JP6278625B2 - 測色装置及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、測色装置及び画像形成装置に関するものである。

近年、カラープリンタ、カラー複写機等のカラー画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められている。特に、画像階調や画像色の安定性は、画像の品位に大きな影響を与える。しかしながら、カラープリンタは温度や湿度のような環境変化や長期間の使用により、得られる画像の色味が変化してしまう。従って、安定した色味を実現するためには、測色センサを用いて画像の色味を検出し画像形成装置のプロセス条件にフィードバックをかける必要がある。
従来、印刷物や物体色の色味（色度）を測定する装置の一つとして測色器が用いられている。一般的な測色器としては、被測色物に白色の光を照射し、反射光をＲＧＢのカラーフィルタを通して受光センサで受光することにより色成分毎の強度を測定するフィルタタイプの測色器がある。また、反射光を回折格子・プリズム等を用いて波長分散した後、波長毎の強度をラインセンサで検出し、検出された分散光の波長分布、光源の光の波長分布、センサの分光感度等を考慮した演算を行って被測色物の分光反射率を求める分光測色器が知られている。測色精度の観点では、分光測色器の方が有利なため、カラープリンタの色味の安定化の制御で用いる測色センサとしては、分光測色器が用いられることが多い。特許文献１では、紙がバタツキを伴って搬送された場合であっても、紙の色情報を高精度に測定することができる分光測色器が提案されている。また特許文献２では、トナー付着量が変動しても、分光測色器を用いて、定着条件をより高精度に制御する画像形成装置が提案されている。

特開２００９−８４７１号公報 特開２０１０−２１１０５５号公報

しかし、従来の分光測色器は、以下のような課題があった。
まず、分光測色器は、測色の検知精度は高いものの、コストが高いことが課題としてある。特に、光源から被測色物までの距離が長いと、被測色物に照射する光量を確保するために、発光光量を上げる必要があり、電流を多く流すための回路のコスト上昇、発光素子のコスト上昇等が懸念される。また、前述したように光源から被測色物までの距離が長いと、分光測色器のサイズが大きくなってしまう。その場合、測色器を搭載する画像形成装置そのもののサイズアップを招いてしまい、すなわち装置全体のコスト上昇につながってしまう。
また、分光測色器は、反射光を回折格子・プリズム等を用いて波長分散した後に、波長毎の強度をラインセンサで検出する構成のため、ラインセンサの位置が分光測色器の熱変形により変動すると、検知精度が低下してしまうことが懸念される。ここで、分光測色器のハウジングは、成型のし易さ、コスト、重量等の観点から、モールド樹脂が一般的に使用されている。このため、画像形成装置が生産されてからユーザまで輸送される間に、雰囲気温度が上昇した場合、分光測色器のハウジングも温度上昇し、常温に戻っても熱変形（クリープ）したままで固定されてしまうことが懸念される。また、画像形成装置が電子写真方式の場合、定着工程で発生する熱が、分光測色器に伝わり、熱変形してしまう可能性もある。これら熱変形によるラインセンサの位置変動は僅かであるものの、反射光を回
折格子・プリズム等を用いて波長分散しラインセンサで検出する仕組みである分光測色器においては、検知精度に影響を及ぼすことが懸念される。

また、分光測色器を画像形成装置に配置するには、当然、分光測色器のスペースが必要となる。しかし、分光測色器が大きい場合、画像形成装置も大きくする必要があり、画像形成装置の商品価値を下げてしまう要因となってしまう。よって、分光測色器のサイズは小さい方が好ましい。
しかしながら、分光測色器は光源、回折格子・プリズム、ラインセンサ等に加え、反射光を回折格子・プリズム、ラインセンサ等に導くための導光体や、平行光にするためのレンズ等が必要となる。さらには、回折格子・プリズムにより波長分散された光が、ラインセンサで適切に検出されるため、ある程度の光路長が必要になるなど、分光測色器の小型化を妨げる要因の１つとなっていた。

本発明は、測色装置のコストを抑える、検知精度の低下を抑える、又は、装置本体の小型化を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
被測色材の表面に光を照射する発光素子と、前記発光素子により光を照射され被測色材で反射された光を波長毎に分光する回折格子と、複数の画素を備え、前記回折格子により分光された光を前記複数の画素で波長毎に受光する受光素子と、を有する測色装置において、前記発光素子と前記受光素子とは、同一基板上に配設されており、前記回折格子により分光され前記受光素子に受光される光の光路が、被測色材の表面に平行な仮想面に沿うように、前記回折格子と前記受光素子とが配置されていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明にあっては、
被測色材の表面に光を照射する発光素子と、
前記発光素子により光を照射され被測色材で反射された光を波長毎に分光する回折格子と、
複数の画素を備え、前記回折格子により分光された光を前記複数の画素で波長毎に受光
する受光素子と、
を有する測色装置において、
前記発光素子と前記受光素子とは、同一基板上の同一側面に配置され、
前記基板に垂直な方向に見たときに、前記複数の画素における画素の並ぶ方向と、前記発光素子、前記回折格子及び前記受光素子の並ぶ方向と、が平行であることを特徴とする。

本発明によれば、測色装置のコストを抑える、検知精度の低下を抑える、又は、装置本体の小型化を実現させることができる。

実施例１の分光測色器の概略構成を説明するための断面図 実施例１の分光測色器を適用した画像形成装置の概略構成を示す断面図 記録材に形成された測色用のパッチ画像を示す概略図 実施例１の画像形成装置における画像処理動作の一例を示すブロック図 比較例の分光測色器の概略図 実施例２の分光測色器の概略構成を説明するための図 実施例３の分光測色器の基板を示す概略図 実施例１の分光測色器の詳細構成を説明するための断面図 実施例１の分光測色器をＺ方向からみた概略図と、各断面での断面図 （ａ）実施例１の分光測色器のハウジングの斜視図、（ｂ）実施例１の分光測色器のハウジングの斜視図 実施例２の分光測色器の詳細構成を説明するための断面図 実施例２の分光測色器をＺ方向からみた概略図と、各断面での断面図 （ａ）実施例１の分光測色器のハウジングの斜視図、（ｂ）実施例１の分光測色器のハウジングの斜視図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
本発明は、インクジェット方式や電子写真方式等の複写機、プリンタなどの画像形成装
置に関し、特に、画像形成装置で出力された画像（測色用パッチ）を測色するための測色装置に関するものである。

以下に、実施例１について説明する。
図１（ａ）は、本実施例の測色装置としての分光測色器１０の概略構成を説明するための図である。ここで、図１（ａ）では、被測色物（被測色材）１４の被検知面（表面）に対して垂直方向の断面（ＸＺ断面）を示している。
本実施例の分光測色器１０は、可視光全体にわたる発光波長分布を有する白色光源（以下、光源）１２、照射側の集光・導光レンズ（以下、照射ライトガイド）１９、入射側の集光・導光レンズ（以下、入射ライトガイド）１７、スリット２２、回折格子（凹面反射回折格子）１８、複数の画素を備える電荷蓄積型ラインセンサ（以下、ラインセンサ）１１を有する。ここで、光源１２は発光素子に相当する。また、回折格子１８は分光手段に相当する。また、ラインセンサ１１は受光素子に相当する。
本実施例においては、光源１２とラインセンサ１１が、同一の基板２１上（基板２１の表面、同一基板上）に実装（配設）されていることを特徴とする。基板２１は、紙にエポキシ樹脂を含浸したもの、またはガラス繊維製の布を重ねエポキシ樹脂を含浸したものが好適に使用される。基板上には、分光測色器１０の動作を制御する制御演算部２１ｃ（図８参照）が設けられている。制御演算部２１ｃは、光源１２の発光量や発光タイミングを制御するための回路、及び、ラインセンサ１１からの出力された信号を処理するための演算回路を備えている。

本実施例の分光測色器１０のより具体的な構成について説明する。図８はより具体的な構成を示すＸＺ断面図である。この図に示すように、分光測色器１０は、ハウシングを構成する筐体１０ａと蓋１０ｂを有する。このハウジングの筐体１０ａに照射ライトガイド１９、入射ライトガイド１７、スリット２２、回折格子１８、及び、基板２１がそれぞれ位置決め固定される。
次に、筐体１０ａに対する照射ライトガイド１９、入射ライトガイド１７、スリット２２、回折格子１８、の位置決め固定方法について説明する。図９は、分光測色器１０をＺ方向から見た概略図と、各断面（ＹＺ断面）での断面図である。断面Ａは、照射ライトガイド１９と筐体１０ａとの関係を示しており、照射ライトガイド１９は、Ｙ方向（矢印が向く方向）に筐体１０ａに突き当たった状態でその位置が決め、そのまま紫外線硬化接着剤によって筐体１０ａに固定される。その他の入射ライトガイド１７（断面Ｂ）、スリット２２（断面Ｃ）、回折格子１８（断面Ｄ）も同様にＹ方向（矢印が向く方向）に筐体１０ａに突き当たった状態でその位置が決め、そのまま紫外線硬化接着剤によって筐体１０ａに固定される。

次に、筐体１０ａ、蓋１０ｂ、基板２１との関係について詳しく説明する。図１０はハウジングの斜視図である。図１０（ａ）は、分光測色器１０のハウジングが組み立てられた状態を示す。図１０（ｂ）は、分光測色器１０のハウジングが組み立てられる前の状態を示す図である。なお、内部に固定されている照射ライトガイド１９、入射ライトガイド１７、スリット２２、回折格子１８は不図示。これらの図からわかるように、筐体１０ａに対してＺ方向で蓋１０ｂ及び基板２１が取り付けられる。蓋１０ｂは筐体１０ａに設けられた溝に嵌ることでその位置が決まり、紫外線硬化接着剤によって固定される。一方基板２１には、Ｘ方向及びＹ方向の位置決めの基準となる基準穴２１ａが設けられ、筐体１０ａに設けられた不図示のボスと嵌合することで基板２１のＸ方向及びＹ方向の位置を決める。さらに、基板２１には切欠き部２１ｂが設けられ、この部分が筐体１０ａに設けられた不図示の凸部に嵌合することで、基板２１のＺ軸回りの回転止めとなる。基板２１は紫外線硬化接着剤によって筐体１０ａに固定される。

光源１２から発せられた（照射された）光１５は、照射側の照射ライトガイド１９により集光され、開口１３を介して被測色物１４の被検知面に約４５°の角度で入射するよう、方向を変えられる。ここで、被測色物１４は、分光測色器１０の予め設定された位置（図１では分光測色器１０の上方の開口１３に対向する位置）に位置した状態で測色される。
被測色物１４に約４５°の角度で入射した光１５は、被測色物１４の光吸収特性に応じた散乱光（反射光）となる。散乱光１６の一部は、入射側の入射ライトガイド１７に取り込まれて平行光となった後、スリット２２に入射するよう、方向を変えられる。そして、散乱光１６はスリット２２を通過し回折格子１８に入射する。回折格子１８に入射した散乱光１６は、回折格子１８で反射すると、回折格子１８により分光され、且つ、波長毎に分光及び集光された分光光束となる。ラインセンサ１１は、実質的に回折格子１８のローランド円（不図示）の接線上に配置されており、該分光光束を波長毎に各画素で受光し検出する。
図１（ａ）に示す本実施例の構成の場合、ローランド円（不図示）の中心軸はＸ軸及びＺ軸に直交し、被検知面に平行である。

図１（ｂ）は、本実施例のラインセンサ１１を示す概略図である。
図１（ｂ）に示すように、本実施例では、波長が約３５０ｎｍから約７５０ｎｍの可視光を約３ｎｍ単位で検出するために必要な１方向に並んだ１３４画素でラインセンサ１１を構成している。
ラインセンサ１１は、入射（受光）した分散光の強度に応じて各画素ごとに電圧信号（電気信号）を出力（発生）する。そして、出力された信号をＡＤ変換器（不図示）によってＡＤ変換することにより、被測色物１４からの反射光を画素毎のデジタル強度信号として得ることができる。本実施例のラインセンサ１１は電荷蓄積型ラインセンサであり、所定の蓄積時間に入射した分散光の強度に応じて、各画素ごとに電圧信号を出力する。蓄積時間は制御演算部２１ｃの作用によって、適宜調整することが可能である。

これら各画素のデジタル強度信号は制御演算部２１ｃに送られ、以下の演算がなされる。
ラインセンサ１１の各画素は、そのアドレス番号ｎ（ｎ＝１〜１３４）と対応する波長λとが予め対応付けられ（即ち値付けられ）、メモリ部（不図示）に保持されている。この値付けの作業は、例えばセンサの出荷時に波長が既知の基準単一波長スペクトルを用いるなどして従来公知の方法にて行うことができる。
このように、各画素と波長λが対応付けられることで、先に述べた各画素ごとの電圧信号出力によって、被測色物１４からの反射光の波長−信号強度スペクトルＯｉ（λ）が得られる。
これを用いることで、被測色物の分光反射率Ｏｒ（λ）は、次式により求められる。
Ｏｒ（λ）＝｛Ｏｉ（λ）／Ｗｉ（λ）｝×Ｗｒ（λ）・・・式（１）
ここで、Ｗｉ（λ）は、別途測定される分光反射率が既知の基準試料（一般には白色基準試料）に光源１２の光を照射したときの反射光の波長−信号強度スペクトルである。また、Ｗｒ（λ）は、基準試料自身が有する分光反射率である。
さらに、演算部（不図示）は得られた分光反射率Ｏｒ（λ）を元に、３８０ｎｍから７３０ｎｍの範囲の分光反射率を１０ｎｍ毎に補間演算して外部へ出力する。

以下、本実施例の分光測色器１０にて被測定物を測色する場合について説明する。
まず、制御演算部２１ｃが式（１）に示された波長λを画素アドレスｎに置き換え、予め測定しておいた白基準の出力信号Ｏｉ（ｎ）と、被測定物を測定した際の出力信号Ｗｉ（ｎ）から、各画素についてＯｉ（ｎ）／Ｗｉ（ｎ）を演算する。
その後、本補正方法にて対応付けしたラインセンサ１１の各画素と波長の関係をメモリ部（不図示）から読み出し、画素アドレスｎを波長λに置き換えてＯｉ（λ）／Ｗｉ（λ
）を得る。そして、メモリ部（不図示）に記憶されているＷｒ（λ）の値を読み出し、式（１）に従って被測色物の分光反射率Ｏｒ（λ）を得ることができる。

本実施例の分光測色器１０は、例えば電子写真方式のカラー画像形成装置に適用することが可能である。その一例として、中間転写ベルトを採用したタンデム方式のカラー画像形成装置に分光測色器１０を適用した場合について説明する。
図２は、本実施例の分光測色器１０を適用した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
まず、図２を用いて本実施例の画像形成装置の画像形成部の動作について説明する。ここで、各画像形成部（画像形成手段）の構成及び動作は、用いるトナーの色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下の説明において特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図２中符号に与えた添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略して総括的に説明する。

本実施例の画像形成部は、以下に示す部材によって構成されている。
それは、給送部４４、各色のステーション毎の感光体（像担持体、以下、感光ドラム）３１、１次帯電手段としての帯電ローラ３２、露光光スキャナ部３３、現像手段としての現像器３８である。またそれは、中間転写ベルト３７、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラ４１、張架ローラ４０、補助ローラ４２、１次転写ローラ３４、２次転写ローラ４３、定着部５１、画像形成部の画像形成動作を制御する制御部５５及びコントローラ部５６である。

感光ドラム３１は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層が塗布されて構成され、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム３１を画像形成動作に応じて図２において時計回り方向に回転させる。
前述の制御部５５が画像信号（入力信号）を受け取ると、記録材Ｐは、給送部４４（カセット等）から給送ローラ４５、４６によって画像形成装置内に送り出される。その後、記録材Ｐは、後述の画像形成動作と記録材Ｐの搬送との同期をとるためのローラ状同期回転体、即ち、搬送（レジスト）ローラ対４７に一旦挟持され、停止して待機する。

一方、コントローラ部５６は、受け取った画像信号に応じて、露光光スキャナ部３３によって帯電ローラ３２の作用により一定電位に帯電させた感光ドラム３１の表面に静電潜像を形成させる。
現像器３８は、前記静電潜像を可視化する手段であり、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う。各現像器には、スリーブ３５が設けられており、前記静電潜像を可視化するための現像バイアスが印加されている。
このように、各感光ドラム３１の表面に形成された前記静電潜像は、各現像器の作用により単色トナー像としてそれぞれ現像される。各々の感光ドラム３１・帯電ローラ３２・現像器３８は一体構成となっており、画像形成装置本体から脱着可能なトナーカートリッジ３９の形態で、画像形成装置本体に取り付けられている。

中間転写ベルト３７は、各感光ドラム３１に接触しており、カラー画像形成時に図２において反時計回り方向に各感光ドラム３１の回転と同期して回転する。現像された単色トナー像は１次転写ローラ３４に印加された１次転写バイアスの作用により順次転写され（１次転写）、中間転写ベルト３７上で多色トナー像となる。
その後、中間転写ベルト３７上に形成された多色トナー像は、駆動ローラ４１と２次転写ローラ４３とで形成される２次転写部（ニップ部）に搬送される。
これと同時に、搬送ローラ対４７に挟持された状態で待機していた記録材Ｐが搬送ロー
ラ対４７の作用により中間転写ベルト３７上の多色トナー像と同期を取りながら２次転写部に搬送される。そして、中間転写ベルト３７上の多色トナー像が２次転写ローラ４３に印加された２次転写バイアスの作用により記録材Ｐに一括転写される（２次転写）。

定着部５１は、記録材Ｐを搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、記録材Ｐを加熱する定着ローラ５１ａと、記録材Ｐを定着ローラ５１ａに圧接させるための加圧ローラ５１ｂを備えている。定着ローラ５１ａと加圧ローラ５１ｂは中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ５１ａｈ、５１ｂｈが内蔵されている。
多色トナー像を保持した記録材Ｐは、定着ローラ５１ａと加圧ローラ５１ｂにより搬送されるとともに、熱及び圧力を加えられることで、トナーが表面に定着される。

トナー像定着後の記録材Ｐは、排出ローラ５０によって排出トレイ５２に排出され画像形成動作が終了されるか、もしくは２面目への画像形成が行われる場合には排出部でスイッチバックされる（折り返して搬送される）。２面目への画像形成が行われる場合、１面（片面）に多色トナー像を保持した記録材Ｐは、排出部でのスイッチバック動作によって両面搬送路Ｄを経由して再び搬送（レジスト）ローラ対４７に一旦挟持されて停止して待機する。その後、上述した一連の画像形成動作が行われて記録材Ｐの２面目への画像形成が行われる。
クリーニング手段４８は、中間転写ベルト３７上に残留したトナー（転写残トナー）をクリーニングするものであり、ここで回収された転写残トナーは廃トナーとしてクリーナ容器４９に蓄えられる。

本実施例の分光測色器１０は、被測色材としての記録材Ｐに形成されたトナーパッチ（測色用パッチ）を測色する目的で、両面搬送路中の長手方向の中央位置に配置されている。ここで、長手方向とは、両面搬送路を搬送される記録材Ｐの画像形成面における搬送方向に直交する方向（感光ドラム３１の回転軸方向）をいう。
本実施例の画像形成装置においては、画像形成装置内に設けられた制御部５５が、分光測色器１０による測色結果に基づいて、各画像形成部の画像形成条件を調整している。画像形成条件の調整とは、画像データの補正や、露光光量、現像バイアス、転写バイアス等の調整である。

以下に、分光測色器１０によるトナーパッチの測色動作について説明する。図３は、記録材Ｐに形成された測色用パッチ画像Ｔを示す概略図である。
分光測色器１０によるトナーパッチの測色動作が開始されると、まず初めに前述した一連の画像形成動作により記録材Ｐに図３に示すような測色用パッチ画像Ｔが形成される。定着部５１を通過した記録材Ｐは、排出部でのスイッチバック動作によって両面搬送路Ｄへと引き込まれ、両面搬送路Ｄ中に配置された分光測色器１０にて、記録材Ｐに形成された測色用パッチ画像Ｔが、記録材Ｐの搬送と同期しながら順次測色される。その後、搬送ローラ対４７を通過した記録材Ｐは、２次転写部・定着部５１を通過して排出ローラ５０によって排出トレイ５２に排出される。
このような一連の画像形成動作は、画像形成装置内に設けられた制御部５５によって制御動作される。

次に、本実施例の画像形成装置における画像処理動作の一例を、図４に示すブロック図を用いて説明する。
画像形成装置のコントローラ部５６と制御部５５は、ビデオインターフェースで接続され、コントローラ部５６が外部端末のホストコンピュータ５７や不図示のネットワークに接続される。コントローラ部５６の記憶手段には、色変換に用いるカラーマッチングテーブル（ＣＭ）、色分解テーブル（Ｃ１）、カラー補正テーブル（Ｃ２）が記憶されている。また、制御部５５には、分光測色器１０、画像形成処理や分光測色器１０からの測色結
果を処理するＣＰＵ２０２と、計測結果を一時保管するメモリ２０３が搭載されている。

画像形成動作が開始されると、次のような処理が行われる。
まず、コントローラ部５６は予め用意されているカラーマッチングテーブル（ＣＭ）により、ホストコンピュータ等から送られてくる画像の色を表すＲＧＢ信号をカラー画像形成装置の色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号（以下、ＤｅｖＲＧＢ）に変換する。続いて色分解テーブル（Ｃ１）及び後述するカラー補正テーブル（Ｃ２）により、前記ＤｅｖＲＧＢ信号をカラー画像形成装置のトナー色材色であるＣＭＹＫ信号に変換する。そして、各々のカラー画像形成装置に固有の階調‐濃度特性を補正する濃度補正テーブル（Ｄ）により、前記ＣＭＹＫ信号を階調‐濃度特性の補正を加えたＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号へ変換する。その後ハーフトーン処理を行い、Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’信号へ変換した後に、ＰＷＭテーブル（ＰＷ）により、前記Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’信号に対応する露光光スキャナ部（３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙ、３３Ｋ）の露光時間Ｔｃ、Ｔｍ、Ｔｙ、Ｔｋへ変換する。ここで、ＰＷＭは、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）である。
コントローラ部５６は、これら露光時間Ｔｃ、Ｔｍ、Ｔｙ、Ｔｋに従って露光光スキャナ部３３を制御することで、感光ドラム３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｋの表面に静電潜像を形成し、先に述べた一連の画像形成動作が行われる。

また、分光測色器１０によるトナーパッチ画像の測色動作においては、予めカラーパッチデータとしてコントローラ部５６に格納されている複数個のＣＭＹＫ形式のカラーパッチデータ（ＣＰＤ）に従って記録材Ｐに測色用パッチ画像Ｔが形成される。記録材上（被測色材上）に形成された測色用パッチ画像Ｔは、分光測色器１０で測色され、それぞれのパッチ毎に分光反射率Ｏｒ（λ）が読み取られ、制御演算部２１ｃから出力される。
読み取られた分光反射率データは、制御部５５によって色度値（例えば、ＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊）に変換されてコントローラ部５６の色変換部へ送られる。そして、不図示のＣＭＳ（カラーマネージメントシステム）を利用して、色度値が画像形成装置に依存するＣＭＹＫ形式のデータ（ＣＳＤ）に変換される。その後、前記変換されたＣＭＹＫデータ（ＣＳＤ）と、デフォルトのカラーパッチデータ（ＣＰＤ）を比較することによって、その差を補正するような補正テーブル（Ｃ２）が生成される。

これらの処理は、測色された全ての測色用パッチに対して行われるが、測色されるパッチは画像形成装置で再現可能な全ての色を必ずしも揃えている必要はない。例えば、混色グレーのパッチを作成してグレー軸補正のみを行ってもよい。測色用パッチとして記録材Ｐに形成されていないＣＭＹＫデータに関しては、測色されたパッチを基に補間処理を行うことで補正テーブル（Ｃ２）を作成すればよい。このようにして作成された補正テーブル（Ｃ２）は色分解テーブル（Ｃ１）と共にコントローラ部５６に更新・保持される。

次に、本実施例の効果を明確にするための比較例について説明する。
図５は、比較例の分光測色器３１０の概略図である。なお、説明の便宜上、本実施例と同様の構成部分については同一の符号を付している。
比較例では、光源１２が実装されている基板２４と、ラインセンサ１１が実装されている基板２５が別基板となっている。
一方、前述したように本実施例の分光測色器１０は、光源１２とラインセンサ１１が、同一の基板２１上に実装されている。これにより、比較例のように基板２４と基板２５を各々組み立てる必要が無くなり、分光測色器１０の組立時の作業性が向上し、結果としてコストの削減に寄与できる。

また、分光測色器においては、前述したように熱変形による検知精度低下が課題としてある。これは、分光測色器のハウジングに好適に使用されるモールド樹脂の熱変形（クリ
ープ）により、特にラインセンサ１１の位置が変動することに起因するものである。ラインセンサ１１の位置が変動することで、本来、検知されるべき分光波長とラインセンサ１１の各画素との対応が変化してしまい、その結果、検知精度が低下してしまうことが懸念される。

本実施例では、光源１２とラインセンサ１１が同一基板２１に実装されており、本実施例の基板２１の大きさは、比較例におけるラインセンサ１１のみが実装されている基板２５よりも大きい。基板２１、２５には、紙にエポキシ樹脂を含浸したもの、またはガラス繊維製の布を重ねエポキシ樹脂を含浸したものが好適に使用されており、熱変形（クリープ）による影響はモールド樹脂製のハウジングと比べ非常に小さい。よって、分光測色器において熱変形によりラインセンサ１１の位置が変動することを抑制するには、本実施例の構成の方が比較例よりも有利となる。

本実施例では、さらに、次のような効果が得られる。
ハウジングに好適に使用されるモールド樹脂として、ポリカーボネート、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）、ポリエチレン、ポリプロピレン等がある。しかし、これらのモールド樹脂は、基板２１に好適に使用される、紙にエポキシ樹脂を含浸したもの、またはガラス繊維製の布を重ねエポキシ樹脂を含浸したものに対し、引っ張り弾性率、曲げ強さは小さい。
よって、カラー画像形成装置の熱変形等により外部から力が加わった際、基板２１が補強部材としての役割を発揮し、本実施例のように基板２１の大きさが大きい方が、ラインセンサ１１の位置変動を抑える効果が大きい。結果として、検知精度の低下を防止することが可能となる。

また、比較例のように、光源１２が実装されている基板２４と、ラインセンサ１１が実装されている基板２５が別基板となっている場合には、分光測色器３１０のハウジングが熱変形した場合に、基板２４と基板２５それぞれの位置が変動してしまうこととなる。このため、光源１２とラインセンサ１１の位置はそれぞれ別々に変動することとなり、検知精度の低下が大きくなってしまうことが懸念される。
これに対して本実施例では、光源１２とラインセンサ１１が同一の基板２１に実装されているので、分光測色器１０のハウジングが熱変形した場合、光源１２とラインセンサ１１は基板２１の変動に従うこととなる。このため、本実施例では、光源１２とラインセンサ１１の位置がそれぞれ別々に変動してしまう比較例の場合よりも検知精度の低下を抑えることができる。

以上説明したように、本実施例では、光源１２とラインセンサ１１が同一基板２１に実装されるので、光源１２とラインセンサ１１をそれぞれ実装するために別々に基板を用意する必要がなくなり、コストを下げることができる。また、同一基板２１の適用により、分光測色器１０の組み立ての際に、１つの基板をハウジングに組み付ければよくなり、組立作業性を改善することができる。その結果、コスト低減に寄与することができる。さらには、熱変形の影響を低減することができるので、検知精度の低下を防止することが可能となる。
さらに、分光測色器１０を画像形成装置に搭載し、出力された測色用パッチを画像形成装置内に設置された分光測色器１０によって読み取り、測色結果を画像形成条件にフィードバックさせることで、色再現性の良い出力物（画像）を得ることが可能となる。

次に、実施例２について説明する。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
本実施例では、回折格子１８により分光されラインセンサ１１に受光される光（分光光
束）の光路が、被測色物１４の被検知面（表面）に略平行になるように、回折格子１８及びラインセンサ１１が配置されていることを特徴としている。つまり、回折格子１８のローランド円（不図示）の中心軸はＺ軸に平行で被検知面（表面）に直交している。
このために、本実施例では、回折格子１８及びラインセンサ１１が配置されている面（仮想面）と、被測色物１４の被検知面とが略平行になるように構成されている。また、光源１２とラインセンサ１１が実装されている基板２１表面（基板２１のうち光源１２とラインセンサ１１が実装されている表面）と、被測色物１４の被検知面とが互いに略垂直となるように構成されている。

図６は、本実施例の分光測色器２１０の概略構成を説明するための図である。図６（ａ）は、分光測色器２１０を被検知面に対して垂直方向（上側）から見た概略断面（ＸＹ断面）図である。また、図６（ｂ）は、被測色物１４の被検知面に対して垂直方向の断面（ＸＺ断面）を示し、分光測色器２１０を正面側から見た図となっている。
本実施例の分光測色器２１０においては、被測色物１４の被検知面に対して略垂直の関係にある基板２１上の光源１２からＹ方向に光１５が発せられる。ここで、被測色物１４の被検知面はＸＹ平面上に存在し、基板２１表面はＸＺ平面上に存在している。
Ｙ方向に発せられた光１５は、照射側の照射ライトガイド２７により集光され、光源１２の照射方向（Ｙ方向）に対して平行関係にある被測色物１４に、約４５°の角度で入射するよう、照射ライトガイド２７によりＸＺ平面上を進行するように方向を変えられる。被測色物１４に約４５°の角度で入射した光１５は、被測色物１４の光吸収特性に応じた散乱光となる。散乱光１６の一部は、入射側の入射ライトガイド２８に取り込まれ、平行光となった後、スリット２２に入射するよう、ＸＹ平面上を進行するように方向を変えられる。そして、散乱光１６はスリット２２を通過し、回折格子１８により分光され、ＸＹ平面に沿うように進んでラインセンサ１１で検出される。

このように本実施例では、回折格子１８により分光されラインセンサ１１で検出される光の光路と、被測色物１４の被検知面とがそれぞれＸＹ平面上に存在することで、互いに略平行の関係にある。一方、実施例１では、回折格子１８により分光されラインセンサ１１で検出される光の光路は、ＸＺ平面上に存在しており、ＸＹ平面上に存在する被測色物１４の被検知面に対して、略垂直の関係にあることが、本実施例と異なっている。ここで、実施例１では、基板２１表面と、被測色物１４の被検知面とが略平行となるように構成されている。

本実施例の分光測色器２１０のより具体的な構成について説明する。図１１（ａ）はより具体的な構成を示すＸＹ断面図である。図１１（ｂ）はより具体的な構成を示すＸＺ断面図である。これらの図に示すように、分光測色器２１０は、ハウシングを構成する筐体２１０ａと蓋２１０ｂを有する。このハウジングの筐体２１０ａに照射ライトガイド２７、入射ライトガイド２８、スリット２２、回折格子１８、及び、基板２１がそれぞれ位置決め固定される。
次に、筐体２１０ａに対する照射ライトガイド２７、入射ライトガイド２８、スリット２２、回折格子１８、の位置決め固定方法について説明する。図１２は、分光測色器２１０をＺ方向から見た概略図と、各断面での断面図である。断面Ａは、照射ライトガイド２７と筐体２１０ａとの関係を示しており、照射ライトガイド２７は、Ｙ方向（矢印が向く方向）に筐体２１０ａに突き当たった状態でその位置が決め、そのまま紫外線硬化接着剤によって筐体２１０ａに固定される。その他の入射ライトガイド２８（断面Ｂ）、スリット２２（断面Ｃ）、回折格子１８（断面Ｄ）も同様にＹ方向（矢印が向く方向）に筐体２１０ａに突き当たった状態でその位置が決め、そのまま紫外線硬化接着剤によって筐体２１０ａに固定される。

次に、筐体２１０ａ、蓋２１０ｂ、基板２１との関係について詳しく説明する。図１３
はハウジングの斜視図である。図１３（ａ）は、分光測色器２１０のハウジングが組み立てられた状態を示す。図１３（ｂ）は、分光測色器２１０のハウジングが組み立てられる前の状態を示す図である。なお、内部に固定されている照射ライトガイド２７、入射ライトガイド２８、スリット２２、回折格子１８は不図示。これらの図からわかるように、筐体２１０ａに対してＺ方向で蓋２１０ｂが取り付けられ、Ｙ方向で基板２１が取り付けられる。蓋２１０ｂは筐体２１０ａに設けられた溝に嵌ることでその位置が決まり、紫外線硬化接着剤によって固定される。一方基板２１には、Ｘ方向及びＺ方向の位置決めの基準となる基準穴２１ａが設けられ、筐体２１０ａに設けられた不図示のボスと嵌合することで基板２１のＸ方向及びＺ方向の位置を決める。さらに、基板２１には切欠き部２１ｂが設けられ、この部分が筐体２１０ａに設けられた不図示の凸部に嵌合することで、基板２１のＹ軸回りの回転止めとなる。基板２１は紫外線硬化接着剤によって筐体２１０ｂに固定される。

ここで、回折格子１８により波長分散された光を、ラインセンサ１１で検出する際、波長分解能を確保するには、回折格子１８からラインセンサ１１までの光路に関して、ある程度の光路長が必要になる。
実施例１の構成では、回折格子１８により分光されラインセンサ１１で検出される光の光路がＸＺ平面上に存在し、被測色物１４の被検知面に対して略垂直の関係にある。このため、被測色物１４の被検知面に対して垂直方向（Ｚ方向）においては、回折格子１８からラインセンサ１１までの光路長を所望の長さに設定する必要があり、分光測色器２１０のサイズ（寸法）を小さくすることが困難となることが懸念される。ここで、以下の説明では、被測色物１４の被検知面に対して垂直方向（Ｚ方向）における分光測色器２１０のサイズを、説明の便宜上、分光測色器２１０の高さ（被検知面と平行にある２面間の距離）という。
これに対して、本実施例においては、上述のように、回折格子１８により分光されラインセンサ１１で検出される光の光路がＸＹ平面上に存在し、被測色物１４の被検知面に略平行の関係にある。このため、本実施例では、分光測色器２１０の高さを、実施例１の構成よりも小さくすることが可能となる。

本実施例の画像形成装置においては、図２に示すように、分光測色器２１０が両面搬送路中の記録材Ｐに対向する位置に配置されている。このような構成において、分光測色器２１０の高さが小さくできることにより、画像形成装置の小型化が可能となり、また、分光測色器２１０が例えば２次転写ローラ４３等の他部材と干渉してしまうことを懸念する必要がなくなり、設計の自由度を大きくできる。

また、実施例１では、回折格子１８により分光されラインセンサ１１で検出される光の光路がＸＺ平面上に存在し、被測色物１４の被検知面に対して略垂直の関係にある。このため、回折格子１８からラインセンサ１１までの光路長が所望の長さに設定された場合、光源１２から被測色物１４までの光路長が長くなってしまうことが懸念される。
これに対して、本実施例においては、分光測色器２１０の高さを、実施例１よりも小さくすることができるので、光源１２から被測色物１４までの光路長を実施例１よりも短くすることが可能となる。実施例１と比較すると、本実施例では光源１２から被測色物１４までの光路長を６０％に短くすることができ、光源１２の発光光量を略半減することができる。よって、本実施例では、被測色物１４に照射する光量を確保するために発光光量を上げる必要がなくなり、電流を多く流す必要もなくなり、回路のコスト上昇、発光素子のコスト上昇を抑えることができ、結果、コストを低減することが可能となる。

以上説明したように、本実施例によれば、光源１２が実装されている基板２１と、被検知面を略垂直の関係にすることで、実施例１の効果に加えて、分光測色器２１０における被検知面と垂直方向の高さを小さくすることが可能となる効果が得られる。さらには、光
源１２から被測色物１４までの光路長を短くすることができるので、分光測色器２１０のコストを低減することが可能となる。
ここで、本実施例では、回折格子１８により分光されラインセンサ１１で検出される光の光路は、ＸＹ平面上に存在し被測色物１４の被検知面に略平行であるが、これに限らず、ＸＹ平面（被検知面に平行な仮想面）に沿うように構成されるものであればよい。
また、本実施例では、光源１２とラインセンサ１１が実装されている基板２１表面と、被測色物１４の被検知面とが互いに略垂直となるように構成されているが、これに限るものではない。すなわち、回折格子１８により分光されラインセンサ１１に受光されてラインセンサ１１で検出される光の光路が、ＸＹ平面に沿うように構成されるものであれば、基板２１表面と、被測色物１４の被検知面との関係は互いに略垂直でなくてもよい。
また、本実施例の構成により、分光測色器２１０のサイズのうち分光測色器２１０の高さ（被測色物１４の被検知面に対して垂直方向（Ｚ方向）のサイズ）を抑えることが可能となった。これに対して、分光測色器２１０のサイズのうち分光測色器２１０における被測色物１４の被検知面に平行な方向（Ｙ方向）のサイズを抑えたい場合には、実施例１の構成を用いるとよい。

次に、実施例３について説明する。なお、実施例１，２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
本実施例では、基板２１上のうち光源１２とラインセンサ１１の間の領域が、光の伝達を低減させる（光源１２から照射された光の一部が基板２１を介してラインセンサ１１に入射することを抑制する）光伝達低減構造となっていることを特徴とする。

図７は、基板２１を示す概略図である。基板２１上には、光源１２とラインセンサ１１が実装されている。また、基板２１のうち光源１２とラインセンサ１１の間の領域には、穴２６が設けられている。本実施例では、穴２６としてスリットが設けられている。

本実施例では、図７に示すように、高さ（図７で鉛直方向の長さ）が１５ｍｍ、幅（図７で水平方向の長さ）が９０ｍｍの基板２１上に、光源１２とラインセンサ１１を基板２１の中心（図７で鉛直方向の中心）に配置した。さらに、高さ１３ｍｍ、幅２ｍｍの穴２６を、図７における基板２１の鉛直方向の中心位置であって、光源１２からラインセンサ１１方向に５ｍｍ離れた位置に設けた。
これにより、光源１２から照射された光の一部（迷光）が基板２１を介してラインセンサ１１に入射することを低減することが可能となる。本実施例では、光源１２から基板２１を伝わりラインセンサ１１に入射する迷光を、実施例１に対して９８％低減することができた。
ここで、迷光の影響を受けた場合には、検知精度が低下してしまうことが懸念される。これは、回折格子１８により分光された光以外に、外乱成分としての迷光をラインセンサ１１が検出してしまうためである。特に、被測色物からの反射光が少なくなる明度の低いトナーパッチを測色する際、検知精度の低下が顕著となるので、迷光は極力抑制することが望ましい。

次に、本実施例により迷光が低減できる理由について詳述する。
基板２１は、紙にエポキシ樹脂を含浸したもの、またはガラス繊維製の布を重ねエポキシ樹脂を含浸したものが好適に使用される。このため、基板２１は光を良く伝達する構造となっている。
このため、光源１２から照射された光の一部が、照射側の照射ライトガイド１９、２７に入らず反射し、基板２１に入射した場合、この光は、基板２１内を伝わり、ラインセンサ１１に迷光として検出されてしまう。また、照射側の照射ライトガイド１９、２７から出た光の一部が開口１３へ向かって照射されず、分光測色器１０、２１０内を反射し、基
板２１に入射した場合、この光は、基板２１内を伝わり、ラインセンサ１１に迷光として検出されてしまう。
本実施例では、光源１２とラインセンサ１１の間の領域に、光伝達低減構造として穴２６を設けているので、基板２１を伝わる迷光を低減することができ、検知精度を向上することができる。

尚、光伝達低減構造としては、本構成に限らず、基板２１のうち少なくとも、光源１２とラインセンサ１１の間の一部の領域が、光の伝達を低減する材質（材料）から成る部材で形成されることで、迷光の低減を図るものであってもよい。これに加えて、上述したような穴２６を設けることで、更なる迷光の低減を図ってもよい。
基板２１に用いる光伝達低減の材質としては、エポキシ樹脂に例えばカーボン粉末、グラファイト粉末等の着色剤を混合するのが好適である。また、基板２１にアルミナ、窒化アルミ等のセラミックを用いるのも好適である。

以上説明したように、本実施例によれば、基板２１のうち光源１２とラインセンサ１１との間の領域に光伝達低減構造を設けることで、上述した実施例の効果に加えて、迷光による検知精度の低下を低減することが可能となる効果が得られる。

１０…分光測色器、１１…ラインセンサ、１２…光源、１４…被測色物、１５…光、２１…基板

Claims (12)

1. 被測色材の表面に光を照射する発光素子と、
   前記発光素子により光を照射され被測色材で反射された光を波長毎に分光する回折格子と、
   複数の画素を備え、前記回折格子により分光された光を前記複数の画素で波長毎に受光する受光素子と、
   を有する測色装置において、
   前記発光素子と前記受光素子とは、同一基板上の同一側面に配置されており、
   前記回折格子により分光され前記受光素子に受光される光の光路が、被測色材の表面に平行な仮想面に沿うように、前記回折格子と前記受光素子とが配置されていることを特徴とする測色装置。
2. 前記基板のうち前記発光素子と前記受光素子とが配設されている表面と、前記仮想面とが互いに垂直であることを特徴とする請求項１に記載の測色装置。
3. 被測色材の表面に光を照射する発光素子と、
   前記発光素子により光を照射され被測色材で反射された光を波長毎に分光する回折格子と、
   複数の画素を備え、前記回折格子により分光された光を前記複数の画素で波長毎に受光する受光素子と、
   を有する測色装置において、
   前記発光素子と前記受光素子とは、同一基板上の同一側面に配置され、
   前記基板に垂直な方向に見たときに、前記複数の画素における画素の並ぶ方向と、前記発光素子、前記回折格子及び前記受光素子の並ぶ方向と、が平行であることを特徴とする測色装置。
4. 前記基板のうち前記発光素子と前記受光素子との間に穴が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測色装置。
5. 前記基板には、前記発光素子と前記受光素子との間に、前記基板の他の部分よりも光を
   伝達しにくい材質の部分が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測色装置。
6. 前記基板上には装置を制御する制御部が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の測色装置。
7. 前記基板を位置決めするハウジングと、
   前記発光素子から照射された光を前記被測色材に導光する第１導光手段と、
   前記被測色材で反射された光を前記回折格子に導光する第２導光手段と、を備え、
   前記ハウジングには、前記第１導光手段と、前記第２導光手段と、前記回折格子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の測色装置。
8. 前記第２導光手段は、前記被測色材で第１の方向に反射された光を第２の方向に変えることで、反射された光を前記回折格子に導光することを特徴とする請求項７に記載の測色装置。
9. 前記基板は前記ハウジングに当接した状態で接着剤により接着されていることを特徴とする請求項７又は８のいずれか一項に記載の測色装置。
10. 前記発光素子及び前記受光素子は、前記ハウジングの内部に配置されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の測色装置。
11. 前記基板には、前記回折格子は配置されていないことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の測色装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の測色装置と、
    記録材上に画像を形成する画像形成手段と、
    制御手段と、
    を有し、被測色材としての記録材に前記発光素子から光を照射し、前記記録材で反射された光を前記回折格子によって波長毎に分光して前記受光素子で受光し、前記制御手段が前記受光素子の出力に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を調整することを特徴とする画像形成装置。

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