CN106017670A - 分光测定装置以及图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可实施高精度的分光测定处理的分光测定装置以及图像形成装置。打印机具备分光器，所述分光器包括光源、向介质(A)的规定的照射范围照射来自光源的照明光的积分器光学系统、设置有让来自测定对象的光射入的波长可变干涉滤波器的分光器件、以及接收从分光器件射出的光的受光部，积分器光学系统向照射范围照射照明光，所述照射范围包含介质(A)和分光器之间的距离为基准距离时的基准测定范围(R0)，并且比基准测定范围(R0)至少增大介质(A)和分光器之间的距离的允许变动量(H)以上。

Description

分光测定装置以及图像形成装置
技术领域
本发明涉及分光测定装置以及图像形成装置等。
背景技术
现有技术中，在彩色打印机等的图像形成装置中，为了高精度地形成用户所希望的彩色图像，已知有对通过在图像形成装置形成的彩色图像(色标等)进行测色，并将测色结果反馈到图像形成处理的装置(例如参照专利文献1)。
该专利文献1记载的装置使用中心部明亮周边部暗的光源对介质照射光，用分割为多个受光区域的受光部接收该反射光。然后，根据各受光元件的受光信号，算出与介质和测色器的距离对应的距离信号，校正受光量。
然而，在上述专利文献1那样的现有的装置中，根据来自各受光元件的受光信号算出距离信号。在这样根据受光信号算出距离信号的情况下，由于受光信号易受测定噪声的影响，校正精度(测色精度)降低，其结果，存在不能以良好的精度实施分光测定处理(测色处理)的课题。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-210456号公报
发明内容
本发明的目的在于提供能够实施高精度的分光测定处理的分光测定装置以及图像形成装置。
本发明的一个应用例的分光测定装置的特征在于，具备：分光器，所述分光器包括光源、向测定对象的规定的照射范围照射来自所述光源的照明光的积分器光学系统、让来自所述测定对象的光射入的分光元件、以及接收通过所述分光元件分光后的光的受光部，所述规定的照射范围是包括作为在所述测定对象和所述分光器之间的距离为基准距离的情况下使用所述分光器实施分光测定时的测定范围的基准测定范围，并且比所述基准测定范围至少大与所述测定对象和所述分光器之间的距离的允许变动量对应的尺寸以上的范围。
在本应用例中，通过积分器光学系统扩大来自光源的照明光并照射，且在其照射范围内的光量分布大致均匀。在此，照射范围设定为比基准测定范围大与测定对象和分光器之间的距离的允许变动量对应的尺寸以上的范围，该基准测定范围是在测定对象和分光器之间的距离为基准距离的情况下，通过分光器实施分光测定的范围。因此，在即使测定对象和分光器的距离发生变动而测定范围偏离基准测定范围，距离变动量在允许变动量以内的情况下，测定范围位于照明光的照射范围之内。此外，由于积分器光学系统在该照射范围内使光量分布大致均匀地照射光，因此，即使测定对象和分光器之间的距离发生变动，测定范围在照射范围之内移动，该测定范围之内的光量分布仍大致均匀。因此，不会由于测定范围的移动而光量分布发生变动，能够抑制精度降低。此外，在通过基于来自受光部的检测信号的距离信号校正测定值的方法中，由于噪声的影响而降低距离信号的可靠性，分光测定精度(测色精度)下降。与此相对，在本应用例中，通过积分器光学系统物理地扩大照明光的照射范围，与现有的使用距离信号的校正方法相比可靠性高，也能够提高分光测定精度。
在本应用例的分光测定装置中，上述积分器光学系统优选包括蝇眼透镜。
在本应用例中，作为积分器光学系统包括蝇眼透镜。通过使用这样的蝇眼透镜能够以简单的结构向照射范围内照射面内大致均匀的光，并且与棒形透镜等相比能够抑制光损失。
在本应用例的分光测定装置中，上述分光元件优选波长可变型的法布里-珀罗标准具元件。
在本应用例中，作为分光元件使用波长可变型的法布里-珀罗标准具元件。这样的标准具元件中相对地配置有一对反射膜，通过控制这些反射膜的间隙尺寸，能够变更分光的光的波长。此外，标准具元件由于与使用例如AOTF(Acousto-Optic Tunable Filter：声光可调滤波器)或LCTF(Liquidcrystal tunable filter：液晶可调滤波器)等的其它分光元件的情况相比廉价且小型，因此，可实现分光测定装置的成本下降以及小型化。
然而，在上述那样的标准具元件中，使一方的反射膜位移到另一方的反射膜侧，从而控制一对反射膜间的间隙尺寸。此时，相对于反射膜的中心区域，反射膜的外周附近区域的挠曲量有变大的趋势，分光波长随着反射膜的位置而发生变动。一般来说，从反射膜的中心区域射出的光为中心波长，控制反射膜间的间隙尺寸使该中心波长成为分光测定中的测定波长。
在此，如果使光量分布在面内不均匀的光(例如中心部的光量大，外周部的光量小的光)射入，由于射入到反射膜的外周区域的光的光量变小，可抑制测定波长之外的光透过的不良情况。但是，如果测定对象和分光器的距离发生变动，测定范围移动，则存在射入到反射膜的外周区域的光的光量变大，射入到中心区域的光的光量变小的情况。此时，导致在分光测定的测定波长之外的光(噪声成分光)的光量增大，测定精度下降。
与此相对，在本应用例中，如上所述，由于向照射范围内照射大致均匀的光量分布的光，因此即使在测定范围移动的情况下，对标准具元件也射入大致均匀的光量分布的反射光。因此，能够抑制起因于上述那样的光量不均匀性的测定精度的降低。
在本应用例的分光测定装置中优选，具备变更向上述测定对象照射的上述照明光的光束直径的光束直径变更部，根据上述测定对象和上述分光器之间的距离，变更上述光束直径。
在本应用例中，设置有光束直径变更部，根据测定对象和分光器之间的距离，调整向测定对象照射的照明光的光束直径。
如上所述，在本应用例中，向比基准测定范围更大的范围照射面内大致均匀的光量分布的照明光，但此时，如果照射范围过大，则有时在测定范围之外被反射的光射入到分光器，成为杂散光被受光部接收而降低测定精度。与此相对，在本应用例中，通过控制照明光的光束直径，可根据移动的测定范围的位置控制照射范围，能够进行抑制了杂散光的高精度的分光测定。
本发明的一个应用例的图像形成装置的特征在于，具备上述那样的分光测定装置，以及在图像形成对象上形成图像的图像形成部。
在本应用例中，在通过图像形成部在图像形成对象上形成色标等的基准色图像后，能够通过分光测定装置进行对形成的基准色图像的高精度的分光测定。因此，能够高精度地判断形成的基准色图像的颜色是否是和图像形成部指令的颜色相同的颜色，在不同的情况下，能够根据分光测定结果向图像形成部反馈。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的打印机的外观结构的立体图。
图2是示出第一实施方式的打印机的概要结构的框图。
图3是示出第一实施方式的分光器的概要结构的图。
图4是示出具备第一实施方式的波长可变干涉滤波器(分光元件)的分光器件的概要的截面图。
图5是示出第一实施方式的打印机的控制单元的CPU的功能结构的框图。
图6是示出第一实施方式中基于介质以及分光器的距离变动的测定范围和照明光的照射范围的图。
图7是示出第二实施方式的分光器的概要结构的图。
图8是示出第二实施方式的打印机的控制单元的CPU的功能结构的框图。
图9是示出第二实施方式的打印机的分光测定方法的流程图。
图10是示出其它实施方式的光束直径变更部的结构的图。
符号说明
5波长可变干涉滤波器(分光元件)，10打印机(图像形成装置)，13滑架，15控制单元，16印刷部(图像形成部)，17分光器，17A分光器，154CPU，154A扫描控制机构，154B印刷控制机构，154C测定控制机构，154D测色机构，154E校准机构，154F距离检测机构，154G照射范围控制机构，171照明光学系统，171A光源，171B积分器光学系统，171C蝇眼透镜，171D蝇眼透镜，171F光束直径变更部，171G光束直径变更部，172受光光学系统，172A分光器件，172B受光部，A介质，A0基准位置，B照射范围，H允许变动量，R测定范围，R0基准测定范围。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，根据附图说明本发明的第一实施方式。在本实施方式中，作为本发明的图像形成装置的一个例子，以下说明具备分光测定装置的打印机10(喷墨打印机)。
[打印机的概要结构]
图1是示出本实施方式的打印机10的外观的构成例的图。图2是示出本实施方式的打印机10的概要结构的框图。
如图1所示，打印机10包括供给单元11、输送单元12、滑架13、滑架移动单元14、以及控制单元15(参照图2)。该打印机10例如根据从个人计算机等的外部设备20输入的印刷数据，控制各单元11、12、14以及滑架13，在介质A(构成本发明的测定对象以及图像形成对象)上印刷图像。此外，本实施方式的打印机10根据预先设定的校正用印刷数据，在介质A上的规定位置形成测色用的色标，并对该色标进行分光测定。由此，打印机10比较对色标的实测值和校正用印刷数据，判定印刷的颜色是否存在色差，存在色差的情况下，根据实测值进行颜色校正。
以下，具体说明打印机10的各结构。
供给单元11是将作为图像形成对象的介质A(在本实施方式中，例示为纸面)供给到图像形成位置的单元。该供给单元11具备卷绕例如介质A的卷筒体111(参照图1)、卷筒驱动电机(图示略)、以及卷筒驱动轮系(图示略)等。然后，根据来自控制单元15的指令，旋转驱动卷筒驱动电机，卷筒驱动电机的旋转力经由卷筒驱动轮系传递到卷筒体111。因此，卷筒体111旋转，卷绕于卷筒体111的纸面供给到Y方向(副扫描方向)的下游侧(+Y方向)。
另外，在本实施方式中，示出了供给卷绕于卷筒体111的纸面的例子但不限定于此。例如，通过辊等逐张供给承载于托盘等的纸面等的介质A等，可通过任何供给方法供给介质A。
输送单元12沿着Y方向输送供给单元11供给的介质A。该输送单元12构成为包括输送辊121、与输送辊121之间夹着介质A而配置并从动于输送辊121的从动辊(图示略)、以及压板122。
输送辊121传递来自未图示的输送电机的驱动力，通过控制单元15的控制输送电机被驱动时，被该旋转力旋转驱动，以与从动辊之间夹入介质A的状态沿着Y方向输送介质A。此外，在输送辊121的Y方向的下游侧(+Y侧)设置有与滑架13相对的压板122。
滑架13包括对介质A印刷图像的印刷部16以及对介质A上规定的测定位置(测定范围)进行分光测定的分光器17。
该滑架13设置为通过滑架移动单元14沿着与Y方向交叉的主扫描方向(X方向)可移动。
此外，滑架13通过柔性电路131连接于控制单元15，根据来自控制单元15的指令，通过印刷部16实施印刷处理(对介质A的图像形成处理)，以及通过分光器17实施光量测定处理。
另外，在后面叙述滑架13的详细结构。
滑架移动单元14构成本发明的移动机构，根据来自控制单元15的指令，使滑架13沿着X方向往复移动。
该滑架移动单元14构成为包括例如滑架引导轴141、滑架电机142、以及定时带143。
滑架引导轴141沿着X方向配置，两端部固定于打印机10的例如壳体。滑架电机142驱动定时带143。定时带143与滑架引导轴141大致平行地被支撑，并固定滑架13的一部分。然后，根据控制单元15的指令滑架电机142被驱动时，定时带143正反运行，固定于定时带143的滑架13被滑架引导轴141引导而往复移动。
接着，说明设置于滑架13的印刷部16以及分光器17的构成。
[印刷部(图像形成部)的结构]
印刷部16是本发明的图像形成部，与介质A相对的部分单独向介质A上吐出油墨，在介质A上形成图像。
该印刷部16可自由装卸地安装有与多个颜色的油墨对应的油墨盒161，从各油墨盒161经导管向油墨箱(图示略)供给油墨。此外，在印刷部16的下表面(与介质A相对的位置)与各颜色对应地设置有吐出油墨滴的喷嘴(图示略)。在这些喷嘴内例如配置压电元件，通过使压电元件驱动，由油墨箱供给的油墨滴被吐出，滴落到介质A而形成点。
[分光器的结构]
图3是示出分光器17的结构的概要图。
如图3所示，分光器17包括照明光学系统171和受光光学系统172。
该分光器17向介质A上照射来自照明光学系统171的照明光，使被介质A反射的反射光被受光光学系统172接收。设置在受光光学系统172的分光器件172A根据控制单元15的控制，能够选择透过波长，通过测定可见光中各波长的光的光量，可进行介质A上的测定位置的分光测定。
另外，在本实施方式中，依照由测色标准(JIS Z 8722：日本工业标准Z 8722)规定的光学的几何条件中(0°：45°x)的方式实施分光测定。换言之，在本实施方式中，使来自照明光学系统171的照明光对介质A以法线方向(入射角10°以下)射入，在受光光学系统172接收被介质A以45°±2°反射的光。
另外，在本实施方式中，为了方便说明，例示出照明光学系统171以及受光光学系统172沿着X方向排列的构成，但不限定于此，也可为照明光学系统171以及受光光学系统172沿着Y方向排列的构成，还可为照明光学系统171以及受光光学系统172沿着与XY方向交叉的方向排列的构成。
[照明光学系统的结构]
如图3所示，照明光学系统171包括光源171A和积分器光学系统171B。
在该照明光学系统171中，通过积分器光学系统171B，使由光源171A射出的光的光量分布在面内大致均匀、并且扩大光的照射范围后向介质A照射。
积分器光学系统171B构成为包括一对蝇眼透镜171C、171D，以及聚集通过蝇眼透镜171C、171D的光的聚光透镜171E。
另外，后面详细叙述通过积分器光学系统171B扩大照射范围。
[受光光学系统的结构]
如图3所示，受光光学系统172包括分光器件172A、受光部172B、反射镜172C、以及受光侧光圈172D。
在这样的受光光学系统172中，通过反射镜172C在分光器件172A侧使被介质A反射的光反射，使通过分光器件172A被分光的规定波长的光在受光部172B被接收。此外，受光侧光圈172D例如设置一对，通过这一对受光侧光圈172D的光被接收到受光部172B。另外，在图3中，作为受光侧光圈172D，示出设置于反射镜172C的前后的例子，但不限定于此，例如，也可设置于分光器件172A的前后，还可设置在分光器件172A和反射镜172C之间，或分光器件172A以及受光部172B之间，或者在反射镜172C的前面设置2个受光侧光圈172D的构成。
此外，作为受光光学系统172，也可构成为设置有带通滤波器，通过带通滤波器截断可见光之外的光。另外，在本实施方式中，例示出通过反射镜172C使反射光向受光部172B反射的构成，但也可为不设置反射镜172C，使射入受光光学系统172的光直接射入分光器件172A的构成。
[分光器件的结构]
图4是示出分光器件172A的概要结构的截面图。
分光器件172A包括壳体6，以及容纳于壳体6内部的波长可变干涉滤波器5(分光元件)。
(波长可变干涉滤波器的结构)
波长可变干涉滤波器5是波长可变型的法布里-珀罗标准具元件，构成本发明的分光元件。在本实施方式中，示出波长可变干涉滤波器5在容纳于壳体6的状态下配置于分光器17的例子，但也可为例如波长可变干涉滤波器5直接配置于分光器17的结构等。
如图4所示，该波长可变干涉滤波器5包括透光性的固定基板51以及可动基板52，这些固定基板51以及可动基板52通过接合膜53接合而构成为一体。固定基板51上设置有通过蚀刻形成的第一槽部511以及比第一槽部511的槽深度浅的第二槽部512，第一槽部511设置有固定电极561，第二槽部512设置有固定反射膜54。固定反射膜54由例如Ag等金属膜、Ag合金等合金膜、层叠高折射层以及低折射层的电介质多层膜，或层叠金属膜(合金膜)和电介质多层膜的层叠体构成。
可动基板52包括可动部521，以及设置于可动部521的外面而保持可动部521的保持部522。在可动部521的与固定基板51相对的面上设置与固定电极561相对的可动电极562，以及与固定反射膜54相对的可动反射膜55。作为可动反射膜55，可使用与上述固定反射膜54相同的构成的反射膜。保持部522是包围可动部521的周围的隔膜，形成为比可动部521小的厚度尺寸。
然后，在上述那样的波长可变干涉滤波器5中，由固定电极561以及可动电极562构成静电致动器56，通过向该静电致动器56施加电压，可变更固定反射膜54以及可动反射膜55间的间隙G的间隔尺寸。此外，在可动基板52的外周部(与固定基板51不相对的区域)设置有与固定电极561或可动电极562单独连接的多个电极垫57。
(壳体的结构)
如图4所示，壳体6包括底座61和玻璃基板62。这些底座61以及玻璃基板62通过例如利用低熔点玻璃接合等接合，在内部形成容纳空间，在该容纳空间之内容纳波长可变干涉滤波器5。
底座61通过层叠例如薄板状的陶瓷构成，具有可容纳波长可变干涉滤波器5的凹部611。波长可变干涉滤波器5通过固定材料64固定在底座61的凹部611的例如侧面。在底座61的凹部611的底面设置光通过孔612，接合覆盖该光通过孔612的盖玻璃63。
此外，连接于波长可变干涉滤波器5的电极垫57的内侧端子部613设置于底座61，该内侧端子部613经由导通孔614连接设置于底座61的外侧的外侧端子部615。该外侧端子部615电连接于控制单元15。
[受光部的结构]
返回图3，受光部172B配置在波长可变干涉滤波器5的光轴上(通过反射膜54、55的中心点的直线上)，在受光区域接收透过该波长可变干涉滤波器5的光，输出与受光量对应的检测信号(电流值)。另外，由受光部172B输出的检测信号经I-V转换器(图示略)、放大器(图示略)、以及AD转换器(图示略)输入控制单元15。
[控制单元的结构]
如图2所示，控制单元15构成为包括I/F151、单元控制电路152、存储器153、CPU(Central Processing Unit：中央处理器)154。
I/F151将从外部设备20输入的印刷数据输入到CPU154。
单元控制电路152包括分别控制供给单元11、输送单元12、印刷部16、光源171A、波长可变干涉滤波器5、受光部172B、以及滑架移动单元14的控制电路，根据来自CPU154的指令信号，控制各单元的动作。另外，各单元的控制电路也可与控制单元15分开设置，连接于控制单元15。
存储器153存储控制打印机10的动作的各种程序、各种数据。
作为各种数据，可举出例如表示控制波长可变干涉滤波器5时的、与向静电致动器56的施加电压对应的、透过波长可变干涉滤波器5的光的波长的V-λ数据，以及存储与作为印刷数据包含的颜色数据对应的各油墨的吐出量的印刷配置文件数据等。此外，也可存储针对光源171A的各波长的发光特性、针对受光部172B的各波长的受光特性(受光灵敏度特性)等。
图5是示出打印机10的控制单元15包含的CPU154的功能结构的框图。
CPU154通过读出并执行存储于存储器153的各种程序，如图5所示，发挥作为扫描控制机构154A、印刷控制机构154B、测定控制机构154C、测色机构154D，以及校准机构154E等的功能。
扫描控制机构154A向单元控制电路152输出旨在使供给单元11、输送单元12、以及滑架移动单元14驱动的指令信号。因此，单元控制电路152使供给单元11的卷筒驱动电机驱动，向输送单元12供给介质A。此外，单元控制电路152使输送单元12的输送电机驱动，沿着Y方向将介质A的规定区域输送到压板122与滑架13相对的位置。此外，单元控制电路152使滑架移动单元14的滑架电机142驱动，使滑架13沿着X方向移动。
印刷控制机构154B根据例如从外部设备20输入的印刷数据，向单元控制电路152输出旨在控制印刷部16的指令信号。由印刷控制机构154B向单元控制电路152输出指令信号后，单元控制电路152向印刷部16输出印刷控制信号，使设置于喷嘴的压电元件驱动并对介质A吐出油墨。另外，实施印刷时，滑架13沿着X方向移动，在其移动中交替重复使油墨从印刷部16吐出形成点的点形成动作和向Y方向输送介质A的输送动作，在介质A上印刷由多个点构成的图像。
测定控制机构154C实施分光测定处理。具体来说，测定控制机构154C向单元控制电路152输出用于控制光源171A的指令信号，使光从光源171A射出。
此外，测定控制机构154C从存储器153的V-λ数据中读出与透过波长可变干涉滤波器5的光的波长对应的向静电致动器56施加的驱动电压，向单元控制电路152输出指令信号。因此，单元控制电路152向波长可变干涉滤波器5施加指令的驱动电压，从波长可变干涉滤波器5透过所希望的透过波长的光。
然后，测定控制机构154C与向静电致动器56施加的电压(或与该电压对应的透过波长可变干涉滤波器5的光的波长)相关联并存储于存储器153。
测色机构154D根据通过分光测定处理取得的与多个波长的光对应的受光量，测定相对于测定范围R的色度。
校准机构154E根据测色机构154D的测色结果，校正(更新)印刷配置文件数据。
[照明光的照射范围]
接着，根据附图说明透过分光器17的积分器光学系统171B时的照明光的照射范围。
在本实施方式中，由于按照由测色标准(JIS Z 8722：日本工业标准Z 8722)规定的光学的几何条件(0°：45°x)的方式实施分光测定，需要以10°以下的入射角使来自照明光学系统171的光射入介质A。
在此，即使在根据介质A与分光器17之间的距离变动，测定范围R移动的情况下，作为向测定范围R的整体照射来自光源的照明光的结构，仅采用通过扩大透镜等扩大并照射来自光源的光的构成时，无法对介质A以10°以下的入射角射入光。此外，虽然照明光的照射范围扩大，但由于该照射范围内的光量分布不均匀，若测定范围R移动则产生测定误差。此外，采用在光源的光轴上设置光圈，向介质A照射规定的入射角(10°以下)的照明光的结构时，由于照射范围窄，若测定范围R移动而从照射范围偏离则光量分布不均匀。
此外，也可考虑在光源的后段仅设置例如准直透镜，在光的照射范围中使平行光以0°入射角射入的构成。但是，即使在这种情况下，也由于照射范围中的光量分布不均匀而在测定范围R移动的情况下产生测定误差。
相对与此，在本实施方式中，设置有包括一对蝇眼透镜171C、171D，以及聚光透镜171E的积分器光学系统171B。此外，积分器光学系统171B的各种透镜被设计成向与介质A和分光器17之间的允许距离对应的照射范围照射照明光。因此，如上所述，与设置放大透镜的构成，通过光圈集中光束直径而形成聚光的较正，设置准直透镜的构成相比，能够对广的照射范围照射大致均匀的光量分布的照明光。
以下，具体说明积分器光学系统171B。
图6是表示从本实施方式的照明光学系统171照射的光的照射范围、以及基于介质A和分光器17之间的距离变动的测定范围的变动的图。
在图6中，在介质A没有不平、褶皱，介质A的输送路径没有歪斜等，此外，也没有由于例如滑架引导轴141的挠曲等滑架13向Z方向位移的情况下(介质A位于基准位置A0的情况)，介质A和分光器17之间的距离为规定的基准距离h0。在介质A位于基准位置A0的情况下，通过受光部172B接收光的测定范围(基准测定范围R0)位于光源171A的光轴上。
在此，如图6所示，介质A和分光器17之间的距离小于基准距离h0时，测定范围R向+X侧移动，介质A和分光器17之间的距离变大时，测定范围R向-X侧移动。另一方面，为了正常实施印刷部16的印刷处理以及使用分光器17的分光测定处理，作为介质A和分光器17之间的距离而容许的距离范围是确定的。换言之，介质A从基准位置A0向Z方向位移允许变动量H(例如H＝1mm)以上时，印刷处理、分光测定处理不能正常地实施。
因此，在本实施方式中，介质A和分光器17之间的距离h在h0±H的范围之内时，通过积分器光学系统171B照射的光的照射范围B被设定为对测定范围R照射大致均匀的照明光。换言之，本实施方式的照明光的照射范围B覆盖介质A和分光器17之间的距离仅比基准距离h0长H时的测定范围R1，以及仅比基准距离h0短H时的测定范围R2。
此外，在(0°：45°x)的方式的测色标准中，以45°反射角反射入射角为0°的光。因此，介质A和分光器17之间的距离h仅移动Δh时，测定范围R也向X方向仅移动Δh。因此，照明光的照射范围B设定为与基准测定范围R0相比，向±X侧至少大与允许变动量H相同的尺寸以上的范围。
另外，在照射范围B过大的情况下，存在在测定范围R之外的区域反射的光射入受光光学系统172，成为杂散光而被受光部172B接收的可能性。因此，如图6所示，作为照射范围B优先为形成与基准测定范围R0相比，在+X侧仅大尺寸H、在-X侧仅大H尺寸的范围。在测定范围R，照射范围B为圆形的情况下，照射范围B形成以基准测定范围R0为中心，比基准测定范围R0仅大H的半径的圆的区域。
在此，介质A与分光器17之间的距离是指沿着照明光的光轴，介质A与分光器17的任意位置(例如壳体)之间的距离。
此外，积分器光学系统171B包括一对蝇眼透镜171C、171D。通过使用这样的蝇眼透镜171C、171D，能够使透过光的光分布在面内大致均匀。
如上所述，本实施方式的积分器光学系统171B向以基准测定范围R0为中心，在±X侧扩大至少与允许变动量H相同的尺寸以上的照射范围B内照射面内大致均匀的光量分布的照明光。因此，在介质A与分光器17之间的距离h为h0-H≤h≤h0+H的情况下，向测定范围R的整体照射大致均匀的光量分布的照明光。
[本实施方式的作用效果]
在本实施方式的打印机10中，在滑架13设置有分光器17，该分光器17包括照明光学系统171和受光光学系统172。然后，照明光学系统171使从光源171A射出的照明光射入积分器光学系统171B。然后，该积分器光学系统171B使照明光的光量分布在面内大致均匀，并且，在比基准测定范围R0大与允许变动量H对应的尺寸以上的照射范围B，向介质A射出照明光。
因此，在即使介质A和分光器17之间的距离变动的情况下，如果其变动量在允许变动量H以内，则向测定范围R内照射的照明光的光量分布大致均匀，能够抑制由于光量分布的变动导致的测定精度的降低。
此外，在根据来自受光部172B的检测信号进行距离校正的构成中，由于噪声的影响而降低校正精度，但在本实施方式中，是物理地扩大照明光的照射范围的构成，能够提高分光测定精度以及测色精度。此外，由于不实施根据信号值的用于距离校正的计算处理，实现处理的简化。
在本实施方式中，积分器光学系统171B构成为包括蝇眼透镜171C、171D。通过使用这样的蝇眼透镜171、171D，能够以简单的构成向照射范围照射面内大致均匀的光。此外，与使用棒形透镜等的情况相比能够抑制光损失。
在本实施方式中，作为分光元件使用作为波长可变型的法布里-珀罗标准具元件的波长可变干涉滤波器5。因此，与使用例如AOTF或LCTF等的其它分光元件的情况相比，廉价且可促进小型化，实现降低分光测定装置的成本以及实现小型化。
此外，在波长可变干涉滤波器5中，通过控制向静电致动器56的施加电压，使可动部521向固定基板51侧位移，控制反射膜54、55间的间隙的尺寸。此时，相对于反射膜54、55的中心区域，由于外周区域的挠曲量变大，因此，透过中心区域的光的波长和透过外周区域的光的波长产生细微的偏差。在此，像以往那样，在向介质A照射中心部光量大、外周部光量小的聚光的情况下，当介质A和分光器17的距离变动时，聚光的中心部的反射光有时射入反射膜54、55的外周区域。此时，由于与测定波长不同波长的光的光量增加，因此降低分光测定的精度。与此相对，在本实施方式中，如上所述，由于对照射范围B照射大致均匀的光量分布的光，因此可抑制基于上述那样的波长可变干涉滤波器5的特性的测定精度的降低，能够实施高精度的分光测定。
在本实施方式中，在具备对介质A形成图像的印刷部16的打印机10中，搭载分光器17，对介质A实施分光测定。然后，校准机构154E根据基于分光测定结果算出的各测定波长的反射率或色度，更新印刷配置文件数据。
在这样的打印机10中，如上所述，可对色标实施高精度的分光测定，能够进行高精度的测色处理。因此，通过根据该测色处理的测色结果更新印刷配置文件数据，能够通过印刷部16形成高精度再现用户希望的色度的图像。
[第二实施方式]
接着，说明本发明的第二实施方式。
在上述第一实施方式中，通过积分器光学系统171B向规定的照射范围B照射来自光源171A的照明光，并且使光量分布在面内大致均匀。此时，虽然可以向测定范围R照射大致均匀的光量分布的照明光，但是也能够向测定范围R之外照射照明光，因此，也存在由杂散光产生测定误差的可能性。
与此相对，在第二实施方式中，作为进一步降低由杂散光造成的测定误差的构成，在设置有可变更开口径的光束直径变更部的点上与上述第一实施方式不同。
图7是示出本实施方式的分光器17A的概要结构的图。另外，在以后的说明中，对于与上述第一实施方式同样的构成标注相同的符号，并省略或者简略化其说明。
如图7所示，在本实施方式的分光器17A中，照明光学系统171在聚光透镜171E的后段设置光束直径变更部171F。该光束直径变更部171F由例如虹膜光圈等构成，通过控制单元15的控制，使来自积分器光学系统171B的光的光束直径变更为所希望的光束直径。
在此，光束直径变更部171F的开口径的最小值与测定范围的直径尺寸r(例如3mm)尺寸相同，最大值为当介质A与分光器17A之间的距离仅变动允许变动量H(例如1mm)时能够覆盖测定范围R的尺寸r+2H(例如5mm)。
然后，在本实施方式中，在介质A与分光器17A之间的距離为基准距离h0的情况(介质A位于基准位置A0的情况)下，光束直径变更部171F的开口径控制为最小值(r)。
此外，在介质A与分光器17A之间的距离从基准距离h0变动的情况下，光束直径变更部171F的开口径根据其变动Δh，使开口径增大(r+2Δh)。然后，在变动量Δh成为允许变动量H的情况下，光束直径变更部171F的开口径被控制为最大值(r+2H)。
[控制单元的CPU的功能结构]
图8是示出本实施方式的CPU154的功能结构的图。
如图8所示，本实施方式的CPU154通过读入并执行在存储器153中记录的程序，进一步发挥作为距离检测机构154F以及照射范围控制机构154G的功能。
距离检测机构154F检测介质A与分光器17A的距离变动量Δh。
作为介质A与分光器17A的距离变动的检测方法，例如对介质A的白色区域实施分光测定，取得测定值。作为测定值，可以是例如来自受光部172B的检测信号的信号值，也可以是根据信号值算出的受光量或反射率。此外，事先将记录与测定值对应的距离变动量Δh的距离数据存储于存储器153，距离检测机构154F根据取得的测定值和距离数据，检测介质A与分光器17A之间的距离(距离变动量Δh)。另外，作为白色区域优先为反射率已知。此外，例示出白色区域，但不限定于此，只要是反射率为已知的基准区域即可。
在本实施方式中，与上述第一实施方式相同，对照射范围B以大致均匀的光量分布照射照明光。因此，例如，与照射中心部的光量大、外周部的光量小的聚光的情况相比，测定范围R的一部分从照明光的照射范围B偏离时的光量变动变大。因此，如上所述，在对反射率已知的白色区域实施分光测定的情况下，测定范围R的一部分从照明光的照射范围B偏离时的受光量，相对于测定范围R在照射范围B内时的基准受光量显著降低。因此，通过监视基于受光量的测定值，如上所述，能够容易地检测出介质A和分光器17A之间的距离变动量Δh。
另外，当对白色区域实施分光测定时，例如可对可见光区域的多个波长实施分光测定，也可对预先设定的规定波长实施分光测定。在对多个波长实施分光测定的情况下，可在存储器153事先存储与多个波长对应的多个距离数据(距离变动量Δh)。
在根据对多个波长的测定值检测距离变动量Δh的情况下，通过判断对各波长的测定值检测出的距离变动量Δh的差分值是否在规定的阈值以内，能够实施除去噪声的距离检测。例如，对各波长的测定值分别取得距离数据，将这些距离数据之内与其它距离数据的差在阈值以上的数据作为重叠有噪声的数据除去，然后算出剩余的距离数据的平均等，从而检测介质A与分光器17A之间的距离变动量Δh。
此外，距离检测机构154F也可通过判断检测出的距离变动量Δh是否在允许变动量H以内，实施错误检测。换言之，距离检测机构154F在距离变动量Δh大于允许变动量H的情况下，作为不能正常实施印刷部16的印刷处理、使用分光器17A的分光测定处理，而输出“错误”。
照射范围控制机构154G根据通过距离检测机构154F检测出的距离变动量Δh，控制光束直径变更部171F，扩大或缩小照明光的照射范围B。
[分光测定方法]
接着，根据附图说明本实施方式的打印机10的分光测定方法。
图9是示出打印机10的分光测定方法的流程图。
在此，作为打印机10的分光测定处理，说明例如对印刷部16印刷的多个色标实施分光测定处理的例子。在此，假设各色标相邻，设置有白色区域(反射率已知的基准区域)。
本例的分光测定处理例如通过用户操作或从外部设备20输入，接收旨在实施分光测定处理的指令(步骤S1)。在步骤S1接收指令后，扫描控制机构154A控制输送单元12以及滑架移动单元14，使介质A沿着Y方向输送而使滑架13位于配置色标的线上，进一步，使滑架13向与色标相邻的白色区域移动(步骤S2)。
其后，照射范围控制机构154G控制光束直径变更部171F，将开口径设定为最小值(步骤S3)。此外，测定控制机构154C使光源171A点亮(步骤S4)。由此，从照明光学系统171向介质A照射与测定范围R相同的大小，并且光量分布在面内大致均匀的照明光。
接着，控制单元15对白色区域实施分光测定处理(步骤S5)。
在该分光测定处理中，测定控制机构154C根据存储于存储器153的V-λ数据，按顺序切换向波长可变干涉滤波器5的静电致动器56施加的驱动电压，例如对从400nm到700nm的可见光区域中以间隔20nm形成的16波段的测定波长，测定测定值(光量)。
其后，距离检测机构154F根据通过步骤S5取得的测定值与记录于存储器153的距离数据，取得对各测定波长的距离数据，检测介质A与分光器17A的距离变动量Δh(步骤S6)。作为距离检测方法，如上所述，例如除去各距离数据中与其它距离数据的差分值大的数据，通过剩余的数据的平均值算出距离。
其后，距离检测机构154F判断算出的距离变动量Δh是否在允许变动量H以内(步骤S7)。在步骤S7判断为“否”的情况下，由于介质A与分光器17A之间的距离过大，因此输出“错误”(步骤S8)。
另一方面，在步骤S7判断为“是”的情况下，照射范围控制机构154G控制光束直径变更部171F的开口径(步骤S9)。即，照射范围控制机构154G仅使开口径增加距离变动量Δh，扩大照射范围B。在距离变动量Δh为0的情况下，由于介质A位于基准位置A0，因此开口径原样维持最小值。另外，作为光束直径变更部171F在使用使从开口中心的直径尺寸扩展开的虹膜光圈的情况下，由于需要将开口径的半径仅增加Δh，开口径(直径)仅扩大2×Δh。
其后，控制单元15对白色区域实施分光测定处理，取得基准测定值(步骤S10)。在该步骤S10中，测定控制机构154C对白色区域实施与步骤S5相同的分光测定处理，取得对各测定波长的测定值作为基准测定值。
接着，扫描控制机构154A控制输送单元12以及滑架移动单元14，使滑架13移动而使测定范围R位于与白色区域相邻的色标上(步骤S11)。
然后，测定控制机构154C实施与上述步骤S5相同的处理，实施对色标的分光测定处理，取得对各波长的测定值(步骤S12)。
其后，测定控制机构154C判断是否存在未测定的色标(步骤S13)。
在步骤S13中判断为“是”的情况下，返回步骤S2，扫描控制机构154A控制输送单元12、滑架移动单元14，使分光器17A的测定范围R向与下一个色标相邻的白色区域移动，在设定照射范围B为适当的范围后，对色标实施分光测定处理。另外，在2个以上的色标的分光测定中，可省略步骤S10的对白色区域的基准测定值的取得处理。
在步骤S13中判断为“否”的情况下，测定控制机构154C使光源171A熄灭(步骤S14)。
其后，控制单元15实施测色处理(步骤S15)。具体来说，测色机构154D根据对各测定波长的测定值以及基准测定值，算出对各测定波长的反射率，根据算出的反射率，算出测色值(例如XYZ值，L*a*b*值等)，存储在存储器153。此外，校准机构154E根据各色标的测色结果，更新存储在存储器153的印刷配置文件数据。
[本实施方式的作用效果]
在本实施方式中，设置有光束直径变更部171F，根据介质A与分光器17A之间的距离，调整照射在介质A的照明光的光束直径。
因此，即使在介质A与分光器17A之间的距离从基准距离变动的情况下，通过根据其变动量变更照明光的照射范围B，与上述第一实施方式相同，可向测定范围R照射大致均匀的光量分布的照明光，能够提高测定精度。
此外，由于照射范围B不过于宽广，可抑制照射在测定范围R之外的照明光被反射而射入受光光学系统172的不良状况，能够实施抑制了杂散光的高精度测定。
此外，在本实施方式中，通过距离检测机构154F检测介质A与分光器17A之间的距离变动量Δh，在该距离变动量Δh超过允许变动量H的情况下输出“错误”。由此，尽管距离变动量Δh达到允许变动量H以上，都能够避免实施印刷处理或分光测定处理的不良状况。
[其它实施方式]
另外，本发明不限定于上述各实施方式，通过在能够达到本发明的目的的范围内的变形、改良、以及将各实施方式适当组合等而得到的结构都包含于本发明。
例如，在上述各实施方式中，虽然作为积分器光学系统171B示出使用一对蝇眼透镜171C、171D的例子，但不限定于此。例如，也可通过使用棒形透镜，使光量分布大致均匀。但是，在使用棒形透镜的情况下，由于不能使来自光源171A的光中未射入棒形透镜的光成分射入于介质A，因此，降低光的利用效率。此时，通过使用多个棒形透镜配置成阵列状的棒形透镜阵列，能够实现利用效率的改善。
在上述第一实施方式中，控制单元15根据来自受光部172B的检测信号，判断介质A与分光器17之间的距离变动量是否在允许变动量以上，在允许变动量以上时，可输出“错误”。
换言之，在上述第一实施方式中，照射范围B设定为比基准测定范围R0在+X侧仅大尺寸H并在-X侧仅大尺寸H的范围。因此，介质A与分光器17之间的距离变动为允许变动量H以上的情况下，测定范围R的至少一部分从照射范围B偏离。如上所述，在本实施方式中，由于对照射范围B照射面内大致均匀光量分布的照明光，因此当测定范围R的一部分从照射范围B偏离时，与使用外周部的光量比中心部的光量小的聚光时相比，光量的变动量变大。即，通过监视分光测定时的测定值，能够高精度地检测出测定范围R从照射范围偏离，即，介质A与分光器17之间的距离变动为允许变动量H以上的情况。
在上述第二实施方式中，距离检测机构154F对白色区域等的基准区域实施分光测定，根据该测定值，检测出介质A与分光器17A的距离变动量Δh。
与此相对，计量介质A与分光器17A的距离的距离传感器也可另外设置。此时，照射范围控制机构154G可根据通过距离传感器计量的距离，控制光束直径变更部171F。
在第二实施方式中，通过距离检测机构154F检测出介质A与分光器17A之间的距离的变动量，但是不限定于此。
例如，在实施分光测定前，将光束直径变更部171F的开口径事先设定为最小值(r)。然后，在使测定范围R向测定对象(色标或白色区域)移动后，照射范围控制机构154G逐渐增大光束直径变更部171F的开口径，监视来自受光部172B的检测信号，判断信号值是否变大。即，当开口径逐渐变大时，若信号值增大，则意味着照明光未照射测定范围R的整体。此外，在照明光照射测定范围R的整体后，即使光束直径变更部171F扩大开口径而扩大照射范围，信号值也不增大。因此，在光束直径变更部171F逐渐增大开口径时的信号值的增大停止的定时，停止开口径的扩大。
另外，即使在照明光照射测定范围R的整体后，当光束直径变更部171F扩大开口径时，存在由于杂散光成分被受光部172B接收，信号值增大的情况。但是，此时的信号值的增加率，与测定范围R的一部分未包含在照射范围B内时的基于光束直径变更部171F的开口径的扩大的信号值的增加率相比，变得非常小。因此，通过判断信号值的增加率，能够判断照明光是否照射测定范围R的整体。
进一步，在上述第二实施方式中，作为光束直径变更部171F例示出了虹膜光圈，但不限定于此。
例如，作为光束直径变更部也可采用图10所示的结构。
图10是示出其它实施方式的光束直径变更部的结构的图。
如图10所示，光束直径变更部171G具备沿着X方向的狭缝孔171G1、可闭塞狭缝孔171G1的+X侧的一部分的第一闭塞部171G2、以及可闭塞狭缝孔171G1的-X侧的一部分的第二闭塞部171G3。
狭缝孔171G1形成为沿着Y方向的宽度尺寸与测定范围R的直径尺寸r相同的尺寸，允许变动量作为H，则沿着X方向的尺寸形成为r+2H以上(在图10中，示出沿着X方向的尺寸为r+2H的例子)。
此外，第一闭塞部171G2以及第二闭塞部171G3构成为可沿着X方向移动，通过照射范围控制机构154G的控制在X方向移动。
具体来说，第一闭塞部171G2，在初期状态中，如图10所示，仅以与允许变动量H相同的量闭塞狭缝孔171G1的+X侧端部，第二闭塞部171G3也相同地，在初期状态中，仅以与允许变动量H相同的量闭塞狭缝孔171G1的-X侧端部。然后，照射范围控制机构154G在通过距离检测机构154F检测出距离变动量Δh后，使第一闭塞部171G2向+X侧仅移动距离变动量Δh，使第二闭塞部171G3向-X侧仅移动距离变动量Δh。
另外，在使用这样的光束直径变更部171G的情况中，第一闭塞部171G2和第二闭塞部171G3也可分别单独控制。例如可以，在介质A和分光器17A之间的距离变小的情况下，仅使第一闭塞部171G2移动，在介质A和分光器17A之间的距离变大的情况下，仅使第二闭塞部171G3移动。
此外，也可使第一闭塞部171G2和第二闭塞部171G3向相同方向移动。例如可以，在介质A和分光器17A之间的距离变小的情况下，使第一闭塞部171G2以及第二闭塞部171G3向+X方向分别仅移动距离变动量Δh，在介质A和分光器17A之间的距离变大的情况下，使第一闭塞部171G2以及第二闭塞部171G3向-X方向分别仅移动距离变动量Δh。
在上述第一实施方式中，积分器光学系统171B向比基准测定范围R0向+X侧仅增大尺寸H，向-X侧仅增大尺寸H的照射范围B照射照明光，但不限定于此，也可向更广的范围照射照明光。此时，为了抑制在测定范围R之外反射的反射光作为杂散光被检测出的不良状况，也可以在受光光学系统172中设置更多的光圈等。
在上述各实施方式中，例示出了在控制单元15中设置有单元控制电路152的结构，但如上所述，也可以各控制单元与控制单元15分开，分别设置于各单元。例如，也可为在控制在分光器17设置控制波长可变干涉滤波器5的滤波器控制电路、控制受光部172B的受光控制电路的结构。此外，也可在分光器17内置微型计算机或存储有V-λ数据的存储器，该微型计算机发挥作为测定控制机构154C的功能。
在上述各实施方式中，作为印刷部16，例示出了使压电元件驱动而使来自油墨箱的油墨吐出的喷墨型的印刷部16，但是不限定于此。例如，作为印刷部16也可为通过加热器使油墨内产生气泡而吐出油墨的结构，或通过超声波振子使油墨吐出的结构。
此外，不限定于喷墨方式的印刷部，例如对于使用热转印方式的热敏型打印机、激光打印机、针式打印机等任何印刷方式的打印机也能够适用。
在上述各实施方式中，作为波长可变干涉滤波器5，例示出了使入射光中与反射膜54、55间的间隙G对应的波长的光的透过的光透过型的波长可变干涉滤波器5，但不限定于此。例如，也可使用使与反射膜54、55间的间隙G对应的波长的光反射的光反射型的波长可变干涉滤波器。此外，也可使用其它形式的波长可变滤波器。
在上述各实施方式中，例示出了在壳体6容纳波长可变干涉滤波器5的分光器件172A，但也可为波长可变干涉滤波器5直接设置于分光器17的结构等。
此外，作为分光元件，例示出了波长可变干涉滤波器5，但不限定于此。作为分光元件，也可以使用例如光栅(grating)、AOTF、LCTF等。
在上述各实施方式中，例示出了具备波长可变干涉滤波器5的分光器件172A设置于受光光学系统172的结构(后分光)，但不限定于此。
例如，也可为在照明光学系统171内配置波长可变干涉滤波器5或具备波长可变干涉滤波器5的分光器件172A，通过波长可变干涉滤波器5向介质A照射被分光的光的结构(前分光)。
在上述各实施方式中，例示出了具备分光测定装置的打印机10，但不限定于此。例如，也可以是不具备图像形成部而仅对介质A实施测色处理的分光测定装置。此外，也可以在进行例如工场等中制造的印刷物质量检查的质量检查装置中，组装本发明的分光测定装置，此外，也可以在任何装置中组装本发明的分光测定装置。
作为分光器17(17A)，示出了对于介质A从法线方向照射光源171A的光，使被介质A以45°反射的光射入波长可变干涉滤波器5的构成例，但不限定于此。
例如，也可为对介质A的表面以45°的角度射入光，使在介质A的法线方向反射的光经由波长可变干涉滤波器5在受光部172B接收的结构。此时，设允许变动量为H，则积分器光学系统171B向从基准测定范围R0向±X侧仅扩大21/2×H的照射范围B照射照明光。
此外，以45°被介质A反射的光经由波长可变干涉滤波器5在受光部172B接收，但是也可接收例如30°等45°之外被反射的光。换言之，可设定受光部172B以及波长可变干涉滤波器5的光轴的角度，使得在介质A被正反射的光不被接收部172B接收。例如，在使以30°的反射角反射的光射入受光光学系统172的情况中，设允许变动量为H，则积分器光学系统171B可向从基准测定范围R0向±X侧仅扩大2×31/2×H的照射范围B照射照明光。
此外，本发明的实施时的具体的结构可以通过在能够达到本发明的目的的范围内，适当组合上述各实施方式以及变形例而构成，此外也可适当地变更为其它结构等。

Claims (5)

1.一种分光测定装置，其特征在于，具备：
分光器，所述分光器包括：
光源；
积分器光学系统，向测定对象的规定的照射范围照射来自所述光源的照明光；
分光元件，来自所述测定对象的光射入所述分光元件；以及
受光部，接收通过所述分光元件分光后的光，
所述规定的照射范围是包括作为在所述测定对象和所述分光器之间的距离为基准距离的情况下使用所述分光器实施分光测定时的测定范围的基准测定范围、并且比所述基准测定范围至少增大与所述测定对象和所述分光器之间的距离的允许变动量对应的尺寸以上的范围。
2.根据权利要求1所述的分光测定装置，其特征在于，
所述积分器光学系统包括蝇眼透镜。
3.根据权利要求1或2所述的分光测定装置，其特征在于，
所述分光元件是波长可变型的法布里-珀罗标准具元件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分光测定装置，其特征在于，
所述分光测定装置还具备光束直径变更部，所述光束直径变更部变更向所述测定对象照射的所述照明光的光束直径，
所述光束直径变更部根据所述测定对象与所述分光器之间的距离，变更所述光束直径。
5.一种图像形成装置，其特征在于，具备：
权利要求1至4中任一项所述的分光测定装置；以及
图像形成部，在图像形成对象上形成图像。
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