(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測色物に測色光を照射する光源と、
前記被測色物からの反射光を分光する分光手段と、
前記分光手段により分光された分散光を受光し、当該分散光の強度に応じて信号を出力する複数の画素を有する光検出手段と、
基準となる被測色物を測色した際に前記光検出手段にて検出された分散光のプロファイルにおける複数の変曲点の波長と画素との対応関係を用いて、前記光検出手段を構成する複数の画素それぞれにて受光された分散光の波長を演算する演算手段と
を有し、
前記演算手段は、前記光源が発する測色光の光量を第１の光量とすることで、前記複数の変曲点のうち第１の変曲点に対応する画素によって出力される信号が基準値以上で且つ飽和しない出力レベルとなり、前記光源が発する測色光の光量を第２の光量とすることで、前記複数の変曲点のうち第２の変曲点に対応する画素によって出力される信号が基準値以上で且つ飽和しない出力レベルとなるようにすることを特徴とする分光測色器。
【請求項２】
前記複数の変曲点の少なくとも一つは、前記分散光のプロファイルにおける極大値、又は、前記分散光のプロファイルにおける極小値であることを特徴とする請求項１に記載の分光測色器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の分光測色器を備え、記録媒体に像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
記録媒体に形成された像に対して前記分光測色器の演算手段が演算した前記複数の画素それぞれと波長との対応関係を、基準となる分散光のプロファイルにおける波長と画素との対応関係を用いて補正する補正手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録媒体に形成された色材の像の分散光の波長情報を記憶する記憶手段を更に有し、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された色材の像に対する波長情報と、補正時に前記光検出手段により検出した記録媒体に形成された色材の像の分散光の波長との関係から、前記光検出手段にて受光される前記分散光の波長と画素の位置との対応関係を補正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記分散光のプロファイルは、基準となる記録媒体の分散光の波長情報を含み、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された色材の像に対する波長情報および記録媒体に対する波長情報と、補正時に前記光検出手段により検出した記録媒体に形成された色材の像の分散光および記録媒体の分散光の波長との関係から、前記光検出手段にて受光される前記分散光の波長と画素の位置との対応関係を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記色材の像に対する分散光の波長情報を記憶する前記記憶手段は、当該画像形成装置にて用いられる当該色材を提供する消耗品が有することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記色材の色は、シアン、イエロー、マゼンタ、レッド、グリーン、ブルーのいずれかであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記光源により照射される光は、白色光であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記色材の像は、印字率が１００％或いは略１００％の単色からなる高濃度パターンであることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項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、インクジェット方式や電子写真方式等の複写機やプリンタなどで出力された画像の測色方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷物や物体色の色を測定する装置の一つとして分光測色器（カラーセンサ）が用いられている。分光測色器は、被測色物に白色の光を照射し、反射光を回折格子やプリズムを用いて波長分散した後に分散された分散光の強度をラインセンサで検出する。そして、分光測色器は、検出された分散光強度の波長分布、光源の光の波長分布、センサの分光感度などを考慮した演算を行って被測色物の分光反射率を求める。ここで、被測色物への入射光量は、可視光波長全域にわたって均一ではないので、被測色物の分光反射率を求めるためには、波長ごとの入射光の強度を求める必要があり、ラインセンサの各画素に入射する光の波長分布を求める必要がある。
【０００３】
しかしながら、ラインセンサの各画素と当該画素に値付けられた波長との関係は、経時変化や熱的な変化によってズレを生じてしまう。尚、ここでの値付けるとは対応付けるということを意味する。このため、反射光の波長分布を正しく測定し、さらに入射光の強度分布による補正を行うには、ラインセンサの各画素に値付けられた波長を適宜校正する必要がある。
【０００４】
上記問題に対し、特許文献１では、測色用の光受光素子（画素）を一列に配列したラインセンサについ、センサの画素を必要最小限の数より余分に設ける。更に、分光用の光学素子とセンサの間に可視光以外の波長の光を吸収するフィルタを設けるか、所定の波長の光を発光する発光素子を追加することにより、センサの各画素に入射している光の波長を特定する手法が提案されている。この方法によれば、センサの各画素に入射している光の波長を特定することにより、精度の高い部品や、厳しい位置精度の管理、調整を不要とし、トナーパッチの分光反射率を低コストで検出することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１４１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で提案された方法では、別途、光の吸収手段（フィルタ）が必要となりコスト面で不利である。或いは、用いるフィルタによっては可視光を減衰させ、色測定の精度を低下させてしまう。
【０００７】
本発明は、このような課題及び他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。センサの各画素に入射している光の波長を特定するうえで、例えば、コスト面で有利な仕組みを提供する。また例えば、色測定の精度を簡易に向上させる仕組みを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明は、以下の構成を有する。すなわち、分光測色器であって、被測色物に測色光を照射する光源と、前記被測色物からの反射光を分光する分光手段と、前記分光手段により分光された分散光を受光し、当該分散光の強度に応じて信号を出力する複数の画素を有する光検出手段と、基準となる被測色物を測色した際に前記光検出手段にて検出された分散光のプロファイルにおける複数の変曲点の波長と画素との対応関係を用いて、前記光検出手段を構成する複数の画素それぞれにて受光された分散光の波長を演算する演算手段とを有し、前記演算手段は、前記光源が発する測色光の光量を第１の光量とすることで、前記複数の変曲点のうち第１の変曲点に対応する画素によって出力される信号が基準値以上で且つ飽和しない出力レベルとなり、前記光源が発する測色光の光量を第２の光量とすることで、前記複数の変曲点のうち第２の変曲点に対応する画素によって出力される信号が基準値以上で且つ飽和しない出力レベルとなるようにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、センサの各画素に入射している光の波長を特定するうえで、例えば、コスト面で有利な仕組みや、色測定の精度を簡易に向上させる仕組みを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】分光測色器の一実施例を示す概略構成図。
【図２】分光測色器で予め測定された白色基準試料測定スペクトルを示す図。
【図３】第一実施形態に係るフローチャート。
【図４】測定された白色基準試料測定スペクトルを示す図。
【図５】測定された白色基準試料測定スペクトルを示す図。
【図６】分光測色器における波長とラインセンサ上の相対位置関係を示す図。
【図７】第一実施形態に係るラインセンサ画素と波長の関係を示す図。
【図８】第二実施形態に係るフローチャート。
【図９】第二実施形態に係る２次近似曲線を示す図。
【図１０】理論値と近似値の差分を示す図。
【図１１】画像形成装置の一実施例を示す概略構成図。
【図１２】画像形成装置の構成を説明する概略図。
【図１３】画像処理部におけるデータ変換の流れを示す図。
【図１４】白色ＬＥＤおよびトナーの分光輝度特性を示す図。
【図１５】白色ＬＥＤでマゼンタ色パッチを投影した反射光の分光特性を示す図。
【図１６】ラインセンサの出力補正を説明するフロー図。
【図１７】白基準及びＭ色パッチの画素位置と反射光量の対応関係を示す図。
【図１８】色度センサの分光波長とその投影位置関係を示す図。
【図１９】ラインセンサの各画素と波長の対応を示す図。
【図２０】分光測色器の光学系を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態の例について、図を用いて説明する。なお、ここで述べる構成は一例であり、これに限定するものではない。また、本明細書の構成として、第一実施形態および第二実施形態において分光測色器に関する説明を行う。さらに、第三実施形態および第四実施形態にて分光測色器を備える画像形成装置全体における波長補正の実施形態についての説明を行う。
【００１３】
＜第一実施形態＞
本実施形態に用いる分光測色器の概略図を図１に示す。図１（ａ）に示す分光測色器１０は、可視光全体にわたる発光波長分布を有する白色光源１２、集光レンズ１７、回折格子１８、電荷蓄積型のラインセンサ１１を有する。更に分光測色器１０は、ＡＤ変換器２１、制御演算部２２、メモリ２３を有する。制御演算部２２は、各種演算の他に周辺デバイス（ラインセンサ１１やＡＤ変換器２１やメモリ２３や白色光源１２）の制御をも司る。
【００１４】
ここで白色光源１２としては、例えば、タングステン光や白色ＬＥＤ、ＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の３色ＬＥＤ等などが使用可能である。本実施形態においては白色光源１２として、青色光を発光するＬＥＤ素子を、黄色の蛍光材を混合した樹脂でパッケージングした白色ＬＥＤを用いる。この場合において、波長が４６０ｎｍ付近のピークは青色ＬＥＤの発光スペクトルであり、５９０ｎｍ付近のピークは黄色蛍光体のスペクトルである。このスペクトルは蛍光材がＬＥＤ素子からの光を受けて蛍光したときに発生される光によるものである。白色光源１２が発する光量は制御演算部２２の作用によって適宜調整することが可能になっている。なお、本実施形態において、図２に示すように、青色ＬＥＤの発光スペクトルに対応するピークを４５３ｎｍとし、黄色蛍光体のスペクトルを５６７ｎｍとする。また、白色光源１２から照射される対象として、被測色物１４および白板などの白基準２４を示している。
【００１５】
図１（ｂ）は分光測色器１０が有するラインセンサ１１の詳細模式図であり、１３４個の画素がライン上に並んだ構成をしている。本実施形態では、図１（ｂ）に示した画素番号を各画素のアドレスとする。白色光源１２から発せられた光１５は、開口１３を通過し転写材の上に形成された被測色物１４に約４５°の角度で入射し、被測色物１４の光吸収特性に応じた散乱光となる。散乱光１６の一部は、集光レンズ１７に取り込まれて平行光となった後、回折格子１８に入射角９０°で入射し、分光される。分光された分散光は、ラインセンサ１１に入射する。
【００１６】
図１（ｂ）に示すように、本実施形態では、ラインセンサ１１は、波長が約３５０ｎｍから約７５０ｎｍの可視光を３ｎｍ単位で検出するために必要な１３４画素を有する。なお、ラインセンサ１１には、誤差用の画素や、暗時出力補正用及び有効画素の対称性を向上させ素子間ばらつきを低減させるために端部にダーク画素を設けても構わないが、ここでは簡略化のため、省略する。ラインセンサ１１は、入射した分散光の強度に応じて画素ごとに電圧信号を出力する。そして、ラインセンサ１１により出力された信号をＡＤ変換器２１によってＡＤ変換し、被測色物１４からの反射光を画素毎のデジタル強度信号として得ることができる。本実施形態にて用いたラインセンサ１１は電荷蓄積型ラインセンサであり、所定の蓄積時間に入射した分散光の強度に応じて、画素ごとに電圧信号を出力する。ラインセンサ１１における蓄積時間は、制御演算部２２の作用によって、適宜調整することが可能である。
【００１７】
これら各画素により出力されたデジタル強度信号は制御演算部２２に送られ、以下の演算がなされる。ラインセンサ１１の各画素には、後述する方法にて予め対応する波長λが値付けられ、メモリ２３に保持されている。そのため、メモリ２３に保持された値により、被測色物１４からの反射光の波長−信号強度スペクトルＯｉ（λ）が得られる。被測色物１４の分光反射率Ｏｒ（λ）は、以下の式（１）により求められる。ここで、別途測定される分光反射率が既知の基準試料（一般には白色基準試料）に白色光源１２の光を照射した際の反射光の波長−信号強度スペクトルＷｉ（λ）と、基準試料が有する分光反射率Ｗｒ（λ）とが用いられる。尚、Ｗｒ（λ）は既知とする。
【００１８】
Ｏｒ（λ）＝｛Ｏｉ（λ）／Ｗｉ（λ）｝×Ｗｒ（λ）  ・・・式（１）
さらに、制御演算部２２は得られた分光反射率Ｏｒ（λ）を元に、３８０ｎｍから７３０ｎｍの範囲の分光反射率を１０ｎｍ毎に補完演算して外部へ出力する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る分光測色器１０を用いて、被測定対象として白色基準試料（白基準２４）を測定した際に得られる波長−信号強度スペクトルであり、最大強度を“１”として正規化した図である。白色基準試料の波長−信号強度スペクトルを得るためには、ラインセンサ１１の画素位置と波長λとの関係が予め値付けられている（即ち、対応付けられている）必要が当然ある。この値付けの作業は、例えばラインセンサ１１の出荷時に波長が既知の基準単一波長スペクトルを用いるなどして従来公知の方法にて行うことができる。本実施形態においては、図２のスペクトルを得るにあたって、ラインセンサ１１の画素と波長λとの関係を朝日分光社製のモノクロメータ（ＣＭＳ−１００）を用いて対応付けた。しかし、出荷時に値付けたラインセンサ１１の画素と波長λとの関係は、上述したように経時変化・熱・応力などの影響を受けて変化してしまうため、ユーザが分光測色器を使用する場合には、改めてその関係を値付けなおす必要がある。
【００２０】
［波長の再値付け方法］
本実施形態における、ラインセンサ１１の各画素に対応する波長λの再値付けを行う手法について、具体的な手順を図３のフローチャートを用いて説明する。本処理は、分光測色器１０により実行される。ここで、予め図１のメモリ２３には、図２に示した白色基準試料（白基準２４）を測定した際のスペクトルの変曲点として、極大ポイントの波長４５３ｎｍと５６７ｎｍが分散光プロファイルとして記録されている。ここでの分散光プロファイルとは、各波長に分散された光が各々どれだけの分光反射率を持つか、或いは、ある条件下において各波長に分散された光が各々どれだけの反射強度を持つかの光特性の情報を指す。また各波長に分散された光の強度について、一番強度の強い波長の光強度を１にしたときの比率を分散光プロファイルとしても良い。また、本実施形態にて用いるプロファイルにおいて、例えば全ての波長と光特性と対応関係の値を保持してもよいし、また、図２に示すような、変曲点の値のみを記憶部に保持するようにしても構わない。これは、目的やメモリ等に保持するデータ量などを考慮し、異ならせても構わない。
【００２１】
まず、分光測色器１０は、Ｓ１にて第１の変曲点の予備検出を行う。この予備検出では、センサ出力の最大値が飽和値以下であり且つ基準値以上であることを確認する。ここで、第１の変曲点とは、図２に示す例においては、波長４５３ｎｍの極大ポイントが相当する。
【００２２】
以下、Ｓ１の処理の詳細について説明する。制御演算部２２は、図１（ｂ）に示す電荷蓄積型のラインセンサ１１が有する各画素による光電圧出力を所定時間蓄積した信号をリセットする。その後、分光測色器１０は、白基準２４を光源である白色ＬＥＤ１２で照射し、白基準２４からの反射光を回折格子１８で波長分散する。
【００２３】
そして、各波長の分散光はラインセンサ１１に入射され、ラインセンサ１１は、その入射光によって発生する光電圧出力を所定時間蓄積した信号として得る。分光測色器１０は、取得した信号をＡＤ変換器２１でＡＤ変換し、制御演算部２２に送る。分光測色器１０は、制御演算部２２にて各画素の信号の中から最大出力値を抽出する。
【００２４】
そして、制御演算部２２は、Ｓ２、Ｓ３にて、抽出された最大出力値が飽和値以下であること及び基準値以上であるか否かを判別する。ここで用いられる飽和値および基準値に関しては、予め定義され、メモリ２３にて保持されている。
【００２５】
Ｓ１にて抽出した最大出力値が飽和値に達している場合（Ｓ３にてＮＯ）もしくは基準値以下である場合（Ｓ２にてＮＯ）には、制御演算部２２は、第１の出力調整を行う（Ｓ４）。つまり、ここで所定の出力レベルとするために、抽出される最大出力値が、基準値≦最大出力値＜飽和値となるように白色ＬＥＤ１２の発光出力を調整する。具体的には、制御演算部２２は、随時送られてくるＡＤ変換信号をモニタしながら白色ＬＥＤ１２の発光出力を制御し、上記条件を満たす適正な出力となるよう測色条件を調整する。このとき、出力値が基準値に満たない場合には、分光測色器１０は制御演算部２２により白色ＬＥＤ１２の出力を上げる制御を行う。また、出力値が飽和値を超えている場合には、制御演算部２２は、白色ＬＥＤ１２の発光出力を下げる制御を行う。本実施形態においては、ＡＤ変換器２１は１２ビットで動作しており、４０９５（ｄｅｃ）が飽和値となる。また、信号出力としては、飽和値の３／４程度が得られれば十分として、基準値を３０００（ｄｅｃ）として白色ＬＥＤ１２の発光出力の調整を行う。尚、ｄｅｃとはｄｅｃｉｍａｌの略である。
【００２６】
白色ＬＥＤ１２の発光出力が適正に調整されると（Ｓ２およびＳ３にてＹＥＳ）、次に分光測色器１０は、Ｓ５にて第１の変曲点の検出を行う。白色ＬＥＤ１２の発光出力調整後における各画素が出力する光電圧出力がＡＤ変換されて制御演算部２２に送られる。制御演算部２２は、改めて各画素の信号の中から最大出力値を抽出し、最大出力値を有する画素を特定する。なお、１度目のＳ２、Ｓ３の判断で、共に判断した場合には、Ｓ１で予備抽出されたセンサ出力値が制御演算部２２により採用される。
【００２７】
図４は、Ｓ４を経由して或いは経由しないで制御演算部２２に送られた信号の一例であり、画素位置がアドレス３５の出力であるＶｏｕｔ（３５）が極大値を示している。一方、メモリ２３には図２に示したように白基準２４を測定した際に得られるスペクトルの極大ポイントの波長情報が予め記憶されている。この予め記憶されている白基準２４における分散光の特性を分散光プロファイルとして用いる。そのため、制御演算部２２はその波長情報と信号を比較することにより、アドレス３５の画素が４５３ｎｍの波長の光を受光している画素であると特定する。
【００２８】
次に、Ｓ６にて分光測色器１０は、第２の変曲点の予備検出を行う。Ｓ１と同様に、この予備検出では、センサ出力の最大値が飽和値以下であり且つ基準値以上であることを確認する。ここで、第２の変曲点とは、図２に示す例においては、波長５６７ｎｍの極大ポイントが相当する。制御演算部２２は、もう一つの極大値を示しているアドレス６９の画素の出力値を確認する。本実施形態において、この出力値は１９２５（ｄｅｃ）であるが、アドレス６９の隣の画素であるアドレス７０の出力値は１９２４（ｄｅｃ）である。ここで、本実施形態におけるラインセンサ１１の電圧出力値の電気ノイズ変動はＡＤ変換後の値で±１（ｄｅｃ）を有している。したがって、これら出力値が電気ノイズ変動の影響を受けていることを考慮すると、アドレス６９の画素ではなく、アドレス７０の画素が真の第２の変曲点である可能性がある。変曲点の画素の決定に誤差が生じると、後に説明する各画素への波長の値付け動作において、その他の画素の波長値付けに更に大きな誤差を生じさせる要因となってしまう。したがって、第２の変曲点の画素を決定するためにはノイズの影響を無視できるだけの大きさの電気信号量を得る必要がある。
【００２９】
そこで本実施形態においては、極大値を示したアドレス６９の画素出力をモニタしながら、その値が前述の基準値以上かつ飽和値未満となるように制御演算部２２が白色ＬＥＤ１２の発光出力を調整する。Ｓ６にて抽出した最大出力値が飽和値に達している場合（Ｓ８にてＮＯ）もしくは基準値以下である場合（Ｓ７にてＮＯ）には、制御演算部２２は、第２の出力調整を行う（Ｓ９）。ここでは、制御演算部２２は、随時送られてくるＡＤ変換信号をモニタしながら白色ＬＥＤ１２の発光出力電圧を制御し、適正な出力となるよう調整する。この第２の出力調整は、Ｓ４と同様に制御されることとなる。白色ＬＥＤ１２の発光出力調整後に得られるスペクトルは、図５（ａ）に示されるように、第１の変曲点の信号が飽和している。しかし、ここでの動作は第２の変曲点の画素を決定することが目的であるので、第１の変曲点の信号飽和は問題とならない。
【００３０】
白色ＬＥＤ１２の発光出力が適正に調整されると（Ｓ７およびＳ８にてＹＥＳ）、次に分光測色器１０は、Ｓ１０にて第２の変曲点検出を行う。分光測色器１０は、制御演算部２２にて改めてアドレス７１付近の極大値を確認する。本実施形態における例では上記処理の結果、図５（ｂ）に示す通りアドレス６９の出力値が３２７９（ｄｅｃ）、アドレス７０は３２８２（ｄｅｃ）となり、電気ノイズ変動以上の有意差のある出力が得られる。この結果、極大値を示すアドレスはアドレス６９ではなくアドレス７０であると決定することができる。このようにして、アドレス７０の画素が５６７ｎｍの波長の光を受光している画素であることが特定できる。
【００３１】
第２の変曲点検出の後、Ｓ１１にて制御演算部２２はラインセンサ１１の画素と波長の対応を特定する。本実施形態の分光測色器１０の構成において、波長とラインセンサ１１上の相対位置は、図６の実線で示される通り、ほぼ線形の関係にある。従って、２組の画素位置と波長との対応関係から、図６の破線にて示される線形補完をすることで、各画素に対する波長の対応付けが可能である。図７に、Ｓ５およびＳ１０にて求めたアドレスと波長の関係（アドレス３５：４５３ｎｍ、アドレス７０：５６７ｎｍ）に基づいて、本補正方法にて対応付けしたラインセンサ１１の各画素と波長の関係を記す。分光測色器１０は、制御演算部２２にて、これらの情報をメモリ２３に記憶させ、再値付け動作を終了する。
【００３２】
以上説明した手順にて、ラインセンサ１１の各画素に対応する波長λの値付けが行われる。本実施形態によれば、白基準２４からの反射スペクトルをラインセンサ１１で読み取った際の２つの変曲点としての極大値に対応する波長をメモリ２３に記憶する。これにより、任意のタイミングでラインセンサ１１の各画素に対応する波長λの値付けを行うことが可能である。したがって、経時変化や熱、応力などにより分光測色器１０の枠体が変形し、ラインセンサ１１に投影される分光光の位置がシフトしても、各画素と波長の対応関係を再値付けすることが可能となる。
【００３３】
そして、上記の値付けを行うにあたって、２つの変曲点のそれぞれに対して最適な信号量を確保した上で対応する画素を特定する。そのため、本実施形態に示した第２の変曲点（極大値）のようにスペクトル形状がブロードである場合、或いは信号の出力レベルが低い場合など、通常の方法では位置が特定しづらいスペクトル形状においても、変曲点を精度よく特定することが可能となる。したがって、外部から校正用の光源を入射させたり、分光測色器内に校正用光源を別途設けるなどしたりする必要が無く、安価で簡便な手段により分光測色器の精度を向上させることが可能となる。
【００３４】
以上の動作により、ラインセンサ１１の画素と波長λとの対応付けが完了する。本実施形態の分光測色器１０にて被測定物を測色するにあたっては、まず制御演算部２２が式（１）に示された波長λを画素アドレスｎに置き換える。そして、予め測定しておいた白基準２４の出力信号Ｏｉ（ｎ）と、被測定物を測定した際の出力信号Ｗｉ（ｎ）から、各画素についてＯｉ（ｎ）／Ｗｉ（ｎ）を演算する。その後、本補正方法にて対応付けしたラインセンサ１１の各画素と波長との対応関係をメモリ２３から読み出し、画素アドレスｎを波長λに置き換えてＯｉ（λ）／Ｗｉ（λ）を得る。そしてメモリ２３に記憶されているＷｒ（λ）の値を読み出し、式（１）に従って被測色物の分光反射率Ｏｒ（λ）を得ることができる。
【００３５】
尚、本実施形態では白基準２４からの反射光を用いてラインセンサ１１の各画素に対応する波長λの値付けを行っているが、予め変曲点の波長が既知であれば測色光は白色に限らず基準として用いることが可能である。また、本実施形態では、回折格子１８を用いて反射光を分光させた例を示した。しかし、回折格子に限らず、プリズムなどの分光手段を用いた場合においても本発明は適用可能である。また、本実施形態において、変曲点として２つの極大値を用いたが、より多くの極大値を変曲点として用いても構わない。
【００３６】
＜第二実施形態＞
本実施形態に用いる分光測色器１０の構成は第一実施形態にて説明したものと同様であるため、構成の詳細な説明は割愛する。第一実施形態では、ラインセンサ１１の各画素に対応する波長λの値付けを、ラインセンサ１１で観測されるスペクトルの２つの変曲点の波長を基に、線形補完を用いて行った。
【００３７】
これに対し本実施形態では、分光測色器の更なる精度向上を目的として、ラインセンサ１１の画素と波長λとの対応関係をさらに厳密に値付けする。具体的には、変曲点の画素値の値付けを小数点を含めて算出すること、および変曲点以外の画素の波長値付けを２次の近似式を用いて行う。更に、第一実施形態にて行った光源の出力調整による信号量の増大の替わりに、ラインセンサに対する光の蓄積時間を調整することで受信信号量の増大を図る。
【００３８】
［波長の再値付け方法］
以下に、ラインセンサ１１の各画素に対応する波長λを値付ける手法について、具体的な手順を図８のフローチャートを用いて説明する。本処理は、分光測色器１０により実行される。なお、予めメモリ２３には、図２に示す白色基準試料を測定した際のスペクトルの変曲点として、２つの極大ポイントに対応する波長４５３ｎｍと５６７ｎｍが分光測色器１０の出荷時情報として記録されている。さらに、極大ポイントの間にある極小ポイントに対応する波長４９１ｎｍの値が記録されている。本実施形態の例においては、第１の変曲点は波長４５３ｎｍの極大ポイントが相当し、第２の特徴点は波長５６７ｎｍの極大ポイントが相当する。また、第３の特徴点として、波長４９１ｎｍの極小ポイントが相当する。また、本実施形態においては、出荷時情報が以降の処理における基準値となる。また、以下の処理にて用いられる基準値および飽和値はメモリ２３にて予め保持されている。
【００３９】
まず、分光測色器１０は、第一実施形態と同様に、第１の変曲点の予備検出を行う（Ｓ１０１）。具体的には、分光測色器１０は、ラインセンサ１１が有する各画素の光電圧出力を所定時間蓄積した信号をリセットする。その後、分光測色器１０は、白色基準試料を光源の白色ＬＥＤ１２で照射し、波長分散された反射光をラインセンサ１１で受光し、スペクトル信号を得る。分光測色器１０は、スペクトル信号をＡＤ変換器２１にてＡＤ変換し、制御演算部２２に送る。
【００４０】
制御演算部２２は、Ｓ１０１にて各画素の信号の中から最大出力値を抽出し、その値が飽和値以下であること及び予め定めた基準値以上であるか否かを判別する（Ｓ１０２、Ｓ１０３）。そして、飽和値に達している場合（Ｓ１０３にてＮＯ）もしくは基準値以下である場合（Ｓ１０２にてＮＯ）には、制御演算部２２は、Ｓ１０４にてラインセンサ１１の蓄積時間を制御し、適正な出力となるよう調整する（第１の出力調整）。ここでの調整方法は、出力値が基準値に満たない場合、制御演算部２２によりラインセンサ１１の各画素における蓄積時間がより長くなるように設定される。また、出力値が飽和値を超えている場合には、制御演算部２２によりラインセンサ１１の各画素の蓄積画素をより短く設定する。
【００４１】
ラインセンサ１１の蓄積時間が適正に調整されると（Ｓ１０２およびＳ１０３にてＹＥＳ）、Ｓ１０５にてＡＤ変換器２１は、白色ＬＥＤ１２の出力調整した際に各画素が出力する光電圧出力をＡＤ変換する。そして、制御演算部２２は変換されたデータをメモリ２３にて格納する（第１の変曲点の検出）。本実施形態における例では、画素位置がアドレス３５の出力であるＶｏｕｔ（３５）が極大値を示している。ここで、制御演算部２２は、制御演算部２２にてアドレス４６およびその前後それぞれ２つのアドレス、計５つのアドレスの出力（Ｖｏｕｔ（３３）〜Ｖｏｕｔ（３７））を読み出し、２次の近似曲線を算出する（図９）。そして、制御演算部２２は、その近似曲線の極大値に対応する画素値を、小数点を含めて算出し、メモリ２３に記憶されている波長情報と組み合わせることで算出した画素値と波長との対応関係として値付ける。
【００４２】
次に、次にＳ１０６にて分光測色器１０は、第一実施形態と同様に、第２の変曲点の予備検出を行う。図５において、制御演算部２２は、もう一つの極大値を示しているアドレス７０の画素の出力値を確認する。そして、第一実施形態と同様に、Ｓ１０９にて制御演算部２２は、極大値を示したアドレス７１の画素出力をモニタしながら、その値が前述の基準値以上かつ飽和値未満となるように制御演算部２２がラインセンサの蓄積時間を調整する（第２の出力調整）。ここでの調整方法は、Ｓ１０１において行われる方法と同様である。
【００４３】
第２の出力調整にて蓄積時間が適正に調整されると（Ｓ１０７およびＳ１０８にてＹＥＳ）、Ｓ１１０にて、制御演算部２２は、アドレス７０付近の極大値を確認し、その前後それぞれ２つのアドレスの出力を読み出す。本実施形態では、図５（ｂ）に示すようにアドレス７０の出力が極大値であり、その前後それぞれ２つのアドレスの出力（Ｖｏｕｔ（６８）〜Ｖｏｕｔ（７２））を読み出す。そして、分光測色器１０は、Ｓ１０５と同様に２次の近似曲線から極大値に対応する画素値を、小数点を含めて算出し、メモリ２３に記憶されている波長情報と組み合わせることで算出した画素値と波長との対応関係として値付ける。
【００４４】
さらに本実施形態では、Ｓ１１１にて制御演算部２２は、前述した２つの極大ポイントの間にある極小値を示しているアドレス４５の画素および、その前後それぞれ２つのアドレスの出力を確認する（第３の変曲点の予備検出）。そして、Ｓ１０４やＳ１０９と同様の手法にて、Ｓ１１４にて制御演算部２２は、５つのアドレスの画素出力をモニタしながら、その最小値が前述同様の基準値以上かつ飽和値未満となるように、ラインセンサ１１の蓄積時間を調整する（第３の出力調整）。ここでの調整方法は、Ｓ１０１において行われる方法と同様である。
【００４５】
第３の出力調整にて蓄積時間が適正に調整されると（Ｓ１１１およびＳ１１２にてＹＥＳ）、Ｓ１１３にて制御演算部２２は、アドレス４５付近の極小値を確認し、その前後それぞれ２つのアドレスの出力を読み出す。本実施形態では図５に示すようにこの結果、アドレス４５の出力が極小値であり、その前後２つのアドレスの出力（Ｖｏｕｔ（４３）〜Ｖｏｕｔ（４７））を読み出す。制御演算部２２はＳ５と同様に２次の近似曲線から極小値に対応する画素値を、小数点を含めて算出し、メモリ２３に記憶されている波長情報と組み合わせることで算出した画素値と波長との対応関係を値付ける。
【００４６】
第一実施形態では、波長とラインセンサ１１上の相対位置がほぼ線形の関係にあるとして、２組の画素位置と波長の対応から、線形補完をすることで、各画素の波長との対応付けを行った。なお、ラインセンサ１１上の相対位置とは、図６から明らかなように、一番端の波長（図６では３５０ｎｍ）の画素位置から、どれだけの距離が離された位置かを示すものである。また基準となる画素を７５０ｎｍに対応する画素としてもよい。図１０（ａ）は、本実施形態の例に対して光学幾何条件から理論的に求められる画素と波長との対応関係と、第一実施形態において線形補間で値付けた画素と波長との対応関係との差分を示している。図１０（ａ）から判るように、より厳密にいえば、波長とラインセンサ１１上の相対位置との関係は曲線で示される。そこで、本実施形態ではＳ１０５、Ｓ１１０、Ｓ１１３で求めた３つの変曲点における画素と波長の関係から、分光測色器１０はＳ１１６にて２次曲線を用いて各画素と波長との関係を値付ける。
【００４７】
図１０（ｂ）に、本手法により対応付けしたラインセンサ１１の画素と波長との対応関係と、理論的に求められる画素と波長との対応関係との差分を示す。図１０（ｂ）からも明らかなように、ラインセンサ１１の各画素と波長との対応関係が、より精度よく対応付けられる。分光測色器１０は、制御演算部２２にてこの情報をメモリ２３に記憶させ、再値付け動作を終了する。
【００４８】
以上説明した手順にて、ラインセンサ１１における各画素に対応する波長λの値付けが行われる。本手法によれば、白基準からの反射スペクトルをラインセンサ１１で読み取った際の３つの変曲点としての極大値および極小値に対応する波長をメモリ２３に記憶しておく。これらの情報を用いることで、任意のタイミングでラインセンサの各画素に対応する波長λの値付けを更に精度よく行うことが可能である。
【００４９】
そして、上記のように２次曲線を用いて値付けを行うためには、３つの変曲点を精度よく抽出する必要がある。本発明によれば、変曲点のそれぞれに対して最適な信号量を確保した上で対応する画素を特定するので、元々高い信号出力が得られる極大値だけでなく、従来はノイズの影響で抽出しにくかった極小値も変曲点として精度よく抽出することができる。従って、本実施形態においては、外部から校正用の光源を入射させたり、分光測色器内に校正用光源を別途設けるなどしたりする必要はもちろん無い。さらにスペクトルのピークが少ないＬＥＤを用いた場合でも、精度よくラインセンサの各画素に対応する波長λの値付けを行うことが可能となる。
【００５０】
以上の動作により、ラインセンサ１１の画素と波長λの対応付けが完了する。本実施形態の分光測色器にて被測定物を測色する際に、まず制御演算部２２が式（１）に示された波長λを画素アドレスｎに置き換える。そして、制御演算部２２は、予め測定しておいた白基準の出力信号Ｏｉ（ｎ）と、被測定物を測定した際の出力信号Ｗｉ（ｎ）とから、各画素についてＯｉ（ｎ）／Ｗｉ（ｎ）を演算する。その後、本補正方法にて対応付けしたラインセンサ１１の各画素と波長の関係をメモリ２３から読み出し、画素アドレスｎを波長λに置き換えてＯｉ（λ）／Ｗｉ（λ）を得る。ここで、各画素に値付けられた波長λは小数点を含むものとなるので、予めメモリ２３に記憶されているＷｒ（λ）のλと一致していない場合がある。この場合には、適宜補完処理を行って波長λを一致させた上で、式（１）に従って被測色物の分光反射率Ｏｒ（λ）を得ることができる。
【００５１】
尚、本実施形態では白色光源として、青色光を発光するＬＥＤ素子に黄色の蛍光材を樹脂に混合しパッケージングした白色ＬＥＤを用い、２つの極大ポイントと１つの極小ポイントを変曲点として用いた。しかし、光源はこれに限定されるものではなく、極大ポイントを３つ以上持つスペクトルのＬＥＤを用いたり、ＬＥＤ以外の光源を用いたりすることも可能である。
【００５２】
また、第一実施形態ではラインセンサからの受信信号量を増大させるためにＬＥＤ光源の出力強度を調整し、第二実施形態ではラインセンサの蓄積時間を調整した。しかし、これらは補正方法や変曲点の抽出方法に限定するものではなく、適宜選択して用いることが可能である。また、本実施形態においては、第一実施形態に加え、第３の変曲点として１つの極小値を用いたが、より多くの極小値を変曲点として用いてもよい。
【００５３】
＜第三実施形態＞
［システム構成］
続いて、本願発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて述べる。図１１に、本実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す。本実施形態において、画像形成装置は、電子写真式多色画像形成装置であるカラーレーザプリンタとする。次に、レーザプリンタ全体の構成と、分光測色器を用いた色制御とについて説明する。本実施形態にて、カラーレーザプリンタは、画像形成部において画像信号に基づいて形成される画像光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して可視画像を形成する。更に、カラーレーザプリンタは、このカラー可視画像を記録媒体である転写材へ転写し、次いで、カラー可視画像を転写材に定着する。
【００５４】
カラーレーザプリンタは、本実施形態では４つの並置した、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色材にそれぞれ対応するステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備える。また、各ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの画像形成部はそれぞれ、感光ドラム２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋ、一次帯電手段としての注入帯電器２０７Ｙ、２０７Ｍ、２０７Ｃ、２０７Ｋ、現像器２０８Ｙ、２０８Ｍ、２０８Ｃ、２０８Ｋ、トナーカートリッジ２１１Ｙ、２１１Ｍ、２１１Ｃ、２１１Ｋを備えている。又、各感光ドラムの下方には、中間転写体２１２が配置され、各感光ドラムに対応して一次転写部２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋが配置される。転写材２０１は、給紙カセット２０２から二次転写ローラ２０９へと供給され、その後、定着部２１３へと搬送される。
【００５５】
各感光ドラムは、アルミシリンダの外周に有機光導電層が塗布して形成され、駆動モータ（不図示）の駆動力が伝達されて回転する。本実施形態では、各感光ドラムは、画像形成動作に応じて反時計方向に回転する。
【００５６】
一次帯電手段として、ステーション毎にＹＭＣＫの各感光ドラムを帯電させるための４個の注入帯電器２０７Ｙ、２０７Ｍ、２０７Ｃ、２０７Ｋを備える。各注入帯電器にはスリーブ２０７ＹＳ、２０７ＭＳ、２０７ＣＳ、２０７ＫＳが設けられている。各感光ドラムへの露光光はそれぞれ、スキャナ部２１０Ｙ、２１０Ｍ、２１０Ｃ、２１０Ｋから送られ、一次帯電手段により帯電された各感光ドラムの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成される。
【００５７】
現像手段として、形成された静電潜像を可視化するために、ステーション毎にＹＭＣＫの現像を行う４個の現像器２０８Ｙ、２０８Ｍ、２０８Ｃ、２０８Ｋを備え、各現像器にはそれぞれスリーブ２０８ＹＳ、２０８ＭＳ、２０８ＣＳ、２０８ＣＫが設けられている。尚、各々の現像器は、画像形成装置本体に対して脱着可能に取り付けられている。中間転写体２１２は、駆動ローラ２１８ａ、及び従動ローラ２１８ｂ、２１８ｃに張設された無端ベルト体であって、各感光ドラムに接触しており、カラー画像形成時に時計周りに回転し、各色用の一次転写ローラ（一次転写部）の作用によって順次転写を受ける。
【００５８】
給紙手段（給紙口）としての給紙カセット２０２又は給紙トレー２０３には転写材２０１が収容されており、転写材２０１は給紙ローラ２０４及び搬送ローラ２２４などにより構成される搬送路２２５を搬送されて、レジストローラ２２３に到達する。これはレジ前センサ２１９によって検知される。画像形成時には、レジ前センサ２１９によって中間転写体２１２上のカラー可視画像が転写領域に到達するタイミングを合わせられて、所定時間、転写材の搬送を停止させる。転写材２０１がレジストローラ２２３から転写領域に給紙され、中間転写体２１２に二次転写ローラ２０９が接触して転写材２０１を狭持搬送することにより転写材２０１に中間転写体２１２上のカラー可視画像を同時に重畳転写する。
【００５９】
定着部２１３は、転写材２０１を搬送させながら、転写されたカラー可視画像を定着させるものであり、図１１に示すように転写材２０１を加熱する定着ローラ２１４と、転写材２０１を定着ローラ２１４に圧接させるための加圧ローラ２１５とを備えている。定着ローラ２１４と加圧ローラ２１５は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ２１６、２１７が内蔵されている。即ち、カラー可視画像を保持した転写材２０１は、定着ローラ２１４と加圧ローラ２１５により搬送されるとともに、熱及び圧力を加えることによりトナーが表面に定着される。定着ローラ２１４による可視画像定着後の転写材２０１は、排出ローラ（不図示）によって排紙部（不図示）に排出され、画像形成動作を終了する。転写材２０１の定着部２１３からの排紙は、定着排紙センサ２２０によって検知される。
【００６０】
クリーニング手段２２１は、中間転写体２１２上に形成された４色のカラー可視画像のうち、転写材２０１に転写されずに残った廃トナーを中間転写体２１２から取り除き、蓄える。図１１に示すステーションＰｄより下流側にて、中間転写体２１２の上方に配置された濃度検出手段２２２は、転写材２０１上に形成された濃度検出パターンの濃度を検知する。また、転写材２０１上に形成されたトナーパッチを読むための分光測色器１４１４が定着部２１３と排紙口（不図示）との中間位置に配置される。
【００６１】
尚、図１１で説明した画像形成装置の構成は、第一実施形態、第二実施形態で説明した分光測色器１０に対しても適用可能であり、この場合には、分光測色器１４１４に替わって、分光測色器１０が画像形成装置に搭載されることとなる。
【００６２】
［画像処理部］
次に、画像形成装置のブロック図である図１２、及び画像処理部における処理の一例を示す図１３を用い、画像処理部における処理と色補正について説明する。画像形成装置の画像処理部１４０２と画像形成部１４０１はビデオインターフェースで接続され、画像処理部１４０２が外部端末のホストコンピュータ１４０３やネットワーク（不図示）に接続される。画像処理部１４０２の記憶手段には、色変換に用いるカラーマッチングテーブル１４２１、色分解テーブル１４２２、および濃度補正テーブル１４２３が記憶されている。また、画像形成部１４０１には、分光測色器１４１４からの信号を変換するＡＤ変換部１４１１、画像形成処理や分光測色器１４１４からの計測結果を処理するＣＰＵ１４１２、および計測結果を一時保管するメモリ１４１３が搭載される。なお、本実施形態において、画像形成部１４０１には、第一実施形態にて述べた分光測色器１０と同様の分光測色器を用いる構成とする。
【００６３】
尚、第一実施形態、第二実施形態では、分光測色器１０が、ＡＤ変換器やメモリを有する形態を説明したが、第三実施形態では、分光測色器１４１４の外部にＡＤ変換器やメモリが接続されている。しかしながら、第三実施形態においても、第一、第二実施形態で説明したような分光測色器を構成できることは言うまでもない。
【００６４】
次に図１３を用いて画像処理部１４０２におけるデータ変換の流れについて説明する。Ｓ１５０１にて、画像処理部１４０２は、予め用意されているカラーマッチングテーブル１４２１を用いて、ＲＧＢ信号をカラー画像形成装置の色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号（以下ＤｅｖＲＧＢという）に変換する。ここで、ＲＧＢ信号は、ホストコンピュータ１４０３等から送られてくる。Ｓ１５０２にて、画像処理部１４０２は、色分解テーブル１４２２を用いて、ＤｅｖＲＧＢ信号をカラー画像形成装置のトナー色材色であるＣＭＹＫ信号に変換する。Ｓ１５０３にて、画像処理部１４０２は、各々のカラー画像形成装置に固有の階調−濃度特性を補正するための濃度補正テーブル１４２３を用いて、ＣＭＹＫ信号を階調−濃度特性の補正を加えたＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号へ変換する。Ｓ１５０４にて、画像処理部１４０２は、ハーフトーン処理を行い、Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’信号へ変換する。Ｓ１５０５にて、画像処理部１４０２は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）テーブルを用いて、Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’信号に対応するスキャナ部２１０Ｙ、２１０Ｍ、２１０Ｃ、２１０Ｋにおける露光時間Ｔｃ、Ｔｍ、Ｔｙ、Ｔｋへ変換する。
【００６５】
デフォルトの設定では、カラーパッチデータとして複数個のＣＭＹＫ形式のカラーパッチデータが画像処理部１４０２に格納されている。図１３の処理の流れに従い、デフォルトのＣＭＹＫ形式のカラーパッチデータが印字される。転写材２０１上に形成されたカラーパッチ画像は、分光測色器１４１４で測色され、色値（例えばＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊の色空間における値）が読み取られる。
【００６６】
画像処理部１４０２は、読み取られた色値を画像処理部１４０２の色変換部へ送り、ＣＭＳ（カラーマネジメントシステム）（不図示）を利用して、色値を画像形成装置に依存するＣＭＹＫ形式のデータに変換する。そして、画像処理部１４０２は、変換されたＣＭＹＫデータと、デフォルトのカラーパッチデータのＣＭＹＫデータとを比較することによって、その差を補正するような補正データΔＣ，ΔＭ，ΔＹ，ΔＫを生成する。画像処理部１４０２は、この処理を複数個のパッチにて行い、パッチとして存在しないＣＭＹＫデータに関しては、補完により補正データΔＣ，ΔＭ，ΔＹ，ΔＫを作成する。これらの補正データを補正された色分解テーブル１４２２（色変換部又は色補正部）として、画像処理部１４０２に保存する。そして色補正データが保存された色分解テーブル１４２２（色変換部又は色補正部）により、実際の画像形成時の色処理が行われる。また、このことについては、第一実施形態、第二実施形態についても同様とする。
【００６７】
［波長−光強度スペクトル特性］
以下に、光源の波長−光強度スペクトル特性と、パッチの分光反射率と、の関係について説明する。なお、上述した如く、画像形成部１４０１は、分光測色器について、ＡＤ変換器１４１１、ＣＰＵ１４１２（制御演算部２２に相当）、メモリ１４１３が外部に接続されている点を除いては、第一実施形態にて述べた分光測色器１０と同等の構成を有する。従って、分光測色器の詳しい説明は省略する。また、本実施形態では、ラインセンサとして、第一実施形態に示した１３４画素に加えて２画素の余裕を設けた１３６画素の有効画素（アドレス３〜１３８）を有する。更に、ラインセンサは、暗出力補正用及び有効画素の対称性を向上させ素子間ばらつきを低減させるために端部に設けた計４つのダーク画素（アドレス１、アドレス２、アドレス１３９、アドレス１４０）を有する。また、本実施形態において、分光測色器１４１４の光源として用いた白色ＬＥＤは、第一実施形態において示した図２と略同様の特性を有する。具体的に、図１４（ａ）に白色ＬＥＤの分光特性を示す。なお、図１４（ａ）において、横軸を波長、縦軸を相対的な光強度（輝度）として示している。図１４（ａ）では、光強度の最大値を“１”として正規化したものである。波長が４６０ｎｍ付近（４５９ｎｍ）のピークは青色ＬＥＤの発光スペクトルであり、５９０ｎｍ付近（５８６ｎｍ）のピークは黄色蛍光体のスペクトルである。
【００６８】
後で詳しく説明するが、本実施形態において、波長の特定にパッチからの分光反射光のピーク部を用いる。なお、青色ＬＥＤのような急峻なピークであれば精度良く波長特定できるが、黄色が示すようななだらかなピークでは精度の高い波長特定が困難である。一方で、カラー画像形成装置に用いるトナーはそれぞれ、図１４（ｂ）に示す反射光の分光特性を示す。なお、図１４（ｂ）において、横軸を波長、縦軸を分光反射率として示している。一般的なトナーの分光特性としては急峻なピークはないものの、急峻な傾斜（値の変動が大きい）の波長帯域が存在する。図１４（ｂ）に示す例において急峻な傾斜の波長帯域とは、例えば、Ｙ色では４７０ｎｍから５００ｎｍ付近の帯域であり、Ｍ色では５９０ｎｍから６１０ｎｍ付近の帯域である。
【００６９】
図１５に白色ＬＥＤでＭ色パッチを投影したときの反射光の分光特性（反射される光の分光光強度）を示す。この反射光の分光特性は白色ＬＥＤとＭ色パッチの分光特性を波長ごとに掛け合わせることで求められる。このとき、白色ＬＥＤの分光特性とＭパッチの分光特性との関係から、反射光の分光特性において、６２０ｎｍ近傍に急峻なピークが発生する。これは、図１４（ｂ）に示す波長が大きくなるにつれ立ちあがるＭ色のパッチ分光特性の急峻な傾斜部に、図１４（ａ）に示す波長が大きくなるにつれ立ち下がる白色ＬＥＤが照射する光における分光特性のなだらかな傾斜が重なることで発生する。
【００７０】
より具体的に述べると、白色ＬＥＤの分光特性（分光輝度）がほぼ一定である５５０ｎｍから６００ｎｍ付近の波長帯については、反射光の分光特性において、Ｍパッチの分光特性（分光反射率）が示すような立ち上がりの傾斜となる分光特性が示される。また、６００ｎｍから６２０ｎｍ付近の波長帯については、白色ＬＥＤは立ち下りの傾斜の分光特性（分光輝度）を示しているが、それ以上にＭパッチが急峻な立ち上がりの傾斜の分光特性（分光反射率）を有するため、より優位な立ち上がりの傾斜を有する反射光の分光特性が示される。６２０ｎｍ以降の波長帯においては、Ｍパッチは緩やか立ち上り又はほぼ一定である分光反射率を示すのに対し、白色ＬＥＤの分光特性（分光輝度）は立ち下りの傾斜を示すため、白色ＬＥＤが有する分光特性（分光輝度）が優位となり、反射光の分光特性において立ち下りの傾斜が示されることとなる。ここで、立ち上がりの傾斜から立ち下がりの傾斜に切り替わる６２０ｎｍ付近、つまり、白色ＬＥＤの立ち下りの傾斜とＭパッチの立ち上がりの傾斜とが均衡のとれる位置（波長）にて、反射光の分光特性（反射される光の分光強度）におけるピーク（変曲点）が示されることとなる。
【００７１】
そして、パッチの分光特性と光源の分光特性（分光輝度）との関係により、図１５の（ａ）に示すような分光特性の急峻なピーク（６２１ｎｍ）を実現することができる。そして、この急峻なピークを用いれば精度良く波長特定が行える。なお、図１５の（ａ）の分光特性の急峻なピークの発生メカニズムについてまとめると以下のように記載できる。トナーパッチの分光特性（分光反射率）と光源の分光特性（分光輝度）との夫々は、連続する着目波長帯域において、ある波長までの帯域では片方の分光特性の傾斜（変化）が支配的であり、ある波長からの帯域では他方の波長の分光特性の傾斜が支配的となる。このとき、各々の支配的になる分光特性の傾斜は、互いに逆の傾斜を持つ。そして、支配的な分光特性の傾斜が切り替わる、言い換えれば互いの傾斜特性によって均衡が発生するある波長において、変曲点が現れる。このメカニズムにより図１４（ｂ）の場合には、６２１ｎｍで変曲点が現れている。
【００７２】
本実施形態において用いるパッチは彩度の高いパターンであることが望ましく、例えば単色のベタパターンが挙げられる。「ベタパターン」とは、一般的に印字率（印刷率）が１００％（もしくは略１００％）の高濃度パターンとしてのトナー像である。画像形成装置によっては、単色で印字率が１００％でないものもあるが、そのような場合は、印字率が最大のパッチのものを指す。これは、パッチパターンの濃度があまりにも淡いと、トナー像による光の反射と吸収のコントラストが小さくなり、分光特性の急峻な傾斜部の発生帯域が狭まることにより、傾斜がなだらかになる。そのため、濃度が淡いパッチパターンは好ましくない。
【００７３】
また、複数のトナーを混色することでも画像彩度が低下し、トナー像による光の反射と吸収のコントラストが小さくなる。さらに、混色すると混色の比率の不安定さが、分光反射特性の不安定さを発生させる。よって、混色パターンも好ましくない。
【００７４】
以上の理由から、トナー像は単色のベタパターンであることが望ましい。しかし、波長特定に十分なトナー像による十分な光の反射と吸収のコントラストが確保できていれば、かつ、分光反射特性が安定していれば、印字率が１００％でなくてもよいし、混色していてもかまわない。
【００７５】
本実施形態では、波長特定が最も安定して行える単色トナーからなるベタパターンを使用する場合について、すなわち本発明の効果を最大限に期待できる例について説明を行う。具体的には、光源として青色ＬＥＤと黄色蛍光体を用いた白色ＬＥＤを、トナーパッチとしてＭ色トナーを用い、画素位置と波長との対応関係を特定する波長補正のアルゴリズムを説明する。
【００７６】
［波長補正処理］
以下、具体的な波長補正手順をフローチャートである図１６および図１７を用いて説明する。図１７は白基準、及びＭ色パッチからラインセンサ１１で読み取った測色値（反射光量）を、白基準の最大値を元に正規化したものである。図１７の縦軸は相対的な反射光量（反射強度）である。また、記憶部であるメモリ１４１３には、図１４（ａ）に示す白色ＬＥＤの急峻なピーク波長４５９ｎｍと、図１５に示す白色ＬＥＤでＭ色パッチを照射したときの反射光の急峻なピーク波長６２１ｎｍが予め分散光プロファイルとして保持されているものとする。
【００７７】
上述したように、本実施形態において、ピーク波長の検出には、第一実施形態における検出方法（変曲点検出）を用いるものとする。つまり、第一実施形態の図３にて示したように、白基準に対するピーク波長（変曲点）の検出（Ｓ１８０１）とＭ色パッチに対するピーク波長の検出（Ｓ１８０４）の際に、その抽出される出力値が、基準値≦最大出力値＜飽和値となるように白色ＬＥＤ１２の発光出力を調整する。具体的には、ＣＰＵ１４１２は、随時送られてくるＡＤ変換信号をモニタしながら白色ＬＥＤ１２の発光出力を制御し、上記条件を満たす適正な出力となるよう測色条件を調整する。このとき、白基準およびＭ色パッチそれぞれの検出の際に出力値が基準値に満たない場合には、ＣＰＵ１４１２は白色ＬＥＤ１２の出力を上げる制御を行う。また、出力値が飽和値を超えている場合には、ＣＰＵ１４１２は、白色ＬＥＤ１２の出力を下げる制御を行う。そして、白基準とＭ色パッチそれぞれの出力値と画素との対応を特定し、各画素の信号の中から最大出力値を抽出することとなる（Ｓ１８０２、Ｓ１８０５）。
【００７８】
まず、Ｓ１８０１にてＣＰＵ１４１２は、図１（ｂ）の電荷蓄積型のラインセンサ１１の各画素の光電圧出力を所定時間蓄積することにより得られた信号をリセットする。その後、ＣＰＵ１４１２は、図１（ａ）の白基準２４を光源の白色ＬＥＤ１２で照射し、白基準２４からの反射光を回折格子１８で波長分散する。そして、分光測色器１４１４は、各波長の分散光をラインセンサ１１に入射し、その入射光によって発生する光電圧出力を所定時間蓄積した信号として得る。ＡＤ変換部１４１１は、それらの信号をＡＤ変換し、画像形成装置の動作を制御するＣＰＵ１４１２内に設けられた記憶部としてのメモリ１４１３（メモリ２３）に収納する。
【００７９】
Ｓ１８０２にてＣＰＵ１４１２は、メモリ１４１３に収納されたラインセンサ１１の出力を読み出す。ＣＰＵ１４１２は、読み出されたセンサ出力から、ダーク画素（例えばアドレス１）の出力を差し引くことにより、蓄積時間中に発生した暗電流分を除き純粋にラインセンサ１１に入射する光量に応じた信号（図１７の破線）を得る。なお、ダーク画素に関連した処理については、第一、第二実施形態でもこの第三実施形態と同様の処理を行っても良い。
【００８０】
図１７の破線の信号は、白色ＬＥＤ１２の波形形状と、白基準２４の分光反射特性と、分光測色器１４１４の分光感度特性を掛け合わせた形状となり、横軸は画素位置である。なお、本実施形態の説明において、白基準２４の分光反射特性と、分光測色器１４１４の分光感度特性は、可視光の波長帯においてフラットであると仮定している。
【００８１】
図１７において、画素位置がアドレス４６の出力であるＶｏｕｔ（４６）がピーク値を示している。一方、上述したように、メモリ１４１３には光源のピーク波長情報が予め記憶されている。その波長情報と信号を比較することで、アドレス４６の画素が４５９ｎｍの波長の光を受光している画素であることが特定できる。
【００８２】
Ｓ１８０３にて画像形成部１４０１は、パッチパターン作成を行う。ここでパッチパターンを作成する画像形成部１４０１の実態は、図１１で説明したトナー像形成に係る部材に相当する。このＳ１８０３のパッチパターン作成により、転写材２０１上にセンサ校正用のＭ色のベタパッチが形成され、分光測色器１４１４はＭ色のベタパッチを計測する。
【００８３】
Ｓ１８０４にて分光測色器１４１４は、パッチパターンからの分光反射光の検出を行う。ＣＰＵ１４１２は、電荷蓄積型の分光測色器１４１４の各画素の光電圧出力を所定時間蓄積した信号をリセットする。その後、光源である白色ＬＥＤ１２がＭ色の被測色物１４であるベタパッチを照射しているタイミングで、Ｍ色のベタパッチから反射され、且つ回折格子１８で波長分散された各波長の反射光がラインセンサ１１に入射する。そして、ラインセンサ１１は、その入射光によって発生する光電圧出力を所定時間蓄積した信号として得る。ここでも、ピーク波長の検出においては、第一実施形態における検出方法（変曲点検出）を用いるものとする。分光測色器１０は、それらの信号をＡＤ変換器２１にてＡＤ変換し、画像形成装置の動作を制御するＣＰＵ１４１２内に設けられた記憶部としてのメモリ１４１３に収納する。
【００８４】
Ｓ１８０５にてＣＰＵ１４１２は、測色したパッチパターンからの分光反射光と画素の対応関係を決定する。ＣＰＵ１４１２は、メモリ１４１３に収納されたパッチパターンのラインセンサ１１の出力（図１７の実線）を読み出す。読み出されたセンサ出力は、ダーク画素（例えばアドレス１３９）の出力を差し引くことにより、蓄積時間中に発生した暗電流分を除き純粋にセンサに入射する光量に応じた信号（図１７の実線）を得ることができる。図１７より、アドレス９９の画素の出力であるＶｏｕｔ（９９）がピーク値を示している。一方、上述したようにメモリ１４１３には、図１５に示すＭ色のベタパッチのピーク波長情報が予め記憶されている。メモリ１４１３に予め記憶されているピーク波長情報と図１７に示す値とを比較することで、アドレス９９の画素が６２１ｎｍを含む波長の光を受光している画素であることが特定できる。
【００８５】
Ｓ１８０６にてＣＰＵ１４１２は、ラインセンサ１１の画素と波長の対応を決定する。ＣＰＵ１４１２は、以上のように、白基準２４とＭ色のベタパッチからの分光光を分光測色器１４１４で読み取ることで、アドレス４６の画素が４５９ｎｍ、アドレス９９の画素が６２１ｎｍを含む波長の光を受光する画素から、２組の画素と波長との対応を特定する。例えば、図２０に示す分光測色器の構成において、波長とラインセンサ１１上の画素の相対位置とは、ほぼ線形の関係にある（図１８）。これは、第一実施形態にて図６を用いて述べた関係と同様である。従って、２組の画素位置と波長との対応から、線形補完をすることで、各画素の波長との対応付けが可能である。これは、第一実施形態にて図７を用いて述べた対応付けと同様である。図１９に、本補正により対応付けしたラインセンサ１１の各画素の波長を記す。分光測色器１０は、各画素に対応付けられた波長の分光光を検出する。分光測色器１０は、制御演算部２２にて、検出した情報をメモリ１４１３に記憶させ、補正動作を終了する。
【００８６】
以上の波長補正のアルゴリズムを行うことで、経時変化や、熱や応力により分光測色器１４１４の枠体が変形し、ラインセンサに投影される分光光の位置がシフトしても、補正時において各画素と波長との対応関係を補正することが可能となる。また、光源の分光特性はある程度のばらつきを有する。図１４（ａ）に示す白色ＬＥＤの波長４５９ｎｍのピークも、青色ＬＥＤチップのばらつきなどで、約１０ｎｍ程度のばらつきが生じる場合も有り得る。しかし、画像形成装置本体は、搭載した分光測色器の白色ＬＥＤ固有のピーク波長を予めメモリ２３内に収納して保持し、併せて、第一実施形態に示すピーク値（変曲点）の検出手法を用いることで、より精度の高い補正が可能となる。
【００８７】
白基準２４からの反射光を用いることを説明したが、白色であれば転写材からの反射光に対する分散光でも同様の効果がある。ただし、色紙など、分光反射特性が白色に近いものから乖離した転写材を用いるのは望ましくはない。
【００８８】
なお、本実施形態では、分光測色器は図１に示す構造に従って、回折格子１８を用いて反射光を分光させた例を示した。しかし、回折格子にかぎらず、プリズムでも良いことは言うまでもない。加えて、ここでは像担持体上にトナー像（パッチパターン）を形成する画像形成装置の例を示したが、本発明はインクにより像を形成するインクジェットプリンタのような画像形成装置でも同様の効果がある。この場合において、白基準からの反射光を用いるほか、記録媒体からの反射光に対する分散光を用いてもよい。
【００８９】
以上示したように、分光測光方式の分光測色器において、ラインセンサと光学系間に位置ずれがあっても、ラインセンサの画素と入射光の波長との対応を特定することができる。よって、精度の高い部品や、厳しい位置精度の管理、調整を不要とし、トナーパッチの分光反射率を低コストで検出するにことが可能となる。また、先行技術にあるようなフィルタや単色光源を追加することなく、光検出手段の画素上に単色の波長に対応した反射光を入射させ、精密な位置精度を必要とせず波長と画素の対応を正確に取ることが可能となる。
【００９０】
また、図１（ａ）において紙上のトナー像と白基準２４で補正を行う場合、紙の厚みや紙の波打ちなどにより測色する位置が変化し、分散光の投影位置が変化することがある。これは、紙上のトナー像と白基準２４を測色する場合において、測色位置に対する投影位置の補正を行うか、白基準２４を紙の厚みと波打ちの分だけ分光測色器１４１４に近づける機構を搭載することが望ましい。
【００９１】
本実施形態においては、各色トナーパッチの色を精度よく検出することが可能となり、ＬＵＴ（色分解テーブル１４２２）にフィードバック制御することにより、色再現性のよい画像形成装置を安価に提供することが可能となる。
【００９２】
＜第四実施形態＞
本実施形態では、画像形成装置の消耗品に搭載された記録手段に、トナーの分光特性と分光測色器の光源の分光特性による急峻なピークが記録されている構成を述べる。画像形成装置は、この情報に基づいてトナーのロット違いなどによる分光特性の変化や、色材の変更による分光特性の変化に対応する。
【００９３】
例えば、消耗品としてプロセス一体型カートリッジ（以下、ＣＲＧ）があり、充てんされたトナー固有の波長ピーク値（図１４（ａ）の５８６ｎｍに相当）が、消耗品の出荷前に、ＣＲＧメモリに記憶される。新規のＣＲＧを画像形成装置に搭載した時点、もしくは画像形成装置に起因するタイミングにより、ＣＲＧメモリ（不図示）に記憶された波長ピーク値が自動で図１２に示すメモリ１４１３に転送、記憶される。そして、第三実施形態にて示した波長補正処理を行う。
【００９４】
本実施形態によれば、画像形成装置の消耗品に搭載された記録手段に、トナーの分光特性と分光測色器の光源の分光特性による急峻なピークを記録することで、トナーのロット違いや、色材の変更によりトナーの色味が変わった場合でも対応が可能となる。
【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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