JP2005098935A - Spectroscopic analyzer and image forming device - Google Patents
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Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Color Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、画像の分光特性を解析する分光解析装置、および分光解析装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a spectral analysis device that analyzes spectral characteristics of an image and an image forming apparatus that includes the spectral analysis device.
プリンタやコピー機などといった画像形成装置においては、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒)等の色材を使ってカラー画像を形成することが一般的となってきている。例えば、電子写真方式が適用されたプリンタでは、帯電させた感光体の表面を露光して潜像を形成し、その潜像を各色のトナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像を直接に、あるいは中間転写体などを介在させて、最終的に記録媒体上に転写することによってカラー画像が形成される。このようなカラー画像を形成する画像形成装置においては、カラー画像の色再現性を向上させる試みがなされている。人間の色差に対する感度は極めて高く、色再現精度の目標レベルを人間の色差認識限界以下に設定しようとすると、画像形成装置に対する色再現精度の要求値は、L*a*b*表色系でΔE=3以下といったように非常に高いものとなる。実際には、温度や湿度等といった環境条件や、感光体や現像剤等の経時的な劣化などにより、画像形成装置の色再現性は変動しやすい。したがって、カラー画像の色再現性を最適に保つために、例えば、一日の作業の始めなどに、画像形成装置でカラーパッチを出力して、そのカラーパッチの色が目標の色に近くなるように、例えば露光や現像などを制御することが広く行われている。 In image forming apparatuses such as printers and copiers, it has become common to form color images using color materials such as Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black). ing. For example, in a printer to which an electrophotographic method is applied, the surface of a charged photoreceptor is exposed to form a latent image, the latent image is developed with toner of each color to form a toner image, and the toner image is A color image is formed by transferring the image onto a recording medium directly or via an intermediate transfer member. In an image forming apparatus that forms such a color image, an attempt has been made to improve the color reproducibility of the color image. The sensitivity to human color differences is extremely high, and if the target level of color reproduction accuracy is set below the human color difference recognition limit, the required value of color reproduction accuracy for the image forming apparatus is the L * a * b * color system. It becomes very high such as ΔE = 3 or less. Actually, the color reproducibility of the image forming apparatus is likely to fluctuate due to environmental conditions such as temperature and humidity, and deterioration over time of the photoconductor and developer. Therefore, in order to keep the color reproducibility of a color image optimal, for example, at the beginning of a day's work, the color patch is output by the image forming apparatus so that the color of the color patch approaches the target color. In addition, for example, controlling exposure and development is widely performed.
カラーパッチの色を計測する方法としては、画像形成装置に組み込まれた、スキャナなどといった画像読取部を利用するものが数多く提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、および特許文献4参照)。しかし、これらの方法によると、カラーパッチの色を計測するために、オペレータが一旦出力された画像を画像読取部に移してから画像の読み取りを行う必要があり、これらの作業を日常的に行うことは大変煩わしいという問題がある。また、オフライン計測として用いられる測色計には、白色光源から発せられた光が画像上で反射された反射光を、回折格子や多数のフィルタなどで分光して色濃度を計測する後分光型カラーセンサが適用されており、元々スキャナなどを備えていないプリンタなどに、画像の色計測用として後分光型カラーセンサを搭載しようとする場合、装置が大型化したり、かなりのコストがかかってしまうという難点もある。
As a method for measuring the color of a color patch, many methods using an image reading unit such as a scanner incorporated in an image forming apparatus have been proposed (for example,
後分光型カラーセンサに対して、Y、M、Cの各色材単色に対応した、B(ブルー)、G(グリーン)、R(レッド)各色の発光ダイオード(以下では、LEDと称する)を光源として、それらのLEDから順次に発せられた光の反射光をそれぞれ受光することによって、画像の色濃度を計測する一種の前分光型カラーセンサも提案されている(例えば、特許文献5、および特許文献6参照)。この前分光型カラーセンサは、高価な白色光源や回折格子を必要としないため、プリンタなどに内蔵する場合にも、小型かつ低価格で実現することができるという利点がある。
しかし、LEDの発光スペクトルは、後分光型カラーセンサに用いられるRGBフィルタなどによる分光スペクトルと比べて帯域が狭いうえ、市販のLEDにおける波長分布は限られているため、前分光型カラーセンサで全色域を高精度に分光することは困難である。R,G,B3色のLEDを光源とする前分光型カラーセンサでは、R,G,Bの補色であるC,M,Yの各色材単色で形成されたような、いわゆる一次色のカラーパッチの色濃度については精度よく計測することができる。上述した特許文献5、および特許文献6の方法は、この一次色のカラーパッチの色濃度計測用に用途を限定した上で、従来の後分光型カラーセンサよりも、コストおよびサイズの点ではるかに有利な前分光型カラーセンサを提供するものである。
However, the emission spectrum of the LED has a narrower band than the spectrum obtained by the RGB filter used in the post-spectral color sensor, and the wavelength distribution in the commercial LED is limited. It is difficult to disperse the color gamut with high accuracy. In a pre-spectral type color sensor that uses R, G, and B three-color LEDs as light sources, a so-called primary color patch that is formed of a single color of C, M, and Y, which are complementary colors of R, G, and B. The color density can be accurately measured. The methods of
しかし、一次色だけではなく、一次色の重ね合わせによる二次色や三次色などの色を計測するためには、画像形成装置で出力可能な色再現範囲内の広い色域における色を計測する必要がある。 However, in order to measure not only primary colors but also secondary colors and tertiary colors by overlaying primary colors, measure colors in a wide color gamut within the color reproduction range that can be output by the image forming device. There is a need.
そこで、R,G,Bにさらにもう数色の光源を加えて、それら光源からの各光をカラーパッチにそれぞれ照射して得られる各色の反射率を、L*a*b*値などといった色彩値に変換することが考えられる。各色の反射率と色彩値との変換関係が予めデータベースに記憶されており、色彩値変換の際には、このデータベースに記憶された変換関係に基づいて変換処理が行われる。この方法の場合、カラーパッチを構成している色材や、用紙などが、データベースに記憶されている相関関係のものと同等のものであれば、各色の反射率を精度よく色彩値に変換することができる。しかし、色材や用紙や画像形成方法などが異なると、形成されたカラーパッチの分光特性もそれらの影響を受けて異なってしまうため、変換精度が劣化してしまう恐れがある。 Therefore, by adding several additional light sources to R, G, and B and irradiating the color patches with light from each of the light sources, the reflectance of each color is expressed by a color such as an L * a * b * value. It is possible to convert it to a value. The conversion relationship between the reflectance of each color and the color value is stored in advance in the database, and when color value conversion is performed, conversion processing is performed based on the conversion relationship stored in this database. In the case of this method, if the color material or paper constituting the color patch is equivalent to the correlation stored in the database, the reflectance of each color is accurately converted to a color value. be able to. However, if the color material, the paper, the image forming method, and the like are different, the spectral characteristics of the formed color patch are also affected by the influence thereof, so that the conversion accuracy may be deteriorated.
用紙や色材などの条件に依存せずに、前分光型カラーセンサを使って、カラーパッチの分光特性を精度よく計測しようとすると、可視波長域を多くのチャネルに分割して計測を行う必要があり、理論上、10nmごとに30以上ものチャネルが必要となる場合がある。これだけの数の、波長域が相互に異なるLEDを全て用意しようとすると、低コスト化や小型化を進める上での障害になってしまううえ、これらのLED全てを市販品でまかなうことは、現実的には不可能であるという問題がある。 In order to accurately measure the spectral characteristics of color patches using a pre-spectral color sensor without depending on conditions such as paper and color materials, it is necessary to divide the visible wavelength range into many channels and perform measurement. In theory, 30 or more channels may be required every 10 nm. If you try to prepare all this number of LEDs with different wavelength ranges, it will be an obstacle to cost reduction and downsizing, and it is a reality that all these LEDs can be covered with commercial products. There is a problem that it is impossible.
本発明は、上記事情に鑑み、用紙や色材などに関わらず、少ない光源数で精度よく画像の分光特性を解析することができる分光解析装置、および、そのような分光解析装置を備えた画像形成装置に関する。 In view of the above circumstances, the present invention is a spectroscopic analysis apparatus that can accurately analyze spectral characteristics of an image with a small number of light sources, regardless of paper or color materials, and an image including such a spectroscopic analysis apparatus. The present invention relates to a forming apparatus.
上記目的を達成する本発明の分光解析装置は、波長分布が相互に異なる複数の光それぞれを1つずつ順次に発する光源と、
光源から発せられた複数の光それぞれが順次に画像上に照射された時に画像から得られる光の各強度を計測する受光部と、
画像に照射される光の波長とその画像から得られる光の強度との関係を表した分光特性を、光源が発する光の数よりも多い複数の、それぞれが波長を変数とした、互いに同形状で波長領域が相互にずれた基本関数それぞれに各重み係数が付されてなる複数の準基本関数の和からなる総和関数で近似し、その総和関数と、前記光源が発する複数の光それぞれの波長分布とから求められる計算上の光強度が受光部によって計測された光の各強度に合うように各重み係数を決定することによってその分光特性を解析する、各重み係数の決定に際しては、それらの重み係数のうち前記光源が発する光の数以下の数の所定の重み係数については互いに独立な重み係数であり、それら独立な重み係数以外の重み係数は、それら独立な重み係数に従属した重み係数であるものとして決定する解析部とを備えたことを特徴とする。
The spectral analysis apparatus of the present invention that achieves the above object includes a light source that sequentially emits each of a plurality of lights having different wavelength distributions,
A light receiving unit that measures each intensity of the light obtained from the image when each of the plurality of lights emitted from the light source is sequentially irradiated on the image;
Spectral characteristics representing the relationship between the wavelength of light emitted to an image and the intensity of light obtained from the image, which are more than the number of light emitted from the light source, each having the same shape, with the wavelength as a variable Approximate with a sum function consisting of the sum of a plurality of quasi-basic functions with each weighting factor added to each of the basic functions whose wavelength regions are shifted from each other, and the wavelength of each of the plurality of lights emitted from the light source. The spectral characteristics are analyzed by determining each weighting factor so that the calculated light intensity obtained from the distribution matches each light intensity measured by the light receiving unit. In determining each weighting factor, Among the weighting factors, predetermined weighting factors equal to or less than the number of lights emitted from the light source are independent weighting factors, and weighting factors other than these independent weighting factors are weights dependent on these independent weighting factors. Characterized by comprising an analysis unit for determining as a coefficient.
波長分布がS(λ)で表わされる光が画像上に照射されたときに画像から取得される光の強度R(λ)は、画像の分光特性をP(λ)とすると、
R(λ)=S(λ)*P(λ) …(1)
という式(1)で表わされる。この分光特性P(λ)を、同じ形状を有するとともに波長分布が相互にずれた複数の基本関数F(λ)それぞれに、相互に独立な各重み係数kxが付されてなる複数の準基本関数の和からなる総和関数P´(λ)で近似すると、
P´(λ)=k1*F1(λ)+k2*F2(λ)+…ki*Fi(λ) …(2)
という式(2)が得られる。この式(2)において、0<iであり、iが大きいほど近似精度が上昇する。この総和関数P´(λ)を分光特性P(λ)の替わりに、式(1)に当てはめると、
R(λ)=S(λ)*{k1*F(1)+k2*F(2)+…ki*F(i)}…(3)
という式(3)が得られる。ここで、光の強度の積分値は実際に受光部で計測することができる値であるため、i≦jであるj種類の波長の光Sj(λ)を画像に照射して、そのときの強度Rj(λ)の積分値を計測することによって、式(2)および式(3)に含まれる重み係数kxの値が一意に決定される。
The intensity R (λ) of the light acquired from the image when the light whose wavelength distribution is represented by S (λ) is irradiated onto the image is represented by P (λ) as the spectral characteristic of the image.
R (λ) = S (λ) * P (λ) (1)
(1) The spectral characteristic P (λ) is expressed by a plurality of quasi-basic elements in which a plurality of basic functions F (λ) having the same shape and wavelength distributions are shifted from each other, and weighting factors k x independent from each other are added. When approximated by a sum function P ′ (λ) consisting of the sum of functions,
P ′ (λ) = k 1 * F 1 (λ) + k 2 * F 2 (λ) +... K i * F i (λ) (2)
(2) is obtained. In this formula (2), 0 <i, and the approximation accuracy increases as i increases. When this summation function P ′ (λ) is applied to equation (1) instead of the spectral characteristic P (λ),
R (λ) = S (λ) * {k 1 * F (1) + k 2 * F (2) +... K i * F (i)} (3)
(3) is obtained. Here, since the integrated value of the light intensity is a value that can be actually measured by the light receiving unit, the light S j (λ) of j types of wavelengths where i ≦ j is applied to the image, and then By measuring the integral value of the intensity R j (λ), the value of the weight coefficient k x included in the equations (2) and (3) is uniquely determined.
ここで、式(3)で用意する基本関数の数iが多いほど、画像の分光特性P(λ)を精度よく近似することができるが、その分、必要となる光の種類jが増えてしまう。例えば、市販のLEDなどでは、波長分布が数種類に限られてしまい、精度のよい近似関数を作成するのには不十分であるという不具合がある。 Here, the more the number i of basic functions prepared in Equation (3), the more accurately the spectral characteristic P (λ) of the image can be approximated. However, the number of necessary light types j increases accordingly. End up. For example, in the case of commercially available LEDs, the wavelength distribution is limited to several types, and there is a problem that it is insufficient to create an accurate approximate function.
ところで、上述したような色材を用いて作成される実際の画像の分光特性P(λ)は、例えば、長波長領域側ではどの色もほとんど強度変化がないという特徴を有するため、その分光特性P(λ)が近似された総和関数P´(λ)に含まれる長波長領域側の重み係数kxは、どれもほぼ同一になる。このように、いくつかの重み係数kxは強い相関を有するため、数個の重み係数を他の重み係数で代用することができる。本発明の分光解析装置は、この性質を利用して、式(2)の替わりに、
P´(λ)={k1*F1(λ)+…km*Fm(λ)}+{k´m+1*Fm+1(λ)+…k´j*Fj(λ)} …(4) ただし、0<m≦i≦j
のように、相互に独立な重み係数kxが付された独立部分と、従属な重み係数k´xが付された従属部分とでなる式(4)を用いる。ここで従属な重み係数k´xは、1つ以上の独立な重み係数kxに従属する関係が予め定められた係数であって、例えば、独立係数kxの定数倍の係数などとなっている。この式(4)を式(3)に当てはめて用いることによって、総和関数P´(λ)の近似精度を下げることなく、必要となる光の波長の種類を減らすことができる。したがって、少ない光源数で精度よく画像の分光特性を解析することができる。
By the way, the spectral characteristic P (λ) of an actual image created using a color material as described above has a characteristic that, for example, there is almost no intensity change in any color on the long wavelength region side. The weighting factors k x on the long wavelength region side included in the summation function P ′ (λ) in which P (λ) is approximated are almost the same. In this way, since some weighting factors k x have a strong correlation, several weighting factors can be substituted with other weighting factors. The spectroscopic analysis apparatus of the present invention utilizes this property, instead of formula (2),
P'(λ) = {k 1 * F 1 (λ) + ... k m * F m (λ)} + {k'm + 1 * F m + 1 (λ) + ... k'j * F j ( λ)} (4) where 0 <m ≦ i ≦ j
As shown in Equation (4), Equation (4) is used which includes an independent part to which a mutually independent weight coefficient k x is attached and a dependent part to which a dependent weight coefficient k ′ x is attached. Here dependent weighting factor k'x is a coefficient relationship predetermined subordinate to one or more independent weighting factor k x, for example, becomes like a constant multiple of the coefficient of independent coefficients k x Yes. By applying the equation (4) to the equation (3) and using it, it is possible to reduce the types of required light wavelengths without reducing the approximation accuracy of the summation function P ′ (λ). Therefore, it is possible to accurately analyze the spectral characteristics of the image with a small number of light sources.
また、本発明の分光解析装置において、
「上記受光部が、画像上に照射された光の反射強度を計測するものであり、
解析部が、画像の分光反射率を表わす分光特性を解析するものである」
という形態は好適である。
In the spectroscopic analysis apparatus of the present invention,
"The light receiving unit measures the reflection intensity of the light irradiated on the image,
The analysis unit analyzes the spectral characteristics representing the spectral reflectance of the image. ''
This form is suitable.
用紙上などに形成された画像の反射強度は、従来から広く用いられているCCDなどといった受光部によって容易に計測することができるため、受光部では光の反射強度を計測し、解析部では画像の分光反射率を表わす分光特性を解析することが好適である。 The reflection intensity of an image formed on a sheet or the like can be easily measured by a light receiving unit such as a CCD that has been widely used in the past, so the light reflection unit measures the light reflection intensity and the analysis unit displays an image. It is preferable to analyze the spectral characteristics representing the spectral reflectance of the light.
また、本発明の分光解析装置において、上記解析部は、基本関数として、スプライン関数を用いるものであることが好ましい。 In the spectroscopic analysis apparatus of the present invention, the analysis unit preferably uses a spline function as a basic function.
スプライン関数は、いわば自在定規のように、所望の滑らかな曲線を作成することができる関数である(大田登著「色再現光学の基礎」コロナ社、240P参照)。したがって、このスプライン関数を基本関数として適用した総和関数によって、画像の分光特性を精度よく近似することができる。 The spline function is a function that can create a desired smooth curve like a so-called free ruler (see Noboru Ota, “Basics of Color Reproduction Optics”, Corona, 240P). Therefore, the spectral characteristic of the image can be accurately approximated by the sum function obtained by applying this spline function as a basic function.
また、本発明の分光解析装置において、上記解析部は、波長領域が均等にずれた複数の基本関数を用いるものであることも好ましい。 In the spectroscopic analysis apparatus of the present invention, it is also preferable that the analysis unit uses a plurality of basic functions whose wavelength regions are evenly shifted.
また、本発明の分光解析装置において、上記解析部は、ブルー、グリーン、およびレッドの各波長領域ごとに複数の基本関数を用いるものであることが好適である。 In the spectral analysis apparatus of the present invention, it is preferable that the analysis unit uses a plurality of basic functions for each wavelength region of blue, green, and red.
画像を形成する際の色材として、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)3色の色材が用いられることが一般的である。したがって、これらC,M,Y各色の補色である、レッド(R),グリーン(G),ブルー(B)各波長領域ごとに複数の基本関数を用いることによって、効率よく解析を行うことができる。 As color materials for forming an image, color materials of three colors of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are generally used. Therefore, by using a plurality of basic functions for each wavelength region of red (R), green (G), and blue (B), which are complementary colors of these C, M, and Y colors, analysis can be performed efficiently. .
また、本発明の分光解析装置において、上記解析部は、400〜500nm、500〜600nm、および600〜700nmの各波長領域ごとに複数の基本関数を用いるものであることも好ましい。 In the spectroscopic analysis apparatus of the present invention, it is also preferable that the analysis unit uses a plurality of basic functions for each wavelength region of 400 to 500 nm, 500 to 600 nm, and 600 to 700 nm.
400〜500nmはブルーの波長分布領域であり、500〜600nmはグリーンの波長分布領域であり、600〜700nmはレッドの波長分布領域に相当する。 400 to 500 nm is a blue wavelength distribution region, 500 to 600 nm is a green wavelength distribution region, and 600 to 700 nm is a red wavelength distribution region.
また、本発明の分光解析装置において、上記複数の発光ダイオードを有し、それら複数の発光ダイオードを順次に発光させるものであることが好適である。 In the spectroscopic analysis apparatus of the present invention, it is preferable that the plurality of light emitting diodes are provided and the plurality of light emitting diodes emit light sequentially.
発光ダイオードは、従来から光源として広く適用されてきた白色光源などと比べて安価であるという利点がある。本発明の分光解析装置によると、少数の色それぞれを発する少数の発光ダイオードを使って、十分に精度よく画像の分光特性を解析することができる。 The light emitting diode has an advantage that it is less expensive than a white light source that has been widely applied as a light source. According to the spectroscopic analysis apparatus of the present invention, it is possible to analyze the spectral characteristics of an image with sufficient accuracy by using a small number of light emitting diodes that emit a small number of colors.
また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、相互に色が異なる複数の色材を用いて画像を形成する画像形成部と、
記録媒体上に前記画像を定着させる画像定着部と、
波長分布が相互に異なる複数の光それぞれを1つずつ順次に発する光源と、
光源から発せられた複数の光それぞれが、画像形成部によって形成された画像上に順次に照射された時に画像から得られる光の各強度を計測する受光部と、
画像に照射される光の波長とその画像から得られる光の強度との関係を表した分光特性を、光源が発する光の数よりも多い複数の、それぞれが波長を変数とした、互いに同形状で波長領域が相互にずれた基本関数それぞれに各重み係数が付されてなる複数の準基本関数の和からなる総和関数で近似し、その総和関数と、光源が発する複数の光それぞれの波長分布とから求められる計算上の光強度が受光部によって計測された光の各強度に合うように各重み係数を決定することによってその分光特性を解析する、各重み係数の決定に際しては、それらの重み係数のうち光源が発する光の数以下の数の所定の重み係数については互いに独立な重み係数であり、それら独立な重み係数以外の重み係数は、それら独立な重み係数に従属した重み係数であるものとして決定する解析部と、
解析部で解析された画像の分光特性に基づいて前記画像形成部を制御することによって前記画像の色を補正する補正制御部とを備えたことを特徴とする。
An image forming apparatus of the present invention that achieves the above object includes an image forming unit that forms an image using a plurality of color materials having different colors, and
An image fixing unit for fixing the image on a recording medium;
A light source that sequentially emits each of a plurality of lights having different wavelength distributions;
A light receiving unit that measures each intensity of light obtained from the image when each of the plurality of light emitted from the light source is sequentially irradiated onto the image formed by the image forming unit;
Spectral characteristics representing the relationship between the wavelength of light emitted to an image and the intensity of light obtained from the image, which are more than the number of light emitted from the light source, each having the same shape, with the wavelength as a variable Approximate with a sum function consisting of the sum of multiple quasi-basic functions with each weighting factor attached to each of the basic functions whose wavelength regions are shifted from each other, and the wavelength distribution of each of the light emitted from the light source and the sum function The spectral characteristics are analyzed by determining each weighting factor so that the calculated light intensity obtained from the above matches each light intensity measured by the light receiving unit. Predetermined weighting factors that are equal to or less than the number of light emitted from the light source are independent weighting factors, and weighting factors other than these independent weighting factors are weighting factors dependent on these independent weighting factors. And analysis unit that determines as shall,
And a correction control unit that corrects the color of the image by controlling the image forming unit based on spectral characteristics of the image analyzed by the analysis unit.
画像形成装置に、上記のような分光解析装置を備え、解析結果に基づいて補正を行うことによって、色再現性の良好な画像を得ることができる。 By providing the image forming apparatus with the spectral analysis apparatus as described above and performing correction based on the analysis result, an image with good color reproducibility can be obtained.
また、本発明の画像形成装置において、上記受光部は、画像形成部によって形成されて記録媒体上に定着された画像における光の強度を計測するものであることが好ましい。 In the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that the light receiving unit measures light intensity in an image formed by the image forming unit and fixed on the recording medium.
画像形成の最終段階である、記録媒体上に定着された画像における光の強度を計測して、その計測結果に基づいた補正を行うことによって、転写過程などといった画像形成の途中で生じる様々な不具合を含めた補正を行うことができる。したがって、よりカラー画像の再現精度を向上させることができる。 Various inconveniences that occur during image formation, such as the transfer process, by measuring the light intensity in the image fixed on the recording medium, which is the final stage of image formation, and performing correction based on the measurement result Can be corrected. Therefore, the color image reproduction accuracy can be further improved.
また、本発明の画像形成装置において、上記画像形成部は、複数の色材として、イエロー、シアン、マゼンタ、および黒のうち少なくとも2色の色材を使って画像を形成するものであることが好適である。 In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the image forming unit may form an image by using at least two color materials among yellow, cyan, magenta, and black as a plurality of color materials. Is preferred.
本発明の画像形成装置は、受光部で計測される画像の色がカラーである場合に、特に有効である。 The image forming apparatus of the present invention is particularly effective when the color of the image measured by the light receiving unit is a color.
本発明によれば、用紙や色材の種類などに依存せず、少ない光源数で精度よく画像の分光特性を解析することができる分光解析装置、および、そのような分光解析装置を備えた画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, a spectral analysis device that can accurately analyze the spectral characteristics of an image with a small number of light sources without depending on the type of paper or color material, and an image including such a spectral analysis device. A forming apparatus can be provided.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図1は、本発明の分光解析装置、および画像形成装置の一実施形態が適用されたプリンタの主要部を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a printer to which an embodiment of a spectral analysis apparatus and an image forming apparatus of the present invention is applied.
図1に示すように、プリンタ1には、4つの画像形成部10Y,10M,10C,10Kが備えられており、各画像形成部10には、それぞれ、感光体11Y,11M,11C,11K、帯電器12Y,12M,12C,12K、露光器13Y,13M,13C,13K、現像器14Y,14M,14C,14K、一次転写体15Y,15M,15C,15K、クリーニング装置16Y,16M,16C,16Kが備えられている。また、プリンタ1には、中間転写ベルト30、中間転写ベルトクリーナ31、二次転写体32、定着器33、テンションローラ34、制御部35、および、本発明の分光解析装置の一実施形態である色彩計測装置36も備えられている。画像形成部10Y,10M,10C,10Kは、本発明の画像形成装置における画像形成部の一例にあたり、中間転写ベルト30、中間転写ベルトクリーナ31、二次転写体32、および定着器33を含めたものは、本発明の画像形成装置における画像形成部の一例に相当する。
As shown in FIG. 1, the
尚、このプリンタ1は、フルカラーの印刷が可能となっており、上記の各構成要素の末尾に付された符号Y、M、C、およびKは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。
The
このプリンタ1の画像形成における基本動作について説明する。
A basic operation of the
まず、画像を形成するための準備として、各色用の感光体11Y,11M,11C,11Kが矢印A方向に回転され、それら感光体11Y,11M,11C,11Kの表面に、接触式の帯電器12Y,12M,12C,12Kによって所定の電荷がそれぞれ付与される。
First, as preparations for forming an image, the
続いて、画像がイエロー、マゼンタ、シアン、および黒に色分解された色分解画像を表す入力画像信号が、制御部35によって、対応する画像形成部10Y,10M,10C,10Kに与えられる。
Subsequently, an input image signal representing a color separation image obtained by separating the image into yellow, magenta, cyan, and black is given to the corresponding
次に、イエローの画像形成部10Yによるトナー像形成が開始され、露光器13Yにより感光体11Y表面に、イエローの色分解画像に相当する露光光が照射されて静電的な潜像(静電潜像)が形成される。その静電潜像は、現像器14Yによって循環供給される現像剤に含まれたイエローのトナーで、現像器14Yと感光体11Yとの間の現像位置に印加された現像電圧によって現像されて感光体11Y上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写体15Yにより中間転写ベルト30に転写される。
Next, toner image formation by the yellow
中間転写ベルト30は矢印B方向に循環移動しており、中間転写ベルト30上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部10Mの一次転写体15Mに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写体15Mに到達するように、マゼンタの画像形成部10Mによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写体15Mにおいて中間転写ベルト30上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。ここで、各感光体11Y,11M,11C,11K上のトナー像が中間転写ベルト30上に転写されると、クリーニング装置16Y,16M,16C,16Kによって、各感光体11Y,11M,11C,11K上に残留する廃トナーが除去される。
The
続いて、シアンおよび黒の画像形成部10C、10Kによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写体15C、15Kにおいて中間転写ベルト30のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。
Subsequently, toner image formation by the cyan and black
こうして、中間転写ベルト30上に転写された多色トナー像は、二次転写体32により用紙200上に二次転写され、多色トナー像は用紙200とともに矢印C方向に搬送され、定着器33により用紙200上に定着されることによりカラー画像が形成される。
In this way, the multicolor toner image transferred onto the
また、例えば一日の作業の終了後などに、カラー画像の色再現性を維持するための一連の補正処理が行われる。 Also, a series of correction processes for maintaining the color reproducibility of the color image is performed, for example, after the end of a day's work.
図2は、図1に示すプリンタの機能ブロック図である。尚、以下では、説明の便宜上、図1に示すシアンの画像形成部10Cに備えられた各種要素を代表として用いて説明する。
FIG. 2 is a functional block diagram of the printer shown in FIG. Hereinafter, for convenience of explanation, various elements provided in the cyan
図2には、図1にも示す色彩計測装置36、制御部35、画像形成部10Cが示されている。
FIG. 2 shows the
制御部35には、メモリ37に記憶されている色変換プロファイルを用いて、画像の色を見た目に美しい色に変換する色変換部351、色変換部351を制御する色変換制御部352、画像の色濃度の制御を行う画像濃度制御部353、相互に色彩値が異なる複数のカラーパッチを表わす画像信号を生成する基準信号発生部354、およびメモリ37へのアクセスを制御するCPU356が備えられている。この制御部35は、本発明の画像形成装置における補正制御部の一例にあたる。
The
例えば、オペレータによって、補正処理の開始が指示されると、基準信号発生部354では、複数のカラーパッチを表わす画像信号が生成される。生成された画像信号は、画像形成部10Cに送られて、上述した一連の画像形成処理によって、図1の用紙200上にカラーパッチが形成される。
For example, when the start of the correction process is instructed by the operator, the
カラーパッチが形成されると、色彩計測装置36では、後述する計測処理によって、用紙200上に形成された各カラーパッチの色彩値(L*a*b*値)がそれぞれ算出される。算出された色彩値は、制御部35に伝えられる。
When the color patch is formed, the
画像濃度制御部353では、算出された色彩値と、メモリ37に予め記憶されている色彩値の目標値との差分に基づいて、その差分を補正するための、帯電量、露光量、現像バイアス、現像ロールの回転数、トナー供給係数などが算出される。画像濃度制御部353は、これらの算出値を画像形成部10Cに伝える。
The image
画像形成装置10Cには、図1にも示す帯電器12C、露光器13C、現像器14C、および感光体11Cに加えて、帯電器12Cに電力を供給するグリッド電源12C´、露光器12Cでの露光を調整する露光コントローラ13C´、現像器14Cを調整する現像コントローラ14´、および感光体11Cの回転などを調整する感光体コントローラ11C´が備えられている。
In addition to the
画像形成部10Cのグリッド電源12C´は、画像濃度制御部353から伝えられた帯電量値に従って、帯電器12Cに供給する電力を調整する。露光コントローラ13C´は、算出された露光量値に従って、露光器13Cでの露光量を調整する。現像コントローラ14C´は、画像濃度制御部353から伝えられた現像バイアス、現像ロールの回転数、トナー供給係数に従って、現像器14Cの現像バイアス、現像ロールの回転数、排出トナー量などを調整する。
The
このような一連の補正処理によって、プリンタ1で出力されるカラーパッチの色彩値が目標値に近づけられて、カラー画像の色再現性が維持される。
By such a series of correction processes, the color value of the color patch output from the
ここで、本実施形態においては、帯電量、露光量、現像バイアス、現像ロールの回転数、トナー供給係数などを調整することによって補正処理が行われるが、補正処理の内容としては、これらのうちの1つのみ調整するものであってもよく、例えば、感光体11Cの回転数を変えたり、色変換制御部352において、色変換部351で用いられる色変換プロファイルを補正するものであってもよい。
Here, in the present embodiment, correction processing is performed by adjusting the charge amount, exposure amount, development bias, rotation speed of the developing roll, toner supply coefficient, and the like. For example, the number of rotations of the
ここで、プリンタ1における本発明の特徴は色彩計測装置36にあり、以下では、この色彩計測装置36、および色彩計測装置36で行われる計測処理について詳しく説明する。
Here, the feature of the present invention in the
図3は、色彩計測装置の内部構成図であり、図4は、図3に示すレンズ付近の拡大図である。 FIG. 3 is an internal configuration diagram of the color measuring device, and FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the lens shown in FIG.
色彩計測装置36には、受光素子361、レンズ362、LED363、照射部364、および解析部365が備えられている。
The
LED363は、波長分布が相互に異なる光(後述する)を発するn個のLED363を有しており、図4にはそのうち4つのLED363(363_1,…363_4)が示されている。LED363は、各LEDから光を1つずつ順次に用紙200上のカラーパッチ201に向けて発する。このLED363は、本発明にいう光源の一例に相当する。LED363から発せられた光は、照射部364によって、カラーパッチ201上に照射される。
The
カラーパッチ201上に照射された光は、カラーパッチ201上で反射される。この反射光は、レンズ362によって受光素子361に集光される。
The light irradiated on the
受光素子361では、反射光が受光されると、その反射光の反射強度が計測される。この受光素子361は、本発明にいう受光部の一例に相当する。受光素子361で計測された反射強度は、解析部365に伝えられる。
When the reflected light is received by the
解析部365は、受光素子361で計測された反射強度と、LED363の発光光量とから反射率を算出するとともに、その反射率を使って、カラーパッチ201の分光特性を解析する。解析部365は、さらに、解析した分光特性を使って、カラーパッチ201の色彩値を算出する。解析部365は、本発明にいう解析部の一例にあたる。
The
以下では、この分光特性の解析方法について説明する。 Hereinafter, a method for analyzing the spectral characteristics will be described.
発光光量Si(λ)を有する、i番目(0<i≦n)のLED363_iが発光されると、その光がカラーパッチ201で反射された反射光の反射強度Riが受光素子361で計測される。反射強度Riは解析部365に伝えられ、発光光量Siと反射強度Riとから反射率Pi=Ri/Siが算出される。
When the i-th (0 <i ≦ n) LED 363_i having a light emission amount Si (λ) emits light, the reflection intensity Ri of the reflected light reflected by the
ここで、反射率Piとカラーパッチ201の分光特性Q(λ)との関係は、以下のようになる。
Here, the relationship between the reflectance Pi and the spectral characteristic Q (λ) of the
Pi={∫Q(λ)*Si(λ)dλ}/∫Si(λ)dλ …(5)
この分光特性Q(λ)は、本発明にいう分光特性の一例に相当し、ここでは分光反射率を表わしている。
Pi = {∫Q (λ) * Si (λ) dλ} / ∫Si (λ) dλ (5)
The spectral characteristic Q (λ) corresponds to an example of the spectral characteristic referred to in the present invention, and represents the spectral reflectance here.
色彩計測装置36で、2次色や3次色などといった混色のカラーパッチの分光特性も精度よく解析するためには、LED363_1,…363_nを使って、人が色差を認識可能な可視領域における広い領域の波長の光を補う必要がある。
In order for the
図5は、主な市販のLEDの発光スペクトルを示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing an emission spectrum of main commercially available LEDs.
図3に示す形態の色彩計測装置36では、LED363_1,…363_nにおけるピーク波長付近でのみ精度よく反射率を計測することができる。従って、図5に示すような8種類のLED_L1〜LED_L8を光源のLED363_iとして適用すると、LED_L5〜LED_L8によって、高波長領域では反射率を精度よく計測することができるが、550nm〜600nm付近などでは、計測結果の精度が低下してしまうという問題がある。
In the
ここで、カラーパッチ201の分光特性Q(λ)を、複数のスプライン関数を使って置き換えてみる。スプライン関数C(λ)は、
C(λ)={w3+3w2(w−|λ|)+3w(w−|λ|)2−3(w−|λ|)3}/6w3 (|λ|≦wの場合)
C(λ)=(2w−|λ|)3/6w3 (w≦|λ|≦2wの場合)
C(λ)=0 (2w<|λ|wの場合)
で表わされる関数であり、波長領域の異なる複数のスプライン関数を用いることによって、自在定規のように任意の滑らかな曲線を作成することができる。
Here, the spectral characteristic Q (λ) of the
C (λ) = {w 3 + 3w 2 (w− | λ |) + 3w (w− | λ |) 2 −3 (w− | λ |) 3 } / 6w 3 (when | λ | ≦ w)
C (λ) = (2w− | λ |) 3 / 6w 3 (when w ≦ | λ | ≦ 2w)
C (λ) = 0 (when 2w <| λ | w)
By using a plurality of spline functions having different wavelength regions, an arbitrary smooth curve can be created like a free ruler.
図6は、スプライン関数の例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a spline function.
図6には、波長領域が均等にずれた、複数のスプライン関数S1〜S16が示されている。このようなスプライン関数を可視領域内で複数個用意して、それらに相互に独立な重み係数をそれぞれ付加して和をとることによって分光特性Q(λ)を近似することができる。m個のスプライン関数を用意して、そのj番目のスプライン関数をCj(λ)、重み係数をxlとすると、分光特性Q(λ)の近似関数S(λ)は、
S(λ)=Σxj*Cj(λ)=x1*C1+x2*C2+…xm*Cm …(6)
(ただし、Σはjが1からmまでの和を表わす。)
と表わすことができる。この重み係数xjは、本発明にいう重み係数の一例にあたり、スプライン関数Cj(λ)は、本発明にいう基本関数の一例にあたり、重み係数xjとスプライン関数Cj(λ)との積は、本発明にいう準基本関数の一例に相当する。また、式(6)で表わされる近似関数S(λ)は、本発明にいう総和関数の一例に相当する。この近似関数S(λ)を、式(5)の分光特性Q(λ)部分に当てはめて式(6)を代入すると、
Pi={∫Σxj*Cj(λ)*Si(λ)dλ}/∫Si(λ)dλ …(7)
という式が得られる(iは1≦i≦nでありLEDの番号、jは1≦j≦mでありスプライン関数の番号)。ここで、∫Si(λ)dλの部分はLED363_iごとに固定な値であるため、ここでは定数1/Tiで置き換えて説明する。さらに、式の簡略化のため、Cj(λ)=Cj、Si(λ)=Siと省略して記述する。このとき、式(7)は、
Pi={∫(x1*C1+x2*C2+…xm*Cm)*Si(λ)dλ}*Ti …(8)
と書き換えられる。式(8)において、Piは実際に図3に示す受光素子361で測定される反射強度Riを元に算出される値であり、Si(λ)は、i番目のLEDの発光波長特性であるので、予めわかっている関数である。したがって、未知数は、重み係数xjのみであり、理論上は、j≦nであるn個のLEDをカラーパッチ201に照射して反射率Piを測定することによって、重み係数をxjを同定し、分光特性Q(λ)の近似関数S(λ)を一意に決定することができる。
FIG. 6 shows a plurality of spline functions S 1 to S 16 whose wavelength regions are evenly shifted. Spectral characteristics Q (λ) can be approximated by preparing a plurality of such spline functions in the visible region and adding them to each other by adding independent weighting coefficients. If m spline functions are prepared, and the j-th spline function is C j (λ) and the weighting coefficient is x l , the approximate function S (λ) of the spectral characteristic Q (λ) is
S (λ) = Σx j * C j (λ) = x 1 * C 1 + x 2 * C 2 +... X m * C m (6)
(Where Σ represents the sum of j from 1 to m)
Can be expressed as The weight coefficient x j is an example of the weight coefficient referred to in the present invention, and the spline function C j (λ) is an example of the basic function referred to in the present invention. The weight coefficient x j and the spline function C j (λ) are The product corresponds to an example of a quasi-basic function according to the present invention. Further, the approximate function S (λ) represented by the equation (6) corresponds to an example of the summation function referred to in the present invention. By applying this approximate function S (λ) to the spectral characteristic Q (λ) part of equation (5) and substituting equation (6),
Pi = {∫Σx j * C j (λ) * Si (λ) dλ} / ∫Si (λ) dλ (7)
(I is 1 ≦ i ≦ n and LED number, j is 1 ≦ j ≦ m and spline function number). Since part of ∫Si (λ) dλ is a fixed value for each LED363_i, it will be described here replaced by a constant 1 / T i. Further, in order to simplify the formula, it is abbreviated as C j (λ) = C j and Si (λ) = Si. At this time, the equation (7) becomes
Pi = {∫ (x 1 * C 1 + x 2 * C 2 +... X m * C m ) * Si (λ) dλ} * T i (8)
It can be rewritten as In Expression (8), Pi is a value calculated based on the reflection intensity Ri actually measured by the
図7は、分光特性Q(λ)とその近似関数S(λ)を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing the spectral characteristic Q (λ) and its approximate function S (λ).
図7に示す曲線Pは、分光特性Q(λ)を示している。式(6)によって形成される曲線を曲線Pに近づけるには、なるべく多くのスプライン関数を用いることが好ましい。しかし、スプライン関数の数を増やすということは、式(8)に示すように、LEDの種類も増やす必要がある。しかし、LEDの種類には限度がある。 A curve P shown in FIG. 7 indicates the spectral characteristic Q (λ). In order to bring the curve formed by Expression (6) closer to the curve P, it is preferable to use as many spline functions as possible. However, increasing the number of spline functions requires increasing the types of LEDs as shown in equation (8). However, there is a limit to the type of LED.
図8は、本実施形態で用意されたスプライン関数の波長領域の分布を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the wavelength region distribution of the spline function prepared in this embodiment.
図8には、Y,M,Cの各トナーの補色に対応する、B(400〜500nm:短波長領域Rs),G(500〜600nm:中波長領域Rm),R(600〜700nm:長波長領域Rl)の各領域ごとに波長領域が均等にずれた3個ずつのスプライン関数(S_s1〜S_s3,S_m1〜S_m3,S_l1〜S_l3,)を用意し、さらに、両端に1ずつのスプライン関数(S_Smax,S_Lmax)を用意したときの、計11個のスプライン関数の波長領域の分布が示されている。 FIG. 8 shows B (400 to 500 nm: short wavelength region Rs), G (500 to 600 nm: medium wavelength region Rm), R (600 to 700 nm: long) corresponding to the complementary colors of the Y, M, and C toners. Three spline functions (S_s1 to S_s3, S_m1 to S_m3, S_l1 to S_l3) are prepared for each region of the wavelength region Rl), and one spline function (1 to both ends) ( The distribution of the wavelength region of a total of 11 spline functions when S_Smax, S_Lmax) is prepared is shown.
図7に示す曲線Psは、図8に示す11個のスプライン関数を用いて分光特性Q(λ)を近似したときの、近似関数S(λ)が形成する曲線を示している。図7に示すスプライン関数S1〜S11は、図8に示すスプライン関数に重み係数が付加された関数である。このように、11個のスプライン関数を用いることで、分光特性Q(λ)を十分に精度よく近似することができる。つまり、少なくとも11個のLEDを用意すれば、分光特性Q(λ)を一意に決定することができる。 A curve Ps shown in FIG. 7 shows a curve formed by the approximate function S (λ) when the spectral characteristic Q (λ) is approximated using the 11 spline functions shown in FIG. The spline functions S1 to S11 illustrated in FIG. 7 are functions in which a weighting coefficient is added to the spline function illustrated in FIG. In this manner, the spectral characteristic Q (λ) can be approximated with sufficient accuracy by using 11 spline functions. That is, if at least 11 LEDs are prepared, the spectral characteristic Q (λ) can be uniquely determined.
しかし、図5に示すように、市販のLEDの種類はおよそ8種類程度であり、11個でもまだ多すぎるという問題がある。ここで、スプライン関数を減らすことを行う。 However, as shown in FIG. 5, there are about 8 types of commercially available LEDs, and there is a problem that even 11 LEDs are still too many. Here, the spline function is reduced.
図9は、Y,M,Cの混色の種々のカラーパッチにおける分光反射カーブを示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing spectral reflection curves in various color patches mixed with Y, M, and C colors.
図9に示すように、実際のカラーパッチの分光反射率は、650nm以上の長波長領域側ではどの色もほとんど強度変化がないなどという特徴がある。したがって、いくつかのスプライン関数の重み係数は、定数に置き換えてしまったり、近接したスプライン関数の重み係数で代用したりすることができる。 As shown in FIG. 9, the spectral reflectance of the actual color patch is characterized in that there is almost no intensity change in any color on the long wavelength region side of 650 nm or more. Therefore, the weighting factors of some spline functions can be replaced with constants, or the weighting factors of adjacent spline functions can be substituted.
図10は、長波長領域における近接したスプライン関数の重み係数同士の相関関係を示す図である。この図10の横軸は、長波長領域の1つのスプライン関数の重み係数を表わし、縦軸は、そのスプライン関数に近接した他のスプライン関数の重み係数を表わしている。 FIG. 10 is a diagram showing a correlation between weight coefficients of adjacent spline functions in the long wavelength region. The horizontal axis in FIG. 10 represents the weighting coefficient of one spline function in the long wavelength region, and the vertical axis represents the weighting coefficient of another spline function close to the spline function.
長波長領域側のスプライン関数の場合は、図10に示すように、近接したスプライン関数同士の重み係数の相関グラフの傾きがほぼ1である直線になる。したがって、この長波長領域側においては、重み係数を近接した重み係数に置き換えることができる。 In the case of a spline function on the long wavelength region side, as shown in FIG. 10, it becomes a straight line in which the slope of the correlation graph of the weighting coefficients between adjacent spline functions is approximately 1. Therefore, on the long wavelength region side, the weighting factor can be replaced with a nearby weighting factor.
図11は、短波長領域における近接したスプライン関数の重み係数同士の相関関係を示す図である。この図11の横軸は、長波長領域の1つのスプライン関数の重み係数を表わし、縦軸は、そのスプライン関数に近接した他のスプライン関数の重み係数を表わしている。 FIG. 11 is a diagram illustrating a correlation between weight coefficients of adjacent spline functions in a short wavelength region. The horizontal axis in FIG. 11 represents the weighting coefficient of one spline function in the long wavelength region, and the vertical axis represents the weighting coefficient of another spline function close to the spline function.
短波長領域側のスプライン関数の場合は、図11に示すように、近接したスプライン関数同士の重み係数の相関グラフは、所定の傾きを有する直線になり、この傾きを用いることによって、重み係数を代用することができる。 In the case of the spline function on the short wavelength region side, as shown in FIG. 11, the correlation graph of the weighting coefficients between the adjacent spline functions becomes a straight line having a predetermined slope. By using this slope, the weighting coefficient is calculated. Can be substituted.
例えば、短波長側の2つのスプライン関数C1,C2の重み係数を、3番目のスプライン関数の重み係数x3に定数kで従属させた係数k*x3で代用し、長波長側の3つのスプライン関数C9,C10,C11を8番目のスプライン関数の重み係数それぞれの重み係数をx8に置き換えると、式(6)は、例えば、
S(λ)=(x3*C3+…x8*C8)+(k*x3*C1+k*x3*C2+x8*C7+x8*C10+x8*C11)…(9)
などと表わされ、式(8)は、
Pi={∫{(x3*C3+…x8*C8)+(k*x3*C1+k*x3*C2+x8*C7+x8*C10+x8*C11)}*Si(λ)dλ}*T …(10)
と表わされる。この結果、未知数はx3〜x8までの6つとなり、これらを同定するために必要なLEDの数も6つ以上となる。したがって、図5に示すような市販のLEDのみを用いてもこれらの重み係数を一意に決定することができる。
For example, the weight coefficient of two spline functions C 1 and C 2 on the short wavelength side is replaced with a coefficient k * x 3 that is subordinate to the weight coefficient x 3 of the third spline function with a constant k, and When the three spline functions C 9 , C 10 , and C 11 are replaced with x 8 as the weight coefficients of the eighth spline function, Expression (6) can be expressed by, for example,
S (λ) = (x 3 * C 3 +... X 8 * C 8 ) + (k * x 3 * C 1 + k * x 3 * C 2 + x 8 * C 7 + x 8 * C 10 + x 8 * C 11 ) ... (9)
Equation (8) is expressed as
Pi = {∫ {(x 3 * C 3 +... X 8 * C 8 ) + (k * x 3 * C 1 + k * x 3 * C 2 + x 8 * C 7 + x 8 * C 10 + x 8 * C 11 )} * Si (λ) dλ} * T (10)
It is expressed as As a result, the number of unknowns is six from x 3 to x 8, and the number of LEDs necessary to identify them is also six or more. Therefore, these weighting factors can be uniquely determined even using only commercially available LEDs as shown in FIG.
図4に示すLED363_nとして、発光波長領域が相互に異なる6つ以上のLEDを適用し、それらLEDから照射された光に対する反射強度Rを受光素子361で計測する。図3に示す解析部365は、この計測結果に基づいて算出した反射率Pを式(10)に当てはめることによって重み係数を算出し、近似関数S(λ)を決定する。この近似関数S(λ)は、カラーパッチ201の分光特性Q(λ)を近似したものであり、この近似関数S(λ)を分光特性Q(λ)として用いる。
As the LED 363_n illustrated in FIG. 4, six or more LEDs having different emission wavelength regions are applied, and the reflection intensity R with respect to the light emitted from the LEDs is measured by the
解析部365では、さらに、解析した分光特性Q(λ)を使って、色彩値を算出する。
The
図12は、XYZ表色系における等色関数を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing color matching functions in the XYZ color system.
図12に示されている3つの等色関数X(λ)、Y(λ)、Z(λ)と、分光特性Q(λ)とを用いると、画像の三刺激値X,Y,Zは以下のように表わされる。 Using the three color matching functions X (λ), Y (λ), Z (λ) and the spectral characteristic Q (λ) shown in FIG. 12, the tristimulus values X, Y, Z of the image are It is expressed as follows.
X=t*∫{X(λ)*Q(λ)}dλ
Y=t*∫{Y(λ)*Q(λ)}dλ
Z=t*∫{Z(λ)*Q(λ)}dλ
このように得られる三刺激値X,Y,Zは、上述したL*a*b*値に所定の変換式で変換される。このL*a*b*値は、図2に示す制御部35に伝えられて、上述した補正処理が行われる。
X = t * ∫ {X (λ) * Q (λ)} dλ
Y = t * ∫ {Y (λ) * Q (λ)} dλ
Z = t * ∫ {Z (λ) * Q (λ)} dλ
The tristimulus values X, Y, and Z thus obtained are converted into the above-described L * a * b * values by a predetermined conversion formula. This L * a * b * value is transmitted to the
以上のように、本発明の色彩値計測装置によると、少ない種類の光源でも、精度よく分光特性Q(λ)を計測することができる。また、色材や紙の種類や、画像形成方法に関わらず、計測することができる。 As described above, according to the color value measuring apparatus of the present invention, the spectral characteristic Q (λ) can be accurately measured with a small number of types of light sources. Measurement can be performed regardless of the type of color material or paper and the image forming method.
ここで、上記説明では、用紙上に形成されたカラーパッチの色彩値を計測する分光解析装置について説明したが、本発明の分光解析装置は、画像形成過程の途中における画像の色彩値を計測するものであってもよい。用紙上に形成されたカラーパッチの色彩値を計測することによって、転写過程などにおける不具合を含めて、精度よく補正を行うことができる。 Here, in the above description, the spectral analysis device that measures the color value of the color patch formed on the paper has been described, but the spectral analysis device of the present invention measures the color value of the image during the image forming process. It may be a thing. By measuring the color value of the color patch formed on the paper, it is possible to perform correction with high accuracy including defects in the transfer process.
また、上記説明では、基本関数としてスプライン関数を適用する例について説明したが、本発明にいう基本関数は、例えば、波長を変数とした正規分布関数や、2n次関数(nは自然数)や、正弦関数や余弦関数などといった関数であってもよい。 In the above description, an example in which a spline function is applied as a basic function has been described. However, the basic function referred to in the present invention is, for example, a normal distribution function with a wavelength as a variable, a 2n-order function (n is a natural number), It may be a function such as a sine function or cosine function.
また、上記説明では、解析部において、ブルー、グリーン、およびレッドの各波長領域ごとに3本ずつの基本関数を用いる例について説明したが、本発明にいう解析部は、例えば、レッドの領域については1つの基本関数を用いるなど、各波長領域ごとに異なる数の基本関数を用いるものであってもよい。 In the above description, an example in which three basic functions are used for each wavelength region of blue, green, and red in the analysis unit has been described. However, the analysis unit according to the present invention is, for example, about the red region. May use a different number of basic functions for each wavelength region, such as using one basic function.
また、上記では、従属な重み係数を、独立な重み係数に置き換えたり、独立な重み係数と線形な関係を有する係数で置き換える例について説明したが、例えば、独立な重み係数とは非線形な相関関係を有する係数で置き換えるものであってもよい。 In the above description, an example in which a dependent weight coefficient is replaced with an independent weight coefficient or a coefficient having a linear relationship with an independent weight coefficient has been described. For example, a nonlinear correlation with an independent weight coefficient It may be replaced with a coefficient having
また、上記では、分光解析装置で計測された結果に基づいて、帯電量や露光量などを補正する補正部を備えた画像形成装置について説明したが、本発明の画像形成装置は、計測結果に基づいて、例えば、オペレータにメッセージを出力するなどという処理を行うものであってもよい。 In the above description, the image forming apparatus including the correction unit that corrects the charge amount, the exposure amount, and the like based on the result measured by the spectroscopic analysis apparatus has been described. For example, a process of outputting a message to an operator may be performed.
また、上記では、電子写真方式が適用された画像形成装置について説明したが、本発明の画像形成装置は、例えば、インクジェット方式や感熱フィルム方式などが適用されたものであってもよい。 In the above description, the image forming apparatus to which the electrophotographic system is applied has been described. However, the image forming apparatus of the present invention may be an apparatus to which, for example, an ink jet system or a thermal film system is applied.
10Y,10M,10C,10K 画像形成部
11Y,11M,11C,11K 感光体
12Y,12M,12C,12K 帯電器
13Y,13M,13C,13K 露光器
14Y,14M,14C,14K 現像器
15Y,15M,15C,15K 一次転写体
16Y,16M,16C,16K クリーニング装置
30 中間転写ベルト
31 中間転写ベルトクリーナ
32 二次転写体
33 定着器
34 テンションローラ
35 制御部
351 色変換部
352 色変換制御部
353 画像濃度制御部
354 基準信号発生部
356 CPU
36 分光解析装置
361 受光素子
362 レンズ
363 LED
364 照射部
365 解析部
37 メモリ
200 用紙
10Y, 10M, 10C, 10K
36
364
Claims (10)
前記光源から発せられた複数の光それぞれが順次に画像上に照射された時に該画像から得られる光の各強度を計測する受光部と、
前記画像に照射される光の波長とその画像から得られる光の強度との関係を表した分光特性を、前記光源が発する光の数よりも多い複数の、それぞれが波長を変数とした、互いに同形状で波長領域が相互にずれた基本関数それぞれに各重み係数が付されてなる複数の準基本関数の和からなる総和関数で近似し、その総和関数と、前記光源が発する複数の光それぞれの波長分布とから求められる計算上の光強度が前記受光部によって計測された光の各強度に合うように各重み係数を決定することによってその分光特性を解析する、各重み係数の決定に際しては、それらの重み係数のうち前記光源が発する光の数以下の数の所定の重み係数については互いに独立な重み係数であり、それら独立な重み係数以外の重み係数は、それら独立な重み係数に従属した重み係数であるものとして決定する解析部とを備えたことを特徴とする分光解析装置。 A light source that sequentially emits each of a plurality of lights having different wavelength distributions;
A light receiving unit that measures each intensity of light obtained from the image when each of the plurality of lights emitted from the light source is sequentially irradiated on the image;
Spectral characteristics representing the relationship between the wavelength of light applied to the image and the intensity of light obtained from the image, each of which is greater than the number of light emitted by the light source, each having a wavelength as a variable. Approximate with a sum function consisting of the sum of a plurality of quasi-basic functions each having a weighting factor attached to each of the basic functions having the same shape and wavelength regions shifted from each other, and the sum function and each of the plurality of lights emitted from the light source The spectral characteristics are analyzed by determining each weighting factor so that the calculated light intensity obtained from the wavelength distribution of each matches the intensity of the light measured by the light receiving unit. Among the weighting factors, the predetermined weighting factors equal to or less than the number of light emitted from the light source are independent weighting factors, and the weighting factors other than the independent weighting factors are independent weighting factors. Spectroscopic analysis apparatus characterized by comprising an analysis unit for determining as being dependent weighting factors.
前記解析部は、前記画像の分光反射率を表わす分光特性を解析するものであることを特徴とする請求項1記載の分光解析装置。 The light receiving unit measures the reflection intensity of light irradiated on the image,
The spectral analysis apparatus according to claim 1, wherein the analysis unit analyzes a spectral characteristic representing a spectral reflectance of the image.
記録媒体上に前記画像を定着させる画像定着部と、
波長分布が相互に異なる複数の光それぞれを1つずつ順次に発する光源と、
前記光源から発せられた複数の光それぞれが、前記画像形成部によって形成された画像上に順次に照射された時に該画像から得られる光の各強度を計測する受光部と、
前記画像に照射される光の波長とその画像から得られる光の強度との関係を表した分光特性を、前記光源が発する光の数よりも多い複数の、それぞれが波長を変数とした、互いに同形状で波長領域が相互にずれた基本関数それぞれに各重み係数が付されてなる複数の準基本関数の和からなる総和関数で近似し、その総和関数と、前記光源が発する複数の光それぞれの波長分布とから求められる計算上の光強度が前記受光部によって計測された光の各強度に合うように各重み係数を決定することによってその分光特性を解析する、各重み係数の決定に際しては、それらの重み係数のうち前記光源が発する光の数以下の数の所定の重み係数については互いに独立な重み係数であり、それら独立な重み係数以外の重み係数は、それら独立な重み係数に従属した重み係数であるものとして決定する解析部と、
前記解析部で解析された前記画像の分光特性に基づいて前記画像形成部を制御することによって前記画像の色を補正する補正制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit that forms an image using a plurality of color materials having mutually different colors;
An image fixing unit for fixing the image on a recording medium;
A light source that sequentially emits each of a plurality of lights having different wavelength distributions;
A light receiving unit that measures each intensity of light obtained from the image when each of the plurality of lights emitted from the light source is sequentially irradiated onto the image formed by the image forming unit;
Spectral characteristics representing the relationship between the wavelength of light applied to the image and the intensity of light obtained from the image, each of which is greater than the number of light emitted by the light source, each having a wavelength as a variable. Approximate with a sum function consisting of the sum of a plurality of quasi-basic functions each having a weighting factor attached to each of the basic functions having the same shape and wavelength regions shifted from each other, and the sum function and each of the plurality of lights emitted from the light source The spectral characteristics are analyzed by determining each weighting factor so that the calculated light intensity obtained from the wavelength distribution of each matches the intensity of the light measured by the light receiving unit. Among the weighting factors, the predetermined weighting factors equal to or less than the number of light emitted from the light source are independent weighting factors, and the weighting factors other than the independent weighting factors are independent weighting factors. An analysis unit for determining as being dependent weighting factors,
An image forming apparatus comprising: a correction control unit that corrects the color of the image by controlling the image forming unit based on spectral characteristics of the image analyzed by the analyzing unit.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003335462A JP2005098935A (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Spectroscopic analyzer and image forming device |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006343599A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Canon Inc | Color image forming apparatus and control method thereof |
| JP2008141341A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Fuji Xerox Co Ltd | Image processor, image reader and image forming apparatus |
| JP2008147841A (en) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Fuji Xerox Co Ltd | Image processing apparatus, image reading apparatus, and image forming apparatus |
| JP2008160371A (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Fuji Xerox Co Ltd | Image processor, image reader, and image forming apparatus |
-
2003
- 2003-09-26 JP JP2003335462A patent/JP2005098935A/en active Pending
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| JP2008147841A (en) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Fuji Xerox Co Ltd | Image processing apparatus, image reading apparatus, and image forming apparatus |
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