JP6236799B2 - 測色装置、画像形成装置、測色方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、測色装置、画像形成装置、測色方法およびプログラムに関する。

プリンタなどの画像形成装置では、機器固有の特性による出力のばらつきを抑制して入力に対する出力の再現性を高めるために、カラーマネジメントと呼ばれる処理が行われる。カラーマネジメントは、機器固有の特性を記述したデバイスプロファイル（ＩＣＣ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、出力画像の再現性を高める。デバイスプロファイルを生成、あるいは修正する際には、実際に画像形成装置により、記録媒体に多数の基準色の色票（パッチ）を並べたテストパターンを形成し、このテストパターンに含まれる各パッチに対する測色を行う。

パッチの測色を行う測色装置としては、分光測色器が広く用いられている。分光測色器は、波長ごとの分光反射率が得られるため高精度の測色を行うことができる。しかし、分光測色器は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。

高精度の測色を安価に実現する方法の一例として、撮像装置により測色対象を被写体として撮像し、撮像により得られる被写体のＲＧＢ値を標準色空間における表色値に変換することが挙げられる。例えば、特許文献１には、２次元イメージセンサを用いて、測色対象のパッチと、予め表色値が判明している複数のパッチを含む基準チャートとを同時に撮像し、撮像により得られる測色対象のパッチのＲＧＢ値と基準チャートに含まれるパッチのＲＧＢ値とに基づいて、測色対象のパッチの測色値を算出する技術が記載されている。

特許文献１に記載の技術では、２次元イメージセンサは、記録ヘッドが搭載されたキャリッジに取り付けられている。そして、パッチの測色を行う際には、２次元イメージセンサがパッチと対向する位置にてキャリッジを停止させ、２次元イメージセンサによりパッチを撮像して、得られた画像データに基づいてパッチの測色値を算出している。このため、テストパターンに含まれる多数のパッチを測色するには、パッチごとにキャリッジの移動と停止が繰り返され、測色に時間がかかるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パッチの測色を短時間で行うことができる測色装置、画像形成装置、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、パッチが形成された記録媒体上を移動しながら撮像を行って複数フレームの画像データを出力する２次元イメージセンサと、前記２次元イメージセンサから出力される複数フレームの画像データのうち、記憶した前記記録媒体のＲＧＢ値に近い画素値を所定数以上持つ画像データを除外し、前記パッチを撮像した画像データを選択する選択部と、前記選択部により選択された画像データに基づき、前記パッチの測色値を算出する演算部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、パッチの測色を短時間で行うことができるという効果を奏する。

図１は、画像形成装置の内部を透視して示す斜視図である。 図２は、画像形成装置の内部の機械的構成を示す上面図である。 図３は、キャリッジに搭載される記録ヘッドの配置例を説明する図である。 図４−１は、測色カメラの縦断面図（図４−２中のＸ１−Ｘ１線断面図）である。 図４−２は、測色カメラの内部を透視して示す上面図である。 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。 図５は、基準チャートの具体例を示す図である。 図６は、画像形成装置の制御機構の概略構成を示すブロック図である。 図７は、測色カメラの制御機構の一構成例を示すブロック図である。 図８は、２次元イメージセンサの動作を説明するタイミングチャートである。 図９は、選択部が選択する画像データを説明する説明図である。 図１０は、パッチ内の広い領域の画像データを測色に用いることで、網点印刷で形成されたパッチのドット数が増加することを説明する説明図である。 図１１は、パッチ内の広い領域の画像データを測色に用いることで、パッチ内で局所的に色味が変化している異常部分の影響が緩和されることを説明する説明図である。 図１２は、平均化処理部による処理を説明する説明図である。 図１３は、記録媒体に形成されたテストパターンの一例を示す図である。 図１４は、基準測色値および基準ＲＧＢ値を取得する処理と基準値線形変換マトリックスを生成する処理を説明する図である。 図１５は、初期基準ＲＧＢ値の一例を示す図である。 図１６は、測色処理の概要を説明する図である。 図１７は、基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを生成する処理を説明する図である。 図１８は、初期基準ＲＧＢ値と測色時基準ＲＧＢ値との関係を示す図である。 図１９は、基本測色処理を説明する図である。 図２０は、基本測色処理を説明する図である。 図２１は、測色システムの概略構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る測色装置、画像形成装置、測色方法およびプログラムの実施形態を詳細に説明する。

＜画像形成装置の機械的構成＞
まず、図１乃至図３を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１００の機械的構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の内部を透視して示す斜視図、図２は、本実施形態に係る画像形成装置１００の内部の機械的構成を示す上面図、図３は、キャリッジ５に搭載される記録ヘッド６の配置例を説明する図である。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、主走査方向（図中矢印Ａ方向）に往復移動して、副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に間欠的に搬送される記録媒体Ｐに対して画像を形成するキャリッジ（支持体）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Ｐ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１３がエンコーダシート１４のマークを検知して得られるエンコーダ値に基づいて制御される。

また、本実施形態に係る画像形成装置１００は、記録ヘッド６の信頼性を維持するための維持機構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Ｐ上にインクを吐出する際に、記録媒体Ｐを支持するためのものである。本実施形態に係る画像形成装置１００は、キャリッジ５の主走査方向の移動距離が長い広幅機である。このため、プラテン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Ｐ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。本実施形態では、キャリッジ５の１回の走査で記録媒体Ｐに形成できる画像の幅を多く確保するため、図３に示すように、キャリッジ５に、上流側の記録ヘッド６と下流側の記録ヘッド６とを搭載している。また、ブラックのインクを吐出する記録ヘッド６ｋは、カラーのインクを吐出する記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃの２倍の数だけキャリッジ５に搭載している。また、記録ヘッド６ｙ，６ｍは左右に分離して配置されている。これは、キャリッジ５の往復動作で色の重ね順を合わせ、往路と復路とで色が変わらないようにするためである。なお、図３に示す記録ヘッド６の配列は一例であり、図３に示す配列に限定されるものではない。

本実施形態に係る画像形成装置１００を構成する上記の各構成要素は、外装体１の内部に配置されている。外装体１にはカバー部材２が開閉可能に設けられている。画像形成装置１００のメンテナンス時やジャム発生時には、カバー部材２を開けることにより、外装体１の内部に設けられた各構成要素に対して作業を行うことができる。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、記録媒体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Ｐ上にインクを吐出して、記録媒体Ｐに画像を形成する。

特に、画像形成装置１００の色調整を行う調整時などにおいては、キャリッジ５に搭載された記録ヘッド６のノズル列から実際にプラテン１６上の記録媒体Ｐ上にインクを吐出して、多数のパッチ２００が並ぶテストパターンを形成する。そして、このテストパターンに含まれる各パッチ２００に対する測色を行う。テストパターンに含まれる各パッチ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２００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。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、記録媒体Ｐに形成したテストパターンに含まれる各パッチ２００に対する測色を行うための測色カメラ（測色装置）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、キャリッジ５の移動に伴ってテストパターンが形成された記録媒体Ｐ上を移動しながら画像の撮像を行い、撮像によって得られる画像データ（動画を構成する複数フレームの画像データ）のうち、パッチ２００を撮像した画像データに基づいて、パッチ２００の測色値を算出する。

＜測色カメラの機械的構成の具体例＞
図４−１乃至図４−３は、測色カメラ２０の機械的構成の一例を示す図であり、図４−１は、測色カメラ２０の縦断面図（図４−２中のＸ１−Ｘ１線断面図）、図４−２は、測色カメラ２０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。

測色カメラ２０は、枠体２１と基板２２とを組み合わせて構成された筐体２３を備える。枠体２１は、筐体２３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２２は、枠体２１の開放端を閉塞して筐体２３の上面を構成するように、締結部材２４によって枠体２１に締結され、枠体２１と一体化されている。

筐体２３は、その底面部２３ａが所定の間隙ｄを介してプラテン１６上の記録媒体Ｐと対向するように、キャリッジ５に固定される。記録媒体Ｐと対向する筐体２３の底面部２３ａには、記録媒体Ｐに形成されたパッチ２００を筐体２３の内部から撮影可能にするための開口部２５が設けられている。開口部２５の大きさは、パッチ２００のサイズよりも小さくされている。

筐体２３の内部には、画像を撮像するセンサ部２６が設けられている。センサ部２６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２７と、センサ部２６の撮像範囲の光学像を２次元イメージセンサ２７のセンサ面に結像する結像レンズ２８とを備える。２次元イメージセンサ２７は、センサ面が筐体２３の底面部２３ａ側に向くように、例えば、基板２２の内面（部品実装面）に実装されている。結像レンズ２８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２７に対して位置決めされた状態で固定されている。

筐体２３の底面部２３ａのセンサ部２６と対向する内面側には、底面部２３ａに設けられた開口部２５と隣り合うようにして、基準チャート４００が配置されている。基準チャート４００は、例えば、測色対象のパッチ２００の比較対象として、センサ部２６によりパッチ２００とともに撮像されるものである。つまり、センサ部２６は、筐体２３の底面部２３ａに設けられた開口部２５を介して筐体２３の外部のパッチ２００を撮像すると同時に、筐体２３の底面部２３ａの内面側に配置された基準チャート４００を撮像する。なお、ここでの同時に撮像とは、パッチ２００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フレーム内にパッチ２００と基準チャート４００とを含む画像データを取得すれば、パッチ２００と基準チャート４００とを同時に撮像したことになる。

また、筐体２３の内部には、センサ部２６がパッチ２００と基準チャート４００とを同時に撮像する際に、これらパッチ２００および基準チャート４００を照明する照明光源２９が設けられている。照明光源２９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、照明光源２９として２つのＬＥＤを用いる。照明光源２９として用いるこれら２つのＬＥＤは、例えば、センサ部２６の２次元イメージセンサ２７とともに、基板２２の内面に実装される。ただし、照明光源２９は、パッチ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２２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２９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２９として用いるようにしてもよい。有機ＥＬを照明光源２９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、本実施形態では、図４−２に示すように、照明光源２９として用いる２つのＬＥＤを基板２２側から筐体２３の底面部２３ａ側に垂直に見下ろしたときの底面部２３ａ上の投影位置が、開口部２５と基準チャート４００との間の領域内となり、且つ、センサ部２６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２９として用いる２つのＬＥＤを結ぶ線がセンサ部２６の結像レンズ２８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２３の底面部２３ａに設けられた開口部２５と基準チャート４００とが配置される。照明光源２９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、パッチ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２３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２３の外部のパッチ２００を照明するには、撮像時に外光がパッチ２００に当たらないようにして、照明光源２９からの照明光のみでパッチ２００を照明する必要がある。パッチ２００に外光が当たらないようにするには、筐体２３の底面部２３ａと記録媒体Ｐとの間の間隙ｄを小さくし、パッチ２００に向かう外光が筐体２３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２３の底面部２３ａと記録媒体Ｐとの間の間隙ｄを小さくしすぎると、記録媒体Ｐが筐体２３の底面部２３ａ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２３の底面部２３ａと記録媒体Ｐとの間の間隙ｄは、記録媒体Ｐの平面性を考慮して、記録媒体Ｐが筐体２３の底面部２３ａ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、間隙ｄを１ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定すれば、記録媒体Ｐが筐体２３の底面部２３ａに接触することなく、記録媒体Ｐに形成されたパッチ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２９からの照明光をパッチ２００に適切に照射するには、筐体２３の底面部２３ａに設けた開口部２５の大きさをパッチ２００よりも大きくし、開口部２５の端縁で照明光が遮られることで生じる影がパッチ２００に映り込まないようにすることが望ましい。

また、筐体２３の底面部２３ａと記録媒体Ｐとの間の間隙ｄを小さくすれば、センサ部２６からパッチ２００までの光路長と、センサ部２６から基準チャート４００までの光路長との差を、センサ部２６の被写界深度の範囲内とすることもできる。本実施形態の測色カメラ２０は、筐体２３の外部のパッチ２００と筐体２３の内部に設けられた基準チャート４００とをセンサ部２６により同時に撮像する構成である。したがって、センサ部２６からパッチ２００までの光路長とセンサ部２６から基準チャート４００までの光路長との差がセンサ部２６の被写界深度の範囲を超えていると、パッチ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。

センサ部２６からパッチ２００までの光路長とセンサ部２６から基準チャート４００までの光路長との差は、概ね、筐体２３の底面部２３ａ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、センサ部２６からパッチ２００までの光路長とセンサ部２６から基準チャート４００までの光路長との差を、センサ部２６の被写界深度の範囲内として、パッチ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、センサ部２６からパッチ２００までの光路長とセンサ部２６から基準チャート４００までの光路長との差を、センサ部２６の被写界深度の範囲内とすることができる。

なお、センサ部２６の被写界深度は、センサ部２６の絞り値や結像レンズ２８の焦点距離、センサ部２６と被写体との間の距離などに応じて定まる、センサ部２６に固有の特性である。本実施形態の測色カメラ２０においては、筐体２３の底面部２３ａと記録媒体Ｐ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、センサ部２６からパッチ２００までの光路長と、センサ部２６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、センサ部２６が設計されている。

＜基準チャートの具体例＞
次に、図５を参照しながら、測色カメラ２０の筐体２３の内部に配置される基準チャート４００について詳細に説明する。図５は、基準チャート４００の具体例を示す図である。

図５に示す基準チャート４００は、測色用のパッチを配列した複数の基準パッチ列４０１〜４０４、ドット径計測用パターン列４０６、距離計測用ライン４０５およびチャート位置特定用マーカ４０７を有する。

基準パッチ列４０１〜４０４は、ＹＭＣＫの１次色のパッチを階調順に配列した基準パッチ列４０１と、ＲＧＢの２次色のパッチを階調順に配列した基準パッチ列４０２と、グレースケールのパッチを階調順に配列した基準パッチ列（無彩色の階調パターン）４０３と、３次色のパッチを配列した基準パッチ列４０４と、を含む。ドット径計測用パターン列４０６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Ｐに記録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４０５は、複数の基準パッチ列４０１〜４０４やドット径計測用パターン列４０６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４０７は、距離計測用ライン４０５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として機能する。測色カメラ２０の撮像により得られる基準チャート４００の画像データから、距離計測用ライン４０５とその四隅のチャート位置特定用マーカ４０７を特定することで、基準チャート４００の位置及び各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４０１〜４０４を構成する各パッチは、測色カメラ２０が撮像を行う際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４００に配置されている測色用の基準パッチ列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てもよいし、また、ＹＭＣＫの１次色の基準パッチ列４０１や、グレースケールの基準パッチ列４０３は、画像形成装置１００に使用されるインクの測色値のパッチで構成されていてもよい。また、ＲＧＢの２次色の基準パッチ列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４０１〜４０４を有する基準チャート４００を用いているが、基準チャート４００は、必ずしもこのような基準パッチ列４０１〜４０４を有する形態でなくてもよい。基準チャート４００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４００は、測色カメラ２０の筐体２３の底面部２３ａに、開口部２５と隣り合うように配置されているため、センサ部２６によってパッチ２００と同時に撮像することができる。

なお、以上説明した測色カメラ２０の機械的構成はあくまで一例であり、この構成に限られるものではない。本実施形態の測色カメラ２０は、少なくとも２次元イメージセンサ２７を用いて画像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。

＜画像形成装置の制御機構の概略構成＞
次に、図６を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１００の制御機構の概略構成について説明する。図６は、画像形成装置１００の制御機構の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、図６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、およびモータ制御部１１５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値などのセンサ信号に対する処理を行う。

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Ｐの副走査方向への移動を制御する。

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り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。

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Ｐにインクを吐出し、画像の形成を行う。

測色カメラ２０は、上述したように、記録媒体Ｐに形成されたテストパターンに含まれる各パッチ２００の測色を行う際に、記録媒体Ｐ上を移動しながら画像の撮像を行う。そして、測色カメラ２０は、撮像により得られた複数フレームの画像データのうち、パッチ２００を撮像した画像データを選択し、選択した画像データに基づいて、パッチ２００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（以下、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊をＬａｂと表記する。））を算出する。測色カメラ２０が算出したパッチ２００の測色値は、制御用ＦＰＧＡ１１０を介してＣＰＵ１０１に送られる。

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値を制御用ＦＰＧＡ１１０に出力する。このエンコーダ値は制御用ＦＰＧＡ１１０からＣＰＵ１０１へと送られて、例えば、キャリッジ５の位置や速度を計算するために用いられる。ＣＰＵ１０１は、このエンコーダ値から計算したキャリッジ５の位置や速度に基づき、主走査モータ８を制御するための制御指令を生成して出力する。

＜測色カメラの制御機構の構成＞
次に、図７を参照しながら、測色カメラ２０の制御機構について具体的に説明する。図７は、測色カメラ２０の制御機構の一構成例を示すブロック図である。

測色カメラ２０は、図７に示すように、２次元イメージセンサ２７、インターフェース部３０、選択部３１、フレームメモリ３２、平均化処理部３３、測色値演算部３４、不揮発性メモリ３５、タイミング信号発生部３６、光源駆動制御部３７、および照明光源２９を備える。これらの各部は、例えば、測色カメラ２０の筐体２３の上面部を構成する基板２２に実装されている。

２次元イメージセンサ２７は、結像レンズ２８を介して入射した撮像範囲からの光を電気信号に変換し、撮像範囲の画像データを出力する。特に本実施形態の測色カメラ２０では、記録媒体Ｐに形成されたテストパターンに含まれる各パッチ２００の測色を行う場合に、２次元イメージセンサ２７が、キャリッジ５の移動に伴って記録媒体Ｐ上を主走査方向に移動しながら撮像を行い、動画を構成する複数フレームの画像データを出力する。

図８は、２次元イメージセンサ２７の動作を説明するタイミングチャートである。図８に示すように、２次元イメージセンサ２７は、キャリッジ５の移動開始とともに撮像を開始し、ＣＰＵ１０１により設定されたシャッタスピード（電子シャッタの本数）に応じて露光を行って画像データを出力する。２次元イメージセンサ２７は、キャリッジ５が主走査方向に移動している間、上記の処理を繰り返し、動画を構成する複数フレームの画像データを出力する。したがって、２次元イメージセンサ２７が出力する画像データには、テストパターンに含まれるパッチ２００を撮像した画像データのほか、主走査方向に並ぶパッチ２００間の隙間の領域を撮像した画像データも含まれる。

２次元イメージセンサ２７は、露光により得られた画像データに対して、ＡＤ変換、シェーディング補正、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う画像処理部２７ａを内蔵している。２次元イメージセンサ２７は、この画像処理部２７ａにおいて各種の画像処理が行われた画像データを出力する。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２次元イメージセンサ２７の外部で行うようにしてもよい。

インターフェース部３０は、２次元イメージセンサ２７から画像データを出力し、また、ＣＰＵ１０１から制御用ＦＰＧＡ１１０を介して送られた各種設定信号やタイミング信号発生部３６が生成したタイミング信号を２次元イメージセンサ２７に入力するためのインターフェースである。各種設定信号は、２次元イメージセンサ２７の動作モードを設定する信号や、上述したシャッタスピード、ＡＧＣのゲインなどの撮像条件を設定する信号を含む。

選択部３１は、２次元イメージセンサ２７から出力された複数フレームの画像データのうち、パッチ２００を撮像した画像データを選択する。

２次元イメージセンサ２７は、上述したように、テストパターンが形成された記録媒体Ｐ上を主走査方向に移動しながら画像を動画として撮像するため、２次元イメージセンサ２７から出力される複数フレームの画像データには、パッチ２００間の隙間の領域を撮像した画像データも含まれる。そこで、選択部３１が、２次元イメージセンサ２７から出力される複数フレームの画像データのうち、パッチ２００を撮像した画像データを、パッチ２００の測色に使用する画像データとして選択する。選択部３１により選択された画像データはフレームメモリ３２に保存され、それ以外の画像データは破棄される。

図９は、選択部３１が選択する画像データを説明する説明図である。図９では、主走査方向（図の横方向）に移動する２次元イメージセンサ２７が、パッチ２００上を通過する際に出力する７フレームの画像データｉ１〜ｉ７を示している。画像データｉ１〜ｉ７は、それぞれ、２次元イメージセンサ２７のセンサ面の中心が、図中のｐ１〜ｐ７の位置にあるときに出力が開始される画像データである。なお、ここでは、キャリッジ５の移動速度（つまり２次元イメージセンサ２７が主走査方向に移動する速度）が５０ｍｍ／ｓｅｃ、パッチ２００の大きさが７×７ｍｍであり、２次元イメージセンサ２７は３０ｆ／ｓｅｃ（１秒間に３０フレーム）の画像を撮像するものとしている。

２次元イメージセンサ２７から出力される７フレームの画像データｉ１〜ｉ７のうち、画像データｉ１，ｉ７は、主走査方向に並ぶパッチ２００間の隙間の領域を撮像した画像データである。また、画像データｉ２，ｉ６は、パッチ２００のエッジ部分を撮像した画像データである。これらの画像データｉ１，ｉ２，ｉ６，ｉ７は、パッチ２００の測色値を算出するために利用することができない。そこで、選択部３１が、これらの画像データｉ１，ｉ２，ｉ６，ｉ７を除いた残りの画像データｉ３〜ｉ５を、パッチ２００の測色に使用する画像データとして選択して、画像データｉ３〜ｉ５をフレームメモリ３２に格納する。この選択部３１による画像データの選択は、例えば、記録媒体Ｐの下地の色のＲＧＢ値を記憶しておき、このＲＧＢ値に近い画素値を多く持つ画像データを除外する、あるいは、画像データに対して既知のエッジ検出処理を行って、エッジが検出された画像データを除外するといった処理により実現することができる。

なお、以上の説明では、選択部３１が、パッチ２００の測色に使用する画像データとして複数フレームの画像データを選択するようにしているが、選択部３１は、パッチ２００を撮像した１フレームの画像データを、パッチ２００の測色に使用する画像データとして選択するように構成してもよい。また、選択部３１が１フレームの画像データを選択する場合は、ＡＧＣのゲインを低くしてシャッタスピードを長くし、長時間露光によりパッチ２００を撮像した１フレームの画像データが得られるようにしてもよい。

パッチ２００の測色に複数フレームの画像データを用いる場合も、長時間露光によりパッチ２００を撮像した１フレームの画像データを用いる場合も、２次元イメージセンサ２７を停止させた状態でパッチ２００を撮像した画像データを用いる場合と比較して、パッチ２００内の広い領域の画像データを測色に用いることを意味する。これは、測色に用いる画像データにおいて、網点印刷で形成されたパッチ２００のドット数が増加し、また、後段の平均化処理部３３で平均化される画素データの数が増加することにつながり、結果的に、測色の精度を高める効果がある。また、本実施形態では、２次元イメージセンサ２７が移動しながら画像を撮像するため、画像データに含まれる各画素データは、移動に伴って平均化されたものになり、測色の精度を高める効果がある。

図１０は、パッチ２００内の広い領域の画像データを測色に用いることで、網点印刷で形成されたパッチ２００のドット数が増加することを説明する説明図である。図１０（ａ）は、２次元イメージセンサ２７が停止した状態で画像を撮像した場合に測色に用いられるパッチ２００の領域を示し、図１０（ｂ）は、２次元イメージセンサ２７が移動しながら画像を撮像した場合に測色に用いられるパッチ２００の領域を示している。なお、図中の丸が網点のドットを示し、Ｙはイエローのインクのドット、Ｍはマゼンタのインクのドット、Ｃはシアンのインクのドットを示している。

網点印刷で形成されたパッチ２００は、網点のドット位置が領域により異なるため、図１０（ａ）のように、測色に用いる画像データに反映されたドット数が少ないと、正しい測色値を算出できない懸念がある。これに対して、図１０（ｂ）のように、パッチ２００内の広い領域の画像データを測色に用いることで、測色に用いる画像データに反映されるドット数が増加し、測色の精度を高めることができる。

図１１は、パッチ２００内の広い領域の画像データを測色に用いることで、パッチ２００内で局所的に色味が変化している異常部分の影響が緩和されることを説明する説明図である。図１０（ａ）は、２次元イメージセンサ２７が停止した状態で画像を撮像した場合に測色に用いられるパッチ２００の領域を示し、図１０（ｂ）は、２次元イメージセンサ２７が移動しながら画像を撮像した場合に測色に用いられるパッチ２００の領域を示している。

図１１（ａ）のように、測色に用いられるパッチ２００の領域が小さいと、パッチ２００内に異常部がある場合に、領域全体における異常部の割合が比較的大きくなるため、測色に与える影響が大きい。これに対して、図１１（ｂ）のように、パッチ２００内の広い領域の画像データを測色に用いることで、領域全体における異常部の割合が小さくなり、測色に与える異常部の影響が緩和される。

図７に戻り、フレームメモリ３２は、２次元イメージセンサ２７から出力された複数フレームの画像データのち、選択部３１により選択された画像データを一時的に格納する。

平均化処理部３３は、選択部３１により選択されてフレームメモリ３２に格納された画像データを平均化して、パッチ２００の測色値の演算に用いるパッチ２００のＲＧＢ値を得る。具体的には、平均化処理部３３は、例えば、選択部３１により複数フレームの画像データが選択された場合、まず、これら複数フレームの画像データ間で、画素ごとに画素データ（ＲＧＢ値）の平均化を行って、画素データが平均化された１フレーム分の画像データを得る。

図１２は、選択部３１により３フレームの画像データｉ３〜ｉ５が選択された場合の平均化処理部３３による処理を説明する説明図である。図１２の例では、平均化処理部３３は、３フレームの画像データｉ３〜ｉ５間で同じ位置の画素データ同士を平均化し、平均化された画素データの集合である１フレーム分の画像データｉ＿ａｖｅを得る。なお、選択部３１により１フレームの画像データのみが選択されている場合は、この処理は省略される。

次に、平均化処理部３３は、得られた画像データｉ＿ａｖｅに含まれる各画素データを所定の閾値と比較し、閾値を超える画素データを除外する。この処理は、画像データからノイズ成分などを除去するための処理である。そして、平均化処理部３３は、残った画素データを平均化することにより、最終的にパッチ２００の測色値を算出するために用いるＲＧＢ値を得る。

測色値演算部３４は、平均化処理部３３による処理によって得られたパッチ２００のＲＧＢ値と、測色カメラ２０によりパッチ２００と同時に撮像された基準チャート４００のＲＧＢ値とに基づいて、パッチ２００の測色値を算出する。測色値演算部３４が算出したパッチ２００の測色値は、制御用ＦＰＧＡ１１０を介してＣＰＵ１０１へと送られる。なお、測色値演算部３４による処理の具体例については、詳細を後述する。

不揮発性メモリ３５は、測色値演算部３４がパッチ２００の測色値を算出するために必要な各種データを格納する。

タイミング信号発生部３６は、２次元イメージセンサ２７による撮像開始のタイミングを制御するタイミング信号を生成し、インターフェース部３０を介して２次元イメージセンサ２７に入力する。本実施形態では、キャリッジ５が移動している間に２次元イメージセンサ２７が画像を動画として撮像するので、タイミング信号はキャリッジ５の移動を開始させる駆動信号に同期した信号となる。

光源駆動制御部３７は、照明光源２９を駆動するための光源駆動信号を生成して、照明光源２９に供給する。

＜測色時の動作の概要＞
次に、以上のように構成される本実施形態の画像形成装置１００により、パッチ２００の測色を行う際の動作の概要を説明する。

まず、画像形成装置１００は、測色対象のパッチ２００を並べたテストパターンの形成を行う。すなわち、画像形成装置１００は、ＣＰＵ１０１および制御用ＦＰＧＡ１１０による制御のもとで、主走査モータ８、副走査モータ１２、および記録ヘッド６を駆動して、プラテン１６上にセットされた記録媒体Ｐに、多数のパッチ２００が並んだテストパターンを形成する。

図１３は、記録媒体Ｐに形成されたテストパターンの一例を示す図である。図１３に示すように、テストパターンは、測色対象のパッチ２００を主走査方向に沿って複数個並べたパッチ列を、副走査方向に複数列並べた構成である。テストパターンに含まれる各パッチ２００のサイズは、２次元イメージセンサ２７が主走査方向に移動しながらパッチ２００を撮像できる大きさであればよい。つまり、パッチ２００の最小サイズは、キャリッジ５の移動速度と２次元イメージセンサ２７が撮像する動画のフレーム周期によって定まる。一例として、各パッチ２００のサイズは、例えば７×７ｍｍの大きさとされる。

ただし、パッチ２００の主走査方向の長さを、キャリッジ５の移動に伴う周期的な変動成分の１周期分が含まれる大きさにすれば、上述した平均化処理によって、この周期的な変動成分が測色に与える影響を緩和することができる。すなわち、パッチ２００は、キャリッジ５が主走査方向に移動しながら記録ヘッド６からインクを吐出することで形成される。この際、キャリッジ５を移動させる移動機構の特性によって、キャリッジ５の移動に周期的な変動成分が生じる場合がある。例えば、キャリッジ５は、主走査モータ８の駆動により移動するが、この主走査モータ８のコギングにより、キャリッジ５の移動速度に周期的な変動が生じる。そして、このキャリッジ５の移動に伴う周期的な変動成分により、パッチ２００に主走査方向に沿った周期的な色ムラが生じる場合がある。ここで、パッチ２００の主走査方向の長さが、周期的な変動成分の１周期分の長さに満たないと、上述した平均化処理を行ってもパッチ２００の色ムラの影響をなくすことはできず、測色精度の低下が懸念される。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１００においては、キャリッジ５の移動に伴う周期的な変動成分がパッチ２００の色ムラとなって現れる場合には、制御用ＦＰＧＡ１１０のインク吐出制御部１１３が、ＣＰＵ１０１の指令に従って、キャリッジ５の移動に伴う周期的な変動成分の１周期分が含まれる大きさのパッチ２００が形成されるように、記録ヘッドドライバ１０４を駆動して、記録ヘッド６によるインクの吐出を制御することが望ましい。例えば、主走査モータ８のコギングによる周期的な変動成分の１周期分が含まれるようにするには、主走査方向の長さが２０〜３０ｍｍのパッチを形成すればよい。

図１３に示すようなテストパターンが形成された記録媒体Ｐがプラテン１６上にセットされると、画像形成装置１００は、テストパターンに含まれる各パッチ２００に対する測色を行う。すなわち、画像形成装置１００は、ＣＰＵ１０１および制御用ＦＰＧＡ１１０による制御のもとで、主走査モータ８および副走査モータ１２を駆動するとともに測色カメラ２０を制御して、キャリッジ５が主走査方向に移動している間に測色カメラ２０の２次元イメージセンサ２７により撮像を行う。そして、２次元イメージセンサ２７から出力される複数フレームの画像データのうち、パッチ２００を撮像した画像データを選択部３１が選択する。そして、選択された画像データから平均化処理部３３による処理によってパッチ２００のＲＧＢ値が求められ、測色値演算部３４が、このパッチ２００のＲＧＢ値を用いてパッチ２００の測色値を算出する。

＜パッチの測色方法＞
次に、図１４乃至図２０を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１００によるパッチ２００の測色方法の具体例について詳細に説明する。以下で説明する測色方法は、画像形成装置１００が初期状態のとき（製造やオーバーフォールなどによって初期状態となっているとき）に実施される前処理と、画像形成装置１００の色調整を行う調整時に実施される測色処理とを含む。

図１４は、基準測色値および基準ＲＧＢ値を取得する処理と基準値線形変換マトリックスを生成する処理を説明する図である。図１４に示すこれらの処理は、前処理として実施される。前処理では、複数の基準パッチＫＰが配列形成された基準シートＫＳが用いられる。基準シートＫＳの基準パッチＫＰは、測色カメラ２０が備える基準チャート４００のパッチと同等のものである。

まず、基準シートＫＳの複数の基準パッチＫＰ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１４の例では、Ｌａｂ値とＸＹＺ値の双方）が、それぞれのパッチ番号に対応させて、例えば測色カメラ２０の基板２２に実装された不揮発性メモリ３５などに設けられるメモリテーブルＴｂ１に格納される。基準パッチＫＰの測色値は、分光器ＢＳなどを用いた測色により事前に得られる値である。基準パッチＫＰの測色値が既知であれば、その値を用いればよい。以下、メモリテーブルＴｂ１に格納された基準パッチＫＰの測色値を「基準測色値」という。

次に、基準シートＫＳがプラテン１６上にセットされ、キャリッジ５の移動を制御することで、基準シートＫＳの複数の基準パッチＫＰを被写体として、測色カメラ２０による撮像が行われる。そして、測色カメラ２０の撮像により得られた基準パッチＫＰのＲＧＢ値が、不揮発性メモリ３５のメモリテーブルＴｂ１に、パッチ番号に対応して格納される。つまり、メモリテーブルＴｂ１には、基準シートＫＳに配列形成された複数の基準パッチＫＰそれぞれの測色値とＲＧＢ値が、各基準パッチＫＰのパッチ番号に対応して格納される。以下、メモリテーブルＴｂ１に格納された基準パッチＫＰのＲＧＢ値を「基準ＲＧＢ値」という。基準ＲＧＢ値は、測色カメラ２０の特性を反映した値である。

画像形成装置１００のＣＰＵ１０１は、基準パッチＫＰの基準測色値および基準ＲＧＢ値が不揮発性メモリ３５のメモリテーブルＴｂ１に格納されると、同じパッチ番号の基準測色値であるＸＹＺ値と基準ＲＧＢ値との対に対して、これらを相互に変換する基準値線形変換マトリックスを生成し、不揮発性メモリ３５に格納する。メモリテーブルＴｂ１に基準測色値としてＬａｂ値のみが格納されている場合は、Ｌａｂ値をＸＹＺ値に変換する既知の変換式を用いてＬａｂ値をＸＹＺ値に変換した後に、基準値線形変換マトリックスを生成すればよい。

また、測色カメラ２０が基準シートＫＳの複数の基準パッチＫＰを撮像する際には、測色カメラ２０に設けられた基準チャート４００も同時に撮像される。この撮像により得られた基準チャート４００の各パッチのＲＧＢ値も、パッチ番号に対応させて、不揮発性メモリ３５のメモリテーブルＴｂ１に格納される。この前処理によりメモリテーブルＴｂ１に格納された基準チャート４００のパッチのＲＧＢ値を「初期基準ＲＧＢ値」という。図１５は、初期基準ＲＧＢ値の一例を示す図である。図１５（ａ）は初期基準ＲＧＢ値（ＲｄＧｄＢｄ）をメモリテーブルＴｂ１に格納した様子を示し、初期基準ＲＧＢ値と（ＲｄＧｄＢｄ）ともに、初期基準ＲＧＢ値（ＲｄＧｄＢｄ）をＬａｂ値に変換した初期基準Ｌａｂ値（Ｌｄａｄｂｄ）やＸＹＺ値に変換した初期基準ＸＹＺ値（ＸｄＹｄＺｄ）も対応付けて格納されることを示している。また、図１５（ｂ）は基準チャート４００の各パッチの初期基準ＲＧＢ値をプロットした散布図である。

以上の前処理が終了した後、画像形成装置１００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による制御のもとで、主走査モータ８や副走査モータ１２、記録ヘッド６を駆動して、記録媒体Ｐを副走査方向に間欠的に搬送させつつ、キャリッジ５を主走査方向に移動させながら、記録ヘッド６からインクを吐出させて、記録媒体Ｐに画像を形成する。このとき、記録ヘッド６からのインクの吐出量が、機器固有の特性や経時変化など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１００は、色調整を行う所定のタイミングで、記録媒体Ｐに形成されたパッチ２００の測色値を求める測色処理を実施する。そして、測色処理により得られたパッチ２００の測色値に基づいてデバイスプロファイルの生成あるいは修正を行って、このデバイスプロファイルに基づいて色調整を行うことにより、出力画像の色再現性を高める。

図１６は、測色処理の概要を説明する図である。画像形成装置１００は、色調整を行う調整時に、まず、プラテン１６上にセットされた記録媒体Ｐ上に記録ヘッド６からインクを吐出して、多数のパッチ２００が並んだテストパターン形成する。以下、テストパターンが形成された記録媒体Ｐを「調整シートＣＳ」という。この調整シートＣＳには、画像形成装置１００の調整時における出力特性、特に、記録ヘッド６の出力特性を反映したパッチ２００が形成されている。なお、テストパターンを形成するための画像データは、不揮発性メモリ３５などに予め格納されている。

次に、画像形成装置１００は、図１６に示すように、この調整シートＣＳがプラテン１６上にセットされるか、調整シートＣＳを作成した段階で排紙することなくプラテン１６上に保持された状態において、この調整シートＣＳ上でキャリッジ５を主走査方向に移動させながら、測色カメラ２０の２次元イメージセンサ２７で画像の撮像を行う。そして、２次元イメージセンサ２７から出力される複数フレームの画像データのうち、パッチ２００を撮像した画像データを選択部３１が選択する。そして、選択された画像データから平均化処理部３３による処理によってパッチ２００のＲＧＢ値が求められる。また、２次元イメージセンサ２７は、測色対象のパッチ２００と同時に基準チャート４００を撮像しているため、基準チャート４００に含まれる各パッチのＲＧＢ値も得られる。以下、測色対象のパッチ２００のＲＧＢ値を「測色対象ＲＧＢ値」といい、基準チャート４００のパッチのＲＧＢ値を「測色時基準ＲＧＢ値（ＲｄｓＧｄｓＢｄｓ）」という。「測色時基準ＲＧＢ値（ＲｄｓＧｄｓＢｄｓ）」は、不揮発性メモリ３５などに格納される。

測色カメラ２０の測色値演算部３４は、後述する基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを用いて、測色対象ＲＧＢ値を初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）に変換する処理を行う（ステップＳ１０）。初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）は、測色対象ＲＧＢ値から、前処理を行った初期状態のときから測色処理を行う調整時に至るまでの間に生じる測色カメラ２０の撮像条件の経時変化、例えば、照明光源２９の経時変化や２次元イメージセンサ２７の経時変化の影響を排除したものである。

その後、測色値演算部３４は、測色対象ＲＧＢ値から変換された初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）を対象として、後述する基本測色処理を実行することにより（ステップＳ２０）、測色対象のパッチ２００の測色値であるＬａｂ値を取得する。

図１７は、基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを生成する処理を説明する図であり、図１８は、初期基準ＲＧＢ値と測色時基準ＲＧＢ値との関係を示す図である。測色値演算部３４は、測色対象ＲＧＢ値を初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）に変換する処理（ステップＳ１０）を行う前に、この変換に用いる基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを生成する。すなわち、測色値演算部３４は、図１７に示すように、画像形成装置１００が初期状態のときに前処理として得られた初期基準ＲＧＢ値（ＲｄＧｄＢｄ）と、調整時において得られる測色時基準ＲＧＢ値（ＲｄｓＧｄｓＢｄｓ）とを不揮発性メモリ３５から読み出し、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生成する。そして、測色値演算部３４は、生成した基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを不揮発性メモリ３５に格納する。

図１８において、図１８（ａ）で薄く描か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１８（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１８（ｂ）に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４００のパッチを撮像してもＲＧＢ値が変動する要因としては、照明光源２９の経時変化、２次元イメージセンサ２７の経時変化などがある。

このように、測色カメラ２０による撮像によって得られるＲＧＢ値が変動している状態で、パッチ２００を撮像することで得られる測色対象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虞がある。そこで、初期基準ＲＧＢ値ＲｄＧｄＢｄと測色時基準ＲＧＢ値ＲｄｓＧｄｓＢｄｓとの間で、最小２乗法などの推定法を用いて、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、測色カメラ２０でパッチ２００を撮像することにより得られる測色対象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を対象として、後述する基本測色処理を実行することで、測色対象のパッチ２００の測色値を精度よく取得できるようにしている。

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。

測色値演算部３４は、上述したように、パッチ２００の撮像により得られる測色対象ＲＧＢ値を、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）に変換した後（ステップＳ１０）、この初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）を対象として、ステップＳ２０の基本測色処理を行う。

図１９および図２０は、基本測色処理を説明する図である。測色値演算部３４は、まず、前処理において生成して不揮発性メモリ３５に格納した基準値線形変換マトリックスを読み出し、基準値線形変換マトリックスを用いて初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）を第１ＸＹＺ値に変換し、不揮発性メモリ３５に格納する（ステップＳ２１）。図１９では、初期化測色対象ＲＧＢ値（３、２００、５）が基準値線形変換マトリックスにより第１ＸＹＺ値（２０、８０、１０）に変換された例を示している。

次に、測色値演算部３４は、ステップＳ２１で初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）から変換された第１ＸＹＺ値を、既知の変換式を用いて第１Ｌａｂ値に変換し、不揮発性メモリ３５に格納する（ステップＳ２２）。図１９では、第１ＸＹＺ値（２０、８０、１０）が既知の変換式により第１Ｌａｂ値（７５、−６０、８）に変換された例を示している。

次に、測色値演算部３４は、前処理において不揮発性メモリ３５のメモリテーブルＴｂ１に格納された複数の基準測色値（Ｌａｂ値）を検索し、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基準測色値（Ｌａｂ値）を持つ複数のパッチ（近傍色パッチ）の組を選択する（ステップＳ２３）。距離の近いパッチを選択する方法としては、例えば、メモリテーブルＴｂ１に格納されたすべての基準測色値（Ｌａｂ値）に対して、第１Ｌａｂ値との距離を算出し、第１Ｌａｂ値に対して距離の近いＬａｂ値（図１９では、ハッチングの施されているＬａｂ値）を持つ複数のパッチを選択するといった方法を用いることができる。

次に、測色値演算部３４は、図２０に示すように、メモリテーブルＴｂ１を参照して、ステップＳ２３で選択した近傍色パッチのそれぞれについて、Ｌａｂ値と対になっているＲＧＢ値（基準ＲＧＢ値）とＸＹＺ値を取り出して、これら複数のＲＧＢ値とＸＹＺ値のなかから、ＲＧＢ値とＸＹＺ値との組み合わせを選択する（ステップＳ２４）。そして、測色値演算部３４は、選択した組み合わせ（選択組）のＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換するための選択ＲＧＢ値線形変換マトリックスを、最小二乗法などを用いて求め、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３５に格納する（ステップＳ２５）。

次に、測色値演算部３４は、ステップＳ２５で生成した選択ＲＧＢ値線形変換マトリックスを用いて、初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）を第２ＸＹＺ値に変換する（ステップＳ２６）。さらに、測色値演算部３４は、ステップＳ２６で求めた第２ＸＹＺ値を、既知の変換式を用いて第２Ｌａｂ値に変換し（ステップＳ２７）、得られた第２Ｌａｂ値を、測色対象のパッチ２００の最終的な測色値とする。画像形成装置１００は、以上の測色処理により得られた測色値に基づいてデバイスプロファイルを生成あるいは修正し、このデバイスプロファイルに基づいて色調整を行うことにより、出力画像の色再現性を高めることができる。

なお、上述した測色カメラ２０は、筐体２３に基準チャート４００を設けて、センサ部２６の２次元イメージセンサ２７によって測色対象のパッチ２００と基準チャート４００とを同時に撮像する構成となっている。しかし、上述したように、基準チャート４００の撮像により得られる初期基準ＲＧＢ値や測色時基準ＲＧＢ値は、測色対象のパッチ２００の撮像により得られる測色対象ＲＧＢ値に対して、測色カメラ２０の撮像条件の経時変化、例えば、照明光源２９の経時変化や２次元イメージセンサ２７の経時変化の影響を排除するために用いられる。つまり、基準チャート４００の撮像により得られる初期基準ＲＧＢ値や測色時基準ＲＧＢ値は、上述した基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを算出し、この基準ＲＧＢ間線形変換マトリックスを用いて、測色対象ＲＧＢ値を初期化測色対象ＲＧＢ値（ＲｓＧｓＢｓ）に変換するために用いられる。

したがって、要求される測色の精度に対して測色カメラ２０の撮像条件の経時変化が無視できるレベルであれば、基準チャート４００が省略された構成の測色カメラ２０を用いてパッチ２００の測色値を算出するようにしてもよい。この場合、測色対象ＲＧＢ値を初期化測色対象ＲＧＢ値に変換する処理（図１６のステップＳ１０）が省略され、測色対象ＲＧＢ値を対象として、基本測色処理（図１６のステップＳ２０、図１９および図２０）が行われる。

以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１００では、キャリッジ５に取り付けられた測色カメラ２０の２次元イメージセンサ２７が、キャリッジ５の移動に伴って、テストパターンが形成された記録媒体Ｐ上を主走査方向に移動しながら撮像を行う。そして、選択部３１が、２次元イメージセンサ２７から出力される複数フレームの画像データのうち、パッチ２００を撮像した画像データを選択する。そして、測色値演算部３４が、選択部３１により選択された画像データに基づいて、パッチ２００の測色値を算出する。したがって、本実施形態に係る画像形成装置１００によれば、テストパターンに含まれるパッチ２００の測色を短時間で行うことができる。

すなわち、従来の方法では、テストパターンに含まれる各パッチ２００の画像を撮像してパッチ２００の測色値を算出する場合に、パッチ２００ごとにキャリッジ５の移動を停止させ、２次元イメージセンサ２７が静止した状態でパッチ２００の画像を撮像していた。このため、パッチ２００ごとにキャリッジ５の減速や加速が生じ、テストパターンに含まれるパッチ２００の数が多い場合は特に、すべてのパッチ２００の測色を完了するまでに長い時間を要するという問題があった。これに対して、本実施形態に係る画像形成装置１００では、測色カメラ２０の２次元イメージセンサ２７が移動しながら画像を動画として撮像し、得られた複数フレームの画像データの中からパッチ２００を撮像した画像データを選択して、パッチ２００の測色に用いるようにしている。したがって、キャリッジ５が定速で主走査方向に移動している間に、主走査方向に並ぶすべてのパッチ２００の撮像が終了することになり、パッチ２００の測色に要する時間を大幅に短縮できる。

例えば、主走査方向の長さが５００ｍｍの記録媒体Ｐに、５０個のパッチ２００が主走査方向に並ぶテストパターンが形成されているものとする。また、キャリッジ５の移動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃであり、パッチ２００ごとにキャリッジ５を停止させる場合は、キャリッジ５がパッチ２００間を移動するのに、減速および加速に要する時間も含めて、およそ０．８ｓｅｃかかるとする。この場合、従来の方法では、主走査方向に並ぶ５０個のパッチ２００の画像をすべて撮像するのに、２次元イメージセンサ２７の露光時間を無視したとしても、０．８ｓｅｃ×５０＝４０ｓｅｃかかっていた。これに対し、本実施形態では、キャリッジ５が５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で５００ｍｍ移動するのに要する１０ｓｅｃの間に、５０個のパッチ２００の画像をすべて撮像することができる。つまり、本実施形態では、従来の方式と比べて、キャリッジ５の主走査方向への移動ごとに３０ｓｅｃの時間短縮を図ることができる。

＜変形例＞
上述した実施形態では、パッチ２００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、測色カメラ２０の外部でパッチ２００の測色値を算出するようにしてもよい。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、測色対象のパッチ２００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２００の測色値の代わりに、パッチ２００や基準チャート４００のＲＧＢ値を、ＣＰＵ１０１や制御用ＦＰＧＡ１１０に送る構成となる。

また、上述した実施形態では、測色カメラ２０が画像形成装置１００の機構を利用してテストパターンが形成された記録媒体Ｐ上を移動するようにしているが、測色カメラ２０を画像形成装置１００から分離して、独自の移動機構によりテストパターンが形成された記録媒体Ｐ上を移動する構成としてもよい。つまり、上述した実施形態は、画像形成装置１００に測色装置としての機能を持たせた例であるが、測色装置を画像形成装置１００とは異なる独立した装置として構成し、この測色装置により、画像形成装置１００が形成したテストパターンに含まれるパッチ２００の測色値を算出するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、パッチ２００の測色値を算出する機能を、測色カメラ２０を含む画像形成装置１００に持たせるようにしているが、パッチ２００の測色値の算出は、必ずしも画像形成装置１００内部で実行する必要はない。例えば、図２１に示すように、画像形成装置１００と外部装置５００とが通信可能に接続された画像形成システム（測色システム）を構築し、パッチ２００の測色値を算出する測色値演算部３４の機能を外部装置５００に持たせて、外部装置５００において測色値の算出を行うようにしてもよい。つまり、測色システムは、画像形成装置１００に設けられた測色カメラ２０と、外部装置５００に設けられた測色値演算部３４と、これら測色カメラ２０と測色値演算部３４（画像形成装置１００と外部装置５００）とを接続する通信手段６００と、を備えた構成となる。外部装置５００は、例えば、ＤＦＥ（Digital Front End）と呼ばれるコンピュータを用いることができる。また、通信手段６００は、有線や無線によるＰ２Ｐ通信のほか、ＬＡＮやインターネットなどのネットワークを利用した通信などを利用することができる。

上記の構成の場合、例えば、画像形成装置１００は、測色カメラ２０の撮像により得られたパッチ２００および基準チャート４００のＲＧＢ値を、通信手段６００を利用して外部装置５００に送信する。外部装置５００は、画像形成装置１００から受信したパッチ２００や基準チャート４００のＲＧＢ値を用いてパッチ２００の測色値を算出し、算出したパッチ２００の測色値に基づいて、画像形成装置１００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。そして、外部装置５００は、このデバイスプロファイルを、通信手段６００を利用して画像形成装置１００に送信する。画像形成装置１００は、外部装置５００から受信したデバイスプロファイルを保持し、画像形成を行う際には、このデバイスプロファイルに基づいて画像データを補正し、補正後の画像データに基づいて画像形成を行う。これにより、画像形成装置１００は色再現性の高い画像形成を行うことができる。

また、外部装置５００が、パッチ２００の測色値に基づいて生成した画像形成装置１００のデバイスプロファイルを保持し、外部装置５００において画像データの補正を行うようにしてもよい。すなわち、画像形成装置１００は、画像形成を行う際に、画像データを外部装置５００に送信する。外部装置５００は、画像形成装置１００から受信した画像データを、自身が保持する画像形成装置１００のデバイスプロファイルに基づいて補正し、補正した画像データを画像形成装置１００に送信する。画像形成装置１００は、外部装置５００から受信した補正後の画像データに基づいて画像形成を行う。これにより、画像形成装置１００は色再現性の高い画像形成を行うことができる。

なお、上述した本実施形態に係る画像形成装置１００や測色カメラ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。本実施形態に係る画像形成装置１００や測色カメラ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や測色装置内部のＲＯＭなどに予め組み込まれて提供される。また、プロセッサが実行するプログラムを、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供するようにしてもよい。

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

５ キャリッジ
６ 記録ヘッド
８ 主走査モータ
２０ 測色カメラ
２７ ２次元イメージセンサ
３１ 選択部
３３ 平均化処理部
３４ 測色値演算部
１００ 画像形成装置
１０１ ＣＰＵ
１１３ インク吐出制御部
２００ パッチ
Ｐ 記録媒体

特開２０１２−６３２７０号公報

Claims (9)

1. パッチが形成された記録媒体上を移動しながら撮像を行って複数フレームの画像データを出力する２次元イメージセンサと、
   前記２次元イメージセンサから出力される複数フレームの画像データのうち、記憶した前記記録媒体のＲＧＢ値に近い画素値を所定数以上持つ画像データを除外し、前記パッチを撮像した画像データを選択する選択部と、
   前記選択部により選択された画像データに基づき、前記パッチの測色値を算出する演算部と、を備えることを特徴とする測色装置。
2. パッチが形成された記録媒体上を移動しながら撮像を行って複数フレームの画像データを出力する２次元イメージセンサと、
   前記２次元イメージセンサから出力される複数フレームの画像データのうち、エッジが検出された画像データを除外し、前記パッチを撮像した画像データを選択する選択部と、
   前記選択部により選択された画像データに基づき、前記パッチの測色値を算出する演算部と、を備えることを特徴とする測色装置。
3. 前記選択部は前記パッチを撮像した画像データを複数選択し、
   前記選択部により選択された画像データを平均化する平均化部をさらに備え、
   前記演算部は、前記平均化部により平均化された画像データに基づき、前記パッチの測色値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の測色装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測色装置と、
   前記記録媒体に記録材を吐出して前記パッチを形成する記録ヘッドと、
   前記２次元イメージセンサと前記記録ヘッドとを支持する支持体と、
   前記支持体を前記記録媒体上で移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記移動機構が前記支持体を移動させる際に生じる周期的な変動成分の１周期分が含まれる大きさの前記パッチが形成されるように、前記記録ヘッドによる前記記録材の吐出を制御する吐出制御部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. ２次元イメージセンサを備える測色装置において実行される測色方法であって、
   前記２次元イメージセンサが、パッチが形成された記録媒体上を移動しながら撮像を行って複数フレームの画像データを出力する工程と、
   前記２次元イメージセンサから出力される複数フレームの画像データのうち、記憶した前記記録媒体のＲＧＢ値に近い画素値を所定数以上持つ画像データを除外し、前記パッチを撮像した画像データを選択する工程と、
   選択された画像データに基づき、前記パッチの測色値を算出する工程と、を含むことを特徴とする測色方法。
7. ２次元イメージセンサを備える測色装置において実行される測色方法であって、
   前記２次元イメージセンサが、パッチが形成された記録媒体上を移動しながら撮像を行って複数フレームの画像データを出力する工程と、
   前記２次元イメージセンサから出力される複数フレームの画像データのうち、エッジが検出された画像データを除外し、前記パッチを撮像した画像データを選択する工程と、
   選択された画像データに基づき、前記パッチの測色値を算出する工程と、を含むことを特徴とする測色方法。
8. ２次元イメージセンサを備える測色装置に、
   前記２次元イメージセンサが、パッチが形成された記録媒体上を移動しながら撮像を行って複数フレームの画像データを出力する機能と、
   前記２次元イメージセンサから出力される複数フレームの画像データのうち、記憶した前記記録媒体のＲＧＢ値に近い画素値を所定数以上持つ画像データを除外し、前記パッチを撮像した画像データを選択する選択する機能と、
   選択された画像データに基づき、前記パッチの測色値を算出する機能と、を実現させるためのプログラム。
9. ２次元イメージセンサを備える測色装置に、
   前記２次元イメージセンサが、パッチが形成された記録媒体上を移動しながら撮像を行って複数フレームの画像データを出力する機能と、
   前記２次元イメージセンサから出力される複数フレームの画像データのうち、エッジが検出された画像データを除外し、前記パッチを撮像した画像データを選択する選択する機能と、
   選択された画像データに基づき、前記パッチの測色値を算出する機能と、を実現させるためのプログラム。