JP5884347B2 - 分光特性取得装置及び分光特性取得方法、画像評価装置、並びに画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態に係る分光特性取得装置を模式的に例示する図である。なお、以後の記載においては、X方向、Y方向、Z方向という表現をするが、これらは図中に描かれている軸方向を表すものである。又、本願において、分光特性とは、拡散反射光の光量を波長の関数として表したものを指し、分光特性には分光反射率を含むものとする。なお、分光反射率とは、基準板(白色板等)からの拡散反射光の光量に対する、測定対象物からの拡散反射光の光量の割合を波長の関数として表したものである。
r=Gv ・・・ (数1)
変換行列Gは、式(数2)〜式(数4)に示すように、予め分光分布が既知なn個の色票に対して分光分布を格納した行列Rと、同様のn個の色票を分光特性取得装置10で測定したときのvを格納した行列Vから、最小二乗法を用いて誤差の二乗ノルム‖・‖2を最小化することによって求まる。
R = [r1, r2, ・・・, rn] ・・・ (数2)
V = [v1, v2, ・・・, vn] ・・・ (数3)
e=‖R−GV‖2→min ・・・ (数4)
Vを説明変数、Rを目的変数としたVからRへの回帰式の回帰係数行列である変換行列Gは、行列Vの二乗最小ノルム解を与えるMoore-Penroseの一般化逆行列を用いて式(数5)のように計算される。
G = RVT(VVT)−1 ・・・ (数5)
ここで、上付きTは行列の転置を、上付き−1は逆行列を表す。これで求まった変換行列Gを変換行列記憶手段17aに記憶させておくことで、実際の測定時には変換行列Gと電気信号viの積を取ることにより、任意の測定対象物の分光分布rが推定できる。変換行列Gは、分光センサ毎に求めることもできるし、隣接する複数の分光センサを含む分光ユニット毎に求めることもできる。
第1の実施の形態の変形例1では、分光ユニットとして、同一の分光センサを重複して使用する例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する。
第1の実施の形態の変形例2では、演算手段が複数の変換行列記憶手段と複数の分光特性算出手段を有する例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例2において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する。
第1の実施の形態の変形例3では、隣接する分光センサに結像する回折像の間隔を、ラインセンサの画素間隔の整数倍からずらす例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例3において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する。
第2の実施の形態では、分光特性取得装置を用いて画像評価装置を構成する例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する。
第3の実施の形態では、第2の実施の形態に係る画像評価装置を有する画像形成装置の例を示す。なお、第3の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する。
11 ライン照明光源
12、14 結像光学系
13 ホールアレイ
13a 遮光部材
13b 開口部
15 分光手段
16 ラインセンサ
16a、16b、16c、16d 分光センサ
17、47 演算手段
17a 変換行列記憶手段
17b 分光特性算出手段
26a、26b、36a、36b、36c、36p、36q、36r、36s 分光ユニット
47a 第1の変換行列記憶手段
47b 第1の分光特性算出手段
47c 第2の変換行列記憶手段
47d 第2の分光特性算出手段
50 画像評価装置
51 画像評価手段
52 搬送手段
80 画像形成装置
81a 給紙カセット
81b 給紙カセット
82 給紙ローラ
83 コントローラ
84 走査光学系
85 感光体
86 中間転写体
87 定着ローラ
88 排紙ローラ
90 画像担持媒体
A 非回折像A(0次回折像)
B 1次回折像
C −1次回折像
D +2次回折像
E −2次回折像
M 矢印
Claims (12)
- 画像担持媒体へ光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段から前記画像担持媒体に照射された前記光の反射光を、複数の開口部を有する開口部列により複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域分割手段により複数の領域に分割された前記反射光を波長に応じて異なる方向に伝播し、前記複数の開口部に対応する複数の回折像を形成する分光手段と、
前記分光手段により形成された前記複数の回折像を複数の画素で受光して電気信号に変換する受光手段と、
前記電気信号に基づいて、前記画像担持媒体の複数の位置における反射光の光量の割合を示す分光特性を演算する演算手段と、を備え、
前記演算手段は、隣接するa個(aは2以上の自然数)の前記回折像に対して1つずつ用意された変換行列を記憶する変換行列記憶手段と、
前記隣接するa個の前記回折像の前記電気信号と、それに対応する1つの前記変換行列とから、前記隣接するa個の前記回折像の前記開口部に対応する前記画像担持媒体の位置における分光特性を算出する分光特性算出手段と、を有する分光特性取得装置。 - 前記隣接するa個の前記回折像に対応する1つの前記変換行列と、それとは異なる隣接するa個の前記回折像に対応する他の1つの前記変換行列とが前記変換行列記憶手段に記憶され、
1つの前記変換行列と他の1つの前記変換行列とは、共通する前記回折像を含むように算出されている請求項1記載の分光特性取得装置。 - 前記受光手段上の前記各回折像の間隔が前記受光手段の画素間隔の整数倍と一致しないように前記領域分割手段及び前記受光手段の位置関係が決定されている請求項1又は2記載の分光特性取得装置。
- 前記演算手段は、隣接するb個(bはaとは異なる2以上の自然数)の前記回折像の前記電気信号に対応する前記分光特性を算出するための第2の変換行列を記憶する第2の変換行列記憶手段と、
前記隣接するb個の前記回折像の前記電気信号と、それに対応する前記第2の変換行列とから、前記隣接するb個の前記回折像の前記開口部に対応する前記画像担持媒体の位置における分光特性を算出する第2の分光特性算出手段と、を更に有する請求項1乃至3の何れか一項記載の分光特性取得装置。 - 前記演算手段は、1つの前記回折像に対して1つずつ用意された第3の変換行列を記憶する第3の変換行列記憶手段と、
1つの前記回折像の前記電気信号と、それに対応する1つの前記第3の変換行列とから、1つの前記回折像の前記開口部に対応する前記画像担持媒体の位置における分光特性を算出する第3の分光特性算出手段と、を更に有する請求項1乃至4の何れか一項記載の分光特性取得装置。 - 前記画像担持媒体に照射された前記光の反射光を集光して前記開口部列に結像させる第1の結像手段と、
前記開口部列を通過した前記反射光を集光して前記分光手段に結像させる第2の結像手段と、を有する請求項1乃至5の何れか一項記載の分光特性取得装置。 - 請求項1乃至6の何れか一項記載の分光特性取得装置と、
前記画像担持媒体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段による前記画像担持媒体の搬送に同期して前記分光特性取得装置により前記画像担持媒体の分光特性を取得し、前記分光特性取得装置が取得した前記分光特性に基づいて、前記画像担持媒体上に複数色で形成された画像の色を評価する画像評価手段と、を有する画像評価装置。 - 請求項7記載の画像評価装置を搭載した画像形成装置。
- 画像担持媒体へ光を照射する光照射工程と、
前記光照射工程で前記画像担持媒体に照射された前記光の反射光を、複数の開口部を有する開口部列により複数の領域に分割する領域分割工程と、
前記領域分割工程で複数の領域に分割された前記反射光を波長に応じて異なる方向に伝播し、前記複数の開口部に対応する複数の回折像を形成する分光工程と、
前記分光工程で形成された前記複数の回折像を複数の画素で受光して電気信号に変換する受光工程と、
前記電気信号に基づいて、前記画像担持媒体の複数の位置における反射光の光量の割合を示す分光特性を演算する演算工程と、を備え、
前記演算工程は、隣接するa個(aは2以上の自然数)の前記回折像の前記電気信号と、前記隣接するa個の前記回折像に対して用意された1つの変換行列とから、前記隣接するa個の前記回折像の前記開口部に対応する前記画像担持媒体の位置における分光特性を算出する工程を有する分光特性取得方法。 - 前記演算工程は、隣接するb個(bはaとは異なる2以上の自然数)の前記回折像の前記電気信号と、前記隣接するb個の前記回折像の前記電気信号に対応する前記分光特性を算出するための第2の変換行列とから、前記隣接するb個の前記回折像の前記開口部に対応する前記画像担持媒体の位置における分光特性を算出する工程を更に有する請求項9記載の分光特性取得方法。
- 前記演算工程は、1つの前記回折像の前記電気信号と、1つの前記回折像の前記電気信号に対して用意された1つの第3の変換行列とから、1つの前記回折像の前記開口部に対応する前記画像担持媒体の位置における分光特性を算出する工程を更に有する請求項9又は10記載の分光特性取得方法。
- 前記光照射工程と前記領域分割工程との間で、前記画像担持媒体に照射された前記光の反射光を集光して前記開口部列に結像させる第1の結像工程と、
前記領域分割工程と前記分光工程との間で、前記開口部列を通過した前記反射光を集光して前記反射光を分光する分光手段に結像させる第2の結像工程と、を有する請求項9乃至11の何れか一項記載の分光特性取得方法。
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