JP2019138883A - 分光特性取得装置、画像形成装置、画像形成システム、画像形成装置の管理システム、及び画像形成装置の管理方法 - Google Patents

分光特性取得装置、画像形成装置、画像形成システム、画像形成装置の管理システム、及び画像形成装置の管理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】配列された複数の分光センサによる分光特性取得装置を、安価に実現する。【解決手段】開示の技術の一態様に係る分光特性取得装置は、照射された光の対象物からの反射光を受光して、前記対象物の色データを取得する複数の分光センサを有する色データ取得手段と、予め設定されている変換行列を用い、前記色データに基づいて、前記対象物の分光特性を推定する分光特性算出手段と、前記対象物を所定の搬送方向に搬送する第１の搬送手段と、前記搬送方向と交差する方向に前記色データ取得手段を搬送する第２の搬送手段と、を有し、前記複数の分光センサは、前記搬送方向に配列されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、分光特性取得装置、画像形成装置、画像形成システム、画像形成装置の管理システム、及び画像形成装置の管理方法に関する。
電子写真方式やインクジェット方式等のフルカラー画像形成装置（プリンタ、複写機等）では、近年、用紙等の記録媒体上に形成されるカラー画像に対して高い画像品質が要求されており、色再現性の向上は重要な技術課題の一つとなっている。
このような色再現性向上のために、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列された複数の分光センサから得られる出力信号に基づいて、記録媒体上に形成された画像の分光特性を取得する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また分光センサを二次元的に走査して、カラーパッチ等の測定対象の測色を行う走査型の測色技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献１の技術では、画像幅分の分光特性を高精度に取得するために広範囲を照明可能なライン状の明るい光源が必要となり、装置が高価になる場合があった。また特許文献２の技術では、分光センサを二次元走査するため、分光特性の取得に時間がかかり、５０００色〜１００００色のカラーパッチの分光特性の取得が要求される６色以上の多色プリンタの画像等に、これを適用するのは現実的ではなかった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、配列された複数の分光センサによる分光特性取得装置を、安価に実現することを課題とする。
開示の技術の一態様に係る分光特性取得装置は、照射された光の対象物からの反射光を受光して、前記対象物の色データを取得する複数の分光センサを有する色データ取得手段と、予め設定されている変換行列を用い、前記色データに基づいて、前記対象物の分光特性を推定する分光特性算出手段と、前記対象物を所定の搬送方向に搬送する第１の搬送手段と、前記搬送方向と交差する方向に前記色データ取得手段を搬送する第２の搬送手段と、を有し、前記複数の分光センサは、前記搬送方向に配列されていることを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、配列された複数の分光センサによる分光特性取得装置を、安価に実現することができる。
第１の実施形態の分光特性取得装置の構成の一例を説明する斜視図である。 第１の実施形態の分光特性取得装置の分光ユニットの構成の一例を説明する図である。 第１の実施形態の分光特性取得装置における回折像と撮像素子による受光を説明する図である。 第１の実施形態の分光特性取得装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態の分光特性取得装置の分光特性推定演算のための機能構成の一例を示すブロック図である。 基準サンプルのｘｙ色度分布及びトナー画像の色再現範囲の一例を示す図である。 第１の実施形態の分光特性取得装置における色データ取得時の用紙を＋Ｚ軸方向からみた平面図である。 第１の実施形態の分光特性取得装置の分光特性の取得処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の分光特性取得装置の校正色標の一例を説明する図である。 第１の実施形態の分光特性取得装置の校正時の配置の一例を説明する斜視図である。 第１の実施形態の分光特性取得装置による変換行列の校正処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の分光特性取得装置の各分光センサが色標毎に取得した分光特性の一例を説明する図である。 第２の実施形態の分光特性取得装置の補正係数取得演算のための機能構成の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態の分光特性取得装置の補正係数の取得処理の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態の画像形成装置の構成の一例を説明する図である。 第４の実施形態の画像形成装置の管理システムの構成の一例を説明する図である。 第４の実施形態の画像形成装置の管理システムで用いるカラーコードの一例を説明する図である。 第４の実施形態の画像形成装置管理システムによる画像形成装置の管理方法の処理の一例を説明するフローチャートである。
以下、図面を参照して発明の実施形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
なお実施形態の説明においては、分光特性を取得する対象物を、用紙等の画像担持媒体とする例を示し、分光特性を取得する対象物を単に用紙と呼ぶ。また実線の矢印で方向を示す図面があるが、矢印で示した方向のうち、Ｘ軸方向は用紙の幅方向、Ｙ軸方向は用紙の搬送方向、Ｚ軸方向はＸ−Ｙ平面と直交する方向を示すものとする。なお、Ｘ軸方向は、「所定の搬送方向と交差する方向」の一例であり、Ｙ軸方向は「所定の搬送方向」の一例である。
また実施形態の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
［第１の実施形態］
まず第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の分光特性取得装置の構成の一例を示す斜視図である。
図１において、分光特性取得装置１０は、色データ取得ユニット２０と、用紙搬送手段３０と、用紙検知センサ４１と、色データ取得ユニット搬送手段４０と、校正色標５０と、制御部３００とを有している。また、色データ取得ユニット２０は、ライン照明光源６０と、縮小結像レンズ７０と、分光ユニット８０とを有している。色データ取得ユニット２０は、「色データ取得手段」の一例である。また用紙搬送手段３０は、「第１の搬送手段」の一例であり、色データ取得ユニット搬送手段４０は、「第２の搬送手段」の一例である。
用紙１００は、用紙搬送手段３０により、一定の速度でＹ軸方向に搬送される。用紙搬送手段３０は、例えば２つのローラを有するニップローラである。用紙搬送手段３０は、図示するように、ニップローラで用紙１００を挟み、ニップローラを回転させることで用紙１００を搬送する。
用紙検知センサ４１は、用紙１００が色データ取得領域２１の位置に搬送されてきたことを検知する。用紙検知センサ４１は、例えば用紙１００に光を照射し、反射光をフォトダイオード等で検出する。用紙検知センサ４１の出力に基づき、用紙１００が色データ取得ユニット２０による色データ取得領域２１の位置にあることが検知される。
色データ取得ユニット搬送手段４０は、色データ取得ユニット２０を用紙の幅方向に搬送する。色データ取得ユニット搬送手段４０は、例えばボールネジとガイド等で構成された搬送ステージである。
校正色標５０は、分光特性の算出に用いる変換行列の校正を行う際に使用される。校正色標５０については、別途詳述する。
分光特性取得装置１０は、用紙１００の色データ取得領域２１内において、Ｙ軸方向の複数の位置の分光特性を同時に取得することができる。
ライン照明光源６０は、色データ取得領域２１を、用紙１００の法線方向に対して約４５度傾斜した方向からライン状の光で照明する。またライン照明光源６０は、用紙１００における色データ取得領域２１以外の領域からの反射光が、分光ユニット８０に入射しないように、色データ取得領域２１に対して適切な領域を照明する。
ライン照明光源６０としては、例えば可視光の略全域において強度を有する白色のＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）アレイを用いることができる。但し、これに限定されず、ライン照明光源６０として冷陰極管等の蛍光灯やランプ光源等を用いても構わない。
ライン照明光源６０は、分光に必要な波長領域の光を発するものであって、かつ色データ取得領域２１の全体にわたって均質に照明可能なものであることが好ましい。なお、ライン照明光源６０から出射された光を集光し、用紙１００に平行光、又は収束光を照射するコリメートレンズを加えても構わない。
縮小結像レンズ７０は、光軸が用紙１００の法線方向と一致するように配置され、用紙１００からの反射光、すなわち反射光束を、分光ユニット８０の入射面に所定倍率で結像する機能を有する。ここで、縮小結像レンズ７０に像側テレセントリック特性を付加することで、像面に入射する光束の主光線は、光軸と略平行となる。縮小結像レンズ７０は、複数枚のレンズから構成されても構わない。
なお、縮小結像レンズ７０に像側テレセントリック特性を付加することで、像面に入射する光束の主光線を簡易に光軸と略平行にできるが、縮小結像レンズ７０に像側テレセントリック特性を付加しなくてもよい。その場合には、像面の各位置での主光線の傾きに合わせて、後述するピンホールアレイの各ピンホールとレンズアレイの各レンズの位置関係等を調整することで、同様の効果が得られる。
分光ユニット８０は、用紙１００に照射された光の拡散反射光を分光する機能と、分光された光を受光した信号を出力する機能を有する。分光ユニット８０については、図２を用いて詳述する。
なお、図１に例示する光学系は、ライン照明光源６０から出射される照明光が用紙１００に対して略斜め４５度より入射し、分光ユニット８０が用紙１００から垂直方向に拡散反射する光を受光する所謂４５／０光学系である。しかしながら、光学系の構成は図１に例示するものに限定されず、例えば、ライン照明光源６０から出射される照明光が用紙１００に対して垂直に入射し、分光ユニット８０が用紙１００から４５度方向に拡散する光を受光する所謂０／４５光学系等としてもよい。
次に、分光ユニット８０の構成を、図２を参照して説明する。図２は、第１の実施形態の分光ユニットを例示する断面図であり、分光ユニットのＹＺ平面に平行な断面の一部分を示している。
図２において、分光ユニット８０は、ピンホールアレイ８１と、レンズアレイ８２と、回折素子８３と、撮像素子８４とを有している。また分光ユニット８０は、パッケージ８５と、スペーサ８６と、カバーガラス８７と、ガラス基材８８ａ〜８８ｃとを有している。
ピンホールアレイ８１は、用紙１００からの反射を通過させる開口部としてのピンホールを有している。ピンホールは、Ｚ軸方向において、縮小結像レンズ７０から入射される光が結像する像面位置に配置され、所定の間隔でＹ軸方向にアレイ状に配列されている。図２では、３つのピンホールがＹ軸方向に配列された例が示されている。
ピンホールアレイ８１は、光透過性フレームとしての透明な平板状のガラス基材８８ａに一体に設けられている。透明なガラス基材に、例えばニッケル等の金属薄膜が蒸着され、ピンホールに該当する開口部がアレイ状に設けられてピンホールアレイ８１が構成されている。用紙１００の色データ取得領域２１の各位置からの反射光の光束が、ピンホールアレイ８１に設けられた各ピンホールにより抽出される。
なお、ピンホールアレイ８１に限定されず、矩形の開口部を有するスリットアレイや、Ｙ軸方向に対して矩形のスリットを傾けた斜めスリットアレイを有する構成としても構わない。
ガラス基材８８ａにおいて、用紙１００からの反射光が入射する面の反対側の面には、光透過性フレームとしての透明な平板状のガラス基材８８ｂが面同士を合わせて接合されている。またガラス基材８８ｂにおいて、ガラス基材８８ａとの接合面の反対側の面には、レンズが所定の間隔でＹ軸方向にアレイ状に配列するように設けられている。図２は、３つのレンズをＹ軸方向に配列し、レンズアレイ８２を構成した例を示している。レンズアレイ８２の各レンズは、ピンホールアレイ８１の各ピンホールを通過した各光束を集光し、撮像素子８４上に各レンズによる像を結像する。
レンズアレイ８２は、複数のレンズ８２ａがＹ軸方向に１列に配列されたものであり、レンズアレイ８２の各レンズ８２ａは、ピンホールアレイ８１の各開口部を通過した各拡散光束を弱拡散光束に変換する機能を有する。
なお、弱拡散光束とは、入射する拡散光束よりも平行光束に近い拡散光束をいう。つまり、入射する拡散光束に比べると拡散の程度が小さくなった、すなわち弱くなった拡散光束である。
レンズアレイ８２を構成する各レンズ８２ａは、ピンホールアレイ８１を構成する各開口部に対応する位置に配置されており、各レンズ８２ａは各開口部を透過した光が全て入射するような径とされている。但し、各レンズ８２ａの平面形状は円形でなくてもよい。
本実施の形態では、ピンホールアレイ８１とレンズアレイ８２を、ガラス基材８８ａ、及び８８ｂを介して配置しているが、これには限定されない。ガラス基材８８ａ、及び８８ｂの厚みは、ピンホールアレイ８１とレンズアレイ８２の光路長がレンズアレイ８２の各レンズ８２ａの物体側焦点距離より短くなるように決められている。なお、レンズアレイ８２において、迷光をなくすため、各レンズ８２ａの開口以外の部分を遮光することが好ましい。
Ｚ軸方向において、レンズアレイ８２と対向するように、光透過性フレームとしての透明な平板状のガラス基材８８ｃが設けられている。ガラス基材８８ｂとガラス基材８８ｃは、スペーサ８６を介して接合されている。
スペーサ８６は、ガラス基材８８ｂとガラス基材８８ｃとの間に所定の間隔、すなわち空間を与えるための部材であり、例えば金属平板の平面部に所定の貫通孔が設けられた部材である。スペーサ８６のレンズアレイ８２と対向する側の面では、スペーサ８６の貫通孔に該当しない部分と、ガラス基材８８ｂのレンズのない部分とが接触し、接合される。またスペーサ８６の回折素子８３と対向する側の面では、スペーサ８６の貫通孔に該当しない部分と、ガラス基材８８ｃの任意の部分とが接触し、接合される。これによりガラス基材８８ｂとガラス基材８８ｃとの間に、所定の間隔、すなわち空間が与えられる。貫通孔は、レンズアレイ８２の各レンズが収まるような小さな孔が設けられていてもよいし、複数のレンズが収まるような大きな孔が設けられていてもよい。
ガラス基材８８ｃにおいて、レンズアレイ８２と対向する面、すなわち用紙１００からの反射光が入射する面には、回折素子８３が設けられている。回折素子８３は、ガラス基材８８ｃに所定間隔の鋸歯形状が形成されたもので、入射する光を回折し、分光する回折格子としての機能を有する。レンズアレイ８２の各レンズを透過した各光束は、回折素子８３によりそれぞれ分光される。撮像素子８４上には、各光束に対応した回折像が形成される。
回折素子８３としては、１次回折光の回折効率を高めたブレーズ型回折格子を用いることが好ましい。回折素子８３をブレーズ型回折格子とすることで、１次回折光のみの回折効率を高めることが可能となるため、光学系の光利用効率を高めることができる。これにより短い時間で十分な品質の信号を取得でき、分光特性取得のための時間を短縮できる。
撮像素子８４は、複数の画素がＹ軸方向に配列されたラインセンサである。撮像素子８４は、レンズアレイ８２と回折素子８３により形成された各回折像を、それぞれ異なる位置の複数の受光素子で受光することで、入射する所定の波長帯の光量を取得する。撮像素子８４としては、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＭＯＳ（Complimentary Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を用いることができる。
なお、回折素子８３の回折軸は、Ｙ軸方向に対して角度αだけ傾いている。撮像素子８４には、図３に示すように、Ｘ軸方向に対して角度αだけ傾いた回折像が入射する。図３には、０次回折像Ａ、＋１次回折像Ｂ、及び＋２次回折像Ｃからなる回折パターンが、Ｙ軸方向に３つ並んで示されている。回折パターンのうち、１次回折像Ｂが撮像素子８４により受光されるように配置されている。図３では、３つのレンズアレイによる３つの１次回折像が、撮像素子８４の画素領域８４ａ、８４ｂ、及び８４ｃで受光され、電気信号に変換される。電気信号は分光ユニット８０により取得された色データとして出力される。
この様に、分光特性取得装置１０では、回折像のクロストークが排除され、＋１次回折像Ｂから用紙１００の分光特性を求めることが可能になっている。なお、以降の説明において、＋１次回折像Ｂを単に回折像と称する場合がある。
撮像素子８４はパッケージ８５の内部に固定され、パッケージ８５の開口部は光透過性のフレームとしての透明なカバーガラス８７で塞がれている。カバーガラス８７は、ガラス基材８８ｃの回折素子８３が形成されていない側の面と接合されている。
ピンホールアレイ８１の１つのピンホールと、これに対応するレンズアレイ８２の１つのレンズ、回折素子８３の一部、すなわちレンズによる光束透過部、及び撮像素子８４の一部の画素列をもって、光学的には１つの分光器の機能を有している。そこで、１つの分光器の機能を有する部分を、以下では分光センサと称する場合がある。
なお、図２〜３では分光センサを３個だけ図示しているが、これに限定されず、多数の分光センサを有する構成であってよい。例えば、撮像素子８４として１０２４個の画素を有するものを用い、上記の一部の画素列における画素数を１０画素とした場合、１０２個の分光センサを構成することができる。このような分光センサは、Ｙ軸方向、すなわち用紙の搬送方向に配列されており、「対象物の搬送方向に配列されている複数の分光センサ」の一例である。
分光ユニット８０を構成する分光のための光学系においては、ピンホールアレイ８１とレンズアレイ８２と回折素子８３によって形成される回折像と撮像素子８４の相対的な位置ずれが分光特性の取得精度に大きな影響を及ぼす。本実施形態では、これらの位置ずれを抑制するために、ピンホールアレイ８１と、レンズアレイ８２と、回折素子８３と、撮像素子８４とを、縮小結像レンズ７０の光軸方向に積層するように重ね合わせて接合し、一体化している。
次に、分光特性取得装置１０の制御部３００の概要について、図４を参照して説明する。図４は本実施形態の分光特性取得装置１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
制御部３００は、主制御部３００Ａと、Ｉ／Ｏ（Input/Output）３０５と、光源駆動部３０６と、撮像素子制御部３０７と、モータ駆動部３０８と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３０９とを有している。
主制御部３００Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０３とを有している。これらは、システムバス３２０を介して相互に電気的に接続されている。
ＣＰＵ３０１は、分光特性取得装置１０の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３をワークエリア（作業領域）としてＲＯＭ３０２等に格納されたプログラムを実行することで、分光特性取得装置１０の全体の動作を制御し、後述する各種機能を実現する。ＨＤＤ３０９は、取得された色データ等を格納する。
Ｉ／Ｏ３０５は、用紙検知センサ４１による検知信号等を入力する。
光源駆動部３０６は、入力された制御信号に従って、ライン照明光源６０を発光させるための駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。
撮像素子制御部３０７は、入力された制御信号に従って、分光ユニット８０の有する撮像素子８４による撮像を制御する。また撮像素子８４による撮像データは、色データとして撮像素子制御部３０７を通じてＨＤＤ３０９に送信され、記憶される。
モータ駆動部３０８は、入力された制御信号に従って、用紙搬送手段３０、及び色データ取得ユニット搬送手段４０を作動させるための各モータに、駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。
制御部３００は、取得された色データに基づき、変換行列を用いて用紙１００の分光特性を推定演算する機能を実現する。
なお、ＣＰＵで行う制御処理の一部、又は全部を、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の電子回路で実現してもよい。
図５は、分光特性の推定演算のための機能構成の一例を示すブロック図である。
制御部３００は、演算部１１０と、記憶部１２０とを有している。演算部１１０は、色データ入力部１１１と、変換行列算出部１１２と、分光特性算出部１１３とを有している。また記憶部１２０は、リファレンスデータ記憶部１２１と、色データ記憶部１２２と、変換行列記憶部１２３とを有している。以下、演算部１１０が有する各部の機能を説明すると共に、用紙１００の分光特性として分光反射率分布を推定演算する方法について説明する。
分光特性取得装置１０において、ライン照明光源６０から用紙１００に光が照射されると、回折像を受光した分光ユニット８０の撮像素子８４から電気信号が出力され、制御部３００の色データ入力部１１１に色データとして入力される。
色データが入力されると、分光特性算出部１１３が、変換行列記憶部１２３に予め記憶されている変換行列を用いて、色データから用紙１００の分光特性を算出する。分光特性算出部１１３は、「分光特性算出手段」の一例である。
本実施形態において、分光特性算出部１１３が、分光ユニット８０に含まれる１つの分光センサによる色データから、分光特性として分光反射率分布を推定演算する方法を説明する。なお、分光特性は、以下で説明する方法とは異なる方法で求められてもよい。
分光ユニット８０のうちの１つの分光センサを構成するＮ個の画素から、色データｖｉ（ｉ＝１〜Ｎ）が得られ、行列Ｖに格納される。行列Ｖと変換行列Ｇとを用いて、各波長帯（例えば４００〜７００ｎｍで１０ｎｍピッチの３１個）の分光反射率を格納する行列ｒは、以下の式（１）で表される。変換行列Ｇは、「予め設定されている変換行列」の一例である。
変換行列Ｇは、以下の式（２）〜（４）に示す様に、既知である複数（ｎ個）の基準サンプルの分光反射率分布を格納する行列Ｒと、基準サンプルから得られる分光センサの色データｖを格納する行列Ｖとから、最小二乗法を用いて誤差の二乗ノルム‖・‖２を最小化することによって求められる。
Ｖを説明変数、Ｒを目的変数としたＶからＲへの回帰式の変換行列Ｇは、例えば行列Ｖの二乗最小ノルム解を与えるMoore-Penroseの一般化逆行列を用いて以下の式（５）により求められる。式（５）において、上付きＴは行列の転置を、上付き−１は逆行列を表している。
分光特性取得装置１０では、基準サンプルの分光反射率の取得結果が、制御部３００のリファレンスデータ記憶部１２１に予め記憶されている。
変換行列算出部１１２は、分光特性取得装置１０において基準サンプルから得られる色データに基づいて行列Ｖｒｅｆを生成する。また、リファレンスデータ記憶部１２１に記憶されている基準サンプルの分光反射率分布から行列Ｒｒｅｆを生成する。変換行列算出部１１２は、この様に生成した行列Ｖｒｅｆ、Ｒｒｅｆから、式（５）に基づいて変換行列Ｇを算出する。
変換行列算出部１１２によって算出された変換行列Ｇは、変換行列記憶部１２３に記憶される。また、分光特性取得装置１０において基準サンプルから得られる色データの行列Ｖｒｅｆは、制御部３００の色データ記憶部１２２に記憶される。
用紙１００の分光特性を推定する場合、分光特性算出部１１３は、まず用紙１００の色データから行列Ｖｅｘｐを生成し、また変換行列記憶部１２３に記憶されている変換行列Ｇを取得する。分光特性算出部１１３は、行列Ｖｅｘｐ、及び変換行列Ｇを用いて、式（２）に基づいて、用紙１００の分光特性Ｒｅｘｐを推定により求めることができる。
上記した推定演算において、変換行列Ｇの算出に用いられる複数の基準サンプルは、例えばＸＹＺ表色系やＬ*ａ*ｂ*表色系等の色空間において、印刷画像で再現可能な色範囲（ガマット）の中から万遍なく選択されることが望ましい。この様な基準サンプルに基づいて算出された変換行列Ｇを用いることで、例えば用紙１００が有する画像の分光特性を高精度に推定することが可能になる。
但し、基準サンプルは、作成や維持、計測に多大な時間及びコストがかかる。従って変換行列Ｇは、分光特性の推定精度を維持可能な範囲で、少ない数の基準サンプルに基づいて求められることが望ましい。
基準サンプルの一例として、電子写真方式の画像形成装置の色再現可能範囲から万遍なく選択された２７色のトナー画像を用いることができる。図６は、２７色の各基準サンプルのｘｙ色度を示している。各点は基準サンプルのｘｙ色度を示し、実線はトナー画像の色再現範囲を示している。図６は、基準サンプルが、トナー画像の色再現範囲から万遍なく選択されていることを示している。
分光特性取得装置１０では、この様に選択された基準サンプルを用いて変換行列算出部１１２によって算出された変換行列Ｇが、変換行列記憶部１２３に予め記憶されている。
次に、分光特性取得装置１０による色データ取得時の色データ取得ユニット２０、及び用紙１００の動作を、図７を参照して説明する。図７は、色データ取得時の用紙１００を＋Ｚ軸方向からみた平面図である。（ａ）〜（ｄ）は、矢印２２で示された方向、すなわち＋Ｙ軸方向に搬送されている位置毎での用紙１００を示している。
（ａ）では、色データ取得ユニット２０は、用紙１００の−Ｘ軸方向、及び＋Ｙ軸方向の端部に位置している。（ａ）に示された位置から色データ取得ユニット２０は、白抜きの矢印で示された方向２０ａに連続搬送される。連続搬送は、所謂スキャンドライブである。色データ取得ユニット２０が連続搬送されながら、分光ユニット８０は、所定の時間間隔で用紙１００の色データ取得領域２１の色データを取得する。所定の時間間隔は、例えば撮像素子８４のフレーム周期である。この時に用紙１００の搬送は停止されている。分光ユニット８０が用紙１００の＋Ｘ軸方向の端部まで搬送されれば、色データ取得ユニット２０の搬送は停止される。
なお、（ａ）に示された用紙１００と用紙検知センサ４１の配置において、用紙検知センサ４１の出力に基づき、用紙１００が色データの取得位置にあることが検知される。
（ｂ）は、（ａ）の位置からＹ軸方向に所定長さだけ搬送された後の用紙１００を示している。所定長さは、例えば、分光ユニット８０のＹ軸方向の色データ取得範囲に該当する長さである。色データ取得ユニット２０は、用紙１００の＋Ｘ軸方向の端部に位置している。
（ｂ）に示された位置から色データ取得ユニット２０は、白抜きの矢印で示された方向２０ｂに連続搬送される。色データ取得ユニット２０が連続搬送されながら、分光ユニット８０は、所定の時間間隔で、用紙１００の色データ取得領域２１の色データを取得する。上記と同様に、この時に用紙１００の搬送は停止されている。色データ取得ユニット２０が用紙１００の−Ｘ軸方向の端部まで搬送されれば、色データ取得ユニット２０の搬送は停止される。
（ｃ）、及び（ｄ）においても同様の動作で、色データ取得ユニット２０は、用紙１００の色データ取得領域２１の色データを取得する。
なお、（ｄ）に示された用紙１００と用紙検知センサ４１の配置において、用紙検知センサ４１の出力に基づき、用紙１００が色データの取得位置から離れたことが検知される。
（ａ）〜（ｄ）に示された動作により、用紙１００の全領域での色データが取得される。なお、上記では、色データ取得ユニット２０をＸ軸方向に４回搬送して用紙１００の全領域での色データを取得したが、用紙１００の大きさに応じて搬送回数は任意に決定される。
次に、分光特性取得装置１０による分光特性の取得処理の一例を、図８のフローチャートを参照して説明する。
まずステップＳ８０１において、用紙搬送手段３０は、用紙１００をＹ軸方向に搬送する。
続いてステップＳ８０３において、用紙検知センサ４１は、用紙１００が色データの取得位置にあるかを示す検知信号を取得し、制御部３００に出力する。
続いてステップＳ８０５において、制御部３００は、用紙検知センサ４１の検知信号に基づき、用紙１００が色データの取得位置にあるかを判断する。
ステップＳ８０５で、用紙１００が色データの取得位置にあると判断された場合、ステップＳ８０７において、用紙搬送手段３０は、用紙１００のＹ軸方向への搬送を停止する。一方、色データの取得位置にないと判断された場合は、ステップＳ８０３に戻る。
続いてステップＳ８０９において、色データ取得ユニット搬送手段４０は、色データ取得ユニット２０をＸ軸方向に連続搬送する。
続いてステップＳ８１１において、色データ取得ユニット２０は、所定の時間間隔で、色データを取得する。すなわち色データ取得ユニット２０の撮像素子８４は、色データ取得領域２１の反射光から得られる回折像を撮像し、色データとして出力する。
続いてステップＳ８１３において、制御部３００は、色データ取得ユニット２０がＸ軸方向の端部まで搬送されたかを判断する。つまりＸ軸方向の全範囲で色データが取得されたかを判断する。
ステップＳ８１３で、色データ取得ユニット２０がＸ軸方向の端部まで搬送されたと判断された場合は、ステップＳ８１５において、色データ取得ユニット搬送手段４０は、色データ取得ユニット２０の搬送を停止する。ステップＳ８１３で、搬送されていないと判断された場合は、ステップＳ８１１に戻る。
続いてステップＳ８１７において、用紙搬送手段３０は、用紙１００をＹ軸方向に所定の長さだけ搬送する。
続いてステップＳ８１９において、用紙検知センサ４１は、用紙１００が色データの取得位置にあるかを示す検知信号を取得し、制御部３００に出力する。
続いてステップＳ８２１において、制御部３００は、用紙検知センサ４１の検知信号に基づき、用紙１００が色データの取得位置にあるかを判断する。
ステップＳ８２１で、用紙１００が色データの取得位置にあると判断された場合は、ステップＳ８０９に戻り、色データの取得が継続される。一方、ステップＳ８２１で、用紙１００が色データの取得位置にないと判断された場合は、ステップＳ８２３において、分光特性算出部１１３は、取得された色データに基づき、変換行列記憶部１２３に記憶されている変換行列Ｇを用いて、用紙１００の分光特性を算出する。
以上により、分光特性取得装置１０による分光特性の取得処理は終了する。
このようにして、分光特性取得装置１０は、用紙１００を搬送し、用紙１００の搬送方向に配列された複数の分光センサを有する色データ取得ユニット２０を用紙の幅方向に搬送しながら、用紙１００の全領域の色データを取得することができる。
次に、本実施形態の分光特性取得装置１０が有する変換行列Ｇの校正機能について説明する。校正においては、校正色標５０が用いられる。色データ取得ユニット２０により校正色標５０から取得される色データを用いて変換行列記憶部１２３に記憶されている変換行列が校正される。校正色標５０は、「分光特性が既知の色標を有する校正色標」の一例である。
校正色標５０における相互に色の異なる色の領域は、例えばＸＹＺ表色系やＬ＊ａ＊ｂ表色系等の色空間において、画像で再現可能な色範囲、すなわちガマットの中から万遍なく選択されることが望ましい。
校正色標５０における色の領域は、基準サンプルで説明した場合と同様に、作成や維持、計測に多大な時間及びコストがかかる。従って、分光特性の推定精度を維持可能な範囲で、少ない数の色の領域を用いることが多く、画像形成の色再現可能範囲から選択された数色から数十色を用いられることが多い。しかし、分光特性の推定精度を上げて高精度の測定を行うためには、数百色から数千色の領域が必要となる。これは、例えば電子写真方式やインクジェット方式等で高画質化に伴う４色以上の多色の色材を用いられる場合に顕著となる。ここでいう多色とは例えば、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックに加えてオレンジ、グリーン、ホワイト、クリアー、蛍光色などである。
本実施形態では、画像形成装置による画像形成の色再現可能範囲から選択された数色から数千色の色の基準サンプルを用いている。図９は、このような基準サンプルを有する校正色標５０の一例を示している。
図９において、校正色標５０は、例えばアルミニウム等の金属材料から切削加工により形成される板状部材５２と、板状部材５２の上面に設けられた複数の色標５１とで構成されている。色標５１は、調色された塗料で着色された帯状の部材である。帯の幅Ｄ１および長さＤ２は、分光ユニット８０により一度に色データを取得可能な範囲より大きければよい。例えば幅方法、及び搬送方向の色データ取得範囲がそれぞれ１ｍｍ、及び１００ｍｍの場合は、帯の幅Ｄ１は１ｍｍ以上で、長さＤ２は１００ｍｍ以上であればよい。このような色標５１が、長さ方向が搬送方向と略平行になるようにして、板状部材５２上で幅方向に配列され、校正色標５０が構成されている。
色標５１は、板状部材５２上に直接塗布され、形成されてもよいし、帯状の用紙に色画像が形成されたものを色標５１として板状部材５２に貼り付けてもよい。板状部材５２は、把持または搬送した際に、色標５１に触らない程度に大きくできており、色標５１の色数が多い場合には複数本用意される。
校正色標５０は、図１０に示されているように、色データ取得ユニット２０が搬送される範囲内に配置された用紙１００に対し、幅方向に隣接して配置されている。つまり校正色標５０は、色データ取得ユニット搬送手段４０により色データ取得ユニット２０が搬送される範囲内で、用紙１００が配置された領域以外に配置されている。色データ取得ユニット２０を校正色標５０の位置まで搬送することで、校正色標５０を用いた校正が実施可能となっている。
校正色標５０の有する各色標の分光特性は、高精度な分光器を用いて予め計測され、領域の分光特性を表す行列Ｒ１がリファレンスデータ記憶部１２１に予め記憶されている。
次に、変換行列算出部１１２が変換行列Ｇを校正する方法について説明する。色データ取得ユニット２０の有する各分光センサはそれぞれ変換行列Ｇを備えている。各分光センサの変換行列Ｇが、それぞれ変換行列算出部１１２により校正される。変換行列算出部１１２は、「変換行列校正手段」の一例である。
変換行列Ｇを校正する際には、色データ取得ユニット２０が校正色標５０の位置に移動する。ライン照明光源６０から校正色標５０に光が照射され、色データ取得ユニット２０の各分光センサは、回折像を撮像して色データを出力する。
変換行列算出部１１２は、まず、予め計測されている基準サンプルの分光特性を表す行列Ｒｒｅｆと、校正色標５０の色標５１の分光特性を表す行列Ｒ１とをリファレンスデータ記憶部１２１から取得し、行列Ｒｒｅｆに行列Ｒ１を加えて行列Ｒｒｅｖを求める。また、色標５１から得られる色データの行列Ｖ１を、色データ記憶部１２２に記憶されている基準サンプルから得られる色データの行列Ｖｒｅｆに加え、行列Ｖｒｅｖを求める。
変換行列算出部１１２は、この様に求めた行列Ｒｒｅｖ、Ｖｒｅｖを用いて、式（５）に基づいて変換行列Ｇ１を求め、校正した変換行列Ｇ１を変換行列記憶部１２３に保存する。
図１１は、上記のような校正処理の一例を示すフローチャートである。
まずステップＳ１１０１において、色データ取得ユニット搬送手段４０は、色データ取得ユニット２０を用紙の幅方向に搬送し、校正色標５０のうち最も端部にある色標の位置まで移動させる。最も端部にある色標とは、例えば図１０において、色標のうち、最も−Ｘ軸方向にある色標である。
続いてステップＳ１１０３において、色データ取得ユニット２０は、色標の色データを取得する。
続いてステップＳ１１０５において、色データ取得ユニット搬送手段４０は、色データを取得する色標を変更するために、色データ取得ユニット２０を幅方向に搬送する。
続いてステップＳ１１０７において、制御部３００は、全ての色標の色データを取得したかを判断する。
ステップＳ１１０７で、全ての色標の色データを取得したと判断された場合は、ステップＳ１１０９において、変換行列算出部１１２は、式（５）に基づいて変換行列Ｇ１を求め、校正した変換行列Ｇ１を変換行列記憶部１２３に保存する。図１２は、色データ取得ユニット２０における各分光センサ８０ｍが色標毎に取得した分光特性の一覧の一例を示している。
一方、ステップＳ１１０７で、全ての色標の色データを取得していないと判断された場合は、ステップＳ１１０３に戻り、次の色標の色データが取得される。
以上のようにして変換行列Ｇ１が校正される。分光特性算出部１１３は、校正された変換行列Ｇ１を用いることで、用紙１００の分光特性をより高精度に推定することが可能になる。
以上説明してきたように、本実施形態によれば、色データ取得ユニット２０を幅方向に搬送させるため、用紙１００に形成された画像の幅が広い場合でも、画像の幅全体を一度に照明できるような高価な光源を用いなくとも、画像の幅全域での色データの取得が可能となる。これにより、高精度に分光特性を取得可能な分光特性取得装置１０を、高価な光源を用いることなく、安価に実現することができる。
また、複数の分光センサを用紙１００の搬送方向に配列させることで、例えば用紙１００の搬送方向に広い範囲の分光特性を一度に取得することができる。また色データ取得ユニット２０の搬送と用紙１００の搬送とを協働させることで、用紙１００の広い領域の分光特性を高速に取得できる。
一方、校正色標５０を用いて変換行列を校正することにより、外気温や光源の波長特性の変化等に起因した分光特性の取得精度の経時変化を抑制することができる。
また本実施形態によれば、校正色標５０を色データ取得ユニット２０が搬送される範囲内で、用紙１００が配置された領域以外に配置する。色データ取得ユニット２０を移動させるだけで、分光特性取得モードと校正モードの切り替えができる。そのためモード切り替えのための複雑な構成、又は機構を設けることなく、簡便に校正を実施することが可能となっている。なお、色データ取得ユニット２０を校正色標５０が配置された位置まで移動させる色データ取得ユニット搬送手段４０は、「モード切替手段」の一例である。
帯状の形態を有する色標５１の長手方向が、用紙１００の搬送方向と平行になるように色標５１を配置することで、色データ取得ユニット２０の有する複数の分光センサを一度に校正でき、校正を効率的に行うことができる。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の分光特性取得装置の一例を説明する。なお、第１の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
分光特性取得装置では、温度等の環境変化の影響若しくは経時劣化等によってライン照明光源６０の特性が変化し、同一の用紙１００であっても色データ取得ユニット２０による色データが変化する場合がある。
そこで、本実施形態の分光特性取得装置１０ａでは、校正色標５０に白色色標と黒色色標を設け、補正係数算出部がこれらを用いて色データの補正係数を算出している。分光特性算出部１１３は、補正係数算出部により求められた補正係数を乗じた色データを用いて分光特性を推定することで、ライン照明光源６０の変化等に関わらず、分光特性を常に高精度に推定している。
ＩＳＯ準拠やキャリブレーションに使用する場合は、ブラックバッキング、また印刷用の色プロファイル作成の場合はホワイトバッキングというように、目的に応じてバッキング条件が決められる。なおバッキングとは、測定時のウラ当て色をいう。ホワイトバッキングでは白色１色の色標である白色色標が用いられ、ブラックバッキングでは、黒色１色の色標である黒色色標が用いられる。白色色標は、例えば白色のフィルム、白色の印刷用紙等であり、黒色色標は、例えば黒色のフィルム、黒色の印刷用紙等である。それぞれ校正色標５０を構成する複数の色標の中の一つとして、校正色標５０に設けられている。従って、色データ取得ユニット２０は、校正色標５０における白色色標、又は黒色色標の位置まで移動することで、補正係数を求めるための色データを取得することができる。
白色色標、及び黒色色標から得られる基準色データｖｗｒｅｆ、及びｖｂｒｅｆは、予め計測されて基準値として色データ記憶部１２２に記憶されているものとする。
図１３は、本実施形態の分光特性取得装置１０ａの機能構成の一例を示している。制御部３００ａにおける演算部１１０ａは、補正係数算出部１１４と、補正係数記憶部１２４とを有している。
補正係数算出部１１４は、白色色標、及び黒色色標から色データｖｗ、及びｖｂを取得する。また色データ記憶部１２２を参照して基準色データｖｗｒｅｆ、及びｖｂｒｅｆを取得する。以下の式（６）、及び（７）により補正係数ｗ、及びｂを算出する。
ｗｉ＝ｖｗｒｅｆ・ｉ／ｖｗ・ｉ （ｉ＝１，２、…、Ｎ） （６）
ｂｉ＝ｖｂｒｅｆ・ｉ／ｖｂ・ｉ （ｉ＝１，２、…、Ｎ） （７）
補正係数算出部１１４は、補正係数ｗ、及びｂを補正係数記憶部１２４に記憶する。
分光特性算出部１１３は、用紙１００の分光特性を推定する場合に、用紙１００の色データｖを取得すると、補正係数記憶部１２４を参照して取得した補正係数ｗ、及びｂを用い、以下の式（８）、及び（９）により補正色データｖ'を算出する。
ｖｗ'＝ｗ・ｖ （８）
ｖｂ'＝ｂ・ｖ （９）
ホワイトバッキングの場合は、分光特性算出部１１３は、式（８）により補正された色データｖｗ'から行列Ｖｅｘｐを生成し、変換行列記憶部１２３に記憶されている変換行列Ｇを用いて、式（１）により用紙１００の分光特性Ｒｅｘｐを推定する。
ブラックバッキングの場合は、分光特性算出部１１３は、式（９）により補正された色データｖｂ'から行列Ｖｅｘｐを生成し、変換行列記憶部１２３に記憶されている変換行列Ｇを用いて、式（１）により用紙１００の分光特性Ｒｅｘｐを推定する。
図１４は、色データの補正係数を取得する処理の一例を示すフローチャートである。まずステップＳ１４０１において、色データ取得ユニット搬送手段４０は、色データ取得ユニット２０を校正色標５０における白色色標の位置に移動させる。
続いてステップＳ１４０３において、色データ取得ユニット２０は、色データｖｗを取得する。
続いてステップＳ１４０５において、色データ取得ユニット搬送手段４０は、色データ取得ユニット２０を校正色標５０における黒色標の位置に移動させる。
続いてステップＳ１４０７において、制御部３００は、光源駆動部３０６を通じてライン照明光源６０を消灯する。ライン照明光源６０を消灯する理由は、暗電流による色データの出力を取得するためである。暗電流とは、撮像素子８４の画素に光が照射されていない状態で流れる電流のことであり、例えば温度が７〜１０℃上昇すると暗電流は約２倍になる。
続いてステップＳ１４０９において、色データ取得ユニット２０は、色データｖｂを取得する。
続いてステップＳ１４１１において、制御部３００は、光源駆動部３０６を通じてライン照明光源６０を点灯する。ライン照明光源６０を点灯する理由は、次の色データの取得に備えるためである。
続いてステップＳ１４１３において、補正係数算出部１１４は、色データ記憶部１２２を参照して、基準色データｖｗｒｅｆ、及びｖｂｒｅｆを取得し、上記（６）〜（７）式を用いて補正係数ｗ、及びｂを算出し、色データ記憶部１２２に保存する。
この様にして、分光特性取得装置１０ａは、白色色標、及び黒色色標を用いて、補正係数ｗ、及びｂを算出し、保存することができる。なお、白色色標は、「白色の色標」の一例であり、黒色色標、「黒色の色標」の一例である。
以上で説明した様に、本実施形態では、色データ取得ユニット２０から出力される色データを補正することで、ライン照明光源６０の変化等に起因する分光特性の推定精度の低下を抑制する。これにより分光特性を常に高精度に推定することができる。
また比較的短期の経時変化に対する補正は、簡易校正としての意義を有する。本実施形態によれば、このような簡易校正を複雑な動作なしで実現することができる。
上記では、簡易校正を、分光特性の取得と分離した機能として説明したが、簡易校正は色データ取得ユニット２０の移動により簡単に行えるため、分光特性取得の工程の一部として分光特性取得の度に簡易校正を実施するようにしてもよい。これにより精度を保証した分光特性を常に取得することが可能となる。
なお、これ以外の効果は、第１〜２の実施形態で説明したものと同様である。
［第３の実施形態］
次に、第１〜２の実施形態の分光特性取得装置を有し、インラインでの分光特性の取得、及び作像条件等の調整を行う画像形成装置の一例を説明する。なお、第１〜２の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
画像形成装置２００は、インクジェット方式の画像形成装置である。作像部２０１には、インクジェットヘッドＧｒ、Ｏ、Ｙ、Ｍ、Ｃｙ、及びＫが配置されている。符号Ｇｒ、Ｏ、Ｙ、Ｍ、Ｃｙ、及びＫは、それぞれグリーン、オレンジ、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのインク色を示している。
画像形成装置２００には、対象物としての用紙１００が収容された給紙部２０２が設けられている。用紙１００は最上のものから順に給紙され、レジストローラ対でタイミングをとって作像部２０１に搬送される。
作像部２０１では画像情報に基づいて対応する色のインクジェットヘッドで色別に用紙１００へ塗布し可視像となる。用紙１００はインクを塗布された後、乾燥部２０３に送られ、搬送中にインクは乾燥される。乾燥を終えた用紙１００は排紙部２０４により排出またはスタッカーに収容される。
排紙部２０４内には、用紙１００の画像面に対向するように、分光特性取得装置１０が配置されている。用紙１００の画像面は、「記録媒体表面」の一例である。分光特性取得装置１０は画像形成装置２００の起動時や紙種の変更や長時間稼動時の定期検査に使用される。分光特性取得装置１０は、用紙１００の画像データの分光特性を排紙途中で取得し、用紙面内の色むらや色変動を監視する。
分光特性取得装置１０により取得されたデータは、画像形成装置２００の制御部に送られる。制御部は画像評価装置として機能し、色再現性を向上させるべく評価結果に基づいて、インクジェットヘッドの塗布量等の画像形成条件を調整し作像条件を調整する。
なお、上記では、第１の実施形態の分光特性取得装置１０を適用する例を述べたが、第２の実施形態の分光特性取得装置１０ａを適用しても構わない。
市場には、プリンタ、複写機、それらと通信機能を有する高付加価値製品である複合機、商業用印刷機など多くの画像形成製品がある。画像形成方法においても、電子写真方式、インクジェット方式、感熱方式等様々である。
プロダクションプリンティング分野においても枚葉機、連帳機共にデジタル化が進み、電子写真方式、インクジェット方式などの製品が多く市場に投入されている。
ユーザーニーズもモノクロ印刷からカラー印刷への移行における画像の多次元化、高精細、高密度化が進んでいる。写真高画質プリント、カタログ印刷、請求書等への個人嗜好に対応した広告掲載等、消費者の手元に届くサービス形態の多様化が進み、高画質、個人情報の保証、色再現への要求も高まっている。
高画質化に対応した技術として、電子写真方式では中間転写体や感光体上の定着前のトナー濃度を検知する濃度センサを搭載してトナー供給量を安定化するものが知られている。
個人情報の保証では画像形成方式によらず出力画像をカメラ等で撮像し文字認識や画像間差分による差異検出で検査するものが知られている。
色再現ではカラーのトナーパターンを出力し、分光計測装置等の分光特性取得装置で、一点又は複数点の分光特性取得を実行し、キャリブレーションを行うもの等が市場に投入されている。
本実施形態は、ページ間、ページ内での画像変動に対応するために、画像形成装置により形成される画像の全領域に対して実行されることが望ましい。
上記では、画像形成装置２００の内部に分光特性取得装置１０を設けた例を示したが、画像形成装置２００とは切り離して分光特性取得装置１０を設け、画像形成システムを構成してもよい。つまりオフラインで分光特性を取得し、評価可能な画像形成システムを構成してもよい。
この場合は、画像形成装置２００で用紙に画像形成を行う。画像形成された用紙を、分光特性取得装置１０が設けられた位置までユーザが持ち運ぶ等して移動させる。そして分光特性取得装置１０により、各用紙に形成された画像の分光特性を分光特性取得装置１０により取得する。取得結果は、画像形成装置２００にオフラインでフィードバックされ、画像形成装置の画像形成条件、作像条件が調整される。
［第４の実施形態］
次に、第１〜２の実施形態の分光特性取得装置を有し、画像形成装置を管理する画像形成装置管理システムの一例を説明する。なお、第１〜２の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図１６は、本実施形態の画像形成装置の管理システム４００の構成の一例を示している。画像形成装置の管理システム４００は、分光特性取得装置１０と、複数の画像形成装置４０１１〜４０１ｘと、管理サーバー４０２とを有している。
画像形成装置４０１１〜４０１ｘは、インクジェット方式の画像形成装置である。
分光特性取得装置１０は、起動時、紙種の変更、又は長時間稼動時等における画像形成装置４０１１〜４０１ｘの定期的な画質検査に使用される。分光特性取得装置１０は、画像形成装置４０１１〜４０１ｘが用紙４０３１〜４０３ｘにそれぞれ形成した画像の分光特性を取得し、画像形成装置４０１１〜４０１ｘによる画像の色むらや色変動を監視する。
画像形成装置４０１１〜４０１ｘは、画質検査の際、用紙４０３１〜４０３ｘに分光特性を取得するためのカラーパッチ４０４１〜４０４ｘを形成する。またカラーパッチとは別に、用紙４０３上の予め指定された領域に、カラーコード４０５１〜４０５ｘを形成する。
なお、以下では、画像形成装置４０１１〜４０１ｘを総称して画像形成装置４０１と称する場合がある。また用紙４０３１〜４０３ｘを総称して用紙４０３と称し、カラーコード４０５１〜４０５ｘを総称してカラーコード４０５と称する場合がある。
カラーパッチ４０４は、複数の異なる色図形が二次元的に配列されたパッチであり、色の基準として用いられる。画像形成装置４０１１〜４０１ｘにより形成されたカラーパッチ４０４の分光特性を取得することで、画像形成装置４０１１〜４０１ｘにより形成される画像の分光特性を評価することができる。画像形成装置４０１１〜４０１ｘのそれぞれで形成されたカラーパッチ４０４１〜４０４ｘは、全て同じになるのが理想であるが、画像形成装置４０１１〜４０１ｘの作像特性の差により、少しずつ異なる分光特性となる。このようなカラーパッチ４０４は、「所定のパターン」の一例である。
カラーコード４０５は、識別情報を表現するための色図形であり、固有の色を有する色図形が一次元的に配列されたものである。図１７は、カラーコード４０５の一例を模式的に表している。図１７において、テクスチャ４０５ａ〜４０５ｈは、それぞれ異なる色の色図形を表している。カラーコード４０５は、「画像形成装置を識別する識別情報」の一例である。
一つの色図形の色は、赤・青・緑の配合比で表現できる。そのため、例えば赤・青・緑の配合比を１６進数の文字列で表し、数値化することで、カラーコード４０５を、様々な情報が含まれる識別情報として用いることができる。
カラーコード４０５で表示される情報としては、例えば画像形成装置４０１の機種名、製品番号、カラーコード４０５を形成した日時、カラーコード４０５を形成した枚数等である。
用紙の搬送方向におけるカラーコード４０５の全体サイズＣ１は、分光特性取得装置１０による色データ取得範囲に含まれるサイズであることが望ましい。またカラーコード４０５の一色辺りのサイズＣ２は、色データ取得ユニット２０を構成する１つの分光センサによる色データ取得範囲より大きいことが望ましい。
画像形成装置４０１１〜４０１ｘがそれぞれ画像形成した用紙４０３１〜４０３ｘは、一つの分光特性取得装置１０に渡される。分光特性取得装置１０は、用紙４０３１〜４０３ｘに形成されたカラーパッチ４０４１〜４０４ｘの分光特性をそれぞれ取得する。また分光特性取得装置１０は、用紙４０３１〜４０３ｘに形成されたカラーコード４０５１〜４０５ｘの分光特性をそれぞれ取得し、識別情報を取得する。分光特性データと、カラーコード４０５で表現された識別情報は、相互に対応付けられて、管理サーバー４０２に保存される。なお、管理サーバー４０２は、「画像形成装置を識別する識別情報と、パターンの分光特性とを対応付けて保存する保存装置」の一例である。
図１８は、本実施形態の画像形成装置管理システムによる管理方法の処理の一例を示すフローチャートである。
まずステップＳ１８０１において、画像形成装置４０１ｊは用紙４０３ｊにカラーパッチ４０４ｊを形成する。なお、ｊは１〜ｘの自然数であり、画像形成装置４０１の台数のカウンタである。ｘは、画像形成装置の管理システム４００の有する画像形成装置４０１の台数である。なお、ステップＳ１８０１は、「パターン形成工程」の一例である。
続いてステップＳ１８０３において、画像形成装置４０１ｊは用紙４０３ｊにカラーコード４０５ｊを形成する。
続いてステップＳ１８０５において、画像形成装置４０１の台数のカウンタが＋１される。このカウンタの更新は、例えば管理サーバー４０２が行う。或いは画像形成装置を使用するユーザが行ってもよい。
続いてステップＳ１８０７において、ｊ≦ｘが成立するかが判断される。つまり全ての画像形成装置が、用紙にカラーパッチ４０４とカラーコード４０５を形成したかが判断される。この判断は、例えば管理サーバー４０２が行う。或いは画像形成装置を使用するユーザが行ってもよい。
ステップＳ１８０７で、ｊ≦ｘが成立すると判断された場合は、ステップＳ１８０１に戻る。一方、ステップＳ１８０７で、ｊ≦ｘが成立しないと判断された場合は、ステップＳ１８０９において、分光特性取得装置１０が用紙４０３ｊのカラーパッチ４０４ｊの分光特性を取得する。
続いてステップＳ１８１１において、分光特性取得装置１０が用紙４０３ｊのカラーコード４０５ｊの識別情報を取得する。
続いてステップＳ１８１３において、用紙４０３の枚数のカウンタが＋１される。このカウンタの更新は、例えば管理サーバー４０２が行う。或いは画像形成装置を使用するユーザが行ってもよい。
続いてステップＳ１８１５において、ｊ≦ｘが成立するかが判断される。つまり全ての分光特性取得装置１０が、全ての用紙のカラーパッチ４０４の分光特性とカラーコード４０５の識別情報を取得したかが判断される。この判断は、例えば管理サーバー４０２が行う。或いは画像形成装置を使用するユーザが行ってもよい。
ステップＳ１８１５で、ｊ≦ｘが成立すると判断された場合は、ステップＳ１８０９に戻る。一方、ステップＳ１８１５で、ｊ≦ｘが成立しないと判断された場合は、ステップＳ１８１７において、管理サーバー４０２は、カラーパッチ４０４の分光特性とカラーコード４０５の識別情報とを対応付けて保存する。ステップＳ１８１７は、「保存工程」の一例である。
以上のようにして、管理サーバー４０２に、カラーパッチ４０４の分光特性とカラーコード４０５の識別情報が対応付けて保存される。
本実施形態により、例えば、ユーザは管理サーバー４０２を参照することで、識別情報で表現される画像形成装置４０１の分光特性データを把握することが可能となる。また管理サーバー４０２を参照することで、識別情報で表現される各画像形成装置の分光特性データを取得し、分光特性データに基づき、各画像形成装置の作像条件を調整することができる。
なお、上記ではインクジェット方式の画像形成装置を例に説明したが、本実施形態は、電子写真方式等の各種方式の画像形成装置に適用可能である。
以上、実施形態に係る分光特性取得装置、画像形成装置、画像形成システム、画像形成装置管理システム、及び画像形成装置管理方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
１０、１０ａ 分光特性取得装置
２０ 色データ取得ユニット
２１ 色データ取得領域
３０ 用紙搬送手段
４０ 色データ取得ユニット搬送手段
４１ 用紙検知センサ
５０ 校正色標
６０ ライン照明光源
７０ 縮小結像レンズ
８０ 分光ユニット
８１ ピンホールアレイ
８２ レンズアレイ
８３ 回折素子
８４ 撮像素子
８５ パッケージ
８６ スペーサ
８７ カバーガラス
８８ａ〜８８ｃ ガラス基材
１１０、１１０ａ 演算部
１１１ 色データ入力部
１１２ 変換行列算出部
１１３ 分光特性算出部
１１４ 補正係数算出部
１２０ 記憶部
１２１ リファレンスデータ記憶部
１２２ 色データ記憶部
１２３ 変換行列記憶部
１２４ 補正係数記憶部
２００ 画像形成装置
２０１ 作像部
２０２ 給紙部
２０３ 乾燥部
２０４ 排紙部
３００、３００ａ 制御部
４００ 画像形成装置管理システム
４０１、４０１１〜４０１ｘ 画像形成装置
４０２ 管理サーバー
１００、４０３、４０３１〜４０３ｘ 用紙
４０４、４０４１〜４０４ｘ カラーパッチ
４０５、４０５１〜４０５ｘ カラーコード
特許第５８８００５３号公報 特開２００３−０１４５４６号公報

Claims (10)

  1. 照射された光の対象物からの反射光を受光して、前記対象物の色データを取得する複数の分光センサを有する色データ取得手段と、
    予め設定されている変換行列を用い、前記色データに基づいて、前記対象物の分光特性を推定する分光特性算出手段と、
    前記対象物を所定の搬送方向に搬送する第１の搬送手段と、
    前記搬送方向と交差する方向に前記色データ取得手段を搬送する第２の搬送手段と、を有し、
    前記複数の分光センサは、前記搬送方向に配列されている
    ことを特徴とする分光特性取得装置。
  2. 前記分光特性が既知の色標を有する校正色標から得られる前記色データに基づき、前記変換行列を校正する変換行列校正手段を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の分光特性取得装置。
  3. 前記校正色標から前記色データを取得する校正モードと、前記対象物から前記色データを取得する分光特性取得モードと、を切り替えるためのモード切替手段を有する
    ことを特徴とする請求項１、又は２に記載の分光特性取得装置。
  4. 前記対象物は、前記色データ取得手段が搬送される範囲内に配置され、
    前記校正色標の前記色標は、前記範囲内で、前記対象物が配置された領域以外に配置されている
    ことを特徴とする請求項２に記載の分光特性取得装置。
  5. 前記色標は帯状の形態を有し、前記色標は、前記色標の長手方向が前記搬送方向と平行となるように配置されている
    ことを特徴とする請求項４に記載の分光特性取得装置。
  6. 前記校正色標には、白色の前記色標と、黒色の前記色標と、相互に異なる複数の色の前記色標と、が含まれる
    ことを特徴とする請求項２乃至３の何れか１項に記載の分光特性取得装置。
  7. 記録媒体表面の分光特性に基づき、画像形成条件を変更する画像形成装置であって、
    請求項１乃至６の何れか１項に記載の分光特性取得装置を有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  8. 記録媒体表面の分光特性に基づき、画像形成条件を変更する画像形成装置を有する画像形成システムであって、
    請求項１乃至６の何れか１項に記載の分光特性取得装置を有する
    ことを特徴とする画像形成システム。
  9. 記録媒体に所定のパターンを形成する画像形成装置と、
    前記パターンの分光特性を取得する請求項１乃至６の何れか１項に記載の分光特性取得装置と、
    前記画像形成装置を識別する識別情報と前記パターンの前記分光特性とを対応付けて保存する保存装置と、
    を有することを特徴とする画像形成装置の管理システム。
  10. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の分光特性取得装置を用いた画像形成装置の管理方法であって、
    前記画像形成装置により、記録媒体にパターンを形成するパターン形成工程と、
    前記分光特性取得装置により前記パターンの分光特性を取得する工程と、
    前記画像識別装置を識別する識別情報と前記パターンの前記分光特性とを対応付けて保存する保存工程と、
    を有することを特徴とする画像形成装置の管理方法。
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