(57)【要約】【課題】二次元イメージセンサをより多くの用途で有効に利用することができる撮像装置、画像形成装置および二次元イメージセンサの駆動制御方法を提供する。【解決手段】測色カメラ２０は、受光量に応じた出力値を個別に読み出し可能な複数の受光部を有する二次元イメージセンサ２７と、測色カメラ２０の利用目的に応じて予め定められた二次元イメージセンサ２７の動作モードを指定する制御信号をＣＰＵ１０１から受信するインターフェース部４１と、インターフェース部４１が受信した制御信号に基づいて、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を設定して、出力値の読み出しを制御するセンサ制御部４０と、を備える。【選択図】図７
2015133689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光量に応じた出力値を個別に読み出し可能な複数の受光部を有する二次元イメージセンサと、
前記出力値の利用目的に応じて予め定められた前記二次元イメージセンサの動作モードを指定する制御信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記制御信号に基づいて、前記二次元イメージセンサの複数の受光部のうちで前記出力値を読み出す受光部の範囲を示す撮像領域を設定して、前記出力値の読み出しを制御するセンサ制御部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記出力値を撮像対象の測色または色調整に利用するための第１動作モードを指定する第１制御信号、または、前記出力値を撮像対象の測色または色調整以外の目的に利用するための第２動作モードを指定する第２制御信号のいずれかを受信し、
前記センサ制御部は、前記受信部が前記第２制御信号を受信した場合に、前記受信部が前記第１制御信号を受信した場合よりも、前記撮像領域を小さい範囲に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記二次元イメージセンサは、撮像対象に対して相対移動可能に構成され、前記受信部が前記第２制御信号を受信した場合に撮像対象に対して相対移動しながら光を受光し、
前記センサ制御部は、前記受信部が前記第２制御信号を受信した場合に、前記二次元イメージセンサの撮像対象に対する相対移動方向に長い前記撮像領域を設定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
印刷媒体に画像を印刷する印刷部と、
受光量に応じた出力値を個別に読み出し可能な複数の受光部を有する二次元イメージセンサと、
前記出力値を用いて、前記印刷媒体に印刷された画像の測色と、印刷に関わる位置検出と、のいずれかを行う演算部と、
前記出力値の利用目的に応じて、前記二次元イメージセンサの複数の受光部のうちで前記出力値を読み出す受光部の範囲を示す撮像領域を設定して、前記出力値の読み出しを制御するセンサ制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
受光量に応じた出力値を個別に読み出し可能な複数の受光部を有する二次元イメージセンサの駆動制御方法であって、
前記出力値の利用目的に応じて、前記二次元イメージセンサの複数の受光部のうちで前記出力値を読み出す受光部の範囲を示す撮像領域を設定して、前記出力値の読み出しを制御することを特徴とする二次元イメージセンサの駆動制御方法。
【請求項６】
前記出力値を撮像対象の測色に利用する場合に比べて、前記出力値を撮像対象の測色以外の目的に利用する場合の方が、前記撮像領域を小さい範囲に設定することを特徴とする請求項５に記載の二次元イメージセンサの駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、画像形成装置および二次元イメージセンサの駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷用紙にテストパターンを印刷し、このテストパターンに含まれるパッチを測色する機能を持った画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の画像形成装置は、二次元イメージセンサを用いてテストパターンに含まれる各パッチを撮像し、得られたパッチのＲＧＢ値を標準色空間における表色値に変換することで、パッチの測色を行う。またパッチの測色値から画像形成装置の色調整を行う。また、二次元イメージセンサによる撮像によって得られるパッチのＲＧＢ値から、画像形成装置の色調整を行うことも可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
二次元イメージセンサは、パッチの撮像以外にも、画像形成装置の機能として求められる様々な用途での利用が見込まれる。例えば、画像の位置ずれを検出する機能や、用紙の端部を検出する機能などで、二次元イメージセンサを利用することができる。しかし、従来技術では、二次元イメージセンサの出力値の読み出しに時間がかかるため、二次元イメージセンサの有効利用が制限されていた。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、二次元イメージセンサをより多くの用途へ有効利用可能に制御する撮像装置、画像形成装置および二次元イメージセンサの駆動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受光量に応じた出力値を個別に読み出し可能な複数の受光部を有する二次元イメージセンサと、前記出力値の利用目的に応じて予め定められた前記二次元イメージセンサの動作モードを指定する制御信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記制御信号に基づいて、前記二次元イメージセンサの複数の受光部のうちで前記出力値を読み出す受光部の範囲を示す撮像領域を設定して、前記出力値の読み出しを制御するセンサ制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、二次元イメージセンサをより多くの用途で有効に利用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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】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】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】図４−１は、測色カメラの縦断面図（図４−３中のＸ１−Ｘ１線断面図）である。
【図４−２】図４−２は、測色カメラの縦断面図（図４−３中のＸ２−Ｘ２線断面図）である。
【図４−３】図４−３は、測色カメラの内部を透視して示す上面図である。
【図４−４】図４−４は、筐体の底面部を図４−１中のＸ３方向から見た平面図である。
【図５】図５は、基準チャートの具体例を示す図である。
【図６】図６は、画像形成装置の制御ブロック図である。
【図７】図７は、測色カメラの制御ブロック図である。
【図８】図８は、二次元イメージセンサとセンサ制御部の詳細を説明する模式図である。
【図９】図９は、全体読み出しモードに応じた撮像領域が設定された場合の出力値の読み出しを説明する模式図である。
【図１０】図１０は、部分読み出しモードに応じた撮像領域が設定された場合の出力値の読み出しを説明する模式図である。
【図１１】図１１は、二次元イメージセンサの撮像領域の面積比と読み出し速度との関係を示す図である。
【図１２】図１２は、測色カメラを用いて画像の位置ずれ検出を行う様子を示す模式図である。
【図１３】図１３は、測色カメラを用いて用紙の副走査方向の端部検出を行う様子を示す模式図である。
【図１４】図１４は、測色カメラを用いて用紙の主走査方向の端部検出を行う様子を示す模式図である。
【図１５】図１５は、二次元イメージセンサの駆動制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、二次元イメージセンサを部分読み出しモードで動作させて用紙の主走査方向の端部検出を行う様子を示す模式図である。
【図１７】図１７は、二次元イメージセンサの撮像領域を相対移動方向に長い領域に設定する様子を示す模式図である。
【図１８】図１８は、変形例による二次元イメージセンサの駆動制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】図１９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２０】図２０は、初期基準ＲＧＢ値の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、測色処理の概要を説明する図である。
【図２２】図２２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２３】図２３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２４】図２４は、基本測色処理を説明する図である。
【図２５】図２５は、基本測色処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る撮像装置、画像形成装置および二次元イメージセンサの駆動制御方法の実施形態を詳細に説明する。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インクジェットプリンタを例示するが、本発明はこれに限らず、例えば、電子写真プロセスにより画像を印刷する画像形成装置など、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る。
【０００９】
＜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の機械的構成について説明する。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。
【００１０】
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（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。
【００１１】
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）インクを吐出する複数の記録ヘッドである。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（用紙Ｐ側）に向くように、キャリッジ５に支持されている。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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から用紙Ｐ上にインクを吐出する際に、用紙Ｐ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。用紙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。
【００１６】
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上を搬送される用紙Ｐ上にノズル列からインクを吐出することで、用紙Ｐに画像を印刷する。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。
【００１７】
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。
【００１８】
本実施形態の画像形成装置１００は、用紙Ｐを副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に間欠的に搬送し、用紙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上の用紙Ｐ上にインクを吐出して、用紙Ｐに画像を印刷する（印刷部）。
【００１９】
特に、画像形成装置１００の色調整を行う色調整時においては、キャリッジ５に搭載された記録ヘッド６のノズル列からプラテン１６上の用紙Ｐ上にインクを吐出して、多数のパッチ２００が並ぶ色調整用テストパターンを印刷する。そして、この色調整用テストパターンに含まれる各パッチ２００に対して測色を行う。色調整用テストパターンに含まれる各パッチ２００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。
【００２０】
本実施形態の画像形成装置１００は、用紙Ｐに印刷した色調整用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（撮像装置）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、用紙Ｐの搬送およびキャリッジ５の移動により色調整用テストパターンが印刷された用紙Ｐ上を移動して、各パッチ２００と対向する位置にきたときに、画像の撮像を行う。そして、撮像により得られたパッチ２００のＲＧＢ値に基づいて、パッチ２００の測色値を算出する。なお、本実施形態では、撮像により得られたパッチ２００のＲＧＢ値から算出されるパッチ２００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２００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、用紙Ｐ上に吐出されるインク（記録剤、電子写真方式の場合は用紙に転写されるトナー）の量が調整される。
【００２１】
また、本実施形態の画像形成装置１００では、測色カメラ２０を用いて、印刷に関わる位置検出を行う機能を持つ。例えば、本実施形態の画像形成装置１００では、測色カメラを用いて、画像の位置ずれ検出や、用紙Ｐの端部検出などを行う。画像の位置ずれ検出を行う場合は、用紙Ｐに位置ずれ検出用テストパターンを印刷する。そして、用紙Ｐの搬送およびキャリッジ５の移動により、位置ずれ検出用テストパターンが印刷された用紙Ｐ上で測色カメラ２０を相対移動させながらパターンの読み取り（撮像）を行い、例えばパターン間の間隔のずれなどから、画像の位置ずれ（インクの着弾位置ずれ）を検出する。
【００２２】
また、用紙Ｐの端部検出を行う場合は、副走査方向の端部検出であれば、測色カメラ２０を所定位置に固定し、用紙Ｐを副走査方向に搬送する。そして、搬送される用紙Ｐの副走査方向における端部位置を測色カメラ２０により読み取ることで、用紙Ｐの副走査方向の端部を検出する。また、主走査方向の端部検出であれば、用紙Ｐ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る。そして、キャリッジ５とともに移動する測色カメラ２０により用紙Ｐの主走査方向における端部位置を読み取ることで、用紙Ｐの主走査方向の端部を検出する。なお、用紙Ｐの主走査方向の端部検出は、通常、記録ヘッド６から用紙Ｐにインクを吐出して画像を印刷する動作に付随して行われる。
【００２３】
＜測色カメラの具体例＞
次に、図４−１乃至図４−４を参照しながら、測色カメラ２０の具体例について詳細に説明する。図４−１乃至図４−４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４−３中のＸ１−Ｘ１線断面図）、図４−２は、測色カメラ２０の縦断面図（図４−３中のＸ２−Ｘ２線断面図）、図４−３は、測色カメラ２０の内部を透視して示す上面図、図４−４は、筐体の底面部を図４−１中のＸ３方向から見た平面図である。
【００２４】
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。
【００２５】
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上の用紙Ｐと対向するように、キャリッジ５に固定される。用紙Ｐと対向する筐体２３の底面部２３ａには、用紙Ｐに印刷された色調整用テストパターンに含まれるパッチ２００（測色対象）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。
【００２６】
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、受光量に応じた出力値を個別に読み出し可能な複数の受光部を有する二次元イメージセンサ２７と、センサ部２６の撮像対象領域の光学像を二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。二次元イメージセンサ２７としては、例えばＣＭＯＳエリアイメージセンサが用いられる。二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二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。
【００２７】
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、テストパターンに含まれるパッチ２００を測色する際に、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。基準チャート４００は、筐体２３の外部にある測色対象のパッチ２００の撮像時にセンサ部２６の撮像対象領域に含まれるように、筐体２３の底面部２３ａに配置されている。なお、基準チャート４００の詳細については後述する。
【００２８】
また、筐体２３の内部には、センサ部２６の撮像対象領域を照明する照明光源３０が設けられている。照明光源３０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３０として２つのＬＥＤを用いる。照明光源３０として用いるこれら２つのＬＥＤは、例えば、センサ部２６の二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３０は、センサ部２６の撮像対象領域を均一に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３０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３０として用いるようにしてもよい。有機ＥＬを照明光源３０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。
【００２９】
また、本実施形態では、図４−３に示すように、照明光源３０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３０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、開口部２５と基準チャート４００とが配置される。照明光源３０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２３の外部にある測色対象のパッチ２００と筐体２３内部の基準チャート４００とを、概ね同一の条件にて照明することができる。
【００３０】
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外部のパッチ２００を照明するには、パッチ２００に外光が当たらないようにして、照明光源３０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と用紙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と用紙Ｐとの間の間隙ｄを小さくしすぎると、用紙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と用紙Ｐとの間の間隙ｄは、用紙Ｐの平面性を考慮して、用紙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、筐体２３の底面部２３ａと用紙Ｐとの間の間隙ｄを１ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定すれば、用紙Ｐが筐体２３の底面部２３ａに接触することなく、用紙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。
【００３１】
また、筐体２３の内部には、開口部２５を内面側から塞ぐようにして、光路長変更部材３１が配置されている。光路長変更部材３１は、照明光源３０の光（照明光）に対して十分な透過率を有する屈折率ｎ（ｎは任意の数）の光学素子である。光路長変更部材３１は、筐体２３外部のパッチ２００とセンサ部２６との間の光路中に配置され、パッチ２００の光学像の結像面を基準チャート４００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、パッチ２００とセンサ部２６との間の光路中に光路長変更部材３１を配置することによって、筐体２３外部のパッチ２００の光学像の結像面と、筐体２３の内部の基準チャート４００の結像面とを、ともにセンサ部２６の二次元イメージセンサ２７のセンサ面に合わせるようにしている。
【００３２】
光路長変更部材３１を光が通過すると、光路長変更部材３１の屈折率ｎに応じて光路長が延び、画像が浮き上がって見える。画像の浮上がり量Ｃは、光路長変更部材３１の光軸方向の長さをＬｐとすると、以下の式で求めることができる。
Ｃ＝Ｌｐ（１−１／ｎ）
【００３３】
また、センサ部２６の結像レンズ２８の主点と基準チャート４００との間の距離をＬｃとすると、結像レンズ２８の主点と光路長変更部材３１を透過する光学像の前側焦点面（撮像面）との間の距離Ｌは、以下の式で求めることができる。
Ｌ＝Ｌｃ＋Ｌｐ（１−１／ｎ）
【００３４】
ここで、光路長変更部材３１の屈折率ｎを１．５とした場合、Ｌ＝Ｌｃ＋Ｌｐ（１／３）となり、光路長変更部材３１を透過する光学像の光路長を光路長変更部材３１の光軸方向の長さＬｐの約１／３だけ長くすることができる。この場合、例えばＬｐ＝９［ｍｍ］とすれば、Ｌ＝Ｌｃ＋３［ｍｍ］となるので、センサ部２６から基準チャート４００までの距離とパッチ２００までの距離との差が３ｍｍとなる状態で撮像すれば、基準チャート４００の光学像の後側焦点面（結像面）と、パッチ２００の光学像の後側焦点面（結像面）とを、ともにセンサ部２６の二次元イメージセンサ２７のセンサ面に合わせることができる。
【００３５】
本実施形態の画像形成装置１００は、上述したように、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上の用紙Ｐ上にインクを吐出して、用紙Ｐに画像を印刷する構成である。このため、記録ヘッド６のノズル列からインクを吐出する際に、霧（ミスト）状の微小なインク粒子（以下、このような微小なインク粒子を「ミスト」という。）が発生する。そして、印刷時に発生したミストが、キャリッジ５に固定して設けられた測色カメラ２０の筐体２３の外部から開口部２５を介して筐体２３の内部に入り込むと、筐体２３内部に入り込んだミストがセンサ部２６や照明光源３０、光路長変更部材３１などに付着して、パッチ２００の測色を行う際に正確なＲＧＢ値が得られなくなる懸念がある。そこで、本実施形態の測色カメラ２０では、筐体２３の底面部２３ａに設けられた開口部２５にミスト防止ガラス３２を配置することにより、印刷時に発生したミストが筐体２３の内部に入り込むことを防止している。
【００３６】
ミスト防止ガラス３２は、照明光源３０の光（照明光）に対して十分な透過率を有する透明な光学素子であり、開口部２５の全体を覆うことができる大きさの板状に形成されている。ミスト防止ガラス３２は、筐体２３の底面部２３ａに沿って形成されたスリットに装着され、筐体２３の底面部２３ａに設けられた開口部２５の全面を閉止する。ミスト防止ガラス３２が装着されるスリットは、筐体２３の側面部にて開口している。ミスト防止ガラス３２は、この筐体２３の側面部から挿入されてスリットに装着することができる。また、ミスト防止ガラス３２は、筐体２３の側面部から取り外すこともでき、適宜交換が可能である。
【００３７】
＜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。
【００３８】
図５に示す基準チャート４００は、測色用の基準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。
【００３９】
基準パッチ列４０１〜４０４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４０１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４０２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）４０３と、３次色の基準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、用紙Ｐ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。
【００４０】
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。センサ部２６により撮像される基準チャート４００の画像から、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。
【００４１】
測色用の基準パッチ列４０１〜４０４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。
【００４２】
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。
【００４３】
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によって測色対象のパッチ２００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、測色対象のパッチ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。
【００４４】
なお、以上説明した測色カメラ２０の機械的構成は一例であり、これに限らない。本実施形態の測色カメラ２０は、少なくとも二次元イメージセンサ２７を用いて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。
【００４５】
＜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６は、画像形成装置１００の制御ブロック図である。
【００４６】
本実施形態の画像形成装置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。
【００４７】
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。特に、本実施形態の画像形成装置１００では、ＣＰＵ１０１が所定のプログラムを実行することにより、動作モード切替え部１５０としての機能と、速度制御部１６０としての機能とを実現する。
【００４８】
動作モード切替え部１５０は、測色カメラ２０の利用目的に応じて、二次元イメージセンサ２７の動作モードを切り替える。本実施形態では、二次元イメージセンサ２７の動作モードとして、測色カメラ２０を用いてパッチ２００の測色を行うための全体読み出しモード（第１動作モード）と、測色カメラ２０をパッチ２００の測色以外の用途、例えば、上述した印刷に関わる位置検出（画像の位置ずれ検出や用紙Ｐの端部検出）に用いるための部分読み出しモード（第２動作モード）とが、予め定められている。動作モード切替え部１５０は、測色カメラ２０の利用目的（つまり、二次元イメージセンサ２７の出力値の利用目的）に応じて、これらの動作モードを指定する制御信号を生成し、この制御信号を測色カメラ２０に送ることによって、２次元イメージセンサ２７の動作モードの切り替えを行う。
【００４９】
全体読み出しモードは、二次元イメージセンサ２７のすべての受光部から出力値を読み出す動作モードである。部分読み出しモードは、二次元イメージセンサ２７の一部の受光部から出力値を読み出す動作モードである。測色カメラ２０では、この動作モードを指定した制御信号に基づいて、二次元イメージセンサ２７の出力値を読み出す受光部の範囲（以下、この範囲を「撮像領域」という。）が設定される。二次元イメージセンサ２７の動作モードとして部分読み出しモードが指定されると、全体読み出しモードが指定された場合に比べて撮像領域が狭くなるため、撮像領域内の各受光部から出力値をすべて読み出すまでの所要時間（以下、「読み出し時間」という。）が、全体読み出しモードよりも短縮される。
【００５０】
速度制御部１６０は、動作モード切替え部１５０からの制御信号に基づいて設定される二次元イメージセンサ２７の撮像領域の大きさに応じて、測色カメラ２０と、この測色カメラ２０により撮像される撮像対象（本実施形態では用紙Ｐ）との相対的な移動速度を制御する。つまり、速度制御部１６０は、二次元イメージセンサ２７の撮像領域の大きさに応じた出力値の読み出し時間に基づいて、キャリッジ５の主走査方向の移動速度や用紙Ｐの副走査方向の搬送速度を制御する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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上の用紙Ｐの副走査方向への移動を制御する。
【００５８】
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。例えば、ＣＰＵ１０１により実行されるプラグラムによって実現される上述した動作モード切替え部１５０や速度制御部１６０の機能を、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。
【００５９】
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上の用紙Ｐにインクを吐出し、画像の印刷を行う。特に、画像形成装置１００の色調整時においては、記録ヘッド６は、ＣＰＵ１０１および制御用ＦＰＧＡ１１０の制御に従って用紙Ｐ上にインクを吐出することで、測色対象となる多数のパッチ２００が並ぶ色調整用テストパターンを印刷する。また、画像の位置ずれの調整を行う位置ずれ調整時においては、記録ヘッド６は、ＣＰＵ１０１および制御用ＦＰＧＡ１１０の制御に従って用紙Ｐ上にインクを吐出することで、例えばライン状のパターンが並ぶ位置ずれ検出用テストパターンを印刷する。
【００６０】
測色カメラ２０は、上述したように、画像形成装置１００の色調整時に、色調整用テストパターンに含まれる各パッチ２００を基準チャート４００とともに２次元イメージセンサ２７で撮像し、撮像画像から得られるパッチ２００のＲＧＢ値と基準チャート４００の各基準パッチのＲＧＢ値とに基づいて、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。なお、本実施形態におけるパッチ２００の測色方法の具体例については、詳細を後述する。
【００６１】
なお、画像形成装置１００の色調整は、上述したように、パッチ２００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、色調整用テストパターンに含まれる各パッチ２００を基準チャート４００とともに２次元イメージセンサ２７で撮像し、撮像画像から得られるパッチ２００のＲＧＢ値に対し、基準チャート４００の各基準パッチのＲＧＢ値を用いて、照明光源３０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２００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値を用いてインクの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から用紙Ｐ上に吐出されるインクの量が調整される。
【００６２】
また、測色カメラ２０は、上述したように、パッチ２００の測色（撮像）だけでなく、画像の位置ずれ検出や、用紙Ｐの端部検出にも用いられる。測色カメラ２０により検出された画像の位置ずれの情報や、用紙Ｐの端部の位置情報は、制御用ＦＰＧＡ１１０を介してＣＰＵ１０１に送られる。
【００６３】
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。
【００６４】
＜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の制御機構の構成例について具体的に説明する。図７は、測色カメラ２０の制御ブロック図である。
【００６５】
測色カメラ２０は、図７に示すように、二次元イメージセンサ２７や照明光源３０のほか、センサ制御部４０、インターフェース部４１、タイミング信号発生部４２、フレームメモリ４３、演算部４４、不揮発性メモリ４５、および光源駆動制御部４６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。
【００６６】
二次元イメージセンサ２７は、上述した結像レンズ２８を介して入射した光を受光部で受光し、各受光部の受光量に応じた出力値を読み出して、画像データとして出力する。二次元イメージセンサ２７は、各受光部の出力値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、フォーマット変換などの各種の画像処理を行う機能を有し、これら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二次元イメージセンサ２７の外部で行うようにしてもよい。
【００６７】
センサ制御部４０は、二次元イメージセンサ２７の動作モードを指定したＣＰＵ１０１からの制御信号に基づいて、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を設定して、二次元イメージセンサ２７の動作モードに従った出力値の読み出しを制御する。
【００６８】
図８は、二次元イメージセンサ２７とセンサ制御部４０の詳細を説明する模式図である。図８に示すように、二次元イメージセンサ２７は、垂直方向および水平方向の二次元方向に配列された複数の受光部５０と、垂直アドレス発生回路５１および水平アドレス発生回路５２と、読み出し部５３とを備える。二次元イメージセンサ２７の複数の受光部５０のうち、垂直アドレス発生回路５１および水平アドレス発生回路５２により指定された受光部５０の出力値が、読み出し部５３により順次読み出される。なお、図８や、以下で説明する図９および図１０では、図示を簡略化するために受光部５０の数を限定して示しているが、実際には、より多数の受光部５０が二次元方向に配列された構造となっている。
【００６９】
センサ制御部４０は、垂直アドレス発生回路５１が参照する垂直アドレス指定レジスタ５５と、水平アドレス発生回路５２が参照する水平アドレス指定レジスタ５６とを備える。垂直アドレス指定レジスタ５５は、二次元イメージセンサ２７の動作モードに応じて設定される撮像領域内の受光部５０の垂直方向のアドレスを格納するレジスタである。水平アドレス指定レジスタ５６は、二次元イメージセンサ２７の動作モードに応じて設定される撮像領域内の受光部５０の水平方向のアドレスを格納するレジスタである。センサ制御部４０は、二次元イメージセンサ２７の動作モードを指定したＣＰＵ１０１からの制御信号に基づき、出力値を読み出す受光部５０のアドレスを垂直アドレス指定レジスタ５５および水平アドレス指定レジスタ５６に格納することで、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を設定し、読み出し部５３による出力値の読み出しを制御する。
【００７０】
図９は、全体読み出しモードに応じた撮像領域が設定された場合の出力値の読み出しを説明する模式図である。全体読み出しモードは、上述したように、二次元イメージセンサ２７の受光部５０の出力値を用いてパッチ２００の測色を行う場合に、ＣＰＵ１０１によって指定される二次元イメージセンサ２７の動作モードであり、二次元イメージセンサ２７のすべての受光部５０を撮像領域とする動作モードである。
【００７１】
全体読み出しモードに応じた撮像領域が設定されると、出力値を読み出す受光部５０として、図９に示すように、二次元イメージセンサ２７のすべての受光部５０が、垂直アドレス発生回路５１および水平アドレス発生回路５２によって順番に指定される。そして、読み出し部５３により、二次元イメージセンサ２７のすべての受光部５０から出力値が順次読み出される。
【００７２】
なお、本実施形態では、二次元イメージセンサ２７を用いてパッチ２００の測色を行う場合に全体読み出しモードが指定され、全体読み出しモードでは二次元イメージセンサ２７のすべての受光部５０から出力値を読み出すものとしている。しかし、パッチ２００の測色を行う場合にすべての受光部５０から出力値を読み出すことは必ずしも必要ではなく、測色に必要なＲＧＢ値が得られる十分に広い撮像領域が設定されればよい。ここで、測色に必要なＲＧＢ値とは、パッチ２００の測色に基準チャート４００を使用する場合は、測色対象のパッチ２００のＲＧＢ値および基準チャート４００に含まれる各基準パッチのＲＧＢ値である。測色対象のパッチ２００のＲＧＢ値は、例えば、二次元イメージセンサ２７が出力する画像データのうち、パッチ２００を映した領域の中央部付近に設定される測色対象領域の画像データを平均化して求められる。また、基準チャート４００の各基準パッチのＲＧＢ値は、例えば、二次元イメージセンサ２７が出力する画像データのうち、基準チャート４００の各基準パッチを映した領域の画像データを各々平均化して求められる。したがって、この場合、少なくとも基準チャート４００と上述した測色対象領域（開口部２５の中央付近）とが含まれる大きさの撮像領域が設定されればよい。すなわち、センサ制御部４０は、第１動作モードを指定したＣＰＵ１０１からの制御信号に基づいて、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を、少なくとも基準チャート４００と上述した測色対象領域（開口部２５の中央付近）とが含まれる範囲に設定すればよい。
【００７３】
また、上述したように、パッチ２００のＲＧＢ値を用いて画像形成装置１００の色調整を行う場合にも、二次元イメージセンサ２７の動作モードとして全体読み出しモードが指定される。この場合も、二次元イメージセンサ２７のすべての受光部５０から出力値を読み出すことは必ずしも必要ではなく、例えば、パッチ２００を映した領域の中央部付近（開口部２５の中央付近）と基準チャート４００を映した領域とが含まれるように、二次元イメージセンサ２７の撮像領域が設定されればよい。
【００７４】
図１０は、部分読み出しモードに応じた撮像領域が設定された場合の出力値の読み出しを説明する模式図である。部分読み出しモードは、上述したように、二次元イメージセンサ２７の受光部５０の出力値を用いて、印刷に関わる位置検出（画像の位置ずれ検出や用紙Ｐの端部検出）など、パッチ２００の測色以外の処理を行う場合に、ＣＰＵ１０１によって指定される二次元イメージセンサ２７の動作モードである。部分読み出しモードでは、二次元イメージセンサ２７の撮像領域が一部の受光部５０の範囲に限定される。
【００７５】
図１０に示した例では、二次元イメージセンサ２７のセンサ面中央部に位置する４つの受光部５０の範囲を撮像領域としているが、部分読み出しモードに応じて設定される撮像領域内の受光部５０の数や位置は、この例に限定されるものではない。部分読み出しモードに応じて設定される撮像領域は、少なくとも、全体読み出しモードに応じて設定される撮像領域よりも狭い範囲となる。
【００７６】
部分読み出しモードに応じた撮像領域が設定されると、図１０に示すように、二次元イメージセンサ２７の一部の受光部５０が、垂直アドレス発生回路５１および水平アドレス発生回路５２によって順番に指定される。そして、垂直アドレス発生回路５１および水平アドレス発生回路５２によって指定された一部の受光部５０のみから、読み出し部５３によって出力値が順次読み出される。
【００７７】
部分読み出しモードでは、二次元イメージセンサ２７の撮像領域が、全体読み出しモードよりも狭い範囲となる。このため、全体読み出しモードよりも部分読み出しモードの方が、二次元イメージセンサ２７の読み出し時間が短くなる。つまり、二次元イメージセンサ２７の撮像領域内の各受光部５０から読み出された出力値の集合を１フレームの画像と捉え、１秒間に取得できるフレーム数を読み出し速度（ｆｐｓ）とすると、部分読み出しモードの読み出し速度は、全体読み出しモードよりも速くなる。
【００７８】
図１１は、二次元イメージセンサ２７の撮像領域の面積比と読み出し速度との関係を示す図である。図の横軸は、撮像領域の面積比（二次元イメージセンサ２７のセンサ面全体の面積を、撮像領域の面積で除算した値）を示し、縦軸は、面積比１の場合（つまり、全体読み出しモードの場合）の読み出し速度をａとしたときの相対的な読み出し速度（ｆｐｓ）を示している。なお、面積比１の場合の読み出し速度ａは二次元イメージセンサ２７の性能に依存し、一般に、面積比１の場合の読み出し速度ａが速いものほど高価である。
【００７９】
図１１に示すように、二次元イメージセンサ２７の読み出し速度は、撮像領域が狭くなるほど速くなる。例えば、二次元イメージセンサ２７のセンサ面全体の面積に対して、撮像領域の面積を１／２にすると読み出し速度は約２倍となり、撮像領域の面積を１／３にすると読み出し速度は約３倍となる。ただし、撮像領域がある程度狭くなると、撮像領域の面積削減に対する読み出し速度の向上の度合は小さくなる。例えば、二次元イメージセンサ２７のセンサ面全体の面積に対して、撮像領域の面積を１／５にした場合は、読み出し速度は約４倍となり、撮像領域の面積を１／１００にした場合は、読み出し速度は約３７倍となる。
【００８０】
図１２は、測色カメラ２０を用いて画像の位置ずれ検出を行う様子を示す模式図である。図中、（ａ）は用紙Ｐに印刷された位置ずれ検出用テストパターンの一例を示し、（ｂ）は全体読み出しモードでパターンの読み取り（撮像）を行う様子を示し、（ｃ）は部分読み出しモードでパターンの読み取り（撮像）を行う様子を示している。
【００８１】
画像の位置ずれ検出を行う場合は、上述したように、用紙Ｐに位置ずれ検出用テストパターンを印刷し、この用紙Ｐに対して測色カメラ２０を相対移動させながら、測色カメラ２０の二次元イメージセンサ２７によりパターンの読み取り（撮像）を行う。そして、得られた画像内のパターンの位置と、用紙Ｐに対する測色カメラ２０の相対移動速度などから、それぞれのパターンの位置を求め、例えば、隣り合うパターン間の間隔のずれなどから、画像の位置ずれ（インクの着弾位置ずれ）を検出する。
【００８２】
したがって、画像の位置ずれ検査を適切に行うには、二次元イメージセンサ２７の撮像領域が隣り合う２つのパターンに亘って移動する間に、撮像領域内の各受光部５０からの出力値の読み出しが完了している必要がある。つまり、図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、二次元イメージセンサ２７の撮像領域があるパターンと対向する位置から次のパターンと対向する位置にまで移動する時間は、二次元イメージセンサ２７の読み出し時間より短くすることができない。
【００８３】
ここで、撮像領域が広い全体読み出しモードでは、読み出し速度が遅く、読み出し時間が長くなるため、二次元イメージセンサ２７を全体読み出しモードで動作させて画像の位置ずれ検出を行うには、用紙Ｐに対する測色カメラ２０の相対移動速度を遅くする必要がある。このため、検査に要する時間が長くなってしまい、画像形成装置１００に要求される性能を満足できない場合がある。
【００８４】
これに対して、撮像領域が狭い部分読み出しモードでは、全体読み出しモードよりも読み出し速度が速く、読み出し時間が短くなるため、画像の位置ずれ検出を行う際に用紙Ｐに対する測色カメラ２０の相対移動速度を高めることができる。よって、検査に要する時間を短縮して、画像形成装置１００に要求される性能を満足しながら、画像の位置ずれ検査を適切に行うことができる。本実施形態では、測色カメラ２０を用いて画像の位置ずれ検出を行う場合は、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させるようにしている。
【００８５】
なお、図１２（ｂ），（ｃ）では、主走査方向における画像の位置ずれ（インクの着弾位置ずれ）を検出する例を示している。この例では、位置ずれ検出用テストパターンが印刷された用紙Ｐ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ることによって、用紙Ｐに対して測色カメラ２０を相対移動させながら、主走査方向に並ぶパターンの読み取り（撮像）を行う。副走査方向における画像の位置ずれを検出する場合は、測色カメラ２０の移動が停止している間に、位置ずれ検出用テストパターンが印刷された用紙Ｐを副走査方向に搬送させることで、用紙Ｐに対して測色カメラ２０を相対移動させながら副走査方向に並ぶパターンの読み取りを行えばよい。
【００８６】
図１３は、測色カメラ２０を用いて用紙Ｐの副走査方向の端部検出を行う様子を示す模式図である。図中、（ａ）は用紙Ｐの副走査方向の端部検出を行う際の用紙Ｐと測色カメラ２０との位置関係を示し、（ｂ）は全体読み出しモードで用紙Ｐの副走査方向の端部位置を読み取る様子を示し、（ｃ）は部分読み出しモードで用紙Ｐの副走査方向の端部位置を読み取る様子を示している。
【００８７】
用紙Ｐの副走査方向の端部検出を行う場合は、測色カメラ２０を例えば図１３（ａ）に示す位置に固定し、用紙Ｐを副走査方向に搬送して、測色カメラ２０の二次元イメージセンサ２７により、搬送される用紙Ｐの副走査方向の端部位置を読み取る。この際、図１３（ｂ）に示すように、撮像領域が広い全体読み出しモードで二次元イメージセンサ２７を動作させると、二次元イメージセンサ２７の読み出し速度が遅く、読み出し時間が長いために、用紙Ｐの副走査方向の端部位置を正しく検出できない場合がある。ここで、用紙Ｐの搬送速度を遅くすれば端部位置の検出精度は向上するが、用紙Ｐの搬送速度を遅くすると、画像の位置ずれ検査の場合と同様、検査に要する時間が長くなってしまい、画像形成装置１００に要求される性能を満足できない場合がある。
【００８８】
これに対して、図１３（ｃ）に示すように、撮像領域が狭い部分読み出しモードで二次元イメージセンサ２７を動作させれば、二次元イメージセンサ２７の読み出し速度が全体読み出しモードよりも速くなり、読み出し時間が短くなるため、用紙Ｐの副走査方向の端部位置を精度よく検出することができる。そこで、本実施形態では、測色カメラ２０を用いて用紙Ｐの副走査方向の端部検出を行う場合は、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させるようにしている。
【００８９】
図１４は、測色カメラ２０を用いて用紙Ｐの主走査方向の端部検出を行う様子を示す模式図である。図中、（ａ）は用紙Ｐの主走査方向の端部検出を行う際の用紙Ｐと測色カメラ２０との位置関係を示し、（ｂ）は全体読み出しモードで用紙Ｐの主走査方向の端部位置を読み取る様子を示し、（ｃ）は部分読み出しモードで用紙Ｐの主走査方向の端部位置を読み取る様子を示している。
【００９０】
用紙Ｐの主走査方向の端部検出は、上述したように、キャリッジ５に搭載された記録ヘッド６から用紙Ｐにインクを吐出して画像を印刷する動作に付随して行われる。つまり、用紙Ｐの主走査方向の端部検出を行う場合は、図１４（ａ）に示すように、用紙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の移動に伴って測色カメラ２０を主走査方向に移動させ、測色カメラ２０の二次元イメージセンサ２７により、用紙Ｐの主走査方向の端部位置を読み取る。この際、図１４（ｂ）に示すように、撮像領域が広い全体読み出しモードで二次元イメージセンサ２７を動作させると、二次元イメージセンサ２７の読み出し速度が遅く、読み出し時間が長いために、用紙Ｐの主走査方向の端部位置を正しく検出できない場合がある。ここで、キャリッジ５の移動速度を遅くすれば端部位置の検出精度は向上するが、キャリッジ５の移動速度は画像の印刷速度に依存するため、遅くすることができない。
【００９１】
これに対して、図１４（ｃ）に示すように、撮像領域が狭い部分読み出しモードで二次元イメージセンサ２７を動作させれば、二次元イメージセンサ２７の読み出し速度が全体読み出しモードよりも速くなり、読み出し時間が短くなる。このため、画像の印刷速度に応じた移動速度でキャリッジ５を移動させながら、用紙Ｐの主走査方向の端部位置を精度よく検出することができる。そこで、本実施形態では、測色カメラ２０を用いて用紙Ｐの主走査方向の端部検出を行う場合は、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させるようにしている。
【００９２】
図７に戻り、インターフェース部４１は、二次元イメージセンサ２７から画像データを出力し、また、ＣＰＵ１０１から送られてきた各種設定信号やタイミング信号発生部４２が生成したタイミング信号などを二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、二次元イメージセンサ２７のシャッタスピードやＡＧＣのゲインなどの撮像条件を設定する信号を含む。
【００９３】
また、インターフェース部４１は、二次元イメージセンサ２７の動作モードを指定する制御信号をＣＰＵ１０１から受信して、センサ制御部４０に受け渡す役割を持つ（受信部）。
【００９４】
タイミング信号発生部４２は、二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４１を介して二次元イメージセンサ２７に入力する。
【００９５】
フレームメモリ４３は、二次元イメージセンサ２７から出力された画像データを一時的に格納する。
【００９６】
演算部４４は、フレームメモリ４３に格納された画像データを用いて各種演算を行う機能ブロックであり、機能別に、測色演算部４４ａ、位置ずれ検出部４４ｂ、および用紙端部検出部４４ｃを有する。
【００９７】
測色演算部４４ａは、全体読み出しモードで動作する二次元イメージセンサ２７から出力され、フレームメモリ４３に格納された画像データをもとに、測色対象となるパッチ２００のＲＧＢ値と、基準チャート４００の各基準パッチのＲＧＢ値とを求める。そして、測色演算部４４ａは、得られたパッチ２００のＲＧＢ値と基準チャート４００の各基準パッチのＲＧＢ値とに基づいて、パッチ２００の測色値を算出する。測色演算部４４ａが算出した測色値は、ＣＰＵ１０１へと送られる。なお、測色演算部４４ａによる処理の具体例については、詳細を後述する。
【００９８】
位置ずれ検出部４４ｂは、部分読み出しモードで動作する二次元イメージセンサ２７から出力され、フレームメモリ４３に格納された画像データをもとに、画像の位置ずれを検出する処理を行う。また、用紙端部検出部４４ｃは、部分読み出しモードで動作する二次元イメージセンサ２７から出力され、フレームメモリ４３に格納された画像データをもとに、用紙Ｐの副走査方向の端部や主走査方向の端部を検出する処理を行う。これら位置ずれ検出部４４ｂが検出した画像位置ずれの情報や、用紙端部検出部４４ｃが検出した用紙Ｐの端部位置の情報は、ＣＰＵ１０１へと送られる。
【００９９】
不揮発性メモリ４５は、演算部４４での処理に必要な各種データを格納する記憶装置である。
【０１００】
光源駆動制御部４６は、照明光源３０を駆動するための光源駆動信号を生成して、照明光源３０に供給する。
【０１０１】
以上のように、本実施形態の画像形成装置１００では、測色カメラ２０の利用目的に応じて二次元イメージセンサ２７の動作モードを切り替えて、動作モードに応じた撮像領域を設定するようにしている。具体的には、測色カメラ２０を用いてパッチ２００の測色を行う場合には、二次元イメージセンサ２７を全体読み出しモードで動作させ、二次元イメージセンサ２７のすべての受光部５０から出力値の読み出しを行う。一方、測色カメラ２０を測色以外の用途で用いる場合、例えば、測色カメラ２０を用いて画像の位置ずれ検出や用紙Ｐの端部検出を行う場合には、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させ、二次元イメージセンサ２７の一部の受光部５０から出力値の読み出しを行う。このように、測色カメラ２０の利用目的に応じて二次元イメージセンサ２７の動作モードを切り替えて、動作モードに応じた撮像領域を設定することで、測色カメラ２０の二次元イメージセンサ２７を単にパッチ２００の測色だけでなく、様々な用途で有効に利用することができる。
【０１０２】
＜二次元イメージセンサの駆動制御方法＞
ここで、本実施形態による二次元イメージセンサ２７の駆動制御方法の概要を、図１５に沿って説明する。図１５は、二次元イメージセンサ２７の駆動制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【０１０３】
まず、ＣＰＵ１０１が、測色カメラ２０の利用目的がパッチ２００の測色であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。そして、ＣＰＵ１０１は、測色カメラ２０の利用目的がパッチ２００の測色であれば（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、二次元イメージセンサ２７の動作モードとして全体読み出しモードを指定する制御信号を出力する（ステップＳ１０２）。一方、測色カメラ２０の利用目的がパッチ２００の測色でない、つまり、測色カメラ２０の利用目的が画像の位置ずれ検出や用紙Ｐの端部検出などであれば（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、二次元イメージセンサ２７の動作モードとして部分読み出しモードを指定する制御信号を出力する（ステップＳ１０３）。ＣＰＵ１０１から出力された制御信号は、測色カメラ２０のインターフェース部４１により受信され、センサ制御部４０に渡される。
【０１０４】
測色カメラ２０のセンサ制御部４０は、インターフェース部４１が受信した制御信号が全体読み出しモードを指定するものであれば、二次元イメージセンサ２７のすべての受光部５０を撮像領域に設定する（ステップＳ１０４）。一方、インターフェース部４１が受信した制御信号が全体読み出しモードを指定するものであれば、センサ制御部４０は、二次元イメージセンサ２７の一部の受光部５０を撮像領域に設定する（ステップＳ１０５）。そして、センサ制御部４０は、ステップＳ１０４またはステップＳ１０５で設定した撮像領域に含まれる受光部５０から出力値が順次読み出されるように、読み出し部５３による出力値の読み出しを制御する（ステップＳ１０６）。
【０１０５】
＜変形例＞
本実施形態の画像形成装置１００では、二次元イメージセンサ２７の出力値を高速に読み出すことが要求される用途で測色カメラ２０を利用する場合には、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を狭い範囲に設定することで読み出し速度を高めるようにしている。しかし、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を狭めることによる読み出し速度の向上には限界があり、特に、安価なセンサ（図１１に示した面積比が１の場合の読み出し速度ａの値が小さいセンサ）では、目標とする読み出し速度が得られない場合がある。
【０１０６】
この場合、例えば用紙Ｐの端部検出を行う際に、二次元イメージセンサ２７の撮像領域が用紙Ｐの端部位置を捉えている間に出力値の読み出しが完了せずに、端部検出を適切に行えない虞がある。このような問題に対しては、部分読み出しモードで二次元イメージセンサ２７を動作させる場合に、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を、測色カメラ２０と撮像対象（本実施形態では用紙Ｐ）との相対移動方向に長い領域に設定することが有効である。
【０１０７】
図１６は、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させて用紙Ｐの主走査方向の端部検出を行う様子を示す模式図である。図１６（ａ）は二次元イメージセンサ２７の撮像領域を正方形の領域とした場合を示し、図１６（ｂ）は二次元イメージセンサ２７の撮像領域を相対移動方向に長い領域とした場合を示している。
【０１０８】
図１６（ａ）に示すように、二次元イメージセンサ２７の撮像領域が正方形の領域に設定されている場合には、読み出し速度が十分でないと、撮像領域が用紙Ｐの端部位置を捉えている間に１フレーム分の出力が完了せず、用紙Ｐの端部を検出できない場合がある。
【０１０９】
これに対して、図１６（ｂ）に示すように、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を相対移動方向に長い領域に設定すれば、撮像領域が用紙Ｐの端部位置を捉えている時間が長くなる。このため、読み出し速度が同じでも、撮像領域が用紙Ｐの端部位置を捉えている間に１フレーム分の出力を完了させることができ、用紙Ｐの端部を適切に検出することができる。
【０１１０】
図１７は、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を相対移動方向に長い領域に設定する様子を示す模式図である。図１７（ａ）は相対移動方向が主走査方向である場合を示し、図１７（ｂ）は相対移動方向が副走査方向である場合を示している。
【０１１１】
センサ制御部４０は、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させる場合、撮像対象（本実施形態では用紙Ｐ）に対する測色カメラ２０の相対移動方向が主走査方向か副走査方向かを確認する。そして、相対移動方向が主走査方向であれば、二次元イメージセンサ２７の水平方向に並ぶ受光部５０のアドレスを垂直アドレス指定レジスタ５５および水平アドレス指定レジスタ５６に格納することで、図１７（ａ）に示すように、主走査方向に長い撮像領域を設定して、読み出し部５３による出力値の読み出しを制御する。一方、相対移動方向が副走査方向であれば、二次元イメージセンサ２７の垂直方向に並ぶ受光部５０のアドレスを垂直アドレス指定レジスタ５５および水平アドレス指定レジスタ５６に格納することで、図１７（ｂ）に示すように、副走査方向に長い撮像領域を設定して、読み出し部５３による出力値の読み出しを制御する。
【０１１２】
図１８は、変形例による二次元イメージセンサ２７の駆動制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【０１１３】
まず、ＣＰＵ１０１が、測色カメラ２０の利用目的がパッチ２００の測色であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。そして、ＣＰＵ１０１は、測色カメラ２０の利用目的がパッチ２００の測色であれば（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、二次元イメージセンサ２７の動作モードとして全体読み出しモードを指定する制御信号を出力する（ステップＳ２０２）。一方、測色カメラ２０の利用目的がパッチ２００の測色でない、つまり、測色カメラ２０の利用目的が画像の位置ずれ検出や用紙Ｐの端部検出などであれば（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、二次元イメージセンサ２７の動作モードとして部分読み出しモードを指定する制御信号を出力する（ステップＳ２０３）。ＣＰＵ１０１から出力された制御信号は、測色カメラ２０のインターフェース部４１により受信され、センサ制御部４０に渡される。
【０１１４】
測色カメラ２０のセンサ制御部４０は、インターフェース部４１が受信した制御信号が全体読み出しモードを指定するものであれば、二次元イメージセンサ２７のすべての受光部５０を撮像領域に設定する（ステップＳ２０４）。一方、インターフェース部４１が受信した制御信号が全体読み出しモードを指定するものであれば、センサ制御部４０は、撮像対象（本実施形態では用紙Ｐ）に対する測色カメラ２０の相対移動方向が主走査方向であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【０１１５】
そして、センサ制御部４０は、相対移動方向が主走査方向であれば（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、二次元イメージセンサ２７の水平方向（主走査方向に対応）に並ぶ一部の受光部５０を撮像領域に設定する（ステップＳ２０６）。一方、相対移動方向が副走査方向であれば（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、センサ制御部４０は、二次元イメージセンサ２７の垂直方向（副走査方向に対応）に並ぶ一部の受光部５０を撮像領域に設定する（ステップＳ２０７）。
【０１１６】
そして、センサ制御部４０は、ステップＳ２０４またはステップＳ２０６またはステップＳ２０７で設定した撮像領域に含まれる受光部５０から出力値が順次読み出されるように、読み出し部５３による出力値の読み出しを制御する（ステップＳ２０８）。
【０１１７】
＜パッチの測色方法の具体例＞
次に、図１９乃至図２５を参照しながら、本実施形態の画像形成装置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の色調整を行う色調整時に実施される測色処理とを含む。
【０１１８】
図１９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１９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。
【０１１９】
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１９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４５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。
【０１２０】
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４５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。
【０１２１】
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４５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４５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。
【０１２２】
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４５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２０は、初期基準ＲＧＢ値の一例を示す図である。図２０（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（ＲｄＧｄＢｄ）とともに、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２０（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。
【０１２３】
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、用紙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、用紙Ｐに画像を印刷する。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、用紙Ｐに印刷されたテストチャートに含まれるパッチ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。
【０１２４】
図２１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、色調整を行う色調整時に、まず、プラテン１６上にセットされた用紙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印刷する。以下、テストパターンが印刷された用紙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の色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が印刷されている。なお、テストパターンを印刷するための画像データは、不揮発性メモリ４５などに予め格納されている。
【０１２５】
次に、画像形成装置１００は、図２１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の二次元イメージセンサ２７で画像の撮像を行う。そして、二次元イメージセンサ２７から出力される撮像画像からパッチ２００のＲＧＢ値が求められる。また、二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に含まれる各基準パッチの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の基準パッチの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４５などに格納される。
【０１２６】
測色カメラ２０の測色演算部４４ａ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色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３０の経時変化や二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。
【０１２７】
その後、測色演算部４４ａ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。
【０１２８】
図２２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２３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。測色演算部４４ａ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、測色演算部４４ａは、図２２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、色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４５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、測色演算部４４ａ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４５に格納する。
【０１２９】
図２３において、図２３（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２３（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２３（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３０の経時変化、二次元イメージセンサ２７の経時変化などがある。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
測色演算部４４ａ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。
【０１３３】
図２４および図２５は、基本測色処理を説明する図である。測色演算部４４ａは、まず、前処理において生成して不揮発性メモリ４５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４５に格納する（ステップＳ２１）。図２４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。
【０１３４】
次に、測色演算部４４ａ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４５に格納する（ステップＳ２２）。図２４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。
【０１３５】
次に、測色演算部４４ａは、前処理において不揮発性メモリ４５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２４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。
【０１３６】
次に、測色演算部４４ａは、図２５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、測色演算部４４ａ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４５に格納する（ステップＳ２５）。
【０１３７】
次に、測色演算部４４ａ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、測色演算部４４ａ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。
【０１３８】
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の二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３０の経時変化や二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。
【０１３９】
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２１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２１のステップＳ２０、図２４および図２５）が行われる。
【０１４０】
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、測色カメラ２０をパッチ２００の測色に用いる場合には、測色カメラ２０が備える二次元イメージセンサ２７を全体読み出しモードで動作させる。一方、測色カメラ２０をパッチ２００の測色以外の用途、例えば、画像の位置ずれ検出や用紙Ｐの端部検出に用いる場合には、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させる。そして、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させる場合は、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を、全体読み出しモードで動作させる場合よりも狭い範囲に設定し、二次元イメージセンサ２７からの出力値の読み出し速度を向上させる。したがって、本実施形態に係る画像形成装置１００では、従来は読み出し速度が十分ではないために利用が困難であった測色カメラ２０の二次元イメージセンサ２７を、より多くの用途で有効に利用することができる。
【０１４１】
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。
【０１４２】
例えば、上述した実施形態では、測色カメラ２０を用いて画像の位置ずれ検出や用紙Ｐの端部検出を行う場合に、二次元イメージセンサ２７を部分読み出しモードで動作させるものとしているが、これに限らない。測色カメラ２０を用いてパッチ２００の測色以外の何らかの機能を実行する場合に、二次元イメージセンサ２７の撮像領域を、パッチ２００の測色を行う場合よりも狭くして、読み出し速度を向上させるようにすればよい。
【０１４３】
また、上述した実施形態で説明したパッチ２００の測色方法、画像の位置ずれ検出方法、用紙Ｐの端部検出の方法はあくまで一例であり、これに限定されるものではない。パッチ２００の測色方法としては、例えば、上述した方法に代えて、特許文献１にて開示される方法を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４４】
５  キャリッジ
６  記録ヘッド
８  主走査モータ
１２  副走査モータ
２０  測色カメラ
２７  二次元イメージセンサ
４０  センサ制御部
４１  インターフェース部
４４  演算部
４４ａ  測色演算部
４４ｂ  位置ずれ検出部
４４ｃ  用紙端部検出部
１００  画像形成装置
１０１  ＣＰＵ
１５０  動作モード切替え部
２００  パッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４５】
【特許文献１】特開２０１２−６３２７０号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
2015133689.tif 000007
【図４−３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２５】
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【図４−４】
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【図５】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２３】
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【図２４】
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