JP2018165013A - パターン抽出装置、画像形成装置、及びパターン抽出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メディア上に形成されたパターンを高精度に、かつ、容易に抽出できるパターン抽出装置、画像形成装置、及びパターン抽出方法を提供する。
【解決手段】パターン抽出装置は、メディアに照明光を照射する光源を含み、前記メディアに形成されたパターンを撮像する撮像部と、前記撮像部と前記メディアとの相対位置を変更する位置変更部と、前記撮像部と前記メディアの相対位置を変更して前記パターンを複数回撮像し、得られた複数の撮像画像と、前記撮像画像を撮像した前記撮像部及び前記メディアとの相対位置とに基づいて、前記撮像画像における前記パターンを抽出するパターン抽出部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、パターン抽出装置、画像形成装置、及びパターン抽出方法に関する。

従来、メディア上に形成されたテストパターンを判定する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の装置では、メディア（記録媒体）上のテストパターンを撮像する前に、メディアのテストパターンが形成されていない部分（メディア表面）を複数回撮像する。そして、これらの複数回の撮像により得られた、メディア表面の撮像画像から、補正データを生成する。この後、メディア上のテストパターンが形成された部分を撮像し、テストパターンの撮像画像から補正データを減算することで、テストパターンの撮像画像から、照明ムラ等のノイズ成分を除去する。

特開２００６−１６２９６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、テストパターンの撮像前又は撮像後に、テストパターンが形成されていないメディア表面を複数回撮像する必要があり、処理が煩雑となる。
また、テストパターンの撮像時と、メディア表面の撮像時との時間差が大きい場合、照明光の照明ムラが変動する場合がある。さらに、テストパターンの撮像位置におけるメディアから撮像装置までの距離と、メディア表面の撮像位置におけるメディアから撮像装置までの距離とが異なる場合もある。これらの場合、テストパターンの撮像画像における照明ムラと、メディア表面の撮像画像における照明ムラとが異なるものとなる。よって、テストパターンの撮像画像から、適正な照明ムラを差し引くことができず、テストパターンを精度よく検出できないとの課題がある。

本発明は、メディア上に形成されたパターンを高精度に、かつ、容易に抽出できるパターン抽出装置、画像形成装置、及びパターン抽出方法を提供することを目的とする。

本発明の一適用例に係るパターン抽出装置は、メディアに照明光を照射する光源を含み、前記メディアに形成されたパターンを撮像する撮像部と、前記撮像部と前記メディアとの相対位置を変更する位置変更部と、前記撮像部と前記メディアの相対位置を変更して前記パターンを複数回撮像し、得られた複数の撮像画像と、前記撮像画像を撮像した際の前記撮像部及び前記メディアとの相対位置とに基づいて、前記撮像画像における前記パターンを抽出するパターン抽出部と、を備えることを特徴とする。

本適用例では、メディアと撮像部との相対位置を変更しながら、メディア上のパターンを複数回撮像する。そして、パターン抽出部は、各撮像画像と、メディアと撮像部との相対位置とに基づいて、パターンを抽出する。
この場合、パターンの撮像前後に、メディア表面等を別途撮像する必要がなく、パターン抽出に係る処理を簡略化できる。
また、本適用例では、同じパターンに対して複数回の撮像を実施する。この場合、複数回の撮像を連続して行うことができるので、メディアに照射される照明光は一定と見なすことができ、光源の経時変化等による照明むらの変化の影響を抑制できる。
また、各撮像画像における照明ムラを同一と見なすことができるので、パターン抽出部は、各撮像画像が得られた際の撮像部とメディアとの相対位置と、各撮像画像とに基づいて、照明ムラを除去したパターンを容易に抽出することができる。

本適用例のパターン抽出装置において、前記位置変更部は、前記撮像部の位置を変更することが好ましい。
本適用例では、位置変更部は、メディアに対して撮像部の位置を変更する（撮像部を移動させる）。位置変更部によりメディアの位置を移動させる場合、メディアの移動時にメディアに皺等が発生するおそれがある。これに対して、上記のように、撮像部を移動させる構成では、メディアの皺の発生を抑制できる。

本適用例のパターン抽出装置において、前記位置変更部は、前記メディアの位置を変更してもよい。
本適用例では、位置変更部は、メディアの位置を変更する、つまり、メディアを搬送方向に移動させることで、撮像部とメディアとの相対位置を変更する。この場合、メディアの搬送方向に沿ってパターンを抽出することができる。

本適用例のパターン抽出装置において、前記パターン抽出部は、複数の前記撮像画像の差分画像の積分値により、前記パターンを抽出することが好ましい。
本適用例では、メディアと撮像部との相対位置を異ならせて撮像された複数の撮像画像の差分画像の積分値を用いてパターンを抽出する。この場合、パターン抽出時に、複雑な演算が不要となり、容易に目的とするパターンを抽出することができる。

本発明の一適用例に係る画像形成装置は、上述のようなパターン抽出装置と、前記パターンを前記メディアに形成する画像形成部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、画像形成装置が上述のようなパターン抽出装置を備えている。この場合、画像形成部により形成されたパターンを、別途設けられたパターン抽出装置に移動させることなく、画像形成部により形成されたパターンを、そのままパターン抽出装置により抽出することができる。

本発明の一適用例に係るパターン抽出方法は、メディアに照明光を照射する光源を含む撮像部と、前記メディアとの相対位置を変更して、前記撮像部により前記メディアに形成されたパターンを複数回撮像する第一ステップと、前記第一ステップで得られた複数の撮像画像と、前記第一ステップで前記撮像画像を撮像した際の前記撮像部及び前記メディアとの相対位置とに基づいて、前記撮像画像における前記パターンを抽出する第二ステップと、を実施することを特徴とする。
本適用例では、第一ステップで、メディアと撮像部との相対位置を変更しながら、メディア上のパターンを複数回撮像し、第二ステップで、各撮像画像と、メディアと撮像部との相対位置とに基づいて、パターンを抽出する。このため、上記適用例と同様、パターンの撮像前後にメディア表面等を別途撮像する必要がなく、パターン抽出に係る処理を簡略化できる。また、同じパターンに対して複数回の撮像を実施するため、複数回の撮像を連続して行うことができ、光源の経時変化等による照明ムラの変化の影響を抑制できる。さらに、各撮像画像における照明ムラを同一と見なすことができるので、パターン抽出部は、各撮像画像が得られた際の撮像部とメディアとの相対位置と、各撮像画像とに基づいて、照明ムラを除去したパターンを容易に抽出することができる。

本実施形態のプリンターの外観の構成例を示す図。 本実施形態のプリンターの概略構成を示すブロック図。 本実施形態の撮像部の概略構成を示す図。 本実施形態のプリンターの制御ユニットに含まれるＣＰＵの機能構成を示したブロック図。 本実施形態のプリンターにおける補正処理を示すフローチャート。 撮像画像に含まれる光量分布とパターンとを示す図。 第一パターン画像及び第二パターン画像の一例を示す図。 本実施形態のパターン抽出方法を説明するための図。

以下、本発明に係る一実施形態について説明する。本実施形態では、本発明のパターン抽出装置及び画像形成装置の一例として、プリンター１（インクジェットプリンター）について、以下説明する。

［プリンターの概略構成］
図１は、本実施形態のプリンター１の外観の構成例を示す図である。図２は、本実施形態のプリンター１の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、プリンター１は、供給ユニット１１、搬送ユニット１２と、キャリッジ１３と、キャリッジ移動ユニット１４と、制御ユニット１５（図２参照）と、を備えている。このプリンター１は、例えばパーソナルコンピューター等の外部機器２０から入力された印刷データに基づいて、各ユニット１１，１２，１４及びキャリッジ１３を制御し、メディアＭ上に画像を印刷する。また、本実施形態のプリンター１は、予め設定された元画像データに基づいてメディアＭ上の所定位置にテストパターン（パターン）を形成し、当該テストパターンの撮像画像を取得して画像処理を行い、印刷された画像が適正でない場合に補正処理を行う。
以下、プリンター１の各構成について具体的に説明する。

供給ユニット１１は、画像形成対象となるメディアＭ（例えば紙面等）を、画像形成位置に供給するユニットである。この供給ユニット１１は、例えばメディアＭが巻装されたロール体１１１（図１参照）、ロール駆動モーター（図示略）、及びロール駆動輪列（図示略）等を備える。そして、制御ユニット１５からの指令に基づいて、ロール駆動モーターが回転駆動され、ロール駆動モーターの回転力がロール駆動輪列を介してロール体１１１に伝達される。これにより、ロール体１１１が回転し、ロール体１１１に巻装された紙面がＹ方向（副走査方向）における下流側（＋Ｙ方向）に供給される。
なお、本実施形態では、ロール体１１１に巻装された紙面を供給する例を示すがこれに限定されない。例えば、トレイ等に積載された紙面等のメディアＭをローラー等によって例えば１枚ずつ供給する等、如何なる供給方法によってメディアＭが供給されてもよい。

搬送ユニット１２は、本発明の搬送機構であって、供給ユニット１１から供給されたメディアＭを、本発明の一方向であるＹ方向に沿って搬送する。この搬送ユニット１２は、搬送ローラー１２１と、搬送ローラー１２１とメディアＭを挟んで配置され、搬送ローラー１２１に従動する従動ローラー（図示略）と、プラテン１２２と、を含んで構成されている。
搬送ローラー１２１は、図示略の搬送モーターからの駆動力が伝達され、制御ユニット１５の制御により搬送モーターが駆動されると、その回転力により回転駆動されて、従動ローラーとの間にメディアＭを挟み込んだ状態でＹ方向に沿って搬送する。また、搬送ローラー１２１のＹ方向の下流側（＋Ｙ側）には、キャリッジ１３に対向するプラテン１２２が設けられている。
本実施形態では、搬送ユニット１２は、メディアＭをＹ方向に搬送する。よって、搬送ユニット１２は、メディアＭと撮像部１７との相対位置を変更する位置変更部の１つを構成する。

キャリッジ１３は、メディアＭに対して画像を印刷する印刷部１６と、メディアＭ上の所定の測定位置（測定領域）の撮像処理を行う撮像部１７と、を搭載する。なお、キャリッジ１３に、分光測定器を別途搭載する構成などとしてもよい。
このキャリッジ１３は、キャリッジ移動ユニット１４によって、Ｙ方向と交差する主走査方向（Ｘ方向）に沿って移動可能に設けられている。
また、キャリッジ１３は、フレキシブル回路１３１により制御ユニット１５に接続され、制御ユニット１５からの指令に基づいて、印刷部１６による印刷処理（メディアＭに対する画像形成処理）及び、撮像部１７による撮像処理を実施する。
なお、キャリッジ１３の詳細な構成については後述する。

キャリッジ移動ユニット１４は、キャリッジ１３を移動させる移動機構を構成し、制御ユニット１５からの指令に基づいて、キャリッジ１３をＸ方向に沿って往復移動させる。
このキャリッジ移動ユニット１４は、例えば、キャリッジガイド軸１４１と、キャリッジモーター１４２と、タイミングベルト１４３と、を含んで構成されている。
キャリッジガイド軸１４１は、Ｘ方向に沿って配置され、両端部がプリンター１の例えば筐体に固定されている。キャリッジモーター１４２は、タイミングベルト１４３を駆動させる。タイミングベルト１４３は、キャリッジガイド軸１４１と略平行に支持され、キャリッジ１３の一部が固定されている。そして、制御ユニット１５の指令に基づいてキャリッジモーター１４２が駆動されると、タイミングベルト１４３が正逆走行され、タイミングベルト１４３に固定されたキャリッジ１３がキャリッジガイド軸１４１にガイドされて往復移動する。
本実施形態では、キャリッジ移動ユニット１４は、撮像部１７が搭載されたキャリッジをＸ方向に移動させる。よって、キャリッジ移動ユニット１４は、メディアＭと撮像部１７との相対位置を変更する位置変更部の１つを構成する。

次に、キャリッジ１３に設けられる印刷部１６、及び撮像部１７の構成について説明する。
［印刷部の構成］
印刷部１６は、本発明の画像形成部であって、メディアＭと対向する部分に、インク滴（液体）を個別にメディアＭ上に吐出して、メディアＭ上に画像を形成する。
この印刷部１６は、複数色のインクに対応したインクカートリッジ（図示略）が着脱自在に装着されており、各インクカートリッジからインクタンク（図示略）にチューブ（図示略）を介してインクが供給される。また、印刷部１６の下面（メディアＭに対向する位置）には、インク滴を吐出するノズル（図示略）が、各色に対応して設けられている。これらのノズルには、例えばピエゾ素子が配置されており、ピエゾ素子を駆動させることで、インクタンクから供給されたインク滴が吐出されてメディアＭに着弾し、ドットが形成される。

［撮像部の構成］
図３は、撮像部１７の概略構成を示す図である。
撮像部１７は、光源１７１と、撮像レンズ１７２と、撮像素子１７３と、を含んで構成され、例えばキャリッジ１３において、印刷部１６の＋Ｘ側で、かつ＋Ｙ側に配置されている。なお、撮像部１７に設けられる撮像素子としては、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の各種イメージセンサーを用いることができる。
このような撮像部１７は、光源１７１からの照明光をメディアＭに照射し、メディアＭで反射された光を、撮像レンズ１７２を介して撮像素子１７３に入射させる。撮像素子１７３は、入射した画像光に基づいた画像信号（撮像画像の画像データ）を出力し、当該画像信号は、例えば、Ｉ−Ｖ変換器、増幅器、及びＡＤ変換器等を有する撮像回路を介して制御ユニット１５に入力される。

［制御ユニットの構成］
次に、制御ユニット１５について説明する。
制御ユニット１５は、本発明の制御部であり、図２に示すように、Ｉ／Ｆ１５１と、ユニット制御回路１５２と、メモリー１５３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５４と、を含んで構成されている。
Ｉ／Ｆ１５１は、外部機器２０から入力される印刷データをＣＰＵ１５４に入力する。
ユニット制御回路１５２は、供給ユニット１１、搬送ユニット１２、印刷部１６、光源１７１、撮像部１７、及びキャリッジ移動ユニット１４をそれぞれ制御する制御回路を備えており、ＣＰＵ１５４からの指令信号に基づいて、各ユニットの動作を制御する。なお、各ユニットの制御回路が、制御ユニット１５とは別体に設けられ、制御ユニット１５に接続されていてもよい。

メモリー１５３は、プリンター１の動作を制御する各種プログラムや各種データが記憶されている。
各種データとしては、例えば、テストパターン（以降、単にパターンと略す）を印刷するための元画像データ、所定色を形成する際の各インクの吐出量や、所定位置にインク滴を着弾させるためのインク滴の吐出タイミング等を記憶した印刷プロファイルデータ等が挙げられる。

図４は、プリンター１の制御ユニット１５に含まれるＣＰＵ１５４の機能構成を示したブロック図である。
ＣＰＵ１５４は、メモリー１５３に記憶された各種プログラムを読み出し実行することで、図４に示すように、走査制御部１５４Ａ、印刷制御部１５４Ｂ、撮像制御部１５４Ｃ、パターン抽出部１５４Ｄ、及び補正部１５４Ｅ等として機能する。

走査制御部１５４Ａは、供給ユニット１１、搬送ユニット１２、及びキャリッジ移動ユニット１４を駆動させる旨の指令信号をユニット制御回路１５２に出力する。これにより、ユニット制御回路１５２は、供給ユニット１１のロール駆動モーターを駆動させて、メディアＭを搬送ユニット１２に供給させる。また、ユニット制御回路１５２は、搬送ユニット１２の搬送モーターを駆動させて、メディアＭの所定領域をプラテン１２２のキャリッジ１３に対向する位置まで、Ｙ方向に沿って搬送させる。また、ユニット制御回路１５２は、キャリッジ移動ユニット１４のキャリッジモーター１４２を駆動させて、キャリッジ１３をＸ方向に沿って移動させる。

印刷制御部１５４Ｂは、例えば外部機器２０から入力された印刷データに基づいて、印刷部１６を制御する旨の指令信号をユニット制御回路１５２に出力する。印刷制御部１５４Ｂからユニット制御回路１５２に指令信号が出力されると、ユニット制御回路１５２は、印刷部１６に印刷制御信号を出力し、ノズルに設けられたピエゾ素子を駆動させてメディアＭに対してインクを吐出させる。なお、印刷を実施する際は、キャリッジ１３がＸ方向に沿って移動されて、その移動中に印刷部１６からインクを吐出させてドットを形成するドット形成動作と、メディアＭをＹ方向に搬送する搬送動作とを交互に繰り返し、複数のドットから構成される画像をメディアＭに印刷する。この際、印刷制御部１５４Ｂは、印刷プロファイルデータに基づいて、インク滴の吐出量や吐出タイミングを制御して、目標となる位置にインク滴を着弾させる。

撮像制御部１５４Ｃは、撮像処理を実施する。具体的には、撮像制御部１５４Ｃは、撮像部１７を制御して撮像素子１７３を駆動させ、撮像素子１７３から入力された画像信号（撮像画像）を取得する。

パターン抽出部１５４Ｄは、撮像部１７により撮像されたパターンに対する撮像画像に基づいて、メディアＭに形成されたパターンを抽出する。なお、パターン抽出部１５４Ｄの詳細な説明は後述する。

補正部１５４Ｅは、パターン抽出部１５４Ｄにより抽出されたパターンに基づいて、各種補正処理を実施するための補正量を算出する。各種補正処理としては、例えば、パターンの色むらを検出することで、印刷部１６におけるインクの吐出量等を補正する色むら補正、パターンの形成位置を検出することで、インクの吐出方向等を補正する画像位置補正等が挙げられる。
これにより、印刷制御部１５４Ｂは、補正部１５４Ｅにより算出された補正量に基づいて、印刷部１６による印刷処理（インク滴の吐出速度や吐出タイミング）を制御する。

［補正方法］
次に、本実施形態のプリンター１における印刷部１６の補正方法、特に、メディアＭに形成されたパターンの抽出方法について説明する。なお、ここでは、Ｘ方向に沿ったパターンの形成位置を抽出する方法について説明する。
図５は、プリンター１の補正方法を示すフローチャートである。
プリンター１は、例えばユーザー操作や外部機器２０からの入力により、補正処理を行う旨の指令を受け付けると、走査制御部１５４Ａ及び印刷制御部１５４ＢによりメディアＭに対してパターンを印刷させる（ステップＳ１）。
このステップＳ１では、走査制御部１５４Ａは、供給ユニット１１、搬送ユニット１２を制御して、プラテン１２２の所定位置にメディアＭを搬送させ、印刷制御部１５４Ｂは、印刷部１６を制御して、搬送されたメディアＭの所定位置にパターンを印刷する。このパターンは、例えばメモリー１５３に予め記憶された元画像データに基づいて印刷される。したがって、走査制御部１５４Ａは、元画像データに従ってメディアＭの搬送量、キャリッジ１３の移動量を制御し、印刷制御部１５４Ｂは、元画像データに基づいて、キャリッジ１３が所定位置に位置した際に所定色のインクを吐出させてパターンを形成する。また、必要に応じて、乾燥機構により吐出したインクを乾燥させてもよい。

次に、走査制御部１５４Ａは、搬送ユニット１２及びキャリッジ移動ユニット１４を制御して、キャリッジ１３（撮像部１７）をパターンの形成位置に移動させる（ステップＳ２）。
そして、撮像制御部１５４Ｃは、撮像部１７を制御して、パターンの撮像画像を撮像させる（ステップＳ３）。ここで、撮像される撮像画像を第一パターン画像ｇ_１とする。撮像により得られた第一パターン画像ｇ_１は、適宜メモリー１５３に記憶される。

この後、走査制御部１５４Ａは、キャリッジ移動ユニット１４を制御して、キャリッジ１３（撮像部１７）をＸ方向に所定寸法（ｘ_０）だけ移動させる（ステップＳ４）。すなわち、メディアＭに対する撮像部１７の相対位置をｘ_０だけ変更する。この移動量ｘ_０は、少なくとも１ピクセル以上であり、撮像部１７の撮像範囲内に第一パターン画像ｇ_１で撮像したパターンが含まれる範囲（例えば１０ピクセル以下）となるように、キャリッジ１３（撮像部１７）を移動させる移動量である。移動量ｘ_０を大きくすることで、パターン抽出に係る処理を高速化でき、移動量ｘ_０を小さくすることで、パターン抽出時の解像度を高くできる。したがって、印刷部１６の補正内容に従って、移動量ｘ_０を設定すればよい。
そして、ステップＳ４の後、撮像制御部１５４Ｃは、撮像部１７を制御して、パターンの撮像画像を撮像させる（ステップＳ５）。ここで、撮像される撮像画像を第二パターン画像ｇ_２とする。撮像により得られた第二パターン画像ｇ_２は、適宜メモリー１５３に記憶される。
なお、本実施形態のステップＳ２からステップＳ５の処理は、メディアＭと撮像部１７との相対位置を変更しながら複数の撮像画像を撮像する第一ステップに相当する。

次に、パターン抽出部１５４Ｄは、第一パターン画像ｇ_１及び第二パターン画像ｇ_２に基づいて、パターンを抽出する（ステップＳ６；第二ステップ）。
以下、パターン抽出部１５４Ｄによるパターン抽出のメカニズム、及び具体的な処理内容について詳細に説明する。
図６は、撮像画像に含まれる光量分布とパターンとを示す図である。図７は、第一パターン画像ｇ_１及び第二パターン画像ｇ_２の一例を示す図である。図８は、パターン抽出方法を説明するための図である。
ステップＳ２からステップＳ５により撮像された撮像画像には、図６に示すように、メディアＭにて反射された光源１７１の照明光の照明ムラ（光量分布）と、メディアＭに形成されたパターンとが含まれる。ここで、本実施形態では、撮像部１７に光源１７１が含まれており、かつ、第一パターン画像ｇ_１の撮像位置から第二パターン画像ｇ_２の撮像位置までの移動距離が十分に小さく、撮像時間間隔も短い。よって、第一パターン画像ｇ_１の位置ｘにおける光量分布ｆ_１（ｘ）と、第二パターン画像ｇ_２における位置ｘにおける光量分布ｆ_１（ｘ）とは、同一であると見なすことができる。

一方、第二パターン画像ｇ_２は、第一パターン画像ｇ_１の撮像位置から撮像部１７をＸ方向にｘ_０だけ移動した位置での撮像画像である。したがって、第一パターン画像ｇ_１に含まれるパターンの位置ｘは、第二パターン画像ｇ_２において、位置ｘ＋ｘ_０に移動する。よって、第一パターン画像ｇ_１の位置ｘのパターンの反射率をｆ_２（ｘ）とすると、第二パターン画像ｇ_２の位置ｘにおける反射率は、第一パターン画像ｇ_１の位置ｘ−ｘ_０のパターンの反射率ｆ_２（ｘ−ｘ_０）と等しいと見なすことができる。
すなわち、第一パターン画像ｇ_１における位置ｘにおける画素値（階調値）ｇ_１（ｘ）及び第二パターン画像ｇ_２の位置ｘにおける画素値（階調値）ｇ_２（ｘ）は、下記式（１）（２）として示すことができる。

また、上記式（１）（２）の両辺の対数をとると、下記式（３）（４）となる。

式（３）（４）において、Ｆ_１（ｘ）＝ｌｎｆ_１（ｘ）、Ｆ_２（ｘ）＝ｌｎｆ_２（ｘ）と置くと、式（３）（４）は、下記式（５）（６）となる。

ここで、式（５）と式（６）の差分をとると、下記式（７）となり、光源１７１の光量分布の項が消去される。

ところで、Ｆ_２（ｘ）の数値微分は、下記式（８）となり、式（７）に示すＧ（ｘ）を用いて表すことができる。

よって、Ｆ_２（ｘ）は、式（８）を積分することで下記式（９）に示すように求めることができる。

また、Ｆ_２（ｘ）＝ｌｎｆ_２（ｘ）であるため、抽出するパターンの反射率ｆ_２（ｘ）は、下記式（１０）により得ることができる。

すなわち、パターン抽出部１５４Ｄは、図８に示すように、第一パターン画像ｇ_１及び第二パターン画像ｇ_２の各画素値を対数処理した後、これらの差分画像Ｇ（ｘ）の積分値を算出することで、式（１０）によりパターンの反射率ｆ_２（ｘ）を算出する（パターンを抽出する）。

なお、上記は、１つのパターンに対する２つの撮像画像に基づいてパターンの反射率ｆ_２（ｘ）を抽出する例であるが、パターン抽出部１５４Ｄは、１つのパターンに対して撮像された複数（３つ以上）の撮像画像からパターン抽出処理を行ってもよい。例えば、３の撮像画像を用いる場合では、第一パターン画像ｇ_１と第二パターン画像ｇ_２とに基づくパターンの反射率、第二パターン画像ｇ_２と第三パターン画像とに基づくパターンの反射率、第一パターン画像ｇ_１と第三パターン画像とに基づくパターンの反射率の３つを算出し、これらの平均値を、求めるべきパターンの反射率ｆ_２（ｘ）としてもよい。

この後、補正部１５４Ｅは、印刷された全てのパターンが抽出されたか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７でＮｏと判定された場合、走査制御部１５４Ａは、搬送ユニット１２及びキャリッジ移動ユニット１４を制御して、キャリッジ１３（撮像部１７）を次のパターンの形成位置に移動させ（ステップＳ８）、ステップＳ３からステップＳ６の処理を繰り返す。すなわち、走査制御部１５４Ａは、搬送ユニット１２を制御してメディアＭをＹ方向に少なくとも１ピクセル以上となる所定の搬送量だけ搬送させて、Ｘ方向に沿ったパターン抽出を繰り返し実施する。これにより、抽出された各パターンをＹ方向に繋ぎ合せて合成することで、メディアＭに形成されたパターン全体の形状を抽出することが可能となる。この際、ステップＳ８において、Ｙ方向に搬送するメディアＭの搬送量を小さくすることで、Ｙ方向に対するパターン抽出の解像度を向上させることが可能となる。

一方、ステップＳ７において、Ｙｅｓと判定された場合、補正部１５４Ｅは、抽出されたパターン（パターンの反射率ｆ_２（ｘ））に基づいて、印刷補正処理を実施する（ステップＳ９）。例えば、補正部１５４Ｅは、算出されたパターンの反射率ｆ_２（ｘ）に基づいて、印刷部１６におけるインク吐出量やインク吐出位置、吐出タイミング等を補正する補正量を算出する。これにより、以降の印刷部１６による印刷処理で、算出された補正量を用いた印刷処理を実施することで、インクの濃度むらや、印刷位置等が補正された画像の印刷が可能となる。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態のプリンター１は、メディアＭに画像を形成する印刷部１６と、メディアＭに形成されたパターンを撮像する撮像部１７と、が搭載されたキャリッジ１３を有し、キャリッジ１３をＸ方向に沿って移動させるキャリッジ移動ユニット１４を備える。そして、プリンター１は、メディアＭと撮像部１７との相対位置を変更して、メディアＭに形成されたパターンの撮像画像を撮像部１７により複数回撮像させ、これらの撮像画像と、メディアＭと撮像部１７との相対位置とに基づいて、パターンを抽出する。つまり、撮像部１７によりパターンを撮像した第一パターン画像ｇ_１と、第一パターン画像ｇ１が撮像された位置よりも撮像部１７をｘ_０だけ移動させてパターンを撮像した際の第二パターン画像ｇ_２と、を取得し、これらのパターン画像と撮像部１７の移動量ｘ_０とによりパターンの反射率ｆ_２（ｘ）を抽出する。

このような本実施形態では、パターンの撮像前後に、メディアＭのパターンが形成されていない部分（白色部分等）を別途撮像する必要がなく、パターン抽出に係る処理を簡略化できる。
また、本実施形態では、同一のパターンに対して複数回の撮像を実施するので、複数回の撮像を連続して行うことができる。
つまり、従来のように、パターン形成位置とパターン形成位置以外の白色部分とを撮像する場合では、撮像部１７をパターン形成位置と、パターン形成位置以外の部分との間で移動させる必要があり、連続した画像撮像ができず、撮像画像の取得タイミングに時間差が生じる。この場合、光源１７１の経時変化の影響を受ける可能性があり、パターン形成位置の撮像画像における光量分布と、パターン形成位置以外の部分の撮像画像における光量分布とが異なることがある。これに加え、パターン形成位置でのメディアＭから撮像部１７までの距離と、パターン形成位置以外の部分でのメディアＭから撮像部１７までの距離と、が異なる場合がある。この場合も、パターン形成位置の撮像画像における光量分布と、パターン形成位置以外の部分の撮像画像における光量分布とが異なる分布となる。したがって、パターン形成位置の撮像画像から、パターン形成位置以外の撮像画像の光量分布を差し引いた際、誤差が大きくなり、パターンの抽出精度が低下する。よって、補正部１５４Ｅによる算出される補正量も精度の低いものとなる。

これに対して、本実施形態では、第一パターン画像ｇ_１の撮像時と第二パターン画像ｇ_２の撮像時とは、撮像位置が、例えば１〜１０ピクセル程度の範囲内で異なる程度であり、撮像部１７が当該撮像位置間を移動する際の光源１７１の経時変化は極めて小さく、測定精度への影響を無視できる程度となる。また、同じパターンを撮像するので、撮像部１７からメディアＭまでの距離の変動も抑制される。したがって、第一パターン画像ｇ_１と第二パターン画像ｇ_２とにおける光量分布を同一と見なすことができる。
さらに、例えば光沢性の紙面等を用いた場合、各撮像画像に撮像部１７の反射像が映り込むこともあるが、これらの像が各撮像画像上の同一位置に現れることになるので、これらの撮像画像から撮像部１７の反射像を容易に除去することもできる。
したがって、パターン抽出部１５４Ｄは、撮像された第一パターン画像ｇ_１及び第二パターン画像ｇ_２と、これらの画像が撮像された際の撮像部１７とメディアＭとの相対位置の差（撮像部１７の移動量ｘ_０）とに基づいて、光源分布を容易に、かつ精度よく除去することができ、精度よくパターンを抽出することができる。
これにより、プリンター１の補正部１５４Ｅでは、上記のように抽出されたパターンに基づいて、印刷部１６に対する補正量を適切に算出でき、印刷部１６における高精度な印刷補正を実施することができる。

本実施形態では、第一パターン画像ｇ_１が撮像された撮像位置から、撮像部１７をＸ方向に移動させて、第二パターン画像ｇ_２を撮像する。
メディアＭを移動させる場合、メディアＭに皺等が発生するおそれがあり、メディアＭに皺が発生すると、撮像画像における光量分布が変化することがある。これに対して、上記のように、撮像部１７を移動させる構成では、メディアＭが移動しないので、メディアＭに新たな皺等が発生する不都合を抑制できる。これにより、精度よくメディアＭ上のパターンを抽出することができる。

本実施形態では、パターン抽出部１５４Ｄは、第一パターン画像ｇ_１及び第二パターン画像ｇ_２の各画素の画素値を対数処理した後、これらの差分画像の積分値を算出して、式（１０）によりパターンの反射率ｆ_２（ｘ）を算出する。
これにより、複雑な演算が不要となり、式（１０）に基づいて、容易に目的とするパターンを抽出することができる。

［変形例］
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。

上記実施形態では、メディアＭに対する撮像部１７の位置をＸ方向にｘ_０だけ相対位置を変更してＸ方向に沿ったパターンの抽出処理を、Ｙ方向の位置を変更して、複数回実施することで、Ｙ方向に対するパターン抽出も可能とした。
これに対して、同一パターンに対して、Ｙ方向での撮像位置がそれぞれ異なる複数の撮像画像と、メディアＭと撮像部１７との相対位置とに基づいて、Ｙ方向に対するパターン抽出を実施してもよい。この場合、第一パターン画像ｇ_１の撮像の後、搬送ユニット１２により、メディアＭをＹ方向に所定量（ｙ_０）移動させることで、メディアＭと撮像部１７との相対位置をＹ方向に沿ってｙ_０だけ変更し、第二パターン画像ｇ２を撮像させる。
この場合も、上記実施形態と同様の処理により、パターンを抽出することができ、上記式（１）〜（１０）において、「ｘ」を「ｙ」に変更すればよい。
また、メディアＭを撮像部１７に対して移動させる場合では、例えば、プラテン１２２に吸着機構を設ける等、メディアＭでの皺の発生を抑制する機構を設けることが好ましい。

上記実施形態では、メディアＭと撮像部１７の相対位置をＸ方向に沿って変更する場合には、撮像部１７をＸ方向に移動させ、Ｙ方向に沿って変更する場合には、メディアＭをＹ方向に搬送する例を示した。これに対して、撮像部１７が、Ｘ方向及びＹ方向のいずれの方向にも移動可能となる構成としてもよい。
この場合、Ｙ方向に沿ったパターンの抽出を実施する場合でも、撮像部１７を移動させることで、メディアＭと撮像部１７との相対位置を変更することができ、メディアＭに皺等が発生する不都合を抑制できる。
また、撮像部１７がプリンター１の所定位置に固定される構成としてもよい。この場合では、メディアＭをＸ方向及びＹ方向に移動させる搬送機構を設けることで、メディアＭと撮像部１７との相対位置を変更することが可能となる。

上記実施形態のプリンター１では、キャリッジ１３に印刷部１６と撮像部１７とが搭載され、メディアＭに対してキャリッジが移動可能となる構成であるが、これに限定されない。
例えば、メディアＭの−Ｘ側端部から＋Ｘ側端部に亘って設けられた印刷部（ラインヘッド）が、プリンターに固定される構成としてもよい。この場合、撮像部１７のみが搭載されたキャリッジ１３を、Ｘ方向に移動させる構成とすればよい。

上記実施形態では、プリンター１が画像形成装置及びパターン抽出装置として機能する例を示したが、例えば、これらを別体として構成、つまり、パターン抽出装置が、画像形成部を有さない構成としてもよい。この場合、他の画像形成装置によりメディアＭにパターンを形成する。そして、パターンが形成されたメディアＭをパターン抽出装置にセットし、上記実施形態と同様に、パターンを抽出する。

上記実施形態において、Ｘ方向に沿ったパターン抽出処理を、Ｙ方向の位置を変えながら複数回実施することで、メディアＭに形成されたパターン全体を抽出する例を示したが、例えば、Ｙ方向に対するパターン抽出が不要である場合等では、メディアＭをＹ方向に搬送する処理を省略してステップＳ９の処理を実施してもよい。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造などに適宜変更してもよい。

１…プリンター（画像形成装置）、１３…キャリッジ、１４…キャリッジ移動ユニット（位置変更部）、１５…制御ユニット、１６…印刷部（画像形成部）、１７…撮像部、１５４…ＣＰＵ、１５４Ａ…走査制御部、１５４Ｂ…印刷制御部、１５４Ｃ…撮像制御部、１５４Ｄ…パターン抽出部、１５４Ｅ…補正部、１７１…光源、１７２…撮像レンズ、１７３…撮像素子、Ｍ…メディア、ｇ_１…第一パターン画像、ｇ_２…第二パターン画像。

Claims (6)

1. メディアに照明光を照射する光源を含み、前記メディアに形成されたパターンを撮像する撮像部と、
   前記撮像部と前記メディアとの相対位置を変更する位置変更部と、
   前記撮像部と前記メディアの相対位置を変更して前記パターンを複数回撮像し、得られた複数の撮像画像と、前記撮像画像を撮像した際の前記撮像部及び前記メディアとの相対位置とに基づいて、前記撮像画像における前記パターンを抽出するパターン抽出部と、
   を備えることを特徴とするパターン抽出装置。
2. 請求項１に記載のパターン抽出装置において、
   前記位置変更部は、前記撮像部の位置を変更する
   ことを特徴とするパターン抽出装置。
3. 請求項１に記載のパターン抽出装置において、
   前記位置変更部は、前記メディアの位置を変更する
   ことを特徴とするパターン抽出装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパターン抽出装置において、
   前記パターン抽出部は、複数の前記撮像画像の差分画像の積分値により、前記パターンを抽出する
   ことを特徴とするパターン抽出装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパターン抽出装置と、
   前記パターンを前記メディアに形成する画像形成部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. メディアに照明光を照射する光源を含む撮像部と、前記メディアとの相対位置を変更して、前記撮像部により前記メディアに形成されたパターンを複数回撮像する第一ステップと、
   前記第一ステップで得られた複数の撮像画像と、前記第一ステップで前記撮像画像を撮像した際の前記撮像部及び前記メディアとの相対位置とに基づいて、前記撮像画像における前記パターンを抽出する第二ステップと、を実施する
   ことを特徴とするパターン抽出方法。