(57)【要約】【課題】  光源から測定対象物までの距離が変動した場合であっても、受光領域を常に一定に維持することができ、距離変動の影響を回避することができると共に、測定エリア外からの迷光が入射して誤差を生じるのを防止することができ、測定精度を向上させる。【解決手段】  測定対象を照明する光源と、前記測定対象の測定面から反射した光を受光する受光器と、前記測定対象の測定面に照射される照明光及び前記測定対象の測定面から反射されて受光器で受光される反射光を制限する開口部を有する開口部材を備え、前記測定対象の測定面に接触することなく非接触状態で測定対象物を光学的に測定する光学測定装置において、前記開口部材を、前記測定対象の測定面に対する照明領域を決定する第１の開口部材と、前記測定対象の測定面から反射されて前記受光器に入射する反射光の測定エリアを決定する第２の開口部材とから構成して課題を解決した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を照明する光源と、前記測定対象の測定面から反射した光を受光する受光器と、前記測定対象の測定面に照射される照明光及び前記測定対象の測定面から反射されて受光器で受光される反射光を制限する開口部を有する開口部材を備え、前記測定対象の測定面に接触することなく非接触状態で測定対象物を光学的に測定する光学測定装置において、
前記開口部材を、前記測定対象の測定面に対する照明領域を決定する第１の開口部材と、前記測定対象の測定面から反射されて前記受光器に入射する反射光の測定エリアを決定する第２の開口部材とから構成したことを特徴とする光学測定装置。
【請求項２】
前記第１の開口部材は、測定対象の測定面に平行に配置された板状部材からなり、照明光及び反射光の少なくともいずれか一方を遮蔽する遮蔽部と、照明光及び反射光の少なくともいずれか一方を通過させる開口部とを有することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項３】
前記第２の開口部材は、前記光源からの照明光に略平行な角度に配置された薄い板状部材からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学測定装置。
【請求項４】
前記光源を複数設けるとともに、前記第２の開口部材を前記複数の光源と同数だけ設け、前記第２の開口部材を前記各光源からの照明光に略平行な角度に配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光学測定装置。
【請求項５】
測定対象を照明する光源と、前記測定対象の測定面から反射した光を受光する受光器と、前記測定対象の測定面に照射される照明光及び前記測定対象の測定面から反射されて受光器で受光される反射光を制限する開口部を有する開口部材を備え、前記測定対象の測定面に接触することなく非接触状態で測定対象物を光学的に測定する光学測定装置において、
前記開口部材を、前記測定対象の測定面に対する照明光及び反射光の少なくともいずれか一方の領域を決定する第１の開口部材と、前記測定対象の測定面から反射されて前記受光器に入射する反射光の測定エリアのみを決定する第２の開口部材とから構成したことを特徴とする光学測定装置。
【請求項６】
前記第２の開口部材は、前記光源からの照明光に略平行な角度に配置された薄い板状部材からなることを特徴とする請求項５に記載の光学測定装置。
【請求項７】
前記光源を複数設けるとともに、前記第２の開口部材を前記複数の光源と同数だけ設け、前記第２の開口部材を前記各光源からの照明光に略平行な角度に配置したことを特徴とする請求項５又は６に記載の光学測定装置。
【請求項８】
前記第２の開口部材の測定面側の端部が、前記第１の開口部材の測定面側の位置と略同位置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光学測定装置。
【請求項９】
前記光学測定装置は、前記測定対象の測定面の光学濃度又は反射率を測定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光学測定装置。
【請求項１０】
前記受光器は、分光器と受光素子とを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光学測定装置。
【請求項１１】
記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記記録媒体上に直接形成される画像、又は前記記録媒体上に画像を転写するために、画像が形成される像担持体、あるいは画像を一時担持する像担持体上に担持される画像の光学特性を測定するために、前記請求項１乃至１０のいずれかに記載の光学測定装置を用いた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】
この発明は、電子写真方式などを用いた複写機やプリンター等の画像形成装置によって形成された画像や、印刷された画像の色彩などを光学的に測定する光学測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特許第２５１８８２２号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３２８７号公報
【特許文献３】特開平１０−１７５３３０号公報
【０００３】
従来、この種の光学測定装置としては、被測定物に接触させて測色する接触型のものが大半であり、現在業界で最も標準的に使用されている、例えば、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８（商品名）やグレタグマクベスＳｐｅｃｔｒｏＬｉｎｏ（商品名）等のハンディー型の測定装置も、接触型で手動式の装置であるため、高速化・自動化は難しいものであった。また、上記光学測定装置の一部には、ハンディー機とＸＹステージを組み合わせた、例えば、グレタグマクベスＳｐｅｃｔｒｏＳｃａｎ等の自動測色装置も存在するが、測定ポイントを移動するためには、当該測定装置の平行移動とサンプルに接触させるための上下移動が必要となり、高速測定の妨げとなっている。また、上記接触型の光学測定装置は、サンプルに接触するため、測定面に対するダメージや測定対象物が制限されるといった問題点を有していた。
【０００４】
これに対して、非接触型の光学測定装置は、測定ヘッドまたはサンプル台を平行移動させるだけで良いため、高速化・自動化された測色に適している。
【０００５】
しかしながら、上記非接触型の光学測定装置の場合には、測定面までの距離が変動しやすく、この距離変動が測定値に影響を与えるという問題点を有している。特に、印刷物を測定する際には、用紙の浮き等による影響が顕著であり、用紙をサンプル台に吸着する方法が検討されてきている。この用紙をサンプル台に吸着する吸着方法の主なものとしては、用紙を静電的に吸着する静電吸着法と、用紙をエアーによって吸引するバキューム吸引法がある。
【０００６】
上記用紙をサンプル台に吸着する際に、従来は色を物理量として捉えるという観点から、裏面からの反射光をほぼゼロとするため、測定時のバッキングは黒とされており、上記吸着機能を持たせたサンプル台の表面を黒色にすることが一般的であった。
【０００７】
ところが、近年では人の感覚に近い色を測定するという観点に変わってきており、実際の印刷物が見られるのに近い状態、すなわち複数枚の用紙が重なった状態で測定された測色値が重視されるようになってきている。その結果、最近の業界標準などでは、サンプルの下部に同種の用紙を複数枚積層した状態で測定することがトレンドになりつつある。そのため、上述したような吸着方法によって用紙をサンプル台に吸着することが困難となり、別の対策が求められるという問題点を有していた。
【０００８】
そこで、かかる問題点の解決に寄与し得る技術としては、例えば、特許第２５１８８２２号公報や、特開２００１−３４３２８７号公報、特開平１０−１７５３３０号公報等に開示されているものが既に提案されている。
【０００９】
上記特許第２５１８８２２号公報に係る無接触反射率測定装置は、図１２に示すように、物体１１０上の照明領域ｂを照明する光源１１１と、物体１１０上の測定面ｍから反射された光線を検出する測定装置１１４とを有し、その際測定面ｍは照明領域ｂよりも小さい、光学系に対して可変距離を有する可動物体の無接触反射率測定装置において、光源１１１が平行光束を発生するために集光レンズ１１２の焦点に配置されており、その際光源１１１の広がりに基づき物体１１０上の照明強度は照明領域のコア領域の内部でのみ距離に依存せず、測定装置１１４の光学部材１１４ａが制限面１１４ａ、及び該制限面１１４ａと物体１１０の間に配置されたレンズ１１３を有し、それにより測定面ｍの大きさが固定され、かつ測定面ｍは、該測定面が一定のインターバル内での測定装置１１４に対する物体１１０の全ての距離変化に対してコア領域内に位置するように、寸法決定されかつ位置決めされるように構成したものである。
【００１０】
また、上記特開２００１−３４３２８７号公報に係る光学測定装置は、対象物へ光を照射し、前記対象物からの反射光を集光レンズにより集光し、前記集光レンズの焦点位置近傍に設けられた受光素子で光量を検出して前記対象物に関する特性を測定する光学測定装置において、前記集光レンズの光軸と交差する方向で、かつ、前記集光レンズ周縁の透過領域の少なくとも一部を含むように前記集光レンズ近傍に設けられた部材と、前記部材の前記光軸側表面を含む少なくとも一部の領域に設けられると共に、反射を抑止する抑止手段と、を備えるように構成したものである。
【００１１】
さらに、上記特開平１０−１７５３３０号公報に係る光学測定方法は、互いに相対位置が一定となるように設置された光源、レンズおよび光電変換素子を用いるものであって、前記光源からの光を測定対象物に照射し、この測定対象物からの反射光を前記レンズを介して前記光電変換素子で受光し、この光電変換素子の受光出力から、前記測定対象物に関する特性を測定する方法において、前記レンズの前記光電変換素子側の焦点面に、前記レンズを通過してくる前記測定対象物からの反射光のうちの任意の一部の領域である特定領域を設定して、前記測定対象物から、この特定領域に対応する角度範囲内に反射する光のすべてのみを、前記レンズを介して前記光電変換素子で受光し、この光電変換素子が受光した総光量を、この光電変換素子の出力とするように構成したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特許第２５１８８２２号公報に係る無接触反射率測定装置の場合には、図１２に示すように、照明を点光源１１１と集光レンズ１１２で平行光とすることで測定面の照明強度をほぼ一定に維持し、距離変動に影響されないように構成したものであるが、完全な点光源１１１は存在しないため、距離変動の影響を回避することができないという問題点を有していた。また、照明光を広い範囲に照射し、受光レンズ１１３と受光ファイバ１１４の端部１１４ａにより測定面の測定エリアｍを限定する構成を採用することになるが、照明範囲ｂが広くかつ測定面から受光レンズ１１３までの距離が離れているために、測定エリアｍ外からの反射光１２０が迷光として入射してしまい、誤差を生じるという問題点を有していた。特に測定パッチｍの周辺が白色の場合には、迷光強度も強くなるといった問題点を有していた。
【００１３】
また、上記特開２００１−３４３２８７号公報や特開平１０−１７５３３０号公報に係る光学測定装置などの場合にも、特開２００１−３４３２８７号公報に開示された技術では、迷光を吸収する光吸収部材を設けているものの、測定パッチ周辺からの迷光の影響をうけやすいという問題点を有していた。
【００１４】
迷光の影響を受けづらくするためには、図１３に示すように、測定面２０４に近接するようにアパーチャを設けた構造が有効である。この図では、図示しない光源からの光を照明レンズ２０１、２０２を介して測定対象物２０３の測定面２０４に照射し、この測定対象物２０３からの反射光２０５を受光レンズ２０６を介して図示しない光電変換素子で受光するように構成したものであるが、アパーチャ面から測定面２０４までの距離Ｈが変動すると、測定面２０４上にできるアパーチャの影の面積が変動するために、図１４に示すように、測定面２０４の明度が大きく変化してしまい、測定誤差が発生するという問題点を有していた。
【００１５】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、光源から測定対象物までの距離が変動した場合であっても、受光領域を常に一定に維持することができ、距離変動の影響を回避することができるとともに、測定エリア外からの迷光が入射して誤差を生じるのを防止することができ、測定精度を向上させることが可能な光学測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
すなわち、請求項１に記載された発明は、測定対象を照明する光源と、前記測定対象の測定面から反射した光を受光する受光器と、前記測定対象の測定面に照射される照明光及び前記測定対象の測定面から反射されて受光器で受光される反射光を制限する開口部を有する開口部材を備え、前記測定対象の測定面に接触することなく非接触状態で測定対象物を光学的に測定する光学測定装置において、
前記開口部材を、前記測定対象の測定面に対する照明領域を決定する第１の開口部材と、前記測定対象の測定面から反射されて前記受光器に入射する反射光の測定エリアを決定する第２の開口部材とから構成したことを特徴とする光学測定装置である。
【００１７】
また、請求項２に記載された発明は、前記第１の開口部材は、測定対象の測定面に平行に配置された板状部材からなり、照明光及び反射光の少なくともいずれか一方を遮蔽する遮蔽部と、照明光及び反射光の少なくともいずれか一方を通過させる開口部とを有することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置である。
【００１８】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記第２の開口部材は、前記光源からの照明光に略平行な角度に配置された薄い板状部材からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学測定装置である。
【００１９】
又、請求項４に記載された発明は、前記光源を複数設けるとともに、前記第２の開口部材を前記複数の光源と同数だけ設け、前記第２の開口部材を前記各光源からの照明光に略平行な角度に配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光学測定装置である。
【００２０】
更に、請求項５に記載された発明は、測定対象を照明する光源と、前記測定対象の測定面から反射した光を受光する受光器と、前記測定対象の測定面に照射される照明光及び前記測定対象の測定面から反射されて受光器で受光される反射光を制限する開口部を有する開口部材を備え、前記測定対象の測定面に接触することなく非接触状態で測定対象物を光学的に測定する光学測定装置において、
前記開口部材を、前記測定対象の測定面に対する照明光及び反射光の少なくともいずれか一方の領域を決定する第１の開口部材と、前記測定対象の測定面から反射されて前記受光器に入射する反射光の測定エリアのみを決定する第２の開口部材とから構成したことを特徴とする光学測定装置である。
【００２１】
また、請求項６に記載された発明は、前記第２の開口部材は、前記光源からの照明光に略平行な角度に配置された薄い板状部材からなることを特徴とする請求項５に記載の光学測定装置である。
【００２２】
さらに、請求項７に記載された発明は、前記光源を複数設けるとともに、前記第２の開口部材を前記複数の光源と同数だけ設け、前記第２の開口部材を前記各光源からの照明光に略平行な角度に配置したことを特徴とする請求項５又は６に記載の光学測定装置である。
【００２３】
又、請求項８に記載された発明は、前記第２の開口部材の測定面側の端部が、前記第１の開口部材の測定面側の位置と略同位置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光学測定装置である。
【００２４】
更に、請求項９に記載された発明は、前記光学測定装置は、前記測定対象の測定面の光学濃度又は反射率を測定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光学測定装置である。
【００２５】
また、請求項１０に記載された発明は、前記受光器は、分光器と受光素子とを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光学測定装置である。
【００２６】
さらに、請求項１１に記載された発明は、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記記録媒体上に直接形成される画像、又は前記記録媒体上に画像を転写するために、画像が形成される像担持体、あるいは画像を一時担持する像担持体上に担持される画像の光学特性を測定するために、前記請求項１乃至１０のいずれかに記載の光学測定装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、光源から測定対象物までの距離が変動した場合であっても、受光領域を常に一定に維持することができ、距離変動の影響を回避することができるとともに、測定エリア外からの迷光が入射して誤差を生じるのを防止することができ、測定精度を向上させることが可能な光学測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る光学測定装置を適用した画像形成装置としての高速プリンタを示すものである。
【００３０】
この高速プリンタ１は、図２に示すように、一連の連続した長尺な用紙であって、１ページ毎に折り目（ミシン目）で区切られた記録媒体としての連帳紙に、高速で画像をプリントすることが可能となっている。上記高速プリンタ１のプリンタ本体２は、右側の画像形成部３と、中央の定着部４と、左側の排紙部５とによって、相対的に右側の部分が大きな略門型に形成されており、当該プリンタ本体２の画像形成部３には、像担持体としての感光体ドラム６が、矢印方向に沿って高速で回転可能に配設されている。この感光体ドラム６は、直径約２４０ｍｍと大きく設定されており、ＯＰＣやアモルファス−Ｓｉ、あるいはＳｅ等の光導電性材料からなる感光体層を表面に被覆した導電性円筒体によって構成されている。上記感光体ドラム６の上部及び斜め右側には、当該感光体ドラム６の表面を所定の電位に一様に帯電するスコロトロン等からなる一次帯電器７、８が２つ並んで配設されている。また、上記感光体ドラム６の右側の側面には、上記２連の一次帯電器７、８によって所定の電位に一様に帯電された感光体ドラム６の表面に、画像情報に応じて画像露光を施す画像露光手段としてのＬＥＤアレイを備えたＬＥＤプリントヘッド９が配設されており、当該感光体ドラム６の表面には、ＬＥＤプリントヘッド９によって画像露光が施されて、画像情報に応じた静電潜像が形成されるようになっている。
【００３１】
上記感光体ドラム６の表面に形成された静電潜像は、当該感光体ドラム６の右斜め下方から下部に掛けて配設された現像装置１０により顕像化されて、粉体トナーからなるトナー像が形成される。この現像装置１０には、高速で回転する感光体ドラム６に対応して、当該感光体ドラム６上に形成された静電潜像を高速で現像可能なように、３連の現像ロール１１が配設されている。なお、上記現像装置１０は、一成分現像方式を採用するものであっても、二成分現像方式を採用するものであっても何れでも良い。
【００３２】
また、上記感光体ドラム６の斜め左下方には、当該感光体ドラム６上に形成されたトナー像を、記録媒体としての連帳紙１２に転写するための転写手段として、コロトロンからなる転写帯電器１３が配設されており、感光体ドラム６上に形成されたトナー像は、転写帯電器１３による帯電を受けて、連帳紙１２上に順次転写されるようになっている。
【００３３】
上記記録媒体としての連帳紙１２は、プリンタ本体２の画像形成部３の下端部内側に配設された給紙部１４から給紙されるように構成されている。この連帳紙１２は、一連の連続した長尺な用紙であって、１ページ毎に折り目（ミシン目）で区切られたものであり、図示のように、折り畳まれた状態で連帳紙１２のセット１５が、給紙部１４に配設されている。
【００３４】
この連帳紙１２としては、ユーザーのニーズに応じて、種々の種類のものが用いられ、普通紙、当該通紙よりも薄い用紙、厚紙、あるいは、普通紙や厚紙などの表面にコーティングを施したコート紙、あるいは黄色など所定の色に着色された用紙など、７〜８種類、あるいはそれ以上の種類の用紙が用意されている。
【００３５】
上記転写帯電器１３によって感光体ドラム６からトナー像が転写された連帳紙１２は、図２に示すように、図示しない搬送手段によって定着部４へと搬送され、当該定着部４に配設されたフラッシュ定着装置１６によって、未定着トナー像が連帳紙１２上に定着される。その際、上記連帳紙１２は、連続して搬送されるが、フラッシュ定着装置１６の上流側に連帳紙１２を一旦収容する収容部を設けることによって、当該連帳紙１２を間欠的に搬送する間に、フラッシュ定着装置１６により定着処理を施すように構成しても良い。
また、上記フラッシュ定着装置１６の下流側には、連帳紙１２上に形成された画像を光学的に測定する光学測定装置が配設されている。
【００３６】
そして、上記フラッシュ定着装置１６によって未定着トナー像が定着された連帳紙１２は、搬送ロール１７によって排紙部５に設けられた排紙トレイ１８上に折り畳まれた状態で排出される。
【００３７】
なお、上記トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム６の表面は、クリーニング装置１９のクリーニングブレード２０によって、残留トナー等が除去された後、コロトロンからなる除電器２１によって残留電荷が除電されるとともに、クリーニングブラシ２２によって紙粉やトナー粉等が除去されて、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００３８】
また、図２中、２３は、後述するフラッシュ定着装置１６のフラッシュランプ２４の発光（発光周波数）を制御するフラッシュ制御ユニットを示している。
【００３９】
ところで、この実施の形態に係る光学測定装置は、測定対象を照明する光源と、前記測定対象の測定面から反射した光を受光する受光器と、前記測定対象の測定面に照射される照明光及び前記測定対象の測定面から反射されて受光器で受光される反射光を制限する開口部を有する開口部材を備え、前記測定対象の測定面に接触することなく非接触状態で測定対象物を光学的に測定する光学測定装置において、  前記開口部材を、前記測定対象の測定面に対する照明領域を決定する第１の開口部材と、前記測定対象の測定面から反射されて前記受光器に入射する反射光の測定エリアを決定する第２の開口部材とから構成されている。
【００４０】
また、この実施の形態では、前記第１の開口部材は、測定対象の測定面に平行に配置された板状部材からなり、照明光及び反射光の少なくともいずれか一方を遮蔽する遮蔽部と、照明光及び反射光の少なくともいずれか一方を通過させる開口部とを有するように構成されている。
【００４１】
さらに、この実施の形態では、前記第２の開口部材は、前記光源からの照明光に略平行な角度に配置された薄い板状部材からなるように構成されている。
【００４２】
又、この実施の形態では、前記光源を複数設けるとともに、前記第２の開口部材を前記複数の光源と同数だけ設け、前記第２の開口部材を前記各光源からの照明光に略平行な角度に配置するように構成されている。
【００４３】
更に、この実施の形態では、測定対象を照明する光源と、前記測定対象の測定面から反射した光を受光する受光器と、前記測定対象の測定面に照射される照明光及び前記測定対象の測定面から反射されて受光器で受光される反射光を制限する開口部を有する開口部材を備え、前記測定対象の測定面に接触することなく非接触状態で測定対象物を光学的に測定する光学測定装置において、前記開口部材を、前記測定対象の測定面に対する照明光及び反射光の少なくともいずれか一方の領域を決定する第１の開口部材と、前記測定対象の測定面から反射されて前記受光器に入射する反射光の測定エリアのみを決定する第２の開口部材とから構成するように構成されている。
【００４４】
すなわち、この実施の形態に係る光学測定装置３０は、図１に示すように、断面略多角形状に形成された測定装置本体３１を備えており、この測定装置本体３１は、金属や合成樹脂等によって、天井壁３２と、当該天井壁３１の両端部から４５°の角度に傾斜した状態で連設された左右の傾斜壁３３、３４と、当該左右の傾斜壁３３、３４の下端部に連設された左右の垂直壁３５、３６とから構成されている。
【００４５】
本発明の如き光学測定装置３０では、図１１に示すように、色の測定方法として、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２２に規定されているが、１つの条件ａ（４５−ｎ）として、照明光を入射角ｉ＝４５±２°、反射光を反射角ｒ＝０±１０°で測定するものが挙げられている。
【００４６】
上記測定装置本体３１の左右の傾斜壁３３、３４には、図１及び図３に示すように、測定対象３７の測定面３８を斜め４５度の角度からそれぞれ照明するための第１の照明レンズ３９と第２の照明レンズ４０が配設されており、当該第１の照明レンズ３９及び第２の照明レンズ４０には、測定対象を照明するＬＥＤや白色灯などからなる光源４１からの光が、光ファイバ４２、４３によって導かれるように構成されている。上記第１の照明レンズ３９及び第２の照明レンズ４０と光ファイバ４２、４３は、図３に示すように、円筒状のケーシング４４、４５内に配設されており、当該光ファイバ４２、４３の先端が第１の照明レンズ３９及び第２の照明レンズ４０に対して所定位置に来るように配置されている。そして、上記光ファイバ４２、４３から出射される照明光４６、４７は、第１の照明レンズ３９及び第２の照明レンズ４０によって、略平行光として測定対象３７の測定面３８に照射されるようになっている。
【００４７】
また、上記光学測定装置本体３１の天井壁３２には、図１及び図３に示すように、測定対象３７の測定面３８の真上（垂直位置）に、当該測定対象３７からの反射光４８を受光する受光レンズ４９が配設されており、この受光レンズ４９で受光された光４８は、光ファイバ５０を介して分光器５１へと導かれ、当該分光器５１によって分光されて受光素子５２1 、５２2 ・・５２n によって受光されるように構成されている。上記分光器５１では、例えば、受光レンズ４９で受光され、光ファイバ５０を介して導かれた光４８が、図示しないフィルターやプリズム等によって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色や、波長に応じた複数の光に分光されるように構成されるが、これに限定されるものではなく、他の色に分光するように構成しても勿論良い。また、上記分光器５１は、光学測定装置３０で測定する対象によっては必ずしも設けなくとも良い。
【００４８】
さらに、上記光学測定装置本体３１の下端面には、図１及び図３に示すように、測定対象３７の測定面３８に照射される照明光４６、４７を制限する開口部５４を有する第１の開口部材としてのメインアパーチャ５２が設けられている。このメインアパーチャ５２は、図３に示すように、表裏両面が黒色に着色されたステンレス等の金属や合成樹脂などからなる薄板によって形成されており、当該メインアパーチャ５２には、第１及び第２の照明レンズ３９、４０から照射される照明光４６、４７の照射エリア５３を制限する開口部５４が設けられている。この照射エリア５３は、図４に示すように、例えば、８ｍｍ×４ｍｍの長方形状に形成されている。
【００４９】
更に説明すると、上記メインアパーチャ５２は、図３及び図４に示すように、例えば、表裏両面が黒色に着色されたステンレスからなる薄板（厚さ、約１．５ｍｍ程度）によって形成されるが、当該メインアパーチャ５２の光学測定装置本体３１内に位置する部分５５が、測定対象３７の測定面３８に近接するように、途中の屈曲部５５ａを介して、約２ｍｍ程度の距離Ｄだけ光学測定装置本体３１の下面と平行になるように折り曲げられている。また、上記メインアパーチャ５２の開口部５４のエッジ部５４ａは、図４に示すように、４５°のナイフエッジ状に形成されており、照明光４６、４７の端縁を可能な限りクリアにするように構成されている。
【００５０】
さらに、上記光学測定装置本体３１の内部には、図１、図３及び図４に示すように、測定対象３７の測定面３８から反射されて受光素子５２に入射する反射光４８の測定エリア５６を決定する第２の開口部材としてのサブアパーチャ５７、５８が配設されている。このサブアパーチャ５７、５８は、表裏両面が黒色に着色されたステンレス等の金属や合成樹脂などからなる薄板によって形成されているが、その厚さは、例えば、約０．１ｍｍ程度というように、可能な限り照明光４６、４７を遮らないようメインアパーチャ５２よりも大幅に薄く設定されている。上記サブアパーチャ５７、５８は、第１及び第２の照明レンズ３９、４０の数に対応して２枚設けられている。
【００５１】
上記第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８は、図３及び図４に示すように、照明光４６、４７の光軸５９、６０と平行に、４５°の角度に傾斜した状態で、メインアパーチャ５２の開口部５４に対応した位置に配置されている。
【００５２】
更に説明すると、上記第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８は、図５に示すように、例えば、表裏両面が黒色に着色されたステンレスからなる薄板（厚さ、約０．１ｍｍ程度）をプレス加工等によって折り曲げることによって一体的に形成されるが、当該第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８は、その下端部５７、５８がメインアパーチャ５２の測定面３８側の端部５７ａ、５８ａ、つまりメインアパーチャ５２の突出部５５の下面５５ａと同一面上となるように配置されている。
【００５３】
また、上記第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８には、図４に示すように、反射光４８を制限し、結果的に測定エリア５６を決定する開口部６０が設けられており、当該開口部６０の端部５７ａ、５８ａによって、測定面３８で反射されて受光レンズ４９に入射する反射光４８の領域（測定エリア５６）が制限されるように構成されている。さらに、上記第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８の他方の端部５７ａ、５８ａは、メインアパーチャ５２の開口部５４を通過する反射光４８を遮光するように、当該メインアパーチャ５２の開口部５４のエッジ部５４ａ、５４ａよりも外側に突出するように形成されている。この測定エリア５６は、例えば、４ｍｍ×４ｍｍの正方形状に形成されている。
【００５４】
以上の構成において、この実施の形態では、次のようにして、光源から測定対象物までの距離が変動した場合であっても、受光領域を常に一定に維持することができ、距離変動の影響を回避することができるとともに、測定エリア外からの迷光が入射して誤差を生じるのを防止することができ、測定精度を向上させることが可能となっている。
【００５５】
すなわち、上記実施の形態に係る光学測定装置３０を適用した高速プリンタ１では、図２に示すように、感光体ドラム６上に画像情報に応じてトナー像が形成され、当該感光体ドラム６上に形成されたトナー像が、連帳紙１２上に転写された後、フラッシュ定着装置１６によって未定着トナー像が連帳紙１２上に定着されて、画像が形成される。
【００５６】
その際、上記高速プリンタ１では、連続した連帳紙１２上に高速で画像が形成されるため、当該連帳紙１２上に形成された画像に、階調性や解像性などのエラーが発生すると、不良なプリント物が大量に発生してしまうことになる。
【００５７】
そこで、この実施の形態では、上記フラッシュ定着装置１６の下流側に、連帳紙１２上に形成された画像を、非接触状態で光学的に測定する光学測定装置３０が配設されている。この光学測定装置３０は、非接触式であるため、測定対象物に依存せずに測定が可能であるが、非接触式であるが故に、測定対象物３７との距離が変動する虞れがあるという特徴を有している。
【００５８】
ところで、上記光学測定装置３０では、図１に示すように、光源４１からの光を、光ファイバ４２、４３を介して第１の照明レンズ３９及び第２の照明レンズ４０に導き、当該第１の照明レンズ３９及び第２の照明レンズ４０によって、光源４１からの光を略平行光４６、４７として、測定対象３７の測定面３８に照射するようになっている。
【００５９】
その際、上記光学測定装置３０には、図３及び図４に示すように、第１の照明レンズ３９及び第２の照明レンズ４０と、測定対象３７の測定面３８との間に、開口部５４を有するメインアパーチャ５２が配設されている。そのため、上記第１の照明レンズ３９及び第２の照明レンズ４０から照射される照明光４６、４７は、当該メインアパーチャ５２の開口部５４によって制限（遮光）されて、測定対象３７の測定面３８は、図４に示すように、８ｍｍ×４ｍｍの長方形状に形成された照射エリア５３が照明される。
【００６０】
しかしながら、上記光学測定装置３０は、図６に示すように、当該光学測定装置３０と測定対象３７の測定面３８との間の距離Ｈが変動すると、それに伴って、測定対象３７の測定面３８の照射エリア５３が変動することになる。なお、図６中、２本の線状の影は、第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８の影をそれぞれ示しており、この第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８の影は、細い線状のものであり、測定には影響を与えないものである。
【００６１】
ところが、上記実施の形態に係る光学測定装置３０では、図６に示すように、メインアパーチャ５２とは別に、受光レンズ４９による測定エリア５６を決定する第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８が設けられている。この第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８は、照明光４６、４７によって照明され、測定対象３７の測定面３８から反射される反射光４８を、照射エリア５３よりも狭い測定エリア５６となるように制限するものであって、しかも、上記反射光４８を受光する受光レンズ４９は、測定面３８の真上に配設されているため、反射光４８は、測定対象３７の測定面３８に対して略垂直に反射される光となっている。
【００６２】
そのため、測定対象３７の測定面３８である連帳紙１２の表面が、位置変動によって上下した場合であっても、反射光４８は、測定対象３７の測定面３８に対して略垂直に反射されるため、当該反射光４８の端部は、第１及び第２のサブアパーチャ５７、５８の端部５７ａ、５８ａによって制限され、測定エリア５６の大きさが変動することはない。
【００６３】
したがって、上記光学測定装置３０の場合には、当該光学測定装置３０と測定対象３７の測定面３８との間の距離Ｈが変動しても、常に一定の測定エリア５６を介して受光レンズ４９によって受光し、当該受光レンズ４９で受光した反射光４８を、光ファイバ５０を介して分光器５１へと導き、この分光器５１によって分光した後、受光素子５２によって受光して電気信号に変換して、Ｌａｂなど所望の表色系を用いて、色度や濃度等を光学的に測定することが可能となる。
【００６４】
このように、上記光学測定装置３０の場合には、当該光学測定装置３０と測定対象３７の測定面３８との間の距離Ｈが変動しても、常に一定の測定エリア５６を介して受光レンズ４９によって受光し、当該受光レンズ４９で受光した反射光４８を、光ファイバ５０を介して測定することができるので、距離変動の影響を回避することができるとともに、測定エリア５６外からの迷光が入射して誤差を生じるのを防止することができ、測定精度を向上させることが可能となっている。
【００６５】
実験例
次に、本発明者らは、本発明の効果を確認するため、図１及び図３に示すような光学測定装置３０を試作し、当該光学測定装置３０と測定対象３７の測定面３８との間の距離Ｈが変動した場合に、受光素子５２が受光する反射光の明度Ｌがどのように変化するかを測定する実験を行った。
【００６６】
図７は上記実験の結果を示すグラフである。
【００６７】
この図７から明らかなように、光学測定装置３０と測定対象３７の測定面３８との間の距離Ｈが変動した場合であっても、受光素子５２が受光する反射光の明度Ｌは、９９前後と略一定であり、従来型の光学測定装置と比較して、距離変動の影響を大幅に低減して、測定精度を向上させることが可能であることがわかった。
【００６８】
実施の形態２
図８はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態では、光学測定装置が像担持体上に形成されたトナー像、及び用紙上に形成された画像を測定するように構成されているとともに、当該光学測定装置が片側のみから照明する４５／０型となっている。
【００６９】
すなわち、この実施の形態２に係る画像形成装置は、図８に示すように、記録媒体が連帳紙ではなく、所定のサイズにカットされた用紙１２上に画像を形成するように構成されている。また、上記画像形成装置１は、像担持体としての感光体ドラム６の表面において、現像装置９の下流側に、当該感光体ドラム６上に形成さたトナー像を、光学的に測定する光学測定装置３０が配設されている。さらに、上記画像形成装置は、用紙１２上に形成された像を、光学的に測定する光学測定装置３０も配設されている。
【００７０】
上記光学測定装置３０は、図９に示すように、測定装置本体３１の４５°傾斜した片側にのみ、光源４１と照明レンズ３９が配置されているとともに、当該測定装置本体３１の上部には、受光レンズ４９と受光素子５２が配置されている。
【００７１】
また、上記光学測定装置３０には、照明レンズ３９による照明エリア５３を決定するメインアパーチャ５２が配設されているとともに、照明レンズ３９に対応した片側にのみ、サブアパーチャ５７が配設されている。上記受光レンズによる測定エリア５６は、サブアパーチャ５７とメインアパーチャ５２の一方のエッジ部５４ａによって決定されるように構成されている。
【００７２】
上記実施の形態２に係る光学測定装置３０の場合には、１つの光源４１及び受光素子５２を内蔵していて小型化が可能であり、比較的小径の感光体ドラム６の外周に容易に配設することが可能となっている。
【００７３】
また、上記実施の形態２では、光源を測定装置本体３１の４５°傾斜した位置に配置し、受光素子を測定対象の真上に配置したが、これに限定されるものではなく、図１０に示すように、逆に、光源４１を測定対象の真上に配置し、受光素子５２を測定装置本体３１の４５°傾斜した位置に配置した０／４５型のものであっても良い。
【００７４】
ただし、この場合、サブアパーチャ５７は、光源４１の光軸に沿って、測定対象の真上に垂直に配置し、当該サブアパーチャ５７の下端部及びメインアパーチャ５２の他方のエッジ部５４ａによって測定エリア５６を決定するように構成される。
【００７５】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る光学測定装置を示す概略断面構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る光学測定装置を適用した画像形成装置としての高速プリンタを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る光学測定装置を示す断面構成図である。
【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係る光学測定装置のアパーチャを示す構成図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る光学測定装置のアパーチャを示す斜視構成図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る光学測定装置の作用を示す説明図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態１に係る光学測定装置の作用を示すグラフである。
【図８】図８はこの発明の実施の形態２に係る光学測定装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。
【図９】図９はこの発明の実施の形態２に係る光学測定装置を示す概略断面構成図である。
【図１０】図１０はこの発明の実施の形態２に係る光学測定装置の変形例を示す概略断面構成図である。
【図１１】図１１は色の測定方法を示す説明図である。
【図１２】図１２は従来の光学測定装置の作用を示す説明図である。
【図１３】図１３は従来の他の光学測定装置を示す構成図である。
【図１４】図１４は図１３に示す光学測定装置における測定対象物との距離Ｈと明度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
３０：光学測定装置、３７：測定対象、３８：測定面、３９：第１の照明レンズ、４０：第２の照明レンズ、４１：光源、４６、４７：照明光、４９：受光レンズ、５２：メインアパーチャ、５７：第１のサブアパーチャ、５８：第２のサブアパーチャ。
【図１】
2007085963.tif 000003
【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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