CN103129126A - 印刷装置及印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种印刷装置和印刷方法。该印刷装置的特征在于，测量图像印刷前的被印刷介质的分光强度，算出相对于预先存储的多种基准印刷介质的马氏距离。然后，根据所述马氏距离，从所述基准印刷介质中确定所述被印刷介质的种类，进而印刷图像。

Description

印刷装置及印刷方法

技术领域

本发明涉及一种在印刷介质上印刷图像的印刷装置及印刷方法。

背景技术

已经开发了通过使油墨等色材附着在印刷介质（例如印刷纸等）的表面上来印刷图像的印刷装置，其正被广泛使用着。此外，随着印刷装置的普及，印刷介质也可以提供各种种类的纸张了。其结果，在当今的印刷装置中，通过实施适应于印刷介质的种类的图像处理，以更佳的画质印刷图像也已经成为可能。

在此，印刷介质的种类通常是印刷装置的操作者在印刷开始前对印刷装置进行设定，而印刷装置能够自动地辨别印刷介质的种类的技术也已经开发了。例如，在日本专利公开公报2006-58261号中记载的纸张种类辨别装置中，已经提出了如下这样的技术：向印刷介质（在此为印刷纸张）的表面照射光，再通过检测透过印刷介质的光的强度或者在印刷介质的表面上反射的光的强度，从而能够辨别印刷介质的种类。

或者，在日本专利公开公报2011-93183号记载的印刷装置中，也已经提出了如下的技术，即通过检测供给印刷介质的给纸马达的驱动扭矩简便地辨别印刷介质的种类。

但是，随着印刷介质的种类的增多，在上述提出的技术中，以足够的精度辨别印刷介质的种类变得困难，产生了有时不能够恰当地印刷图像的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过以足够的精度辨别印刷介质的种类能够恰当地印刷图像的技术。

本发明的印刷装置采用了如下的构成，即，主要包括：图像处理内容存储单元，以与多种预定的基准印刷介质相对应的方式存储有对图像数据所实施的图像处理的内容；分光强度测量单元，向图像印刷前的被印刷介质照射光，从而测量作为多个预定的测量波长下的光强度的分光强度；平均分光强度存储单元，对多种所述基准印刷介质存储平均分光强度，所述平均分光强度是通过多次测量所述分光强度并对每个所述测量波长都求出该分光强度的平均值而得到的；协方差信息存储单元，对多种所述基准印刷介质存储协方差信息，所述协方差信息是通过多次测量所述分光强度并求出该分光强度在多个所述测量波长之间的协方差而得到的；马氏距离取得单元，根据所述分光强度和所述平均分光强度及所述协方差信息，取得该被印刷介质与多种该基准印刷介质之间的马氏距离；介质种类确定单元，根据所述马氏距离，从多个该基准印刷介质中确定所述被印刷介质的种类；以及图像印刷单元，对所述图像数据实施与所确定的所述基准印刷介质对应地存储的所述图像处理，在所述被印刷介质上印刷图像。

此外，对应于上述印刷装置的本发明的印刷方法主要包括：图像处理内容存储工序，以与多种预定的基准印刷介质相对应的方式存储有对图像数据所实施的图像处理的内容；分光强度测量工序，向图像印刷前的被印刷介质照射光，从而测量作为多个预定的测量波长下的光强度的分光强度；平均分光强度存储工序，对多种所述基准印刷介质存储平均分光强度，所述平均分光强度是通过多次测量所述分光强度并对每个所述测量波长都求出该分光强度的平均值而得到的；协方差信息存储工序，对多种所述基准印刷介质存储协方差信息，所述协方差信息是通过多次测量所述分光强度并求出该分光强度在多个所述测量波长之间的协方差而得到的；马氏距离取得工序，根据所述分光强度和所述平均分光强度及所述协方差信息，取得该被印刷介质与多种该基准印刷介质之间的马氏距离；介质种类确定工序，根据所述马氏距离，从多个该基准印刷介质中确定所述被印刷介质的种类；图像印刷工序，对所述图像数据实施与所确定的所述基准印刷介质对应地存储的所述图像处理，在所述被印刷介质上印刷图像。

在这种本发明的印刷装置以及印刷方法中，对多种基准印刷介质预先存储平均分光强度和协方差信息。在此，所谓平均分光强度是指，通过多次测量作为多个测量波长下的光强度的分光强度、并按每个测量波长地将分光强度在各测量波长下的光强度加以平均而得到的平均的分光强度。有关基准印刷介质的分光强度，能够通过向基准印刷介质照射光，再测量在多个测量波长下的光强度来得到。此时测量的光强度既可以是来自基准印刷介质的反射光的强度，也可以是透过了基准印刷介质的光的强度。此外，没必要直接使用测量的光强度的值，例如，也可以将测量的光强度变换为表示与照射的光的强度的比值的值后代替光强度而使用。

此外，所谓协方差信息，是指通过多次测量分光强度，求出光强度在多个测量波长之间的协方差而得到的信息。并且，还以与多种基准印刷介质相对应的方式预先存储有对图像数据所实施的图像处理的内容。然后，在印刷图像时，向图像印刷前的被印刷介质照射光，在测量了被印刷介质的分光强度后，根据所得到的分光强度和预先存储的平均分光强度及协方差信息，取得被印刷介质与各基准印刷介质之间的马氏距离。然后，根据在与各基准印刷介质之间所得到的马氏距离，从这些基准印刷介质中确定被印刷介质的种类。然后，通过对图像数据实施与所确定的基准印刷介质相对应地存储的图像处理，在被印刷介质上印刷图像。

对被印刷介质所测量的分光强度不仅包括有关在各测量波长下的光强度，而且还包括有关在多个测量波长下的光强度的关系例如大小关系或者哪一个大何种程度等的关系的各种信息。于是，如果使用被印刷介质与各基准印刷介质之间的马氏距离，则就能够在也考虑各个测量波长下的光强度的偏差或者在多个测量波长下的光强度的关系的偏差的状态下，判断被印刷介质的分光强度接近于哪一种基准印刷介质的分光强度。因此，能够高精度地辨别被印刷介质的种类，进而能够在被印刷介质上恰当地印刷图像。当然，在预先存储的多种基准印刷介质中，也可能发生不存在与被印刷介质相同种类的基准印刷介质的情况。但是，即使在这种情况下，由于可以进行与最接近于被印刷介质的基准印刷介质相对应的图像处理，因而能够恰当地印刷图像。

此外，在上述的本发明的印刷装置中，也可以按如下方式进行。首先，对分光强度进行主成分分析，提取出对规定的多个主成分的多个主成分值。此外，预先存储对多个主成分得到的多个平均分光强度的主成分值，作为平均分光强度。并且，预先存储对多个主成分得到的多个分光强度的主成分值之间的协方差，作为协方差信息。于是，如果测量有关被印刷介质的分光强度，则就可以从所得到的分光强度中提取出多个主成分值，再使用主成分值来算出相对于各基准印刷介质的马氏距离。

如果通过进行主成分分析而从分光强度中将主成分值提取出，则就能够使用比测量波长的数目少的个数的主成分值来表现分光强度的特征。因此，如果使用主成分值来算出马氏距离，则就能够比使用分光强度来算出马氏距离更快速地算出马氏距离。此外，能够使用较少的主成分值来表现分光强度的特征也意味着去除噪声使特征突出。因此，如果使用主成分值来算出马氏距离，则就能够不受噪声的影响而更加稳定地辨别被印刷介质的种类。

附图说明

图1是示出本实施例的印刷装置的大致构成的说明图。

图2是示出安装于印刷装置上的印刷介质辨别器的大致结构的截面图。

图3的（a）至图3的（b）是示出安装于印刷介质辨别器上的分光器的外观形状的立体图。

图4是安装于印刷介质辨别器上的分光器的分解立体图。

图5是示出安装于印刷介质辨别器上的分光器的内部结构的截面图。

图6是例示了由印刷介质辨别器得到的光谱的数据的说明图。

图7的（a）至图7的（e）是有关根据多次的分光反射率的测量结果而得到的协方差矩阵的说明图。

图8是示出对多种印刷介质得到的协方差矩阵的说明图。

图9是在本实施例的印刷装置中进行的印刷处理的流程图。

图10是为了在印刷处理中辨别印刷介质的种类而进行的处理的流程图。

图11的（a）至图11的（e）是有关马氏距离的说明图。

图12是示出根据马氏距离来辨别印刷介质的种类的情况的说明图。

图13是示出根据印刷介质的种类而存储有色变换表的情况的说明图。

图14是示出协方差矩阵使用多个固有值和相对于各固有值的列向量展开的情况的说明图。

图15是示出从分光反射率的测量数据提取针对主成分向量的主成分值的情况的说明图。

图16是变形例的介质种类辨别处理的流程图。

具体实施方式

下面，为了将上述的本申请发明的内容明确化，将按照如下这样的顺序来说明实施例：

A．装置构成：

A-1．印刷装置的构成：

A-2．分光器的构成：

B．协方差矩阵：

C．印刷处理：

D．变形例：

A．装置构成：

A-1．印刷装置的构成：

图1是示出本实施例的印刷装置10的大致构成的说明图。本实施例的印刷装置10是通过向印刷介质2的表面上喷射油墨来印刷图像的所谓的喷墨打印机。印刷装置10具有大致箱形的外观形状，在前面的大致中央处设有前面盖11，在其相邻处设有多个操作按钮15。前面盖11在下端侧被进行轴支撑，如果上端侧倒向面前，则排出印刷介质2的细长的排出口12就会呈现出来。此外，在印刷装置10的背面侧设有供纸盘13。如果在供纸盘13上放置印刷介质2并操作操作按钮15，则印刷介质2从供纸盘13吸入，在印刷装置10的内部在印刷介质2的表面上印刷图像后，从排出口12排出。

在印刷装置10的内部安装有一边沿主扫描方向往复移动一边向印刷介质2上喷射油墨的喷头20和使喷头20往复移动的驱动机构30等。在喷头20的底面侧（面向印刷介质2的一侧）上，设有多个喷嘴，能够从喷嘴向印刷介质2喷射油墨。驱动机构30由在内侧形成有多个齿形的同步带32和用于驱动同步带32的驱动马达34等构成。同步带32在一处被固定在喷头20上。因此，如果驱动同步带32，则喷头20就边由沿主扫描方向延伸设置的图中未示的导轨导引，边沿主扫描方向往复移动。

此外，在印刷装置10的内部，安装有用于沿与主扫描方向正交的方向（副扫描方向）传送印刷介质2的传送机构（图示省略）。在图1中，用粗虚线表示在印刷装置10的内部传送印刷介质2的路径。如果边使喷头20沿主扫描方向往复移动而喷射油墨，边使用传送机构使印刷介质2的位置慢慢地移动下去，则就能够在印刷介质2上印刷图像。在印刷装置10的内部，也安装有控制喷头20和驱动机构30、传送机构的动作的控制部90。控制部90在对要印刷的图像的图像数据实施了规定的图像处理后，再根据其结果来确定油墨的喷射量。于是，通过控制喷头20和驱动机构30、传送机构而印刷图像。此外，在控制部90上，安装有存储用于图像处理的各种程序和各种数据等的存储器92。

在此，对图像数据实施的图像处理的内容最好根据印刷介质2的种类不同而变更。作为最简单的示例，在假设印刷介质2为比通常更泛黄的介质时，如果与通常一样地进行了印刷，则就会成为稍带黄色的图像。于是，为了比通常抑制黄色而印刷图像，最好变更图像处理的内容。此外，如果在印刷介质2的表面上油墨进行渗透，则喷射的油墨彼此混合而有时使画质变差。并且，如果印刷介质2因油墨而膨润，则就会在表面上产生褶皱，成为使画质变差的原因。由于油墨渗透的难易度或者进行膨润的难易度随印刷介质2的种类不同而变化，因而如果根据印刷介质2的种类来切换图像处理的内容，则就能够避免产生这样的问题。

于是，在本实施例的印刷装置10中，在供纸盘13的放置印刷介质2的部位（所被放置的印刷介质2的下侧）上安装有印刷介质辨别器50。在图1中，在印刷介质辨别器50上标以斜线表示。放置在供纸盘13上的印刷介质2通过印刷介质辨别器50的上方而被传送至喷头20的下面。此时，控制部90就能够使用印刷介质辨别器50来辨别想要印刷图像的印刷介质2的种类。使用印刷介质辨别器50而种类被辨别的印刷介质2对应于本发明中的“被印刷介质”。

此外，在本实施例的印刷装置10中，虽然对在印刷介质2的下侧安装有印刷介质辨别器50的情况进行说明，但也可以在印刷介质2的上侧安装印刷介质辨别器50。在印刷介质2的下侧安装有印刷介质辨别器50的情况下，在将印刷介质辨别器50安装于供纸盘13上时，不论放置在供纸盘13上的印刷介质2的张数如何，印刷介质辨别器50与印刷介质2的距离都为一定。因此，能够在印刷介质2被放置在供纸盘13上的阶段（即开始印刷介质2的传送之前）辨别印刷介质2的种类。

与其相反，在印刷介质2的上侧安装有印刷介质辨别器50的情况下，如果在供纸盘13的上方安装印刷介质辨别器50，则由于随放置在供纸盘13上的印刷介质2的张数不同，印刷介质辨别器50与印刷介质2的距离变化，因而稳定地辨别印刷介质2的种类就变得困难。因此，在来自供纸盘13的印刷介质2的传送路径上安装印刷介质辨别器50，进而辨别传送中的印刷介质2的种类。在该情况下，由于在印刷介质2的传送开始后辨别印刷介质2的种类，因而受到辨别所需时间的制约，但具有能够通过检测图像印刷侧的表面（印刷面）而辨别印刷介质2的种类这样的优点。

图2是示出安装于本实施例的印刷装置10上的印刷介质辨别器50的大致结构的截面图。如图所示，印刷介质辨别器50由向对象物（在此为印刷介质2）照射光的光源52、检测在印刷介质2上反射的光（反射光）的光强度的受光部54、控制光源52和受光部54的动作的控制部56以及容纳这些部分的箱体58等构成。此外，受光部54由把来自印刷介质2的反射光聚光的透镜系统54a、把由透镜系统54a聚集的光分光的分光器100以及把在分光器100中分光的光导向光传感器54c的透镜系统54b等构成。

控制部56通过控制光源52，向印刷介质2照射规定强度的光。作为光源52，可以使用卤素灯或者LED等，最好能够使某种程度的波长范围（可见区域或者紫外区域等）的光产生。此外，分光器50作为仅仅使特定的窄波长的光透过的所谓的带通滤波器而起作用。使光透过的波长能够连续地变更或者能够切换多个波长。详细情况将在后面说明，而在本实施例中，使用了利用所谓的法布里－珀罗干涉仪的原理的极其小型的分光器100。

此外，光传感器54c像所谓的光电二极管等那样，根据所接收到的光强度而产生信号。控制部56通过边控制分光器100而变更透过的光的波长，边检测来自光传感器54c的信号，从而检测反射光的光谱（在各波长下的光强度的数据）。此外，如果预先考察光源52照射至印刷介质2上的光的光谱（照射光的光谱），则通过算出反射光的光谱与那时的照射光的光谱的比值，也能够求出分光反射率。

A-2．分光器的构成：

图3是示出在本实施例的印刷装置10中所使用的分光器100的外观形状的立体图。在图3的（a）中，示出了从光射入的一侧观察的分光器100，在图3的（b）中，示出了从光射出一侧观察的分光器100。此外，在图中由单点划线表示的箭头表示射入至分光器100的光的方向和从分光器100射出的光的方向。

如图3的（a）所示，分光器100通过重叠第一基板110和第二基板120而构成。第一基板110和第二基板120由硅材料（结晶硅或者非晶硅）或者玻璃材料形成。第一基板110的厚度至多为2000μm左右（具有代表性地为100μm～1000μm），第二基板120的厚度至多为500μm左右（具有代表性地为10μm～100μm）。此外，在第一基板110上，在光射入的一侧的表面上形成有反射防止膜110AR。光从形成有反射防止膜110AR的表面的一部分（在图中由细的虚线包围的部分）射入至分光器100的内部。反射防止膜110AR由电介质多层膜构成，具有防止射入至分光器100的光反射的功能。

如图3的（b）所示，在分光器100的背侧（光射出的一侧）的表面（即第二基板120）上，中央圆形地形成有反射防止膜120AR。形成在第二基板120上的反射防止膜120AR也与第一基板110的反射防止膜110AR同样，由电介质多层膜构成。但是，第二基板120的反射防止膜120AR具有防止从分光器100向外部出射的光在第二基板120的表面上反射而返回至分光器100的内部的功能。此外，在第二基板120上，以包围反射防止膜120AR的方式形成有细的狭缝120s，狭缝120s贯通第二基板120。并且，在第二基板120上，还形成有大致矩形的引出孔120a、120b。

图4是示出分光器100的构成的立体组装图。此外，如使用图3前述的那样，在分光器100中，光射入的一侧（第一基板110）的表面为简单的平面，而第一基板110的内侧（面对第二基板120的一侧）具有复杂的形状。因此，为了理解第一基板110的内侧的形状，在图4中，示出了把分光器100翻过来的状态（如图3的（b）所示那样，第二基板120来到第一基板110之上这样的状态）下的立体组装图。

如前所述那样，在第二基板120上，以包围中央的反射防止膜120AR的方式形成有狭缝120s（参照图3的（b）），该狭缝120s贯通第二基板120。其结果，就如图4所示那样，第二基板120被分割为中央圆形的可动部122（形成有反射防止膜120AR的部分）、其外侧的周边部126以及连结可动部122与周边部126的多个（在图示的例子中为四个）连结部124。

在该第二基板120的内侧（面向第一基板110的一侧）的面上，粘贴有第二电极128。如图4所示，第二电极128由呈圆环形状的驱动电极部128a和从驱动电极部128a延伸的引出电极部128b构成，由壁厚为0.1μm～5μm左右的金属箔形成。第二电极128与第二基板120位置对齐，其中，第二电极128的呈圆环形状的驱动电极部128a与第二基板120的可动部122同心，并且引出电极部128b的端部来到第二基板120的引出孔120a的位置。

另一方面，在第一基板110的内侧（面向第二基板120的一侧）的面上，形成有第一凹部112，并且，在第一凹部112的中央上，形成有圆形的第二凹部114。此外，在图3的（a）中由细的虚线表示的区域（光射入至分光器100的区域）对应于第二凹部114的底的部分。此外，第一凹部112的形状大体上为对应于第二基板120的可动部122和连结部124的形状。并且，第一凹部112一直延伸设置到与第二基板120的引出孔120b相对应的地方。

在该第一凹部112上，粘贴有第一电极118。第一电极118也与上述的第二电极128同样，由呈圆环形状的驱动电极部118a和从驱动电极部118a延伸的引出电极部118b构成，由壁厚为0.1μm～5μm左右的金属箔形成。此外，第一电极118以呈圆环形状的驱动电极部118a与圆形的第二凹部114同心的方式而位置对齐。本实施例的分光器100通过将上述说明的第二基板120与第一基板110贴合而构成。

图5是示出本实施例的分光器100的内部结构的截面图。截面位置是图3的（b）所示的A-A位置。如上所述，在第二基板120上设有第二电极128，在第一基板110上，在第一凹部112内，设有第一电极118。因此，在第二电极128的驱动电极部128a与第一电极118的驱动电极部118a之间形成有大致相当于第一凹部112的深度的间隙G1。

此外，在设于第一基板110上的第二凹部114的底面上，形成有由电介质多层膜构成的第一反射膜110HR。并且，在第二基板120上，也以与第一反射膜110HR相对的方式，形成有由电介质多层膜构成的第二反射膜120HR。因此，在第一反射膜110HR与第二反射膜120HR之间也形成有间隙G2。第一反射膜110HR和第二反射膜120HR具有以高的反射率反射光的功能。因此，如在图中由单点划线的箭头表示的那样射入至分光器100的光就会在第二反射膜120HR与第一反射膜110HR之间反复反射多次，构成所谓的法布里－珀罗型的干涉体系。其结果，不满足由间隙G2的间隔所确定的干涉条件的波长的光由于光的干涉，就会在第二反射膜120HR和第一反射膜110HR的表面上急剧地衰减，只有满足干涉条件的波长的光从分光器100射出到外部。

此外，间隙G2的间隔能够通过如下方式来变更。首先，在第二基板120的可动部122上设有第二电极128的驱动电极部128a，从形成在第二基板120上的引出孔120a能够访问第二电极128的引出电极部128b。并且，在第一基板110上，以与第二电极128的驱动电极部128a相对的方式设有第一电极118的驱动电极部118a，从第二基板120的引出孔120b能够访问第一电极118的引出电极部118b（参照图4）。因此，如果从引出孔120a、120b向第二电极128和第一电极118施加相同极性的电压，则就能够使第二电极128的驱动电极部128a和第一电极118的驱动电极部118a相同极性地带电，进而能够相互地产生斥力。

而且，由于第二基板120的可动部122仅由细长的连结部124从周边部126支撑，因而连结部124就会因作用在第二电极128的驱动电极部128a与第一电极118的驱动电极部118a之间的斥力而变形，间隙G1就会变宽，其结果，间隙G2也会变宽。由于当增大所施加的电压时，斥力也增大，因而间隙G2就会更加变宽。此外，当使第二电极128的驱动电极部128a与第一电极118的驱动电极部118a相反极性地带电时，则由于会产生吸引力，因而能够使间隙G2变窄。

这样，在本实施例的分光器100中，通过从形成在第二基板120上的引出孔120a、120b向第二电极128和第一电极118施加电压，就能够变更间隙G2的间隔。其结果，能够在第二反射膜120HR和第一反射膜110HR之间变更干涉条件，进而能够仅仅使满足干涉条件的波长从分光器100射出。如图2所示的印刷介质辨别器50通过在光传感器54c中检测如此地从分光器100射出的光的强度，检测各波长下的光强度的数据（光谱）。

在图6中，例示了如此得到的光谱的数据。在图示的例子中，示出了将某一波长范围（400nm～700nm）每隔规定的波长宽度（10nm）所测量的在多个波长下的光强度的结果。此外，通过在各波长下得到的光强度除以来自光源52的照射光中所含的该波长下的强度，也能够算出在各波长下的反射率（分光反射率）。此外，在图6所示的例子中，虽然测量了在31点波长下的光强度，但所测量的点数更少或者更多都可以。

此外，与光强度随入射光的强度不同而数值变化相反，反射率是不依赖于光源强度或者光接收元件灵敏度的值，因而方便。因此，在下述中，全都使用反射率。此外，图6中例示的各波长下的光强度数据（或者各波长下的反射率的数据）对应于本发明中的“分光强度”，得到光强度或者反射率的波长对应于本发明中的“测量波长”。并且，测量各波长下的光强度的数据（或者各波长下的反射率的数据）的印刷介质辨别器50对应于本发明中的“分光强度测量单元”。

图6所示那样的分光反射率随印刷介质2的种类不同而变化。因此，只要对放置在印刷装置10的供纸盘13上的（图像印刷前的）印刷介质2测量分光反射率，则就能够辨别印刷介质2的种类。不过，在光强度的测量值中具有偏差。此外，即使是同种印刷介质2，由于测量的位置不同或者制造批次不同，测量值也可能有偏差。因此，即使分光反射率不完全一致，也要能够判断为是相同种类的印刷介质2。虽说如此，但是如果允许范围扩大，则就易于判定错误。

因此，在本实施例的印刷装置10中，通过预先考察在不同的波长下得到的测量值的偏差，根据该结果，算出称为马氏距离的一种统计量，从而能够以高精度辨别印刷介质2的种类。下面，将说明表示在不同的波长间测量值的关系的矩阵（协方差矩阵），接下来，将说明使用马氏距离来辨别印刷介质2的种类、进而印刷图像的处理。

B．协方差矩阵：

图7是示出通过对某种印刷介质2多次反复测量分光反射率而求出协方差矩阵的方法的说明图。在图7的（a）中，示出了对某种印刷介质2得到的分光反射率的测量结果。在测量时，使印刷介质2的测量位置或者制造批次不同，测量了多次（在此为50次）。图7的（a）所示的白圈表示通过多次测量在各波长下得到的反射率的平均值。此外，从白圈沿上下方向延伸的箭头表示测量值的偏差（方差）。在此，图7的（a）中所示的平均值以及方差是在各波长下分别算出的数值，而并不是表示在波长间的关系。在波长n5与波长n9中，哪一个波长都相同程度地偏差，除此以外的情况并不知道。但是，如果求出协方差，则就能够知道在各波长之间的关系。

在图7的（b）和图7的（c）中，例示了表示在每次测量时得到的在波长n5上的反射率与在波长n9上的反射率的关系的分布图。图中的AV5表示在波长n5上的反射率的平均值，AV9表示在波长n9上的反射率的平均值。此外，黑色箭头表示在各波长的反射率的方差。在图7的（b）或者图7的（c）任一分布图中，如果单独观察波长n5，则都显示相同的方差，如果单独观察波长n9，则都显示相同的方差。但是，如果观察两个分布图，则可知，在两个波长下得到的测量值的关系相差很大。

在图7的（b）所示的分布图中，显示了如下的倾向：在波长n5上的测量值比平均值AV5大时，在波长n9上的测量值比平均值AV9小；相反，在波长n5上的测量值小时，在波长n9上的测量值变大。与此相对，在图7的（c）中所示的分布图中，完全看不到这种倾向。这种在两个波长间的分布状况能够使用称为协方差的指标来表现。

在图7的（d）中，示出了求出波长n5与波长n9之间的协方差s59的算出式。式中的n5、n9是在每次的测量中得到的波长n5或者波长n9下的反射率。此外，式中的N是测量次数（在此为50次）。在如图7的（b）所示那样得到斜向下的分布时，协方差为负值，在斜向上的分布时，协方差为正值。此外，如图7的（c）所示，在分布上越看不到倾向，协方差的值就越小。因此，如果求出在两个波长（在此为波长n5和波长n9）下得到的反射率的协方差，则就能够知道在这些两个波长间的分布状况。反之来说，如果如图7的（a）所示那样，仅仅求出在各波长下的平均值和方差，则就会丢弃如图7的（b）或者图7的（c）所示的波长间的分布状况有关的信息（即，有关在波长间的反射率的关系的信息）。

以上，着眼于波长n5与波长n9，说明了表示在这些波长间的反射率的关系的协方差s59。当然，可以对所有波长的组合考虑这种协方差。如果着眼于波长n1与波长n2，则能够求出协方差s12；如果着眼于波长n1与波长n3，则能够求出协方差s13。于是，以矩阵形式表示对所有波长的组合求出的协方差就是称为如图7的（e）所示的“协方差矩阵”的矩阵。此外，协方差矩阵的对角成分的值（s11、s22等）由图7的（d）的计算式可知为方差。S11表示在波长n1上得到的反射率的方差，s22表示在波长n2上得到的反射率的方差。此外，由用于求出图7的（d）所示的协方差的计算式可知，s12＝s21、s13＝s31……这样的关系成立。因此，协方差矩阵一定是对称矩阵。

在本实施例中，对市售的三十六种印刷介质2，预先求出上述的协方差矩阵。在图8中，例示了对各种印刷介质2得到的协方差矩阵RA、RB、RC……。在本实施例的印刷装置10的控制部90的存储器92中，预先存储有有关这样的三十六种样品的协方差矩阵。此外，在各波长下的反射率的平均值（以下称为平均分光反射率）也对各种印刷介质2预先求出并预先存储在控制部90的存储器92中。于是，在印刷图像时，使用印刷介质辨别器50（参照图1）检测印刷介质2的分光反射率，使用控制部90的存储器92中所存储的平均分光反射率以及协方差矩阵来辨别印刷介质2的种类。通过这样做，就能够根据印刷介质2的种类不同，恰当地印刷图像。

下面，将说明在本实施例的印刷装置10中进行的印刷处理。此外，存储有平均分光反射率和协方差矩阵的多种印刷介质2对应于本发明中的“基准印刷介质”。此外，平均分光反射率对应于本发明中的“平均分光强度”，协方差矩阵对应于本发明中的“协方差信息”。并且，存储有平均分光反射率和协方差矩阵的控制部90的存储器92对应于本发明中的“平均分光强度存储单元”和“协方差信息存储单元”。

C．印刷处理：

图9是在本实施例的印刷装置10中进行的印刷处理的流程图。该处理由控制部90执行。在印刷处理中，首先开始使用印刷介质辨别器50来辨别印刷介质2的种类的处理（介质种类辨别处理）（步骤S10）。

在图10中，示出了介质种类辨别处理的流程图。如果开始介质种类辨别处理，则就使用印刷介质辨别器50来测量印刷介质2的分光反射率（步骤S100）。即，使用图5如前所述那样，边通过切换施加在分光器100的第一电极118和第二电极128上的电压而变更间隙G2的间隔，边由光传感器54c检测光强度。其结果，能够测量如图6例示那样的分光反射率。

接下来，将算出所测量的分光反射率与各样品之间的马氏距离（步骤S102）。在本实施例中，准备市售的三十六种印刷介质2作为样品，预先存储有有关各样品的平均分光反射率以及协方差矩阵，因而可以算出三十六个马氏距离。在此，将说明马氏距离。

图11是示意性地示出马氏距离是什么样的说明图。假设在已知有关某一组（在此设为Gr.A）的平均值a与有关此外一组（在此设为Gr.B）的平均值b的情况下，得到了有关新的试样的测量值x。如图11的（a）所示，如果测量值x比平均值b更接近于平均值a（如果偏差小），则该试样就通常认为属于Gr.A。但是，这是在Gr.A与Gr.B中，测量值的离散性为同等程度这样的前提下成立。因此，如果考虑Gr.A和Gr.B的测量值的离散性，则就也可能发生结论相反的情况。

在图11的（b）中例示的情况下，即使试样的测量值x与平均值b相比更接近于平均值a，该试样也被认为属于Gr.B。即，虽然测量值x与平均值a的偏差确实比测量值x与平均值b的偏差小，但在认为该试样属于Gr.A时，测量值x与平均值a的偏差与Gr.A的测量值的离散性相比过大。与此相反，而如果测量值x与平均值b的偏差与Gr.B的测量值的离散性相比，则较小，因而不如认为该试样属于Gr.B自然。

这样，通过不仅考虑测量值与平均值的偏差，而且还考虑偏差与测量值的离散性（方差）的比值，从而能够更加准确地判断。所谓马氏距离，是指表示在如此地连测量值的离散性也考虑之后，认为试样属于哪一组的指标。属于某一组的可能性越高，相对于该组的马氏距离就越小。

如图11的（b）例示那样，在测量值x为一维时，通过将测量值与平均值的偏差平方，再用方差去除该值，便能够得到马氏距离（准确来说，马氏距离的平方值）。在图11的（c）中，表示求出马氏距离的计算式。式中的x表示测量值，av表示平均值，s表示方差。

此外，马氏距离也可以扩展到多维。作为最简单的情况，将说明二维的马氏距离。在为二维时，每次测量就得到x1、x2这两个测量值。此外，关于方差，不仅可以考虑有关x1的方差、有关x2的方差，而且还可以考虑在x1与x2之间的协方差。因此，通过用向量（x1，x2）替换图11的（c）所示的计算式的测量值x，用协方差矩阵替换方差s，从而能够得到求出图11的（d）所示的二维的马氏距离的计算式。此外，式中的av1、av2分别表示有关x1、x2的平均值。此外，标在协方差矩阵的右肩上的“-1”表示逆矩阵。并且，标在向量（x1，x2）上的“T”表示转置向量。

在图11的（d）中表示的算出式中，如果用大写字母“X”表示向量（x1-av1.x2-av2），用大写字母“R”表示协方差矩阵，则二维的马氏距离的算出式就可以用图11的（e）表示。该图11的（e）的算出式可以直接用作三维以上的多维的马氏距离的算出式。即，在算出n维的马氏距离时，“X”成为具有n个成分的向量，“R”成为n行n列的协方差矩阵。

以上，说明了马氏距离，而在图10的步骤S100中得到的分光反射率由于是在n个波长下的反射率，因而是n维的测量值（参照图6）。此外，根据这种分光反射率求出的协方差矩阵是n行n列的矩阵（参照图7的（e））。而且，在安装于印刷装置10的控制部90上的存储器92中，预先存储有有关多种样品的平均分光反射率和协方差矩阵。

在图10中所示的介质种类辨别处理中，如果测量印刷介质2的分光反射率（步骤S100），则在紧接着的步骤S102中，根据测量的分光反射率，使用图11的（e）的算出式来算出相对于各样品的马氏距离。然后，检测马氏距离成为最小的值的样品（步骤S104），印刷介质2判断为是与该样品相同的种类（步骤S106）。此外，在本实施例中，由于控制部90算出相对于各样品的马氏距离，因而控制部90对应于本发明中的“马氏距离取得单元”。

在图12中，是示出根据马氏距离而对多种印刷介质2判定了印刷介质种类的结果的说明图。对于试样1这种印刷介质2，相对于样品A的马氏距离称为“1”，相对于样品B的马氏距离称为“24”，相对于样品C的马氏距离称为“24”，相对于样品D的马氏距离称为“11”，像这样，算出了相对于各样品的马氏距离。因此，试样1判断为与马氏距离最小的样品A相同的种类。对于其它的试样，也同样地能够辨别印刷介质2的种类。

用各种印刷介质2进行了确认，结果确认了能够以100%的准确率辨别印刷介质2的种类。于是，如果从36种市售的样品中确定了最接近于印刷介质2的样品，则就结束图10的介质种类辨别处理，回归到图9的印刷处理。此外，由于根据马氏距离确定印刷介质2的种类的处理由控制部90进行，因而在本实施例中控制部90对应于本发明中的“介质种类确定单元”。

如图9所示，在印刷处理中，如果从介质种类辨别处理（步骤S10）回归，则就根据所辨别的印刷介质2的种类，选择图像处理内容（步骤S20）。在本实施例中，通过切换色变换表来选择图像处理的内容。在此，色变换表是为了根据图像数据确定喷射至印刷介质2上的油墨的密度而参照的表。在色变换表中，使图像数据的灰度值与表示喷射至印刷介质2上的油墨的密度的数据相对应地存储。

如图13所示，在本实施例的控制部90的存储器92中，对每种印刷介质2就设定有色变换表。为了考虑到印刷介质2的底色、油墨渗透难易度、膨润难易度等而得到最合适的图像，这些色变换表设定有相对于图像数据的油墨密度。因此，在步骤S20中，通过选择对应于在上述的介质种类辨别处理中辨别的印刷介质2的种类的色变换表，选择图像处理的内容。此外，由于这些对应于印刷介质2的色变换表被存储在控制部90的存储器92中，因而本实施例中的控制部90的存储器92对应于本发明中的“图像处理内容存储单元”。

然后，对所要印刷的图像的图像数据，实施所选择的内容的图像处理（步骤S30）。在本实施例中，在通过参照所选择的色变换表将图像数据变换为表示油墨的密度的数据之后，再根据所得到的数据，进行确定从喷头20的喷嘴喷射油墨的喷射量或者时机等的处理。然后，根据处理结果，通过边慢慢地传送印刷介质2且使喷头20进行主扫描，边实际喷射油墨，在印刷介质2上印刷图像（步骤S40），然后结束图9的印刷处理。此外，由于执行所选择的图像处理而在印刷介质2上印刷图像的处理由控制部90进行，因而本实施例中的控制部90对应于本发明中的“图像印刷单元”。

如以上说明的那样，在本实施例的印刷装置10中，在图像印刷之前辨别印刷介质2的种类，再根据辨别结果印刷图像。因此，即使印刷装置10的操作者没有设定印刷介质2的种类，也能够自动地辨别印刷介质2的种类而恰当地印刷图像。并且，也能够自动地进行印刷介质2的传送条件（厚度、传送速度等）的设定或者印刷介质2的干燥条件的设定等。

此外，在辨别印刷介质2的种类时，预选存储有关多种样品的平均分光反射率和协方差矩阵，通过算出相对于各样品的马氏距离，辨别印刷介质2的种类。使用图7如前所述那样，如果使用协方差，则不仅能够考虑测量值在各波长下的离散性（方差），而且还能够考虑在多种波长间的关系（分布状况等）。因此，如果根据使用平均分光反射率和协方差矩阵算出的马氏距离来辨别印刷介质2的种类，则就能够在不仅考虑了在各波长下的反射率，而且也考虑了在各波长间的反射率的关系之后，选择最接近于所测量的分光反射率的样品。

因此，能够以非常高的准确率（在实际确认的结果中为100%的准确率），准确地辨别印刷介质2的种类。其结果，不会因印刷装置10的操作者弄错印刷介质2的种类的设定，或者由于忘记设定而一直为以前的设定等原因，错误地设定了印刷介质2的种类就直接印刷图像，能够始终恰当地印刷图像。

当然，也可能发生测量了分光反射率的印刷介质2是作为样品尚未存储有数据的种类的印刷介质2（所谓的未知印刷介质2）。在这种情况下，就会辨别为与实际不同种类的印刷介质2。但是，判断为是与马氏距离最小的样品相同的种类就是判断为是最接近于该印刷介质2的样品。因此，即使是未知的印刷介质2，印刷装置10在可能的范围内也可以进行认为最恰当的图像处理，因而能够恰当地印刷图像。

D．变形例：

在上述的实施例中，直接使用由印刷介质辨别器50测量的分光反射率而算出了马氏距离。由于由印刷介质辨别器50得到的分光反射率是在多个（在图6所示的例子中为31点）波长下的反射率，因而就要以多维（在图6所示的例子中为31维）来算出马氏距离。如果使所测量的波长的个数减少，则测量也快，马氏距离的算出也变快，但如果减少所测量的波长的个数，则就会担心印刷介质2的辨别精度变差。于是，不是直接使用由印刷介质辨别器50得到的分光反射率而算出了马氏距离，可以在使用主成分分析来减少分光反射率的维数之后，以较少的维数算出马氏距离而辨别印刷介质2的种类。下面，将说明这种变形例的介质种类辨别处理。

首先，说明使用主成分分析来减少维数的方法。此外，由于主成分分析本身是众所周知的方法，因而在以下仅说明概要。为了使用主成分分析来减少维数，必须要预先求出主成分向量。主成分向量能够用各种方法求出，而在此将说明使用了协方差矩阵的方法。由于协方差矩阵为对称矩阵，因而多个固有向量正交，并且对应于各固有向量的固有值是实数。而且，协方差矩阵能够使用这些多个固有向量和对应于各固有向量的固有值展开。

在图14中，示出了使用多个固有值λ和对应于各固有值λ的列向量将协方差矩阵R展开的情况。此外，式中的U₁表示第一个固有向量，λ1表示相对于U₁的固有值。此外，式中的U₂表示第二个固有向量，λ2表示相对于U₂的固有值。以下，同样，式中的U_n表示第n个固有向量，λn表示相对于U_n的固有值。此外，固有值和固有向量只存在相当于协方差矩阵R的次数的数。通过将如此求出的固有向量中的上位的固有向量用作主成分向量，从而几乎不会损失由印刷介质辨别器50得到的分光反射率的信息，能够仅使维数减少。

在图15中，示出了通过将上位的固有向量用作主成分向量，使由印刷介质辨别器50得到的分光反射率的维数减少的情况。在图示的例子中，将上位八个固有向量用作主成分向量。此外，这些主成分向量也是具有与分光反射率的维数同维的列向量。现在，假设由印刷介质辨别器50得到了分光反射率的数据（x1，x2，……、xn）。在图6所示的例子中，得到了31维的数据。求出该分光反射率的数据与第一个主成分向量Ｕ1的内积，将所得到的主成分值设为y1。

此外，求出分光反射率的数据与第二个主成分向量Ｕ2的内积，将所得到的主成分值设为y2。如果如此地对各主成分向量将内积求出下去，则就能够求出相当于主成分向量数（在图15所示的例子中为八个）的个数的主成分值y。即，就会将由印刷介质辨别器50得到的分光反射率的维数（图6的情况下为三十一维）减少至相当于主成分向量的个数的数量的维数（在图15所示的例子中为八维）。此外，在本实施例中，主成分向量对应于本发明中的“主成分”。

此外，如此地使用主成分向量来减少维数的情况与仅仅通过间隔地减少用于测量反射率的波长而使维数减少的情况不同，原来的信息几乎没有损失，这一点已经知道。此外，下位的固有向量没有用作主成分向量，而对这种下位的主成分向量的主成分值一般认为是噪声成分。因此，通过使维数下降，就能够去除噪声成分。在变形例的介质种类辨别处理中，通过使用这种主成分值y来代替分光反射率而算出马氏距离，从而能够不受噪声成分的影响，更加稳定地辨别印刷介质2的种类。

图16是变形例的介质种类辨别处理的流程图。该处理是在图9所示的印刷处理中，代替介质种类辨别处理（步骤S10）而被执行的处理。在变形例的介质种类辨别处理（步骤S15）中，如果开始处理，则首先也使用印刷介质辨别器50来测量印刷介质2的分光反射率（步骤S150）。接着，通过对预先求出的多个主成分向量求出内积，从分光反射率中提取出多个主成分值（步骤S152）。此外，由于从分光反射率中提取主成分值的处理由控制部90进行，因而在本实施例中，控制部90对应于本发明中的“主成分值提取单元”。

接下来，算出相对于各样品的马氏距离（步骤S154）。在前述的实施例中，对每种样品预先求出由印刷介质辨别器50得到的在各波长下的平均反射率和协方差矩阵，算出了相对于各样品的马氏距离。与此相反，在变形例中，使用多个主成分值代替在各波长下的反射率。于是，对每种样品预先求出有关各主成分值的平均值和协方差矩阵，再使用这些算出相对于各样品的马氏距离。

然后，在各样品中，检测马氏距离最小的样品（步骤S156），印刷介质2的种类判断为是与该样品相同的种类（步骤S158），结束图16所示的变形例的介质种类辨别处理。

在以上说明的变形例的介质种类辨别处理中，由于能够减少在算出马氏距离时的维数，因而能够快速地算出马氏距离，进而能够快速地辨别印刷介质2的种类。此外，由于主成分向量或者主成分值的平均值、有关主成分值的协方差矩阵能够预先求出，因而实际的计算不会变得复杂。当然，根据由印刷介质辨别器50得到的分光反射率算出每个主成分向量的主成分值的处理需要重新进行，但该处理由于仅仅取向量间的内积，因而在极其短的时间内结束。因此，能够大幅度地缩短为了辨别印刷介质2的种类所需要的时间。

此外，在将由印刷介质辨别器50得到的分光反射率变换为维数更少的主成分值时，噪声成分被除去，印刷介质2的每个种类的特征就变得更加明确。其结果，在变形例的介质种类辨别处理中，能够更加稳定地辨别印刷介质2的种类。

以上，对于本发明的印刷装置10，使用实施例和变形例进行了说明，但本发明并不是被限于上述的实施例和变形例的，在不脱离其要旨的范围内，能够以各种方式进行实施。

在上述的实施例或者变形例中，是作为如下情况进行说明的：从印刷介质辨别器50的光源52照射光，检测在印刷介质2上反射的反射光的光强度，进而测量分光强度。但是，也可以不是检测反射光的光强度，而检测透过了印刷介质2的光的光强度，进而测量分光强度。

此外，在上述的实施例和变形例中，是作为印刷装置10为所谓的喷墨打印机的情况进行说明的。但是，只要是使色材附着在印刷介质2上而印刷图像的，对激光打印机等不同方式的印刷装置也能够优选适用。

Claims (3)

1.一种印刷装置，包括：

图像处理内容存储单元，以与多种预定的基准印刷介质相对应的方式存储有对图像数据所实施的图像处理的内容；

分光强度测量单元，向图像印刷前的被印刷介质照射光，从而测量作为多个预定的测量波长下的光强度的分光强度；

平均分光强度存储单元，对多种所述基准印刷介质存储平均分光强度，所述平均分光强度是通过多次测量所述分光强度并对每个所述测量波长都求出该分光强度的平均值而得到的；

协方差信息存储单元，对多种所述基准印刷介质存储协方差信息，所述协方差信息是通过多次测量所述分光强度并求出该分光强度在多个所述测量波长之间的协方差而得到的；

马氏距离取得单元，根据所述分光强度和所述平均分光强度及所述协方差信息，取得该被印刷介质与多种该基准印刷介质之间的马氏距离；

介质种类确定单元，根据所述马氏距离，从多个该基准印刷介质中确定所述被印刷介质的种类；以及

图像印刷单元，对所述图像数据实施与所确定的所述基准印刷介质对应地存储的所述图像处理，并在所述被印刷介质上印刷图像。

2.根据权利要求1所述的印刷装置，其特征在于，还包括：

主成分值提取单元，所述主成分值提取单元对所述分光强度进行主成分分析，提取出对规定的多个主成分的多个主成分值，

所述平均分光强度存储单元是把对多个所述主成分得到的多个所述平均分光强度的主成分值作为所述平均分光强度而存储的单元，

所述协方差信息存储单元是把对多个所述主成分得到的多个所述分光强度的主成分值之间的协方差作为所述协方差信息而存储的单元。

3.一种印刷方法，包括：

图像处理内容存储工序，以与多种预定的基准印刷介质相对应的方式存储有对图像数据所实施的图像处理的内容；

分光强度测量工序，向图像印刷前的被印刷介质照射光，从而测量作为多个预定的测量波长下的光强度的分光强度；

平均分光强度存储工序，对多种所述基准印刷介质存储平均分光强度，所述平均分光强度是通过多次测量所述分光强度并对每个所述测量波长都求出该分光强度的平均值而得到的；

协方差信息存储工序，对多种所述基准印刷介质存储协方差信息，所述协方差信息是通过多次测量所述分光强度并求出该分光强度在多个所述测量波长之间的协方差而得到的；

马氏距离取得工序，根据所述分光强度和所述平均分光强度及所述协方差信息，取得该被印刷介质与多种该基准印刷介质之间的马氏距离；

介质种类确定工序，根据所述马氏距离，从多个该基准印刷介质中确定所述被印刷介质的种类；以及

图像印刷工序，对所述图像数据实施与所确定的所述基准印刷介质对应地存储的所述图像处理，并在所述被印刷介质上印刷图像。

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