JP2010256324A - 分光特性取得装置、分光特性取得方法、画像評価装置、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】読み取り対象物へ光を照射する光照射手段と、前記光照射手段から前記読み取り対象物に照射された前記光の拡散反射光の少なくとも一部を分光する分光手段と、前記分光手段により分光された前記拡散反射光を取得する受光手段と、を含んで構成され、前記受光手段は、分光センサが一方向に複数個配列された分光センサアレイを構成し、前記分光センサは、一方向に配列された互いに分光特性の異なる光を受光する所定数の画素を有することを要件とする。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。図1を参照するに、分光特性取得装置10は、ライン照明光源11と、コリメートレンズ12と、結像光学系13と、フィルタアレイ14と、ラインセンサ15とを有する。90は、画像担持媒体(紙等)を示している。
第1の実施の形態では、図1に示すように画像担持媒体90上の画像が結像光学系13によってラインセンサ15上に結像しているため、1つの分光センサ(例えば分光センサ15a)を構成するN個の画素それぞれは画像担持媒体90上の画像の異なる位置からの光を受光することになる。ラインセンサ15上に結像される像が、画素構造よりも粗い構造を持っている際には問題とならないが、画素構造と同程度の細かい構造を有する際には1つの分光センサ(例えば分光センサ15a)を構成する複数の画素間で異なる像を見ていることとなり、測定対象の正確な分光特性を得ることが困難であるという問題が生じる。そこで第2の実施の形態では、このような問題を解決するために、図1に示す分光特性取得装置に均質光学系を追加する例を示す。
第1の実施の形態では、1次元の分光特性を取得する例を示したが、第3の実施の形態では、2次元の分光特性を取得する例を示す。図1に示す分光特性取得装置10において、画像担持媒体90を図1のX方向に搬送する搬送手段を設け、画像担持媒体90を搬送しながらライン状(1次元)の分光特性を連続的に取得することにより、2次元の分光特性を取得することができる。又、図1に示す分光特性取得装置10に搬送手段を設ける構成に代えて、分光センサアレイを駆動してスキャンする方法や、分光センサアレイに走査光学系が組み込まれており走査光学系によって測定位置を走査する方法により、2次元の分光特性を取得することができる。以下に2次元の分光特性を取得する構成の一例を示すが、第1の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第1の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
第4の実施の形態では、第1の実施の形態とは異なる分光特性取得装置の例を示す。以下、第1の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第1の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
第5の実施の形態では、第1の実施の形態とは異なる分光特性取得装置の例を示す。図16は、第5の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。図17は、図16の一部を拡大して模式的に例示する図である。図16及び図17において、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図16及び図17を参照するに、分光特性取得装置50は、ライン照明光源11と、コリメートレンズ12と、ラインセンサ15と、回折素子51と、第一の結像手段であるレンズアレイ52と、ピンホールアレイ53と、第二の結像手段である結像光学系54と、遮光壁55とを有する。
第6の実施の形態では、第4の実施の形態に係る分光特性取得装置40、及び第5の実施の形態に係る分光特性取得装置50において、所望の次数以外の回折光を遮断する方法について説明する。以下、第4の実施の形態及び第5の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第4の実施の形態及び第5の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
図9に示すように、結像光学系42により画像全幅からの拡散光をラインセンサ15上に結像させることが可能となる。しかしながら、等倍光学系でない場合、画像全幅からの拡散光は、位置によって、結像光学系42から光軸(Z方向)に対し異なる角度を有して回折素子41に入射する。そのため、以下のような問題が生じる。
例えば、図29に示すように、ラインセンサ15の各画素の高さhが大きいと、回折素子41を傾けるだけでは、必要な画素数Nを得られない場合がある(後述するように、画素数Nは6以上であることが好ましい)。図29の場合、図30に示すように回折素子41を更に傾けると画素数Nは5となり、必要な画素数Nは6以上であるという要件を満足することができない。そこで、図31に示すように、ラインセンサ15の受光面の一部を遮光する遮光壁59を設けることにより、誤差要因となる+2次光D等の排除を実施する。遮光壁59を設ける位置は、設計的に求めることも可能であるが、例えば白色光源の光を直接受光したり白色光源からの光束を白色拡散板などに照射したりし、照射した白色光の回折像(ラインセンサ15の受光量)を検出することにより導出される。すなわち、回折効率が十分高い場合、+2次光Dは+1次光Bに対して十分に光量が小さい。よって、例えば、ラインセンサ15で受光した光を電気信号に光電変換し、変換された電気信号をCPUやデジタル信号プロセッサ等を含む回路部に入力し、入力された電気信号のレベルが予め設定された所定の閾値以上か否かを判断する2値化処理等の方法により、+1次光Bを受光している画素を特定することが可能となる。この情報に基づいて、+1次光Bの回折像の上側境界位置に遮光壁59の位置を設定することが可能となる。なお、遮光壁59は、図32に示すように、ラインセンサ15の受光面の一部の領域のみに設けても構わない。
第9の実施の形態では、Nの数を最小に抑えてウィナー推定などの推定手段によって分光分布の推定を行う処理を有する分光特性取得装置の例を示す。
第10の実施の形態では、複数の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。図35は、第10の実施の形態に係る画像評価装置を例示する図である。図35を参照するに、画像評価装置60は、例えば電子写真方式の画像形成装置等によって画像担持媒体90上に作製された画像を全幅に渡って測定する画像評価装置であり、図16に示す分光特性取得装置50がY方向に複数個並設された構成を有する。画像評価装置60をこのように構成にすることにより、より広い範囲の分光特性を取得することができる。
第11の実施の形態では、第10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。図36は、第11の実施の形態に係る画像形成装置を例示する図である。図36を参照するに、画像形成装置80は、第10の実施の形態に係る画像評価装置60と、給紙カセット81aと、給紙カセット81bと、給紙ローラ82と、コントローラ83と、走査光学系84と、感光体85と、中間転写体86と、定着ローラ87と、排紙ローラ88とを有する。90は、画像担持媒体(紙等)を示している。
11 ライン照明光源
12 コリメートレンズ
13、42、54 結像光学系
14 フィルタアレイ
14a、14b、14c フィルタ
15 ラインセンサ
15a、15b、15c、15n 分光センサ
16 ガラス基板
17 第一の反射層
18 スペーサー層
19 第二の反射層
21 支持基板
22、24 ロッドアレイ
22a、45d 側面
24b 透明体
31 第1走行体
31a 第1ミラー
32 第2走行体
32a 第2ミラー
32b 第3ミラー
41 回折素子
43 ピンホールアレイ
43a、43c 遮光部
43b、43d、53a スリット
44 セルフォックレンズ
45 テーパロッドアレイ
45a 透明基板
45b 遮光部
45c テーパロッド
45e 入射面
45f 出射面
45x 開口部
45y 光硬化性材料
45z 紫外光
51 回折素子
52 レンズアレイ
52a レンズ
53 ピンホールアレイ
55、59 遮光壁
60 画像評価装置
61 画像評価手段
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 非回折光(0次光)
B +1次光
C −1次光
D +2次光
E −2次光
L 結像位置
c、j 幅
h 高さ
s 距離
α、β、β1、β2、θm 角度
Claims (23)
- 読み取り対象物へ光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段から前記読み取り対象物に照射された前記光の拡散反射光の少なくとも一部を分光する分光手段と、
前記分光手段により分光された前記拡散反射光を取得する受光手段と、を含んで構成され、
前記受光手段は、分光センサが一方向に複数個配列された分光センサアレイを構成し、
前記分光センサは、一方向に配列された互いに分光特性の異なる光を受光する所定数の画素を有する分光特性取得装置。 - 前記分光センサアレイを構成する各分光センサの有する前記画素の数は、前記各分光センサの位置における結像特性に合わせて設定されている請求項1記載の分光特性取得装置。
- 前記分光センサアレイを構成する少なくとも1つの前記分光センサの有する前記画素の数は、他の前記分光センサの有する前記画素の数とは異なる値に設定されている請求項1又は2記載の分光特性取得装置。
- 前記分光手段は、前記拡散反射光を前記受光手段に結像する結像手段と、
前記拡散反射光を分光するフィルタが一方向に複数個配列されたフィルタアレイと、を有し、
前記フィルタは、一方向に配列された透過波長特性の異なる前記所定数の種類の波長別フィルタを有し、
前記波長別フィルタは、前記受光手段を構成する前記所定数の画素に異なる波長特性を有する光を導く請求項1乃至3の何れか一項記載の分光特性取得装置。 - 前記分光手段は、遮光部材に複数個の開口部が一列に並んだホールアレイと、
前記ホールアレイ上の像を前記受光手段に結像する結像手段と、
前記受光手段を構成する前記所定数の画素に異なる波長特性を有する光を導く回折手段と、を有する請求項1乃至3の何れか一項記載の分光特性取得装置。 - 前記読み取り対象物と前記ホールアレイの間に、第二の結像手段を有する請求項35記載の分光特性取得装置。
- 前記回折手段と前記受光手段との間に、前記回折手段によって回折されない不要光を遮光する不要光遮光手段を更に有する請求項5又は6記載の分光特性取得装置。
- 前記回折手段は、回折方向が、光学系全体の光軸に垂直な面内で前記受光手段の前記画素が配列している方向に対して所定の角度を有するように配置されている請求項35乃至57の何れか一項記載の分光特性取得装置。
- 前記所定の角度は、各画素の高さ及び1つの前記分光センサの有する前記画素の数と前記各画素の幅との積に基づいて規定されている請求項8記載の分光特性取得装置。
- 前記分光手段は、前記拡散反射光を複数回の反射若しくは散乱によって均質化する均質光学系を更に有する請求項4乃至9の何れか一項記載の分光特性取得装置。
- 前記画素の高さ方向に入射する光の一部を遮光する受光高さ規定手段を更に有する請求項1乃至10の何れか一項記載の分光特性取得装置。
- 前記所定数の画素からの出力に基づいて、より高密度な分光特性を推定する分光特性推定手段を更に有する請求項1乃至11の何れか一項記載の分光特性取得装置。
- 前記所定数が6以上である請求項1乃至12の何れか一項記載の分光特性取得装置。
- 前記読み取り対象物上を走査する移動手段を更に有する請求項1乃至13の何れか一項記載の分光特性取得装置。
- 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装置であって、
請求項1乃至14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、
前記分光特性取得装置が取得した分光特性に基づいて、前記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15記載の画像評価装置を搭載した画像形成装置。
- 前記分光特性取得装置に対し画像形成装置内で相対的に移動する計測対象全面を分光計測し、色変動量がある場合はフィードバック補正する請求項16記載の画像形成装置。
- 読み取り対象物へ光を照射する光照射工程と、
前記光照射工程で前記読み取り対象物に照射された前記光の拡散反射光の少なくとも一部を分光する分光工程と、
分光センサが一方向に複数個配列された分光センサアレイを構成し、前記分光センサは、一方向に配列された互いに分光特性の異なる光を受光する所定数の画素を有する受光手段を用いて、前記分光工程により分光された前記拡散反射光を受光する受光工程と、を含む分光特性取得方法。 - 前記受光工程において、前記分光センサアレイを構成する各分光センサの有する前記画素の数は、前記各分光センサの位置における結像特性に合わせて設定される請求項18記載の分光特性取得方法。
- 前記受光工程において、前記分光センサアレイを構成する少なくとも1つの前記分光センサの有する前記画素の数は、他の前記分光センサの有する前記画素の数とは異なる値に設定される請求項18又は19記載の分光特性取得方法。
- 前記光照射工程で前記読み取り対象物に照射された前記光の拡散反射光を、前記読み取り対象物と略結像関係の位置に設置された開口列に集光する第一の結像工程と、
前記開口列により、前記拡散反射光を領域分割する領域分割工程と、
前記開口列を通過して領域分割された前記拡散反射光を回折手段に集光する第二の結像工程と、を更に有し、
前記分光工程では、前記第二の結像工程により前記回折手段に集光された領域分割された前記拡散反射光を、光学系全体の光軸に垂直な面内で前記受光手段の前記画素が配列している方向に対して所定の角度を有するように、それぞれ分光する請求項18乃至20の何れか一項記載の分光特性取得方法。 - 前記所定の角度は、各画素の高さ及び1つの前記分光センサの有する前記画素の数と前記各画素の幅との積に基づいて規定される請求項21記載の分光特性取得方法。
- 前記受光工程は、前記画素の高さ方向に入射する光の一部を遮光する受光高さ規定工程を更に有する請求項18乃至22の何れか一項記載の分光特性取得方法。
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