分光测量装置、分光测量方法与流程

文档序号:17596866发布日期:2019-05-07 19:35阅读:265来源:国知局
分光测量装置、分光测量方法与流程

本发明涉及分光测量装置、分光测量方法。



背景技术:

一直以来,在印刷装置中,已知一种用于检测包含在纸张表面等介质(测量对象)中的荧光成分的装置(例如,参见专利文献1)。

专利文献1中描述的装置是用于测量纸张表面中包含的荧光增白剂的光学特性的装置。在该装置中,为了测量荧光增白剂,包括紫色led和紫外led,测量由这些紫色led和紫外led输出的光激发的450nm的荧光。

然而,要由印刷装置印刷的图像,在一些情况下可能包括由诸如荧光粉色或荧光黄色这种荧光色的油墨形成的图像。这种荧光色即使在比紫色led或紫外led长的波长区域中的光中也会激发,并发出荧光,因此,在任意照明下不能进行高精度的颜色推定。即,在包括荧光色的图像的颜色测定中,还需要以比紫色led或紫外led长的波长区域中的光作为光源的荧光测量。

在上述专利文献1中,测量由来自紫色led或紫外led的激发光激发的荧光增白剂的荧光。然而,对于在比紫色led或紫外led更长的波长区域内的光中也发生激发而发出荧光的荧光色,在任意照明下难以高精度地测定颜色。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利申请公开第2009-236486号公报。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种能够精确测量多个荧光各自的荧光特性的分光测量装置和分光测量方法。

本发明的一个应用例的分光测量装置的特征在于,包括:激发光源,对测量对象输出激发光;光源控制部,控制所述激发光源的驱动;以及测量部,对由所述测量对象反射的光实施分光测量,对应于不同峰值波长的多个荧光设置多种所述激发光源,所述光源控制部以开启多种所述激发光源中的一种所述激发光源并关闭其他所述激发光源的方式依次改变开启的所述激发光源。

在本应用例中,具备对应于具有不同波长的多种荧光的多种激发光源,并且这些激发光源交替开启。也就是说,交替地切换要照射到测量对象的激发光的波长。因此,即使在测量对象中包括多种类的荧光物质的情况下,由于激发光交替地切换,激发的荧光物质也交替地改变,从而多种荧光可交替地发射。因此,通过利用测量部分别测量这些荧光,能够单独且精确地测量多个荧光的荧光特性。

在本应用例的分光测量装置中,优选所述激发光源包括第一激发光源,其输出在420nm以上且不足490nm的波长范围内具有峰值波长的第一激发光。

作为用于产生黄色的荧光色(下文中称为荧光黄色)的荧光物质(黄色荧光物质),例如,有一些受到从紫外光至大约510nm的激发光的激发而发出峰值波长(荧光波长)为519nm的荧光的荧光物质。

然而,例如,在纸张表面上涂覆黄色的荧光油墨(黄色荧光物质)等的图像等中,使用波长范围从紫外线至不足420nm的激发光来测量荧光成分,在任意照明下进行颜色推定时,其精度低。这是因为如上所述,荧光黄色虽然被约420nm至510nm的激发光激发而产生荧光,但该荧光成分不包括在颜色推定中。

与此形成对比,在本应用例中,除了从紫外线到不足420nm的波长范围内的激发光源之外,第一激发光源输出在420nm以上且不足490nm的波长区域内具有峰值波长的第一激发光。

由此,能够高精度地测量荧光黄色的荧光特性,并进行任意照明下的高精度的颜色推定。

在本应用例的分光测量装置中,优选所述激发光源包括第二激发光源,其输出在490nm以上且不足600nm的波长区域内具有峰值波长的第二激发光。

作为用于产生粉色的荧光色(下文中称为荧光粉色)的荧光物质(桃色荧光物质),例如,有一些受到从紫外光至大约600nm的激发光的激发而发出峰值波长(荧光波长)为606nm的荧光的荧光物质。

然而,当在纸张表面上由包括黄色荧光物质和桃色荧光物质的荧光油墨形成图像时,使用波长范围不足490nm的激发光来测量荧光成分,在任意照明下进行颜色推定时,其精度低。这是因为如上所述,荧光粉色虽然被约490nm至600nm的激发光激发而产生荧光,但该荧光成分不包括在颜色推定中。

与此形成对比,在本应用例中,另外设置与不足490nm的波长范围内的激发光源不同的第二激发光源,输出在490nm以上且不足600nm的波长区域内具有峰值波长的第二激发光。由此,能够高精度地测量荧光粉色的荧光特性,并进行任意照明下的高精度的颜色推定。

在本应用例的分光测量装置中,优选所述激发光源包括第三激发光源,其输出在380nm以上且不足420nm的波长区域内具有峰值波长的第三激发光。

利用这种第三激发光源,能够测量荧光增白剂、荧光黄色、荧光粉色在380nm以上且不足420nm的激发光中的荧光特性。因此,通过结合由第一激发光源和第二激发光源获得的荧光特性,能够获得在任意照明下的颜色推定所需的荧光增白剂、荧光黄色和荧光粉色的荧光特性。

在本应用例的分光测量装置中,还具备向所述测量对象输出白色光的白色光源,优选所述光源控制部控制所述激发光源和所述白色光源的驱动,在开启所述激发光源期间,关闭所述白色光源,在开启所述白色光源期间,关闭所述激发光源。

在本应用例中,通过使用白色光源进行测量,能够进行对测量对象的比色处理(例如,针对每个波长的反射率的计算、rgb等颜色坐标值的计算等)。并且,通过将使用白色光源的测量结果与由第一激发光源、第二激发光源和第三激发光源获得的荧光特性结合,能够在任意照明下进行高精度的颜色推定。

在本应用例的分光测量装置中,具有:遮光部,能够进退地设置在从所述白色光源输出的白色光的光路上;以及遮光控制部,控制所述遮光部的移动,优选所述遮光控制部在开启所述激发光源时,使所述遮光部在白色光的所述光路上移动。

在上述应用例中,由于在开启激发光源时,关闭白色光源,因此,当实施荧光测量时,白色光不会直接照射在测量对象上。然而,白色光源有时会在接收激发光源的激发光后发光,在这种情况下,来自白色光源的光也会照射到测量对象。

与此形成对比,在本应用例,遮光部设置在从白色光源到测量对象的光路上,当激发光源被开启时,来自白色光源的光被遮光部阻挡。由此,可抑制激发光之外的光入射测量对象的不良状况,能够高精度地测量荧光特性。

在本应用例的分光测量装置中,优选多种类的所述激发光源分别设置多个,当从所述测量对象向所述测量部的方向观察时,其沿着以所述测量部为中心的假想圆的圆周方向设置。

在本应用例中,激发光源沿着以测量部分为中心的假想圆的圆周方向设置。由此,能够使从各个激发光源到测量对象的距离和角度均匀,并能够精确地执行各种荧光色的荧光测定。此外,在测量对象上存在凹凸不平时,在仅一个光源的情况下,由于有阴影,有时不能进行高精度的测量。另一方面,在本应用例中,由于分别设置各种激发光源,光从不同方向照射到测量对象,因此,可抑制阴影的影响,从而能够执行高精度的测量。

本发明的一个应用例的分光测量方法的特征在于,是一种使用分光测量装置的分光测量方法,该分光测量装置具备:多种激发光源,对测量对象输出激发光,并且各自的所述激发光的波长不同;以及测量部,对由所述测量对象反射的光进行分光测量,以开启多种中的一种所述激发光源并关闭其他所述激发光源的方式依次改变开启的所述激发光源,同时通过所述测量部测量由所述测量对象反射的光。

在本应用例中,能够和上述应用例同样,对多种荧光色中的每一种精确地测量其荧光特性。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的打印机的简要构成的外观图。

图2是示出本实施方式的打印机的简要构成的框图。

图3是示出本实施方式的分光器(分光测量装置)的简要构成的截面图。

图4是从+z侧观察本实施方式的光源部时所见的俯视图。

图5是示出激发光的波长与由激发光激发的荧光黄色的荧光波长之间的关系的图。

图6是示出激发光的波长与由激发光激发的荧光粉色的荧光波长之间的关系的图。

图7是示出激发光的波长与由激发光激发的荧光增白剂的荧光波长之间的关系的图。

图8是从+z侧观察本实施方式的光源部和挡板时所见的、挡板处于遮光位置时的俯视图。

图9是从+z侧观察本实施方式的光源部和挡板时所见的、挡板处于打开位置时的俯视图。

图10是示出本实施方式的分光测量处理的流程图。

附图标记说明

10…打印机;15…控制单元;16…印刷部;17…分光器;171…基座;171a2…入射窗;171c…第三基部;172…滤光器保持基板;172a…分光滤光器;173…光接收元件保持基板;173a…光接收元件;174…光源部;174a…光源保持基板;174b…光源;174b1…白色光源;174b2…第一激发光源;174b3…第二激发光源;174b4…第三激发光源;175…挡板;175a…环状部件;175b…遮光部;176…驱动控制部;176a…滤光器控制部;176b…光接收控制部;176c…光源控制部;176d…挡板控制部;c…假想圆;m…介质(测量对象);p…测量位置。

具体实施方式

以下,对本发明的一个实施方式进行说明。

在本实施方式中,以具备作为分光测量装置的分光器的打印机为例进行说明。图1是示出本实施方式的打印机10的简要构成的外观图。图2是示出本实施方式的打印机10的简要构成的框图。

如图1所示,打印机10包括:供应单元11、输送单元12、滑架13、滑架移动单元14和控制单元15(参见图2)。该打印机10基于从例如个人计算机等外部设备20输入的印刷数据来控制各个单元11、12、14和滑架13,并在介质m(测量对象)上印刷图像。另外,本实施方式的打印机10基于预先设定的校准印刷数据,在介质m上的预定位置处形成用于颜色测量的测试图案,并进行对该测试图案的分光测量。由此,打印机10进行基于测试图案的分光测量结果的比色处理,并根据该结果进行例如印刷校正等校正处理。

以下,对打印机10的各构成进行具体说明。

供应单元11是将成为图像形成对象的介质m供应到图像形成位置的单元。该供应单元11包括例如卷绕介质m的辊体111(参见图1)、辊驱动马达(省略图示)以及辊驱动轮系(未示出)等。然后,基于来自控制单元15的命令,辊驱动马达被旋转驱动,使得辊体111经由辊驱动轮系旋转,缠绕在辊体111上的纸张表面供应至副扫描方向(y方向)的下游侧(+y侧)。

另外,在本实施方式中,示出了供应缠绕在辊体111上的纸张表面的例子,但本发明不限于此。介质m可以通过任何供应方法供应,例如,通过辊等例如逐张供应堆叠在托盘等上的纸张表面等的介质m等。

输送单元12沿y方向输送从供应单元11供应的介质m。该输送单元12包括例如输送辊121、从动辊(未图示出)和压板122,从动辊(未图示出)被布置成将介质m夹在自身与输送辊121之间,并跟随输送辊121驱动。

输送辊121通过由控制单元15的控制被驱动的输送马达(未图示出)来旋转,并在和从动辊之间夹着介质m的状态下,沿y方向输送介质m。并且,在输送辊121的+y侧,面对滑架13设置有压板122。

滑架13包括:对介质m印刷图像的印刷部16和在介质m上的预定测量位置进行分光测量的分光器17(分光测量装置)。

该滑架13设置成可通过滑架移动单元14沿着与y方向交叉的主扫描方向(x方向)移动。此外,滑架13通过柔性电路131连接到控制单元15,并基于来自控制单元15的指令,执行印刷部16的印刷处理和分光器17的分光测量处理。

另外,对滑架13的详细构成,将在后面说明。

滑架移动单元14基于来自控制单元15的指令使滑架13沿x方向往复运动。该滑架移动单元14包括例如滑架引导轴141、滑架马达142和正时皮带143而构成。

滑架引导轴141沿x方向设置,其两个端部固定到例如打印机10的箱体。滑架马达142驱动正时皮带143。正时皮带143基本上与滑架引导轴141平行地被支承,滑架13的一部分被固定。当基于控制单元15的指令驱动滑架马达142时,正时皮带143沿正向和反向被驱动,固定到正时皮带143的滑架13由滑架引导轴141引导以往复运动。

接下来,参考附图,对设置在滑架13中的印刷部16和分光器17的构成进行说明。

[印刷部16的构成]

印刷部16在面向介质m的部分,将油墨单独喷射在介质m上,并在介质m上形成图像。

该印刷部16例如可拆卸地安装着对应于多种颜色的油墨的墨盒(未图示出),通过管(未图示出)从各个墨盒向油墨罐(未图示出)供应油墨。另外,在印刷部16的下表面(面对介质m的位置)处,对应于各个颜色设置有用于喷射墨滴的喷嘴(未图示出)。在这些喷嘴中例如设置有压电元件,通过驱动压电元件,从墨盒供应的墨滴被喷射出,着落在介质m上,并形成点。

[分光器17的构成]

图3是表示分光器17的简要构成的截面图。

分光器17是本发明的分光测量装置,如图3所示,包括:基座171、保持(固定)到基座171的滤光器保持基板172、固定到基座171的光接收元件保持基板173、光源部174、挡板175和驱动控制部176(参见图2)。

(基座171的构成)

基座171固定在滑架13上,是保持滤光器保持基板172、光接收元件保持基板173、光源部174和挡板175的部件。如图3所示,基台171包括例如第一基部171a、第二基部171b、第三基部171c和第四基部171d。

第一基部171a固定在滑架13上,在面对介质m的测量位置p的位置,具有允许被介质m反射的光通过的第一导入孔171a1。第一导入孔171a1是具有筒状的内周表面的孔部,该筒状内周表面具有与z方向(光接收元件173a的光轴,下文中称为测量光轴l)平行的轴,在+z侧设置有允许被介质m反射的光入射的入射窗171a2。

此外,如图3所示,在第一基部171a的面向介质m的表面(+z侧的表面)上设置有光源部174和挡板175。

第二基部171b固定到与第一基部171a的介质m相反的一侧。第二基部171b具备与第一导入孔171a1连通的第二导入孔171b1。第二导入孔171b1是具有与第一导入孔171a1同轴(以测量光轴l为中心轴)的筒状内周表面的孔部。

在第二基部171b的-z侧的表面上设置有凹部171b2。在该凹部171b2的底表面上设置有与凹部171b2和第二导入孔171b1连通的通孔171b3。该凹部171b2用作设置带通滤光器或透镜等光学部件171b4和分光滤波器172a的空间,是与第三基部171c之间被密封的空间。

并且,在第二基部171b的-z侧的表面固定有滤光器保持基板172,以覆盖凹部171b2。第二基部171b和滤光器保持基板172的固定可以举例如通过螺丝固定,或使用粘接剂或树脂部件来固定。在滤光器保持基板172上设置有分光滤波器172a,分光滤光器172a设置在凹部171b2中的测量光轴l上。

第三基部171c固定到第二基部171b,并且光接收元件保持基板173被固定。第三基部171c和光接收元件保持基板173的固定可以举例如通过螺丝固定,或使用粘接剂来固定。如图3所示,第三基部171c具有沿测量光轴l的通孔,并且第三基部171c固定有光接收元件保持基板173,以使设置在光接收元件保持基板173上的光接收元件173a配置在测量光轴l上。

第四基部171d是盖部件,被设置为覆盖固定在第三基部171c的光接收元件保持基板173的-z侧的表面。

另外,通过在第三基部171c和第二基部171b之间以及在第三基部171c和第四基部171d之间分别插入遮光部件等,可抑制外部光入射到光接收元件173a。

另外,在本实施方式中,示出了入射窗171a2、第一导入孔171a1、第二导入孔171b1、通孔171b3、分光滤光器172a和光接收元件173a同轴设置的示例,但不限于此。例如,也可以将分光滤光器172a和光接收元件173a设置在与第一导入孔171a1和第二导入孔171b1不同的轴上,例如,通过分光滤光器172a,使被镜子等反射并从入射窗171a2入射的光由光接收元件173a接收。

(滤光器保持基板172的构成)

如上所述,滤光器保持基板172固定到基座171的第二基部171b。在该滤光器保持基板172上固定有分光滤光器172a。分光滤光器172a可以使用例如,具有一对反射膜,通过改变反射膜之间的距离来改变透射波长的可变波长干涉滤光器。另外,分光滤光器172a还可以使用光栅元件、液晶可调滤光器、声光滤光器等。

此外,滤光器保持基板172可以设置有用于驱动分光滤光器172a的驱动电路等。

(光接收元件保持基板173的构成)

如上所述,光接收元件保持基板173固定到基座171的第三基部171c。在光接收元件保持基板173上固定有光接收元件173a。光接收元件173a,例如,可以使用诸如ccd(chargecoupleddevice:电荷耦合器件)等图像传感器,也可以由单个或多个光电二极管构成。

另外,本发明的测量部由被滤光器保持基板172保持的分光滤光器172a和被光接收元件保持基板173保持的光接收元件173a构成。

光接收元件保持基板173可以包括光接收电路等,该光接收电路用于处理来自光接收元件173a的光接收信号。

(光源部174的构成)

图4是从+z侧观察分光器17的光源部174时所见的俯视图。

光源部174包括光源保持板174a和由光源保持基板174a保持的多个光源174b。这些多个光源174b具有沿着以测量光轴l为中心的假想圆c的多个光源174b。具体而言,如图4所示,多个光源174b在假想圆c上以等角度间隔(例如,在本实施方式中以30°的间隔)配置。

假想圆c的直径尺寸,例如根据从各个光源174b到压板122的距离来设定。即,在本实施方式中,从光源174b发射的光照射到以压板122上的介质m和测量光轴l的交点为中心的预定范围内的测量位置p。这里,在本实施方式中,分光器17的测量根据比色测量标准(jisz8722)规定的光学几何条件(45°x:0°)的方式进行。即,在本实施方式中,来自光源174b的照明光以45°±2°的入射角入射到测量位置p,在测量对象上以0°±10°向法线方向反射的光沿着测量光轴l入射到光接收元件173a。因此,优选各个光源174b分别被定位成使得距测量光轴l的距离基本上等于从光源174b到压板122的距离(从光源174b到压板122拉出垂线时的垂线的长度)。

并且,该多个光源174b包括要输出的具有不同光波长的多种(四种)光源,具体而言,包括白色光源174b1、第一激发光源174b2、第二激发光源174b3以及第三激发光源174b4而构成。

白色光源174b1由例如白色led构成并发射白色光。在本实施方式中,如图4所示,多个(在本实施方式中为三个)白色光源174b1以120°间隔配置。

第一激发光源174b2是输出在420nm以上且小于490nm的波长区域具有峰值波长的第一激发光的光源。在本实施方式中,使用例如输出峰值波长为460nm的第一激发光的蓝色led。在本实施方式中,设置多个第一激发光源174b2(在本实施方式中为三个),并以120°间隔配置。

第二激发光源174b3是输出在490nm以上且小于600nm的波长区域具有峰值波长的第二激发光的光源。在本实施方式中,使用例如输出具有570nm的峰值波长的激发光的led(绿色led)。在本实施方式中,设置多个第二激发光源174b3(在本实施方式中为三个),并以120°间隔配置。

第三激发光源174b4是输出在380nm以上且小于420nm的波长区域具有峰值波长的第三激发光(紫外光)的光源。在本实施方式中,使用例如输出具有380nm的峰值波长的紫外激发光的led。在本实施方式中,设置多个第三激发光源174b4(在本实施方式中为三个),并以120°间隔配置。

这些白色光源174b1、第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4均能够独立地驱动。

另外,第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4均为输出单一波长的激发光的光源,各个激发光的半值宽度例如是20nm或更小。

另外,在本实施方式中,第二激发光源174b3和第三激发光源174b4沿假想圆c的圆周方向夹着白色光源174b1而设置,第一激发光源174b2设置在距离白色光源174b1最远的位置。也就是说,在本实施方式中,白色光源174b1、第二激发光源174b3、第一激发光源174b2和第三激发光源174b4沿假想圆c的圆周方向依次排列。

由此,能够抑制第一激发光源174b2发光时第一激发光入射到白色光源174b1并且白色光源174b1发光的不良状况。

另外,这些光源174b可以设置成从光源保持基板174a的-z侧表面突出,也可以在光源保持基板174a上设置对应于各个光源174b的凹部,并在该凹部内分别设置一个光源174b。在凹部中设置光源174b时,能够更可靠地抑制在使各个光源174b发光时激发光进入白色光源174b1的不良状况。

其中,对从第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4输出的各个激发光进行说明。

图5是示出激发光的波长与由激发光激发的荧光黄色的荧光波长之间的关系的图。图6是示出激发光的波长与由激发光激发的荧光粉色的荧光波长之间的关系的图。图7是示出激发光的波长与由激发光激发的荧光增白剂的荧光波长之间的关系的图。

如图5所示,荧光黄色的荧光(下文有时简称为荧光黄色)是通过将紫外光(图5中的380nm)至波长510nm的光作为激发光而使发射黄色荧光的黄色荧光物质受激发而产生。如图5所示,该荧光黄色通过所述激发光成为以519nm为峰值波长,在预定发光波长区域内具有强度分布的光。其中,荧光黄色的发光强度和发光波长区域根据激发光的波长而变化,当紫外光用作激发光时,发出最强的光强度,发光波长区域也变宽,随着激发光的波长向长波长侧移动,光强度逐渐减小,发光波长区域也变窄。

然而,如果使用从紫外光至小于420nm的波长范围内的激发光测量荧光成分,并在任意照明下进行颜色推定,则其精度低。这是由于如上所述,荧光黄色即使是受420nm至510nm左右的激发光激发也会产生荧光,但该荧光成分不包括在颜色推定中。

与此相对,在本实施方式中,除了从紫外光至小于420nm的波长范围内的激发光源之外,第一激发光源输出在420nm以上且不足490nm的波长范围内具有峰值波长的第一激发光。由此,能够高精度地测量荧光黄色的荧光特性,从而进行任意照明下的高精度的颜色推定。

另外,如图6所示,荧光粉色与荧光黄色同样,能够通过使用紫外光作为激发光而获得强度最大的荧光。然而,与图5中所示的荧光黄色不同,当使用波长范围小于490nm的激发光测量荧光成分,并在任意照明下进行颜色推定时,其精度低。这是由于如上所述,荧光粉色即使是受490nm至600nm左右的激发光激发也会产生荧光,但该荧光成分不包括在颜色推定中。

与此相对,在本实施方式中,除了小于490nm的波长范围内的激发光源之外,第二激发光源输出在490nm以上且不足600nm的波长范围内具有峰值波长的第二激发光。由此,能够高精度地测量荧光粉色的荧光特性,从而进行任意照明下的高精度的颜色推定。

此外,在本实施方式中,第三激发光源174b4发射在380nm以上且不足420nm之间具有峰值波长的第三激发光。利用该第三激发光源,能够测量荧光增白剂、荧光黄色、荧光粉色在380nm以上且小于420nm的激发光中的荧光特性。因此,通过结合由第一激发光源和第二激发光源获得的荧光特性,能够获得在任意照明下的颜色推定所需的荧光增白剂、荧光黄色、荧光粉色的荧光特性。

(挡板175的构成)

图8和图9是从+z侧观察分光器17的光源部174和挡板175时所见的俯视图,图8是在白色光被遮挡的遮光位置使挡板175旋转时的俯视图,图9是在白色光对介质m照射的打开位置使挡板175旋转时的俯视图。

如图8和图9所示,挡板175在从-z侧观察分光器17所见的俯视图上,具有围绕光源部174的各光源174b的圆环状的环状部件175a,以及从环状部件175a的环内周缘175a1向测量光轴l侧突出的遮光部175b。

另外,尽管未图示出,但挡板175具备使环状部件175a以测量光轴l为中心沿着假想圆c的圆周方向旋转的旋转驱动机构。旋转驱动机构例如包括:沿环外周缘175a2形成的齿轮(未图示出)、与该齿轮啮合的驱动齿轮、用于步进驱动驱动齿轮的步进马达等构成等。

遮光部175b是遮蔽来自白色光源174b1的白色光的部件。遮光部175b从环状部件175a突出的尺寸d是覆盖白色光源174b1且不与测量光轴l重叠的尺寸。也就是说,当挡板175旋转移动到遮光位置时,来自白色光源174b1的白色光不照射到介质m的测量位置p,并且,是使得在测量位置p处反射的光不被遮光部175b阻挡的尺寸。

遮光部175b的宽度尺寸w(沿假想圆c的切线方向的尺寸)是在挡板175旋转移动到遮光位置时,覆盖白色光源174b1且不与第二激发光源174b3和第三激发光源174b4重叠的尺寸。

在各光源174b容纳在设置在基座171中的凹部中的情况下,各光源174b具有覆盖一个凹部的突出尺寸d和宽度尺寸w即可。

(驱动控制部176的构成)

驱动控制部176基于控制单元15的控制指令控制分光器17的驱动。

驱动控制部176具备微型计算机等运算电路或存储器等存储电路、各种驱动电路等而构成,如图2所示,作为滤光器控制部176a、光接收控制部176b、光源控制部176c、挡板控制部176d而发挥作用。

滤光器控制部176a控制分光滤光器172a的驱动,以改变透过分光滤光器172a的光的波长。

光接收控制部176b控制光接收元件173a的驱动,并接收光接收元件173a接收光时输出的光接收信号。

光源控制部176c控制光源部174的各个光源174b的开启和关闭。例如,在本实施方式中,当测量介质m的测量位置p处的色度时,白色光源174b1、第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4依次开启和关闭。

挡板控制部176d相当于本发明的遮光控制部,控制挡板175的位置。更具体而言,当测量介质m的测量位置p处的色度时,挡板控制部176d在开启白色光源174b1时使环状部件175a旋转移动,将挡板175移动到打开位置。另一方面,当开启第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4时,挡板控制部176d旋转环状部件175a以将挡板175移动到遮光位置。

[控制单元的构成]

控制单元15是本发明的控制部,如图2所示,包括i/f151、单元控制电路152、存储器153和cpu(centralprocessingunit:中央处理单元)154而构成。

i/f151将从外部设备20输入的印刷数据输入到cpu154。

单元控制电路152包括分别控制供应单元11、输送单元12、印刷部16、分光器17和滑架移动单元14的控制电路,并基于来自cpu154的指令信号,控制各单元的操作。各个单元的控制电路可以与控制单元15分开设置,并连接到控制单元15。

存储器153存储用于控制打印机10的操作的各种程序和各种数据。

各种数据,可以列举例如驱动表、印刷配置文件数据等,该驱动表示出相对于透过分光滤光器172a的光的波长该分光滤光器172a的控制值,印刷配置文件数据存储相对于作为印刷数据而含有的颜色数据各油墨的喷射量。

cpu154通过读取并执行存储在存储器153中的各种程序,进行基于各单元11、12、14的驱动控制、印刷部16的印刷控制、分光器17的测量控制、分光器17的分光测量结果的比色处理,或执行印刷配置文件数据的校正(更新)处理等。

[分光测量方法]

接下来,下面将描述针对上述这样的打印机10中的介质m的分光测量方法(分光测量处理)。

图10是示出本实施方式的分光测量处理的流程图。

在本实施方式的荧光测量处理中,例如,打印机10通过例如用户操作或来自外部设备20的输入,接受旨在对介质m实施分光测量的指令时,控制单元15向分光器17输出指示分光测量处理的测量指令。

在接收到测量指令之后,分光器17首先执行荧光测量处理。为此,首先,挡板控制部176d控制挡板175的旋转驱动机构,以将挡板175移动到遮光位置(步骤s1)。由此,遮光部175b移动到阻挡来自白色光源174b1的白色光的位置。

接下来,光源控制部176c开启第一激发光源174b2,关闭白色光源174b1、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4(步骤s2)。

由此,来自第一激发光源174b2的第一激发光照射到介质m的测量位置p。在测量位置p处,例如,当存在含有会产生荧光黄色的黄色荧光物质或会产生荧光粉色的桃色荧光物质的油墨时,该荧光物质被第一激发光激发,从而发射出荧光黄色或荧光粉色的荧光。

另外,滤光器控制部176a控制分光滤光器172a以依次改变透过分光滤光器172a的光的波长,光接收控制部176b从光接收元件173a接收与各波长的光的接收量对应的光接收信号(步骤s3)。即,测量由第一激发光发射的荧光(荧光黄色或荧光粉色)的预定波长间隔的各波长的光的光量。

接下来,光源控制部176c开启第二激发光源174b3,并关闭白色光源174b1、第一激发光源174b2和第三激发光源174b4(步骤s4)。然后,滤光器控制部176a控制分光滤光器172a以依次改变透过分光滤光器172a的光的波长,光接收控制部176b从光接收元件173接收荧光粉色的荧光成分,作为对应于各波长的光的接收光量的光接收信号(步骤s5)。即,测量通过第二激发光发光的荧光(荧光粉色)的预定波长间隔的各波长的光的光量。

进一步地,光源控制部176c开启第三激发光源174b4,并关闭白色光源174b1、第一激发光源174b2和第二激发光源174b3(步骤s6)。并且,滤光器控制部176a控制分光滤光器172a以从光接收元件173a接收荧光黄色、荧光粉色和荧光增白剂的荧光成分,作为对应于各波长的光的接收光量的光接收信号(步骤s7)。即,测量通过第三激发光发光的荧光(荧光黄色、荧光粉色、以及由荧光增白剂发射的荧光色)的预定波长间隔的各波长的光量。

另外,在步骤s3、s5和s7中获得的荧光测量结果(对应于光接收信号的光量)分别发送到控制单元15,并存储在存储器153中。

这里,示出了从步骤s3到步骤s7的处理各执行一次的示例,但从步骤s3到步骤s7的处理也可以执行多次,以获得测量的光量的平均值。

接下来,分光器17执行颜色测量处理。为此,挡板控制部176d控制挡板175的旋转驱动机构,以将挡板175移动到打开位置(步骤s8)。由此,遮光部175b从白色光源174b1缩回,并移动到能够将白色光照射到测量位置p的位置。

此后,光源控制部176c开启白色光源174b1,关闭第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4(步骤s9)。

另外,滤光器控制部176a控制分光滤光器172a,依次改变透过分光滤光器172a的光的波长,光接收控制部176b从光接收元件173a接收对应于各波长的光的接收光量的光接收信号(步骤s10)。即,分别测量在测量位置p处反射的光中包含的每个预定波长间隔的光的光量。在步骤s10中获得的颜色测量结果(对应于光接收信号的光量)被发送到控制单元15,并存储在存储器153中。

此后,光源控制部176c关闭所有光源174b(步骤s11)。

在上述通过分光器17进行的分光测量处理之后,控制单元15基于在步骤s10中获得的颜色测量结果和在步骤s3至步骤s7中获得的荧光测量结果,执行比色处理。作为比色处理,例如,基于颜色测量结果和荧光测量结果,进行各波长的反射率的计算,或rgb等颜色坐标值的计算等。此时,基于比色结果,执行在包括荧光的任意照明下的高精度的颜色推定成为可能。

[本实施方式的作用效果]

在本实施方式中,分光器17具备包括第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4的多个光源174b,以及控制这些光源174b的光源控制部176c。并且,在进行荧光测量处理时,光源控制部176c依次切换第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4。

由此,在分光器17中,交替地切换第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4的各个激发光,并且交替地发射与每个激发光对应的荧光。因此,在分光器17中,可以单独且精确地测量各种荧光所对应的荧光特性。

第一激发光源174b2输出420nm以上且不足490nm的第一激发光。通过这种第一激发光,产生以波长519nm为中心的荧光黄色的荧光。除了从紫外光至小于420nm的波长范围内的激发光源之外,通过输出第一激发光,能够高精度地测量荧光黄色的荧光特性,并实现任意照明下的高精度的颜色推定。

第二激发光源174b3输出490nm以上且不足600nm的第二激发光。

通过这种第二激发光,产生以波长606nm为中心的荧光粉色的荧光。除了从紫外光至小于490nm的波长范围内的激发光源之外,通过另外输出第二激发光,能够高精度地测量荧光粉色的荧光特性,并实现任意照明下的高精度的颜色推定。

第三激发光源174b4输出380nm以上且不足420nm的第三激发光。

利用这种第三激发光源,能够测量荧光增白剂、荧光黄色、荧光粉色在380nm以上且不足420nm的激发光中的荧光特性。因此,通过结合由第一激发光源和第二激发光源获得的荧光特性,能够获得在任意照明下的颜色推定所需的荧光增白剂、荧光黄色、荧光粉色的荧光特性。

本实施方式的分光器17还包括输出白色光的白色光源174b1。并且,在第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4中的任何一个开启期间,光源控制部176c关闭白色光源174b1,在开启白色光源174b1期间,光源控制部176c关闭第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4。

由此,能够进行使用白色光的介质m的颜色测量。并且,通过组合使用白色光源174b1的测量结果和由第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4获得的荧光特性,能够在任意照明下高精度地推定颜色。

在本实施方式中,设置包括遮光部175b的挡板175,该遮光部175b设置成能够在从白色光源174b1输出的白色光的光路上进退。然后,当开启第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4中的任一个时,挡板控制部176d将挡板175移动至遮光部175b位于白色光的光路上的遮光位置处。

由此,能够抑制激发光入射到包含在白色光源174b1中的荧光物质上,发射荧光,白色光照射在介质m上的不良状况。

在本实施方式中,沿假想圆c的圆周方向以30°的间隔分别设置白色光源174b1、第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4各三个

由此,能够使从各个激发光源174b2、174b3、174b4到测量位置p的距离和角度均匀,并能够精确地实施各种荧光色的荧光特性的测量。并且,即使在介质m的表面存在凹凸的情况下,也能够抑制形成阴影的不良状况等,从而能够进行高精度的测量。

另外,第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4沿圆周方向设置在相邻的两个白色光源174b1之间,并以第二激发光源174b3、第一激发光源174b2和第三激发光源174b4的顺序设置。

在本实施方式中,白色led用作白色光源174b1。尽管这种白色led的发光方法多种多样,但作为以高发光效率获得白色的构成,可以举例如开启蓝色led,使黄色荧光体发光而获得白色的构成。

另一方面,第一激发光源174b2是输出蓝色光作为第一激发光的光源,该蓝色光入射白色光led之后,上述黄色荧光体发光,来自白色光源174b1的光照射在介质m上。在这种情况下,会出现荧光特性的测量精度降低等不良状况。

与此相对,在本应用例中,第一激发光源174b2配置在距白色光源174b1最远的位置。由此,能够抑制第一激发光入射在白色光源174b1上白色光照射在介质m上的不良状况。

在本实施方式中,挡板175具备环状部件175a和遮光部175b,遮光部175b设置在环状部件175a的内侧,向测量光轴l侧突出。

利用这样的构成,通过旋转环状部件175a,能够使来自白色光源174b1的白色光容易地移动至遮光的遮光位置和用于从白色光源174b1缩回的打开位置。

[变形例]

另外,本发明不限于上述实施方式,在实现本发明目的的范围内的变形、改进等均包括在本发明内。

例如,在上述实施方式中为测量待测荧光色是荧光增白剂的荧光色(峰值波长443nm)、荧光黄色(峰值波长519nm)和荧光粉色(峰值波长606nm)的荧光特性的例子,但也可以测量其他荧光色的荧光特性。这种情况下,设定包括荧光色的激发波长范围的激发光的波长即可。

即,在本发明的分光测量装置中,测量由第一波长范围内的第一激发光激发且以第一荧光波长为峰值波长的第一荧光、和由第二波长范围内的第二激发光激发且以第二荧光波长为峰值波长的第二荧光的各自的荧光特性。

通过使用输出这种第一激发光和第二激发光的第一激发光源、以及第二激发光源,交替地开启第一激发光源和第二激发光源,能够高精度地分别测量荧光特性。

另外,在上述实施方式中,在测量荧光粉色的荧光特性时,使用输出在490nm以上且不足600nm之间具有峰值波长的第二激发光的第二激发光源174b3,但也可以不设置第二激发光源174b3,而实施仅使用第一激发光源174b2的测量。

即,如图5和图6所示,第一激发光(在420nm以上且小于490nm的波长区域中具有峰值波长的光)激发荧光黄色和荧光粉色两者,但荧光粉色不包括荧光黄色的峰值波长519nm的光,而荧光黄色不包括荧光粉色的峰值波长606nm的光。因此,通过将透过分光滤波器172a的光的波长在519nm和606nm之间切换,同时保持第一激发光源174b2开启,能够分别测量荧光黄色和荧光粉色的荧光特性。

在上述实施方式中,示出了按照步骤s2和步骤s3中的第一激发光的测量、步骤s4和步骤s5中的第二激发光的测量、以及步骤s6和步骤s7中的第三激发光的测量的顺序实施荧光测量的例子,尽管只是示例,但这些顺序没有特别限制。例如,也可以在实施利用第三激发光的测量之后,实施利用第二激发光的测量,然后,实施利用第一激发光的测量。

在上述实施方式中,示出了下述例子,即、在测量各种荧光色的荧光特性时,滤光器控制部176a以预定的波长间隔改变(例如减小)透过分光滤光器172a的光,接收各个波长的各个光接收信号,获得荧光光谱数据。

与此相对,例如,也可以将透过分光滤光器172a的光的波长设定为与各荧光的峰值波长对应的波长,并基于各颜色的荧光的峰值波长的光强度,来测量各荧光色的荧光特性。

例如,在测量荧光黄色的荧光特性或测量荧光黄色存在与否的情况下,开启第一激发光源174b2,关闭白色光源174b1、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4。然后,将透过分光滤光器172a的光的波长设定为荧光黄色的峰值波长的波长519nm。其中,由于只测量荧光黄色的荧光特性,使用波长为380nm以上且不足420nm的第三激发光之后,荧光增白剂也被激发而发出荧光,如图7所示那样,其荧光包括400nm至540nm的光。因此,当希望只测量荧光黄色的荧光特性时,测量精度会降低。另一方面,使用第一激发光,能够通过抑制荧光增白剂的激发,而适当地测量荧光黄色的荧光特性。

另外,在测量荧光粉色的荧光特性,或测量荧光粉色存在与否的情况下,开启第二激发光源174b3,关闭白色光源174b1、第一激发光源174b2和第三激发光源174b4。然后,将透过分光滤光器172a的光的波长设定为荧光粉色的峰值波长的波长606nm。

其中,由于只测量荧光粉色的荧光特性,使用波长为380nm以上且不足420nm的第三激发光之后,黄色荧光物质也被激发而发出荧光黄色,如图5所示那样,其荧光包括480nm至620nm的光。因此,当希望只测量荧光粉色的荧光特性时,测量精度会降低。另外,当使用第一激发光时,包含在荧光黄色中的光成为480nm至600nm的波长范围内的光,且不包括测量对象(透过分光滤光器172a)的606nm的光。然而,如图6所示,利用由该第一激发光激发的荧光粉色不能获得足够的光量,且测量精度降低。对此,在使用第二激发光时,由于黄色荧光物质或荧光增白剂的激发被抑制,且荧光粉色也以足够的发光强度发光,因此,能够适当地设定荧光粉色的荧光特性。

作为挡板175,示出了遮光部175b从环状部件175a的环内周缘175a1突出,通过使环状部件175a旋转驱动,遮光部175b构成为相对于白色光源的白色光的光路前进和后退的例子,但不限于此。作为挡板,例如可以被构成为使得遮光部能够沿着直线方向前进和后退。例如,可以形成为相对于以120°的间隔配置的每个白色光源174b1,设置能够沿假想圆c的径向前进和后退的遮光部的构成。

在上述实施方式中,已经举例说明了遮光部175b相对于白色光源174b1的光轴前进和后退,以抑制在荧光测量处理期间白色光照射到介质m的不良状况。与此相对,可以为各光源174b中的每一个设置遮光部。例如,也可以形成为遮光部175b沿着假想圆c的圆周方向形成为圆弧形,能够为三个光源174b遮光,这些遮光部175b以120°的间隔配置的构成。这种情况下,设置在沿圆周方向的相邻的遮光部175b之间的光源174b的光照射到待测量的介质m,来自其他光源174b的光被遮光部175b阻挡。

在上述实施方式中,例示了分别设置白色光源174b1、第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4各三个,且各种光源分别以120°的间隔配置的构成,但不限于此。

例如,也可以形成相同类型的三个光源174b在圆周方向上以30°的间隔彼此相邻地配置的构成等。即使这种情况下,通过从多个方向对介质m照射光,即使介质m存在凹凸时,也能够抑制阴影的影响。

另外,举例示出了各光源174b沿假想圆c的圆周方向排列的构成,但不限于此。例如,也可以白色光源174b1沿着以测量光轴l为中心的第一假想圆的圆周方向配置,各激发光源174b2、174b3、174b4配置在直径尺寸与第一假想圆不同的第二假想圆的圆周方向上。

另外,也可以形成下述构成,即、白色光源174b1、第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4分别沿第一假想圆各配置一个,白色光源174b1、第一激发光源174b2、第二激发光源174b3和第三激发光源174b4分别沿直径大于第一假想圆的第二假想圆各配置两个。

在上述实施方式中,通过设置白色光源174b1,能够进行作为测量对象的介质m的颜色测量,但是,例如,在只测量荧光色的荧光特性的情况下,可以不配置白色光源174b1。另外,在这种情况下,也可以不要挡板175(遮光部175b)。

此外,本发明实施时的具体结构在能够实现本发明目的的范围内,可以适当地改变为其他结构等。

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