[go: up one dir, main page]

WO2024242002A1 - 画像読取装置及び画像形成システム - Google Patents

画像読取装置及び画像形成システム Download PDF

Info

Publication number
WO2024242002A1
WO2024242002A1 PCT/JP2024/018052 JP2024018052W WO2024242002A1 WO 2024242002 A1 WO2024242002 A1 WO 2024242002A1 JP 2024018052 W JP2024018052 W JP 2024018052W WO 2024242002 A1 WO2024242002 A1 WO 2024242002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
characteristic
spectral characteristic
filter
reading device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/018052
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祥希 菊川
修平 浜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of WO2024242002A1 publication Critical patent/WO2024242002A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/51—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/407—Control or modification of tonal gradation or of extreme levels, e.g. background level
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46—Colour picture communication systems
    • H04N1/48—Picture signal generators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46—Colour picture communication systems
    • H04N1/56—Processing of colour picture signals
    • H04N1/60—Colour correction or control

Definitions

  • the present invention relates to an image reading device and an image forming system including the image reading device.
  • a spectrophotometer that measures the color of an image on a sheet is known (Patent Document 1).
  • the values output from the spectrophotometer are converted into color values in the CIE Lab space (hereinafter, Lab values) using, for example, a color matching function corresponding to human color vision.
  • an image reading device that measures the color of an image on a sheet using an image sensor equipped with a red (R) filter, a green (G) filter, and a blue (B) filter is known.
  • RGB values luminance values of red (R), green (G), and blue (B) output by the image sensor are converted into color values in the CIE Lab space (hereinafter, Lab values).
  • a lookup table which is a color conversion table
  • the color conversion table is created to show the relationship between the RGB values and the Lab values for some RGB values, rather than all RGB values.
  • Patent Document 2 discloses that for RGB values not included in the color conversion table, they are calculated by interpolation based on the relationship between the RGB values and Lab values included in the color conversion table.
  • the RGB values output by an image sensor depend on the spectral characteristics of the image reading device (image sensor, light source, mirror, lens, etc.). If the spectral characteristics of the image reading device differ from the color matching functions, the accuracy of color measurement by the image sensor may be lower than that of the spectrophotometer.
  • the present invention provides a technology that detects colors within the color gamut read by an image reading device with high accuracy.
  • an image reading device for reading an original comprises a reading means including a light source for irradiating light onto the original, a sensor for receiving the light reflected by the original and outputting an image signal, and an optical member for forming an image of the light reflected by the original on the sensor, and an image processing means for processing the image signal, and in the wavelength range of 400 nm to 700 nm, the error of the first spectral characteristic of the reading means with respect to the first characteristic of the color matching function, the error of the second spectral characteristic of the reading means with respect to the second characteristic of the color matching function, and the error of the third spectral characteristic of the reading means with respect to the third characteristic of the color matching function are each within the range of -15% to 15%.
  • the present invention makes it possible to detect colors within the color gamut read by an image forming device with high accuracy.
  • FIG. 1 is a block diagram of an imaging system in accordance with some embodiments.
  • 2 illustrates the emission spectrum of a white LED according to some embodiments.
  • 4 illustrates characteristics of a white LED according to some embodiments.
  • 4 illustrates the spectral characteristics of a mirror, according to some embodiments.
  • FIG. 2 illustrates the spectral characteristics of a lens, according to some embodiments.
  • FIG. 4 illustrates the spectral characteristics of an IR cut filter according to some embodiments. 4 illustrates the spectral characteristics of an image sensor according to some embodiments.
  • FIG. 8 is a graph showing the spectral characteristics of the image reading device obtained by combining the characteristics of FIG. 2 and FIGS. 4 to 7;
  • FIG. 1 is a diagram showing CIE 1931 color matching functions.
  • 5A and 5B are explanatory diagrams of a process for making the spectral characteristics of an image reading device closer to color matching functions according to some embodiments.
  • 4 is a diagram showing the spectral characteristics of an image reading device according to some embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of an image processing unit according to some embodiments.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between a positive error and a color difference.
  • FIG. 2 is a block diagram of an image processing unit according to some embodiments.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming system according to the present embodiment.
  • the image forming system includes an image reading device 1000 and an image forming device 2000. First, the image reading device 1000 will be described.
  • An original 100 which is an object to be measured, is placed on an original platen glass 101.
  • An image sensor 109 has a plurality of light receiving elements arranged along the depth direction of the figure. The depth direction of the figure is also called the main scanning direction.
  • the light receiving elements are, for example, a CMOS sensor or a CCD sensor.
  • a white LED 103 which is a light source, irradiates light onto the original 100.
  • the light reflected by the original 100 is reflected by mirrors 104, 105, and 106, and enters the image sensor 109 via an infrared (IR) cut filter 107 and a lens 108.
  • the image sensor 109 outputs an image signal, which is a reading result across the main scanning direction of the original 100, to an image processing unit 110 in one scan.
  • IR infrared
  • the image signal output by the image sensor 109 is an analog signal, and is a collective term for a first image signal indicating a red luminance value (pixel value), a second image signal indicating a green luminance value (pixel value), and a third image signal indicating a blue luminance value (pixel value).
  • the first image signal is output by a light receiving element that receives light from the original 100 through a red filter provided in the image sensor 109.
  • the second image signal is output by a light receiving element that receives light from the original 100 through a green filter provided in the image sensor 109.
  • the third image signal is output by a light receiving element that receives light from the original 100 through a blue filter provided in the image sensor 109.
  • the image sensor 109 is a three-channel sensor.
  • the white LED 103, mirrors 104, 105, and 106, the IR cut filter 107, the lens 108, and the image sensor 109 constitute a reading unit. Additionally, mirrors 104, 105, and 106, IR cut filter 107, and lens 108 are optical components that focus the light reflected by original 100 onto image sensor 109.
  • the motor 102 moves the first mirror unit 137 including the white LED 103 and the mirror 104, and the second mirror unit 138 including the mirrors 105 and 106 in the left-right direction in the figure.
  • the left-right direction in the figure is also called the sub-scanning direction.
  • the first mirror unit 137 and the second mirror unit 138 are moved in the sub-scanning direction while the reading unit repeatedly scans the original 100, and the image sensor 109 outputs an image signal that is the result of reading the entire original 100 to the image processing unit 110.
  • the image signal that is the result of reading the entire original 100 indicates a red pixel value (brightness value), a green pixel value (brightness value), and a blue pixel value (brightness value) for each pixel of the original 100.
  • the image processing unit 110 processes the image signal from the image sensor 109 to generate a read image signal, and outputs the generated read image signal to the image processing unit 111 of the image forming device 2000.
  • the read image signal also indicates a red pixel value (brightness value), a green pixel value (brightness value), and a blue pixel value (brightness value).
  • the processing performed by the image processing unit 110 includes an analog-to-digital conversion process that converts the analog red, green, and blue pixel values indicated by the image signal into digital pixel values (digital values).
  • the white reference plate 139 is a reference member used to calibrate the white LED 103 and the image sensor 109.
  • the photoconductors 124-127 are charged to a predetermined potential by a charger (not shown) and are rotated counterclockwise in the figure.
  • the semiconductor lasers 112-115 emit laser light based on an output signal from the image processing unit 111.
  • the polygon mirrors 116-119 scan the photoconductors 124-127 with the laser light emitted by the semiconductor lasers 112-115. As a result, electrostatic latent images are formed on the photoconductors 124-127.
  • the developers 120-123 each have black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) toner.
  • the developers 120-123 form toner images on the photoconductors 124-127 by developing the electrostatic latent images on the photoconductors 124-127 with toner.
  • Primary transfer rollers 151-154 transfer the toner images on photoconductors 124-127 to intermediate transfer belt 128.
  • intermediate transfer belt 128 is driven to rotate in the clockwise direction in the figure. As a result, the toner image on intermediate transfer belt 128 is transported to a position facing secondary transfer roller 155.
  • a sheet fed to the transport path from either cassettes 132 to 134 or manual feed tray 131 is sent by roller 130 to a position facing secondary transfer roller 155.
  • Secondary transfer roller 155 transfers the toner image on intermediate transfer belt 128 onto the sheet.
  • Fixer 136 fixes the toner image onto the sheet by applying heat and pressure to the sheet. After the toner image is fixed, the sheet is discharged onto discharge tray 135.
  • Control unit 170 controls the entire image forming system.
  • FIG. 2 shows the emission spectrum characteristics of the white LED 103.
  • the white LED 103 emits white light by using a blue LED and a phosphor.
  • the wavelength range of 400 nm to 450 nm is the main emission wavelength range of the blue LED, and the wavelength range of 450 nm to 650 nm is the main emission wavelength range of the phosphor.
  • the white LED 103 used has little variation in emission luminance in the main emission wavelength range of the phosphor.
  • the variation in emission luminance in the main emission wavelength range of the phosphor can be defined as the ratio of the maximum value of the difference between the average luminance and the emission luminance from 450 nm to 650 nm to the average luminance, as shown in Figure 3.
  • a configuration can be used in which the white LED 103 has this variation of 20% or less.
  • Figure 4 shows the spectral characteristics of mirrors 104, 105, and 106.
  • Figure 5 shows the spectral characteristics of lens 108.
  • Figure 6 shows the spectral characteristics of IR cut filter 107.
  • Mirrors 104, 105, and 106 and lens 108 have uniform spectral characteristics with little unevenness in sensitivity across the entire wavelength range.
  • IR cut filter 107 is applied to lens 108, and the spectral characteristics in the infrared range (from 600 nm) are adjusted by the applied filter material and film layer.
  • FIG. 7 shows the spectral characteristics of the image sensor 109.
  • the first, second, and third characteristics in FIG. 7 are the spectral characteristics of a light receiving element using a red filter, a green filter, and a blue filter, respectively.
  • the spectral characteristics of the image sensor 109 are mainly determined by the light receiving sensitivity characteristics of the light receiving element in the image sensor 109 and the spectral transmittance characteristics of the color filters applied on the light receiving element.
  • the image sensor 109 has three channels, the first channel to the third channel, corresponding to the three types of filters.
  • the first channel outputs a first image signal based on the first characteristic
  • the second channel outputs a second image signal based on the second characteristic
  • the third channel outputs a third image signal based on the third characteristic.
  • the first spectral characteristic in FIG. 8 is the spectral characteristic of the red filter, that is, the first characteristic in FIG. 7.
  • the second spectral characteristic is the spectral characteristic of the green filter, that is, the second characteristic in FIG. 7.
  • the third spectral characteristic is the spectral characteristic of the blue filter, that is, the third characteristic in FIG. 7.
  • the materials of the red filter, green filter, and blue filter are adjusted so that the integrated spectral characteristics are close to the X characteristic (500 nm to 700 nm), Y characteristic, and Z characteristic of the normalized XYZ color matching function described later, for example, within a range of ⁇ 15%.
  • FIG. 9 shows the spectral characteristics normalized so that the maximum value of the spectral sensitivity for each characteristic is 1.0 in the XYZ color matching functions of CIE 1931 (standard relative luminous efficiency characteristics standardized by the CIE: International Commission on Illumination).
  • the X characteristic indicates the amount of stimulation to the red sensation of the eye
  • the Y characteristic indicates the amount of stimulation to the green sensation
  • the Z characteristic indicates the amount of stimulation to the blue sensation.
  • the X characteristic in FIG. 9 has two peaks, one near a wavelength of 450 nm and the other near a wavelength of 600 nm.
  • the spectral characteristics of the color filters applied to the light receiving element are created by combining filter materials with different spectral transmittance characteristics, so it is not possible to create two peaks with a single color filter.
  • the half-width of the second characteristic of the green filter is about 100 nm, centered around 540 nm
  • the half-width of the third characteristic of the blue filter is about 80 nm, centered around 450 nm.
  • the first characteristic of the red filter has a peak near 600 nm and a half-width of 150 nm or more.
  • the image sensor has four channels, and two channels can be used to bring the first spectral characteristic of the image reading device 1000 closer to the X characteristic of the color matching function.
  • a three-channel image sensor 109 is used to bring one of the spectral characteristics of the image reading device 1000 closer to the X characteristic of the color matching function.
  • FIG. 11 shows the state in which the fourth spectral characteristic is generated by adjusting the spectral sensitivity of the third spectral characteristic shown in FIG. 8.
  • the fourth spectral characteristic shown in FIG. 11 is obtained by multiplying the third spectral characteristic by an adjustment coefficient AD less than 1.
  • the A/D converter 202 performs analog-to-digital conversion of the first image signal to the third image signal from the image sensor 109 and outputs the digital signals 10 to 30.
  • the first image signal, the second image signal, and the third image signal are signals output by the image sensor 109 based on the light reception results through the red, green, and blue filters, respectively.
  • the first image signal to the third image signal are analog image signals based on the first spectral characteristic to the third spectral characteristic of FIG. 8, respectively.
  • the digital signals 10 to 30 are digital image signals based on the first spectral characteristic to the third spectral characteristic of FIG. 8, respectively.
  • the adjustment circuit 220 of the image processing circuit 203 multiplies the luminance value indicated by the digital signal 30 (third spectral characteristic) by an adjustment coefficient AD for generating the fourth spectral characteristic shown in FIG. 11, thereby outputting a digital signal based on the fourth spectral characteristic.
  • the adder 230 adds the luminance value indicated by the digital signal from the adjustment circuit 220 to the luminance value indicated by the digital signal 10 (first spectral characteristic), thereby outputting a digital signal 11.
  • the digital signal 11 is a digital image signal corresponding to the spectral characteristic obtained by combining the first and fourth spectral characteristics in FIG. 8.
  • the image processing circuit 203 outputs the digital signals 20 and 30 as digital signals 21 and 31.
  • the digital signals 11, 21, and 31 indicate the luminance values of red, green, and blue, respectively, and constitute the read image signal output by the image reading device 1000.
  • the image sensor 109 with three channels is used to bring the spectral characteristics of the image reading device 1000 closer to the color matching function.
  • the image sensor 109 with four or more channels may be used to bring the spectral characteristics of the image reading device 1000 closer to the color matching function.
  • the image sensor 109 is configured with four types of filters so that the spectral characteristics of the first to fourth channels are the first to fourth spectral characteristics in FIG. 11, respectively.
  • the spectral characteristic obtained by combining the first and fourth spectral characteristics can be brought closer to the X characteristic.
  • the image processing unit 110 adds the first image signal and the fourth image signal among the first to fourth image signals output by the first to fourth channels and outputs the result.
  • the second image signal and the third image signal are output as they are, as in FIG. 12.
  • the adjustment circuit 220 can be omitted by making the spectral characteristic of the fourth channel the fourth spectral characteristic. If there is a difference between the spectral characteristics of the fourth channel and the fourth spectral characteristics, the luminance value indicated by the fourth image signal may be adjusted by the adjustment circuit 220 and added to the first image signal.
  • the color matching functions indicated by the dotted lines in Fig. 13 are normalized, and the spectral characteristics of the image reading device are also normalized.
  • the error is calculated by treating an area larger than the color matching functions as a positive component and an area smaller than the color matching functions as a negative component.
  • the error D is the ratio (proportion) of the integral value of the absolute value of the difference between the spectral sensitivity of the Kth spectral characteristic (K is 1, 2, or 3) and the characteristic (corresponding characteristic) of the color matching function corresponding to the Kth spectral characteristic to the integral value of the corresponding characteristic.
  • FIG. 14 and 15 show the relationship between the error and the color difference ⁇ E00.
  • FIG. 14 shows the relationship between the error in the negative direction and the color difference ⁇ E00
  • FIG. 15 shows the relationship between the error in the positive direction and the color difference ⁇ E00.
  • the color difference ⁇ E00 is a numerical value obtained by quantifying the difference between two points on the L*a*b* color space in accordance with the characteristics of the human eye.
  • the chart to be verified was ISO-12642-2 (1617 colors) specified by Japan Color. Since the spectral sensitivity of the image reading device 1000 is very small in the region shorter than 400 nm and the region longer than 700 nm, the wavelength range to be verified was set to 400 nm to 700 nm.
  • the ranges of 400 nm to 600 nm and 600 nm to 700 nm were calculated.
  • a range of 400 nm to 550 nm and a range of 550 nm to 700 nm were calculated.
  • a range of 400 nm to 450 nm and a range of 450 nm to 700 nm were calculated. From FIGS.
  • Figures 14 and 15 show the relationship between the error and color difference for each individual characteristic.
  • the color detection accuracy is determined by the combination of errors for all the characteristics, so we calculated the color difference when the error for each characteristic is within the range of ⁇ 15%.
  • the error between the spectral characteristics (FIG. 11) and color matching functions (FIG. 9) of the image reading device 1000 of this embodiment was calculated for each wavelength region of each characteristic.
  • the error was 0.4% in the range of 400 nm to 600 nm, and -3.8% in the range of 600 nm to 700 nm.
  • the error was 1.7% in the range of 400 nm to 550 nm, and -3.8% in the range of 550 nm to 700 nm.
  • the error was 0.3% in the range of 400 nm to 450 nm, and -11.2% in the range of 450 nm to 700 nm.
  • the color difference ⁇ E00 was 2.0, which is a significant improvement in color detection accuracy compared to the conventional image reading device 1000.
  • the image processing unit 110 performs synthesis processing of the luminance value indicated by the first image signal and the luminance value obtained by reducing the luminance value indicated by the third image signal in the digital domain, but it may be configured to perform this in the analog domain. In other words, it may be configured to attenuate the third image signal and add it to the first image signal.
  • image data original data
  • reference printed matter reference printed matter
  • a system technique called color sample matching can be used to more accurately bring the color of the printed matter output by the image forming device 2000 closer to the color of the reference printed matter.
  • the image forming device 2000 forms an image on a sheet based on the original data, thereby outputting a test printed matter.
  • Both this test printed matter and the reference printed matter, which is a color sample, are read by the image reading device 1000, and printing data used to generate a printed matter corresponding to the reference printed matter in the image forming device 2000 is created based on the difference between the two read image data, and the printed matter is output based on the printing data.
  • This configuration allows the color of the printed matter to be closer to the color of the reference printed matter.
  • the image forming system can be used as a color sample matching system.
  • the image processing for creating print data to be used for printing by the image forming device 2000 based on the difference between the two read image data can be performed, for example, by the control unit 170 or image processing unit 111 of the image forming device 2000.
  • this image processing can be performed by the image processing unit 111 of the image reading device 1000.
  • this image processing can be performed by an image processing device connected to the image forming device 2000 and the image reading device 1000 so as to be able to communicate with them.
  • the image forming system can include the image forming device 2000, the image reading device 1000, and the image processing device.
  • the image forming system including the image reading device 1000 can be applied to color adjustment technology.
  • the color of the printed matter changes in the image forming device 2000 due to individual differences, changes over time, and changes in the environment.
  • Color adjustment technology is a technology that suppresses this change in color.
  • the image forming device 2000 is made to form an image based on the image data of the color adjustment chart, and the image forming device 2000 is made to output a sheet on which the color adjustment chart is formed. By reading this sheet on which the color adjustment chart is formed with the image reading device 1000, the image reading device 1000 outputs image data (read data) that is the reading result of the color adjustment chart.
  • the printer profile of the image forming device 2000 from the image data to the output as a printed matter can be understood. Then, by adjusting the image forming conditions of the image forming device 2000 based on the determined printer profile, or by converting the image data that the image reading device 1000 outputs to the image forming device 2000 based on the determined printer profile, the color of the printed matter can be made closer to the color of the original 100.
  • the image forming conditions of the image forming device 2000 can be adjusted by the image forming device 2000 based on the read data. Furthermore, the image reading device 1000 can convert the image data to be output to the image forming device 2000 based on the read data.
  • a spectrophotometer separates the reflected light from the color measurement area into wavelengths of, for example, about 10 nm width using a prism or diffraction grating, and receives the reflected light of each wavelength individually using multiple light receiving elements such as a line sensor. By precisely reading the amount of reflected light for each wavelength, the spectrophotometer can accurately determine color values according to color matching functions.
  • the color measurement area of a spectrophotometer is generally small. This is because light receiving elements for the number of wavelengths separated are required just to measure the color of one point on a document.
  • the wavelength range from 400 nm to 700 nm is separated into wavelengths of 10 nm width, the number of splits is 30, and 30 light receiving elements are required to measure the color of one point on a document. Therefore, a spectrophotometer whose color measurement area is the entire width of a document is not practical. Conversely, to read an original document using a realistic spectrophotometer, it is necessary to divide the main scanning direction into multiple sections according to the main scanning length of the color measurement area, and to read the multiple sections in sequence while changing the relative positional relationship between the spectrophotometer and the original document in the main scanning direction. However, with such a configuration, it takes too long to read the entire document.
  • the number of light receiving elements required to measure the color of one point on the document is equal to the number of filters (number of channels).
  • the number of light receiving elements required to measure the color of one point on the document is three. Therefore, as explained using FIG. 1, the entire document can be read in the main scanning direction at once, and the entire document can be read in a short time.
  • the wavelength width of the reflected light received by each light receiving element is several to several tens of times the wavelength width received by each light receiving element of the spectrophotometer, as shown in FIG. 7.
  • the wavelength resolution of the reading section using the image sensor 109 is lower than that of the spectrophotometer, and therefore the color measurement accuracy of the reading section using the image sensor 109 is lower than that of the spectrophotometer.
  • the spectral characteristics of the reading unit can be brought closer to the X characteristics by outputting a digital signal 11 that indicates the red luminance value based on the light reception result through a red filter and the light reception result through a blue filter.
  • the above configuration makes it possible to improve the color measurement accuracy of the reading unit using the image sensor 109 while preventing the time required to read the document from increasing. This makes it possible to detect colors within the color gamut read by the image reading device with high accuracy. Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 12, only weighted addition is performed on digital signal 10 and digital signal 30, so the calculation time is short and the required circuit scale is small.
  • the reading unit described in this embodiment can also be applied to, for example, the image forming device 2000, other than the image reading device 1000.
  • the reading unit reads a sheet on which a toner image has been fixed downstream of the fixing device 136. Note that, since the sheet is being transported, it is not necessary to move the reading unit in the sub-scanning direction, as described for the image reading device 1000.
  • the reading unit can also be applied to a reading device (inspection device) that is connected downstream of the image forming device 2000 and reads an image formed by the image forming device 2000, for example, for inspection. In this case, the reading device reads the sheet transported from the image forming device 2000.
  • FIG. 16 is a block diagram of the image processing unit 110 according to this embodiment.
  • a color conversion unit 204 is provided after the image processing circuit 203.
  • the color conversion unit 204 has a color conversion table created in advance.
  • the color conversion table is conversion information indicating output values after conversion for the values (input values) of the digital signals 11 to 31.
  • the color conversion unit 204 converts the luminance values indicated by the digital signals 11 to 31 according to the color conversion table, and outputs digital signals 12 to 32 indicating the luminance values after conversion.
  • the digital signals 12 to 32 indicate the luminance values of red, green, and blue, respectively, and constitute the read image signal output by the image reading device 1000.
  • the spectral characteristics of each of the white LED 103, mirrors 104, 105 and 106, lens 108, IR cut filter 107 and image sensor 109 that make up the image reading device 1000 may vary between individual devices. Therefore, the spectral characteristics of the entire image reading device 1000 may also vary between individual devices.
  • the color conversion table is created to offset the variation in the spectral characteristics between individual image reading devices 1000. Therefore, by performing color conversion according to the color conversion table, the effects of the variation in the spectral characteristics between individual devices can be suppressed and the accuracy of color detection can be improved.
  • the present invention can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program.
  • the present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) that implements one or more of the functions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Abstract

原稿を読み取る画像読取装置は、前記原稿に光を照射する光源と、前記原稿で反射した前記光を受光して画像信号を出力するセンサと、前記原稿で反射した前記光を前記センサに結像させる光学部材と、を備えた読取手段と、前記画像信号を処理する画像処理手段と、を備え、４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲において、等色関数の第１特性に対する前記読取手段の第１分光特性の誤差と、前記等色関数の第２特性に対する前記読取手段の第２分光特性の誤差と、前記等色関数の第３特性に対する前記読取手段の第３分光特性の誤差は、それぞれ、－１５％から１５％の範囲内である。

Description

画像読取装置及び画像形成システム
　本発明は、画像読取装置及び当該画像読取装置を含む画像形成システムに関する。
　従来、シート上の画像を測色する分光測色器が知られている（特許文献１）。分光測色器から出力された値は、例えば、人間の色覚に対応する等色関数を用いて、ＣＩＥ　Ｌａｂ空間の色値（以下、Ｌａｂ値）に変換される。また、赤色（Ｒ）のフィルタ、緑色（Ｇ）のフィルタ及び青色（Ｂ）のフィルタを備えるイメージセンサを用いてシート上の画像を測色する画像読取装置が知られている。イメージセンサで測色する場合、イメージセンサが出力した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の輝度値（以下、ＲＧＢ値）がＣＩＥ　Ｌａｂ空間の色値（以下、Ｌａｂ値）に変換される。ＲＧＢ値をＬａｂ値に変換するために、色変換テーブルであるルックアップテーブル（ＬＵＴ）が使用される。色変換テーブルのサイズを抑えるため、色変換テーブルは、総てのＲＧＢ値ではなく、一部のＲＧＢ値について、ＲＧＢ値とＬａｂ値との関係を示す様に作成される。特許文献２は、色変換テーブルに含まれないＲＧＢ値については、色変換テーブルに含まれるＲＧＢ値とＬａｂ値との関係に基づき補間計算で求めることを開示している。
特開２０２０－０１９１５０号公報 特開２００２－６４７１９号公報
　イメージセンサが出力するＲＧＢ値は、画像読取装置（イメージセンサ、光源、ミラー、レンズ等）の分光特性に依存する。画像読取装置の分光特性が等色関数とは異なると、分光測色器による測色の精度に比べて、イメージセンサによる測色の精度が低下してしまう可能性がある。
　上記課題に鑑み、本発明は、画像読取装置が読み取る色域内の色を高精度に検知する技術を提供するものである。
　本発明の一態様によると、原稿を読み取る画像読取装置は、前記原稿に光を照射する光源と、前記原稿で反射した前記光を受光して画像信号を出力するセンサと、前記原稿で反射した前記光を前記センサに結像させる光学部材と、を備えた読取手段と、前記画像信号を処理する画像処理手段と、を備え、４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲において、等色関数の第１特性に対する前記読取手段の第１分光特性の誤差と、前記等色関数の第２特性に対する前記読取手段の第２分光特性の誤差と、前記等色関数の第３特性に対する前記読取手段の第３分光特性の誤差は、それぞれ、－１５％から１５％の範囲内である。
　本発明によると、画像形成装置が読み取る色域内の色を高精度に検知することができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
幾つかの実施形態による、画像形成システムの構成図。 幾つかの実施形態による、白色ＬＥＤの発光スペクトルを示す図。 幾つかの実施形態による、白色ＬＥＤの特性を示す図。 幾つかの実施形態による、ミラーの分光特性を示す図。 幾つかの実施形態による、レンズの分光特性を示す図。 幾つかの実施形態による、ＩＲカットフィルタの分光特性を示す図。 幾つかの実施形態による、イメージセンサの分光特性を示す図。 図２及び図４～図７の特性を合成した画像読取装置の分光特性を示す図。 ＣＩＥ　１９３１の等色関数を示す図。 幾つかの実施形態による、画像読取装置の分光特性を等色関数に近づけるための処理の説明図。 幾つかの実施形態による、画像読取装置の分光特性を示す図。 幾つかの実施形態による、画像処理部の構成図。 分光特性の誤差の説明図。 マイナス方向の誤差と色差との関係を示す図。 プラス方向の誤差と色差との関係を示す図。 幾つかの実施形態による、画像処理部の構成図。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　＜第一実施形態＞
　図１は、本実施形態による画像形成システムの構成図である。画像形成システムは、画像読取装置１０００と、画像形成装置２０００と、を含む。まず、画像読取装置１０００について説明する。原稿台ガラス１０１には、被測色物である原稿１００が置かれる。イメージセンサ１０９は、図の奥行方向に沿って配列された複数の受光素子を有する。図の奥行方向は主走査方向とも呼ばれる。受光素子は、例えば、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサである。光源である白色ＬＥＤ１０３は、原稿１００に光を照射する。原稿１００で反射した光は、ミラー１０４、１０５及び１０６で反射され、赤外線（ＩＲ）カットフィルタ１０７及びレンズ１０８を介してイメージセンサ１０９に入射する。これにより、イメージセンサ１０９は、１回の走査で、原稿１００の主走査方向に渡る読取結果である画像信号を画像処理部１１０に出力する。
　イメージセンサ１０９が出力する画像信号は、アナログ信号であり、赤色の輝度値（画素値）を示す第１画像信号と、緑色の輝度値（画素値）を示す第２画像信号と、青色の輝度値（画素値）を示す第３画像信号の総称である。第１画像信号は、イメージセンサ１０９に設けられた赤色のフィルタを介して原稿１００からの光を受光する受光素子が出力する。第２画像信号は、イメージセンサ１０９に設けられた緑色のフィルタを介して原稿１００からの光を受光する受光素子が出力する。第３画像信号は、イメージセンサ１０９に設けられた青色のフィルタを介して原稿１００からの光を受光する受光素子が出力する。この様に、本実施形態によるイメージセンサ１０９は、３チャネルのセンサである。白色ＬＥＤ１０３と、ミラー１０４、１０５及び１０６と、ＩＲカットフィルタ１０７及びレンズ１０８と、イメージセンサ１０９は、読取部を構成している。また、ミラー１０４、１０５及び１０６と、ＩＲカットフィルタ１０７と、レンズ１０８は、原稿１００で反射した光をイメージセンサ１０９に結像させる光学部材である。
　モータ１０２は、白色ＬＥＤ１０３及びミラー１０４を含む第１ミラーユニット１３７と、ミラー１０５及び１０６を含む第２ミラーユニット１３８を、図の左右方向に移動させる。図の左右方向は副走査方向とも呼ばれる。第１ミラーユニット１３７及び第２ミラーユニット１３８を副走査方向に移動させながら読取部による原稿１００の走査を繰り返し行うことで、イメージセンサ１０９は、原稿１００の全体の読取結果である画像信号を画像処理部１１０に出力する。原稿１００の全体の読取結果である画像信号は、原稿１００の各画素について、赤の画素値（輝度値）と、緑の画素値（輝度値）と、青の画素値（輝度値）と、を示す。画像処理部１１０は、イメージセンサ１０９からの画像信号を処理して読取画像信号を生成し、生成した読取画像信号を画像形成装置２０００の画像処理部１１１に出力する。読取画像信号も、赤の画素値（輝度値）と、緑の画素値（輝度値）と、青の画素値（輝度値）と、を示す。画像処理部１１０が行う処理は、画像信号が示す赤、緑、青のアナログの画素値をデジタルの画素値（デジタル値）に変換するアナログ・デジタル変換処理を含む。白色基準板１３９は、白色ＬＥＤ１０３やイメージセンサ１０９のキャリブレーションに使用される基準部材である。
　続いて、画像形成装置２０００の構成について説明する。画像形成時、感光体１２４～１２７は、図示しない帯電器により所定電位に帯電され、かつ、図の反時計回り方向に回転駆動される。半導体レーザ１１２～１１５は、画像処理部１１１からの出力信号に基づきレーザ光を射出する。ポリゴンミラー１１６～１１９は、半導体レーザ１１２～１１５が射出したレーザ光により感光体１２４～１２７を走査する。これにより、感光体１２４～１２７には、静電潜像が形成される。現像器１２０～１２３は、それぞれ、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）のトナーを有する。現像器１２０～１２３は、感光体１２４～１２７の静電潜像をトナーで現像することで感光体１２４～１２７にトナー像を形成する。一次転写ローラ１５１～１５４は、感光体１２４～１２７のトナー像を中間転写ベルト１２８に転写する。感光体１２４～１２７のトナー像を中間転写ベルト１２８に重ねて転写することで、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローとは異なる色を再現することができる。中間転写ベルト１２８は、画像形成時、図の時計回り方向に回転駆動される。これにより、中間転写ベルト１２８のトナー像は二次転写ローラ１５５の対向位置に搬送される。
　一方、カセット１３２～１３４及び手差しトレイ１３１の何れかから搬送路に給送されたシートは、ローラ１３０によって二次転写ローラ１５５の対向位置に送られる。二次転写ローラ１５５は、中間転写ベルト１２８のトナー像をシートに転写する。定着器１３６は、シートを加熱・加圧することでトナー像をシートに定着させる。トナー像の定着後、シートは、排出トレイ１３５に排出される。制御部１７０は、画像形成システムの全体を制御する。
　続いて、画像読取装置１０００の分光特性について説明する。図２は、白色ＬＥＤ１０３の発光スペクトル特性を示している。白色ＬＥＤ１０３は、青色ＬＥＤと、蛍光体と、により白色光を発光する。４００ｎｍ～４５０ｎｍの波長域は青色ＬＥＤの主発光波長域であり、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長域は蛍光体の主発光波長域である。白色ＬＥＤ１０３は、蛍光体の主発光波長域における発光輝度のばらつきが少ないものを使用する。本実施形態において、蛍光体の主発光波長域における発光輝度のばらつきは、図３に示す様に、４５０ｎｍから６５０ｎｍにおける平均輝度と発光輝度との差分の最大値の、平均輝度に対する割合で定義され得る。本実施形態では、このばらつきが２０％以下である白色ＬＥＤ１０３を使用する構成とし得る。
　図４は、ミラー１０４、１０５及び１０６の分光特性を示している。図５は、レンズ１０８の分光特性を示している。図６は、ＩＲカットフィルタ１０７の分光特性を示している。ミラー１０４、１０５及び１０６並びにレンズ１０８は、全波長域にて感度ムラが少なく、均一な分光特性を有する。ＩＲカットフィルタ１０７は、レンズ１０８に塗布されており、塗布するフィルタ材料や膜層によって赤外域（６００ｎｍ～）の分光特性が調整される。
　図７は、イメージセンサ１０９の各分光特性を示している。なお、図７の第１特性、第２特性及び第３特性は、それぞれ、赤色のフィルタ、緑色のフィルタ及び青色のフィルタが用いられた受光素子の分光特性である。イメージセンサ１０９の各分光特性は、主に、イメージセンサ１０９内の受光素子の受光感度特性と、受光素子上に塗布されたカラーフィルタの分光透過率特性によって決定される。イメージセンサ１０９は、３種類のフィルタに対応して第１チャネル～第３チャネルの３つのチャネルを有する。第１チャネルは、第１特性に基づく第１画像信号を出力し、第２チャネルは、第２特性に基づく第２画像信号を出力し、第３チャネルは、第３特性に基づく第３画像信号を出力する。
　図８は、白色ＬＥＤ１０３の発光スペクトル特性と、ミラー１０４、１０５及び１０６と、レンズ１０８と、ＩＲカットフィルタ１０７と、イメージセンサ１０９の分光特性の総てを考慮した積分分光特性、つまり、画像読取装置１０００の読取部の分光特性を示している。図８の第１分光特性は、赤色のフィルタ、つまり、図７の第１特性に対応する分光特性である。第２分光特性は、緑色のフィルタ、つまり、図７の第２特性に対応する分光特性である。第３分光特性は、青色のフィルタ、つまり、図７の第３特性に対応する分光特性である。本実施形態では、赤色のフィルタ、緑色のフィルタ、及び、青色のフィルタの材料は、積分分光特性が後述する正規化されたＸＹＺ等色関数のＸ特性（５００ｎｍ～７００ｎｍ）、Ｙ特性、及び、Ｚ特性に近づくように、例えば、±１５％の範囲内となる様に調整されている。
　続いて、画像読取装置１０００が目標とする分光特性について説明する。図９は、ＣＩＥ　１９３１のＸＹＺ等色関数（ＣＩＥ：国際照明委員会にて規格化されている標準比視感度特性）において特性毎に分光感度の最大値が１．０となるように正規化した分光特性を示している。ＸＹＺ表色系における等色関数（ＸＹＺ等色関数）は、Ｘ特性が目の赤色感覚に対する刺激量を示し、Ｙ特性が緑色感覚に対する刺激量を示し、Ｚ特性が青色感覚に対する刺激量を示している。画像読取装置１０００の分光特性を等色関数に近づけることで、人の見た目に近い読取結果が得られる。等色関数のＸ特性、Ｙ特性及びＺ特性それぞれは、画像読取装置１０００の読取部の第１分光特性、第２分光特性及び第３分光特性の目標特性である。
　ここで、図９のＸ特性には波長４５０ｎｍ近傍のピークと、波長６００ｎｍ近傍のピークの２つのピークが存在する。受光素子上に塗布されるカラーフィルタの分光特性は、異なる分光透過率特性を有するフィルタ材料を組み合わせることでピークを作るため、１色のカラーフィルタで２つのピークを作ることはできない。例えば、緑色のフィルタによる第２特性の半値幅は、５４０ｎｍ近傍を中心として約１００ｎｍであり、青色のフィルタによる第３特性の半値幅は、４５０ｎｍ近傍を中心として約８０ｎｍである。さらに、赤色のフィルタによる第１特性は、６００ｎｍ近傍をピークとし、半値幅は１５０ｎｍ以上となる。例えば、イメージセンサを４チャネルとし、２つのチャネルを使用して画像読取装置１０００の第１分光特性を等色関数のＸ特性に近づけることができる。しかしながら、３チャンネルのイメージセンサ１０９を使用する方が、コスト面では有利となる。以下では、３チャンネルのイメージセンサ１０９を用いて画像読取装置１０００の１つの分光特性を等色関数のＸ特性に近づける構成について説明する。
　まず、図９に示す様に、Ｘ特性の短波長側のピーク波長は、Ｚ特性のピーク波長と同様に４５０ｎｍ付近に位置している。したがって、図１０に示す様に、Ｚ特性の分光感度を減衰させることで、Ｚ特性からＸ特性の短波長側のピークを近似することができる。図１１は、図８に示す第３分光特性の分光感度を調整することで第４分光特性を生成した状態を示している。このように第４分光特性を生成することで、図１１に示す第１分光特性と第４分光特性を合成した特性を等色関数のＸ特性に近づけることができる。図１１に示す第４分光特性は、第３分光特性に１未満の調整係数ＡＤを乗じたものである。
　図１２は、本実施形態による画像処理部１１０の構成図である。Ａ／Ｄコンバータ２０２は、イメージセンサ１０９からの第１画像信号～第３画像信号のアナログ・デジタル変換を行ってデジタル信号１０～３０を出力する。第１画像信号、第２画像信号及び第３画像信号は、それぞれ、赤、緑及び青のフィルタを介する受光結果に基づきイメージセンサ１０９が出力した信号である。つまり、第１画像信号～第３画像信号は、それぞれ、図８の第１分光特性～第３分光特性に基づくアナログの画像信号である。同様に、デジタル信号１０～３０は、それぞれ、図８の第１分光特性～第３分光特性に基づくデジタルの画像信号である。画像処理回路２０３の調整回路２２０は、デジタル信号３０（第３分光特性）が示す輝度値に、図１１に示す第４分光特性を生成するための調整係数ＡＤを乗じることで、第４分光特性に基づくデジタル信号を出力する。加算部２３０は、調整回路２２０からのデジタル信号が示す輝度値とデジタル信号１０（第１分光特性）が示す輝度値とを加算することで、デジタル信号１１を出力する。デジタル信号１１は、図８の第１分光特性と第４分光特性とを合成した分光特性に対応するデジタルの画像信号である。なお、画像処理回路２０３は、デジタル信号２０及び３０を、デジタル信号２１及び３１として出力する。デジタル信号１１、２１及び３１は、それぞれ、赤、緑及び青の輝度値を示し、画像読取装置１０００が出力する読取画像信号を構成する。
　なお、３チャンネルのイメージセンサ１０９で画像読取装置１０００の分光特性を等色関数に近づける構成について説明した。しかしながら、４チャンネル以上のイメージセンサ１０９を使用して、画像読取装置１０００の分光特性を等色関数に近づける構成であっても良い。例えば、チャンネル数が４つの場合は、第１チャネル～第４チャネルの分光特性が、それぞれ、図１１の第１分光特性～第４分光特性となる様に、例えば、イメージセンサ１０９の４種類のフィルタを構成する。この結果、第１分光特性と第４分光特性とを合成した分光特性をＸ特性に近づけることができる。この場合、画像処理部１１０は、第１チャネル～第４チャネルが出力する第１画像信号～第４画像信号の内、第１画像信号と第４画像信号を加算して出力する。なお、第２画像信号及び第３画像信号については図１２と同様、そのまま出力する。第４チャネルの分光特性を第４分光特性とすることで調整回路２２０は省略され得る。なお、第４チャネルの分光特性と第４分光特性に差がある場合、第４画像信号が示す輝度値を調整回路２２０で調整して第１画像信号と加算する構成とし得る。
　続いて、等色関数に対する、画像読取装置１０００の分光特性の誤差について説明する。図１３の点線で示す等色関数の面積をＳ０、画像読取装置の分光特性と等色関数との差分（以下、誤差と称する）を示す斜線領域（誤差領域）の面積をＳ１とした場合、当該誤差Ｄ（％）は、
Ｄ＝（Ｓ１／Ｓ０）×１００
として算出される。ここで、図１３の点線で示す等色関数は正規化されており、画像読取装置の分光特性も正規化されている。なお、等色関数より大きい領域はプラス成分とし、等色関数より小さい領域はマイナス成分として誤差を算出する。つまり、誤差Ｄは、第Ｋ分光特性（Ｋは、１、２又は３）の分光感度と、第Ｋ分光特性に対応する等色関数の特性（対応特性）との差分の絶対値の積分値の、対応特性の積分値に対する比（割合）である。
　図１４及び図１５は、誤差と色差ΔＥ００との関係を示している。なお、図１４は、マイナス方向の誤差と色差ΔＥ００との関係を示し、図１５は、プラス方向の誤差と色差ΔＥ００との関係を示している。色差ΔＥ００とは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間上の２点の違いを人の目の特性に合わせて数値化したものである。検証対象のチャートは、ＪａｐａｎＣｏｌｏｒ指定のＩＳＯ－１２６４２－２（１６１７色）を使用した。４００ｎｍより短波長側の領域、および、７００ｎｍより長波長側の領域においては、画像読取装置１０００の分光感度が非常に小さいため、検証する波長範囲は４００ｎｍ～７００ｎｍとした。合成後の第１分光特性、つまり、図１１の第１分光特性と第４分光特性とを合成した特性については、４００ｎｍから６００ｎｍの範囲と、６００ｎｍから７００ｎｍの範囲と、を算出した。第２分光特性については、４００ｎｍから５５０ｎｍの範囲と、５５０ｎｍから７００ｎｍの範囲と、を算出した。第３分光特性については、４００ｎｍから４５０ｎｍの範囲と、４５０ｎｍから７００ｎｍの範囲と、を算出した。図１４及び図１５から、合成後の第１分光特性、第２分光特性及び第３分光特性それぞれについて、等色関数の対応する特性との波長４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲における誤差を、－１５％以上、かつ、１５％以下（－１５％～１５％）の範囲内に収めることで、従来の画像読取装置１０００における色差ΔＥ００＝７．５と比較して、色味検出精度が大幅に向上することが分かる。
　図１４及び図１５は、各特性の単体での誤差と色差の関係を示している。実際には、総ての特性の誤差の組み合わせにより色味検出精度が決まるため、各特性の誤差が±１５％の範囲内である場合の色差を算出した。各特性が取り得る総ての組み合わせにおいて色差を算出した結果、最大で色差ΔＥ００＝７．２となり、従来の色味検出精度を上回っていることを確認した。また、各特性の誤差が１５％を超えると、各特性の誤差を組み合わせた際に、従来の色味検出精度を下回ることも確認された。
　本実施形態の画像読取装置１０００の分光特性（図１１）と等色関数（図９）との誤差を各特性の波長領域毎に算出した。合成後の第１分光特性においては、４００ｎｍから６００ｎｍの範囲で０．４％であり、６００ｎｍから７００ｎｍの範囲で－３．８％であった。第２分光特性においては、４００ｎｍから５５０ｎｍの範囲で１．７％であり、５５０ｎｍから７００ｎｍの範囲で－３．８％であった。第３分光特性においては、４００ｎｍから４５０ｎｍの範囲で０．３％であり、４５０ｎｍから７００ｎｍの範囲で－１１．２％であった。色差ΔＥ００＝２．０であり、従来の画像読取装置１０００と比較し、色味検出精度が大幅に向上した。
　以上、４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲において、読取部の合成後の第１分光特性、第２分光特性及び第３分光特性それぞれの等色関数の対応特性、つまり、Ｘ特性、Ｙ特性及びＺ特性に対する誤差を－１５％から１５％の範囲内に収めることで、高精度な色味検出が可能となる。なお、本実施形態において、画像処理部１１０は、デジタル領域で、第１画像信号が示す輝度値と、第３画像信号が示す輝度値を減少させた輝度値との合成処理を行ったが、アナログ領域で行う構成であっても良い。つまり、第３画像信号を減衰させて第１画像信号と加算する構成であっても良い。
　画像読取装置１０００が原稿１００の色情報を精度良く読み取ることができるほど、画像形成装置２０００が出力する印刷物を原稿１００の色味に近づけることができる。例えば、色見本（基準印刷物）の画像データ（原稿データ）がある場合には、色見本合わせと呼ばれるシステム技術を用いることで、より高精度に画像形成装置２０００が出力する印刷物の色味を基準印刷物に近づけることができる。具体的には、まず、原稿データに基づき画像形成装置２０００にシートへの画像形成を行わせ、これによりテスト印刷物を出力する。このテスト印刷物と、色見本である基準印刷物の両方を画像読取装置１０００で読み取り、２つの読取画像データの差分に基づき画像形成装置２０００において基準印刷物に対応する印刷物を生成するために用いる印刷用データを作成し、当該印刷用データに基づき印刷物を出力する。この構成により、印刷物の色味を基準印刷物の色味に近づけることができる。
　この様に、本実施形態による画像形成システムは、色見本合わせシステムとして利用され得る。なお、２つの読取画像データの差分に基づき画像形成装置２０００での印刷に用いる印刷用データを作成する画像処理は、例えば、画像形成装置２０００の制御部１７０又は画像処理部１１１が行い得る。さらに、当該画像処理は、画像読取装置１０００の画像処理部１１１が行い得る。さらに、当該画像処理は、画像形成装置２０００及び画像読取装置１０００と通信可能に接続された画像処理装置が行い得る。この場合、画像形成システムは、画像形成装置２０００と、画像読取装置１０００と、画像処理装置と、を含み得る。
　また、本実施形態による画像読取装置１０００を含む画像形成システムは、色調整技術に適用することができる。画像形成装置２０００は、個体差、経時変化、環境変化により印刷物の色味が変化する。この色味の変化を抑える技術が色調整技術である。画像形成装置２０００で印刷物を出力する前に、色調整チャートの画像データに基づき画像形成装置２０００に画像形成を行わせ、これにより、色調整チャートが形成されたシートを画像形成装置２０００に出力させる。この色調整チャートが形成されたシートを画像読取装置１０００で読み取ることで、画像読取装置１０００は、色調整チャートの読取結果である画像データ（読取データ）を出力する。読取データに基づいて、画像データから印刷物として出力されるまでの画像形成装置２０００のプリンタプロファイルを把握することができる。そして、把握したプリンタプロファイルに基づき、画像形成装置２０００の画像形成条件を調整することで、或いは、画像読取装置１０００が画像形成装置２０００に出力する画像データを、把握したプリンタプロファイルに戻づき変換することで、印刷物の色味を原稿１００の色味に近づけることができる。
　なお、読取データに基づく画像形成装置２０００の画像形成条件の調整は、画像形成装置２０００が行い得る。さらに、読取データに基づく、画像形成装置２０００に出力する画像データの変換は、画像読取装置１０００が行い得る。
　分光測色器は、測色領域からの反射光をプリズムや回折格子等により、例えば、約１０ｎｍ幅の波長毎に分光し、各波長の反射光を例えば、ラインセンサ等の複数の受光素子により個別に受光する。反射光量を波長毎に細かく読み取ることで、分光測色器では、等色関数に従い精度良く色値を判定することができる。しかしながら、分光測色器の測色領域は、一般的に小さい。これは、原稿上のある１点の色を測色するためのみに、分光した波長数の受光素子が必要となるからである。例えば、４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲を１０ｎｍの幅で分光すると、分光数は３０となり、原稿上のある１点の色を測色するために３０個の受光素子が必要となる。したがって、原稿の幅全体を測色領域とする分光測色器は現実的ではない。逆に、現実的な分光測色器で原稿を読み取るには、主走査方向を測色領域の主走査方向の長さに応じて複数の区間に分割し、分光測色器と原稿の主走査方向における相対的な位置関係を変化させながら複数の区間を順に読み取る必要がある。しかしながら、その様な構成では原稿の全体を読み取るのに時間がかかり過ぎてしまうことになる。
　一方、イメージセンサ１０９を使用した読取部において、原稿上のある１点の測色をするために必要となるのは、フィルタ数（チャネル数）に等しい数の受光素子である。例えば、３チャネルのイメージセンサ１０９では、原稿上のある１点の測色をするために必要な受光素子の数は３である。したがって、図１を用いて説明した様に、原稿の主走査方向の全体を一度に読み取ることができ、原稿の全体を短時間で読み取ることが可能になる。一方、イメージセンサ１０９を使用した読取部において、各受光素子が受光する反射光の波長幅は、図７に示す様に、分光測色器の各受光素子が受光する波長幅の数倍から数十倍となる。この様に、イメージセンサ１０９を使用した読取部の波長分解能は、分光測色器より低く、よって、イメージセンサ１０９を使用した読取部の測色精度は、分光測色器の測色精度より低くなる。しかしながら、本実施形態では、上記の通り赤色のフィルタを介した受光結果と、青色のフィルタを介した受光結果と、に基づき赤色の輝度値を示すデジタル信号１１を出力することで読取部の分光特性をＸ特性に近づけることができる。
　以上の構成により、原稿の読み取りに要する時間が長くなることを抑えつつ、イメージセンサ１０９を使用した読取部による測色精度を高くすることができる。よって、画像読取装置が読み取る色域内の色を高精度に検知することが可能になる。また、本実施形態では、図１２に示す様に、デジタル信号１０とデジタル信号３０とを重み付け加算するのみであり、よって、演算時間は短く、かつ、必要な回路規模は小さい。
　なお、原稿の画像を読み取って読取結果を画像形成装置２０００に出力する画像読取装置１０００を例にして実施形態の説明を行った。しかしながら、本実施形態で説明した読取部は、画像読取装置１０００以外にも、例えば、画像形成装置２０００に適用することもできる。この場合、例えば、読取部は、定着器１３６の下流側においてトナー像が定着されたシートを読み取る。なお、シートが搬送されているため、画像読取装置１０００で説明した様に、読取部を副走査方向に移動させる必要はない。さらに、読取部は、画像形成装置２０００の下流側に接続され、画像形成装置２０００が形成した画像を、例えば、検品のために読み取る読取装置（検品装置）に適用することもできる。この場合、読取装置は、画像形成装置２０００から搬送されてくるシートの読み取りを行う。
　＜第二実施形態＞
　続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１６は、本実施形態による画像処理部１１０の構成図である。本実施形態では、画像処理回路２０３の後段に色変換部２０４を設ける。色変換部２０４は、予め作成された色変換テーブルを有する。色変換テーブルは、デジタル信号１１～３１の値（入力値）に対する変換後の出力値を示す変換情報である。色変換部２０４は、色変換テーブルに従い、デジタル信号１１～３１が示す輝度値を変換し、変換後の輝度値を示すデジタル信号１２～３２を出力する。デジタル信号１２～３２は、それぞれ、赤、緑及び青の輝度値を示し、画像読取装置１０００が出力する読取画像信号を構成する。
　画像読取装置１０００を構成する白色ＬＥＤ１０３、ミラー１０４、１０５及び１０６、レンズ１０８、ＩＲカットフィルタ１０７並びにイメージセンサ１０９それぞれの分光特性には、個体間の特性ばらつきが生じ得る。したがって、画像読取装置１０００全体の分光特性も個体間でばらつきが生じ得る。色変換テーブルは、画像読取装置１０００の個体間の分光特性のばらつきを相殺する様に作成される。したがって、色変換テーブルに従い色変換を行うことで、分光特性の個体間のばらつきの影響を抑え、色味検知精度を向上させることができる。
　［その他の実施形態］
　本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
　発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
　本願は、２０２３年５月２５日提出の日本国特許出願特願２０２３－０８６４２９を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (17)

  1. 　原稿を読み取る画像読取装置であって、
    　前記原稿に光を照射する光源と、前記原稿で反射した前記光を受光して画像信号を出力するセンサと、前記原稿で反射した前記光を前記センサに結像させる光学部材と、を備えた読取手段と、
    　前記画像信号を処理する画像処理手段と、
    を備え、
    　４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲において、等色関数の第１特性に対する前記読取手段の第１分光特性の誤差と、前記等色関数の第２特性に対する前記読取手段の第２分光特性の誤差と、前記等色関数の第３特性に対する前記読取手段の第３分光特性の誤差は、それぞれ、－１５％から１５％の範囲内である、画像読取装置。
  2. 　前記等色関数の特性に対する前記読取手段の分光特性の誤差は、前記等色関数の特性の値の前記波長範囲に渡る積分値に対する、前記等色関数の特性の値と前記分光特性の値との差分の前記波長範囲に渡る積分値の比である、請求項１に記載の画像読取装置。
  3. 　前記センサは、カラーフィルタを有する、請求項１又は２に記載の画像読取装置。
  4. 　前記センサは、前記カラーフィルタとして第１フィルタ、第２フィルタ及び第３フィルタを有し、
    　前記第１分光特性は、前記第１フィルタの分光特性に基づく第４分光特性と、前記第３分光特性と、に基づき、
    　前記第２分光特性は、前記第２フィルタの分光特性に基づき、
    　前記第３分光特性は、前記第３フィルタの分光特性に基づく、請求項３に記載の画像読取装置。
  5. 　前記第２分光特性、前記第３分光特性及び前記第４分光特性は、さらに、前記光源の発光スペクトルと、前記光学部材の分光特性と、前記センサの受光素子の受光感度特性と、に基づく、請求項４に記載の画像読取装置。
  6. 　前記第１分光特性は、前記第３分光特性を調整係数で減衰させた分光特性と、前記第４分光特性と、を合成した特性である、請求項４又は５に記載の画像読取装置。
  7. 　前記センサは、前記原稿で反射した前記光を、前記第１フィルタを介して受光することで第１画像信号を出力し、前記原稿で反射した前記光を、前記第２フィルタを介して受光することで第２画像信号を出力し、前記原稿で反射した前記光を、前記第３フィルタを介して受光することで第３画像信号を出力し、
    　前記画像処理手段は、前記第３画像信号が示す輝度値を前記調整係数で減少させて前記第１画像信号が示す輝度値と加算することで第４画像信号を生成する、請求項６に記載の画像読取装置。
  8. 　前記第４画像信号は、赤の輝度値を示し、
    　前記第２画像信号は、緑の輝度値を示し、
    　前記第３画像信号は、青の輝度値を示す、請求項７に記載の画像読取装置。
  9. 　前記第４画像信号、前記第２画像信号及び前記第３画像信号が示す輝度値を変換情報に基づき変換する色変換手段をさらに備えている、請求項７又は８に記載の画像読取装置。
  10. 　前記センサは、前記カラーフィルタとして第１フィルタ、第２フィルタ、第３フィルタ及び第４フィルタを有し、
    　前記第１分光特性は、前記第１フィルタの分光特性に基づく第４分光特性と、前記第４フィルタの分光特性に基づく第５分光特性と、に基づき、
    　前記第２分光特性は、前記第２フィルタの分光特性に基づき、
    　前記第３分光特性は、前記第３フィルタの分光特性に基づく、請求項３に記載の画像読取装置。
  11. 　前記第１分光特性は、前記第４分光特性と、前記第５分光特性と、を合成した特性である、請求項１０に記載の画像読取装置。
  12. 　前記センサは、前記原稿で反射した前記光を、前記第１フィルタを介して受光することで第１画像信号を出力し、前記原稿で反射した前記光を、前記第２フィルタを介して受光することで第２画像信号を出力し、前記原稿で反射した前記光を、前記第３フィルタを介して受光することで第３画像信号を出力し、前記原稿で反射した前記光を、前記第４フィルタを介して受光することで第４画像信号を出力し、
    　前記画像処理手段は、前記第１画像信号が示す輝度値と、前記第４画像信号が示す輝度値と、を加算することで第５画像信号を生成する、請求項１１に記載の画像読取装置。
  13. 　前記第５画像信号は、赤の輝度値を示し、
    　前記第２画像信号は、緑の輝度値を示し、
    　前記第３画像信号は、青の輝度値を示す、請求項１２に記載の画像読取装置。
  14. 　前記光源は、４５０ｎｍから６５０ｎｍまでの領域における発光輝度と、当該領域における平均輝度との差分の最大値が、前記平均輝度に対して２０％以下の前記光を前記原稿に照射する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
  15. 　前記等色関数は、ＸＹＺ表色系における等色関数であり、
    　前記第１特性は、前記ＸＹＺ表色系における前記等色関数のＸ特性であり、
    　前記第２特性は、前記ＸＹＺ表色系における前記等色関数のＹ特性であり、
    　前記第３特性は、前記ＸＹＺ表色系における前記等色関数のＺ特性である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
  16. 　請求項１から１５のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
    　基準印刷物の第１画像データに基づきシートに画像を形成してテスト印刷物を出力する画像形成装置と、
    　前記テスト印刷物を前記画像読取装置が読み取ることで得た第２画像データと、前記基準印刷物を前記画像読取装置が読み取ることで得た第３画像データと、に基づき前記画像形成装置での画像形成に使用する第４画像データを生成する処理装置と、
    を含む、画像形成システム。
  17. 　請求項１から１５のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
    　色調整チャートの画像データに基づきシートに画像を形成して前記色調整チャートを出力する画像形成装置と、
    を含む画像形成システムであって、
    　前記画像形成装置は、前記シートに形成された前記色調整チャートを前記画像読取装置が読み取ることで得た読取データに基づき画像形成条件を制御する、画像形成システム。
PCT/JP2024/018052 2023-05-25 2024-05-15 画像読取装置及び画像形成システム Pending WO2024242002A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023086429A JP2024169180A (ja) 2023-05-25 2023-05-25 画像読取装置及び画像形成システム
JP2023-086429 2023-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024242002A1 true WO2024242002A1 (ja) 2024-11-28

Family

ID=93589393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/018052 Pending WO2024242002A1 (ja) 2023-05-25 2024-05-15 画像読取装置及び画像形成システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024169180A (ja)
WO (1) WO2024242002A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0949765A (ja) * 1995-08-08 1997-02-18 Yokogawa Electric Corp 色彩測定器
JP2006229351A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置及び画像処理方法
JP2008141341A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Fuji Xerox Co Ltd 画像処理装置、画像読取装置及び画像形成装置
JP2022124283A (ja) * 2021-02-15 2022-08-25 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0949765A (ja) * 1995-08-08 1997-02-18 Yokogawa Electric Corp 色彩測定器
JP2006229351A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置及び画像処理方法
JP2008141341A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Fuji Xerox Co Ltd 画像処理装置、画像読取装置及び画像形成装置
JP2022124283A (ja) * 2021-02-15 2022-08-25 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024169180A (ja) 2024-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10827101B2 (en) Color inspection device to correct color readings of a color detection object using correction coefficients
RU2529776C2 (ru) Устройство формирования изображения
US9066052B2 (en) Image forming apparatus for forming a measurement image on a sheet
EP2749957B1 (en) Image forming apparatus
EP2611135A1 (en) Image forming apparatus and control method of image forming apparatus
US9020400B2 (en) Image forming apparatus for forming a measurement image
WO2014129305A1 (en) Measurement apparatus and image forming apparatus
US8040581B2 (en) Method for calibrating color image forming apparatus
US10078012B2 (en) Measurement apparatus with adjustment for spectral shift
JP5905018B2 (ja) 画像形成装置
US9097587B2 (en) Image forming apparatus for forming a measurement image
JP2003191442A (ja) 印刷機における色調制御方法
JP2014071182A (ja) 画像形成装置
JP4987449B2 (ja) カラー入力スキャナ校正システム
JP2002247394A (ja) 色変換規則作成方法、色変換方法、カラー画像形成装置
US10142519B2 (en) Image forming apparatus and method for correcting read signal
WO2024242002A1 (ja) 画像読取装置及び画像形成システム
JP2015210436A (ja) 画像形成装置
US11787197B2 (en) Image forming apparatus and measurement apparatus
JP2004101358A (ja) 色彩計測装置及びこれを用いた画像形成装置
KR20220127158A (ko) 정보 처리 디바이스 및 화상 형성 장치의 제어 방법
JP2024169181A (ja) 画像読取装置及び画像形成システム
JP7790872B2 (ja) 画像形成装置
US11632474B2 (en) Color measurement apparatus and image forming apparatus for executing calibration of color measurement unit
JP7686415B2 (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24811009

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1