JP2013186021A - 分光計測装置、画像評価装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物からの反射光の波長スペクトルを安定して精度良く計測することができる分光計測装置を提供する。
【解決手段】 分光計測装置は、記録紙に光を照射する光源ユニットと、該記録紙からの反射光の光路上に配置された複数の開口を有する開口素子１３と、前記反射光のうち、複数の開口を通過した複数の光の光路上に個別に配置された複数のマイクロレンズ１８ａ含むマイクロレンズアレイ１８と、複数のマイクロレンズ１８ａを介した複数の光の光路上に配置された回折素子１７と、該回折素子１７で形成された複数の光の回折像を個別に受光する複数の受光領域を有するリニアセンサ１６とを備えている。そして、開口素子１３、マイクロレンズアレイ１８、回折素子１７及びリニアセンサ１６は、ユニットとして一体化されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、分光計測装置、画像評価装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、波長スペクトルを計測する分光計測装置、該分光計測装置を有する画像評価装置及び画像形成装置に関する。

従来、対象物からの反射光を、第１レンズアレイ、複数の開口が形成された絞り、第２レンズアレイ、回折格子及び第３レンズアレイを介して受光部に導くことで、該反射光の波長スペクトルを計測する分光装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示されている分光装置では、例えば振動、温度変化、経時変化などにより、回折格子で形成される回折像の受光部への入射位置がずれ、この結果、対象物からの反射光の波長スペクトルを安定して精度良く計測することができなかった。

本発明は、光照射手段から対象物に照射された光の反射光を分光する分光手段と、前記分光手段で分光された互いに分光特性の異なる光を複数の画素で受光する受光手段と、を備え、前記分光手段は光を回折する回折手段を含み、回折手段と、前記受光手段とが一体的に構成されることを特徴とする分光計測装置である。

これによれば、対象物からの反射光の波長スペクトルを安定して精度良く計測することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置を説明するための図（その１）である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれ図１における光走査装置を説明するための図（その２及びその３）である。 図１における光走査装置を説明するための図（その４）である。 画質検出装置を説明するための図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ光源ユニットを説明するための図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれ分光計測ユニットを説明するための図（その１及びその２）である。 分光センサを説明するための図である。 図９（Ａ）は、リニアセンサを説明するための図であり、図９（Ｂ）は、回折素子とリニアセンサの位置関係を説明するための図である。 回折素子による波長分光を説明するための図である。 回折素子における凹凸の配列方向とクロストークを説明するための図（その１）である。 回折素子における凹凸の配列方向とクロストークを説明するための図（その２）である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれ回折素子における凹凸の配列方向の傾斜を説明するための図である。 クロストークの解消を説明するための図（その１）である。 クロストークの解消を説明するための図（その２）である。 図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）は、分光計測ユニットの組立手順を説明するための図である（その１〜その４）である。 分光計測ユニットの組立手順を説明するための図（その５）である。 第２の実施形態の分光計測ユニットを説明するための図である。 図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は、第２の実施形態の分光計測ユニットの組立手順を説明するための図である。 回折像の長さｊを説明するための図である。 画像評価装置の一例を説明するための図である。

以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１７に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置２０００の概略構成が示されている。

この画像形成装置２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色画像形成装置であり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、画質検出装置２２４５、温湿度センサ（図示省略）、及び上記各部を統括的に制御する制御装置２０９０などを備えている。

なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＸ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＺ軸方向として説明する。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換回路などを有している。そして、制御装置２０９０は、通信制御装置２０８０を介して受信した上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）を光走査装置２０１０に通知する。

温湿度センサは、画像形成装置２０００内の温度と湿度を検出し、制御装置２０９０に通知する。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、制御装置２０９０からの多色の画像情報（ブラック画像情報、マゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、光走査装置の構成については後述する。

トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着装置２０５０に送られる。

定着装置２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

画質検出装置２２４５は、定着装置２０５０を通過した記録紙の搬送路近傍に配置され、該記録紙上の画像の品質を検出する。該画質検出装置２２４５の検出結果は、制御装置２０９０に通知される。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

光走査装置２０１０は、一例として図２〜図４に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、光偏向器２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、６枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｂ、２１０８ｃ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

光源２２００ａとカップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０２ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａと走査レンズ２１０５ａと折り返しミラー２１０６ａは、感光体ドラム２０３０ａに潜像を形成するための光学部材である。

光源２２００ｂとカップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０２ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂと走査レンズ２１０５ｂと折り返しミラー２１０６ｂと折り返しミラー２１０８ｂは、感光体ドラム２０３０ｂに潜像を形成するための光学部材である。

光源２２００ｃとカップリングレンズ２２０１ｃと開口板２２０２ｃとシリンドリカルレンズ２２０４ｃと走査レンズ２１０５ｃと折り返しミラー２１０６ｃと折り返しミラー２１０８ｃは、感光体ドラム２０３０ｃに潜像を形成するための光学部材である。

光源２２００ｄとカップリングレンズ２２０１ｄと開口板２２０２ｄとシリンドリカルレンズ２２０４ｄと走査レンズ２１０５ｄと折り返しミラー２１０６ｄは、感光体ドラム２０３０ｄに潜像を形成するための光学部材である。

各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、光偏向器２１０４の偏向反射面近傍にＹ軸方向に関して結像する。

光偏向器２１０４は、２段構造のポリゴンミラーを有している。各ポリゴンミラーは、４面の偏向反射面を有している。そして、１段目（下段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目のポリゴンミラー及び２段目のポリゴンミラーは、互いに位相が略４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。

光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、走査レンズ２１０５ａ、及び折り返しミラー２１０６ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。

また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、走査レンズ２１０５ｂ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）を介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。

また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、走査レンズ２１０５ｃ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）を介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。

また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、走査レンズ２１０５ｄ、及び折り返しミラー２１０６ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。

各感光体ドラムにおける光スポットの移動方向が、「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が、「副走査方向」である。

光偏向器２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。

画質検出装置２２４５は、一例として図５に示されるように、分光計測装置１０及び処理装置２０を有している。ここでは、記録紙Ｐの＋Ｚ側の面にトナー画像が定着されており、該記録紙Ｐのトナー画像が定着されている面を「表面」ともいう。

分光計測装置１０は、対象物としての記録紙Ｐの＋Ｚ側に配置され、光照射手段としての光源ユニット１１、結像光学系１４、分光計測ユニット１５を有している。

光源ユニット１１は、一例として、Ｙ軸方向に関して、結像光学系１４、分光計測ユニット１５に対して−Ｙ側に離れた位置に配置されている。
ここで、分光計測装置１０の動作を説明する。まず、光源ユニット１１から対象物に光を照射する。対象物から反射した光は結像光学系１４へ入射される。結像光学系１４で結像した光は分光計測ユニット１５で分光され、分光された光が受光される。

次に、分光計測装置１０の各手段等について説明を行う。
光源ユニット１１は、一例として図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されるように、光源としてのＬＥＤアレイ１１ａ、及びコリメートレンズアレイ１１ｂを有している。

ＬＥＤアレイ１１ａは、Ｘ軸方向に沿って配置された複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を有している。各ＬＥＤは、可視光のほぼ全域において光強度を有する白色光を射出する。そして、各ＬＥＤは、処理装置２０によって点灯又は消灯される。

なお、ＬＥＤアレイに代えて、冷陰極管などの蛍光灯やランプ光源を用いることができる。要するに、光源としては、分光計測に必要な波長領域の光を射出し、かつ計測領域全体にわたって均質に照明可能であることが好ましい。

コリメートレンズアレイ１１ｂは、複数のＬＥＤに対応した複数のコリメートレンズを有している。これら複数のコリメートレンズは、それぞれ対応するＬＥＤから射出された白色光の光路上に配置され、該白色光を平行光とする。このコリメートレンズアレイ１１ｂを介した光が記録紙Ｐの表面を照明する。すなわち、光源ユニット１１は、Ｘ軸方向を長手方向とする線状の照明光を射出する。

ここでは、光源ユニット１１からの白色光は、ＹＺ面内において、記録紙Ｐの表面に所定の入射角（例えば４５°）で斜入射されるように設定されている（図６（Ｂ）参照）。以下では、記録紙Ｐの表面で拡散反射された光を単に「反射光」ともいう。

図５に戻り、結像光学系１４は、複数の集光レンズ（ここでは、２つの集光レンズ）から構成され、記録紙Ｐの＋Ｚ側に配置されている。結像光学系１４は、入射した反射光を分光計測ユニット１５の入射面に集光させる。

ここで、結像光学系１４は、一例として像側テレセントリック特性を有している。ここで、テレセントリック特性とは、レンズの片側において光軸と主光線が平行とみなせるような光学系である。像側テレセントリック光学系は、像面だけが光軸と主光線が平行な光学系のことをさす。つまり、結像光学系１４から射出された光の主光線は、その光軸（Ｚ軸）と略平行となる。

図７（Ａ）には、分光計測ユニット１５の平面図（上面図）が示されており、図７（Ｂ）には、図７（Ａ）のＡ−Ａ線断面図が示されている。

分光計測ユニット１５は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、開口部としての開口素子１３、結像手段としてのマイクロレンズアレイ１８、回折手段としての回折素子１７、受光手段としてのリニアセンサ１６、一対のスペーサ１９ａ、１９ｂ、接合部材２３などを有する。ここで、開口部としての開口素子１３、レンズアレイとしてのマイクロレンズアレイ１８、及び回折手段としての回折素子１７により分光手段が構成されている。

開口素子１３は、結像光学系１４を介した反射光の光路上に配置されている。開口素子１３は、一例として、厚さが均一な光学ガラスから成る透明基板１３ａと、該透明基板１３ａの−Ｚ側の面に取り付けられた開口板１３ｂとを有する。すなわち、開口板１３ｂの−Ｚ側の面は、開口素子１３の入射面、すなわち分光計測ユニット１５の入射面である。開口板１３ｂには、Ｘ軸方向に所定間隔で並ぶ複数（例えば３つ）の開口が形成されている。

そこで、結像光学系１４からの反射光のうち、開口板１３ｂの複数の開口に入射した光のみが透明基板１３ａ内に進入する。透明基板１３ａ内に進入した複数の光は、それぞれ透明基板１３ａ内を拡散しながら＋Ｚ方向に進む。なお、Ｘ軸方向に関して、互いに隣接する２つの開口の中心間距離を「開口ピッチ」という。

なお、各開口は、ピンホール及びスリットのいずれであっても良い。また、開口の形状は円形、矩形に限られるものではなく、楕円やその他の形状であっても良い。

また、開口素子１３としては、黒化処理された金属板に複数の穴が開いたものや、黒色部材（例えば、クロムやカーボン含有樹脂）が所定の形状で表面に塗布されたガラス板を用いることもできる。

マイクロレンズアレイ１８は、複数（例えば３つの）のマイクロレンズ１８ａを有している。複数のマイクロレンズ１８ａは、開口素子１３の射出面（透明基板１３ａの＋Ｚ側の面）における複数の開口に個別に対応する位置（対応する開口の＋Ｚ側の位置）に取り付けられている。すなわち、各マイクロレンズ１８ａは、対応する開口を通過した反射光の光路上に配置されている。透明基板１３ａの厚さ（Ｚ軸方向に関する長さ）は、各開口を通過した光が対応するマイクロレンズ１８ａに入射し得る大きさに設定されている。各マイクロレンズ１８ａの光軸は、一例としてＺ軸に平行となっている。

そこで、各開口を通過し、透明基板１３ａ内を拡散しながら進んだ光は、対応するマイクロレンズ１８ａに入射し、集光される。なお、Ｘ軸方向に関して、互いに隣接する２つのマイクロレンズの中心間距離を「レンズピッチ」という。

回折素子１７は、マイクロレンズアレイ１８の＋Ｚ側に位置するように一対のスペーサ１９ａ、１９ｂを介して開口素子１３の透明基板１３ａに固定されている。すなわち、回折素子１７は、マイクロレンズアレイ１８を介した複数の光の光路上に配置されている。

回折素子１７は、一例として、鋸歯形状の凹凸から成るグレーティングが入射面（−Ｚ側の面）に形成された光学ガラスから成る。なお、互いに隣接する２つの凹凸の中心間距離を「格子ピッチ」という。

ところで、回折素子１７における格子ピッチをｐ、回折素子１７への反射光の入射角をα、回折次数をｍとすると、反射光に含まれる波長λの光は、次の（１）式で示される角度θ_ｍで回折される。

ｓｉｎθ_ｍ＝ｍλ／ｐ＋ｓｉｎα ……（１）

グレーティングの凹凸が鋸歯形状の場合は、＋１次回折光の光強度を強くすることが可能である。なお、グレーティングの凹凸を階段状形状としても良い。

このように回折素子１７で回折された光は、波長によって異なる方向に進行する。すなわち、反射光は、回折素子１７によって波長分光される。

リニアセンサ１６は、例えばセラミック製の無蓋の箱形部材から成るパッケージ２１の内底面に固定されている。パッケージ２１は、その開放端が−Ｚ側を向くように接合部材２３を介して回折素子１７と固定されている。

リニアセンサ１６は、回折素子１７からの＋１次回折光の回折像（以下、＋１次回折像と称する）が形成される位置に位置するようにパッケージ２１に対して位置決めされている。このリニアセンサ１６は、一例として図９（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に並べて配置された複数の受光領域１６ａを有している。なお、以下では、各受光領域を「画素」という。また、Ｘ軸方向に関して、隣り合う２つの画素の中心間距離を「画素ピッチｄ」という。各画素は、受光光量に応じた信号を処理装置２０に出力する。

例えば、リニアセンサ１６の画素ピッチｄが１０μｍ、回折素子１７の格子ピッチｐが１０μｍ、回折素子１７の回折部（グレーティング）とリニアセンサ１６との距離Ｌ（図９（Ｂ）参照）が２ｍｍのときは、開口素子１３の１つの開口を通過した反射光は、一例として図８に示されるように、波長に応じて６つの画素で受光される。この場合は、６つの画素で１つの分光センサが構成されることとなる。

すなわち、リニアセンサ１６は、一例として図１０に示されるように、複数の分光センサの集合体であり、各分光センサは、互いに異なる開口を通過した反射光の回折像を受光する。なお、図１０では３つの分光センサが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つのリニアセンサ内に多数の分光センサを構成可能である。例えば１０２４画素のリニアセンサを用い、各画素群の画素数を１０画素とした場合、１０２個の分光センサを構成できる。

なお、以下では、１つの画素で受光される光の波長帯を「バンド」といい、光を複数のバンドに分光することを「マルチバンド分光」ともいう。また、１つの開口を通過した反射光における波長と光強度（あるいは反射率）との関係を「反射光波長スペクトル」ともいう。

ところで、一例として図１１に示されるように、回折素子１７における凹凸の配列方向がＸ軸方向に平行であると、０次光、±２次回折光、及び開口素子１３における隣接する開口を通過した反射光の回折光などが、リニアセンサ１６上で重なり合い、図１２に示されるように、隣接する分光センサ間でクロストークを生じて正確な分光計測が困難となる場合がある。

そこで、本実施形態では、一例として図１３（Ａ）に示されるように、回折素子１７をＺ軸に平行な軸まわりに回転させて、凹凸の配列方向をリニアセンサ１６の複数の画素の並び方向であるＸ軸方向に対して例えば３０°〜４５°傾斜させることで、各分光センサに＋１次回折像のみを受光させるようにしている。なお、一例として図１３（Ｂ）に示されるように、辺に対して凹凸が傾斜して形成されている回折素子を用いても良い。図１４及び図１５には、凹凸の配列方向をＸ軸方向に対して約１０°傾斜させたときの各回折像とリニアセンサ１６との位置関係が示されている。図１４では、＋１次の回折像のみをリニアセンサで受光させ、−１次、０次、＋２次等の回折像を不要な回折像として、受光させない。また＋１次の回折像が全てリニアセンサ１６におさまるように受光させる。ここでは、＋１次の回折像のみを受光させているが、場合によっては各手段を調整することによって、０次以外の−１、＋２次の回折像を受光させることも可能である。

ところで、マルチバンド分光では、バンド数が多いほど反射光波長スペクトルを精度良く得ることができる。しかしながら、リニアセンサ１６の画素数は一定であるため、バンド数が増えると、１つの分光センサに用いられる画素数が多くなり、分光センサの数が減少し、計測点の数が少なくなる。

そこで、本実施形態では、バンド数を必要最小限に抑え、処理装置２０において、ウィナー推定などの推定手段によって反射光波長スペクトルの推定を行っている。

反射光波長スペクトルの推定に利用することができる手法としては、多くの手法がある（例えば、「ディジタルカラー画像の解析・評価」、東京大学出版会、ｐ．１５４−ｐ．１５７参照）。

制御装置２０９０は、電源投入時には、（１）感光体ドラムの停止時間が６時間以上のとき、（２）装置内の温度が１０℃以上変化しているとき、（３）装置内の相対湿度が５０％以上変化しているとき、印刷時には、（４）プリント枚数が所定の枚数に達したとき、（５）現像ローラの回転回数が所定の回数に達したとき、（６）転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどに、画像プロセス制御を行う。

制御装置２０９０は、形成される画像の解像度、及び画像プロセス制御のタイミングに応じて、処理装置２０に分光計測を指示する。

そして、制御装置２０９０は、処理装置２０からの演算結果に基づいて、計測位置毎に色情報を取得する。なお、制御装置２０９０のメモリには、複数の色について、それらの波長スペクトルデータが格納されている。

そして、制御装置２０９０は、１枚の記録紙内（ページ内）で色変動（色むら）が検出されたときには、光走査装置２０１０の光源から射出される光束の光量を制御する。また、記録紙間（ページ間）で色変動が検出されたときには、現像バイアス、定着温度、及び１走査毎の光源の発光光量の少なくともいずれかを制御する。

ところで、振動、温度変化、経時変化等に起因して開口素子、マイクロレンズアレイ、回折素子及びリニアセンサの相対位置がずれると、回折素子によって形成される回折像とリニアセンサとの相対位置がずれて分光計測精度に影響を及ぼす。十分な計測精度で分光特性を取得するためには、可視光（４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域の光）の範囲で、波長方向に数ｎｍの安定性が必要である。例えば６画素で分光特性を取得する場合、画素の配列方向には、画素幅の数十分の１の位置安定性が必要である。

分光計測精度への影響は、特に、青色ＬＥＤを有し、白色光を射出する白色ＬＥＤ装置を光源として用いた場合に大きくなる。この白色ＬＥＤ装置の青色ＬＥＤからの光は、人の目の分光感度特性である等色関数の、特に三刺激値に比べて波長帯域が狭いため、上記相対位置のずれによる三刺激値ＸＹＺの算出結果への影響が大きくなるからである。結果として、算出される被測定物の色（例えばＣＩＥ Ｌ*ａ*ｂ*の値）に大きな影響が及ぶ。このような青色ＬＥＤを有する白色ＬＥＤ装置は、比較的安価で、高寿命で、高安定な光源として産業上有用であるため、上記相対位置のずれが抑制されれば、産業上、非常に有益である。

そこで、本実施形態では、前述したように、マイクロレンズアレイ１８が開口素子１３に取り付けられ、開口素子１３と回折素子１７とが一対のスペーサ１９ａ、１９ｂを介して固定され、リニアセンサ１６が固定されたパッケージ２１と回折素子１７とが接合部材２３を介して固定されている。すなわち、開口素子１３、マイクロレンズアレイ１８、回折素子１７及びリニアセンサ１６は、ユニットとして一体化されている。この結果、これらの相対位置のずれが抑制されている。

詳述すると、各スペーサは、一例として、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）から分かるように、ＸＹ平面に平行なＸ軸方向を長手方向とする板状部材から成る。一対のスペーサ１９ａ、１９ｂは、透明基板１３ａの＋Ｚ側の面の＋Ｙ側及び−Ｙ側の端部にそれぞれ接着材を介して接合されている。一対のスペーサ１９ａ、１９ｂ間には、マイクロレンズアレイ１８が配置されている。各スペーサの厚さは、互いに等しく、マイクロレンズ１８ａの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する長さよりも長くなっている。

なお、各スペーサの材質としては、該スペーサが接合される回折素子１７及び透明基板１３ａと熱膨張率が極力近いもの（例えば光学ガラス）、より好ましくは熱膨張率が同じもの（例えば光学ガラス）が好ましい。この場合、温度変化に対する熱膨張係数の差に起因する各部材の反りや曲がりを抑制することができる。

回折素子１７は、一対のスペーサ１９ａ、１９ｂそれぞれの＋Ｚ側の面に接着材を介して固定されている。すなわち、回折素子１７と開口素子１３とは、所定の位置関係で互いに固定されている。

接合部材２３は、一例としてＸＹ平面に平行なＸ軸方向を長手方向とする板状部材から成り、中央にＸ軸方向を長手方向とする矩形開口２３ａが形成されている。すなわち、接合部材２３は、４つの内側面を有している。

なお、接合部材２３の材質としては、該接合部材２３が接合される回折素子１７又はパッケージ２１と熱膨張率が極力近いもの、より好ましくは熱膨張率が同じものが好ましい。この場合、温度変化に対する熱膨張係数の差に起因する各部材の反りや曲がりを抑制することができる。

パッケージ２１は、一例として−Ｚ側が開放された直方体形状の外形を有しており、接合部材２３の矩形開口２３ａ内に嵌め込まれている。すなわち、パッケージ２１は、４つの外側面を有しており、＋Ｚ方向から見て矩形開口２３ａよりも一回り小さい。パッケージ２１の各外側面と該外側面に対向する接合部材２３の内側面とは、接着材を介して互いにほぼ平行な状態で接合されている。この場合、接合部材２３の各内側面（接合部材２３のパッケージ２１との接合面）が含まれる第１の仮想平面は、ＸＹ平面にほぼ直交している。なお、パッケージ２１の矩形開口２３ａ内への挿入量は、一例としてリニアセンサ１６の受光面が各マイクロレンズ１８ａの焦点位置近傍に位置されるように設定されている。

接合部材２３は、回折素子１７で形成された＋１次回折像がリニアセンサ１６の対応する画素で受光されるように回折素子１７に対してＺ軸方向、Ｚ軸に直交する方向及びＺ軸周り方向に関する位置合わせがされた状態で−Ｚ側の面が回折素子１７の＋Ｚ側の面に固定されている。接合部材２３の−Ｚ側の面と回折素子１７の＋Ｚ側の面とは、接着材を介して互いにほぼ平行な状態で接合されている。この場合、接合部材２３の−Ｚ側の面（接合部材２３の回折素子１７との接合面）が含まれる第２の仮想平面は、ＸＹ平面にほぼ平行となっている。

すなわち、上記第１及び第２の仮想平面は、互いにほぼ直交している。

結果として、開口素子１３、マイクロレンズアレイ１８、回折素子１７及びリニアセンサ１６は、所定の位置関係に位置合わせされた状態で一体化されている。以下では、便宜上、開口素子１３、マイクロレンズアレイ１８、一対のスペーサ１９ａ、１９ｂ及び回折素子１７を併せて分光ユニット４０と称する。

そこで、分光計測ユニット１５を組み立てる際には、以下に詳しく説明するように、分光ユニット４０とリニアセンサ１６との相対位置調整を行う必要がある。

本実施形態では、上述の如く、回折素子１７の凹凸の配列方向をＸ軸に対して所定角度傾斜させている。この場合、一の光の複数の回折像（−２次回折像〜＋２次回折像）は回折素子１７の凹凸の配列方向に直交する方向に並ぶ（図１４参照）。そこで、リニアセンサ１６の各分光センサで＋１次回折像のみを受光するためには、Ｚ軸方向（マイクロレンズ１８ａの光軸方向）、Ｚ軸に直交する方向及びＺ軸周りの回転方向に関して、分光ユニット４０とリニアセンサ１６との相対位置調整を行う必要がある。なお、分光ユニット４０とリニアセンサ１６とのＺ軸方向に関する相対位置調整には、例えば複数のマイクロレンズ１８ａの製造時の曲率誤差などによる焦点距離のばらつきに応じて＋１次回折像の大きさを調整することなども含まれる。

以下に、分光計測ユニット１５の組立手順の一例を、図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）を参照して説明する。ここでは、分光計測ユニット１５は、作業者による手作業で組み立てられる。以下では、便宜上、γ軸方向を鉛直方向（＋γ方向が鉛直上向き）、γ軸方向に直交し、かつ互いに直交する方向をα軸方向及びβ軸方向とするαβγ３次元直交座標系を導入して説明する。

先ず、開口素子１３を、開口板１３ｂが−γ側に位置し、複数の開口がα軸方向に並ぶように配置する。そして、開口素子１３の＋γ側の面における各開口に対応する位置にマイクロレンズ１８ａを接着材で接着する（図１６（Ａ）参照）。

次いで、開口素子１３の＋γ側の面の＋β側及び−β側の端部と、一対のスペーサ１９ａ、１９ｂそれぞれの−γ側の面とを接着材を介して接合するとともに各スペーサの＋γ側の面と回折素子１７の−γ側の面とを接着材を介して接合して、開口素子１３と回折素子１７とを一対のスペーサ１９ａ、１９ｂを介して一体化することで、分光ユニット４０を作製する（図１６（Ｂ）参照）。

そして、接合部材２３を分光ユニット４０上に載置することで、接合部材２３の−γ側の面と分光ユニット４０（回折素子１７）の＋γ側の面とを当接させる（図１６（Ｃ）参照）。つまり、回折素子１７の上に接合部材２３を載置する。

次いで、パッケージ２１の内底面にリニアセンサ１６を接着材で固定し、該リニアセンサ１６が固定されたパッケージ２１を、接合部材２３の矩形開口２３ａ内に嵌め込む、すなわち接合部材２３に嵌合させる（図１６（Ｄ）参照）。

なお、リニアセンサ１６が固定されたパッケージ２１を接合部材２３に嵌合させた後に、該接合部材２３を分光ユニット４０上に載置しても良い。
以上より、回折素子１７と、リニアセンサ１６とが一体的に構成されることで、分光ユニット４０とリニアセンサ１６が組み付けられる。つまり、回折素子１７と、リニアセンサが固定されたパッケージ２１と、が接合部材２３を介して一体的に構成される。

図１６（Ｄ）に示される状態では、接合部材２３のパッケージ２１との接合面が含まれる上記第１の仮想平面と、接合部材２３の分光ユニット４０（回折素子１７）との接合面が含まれる上記第２の仮想平面とが互いにほぼ直交している。

この場合、接合部材２３が分光ユニット４０上に載置された状態では、接合部材２３と分光ユニット４０との間の並進の自由度は、γ軸に直交する方向（例えばα軸方向、β軸方向など）のみに制限され、回転の自由度は、γ軸周りのみに制限される（図１７参照）。

また、パッケージ２１と接合部材２３とが嵌合した状態では、パッケージ２１と接合部材２３との間の並進の自由度は、γ軸方向のみに制限され、回転の自由度はない（図１６（Ｄ）参照）。

結果として、分光ユニット４０上に載置された接合部材２３に嵌合しているパッケージ２１と、分光ユニット４０との間には、γ軸に直交する方向及びγ軸方向に関する並進の自由度、並びにγ軸周り回転の自由度のみがある。

ここで、分光ユニット４０（開口素子１３）に−γ方向から白色光を照射すると、リニアセンサ１６で複数の回折像が受光される。そこで、各分光センサの６つの画素からの出力信号をモニタしながら、接合部材２３が分光ユニット４０上に載置され、かつパッケージ２１が接合部材２３と嵌合した状態を維持しつつ、パッケージ２１と接合部材２３とをγ軸方向に相対移動させること、接合部材２３と分光ユニット４０とをγ軸に直交する方向（例えばα軸方向、β軸方向など）に相対移動させること、及び接合部材２３と分光ユニット４０とをγ軸周りに相対回転させることの少なくとも１つを行って、各分光センサで＋１次回折像のみが受光されるようにする。なお、本明細書中、２つの物体を相対移動させることは、一方の物体を静止する他の物体に対して移動させること、並びに一方及び他方の物体の双方を移動させることを含む。また、２つの物体を相対回転させることは、一方の物体を静止する他方の物体に対して回転させること、並びに一方及び他方の物体の双方を回転させることを含む。

なお、複数の＋１次回折像がＸ軸方向に並ぶことから（図１４参照）、各分光センサで＋１次回折像のみを受光するためには、接合部材２３と分光ユニット４０とのγ軸方向、β軸方向及びγ軸周り方向に関する位置合わせが特に重要であり、α軸方向に関する位置合わせは、さほど重要ではない。

以下に、上記γ軸方向に直交する方向、γ軸方向及びγ軸周りに関する位置合わせの手順の具体例を説明する。先ず、波長帯域の異なる複数のバンドパスフィルタを透過した複数の光（波長帯域が異なる複数の光）を白色の拡散板に照射し、その反射光を結像光学系１４、開口素子１３、マイクロレンズアレイ１８、回折素子１７を介してリニアセンサ１６に導く。この際、リニアセンサ１６からの出力信号をモニタしたときに、例えば０次回折像の信号が一の画素から出力され、＋１次回折像の信号が他の画素から出力されたとする。この場合は、０次回折像の信号がいずれの画素からも出力されず、かつ＋１次回折像の信号が少数（例えば６つ）の画素から出力されるように、パッケージ２１と接合部材２３とを嵌合させた状態でγ軸方向に相対移動させ、接合部材２３と分光ユニット４０とを当接させた状態でβ軸方向に相対移動させることでγ軸方向及びβ軸方向の位置合わせを行うことができる。また、全て（例えば３つ）の分光センサから同様の品質の信号が出力されるように接合部材２３と分光ユニット４０とを当接させた状態でγ軸周りに相対回転させることでγ軸周りの位置合わせを行うことができる。

以上のようにして、分光ユニット４０とパッケージ２１との位置合わせを行った後、その位置合わせ後の位置関係となるように、パッケージ２１の外側面と接合部材２３の内側面とを接着材を介して接合するとともに、接合部材２３の−γ側の面と分光ユニット４０の＋γ側の面とを接着材を介して接合することで、分光計測ユニット１５を作製する。

ここで、分光ユニット４０と接合部材２３との接合及び接合部材２３とパッケージ２１との接合に用いられる接着材が紫外線硬化樹脂であるとともに、接合部材２３が少なくとも紫外線を透過させる部材であることが好ましい。この場合、分光ユニット４０とパッケージ２１との位置合わせを行った後、パッケージ２１の外側面と接合部材２３の内側面との間に紫外線硬化樹脂を注入して該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することでパッケージ２１と接合部材２３とを接合するとともに、接合部材２３の−γ側の面と分光ユニット４０の＋γ側の面との間に紫外線硬化樹脂を注入して該紫外線効果樹脂に紫外線を照射することで接合部材２３と分光ユニット４０とを接合する。この結果、接着材の厚みを最小限にして接着を行うことができ、接着層の強度不足に起因する振動、接着層の熱膨張係数の影響で発生する位置ずれ等の影響を低減できる。

また、開口素子１３と一対のスペーサ１９ａ、１９ｂとの接合、及び一対のスペーサ１９ａ、１９ｂと回折素子１７との接合に用いられる接着材が紫外線硬化樹脂であり、かつ一対のスペーサ１９ａ、１９ｂが少なくとも紫外線を透過させる部材であることが好ましく、この場合も、上記と同様の効果が得られる。

以上説明した第１の実施形態の分光計測装置１０は、記録紙Ｐに光を照射する光源ユニット１１と、記録紙Ｐからの反射光の光路上に配置された複数の開口を有する開口素子１３と、記録紙Ｐからの反射光のうち、複数の開口を通過した複数の光の光路上に個別に配置された複数のマイクロレンズ１８ａを含むマイクロレンズアレイ１８と、複数のマイクロレンズ１８ａを介した複数の光の光路上に配置された回折素子１７と、該回折素子１７で形成された複数の光の回折像を個別に受光する複数の受光領域１６ａを有するリニアセンサ１６とを備えている。

この場合、記録紙Ｐからの反射光のうち、複数の開口を通過して複数のマイクロレンズ１８ａを介した複数の光が回折素子１７に入射される。そして、回折素子１７で複数の光それぞれの回折像が形成され、該回折像がリニアセンサ１６の対応する受光領域１６ａで受光される。

また、開口素子１３、マイクロレンズアレイ１８、回折素子１７及びリニアセンサ１６は、ユニットとして一体化されている。

この場合、振動、温度変化、経時変化などに起因する開口素子１３、マイクロレンズアレイ１８、回折素子１７及びリニアセンサ１６の相対位置のずれが抑制される。

結果として、反射光の波長スペクトルを安定して精度良く計測することができる。すなわち、分光計測精度の安定化を図ることができる。

そして、光源ユニット１１の光源として青色ＬＥＤを有する白色ＬＥＤ装置を用いた場合でも、分光計測精度の安定化を図ることができる。

また、リニアセンサ１６の各分光センサで＋１次回折像のみが受光されるように回折素子１７を配置しているため、隣接する分光センサ間でクロストークが発生することを抑制できる。

また、上記第１及び第２の仮想平面が互いにほぼ直交しているため、分光計測ユニット１５の組立時に、リニアセンサ１６が固定されたパッケージ２１を接合部材２３に嵌合させるとともに該接合部材２３を分光ユニット４０に当接させると、パッケージ２１と分光ユニット４０との間の並進の自由度をγ軸方向及びγ軸に直交する方向のみに制限することができるとともに、回転の自由度をγ軸周りのみに制限することができる。

この場合、パッケージ２１と分光ユニット４０とを接合部材２３を介してγ軸に沿って案内しつつ相対移動させることができるため、パッケージ２１と分光ユニット４０とのγ軸方向に関する位置合わせを簡単に行うことができる。また、パッケージ２１と分光ユニット４０とを接合部材２３を介してγ軸に直交する平面に沿って案内しつつ相対移動させることができるため、パッケージ２１と分光ユニット４０とのγ軸に直交する方向及びγ軸周りに関する位置合わせを簡単に行うことができる。

この結果、分光計測ユニット１５の組立を容易かつ迅速に行うことができる。

また、画質検出装置２２４５は、分光計測装置１０及び処理装置２０を有し、処理装置２０は、分光計測装置１０の出力信号に基づいて計測位置毎に反射光の波長スペクトルを推定演算する。

制御装置２０９０は、形成される画像の解像度、及び画像プロセス制御のタイミングに基づいて、画質検出装置２２４５に画質検出を指示する。そして、制御装置２０９０は、画質検出装置２２４５の検出結果に基づいて画像形成プロセスを調整する。そこで、本実施形態に係る画像形成装置２０００によると、安定した画像品質で画像を形成することができる。

また、画質検出装置２２４５により記録紙Ｐに印刷された画像の分光反射率（波長ごとの反射率）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。そこで、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形成することが可能となる。

また、第１の実施形態では、接合部材２３の内側にパッケージ２１が嵌め込まれ、接合部材２３の内側面とパッケージ２１の外側面とが接合されているが、接合部材とパッケージの大小関係を逆にして、パッケージの内側に接合部材を嵌め込み、パッケージの内側面と接合部材の外側面とを接合することとしても良い。

また、第１の実施形態では、開口素子１３と回折素子１７との間にＸ軸方向に延びる一対のスペーサ１９ａ、１９ｂがＹ軸方向に離間して配置されているが、これに代えて、例えば、マイクロレンズアレイ１８が配置される開口又は切り欠きが形成されたＸＹ平面に平行な板状部材を設けることとしても良いし、Ｙ軸方向に延びる一対のスペーサをＸ軸方向に離間して配置することとしても良い。

また、第１の実施形態では、開口素子１３と回折素子１７との間に一対のスペーサ１９ａ、１９ｂが設けられているが、これに代えて、例えば、開口素子の＋Ｚ側の面の端部に＋Ｚ方向に突出する凸部を少なくとも１つ形成することとしても良いし、回折素子の−Ｚ側の面の端部に−Ｚ方向に突出する凸部を少なくとも１つ形成することとしても良い。

以下に、本発明の第２の実施形態を、図１８及び図１９に基づいて説明する。第２の実施形態では、主に上記第１の実施形態と異なる点を説明し、上記第１の実施形態と同様の構成を有する部材には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

第２の実施形態では、上記第１の実施形態と比べ、分光計測ユニットの構成が異なる。

第２の実施形態の分光計測ユニット１５０は、図１８に示されるように、リニアセンサ１６が固定されたパッケージ２１と回折素子１７０とが直接接合されている。すなわち、リニアセンサ１６と回折素子１７０とが所定の位置関係で互いに固定されており、リニアセンサ１６と回折素子１７０とが、一体的に構成されている。また、回折素子１７０と開口素子１３とが接合部材２３を介して接合されている。

すなわち、第２の実施形態の分光計測ユニット１５０は、スペーサを有していない。

詳述すると、リニアセンサ１６が固定されたパッケージ２１の−Ｚ側の面と回折素子１７０の＋Ｚ側の面とが接着材で接合されている。つまり、回折素子１７０と、リニアセンサ１６とが、一体的に構成されている。回折素子１７０は接合部材２３の内側に嵌め込まれ、接合部材２３の各内側面と該内側面に対向する回折素子１７０の外側面とが互いに平行な状態で接着材を介して接合されている。そして、接合部材２３の−Ｚ側の面と開口素子１３の＋Ｚ側の面とが互いに平行な状態で接着材を介して接合されている。なお、回折素子１７０は、＋Ｚ方向から見て矩形開口２３ａよりも一回り小さい略直方体形状の外形を有している。

すなわち、接合部材２３の回折素子１７０との接合面を含む第３の仮想平面と、接合部材２３の開口素子１３との接合面を含む第４の仮想平面とは、互いにほぼ直交している。

以下では、便宜上、開口素子１３及びマイクロレンズアレイ１８を併せて開口・レンズユニット３０と称し、回折素子１７０、パッケージ２１及びリニアセンサ１６を併せて回折・センサユニット５０と称する。

以下に、分光計測ユニット１５０の組立手順を、図１９を参照して説明する。

先ず、上記第１の実施形態と同様に、開口素子１３に複数（例えば３つ）のマイクロレンズ１８ａを取り付けることで、開口・レンズユニット３０を作製する（図１９（Ａ）参照）。

次いで、開口・レンズユニット３０上（開口素子１３上）に接合部材２３を載置し、開口・レンズユニット３０の＋γ側の面（開口素子１３の＋γ側の面）と接合部材２３の−γ側の面とを当接させる（図１９（Ｂ）参照）。

そして、パッケージ２１の内底面にリニアセンサ１６を接着材で接合し、該パッケージ２１の−γ側の面（開放端）と回折素子１７０の＋γ側の面とを接着材を介して接合することで、回折・センサユニット５０を作製する。なお、回折・センサユニット５０の作製は、開口・レンズユニット３０の組立に先立って行われても良い。

次いで、回折・センサユニット５０を接合部材２３の内側に嵌め込む（接合部材２３に嵌合させる）（図１９（Ｃ）参照）。

なお、回折・センサユニット５０を接合部材２３に嵌合させた後、該接合部材２３を開口・レンズユニット３０上に載置することとしても良い。

この状態では、上記第３及び第４の仮想平面は、互いに直交している。

そこで、上記第１の実施形態と同様に、開口・レンズユニット３０の−γ側から光を照射し、リニアセンサ１６からの出力信号をモニタしながら、各分光センサで＋１次回折像のみが受光されるように、回折・センサユニット５０と開口・レンズユニット３０とのγ軸方向、γ軸に直交する方向及びγ軸周り方向に関する位置合わせを行う。

具体的には、接合部材２３が開口・レンズユニット３０上に載置され、かつ回折・センサユニット５０と接合部材２３とが嵌合した状態を維持しつつ、回折・センサユニット５０と開口・レンズユニット３０とをγ軸方向に相対移動させて該γ軸方向に関する位置合わせを行い、回折・センサユニット５０と開口・レンズユニット３０とをγ軸に直交する方向に相対移動させて該γ軸に直交する方向に関する位置合わせを行い、回折・センサユニット５０と開口・レンズユニット３０とをγ軸周りに相対回転させて該γ軸周り方向に関する位置合わせを行う。なお、上記位置合わせの順序は、適宜変更可能である。

この場合、第３及び第４の仮想平面が互いに直交しているため、上記第１の実施形態と同様に、各方向に関する位置合わせを簡単に行うことができる。

この結果、分光計測ユニット１５０の組立を容易かつ迅速に行うことができる。

また、回折素子１７０は、開口素子１３の＋Ｚ側の面に接合部材２３を介して固定されているため、回折素子１７０と開口素子１３との間にマイクロレンズアレイ１８を配置するスペースを確保するためのスペーサが必要ない。

また、リニアセンサ１６が内底面に固定されたパッケージ２１の開放端に回折素子１７０が接合され、回折・センサユニット５０が作製されるため、パッケージ２１内を早期に密閉することができ、リニアセンサ１６の受光面に異物が付着することを防止することができる。

第２の実施形態によると、スペーサが必要ないため、上記第１の実施形態に比べて、部品点数及び組立時の工数を削減でき、ひいては低コスト化を図ることができる。

また、リニアセンサ１６が内部に固定されたパッケージ２１と回折素子１７０とを一体化（ユニット化）してパッケージ２１内を密閉しているため、リニアセンサ１６の受光面に異物が付着することを防止でき、この結果、分光計測精度の低下を抑制できる。

第２の実施形態では、回折素子１７０の＋Ｚ側の面とパッケージ２１の−Ｚ側の面とが接合されているとともに回折素子１７０の外側面と接合部材２３の内側面とが接合されているが、例えば、回折素子をパッケージよりも一回り小さくして、回折素子をパッケージの内側に嵌め込み、回折素子の外側面とパッケージの内側面とを接合するとともに、パッケージの外側面と接合部材の内側面とを接合することとしても良い。この場合、接合部材のパッケージ（回折・レンズユニット）との接合面を含む仮想平面と、接合部材の開口・レンズユニットとの接合面を含む仮想平面とが互いに直交する。

また、第２の実施形態では、接合部材２３の内側面と回折・センサユニット５０の外側面とが接合されているとともに、接合部材２３の−Ｚ側の面と開口・レンズユニット３０の＋Ｚ側の面とが接合されているが、例えば、接合部材と回折・センサユニットの大小関係を逆にするとともに接合部材と開口・レンズユニットの大小関係を逆にして、接合部材の＋Ｚ側の面と回折・センサユニット（例えば回折素子）の−Ｚ側の面とを接合するとともに、接合部材の内側に開口・レンズユニットを嵌め込み、接合部材の内側面と回折・センサユニットの外側面とを接合することとしても良い。この場合、接合部材の回折・センサユニットとの接合面を含む仮想平面は、ＸＹ平面に平行であり、接合部材の開口・レンズユニットとの接合面を含む仮想平面は、ＸＹ平面に直交し、結果として、両仮想平面は、互いに直交する。

ところで、一般的に、画素の高さｈ及び画素の幅ｃ（図２０参照）はリニアセンサ１６により決まっている。そこで、開口ピッチと結像光学系１４の倍率とから１つの分光センサにおける画素数Ｎが決定される。このとき、リニアセンサ１６上の回折像のＸ軸方向に対する傾斜角が、ｔａｎ^−１（ｈ／（Ｎ×ｃ））となるように、回折素子における凹凸の配列方向が決定される。

なお、限定的ではあるが、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）タイプのリニアセンサで、画素の高さを調整できるものがある。その場合には、調整後の高さを上記画素の高さｈとすれば良い。

そして、決定された凹凸の配列方向を有する回折素子を回折素子１７（又は回折素子１７０）とすることで、バンド数Ｎを確保することができる。

上記各実施形態では、複数の集光部を有する集光素子としてマイクロレンズアレイを用いているが、これに限らず、例えば複数のセルフォック（登録商標）レンズ（屈折率分布型レンズ）を有するセルフォック（登録商標）レンズアレイを用いても良い。

上記各実施形態では、接合部材２３に矩形開口２３ａが形成されているとともにパッケージ又は回折素子が矩形開口２３ａに嵌合する形状とされているが、これに限らず、接合部材に例えば矩形以外の多角形、楕円等の開口を形成するとともにパッケージ又は回折素子を該開口に嵌合する形状としても良い。要は、接合部材と、パッケージ又は回折素子とを嵌合させた状態でＺ軸方向に相対移動可能な構成であれば良い。

上記各実施形態では、分光計測ユニットの組み立ての際、γ軸方向は、鉛直方向とされているが、鉛直方向以外の方向とされても良い。

上記各実施形態における結像光学系の構成は、適宜変更可能である。
上記各実施形態における光源ユニットの構成は、適宜変更可能である。
上記各実施形態における各開口、マイクロレンズアレイ、リニアセンサの数は、適宜変更可能である。

また、上記各実施形態では、画像形成装置が電子写真方式の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、インクジェット方式であっても良い。この場合は、ヘッド位置に応じてインク吐出量を調整したり、ドットパターンを調整することによって、１枚の記録紙内での色変動、及び記録紙間での色変動を補正することができる。

また、上記各実施形態では、４色のトナーが用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、５色あるいは６色のトナーが用いられる場合であっても良い。

また、上記各実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が記録紙に直接転写されても良い。

また、記録紙としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。

また、上記各実施形態における分光計測装置は、画像形成装置以外に用いられても良い。例えば、分光計測装置１０を、媒体上の画像の品質を評価する画像評価装置に用いても良い（図２１参照）。この場合は、分光計測装置１０と、媒体及び分光計測装置１０の少なくとも一方を移動させる移動系１８０と、分光計測ユニット１５の受光素子（例えばリニアセンサ）の出力信号に基づいて画像を評価する処理装置２００と、を備えることとなる。そこで、結果として、画像の品質を適切に評価することができる。このほかにも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。また、画像評価装置とは、紙以外のプラスチック等に印刷したものを評価することも可能である。

なお、対象物が例えば紙等のシートのように柔軟性を有する場合は、移動系は、例えばシートが表明に付着され、一軸周りに回転する回転ドラムを含んで構成されても良い。

１０…分光計測装置、１１…光源ユニット（光照射手段）、１３…開口素子、１５…分光計測ユニット（ユニット）、１６…リニアセンサ（受光手段）、１６ａ…受光領域（画素）、１７…回折素子（回折手段）、１８…マイクロレンズアレイ（結像手段）、２０…処理装置、２１…パッケージ（保持部材）、２３…接合部材、４０…分光ユニット（サブユニット）、２０００…画像形成装置、Ｐ…記録紙（対象物、像担持体）。

特開２００８−２５６５９４号公報

Claims (8)

1. 光照射手段から対象物に照射された光の反射光を分光する分光手段と、
   前記分光手段で分光された互いに分光特性の異なる光を複数の画素で受光する受光手段と、を備え、
   前記分光手段は光を回折する回折手段を含み、
   回折手段と、前記受光手段とが一体的に構成されることを特徴とする分光計測装置。
2. 前記分光手段は、前記光照射手段から対象物に照射された光の反射光が通過する開口部と、前記開口部を通過した光が結像する結像手段と、を含み、
   前記回折手段と、前記開口部と、前記結像手段と、が一体的に構成されることを特徴とする請求項１に記載の分光計測装置。
3. 前記開口部及び前記回折手段が所定の位置関係で固定されたサブユニットと、前記受光手段を保持する保持部材と、前記サブユニットと前記保持部材とが接合されている接合部材とを含み、
   前記接合部材の前記サブユニットとの接合面が含まれる仮想平面と、前記接合部材の前記保持部材との接合面が含まれる仮想平面とは、互いに直交していることを特徴とする請求項２に記載の分光計測装置。
4. 前記回折手段及び前記受光手段が所定の位置関係で固定されたサブユニットと、該サブユニットと前記開口部とが接合されている接合部材とを含み、
   前記接合部材の前記開口部との接合面が含まれる仮想面と、前記接合部材の前記サブユニットとの接合面が含まれる仮想面とは、互いに直交していることを特徴とする請求項２に記載の分光計測装置。
5. 前記結像手段は、前記開口部に取り付けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の分光計測装置。
6. 前記光照射手段は、青色ＬＥＤを有し、白色光を射出する光源を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の分光計測装置。
7. 媒体上の画像の品質を評価する画像評価装置であって、
   画像を対象物とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の分光計測装置と、
   前記媒体及び前記分光計測装置の少なくとも一方を移動させる移動系と、
   前記移動系を制御する制御系とを備える画像評価装置。
8. 像担持体に画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の分光計測装置と、
   前記分光計測装置及び前記像担持体を相対移動させ、前記分光計測装置の出力に基づいて前記像担持体に形成された画像の分光特性を取得する処理装置とを備える画像形成装置。