JP6631048B2 - 分光測定装置、画像形成装置、及び分光測定方法 - Google Patents
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Description
特許文献1では、当該測色ユニットを例えばプリンターに装着し、当該プリンターによって印刷された測色用パターンの測色を行い、測色結果に基づいて、プリンターのキャリブレーションを実施する。
しかしながら、測色装置ユニットの移動速度の変化や、カラーパッチの設置位置のずれ等によって、実際の測定開始位置にて分光測定を開始することができず、測定開始から測定終了までの間に測定領域がカラーパッチを通り過ぎてしまったり、測定開始のタイミングが早すぎたりして、カラーパッチに対する測定領域の位置がずれる場合がある。このような場合では、カラーパッチから外れた位置で分光測定を実施してしまうため、カラーパッチに対する分光測定を適切に実施できず、測色精度が悪化する。
本適用例では、カラーパッチに対して測定領域を相対移動させた際に、当該測定領域からの光の受光量に応じた検出信号を、微分回路にて微分処理して得られた微分信号に基づいて、分光測定を開始するタイミング(開始タイミング)を検知し、分光測定を開始する。
すなわち、測定領域が、カラーパッチ外の領域からカラーパッチへと移動して、測定領域とカラーパッチとが重なり始めると、重なり量の変化に応じて検出信号の出力値が変化し、当該変化量に応じた微分信号が出力される。そして、測定領域の全域がカラーパッチと重なり、測定領域とカラーパッチとの重なり量が変化しなくなると、検出信号が略一定となるため、微分信号の値は略「0」となる。本適用例では、カラーパッチに対する測定領域の位置を予め把握していなくとも、微分信号に基づいて開始タイミングを容易に検知することができる。したがって、測定開始位置がずれることによってカラーパッチ外の領域を測定するといった不具合の発生を抑制でき、高精度にカラーパッチの分光測定を実施できる。
また、移動機構による移動速度や、測色の所要時間(測定時間)等に応じた最小寸法以外に、位置ずれを考慮したマージンを加えてカラーパッチの寸法を設定したとしても、測定開始位置のずれを抑制できるため、当該マージンを小さくすることができ、カラーパッチの寸法を小さくできる。したがって、マージンを大きくして測定開始位置のずれを抑制する場合と比べて、測定領域が1つのカラーパッチを通過する時間を短縮でき、分光測定の所要時間を短縮できる。
本適用例では、カラーパッチに対して測定領域を一方向に沿って相対移動させた際に、上記適用例と同様に。微分信号に基づいて分光測定を開始する。このような構成では、測定領域の全域がカラーパッチに重なり、分光測定を適切に実施可能となったタイミングを、微分信号に基づいて、より確実かつ容易に検知することができる。
本適用例では、複数のカラーパッチを含み構成されるカラーパッチ群について分光測定を実施する際に、各カラーパッチ内に測定領域が移動される際の各検出信号の増減方向が同一となるように、波長可変干渉フィルターが通過させる波長(すなわち、波長可変干渉フィルターの出射波長)を設定する。このような構成では、開始タイミングの検知を行う際に、出力値が増大する検出信号のみか、減少する検出信号のみが微分回路へ入力されることとなる。これにより、単電源で駆動する微分回路を用いることができる。したがって、隣り合うカラーパッチのそれぞれの反射率特性に応じて検出信号が増大したり減少したりすることに対応するために、双電源で駆動する微分回路を用いる必要がある場合と比べて装置構成を簡略化できる。
本適用例では、所定波長における反射率における上記増減方向が一方向に沿って同一となるカラーパッチ群を測定対象とする際に、波長可変干渉フィルターの出射波長を所定波長に設定する。これにより、各カラーパッチにおいて、開始タイミングを検知する際に、同一の所定波長に設定しても、各カラーパッチ間での検出値の増減方向を同一とすることができる。したがって、開始タイミングの検知を行う度に、波長可変干渉フィルターの出射波長の設定値を変更しなくとも上記増減方向を同一とすることができ、分光測定に係る処理の簡略化を図ることができる。
本適用例では、各カラーパッチにおける色相が同一であり、当該色相を特徴づける特徴波長における反射率が、一方向に沿ったカラーパッチ間で同一の増減方向となるカラーパッチ群を測定対象とする際に、波長可変干渉フィルターの出射波長を上記特徴波長とする。このような構成では、カラーパッチの反射率が比較的に大きい特徴波長を、波長可変干渉フィルターの出射波長とするため、例えば、特徴波長以外の、反射率が比較的に小さい波長を出射波長とする場合に比べて、検出信号の出力値を大きくすることができる。したがって、検出信号や微分信号のSN比を向上させることができ、開始タイミングの検知精度を向上させることができる。
ここで、特徴波長とは、カラーパッチの分光スペクトルのピーク波長や、中心波長(例えば、所定の色相に対応する波長範囲の中心波長や、複数のピークに対する中心波長)等の、当該分光スペクトルの特徴を示す波長のことをいう。
本適用例では、開始タイミングの検知時に設定された波長(検知波長)を含む複数波長にて分光測定を実施する際に、上記検知波長を初期波長とする。このような構成では、開始タイミングを検知した後、分光測定を実施する際に、波長可変干渉フィルターの出射波長を検知波長から別の波長に設定する必要がないため、分光測定の所要時間の短縮を図ることができる。
本適用例では、分光測定装置は、分光測定を実施している期間において、微分信号を参照した開始タイミングの検知を行わず、分光測定の終了から次の分光測定の開始タイミングを検知するまで、微分信号を参照して開始タイミングの検知を行う。例えば、微分回路から微分信号が出力される出力状態と、出力されない非出力状態とを切り替えるスイッチ回路を設ける。そして、当該スイッチ回路を、1つのカラーパッチに対して分光測定が実施されている期間では非出力状態に、分光測定が実施されていない期間では出力状態に設定する。これにより、分光測定時の検出信号に応じた微分信号を参照することによる開始タイミングの誤検知の発生を抑制できる。
本適用例では、分光測定が適切に実施された場合、分光測定処理が終了したタイミングにおける微分信号が略「0」となる。一方、分光測定の終了タイミングにおいて、測定領域が、隣り合うカラーパッチ間を跨いでいる場合、微分信号が略「0」とはならず、検出信号の変化に応じた値となる。この場合、分光測定が適切に実施されなかったおそれがある。本適用例では、微分信号に基づいて測定エラーを検知することにより、分光測定が適切に実施できていない可能性があることを検知できる。したがって、検知結果に基づいて、移動機構による移動速度や、カラーパッチの寸法を適切に調整する等の処理を実施することもでき、上記エラーの発生を抑制することも可能となる。
本適用例では、上記分光測定装置に係る適用例と同様に、カラーパッチに対する測定領域の位置を予め把握していなくとも、微分信号に基づいて開始タイミングを容易に検知することができる。したがって、測定開始位置がずれることによってカラーパッチ外の領域を測定するといった不具合の発生を抑制でき、高精度にカラーパッチの分光測定を実施できる。
また、測定開始位置のずれを抑制できるため、移動機構による移動速度や、測色の所要時間(測定時間)等に応じた最小寸法に対して、位置ずれを考慮したマージンを加えて、一方向におけるカラーパッチの寸法を設定したとしても、当該マージンに係る寸法を小さくすることができ、カラーパッチの寸法を小さくできる。したがって、マージンに係る寸法を大きくして測定開始位置のずれに対応する場合と比べて、1つのカラーパッチを測定領域が通過する時間を短縮でき、分光測定の所要時間を短縮できる。
本適用例では、画像形成部により、上述したようなカラーパッチを画像形成対象に形成した上で、分光測定装置により、形成されたカラーパッチに対する分光測定を行うことができる。また、このような画像形成装置では、形成されたカラーパッチの色が、画像形成部に指令した色と同じ色であるか否かを確認することができ、異なる場合には、分光測定結果に応じて画像形成部にフィードバックすることができる。
本適用例では、画像形成部により、所定波長に対する反射率が、一方向に沿ったカラーパッチ間における、所定波長に対する反射率の増減方向が同一となるカラーパッチ群を形成する。このようなカラーパッチ群に対して、分光測定装置を用いて分光測定を実施することにより、上述のように、分光測定装置の微分回路として、単電源で駆動する微分回路を用いることができ、装置構成を簡略化できる。さらに、開始タイミングの検知を行う度に、波長可変干渉フィルターの出射波長の設定値を変更しなくとも上記増減方向を同一とすることができ、分光測定に係る処理の簡略化を図ることができる。
本適用例では、画像形成部により、各カラーパッチにおける色相が同一であり、当該色相を特徴づける特徴波長における反射率が、一方向に沿ったカラーパッチ間で同一の増減方向となるカラーパッチ群を形成する。このようなカラーパッチ群に対して、分光測定装置を用いて分光測定を実施することにより、上述のように、検出信号や微分信号のSN比を向上させることができ、開始タイミングの検知精度を向上させることができる。
本適用例では、上記分光測定装置に係る適用例と同様に、カラーパッチに対する測定領域の位置を予め把握していなくとも、微分信号に基づいて開始タイミングを容易に検知することができる。したがって、測定開始位置がずれることによってカラーパッチ外の領域を測定するといった不具合の発生を抑制でき、高精度にカラーパッチの分光測定を実施できる。
また、測定開始位置のずれを抑制できるため、移動機構による移動速度や、測色の所要時間(測定時間)等に応じた最小寸法に対して、位置ずれを考慮したマージンを加えて、一方向におけるカラーパッチの寸法を設定したとしても、当該マージンに係る寸法を小さくすることができ、カラーパッチの寸法を小さくできる。したがって、マージンに係る寸法を大きくして測定開始位置のずれに対応する場合と比べて、1つのカラーパッチを測定領域が通過する時間を短縮でき、分光測定の所要時間を短縮できる。
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明の画像形成装置の一例として、分光測定装置を備えたプリンター10(インクジェットプリンター)について、以下説明する。
図1は、第一実施形態のプリンター10の外観の構成例を示す図である。図2は、本実施形態のプリンター10の概略構成を示すブロック図である。
図1に示すように、プリンター10は、供給ユニット11、搬送ユニット12と、キャリッジ13と、キャリッジ移動ユニット14と、制御ユニット15(図2参照)と、を備えている。このプリンター10は、例えばパーソナルコンピューター等の外部機器100から入力された印刷データに基づいて、各ユニット11,12,14及びキャリッジ13を制御し、媒体A上に画像を印刷する。また、本実施形態のプリンター10は、予め設定された較正用印刷データに基づいて媒体A上の所定位置に測色用のカラーパッチ31(図9等参照)を形成し、かつ当該カラーパッチ31に対する分光測定を行う。これにより、プリンター10は、カラーパッチ31に対する実測値と、較正用印刷データとを比較して、印刷されたカラーに色ずれがあるか否か判定し、色ずれがある場合は、実測値に基づいて色補正を行う。
以下、プリンター10の各構成について具体的に説明する。
なお、本実施形態では、ロール体111に巻装された紙面を供給する例を示すがこれに限定されない。例えば、トレイ等に積載された紙面等の媒体Aをローラー等によって1枚ずつ供給する等、如何なる供給方法によって媒体Aが供給されてもよい。
搬送ローラー121は、図示略の搬送モーターからの駆動力が伝達され、制御ユニット15の制御により搬送モーターが駆動されると、その回転力により回転駆動されて、従動ローラーとの間に媒体Aを挟み込んだ状態でY方向に沿って搬送する。また、搬送ローラー121のY方向の下流側(+Y側)には、キャリッジ13に対向するプラテン122が設けられている。
このキャリッジ13は、キャリッジ移動ユニット14によって、Y方向と交差する主走査方向(本発明における一方向であり、X方向)に沿って移動可能に設けられている。
また、キャリッジ13は、フレキシブル回路131により制御ユニット15に接続され、制御ユニット15からの指令に基づいて、印刷部16による印刷処理(媒体Aに対する画像形成処理)及び、分光器17による分光測定処理を実施する。
なお、キャリッジ13の詳細な構成については後述する。
このキャリッジ移動ユニット14は、例えば、キャリッジガイド軸141と、キャリッジモーター142と、タイミングベルト143と、を含んで構成されている。
キャリッジガイド軸141は、X方向に沿って配置され、両端部がプリンター10の例えば筐体に固定されている。キャリッジモーター142は、タイミングベルト143を駆動させる。タイミングベルト143は、キャリッジガイド軸141と略平行に支持され、キャリッジ13の一部が固定されている。そして、制御ユニット15の指令に基づいてキャリッジモーター142が駆動されると、タイミングベルト143が正逆走行され、タイミングベルト143に固定されたキャリッジ13がキャリッジガイド軸141にガイドされて往復移動する。
[印刷部(画像形成部)の構成]
印刷部16は、本発明の画像形成部であり、媒体Aの対向する部分に、インクを個別に吐出して、媒体A上に画像を形成する。
この印刷部16は、複数色のインクに対応したインクカートリッジ161が着脱自在に装着されており、各インクカートリッジ161からインクタンク(図示略)にチューブ(図示略)を介してインクが供給される。また、印刷部16の下面(媒体Aに対向する位置)には、インク滴を吐出するノズル(図示略)が、各色に対応して設けられている。これらのノズルには、例えばピエゾ素子が配置されており、ピエゾ素子を駆動させることで、インクタンクから供給されたインク滴が吐出されて媒体Aに着弾し、ドットが形成される。
図3は、分光器17の概略構成を示す断面図である。
分光器17は、図3に示すように、光源部171と、光学フィルターデバイス172、受光部173と、導光部174と、を備えている。
この分光器17は、光源部171から媒体A上に照明光を照射し、媒体Aで反射された光成分を、導光部174により光学フィルターデバイス172に入射させる。そして、光学フィルターデバイス172は、この反射光から所定波長の光を出射(透過)させて、受光部173により受光させる。また、光学フィルターデバイス172は、制御ユニット15の制御に基づいて、透過波長(出射波長)を選択可能であり、可視光における各波長の光の光量を測定することで、媒体A上の測定領域Rの分光測定が可能となる。
光源部171は、光源171Aと、集光部171Bとを備える。この光源部171は、光源171Aから出射された光を媒体Aの測定領域R内に、媒体Aの表面に対する法線方向から照射する。
光源171Aとしては、可視光域における各波長の光を出射可能な光源が好ましい。このような光源171Aとして、例えばハロゲンランプやキセノンランプ、白色LED等を例示でき、特に、キャリッジ13内の限られたスペース内で容易に設置可能な白色LEDが好ましい。集光部171Bは、例えば集光レンズ等により構成され、光源171Aからの光を測定領域Rに集光させる。なお、図3においては、集光部171Bでは、1つのレンズ(集光レンズ)のみを表示するが、複数のレンズを組み合わせて構成されていてもよい。
図4は、光学フィルターデバイス172の概略構成を示す断面図である。
光学フィルターデバイス172は、筐体6と、筐体6の内部に収納された波長可変干渉フィルター5(波長可変干渉フィルター)とを備えている。
波長可変干渉フィルター5は、波長可変型のファブリーペローエタロン素子であり、図4に示すように、透光性の固定基板51及び可動基板52を備え、これらの固定基板51及び可動基板52が、接合膜53により接合されることで、一体的に構成されている。
固定基板51は、エッチングにより形成された第一溝部511、及び第一溝部511より溝深さが浅い第二溝部512を備えている。そして、第一溝部511には、固定電極561が設けられ、第二溝部512には、固定反射膜54が設けられている。
固定電極561は、例えば第二溝部512を囲う環状に形成されており、可動基板52に設けられた可動電極562に対向する。
固定反射膜54は、例えばAg等の金属膜、Ag合金等の合金膜、高屈折層及び低屈折層を積層した誘電体多層膜、又は、金属膜(合金膜)と誘電体多層膜を積層した積層体により構成されている。
可動部521は、保持部522よりも厚み寸法が大きく形成されている。この可動部521は、固定電極561の外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されており、可動部521の固定基板51に対向する面に、可動電極562及び可動反射膜55が設けられている。
可動電極562は、固定電極561に対向する位置に設けられている。
可動反射膜55は、固定反射膜54に対向する位置に、ギャップGを介して配置されている。この可動反射膜55としては、上述した固定反射膜54と同一の構成の反射膜を用いることができる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部522を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点を中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
また、可動基板52の外周部(固定基板51に対向しない領域)には、固定電極561や可動電極562と個別に接続された複数の電極パッド57が設けられている。
筐体6は、図4に示すように、ベース61と、ガラス基板62と、を備えている。これらのベース61及びガラス基板62は、例えばガラスフリット(低融点ガラス)を用いた低融点ガラス接合、エポキシ樹脂等による接着などを利用でき、これにより、内部に収容空間が形成され、この収容空間内に波長可変干渉フィルター5が収納される。
ベース61の凹部611の底面には、光通過孔612が設けられている。この光通過孔612は、波長可変干渉フィルター5の反射膜54,55と重なる領域を含むように設けられている。また、ベース61のガラス基板62とは反対側の面には、光通過孔612を覆うカバーガラス63が接合されている。
図3に戻り、受光部173は、波長可変干渉フィルター5の光軸上に配置され、当該波長可変干渉フィルター5を透過した光を受光する。そして、受光部173は、制御ユニット15の制御に基づいて、受光量に応じた検出信号(電流値)を出力する。なお、受光部173により出力された検出信号は、I−V変換器(図示略)、増幅器(図示略)、及びAD変換器(図示略)を介して制御ユニット15に入力される。
導光部174は、反射鏡174Aと、バンドパスフィルター174Bとを備えている。
この導光部174は、測定領域Rで、媒体Aの表面に対して45°で反射された光を反射鏡174Aにより、波長可変干渉フィルター5の光軸上に反射させる。バンドパスフィルター174Bは、可視光域(例えば380nm〜720nm)の光を透過させ、紫外光及び赤外光の光をカットする。これにより、波長可変干渉フィルター5には、可視光域の光が入射されることになり、受光部173において、可視光域における波長可変干渉フィルター5により選択された波長の光が受光される。
信号処理ユニット20は、受光素子からの受光信号(アナログ信号)を増幅したのち、デジタル信号に変換して制御ユニット15に出力する。また、信号処理ユニット20は、入力された受光信号に応じて、測定開始タイミングを検知するために検知信号を制御ユニット15に出力する。この信号処理ユニット20は、図2に示すように、I−V変換器201と、増幅器202と、A/D変換器203と、タイミング検知回路21と、を含み構成される。
増幅器202は、I−V変換器201から入力された検出信号に応じた電圧(検出電圧)を増幅する。この増幅器202は、検出信号の出力レベルに応じて、増幅率を変更可能に構成されている。
なお、I−V変換器201及び増幅器202は、図示例のように、受光部173と別体として構成されているが、IC(Integrated Circuit)として受光部173と一体的に構成されてもよい。
A/D変換器203は、増幅器202から入力された検出電圧(アナログ信号)をデジタル信号に変換し、制御ユニット15に出力する。
タイミング検知回路21は、後述するように、複数のカラーパッチが一方向に沿って配されたカラーパッチ群を含むカラーチャートの測色を行う場合、測色領域の全領域が測定対象となるカラーパッチに重なり、当該カラーパッチの分光測定が可能となる測定開始タイミングを検知するための検知信号を制御ユニット15に出力する。
このタイミング検知回路21は、スイッチ回路211と、サンプルホールド回路(S/H回路)212と、微分回路213と、増幅回路214と、を含み構成される。
S/H回路212は、制御ユニット15の制御に応じた所定のタイミングで、検知信号の電圧値を取得し、当該電圧値に応じたサンプリング信号を微分回路213に出力する。
制御ユニット15は、図2に示すように、I/F151と、ユニット制御回路152と、メモリ153と、CPU(Central Processing Unit)154と、を含んで構成されている。
I/F151は、外部機器100から入力される印刷データをCPU154に入力する。
ユニット制御回路152は、供給ユニット11、搬送ユニット12、印刷部16、光源171A、波長可変干渉フィルター5、受光部173、キャリッジ移動ユニット14、及び信号処理ユニット20をそれぞれ制御する制御回路を備えており、CPU154からの指令信号に基づいて、各ユニットの動作を制御する。なお、各ユニットの制御回路が、制御ユニット15とは別体に設けられ、制御ユニット15に接続されていてもよい。
各種データとしては、例えば、波長可変干渉フィルター5を制御する際の、静電アクチュエーター56への印加電圧に対する、波長可変干渉フィルター5を透過する光の波長を示したV−λデータ、印刷データとして含まれる色データに対する各インクの吐出量を記憶した印刷プロファイルデータ等が挙げられる。また、光源171Aの各波長に対する発光特性(発光スペクトル)や、受光部173の各波長に対する受光特性(受光感度特性)等が記憶されていてもよい。さらに、各種データとしては、例えば、後述するカラーチャートを形成するための較正用印刷データや、分光測定時におけるキャリッジ13の走査速度や、1つのカラーパッチの分光測定に要する測定時間等が記憶されている。
CPU154は、メモリ153に記憶された各種プログラムを読み出し実行することで、図6に示すように、走査制御手段181、印刷制御手段182、フィルター制御手段183、光量検出手段184、スイッチ制御手段185、タイミング検知手段186、測色手段187、及びキャリブレーション手段188等として機能する。
なお、走査制御手段181は、カラーチャートの測色時において、予めメモリ153に記憶されている走査速度を参照し、当該走査速度でキャリッジ13を移動させる旨の指令信号をユニット制御回路152に出力する。
カラーパッチ31についての詳細な説明は後述する。
印刷制御手段182からユニット制御回路152に指令信号が出力されると、ユニット制御回路152は、印刷部16に印刷制御信号を出力し、ノズルに設けられたピエゾ素子を駆動させて媒体Aに対してインクを吐出させる。なお、印刷を実施する際は、キャリッジ13がX方向に沿って移動されて、その移動中に印刷部16からインクを吐出させてドットを形成するドット形成動作と、媒体AをY方向に搬送する搬送動作とを交互に繰り返し、複数のドットから構成される画像を媒体Aに印刷する。
また、フィルター制御手段183は、カラーパッチの分光測定の開始前に、当該カラーパッチに応じて予め設定された所定の透過波長(初期波長)に対応する初期電圧を、静電アクチュエーター56に印加させる。さらに、フィルター制御手段183は、後述のタイミング検知手段186によって検知されたカラーパッチの測定開始タイミングと、走査制御手段181により移動されるキャリッジ13の移動速度と、移動開始からの経過時間と、に基づいて、静電アクチュエーター56に印加する電圧を切り替える。
キャリブレーション手段188は、測色手段187による測色結果と、較正用印刷データとに基づいて、印刷プロファイルデータを補正(更新)する。
なお、制御ユニット15における各機能構成の詳細な動作については後述する。
次に、本実施形態のプリンター10における分光測定方法について、図面に基づいて説明する。
図7及び図8は、プリンター10における分光測定方法を示すフローチャートである。
なお、本実施形態では、測定対象となる波長域は400nmから700nmの可視光域であり、初期波長を700nmとして、20nm間隔となる16個の波長の光の光量に基づいて分光測定を実施する例を示す。
プリンター10による分光測定方法では、まず、媒体A上にカラーパッチ31を含むカラーチャートを形成する。
これには、走査制御手段181は、媒体Aを所定位置にセットする(ステップS1)。すなわち、走査制御手段181は、供給ユニット11、搬送ユニット12を制御して、媒体Aを副走査方向(+Y方向)に搬送し、媒体Aの所定の印刷開始位置をプラテン122上にセットする。また、走査制御手段181は、キャリッジ13を、初期位置(例えば主走査方向の−X側端部)に移動させる。
すなわち、走査制御手段181により、キャリッジ13を+X側に例えば一定速度で走査させる。印刷制御手段182は、例えば走査開始からの時間に応じてキャリッジ13の印刷部16の位置を特定し、較正用印刷データに基づいた所定位置に所定色のノズルからインクを吐出させてドットを形成する(ドット形成動作)。また、走査制御手段181は、キャリッジ13が+X側端部まで移動されると、供給ユニット11及び搬送ユニット12を制御して媒体Aを+Y方向に搬送する(搬送動作)。そして、走査制御手段181は、キャリッジ13を−X方向に走査させ、印刷制御手段182は、較正用印刷データに基づいて、所定位置にドットを形成する。
以上のようなドット形成動作と搬送動作を繰り返すことで、媒体A上にカラーチャートが形成される。
すなわち、走査制御手段181により、キャリッジ13を+X側に例えば一定速度で走査させる。印刷制御手段182は、例えば走査開始からの時間に応じてキャリッジ13の印刷部16の位置を特定し、較正用印刷データに基づいた所定位置に所定色のノズルからインクを吐出させてドットを形成する(ドット形成動作)。また、走査制御手段181は、キャリッジ13が+X側端部まで移動されると、供給ユニット11及び搬送ユニット12を制御して媒体Aを+Y方向に搬送する(搬送動作)。そして、走査制御手段181は、キャリッジ13を−X方向に走査させ、印刷制御手段182は、較正用印刷データに基づいて、所定位置にドットを形成する。
以上のようなドット形成動作と搬送動作を繰り返すことで、媒体A上にカラーチャートが形成される。
本実施形態では、図9に示すように、複数色のカラーパッチ31がX方向に沿って隙間なく配置されて構成された複数のカラーパッチ群30A〜30Fを、Y方向に沿って配置させたカラーチャート3が印刷により形成される。各カラーパッチ群30A〜30Fは、それぞれ異なる色相について形成される。また、各カラーパッチ群30A〜30Fは、+X側に向かうにしたがって、各色相の特徴波長における反射率が減少するように各カラーパッチ31が形成されている。ここで、特徴波長とは、カラーパッチ31の分光スペクトルのピーク波長や、色相に対応する波長範囲の中心波長や、当該波長範囲に含まれる複数のピーク波長に対する中心波長等であり、カラーパッチ31の分光スペクトルの特徴を示す波長のことをいう。
なお、カラーチャート3には、カラーパッチ群30A〜30Fの−X側でY方向に平行な直線状のスタートバー、及びカラーパッチ群30A〜30Fの+X側でY方向に平行な直線状のゴールバーが設けられてもよい。
各カラーパッチ群30A〜30Fのうち、+Y側に位置する第1カラーパッチ群30Aは、図10に示す、第1短波長域λ1(400nm〜430nm)に特徴波長を有するカラーパッチ31を含む。
また、第1カラーパッチ群30Aでは、隣接するカラーパッチ31のうち−X側に位置するカラーパッチ31よりも、+X側に位置するカラーパッチ31の方が、対応する色相の特徴波長における反射率が小さい。換言すると、波長可変干渉フィルター5の透過波長の初期波長を特徴波長(例えば400nm)に設定した際に、各カラーパッチ31の当該初期波長に対する受光量(検出値)が、+X側に向かうにしたがって小さくなる。
また、第3カラーパッチ群30Cは、第3中波長域λ3(490nm〜550nm)に特徴波長を有し、同様に、初期波長520nmに対して、上記関係となるように配置された複数のカラーパッチ31を含む。
また、第4カラーパッチ群30Dは、第4中波長域λ4(550nm〜610nm)にピーク波長を有し、同様に、初期波長580nmに対して、上記関係となるように配置された複数のカラーパッチ31を含む。
また、第5カラーパッチ群30Eは、第5長波長域λ5(610nm〜670nm)にピーク波長を有し、初期波長640nmに対して、上記関係となるように配置された複数のカラーパッチ31を含む。
また、第6カラーパッチ群30Fは、第6長波長域λ6(670nm〜700nm)にピーク波長を有し、初期波長700nmに対して、上記関係となるように配置された複数のカラーパッチ31を含む。
なお、各カラーパッチ群に対する初期波長は、上記例に限定されず、対応する波長域に含まれる波長であれば任意の波長を設定することができる。
図7に戻り、ステップS2の後、カラーチャート3の分光測定に先立ち、分光器17のキャリブレーション処理(白色校正処理)を実施する(ステップS3)。
キャリブレーション処理では、例えば、制御ユニット15は、キャリッジ13を−X側端部の初期位置に移動させ、この初期位置の白色紙面に対する分光測定を実施する。すなわち、制御ユニット15は、光源171Aを点灯させて、フィルター制御手段183により、波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧を順次変化させ、測定波長範囲に含まれ、かつ、20nm間隔となるnバンド(例えば16バンド)の受光部173の出力値をそれぞれ取得する。また、制御ユニット15は、受光部173に光が入射していない状態での出力値(暗電圧)を測定する。これには、例えば光源171Aを消灯させた状態で受光部173からの出力値を取得してもよく、例えば分光器17の導光部174に、光路に対して進退可能な遮光板を設け、遮光板により受光部173への光の入射を遮断した上で、受光部173からの出力値を取得してもよい。そして、測色手段187は、白色紙面に対する分光スペクトルと、暗電圧とに基づいて、分光器17のキャリブレーション処理を実施する。
次に、ステップS3の後、印刷されたカラーチャート3のインクが乾燥されると、走査制御手段181は、搬送ユニット12を制御して、媒体Aを−Y方向に搬送させ、カラーチャート3における測定対象の第n行目のカラーパッチ群、例えば、最初は第1行目の第1カラーパッチ群30Aを、キャリッジ13(測定領域R)に対向する走査直線上に位置させる(ステップS4)。
なお、以降の説明にあたり、カラーパッチ31は、Y方向に沿ってn行配置されており、カラーパッチ31における測定対象の行数を変数n(本実施形態では、nは1〜6)にて示す。ステップS3では、変数n=1がセットされることで、走査制御手段181は、第1行目の第1カラーパッチ群30Aがプラテン122上に位置するように、媒体Aを搬送する。また、ステップS3では、走査制御手段181は、キャリッジ13を−X側端部(初期位置X=0)に移動させる。
例えば、フィルター制御手段183は、第1行目(n=1)に配置された第1カラーパッチ群30Aに対して、初期波長400nmに対応する初期電圧V1を静電アクチュエーター56に印加させる。
この後、走査制御手段181は、キャリッジ13をX方向に沿って移動させ、第1カラーパッチ群30Aを走査する(ステップS7)。また、制御ユニット15は、S/H回路212を所定のサンプリング周期で駆動させて、受光部173からの出力値に応じてタイミング検知回路21から出力される検知信号を取得する。
タイミング検知手段186は、上記検知信号の変化に基づいて測定開始タイミングを検知する(ステップS8)。なお、タイミング検知手段186は、測定開始タイミングを検知するまで同判定を繰り返す。
図11に示すように、分光測定開始時において、測定領域Rは、カラーパッチよりも−X側の白色領域32に位置している(P1位置)。また、スイッチ回路211は、ユニット制御回路152からのスイッチ信号によってオンされ、タイミング検知回路21が出力状態に設定されている。
そして、キャリッジ13の移動に応じて測定領域RがX方向に沿って移動され、測定領域Rの+X側の端部が一つ目のカラーパッチ31Aに重なり始めると(P2位置)、重なり量に応じて増幅器202の出力が減少する(第2状態に相当)。これに応じてS/H回路212の出力が減少し、微分回路213及び増幅回路214の出力がHighとなり、タイミング検知回路21からHighの検知信号が出力される。
また、微分信号の出力が小さく、測定開始タイミングを所望の精度で検知できない場合、増幅器202(図2参照)の増幅率を増大させることにより、微分信号の出力を増大させ、検知精度を向上させることができる。これ以外にも、隣り合うカラーパッチ31間において初期波長に対する反射率差を増大させることや、受光部173の感度を向上させることにより、微分信号の出力を増大させることができる。
図8に戻り、測定対象となるカラーパッチ31に測定領域の全域が重なり(図11のP2位置参照)、当該カラーパッチ31を適切に分光測定可能な状態となると、ステップS8でYESと判定される。
次に、スイッチ制御手段185は、スイッチ回路211をオフし、タイミング検知回路21を非出力状態に設定する(ステップS9)。
次に、制御ユニット15は、カラーパッチ31の分光測定を実施する(ステップS10)。具体的には、フィルター制御手段183は、V−λデータに基づいて、静電アクチュエーター56に印加する電圧を、後述するように所定の順番で順次変更する(図12参照)。これにより、所定波長域における複数バンドの光に対する出力値(例えば400nm〜700nmにおける20nm間隔の波長の光に対する16個の出力値)が制御ユニット15に出力される。制御ユニット15は、これらの出力値を適宜メモリ153に記憶する。
図12に示すように、第1カラーパッチ群30Aを測定する際には、制御ユニット15は、各カラーパッチについて、初期波長400nmから700nmの区間で20nm間隔に設定された16の各測定波長について、400nmから順次測定する。
また、第2カラーパッチ群30Bを測定する際には、制御ユニット15は、初期波長460nmから700nmまでの各測定波長について順次測定した後、400nmから440nmまでの各測定波長について順次測定する。
また、第3カラーパッチ群30C乃至第6カラーパッチ群30Fについても、第2カラーパッチ群30Bと同様に、制御ユニット15は、初期波長から700nmまでの各測定波長について、短波長側から順次測定し、その後、未測定の各測定波長について、短波長側から順次測定する。
このような順番で各測定波長について測定を行う場合、測定波長が700nmから400nmに変更されるタイミングを除き、フィルター制御手段183に、静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧が徐々に変更されて、ギャップGの間隔寸法が徐々に変更される。これにより、ギャップ寸法の変動間隔が小さくなり、可動部521の変位時の振動を抑えることができる。
また、本例では、測定波長を徐々に増大させる(ギャップ寸法を徐々に減少させる)例を示すが、これに限定されず、初期波長を除き、各測定波長を徐々に減少させる(ギャップ寸法を徐々に増大させる)ように、静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧を変更してもよい。
ステップS11においてNOと判定されると、ステップS5と同様に、フィルター制御手段183は、測定対象のカラーパッチ群に応じた初期波長に測定波長を設定するために、静電アクチュエーター56に初期電圧Vnを印加させる(ステップS12)。
ステップS15においてNOと判定されると、制御ユニット15は、変数nに1を加算する(ステップS16)。その後、制御ユニット15は、ステップS4に戻り、分光測定が実施されていないカラーパッチ群について分光測定を実施する。
この後、キャリブレーション手段188は、較正用印刷データに記録された各カラーパッチの色度と、ステップS17により算出された色度とに基づいて、メモリ153に記憶された印刷プロファイルデータを更新する(ステップS18)。
ステップS18の後に、制御ユニット15は、本フローチャートにおける処理を終了させる。
本実施形態では、カラーパッチ31に対して測定領域Rを一方向に沿って移動させた際に、当該測定領域Rからの光の受光量に応じた検出信号を、微分回路213にて微分処理して得られた微分信号に基づいて、測定開始タイミングを検知する。このため、カラーパッチ31に対する測定領域Rの位置を予め把握していなくとも、微分信号に基づいて測定開始タイミングを容易に検知することができる。したがって、測定開始位置がずれることによって測定対象のカラーパッチ31外の領域を測定するといった不具合の発生を抑制でき、高精度にカラーパッチ31の分光測定を実施できる。
次に、本発明に係る第二実施形態について説明する。なお、以降の説明に当たり、第一実施形態と同様の構成、同様の処理については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
第二実施形態では、上記第一実施形態の構成に対して、更に、タイミング検知回路からの検知信号に基づいて、分光測定が適切に実施されていない可能性があることを検知し、検知結果に基づいて、測定条件の再設定を実施可能に構成される。すなわち、分光器の移動速度(走査速度)が設定値に対して大きいと、隣接する2つのカラーパッチ31のうち−X側のカラーパッチ31の分光測定が終了する前に、測定領域が上記+X側のカラーパッチ31に重なり始める場合がある。この場合、−X側のカラーパッチ31の分光測定が適切に実施できていないおそれがある他、以降のカラーパッチ31についても分光測定を適切に実施できないおそれがある。第二実施形態に係る分光測定装置は、上述のような測定エラーを検知可能に構成される。
CPU154は、メモリ153に記憶された各種プログラムを読み出し実行することで、図13に示すように、走査制御手段181、印刷制御手段182、フィルター制御手段183、光量検出手段184、スイッチ制御手段185、タイミング検知手段186、測色手段187、キャリブレーション手段188、エラー検知手段189、及び測定条件設定手段190等として機能する。
また、エラー検知手段189は、エラーの検知回数を計数し、メモリ153に記憶する。
次に、本実施形態のプリンター10Aにおける分光測定方法について、図面に基づいて説明する。
図14は、プリンター10Aにおける分光測定方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態の分光測定方法においては、図7に示すステップS1〜S7の処理を実施した後に、図14に示す各ステップの処理を実施する。すなわち、プリンター10Aは、予め設定された条件に基づいて、カラーチャート3を印刷し、キャリブレーション(白色校正)を実施した後、第1カラーパッチ群30Aを走査線上に設定し、タイミング検知回路21を出力状態として、キャリッジ13による走査を開始する(図7参照)。
図15は、エラーが検知される場合における、ユニット制御回路152から出力されるスイッチ信号と、微分回路213及び増幅回路214の出力信号の出力変化と、カラーパッチ31に対する測定領域Rとの関係を模式的に示す図である。
図15に示す例では、所定の測定時間ΔTsが経過した場合、測定領域Rが、分光測定を実施していたカラーパッチ31Aと、次に測定対象となるカラーパッチ31Bとの両方に重なっている。この場合、キャリッジ13の移動に応じて、透過光量が変化するため、スイッチ回路211がオンされたタイミングにおいて、微分回路213の出力がHighとなり、タイミング検知回路21からの検知信号の出力値がHighとなっている。このように、測定時間ΔTsが経過したタイミングで、Highの検知信号が出力される場合、カラーパッチ31Aに対する分光測定が適切に実施されていないおそれがある。
本実施形態では、エラー検知処理による検知結果に基づいて、カラーチャート3の分光測定を実施する際の測定条件を設定する(測定条件設定処理)。
具体的には、第n行目のカラーパッチ群の分光測定が終了したと判定され(ステップS11:YES)、かつ、カラーチャート3の分光測定が終了していないと判定されると(ステップS15:NO)、走査制御手段181は、ステップS16を実施する。
次に、測定条件設定手段190は、エラー検知数kが閾値kthを超えたか否かを判定する(ステップS23)。閾値kthは、エラー検知数の許容値であり、例えば、必要な測定精度に応じて適宜設定される。
測定条件設定手段190は、エラー検知数kが閾値kthを超えたと判定すると(ステップS23:YES)、測定条件を設定する(ステップS24)。なお、ステップS24が実施された後、又は、ステップS23においてNOと判定された場合、制御ユニット15は、ステップS4に戻り、次の行のカラーパッチ群の分光測定を実施する。
設定速度Vsaは、例えば、実際の走査速度Vrと設定速度Vsとの差分値ΔV(下記式(2)参照)を、設定速度Vsから減じた値を用いることができる(下記式(3)参照)。なお、本実施形態では、複数のカラーパッチにおいてエラーが検知されているため、測定条件設定手段190は、最大の走査速度Vrを用いて設定速度Vsaを算出する。
Vr=Wp/(T2−T1) …(1)
ΔV=Vr−Vs …(2)
Vsa=Vs−ΔV …(3)
また、本実施形態では、測定条件設定手段190が、キャリッジ13の走査速度を再設定し、次のカラーパッチ群を測定する構成を例示したが、実際の走査速度Vrと、測定時間ΔTsと、に基づいて、カラーパッチの幅Wpを再設定してもよい(下記式(4)参照)。なお、この場合も、複数のカラーパッチにおいてエラーが検知されているため、測定条件設定手段190は、最大の走査速度Vrを用いてカラーパッチの幅Wpを算出する。
Wp=Vr×ΔTs …(4)
本実施形態では、エラー検知手段189は、分光測定が終了したタイミングにおける微分信号の出力値に基づいて、分光測定の測定エラーを検知する。これにより、分光測定が適切に実施できていない可能性があることを検知でき、検知結果に基づいて分光測定精度の低下抑制を図ることができる。
また、実際の走査速度Vrと、測定時間ΔTsと、に基づいて、カラーパッチの幅Wpを再設定し、当該幅Wpを用いて新たなカラーチャート3を形成することにより、走査速度を変更しなくとも、測定エラーの発生を抑制できる。
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
また、上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター5を備える構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、分光器17とは別に、タイミング検出用の受光部を設け、波長可変干渉フィルター5を介さずに当該受光部で測定対象からの光を受光した際の検出信号を用いて、測定開始タイミングを検出するようにしてもよい。この場合、例えば、隣り合うカラーパッチ間に明度の差を有するカラーパッチ群を用いればよい。また、各カラーパッチ間に白色領域を設けることにより、白色領域とカラーパッチとの間での反射光の光量差を利用して、測定開始タイミングを検出してもよい。このような構成により、簡易な構成によって測定開始タイミングを検出できる。
また、X方向に沿って複数配置されたカラーパッチ31に対して、測定領域RをX方向に沿って走査させる例を示したが、カラーパッチ31に対して測定領域RをY方向に沿って走査させてもよい。この場合、搬送ユニット12によって媒体AをY方向に送ることで、測定領域Rをカラーパッチ31に対して相対移動させることができる。
この場合、各カラーパッチの測定開始タイミングの検知時の波長可変干渉フィルターの設定波長を、検知時の検出信号の変化方向が各カラーパッチについて一致するように、適宜設定することにより、上記各実施形態と同様に、単電源で駆動する微分回路213を用いることができる。
また、例えば、測定対象のカラーパッチ群(カラーチャート)に対して、各カラーパッチの測定開始タイミングを検知するための設定波長を、予めメモリに記憶しておき、フィルター制御手段が、メモリから当該設定波長を取得し、波長可変干渉フィルターの波長を設定するようにしてもよい。
このような構成では、異なる色相のカラーパッチを含むカラーパッチ群の分光測定を行う場合でも、測定開始タイミングの検知時における検出信号の増減方向を、各カラーパッチにて一致させることができ、単電源で駆動する微分回路213を用いることができる。
さらに、エラーが検知された際のY方向における位置(エラー位置)を記憶しておき、次回のカラーパッチ群の測定では、エラー位置に配置されたカラーパッチを測定する際に、移動機構による走査速度を適宜低減したり0にしたりしてもよい。この場合、簡単な制御によって、次回のカラーパッチ群の測定において、予め、測定エラーの発生を抑制できる。
さらに、波長可変干渉フィルター5を備えた光学フィルターデバイス172が、導光部174から受光部173の間に設けられる構成(後分光)を例示したがこれに限定されない。例えば、光源部171内に波長可変干渉フィルター5、若しくは、波長可変干渉フィルター5を備えた光学フィルターデバイス172を配置し、波長可変干渉フィルター5により分光された光を媒体Aに照射する構成(前分光)としてもよい。
Claims (12)
- 測定領域からの光が入射する波長可変干渉フィルター、及び、前記波長可変干渉フィルターからの光を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する受光部を有する分光器と、
測定対象に対して前記分光器を相対移動させ、前記測定対象に対して前記測定領域を移動させる移動機構と、
前記検出信号を微分し、微分信号を出力する微分回路と、を含み、
前記移動機構は、前記測定対象に対して前記分光器を一方向に沿って相対移動させ、
前記測定対象がカラーパッチである場合に、前記受光部での受光量を検出する分光測定を、前記分光器を前記測定対象に対して相対移動させた際の前記微分信号の変化に基づいて開始する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置において、
前記測定対象が、前記一方向に沿って配置された複数のカラーパッチを含むカラーパッチ群である場合に、前記カラーパッチ群に含まれる前記複数のカラーパッチの各々の領域内に前記測定領域が移動される際の前記検出信号の出力値が、同一の増減方向となるように、前記波長可変干渉フィルターが通過させる光の波長を設定する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項2に記載の分光測定装置において、
前記測定対象が、前記複数のカラーパッチの各々における所定波長に対する反射率が前記一方向に沿って同一の増減方向となるカラーパッチ群である場合に、前記波長可変干渉フィルターが通過させる光の波長を前記所定波長に設定する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項3に記載の分光測定装置において、
前記測定対象が、前記一方向に配置される前記複数のカラーパッチの各々における色相が同一で、かつ前記色相の特徴波長に対する反射率が前記複数のカラーパッチの各々で前記一方向に沿って同一の増減方向となるカラーパッチ群である場合に、前記波長可変干渉フィルターが通過させる光の波長を前記特徴波長に設定する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の分光測定装置において、
前記分光測定を開始するタイミングにおける前記波長可変干渉フィルターが通過させる光の波長を、前記分光測定における初期波長とする
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の分光測定装置において、
前記分光測定の実施時に前記微分信号を参照した前記分光測定を開始するタイミングの検知を行わず、前記分光測定の終了の後に前記微分信号を参照して前記タイミングの検知を行う
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の分光測定装置において、
前記分光測定が終了したタイミングにおける前記微分信号の出力値に基づいて、前記分光測定の測定エラーを検知する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 測定対象に対する分光測定を実施する分光測定装置であって、
前記測定対象の測定領域からの光が入射する波長可変干渉フィルター、及び、前記波長可変干渉フィルターからの光を受光し、受光量に応じた第一検出信号を出力する第一受光部を有する分光器と、
前記測定領域からの光を受光し、受光量に応じた第二検出信号を出力する第二受光部と、
前記測定対象に対して前記第二受光部及び前記分光器を相対移動させ、前記測定対象に対して前記測定領域を移動させる移動機構と、
前記第二検出信号を微分し、微分信号を出力する微分回路と、を含み、
前記移動機構は、前記測定対象に対して前記第二受光部及び前記分光器を一方向に沿って相対移動させ、
前記測定対象がカラーパッチである場合に、前記分光測定を、前記第二受光部及び前記分光器を前記測定対象に対して相対移動させた際の前記微分信号の変化に基づいて開始する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の分光測定装置と、
画像形成対象に画像を形成する画像形成部と、を含む
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9に記載の画像形成装置において、
前記画像形成部は、一方向に沿って複数のカラーパッチが配置され、かつ、前記複数のカラーパッチの各々における所定波長に対する反射率が、前記一方向に沿って同一の増減方向となるカラーパッチ群を、前記画像形成対象に形成する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10に記載の画像形成装置において、
前記画像形成部は、前記測定対象が、前記複数のカラーパッチの各々における色相が同一で、かつ前記色相の特徴波長に対する反射率が前記一方向に沿って同一の増減方向となるカラーパッチ群を、前記画像形成対象に形成する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 測定領域からの光が入射する波長可変干渉フィルター、及び、前記波長可変干渉フィルターからの光を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する受光部を有する分光器と、測定対象に対して前記分光器を相対移動させ、前記測定対象に対して前記測定領域を移動させる移動機構と、前記検出信号を微分し、微分信号を出力する微分回路と、を含み、前記測定対象に対する分光測定を実施する分光測定装置を用いる分光測定方法であって、
前記測定対象であるカラーパッチに対して前記測定領域を一方向に沿って移動させる工
程と、
前記受光部での受光量を検出する分光測定を、前記測定対象に対して前記測定領域を移動させた際の前記微分信号の変化に基づいて開始させる工程と、を実施する
ことを特徴とする分光測定方法。
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