JP2017207427A - 測定装置、及び印刷装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に記載の装置は、被測定物に対して照明光を照射する光源を備え、光源により反射された光を測定器により測定する。ここで、この特許文献1に記載の装置は、照明光の焦点位置が、被測定物の後方(測定器とは反対側)に設定されている。この場合、例えば湿度や温度の影響、或いは、物理的外力の作用により、うねり(コックリング)等が生じた場合でも、測定器で受光される光の光強度の変動量が小さくなり、測定精度の低減を抑制することが可能となる。
この場合、被測定物にコックリング等が生じ、被測定物の位置が変動した場合、被測定物と、測色器及び光源との距離が変動する。このため、照明光が被測定物に照射される照明領域や、測定器による測定が可能となる測定領域の位置が変動する。例えば、45/0°測色系では、測定領域は変動しないが、被測定物の位置の変位方向によって、照明領域が光源に対して接離する方向に移動する。また、0/45°測色系では、照明領域は変動しないが、測定領域が測色器に対して接離する方向に移動する。
このように、照明領域や測定領域が移動すると、測定領域と照明領域との重畳部分における照明光の光量が変動するため、測定器に入射される測定光の光量も変動し、精度の高い測色を実施できないとの課題がある。
本適用例では、第一照明光及び第二照明光の光軸が互いに交わり、その交点が、被測定物の法線方向から見た際に測定領域内に含まれる。つまり、第一照明光及び第二照明光は、被測定物の法線方向から見た際に、測定領域内で向かい合うように照射されている。つまり、第一照明光及び第二照明光がそれぞれ測定領域に向かって互いに異なる方向から照射される構成となり、コックリング等が生じた場合でも、第一照明光及び第二照明光のいずれかが測定領域を照射することができるので、光量変動を抑制でき、測定精度の低下を抑制できる。
本適用例では、被測定物が基準位置にある際に、第一照明中心と第二照明中心とが、測定中心に対して同じ方向にずれている。この場合、被測定物が測定装置(測定部)に近づく方向に移動した場合に、第一照明中心及び第二照明中心の一方が測定中心に近づき、被測定物が測定装置から離れる方向に移動した場合に、第一照明中心及び第二照明中心の他方が測定中心に近づくことになる。このため、コックリング等が生じた際の光量変動をより抑制することができ、測定精度の低下をより抑制することができる。
ここで、この所定寸法としては、例えば、コックリング等が生じた場合の被測定部の許容移動量等を設定することができる。
本適用例では、被測定物が測定部(測定装置)側に移動した際に、第一照明中心が測定中心に近づく方向に移動し、上記所定寸法となった際に、第一照明中心と測定中心とが一致する。この際、第二照明中心は、測定中心から離れる方向に移動することになるが、上記のように、第一照明中心と測定中心とが一致することで、測定領域には、第一照明光が十分な光量で照射されるので、測定精度の低下を抑制できる。
ここで、所定寸法としては、上記と同様、例えば、コックリング等が生じた場合の被測定部の許容移動量を設定することができる。
本適用例では、被測定物が測定部(測定装置)とは反対側に移動した際に、第二照明中心が測定中心に近づく方向に移動し、上記所定寸法となった際に、第二照明中心と測定中心とが一致する。この際、第一照明中心は、測定中心から離れる方向に移動することになるが、上記と同様、第二照明中心と測定中心とが一致することで、測定領域には、第二照明光が十分な光量で照射されるので、測定精度の低下を抑制できる。
本適用例では、被測定物の法線方向から見た際に、光源及び測定部が相対移動される第一方向と交差する第二方向に沿って複数の照明光の光軸が配置される。特に、測定装置を用いて、第一方向に沿って並んで配置されたカラーパッチを測定する場合では、被測定物の法線方向から見た際に各照明光の光軸が第一方向である(第一方向に沿っている)場合、コックリング等が生じて被測定物と測定部(測定装置)との距離が変動すると、照明光による照明範囲が第一方向に沿って移動する。この場合、測定対象となるカラーパッチに隣り合う他のカラーパッチに光が照射される可能性が高くなり、当該隣り合うカラーパッチからの反射光が測定部にて入射されると、測定対象のカラーパッチに対する測定精度が低下してしまう。これに対して、本適用例では、被測定物の法線方向から見た際に、各照明光の光軸が第二方向である(第二方向に沿っている)ので、コックリング等が生じると、照明光の照射範囲は、第二方向に沿って移動する。この場合、測定対象のカラーパッチに対して第一方向に沿って隣り合うカラーパッチに光が照射されない。よって、測定精度の低下を抑制できる。
また、このような、カラーパッチを測定する際に、隣り合うカラーパッチに光が照射されないように、カラーパッチの第一方向に沿った幅寸法を大きくすることも考えられる。しかしながら、この場合、例えば紙面等に対して、第一方向に沿って配置可能なカラーパッチ数が少なくなる。したがって、例えば第二方向に亘って、多くのカラーパッチ群を形成する必要があり、その分、測定に係る時間も増大してしまう。これに対して、本適用例では、カラーパッチの第一方向に沿った幅寸法を大きくする必要がないので、第一方向に沿って多くのカラーパッチを配置することができ、測定に要する時間も短縮できる。
本適用例では、測定装置と画像形成部とを備える。このような印刷装置では、画像形成部により形成した画像(例えばカラーパッチ等)に対して、測定装置を用いた測定を行うことができる。したがって、例えば被測定物に画像を印刷した後、当該被測定物を測定装置に移し替える等の煩雑な作業を省略することができ、印刷された画像に対する高精度な測定を即座に実施することができる。
本適用例では、画像形成部と測定装置とが同じキャリッジ上に搭載され、当該キャリッジを移動機構により移動させることで、画像形成位置や測定位置を変更することができる。この場合、画像形成部用のキャリッジ、測定装置用のキャリッジをそれぞれ用いる場合に比べて、構成の簡略化を図れ、印刷装置の小型化を促進できる。
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、本発明の印刷装置の一例として、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、本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20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、メディアM(被測定物)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メディアM上の所定位置に測色用のカラーパッチを形成し、かつ当該カラーパッチ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メディアMをローラー等によって例えば1枚ずつ供給する等、如何なる供給方法によってメディアM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メディアM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(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、キャリッジ13に搭載された印刷部16による印刷処理(メディアMに対する画像形成処理)及び、キャリッジ13に搭載された分光器17による光量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、メディアMと対向する部分に、インクを個別にメディアM上に吐出して、メディアM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(メディアM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メディアMに着弾し、ドットが形成される。
分光器17は、測定装置に相当し、図2に示すように、光源部171と、測定部172と、を備える。
この分光器17は、光源部171からメディアM上に照明光を照射し、メディアMで反射された反射光を、測定部172で受光させる。測定部172に設けられた分光デバイス172Aは、制御ユニット15の制御に基づいて、透過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、メディアMの分光測定が可能となる。
なお、本実施形態では、測色規格(JIS Z 8722)により規定された光学的幾何条件の方式(45/0°測色系)に従って分光測定を実施する。すなわち、本実施形態では、光源部171からの照明光をメディアMの法線に対して45°の角度(45°±2°の角度)で入射させ、メディアMの法線方向(法線方向に対して10°以内の角度)に反射された光を測定部172で受光する。つまり、照明光がメディアMに向かう照明方向と、測定光が測定部172に向かう測定方向とが異なっている。
図2に示すように、光源部171は、第一光源部171A(第一光源)と、第二光源部171B(第二光源)とを備えている。第一光源部171A、第二光源部171B、及び後述する測定部172は、Y方向に沿って配置されている。具体的には、第一光源部171Aは、測定部172の+Y側に配置され、第二光源部171Bは、測定部172の−Y側に配置されている。
第一光源部171Aは、光源171A1及び照明光学部材171A2を備え、メディアMに対して、例えば+Y側から−Y側に向かって、メディアMの法線に対して45°の角度で光を照射する。
第二光源部171Bは、光源171B1及び照明光学部材171B2を備え、メディアMに対して、例えば−Y側から+Y側に向かって、メディアMの法線に対して45°の角度で光を照射する。
照明光学部材171A2,171B2は、光源171A1,171B1から照射された照明光の照射方向や照射範囲を決定する光学部材であり、例えば、単一若しくは複数のアパーチャーやレンズ、ミラー等の光学部材により構成される。例えば、照明光学部材171A2,171B2として、単一又は複数のアパーチャーが設けられ、これらのアパーチャーを透過した所定の光路径の照明光をメディアMに照射させる構成等が例示できる。また、照明光学部材171B2として、コリメーターレンズが設けられていてもよい。この場合、光源部171からメディアMに対して平行な照明光を照射することが可能となり、メディアMの位置がZ方向に変位した場合でも、メディアM上の照明領域のサイズ(スポット径)の変動を抑制できる。
なお、第一光源部171A及び第二光源部171Bからの照明光によりメディアMが照明される領域(照明領域)やその中心(照明中心)についての説明は後述する。
また、後述の本実施形態の説明では、第一光源部171A及び第二光源部171Bの2つの光源によって2つの照明光をメディアMに照射する構成で説明を行っているが、一つの光源であっても、ハーフミラー等のビームスプリッターによって複数の照明光を得るものであってもよく、その場合は、複数の照明光の照明領域や照明中心が、後述する説明の条件を満たせば同様の効果を得ることができる。
測定部172は、図2に示すように、分光デバイス172Aと、受光部172Bと、受光光学部材172Cと、等により構成される。
このような測定部172では、メディアMにて反射された光を、受光光学部材172Cにより、分光デバイス172Aに導き、分光デバイス172Aにより分光された所定波長の光を受光部172Bにて受光させる。
図3は、分光デバイス172Aの概略構成を示す断面図である。
分光デバイス172A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(分光素子)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、本発明における分光素子を構成する。本実施形態では、波長可変干渉フィルター5が筐体6に収納された状態で分光器17に配置される例を示すが、例えば波長可変干渉フィルター5が直接分光器17に配置される構成などとしてもよい。
この波長可変干渉フィルター5は、図3に示すように、可視光に対して透光性を有する固定基板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には、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が設けられ、第一溝部511には固定電極561が、第二溝部512には固定反射膜54がそれぞれ設けられている。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。
そして、上記のような波長可変干渉フィルター5では、固定電極561及び可動電極562により静電アクチュエーター56が構成され、この静電アクチュエーター56に電圧を印加することで、固定反射膜54及び可動反射膜55間のギャップGの間隔寸法を変更することが可能となる。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3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、例えば低融点ガラス接合等により接合されることで、内部に収容空間が形成されており、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。
また、ベース61には、波長可変干渉フィルター5の電極パッド57に接続される内側端子部613が設けられており、この内側端子部613は、導通孔614を介して、ベース61の外側に設けられた外側端子部615に接続されている。この外側端子部615は、制御ユニット15に電気的に接続されている。
図2に戻り、受光部172Bは、波長可変干渉フィルター5の光軸上(反射膜54,55の中心点を通る直線上)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領域で受光して、受光量に応じた検出信号(電流値)を出力する。なお、受光部172B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。
次に、制御ユニット15について説明する。
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20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171A1,171B1、波長可変干渉フィルター5、受光部172B、及びキャリッジ移動ユニット14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171A1,171B1の各波長に対する発光特性や、受光部172B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。
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4に示すように、走査制御手段154A、印刷制御手段154B、測定制御手段154C、測色手段154D、及びキャリブレーション手段154E等として機能する。
また、測定制御手段154Cは、波長可変干渉フィルター5を透過させる光の波長に対する静電アクチュエーター56への駆動電圧を、メモリ153のV−λデータから読み出し、ユニット制御回路152に指令信号を出力する。これにより、ユニット制御回路152は、波長可変干渉フィルター5に指令された駆動電圧を印加し、波長可変干渉フィルター5から所望の透過波長の光が透過される。
そして、測定制御手段154Cは、静電アクチュエーター56に印加した電圧(若しくは当該電圧に対応する波長可変干渉フィルター5を透過する光の波長)と関連付けてメモリ153に記憶する。
キャリブレーション手段154Eは、測色手段154Dによる測色結果に基づいて、印刷プロファイルデータを補正(更新)する。
次に、上記のような分光器17の光源部171によりメディアM上に照明光を照射した際にメディアMが照明される照明領域と、測定部172によりメディアMに対する測定を実施する際の測定領域との関係について説明する。
図5は、メディアMと分光器17との距離が変動した場合の照明領域及び測定領域の位置をYZ平面で示した図である。図6は、第一光源部171Aからの照明光のみを照射した場合に、メディアMと分光器17との距離が変動した場合の測定部172での受光量を示す図である。図7は、第二光源部171Bからの照明光のみを照射した場合に、メディアMと分光器17との距離が変動した場合の測定部172での受光量を示す図である。図8は、第一光源部171A及び第二光源部171Bからの照明光を用いた場合の、メディアMと分光器17との距離が変動した場合の測定部172での受光量を示す図である。
さらに、第二光源部171Bの光軸とメディアMとが交わる点を第二照明中心LBとし、特に、メディアMが基準位置P0に位置する場合の第二照明中心LBをLB0、メディアMが第一位置P1に位置する場合の第二照明中心LBをLB1、メディアMが第二位置P2に位置する場合の第二照明中心LBをLB2として表記する。
本実施形態では、測定部172は、メディアMの法線方向に反射された光を受光するので、メディアMにおける測定領域ADは、メディアMの位置によらず変動しない。ここで、以降の説明にあたり、測定部172の測定領域ADの中心を測定中心Dとし、特に、メディアMが基準位置P0に位置する場合の測定中心DをD0、メディアMが第一位置P1に位置する場合の測定中心DをD1、メディアMが第二位置P2に位置する場合の測定中心DをD2として表記する。
ここで第一光源部171Aの光軸、第二光源部171Bの光軸とは、それぞれの光源による照明光がメディアを照射する際の光軸のことである。たとえば図2のように、光源17A1(又は光源171B1)とメディアMとの間にミラー等をいれて光路を変更しているような場合では、光源171A1(又は光源171B1)とミラー間の光軸のことではなく、ミラーとメディアM間の光軸がそれぞれ第一光源部171Aの光軸(第一照明光の光軸)、第二光源部171Bの光軸(第二照明光の光軸)である。
また光源部が一つであっても、ハーフミラー等のビームスプリッターによって、2つの照明光を得る場合でも同様であり、この場合、第一光源部171Aの光軸を、ビームスプリッターにより得られる1つの照明光の光軸に置き換え、第二光源部171Bの光軸を、ビームスプリッターにより得られる他の照明光の光軸に置き換えて理解すればよい。
具体的には、メディアMと分光器17との距離がΔdだけ小さくなると、第一照明中心LAは+Y側にΔdだけ移動し、第二照明中心LBは−Y側にΔdだけ移動する。また、メディアMと分光器17との距離がΔdだけ大きくなると、第一照明中心LAは−Y側にΔdだけ移動し、第二照明中心LBは+Y側にΔdだけ移動する。
そして、メディアMが基準位置P0に位置する場合に、第一照明中心LA0及び第二照明中心LB0は、測定中心D0よりも距離dだけ−Y側に位置し、第一光源部171Aからの照明光の光軸と、第二光源部171Bの照明光の光軸とが当該位置で交差する。
つまり、メディアMが基準位置P0に位置する際の位置をZ=0とすると、第一光源部171Aの光軸及び第二光源部171Bの光軸は、YZ平面における座標(y,z)=(−d,0)を交点として交わり、かつ、当該交点は、メディアMをZ方向から見た際に、測定領域AD内に含まれる。
このような構成では、メディアMと分光器17との距離が変動した場合でも、第一照明中心LA及び第二照明中心LBのいずれかが、測定領域AD内に含まれることになり、かつ、第一照明中心LA及び第二照明中心LBのいずれか一方が測定中心Dから離隔しても他方が近接する。よって、測定領域AD内の光量が著しく低下することなく、図8に示すように、メディアMと分光器17との距離によらず、測定領域ADに対して略均一な光量の照明光を照射させることが可能となり、測定精度の低下を抑制することが可能となる。
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9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。図10は、本実施形態において形成されるカラーチャートの一例を示す図である。
(カラーチャートの形成)
プリンター10による分光測定方法では、まず、メディアM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154Aは、メディアM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154Aは、供給ユニット11、搬送ユニット12を制御して、メディアMを副走査方向(+Y方向)に搬送し、メディアM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154A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154A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154B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154A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を制御してメディアMを+Y方向に搬送する(搬送動作)。そして、走査制御手段154Aは、キャリッジ13を−X方向に走査させ、印刷制御手段154B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、メディアM上に図10に示すようなカラーチャート3が形成される。具体的には、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カラーパッチ群30を、Y方向に沿って複数個配置させたカラーチャート3が形成される。
この分光測定処理では、測定制御手段154Cは、メモリ153に記憶されたV−λデータに基づいて、波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に駆動電圧を順次切り替え、例えば400nmから700nmの可視光域における20nm間隔となる16バンドの測定波長に対する測定値(光量)を測定する。
そして、測定制御手段154Cは、上記ステップS5と同様の処理を実施して、カラーパッチに対する分光測定処理を実施し、各波長に対する測定値を取得する(ステップS5)。
また、本実施形態では、第一光源部171A及び第二光源部171Bが測定部172を挟んでY方向に沿って配置されている。このような構成では、メディアMと分光器17との距離が変動した場合、第一照明領域ALAや第二照明領域ALBがY方向に移動する。したがって、測定対象となるカラーパッチ31に対してX方向に隣り合う他のカラーパッチ31上への第一照明領域ALAや第二照明領域ALBの移動を抑制できる。つまり、他のカラーパッチ31にて反射された光が測定部172に入射されず、測定精度の低下が抑制される。
ステップS6において「Yes」と判定された場合、ステップS4に戻り、走査制御手段154Aは、搬送ユニット12やキャリッジ移動ユニット14を制御して、測定部172の測定領域ADを次のカラーパッチ31に移動させ、当該カラーパッチ31に対する分光測定処理を実施する。
本実施形態のプリンター10は、キャリッジ13に搭載された分光器17を有し、当該分光器17は、メディアMに照明光を照射する第一光源部171A及び第二光源部171Bを含む光源部171と、被測定物で反射された反射光(測定光)を測定する測定部172と、を含む。そして、メディアMが基準位置P0に位置する場合に、第一照明中心LA0及び第二照明中心LB0と、測定中心D0とがずれており、異なる位置に存在する。
このような構成では、メディアMにコックリング等が生じ、メディアMと分光器17との相対距離が変動した場合に、第一照明中心LA0及び第二照明中心LB0の少なくともいずれかが測定中心Dに近づき、測定領域ADに照射される照明光の光量減退を抑制できる。また、基準位置P0においては、第一照明中心LA0及び第二照明中心LB0と測定中心D0とがずれているものの、第一照明領域ALA及び第二照明領域ALBの双方により測定領域AD内に照明光が照射されるので、十分な光量が測定領域ADに照射され、十分な測定精度を得ることができる。以上により、本実施形態では、コックリング等によりメディアMがZ方向に変位した場合や、振動等によりキャリッジ13がZ方向に変位して、メディアMと分光器17との距離が変動した場合でも、測定領域ADに照射される光量の減少を抑制でき、高精度な分光測定を実施することができる。
このような構成では、測定領域ADに対して互いに異なる方向から照明光を照射する構成となる。これにより、メディアMと分光器17との距離が変動した場合でも、第一照明中心LA及び第二照明中心LBのいずれかが、測定領域AD内に含まれることになり、かつ、第一照明中心LA及び第二照明中心LBのいずれか一方が測定中心Dから離隔しても他方が近接する。よって、測定領域AD内の光量が著しく低下することなく、測定領域ADに対して略均一な光量の照明光を照射させることができ、高精度な測定を実現できる。
本実施形態のように、プリンター10に分光器17を搭載する場合では、プリンター10の印刷部16によりX方向に沿って配列される複数のカラーパッチを分光器17により測定し、測定結果(測色結果)に基づいて印刷プロファイルを補正(更新)する。このようなカラーパッチに対する測定では、1つ1つのカラーパッチに対して高精度な測定を行う必要がある。
ここで、X方向に沿って第一光源部171A及び第二光源部171Bを配置すると、メディアMと分光器17との距離が変動した場合に、第一照明領域ALAや第二照明領域ALBが、X方向に沿ってずれる。この場合、測定対象となるカラーパッチに隣接する他のカラーパッチに第一照明領域ALAや第二照明領域ALBが移動し、当該カラーパッチにて反射された光が測定部172に入射される可能性があり、この場合、測定対象に対する正確な測色結果が得られない。これに対して、本実施形態では、上記構成とすることで、メディアMと分光器17との距離が変動した場合に、第一照明領域ALAや第二照明領域ALBが、Y方向に沿って位置がずれる。このため、測定対象のカラーパッチに対して、X方向に隣り合う他のカラーパッチからの反射光が測定部172に入射される不都合を抑制でき、測定対象のカラーパッチに対する高精度な測定を実施することができる。
また、キャリッジ13に、印刷部16と分光器17とを搭載できるので、印刷部16用のキャリッジと、分光器17用のキャリッジとを用いる場合に比べて構成の簡略化を図れる。また、キャリッジ13に印刷部16と分光器17との双方を搭載することで、印刷部16によるメディアMへの画像形成(印刷)を行った後、形成された画像に対する測色を、分光器17を用いて即座に実施することができる。印刷部16による印刷直後では、乾燥していないインクによってメディアMにコックリングが生じる場合があるが、本実施形態では、上述のようにこのようなコックリングによる測定精度の低下を抑制できる。
このようなプリンター10では、上述のように、カラーパッチに対して高精度な分光測定を実施でき、精度の高い測色処理を行うことができる。したがって、当該測色処理の測色結果に基づいて印刷プロファイルデータを更新することで、印刷部16によりユーザーが所望する色度を高精度に再現した画像を形成することができる。
次に、本発明に係る第二実施形態について説明する。
上述した第一実施形態では、第一光源部171A及び第二光源部171Bからの照明光をメディアMに対して45°の角度で入射させ、メディアMの法線方向に反射された測定光を測定部172で受光する例を示した。
これに対して、第二実施形態では、光源からの照明光をメディアMの法線方向から照射し、45°にて反射された光を測定部にて測定する例を説明する。
第二実施形態のプリンター10Aは、第一実施形態と同様、供給ユニット11、搬送ユニット12、キャリッジ13、キャリッジ移動ユニット14、制御ユニット15を含む。また、キャリッジ13は、印刷部16と、分光器17Aとを含む。
本実施形態の光源部171Cは、1つの光源171C1と、当該光源171C1からの照明光の光路上に設けられる照明光学部材171C2とを備える。光源171C1は、第一実施形態の光源171A1や光源171B1と同様の構成である。照明光学部材171C2は、第一実施形態の照明光学部材171A2や照明光学部材171B2と同様、光源171C1からの照明光をメディアM上に導く光学部材であり、例えばアパーチャー等により構成される。
第一測定部173Aは、分光デバイス173A1と、受光部173A2と、受光光学部材173A3と、等により構成される。また、第二測定部173Bは、分光デバイス173B1と、受光部173B2と、受光光学部材173B3と、等により構成される。
分光デバイス173A1,173B1は、第一実施形態における分光デバイス172Aと同様の構成を有し、波長可変干渉フィルター5を備えて構成されている。
受光部173A2,173B2は、第一実施形態における受光部172Bと同様であり、受光部173A2は分光デバイス173A1により分光された所定波長の光を受光し、受光部173B2は分光デバイス173B1により分光された所定波長の光を受光する。
受光光学部材173A3,173B3は、第一実施形態の受光光学部材172Cと略同様であり、例えばアパーチャーやミラー、反射鏡等により構成されている。そして、受光光学部材173A3は、メディアM上で45°の角度で+Y側に反射された測定光を、分光デバイス173A1及び受光部173A2に導く。また、受光光学部材173B3は、メディアM上で45°の角度で−Y側に反射された測定光を、分光デバイス173B1及び受光部173B2に導く。
図12は、メディアMと分光器17Aとの距離が変動した場合の照明領域及び測定領域の位置をYZ平面で示した図である。
本実施形態では、測色規格(JIS Z 8722)により規定された光学的幾何条件における(0/45°測色系)の方式に従って測色を実施し、メディアMに対して法線方向から光を照射し、45°で反射された測定光を測定する。
したがって、本実施形態では、光源部171Cからの照明光は、メディアMと分光器17Aとの距離によらず略定位置に照射される。光源部171Cの光軸とメディアMとが交わる点を照明中心LCとし、特に、メディアMが基準位置P0に位置する場合の照明中心LCをLC0、メディアMが第一位置P1に位置する場合の照明中心LCをLC1、メディアMが第二位置P2に位置する場合の照明中心LCをLC2として表記する。
一方、第一測定部173A及び第二測定部173Bの測定領域は、メディアMと分光器17Aとの距離に応じてY方向に沿って変動する。ここで、第一測定部173Aによる測定領域ADAの中心を第一測定中心DAとし、第二測定部173Bによる測定領域ADBの中心を第二測定中心DBとする。特に、メディアMが基準位置P0に位置する場合の第一測定中心DAをDA0、第二測定中心DBをDB0とし、メディアMが第一位置P1に位置する場合の第一測定中心DAをDA1、第二測定中心DBをDB1とし、メディアMが第二位置P2に位置する場合の第一測定中心DAをDA2、第二測定中心DBをDB2として表記する。
一方、第二測定部173Bは、メディアMが第二位置P2に位置する場合に、第二測定中心DB2と、照明中心LC2とが一致するように配置位置が設定され、または、受光光学部材173B3が構成されている。つまり、第二測定部173Bは、メディアMが第二位置P2に位置する場合に、照明中心LC2を第二測定中心DB2とした測定領域ADBからの測定光を測定する。
そして、メディアMが基準位置P0に位置する場合に、第一測定中心DA0及び第二測定中心DB0は、照明中心LC0よりも距離dだけ−Y側に位置し、第一測定部173Aの光軸と、第二測定部173Bの光軸とが当該位置で交差する。
つまり、第一測定部173Aの光軸及び第二測定部173Bの光軸は、YZ平面における座標(y,z)=(−d,0)を交点として交わり、かつ、当該交点は、メディアMをZ方向から見た際に、照明領域ALC内に含まれる。
このような構成では、メディアMと分光器17Aとの距離が変動した場合でも、第一測定領域ADA及び第二測定領域ADBのいずれかが、照明領域ALC内に含まれることになり、かつ、第一測定中心DA及び第二測定中心DBのいずれか一方が照明中心LCから離隔しても他方が近接する。よって、これらの第一測定部173A及び第二測定部173Bのうち、受光量が大きい一方を選択する、又は第一測定部173A及び第二測定部173Bの測定結果の平均値を用いることで、メディアMと分光器17Aとの距離によらず、十分な光量の照明光を照射された領域に対する測定を実施することができ、高精度な測定を実施できる。
次に、本発明に係る第三実施形態について説明する。
上記第一実施形態では、測定部172により測定された測定結果に基づいて、測色処理を実施する例を示した。これに対して、本実施形態では、さらに、測定部により測定された測定結果をメディアと分光器との距離に応じて補正し、その補正結果に基づいて測色処理を実施する点で上記第一実施形態と相違する。
本実施形態では、プリンター10Bは、第一実施形態と同様、供給ユニット11、搬送ユニット12、キャリッジ13、キャリッジ移動ユニット14、制御ユニット15を含む。そして、本実施形態では、図13に示すように、キャリッジ13には、印刷部16及び分光器17に加え、更に、距離センサー18が設けられている。なお、距離センサー18は、分光器17に組み込まれる構成としてもよい。
また、光学式の距離センサー18を用いる場合、分光器17の光源部171の照明光を用いることが好ましい。この場合、例えばメディアMにコックリング等によるうねりが生じていても、分光器17による分光測定が実施される測定領域ADにおける、メディアM及び分光器17の距離が計測される。
また、測色手段154Dは、上記第一実施形態と同様、分光測定処理により得られた複数波長の光に対する受光量に基づいて、測定領域ADに対する色度を測定する。これに加え、本実施形態の測色手段154Dは、本発明の補正部として機能し、距離センサー18により計測された距離に基づいて、測色結果を補正し、補正した測色結果に基づいて色度を測定する。
次に、本実施形態のプリンター10B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10Bにおける分光測定方法を示すフローチャートである。
本実施形態では、図9に示すような第一実施形態の分光測定方法と略同様の方法により、カラーパッチに対する分光測定を実施する。
すなわち、図14に示すように、ステップS1からステップS2の処理により、カラーパッチ31を有するカラーチャート3を形成し、ステップS3の処理により、白色基準に対する分光測定を実施する。この後、本実施形態では、白色基準の測定を実施した位置において、距離センサー18により、白色基準と分光器17との距離を計測する(ステップS11)。測定制御手段154Cは、ステップS3で測定された受光量(基準光量)と、ステップS11で取得した距離と、を測定波長(又は静電アクチュエーター56への印加電圧)と関連付けてメモリ153に記憶する。
本実施形態では、第一実施形態と同様、メディアMが基準位置P0に位置する際に、第一照明中心LA0及び第二照明中心LB0が、測定中心D0と異なる位置に位置し、メディアMと分光器17との距離が変動した場合に、第一照明中心LA及び第二照明中心LBのいずれかが測定中心Dに近接する構成となる。このため、測定部172の受光部172Bに入射される受光光量(受光される総光量)の変動を抑制でき、精度の高い測定結果を得ることが可能となる。しかしながら、図8に示すように、メディアMと分光器17との距離によって、僅かながら受光部172Bにて受光される受光光量が変化する。
これに対して、本実施形態では、上記のような、メディアM及び分光器17の距離に対する、受光部172Bでの受光量の変化を示した距離−光量データがメモリ153に記憶され、この距離−光量データに基づいた補正が実施される。
具体的には、図15に示すように、距離−光量データには、メディアM及び分光器17の距離の変化量Δd(メディアMの基準位置P0からのZ方向変位量)に対する、受光部172Bでの受光量変化率(以降、補正係数と称する場合もある)が記録されている。また、これらの距離−光量データは、測定波長毎にそれぞれ設けられている。例えば、本実施形態では、可視光域(400nm〜700nm)における16バンドの測定波長に対して分光測定が実施されるので、これらの16バンドの測定波長のそれぞれに対する距離−光量データがメモリ153に記憶されている。
なお、図15では、距離変化量に対する補正係数を記録した距離−光量データを例示するが、メディアM及び分光器17の距離に対する補正係数が記録されていてもよい。
この後、測色手段154Dは、第一実施形態と同様、ステップS7の測色処理を実施する。
本実施形態のプリンター10Bでは、キャリッジ13に、分光器17及び距離センサー18が搭載されている。そして、測色手段154Dは、距離センサー18により計測されたメディアM及び分光器17の距離を用いて、分光器17を用いた分光測定により得られた各波長に対する受光量を補正する。これにより、メディアMと分光器17との距離が変動した場合でも、その距離に応じて受光量を補正することができるので、当該受光量に基づいて、測定対象であるカラーパッチに対する高精度な測色処理を実施することができる。
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。
例えば3つの光源(第一光源部、第二光源部、及び第三光源部)を設ける場合では、メディアMの法線方向から見た際に、第一光源部、第二光源部、及び第三光源部が回転対象となるように、測定中心を中心に120°間隔となるように配置する。そして、メディアMが第一位置P1に位置する際に、第一光源部による第一照明中心がメディア上の測定中心に一致し、メディアMが第二位置P2に位置する際に、第二光源部による第二照明中心がメディア上の測定中心に一致し、メディアMが基準位置P0に位置する際に、第三光源部による第三照明中心がメディア上の測定中心に一致するように、各々照明光軸が構成されている。このような構成では、上記第一実施形態と同様、メディアMが基準位置P0から第一位置P1側に移動した場合には、第一光源部の照明光の光量により測定領域内の光量減少を抑制でき、メディアMが基準位置P0から第二位置P2側に移動した場合には、第二光源部の照明光の光量により測定領域内の光量減少を抑制できる。さらに、上記第一実施形態では、メディアMが基準位置P0に位置する際に、第一照明中心及び第二照明中心が測定中心からずれていたが、本変形例では、第三光源部による第三照明中心が測定中心に一致するので、メディアMが基準位置P0に位置する際の光量分布をより均一にでき、更なる測定精度の向上を図れる。
すなわち、図16に示す分光器17Bは、光源部が、第一光源部171A、第二光源部171B、第三光源部171D、及び第四光源部171Eを含む。
このうち、第一光源部171Aは、第一実施形態と同様、測定部172の+Y側に配置され、メディアMが第一位置P1に位置する際に、測定中心D1と第一照明中心LA1とが一致するように照明光を照射する。
また、第二光源部171Bも、第一実施形態と同様であり、測定部172の−Y側に配置され、メディアMが第二位置P2に位置する際に、測定中心D2と第二照明中心LB2とが一致するように照明光を照射する。
第三光源部171Dは、第一光源部171Aと同様、測定部172の+Y側に配置されている。この第三光源部171Dは、メディアMが第二位置P2に位置する際に、第三光源部171Dの光軸とメディアMとの交点である第三照明中心LD2が測定中心D2と一致するように照明光を照射する。
第四光源部171Eは、第二光源部171Bと同様、測定部172の−Y側に配置されている。この第四光源部171Eは、メディアMが第一位置P1に位置する際に、第四光源部171Eの光軸とメディアMとの交点である第四照明中心LE2が測定中心D2と一致するように照明光を照射する。
また、第一実施形態では、メディアMが基準位置P0に位置する際に、測定中心D0の−Y側に第一照明中心LA0及び第二照明中心LB0が位置し、測定領域ADに対して光量分布が−Y側に偏る。これに対して、図16に示す分光器17Bでは、測定中心D0の−Y側に第一照明中心LA0及び第二照明中心LB0が位置し、+Y側に第三照明中心LD0及び第四照明中心LE0が位置する。よって、測定領域ADにおいて、光量分布が一方に偏ることがない。メディアMが第一位置P1に位置する際も同様であり、測定領域ADの+Y側又は−Y側に光量が偏ることがなく、測定領域ADの全体に対して略均一な光量にて照明光を照射することができる。
3つの測定部を設ける場合では、例えば、メディアMが基準位置P0に位置する際の照明中心LC0を測定中心とした測定領域を有する第三測定部を設ければよい。
また、4つの測定部を設ける場合では、光源部171Cの+Y側に、第一測定部及び第三測定部を設け、―Y側に第二測定部及び第四測定部を設ける。そして、メディアMが第一位置に位置する際に、第一測定部及び第四測定部の測定中心が照明中心に一致するように、また、メディアMが第二位置に位置する際に、第二測定部及び第三測定部の測定中心が照明中心に一致するように、各測定部の測定領域を設定すればよい。
第二照明中心LBに関しても同様であり、例えば、メディアMが分光器17から所定寸法離れた第二位置P2に位置する際に、第二照明中心LB2が測定中心D2よりも+Y側に僅かにずれた位置に位置していてもよく、―Y側に僅かにずれた位置に位置していてもよい。
例えば、図16において、第一光源部171A及び第三光源部171Dのみが設けられ、第二光源部171B及び第四光源部171Eが設けられない構成などとしてもよい。この場合でも、メディアMが第一位置P1に位置する場合には、第一光源部171Aの第一照明中心LA1が測定中心D1に一致し、メディアMが第二位置P2に位置する場合には、第三光源部171Dの第三照明中心LD2が測定中心D2に一致する。また、メディアMが基準位置P0に位置する場合には、測定中心D0を挟んで、―Y側に第一照明中心LA0が、+Y側に第三照明中心LD0が位置するので、測定領域ADにおける光量分布も均一となる。よって、上記実施形態と同様、高精度な測定を実施することができる。
また、インクジェット方式のものに限定されず、例えば熱転写方式を用いたサーマルプリンターや、レーザープリンター、ドットインパクトプリンター等、如何なる印刷方式のプリンターに対しても適用できる。
また、分光素子として、波長可変干渉フィルター5を例示したがこれに限定されない。分光素子としては、例えば、グレーティング、AOTF、LCTF等を用いてもよい。
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を備えた分光デバイス172A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メディアMに照射する構成(前分光)としてもよい。
キャリッジ移動ユニット14として、キャリッジ13をX方向に沿って移動させる構成を例示したが、例えば、キャリッジ13を固定し、メディアMをX方向に移動させてもよい。すなわち、キャリッジ13をメディアMに対して相対移動させる移動機構が設けられていればよい。
Claims (9)
- 被測定物に照明光を照射する光源と、
前記照明光が前記被測定物で反射された反射光、又は前記被測定物を透過した透過光である測定光を測定する測定部と、を含み、
前記照明光は複数の照明光であり、
前記被測定物が基準位置に位置する場合に、前記複数の照明光のそれぞれの光軸と前記被測定物とが交わる照明中心と、前記測定部により測定される前記被測定物の測定領域の中心である測定中心とは、位置が異なる
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項1に記載の測定装置において、
前記複数の照明光は、第一照明光及び第二照明光であり、
前記第一照明光の光軸と、前記第二照明光の光軸とは、所定の交点で交わり、かつ前記被測定物の法線方向から見た際に、前記交点が前記測定領域内に含まれる
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項2に記載の測定装置において、
前記被測定物が前記基準位置に位置する際に、前記第一照明光の光軸と前記被測定物とが交わる第一照明中心と、前記第二照明光の光軸と前記被測定物とが交わる第二照明中心とが、前記測定中心に対して同じ方向にずれて位置している
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の測定装置において、
前記被測定物が前記基準位置よりも前記測定部側に所定寸法近接して位置する際に、前記第一照明光の光軸と前記被測定物とが交わる第一照明中心と、前記測定中心とが一致する
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の測定装置において、
前記被測定物が前記基準位置よりも前記測定部とは反対側に所定寸法離れて位置する際に、前記第二照明光の光軸と前記被測定物とが交わる第二照明中心と、前記測定中心とが一致する
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の測定装置において、
前記光源及び前記測定部が搭載されたキャリッジと、
前記キャリッジを前記被測定物に対して第一方向に相対移動させる移動機構と、を備え、
前記複数の照明光の光軸は、前記被測定物の法線方向から見た際に、前記第一方向に交差する第二方向である
ことを特徴とする測定装置。 - 被測定物に照明光を照射する光源と、
前記照明光が前記被測定物で反射された反射光、又は前記被測定物を透過した透過光である測定光を測定する複数の測定部と、を含み、
前記被測定物が基準位置に位置する場合に、前記光源の光軸と前記被測定物とが交わる照明中心と、前記複数の測定部のそれぞれにより測定される前記被測定物の測定領域の中心である測定中心とは、位置が異なる
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の測定装置と、
前記被測定物に画像を形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする印刷装置。 - 請求項8に記載の印刷装置において、
前記画像形成部と前記測定装置が搭載されたキャリッジと、
前記キャリッジを前記被測定物に対して相対移動させる移動機構と、
を備えることを特徴とする印刷装置。
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