JP2022049509A - 測色装置、記録装置、測色方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像部のガンマの影響を受けずに、当該撮像部により撮像される画像の測色精度を向上させることができる測色装置、記録装置、測色方法、およびプログラムを提供する。【解決手段】本発明は、撮像部のガンマを取得する取得部と、前記ガンマの逆関数を算出する逆関数算出部と、前記逆関数に基づいて、前記撮像部により測色対象を撮像して得られる画像データの所定領域に対してガンマ補正を行う補正部と、ガンマ補正を行った前記所定領域の輝度値の平均値を算出する平均値算出部と、前記平均値に基づいて、前記所定領域の測色値を算出する測色値算出部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、測色装置、記録装置、測色方法、およびプログラムに関する。

特許文献１には、分光器を用いずにカメラ（撮像部の一例）を用いて撮像画像の測色を行うことにより、安価かつ容易に、当該撮像画像の測色精度を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２には、デジタルカメラ（撮像部の一例）のガンマを補正することにより、デジタルカメラ（撮像部の一例）の入射光量と出力値との関係を線形にして、デジタルカメラにより撮像される撮像画像の測色を高精度に行えるようにする技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、カメラのガンマの影響によって、撮像画像の測色精度が低下する場合がある。また、特許文献２記載の技術は、デジタルカメラに光を入射する光源の光量を段階的に変換させて、デジタルカメラのガンマを求めなければならず、デジタルカメラのガンマの補正に工数がかかる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像部のガンマの影響を受けずに、当該撮像部により撮像される画像の測色精度を向上させることができる測色装置、記録装置、測色方法、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、撮像部のガンマを取得する取得部と、前記ガンマの逆関数を算出する逆関数算出部と、前記逆関数に基づいて、前記撮像部により測色対象を撮像して得られる画像データの所定領域に対してガンマ補正を行う補正部と、ガンマ補正を行った前記所定領域の輝度値の平均値を算出する平均値算出部と、前記平均値に基づいて、前記所定領域の測色値を算出する測色値算出部と、を備える。

本発明によれば、撮像部のガンマの影響を受けずに、当該撮像部により撮像される画像の測色精度を向上させることができる、という効果を奏する。

図１は、本実施の形態に係る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、本実施の形態に係る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、本実施の形態に係る画像形成装置の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、本実施の形態にかかる画像形成装置が備える撮像部の具体例を示す図である。 図４－２は、本実施の形態にかかる画像形成装置が備える撮像部の具体例を示す図である。 図４－３は、本実施の形態にかかる画像形成装置が備える撮像部の具体例を示す図である。 図４－４は、本実施の形態にかかる画像形成装置が備える撮像部の具体例を示す図である。 図５は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する基準チャートの具体例を示す図である。 図６は、本実施の形態にかかる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、本実施の形態にかかる画像形成装置の撮像部により撮像するストライプ画像の一例を示す図である。 図９は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する撮像部に入射されるストライプ画像からの理想的な反射光量の一例を示す図である。 図１０は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する撮像部のガンマの一例を示す図である。 図１１は、従来の撮像部により検出するストライプ画像からの反射光量の一例を示す図である。 図１２は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する撮像部により検出する反射光量の一例を示す図である。 図１３は、本実施の形態にかかる画像形成装置の撮像部によりパッチ画像を撮像して得られる画像データの一例を示す図である。 図１４は、本実施の形態にかかる画像形成装置におけるパッチ画像の測色値の算出処理の流れの一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て、測色装置、記録装置、測色方法、およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。

まず、図１乃至図３を参照しながら、本実施の形態に係る画像形成装置１００（記録装置の一例）の機械的構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る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、本実施の形態に係る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、本実施の形態に係る画像形成装置の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１に示すように、本実施の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、本実施の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。本実施の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。本実施の形態では、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。

本実施の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。

本実施の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にパッチ画像２００（測色対象の一例）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。

本実施の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。

図４－１乃至図４－４は、本実施の形態にかかる画像形成装置が備える撮像部の具体例を示す図である。図４－１は、撮像部４２の縦断面図（図４－２中のＸ１－Ｘ１線断面図）、図４－２は、撮像部４２の内部を透視して示す上面図、図４－３は、筐体の底面部を図４－１中のＸ２方向から見た平面図である。

撮像部４２は、枠体４２２と基板４２３とを組み合わせて構成された筐体４２１を備える。枠体４２２は、筐体４２１の上面となる一端側が開放された有底筒状に形成されている。基板４２３は、枠体４２２の開放端を閉塞して筐体４２１の上面を構成するように、締結部材４２４によって枠体４２２に締結され、枠体４２２と一体化されている。

筐体４２１は、その底面部４２１ａが所定の間隙ｄを介してプラテン板２２上の記録媒体１６と対向するように、キャリッジ５に固定される。記録媒体１６と対向する筐体４２１の底面部４２１ａには、記録媒体１６に形成された被写体（パッチ画像２００）を筐体４２１の内部から撮影可能にするための開口部４２５が設けられている。

筐体４２１の内部には、画像を撮像するセンサユニット４３０、光路長変更部材４６０が設けられている。センサユニット４３０は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどの２次元イメージセンサ４３１と、センサユニット４３０の撮像範囲の光学像を２次元イメージセンサ４３１のセンサ面に結像する結像レンズ４３２とを備える。２次元イメージセンサ４３１は、センサ面が筐体４２１の底面部４２１ａ側に向くように、例えば、基板４２３の内面（部品実装面）に実装されている。結像レンズ４３２は、その光学特性に応じて定められる位置関係を保つように２次元イメージセンサ４３１に対して位置決めされた状態で固定されている。

ここで、上記光路長変更部材４６０について詳述する。撮像部４２は、開口部４２５を閉止する状態で、該開口部４２５を通した記録媒体Ｐと２次元イメージセンサ４３１との光路中に光路長変更部材４６０が配設されており、光路長変更部材４６０は、屈折率ｎ（ｎは、任意の値）の透過部材が用いられている。光路長変更部材４６０は、図４－２に示すように、開口部４２５よりも大きい外形形状を有し、枠体４２２内に配置されている。光路長変更部材４６０の固定位置は、図４－２に示したように枠体４２２の内部の開口部４２５の位置に限るものではなく、開口部４２５と２次元イメージセンサ４３１との光路中であれば、例えば、枠体４２２の撮像面側の位置、枠体４２２の内側であって開口部４２５から離れた位置等であってもよい。なお、屈折率ｎの光路長変更部材４６０を光が通過すると、該光は、光路長変更部材４６０の屈折率ｎに応じて光路長が延びて、画像が浮き上がった状態で２次元イメージセンサ４３１に入射され、この画像の浮上がり量Ｃは、光路長変更部材４６０の長さをＬｐとすると、以下に示す式（１）により求めることができる。

Ｃ＝Ｌｐ（１－１／ｎ）・・・（１）
また、基準チャート４００以外の撮像部４２の焦点面の焦点距離Ｌ、すなわち、光路長変更部材４６０及び開口部４２５を通して撮像される記録媒体１６の表面までの焦点距離Ｌは、次式（２）により求めることができる。

Ｌ＝Ｌｃ＋Ｌｐ（１－１／ｎ）・・・（２）
ここで、Ｌｃは、結像レンズ４３２の撮像対象側の頂部と基準チャート４００との間の距離、ｎは、光路長変更部材４６０の屈折率である。

したがって、例えば、光路長変更部材４６０の屈折率ｎを１．５とした場合、Ｌ＝Ｌｃ＋Ｌｐ（１－１／１．５）＝Ｌｃ＋Ｌｐ（１／３）となり、光路長変更部材４６０の長さＬｐの約１／３だけ光路長を長くすることができる。なお、Ｌｐ＝９［ｍｍ］とすると、Ｌ＝Ｌｃ＋３［ｍｍ］となり、基準チャート４００の結像位置と、記録媒体Ｐの撮像面の焦点位置を一致させることができ、基準チャート４００と記録媒体１６の撮像面を共役関係に設定することができる。

筐体４２１の底面部４２１ａのセンサユニット４３０と対向する内面側には、底面部４２１ａに設けられた開口部４２５と隣り合うようにして、基準チャート４００が形成されたチャート板４１０が配置されている。チャート板４１０は、例えば、基準チャート４００が形成された面とは逆側の面を接着面として、筐体４２１の底面部４２１ａの内面側に接着材などにより接着され、筐体４２１に対して固定された状態で保持されている。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４３０により被写体（パッチ画像２００）とともに撮像されるものである。つまり、センサユニット４３０は、筐体４２１の底面部４２１ａに設けられた開口部４２５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の底面部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。

また、筐体４２１の内部には、センサユニット４３０が被写体（パッチ画像２００）と基準チャート４００とを同時に撮像する際に、これら被写体（パッチ画像２００）および基準チャート４００を照明する照明光源４２６が設けられている。照明光源４２６としては、例えばＬＥＤが用いられる。本実施の形態においては、照明光源４２６として２つのＬＥＤを用いる。照明光源４２６として用いるこれら２つのＬＥＤは、例えば、センサユニット４３０の２次元イメージセンサ４３１とともに、基板４２３の内面に実装される。ただし、照明光源４２６は、被写体（パッチ画像２００）と基準チャート４００とを照明できる位置に配置されていればよく、必ずしも基板４２３に直接実装されていなくてもよい。

また、本実施の形態では、図４－２に示すように、照明光源４２６として用いる２つのＬＥＤを基板４２３側から筐体４２１の底面部４２１ａ側に垂直に見下ろしたときの底面部４２１ａ上の投影位置が、開口部４２５と基準チャート４００との間の領域内となり、且つ、センサユニット４３０を中心として対称となる位置となるように、これら２つのＬＥＤが配置されている。換言すると、照明光源４２６として用いる２つのＬＥＤを結ぶ線がセンサユニット４３０の結像レンズ４３２の中心を通り、且つ、この２つのＬＥＤを結ぶ線に対して線対称となる位置に、筐体４２１の底面部４２１ａに設けられた開口部４２５と基準チャート４００とが配置される。照明光源４２６として用いる２つのＬＥＤをこのように配置することにより、被写体（パッチ画像２００）と基準チャート４００とを、概ね同一の条件にて照明することができる。

ところで、筐体４２１の内部に配置された基準チャート４００と同一の照明条件により筐体４２１の外部の被写体（パッチ画像２００）を照明するには、センサユニット４３０による撮像時に外光が被写体（パッチ画像２００）に当たらないようにして、照明光源４２６からの照明光のみで被写体（パッチ画像２００）を照明する必要がある。被写体（パッチ画像２００）に外光が当たらないようにするには、筐体４２１の底面部４２１ａと記録媒体１６との間の間隙ｄを小さくし、被写体（パッチ画像２００）に向かう外光が筐体４２１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４２１の底面部４２１ａと記録媒体１６との間の間隙ｄを小さくしすぎると、記録媒体１６が筐体４２１の底面部４２１ａに接触してしまい、画像の撮像を適切に行えなくなる虞がある。そこで、筐体４２１の底面部４２１ａと記録媒体１６との間の間隙ｄは、記録媒体１６の平面性を考慮して、記録媒体１６が筐体４２１の底面部４２１ａ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４２１の底面部４２１ａと記録媒体１６との間の間隙ｄを１ｍｍ～２ｍｍ程度に設定すれば、記録媒体１６が筐体４２１の底面部４２１ａに接触することなく、記録媒体１６に形成された被写体（パッチ画像２００）に外光が当たることを有効に防止できる。

なお、照明光源４２６からの照明光を被写体（パッチ画像２００）に適切に照射するには、筐体４２１の底面部４２１ａに設けた開口部４２５の大きさを被写体（パッチ画像２００）よりも大きくし、開口部４２５の端縁で照明光が遮られることで生じる影が被写体（パッチ画像２００）に映り込まないようにすることが望ましい。

また、筐体４２１の底面部４２１ａと記録媒体１６との間の間隙ｄを小さくすれば、センサユニット４３０から被写体（パッチ画像２００）までの光路長と、センサユニット４３０から基準チャート４００までの光路長との差を、センサユニット４３０の被写界深度の範囲内とすることもできる。本実施の形態の撮像部４２は、筐体４２１の外部の被写体（パッチ画像２００）と筐体４２１の内部に設けられた基準チャート４００とをセンサユニット４３０により同時に撮像する構成である。したがって、センサユニット４３０から被写体（パッチ画像２００）までの光路長とセンサユニット４３０から基準チャート４００までの光路長との差がセンサユニット４３０の被写界深度の範囲を超えていると、被写体（パッチ画像２００）と基準チャート４００との双方に焦点の合った画像を撮像することができない。

センサユニット４３０から被写体（パッチ画像２００）までの光路長とセンサユニット４３０から基準チャート４００までの光路長との差は、概ね、筐体４２１の底面部４２１ａの厚みに間隙ｄを加えた値となる。したがって、間隙ｄを十分に小さな値とすれば、センサユニット４３０から被写体（パッチ画像２００）までの光路長とセンサユニット４３０から基準チャート４００までの光路長との差を、センサユニット４３０の被写界深度の範囲内として、被写体（パッチ画像２００）と基準チャート４００との双方に焦点の合った画像を撮像することができる。例えば、間隙ｄを１ｍｍ～２ｍｍ程度に設定すれば、センサユニット４３０から被写体（パッチ画像２００）までの光路長とセンサユニット４３０から基準チャート４００までの光路長との差を、センサユニット４３０の被写界深度の範囲内とすることができる。

なお、センサユニット４３０の被写界深度は、センサユニット４３０の絞り値や結像レンズ４３２の焦点距離、センサユニット４３０と被写体との間の距離などに応じて定まる、センサユニット４３０に固有の特性である。本実施の形態の撮像部４２においては、筐体４２１の底面部４２１ａと記録媒体１６との間の間隙ｄを例えば１ｍｍ～２ｍｍ程度の十分に小さな値としたときに、センサユニット４３０から被写体（パッチ画像２００）までの光路長と、センサユニット４３０から基準チャート４００までの光路長との差が被写界深度の範囲内となるように、センサユニット４３０が設計されている。

ところで、上述した撮像部４２の照明系の他の構成例として、図４－４に示すような構成例としてもよい。すなわち、図４－４に示すように、照明光源４２６を結像レンズ４３２の周囲に４つ配置する。

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、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する基準チャート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、３次色のパッチを配列したパッチ列４０３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）４０４と、を含む。

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４０４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。

次に、図６を参照しながら、本実施の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、本実施の形態にかかる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。

本実施の形態にかかる画像形成装置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４３０で同時に撮像し、パッチ画像２００および基準チャート４００を含む画像データを測色制御部５０に出力する。

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４３０の動作モードを設定する信号や、シャッタスピード、ＡＧＣのゲインなどの撮像条件を設定する信号を含む。これら設定信号は、測色制御部５０が上位ＣＰＵ１０７から取得して、撮像部４２に供給する。また、タイミング信号は、センサユニット４３０による撮像のタイミングを制御する信号であり、光源駆動信号は、センサユニット４３０の撮像範囲を照明する照明光源４２６の駆動を制御する信号である。これらタイミング信号および光源駆動信号は、測色制御部５０が生成して、撮像部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。

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４３０と照明光源４２６とに加え、さらに、画像処理部４５と、インターフェース部４６と、を備える。

画像処理部４５は、センサユニット４３０により撮像した画像データを処理するものであり、ＡＤ変換部４５１、シェーディング補正部４５２、ホワイトバランス補正部４５３、γ補正部４５４、および画像フォーマット変換部４５５を備える。

ＡＤ変換部４５１は、センサユニット４３０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４３０の撮像範囲に対する照明光源４２６からの照明の照度ムラに起因する画像データの誤差を補正する。

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４３０の感度のリニアリティを補償するように画像データを補正する。

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、記憶部５６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。記憶部５６は、基準チャート４００を構成する複数の色を、それぞれデバイスに依存しない所定の色空間の測色値として記憶する。

演算部５３は、測色値算出部５３１と、位置ずれ量算出部５３２と、ドット径算出部５３３と、ＲＧＢ値検索部５３４と、線形変換マトリックス算出部５３５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４３０が、測色対象のパッチ画像２００と基準チャート４００とを同時に撮像したときに、この撮像によって得られるパッチ画像２００および基準チャート４００の画像データとに基づいて、パッチ画像２００の測色値を算出する。測色値算出部５３１が算出したパッチ画像２００の測色値は、上位ＣＰＵ１０７へと送られる。また、測色値算出部５３１は、線形変換マトリックスを基に、被写体のＲＧＢ値を、前記所定の色空間の被写体のＲＧＢ値に対応する測色値に変換する。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４３０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４３０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。

ＲＧＢ値検索部５３４は、ＲＧＢ色空間上において被写体のＲＧＢ値を内包する多面体の頂点を構成する基準チャート４００の少なくとも４点のＲＧＢ値を検索する。

線形変換マトリックス算出部５３５は、基準チャート４００の４点のＲＧＢ値を、この４点のＲＧＢ値に対応する記憶部５６に記憶された測色値に変換する線形変換マトリックスを算出する。また、基準チャート４００は、黒単色のグレースケールを含み、線形変換マトリックス算出部５３５は、撮像部４２で撮像して取得した実際のグレースケールのＲＧＢ値が理想のグレースケールのＲＧＢ値となるように、基準チャート４００のＲＧＢ値を補正する。

タイミング信号発生部５４は、撮像部４２のセンサユニット４３０による撮像のタイミングを制御するタイミング信号を発生して、撮像部４２に供給する。

光源駆動制御部５５は、撮像部４２の照明光源４２６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。

次に、図８～１３を用いて、測色装置を用いたパッチ画像２００の測色値の算出方法の一例について説明する。図８は、本実施の形態にかかる画像形成装置の撮像部により撮像するストライプ画像の一例を示す図である。図９は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する撮像部に入射されるストライプ画像からの理想的な反射光量の一例を示す図である。図８および図９において、縦軸は、ストライプ画像の縦方向の位置を表し、横軸は、ストライプ画像の横方向の位置を表す。図１０は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する撮像部のガンマの一例を示す図である。図１０において、横軸は、被写体から撮像部４２に入射される入射光量（受光光量、反射光量、入力値）を表し、縦軸は、撮像部４２により撮像される画像データの出力値を表す。また、図１０の横軸が表す入射光量は、０～１で正規化している。

撮像部４２によって、図８に示すストライプ画像を撮像した場合、撮像部４２のレンズのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）によって、撮像部４２に入射されるストライプ画像からの反射光量は、図９に示すように、理想的には、ストライプ画像のエッジがぼけた、平均が０．５の正弦波となる。しかしながら、撮像部４２のガンマ（センサガンマ）は、図１０に示す理想値のように、理想的には、入力値に対して出力値が線形に変化することが好ましいが、実際には、図１０に示すセンサ読取値のように、入力値と出力値との関係は非線形に変化するガンマ特性となる。

図１１は、従来の撮像部により検出するストライプ画像からの反射光量の一例を示す図である。図１２は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する撮像部により検出する反射光量の一例を示す図である。図１１および図１２において、縦軸は、ストライプ画像の縦方向の位置を表し、横軸は、ストライプ画像の横方向の位置を表す。

従来の撮像部は、上述したように、そのガンマ特性が非線形に変化する。そのため、従来の撮像部によって図８に示すストライプ画像を撮像した場合、当該従来の撮像部によって検出する反射光量は、図１１に示すように、その平均が、本来の値（例えば、０．５）とならず、当該本来の値とは異なる値（例えば、０．６１８）となる。そのため、従来の撮像部により撮像される画像データ（ムラのある画像）の予め設定された面積の輝度値の平均値を求め、当該平均値に基づいて測色値を算出すると、その測色値が実際の色からずれてしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態では、画像形成装置１００は、撮像部４２のガンマの逆関数（図１０に示すガンマの逆関数）に基づいて、撮像部４２によりパッチ画像２００を撮像して得られる画像データの所定領域に対してガンマ補正を行い、ガンマ補正を行った所定領域の輝度値の平均値を算出し、平均値に基づいて、所定領域の測色値を算出する。これにより、図１２に示すように、撮像部４２によって検出する反射光量の平均値を本来の値（例えば、０．５）に近い値（例えば、０．５２）とすることができる。その結果、撮像部４２により撮像される画像データの所定領域の輝度値の平均値を求め、当該平均値に基づいて測色値を算出した場合に、その測色値が実際の色からずれる可能性を低減できる。

具体的には、撮像部４２は、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の基準チャート４００と、をセンサユニット４３０によって同時に撮像する。そして、撮像部４２は、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γ補正部４５４に出力する。

γ補正部４５４（取得部の一例）は、撮像部４２のガンマを取得する。本実施の形態では、γ補正部４５４は、撮像部４２によって基準チャート４００（基準色票の一例）を撮像して得られる画像データに基づいて、撮像部４２のガンマを取得する。これにより、リアルタイムでガンマ補正を行うことができるので、環境によるガンマの変動や撮像部４２の部品の劣化の影響を受けずに、撮像部４２のガンマを補正することができる。

その際、γ補正部４５４は、撮像部４２によってグレースケールの色票の一例であるパッチ列４０４（図５参照）を撮像して得られる画像データに基づいて、撮像部４２のガンマを補正することも可能である。これにより、撮像部４２により基準チャート４００を撮像して得られる画像データにＲＧＢの３色の成分を含めることができるので、撮像部４２の３色のガンマを取得することができる。また、本実施の形態では、γ補正部４５４は、撮像部４２により撮像される１フレームの画像データに基づいて、撮像部４２のガンマを取得しても良い。これにより、短時間で撮像部４２のガンマを取得することができる。

次いで、γ補正部４５４（逆関数算出部の一例）は、取得したガンマの逆関数を算出する。本実施の形態では、γ補正部４５４は、図１０に示すように、撮像部４２のガンマの理想値および撮像部４２の実際のガンマ（センサ読取値）に基づいて、撮像部４２のガンマの逆関数を算出する。また、本実施の形態では、γ補正部４５４は、撮像部４２のガンマに対して補完処理を行い、補完処理を行ったガンマの逆関数を算出する。これにより、撮像部４２のガンマを取得するための基準チャート４００のパッチの数を減らすことができる。

そして、γ補正部４５４（補正部の一例）は、撮像部４２のガンマの逆関数に基づいて、撮像部４２によりパッチ画像２００を撮像して得られる画像データの所定領域に対してガンマ補正を行う。ここで、所定領域は、パッチ画像２００における予め設定される領域であるこれにより、撮像部４２のガンマの影響を軽減した所定領域の画像データを取得することができるので、パッチ画像２００の測色値の算出精度を向上させることができる。その後、γ補正部４５４は、ガンマ補正を行った所定領域の画像データを測色制御部５０に出力する。

図１３は、本実施の形態にかかる画像形成装置の撮像部によりパッチ画像を撮像して得られる画像データの一例を示す図である。本実施の形態では、γ補正部４５４は、図１３に示すように、パッチ画像２００の画像データの予め設定されている面積の領域である所定領域１３０１に対してガンマ補正を行う。

測色制御部５０の測色値算出部５３１（平均値算出部の一例）は、撮像部４２のセンサユニット４３０によってパッチ画像２００および基準チャート４００を同時に撮像した場合に、γ補正部４５４によりガンマ補正を行った所定領域の輝度値の平均値を算出する。そして、測色値算出部５３１（測色値算出部の一例）は、所定領域の輝度値の平均値に基づいて、所定領域の測色値を算出する。これにより、撮像部４２のガンマの影響を軽減した所定領域の画像データを取得することができるので、パッチ画像２００の測色値の算出精度を向上させることができる。すなわち、撮像部４２のガンマの影響を受けずに、当該撮像部４２により撮像される画像の測色精度を向上させることができる。

次に、図１４を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１００におけるパッチ画像２００の測色値の算出処理の流れの一例を説明する。図１４は、本実施の形態にかかる画像形成装置におけるパッチ画像の測色値の算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。

撮像部４２は、記録媒体１６に形成されたパッチ画像２００の測色時に、測色対象の一例であるパッチ画像２００と筐体４２１の内部に配置されたチャート板４１０の基準チャート４００とをセンサユニット４３０によって同時に撮像する（ステップＳ１４０１）。

γ補正部４５４は、撮像部４２により基準チャート４００を撮像して得られる画像データに基づいて、撮像部４２のガンマを取得する（ステップＳ１４０２）。次に、γ補正部４５４は、取得したガンマの逆関数を算出する。さらに、γ補正部４５４は、算出したガンマの逆関数に基づいて、撮像部４２によりパッチ画像２００を撮像して得られる画像データの所定領域に対してガンマ補正を行う（ステップＳ１４０３）。そして、γ補正部４５４は、γ補正を行った所定領域の画像データを測色制御部５０に出力する。

測色制御部５０の測色値算出部５３１は、γ補正部４５４によりガンマ補正を行った所定領域の輝度値の平均値を算出し、所定領域の輝度値の平均値に基づいて、所定領域の測色値を算出する。

このように、本実施の形態にかかる画像形成装置１００によれば、撮像部４２のガンマの影響を軽減した所定領域の画像データを取得することができるので、パッチ画像２００の測色値の算出精度を向上させることができる。すなわち、撮像部４２のガンマの影響を受けずに、当該撮像部４２により撮像される画像の測色精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態の画像形成装置１００で実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）等に予め組み込まれて提供される。本実施の形態の画像形成装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又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 Disk）等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するように構成してもよい。

さらに、本実施の形態の画像形成装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等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良い。また、本実施の形態の画像形成装置１００で実行されるプログラムをインターネット等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良い。

本実施の形態の画像形成装置１００で実行されるプログラムは、上述した各部（画像処理部４５、演算部５３）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはプロセッサの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、画像処理部４５および演算部５３が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置１００を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

４２ 撮像部
４５ 画像処理部
５０ 測色制御部
５３ 演算部
４３０ センサユニット
４５４ γ補正部
５３１ 測色値算出部

特開２０１２－２０９９３９号公報 特開２０１４－１１６７８４号公報

Claims (8)

1. 撮像部のガンマを取得する取得部と、
   前記ガンマの逆関数を算出する逆関数算出部と、
   前記逆関数に基づいて、前記撮像部により測色対象を撮像して得られる画像データの所定領域に対してガンマ補正を行う補正部と、
   ガンマ補正を行った前記所定領域の輝度値の平均値を算出する平均値算出部と、
   前記平均値に基づいて、前記所定領域の測色値を算出する測色値算出部と、
   を備える測色装置。
2. 前記取得部は、前記撮像部により基準色票を撮像して得られる画像データに基づいて、前記ガンマを取得する、請求項１に記載の測色装置。
3. 前記逆関数算出部は、前記ガンマに対して補完処理を行い、補完処理を行った前記ガンマの前記逆関数を算出する、請求項１または２に記載の測色装置。
4. 前記取得部は、前記撮像部により撮像される１フレームの画像データに基づいて、前記ガンマを取得する、請求項１から３のいずれか一に記載の測色装置。
5. 前記基準色票は、グレースケールの色票である、請求項２に記載の測色装置。
6. 請求項１から５のいずれか一に記載の測色装置を有する記録装置。
7. 測色装置で実行される測色方法であって、
   撮像部のガンマを取得する工程と、
   前記ガンマの逆関数を算出する工程と、
   前記逆関数に基づいて、前記撮像部により測色対象を撮像して得られる画像データの所定領域に対してガンマ補正を行う工程と、
   ガンマ補正を行った前記所定領域の輝度値の平均値を算出する工程と、
   前記平均値に基づいて、前記所定領域の測色値を算出する工程と、
   を含む測色方法。
8. コンピュータを、
   撮像部のガンマを取得する取得部と、
   前記ガンマの逆関数を算出する逆関数算出部と、
   前記逆関数に基づいて、前記撮像部により測色対象を撮像して得られる画像データの所定領域に対してガンマ補正を行う補正部と、
   ガンマ補正を行った前記所定領域の輝度値の平均値を算出する平均値算出部と、
   前記平均値に基づいて、前記所定領域の測色値を算出する測色値算出部と、
   として機能させるためのプログラム。

Images