JPH0814535B2 - 画像検査用光学濃度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は例えばファクシミリ装置や印刷機あるいは複
写機によって再現された画像の品質を検査するための画
像検査装置に使用する画像検査用光学濃度測定装置に関
する。

「従来の技術」 オフィスでは、各種情報機器が文字や画像等の画情報
の出力を行っている。この代表的なものは、原稿の複写
を行う複写機である。複写機は感光ドラム上に静電潜像
を形成したり、CCD等の撮像素子を用いて画情報の読み
取りを行い、現像器を用いて現像を行ったりあるいはサ
ーマルヘッド等の記録ヘッドを用いて用紙上に画像の再
現を行っている。

このような情報機器を設計したり、工場からこれらの
情報機器を出荷する際には、再現された画像の検査が行
われる。このような検査には、大別して次の２種類のも
のがある。

（ｉ）その情報機器が予め定められた手順に従って正常
に動作し、画像の再現を行ったかどうかの検査。

（ii）再現された画像の品質が、市場で許容される程度
あるいは機器の設計時に定められた仕様の範囲内にある
かどうかの検査。

例えば複写機の場合、複写された用紙に対する画像の
位置、原稿に対する画像の濃度、解像度等が検査項目と
なる。検査者は、スケール、拡大レンズあるいは測定器
を駆使して、または目視によって検査を行い、複写機の
各プロセスが正常に動作しているかとか、画像の読み取
りやトナー像の転写位置に狂いがないか等の判別を行な
う。

複写機の場合には、後者の検査も検査者によって行わ
れる。すなわち、用紙に複写された画像と見本とを検査
者が直接対比することによって画像の程度が判別され
る。

以上のような従来の検査は、検査者が主体となるた
め、次のような問題があった。

（ｉ）検査者が異なると、測定値あるいは検査結果が変
化した。

（ii）同一検査者でも、検査の馴れによって、あるいは
前に検査した検査対象による心理的影響によって測定値
あるいは検査結果が変化した。

（iii）検査者の肉体的疲労や精神的疲労によっても測
定値あるいは検査結果が変化した。

このような欠点を回避するために、画像検査装置が提
案されている（特開昭59−103464号公報および特開昭59
−103465号公報）。

この画像検査装置では、画像を有する被検査対象物を
位置決め載置するテーブルを用意している。このテーブ
ルに被検査対象物をセットし、検出部をこれに対向配置
する。そしてこの検出部から出力される検出データをデ
ータ処理部に供給し、検出データに基づいて画像の位
置、濃度および解像度を数値化処理する。

ところがこの提案された画像検査装置では、検出部に
ラインセンサ（イメージセンサ）あるいはこれに低濃度
計と高濃度計を組み合わせたものを使用していた。この
ため、測定できる最小の領域は人間の感知できる最小領
域よりもかなり大きな領域とならざるを得なかった。従
ってこの画像検査装置では、均一な濃度領域における光
学濃度や極めて良質の画像部分における解像度につい
て、ある程度良好な測定結果を得ることができるもの
の、これら以外の状況下における画像検査では人間の感
じる結果と大きな隔たりを発生させる場合があった。

この原因を次に説明する。

第17図は解像度検査用のチャートの一部を拡大して表
わしたものである。このようにこのチャートでは間隔と
線幅を幾段階かに設定した黒線201が平行に描かれてお
り、背景の白色の地色部分202とどの線幅まで識別でき
るかによってコピーした画像の解像度を検査するように
なっている。

第18図はこのチャートの一部を更に拡大したものであ
り、第19図はこれに対応させて複写機のコピー画像のサ
ンプルを表わしたものである。ここで第19図Ａは、地色
部分202と黒線202の境界領域に比較的大きな凹凸が発生
した例であり、同図Ｂはこれらの境界部分でトナーが飛
散してしまった例である。また同図Ｃは黒線201の内部
にトナーの付着していない空白領域203が発生した例で
ある。この他、黒線201の濃度が境界部分で一度に変化
せず段階的に変化したり、黒線201の内部で濃淡が発生
する場合等の各種の状態が出現する。このような画像の
微妙な状態は、画質評価の比較的大きな要因となる。

ところで第20図は例えば第19図Ａで示したように黒線
の輪郭に凹凸がある場合における読み取られた画信号の
信号レベルを表わしたものである。この画信号205は第1
7図に示したチャートを図で横方向に走査して得られた
信号であり、例えば特開昭59−103465号公報の第４図に
対応するものである。この図で破線で示した信号部分20
5′は第19図Ａで黒線201の出っ張った部分を走査した画
信号であり、実線で示した他の部分よりも波形に太りが
ある。ところが図で一点鎖線207で示したスレッショル
ドレベルで画信号205、205′を２値化して画像の検査を
行うと、解像度としての評価は両者とも全く同一なもの
となってしまう。従来の装置では、２値化によって信号
の変化が生じた箇所とその箇所における信号の変化の回
数によって解像度の判別を行っていたためである。

第21図は第19図Ｒに示した画像状態に対する画信号で
あり、第22図は第19図Ｃに示した画像状態に対する画信
号の例を表わしたものである。第21図に示した例では、
飛散したトナーを走査した部分208で画信号205のレベル
が高くなる。しかしながら、飛散した部分が相対的に小
さな領域であるため、この部分で信号レベルが十分上昇
せず、２値化の過程で無視されてしまう。第22図はこれ
と逆の場合であり、黒線201の部分に存在する空白領域2
03によって矢印209の部分の信号レベルが低下してい
る。しかしながらこの場合にも、微小部分についての信
号変化は十分でないので、２値化の過程でこの変化は無
視される。このように従来の装置によると、人間の目で
感じる画像の良否と異なったレベルで画像の判別が行わ
れるという問題があった。

そこで、画像の検査を行う者が視覚によって感じるの
とほぼ同等の検査を行うことのできる画像自動検査装置
が提案されるに至っている。

昭和61年６月20日に特許出願された特願昭61−142976
号にその記載がある。

この特願昭61−142976号では、10μｍ×500μｍの開
口部を用いて被検査物の光学濃度の検査を行うようにな
っている。そして、これにより被検査物の幾つかの検査
項目について人間の間隔とほぼ同程度のレベルで画像の
検査が行なえるようになっている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで複写機等の設計あるいは研究段階では、人間
の視覚以上の精度で画像評価を行うことが必要とされ
る。ところが従来提案された画像検査用光学濃度測定装
置ではこのような高精度の画像評価に対して限界があ
り、十分な検査を行うことができなかった。

また測定サンプルに異なった複数のパターンが存在す
る場合、従来の装置ではパターンそれぞれに応じた開口
部を用いなければ高精度の画像評価が困難であった。

例えば第23図Ａに示すようなラインパターン211が存
在したとする。この場合にこのラインパターンを矩形の
開口部212で検査するものとする。開口部212の幅がこの
図に示すようにラインパターン211の太さよりも大きけ
れば、検出した信号レベルが同図Ｂに示すように閾値TH
よりも低くなってしまう。すなわち、第23図Ａに示した
例では、ラインパターン211の太さと同じかそれ以下の
幅をもつ開口部でなければ、正確な光学濃度を知ること
ができない。

第24図で他の例を説明する。この第24図Ａは例えばト
ナー粒子数個の集合からなるある大きさのドット213の
光学濃度を測定する場合を示したものである。この場合
にも開口部212がドット212のサイズよりも大きいと、同
図Ｂに示すように十分な光学濃度をえることができな
い。

前記した特願昭61−142976号に開示した技術では、10
μｍ×500μｍの開口部１つを用いてあらゆるサンプル
の測定を行うようになっていた。従って、第23図および
第24図のＢ図に示したように現実の光学濃度よりも低い
濃度で測定が行われる場合があるという不都合が生じて
いた。

そこで本発明の目的は、測定すべきサンプルにおける
各種パターンに適合した光学濃度の測定を可能とした画
像検査用光学濃度測定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」 本発明では、（ｉ）画像の測定部位を照明するための
光源と、（ii）前記した測定部位から入射する光線を光
学濃度検出用のデータとして光電変換する光電変換手段
と、（iii）この光電変換手段が変換を行うそれぞれの
単位検査領域についてそれらの種類を複数に切り換える
ことのできる光学濃度検査領域切換手段とを画像検査用
光学濃度測定装置に具備させる。すなわち、単位検査領
域を光学系の開口部によって設定する場合には、この開
口部のサイズや形状を所望のものに選択することができ
るようにして、測定すべきサンプルにおける各種パター
ンに適合した光学濃度の測定を可能とする。

ここで、光学濃度検査領域切換手段は、測定対象パタ
ーンを判別するパターン判別手段と、このパターン判別
手段の判別結果に応じて単位検査領域の種類を選択する
検査領域設定手段とを具備すれば、測定の自動化が可能
になる。

光学濃度を検知するためのサンプリング幅は光学濃度
検査領域切換手段によって切り換えられた単位検査領域
に適合するよう設定され、かつ視感分解よりも小さいこ
とが望ましい。

一例としてトナー粒子の測定を行う場合を挙げると、
単位検査領域としては、トナー粒子の大きさよりも小さ
い矩形領域と、トナー粒子と同程度の大きさの矩形領
域、およびこれよりも大きな矩形領域を用意することが
できる。このうちトナー粒子よりも大きなサイズの矩形
領域を用いる場合には、これが大きすぎると光電変換手
段から得られる画信号のレベルに対する雑音のレベルが
増大してしまい、S/N比が悪くなる。また単位検査領域
が大きすぎると視感分解能よりも感度が悪くなるので、
この点の注意も必要となる。

光学濃度を検知するための単位検査領域は、視感分解
能よりも小さな円形領域あるいは矩形領域その他の形状
の領域となる。矩形領域の場合には、それが正方形であ
ってもよいし、長方形であってもよい。

「実施例」 以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

装置の概要 第１図は本発明の一実施例における画像検査用光学濃
度測定装置の外観を表わしたものである。この画像検査
用光学濃度測定装置は検査部１、コンピュータ部２およ
びプリンタ部３によって構成されている。

このうち、検査部１は被検査物としてのコピー用紙４
を連続的に検査する部分である。この検査部１は供給ト
レイ５と排出トレイ６を備えている。複写機の検査を行
う場合には、複写機に所望のチャートをセットし、これ
によって得られたコピー用紙４が図示のように供給トレ
イ５に積層される。コピー用紙４は送りローラ７によっ
て１枚ずつ円筒状のチャート保持部８に送り込まれる。
チャート保持部８はその表面が絶縁性被膜で覆われてお
り、図示しない静電荷供給器による帯電操作によってコ
ピー用紙４はこの表面に静電的に吸着される。この状態
で被検査物としてのコピー用紙４の画像検査が行われ
る。

検査の終了したコピー用紙４は、後に説明する剥離機
構によってチャート保持部８から剥離される。剥離後の
コピー用紙４は排出トレイ６に順次排出されることにな
る。

この検査部１には操作表示パネル９が配置されてお
り、ここには電源スイッチ11と、被検査物パターンを手
動で特定する際に使用する移動キー12および測定結果と
しての濃度データを表示する表示器13が配置されてい
る。

コンピュータ部２は市販のコンピュータによって構成
することができ、検査項目の特定や濃度データ等のデー
タの処理および各種表示を行う。この部分は、入力手段
としてのキーボード15、表示手段としてのCRT16、フロ
ッピーディスクを駆動するためのディスクドライブ装置
17等を備えており、内部にはデータ処理のためのCPU
（中央処理装置）等が搭載されている。

プリンタ部３は検査結果等の出力を行う部分であり、
この実施例ではドットプリンタが使用されている。

第２図はこの画像検査用光学濃度測定装置の検査部の
概要を表わしたものである。この検査部１の送りローラ
７を回転させる軸21は、チェーン22を介して送りローラ
駆動モータ23から駆動力の伝達を受けるようになってい
る。供給トレイ５は図示しないソレノイドの励磁によっ
て上方向に移動する力を与えられるようになっており、
この励磁時に被検査物としてのコピー用紙４の最上層表
面が送りローラ21と接触する。この状態で送りローラ21
が所定量回転すると、最上層のコピー用紙４が１枚だけ
送り出される。この送り出しに先立って、チャート保持
部８は図示しない帯電機構によってその表面を均一に帯
電させられる。送り出されたコピー用紙４は、この結果
としてチャート保持部８に静電的に吸着される。円筒状
のチャート保持部８の円周方向（Ｙ軸方向）の回転は、
減速器25と連結されたチャート保持部駆動モータ26の駆
動力によって行われる。

本実施例では、チャート保持部８の外径を直径162.77
mmとし、チャート保持部駆動モータ26のステップ角を0.
5度もしくは1.8度、また減速器25の減速比を1/256とし
た。これにより、チャート保持部駆動モータ26が１ステ
ップ駆動されることにより、チャート保持部８の表面は
Ｙ軸方向に５μｍもしくは10μｍだけ移動することにな
る。チャート保持部８の回転位置の制御すなわちＹ軸方
向の位置制御は、円筒の端部に設けられた切り欠き27を
フォトセンサ28で検出した点を基準点として行う。

チャート保持部８の上部には、Ｘ軸ステッピングモー
タ31によって回転されるボールスクリュー32がその軸を
円筒状のチャート保持部８の回転軸と平行になるように
配置されている。光学ヘッド取付ブロック33はそのＹ軸
方向移動穴34がボールスクリュー32と螺合している。従
って、Ｘ軸ステッピングモータ31が回転すると、ボール
スクリュー32と平行に配置された２つのガイドバー35、
36に案内されてＸ軸方向に移動するようになっている。

本実施例ではボールスクリュー32のピッチは5mmであ
る。Ｘ軸ステッピングモータ31のステップ角を0.36度も
しくは0.72度とした構成によって、１ステップの駆動で
光学ヘッド取付ブロック33は５μｍもしくは10μｍだけ
Ｘ軸方向に移動する。Ｘ軸方向には２つのリミットスイ
ッチ37、38が配置されており、光学ヘッド取付ブロック
33の移動範囲を制限するようになっている。

光学ヘッド取付ブロック33には、次に説明する濃度検
出部41が取り付けられている。濃度検出部41には拡大接
眼レンズ42も付属しており、ピント調節および特にマニ
ュアル操作時に対物レンズ43が捉えた画像の位置を確か
めることができる。

第３図は光学ヘッドの光学的な構造を表わしたもので
ある。

濃度検出部41は照明用のタングステンランプ51を備え
ている。タングステンランプ51から射出された光は、照
明レンズ52によって集光され、チャート保持部８の測定
部位53の照明が行われる。測定部位53の反射光は、対物
レンズ43によって集められ、半透鏡（ビームスプリッ
タ）を備えたプリズム54で２方向で分岐される。

分岐後の一方の光はミラー55によって反射され、測定
視野調整機構56を通過後、色補正フィルタ57によって波
長成分の補正が行われ、光電子増倍管58に入射される。
ここで測定視野調整機構56は、光路中に開口板59と視野
レンズ61を配置している。

開口板59は第４図に示すように回転自在な円板であ
り、ここに４種類の開口部領域60−１〜60−４が配置さ
れている。第１の開口部領域60−１には、25μｍ×25μ
ｍの開口部が設定されている。第２の開口部領域60−２
には、50μｍ×50μｍの開口部が設定されている。第３
の開口部領域60−３には、50μｍ×500μｍの開口部が
設定されている。第４の開口部領域60−４には、50μｍ
×1250μｍの開口部が設定されている。それぞれの開口
部領域60−１〜60−４には、コピー用紙上の測定部位の
像が５倍に拡大されて結像されるようになっている。そ
してチャート上すなわちこの実施例ではコピー用紙４上
の長辺が５μｍ、10μｍ、100μｍおよび250μｍ、また
短辺が５μｍあるいは10μｍの矩形領域（単位検査領
域）から反射された光束がこの開口部を通って前記した
光電子増倍管58に入射されることになる。開口板59は第
３図に示す開口部選択ステップモータ62−１によって測
定物に応じた開口部領域が選択され、開口板回転ステッ
プモータ62−２によって開口部の長手方向を任意の角度
に設定されるようになっている。

プリズム54によって分岐された他方の光は、屋根形プ
リズム64によって進行方向を変更され、観察スクリーン
65上に正立像化されて結像する。これにより形成された
測定部位53の画像は、拡大接眼レンズ42によって拡大し
て観察することができる。

装置の回路構成 （装置の原理的構成） 装置を具体的に説明するに先立って、その回路の原理
的構成を説明する。

次の第５図は、画像検査用光学濃度測定装置の回路構
成の概要を表わしたものである。この装置は、所望の検
査項目を指示するための外部信号入力手段72を備えてい
る。測定制御手段73は、外部信号入力手段72の表わす検
査項目に応じて、被検査パターンの位置、種類および検
査処理手順を設定するようになっている。パターン情報
記憶手段74は、被検査対象物内の被検査パターンを記憶
しており、処理手順記憶手段75は被検査パターンに対す
る検査処理手順を記憶するようになっている。測定手段
76は、測定制御手段73の制御によって被検査対象表面を
検査し、画像濃度の検出を行う。演算処理手段78は測定
制御手段73の指示する処理手順で、測定手段76から得ら
れたデータを演算処理する。これにより得られた検査結
果は出力手段83によって出力される。出力手段83は、第
１図に示したプリンタ部３が代表的であるが、コンピュ
ータ部２のCRT画面にも検査結果の表示が可能である。

この画像検査用光学濃度測定装置の動作を更に詳細に
説明する。画像検査用光学濃度測定装置では、検査に際
して被検査対象物の種類および検査項目が外部信号入力
手段72によってコード化される。被検査対象物にコピー
されたチャートを特定するためのチャート・コード84お
よび検査項目を表わした検査項目コード85は、測定制御
手段73に送られる。測定制御手段73ではチャート・コー
ド84をパターン情報記憶手段74に送る。パターン情報記
憶手段74はチャート・コード84の表わすチャートに含ま
れる被検査パターンを表わしたパターン・コード86とこ
の被検査パターンの代表的な位置を表わした代表点位置
87を出力する。このうちパターン・コード86は、検査項
目コード85と共に処理手順記憶手段75に送られ、検査項
目と被検査パターンに対応した画像濃度検出フォーマッ
ト88および演算処理手順を表わした演算処理コード89が
測定制御手段73に読み込まれることになる。

この段階で、検査に必要な被検査パターンの種類や
そのパターンがコピー用紙のどの位置に存在するかの
位置情報、およびそのパターンについての画像濃度検
出方法や検査項目に対応する結果を演算処理する方法
についての情報が測定制御手段73内にコード化された状
態で設定されることになる。

これらの情報のうち、パターンの存在する位置の座標
を表わした代表点位置87と画像濃度検出フォーマット88
は、測定手段76に送られる。測定手段76は測定制御手段
73によって指示された代表点位置87まで移動し、画像濃
度検出フォーマット88に従ってその測定対象となる画像
濃度を検出する。検出結果は、濃度データ列91として演
算処理手段78に出力される。濃度データ列91の最後に
は、終了信号92が付加され演算処理の開始が指示され
る。

演算処理手段78は、終了信号92を受信すると測定制御
手段73からその前に供給された演算処理コード89を基に
してこれに対応する演算処理ルーチンを選択する。そし
てこの演算処理ルーチンを内部の演算処理ルーチンメモ
リ領域にロードする。演算処理手段78には前記した濃度
データ列91が濃度データ列メモリ領域にストアされてい
る。演算処理手段78は、この濃度データ列91を演算処理
ルーチンメモリ領域にロードされたそのルーチンで処理
し、検査項目に応じた結果を検査結果93として出力手段
83に供給する。出力手段83はこの内容を出力することに
なる。

以上説明した画像濃度検出と濃度データの演算処理作
業は、測定制御手段73内に予め設定されたすべての被検
査パターンに対して順次行われる。演算処理手段78は個
々のパターンに対して演算処理を行うと共に、設定され
たすべての被検査パターンに対応する演算処理結果の統
計処理等も行う。このようにして、被検査対象物につい
ての所望された検査結果が得られることになる。

（外部信号入力手段の構成） 次に第６図を用いて外部信号入力手段の構成を説明す
る。

外部信号入力手段72はコード化手段101を備えてい
る。操作者によって入力されるチャート各102と検査項
目103は、このコード化手段101によてコード化される。
コード種別判別手段104はコード化された情報を受け取
ると、これをチャート・コードと検査項目コードに分別
する。そしてコード制御部105を介してチャート・コー
ド84および検査項目コード85として出力することにな
る。

（パターン情報記憶手段の構成） 第７図はパターン情報記憶手段の構成を表わしたもの
である。パターン情報記憶手段74は、チャート・コード
84をパターン情報記憶位置検索手段107に供給する。パ
ターン情報記憶位置検索手段107は、検査しようとする
パターンの位置を検索し、パターン情報記憶部108にポ
インタ109として送出する。

第８図はパターン情報記憶部の内容を表わしたもので
ある。パターン情報記憶部108には、チャート・コード
をキーとして該当するチャート内のすべての被検査対象
としてのパターン・コードとこれらパターン・コードに
よって表わされるパターンそれぞれの代表点位置がデー
タとして記憶されている。この図で例えばチャート・コ
ード“XXX"に対しては３つのパターン・コードａ、ａ、
ｂが用意されている。これはこのチャート・コード“XX
X"の特定するチャートに、パターン・コードａ、ｂによ
って特定される２種類のパターンが表示されていること
を意味しており、計３個のパターンの座標は代表点位置
に示す通りとなっている。

ここでパターン・コードａによって表わされたパター
ンとは、例えば電子写真学会テストチャート“No.1−Ｒ
1975"における解像度測定用パターン（図示せず）で
ある。このテストチャートでは左上と右下部分にこのパ
ターンが配置されている。またパターン・コードｂによ
って表わされたパターンとは、この電子写真学会テスト
チャートにおける濃度測定用のパターンである。このテ
ストチャートではその下部に一列に各種濃度サンプルが
表示されており、濃度測定用のパターンを構成してい
る。

パターン情報出力手段110は、パターン情報記憶部108
に記憶された内容をパターン情報記憶位置検索手段107
の出力するポインタ109によって示される位置から読み
出す。読み出された内容とは、ポインタ109によって指
示された１つのチャート・コードに関する全パターン・
コードおよびこれらの代表点位置である。パターン・コ
ード86と、これに対する代表点位置87の組み合わせは、
第５図に示す測定制御手段73の制御によって順次読み出
され、測定制御手段73内部に送り込まれる。

（処理手順記憶手段の構成） 次に処理手順記憶手段75の内容を第９図に示す。

処理手順記憶手段75には、検査項目コード85とパター
ン・コード86が供給されるようになっている。このうち
検査項目コード85は検査項目コード検出手段112によっ
て検出され、パターン・コード86はパターン検出手段11
3によって検出される。検査項目コード検出手段112の検
出結果は第１のポインタ114として処理コード記憶手段1
15に出力され、パターン検出手段113の検出結果は第２
のポインタ115として同じく処理コード記憶手段116に出
力される。

第10図は、処理コード記憶手段の内容を表わしたもの
である。処理コード記憶手段116には、検査項目コード
別に（ｉ）演算処理コード、（ii）パターン・コードお
よび（iii）画像濃度検出コードが格納されている。前
記した検査項目コード検出手段112から出力される第１
のポインタ114によって検査項目を特定するための検査
項目コードが指定される。そしてパターン検出手段113
の出力する第２のポインタ115によってその検査項目コ
ードにおける演算処理コードが選択される。第10図に示
した例では、パターン・コード“a"で特定されるパター
ンについて、画像濃度検出コード“イ”で特定される画
像濃度検出と演算処理コード“A"で特定される演算処理
が行われることがわかる。２つのポインタ114、115によ
って指定されたコード内容は、処理コード記憶手段116
内の記憶領域に一時的に格納される。

第９図に戻って、説明を続ける。検査手順検索手段11
7は処理コード記憶手段116に記憶された画像濃度検出コ
ード118の読み出しを行う。前記した第10図の例では、
画像濃度検出コード118は“イ”である。そしてこれを
基にしてアドレス情報としての第３のポインタ119を検
査手順記憶手段121に対して出力する。

第11図は検査手順記憶手段の内容を表わしたものであ
る。検査手順記憶手段121には、画像濃度検出コード別
に画像濃度検出フォーマットが記憶されている。画像濃
度検出フォーマットは複数組存在し、これらはそれぞれ
ブロック単位で記憶されている。これらブロック単位の
内容は例えば（ｉ）測定開始位置、（ii）方向、（ii
i）間隔、（iv）総点数、（ｖ）開口部種類、および（v
i）スリット方向となっている。

ここで（ｉ）測定開始位置は、対代表点としての位置
で示されている。代表点は前記したようにパターンごと
の基準となる座標で示されるが、これに対して対代表点
はそのパターンの走査を行う際の開始位置の座標値と代
表点座標値の差となる。（ii）方向とは走査の方向であ
り、これにはＸ軸方向とＹ軸方向の２種類がある。（ii
i）間隔とは濃度検出のためのサンプリングの間隔であ
り、（iv）総点数とはサンプリングされるデータの総数
である。（ｖ）開口部種類とは、サンプルのために選択
される開口部の種類である。第４図に示したように本実
施例の開口板59は４種類の開口部領域60−１〜60−４を
設けているので、開口板として25μｍ×25μｍ、50μｍ
×50μｍ、50μｍ×500μｍおよび50μｍ×1250μｍの
４種類の開口部のうちから１つを選択することができる
ようになっている。（vi）スリット方向とは、第４図に
示した開口板59の開口部の向きをいう。本実施例で開口
部はＸ軸に平行か、これと90度回転したＹ軸に平行にセ
ットされる。

第３のポインタ119は、画像濃度検出コードの特定を
行う。第11図に示した例では画像濃度検出コード“イ”
が選択される。第１のコード出力手段122は第３のポイ
ンタ119によって選択された画像濃度検出フォーマット8
8を読み出し、第５図に示した測定制御手段73の制御の
下に測定手段76に供給する。これに対して第２のコード
出力手段123は処理コード記憶手段116から演算処理コー
ド89の読み出しを行い、同様に測定制御手段73の制御の
下で演算処理手段78に供給される。

（測定手段の構成） 次の第12図は測定手段の内容を表わしたものである。

測定手段75はこれを大別すると（ｉ）画像濃度検出
部、（ii）検出開口制御部、それに（iii）移動部の３
つの部分に分けることができる。測定出力端子75では、
測定制御手段73から供給される画像濃度検出フォーマッ
ト88を基にして被検査対象物（本実施例ではチャートの
コピーされたコピー用紙４）上を移動し、所定のフォー
マットで画像濃度の検出を行うことになる。すなわち、
測定制御手段73から供給された画像濃度検出フォーマッ
ト88（第11図参照）はデータサンプリング制御部131に
供給され、ここで解読されたフォーマット88に基づき、
画像濃度検出部、検出開口制御部、それに移動部が制御
されることになる。

ところでデータサンプリング制御部131は、駆動制御
部132から得られるデータ133によって受光手段133の現
在存在する位置を把握している。そこでデータサンプリ
ング制御部131は、画像濃度検出フォーマット88から得
られた測定開始位置との比較によって受光手段133の移
動すべき量を求める。求められた移動量等についてのデ
ータ134は、駆動制御部132に送られる。

駆動制御部132では、データ134を基にしてＸ軸方向移
動量およびＹ軸方向移動量を求め、これらに対応するパ
ルス数のＸ軸方向駆動信号135ならびにＹ軸方向駆動信
号136を出力する。Ｘ軸方向駆動信号135は、Ｘ軸ステッ
ピングモータ31に供給され、Ｙ軸方向駆動信号136は、
同じくステッピングモータとしてのチャート保持部駆動
モータ26（共に第２図参照）に供給される。

すでに説明したようにＸ軸ステッピングモータ31によ
って濃度検出部41（第２図）がＸ軸方向に移動する。ま
たチャート保持部駆動モータ26の駆動によってドラム状
のチャート保持部８がＹ軸方向に回転し、光電子増倍管
58等からなる受光手段133が所望の測定位置に移動する
ことになる。

データサンプリング制御部131は、次に画像濃度の検
出方向やサンプリングの間隔、サンプリングの総点数、
開口部の種類およびスリット方向を解読する。そしてま
ず、測定すべきパターンの種類を検知し、現在設定され
ている開口部がこれに適合するものであるかどうかの判
別を行う。この判別結果は、開口部種類選択信号137−
１として出力される。開口部種類選択信号137−１は、
開口部種類選択信号発生器138に供給される。開口部種
類選択信号発生器138は開口部選択ステップモータ62−
１に駆動信号137−２を送出し、開口板59の４種類の開
口部領域60−１〜60−４のうち所望の開口部の選択を行
わせる。

次にデータサンプリング制御部131は選択された開口
部60について、指示された開口方向と現在の開口方向を
比較し、指示された角度との比較結果を表わした角度信
号137−３を出力する。角度信号137−３は角度信号発生
器139に供給される。角度信号発生器139は、開口板回転
ステップモータ62−２（第３図参照）に対して制御信号
141を供給し、選択された開口部60を所望の角度だけ回
転させることになる。

以上のようにして受光手段133の設定が終了したら、
データサンプリング制御部131は画像濃度検出フォーマ
ット88から得られた総点数を制御部内の図示しないカウ
ンタにセットする。そして画像濃度検出方向とサンプリ
ングの間隔を駆動制御部132にデータ134として出力し、
セットする。

駆動制御部132は指示された検出方向に従って濃度検
出部41あるいはチャート保持部８を所定量移動させる。

ところで、受光手段133から出力される検出出力143は
画像濃度検出部内の増幅器144で増幅され、その出力145
は対数変換器146で対数変換される。変換出力147はA/D
変換器148に供給される。A/D変換器148にはA/D信号発生
部149からA/D変換器の行われる時間を指定するためのA/
D信号151が供給されるようになっている。A/D信号発生
部149はデータサンプリング制御部131から供給されるA/
D開始信号152によってA/D信号151を発生させるが、A/D
開始信号152はデータサンプリング制御部131内の図示し
ないカウンタの出力が用いられる。

すなわち、このカウンタには測定開始位置に対応する
計数値がプリセットされるようになっており、受光手段
133の移動開始と共に計数値がアップする。そしてカウ
ンタの計数値がプリセットされた値に到達するとA/D開
始信号152が出力されることになる。A/D変換が終了する
と、A/D信号発生部149は終了信号153を出力する。デー
タサンプリング制御部131は終了信号153を受け取ると、
前記したカウンタを管理して駆動制御部132に受光手段1
33の移動を指示させると共に、必要な場合には所定のタ
イミングで次のA/D開始信号152を出力することになる。
このようにして、濃度データのサンプリング間隔の管理
等が可能となる。

一方、A/D信号151によってA/D変換が指示されると、A
/D変換器148は変換出力147をアナログ−ディジタル変換
する。変換後の濃度データ154は、画像濃度バッファ155
に順次蓄えられる。蓄えられた濃度データ154は、濃度
データ列91として演算処理手段78に供給され、演算処理
が行われることになる。

さて濃度データのサンプリングが進行し、内蔵された
カウンタが最終値としてのある値を計数したら、データ
サンプリング制御部131は測定制御手段73に対して終了
信号156を出力する。測定制御手段73はこの終了信号156
を受け取ると、次のブロックについてのデータを画像濃
度検出フォーマット88としてデータサンプリング制御部
131に供給する。このようにして、測定対象となる部位
ごとに濃度データの採取が行われていく。

（演算処理手段の構成） 第13図は、演算処理手段の構成を表わしたものであ
る。演算処理手段は演算制御部161を備えている。演算
制御部161には、測定制御手段から演算処理コード89が
供給される。演算処理コード89は、演算処理手順を表わ
したコードである。演算制御部161はこの演算処理コー
ド89をデコードし、その結果を演算処理コード162とし
て演算処理アドレス検索手段163に供給する。

演算処理アドレス検索手段163は、この演算処理コー
ド162を用いて演算処理記憶部164の検索を行う。演算処
理記憶部164内には、種々の検査に必要な演算処理デー
タ群が蓄えられている。演算処理アドレス検索手段163
は検索によってポインタ165を該当するメモリ領域の先
頭アドレスに移動させたら、演算制御部161に終了信号1
66を送出する。演算制御部161は終了信号166を受信後、
起動信号167を発生させ、ローダ・スタータ168に供給す
る。

ローダ・スタータ168は起動信号167を受信すると、ロ
ード信号169、171を発生する。そして（ｉ）演算処理記
憶部164におけるポインタ165で示された一連の演算処理
内容172と（ii）測定手段の画像濃度バッファ155（第12
図参照）に格納されている濃度データ列91をワーキング
エリア174にロードする。ロード終了後、ローダ・スタ
ータ168はワーキングエリア174にスタート信号175を供
給し、これを起動してワーキングエリア174自身に制御
を移す。

これと共にワーキングエリア174に濃度データ列91に
対し所望の演算処理を実行する。その結果は、演算結果
176として演算結果出力バッファ177にストアされる。第
５図に示した出力手段83はこのストアされた内容を検査
結果93として入力し、可視化する。

光学濃度測定の詳細 この画像検査用光学濃度測定装置では、まずチャート
保持部８にコピー用紙４を保持し、その位置決めを行っ
た後、個々のパターンに対する濃度測定を行う。そこ
で、次にコピー用紙４に対する位置決めを説明し、続い
て個々のパターンに対する濃度測定作業を説明する。

（各測定部位に対する位置決め） チャートをコピーしたコピー用紙から画像の測定を行
うためには、光学ヘッドの対物レンズ43が目的となる測
定部位を正しくとらえなければならない。ところで、仮
に濃度検出部41側を一方的に予定された座標位置に設定
したとすると、コピー用紙４上の所望の位置とは±5mm
程度の誤差が発生する。これは、次のような原因による
ものである。

（ｉ）複写機でチャートをコピーしたときに発生するず
れ。

これには、コピー用紙４と複写機の感光ドラムとの間
の位置合わせの誤差（レジストレーションのずれ）や、
倍率の設定誤差の他に、コピー用紙４が複写機内部で搬
送されるときにスキュー（回転）を発生させることによ
る誤差が含まれている。（ii）チャート保持部８にセッ
トした際のずれ。

これは、供給トレイ５から送り出されたコピー用紙４
がチャート保持部８にセットされたとき発生するずれで
あり、供給トレイ５の設定の誤差やコピー用紙４の送り
出し時の位置整合のずれが該当する。

本実施例では、目標とする位置に±0.5mmの精度で到
達できるようにした。このために、第14図で一例を示す
ように画像検査用光学濃度測定装置で使用するチャート
191には例えばその３箇所に位置検出用パターン192〜19
4を配置した。これらの位置検出用パターン192〜194の
座標は画像検査用光学濃度測定装置側でチャートの種類
別に把握されている。チャート上でのこれらのパターン
192〜194の座標値を実座標値と呼ぶことにし、これらを
（X₁,Y₁、X₂,Y₂、X₃,Y₃）で表わすものとする。

装置はこれらの実座標値（X₁,Y₁、X₂,Y₂、X₃,Y₃）を
用いてその周囲のコピー用紙４上を走査し、画像の濃度
変化を検出することでこれらのコピー用紙４における位
置を検出する。コピー用紙４上でのこれら位置検出用パ
ターン192〜194の座標値を（x₁,y₁、x₂,y₂、x₃,y₃）と
する。両座標系（X,Y）、（x,y）の関係式を組み立てる
ことによって、コピー用紙４上における測定されるパタ
ーンの座標（x₀,y₀）に対応する実位置（X₀,Y₀）が計算
され、この座標値（X₀,Y₀）を用いて濃度検出部41を目
的の画像部へ到達させることになる。

位置検出用パターンはコピー用紙上に３箇所配置され
る必要はなく、例えば２箇所配置することでコピー用紙
４の回転と位置ずれを把握することができる。またより
多くの点を配置させることでコピー用紙４の各部分の伸
び等も把握することができ、測定部位に対する到達精度
を更に高めることが可能となる。

（パターンの走査） 第15図は濃度測定を行うあるパターンを表わしたもの
である。このパターン221で点223が代表点であり、点22
4がＸ軸方向における検出開始点である。検出開始点224
は代表点223に対する相対座標値として表わされてい
る。このパターン221をＹ軸方向にも走査する場合に
は、点224と異なった検出開始点がこのために用意され
る場合がある。

前記したようにこの実施例の画像検査用光学濃度測定
装置では、25μｍ×25μｍ、50μｍ×50μｍ、50μｍ×
500μｍおよび50μｍ×1250μｍの４種類の開口部のう
ちの１つを選択し、これによりコピー用紙上の５μｍ×
５μｍ、10μｍ×10μｍ、10μｍ×100μｍまたは10μ
ｍ×250μｍの矩形領域を単位検査領域として１回の読
み取り行う。読み取りの態様は、第11図に示した画像濃
度検出フォーマットで定められる。すなわちこの例では
点224が測定開始位置となり、測定の方向はＸ軸方向と
なる。測定の間隔すなわちサンプリング幅は、測定の目
的等によって定められる。スリット方向つまり開口部の
長手方向をＹ軸方向に設定した場合には、Ｘ軸方向にお
ける１回の濃度検出領域が５μｍまたは10μｍとなる。
従ってＸ軸方向にくまなくコピー用紙４の走査を行う場
合には、測定の間隔が５μｍまたは10μｍとなる。

第16図はこの場合の走査の状況を表わしたものであ
る。サンプリング幅をこのように視感分解能よりも小さ
く設定すると、第19図に示したような微細な画像状態を
表わしたデータを取り出すことができ、これを処理する
ことで濃度や解像度について人間の感覚に近づいた判別
が可能となる。測定は必ずしも光学濃度を検知する矩形
領域の短辺と同一幅でサンプリングする必要はなく、画
像濃度検出フォーマットで自由に設定することができ
る。従って検査項目によっては画像を荒く走査すること
も可能である。

Ｙ軸方向の走査を行う場合には、スリット方向を通常
の場合Ｘ軸方向に設定する。これによりこの実施例の場
合には５μｍまたは10μｍ幅で画像のサンプリングが可
能となる。すでに説明したように、この実施例ではＸ軸
ステッピングモータ31あるいはチャート保持部駆動モー
タ26をそれぞれ１パルスずつ進歩させることにより濃度
検出部41をＸ軸方向あるいはＹ軸方向に５μｍ単位また
は10μｍ単位で移動させることができる。

このようにこの実施例の画像検査用光学濃度測定装置
では矩形領域を最小測定範囲として被検査物の測定を行
うので、被検査物を隙間なく効率的に走査することがで
きる。

また測定する基本領域は矩形である必要はなく、例え
ば円形や楕円形であっても構わない。但しこれらの場合
には画像をくまなく走査するためには画像が一部重複し
て読み取られるので、これら重複部分に対する処理が必
要となる。

なお、実施例では受光手段として光電子増倍管を用い
たが、半導体を用いた光電子増倍手段を用いたりCCD等
の１次元センサを用いても同様の光学濃度測定作業が可
能となる。また実施例では光学濃度を反射光で検知した
が、例えば写真フィルムの現像状態等を検査する場合に
は透明光で検知するようにしてもよい。

「発明の効果」 以上説明するように本発明によれば光学濃度を検知す
る単位検査領域を複数用意し、これらのうちから適切な
ものを選択することができるようにした。このため、例
えば広い測定エリアに対して10μｍ×100μｍもしくは1
0μｍ×250μｍの矩形領域を選択し、狭い測定エリアに
対しては５μｍ×５μｍもしくは10μｍ×10μｍするこ
とができる。もちろん単位検査領域の形状や大きさを各
種設定することが可能なので、各種パターンを含む検査
対象でもそれに応じた領域を選択して光学濃度を測定す
ることができ、精度よい安定した結果を迅速に得ること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第16図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第１図は画像検査用光学濃度測定装置の
斜視図、第２図は検査部の要部を示す概略構成図、第３
図は光学ヘッドの光学部品の配置を示す配置説明図、第
４図はコピー用紙上の測定単位となる領域のサイズを表
わした説明図、第５図は画像検査用光学濃度測定の回路
構成の概略を示すブロック図、第６図は外部信号入力手
段の構成を示すブロック図、第７図はパターン情報記憶
手段の構成を示すブロック図、第８図はパターン情報記
憶部の構成を示す説明図、第９図は処理手順記憶手段の
構成を示すブロック図、第10図は処理コード記憶手段の
構成を示すブロック図、第11図は検査手順記憶手段の構
成を示すブロック図、第12図は測定手段の構成を示すブ
ロック図、第13図は演算処理手段の構成を示すブロック
図、第14図は位置検出用パターンの配置箇所を示したチ
ャートの平面図、第15図は濃度測定を行うためのパター
ンの一例を示す平面図、第16図はＸ軸方向における走査
の一例を示す説明図、第17図は解像度検査用のチャート
の一部を拡大して示した平面図、第18図は第17図に示し
たチャートの更に一部を拡大した平面図、第19図Ａ〜Ｃ
はコピー画像のサンプルの各種状態を示す一部拡大平面
図、第20図は第19図Ａで示した画像部分を読み取った画
信号の信号レベルを示す波形図、第21図は第19図Ｂで示
した画像部分を読み取った画信号の信号レベルを示す波
形図、第22図は第19図Ｃで示した画像部分を読み取った
画信号の信号レベルを示す波形図、第23図Ａは細線を従
来の単位検査領域で検査する様子を示す説明図、同図Ｂ
はこの検査によって得られた信号の特性図、第24図Ａは
ドットの集合体を従来の単位検査領域で検査する様子を
示す説明図、同図Ｂはこの検査によって得られた信号の
特性図である。 １……検査部、４……コピー用紙、 41……濃度検出部、43……対物レンズ、 51……タングステンランプ、 58……光電子増倍管、59……開口板、 60−１〜60−４……開口部領域、 62−１……開口部選択ステップモータ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−174074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−209470（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−62250（ＪＰ，Ｕ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像の測定部位を照明するための光源と、
   前記測定部位から入射する光線を光学濃度検出用のデー
   タとして光電変換する光電変換手段と、この光電変換手
   段が変換を行う前記測定部位のそれぞれの単位検査領域
   についてそれらの種類を複数に切り換えることのできる
   光学濃度検査領域切換手段とを具備することを特徴とす
   る画像検査用光学濃度測定装置。
2. 【請求項２】光学濃度検査領域切換手段は、測定対象パ
   ターンを判別するパターン判別手段と、このパターン判
   別手段の判別結果に応じて前記単位検査領域の種類を選
   択する検査領域設定手段とを具備することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の画像検査用光学濃度測定装
   置。
3. 【請求項３】光学濃度を検知するためのサンプリング幅
   は光学濃度検査領域切換手段によって切り換えられた単
   位検査領域に適合するよう設定され、かつ視感分解より
   も小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   画像検査用光学濃度測定装置。
4. 【請求項４】光学濃度を検知するための単位検査領域
   は、視感分解能よりも小さな円形領域であることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の画像検査用光学濃度
   測定装置。
5. 【請求項５】光学濃度を検知するための単位検査領域
   は、視感分解能よりも小さな矩形領域であることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の画像検査用光学濃度
   測定装置。
6. 【請求項６】矩形領域は正方形であることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の画像検査用光学濃度測定装
   置。
7. 【請求項７】矩形領域は長方形であることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の画像検査用光学濃度測定装
   置。