特許 6051543 分光計測装置、画像評価装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6051543

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】分光計測装置、画像評価装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G01J 3/50 20060101AFI20161219BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20161219BHJP

   G03G 15/01 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   G01J3/50

   G03G15/00 303

   G03G15/01 Y

【請求項の数】9

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2012-52478(P2012-52478)

(22)【出願日】2012年3月9日

(65)【公開番号】特開2013-186023(P2013-186023A)

(43)【公開日】2013年9月19日

【審査請求日】2015年2月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100102901

【弁理士】

【氏名又は名称】立石 篤司

(72)【発明者】

【氏名】上条 直裕

(72)【発明者】

【氏名】新保 晃平

(72)【発明者】

【氏名】窪田 陽一

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 学

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５６３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３９０８１９２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９９７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４５２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１１３９８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２９９１０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０２４１４７９６（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 西独国特許出願公開第０２１４７８２０（ＤＥ，Ａ）

【文献】 仏国特許出願公開第０２１０７９７８（ＦＲ，Ａ１）

【文献】 蘭国特許発明第０７１１３２７１（ＮＬ，Ｃ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１０６４７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０２３２０２０５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２０９２６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ ３／００−３／５２

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ １５／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光照射手段から対象物に照射した光の反射光が通過する複数の開口を含む開口部と、
前記開口部を通過した複数の光から複数の回折像を形成する回折手段と、
前記回折手段で形成した複数の回折像を受光する受光手段と、を有し、
前記受光手段は、所定の次数以外の回折像を遮光する遮光部及び所定の次数の回折像を受光するリニアセンサを含み、
前記開口部の複数の開口は、前記リニアセンサの画素配列方向に平行な一軸方向に関する位置が互いに異なるように２次元配列されている分光計測装置。

【請求項2】

前記受光手段は、所定の次数の回折像のみを全て受光させる複数の通過部を含むことを特徴とする請求項１に記載の分光計測装置。

【請求項3】

前記開口部の複数の開口と、前記複数の通過部と、の位置が対応することを特徴とする請求項２に記載の分光計測装置。

【請求項4】

前記複数の通過部は、前記複数の開口に対応させて、前記仮想平面に平行に、前記一軸方向に平行な方向に関する位置が互いに異なるように２次元配列されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の分光計測装置。

【請求項5】

前記開口部の複数の開口に対応させて、複数のレンズを含むレンズアレイを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の分光計測装置。

【請求項6】

前記開口部と前記回折手段との間の前記複数の光の光路上に結像手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の分光計測装置。

【請求項7】

前記結像手段は、像側テレセントリックな光学特性を有していることを特徴とする請求項６に記載の分光計測装置。

【請求項8】

媒体上の画像の品質を評価する画像評価装置であって、
画像を対象物とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分光計測装置と、
前記媒体と前記分光計測装置とを前記光照射手段からの光の進行方向に交差する方向に相対的に移動させる移動系と、
前記分光計測装置の受光手段の出力信号に基づいて、前記画像を評価する処理装置と、を備える画像評価装置。

【請求項9】

画像情報に応じた画像形成条件で画像を形成する画像形成装置において、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の分光計測装置と、
前記分光計測装置の受光手段の出力信号に基づいて、前記画像形成条件を調整する調整装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分光計測装置、画像評価装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、波長スペクトルを計測する分光計測装置、該分光計測装置を有する画像評価装置及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の光源から射出された複数の光を、複数のコリメータレンズ及びスロット隔膜を介して対象物に照射し、その反射光を線形光学アレイ及びカラーフィルタを介して複数の光センサを有するラインセンサで受光することで、上記反射光の波長スペクトルを測定する測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、特許文献１に開示されている測定装置では、ラインセンサの複数の光センサ間で所謂クロストークが発生し、対象物からの反射光の波長スペクトルを精度良く測定することができなかった。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明は、光照射手段から対象物に照射した光の反射光が通過する複数の開口を含む開口部と、前記開口部を通過した複数の光から複数の回折像を形成する回折手段と、前記回折手段で形成した複数の回折像を受光する受光手段と、を有し、前記受光手段は、所定の次数以外の回折像を遮光する遮光部及び所定の次数の回折像を受光するリニアセンサを含み、前記開口部の複数の開口は、前記リニアセンサの画素配列方向に平行な一軸方向に関する位置が互いに異なるように２次元配列されている分光計測装置。

【発明の効果】

【0005】

これによれば、対象物からの反射光の波長スペクトルを精度良く計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明するための図である。

【図2】図１における光走査装置を説明するための図（その１）である。

【図3】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれ図１における光走査装置を説明するための図（その２及びその３）である。

【図4】図１における光走査装置を説明するための図（その４）である。

【図5】画質検出装置を説明するための図（その１）である。

【図6】画質検出装置を説明するための図（その２）である。

【図7】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれ光源ユニットを説明するための図である。

【図8】図８（Ａ）は、マイクロレンズアレイを説明するための図であり、図８（Ｂ）は、開口素子を説明するための図である。

【図9】マイクロレンズアレイと開口素子の位置関係を説明するための図である。

【図10】図１０（Ａ）は、マスク素子を説明するための図であり、図１０（Ｂ）は、リニアセンサを説明するための図である。

【図11】図１１（Ａ）は、複数の回折像のマスク素子への入射位置を示す図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図12】回折素子による波長分光を説明するための図である。

【図13】図１３（Ａ）は、回折素子における凹凸の配列方向の配列方向を示す図であり、図１３（Ｂ）は、分光センサ間のクロストークを説明するための図である。

【図14】シミュレーションで得られた色差ΔＥとバンド数Ｎとの関係を説明するための図である。

【図15】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれセルフォック（登録商標）レンズアレイを用いたときの不都合を説明するための図（その１及びその２）である。

【図16】図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、それぞれ図１５（Ａ）の不都合を解消するのに適したレンズＳＬと開口の位置関係を説明するための図である。

【図17】図１５（Ａ）の不都合が解消された状態を説明するための図（その１）である。

【図18】図１５（Ａ）の不都合が解消された状態を説明するための図（その２）である。

【図19】図１５（Ａ）の不都合を解消するためのスリット部材を説明するための図である。

【図20】画像評価装置の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１４に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置２０００の概略構成が示されている。

【0008】

この画像形成装置２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色画像形成装置であり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、画質検出装置２２４５、温湿度センサ（図示省略）、及び上記各部を統括的に制御する制御装置２０９０などを備えている。

【0009】

なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＸ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＺ軸方向として説明する。

【0010】

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

【0011】

制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換回路などを有している。そして、制御装置２０９０は、通信制御装置２０８０を介して受信した上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）を光走査装置２０１０に通知する。

【0012】

温湿度センサは、画像形成装置２０００内の温度と湿度を検出し、制御装置２０９０に通知する。

【0013】

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

【0014】

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

【0015】

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

【0016】

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

【0017】

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。

【0018】

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

【0019】

光走査装置２０１０は、制御装置２０９０からの多色の画像情報（ブラック画像情報、マゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、光走査装置の構成については後述する。

【0020】

トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。

【0021】

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

【0022】

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

【0023】

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着装置２０５０に送られる。

【0024】

定着装置２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。

【0025】

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

【0026】

画質検出装置２２４５は、定着装置２０５０を通過した記録紙の搬送路近傍に配置され、該記録紙上の画像の品質を検出する。該画質検出装置２２４５の検出結果は、制御装置２０９０に通知される。

【0027】

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

【0028】

光走査装置２０１０は、一例として図２〜図４に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、光偏向器２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、６枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｂ、２１０８ｃ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。

【0029】

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

【0030】

光源２２００ａとカップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０２ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａと走査レンズ２１０５ａと折り返しミラー２１０６ａは、感光体ドラム２０３０ａに潜像を形成するための光学部材である。

【0031】

光源２２００ｂとカップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０２ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂと走査レンズ２１０５ｂと折り返しミラー２１０６ｂと折り返しミラー２１０８ｂは、感光体ドラム２０３０ｂに潜像を形成するための光学部材である。

【0032】

光源２２００ｃとカップリングレンズ２２０１ｃと開口板２２０２ｃとシリンドリカルレンズ２２０４ｃと走査レンズ２１０５ｃと折り返しミラー２１０６ｃと折り返しミラー２１０８ｃは、感光体ドラム２０３０ｃに潜像を形成するための光学部材である。

【0033】

光源２２００ｄとカップリングレンズ２２０１ｄと開口板２２０２ｄとシリンドリカルレンズ２２０４ｄと走査レンズ２１０５ｄと折り返しミラー２１０６ｄは、感光体ドラム２０３０ｄに潜像を形成するための光学部材である。

【0034】

各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、光偏向器２１０４の偏向反射面近傍にＹ軸方向に関して結像する。

【0035】

光偏向器２１０４は、２段構造のポリゴンミラーを有している。各ポリゴンミラーは、４面の偏向反射面を有している。そして、１段目（下段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目のポリゴンミラー及び２段目のポリゴンミラーは、互いに位相が略４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。

【0036】

光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、走査レンズ２１０５ａ、及び折り返しミラー２１０６ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。

【0037】

また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、走査レンズ２１０５ｂ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）を介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。

【0038】

また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、走査レンズ２１０５ｃ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）を介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。

【0039】

また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、走査レンズ２１０５ｄ、及び折り返しミラー２１０６ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。

【0040】

各感光体ドラムにおける光スポットの移動方向が、「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が、「副走査方向」である。

【0041】

光偏向器２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。

【0042】

画質検出装置２２４５は、一例として図５に示されるように、分光計測装置１０及び処理装置２０を有している。ここでは、記録紙Ｐの＋Ｚ側の面にトナー画像が定着されており、該記録紙Ｐのトナー画像が定着されている面を「表面」ともいう。

【0043】

分光計測装置１０は、記録紙Ｐの＋Ｚ側に配置され、光照射手段としての光源ユニット１１、マイクロレンズアレイ１２、開口部としての開口素子１３、結像手段としての結像光学系１４、回折手段としての回折素子１５、受光手段２１などを有している。

【0044】

ここで、分光計測装置１０の動作原理を説明する。まず、記録紙Ｐの表面に光源ユニット１１から光が照射される。光源ユニット１１から記録紙Ｐに照射した光の反射光が、マイクロレンズアレイ１２に結像し、開口素子１３を通過する。開口素子１３を通過した光は、結像光学系に結像し、回折素子１５に入射する。回折素子１５で、光が回折することにより、回折像が形成される。そして、この回折像が受光手段２１で受光される。
以上が、分光計測装置１０の動作原理である。次に、分光計測装置１０の各構成について具体的に説明する。

【0045】

光源ユニット１１は、一例として図６に示されるように、Ｙ軸方向に関して、マイクロレンズアレイ１２、開口素子１３、結像光学系１４、回折素子１５、受光手段２１に対して−Ｙ側に離れた位置に配置されている。

【0046】

この光源ユニット１１は、一例として図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、ＬＥＤアレイ１１ａ、及びコリメートレンズアレイ１１ｂを有している。

【0047】

ＬＥＤアレイ１１ａは、Ｘ軸方向に沿って配置された複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を有している。各ＬＥＤは、可視光のほぼ全域において光強度を有する白色光を射出する。そして、各ＬＥＤは、処理装置２０によって点灯及び消灯される。

【0048】

なお、ＬＥＤアレイに代えて、冷陰極管などの蛍光灯やランプ光源を用いることができる。要するに、光源としては、分光計測に必要な波長領域の光を射出し、かつ計測領域全体にわたって均質に照明可能であることが好ましい。

【0049】

コリメートレンズアレイ１１ｂは、複数のＬＥＤに対応した複数のコリメートレンズを有している。該複数のコリメートレンズは、それぞれ対応するＬＥＤから射出された白色光の光路上に配置され、該白色光を平行光とする。このコリメートレンズアレイ１１ｂを介した光が記録紙Ｐの表面を照明する。すなわち、光源ユニット１１は、Ｘ軸方向を長手方向とする線状の照明光を射出する。

【0050】

ここでは、光源ユニット１１からの白色光は、ＹＺ面内において、記録紙Ｐの表面に斜入射されるように設定されている（図７（Ｂ）参照）。以下では、記録紙Ｐの表面で拡散反射された光を単に「反射光」ともいう。

【0051】

図５に戻り、マイクロレンズアレイ１２は、記録紙Ｐの＋Ｚ側に配置されている。このマイクロレンズアレイ１２は、図８（Ａ）に示されるように、複数のマイクロレンズ１２ａを有している。

【0052】

複数のマイクロレンズ１２ａは、一例として、それぞれの光軸がＺ軸に平行になり、かつそれぞれの中心のＸ軸方向に関する位置が互いに異なるようにＸＹ平面に平行な平面に沿って２次元配列されている。ここでは、複数のマイクロレンズ１２ａとして、実質的に同一のものが用いられている。

【0053】

詳述すると、マイクロレンズアレイ１２では、ＸＹ平面に平行な平面内でＸ軸と角度φ（例えば鋭角）を成す方向（以下、Ｄ_φ方向と称する）に等間隔で並ぶ複数（例えば３個）のマイクロレンズ１２ａから成るレンズ列が、Ｘ軸方向に等間隔で複数列（例えば８列）並んでいる。そして、隣り合う２つのレンズ列は、Ｙ軸方向に関して重ならないように、すなわちＸ軸方向に関してオーバーラップしないように配置されている（図８（Ａ）の符号ε参照）。

【0054】

そこで、反射光のうち、各マイクロレンズ１２ａに入射した光は、収束光に変換されて＋Ｚ方向に射出される。

【0055】

開口素子１３は、マイクロレンズアレイ１２の＋Ｚ側に配置されている（図５参照）。この開口素子１３は、図８（Ｂ）に示されるように、複数（例えば２４個）のマイクロレンズ１２ａに個別に対応する位置に複数（例えば２４個）の開口１３ａを有している。すなわち、各開口１３ａは、対応するマイクロレンズ１２ａを介した光の集光位置近傍に位置している（図９参照）。ここでは、複数の開口１３ａは、一例として、同じ大きさ（径）の円形のピンホールとされている。

【0056】

詳述すると、複数の開口１３ａは、Ｘ軸方向に関する位置が互いに異なるようにＸＹ平面に平行な平面に沿って２次元配列されている。ここで、本明細書中、「Ｘ軸方向に関する位置が互いに異なる」とは、Ｙ軸方向に関して重ならない、すなわちＸ軸方向に関してオーバーラップしないという意味である（図８（Ｂ）の符号γ及びδ参照）。

【0057】

より詳細には、開口素子１３では、Ｄ_φ方向と平行な方向に等間隔で並ぶ複数（例えば３個）の開口１３ａから成る開口列がＸ軸方向に等間隔で複数列（例えば８列）並んでいる。そして、隣り合う２つの開口列は、Ｙ軸方向に関して重ならないように、すなわちＸ軸方向に関してオーバーラップしないように配置されている（図８（Ｂ）の符号δ参照）。各開口列における隣り合う２つの開口１３ａの中心間の距離は、各レンズ列における隣り合う２つのマイクロレンズ１２ａの中心間の距離と同じ長さＰに設定されている。また、Ｘ軸方向に隣り合う２つの開口１３ａの中心間の距離は、Ｘ軸方向に隣り合う２つのマイクロレンズ１２ａの中心間の距離と同じ長さＱに設定されている。

【0058】

そこで、各マイクロレンズ１２ａを介した光は、対応する開口１３ａに入射される（集光される）。

【0059】

なお、各開口は、スリットであっても良い。また、開口の形状は円形に限られるものではなく、多角形、楕円等のその他の形状であっても良い。

【0060】

また、開口素子としては、黒化処理された金属板に複数の貫通孔が形成されたもの、黒色部材（例えば、クロムやカーボン含有樹脂）が所定の形状で表面に塗布されたガラス板等を用いることもできる。

【0061】

結像光学系１４は、図６に示されるように、開口素子１３の＋Ｚ側に配置されている。そこで、各開口１３ａを通過した光は、結像光学系１４に入射する。

【0062】

結像光学系１４は、一例として、Ｚ軸方向に並べて配置された複数（例えば２つ）の集光レンズから構成され、各開口１３ａを通過した光を収束光に変換して射出する。

【0063】

ここで、結像光学系１４は、一例として像側テレセントリックな光学特性を有しており、結像光学系１４から射出された光の光路は、その光軸（Ｚ軸）に略平行となる（図５参照）。

【0064】

回折素子１５は、図５に示されるように、結像光学系１４の＋Ｚ側に配置されている。回折素子１５は、一例として、透明基板の＋Ｚ側の面に、鋸歯形状の凹凸が形成されているグレーティング（回折格子）から成る（図１１（Ｂ）参照）。そして、互いに隣接する２つの凹凸の中心間距離を「格子ピッチ」という。ここでは、回折素子１５の凹凸の配列方向は、一例としてＸ軸に平行である（図１３（Ａ）参照）。

【0065】

ところで、回折素子１５における格子ピッチをｐ、回折素子１５への反射光の入射角をα、回折次数をｍとすると、反射光に含まれる波長λの光は、次の（１）式で示される角度θ_ｍで回折される。以下では、角度θ_ｍを回折角度とも称する。

【0066】

ｓｉｎθ_ｍ＝ｍλ／ｐ＋ｓｉｎα ……（１）

【0067】

グレーティングの凹凸が鋸歯形状の場合は、＋１次回折像の光強度を強くすることが可能である。なお、グレーティングの凹凸を階段状形状としても良い。

【0068】

そこで、結像光学系１４からの光は、回折素子１５に入射角α（＝０°）で入射され、回折される。回折素子１５で回折された光は、波長によって異なる方向に進行する。すなわち、反射光は、回折素子１５によって波長分光され、例えば−１次回折像、０次像、＋１次回折像及び＋２次回折像を形成する。

【0069】

受光手段２１は、マスク素子１７、リニアセンサ１６などを有している。

【0070】

マスク素子１７は、図５に示されるように、回折素子１５の＋Ｚ側に配置されている。そこで、回折素子１５で形成された反射光の複数の回折像（例えば−１次回折像、０次像、＋１次回折像及び＋２次回折像）は、マスク素子１７に入射する。

【0071】

マスク素子１７は、図５及び図１０（Ａ）から分かるように、ＸＹ平面に平行な板状部材（例えば、黒化処理された金属板）から成り、複数（例えば２４個）の通過部１７ａと、遮光部１７ｂとを有する。マスク素子１７に複数の通過部１７ａと、遮光部と、を設けることによって、リニアセンサ１６で、所定の次数のみの回折像を全て受光することができる。さらに、この所定の次数以外の回折像（不要光）は遮光部によって、遮断される。以下では、一例として、「所定の次数」を「＋１次」とし、「所定の次数以外」を「−１次、０次、＋２次」として、説明を進める。

【0072】

複数（例えば２４個）の通過部１７ａは、開口素子１３の複数（例えば２４個）の開口１３ａに個別に対応している。ここでは、一例として、複数の通過部１７ａの大きさ（径）は、同じに設定されている。

【0073】

詳述すると、複数の通過部１７ａは、Ｘ軸方向に関する位置が互いに異なるようにＸＹ平面に平行な平面に沿って２次元配列されている（図１０（Ａ）の符号σ及びξ参照）。

【0074】

より詳細には、マスク素子１７では、一例として、図１０（Ａ）に示されるように、Ｄ_φ方向と平行な方向に等間隔で並ぶ複数（例えば３個）の通過部１７ａから成る通過部列がＸ軸方向に等間隔で複数列（例えば８列）並んでいる。そして、隣り合う２つの通過部列は、Ｘ軸方向に関する位置が互いに異なるように配置されている（図１０（Ａ）の符号ξ参照）。

【0075】

ここで、回折素子１５の凹凸の配列方向はＸ軸に平行なため（図１３（Ａ）参照）、各開口１３ａ及び結像光学系１４を介した反射光の回折素子１５で形成された複数の回折像（例えば−１次回折像、０次像、＋１次回折像及び＋２次回折像）は、ＸＺ平面に沿って異なる回折角度で並ぶ（図１１（Ｂ）参照）。この場合、これら複数の回折像は、Ｘ軸方向に関する位置、及びＸＹ平面に平行な所定平面で切断された断面のＸ軸方向に関する幅が互いに異なる。

【0076】

そこで、各通過部１７ａは、対応する開口１３ａ及び結像光学系１４を介した光の＋１次回折像のみが入射されるように、その大きさ及び位置が設定されている。

【0077】

詳述すると、各開口１３ａの位置及び結像光学系１４の縮小倍率に基づいて、該開口１３ａからの光の回折素子１５への入射位置を求めることができる。そして、上記（１）式を用いて、該開口１３ａからの光の＋１次回折像の回折角度θ_＋１を求めることで、該＋１次回折像のリニアセンサ１６への入射位置を求めることができる。そこで、この入射位置に基づいて、該開口１３ａに対応する通過部１７ａの位置を設定することができる。なお、本実施形態では、α＝０°なので、θ_＋１＝λ／ｐとなる。

【0078】

また、回折素子１５とリニアセンサ１６との距離Ｌ、及びθ_＋１に基づいて、リニアセンサ１６上での＋１次回折像のＸ軸方向に関する長さを求めることができ、この長さに基づいて、通過部１７ａの大きさを設定することができる。

【0079】

遮光部１７ｂは、マスク素子１７における複数（例えば２４個）の通過部１７ａ以外の部分、すなわち２４個の通過部１７ａの周囲部で構成されており、各開口１３ａ及び結像光学系１４を介した光の回折素子１５による複数の回折像のうち、−１次回折像、０次回折像及び＋２次回折像が入射される位置に配置されている。

【0080】

ここで、各開口１３ａ及び結像光学系１４を介した光の回折素子１５による例えば４つの回折像（例えば−１次の回折像、０次像、＋１次回折像及び＋２次回折像）は、図１１（Ａ）に示されるように、マスク素子１７に入射される。以下では、これら４つの回折像を合わせて回折像群と称する。

【0081】

回折像群では、＋２次回折像、＋１次回折像、０次回折像及び−１次回折像は、この順にＸ軸方向に並んでいる。

【0082】

そして、図１１（Ａ）では、この回折像群がＸ軸方向に等間隔で８つ並んでおり（但し、図１１（Ａ）では、４つのみを図示）、これら８つの回折像群から成る回折像群列がＤ_φ方向と平行な方向に３つ並んでいる。すなわち、同一次数の複数（例えば３つ）の回折像がＤ_φ方向と平行な方向に並んでいる。そして、Ｄ_φ方向と平行な方向に並ぶ＋１次の複数（例えば３つ）の回折像は、Ｘ軸方向に関する位置が互いに異なっている（図１１（Ａ）の符号β参照）。

【0083】

そこで、本実施形態では、Ｘ軸方向に隣り合う２つの通過部１７ａの中心間の距離が、Ｘ軸方向に隣り合う２つの回折像群の＋１次回折像の中心間の距離Ｓに等しく設定されているとともに、Ｄ_φ方向に隣り合う２つの通過部１７ａの中心間の距離が、Ｄ_φ方向に平行な方向に隣り合う２つの＋１次回折像の中心間距離Ｔに等しく設定されている。そして、各通過部１７ａの大きさが、＋１次回折像のマスク素子１７への入射位置でのＸＹ断面の大きさよりも幾分大きく設定されている。

【0084】

結果として、マスク素子１７は、回折素子１５の複数の回折像のうち、＋１次の回折像を通過させ、＋１次以外の次数の回折像（０次像を含む）を遮光する。

【0085】

リニアセンサ１６は、図５に示されるように、マスク素子１７の＋Ｚ側の面に取り付けられている。リニアセンサ１６は、一例として図１０（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向に隣接して配置された複数の画素１６ａを有している。そして、Ｘ軸方向に関して、隣り合う２つの画素の中心間距離を「画素ピッチｄ」という。各画素１６ａは、受光光量に応じた信号を処理装置２０に出力する。

【0086】

各画素１６ａは、一例として、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形状の外形を有しており、Ｙ軸方向の長さが、少なくとも通過部列のＹ軸方向の幅Ｗ（図１０（Ａ）参照）よりも長く設定されている。

【0087】

ここで、リニアセンサ１６は、Ｘ軸方向に隣接する複数（例えば６つ）の画素１６ａを含み、Ｘ軸方向に並べて配置された複数（例えば２４個）の分光センサ（受光部）を有している。複数（例えば２４個）の分光センサは、複数（例えば２４個）の通過部１７ａに個別に対応し、それぞれ対応する通過部１７ａの＋Ｚ側に位置している（図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）参照）。

【0088】

この場合、複数（例えば２４個）の通過部１７ａを通過した複数（例えば２４個）の＋１次回折像は、それぞれ互いに異なる分光センサで波長スペクトル毎に受光される。

【0089】

具体的には、例えば、リニアセンサ１６の画素ピッチｄが１０μｍ、回折素子１５の格子ピッチｐが１０μｍ、回折素子１５とリニアセンサ１６との距離Ｌ（図１１（Ｂ）参照）が２ｍｍのときは、各開口１３ａ及び結像光学系１４を介した光の＋１次回折像は、一例として図１２に示されるように、波長に応じて６つの画素１６ａで受光される。

【0090】

すなわち、各分光センサは、互いに異なる開口１３ａを通過した反射光の＋１次回折像のみを受光する。なお、各分光センサで受光される＋１次回折像の大きさは、開口１３ａの大きさ、該＋１次回折像の回折角度θ_＋１、リニアセンサ１６の位置などによって調整することができる。

【0091】

なお、以下では、＋１次回折像における１つの画素で受光される波長帯を「バンド」といい、＋１次回折像を複数のバンドに分光することを「マルチバンド分光」ともいう。また、１つの開口を通過した反射光における波長と光強度（あるいは反射率）との関係を「反射光波長スペクトル」ともいう。

【0092】

ところで、マルチバンド分光では、バンド数が多いほど反射光波長スペクトルを精度良く得ることができる。しかしながら、リニアセンサ１６の画素数は一定であるため、バンド数が増えると、１つの分光センサに用いられる画素数が多くなり、分光センサの数が減少し、計測点の数が少なくなる。

【0093】

そこで、本実施形態では、バンド数を必要最小限に抑え、処理装置２０において、ウィナー推定などの推定手段によって反射光波長スペクトルの推定を行っている。

【0094】

反射光波長スペクトルの推定に利用することができる手法としては、多くの手法がある（例えば、「ディジタルカラー画像の解析・評価」、東京大学出版会、ｐ．１５４−ｐ．１５７参照）。

【0095】

ここで、１つの分光センサの出力信号から、反射光波長スペクトルを推定する手法の一例について説明する。なお、１つの分光センサは、Ｎ個の画素を有するものとする。また、ここでは、反射光波長スペクトルとして、所定の波長帯（例えば、４００〜７００［ｎｍ］）を所定の波長ピッチ（例えば、１０［ｎｍ］）で分割し、それぞれの反射率を算出するものとする。

【0096】

各反射率が格納される行ベクトルｒは、Ｎ個の画素の出力信号ｖｉ（ｉ＝１〜Ｎ）が格納された行ベクトルをｖ、変換行列をＧとすると、次の（２）式で表すことができる。

【0097】

ｒ＝Ｇｖ ……（２）

【0098】

上記変換行列Ｇは、反射光波長スペクトルが既知のｎ個のサンプルでのｎ個の行ベクトル（ｒ１、ｒ２、・・・・・、ｒｎ）が格納されている行列Ｒ（＝［ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｎ］）と、同様のｎ個のサンプルを本実施形態と同じ分光計測装置で測定したときのｎ個の行ベクトル（ｖ１、ｖ２、・・・・・、ｖｎ）が格納された行列Ｖ（＝［ｖ１，ｖ２，・・・，ｖｎ］）とを用い、Ｒ−ＧＶの誤差の二乗ノルムが最小となるときのＧである。

【0099】

このとき、一般的に、Ｖを説明変数、Ｒを目的変数としたＶからＲへの回帰式の回帰係数行列Ｇは、行列Ｖの上記二乗最小ノルム解を与えるＭｏｏｒｅ−Ｐｅｎｒｏｓｅの一般化逆行列を用いて次の（３）式から計算することができる。

【0100】

Ｇ＝ＲＶ^Ｔ（ＶＶ^Ｔ）^−１ ……（３）

【0101】

上記（３）式において、上付きＴは行列の転置を、上付き−１は逆行列を表す。上記（３）式から算出された回帰係数行列Ｇを変換行列Ｇとする。

【0102】

変換行列Ｇは、分光センサ毎に予め算出され処理装置２０のメモリに格納されている。そこで、処理装置２０は、分光センサ毎の変換行列Ｇを読み出し、リニアセンサ１６の出力信号に基づいて、分光センサ毎に行ベクトルｖを作成し、分光センサ毎に行ベクトルｖと上記メモリから読み出した対応する変換行列Ｇを積算し、分光センサ毎に行ベクトルｒを算出する。このようにして、処理装置２０は、分光センサ毎、すなわち計測位置毎に反射光波長スペクトルを算出する。

【0103】

図１４には、算出された反射光波長スペクトルから得られる色と実際の色との差（色差）と、バンド数Ｎとの関係をシミュレーションにより求めた結果が示されている。これによると、バンド数Ｎが多くなるにつれ、精度が高くなっている。但し、バンド数Ｎが６以上では、精度の差は小さい。

【0104】

ところで、処理装置２０では、分光センサ毎に反射光波長スペクトルの推定演算をしなければならないため、分光センサの数が多くなると、全体として多大な演算時間を要する。しかしながら、本実施形態の分光計測装置では、計測のタイミングに応じて分光センサの数を調整することが可能なため、操作性を低下させることなく分光計測を行うことができる。

【0105】

制御装置２０９０は、電源投入時には、（１）感光体ドラムの停止時間が６時間以上のとき、（２）装置内の温度が１０℃以上変化しているとき、（３）装置内の相対湿度が５０％以上変化しているとき、印刷時には、（４）プリント枚数が所定の枚数に達したとき、（５）現像ローラの回転回数が所定の回数に達したとき、（６）転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどに、画像プロセス制御を行う。

【0106】

制御装置２０９０は、画像の解像度、及び画像プロセス制御のタイミングに応じて、処理装置２０に分光計測を指示する。ここでは、電源投入時には精度を重視し、印刷時には高速性を重視している。これにより、効率化を図ることができる。

【0107】

そして、制御装置２０９０は、処理装置２０からの演算結果に基づいて、計測位置毎に色情報を取得する。なお、制御装置２０９０のメモリには、複数の色について、それらの波長スペクトルデータが格納されている。

【0108】

そして、制御装置２０９０は、１枚の記録紙内（ページ内）で色変動（色むら）が検出されたときには、光走査装置２０１０の光源から射出される光束の光量を制御する。また、記録紙間（ページ間）で色変動が検出されたときには、現像バイアス、定着温度、及び１走査毎の光源の発光光量の少なくともいずれかを制御する。

【0109】

以上説明したように、本実施形態に係る分光計測装置１０は、記録紙Ｐ（対象物）に光を照射する光源ユニット１１と、記録紙Ｐからの前記光の反射光の光路上に配置され、複数の開口１３ａを有する開口素子１３と、記録紙Ｐからの反射光のうち、複数の開口１３ａを通過した複数の光の光路上に配置された回折素子１５と、該回折素子１５で形成された複数の光の複数の回折像のうち、＋１次の複数の回折像を個別に通過させる複数の通過部１７ａと、回折素子１５で形成された複数の光の複数の回折像のうち、＋１次以外の次数の回折像を遮光する遮光部１７ｂとを有するマスク素子１７と、複数の通過部１７ａを通過した＋１次の複数の回折像を個別に受光する複数の分光センサ（受光部）を有するリニアセンサ１６とを備えている。

【0110】

この場合、各開口１３ａを通過した光の回折素子１５による複数の回折像のうち、＋１次回折像は、対応する通過部１７ａを通過し、＋１次以外の回折像（例えば、−１次の回折像、０次像、＋２次の回折像）は、遮光部１７ｂで遮光される。

【0111】

そこで、各分光センサでは、対応する開口１３ａからの光の＋１次回折像のみが受光される。

【0112】

すなわち、隣り合う分光センサ間でのクロストークの発生を防止できるとともに、各分光センサで、対応する開口１３ａからの光の＋１次以外の次数の回折像が受光されることを防止できる。

【0113】

ここで、「分光センサ間でのクロストーク」とは、少なくとも１つの分光センサで、対応する開口１３ａ以外の開口１３ａからの光の複数の回折像（例えば−１次回折像、０次像、＋１次回折像、＋２次回折像）の少なくとも１つが受光されることを意味する。より詳細には、各開口１３ａからの光の＋１次回折像と、該開口１３ａ以外の開口１３ａからの光の複数の回折像とが、該開口１３ａに対応する分光センサ上で重なり合うこと（図１３（Ｂ）参照）を意味する。

【0114】

結果として、分光計測装置１０では、記録紙Ｐからの反射光の波長スペクトルを精度良く計測することができる。

【0115】

また、複数の開口１３ａは、Ｘ軸を含む仮想平面（ＸＹ平面）に平行に、Ｘ軸方向に関する位置が互いに異なるように２次元配列されており、複数の通過部１７ａは、複数の開口１３ａに個別に対応して、ＸＹ平面に平行に、Ｘ軸方向に関する位置が互いに異なるように２次元配列されている。そして、複数の分光センサは、Ｘ軸方向に並べて配置されている。

【0116】

この場合、Ｘ軸方向に隣接して配置された複数の画素１６ａを有するリニアセンサ１６を用いて、記録紙Ｐの表面上の２次元方向に並ぶ複数箇所からの反射光の波長スペクトルを精度良く計測することができる。

【0117】

また、分光計測装置１０は、記録紙Ｐと開口素子１３との間の反射光の光路上に配置され、複数の開口１３ａに個別に対応して配置された複数のマイクロレンズ１２ａを有するマイクロレンズアレイ１２を更に備えている。

【0118】

この場合、記録紙Ｐからの反射光を各開口１３ａに集光することができる。この結果、各開口１３ａを通過させる光の強度を強くすることができる。

【0119】

また、分光計測装置１０は、開口素子１３と回折素子１５との間の複数の光の光路上に配置された結像光学系１４を更に備えている。

【0120】

この場合、各開口１３ａからの光を回折素子１５に集光することができる。この結果、回折素子１５、マスク素子１７及びリニアセンサ１６の小型化を図ることができる。

【0121】

また、結像光学系１４は、像側テレセントリックな光学特性を有している。この場合、複数の開口１３ａからの複数の光の＋１次回折像の回折角度を等しくすることができるため、複数の通過部１７ａの大きさを等しくできるとともに該複数の通過部１７ａをＸ軸方向に等間隔で形成することができる。この結果、マスク素子１７の設計及び製造が容易となり、低コスト化を図ることができる。

【0122】

また、画質検出装置２２４５は、分光計測装置１０及び処理装置２０を有し、処理装置２０は、分光計測装置１０の出力信号に基づいて計測位置毎に反射光の波長スペクトルを推定演算する。

【0123】

制御装置２０９０は、形成される画像の解像度、及び画像プロセス制御のタイミングに基づいて、画質検出装置２２４５に画質検出を指示する。そして、制御装置２０９０は、画質検出装置２２４５の検出結果に基づいて画像形成プロセスを調整する。そこで、本実施形態に係る画像形成装置２０００によると、安定した画像品質で画像を形成することができる。

【0124】

また、上記実施形態において、マイクロレンズアレイ１２に代えて、ＸＹ平面に沿って２次元配列された複数の屈折率分布型レンズ（以下、「レンズＳＬ」という）を有するセルフォック（登録商標）レンズアレイを用いても良い。なお、以下では、記録紙Ｐの表面で拡散反射された光の光路上に配置されているセルフォック（登録商標）レンズアレイを「セルフォック（登録商標）レンズアレイ１２１Ａ」という。

【0125】

但し、この場合は、一例として図１５（Ａ）に示されるように、セルフォック（登録商標）レンズアレイ１２１Ａの結像関係における光束の直進性から、結像光学系１４の仕様次第では、図１５（Ｂ）に示されるように、画像全幅における周辺領域では反射光を結像光学系１４で捕捉することができない。また、セルフォック（登録商標）レンズアレイ１２１ＡのレンズＳＬの中心位置と開口素子１３の開口１３ａの中心位置がずれていると、光量に明暗の分布が生じる。

【0126】

そこで、この場合は、一例として図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に示されるように、レンズＳＬと開口１３ａを対にして、レンズＳＬと開口１３ａの位置を、Ｘ軸方向の位置に応じてずらすことにより、図１７に示されるように、画像全幅における反射光を結像光学系１４で捕捉し、図１８に示されるように、画像全幅で計測可能となる。

【0127】

詳述すると、各レンズＳＬと対応する開口１３ａとをＸ軸方向にずらした場合、該レンズＳＬを介した反射光のうち、対応する開口１３ａを通過した光のみが結像光学系１４に入射される。結像光学系１４を介した光は、回折素子１５で回折され、複数の回折像が形成され、該複数の回折像のうち、＋１次回折像のみがマスク素子１７の対応する通過部１７ａを通過する。通過した＋１次回折像は、リニアセンサ１６の対応する分光センサで受光される

【0128】

なお、各レンズＳＬの形状、及び該レンズＳＬと対応する開口１３ａとのずらし量は、結像光学系１４のＦ値、及び開口素子１３と結像光学系１４との間の光路長により定まる。また、開口１３ａを通過した光の結像光学系１４への伝搬角度によりレンズＳＬの形状が定まる。

【0129】

また、例えば振動、温度変化、経時変化などに起因して、レンズＳＬ及び開口の位置が変化すると、結像光学系１４への光の伝搬角度が変化し、回折素子１５への入射位置、リニアセンサ１６上での回折像の結像位置が変化する。そこで、セルフォック（登録商標）レンズアレイと開口素子を一体として交換可能とすることで、精度を確保することが可能となる。

【0130】

なお、レンズＳＬの中心位置と開口の中心位置とを一致させ、レンズＳＬに入射する反射光を、図１９に示されるようにスリット部材１１７で制限しても良い。この場合、記録紙表面でのフレア光、レンズＳＬ等の光学素子表面での多重反射などで生じる迷光を排除することもできる。

【0131】

また、セルフォック（登録商標）レンズアレイを用いる場合に、結像光学系１４として大口径の結像光学系を用いることができれば、セルフォック（登録商標）レンズアレイの複数のレンズの中心のＸＹ位置（ＸＹ平面に平行な方向に関する位置）と、対応する複数の開口の中心のＸＹ位置とを同じにしても良い。

【0132】

なお、マイクロレンズアレイ１２を用いる場合にも、結像光学系１４の仕様次第では、画像全幅における周辺領域では反射光を結像光学系１４で捕捉することができないおそれがある。

【0133】

この場合、上述したセルフォック（登録商標）レンズアレイを用いる場合と同様に、マイクロレンズ１２ａと開口１３ａを対にして、マイクロレンズ１２ａと開口１３ａの位置を、Ｘ軸方向の位置に応じてずらすことにより、画像全幅における反射光を結像光学系１４で捕捉し、画像全幅で計測可能となる。

【0134】

また、マイクロレンズ１２ａの中心位置と開口１３ａの中心位置とを一致させ、マイクロレンズ１２ａに入射する反射光を、上述したセルフォック（登録商標）レンズアレイの場合と同様に、スリット部材で制限しても良い。

【0135】

また、マイクロレンズアレイ１２を用いる場合に、結像光学系１４として大口径の結像光学系を用いることができれば、マイクロレンズアレイ１２の複数のマイクロレンズの中心のＸＹ位置と、対応する複数の開口の中心のＸＹ位置とを同じにしても良い。

【0136】

また、上記実施形態では、結像光学系は、像側テレセントリックな光学特性を有しているが、有していなくても良い。この場合であっても、結像光学系は、複数の開口１３ａからの複数の光を互いに平行な状態で回折素子１５に入射させる特性を有していることが好ましい。この場合、複数の開口１３ａからの複数の光の＋１次回折像の回折角度を等しくすることができるため、複数の通過部１７ａの大きさを同じにするとともに該複数の通過部１７ａをＸ軸方向に等間隔で形成することができる。この結果、マスク素子１７の設計及び製造が容易となり、低コスト化を図ることができる。

【0137】

また、上記実施形態では、記録紙Ｐと開口素子１３との間の光路上に複数のレンズを有するレンズアレイが設けられているが、設けなくても良い。この場合、記録紙と開口素子とを近接して配置することとしても良い。

【0138】

また、上記実施形態では、開口素子１３と回折素子１５との間の光路上に結像光学系１４が設けられているが、設けられていなくても良い。この場合、開口素子と回折素子とを近接して配置することとしても良い。

【0139】

また、上記実施形態では、マスク素子１７とリニアセンサ１６とが一体化されているが、別体とされても良い。

【0140】

また、上記実施形態では、マスク素子１７の通過部の形状は、円形とされているが、これに限らず、例えば、多角形、楕円形などの他の形状であっても良い。

【0141】

また、上記実施形態では、マスク素子として、複数の開口が形成された板状部材が用いられているが、これに限らず、例えば、黒色部材（例えば、クロムやカーボン含有樹脂）が所定の形状で表面に塗布されたガラス板を用いても良いし、遮光性を有する複数の部材が所定の位置関係で連結されたものを用いても良い。要は、マスク素子は、各開口１３ａからの光の＋１次回折像のみを透過させる構成を有していれば、どのような構成であっても良い。

【0142】

また、上記実施形態では、各開口１３ａからの光の回折素子１５による複数の回折像として、−１次〜＋２次の４つの回折像が代表的に取り上げられているが、これに加えて、例えば−２次回折像を取り上げても良い。この場合であっても、マスク素子１７を用いて−２次回折像を遮光することが可能である。

【0143】

また、上記実施形態では、マイクロレンズアレイ１２のマイクロレンズ１２ａ、開口素子１３の複数の開口１３ａ及びマスク素子１７の通過部１７ａは、それぞれＸＹ平面に平行に２次元配列されているが、これに限らず、例えば、Ｘ軸に平行に１次元配列されても良い。

【0144】

また、上記実施形態では、受光素子として、１次元配列された複数の受光部を有するリニアセンサ１６が用いられているが、これに代えて、例えば、２次元配列された複数の受光部を有するエリアセンサを用いても良い。この場合、＋１次の複数の回折像をＸ軸方向に関して同じ位置に入射させ、異なる受光部で受光することができる。このため、それぞれが複数の通過部１７ａから成る複数の通過部のＸ軸方向に関する位置を同じにしても良い。これに併せて、それぞれが複数の開口１３ａから成る複数の開口列のＸ軸方向に関する位置を同じにするとともに、それぞれが複数のマイクロレンズ１２ａから成る複数のレンズ列のＸ軸方向に関する位置を同じにしても良い。

【0145】

また、上記実施形態では、光照射手段として、光源ユニット１１が採用されているが、これに限られず、適宜変更可能である。例えば、コリメートレンズアレイ１１ｂは、必ずしも設けられていなくても良い。

【0146】

また、上記実施形態では、画像形成装置が電子写真方式の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、インクジェット方式であっても良い。この場合は、ヘッド位置に応じてインク吐出量を調整したり、ドットパターンを調整することによって、１枚の記録紙内での色変動、及び記録紙間での色変動を補正することができる。

【0147】

また、上記実施形態では、４色のトナーが用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、５色あるいは６色のトナーが用いられる場合であっても良い。

【0148】

また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が記録紙に直接転写されても良い。

【0149】

また、記録紙としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。

【0150】

また、上記実施形態における分光計測装置１０は、画像形成装置以外に用いられても良い。例えば、分光計測装置１０を、媒体上の画像の品質を評価する画像評価装置に用いても良い（図２０参照）。この場合は、分光計測装置１０と、媒体と分光計測装置とを光源ユニット１１からの光の進行方向（光源ユニット１１の照射方向）に交差する方向に相対的に移動させる移動系（例えば搬送ステージ）と、分光計測装置の受光系の出力信号に基づいて画像を評価する処理装置と、を備えることとなる。そこで、結果として、画像の品質を適切に評価することができる。もちろん、紙幣やクレジットカードの真偽や種類を評価する評価装置としても応用することができる。また、画像評価装置とは、紙以外のプラスチック等に印刷したものを評価することもできる。

【符号の説明】

【0151】

１０…分光計測装置、１１…光源ユニット（光照射手段）、１２…マイクロレンズアレイ（レンズアレイ）、１２ａ…マイクロレンズ（レンズ）、１３…開口素子（開口部）、１４…結像光学系（結像手段）、１５…回折素子（回折手段）、１６…リニアセンサ（受光手段の一部）、１７ａ…通過部（受光手段の一部）、１７ｂ…遮光部（受光手段の一部）、２０…処理装置、２０００…画像形成装置、Ｐ…記録紙（対象物）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0152】

【特許文献1】特表２００８−５１８２１８号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図13】

【図20】