(57)【要約】【課題】単純な構造で主光路への不要光の混入を抑制することができる導光体を提供する。【解決手段】本発明に係る導光体２００２は、入射面２００２ｄと、入射面２００２ｄからの光束を反射する反射面２００２ｒとを有する導光体２００２であって、光軸上における反射面２００２ｒへの入射光と反射面２００２ｒからの反射光とを含む第一の断面に垂直な方向において、反射面２００２ｒの中心から縁部までの距離をＲとするとき、中心から１．２Ｒ以上離れた位置に配置された側面２００２ｓを有することを特徴とする。【選択図】図３
2019095400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面と、該入射面からの光束を反射する反射面とを有する導光体であって、
光軸上における前記反射面への入射光と前記反射面からの反射光とを含む第一の断面に垂直な方向において、前記反射面の中心から縁部までの距離をＲとするとき、前記中心から１．２Ｒ以上離れた位置に配置された側面を有することを特徴とする導光体。
【請求項２】
前記反射面の前記第一の断面を挟んで両側に凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
前記入射面、前記反射面及び前記側面は、一体であることを特徴とする請求項１または２に記載の導光体。
【請求項４】
前記反射面と前記側面とは、互いに垂直であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項５】
前記入射面と前記側面とは、互いに垂直であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項６】
前記入射面と前記反射面とが互いになす角度は、４５度であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項７】
前記反射面を含み且つ前記反射面に平行な第二の断面内において、前記反射面の前記縁部と前記側面との間には光学面が無いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項８】
前記入射面から入射し、前記側面と前記反射面との間を進行する不要な光束が出射する不要光出射面を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項９】
前記反射面と前記不要光出射面とが互いになす角度は、２０度以上であることを特徴とする請求項８に記載の導光体。
【請求項１０】
前記不要光出射面は、平面であることを特徴とする請求項８または９に記載の導光体。
【請求項１１】
前記反射面の前記第一の断面を挟んで両側に前記不要光出射面が設けられていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項１２】
前記反射面は、前記入射面からの光束を制限することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項１３】
前記反射面は、平面であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項１４】
前記入射面からの光束は、前記反射面によって全反射されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項１５】
樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の導光体と、
該導光体からの光を受光する受光素子と
を備えることを特徴とする検出器。
【請求項１７】
前記導光体からの光束の一部を遮光する遮光素子を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の検出器。
【請求項１８】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の導光体と、
該導光体からの光束を分光する分光素子と、
該分光素子からの光束を受光する受光素子と、
を備えることを特徴とする分光測色装置。
【請求項１９】
前記分光素子による分光方向は、前記第一の断面に垂直であることを特徴とする請求項１８に記載の分光測色装置。
【請求項２０】
前記導光体からの光束の一部を遮光する遮光素子を備えていることを特徴とする請求項１８または１９に記載の分光測色装置。
【請求項２１】
被走査面を走査する光走査装置と、前記被走査面に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、前記トナー像を測色するための請求項１８乃至２０のいずれか一項に記載の分光測色装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）、デジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に用いられる導光体、検出器、分光測色装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、受光素子に光を導光する受光光学系において、光路を折り返すことによる小型化や反射部材等の部品削減のために、入射面から出射面への光路中に反射面が設けられている導光体が用いられている。
このような反射面を有する導光体では、入射面から入射した光が反射面へ直接向かう光路（以下、主光路という。）に、側面で反射された不要光が混入することで、光学性能が低下してしまうことが知られている。
特許文献１は、そのような不要光の混入を抑制するために、側面にプリズム状の溝を設けることで不要光の発生自体を抑制する導光体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８７７４２号公報
【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、特許文献１に開示されている導光体では側面にプリズム状の溝を設けるため、製造が困難である。
そこで本発明は、単純な構造で主光路への不要光の混入を抑制することができる導光体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る導光体は、入射面と、入射面からの光束を反射する反射面とを有する導光体であって、光軸上における反射面への入射光と反射面からの反射光とを含む第一の断面に垂直な方向において、反射面の中心から縁部までの距離をＲとするとき、中心から１．２Ｒ以上離れた位置に配置された側面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、単純な構造で主光路への不要光の混入を抑制することができる導光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一実施形態に係る導光体を備えた分光測色装置の要部上面図。
【図２】第一実施形態に係る導光体を備えた分光測色装置の要部斜視図。
【図３】第一実施形態に係る導光体を備えた分光測色装置の要部断面図及び要部斜視図。
【図４】比較例の導光体を備えた分光測色装置の要部断面図及び要部斜視図。
【図５】第二実施形態に係る導光体を備えた分光測色装置の要部断面図及び要部斜視図。
【図６】第一又は第二実施形態に係る導光体を備えた分光測色装置を備えたカラー画像形成装置の側断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第一実施形態］
以下、本実施形態に係る導光体について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。
【０００９】
図１は、第一実施形態に係る導光体２００２を備えた分光測色装置２０００の要部上面図を示している。
また、図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る導光体２００２を備えた分光測色装置２０００の要部斜視図を示している。なお、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、照明光学系２０１０及び受光光学系２０１１における光路も示している。
【００１０】
分光測色装置２０００は、スリット２００１ａ、導光体２００２、回折素子（分光素子）２００３、光源２００５及び受光素子２００６を備えている。
導光体２００２及び回折素子２００３は、分光測色装置２０００の不図示の樹脂製の筐体上に保持されている。
また、光源２００５及び受光素子２００６は、分光測色装置２０００の不図示の電気基板上に実装されており、電気基板は、ネジによって分光測色装置２０００の筐体に固定されている。
分光測色装置２０００の筐体にはスリット（遮光素子）２００１ａが一体成形されている。
分光測色装置２０００の筐体には不図示のカバーが組み付けられている。カバーの一部には、導光体２００２から被照射面２０２０上に配置される不図示の被検知物へ照射される照射光や、被検知物から導光体２００２へ散乱される散乱光の光路を確保するために開口窓が設けられている。そして、塵埃や紙紛等が筐体内に侵入しないように、開口窓の筐体内部側にはＰＥＴ製のカバーシートが取り付けられている。
【００１１】
光源２００５は、一般的にＴＯＰＶＩＥＷタイプと呼ばれる、０．２ｍｍ×０．２ｍｍの発光部を有する白色ＬＥＤであり、その発光面から放射状に光束を射出する。光源２００５から射出される光束の光量は、発光面の面法線方向において最大となり、且つ面法線からの傾きが大きくなるにつれて徐々に減少する配光強度特性を有している。
【００１２】
導光体２００２は、アクリル樹脂によって作製された光学素子である。
導光体２００２は、導光体部分２００２ｘと導光体部分２００２ｙとが一体化されて形成されている。
導光体部分２００２ｘは、照明光入射面２００２ａ、楕円反射面２００２ｅ及び照明光出射面２００２ｂを有して構成される照明光学系２０１０である導光体部分である。
導光体部分２００２ｙは、アナモフィック面（入射面）２００２ｄ、折り返し反射面２００２ｒ及び受光光出射面２００２ｆを有して構成される受光光学系（分光光学系）２０１１のための導光体部分である。
【００１３】
回折素子２００３は、回折格子が形成された凹面反射型の回折面２００３ｄを有しており、射出成形によって作製された樹脂製の基体に、アルミニウム等の反射膜とＳｉＯ２等の増反射膜とを蒸着することによって作製されている。
【００１４】
受光素子２００６は、複数のＳｉフォトダイオード等の光電変換素子を分光方向にアレイ状に並べて形成された光学素子である。
【００１５】
次に、分光測色装置２０００を用いた測色方法について説明する。
分光測色装置２０００では、導光体部分２００２ｘが照明光学系２０１０を形成し、導光体部分２００２ｙ、スリット２００１ａ及び回折素子２００３が受光光学系（分光光学系）２０１１を形成している。
照明光学系２０１０により被照射面２０２０上に配置された不図示の被検知物を照明し、被検知物からの散乱光を分光光学系２０１１で分光し、被検知物の測色を行う。
【００１６】
光源２００５から出射した光線は、光源２００５と当接している導光体２００２の照明光入射面２００２ａから導光体２００２の内部に入射し、楕円反射面２００２ｅによって上側に反射する。反射された光線は、照明光出射面２００２ｂから導光体２００２の外部に出射し、被照射面２０２０上に配置された被検知物へ照射される。そして、被検知物に入射した光線は散乱され、散乱光の一部は、第一の方向（光軸上における折り返し反射面２００２ｒに入射する入射光の第一の光路と折り返し反射面２００２ｒによって反射される反射光の第二の光路とに平行な第一の断面に垂直な方向）及び第一の光路に平行な第二の断面内に集光作用を有するアナモフィック面２００２ｄから導光体２００２の内部に再度入射する。そして、入射した光線は、折り返し反射面２００２ｒによって第一の方向及び第二の光路に平行な第三の断面内へ折り曲げられ、受光光出射面２００２ｆから導光体２００２の外部に再度出射し、スリット２００１ａ上でほぼ線状に集光される。
そして、スリット２００１ａを通過した光束は、回折素子２００３によって分光されることによって、受光素子２００６上に波長毎にスリット像が形成される。
これは、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である。
なお、本実施形態に係る導光体２００２を備えた分光測色装置２０００では、光軸は、スリット２００１ａのスリット穴の中心を通り、スリット穴の面に垂直な軸と定義している。また、分光方向は、上記第一の断面に対して垂直である。
【００１７】
受光素子２００６では、アレイ状に並べられた各光電変換素子上に分光されたスリット像が形成され、各光電変換素子によって検出された信号を、光源２００５の分光特性や受光素子２００６の分光感度特性等で補正することによって処理部が処理し、被検知物の色調を算出する。
なお、本実施形態では、被検知範囲、すなわち色調を算出する被検知物の範囲は、０．２ｍｍ×０．２ｍｍである。
【００１８】
本実施形態のように、導光体２００２に光源２００５を近接させている場合には、導光体２００２への出射直後の光束の広がり角や全反射条件を考慮し、必要な楕円反射面２００２ｅの大きさを設定することで、十分な照明効率を確保しつつ導光体２００２の小型化を達成することができる。
【００１９】
次に、分光測色装置２０００の光学性能について説明する。
導光体２００２において、分光測色装置２０００の光学性能に主として寄与しているのは、導光体２００２の折り返し反射面２００２ｒである。すなわち、折り返し反射面２００２ｒが導光体２００２の主たる光学性能を担う反射面（以降、主反射面と呼ぶ。）となる。
ここで、主反射面とは、光学系としての所望の結像性能、あるいは、導光体としての所望の導光性能に主として寄与する反射面である。
そして、導光体の導光性能を向上させるためには、以下に示すように、主反射面の周りの側面の形状を工夫することが重要となる。
【００２０】
図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、図１の一点鎖線で囲んだ分光測色装置２０００の要部２００２ｍのローカルＸＹ断面図、＋ローカルＹ方向から見たローカルＸＺ断面図及び斜視図を示している。
ここで、図３（ｂ）ではスリット２００１ａは図示しておらず、また、図３（ｃ）と図３（ｂ）とは互いに天地が反転していることに注意されたい。
なお、ローカルＸ方向、ローカルＹ方向及びローカルＺ方向は、第一の方向（光軸上における折り返し反射面２００２ｒに入射する入射光の光路と折り返し反射面２００２ｒによって反射される反射光の光路とに平行な第一の断面に垂直な方向）、第二の光路に平行な方向、及び第一の光路に平行な方向にそれぞれ、平行にとっている。
従って、上記における第一の光路、第二の光路及び第一の方向はそれぞれ、ローカルＺ方向、ローカルＹ方向及びローカルＸ方向に平行である。また、第一の断面、第二の断面及び第三の断面はそれぞれ、ローカルＹＺ断面、ローカルＸＺ断面及びローカルＸＹ断面に平行である。
また、ローカルＸＹＺ座標系の原点に被検知物の中心が配置されるとしている。
スリット２００１ａは、スリット２００１ａのスリット穴の短手方向及び長手方向がそれぞれ、第一の方向及び第一の光路に平行になるように配置されている。
【００２１】
分光測色装置２０００の光学設計値は、以下の表１に示されている。
【表１】
2019095400.tif 000003
【００２２】
なお、表１に示されているように、導光体２００２の各光学面及びスリット２００１ａの座標はローカルＸＹＺ座標系で定義している。
また、アナモフィック面２００２ｄの非球面形状は、以下の式（１）で表わされる。
【数１】
2019095400.tif 000004
【００２３】
ここで、Ｒ、ｋ、Ｃｍ，ｎは非球面係数である。また、式（１）におけるｘ、ｙ及びｚは、アナモフィック面２００２ｄの面頂点を原点として定義される面座標であるが、本実施形態では、式（１）におけるｘ方向、ｙ方向及びｚ方向はそれぞれ、ローカルＸ、ローカルＹ及びローカルＺ方向と平行である。
また、ＴｉｌｔＸは、ローカルＸ軸を回転中心として、右手系でローカルＹ方向からローカルＺ方向に回転する動作であり、ＴｉｌｔＹは、ローカルＹ軸を回転中心として、右手系でローカルＺ方向からローカルＸ方向に回転する動作である。
また、ＴｉｌｔＺは、ローカルＺ軸を回転中心として、右手系でローカルＸ方向からローカルＹ方向に回転する動作である。
なお、（ＴｉｌｔＸ，ＴｉｌｔＹ，ＴｉｌｔＺ）＝（０，０，０）の時は、面法線がローカルＺ方向を向いているとし、上記動作は、ＴｉｌｔＸ、ＴｉｌｔＹ、ＴｉｌｔＺの順番で行うものとする。
【００２４】
本実施形態に係る導光体２００２は、折り返し反射面２００２ｒの第一の断面を挟んで両側に凸部を有している。また、アナモフィック面２００２ｄ、折り返し反射面２００２ｒ及び側面２００２ｓは、一体的に形成されている。さらに、折り返し反射面２００２ｒと側面２００２ｓとは、互いに垂直である。また、アナモフィック面２００２ｄの光軸上における法線と側面２００２ｓとは互いに平行である。
【００２５】
次に、本実施形態に対する比較例としての従来における分光測色装置４０００について説明する。
【００２６】
比較例の分光測色装置４０００は、導光体２００２が導光体４００２になっている以外は、本実施形態に係る分光測色装置２０００と同一の構成であるため、同一の部材については同一の符番を付し、説明を省略する。
また、後述するように、導光体４００２は、不要光透過面２００２ｔが設けられていない以外は、導光体２００２と同一の構成であるため、同一の光学面については、千の位の「２」を「４」に置き換えている。
【００２７】
図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、分光測色装置４０００の要部４００２ｍのローカルＸＹ断面図、＋ローカルＹ方向から見たローカルＸＺ断面図及び斜視図を示している。
ここで、図４（ｂ）ではスリット２００１ａは図示しておらず、また、図４（ｃ）と図４（ｂ）とは互いに天地が反転していることに注意されたい。
なお、ローカルＸ方向、ローカルＹ方向及びローカルＺ方向は、第一の方向（光軸上における折り返し反射面４００２ｒに入射する入射光の第一の光路と折り返し反射面４００２ｒによって反射される反射光の第二の光路とに平行な第一の断面に垂直な方向）、第二の光路に平行な方向、及び第一の光路に平行な方向にそれぞれ、平行にとっている。また、ローカルＸＹＺ座標系の原点に被検知物の中心が配置されるとしている。
また、スリット２００１ａは、スリット２００１ａのスリット穴の短手方向及び長手方向がそれぞれ、第一の方向及び第一の光路に平行になるように配置されている。
【００２８】
分光測色装置４０００の光学設計値は、以下の表２に示されている。
【表２】
2019095400.tif 000005
【００２９】
なお、導光体４００２の各光学面及びスリット２００１ａの座標はローカルＸＹＺ座標系で定義しており、アナモフィック面４００２ｄの非球面形状は、式（１）で表わされる。
また、ＴｉｌｔＸは、ローカルＸ軸を回転中心として、右手系でローカルＹ方向からローカルＺ方向に回転する動作であり、ＴｉｌｔＹは、ローカルＹ軸を回転中心として、右手系でローカルＺ方向からローカルＸ方向に回転する動作である。
また、ＴｉｌｔＺは、ローカルＺ軸を回転中心として、右手系でローカルＸ方向からローカルＹ方向に回転する動作である。
なお、（ＴｉｌｔＸ，ＴｉｌｔＹ，ＴｉｌｔＺ）＝（０，０，０）の時は、面法線がローカルＺ方向を向いているとし、上記動作は、ＴｉｌｔＸ、ＴｉｌｔＹ、ＴｉｌｔＺの順番で行うものとする。
【００３０】
比較例の分光測色装置４０００では、被検知物によって散乱された光線の一部は、アナモフィック面４００２ｄから導光体４００２の内部に入射する。そして、図４（ａ）乃至（ｃ）に示されているように、折り返し反射面４００２ｒに直接向かう主光路（破線）と、側面４００２ｓで反射された後、折り返し反射面４００２ｒに向かう副光路（点線）とに分かれる。
【００３１】
主光路に沿って進行する光線は、折り返し反射面４００２ｒによって折り返され、スリット２００１ａを通過した後、回折素子２００３の回折面２００３ｄによって分光され、所望光として、受光素子２００６上に集光される。
一方、副光路に沿って進行する光線のうちの多くは、折り返し反射面４００２ｒによって折り返された後、スリット２００１ａによって遮光されるが、一部はスリット２００１ａを通過してしまう。そのようなスリット２００１ａを通過した副光路の一部の光線は、回折素子２００３の回折面２００３ｄによって分光され、受光素子２００６上に集光されるものもあるし、回折面２００３ｄに向かわず、回折素子２００３の回折面２００３ｄ以外の部分や不図示の筐体によって散乱され、受光素子２００６上に到達するものもある。
【００３２】
副光路の一部の光線のうちの後者のこのような光線は、分光測色装置４０００の光学性能を悪化させる。また、前者の分光されて受光素子２００６上に集光された光線も、側面４００２ｓによって反射されているため、主光路の光線に対して有している色情報が異なり、やはり光学性能の悪化を引き起こす。
従って、もし主光路に混入する副光路の光線の光量が主光路の所望光の光量に対して無視できないほど大きくなると、分光測色装置４０００の分光測色性能が不十分となってしまう。
【００３３】
本実施形態に係る分光測色装置２０００は、このような主光路への副光路の不要光の混入を抑制するために、改良されている。
【００３４】
本実施形態に係る分光測色装置２０００では、図３（ａ）乃至（ｃ）に示されているように、主光路（破線）に沿って進行する光線は、折り返し反射面２００２ｒによって折り返され、スリット２００１ａを通過する。そして、回折素子２００３の回折面２００３ｄによって分光され、所望光として、受光素子２００６上に集光される。
一方、副光路（点線）に沿って進行する光線の多くは、側面２００２ｓで反射した後、折り返し反射面２００２ｒに向かわずに、不要光透過面（不要光出射面）２００２ｔに向かい、不要光透過面２００２ｔを透過して導光体２００２の外部に出射する。すなわち、側面２００２ｓと折り返し反射面２００２ｒとの間を進行する副光路（点線）に沿った不要な光束は、不要光透過面２００２ｔから出射する。
これにより、本実施形態に係る分光測色装置２０００では、副光路の光線は、スリット２００１ａを通過せず、不要光として受光素子２００６上に集光されないため、光学性能を悪化させない。
【００３５】
これは、本実施形態に係る導光体２００２では、折り返し反射面２００２ｒの中心Ｏから第一の方向の両側の辺までの距離をＲとしたとき、中心Ｏから第一の方向に沿って１．２Ｒ以上の距離に側面２００２ｓが形成されているからである。
すなわち、本実施形態に係る導光体２００２では、第一の方向における折り返し反射面２００２ｒの中心Ｏから縁部（最端部）までの距離をＲとしたとき、中心Ｏを囲み、折り返し反射面２００２ｒを含み且つ折り返し反射面２００２ｒに平行な第四の断面（第二の断面）内において中心Ｏから１．２Ｒ以上の距離に縁部がある多角形の該縁部の少なくとも一部を含み、第四の断面に非平行な第五の断面内に側面２００２ｓが形成されている。
換言すると、本実施形態に係る導光体２００２は、光軸上における折り返し反射面２００２ｒへの入射光と折り返し反射面２００２ｒからの反射光とを含む第一の断面に垂直な第一の方向において、折り返し反射面２００２ｒの中心から縁部までの距離をＲとするとき、中心から１．２Ｒ以上離れた位置に配置された側面２００２ｓを有する。
さらに換言すると、本実施形態に係る導光体２００２では、側面２００２ｓは、折り返し反射面２００２ｒの縁部の少なくとも一部を含み、折り返し反射面２００２ｒに非平行な断面内に形成されていない。
【００３６】
比較例の分光測色装置４０００では、中心Ｏから第一の方向に沿って１．０Ｒの距離、すなわち、折り返し反射面４００２ｒの縁部を含むように側面４００２ｓが形成されていたために、副光路の光線は、側面４００２ｓで反射された後、折り返し反射面４００２ｒに向かっていた。
一方、本実施形態に係る分光測色装置２０００では、中心Ｏから第一の方向に沿って１．２Ｒ以上の距離に側面２００２ｓを形成している。すなわち、折り返し反射面２００２ｒの縁部と側面２００２ｓとの間隔を十分に広げたことで、副光路の光線の多くは、側面２００２ｓで反射された後、折り返し反射面２００２ｒに向かわなくなる。
換言すると、本実施形態に係る導光体２００２では、折り返し反射面２００２ｒを含み且つ折り返し反射面２００２ｒに平行な第四の断面内において、折り返し反射面２００２ｒの縁部と側面２００２ｓとの間には反射面、透過面等の光学面が無い。
そして、折り返し反射面２００２ｒを含み且つ折り返し反射面２００２ｒに平行な第四の断面を挟んで折り返し反射面２００２ｒによって反射された主光路の光線とは反対側において、入射した副光路の光線を透過して出射するように（折り返し反射面２００２ｒよりも非反射光路側に凸となるように）不要光透過面２００２ｔを設けている。それにより、スリット２００１ａへ副光路の光線を向かわせず、主光路から遠ざけることができている。
【００３７】
次に、本実施形態に係る効果を、光量を用いて説明する。
分光測色装置２０００（４０００）において、アナモフィック面２００２ｄ（４００２ｄ）から再入射後、折り返し反射面２００２ｒ（４００２ｒ）に直接向かう主光路の光線のうちスリット２００１ａを通過する光線の光量をＩとする。また、アナモフィック面２００２ｄ（４００２ｄ）から再入射後、側面２００２ｓ（４００２ｓ）で反射された後、折り返し反射面２００２ｒ（４００２ｒ）に向かう副光路の光線のうちスリット２００１ａを通過する光線の光量をＩ’とする。
このとき、比の値Ｉ’／Ｉを、導光体２００２（４００２）の副光路光量比と定義し、導光体２００２（４００２）の評価指標とする。
【００３８】
ここで、スリット２００１ａを通過した副光路の光線の全てが不要光として受光素子２００６上に集光されるわけではないため、この副光路光量比が分光測色装置２０００（４０００）の光学性能を直接示しているわけではないことに注意されたい。
例えば、回折素子２００３の回折面２００３ｄ以外の部分や分光測色装置２０００（４０００）の筐体を遮光部材で覆う等、構成を工夫することによって、分光測色装置２０００（４０００）の光学性能の悪化を抑制する事は可能である。
すなわち、この副光路光量比は、導光体２００２（４００２）において発生した不要光の分光光学系２０１１（４０１１）への影響の度合いを示している。
【００３９】
表１及び表２に示されている光学設計値を用いてシミュレーションを行った結果、分光測色装置２０００（４０００）における副光路光量比Ｉ’／Ｉは以下のように得られた。
比較例の分光測色装置４０００における副光路光量比Ｉ’／Ｉ＝３７％
本実施形態に係る分光測色装置２０００における副光路光量比Ｉ’／Ｉ＝０％
【００４０】
以上のように、本実施形態に係る導光体２００２を備えた分光測色装置２０００では、導光体２００２を単純な構造で形成しつつ、所望光が進行する主光路への光学性能の悪化要因となる不要光の混入を抑制することができる。
それにより、分光測色装置２０００、特に分光光学系２０１１において、不要光対策を実施する必要がなくなり、構成の自由度を向上させることができる。
【００４１】
なお、上記では、中心Ｏを囲み、中心Ｏから１．２Ｒ以上の距離に縁部がある多角形を考えていたが、これに限らず、中心Ｏを囲み、中心Ｏから１．２Ｒ以上の距離に縁部がある円若しくは楕円でも構わない。
また、中心が定義できない形状の場合は、代わりに重心を用いても構わない。
【００４２】
また、本実施形態に係る導光体２００２では、同一形状の不要光透過面２００２ｔが折り返し反射面２００２ｒの第一の方向における対向する縁部の両側（折り返し反射面２００２ｒの第一の断面を挟んで両側）に設けられているが、これに限られず、片側のみに設けられていたり、互いに同一形状でなくても、本実施形態の効果を得ることができる。
【００４３】
また、本実施形態に係る導光体２００２では、折り返し反射面２００２ｒが主光路の光線の光束径を制限する（光束を制限する）絞りの役割も兼ねている。これにより、絞りを別に設ける必要が無いため、構成の自由度の向上や低コスト化に有利である。また、導光体２００２のアナモフィック面２００２ｄ等の他の光学面と絞りを兼ねる折り返し反射面２００２ｒとの相対位置を高精度に設定できるため、製造上において有利となる効果を得ることができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る導光体２００２では、折り返し反射面２００２ｒと不要光透過面２００２ｔとが互いになす角度（鋭角且つ絶対値）は４５度であり、２０度以上となっている。これにより、副光路の光線を主光路から大きく遠ざけることができ、副光路の光線をスリット２００１ａに向かわせない効果を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る導光体２００２では、折り返し反射面２００２ｒ及び不要光透過面２００２ｔが、共に平面で構成されている。これにより、導光体２００２の構造を単純にすることができる。しかしながら、これに限られず、折り返し反射面２００２ｒ及び不要光透過面２００２ｔの少なくとも一方を曲面等で構成しても、本実施形態の効果を得ることができる。
【００４６】
また、本実施形態に係る導光体２００２では、主光路の光線は、折り返し反射面２００２ｒによって全反射されるように構成されている。これにより、折り返し反射面２００２ｒに反射膜を設ける必要がなくなり、低コスト化できる。しかしながら、これに限らず、折り返し反射面２００２ｒに反射膜を設けても、本実施形態の効果を得ることができる。
なお、本実施形態に係る導光体２００２では、光軸上におけるアナモフィック面２００２ｄの法線と折り返し反射面２００２ｒの法線とは互いに対して４５度をなしているため、主光路の光線は、折り返し反射面２００２ｒによって全反射されるように構成されている。
【００４７】
また、本実施形態に係る導光体２００２では、主光路に沿って折り返し反射面２００２ｒの反射光側にスリット２００１ａが配置されている。これにより、副光路の光線が側面２００２ｓによって散乱されたとしても、散乱光の大部分をスリット２００１ａによって遮光することができるため、散乱による光学性能の悪化を抑制することができる。これにより、高い遮光性を確保する事ができる。
【００４８】
また、本実施形態に係る導光体２００２は、樹脂材料で作製されており、これにより、硝子で作製する場合に比べて低コスト化を達成すると共に形状の自由度を高めることができる。しかしながら、これに限られず、硝子で作製しても、本実施形態の効果を得ることができる。
【００４９】
本実施形態に係る導光体２００２を、導光体と、導光体によって導光される光を受光する受光素子とを備える光検出器に用いることによって、単純な構造で所望光が進行する主光路への不要光の混入を抑制することができる光検出器を得ることができる。そして、このような光検出器に遮光素子を設けることもできる。
【００５０】
［第二実施形態］
図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、第二実施形態に係る導光体６００２を備えた分光測色装置６０００の要部６００２ｍのローカルＸＹ断面図、＋ローカルＹ方向から見たローカルＸＺ断面図及び斜視図を示している。
ここで、図５（ｂ）ではスリット２００１ａは図示しておらず、また、図５（ｃ）と図５（ｂ）とは互いに天地が反転していることに注意されたい。
なお、ローカルＸ方向、ローカルＹ方向及びローカルＺ方向は、第一の方向（光軸上における折り返し反射面６００２ｒに入射する入射光の光路と折り返し反射面６００２ｒによって反射される反射光の光路とに平行な第一の断面に垂直な方向）、第二の光路に平行な方向、及び第一の光路に平行な方向にそれぞれ、平行にとっている。また、ローカルＸＹＺ座標系の原点に被検知物の中心が配置されるとしている。
また、スリット２００１ａは、スリット２００１ａのスリット穴の短手方向及び長手方向がそれぞれ、第一の方向及び第一の光路に平行になるように配置されている。
分光測色装置６０００は、導光体の寸法が異なる以外は、第一実施形態の分光測色装置２０００と同一の構成であるため、同一の部材については同一の符番を付し、説明を省略する。
具体的には、導光体６００２は、不要光透過面６００２ｔの幅及び側面６００２ｓの位置が異なる以外は、第一実施形態に係る導光体２００２と同一の構成であるため、同一の光学面については、千の位の「２」を「６」に置き換えている。
【００５１】
分光測色装置６０００の光学設計値は、以下の表３に示されている。
【表３】
2019095400.tif 000006
【００５２】
なお、導光体６００２の各光学面及びスリット２００１ａの座標はローカルＸＹＺ座標系で定義しており、アナモフィック面６００２ｄの非球面形状は、式（１）で表わされる。
また、ＴｉｌｔＸは、ローカルＸ軸を回転中心として、右手系でローカルＹ方向からローカルＺ方向に回転する動作であり、ＴｉｌｔＹは、ローカルＹ軸を回転中心として、右手系でローカルＺ方向からローカルＸ方向に回転する動作である。
また、ＴｉｌｔＺは、ローカルＺ軸を回転中心として、右手系でローカルＸ方向からローカルＹ方向に回転する動作である。
なお、（ＴｉｌｔＸ，ＴｉｌｔＹ，ＴｉｌｔＺ）＝（０，０，０）の時は、面法線がローカルＺ方向を向いているとし、上記動作は、ＴｉｌｔＸ、ＴｉｌｔＹ、ＴｉｌｔＺの順番で行うものとする。
【００５３】
分光測色装置６０００では、図５（ａ）乃至（ｃ）に示されているように、主光路（破線）に沿って進行する光線は、折り返し反射面６００２ｒによって折り返され、スリット２００１ａを通過する。そして、回折素子２００３の回折面２００３ｄによって分光され、所望光として、受光素子２００６上に集光される。
一方、副光路（点線）に沿って進行する光線は、側面６００２ｓで反射した後、折り返し反射面６００２ｒに向かう光線と不要光透過面６００２ｔに向かう光線とに分かれる。その結果、副光路の光線のうち折り返し反射面６００２ｒに向かう光線は、スリット２００１ａを通過した後、不要光として受光素子２００６上に集光されるため、光学性能は幾分悪化する。
【００５４】
従って、分光測色装置６０００では、折り返し反射面６００２ｒの縁部と側面６００２ｓとの間隔が十分には広くないため、側面６００２ｓで反射した副光路の光線を全て、折り返し反射面６００２ｒに向かわせなくすることはできない。
しかしながら、副光路の光線の一部は、折り返し反射面６００２ｒに向かわせなくすることができるため、本実施形態に係る分光測色装置６０００では、比較例の分光測色装置４０００に比べて、光学性能の悪化を抑制することができる。
【００５５】
ここで、第一実施形態に係る分光測色装置２０００と同様に、表３に示されている光学設計値を用いてシミュレーションを行った結果、本実施形態に係る分光測色装置６０００における副光路光量比Ｉ’／Ｉは以下のように得られた。
比較例の分光測色装置４０００における副光路光量比Ｉ’／Ｉ＝３７％
本実施形態に係る分光測色装置６０００における副光路光量比Ｉ’／Ｉ＝１７％
【００５６】
このことから、本実施形態に係る導光体６００２を備える分光測色装置６０００においても、導光体６００２を単純な構造で形成しつつ、所望光が進行する主光路への光学性能の悪化要因となる不要光の混入を抑制することができる。
それにより、分光測色装置６０００、特に分光光学系６０１１において、不要光対策を実施する必要がなくなり、構成の自由度を向上させることができる。
【００５７】
本実施形態に係る分光測色装置６０００は、第一実施形態に係る分光測色装置２０００に比べて、不要光の混入を抑制する効果については劣る一方で、導光体６００２のサイズを小さくできると共に、導光体６００２以外の部材の配置の自由度を高めることができる。
このように、第一実施形態に係る分光測色装置２０００のように副光路光量比Ｉ’／Ｉを０％まで低減しなくても、要求される光学性能に応じて、適切な構成にすればよい。
【００５８】
［画像形成装置］
図６は、第一又は第二実施形態に係る導光体が設けられた分光測色装置７０００を備えるカラー画像形成装置１０００の側断面図を示している。
カラー画像形成装置１０００は、等間隔に配置された各々像担持体としての感光ドラム（感光体）１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ及び１次帯電器２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２ＢＫを備えている。
また、カラー画像形成装置１０００は、現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４ＢＫ、転写ローラ５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５ＢＫ及びクリーナー６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６ＢＫを備えている。
また、カラー画像形成装置１０００は、定着器１２、転写ベルト１４、光走査装置３０００及び分光測色装置７０００を備えている。
【００５９】
画像情報に基づいて各々光変調された各光束（レーザビーム）ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫが光走査装置３０００から射出される。出射した各光束ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫは、被走査面位置に配置されている、１次帯電器２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２ＢＫによって各々一様に帯電している対応する感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫの感光面上を走査して静電潜像を形成する。
形成された静電潜像は、現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４ＢＫによって各々、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの画像に可視像化される（トナー像として現像される）。可視像化された画像は、転写ベルト１４上を搬送されてくるシート材Ｐ（被転写材）に転写ローラ５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５ＢＫ（転写器）によって順に静電転写されることによって、シート材Ｐ上にカラー画像が形成される。
この後、感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ面上に残っている残留トナーは、クリーナー６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６ＢＫによって除去される。そして、感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫは、次のカラー画像を形成するために再度１次帯電器２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２ＢＫによって一様に帯電される。
【００６０】
シート材Ｐは、給紙トレイ７上に積載されており、給紙ローラ８によって１枚ずつ順に給紙され、レジストローラ９によって画像の書き出しタイミングに同期をとって転写ベルト１４上に送り出される。
転写ベルト１４上を精度よく搬送されている間に、感光ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ面上に形成されたシアンの画像、マゼンダの画像、イエローの画像及びブラックの画像が順にシート材Ｐ上に転写されてカラー画像が形成される。
駆動ローラ１１は転写ベルト１４の送りを精度よく行っており、回転ムラの小さな不図示の駆動モータと接続している。シート材Ｐ上に形成されたカラー画像は、定着器１２によって加圧・加熱定着された後、排紙ローラ１３などによって搬送されて装置外に排出される。
【００６１】
分光測色装置７０００は、定着器１２直後のシート搬送路上に設置されており、シート材Ｐのシート面に形成されたカラーパッチが定着された画像面に対して、照明光が照射されるように配置されている。
定着器を経てカラーパッチが画像形成されたシート材Ｐは、分光測色装置７０００によって、シート搬送されるカラーパッチに準じて、カラーパッチ毎の色度を検知する。ここで、画像定着後のシート面上のカラーパッチを測色しているのは、シート種や定着等による色度変化を考慮したうえでカラーマッチングを行うためである。
【００６２】
次に、分光測色装置７０００で読み込んだ検出結果を不図示のプリンタコントローラに転送し、プリンタコントローラは出力されたカラーパッチの色再現性が適切になされているかを判断する。出力された単色、もしくは混色のカラーパッチが、プリンタコントローラの指示した色度において、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、色差情報を基にプリンタコントローラは所定の色差以内に収まるまでカラーキャリブレーションを実施することも可能である。
【００６３】
このように、カラー画像形成装置１０００に分光測色装置７０００を搭載する事で、画像形成装置１０００の機差、シート種、使用環境や使用頻度等によって、シート面上に形成されるカラー画像の色度差が生じた場合でも、全ての条件下において、絶対色度に補正することができる。そのため、確実に安定した色度を再現することで、より高度なカラーキャリブレーションが実現可能になる。
【符号の説明】
【００６４】
２００２  導光体
２００２ｄ  アナモフィック面（入射面）
２００２ｒ  折り返し反射面（反射面）
２００２ｓ  側面
【図１】
2019095400.tif 000007
【図２】
2019095400.tif 000008
【図３】
2019095400.tif 000009
【図４】
2019095400.tif 000010
【図５】
2019095400.tif 000011
【図６】
2019095400.tif 000012