JP5929133B2 - 撮像装置、測色装置および画像形成装置 - Google Patents

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。

プリンタなどの画像形成装置では、機器固有の特性による出力のばらつきを抑制して入力に対する出力の再現性を高めるために、カラーマネジメントと呼ばれる処理が行われる。カラーマネジメントは、例えば以下の手法で行われる。まず、基準色の色票（パッチ）の画像を画像形成装置により実際に出力し（以下、画像形成装置が出力したパッチの画像を「パッチ画像」という。）、このパッチ画像を測色装置により測色する。そして、測色したパッチ画像の測色値と、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画像形成装置に設定する。その後、画像形成装置は、入力した画像データに応じた画像を出力する際に、設定した色変換パラメータに基づいて、入力した画像データに対して色変換を行い、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。これにより、画像形成装置は、機器固有の特性による出力のばらつきが抑制された再現性の高い画像出力を行うことができる。

以上のようなカラーマネジメントにおいて、パッチ画像を測色する測色装置としては、分光測色器が広く用いられている。分光測色器は、波長ごとの分光反射率が得られるため高精度の測色を行うことができる。しかしながら、分光測色器は多数のセンサを搭載した高価な装置であるため、より安価な装置を用いて高精度の測色を行えるようにすることが要望されている。

測色を安価に実現する方法の一例として、イメージセンサを備える撮像装置により測色対象を被写体として撮像し、撮像により得られる被写体のＲＧＢ値を標準色空間における表色値に変換することが挙げられる。例えば、特許文献１には、測色対象となる被写体の近くに被写体の比較対象となる基準色票を置き、被写体と基準色票とをカラービデオカメラにより同時に撮像して、撮像により得られる基準色票のＲＧＢデータを用いて被写体のＲＧＢデータを補正した上で、被写体のＲＧＢデータを標準色空間における表色値に変換するという技術が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、被写体の比較対象として撮像される基準色票とカラービデオカメラとの位置関係を一定に保つことは難しく、撮像のたびに撮像条件が変動してしまって、安定した撮像を行えない虞がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被写体と被写体の比較対象とを含む画像を安定して撮像することができる撮像装置、測色装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、被写体と対向する第一の面に開口部が設けられた筐体と、前記筐体の内部に保持され、前記筐体の外部の前記被写体を前記開口部を介して撮像するセンサユニットと、前記筐体に保持され、前記被写体の比較対象として前記センサユニットにより前記被写体とともに撮像される基準チャートが形成されたチャート部材と、前記被写体および前記基準チャートを照明する照明光源と、前記被写体と前記センサユニットとの間の光路中であって、前記照明光源の直接光が照射されない位置に配置され、前記被写体の光学像の結像面を前記基準チャートの光学像の結像面に近づける光透過部材と、を備え、前記照明光源は、前記センサユニットの両側にそれぞれ配置され、一方の前記照明光源と前記センサユニットと他方の前記照明光源とを結ぶ線を、前記センサユニットの光軸方向に沿って前記第一の面に投影した線を挟んで、一方に前記開口部が配置され、他方に前記基準チャートが配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係る測色装置は、本発明に係る撮像装置と、前記センサユニットが撮像した前記被写体および前記基準チャートの画像に基づいて、前記被写体の測色値を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る撮像装置と、記録媒体に画像を出力する画像形成手段と、を備え、前記被写体は、前記画像形成手段が出力する前記画像であることを特徴する。

本発明によれば、被写体の比較対象となる基準チャートとセンサユニットとの位置関係は一定となり、センサユニットによる撮影条件が変動しないため、被写体と基準チャートとを含む画像を安定して撮像することができるという効果を奏する。

図１は、画像形成装置の内部を透視して示す斜視図である。 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。 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。 図４−１は、撮像部の内部を透視して示す上面図である。 図４−２は、図４−１中のＸ１−Ｘ１線断面図である。 図４−３は、図４−１中のＹ１−Ｙ１線断面図である。 図５は、基準チャートの具体例を示す図である。 図６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。 図７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。 図８は、センサユニットが測色対象のパッチ画像と基準チャートとを同時に撮像することで得られる画像データの一例を示す図である。 図９は、パッチ画像の測色方法の具体例を説明する図である。 図１０は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値とＸＹＺ値との変換を行う変換式を示す図である。 図１１は、パッチ画像の測色の手順を示すフローチャートである。 図１２は、パッチ画像の測色の手順の変形例を示すフローチャートである。 図１３は、標準の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値に対応するＲＧＢ値を特定する方法を説明する図である。 図１４は、センサユニットが位置ずれ計測用のテストパターンと基準チャートとを同時に撮像することで得られる画像データの一例を示す図である。 図１５は、画像の主走査位置ずれを計測する方法を説明する図である。 図１６は、画像の主走査位置ずれを計測する方法を説明する図である。 図１７は、画像の副走査位置ずれを計測する方法を説明する図である。 図１８は、センサユニットが位置ずれ計測用のテストパターンと基準チャートとを同時に撮像することで得られる画像データの一例を示す図である。 図１９は、センサユニットがドット径計測用のテストパターンと基準チャートとを同時に撮像することで得られる画像データの一例を示す図である。 図２０は、テストパターンに含まれるドット近傍の画像データからドット径を計測する方法を説明する図である。 図２１−１は、変形例の撮像部の内部を透視して示す上面図である。 図２１−２は、図２１−１中のＸ２−Ｘ２線断面図である。 図２１−３は、図２１−１中のＹ２−Ｙ２線断面図である。

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。

＜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、本実施形態に係る画像形成装置１００の内部を透視して示す斜視図、図２は、本実施形態に係る画像形成装置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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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とを同時に撮像する撮像部（撮像装置）４２を備える。測色装置は、撮像部４２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、撮像部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、撮像部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。

撮像部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、撮像部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、被写体とその比較対象となる基準チャート４００とを同時に撮像する。なお、ここでの同時に撮像とは、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ことを意味する。つまり、画素ごとのデータ取得に時間差があっても、１フレーム内に被写体と基準チャート４００とを含む画像データを取得すれば、被写体と基準チャート４００とを同時に撮像したことになる。

＜撮像部の具体例＞
図４−１乃至図４−３は、撮像部４２の具体例を示す図であり、図４−１は、撮像部４２の内部を透視して示す上面図、図４−２は、図４−１中のＸ１−Ｘ１線断面図、図４−３は、図４−１中のＹ１−Ｙ１線断面図である。

撮像部４２は、筐体４２１を備える。筐体４２１は、その底面部４２１ａがプラテン板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４２２が設けられている。なお、筐体４２１の底面部４２１ａは、特許請求の範囲に記載の「第一の面」に相当する。

筐体４２１の内部には、基板４２３と、センサユニット４２４と、基準チャート４００が形成されたチャート板４１０と、照明光源４２５と、光透過部材４２６と、が配設されている。

基板４２３は、筐体４２１の底面部４２１ａと対向する上面部の内面側に配置されている。この基板４２３には、例えば、センサユニット４２４が備える２次元イメージセンサが実装される。

センサユニット４２４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４２４ａと、センサユニット４３０の撮像範囲の光学像を２次元イメージセンサ４２４ａのセンサ面に結像する結像レンズ４２４ｂとを備える。２次元イメージセンサ４２４ａ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４２４ｂ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４２４ａに対して位置決めされた状態で固定されている。

チャート板４１０は、筐体４２１の底面部４２１ａに設けられた開口部４２２と隣り合うようにして、センサユニット４２４と対向する底面部４２１ａの内面側に配置されている。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。基準チャート４００は、被写体（パッチ画像２００）の比較対象として、センサユニット４２４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。つまり、センサユニット４２４は、筐体４２１の底面４２１ａに設けられた開口部４２２を介して筐体４２１の外部の被写体（パッチ画像２００）を撮像すると同時に、筐体４２１の底面４２１ａの内面側に配置されたチャート板４１０上の基準チャート４００を、被写体（パッチ画像２００）の比較対象として撮像する。なお、基準チャート４００の詳細については後述する。

照明光源４２５は、センサユニット４２４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を照明するための光源である。照明光源４２５は、筐体４２１の側壁から延設されたアーム４２７により支持されて、被写体（パッチ画像２００）および基準チャート４００に対して、センサユニット４２４よりも近い位置に配置される。照明光源４２５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４２５として２つのＬＥＤを用いる。

本実施形態では、図４−１に示すように、照明光源４２５として用いる２つのＬＥＤを筐体４２１の底面部４２１ａに対して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４２２と基準チャート４００との間の領域内となり、且つ、センサユニット４２４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４２５として用いる２つのＬＥＤを結ぶ線がセンサユニット４２４の結像レンズの中心を通り、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４２２と基準チャート４００とが配置される。照明光源４２５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。

光透過部材４２６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。光透過部材４２６は、筐体４２１の外部の被写体（パッチ画像２００）とセンサユニット４２４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、本実施形態の撮像部４２では、被写体（パッチ画像２００）とセンサユニット４２４との間の光路中に光透過部材４２６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、ともにセンサユニット４２４の２次元イメージセンサのセンサ面に合わせるようにしている。

光透過部材４２６を光が通過すると、光透過部材４２６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、光透過部材４２６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）

また、センサユニット４２４の結像レンズの主点と基準チャート４００との間の距離をＬｃとすると、結像レンズの主点と光透過部材４２６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）

ここで、光透過部材４２６の屈折率ｎを１．５とした場合、Ｌ＝Ｌｃ＋Ｌｐ（１／３）となり、光透過部材４２６を透過する光学像の光路長を光透過部材４２６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、センサユニット４２４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、ともにセンサユニット４２４の２次元イメージセンサのセンサ面に合わせることができる。

光透過部材４２６は、上記のように、筐体４２１の外部の被写体（パッチ画像２００）とセンサユニット４２４との間の光路中に配置されるが、照明光源４２５の直接光が光透過部材４２６に照射されると、光透過部材４２６で反射された反射光の影響によって、センサユニット４２４により撮像される画像の画質が劣化する。特に、光透過部材４２６のエッジの部分に照明光源４２５の直接光が照射されると、明るさが極端に変化する境界線が画像に映り込む場合があり、パッチ画像２００の測色を適切に行えなくなる虞がある。

そこで、本実施形態の撮像部４２では、光透過部材４２６を、筐体４２１の外部の被写体（パッチ画像２００）とセンサユニット４２４との間の光路中であって、且つ、照明光源４２５の直接光が照射されない位置に配置するようにしている。具体的には、本実施形態の撮像部４２では、照明光源４２５が、被写体（パッチ画像２００）および基準チャート４００に対して、センサユニット４２４よりも近い位置に配置されている。このため、筐体４２１の内部において、照明光源４２５とセンサユニット４２４との間には空間が設けられている。光透過部材４２６は、筐体４２１の側壁から延設されたフランジ４２８により支持されて、この照明光源４２５とセンサユニット４２４との間の空間、つまり、照明光源４２５の背面側に配置されている。このように、光透過部材４２６を照明光源４２５の背面側に配置すれば、照明光源４２５の直接光が光透過部材４２６に照射されることはなく、光透過部材４２６で反射された反射光の影響によってセンサユニット４２４により撮像される画像の画質が劣化する不都合を有効に抑制することができる。なお、図４−３中の一点鎖線は、照明光源４２５の直接光が照射される範囲を示している。

＜基準チャートの具体例＞
次に、図５を参照しながら、撮像部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５は、基準チャート４００の具体例を示す図である。

図５に示す基準チャート４００は、測色用のパッチを配列した測色用のパッチ列４０１〜４０４と、ドット径計測用パターンを配列したパターン列４０６と、距離計測用パターン４０５とを有する。

測色用のパッチ列は、ＹＭＣの１次色のパッチを階調順に配列したパッチ列４０１と、ＲＧＢの２次色のパッチを階調順に配列したパッチ列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。

ドット径計測用のパターン列４０６は、大きさが異なる円形パターンを大きさ順に配列したパターン列である。

距離計測用パターン４０５は、測色用のパッチ列４０１〜４０４やドット径計測用のパターン列４０６を囲む矩形の枠として形成されている。距離計測用パターン４０５の四隅４０７は、基準チャート４００の位置を特定するためのマーカである。後述の上位ＣＰＵ１０７は、撮像部４２から取得した基準チャート４００の画像データから距離計測用パターン４０５の四隅４０７を特定することで、基準チャート４００の位置を特定することができる。

測色用のパッチ列４０１〜４０４を構成する各パッチは、標準色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における表色値（Ｌ＊ａ＊ｂ＊値）が予め計測されており、パッチ画像２００を測色する際の基準値となる。なお、基準チャート４００に設ける測色用のパッチ列４０１〜４０４の構成は図５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ることも可能である。また、ＹＭＣＫの１次色のパッチ列４０１や、グレースケールのパッチ列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することも可能である。また、ＲＧＢの２次色のパッチ列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することも可能である。あるいは、Ｊａｐａｎ Ｃｏｌｏｒ等の測色値が定められた基準色票を用いることも可能である。

＜画像形成装置の制御機構の概略構成＞
次に、図６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６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。

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、および撮像部４２を備える。記録ヘッド６、エンコーダセンサ４１、および撮像部４２は、上述したようにキャリッジ５に搭載されている。

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。

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。

撮像部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とをセンサユニット４２４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。

測色制御部５０は、撮像部４２から取得したパッチ画像２００および基準チャート４００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、撮像部４２とともに、測色装置を構成している。

また、測色制御部５０は、撮像部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、撮像部４２による画像の撮像を制御する。各種設定信号は、センサユニット４２４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、撮像部４２に供給する。また、タイミング信号は、センサユニット４２４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、センサユニット４２４の撮像範囲を照明する照明光源４２５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、撮像部４２に供給する。

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。

＜測色装置の制御機構の構成＞
次に、図７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７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。

測色装置は、撮像部４２と測色制御部５０とを備える。撮像部４２は、上述したセンサユニット４２４と照明光源４２５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。

画像処理部４５は、センサユニット４２４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。

ＡＤ変換部４５１は、センサユニット４２４が出力するアナログ信号をＡＤ変換する。

シェーディング補正部４５２は、センサユニット４２４の撮像範囲に対する照明光源４２５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。

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。

γ補正部４５４は、センサユニット４２４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。

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。

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部４２が取得し、また、撮像部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。

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、を備える。

フレームメモリ５１は、撮像部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。

演算部５３は、測色値算出部（算出手段）５３１と、位置ずれ量算出部５３２と、ドット径算出部５３３と、を備える。

測色値算出部５３１は、撮像部４２のセンサユニット４２４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。測色値演算部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。

位置ずれ量算出部５３２は、画像形成装置１００により記録媒体１６に所定の位置ずれ計測用の画像が出力され、撮像部４２のセンサユニット４２４が、筐体４２１の内部に配置された基準チャート４００と画像形成装置１００が出力した位置ずれ計測用の画像とを同時に撮像したときに、この撮像によって得られる位置ずれ計測用の画像の画像データと、基準チャート４００の画像データとに基づいて、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。位置ずれ量算出部５３２が算出した画像の位置ずれ量は、上位ＣＰＵ１０７へと送られる。なお、位置ずれ量算出部５３２による処理の具体例については、詳細を後述する。

ドット径算出部５３３は、画像形成装置１００により記録媒体１６に所定のドット径計測用の画像が出力され、撮像部４２のセンサユニット４２４が、筐体４２１の内部に配置された基準チャート４００と画像形成装置１００が出力したドット径計測用の画像とを同時に撮像したときに、この撮像によって得られるドット径計測用の画像の画像データと、基準チャート４００の画像データとに基づいて、画像形成装置１００が出力する画像のドット径を算出する。ドット径算出部５３３が算出した画像のドット径は、上位ＣＰＵ１０７へと送られる。なお、ドット径算出部５３３による処理の具体例については、詳細を後述する。

タイミング信号発生部５４は、撮像部４２のセンサユニット４２４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、撮像部４２に供給する。

光源駆動制御部５５は、撮像部４２の照明光源４２５を駆動するための光源駆動信号を生成して、撮像部４２に供給する。

＜パッチ画像の測色方法＞
次に、図８乃至図１３を参照しながら、測色装置を用いたパッチ画像２００の測色方法の具体例について詳細に説明する。図８は、センサユニット４２４が測色対象のパッチ画像２００と基準チャート４００とを同時に撮像することで得られる画像データの一例を示す図である。図９は、パッチ画像２００の測色方法の具体例を説明する図である。図１０は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値とＸＹＺ値との変換を行う変換式を示す図である。図１１は、パッチ画像２００の測色の手順を示すフローチャートである。図１２は、パッチ画像２００の測色の手順の変形例を示すフローチャートである。図１３は、標準の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値に対応するＲＧＢ値を特定する方法を説明する図である。

パッチ画像２００の測色を行う場合は、まず、画像形成装置１００が任意のパッチを記録媒体１６に出力してパッチ画像２００を形成する。そして、測色装置の撮像部４２が備えるセンサユニット４２４により、測色対象のパッチ画像２００を撮像部４２の筐体４２１内に配置されたチャート板４１０上の基準チャート４００とともに撮像する。その結果、例えば図８に示すようなパッチ画像２００および基準チャート４００を含む画像データが取得される。センサユニット４２４の撮像範囲は、基準チャート４００を撮像する基準チャート撮像領域と、測色対象の被写体であるパッチ画像２００を撮像する被写体撮像領域とを有している。基準チャート撮像領域に対応する画素から出力される画像データが基準チャート４００の画像データとなり、被写体撮像領域に対応する画素から出力される画像データがパッチ画像２００の画像データとなる。なお、ここでは、測色対象の被写体として１つのパッチ画像２００のみを撮像するようにしているが、複数のパッチ画像２００を同時に撮像するようにしてもよい。

センサユニット４２４により撮像されたパッチ画像２００および基準チャート４００の画像データは、画像処理部４５での処理が行われた後、撮像部４２からインターフェース部４６を介して測色制御部５０へと送られ、測色制御部５０のフレームメモリ５１に格納される。そして、演算部５３の測色値算出部５３１が、フレームメモリ５１に格納された画像データを読み出して、パッチ画像２００の測色を行う。

測色値算出部５３１は、まず、フレームメモリ５１から読み出した画像データから、基準チャート４００の距離計測用パターン（主走査・副走査距離基準線）４０５の四隅４０７の位置を、パターンマッチング等により特定する。これにより、画像データにおける基準チャート４００の位置を特定することができる。基準チャート４００の位置を特定した後は、基準チャート４００の各パッチの位置を特定する。

次に、測色値算出部５３１は、基準チャート４００の各パッチの画像データ（ＲＧＢ値）を用いて、測色対象となるパッチ画像２００の画像データ（ＲＧＢ値）を、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における表色値であるＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する。以下、この変換の具体的な手法について詳細に説明する。

図９（ｃ）は、図５に示した基準チャート４００の１次色（ＹＭＣ）のパッチ列４０１および２次色（ＲＧＢ）のパッチ列４０２の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値を、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間上にプロットしたものである。なお、これら各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値は、上述したように予め計測されており、例えば演算部５３内部のメモリなどに記憶されている。

図９（ａ）は、図５に示した基準チャート４００の１次色（ＹＭＣ）のパッチ列４０１および２次色（ＲＧＢ）のパッチ列４０２の各パッチのＲＧＢ値（センサユニット４２４による撮像によって得られる画像データ）を、ＲＧＢ色空間上にプロットしたものである。

図９（ｂ）は、図９（ｃ）に示すＬ＊ａ＊ｂ＊値を、所定の変換式を用いてＸＹＺ値に変換し、その変換したＸＹＺ値を、ＸＹＺ色空間上にプロットしたものである。Ｌ＊ａ＊ｂ＊値をＸＹＺ値に変換する場合、図１０（ｂ）に示す変換式（Ｌａｂ⇒ＸＹＺ）により変換することができる。また、ＸＹＺ値をＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する場合、図１０（ａ）に示す変換式（ＸＹＺ⇒Ｌａｂ）により変換することができる。つまり、図９（ｃ）に示すＬ＊ａ＊ｂ＊値と図９（ｂ）に示すＸＹＺ値は、図１０（ａ），（ｂ）に示す変換式を用いて相互に変換することができる。

ここで、図１１のフローチャートに沿って、図８に示す被写体撮像領域内から得られた側色対象のパッチ画像２００のＲＧＢ値をＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する手順を説明する。測色対象のパッチ画像２００のＲＧＢ値が、図９（ａ）に示すＲＧＢ色空間上のＰｒｇｂ点にあったとする。この場合、まず、図８に示す基準チャート４００の各パッチのＲＧＢ値のうち、Ｐｒｇｂ点を含む４面体を作ることができる最近傍の４点を検索する（ステップＳ１）。図９（ａ）の例では、ｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ３の４点が選択される。ここで、図９（ａ）に示すＲＧＢ色空間上の４点ｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ３の各座標値を、ｐ０（ｘ０１，ｘ０２，ｘ０３），ｐ１（ｘ１，ｘ２，ｘ３），ｐ２（ｘ４，ｘ５，ｘ６），ｐ３（ｘ７，ｘ８，ｘ９）とする。

次に、図９（ａ）に示すＲＧＢ色空間上の４点ｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ３に対応する図９（ｂ）に示すＸＹＺ色空間上の４点ｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３を検索する（ステップＳ２）。ＸＹＺ色空間上の４点ｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３の各座標値を、ｑ０（ｙ０１，ｙ０２，ｙ０３），ｑ１（ｙ１，ｙ２，ｙ３），ｑ２（ｙ４，ｙ５，ｙ６），ｑ３（ｙ７，ｙ８，ｙ９）とする。

次に、この４面体内の局所空間を線形変換する線形変換マトリックスを求める（ステップＳ３）。具体的には、ＲＧＢ色空間上の４点ｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ３のうち、任意の対応点の対を決定し（本実施形態では、無彩色に最も近いｐ０，ｑ０とする）、この対応点（ｐ０，ｑ０）を原点とする（ｐ１〜ｐ３、ｑ１〜ｑ３の座標値は、ｐ０，ｑ０からの相対値となる）。

図９（ａ）に示すＲＧＢ色空間と図９（ｂ）に示すＸＹＺ色空間との空間間の変換式をＹ＝ＡＸと線形変換できると仮定すると、下記式（１）のように表される。

ここで、ｐ１→ｑ１、ｐ２→ｑ２、ｐ３→ｑ３に写像されるとすると、各係数ａは、下記式（２）〜（１０）のように求めることができる。

次に、この線形変換マトリックス（Ｙ＝ＡＸ）を使って、図９（ａ）に示すＲＧＢ色空間上の測色対象のパッチ画像２００のＲＧＢ値であるＰｒｇｂ点（座標値は（Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂ））を図９（ｂ）に示すＸＹＺ色空間上に写像する（ステップＳ４）。ここで得られたＸＹＺ値は、原点ｑ０からの相対値であるため、測色対象のパッチ画像２００のＲＧＢ値Ｐｒｇｂに対応する実際のＸＹＺ値Ｐｘｙｚ（座標値は（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ））は、原点ｑ０（ｙ０１，ｙ０２，ｙ０３）からのオフセット値として、下記式（１１）〜（１３）のようになる。

次に、以上のように求めたパッチ画像２００のＸＹＺ値Ｐｘｙｚを、図１０（ａ）に示した変換式によってＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換し、測色対象のパッチ画像２００のＲＧＢ値Ｐｒｇｂに対応するＬ＊ａ＊ｂ＊値を求める（ステップＳ５）。これにより、センサユニット４２４の感度が変わったり、照明光源４２５の波長や強度が変化したりした場合でも、測色対象のパッチ画像２００の測色値を正確に求めることができ、高精度の測色を行うことができる。なお、本実施形態では、画像形成装置１００が形成したパッチ画像２００を測色対象としているが、画像形成装置１００が出力した任意の画像を測色対象とすることもできる。例えば、画像形成装置１００が画像を出力しながらその画像の一部を測色し、リアルタイムで画像形成装置の出力特性を調整するといった利用が可能である。

なお、上述した処理動作で使用した図９（ｃ）は、図５に示した基準チャート４００の１次色（ＹＭＣ）のパッチ列４０１および２次色（ＲＧＢ）のパッチ列４０２の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値を、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間上にプロットしたものである。図５に示した基準チャート４００は、撮像部４２の筐体４２１の内部に配置されるチャート板４１０上に形成されるため、基準チャート４００を構成するパッチの数が制限されることになる。このため、標準のパッチの中から選別した一部のパッチを用いて、図５に示した基準チャート４００を構成することになる。例えば、Ｊａｐａｎ Ｃｏｌｏｒは９２８色あり、その９２８色の中から選択した一部（例えば７２色）を用いて、図５に示す基準チャート４００を構成することになる。しかし、標準のパッチの中から選択された一部のパッチのみを用いて測色を行う場合、測色の精度の低下が懸念される。そこで、基準チャート４００を構成するパッチのＲＧＢ値から標準のパッチのＲＧＢ値を類推し、標準のパッチのＲＧＢ値を用いて測色対象のパッチ画像２００の測色を行うことが望ましい。

具体的には、標準のパッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値を記憶しておき、図１２に示すように、センサユニット４２４の撮像により得られた基準チャート４００の各パッチのＲＧＢ値を基に、標準の各パッチに対応するＲＧＢ値を特定し（ステップＳ’０）、その特定した標準の各パッチのＲＧＢ値を基に、測色対象のパッチ画像２００のＲＧＢ値を内包する４点の検索を行う（ステップＳ’１）。

図１３に示すように、基準チャート４００の各パッチのＲＧＢ値（ａ）と、その基準チャート４００の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値（ｂ）とは、変換式αで対応しているため（ｂ＝ａ×α）、基準チャート４００を構成する各パッチのＲＧＢ値を基に、変換式αを算出する。また、基準チャート４００の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値は、標準の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値の一部であるため、標準の各パッチのＲＧＢ値（Ａ）と、標準の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値（Ｂ）とは、上記変換式αで対応することになる（Ｂ＝Ａ×α）。このため、上記算出した変換式αを基に、標準の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値に対応するＲＧＢ値を特定することができる。これにより、基準チャート４００の各パッチのＲＧＢ値を基に、標準の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値に対応するＲＧＢ値を特定することができる。

次に、標準の各パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊値に対応するＸＹＺ値を基に、測定対象のパッチ画像２００のＲＧＢ値を内包する４点のパッチに対応するＸＹＺ値を検索する（ステップＳ’２）。

次に、ステップＳ’２で検索した４点のパッチに対応するＸＹＺ値を基に、線形変換マトリックスを算出し（ステップＳ’３）、その算出した線形変換マトリックスを基に、測定対象のパッチ画像２００のＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換する（ステップＳ’４）。次に、ステップＳ’４で変換したＸＹＺ値を上述した変換式を用いてＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する（ステップＳ’５）。これにより、標準の各パッチのＲＧＢ値やＸＹＺ値を基に、測定対象のパッチ画像２００のＬ＊ａ＊ｂ＊値を得ることができ、パッチ画像２００の測色を高精度に行うことができる。なお、標準のパッチとしては、Ｊａｐａｎ Ｃｏｌｏｒに限定されるものではなく、例えば米国で使用しているＳＷＯＰや欧州で使用しているＥｕｒｏ Ｐｒｅｓｓ等の標準色を使用することも可能である。

ところで、本実施形態に係る画像形成装置１００は、記録媒体１６上にドットマトリクスで画像を形成しており、ＹＭＣＫなどのインクの重ね合わせにより所望の色を再現している。しかし、画像の位置ずれが存在すると、画像劣化が起こるとともに、上述したパッチ画像２００から得られる測色値自体も変化してしまう。

記録媒体１６上に形成した画像の位置ずれが原因で画像の色が変わっている場合に、インクの吐出量だけで画像の色を補正しようとすると、各インクの吐出量のバランスが崩れてしまい、良好な画像が得られなくなる。このため、パッチ画像２００の測色を行う前に、画像の位置ずれを計測して補正することが望ましい。

＜画像の位置ずれ計測方法＞
次に、図１４乃至図１８を参照しながら、測色装置を用いた画像の位置ずれ計測方法の具体例について詳細に説明する。図１４は、センサユニット４２４が位置ずれ計測用の画像の一例であるテストパターン１１０と基準チャート４００とを同時に撮像することで得られる画像データの一例を示す図である。図１５および図１６は、画像の主走査位置ずれを計測する方法を説明する図である。図１７は、画像の副走査位置ずれを計測する方法を説明する図である。図１８は、センサユニット４２４が位置ずれ計測用の画像の他の例であるテストパターン１２０と基準チャート４００とを同時に撮像することで得られる画像データの一例を示す図である。

画像の位置ずれ計測を行う場合は、まず、画像形成装置１００が予め定められた位置ずれ計測用の画像であるテストパターン１１０を記録媒体１６に形成する。そして、測色装置の撮像部４２が備えるセンサユニット４２４により、記録媒体１６に形成されたテストパターン１１０と基準チャート４００とを同時に撮像する。その結果、例えば図１４に示すようなテストパターン１１０と基準チャート４００とを含む画像データが取得される。

センサユニット４２４により撮像されたテストパターン１１０および基準チャート４００の画像データは、画像処理部４５での処理が行われた後、撮像部４２からインターフェース部４６を介して測色制御部５０へと送られ、測色制御部５０のフレームメモリ５１に格納される。そして、演算部５３の位置ずれ量算出部５３２が、フレームメモリ５１に格納された画像データを読み出して、画像の位置ずれ計測を行う。

図１４に示すテストパターン１１０の下側の領域の縦線（実線）は、上流側の記録ヘッド６の主走査方向の相対的な位置ずれを計測するためのパターンである。また、テストパターン１１０の上側の領域の縦線（実線）は、下流側の記録ヘッド６の主走査方向の相対的な位置ずれを計測するためのパターンである。また、テストパターン１１０の中間の横線（実線）は、上流側の記録ヘッド６と下流側の記録ヘッド６との間の副走査方向の相対的な位置ずれを計測するためのパターンである。なお、図１４に示す点線の縦線は、主走査方向の位置ずれがない場合に記録媒体１６上に記録される理想的な縦線の位置を示し、実際には記録媒体１６上に記録されない縦線である。

上流側の記録ヘッド６の主走査方向の相対的な位置ずれを計測する場合は、まず、センサユニット４２４により撮像されたテストパターン１１０の画像データを用いて、記録ヘッド６から所定間隔αずつずらして記録媒体１６上に実際に形成した縦線（実線）の間隔を計測し、その記録媒体１６上に形成した実際の縦線の位置（実線）と、主走査方向の位置ずれがない場合に記録媒体１６上に形成される理想的な縦線の位置（点線）との差分を主走査方向の位置ずれ量として算出する。なお、記録媒体１６上に実際に形成した縦線（実線）の間隔は、最も左側に形成した黒の縦線を主走査位置ずれ計測用の基準線として計測する。

具体的には、図１５に示すように、最も左側に形成した黒の１つ目の縦線を主走査位置ずれ計測用基準線とし、その基準線と、実際に形成した縦線との間隔（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を計測する。これにより、実際の縦線の位置を把握することができる。次に、実際の縦線の位置（実線）と、理想的な縦線の位置（点線）との差分（Δｘ１、Δｘ２、Δｘ３）を計測する。２つ目の実際の縦線の位置と理想的な縦線の位置との差分（Δｘ１）は、Δｘ１＝ｘ１−αで求めることができる。また、３つ目の実際の縦線の位置と理想的な縦線の位置との差分（Δｘ２）は、Δｘ２＝ｘ２−２αで求めることができる。また、３つ目の実際の縦線の位置と理想的な縦線の位置との差分（Δｘ３）は、Δｘ３＝ｘ３−３αで求めることができる。この差分（Δｘ１、Δｘ２、Δｘ３）が上流側の記録ヘッド６の主走査方向の相対的な位置ずれである。したがって、この差分（Δｘ１、Δｘ２、Δｘ３）を基に上流側の記録ヘッド６の主走査方向の位置ずれを補正すれば、記録媒体１６上に実際に記録される縦線（実線）の位置が理想的な縦線（点線）の位置となる。

また、下流側の記録ヘッド６の主走査方向の相対的な位置ずれを計測する場合は、上述した図１５に示す方法を用いて行う。ただし、最も左側に形成した黒の１つ目の縦線の位置は、図１６に示すように、主走査位置ずれ計測用基準線の位置とずれている場合がある。このため、最も左側に記録した黒の１つ目の縦線の位置と、主走査位置ずれ計測用基準線の位置との差分（Δｘ０）を求め、その差分（Δｘ０）で最も左側に形成した黒の１つ目の縦線の位置を、主走査位置ずれ計測用基準線の位置（理想位置）に補正した後で、図１５に示す方法を用いて下流側の記録ヘッド６の主走査方向の相対的な位置ずれを計測し、主走査方向の位置ずれを補正する。

また、上流側の記録ヘッド６と下流側の記録ヘッド６との間の副走査方向のずれを計測する場合は、図１４に示す中央の４本の横線を使用する。これら４本の横線のうち、下側の２本の横線は上流側の記録ヘッド６を用いて記録媒体１６上に形成された線であり、上側の２本の横線は下流側の記録ヘッド６を用いて記録媒体１６上に形成された線である。そして、図１７に示すように、それぞれの横線の間の距離（β１、β２）を計測し、その差分（Δβ＝β１−β２）を、上流側の記録ヘッド６と下流側の記録ヘッド６との間の副走査方向の位置ずれ量として算出する。この差分（Δβ）を基に、上流側の記録ヘッド６と下流側の記録ヘッド６との間の副走査方向の位置ずれを補正すれば、それぞれの横線の間の距離（β１、β２）が同じになる。

なお、基準チャート４００の副走査距離基準線と主走査距離基準線とは絶対的な距離であるため、その副走査距離基準線と主走査距離基準線との絶対距離を予め計測して記憶しておき、基準チャート４００を撮像して得られる図１４に示す副走査距離基準線と主走査距離基準線の画像上の距離と、記憶している副走査距離基準線と主走査距離基準線との絶対距離とを比較し、画像上の距離と絶対距離との相対比を算出し、上述した被写体撮像領域のテストパターン１１０から得られた位置ずれ量に相対比を乗算することで、実際の位置ずれ量を算出することができる。この実際の位置ずれ量を基に、位置ずれ補正を行うことで、高精度な位置ずれ補正を行うことができる。

なお、上述した位置ずれ計測方法は、図１４に示すようなラインパターンのテストパターン１１０を用いて画像の位置ずれ計測する方法である。しかし、画像の位置ずれを計測する方法は、上述した方法に限らず、様々な方法が考えられる。例えば、図１８に示すようなドットパターンのテストパターン１２０を用いて、各記録ヘッド６間の幾何学的な位置ずれを計測することも可能である。

図１８に示すテストパターン１２０の場合は、第１の枠３０１内のドットを用いて、上流側の記録ヘッド６の主走査・副走査方向の位置ずれ量を算出することができる。また、第２の枠３０２内のドットを用いて、下流側の記録ヘッド６の主走査・副走査方向の位置ずれ量を算出することができる。また、第３の枠３０３内のドットを用いて、上流側の記録ヘッド６と下流側の記録ヘッド６との間の主走査・副走査方向の位置ずれ量を算出することができる。また、第４の枠３０４内のドットを用いて、キャリッジ５の往復動作による記録ヘッド６の主走査・副走査方向の位置ずれ量を算出することができる。

＜画像のドット径計測方法＞
次に、図１９および図２０を参照しながら、測色装置を用いた画像のドット径計測方法の具体例について詳細に説明する。図１９は、センサユニット４２４がドット径計測用の画像であるテストパターン１３０と基準チャート４００とを同時に撮像することで得られる画像データの一例を示す図である。図２０は、テストパターン１３０に含まれるドット近傍の画像データからドット径を計測する方法を説明する図である。

画像のドット径の計測を行う場合は、まず、画像形成装置１００が予め定められたドット径計測用の画像であるテストパターン１３０を記録媒体１６に形成する。テストパターン１３０は、少なくとも１つのドット１３１を含む。そして、測色装置の撮像部４２が備えるセンサユニット４２４により、記録媒体１６に形成されたテストパターン１３０と基準チャート４００とを同時に撮像する。その結果、例えば図１９に示すようなテストパターン１３０と基準チャート４００とを含む画像データが取得される。

センサユニット４２４により撮像されたテストパターン１３０および基準チャート４００の画像データは、画像処理部４５での処理が行われた後、撮像部４２からインターフェース部４６を介して測色制御部５０へと送られ、測色制御部５０のフレームメモリ５１に格納される。そして、演算部５３のドット径算出部５３３が、フレームメモリ５１に格納された画像データを読み出して、画像のドット径の計測を行う。

ドット径算出部５３３は、まず、フレームメモリ５１から読み出した画像データから、基準チャート４００の距離計測用パターン（主走査・副走査距離基準線）４０５の四隅４０７の位置を、パターンマッチング等により特定する。これにより、画像データにおける基準チャート４００の位置を特定することができる。基準チャート４００の位置を特定した後は、パターン列４０６を構成するドット径計測用パターンの位置を特定する。

次に、ドット径算出部５３３は、画像データに対する処理によって、テストパターン１３０に含まれるドット１３１と、基準チャート４００のパターン列４０６を構成する各ドット径計測用パターンとを比較し、パターン列４０６を構成するドット径計測用パターンの中から、テストパターン１３０に含まれるドット１３１と同じ大きさのドット径計測用パターンを特定して、画像形成装置１００が記録媒体１６に出力したドット１３１の大きさであるドット径を算出する。

図２０（ａ）は、テストパターン１３０に含まれるドット１３１近傍の画素を表し、図２０（ｂ）は、ドット１３１近傍の画素の値を表している。例えば、図２０（ａ）に示すＸ軸方向のある一列のラインＡを抜き出し、その一列のラインＡを構成する各画素の値を直線で結んでいくと、図２０（ｃ）に示すセンサ出力値のグラフを得ることができる。ここで、予め定めた閾値を用いて、その閾値を超えるセンサ出力値を検出すると、２つの交点ａ，ｂを得ることができる。この２点ａ，ｂ間の距離を算出することで、ラインＡにおけるドット１３１の大きさを特定することができる。ドット１３１は、被写体撮像領域のどの領域で検出されるか分からないため、上記のＸ軸方向におけるドット１３１の大きさの特定処理をＹ軸方向に対して全て行う。そして、上記の処理により得られた２点間の距離の中で最も大きな２点間の距離を、Ｘ軸方向におけるドット１３１の大きさとする。

同様に、例えば、図２０（ａ）に示すＹ軸方向のある一列のラインＢを抜き出し、その一列のラインＢを構成する各画素の値を直線で結んでいくと、図２０（ｄ）に示すセンサ出力値のグラフを得ることができる。ここで、上記と同様の予め定めた閾値を用いて、その閾値を超えるセンサ出力値を検出すると、２つの交点ｃ，ｄを得ることができる。この２点ｃ，ｄ間の距離を算出することで、ラインＢにおけるドット１３１の大きさを特定することができる。ドット１３１は、被写体撮像領域のどの領域で検出されるか分からないため、上記のＹ軸方向のドット１３１の大きさの特定処理をＸ軸方向に対して全て行う。そして、上記の処理により得られた２点間の距離の中で最も大きな２点間の距離を、Ｙ軸方向におけるドット１３１の大きさとする。

以上により、テストパターン１３０に含まれるドット１３１のＸ軸方向における大きさおよびＹ軸方向における大きさを特定でき、センサユニット４２４が撮像した画像におけるドット１３１の相対的な大きさを特定することができる。なお、図２０に示した例では、センサ出力値に対する閾値を１８０としているが、この値はあくまで一例であり、ドット１３１のエッジ部分を精度良く抽出できる最適な閾値を用いればよい。

以上の処理により得られたドット１３１の大きさは、センサユニット４２４が撮像した画像におけるドット１３１の相対的な大きさである。このドット１３１の相対的な大きさを、画像形成装置１００が記録媒体１６に出力したドット１３１の絶対的な大きさであるドット径に置き換えるために、テストパターン１３０と同時に撮像された基準パターン４００に含まれるパターン列４０６を用いる。すなわち、パターン列４０６を構成する各ドット径計測用パターンのうち、上述した処理により得られたドット１３１の相対的な大きさに最も近い大きさを持つドット径計測用パターンを特定する。ここで、パターン列４０６を構成する各ドット径計測用パターンに対応するドット径は予め測定され、記憶されている。したがって、上述した処理により得られたドット１３１の相対的な大きさに最も近い大きさを持つドット径計測用パターンを特定することで、画像形成装置１００が記録媒体１６に出力したドット１３１の絶対的な大きさであるドット径を算出することができる。

＜実施形態の効果＞
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の撮像部４２は、被写体の比較対象として被写体とともにセンサユニット４２４により撮像される基準チャート４００が、センサユニット４２４とともに筐体４２１に保持されたチャート板４１０上に形成されている。このため、センサユニット４２４と基準チャート４００との位置関係は常に一定となり、常に同じ条件で基準チャート４００を含む画像を安定的に撮像することができる。したがって、本実施形態に係る測色装置は、センサユニット４２４が撮像した被写体であるパッチ画像２００と基準チャート４００とを含む画像データに基づいて、パッチ画像２００の測色を適切に行うことができる。

また、本実施形態の撮像部４２では、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光透過部材４２６が、被写体（パッチ画像２００）とセンサユニット４２４との間の光路中であって、照明光源４２５の直接光が照射されない位置に配置されているので、光透過部材４２６で反射された反射光の影響によってセンサユニット４２４により撮像される画像の画質が劣化する不都合を有効に抑制することができる。

また、本実施形態に係る画像形成装置１００は、本実施形態に係る測色装置を備えているため、測色対象のパッチ画像２００を出力しながらパッチ画像２００の測色を精度よく行って、出力特性を適切に調整して高品位な画像の出力を行うことができる。

＜撮像部の変形例＞
次に、撮像部４２の変形例について説明する。以下では、変形例の撮像部４２を撮像部４２Ａと表記する。なお、変形例の撮像部４２Ａにおいて、上述した撮像部４２と共通の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図２１−１乃至図２１−３は、撮像部４２Ａを示す図であり、図２１−１は、撮像部４２Ａの内部を透視して示す上面図、図２１−２は、図２１−１中のＸ２−Ｘ２線断面図、図２１−３は、図２１−１中のＹ２−Ｙ２線断面図である。

撮像部４２Ａでは、光透過部材４２６Ａが、筐体４２１の底面部４２１ａに平行な面内において照明光源４２５に隣接した位置であって、且つ、照明光源４２５の直接光の照射範囲を外れた位置に配置されている。

撮像部４２Ａが備える光透過部材４２６Ａは、筐体４２１の側壁から延設されたフランジ４２８Ａにより、その側面部が支持されて、センサユニット４２４に隣接した位置に配置される。このとき、光透過部材４２６Ａの位置が照明光源４２５の直接光の照射範囲外となるように、照明光源４２５と光透過部材４２６Ａとの位置関係が定められる。これにより、撮像部４２Ａは、上述した撮像部４２と同様に、光透過部材４２６Ａで反射された反射光の影響によってセンサユニット４２４により撮像される画像の画質が劣化する不都合を有効に抑制することができる。

以上、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えながら具体化することができる。

例えば、上述した実施形態では、基準チャート４００が、測色用のパッチ列４０１〜４０４と、距離計測用パターン４０５と、ドット径計測用パターンを配列したパターン列４０６とを有する構成である。しかし、基準チャート４００を、測色用のパッチ列４０１〜４０４、または、距離計測用パターン４０５、または、ドット径計測用パターンを配列したパターン列４０６のいずれかを有する構成とすることもできる。また、基準チャート４００を、測色用のパッチ列４０１〜４０４のうち、無彩色の階調パターンであるパッチ列４０３のみを有する構成や、有彩色のパッチ列４０１，４０２，４０４のみを有する構成とすることもできる。

基準チャート４００が測色用のパッチ列４０１〜４０４のみを有する構成の場合、図７に示した測色制御部５０の演算部５３は、測色値算出部５３１の機能のみを有する。また、基準チャート４００が距離計測用パターン４０５のみを有する構成の場合、図７に示した測色制御部５０の演算部５３は、位置ずれ量算出部５３２の機能のみを有する。また、基準チャート４００が距離計測用パターン４０５のみを有する場合、図７に示した測色制御部５０の演算部５３は、ドット径算出部５３３の機能のみを有する。

なお、上述した本実施形態に係る画像形成装置１００や測色装置を構成する各部の制御機能は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実現することができる。本実施形態に係る画像形成装置１００や測色装置を構成する各部の制御機能をソフトウェアにより実現する場合は、画像形成装置１００や測色装置が備えるプロセッサが処理シーケンスを記述したプログラムを実行する。プロセッサにより実行されるプログラムは、例えば、画像形成装置１００や測色装置内部のＲＯＭなどに予め組み込まれて提供される。また、プロセッサが実行するプログラムを、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供するようにしてもよい。

また、プロセッサにより実行されるプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プロセッサにより実行されるプログラムを、インターネットなどのネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

５ キャリッジ
６ 記録ヘッド
１６ 記録媒体
４２，４２Ａ 撮像部
５０ 測色制御部
１００ 画像形成装置
２００ パッチ画像
４００ 基準チャート
４０１〜４０４ パッチ列
４０６ パターン列
４１０ チャート板
４２１ 筐体
４２１ａ 底面部
４２２ 開口部
４２４ センサユニット
４２５ 照明光源
４２６，４２６Ａ 光透過部材

特許第３１２９５０２号公報

Claims (8)

1. 被写体と対向する第一の面に開口部が設けられた筐体と、
   前記筐体の内部に保持され、前記筐体の外部の前記被写体を前記開口部を介して撮像するセンサユニットと、
   前記筐体に保持され、前記被写体の比較対象として前記センサユニットにより前記被写体とともに撮像される基準チャートが形成されたチャート部材と、
   前記被写体および前記基準チャートを照明する照明光源と、
   前記被写体と前記センサユニットとの間の光路中であって、前記照明光源の直接光が照射されない位置に配置され、前記被写体の光学像の結像面を前記基準チャートの光学像の結像面に近づける光透過部材と、を備え、
   前記照明光源は、前記センサユニットの両側にそれぞれ配置され、
   一方の前記照明光源と前記センサユニットと他方の前記照明光源とを結ぶ線を、前記センサユニットの光軸方向に沿って前記第一の面に投影した線を挟んで、一方に前記開口部が配置され、他方に前記基準チャートが配置されていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記照明光源は、前記被写体および前記基準チャートに対して、前記センサユニットよりも近い位置に配置され、
   前記光透過部材は、前記被写体と前記センサユニットとの間の光路中の、前記照明光源と前記センサユニットとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光透過部材は、前記第一の面と平行な面内において前記照明光源に隣接した位置であって、且つ、前記照明光源の直接光の照射範囲を外れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記基準チャートは、無彩色の階調パターンを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記基準チャートは、有彩色のパッチ列を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記被写体は画像形成装置が記録媒体に出力した画像であり、
   前記基準チャートは、前記画像のドット径を計測するためのドット径計測用パターンを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像装置と、
   前記センサユニットが撮像した前記被写体および前記基準チャートの画像に基づいて、前記被写体の測色値を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする測色装置。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像装置と、
   記録媒体に画像を出力する画像形成手段と、を備え、
   前記被写体は、前記画像形成手段が出力する前記画像であることを特徴する画像形成装置。