JP6984400B2 - 分光測定装置、電子機器及び分光測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、分光測定装置、電子機器及び分光測定方法に関する。

従来、入射光の各波長の光特性を測定する分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の分光計測器では、光源部から対象物に光を照射し、検査対象で反射した光を複数の計測波長に分光して計測スペクトルを生成する。そして、得られた計測スペクトルに、スペクトルが既知の光から決定された変換行列を作用させることで、対象物のスペクトルを精度良く推定できるようにしている。

特開２０１３−１４２６５６号公報

ところで、上述したような装置を印刷装置に設け、メディアに印刷された対象物の色を測色する測色装置として用いることがある。対象物の色を測色する場合、対象物の反射率を測定する必要があるが、通常、反射率を測定する場合にはキャリブレーションのために基準板を用いる。特許文献１に記載の装置では、上述したように、計測スペクトルから対象物のスペクトルは推定できるが、推定したスペクトルから対象物の反射率を算出するためには、基準色（例えば白色）で構成された基準板（白色板）の測定を行う必要がある。
しかしながら、高精度な測定を実施するためには、基準物（例えば基準板）の測色時とメディアに形成された対象物の測色時とで条件を揃える必要がある。このため、基準物をメディアと同じ高さの位置に配置する必要があり、基準物の配置位置を確保する必要がある。すなわち、基準物の配置位置の自由度が低下していた。

本発明は、基準物の配置位置の自由度を高くすることができる分光測定装置、電子機器及び分光測定方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の一適用例に係る分光測定装置は、対象物からの光の複数の波長に対する光量を測定する分光器と、前記複数の波長に対する光量の測定結果に基づいて前記対象物の反射率を算出する演算部と、を備え、前記演算部は、前記測定結果を反射率に変換する変換行列を、前記測定結果に作用させて、前記対象物の反射率を算出することを特徴とする。

本適用例では、演算部が、分光器により測定された測定値に対して、当該測定値を反射率に変換する変換行列を作用させて、対象物の反射率を算出する。つまり、分光器により測定された測定値から直接反射率を算出する。そのため、対象物の反射率を算出する際に、基準物（例えば基準板）を用いた基準色の反射率の測定を行う必要がなく、基準物と対象物とで測色時の条件を揃える必要がない。したがって、基準物を対象物と同じ高さの位置に配置する必要がなく、基準物の配置の自由度を高くすることができる。

本適用例の分光測定装置において、前記変換行列は、反射率が既知であるサンプルのｋ（ｋは自然数）個の波長に対する反射率と、前記サンプルを前記分光器により測定した際のｍ（ｍは自然数）個の波長に対する測定結果と、を用いて算出される行列であることが好ましい。
本適用例では、変換行列が、反射率が既知であるサンプルのｋ個の波長に対する反射率と、サンプルを分光器により測定した際のｍ個の波長に対する測定結果と、から算出される。そのため、反射率が既知であるサンプルを分光器により測定することで、変換行列を算出することができる。つまり、反射率が既知であるサンプルを用意すれば、特別な装置を用いることなく変換行列を算出することができる。したがって、分光器により測定された測定値から直接反射率を算出するための変換行列を容易に算出することができる。

本適用例の分光測定装置において、色がそれぞれ異なるｎ（ｎは自然数）個の前記サンプルの各々における、前記ｋ個の波長に対する既知の反射率の行列をＳ_ｎ，ｋとし、前記分光器により測定される前記ｎ個の前記サンプルの各々における、前記ｍ個の波長に対する光量の測定結果の行列をＤ_ｎ，ｍとし、前記変換行列をＭｓとし、評価関数Ｆ（Ｍｓ）をＦ（Ｍｓ）＝｜Ｓ_ｎ，ｋ−Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ｜^２として、前記変換行列Ｍｓは、前記評価関数Ｆ（Ｍｓ）が最小となる行列であることが好ましい。
本適用例では、変換行列Ｍｓは、反射率の行列Ｓ_ｎ，ｋ及び測定結果の行列Ｄ_ｎ，ｍから導かれる評価関数Ｆ（Ｍｓ）が最小となる行列である。つまり、変換行列Ｍｓは、Ｓ_ｎ，ｋとＭｓ・Ｄ_ｎ，ｍとが一致するような行列である。そのため、評価関数Ｆ（Ｍｓ）を一般の最小二乗誤差解と同様に展開することで、変換行列Ｍｓを決定することができる。したがって、分光器により測定された測定値から直接反射率を算出するための変換行列Ｍｓを容易に決定することができる。

本適用例の分光測定装置において、色がそれぞれ異なるｎ個の前記サンプルの各々における、前記ｋ個の波長に対する既知の反射率の行列をＳ_ｎ，ｋとし、前記分光器により測定される前記ｎ個の前記サンプルの各々における、前記ｍ個の波長に対する光量の測定結果の行列をＤ_ｎ，ｍとし、前記変換行列をＭｓとし、前記変換行列Ｍｓは、乗数項をβ・Ｍｓ^Ｔ・Ｍｓとし、評価関数Ｆ（Ｍｓ）をＦ（Ｍｓ）＝｜Ｓ_ｎ，ｋ−Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ｜^２＋β・Ｍｓ^Ｔ・Ｍｓとして、前記変換行列Ｍｓは、前記評価関数Ｆ（Ｍｓ）が最小となる行列であることが好ましい。
ここで、βはハイパーパラメーターと呼ばれる定数であり、変換行列Ｍｓの右肩に表示されたＴは転置行列であることを示すものである。
本適用例では、評価関数Ｆ（Ｍｓ）に乗数項であるβＭｓ^ＴＭｓを加えることで、オーバーフィッティングを抑制した変換行列を算出できる。
つまり、評価関数Ｆ（Ｍｓ）において、このような乗数項が加えられない場合、行列Ｓ_ｎ，ｋや行列Ｄ_ｎ，ｍに誤差が含まれていないとの条件の下で、最良線形不偏推定量としての反射率を算出可能な変換行列Ｍｓを算出することが可能である。しかしながら、行列Ｓ_ｎ，ｍや行列Ｄ_ｎ，ｍに誤差が含まれると、その程度によってはオーバーフィッティング状態のパラメーターとなる。この場合、この評価関数Ｆ（Ｍｓ）を展開することで決定される変換行列Ｍｓのパラメーターは、非常に大きな値と小さな値とが混在した状態として得られることになり、パラメーターのバラツキは大きくなる。この場合、分光器による測定結果の測定値に変換行列を作用させて反射率を算出する際、測定結果の測定値が、変換行列の算出時と同程度の誤差を含む測定値であれば、高精度に反射率を求めることができるが、測定結果の測定値に含まれる誤差の程度やバラツキによっては、反射率の推定精度が低下してしまう（オーバーフィッティング）。
これに対して、本適用例では、上記のように、評価関数Ｆ（Ｍｓ）に乗数項であるβＭｓ^ＴＭｓを加えることで、変換行列Ｍｓのパラメーターの分散（又は、ユークリッドノルム）を最小化する制約項を加えることになり、正則化することができる。これにより、変換行列Ｍｓのパラメーターのバラツキを小さくでき、オーバーフィッティングを抑制可能な変換行列を算出できる。つまり、変換行列Ｍｓを用いて、測定結果の測定値を反射率に変換する際に、測定値に含まれる誤差にバラツキがある場合でも、反射率を高精度に算出することが可能となる。

本適用例の分光測定装置において、前記演算部は、前記分光器により反射率が既知であるサンプルを測定した際のｍ個の波長に対する測定結果と、前記サンプルのｋ個の波長の反射率とを用いて前記変換行列を算出することが好ましい。
本適用例では、演算部が、反射率が既知であるサンプルの測定結果と、サンプルの反射率とから変換行列を算出する。これにより、このような演算部を備える分光測定装置は、反射率が既知であるサンプルを用意すれば、分光器により測定された測定値から直接反射率を算出するための変換行列を算出することができる。したがって、例えば、分光測定装置が長時間の使用により光源等が経年変化した場合に、その状態における変換行列を算出することができ、対象物の反射率を精度良く算出することができる。

本適用例の分光測定装置において、基準物をさらに備え、前記演算部は、前記基準物に光源からの光を照射した際の前記分光器による前記基準物に対する測定結果に基づいて、前記分光器により前記対象物を測定した際の測定結果を補正することが好ましい。
本適用例では、演算部は、基準物（例えば基準板）に対する測定結果に基づいて、対象物の測定結果を補正する。これにより、例えば、分光器の光源の光量が変化していても、光源の光量が変化した状態で測定された基準物の測定結果に基づいて対象物の測定結果が補正されるので、その影響を排除することができる。したがって、対象物の反射率を精度良く算出することができる。

本適用例の分光測定装置において、前記分光器の温度を測定する温度測定部をさらに備え、前記演算部は、前記温度測定部により測定された温度に基づいて、前記分光器により前記対象物を測定した際の測定結果を補正することが好ましい。
本適用例では、演算部は、温度測定部により測定された温度に基づいて、対象物の測定結果を補正する。これにより、例えば、温度変化によって分光器の分光デバイス等の特性が変化していても、分光デバイス等の特性と温度との関係を予め求めておけば、測定された温度によってその特性の変化を把握することができる。したがって、その特性の変化に応じた補正を行うことができ、対象物の反射率を精度良く算出することができる。

本発明の一適用例に係る電子機器は、上述したような分光測定装置と、前記演算部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
本適用例では、上述した分光測定装置を備えているため、分光器により測定された測定値から反射率を算出する際に、基準物（例えば基準板）を用いた基準色の測定を行う必要がない。これにより、基準物と対象物とで測色時の条件を揃える必要がない。したがって、基準物を対象物と同じ高さの位置に配置する必要がなく、基準物の配置の自由度を高くすることができる。

本発明の一適用例に係る分光測定方法は、分光器が対象物からの光の複数の波長に対する光量を測定し、演算部が前記複数の波長に対する光量の測定結果を反射率に変換する変換行列を、前記測定結果に作用させて、前記対象物の反射率を算出することを特徴とする。
本適用例では、上記分光測定装置と同様の作用効果を奏することができ、基準物（例えば基準板）を対象物と同じ高さの位置に配置する必要がなく、基準物の配置の自由度を高くすることができる。

第一実施形態のプリンターの概略構成を示す外観図。 第一実施形態のプリンターの概略構成を示すブロック図。 第一実施形態のキャリッジの概略構成を示す平面図。 第一実施形態の分光器の概略構成を示す断面図。 第一実施形態のキャリッジの概略構成を示す断面図。 第一実施形態のプリンターのＣＰＵの機能構成を示したブロック図。 第一実施形態のプリンターにおける変換行列算出処理を示すフローチャート。 第一実施形態のプリンターにおける補正処理の一例を示すフローチャート。 第一実施形態のプリンターにおける基準板測定処理を示すフローチャート。 第一実施形態のプリンターにおける反射率演算処理を示すフローチャート。 第一実施形態のプリンターにおける基準板を測定処理した際の、受光量の初期値と測定値との相関関係を示すグラフ。 第一実施形態のプリンターにおける基準板を測定処理した際の、受光量の初期値に対する測定値の傾きを示すグラフ。

［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明の電子機器の一例として、分光測定装置を備えたプリンター１（インクジェットプリンター）について、以下説明する。

［プリンターの概略構成］
図１は、本実施形態のプリンター１の外観の構成例を示す斜視図である。図２は、本実施形態のプリンター１の概略構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態のプリンター１のキャリッジ１３の概略構成を示す平面図である。
図１に示すように、プリンター１は、本発明の電子機器に相当し、ユニット筐体１０と、供給ユニット１１と、搬送ユニット１２と、キャリッジ１３と、キャリッジ移動ユニット１４と、本発明の制御部に相当する制御ユニット１５（図２参照）と、メンテナンスユニット２０と、を備えている。また、キャリッジ１３には、図３に示すように、印刷部１６と、分光器１７と、インクミスト等の異物から分光器１７を保護するためのシャッター機構１９と、が設けられている。

このように構成されたプリンター１は、例えばパーソナルコンピューター等の外部機器３０から入力された印刷データに基づいて、各ユニット１１，１２，１４及びキャリッジ１３を制御し、メディアＭ上に画像を印刷する。この画像として、例えば、濃度むらを補正するための補正用パターンを用いることができる。プリンター１は、分光器１７によって補正用パターンを測色し、当該補正用パターンの測色結果に基づいて色ずれの補正等の各種補正処理を行う。
以下、プリンター１の各構成について具体的に説明する。

ユニット筐体１０は、各ユニット１１，１２，１４，１５，２０及びキャリッジ１３が設けられる。このユニット筐体１０は、＋Ｚ側に位置し、搬送ユニット１２やメンテナンスユニット２０等が配置される底面部１０１と、底面部１０１から−Ｚ方向に立ち上る第一側面部１０２、第二側面部１０３、背面部１０４と、を備える。第一側面部１０２は−Ｘ側に位置し、第二側面部１０３は＋Ｘ側に位置し、背面部１０４はＸ方向に沿って、第一側面部１０２と第二側面部１０３との間に位置する。
ここで、第一側面部１０２は、後述するシャッター機構１９の第一端部１９４が当接する面であり、第二側面部１０３は、シャッター機構１９の第二端部１９５が当接する面である。なお、図示を省略するが、プリンター１は、ユニット筐体１０の少なくとも一部を覆う外装筐体を備える。

供給ユニット１１は、本発明の対象物であるメディアＭ（本実施形態では、紙面を例示）を、画像形成位置に供給するユニットである。この供給ユニット１１は、例えばメディアＭが巻装されたロール体１１１（図１参照）、ロール駆動モーター（図示略）、及びロール駆動輪列（図示略）等を備える。そして、制御ユニット１５からの指令に基づいて、ロール駆動モーターが回転駆動され、ロール駆動モーターの回転力がロール駆動輪列を介してロール体１１１に伝達される。これにより、ロール体１１１が回転し、ロール体１１１に巻装された紙がＹ方向（副走査方向）における下流側（＋Ｙ方向）に供給される。
なお、本実施形態では、ロール体１１１に巻装された紙を供給する例を示すがこれに限定されない。例えば、トレイ等に積載された紙等のメディアＭをローラー等によって例えば１枚ずつ供給する等、如何なる供給方法によってメディアＭが供給されてもよい。

搬送ユニット１２は、供給ユニット１１から供給されたメディアＭを、Ｙ方向に沿って搬送する。この搬送ユニット１２は、搬送ローラー１２１と、搬送ローラー１２１との間でメディアＭを挟む位置に配置され、搬送ローラー１２１に従動する従動ローラー（図示略）と、プラテン１２２と、を含んでいる。
搬送ローラー１２１は、図示略の搬送モーターからの駆動力が伝達され、制御ユニット１５の制御により搬送モーターが駆動されると、その回転力により回転駆動されて、従動ローラーとの間にメディアＭを挟み込んだ状態でＹ方向に沿って搬送する。また、搬送ローラー１２１のＹ方向の下流側（＋Ｙ側）には、キャリッジ１３に対向するプラテン１２２が設けられている。

キャリッジ１３は、メディアＭに対してインクを吐出して画像を印刷する印刷部１６と、メディアＭ上の画像の色を分光測定する分光器１７、シャッター機構１９と、を搭載する筐体である。
このキャリッジ１３は、キャリッジ移動ユニット１４によって、主走査方向（Ｘ方向）に沿って移動される。なお、キャリッジ１３、印刷部１６、分光器１７、及びシャッター機構１９の詳細な構成については後述する。
以降の説明にあたり、主走査方向（Ｘ方向）における、−Ｘ側をＨｏｍｅ側と称し、＋Ｘ側をＦｕｌｌ側と称す場合がある。ここで、Ｈｏｍｅとは、印刷処理を実施しない待機状態に、キャリッジ１３が退避される位置である。また、Ｆｕｌｌは、Ｈｏｍｅとは反対側である。

キャリッジ移動ユニット１４は、制御ユニット１５からの指令に基づいて、キャリッジ１３をＸ方向に沿って往復移動させる。
このキャリッジ移動ユニット１４は、例えば、図１に示すように、キャリッジガイド軸１４１と、キャリッジモーター１４２と、タイミングベルト１４３と、を含んでいる。
キャリッジガイド軸１４１は、Ｘ方向に沿って配置され、両端部がプリンター１の例えば筐体に固定されている。キャリッジモーター１４２は、タイミングベルト１４３を駆動する。タイミングベルト１４３は、キャリッジガイド軸１４１と略平行に支持され、キャリッジ１３の一部が固定されている。そして、制御ユニット１５の指令に基づいてキャリッジモーター１４２が駆動されると、タイミングベルト１４３が正逆に動き、タイミングベルト１４３に固定されたキャリッジ１３がキャリッジガイド軸１４１にガイドされて往復移動する。

メンテナンスユニット２０は、印刷部１６が備える後述するノズルユニット１６１（図３参照）のメンテナンスを行う際に用いられる。このメンテナンスユニット２０は、図１及び図３に示すように、プリンター１のＨｏｍｅ位置に設けられている。プリンター１は、メンテナンス時に、キャリッジ１３をＨｏｍｅ位置まで移動させた後、ノズルユニット１６１が備えるノズルからインクを吸引する、キャップや吸引ポンプ等（図示略）を備えている。

制御ユニット１５は、図２に示すように、Ｉ／Ｆ１５１と、ユニット制御回路１５２と、メモリー１５３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５４と、を含んで構成されている。
Ｉ／Ｆ１５１は、外部機器３０から入力される印刷データをＣＰＵ１５４に入力する。
ユニット制御回路１５２は、供給ユニット１１、搬送ユニット１２、キャリッジ移動ユニット１４、メンテナンスユニット２０、印刷部１６、及び分光器１７をそれぞれ制御する制御回路を備えており、ＣＰＵ１５４からの指令信号に基づいて、各ユニットの動作を制御する。なお、各ユニットの制御回路が、制御ユニット１５とは別体に設けられ、制御ユニット１５に接続されていてもよい。

メモリー１５３は、プリンター１の動作を制御する各種プログラムや各種データを記憶している。各種データとしては、例えば、印刷データとして含まれる色データに対する各インクの吐出量を記憶した印刷プロファイルデータ等が挙げられる。また、後述する光源１７９の各波長に対する発光特性や、分光デバイス１７３Ａの温度による分光特性等が記憶されていてもよい。

ＣＰＵ１５４は、メモリー１５３に記憶された各種プログラムを読み出し実行することで、供給ユニット１１、搬送ユニット１２、及びキャリッジ移動ユニット１４の駆動制御、印刷部１６の印刷制御、分光器１７の測定制御、並びに、分光器１７の測定結果に基づく演算処理や補正処理（例えば濃度むらの補正処理や、色ずれの補正処理）等を実施する。ＣＰＵ１５４の具体的な機能については後述する。

［キャリッジの構成］
次に、キャリッジ１３及び、当該キャリッジ１３に設けられる印刷部１６、分光器１７、及びシャッター機構１９の構成について説明する。
図３に示すように、キャリッジ１３は、印刷部１６と、分光器１７と、シャッター機構１９と、を搭載する筐体であり、キャリッジ移動ユニット１４によって主走査方向（Ｘ方向）に沿って移動可能に構成される。これらのうち印刷部１６、及び分光器１７は、フレキシブル回路１３０（図１参照）によって制御ユニット１５に接続され、制御ユニット１５から制御信号に基づいて駆動される。
また、後に詳述するが、シャッター機構１９が備えるシャッター１９２は、Ｘ方向に沿ったキャリッジ１３の移動に応じて、分光器１７の窓部１７６Ａ（図４参照）を閉塞する状態と、窓部１７６Ａを開放する状態（分光器１７への光の入射が可能となる状態）と、を変更可能に構成されている。

［印刷部の構成］
印刷部１６は、制御ユニット１５からの指令信号に基づいて、メディアＭと対向する部分に、インクを個別にメディアＭ上に吐出して、メディアＭ上に画像を形成する印刷処理（メディアＭに対する画像形成処理）を行う。
この印刷部１６は、図３に示すように、複数色のインクに対応したノズルユニット１６１と、各ノズルユニット１６１にインクを供給するインクカートリッジ（図示略）と、インクカートリッジからノズルユニット１６１にインクを供給する供給管（図示略）と、を含み構成される。
ノズルユニット１６１は、メディアＭに吐出する色毎（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、グレー、ライトグレー、マットブラック、フォトブラック等）に対応してそれぞれ設けられている。これらノズルユニット１６１は、インク滴を吐出するノズル（図示略）が設けられている。これらのノズルには、例えばピエゾ素子が配置されており、ピエゾ素子を駆動させることで、インクタンクから供給されたインク滴が＋Ｚ側に吐出されてメディアＭに着弾し、ドットが形成される。

［分光器の構成］
図４は、分光器１７の概略構成を示す断面図である。なお、図４では、窓部１７６Ａが開放された状態（シャッター１９２が窓部１７６Ａから離れた位置（開放位置）に移動した状態）での分光器１７の構成を示している。
分光器１７は、図４に示すように、基台１７１と、基台１７１に固定された基板保持部１７２と、基板保持部１７２に保持される分光デバイス保持基板１７３及び受光素子保持基板１７４と、カバー部１７５と、を備えている。

基台１７１は、メディアＭの測定位置にて反射された光が通過する測定光導入部１７６と、光源１７９が配置される光源配置部１７７とを備える。
測定光導入部１７６は、例えばＺ方向に沿った貫通孔であり、＋Ｚ側端部に、窓部１７６Ａが配置されている。また、測定光導入部１７６の−Ｚ側には、例えばアパーチャー１７８Ａや入射レンズ１７８Ｂ等の入射光学系を保持する光学保持部１７８が固定されている。窓部１７６Ａ、アパーチャー１７８Ａ、入射レンズ１７８Ｂの光軸は、後述する分光デバイス１７３Ａや、受光素子１７４Ａの測定光軸Ｌと一致する。

光源配置部１７７は、例えば、中心軸が＋Ｚ側に向かうに従って、測定光軸Ｌに近接する筒状孔部１７７Ａを有する。この筒状孔部１７７Ａの−Ｚ側には、光源１７９が配置されている。光源１７９としては、例えばＬＥＤを例示でき、ＬＥＤが設けられたＬＥＤ基板を筒状孔部１７７Ａの−Ｚ側端部に例えばねじ止め等により固定することで、基台１７１に対してＬＥＤ（光源１７９）が固定される。なお、光源１７９を保持する基板（ＬＥＤ基板等）は、後述するコネクター１７５Ｂに接続されている。
また、筒状孔部１７７Ａの＋Ｚ側端部は、光源１７９の光が出射される照明窓１７７Ｂとなる。シャッター１９２が開放位置に位置する場合、図４に示すように、照明窓１７７Ｂも開放され、プラテン１２２上に載置されたメディアＭに対向する。この状態で光源１７９が発光されると、光源１７９の光が、メディアＭと、測定光軸Ｌとの交点を中心とした所定範囲の測定位置Ｐに照射される。なお、本実施形態では、測色規格（JIS Z 8722）により規定された光学的幾何条件における（４５°ｘ：０°）の方式に従って分光測定を実施する。すなわち、本実施形態では、光源１７９からの照明光を測定位置Ｐに対して４５°±２°の入射角で入射され、測定対象にて０°±１０°で法線方向に反射された光が測定光軸Ｌに沿って受光素子１７４Ａに入射する。

基板保持部１７２は、基台１７１に対して、例えばねじ止め等によって固定されている。この基板保持部１７２には、分光デバイス保持基板１７３及び受光素子保持基板１７４が固定される。
分光デバイス保持基板１７３は、分光デバイス１７３Ａが保持された基板であり、分光デバイス１７３Ａの光軸（測定光軸Ｌ）上に貫通孔を有する。分光デバイス保持基板１７３は、光学保持部１７８の−Ｚ側の位置で、かつ、分光デバイス１７３Ａの光軸が測定光軸Ｌと一致する位置で、基板保持部１７２に固定される。なお、分光デバイス１７３Ａは、入射光から特定の波長の光を透過させる光学装置であり、例えば、エタロン素子や、液晶チューナブルフィルター（ＬＣＴＦ）や、音響光学可変波長フィルター（ＡＯＴＦ）等を例示できる。なお、分光デバイス保持基板１７３には、分光デバイス１７３Ａを制御する各種回路が設けられ、当該回路はコネクター１７５Ｂに接続されている。また、分光デバイス保持基板１７３には、温度測定部１７３Ｂが設けられている（図２参照）。温度測定部１７３Ｂは本発明の温度測定部であり、本実施形態では分光器１７において、分光デバイス１７３Ａの温度を測定する。

受光素子保持基板１７４は、受光素子１７４Ａが保持された基板である。受光素子保持基板１７４は、分光デバイス保持基板１７３の−Ｚ側の位置で、かつ、受光素子１７４Ａの光軸が測定光軸Ｌと一致する位置で、基板保持部１７２に固定される。また、受光素子保持基板１７４は、受光素子１７４Ａを制御する各種回路を備え、当該回路はコネクター１７５Ｂに接続されている。
また、受光素子１７４Ａは分光デバイス１７３Ａを透過した光を受光領域で受光して、受光量に応じた検出信号（電流値）を出力する。受光素子１７４Ａによる出力された検出信号は、Ｉ−Ｖ変換器（図示略）、増幅器（図示略）、及びＡＤ変換器（図示略）を介して制御ユニット１５に入力される。

カバー部１７５は、図４に示すように、例えば、基台１７１の外周縁に固定され、基台１７１とともに、基板保持部１７２、分光デバイス保持基板１７３、受光素子保持基板１７４、及び光学保持部１７８を収納する閉空間（暗空間）を形成する。
また、カバー部１７５の一部には、開口１７５Ａが設けられ、当該開口１７５Ａには、コネクター１７５Ｂが設けられている。このコネクター１７５Ｂは、制御ユニット１５と電気的に接続されており、光源１７９や、分光デバイス保持基板１７３、受光素子保持基板１７４に、制御ユニット１５からの制御信号を伝達する。

［シャッター機構の構成］
図５は、シャッター機構１９を備えたキャリッジ１３の概略構成を示す断面図である。図５では、シャッター１９２が、窓部１７６Ａを閉塞する閉塞位置に位置する際の状態を示している。
本実施形態で示すシャッター機構１９は、キャリッジ１３、シャッター１９２を有するシャッター保持部１９１、及びユニット筐体１０により構成されている。
具体的には、キャリッジ１３の底部１３１には、図５に示すように、Ｚ方向において分光器１７（窓部１７６Ａ）と重なる位置に、メディアＭからの反射光を分光器１７へ入射させる開口部１３２が形成されている。また、キャリッジ１３の±Ｘ側の側面１３３には、シャッター保持部１９１が挿通される挿通孔１３４が形成されている。この挿通孔１３４の＋Ｚ側の面は、ＸＹ平面に平行な平坦面であり、キャリッジ１３の底部１３１における上面１３１Ａ（−Ｚ側の面）と面一となる。
さらに、±Ｘ側の挿通孔１３４の少なくともいずれか一方（本実施形態では＋Ｘ側の挿通孔１３４）には、シャッター保持部１９１を位置決めするための位置決め機構１３５が配置されている。位置決め機構１３５としては、例えば、挿通孔１３４内又はシャッター保持部１９１のいずれか一方に設けられる係止突起と、他方に設けられて係止突起を係合する係合穴とを備える構成等が例示できる。

シャッター保持部１９１は、図５に示すように、例えばＸ方向に長手の平板形状に形成されている。このシャッター保持部１９１の一部にはシャッター１９２が設けられており、当該シャッター１９２の＋Ｘ側で距離ｕだけ離れた位置に、光通過部１９３が設けられている。

シャッター１９２は、窓部１７６Ａを閉塞する部分である。シャッター１９２には、対象物であるメディアＭの測定結果の補正値を算出するための基準物である基準板１９２Ａが設けられている。本実施形態では、基準板１９２Ａは、所定波長域（例えば可視光域）の各波長の光に対する反射率が例えば９９％以上である白色板であり、シャッター１９２が閉塞位置に移動された状態において、窓部１７６Ａに対向する位置に設けられている。

また、シャッター１９２には、＋Ｘ側の端部に、分光器１７の下面と接する第一ワイパー１９２Ｂが設けられている。第一ワイパー１９２Ｂは、シャッター１９２が閉塞位置から開放位置に移動する際に、−Ｘ側に向かって移動すると、窓部１７６Ａの下面と接触する。同様に、第一ワイパー１９２Ｂは、シャッター１９２が開放位置から閉塞位置に移動する際にも、窓部１７６Ａの下面と接触する。このように、シャッター１９２を開閉させることで、第一ワイパー１９２Ｂによる窓部１７６Ａのクリーニングをすることができる。

さらに、分光器１７（基台１７１）のシャッター１９２に対向する＋Ｚ側面で、窓部１７６Ａの−Ｘ側に、＋Ｚ側に突出する第二ワイパー１９２Ｃが設けられている。第二ワイパー１９２Ｃは、シャッター１９２が閉塞位置から開放位置に移動する際に、−Ｘ側に向かって移動すると、基準板１９２Ａと接触し、基準板１９２Ａの表面のインク滴等による汚れを除去する。

光通過部１９３は、測定位置Ｐからの反射光を分光器１７に通過させる部分である。光通過部１９３としては、例えば、シャッター保持部１９１をＺ方向に貫通する貫通孔により構成されてもよく、当該貫通孔にガラス板等の透光性の光学部材が嵌合されていてもよい。

そして、シャッター保持部１９１は、下面（＋Ｚ側の面）がキャリッジ１３の底部１３１の上面１３１Ａに摺動可能に載置されるとともに、両端部が挿通孔１３４に挿通されており、キャリッジ１３をＸ方向に貫通して配置されている。
すなわち、シャッター保持部１９１の−Ｘ側端部（第一端部１９４）は、キャリッジ１３の−Ｘ側の挿通孔１３４を介して−Ｘ側に突出し、シャッター１９２の＋Ｘ側端部（第二端部１９５）は、キャリッジ１３の＋Ｘ側の挿通孔１３４を介して＋Ｘ側に突出する。そして、これらの第一端部１９４及び第二端部１９５はフランジ形状に形成されており、これにより、シャッター保持部１９１のキャリッジ１３からの抜け落ちが抑制される。

このような構成のシャッター機構１９では、キャリッジ１３の移動によって、窓部１７６Ａがシャッター１９２により開閉される。具体的には、キャリッジ１３が＋Ｘ側の端部（ＦＵＬＬ位置）に移動されると、第二端部１９５がユニット筐体１０の第二側面部１０３に当接され、キャリッジ１３に対してシャッター保持部１９１が−Ｘ側に所定の距離ｕだけ移動する（開放位置）。これにより、光通過部１９３が、窓部１７６Ａに対向し、分光器１７に測定位置Ｐからの反射光が入射可能となる。
一方、キャリッジ１３が−Ｘ側の端部（ＨＯＭＥ位置）に移動されると、第一端部１９４がユニット筐体１０の第一側面部１０２に当接され、図５に示すように、キャリッジ１３に対してシャッター保持部１９１が＋Ｘ側に所定の距離ｕだけ移動する（閉塞位置）。これにより、窓部１７６Ａにシャッター１９２が対向し、シャッター１９２により閉塞される。

［ＣＰＵの機能構成］
図６は、ＣＰＵ１５４の機能構成を示したブロック図である。
ＣＰＵ１５４は、本発明の演算部であり、メモリー１５３に記憶された各種プログラムを読み出し実行することで、図６に示すように、走査制御部１５４Ａ、印刷制御部１５４Ｂ、測定制御部１５４Ｃ、補正部１５４Ｄ、変換行列算出部１５４Ｅ、エラー判定部１５４Ｆ及び反射率算出部１５４Ｇとして機能する。

走査制御部１５４Ａは、供給ユニット１１、搬送ユニット１２、及びキャリッジ移動ユニット１４を駆動させる旨の指令信号をユニット制御回路１５２に出力する。これにより、ユニット制御回路１５２は、供給ユニット１１のロール駆動モーターを駆動させて、メディアＭを搬送ユニット１２に供給させる。また、ユニット制御回路１５２は、搬送ユニット１２の搬送モーターを駆動させて、メディアＭの所定領域をプラテン１２２のキャリッジ１３に対向する位置まで、Ｙ方向に沿って搬送させる。また、ユニット制御回路１５２は、キャリッジ移動ユニット１４のキャリッジモーター１４２を駆動させて、キャリッジ１３をＸ方向に沿って移動させる。

また、走査制御部１５４Ａは、シャッター１９２の位置を変更する際に、キャリッジ移動ユニット１４を駆動させる旨の指令信号をユニット制御回路１５２に出力する。これにより、ユニット制御回路１５２は、シャッター１９２を閉塞位置に移動させる場合、キャリッジ１３をＨｏｍｅに移動させ、開放位置に移動させる場合、キャリッジ１３をＦｕｌｌに移動させる。

印刷制御部１５４Ｂは、例えば外部機器３０から入力された印刷データに基づいて、供給ユニット１１、搬送ユニット１２、キャリッジ移動ユニット１４、及び印刷部１６を駆動制御する旨の印刷指令信号をユニット制御回路１５２に出力する。ユニット制御回路１５２は、印刷部１６に印刷制御信号を出力し、ノズルに設けられたピエゾ素子を駆動させてメディアＭに対してインクを吐出させる。

測定制御部１５４Ｃは、分光器１７を駆動する旨の測定指令信号を、ユニット制御回路１５２に出力し、分光器１７に測定処理を実施させて、測定位置Ｐに対する各波長の反射率を取得する。また、測定制御部１５４Ｃは、分光器１７を駆動させて、基準板１９２ＡやメディアＭの測定処理を行う。具体的な測定処理の方法については後述する。

補正部１５４Ｄは、分光器１７により得られたメディアＭの各波長に対する反射率に基づいて、各種補正処理を実施する。補正処理としては、例えば、濃度むらや色ずれの補正等が挙げられる。
変換行列算出部１５４Ｅは、後述する変換行列Ｍｓの算出処理を行う。具体的な算出方法については後述する。
エラー判定部１５４Ｆは、基準板１９２Ａの測定結果に基づいて、エラー判定処理を行う。
反射率算出部１５４Ｇは、メディアＭの各波長に対する反射率を算出する処理を行う。具体的な算出方法については後述する。

［分光測定と変換行列の算出処理］
次に、本実施形態のプリンター１において、対象物の反射率を算出するための変換行列Ｍｓの算出処理について、図面に基づいて説明する。
図７は、プリンター１における変換行列の算出処理の一例を示すフローチャートである。
本実施形態のプリンター１では、測定制御部１５４Ｃの制御によって、分光器１７からメディアＭに照明光を照射し、メディアＭで反射された光を分光デバイス１７３Ａで複数の波長の光に分光し、分光された各波長の光を受光素子１７４Ａで受光する。これにより、分光器１７から制御ユニット１５に、受光素子１７４Ａで受光した光の光量に応じた検出信号が測定結果として入力される。測定結果には、メディアＭを測定した際の、複数の波長（例えば４００ｎｍから７００ｎｍまでの２０ｎｍ間隔となる１６バンドの波長）に対する測定値（電圧値）が含まれる。そして、反射率算出部１５４Ｇは、この測定結果に含まれる各波長に対する測定値に対して、変換行列を作用させて、直接、メディアＭの各波長に対する反射率を算出する。

このような変換行列は、個々の分光器１７の特性に応じてそれぞれ設定する必要があるため、例えばプリンター１の製造時において、分光器１７毎に予め測定されてメモリー１５３に記憶されている。これに加え、本実施形態では、ＣＰＵ１５４が変換行列算出部１５４Ｅとして機能することで、プリンター１の出荷後において、光源１７９や分光デバイス１７３Ａにおいて経年変化が生じた場合でも、変換行列を算出し、メモリー１５３に記憶された変換行列を更新することが可能となる。プリンター１により、変換行列を更新する場合、例えば、プリンター１の使用を開始してから所定期間が経過した時点で、例えば表示ディスプレイ（図示略）等に案内メッセージを出力して、ユーザーに対して更新処理を促す。そして、ユーザーにより、更新処理を実施する旨の操作が入力された場合に、図７に示すような変換行列の算出処理が開始される。

変換行列の算出処理は、プラテン１２２の上面、すなわちメディアＭが配置される位置にサンプルＺが配置された状態で実施される。サンプルＺには、例えば、退色等の色味の劣化の少ないセラミックタイルが用いられることが好ましく、ＲＧＢの階調値をほぼ等間隔に振ったｎ（ｎは自然数）個（例えば５０色）分のパターン画像（カラーパッチ）が形成されている。
本実施形態では、サンプルＺに形成されたカラーパッチの各々における、分光器１７により測定が可能な対象波長域におけるｋ（ｋは自然数）個の波長に対する反射率（例えば、４００ｎｍから７００ｎｍまで１０ｎｍ間隔で３１バンドの反射率）が既知であり、各色の反射スペクトルが、行列Ｓ_ｎ，ｋとしてメモリー１５３に記憶されている。例えば、本実施形態では、サンプルＺに５０色のカラーパッチが形成され、各色に対する３１バンドの反射率が既知であり、各色の反射スペクトルが行列Ｓ_50，31としてメモリー１５３に記憶されている。

ユーザーにより変換行列の算出処理が指令されると、まず、走査制御部１５４Ａは、キャリッジ１３をＦＵＬＬに移動させ、シャッター１９２を開放位置に移動させる（ステップＳ１）。
この後、測定制御部１５４Ｃは、分光器１７を駆動させてサンプルＺの分光測定を行うサンプル測定処理を実行する（ステップＳ２）。
サンプル測定処理では、測定制御部１５４Ｃは、分光デバイス１７３Ａ及び受光素子１７４Ａを制御して、サンプルＺに形成されたカラーパッチの各色について、対象波長域におけるｍ（ｍは自然数）個の波長（例えば４００ｎｍから７００ｎｍまで可視光域において２０ｎｍ間隔となる１６バンドの波長）に対する測定値を測定する。本実施形態では、受光素子１７４Ａで光が受光されると、受光素子１７４Ａから受光量に応じた電流の検出信号が出力され、受光素子保持基板１７４のＩ−Ｖ変換器、増幅器、及びＡＤ変換器で信号処理されることで、電圧値を示すデジタル信号として制御ユニット１５に入力される。そして、検出信号に応じた測定値は、行列Ｄ_ｎ，ｍとしてメモリー１５３に記憶される。すなわち、本実施形態では、測定値が行列Ｄ_50，16としてメモリー１５３に記憶される。なお、ステップＳ２において、対象波長領域における測定バンド数（ｍ個）は、サンプルＺの反射スペクトルの測定バンド数（ｋ個）と同じでも良い。

ステップＳ２の後、変換行列算出部１５４Ｅは、メモリー１５３に記憶された反射率の行列Ｓ_ｎ，ｋと測定値の行列Ｄ_ｎ，ｍとを用いて、変換行列演算処理を実行する（ステップＳ３）。
ここで、変換行列Ｍｓは、行列Ｓ_ｎ，ｋと行列Ｄ_ｎ，ｍとから次式（１）のように表すことができる。

Ｓ_ｎ，ｋ ^Ｔ＝Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ ^Ｔ ・・・（１）

上記式（１）において、反射率の行列Ｓ_ｎ，ｋ及び測定値の行列Ｄ_ｎ，ｍの右肩に表示されたＴは転置行列であることを示している。
ここで、仮に、正しい変換行列Ｍｓが得られれば、Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ ^ＴはＳ_ｎ，ｍ ^Ｔと一致するはずである。そこで、Ｓ_ｎ，ｋ ^ＴとＭｓ・Ｄ_ｎ，ｍ ^Ｔとの偏差を表す評価関数Ｆ（Ｍｓ）を次式（２）のように設定し、この評価関数Ｆ（Ｍｓ）が最小となるように展開することで変換行列Ｍｓを決定することができる。

Ｆ（Ｍｓ）＝｜Ｓ_ｎ，ｋ−Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ｜^２ ・・・（２）

そして、上記（２）式を最小とする解は、最小二乗誤差解と同様に、評価関数Ｆ（Ｍｓ）をＭｓで偏微分した値が０となる解である。すなわち、上記（２）式を展開して、以下の（３）式のように求めることができる。

−２（Ｄ_ｎ，ｍ ^Ｔ・Ｄ_ｎ，ｍ）・Ｍｓ＋２Ｄ_ｎ，ｍ ^Ｔ・Ｓ_ｎ，ｋ＝０
（Ｄ_ｎ，ｍ ^Ｔ・Ｄ_ｎ，ｍ）・Ｍｓ＝Ｄ_ｎ，ｍ ^Ｔ・Ｓ_ｎ，ｋ
Ｍｓ＝（Ｄ_ｎ，ｍ ^Ｔ・Ｄ_ｎ，ｍ）^−１・Ｄ_ｎ，ｍ ^Ｔ・Ｓ_ｎ，ｋ ・・・（３）

ステップＳ３では、変換行列算出部１５４Ｅは、上記（３）式のように展開することで、行列Ｓ_ｎ，ｋと行列Ｄ_ｎ，ｍとを用いて変換行列Ｍｓを算出する。

図７に戻って、ステップＳ３で変換行列Ｍｓが算出されたら、変換行列算出部１５４Ｅはメモリー１５３に算出した変換行列Ｍｓを記憶させる（ステップＳ４）。

［補正処理］
次に、本実施形態のプリンター１における補正処理の一例として、色ずれの補正処理について、図面に基づいて説明する。
図８は、プリンター１における補正処理の一例を示すフローチャートである。
プリンター１による補正処理は色ずれ、例えば、電源投入時や、補正処理の実行指示を受けた場合に実施される。

図８に示す分光測定方法では、まず、走査制御部１５４Ａは、キャリッジ１３をＨＯＭＥに移動させ、シャッター１９２を閉塞位置に移動させる（ステップＳ１０）。
この後、印刷制御部１５４Ｂは、色ずれ補正用のパターン画像をメディアＭに印刷する（ステップＳ２０）。なお、色ずれ補正用のパターン画像は、例えば、互いに色が異なる複数のカラーパッチがＸ方向及びＹ方向に沿って配置されたカラーチャート等を例示できる。ここで用いるカラーパッチは、変換行列の算出時と同色のカラーパッチであってもよい。
この際、シャッター１９２が閉塞位置に位置するため、印刷時におけるインクミスト等の異物の分光器１７内への侵入が抑制される。

ステップＳ２０の後、測定制御部１５４Ｃは、分光器１７を駆動させて基準物である基準板１９２Ａを分光測定する基準板測定処理を行う（ステップＳ３０）。
図９は、基準板測定処理を示すフローチャートである。
ステップＳ３０の基準板測定処理では、図９に示すように、測定制御部１５４Ｃは、対象波長域におけるｍ個の波長の光に対する測定値の測定と、温度測定部１７３Ｂによる温度の測定とを実施する（ステップＳ３１）。このステップＳ３１における測定値の測定は、ステップＳ２におけるサンプル測定処理と同一の処理であり、ステップＳ２で測定した各波長と同じ波長に対する測定値を取得する。例えば、測定制御部１５４Ｃは、例えば、４００ｎｍから７００ｎｍまで２０ｎｍ間隔で１６バンドの測定値を測定する。

次に、図９に示すように、エラー判定部１５４Ｆは、メモリー１５３に記憶されている工場出荷時における各測定波長に対する測定値の初期値と、ステップＳ３１で測定した測定値との相関係数Ｒと傾きαを算出する（ステップＳ３２）。

次に、エラー判定部１５４Ｆは、相関係数Ｒが、所定の基準値Ｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。なお、基準値Ｈは、メモリー１５３に予め記憶された相関係数Ｒの下限値であり、補正処理に係る分光測定結果の許容誤差等に応じて適宜設定することができ、例えば、０．９程度の値が設定されている。
図１１は、測定値の初期値と、ステップＳ３１で測定された測定値との相関関係の一例を示す図である。図１１の例は、横軸を工場出荷時における４００ｎｍから７００ｎｍまでの２０ｎｍ間隔となる１６バンドの波長の測定値（初期値）とし、縦軸をステップＳ３１で測定された同様の波長の測定値として、各バンドの受光量の測定値を初期値に対応させてプロットした場合の相関関係を示す例である。
窓部１７６Ａの汚れ、基準板１９２Ａの汚れがないときは、測定値はあまり変動しないので、初期値に対するステップＳ３１で測定された測定値のバラツキが小さくなり、相関係数Ｒは大きくなる。
これに対して、窓部１７６Ａや基準板１９２Ａにインクミスト等の汚れが付着していると、受光量の測定値が変動するので、図１１に示すように、初期値に対して、ステップＳ３１で測定された測定値のバラツキが大きくなる。すなわち、初期値と測定値との相関係数Ｒが小さくなる。そのため、ステップＳ３３において、相関係数Ｒが基準値Ｈ以上となるか否かを判定することで、窓部１７６Ａや基準板１９２Ａの汚れを検出することが可能となる。

このステップＳ３３でＮｏと判定された場合（Ｒ＜Ｈの場合）、走査制御部１５４Ａは、キャリッジ１３をＦＵＬＬ位置に移動させ、シャッター１９２を開閉させることで、ワイパー１９２Ｂ，１９２Ｃによる窓部１７６Ａ及び基準板１９２Ａのクリーニングを行う（ステップＳ３３１）。窓部１７６Ａのクリーニングが終了したら、エラー判定部１５４Ｆは、クリーニング回数を示す変数「ｊ」（初期値：０）に１を加算し（ステップＳ３３２）、ｊ≧Ｎか否かを判定する（ステップＳ３３３）。

エラー判定部１５４Ｆは、ステップＳ３３３でＮＯと判定した場合、ステップＳ３１に戻って再度基準板１９２Ａの分光測定を実行する。
ステップＳ３３３でＹＥＳと判定される場合は、ワイパー１９２Ｂ，１９２Ｃによるクリーニングでは除去できない汚れがある可能性、或いは、他の要因により正確な分光測定が実施されない可能性がある。この場合、エラー判定部１５４Ｆは、エラーを出力する（ステップＳ３３４）。例えば、エラー判定部１５４Ｆは、図示略のディスプレイ等にエラーメッセージを表示して、使用者にメンテナンスの実行を促す。
なお、分光測定及びクリーニングを繰り返し行う所定回数Ｎとして、通常、３回程度の回数が設定されている。

一方、ステップＳ３３でＹＥＳと判定されると、エラー判定部１５４Ｆは、傾きαが閾値Ｋ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。なお、閾値Ｋはメモリー１５３に予め記憶された傾きαの下限値であり、例えば、０．７程度の値が設定されている。
図１２は、図１１と同様に、各バンドの受光量の測定値を初期値に対応させてプロットした場合の、初期値に対する測定値の傾きの一例を示す図である。
光源の劣化がない場合、ステップＳ３１で測定された各測定波長の受光量は、初期値に近い値を示すので、初期値に対する測定値の傾きαは「１」に近い値となる。
これに対して、光源１７９の劣化等によって光量が低下すると、各測定波長に対する受光量は一律に小さくなる。そうすると、図１２に示すように、初期値に対する測定値の傾きαが小さくなる。そのため、ステップＳ３４において、傾きαが閾値Ｋ以上となるか否かを判定することで、光源１７９の劣化等によって光量が低下していることを検出することが可能となる。

このステップＳ３４でＮＯと判定された場合（α＜Ｋ）、光源１７９が劣化している可能性がある。この場合、エラー判定部１５４Ｆは、図示略のディスプレイ等にエラーメッセージを表示して、使用者にメンテナンスの実行を促す（ステップＳ３４１）。

ステップＳ３４でＹＥＳと判定されると、測定制御部１５４Ｃは、傾きα及び温度測定値Ｔをメモリー１５３に記憶させ（ステップＳ３５）、基準板測定処理を終了する。

図８に戻り、基準板測定処理が終了すると、走査制御部１５４Ａは、キャリッジ１３をＦＵＬＬに移動させ、シャッター１９２を開放位置に移動させる（ステップＳ４０）。そして、制御ユニット１５は、パターン画像測定処理を実行する（ステップＳ５０）。
パターン画像測定処理では、走査制御部１５４Ａは、キャリッジ１３及びメディアＭを移動させて、分光器１７の測定領域を、カラーパッチ上に順次位置させる。そして、測定制御部１５４Ｃは、各カラーパッチに対して分光測定を行う。この分光測定は、図９に示した基準板測定処理と同様に行われ、各測定波長に対する測定値Ｄ´がメモリー１５３に記憶される。

そして、すべてのカラーパッチに対して測定が終了すると、反射率算出部１５４Ｇは、メモリー１５３に記憶された変換行列Ｍｓ、傾きα、温度測定値Ｔ及び測定値Ｄ´から対象物であるメディアＭの反射率を演算する反射率演算処理を実行する（ステップＳ６０）。
図１０は、反射率演算処理を示すフローチャートである。
ステップＳ６０の反射率演算処理では、図１０に示すように、反射率算出部１５４Ｇは、測定値Ｄ´を傾きα及び温度測定値Ｔに基づいて補正する（ステップＳ６１）。ここで、測定値Ｄ´の補正は、傾きαによる補正と温度測定値Ｔによる補正のどちらを先に行ってもよい。また、この補正は、傾きα及び温度測定値Ｔに応じた補正テーブルを予めメモリー１５３に記憶させておいてもよいし、傾きα及び温度測定値Ｔに応じて補正値を演算するようにしてもよい。
本実施形態では、このように測定値Ｄ´を基板測定処理の測定結果及び温度測定結果に基づいて補正することで、光源劣化や分光デバイス等の温度ドリフトの影響を排除することができる。以降、補正後の測定値Ｄ´を、補正測定値Ｄとする。

この後、反射率算出部１５４Ｇは、式（１）に示すように補正測定値Ｄに変換行列Ｍｓを乗じることで、対象物であるメディアＭの反射率を演算する（ステップＳ６２）。すなわち、分光器１７により測定された測定値に変換行列Ｍｓを作用させることで、基準板１９２Ａの反射率を求めることなく、対象物であるメディアＭの反射率を直接算出することができる。
そして、反射率算出部１５４Ｇは、算出した反射率をメモリー１５３に記憶させ（ステップＳ６３）、反射率演算処理を終了する。

図８に戻って、補正部１５４Ｄは、反射率演算処理で算出した反射率をメモリー１５３に予め記憶されている基準反射率と比較することで、測色結果（例えばＸＹＺ値、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値等）を算出する（ステップＳ７０）。そして、補正部１５４Ｄは、ステップＳ７０により得られた測色結果に基づいて、色ずれ補正処理を行う（ステップＳ８０）。
色ずれ補正処理を行った後、新たにカラーパッチを印刷し、メディアＭに印刷部がカラーパッチを印刷し、分光器が分光測定を行って測定結果を得て、メモリー１５３に記憶された変換行列を用いてカラーパッチの反射率を演算する。所望の反射率でなかった場合は、さらにカラーパッチ印刷と分光測定を繰り返し、印刷するカラーパッチの色ずれの量が許容範囲となるようにする。
このように、カラーパッチの反射率を算出する際に、メモリー１５３に記憶された変換行列を用いるため、基準物の反射率の測定を行うことなく反射率を算出することができる。

［第一実施形態の作用効果］
本実施形態のプリンター１は、対象物であるメディアＭからの光の複数の波長に対する光量を測定する分光器１７と、分光器１７による測定結果に基づいてメディアＭの反射率を算出する演算部であるＣＰＵ１５４とを備え、ＣＰＵ１５４は、分光器１７により測定された測定値に対して、当該測定値を反射率に変換する変換行列Ｍｓを作用させて、メディアＭの反射率を算出する。

このような構成では、ＣＰＵ１５４が、分光器１７により測定された測定値（電圧値）からメディアＭの反射率を直接算出することができる。そのため、メディアＭの反射率を算出する際に、基準物である基準板１９２Ａを用いた基準色の反射率の測定を行う必要がなく、基準板１９２ＡとメディアＭとで測色時の条件を揃える必要がない。したがって、基準板１９２ＡをメディアＭと同じ高さの位置に配置する必要がなく、基準板１９２Ａの配置の自由度を高くすることができる。

本実施形態では、変換行列Ｍｓは、反射率が既知であるサンプルＺのｋ個の波長に対する反射率と、サンプルＺを分光器１７により測定した際のｍ個の波長に対する測定値とを用いて算出される。
このため、反射率が既知であるサンプルＺを用意すれば、特別な装置を用いることなく変換行列Ｍｓを算出することができる。したがって、分光器１７により測定された測定値から直接反射率を算出するための変換行列Ｍｓを容易に算出することができる。

本実施形態では、評価関数Ｆ（Ｍｓ）をＦ（Ｍｓ）＝｜Ｓ_ｎ，ｋ−Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ｜^２として、変換行列Ｍｓは、評価関数Ｆ（Ｍｓ）が最小となる行列である。
このため、評価関数Ｆ（Ｍｓ）を一般の最小二乗誤差解と同様に展開することで、変換行列Ｍｓを決定することができる。したがって、分光器１７により測定された測定値から直接反射率を算出するための変換行列Ｍｓを容易に決定することができる。

本実施形態では、ＣＰＵ１５４は、分光器１７によりサンプルＺを測定した際の測定値の行列Ｄ_ｎ，ｍと、サンプルＺの既知の反射率の行列Ｓ_ｎ，ｋとを用いて変換行列Ｍｓを算出する。
このため、反射率が既知であるサンプルＺを用意すれば、分光器１７により測定された測定値から直接反射率を算出するための変換行列Ｍｓを算出することができる。したがって、例えば、プリンター１が長時間の使用により光源１７９等が経年変化した場合に、その状態における変換行列Ｍｓを算出することができ、メディアＭの反射率を精度良く算出することができる。

本実施形態では、プリンター１が基準物である基準板１９２Ａを備え、ＣＰＵ１５４は、基準板１９２Ａに光源１７９からの光を照射した際の分光器１７による基準板１９２Ａに対する測定結果に基づいて、分光器１７によりメディアＭを測定した際の測定値Ｄ´を補正する。
このため、例えば、分光器１７の光源１７９の光量が変化していても、光源１７９の光量が変化した状態で測定された基準板１９２Ａの測定結果に基づいてメディアＭの測定結果である測定値Ｄ´が補正されるので、その影響を排除することができる。したがって、メディアＭの反射率を精度良く算出することができる。

本実施形態では、プリンター１が分光器１７の温度を測定する温度測定部１７３Ｂを備え、ＣＰＵ１５４は、温度測定部１７３Ｂにより測定された温度測定値Ｔに基づいて、分光器１７によりメディアＭを測定した際の測定値Ｄ´を補正する。
このため、例えば、温度変化によって分光デバイス１７３Ａの特性が変化しても、分光デバイス１７３Ａの特性と温度との関係を予め求めておけば、測定された温度測定値Ｔによってその特性の変化を把握することができる。したがって、その特性の変化に応じて測定値Ｄ´補正をすることができ、対象物の反射率を精度良く算出することができる。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。
上記第一実施形態では、式（２）で示したように、評価関数Ｆ（Ｍｓ）＝｜Ｓ_ｎ，ｋ−Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ｜^２を展開することで変換行列Ｍｓを決定したが、第二実施形態では、変換行列Ｍｓを決定する式が、上記第一実施形態と相違する。

上記式（２）では、行列Ｓ_ｎ，ｋや行列をＤ_ｎ，ｍに誤差が含まれていないとの条件の下で、最良線形不偏推定量としての反射率を算出可能な変換行列Ｍｓを算出することが可能である。しかしながら、行列Ｓ_ｎ，ｍや行列をＤ_ｎ，ｍに誤差が含まれると、その程度によってはオーバーフィッティング状態のパラメーターとなる。この場合、この評価関数Ｆ（Ｍｓ）を展開することで決定される変換行列Ｍｓのパラメーターは、非常に大きな値と小さな値とが混在した状態として得られることになり、パラメーターのバラツキは大きくなる。この場合、分光器１７による測定結果の測定値に変換行列を作用させて反射率を算出する際、測定結果の測定値が、変換行列の算出時と同程度の誤差を含む測定値であれば、高精度に反射率を求めることができるが、測定結果の測定値に含まれる誤差の程度やバラツキによっては、反射率の推定精度が低下してしまう（オーバーフィッティング）。このオーバーフィッティングを抑制するためには、パラメーターのバラツキを小さくするような制約を加える必要がある。そこで、ラグランジュの未定乗数法を用いて、上記（２）式を以下のように置き換える。

Ｆ（Ｍｓ）＝｜Ｓ_ｎ，ｋ−Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ｜^２＋β・Ｍｓ^Ｔ・Ｍｓ ・・・（４）

上記式（４）式において、βはハイパーパラメーターと呼ばれる定数である。上記（４）式では、評価関数Ｆ（Ｍｓ）に乗数項であるβＭｓ^ＴＭｓを加えている。そのため、変換行列Ｍｓのパラメーターの分散（又は、ユークリッドノルム）を最小化する制約項を評価関数Ｆ（Ｍｓ）に加えることになり、正則化することができる。これにより、変換行列Ｍｓのパラメーターのバラツキを小さくでき、オーバーフィッティングを抑制可能な変換行列を算出できる。つまり、変換行列Ｍｓを用いて、測定結果の測定値を反射率に変換する際に、測定値に含まれる誤差にバラツキがある場合でも、反射率を高精度に算出することが可能となる。

［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

上記各実施形態では、測定値は、受光素子保持基板１７４のＩ−Ｖ変換器、増幅器、及びＡＤ変換器で信号処理された、電圧値を示すデジタル信号である例を示すが、これに限らない。例えば、受光素子１７４Ａから出力された検出信号（電流値）を、分光デバイス１７３Ａで分光波長を切り替えるタイミングでサンプリングすることで、各波長に対する電流値（電流スペクトル）を測定値として取得してもよい。この場合、変換行列Ｍｓとして、電流値を反射率に変換する行列が用いられる。

上記各実施形態では、基準物である基準板１９２Ａは、所定波長域（例えば可視光域）の各波長の光に対する反射率が９９％以上である白色板である例を示すが、これに限らない。基準板１９２Ａの基準色は白色に限定されるものではなく、測定を実施する際の基準が設定できれば如何なる色であってもよい。この場合、基準色の反射率は既知であることが好ましいが、これに限らない。つまり、基準板に対して光源の光を照射した際に、受光素子から出力される検出信号の初期値がメモリーに記憶されていればよい。

上記各実施形態では、基準板１９２Ａは、シャッター１９２の窓部１７６Ａに対向する位置に設けられる例を示すが、これに限らない。例えば、基準板１９２Ａは、プラテン１２２の上面に設けられていてもよく、分光器１７で測定可能な位置に設けられていればよい。また、基準板に変えて基準物としてシャッター１９２そのものや、柱状の物質等を用いてよい。

上記各実施形態では、プリンター１の使用を開始してから所定期間が経過した時点で、変換行列Ｍｓを算出する例を示すが、これに限らない。例えば、プリンター１では変換行列Ｍｓの算出処理は行わず、プリンター１の製造時において予め測定されてメモリー１５３に記憶された変換行列ＭｓをメディアＭの反射率演算処理に用いるようにしてもよい。この場合、プリンター１において変換行列の算出処理は行わないので、変換行列算出部１５４Ｅは設けられなくてもよい。
また、上記実施形態で算出した変換行列Ｍｓを、メモリー１５３の中で、製造時において予め測定された変換行列と置き換えて記憶しておき、定常的にメディアＭの反射率演算処理に用いるようにしてもよい。また、変換行列Ｍｓは必要に応じ算出し、更新するようにしてもよい。

上記各実施形態では、温度測定部１７３Ｂは、分光デバイス保持基板１７３に設けられる例を示すが、これに限られない。例えば、温度測定部は、受光素子保持基板１７４に設けられていてもよく、分光器１７の温度が測定可能な位置に設けられていればよい。また、温度測定部は複数設けられていてもよい。

上記各実施形態では、ステップＳ３０の基準板測定処理において、温度測定部１７３Ｂによる温度の測定を実施する例を示すが、これに限らない。例えば、温度測定部１７３Ｂによる温度測定は、ステップＳ５０のパターン画像測定処理において実施されてもよく、補正処理において温度測定が実施されていればよい。

上記各実施形態では、シャッター保持部１９１の移動によりシャッター１９２がキャリッジ１３に対してＸ方向に移動可能となる例を示すが、これに限らない。例えば、シャッター１９２がＺ方向に平行な回転軸を中心に回転可能に設けられ、回転軸を中心に回転させることで、閉塞位置と開放位置とに移動可能な構成としてもよい。
また、キャリッジ１３を移動させて、第一端部１９４や第二端部１９５をユニット筐体１０に当接させることで、シャッター１９２を移動させたが、例えばモーター等の駆動源をキャリッジ１３に搭載し、当該駆動源からの駆動力によってシャッター１９２を移動させてもよい。

上記各実施形態では、プリンター１として、インクを吐出して画像形成する印刷部１６を備える、所謂、インクジェットプリンターである例を示すが、これに限られず、画像形成材料をメディアＭに転写して画像形成する印刷部を備えるプリンターに、上記各実施形態の構成を適用することができる。このようなプリンターとしては、例えば、画像形成材料としてのインクリボンを加熱溶融させてメディアＭに転写する、所謂、熱転写プリンターや、トナーを用いて潜像画像を現像し、現像された画像をメディアＭに転写する、所謂、電子写真プリンターが挙げられる。

また、電子機器としてプリンター１を示したが、これに限らない。例えば、印刷部１６を備えず、メディアＭの測定のみを実施する測定装置であってもよい。また、例えば工場等において製造された印刷物の品質検査を行う品質検査装置に、本発明の分光測定装置を組み込んでもよく、その他、如何なる電子機器に本発明の分光測定装置を組み込んでもよい。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。

１…プリンター（電子機器）、１０…ユニット筐体、１３…キャリッジ、１５…制御ユニット（制御部）、１７…分光器、１５３…メモリー、１５４…ＣＰＵ（演算部）、１５４Ｄ…補正部、１５４Ｅ…変換行列算出部、１５４Ｆ…エラー判定部、１５４Ｇ…反射率演算部、１９２…シャッター、１９２Ａ…基準板（基準物）、Ｍ…メディア（対象物）、Ｚ…サンプル。

Claims (9)

1. 対象物からの光の複数の波長に対する光量を測定する分光器と、
   前記複数の波長に対する光量の測定結果に基づいて前記対象物の反射率を算出する演算部と、
   所定波長域の各波長の光に対する反射率が既知の基準物と、
   前記基準物に光源からの光を照射した際の前記基準物に対する測定結果と、前記基準物に対する測定結果の初期値との相関係数が、所定の値よりも大きいか否かを判定するエラー判定部と、を備え
   前記エラー判定部は、前記基準物に光源からの光を照射した際の前記基準物に対する測定結果と、前記基準物に対する測定結果の初期値との回帰直線の傾きが所定の閾値よりも大きいか否かを判定し、
   前記演算部は、前記エラー判定部により前記相関係数が前記所定の値よりも大きく、かつ、前記傾きが前記所定の閾値よりも大きいと判定された場合、前記測定結果を反射率に変換する変換行列を、前記測定結果に作用させて、前記対象物の反射率を算出する
   ことを特徴とする分光測定装置。
2. 請求項１に記載の分光測定装置において、
   前記変換行列は、反射率が既知であるサンプルのｋ（ｋは自然数）個の波長に対する反射率と、前記サンプルを前記分光器により測定した際のｍ（ｍは自然数）個の波長に対する測定結果と、を用いて算出される行列である
   ことを特徴とする分光測定装置。
3. 請求項２に記載の分光測定装置において、
   色がそれぞれ異なるｎ（ｎは自然数）個の前記サンプルの各々における、前記ｋ個の波長に対する既知の反射率の行列をＳ_ｎ，ｋとし、
   前記ｎ個の前記サンプルの各々における、前記ｍ個の波長に対する光量の測定結果の行列をＤ_ｎ，ｍとし、
   前記変換行列をＭｓとし、
   評価関数Ｆ（Ｍｓ）をＦ（Ｍｓ）＝｜Ｓ_ｎ，ｋ−Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ｜^２として、
   前記変換行列Ｍｓは、前記評価関数Ｆ（Ｍｓ）が最小となる行列である
   ことを特徴とする分光測定装置。
4. 請求項２に記載の分光測定装置において、
   色がそれぞれ異なるｎ（ｎは自然数）個の前記サンプルの各々における、前記ｋ個の波長に対する既知の反射率の行列をＳ_ｎ，ｋとし、
   前記分光器により測定される前記ｎ個の前記サンプルの各々における、前記ｍ個の波長に対する光量の測定結果の行列をＤ_ｎ，ｍとし、
   前記変換行列をＭｓとし、定数をβとし、
   評価関数Ｆ（Ｍｓ）をＦ（Ｍｓ）＝｜Ｓ_ｎ，ｋ−Ｍｓ・Ｄ_ｎ，ｍ｜^２＋β・Ｍｓ^Ｔ・Ｍｓとして、
   前記変換行列Ｍｓは、前記評価関数Ｆ（Ｍｓ）が最小となる行列である
   ことを特徴とする分光測定装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の分光測定装置において、
   前記演算部は、反射率が既知であるサンプルを測定した際のｍ（ｍは自然数）個の波長に対する測定結果と、前記サンプルのｋ（ｋは自然数）個の波長の反射率と、を用いて前記変換行列を算出する
   ことを特徴とする分光測定装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の分光測定装置において、
   前記演算部は、前記基準物に光源からの光を照射した際の前記基準物に対する測定結果に基づいて、前記対象物を測定した際の測定結果を補正する
   ことを特徴とする分光測定装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の分光測定装置において、
   前記分光器の温度を測定する温度測定部をさらに備え、
   前記演算部は、前記温度測定部により測定された温度に基づいて、前記対象物を測定した際の測定結果を補正する
   ことを特徴とする分光測定装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の分光測定装置と、
   前記演算部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
9. 分光器が対象物からの光の複数の波長に対する光量を測定し、
   所定波長域の各波長の光に対する反射率が既知の基準物に対して光源から光を照射した際の前記基準物に対する測定結果と、前記基準物に対する測定結果の初期値との相関係数が、所定の値よりも大きいか否かをエラー判定部が判定し、
   前記基準物に対して光源から光を照射した際の前記基準物に対する測定結果と、前記基準物に対する測定結果の初期値との回帰直線の傾きが所定の閾値よりも大きいか否かを前記エラー判定部が判定し、 前記エラー判定部により前記相関係数が前記所定の値よりも大きく、かつ、前記傾きが前記所定の閾値よりも大きいと判定された場合、演算部が前記複数の波長に対する光量の測定結果を反射率に変換する変換行列を、前記対象物に対する測定結果に作用させて、前記対象物の反射率を算出する
   ことを特徴とする分光測定方法。

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