JP2019165412A - Imaging apparatus, colorimetry device, and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

To enhance colorimetric accuracy.SOLUTION: An imaging apparatus includes a light source which illuminates a subject through an opening, a reference chart which is illuminated by the light source and in a position closer to the light source than the subject, a sensor which images the reference chart with a first exposure time, and a light quantity adjustment part which adjusts the light quantity of the light source according to the result of imaging the reference chart with the first exposure time. The sensor images the subject imaged with the adjusted light quantity with a second exposure time longer than the first exposure time.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、撮像装置、測色装置および画像形成装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, a colorimetric apparatus, and an image forming apparatus.

従来、基準チャートと被写体(測色メディア)とを撮像対象としたイメージセンサと、撮像対象を照明する光源とを備えたカメラユニットを用い、基準チャートと被写体(測色メディア)とを撮像して被写体(測色メディア)の色を補正する技術が開示されている。   Conventionally, using a camera unit including an image sensor that captures a reference chart and a subject (colorimetric media) and a light source that illuminates the imaged object, the reference chart and the subject (colorimetric media) are imaged. A technique for correcting the color of a subject (colorimetric media) is disclosed.

特許文献1には、2種類の光量で補正値を作成し、測色時に測色対象の被写体(測色メディア)の画像の濃度に応じて光量を変更する技術が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228561 discloses a technique for creating correction values with two types of light amounts and changing the light amounts according to the image density of the subject (colorimetric media) to be colorimetrically measured.

しかしながら、従来技術によれば、測色対象の被写体(測色メディア)によって光量を変化させるため、光量の変化による光源の色のばらつきが発生する場合があった。   However, according to the prior art, since the light amount is changed depending on the subject (colorimetric medium) to be colorimetrically measured, there may be a variation in the color of the light source due to the change in the light amount.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、測色精度を高めることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to improve colorimetric accuracy.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、開口部を介して被写体を照明する光源と、前記光源によって照明され、前記被写体よりも前記光源に近い位置に基準チャートと、前記基準チャートを第1の露光時間で撮像するセンサと、前記第1の露光時間で前記基準チャートを撮像した結果に応じて前記光源の光量を調整する光量調整部と、を備え、前記センサは、前記調整された光量で撮像された被写体を、前記第1の露光時間よりも長い第2の露光時間で撮像する、ことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a light source that illuminates a subject through an opening, a reference chart that is illuminated by the light source and is closer to the light source than the subject, A sensor that images the reference chart with a first exposure time; and a light amount adjustment unit that adjusts the light amount of the light source according to a result of imaging the reference chart with the first exposure time. The subject imaged with the adjusted light amount is imaged with a second exposure time longer than the first exposure time.

本発明によれば、測色精度を高めることができる、という効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that the colorimetric accuracy can be increased.

図1は、第1の実施の形態にかかる画像形成装置の内部を透視して示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating the inside of the image forming apparatus according to the first embodiment. 図2は、画像形成装置の内部の機械的構成を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing an internal mechanical configuration of the image forming apparatus. 図3は、キャリッジに搭載される記録ヘッドの配置例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an arrangement example of the recording heads mounted on the carriage. 図4は、キャリッジの昇降機構を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a carriage lifting mechanism. 図5−1は、撮像ユニットの縦断面図である。FIG. 5A is a longitudinal sectional view of the imaging unit. 図5−2は、撮像ユニットの内部を透視して示す上面図である。FIG. 5B is a top view of the inside of the imaging unit seen through. 図5−3は、筐体の底面部を図5−1中のX2方向から見た平面図である。FIG. 5C is a plan view of the bottom surface of the housing as viewed from the X2 direction in FIG. 図6は、照明光源の構成例について説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the illumination light source. 図7は、基準チャートの具体例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example of the reference chart. 図8は、画像形成装置の制御機構の概略構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control mechanism of the image forming apparatus. 図9は、基準チャートと撮像対象とを同時に撮像した画像データの一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of image data obtained by simultaneously imaging the reference chart and the imaging target. 図10は、測色装置の制御機構の一構成例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the control mechanism of the color measurement device. 図11は、基準測色値および基準RGB値を取得する処理と基準値線形変換マトリックスを生成する処理を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining processing for acquiring a reference colorimetric value and a reference RGB value and processing for generating a reference value linear transformation matrix. 図12は、初期基準RGB値の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the initial reference RGB values. 図13は、基本測色処理を説明する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining basic colorimetry processing. 図14は、基本測色処理を説明する図である。FIG. 14 is a diagram for explaining basic colorimetry processing. 図15は、バランス調整前のRGB出力値について説明する図である。FIG. 15 is a diagram for explaining RGB output values before balance adjustment. 図16は、理想値との比と差分について説明する図である。FIG. 16 is a diagram for explaining the ratio and difference from the ideal value. 図17は、測色値を算出する処理の流れを概略的に示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart schematically showing a flow of processing for calculating a colorimetric value. 図18は、記録媒体との間隔と露光時間との関係を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the interval with the recording medium and the exposure time. 図19は、第2の実施の形態にかかる撮像ユニットの縦断面図である。FIG. 19 is a longitudinal sectional view of an imaging unit according to the second embodiment.

(第1の実施の形態)
以下に添付図面を参照して、この発明に係る撮像装置、測色装置および画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態では、本発明を適用した画像形成装置の一例としてインクジェットプリンタを例示するが、本発明は、記録媒体に画像を出力する様々なタイプの画像形成装置に対して広く適用可能である。
(First embodiment)
Exemplary embodiments of an imaging apparatus, a colorimetric apparatus, and an image forming apparatus according to the present invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, an inkjet printer is illustrated as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. However, the present invention is widely applied to various types of image forming apparatuses that output an image to a recording medium. Applicable.

<画像形成装置の機械的構成>
まず、図1乃至図3を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置100の機械的構成について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる画像形成装置100の内部を透視して示す斜視図、図2は、画像形成装置100の内部の機械的構成を示す上面図、図3は、キャリッジ5に搭載される記録ヘッド6の配置例を説明する図である。
<Mechanical configuration of image forming apparatus>
First, the mechanical configuration of the image forming apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a perspective view illustrating the inside of the image forming apparatus 100 according to the first embodiment. FIG. 2 is a top view illustrating the internal mechanical configuration of the image forming apparatus 100. FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the recording heads 6 mounted on the recording medium.

図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置100は、主走査方向(図中矢印A方向)に往復移動して、副走査方向(図中矢印B方向)に間欠的に搬送される記録媒体16に対して画像を形成するキャリッジ5を備える。キャリッジ5は、主走査方向に沿って延設された主ガイドロッド3により支持されている。また、キャリッジ5には連結片5aが設けられている。連結片5aは、主ガイドロッド3と平行に設けられた副ガイド部材4に係合し、キャリッジ5の姿勢を安定化させる。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 according to the present embodiment reciprocates in the main scanning direction (arrow A direction in the figure) and is intermittently conveyed in the sub-scanning direction (arrow B direction in the figure). A carriage 5 for forming an image on the recording medium 16. The carriage 5 is supported by a main guide rod 3 extending along the main scanning direction. The carriage 5 is provided with a connecting piece 5a. The connecting piece 5 a engages with the sub guide member 4 provided in parallel with the main guide rod 3 to stabilize the posture of the carriage 5.

キャリッジ5には、図2に示すように、イエロー(Y)インクを吐出する記録ヘッド6y、マゼンタ(M)インクを吐出する記録ヘッド6m、シアン(C)インクを吐出する記録ヘッド6c、およびブラック(Bk)インクを吐出する複数の記録ヘッド6k(以下、記録ヘッド6y,6m,6c,6kを総称する場合は、記録ヘッド6という。)が搭載されている。記録ヘッド6は、その吐出面(ノズル面)が下方(記録媒体16側)に向くように、キャリッジ5に搭載されている。記録ヘッド6は、画像出力手段の主体となる。   As shown in FIG. 2, the carriage 5 includes a recording head 6y that discharges yellow (Y) ink, a recording head 6m that discharges magenta (M) ink, a recording head 6c that discharges cyan (C) ink, and black. (Bk) A plurality of recording heads 6k that discharge ink (hereinafter, the recording heads 6y, 6m, 6c, and 6k are collectively referred to as recording heads 6) are mounted. The recording head 6 is mounted on the carriage 5 so that its ejection surface (nozzle surface) faces downward (on the recording medium 16 side). The recording head 6 is a main body of image output means.

記録ヘッド6にインクを供給するためのインク供給体であるカートリッジ7は、キャリッジ5には搭載されず、画像形成装置100内の所定の位置に配置されている。カートリッジ7と記録ヘッド6とは図示しないパイプで連結されており、このパイプを介して、カートリッジ7から記録ヘッド6に対してインクが供給される。   A cartridge 7, which is an ink supply body for supplying ink to the recording head 6, is not mounted on the carriage 5 and is disposed at a predetermined position in the image forming apparatus 100. The cartridge 7 and the recording head 6 are connected by a pipe (not shown), and ink is supplied from the cartridge 7 to the recording head 6 through this pipe.

キャリッジ5は、駆動プーリ9と従動プーリ10との間に張架されたタイミングベルト11に連結されている。駆動プーリ9は、主走査モータ8の駆動により回転する。従動プーリ10は、駆動プーリ9との間の距離を調整する機構を有し、タイミングベルト11に対して所定のテンションを与える役割を持つ。キャリッジ5は、主走査モータ8の駆動によりタイミングベルト11が送り動作されることにより、主走査方向に往復移動する。キャリッジ5の主走査方向の移動は、例えば図2に示すように、キャリッジ5に設けられたエンコーダセンサ41がエンコーダシート40のマークを検知して得られるエンコーダ値に基づいて制御される。   The carriage 5 is connected to a timing belt 11 stretched between a driving pulley 9 and a driven pulley 10. The drive pulley 9 is rotated by driving the main scanning motor 8. The driven pulley 10 has a mechanism for adjusting the distance to the driving pulley 9 and has a role of applying a predetermined tension to the timing belt 11. The carriage 5 reciprocates in the main scanning direction when the timing belt 11 is fed by driving the main scanning motor 8. The movement of the carriage 5 in the main scanning direction is controlled based on an encoder value obtained by detecting a mark on the encoder sheet 40 by an encoder sensor 41 provided on the carriage 5, for example, as shown in FIG.

また、本実施形態に係る画像形成装置100は、記録ヘッド6の信頼性を維持するための維持機構21を備える。維持機構21は、記録ヘッド6の吐出面の清掃やキャッピング、記録ヘッド6からの不要なインクの排出などを行う。   Further, the image forming apparatus 100 according to the present embodiment includes a maintenance mechanism 21 for maintaining the reliability of the recording head 6. The maintenance mechanism 21 performs cleaning and capping of the ejection surface of the recording head 6 and discharging unnecessary ink from the recording head 6.

記録ヘッド6の吐出面と対向する位置には、図2に示すように、プラテン板22が設けられている。プラテン板22は、記録ヘッド6から記録媒体16上にインクを吐出する際に、記録媒体16を支持するためのものである。本実施形態に係る画像形成装置100は、キャリッジ5の主走査方向の移動距離が長い広幅機である。このため、プラテン板22は、複数の板状部材を主走査方向(キャリッジ5の移動方向)に繋いで構成している。記録媒体16は、図示しない副走査モータによって駆動される搬送ローラにより挟持され、プラテン板22上を、副走査方向に間欠的に搬送される。   A platen plate 22 is provided at a position facing the ejection surface of the recording head 6 as shown in FIG. The platen plate 22 is for supporting the recording medium 16 when ink is ejected from the recording head 6 onto the recording medium 16. The image forming apparatus 100 according to the present embodiment is a wide-width machine in which the moving distance of the carriage 5 in the main scanning direction is long. For this reason, the platen plate 22 is constituted by connecting a plurality of plate-like members in the main scanning direction (movement direction of the carriage 5). The recording medium 16 is nipped by a conveyance roller driven by a sub scanning motor (not shown), and is intermittently conveyed on the platen plate 22 in the sub scanning direction.

記録ヘッド6は、複数のノズル列を備えており、プラテン板22上を搬送される記録媒体16上にノズル列からインクを吐出することで、記録媒体16に画像を形成する。本実施形態では、キャリッジ5の1回の走査で記録媒体16に形成できる画像の幅を多く確保するため、図3に示すように、キャリッジ5に、上流側の記録ヘッド6と下流側の記録ヘッド6とを搭載している。また、ブラックのインクを吐出する記録ヘッド6kは、カラーのインクを吐出する記録ヘッド6y,6m,6cの2倍の数だけキャリッジ5に搭載している。また、記録ヘッド6y,6mは左右に分離して配置されている。これは、キャリッジ5の往復動作で色の重ね順を合わせ、往路と復路とで色が変わらないようにするためである。なお、図3に示す記録ヘッド6の配列は一例であり、図3に示す配列に限定されるものではない。   The recording head 6 includes a plurality of nozzle arrays, and forms an image on the recording medium 16 by ejecting ink from the nozzle arrays onto the recording medium 16 conveyed on the platen plate 22. In this embodiment, in order to secure a large width of an image that can be formed on the recording medium 16 by one scan of the carriage 5, as shown in FIG. 3, the upstream recording head 6 and the downstream recording head are provided on the carriage 5. The head 6 is mounted. Further, the recording head 6k that discharges black ink is mounted on the carriage 5 as many times as the recording heads 6y, 6m, and 6c that discharge color ink. The recording heads 6y and 6m are arranged separately on the left and right. This is because the color stacking order is adjusted by the reciprocating operation of the carriage 5 so that the color does not change between the forward path and the return path. The arrangement of the recording heads 6 shown in FIG. 3 is an example, and the arrangement is not limited to the arrangement shown in FIG.

本実施形態に係る画像形成装置100を構成する上記の各構成要素は、外装体1の内部に配置されている。外装体1にはカバー部材2が開閉可能に設けられている。画像形成装置100のメンテナンス時やジャム発生時には、カバー部材2を開けることにより、外装体1の内部に設けられた各構成要素に対して作業を行うことができる。   Each of the above-described constituent elements constituting the image forming apparatus 100 according to the present embodiment is disposed inside the exterior body 1. The exterior body 1 is provided with a cover member 2 that can be opened and closed. At the time of maintenance of the image forming apparatus 100 or when a jam occurs, the cover member 2 can be opened to perform work on each component provided inside the exterior body 1.

本実施形態に係る画像形成装置100は、記録媒体16を副走査方向に間欠的に搬送し、記録媒体16の副走査方向の搬送が停止している間に、キャリッジ5を主走査方向に移動させながら、キャリッジ5に搭載された記録ヘッド6のノズル列からプラテン板22上の記録媒体16上にインクを吐出して、記録媒体16に画像を形成する。   The image forming apparatus 100 according to the present embodiment intermittently conveys the recording medium 16 in the sub scanning direction, and moves the carriage 5 in the main scanning direction while the conveyance of the recording medium 16 in the sub scanning direction is stopped. Then, ink is ejected from the nozzle array of the recording head 6 mounted on the carriage 5 onto the recording medium 16 on the platen plate 22 to form an image on the recording medium 16.

特に、画像形成装置100の出力特性を調整するためのキャリブレーションを実施する場合には、キャリッジ5に搭載された記録ヘッド6のノズル列からプラテン板22上の記録媒体16上にインクを吐出して、記録媒体16に測色対象となるパッチ画像200を形成する。パッチ画像200は、基準色のパッチを画像形成装置100が出力することで得られる画像であり、画像形成装置100の出力特性を反映している。したがって、パッチ画像200の測色値とそれに対応する基準色の標準色空間における表色値との差分に基づいて色変換パラメータを生成し、この色変換パラメータを用いて色変換を行った後の画像データに基づいて画像を出力することで、画像形成装置100は再現性の高い画像を出力することができる。   In particular, when calibration for adjusting the output characteristics of the image forming apparatus 100 is performed, ink is ejected from the nozzle row of the recording head 6 mounted on the carriage 5 onto the recording medium 16 on the platen plate 22. Thus, the patch image 200 to be colorimetric is formed on the recording medium 16. The patch image 200 is an image obtained when the image forming apparatus 100 outputs a reference color patch, and reflects the output characteristics of the image forming apparatus 100. Therefore, a color conversion parameter is generated based on the difference between the colorimetric value of the patch image 200 and the corresponding color value of the reference color in the standard color space, and color conversion is performed using this color conversion parameter. By outputting an image based on the image data, the image forming apparatus 100 can output an image with high reproducibility.

本実施形態に係る画像形成装置100は、記録媒体16に出力したパッチ画像200を測色するための測色装置を備える。測色装置は、画像形成装置100により記録媒体16に形成された測色対象のパッチ画像200を被写体とし、このパッチ画像200と後述する基準チャート400とを撮像する撮像ユニット42を備える。測色装置は、撮像ユニット42の撮像によって得られる基準チャート400の画像データ、およびパッチ画像200の画像データに基づいて、パッチ画像200の測色値を算出する。なお、この測色装置は、パッチ画像200の測色値を算出する機能だけでなく、撮像ユニット42の撮像によって得られる画像データを用いて、画像形成装置100が出力する画像の位置ずれ量を算出する機能や、撮像ユニット42の撮像によって得られる画像データを用いて、画像形成装置100が出力する画像のドット径を算出する機能も備える。   The image forming apparatus 100 according to the present embodiment includes a color measurement device for measuring the color of the patch image 200 output to the recording medium 16. The colorimetric device includes an image pickup unit 42 that takes a patch image 200 to be colorimetrically formed on the recording medium 16 by the image forming apparatus 100 as a subject and images the patch image 200 and a reference chart 400 described later. The colorimetric device calculates the colorimetric value of the patch image 200 based on the image data of the reference chart 400 obtained by imaging by the imaging unit 42 and the image data of the patch image 200. Note that this color measurement device uses not only the function of calculating the color measurement value of the patch image 200 but also the amount of positional deviation of the image output by the image forming apparatus 100 using the image data obtained by the imaging unit 42. A function for calculating and a function for calculating a dot diameter of an image output from the image forming apparatus 100 using image data obtained by imaging by the imaging unit 42 are also provided.

撮像ユニット42は、図2に示すように、キャリッジ5に対して固定されて設けられ、キャリッジ5と一体となって主走査方向に往復移動する。そして、撮像ユニット42は、記録媒体16に形成された画像(パッチ画像200の測色時は測色対象となるパッチ画像200)を被写体とし、この被写体と対向する位置に移動したときに、被写体と基準チャート400とを含む1フレームの画像データを取得する。   As shown in FIG. 2, the imaging unit 42 is provided fixed to the carriage 5 and reciprocates in the main scanning direction together with the carriage 5. Then, the imaging unit 42 takes the image formed on the recording medium 16 (the patch image 200 to be colorimetric when the patch image 200 is colorimetric) as a subject, and moves to a position facing this subject. And one frame of image data including the reference chart 400 is acquired.

ここで、図4はキャリッジ5の昇降機構600を概略的に示す図である。コシの強い用紙や折れ用紙などを記録媒体16とする場合、プラテン板22から記録媒体16の浮きが発生しやすい。このような場合、記録媒体16によって記録ヘッド6が傷つき、破損する恐れがある。そこで、図4に示すように、本実施の形態の画像形成装置100は、キャリッジ5を昇降させる昇降機構600を備えている。昇降機構600は、キャリッジ昇降モータ601と、キャリッジ昇降カム602とを備えている。昇降機構600は、キャリッジ昇降モータ601の駆動によりキャリッジ昇降カム602が回転することにより、キャリッジ5が上下動する。なお、キャリッジ5の昇降機構600は、図4に示す構成に限るものではない。   Here, FIG. 4 is a view schematically showing the lifting mechanism 600 of the carriage 5. When a strong paper, folded paper, or the like is used as the recording medium 16, the recording medium 16 tends to float from the platen plate 22. In such a case, the recording head 6 may be damaged or damaged by the recording medium 16. Therefore, as shown in FIG. 4, the image forming apparatus 100 according to the present embodiment includes an elevating mechanism 600 that elevates the carriage 5. The lift mechanism 600 includes a carriage lift motor 601 and a carriage lift cam 602. In the lifting mechanism 600, the carriage 5 moves up and down as the carriage lifting cam 602 rotates by driving the carriage lifting motor 601. The lifting mechanism 600 of the carriage 5 is not limited to the configuration shown in FIG.

<撮像ユニットの具体例>
図5−1乃至図5−3は、撮像ユニット42の具体例を示す図であり、図5−1は、撮像ユニット42の縦断面図(図5−2中のX1−X1線断面図)、図5−2は、撮像ユニット42の内部を透視して示す上面図、図5−3は、筐体の底面部を図5−1中のX2方向から見た平面図である。
<Specific example of imaging unit>
5A to 5C are diagrams illustrating specific examples of the imaging unit 42. FIG. 5A is a vertical cross-sectional view of the imaging unit 42 (cross-sectional view taken along line X1-X1 in FIG. 5-2). FIG. 5-2 is a top view showing the inside of the imaging unit 42 as seen through, and FIG. 5-3 is a plan view of the bottom surface of the housing as viewed from the X2 direction in FIG. 5-1.

撮像ユニット42は、枠体422と基板423とを組み合わせて構成された筐体421を備える。枠体422は、筐体421の上面となる一端側が開放された有底筒状に形成されている。基板423は、枠体422の開放端を閉塞して筐体421の上面を構成するように、締結部材424によって枠体422に締結され、枠体422と一体化されている。   The imaging unit 42 includes a housing 421 configured by combining a frame body 422 and a substrate 423. The frame 422 is formed in a bottomed cylindrical shape in which one end side which is the upper surface of the housing 421 is opened. The substrate 423 is fastened to the frame body 422 by the fastening member 424 and integrated with the frame body 422 so as to close the open end of the frame body 422 and configure the upper surface of the housing 421.

筐体421は、その底面部421aが所定の間隙dを介してプラテン板22上の記録媒体16と対向するように、キャリッジ5に固定される。記録媒体16と対向する筐体421の底面部(第一の面)421aには、記録媒体16に形成された被写体(パッチ画像200)を筐体421の内部から撮影可能にするための開口部425が設けられている。   The housing 421 is fixed to the carriage 5 so that the bottom surface portion 421a thereof faces the recording medium 16 on the platen plate 22 with a predetermined gap d. An opening for allowing the subject (patch image 200) formed on the recording medium 16 to be photographed from the inside of the casing 421 is provided on the bottom surface (first surface) 421 a of the casing 421 facing the recording medium 16. 425 is provided.

筐体421の内部には、画像を撮像するセンサ部430が設けられている。センサ部430は、CCDセンサまたはCMOSセンサなどの2次元イメージセンサ431と、センサ部430の撮像範囲の光学像を2次元イメージセンサ431のセンサ面に結像する結像レンズ432とを備える。2次元イメージセンサ431は、センサ面が筐体421の底面部421a側に向くように、例えば、基板423の内面(部品実装面)に実装されている。結像レンズ432は、その光学特性に応じて定められる位置関係を保つように2次元イメージセンサ431に対して位置決めされた状態で固定されている。   A sensor unit 430 that captures an image is provided inside the housing 421. The sensor unit 430 includes a two-dimensional image sensor 431 such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and an imaging lens 432 that forms an optical image in the imaging range of the sensor unit 430 on the sensor surface of the two-dimensional image sensor 431. The two-dimensional image sensor 431 is mounted on, for example, the inner surface (component mounting surface) of the substrate 423 so that the sensor surface faces the bottom surface portion 421a side of the housing 421. The imaging lens 432 is fixed in a state of being positioned with respect to the two-dimensional image sensor 431 so as to maintain the positional relationship determined according to the optical characteristics.

筐体421の底面部421aのセンサ部430と対向する内面側には、底面部421aに設けられた開口部425と隣り合うようにして、基準チャート400が形成されたチャート板410が配置されている。チャート板410は、例えば、基準チャート400が形成された面とは逆側の面を接着面として、筐体421の底面部421aの内面側に接着材などにより接着され、筐体421に対して固定された状態で保持されている。なお、基準チャート400は、チャート板410上ではなく、筐体421の底面部421aの内面側に直接形成されていてもよい。この場合はチャート板410は不要である。基準チャート400は、センサ部430により被写体(パッチ画像200)とともに撮像されるものである。なお、基準チャート400の詳細については後述する。   A chart plate 410 on which a reference chart 400 is formed is disposed on the inner surface of the bottom surface 421a of the housing 421 facing the sensor unit 430 so as to be adjacent to the opening 425 provided in the bottom surface 421a. Yes. For example, the chart plate 410 is bonded to the inner surface side of the bottom surface portion 421a of the housing 421 with an adhesive or the like, with the surface opposite to the surface on which the reference chart 400 is formed, being attached to the housing 421. It is held in a fixed state. The reference chart 400 may be directly formed on the inner surface side of the bottom surface portion 421a of the housing 421 instead of on the chart plate 410. In this case, the chart plate 410 is not necessary. The reference chart 400 is taken together with the subject (patch image 200) by the sensor unit 430. Details of the reference chart 400 will be described later.

また、筐体421の内部には、センサ部430が被写体(パッチ画像200)と基準チャート400とを同時に撮像する際に、これら被写体(パッチ画像200)および基準チャート400を照明する照明光源426が設けられている。照明光源426としては、例えばLEDが用いられる。本実施形態においては、照明光源426として2つのLEDを用いる。照明光源426として用いるこれら2つのLEDは、例えば、センサ部430の2次元イメージセンサ431とともに、基板423の内面に実装される。ただし、照明光源426は、被写体(パッチ画像200)と基準チャート400とを照明できる位置に配置されていればよく、必ずしも基板423に直接実装されていなくてもよい。また、本実施形態では、照明光源426としてLEDを用いているが、光源の種類はLEDに限定されるものではない。例えば、有機ELなどを照明光源426として用いるようにしてもよい。有機ELを照明光源426として用いた場合は、太陽光の分光分布に近い照明光が得られるため、測色精度の向上が期待できる。   In addition, an illumination light source 426 that illuminates the subject (patch image 200) and the reference chart 400 when the sensor unit 430 simultaneously captures the subject (patch image 200) and the reference chart 400 is provided inside the housing 421. Is provided. For example, an LED is used as the illumination light source 426. In the present embodiment, two LEDs are used as the illumination light source 426. These two LEDs used as the illumination light source 426 are mounted on the inner surface of the substrate 423 together with the two-dimensional image sensor 431 of the sensor unit 430, for example. However, the illumination light source 426 only needs to be disposed at a position where the subject (patch image 200) and the reference chart 400 can be illuminated, and is not necessarily mounted directly on the substrate 423. Moreover, in this embodiment, although LED is used as the illumination light source 426, the kind of light source is not limited to LED. For example, an organic EL or the like may be used as the illumination light source 426. When organic EL is used as the illumination light source 426, illumination light close to the spectral distribution of sunlight can be obtained, so that improvement in colorimetric accuracy can be expected.

図6は、照明光源426の構成例について説明する図である。照明光源426は、白色光源である。図6に示すように、照明光源426は、プリント基板108上に青色LED素子102を実装している。照明光源426は、例えば、500×500μmのGaN系の青色LED素子102に黄色の蛍光体106を塗布し、青色と黄色により、白色光が出るように調整されている。青色LED素子102からの光は、直接または、一部は反射板104で反射され、外部に取り出される。なお、照明光源426に用いるLED素子は青色LEDに限るものではなく、略白色が発光できれば良い。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the illumination light source 426. The illumination light source 426 is a white light source. As shown in FIG. 6, the illumination light source 426 has a blue LED element 102 mounted on a printed board 108. The illumination light source 426 is adjusted so that, for example, a yellow phosphor 106 is applied to a GaN-based blue LED element 102 of 500 × 500 μm, and white light is emitted by blue and yellow. The light from the blue LED element 102 is directly or partly reflected by the reflecting plate 104 and extracted outside. Note that the LED element used for the illumination light source 426 is not limited to the blue LED, and it is sufficient that substantially white light can be emitted.

また、本実施形態では、図5−2に示すように、照明光源426として用いる2つのLEDを基板423側から筐体421の底面部421a側に垂直に見下ろしたときの底面部421a上の投影位置が、開口部425と基準チャート400との間の領域内となり、且つ、センサ部430を中心として対称となる位置となるように、これら2つのLEDが配置されている。換言すると、照明光源426として用いる2つのLEDを結ぶ線がセンサ部430の結像レンズ432の中心を通り、且つ、この2つのLEDを結ぶ線に対して線対称となる位置に、筐体421の底面部421aに設けられた開口部425と基準チャート400とが配置される。照明光源426として用いる2つのLEDをこのように配置することにより、被写体(パッチ画像200)と基準チャート400とを、概ね同一の条件にて照明することができる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the projection on the bottom surface portion 421a when two LEDs used as the illumination light source 426 are vertically looked down from the substrate 423 side to the bottom surface portion 421a side of the housing 421. These two LEDs are arranged so that the position is within the region between the opening 425 and the reference chart 400 and is symmetric with respect to the sensor unit 430. In other words, the housing 421 is located at a position where the line connecting the two LEDs used as the illumination light source 426 passes through the center of the imaging lens 432 of the sensor unit 430 and is symmetrical with respect to the line connecting the two LEDs. The opening 425 provided in the bottom surface portion 421a and the reference chart 400 are arranged. By arranging the two LEDs used as the illumination light source 426 in this way, the subject (patch image 200) and the reference chart 400 can be illuminated under substantially the same conditions.

また、筐体421の底面部421aと記録媒体16との間の間隙dを小さくすれば、センサ部430から被写体(パッチ画像200)までの光路長と、センサ部430から基準チャート400までの光路長との差を、センサ部430の被写界深度の範囲内とすることもできる。本実施形態の撮像ユニット42は、筐体421の外部の被写体(パッチ画像200)と筐体421の内部に設けられた基準チャート400とをセンサ部430により撮像する構成である。したがって、センサ部430から被写体(パッチ画像200)までの光路長とセンサ部430から基準チャート400までの光路長との差がセンサ部430の被写界深度の範囲を超えていると、被写体(パッチ画像200)と基準チャート400との双方に焦点の合った画像を撮像することができない。   Further, if the gap d between the bottom surface 421a of the housing 421 and the recording medium 16 is reduced, the optical path length from the sensor unit 430 to the subject (patch image 200) and the optical path from the sensor unit 430 to the reference chart 400 The difference from the length may be within the range of the depth of field of the sensor unit 430. The imaging unit 42 of the present embodiment has a configuration in which a sensor unit 430 captures a subject (patch image 200) outside the housing 421 and a reference chart 400 provided inside the housing 421. Therefore, if the difference between the optical path length from the sensor unit 430 to the subject (patch image 200) and the optical path length from the sensor unit 430 to the reference chart 400 exceeds the range of the depth of field of the sensor unit 430, the subject ( An image focused on both the patch image 200) and the reference chart 400 cannot be captured.

センサ部430から被写体(パッチ画像200)までの光路長とセンサ部430から基準チャート400までの光路長との差は、概ね、筐体421の底面部421aの厚みに間隙dを加えた値となる。したがって、間隙dを十分に小さな値とすれば、センサ部430から被写体(パッチ画像200)までの光路長とセンサ部430から基準チャート400までの光路長との差を、センサ部430の被写界深度の範囲内として、被写体(パッチ画像200)と基準チャート400との双方に焦点の合った画像を撮像することができる。例えば、間隙dを1mm〜2mm程度に設定すれば、センサ部430から被写体(パッチ画像200)までの光路長とセンサ部430から基準チャート400までの光路長との差を、センサ部430の被写界深度の範囲内とすることができる。   The difference between the optical path length from the sensor unit 430 to the subject (patch image 200) and the optical path length from the sensor unit 430 to the reference chart 400 is approximately a value obtained by adding the gap d to the thickness of the bottom surface part 421a of the housing 421. Become. Therefore, if the gap d is set to a sufficiently small value, the difference between the optical path length from the sensor unit 430 to the subject (patch image 200) and the optical path length from the sensor unit 430 to the reference chart 400 is calculated. An image focused on both the subject (patch image 200) and the reference chart 400 can be captured within the depth of field. For example, if the gap d is set to about 1 mm to 2 mm, the difference between the optical path length from the sensor unit 430 to the subject (patch image 200) and the optical path length from the sensor unit 430 to the reference chart 400 is determined by the sensor unit 430. It can be within the depth of field.

なお、センサ部430の被写界深度は、センサ部430の絞り値や結像レンズ432の焦点距離、センサ部430と被写体との間の距離などに応じて定まる、センサ部430に固有の特性である。本実施形態の撮像ユニット42においては、筐体421の底面部421aと記録媒体16との間の間隙dを例えば1mm〜2mm程度の十分に小さな値としたときに、センサ部430から被写体(パッチ画像200)までの光路長と、センサ部430から基準チャート400までの光路長との差が被写界深度の範囲内となるように、センサ部430が設計されている。   Note that the depth of field of the sensor unit 430 is determined according to the aperture value of the sensor unit 430, the focal length of the imaging lens 432, the distance between the sensor unit 430 and the subject, and the like. It is. In the imaging unit 42 of the present embodiment, when the gap d between the bottom surface 421a of the housing 421 and the recording medium 16 is set to a sufficiently small value, for example, about 1 mm to 2 mm, the subject (patch) The sensor unit 430 is designed such that the difference between the optical path length to the image 200) and the optical path length from the sensor unit 430 to the reference chart 400 is within the depth of field.

<基準チャートの具体例>
次に、図7を参照しながら、撮像ユニット42の筐体421の内部に配置されるチャート板410上の基準チャート400について詳細に説明する。図7は、基準チャート400の具体例を示す図である。
<Specific examples of reference chart>
Next, the reference chart 400 on the chart plate 410 disposed inside the housing 421 of the imaging unit 42 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example of the reference chart 400.

図7に示す基準チャート400は、測色用のパッチを配列した複数の基準パッチ列401〜404、ドット計測用パターン列406、距離計測用ライン405およびチャート位置特定用マーカ407を有する。   A reference chart 400 shown in FIG. 7 includes a plurality of reference patch rows 401 to 404 in which colorimetric patches are arranged, a dot measurement pattern row 406, a distance measurement line 405, and a chart position specifying marker 407.

基準パッチ列401〜404は、YMCの1次色のパッチを階調順に配列した基準パッチ列401と、RGBの2次色のパッチを階調順に配列した基準パッチ列402と、グレースケールのパッチを階調順に配列した基準パッチ列(無彩色の階調パターン)403と、3次色のパッチを配列したパッチ列404と、を含む。ドット計測用パターン列406は、大きさが異なる円形パターンが大きさ順に配列された幾何学形状測定用のパターン列である。   The reference patch rows 401 to 404 are a reference patch row 401 in which YMC primary color patches are arranged in gradation order, a reference patch row 402 in which RGB secondary color patches are arranged in gradation order, and a grayscale patch. A reference patch array (achromatic gradation pattern) 403 arranged in gradation order and a patch array 404 arranged with tertiary color patches. The dot measurement pattern row 406 is a geometric shape measurement pattern row in which circular patterns having different sizes are arranged in order of size.

距離計測用ライン405は、複数の基準パッチ列401〜404やドット径計測用パターン列406を囲む矩形の枠(一対の主走査距離基準線と一対の副走査距離基準線との組み合わせ)として形成されている。チャート位置特定用マーカ407は、距離計測用ライン405の四隅の位置に設けられていて、各パッチ位置を特定するためのマーカとして機能する。撮像ユニット42の撮像により得られる基準チャート400の画像データから、距離計測用ライン405とその四隅のチャート位置特定用マーカ407を特定することで、基準チャート400の位置及び各パターンの位置を特定することができる。   The distance measurement line 405 is formed as a rectangular frame (a combination of a pair of main scanning distance reference lines and a pair of sub-scanning distance reference lines) surrounding the plurality of reference patch arrays 401 to 404 and the dot diameter measuring pattern array 406. Has been. The chart position specifying markers 407 are provided at the positions of the four corners of the distance measuring line 405 and function as markers for specifying each patch position. The position of the reference chart 400 and the position of each pattern are specified by specifying the distance measurement line 405 and the chart position specifying markers 407 at the four corners thereof from the image data of the reference chart 400 obtained by imaging by the imaging unit 42. be able to.

測色用の基準パッチ列401〜404を構成する各パッチは、撮像ユニット42が撮像を行う際の撮像条件を反映した色味の基準として用いられる。なお、基準チャート400に配置されている測色用の基準パッチ列401〜404の構成は、図7に示す例に限定されるものではなく、任意のパッチ列を適用することが可能である。例えば、可能な限り色範囲が広く特定できるパッチを用いてもよいし、また、YMCKの1次色の基準パッチ列401や、グレースケールの基準パッチ列403は、画像形成装置100に使用されるインクの測色値のパッチで構成されていてもよい。また、RGBの2次色の基準パッチ列402は、画像形成装置100で使用されるインクで発色可能な測色値のパッチで構成されていてもよく、さらに、Japan Color等の測色値が定められた基準色票を用いてもよい。   Each patch constituting the colorimetric reference patch rows 401 to 404 is used as a color reference reflecting imaging conditions when the imaging unit 42 performs imaging. The configuration of the colorimetric reference patch arrays 401 to 404 arranged in the reference chart 400 is not limited to the example shown in FIG. 7, and any patch array can be applied. For example, a patch that can specify a color range as wide as possible may be used, and the YMCK primary color reference patch row 401 and the grayscale reference patch row 403 are used in the image forming apparatus 100. It may be composed of patches of ink colorimetric values. The RGB secondary color reference patch row 402 may be configured with patches of colorimetric values that can be developed with ink used in the image forming apparatus 100, and further, colorimetric values such as Japan Color are used. A predetermined reference color chart may be used.

なお、本実施形態では、一般的なパッチ(色票)の形状の基準パッチ列401〜404を有する基準チャート400を用いているが、基準チャート400は、必ずしもこのような基準パッチ列401〜404を有する形態でなくてもよい。基準チャート400は、測色に利用可能な複数の色が、それぞれの位置を特定できるように配置された構成であればよい。   In the present embodiment, the reference chart 400 having the reference patch rows 401 to 404 having a general patch (color chart) shape is used. However, the reference chart 400 is not necessarily limited to such reference patch rows 401 to 404. It may not be the form which has. The reference chart 400 may be configured so that a plurality of colors that can be used for colorimetry are arranged so that their positions can be specified.

基準チャート400は、撮像ユニット42の筐体421の底面部421aに、開口部425と隣り合うように配置されているため、センサ部430によってパッチ画像200などの被写体と同時に撮像することができる。   Since the reference chart 400 is disposed on the bottom surface 421a of the housing 421 of the imaging unit 42 so as to be adjacent to the opening 425, the reference chart 400 can be imaged simultaneously with the subject such as the patch image 200 by the sensor unit 430.

<画像形成装置の制御機構の概略構成>
次に、図8を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置100の制御機構の概略構成について説明する。図8は、画像形成装置100の制御機構の概略構成を示すブロック図である。
<Schematic configuration of control mechanism of image forming apparatus>
Next, a schematic configuration of the control mechanism of the image forming apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control mechanism of the image forming apparatus 100.

本実施形態に係る画像形成装置100の制御機構は、上位CPU107、ROM118、RAM119、主走査ドライバ109、記録ヘッドドライバ111、測色制御部50、紙搬送部112、副走査ドライバ113、記録ヘッド6、エンコーダセンサ41、および撮像ユニット42を備える。記録ヘッド6、エンコーダセンサ41、および撮像ユニット42は、上述したようにキャリッジ5に搭載されている。   The control mechanism of the image forming apparatus 100 according to the present embodiment includes a host CPU 107, a ROM 118, a RAM 119, a main scanning driver 109, a recording head driver 111, a color measurement control unit 50, a paper conveyance unit 112, a sub scanning driver 113, and a recording head 6. An encoder sensor 41 and an imaging unit 42. The recording head 6, the encoder sensor 41, and the imaging unit 42 are mounted on the carriage 5 as described above.

上位CPU107は、記録媒体16に形成する画像のデータや駆動制御信号(パルス信号)を各ドライバに供給し、画像形成装置100の全体の制御を司る。具体的には、上位CPU107は、主走査ドライバ109を介して、キャリッジ5の主走査方向の駆動を制御する。また、上位CPU107は、記録ヘッドドライバ111を介して、記録ヘッド6によるインクの吐出タイミングを制御する。また、上位CPU107は、副走査ドライバ113を介して、搬送ローラや副走査モータを含む紙搬送部112の駆動を制御する。   The host CPU 107 supplies image data and drive control signals (pulse signals) to be formed on the recording medium 16 to each driver, and controls the entire image forming apparatus 100. Specifically, the upper CPU 107 controls driving of the carriage 5 in the main scanning direction via the main scanning driver 109. The host CPU 107 controls the ink ejection timing by the recording head 6 via the recording head driver 111. Further, the upper CPU 107 controls driving of the paper conveyance unit 112 including a conveyance roller and a sub scanning motor via the sub scanning driver 113.

エンコーダセンサ41は、エンコーダシート40のマークを検知して得られるエンコーダ値を上位CPU107に出力する。上位CPU107は、エンコーダセンサ41からのエンコーダ値を基に、主走査ドライバ109を介して、キャリッジ5の主走査方向の駆動を制御する。   The encoder sensor 41 outputs an encoder value obtained by detecting the mark on the encoder sheet 40 to the upper CPU 107. The upper CPU 107 controls driving of the carriage 5 in the main scanning direction via the main scanning driver 109 based on the encoder value from the encoder sensor 41.

撮像ユニット42は、上述したように、記録媒体16に形成されたパッチ画像200の測色時に、パッチ画像200と筐体421の内部に配置されたチャート板410上の基準チャート400とをセンサ部430で同時に撮像し、パッチ画像200および基準チャート400を含む画像データを測色制御部50に出力する。   As described above, the imaging unit 42 detects the patch image 200 and the reference chart 400 on the chart plate 410 disposed inside the housing 421 at the time of color measurement of the patch image 200 formed on the recording medium 16. Images are simultaneously captured at 430, and image data including the patch image 200 and the reference chart 400 are output to the colorimetric control unit 50.

図9は、基準チャートと撮像対象とを同時に撮像した画像データの一例を示す図である。図9に示すように、撮像ユニット42は、枠体32の内部に配置された基準チャート400の各パッチを撮像する。図9に示す画像データは、左半面に基準チャート400を2次元イメージセンサ431に対して固定して配置し、右半面に測色対象を撮像した例である。撮像対象のRGB信号値は、右側撮像領域の一部の領域を平均化して求められる。図12に示す例では、破線の領域内のRGB信号を平均化して求めている。多数の画素を平均する事で、ノイズの影響を低減し、Bit分解能の向上を図ることができる。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of image data obtained by simultaneously imaging the reference chart and the imaging target. As shown in FIG. 9, the imaging unit 42 images each patch of the reference chart 400 arranged inside the frame body 32. The image data shown in FIG. 9 is an example in which the reference chart 400 is fixed to the left half surface with respect to the two-dimensional image sensor 431 and the color measurement target is imaged on the right half surface. The RGB signal value to be imaged is obtained by averaging a part of the right imaging area. In the example shown in FIG. 12, the RGB signals in the broken line area are obtained by averaging. By averaging a large number of pixels, the influence of noise can be reduced and the bit resolution can be improved.

測色制御部50は、撮像ユニット42から取得したパッチ画像200の画像データに基づいて、パッチ画像200の測色値(標準色空間における表色値)を算出する。測色制御部50が算出したパッチ画像200の測色値は、上位CPU107に送られる。測色制御部50は、撮像ユニット42とともに、測色装置を構成している。なお、本実施形態では、測色制御部50を撮像ユニット42とは別個の構成としているが、測色制御部50を撮像ユニット42と一体の構成としてもよい。例えば、撮像ユニット42の基板423に、測色制御部50として機能する制御回路を実装するようにしてもよい。   The colorimetric control unit 50 calculates the colorimetric value (colorimetric value in the standard color space) of the patch image 200 based on the image data of the patch image 200 acquired from the imaging unit 42. The colorimetric values of the patch image 200 calculated by the colorimetry control unit 50 are sent to the host CPU 107. The color measurement control unit 50 constitutes a color measurement device together with the imaging unit 42. In the present embodiment, the colorimetric control unit 50 is configured separately from the imaging unit 42, but the colorimetric control unit 50 may be integrated with the imaging unit 42. For example, a control circuit that functions as the colorimetric control unit 50 may be mounted on the substrate 423 of the imaging unit 42.

また、測色制御部50は、撮像ユニット42に対して各種設定信号やタイミング信号、光源駆動信号などを供給し、撮像ユニット42による画像の撮像を制御する。各種設定信号は、センサ部430の動作モードを設定する信号や、シャッタスピード、AGCのゲインなどの撮像条件を設定する信号を含む。これら設定信号は、測色制御部50が上位CPU107から取得して、撮像ユニット42に供給する。また、タイミング信号は、センサ部430による撮像のタイミングを制御する信号であり、光源駆動信号は、センサ部430の撮像範囲を照明する照明光源426の駆動を制御する信号である。これらタイミング信号および光源駆動信号は、測色制御部50が生成して、撮像ユニット42に供給する。   In addition, the colorimetric control unit 50 supplies various setting signals, timing signals, light source driving signals, and the like to the image pickup unit 42 and controls image pickup by the image pickup unit 42. The various setting signals include a signal for setting an operation mode of the sensor unit 430 and a signal for setting an imaging condition such as a shutter speed and an AGC gain. These setting signals are acquired by the colorimetric control unit 50 from the host CPU 107 and supplied to the imaging unit 42. The timing signal is a signal that controls the timing of imaging by the sensor unit 430, and the light source driving signal is a signal that controls the driving of the illumination light source 426 that illuminates the imaging range of the sensor unit 430. These timing signals and light source drive signals are generated by the colorimetric control unit 50 and supplied to the imaging unit 42.

ROM118は、例えば、上位CPU107で実行する処理手順等のプログラムや各種制御データなどを格納する。RAM119は、上位CPU107のワーキングメモリとして利用される。   The ROM 118 stores, for example, programs such as processing procedures executed by the host CPU 107, various control data, and the like. The RAM 119 is used as a working memory for the upper CPU 107.

<測色装置の制御機構の構成>
次に、図10を参照しながら、測色装置の制御機構について具体的に説明する。図1010は、測色装置の制御機構の一構成例を示すブロック図である。
<Configuration of control mechanism of color measuring device>
Next, the control mechanism of the color measuring device will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1010 is a block diagram illustrating a configuration example of the control mechanism of the color measurement device.

測色装置は、撮像ユニット42と測色制御部50とを備える。撮像ユニット42は、上述したセンサ部430と照明光源426とに加え、さらに、画像処理部45と、インターフェース部46と、を備える。なお、本実施形態では、画像処理部45をセンサ部430とは別個の構成としているが、センサ部430の2次元イメージセンサ431に画像処理部45の機能を持たせるようにしてもよい。   The color measurement device includes an imaging unit 42 and a color measurement control unit 50. The imaging unit 42 further includes an image processing unit 45 and an interface unit 46 in addition to the sensor unit 430 and the illumination light source 426 described above. In the present embodiment, the image processing unit 45 is configured separately from the sensor unit 430. However, the two-dimensional image sensor 431 of the sensor unit 430 may have the function of the image processing unit 45.

画像処理部45は、センサ部430により撮像した画像データを処理するものであり、AD変換部451、シェーディング補正部452、ホワイトバランス補正部453、γ補正部454、および画像フォーマット変換部455を備える。   The image processing unit 45 processes image data captured by the sensor unit 430, and includes an AD conversion unit 451, a shading correction unit 452, a white balance correction unit 453, a γ correction unit 454, and an image format conversion unit 455. .

AD変換部451は、センサ部430が出力するアナログ信号をAD変換する。   The AD conversion unit 451 converts the analog signal output from the sensor unit 430 from analog to digital.

シェーディング補正部452は、センサ部430の撮像範囲に対する照明光源426からの照明の照度ムラに起因する画像データの誤差を補正する。   The shading correction unit 452 corrects an error in image data caused by uneven illumination of illumination from the illumination light source 426 with respect to the imaging range of the sensor unit 430.

ホワイトバランス補正部453は、画像データのホワイトバランスを補正する。   The white balance correction unit 453 corrects the white balance of the image data.

γ補正部454は、センサ部430の感度のリニアリティを補償するように画像データを補正する。   The γ correction unit 454 corrects the image data so as to compensate for the sensitivity linearity of the sensor unit 430.

画像フォーマット変換部455は、画像データを任意のフォーマットに変換する。   The image format conversion unit 455 converts the image data into an arbitrary format.

インターフェース部46は、測色制御部50から送られた各種設定信号、タイミング信号および光源駆動信号を撮像ユニット42が取得し、また、撮像ユニット42から測色制御部50へ画像データを送るためのインターフェースである。   The interface unit 46 is used for the imaging unit 42 to acquire various setting signals, timing signals, and light source driving signals sent from the colorimetry control unit 50, and to send image data from the imaging unit 42 to the colorimetry control unit 50. Interface.

測色制御部50は、フレームメモリ51と、演算部53と、タイミング信号発生部54と、光源駆動制御部55と、不揮発性メモリ60と、間隙調整部56と、を備える。   The color measurement control unit 50 includes a frame memory 51, a calculation unit 53, a timing signal generation unit 54, a light source drive control unit 55, a nonvolatile memory 60, and a gap adjustment unit 56.

フレームメモリ51は、撮像ユニット42から送られた画像データを一時的に記憶するメモリである。   The frame memory 51 is a memory that temporarily stores the image data sent from the imaging unit 42.

不揮発性メモリ60は、図11に示すように、分光器(測色装置)BSによって、基準シートKSに配列形成されている複数の基準色パッチKPの測色結果の測色値であるL*a*b*値とXYZ値のうち、少なくともいずれか(図11では、L*a*b*値とXYZ値の双方)が、基準測色値として、不揮発性メモリ125のメモリテーブルTb1にパッチ番号に対応して格納されている。   As shown in FIG. 11, the non-volatile memory 60 is a colorimetric value L * that is a colorimetric value of a plurality of reference color patches KP arrayed on the reference sheet KS by a spectroscope (colorimetry device) BS. At least one of the a * b * value and the XYZ value (both L * a * b * value and XYZ value in FIG. 11) is patched to the memory table Tb1 of the nonvolatile memory 125 as a reference colorimetric value. Stored in correspondence with the number.

演算部53は、光量調整部である測色値算出部(算出部)531と、距離算出部532と、を備える。演算部53は、例えばCPUなどのプロセッサを備え、このプロセッサにより所定のプログラムを実行することによって、測色値算出部531、距離算出部532の各機能を実現する。なお、本実施形態では演算部53の測色値算出部531、距離算出部532をソフトウェアにより実現しているが、これらの一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)などの専用のハードウェアを用いて実現することも可能である。   The calculation unit 53 includes a colorimetric value calculation unit (calculation unit) 531 that is a light amount adjustment unit, and a distance calculation unit 532. The computing unit 53 includes a processor such as a CPU, for example, and implements the functions of the colorimetric value calculating unit 531 and the distance calculating unit 532 by executing a predetermined program by the processor. In this embodiment, the colorimetric value calculation unit 531 and the distance calculation unit 532 of the calculation unit 53 are realized by software. However, some or all of these are implemented by ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field-Programmable). It can also be realized using dedicated hardware such as (Gate Array).

測色値算出部531は、撮像ユニット42のセンサ部430が、測色対象のパッチ画像200と基準チャート400とを同時に撮像したときに、この撮像によって得られるパッチ画像200および基準チャート400の画像データとに基づいて、パッチ画像200の測色値を算出する。測色値算出部531が算出したパッチ画像200の測色値は、上位CPU107へと送られる。なお、測色値算出部531による処理の具体例については、詳細を後述する。   When the sensor unit 430 of the imaging unit 42 simultaneously captures the color measurement target patch image 200 and the reference chart 400, the colorimetric value calculation unit 531 captures the patch image 200 and the reference chart 400 image obtained by the imaging. Based on the data, colorimetric values of the patch image 200 are calculated. The colorimetric values of the patch image 200 calculated by the colorimetric value calculation unit 531 are sent to the upper CPU 107. Details of a specific example of processing by the colorimetric value calculation unit 531 will be described later.

距離算出部532は、撮像ユニット42のセンサ部430により撮像されてフレームメモリ51に一時的に格納された画像を解析することにより、筐体421と筐体421外部の被写体(記録媒体16に形成された測色対象のパッチ画像200)との間の距離を算出する。なお、距離の算出は、特開2017−003570号公報に開示された手法を用いればよい。   The distance calculation unit 532 analyzes the image captured by the sensor unit 430 of the imaging unit 42 and temporarily stored in the frame memory 51, thereby forming a subject (formed on the recording medium 16) outside the housing 421 and the housing 421. The distance to the measured colorimetric patch image 200) is calculated. The distance may be calculated using the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-003570.

タイミング信号発生部54は、撮像ユニット42のセンサ部430による撮像のタイミングを制御するタイミング信号を発生して、撮像ユニット42に供給する。   The timing signal generation unit 54 generates a timing signal for controlling the timing of imaging by the sensor unit 430 of the imaging unit 42 and supplies the timing signal to the imaging unit 42.

光源駆動制御部55は、撮像ユニット42の照明光源426を駆動するための光源駆動信号を生成して、撮像ユニット42に供給する。   The light source drive control unit 55 generates a light source drive signal for driving the illumination light source 426 of the imaging unit 42 and supplies the light source drive signal to the imaging unit 42.

間隙調整部56は、キャリッジ昇降モータ601の駆動を制御することで、センサ部430と記録媒体16の間の間隔を変化させる。   The gap adjusting unit 56 controls the driving of the carriage lifting / lowering motor 601 to change the interval between the sensor unit 430 and the recording medium 16.

<パッチ画像の測色方法>
次に、本実施形態に係る画像形成装置100によるパッチ画像200の測色方法について詳細に説明する。この測色方法は、画像形成装置100が初期状態のとき(製造やオーバーフォールなどによって初期状態となっているとき)に実施される前処理と、画像形成装置100の色調整を行う調整時に実施される測色処理とを含む。
<Color measurement method for patch images>
Next, a color measurement method of the patch image 200 by the image forming apparatus 100 according to the present embodiment will be described in detail. This color measurement method is performed during pre-processing that is performed when the image forming apparatus 100 is in an initial state (when the image forming apparatus 100 is in an initial state due to manufacturing, overfall, or the like) and during adjustment that performs color adjustment of the image forming apparatus 100. Color measurement processing to be performed.

図11は、基準測色値および基準RGB値を取得する処理と基準値線形変換マトリックスを生成する処理を説明する図である。図11に示すこれらの処理は、前処理として実施される。前処理では、複数の基準パッチKPが配列形成された基準シートKSが用いられる。基準シートKSの基準パッチKPは、撮像ユニット42が備える基準チャート400のパッチと同等のものでも良いが、基準チャート400の備えるパッチよりも数が多い方が好ましい。   FIG. 11 is a diagram for explaining processing for acquiring a reference colorimetric value and a reference RGB value and processing for generating a reference value linear transformation matrix. These processes shown in FIG. 11 are implemented as a pre-process. In the preprocessing, a reference sheet KS on which a plurality of reference patches KP are formed is used. The reference patches KP of the reference sheet KS may be the same as the patches of the reference chart 400 included in the imaging unit 42, but it is preferable that the number is larger than the patches included in the reference chart 400.

まず、基準シートKSの複数の基準パッチKPの測色値であるL*a*b*値とXYZ値のうち、少なくともいずれか(図11の例では、L*a*b*値とXYZ値の双方)が、それぞれのパッチ番号に対応させて、例えば測色制御部50の内部の不揮発性メモリ60などに設けられるメモリテーブルTb1に格納される。基準パッチKPの測色値は、分光器BSなどを用いた測色により事前に得られる値である。基準パッチKPの測色値が既知であれば、その値を用いればよい。以下、メモリテーブルTb1に格納された基準パッチKPの測色値を「基準測色値」という。   First, at least one of L * a * b * values and XYZ values that are colorimetric values of a plurality of reference patches KP of the reference sheet KS (in the example of FIG. 11, L * a * b * values and XYZ values). Are stored in a memory table Tb1 provided in, for example, the non-volatile memory 60 in the colorimetric control unit 50, corresponding to each patch number. The colorimetric value of the reference patch KP is a value obtained in advance by colorimetry using the spectroscope BS or the like. If the colorimetric value of the reference patch KP is known, that value may be used. Hereinafter, the colorimetric values of the reference patch KP stored in the memory table Tb1 are referred to as “reference colorimetric values”.

次に、基準シートKSがプラテン板22上にセットされ、キャリッジ5の移動を制御することで、基準シートKSの複数の基準パッチKCを被写体として、撮像ユニット42による撮像が行われる。   Next, the reference sheet KS is set on the platen plate 22, and the movement of the carriage 5 is controlled, so that the imaging unit 42 performs imaging using the plurality of reference patches KC of the reference sheet KS as subjects.

そして、撮像ユニット42の撮像により得られた基準シートKSの各パッチのRGB値が、不揮発性メモリ60のメモリテーブルTb1に、パッチ番号に対応して格納される。つまり、メモリテーブルTb1には、基準シートKSに配列形成された複数の基準パッチKPそれぞれの測色値とRGB値が、各基準パッチKPのパッチ番号に対応して格納される。以下、メモリテーブルTb1に格納された基準パッチKPのRGB値を「基準RGB値」という。基準RGB値は、撮像ユニット42の特性を反映した値である。   Then, the RGB value of each patch of the reference sheet KS obtained by imaging by the imaging unit 42 is stored in the memory table Tb1 of the nonvolatile memory 60 in correspondence with the patch number. That is, in the memory table Tb1, the colorimetric values and RGB values of the plurality of reference patches KP arranged on the reference sheet KS are stored in correspondence with the patch numbers of the respective reference patches KP. Hereinafter, the RGB values of the reference patch KP stored in the memory table Tb1 are referred to as “reference RGB values”. The reference RGB value is a value reflecting the characteristics of the imaging unit 42.

画像形成装置100の上位CPU107は、基準パッチKPの基準測色値および基準RGB値が不揮発性メモリ60のメモリテーブルTb1に格納されると、同じパッチ番号の基準測色値であるXYZ値と基準RGB値との対に対して、これらを相互に変換する基準値線形変換マトリックスを生成し、不揮発性メモリ60に格納する。メモリテーブルTb1に基準測色値としてL*a*b*値のみが格納されている場合は、L*a*b*値をXYZ値に変換する既知の変換式を用いてL*a*b*値をXYZ値に変換した後に、基準値線形変換マトリックスを生成すればよい。   When the reference colorimetric value and the reference RGB value of the reference patch KP are stored in the memory table Tb1 of the non-volatile memory 60, the host CPU 107 of the image forming apparatus 100 uses the XYZ value that is the reference colorimetric value of the same patch number and the reference A reference value linear transformation matrix for mutually converting the RGB value pair is generated and stored in the nonvolatile memory 60. When only the L * a * b * value is stored as the reference colorimetric value in the memory table Tb1, L * a * b is converted using a known conversion formula for converting the L * a * b * value into an XYZ value. * After converting values to XYZ values, a reference value linear conversion matrix may be generated.

また、撮像ユニット42が基準シートKSの複数の基準パッチKPを撮像する際には、撮像ユニット42に設けられた基準チャート400も同時に撮像される。この撮像により得られた基準チャート400の各パッチのRGB値も、パッチ番号に対応させて、不揮発性メモリ60のメモリテーブルTb1に格納される。この前処理によりメモリテーブルTb1に格納された基準チャート400のパッチのRGB値を「初期基準RGB値」という。図12は、初期基準RGB値の一例を示す図である。図12(a)は初期基準RGB値(RdGdBd)をメモリテーブルTb1に格納した様子を示し、初期基準RGB値と(RdGdBd)ともに、初期基準RGB値(RdGdBd)をL*a*b*値に変換した初期基準L*a*b*値(Ldadbd)やXYZ値に変換した初期基準XYZ値(XdYdZd)も対応付けて格納されることを示している。また、図12(b)は基準チャート400の各パッチの初期基準RGB値をプロットした散布図である。   Further, when the imaging unit 42 images the plurality of reference patches KP of the reference sheet KS, the reference chart 400 provided in the imaging unit 42 is also imaged at the same time. The RGB values of each patch of the reference chart 400 obtained by this imaging are also stored in the memory table Tb1 of the nonvolatile memory 60 in association with the patch number. The RGB values of the patches of the reference chart 400 stored in the memory table Tb1 by this preprocessing are referred to as “initial reference RGB values”. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the initial reference RGB values. FIG. 12A shows a state in which the initial reference RGB value (RdGdBd) is stored in the memory table Tb1, and the initial reference RGB value (RdGdBd) is set to the L * a * b * value together with the initial reference RGB value and (RdGdBd). This shows that the converted initial reference L * a * b * value (Ldadbd) and the initial reference XYZ value (XdYdZd) converted to the XYZ value are also stored in association with each other. FIG. 12B is a scatter diagram in which initial reference RGB values of each patch of the reference chart 400 are plotted.

以上の前処理が終了した後、画像形成装置100は、外部から入力される画像データや印刷設定等に基づいて、上位CPU107が、キャリッジ5の主走査移動制御、紙搬送部112による記録媒体Pの搬送制御および記録ヘッド6の駆動制御を行って、記録媒体Pを間欠的に搬送させつつ、記録ヘッド6からのインク吐出を制御して、画像を記録媒体Pに出力する。このとき、記録ヘッド6からのインクの吐出量が、機器固有の特性や経時変化などによって変化することがあり、このインクの吐出量が変化すると、ユーザが意図する画像の色とは異なった色で画像形成されることとなって、色再現性が劣化する。そこで、画像形成装置100は、色調整を行う所定のタイミングで、パッチ画像200の測色値を求める測色処理を実施する。そして、測色処理により得られた測色値に基づいて色調整を行うことで、色再現性を高める。   After the above preprocessing is completed, the image forming apparatus 100 allows the upper CPU 107 to control the main scanning movement of the carriage 5 and the recording medium P by the paper conveyance unit 112 based on image data input from the outside, print settings, and the like. The control of the recording head 6 and the drive control of the recording head 6 are performed to control the ink ejection from the recording head 6 while the recording medium P is intermittently conveyed, and an image is output to the recording medium P. At this time, the amount of ink ejected from the recording head 6 may change depending on the characteristics inherent to the device or changes over time. When this ink ejection amount changes, the color differs from the color of the image intended by the user. As a result, the color reproducibility deteriorates. Therefore, the image forming apparatus 100 performs a color measurement process for obtaining a color measurement value of the patch image 200 at a predetermined timing for color adjustment. And color reproducibility is improved by performing color adjustment based on the colorimetric value obtained by the colorimetric processing.

図13および図14は、基本測色処理を説明する図である。測色値算出部531は、まず、前処理において生成して不揮発性メモリ60に格納した基準値線形変換マトリックスを読み出し、基準値線形変換マトリックスを用いて測色対象RGB値(RsGsBs)を第1XYZ値に変換し、不揮発性メモリ60に格納する(ステップS21)。図13では、測色対象RGB値(3、200、5)が基準値線形変換マトリックスにより第1XYZ値(20、80、10)に変換された例を示している。   13 and 14 are diagrams for explaining basic colorimetric processing. The colorimetric value calculation unit 531 first reads the reference value linear conversion matrix generated in the preprocessing and stored in the nonvolatile memory 60, and uses the reference value linear conversion matrix to calculate the colorimetric target RGB values (RsGsBs) in the first XYZ. It converts into a value and stores it in the non-volatile memory 60 (step S21). FIG. 13 shows an example in which the colorimetric target RGB values (3, 200, 5) are converted to the first XYZ values (20, 80, 10) by the reference value linear conversion matrix.

次に、測色値算出部531は、ステップS21で測色対象RGB値(RsGsBs)から変換された第1XYZ値を、既知の変換式を用いて第1L*a*b*値に変換し、不揮発性メモリ60に格納する(ステップS22)。図13では、第1XYZ値(20、80、10)が既知の変換式により第1L*a*b*値(75、−60、8)に変換された例を示している。   Next, the colorimetric value calculation unit 531 converts the first XYZ value converted from the colorimetric target RGB value (RsGsBs) in step S21 into a first L * a * b * value using a known conversion formula. It stores in the non-volatile memory 60 (step S22). FIG. 13 shows an example in which the first XYZ values (20, 80, 10) are converted to the first L * a * b * values (75, −60, 8) by a known conversion formula.

次に、測色値算出部531は、前処理において不揮発性メモリ60のメモリテーブルTb1に格納された複数の基準測色値(L*a*b*値)を検索し、該基準測色値(L*a*b*値)のうち、L*a*b*空間上において第1L*a*b*値に対して距離の近い基準測色値(L*a*b*値)を持つ複数のパッチ(近傍色パッチ)の組を選択する(ステップS23)。距離の近いパッチを選択する方法としては、例えば、メモリテーブルTb1に格納されたすべての基準測色値(L*a*b*値)に対して、第1L*a*b*値との距離を算出し、第1L*a*b*値に対して距離の近いL*a*b*値(図13では、ハッチングの施されているL*a*b*値)を持つ複数のパッチを選択するといった方法を用いることができる。   Next, the colorimetric value calculation unit 531 searches a plurality of reference colorimetric values (L * a * b * values) stored in the memory table Tb1 of the nonvolatile memory 60 in the preprocessing, and the reference colorimetric values. Among (L * a * b * values), it has a reference colorimetric value (L * a * b * value) that is close to the first L * a * b * value in the L * a * b * space. A set of a plurality of patches (neighboring color patches) is selected (step S23). As a method for selecting a patch having a short distance, for example, the distance from the first L * a * b * value to all the reference colorimetric values (L * a * b * values) stored in the memory table Tb1. A plurality of patches having L * a * b * values (L * a * b * values that are hatched in FIG. 13) that are close to the first L * a * b * values are calculated. A method of selecting can be used.

次に、測色値算出部531は、図14に示すように、メモリテーブルTb1を参照して、ステップS23で選択した近傍色パッチのそれぞれについて、L*a*b*値と対になっているRGB値(基準RGB値)とXYZ値を取り出して、これら複数のRGB値とXYZ値のなかから、RGB値とXYZ値との組み合わせを選択する(ステップS24)。そして、測色値算出部531は、選択した組み合わせ(選択組)のRGB値をXYZ値に変換するための選択RGB値線形変換マトリックスを、最小二乗法などを用いて求め、求めた選択RGB値線形変換マトリックスを不揮発性メモリ60に格納する(ステップS25)。   Next, as shown in FIG. 14, the colorimetric value calculation unit 531 refers to the memory table Tb1 and makes a pair with the L * a * b * value for each of the neighboring color patches selected in step S23. RGB values (reference RGB values) and XYZ values are extracted, and a combination of RGB values and XYZ values is selected from the plurality of RGB values and XYZ values (step S24). Then, the colorimetric value calculation unit 531 obtains a selected RGB value linear conversion matrix for converting the RGB value of the selected combination (selected set) into an XYZ value using a least square method or the like, and obtains the selected RGB value obtained. The linear transformation matrix is stored in the nonvolatile memory 60 (step S25).

次に、測色値算出部531は、ステップS25で生成した選択RGB値線形変換マトリックスを用いて、測色対象RGB値(RsGsBs)を第2XYZ値に変換する(ステップS26)。さらに、測色値算出部531は、ステップS26で求めた第2XYZ値を、既知の変換式を用いて第2L*a*b*値に変換し(ステップS27)、得られた第2L*a*b*値を、測色対象のパッチ画像200の最終的な測色値とする。画像形成装置100は、以上の測色処理により得られた測色値に基づいて色調整を行うことにより、色再現性が高められる。   Next, the colorimetric value calculation unit 531 converts the colorimetric target RGB values (RsGsBs) into the second XYZ values using the selected RGB value linear conversion matrix generated in step S25 (step S26). Further, the colorimetric value calculation unit 531 converts the second XYZ value obtained in step S26 into a second L * a * b * value using a known conversion formula (step S27), and obtains the obtained second L * a. The * b * value is the final colorimetric value of the patch image 200 to be measured. The image forming apparatus 100 improves color reproducibility by performing color adjustment based on the colorimetric values obtained by the above colorimetric processing.

ここで、図15はバランス調整前のRGB出力値について説明する図、図16は理想値との比と差分について説明する図である。基準チャート400のグレースケールのRGB値をそのまま出力すると図15に示すような各色のバランスがあっていない出力となり、彩度を持った色として出力されてしまう。これは、2次元イメージセンサ431の各センサの感度バラツキによって誤差をもってしまうからである。   Here, FIG. 15 is a diagram for explaining the RGB output values before balance adjustment, and FIG. 16 is a diagram for explaining the ratio and difference from the ideal values. If the grayscale RGB values of the reference chart 400 are output as they are, the output is not balanced as shown in FIG. 15, and is output as a color having saturation. This is because there is an error due to the sensitivity variation of each sensor of the two-dimensional image sensor 431.

本来すべてのRGB出力は、図15に示す理想値上のリニアリティを持った出力として出力されるのが理想である。そのため、図16に示すような理想値との差分、若しくは比を取り、不揮発性メモリ60に一旦記憶し補正を行うことでリニアリティを持った出力を行っている。   Essentially, all RGB outputs are ideally output as outputs having linearity on the ideal values shown in FIG. For this reason, a difference or ratio with the ideal value as shown in FIG. 16 is taken, temporarily stored in the non-volatile memory 60, and corrected to perform output with linearity.

測色値算出部531は、上述のように、理想値との比、若しくは差を用いて基準チャート400のグレースケールのRGB出力値を補正することで、理想値に近いRGB出力を得ることができる。   As described above, the colorimetric value calculation unit 531 can obtain an RGB output close to the ideal value by correcting the grayscale RGB output value of the reference chart 400 using the ratio or difference from the ideal value. it can.

ここで、図17は測色値を算出する処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図17に示すように、測色値算出部531は、光量L=a、露光時間T=t1に設定する(ステップS1)。aは、予め定められた基準の値である。t1は、光量aと2次元イメージセンサ431と基準チャート400との間の距離d1によって定められた基準の値である。   Here, FIG. 17 is a flowchart schematically showing a flow of processing for calculating a colorimetric value. As shown in FIG. 17, the colorimetric value calculation unit 531 sets the light amount L = a and the exposure time T = t1 (step S1). a is a predetermined reference value. t <b> 1 is a reference value determined by the light amount a, the distance d <b> 1 between the two-dimensional image sensor 431 and the reference chart 400.

ここで、図18は記録媒体16との間隔と露光時間との関係を示す図である。図18は、基準チャート400および被写体(記録媒体16に形成された測色対象のパッチ画像200)の撮像時の間隔と露光時間との関係を示している。信号レベルの目標値aを取得するための基準チャート400の撮像時の間隔をd1(=0mm)、露光時間をt1とし、被写体(記録媒体16に形成された測色対象のパッチ画像200)の撮像時の間隔をd2、露光時間をt2とすると、d1<d2かつt1<t2の関係がある。   Here, FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the interval with the recording medium 16 and the exposure time. FIG. 18 shows the relationship between the exposure time and the interval at the time of imaging the reference chart 400 and the subject (the color measurement target patch image 200 formed on the recording medium 16). The reference chart 400 for obtaining the target value a of the signal level is d1 (= 0 mm) at the time of imaging, the exposure time is t1, and the subject (the color measurement target patch image 200 formed on the recording medium 16) of the subject. When the imaging interval is d2 and the exposure time is t2, there is a relationship of d1 <d2 and t1 <t2.

次いで、測色値算出部531は、撮像ユニット42により撮像し、撮像領域内から基準チャート400のRGB値を取得する(ステップS2)。   Next, the colorimetric value calculation unit 531 captures an image with the imaging unit 42 and acquires the RGB value of the reference chart 400 from within the imaging region (step S2).

次いで、測色値算出部531は、基準チャート400のグレースケールの濃度が最も低いパッチ(パッチNo.12とする)のRGB値が露出オーバーかどうかを判定する(ステップS3)。オーバーの条件は、予め設定した第1閾値以上であり、かつ、パッチNo.12とパッチNo.11のRGB値との差分が予め定めた第2閾値以下であることとする。   Next, the colorimetric value calculation unit 531 determines whether or not the RGB value of the patch with the lowest gray scale density (referred to as patch No. 12) in the reference chart 400 is overexposed (step S3). The over condition is equal to or more than a preset first threshold value, and the patch No. 12 and patch no. It is assumed that the difference from the 11 RGB values is equal to or less than a predetermined second threshold value.

RGB値が露出オーバーと判定した場合(ステップS3のYes)、測色値算出部531は、光量を前回撮像時の光量Lよりも1ステップ暗くして(ステップS4)、ステップS2に戻る。   When it is determined that the RGB value is overexposed (Yes in step S3), the colorimetric value calculation unit 531 darkens the light amount by one step from the light amount L at the previous imaging (step S4), and returns to step S2.

一方、RGB値が露出オーバーと判定しない場合(ステップS3のNo)、測色値算出部531は、ステップS5に進み、基準チャート400のグレースケールの濃度が最も高いパッチ(パッチNo.1とする)のRGB値が露出アンダーかどうかを判定する。アンダーの条件は、予め設定した第3閾値以上であり、かつ、パッチNo.1とパッチNo.2のRGB値との差分が予め定めた第4閾値以下であることとする。   On the other hand, if the RGB value is not determined to be overexposed (No in step S3), the colorimetric value calculation unit 531 proceeds to step S5, and the patch having the highest gray scale density in the reference chart 400 (patch No. 1). ) Determines whether the RGB value is underexposed. The under condition is equal to or more than a preset third threshold value, and the patch No. 1 and patch no. It is assumed that the difference between 2 and the RGB value is equal to or less than a predetermined fourth threshold value.

RGB値が露出アンダーと判定した場合(ステップS5のYes)、測色値算出部531は、光量を前回撮像時の光量Lよりも1ステップ明るくして(ステップS6)、ステップS2に戻る。   If it is determined that the RGB value is underexposed (Yes in step S5), the colorimetric value calculation unit 531 makes the light amount one step brighter than the light amount L at the previous imaging (step S6), and returns to step S2.

一方、RGB値が露出アンダーと判定しない場合(ステップS5のNo)、測色値算出部531は、ステップS7に進み、ホワイトバランス(WB)とガンマ補正用のパラメータを算出する。このパラメータは、基準チャート400を撮像して取得したRGB値と、基準チャート400の実際の色との差分を打ち消すためのデータである。この差分が発生する要因は2次元イメージセンサ431の感度ばらつきや、照明のムラや光量変動によって生じる。   On the other hand, if the RGB value is not determined to be underexposed (No in step S5), the colorimetric value calculation unit 531 proceeds to step S7, and calculates white balance (WB) and parameters for gamma correction. This parameter is data for canceling the difference between the RGB value acquired by imaging the reference chart 400 and the actual color of the reference chart 400. Factors causing this difference are caused by sensitivity variations of the two-dimensional image sensor 431, illumination unevenness, and light amount fluctuation.

続いて、測色値算出部531は、露光時間T=t2に設定する(ステップS8)。t2は、光量L(基準チャート400の撮像後)と2次元イメージセンサ431と測色パッチ(記録媒体16に形成された測色対象のパッチ画像200)間の距離d2によって定められた基準の値である。   Subsequently, the colorimetric value calculation unit 531 sets the exposure time T = t2 (step S8). t2 is a reference value determined by the light amount L (after imaging of the reference chart 400), the distance d2 between the two-dimensional image sensor 431 and the colorimetric patch (the colorimetric patch image 200 formed on the recording medium 16). It is.

次いで、測色値算出部531は、撮像ユニット42により撮像し、撮像領域内から測色パッチ(記録媒体16に形成された測色対象のパッチ画像200)のRGB値を取得する(ステップS9)。   Next, the colorimetric value calculation unit 531 captures an image with the imaging unit 42, and acquires the RGB value of the colorimetric patch (the colorimetric target patch image 200 formed on the recording medium 16) from within the imaging region (step S9). .

そして、測色値算出部531は、ステップS9で取得したRGB値をステップS7で算出したホワイトバランス(WB)、ガンマ補正用パラメータを用いて補正をする(ステップS10)。   Then, the colorimetric value calculation unit 531 corrects the RGB values acquired in step S9 using the white balance (WB) and gamma correction parameters calculated in step S7 (step S10).

最後に、測色値算出部531は、RGB値をL*a*b*色空間に変換し、測色値を算出する(ステップS11)。   Finally, the colorimetric value calculation unit 531 converts the RGB values into the L * a * b * color space and calculates the colorimetric values (step S11).

このように本実施の形態によれば、基準チャートと被写体(測色メディア)とを撮像対象としたイメージセンサと撮像対象を照明する光源を備えた撮像ユニットの構成により、基準チャートと被写体(測色メディア)との撮像時の露光量が等しくなるように、被写体(測色メディア)の撮像時の露光時間を変化させることで明るさを補正することにより、測色精度を高めることができる。   Thus, according to the present embodiment, the reference chart and the subject (measurement) are configured by the configuration of the imaging unit including the image sensor that captures the reference chart and the subject (colorimetric media) and the light source that illuminates the imaging target. The color measurement accuracy can be improved by correcting the brightness by changing the exposure time at the time of imaging of the subject (colorimetric media) so that the exposure amount at the time of imaging with the color media) is equal.

なお、第2の露光時間を距離算出部532により算出した距離に応じて変更するようにしてもよい。   Note that the second exposure time may be changed according to the distance calculated by the distance calculation unit 532.

(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.

第2の実施の形態の画像形成装置100は、撮像ユニットが第1の実施の形態とは異なるものとなっている。以下、第2の実施の形態の説明では、第1の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第1の実施の形態と異なる箇所について説明する。   In the image forming apparatus 100 of the second embodiment, the imaging unit is different from that of the first embodiment. Hereinafter, in the description of the second embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted, and different parts from the first embodiment will be described.

ここで、図19は第2の実施の形態にかかる撮像ユニット42Fの縦断面図であり、図5−1に示した撮像ユニット42の縦断面図と同じ位置の断面図である。   Here, FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the imaging unit 42F according to the second embodiment, and is a sectional view at the same position as the longitudinal sectional view of the imaging unit 42 shown in FIG.

第2の実施の形態にかかる撮像ユニット42Fでは、筐体421の内部に、光路長変更部材440が配置されている。光路長変更部材440は、光を透過する屈折率n(nは任意の数)の光学素子である。光路長変更部材440は、筐体421の外部の被写体(パッチ画像200)とセンサ部430との間の光路中に配置され、被写体(パッチ画像200)の光学像の結像面を基準チャート400の光学像の結像面に近づける機能を持つ。つまり、第2の実施の形態にかかる撮像ユニット42Fでは、被写体(パッチ画像200)とセンサ部430との間の光路中に光路長変更部材440を配置することによって、筐体421の外部の被写体(パッチ画像200)の光学像の結像面と、筐体421の内部の基準チャート400の結像面とを、ともにセンサ部430の2次元イメージセンサ431のセンサ面に合わせるようにしている。なお、図19では、光路長変更部材440を筐体421の底面部421a上に載置した例を図示しているが、光路長変更部材440は必ずしも底面部421a上に載置する必要はなく、筐体421の外部の被写体(パッチ画像200)とセンサ部430との間の光路中に配置されていればよい。   In the imaging unit 42F according to the second embodiment, an optical path length changing member 440 is disposed inside the housing 421. The optical path length changing member 440 is an optical element having a refractive index n (n is an arbitrary number) that transmits light. The optical path length changing member 440 is disposed in the optical path between the subject (patch image 200) outside the housing 421 and the sensor unit 430, and the imaging surface of the optical image of the subject (patch image 200) is the reference chart 400. It has a function to bring the optical image closer to the image plane. In other words, in the imaging unit 42F according to the second embodiment, the optical path length changing member 440 is arranged in the optical path between the subject (patch image 200) and the sensor unit 430, so that the subject outside the casing 421 is located. The imaging surface of the optical image of (patch image 200) and the imaging surface of the reference chart 400 inside the housing 421 are both matched with the sensor surface of the two-dimensional image sensor 431 of the sensor unit 430. FIG. 19 illustrates an example in which the optical path length changing member 440 is placed on the bottom surface portion 421a of the housing 421. However, the optical path length changing member 440 is not necessarily placed on the bottom surface portion 421a. It is only necessary to be disposed in the optical path between the subject (patch image 200) outside the housing 421 and the sensor unit 430.

光路長変更部材440を光が通過すると、光路長変更部材440の屈折率nに応じて光路長が延び、画像が浮き上がって見える。画像の浮上がり量Cは、光路長変更部材440の光軸方向の長さをLpとすると、以下の式で求めることができる。
C=Lp(1−1/n)
When light passes through the optical path length changing member 440, the optical path length is extended according to the refractive index n of the optical path length changing member 440, and the image appears to float. The image floating amount C can be obtained by the following equation, where Lp is the length of the optical path length changing member 440 in the optical axis direction.
C = Lp (1-1 / n)

また、センサ部430の結像レンズ432の主点と基準チャート400との間の距離をLcとすると、結像レンズ432の主点と光路長変更部材440を透過する光学像の前側焦点面(撮像面)との間の距離Lは、以下の式で求めることができる。
L=Lc+Lp(1−1/n)
When the distance between the principal point of the imaging lens 432 of the sensor unit 430 and the reference chart 400 is Lc, the front focal plane of the optical image transmitted through the principal point of the imaging lens 432 and the optical path length changing member 440 ( The distance L to the imaging surface can be obtained by the following equation.
L = Lc + Lp (1-1 / n)

ここで、光路長変更部材440の屈折率nを1.5とした場合、L=Lc+Lp(1/3)となり、光路長変更部材440を透過する光学像の光路長を光路長変更部材440の光軸方向の長さLpの約1/3だけ長くすることができる。この場合、例えばLp=9[mm]とすれば、L=Lc+3[mm]となるので、センサ部430から基準チャート400までの距離と被写体(パッチ画像200)までの距離との差が3mmとなる状態で撮像すれば、基準チャート400の光学像の後側焦点面(結像面)と、被写体(パッチ画像200)の光学像の後側焦点面(結像面)とを、ともにセンサ部430の2次元イメージセンサ431のセンサ面に合わせることができる。   Here, when the refractive index n of the optical path length changing member 440 is 1.5, L = Lc + Lp (1/3), and the optical path length of the optical image transmitted through the optical path length changing member 440 is set to the optical path length changing member 440. The length can be increased by about 1/3 of the length Lp in the optical axis direction. In this case, for example, if Lp = 9 [mm], L = Lc + 3 [mm], so the difference between the distance from the sensor unit 430 to the reference chart 400 and the distance to the subject (patch image 200) is 3 mm. In this state, the sensor unit includes both the rear focal plane (imaging plane) of the optical image of the reference chart 400 and the rear focal plane (imaging plane) of the optical image of the subject (patch image 200). It can be matched with the sensor surface of the two-dimensional image sensor 431 of 430.

以上のように構成される第2の実施の形態にかかる撮像ユニット42Fでは、被写体(パッチ画像200)とセンサ部430との間の光路中に光路長変更部材440を配置することで、被写体(パッチ画像200)の光学像の結像面を基準チャート400の光学像の結像面に近づけるようにしているので、被写体(パッチ画像200)と基準チャート400の双方に焦点の合った適切な画像を撮像することができる。   In the imaging unit 42F according to the second embodiment configured as described above, the optical path length changing member 440 is disposed in the optical path between the subject (patch image 200) and the sensor unit 430, so that the subject ( Since the image plane of the optical image of the patch image 200) is brought close to the image plane of the optical image of the reference chart 400, an appropriate image focused on both the subject (patch image 200) and the reference chart 400. Can be imaged.

6 画像出力手段
42 撮像装置、
42、50 測色装置
45 補正部
50 算出部
100 画像形成装置
400 基準チャート
426 光源
431 センサ
531 光量調整部
6 Image output means 42 Imaging device,
42, 50 Color measuring device 45 Correction unit 50 Calculation unit 100 Image forming device 400 Reference chart 426 Light source 431 Sensor 531 Light amount adjustment unit

特開2013−51672号公報JP 2013-51672 A

Claims (5)

開口部を介して被写体を照明する光源と、
前記光源によって照明され、前記被写体よりも前記光源に近い位置に基準チャートと、
前記基準チャートを第1の露光時間で撮像するセンサと、
前記第1の露光時間で前記基準チャートを撮像した結果に応じて前記光源の光量を調整する光量調整部と、
を備え、
前記センサは、前記調整された光量で撮像された被写体を、前記第1の露光時間よりも長い第2の露光時間で撮像する、
ことを特徴とする撮像装置。
A light source that illuminates the subject through the opening;
A reference chart illuminated by the light source and closer to the light source than the subject;
A sensor for imaging the reference chart with a first exposure time;
A light amount adjustment unit that adjusts the light amount of the light source according to a result of imaging the reference chart with the first exposure time;
With
The sensor images a subject imaged with the adjusted light amount with a second exposure time longer than the first exposure time;
An imaging apparatus characterized by that.
前記光量調整部は、前記第1の露光時間で前記基準チャートを撮像した結果に応じて、前記センサが撮像したデータの補正値を決定するものであって、
前記第2の露光時間で前記被写体を撮像したデータを、前記決定した補正値で補正する補正部を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The light amount adjustment unit determines a correction value of data captured by the sensor according to a result of imaging the reference chart with the first exposure time,
A correction unit that corrects data obtained by imaging the subject in the second exposure time with the determined correction value;
The imaging apparatus according to claim 1.
前記センサにより撮像された画像に基づいて、前記センサと前記被写体との間の距離を算出する距離算出部を更に備え、
前記距離算出部により算出した距離に応じて前記第2の露光時間を変更する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
A distance calculation unit that calculates a distance between the sensor and the subject based on an image captured by the sensor;
Changing the second exposure time according to the distance calculated by the distance calculation unit;
The imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein
請求項1ないし3の何れか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置が撮像した被写体および基準チャートの撮像データに基づいて、前記被写体の測色値を算出する算出部と、
を備えることを特徴とする測色装置。
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A calculation unit that calculates a colorimetric value of the subject based on the subject imaged by the imaging device and imaging data of a reference chart;
A colorimetric device comprising:
記録媒体に画像を出力する画像出力手段と、
請求項4に記載の測色装置と、
を備え、
前記測色装置は、前記画像出力手段が出力する画像を前記被写体として該画像の測色値を算出し、
前記画像出力手段は、前記測色装置が前記測色値を算出した後に、前記測色値を用いて色調整した画像データに基づいて画像を出力する、
ことを特徴とする画像形成装置。
Image output means for outputting an image to a recording medium;
A colorimetric device according to claim 4;
With
The colorimetric device calculates a colorimetric value of the image output from the image output unit as the subject,
The image output means outputs an image based on image data color-adjusted using the colorimetric value after the colorimetric device calculates the colorimetric value.
An image forming apparatus.
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