(57)【要約】【課題】測定対象領域からの反射光の光量ムラの影響を受けにくく、検出精度の高い測色装置を提供することを目的とする。【解決手段】発光手段と、Ｎ種（Ｎ≧２）の分光感度が異なる画素からなり、そのＮ種の画素が一列に複数個配置されているライン型の受光素子を用いた受光手段を備える測色装置において、第１種、第２種、・・・第４種という並びを昇順とし、第４種、・・・第２種、第１種という並びを降順とし、ライン型の受光素子における画素の配列を［昇順、降順、降順、昇順］という規則、又は［昇順、降順、降順、昇順］という並びを一単位として繰り返す規則に則って配列する様に構成した。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光手段と、Ｎ種（Ｎ≧２）の分光感度が異なる画素からなり、そのＮ種の画素が一列に複数個配置されているライン型の受光素子を用いた受光手段を備える測色装置において、
第１種、第２種、・・・第Ｎ種という並びを昇順とし、
第Ｎ種、・・・第２種、第１種という並びを降順とし、
ライン型の受光素子における画素の配列を［昇順、降順、降順、昇順］という規則、又は［昇順、降順、降順、昇順］という並びを一単位として繰り返す規則に則って配列することを特徴とする測色装置。
【請求項２】
発光手段と、Ｎ種（Ｎ≧２）の分光感度が異なる画素からなり、そのＮ種の画素が一列に複数個配置されているライン型の受光素子を用いた受光手段を備える測色装置において、受光部に入射する光強度の分布が、一様ではない光に対し、その光強度の分布の影響を受けにくいようにＮ種の複数個の画素を配列することを特徴とする測色装置。
【請求項３】
受光部に入射する反射光強度を、受光部の画素上において単純増加又は単純減少となるように発光部と受光部を配置することを特徴とする、請求項１、２記載の測色装置。
【請求項４】
測定対象領域からの反射光の反射角が０度から９０度の間で、正反射光を受光しない角度となる位置へ受光部を設置することを特徴とする、請求項３記載の測色装置。
【請求項５】
発光手段と、Ｎ種（Ｎ≧２）の分光感度が異なる画素からなり、そのＮ種の画素が複数の行及び複数の列に渡り複数個配置されているエリア型の受光素子を用いた受光手段を備える測色装置において、
１列目の画素の配列は、
第１種、第２種、・・・第Ｎ種という並びを昇順とし、
第Ｎ種、・・・第２種、第１種という並びを降順とし、
［昇順、降順、降順、昇順］という規則、又は［昇順、降順、降順、昇順］という並びを繰り返す規則に則って配列し、
ｉ行目（ｉ≧１）の配列は、
１列目の画素が第ｊ種（１≦ｊ≦Ｎ）である場合、
第ｊ種、第（ｊ＋１）種、・・・第Ｎ種、第１種、第２種、・・・第（ｊ−１）種を昇順とし、
第（ｊ−１）種、・・・第２種、第１種、第Ｎ種、・・・第（ｊ＋１）種、第ｊ種を降順とし、
［昇順、降順、降順、昇順］という規則、又は［昇順、降順、降順、昇順］という並びを一単位として繰り返す規則に則って配列することを特徴とする測色装置。
【請求項６】
発光手段と、Ｎ種（Ｎ≧２）の分光感度が異なる画素からなり、そのＮ種の画素が複数の行及び複数の列に渡り複数個配置されているエリア型の受光素子を用いた受光手段を備える測色装置において、受光部に入射する光強度の分布が、一様ではない光強度に対し、その光強度の分布の影響を受けにくいようにＮ種の複数個の画素を配列することを特徴とする測色装置。
【請求項７】
受光部に入射する反射光強度を、受光部の画素上において単純増加又は単純減少となるように発光部と受光部を配置することを特徴とする、請求項５、６記載の測色装置。
【請求項８】
測定対象領域からの反射光の反射角が０度から９０度の間で、正反射光を受光しない角度となる位置へ受光部を設置することを特徴とする、請求項７記載の測色装置。
【請求項９】
演算手段を備える請求項１、２、５、６記載の測色装置において、複数個の同種の画素出力から各種の画素出力の総和又は平均値を演算し、その演算値を用いて色度を算出することを特徴とする測色装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項記載の測色装置を備えたことを特徴とする、カラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測色装置に関し、特に赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）などの異なる分光感度の受光部を有する測色装置用受光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
測色計・色度計・測色センサ・カラーセンサ等と呼ばれる物体色を測色する測色装置は、発光素子と受光素子、更には必要に応じて両素子を結合する光学素子から構成される。そして、物体色を簡易に測色するために、発光素子と受光素子は、以下に示す２つの構成のうち、どちらかを採用するのが一般的である。
▲１▼  白色発光素子＋異なる分光感度の受光部を有する受光素子
▲２▼  異なる発光スペクトルを有する発光素子＋受光素子
受光素子の出力信号は、測色結果の使用目的に応じて、一次変換やルックアップテーブル等により国際照明学会（ＣＩＥ）が定める色度（ＸＹＺ等）へ変換して使用することが多い。この場合、受光素子の出力信号をＡ／Ｄコンバータへ取り込み、ディジタル値へ変換されたデータを測色装置の内外に備えたＣＰＵで処理する。
【０００３】
近年、カラープリンタ、カラー複写機等の電子写真方式やインクジェット方式等を採用したカラー画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められている。
【０００４】
特に、濃度・色度の階調とその安定性は、人間が下す画像の良し悪しの判断に大きな影響を与える。
【０００５】
しかし、カラー画像形成装置は、環境の変化や長時間の使用による装置各部の変動があると、得られる画像の濃度・色度が変動する。そこで、感光ドラムや中間転写体上において、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋトナーの単色パッチを形成し、その濃度を測定し画像形成部へフィードバックする濃度−階調特性制御が多くのカラー画像形成装置において実施されている。
【０００６】
更には、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋトナーの混色パッチを転写体上に形成し、その色度を測定し画像形成部へフィードバックする制御も検討されている。測色後の詳細な制御方法には、本願人により既に出願されている方式など様々な方式がある（特願２００１−２７３５０８号、特願２００１−３０５２４７号、特願２００１−３０１６３９号）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記▲１▼の構成、即ち白色発光素子と異なる分光感度の受光部を有する受光素子からなる測色装置は、異なる分光感度の全ての受光部に均一な光が入射しないと正確な測色ができない。
【０００８】
一方、測色装置の光源の指向性、測定対象領域と測色装置の位置関係、測定対象領域の凹凸などの要因により、受光装置の受光部の大きさに依存するものの、測定対象領域からの反射光は光量ムラを伴って受光部へ入射することがある。
【０００９】
本発明は、測定対象領域からの反射光の光量ムラの影響を受けにくく、検出精度の高い測色装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の発明では、発光手段と、複数の分光感度が異なる画素からなり、その画素が一列に配置されているライン型の受光素子を用いた受光手段を備えた測色装置において、複数の分光感度が異なる画素をある規則に則って配列することを特徴とする。
【００１１】
第２の発明では、発光手段と、複数の分光感度が異なる画素からなり、その画素が一列に配置されているライン型の受光素子を用いた受光手段を備えた測色装置において、複数の分光感度が異なる画素をある規則に則って配置し、かつ測色装置の構成を意図的に必ず受光部に入射する反射光強度が単純増加又は単純減少となるようにすることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明では、発光手段と、複数の分光感度が異なる画素からなり、その画素が複数の行及び複数の列に渡り配置されているエリア型の受光素子を用いた受光手段を備えた測色装置において、複数の分光感度が異なる画素をある規則に則って配列することを特徴とする。
【００１３】
第４の発明では、発光手段と、複数の分光感度が異なる画素からなり、その画素が複数の行及び複数の列に渡り配置されているエリア型の受光素子を用いた受光手段を備えた測色装置において、複数の分光感度が異なる画素をある規則に則って配置し、かつ測色装置の構成を意図的に必ず受光部に入射する反射光強度が単純増加又は単純減少となるようにすることを特徴とする。
【００１４】
第５の発明では、第１〜４の発明のいずれかを適用した測色装置を、カラー画像形成装置に備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、複数の実施例に基づき、発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
（実施例１）
以下図面を参照して、本発明を適用した測色装置の詳細な実施例を示す。図１に測色装置及びその周辺装置の全体構成を説明する図を示す。図２に測色装置を構成する受光素子、発光素子及び測色対象物の関係を説明する図を示す。図３に白色ＬＥＤを用いた発光素子の例を示す。図４に、フォトダイオードを用いた受光素子の例を示す。図５に電荷蓄積型センサを用いた受光素子の例を示す。
【００１７】
図１は、測色装置とその周辺装置の全体構成を説明する図である。測色装置とその周辺装置は、発光素子１０１、受光素子１０２、Ａ／Ｄコンバータ１４２、ＣＰＵ１４３で構成される。発光素子１０１は測色装置の光源であり、測定対象領域１０３へ光を入射する。すると、測定対象領域表面の物体色に反射率が依存する乱反射光が反射する。その反射光は、光をアナログ電気信号へ変換する受光素子１０２へ入射する。さらにアナログ電気信号は、Ａ／Ｄコンバータ１４２によりディジタル電気信号へと変換される。そして、ディジタル電気信号はＣＰＵ１４３に取り込まれ、一次変換又はルックアップテーブル等で処理されて、色度が出力される。
【００１８】
図２は、測色装置を構成する受光素子、発光素子及び測色対象物の関係を示す図である。１０１は受光素子である。１０２は図３に具体例を示す発光素子である。発光素子１０２から出射した光は入射角約４５°で測定対象領域１０３に入射し、測定対象領域表面で反射する。正反射光は反射角約４５°の方向へ反射し、乱反射光は図２に示す矢印のように拡散する。受光素子１０１は、光強度が物体色に依存する乱反射光成分を検出する。
【００１９】
図３に白色ＬＥＤを用いた発光素子の例を示す。図３に示すように、発光素子１０１に白色ＬＥＤ１１１を用いた場合、白色ＬＥＤ１１１を駆動する回路は、電流制限抵抗１１２、白色ＬＥＤ１１１のオン・オフを切り替えるＮＭＯＳＦＥＴ１１３を用いて構成できる。制御信号φＬがロウの時、ＮＭＯＳＦＥＴ１１３はオフし、白色ＬＥＤ１１１には電流が流れず消灯する。逆に制御信号φＬがハイのときＮＭＯＳＦＥＴ１１３がオンし、電源から白色ＬＥＤ１１１に電流が流れ光源は点灯する。従ってφＬのハイ・ロウを切り替えることにより光源の点灯・消灯を選択することが出来る。
【００２０】
また、電流制限抵抗１１２を可変抵抗にしたり、白色ＬＥＤ１１１のアノードが接続される電圧を可変にすることにより、白色ＬＥＤ１１１に流れる電流値を調整することができる。電流値を調整することにより、白色ＬＥＤ１１１の発光光量を調整することができる。
【００２１】
図４はフォトダイオードを用いた受光素子の例である。１２１はフォトダイオードである。測定対象領域１０３からの反射光はフォトダイオード１２１に入射し出力電流が発生する。出力電流は抵抗１２２により出力信号電圧に変換される。この出力信号電圧は測定対象領域１０３からの乱反射光強度をリアルタイムに反映している。なお、図４に示した受光素子が１画素に相当し、ＲＧＢ画素を１個ずつ有する受光素子である場合、同じ構成が３画素分あり、受光部の上にＲＧＢオンチップカラーフィルタ等が設けてある。
【００２２】
図５は電荷蓄積型センサを用いた受光素子の例である。１３１はバイポーラタイプの電荷蓄積型センサＢＡＳＩＳ（ＢＡｓｅ  Ｓｔｏｒｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）の１画素の等価回路図の例である。１３２は光を検出する高電流増幅率のバイポーラトランジスタであり、１３３はベース−コレクタ間の容量で電荷を蓄積する役割を果たす。１３４はベースリセット信号φｂｒに基づきベース電圧をＶｂｂにリセットするＰＭＯＳＦＥＴ、１３５はエミッタリセット信号φｅｒに基づきエミッタ電圧をＶｅｂにリセットするＮＭＯＳＦＥＴ、１３６は転送信号φｔに基づき各画素の出力信号を容量１３７に一括して転送するためのＮＭＯＳＦＥＴ、１３８は容量１３７に転送された電荷をシフトレジスタ１３９の出力φｓｒ１に応じて出力ラインＶｏｕｔに出力するためのＮＭＯＳＦＥＴ、１４０は出力ラインリセット信号φｈｒに基づき出力ラインＶｏｕｔをＧＮＤにリセットするためのＮＭＯＳＦＥＴである。図６では本センサをＲＧＢ各色１画素として３画素分（Ｒ１３１，Ｇ１５１，Ｂ１７１）設けており、各画素の表面にオンチップカラーフィルタ（図示せず）を設けることにより、測定対象領域１０３で反射した乱反射光のうちＲ、Ｇ、Ｂ各画素のカラーフィルタの透過スペクトルに応じた透過光を所定時間蓄積した信号を得ることが可能となる。出力ラインＶｏｕｔに出力された信号は、バッファ１４４を介し、その先に設けた増幅器１４１で増幅され、増幅された信号はＡ／Ｄコンバータ１４２でＡ／Ｄ変換され、更にディジタル値は測色装置のＣＰＵ１４３や測色装置の接続先であるパーソナルコンピュータ等のＣＰＵ１４３において色度へ変換される。なお、各駆動信号は測色装置の動作を制御するＣＰＵ１４３から供給されるか又はＣＰＵ１４３からの信号に基づき受光素子１０２内において生成される。
【００２３】
また、測色装置の受光素子は、図４に示したようなフォトダイオード１２１を用いても良いし、図５に示したような電荷蓄積型センサ１３１を用いても良く、特にその種類は問わない。さらに、オンチップカラーフィルタはＲＧＢに限られず、３種以下でも以上でも良い。同様に画素数も各色１画素に限られず、１色あたり複数個も受けても良い。
【００２４】
図６に受光素子の受光部の配列の例を示し、実施例１における光量ムラの影響を受けにくく、測定精度を高めた測色装置の構成を説明する。実施例１においては、４種の異なる分光感度の受光部が各４個合計１６個、一列に配置されているライン型の構成の測色装置について説明する。
【００２５】
測色装置は、均一な色の測定対象領域の色度を測定するものであるので、ＣＰＵ１４３で４種の異なる分光感度の受光部それぞれにおいて、受光部出力の総和又は平均値を計算し、その結果を用いて色度を算出する。そこで本実施例では、１６個の受光部の配列にある規則性を持たせることにより、４個の同種の分光感度を有する受光部に入射する光量の総和が、分光感度が異なる受光部の間においてほぼ一定となるようにする。総和がほぼ一定であれば、平均値もほぼ一定であることは言うまでもない。また、以後４種の異なる分光感度が異なる受光部のそれぞれを、第１色、第２色、第３色、第４色と言うこととする。
【００２６】
図６に示した４種の異なる分光感度の受光部の配列について説明する。左から順に第１色、第２色、第３色、第４色、第４色、第３色、第２色、第１色、第４色、第３色、第２色、第１色、第１色、第２色、第３色、第４色という配列になっている。第１色、第２色、第３色、第４色という並びを昇順、第４色、第３色、第２色、第１色という並びを降順とすると、図６の配列の規則は、昇順、降順、降順、昇順となる。
【００２７】
次に、このような規則で配列することにより、光量ムラの影響を受けにくいことを説明する。一般的に測定対象領域からの反射光は、測定対象領域と受光部の間に拡散板などを挿入しない限り、光強度は一様ではなく、一点の光強度が強いピークを有し、そのピークを中心として、同心円状に光強度が弱くなるという光量ムラを有する。その様子を、図７に示す。本実施例においては、１６個の画素が一列に並ぶ構成の測色装置であるので、光強度のピークの位置がどの画素にきても、４個の同種の分光感度を有する受光部に入射する光量の合計がほぼ一定となることを説明する。また、本実施例の配列の優位性を比較するために、一般的な配列方法である昇順、昇順、昇順、昇順という規則で１６個の画素が一列に並ぶ図８に示す構成の測色装置と対比する。
【００２８】
１６個の画素への反射光のモデルとして、図９に示すような強度のピークが中央（左から９番目）の画素にあるパターン１から右端の画素にあるパターン５の５パターンについて考える。この５パターンの反射光量に対して、４個の同種の分光感度を有する受光部に入射する反射光量の合計を計算すると、実施例１の配列の場合、表１となり、前記一般的な配列の場合、表２となる。
【００２９】
【表１】
2004198178.tif 000003
【００３０】
【表２】
2004198178.tif 000004
【００３１】
表１，２における最大差とは、第１色から第４色までの反射光量の合計のうち、最大の色と最小の色の差を表す。つまり、最も大きい反射光量のムラの度合を表す。
【００３２】
表１と表２の最大差を実施例１の配列と一般的な配列とで比較した表が、表３である。
【００３３】
【表３】
2004198178.tif 000005
【００３４】
表３を見ると、パターン１から５のいずれにおいても、実施例１の配列の方が一般的な配列よりも、最大差が小さい又は等しく、反射光量ムラの影響を受けにくいことが分かる。
【００３５】
次に、１６個の画素への反射光のモデルとして、図１０に示すような図９とは強度分布が異なるパターン６からパターン１０の５パターンについても考える。この５パターンの反射光量に対して、４個の同種の分光感度を有する受光部に入射する反射光量の合計を計算すると、実施例１の配列の場合、表４となり、前記一般的な配列の場合、表５となる。
【００３６】
【表４】
2004198178.tif 000006
【００３７】
【表５】
2004198178.tif 000007
【００３８】
表４、５における最大差とは、第１色から第４色までの反射光量の合計のうち、最大の色と最小の色の差を表す。つまり、最も大きい反射光量のムラの度合を表す。
【００３９】
表４と表５の最大差を実施例１の配列と一般的な配列とで比較した表が、表６である。
【００４０】
【表６】
2004198178.tif 000008
【００４１】
表６を見ると、パターン６から１０のいずれにおいても、実施例１の配列の方が一般的な配列よりも、最大差が等しいか小さく、反射光量ムラの影響を受けにくいことが分かる。
【００４２】
つまり、［昇順、昇順、昇順、昇順］という同じ配列を繰り返すパターンは、各画素が受光する光の強度が一様であれば問題無い。しかし、光強度が受光部上で一様ではない分布の場合、昇順という一配列の中の第１色から第４色の色間に生じる受光光量の差を、同じ配列を繰り返すことにより増大させてしまうことが多く、測色の精度を落とす要因となる。逆に［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則って配列することにより、光強度が受光部上で一様ではない分布において、昇順という一配列の中の第１色から第４色の色間に生じる受光光量の差を打ち消すことが可能となる。
【００４３】
以上より、４種の異なる分光感度の受光部を、［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則って配列することにより、反射光量ムラの影響を受けにくい測色装置を実現することが可能となる。
【００４４】
尚、分光感度が異なる受光部は、２種以上有していれば良く、Ｎ種（Ｎ≧２）ある場合も本実施例と同様に、第１色、第２色・・・第Ｎ色を昇順、第Ｎ色・・・第２色、第１色を降順として、［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則って配列すればよい。また、更に画素数が多い場合は、［昇順、降順、降順、昇順］という配列を更に繰り返せばよい。つまり、［昇順、降順、降順、昇順］、［昇順、降順、降順、昇順］・・・［昇順、降順、降順、昇順］とすれば良い。
【００４５】
（実施例２）
本実施例は、実施例１と同様に４種の異なる分光感度の受光部が各４個合計１６個、一列に配置されているライン型の構成の測色装置において、測定対象領域からの反射光に意図的に反射光量の傾斜をつけて、安定して４個の同種の分光感度を有する受光部に入射する光量の合計がほぼ一定となるようにする構成について説明する。
【００４６】
表６において、受光部の画素に反射光強度のピークが無い場合、つまりパターン１０のように左から右の画素にかけて反射光強度が単純増加する又は単純減少する場合、受光部が図６に示した［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則った配列であると、第１色から第４色までの反射光量の和の最大差は、受光部の画素に反射光強度のピークがある場合に比べて小さい。
【００４７】
従って、測色装置の構成を意図的に必ず受光部に入射する反射光強度が単純増加又は単純減少となるようにしておき、多少の位置変動などがあってもその傾向が変化しないようにしておけば、安定した測色を実現することが可能となる。
【００４８】
反射光強度を意図的に単純増加又は単純減少となるようにする方法として、次の様な方法が考えられる。図１１に方法を示す。図１１は測色装置を構成する受光素子１０１、発光素子１０２及び測色対象物１０３の関係を示す図である。図２に示す実施例１における測色装置の構成とは、受光素子１０１と発光素子１０２の位置関係が異なる。図２においては、測定対象領域で反射した光のうち０度の方向への乱反射光を受光する構成になっているのに対して、図１１においては、意図的に約２０度ずらした方向への乱反射光を受光する構成にしてある。こうすることにより、測色装置の受光部に入射する反射光強度は単純増加又は単純減少となる。尚、測定対象領域からの反射角は４５度とすると測定対象領域の色に依存しない正反射光成分が受光部に入射してしまうので、０度から４５度及び４５度から９０度の間で正反射光を受光せず、反射光強度が単純増加又は単純減少となる角度とすれば良い。
【００４９】
反射光強度を意図的に受光部において単純増加又は単純減少となるようにする方法を記述したが、同様の効果が得られればこの方法に限るものではないことは明らかである。
【００５０】
以上より、４種の異なる分光感度の受光部を［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則って配列し、かつ測色装置の構成を意図的に必ず受光部に入射する反射光強度が単純増加又は単純減少となるようにしておけば、より一層安定した測色を実現することが可能となる。
【００５１】
尚、分光感度が異なる受光部は、２種以上有していれば良く、Ｎ種（Ｎ≧２）ある場合も本実施例と同様に、第１色、第２色・・・第Ｎ色を昇順、第Ｎ色・・・第２色、第１色を降順として、［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則って配列すればよい。また、更に画素数が多い場合は、［昇順、降順、降順、昇順］という配列を更に繰り返せばよい。つまり、［昇順、降順、降順、昇順］、［昇順、降順、降順、昇順］・・・［昇順、降順、降順、昇順］とすれば良い。
【００５２】
（実施例３）
本実施例においては、４種の異なる分光感度の受光部が一列に配置されているライン型の構成の測色装置についてではなく、異なる分光感度の受光部が１６列×１６行に配置されているエリア型の構成の測色装置について説明する。
【００５３】
測色装置は、測色領域が均一な色の測定対象領域の色度を測定するものであるので、ＣＰＵ１４３で同種４個の受光部出力の総和又は平均値を計算し、その結果を用いて色度を算出する。そこで本実施例では、１６×１６画素の受光部の配置にある規則性を持たせることにより、６４個の同種の分光感度を有する受光部に入射する光量の総和が、分光感度が異なる種の間においてほぼ一定となるようにする。総和がほぼ一定であれば、平均値もほぼ一定であることは言うまでもない。
【００５４】
図１２に受光素子の受光部の例を示し、実施例３における光量ムラの影響を受けにくく、測定精度を高めた測色装置の構成を説明する。
【００５５】
図１２に示した４種の異なる分光感度の受光部の配列について説明する。１行目の左から順に第１色、第２色、第３色、第４色、第４色、第３色、第２色、第１色、第４色、第３色、第２色、第１色、第１色、第２色、第３色、第４色という配列になっている。第１色、第２色、第３色、第４色という並びを昇順、第４色、第３色、第２色、第１色という並びを降順とすると、１行目の配列の規則は、昇順、降順、降順、昇順となる。
【００５６】
２行目は、２行目の一番左が第２色なので、第２色、第３色、第４色、第１色を昇順、第１色、第４色、第３色、第２色を降順とすると、昇順、降順、降順、昇順となる。
【００５７】
３行目は、３行目の一番左が第３色なので、第３色、第４色、第１色、第２色を昇順、第２色、第１色、第４色、第３色を降順とすると、昇順、降順、降順、昇順となる。
【００５８】
４行目は、４行目の一番左が第４色なので、第４色、第１色、第２色、第３色を昇順、第３色、第２色、第１色、第４色を降順とすると、昇順、降順、降順、昇順となる。
【００５９】
以降、各行の一番左の色（１列目）に従って昇順及び降順の色の順序を決定し、全ての行及び列において、昇順、降順、降順、昇順としている。
【００６０】
即ち、５行目は、５行目の一番左が第４色なので、第４色、第１色、第２色、第３色が昇順、第３色、第２色、第１色、第４色が降順となり、昇順、降順、降順、昇順となっている。
【００６１】
次に、このような規則で配列することにより、光量ムラの影響を受けにくいことを説明する。一般的に測定対象領域からの反射光は、測定対象領域と受光部の間に拡散板などを挿入しない限り、光強度は一様ではなく、一点の光強度が強いピークを有し、そのピークを中心として、同心円状に光強度が弱くなるという光量ムラを有する。その様子を、図７に示す。本実施例においては、１６×１６画素のどの画素に光強度のピークが位置しても、４個の同種の分光感度を有する受光部に入射する光量の合計がほぼ一定となる。なぜなら、行単位で考えると、必ず各行のどこかに光強度のピークが位置するので、実施例１で説明したように行単位において４個の同種の分光感度を有する受光部に入射する光量の合計がほぼ一定となっている。従って、全ての行において光量の合計がほぼ一定となるので、１６×１６画素の合計においても、当然光量の合計はほぼ一定となる。
【００６２】
以上より、４種の異なる分光感度の受光部を、［昇順、降順、降順、昇順］という前述の規則に則って配列することにより、反射光量ムラの影響を受けにくい測色装置を実現することが可能となる。
【００６３】
尚、分光感度が異なる受光部は、２種以上有していれば良く、Ｎ種（Ｎ≧２）ある場合も本実施例と同様に、［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則って配列すればよい。また、更に画素数が多い場合は、［昇順、降順、降順、昇順］という配列を更に繰り返せばよい。つまり、［昇順、降順、降順、昇順］、［昇順、降順、降順、昇順］・・・［昇順、降順、降順、昇順］とすれば良い。
【００６４】
（実施例４）
本実施例は、実施例３と同様に異なる分光感度の受光部が１６列×１６行に配置されているエリア型の構成の測色装置において、測定対象領域からの反射光に意図的に反射光量の傾斜をつけて、４種の異なる分光感度の受光部それぞれにおいて、６４個の受光部に入射する光量の合計が安定してほぼ一定となるようにする構成について説明する。
【００６５】
既に実施例２で説明した通り、図１２の画素配置において行単位又は列単位で考えると、受光部の画素に反射光強度のピークが無く、一方の端部から他方の端部へ向けて反射光強度が単純増加する又は単純減少する場合、受光部が図１２に示し実施例３で説明した［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則った配列であると、行単位又は列単位において第１色から第４色までの反射光量の和の最大差は、受光部の画素に反射光強度のピークがある場合に比べて小さい。従って、全ての行において測色装置の構成を意図的に必ず受光部に入射する反射光強度が単純増加又は単純減少となるようにしておき、多少の位置変動などがあってもその傾向が変化しないようにしておけば、安定した測色を実現することが可能となる。
【００６６】
反射光強度を意図的に単純増加又は単純減少となるようにする方法として、次の様な方法が考えられる。図１１に方法を示す。図１１は測色装置を構成する受光素子１０１、発光素子１０２及び測色対象物１０３の関係を示す図である。図２に示す実施例１における測色装置の構成とは、受光素子１０１と発光素子１０２の位置関係が異なる。図２においては、測定対象領域で反射した光のうち０度の方向への乱反射光を受光する構成になっているのに対して、図１１においては、意図的に約２０度ずらした方向への乱反射光を受光する構成にしてある。こうすることにより、測色装置の受光部に入射する反射光強度は単純増加又は単純減少となる。尚、測定対象領域からの反射角は４５度とすると測定対象領域の色に依存しない正反射光成分が受光部に入射してしまうので、０度から４５度及び４５度から９０度の間で正反射光を受光せず、反射光強度が単純増加又は単純減少となる角度とすれば良い。
【００６７】
反射光強度を意図的に受光部において単純増加又は単純減少となるようにする方法を記述したが、同様の効果が得られればこの方法に限るものではないことは明らかである。
【００６８】
以上より、４種の異なる分光感度の受光部を［昇順、降順、降順、昇順］という前述の規則に則って配列し、かつ測色装置の構成を意図的に必ず受光部に入射する反射光強度が単純増加又は単純減少となるようにしておけば、より一層安定した測色を実現することが可能となる。
【００６９】
尚、分光感度が異なる受光部は、２種以上有していれば良く、Ｎ種（Ｎ≧２）ある場合も本実施例と同様に、［昇順、降順、降順、昇順］という規則に則って配列すればよい。また、更に画素数が多い場合は、［昇順、降順、降順、昇順］という配列を更に繰り返せばよい。つまり、［昇順、降順、降順、昇順］、［昇順、降順、降順、昇順］・・・［昇順、降順、降順、昇順］とすれば良い。
【００７０】
（実施例５）
図１３を用いて、実施例５における実施例１〜４のいずれか１つの発明を適用した測色装置を備えた、画像形成装置について説明する。
【００７１】
図１３は電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置を示す構成図であり、この図を用いて電子写真方式のカラー画像形成装置の動作を説明する。
【００７２】
カラー画像形成装置は、図１３に示す様に画像形成部において、画像信号に基づいて図示しない画像処理部が制御した露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を転写材１１へ転写し、その転写材１１上の多色トナー像を定着させるもので、前記画像形成部は給紙部２１、現像色分並置したステーション毎の感光体（以下感光ドラムという）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ、一次帯電手段としての注入帯電手段を構成する注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ、トナーカートリッジ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、現像手段を構成する現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ、中間転写体２７、転写ローラ２８および定着部３０によって構成されている。
【００７３】
前記感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。
【００７４】
一次帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光ドラムを帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える構成で、各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが備えられている。
【００７５】
感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光光はスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ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ように構成されている。
【００７６】
現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える構成で、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。
【００７７】
各々の現像器は脱着可能に取り付けられている。
【００７８】
中間転写体２７は、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、単色トナー像が転写される。
【００７９】
その後、中間転写体２７に後述する転写ローラ２８が接触して転写材１１を狭持搬送し、転写材１１に中間転写体２７上の多色トナー像が転写する。
【００８０】
転写ローラ２８は、転写材１１上に多色トナー像を転写している間、２８ａの位置で転写材１１に当接し、印字処理後は２８ｂの位置に離間する。
【００８１】
定着部３０は、転写材１１を搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１３に示すように転写材１１を加熱する定着ローラ３１と転写材１１を定着ローラ３１に圧接させるための加圧ローラ３２を備えている。
【００８２】
定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４が内蔵されている。
【００８３】
すなわち、多色トナー像を保持した転写材１１は定着ローラ３１と加圧ローラ３２により搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。
【００８４】
トナー像定着後の転写材１１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。
【００８５】
クリーニング手段２９は、中間転写体２７上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２７上に形成された４色の多色トナー像を転写材１１に転写した後の廃トナーは、図示しないクリーナ容器に蓄えられる。
【００８６】
図１３の画像形成装置において、未定着トナー用濃度検知センサ４１は中間転写体２７へ向けて配置されており、中間転写体２７の表面上に形成されたトナーパッチの載り量を測定し、その載り量から転写材１１上に転写・定着された際のパッチの濃度を算出する。適当な実施時期にテストパッチを形成し、設計値からのズレ量を算出し、前記画像処理部へフィードバックし、画像形成条件を補正する。この補正を実施することにより、画像形成装置の色再現性を高めることができる。
【００８７】
図１３の画像形成装置において、カラーセンサ４２と呼ばれる測色装置が、転写材搬送路の定着部３０の直後に転写材１１の画像形成面へ向けて配置されている。画像形成手段により転写材１１上に形成された定着後の単色パッチ又は混色パッチの色度を検知する。適当な実施時期にテストパッチを形成し、設計値からのズレ量を算出し、前記画像処理部へフィードバックし、画像形成条件を補正する。この補正を実施することにより、未定着トナー用濃度検知センサ４１を使用した時以上に、画像形成装置の色再現性を高めることができる。なぜなら、転写材へ定着されたテストパッチを検知することは、画像形成装置が出力する最終画像を検知することを意味し、未定着トナー用濃度検知センサの下流に位置する転写材への転写・定着による色変動の影響をも反映することができるからである。また、未定着トナー用濃度検知センサ４１はＹＭＣＫ単色のみのパッチしか検知できないのに対して、カラーセンサ４２はＹＭＣＫ単色はもちろんのこと、ＹＭＣＫ混色のトナーパッチも検知することができるからである。
【００８８】
ここで、転写材１１上に形成した色度制御用パッチパターン６０の一例を図１４に示す。
【００８９】
この色度制御用パッチパターン６０は、色再現域の中心であり、カラーバランスを取る上で非常に重要な色であるグレーの階調パッチパターンで構成されている。
【００９０】
ブラック（Ｋ）のみのグレー階調パッチ６１と、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）を混色したプロセスグレー階調パッチ６２で構成されており、６１ａと６２ａ、６１ｂと６２ｂ、６１ｃと６２ｃといったように、標準の画像形成装置において色度が同じ又は最も近いブラック（Ｋ）のみのグレー階調パッチ６１とプロセスグレー階調パッチ６２が対をなして並んでいる。このパッチの色度を、カラーセンサ４２で検知する。両者の色度を比較する画像形成装置の画像処理部の補正方法は、既に本願人によって出願されている（特願２００１−２７３５０８号）。
【００９１】
実施例１〜４のいずれかの構成を備える測色装置をカラーセンサ４２として画像形成装置に搭載することにより、前述したように転写材上のパッチの色度を正確に測色することができ、カラ−画像形成装置の色再現性を更に向上させることが可能となる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定対象領域からの反射光のムラの影響を受けにくい測色装置を提供することができ、より正確な測色結果を出力することが可能となる。
【００９３】
さらに、本発明における測色装置をカラー画像形製装置に搭載することにより、転写材上のパッチの色度をより正確に測色でき、カラー画像形成装置の色再現性を更に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】測色装置とその周辺機器の全体構成を示す図
【図２】測色装置を構成する受光素子、発光素子及び測色対象物の関係を示す図
【図３】ＬＥＤを用いた発光素子の例を示す図
【図４】フォトダイオードを用いた受光素子の例を示す図
【図５】電荷蓄積型センサを用いた受光素子の例を示す図
【図６】実施例１，２におけるライン型受光部を有する受光素子の配列の例を示す図
【図７】測定対象領域からの反射光の光量ムラを説明する図
【図８】一般的な受光素子の受光部の配列を示す図
【図９】反射光のモデルを示す図（１）
【図１０】反射光のモデルを示す図（２）
【図１１】実施例２，４における、反射光強度を意図的に単純増加又は単純減少となるようにする方法を示す図
【図１２】実施例３，４におけるエリア型受光部を有する受光素子の配置の例を示す図
【図１３】実施例５における画像形成装置の構成を示す図
【図１４】転写材上に形成する色度制御用パッチパターンの例を示す図
【符号の説明】
１０１  受光素子
１０２  受光素子
１０３  測定対象領域
１１１  白色ＬＥＤ
１１２  電流制限抵抗
１１３  ＰＯＳＦＥＴ
１２１  フォトダイオード
１２２  抵抗
１３１、１５１、１７１  電荷蓄積型センサ
１３２  バイポーラトランジスタ
１３３、１３７  容量
１３４  ＰＭＯＳＦＥＴ
１３５、１３６、１３８、１４０  ＮＭＯＳＦＥＴ
１３９  シフトレジスタ
１４１  増幅器
１４２  Ａ／Ｄコンバータ
１４３  ＣＰＵ
１４４  バッファ
１１  転写材
２１ａ、２１ｂ  給紙部
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ  感光ドラム（感光体）
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ  注入帯電器
２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳ  スリーブ
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ  スキャナ部
２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ  トナーカートリッジ
２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ  現像器
２７  中間転写体
２８ａ、２８ｂ  転写ローラ
２９  クリーニング手段
３０  定着部
３１定着ローラ
３２  加圧ローラ
３３、３４  ヒータ
４１  未定着トナー用濃度検知センサ
４２  濃度又は色度検知センサ（カラーセンサ）
６０  濃度又は色度制御用パッチパターン
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ  ブラック（Ｋ）のみのグレー階調パッチ
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ  イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）を混色したプロセスグレー階調パッチ
【図１】
2004198178.tif 000009
【図２】
2004198178.tif 000010
【図３】
2004198178.tif 000011
【図４】
2004198178.tif 000012
【図５】
2004198178.tif 000013
【図６】
2004198178.tif 000014
【図７】
2004198178.tif 000015
【図８】
2004198178.tif 000016
【図９】
2004198178.tif 000017
【図１０】
2004198178.tif 000018
【図１１】
2004198178.tif 000019
【図１２】
2004198178.tif 000020
【図１３】
2004198178.tif 000021
【図１４】
2004198178.tif 000022