(57)【要約】【課題】ローランド型などの回折型の分光測色器では、絞り位置精度や被検知面となる印字画像が上下移動により、絞りを通過する光束が増減することを低減し、分光測色器の検知精度を向上させる。【解決手段】照明された被検体の画像の色を検出する分光測色装置は、絞りと、前記被検体で拡散され前記絞りを通過した光束を分光して検知する分光検知光学系と、前記絞りに前記被検体で拡散された光束を導く導光光学系とを有し、前記導光光学系の光軸と平行な断面である第１断面において、前記導光光学系で集光された光束の前記光軸の方向における集光位置は、前記第１断面に直交する方向の位置によって異なり、前記導光光学系の光軸方向において、前記導光光学系で集光された光束の前記第１断面内の集光位置のうち前記導光光学系に最も近い集光位置と最も遠い集光位置の間に前記絞りが配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
2010276600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明された被検体の画像の色を検出する分光測色装置は、
絞りと、
前記被検体で拡散され前記絞りを通過した光束を分光して検知する分光検知光学系と、前記絞りに前記被検体で拡散された光束を導く導光光学系と、
を有し、
前記導光光学系の光軸と平行な断面である第１断面において、前記導光光学系で集光された光束の前記光軸の方向における集光位置は、前記第１断面に直交する方向の位置によって異なり、
前記導光光学系の前記光軸方向において、前記導光光学系で集光された光束の前記第１断面内の集光位置のうち前記導光光学系に最も近い集光位置と最も遠い集光位置の間に前記絞りが配置されている
ことを特徴とする分光測色装置。
【請求項２】
前記第１断面と直交し前記光軸に平行な断面を第２断面と定義した時、前記導光光学系は、前記第２断面内のパワーより前記第１断面内のパワーの方が大きいアナモフィックな光学面を有する、請求項１に記載の分光測色装置。
【請求項３】
前記導光光学系のアナモフィックな光学面は、前記第１断面内での曲率が前記絞りの長手方向において異なる円錐面である、請求項２に記載の分光測色装置。
【請求項４】
前記導光光学系のアナモフィックな光学面は、前記第１断面内の曲率が一定のシリンダ面であり、前記アナモフィックな光学面は、前記第２断面内で該アナモフィックな光学面に入射する光線に対して傾斜して配置される、請求項２に記載の分光測色装置。
【請求項５】
前記導光光学系の前記光軸方向において、前記導光光学系で集光された光束の第１断面内の集光位置のうち、前記導光光学系に最も近い集光位置と最も遠い集光位置の間の光軸方向の距離Ｌ（ｍｍ）は、前記絞りの長手方向の長さをＬＳ（ｍｍ）としたとき
０．５８＜Ｌ／ＬＳ＜１．７３
を満たす請求項１乃至４のいずれか１項に記載の分光測色装置。
【請求項６】
前記導光光学系は、前記被検体側から順に、入射屈折面、全反射面、出射屈折面が配置された一体化された導光素子である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の分光測色装置。
【請求項７】
前記全反射面は、前記第１断面内のパワーが前記第２断面内のパワーより大きい、アナモフィックな反射面である、請求項６に記載の分光測色装置。
【請求項８】
前記入射屈折面のパワーが前記出射屈折面のパワーより大きい、請求項６または７に記載の分光測色装置。
【請求項９】
前記入射屈折面の前側焦点位置に前記被検体が配置されている、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の分光測色装置。
【請求項１０】
前記導光光学系は、前記絞りの長手方向と前記導光光学系の光軸に平行な第２断面内のパワーが前記絞りの長手方向に直交する第１断面内のパワーより小さく、
前記導光光学系で集光された光束の第１断面内の集光位置は、前記絞りの長手方向の位置によって異なり、
前記導光光学系の光軸方向において、前記導光光学系で集光された光束の第１断面内の集光位置のうち前記導光光学系に最も近い集光位置と最も遠い集光位置の間に前記絞りが配置されている請求項１に記載の分光測色装置。
【請求項１１】
前記分光測色装置は、前記被検体を照明する照明光学系と解析部とをさらに有し、
前記分光検知光学系は、前記絞りを通過した光束を分光する分光光学素子と、前記分光光学素子にて分光された前記光束を受光する一次元アレイ型受光素子を有し、
前記一次元アレイ型受光素子は、分光された光束の所定の波長範囲での分光強度を検出して電気信号に変換し、
前記解析部は検出された前記分光強度に基づき前記被検体の色度を算出する、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の分光測色装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の分光測色装置を有し、前記分光測色装置の検出結果に基づき画像信号を補正する制御手段を備えたカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被写体の色の識別や測色のために使用される回折格子を用いた分光測色装置に関するものであり、特に画像形成装置等におけるトナーや印字媒体の測色に好適な分光測色装置に関する。
【０００２】
また、画像形成装置に限らず、分光測色装置として例えば、デジタルカメラ等のホワイトバランス用センサ、その他の測色装置などとしても使用することができる。
【背景技術】
【０００３】
カラー画像を電子写真方式で形成する画像形成装置において、トナーの混色等によって色調にずれが生じることがある。これは電子写真方式に限らずインクジェット方式等カラー画像を形成する画像形成装置全般において同様の問題を有する。このような問題を解決するために例えば、特許文献１では、トナー像の分光反射光量を異なる二つの分光フィルタを用いて測定し、その結果を用いて画像信号を補正する方法が提案されている。同様にカラー画像の色味補正を行う画像形成装置の提案として特許文献２がある。特許文献２では電子写真方式の画像形成装置では定着搬送路の定着器の下流に色味検知用のセンサを設けている。そして搬送路を移動する転写材上（印字画像）に形成された混色パッチ画像の色のＲＧＢ出力値を検知している。
【０００４】
色調をより高精度で判定するためには、分光する波長帯の数を少なくとも原色数である３以上に増やす必要があり、さらに波長帯の数を増やすことができればより良い精度で判定できる。
【０００５】
そのための手段として、回折現象を用いて分光する回折型の分光測色器が多数提案されており、例えば特許文献３，４，５、６などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−１６０３４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２６２７８号公報
【特許文献３】特開２０００−２９８０６６号公報
【特許文献４】特開平６−５８８１２号公報
【特許文献５】特開２００２−２０６９６７号公報
【特許文献６】特開平６−９４５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回折型の分光測色器を用いた場合には従来から解決しなければならない問題があった。
従来の回折型の分光測色器として、一般的に用いられているローランド型の回折型の分光測色器を図１２に示す。
不図示の照明光学系により照明された被写体からの散乱光である検知光束が入射窓２０８から検知光学装置内に入射する。反射型の凹面回折素子２０４により分光され、一次元アレイ型検出器（一次元アレイ型受光素子）２０３により分光強度分布として取得される。このような構成の場合、検知光束の入射窓２０８のサイズを十分に小さくしないと、一次元アレイ型検出器２０３上での分光解像度が十分に得られないという問題がある。この問題の解決事例として特許文献４や特許文献５のように入射窓として絞りを配置した事例がある。ローランド型の場合、絞りとアレイ状検出器との回折格子による結像倍率は等倍となるので、絞りの幅はアレイ状検出器上に配列した各受光素子の配列方向の幅と同程度の幅である絞りを用意することが望ましい。特許文献４では、被検体からの被検知光束を、ミラーと結像レンズを介して絞りに結像するように、被検体と絞りを共役に構成している。このように結像することで光の利用効率が向上する。特許文献５では光ファイバーから出射した被検知光束を、結像レンズを用いて絞りに結像している。
【０００８】
ローランド型の回折型の分光測色器では、絞りと回折格子とアレイ状検出器の相対的な位置関係は高精度で位置合わせをしないと絞りの像がアレイ状検出器上でぼけた状態となり十分な分光性能を得ることができない。そこで例えば特許文献６には、回折素子とアレイ状検出器の間に設けたミラーを移動させピント調整する事例が示されている。しかし、回折素子とアレイ状検出器の間にミラーを設ける場合は部品点数が増加するという問題が生じる。
【０００９】
そこで絞りを前後に微調整してピント調整を行えばよい。ところが特許文献４や５のように絞りに検知光束を集光させている回折型分光器では、絞りが光軸方向に前後へ移動すると、絞りを通過する光束が増減してアレイ状検出器に到達する受光光量が変動するという新たな課題が生じる。ピント調整時に受光光量が変動すると厳密な調整が難しくなる。
【００１０】
また、ピント調整を特許文献６の方式で行ったとしても、絞りの設置精度や導光素子の部品精度・設置精度がバラついた時にも、絞りを通過する光束が増減してアレイ状検出器に到達する受光光量が変動するという新たな課題が生じる。
【００１１】
特許文献２のカラー画像を電子写真方式で形成する画像形成装置においては、搬送路を移動する転写材上（印字画像）の混色パッチ画像を読み取る必要がある。搬送路を移動する転写材上（印字画像）は搬送方向に垂直な方向（上下方法）に振動しながら移動することが知られている。特に移動速度が速い（印字速度が速い）場合にこの振動は顕著となる。特許文献４のように被検知面と絞りを共役にした光学系では、被検知面となる印字画像が上下（光軸方向）に振動すると共役関係が変化し、絞り上のピントが変位する。すなわち絞り上での検知光束の集光がピントずれを生じ、絞りを通過する光束が増減してアレイ状検出器に到達する受光光量が変動し検知精度が低下するという新たな課題が生じる。
【００１２】
本発明の第１の目的は、絞りの位置精度などに起因する絞りを通過する光束の増減を軽減し、分光測色器の検知精度を向上させることである。また、本件の第２の目的は、被検知面となる印字画像が上下に移動した際の絞りを通過する光束の増減を軽減し、分光測色器の検知精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る、照明された被検体の画像の色を検出する分光測色装置は、絞りと、前記被検体で拡散され前記絞りを通過した光束を分光して検知する分光検知光学系と、前記絞りに前記被検体で拡散された光束を導く導光光学系を有し、前記導光光学系の光軸と平行な断面である第１断面において、前記導光光学系で集光された光束の前記光軸の方向における集光位置は前記第１断面に直交する方向の位置によって異なり、前記導光光学系の前記光軸方向において、前記導光光学系で集光された光束の前記第１断面内の集光位置のうち前記導光光学系に最も近い集光位置と最も遠い集光位置の間に前記絞りが配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記第１断面と直交し前記光軸に平行な断面を第２断面と定義した時、前記導光光学系は、前記第２断面内のパワーより前記第１断面内のパワーの方が大きいアナモフィックな光学面を有する、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記導光光学系のアナモフィックな光学面は、前記第１断面内での曲率が前記絞りの長手方向において異なる円錐面であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記導光光学系のアナモフィックな光学面は、前記第１断面内の曲率が一定のシリンダ面であり、前記アナモフィックな光学面は前記第２断面内で該アナモフィックな光学面に入射する光線に対して傾斜して配置されることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記導光光学系の前記光軸方向において、前記導光光学系で集光された光束の第１断面内の集光位置のうち、前記導光光学系に最も近い集光位置と最も遠い集光位置の間の光軸方向の距離Ｌ（ｍｍ）は、前記絞りの長手方向の長さをＬＳ（ｍｍ）としたとき、０．５８＜Ｌ／ＬＳ＜１．７３、を見たすことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記導光光学系は、前記被検体側から順に、入射屈折面、全反射面、出射屈折面が配置された一体化された導光素子であることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記全反射面は、前記第１断面内のパワーが前記第２断面内のパワーより大きい、アナモフィックな反射面であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記入射屈折面のパワーが前記出射屈折面のパワーより大きいことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記入射屈折面の前側焦点位置に前記被検体が配置されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記導光光学系は、前記絞りの長手方向と前記導光光学系の光軸に平行な第２断面内のパワーが前記絞りの長手方向に直交する第１断面内のパワーより小さく、前記導光光学系で集光された光束の第１断面内の集光位置は、前記絞りの長手方向の位置によって異なり、前記導光光学系の光軸方向において、前記導光光学系で集光された光束の第１断面内の集光位置のうち前記導光光学系に最も近い集光位置と最も遠い集光位置の間に前記絞りが配置されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る分光測色装置のさらなる実施形態においては、前記被検体を照明する照明光学系と解析部とをさらに有し、前記分光検知光学系は、前記絞りを通過した光束を分光する分光光学素子と、前記分光光学素子にて分光された前記光束を受光する一次元アレイ型受光素子を有し、前記一次元アレイ型受光素子は、分光された光束の所定の波長範囲での分光強度を検出して電気信号に変換し、前記解析部は検出された前記分光強度に基づき前記被検体の色度を算出することを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るカラー画像形成装置は、前記分光測色装置を有し、前記分光測色装置の検出結果に基づき画像信号を補正する制御手段を備える。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、被検体から反射された検知光束を絞り上に効率よく集光すると共に、絞りの配置が光軸方向に変位しても絞りを通過する検知光束の光量の変動を低減することができ、安定した検知精度の確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形１の分光測色装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形１の導光素子の説明図である。
【図３】本発明の実施形１の要部斜視図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形１の光量変化を説明する図であり、（ｂ）は本発明の実施形１の光量変化を説明する図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形１の光量変化を説明する図であり、（ｂ）は本発明の実施形１の光量変化を説明する図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形１の分光光学系の要部断面図であり、（ｂ）は本発明の実施形１の凹面反射型回折素子の要部断面図である。
【図７】本発明の実施形２の導光光学系の説明図である。
【図８】本発明の実施形２の導光光学系の変形例の説明図である。
【図９】本発明の実施形３の導光光学系の説明図である。
【図１０】本発明の実施形３の導光光学系の変形例の説明図である。
【図１１】本発明の分光測色装置を用いた画像形成装置の構成例を示す要部断面図である。
【図１２】従来の分光測色器である。
【図１３】導光素子の比較例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
（導光素子を使用した分光測色装置）
本実施例では本発明の分光用反射型回折素子を用いた分光測色装置の実施例を説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかわる導光光学系として、入射屈折面、全反射面、出射屈折面が配置された一体化された導光素子を用いた分光型測色装置の斜視図である。図２は要部断面図、図３は要部斜視図である。図４及び図５は発明の効果を説明する図である。図６はローランド型の分光器を説明する図である。
【００２９】
本実施例における分光測色装置は、分光検出光学系と、被検体からの光束を前記分光検出光学系へ導く導光光学系からなる。図６（ａ）のような簡易な構成で小型化に有効なローランド型の分光器構成を有する。ローランド円６０上に入射絞り５と凹面反射型回折素子６を配置すると、同じローランド円上に回折光が集まり波長により決定する場所に結像する。その位置に一次元アレイ型検出器（一次元アレイ型受光素子）７を配置することで同時に分光強度分布を検出することができる。
【００３０】
図６（ｂ）に示すように凹面反射型回折素子６は曲面のベース面６１上に微細なブレーズ格子６２を無数に構成している。
【００３１】
図１で、光源１と集光素子２からなる照明装置からの光束８１により照明された被検体３の反射光８２は、導光素子４を介して入射絞り５に導かれる。入射絞り５を通過した光は、分光光学素子である凹面反射型回折素子６によって、分光及び集光され、所定の波長範囲内において波長ごとに一次元アレイ型検出器７上に絞り像として結像する。
【００３２】
一次元アレイ型検出器７では波長ごとの光量を電気信号に変換し、不図示の解析部である解析装置に送信する。解析装置は入力された分光強度情報を元に内部テーブルから被検体の色度を算出する。
【００３３】
色味を判定したい被検体３上には、所望のカラーパッチ（色度検出用パッチ）３１、３２、３３が印刷されている。カラーパッチを照明する照明装置は光源1と集光素子２からなる。カラーパッチ３１，３２，３３を含む被検体は不図示の画像搬送装置により、矢印Ａ方向に順次移動され、被照明領域３４に到達し、照明される。
【００３４】
本実施例においては光源１として白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）を用いている。ＬＥＤは一般にその素子構成により所定の配向特性を有している。そのため、集光素子２を用いることにより照明効率を上げ、被検体上を均一に照明し、かつ被検体３の浮きによる光量変動の低減を図っている。
【００３５】
集光レンズ２はプラスチックレンズであり、射出成形により製作される。集光レンズ２によって照明光束は被照明領域３４を照明する。
【００３６】
導光素子４は被照明領域３４に達した被検体３からの反射光を絞り５に導光する。
被照明領域３４内の読み取り域３５は、被検体３の移動方向（矢印Ａ）に対して垂直な方向に細長い領域である。
【００３７】
導光素子４の詳細な形状を図２に示す。導光素子４は凸面の球面形状を有する入射面（入射屈折面）４１と、凹面状のシリンダ全反射面４２、平面状の出射面（出射屈折面）４３を有する。光路は、紙面と平行な断面（以後、第２断面と記す）内において全反射面４２により折り曲げられる。全反射面４２は紙面と平行な第２断面内ではパワーを持たず、紙面と直交し光軸に平行な断面（以後、第１断面と記す）内でパワーを有するシリンダ形状を有する。
【００３８】
導光素子４は分光方向と平行な方向に集光作用を有したアナモフィックなパワーを持つ集光素子である。導光素子４の機能は読み取り域３５で拡散された光束を絞り５上に集光し、ほぼ線像に結像する事である。導光素子４も集光素子２と同様にプラスチック製である。プラスチックの材料としてはアクリルやポリカーボネイト、ポレオレフィン系樹脂など既存の光学樹脂材料を用いればよい。防塵性を高める目的で、カバーガラス（図１には不図示）を集光素子２と被検体３の間や、被検体３と導光素子４の間に設けてもよい。その際、波長が380nm以上の可視光域では90％を超える透過率を有していれば、波長が380nm以下の紫外線域では透過率が下がるものであってもよい。なお透過率は読み取りたい波長域を考慮して決定することが肝要である。
【００３９】
絞り５を通過した光は、凹面反射型回折素子６によって、分光と集光が行われ、一次元アレイ型検出器７に波長ごとに絞り像として結像する。なお図１には、分光された１次回折光として代表的な３色の光束８４Ｂ、８４Ｇ、８４Ｒを示しているが、実際には代表的な３色の光束以外の光束も一次元アレイ型検出器７に到達している
【００４０】
一般に、一次元アレイ型検出器７としてはＳｉフォトダイオードアレイが用いられる。
一次元アレイ型検出器７には複数の受光画素７１が水平方向に並べられている。受光画素７１は波長ごとに集光された絞り像の強度を検出信号として出力する。検出信号は不図示の信号処理回路により波長に対応する信号として検知される。またＳｉフォトダイオードアレイはその構成上、近赤外近傍の分光感度が高く、短波長になるにしたがって分光感度が低い特性を有する。信号処理回路はこのような分光感度も勘案して処理信号を発生可能な構成となっている。
【００４１】
一次元アレイ型検出器７に結像される像の形状を決めるのが絞り５の機能である。一次元アレイ型検出器７の受光画素７１上には、各色ごとに絞り５の像が結像される。
したがって、一次元アレイ型検出器７の受光画素７１と絞り５の形状は、相似形とする事が望ましい。実施例１の絞り５は第１の方向に長い矩形形状の絞りとしている。
【００４２】
矩形形状の絞り５の幅（短い方向の絞りの長さ）が大きすぎると検出精度が低下する（以後、絞りの幅の方向を短手方向と記す）。つまり、一次元アレイ型検出器７の受光画素７１上に結像された絞り５の像の幅が太くなり、同一波長の光の回折光が複数の受光画素７１にまたがって受光される為、検出精度が低下するのである。
【００４３】
波長分解能は、一次元アレイ型検出器７の受光画素７１の分光方向（＝配列している方向）の長さ（幅）によって決まる。したがって、幅を狭くするほど、波長分解能を向上させることができる。
【００４４】
図１において、受光画素７１の配列している方向と直交する方向の長さ（高さ）は受光画素７１の幅より大きくする事ができる。受光画素７１の高さ方向には分光しないため、検知精度や波長分解能には寄与しないからである。
受光画素７１の高さ方向を大きく取り、また絞り５の高さ（幅方向（短手方向）と直交する方向：以後、長手方向と記す）を大きく取れば、受光画素７１で受光する光量を増やす事ができる。これにより微量な光束も検知できる高感度な分光器にする事ができる。高感度な分光器にできればカラーパッチを照明する光源１の光量を減らし、電力を低減することも可能になる。
【００４５】
図６（ｂ）に示すように、凹面反射型回折素子６はＹ方向とＺ方向に異なる曲率を有するアナモフィックな光学面６１上にブレーズ回折格子６２を構成している。
【００４６】
入射絞り５と、凹面反射型回折素子６と、一次元アレイ型検出器７は分光検知光学系を構成する。一般にローランド型の分光器構成においては、凹面反射型回折素子は球面をベースとする面として構成されている。そのため、分光方向とそれに直行する方向での結像状態が大きく異なり、大きな非点収差が発生し結像性能が低下するので、分光器としての分解能が低下する問題があった。本問題は原理的に発生するものであるので、完全に除去することはできない。しかしながら、分光する方向とそれに直交する方向とで異なる曲率（すなわちアナモフィック面）にすることで分光方向に直交する方向の像面傾きを短波長と長波長で異なるようにすることができる。これにより、必要十分な結像性能を得ることが可能となる。そのため、凹面反射型回折素子のベースとなる面をアナモフィック面としている。
【００４７】
なお、凹面反射型回折素子６は金型を使用した射出成形により作成したプラスチック光学素子にＡｌなどの反射膜とＳｉＯ2などの増反射膜を蒸着することで作成される。また、凹面反射型回折素子は石英基板などの光学基板上にイオンビームによる直接加工や、既存のリソグラフィー加工などにより構成しても良い。
【００４８】
ここで凹面反射型回折素子６について詳細に説明する。
図６（ｂ）は凹面反射型回折素子６の分光方向の断面図である。ベース面であるアナモフィックな光学面６１上に微細なブレーズ格子６２が多数構成されている。（なおブレーズ格子６２は誇張して記載している）
本実施例の分光器の諸仕様および凹面反射型回折素子６の形状を表１および表２に示す。
【００４９】
【表１】
2010276600.tif 000003
【００５０】
【表２】
2010276600.tif 000004
【００５１】
ローランドタイプの分光器であるが故、ローランド円の半径８．７５ｍｍに対し、ローランド円を含む面内の回折格子のアナモフィックなベース面の母線の曲率半径は17.5ｍｍである。また母線と直交する子線の曲率半径は15.45ｍｍである。また有効径７ｍｍであり、ＮＡは０．４である。
【００５２】
一般に回折素子のブレーズ格子は単層の回折格子からなる。そのため、回折効率は、ブレーズ波長で最大となり、ブレーズ波長から短波長側、長波長側に向かって緩やかに低下する。したがって、分光器の検出波長帯域内の最短波長近傍がブレーズ波長となるように回折格子形状を設定することで、これらの問題を解決することが可能である。
また、これは言いかえれば回折格子の格子高さｈに置き換えても同義である。
【００５３】
凹面反射型回折格子６は、切削により作成した金型に樹脂を射出して成形する。もしくは母材を直接切削して製作してもよい。もしくは切削により作成した金型に溶融ガラスを押し付けて転写して製作してもよい。さらに反射効率を高めるために格子面にＡｌをベースとする多層膜を付与してもよい。
【００５４】
図６（ａ）で絞り５や凹面反射型回折素子６や一次元アレイ型検出器７の配置精度や、回折格子６の曲率半径の精度により絞り５の絞り像が一次元アレイ型検出器７上でぼけてしまうことがある。そこで絞り５を光軸方向にシフトさせてピント調整を行う必要がある。絞り５は保持部（不図示）によって保持され、光軸方向にシフト可能な構成となっている。
【００５５】
次に導光光学系としての導光素子４の構成と作用について図２乃至５を用いて説明する。
図２のように、読み取り領域３５断面と光軸との交点を原点とし、光軸に沿った方向であって、シリンダ全反射面４２から読み取り領域３５側へ向かう方向をＹ軸方向と定義する。また、読み取り領域３５断面内における被検体３の移動方向（図１における矢印Ａの方向）に対して垂直な方向であって出射面４３側の方向をＸ軸方向と定義する。このようにＸＹ座標系を定義したときの入射面４１、シリンダ全反射面４２、出射面４３、絞り５の面位置座標と曲率などの諸元を表３に示す。
【００５６】
【表３】
2010276600.tif 000005
【００５７】
ただし、単位はｍｍであり、読み取り域３５と入射面４１の間には厚さ０．７ｍｍのカバーガラス（不図示）があり、絞りの開口の幅（短手方向）６０μｍ、開口の長さ（長手方向）２ｍｍとする。また原点（0,0）は図２に示すようにＸ軸とＹ軸の交点である。
【００５８】
第１断面内において、導光素子４の出射光束のNAと分光検知光学系の入射光束のNAをほぼ等しくなるように各光学素子の光学有効域を設定し、光束エネルギーのロスを最小限にした適切な素子の大きさを決める事が望ましい。
【００５９】
本実施例では、分光検知光学系の第１断面内の入射側ＮＡは０．４であるため、導光素子の入射側ＮＡが０．４となるように、入射面４１と全反射シリンダ面４２と出射面４３の光学有効域を設定している。
【００６０】
導光素子４は、凸球面状の入射面４１により、読み取り域３５からの反射光束を略平行とするような集光作用を有する。すなわち、入射面４１の前側焦点位置と読み取り域３５はほぼ一致するように配置されている。ここで、ほぼ一致するように配置されるとは、読み取り域３５が入射面４１の前側焦点距離の±２０％以内の位置に配置されていることを示す。
【００６１】
図２に示すように、被検体３からの反射光束のうち、紙面内にある主光線を８５ｂ、マージナル光線を８５ａと８５ｃとする。光束８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、これらの光束に対して４５°で配置された全反射面４２で全反射する。
【００６２】
全反射面４２は紙面と直交し光軸に平行な面内でのみ曲率をもつアナモフィックな凹面状のシリンダ面である。全反射シリンダ面４２は紙面と平行な第２断面内ではパワーを持たず、紙面と直交し光軸に平行な第１断面内でパワーを有する。すなわち、全反射面な４２は、第２断面内のパワーより、第１断面内のパワーの方が大きいアナモフィックな光学面である。また、紙面と平行な第２断面内で全反射シリンダ面４２により光路を９０度折り曲げている。この結果、アナモフィック面より被検体側に配置された入射面４１で略平行光となった入射光束を紙面と直交し光軸と平行な第１断面内でのみ集光し、紙面と平行な第２断面内では集光作用をあたえずに、第２断面内で光束を折り曲げている。
【００６３】
出射面４３は平面であり（出射面４３は入射面４１よりもパワーが小さい）、全反射シリンダ面４２で反射された光束８５ａ，８５ｂ，８５ｃを絞り５に向けて射出している。
【００６４】
以上のように導光素子は入射面４１で略平行光とした光束を、紙面と平行な第２断面内では集光させること無く平行光のまま絞り５に向けて射出している。また、紙面と直交し光軸に平行な第１断面内では全反射シリンダ面４２で集光作用を与えて絞り５近傍に集光するパワー配置となっている。
【００６５】
また、全反射シリンダ面４２で反射された光束８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、凹面状のシリンダ面４２で、それぞれ同じ集光作用を受ける。しかし、全反射面４２上の各光線の反射点と、絞り５までの距離がそれぞれ異なるため、光束８５ａ，８５ｂ，８５ｃの集光位置８６ａ，８６ｂ，８６ｃは図３に示すように集光位置が光軸方向において異なる。
【００６６】
図３に示すように、マージナル光線８５ａの集光位置８６ａは導光素子４に一番近く、マージナル光線８５ｃの集光位置８６ｃは導光素子４から一番遠い。絞り５は一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に設けられている。
【００６７】
第２断面内では集光させること無く平行光のまま絞り５に向けて射出しているので、絞り５の開口の長手方向の長さＬＳ（＝２．０ｍｍ）とマージナル光線８５ａと８５ｃの間隔は一致する。集光位置８６ａ、８６ｂ、８６ｃを結ぶラインと反射光束８５ａ，８５ｂ，８５ｃの傾斜角度θは、図２からわかるように全反射シリンダ面４２への入射角度、もしくは反射角度と一致する。
従って、絞り５の開口の長手方向の長さＬＳと傾斜角度θを用いて、導光素子４に一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの光軸方向における距離Ｌは、Ｌ＝ＬＳ×tanθ、と表せる。図２においては、θ＝４５°なのでＬ＝ＬＳとなっている。
【００６８】
傾斜角度θを小さくしすぎると、絞り５が光軸方向に微少量変位しただけで絞り５を抜ける光束の変動が大きくなってしまう。また傾斜角度θを大きくしすぎると絞り５でケラれる光束が増えてしまい、全系の光学効率が低下してしまう。
【００６９】
また、図１からわかるように、傾斜角度θを大きくするために全反射面４２への入射角度を大きくし過ぎると、一次元アレイ型検出器７と被検体３が干渉するようになる。逆に傾斜角度θを小さくするために全反射面４２への入射角度を小さくし過ぎるとすると、回折素子６と被検体３が干渉するようになる。
【００７０】
以上の光学効率と配置を考慮し、傾斜角度θは３０°乃至６０°の範囲に収めることが望ましい。その際、距離Ｌは、０．５８×ＬＳ乃至１．７３×ＬＳの範囲の値となる。従って、０．５８＜Ｌ／ＬＳ＜１．７３となる。
【００７１】
さらにより理想的には、傾斜角度θは３５°乃至５５°の範囲に収めることが望ましい。
その際、距離Ｌは、０．７０×ＬＳ乃至１．４３×ＬＳの範囲の値となる。従って、０．７０＜Ｌ／ＬＳ＜１．４３となる。
【００７２】
絞り５は導光素子４に一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に設けられているため、集光位置８６ａと集光位置８６ｃの範囲で絞り５の位置が光軸方向に前後に移動しても、絞り５のいずれかの場所に集光位置が存在する。つまり、一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に無数の集光位置が存在するため、絞りの光軸方向の位置に拠らず、検知する光束の一部が必ず絞り上に集光する。
このため、ピントずれによる光量変動が生じない。
【００７３】
また、被検体３（読み取り領域３５）の位置が光軸方向（上下方向）に変位した際には導光光学素子による絞り５近傍の集光位置も光軸方向に変位するが、導光素子４に一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に無数の集光位置が存在するために検知する光束の一部が必ず絞り上に集光する。このため、ピントずれによる光量変動が生じにくい。
【００７４】
図４に本実施例の効果を示す。図４（ａ）は表３に示された本件の実施例構成に対し絞り５の位置を光軸方向に変動させた量（ｄＸ）を横軸に、絞り５を抜けて回折素子６に達する光量を縦軸に示している。ただしｄＸ＝０の光量を100％として規格化した。
【００７５】
また本実施例の比較例として図１３と表４に示す導光素子を想定した。すなわち、全反射面４２は平面であり、第１断面内および第２断面内において読み取り域３５を絞り５に集光するよう入射面４１のパワーを大きく構成した導光素子を想定した。
【００７６】
【表４】
2010276600.tif 000006
【００７７】
原点（0,0）は図１３に示すようにＸ軸とＹ軸の交点である。表４の導光素子を用いた際の光量変動を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）では絞り５の位置を光軸方向に変動させた量を横軸（ｄＸ）に、絞り５を抜けて回折素子６に達する光量を縦軸に示している。ただしｄＸ=0の光量を100％として規格化している。
【００７８】
図４（ｂ）の比較例では絞りの変位±１ｍｍに対し、光量が約11.4％変動する。一方、図４（ａ）の本件実施例では、絞りの変位±１ｍｍに対し、光量の変動は約4.6％である。図４（ａ）と図４（ｂ）を比較すれば明らかなように、本件の構成により光量変動は約４割に低減できる。
【００７９】
次に、図５に本実施例の別の効果を示す。図５（ａ）は表３に示された本件の実施例構成に対し被検体３（読み取り領域３５）の位置を光軸方向（上下方向）に変動させた量を横軸（ｄＸ）に、絞り５を抜けて回折素子６に達する光量を縦軸に示している。ただしｄＸ=0の光量を100％として規格化している。
【００８０】
また本実施例の比較例として表４の導光素子を想定した。表４の導光素子を用いた際の光量変動を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）では被検体３（読み取り領域３５）の位置を光軸方向（上下方向）に変動させた量を横軸（ｄＸ）に、絞り５を抜けて回折素子６に達する光量を縦軸に示している。ただしｄＸ=0の光量を100％として規格化している。
【００８１】
図５（ｂ）の比較例では被検体３の変位±１ｍｍに対し、光量は約14.9％変動する。一方、図５（ａ）の本件実施例では、被検体３の変位±１ｍｍに対し、光量の変動は約5.2％である。図５（ａ）と図５（ｂ）を比較すれば明らかなように、本件の構成により光量変動は４割弱に低減できる。
【００８２】
本実施例において、検知光学系としてローランド型の分光器を用いたがこれに限られること無く、例えばツェルニータナー型やリトロー型など入射部に絞りをもつ分光器であれば適用可能である。また照明光学系には紫外ＬＥＤ励起タイプの白色ＬＥＤを用いたがこれに限られるものではなく、例えばハロゲンランプのような既存の光源や、ＲＧＢ３色の光源を合成したもの、などを用いてもよい。
【００８３】
以上のように本実施例の構成をとることで、絞りを前後に調整してピント調整を行っても、絞りを通過する光束が増減してアレイ状検出器に到達する受光光量が変動することを低減することができる。また、絞りの設置精度や導光素子の部品精度・設置精度がバラついたときも絞りを通過する光束が増減してアレイ状検出器に到達する受光光量が変動することも低減できる。さらに、被検体３が搬送されるときに上下方向に変位しても絞りを通過する光束が増減してアレイ状検出器に到達する受光光量が変動することも低減できる。
【００８４】
よって、本件の導光光学系を採用し、検知光学系のアレイ状検出器に到達する受光光量の変動の低減を可能としたことで、分光測色器の検知精度を向上させることができる。
【実施例２】
【００８５】
図７に他の導光光学系の実施例を示す。本実施例の導光光学系は、球面レンズ４４、反射ミラー４５、シリンダレンズ４６、絞り５により構成される。絞り５以降の検知光学系は実施例１と同様である。
【００８６】
図７のように図２での定義と同様なＸＹ座標系を定義したとき、球面レンズ４４、反射ミラー４５、シリンダレンズ４６、絞り５の各素子の面位置座標と曲率などの諸元を表５に示す。
【００８７】
【表５】
2010276600.tif 000007
【００８８】
ただし、単位はｍｍであり、読み取り域３５と入射面４４ａの間には厚さ０．７ｍｍのカバーガラス（不図示）がある。絞りの開口の幅は６０μｍ、開口の長さは２ｍｍとする。また原点（0,0）は図７に示すようにＸ軸とＹ軸の交点である。
第１断面内において、導光素子4の出射光束のNAと分光検知光学系の入射光束のNAをほぼ等しくなるように各光学素子の光学有効域を設定し、光束エネルギーのロスを最小限にした適切な素子の大きさを決める事が望ましい。
【００８９】
本実施例では、分光検知光学系の第１断面内の入射側ＮＡ＝０．４であるため、導光素子の入射側ＮＡ＝０．４となるように球面レンズ４４と反射ミラー４５とシリンダレンズ４６の光学有効域を設定している。
【００９０】
球面レンズ４４は凸球面状の入射面４４ａにより読み取り域３５からの反射光束を略平行となるような集光作用を有する。すなわち、入射面４４ａの前側焦点面位置と読み取り域３５は、ほぼ一致して配置されている。ここで、ほぼ一致して配置されるとは前側焦点距離の±20％以内の位置の差を示す。
【００９１】
図７に示すように、被検体３からの反射光束のうち、紙面内にある主光線を８５ｂ、マージナル光線を８５ａと８５ｃとする。光束８５ａ、８５ｂ、８５ｃは、これらの光束に対して４５°で配置された反射ミラー４５で紙面と平行な方向である第２断面内で反射する。
【００９２】
また、シリンダレンズ４６への入射角度は36°である。
シリンダレンズ入射面４６ａは紙面と直交する面内で一定の曲率を有する凸面状のシリンダ面である。この結果、シリンダレンズ入射面４６ａは、球面レンズ４４で略平行光となった入射光束を紙面と直交し光軸と平行な第１断面内でのみ集光し、紙面と平行な第２断面内では集光作用を与えずに、第２断面内で光束を折り曲げている。
【００９３】
以上のように球面レンズ４４と反射ミラー４５とシリンダレンズ４６からなる導光光学系は、球面レンズ４４で略平行光とした光束を、紙面と平行な第２断面内では集光させること無く平行光のまま絞り５に向けて射出している。また、紙面と直交し光軸と平行な第１断面内ではシリンダレンズ４６で集光作用を与えて絞り５近傍に集光するパワー配置となっている。
【００９４】
また、反射ミラー４５で反射された光束８５ａ，８５ｂ、８５ｃは、凸面状のシリンダ面であるシリンダレンズ入射面４６ａで同じ集光作用を受ける。しかしシリンダレンズ入射面４６ａ上の各光線の入射点と、絞り５までの距離がそれぞれ異なるため、光束８５ａ，８５ｂ、８５ｃの集光位置８６ａ，８６ｂ、８６ｃは図７に示すように光軸方向において集光位置が異なる。
【００９５】
図７に示すように、マージナル光線８５ａの集光位置８６ａはシリンダレンズ４６に一番近く、マージナル光線８５ｃの集光位置８６ｃはシリンダレンズ４６から一番遠い。絞り５は一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に設けられている。
【００９６】
第２断面内では集光させること無く平行光のまま絞り５に向けて射出しているので、絞り５の長手方向の長さＬＳ（＝2.0ｍｍ）とマージナル光線８５ａと８５ｃの間隔は一致する。集光位置８６ａと８６ｂと８６ｃを結ぶラインと光束８５ａ、８５ｂ、８５ｃの傾斜角度θは、図７からわかるようにシリンダレンズ４６への入射角度36°と一致する。従って、絞り５の開口の長手方向の長さＬＳと傾斜角度θを用いて、シリンダレンズ４６に一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの光軸方向における距離Ｌは、Ｌ＝ＬＳ×tanθ、と表せる。図７においてθ＝36°である。
【００９７】
傾斜角度θを小さくしすぎると、絞り５が光軸方向に微少量変位しただけで絞り５を抜ける光束の変動が大きくなってしまう。また傾斜角度θを大きくしすぎると絞り５でケラれる光束が増えてしまい、全系の光学効率が低下してしまう。従って傾斜角度θは30°乃至60°の範囲に収めることが望ましい、その際、距離Ｌは、０．５８×ＬＳ乃至１．７３×ＬＳの範囲内の値となる。従って、０．５８＜Ｌ／ＬＳ＜１．７３となる。さらにより理想的には傾斜角度θは35°乃至55°の範囲に収めることが望ましい。その際、距離Ｌは、０．７０×ＬＳ乃至１．４３×ＬＳの範囲内の値となる。従って、０．７０＜Ｌ／ＬＳ＜１．４３となる。
【００９８】
絞り５はシリンダレンズ４６に一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に設けられているため、集光位置８６ａと集光位置８６ｃの範囲で絞り５の位置が光軸方向に移動しても、絞り５のいずれかの場所に集光位置が存在する。つまり、一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に無数の集光位置が存在するため、絞りの光軸方向の位置に拠らず、検知する光束の一部が必ず絞り上に集光する。このため、ピントずれによる光量変動が生じない。
【００９９】
また、被検体３の位置が光軸方向（上下方向）に変位した際には導光光学素子による絞り５近傍の集光位置も光軸に変位するが、一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に無数の集光位置が存在するために検知する光束の一部が必ず絞り上に集光するようになる。このため、ピントずれによる光量変動が生じない。
【０１００】
図８には、図７の導光光学系の変形例を示す。図８では図７の反射ミラー４５を無くし、光路を折り曲げることなく読み取り領域３５からの反射光束を絞り５へ導いている。球面レンズ４４とシリンダレンズ４６の作用は図７の構成と同じであり、部品点数を削減し低コストな導光光学系を実現している。
【０１０１】
以上のように本実施例の構成をとることで、絞りを前後に移動してピント調整を行っても、絞りを通過する光束の増減に起因するアレイ状検出器に到達する受光光量の変動を低減することができる。
【０１０２】
また、絞りの設置精度や導光素子の部品精度・設置精度がバラついたときも、絞りを通過する光束の増減に起因するアレイ状検出器に到達する受光光量の変動も低減できる。さらに、被検体３が搬送されるときに上下方向に変位しても、絞りを通過する光束の増減に起因するアレイ状検出器に到達する受光光量の変動も低減できる。
【０１０３】
よって、本件の導光光学系を採用し、検知光学系のアレイ状検出器に到達する受光光量の変動の低減を可能としたことで、分光測色器の検知精度を向上させることができる。
【実施例３】
【０１０４】
図９に導光光学系の他の実施系を示す。本実施例の導光光学系は、球面レンズ４４、反射ミラー４５、特殊シリンダレンズ４７、絞り５により構成される。絞り５以降の検知光学系は実施例１と同様である。
【０１０５】
図９のようにＸＹ座標系を定義したとき、球面レンズ４４、反射ミラー４５、特殊シリンダレンズ４７、絞り５の各素子の面位置座標と曲率などの諸元を表６に示す。
【０１０６】
【表６】
2010276600.tif 000008
【０１０７】
ただし、単位はｍｍであり、読み取り領域３５と入射面４１の間には厚さ０．７ｍｍのカバーガラス（不図示）がある。絞り幅の６０μｍ、長さ２ｍｍとする。また原点（0,0）は図９に示すようにＸ軸とＹ軸の交点である。
【０１０８】
絞り５の開口は、長方形であり、短手方向の長さは６０μｍ、長手方向の長さは２ｍｍである。
【０１０９】
なお、球面レンズ４４と反射ミラー４５とシリンダレンズ４７の光学有効域は、シリンダレンズ４７の出射面４７ｂから出射される光束の第１断面内の出射側ＮＡが検知光学系のＮＡ＝0.4とほぼ同じになるように設定されている。なお、ほぼ同じとは±20％であることを示す。
【０１１０】
球面レンズ４４は凸球面状の入射面４４ａにより読み取り域３５からの反射光束を略平行となるような集光作用を有する。すなわち、入射面４４ａの前側焦点面位置と読み取り域３５ほぼ一致して配置されている。ここで、ほぼ一致するとは前側焦点距離の±20％以内の位置の差を示す。
【０１１１】
図９に示すように、被検体３からの反射光束のうち、紙面内にある主光線を８５ｂ、マージナル光線を８５ａと８５ｃとする。光束８５ａ、８５ｂ、８５ｃは、これらの光束に対して45°で配置された反射ミラー４５で紙面と平行な第２断面内で反射する。
【０１１２】
また、シリンダレンズ４７は入射光束に対し正対して配置される（図７のようにチルトさせない）。
シリンダレンズ入射面４７ａは紙面と直交し光軸と平行な面内で曲率を有する凸面状の特殊シリンダ面（アナモフィックな光学面）である。特殊シリンダ面とはシリンダ面の母線方向によって曲率が異なる面、いわゆる、円錐面である。具体的に主光線８５ｂ付近の曲率は3.5ｍｍ、マージナル光線８５ａ付近の曲率は3.0ｍｍ、マージナル光線８５ｃ付近の曲率は4.0ｍｍに設定されている。
【０１１３】
この結果、球面レンズ４４で略平行光となった入射光束を紙面と直交し光軸と平行な第１断面内で集光し、紙面と平行な方向な第２断面内では集光作用を与えずに、第２断面内で光束を折り曲げている。
【０１１４】
以上のように、球面レンズ４４と反射ミラー４５とシリンダレンズ４７からなる導光光学系は、球面レンズ４４で略平行光とした光束を、紙面と平行な第２断面内では集光させること無く平行光のまま絞り５に向けて射出している。また、紙面と直交し光軸に平行な第１断面内ではシリンダレンズ４７で集光作用を与えて絞り５近傍に集光するパワー配置となっている。
【０１１５】
また、反射ミラー４５で反射された光束８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、凸面状のシリンダ面であるシリンダレンズ入射面の特殊シリンドリカル面４７ａでそれぞれ異なる集光作用を受けるため、光束８５ａ，８５ｂ，８５ｃの集光位置８６ａ，８６ｂ，８６ｃは図９に示すように集光位置が異なる。
【０１１６】
図９に示すように、マージナル光線８５ａの集光位置８６ａはシリンダレンズ４７に一番近く、マージナル光線８５ｃの集光位置８６ｃはシリンダレンズ４７から一番遠い。絞り5は一番近い手前側の集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に設けられている。
【０１１７】
上記の特殊シリンドリカル面４７ａの曲率により、集光位置８６ｂに対して集光位置８６ａ、８６ｃは±1.0ｍｍの位置に集光する。つまり集光位置８６ａと８６ｃは光軸方向に距離Ｌ＝２ｍｍ離れている。
【０１１８】
第２断面内では集光させること無く平行光のまま絞り５に向けて射出しているので、絞り５の長さＬＳ（＝2.0ｍｍ）とマージナル光線８５ａ，８５ｃの光軸方向における間隔は一致し、2.0ｍｍである。よって集光位置８６ａ，８６ｂ，８６ｃを結ぶラインと光束８５ａ，８５ｂ，８５ｃの傾斜角度θは、絞り５の長手方向の長さＬＳ、傾斜角度θ、一番手前側の集光位置８６ａと一番後側の集光位置８６ｃの光軸方向における距離Ｌ＝2.0ｍｍ、との関係  Ｌ＝ＬＳ×TAN  θ、から、θ＝45°と求められる。
【０１１９】
傾斜角度θを小さくしすぎると、絞り５が光軸方向に微少量変位しただけで絞り５を抜ける光束の変動が大きくなってしまう。また傾斜角度θを大きくしすぎると絞り５でケラれる光束が増えてしまい、全系の光学効率が低下してしまう。
【０１２０】
従って傾斜角度θは30°乃至60°の範囲に収める事が望ましい、その際、距離Ｌは、０．５８×ＬＳ乃至１．７３×ＬＳの範囲内の値となる。従って、０．５８＜Ｌ／ＬＳ＜１．７３となるように特殊シリンドリカル面４７ａの曲率を定めれば良い。
【０１２１】
さらにより理想的には傾斜角度θは35°乃至55°の範囲に収める事が望ましい。その際、距離Ｌは、０．７０×ＬＳ乃至１．４３×ＬＳとなる。従って、０．７０＜Ｌ／ＬＳ＜１．４３となるように特殊シリンドリカル面４７ａの曲率を定めれば良い。
【０１２２】
絞り５は、シリンダレンズ４７に一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に設けられているため、集光位置８６ａと集光位置８６ｃの範囲で絞り５の位置が光軸方向に前後に移動しても、絞り５のいずれかの場所に集光位置が存在する。
つまり、一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に無数の集光位置が存在するため、絞りの光軸方向の位置に拠らず、検知光束の一部が必ず絞り上に集光する。このため、ピントずれによる光量変動が生じない。
【０１２３】
また、被検体３の位置が光軸方向（上下方向）に変位した際には導光光学素子による絞り５近傍の集光位置も光軸方向に変位する。しかし、一番近い集光位置８６ａと一番遠い集光位置８６ｃの間に無数の集光位置が存在するため、検知光束の一部が必ず絞り上に集光する。このため、ピントずれによる光量変動が生じない。
【０１２４】
図１０には、図９の導光光学系の変形例を示す。図１０に示す変形例においては、図９の実施例に対して反射ミラー４５を有さず、光路を折り曲げることなく検知領域３５からの反射光束を絞り５へ導いている。球面レンズ４４とシリンダレンズ４７の作用は図９の構成と同じであり、部品点数を削減し低コストな導光光学系を実現している。
【０１２５】
以上のように本実施例の構成をとることで、絞りを前後に移動してピント調整を行っても、絞りを通過する光束の増減に起因するアレイ状検出器に到達する受光光量の変動を低減することができる。また、絞りの設置精度や導光素子の部品精度・設置精度がバラついたときも、絞りを通過する光束の増減に起因するアレイ状検出器に到達する受光光量の変動も低減できる。さらに、被検体３が搬送されるときに上下方向に変位しても、絞りを通過する光束の増減に起因するアレイ状検出器に到達する受光光量の変動も低減できる。
【０１２６】
よって、本件の導光光学系を採用し、検知光学系のアレイ状検出器に到達する受光光量の変動の低減を可能としたことで、分光測色器の検知精度を向上させることができる。
【実施例４】
【０１２７】
図１１は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、像担持体である感光ドラムを４個並べ、各感光ドラムに４組のレーザー光束で画像情報を書き込む光走査装置１６１を配置したタンデムタイプのカラー画像形成装置である。カラー画像形成装置は、カラー画像形成装置１６０、光走査装置１６１、各々像担持体としての感光ドラム１２１、１２２、１２３、１２４、現像器１３１、１３２、１３３、１３４、中間転写ベルト１５１、定着器（不図示）を有する。
【０１２８】
図１１において、カラー画像形成装置１６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ１５３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、光走査装置１６１に入力される。そして、複数の被走査面(感光ドラム)を走査する光走査装置１６１は既知の装置、例えば１つの偏向器を中心に左右に対向して配置された走査光学系で構成される光走査装置を用いればよい。もしくは光走査装置１６１は個別の光走査装置を４個並べ、各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラムを記録し、カラー画像を高速に印字してもよい。
【０１２９】
光走査装置１６１からは、各画像データに応じて変調された光ビーム１４１、１４２、１４３、１４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム１２１、１２２、１２３、１２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１３０】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置１６１により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム１２１、１２２、１２３、１２４面上に形成している。その後、各現像器により潜像を現像すると伴に中間転写ベルト上で各色を多重転写し、その後、記録材に転写し定着器により記録材上に画像が形成される。
【０１３１】
本画像形成装置においては、色度検出用の分光測色装置１００が記録材の搬送路の定着器の直後に、記録材の画像形成面に向けて配置されている。分光測色装置１００は実施例で説明した構成のものを用いている。分光測色装置は画像形成装置により記録材上に形成定着された後のカラーパッチの色度を検知する。ここで記録材上に定着後のカラーパッチを測色しているのは定着等による色度変化を考慮した上でカラーマッチングを行うためである。検出結果をプリンタコントローラに転送し、制御手段であるプリンタコントローラは、出力された単色パッチの色再現が適切になされているかを判断する。出力された単色パッチの色度とプリントコントローラが指示した色度との色差が所定範囲内の場合には、カラーキャリブレーションを終了する。色差が所定範囲外の場合には色差情報をもとにプリンタコントローラは所定の色差以内となるまで画像信号を補正するカラーキャリブレーションを実施する。
【０１３２】
このように画像形成装置に本発明の分光測色装置を導入することにより、より高度なカラーキャリブレーションが可能となる。
【符号の説明】
【０１３３】
１：光源（紫外励起タイプの白色ＬＥＤ）
２：集光素子
３：被検体（基準カラーパッチ）
４：導光素子
４１：球面入射面
４２：シリンダ凹面全反射面
４３：平面出射面
５：絞り
６：凹面回折素子
７：一次元アレイ型検出器（Ｓｉフォトダイオードアレイ）
８５：検知光束
８６：検知光束の集光位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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