(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光照射手段によって媒体に照射した光の反射光を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域分割手段により複数の領域に分割された複数の反射光を結像させる結像手段と、
前記結像手段により結像された複数の反射光を回折させて複数の回折像を形成する回折手段と、
前記回折手段により形成された複数の回折像を複数の画素で受光する受光手段と、を有し、
前記結像手段は、第１のレンズ及び第２のレンズが千鳥状に交互に複数配置され、
前記回折手段は、第１の回折領域及び第２の回折領域を備えており、
前記領域分割手段により複数の領域に分割された反射光のうち、前記第１のレンズで結像した反射光は、前記第１のレンズを介して前記第１の回折領域で第１の回折像を形成し、
前記第２のレンズで結像した反射光は、前記第２のレンズを介して前記第２の回折領域で第２の回折像を形成し、
前記回折手段で形成された前記第１の回折像及び前記第２の回折像が、前記複数の画素が配列する方向に交互に受光され、
前記第１の回折像及び前記第２の回折像は、各々前記複数の画素の配列方向に対して傾斜しており、
前記第１の回折像と前記第２の回折像とは、前記配列方向に直交する軸を対称軸として線対称である分光特性取得装置。
【請求項２】
前記領域分割手段は複数の開口部を備え、
前記複数の開口部は、千鳥状に交互に複数配置された第１の開口部及び第２の開口部を含み、
前記第１の開口部を透過した前記反射光は前記第１のレンズに入射し、
前記第２の開口部を透過した前記反射光は前記第２のレンズに入射する請求項１記載の分光特性取得装置。
【請求項３】
前記領域分割手段は光学部材の入射面に配置され、前記結像手段は前記光学部材の出射面に配置されている請求項１又は２記載の分光特性取得装置。
【請求項４】
前記第１の回折像と前記第２の回折像とは、前記媒体上の異なる位置に対応する回折像である請求項１乃至３の何れか一項記載の分光特性取得装置。
【請求項５】
前記領域分割手段は複数の開口部を備え、
前記複数の開口部は一列に配列されており、
前記領域分割手段の後段に、偏向方向が異なる第１の偏向部及び第２の偏向部が一列に交互に複数配置された光偏向手段を備え、
前記開口部を透過した前記反射光のうち、隣接する前記反射光の一方は、前記第１の偏向部で偏向されて前記第１のレンズに入射し、
前記開口部を透過した前記反射光のうち、隣接する前記反射光の他方は、前記第２の偏向部で偏向されて前記第２のレンズに入射する請求項１記載の分光特性取得装置。
【請求項６】
前記結像手段は、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズを除く部分を遮光する遮光部を有する請求項１乃至５の何れか一項記載の分光特性取得装置。
【請求項７】
前記第１の回折領域及び前記第２の回折領域は、特定の次数の回折光の回折効率を高めたブレーズ型回折格子である請求項１乃至６の何れか一項記載の分光特性取得装置。
【請求項８】
前記光の前記媒体からの反射光を集光して前記領域分割手段に結像させる第２の結像手段を有し、
前記第２の結像手段は像側テレセントリック特性を有する請求項１乃至７の何れか一項記載の分光特性取得装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項記載の分光特性取得装置を有し、画像形成後の前記媒体の表面の分光特性を取得する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の分光特性を取得する分光特性取得装置、及び分光特性取得装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式やインクジェット方式等のフルカラー画像形成装置（プリンタ、複写機等）では、紙等の媒体上に印字されるカラー画像に対して高い画像品質が要求されており、色再現性の向上は重要な技術課題の一つである。このような技術課題に対応するため、例えば、複数の分光センサをアレイ状に構成した分光特性取得装置が提案されている。
【０００３】
複数の分光センサをアレイ状に構成した分光特性取得装置の一例としては、複数のガラス基板上に、それぞれレンズや開口、回折格子等の機能を１次元的又は２次元的に配列し、これらを適切な間隔で接合してコンパクトに分光センサアレイを構成した分光特性取得装置を挙げることができる（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】
【０００４】
しかしながら、上記の分光特性取得装置では、分光センサアレイの光学系の開口を分光センサの配列ピッチより大きくすることができないので、各分光センサで得られる回折像は、比較的暗いものになる。その結果、必要な精度を得るためには十分な露光時間を確保する必要が生じるため、高速で分光特性を取得することが困難である。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、高速で分光特性を取得可能な分光特性取得装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本分光特性取得装置は、光照射手段によって媒体に照射した光の反射光を複数の領域に分割する領域分割手段と、前記領域分割手段により複数の領域に分割された複数の反射光を結像させる結像手段と、前記結像手段により結像された複数の反射光を回折させて複数の回折像を形成する回折手段と、前記回折手段により形成された複数の回折像を複数の画素で受光する受光手段と、を有し、前記結像手段は、第１のレンズ及び第２のレンズが千鳥状に交互に複数配置され、前記回折手段は、第１の回折領域及び第２の回折領域を備えており、前記領域分割手段により複数の領域に分割された反射光のうち、前記第１のレンズで結像した反射光は、前記第１のレンズを介して前記第１の回折領域で第１の回折像を形成し、前記第２のレンズで結像した反射光は、前記第２のレンズを介して前記第２の回折領域で第２の回折像を形成し、前記回折手段で形成された前記第１の回折像及び前記第２の回折像が、前記複数の画素が配列する方向に交互に受光され、前記第１の回折像及び前記第２の回折像は、各々前記複数の画素の配列方向に対して傾斜しており、前記第１の回折像と前記第２の回折像とは、前記配列方向に直交する軸を対称軸として線対称であることを要件とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、高速で分光特性を取得可能な分光特性取得装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る分光特性取得装置を模式的に例示する図である。
【図２】図１の分光特性取得装置の構成要素の一部を例示する図である。
【図３】図１のホールアレイからラインセンサまでの拡大図である。
【図４】ラインセンサへ入射する各回折像を入射面側から見た状態を例示する図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例に係る分光特性取得装置を模式的に例示する図（その１）である。
【図６】第１の実施の形態の変形例に係る分光特性取得装置を模式的に例示する図（その２）である。
【図７】第２の実施の形態に係る分光特性取得装置を模式的に例示する図である。
【図８】図７の分光特性取得装置の構成要素の一部を例示する図である。
【図９】図７のホールアレイからラインセンサまでの拡大図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る画像形成装置を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る分光特性取得装置を模式的に例示する図である。なお、以後の記載においては、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向という表現をするが、これらは図中に描かれている軸方向を表すものである。又、本願において、分光特性とは、拡散反射光の光量を波長の関数として表したものを指し、分光特性には分光反射率を含むものとする。なお、分光反射率とは、基準板（白色板等）からの拡散反射光の光量に対する、測定対象物からの拡散反射光の光量の割合を波長の関数として表したものである。
【００１１】
図１を参照するに、分光特性取得装置１０は、大略すると、ライン照明光源１１と、結像光学系１２と、ホールアレイ１３と、結像光学系１４と、回折手段１５と、ラインセンサ１６とを有する。９０は、測定対象物である画像を担持する媒体を示している。媒体９０上の所定の領域には画像が形成されている。媒体９０は、例えばシート状の印刷物等であり、図１の矢印Ｍ方向（Ｙ方向）に一定の速度で搬送され得る。
【００１２】
なお、以降の説明において、正反射光とは、ライン照明光源１１から媒体９０に照射される照射光の入射角と同じ角度で、入射方向とは反対側に反射する反射光（つまり入射角をθとすると、反射角がπ−θとなる反射光）を指し、拡散反射光とは、正反射光以外の反射光を指す。
【００１３】
ライン照明光源１１は、媒体９０の奥行き方向（Ｘ方向）のライン状に広がった領域に光を照射する機能を有する。ライン照明光源１１としては、例えば可視光のほぼ全域において強度を有する白色のＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）アレイを用いることができる。ライン照明光源１１として、冷陰極管等の蛍光灯やランプ光源等を用いても構わない。
【００１４】
但し、ライン照明光源１１は、分光に必要な波長領域の光を発するものであって、かつ観測領域全体（媒体９０上のＸ方向の１ライン）にわたって均質に照明可能なものであることが好ましい。なお、ライン照明光源１１は、本発明に係る光照射手段の代表的な一例である。
【００１５】
ライン照明光源１１から媒体９０までの光路上に、ライン照明光源１１から出射された光を媒体９０にコリメートして（略平行光として）若しくは集光してライン状に照射する機能を有するコリメートレンズを配置しても構わない。
【００１６】
結像光学系１２は、媒体９０に照射された光の法線方向（Ｚ方向）の拡散反射光を集光し、ホールアレイ１３の開口部に結像する機能を有する。結像光学系１２としては、例えば、Ｘ方向に複数のレンズが配列された集光レンズアレイ等を用いることができる。
【００１７】
但し、必ずしも正確にホールアレイ１３の開口部列上に拡散反射光が結像している必要はなく、デフォーカスした状態や無限系であってもよい。結像光学系１２として、屈折率分布型レンズアレイやマイクロレンズアレイ又はミラーからなる結像光学系を用いることも可能である。
【００１８】
又、結像光学系１２を像側テレセントリックレンズで構成することにより、後述のホールアレイ１３の各第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃを通過した各光束が、効率よく後述の結像光学系１４の第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃに入射できる。そのため、例えば、各第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃを通過した各光束が、誤って隣のレンズ（第１のレンズ１４ｂ又は第２のレンズ１４ｃ）に入射し、測定誤差を大きくするような問題を回避できる。
【００１９】
又、ホールアレイ１３等の手前に縮小結像光学系である結像光学系１２を配置することで、同一の光学系を用いて様々な測定幅や測定ピッチに対応することができる。なお、結像光学系１２は、本発明に係る第２の結像手段の代表的な一例である。
【００２０】
ホールアレイ１３は、遮光部に複数の開口部が形成された構造を有し、結像光学系１２を介して入射した拡散反射光を複数の領域に分割する機能を有する。結像光学系１４は、ホールアレイ１３を介して入射した拡散反射光を回折手段１５に集光する機能を有する。以降、『複数の領域に分割する』ことを、単に『領域分割』と称する場合がある。
【００２１】
回折手段１５は、ホールアレイ１３の開口部により領域分割された後に結像光学系１４により集光された拡散反射光を分光して波長に応じて異なる方向に伝播し、各開口部に対応する回折像を形成する機能を有する。回折手段１５としては、例えば、プリズムや透過型回折格子或いはそれらを組み合わせたもの等を用いることができる。
【００２２】
回折手段１５として、ブレーズ型回折格子を用いると好適である。回折手段１５としてブレーズ型回折格子を用いることにより、ラインセンサ１６上に結像する1次回折光の回折効率が高まるため、1次回折像をより明るくできるからである。
【００２３】
ラインセンサ１６は、回折手段１５により形成された各回折像を複数の画素で受光して所定の波長帯毎の光量を取得し、取得した光量を電気信号に変換する機能を有する。ラインセンサ１６としては、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＭＯＳ（Complimentary Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）等を用いることができる。なお、ラインセンサ１６は、本発明に係る受光手段の代表的な一例である。
【００２４】
ここで、図２〜図４を参照しながら、ホールアレイ１３、結像光学系１４、回折手段１５、及びラインセンサ１６について、更に詳しく説明する。図２は図１の分光特性取得装置の構成要素の一部を例示する図であり、具体的には、図２（ａ）はホールアレイ１３をＺ軸方向から視た図、図２（ｂ）は結像光学系１４をＺ軸方向から視た図、図２（ｃ）は回折手段１５をＺ軸方向から視た図を示している。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、ホールアレイ１３は、遮光部１３ａに複数の第１の開口部１３ｂが一列に配列された第１の開口部列と、複数の第２の開口部１３ｃが一列に配列された第２の開口部列とを備えている。第１の開口部１３ｂと第２の開口部１３ｃとは、千鳥状に交互に複数配置されている。
【００２６】
換言すれば、複数の第１の開口部１３ｂはＸ軸方向に一列に並設されており、複数の第２の開口部１３ｃもＸ軸方向に一列に並設されている。そして、第１の開口部１３ｂと第２の開口部１３ｃとは、千鳥状に交互に複数配置されている。
【００２７】
ホールアレイ１３は、媒体９０に照射された光が結像光学系１２を介して入射した拡散反射光を、第１の開口部列及び第２の開口部列に対応する複数の領域に分割する。ホールアレイ１３としては、ガラス等の透明部材に金属膜や黒色樹脂による遮光部１３ａが形成され、その一部に第１の開口部列や第２の開口部列が形成された部材や、金属薄板からなる遮光部１３ａにスリット形状の第１の開口部列や第２の開口部列が形成された部材等を用いることができる。
【００２８】
なお、図２では、ホールアレイ１３の第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃの形状を円形としたが、これに限定されることはなく、第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃの形状は楕円形や矩形形或いは他のより複雑な形状としてもよい。
【００２９】
ホールアレイ１３を用いることにより、測定対象物からの拡散反射光をホールアレイ１３の第１の開口部列及び第２の開口部列により領域分割し、不要な部分の光を遮蔽できる。これにより、第１の開口部列及び第２の開口部列を構成する第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃを通過した焦点面の光のみを検出し、隣接する領域からの反射光の混入を抑制できる。なお、ホールアレイ１３は、本発明に係る領域分割手段の代表的な一例である。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、結像光学系１４において、複数の第１のレンズ１４ｂはＸ軸方向に一列に並設されており、複数の第２のレンズ１４ｃもＸ軸方向に一列に並設されている。そして、第１のレンズ１４ｂと第２のレンズ１４ｃとは千鳥状に交互に複数配置されている。結像光学系１４は、ホールアレイ１３を介して入射した拡散反射光を回折手段１５に集光する。
【００３１】
結像光学系１４の第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃ以外の部分には、遮光部１４ａが形成されており、第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃ以外に入射する光束を遮光している。なお、結像光学系１４は、本発明に係る結像手段の代表的な一例である。
【００３２】
図２（ｃ）に示すように、回折手段１５は、基材１５ａに回折軸方向が異なる第１の回折領域１５ｂ及び第２の回折領域１５ｃが形成された構造を有する。第１の回折領域１５ｂ及び第２の回折領域１５ｃは、それぞれＸ軸方向に細長状に形成されている。又、第１の回折領域１５ｂと第２の回折領域１５ｃとは、Ｙ軸方向にシフトして配置されている。つまり、Ｘ軸方向に細長状に形成された第１の回折領域１５ｂと第２の回折領域１５ｃとが、Ｙ軸方向に並設されている。
【００３３】
図３は、図１のホールアレイからラインセンサまでの拡大図である。図３を参照するに、ホールアレイ１３の各第１の開口部１３ｂ、結像光学系１４の各第１のレンズ１４ｂ、及び回折手段１５の第１の回折領域１５ｂは、それぞれ対応している。又、ホールアレイ１３の各第２の開口部１３ｃ、結像光学系１４の各第２のレンズ１４ｃ、及び回折手段１５の第２の回折領域１５ｃは、それぞれ対応している。
【００３４】
図４は、ラインセンサへ入射する各回折像を入射面側から見た状態を例示する図である。図４を参照するに、ラインセンサ１６は、Ｙ方向に長い受光領域を持つ複数の画素がＸ方向に一列に配列した画素構造を有する。ラインセンサ１６は、Ｘ方向に隣接するＮ個の画素を一群とする分光センサ１６ａ１、１６ｂ１、１６ａ２、１６ｂ２、・・・がＸ方向に配列された分光センサアレイを構成している。
【００３５】
分光センサ１６ａ１、１６ｂ１、１６ａ２、１６ｂ２等は、Ｘ方向に隣接する互いに分光特性の異なる光を受光するＮ個の画素を有する。図４の例では、Ｎ＝８としている（８個の内に無効な画素が含まれている場合もある）。
【００３６】
前述のホールアレイ１３の各第１の開口部１３ｂ、結像光学系１４の各第１のレンズ１４ｂ、及び回折手段１５の第１の回折領域１５ｂで形成された回折像は、分光センサ１６ａ１、１６ａ２、１６ａ３・・・を含む第１の分光センサアレイ１６ａに形成される。又、前述のホールアレイ１３の各第２の開口部１３ｃ、結像光学系１４の各第２のレンズ１４ｃ、及び回折手段１５の第２の回折領域１５ｃで形成された回折像は、分光センサ１６ｂ１、１６ｂ２、１６ｂ３・・・を含む第２の分光センサアレイ１６ｂに形成される。
【００３７】
なお、以降、ホールアレイ１３の各第１の開口部１３ｂ、結像光学系１４の各第１のレンズ１４ｂ、及び回折手段１５の第１の回折領域１５ｂを第１の分光アレイ、ホールアレイ１３の各第２の開口部１３ｃ、結像光学系１４の各第２のレンズ１４ｃ、及び回折手段１５の第２の回折領域１５ｃを第２の分光アレイと称する場合がある。
【００３８】
図４に示すように、第1の分光アレイの０次回折像Ａ１（透過像）はラインセンサ１６上方の撮像領域外に結像するが、図２（ｃ）に示すように回折手段１５の第１の回折領域１５ｂの回折軸方向を斜めとすることで、1次回折像Ｂ１はラインセンサ１６の第１の分光センサアレイ１６ａの各画素上（撮像領域）に結像する。
【００３９】
又、第２の分光アレイの０次回折像Ａ２（透過像）はラインセンサ１６下方の撮像領域外に結像するが、図２（ｃ）に示すように回折手段１５の第２の回折領域１５ｃの回折軸方向を第１の回折領域１５ｂの回折軸方向とＸ軸に対して線対称となるように斜めとすることで、1次回折像Ｂ２はラインセンサ１６の第２の分光センサアレイ１６ｂの各画素上（撮像領域）に結像する。前述のように、ラインセンサ１６の撮像領域には複数の画素がＸ方向に配列されており、各画素はＹ方向に長い受光領域を持つので、斜め方向に分光した1次回折像Ｂ１及びＢ２を受光可能である。
【００４０】
第１の回折領域１５ｂ及び第２の回折領域１５ｃのそれぞれにおいて、回折格子のピッチ及び回折軸方向を適切に設定することで、全ての1次回折像をラインセンサ１６上に結像できる。つまり、第１の分光アレイと第２の分光アレイの各々の回折像を、１つのラインセンサ１６で信号に変換することができる。
【００４１】
なお、ラインセンサ１６には、ホールアレイ１３の各第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃの１次回折像Ｂ１及びＢ２のみが結像される。不要な０次回折像Ａ１及びＡ２（非回折像）、図示しない−１次回折像、＋２次回折像、−２次回折像等は、ラインセンサ１６の画素から離れた位置に結像される。
【００４２】
つまり、ホールアレイ１３の各第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃが、ラインセンサ１６上の各１次回折像Ｂ１及びＢ２（各分光センサ）に対応しており、１つの開口部と各分光センサのN個の画素とは結像関係にある。従って、測定対象物である媒体９０の測定位置を正確に取得することが可能となる。なお、以降、＋１次回折像を単に回折像と称する場合がある。
【００４３】
このように、ホールアレイ１３の第１の開口部列で複数の領域に分割された拡散反射光は、各々第１のレンズ１４ｂを介して第１の回折領域１５ｂに入射する。第１の回折領域１５ｂに入射した拡散反射光は、波長に応じて異なる方向に伝播して第１の開口部列に対応する複数の第１の回折像Ｂ１を形成する。
【００４４】
又、第２の開口部列で複数の領域に分割された拡散反射光は、各々第２のレンズ１４ｃを介して第２の回折領域１５ｃに入射する。第２の回折領域１５ｃに入射した拡散反射光は、波長に応じて異なる方向に伝播して第２の開口部列に対応する複数の第２の回折像Ｂ２を形成する。
【００４５】
第１の回折像Ｂ１と第２の回折像Ｂ２とは、ラインセンサ１６の複数の画素上において、複数の画素の配列方向に交互に形成される。又、第１の回折像Ｂ１及び第２の回折像Ｂ２は、各々ラインセンサ１６の複数の画素の配列方向（Ｘ方向）に対して傾斜しており、第１の回折像Ｂ１の複数の画素の配列方向（Ｘ方向）に対する傾斜角度と第２の回折像Ｂ２の複数の画素の配列方向（Ｘ方向）に対する傾斜角度とは互いに異なる。
【００４６】
より詳しくは、第１の回折像Ｂ１と第２の回折像Ｂ２とは、複数の画素の配列方向（Ｘ方向）に直交する軸（Ｙ方向）を対称軸として線対称である。なお、本願でいう線対称は、厳密に線対称であるものの他、実質的に線対称であるものも含むものとする。
【００４７】
ラインセンサ１６で受光された各波長帯の拡散反射光は、受光した光量に応じて光電変換され、例えばデジタル変換された後、図示しない演算手段に転送される。演算手段は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、メインメモリ等を含み、演算手段の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、演算手段の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、演算手段は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。
【００４８】
１次元ラインの分光情報が演算手段に転送された後、測定対象物である媒体９０が分光特性取得装置１０に対して図１の矢印Ｍ方向に相対的に移動し、次の１次元ラインの分光情報がラインセンサ１６で取り込まれ演算手段に転送される。このような動作を繰り返すことにより、画像全幅の測色が可能となる。
【００４９】
なお、図１に例示する光学系は、ライン照明光源１１から出射される照明光が媒体９０に対して略斜め４５度より入射し、ラインセンサ１６が媒体９０から垂直方向に拡散反射する光を受光する所謂４５／０光学系である。しかしながら、光学系の構成は図１に例示するものに限定されず、例えば、ライン照明光源１１から出射される照明光が媒体９０に対して垂直に入射し、ラインセンサ１６が媒体９０から４５度方向に拡散反射する光を受光する所謂０／４５光学系等としても構わない。
【００５０】
分光特性取得装置１０において、第１の分光アレイと第２の分光アレイとは、測定対象物である媒体９０の移動方向（Ｙ方向）にずれた位置の分光反射率を測定する。そこで、演算手段の中で第１の分光アレイ及び第２の分光アレイの出力信号を分離し、例えば第1の分光アレイの出力信号を、媒体９０の移動速度とラインセンサ１６の画像取り込み周期に合わせてずらした後、第１の分光アレイ及び第２の分光アレイの各々の分光反射率を計算することで、この影響を相殺できる。つまり、媒体９０のＸ方向の１ラインの分光反射率を取得できる。
【００５１】
このように、第１の実施の形態において、分光特性取得装置１０は、千鳥状に交互に複数配置された第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃを備えたホールアレイ１３と、第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃが千鳥状に交互に複数配置された結像光学系１４と、回折軸方向が異なる第１の回折領域１５ｂ及び第２の回折領域１５ｃを備えた回折手段１５とを有する。
【００５２】
つまり、従来の分光特性取得装置では、結像光学系を構成する複数のレンズを一列に配列していたため、結像光学系を構成する各々のレンズの開口径は分光センサのピッチより大きくすることができず、ラインセンサ上に結像する回折像が暗くなる。
【００５３】
これに対して、第１の実施の形態に係る分光特性取得装置１０では、第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃを千鳥状に交互に配置している。そのため、第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃの各々の開口径を分光センサ１６ａ１、１６ｂ１、１６ａ２、１６ｂ２等のピッチより大きくすることが可能となり、光利用効率を高めることができる。これにより、ラインセンサ１６上に、より明るい回折像を結像でき、少ない露光時間で十分な信号を得られる。つまり、高速で分光特性を取得可能な分光特性取得装置を実現できる。
【００５４】
又、回折手段１５にブレーズ型回折格子を用いることで、所定の次数の回折光の回折効率を高めることができ、より光利用効率が向上するので、より高速かつ高精度な分光特性取得装置を実現できる。
【００５５】
又、結像光学系１４の第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃ以外の部分に、遮光部１４ａを形成しているため、第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃ以外に入射する光束を遮光できる。これにより、多重反射等による迷光成分を大きく低減してラインセンサ１６に余計な光が入射することを防げるため、より高精度及び高安定に分光特性を取得可能となる。
【００５６】
〈第１の実施の形態の変形例〉
第１の実施の形態の変形例では、ホールアレイ１３と結像光学系１４とを一体化する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する。
【００５７】
図５は、第１の実施の形態の変形例に係る分光特性取得装置を模式的に例示する図である。なお、ライン照明光源１１及び結像光学系１２は第１の実施の形態に係る分光特性取得装置１０と同一構成であるため、図示が省略されている。
【００５８】
図５を参照するに、分光特性取得装置２０において、ホールアレイ１３は基板２１の入射面に配置され、結像光学系１４は基板２１の出射面に配置されて、両者は一体化されている。基板２１としては、ライン照明光源１１の照明光に対して透明なガラスやプラスチック等を用いることができる。なお、基板２１は、本発明に係る光学部材の代表的な一例である。
【００５９】
このような構成により、分光特性取得装置２０を分光特性取得装置１０よりも更にコンパクト化できる。又、ホールアレイ１３の各第１の開口部１３ｂ及び第２の開口部１３ｃと各第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃとのそれぞれの相対位置が変化し難くなるため、振動や環境変動、経時変化等による測定誤差が生じ難くなる。
【００６０】
なお、図６に示す分光特性取得装置２０Ａのように、ホールアレイ１３を基板２１ｂに形成し、結像光学系１４を別の基板２１ａに形成し、基板２１ｂのホールアレイ１３が形成されていない側と、基板２１ａの結像光学系１４が形成されていない側とを接着剤等を介して一体化してもよい。なお、基板２１ａ及び２１ｂは、本発明に係る光学部材の代表的な一例である。
【００６１】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、偏向方向が異なる第１の偏向部及び第２の偏向部が一列に交互に配置された光偏向手段を用いる例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する。
【００６２】
図７は、第２の実施の形態に係る分光特性取得装置を模式的に例示する図である。図８は図７の分光特性取得装置の構成要素の一部を例示する図であり、具体的には、図８（ａ）はホールアレイ３３をＺ軸方向から視た図、図８（ｂ）はマイクロプリズムアレイ３５の斜視図を示している。図９は、図７のホールアレイからラインセンサまでの拡大図である。
【００６３】
図７〜図９を参照するに、第２の実施の形態に係る分光特性取得装置３０は、ホールアレイ１３がホールアレイ３３に置換された点、及び、ホールアレイ３３の各開口部３３ｂの直後にマイクロプリズムアレイ３５が設置された点が分光特性取得装置１０（図１及び図２参照）と相違する。
【００６４】
ホールアレイ３３は、遮光部３３ａに複数の開口部３３ｂがＸ軸方向に一列に並設された開口部列が形成された構造を有し、結像光学系１２を介して入射した拡散反射光を複数の領域に分割する。なお、ホールアレイ３３は、本発明に係る領域分割手段の代表的な一例である。
【００６５】
マイクロプリズムアレイ３５は、ホールアレイ３３の開口部３３ｂの直後に設置されている。より詳しくは、マイクロプリズムアレイ３５において、入射した拡散反射光を第１のレンズ１４ｂの方向に偏向するマイクロプリズム３５ａと、入射した拡散反射光を第２のレンズ１４ｃの方向に偏向するマイクロプリズム３５ｂとがＸ方向に一列に交互に配置されている。
【００６６】
所定の１つのマイクロプリズム３５ａが所定の１つの開口部３３ｂに対応し、所定のマイクロプリズム３５ａに隣接する１つのマイクロプリズム３５ｂが所定の開口部３３ｂに隣接する１つの開口部３３ｂに対応している。
【００６７】
つまり、所定の１つの開口部３３ｂからの光束Ｌ１は、所定の１つのマイクロプリズム３５ａに入射し、結像光学系１４の第１のレンズ１４ｂの方向に偏向される。そして、第１のレンズ１４ｂを透過して回折手段１５の第１の回折領域１５ｂで分光した後、ラインセンサ１６の撮像領域に入射する。
【００６８】
又、所定の開口部３３ｂに隣接する開口部３３ｂからの光束Ｌ２は、所定のマイクロプリズム３５ａに隣接する１つのマイクロプリズム３５ｂに入射し、結像光学系１４の第２のレンズ１４ｃの方向に偏向される。そして、第２のレンズ１４ｃを透過して回折手段１５の第２の回折領域１５ｃで分光した後、ラインセンサ１６の撮像領域に入射する。
【００６９】
なお、マイクロプリズムアレイ３５は、本発明に係る光偏向手段の代表的な一例である。又、マイクロプリズム３５ａ及び３５ｂは、それぞれ本発明に係る第１の偏向部及び第２の偏向部の代表的な一例である。
【００７０】
このように、第２の実施の形態に係る分光特性取得装置では、マイクロプリズムアレイ３５のマイクロプリズム３５ａ及び３５ｂで入射光の光軸を偏向することにより２方向に進む光束Ｌ１及びＬ２を生成する。これにより、第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃを千鳥状に交互に配置できるため、第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃの各々の開口径を分光センサ１６ａ１、１６ｂ１、１６ａ２、１６ｂ２等のピッチより大きくすることが可能となり、光利用効率を高めることができる。これにより、ラインセンサ上に、より明るい回折像を結像でき、少ない露光時間で十分な信号を得られる。つまり、高速で分光特性を取得可能な分光特性取得装置を実現できる。
【００７１】
又、マイクロプリズムアレイ３５による光軸シフト量と回折手段１５による1次回折光の光軸シフト量とを相殺することが可能となる。これにより、1列に並んだホールアレイ３３の開口部３３ｂから出射した光束Ｌ１及びＬ２の1次回折像を、２列の光学系（結像光学系１４の第１のレンズ１４ｂ及び第２のレンズ１４ｃ、並びに、回折手段１５の第１の回折領域１５ｂ及び第２の回折領域１５ｃ）を介して、1列に並んだラインセンサ１６上に結像できる。
【００７２】
従って、走査する媒体９０上の1列の分光特性を同時に取得可能となり、好適である。又、媒体９０の移動方向の測定位置誤差を演算手段で補正する必要がないため、演算手段の負担を低減することが可能となり、より安価に媒体９０上の各位置の分光特性を取得可能な分光特性取得装置を実現できる。
【００７３】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、第１の実施の形態に係る分光特性取得装置を有する画像形成装置の例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する。
【００７４】
図１０は、第３の実施の形態に係る画像形成装置を例示する図である。図１０を参照するに、画像形成装置８０は、第１の実施の形態に係る分光特性取得装置１０と、給紙カセット８１ａと、給紙カセット８１ｂと、給紙ローラ８２と、コントローラ８３と、走査光学系８４と、感光体８５と、中間転写体８６と、定着ローラ８７と、排紙ローラ８８とを有する。９０は、媒体（紙等）を示している。
【００７５】
画像形成装置８０において、給紙カセット８１ａ及び８１ｂから図示しないガイド、給紙ローラ８２により搬送された媒体９０が、走査光学系８４により感光体８５に露光され、色材が付与されて現像される。現像された画像が中間転写体８６上に、次いで、中間転写体８６から媒体９０上に転写される。媒体９０上に転写された画像は定着ローラ８７により定着され、画像形成された媒体９０は排紙ローラ８８により排紙される。分光特性取得装置１０は、定着ローラ８７の後段に設置されている。
【００７６】
このように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態に係る分光特性取得装置１０を画像形成装置の所定の位置に装備することにより、媒体の搬送に同期して、媒体の面内の色情報を２次元で取得できる。そして、画像形成装置８０が例えば電子写真方式による画像製品である場合には、取得した２次元の色情報に基づいて、書込み走査光学系の光源出力の一走査内制御や印刷前のガンマ補正等の画像処理を行うことにより、媒体の面内の色むらを低減することが可能となる。
【００７７】
又、画像形成装置８０が例えばインクジェット方式による画像製品である場合には、ヘッド位置によりインクの吐出量を直接制御することにより、媒体の面内の色むらを低減することが可能となる。
【００７８】
又、分光特性取得装置１０により印刷後の画像の分光反射率を取得することで、そこから三刺激値ＸＹＺやＣＩＥＬＡＢ等の測色結果を算出することが可能となる。従って、測色結果を用いて印刷プロセスを監視し、これに変化がある場合には印刷を中断したり、印刷プロセスを調整したりすることが可能となり、より正確な色の画像を安定して生産することが可能となる。
【００７９】
なお、分光特性取得装置１０に代えて、分光特性取得装置２０や分光特性取得装置２０Ａ、分光特性取得装置３０を搭載しても同様の効果を奏する。
【００８０】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００８１】
例えば、各実施の形態及びその変形例では、紙等の媒体からの反射光束の分光特性を取得することで、分光反射率を算出する装置について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、液晶ディスプレイ等の表示装置における各部の分光特性の取得等にも適用可能である。
【００８２】
又、本発明は、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可能である。更に、本発明は、紙以外のプラスチック等に印刷した画像を評価する画像評価装置としても応用することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０、２０、２０Ａ、３０  分光特性取得装置
１１  ライン照明光源
１２、１４  結像光学系
１３、３３  ホールアレイ
１３ａ、１４ａ、３３ａ  遮光部
１３ｂ  第１の開口部
１３ｃ  第２の開口部
１４ｂ  第１のレンズ
１４ｃ  第２のレンズ
１５  回折手段
１５ａ  基材
１５ｂ  第１の回折領域
１５ｃ  第２の回折領域
１６  ラインセンサ
１６ａ  第１の分光センサアレイ
１６ｂ  第２の分光センサアレイ
１６ａ１、１６ａ２、１６ｂ１、１６ｂ２  分光センサ
２１、２１ａ、２１ｂ  基板
３３ｂ  開口部
３５  マイクロプリズムアレイ
３５ａ、３５ｂ  マイクロプリズム
８０  画像形成装置
８１ａ  給紙カセット
８１ｂ  給紙カセット
８２  給紙ローラ
８３  コントローラ
８４  走査光学系
８５  感光体
８６  中間転写体
８７  定着ローラ
８８  排紙ローラ
９０  媒体
Ａ１、Ａ２  ０次回折像
Ｂ１、Ｂ２  １次回折像
Ｍ  矢印
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特表２００８−２５６５９４号公報
【図１】
0005880053.tif 000002
【図２】
0005880053.tif 000003
【図３】
0005880053.tif 000004
【図４】
0005880053.tif 000005
【図５】
0005880053.tif 000006
【図６】
0005880053.tif 000007
【図７】
0005880053.tif 000008
【図８】
0005880053.tif 000009
【図９】
0005880053.tif 000010
【図１０】
0005880053.tif 000011