JP6828473B2 - 撮像システム、画像形成装置、撮像方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像システム、画像形成装置、撮像方法およびプログラムに関する。

従来、画像形成装置が記録媒体に形成したカラーパターン（撮像対象物）を撮像装置により撮像し、撮像により得られたカラーパターンのＲＧＢ値あるいはＲＧＢ値から変換した測色値に基づいて、画像形成装置の色調整を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上述のような技術によれば、ＬＥＤ光源の分光分布やセンサの分光感度の経時変動によるばらつきなどに対する自己校正処理を、低コストで高精度に行える特長がある。

ところで、低コストのＣＭＯＳ（Complementary MOS）二次元センサ等を用いた撮像装置では、フレームレートが固定であり、フレームレートが低くなってしまう。このような撮像装置を用いて撮像対象物を測色又は計測する場合、撮像対象物に対する撮像のタイミングが合わず、撮像対象物の画像を取得できない場合が発生してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像対象物における目的の箇所を高精度に撮像することができる撮像システム、画像形成装置、撮像方法およびプログラム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、本発明は、撮像対象物に対して相対的に移動し、当該撮像対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段と前記撮像対象物の所定の相対位置を検知する検知手段と、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知に応じ、前記撮像手段による撮像開始のタイミングを制御するシステムクロックの停止から供給への切替えを行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記撮像手段における撮像期間の完了を受信して前記撮像手段に対する前記システムクロックの供給を停止した後、前記撮像手段の撮像範囲の中央に前記撮像対象物が到達するまでの時間を予測して、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知に基づいて前記撮像対象物の相対移動に合わせて前記撮像手段に対するシステムクロックの供給を再開する。

本発明によれば、撮像対象物における目的の箇所を高精度に撮像することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態の画像形成装置の外観図である。 図２は、撮像システムの外観を示す斜視図である。 図３は、撮像システムの分解斜視図である。 図４は、図２中のＸ１方向から見た撮像システムの縦断面図である。 図５は、図２中のＸ２方向から見た撮像システムの縦断面図である。 図６は、撮像システムの平面視図である。 図７は、基準チャートの具体例を示す図である。 図８は、撮像システムの機能的な構成例を示すブロック図である。 図９は、システムクロック（ＳＣＬＫ）と水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）の関係について説明する図である。 図１０は、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）と垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の関係について説明する図である。 図１１は、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）と撮像（フレーム）周期の関係について説明する図である。 図１２は、１画面の撮像（フレーム）周期内に、移動体検出センサからタイミング信号が供給された場合の各信号の関係を示すタイミングチャートである。 図１３は、移動体検出センサと移動体との位置関係を示す模式図である。 図１４は、１画面の撮像（フレーム）周期内に、移動体検出センサからタイミング信号が供給された場合の各信号の関係の変形例を示すタイミングチャートである。 図１５は、１画面の撮像（フレーム）周期内に、移動体検出センサからタイミング信号が供給された場合の各信号の関係の別の変形例を示すタイミングチャートである。 図１６は、画像形成装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、撮像システム、画像形成装置、撮像方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態では、本発明を適用した画像形成装置の一例としてプロダクションプリンティング機として構成された電子写真方式の画像形成装置を例示するが、本発明は、記録媒体に画像を形成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り、インクジェット方式にも当然適用可能である。

＜画像形成装置＞
図１は、実施形態の画像形成装置１００の外観図である。本実施形態の画像形成装置１００は、図１に示すように、記録媒体Ｍ（図５参照）に対して電子写真方式による画像形成を行う本体ユニット１０１を備える。すなわち、本体ユニット１０１は、画像形成手段として機能する。

そして、この本体ユニット１０１に対し、記録媒体Ｍの供給を行う大容量給紙ユニット１０２、表紙などを供給するために利用されるインサータ１０３、画像が形成された記録媒体Ｍに対して折り加工を行う折りユニット１０４、ステープルやパンチなどを行うフィニッシャ１０５、裁断を行う裁断機１０６などの周辺機を用途に合わせて組み合わせた構成とされる。

また、この画像形成装置１００には、ＤＦＥ（Digital Front End）と呼ばれる外部コントローラ２００が接続されている。

本体ユニット１０１は、外部コントローラ２００によりＲＩＰ（Raster Image Processing）処理されたラスタイメージデータに基づき、電子写真方式の画像形成プロセスにより、本体ユニット１０１内部の給紙トレイあるいは大容量給紙ユニット１０２から供給される記録媒体Ｍに画像を形成する。

本体ユニット１０１により画像が形成された記録媒体Ｍは、本体ユニット１０１の後段へと搬送される。記録媒体Ｍは、例えば、インサータ１０３から供給される表紙などとともに必要に応じて折りユニット１０４による折り加工、フィニッシャ１０５によるステープルやパンチ、裁断機１０６による裁断などが行われて製本される。なお、本体ユニット１０１で実行される電子写真方式の画像形成プロセスや、本体ユニット１０１に接続された各周辺機での処理はいずれも公知のため、詳細な説明は省略する。

本体ユニット１０１により記録媒体Ｍに形成される画像の色味は、本体ユニット１０１に固有の特性や経時的な特性変化によって、必ずしも所望の色味とならない場合がある。そこで、本実施の形態の画像形成装置１００は、本体ユニット１０１による画像形成の色再現性を高めるために、所定のタイミングで色調整などのキャリブレーションを行う。

画像形成装置１００は、キャリブレーション時には、本体ユニット１０１により記録媒体Ｍ上に所定色のカラーパターン（撮像対象物の一例）を形成し、このカラーパターンを後述の撮像システム１０（図２参照）により読み取る。そして、画像形成装置１００は、得られたカラーパターンのＲＧＢ値、あるいはこのＲＧＢ値をもとに算出されるカラーパターンの測色値（ＲＧＢ値や測色値は色情報の一例）に基づいて、画像形成プロセスの種々のパラメータを調整することにより、本体ユニット１０１が形成する画像の色を目標とする色に近づける。

本体ユニット１０１が記録媒体Ｍ上に形成したカラーパターンを読み取る撮像システム１０は、カラーパターンが形成された記録媒体Ｍの搬送経路に配置された二次元センサ１５ａ（図４参照）を備える。本実施の形態では、二次元センサ１５ａが、後述の撮像手段である撮像装置１５（図３参照）の主体として構成されている。この撮像装置１５は、詳細を後述するように、撮像装置１５によりカラーパターンを含む画像を撮像し、撮像した画像に基づいてカラーパターンの測色値を算出する構成である。

撮像装置１５を構成する二次元センサ１５ａにより算出されたカラーパターンの測色値は、本体ユニット１０１に送られる。

そして、本体ユニット１０１では、二次元センサ１５ａから送られるカラーパターンの測色値に基づいて、画像形成プロセスにおける各種パラメータを調整する。これにより、色材として用いるトナーの記録媒体Ｍへの付着量を調整する色調整が行われ、本体ユニット１０１が形成する画像の色が目標とする色に近づけられる。

なお、本実施の形態の画像形成装置１００における本体ユニット１０１は、カラーパターンの測色値に基づいて画像形成プロセスにおける各種パラメータを調整する構成であるが、これに限るものではない。例えば、本体ユニット１０１は、カラーパターンのＲＧＢ値に基づいて画像形成プロセスにおける各種パラメータを調整する構成であってもよい。この場合、撮像装置１５を構成する二次元センサ１５ａは、カラーパターンを含む画像を撮像してＲＧＢ値を出力する構成であればよく、カラーパターンの測色値を算出する機能を持たなくてもよい。

また、本実施の形態では、カラーパターンを読み取る撮像装置１５として二次元センサ１５ａを用いているが、これに限るものではない。例えば、撮像装置１５は、少なくともカラーパターンの色情報を取得できる構成であればよい。したがって、二次元センサ１５ａの代わりに、反射光を受光する受光素子を備えた単純な構成の検出器を用い、このような検出器をカラーパターンが形成された記録媒体Ｍの搬送経路に配置して撮像装置１５を構成してもよい。

また、本実施の形態では、カラーパターンを読み取る撮像システム１０を画像形成装置１００に組み込んだ構成、つまり画像形成装置１００が撮像システム１０を備える構成を例示するが、これに限らない。例えば、画像形成装置１００とは別の装置として、画像形成装置１００が記録媒体Ｍ上に形成したカラーパターンを読み取る撮像システムを構成してもよい。この場合も撮像システムは、カラーパターンが形成された記録媒体Ｍの搬送経路に配置された撮像装置または検出器により構成される。

なお、本実施の形態においては、撮像装置１５が停止していて撮像対象物（記録媒体Ｍに形成されるカラーパターン）が搬送方向に動く態様を説明したが、これに限るものではない。撮像対象物（記録媒体Ｍに形成されるカラーパターン）が停止していて撮像装置１５が主走査方向に動く態様であっても良い。すなわち、撮像対象物（記録媒体Ｍに形成されるカラーパターン）に対して撮像装置１５が相対的に移動し、当該撮像対象物を撮像するものであれば良い。

加えて、本実施の形態では、本体ユニット１０１は、記録媒体Ｍ（図５参照）の搬送経路上であって撮像システム１０に対して搬送方向上流側の所定位置に、検知手段である移動体検出センサ８０（図８参照）を備えている。

移動体検出センサ８０は、撮像システム１０に向けて搬送経路上の所定位置を通過する記録媒体Ｍ（移動体）の先端を光学的に検知するフォトセンサである。

詳しくは、移動体検出センサ８０は、搬送された記録媒体Ｍの先端が検知されると、その情報（タイミング信号）を撮像システム１０に出力する。

＜撮像システム＞
次に、本実施形態の撮像システム１０の具体例について説明する。図２は撮像システム１０の外観を示す斜視図、図３は撮像システム１０の分解斜視図、図４は図２中のＸ１方向から見た撮像システム１０の縦断面図、図５は図２中のＸ２方向から見た撮像システム１０の縦断面図、図６は撮像システム１０の平面視図である。

撮像システム１０は、例えば矩形の箱状に形成された筐体１１を備える。筐体１１は、例えば、所定の間隔を空けて対向する底板部１１ａおよび天板部１１ｂと、これら底板部１１ａと天板部１１ｂとを繋ぐ側壁部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを有する。筐体１１の底板部１１ａと側壁部１１ｄ，１１ｅ，１１ｆは、例えばモールド成形により一体に形成され、これに対して天板部１１ｂと側壁部１１ｃとが着脱可能な構成とされる。図３では天板部１１ｂと側壁部１１ｃとを取り外した状態を示している。

撮像システム１０は、例えば筐体１１の一部が所定の支持部材に支持された状態で、カラーパターンが形成された記録媒体Ｍの搬送経路に設置される。このとき、撮像システム１０は、図４および図５に示すように、搬送される記録媒体Ｍに対して筐体１１の底板部１１ａが間隙ｄを介して略平行な状態で対向するように、所定の支持部材に支持される。

カラーパターンが形成された記録媒体Ｍと対向する筐体１１の底板部１１ａには、筐体１１の外部のカラーパターンを筐体１１の内部から撮像可能にするための開口部１３が設けられている。

また、筐体１１の底板部１１ａの内面側には、支え部材２３を介して開口部１３と隣り合うようにして、基準チャート３０が配置されている。基準チャート３０は、カラーパターンの測色やＲＧＢ値の取得を行う際に、後述の撮像装置１５によりカラーパターンとともに撮像されるものである。なお、基準チャート３０の詳細については後述する。

一方、筐体１１内部の天板部１１ｂ側には、回路基板１４が配置されている。図６に示すように、回路基板１４には、回路基板１４側の面が開放されている四角の箱形状の筐体１１が、締結部材１４ｂによって固定されている。なお、筐体１１は、四角の箱形状に限るものではなく、例えば、開口部１３が形成されている底板部１１ａ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。

また、筐体１１の天板部１１ｂと回路基板１４との間には、画像を撮像する撮像装置１５が配置されている。撮像装置１５は、図４に示すように、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの二次元センサ１５ａと、撮像装置１５の撮像範囲の光学像を二次元センサ１５ａの受光面（撮像領域）に結像するレンズ１５ｂとを備える。二次元センサ１５ａは、被写体からの反射光を受光する受光素子が二次元に並ぶ受光素子アレイである。

撮像装置１５は、例えば、筐体１１の側壁部１１ｅと一体に形成されたセンサホルダ１６により保持される。センサホルダ１６には、回路基板１４に形成された貫通孔１４ａと対向する位置にリング部１６ａが設けられている。リング部１６ａは、撮像装置１５のレンズ１５ｂ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。撮像装置１５は、レンズ１５ｂ側の突出した部分をセンサホルダ１６のリング部１６ａに挿通することで、レンズ１５ｂが回路基板１４の貫通孔１４ａを介して筐体１１の底板部１１ａ側を臨むようにして、センサホルダ１６により保持される。

このとき、撮像装置１５は、図４中の一点鎖線で示す光軸が筐体１１の底板部１１ａに対して略垂直となり、且つ、開口部１３と後述の基準チャート３０とが撮像範囲に含まれるように、センサホルダ１６により位置決めされた状態で保持される。これにより、撮像装置１５は、二次元センサ１５ａの撮像領域の一部で、筐体１１外部のカラーパターンを、開口部１３を介して撮像する。加えて、撮像装置１５は、二次元センサ１５ａの撮像領域の他の一部で、筐体１１の内部に配置された基準チャート３０を撮像することができる。

なお、撮像装置１５は、各種の電子部品が実装される回路基板１４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１４には、画像形成装置１００のメイン制御基板に対して撮像システム１０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１７が設けられている。

撮像システム１０には、撮像装置１５の中心を通る副走査方向の中心線Ｌｏ上であって、撮像装置１５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の回路基板１４に、一対の光源１８が配設されている。光源１８は、撮像装置１５による撮像時にその撮像範囲を略均一に照明する。光源１８としては、例えば省スペース／省電力に有利なＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。

本実施形態においては、図５や図６に示すように、レンズ１５ｂの中心を基準として、開口部１３と基準チャート３０が並ぶ方向と直交する方向に均等に配置された一対のＬＥＤを光源１８として用いている。

光源１８として用いる２つのＬＥＤは、例えば回路基板１４の底板部１１ａ側の面に実装される。ただし、光源１８は、撮像装置１５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１４に直接実装されていなくてもよい。また、２つのＬＥＤの位置は、二次元センサ１５ａを中心として対称位置に配置することにより、基準チャート３０側と同一照明条件での撮像面の撮像を可能にしている。また、本実施形態では、光源１８としてＬＥＤを用いたが、光源１８の種類はＬＥＤに限定されるものではない。例えば、有機ＥＬなどを光源１８として用いるようにしてもよい。有機ＥＬを光源１８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。

また、図６に示すように、撮像装置１５は、光源１８と二次元センサ１５ａの直下に、光吸収体１５ｃを備えている。光吸収体１５ｃは、光源１８からの光を二次元センサ１５ａ以外の方向に反射または吸収する。光吸収体１５ｃは、鋭角な形状で、光源１８からの入射光が、光吸収体１５ｃ内面へ反射するように形成されており、入射方向へは反射しない構造になっている。

また、筐体１１の内部には、撮像装置１５と該撮像装置１５により開口部１３を介して撮像される筐体１１外部のカラーパターンとの間の光路中に、光路長変更部材１９が配置されている。光路長変更部材１９は、光源１８の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１９は、筐体１１外部のカラーパターンの光学像の結像面を筐体１１内部の基準チャート３０の光学像の結像面に近づける機能を持つ。つまり、この撮像システム１０では、撮像装置１５と筐体１１外部の被写体との間の光路中に光路長変更部材１９を配置することによって光路長を変更する。これにより、撮像システム１０は、筐体１１外部のカラーパターンの光学像の結像面と、筐体１１内部の基準チャート３０の結像面とを、ともに撮像装置１５の二次元センサ１５ａの受光面に合わせるようにしている。したがって、撮像装置１５は、筐体１１外部のカラーパターンと筐体１１内部の基準チャート３０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１９は、例えば図４に示すように、一対のリブ２０，２１によって、底板部１１ａ側の面の両端部が支持されている。また、光路長変更部材１９の天板部１１ｂ側の面と回路基板１４との間に押さえ部材２２が配置されることで、光路長変更部材１９が筐体１１内部で動かないようになっている。光路長変更部材１９は、筐体１１の底板部１１ａに設けられた開口部１３を塞ぐように配置される。そのため、光路長変更部材１９は、筐体１１外部から開口部１３を介して筐体１１内部に進入するインクミストや塵埃などの不純物が、撮像装置１５や光源１８、基準チャート３０などに付着するのを防止する機能も有することになる。

なお、以上説明した撮像システム１０の機械的な構成はあくまで一例であり、これに限らない。撮像システム１０は、少なくとも、筐体１１内部に設けられた光源１８が点灯している間に、筐体１１内部に設けられた撮像装置１５により、筐体１１外部のカラーパターンを開口部１３を介して撮像する構成であればよい。撮像システム１０は、上記の構成に対して様々な変形や変更が可能である。

例えば、上述した撮像システム１０では、筐体１１の底板部１１ａの内面側に基準チャート３０を配置している。しかしながら、筐体１１の底板部１１ａの基準チャート３０が配置される位置に開口部１３とは別の開口部を設けるとともに、この開口部が設けられた位置に筐体１１の外側から基準チャート３０を取り付ける構成であってもよい。この場合、撮像装置１５は、開口部１３を介して記録媒体Ｍ上に形成されたカラーパターンを撮像するとともに、開口部１３とは別の開口部を介して、筐体１１の底板部１１ａに外側から取り付けられた基準チャート３０を撮像することになる。この例では、基準チャート３０に汚れなどの不良が生じた場合に、交換を容易に行える利点がある。

次に、図７を参照しながら、撮像システム１０の筐体１１に配置される基準チャート３０の具体例について説明する。図７は、基準チャート３０の具体例を示す図である。

図７に示す基準チャート３０は、測色用の測色パッチを配列した複数の測色パッチ列３１〜３４、距離計測用ライン３５、およびチャート位置特定用マーカ３６を有する。

測色パッチ列３１〜３４は、ＹＭＣＫの１次色の測色パッチを階調順に配列した測色パッチ列３１と、ＲＧＢの２次色の測色パッチを階調順に配列した測色パッチ列３２と、グレースケールの測色パッチを階調順に配列した測色パッチ列（無彩色の階調パターン）３３と、３次色の測色パッチを配列した測色パッチ列３４と、を含む。

距離計測用ライン３５は、複数の測色パッチ列３１〜３４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３６は、距離計測用ライン３５の四隅の位置に設けられていて、各測色パッチの位置を特定するためのマーカとして機能する。撮像装置１５により撮像される基準チャート３０の画像から、距離計測用ライン３５とその四隅のチャート位置特定用マーカ３６を特定することで、基準チャート３０の位置および各測色パッチの位置を特定することができる。

測色用の測色パッチ列３１〜３４を構成する各測色パッチは、撮像装置１５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３０に配置されている測色用の測色パッチ列３１〜３４の構成は、図７に示す例に限定されるものではなく、任意の測色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測色パッチを用いてもよいし、また、ＹＭＣＫの１次色の測色パッチ列３１や、グレースケールの測色パッチ列３３は、画像形成装置１００に使用される色材の測色値のパッチで構成されていてもよい。また、ＲＧＢの２次色の測色パッチ列３２は、画像形成装置１００で使用される色材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など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）の形状の測色パッチ列３１〜３４を有する基準チャート３０を用いているが、基準チャート３０は、必ずしもこのような測色パッチ列３１〜３４を有する形態でなくてもよい。基準チャート３０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３０は、上述したように、筐体１１の底板部１１ａの内面側に開口部１３と隣り合うように配置されているため、撮像装置１５によって、筐体１１外部のカラーパターン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１１外部のカラーパターンと基準チャート３０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１１外部のカラーパターンと基準チャート３０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１１外部のカラーパターンと基準チャート３０とを同時に撮像したことになる。すなわち、筐体１１外部のカラーパターンと基準チャート３０とは同時に撮像可能な位置に配置されていれば良く、また、筐体１１外部のカラーパターンと基準チャート３０とを同時に撮像した画像を使用する必要はない。

次に、図８を参照しながら、撮像システム１０の機能的な構成について説明する。図８は、撮像システム１０の機能的な構成例を示すブロック図である。

図８に示すように、撮像システム１０は、制御部５０を備える。制御部５０は、システムクロック（ＳＣＬＫ）の供給と、撮像装置１５からの垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）と画像データを受け取り、受信した画像データを処理する。

制御部５０は、光源駆動制御部５１、クロック信号発生部５２、フレームメモリ５３、平均化処理部５４、測色演算部５５および不揮発性メモリ５６を備える。これらの各部は、例えば、プロセッサやメモリを含むコンピュータシステム、あるいは、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの専用ハードウェアを用いて実現される。これらの各部の機能を実現するハードウェアは、例えば、撮像システム１０の筐体１１内部に配置された回路基板１４に実装される。

撮像装置１５は、レンズ１５ｂを介して入射した光を二次元センサ１５ａにより電気信号に変換して、光源１８により照明された撮像範囲の画像データを出力する。撮像装置１５は、二次元センサ１５ａ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変換する。撮像装置１５は、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。二次元センサ１５ａの各種動作条件の設定は、例えば、画像形成装置１００のメイン制御基板に実装されたＣＰＵ１１０からの各種設定信号に従って行われる。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撮像装置１５の外部で行うようにしてもよい。

光源駆動制御部５１は、撮像装置１５による画像の撮像時に、光源１８を点灯させるための光源駆動信号を生成して、光源１８に供給する。

クロック信号発生部５２は、撮像装置１５による撮像開始のタイミングを制御するシステムクロック（ＳＣＬＫ）信号を生成し、撮像装置１５に供給する。クロック信号発生部５２は、撮像装置１５による撮像開始のタイミングを制御するシステムクロック（ＳＣＬＫ）信号の停止から供給への切替えを行う制御手段として機能する。

ここで、図９はシステムクロック（ＳＣＬＫ）と水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）の関係について説明する図である。図９に示すように、クロック信号発生部５２から供給される水平画素分のシステムクロック数に従って、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）が撮像装置１５から出力される。

図１０は、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）と垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の関係について説明する図である。図１０に示すように、垂直画素数分の水平同期信号クロック数で、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）が撮像装置１５から出力される。

図１１は、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）と撮像（フレーム）周期の関係について説明する図である。図１１に示すように、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の１周期が、撮像装置１５における１画面の撮像（フレーム）周期となっている。図１１に示すように、フレーム周期は、垂直同期信号＝Ｈ（実質画像撮像機関）と、垂直同期信号＝Ｌ（アイドル期間）とから構成されている。アイドル期間では、フレームデータに対して、センサ内部でのガンマ変換等の内部的な演算処理が行われる。本実施の形態では、フレーム周期は３３．３［ｍｓ］＝３０［ｆｐｓ（frame per sec）］としている。

フレームメモリ５３は、撮像装置１５から出力された画像を一時的に格納する。

平均化処理部５４は、カラーパターンに対する測色を行う際に、撮像装置１５から出力されてフレームメモリ５３に一時的に格納された画像から、筐体１１の開口部１３により区切られる画像領域（以下、この画像領域を「被写体画像領域」という）と、基準チャート３０を映した画像領域（以下、この画像領域を「基準チャート画像領域」という）とを抽出する。そして、平均化処理部５４は、被写体画像領域の中央部の予め定められた大きさの領域の画像データを平均化して、得られた値をカラーパターンのＲＧＢ値として出力する。また、平均化処理部５４は、基準チャート画像領域内の各測色パッチの領域の画像データを平均化して、得られた値を各測色パッチのＲＧＢ値として出力する。これらカラーパターンのＲＧＢ値や基準チャート３０の各測色パッチのＲＧＢ値は、測色演算部５５に渡される。

測色演算手段である測色演算部５５は、平均化処理部５４から取得したカラーパターンのＲＧＢ値と基準チャート３０の各測色パッチのＲＧＢ値とに基づいて、カラーパターンの測色値を算出する。測色演算部５５が算出したカラーパターンの測色値は、画像形成装置１００のメイン制御基板上に実装されたＣＰＵ１１０へと送られる。なお、測色演算部５５は、例えば特許文献１にて開示される方法によりカラーパターンの測色値を算出できるため、ここでは測色演算部５５の処理の詳細な説明は省略する。また、基準チャート３０の各測色パッチのＲＧＢ値は、光源１８の変動などに起因する誤差補正などの駆動制御に利用されたり、ＣＭＯＳセンサなどの二次元センサ１５ａにおける積分時間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正に利用されたりしても良い。

不揮発性メモリ５６は、測色演算部５５がカラーパターン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。

以上のように構成される撮像システム１０は、画像形成装置１００の本体ユニット１０１によってカラーパターンが形成された記録媒体Ｍの搬送経路に配置される。例えば画像形成装置１００のフィニッシャ１０５内の記録媒体Ｍの搬送経路に、撮像システム１０が配置される。そして、カラーパターンが形成された記録媒体Ｍが本体ユニット１０１から排出されると、撮像システム１０は光源１８を点灯する。そして、撮像システム１０は、記録媒体Ｍの搬送に伴って記録媒体Ｍ上のカラーパターンが筐体１１に設けられた開口部１３と対向する位置にきたタイミングで、撮像装置１５による撮像を行う。そして、撮像装置１５の撮像により得られた画像に基づいて測色演算部５５によりカラーパターンの測色値を算出し、算出した測色値を画像形成装置１００のメイン制御基板に実装されたＣＰＵ１１０などに送る。そして、ＣＰＵ１１０の制御に従って、カラーパターンの撮像結果に基づく測色値に応じた画像形成装置１００の本体ユニット１０１における色調整が行われる。

なお、画像形成装置１００の本体ユニット１０１における色調整は、上述したように、撮像により得られたカラーパターンのＲＧＢ値を用いて実施することもできる。この場合、撮像システム１０は、カラーパターンを基準チャート３０とともに撮像装置１５により撮像する。そして、撮像システム１０は、撮像画像から得られるカラーパターンのＲＧＢ値に対し、基準チャート３０の各測色パッチのＲＧＢ値を用いて、光源１８の変動などに起因する誤差を補正する処理を行う。補正されたカラーパターンのＲＧＢ値は、例えば、画像形成装置１００のメイン制御基板に実装されたＣＰＵ１１０などに送られ、本体ユニット１０１における色調整に用いられる。

次に、クロック信号発生部５２によるシステムクロック（ＳＣＬＫ）信号の停止／再開の制御について説明する。

図１２は、１画面の撮像（フレーム）周期内に、移動体検出センサ８０からタイミング信号が供給された場合の各信号の関係を示すタイミングチャートである。なお、図１２は、移動体検出センサ８０からのタイミング信号が実質撮像期間内に制御部５０に対して供給された場合の各信号の関係を示している。また、図１３は移動体検出センサ８０と移動体（記録媒体Ｍ）との位置関係を示す模式図である。

図１２に示すタイミング信号は、図１３に示すように、記録媒体Ｍが移動体検出センサ８０上を通過したタイミングを表している。このとき、記録媒体Ｍは既知の速度である速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）で移動している。また、撮像装置１５から記録媒体Ｍの先端までの間隔は、Ｌｓｅである。

図１２に示すように、クロック信号発生部５２は、移動体検出センサ８０からタイミング信号が供給されると、次のフレームキャプチャ終了（実質撮像期間の完了）の割り込みに待機する。

ここで、図１３に示すように、記録媒体Ｍの先端から先頭の測色パッチ１の位置までの距離はＬｓｐである。制御部５０に対してタイミング信号が移動体検出センサ８０から供給された際、撮像装置１５による撮像対象となる測色パッチ１は、撮像装置１５からＬｓｅ＋Ｌｓｐの距離にあり、一定速度Ｖで移動中である。すなわち、クロック信号発生部５２に対するタイミング信号の供給があってから、測色パッチ１が撮像装置１５の中心位置に到達する時間Ｔは、下記の式で表される。
Ｔ＝（Ｌｅｓ＋Ｌｓｐ）／Ｖ

したがって、クロック信号発生部５２に対するタイミング信号の供給があってからＴ秒後に次の実質撮像期間が開始されれば、撮像装置１５の撮像範囲の中央に測色パッチ１が撮影されることになる。

実質撮像期間の完了を受信すると、クロック信号発生部５２は、クロック信号発生部５２からの撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を停止する。このとき、撮像装置１５は、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）におけるＬ（アイドル期間）に入っている。なお、アイドル期間は、固定期間である。そのため、アイドル期間内であればどのタイミングで停止してもよいが、本実施の形態では、簡単のため、即時停止としている。

この際、クロック信号発生部５２は、タイミング信号の供給があってから、フレームキャプチャ終了割込みによって撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）を停止するまでの時間（停止待機時間：ｔｗ）を記憶する（正確には、ＣＰＵのシステムクロックのクロック数）。

クロック信号発生部５２は、システムクロック（ＳＣＬＫ）の供給が開始されてから、何パルス後に撮像（フレーム）周期が開始されるかについて管理している（本実施例では、アイドル期間ｔａに入って即時停止しているため、システムクロック（ＳＣＬＫ）の供給開始から撮像（フレーム）開始までの期間をアイドル期間ｔａとする）。ここで、撮像装置１５に対するシステムクロックを停止する時間ｔｓとすると、測色パッチ１が撮像装置１５の中心位置に到達が予測される時間Ｔは、下記の式で表される。
Ｔ＝（Ｌｅｓ＋Ｌｓｐ）／Ｖ＝ｔｗ＋ｔｓ＋ｔａ
すなわち、システムクロック停止時間ｔｓは、下記の式で表される。
ｔｓ＝（Ｌｅｓ＋Ｌｓｐ）／Ｖ−ｔｗ−ｔａ

クロック信号発生部５２は、撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を停止した後、上記計算処理を行い、システムクロック停止時間ｔｓ経過後、撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を再開する。

これにより、クロック信号発生部５２は、システムクロック（ＳＣＬＫ）の供給再開後、撮像装置１５の撮像範囲の中央に測色パッチ１を到達させることができる。すなわち、撮像装置１５は、１フレーム目の画像として、測色パッチ１を中央に位置させて撮像することができる。

なお、２つめ以降の測色パッチは以下のように形成される。

上述したように、フレーム周期は３３．３［ｍｓ］であることから、速度Ｖで記録媒体Ｍが移動する距離Ｌｐは下記の式から求めることができる。
Ｌｐ＝０．０３３＊Ｖ［ｍｍ］

すなわち、カラーパターンは、測色パッチ列３１〜３４の２つめ以降のパッチ間隔を、速度Ｖで記録媒体Ｍが移動する距離Ｌｐとして形成される。これにより、クロック信号発生部５２は、なんら特殊なタイミング制御を行うことなく、測色パッチ列３１〜３４の２つめ以降の測色パッチを、撮像装置１５の撮像範囲の中央に順次到達させることができる。

なお、本実施の形態においては、タイミング信号は、移動体検出センサ８０から直接供給されるようにした。しかしながら、これに限るものではなく、他のＣＰＵを介して、ＳＰＩ（シリアルペリフェラルインターフェース）などの通信規格で通信されるものであっても良い。

このように本実施の形態によれば、システムクロックの供給を停止した後、移動体検出センサ８０による所定の相対位置の検知に基づいて撮像対象物（記録媒体Ｍに形成されるカラーパターンの測色パッチ１）の相対移動に合わせて撮像装置１５に対するシステムクロックの供給を再開する。これにより、撮像対象物（記録媒体Ｍに形成されるカラーパターン）と撮像装置１５の撮像タイミングの同期を取ることができるので、撮像対象物における目的の箇所を高精度に撮像することができる。

なお、本実施の形態においては、図１２に示したように、クロック信号発生部５２は、実質撮像期間の完了を受信すると、撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を即時停止するようにしたが、これに限るものではない。

ここで、図１４は、１画面の撮像（フレーム）周期内に、移動体検出センサ８０からタイミング信号が供給された場合の各信号の関係の変形例を示すタイミングチャートである。例えば、図１４に示すように、クロック信号発生部５２は、撮像装置１５における実質撮像期間ではないアイドル期間に入ってから撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を停止するようにしても良い。

この際、クロック信号発生部５２は、タイミング信号の供給があってから、フレームキャプチャ終了割込みによって撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）を停止するまでの時間（停止待機時間：ｔｗ）を記憶する（正確には、ＣＰＵのシステムクロックのクロック数）。

また、クロック信号発生部５２は、アイドル期間に入ってから何パルス後にシステムクロック（ＳＣＬＫ）を停止したかを管理している（便宜上、期間ｔａ´´とする）。アイドル期間ｔａは既知であるため、クロック信号発生部５２は、次にシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給が開始されてから、何パルス後に撮像（フレーム）周期が開始されるかについても、管理していることとなる（システムクロック（ＳＣＬＫ）の供給開始から撮像（フレーム）開始までの期間をｔａ´とする）。つまり、アイドル期間ｔａは、下記の式で表される。
ｔａ＝ｔａ´＋ｔａ´´

ここで、撮像装置１５に対するシステムクロックを停止する時間ｔｓとすると、測色パッチ１が撮像装置１５の中心位置に到達が予測される時間Ｔは、下記の式で表される。
Ｔ＝（Ｌｅｓ＋Ｌｓｐ）／Ｖ＝ｔｗ＋ｔｓ＋ｔａ´
すなわち、システムクロック停止時間ｔｓは、下記の式で表される。
ｔｓ＝（Ｌｅｓ＋Ｌｓｐ）／Ｖ−ｔｗ−ｔａ´

クロック信号発生部５２は、撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を停止した後、上記計算処理を行い、システムクロック停止時間ｔｓ経過後、撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を再開する。

これにより、クロック信号発生部５２は、システムクロック（ＳＣＬＫ）の供給再開後、撮像装置１５の撮像範囲の中央に測色パッチ１を到達させることができる。すなわち、撮像装置１５は、１フレーム目の画像として、測色パッチ１を中央に位置させて撮像することができる。

また、本実施の形態においては、図１２に示したように、クロック信号発生部５２が撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）を供給している際に、移動体検出センサ８０からタイミング信号を受信するようにしたが、これに限るものではない。

図１５は、１画面の撮像（フレーム）周期内に、移動体検出センサ８０からタイミング信号が供給された場合の各信号の関係の別の変形例を示すタイミングチャートである。例えば、図１５は、クロック信号発生部５２が撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を停止中（すなわち、撮像装置１５で撮像していない状態）にタイミング信号が供給された状態を示している。

上述したように、アイドル期間ｔａは、下記の式で表される。
ｔａ＝ｔａ´＋ｔａ´´

図１５に示す例によれば、ｔａ´´＝０であることから、ｔａ＝ｔａ´となる。

この場合、タイミング信号の供給後に撮像装置１５に対するシステムクロックを停止する時間ｔｓとすると、測色パッチ１が撮像装置１５の中心位置に到達が予測される時間Ｔは、下記の式で表される。
Ｔ＝（Ｌｅｓ＋Ｌｓｐ）／Ｖ＝ｔｓ＋ｔａ´
すなわち、システムクロック停止時間ｔｓは、下記の式で表される。
ｔｓ＝（Ｌｅｓ＋Ｌｓｐ）／Ｖ−ｔａ´

クロック信号発生部５２は、撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を停止した後、タイミング信号が供給された場合に、上記計算処理を行い、システムクロック停止時間ｔｓ経過後、撮像装置１５に対するシステムクロック（ＳＣＬＫ）の供給を再開する。

これにより、クロック信号発生部５２は、システムクロック（ＳＣＬＫ）の供給再開後、撮像装置１５の撮像範囲の中央に測色パッチ１を到達させることができる。すなわち、撮像装置１５は、１フレーム目の画像として、測色パッチ１を中央に位置させて撮像することができる。

図１６は、画像形成装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。上述した実施の形態において説明した画像形成装置１００は、例えば図１６に示すように、コントローラ２１０と、オペレーションパネル２２０と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）デバイス２４０と、ＭＬＢ（Media Link Board）２５０と、画像形成手段であるプリンタ２６０とを備える。

オペレーションパネル２２０は、画像形成装置１００を使用するユーザが各種の設定入力を行ったり、ユーザに提示する各種情報を表示したりするユーザインタフェースである。

コントローラ２１０は、画像形成装置１００の動作を制御する制御装置である。コントローラ２１０は、図１６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１１と、システムメモリ２１３と、ＨＤＤ３と、ＰＨＹ（Physical Layer：通信系回路の物理階層）２１４と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２１５とを含む。オペレーションパネル２２０は、コントローラ２１０のＡＳＩＣ２１５に接続されている。また、ＵＳＢデバイス２４０、ＭＬＢ２５０、プリンタ２６０は、データ転送バス２８０を介してコントローラ２１０のＡＳＩＣ２１５に接続されている。

本実施の形態において説明した画像形成装置１００では、上述の制御部５０としての機能的な構成要素の一部または全部が、主にコントローラ２１０によって実現される。すなわち、本実施の形態において説明した機能的な構成要素のうち、制御部５０の一部は、例えば、コントローラ２１０のＡＳＩＣ２１５により実現される。また、制御部５０の一部は、例えば、コントローラ２１０のＣＰＵ２１１がシステムメモリ２１３を利用して所定のプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。

なお、上記プログラムは、画像形成装置１００に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などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供される。また、上記プログラムを、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画像形成装置１００に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。さらに、上記プログラムを、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。また、上記プログラムを、例えば画像形成装置１００内のシステムメモリ２１３やＨＤＤ３などに予め組み込んで提供するようにしてもよい。

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。

例えば、上述した実施形態は電子写真方式の画像形成装置１００に本発明を適用した例であるが、本発明は、例えばラインヘッド方式のインクジェットプリンタ、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタなど、他の方式の画像形成装置に対しても有効に適用可能である。

１０ 撮像システム
１５ 撮像手段
５２ 制御手段
５５ 測色演算手段
８０ 検知手段
１００ 画像形成装置
１０１ 画像形成手段

特許第５６２５６６６号公報

Claims (12)

1. 撮像対象物に対して相対的に移動し、当該撮像対象物を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段と前記撮像対象物の所定の相対位置を検知する検知手段と、
   前記検知手段による前記所定の相対位置の検知に応じ、前記撮像手段による撮像開始のタイミングを制御するシステムクロックの停止から供給への切替えを行う制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記撮像手段における撮像期間の完了を受信して前記撮像手段に対する前記システムクロックの供給を停止した後、前記撮像手段の撮像範囲の中央に前記撮像対象物が到達するまでの時間を予測して、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知に基づいて前記撮像対象物の相対移動に合わせて前記撮像手段に対するシステムクロックの供給を再開する、
   ことを特徴とする撮像システム。
2. 撮像対象物に対して相対的に移動し、当該撮像対象物を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段と前記撮像対象物の所定の相対位置を検知する検知手段と、
   前記検知手段による前記所定の相対位置の検知に応じ、前記撮像手段による撮像開始のタイミングを制御するシステムクロックの停止から供給への切替えを行う制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記撮像手段に対してシステムクロックを供給している際に、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知信号を受信し、
   前記撮像手段における撮像期間の完了を受信して前記撮像手段に対する前記システムクロックの供給を停止した後、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知に基づいて前記撮像対象物の相対移動に合わせて前記撮像手段に対するシステムクロックの供給を再開する、
   ことを特徴とする撮像システム。
3. 前記制御手段は、前記撮像対象物が前記撮像手段の撮像範囲の中央に前記撮像対象物を到達するまでの時間を予測する、
   ことを特徴とする請求項２記載の撮像システム。
4. 前記撮像対象物は、記録媒体に形成されたカラーパターンであり、
   前記撮像手段が撮像した画像に基づいて前記カラーパターンの測色値を算出する測色演算手段を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の撮像システム。
5. 前記検知手段は、前記撮像対象物の所定の相対位置として、前記撮像対象物が形成される記録媒体の先端を検知する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の撮像システム。
6. 前記制御手段は、前記撮像手段における撮像期間の完了を受信後、即時に、前記撮像手段に対するシステムクロックの供給を停止する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の撮像システム。
7. 前記制御手段は、前記撮像手段における撮像期間の完了を受信後、前記撮像手段における撮像期間ではないアイドル期間に入ってから前記撮像手段に対するシステムクロックの供給を停止する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の撮像システム。
8. 前記制御手段は、前記撮像手段に対するシステムクロックを供給している際に、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知信号を受信する、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像システム。
9. 前記制御手段は、前記撮像手段に対するシステムクロックの供給を停止している際に、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知信号を受信する、
   ことを特徴とする請求項１ないし７の何れか一記載の撮像システム。
10. 請求項１ないし９の何れか一記載の撮像システムと、
    前記撮像システムによる撮像結果に基づいて色調整を行って、画像形成する画像形成手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 撮像対象物に対して相対的に移動し、当該撮像対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段と前記撮像対象物の所定の相対位置を検知する検知手段と、を備える撮像システムにおける撮像方法であって、
    前記撮像手段における撮像期間の完了を受信して前記撮像手段による撮像開始のタイミングを制御するシステムクロックの供給を停止し、前記撮像手段の撮像範囲の中央に前記撮像対象物が到達するまでの時間を予測し、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知に基づいて前記撮像対象物の相対移動に合わせて前記撮像手段に対するシステムクロックの供給を再開する、
    ことを特徴とする撮像方法。
12. 撮像対象物に対して相対的に移動し、当該撮像対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段と前記撮像対象物の所定の相対位置を検知する検知手段と、を備える撮像システムを制御するコンピュータを、
    前記撮像手段における撮像期間の完了を受信して前記撮像手段による撮像開始のタイミングを制御するシステムクロックの供給を停止し、前記撮像手段の撮像範囲の中央に前記撮像対象物が到達するまでの時間を予測し、前記検知手段による前記所定の相対位置の検知に基づいて前記撮像対象物の相対移動に合わせて前記撮像手段に対するシステムクロックの供給を再開する手段として機能させるプログラム。