JP6288192B2 - 撮像ユニット、測色装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、測色装置、測色システム及び画像形成装置に関し、詳細には、被写体と基準チャートを安定して撮像する撮像装置、測色装置、測色システム及び画像形成装置に関する。

カラーインク噴射式画像形成装置、カラー電子写真式画像形成装置等の画像形成装置は、画質の向上に伴って、比較的印刷部数は少ないが高画像の要求される広告媒体やパンフレット類等のオフセット印刷にも用いられるようになってきている。

高画質の要求されるオフセット印刷では、顧客の要求する印刷物の色と、画像形成装置で実際に印刷出力した印刷出力結果の色とが異なる場合がある。

通常、顧客は、ディスプレイ上で印刷物の色の確認を行って、印刷を発注するが、画像形成装置は、それぞれ機種固有の色再現特性があり、ディスプレイ上で確認された色とは、異なった印刷結果となることがある。

そこで、従来から、ディスプレイや画像形成装置等のデバイスに依存しない色空間、例えば、Ｌａｂ色空間、ｘｙｚ色空間を用いて色再現を行う技術が用いられるようになってきている。

そして、画像形成装置は、指定の色を出力するために、色材の量等を制御している。例えば、インク噴射式画像形成装置では、インクの吐出量や印字パターン等を演算制御して、インクヘッドからのインクの吐出量を制御することで、出力色の制御を行なっており、電子写真式画像形成装置では、感光体へのトナーの付着量やレーザビームの光量等を制御することで、出力色の制御を行なっている。

ところが、色材の量、例えば、インク噴射式画像形成装置のインクの吐出量は、ヘッドのノズルの状態やインクの粘性ばらつき、吐出駆動素子（ピエゾ素子等）のばらつき等によって、ばらつきがあり、色再現性にばらつきが生じる。また、インク噴射式画像形成装置のインクの吐出量は、１台の画像形成装置内で経時的に変化したり、画像形成装置毎に各々異なったりし、経時的に、また、画像形成装置毎に画像の色再現にばらつきが発生してしまう。

そこで、従来から、画像形成装置においては、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、色調整処理が行われる。この色調整処理は、例えば、まず、基準色の色パッチの画像（基準色パッチ画像）を画像形成装置により実際に出力し、この基準色パッチ画像を測色装置により測色する。そして、測色装置が測色した基準色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て、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、設定された色変換パラメータに基づいて、該入力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記録出力することで、機器固有の特性による出力のばらつきを抑制して色再現性の高い画像出力を図っている。

この従来の色調整処理においては、基準色パッチ画像を測色する測色装置として、分光測色器が広く用いられており、分光測色器は、波長毎の分光反射率を得ることができるため、高精度の測色を行うことができる。ところが、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。

そして、従来、色彩基準値をＲＧＢデータで得るべく予め基準色票を測色する基準測色手段と、前記基準色票と被測色体とを含む被写体を同時または別個に撮像することによりＲＧＢデータを得るカラー画像入力手段と、このカラー画像入力手段で得たＲＧＢデータの中から前記基準色票のＲＧＢデータと前記被測色体のＲＧＢデータを抽出する画像抽出手段と、前記画像抽出手段で得た基準色票のＲＧＢデータと前記基準測色手段で得た基準色票のＲＧＢデータとの差分を求め、この差分を用いて少なくとも前記被測色体のＲＧＢデータに対して補正を行なう演算手段とを備えたことを特徴とする測色装置が提案されている（特許文献１参照）。そして、この従来技術では、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いて、被写体と基準色票とをカラー画像入力手段としてのカラービデオカメラにより同時に撮像して、撮像により得られた基準色票の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ことが開示されている。

しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、被写体の比較対象として撮像される基準色票とカラー画像入力手段との位置関係を、撮像毎に一定に保つことが難しく、撮像毎に撮像条件が変動して、安定した撮像を行なうことが困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、被写体と基準チャートを常に安定した位置関係で撮像することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像ユニットは、開口部を介して被写体を撮像するセンサ部と、前記センサ部に備えられたレンズと、前記レンズの光軸方向に透視した場合に、前記センサ部の中央に対して前記開口部と異なる側に配置され、前記被写体とともに前記センサ部により撮像される基準チャートと、少なくとも前記センサ部と前記基準チャートとを結ぶ光路中に配置された第１の光透過部材と、を備える。

本発明によれば、被写体と基準チャートを常に安定した位置関係で撮像することができる。

本発明の一実施例を適用した画像形成装置の概略斜視図。 キャリッジ部分の平面図。 記録ヘッドの配置図。 撮像部の平面図。 図４の撮像部のＡ−Ａ矢視断面図。 図４の撮像部のＢ−Ｂ矢視断面図。 基準チャートの平面図。 画像形成装置の要部ブロック構成図。 撮像部と測色制御部のブロック構成図。 基準シートからの基準測色値と撮像基準ＲＧＢ値の取得処理及び基準値線形変換マトリックス取得処理の説明図。 基準チャートと撮像対象を同時に撮像した画像データの一例を示す図。 初期基準ＲＧＢ値の一例を示す図。 測色処理の説明図。 基準ＲＧＢ置換線形変換マトリックス生成処理の説明図。 初期基準ＲＧＢ値と測色時基準ＲＧＢ値の関係を示す図。 基本測色処理の説明図。 図１６の続きの基本測色処理を示す図。 他の撮像部の平面図。 図１８の撮像部のＡ−Ａ矢視断面図。 図１８の撮像部のＢ−Ｂ矢視断面図。 さらに他の撮像部の正面断面図。 図２１のＡ−Ａ矢視断面図。 測色システムを適用した画像形成システムの要部ブロック構成図。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。

図１〜図２１は、本発明の撮像装置、測色装置、測色システム及び画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の撮像装置、測色装置、測色システム及び画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置１の概略斜視図である。

図１において、画像形成装置１は、本体筐体２が、本体フレーム３上に配設されており、本体筐体２内には、図１に両矢印Ａで示す主走査方向に主ガイドロッド４と副ガイドロッド５が張り渡されている。主ガイドロッド４は、キャリッジ６を移動可能に支持しており、キャリッジ６には、副ガイドロッド５に係合してキャリッジ６の姿勢を安定化させる連結片６ａが設けられている。

画像形成装置１は、主ガイドロッド４に沿って無端ベルト状のタイミングベルト７が配設されており、タイミングベルト７は、駆動プーリ８と従動プーリ９との間に張り渡されている。駆動プーリ８は、主走査モータ１０によって回転駆動され、従動プーリ８は、タイミングベルト７に対して所定の張りを与える状態で配設されている。駆動プーリ８は、主走査モータ１０によって回転駆動されることで、その回転方向に応じて、タイミングベルト７を主走査方向に回転移動させる。

キャリッジ６は、タイミングベルト７に連結されており、タイミングベルト７が駆動プーリ８によって主走査方向に回転移動されることで、主ガイドロッド４に沿って主走査方向に往復移動する。

画像形成装置１は、本体筐体２内の主走査方向両端部位置に、カートリッジ部１１と維持機構部１２が収納されており、カートリッジ部１１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各インクをそれぞれ収納するカートリッジが、交換可能に収納されている。カートリッジ部１１の各カートリッジは、キャリッジ６が搭載する記録ヘッド２０の対応する色の記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ（図２参照）と、図示しないパイプで連結されており、パイプを通してカートリッジから記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋに対してインクを供給する。なお、以下の説明において、記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋを総称するときには、記録ヘッド２０という。

画像形成装置１は、後述するように、キャリッジ６を主走査方向に移動させながら、プラテン１４（図２参照）上を、主走査方向と直交する副走査方向（図１の矢印Ｂ方向）に間欠的に搬送される記録媒体Ｐにインクを吐出することで、記録媒体Ｐに画像を記録出力する。

すなわち、本実施例の画像形成装置１は、記録媒体Ｐを副走査方向に間欠的に搬送し、記録媒体Ｐの副走査方向の搬送が停止している間に、キャリッジ６を主走査方向に移動させながら、キャリッジ６に搭載された記録ヘッド２０のノズル列からプラテン１４上の記録媒体Ｐ上にインクを吐出して、記録媒体Ｐに画像を形成する。

維持機構部１１は、記録ヘッド２０の吐出面の清掃、キャッピング、不要なインクの吐出等を行って、記録ヘッド２０からの不要なインクの排出や、記録ヘッド２０の信頼性の維持を図っている。

画像形成装置１は、記録媒体Ｐの搬送部分を開閉可能に、カバー１３が設けられており、画像形成装置１のメンテナンス時やジャム発生時に、カバー１３を開けることで、本体筐体２内部のメンテナンス作業やジャム記録媒体Ｐの除去等の作業を行うことができる。

キャリッジ６は、図２に示すように、記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋを搭載しており、記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋは、それぞれ上記カートリッジ部１１の対応する色のカートリッジにパイプで連結されて、それぞれ対応する色のインクを、対向する記録媒体Ｐに吐出する。すなわち、記録ヘッド２０ｙは、イエロー（Ｙ）インクを、記録ヘッド２０ｍは、マゼンタ（Ｍ）インクを、記録ヘッド２０ｃは、シアン（Ｃ）インクを、記録ヘッド２０ｋは、ブラック（Ｋ）インクを、それぞれ吐出する。

記録ヘッド２０は、その吐出面（ノズル面）が、図１の下方（記録媒体Ｐ側）に向くように、キャリッジ６に搭載されており、記録媒体Ｐにインクを吐出する。

画像形成装置１は、タイミングベルト７、すなわち、主ガイドロッド５に平行に、少なくともキャリッジ６の移動範囲に亘ってエンコーダシート１５が配設されており、キャリッジ６には、エンコーダシート１５を読み取るエンコーダセンサ２１が取り付けられている。画像形成装置１は、エンコーダセンサ２１によるエンコーダシート１５の読み取り結果に基づいて主走査モータ１０の駆動を制御することで、キャリッジ６の主走査方向の移動を制御する。

キャリッジ６に搭載されている記録ヘッド２０は、図３に示すように、それぞれの記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋが、複数のノズル列で構成されており、プラテン１４上を搬送される記録媒体Ｐ上にノズル列からインクを吐出することで、記録媒体Ｐに画像を形成する。画像形成装置１では、キャリッジ６の１回の走査で記録媒体Ｐに形成できる画像の幅を広く確保するため、キャリッジ６に、上流側の記録ヘッド２０と下流側の記録ヘッド２０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２０ｋは、黒の印字速度を向上させるために、カラーのインクを吐出する記録ヘッド２０ｙ、６ｍ、６ｃの２倍の数がキャリッジ６に搭載されている。さらに、記録ヘッド２０ｙ、６ｍは、キャリッジ６の往復動作で色の重ね順を合わせて、往路と復路とで色が変わらないようにするために、主走査方向に分割されて隣接する状態で配置されており、記録ヘッド２０の各記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋの配置は、図３に示す配置に限るものではない。

キャリッジ６には、図２に示したように、撮像部（撮像装置）３０が取り付けられており、撮像部３０は、後述する色調整処理時に被写体（測色対象物）を測色するために、被写体を撮像する。

撮像部３０は、平面図である図４、図４のＡ−Ａ矢視断面図である図５及び図４のＢ−Ｂ矢視断面図である図６に示すように、基板３１に、基板３１側の面が開放されている四角の箱形状の枠体３２が、締結部材３３によって固定されており、基板３１は、図１に示したキャリッジ６に固定されている。なお、枠体３２は、四角の箱形状に限るものではなく、例えば、開口部３２ｂ、３２ｃの形成されている底面部３２ａを有する円筒の箱形状や楕円筒の箱形状等であってもよい。

撮像部３０は、基板３１の枠体３２側の面であってその中央部に、イメージセンサ部３４が配設されており、イメージセンサ部（センサ手段）３４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor ）センサ等の２次元イメージセンサ３５とレンズ３６を備えている。

撮像部３０は、枠体３２が、その基板３１とは反対側の面部（以下、底面部という。）３２ａの下面が、所定の間隔ｄを有してプラテン１４上の記録媒体Ｐと対向する状態で、キャリッジ６に取り付けられており、該底面部（対向面）３２ａには、中心線Ｌｏを中心として、主走査方向にそれぞれ略長方形状の開口部３２ｂと開口部３２ｃが形成されている。間隙ｄは、後述するように、２次元イメージセンサ３５に対する焦点距離を考慮して、小さい方が好ましいが、記録媒体Ｐの平面性との関係から、枠体３２の下面と記録媒体Ｐとが接触しない大きさ、例えば、１ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定されている。

開口部３２ｂは、後述するように、記録媒体Ｐに形成されている撮像対象体（被写体）である基準シートＫＳ（図１０参照）の基準色パッチＫＰ（図１０参照）及び測色調整シートＣＳ（図５参照）の測色調整色パッチＣＰ（図５参照）を撮像するのに用いられる。開口部３２ｂは、少なくとも、撮像対象の画像を全て撮像可能な大きさであればよいが、枠体３２と撮像対象との間に間隙ｄがあるため、開口部３２ｂの周辺に発生する影を考慮して、撮像対象の撮像領域の大きさよりも若干大きめの開口状態で形成されている。

開口部３２ｃは、その記録媒体Ｐ側の面に開口部３２ｃの周囲に沿って所定幅の凹部３２ｄが形成されており、該凹部３２ｄに基準チャートＫＣが着脱可能にセットされている。枠体３２の開口部３２ｃの凹部３２ｄには、基準チャートＫＣの記録媒体Ｐ側の面を覆って、基準チャートＫＣ該凹部３２ｄに保持させる保持板３２ｅが着脱可能に取り付けられており、開口部３２ｃは、基準チャートＫＣと保持板３２ｅによって塞がれた状態となっている。保持板３２ｅは、その記録媒体Ｐ側の面が、滑らかな平坦面となっている。

基準チャートＫＣは、上記基準シートＫＳの基準色パッチＫＰ及び色調整処理における撮像対象である測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰの撮像測色値との比較対象として、撮像部３０により基準色パッチＫＰや測色調整色パッチＣＰと同時に撮影される。すなわち、撮像部３０は、枠体３２の底面部３２ａに設けられた開口部３２ｂを通して枠体３２の外部に位置する基準シートＫＳの基準色パッチＫＰや測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰの撮像と同時に、枠体３２の底面部３２ａの開口部３２ｃ周囲に形成されている凹部３２ｄに装着されている基準チャートＫＣ上の色パッチを、比較対象として撮像する。

なお、撮像部３０は、２次元イメージセンサ３５が画素を順次走査して画像を読み取るため、厳密には、基準シートＫＳの基準色パッチＫＰや測色調整シートＣＳの測色調整パッチＣＰと基準チャートＫＣを同時には読み取らないが、１フレーム内に基準色パッチＫＰや測色調整パッチＣＰと基準チャートＫＣの画像を取得することができることから、同時取得として表現する。

この基準チャートＫＣは、その枠体３２内部側の面（上面）に、図７に示すように、後述する基準シートＫＳと同様に、測色用の複数の基準色パッチ列Ｐａ〜Ｐｄ、ドット径計測用パターン列Ｐｅ、距離計測用ラインｌｋ及びチャート位置特定用マーカｍｋが形成されている。

測色用のパッチ列Ｐａ〜Ｐｄは、ＹＭＣの１次色の色パッチを階調順に配列したパッチ列Ｐａと、ＲＧＢの２次色の色パッチを階調順に配列したパッチ列Ｐａ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）Ｐｃと、３次色のパッチを配列したパッチ列Ｐｄと、があり、ドット径計測用パターン列Ｐｅは、大きさが異なる円形パターンを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。

距離計測用ラインｌｋは、測色用のパッチ列Ｐａ〜Ｐｄやドット径計測用パターン列Ｐｅを囲む矩形の枠線として形成されている。チャート位置特定用マーカｍｋは、距離計測用ラインｌｋ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である。

後述する測色制御部１０６（図８及び図９参照）は、撮像部３０から取得した基準チャートＫＣの画像データから距離計測用ラインｌｋとその四隅のチャート位置特定用マーカｍｋを特定することで、基準チャートＫＣの位置及び各パターンの位置を特定する。

測色用の基準色パッチ列Ｐａ〜Ｐｄを構成する各パッチは、後述する基準チャートＫＣの基準パッチＫＰと同様に、分光器ＢＳ（図１０参照）を用いて、標準色空間であるＬａｂ色空間における表色値（Ｌａｂ値）が予め計測されており、後述する測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰを測色する際の基準値となる。

なお、基準チャートＫＣに配置されている測色用のパッチ列Ｐａ〜Ｐｄの構成は、図７に示す配置例に限定されるものではなく、任意のパッチ列を用いることができ、例えば、可能な限り色範囲を広く特定することのできるパッチを用いてもよいし、また、ＹＭＣＫの１次色のパッチ列Ｐａや、グレースケールのパッチ列Ｐｃは、画像形成装置１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、基準チャートＫＣのＲＧＢの２次色パッチ列Ｐａは、画像形成装置１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、ＪａｐａｎＣｏｌｏｒ等の測色値が定められた基準色票を用いてもよい。

この基準チャートＫＣは、枠体３２の底面部３２ａに形成されている開口部３２ｃの記録媒体Ｐ側の面の外周に形成されている凹部３２ｄに配設されているため、記録媒体Ｐ等の撮像対象と同様の焦点距離で、イメージセンサ部３４の２次元イメージセンサ３５によって撮像することができる。

また、基準チャートＫＣは、枠体３２の底面部３２ａに形成されている開口部３２ｃの記録媒体Ｐ側の面の外周に形成されている凹部３２ｄに、着脱可能にセットされて、記録媒体Ｐ側の面が、該凹部３２ｄに着脱可能に取り付けられている保持板３２ｅで着脱可能に保持されているため、枠体３２内に侵入したゴミ等が基準チャートＫＣ表面に付着しても、保持板３２ｅと基準チャートＫＣを取り外して、基準チャートＫＣを清浄に清掃した後に、再度、取り付けることができ、基準チャートＫＣの測定精度を向上させることができる。

再び、図４から図６に戻って、撮像部３０は、このイメージセンサ部３４の中心を通る副走査方向の中心線Ｌｏ上であって、イメージセンサ部３４から底面部３２ａの方向に所定量離れた位置で、かつ、イメージセンサ部３４の中心からそれぞれ副走査方向に所定量だけ等間隔で離れた位置に、１対の照明光源３７が配設されており、照明光源３７は、それぞれイメージセンサ部３４から底面部３２ａ方向に所定量離れた位置において、枠体３２に固定または枠体３２の一部として形成されている光源支持部材３８の底面部３２ａ側の面に取り付けられることで、該光源支持部材３８に支持されている。照明光源３７としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等が用いられている。

また、撮像部３０は、開口部３２ｂを通した記録媒体Ｐと２次元イメージセンサ３５との光路中に光路長変更部材（被写体用光路長変更部材）４１が配設されており、上記基準チャートＫＣと２次元イメージセンサ３５との光路中に光路長変更部材（基準チャート用光路長変更部材）４２が配設されている。光路長変更部材４１と光路長変更部材４２は、照明光源３７を支持する光源支持部材３８の上面と、その上面が略一致する位置で、枠体３２に固定または枠体３２の一部として形成されている保持部材４３及び保持部材４４に、それぞれ取り付けられることで保持されている。すなわち、光路長変更部材４１と光路長変更部材４２は、イメージセンサ部３４と底面部３２ａとの間の略中間位置であって、開口部３２ｂを通した記録媒体Ｐと２次元イメージセンサ３５との光路中及び基準チャートＫＣと２次元イメージセンサ３５との光路中に、それぞれ配設されている。

さらに、光路長変更部材４１と光路長変更部材４２は、図５に示すように、その下面である底面部３２ａ側の面が同一平面上に位置する状態で、保持部材４３及び保持部材４４によって保持されている。

光路長変更部材４１と光路長変更部材４２は、図５に示すように、それぞれ屈折率ｎ１と屈折率ｎ２を有して、光透過方向に長さ（以下、光路長変更部材の長さという。）Ｌｐ１、Ｌｐ２を有した光透過部材が用いられており、それぞれ屈折率ｎ１、ｎ２と光透過方向の長さＬｐ１、Ｌｐ２によって、次式（１）、（２）で決定される光路長変更量（画像の浮き上がり量）Ｃ１、Ｃ２を有している。すなわち、光路長変更部４１と光路長変更部４２は、異なる光路長変更量を有している。

Ｃ１＝Ｌｐ１（１−１／ｎ１）・・・（１）
Ｃ２＝Ｌｐ２（１−１／ｎ２）・・・（２）
そして、記録媒体Ｐの撮像面からイメージセンサ部３４への光路長（焦点距離）Ｌ１及び基準チャートＫＣからイメージセンサ部３への光路長（焦点距離）Ｌ２は、次式（３）、（４）で与えられる。

Ｌ１＝Ｌｔ＋Ｌｐ１（１−１／ｎ１）・・・（３）
Ｌ２＝Ｌｃ＋Ｌｐ２（１−１／ｎ２）・・・（４）
ここで、Ｌｔは、レンズ３６の撮像対象側の頂部と記録媒体Ｐの撮像面との間の距離、Ｌｃは、レンズ３６の撮像対象側の頂部と基準チャートＫＣとの間の距離である。

そして、撮像部３０は、記録媒体Ｐの撮像面からイメージセンサ部３４への光路長（焦点距離）Ｌ１と基準チャートＫＣからイメージセンサ部３への光路長（焦点距離）Ｌ２が一致するように、光路長変更部材４１の屈折率ｎ１と長さＬｐ１及び光路長変更部材４２の屈折率ｎ２と長さＬｐ２が設定されている。このように設定することで、イメージセンサ部３４に対する基準チャートＫＣの焦点位置と被写体（撮像面）の焦点位置を一致させることができる。

また、撮像部３０は、光路長変更部材４１及び開口部３２ｂを通して記録媒体Ｐの撮像面に照射する照明光と、光路長変更部材４２を通して基準チャートＫＣを照射する照明光とは、同一の照明光源３７からの照明光であり、同じ照明条件で基準チャートＫＣと記録媒体Ｐの撮像面を同時に撮像することができる。また、照明光源３７は、基準チャートＫＣと記録媒体Ｐの略中間位置である中心線Ｌｏ上に配置され、かつ、レンズ３６に対して中心線Ｌｏ上において対象に２個配置されているため、基準チャートＫＣと記録媒体Ｐの撮像領域を略同じ照明条件で、均一に照明することができる。

さらに、撮像部３０は、撮像領域の開口部３２ｂと基準チャートＫＣの配置条件が、レンズ３６の中心と照明光源３７を結ぶ中心線Ｌｏに対して、略対称に配置されているため、２次元イメージセンサ３５の撮像条件を線対称で同一にすることができ、基準チャートＫＣを用いた２次元イメージセンサ３５の色調整処理や測色処理の精度を向上させることができる。

そして、本実施例の画像形成装置１は、図８に示すようにブロック構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、主走査ドライバ１０４、記録ヘッドドライバ１０５、測色制御部１０６、紙搬送部１０７及び副走査ドライバ１０８等を備えているとともに、上述のようにキャリッジ６に搭載されている記録ヘッド２０、エンコーダセンサ２１及び撮像部３０等を備えている。

ＲＯＭ１０２は、画像形成装置１としての基本プログラム及び色調整処理プログラム等のプログラム及び必要なシステムデータ等を記憶し、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２内のプログラムに基づいて、ＲＡＭ１０３をワークメモリとして利用しつつ、画像形成装置１の各部を制御して、画像形成装置１としての基本処理を実行するとともに、撮像部３０が撮像したＲＧＢ値に基づいて、測色制御部１０６での測色処理で求められた測色値に基づいて、画像形成時における色調整処理を実行する。

ＣＰＵ１０１は、キャリッジ６及び紙搬送部１０７の制御においては、エンコーダセンサ２１からのエンコーダ値に基づいて主走査ドライバ１０４の駆動を制御して、キャリッジ６の主走査方向の移動を制御し、また、ＣＰＵ１０１は、副走査ドライバ１０８を介して、図示しない副走査モータや搬送ローラ等の紙搬送部１０７の駆動を制御する。さらに、ＣＰＵ１０１は、記録ヘッドドライバ１０５を介して、記録ヘッド２０によるインクの吐出タイミング及びインク吐出量を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、測色制御部１０６を介して、撮像部３０の照明光源３７の点灯駆動を制御する。

撮像部３０は、上述したように、画像を記録出力する際の画像データの色を、ユーザの意図する色に正確に再現する色調整用の測色値を生成するために、後述するように、測色時に記録媒体Ｐに記録ヘッド２０によって形成された測色調整パッチＣＰを撮像して、撮像したＲＧＢ値をＣＰＵ１０１に出力する。

そして、撮像部３０及び測色制御部１０６は、図９に示すようにブロック構成されている。撮像部３０は、上記照明光源３７、イメージセンサ部３４を備えているとともに、画像処理部１１０及びインターフェイス部１１１等を備えており、画像処理部１１０は、Ａ／Ｄ変換部１１２、シェーディング補正部１１３、ホワイトバランス補正部１１４、γ補正部１１５及び画像フォーマット変換部１１６を備えている。

撮像部３０は、イメージセンサ部３４が被写体と基準チャートＫＣを同時に撮像したアナログのＲＧＢ画像データを画像処理部１１０に出力し、画像処理部１１０は、イメージセンサ部３４から送られてくるアナログのＲＧＢ画像データに対して必要な画像処理を施して測色制御部１０６に出力する。

画像処理部１１０のＡ／Ｄ変換部１１２は、イメージセンサ部３４から入力されるアナログのＲＧＢ画像データをデジタル変換してシェーディング補正部１１３に出力する。

シェーディング補正部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されるＲＧＢ画像データに対して、イメージセンサ部３４の撮像範囲に対する照明光源３７からの照明光の照度ムラに起因する画像データの誤差の補正を行って、ホワイトバランス補正部１１４に出力する。

ホワイトバランス補正部１１４は、シェーディング補正後のＲＧＢ画像データに対してホワイトバランスを補正して、γ補正部１１５に出力する。

γ補正部１１５は、ホワイトバランス補正部１１４から入力される画像データに対して、イメージセンサ部３４の感度のリニアリティを補償するように補正して、画像フォーマット変換部１１６に出力する。

画像フォーマット変換部１１６は、γ補正後の画像データを任意のフォーマットに変換して、インターフェイス部１１１を介して測色制御部１０６に出力する。

インターフェイス部１１１は、測色制御部１０６から送られた各種設定信号、タイミング信号及び光源駆動信号を撮像部３０が取得し、また、撮像部３０から測色制御部１０６へ画像データを送るためのインターフェイスである。

測色制御部１０６は、フレームメモリ１２１、タイミング信号発生部１２２、光源駆動制御部１２３、演算部１２４及び不揮発性メモリ１２５を備えており、演算部１２４は、測色値算出部１２６を備えている。

フレームメモリ１２１は、撮像部３０から送られてきた画像データを一時的に記憶するメモリであり、保管した画像データを演算部１２４に出力する。

不揮発性メモリ１２５は、図１０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Ｌａｂ値とＸＹＺ値のうち、少なくともいずれか（図１０では、Ｌａｂ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。

さらに、画像形成装置１は、メモリテーブルＴｂ１に基準測色値が不揮発性メモリ１２５に格納されている状態で、かつ、画像形成装置１の初期状態において、上記基準シートＫＳを画像形成装置１のプラテン１４上にセットして、キャリッジ６の移動を制御して撮像部３０によって該基準シートＫＳの分光器ＢＳで読み取ったのと同じ基準パッチＫＰを読み取った撮像基準ＲＧＢ値を、不揮発性メモリ１２５のメモリテーブルＴｂ１に、パッチ番号に対応させて、すなわち、基準測色値に対応させて格納するとともに、撮像部３０の基準チャートＫＣの各パッチを撮像してＲＧＢ値を取得して、該基準チャートＫＣの各パッチのＲＧＢ値を初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄとして、演算部１２４の制御下で不揮発性メモリ１２５のメモリテーブルＴｂ１に格納している。

画像形成装置１は、基準測色値と撮像基準ＲＧＢ値及び初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄを不揮発性メモリ１２５に格納すると、測色値算出部１２６が、不揮発性メモリ１２５に格納されている基準測色値のＸＹＺ値と撮像基準ＲＧＢ値の対、すなわち、同じパッチ番号のＸＹＺ値と撮像基準ＲＧＢ値の対に対して、相互に変換する基準値線形変換マトリックスを算出して、算出した基準値線形変換マトリックスを不揮発性メモリ１２５に格納する。

画像形成装置１においては、上記処理を画像形成装置１の初期状態で実行して、実行結果である基準測色値と撮像基準ＲＧＢ値及び初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄを不揮発性メモリ１２５のメモリテーブルＴｂ１に登録した後、基準値線形変換マトリックスを算出して、不揮発性メモリ１２５に格納する。

さらに、本実施例の画像形成装置１は、後述するように、色調整処理時に、経時変化等している記録ヘッド２０によって記録媒体Ｐに形成された被写体としての測色調整色パッチＣＰと枠体３２の内部に配置された基準チャートＫＣとをイメージセンサ部３４で同時に撮像して、測色調整色パッチＣＰ及び基準チャートＫＣを含む画像データを測色制御部１０６に出力する。測色制御部１０６は、撮像部３０から取得した色調整処理時にイメージセンサ部３４が撮像した測色調整色パッチＣＰを、基準シートＫＳの基準色パッチ（以下、初期基準色パッチという。）を撮像部３０で読み取ったときに、同時に読み取って記憶した基準チャートＫＣのパッチＰａ〜Ｐｅの初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄに変換した後に、該初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄに対して、測色調整パッチＣＰのうち線形性を有する部分を取り出して線形変換して測色値を求める測色処理を行なう。

すなわち、演算部１２４は、測色制御部１０６の動作を制御するとともに、測色値算出部１２６が、測色処理を実行して、測色処理の処理結果である測色値をＣＰＵ１０１に出力し、ＣＰＵ１０１が、該測色値を用いて画像データを色調整処理して、色調整処理した画像データに基づいて記録ヘッド２０を制御することで、色再現性を向上させた状態で画像形成する。

本実施例の画像形成装置１は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本実施例の測色方法を実行する測色プログラムを読み込んでＲＯＭ１０２または不揮発性メモリ１２５等に導入することで、後述する色再現性を安価にかつ安定して実現する測色方法を実行する測色装置を備えた画像形成装置１として構築されている。この測色プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置１は、色再現性を安価にかつ安定して実現する測色方法を実行する。

本実施例の画像形成装置１は、図１０に示したように、分光器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の測色結果を、Ｌａｂ値とＸＹＺ値のうち、少なくともいずれかを、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基準測色値として格納されている。

また、画像形成装置１は、メモリテーブルＴｂ１に基準測色値が不揮発性メモリ１２５に格納されている状態で、かつ、画像形成装置１が製造またはオバーフォール等によって初期状態であるときに、上記基準シートＫＳを画像形成装置１のプラテン１４上にセットして、キャリッジ６の移動を制御して撮像部３０によって該基準シートＫＳの分光器ＢＳで読み取ったのと同じ基準パッチを読み取るとともに、同時に、図１１に示すように、枠体３２の内部に配置された基準チャートＫＣの各パッチ（初期基準色パッチ）を撮像する。

画像形成装置１は、基準シートＫＳの基準パッチと基準チャートＫＣの各パッチを撮像部３０によって撮像すると、基準シートＫＳの基準パッチを撮像した画像データを画像処理部１１０で処理したＲＧＢ値である撮像基準ＲＧＢ値、すなわち、デバイスに依存するデバイス依存信号を、測色制御部１０６の演算部１２４が、図１０に示したように、不揮発性メモリ１２５のメモリテーブルＴｂ１に、パッチ番号に対応させて、すなわち、基準測色値に対応させて格納するとともに、基準チャートＫＣの初期基準色パッチを読み取って画像処理部１１０で処理したＲＧＢ値である初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄを、図１２（ａ）に示すように、不揮発性メモリ１２５に格納する。

なお、演算部１２４は、撮像部３０が読み取った基準チャートＫＣの初期基準色バッチの画像データのうち、所定領域、例えば、図１１に破線で示す領域（測色対象領域）毎に平均値を算出して、初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄとしている。このように測色対象領域の多数の画素を平均化して初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄを算出すると、ノイズの影響を低減させることができるとともに、ｂｉｔ分解能を向上させることができる。また、図１２（ｂ）は、初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄをプロットした散布図であり、図１２（ａ）は、初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄをＬａｂ値に変換した基準Ｌａｂ値Ｌｄａｄｂｄ及びＸＹＺ値に変換した基準ＸＹＺ値ｘｄｙｄｚｄも不揮発性メモリ１２５に登録されている状態を示している。

画像形成装置１は、基準測色値と撮像基準ＲＧＢ値及び初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄを不揮発性メモリ１２５に格納すると、演算部１２４の測色値算出部１２６が、不揮発性メモリ１２５に格納されている基準測色値のＸＹＺ値と撮像基準ＲＧＢ値の対、すなわち、同じパッチ番号のＸＹＺ値と撮像基準ＲＧＢ値の対に対して、相互に変換する基準値線形変換マトリックスを算出して、算出した基準値線形変換マトリックスを不揮発性メモリ１２５に格納する。

この状態で、画像形成装置１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、ＣＰＵ１０１が、キャリッジ６の主走査移動制御、紙搬送部４８による記録媒体Ｐの搬送制御及び記録ヘッド２０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２０の各記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋからのインク吐出を制御して、画像を記録媒体Ｐに記録出力する。

このとき、記録ヘッド２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋからのインクの吐出量が、機器固有の特性や経時変化等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１は、所定の色調整処理タイミングで、測色値を求めて該測色値に基づいて色調整を行なう色調整処理を実行する。

すなわち、画像形成装置１は、色調整処理タイミングになると、複数の色パッチ（測色調整色パッチ）ＣＰを、図１３に示すように、記録ヘッド２０によって記録媒体Ｐに形成して測色調整シートＣＳとして記録出力する。この測色調整シートＣＳは、複数の測色調整用の色パッチである測色調整色パッチＣＰが、記録ヘッド２０によって形成出力されたものであり、画像形成装置１の色調整処理タイミングにおける出力特性、特に、記録ヘッド２０の出力特性を反映した測色調整色パッチＣＰが形成されている。なお、測色調整色パッチＣＰの色パッチデータは、予め不揮発性メモリ１２５等に格納されている。

そして、画像形成装置１は、後述するように、この測色調整シートＣＳの複数の測色調整色パッチＣＰを撮像したＲＧＢ値を測色対象ＲＧＢ値（測色用ＲＧＢ値）として、この測色対象ＲＧＢ値を初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄに変換して、不揮発性メモリ１２５のメモリテーブルＴｂ１に登録されている基準測色値のうち、該初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄを変換した測色値に対して距離的に近い基準測色値（近傍基準測色値）を選択して、測色対象ＲＧＢ値を、選択した近傍基準測色値に変換する測色値を求め、該測色値に基づいて色変換を行った後の画像データに基づいて、記録ヘッド２０によって画像を出力することで、画像形成装置１による形成画像の色再現性を向上させる。

そこで、画像形成装置１は、図１３に示すように、この測色調整シートＣＳがプラテン１４上にセットされるか、測色調整シートＣＳを記録した段階で排紙することなくプラテン１４上に保持した状態として、このプラテン１４上の測色調整シートＣＳの複数の測色調整色パッチＣＰを、キャリッジ６の移動を制御して撮像部３０によって撮像すると同時に、撮像部３０によって基準チャートＫＣのパッチを撮像する。画像形成装置１は、測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰと基準チャートＫＣのパッチを撮像部３０によって同時に撮像すると、撮像部３０の画像処理部１１０で、測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰの画像データと基準チャートＫＣのパッチの画像データに対して、必要な画像処理を行なった後、測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰの画像データ（ＲＧＢ値）を測色対象ＲＧＢ値、すなわち、デバイスに依存するデバイス依存信号として、また、基準チャートＫＣのパッチの画像データ（ＲＧＢ値）を測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓとして、測色制御部１０６に送り、測色制御部１０６は、図１３に示すように、フレームメモリ１２１に一時保管する（ステップＳ１１）。

測色制御部１０６は、演算部１２４の測色値算出部１２６が、フレームメモリ１２１に保管された測色対象ＲＧＢ値を、後述する基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを用いて、初期化測色対象ＲＧＢ値ＲｓＧｓＢｓに変換する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。

測色制御部１２０の演算部１２４は、変換した初期化測色対象ＲＧＢ値ＲｓＧｓＢｓを、測色対象ＲＧＢ値として（ステップＳ１４）、後述する基本測色処理を実行して、Ｌａｂ測色値を取得する（ステップＳ１５）。

そして、本実施例の画像形成装置１は、演算部１２４の測色値算出部１２６が、上記基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを、図１４及び図１５に示すようにして求める。

すなわち、演算部１２４の測色値算出部１２６は、図１４に示すように、初期時に撮像部３０で基準シートＫＳの基準色パッチＫＰを撮像したときに同時に基準チャートＫＣのパッチを撮像して不揮発性メモリ１２５に格納されている初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄと、測色時に撮像部３０で測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰを撮像したときに、同時に、基準チャートＫＣのパッチを撮像して不揮発性メモリ１２５に格納されている測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓを、不揮発性メモリ１２５から読み出して、測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓを初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄに変換する基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを求め、求めた基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを不揮発性メモリ１２５に格納する。

すなわち、図１５において、図１５（ａ）に白抜き点で示されている点が初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄをｒｇｂ空間でプロットした点であり、塗りつぶし点が、測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓをｒｇｂ空間でプロットした点である。図１５（ａ）から分かるように、測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓの値が初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄの値から変動しており、これらのｒｇｂ空間上での変動方向は、図１５（ｂ）に矢印で示すように、概ね同じであるが、色相によってずれの方向が異なる。このように同じ基準チャートＫＣのパッチを撮像してもＲＧＢ値が変動する原因としては、照明光源３７の経時変化、２次元イメージセンサ３５の経時変化等がある。

このように、同じ基準チャートＫＣのパッチを撮像したときに変動している状態で、測色調整シートＣＳの測色調整パッチＣＰを撮像したときの測色対象ＲＧＢ値を用いて測色値を求めると、変動分だけ測色値に誤差が発生するおそれがある。

そこで、本実施例の画像形成装置１は、初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄと、測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓとの間で最小２乗法等の推定法を用いて、測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓを初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄに変換する基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを求め、この基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを用いて、撮像部３０で測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰを撮像して不揮発性メモリ１２５に格納されている測色対象ＲＧＢ値を、初期化測色対象ＲＧＢ値ＲｓＧｓＢｓに変換し、変換した初期化測色対象ＲＧＢ値ＲｓＧｓＢｓを、測色対象ＲＧＢ値として、後述する基本測色処理を実行して、Ｌａｂ測色値を取得する。

この基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスは、１次だけでなく、さらに高次の非線形マトリックスであってもよく、ｒｇｂ空間とＸＹＺ空間間で非線形性が高い場合には、高次のマトリックスとすることで、変換精度を向上させることができる。

そして、上記撮像部３０は、被写体としての基準シートＫＳの基準色パッチＫＰと測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰを、底面部３２ａに形成されている開口部３２ｂを通して撮像する際に、同時に、枠体３２の底面部３２ａの開口部３２ｃに配置されている基準シートＫＳのパッチを撮像することで、常に、同じ位置関係で、基準シートＫＳのパッチを被写体としての基準シートＫＳの基準色パッチＫＰと測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰを撮像することができ、安定した状態で撮像することができる。

さらに、撮像部３０は、開口部３２ｂを通した被写体としての基準シートＫＳの基準色パッチＫＰ及び測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰと２次元イメージセンサ３５との光路中に光路長変更部材４１が配設されており、基準チャートＫＣと２次元イメージセンサ３５との光路中に光路長変更部材４２が配設されている。撮像部３０は、撮像面である基準シートＫＳの基準色パッチＫＰ及び被写体である測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰからイメージセンサ部３４への光路長（焦点距離）Ｌ１と基準チャートＫＣからイメージセンサ部３への光路長（焦点距離）Ｌ２が一致するように、光路長変更部材４１の屈折率ｎ１と長さＬｐ１及び光路長変更部材４２の屈折率ｎ２と長さＬｐ２が設定されており、イメージセンサ部３４に対する基準チャートＫＣの焦点位置と被写体（基準シートＫＳの基準色パッチＫＰ及び測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰ）の焦点位置を一致させることができる。

したがって、基準シートＫＳの基準色パッチＫＰと測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰとこれらの比較対象である基準チャートＫＣを、常に、高精度にかつ同じ精度で安定して撮像することができる。

また、撮像部３０は、光路長変更部材４１及び開口部３２ｂを通して記録媒体Ｐの撮像面に照射する照明光と、光路長変更部材４２を通して基準チャートＫＣを照射する照明光とは、同一の照明光源３７からの照明光であり、同じ照明条件で基準チャートＫＣと記録媒体Ｐの撮像面を同時に撮像することができる。また、照明光源３７は、基準チャートＫＣと記録媒体Ｐの略中間位置である中心線Ｌｏ上に配置され、かつ、レンズ３６に対して中心線Ｌｏ上において対象に２個配置されているため、基準チャートＫＣと記録媒体Ｐの撮像領域を略同じ照明条件で、均一に照明することができる。

さらに、撮像部３０は、撮像領域の開口部３２ｂと基準チャートＫＣの配置条件が、レンズ３６の中心と照明光源３７を結ぶ中心線Ｌｏに対して、略対称に配置されているため、２次元イメージセンサ３５の撮像条件を線対称で同一にすることができ、基準チャートＫＣを用いた２次元イメージセンサ３５の色調整処理や測色処理の精度を向上させることができる。

そして、画像形成装置１は、上述のようにして初期測色対象ＲＧＢ値ＲｓＧｓＢｓを求めて、測色対象ＲＧＢ値とすると、図１６及び図１７に示すように、不揮発性メモリ１２５のメモリテーブルＴｂ１に登録されている基準測色値のうち、該測色対象ＲＧＢ値に変換した測色値に対して距離的に近い近傍の基準測色値（近傍基準測色値）を選択して、測色対象ＲＧＢ値を、選択した近傍基準測色値に変換する測色値を求める基本測色処理を実行し、該測色値に基づいて色変換を行った後の画像データに基づいて、記録ヘッド２０によって画像を出力することで、画像形成装置１による形成画像の色再現性を向上させる。

すなわち、画像形成装置１は、図１６に示すように、測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰを撮像して上述のように初期測色対象ＲＧＢ値ＲｓＧｓＢｓを求めて、測色対象ＲＧＢ値として、不揮発性メモリ１２５に格納すると（ステップＳ２１）、上記基準値線形変換マトリックスを用いて（ステップＳ２２）、第１ＸＹＺ値に変換して（ステップＳ２３）、不揮発性メモリ１２５に格納する（ステップＳ２４）。例えば、図１６では、測色値算出部１２６は、撮像部３０の測色対象ＲＧＢ値（３、２００、５）を、（２０、８０、１０）の第１ＸＹＺ値（第１測色値）に変換して、不揮発性メモリ１２５に格納している。

測色値算出部１２６は、第１ＸＹＺ値を、不揮発性メモリ１２５のメモリテーブルＴｂ１を参照して、または、既知の変換式を用いて、第１Ｌａｂ値（第１測色値）に変換して（ステップＳ２５）、不揮発性メモリ１２５に格納する（ステップＳ２６）。例えば、図１６では、測色値算出部１２６は、第１ＸＹＺ値（２０、８０、１０）を、撮像測色値である第１Ｌａｂ値（７５、−６０、８）に変換している。

次に、測色値算出部１２６は、図１６にＬａｂ空間で示すように、不揮発性メモリ１２５に格納されているメモリテーブルＴｂ１の複数色の色パッチの基準測色値（Ｌａｂ値）を検索して、該基準測色値（Ｌａｂ値）のうち、Ｌａｂ空間上において第１Ｌａｂ値に対して距離の近い色パッチ（近傍色パッチ）の組みを選択する（ステップＳ２７）。例えば、図１６のＬａｂ空間の図では、６０個の色パッチを選択してＬａｂ空間上にプロットしている図が示されており、距離の近いパッチを選択する方法としては、例えば、第１Ｌａｂ値と、複数の色パッチの基準測色値（Ｌａｂ値）における全点との距離を算出し、第１測色値である第１Ｌａｂ値に対して距離の近い色パッチの基準Ｌａｂ値（図１６では、ハッチングの施されている基準Ｌａｂ値）を選択する。

次に、測色値算出部１２６は、図１７に示すように、メモリテーブルＴｂ１を参照して、選択組の第１Ｌａｂ値と対になっている撮像基準ＲＧＢ値、すなわち、選択組の第１Ｌａｂと同じパッチ番号の撮像基準ＲＧＢ値（選択ＲＧＢ値）と基準ＸＹＺ値の組み合わせを選択し（ステップＳ２８）、選択した組み合わせ（選択組）の撮像基準ＲＧＢと基準ＸＹＺの組同士で変換するための選択ＲＧＢ値線形変換マトリックスを、最小二乗法を用いて求めて、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１２５に格納する（ステップＳ２９）。

測色値算出部１２６は、測色対象である測色調整シートＣＳの各測色調整色パッチＣＰを撮像部３０で撮像してＡ／Ｄコンバータ３６でデジタル変換した測色対象ＲＧＢ値を、該選択ＲＧＢ値線形変換マトリックスを用いて第２測色値である第２ＸＹＺ値を求め（ステップＳ３０）、第２ＸＹＺ値を既知の変換式を用いて第２Ｌａｂ値に変換して（ステップＳ３１）、最終的な測色値として取得する（ステップＳ３２）。

測色値算出部１２６は、この求めた測色値を用いて色変換を行った画像データに基づいて画像調整し、画像調整した画像データに基づいて記録ヘッド２０を駆動させて画像形成する。

すなわち、本実施例の画像形成装置１は、色調整処理タイミングにおける記録ヘッド２０の出力特性を反映している測色調整シートＣＳの複数の測色調整色パッチＣＰを撮像して取得したときの測色対象ＲＧＢ値を、基準値線形変換マトリックスを用いて初期状態で基準シートＫＳを撮像したときの第１Ｌａｂ値を求めて、メモリテーブルＴｂ１に登録されている複数色のパッチの基準Ｌａｂのうち、Ｌａｂ空間上において第１Ｌａｂ値に対して距離の近い基準Ｌａｂ値とのパッチの組みを選択して、選択した基準Ｌａｂ値に対応する測色対象ＲＧＢ値を、選択ＲＧＢ値線形変換マトリックスを用いてＬａｂ値に変換することで、Ｌａｂ測色値を求めている。そして、測色値算出部１２６は、この求めた測色値を用いて色変換を行った画像データに基づいて画像調整し、画像調整した画像データに基づいて記録ヘッド２０を駆動させて画像形成する。

なお、上記説明においては、撮像部３０は、長さＬｐ１の長い光路長変更部材４１と長さＬｐ２の短い光路長変更部材４２の底面部３２ａ側の面（下面）が、一致する状態で、保持部材４３と保持部材４４に保持されている状態で、枠体３２内に配設されているが、光路長変更部材の配設状態は、上記配設状態に限るものではない。

例えば、図１８〜図２０に撮像部５０として示すように、光路長変更部材４２と光路長変更部材４１が、その上面が一致する状態で、かつ、イメージセンサ部３４と底面部３２ａとの中間よりもイメージセンサ部３４に近い方に配設されていてもよい。なお、図１８〜図２０においては、図４〜図６と同様の構成部分には、同一の符号を付与している。

図１８〜図２０において、長さＬｐ１の長い光路長変更部材４１は、そのイメージセンサ部３４側の端部位置において、保持部材５１によって保持されており、長さＬｐ２の短い光路長変更部材４２は、そのイメージセンサ部３４側の端部位置において、保持部材５２によって保持されている。光路長変更部材４１と光路長変更部材４２は、相互に対向する面がイメージセンサ部３４の真下位置で接する状態で配設されており、それぞれのイメージセンサ部３４側の端面が一致する状態で、且つ、イメージセンサ部３４と底面部３２ａとの中間位置よりも、イメージセンサ部３４に近い位置に配設されている。撮像部５０は、その他の構成については、撮像部３０と同様である。

したがって、この撮像部５０は、図１９に示すように、光路長変更部材４１と光路長変更部材４２の光の入出射する面の面積が小さくても、開口部３２ｂを通過した測色調整色パッチＣＰ等の被写体からの反射光と開口部３２ｃを通過した基準チャートＫＣからの反射光を光路長変更してイメージセンサ部３４に入射することができ、光路長を一致させつつ、撮像部５０を小型化することができる。

なお、上記撮像部の光路長変更部材の配設構成については、上記の配置構成に限るものではなく、例えば、図２１及び図２２に撮像部６０として示すように、基準チャートＫＣとイメージセンサ部３４との間の光路上に、光路長変更部材６１を設け、開口部３２ｃを通した被写体とイメージセンサ部３４との間の光路上に、光路長変更部材６２を設けてもよい。なお、図２１及び図２２において、図４から図６と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その説明を省略している。また、図２１及び図２２では、図４から図６とは、基準チャートＫＣと被写体を撮像する開口部３２ｂ、３２ｃが入れ替わった状態で示されている。

この場合においても、光路長変更部材６１と光路長変更部材６２は、図２１に示すように、それぞれ屈折率ｎ１と屈折率ｎ２を有して、光透過方向に長さ（光路長変更部材の長さ）Ｌｐ１、Ｌｐ２を有していると、上記式（１）、（２）で決定される光路長変更量（画像の浮き上がり量）Ｃ１、Ｃ２を有している。すなわち、光路長変更部４１と光路長変更部４２は、異なる光路長変更量を有している。

そして、基準チャートＫＣからイメージセンサ部３への光路長（焦点距離）Ｌ１及び記録媒体Ｐの撮像面からイメージセンサ部３４への光路長（焦点距離）Ｌ２は、上記式（３）、（４）で与えられる。

すなわち、撮像部６０は、基準チャートＫＣからイメージセンサ部３への光路長（焦点距離）Ｌ１と記録媒体Ｐの撮像面からイメージセンサ部３４への光路長（焦点距離）Ｌ２が一致するように、光路長変更部材６１の屈折率ｎ１と長さＬｐ１及び光路長変更部材６２の屈折率ｎ２と長さＬｐ２が設定されている。このように設定することで、イメージセンサ部３４に対する基準チャートＫＣの焦点位置と被写体（撮像面）の焦点位置を一致させることができる。

したがって、このように枠体３２に形成されている基準チャートＫＣ撮像用の開口部３２ｂと被写体撮像用の開口部３２ｃをそれぞれ枠体３２内から塞ぐように光路長変更部材６１、６２を配設すると、記録媒体Ｐまでの焦点距離Ｌ１と基準チャートＫＣまでの焦点距離Ｌ２を同じにすることができるとともに、枠体３２内へのホコリ等の侵入を防止することができ、より一層正確な測色を行うことができる。

このように、本実施例の画像形成装置１は、その撮像部（撮像装置）３０が、被写体と対向する低面部（対向面）３２ａに、該被写体を撮像するための開口部３２ｂと該開口部３２ｂを通して撮像される被写体と同時に撮像されて所定の色基準を提供する基準チャートＫＣとが所定方向に並んで設けられている所定の箱形状の枠体３２と、前記被写体及び前記基準チャートＫＣを略同じ照明条件で照明する照明光源３７と、前記開口部３２ｂに対向する前記被写体からの反射光と前記基準チャートＫＣからの反射光を受光して該被写体と該基準チャートＫＣとを同時に撮像するイメージセンサ部（センサ手段）３４と、前記被写体から前記イメージセンサ部３４への光路中に配設され、所定の光路長変更量を有する光路長変更部材（被写体用光路長変更部材）４１と、前記基準チャートＫＣから該イメージセンサ部３４への光路中に配設され、その光路長変更量が前記光路長変更部材４１の光路長変更量とは異なる光路長変更部材（基準チャート用光路長変更部材）４２と、を備えている。

したがって、被写体と基準チャートＫＣとを、同時にかつ安定して撮像することができるとともに、イメージセンサ部３４に対する被写体と基準チャートＫＣの光路長を適切に調整することができ、被写体と基準チャートＫＣを常に安定した位置関係で高精度に撮像することができる。

また、撮像部３０の光路長変更部材４１と光路長変更部材４２は、それぞれの前記光路長変更量が、被写体から光路長変更部材４１を通過した光のイメージセンサ部３４への光路長と、基準チャートＫＣから光路長変更部材４２を通過した光のイメージセンサ部３４への光路長と、を同じにする光路長変更量である。

したがって、イメージセンサ部３４に対する被写体と基準チャートＫＣの光路長を同じにすることができ、被写体と基準チャートＫＣを常に安定した位置関係でより一層高精度に撮像することができる。

さらに、撮像部３０の光路長変更部材４１と光路長変更部材４２は、被写体とイメージセンサ部３４との略中間位置及び基準チャートＫＣとイメージセンサ部３４との略中間位置にそれぞれ配設されている。

したがって、光路長変更部材４１及び光路長変更部材４２を、比較的小さくすることができ、撮像部３０を小型化することができる。

また、本実施例の画像形成装置１は、複数の色からなる基準チャートＫＣと任意の被写体を同時に撮像する撮像部３０で撮像した該被写体と該基準チャートＫＣの撮像データに基づいて、該被写体の測色値を測色制御部１０６で算出する測色装置を搭載している。

したがって、撮像部３０の経時変化等によって測色調整パッチＣＰを撮像したときの測色用ＲＧＢ値が変化しても、該変化を補正することができるとともに、測色調整パッチＣＰのうち線形性を有する部分を取り出して線形変換して測色値を求めることができ、ひずみを抑制した色再現を安価にかつより一層安定して実現することができる。

さらに、上記説明においては、測色処理を、画像形成装置１の測色制御部１０６が行なっているが、測色処理は、画像形成装置１内部で実行する必要はなく、例えば、図２３に示すように、画像形成システム（測色システム）２００として、画像形成装置２１０が、外部装置２２０に接続されていて、画像形成装置２１０で撮像した画像データを、該外部装置２２０に出力し、該外部装置２２０が測色処理を伴う色調整処理を行って、色調整後の画像データを画像形成装置２１０に出力して、画像形成装置２１０が、外部装置２２０からの画像データに基づいて画像形成してもよい。

すなわち、画像形成装置２１０は、エンジン２１１、操作表示部２１２、Ｉ／Ｆ部２１３及びその他のＩ／Ｆ部２１４等を備えており、各部は、バス２１５により接続されている。また、外部装置２２０は、例えば、通常のハードウェア構成とソフトウェア構成のコンピュータ等を用いることができ、ソフトウェアとして本発明の測色処理を伴う色調整処理を実行する測色プログラムを含む色調整プログラムを導入することで、測色処理を伴う色調整処理を実行する。外部装置２２０は、ＣＰＵ２２１、メモリ部２２２、画像処理部２２３、通信Ｉ／Ｆ部２２４及びＩ／Ｆ部２２５等を備えており、各部は、バス２２６により接続されている。メモリ部２２２は、ＲＯＭ２２７、ＲＡＭ２２８及びハードディスク（ＨＤＤ）２２９等を備えている。

画像形成装置２１０は、Ｉ／Ｆ部２１３により回線２３０により外部装置２２０に接続されており、回線２３０は、専用線、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク、インターネット等であって、有線であっても、無線であってもよい。

画像形成装置２１０は、外部装置２２０の制御下で、外部装置２２０から送られてくる画像データに基づいてエンジン２１１で、記録媒体に画像を形成出力する。エンジン２１１は、インク噴射方式等で記録媒体に画像を形成し、操作表示部２１２は、各種操作キー及びＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のディスプレイ等を備えていて、画像形成装置２１０の動作に必要な各種操作が操作キーによって行われるとともに、画像形成装置２１０からユーザに通知する各種情報をディスプレイに表示出力する。その他Ｉ／Ｆ部２１４は、拡張ユニットの接続等に使用される。

エンジン２１１は、上記実施例で説明したと同様の主走査方向に移動するキャリッジを備えており、該キャリッジに、上記撮像部３０が取り付けられている。画像形成装置２１０は、外部装置２２０のＣＰＵ２２１の制御下で、外部装置２２０から送られてくる測色調整色パッチＣＰの色パッチデータに基づいて記録媒体に、該測色調整パッチＣＰを形成して測色調整シートＣＳを生成し、生成した測色調整シートＣＳの測色調整パッチＣＰを撮像部（撮像手段）で読み取って、Ｉ／Ｆ部２１３を介して外部装置２２０に送信する。

外部装置（算出手段）２２０は、画像形成装置２１０の動作制御を行う画像形成制御プログラムや本発明の測色処理を伴う色調整処理を行なう色調整プログラム及び必要なデータがハードディスク２２９またはＲＯＭ２２７に格納されており、ＣＰＵ２２１がＲＯＭ２２７またはハードディスク２２９内のプログラムに基づいて画像形成装置２１０を制御することで、画像形成装置２１０としての基本処理を実行させるとともに、本発明の測色処理を伴う色調整処理を実行する。

ハードディスク２２９は、上記プログラムを格納するとともに、色調整処理を実行するのに必要な各種データ、特に、上記実施例で説明した基準シート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Ｌａｂ値とＸＹＺ値のうち、少なくともいずれか、該基準シートＫＳの基準パッチＫＰを画像形成装置２１０の撮像部で読み取ったときの撮像基準ＲＧＢ値、基準値線形変換マトリックス、近傍点のテーブルと選択ＲＧＢ値線形変換マトリックス、基準シートＫＳと同時に読み取った基準チャートＫＣの各色パッチの初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄ、測色調整シートＣＳの測色調整色パッチＣＰを読み取ったときに同時に読み取った基準チャートＫＣの基準パッチの測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓ及び測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓを初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄに変換する基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスが格納される。

通信Ｉ／Ｆ部２２４は、ネットワーク等の回線を介してスキャナ装置、複合装置、他の外部装置等の画像処理装置に接続されており、画像形成装置２１０に画像出力させる画像データを受信する。上記Ｉ／Ｆ部２１３、Ｉ／Ｆ部２２４及び回線２３０は、全体として通信手段として機能している。

画像処理部２２３は、画像データに対して画像形成装置２１０のエンジン２１１で形成出力するのに必要な各種画像処理を施す。

ＣＰＵ２２１は、上述のように、画像形成装置２１０の動作を制御するとともに、測色制御部１０６の演算部１２４、特に、測色値算出部１２６が実行する測色処理を実行して測色値を求め、該測色値に基づいて画像データに対して色調整を施して、画像形成装置２１０に出力する。

なお、図２３の画像形成システム２００では、画像形成装置２１０の動作を外部装置２２０が制御しているが、画像形成装置２１０自体がＣＰＵ等のコントローラを備えて、画像形成動作自体については、該コントローラが制御を行い、測色値を求める測色処理のみ、または、測色処理を含む色調整処理についてのみ外部装置２２０が実行してもよい。

このように、少なくとも画像形成装置２１０の外部装置で測色処理または測色処理を含む色調整処理を実行すると、安価な画像形成装置２１０においても安価にかつ適切に色再現性を向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ 画像形成装置
２ 本体筐体
３ 本体フレーム
４ 主ガイドロッド
５ 副ガイドロッド
６ キャリッジ
６ａ 連結片
７ タイミングベルト
８ 駆動プーリ
９ 従動プーリ
１０ 主走査モータ
１１ カートリッジ部
１２ 維持機構部
１３ カバー
１４ プラテン
２０、２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ 記録ヘッド
２１ エンコーダセンサ
３０ 撮像部
３１ 基板
３２ 枠体
３２ａ 底面部
３２ｂ 開口部
３２ｃ 開口部
３２ｄ 凹部
３２ｅ 保持板
３３ 締結部材
３４ イメージセンサ部
３５ ２次元イメージセンサ
３６ レンズ
３７ 照明光源
３８ 光源支持部材
４１、４２ 光路長変更部材
４３、４４ 保持部材
５０ 撮像部
５１、５２ 保持部材
６０ 撮像部
６１、６２ 光路長変更部材
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 主走査ドライバ
１０５ 記録ヘッドドライバ
１０６ 測色制御部
１０７ 紙搬送部
１０８ 副走査ドライバ
１１０ 画像処理部
１１１ インターフェイス部
１１２ Ａ／Ｄ変換部
１１３ シェーディング補正部
１１４ ホワイトバランス補正部
１１５ γ補正部
１１６ 画像フォーマット変換部
１２１ フレームメモリ
１２２ タイミング信号発生部
１２３ 光源駆動制御部
１２４ 演算部
１２５ 不揮発性メモリ
１２６ 測色値算出部
２００ 画像形成システム
２１０ 画像形成装置
２１１ エンジン
２１２ 操作表示部
２１３ Ｉ／Ｆ部
２１４ その他のＩ／Ｆ部
２１５ バス
２２０ 外部装置
２２１ ＣＰＵ
２２２ メモリ部
２２３ 画像処理部
２２４ 通信Ｉ／Ｆ部
２２５ Ｉ／Ｆ部
２２６ バス
２２７ ＲＯＭ
２２８ ＲＡＭ
２２９ ハードディスク
２３０ 回線
ＫＳ 基準シート
ＫＰ 基準色パッチ
ＣＳ 測色調整シート
ＣＰ 測色調整パッチ
ＫＣ 基準チャート
Ｐａ〜Ｐｄ 基準色パッチ列
Ｐｅ ドット径計測用パターン列
ｌｋ 距離計測用ライン
ｍｋ チャート位置特定用マーカ

特開平５−２２３６４２号公報

Claims (10)

1. 開口部を介して被写体を撮像するセンサ部と、
   前記センサ部に備えられたレンズと、
   前記レンズの光軸方向に透視した場合に、前記センサ部の中央に対して前記開口部と異なる側に配置され、前記被写体とともに前記センサ部により撮像される基準チャートと、
   少なくとも前記センサ部と前記基準チャートとを結ぶ光路中に配置された第１の光透過部材と、
   を備えることを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記被写体および前記基準チャートを照明する光源をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記レンズの光軸方向に透視した場合の前記光源の位置が、前記基準チャートと前記開口部との間にあることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
4. 前記開口部と前記センサ部とを結ぶ光路中に配置された第２の光透過部材を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
5. 前記第１の光透過部材と前記第２の光透過部材は、光路長の変更量が異なることを特徴とする請求項４に記載の撮像ユニット。
6. 前記開口部を有する枠体を備え、
   前記基準チャートは、前記枠体に対して着脱可能に保持されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
7. 前記基準チャートは、階調パターンを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
8. 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乃至７のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
9. 開口部を介して被写体を撮像するセンサ部と、
   前記センサ部に備えられたレンズと、
   前記レンズの光軸方向に透視した場合に、前記センサ部の中央に対して前記開口部と異なる側に配置され、前記被写体とともに前記センサ部により撮像される基準チャートと、
   少なくとも前記センサ部と前記基準チャートとを結ぶ光路中に配置された第１の光透過部材と、
   前記センサ部の撮像した被写体の撮像データと、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ことを特徴とする測色装置。
10. 請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像ユニットと、
    前記被写体となる画像を媒体上に形成する画像形成部と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。