(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物からの反射光の波長スペクトルを計測する分光計測装置であって、
前記対象物に光を照射する光源と、
前記対象物からの反射光の光路上に配置されたレンズ列を有する第１結像系と、
それぞれが互いに異なる開口ピッチの開口列を有し、任意の１つを前記第１結像系を介した反射光の光路上に配置させることができる複数の開口部材を有する開口系と、
前記開口系の開口列を通過した反射光の光路上に配置された第２結像系と、
前記第２結像系を介した反射光の光路上に配置された回折格子を有し、該反射光の回折像を開口列の列方向に対して傾斜させて形成する分光系と、
開口列の列方向に沿って配置された複数の受光領域を有し、前記分光系で形成された回折像を受光する受光系と、を備え、
前記複数の開口部材の任意の１つは、前記開口列の各開口が前記レンズ列の対応するレンズを介した反射光の集光位置近傍に位置するように前記第１結像系を介した反射光の光路上に配置させることができる分光計測装置。
【請求項２】
前記第１結像系は、それぞれが互いに異なるレンズピッチのレンズ列を有し、任意の１つを前記対象物からの反射光の光路上に配置させることができる複数のアレイ光学素子を有する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】
前記分光系は、それぞれが互いに異なる格子ピッチの回折格子を有し、任意の１つを前記第２結像系を介した反射光の光路上に配置させることができる複数の分光部材を有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】
前記複数のアレイ光学素子と前記複数の開口部材と前記複数の分光部材は互いに対応し、
互いに対応するアレイ光学素子と開口部材と分光部材とからなる任意の１組を反射光の光路上に配置させるための駆動機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の分光計測装置。
【請求項５】
前記複数のアレイ光学素子と前記複数の開口部材は互いに対応し、
互いに対応するアレイ光学素子と開口部材とからなる任意の１組を反射光の光路上に配置させるための駆動機構を備え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６】
前記複数の分光部材の任意の１つを前記第２結像系を介した反射光の光路上に配置させるための駆動機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の分光計測装置。
【請求項７】
前記複数のアレイ光学素子の任意の１つを反射光の光路上に配置させるための駆動機構を備えることを特徴とする請求項２、３、６のいずれか一項に記載の分光計測装置。
【請求項８】
前記複数の開口部材の任意の１つを第１結像系を介した反射光の光路上に配置させるための駆動機構を備えることを特徴とする請求項１〜３、６、７のいずれか一項に記載の分光計測装置。
【請求項９】
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１〜８のいずれか一項に記載の分光計測装置と、
前記媒体及び前記分光計測装置の少なくとも一方を移動させる移動系と、
前記分光計測装置の受光系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１０】
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１〜３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系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。
【請求項１１】
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４〜８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系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。
【請求項１２】
前記調整装置は、形成される画像の解像度に基づいて前記分光計測装置の駆動機構を駆動することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記調整装置は、前記画像形成条件の調整が行われるタイミングに基づいて前記分光計測装置の駆動機構を駆動することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【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】
近年、プロダクションプリンティング分野において、デジタル化が進み、電子写真方式の画像形成装置、及びインクジェット方式の画像形成装置などが市場に投入されている。これらの画像形成装置に対して、高画質化、色再現性への要求が高まっている。
【０００３】
高画質化に対応した技術として、電子写真方式の画像形成装置では、中間転写ベルトや感光体ドラム上のトナー像におけるトナー濃度を検出し、その検出結果に基づいてトナー供給量を調整するものがあった。また、色再現性に対応した技術として、カラーパッチを形成し、該カラーパッチを分光計で色計測し、その計測結果に基づいて色補正を行うものがあった。
【０００４】
これらの技術は、画像形成の際のページ間、及びページ内での画像変動に対応するため、画像の全域で実行されることが好ましい。
【０００５】
画像を全幅計測して色評価を行う技術が、例えば、特許文献１〜特許文献５に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
対象物（画像）の全幅で色を計測する場合、互いに波長帯が異なる複数の光を対象物に照射し、該対象物からの反射光を、（１）エリアセンサで撮像する構成、（２）ラインセンサで撮像しながら計測系及び対象物を相対的に移動させる構成、（３）複数の撮像系を設け、対象物からの反射光の波長帯を限定して各撮像系に入射させる構成、が一般的に考えられる。
【０００７】
その際、複数の波長帯に対応して得られた複数の撮像データにおいて、撮像データ間で対象物での位置が異なると、対象物の各位置での色情報を正確に求めることが困難である。
【０００８】
特許文献１に開示されている測定装置、及び特許文献２に開示されている全幅アレイ分光光度計では、上記撮像データ間の位置ずれに関しては考慮されていなかった。
【０００９】
特許文献３に開示されているカラーインキ濃度検出装置では、対象物の色分布に関しては考慮されていなかった。
【００１０】
特許文献４に開示されている画像処理装置では、対象物の色変動を得ることは困難であった。
【００１１】
特許文献５に開示されている多色刷り画像濃度検出装置では、対象物の色情報を取得するのに時間がかかるという不都合があった。
【００１２】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、対象物からの反射光の波長スペクトルを計測タイミングに応じて適切に計測することができる分光計測装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第２の目的は、画像の品質を適切に評価することができる画像評価装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第３の目的は、操作性を低下させることなく、安定した画像品質で画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、第１の観点からすると、対象物からの反射光の波長スペクトルを計測する分光計測装置であって、前記対象物に光を照射する光源と、前記対象物からの反射光の光路上に配置されたレンズ列を有する第１結像系と、それぞれが互いに異なる開口ピッチの開口列を有し、任意の１つを前記第１結像系を介した反射光の光路上に配置させることができる複数の開口部材を有する開口系と、前記開口系の開口列を通過した反射光の光路上に配置された第２結像系と、前記第２結像系を介した反射光の光路上に配置された回折格子を有し、該反射光の回折像を開口列の列方向に対して傾斜させて形成する分光系と、開口列の列方向に沿って配置された複数の受光領域を有し、前記分光系で形成された回折像を受光する受光系と、を備え、前記複数の開口部材の任意の１つは、前記開口列の各開口が前記レンズ列の対応するレンズを介した反射光の集光位置近傍に位置するように前記第１結像系を介した反射光の光路上に配置させることができる分光計測装置である。
【００１６】
これによれば、受光系で受光される回折像の数を調整することが可能であり、対象物からの反射光の波長スペクトルを計測タイミングに応じて適切に計測することができる。
【００１７】
本発明は、第２の観点からすると、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本発明の分光計測装置と、前記媒体及び前記分光計測装置の少なくとも一方を移動させる移動系と、前記分光計測装置の受光系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である。
【００１８】
これによれば、本発明の分光計測装置を備えているため、結果として、画像の品質を適切に評価することができる。
【００１９】
本発明は、第３の観点からすると、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、本発明の分光計測装置と、前記分光計測装置の受光系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である。
【００２０】
これによれば、本発明の分光計測装置を備えているため、結果として、操作性を低下させることなく、安定した画像品質で画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタ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１における光走査装置を説明するための図（その２）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３）である。
【図５】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６】画質検出装置を説明するための図である。
【図７】分光計測装置を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（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９】第１結像光学系を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、それぞれマイクロレンズアレイを説明するための図である。
【図１１】開口系を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、それぞれ開口部材を説明するための図である。
【図１３】マイクロレンズアレイと開口部材の位置関係を説明するための図である。
【図１４】第２結像光学系を説明するための図である。
【図１５】分光系を説明するための図である。
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、それぞれ回折素子を説明するための図である。
【図１７】リニアセンサを説明するための図である。
【図１８】回折素子とリニアセンサの位置関係を説明するための図である。
【図１９】回折素子による波長分光を説明するための図である。
【図２０】分光センサを説明するための図である。
【図２１】回折素子における凹凸の配列方向とクロストークを説明するための図（その１）である。
【図２２】回折素子における凹凸の配列方向とクロストークを説明するための図（その２）である。
【図２３】図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、それぞれ回折素子における凹凸の配列方向の傾斜を説明するための図である。
【図２４】クロストークの解消を説明するための図（その１）である。
【図２５】クロストークの解消を説明するための図（その２）である。
【図２６】計測モードを説明するための図である。
【図２７】各計測モードとマイクロレンズアレイ、開口部材、回折素子の関係を説明するための図である。
【図２８】処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２９】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３０】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応じて、選択される計測モードを説明するための図である。
【図３１】図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）は、それぞれ回折素子の回動機構を説明するための図である。
【図３２】図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）は、それぞれ第１結像光学系と開口系の一括移動機構を説明するための図である。
【図３３】セルフォックレンズアレイ（登録商標）を用いたときの不都合を説明するための図（その１）である。
【図３４】セルフォックレンズアレイ（登録商標）を用いたときの不都合を説明するための図（その２）である。
【図３５】図３５（Ａ）〜図３５（Ｃ）は、それぞれ図３４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３６】図３４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３７】図３４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３８】図３４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３９】図３９（Ａ）及び図３９（Ｂ）は、それぞれ開口ピッチを変更したことによる回折像間隔の変化を説明するための図である。
【図４０】図３９（Ｂ）において、回折素子を中心軸まわりに回動したときの回折像を説明するための図である。
【図４１】回折像の長さｊを説明するための図である。
【図４２】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】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３０に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００２３】
このカラープリンタ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カラープリンタであり、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プリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
プリンタ制御装置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、プリンタ制御装置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。
【００２７】
温湿度センサは、カラープリンタ２０００内の温度と湿度を検出し、プリンタ制御装置２０９０に通知する。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、プリンタ制御装置２０９０に通知される。
【００４２】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００４３】
光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
画質検出装置２２４５は、一例として図６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。
【００５８】
分光計測装置１０は、記録紙Ｐの＋Ｚ側に配置され、光源ユニット１１、第１結像光学系１２、開口系１３、第２結像光学系１４、分光系１５、リニアセンサ１６、及び３つの駆動装置（１２３、１３３、１５３）を有している。
【００５９】
光源ユニット１１は、一例として図７に示されるように、Ｙ軸方向に関して、第１結像光学系１２、開口系１３、第２結像光学系１４、分光系１５、及びリニアセンサ１６に対して−Ｙ側に離れた位置に配置されている。
【００６０】
この光源ユニット１１は、一例として図８（Ａ）及び図８（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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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８（Ｂ）参照）。
【００６５】
第１結像光学系１２は、記録紙Ｐの＋Ｚ側に配置されている。この第１結像光学系１２は、一例として図９に示されるように、３つのマイクロレンズアレイ（１２１１、１２１２、１２１３）と、該３つのマイクロレンズアレイ（１２１１、１２１２、１２１３）が載置され、駆動装置１２３によってＸ軸方向に移動可能なテーブル１２２を有している。
【００６６】
駆動装置１２３は、モータを含み、処理装置２０によって、３つのマイクロレンズアレイ（１２１１、１２１２、１２１３）のうちの任意の１つが、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るように制御される。
【００６７】
各マイクロレンズアレイは、Ｘ軸方向に沿って配置された複数のマイクロレンズを有している。そして、Ｘ軸方向に関して、互いに隣接する２つのマイクロレンズの中心間距離を「レンズピッチ」という。ここでは、マイクロレンズアレイ１２１１のレンズピッチをＬＰ１、マイクロレンズアレイ１２１２のレンズピッチをＬＰ２、マイクロレンズアレイ１２１３のレンズピッチをＬＰ３とすると、ＬＰ１＜ＬＰ２＜ＬＰ３となるように設定されている（図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）参照）。
【００６８】
なお、３つのマイクロレンズアレイ（１２１１、１２１２、１２１３）のうち、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マイクロレンズアレイを「マイクロレンズアレイ１２１」という。また、記録紙Ｐの表面で拡散反射された光を単に「反射光」という。
【００６９】
マイクロレンズアレイ１２１の各マイクロレンズは、それぞれ入射した反射光を集光する。なお、テーブル１２２は、反射光と干渉しない構造となっている。
【００７０】
開口系１３は、第１結像光学系１２の＋Ｚ側に配置されている。この開口系１３は、一例として図１１に示されるように、３つの開口部材（１３１１、１３１２、１３１３）と、該３つの開口部材（１３１１、１３１２、１３１３）が載置され、駆動装置１３３によってＸ軸方向に移動可能なテーブル１３２を有している。
【００７１】
駆動装置１３３は、モータを含み、処理装置２０によって、３つの開口部材（１３１１、１３１２、１３１３）のうちの任意の１つが、マイクロレンズアレイ１２１を介した反射光の光路上に配置されるように制御される。
【００７２】
各開口部材は、Ｘ軸方向に沿って配置された開口列を有している。そして、Ｘ軸方向に関して、互いに隣接する２つの開口の中心間距離を「開口ピッチ」という。ここでは、開口部材１３１１の開口ピッチをＡＰ１、開口部材１３１２の開口ピッチをＡＰ２、開口部材１３１３の開口ピッチをＡＰ３とすると、ＡＰ１＜ＡＰ２＜ＡＰ３となるように設定されている（図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）参照）。
【００７３】
なお、各開口は、ピンホール及びスリットのいずれであっても良い。また、開口の形状は円形、矩形に限られるものではなく、楕円やその他の形状であっても良い。
【００７４】
また、各開口部材としては、黒化処理された金属板に複数の穴が開いたものや、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ることができる。
【００７５】
なお、３つの開口部材（１３１１、１３１２、１３１３）のうち、マイクロレンズアレイ１２１を介した反射光の光路上に配置されている開口部材を「開口部材１３１」という。
【００７６】
開口部材１３１の各開口は、マイクロレンズアレイ１２１を介した反射光の集光位置近傍に位置している（図１３参照）。なお、テーブル１３２は、反射光と干渉しない構造となっている。
【００７７】
第２結像光学系１４は、複数の集光レンズ（ここでは、２つの集光レンズ）から構成され、開口部材１３１の＋Ｚ側に配置されている。
【００７８】
第２結像光学系１４は、開口部材１３１の開口列を通過した各反射光を、Ｘ軸方向に関して互いに異なる位置に集光する（図１４参照）。
【００７９】
分光系１５は、第２結像光学系１４の＋Ｚ側に配置されている。この分光系１５は、一例として図１５に示されるように、３つの回折素子（１５１１、１５１２、１５１３）と、該３つの回折素子（１５１１、１５１２、１５１３）が載置され、駆動装置１５３によってＸ軸方向に移動可能なテーブル１５２を有している。
【００８０】
駆動装置１５３は、モータを含み、処理装置２０によって、３つの回折素子（１５１１、１５１２、１５１３）のうちの任意の１つが、第２結像光学系１４を介した反射光の光路上に配置されるように制御される。
【００８１】
各回折素子は、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である。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１５１１の格子ピッチをＧＰ１、回折素子１５１２の格子ピッチをＧＰ２、回折素子１５１３の格子ピッチをＧＰ３とすると、ＧＰ１＜ＧＰ２＜ＧＰ３となるように設定されている（図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）参照）。
【００８２】
なお、３つの回折素子（１５１１、１５１２、１５１３）のうち、第２結像光学系１４を介した反射光の光路上に配置されている回折素子を「回折素子１５１」という。
【００８３】
また、テーブル１５２は、反射光と干渉しない構造となっている。
【００８４】
ところで、回折素子１５１における格子ピッチをｐ、回折素子１５１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θｍで回折される。
【００８５】
ｓｉｎθｍ＝ｍλ／ｐ＋ｓｉｎα  ……（１）
【００８６】
グレーティングの凹凸が鋸歯形状の場合は、＋１次回折光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。
【００８７】
このように回折素子１５１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１５１によって波長分光される。
【００８８】
リニアセンサ１６は、回折素子１５１からの＋１次回折光の回折像が形成される位置に配置されている。このリニアセンサ１６は、一例として図１７に示されるように、Ｘ軸方向に沿って配置された複数の受光領域１６１を有している。なお、以下では、各受光領域を「画素」という。また、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。各画素は、受光光量に応じた信号を処理装置２０に出力する。
【００８９】
例えば、リニアセンサ１６の画素ピッチｄが１０μｍ、回折素子１５１の格子ピッチｐが１０μｍ、回折素子１５１の回折部とリニアセンサ１６との距離Ｌ（図１８参照）が２ｍｍのときは、開口部材１３１の１つの開口を通過した反射光は、一例として図１９に示されるように、波長に応じて６つの画素で受光される。この場合は、６つの画素で１つの分光センサが構成されることとなる。
【００９０】
すなわち、リニアセンサ１６は、一例として図２０に示されるように、複数の分光センサの集合体であり、各分光センサは、互いに異なる開口を通過した反射光の回折像を受光する。
【００９１】
なお、以下では、１つの画素で受光される光の波長帯を「バンド」といい、光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、一例として図２１に示されるように、回折素子１５１における凹凸の配列方向がＸ軸方向に平行であると、０次光、±２次回折光、及び開口部材１３１における隣接する開口を通過した反射光の回折光などが、リニアセンサ１６上で重なり合い、図２２に示されるように、隣接する分光センサ間でクロストークを生じて正確な分光計測が困難となる場合がある。
【００９３】
そこで、本実施形態では、一例として図２３（Ａ）に示されるように、回折素子をＺ軸に平行な軸まわりに回転させて、凹凸の配列方向をＸ軸方向に対して傾斜させている。なお、一例として図２３（Ｂ）に示されるように、辺に対して凹凸が傾斜して形成されている回折素子を用いても良い。図２４及び図２５には、凹凸の配列方向をＸ軸方向に対して約１０°傾斜させたときの各回折像とリニアセンサ１６との位置関係が示されている。
【００９４】
また、本実施形態では、図２６に示されるように、計測精度に応じて４つの計測モード（計測モードＡ〜計測モードＤ）を定義する。また、各計測モードとマイクロレンズアレイ、開口部材、回折素子の関係が図２７に示されている。なお、計測モードＤは、簡単なモニタ用あるいは確認用のモードであり、複数の分光センサのうちの一部の分光センサが利用される。従って、処理時間は他の３つの計測モードに比べて非常に短い。
【００９５】
処理装置２０は、一例として図２８に示されるように、入出力制御装置２１、選択回路２２、３つのモータ駆動回路（２３、２４、２５）、光源駆動回路２６、演算回路２７、及びメモリ２８などを有している。
【００９６】
入出力制御装置２１は、プリンタ制御装置２０９０とのデータのやりとりを制御する。具体的には、入出力制御装置２１は、プリンタ制御装置２０９０からの計測モードを指定するデータ（モード指定データ）を選択回路２２に通知する。また、入出力制御装置２１は、プリンタ制御装置２０９０からのＬＥＤアレイ１１ａの点灯／消灯を指示するデータ（光源制御データ）を光源駆動回路２６に通知する。また、入出力制御装置２１は、演算回路２７の演算結果をプリンタ制御装置２０９０に通知する。
【００９７】
選択回路２２は、プリンタ制御装置２０９０からのモード指定データに基づいて、マイクロレンズアレイ、開口部材、回折素子を選択する。
【００９８】
モータ駆動回路２３は、３つのマイクロレンズアレイ（１２１１、１２１２、１２１３）のうち、選択回路２２で選択されたマイクロレンズアレイがマイクロレンズアレイ１２１となるように駆動装置１２３を制御する。
【００９９】
モータ駆動回路２４は、３つの開口部材（１３１１、１３１２、１３１３）のうち、選択回路２２で選択された開口部材が開口部材１２１となるように駆動装置１３３を制御する。
【０１００】
モータ駆動回路２５は、３つの回折素子（１５１１、１５１２、１５１３）のうち、選択回路２２で選択された回折素子が回折素子１５１となるように駆動装置１５３を制御する。
【０１０１】
光源駆動回路２６は、入出力制御装置２１からの光源制御データに応じて、ＬＥＤアレイ１１ａを点灯／消灯する。
【０１０２】
演算回路２７は、モード指定データ、メモリ２８に格納されている各種データ、リニアセンサ１６の出力信号に基づいて、計測位置毎（分光センサ毎）に反射光波長スペクトルを算出する。
【０１０３】
メモリ２８には、演算回路２７での演算処理に用いられる各種データが格納されている。
【０１０４】
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。
【０１０５】
そこで、本実施形態では、バンド数を必要最小限に抑え、演算回路２７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。
【０１０６】
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）。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
ｒ＝Ｇｖ  ……（２）
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
Ｇ＝ＲＶＴ（ＶＶＴ）−１    ……（３）
【０１１３】
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。
【０１１４】
変換行列Ｇは、計測モード毎に、そして各計測モードにおける分光センサ毎に、予め算出されメモリ２７に格納されている。そこで、演算回路２７は、モード指定データで指定された計測モードに対応した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とメモリ２７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、演算回路２７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。
【０１１５】
図２９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。
【０１１６】
ところで、演算回路２７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。
【０１１７】
プリンタ制御装置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。
【０１１８】
プリンタ制御装置２０９０は、一例として図３０に示されるように、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応じて、計測モードを決定し、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。
【０１１９】
そして、プリンタ制御装置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、プリンタ制御装置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。
【０１２０】
そして、プリンタ制御装置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。
【０１２１】
また、プリンタ制御装置２０９０は、画質について簡単なモニタあるいは確認が必要なときに、計測モードＤでの分光計測を画質検出装置２２４５に指示する。そして、計測モードＤでの計測結果に応じて、計測モードＡ〜Ｃのいずれかでの分光計測を指示しても良い。
【０１２２】
以上説明したように、本実施形態に係る分光計測装置１０によると、光源ユニット１１、第１結像光学系１２、開口系１３、第２結像光学系１４、分光系１５、リニアセンサ１６、及び３つの駆動装置（１２３、１３３、１５３）を有している。
【０１２３】
第１結像光学系１２は、Ｘ軸方向に沿って配列された複数のマイクロレンズを有する３つのマイクロレンズアレイ（１２１１、１２１２、１２１３）を有している。そして、各マイクロレンズアレイは、互いにレンズピッチが異なっている。そして、駆動装置１２３を制御することによって、第１結像光学系１２の任意の１つのマイクロレンズアレイを記録紙からの反射光の光路上に配置させることができる。
【０１２４】
開口系１３は、Ｘ軸方向に沿って配列された開口列を有する３つの開口部材（１３１１、１３１２、１３１３）を含んでいる。そして、各開口部材は、互いに開口ピッチが異なっている。そして、駆動装置１３３を制御することによって、開口系１３の任意の１つの開口部材を反射光の光路上に配置させることができる。
【０１２５】
分光系１５は、３つの回折素子（１５１１、１５１２、１５１３）を含み、各回折素子は、互いに格子ピッチが異なっている。そして、駆動装置１５３を制御することによって、分光系１５の任意の１つの回折素子を反射光の光路上に配置させることができる。
【０１２６】
この場合は、記録紙からの反射光の波長スペクトルを計測タイミングに応じて適切に計測することができる。
【０１２７】
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の各駆動装置を個別に制御するとともに、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。
【０１２８】
プリンタ制御装置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計測モードを決定し、画質検出装置２２４５に画質検出を指示する。そして、プリンタ制御装置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、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、操作性を低下させることなく、安定した画像品質で画像を形成することができる。
【０１２９】
なお、上記実施形態では、計測モードが４種類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い。
【０１３０】
また、上記実施形態では、第１結像光学系１２が、３つのマイクロレンズアレイを有す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。第１結像光学系１２が、２つのマイクロレンズアレイ、あるいは４つ以上のマイクロレンズアレイを有していても良い。
【０１３１】
また、上記実施形態では、開口系１３が、３つの開口部材を有す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。開口系１３が、２つの開口部材、あるいは４つ以上の開口部材を有していても良い。
【０１３２】
また、上記実施形態では、分光系１５が、３つの回折素子を有す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。分光系１５が、２つの回折素子、あるいは４つ以上の回折素子を有していても良い。
【０１３３】
また、上記実施形態では、回折素子を交換することによってバンド数を変更する場合について説明したが、一例として図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）に示されるように、１つの回折素子をその中心軸まわりに回動させることによってバンド数を変更しても良い。
【０１３４】
回折素子をその中心軸まわりに回動させる回動駆動部は、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有している。
【０１３５】
回転テーブルは、円板状の部材であり、支持部材（図示省略）に、その中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動可能に取り付けられている。この回転テーブルの側面には、ギアに係合されるねじ溝が形成されている。そして、回転テーブルの＋Ｚ側の面に回折素子が固定されている。このとき、回転テーブルの回転軸上に回折素子の中心が位置するように設定されている。そこで、回転テーブルが回転すると、回折素子は、その中心を通りＺ軸に平行な軸まわりに回転することとなる。
【０１３６】
ギアは、回転テーブルの−Ｘ側で、回転テーブルのねじ溝に係合する位置に配置されている。このギアは、シャフトを介してステッピングモータに接続されている。そこで、ステッピングモータが回転すると、ギアが回転し、回転テーブルが回転する。このステッピングモータは、処理装置２０によって制御される。なお、回転テーブルは、回折素子に入射する反射光と干渉しないように、中央部に開口を有している。また、この場合は、回折素子とリニアセンサとの距離を調整する必要がある。
【０１３７】
また、上記実施形態において、マイクロレンズアレイ１２１１と開口部材１３１１、マイクロレンズアレイ１２１２と開口部材１３１２、マイクロレンズアレイ１２１３と開口部材１３１３が、それぞれ組として用いられる場合は、一例として図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）に示されるように、テーブル１２２及びテーブル１３２をそれらの位置関係を維持しつつ１つの保持部材で保持し、該保持部材を１つのステッピングモータでＸ軸方向に移動させても良い。
【０１３８】
また、上記実施形態において、マイクロレンズアレイ１２１１と開口部材１３１１と回折素子１５１１、マイクロレンズアレイ１２１２と開口部材１３１２と回折素子１５１２、マイクロレンズアレイ１２１３と開口部材１３１３と回折素子１５１３が、それぞれ組として用いられる場合は、テーブル１２２、テーブル１３２及びテーブル１５２をそれらの位置関係を維持しつつ１つの保持部材で保持し、該保持部材を１つのステッピングモータでＸ軸方向に移動させても良い。
【０１３９】
また、上記実施形態において、バンド数を変更する必要がないときは、前記分光系１５に代えて、所望のバンド数に対応した１つの回折素子を用いても良い。この場合は、前記駆動装置１５３は不要である。
【０１４０】
また、上記実施形態において、前記第１結像光学系１２に代えて、開口系における最も狭い開口ピッチに合わせたレンズピッチの１つのマイクロレンズアレイを用いても良い。この場合は、計測位置は開口ピッチで決定される。そして、開口系１３は、上記最も狭い開口ピッチの開口部材、その２倍及び４倍の開口ピッチの開口部材を含むこととなる。これにより、コスト低減を図ることができる。
【０１４１】
また、上記実施形態において、第１結像光学系１２は、前記マイクロレンズアレイに代えて、Ｘ軸方向に沿って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レンズアレイ（登録商標）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レンズアレイを「セルフォックレンズアレイ１２１Ａ」という。
【０１４２】
但し、この場合は、一例として図３３に示されるように、セルフォックレンズアレイ１２１Ａの結像関係における光束の直進性から、第２結像光学系１４の仕様次第では、図３４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第２結像光学系１４で捕捉することができない。また、セルフォックレンズアレイ１２１Ａのレンズピッチと開口部材１３１の開口ピッチが異なっていると、光量に明暗の分布が生じる。
【０１４３】
そこで、この場合は、一例として図３５（Ａ）〜図３５（Ｃ）に示されるように、レンズＳＬと開口を対にして、レンズＳＬと開口の位置を、Ｘ軸方向の位置に応じてずらすことにより、図３６に示されるように、画像全幅における反射光を第２結像光学系１４で捕捉し、図３７に示されるように、画像全幅で計測可能となる。
【０１４４】
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３８に示されるようにスリット部材１７で制限しても良い。
【０１４５】
この場合、レンズＳＬ及び開口の位置が変化すると、第２結像光学系１４への光の伝搬角度が変動し、回折素子１５１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、セルフォックレンズアレイと開口部材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。
【０１４６】
また、セルフォックレンズアレイを用いる場合に、第２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、セルフォックレンズアレイのレンズピッチと開口部材の開口ピッチを同じにしても良い。
【０１４７】
また、上記実施形態において、開口ピッチを変更したことにより、図３９（Ａ）及び図３９（Ｂ）に示されるように、リニアセンサ１６上での回折像の間隔が広くなると、画素に余裕が生じる。そこで、回折素子１５１をＺ軸まわりに回転させることにより、図４０に示されるように、多くの画素を回折像が受光される画素として適用可能となる。この場合、回折素子１５１での回折角θｍは上記（１）式で導出される。そして、回折素子１５１の回折部とリニアセンサ１６との距離Ｌを用いて、Ｌ×ｔａｎθｍから、分光された各波長の光のリニアセンサ１６上での結像位置が導出される。
【０１４８】
また、第２結像素子１４の倍率によりリニアセンサ１６上での回折像の大きさが決まるため、白色光の回折像を検出した場合、回折像の幅ｊ（図４１参照）を求めることができる。
【０１４９】
一般的に、画素の高さｈ及び画素の幅ｃ（図４１参照）はリニアセンサ１６により決まっている。そこで、開口ピッチと第２結像素子１４の倍率とから１つの分光センサにおける画素数Ｎが決定される。このとき、リニアセンサ１６上の回折像のＸ軸方向に対する傾斜角が、ｔａｎ−１（ｈ／（Ｎ×ｃ））となるように、回折素子１５１における凹凸の配列方向が決定される。
【０１５０】
なお、限定的ではあるが、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）タイプのリニアセンサで、画素の高さを調整できるものがある。その場合には、調整後の高さを上記画素の高さｈとすれば良い。
【０１５１】
そして、決定された凹凸の配列方向を有する回折素子を回折素子１５１とすることで、バンド数Ｎを確保することができる。
【０１５２】
また、上記実施形態では、任意の１つの光学素子を選択するために各テーブルをＸ軸方向に沿って移動す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、選択対象の複数の光学素子をＹ軸方向に沿って配列させ、テーブルをＹ軸方向に沿って移動しても良い。また、テーブルをＺ軸に平行な軸まわりに回転させて任意の１つの光学素子が選択されるようになっていても良い。
【０１５３】
また、上記実施形態において、第１結像光学系１２の任意の１つのマイクロレンズアレイを記録紙からの反射光の光路上に配置させる操作を、使用者が手動で行っても良い。同様に、開口系１３の任意の１つの開口部材を反射光の光路上に配置させる操作、及び分光系１５の任意の１つの回折素子を反射光の光路上に配置させる操作を、使用者が手動で行っても良い。
【０１５４】
また、上記実施形態において、第１結像光学系１２の任意の１つのマイクロレンズアレイを選択する選択スイッチを備え、使用者が該選択スイッチで選択したマイクロレンズアレイが駆動装置１２３によって記録紙からの反射光の光路上に配置されても良い。
【０１５５】
同様に、開口系１３の任意の１つの開口部材を選択する選択スイッチを備え、使用者が該選択スイッチで選択した開口部材が駆動装置１３３によって反射光の光路上に配置されても良い。
【０１５６】
同様に、分光系１５の任意の１つの回折素子を選択する選択スイッチを備え、使用者が該選択スイッチで選択した回折素子が駆動装置１５３によって反射光の光路上に配置されても良い。
【０１５７】
また、上記実施形態において、計測モードを選択する選択スイッチを備え、使用者が該選択スイッチで計測モードを選択しても良い。
【０１５８】
また、上記実施形態における、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選択されるマイクロレンズアレイ、開口部材、及び回折素子は一例であり、これに限定されるものではない。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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４２参照）。この場合は、分光計測装置１０と、媒体及び分光計測装置の少なくとも一方を移動させる移動系と、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。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
以上説明したように、本発明の分光計測装置によれば、対象物からの反射光の波長スペクトルを計測タイミングに応じて適切に計測するのに適している。また、本発明の画像評価装置によれば、画像の品質を適切に評価するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、安定した画像品質で画像を形成するのに適している。
【符号の説明】
【０１６５】
１０…分光計測装置、１１…光源ユニット、１１ａ…ＬＥＤアレイ、１１ｂ…コリメートレンズアレイ、１２…第１結像光学系、１３…開口系、１４…第２結像光学系、１５…分光系、１６…リニアセンサ、１７…スリット部材、２０…処理装置、１２１１，１２１２，１２１３…マイクロレンズアレイ（アレイ光学素子）、１２２…テーブル、１２３…駆動装置、１３１１，１３１２，１３１３…開口部材、１３２…テーブル、１３３…駆動装置、１５１１，１５１２，１５１３…回折素子（分光部材）、１５２…テーブル、１５３…駆動装置、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム、２０５０…定着装置、２０９０…プリンタ制御装置、２２４５…画質検出装置、Ｐ…記録紙（対象物）、ＳＬ…屈折率分布型レンズ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６６】
【特許文献１】特表２００８−５１８２１８号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５８８３号公報
【特許文献３】特開２００２−３１０７９９号公報
【特許文献４】特許第３５６６３３４号公報
【特許文献５】特開２００３−１３９７０２号公報
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図２２】
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【図２５】
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【図４２】
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