JP6409555B2 - 画像検査装置、画像形成装置および撮像制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像検査装置、画像形成装置および撮像制御方法に関する。

記録媒体に記録された画像を検査する方法の一例として、画像を被写体として撮像した画像データを用いる方法がある。例えば、特許文献１に開示される撮像装置は、画像形成装置が記録媒体に画像として記録したパッチを被写体として撮像を行い、その画像データを用いてパッチの測色値を算出する。

画像形成装置により記録媒体に記録された画像は、細かなドットが規則的に並ぶドットパターンである。このような規則的なパターンを持った被写体を撮像すると、画像データにモアレ（干渉縞）が生じることがある。モアレには、輝度が変化する輝度モアレと色が変化する色モアレがあり、いずれも画像データにおけるノイズとなる。このため、モアレが生じた画像データを用いて被写体となる画像の検査（特許文献１の例ではパッチの測色値の算出）を行うと、検査精度が低下する懸念がある。

モアレを低減させる方法としては、撮像素子の前面に光学ローパスフィルタを配置して、光学ローパスフィルタを透過した光を撮像素子で受光する方法が広く用いられる。また、特許文献２には、光学ローパスフィルタを用いずにモアレを低減させる方法として、アクチュエータを用いて撮像素子を微小駆動させる方法が開示されている。

しかし、光学ローパスフィルタを用いる方法も、アクチュエータを用いて撮像素子を微小駆動させる方法も、モアレを低減させるために特別な機構を撮像装置に設ける必要がある。このため、低コスト化や装置小型化などの観点から、より簡素な構成でモアレを低減できるようにすることが望まれる。

上述した課題を解決するために、本発明は、モータの駆動により記録媒体上を移動可能な可動部材と、前記可動部材に設けられ、前記記録媒体に記録された画像を被写体として撮像する撮像部と、前記可動部材が第１の方向に移動するときの移動速度を正の移動速度とし、前記可動部材が前記第１の方向とは逆向きの方向である第２の方向に移動するときの移動速度を負の移動速度としたときに、前記可動部材の移動速度の正負が反転するタイミングを含む時間帯を受光期間として１フレーム分の撮像を行うように、前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡便な構成でモアレを低減できる、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は、測色カメラの分解斜視図である。 図５は、測色カメラの縦断面図である。 図６は、測色カメラ内部の部品レイアウトを説明する図である。 図７は、基準チャートの具体例を示す図である。 図８は、画像形成装置の制御機構の構成例を示すブロック図である。 図９は、測色カメラの制御機構の構成例を示すブロック図である。 図１０は、パターン像における輝度分布を概念的に示す図である。 図１１は、図１０に示したパターン像の輝度分布に対して、撮像におけるサンプリング間隔が広い場合を概念的に示す図である。 図１２は、キャリッジを停止させたときにキャリッジの移動速度が収束するまでの様子を示す図である。 図１３は、キャリッジが振動している状態で観測されるパターン像の輝度分布を概念的に示す図である。 図１４は、撮像制御部による制御例を説明する図である。 図１５は、エンコーダシートの構成を示す図である。 図１６は、エンコーダセンサの検知面におけるセンサ素子の配置関係を示す図である。 図１７は、エンコーダ信号と４逓倍アップダウンカウンタのカウントアップタイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図１８は、撮像制御部がキャリッジの移動速度を監視して測色カメラによる撮像タイミングを制御する例を説明する概念図である。 図１９は、撮像制御部が主走査モータの負荷状態を監視して測色カメラによる撮像タイミングを制御する例を説明する概念図である。 図２０は、シャッタ機構を備えたセンサユニットの概略構成図である。 図２１は、画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像検査装置、画像形成装置および撮像制御方法について詳しく説明する。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、記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェットプリンタを例示する。この画像形成装置は、記録媒体に画像として記録したパッチを撮像し、その画像データを用いてパッチの測色値を算出する機能を持つ。画像として記録したパッチの測色は、画像検査の一例である。ただし、本発明の適用例は以下で説明する実施形態に限らない。本発明は、可動部材に設けられた撮像部により記録媒体に記録された画像を被写体として撮像し、その画像データを用いて画像の検査を行う様々な画像検査装置や画像形成装置に対して広く適用できる。

＜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、本実施形態の画像形成装置１００の機械的な構成例について説明する。図１は、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。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、主走査方向（図中矢印Ａ方向）に往復移動するキャリッジ（可動部材の一例）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、４つの記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋ（画像記録部の一例）が搭載されている。記録ヘッド６ｙは、イエロー（Ｙ）インクを吐出する記録ヘッドである。記録ヘッド６ｍは、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出する記録ヘッドである。記録ヘッド６ｃは、シアン（Ｃ）インクを吐出する記録ヘッドである。記録ヘッド６ｋは、ブラック（Ｂｋ）インクを吐出する記録ヘッドである。以下、これら記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋを総称する場合は、記録ヘッド６という。記録ヘッド６は、その吐出面（ノズル面）が下方（記録媒体Ｍ側）に向くように、キャリッジ５に支持されている。

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は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の主走査方向への移動は、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１３がエンコーダシート１４のマークを検知して出力するエンコーダ信号に基づいて制御される。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、記録ヘッド６の信頼性を維持するための維持機構１５を備える。維持機構１５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１６が設けられている。プラテン１６は、記録ヘッド６から記録媒体Ｍ上にインクを吐出する際に、記録媒体Ｍを支持するためのものである。本実施形態の画像形成装置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１６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Ｍは、後述の副走査モータ１２（図８参照）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１６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１６上を搬送される記録媒体Ｍ上にノズル列からインクを吐出することで、記録媒体Ｍに画像を記録する。本実施形態では、キャリッジ５の１回の走査で印刷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。

本実施形態の画像形成装置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。

本実施形態の画像形成装置１００は、記録媒体Ｍを副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に間欠的に搬送し、記録媒体Ｍ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１６上の記録媒体Ｍ上にインクを吐出して、記録媒体Ｍに画像を記録する。

特に、画像形成装置１００の色調整などのキャリブレーションを行う際には、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１６上の記録媒体Ｍ上にインクを吐出して、多数のパッチが並ぶテストパターンを記録媒体Ｍに記録する。そして、このテストパターンに含まれる各パッチに対して測色を行う。テストパターンに含まれる各パッチは、画像形成装置１００が実際にインクを用いて基準色のパターンを印刷した画像であり、画像形成装置１００に固有の特性を反映している。したがって、これらのパッチの測色値を用いて、画像形成装置１００に固有の特性を記述したデバイスプロファイルを生成、あるいは修正することができる。そして、このデバイスプロファイルに基づいて標準色空間と機器依存色との間の色変換を行うことで、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。

本実施形態の画像形成装置１００は、記録媒体Ｍに記録したテストパターンの各パッチを被写体として撮像し、その画像データを用いてパッチの測色値を算出する測色カメラ（撮像部の一例）２０を備える。測色カメラ２０は、図２に示すように、記録ヘッド６が搭載されたキャリッジ５に支持されている。そして、測色カメラ２０は、記録媒体Ｍの搬送およびキャリッジ５の移動によりテストパターンが記録された記録媒体Ｍ上を移動して、各パッチと対向する位置にきたときに、画像の撮像を行う。特に本実施形態の画像形成装置１００では、キャリッジ５が停止直前（または急減速時）に振動している状態で測色カメラ２０によるパッチの撮像を行う。そして、撮像により得られたパッチのＲＧＢ値に基づいて、パッチの測色値を算出する。キャリッジ５が振動している状態で測色カメラ２０による撮像を行うことで、従来技術のように光学ローパスフィルタを用いたり、アクチュエータを用いて撮像素子を微小駆動させたりする必要がなく、簡便な構成でモアレを効果的に低減できるようになる。

なお、本実施形態では、撮像により得られたパッチのＲＧＢ値から算出されるパッチの測色値を用いて画像形成装置１００の色調整を行う例を説明するが、撮像により得られたパッチのＲＧＢ値を用いて画像形成装置１００の色調整を行うことも可能である。この場合、色調整によって、記録媒体Ｍ上に吐出されるインクの量が調整される。

＜測色カメラの機械的構成＞
次に、図４乃至図６を参照しながら、本実施形態の測色カメラ２０の機械的な構成例について説明する。図４は、測色カメラ２０の分解斜視図、図５は、測色カメラ２０の縦断面図、図６は、測色カメラ２０内部の部品レイアウトを説明する図である。

測色カメラ２０は、図４および図５に示すように、取り付け片２２が一体形成された筐体２１を備える。筐体２１は、例えば、所定の間隔を空けて対向する底板部２１ａおよび天板部２１ｂと、これら底板部２１ａと天板部２１ｂとを繋ぐ側壁部２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆを有する。筐体２１の底板部２１ａと側壁部２１ｄ，２１ｅ，２１ｆは、例えばモールド成形により取り付け片２２とともに一体に形成され、これに対して天板部２１ｂと側壁部２１ｃとが着脱可能な構成とされる。図４では天板部２１ｂと側壁部２１ｃとを取り外した状態を示している。

測色カメラ２０は、例えば、筐体２１の側壁部２１ｅおよび取り付け片２２をキャリッジ５の側面部に突き当てた状態で、ネジなどの締結部材を用いてキャリッジ５の側面部に締結されることにより、キャリッジ５に取り付けられる。このとき、測色カメラ２０は、図５に示すように、筐体２１の底板部２１ａが所定の間隙ｄを介してプラテン１６上の記録媒体Ｍに対し略平行な状態で対向するように、キャリッジ５に取り付けられる。

プラテン１６上の記録媒体Ｍと対向する筐体２１の底板部２１ａには、記録媒体Ｍに記録されたテストパターンのパッチ（被写体）を筐体２１の内部から撮影可能にするための開口部２３が設けられている。また、筐体２１の底板部２１ａの内面側には、支え部材３３を介して開口部２３と隣り合うようにして、基準チャート４０が配置されている。基準チャート４０は、テストパターンのパッチの測色やＲＧＢ値の取得を行う際に、後述のセンサユニット２５によりパッチとともに撮像されるものである。なお、基準チャート４０の詳細については後述する。

一方、筐体２１内部の天板部２１ｂ側には、回路基板２４が配置されている。また、筐体２１の天板部２１ｂと回路基板２４との間には、画像を撮像するセンサユニット２５が配置されている。センサユニット２５は、図５に示すように、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどの二次元イメージセンサ２５ａと、センサユニット２５の撮像範囲の光学像を二次元イメージセンサ２５ａの受光面に結像する結像レンズ２５ｂとを備える。

センサユニット２５は、例えば、筐体２１の側壁部２１ｅと一体に形成されたセンサホルダ２６により保持される。センサホルダ２６には、回路基板２４に形成された貫通孔２４ａと対向する位置にリング部２６ａが設けられている。リング部２６ａは、センサユニット２５の結像レンズ２５ｂ側の突出した部分の外形形状に倣った大きさの貫通孔を有する。センサユニット２５は、結像レンズ２５ｂ側の突出した部分をセンサホルダ２６のリング部２６ａに挿通することで、結像レンズ２５ｂが回路基板２４の貫通孔２４ａを介して筐体２１の底板部２１ａ側を臨むようにして、センサホルダ２６により保持される。

このとき、センサユニット２５は、図５に一点鎖線で示す光軸が筐体２１の底板部２１ａに対して略垂直となり、且つ、開口部２３と後述の基準チャート４０とが撮像範囲に含まれるように、センサホルダ２６により位置決めされた状態で保持される。これにより、センサユニット２５は、二次元イメージセンサ２５ａの撮像領域の一部で、筐体２１外部のパッチ（被写体）を開口部２３を介して撮像するとともに、二次元イメージセンサ２５ａの撮像領域の他の一部で基準チャート４０を撮像することができる。

なお、センサユニット２５は、各種の電子部品が実装される回路基板２４に対して、例えばフレキシブルケーブルを介して電気的に接続される。また、回路基板２４には、後述する画像形成装置１００のメイン制御基板１２０（図８参照）に対して測色カメラ２０を接続するための接続ケーブルが装着される外部接続コネクタ２７が設けられている。

また、筐体２１の内部には、少なくともセンサユニット２５の撮像範囲を照明する照明光源２８が設けられている。照明光源２８としては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。本実施形態においては、図６に示すように、照明光源２８として２つのＬＥＤを用いる。図６は、測色カメラ２０の内部を回路基板２４側から筐体２１の底板部２１ａ側に垂直に（光軸方向に沿って）見下ろしたときのセンサユニット２５、照明光源２８、開口部２３および基準チャート４０の位置関係を示している。

照明光源２８として用いる２つのＬＥＤは、例えば回路基板２４の底板部２１ａ側の面に実装される。ただし、照明光源２８は、センサユニット２５の撮像範囲を拡散光により略均一に照明できる位置に配置されればよく、必ずしも回路基板２４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２８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２８として用いるようにしてもよい。有機ＥＬを照明光源２８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。

本実施形態では、図６に示すように、照明光源２８として用いる２つのＬＥＤを回路基板２４側から筐体２１の底板部２１ａ側に垂直に見下ろしたときの底板部２１ａ上の投影位置が、開口部２３と基準チャート４０との間の領域内となり、且つ、センサユニット２５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、センサユニット２５の光軸方向に沿って見たときに、照明光源２８として用いる２つのＬＥＤを結ぶ線Ｌがセンサユニット２５の結像レンズ２５ｂの中心を通り、且つ、この２つのＬＥＤを結ぶ線Ｌを境界として一方に開口部２３、他方に基準チャート４０が位置するように、照明光源２８として用いる２つのＬＥＤが配置される。照明光源２８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、筐体２１外部の被写体となるパッチと筐体２１内部に配置された基準チャート４０とを、概ね同一の条件にて照明することができる。

なお、筐体２１内部に配置された基準チャート４０と同一の照明条件により筐体２１外部のパッチを照明するには、筐体２１外部のパッチに外光が当たらないようにして、照明光源２８からの照明光のみでパッチを照明する必要がある。筐体２１外部のパッチに外光が当たらないようにするには、筐体２１の底板部２１ａと記録媒体Ｍとの間の間隙ｄを小さくし、パッチに向かう外光が筐体２１によって遮られるようにすることが有効である。ただし、筐体２１の底板部２１ａと記録媒体Ｍとの間の間隙ｄを小さくしすぎると、記録媒体Ｍが筐体２１の底板部２１ａに接触してしまい、適切な撮像を行えなくなる虞がある。そこで、筐体２１の底板部２１ａと記録媒体Ｍとの間の間隙ｄは、記録媒体Ｍの平面性を考慮して、記録媒体Ｍが筐体２１の底板部２１ａに接触しない範囲で小さな値に設定することが望ましい。例えば、筐体２１の底板部２１ａと記録媒体Ｍとの間の間隙ｄを１ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定すれば、記録媒体Ｍが筐体２１の底板部２１ａに接触することなく、記録媒体Ｍ上のパッチに外光が当たることを有効に防止できる。

また、筐体２１の内部には、センサユニット２５と該センサユニット２５により開口部２３を介して撮像される筐体２１外部のパッチ（被写体）との間の光路中に、光路長変更部材２９が配置されている。光路長変更部材２９は、照明光源２８の光（照明光）に対して十分な透過率を有する屈折率ｎの光学素子である。光路長変更部材２９は、筐体２１外部の被写体の光学像の結像面を筐体２１内部の基準チャート４０の光学像の結像面に近づける機能を持つ。つまり、本実施形態の測色カメラ２０では、センサユニット２５と筐体２１外部の被写体との間の光路中に光路長変更部材２９を配置することによって光路長を変更し、筐体２１外部の被写体となるパッチの光学像の結像面と、筐体２１内部の基準チャート４０の結像面とを、ともにセンサユニット２５の二次元イメージセンサ２５ａの受光面に合わせるようにしている。これによりセンサユニット２５は、筐体２１外部のパッチと筐体２１内部の基準チャート４０との双方にピントの合った画像を撮像することができる。

光路長変更部材２９は、例えば図４および図５に示すように、一対のリブ３０，３１によって、底板部２１ａ側の面の両端部が支持されている。また、光路長変更部材２９の天板部２１ｂ側の面と回路基板２４との間に押さえ部材３２が配置されることで、光路長変更部材２９が筐体２１内部で動かないようになっている。光路長変更部材２９は、筐体２１の底板部２１ａに設けられた開口部２３を塞ぐように配置されるため、筐体２１外部から開口部２３を介して筐体２１内部に進入するインクミストや塵埃などの不純物が、センサユニット２５や照明光源２８、基準チャート４０などに付着するのを防止する機能も有することになる。

また、筐体２１の内部には、センサユニット２５の撮像範囲内で正反射光となる照明光源２８からの光を吸収するための光吸収体５０が設けられている。光吸収体５０は、センサユニット２５の撮像範囲内において照明光源２８の正反射光をセンサユニット２５に入射させる位置を正反射位置Ｐｍとしたときに、照明光源２８から正反射位置Ｐｍに向かう光の光路中に配置される。

本実施形態の測色カメラ２０では、照明光源２８として用いる２つのＬＥＤが、センサユニット２５に対して図６に示した位置関係で配置される。このため、筐体２１の開口部２３と基準チャート４０との間の領域内に、照明光源２８として用いる２つのＬＥＤの各々に対応する２つの正反射位置Ｐｍ（図６の破線の円）が存在することになる。光吸収体５０は、少なくとも、照明光源２８として用いる一方のＬＥＤから一方の正反射位置Ｐｍに向かう光の光路と、他方のＬＥＤから他方の正反射位置Ｐｍに向かう光の光路とを遮るように、これらの光路中に配置される。

具体的には、光吸収体５０は、例えば図４および図５に示すように、光路長変更部材２９の天板部２１ｂ側の面と支え部材３３とにより支持された状態で、照明光源２８から正反射位置Ｐｍに向かう光の光路中に配置される。光吸収体５０としては、例えば、ラシャ紙を用いることができる。ラシャ紙は、紡毛を起毛させた織物であるラシャのような構造を持つ紙であり、例えば株式会社光洋製の「黒色無反射ラシャ紙」（http://shop.koyo-opt.co.jp/i-shop/product.pasp?cm_id=156400&to=pr）のように、黒色（スーパーブラック）の紙からなる基材に黒色（スーパーブラック）の起毛状突起を植毛したものが市販されている。起毛状突起は、一般的に、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、水不溶性熱可塑性ポリマーなどからなる。

本実施形態の測色カメラ２０では、このように照明光源２８から正反射領域Ｐｍに向かう光の光路中に光吸収体５０を配置し、この光吸収体５０により照明光源２８から正反射位置Ｐｍに向かう光を吸収することにより、正反射領域Ｐｍで正反射した照明光源２８の正反射光がセンサユニット２５に入射することを防止している。

なお、以上説明した測色カメラ２０の機械的な構成はあくまで一例であり、これに限らない。本実施形態の測色カメラ２０は、少なくとも、キャリッジ５に設けられ、キャリッジ５の振動中にセンサユニット２５により被写体を撮像する構成であればよく、上記の構成に対して様々な変形や変更が可能である。

＜基準チャートの具体例＞
次に、図７を参照しながら、測色カメラ２０の筐体２１内部に配置される基準チャート４０の具体例について説明する。図７は、基準チャート４０の具体例を示す図である。

図７に示す基準チャート４０は、測色用の基準パッチを配列した複数の基準パッチ列４１〜４４、ドット径計測用パターン列４６、距離計測用ライン４５、およびチャート位置特定用マーカ４７を有する。

基準パッチ列４１〜４４は、ＹＭＣＫの１次色の基準パッチを階調順に配列した基準パッチ列４１と、ＲＧＢの２次色の基準パッチを階調順に配列した基準パッチ列４２と、グレースケールの基準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）４３と、３次色の基準パッチを配列した基準パッチ列４４と、を含む。ドット径計測用パターン列４６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り、記録媒体Ｍに印刷された画像のドット径の計測に用いることができる。

距離計測用ライン４５は、複数の基準パッチ列４１〜４４やドット径計測用パターン列４６を囲む矩形の枠として形成されている。チャート位置特定用マーカ４７は、距離計測用ライン４５の四隅の位置に設けられていて、各基準パッチの位置を特定するためのマーカとして機能する。センサユニット２５により撮像される基準チャート４０の画像から、距離計測用ライン４５とその四隅のチャート位置特定用マーカ４７を特定することで、基準チャート４０の位置および各基準パッチやパターンの位置を特定することができる。

測色用の基準パッチ列４１〜４４を構成する各基準パッチは、測色カメラ２０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４０に配置されている測色用の基準パッチ列４１〜４４の構成は、図７に示す例に限定されるものではなく、任意の基準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基準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４１や、グレースケールの基準パッチ列４３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４２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。

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４１〜４４を有する基準チャート４０を用いているが、基準チャート４０は、必ずしもこのような基準パッチ列４１〜４４を有する形態でなくてもよい。基準チャート４０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。

基準チャート４０は、上述したように、筐体２１の底板部２１ａの内面側に開口部２３と隣り合うように配置されているため、センサユニット２５によって、筐体２１外部の被写体と同時に撮像することができる。なお、ここでの同時に撮像とは、筐体２１外部の被写体と基準チャート４０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、筐体２１外部の被写体と基準チャート４０とが１フレーム内に含まれる画像データを取得すれば、筐体２１外部の被写体と基準チャート４０とを同時に撮像したことになる。

＜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、本実施形態の画像形成装置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の制御機構の構成例を示すブロック図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、図８に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６、制御用ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）１１０、記録ヘッド６、測色カメラ２０、エンコーダセンサ１３、主走査モータ８、および副走査モータ１２を備える。ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６、および制御用ＦＰＧＡ１１０は、メイン制御基板１２０に搭載されている。記録ヘッド６、エンコーダセンサ１３、および測色カメラ２０は、上述したようにキャリッジ５に搭載されている。

ＣＰＵ１０１は、画像形成装置１００の全体の制御を司る。例えば、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３を作業領域として利用して、ＲＯＭ１０２に格納された各種の制御プログラムを実行し、画像形成装置１００における各種動作を制御するための制御指令を出力する。

記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６は、それぞれ、記録ヘッド６、主走査モータ８、副走査モータ１２を駆動するためのドライバである。

制御用ＦＰＧＡ１１０は、ＣＰＵ１０１と連携して画像形成装置１００における各種動作を制御する。制御用ＦＰＧＡ１１０は、機能的な構成要素として、例えば、ＣＰＵ制御部１１１、メモリ制御部１１２、インク吐出制御部１１３、センサ制御部１１４、モータ制御部１１５、および撮像制御部１１６を備える。

ＣＰＵ制御部１１１は、ＣＰＵ１０１と通信を行って、制御用ＦＰＧＡ１１０が取得した各種情報をＣＰＵ１０１に伝えるとともに、ＣＰＵ１０１から出力された制御指令を入力する。

メモリ制御部１１２は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３にアクセスするためのメモリ制御を行う。

インク吐出制御部１１３は、ＣＰＵ１０１からの制御指令に応じて記録ヘッドドライバ１０４の動作を制御することにより、記録ヘッドドライバ１０４により駆動される記録ヘッド６からのインクの吐出タイミングを制御する。

センサ制御部１１４は、エンコーダセンサ１３から出力されるエンコーダ信号などのセンサ信号に対する処理を行う。例えばセンサ制御部１１４は、エンコーダセンサ１３から出力されるエンコーダ信号に基づいて、キャリッジ５の位置、移動速度、移動方向などを計算する処理を実行する。なお、エンコーダ信号に基づいてキャリッジ５の位置、移動速度、移動方向などを計算する処理の具体例は後述する。

モータ制御部１１５は、ＣＰＵ１０１からの制御指令に応じて主走査ドライバ１０５の動作を制御することにより、主走査ドライバ１０５により駆動される主走査モータ８を制御して、キャリッジ５の主走査方向への移動を制御する。また、モータ制御部１１５は、ＣＰＵ１０１からの制御指令に応じて副走査ドライバ１０６の動作を制御することにより、副走査ドライバ１０６により駆動される副走査モータ１２を制御して、プラテン１６上の記録媒体Ｍの副走査方向への移動を制御する。

撮像制御部１１６は、測色カメラ２０を用いて記録媒体Ｍに記録されたテストパターンの各パッチの測色を行う際に、測色カメラ２０がパッチの撮像を行うタイミングを制御する。具体的には、撮像制御部１１６は、キャリッジ５が振動している状態で測色カメラ２０によるパッチの撮像が行われるように、測色カメラ２０による撮像のタイミングを制御する。

記録媒体Ｍに記録されたテストパターンの各パッチの測色を行う場合、測色対象となるパッチに対して測色カメラ２０の開口部２３が対向する位置で停止（または急減速）するように、測色カメラ２０を搭載するキャリッジ５の移動が制御される。この際、キャリッジ５が所望の位置で完全に停止（移動速度が収束）するまでの間に、キャリッジ５の慣性力と主走査モータ８やタイミングベルト１１の反力の影響により、キャリッジ５に細かな振動（主走査方向の微小な往復移動）が発生する。撮像制御部１１６は、このようにキャリッジ５が振動している状態で測色カメラ２０によるパッチの撮像が行われるように、測色カメラ２０による撮像のタイミングを制御する。

例えば、キャリッジ５が第１の方向（例えば主走査方向の往路側）に移動するときの移動速度を正の移動速度とし、キャリッジ５が第１の方向とは逆向きの方向である第２の方向（例えば主走査方向の復路側）に移動するときの移動速度を負の移動速度とする。このとき、撮像制御部１１６は、キャリッジ５の移動速度の正負が反転するタイミングを含む時間帯を受光期間として、測色カメラ２０のセンサユニット２５により１フレーム分の撮像が行われるように、測色カメラ２０を制御する。なお、撮像制御部１１６による制御の具体例については、詳細を後述する。

なお、以上の各部は、制御用ＦＰＧＡ１１０により実現する制御機能の一例であり、これら以外にも様々な制御機能を制御用ＦＰＧＡ１１０により実現する構成としてもよい。また、上記の制御機能の全部または一部を、ＣＰＵ１０１または他の汎用のＣＰＵにより実行されるプログラムによって実現する構成であってもよい。また、上記の制御機能の一部を、制御用ＦＰＧＡ１１０とは異なる他のＦＰＧＡやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの専用のハードウェアにより実現する構成であってもよい。

また、制御用ＦＰＧＡ１１０により実現される上記の制御機能のうち、特に撮像制御部１１６については、測色カメラ２０において実現する構成であってもよい。

記録ヘッド６は、ＣＰＵ１０１および制御用ＦＰＧＡ１１０により動作制御される記録ヘッドドライバ１０４により駆動され、プラテン１６上の記録媒体Ｍにインクを吐出して画像を形成する。

エンコーダセンサ１３は、エンコーダシート１４のマークを検知して得られるエンコーダ信号を制御用ＦＰＧＡ１１０に出力する。このエンコーダ信号は、制御用ＦＰＧＡ１１０のセンサ制御部１１４において、キャリッジ５の位置、移動速度および移動方向を計算するために用いられる。センサ制御部１１４がエンコーダ信号から計算したキャリッジ５の位置、移動速度および移動方向は、ＣＰＵ１０１に送られる。ＣＰＵ１０１は、このキャリッジ５の位置、移動速度および移動方向に基づき、主走査モータ８を制御するための制御指令を生成してモータ制御部１１５に出力する。

測色カメラ２０は、上述したように、画像形成装置１００の色調整を行う際に、記録媒体Ｍに形成されたテストパターンのパッチを基準チャート４０とともにセンサユニット２５により撮像し、撮像画像から得られるパッチのＲＧＢ値と基準チャート４０の各基準パッチのＲＧＢ値とに基づいて、パッチの測色値（標準色空間における表色値であり、例えばＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間におけるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値）を算出する。測色カメラ２０が算出したテストパターンのパッチの測色値は、制御用ＦＰＧＡ１１０を介してＣＰＵ１０１に送られる。なお、パッチの測色値を算出する具体的な方法としては、例えば特開２０１３−０５１６７１号公報に開示される方法を利用することができる。

なお、画像形成装置１００の色調整は、上述したように、撮像により得られたパッチのＲＧＢ値を用いて実施することもできる。この場合、測色カメラ２０は、テストパターンの各パッチを基準チャート４０とともにセンサユニット２５により撮像し、撮像画像から得られるパッチのＲＧＢ値に対し、基準チャート４０の各基準パッチのＲＧＢ値を用いて、照明光源２８の変動などに起因する誤差を補正する処理を行う。補正されたパッチのＲＧＢ値は、例えば、測色カメラ２０から制御用ＦＰＧＡ１１０を介してＣＰＵ１０１に送られる。そして、ＣＰＵ１０１が、このＲＧＢ値を用いて記録ヘッド６のインク吐出量を制御するためのパラメータなどを調整することにより、記録ヘッド６から記録媒体Ｍ上に吐出されるインクの量が調整される。

＜測色カメラの制御機構の構成＞
次に、図９を参照しながら、測色カメラ２０の制御機構の概略構成について説明する。図９は、測色カメラ２０の制御機構の構成例を示すブロック図である。

測色カメラ２０は、図９に示すように、上述したセンサユニット２５および照明光源２８のほか、光源駆動制御部６１、フレームメモリ６２、平均化処理部６３、測色演算部６４および不揮発性メモリ６５を備える。これらの各部は、例えば、測色カメラ２０の筐体２１内部に配置された回路基板２４に実装される。

センサユニット２５は、結像レンズ２５ｂを介して入射した光を二次元イメージセンサ２５ａにより電気信号に変換して、照明光源２８により照明された撮像範囲の画像データを出力する。二次元イメージセンサ２５ａの各種動作条件の設定は、ＣＰＵ１０１からの各種設定信号に従って行われる。この設定信号には、二次元イメージセンサ２５ａによる１フレーム分の受光期間の長さを設定する信号が含まれる。また、パッチの測色に用いる１フレーム分の画像を撮像する際の二次元イメージセンサ２５ａによる受光期間の開始は、撮像制御部１１６からのタイミング信号に基づいて制御される。

センサユニット２５は、二次元イメージセンサ２５ａの光電変換により得られたアナログ信号をデジタルの画像データにＡＤ変換し、その画像データに対してシェーディング補正やホワイトバランス補正、γ補正、画像データのフォーマット変換などの各種の画像処理を行った後に出力する機能を内蔵している。なお、画像データに対する各種の画像処理は、その一部あるいは全部をセンサユニット２５の外部で行うようにしてもよい。

光源駆動制御部６１は、センサユニット２５による画像の撮像時に、照明光源２８を点灯させるための光源駆動信号を生成して、照明光源２８に供給する。

フレームメモリ６２は、センサユニット２５から出力された１フレーム分の画像データを一時的に格納する。

平均化処理部６３は、テストパターンのパッチに対する測色を行う際に、センサユニット２５から出力されてフレームメモリ６２に一時的に格納された画像データから、測色対象のパッチを映した領域と、基準チャート４０の各基準パッチを映した領域とを抽出する。そして、平均化処理部６３は、測色対象のパッチの領域の画像データを平均化して、得られた値をパッチのＲＧＢ値として測色演算部６４に出力するとともに、基準チャート４０の各基準パッチの領域の画像データを各々平均化して、得られた値を各基準パッチのＲＧＢ値として測色演算部６４に出力する。

測色演算部６４は、平均化処理部６３の処理によって得られた測色対象のパッチのＲＧＢ値と、基準チャート４０の各基準パッチのＲＧＢ値とに基づいて、パッチの測色値を算出する。測色演算部６４が算出したパッチの測色値は、メイン制御基板１２０上のＣＰＵ１０１へと送られる。なお、測色演算部６４は、例えば特開２０１３−０５１６７１号公報に開示される方法によりパッチの測色値を算出できるため、ここでは測色演算部６４の処理の詳細な説明は省略する。

不揮発性メモリ６５は、測色演算部６４がパッチの測色値を算出するために必要な各種データなどを記憶する。

＜測色カメラの撮像タイミング＞
次に、テストパターンのパッチに対する測色を行う際の測色カメラ２０の撮像タイミングについて説明する。測色カメラ２０の撮像タイミングは、撮像制御部１１６により制御される。撮像制御部１１６は、上述したように、測色カメラ２０を用いてパッチの測色を行う際に、キャリッジ５が振動している状態でパッチの撮像が行われるように、測色カメラ２０による撮像のタイミングを制御する。これにより、測色カメラ２０により撮像したパッチの画像データにモアレが生じてパッチの測色精度を低下させる不都合を、簡便な構成で有効に防止することができる。

画像形成装置１００が記録ヘッド６からインクを吐出して記録媒体Ｍに形成したテストパターンの各パッチは、微細なインク滴が付着したドットが規則的に並ぶドットパターンにより構成される画像である。以下、このようなドットパターンにより構成される画像をパターン像と呼ぶ。図１０は、このようなパターン像における輝度分布を概念的に示す図である。図１０に示すように、パターン像は、画像の位相に合わせて周期的に輝度が増減している。

図１１は、図１０に示したパターン像の輝度分布に対して、撮像におけるサンプリング間隔が広い場合を概念的に示す図である。図１１中の上向きの矢印の位置が、撮像におけるサンプリング位置を示している。なお、撮像におけるサンプリング位置は、測色カメラ２０のセンサユニット２５によるパターン像の観測位置、つまり、二次元イメージセンサ２５ａの受光面における受光素子（画素）の位置に対応する。

図１１の例のように、輝度変化の周期に対して撮像におけるサンプリング間隔が広いと、パターン像の輝度分布に追従しきれずに、折り返し歪みが生じて全く異なる周期の画像として捉えてしまう。その結果、撮像により得られる画像データにモアレ（干渉縞）が生じる。図１１中の破線で示す輝度の増減がモアレである。モアレは被写体にはないパターンであるため、モアレが生じた画像データを用いてパッチのＲＧＢ値を求めると、正しいＲＧＢ値が得られない懸念がある。そして、このＲＧＢ値をもとにパッチの測色値を算出すると、正しい測色値を算出できない懸念がある。

撮像におけるサンプリング間隔とパターン像の規則的な輝度変化の周期との関係が、下記式（１）に示すサンプリング定理の関係を満たさないときに、画像に折り返し歪み（エリアシングエラー）が生じてモアレとなる。なお、下記式（１）において、Δｘはサンプリング間隔（二次元イメージセンサ２５ａの受光素子（画素）間の距離）を表し、ｆｍａｘはパターン像の最高周波数成分を表している。
Δｘ＜１／（２×ｆｍａｘ） ・・・（１）

図１２は、測色カメラ２０の開口部２３がパッチと対向する位置でキャリッジ５を停止させたときにキャリッジ５の移動速度が収束するまでの様子を示す図である。キャリッジ５は、上述したように、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移動する。そして、主走査モータ８およびタイミングベルト１１が停止すると、キャリッジ５が停止する。この際、キャリッジ５の慣性力と主走査モータ８やタイミングベルト１１の反力の影響により、キャリッジ５の移動速度が収束してキャリッジ５が完全に停止するまでの間に、キャリッジ５に振動が発生する。つまり、図１２に示すように、キャリッジ５の移動速度が短時間の間に正（＋）から負（−）に反転した後に負（−）から正（＋）に反転するといった現象が発生する。このキャリッジ５の振動は、摩擦や弾性によるエネルギーの消費により減衰する。

キャリッジ５は主走査モータ８の駆動により移動するため、モータ制御部１１５が例えばＰＷＭ制御などにより主走査モータ８を滑らかに減速させることにより、以上のようなキャリッジ５の振動を抑制することができる。しかし、本実施形態では、キャリッジ５が振動している状態で測色カメラ２０によるパッチ（パターン像）の撮像を行うため、主走査モータ８を滑らかに減速させる制御は行わずに、キャリッジ５を積極的に振動させる。

なお、以上のようなキャリッジ５の振動は、キャリッジ５を停止させた場合だけでなく、キャリッジ５を急減速させた場合にも生じうる。したがって、測色カメラ２０の開口部２３がパッチと対向する位置でキャリッジ５を急減速させたときにキャリッジ５が振動している状態で、測色カメラ２０によるパッチ（パターン像）の撮像を行うようにしてもよい。

図１３は、キャリッジ５が振動している状態で観測されるパターン像の輝度分布を概念的に示す図である。なお、図１１と同様に、撮像におけるサンプリング位置を図中の上向きの矢印で示している。図１３に示すように、キャリッジ５が振動している状態で観測されるパターン像は、図１１に示した例と比較して、主走査方向（図の横軸の方向）に広がりを持った輝度変化を示すようになる。これは、キャリッジ５の振動により、パターン像を構成する各ドットのサイズが見かけ上大きくなるためである。このため、キャリッジ５が振動している状態で測色カメラ２０によりパッチ（パターン像）を撮像すると、観測されるパターン像の最高周波数成分ｆｍａｘが低くなる。したがって、撮像におけるサンプリング間隔Δｘが同じであっても、上記式（１）に示したサンプリング定理の関係を満たすこととなり、画像の折り返し歪みが抑制される。つまり、画像データにおけるモアレを低減することができる。

以上のように、キャリッジ５が振動している状態で測色カメラ２０による撮像を行うことで、光学ローパスフィルタや撮像素子を微小駆動させるためのアクチュエータなどを使用せずに、簡便な構成でモアレを効果的に低減できるようになる。

なお、キャリッジ５の振動の振幅は、キャリッジ５を停止（または急減速）させる際の初速と加速度の変化を制御することで調整可能である。キャリッジ５の速度や加速度の制御は、例えば、モータ制御部１１５が主走査モータ８をＰＷＭ制御することで実現できる。このようにキャリッジ５を停止させるまでの速度や加速度を制御してキャリッジ５の振幅を必要最小限まで抑えることにより、キャリッジ５が振動している状態で測色カメラ２０による撮像を行う場合でも、被写体の狙った位置を適切に撮像できる。このため、パッチを被写体とする場合には、振動中の撮像に合わせてパッチを大きくする必要はなく、各種規格や標準で決められたパッチをそのまま使用できる。また、パッチ以外の任意の画像を被写体とする場合は、画像の狙った位置を正しく撮像できる。

撮像制御部１１６は、以上のようにキャリッジ５が振動している状態でパッチ（パターン像）の撮像が行われるように、測色カメラ２０による撮像のタイミングを制御する。図１４は、撮像制御部１１６による制御例を説明する図である。撮像制御部１１６は、例えば図１４に示すように、少なくともキャリッジ５の移動速度の正負が反転するタイミングを含む時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の時間帯を２次元イメージセンサ２５ａの受光期間として、パターン像であるパッチの測色に用いる１フレーム分の撮像を行うように、測色カメラ２０による撮像のタイミングを制御する。なお、図１４中のＴ０は、モータ制御部１１５が主走査モータ８を停止させる制御を開始した時刻を示している。

具体的には、撮像制御部１１６は、パッチの測色に用いる１フレーム分の撮像を行う際の二次元イメージセンサ２５ａによる受光期間の開始を制御するためのタイミング信号を、測色カメラ２０に対して供給する。二次元イメージセンサ２５ａによる受光期間の長さは、上述したように、ＣＰＵ１０１から測色カメラ２０に対して供給される設定信号により設定される。したがって、撮像制御部１１６が図１４の時刻Ｔ１で二次元イメージセンサ２５ａによる受光期間を開始させるタイミング信号を測色カメラ２０に供給することにより、キャリッジ５が振動している状態でパッチの測色に用いる１フレーム分の撮像を行うことができる。

図１４に示した例において、モータ制御部１１５が主走査モータ８を停止させる制御を開始した時刻Ｔ０から、二次元イメージセンサ２５ａによる受光期間を開始させる時刻Ｔ１までの時間は、停止制御の方法が固定されている場合、ほぼ一定である。したがって、この場合撮像制御部１１６は、例えば、モータ制御部１１５が主走査モータ８を停止させる制御を開始した時刻Ｔ０を基準として、時間的なトリガにより、測色カメラ２０にタイミング信号を供給して１フレーム分の撮像を開始させることができる。すなわち、撮像制御部１１６は、モータ制御部１１５が主走査モータ８を停止させる制御を開始してから所定時間が経過したときに、測色カメラ２０にタイミング信号を供給して１フレーム分の撮像を開始させることができる。

また、撮像制御部１１６は、エンコーダセンサ１３が出力するエンコーダ信号に基づいて算出されるキャリッジ５の移動速度が所定速度になったタイミングで、測色カメラ２０による１フレーム分の撮像を開始させるようにしてもよい。すなわち、撮像制御部１１６は、エンコーダ信号に基づいてセンサ制御部１１４が算出するキャリッジ５の移動速度を監視し、キャリッジ５の移動速度が図１４の時刻Ｔ１の速度になったタイミングで二次元イメージセンサ２５ａの受光期間が開始されるように、測色カメラ２０にタイミング信号を供給する。

ここで、センサ制御部１１４がエンコーダセンサ１３から出力されるエンコーダ信号に基づいてキャリッジ５の位置、移動速度および移動方向を計算する方法の具体例について説明する。図１５は、エンコーダシート１４の構成を示す図、図１６は、エンコーダセンサ１３の検知面におけるセンサ素子の配置関係を示す図である。

エンコーダシート１４は、例えば図１５に示すように、その長手方向である主走査方向（キャリッジ５の移動方向）に所定間隔でマーク（黒線）が形成された構成である。図１５に例示するエンコーダシート１４は、黒線と白線が交互に形成されている。

一方、エンコーダセンサ１３には、例えば図１６に示すように、２つのセンサ素子１３ａ，１３ｂが搭載されている。これら２つのセンサ素子１３ａ，１３ｂは、図１５に示したエンコーダシート１４の黒線と白線が交互に形成されている主走査方向において、図１６に示すようにギャップｇの間隔でずれた状態で配置されている。そのため、センサ素子１３ａとセンサ素子１３ｂのそれぞれによるエンコーダシート１４の表面の検知信号であるエンコーダ信号（エンコーダパルス）は、図１６に示したギャップｇに応じて位相がずれた信号となる。

エンコーダ信号を処理するセンサ制御部１１４は、例えば、エンコーダ信号（エンコーダパルス）のＡ相とＢ相による４逓倍（１２００ＬＰＩ）アップダウンカウンタを搭載している。この４逓倍アップダウンカウンタは、２つの３００ＬＰＩカウンタと、１つのステータスカウンタとを備えている。

図１７は、エンコーダセンサ１３のセンサ素子１３ａ，１３ｂそれぞれから出力されるエンコーダ信号と４逓倍アップダウンカウンタのカウントアップタイミングの一例を示すタイミングチャートである。図１７においては、センサ素子１３ａから出力されるエンコーダ信号をエンコーダパルスＡ相とし、センサ素子１３ｂから出力されるエンコーダ信号をエンコーダパルスＢ相としている。

図１７に示すように、キャリッジ５が主走査方向の一方向に移動してエンコーダセンサ１３のセンサ素子１３ａがエンコーダシート１４の黒線を読み取る状態になると、エンコーダパルスＡ相が立ち上がる。また、エンコーダセンサ１３のセンサ素子１３ｂがエンコーダシート１４の黒線を読み取る状態になると、エンコーダパルスＢ相が立ち上がる。エンコーダパルスＡ相は、４逓倍アップダウンカウンタの一方の３００ＬＰＩカウンタに入力される。この３００ＬＰＩカウンタは、エンコーダパルスＡ相の立ち上がりでカウントを行う。また、エンコーダパルスＢ相は、４逓倍アップダウンカウンタの他方の３００ＬＰＩカウンタに入力される。この３００ＬＰＩカウンタは、エンコーダパルスＢ相の立ち上がりでカウントを行う。エンコーダパルスＡ相およびＢ相は、４逓倍アップダウンカウンタのステータスカウンタにも入力される。ステータスカウンタは、エンコーダパルスＡ相およびＢ相それぞれの立ち上がりおよび立ち下がりを示すステータスパルスでカウントを行う。

各カウンタのカウント方向は、エンコーダパルスのＡ相とＢ相の位相差により決定される。例えば、Ａ相がＢ相より進んでいる場合には各カウンタがアップカウントを行う。一方、Ａ相がＢ相に遅れている場合には各カウンタがダウンカウントを行う。よって、４逓倍アップダウンカウンタ（実際にはステータスカウンタ）のカウント値は、キャリッジ５が主走査方向の往路側へ移動している場合に増加し、復路側へ移動している場合に減少する。

センサ制御部１１４は、以上のような４逓倍アップダウンカウンタのカウント値から、キャリッジ５の位置と移動方向を求めることができる。また、センサ制御部１１４は、ステータスパルスのカウント周期（単位時間あたりのカウント数）をもとに、キャリッジ５の移動速度を求めることができる。

撮像制御部１１６は、以上のようにセンサ制御部１１４によって計算されるキャリッジ５の移動速度を監視し、キャリッジ５の移動速度が所定速度になったタイミングで、測色カメラ２０による１フレーム分の撮像を開始させることができる。

図１８は、撮像制御部１１６がキャリッジ５の移動速度を監視して測色カメラ２０による撮像タイミングを制御する例を説明する概念図である。図１８に示すように、センサ制御部１１４は、エンコーダセンサ１３から出力されるエンコーダ信号に基づいて計算されるキャリッジ５の移動速度を、撮像制御部１１６に随時供給する。撮像制御部１１６は、センサ制御部１１４から取得したキャリッジ５の移動速度が所定速度になったタイミングで測色カメラ２０による１フレーム分の撮像を開始させるように、測色カメラ２０に対してタイミング信号を供給する。

なお、センサ制御部１１４は、上述したように、エンコーダセンサ１３から出力されるエンコーダ信号に基づいて、キャリッジ５の位置を計算することもできる。したがって、撮像制御部１１６は、センサ制御部１１４により計算されるキャリッジ５の移動速度の代わりにキャリッジ５の位置を監視して、キャリッジ５の位置が所定位置になったタイミングで測色カメラ２０による１フレーム分の撮像を開始させるように、測色カメラ２０に対してタイミング信号を供給するようにしてもよい。

また、撮像制御部１１６は、主走査モータ８の負荷状態を監視して、主走査モータ８の負荷状態が所定状態になったタイミングで測色カメラ２０による１フレーム分の撮像を開始させるように、測色カメラ２０に対してタイミング信号を供給するようにしてもよい。

図１９は、撮像制御部１１６が主走査モータ８の負荷を監視して測色カメラ２０による撮像タイミングを制御する例を説明する概念図である。この例の場合、図１９に示すように、主走査モータ８の負荷状態を検出する負荷検出部１５０が設けられる。負荷検出部１５０としては、例えば、主走査モータ８を流れる電流を検出する電流センサなどを用いることができる。負荷検出部１５０は、主走査モータ８の負荷状態を随時検出して撮像制御部１１６に供給する。撮像制御部１１６は、負荷検出部１５０から取得した主走査モータ８の負荷状態が所定状態となったタイミングで測色カメラ２０による１フレーム分の撮像を開始させるように、測色カメラ２０に対してタイミング信号を供給する。例えば負荷検出部１５０として電流センサを用いる場合、撮像制御部１１６は、主走査モータ８を流れる電流値が所定値となったタイミングで測色カメラ２０による１フレーム分の撮像を開始させるように、測色カメラ２０に対してタイミング信号を供給する。

なお、以上説明した撮像制御部１１６による測色カメラ２０の制御は一例であり、これらに限定されるものではない。撮像制御部１１６は、キャリッジ５が振動している状態で測色カメラ２０がパッチの測色に用いる１フレーム分の撮像を行うように、測色カメラ２０による撮像のタイミングを制御すればよい。

また、測色カメラ２０による撮像は、動画の中で測色に用いるフレームをキャプチャする方法であってもよいし、測色に用いるフレームを静止画として記録する方法であってもよい。いずれの場合も、撮像制御部１１６の制御に従って上述した撮像タイミングで撮像を行う。

また、測色に用いるフレームを静止画として記録する場合は、測色カメラ２０のセンサユニット２５として、図２０に示すように、シャッタ機構２５ｃを備えたセンサユニット２５’を用いることが望ましい。この図２０に示すセンサユニット２５’は、二次元イメージセンサ２５ａによる受光期間を終了させるタイミングでシャッタ機構２５ｃを閉じて、二次元イメージセンサ２５ａに対する光の入射を遮断することができる。これにより、被写体が移動している際に生じるローリングシャッタ歪みを解消できる。

＜画像形成装置の動作＞
次に、記録媒体Ｍに画像として記録したパッチを測色カメラ２０により撮像する場合の画像形成装置１００の動作の一例を説明する。図２１は、画像形成装置１００の動作例を示すフローチャートであり、キャリッジ５の移動中に測色カメラ２０により被写体のモニタリングを行いながら、測色カメラ２０の開口部２３がパッチと対向する位置へとキャリッジ５を移動させて撮像を行う場合の例を示している。なお、図２１のフローチャートで示す動作が開始される前に、画像形成装置１００は、白色の記録媒体Ｍ上に記録ヘッド６からインクを吐出して多数のパッチが並ぶテストパターンを形成しており、このテストパターンが形成された記録媒体Ｍがプラテン１６上の所定位置にセットされているものとする。

図２１のフローチャートで示す動作が開始されると、まず、測色カメラ２０が被写体のモニタリングを開始するとともに（ステップＳ１０１）、モータ制御部１１５が主走査モータ８を動作させてキャリッジ５の移動を開始させる（ステップＳ１０２）。なお、測色カメラ２０による被写体のモニタリングとは、二次元イメージセンサ２５ａの受光面における画素の信号を監視して被写体の色などを判定する処理であり、センサユニット２５から出力される画像データを、パッチの測色値を算出するためにフレームメモリ６２に格納する「撮像」とは異なる処理である。

次に、測色カメラ２０による被写体のモニタリングによって測色対象となるパッチが発見されたか否かが判定される（ステップＳ１０３）。例えば、二次元イメージセンサ２５ａの受光面のうち、キャリッジ５の移動方向の前方側に位置する画素のラインを判定領域としたときに、判定領域に含まれる所定数以上の画素が白以外の色を示す信号を出力した場合に、測色対象となるパッチが発見されたと判定できる。

測色対象となるパッチが発見されると（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、パッチの中央付近を測色カメラ２０により撮像できるようにキャリッジ５を所定距離だけ移動させた後（ステップＳ１０４）、モータ制御部１１５が主走査モータ８を停止させる制御を開始する（ステップＳ１０５）。なお、測色対象となるパッチが発見されていない間は（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０３の判定が繰り返される。

モータ制御部１１５が主走査モータ８を停止させる制御を開始した後、撮像制御部１１６は、測色カメラ２０に撮像を開始させるトリガがＯＮになったか否かを判定する（ステップＳ１０６）。測色カメラ２０に撮像を開始させるトリガは、上述したように、時間的トリガであってもよいし、エンコーダ信号に基づいて計算されるキャリッジ５の移動速度であってもよいし、主走査モータ８の負荷状態であってもよい。そして、測色カメラ２０に撮像を開始させるトリガがＯＮになると（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、撮像制御部１１６から測色カメラ２０に対してタイミング信号が供給されて、測色カメラ２０によるパッチの撮像が行われる（ステップＳ１０７）。なお、測色カメラ２０に撮像を開始させるトリガがＯＮにならない間は（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０６の判定が繰り返される。

その後、テストパターンに含まれるすべてのパッチに対する撮像が終了したか否かが判定され（ステップＳ１０８）、撮像していないパッチがあれば（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻って以降の処理が繰り返される。そして、テストパターンに含まれるパッチのすべてに対する撮像が終了すると（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、図２１のフローチャートで示す画像形成装置１００の動作が終了する。

以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の画像形成装置１００は、測色カメラ２０を用いてパッチの測色を行う際に、測色カメラ２０を支持するキャリッジ５が振動している状態で、測色カメラ２０によるパッチの撮像を行う。したがって、光学ローパスフィルタや撮像素子を微小駆動させるためのアクチュエータなどを使用せずに、画像形成装置１００に本来備わる機構を利用した簡便な構成で、画像データに生じるモアレを有効に低減できる。そして、この画像データをもとにパッチの測色値を高精度に算出し、適切な色調整を行うことができる。

＜補足説明＞
上述した実施形態では、パッチの測色値を算出する機能を測色カメラ２０に持たせるようにしているが、測色値の算出を測色カメラ２０の外部で行う構成としてもよい。例えば、画像形成装置１００のメイン制御基板１２０に実装されたＣＰＵ１０１や制御用ＦＰＧＡ１１０が、パッチの測色値を算出するように構成することができる。この場合、測色カメラ２０は、パッチの測色値の代わりに、センサユニット２５の撮像によって得られるパッチのＲＧＢ値や基準チャート４０に含まれる基準パッチのＲＧＢ値を、ＣＰＵ１０１や制御用ＦＰＧＡ１１０に送る構成となる。つまり、測色カメラ２０は、測色値を算出する機能を持たない撮像装置として構成される。

また、上述した実施形態では、画像検査の一例として、記録媒体Ｍに画像として記録されたパッチの測色値を算出する例を説明したが、本発明は、画像を被写体として撮像し、得られた画像データに基づいて画像の検査を行う様々な画像検査装置に適用できる。この場合、画像を被写体として撮像する撮像部（上述した実施形態の測色カメラ２０に相当）は、画像検査装置が備える可動部材（上述した実施形態のキャリッジ５に相当）に設けられる。そして、可動部材が振動している状態で撮像部が検査対象となる画像を撮像するように撮像部の撮像タイミングを制御することで、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上述した実施形態の画像形成装置１００および測色カメラ２０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。画像形成装置１００および測色カメラ２０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や測色カメラ２０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や測色カメラ２０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。

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。

５ キャリッジ
６ 記録ヘッド
８ 主走査モータ
１３ エンコーダセンサ
２０ 測色カメラ
２５ センサユニット
２５ａ 二次元イメージセンサ
２５ｃ シャッタ機構
１００ 画像形成装置
１０１ ＣＰＵ
１１０ 制御用ＦＰＧＡ
１１４ センサ制御部
１１５ モータ制御部
１１６ 撮像制御部
１５０ 負荷検出部

特許第５６２５６６６号公報 特開２００８−３５２４１号公報

Claims (10)

1. モータの駆動により記録媒体上を移動可能な可動部材と、
   前記可動部材に設けられ、前記記録媒体に記録された画像を被写体として撮像する撮像部と、
   前記可動部材が第１の方向に移動するときの移動速度を正の移動速度とし、前記可動部材が前記第１の方向とは逆向きの方向である第２の方向に移動するときの移動速度を負の移動速度としたときに、前記可動部材の移動速度の正負が反転するタイミングを含む時間帯を受光期間として１フレーム分の撮像を行うように、前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備えることを特徴とする画像検査装置。
2. 前記モータを制御するモータ制御部をさらに備え、
   前記撮像制御部は、前記モータ制御部が前記モータを停止させる制御を開始してから前記可動部材が所定位置に停止するまでの間に、前記可動部材の移動速度の正負が反転するタイミングを含む時間帯を受光期間として１フレーム分の撮像を行うように、前記撮像部を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像検査装置。
3. 前記モータ制御部は、前記モータを停止させるまでの速度をさらに制御することを特徴とする請求項２に記載の画像検査装置。
4. 前記可動部材の移動速度に応じたエンコーダ信号を出力するエンコーダセンサをさらに備え、
   前記撮像制御部は、前記エンコーダ信号に基づいて算出される前記可動部材の移動速度が所定速度になったタイミングで、前記１フレーム分の撮像を開始させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像検査装置。
5. 前記モータの負荷状態を検出する負荷検出部をさらに備え、
   前記撮像制御部は、前記モータの負荷状態が所定状態になったタイミングで、前記１フレーム分の撮像を開始させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像検査装置。
6. 前記撮像制御部は、前記モータ制御部が前記モータを停止させる制御を開始してから所定時間が経過したときに、前記１フレーム分の撮像を開始させることを特徴とする請求項２または３に記載の画像検査装置。
7. 前記撮像部は、前記受光期間を終了させるシャッタ機構を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像検査装置。
8. モータの駆動により記録媒体上を移動可能な可動部材と、
   前記可動部材に設けられ、前記記録媒体に記録された画像を被写体として撮像する撮像部と、
   前記可動部材を停止または急減速させることに伴って前記可動部材が振動している状態で前記被写体の撮像を行うように、前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備えることを特徴とする画像検査装置。
9. モータの駆動により記録媒体上を移動可能な可動部材と、
   前記可動部材に設けられ、前記記録媒体に記録材を付着させて画像を記録する記録ヘッドと、
   前記可動部材に設けられ、前記記録媒体に記録された画像を被写体として撮像する撮像部と、
   前記可動部材が第１の方向に移動するときの移動速度を正の移動速度とし、前記可動部材が前記第１の方向とは逆向きの方向である第２の方向に移動するときの移動速度を負の移動速度としたときに、前記可動部材の移動速度の正負が反転するタイミングを含む時間帯を受光期間として１フレーム分の撮像を行うように、前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. モータの駆動により記録媒体上を移動可能な可動部材に設けられ、前記記録媒体に記録された画像を被写体として撮像する撮像部を制御する撮像制御方法であって、
    前記可動部材が第１の方向に移動するときの移動速度を正の移動速度とし、前記可動部材が前記第１の方向とは逆向きの方向である第２の方向に移動するときの移動速度を負の移動速度としたときに、前記可動部材の移動速度の正負が反転するタイミングを含む時間帯を受光期間として１フレーム分の撮像を行うように、前記撮像部を制御することを特徴とする撮像制御方法。