画像検査装置、画像検査方法、及び画像形成装置
【課題】正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離することが可能な画像検査装置、画像検査方法、及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】被計測対象物に斜め方向から照明光を照射する第１の光照明手段１１と被計測対象物に第１の光照明手段とは異なる方向から照明光を照射する第２の光照明手段１２と第１の光照明手段からの反射光１１ｂ、及び第２の光照明手段からの反射光１２ｂを受光する撮像手段１３と鏡面を有する第１の基準板と拡散面を有する第２の基準板と画像検査手段とを有し、画像検査手段は、第１の光照明手段から第２の基準板の拡散面に照明光を照射した場合の反射光の光量と、第２の光照明手段から第２の基準板の拡散面に照明光を照射した場合の反射光の光量との比に基づいて補正係数を算出し、補正係数で補正した光量を用いて画像の光沢分布を検査する。
【解決手段】被計測対象物に斜め方向から照明光を照射する第１の光照明手段１１と被計測対象物に第１の光照明手段とは異なる方向から照明光を照射する第２の光照明手段１２と第１の光照明手段からの反射光１１ｂ、及び第２の光照明手段からの反射光１２ｂを受光する撮像手段１３と鏡面を有する第１の基準板と拡散面を有する第２の基準板と画像検査手段とを有し、画像検査手段は、第１の光照明手段から第２の基準板の拡散面に照明光を照射した場合の反射光の光量と、第２の光照明手段から第２の基準板の拡散面に照明光を照射した場合の反射光の光量との比に基づいて補正係数を算出し、補正係数で補正した光量を用いて画像の光沢分布を検査する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の形成された被計測対象物を検査する画像検査装置、画像検査方法、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、印刷物に対して光沢を付与できる印刷機が多数提案されている。具体的には、ＵＶニスを用いて光沢を付与するものや、紙に浸透しない透明インク、透明なトナーを使ったドット形成等、様々な方法が提案されている。そのため、印刷物の濃度分布検査を行うと共に、印刷物の光沢ムラを検査する光沢分布検査を行う装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、印刷物から反射した正反射光と拡散反射光を一つのカメラと二つの照明を使って画像データとして取り込み、印刷物の濃度分布と光沢度分布のデータを取得する装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光沢度分布を取得するためには正反射光のみのデータを必要とするが、特許文献１に開示された装置の構成を単に適用しても、正反射光のみをカメラで撮像することは難しく、拡散反射光が含まれてしまう。加えて、白紙は拡散反射光が強いため、正反射光が埋もれてしまう場合がある。
【０００５】
又、特許文献１は、正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを、正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離する構成に関しては開示していない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを、精度良く正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離することが可能な画像検査装置、画像検査方法、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本画像検査装置は、画像が形成された被計測対象物に斜め方向から照明光を照射する第１の光照明手段と、前記被計測対象物に前記第１の光照明手段とは異なる方向から照明光を照射する第２の光照明手段と、前記第１の光照明手段から前記被計測対象物に照射された前記照明光の反射光、及び、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照射された前記照明光の反射光を受光する撮像手段と、前記被計測対象物に代えて設置可能な、鏡面を有する第１の基準板と、前記被計測対象物に代えて設置可能な、拡散面を有する第２の基準板と、前記画像を検査する画像検査手段と、を有し、前記画像検査手段は、前記第１の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量と、前記第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量との比に基づいて補正係数を算出し、前記第１の光照明手段から前記被計測対象物に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量から、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量に前記補正係数を乗じた値を減算した光量を、前記第１の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量を用いてシェーディング補正した値に基づいて前記画像の光沢分布を検査することを要件とする。
【０００８】
本画像検査方法は、第１の光照明手段から第２の基準板の拡散面に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を撮像手段で受光する第１工程と、第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に前記第１工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第２工程と、前記第１の光照明手段から第１の基準板の鏡面に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第３工程と、前記第１工程で受光した前記反射光の光量と、前記第２工程で受光した前記反射光の光量との比に基づいて前記補正係数を算出する第４工程と、前記第１の光照明手段から画像が形成された被計測対象物に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第５工程と、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に前記第５工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第６工程と、前記第５工程で前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量から、前記第６工程で前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量に前記補正係数を乗じた値を減算した光量を、前記第３工程で受光した前記反射光の光量を用いてシェーディング補正した値に基づいて前記画像の光沢分布を検査する第７工程と、を有することを要件とする。
【０００９】
本画像形成装置は、画像担持媒体に画像を形成する画像形成装置であって、本発明に係る画像検査装置を備え、前記画像検査装置は、前記画像担持媒体に形成された前記画像の光沢分布及び濃度分布の何れか一方又は双方を検査することを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを、精度良く正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離することが可能な画像検査装置、画像検査方法、及びこれを備えた画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る画像検査装置を例示する側面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画像検査装置を例示する正面図である。
【図３Ａ】基準板１５Ａの特性を例示する図である。
【図３Ｂ】基準板１５Ｂの特性を例示する図である。
【図４Ａ】読取用背景１６Ａの特性を例示する図である。
【図４Ｂ】読取用背景１６Ｂの特性を例示する図である。
【図４Ｃ】読取用背景１６Ｃの特性を例示する図である。
【図５Ａ】基準板移動装置を例示する平面図である。
【図５Ｂ】基準板移動装置を例示する側面図である。
【図６】画像検査装置の校正処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】撮像素子１３で取得した画像データＣａの一例を示す図である。
【図８】撮像素子１３で取得した画像データＣｂの一例を示す図である。
【図９】撮像素子１３で取得した画像データＣｃの一例を示す図である。
【図１０】ステップＳ１０７で算出した補正係数Ｃｄの一例を示す図である。
【図１１】画像検査装置の補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】撮像素子１３で取得した画像データＤａの一例を示す図である。
【図１３】撮像素子１３で取得した画像データＤｂの一例を示す図である。
【図１４】ステップＳ２０４で算出した拡散反射光データＤｃの一例を示す図である。
【図１５】ステップＳ２０５で算出した正反射光データＤｄの一例を示す図である。
【図１６】ステップＳ２０６で算出した濃度分布データＤｅの一例を示す図である。
【図１７】ステップＳ２０６で算出した光沢度分布データＤｆの一例を示す図である。
【図１８】画像検査装置の異常処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】撮像素子１３で取得した画像データＦａの一例を示す図（その１）である。
【図２０】基準板の読み取り位置上に異物が存在する状態を例示する図である。
【図２１】撮像素子１３で取得した画像データＦａの一例を示す図（その２）である。
【図２２】第３の実施の形態に係る画像検査装置を例示する図である。
【図２３】基準板角度変更装置を例示する斜視図である。
【図２４】画像検査装置の角度調整処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５Ａ】ステップＳ４０１で取得した画像データＧａ（±０度）の一例を示す図である。
【図２５Ｂ】ステップＳ４０１で取得した画像データＧｂ（＋１度）の一例を示す図である。
【図２５Ｃ】ステップＳ４０１で取得した画像データＧｃ（−１度）の一例を示す図である。
【図２６】第４の実施の形態に係る画像形成装置を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る画像検査装置を例示する側面図である。図２は、第１の実施の形態に係る画像検査装置を例示する正面図である。なお、説明の便宜上、図２において図１の一部の構成要素を省略している。
【００１４】
図１及び図２を参照するに、画像検査装置１０は、光沢用照明装置１１と、濃度用照明装置１２と、撮像素子１３と、搬送手段１４と、基準板１５とを有する。又、９０は被計測対象物である紙等の画像担持媒体（以降、画像担持媒体９０とする）を、９０ａは画像検査装置１０にて光沢分布及び濃度分布を読み取ることが可能な１ラインの読取領域（以降、読取領域９０ａとする）を、９０ｂは画像担持媒体９０の搬送方向（以降、搬送方向９０ｂとする）を、それぞれ示している。撮像素子１３の前段に結像レンズを配置しても構わない。図１及び図２では、画像担持媒体９０が搬送される方向をＸ方向（副走査方向）、画像担持媒体９０が載置される面内のＸ方向に垂直な方向をＹ方向（主走査方向）、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向としている（以降の図においても同様）。
【００１５】
なお、以降の説明において、正反射光とは、光沢用照明装置１１から画像担持媒体９０に照射される照明光の入射角度と同じ角度で、入射方向とは反対側に反射する反射光を指し、拡散反射光とは、正反射光以外の反射光を指す。
【００１６】
光沢用照明装置１１は、画像担持媒体９０の読取領域９０ａ（画像担持媒体９０のＹ方向の１ライン。以降同様）に所定の入射角度θ１で入射する照明光１１ａを照射する機能を有する。１１ｂは、画像担持媒体９０の読取領域９０ａに入射角度θ１で入射した照明光１１ａが読取領域９０ａで反射された正反射光を示している（以降、正反射光１１ｂとする）。すなわち、入射角度θ１＝反射角度θ２である。なお、ＪＩＳ規格では、光沢度を計測する際の入射角度と反射角度は、２０度、４５度、６０度、７５度、８５度と規定されており、一般的には６０度が広く用いられている。
【００１７】
光沢用照明装置１１としては、例えば複数の発光素子が画像担持媒体９０の読取領域９０ａに平行な方向（Ｙ方向）に並設されたもの等を用いることができる。発光素子としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）や有機ＥＬ素子（Organic Electro-Luminescence素子）等を用いることができる。特にＬＥＤは、蛍光灯等と比べて発光方向の指向性が高く、他の方向への出射光が少ないためフレア光が発生し難く、本実施の形態に係る発光素子として好適である。なお、光沢用照明装置１１は、本発明に係る第１の光照明手段の代表的な一例である。光沢用照明装置１１の有する発光素子の個数は任意に設定して構わないが、画像担持媒体９０の読取領域９０ａの全域に対して漏れなく正反射光を生じる照明光を発生させため、密に配置することが好ましい。
【００１８】
濃度用照明装置１２は、画像担持媒体９０の読取領域９０ａに所定の角度で入射する照明光１２ａを照射する機能を有する。所定の角度は、入射角度θ１と異なる角度であれば任意で構わないが、例えば９０ｄｅｇとすることができる。濃度用照明装置１２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。なお、光沢用照明装置１１と濃度用照明装置１２が同時に光を出射することはなく、撮像素子１３の駆動に合わせて交互に光を出射したり、何れか一方が随時光を出射したりするように構成されている。なお、濃度用照明装置１２は、本発明に係る第２の光照明手段の代表的な一例である。
【００１９】
撮像素子１３は、画像担持媒体９０の読取領域９０ａに平行な方向（Ｙ方向）に並設された複数の画素を備え、光沢用照明装置１１から画像担持媒体９０の読取領域９０ａに照射された照明光１１ａの正反射光１１ｂの光量を取得する機能を有する。又、撮像素子１３は、濃度用照明装置１２から画像担持媒体９０の読取領域９０ａに照射された照明光１２ａの拡散反射光１２ｂの光量を取得する機能を有する。すなわち、撮像素子１３は、光沢用照明装置１１から画像担持媒体９０の読取領域９０ａに照射された照明光の正反射光を撮像可能な位置に配置されている。又、撮像素子１３は、濃度用照明装置１２から画像担持媒体９０の読取領域９０ａに照射された照明光の拡散反射光を撮像可能な位置に配置されている。
【００２０】
撮像素子１３としては、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＭＯＳ（Complimentary Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）等を用いることができる。カラー画像を対象とする場合には、ＲＧＢの各色に感度を有する３ラインタイプ等の撮像素子を用いれば良い。なお、撮像素子１３は、本発明に係る撮像手段の代表的な一例である。
【００２１】
搬送手段１４は、画像担持媒体９０を、搬送方向９０ｂ（図１のＸ方向）に搬送する機能を有する。基準板１５は、読取領域９０ａに交換可能な状態で配置可能に構成された略直方体状の板である。基準板１５は、通常は、読取領域９０ａに配置されたまま移動せず、画像担持媒体９０のみが搬送手段１４により基準板１５上を搬送方向９０ｂの方向に搬送される。但し、後述の基準板移動装置２０等を用いて、複数の基準板が順番に読取領域９０ａに配置されるように構成しても良い。基準板１５については、別途詳述する。
【００２２】
演算部１９は、撮像素子１３が受光した正反射光量又は拡散反射光量のデータを画像データとして取得し、各種の演算処理を実行する機能を有する。演算部１９は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ等を有する。演算部１９の図示しないメモリには、光沢分布を検査するためのプログラム等が記録されており、このプログラムが図示しないＣＰＵにより実行されることで、演算部１９の各種機能が実現される。但し、光沢分布を検査するためのプログラム等は、光記録媒体や磁気記録媒体等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていても構わない。なお、演算部１９は、本発明に係る画像検査手段の代表的な一例である。
【００２３】
画像検査装置１０における光沢分布及び濃度分布の検査は以下のように行われる。すなわち、画像検査装置１０は、初めに光沢用照明装置１１を点灯し（濃度用照明装置１２は消灯）、１ラインの読取領域９０ａに照明光１１ａを照射する。そして、撮像素子１３で読取領域９０ａからの正反射光１１ｂの光量を取得する。そして、取得した正反射光１１ｂの光量に基づいて、読取領域９０ａの光沢分布を検査する。次に画像検査装置１０は、濃度用照明装置１２を点灯し（光沢用照明装置１１は消灯）、１ラインの読取領域９０ａに照明光１２ａを照射する。そして、撮像素子１３で読取領域９０ａからの拡散反射光１２ｂの光量を取得する。そして、取得した拡散反射光１２ｂの光量に基づいて、読取領域９０ａの濃度分布を検査する。これで、１ライン（１次元）の光沢分布及び濃度分布の検査が終了する。
【００２４】
１ライン（１次元）の光沢分布及び濃度分布の検査が終了すると、搬送手段１４は、画像担持媒体９０を搬送方向９０ｂに所定の距離だけ搬送する。そして次の１ライン（１次元）について上記と同様の検査を行う。この動作を繰り返すことにより、２次元の光沢分布及び濃度分布の検査を行うことができる。
【００２５】
しかしながら、以上に説明した画像検査装置１０の構成のみでは、撮像素子１３で正反射光のみを測定することはできず、拡散反射光の一部も測定されてしまう。そこで、本実施の形態では、基準板１５を用いて、撮像素子１３で取得した光量データを補正する。
【００２６】
基準板１５としては、例えば用途の異なる２枚の基準板、すなわち、鏡面を有する基準板１５Ａと、拡散面を有する基準板１５Ｂとを用いることができる。基準板１５Ａの鏡面は、拡散反射が全くない完全鏡面であることが理想である。基準板１５Ｂの拡散面は、どの方向から見ても等しい輝度の光を反射する完全拡散面であることが理想である。図３Ａは、基準板１５Ａの特性を例示する図である。図３Ａに示すように、基準板１５Ａは、例えば光沢度が１００％の鏡面を有する板とすることができる。図３Ｂは、基準板１５Ｂの特性を例示する図である。図３Ｂに示すように、基準板１５Ｂは、例えば光沢度が０％の白色の拡散面を有する板とすることができる。なお、基準板１５Ａは、本発明に係る第１の基準板の代表的な一例であり、基準板１５Ｂは、本発明に係る第２の基準板の代表的な一例である。
【００２７】
被計測対象物（画像担持媒体９０）を撮像する場合には、基準板１５Ａ又は１５Ｂ上に被計測対象物を載置するが、被計測対象物と基準板１５Ａ又は１５Ｂとの間に最適な読取用背景を設置することが好ましい。図４Ａ〜図４Ｃに、読取用背景の一例を示す。図４Ａは、読取用背景１６Ａの特性を例示する図である。読取用背景１６Ａは、光沢度が０％の白色である。図４Ｂは、読取用背景１６Ｂの特性を例示する図である。読取用背景１６Ｂは、光沢度が０％の黒色である。図４Ｃは、読取用背景１６Ｃの特性を例示する図である。読取用背景１６Ｃは、ガラス又はハーフミラーである。
【００２８】
読取用背景を白色の読取用背景１６Ａ（図４Ａ参照）とした場合は、被計測対象物が紙のように薄いものであると、光が被計測対象物を透過して、読取用背景１６Ａからの反射光も撮像してしまう。そこで、例えば、読取用背景を黒色の読取用背景１６Ｂ（図４Ｂ参照）とすることにより、読取用背景１６Ｂまで透過した光の反射光を少しでも減らし、光沢分布検査の精度を上げることができる。又、読取用背景からの反射光を減らすため、読取用背景１６C（図４Ｃ参照）のように、ガラスやハーフミラー等を用いて光を逃がし、撮像される光量を減らしても良い。
【００２９】
又、濃度分布検査において、被計測対象物が白い紙である場合には、白色の読取用背景１６Ａ（図４Ａ参照）を用い、紙と印刷された文字、絵を明確に区別できる方が良い場合もある。つまり、被計測対象物の種類や測定データの種類（光沢データか濃度データか）に対応して、読取用背景を変更することが望ましい。
【００３０】
又、基準板１５Ａと１５Ｂとは、基準板移動装置等を用いて自動的に読取位置９０ａに配置できる。図５Ａは、基準板移動装置を例示する平面図である。図５Ｂは、基準板移動装置を例示する側面図である。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、基準板移動装置２０は、ベルト２１と、ベルト駆動部２２とを有する。ベルト２１は、ベルト駆動部２２に駆動されて矢印方向に搬送される。ベルト２１には、基準板１５Ａ及び１５Ｂが隣接するように固着されている。
【００３１】
この状態で、ベルト駆動部２２を駆動すると、ベルト２１とともに基準板１５Ａ及び１５Ｂが矢印方向に移動するため、読取位置９０ａに配置される基準板（基準板１５Ａ又は１５Ｂ）を自動で切り替えることができる。更に、基準板１５Ａと１５Ｂの上に読取用背景１６Ａ〜１６Ｃの何れかを載置しておけば、読取用背景が載置された基準板（基準板１５Ａ又は１５Ｂ）を基準板移動装置２０を用いて自動的に読取位置９０ａに配置できる。
【００３２】
次に、基準板１５Ａ及び１５Ｂを用いた画像検査装置１０の校正処理について説明する。なお、画像検査装置１０の校正は、初期設定時や、照明光や環境の変化等、画像検査装置１０に対して影響する外乱が発生した際に行う。なお、校正処理時には、基準板のみが読取位置９０ａに配置され、被計測対象物である画像担持媒体９０や読取用背景は配置されない。
【００３３】
図６は、画像検査装置の校正処理の一例を示すフローチャートである。図６を参照するに、始めにステップＳ１００では、基準板１５Ａを画像検査装置１０の読取領域９０ａに接置する。次いでステップＳ１０１では、撮像素子１３のダイナミックレンジを越えないように、光沢用照明装置１１の照度を調整する。次いでステップＳ１０２では、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＣａとして取得する。図７に撮像素子１３で取得した画像データＣａの一例を示す。図７において、横軸は主走査方向（図１や図５Ａ等のＹ方向）、縦軸は画像信号（撮像素子１３で取得した反射光の光量）である。
【００３４】
次いでステップＳ１０３では、基準板１５Ａに代えて基準板１５Ｂを画像検査装置１０の読取領域９０ａに接置する。次いでステップＳ１０４では、撮像素子１３のダイナミックレンジを越えないように、濃度用照明装置１２の照度を調整する。次いでステップＳ１０５では、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ｂで反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＣｂとして取得する。図８に撮像素子１３で取得した画像データＣｂの一例を示す。図８において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００３５】
次いでステップＳ１０６では、濃度用照明装置１２のみを点灯し、基準板１５Ｂで反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＣｃとして取得する。図９に撮像素子１３で取得した画像データＣｃの一例を示す。図９において横軸及び縦軸は、図７の場合と同様である。
【００３６】
次いでステップＳ１０７では、補正係数Ｃｄを算出する。補正係数Ｃｄは、『補正係数Ｃｄ＝画像データＣｂ／画像データＣｃ』（式１）により算出できる。図１０にステップＳ１０７で算出した補正係数Ｃｄの一例を示す。図１０において、横軸は主走査方向（図１や図５Ａ等のＹ方向）、縦軸は補正係数である。拡散反射光は全方位に等しく反射される光であるため、画像データＣｂと画像データＣｃは、多少の誤差はあるが、スケールが違う同じ分布を持った拡散反射光である。そこで、画像データＣｂに混入する拡散反射光を取り除くために、光沢用照明装置１１と濃度用照明装置１２とのスケールの違いを補正する補正係数Ｃｄを算出する。補正係数Ｃｄによって濃度用照明装置１２のみを点灯して取得した画像データＣｃから、光沢用照明装置１１のみを点灯して取得した画像データＣｂに混入する拡散反射光のみを推定できる。
【００３７】
次に、画像検査装置１０の補正係数Ｃｄによる補正処理について説明する。図１１は、画像検査装置の補正処理の一例を示すフローチャートである。図１１では、補正係数Ｃｄを用いて被計測対象物の画像データを取得する。図１１を参照するに、始めにステップＳ２００では、基準板１５Ａ上に読取用背景１６Ａ〜１６Ｃ（図４Ａ〜図４Ｃ参照）の何れか１つを載置する。次いでステップＳ２０１では、被計測対象物である画像担持媒体９０を、搬送手段１４により搬送方向９０ｂの方向に搬送し、読取領域９０ａに移動させる。
【００３８】
次いでステップＳ２０２では、濃度用照明装置１２のみを点灯し、画像担持媒体９０で反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＤａとして取得する。図１２に撮像素子１３で取得した画像データＤａの一例を示す。図１２において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。次いでステップＳ２０３では、光沢用照明装置１１のみを点灯し、画像担持媒体９０で反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＤｂとして取得する。この反射光は、主に正反射光であるが拡散反射光も含まれている。図１３に撮像素子１３で取得した画像データＤｂの一例を示す。図１３において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００３９】
次いでステップＳ２０４では、図７のステップＳ１０７で算出した補正係数Ｃｄを用いて、ステップＳ２０２で取得した画像データＤａから拡散反射光データＤｃを算出する。拡散反射光データＤｃは、ステップＳ２０３の反射光に含まれていた拡散反射光に相当するものである。拡散反射光データＤｃは、『拡散反射光データＤｃ＝画像データＤａ×補正係数Ｃｄ』（式２）により算出できる。図１４にステップＳ２０４で算出した拡散反射光データＤｃの一例を示す。図１４において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００４０】
次いでステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で算出した拡散反射光データＤｃから正反射光データＤｄを算出する。正反射光データＤｄは、ステップＳ２０３の反射光に含まれていた正反射光に相当するものである。正反射光データＤｄは、『正反射光データＤｄ＝画像データＤｂ−拡散反射光データＤｃ』（式３）により算出できる。図１５にステップＳ２０５で算出した正反射光データＤｄの一例を示す。図１５において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００４１】
次いでステップＳ２０６では、シェーディング補正を行い、濃度分布データＤｅと、光沢度分布データＤｆを算出する。濃度分布データＤｅは、『濃度分布データＤｅ＝２５５×画像データＤａ／画像データＣｃ』（式４）により算出できる。光沢度分布データＤｆは、『光沢度分布データＤｆ＝２５５×画像データＤｄ／画像データＣａ』（式５）により算出できる。図１６にステップＳ２０６で算出した濃度分布データＤｅの一例を、図１７にステップＳ２０６で算出した光沢度分布データＤｆの一例を示す。図１６及び図１７において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。これにより、１ラインの読取が終了する。なお、シェーディング補正とは、撮像素子１３の感度のバラツキや光学系の周辺減光による信号の歪み等を補正することである。
【００４２】
次いでステップＳ２０７では、被計測対象物である画像担持媒体９０全体の読取が終了したか否かを判定する。画像担持媒体９０全体の読取が終了していないと判定した場合（Ｎｏの場合）には、ステップＳ２０１に移行し、前述の処理を繰り返す。すなわち、搬送手段１４により画像担持媒体９０を図１のＸ方向に所定の距離だけ搬送し、次の１ライン（１次元）についての濃度分布データＤｅ及び光沢分布データＤｆを算出する。この動作を繰り返すことにより、１ライン（１次元）についての濃度分布データＤｅ及び光沢分布データＤｆの集合である、画像担持媒体９０全体（２次元）の濃度分布データＥａ及び光沢分布データＥｂを算出できる。
【００４３】
ステップＳ２０７で、画像担持媒体９０全体の読取が終了したと判定した場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ２０８に移行し、画像担持媒体９０全体（２次元）の濃度分布データＥａ及び光沢分布データＥｂを外部記憶装置等に保存する。又、必要に応じて、濃度分布データＥａ及び光沢分布データＥｂを外部出力装置等に出力する。
【００４４】
このように、第１の実施の形態によれば、画像検査装置１０に、用途の異なる２枚の基準板１５Ａ及び１５Ｂを設け、光沢用照明装置１１及び濃度用照明装置１２の照度分布の偏りや、撮像素子１３で取得される正反射光及び拡散反射光の強度差を考慮して画像データを補正する。これにより、正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを、精度良く正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離することが可能となり、信頼度の高い光沢度分布検査及び濃度分布検査を実現できる。
【００４５】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、画像検査装置の校正処理（図６参照）前に、基準板の汚れ等の異常を検知し、異常処理を行う例を示す。図１８は、画像検査装置の異常処理の一例を示すフローチャートである。図１８に示す異常処理は、図６のステップＳ１０２の前に実行するものである。
【００４６】
始めにステップＳ３００では、濃度用照明装置１２のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＦａとして取得する。濃度用照明装置１２は、撮像素子１３に正反射光が入射しない角度に設置するため、基準板１５Ａが正常な場合（ゴミや汚れがない場合）は、図１９に示すように画像データＦａは略ゼロとなる。しかし、図２０に示すように、基準板１５Ａの読み取り位置９５上にゴミや汚れ等の異物９６や９７が存在すると、異物９６や９７が存在する部分だけ拡散反射されるため、図２１に示すように、画像データＦａは、異物９６や９７が存在する部分だけ高い数値となる。なお、図１９及び図２１において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００４７】
次いでステップＳ３０１では、画像データＦａの異常を検知する。具体的には、ステップＳ３００で取得した画像データＦａが、予め設定した所定の閾値Ｔｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ３０１で、閾値Ｔｈ以上であると判定した場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ３０２に移行し、基準板１５Ａに異物９６や９７が存在することをユーザに警告し、基準板１５Ａのクリーニング指示を与える。ステップＳ３０１で、閾値Ｔｈ未満であると判定した場合（Ｎｏの場合）には、基準板１５Ａに異物９６や９７が存在しないと判断して異常処理を終了する。
【００４８】
このように、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、基準板の汚れを検知することにより、ユーザに基準板の汚れを警告することや、基準板のクリーニングを指示することが可能となり、異常な光沢度分布データが測定されることを未然に防止できる。
【００４９】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、入射角度と反射角度が等しく設定されているか否かを確認し、等しく設定されていない場合には、入射角度と反射角度が等しくなるように光沢用照明装置や撮像素子の角度を調整する例を示す。
【００５０】
前述のように、ＪＩＳ規格では、光沢度を計測する際の入射角度と反射角度は、２０度、４５度、６０度、７５度、８５度と規定されており、一般的には６０度が広く用いられている。しかし、入射角度と反射角度が工場出荷時に精度良く調整されていても、その後の輸送等により光沢用照明装置１１や撮像素子１３の位置がずれて、入射角度と反射角度が一致しなくなる虞がある。
【００５１】
図２２は、第３の実施の形態に係る画像検査装置を例示する図である。図２２を参照するに、第３の実施の形態に係る画像検査装置３０は、基準板角度変更装置３１、光沢用照明角度変更装置３２、及び撮像素子角度変更装置３３を有する点が、画像検査装置１０（図１及び図２参照）とは相違する。以下、画像検査装置３０について、画像検査装置１０と同一構成部分の説明は極力省略し、画像検査装置１０と相違する点を中心に説明する。
【００５２】
基準板角度変更装置３１は、図２３に示すように、基準板１５Ａを軸１５Ｘを中心に回動可能に構成した装置である。基準板角度変更装置３１を用いると、基準板１５Ａを所定の角度毎に動かして、その角度毎に反射光のデータを取得し、最も読取信号値が高くなる角度を求めることができる。
【００５３】
光沢用照明角度変更装置３２は、光沢用照明装置１１を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ａ方向に回動可能に構成した装置である。光沢用照明装置１１を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ａ方向に回動することにより、例えば、光沢用照明装置１１を照明光１１ａの入射角度θ１が０〜９０度程度の範囲となる位置に移動できる。
【００５４】
撮像素子角度変更装置３３は、撮像素子１３を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ｂ方向に回動可能に構成した装置である。撮像素子１３を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ｂ方向に回動することにより、撮像素子１３を例えば、反射角度θ２が０〜９０度程度の範囲の正反射光を受光できる位置に移動できる。
【００５５】
以下、画像検査装置３０において、入射角度θ１と反射角度θ２が一致するように調整する具体的な方法について説明する。図２４は、画像検査装置の角度調整処理の一例を示すフローチャートである。図２４を参照するに、始めにステップＳ４００では、基準板角度変更装置３１の基準板１５Ａを軸１５Ｘを中心に回動させ、側面視において、基準板１５Ａの上辺（濃度用照明装置１２等の側の辺）が、Ｘ方向に一致するように角度調整する。この位置を基準位置（角度±０度）とする。なお、入射角度θ１が増える方向（入射角度θ２が減る方向）に回動する場合を『＋』、入射角度θ１が減る方向（入射角度θ２が増える方向）に回動する場合を『−』とする。
【００５６】
次いでステップＳ４０１では、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で基準位置（角度±０度）の画像データＧａとして取得する。続いて、基準板角度変更装置３１の基準板１５Ａを軸１５Ｘを中心に回動させ、側面視において、基準板１５Ａの上辺（濃度用照明装置１２等の側の辺）が、基準位置に対して＋１度となるように角度調整する。そして、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で＋１度の画像データＧｂとして取得する。同様に、基準板角度変更装置３１の基準板１５Ａを軸１５Ｘを中心に回動させ、側面視において、基準板１５Ａの上辺（濃度用照明装置１２等の側の辺）が、基準位置に対して−１度となるように角度調整する。そして、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で−１度の画像データＧｃとして取得する。
【００５７】
次いでステップＳ４０２では、全ての角度で画像データの取得が終了したか否かを判定する。ステップＳ４０２で画像データの取得が終了していないと判定した場合（Ｎｏの場合）には、ステップＳ４００に移行して同様の処理を繰り返す。ステップＳ４０２で画像データの取得が終了したと判定した場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ４０３に移行する。
【００５８】
次いでステップＳ４０３では、ステップＳ４０１で読み取った画像データＧａ、Ｇｂ、Ｇｃを比較して、読み取った画像信号値（受光した光量）が最も大きい角度を修正角度に決定する。以下に一例を示す。図２５Ａは、ステップＳ４０１で取得した画像データＧａ（±０度）の一例を示す図である。図２５Ｂは、ステップＳ４０１で取得した画像データＧｂ（＋１度）の一例を示す図である。図２５Ｃは、ステップＳ４０１で取得した画像データＧｃ（−１度）の一例を示す図である。この場合には、画像データＧｂ（＋１度）の画像信号値が最も大きい。従って、＋１度を修正角度に決定する。
【００５９】
次いでステップＳ４０４では、光沢用照明角度変更装置３２により光沢用照明装置１１を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ａ方向に回動させ、現在の位置から＋１度移動させる。この場合は、基準位置に対する入射角度θ１が現在よりも１度増えることになる。或いは、光沢用照明装置１１を移動させる代わりに、撮像素子角度変更装置３３により撮像素子１３を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ｂ方向に回動させ、現在の位置から−１度移動させても良い。この場合は、基準位置に対する反射角度θ２が現在よりも１度増えることになる。
【００６０】
なお、図２４の例では、基準板１５Ａの角度を１度刻みで幅３度（−１度、±０度、＋１度）で切り替えたが、これ以外の設定でも良いことは言うまでもない。角度の刻みが小さく角度の幅が大きいほど詳細な調整ができるが、比例して処理時間が長くなる。
【００６１】
又、図２２及び図２３の例では、主走査方向（Ｙ方向）に回転軸を設けたが、副走査方向（Ｘ方向）に回転軸を設けても良いし、主走査方向（Ｙ方向）と副走査方向（Ｘ方向）の両方に回転軸を設けても良い。更に、光沢用照明装置１１と撮像素子１３の角度のみでなく、被計測対象物が載置されるステージ等の角度を調整しても良い。
【００６２】
このように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、入射角度と反射角度が等しく設定されているか否かを確認でき、等しく設定されていない場合には、入射角度と反射角度が等しくなるように光沢用照明装置や撮像素子の角度を調整できる。
【００６３】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る画像検査装置１０を有する画像形成装置の例を示す。図２６は、第４の実施の形態に係る画像形成装置を例示する模式図である。図２６を参照するに、画像形成装置８０は、第１の実施の形態に係る画像検査装置１０と、給紙カセット８１ａと、給紙カセット８１ｂと、給紙ローラ８２と、コントローラ８３と、走査光学系８４と、感光体８５と、中間転写体８６と、定着ローラ８７と、排紙ローラ８８とを有する。９０は、画像担持媒体（紙等）を示している。
【００６４】
画像形成装置８０において、給紙カセット８１ａ及び８１ｂから図示しないガイド、給紙ローラ８２により搬送された画像担持媒体９０が、走査光学系８４により感光体８５に露光され、色材が付与されて現像される。現像された画像が中間転写体８６上に、次いで、中間転写体８６から画像担持媒体９０上に転写される。画像担持媒体９０上に転写された画像は定着ローラ８７により定着され、画像形成された画像担持媒体９０は排紙ローラ８８により排紙される。画像検査装置１０は、定着ローラ８７の後段に設置されている。
【００６５】
このように、第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態に係る画像検査装置１０を画像形成装置８０の所定の位置に装備することにより、画像形成された画像担持媒体９０の光沢分布を高精度で検査でき、更に濃度分布も検査できる。又、光沢分布や濃度分布の検査結果を画像の形成にフィードバックすることにより、画像担持媒体９０上に高品質な画像を形成できる。なお、画像検査装置１０に代えて、画像検査装置２０を搭載しても構わない。
【００６６】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０、３０ 画像検査装置
１１ 光沢用照明装置
１１ａ、１２ａ 照明光
１１ｂ 正反射光
１２ 濃度用照明装置
１２ｂ 拡散反射光
１３ 撮像素子
１４ 搬送手段
１５、１５Ａ、１５Ｂ 基準板
１５ｘ 軸
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 読取用背景
１９ 演算部
２０ 基準板移動装置
２１ ベルト
２２ ベルト駆動部
３１ 基準板角度変更装置
３２ 光沢用照明角度変更装置
３３ 撮像素子角度変更装置
８０ 画像形成装置
８１ａ 給紙カセット
８１ｂ 給紙カセット
８２ 給紙ローラ
８３ コントローラ
８４ 走査光学系
８５ 感光体
８６ 中間転写体
８７ 定着ローラ
８８ 排紙ローラ
９０ 画像担持媒体
９０ａ 読取領域
９０ｂ 搬送方向
９５ 読み取り位置
９６、９７ 異物
θ１ 入射角度
θ２ 反射角度
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００５−２７７６７８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の形成された被計測対象物を検査する画像検査装置、画像検査方法、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、印刷物に対して光沢を付与できる印刷機が多数提案されている。具体的には、ＵＶニスを用いて光沢を付与するものや、紙に浸透しない透明インク、透明なトナーを使ったドット形成等、様々な方法が提案されている。そのため、印刷物の濃度分布検査を行うと共に、印刷物の光沢ムラを検査する光沢分布検査を行う装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、印刷物から反射した正反射光と拡散反射光を一つのカメラと二つの照明を使って画像データとして取り込み、印刷物の濃度分布と光沢度分布のデータを取得する装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光沢度分布を取得するためには正反射光のみのデータを必要とするが、特許文献１に開示された装置の構成を単に適用しても、正反射光のみをカメラで撮像することは難しく、拡散反射光が含まれてしまう。加えて、白紙は拡散反射光が強いため、正反射光が埋もれてしまう場合がある。
【０００５】
又、特許文献１は、正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを、正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離する構成に関しては開示していない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを、精度良く正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離することが可能な画像検査装置、画像検査方法、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本画像検査装置は、画像が形成された被計測対象物に斜め方向から照明光を照射する第１の光照明手段と、前記被計測対象物に前記第１の光照明手段とは異なる方向から照明光を照射する第２の光照明手段と、前記第１の光照明手段から前記被計測対象物に照射された前記照明光の反射光、及び、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照射された前記照明光の反射光を受光する撮像手段と、前記被計測対象物に代えて設置可能な、鏡面を有する第１の基準板と、前記被計測対象物に代えて設置可能な、拡散面を有する第２の基準板と、前記画像を検査する画像検査手段と、を有し、前記画像検査手段は、前記第１の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量と、前記第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量との比に基づいて補正係数を算出し、前記第１の光照明手段から前記被計測対象物に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量から、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量に前記補正係数を乗じた値を減算した光量を、前記第１の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量を用いてシェーディング補正した値に基づいて前記画像の光沢分布を検査することを要件とする。
【０００８】
本画像検査方法は、第１の光照明手段から第２の基準板の拡散面に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を撮像手段で受光する第１工程と、第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に前記第１工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第２工程と、前記第１の光照明手段から第１の基準板の鏡面に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第３工程と、前記第１工程で受光した前記反射光の光量と、前記第２工程で受光した前記反射光の光量との比に基づいて前記補正係数を算出する第４工程と、前記第１の光照明手段から画像が形成された被計測対象物に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第５工程と、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に前記第５工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第６工程と、前記第５工程で前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量から、前記第６工程で前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量に前記補正係数を乗じた値を減算した光量を、前記第３工程で受光した前記反射光の光量を用いてシェーディング補正した値に基づいて前記画像の光沢分布を検査する第７工程と、を有することを要件とする。
【０００９】
本画像形成装置は、画像担持媒体に画像を形成する画像形成装置であって、本発明に係る画像検査装置を備え、前記画像検査装置は、前記画像担持媒体に形成された前記画像の光沢分布及び濃度分布の何れか一方又は双方を検査することを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを、精度良く正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離することが可能な画像検査装置、画像検査方法、及びこれを備えた画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る画像検査装置を例示する側面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画像検査装置を例示する正面図である。
【図３Ａ】基準板１５Ａの特性を例示する図である。
【図３Ｂ】基準板１５Ｂの特性を例示する図である。
【図４Ａ】読取用背景１６Ａの特性を例示する図である。
【図４Ｂ】読取用背景１６Ｂの特性を例示する図である。
【図４Ｃ】読取用背景１６Ｃの特性を例示する図である。
【図５Ａ】基準板移動装置を例示する平面図である。
【図５Ｂ】基準板移動装置を例示する側面図である。
【図６】画像検査装置の校正処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】撮像素子１３で取得した画像データＣａの一例を示す図である。
【図８】撮像素子１３で取得した画像データＣｂの一例を示す図である。
【図９】撮像素子１３で取得した画像データＣｃの一例を示す図である。
【図１０】ステップＳ１０７で算出した補正係数Ｃｄの一例を示す図である。
【図１１】画像検査装置の補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】撮像素子１３で取得した画像データＤａの一例を示す図である。
【図１３】撮像素子１３で取得した画像データＤｂの一例を示す図である。
【図１４】ステップＳ２０４で算出した拡散反射光データＤｃの一例を示す図である。
【図１５】ステップＳ２０５で算出した正反射光データＤｄの一例を示す図である。
【図１６】ステップＳ２０６で算出した濃度分布データＤｅの一例を示す図である。
【図１７】ステップＳ２０６で算出した光沢度分布データＤｆの一例を示す図である。
【図１８】画像検査装置の異常処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】撮像素子１３で取得した画像データＦａの一例を示す図（その１）である。
【図２０】基準板の読み取り位置上に異物が存在する状態を例示する図である。
【図２１】撮像素子１３で取得した画像データＦａの一例を示す図（その２）である。
【図２２】第３の実施の形態に係る画像検査装置を例示する図である。
【図２３】基準板角度変更装置を例示する斜視図である。
【図２４】画像検査装置の角度調整処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５Ａ】ステップＳ４０１で取得した画像データＧａ（±０度）の一例を示す図である。
【図２５Ｂ】ステップＳ４０１で取得した画像データＧｂ（＋１度）の一例を示す図である。
【図２５Ｃ】ステップＳ４０１で取得した画像データＧｃ（−１度）の一例を示す図である。
【図２６】第４の実施の形態に係る画像形成装置を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る画像検査装置を例示する側面図である。図２は、第１の実施の形態に係る画像検査装置を例示する正面図である。なお、説明の便宜上、図２において図１の一部の構成要素を省略している。
【００１４】
図１及び図２を参照するに、画像検査装置１０は、光沢用照明装置１１と、濃度用照明装置１２と、撮像素子１３と、搬送手段１４と、基準板１５とを有する。又、９０は被計測対象物である紙等の画像担持媒体（以降、画像担持媒体９０とする）を、９０ａは画像検査装置１０にて光沢分布及び濃度分布を読み取ることが可能な１ラインの読取領域（以降、読取領域９０ａとする）を、９０ｂは画像担持媒体９０の搬送方向（以降、搬送方向９０ｂとする）を、それぞれ示している。撮像素子１３の前段に結像レンズを配置しても構わない。図１及び図２では、画像担持媒体９０が搬送される方向をＸ方向（副走査方向）、画像担持媒体９０が載置される面内のＸ方向に垂直な方向をＹ方向（主走査方向）、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向としている（以降の図においても同様）。
【００１５】
なお、以降の説明において、正反射光とは、光沢用照明装置１１から画像担持媒体９０に照射される照明光の入射角度と同じ角度で、入射方向とは反対側に反射する反射光を指し、拡散反射光とは、正反射光以外の反射光を指す。
【００１６】
光沢用照明装置１１は、画像担持媒体９０の読取領域９０ａ（画像担持媒体９０のＹ方向の１ライン。以降同様）に所定の入射角度θ１で入射する照明光１１ａを照射する機能を有する。１１ｂは、画像担持媒体９０の読取領域９０ａに入射角度θ１で入射した照明光１１ａが読取領域９０ａで反射された正反射光を示している（以降、正反射光１１ｂとする）。すなわち、入射角度θ１＝反射角度θ２である。なお、ＪＩＳ規格では、光沢度を計測する際の入射角度と反射角度は、２０度、４５度、６０度、７５度、８５度と規定されており、一般的には６０度が広く用いられている。
【００１７】
光沢用照明装置１１としては、例えば複数の発光素子が画像担持媒体９０の読取領域９０ａに平行な方向（Ｙ方向）に並設されたもの等を用いることができる。発光素子としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）や有機ＥＬ素子（Organic Electro-Luminescence素子）等を用いることができる。特にＬＥＤは、蛍光灯等と比べて発光方向の指向性が高く、他の方向への出射光が少ないためフレア光が発生し難く、本実施の形態に係る発光素子として好適である。なお、光沢用照明装置１１は、本発明に係る第１の光照明手段の代表的な一例である。光沢用照明装置１１の有する発光素子の個数は任意に設定して構わないが、画像担持媒体９０の読取領域９０ａの全域に対して漏れなく正反射光を生じる照明光を発生させため、密に配置することが好ましい。
【００１８】
濃度用照明装置１２は、画像担持媒体９０の読取領域９０ａに所定の角度で入射する照明光１２ａを照射する機能を有する。所定の角度は、入射角度θ１と異なる角度であれば任意で構わないが、例えば９０ｄｅｇとすることができる。濃度用照明装置１２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。なお、光沢用照明装置１１と濃度用照明装置１２が同時に光を出射することはなく、撮像素子１３の駆動に合わせて交互に光を出射したり、何れか一方が随時光を出射したりするように構成されている。なお、濃度用照明装置１２は、本発明に係る第２の光照明手段の代表的な一例である。
【００１９】
撮像素子１３は、画像担持媒体９０の読取領域９０ａに平行な方向（Ｙ方向）に並設された複数の画素を備え、光沢用照明装置１１から画像担持媒体９０の読取領域９０ａに照射された照明光１１ａの正反射光１１ｂの光量を取得する機能を有する。又、撮像素子１３は、濃度用照明装置１２から画像担持媒体９０の読取領域９０ａに照射された照明光１２ａの拡散反射光１２ｂの光量を取得する機能を有する。すなわち、撮像素子１３は、光沢用照明装置１１から画像担持媒体９０の読取領域９０ａに照射された照明光の正反射光を撮像可能な位置に配置されている。又、撮像素子１３は、濃度用照明装置１２から画像担持媒体９０の読取領域９０ａに照射された照明光の拡散反射光を撮像可能な位置に配置されている。
【００２０】
撮像素子１３としては、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＭＯＳ（Complimentary Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）等を用いることができる。カラー画像を対象とする場合には、ＲＧＢの各色に感度を有する３ラインタイプ等の撮像素子を用いれば良い。なお、撮像素子１３は、本発明に係る撮像手段の代表的な一例である。
【００２１】
搬送手段１４は、画像担持媒体９０を、搬送方向９０ｂ（図１のＸ方向）に搬送する機能を有する。基準板１５は、読取領域９０ａに交換可能な状態で配置可能に構成された略直方体状の板である。基準板１５は、通常は、読取領域９０ａに配置されたまま移動せず、画像担持媒体９０のみが搬送手段１４により基準板１５上を搬送方向９０ｂの方向に搬送される。但し、後述の基準板移動装置２０等を用いて、複数の基準板が順番に読取領域９０ａに配置されるように構成しても良い。基準板１５については、別途詳述する。
【００２２】
演算部１９は、撮像素子１３が受光した正反射光量又は拡散反射光量のデータを画像データとして取得し、各種の演算処理を実行する機能を有する。演算部１９は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ等を有する。演算部１９の図示しないメモリには、光沢分布を検査するためのプログラム等が記録されており、このプログラムが図示しないＣＰＵにより実行されることで、演算部１９の各種機能が実現される。但し、光沢分布を検査するためのプログラム等は、光記録媒体や磁気記録媒体等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていても構わない。なお、演算部１９は、本発明に係る画像検査手段の代表的な一例である。
【００２３】
画像検査装置１０における光沢分布及び濃度分布の検査は以下のように行われる。すなわち、画像検査装置１０は、初めに光沢用照明装置１１を点灯し（濃度用照明装置１２は消灯）、１ラインの読取領域９０ａに照明光１１ａを照射する。そして、撮像素子１３で読取領域９０ａからの正反射光１１ｂの光量を取得する。そして、取得した正反射光１１ｂの光量に基づいて、読取領域９０ａの光沢分布を検査する。次に画像検査装置１０は、濃度用照明装置１２を点灯し（光沢用照明装置１１は消灯）、１ラインの読取領域９０ａに照明光１２ａを照射する。そして、撮像素子１３で読取領域９０ａからの拡散反射光１２ｂの光量を取得する。そして、取得した拡散反射光１２ｂの光量に基づいて、読取領域９０ａの濃度分布を検査する。これで、１ライン（１次元）の光沢分布及び濃度分布の検査が終了する。
【００２４】
１ライン（１次元）の光沢分布及び濃度分布の検査が終了すると、搬送手段１４は、画像担持媒体９０を搬送方向９０ｂに所定の距離だけ搬送する。そして次の１ライン（１次元）について上記と同様の検査を行う。この動作を繰り返すことにより、２次元の光沢分布及び濃度分布の検査を行うことができる。
【００２５】
しかしながら、以上に説明した画像検査装置１０の構成のみでは、撮像素子１３で正反射光のみを測定することはできず、拡散反射光の一部も測定されてしまう。そこで、本実施の形態では、基準板１５を用いて、撮像素子１３で取得した光量データを補正する。
【００２６】
基準板１５としては、例えば用途の異なる２枚の基準板、すなわち、鏡面を有する基準板１５Ａと、拡散面を有する基準板１５Ｂとを用いることができる。基準板１５Ａの鏡面は、拡散反射が全くない完全鏡面であることが理想である。基準板１５Ｂの拡散面は、どの方向から見ても等しい輝度の光を反射する完全拡散面であることが理想である。図３Ａは、基準板１５Ａの特性を例示する図である。図３Ａに示すように、基準板１５Ａは、例えば光沢度が１００％の鏡面を有する板とすることができる。図３Ｂは、基準板１５Ｂの特性を例示する図である。図３Ｂに示すように、基準板１５Ｂは、例えば光沢度が０％の白色の拡散面を有する板とすることができる。なお、基準板１５Ａは、本発明に係る第１の基準板の代表的な一例であり、基準板１５Ｂは、本発明に係る第２の基準板の代表的な一例である。
【００２７】
被計測対象物（画像担持媒体９０）を撮像する場合には、基準板１５Ａ又は１５Ｂ上に被計測対象物を載置するが、被計測対象物と基準板１５Ａ又は１５Ｂとの間に最適な読取用背景を設置することが好ましい。図４Ａ〜図４Ｃに、読取用背景の一例を示す。図４Ａは、読取用背景１６Ａの特性を例示する図である。読取用背景１６Ａは、光沢度が０％の白色である。図４Ｂは、読取用背景１６Ｂの特性を例示する図である。読取用背景１６Ｂは、光沢度が０％の黒色である。図４Ｃは、読取用背景１６Ｃの特性を例示する図である。読取用背景１６Ｃは、ガラス又はハーフミラーである。
【００２８】
読取用背景を白色の読取用背景１６Ａ（図４Ａ参照）とした場合は、被計測対象物が紙のように薄いものであると、光が被計測対象物を透過して、読取用背景１６Ａからの反射光も撮像してしまう。そこで、例えば、読取用背景を黒色の読取用背景１６Ｂ（図４Ｂ参照）とすることにより、読取用背景１６Ｂまで透過した光の反射光を少しでも減らし、光沢分布検査の精度を上げることができる。又、読取用背景からの反射光を減らすため、読取用背景１６C（図４Ｃ参照）のように、ガラスやハーフミラー等を用いて光を逃がし、撮像される光量を減らしても良い。
【００２９】
又、濃度分布検査において、被計測対象物が白い紙である場合には、白色の読取用背景１６Ａ（図４Ａ参照）を用い、紙と印刷された文字、絵を明確に区別できる方が良い場合もある。つまり、被計測対象物の種類や測定データの種類（光沢データか濃度データか）に対応して、読取用背景を変更することが望ましい。
【００３０】
又、基準板１５Ａと１５Ｂとは、基準板移動装置等を用いて自動的に読取位置９０ａに配置できる。図５Ａは、基準板移動装置を例示する平面図である。図５Ｂは、基準板移動装置を例示する側面図である。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、基準板移動装置２０は、ベルト２１と、ベルト駆動部２２とを有する。ベルト２１は、ベルト駆動部２２に駆動されて矢印方向に搬送される。ベルト２１には、基準板１５Ａ及び１５Ｂが隣接するように固着されている。
【００３１】
この状態で、ベルト駆動部２２を駆動すると、ベルト２１とともに基準板１５Ａ及び１５Ｂが矢印方向に移動するため、読取位置９０ａに配置される基準板（基準板１５Ａ又は１５Ｂ）を自動で切り替えることができる。更に、基準板１５Ａと１５Ｂの上に読取用背景１６Ａ〜１６Ｃの何れかを載置しておけば、読取用背景が載置された基準板（基準板１５Ａ又は１５Ｂ）を基準板移動装置２０を用いて自動的に読取位置９０ａに配置できる。
【００３２】
次に、基準板１５Ａ及び１５Ｂを用いた画像検査装置１０の校正処理について説明する。なお、画像検査装置１０の校正は、初期設定時や、照明光や環境の変化等、画像検査装置１０に対して影響する外乱が発生した際に行う。なお、校正処理時には、基準板のみが読取位置９０ａに配置され、被計測対象物である画像担持媒体９０や読取用背景は配置されない。
【００３３】
図６は、画像検査装置の校正処理の一例を示すフローチャートである。図６を参照するに、始めにステップＳ１００では、基準板１５Ａを画像検査装置１０の読取領域９０ａに接置する。次いでステップＳ１０１では、撮像素子１３のダイナミックレンジを越えないように、光沢用照明装置１１の照度を調整する。次いでステップＳ１０２では、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＣａとして取得する。図７に撮像素子１３で取得した画像データＣａの一例を示す。図７において、横軸は主走査方向（図１や図５Ａ等のＹ方向）、縦軸は画像信号（撮像素子１３で取得した反射光の光量）である。
【００３４】
次いでステップＳ１０３では、基準板１５Ａに代えて基準板１５Ｂを画像検査装置１０の読取領域９０ａに接置する。次いでステップＳ１０４では、撮像素子１３のダイナミックレンジを越えないように、濃度用照明装置１２の照度を調整する。次いでステップＳ１０５では、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ｂで反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＣｂとして取得する。図８に撮像素子１３で取得した画像データＣｂの一例を示す。図８において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００３５】
次いでステップＳ１０６では、濃度用照明装置１２のみを点灯し、基準板１５Ｂで反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＣｃとして取得する。図９に撮像素子１３で取得した画像データＣｃの一例を示す。図９において横軸及び縦軸は、図７の場合と同様である。
【００３６】
次いでステップＳ１０７では、補正係数Ｃｄを算出する。補正係数Ｃｄは、『補正係数Ｃｄ＝画像データＣｂ／画像データＣｃ』（式１）により算出できる。図１０にステップＳ１０７で算出した補正係数Ｃｄの一例を示す。図１０において、横軸は主走査方向（図１や図５Ａ等のＹ方向）、縦軸は補正係数である。拡散反射光は全方位に等しく反射される光であるため、画像データＣｂと画像データＣｃは、多少の誤差はあるが、スケールが違う同じ分布を持った拡散反射光である。そこで、画像データＣｂに混入する拡散反射光を取り除くために、光沢用照明装置１１と濃度用照明装置１２とのスケールの違いを補正する補正係数Ｃｄを算出する。補正係数Ｃｄによって濃度用照明装置１２のみを点灯して取得した画像データＣｃから、光沢用照明装置１１のみを点灯して取得した画像データＣｂに混入する拡散反射光のみを推定できる。
【００３７】
次に、画像検査装置１０の補正係数Ｃｄによる補正処理について説明する。図１１は、画像検査装置の補正処理の一例を示すフローチャートである。図１１では、補正係数Ｃｄを用いて被計測対象物の画像データを取得する。図１１を参照するに、始めにステップＳ２００では、基準板１５Ａ上に読取用背景１６Ａ〜１６Ｃ（図４Ａ〜図４Ｃ参照）の何れか１つを載置する。次いでステップＳ２０１では、被計測対象物である画像担持媒体９０を、搬送手段１４により搬送方向９０ｂの方向に搬送し、読取領域９０ａに移動させる。
【００３８】
次いでステップＳ２０２では、濃度用照明装置１２のみを点灯し、画像担持媒体９０で反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＤａとして取得する。図１２に撮像素子１３で取得した画像データＤａの一例を示す。図１２において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。次いでステップＳ２０３では、光沢用照明装置１１のみを点灯し、画像担持媒体９０で反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＤｂとして取得する。この反射光は、主に正反射光であるが拡散反射光も含まれている。図１３に撮像素子１３で取得した画像データＤｂの一例を示す。図１３において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００３９】
次いでステップＳ２０４では、図７のステップＳ１０７で算出した補正係数Ｃｄを用いて、ステップＳ２０２で取得した画像データＤａから拡散反射光データＤｃを算出する。拡散反射光データＤｃは、ステップＳ２０３の反射光に含まれていた拡散反射光に相当するものである。拡散反射光データＤｃは、『拡散反射光データＤｃ＝画像データＤａ×補正係数Ｃｄ』（式２）により算出できる。図１４にステップＳ２０４で算出した拡散反射光データＤｃの一例を示す。図１４において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００４０】
次いでステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で算出した拡散反射光データＤｃから正反射光データＤｄを算出する。正反射光データＤｄは、ステップＳ２０３の反射光に含まれていた正反射光に相当するものである。正反射光データＤｄは、『正反射光データＤｄ＝画像データＤｂ−拡散反射光データＤｃ』（式３）により算出できる。図１５にステップＳ２０５で算出した正反射光データＤｄの一例を示す。図１５において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００４１】
次いでステップＳ２０６では、シェーディング補正を行い、濃度分布データＤｅと、光沢度分布データＤｆを算出する。濃度分布データＤｅは、『濃度分布データＤｅ＝２５５×画像データＤａ／画像データＣｃ』（式４）により算出できる。光沢度分布データＤｆは、『光沢度分布データＤｆ＝２５５×画像データＤｄ／画像データＣａ』（式５）により算出できる。図１６にステップＳ２０６で算出した濃度分布データＤｅの一例を、図１７にステップＳ２０６で算出した光沢度分布データＤｆの一例を示す。図１６及び図１７において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。これにより、１ラインの読取が終了する。なお、シェーディング補正とは、撮像素子１３の感度のバラツキや光学系の周辺減光による信号の歪み等を補正することである。
【００４２】
次いでステップＳ２０７では、被計測対象物である画像担持媒体９０全体の読取が終了したか否かを判定する。画像担持媒体９０全体の読取が終了していないと判定した場合（Ｎｏの場合）には、ステップＳ２０１に移行し、前述の処理を繰り返す。すなわち、搬送手段１４により画像担持媒体９０を図１のＸ方向に所定の距離だけ搬送し、次の１ライン（１次元）についての濃度分布データＤｅ及び光沢分布データＤｆを算出する。この動作を繰り返すことにより、１ライン（１次元）についての濃度分布データＤｅ及び光沢分布データＤｆの集合である、画像担持媒体９０全体（２次元）の濃度分布データＥａ及び光沢分布データＥｂを算出できる。
【００４３】
ステップＳ２０７で、画像担持媒体９０全体の読取が終了したと判定した場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ２０８に移行し、画像担持媒体９０全体（２次元）の濃度分布データＥａ及び光沢分布データＥｂを外部記憶装置等に保存する。又、必要に応じて、濃度分布データＥａ及び光沢分布データＥｂを外部出力装置等に出力する。
【００４４】
このように、第１の実施の形態によれば、画像検査装置１０に、用途の異なる２枚の基準板１５Ａ及び１５Ｂを設け、光沢用照明装置１１及び濃度用照明装置１２の照度分布の偏りや、撮像素子１３で取得される正反射光及び拡散反射光の強度差を考慮して画像データを補正する。これにより、正反射光と拡散反射光が含まれた光に基づくデータを、精度良く正反射光のみに基づくデータと拡散反射光のみに基づくデータに分離することが可能となり、信頼度の高い光沢度分布検査及び濃度分布検査を実現できる。
【００４５】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、画像検査装置の校正処理（図６参照）前に、基準板の汚れ等の異常を検知し、異常処理を行う例を示す。図１８は、画像検査装置の異常処理の一例を示すフローチャートである。図１８に示す異常処理は、図６のステップＳ１０２の前に実行するものである。
【００４６】
始めにステップＳ３００では、濃度用照明装置１２のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で画像データＦａとして取得する。濃度用照明装置１２は、撮像素子１３に正反射光が入射しない角度に設置するため、基準板１５Ａが正常な場合（ゴミや汚れがない場合）は、図１９に示すように画像データＦａは略ゼロとなる。しかし、図２０に示すように、基準板１５Ａの読み取り位置９５上にゴミや汚れ等の異物９６や９７が存在すると、異物９６や９７が存在する部分だけ拡散反射されるため、図２１に示すように、画像データＦａは、異物９６や９７が存在する部分だけ高い数値となる。なお、図１９及び図２１において、横軸及び縦軸は図７の場合と同様である。
【００４７】
次いでステップＳ３０１では、画像データＦａの異常を検知する。具体的には、ステップＳ３００で取得した画像データＦａが、予め設定した所定の閾値Ｔｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ３０１で、閾値Ｔｈ以上であると判定した場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ３０２に移行し、基準板１５Ａに異物９６や９７が存在することをユーザに警告し、基準板１５Ａのクリーニング指示を与える。ステップＳ３０１で、閾値Ｔｈ未満であると判定した場合（Ｎｏの場合）には、基準板１５Ａに異物９６や９７が存在しないと判断して異常処理を終了する。
【００４８】
このように、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、基準板の汚れを検知することにより、ユーザに基準板の汚れを警告することや、基準板のクリーニングを指示することが可能となり、異常な光沢度分布データが測定されることを未然に防止できる。
【００４９】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、入射角度と反射角度が等しく設定されているか否かを確認し、等しく設定されていない場合には、入射角度と反射角度が等しくなるように光沢用照明装置や撮像素子の角度を調整する例を示す。
【００５０】
前述のように、ＪＩＳ規格では、光沢度を計測する際の入射角度と反射角度は、２０度、４５度、６０度、７５度、８５度と規定されており、一般的には６０度が広く用いられている。しかし、入射角度と反射角度が工場出荷時に精度良く調整されていても、その後の輸送等により光沢用照明装置１１や撮像素子１３の位置がずれて、入射角度と反射角度が一致しなくなる虞がある。
【００５１】
図２２は、第３の実施の形態に係る画像検査装置を例示する図である。図２２を参照するに、第３の実施の形態に係る画像検査装置３０は、基準板角度変更装置３１、光沢用照明角度変更装置３２、及び撮像素子角度変更装置３３を有する点が、画像検査装置１０（図１及び図２参照）とは相違する。以下、画像検査装置３０について、画像検査装置１０と同一構成部分の説明は極力省略し、画像検査装置１０と相違する点を中心に説明する。
【００５２】
基準板角度変更装置３１は、図２３に示すように、基準板１５Ａを軸１５Ｘを中心に回動可能に構成した装置である。基準板角度変更装置３１を用いると、基準板１５Ａを所定の角度毎に動かして、その角度毎に反射光のデータを取得し、最も読取信号値が高くなる角度を求めることができる。
【００５３】
光沢用照明角度変更装置３２は、光沢用照明装置１１を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ａ方向に回動可能に構成した装置である。光沢用照明装置１１を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ａ方向に回動することにより、例えば、光沢用照明装置１１を照明光１１ａの入射角度θ１が０〜９０度程度の範囲となる位置に移動できる。
【００５４】
撮像素子角度変更装置３３は、撮像素子１３を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ｂ方向に回動可能に構成した装置である。撮像素子１３を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ｂ方向に回動することにより、撮像素子１３を例えば、反射角度θ２が０〜９０度程度の範囲の正反射光を受光できる位置に移動できる。
【００５５】
以下、画像検査装置３０において、入射角度θ１と反射角度θ２が一致するように調整する具体的な方法について説明する。図２４は、画像検査装置の角度調整処理の一例を示すフローチャートである。図２４を参照するに、始めにステップＳ４００では、基準板角度変更装置３１の基準板１５Ａを軸１５Ｘを中心に回動させ、側面視において、基準板１５Ａの上辺（濃度用照明装置１２等の側の辺）が、Ｘ方向に一致するように角度調整する。この位置を基準位置（角度±０度）とする。なお、入射角度θ１が増える方向（入射角度θ２が減る方向）に回動する場合を『＋』、入射角度θ１が減る方向（入射角度θ２が増える方向）に回動する場合を『−』とする。
【００５６】
次いでステップＳ４０１では、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で基準位置（角度±０度）の画像データＧａとして取得する。続いて、基準板角度変更装置３１の基準板１５Ａを軸１５Ｘを中心に回動させ、側面視において、基準板１５Ａの上辺（濃度用照明装置１２等の側の辺）が、基準位置に対して＋１度となるように角度調整する。そして、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で＋１度の画像データＧｂとして取得する。同様に、基準板角度変更装置３１の基準板１５Ａを軸１５Ｘを中心に回動させ、側面視において、基準板１５Ａの上辺（濃度用照明装置１２等の側の辺）が、基準位置に対して−１度となるように角度調整する。そして、光沢用照明装置１１のみを点灯し、基準板１５Ａで反射された反射光を、撮像素子１３で−１度の画像データＧｃとして取得する。
【００５７】
次いでステップＳ４０２では、全ての角度で画像データの取得が終了したか否かを判定する。ステップＳ４０２で画像データの取得が終了していないと判定した場合（Ｎｏの場合）には、ステップＳ４００に移行して同様の処理を繰り返す。ステップＳ４０２で画像データの取得が終了したと判定した場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ４０３に移行する。
【００５８】
次いでステップＳ４０３では、ステップＳ４０１で読み取った画像データＧａ、Ｇｂ、Ｇｃを比較して、読み取った画像信号値（受光した光量）が最も大きい角度を修正角度に決定する。以下に一例を示す。図２５Ａは、ステップＳ４０１で取得した画像データＧａ（±０度）の一例を示す図である。図２５Ｂは、ステップＳ４０１で取得した画像データＧｂ（＋１度）の一例を示す図である。図２５Ｃは、ステップＳ４０１で取得した画像データＧｃ（−１度）の一例を示す図である。この場合には、画像データＧｂ（＋１度）の画像信号値が最も大きい。従って、＋１度を修正角度に決定する。
【００５９】
次いでステップＳ４０４では、光沢用照明角度変更装置３２により光沢用照明装置１１を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ａ方向に回動させ、現在の位置から＋１度移動させる。この場合は、基準位置に対する入射角度θ１が現在よりも１度増えることになる。或いは、光沢用照明装置１１を移動させる代わりに、撮像素子角度変更装置３３により撮像素子１３を読取領域９０ａを中心としてＸＺ平面上で矢印Ｂ方向に回動させ、現在の位置から−１度移動させても良い。この場合は、基準位置に対する反射角度θ２が現在よりも１度増えることになる。
【００６０】
なお、図２４の例では、基準板１５Ａの角度を１度刻みで幅３度（−１度、±０度、＋１度）で切り替えたが、これ以外の設定でも良いことは言うまでもない。角度の刻みが小さく角度の幅が大きいほど詳細な調整ができるが、比例して処理時間が長くなる。
【００６１】
又、図２２及び図２３の例では、主走査方向（Ｙ方向）に回転軸を設けたが、副走査方向（Ｘ方向）に回転軸を設けても良いし、主走査方向（Ｙ方向）と副走査方向（Ｘ方向）の両方に回転軸を設けても良い。更に、光沢用照明装置１１と撮像素子１３の角度のみでなく、被計測対象物が載置されるステージ等の角度を調整しても良い。
【００６２】
このように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、入射角度と反射角度が等しく設定されているか否かを確認でき、等しく設定されていない場合には、入射角度と反射角度が等しくなるように光沢用照明装置や撮像素子の角度を調整できる。
【００６３】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る画像検査装置１０を有する画像形成装置の例を示す。図２６は、第４の実施の形態に係る画像形成装置を例示する模式図である。図２６を参照するに、画像形成装置８０は、第１の実施の形態に係る画像検査装置１０と、給紙カセット８１ａと、給紙カセット８１ｂと、給紙ローラ８２と、コントローラ８３と、走査光学系８４と、感光体８５と、中間転写体８６と、定着ローラ８７と、排紙ローラ８８とを有する。９０は、画像担持媒体（紙等）を示している。
【００６４】
画像形成装置８０において、給紙カセット８１ａ及び８１ｂから図示しないガイド、給紙ローラ８２により搬送された画像担持媒体９０が、走査光学系８４により感光体８５に露光され、色材が付与されて現像される。現像された画像が中間転写体８６上に、次いで、中間転写体８６から画像担持媒体９０上に転写される。画像担持媒体９０上に転写された画像は定着ローラ８７により定着され、画像形成された画像担持媒体９０は排紙ローラ８８により排紙される。画像検査装置１０は、定着ローラ８７の後段に設置されている。
【００６５】
このように、第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態に係る画像検査装置１０を画像形成装置８０の所定の位置に装備することにより、画像形成された画像担持媒体９０の光沢分布を高精度で検査でき、更に濃度分布も検査できる。又、光沢分布や濃度分布の検査結果を画像の形成にフィードバックすることにより、画像担持媒体９０上に高品質な画像を形成できる。なお、画像検査装置１０に代えて、画像検査装置２０を搭載しても構わない。
【００６６】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０、３０ 画像検査装置
１１ 光沢用照明装置
１１ａ、１２ａ 照明光
１１ｂ 正反射光
１２ 濃度用照明装置
１２ｂ 拡散反射光
１３ 撮像素子
１４ 搬送手段
１５、１５Ａ、１５Ｂ 基準板
１５ｘ 軸
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 読取用背景
１９ 演算部
２０ 基準板移動装置
２１ ベルト
２２ ベルト駆動部
３１ 基準板角度変更装置
３２ 光沢用照明角度変更装置
３３ 撮像素子角度変更装置
８０ 画像形成装置
８１ａ 給紙カセット
８１ｂ 給紙カセット
８２ 給紙ローラ
８３ コントローラ
８４ 走査光学系
８５ 感光体
８６ 中間転写体
８７ 定着ローラ
８８ 排紙ローラ
９０ 画像担持媒体
９０ａ 読取領域
９０ｂ 搬送方向
９５ 読み取り位置
９６、９７ 異物
θ１ 入射角度
θ２ 反射角度
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００５−２７７６７８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成された被計測対象物に斜め方向から照明光を照射する第１の光照明手段と、
前記被計測対象物に前記第１の光照明手段とは異なる方向から照明光を照射する第２の光照明手段と、
前記第１の光照明手段から前記被計測対象物に照射された前記照明光の反射光、及び、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照射された前記照明光の反射光を受光する撮像手段と、
前記被計測対象物に代えて設置可能な、鏡面を有する第１の基準板と、
前記被計測対象物に代えて設置可能な、拡散面を有する第２の基準板と、
前記画像を検査する画像検査手段と、を有し、
前記画像検査手段は、
前記第１の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量と、前記第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量との比に基づいて補正係数を算出し、
前記第１の光照明手段から前記被計測対象物に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量から、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量に前記補正係数を乗じた値を減算した光量を、前記第１の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量を用いてシェーディング補正した値に基づいて前記画像の光沢分布を検査する画像検査装置。
【請求項２】
前記鏡面は完全鏡面であり、前記拡散面は完全拡散面である請求項１記載の画像検査装置。
【請求項３】
前記画像検査手段は、
前記第２の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照射された照明光の反射光の光量に基づいて、前記第１の基準板の前記鏡面の光反射状態が正常であるか否かを判定する請求項１又は２記載の画像検査装置。
【請求項４】
予め定めた初期位置に対して前記第１の基準板の前記鏡面の角度を変更する基準板角度変更装置を更に有し、
前記画像検査手段は、
前記基準板角度変更装置が変更した前記第１の基準板の前記鏡面の角度毎に、前記第１の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照射された照明光の反射光の光量を取得し、取得した前記光量に基づいて、前記第１の光照明手段と前記撮像手段との角度誤差を算出する請求項１乃至３の何れか一項記載の画像検査装置。
【請求項５】
前記角度誤差が小さくなるように、前記第１の光照明手段又は前記撮像手段を移動させる移動手段を更に有する請求項４記載の画像検査装置。
【請求項６】
前記画像検査手段は、
前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量を、前記第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量を用いてシェーディング補正したデータに基づいて前記画像の濃度分布を検査する請求項１乃至５の何れか一項記載の画像検査装置。
【請求項７】
第１の光照明手段から第２の基準板の拡散面に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を撮像手段で受光する第１工程と、
第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に前記第１工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第２工程と、
前記第１の光照明手段から第１の基準板の鏡面に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第３工程と、
前記第１工程で受光した前記反射光の光量と、前記第２工程で受光した前記反射光の光量との比に基づいて前記補正係数を算出する第４工程と、
前記第１の光照明手段から画像が形成された被計測対象物に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第５工程と、
前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に前記第５工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第６工程と、
前記第５工程で前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量から、前記第６工程で前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量に前記補正係数を乗じた値を減算した光量を、前記第３工程で受光した前記反射光の光量を用いてシェーディング補正した値に基づいて前記画像の光沢分布を検査する第７工程と、を有する画像検査方法。
【請求項８】
前記鏡面は完全鏡面であり、前記拡散面は完全拡散面である請求項７記載の画像検査方法。
【請求項９】
前記第２の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に前記第１工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第８工程と、
前記第７工程で受光した前記反射光の光量に基づいて、前記第１の基準板の前記鏡面の光反射状態が正常であるか否かを判定する第９工程と、を更に有する請求項７又は８記載の画像検査方法。
【請求項１０】
予め定めた初期位置に対して前記第１の基準板の前記鏡面の角度を変更する基準板角度変更装置が変更した前記第１の基準板の前記鏡面の角度毎に、前記撮像手段で前記第１の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照射された照明光の反射光の光量を取得する第１０工程と、
前記第１０工程で取得した前記光量に基づいて、前記第１の光照明手段と前記撮像手段との角度誤差を算出する第１１工程と、を更に有する請求項７乃至９の何れか一項記載の画像検査方法。
【請求項１１】
前記角度誤差が小さくなるように、前記第１の光照明手段又は前記撮像手段を移動させる第１２工程を更に有する請求項１０記載の画像検査方法。
【請求項１２】
前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量を、前記第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量を用いてシェーディング補正したデータに基づいて前記画像の濃度分布を検査する第１３工程を更に有する請求項７乃至１１の何れか一項記載の画像検査方法。
【請求項１３】
画像担持媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１乃至６の何れか一項記載の画像検査装置を備え、
前記画像検査装置は、前記画像担持媒体に形成された前記画像の光沢分布及び濃度分布の何れか一方又は双方を検査する画像形成装置。
【請求項１】
画像が形成された被計測対象物に斜め方向から照明光を照射する第１の光照明手段と、
前記被計測対象物に前記第１の光照明手段とは異なる方向から照明光を照射する第２の光照明手段と、
前記第１の光照明手段から前記被計測対象物に照射された前記照明光の反射光、及び、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照射された前記照明光の反射光を受光する撮像手段と、
前記被計測対象物に代えて設置可能な、鏡面を有する第１の基準板と、
前記被計測対象物に代えて設置可能な、拡散面を有する第２の基準板と、
前記画像を検査する画像検査手段と、を有し、
前記画像検査手段は、
前記第１の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量と、前記第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量との比に基づいて補正係数を算出し、
前記第１の光照明手段から前記被計測対象物に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量から、前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量に前記補正係数を乗じた値を減算した光量を、前記第１の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量を用いてシェーディング補正した値に基づいて前記画像の光沢分布を検査する画像検査装置。
【請求項２】
前記鏡面は完全鏡面であり、前記拡散面は完全拡散面である請求項１記載の画像検査装置。
【請求項３】
前記画像検査手段は、
前記第２の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照射された照明光の反射光の光量に基づいて、前記第１の基準板の前記鏡面の光反射状態が正常であるか否かを判定する請求項１又は２記載の画像検査装置。
【請求項４】
予め定めた初期位置に対して前記第１の基準板の前記鏡面の角度を変更する基準板角度変更装置を更に有し、
前記画像検査手段は、
前記基準板角度変更装置が変更した前記第１の基準板の前記鏡面の角度毎に、前記第１の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照射された照明光の反射光の光量を取得し、取得した前記光量に基づいて、前記第１の光照明手段と前記撮像手段との角度誤差を算出する請求項１乃至３の何れか一項記載の画像検査装置。
【請求項５】
前記角度誤差が小さくなるように、前記第１の光照明手段又は前記撮像手段を移動させる移動手段を更に有する請求項４記載の画像検査装置。
【請求項６】
前記画像検査手段は、
前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量を、前記第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量を用いてシェーディング補正したデータに基づいて前記画像の濃度分布を検査する請求項１乃至５の何れか一項記載の画像検査装置。
【請求項７】
第１の光照明手段から第２の基準板の拡散面に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を撮像手段で受光する第１工程と、
第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に前記第１工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第２工程と、
前記第１の光照明手段から第１の基準板の鏡面に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第３工程と、
前記第１工程で受光した前記反射光の光量と、前記第２工程で受光した前記反射光の光量との比に基づいて前記補正係数を算出する第４工程と、
前記第１の光照明手段から画像が形成された被計測対象物に斜め方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第５工程と、
前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に前記第５工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第６工程と、
前記第５工程で前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量から、前記第６工程で前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量に前記補正係数を乗じた値を減算した光量を、前記第３工程で受光した前記反射光の光量を用いてシェーディング補正した値に基づいて前記画像の光沢分布を検査する第７工程と、を有する画像検査方法。
【請求項８】
前記鏡面は完全鏡面であり、前記拡散面は完全拡散面である請求項７記載の画像検査方法。
【請求項９】
前記第２の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に前記第１工程とは異なる方向から照明光を照射し、前記照明光の反射光を前記撮像手段で受光する第８工程と、
前記第７工程で受光した前記反射光の光量に基づいて、前記第１の基準板の前記鏡面の光反射状態が正常であるか否かを判定する第９工程と、を更に有する請求項７又は８記載の画像検査方法。
【請求項１０】
予め定めた初期位置に対して前記第１の基準板の前記鏡面の角度を変更する基準板角度変更装置が変更した前記第１の基準板の前記鏡面の角度毎に、前記撮像手段で前記第１の光照明手段から前記第１の基準板の前記鏡面に照射された照明光の反射光の光量を取得する第１０工程と、
前記第１０工程で取得した前記光量に基づいて、前記第１の光照明手段と前記撮像手段との角度誤差を算出する第１１工程と、を更に有する請求項７乃至９の何れか一項記載の画像検査方法。
【請求項１１】
前記角度誤差が小さくなるように、前記第１の光照明手段又は前記撮像手段を移動させる第１２工程を更に有する請求項１０記載の画像検査方法。
【請求項１２】
前記第２の光照明手段から前記被計測対象物に照射された照明光の反射光の光量を、前記第２の光照明手段から前記第２の基準板の前記拡散面に照明光を照射した場合に前記撮像手段で受光される前記照明光の反射光の光量を用いてシェーディング補正したデータに基づいて前記画像の濃度分布を検査する第１３工程を更に有する請求項７乃至１１の何れか一項記載の画像検査方法。
【請求項１３】
画像担持媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１乃至６の何れか一項記載の画像検査装置を備え、
前記画像検査装置は、前記画像担持媒体に形成された前記画像の光沢分布及び濃度分布の何れか一方又は双方を検査する画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図４Ｃ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２６】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図２】
【図４Ｃ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２６】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【公開番号】特開２０１２−２６０１（Ｐ２０１２−２６０１Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３６４３２（Ｐ２０１０−１３６４３２）
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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