JP7022499B2

JP7022499B2 - 分光測色装置およびこれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP7022499B2
Application number: JP2016081464A
Authority: JP
Inventors: 亙佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: JP2017191045A; US20170299504A1; US10379037B2

Description

本発明は分光測色装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。

多色画像を形成する画像形成装置は入力画像の色調を出力画像で再現するために、テスト画像を像担持体またはシートに形成し、測色装置でこれを読み取り、読取結果に応じてカラーマッチングテーブルを補正する。この一連の処理はキャリブレーションと呼ばれる。精度よく色調を再現するためには、測色装置の測色精度が鍵となる。特許文献１によれば、測色装置の小型化などに寄与する、光電変換素子の固定方法が開示されている。

特開２０１５－１１１１３０号公報

特許文献１に記載の発明によれば、光電変換素子を精度よく固定できるだけでなく、測色装置の小型化も実現される。しかし、特許文献１は分光光学素子の筐体への固定手法に関して改善の余地を有している。そこで、本発明では、分光光学素子を精度よく位置決めでき、かつ、組み立ても容易な分光測色装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、
被検知面に光を照射する光源と、
前記被検知面から反射した反射光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光を受光する複数の光電変換素子を含む受光素子と、
前記受光素子が実装される基板と、
前記基板が固定される第一側壁と前記分光素子が固定される第二側壁とを有する筐体と、
前記第二側壁とともに前記分光素子を挟持し、前記筐体の外側から前記第二側壁に向かって前記分光素子を押圧する押圧部と、を備え、
前記第一側壁には、前記分光素子により分光された光が通過する開口部が設けられ、
前記第二側壁には、前記分光素子に入射する光が通過する開口部が設けられ、
前記第二側壁は、前記分光素子の位置を規制する位置規制部を有し、
前記位置規制部は、前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向における前記分光素子の位置を規制することを特徴とする分光測色装置が提供される。

本発明によれば分光光学素子を精度よく位置決めでき、かつ、組み立ても容易な分光測色装置が提供される。

分光測色装置を示す図分光測色装置を示す図分光測色装置を示す図分光測色装置を示す図分光測色装置を示す図分光光学素子を示す図分光光学素子の取付方法を示す図分光光学素子の位置決めを説明する図画像形成装置を示す図画像形成装置を示す図コントローラを示す図

図１は分光測色装置２０の分解斜視図である。図２（Ａ）は分光測色装置２０の外観を示す図である。図２（Ｂ）は分光測色装置２０の内部を示す図である。図１が示すように、分光測色装置２０は、筐体３０、基板６０、導光光学素子５２、分光光学素子４０、カバー７０およびシート８０を有している。基板６０には光源５１と受光素子５３が実装されている。カバー７０は、ふた部材であり、ネジ９０により筐体３０に固定される。筐体３０は樹脂成形で製造されうる。導光光学素子５２は筐体３０の所定位置に、たとえば、接着剤などで固定される。分光光学素子４０は筐体３０に設けられる腕部により押圧されて固定される。基板６０はプリント基板であり、筐体３０の第一側壁５４に対してネジなどにより固定される。なお、第一側壁５４の外面（外壁面）と基板６０の実装面とが対向している。カバー７０は、筐体３０の底面と平行に取り付けられる。カバー７０には、光源５１から出射した光が通過する開口部７１が設けられている。開口部７１を覆うような面積の透明なシート８０がカバー７０に貼付されてもよい。筐体３０には導光光学素子５２を収容する第一の空間５８と、導光光学素子５２から出射し、分光光学素子４０に入射する光束が通過する第二の空間５９とが設けられている。なお、分光光学素子４０で分光された光束も第二の空間５９を通過して受光素子５３に向かう。

図３（Ａ）は分光測色装置２０の光路を説明する断面図である。図３（Ａ）では、筐体３０の底面の法線方向（Ｚ方向）が矢印により示されている。この法線方向は、説明の便宜上、高さ方向と呼ばれてもよい。図３（Ｂ）はカバー７０を外した分光測色装置２０を示す平面図である。なお、図３（Ａ）は、図３（Ｂ）に示すＡ－Ａ’切断面で分光測色装置２０を切断することで得られる断面を示している。図３（Ｂ）が示すように第一の空間５８と第二の空間５９とを分割する内部側壁には、スリット３１が設けられている。導光光学素子５２が出射した光束はスリット３１を通って第一の空間５８から第二の空間５９へ侵入する。図３（Ａ）が示す被検知体１００は、たとえば、画像が形成されるシートや像担持体などである。被検知体１００はカバー７０に対して平行に搬送されてもよい。

図３（Ａ）が示す光軸Ｌ１は光源５１から出射する光束の光軸である。光源５１から出射した光束は導光光学素子５２の内部で反射および屈折して被検知体１００に照射される。光軸Ｌ２は被検知体１００で反射した光束の光軸を示している。被検知体１００で反射した光束は導光光学素子５２に再入射する。導光光学素子５２は分光光学素子４０の分光方向と平行な方向に光束を集光するアナモフィック面と、光束を被検知体１００に対して平行な方向に折り曲げる機能を有している。これにより光軸Ｌ２の光束はスリット３１上でほぼ結像する。

図３（Ｂ）において、光軸Ｌ３は、筐体３０に一体に成型されたスリット３１を通過した光束の光軸である。光軸Ｌ３の光束は分光光学素子４０の回折格子に入射する。回折格子は、分光光学素子４０の第一面（前面と称す）に設けられた凹面反射型の回折格子である。光軸Ｌ４は、分光光学素子４０で反射して分光された光束の光軸である。図３（Ａ）などが示すように、第一側壁５４には、分光光学素子４０により分光された光束が通過する開口部５６が設けられていてもよい。光軸Ｌ４の光束は開口部５６を通過して受光素子５３の受光面にスリット像となって結像する。なお、光軸Ｌ４の光束は分光光学素子４０で分光されているため、光束に含まれる光の波長に応じた複数の位置にスリット像が結像する。

分光光学素子４０によって分光された光束を受光する受光素子５３は分光方向に並べられた複数のフォトダイオードなどの光電変換素子を有している。受光素子５３の各光電変換素子上に分光されたスリット像が集光される。各光電変換素子は受光した光の強度に応じた検知信号を出力する。後述するコントローラは、光源５１の分光特性や受光素子５３の分光感度特性などに応じて検知信号を補正し、検知信号に基づき被検知体１００に形成された画像の色調を算出する。

図３（Ｂ）が示すように、Ｘ方向は光軸Ｌ３の光束を分光する方向である。Ｙ方向は、Ｘ方向に直交し、かつ、光軸Ｌ３と光軸Ｌ４を含む平面と平行な方向である。図３（Ａ）に示したＺ方向はＸ方向とＹ方向に直交している。

＜分光光学素子４０の取付部＞
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は分光光学素子４０の取付部を示す斜視図である。図５（Ａ）は取付部の側面図である。図５（Ｂ）は取付部の透視図である。この透視図は図３（Ｂ）に示したＢ－Ｂ’線における取付部の断面からＸ方向を見たときの透視図である。筐体３０の第二側壁５５には円形の開口部５７が設けられている。第二の空間５９の内部を通過してきた光束は開口部５７から第二の空間５９の外部へ向かう。開口部５７は分光光学素子４０の回折格子の位置に合わせて設けられている。

第二側壁５５には第一溝部３２と第二溝部３３が設けられている。第一溝部３２の底部３２ａの断面形状はＶ字形状となっている。底部３２ａの面はＶ字形状面と呼ばれてもよい。図示された第二溝部３３の底部３３ａの大部分は平面であるが、底部３３ａの断面形状はＶ字形状またはＵ字形状であってもよい。第二側壁５５の中央付近には二つの壁面３４が設けられている。この二つの壁面３４は筐体３０の内部から外部へ向かう方向（－Ｙ方向）へと若干突出していてもよい。腕部３５ａは分光光学素子４０を固定ないしは支持するための支持部材である。腕部３５ａは、筐体３０の底面のうち、第二側壁５５よりもさらに外側に延出した底面からＺ方向に突出している。腕部３５ａの先端には、分光光学素子４０の背面を押圧するための突起部３５ｂが設けられている。なお、腕部３５ａと突起部３５ｂを合わせて押圧部ということもできる。

図６（Ａ）は筐体３０の内側から－Ｙ方向を見たときの分光光学素子４０の側面図（正面図）である。図６（Ｂ）は分光光学素子４０の側面図（左側面図）である。図６（Ｂ）は分光光学素子４０の側面図（背面図）である。図６（Ｄ）は分光光学素子４０の断面図である。この断面は、分光光学素子４０の中心を通り、かつ、ＸＹ平面と平行な平面である。図６（Ａ）や図６（Ｄ）が示すように分光光学素子４０の中央付近には分光反射面４２が設けられている。分光反射面４２には、凹面型の回折格子４７が設けられている。分光反射面４２の両隣にはそれぞれ壁面４３が設けられている。また、分光反射面４２におけるＸ方向の両端には位置決めのため第一ピン４４と第二ピン４５が設けられている。図６（Ｃ）が示すように、分光光学素子４０の背面には２つのガイド部４６が設けられている。ガイド部４６は分光光学素子４０の背面から－Ｙ方向に向かって突出している。図６（Ｃ）が示すようにガイド部４６は傾斜面４６ａと傾斜面４６ｂとを有している。傾斜面４６ａは、－Ｚ方向に進むにつれて－Ｙ方向へ突出している。傾斜面４６ｂは、＋Ｚ方向に進むにつれて－Ｙ方向へ突出している。つまり、傾斜面４６ａと傾斜面４６ｂとが接合部の高さが分光光学素子４０の背面から見て最も高くなっている。

図７（Ａ）は分光光学素子４０が筐体３０の取付部へ挿入される前の状態を示す図である。図７（Ｂ）は分光光学素子４０が筐体３０の取付部へ挿入された後の状態を示す図である。図８（Ａ）は分光光学素子４０が筐体３０の取付部へ挿入された後の状態を示す図である。これは筐体３０の内部側から外部側を見たときの図である。図８（Ｂ）は分光光学素子４０が筐体３０の取付部へ挿入された後の状態を示す図である。これは筐体３０の側面からＸ方向を見たときの透視図である。

図７（Ａ）が示すように、分光光学素子４０は－Ｚ方向に向かって押し込まれる。これにより、分光光学素子４０は第二側壁５５の外側にある壁面３４と腕部３５ａとの間の空間（取付部）に挿入される。このとき、筐体３０の腕部３５ａが－Ｙ方向に治具などにより押圧されてもよい。これにより、空間が広がるため、分光光学素子４０の挿入が容易となる。腕部３５ａが－Ｙ方向に押圧されていなくてもよい。この場合、分光光学素子４０が－Ｚ方向へ挿入されると、腕部３５ａの突起部３５ｂが分光光学素子４０のガイド部４６の傾斜面４６ｂに接触しはじめる。図７（Ａ）が示すように、傾斜面４６ｂは勾配を有しているため、腕部３５ａは傾斜面４６ｂに押されて徐々に変形する。腕部３５ａの変形量は傾斜面４６ａと傾斜面４６ｂの接合部で最大となる。ただし、腕部３５ａの機械的強度が低下しないよう考慮されて変形量は設計される。

図７（Ｂ）、図８（Ａ）が示すように、分光光学素子４０が筐体３０に当接するまで、分光光学素子４０は－Ｚ方向へ挿入される。図８（Ａ）において第一ピン４４と第二ピン４５はそれぞれ異なる直径の円筒である。第一溝部３２の幅は第一ピン４４の直径に対応しており、第二溝部３３の幅は第二ピン４５の直径に対応している。これにより、分光光学素子４０の誤挿入（上下反対に挿入されてしまうこと）を防止でき、光束を正しく分光できるようになる。

分光光学素子４０の第一ピン４４の側面が筐体３０の二つのＶ字形状面３２ａに当接する。これにより、分光光学素子４０はＺ方向とＸ方向において位置決めされる。第二ピン４５の側面が筐体３０の底部３３ａに当接する。これは、分光光学素子４０をＺ方向で位置決めすることに役立っている。なお、第二ピン４５の側面が第二溝部３３の２つの側壁に当接ないしは係合してもよい。このように第二溝部３３の側壁がＸ方向における分光光学素子４０の位置決めに寄与してもよい。第一溝部３２の底面の断面形状がＶ字形状であることは必須ではない。第一溝部３２の底面は、第一ピン４４の側面に対して概ねＸ方向から当接する面と概ね－Ｘ方向から当接する面とを有していればよい。

図８（Ｂ）が示すように、分光光学素子４０の挿入が完了した状態では、突起部３５ｂが傾斜面４６ａのうち－Ｙ方向の高さが低い部分と当接する。したがって、腕部３５ａの変形が解除される。突起部３５ｂは分光光学素子４０を矢印ｙｚが示す方向に押圧する。つまり、突起部３５ｂは分光光学素子４０をＹ方向と－Ｚ方向とに押圧する。これにより第二側壁５５に設けられた壁面３４と分光光学素子４０の前面に設けられた壁面４３とが当接し、分光光学素子４０がＹ方向に位置決めされる。このように分光光学素子４０に対して腕部３５ａから付与される押圧力にはＹ方向の成分と－Ｚ方向の成分が含まれているが、Ｘ方向の成分は含まれていない。つまり、分光反射面４２にはＸ方向の外力が直接的には付加されない。一般に、分光反射面４２が変形すると、回折格子４７の格子間隔が設計上で想定された間隔から乖離してしまう。つまり、設計上の分光性能が発揮されなくなってしまう。本実施例では分光光学素子４０に対してＸ方向の外力が付与されにくい固定方法が採用されているため、分光反射面４２の分光性能が低下しにくい。なお、回折格子４７のＸ方向の位置決めの精度に影響を与えない程度であれば、Ｘ方向に押圧力が加わってもよい。つまり、Ｘ方向の押圧力は、Ｙ方向の押圧力及びＺ方向の押圧力より小さいともいえる。

筐体３０に組付けられた分光光学素子４０は腕部３５ａの先端を－Ｙ方向に押圧することで筐体３０から取り外すことが可能である。したがって、分光光学素子４０の清掃や交換が容易であろう。

このように本実施例によれば、分光光学素子４０は筐体３０の外壁面に固定されるため、筐体３０の小型化と設計自由度が向上する。また、分光光学素子４０は筐体３０に対して一体的に形成されている腕部３５ａで固定されている。したがって、腕部３５ａを形成するための製造コストを低下させることが可能である。また、接着材やネジなどの固定具は必ずしも必要ではないため、製造コストを低減できるだけでなく、交換等も容易である。分光光学素子４０は筐体３０に形成されるＶ字形状面や底面に当接することで位置決めされるため、位置決めのためのコストも低下させることができる。分光光学素子４０の回折格子４７が連続的に形成される方向（分光方向）には、分光光学素子４０を固定するための外力が作用しない。したがって分光反射面４２が変形しにくくなり、分光性能も維持される。

＜まとめ＞
上述したように光源５１は被検知体１００の被検知面に光を照射する光源（例：ＬＥＤなど）として機能する。導光光学素子５２は被検知面からの反射光を導光する導光素子として機能する。なお、導光素子はオプションであり、必須ではない。分光光学素子４０は導光光学素子５２を通過してきた光または被検知面からの反射光を分光する分光素子として機能する。受光素子５３は分光光学素子４０により分光された光を検知する検知素子ないしは受光素子として機能する。基板６０は受光素子５３が実装されるプリント基板などである。筐体３０は基板６０を固定される第一側壁５４と、分光光学素子４０を固定される第二側壁５５とを有する。図４（Ｂ）や図８（Ｂ）などが示すように、筐体３０は、第二側壁５５とともに分光光学素子４０を挟持するように、第二側壁５５に対して対向する位置に設けられた腕部３５ａを有する。このように、分光光学素子４０は筐体３０の外壁面と腕部３５とによって挟持されて固定される。このように筐体３０の外壁面を利用することで分光光学素子４０を精度よく位置決めできるようになる。また、腕部３５による挟持固定を採用することで、接着剤やねじが不要となり、組み立てが容易となる。したがって、分光光学素子４０を精度よく位置決めでき、かつ、組み立ても容易な分光測色装置２０が提供される。

図８（Ｂ）を用いて説明したように、腕部３５ａは、分光光学素子４０が光束を分光する分光方向（Ｘ方向）には分光光学素子４０を押圧することなく、第二側壁５５に対して分光光学素子４０を押圧する。たとえば、分光光学素子４０が光を分光する分光方向（Ｘ方向）は第一方向の一例である。分光光学素子４０の高さ方向（Ｚ方向）は、第一方向と直交する第二方向の一例である。Ｙ方向は第一方向及び第二方向と直交する第三方向の一例である。腕部３５ａは分光素子を第二方向及び第三方向に押圧する押圧部として機能する。したがって、分光光学素子４０の分光性能の低下を招きにくい、分光光学素子４０の固定方法が実現される。

図５（Ａ）などを用いて説明したように、第二側壁５５は、分光方向において分光光学素子４０を位置決めする第一溝部３２を有していてもよい。分光光学素子４０は第一溝部３２と係合する第一ピン４４を有していてもよい。第一溝部３２に対して第一ピン４４が係合することで分光光学素子４０が分光方向において位置決めされる。このように第一溝部３２と第一ピン４４とによって分光方向において分光光学素子４０が位置決めされてもよい。

図８（Ａ）などを用いて説明したように、第一溝部３２は第一ピン４４と当接する。また、第一溝部３２は、分光光学素子４０に入射する光束の光軸（Ｙ方向方向）と直交し、かつ、分光方向（Ｘ方向）とも直交する高さ方向（Ｚ方向）において分光光学素子４０を位置決めする底部を有していてもよい。図８（Ａ）が示すように、第一溝部３２の底部の断面形状はＶ字形状であってもよい。これにより、第一ピン４４は二つのＶ字形状面３２ａと当接するため、Ｘ方向だけでなく、－Ｘ方向にも移動しにくくなり、精度よく位置決めされよう。

図８（Ａ）などが示すように、第二側壁５５は、分光方向または高さ方向において分光光学素子４０を位置決めする第二溝部３３を有していてもよい。分光光学素子４０は、第二溝部３３と係合する第二ピン４５を有していてもよい。第二溝部３３に対して第二ピン４５が係合することで分光光学素子４０が分光方向や高さ方向において位置決めされてもよい。とりわけ、第一ピン４４と第二ピン４５といった複数のピンを使用することで、分光光学素子４０の位置決め精度がさらに高まるであろう。また、第一溝部３２と第二溝部３３の各側壁は分光光学素子４０を筐体３０に挿入する際にガイドとして役に立つであろう。つまり、組み立てが容易になろう。

第二溝部３３は第二ピン４５と当接する。第二溝部３３は、分光光学素子４０に入射する光束の光軸と直交し、かつ、分光方向とも直交する高さ方向において分光光学素子４０を位置決めする底部３３ａを有していてもよい。このように、分光光学素子４０は第二溝部３３と第二ピン４５とによりＺ方向において位置決めされてもよい。第二溝部３３の底部３３ａの断面形状もまたＶ字形状であってもよい。これにより、底部３３ａはＸ方向と－Ｘ方向とから第二ピン４５を支持することになり、分光光学素子４０がＸ方向だけでなく－Ｘ方向にも移動しにくくなろう。図８（Ａ）を用いて説明したように第一ピン４４の太さと第二ピン４５の太さは異なっていてもよい。これは、分光光学素子４０の誤挿入を防ぐことに役立つ。

なお、光軸を挟んだ第一ピン４４と第二ピン４５の位置（左右）は図示した位置とは逆であってもよい。第一ピン４４と第二ピン４５の形状は円柱として説明したが、角柱、円錐、半球など、溝部に係合可能な形状であれば十分であろう。また、溝部は、円錐や半球などの突起体を収容する穴であってもよい。

図７（Ａ）などに関連して説明したように、腕部３５ａは弾性を有していてもよい。分光光学素子４０の前面が第二側壁５５に当接するよう、腕部３５ａが分光光学素子４０の背面を押圧する。これにより、分光光学素子４０へ入射する光束の光軸方向（Ｙ方向）において分光光学素子４０を位置決めしやすくなる。腕部３５ａは筐体３０と一体化されていてもよい。これは製造コストを低下させることに役立つであろう。また、腕部３５ａは筐体３０の底面から延出した部材であってもよい。図６（Ｂ）などを用いて説明したように、分光光学素子４０の背面にはガイド部４６が設けられていてもよい。ガイド部４６は、分光光学素子４０の背面から突出し、腕部３５ａと当接し、かつ、腕部３５ａからの押圧力を受ける被押圧部として機能する。なお、ガイド部４６の傾斜面４６ａの法線方向と腕部３５ａによる押圧力が働く方向とは平行であってもよい。また、腕部３５ａの先端部分のうち、傾斜面４６ａに当接する当接面は傾斜面４６ａと平行であってもよい。これにより、分光光学素子４０がＺ方向に移動しにくくなろう。

図３（Ａ）などが示すように、第一側壁５４には、分光光学素子４０により分光された光束が通過する開口部５６が設けられていてもよい。これにより、第一側壁５４の外側面に基板６０を配置することが可能となろう。これは、筐体３０に対する基板６０の組み付けやすさを向上させる。

図４（Ａ）などが示すように、第二側壁５５には、分光光学素子４０に入射する光束が通過する開口部５７が設けられていてもよい。これにより、第二側壁５５の外側面に分光光学素子４０を配置することが可能となる。

図２などが示すように、カバー７０は、筐体３０の底面と対向し、筐体３０に固定されるふた部材である。被検知体１００で反射した光束は導光光学素子５２に入射し、その内部を伝搬して出射する。出射した光束は、筐体３０の底面、カバー７０、第一側壁５４および第二側壁５５によって囲まれた空間５９内を伝搬して、分光光学素子４０へ入射する。分光光学素子４０で分光された光束も空間５９内を伝搬して受光素子５３に入射する。このように光路が密閉されているため、異物が光路に侵入しにくくなろう。とりわけ、分光光学素子４０の回折格子に異物が付着しにくくなろう。

図３（Ａ）に関して説明したように、被検知面を有する被検知体１００はカバー７０に対して平行に搬送されうる。分光光学素子４０は、凹面型の回折格子４７を有していてもよい。図５（Ｂ）などが示すように、腕部３５ａは、底部から先端にかけて徐々に第二側壁５５に近づくように、筐体３０の底面の法線方向（Ｚ方向）に対して傾斜していてもよい。これにより、腕部３５ａの弾性に起用した押圧力を確保しやすくなろう。図４（Ｂ）などが示すように、腕部３５ａの数は複数であってもよい。これにより精度よく分光光学素子４０を保持ないしは支持することが可能となろう。

＜分光測色装置の応用例＞
図９は分光測色装置２０を適用可能な中間転写方式の画像形成装置１１０を示している。画像形成装置１１０は、複数の色剤を混色して多色画像を形成する画像形成装置である。ここでは、画像形成方式として電子写真方式が例示されるが、インクジェット方式など、他の画像形成方式が採用されてもよい。ここでは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）といった４色の現像剤が使用されるものと仮定する。感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫはそれぞれ等間隔に配置された像担持体である。各参照符号の末尾に付与されているＣ、Ｍ、Ｙ、ＢＫは現像剤の色を示している。１次帯電器２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２ＢＫはそれぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫの表面を一様に帯電させる。走査光学装置３００は、入力画像に基づいて各々変調された光束（レーザビーム）ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫを対応する感光ドラムに向けて出射する。光束（レーザビーム）ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫは対応する感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫの表面に静電潜像を形成する。現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４ＢＫはそれぞれシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの現像剤を用いて静電潜像を現像し、現像剤像を形成する。

給紙ローラ８は給紙トレイ７に収容されているシートＰを１枚ずつ給紙する。レジストローラ９は画像の書き出しタイミングに同期をとってシートＰを二次転写部に向けて送り出す。転写ローラ５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５ＢＫは、転写ベルト１０に対して、感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫに担持されている現像剤像を一次転写する。転写ベルト１０は中間転写体として機能している。クリーナー６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６ＢＫは感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫに残っている残留トナーを除去する。駆動ローラ１１は転写ベルト１０を回転させるローラである。二次転写部は二次転写ローラ１４を有している。二次転写部において、転写ベルト１０と二次転写ローラ１４とがシートＰを挟持しながら搬送することで、転写ベルト１０上に担持されている多色の現像剤像がシートＰに二次転写される。その後、シートＰは定着器１２へ搬送される。定着器１２はシートＰに担持されている現像剤像に対して圧力と熱を加え、定着させる。排出ローラ１３は、画像の形成されたシートＰを排出する。

上述したように、入力画像の色調を出力画像（シートＰに形成された画像）において再現するために、カラーマッチングテーブルが使用される。カラーマッチングテーブルは階調補正を実行するガンマルックアップテーブルと呼ばれてもよい。画像形成装置１１０が設置される環境の変化や感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫの感度の低下などに依存して、色調の再現性が低下することがある。したがって、画像形成装置１１０は、シートＰや転写ベルト１０などにテスト画像を形成し、分光測色装置２０でテスト画像を読み取り、カラーマッチングテーブルを作成ないしは更新する。これにより、入力画像の色調が出力画像で再現される。なお、テスト画像としては、例えばＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫそれぞれの単色パッチを形成しても良いし、Ｙ、Ｍ、Ｃの混色パッチ（グレーパッチ）とＢＫの単色パッチを形成しても良い。なお、ブラックを意味する記号であるＢＫは単にＫと表記されてもよい。

本実施例では分光測色装置２０が両面搬送路２２に設けられている。両面画像形成が指定されていたり、テスト画像の読み取りが指示されていたりすると、シートＰは両面搬送路２２に送り込まれる。排出ローラ１３は、定着器１２において現像剤が定着したシートＰを排出方向へ搬送する。シートＰの後端がフラッパ２１を抜けると、フラッパ２１が実線で示した位置から破線で示した位置に移動する。排出ローラ１３は、逆回転を開始し、シートＰを両面搬送路２２に送り込む。両面搬送路２２に設けられた搬送ローラ２３はシートＰをレジストローラ９に送り込む。これにより、第一面に画像が形成されたシートＰの第二面が転写ベルト１０を向き、第二面に現像剤像が二次転写されるようになる。なお、両面搬送路２２に設けられた分光測色装置２０はシートＰに形成されたテスト画像を読み取る。

図１０は分光測色装置２０を適用可能な直接転写方式の画像形成装置１１０を示している。直接転写方式の転写ベルト１０はシートＰを搬送する搬送ベルトとして機能する。転写ローラ５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５ＢＫは、転写ベルト１０により搬送されてくるシートＰに対して、感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫに担持されている現像剤像を転写する。その後の定着処理などは図９を用いて説明した通りである。なお、分光測色装置２０はシートＰの搬送路において定着器１２と排出ローラ１３との間に設けられており、シートＰに形成されたテスト画像を読み取る。

図１１は画像形成装置１１０のコントローラ１２０を示している。ここでは色調の再現性に関与する機能だけが示されている。変換部１２１は、ホストコンピュータやイメージスキャナから入力された入力画像の色空間（例：ＲＧＢなど）をＹＭＣＫ色空間に変換する。さらに、変換部１２１はＹＭＣＫ色空間の画像データをカラーマッチングテーブル１２２により変換してＹＭＣＫそれぞれの画像信号（濃度信号）を生成して、走査光学装置３００に出力する。これにより、シートＰに入力画像を再現した出力画像が形成される。

上述したように環境変化や部品の消耗により、色調の再現性が低下することがある。測色制御部１２３は、たとえば、画像の形成枚数が所定枚数を超えると、カラーマッチングテーブル１２２の更新を実行する。測色制御部１２３はカラーパッチと呼ばれるテスト画像の画像信号を生成部１２４に生成させる。生成部１２４は生成したＹＭＣＫの画像信号を走査光学装置３００に出力する。これにより、シートＰにカラーパッチが形成される。

測色制御部１２３は分光測色装置２０の光源５１を点灯し、搬送されてきたシートＰのカラーパッチを照明する。分光測色装置２０の受光素子５３は、カラーパッチの読取結果を測色制御部１２３に出力する。測色制御部１２３はカラーパッチの読取結果を更新部１３３に出力する。更新部１３３は、生成部１２４が出力した画像信号とカラーパッチの読取結果を比較し、カラーパッチの色調が正確に再現されるようにカラーマッチングテーブル１２２を作成ないしは更新し、変換部１２１の記憶部に格納する。これにより、入力画像の色調が出力画像において正確に再現されるようになる。なお、カラーマッチングテーブル１２２はシートＰの銘柄ごとに生成されてもよい。シートＰの銘柄ごとにシートＰの白色度が異なるため、画像の色調が銘柄ごとに変化してしまう。したがって、銘柄ごとにカラーマッチングテーブル１２２を切り替えることで、さらに精度よく色調が再現される。

このように、感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫやコントローラ１２０などを中心とした画像形成部はシートＰに画像を形成する画像形成手段として機能する。分光測色装置２０はシートＰに形成された画像の色を測色する分光測色手段として機能する。更新部１３３は分光測色装置２０により取得された測色結果に応じて、画像形成部で使用されるカラーマッチングテーブル１２２を作成ないしは更新する作成手段として機能する。上述したように分光光学素子４０が精度よく位置決めされるため、測色結果の精度が向上する。つまり、カラーマッチングテーブル１２２の作成精度も向上し、色調の再現性が向上しよう。図１０では、感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫからトナー画像が直接的にシートＰに転写される直接転写方式が説明された。しかし、本発明は、図９に示したように、感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫからトナー画像が中間転写ベルトに一次転写され、中間転写ベルトからシートＰにトナー画像が二次転写される中間転写方式にも採用可能である。この場合、分光測色装置２０はシートＰまたは中間転写ベルト上のトナー画像を測色することになる。

２０…分光測色装置、３０…筺体、３５ａ…腕部、４０…分光光学素子、５１…光源、５２…導光光学素子、５３…受光素子、６０…基板

Claims

被検知面に光を照射する光源と、
前記被検知面から反射した反射光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光を受光する複数の光電変換素子を含む受光素子と、
前記受光素子が実装される基板と、
前記基板が固定される第一側壁と前記分光素子が固定される第二側壁とを有する筐体と、
前記第二側壁とともに前記分光素子を挟持し、前記筐体の外側から前記第二側壁に向かって前記分光素子を押圧する押圧部と、を備え、
前記第一側壁には、前記分光素子により分光された光が通過する開口部が設けられ、
前記第二側壁には、前記分光素子に入射する光が通過する開口部が設けられ、
前記第二側壁は、前記分光素子の位置を規制する位置規制部を有し、
前記位置規制部は、前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向における前記分光素子の位置を規制することを特徴とする分光測色装置。
前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向は、前記被検知面から反射した反射光を分光する方向であることを特徴とする請求項１に記載の分光測色装置。
前記押圧部は、前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向には前記分光素子を押圧することなく、前記第二側壁に対して前記分光素子を押圧することを特徴とする請求項１に記載の分光測色装置。
前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向である第一方向と、前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記第一方向と直交する第二方向と、前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向とのうち、
前記押圧部は、前記分光素子を前記第二方向及び前記第三方向に押圧することを特徴とする請求項１に記載の分光測色装置。
前記位置規制部は第一溝部であり、
前記分光素子は、前記第一溝部と係合する第一ピンを有し、
前記第一溝部に対して前記第一ピンが係合することで前記分光素子が前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向において位置規制されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記第一溝部は、前記第一ピンと当接し、前記分光素子に入射する光の光軸と直交する高さ方向において前記分光素子を位置規制する底部を有し、
前記第一溝部の底部の断面形状はＶ字形状であることを特徴とする請求項５に記載の分光測色装置。
前記位置規制部は第二溝部であり、
前記分光素子は、前記第二溝部と係合する第二ピンを有し、
前記第二溝部に対して前記第二ピンが係合することで前記分光素子が前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向において位置規制されることを特徴とする請求項５または６に記載の分光測色装置。
前記第二溝部は、前記第二ピンと当接し、前記分光素子に入射する光の光軸と直交する高さ方向において前記分光素子を位置規制する底部を有し、
前記第二溝部の底部の断面形状はＶ字形状であることを特徴とする請求項７に記載の分光測色装置。
前記第一ピンの太さと前記第二ピンの太さは異なっていることを特徴とする請求項７または８に記載の分光測色装置。
前記押圧部は弾性を有し、前記分光素子の前面が前記第二側壁に当接するよう前記分光素子の背面を押圧することで、前記分光素子へ入射する光の光軸方向において前記分光素子を位置規制することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記押圧部は前記筐体と一体化され、前記筐体の底面から延出した部材である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分光測色装置。
前記分光素子の背面には、前記背面から突出し、前記押圧部と当接し、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記被検知面からの反射光を前記分光素子へ導光する導光素子と、
前記筐体の底面と対向し、前記筐体に固定されるふた部材と、をさらに有し、
前記導光素子から出射した光は、前記筐体の底面、前記ふた部材、前記第一側壁および前記第二側壁によって囲まれた空間を伝搬して、前記分光素子へ入射し、前記分光素子で分光された光も前記空間を伝搬して前記受光素子に入射することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記分光素子は、凹面型の回折格子を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記押圧部は、底部から先端にかけて徐々に前記第二側壁に近づくように、前記筐体の底面の法線方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記押圧部の数は複数であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の分光測色装置。
シートに単色のテスト画像又は混色のテスト画像を形成する画像形成手段と、
前記シートに形成された前記単色のテスト画像又は混色のテスト画像を測色する分光測色手段と、
前記分光測色手段により取得された測色結果に応じて、前記画像形成手段で使用されるカラーマッチングテーブルを作成乃至は更新する作成手段と、を有し、
前記分光測色手段は、
前記シートの被検知面に光を照射する光源と、
前記被検知面から反射した反射光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光を受光する複数の光電変換素子を含む受光素子と、
前記受光素子が実装される基板と、
前記基板を固定される第一側壁と前記分光素子を固定される第二側壁とを有する筐体と、
前記第二側壁とともに前記分光素子を挟持し、前記筐体の外側から前記第二側壁に向かって前記分光素子を押圧する押圧部と、を備え、
前記第一側壁には、前記分光素子により分光された光が通過する開口部が設けられ、
前記第二側壁には、前記分光素子に入射する光が通過する開口部が設けられ、
前記第二側壁は、前記分光素子の位置を規制する位置規制部を有し、
前記位置規制部は、前記第二側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向における前記分光素子の位置を規制することを特徴とする画像形成装置。
被検知面に光を照射する光源と、
前記被検知面から反射した反射光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光を受光する複数の光電変換素子を含む受光素子と、
側壁に前記分光素子が配置される筐体と、
前記筐体の外側から前記側壁に向かって前記分光素子を押圧することで、前記分光素子を配置する押圧部と、を備え、
前記側壁には、前記分光素子に入射する光が通過する開口部が設けられ、
前記側壁は、前記分光素子の位置を規制する位置規制部を有し、
前記位置規制部は、前記側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向における前記分光素子の位置を規制することを特徴とする分光測色装置。
前記側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向は、前記被検知面から反射した反射光を分光する方向であることを特徴とする請求項１８に記載の分光測色装置。
前記押圧部は、さらに、前記側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向に前記分光素子を押圧することなく、前記分光素子を前記側壁に向かって押圧することを特徴とする請求項１８に記載の分光測色装置。
前記側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向である第一方向と、前記側壁の面と平行であり、且つ前記第一方向と直交する第二方向と、前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向とのうち、
前記押圧部は、前記分光素子を前記第二方向及び前記第三方向に押圧することを特徴とする請求項２０に記載の分光測色装置。
前記位置規制部は第一溝部であり、
前記分光素子は、前記第一溝部と係合する第一ピンを有し、
前記第一溝部に対して前記第一ピンが係合することで前記分光素子が前記側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向において位置規制されることを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記第一溝部は、前記第一ピンと当接し、前記分光素子に入射する光の光軸と直交する高さ方向において前記分光素子を位置規制する底部を有し、
前記第一溝部の底部の断面形状はＶ字形状であることを特徴とする請求項２２に記載の分光測色装置。
前記位置規制部は第二溝部であり、
前記分光素子は、前記第二溝部と係合する第二ピンを有し、
前記第二溝部に対して前記第二ピンが係合することで前記分光素子が前記側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向において位置規制されることを特徴とする請求項２２または２３に記載の分光測色装置。
前記第二溝部は、前記第二ピンと当接し、前記分光素子に入射する光の光軸と直交する高さ方向において前記分光素子を位置規制する底部を有し、
前記第二溝部の底部の断面形状はＶ字形状であることを特徴とする請求項２４に記載の分光測色装置。
前記第一ピンの太さと前記第二ピンの太さは異なっていることを特徴とする請求項２４または２５に記載の分光測色装置。
前記押圧部は弾性を有し、前記分光素子の前面が前記側壁に当接するよう前記分光素子の背面を押圧することで、前記分光素子へ入射する光の光軸方向において前記分光素子を位置規制することを特徴とする請求項１８乃至２６のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記押圧部は前記筐体と一体化され、前記筐体の底面から延出した部材であることを特徴とする請求項１８乃至２７のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記分光素子の背面には、前記背面から突出し、前記押圧部と当接し、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧部が設けられていることを特徴とする請求項１８乃至２８のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記被検知面からの反射光を前記分光素子へ導光する導光素子と、
前記筐体の底面と対向し、前記筐体に固定されるふた部材と、をさらに有し、
前記導光素子から出射した光は、前記筐体の底面、前記ふた部材、前記側壁によって囲まれた空間を伝搬して、前記分光素子へ入射し、前記分光素子で分光された光も前記空間を伝搬して前記受光素子に入射することを特徴とする請求項１８乃至２９のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記分光素子は、凹面型の回折格子を有することを特徴とする請求項１８乃至３０のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記押圧部は、底部から先端にかけて徐々に前記側壁に近づくように、前記筐体の底面の法線方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１８乃至３１のいずれか一項に記載の分光測色装置。
前記押圧部の数は複数であることを特徴とする請求項１８乃至３２のいずれか一項に記載の分光測色装置。
シートに単色のテスト画像又は混色のテスト画像を形成する画像形成手段と、
前記シートに形成された前記単色のテスト画像又は混色のテスト画像を測色する分光測色手段と、
前記分光測色手段により取得された測色結果に応じて、前記画像形成手段で使用されるカラーマッチングテーブルを作成乃至は更新する作成手段と、を有し、
前記分光測色手段は、
被検知面に光を照射する光源と、
前記被検知面から反射した反射光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光を受光する複数の光電変換素子を含む受光素子と、
側壁に前記分光素子が配置される筐体と、
前記筐体の外側から前記側壁に向かって前記分光素子を押圧することで、前記分光素子を配置する押圧部と、を備え、
前記側壁には、前記分光素子に入射する光が通過する開口部が設けられ、
前記側壁は、前記分光素子の位置を規制する位置規制部を有し、
前記位置規制部は、前記側壁の面と平行であり、且つ前記受光素子の複数の光電変換素子が並ぶ方向と平行である方向における前記分光素子の位置を規制することを特徴とする画像形成装置。