙９上に印刷画像が形成される。そして、印刷用紙９の進行方向の前方、すなわち、印刷機構１１よりも下流側に位置する画像読取装置１３１により形成直後の印刷画像が撮像され、検査対象であるカラーの画像（以下、「検査画像」と呼ぶ。）が順次取得される（ステップＳ１１）。検査画像は、図５に示す記憶部３３に検査画像データ６２として記憶される。

一方、印刷動作に並行して、制御部１４のＲＩＰ部１４１から元画像データが画像検査部１３２へと送られ、ＣＭＹＫ色空間からＲＧＢ色空間のデータへと変換されて基準画像を示すデータ（以下、「基準画像データ６１」という。）として記憶されて準備される（ステップＳ１２）。

図６は、基準画像を例示する図であり、図７は、検査画像を例示する図である。図６では、基準画像４１の図６における下向きが、印刷画像の印刷方向に対応する。図７および以下の同様の図においても同様である。

図４の演算部３１では、印刷方向であるＹ方向および印刷方向に垂直な方向であるＸ方向に関して、図６および図７に示す基準画像４１と検査画像４２との位置合わせが行われる（ステップＳ１３）。第１積算部３１１では、基準画像４１中の印刷方向に並ぶ画素の値が積算され、図８に示すように、積算値のＸ方向における分布が求められる（ステップＳ１４）。以下、当該分布を「基準積算値分布５１０」と呼ぶ。実際には、ＲＧＢの色成分毎に基準積算値分布および後述の検査積算値分布が取得されるが、以下の説明では、一の色成分のみに注目して説明する。

基準画像４１では、図柄が存在しない部分、すなわち、印刷用紙９の下地（白色）に対応する部分にて画素の値が大きくなる。また、図柄部分において、演算対象となる色成分の明度が低い場合は、当該色成分の画素の値が小さくなる。したがって、図６のＸ方向の位置４１１における破線にて示す画素の列（以下、単に「画素列」という。）では、図柄部分が多く存在することから、図８に示すように、基準積算値分布５１０の当該画素列に対応する位置４１１における積算値が最小となる。感度補正部３１３では、図９に示すように、細い実線にて示す基準積算値分布５１０に各積算値を増加または減少させる後述の感度補正が行われ（ステップＳ１５）、符号５１を付す感度補正後の基準積算値分布が求められる。

基準積算値分布５１の生成に並行して、第２積算部３１２にて、図７に示す検査画像４２中の印刷方向に並ぶ画素の値が積算され、図１０に示すように、積算値のＸ方向における分布（以下、「検査積算値分布５２」と呼ぶ。）が求められる（ステップＳ１６）。図７に示す検査画像４２では、破線にて示す位置４２１の画素列にて、インクの吐出不良によるインク抜けが発生しており、積算値が大きくなる。図１０に示すように、検査積算値分布５２中では、欠陥が存在する上記画素列に対応する位置４２１にピークが現れる。

図１１は、感度補正後の基準積算値分布５１と検査積算値分布５２とを重ねて示す概念図である。比較部３１４では、Ｘ方向における各位置にて、検査積算値から基準積算値が減算される（ステップＳ１７）。図１２は、検査積算値と基準積算値との差分の分布を示す図である。以下、当該分布を「差分分布５３」という。比較部３１４では、差が負の値となる部分は０に変更される。図１１に示すように、検査積算値分布５２のうち欠陥が存在する部分のみが基準積算値分布５１よりも上側に位置することから、図１２に示すように、差分分布５３では、欠陥が存在する位置にて正の値が現れ、これにより、欠陥の位置が特定される。

ところで、印刷画像中のシアン、マゼンタおよびイエロのインクはそれぞれ、補色であるレッド、グリーンおよびブルーに対応する検査積算値分布に最も影響を与える。欠陥検査では、例えば、印刷画像中のシアンとマゼンタが塗布された位置において、レッドに関する差分分布に正の値が存在すると、レッドを吸収するシアンにインク抜けが生じているものと推定される。

検査結果を示す検査結果データ６４は記憶部３３に記憶され、また、表示部等の結果出力部３４を介して操作者に向けて出力される。なお、検査画像４２に対する検査は、ページ単位ではなく、数ライン分毎に行われてもよい。印刷装置１０では、印刷用紙９上に多数ページ分の印刷画像が連続的に形成され、印刷動作に並行して画像検査装置１３において、各ページの印刷画像中の欠陥の検査が形成直後に連続的に行われる。

次に、感度補正部３１３による感度補正について説明する。感度補正では、まず、図８に例示する基準積算値分布５１０において、図１３に示すように、一定の閾値Ｔ以上の積算値が上限値、すなわち、印刷用紙９の下地部分に対応する画素のみを印刷方向に積算した場合に得られる積算値に変更される。上限値へと変更された位置では、図１０の検査積算値分布５２が、基準積算値分布５１１よりも必ず下側に位置することとなる。これにより、比較部３１４では、閾値Ｔを超える基準積算値分布５１１の積算値が比較対象から実質的に除外される。

積算値が大きい場合、その位置にてインク抜けが発生しても積算値の増加は限定的なものとなる。したがって、積算値が大きいＸ方向の範囲では、インク抜けが検出されにくい、または、誤検出が生じやすくなる。目視でもインク抜けが判断しにくい領域となる。そこで、画像検査装置１３では、基準積算値分布において積算値が小さい暗部を抽出する処理を行うことにより、明部を容易に比較対象から除外するとともに欠陥の誤検出が低減される。

次に、基準積算値分布５１１にフィルタリング処理が行われる。フィルタリング処理では、最大値フィルタを基準積算値分布５１１に作用させることにより、各積算値が、当該積算値を含む所定の範囲（例えば、（±Ｘ）方向に５画素ずつの範囲）において最大となる他の積算値に置き換えられる。図１４は、最大値フィルタを作用させた後の基準積算値分布５１２を示す図であり、最大値フィルタを作用させる前の基準積算値分布を破線にて示している。後述の図１５および図１６においても、１つ前の処理後における基準積算値分布を破線にて示している。なお、図１４ないし図１６は処理の概略を示す図であり、正確な処理結果を示すものではない。

基準積算値分布５１２の積算値がＸ方向において変化する部位では、最大値フィルタにより積算値が大きく増加する。当該部位は、基準画像４１（図６参照）における図柄部分のエッジ近傍に対応する。これにより、基準画像４１と検査画像４２との位置合わせが完全でないことに起因して、エッジ近傍にて、基準積算値分布５１２の積算値よりも検査積算値分布５２の積算値が大きくなることが防止される。換言すれば、比較部３１４による欠陥検出の感度がエッジ近傍において弱められて両画像のずれの影響が低減される。その結果、欠陥の誤検出がより防止される。

さらに、感度補正部３１３では、図１４の基準積算値分布５１２の積算値に対して正の定数を乗算する、いわゆる、ゲイン処理が行われる。乗算する定数が１よりも大きい場合は、積算値が大きいほど積算値が増加し、例えば、図１５に示す基準積算値分布５１３が得られる。これにより、Ｘ方向の全体において比較部３１４における検出感度を弱めつつ積算値の大きい範囲でさらに感度を弱めることができる。ゲイン処理にて乗算される値が１未満の正の定数の場合は、全体として検出感度が強められ、積算値の大きい範囲でさらに感度が強められる。ゲイン処理では、積算値が所定の正の定数にて除算されてもよい。

次に、基準積算値分布５１３の積算値に対して所定の正の定数を加算または減算する、いわゆる、オフセット処理が行われる。正の定数が加算される場合、図１６に示す基準積算値分布５１４のように、積算値全体が一様に増加するため、比較部３１４における検出感度が全体的に一様に弱められる。積算値から正の定数が減算される（または、負の定数が加算される）場合は、検出感度が全体的に一様に強められる。ゲイン処理およびオフセット処理が行われることにより、簡単な演算にて基準積算値分布５１４と検査積算値分布５２とを近づけることができ、その結果、これらの適切な比較が容易となる。

以上、演算部３１による感度補正処理について説明したが、基準画像４１と検査画像４２とは生成過程が異なるため、積算値分布をそのまま比較するのみではインク抜けが誤検出され易い。これに対して、画像検査装置１３では、画像検査部１３２にて基準積算値分布に感度補正が行われることにより、基準画像４１と検査画像４２との間における明度およびコントラストの差や位置ずれ等の影響が低減され、検査画像４２からの欠陥の検出が精度よく行われる。

次に、ゲイン処理およびオフセット処理に用いられる定数、すなわち、補正パラメータの値を決定する手法の一例について説明する。まず、欠陥が存在しないことが確認されている印刷画像を複数回撮像して撮像画像（以下、「サンプル画像」という。）を取得し、複数のサンプル画像に対して印刷方向の積算値が求められる。図１７は、３つのサンプル画像の画素の値を積算した３つの積算値分布５４１〜５４３を例示する図である。次に、図４の補正パラメータ設定部３２により、図１７のＸ方向における各位置において、３つの積算値分布５４１〜５４３の積算値のうち最大のものが選択され、図１８に示すように、最も大きい積算値を繋ぐ曲線５４が生成される。

また、サンプル画像の生成に用いられた印刷画像のデータから基準画像が生成され、基準積算値分布が取得される。そして、基準積算値分布が、曲線５４に近似する、または、僅かに上回るように、基準積算値分布の積算値に乗算する、または、積算値を除算する正の実数と、積算値に加算する、または、積算値から減算する正の実数との組み合わせが決定される。上記２つの正の実数は、図４に示すように、ゲイン処理およびオフセット処理における補正パラメータ６５の一部として記憶部３３に保存される。

複数のサンプル画像を用いることにより、印刷用紙９の撓みやインクの吐出精度等による印刷画像のばらつきの影響を低減しつつゲイン処理およびオフセット処理の定数を決定することができる。

なお、補正パラメータ６５の一部である最大値フィルタの大きさは、例えば、基準画像４１と検査画像４２との位置合わせ後において、両画像間に残存すると想定される最大のずれ量に従って決定される。

以上、印刷装置１０の構成および動作について説明したが、印刷装置１０の画像検査装置１３では、感度補正後に基準積算値分布５１と検査積算値分布５２とを比較することにより、検査精度を向上することができる。演算部３１では、ＲＧＢの色成分毎に基準積算値分布および検査積算値分布が取得されて欠陥検査が行われることにより、カラー画像に対する検査精度が向上される。

積算値を利用するインク抜け検査は、インク抜けが印刷品質に大きく影響を与えるワンパス方式の印刷装置に特に適している。

既述のように、基準積算値分布における積算値が大きい場合、その位置にてインク抜けが発生してもインク抜けは検出されにくい、または、誤検出が生じやすい。そこで、第１積算部３１１および第２積算部３１２により画素の値が色成分毎に積算される際に、基準画像４１および検査画像４２中の一定値以上の値が積算対象から除外されてもよい。これにより、以降の処理において、各色成分において当該一定値よりも明度が低い領域に対してのみ処理が実行されることとなる。その結果、欠陥の検出漏れや誤検出が抑制される。

また、画像検査部１３２では、撮像部２２の感度や照明の明るさの経時変化やレンズの汚れ等により検査画像４２の明るさが変化する。そこで、リアルタイムにてオフセット処理およびゲイン処理に用いられる定数が更新されてもよい。この場合、例えば、検査積算値分布の平均値に対して、基準積算値分布の平均値が同程度となるように定数が決定される。

次に、画像検査部１３２の他の動作例について説明する。図１９は、画像検査部１３２により取得された検査画像を例示する図である。画像検査部１３２では、検査画像４２ａが分割ブロック毎に検査される。印刷装置の構成および画像検査部１３２の他の動作は、図１、図４および図５と同様である。

印刷画像に対する欠陥検査が行われる際には、まず、図１の画像読取装置１３１により印刷画像が撮像され、検査画像が順次取得される。また、画像検査部１３２では、元画像データに基づいて図４の基準画像データ６１が生成される。次に、検査画像４２ａが、Ｘ方向およびＹ方向に所定の画素数を有する複数のブロックに分割される。図１９にて破線にて囲まれたブロック（以下、「注目ブロック４２２」という。）が検査対象として選択されると、Ｙ方向およびＸ方向に関して、注目ブロック４２２と図２０に示す基準画像４１ａ中の対応する範囲との位置合わせが行われる。

具体的には、注目ブロック４２２よりも大きい基準画像４１ａ中の範囲（以下、「探索範囲４１２」という。）が設定され、注目ブロック４２２をＸ方向およびＹ方向に動かしながら、注目ブロック４２２内の各画素の値と、探索範囲４１２内の対応する画素の値との差の絶対値の和（以下、「差分合計値」という。）が求められる。そして、探索範囲４１２内にて差分合計値が最も小さくなる注目ブロック４２２の位置が、位置合わせ後の位置として求められる。注目ブロックの画素の値と探索範囲内の重なる画素の値との差の二乗平均（すなわち、画素の値の差のノルム）が求めら、二乗平均の値が最も小さくなる位置が、位置合わせ後の位置として求められてもよい。

画像検査部１３２では、位置合わせ後に注目ブロック４２２に重なる基準画像４１ａの範囲において、図５のステップＳ１４以降と同様の処理が行われる。この処理により、実質的に、基準画像４１ａおよび検査画像４２ａの双方をブロックに分割して欠陥検査の処理が実行されることとなる。具体的は、基準画像４１ａにおいて注目ブロック４２２が重なる範囲における基準積算値分布が取得され、感度補正が行われ、基準積算値分布と注目ブロック４２２の検査積算値分布とが比較されてインク抜けの有無が判定される。１つのブロックに対する検査が完了すると、順次他のブロックにおいても同様に検査が行われ、検査画像４２ａ全体が検査される。なお、図柄が存在しないブロックでは、欠陥検査は行われなくてもよい。

上記動作例では、ブロック毎に演算部３１による欠陥検査が実行されることにより、暗部となるブロックにてインク抜けを精度よく検出することができる。したがって、印刷方向に暗部となるブロックが１つでも存在すれば、そのブロックが存在する列にて欠陥を精度よく検出することができる。また、検査画像４２ａを複数のブロックに分割することにより、位置合わせを精度よく行うことができる。なお、基準画像４１ａを分割して検査画像４２ａに対して位置合わせすることにより、実質的に基準画像４１ａおよび検査画像４２ａの分割ブロックによる欠陥検査が行われてもよい。

図２１は、画像検査部１３２の演算部３１の他の例を示す図である。演算部３１には、基準積算値分布および検査積算値分布に対して微分処理を行う微分処理部３１５が設けられる。画像検査部１３２の他の構成は、図４と同様である。

印刷画像に対して欠陥検査が行われる際には、まず、画像検査部１３２において、検査画像（のデータ）が順次取得されるとともに、基準画像（のデータ）が生成される。以下、図６の基準画像４１および図７の検査画像４２を例に用いて説明する。次に、検査画像４２と基準画像４１との位置合わせが行われる。第１積算部３１１により、図８に例示する基準積算値分布５１０が求められ、基準積算値分布５１０に対して、感度補正部３１３により、ゲイン処理が行われる。さらに、微分処理部３１５により、積算値がＸ方向に関して微分され、図２２に示すように、基準積算値分布５１０の微分値の分布が取得される。以下、当該分布を「基準微分値分布５１５」といい、基準微分値分布５１５に含まれる各微分値を「基準微分値」という。

基準微分値分布５１５の生成に並行して、第２積算部３１２にて、図１０と同様の検査積算値分布５２が求められる。微分処理部３１５において、検査積算値分布５２の積算値がＸ方向に関して微分され、図２３に示すように、検査積算値分布５２の微分値の分布が取得される。以下、当該分布を「検査微分値分布５２１」といい、検査微分値分布５２１に含まれる各微分値を「検査微分値」という。インク抜けが生じている位置では、図１０に示すように検査積算値分布５２が急峻に変化するため、検査微分値分布５２１においてピークが現れる。

次に、検査微分値の平均値と、図２２の基準微分値の平均値とが同じ、または基準微分値の平均値が僅かに大きくなるように、基準微分値分布５１５に対してオフセット処理およびゲイン処理が行われる。図２４では、細い実線にて修正前の基準微分値分布５１５を示し、太い実線にて修正後の基準微分値分布５１５ａを示している。図２５は、検査微分値分布５２１と修正後の基準微分値分布５１５ａとを重ねて示す概念図である。比較部３１４では、検査微分値分布５２１から基準微分値分布５１５ａが減算される。これにより、欠陥が存在するＸ方向の位置のみにて正の値が現れ、欠陥の位置が特定される。

図１２に示す演算部３１を備える画像検査装置１３では、基準画像４１と検査画像４２との間に明暗差が残る場合であっても、微分後の基準積算値分布と検査積算値分布とを比較することにより、的確に欠陥検査を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。上記実施の形態では、感度補正において、暗部抽出処理、フィルタリング処理、ゲイン処理およびオフセット処理が行われるが、必ずしもこれら全てが行われる必要はなく、少なくとも１つが行われることにより、検査精度を向上することができる。また、感度補正では、上記処理は様々な順序にて行われてよい。感度補正は、検査積算値分布に対して行われてもよく、基準積算値分布および検査積算値分布の両方に対して行われてもよい。

上記実施の形態では、演算部３１の比較部３１４において、検査積算値分布から基準積算値分布を減算した差分分布と、閾値とを比較することにより欠陥の有無が判断されてもよい。また、検査積算値分布の各積算値を基準積算値分布の対応する積算値にて除算することにより、欠陥が検出されてもよい。この場合、検査積算値分布の積算値から基準積算値分布の積算値を除算した値が、所定の閾値を超える位置にて、欠陥が存在するものと判定される。比較部３１４では、基準積算値分布と検査積算値分布とが、減算および除算以外の他の手法により比較されてもよい。

画像検査装置１３は、インクジェット方式の印刷装置以外に電子写真方式等の無版にて印刷を行う他の印刷装置に利用されてもよく、印刷装置１０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であってもよい。

９ 印刷用紙
１０ 印刷装置
１１ 印刷機構
１３ 画像検査装置
２２ 撮像部
４１，４１ａ 基準画像
４２，４２ａ 検査画像
５１，５１０〜５１４ 基準積算値分布
５２ 検査積算値分布
１１２ ヘッド部
３１１ 第１積算部
３１２ 第２積算部
３１３ 感度補正部
３１４ 比較部
３１５ 微分処理部
４２２ 注目ブロック
５１５，５１５ａ 基準微分値分布
５２１ 検査微分値分布

Claims (10)

1. 印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査装置であって、
   印刷された画像を撮像して検査画像を取得する撮像部と、
   印刷に用いられるデータに従って生成された基準画像において予め定められた印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である基準積算値分布を求める第１積算部と、
   前記検査画像において前記印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である検査積算値分布を求める第２積算部と、
   前記基準積算値分布および前記検査積算値分布の少なくとも一方において、予め定められた処理により各積算値を増加または減少させる感度補正を行う感度補正部と、
   前記感度補正後に前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する比較部と、
   を備え、
   前記基準画像および前記検査画像がカラー画像であり、前記第１積算部、前記第２積算部、前記感度補正部および前記比較部が、色成分毎に処理を実行し、
   前記感度補正が、前記基準積算値分布に最大値フィルタを作用させる補正を含み、
   前記感度補正部が、前記基準積算値分布において予め定められた値を超える積算値が上限値に変更されることにより、前記比較部において、前記予め定められた値を超える積算値が比較対象から除外されることを特徴とする画像検査装置。
2. 印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査装置であって、
   印刷された画像を撮像して検査画像を取得する撮像部と、
   印刷に用いられるデータに従って生成された基準画像において予め定められた印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である基準積算値分布を求める第１積算部と、
   前記検査画像において前記印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である検査積算値分布を求める第２積算部と、
   前記基準積算値分布および前記検査積算値分布の少なくとも一方において、予め定められた処理により各積算値を増加または減少させる感度補正を行う感度補正部と、
   前記感度補正後に前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する比較部と、
   を備え、
   前記基準画像および前記検査画像がカラー画像であり、前記第１積算部、前記第２積算部、前記感度補正部および前記比較部が、色成分毎に処理を実行し、
   前記感度補正が、前記基準積算値分布に最大値フィルタを作用させる補正を含み、
   前記第１積算部および前記第２積算部が、予め定められた値よりも明度が低い領域に対して処理を実行することを特徴とする画像検査装置。
3. 請求項２に記載の画像検査装置であって、
   前記感度補正部が、前記基準積算値分布において予め定められた値を超える積算値が上限値に変更されることにより、前記比較部において、前記予め定められた値を超える積算値が比較対象から除外されることを特徴とする画像検査装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像検査装置であって、
   前記感度補正が、各積算値に定数を乗算もしくは除算する、または、定数を加算もしくは減算する補正を含むことを特徴とする画像検査装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像検査装置であって、
   前記基準積算値分布および前記検査積算値分布を微分する微分処理部をさらに備え、
   前記比較部が、微分後の前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較することを特徴とする画像検査装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像検査装置であって、
   前記基準画像および前記検査画像が、複数のブロックに分割され、対応するブロック毎に前記第１積算部、前記第２積算部、前記感度補正部および前記比較部が処理を実行することを特徴とする画像検査装置。
7. 印刷装置であって、
   無版にて印刷媒体に印刷を行う印刷機構と、
   前記印刷機構による印刷に並行して印刷された画像を検査する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像検査装置と、
   を備える印刷装置。
8. 請求項７に記載の印刷装置であって、
   前記印刷機構が、ヘッド部からインクの微小液滴を吐出することにより印刷を行い、
   前記ヘッド部が、印刷時に印刷媒体上の印刷領域の各位置を１回だけ通過することを特徴とする印刷装置。
9. 印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査方法であって、
   ａ）印刷に用いられるデータに従って基準画像を準備する工程と、
   ｂ）印刷された画像を撮像して検査画像を取得する工程と、
   ｃ）前記基準画像において予め定められた印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である基準積算値分布を求める工程と、
   ｄ）前記検査画像において前記印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である検査積算値分布を求める工程と、
   ｅ）前記基準積算値分布および前記検査積算値分布の少なくとも一方において、予め定められた処理により各積算値を増加または減少させる感度補正を行う工程と、
   ｆ）前記感度補正後に前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する工程と、
   を備え、
   前記基準画像および前記検査画像がカラー画像であり、前記ｃ）ないし前記ｆ）工程が、色成分毎に実行され、
   前記ｅ）工程が、前記基準積算値分布に最大値フィルタを作用させる補正を含み、
   前記ｅ）工程にて、前記基準積算値分布において予め定められた値を超える積算値が上限値に変更されることにより、前記ｆ）工程において、前記予め定められた値を超える積算値が比較対象から除外されることを特徴とする画像検査方法。
10. 印刷媒体に印刷された画像を検査する画像検査方法であって、
    ａ）印刷に用いられるデータに従って基準画像を準備する工程と、
    ｂ）印刷された画像を撮像して検査画像を取得する工程と、
    ｃ）前記基準画像において予め定められた印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である基準積算値分布を求める工程と、
    ｄ）前記検査画像において前記印刷方向に並ぶ画素の値を積算することにより、積算値の前記印刷方向に垂直な方向における分布である検査積算値分布を求める工程と、
    ｅ）前記基準積算値分布および前記検査積算値分布の少なくとも一方において、予め定められた処理により各積算値を増加または減少させる感度補正を行う工程と、
    ｆ）前記感度補正後に前記基準積算値分布と前記検査積算値分布とを比較する工程と、
    を備え、
    前記基準画像および前記検査画像がカラー画像であり、前記ｃ）ないし前記ｆ）工程が、色成分毎に実行され、
    前記ｅ）工程が、前記基準積算値分布に最大値フィルタを作用させる補正を含み、
    前記ｃ）工程および前記ｄ）工程にて、予め定められた値よりも明度が低い領域に対して処理が実行されることを特徴とする画像検査方法。

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