CN104483820A - 分光比色设备以及包括该分光比色设备的图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分光比色设备以及包括该分光比色设备的图像形成设备。该分光比色设备包括外壳，该外壳包括侧壁。侧壁的外表面是能够在将所述线性传感器附接到调整表面的同时通过移动调整所述线性传感器的位置的调整表面。线性传感器在邻接调整表面的同时被外壳的侧壁支撑并且接收由凹面反射型衍射元件色散并且通过开口部分的光束。调整表面平行于所述凹面反射型衍射元件的罗兰圆的由所述线性传感器接收的光束通过的部分处的切线。

Description

分光比色设备以及包括该分光比色设备的图像形成设备

本分案申请是基于申请号为201110332405.1，申请日为2011年10月28日，发明名称为“分光比色设备以及包括该分光比色设备的图像形成设备”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及诸如复印机和激光束打印机(LBP)之类的图像形成设备，并且更特别地涉及为了对对象执行颜色识别或比色法而使用以阵列方式布置的多个光电转换元件检测使用反射式衍射元件色散的光束的分光比色设备(spectral colorimetric apparatus)。

背景技术

有时，用于形成彩色图像的图像形成设备导致彩色图像中的色调偏差。特别地，在电子照相系统中，由于使用环境的改变和因年久而劣化，转印效率根据鼓灵敏度、使用的调色剂的电荷容量和使用的纸类型而随颜色变化。因此，混色比能够偏离预定值，这可能影响所打印图像的色调。

这种现象发生，使得色调可能由于图像形成设备之间的差异而改变。因此，担心不能保持形成的彩色图像的色调的一致性。为了解决这种问题，通过使用比色设备测量表面的色调来控制用于由图像形成设备形成图像的条件。因此，保持形成的彩色图像的色调的一致性。

日本专利申请No.2009-110884(即，日本专利申请公开No.2010-276599)讨论了以下配置的比色设备。比色设备是分光比色设备，其包括用于照射测试表面的照明光学系统、用于将从测试表面反射的光束引导到色散光学系统的导光光学系统以及用于通过使引导的光束色散而获取光谱强度分布的色散光学系统。

为了利用这种分光比色设备更精确地测量测试表面的色调，必须通过调整光学部件的位置和取向而相对于从测试表面反射的光束以高精度放置分光比色设备。另外，必要的是：分光比色设备越小，光学部件的位置和取向的调整的精度变得越高。

例如，如果为了使设备小型化而将照明光学系统、导光光学系统和色散光学系统收容在一个外壳中，则用于电连接系统和用于其多轴调整的工具被插入的空间被狭窄地限制，以便不接触其它光学部件。因此，这种操作难以执行，并且存在设备的生产率降低的担心。

发明内容

本发明涉及能够在确保其生产率的同时被小型化的分光比色设备以及包括该分光比色设备的图像形成设备。

根据本发明的一个方面，一种分光比色设备包括：被配置为使入射光束色散的凹面反射型衍射元件；包括多个光电转换元件的线性传感器，所述多个光电转换元件中的每一个被配置为接收由所述凹面反射型衍射元件色散的光束；外壳，所述外壳包括侧壁并且被配置为支撑所述凹面反射型衍射元件和所述线性传感器；以及开口部分，所述开口部分被形成在所述外壳的所述侧壁中并且被布置为使得由所述凹面反射型衍射元件色散的光束通过所述开口，其中所述侧壁的外表面能操作作为在邻接所述线性传感器的同时能够通过移动调整所述线性传感器的位置的调整表面，并且所述线性传感器在邻接所述调整表面的同时由所述外壳的侧壁支撑并且接收由所述凹面反射型衍射元件色散且通过所述开口部分的光束，以及其中所述调整表面平行于所述凹面反射型衍射元件的罗兰圆(Rowland circle)的由所述线性传感器接收的光束通过的部分处的切线。

根据以下参考附图的实施例的详细描述，本发明更多的特征和方面将变得清晰。

附图说明

附图示出了本发明的实施例、特征和方面，并且与描述一起用来说明本发明的原理。

图1是示出彩色图像形成设备的示意图。

图2A是示出颜色传感器单元的内部配置的示意图。图2B是示出盖子附接于其的颜色传感器单元的外观配置的示意图。

图3A示出从顶部观看的颜色传感器单元。图3B是在图3A中示出的线A-A'上获取的示出颜色传感器单元的截面图。

图4A是示出从线性传感器的纵向方向观看的线性传感器的截面图。图4B是在图3A中示出的线B-B'上获取的示出在保持线性传感器时的侧壁的一部分的截面图。

图5A在线性传感器被虚拟地分解的状态中示出要附接于外壳的从上方倾斜且向后观看的线性传感器。图5B示出从下方倾斜且向后观看的附接于外壳的线性传感器。

图6示意性地示出线性传感器的光接收元件的X方向上的移动。

图7A示出在调整线性传感器时的从上方倾斜地观看的颜色传感器单元。图7B示出在调整线性传感器时的从上方倾斜地观看的颜色传感器单元。

图8是示出在单色仪的输出操作期间光接收元件的输出与线性传感器的Y轴方向上的位置的关系的曲线图。

图9A示出在线性传感器的光接收元件与来自其的输出之间的关系。图9B是示出在单色仪输出预定的单波长光时光接收元件的每个像素的输出的曲线图。图9C是示出在线性传感器的每个像素位置与波长之间的关系的曲线图。

图10示意性地示出如何通过外壳来保持线性传感器。

图11A示出从上方倾斜地观看的附接于外壳的保持部件。图11B示出从上方倾斜地观看的附接于外壳的保持部件。

图12是在图11A中示出的线C-C'上获取的示出在保持线性传感器和保持部件时的侧壁的截面图。

图13示出在调整线性传感器时的从上方倾斜地观看的颜色传感器单元。

图14示出线性传感器调整工具和保持部件的另一配置。

图15示出侧壁的调整表面的附近的另一配置。

图16示出在调整缝隙部件的位置时的分光比色设备。

图17是示出来自其上形成有缝隙图像的光接收元件的每个像素的输出的曲线图。

图18A是其上部示出由单波长光束在理想图像形成状态中在线性传感器的光接收元件上形成缝隙图像的状况并且其下部示出在那时的光接收元件的输出的示图。图18B和图18C中的每一个是其上部示出由单波长光束在非理想图像形成状态中在线性传感器的光接收元件上形成缝隙图像的状况并且其下部示出在那时的光接收元件的输出的示图。

图19A是示出分光比色设备中的缝隙的邻近部分的透视图。图19B是从图7A中示出的箭头B指示的方向获取的示出分光比色设备的缝隙中的邻近部分的截面图。

图20A示出从上方观看的分光比色设备中的缝隙的邻近部分。图20B示出从上方观看的分光比色设备中的缝隙的邻近部分。

图21是从图7A中示出的箭头B指示的方向获取的示出分光比色设备中的缝隙的邻近部分的截面图。

图22示出在从其去除了盖子的状态中的分光比色设备。

图23A是示出缝隙的示意图。图23B是从图10中示出的箭头C的方向获取的示出分光比色设备中的缝隙的邻近部分的截面图。

图24A是示出缝隙的示意图。图24B是与从图22中示出的箭头C的方向获取的示出分光比色设备中的缝隙的邻近部分的截面图对应的示图。

具体实施方式

下面将参考附图来详细描述本发明的各个实施例、特征以及方面。下述的本发明的每个实施例能够单独实现或者在必要时或在来自各个实施例的元件或特征的组合在单个实施例中是有利的时作为多个实施例或者其特征的组合来实现。

在以下实施例中描述的组件的尺寸、材料、形状、相对布置、光学特性等可以根据本发明适用的设备和各种条件而适当地改变，并且不意图限制本发明的范围。

在下文中，描述本发明的第一实施例。首先，描述在其中安装有根据本发明第一实施例的分光比色设备的彩色图像形成设备。然后，描述使用分光比色设备的颜色校准。

(彩色图像形成设备)

首先，描述由在其中安装有根据本实施例的分光比色设备的彩色图像形成设备进行的图像形成。图1是示出在其中安装有根据本实施例的用作用于检测彩色图像的检测装置的分光比色设备的彩色图像形成设备的示意图。分光比色设备1000具有下面描述的配置。用作图像载体的每个感光鼓1逆时针方向旋转，如图1所示(顺便提及，感光鼓1C、1M、1Y和1BK分别与青色、品红色、黄色和黑色对应)。

首先，通过带电装置2(2C、2M、2Y和2BK)中的相关带电装置分别使感光鼓1C、1M、1Y和1BK中的每一个的表面均匀地带电。然后，根据图像信息而光学调制的光束(激光束)L(LC、LM、LY和LBK)中的每一个被从扫描光学装置300输出并且照射到感光鼓1C、1M、1Y和1BK中的相关感光鼓的表面上，从而在其上形成静电潜像。静电潜像由显影装置4(4C、4M、4Y和4BK)分别可视化为青色、品红色、黄色和黑色调色剂图像。

同时，堆叠在给纸托盘7上的片材材料P通过给纸辊8而被一个接一个地供应。片材材料P通过对齐辊9与图像写定时同步地被发送到转印带10上。然后，上述调色剂图像通过由转印辊5(5C、5M、5Y和5BK)顺序地转印而被叠加到在转印带10上传送的片材材料P上。因此，在其上形成彩色图像。最后，片材材料P由定影装置12加压和加热。因此，获得定影到片材材料P上的彩色图像。然后，片材材料P由排纸辊13传送从而被排放到设备外面。

在转印之后，留在感光鼓1(1C、1M、1Y和1BK)的表面上的残余调色剂分别被清洁器6(6C、6M、6Y和6BK)去除。然后，通过带电装置2(2C、2M、2Y和2BK)再次使感光鼓1(1C、1M、1Y和1BK)的表面均匀地带电，以便形成下一个彩色图像。这里，感光鼓1、带电装置2、扫描光学装置300、显影装置4、转印辊5和定影装置12被称为用于在片材材料上形成图像的图像形成装置。

(使用分光比色设备的颜色校准)

接下来，下面描述使用分光比色设备的颜色校准。分光比色设备(在下文中称为颜色传感器单元)1000被安装在刚好比定影装置12晚的纸传送路径上，并且被布置为使得以约45度的入射角用照明光来照射纸表面。颜色传感器单元1000检测来自其上形成且定影有单色或混色色块(color patch)的图像的纸表面的每个色块的色调。然后，基于颜色传感器单元的输出来控制用于图像形成装置的图像形成条件。因此，执行颜色校准。在图像定影之后对纸上形成的色块进行比色法的目的在于，考虑到由于纸类型或者通过定影等导致的色调改变而执行颜色校准。

由颜色传感器读取的检测的结果被转移到打印机控制器个人计算机(PC)。然后，打印机控制器PC确定输出的色块的色调的颜色可再现性是否合适。如果在输出的色块的色调与由打印机控制器PC根据图像数据指示的色调之间的色差在预定范围之内，则颜色校准结束。如果色差超出预定范围，则打印机控制器PC基于色差信息来执行颜色校准，直到色差落入预定范围内。

因此，通过在彩色图像形成设备中安装颜色传感器单元来检测纸上形成的彩色图像的色调。因此，能够校正纸上形成的彩色图像的色调。更具体地，根据颜色传感器单元，如果由于图像形成设备之间的差异、纸类型、使用环境、使用频率等而在根据图像数据由打印机控制器PC指示的色调与纸上形成的彩色图像的色调之间导致差异，能够再现稳定的色调。因此，能够实现较高水平的颜色校准。

(分光比色设备(颜色传感器单元))

接下来，下面参考图2A～3B描述分光比色设备。图2A是示出颜色传感器单元的内部配置的示意图。图2B是示出盖子附接于其的颜色传感器单元的外观配置的示意图。图3A是从其去除了盖子的颜色传感器单元的顶视图。图3B是在图3A中示出的线A-A'上获取的示出颜色传感器单元的截面图。然而，图3B示出了盖子附接于其的颜色传感器单元。

处于颜色传感器单元1000通过将光从下方照射在水平检测表面800(参见图3B)上来检测色调的状态中的颜色传感器单元1000的取向被确定为用于确定颜色传感器单元1000的上下方向的基准取向。换句话说，图3B的上面被视为颜色传感器单元1000的上面。为了方便描述而设定了基准取向。颜色传感器单元1000执行检测的取向不限于基准取向。

在下文中，描述了构成颜色传感器单元1000的每个组件。发光二极管(LED)110是用作光源的白色LED。LED 110被安装在下述的传感器单元控制电路板120上。LED 110是与安装表面垂直地发光的顶视型LED。由于LED 110在从350纳米(nm)到750nm的比色范围中发光，因此LED 110被称为白色LED。

传感器单元控制电路板120被用于控制LED 110的发光以及下述的用于将由线性传感器170检测的输出转换成电信号的信号处理。照明光学部件130是用于将从LED 110发射的光束L照射到检测表面800(参见图3B)上的导光光学部件。更具体地，照明光学部件130是由丙烯酸树脂形成的光导。

从LED 110发射的光束L具有被设定为使得光量在发光表面的表面法线方向上最大并且光量随着从表面法线方向离开(或倾斜)而减少的光分布角度特性。因此，照明光学部件130具有能够将光有效地引导到检测表面上的形状。

导光光学部件140是用于将从检测表面反射的光引导到下述的缝隙150的光学部件。导光光学部件140是由丙烯酸树脂形成的光导，并且具有使来自检测表面800的光束基本上平行于检测表面800地偏斜并且在与色散方向X平行的方向上会聚光束的功能。色散方向X被定义为光束由凹面反射型衍射光栅(凹面反射型衍射元件)160按波长分离成成分的方向。缝隙150被布置为使得由导光光学部件140引导的光束在下述的线性传感器170上形成期望的形状。

凹面反射型衍射光栅160是被配置为通过分光反射表面161使从缝隙150输出的光束反射并且色散的光学部件。凹面反射型衍射光栅160是通过注射成型制造的树脂部件。分光反射表面161具有其中在基面(base surface)上以等间隔间距形成细的闪耀光栅(blaze grating)的形状。在使用这种凹面反射型衍射光栅的罗兰型色散光学系统中定义罗兰圆R。

与色散方向X和色散光束的光轴的方向两者垂直的方向被定义为Y方向。因此，罗兰圆R是具有长度等于分光反射表面161的曲率半径的直径并且接触色散反射表面161的中心点的假想的圆。由凹面反射型衍射光栅160色散的光被会聚到罗兰圆R上。如果分光反射表面161的基面具有球面形状，则由于色散方向X上的图像形成状态与方向Y上的图像形成状态不同而使光学性能降低。因此，基面被成形为其色散方向X上的曲率与方向Y上的曲率不同的曲面。因此，能够获得足够的图像形成性能。

线性传感器170是包括用作阵列型光接收部件的光接收元件174的光学部件，在其中多个诸如硅(Si)光电二极管之类的光电转换元件(或像素)在色散方向X上以阵列状布置。线性传感器170在光接收元件174处接收由凹面反射型衍射光栅160色散的色散光束，并且输出与由每个光电转换元件接收的光量对应的信号。通过下面详细描述的填充在线性传感器170与设置在外壳100中的凸部103之间的空间中的粘合剂将线性传感器170保持在外壳100中。

光接收元件174与柔性电路板175连接，该柔性电路板175与传感器单元控制电路板120电连接。光接收元件174的输出经由柔性电路板175被输出到传感器单元控制电路板120。

光学部件和电路板的上述组合被收容或保持在作为由底面和围绕底面的侧壁101构成的盒形箱的外壳100中。线性传感器170由侧壁101支撑在外壳100的外侧。利用螺钉200(参见图5A)将传感器单元控制电路板120从下方固定于外壳100的底面，并且传感器单元控制电路板120由外壳100保持。因此，与传感器单元控制电路板120由线性传感器170自身保持的情况相比，能够在线性传感器170周围确保相对宽的空间。

根据该配置，即使在利用探头(probe)工具等执行装置的接触通电以便控制LED 110的发光操作和线性传感器170的电处理操作时，外部应力也不直接施加到线性传感器170。因此，各种特性不被劣化。

通过设置在外壳100中的定位单元来执行照明光学部件130、导光光学部件140和凹面反射型衍射光栅160中的每一个的定位。因此，利用粘合剂将照明光学部件130、导光光学部件140和凹面反射型衍射光栅160中的每一个接合并且固定到位置上。缝隙150和线性传感器170的位置被调整为使得基本上位于罗兰圆R的圆周上。因此，缝隙150和线性传感器170被接合并且固定到外壳100。

用于覆盖外壳100的内部的外壳盖子190附接于外壳100，以便与其一体地形成颜色传感器单元1000。在外壳盖子190的一部分中设置开口窗，要通过照明光学部件130照射到检测表面800上的照明光和在检测表面800上反射且引导到导光光学部件140的反射光通过该开口窗。盖玻璃190b附接于开口窗以便防止灰尘和纸粉末进入外壳100。

延至不仅覆盖覆盖外壳100的内侧的部分而且覆盖线性传感器170的背面(即，不邻接侧壁101的那面)的线性传感器盖子部分190b被形成在外壳盖子190上。利用这种配置，在其组装之后运输单元时，或者在单元被组装成图像形成设备时，能够保护并且防止线性传感器170被接触。图2B所示的虚线指示外壳100的侧壁101的轮廓的被外壳盖子190遮掩的部分.

(比色方法)

接下来，下面描述用于使用以上述方式一体地形成的颜色传感器单元1000对色块执行比色法的比色方法。如图3B所示，从LED 110发射的光束(具有光轴L3)通过照明光学部件130和盖玻璃190b透射。透射的光束照射在纸上形成的用作检测表面的色块800。由色块800反射的光束(具有光轴L4)通过盖玻璃190b和导光光学部件140透射，并且通向缝隙150。然后，由透射的光束在缝隙150上形成基本上线状的图像。

其形状被调节为预定形状的光束(具有光轴L1)入射在凹面反射型衍射光栅160上。由在由凹面反射型衍射光栅160反射和衍射的光束之中的被色散为一次衍射光的光束(具有光轴L2)在线性传感器170上形成与每个波长对应的缝隙图像。图3A作为光轴L2的代表地示出了具有波长550nm的光束的光轴。

线性传感器170在光接收元件174处接收具有各个波长的光并且输出与所接收的光对应的信号。在传感器单元控制电路板120上基于白色LED 110的分光特性和光接收元件的分光灵敏度来校正线性传感器170的输出。然后，计算由色块800反射的光束(具有光轴L4)的色调。将计算的色调的值传送到打印机控制器PC。因此，对色块800执行比色法。本发明的特征在于保持线性传感器170的配置。在下文中，描述线性传感器170自身的配置、保持线性传感器170的侧壁101的配置以及用于附接和调整线性传感器170的方法。

(线性传感器的配置)

首先，下面详细描述线性传感器170的配置。图4A是从线性传感器170的横向方向获取的截面图。线性传感器170被配置为包括其上安装有光接收元件174的衬底部分171、用于利用粘合剂密封光接收元件174的密封部分172以及用于覆盖这些部分的玻璃部分173的层状结构。光接收元件174被配置为使得多个光电转换元件(或者像素)沿单个方向布置。光接收元件174的表面被设定作为光接收表面S。可变形的柔性电路板175由焊料接合到并且电连接到衬底部分171。

图5A示出在线性传感器170等被虚拟地分解的状态中的从上方倾斜且向后观看的附接于外壳100的线性传感器170等。然而，省略了照明光学部件130的图。图5B示出从下方倾斜且向后观看的附接于外壳100的线性传感器170。

柔性电路板175的不在其与线性传感器170的衬底部分171连接的一侧的端部在线性传感器170附接于其的状态中与传感器单元控制电路板120连接。用于加强线性传感器170的衬底部分171与柔性电路板175之间的连接部分的由玻璃环氧材料制成的加强部件被接合到连接部分的背面。加强部件176还用作用于利用下述的工具坚固地支撑线性传感器170的部件。

柔性电路板175和加强部件176仅仅接合到线性传感器170的衬底部分171的背面的其上形成有电连接的部分，并且覆盖该部分。柔性电路板175和加强部件176被成形为露出线性传感器170的衬底部分171的背面的其余部分。因此，线性传感器170的放热性能高。

在加强部件176上形成支撑部分(未示出)，要在调整线性传感器170时用工具夹持所述支撑部分，以便帮助加强部件176支撑线性传感器。加强部件176具有足够的刚度，以至于加强部件176在利用工具坚固地支撑线性传感器170的同时不使线性传感器170变形。能够可选地根据工具和过程设计来优化加强部件176的形状。因此，能够增强设计灵活性。

(用于支撑线性传感器的外壳)

接下来，下面参考图3A描述支撑线性传感器170的外壳100的侧壁101的配置。使用凹面反射型衍射光栅的色散光学系统具有布置在罗兰圆上的图像和光源彼此共轭的特性。换句话说，通过将线性传感器放置在罗兰圆上能够获得有利的光学性能。因此，为了将线性传感器170放置在凹面反射型衍射光栅160的罗兰圆R上，侧壁101的其上放置线性传感器170的部分被设置为基本上平行于罗兰圆R的切线。

图3A作为入射在线性传感器170上的光束的代表地示出了具有光轴L1和L2的550nm波长的光束。通过缝隙150并且入射在凹面反射型衍射光栅160上的光束具有光轴L1。由凹面反射型衍射光栅160反射并且入射在线性传感器170上的光束具有光轴L2。光轴L1和L2之间形成的角度越小，能够获得的光学性能更有利。这和另一波长的光束一样。因此，侧壁101的其上布置有线性传感器170的部分被设置在确保用于使得能够调整线性传感器170的位置的空间的同时在光轴L1和L2之间形成的角度尽可能小的位置处。

接下来，参考图5A、图5B和图4B更详细地描述侧壁101的保持线性传感器170的部分。图4B是在图3A中示出的线B-B'上获取的示出侧壁101的保持线性传感器170的部分的截面图。图4B还示出了从其纵向方向观看的线性传感器170的截面。

开口部分102被设置在侧壁101中。由凹面反射型衍射光栅160色散的光束通过开口部分102并且到达线性传感器170的光接收元件174。开口部分102被成形为具有在由凹面反射型衍射光栅160衍射的并且具有为比色法所需的350nm到750nm的波长的衍射光束之中的一次衍射光束(色散光束)能够通过其的尺寸。线性传感器170从外壳100的外侧邻接其的调整表面104被设置在侧壁101的开口部分102周围。线性传感器170在玻璃部分173的表面邻接调整表面104的状态中被固定到侧壁101，并且光接收表面S面向开口部分102。

通过在线性传感器170邻接调整表面104的同时在X方向和Y方向上移动线传感器107来执行下述的线性传感器170的位置的调整。换句话说，调整表面104用作通过邻接线性传感器107而调整线性传感器107的表面(邻接表面)。在线性传感器170附接于侧壁101的状态中利用线性传感器170阻挡开口部分102。通过在使调整表面104和玻璃部分173邻接开口部分102的同时固定调整表面104和位于开口部分102周围的线性传感器170的玻璃部分173来阻挡外部空气通过其进入外壳100的间隙。因此，能够防止由于诸如纸粉末之类的灰尘进入外壳100而导致的污染的发生。

虽然描述了开口部分102是设置在侧壁101上的孔形部分，但是开口部分102能够通过在外壳盖子190附接于外壳100时在侧壁101中形成形状象孔一样的切口来形成。在该情况下，侧壁101的切口用作开口部分102。

接下来，在下文中详细描述调整表面104。调整表面104被设置为基本上平行于色散方向X和与色散光束的光轴L2的方向垂直的方向Y。此外，调整表面104被设置为基本上平行于在由设置在罗兰圆R上的线性传感器170接收的范围从350nm到750nm的波长的一次衍射光束(色散光束)的范围中的部分处的切线。“由设置在罗兰圆R上的线性传感器170接收的从350nm到750nm的波长的一次衍射光束(色散光束)的范围中的部分”是范围从350nm到750nm的波长的一次衍射光束与罗兰圆R相交的部分，如从图3A所示的方向Y观看的。在下文中，范围从350nm到750nm的波长的一次衍射光束与罗兰圆R相交的部分被称为圆弧Ra。

在线性传感器170邻接调整表面104的状态中，调整表面104的罗兰圆R的半径方向上的位置是在其处光接收表面S的至少一个点位于圆弧Ra上的位置。考虑到玻璃部分173和密封部分172中的每一个的折射率而设定光接收表面S的至少一个点位于圆弧Ra上。期望的是，调整表面104的罗兰圆R的半径方向上的位置是上述位置。然而，并不一定必需是正好在上述位置处，而是能够是在其附近的位置。这是因为，如果下述的缝隙150的位置被调整，以便由此调整由光束在光接收表面S上形成的图像的斑点形状，则线性传感器170能够被调整到以足够的精度检测色散光束。

图6示意性地示出从Y方向获取的线性传感器170的光接收元件174的X方向上的移动。调整表面174(未示出)被设置为基本上平行于在罗兰圆R与由线性传感器170接收的色散光束相交的部分处的切线Rt。因此，如果在线性传感器170邻接调整表面104的同时线性传感器170在X方向上移动，则光接收表面S沿着切线Rt移动。更具体地，在光接收表面S与罗兰圆R的中心O之间在光接收表面S的法线方向(在切线Rt和罗兰圆R之间的接触点处的半径Rr的方向)上的距离是恒定的。

设计一种办法来以高精度将线性传感器接合和固定到侧壁101。更具体地，被配置为向线性传感器170邻接的一侧(外壳的外侧)凸起的凸部103被形成在侧壁101上。凸部103被设置在如下的位置处，在所述位置处凸部103面向邻接调整表面104的线性传感器170的Y方向上的两个端部之一并且凸部103面向邻接调整表面104的线性传感器170的光接收元件174的X方向上的中心的附近。用紫外线固化粘合剂201填充在凸部103与线性传感器170之间的空间。在线性传感器170的位置的调整之后，通过对其施加紫外线而使紫外线固化粘合剂固化。因此，线性传感器170被固定到侧壁101。换句话说，凸部103用作用于利用填充在凸部103和线性传感器170之间的空间中的粘合剂将线性传感器170固定到侧壁101的接合部分。

(调整线性传感器的方法的概述)

下面参考图7A和图7B具体地描述用于调整线性传感器170的方法的概述。图7A和图7B示出用于调整线性传感器170的方法的概述。图7A示出从上方倾斜地观看的在调整线性传感器时的颜色传感器单元。图7B也示出从上方倾斜地观看的在调整线性传感器时的颜色传感器单元。通过其在与光接收元件174的光接收表面S的法线垂直的表面平行的两个轴的方向中的每一个上的位置以及绕光接收表面S的法线的取向来调整线性传感器170的位置。两个轴中的一个是沿着布置光接收元件174的方向(即，入射到凹面反射型衍射光栅上的光束被色散和分成波长成分的色散方向X)的轴(即，X轴)。另一个轴是在与入射到线性传感器170上的光束的光轴和色散方向垂直的Y方向上的轴(即，Y轴)。在确定位置之后，线性传感器170的每个像素与色散光束关联。

(线性传感器调整工具)

参考图7A描述用于调整线性传感器170的工具。这种工具包括用于支撑与线性传感器170一体地使用的加强部件的X轴的端部的邻接工具501、用于在Y轴方向上从其顶和底支撑线性传感器170的夹紧工具502、用于在其光轴方向上推压(urge)和支撑线性传感器的推压工具503以及能够输出单波长光的单色仪504。邻接工具501、夹紧工具502以及推压工具503一体地被形成作为线性传感器调整工具500。在夹持线性传感器170的状态中，能够在两个轴方向(即，线性传感器170的布置方向(X轴方向)和与布置方向垂直的方向(Y轴方向))上由移动装置(未示出)移动线性传感器调整工具500。另外，线性传感器调整工具500能够使线性传感器170绕光接收表面S的法线旋转。在图7b中省略了这些工具的图。

与线性传感器170一体地形成的加强部件176在不与传感器单元控制电路板120连接的一侧(即，柔性电路板174从其延伸的一侧)的其端部处邻接邻接工具501。因此，确定线性传感器170的X轴方向上的位置。夹紧工具502在四个点处支撑线性传感器170。因此，确定线性传感器170的Y轴方向上的位置。

在线性传感器170由夹紧工具502保持的状态中，优选的是维持满足以下条件的稳定的保持状态。当从与X轴和Y轴垂直的方向观看时，在通过连接线性传感器170接触夹紧工具502的四个点而形成的假想的矩形中，在以阵列方式布置的光接收元件174之中，布置光接收元件的方向的中心中的光接收元件被放置在中心O处。更优选地，上述假想的矩形的大概的中心(即，矩形的对角线的交点)或者矩形的重心的位置基本上与中心O的位置重合。根据本实施例，上述假想的矩形的大概的中心与中心O重合。

在通过利用夹紧工具502保持线性传感器170并且使线性传感器170邻接调整表面104来调整缝隙150的位置的同时，执行线性传感器170的位置的调整。除线性传感器170之外的光学组件被接合和固定于其的外壳100被附接到对于调整工具的基准位置。推压工具503使得线性传感器170的玻璃部分173邻接外壳100的侧壁101上的调整表面104(参见图4B和图5A)，从而在光接收表面的法线的方向上被推压。

然后，在线性传感器170通过用夹紧工具502保持而邻接调整表面104的状态中，暂时地确定线性传感器170的X轴方向和Y轴方向中的每一个上的位置以及围绕其光接收表面S的法线的取向。在该状态中，具有从350nm到750nm的波长的光入射在光接收元件174上。在该状态下的线性传感器170的X轴方向和Y轴方向上的位置是为了调整缝隙的暂时确定的暂时位置。在该状态中调整和最终确定缝隙150的位置之后，确定线性传感器170的X轴方向和Y轴方向上的最终位置。

根据本实施例，通过将夹紧工具502放置在初始位置处来完成线性传感器170的暂时的定位。更具体地，在线性传感器170由夹紧工具502保持并且移到初始位置的状态中，以足以使得具有350nm到750nm的波长的光入射在光接收元件174上的精度来设定夹紧工具502的初始位置。在将具有从350nm到750nm的波长的光照射到凹面反射型衍射光栅上时，能够在监视线性传感器的输出的同时执行线性传感器170的暂时的定位。

(缝隙的位置的调整)

接下来，下面描述缝隙150的位置的调整。如下执行缝隙150的位置的调整。首先，使线性传感器170邻接调整表面104。然后，在从单色仪504(在图7A中被省略而在图7B中被示出)输出具有预定波长的光的状态中，在通过缝隙150的光束的光轴的方向S上移动缝隙150。从单色仪504输出的光束被从与色块表面对应的检测表面的上部照射到导光光学部件140上。然后，光束通过缝隙150并且入射到凹面反射型衍射光栅160上。在由凹面反射型衍射光栅160反射之后，反射光束由线传感器170的光接收元件174接收。

在观察线性传感器170的光接收元件174上形成的斑点形状的同时移动缝隙150，因此，确定在其处斑点形状(图像的模糊(blurred)形状)是期望形状的位置。斑点形状的调整利用如下的事实，即，位于罗兰圆R的圆周上的光源与由从光源入射到凹面反射型衍射光栅160并且在其上反射的光束在罗兰圆R的圆周上形成的斑点(图像)共轭。在从单色仪504输出的光束的波长是350nm、550nm和750nm的情况下执行斑点形状的调整。

对分别具有上述三个波长的光束执行调整的理由在于，由线性传感器170的光接收元件174检测具有在从350nm到750nm的范围内的波长的光。在要由线性传感器170检测的色散光束之中，分别具有上述三个波长的光束基本上在光接收元件174的色散方向X上的两个端部和中心处形成图像。因此，当对分别具有上述三个波长的光束执行缝隙160的位置的调整使得斑点形状为期望的形状时，即使不对具有从350nm到750nm的整个范围的波长的所有光束执行由光束形成的斑点的形状的调整，由具有从350nm到750nm的范围的各个波长的光束形成的斑点也能够具有期望的形状。图7B所示的光轴L是具有550nm的波长的光束的光轴。

(线性传感器170的Y轴方向上的位置的调整)

接下来，下面描述线性传感器170的Y轴方向上的最终定位和位置的调整。在线性传感器170的Y轴方向上的位置的调整中，在单色仪504输出光束的同时，单色仪504输出具有550nm的波长的光束，550nm的波长是具有从350nm到750nm的波长范围的LED 110的中心波长。图8是示出在单色仪504输出具有550nm的波长的光束时光接收元件174的输出与线性传感器170的Y轴方向上的位置的关系的曲线图。来自光接收元件174的输出与由光接收元件174接收的光的量成比例。

首先，线性传感器调整工具500执行在Y轴方向上移动线性传感器170达预定距离的操作，并且绘制表示光接收器件174的输出的包络线。然后，线性传感器170被移动到如下两个位置之间的中心位置，在所述两个位置处光接收元件174的输出值(Psl)为最大输出值(Pmax)的50％。

(线性传感器170的X轴方向上的位置的调整)

接下来，下面描述线性传感器170的X轴方向上的最终定位和位置的调整。根据本实施例，在线性传感器170的Y轴方向上的定位之后执行线性传感器170的X轴方向上的定位，然而，它能够以相反的顺序来执行。图9A示出在线性传感器170的光接收元件174的每个像素与来自其的输出之间的关系。更特别地，图9A的上部示意性地示出从与X轴和Y轴垂直的方向观看的线性传感器170的光接收元件174的状态。图9A的下部示出上述光接收元件174的每个像素的输出。由通过利用凹面反射型衍射光栅160使由单色仪504输出的550nm波长的光束色散而获得的光束在线性传感器170的光接收元件174上形成斑点A。线性传感器170在X轴方向上移动，使得550nm的波长的光束被输入到以阵列状布置的光接收元件174的布置方向(即，X轴方向)上的中心像素。当上述线性传感器170的X轴方向上的移动和Y轴方向上的移动完成时，线性传感器170的定位完成。

如上所述，调整表面104被设置为基本上平行于在罗兰圆R的调整表面104与由线性传感器170接收的色散光束相交的部分处的切线。因此，本实施例在线性传感器170的X轴方向和Y轴方向上的位置的调整方面具有以下优点。更具体地，当通过在邻接调整表面104的同时移动线性传感器170来调整线性传感器170的位置时，线性传感器170不在罗兰圆R的半径的方向上移动。例如，如果线性传感器170如图6所示地在X方向上移动，则光接收表面S沿着切线Rt移动。然而，光接收表面S不在半径Rr的方向上移动。因此，线性传感器170在X方向上的移动使得光接收表面S离开罗兰圆R。因此，色散光束在光接收表面S上的图像形成状态改变，而斑点形状难以变形。因此，根据本实施例，校正变形的斑点形状从而再次调整缝隙150的位置是不必要的。

(线性传感器的每个像素与色散光束的关联)

接下来，使光接收元件174的每个像素与色散光束关联。执行调整以便将与由凹面反射型衍射光栅160色散并且在线性传感器上形成图像的作为LED 110的有效波长范围的350nm到750nm的波长范围中的光束的每个波长对应的斑点位置与光接收元件174的位置关联。换句话说，执行调整以便使从测试材料反射的光的色散波长与线性传感器170的每个光接收元件关联。更具体地，执行调整以便识别关于与每个波长对应的光接收元件174的每个像素的位置的信息。

针对以下三个基准单波长光束执行关联，该三个基准单波长光束分别具有在作为LED 110的有效波长范围的350nm到750nm的波长范围中的550nm的中心波长、350nm的短波长和750nm的长波长。每个单波长光束由单色仪504输出并且从上方照射到与色块对应的检测表面上。然后，由线性传感器170检测色散光束。

图9B是示出在单色仪504输出三个单波长光束之一的情况中光接收元件174的像素的输出的曲线图。那时，通过将位于两个像素(N-1，N+1)之间的中心位置处的像素(N)设定为与三个单波长光束之一对应的像素来执行关联，其中在所述两个像素中的每一个处光接收元件174的输出值(Psl)为其最大输出值(Pmax)的50％。针对上述三个单波长光束中的每一个执行关联。

接下来，下面描述具有除上述三个单波长以外的波长的光束与像素的关联。图9C是示出线性传感器的每个像素的位置与每个波长的关系的曲线图。更特别地，图9C示出除上述预定的三个单波长以外的波长与像素位置的关联。在光束具有除上述预定三个单波长光束以外的波长的情况下，能够通过基于表示三个预定单波长的各自像素位置的信息用二次函数近似像素位置来执行关联。更具体地，在波长X与线性传感器170处的像素位置Y之间的关系能够由下列使用系数a和b以及常数c的二次函数来近似。

Y＝aX²+bX+c    .....(表达式1)

指定了在波长与关于上述三个预定单波长的像素位置之间的关系。因此，能够通过将指定值代入表达式1中的X和Y中来获得系数a和b以及常数c的值。因此，发现在波长与颜色传感器单元1000中的像素位置之间的关系。因此，能够指定从350nm到750nm的范围中的任意波长的色散光束在哪个像素位置处形成斑点。因此，由凹面反射型衍射光栅160色散的任意波长的光束与光接收元件174的像素位置关联。

在执行这种调整过程的序列之后，将紫外线固化粘合剂201施加在侧壁101的凸部103与线性传感器170之间，如上述的图5C所示。然后，通过将紫外光照射到粘合剂上来使凸部103和线性传感器170彼此接合。凸部103和线性传感器170能够在执行光接收元件174的每个像素与色散光束的关联之前被接合。

如上所述，根据本实施例，线性传感器170从外侧被接合和固定到外壳100的侧壁101，使得能够开放线性传感器170周围的空间。因此，能够容易地确保用于使用用于组装装置的工具和用于照射用于使光固化粘合剂固化的光的空间。因此，增强了过程设计灵活性，并且还增强了可加工性。

根据本实施例，基本上平行于凹面反射型衍射光栅的罗兰圆的切线地在侧壁101上设置调整表面104。线性传感器170在线性传感器170邻接调整表面104的状态中被接合并且固定到侧壁101的外侧。因此，如果设备被小型化，也能够充分地确保用于在线性传感器170的位置调整中使用的工具的空间。因此，能够以高精度并且在不降低可加工性和生产率的情况下组装线性传感器170。

然而，当在将线性传感器170接合到外壳的同时固化粘合剂时，粘合剂可能收缩。或者，根据设备安装的环境，固化的粘合剂可能热膨胀。因此，可能发生线性传感器170的位置的偏差。根据本实施例，在凸部103分别面向邻接调整表面104的线性传感器170在Y方向上的两个端部的位置处设置用于接合线性传感器170的凸部103。因此，由于粘合剂的膨胀和收缩，与其X方向上的位置的偏差相比，能够更容易地发生线性传感器170的Y方向上的位置的偏差。然而，光接收元件174的Y方向上的宽度对于色散光束具有一定程度上的裕度。因此，即使线性传感器170在Y方向上偏离，光接收元件174的输出也难以改变并且比色精度受到很少的影响。如果线性传感器170在X方向上偏离，则存在具有550nm的波长的光束不能输入到光接收元件174的中心像素的风险。

根据本实施例，在其处凸部103面向邻接调整表面104的线性传感器170的光接收元件174的中心附近的X方向上的位置处设置用于接合线性传感器170的凸部103。换句话说，光接收元件174在接近X方向上的中心的单个位置处被接合到侧壁101。因此，即使线性传感器170由于环境的改变而膨胀，光接收元件174的X方向上的中心像素的位置也难以偏离。光接收元件174在中心像素周围向X方向上的两侧延伸。在那时，在光接收元件174中，偏差随与其中心像素的距离增大而增大，因此位置偏差在在端部处的像素处最大。

另一方面，如果线性传感器170在面向线性传感器170的X方向上的一个端部处的像素的位置处被接合到调整表面104，则位置偏差在其另一个端部处的像素处最大。因此，与将线性传感器170接合在面向X方向上的一个端部像素的位置处的情况相比，在线性传感器170被接合在面向其X方向上的中心像素的位置处时，能够减少像素的偏差量的绝对值。因此，在每个像素与由线性传感器170接收的光束的波长之间的对应关系难以改变，并且减少光学性能的退化。

接下来，下面描述本发明的第二实施例。与第一实施例类似的每个部件被指定相同的附图标记。因此，省略了这种部件的描述。

根据第一实施例，线性传感器170被保持在外壳100外侧。因此，线性传感器170可能暴露于外部光。在线性传感器170暴露于外部光时，外部光可能入射到半透明的玻璃部分173和半透明的密封部分172上。然后，如果光接收元件174接收外部光，则存在在光接收元件174的输出中出现噪声并且错误地检测噪声的风险。为了解决这种问题，考虑对线性传感器170的密封部分172和玻璃部分173的外表面执行遮光。然而，这种遮光过程可能增加成本和时间，并且不是优选的。因此，在第二实施例中，能够更简单并且安全地实现针对外部光的对策。在下文中，描述根据第二实施例的配置。

图10示意性地示出根据本实施例如何利用外壳100保持线性传感器170。图10示出以附接于外壳100的顺序布置的线性传感器170、柔性电路板175和保持部件180，在其中设备被虚拟地分解。图11A示出从上方倾斜地观看的附接于外壳100的保持部件180。图11B示出从下面倾斜地观看的附接于外壳100的保持部件180。本实施例的特征在于，线性传感器170由保持部件180保持，保持部件180被接合到外壳100，因此，线性传感器170附接于外壳100。图12是在图11A中示出的线C-C'上获取的示出保持线性传感器170和保持部件180的侧壁101的截面图。

首先，下面描述保持部件180的形状。用于保持线性传感器170的保持部件180是盒形的部件，其包括用于覆盖线性传感器170的背面的背面部分180a和用于覆盖线性传感器170的每个侧面的侧面部分180b。线性传感器170的背面是邻接调整表面104的表面的背侧的表面。线性传感器170的侧面是在邻接调整表面104的表面被认为是正面时的侧面。保持部件180的附接线性传感器170的一侧具有开口。在保持部件180保持线性传感器170的状态中，玻璃部分173的表面从保持部件180稍微突出。另外，在保持部件180保持线性传感器170的状态中，凹部182被设置在侧面部分180a的部分上，使得柔性电路板175延伸到保持部件180外面以便能够与传感器单元控制电路板120连接。

根据本实施例，在线性传感器170首先被附接于保持部件180之后，通过将保持部件180接合到外壳100而将线性传感器170附接于外壳100。下面描述将线性传感器170附接到保持部件180。在保持部件180中设置用于施加用于将保持部件180接合到线性传感器170的粘合剂201的孔183。利用施加到孔183的粘合剂201将线性传感器170的背面接合到保持部件180。然而，存在光接收元件174绕线性传感器170中的光接收表面S的法线的取向的变化。因此，通过观察照相机(未示出)测量光接收元件174的位置。然后，在相对于保持部件180将线性传感器的取向调整到期望取向之后将线性传感器170接合到保持部件180。

接下来，下面描述线性传感器170附接于其的外壳100的侧壁101。与第一实施例类似的是，在侧壁101上设置线性传感器170的玻璃部分173的表面邻接的调整表面104和开口部分102。此外，在侧壁101上设置从外壳100向外突出的凸部103。在线性传感器170接合于其的保持部件180周围以及在保持部件180的Y轴方向上的两侧以及在与光接收元件174的X轴方向上的中心重合的部分处设置凸部103。用粘合剂201填充保持部件180与凸部103之间的空间，以便使保持部件180和外壳100彼此接合。

如图12所示，保持部件180被成形为覆盖线性传感器170的侧面和背面的大部分。在玻璃部分173的表面邻接调整表面104的状态中，侧面部分180b和侧壁101不彼此邻接。侧面部分180b不完全覆盖线性传感器170的侧面。然而，保持部件180被成形为使得外部光在侧壁101与保持部件180之间执行多次反射并且衰减。因此，降低了由光接收元件174接收外部光的风险。

在玻璃部分173的表面邻接在外壳100的侧壁101中设置的开口部分102周围的部分的状态中固定保持部件180。因此，外部空气从其进入外壳100的间隙被堵住。因此，能够防止由于诸如纸粉末之类的灰尘的进入而导致的污染的发生。

接下来，下面参考图13具体地描述用于调整由保持部件180保持的线性传感器170的位置的方法。图13示出在调整线性传感器170时的从上方倾斜地观看的颜色传感器单元。通过调整两个轴(即，X轴和Y轴)来执行线性传感器170的位置的调整。通过一体化用于夹持保持部件180的夹紧工具601以及用于在光轴方向上推压和支撑保持部件180的推压工具602来构成图13中示出的线性传感器调整工具600。能够在工具600在其左右V形的切去部分184处抓取保持部件180的状态中由移动装置(未示出)在X轴方向和Y轴方向上移动线性传感器调整工具600。

图13还示出了单色仪603。如下地执行线性传感器170的位置的调整。首先，保持部件180被夹紧工具601夹持。然后，由推压工具602使从保持部件180突出的线性传感器170的玻璃部分173邻接在外壳100的侧壁101上形成的调整表面104。那时，基本上使由夹紧工具601支撑的点的中心与保持线性传感器170的保持部件180的重心基本上彼此重合。因此，能够在稳定状态中夹持保持部件180。与第一实施例类似的是，使用单色仪603执行线性传感器170的位置的调整。

在完成线性传感器170的位置调整之后，通过分配器202用紫外线固化粘合剂201填充在保持部件180与设置在保持部件180和侧壁101上的凸部103之间的空间。然后，通过用紫外线照射来固化紫外线固化粘合剂201。因此，保持部件180和线性传感器170由侧壁101保持。根据本实施例，如图13所示，凹部103a被设置在凸部103上。因此，通过以这种方式设置凹部103a，能够利用分配器202从Y方向用紫外线固化粘合剂201填充空间。因此，难以发生与线性传感器调整工具600的干涉，并且便于调整。

根据本实施例，在相对于保持部件180调整线性传感器170绕光接收表面S的法线的取向之后，使线性传感器170和保持部件180彼此附接。因此，能够通过以上述方式调整绕光接收表面S的法线的取向来以较高精度确定光接收元件174相对于从凹面反射型衍射光栅160输出的色散光束的位置。在使保持部件180和线性传感器170彼此附接之后，还能够在利用线性传感器调整工具600夹持保持部件180的状态中执行绕光接收表面S的法线的取向的调整。

然而，与在利用线性传感器调整工具600夹持保持部件180的状态中调整取向的情况相比，绕线性传感器170的光接收表面S的法线的取向的调整相对易于在保持部件180和线性传感器170彼此附接之前预先调整取向。因此，能够减少执行整个组装过程花费的时间。另外，没有必要为线性传感器调整工具600提供调整线性传感器170绕光接收表面S的法线的取向的功能。因此，能够简化工具。

图14示出保持部件和线性传感器调整工具的另一配置。保持部件185在保持部件185覆盖线性传感器170的侧面和背面的大部分方面与根据第二实施例的保持部件类似。然而，保持部件185由在其中钢板187附接于塑料框186的组合部件形成。然后，在线性传感器调整工具610的夹紧部分611中使用电磁体。因此，能够可拆卸地夹持保持部件185。在线性传感器调整工具610上布置两个支柱612，用于以较高精度支撑和定位保持部件185。因此，线性传感器调整工具610被配置为以高精度在由图14中示出的箭头指示的方向上连结(engage)保持部件185。保持部件185的配置能够简化线性传感器位置调整工具610的配置。

图15示出侧壁101的调整表面104的附近的另一配置。特别地，图15示出从外面观看的颜色传感器单元1000的侧壁101上的附接线性传感器170的位置。如图15所示，调整表面104能够被形成在侧壁101的凹部上。利用该配置，在由保持部件180保持的线性传感器170邻接调整表面104的状态中，壁表面101a被形成为不邻接保持部件180，面向侧面部分180b的周边并且包围侧面部分180b的外侧。利用壁表面101a的这种配置，能够进一步降低外部光入射在密封部分172和玻璃部分173上的风险。另外，通过形成壁表面101a使得其被设置有不邻接调整保持部件180并且面向和包围侧面部分180b的凸棱(rib)等，能够获得类似的效果。在与保持部件180保持足够的距离的情况下形成壁表面101a，使得即使执行线性传感器170的X方向和Y方向中的每一个上的调整，壁表面101a也不邻接保持部件180。

如果设备不具有如第一实施例中所述那样构成的保持部件180，则能够类似地形成被配置为包围线性传感器170的外侧的壁表面101a。在该情况下，在与线性传感器170保持足够的距离的情况下形成壁表面101a，使得即使执行线性传感器170的X方向和Y方向中的每一个上的调整，壁表面101a也不邻接线性传感器170。利用壁表面101a的这种配置，能够进一步降低外部光入射在密封部分172和玻璃部分173上的风险。

根据本实施例，与第一实施例类似的是，用于收纳线性传感器170的保持部件180被接合和固定到外壳100的侧壁。因此，即使设备被小型化，也能够充分地确保在调整线性传感器170的位置时的用于工具的空间。因此，能够以高精度并且在不降低可加工性和生产率的情况下组装线性传感器170。

此外，根据本实施例，与第一实施例类似的是，保持部件180覆盖线性传感器170的侧面和背面的大部分。因此，降低了外部光入射在线传感器170的密封部分172和玻璃部分173上的风险以及外部光照射到光接收元件174上的风险。因此，能够降低光接收元件的输出中出现噪声的风险以及出现错误的检测的风险。

在本发明的第三实施例中，下面详细描述了用于调整第一实施例中描述的缝隙的位置的方法。

(用于调整缝隙的位置的方法)

下面描述在分光比色设备1000的组装时的缝隙150的位置的调整的方法。图16示出从上方倾斜观看的在调整缝隙150的位置时的分光比色设备1000。在组装分光比色设备1000时，为了明显地知道分光性能，作为用作用于发射包括彼此混合的许多波长的光束的光的白色LED的光源110的替代，用于发射预定的单波长光束的单色仪被用作基准光源504。

来自基准光源504的光入射到导光光学系统上，通过缝隙150和凹面反射型衍射光栅160，并且在线性传感器170的光接收元件174上形成作为缝隙图像的图像。图16示出的L轴被定义为与通过缝隙150的开口部分(缝隙部分)150a(参见图19B)的中心150b(参见图19B)并且入射在凹面反射型衍射光栅160的分光反射表面161的中心上的光束的光轴L1重合的轴。光轴L1被定义为缝隙150的光轴。如果由缝隙开口部分150a的开口边缘配置的假想表面被视为开口表面，则根据本实施例，与开口表面的开口部分中心150b垂直的线与L轴重合。

在观察根据本实施例的光接收元件174上的缝隙图像和缝隙150的开口的分光反射表面161的同时，执行L轴方向(即，图7B中示出的S方向)上的位置的调整以及绕L轴的旋转的调整。通过执行这种缝隙调整能够防止由于组件精度、组装误差等而导致的光接收元件174上的缝隙图像的形成状态的劣化。因此，能够实现高比色精度。在第一实施例中，描述了L轴方向(即，图7B中示出的S方向)上的位置的调整。然而，如果必要，也能够鉴于所需的精度来执行绕L轴的旋转的调整。

图17示出其上形成有缝隙图像的光接收元件174的像素的输出。光接收元件174的每个像素的色散方向X上的宽度比缝隙图像的宽度小。因此，缝隙图像被形成在色散方向X上的多个像素之上。因此，如下地定义缝隙图像的色散方向X上的斑点宽度。更具体地，如图17所示地绘制光接收元件174的像素的输出的包络线。当包络线在相对于输出最大值Pmax的特定切开(slice)水平Psl处被切开时，包络线上的两个交点之间的距离被定义为斑点宽度。根据本实施例，输出的最大值Pmax的50％被设定为切开水平Psl。

图18A包括示出由单波长光束在理想图像形成状态中形成缝隙图像的样子的上部以及示出在那时的光接收元件174的输出的下部。如果如图18A所示地能够由单波长光束获得光接收元件174的输出，则能够根据由凹面反射型衍射光栅160色散的光束与每个波长对应地获得高精确的输出。因此，能够实现高比色精度。

如果如所设计的那样确定诸如导光光学系统140、凹面反射型衍射光栅160和线性传感器170之类的光学部件在外壳101上的位置，能够获得图18A所示的理想图像形成状态。然而，由于定位误差和组件精度而没有如设计的那样建立在光学部件的位置之间的关系，有时，不能获得理想图像形成状态。因此，比色精度降低。图18B和图18C中的每一个包括示出由单波长光束在非理想图像形成状态中在线性传感器170的光接收元件174上形成缝隙图像的样子的上部以及示出在那时的光接收元件174的输出的下部。

例如，如果凹面反射型衍射光栅160在L轴方向上偏离，则缝隙图像的图像形成位置偏离。因此，如图18B所示，缝隙图像变粗。然后，与由理想图像形成状态中形成的缝隙图像覆盖的像素的数量相比，缝隙图像覆盖更大量的像素。因此，在色散光束之中，具有特定波长的光束入射在具有另一波长的光束本来入射在其上的像素上。因此，比色精度降低。

例如，如果凹面反射型衍射光栅160绕L轴旋转，或者如果光接收元件274绕光轴L2旋转，则缝隙图像旋转，如图18C所示。然后，与由理想图像形成状态中形成的缝隙图像覆盖的像素的数量相比，缝隙图像覆盖更大量的像素。因此，与图18B中示出的情况类似的是，在色散光束之中，具有特定波长的光束入射在具有另一波长的光束本来入射在其上的像素上。因此，比色精度降低。

通过在L轴方向上移动缝隙150以及绕L轴旋转缝隙150来执行调整使得在上述理想图像形成状态中形成缝隙图像。

(用于缝隙位置的调整的配置)

接下来，下面描述用于缝隙调整的配置。图19A是示出分光比色设备1000中的缝隙150的附近的部分的透视图。图19B是从图19A中示出的箭头B指示的方向获取的示出分光比色设备1000中的缝隙150的附近的截面图。缝隙150包括入射在缝隙150上的光束通过其的开口部分150a。根据本实施例，缝隙150是绕开口部分150a的纵向方向上的中心150b成圆柱形状的。此外，缝隙150包括在其外圆周表面上的接合表面150d以及作为与L轴平行的表面的滑面(在下文中称为滑动表面)150c。

外壳100被设置有作为与L轴平行的表面的引导表面100b和100c以及固定表面100a。在从L轴方向观看时，引导表面(第一引导表面)100b和引导表面(第二引导表面)100c被布置为形成V形。虽然下面详细描述，但是在滑动表面150c邻接引导表面100b和100c的状态中执行缝隙150的位置和取向的调整。换句话说，引导表面100b和100c用作用于缝隙150的调整表面，并且滑动表面150c用作邻接引导表面100b和100c的邻接表面。

在接合表面150d与固定表面100a之间设置要用粘合剂填充的微小的间隙。在完成调整后，使在固定表面100a与接合表面150d之间的间隙中填充的粘合剂固化。因此，缝隙150被接合和固定到外壳100。根据本实施例，滑动表面150c邻接引导表面100b和100c中的每一个，并且接合表面150d被接合到固定表面100a。根据本发明的在表面之间的邻接以及在表面之间的接合不限于此。简而言之，对与L轴平行的表面执行邻接和接合是足够的。因此，滑动表面150c和接合表面150d能够是相同的表面。

在从作为基准光源504的单色仪输出单波长光束的同时，在缝隙150由工具(未示出)夹持并且滑动表面150邻接引导表面100b和100c的状态中，执行缝隙的调整。首先，缝隙在L轴方向上移动，使得其位置被确定。更具体地，缝隙150在L轴方向上被移动到斑点宽度最窄的位置。

当斑点宽度最窄时，设备处于缝隙开口部分150a位于罗兰圆R上的状态中，使得由凹面反射型衍射光栅160色散和会聚的光束的量最大化。在该状态中，由光接收元件107接收的光束的量最大。因此，光接收元件107的输出最高。根据本实施例，从单色仪输出分别具有450nm、550nm和650nm的波长的光束。然后，缝隙150在L轴方向上的位置被确定在与各个波长对应的斑点宽度最窄的位置的平均位置处。如果分别与上述三个波长对应的缝隙在L轴方向上的坐标被定义为L1、L2和L3，则平均位置的坐标能够由表达式(L1+L2+L3)/3给出。

因此，根据本实施例，在对于会聚到线性传感器170的光接收元件174的色散方向X上的中心和中心两侧的具有三个波长的光束而言斑点宽度变得最窄的位置的平均位置处确定缝隙的位置。因此，能够以高精度确定由会聚到光接收元件174上的各个光束形成的斑点宽度。从单色仪输出的光束的波长不限于450nm、550nm和650nm。可以使用其它波长，只要这种波长是会聚到色散方向X上的中心和中心两侧上的光束的波长即可。能够在分别与这种波长对应的四个或更多个位置的平均处确定缝隙的位置。

接下来，缝隙150绕L轴旋转。缝隙150绕用作旋转中心的中心150b旋转。然后，缝隙150的取向被设定为使得斑点宽度最窄。在那时，从单色仪输出具有550nm的波长的光束。根据本实施例，最窄的斑点宽度与光接收元件174的约三个像素的宽度对应。因此，能够通过调整缝隙150的L轴方向上的位置和缝隙150绕L轴的取向来在理想图像形成状态中在光接收元件174上形成缝隙图像。

与其L轴方向上的位置的调整类似，能够通过使用对于具有三个波长的光束而言斑点宽度最窄的取向的平均来执行缝隙150的绕L轴的旋转的调整。

在本实施例中，滑动表面150c以及引导表面100b和100c全部是与L轴平行的表面。缝隙150通过使引导表面100b和100c两者邻接滑动表面150c而在L轴方向上移动。因此，能够防止缝隙150在除L轴方向以外的方向上移动，并且能够以高精度执行缝隙150的位置的调整。根据本实施例的滑动表面150c是通过使其中心在开口部分150a的纵向方向上的中心150b处的圆弧在L轴方向上移动来形成的圆弧表面。换句话说，在从L轴的方向观看时，滑动表面150c具有其中心在开口部分150a的纵向方向上的中心150b处的圆弧形状。引导表面100b和100c用作接触具有圆弧形状的滑面150c的切线，并且邻接滑动表面150c以便在其之间插入滑动表面150c。因此，即使在绕L轴旋转缝隙150时，也能够将缝隙150的中心150b放置在固定位置处。因此，能够防止缝隙150在除作为调整方向的绕L轴旋转的方向以外的方向上移动。因此，能够以高精度实现缝隙的调整。

图20A和图20B示出从上方观看的分光比色设备100的缝隙150的附近。如图20A所示，根据本实施例的接合表面150d和固定表面100a两者是基本上与L轴平行的表面。在缝隙150和外壳100之间的距离被设定为在L轴方向上是均匀的。在接合表面150d和固定表面100a之间的距离能够被设定为是均匀的，而与缝隙150在L轴方向上的位置无关。

如果在缝隙150和外壳100之间的距离在L轴方向上不是均匀的，像如图20B所示地在接合表面150d'和固定表面100a'之间的距离一样，则发生以下问题。更具体地，虽然在缝隙150和外壳100之间的空间用粘合剂112填充并且随后粘合剂112被固化，但是粘合剂112的层在固化时收缩。在设备的一些安装环境中，粘合剂112的层可能热膨胀。在那时，在图20B中示出的配置中，粘合层112'的厚度在L轴方向上不是均匀的。因此，缝隙150'可能如箭头R所指出的由于由固化收缩导致的张力Fa和Fb之间的不平衡而变化。在粘合层112热膨胀时，缝隙150'在相反方向上变化。

另一方面，根据本实施例，如图20A所示，粘合层112被设定为在L轴方向上是均匀的。因此，能够防止由于固化收缩或者热膨胀而导致的缝隙150在L轴方向上移动。

图21是从图19A中示出的箭头B获取的示出分光比色设备的缝隙的附近的截面图。接合表面150d是其中心在开口部分150a的纵向方向上的中心150b处的圆柱体的外圆周表面。因此，即使在缝隙150绕L轴旋转时，在接合表面150d和固定表面100a之间的距离也不改变。如果接合表面150d不是其中心在开口部分150a的纵向方向上的中心150b处的圆柱体的外圆周表面，则在其之间的距离改变。如果在其之间的距离改变，则粘合层112的厚度改变。因此，在固化粘合剂时，其收缩的量改变。在粘合层112固化之后，缝隙150的位置可能随其绕L轴的取向而变化。因此，不能稳定地制造设备。

根据本实施例的配置，接合表面150d是其中心在开口部分150a的纵向方向上的中心150b处的外圆周表面。因此，即使在执行旋转的调整时，在接合表面150d和固定表面100a之间的距离也不改变。因此，粘合层112的厚度难以改变。因此，能够防止由于由执行旋转的调整引起的粘合层112的厚度的改变而导致的粘合剂112的固化收缩的量的改变或者其热膨胀的量的改变发生。

根据本实施例，接合地点的数量被设定为一个。然而，更优选地，在跨过缝隙150的相对一侧设置另一个类似的接合地点，使得缝隙150被插在粘合层112之间。利用该配置，抵消由于粘合剂的固化收缩而导致的改变缝隙150的位置的力。因此，能够抑制由于粘合剂的固化收缩而导致的缝隙150的位置的变化。

根据本实施例的缝隙150包括彼此一体地形成的圆柱形部分150c和开口部分150a。然而，根据本发明的缝隙的配置不限于此。能够将包括开口部分的部件与包括圆柱形部分的部件分离。

因此，根据本实施例，缝隙150邻接用作调整表面的引导表面100b和100c，使得能够调整缝隙150的光轴方向上的位置。因此，能够以高精度调整缝隙的位置和取向。另外，能够通过这种调整来防止由于缝隙150、凹面反射型衍射光栅160和光接收元件107的部件精度、组装误差等而导致的缝隙图像的图像形成状态的退化。

接下来，下面描述本发明的第四实施例。分光比色设备1000的除缝隙2150和外壳2100以外的部件与根据第一实施例的部件在形状和功能方面类似。因此，部件被指定与第一实施例中相同的附图标记，并且省略了其描述。根据第一实施例，执行缝隙的L轴方向上的位置调整以及其绕L轴的旋转调整。然而，如果由于定位误差和部件精度而导致的在光接收元件上的缝隙图像的旋转落入容许范围内，则缝隙绕L轴的旋转的调整是不必要的。因此，只要执行缝隙的L轴方向上的位置的调整。关于第四实施例，下面描述如果仅仅执行缝隙的L轴方向上的位置的调整作为缝隙的调整则能够以高精度执行缝隙的位置的调整的设备的配置。

图22示出从上方倾斜地观看的从其去除了盖子的分光比色设备1000。图23A是示出缝隙2150的示意图。图23B是从图22中示出的箭头C指示的方向获取的示出分光比色设备的缝隙的附近的截面图。缝隙2150包括入射光通过其的开口部分2150a以及作为与L轴平行的表面并且设置在其外圆周表面上的滑动表面2150b和2150c。作为与L轴平行的表面的引导表面2100b和2100c被形成在外壳2100中。

在滑动表面2150b和滑动表面2150c分别邻接引导表面2100b和引导表面2100c的同时，缝隙2150在L轴方向上移动。因此，与第一实施例类似的是能够以高精度在L轴方向上调整缝隙2150。另外，根据本实施例，滑动表面2150b和2150c被形成为平整表面并且分别邻接引导表面2100b和2100c。因此，唯一地确定缝隙2150的绕L轴的相对于外壳2100的角度。因此，能够稳定地移动缝隙2150。

根据第一实施例，执行缝隙的两个方向的调整，即，在L轴方向上的移动和绕L轴的旋转。此外，使用粘合剂将缝隙固定于外壳。然而，根据本实施例，能够通过执行仅仅一个方向的调整、即仅仅在缝隙的L轴方向上的位置的调整来固定缝隙2150。因此，利用诸如板簧之类的推压部件126来将缝隙2150固定到外壳2100上。使用推压部件126增加了组件的数量。然而，能够消除粘合剂的填充和固化的组装过程。因此，能够简单地组装设备。

另外，缝隙和外壳能够被形成为如图24A和图24B分别示出的形状。图24A是示出缝隙3150的示意图。图24B是从图22中示出的箭头C的方向获取的示出分光比色设备中的缝隙的邻近部分的与截面图对应的示图。图24A和图24B中示出的缝隙3150具有基本上与图23所示的缝隙2150类似的配置。然而，图24A和图24B中示出的缝隙3150被设置有连结部分3150d，连结部分3150d具有与工具连结的凹陷形状使得容易由工具保持。另外，如图24B所示，能够通过被分成像轨道(rail)一样的两个部分来配置邻接滑动表面3150b的引导表面2100b。因此，以轨道状形成引导表面2100b，使得能够以较高精度确定缝隙3150绕L轴相对于外壳2100的角度。

在图24A和图24B示出的配置中，在外壳2100上形成渐变部分(tapered portion)2100d。通过利用粘合剂填充渐变部分2100d的附近的箭头指示的空间，将缝隙3150接合到外壳2100。因此，设置渐变部分2100d，使得在用粘合剂填充空间时，粘合剂被蓄积在渐变部分2100d与缝隙3150之间的每个空间中。因此，在粘合剂与外壳2100之间的接触面积以及在缝隙3150与粘合剂之间的接触面积增大。因此，缝隙3150能够被更稳固地固定到外壳2100。

因此，第四实施例能够与第三实施例类似地以高精度来调整缝隙的位置。利用这种调整，能够防止由于缝隙150、凹面反射型衍射光栅160和光接收元件107的组装误差和组件精度导致的图像形成状态的劣化。

虽然已经参考实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例。

Claims (8)

1.一种分光比色设备，其特征在于，包括：

被配置为使入射光束色散的凹面反射型衍射元件；

包括多个光电转换元件的线性传感器，所述多个光电转换元件中的每一个被配置为接收由所述凹面反射型衍射元件色散的光束；

盒形的外壳，所述外壳包括底面和围绕所述底面设置的侧壁，其中所述外壳被配置为在其内侧上支撑所述凹面反射型衍射元件；

覆盖部件，所述覆盖部件被配置为覆盖所述外壳的内侧；以及

开口部分，所述开口部分被形成在所述外壳的所述侧壁中并且被布置为使得由所述凹面反射型衍射元件色散的光束通过所述开口，

其中所述线性传感器被支撑在所述外壳的侧壁的外侧上，从而接收由所述凹面反射型衍射元件色散并且通过所述开口部分的光束，以及

其中所述覆盖部件包括覆盖由所述外壳的侧壁的外侧支撑的所述线性传感器的外侧的线性传感器覆盖部分。

2.一种分光比色设备，其特征在于，包括：

被配置为使入射光束色散的凹面反射型衍射元件；

包括多个光电转换元件的线性传感器，所述多个光电转换元件中的每一个被配置为接收由所述凹面反射型衍射元件色散的光束；

外壳，所述外壳包括侧壁并且被配置为支撑所述凹面反射型衍射元件和所述线性传感器；

接合部，所述接合部被设置在所述外壳的侧壁上，其中利用设置在所述接合部与所述线性传感器之间的粘合剂将所述线性传感器固定到所述外壳的侧壁；以及

开口部分，所述开口部分被形成在所述外壳的所述侧壁中并且被布置为使得由所述凹面反射型衍射元件色散的光束通过所述开口，

其中所述接合部被布置在沿与所述凹面反射型衍射元件的罗兰圆的半径的方向垂直且也与布置所述多个光电转换元件的方向垂直的方向跨过所述线性传感器彼此相对的位置处，以及

其中所述线性传感器被支撑在所述外壳的侧壁的外侧上，从而接收由所述凹面反射型衍射元件色散并且通过所述开口部分的光束。

3.根据权利要求2所述的分光比色设备，其中所述接合部被设置在与所述多个光电转换元件的在布置所述线性传感器的所述多个光电转换元件的方向上的中心对应的位置处。

4.一种分光比色设备，其特征在于，包括：

缝隙部件，在所述缝隙部件中形成有从检测表面引导的光束通过其的缝隙；

被配置为使入射光束色散的凹面反射型衍射元件，其中通过所述缝隙部件的缝隙的光束被入射在所述凹面反射型衍射元件上；

包括多个光电转换元件的线性传感器，所述多个光电转换元件中的每一个被配置为接收由所述凹面反射型衍射元件色散的光束；以及

外壳，所述外壳被配置为支撑所述缝隙部件、所述凹面反射型衍射元件以及所述线性传感器，

其中基本上与通过所述缝隙部件的缝隙入射在所述凹面反射型衍射元件上的光束的光轴的方向平行的第一引导表面和第二引导表面被形成在所述外壳中，并且第一引导表面和第二引导表面中的每一个引导表面是能够在所述缝隙部件邻接所述第一引导表面和第二引导表面的状态中通过移动所述缝隙部件来调整所述缝隙部件在所述光轴的方向上的位置的调整表面。

5.根据权利要求4所述的分光比色设备，其中固定表面被形成在所述外壳中，用于将所述缝隙部件接合到所述外壳的接合表面被形成在所述缝隙部件中，其中粘合剂填充在所述缝隙部件和所述固定表面之间，并且所述固定表面和所述接合表面基本上与所述光轴的方向平行。

6.根据权利要求4所述的分光比色设备，其中形成在所述缝隙部件上并且被配置为邻接所述第一引导表面和第二引导表面的表面是如果从所述光轴的方向观看则作为以所述缝隙部件的缝隙的中心为中心的圆弧的圆弧表面，以及

其中如果从L轴的方向观看，则所述第一引导表面和第二引导表面在所述圆弧表面介于所述第一引导表面和第二引导表面之间的同时邻接所述圆弧表面作为所述圆弧表面的切线。

7.一种图像形成设备，其特征在于，包括：

图像形成装置，所述图像形成装置被配置为在记录材料上形成图像；

缝隙部件，在所述缝隙部件中形成有从检测表面引导的光束通过其的缝隙；

凹面反射型衍射元件，所述凹面反射型衍射元件被配置为使入射光束色散，其中通过所述缝隙部件的缝隙的光束被入射在所述凹面反射型衍射元件上；

包括多个光电转换元件的线性传感器，所述多个光电转换元件中的每一个被配置为接收由所述凹面反射型衍射元件色散的光束；

控制装置，所述控制装置被配置为基于所述线性传感器的输出来控制所述图像形成装置的图像形成条件；以及

外壳，所述外壳被配置为支撑所述缝隙部件、所述凹面反射型衍射元件以及所述线性传感器，

其中基本上与通过所述缝隙部件的缝隙入射在所述凹面反射型衍射元件上的光束的光轴的方向平行的第一引导表面和第二引导表面被形成在所述外壳中，并且第一引导表面和第二引导表面中的每一个引导表面是能够在将所述缝隙部件附接到所述第一引导表面和第二引导表面的同时通过移动所述缝隙部件来调整所述缝隙部件在所述光轴的方向上的位置的调整表面。

8.一种分光比色设备的装配方法，用于将线性传感器安装到外壳，所述线性传感器包括多个光电转换元件，所述多个光电转换元件中的每一个被配置为接收由凹面反射型衍射元件色散的光束，所述外壳被配置为支撑使入射在其上的光束色散的所述凹面反射型衍射元件，其特征在于，所述装配方法包括：

在将所述线性传感器附接到调整表面的同时调整所述线性传感器的位置，所述调整表面是所述外壳的侧壁的外侧表面并且平行于所述凹面反射型衍射元件的罗兰圆的切线；以及

在将所述线性传感器附接到所述调整表面的同时通过利用粘合剂填充在所述线性传感器和所述侧壁之间的空间将所述线性传感器接合到所述侧壁。