JP2017072549A - 測定装置、画像形成装置及び画像測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの低減や小型化を妨げることなく、精度よい測色を行うこと。【解決手段】相対的に移動されているパッチ１１０に光を照射するＬＥＤ２４０２と、ＬＥＤ２４０２からパッチ１１０に照射された光がパッチ１１０から反射された光を受光するラインセンサ２４０７と、を備え、パッチ１１０の色の情報を測定する分光測色装置２４であって、パッチ１１０から反射された光を通過させる開口部を有し、パッチ１１０から反射された光のうち開口部を通過した光をラインセンサへと導くためのスリット部材２４０５を備え、開口部の領域に対応するパッチ１１０上における測定スポット１００の形状は略長方形又は略楕円形であり、測定スポット１００の長手方向がパッチ１１０の移動方向に直交する方向且つパッチ１１０の表面に沿った方向に対して所定の角度となるように傾いている。【選択図】図５

Description

本発明は、測定装置、画像形成装置及び画像測定装置に関する。

従来、測定対象の分光反射率を測定し、測定した分光反射率に基づき色情報を算出して出力する分光測色装置がある。分光測色装置は、測定対象に光を照射し、測定対象から反射されてきた光を光学部材によりスリットに導いて、回折格子に到達させる。そして、回折格子で分光された光を一方向に配列した複数の光電変換素子で受光し、測定対象の分光反射率を測定し、測定した分光反射率に基づき色情報を算出して出力する。また、分光測色装置を備える画像形成装置では、記録媒体上に形成された試験画像の色情報を、記録媒体を搬送しながら分光測色装置により読み取り、読み取った結果に基づき画像形成条件にフィードバックする技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−０９３２９４号公報

スリットを備えた分光測色装置では、測定対象上における検知領域（測定スポット）の形状は略長方形となる。通常、測定スポットは、その長辺方向は記録媒体の搬送方向と直交するように配置されている。一方、画像形成装置によって形成される試験画像は、記録媒体の搬送方向に周期的な色ムラ（濃度ムラ）が生じることがある。測定スポットの長辺が記録媒体の搬送方向と直交していると、測定スポットの短辺が記録媒体の搬送方向と平行となるため、分光測色装置は色ムラの影響を受けやすくなる。色ムラの影響を避けるために測定間隔時間を短くする方法が考えられるが、測定間隔時間を短くする場合には、分光測色装置内の回路を高速処理が可能な、よりコストの高いものに変更しなければならなくなる可能性がある。一方、光学的に測定スポットの短辺を拡大すると光学部材のサイズが増大し、分光測色装置自体が大きくなり、画像形成装置の小型化を妨げる要因となるおそれもある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、コストの低減や小型化を妨げることなく、精度よい測色を行うことを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）相対的に移動されている対象物に光を照射する発光素子と、前記発光素子から前記対象物に照射された光が前記対象物から反射された光を受光する受光部と、を備え、前記対象物の色の情報を測定する測定装置であって、前記対象物から反射された光を通過させる開口部を有し、前記対象物から反射された光のうち前記開口部を通過した光を前記受光部へと導くための規制部材を備え、前記開口部の領域に対応する前記対象物上における所定の領域の形状は略長方形又は略楕円形であり、前記所定の領域の長手方向が前記対象物の移動方向に直交する方向且つ前記対象物の表面に沿った方向に対して所定の角度となるように傾いていることを特徴とする測定装置。

（２）記録材に画像を形成する形成手段と、搬送されている記録材上に形成された画像に光を照射する発光素子と、前記発光素子から前記画像に照射された光が前記画像から反射された光を受光する受光部と、を有する測色手段と、を備え、前記測色手段により前記画像の色の情報を測定した結果に基づき、色に関する制御を行う画像形成装置であって、前記測色手段は、前記画像から反射された光を通過させる開口部を有し、前記画像から反射された光のうち前記開口部を通過した光を前記受光部へと導くための規制部材を有し、前記開口部の領域に対応する前記画像上における所定の領域の形状は略長方形又は略楕円形であり、前記所定の領域の長手方向が前記記録材の移動方向に直交する方向に対して所定の角度となるように傾いていることを特徴とする画像形成装置。

（３）画像が形成された記録材を相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段により移動されている画像に光を照射する発光素子と、前記発光素子から前記画像に照射された光が前記画像から反射された光を受光する受光部と、を有する測色手段と、を備え、前記画像の色の情報を測定する画像測定装置であって、前記画像から反射された光を通過させる開口部を有し、前記画像から反射された光のうち前記開口部を通過した光を前記受光部へと導くための規制部材を備え、前記開口部の領域に対応する前記画像上における所定の領域の形状は略長方形又は略楕円形であり、前記所定の領域の長手方向が前記画像の移動方向に直交する方向に対して所定の角度となるように、前記測色手段を傾けて配置することを特徴とする画像測定装置。

本発明によれば、コストの低減や小型化を妨げることなく、精度よい測色を行うことができる。

実施例１の画像形成装置の概略構成を示す図 実施例１の分光測色装置の構成を示す斜視図 実施例１の分光測色装置の構成を示す断面図 実施例１のカラーチャートの構成を示す図 実施例１の測定スポットの構成を示す図 実施例２のディザマトリクスについて説明する図 実施例２のスクリーン角を付けたディザマトリクスについて説明する図 実施例２のディザマトリクスと測定スポットとの関係を示す図 実施例３の測定対象であるパッチの形状を示す図 実施例４の画像測定装置の構成を示す図

以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［画像形成装置］
図１において、画像形成装置Ａはネットワーク経由でホストコンピュータＤと接続されている。なお、画像形成装置Ａは、スタンドアローンで用いられていてもよい。画像形成装置Ａは、画像処理部Ｂと電子写真方式のエンジン部Ｃとから構成される。ホストコンピュータＤ内のアプリケーションソフトウェア等により作成された画像データは、プリンタドライバ２０１を介して印刷情報としてホストコンピュータＤから出力され、画像処理部Ｂに送信される。印刷情報としては、例えば、文字やグラフィックス、イメージ等の描画命令から構成されているＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）と呼ばれるプリンタ記述言語が用いられる。

画像処理部Ｂは、画像生成部１０１と色変換部１０２、イメージバッファ１０３、テストパターン発生部１０４から構成されている。画像処理部Ｂに送信された印刷情報は、画像生成部１０１で解析されラスタライズ処理されることで、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色のビットマップ画像データの印刷情報へと展開される。色変換部１０２は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のビットマップ画像データを、エンジン部Ｃで使用されているトナー（色材）に合わせたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のビットマップ画像データに変換する。また、色変換部１０２は、中間調処理を行う処理手段としても機能し、中間調処理後の画像データをイメージバッファ１０３へ格納する。イメージバッファ１０３に格納されたビットマップ画像データは、画像形成の所定のタイミングでエンジン部Ｃに送信される。色変換部１０２における変換では、カラーテーブルと呼ばれるＲ、Ｇ、Ｂ画像データとＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ画像データとの対応関係を定めたデータ変換用テーブルが用いられる。即ち、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像データが取りうる範囲（色空間）は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ画像データが取りうる範囲（色空間）にカラーテーブルによって変換される。画像データは、各色それぞれ８ビットデータ、即ち００Ｈ〜ＦＦＨ（Ｈは１６進法表示を意味する）の２５６レベルで表される。

次にエンジン部Ｃを説明する。エンジン部Ｃは制御装置２９を備えており、制御装置２９は画像処理部Ｂと接続されている。制御装置２９は、画像処理部Ｂからの指示によりエンジン部Ｃの動作を制御する。制御装置２９は、ＣＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８等を有している。ＣＰＵ２６は、実際にエンジン部Ｃの制御を行う。読み出し専用のメモリであるＲＯＭ２７には、ＣＰＵ２６が制御を行うためのプログラムや各種データが格納されている。読み書き可能なメモリであるＲＡＭ２８は、ＣＰＵ２６が行うデータ処理のための作業領域に用いられる。

感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、有機光半導体感光層を有するドラム状の感光体である。なお、色を表す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、必要な場合を除き、以降省略する。帯電ローラ２は感光ドラム１を帯電するためのローラである。現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーで現像するためのローラである。感光ドラム１は矢印方向（図中、時計回り方向）に回転しながら帯電ローラ２によって表面を一様に帯電される。感光ドラム１は、露光装置４から照射されたレーザ光５により表面が露光され、潜像が形成される。レーザ光５は、画像処理部Ｂのイメージバッファ１０３から送信されてくる画像データに基づいて発光時間が変調されたＰＷＭ方式で発光される。即ち、画像データが０のときにはレーザ光は照射されず、画像データが大きくなるに従いレーザ光の発光時間が長くなり、画像データが２５５のとき、一画素あたり最長の発光時間となる。

感光ドラム１上に形成された潜像は、現像ローラ３によって各色のトナーによって現像され、トナー像が形成される。感光ドラム１に対向する位置には、ベルト支持部材６ａ、６ｂ、６ｃに掛け渡された中間転写ベルト７が配設されている。中間転写ベルト７の内側には、中間転写ベルト７を感光ドラム１側に押圧する一次転写ローラ８が配設される。各感光ドラム１上に形成されたトナー像は、不図示の電源によって電圧が印加された一次転写ローラ８によって中間転写ベルト７上に順次転写される。給紙カセット９に積載されている記録材Ｐは、半月状の給紙ローラ１０により給紙され、分離ローラ対１１によって１枚に分離された後、レジストレーションローラ対１２まで搬送されて、一旦停止される。

ベルト支持部材６ｂに対向する位置には、中間転写ベルト７上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写するための二次転写ローラ１３が配置される。中間転写ベルト７上に形成されたトナー像が二次転写ローラ１３とベルト支持部材６ｂによって形成される二次転写ニップ部に到達するタイミングに同期して、停止していた記録材Ｐはレジストレーションローラ対１２によって二次転写ニップ部に搬送される。そして、二次転写ローラ１３に不図示の電源によって二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト７から分離されて定着手段である定着装置１４に搬送され、加熱、加圧されて記録材Ｐの表面にトナー像が溶融固着される。これにより、４色のフルカラー画像が得られる。

感光ドラム１から中間転写ベルト７への転写において、中間転写ベルト７に転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、ブレードを用いたクリーニング部材１５によって除去、回収される。また、中間転写ベルト７から記録材Ｐへの転写において、記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト７上に残ったトナーは、ブレードを用いたクリーニング部材１６によって除去、回収される。

記録材Ｐへの画像形成が片面（一面目）のみの場合、定着装置１４で定着された記録材Ｐは、排紙ローラ対１７によって排紙トレイ１８に排出され、画像形成は終了する。一方、記録材Ｐへの画像形成が両面の場合、記録材Ｐの後端が排紙ローラ対１７に到達したタイミングで排紙ローラ対１７を逆回転させる。排紙ローラ対１７の逆回転とともに、不図示の駆動手段によってフラッパ１９を動作させて、記録材Ｐを両面搬送ローラ対２０へ導くように、逆方向に搬送（スイッチバック）させる（図中、破線で示す）。これにより記録材Ｐの最初にトナー像を定着した面（一面目）の裏面（二面目）にも、トナー像を形成することが可能になる。記録材Ｐは両面搬送ローラ対２１、２２、２３によって両面搬送路２５を搬送され、再びレジストレーションローラ対１２へと搬送されて、所定のタイミングで二次転写ニップ部へと搬送される。そして、タイミングを合わせて中間転写ベルト７上に形成されている裏面用のトナー像が記録材Ｐの裏面に転写される。再び記録材Ｐは定着装置１４に搬送されて記録材Ｐの裏面へのトナー像が溶融固着される。そして、記録材Ｐは排紙ローラ対１７によって排紙トレイ１８上に排出され、記録材Ｐの両面への画像の画像形成は終了する。

分光測色装置２４は、色情報を計測することが可能な測色手段として機能している。分光測色装置２４は、エンジン部Ｃの両面搬送路２５に沿って配置され、排紙ローラ対１７によってスイッチバックされ、相対的に移動されている記録材Ｐ上の対象物としての画像（後述するパッチ１１０等）を計測して色情報を取得することが可能である。なお、分光測色装置２４は、定着装置１４よりも記録材Ｐの搬送方向における下流側に配置されていればよい。分光測色装置２４は、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向における中央部の画像を測定するように配置されている。画像形成装置では、記録材Ｐ上の所定の画像の色情報を分光測色装置２４により読み取った結果に基づき、画像形成条件を決定している。

［分光測色装置］
図２は分光測色装置２４の構成を示す図であり、図２（ａ）は蓋を取った状態を示す概略図、図２（ｂ）は蓋を付けた状態を示す概略図である。図３（ａ）は、蓋を取った状態の分光測色装置２４を上面から見た図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線における分光測色装置の断面図である。なお、図中破線で示すｚ軸、βについては、実施例４で説明する。以下、分光測色装置２４を構成する各部材について説明する。発光素子であるＬＥＤ２４０２は、光源としての白色光を照射する白色発光ダイオードである。ＬＥＤ２４０２は、回路基板２４１２（図３（ｂ））上に実装されており、回路基板２４１２の実装面から上方に向かって光を照射するトップビュータイプの発光ダイオードである。ＬＥＤ２４０２は、波長３５０ｎｍ〜７５０ｎｍの測色範囲に対応する波長領域を持っている。回路基板２４１２は、ＬＥＤ２４０２の発光制御及び後述する受光部であるラインセンサ２４０７により受光された光の光量に応じた出力を、更に電気信号に変換する信号処理を行う回路基板である。光学部材２４０３は、ＬＥＤ２４０２から出射された光束を測定対象２４１０（図３（ｂ））上に照射するための光学部材である。具体的には、光学部材２４０３は、アクリル樹脂により成形されたライトガイドである。

また、ＬＥＤ２４０２から発光された光束は、発光面の法線方向で光量が最大で、この法線方向から離れる（言い換えれば傾く）に従い光量が減少する配光角度特性を有している。このため、光学部材２４０３は、ＬＥＤ２４０２から発光された光を効率良く測定対象２４１０上に導光することが可能な形状としている。

光学部材２４０４は、測定対象２４１０から反射された光を後述するスリット部材２４０５に導くための光学部材である。光学部材２４０４は、測定対象２４１０から反射された光束を測定対象２４１０と略平行方向に折り曲げ、ラインセンサ２４０７の長手方向（以下、分光方向という）Ｘ（図３（ｃ）参照）と平行な方向に集光する機能を有している。なお、分光方向Ｘとは、後述する凹面の回折格子２４０６によって光束が波長毎に分離される方向である。規制部材であるスリット部材２４０５は開口部を有し、光学部材２４０４によって導光され入射する光束を規制し、開口部を通過した光束が後述するラインセンサ２４０７上に所定のスポット形状を形成するように配置されるスリットである。スリット部材２４０５は、測定対象２４１０から反射された光を通過させる領域（上述した開口部）に対応する測定対象２４１０上での後述する測定スポットの形状が、略長方形又は略楕円形となっている。

回折格子２４０６は、スリット部材２４０５の開口部から出射された光束を反射面２４０６ａで反射して分光する光学部材である。回折格子２４０６は、射出成形によって製作された樹脂製の部材である。反射面２４０６ａは、ベース面上に等間隔なピッチで微細なブレーズ格子が形成された形状となっている。このような回折格子を用いたローランド型分光光学系には、図３（ａ）に二点鎖線で示すローランド円Ｒが定義される。分光方向Ｘ及び分光光束の光軸方向に直交する方向をＹ方向と定義すると、ローランド円Ｒとは反射面２４０６ａの曲率半径と同じ長さの半径を有し、反射面２４０６ａの中心点に接する仮想的な円である。回折格子２４０６で分光された光は、ローランド円Ｒ上に集光（結像）される。

ラインセンサ２４０７は、図３（ｃ）に示すような、Ｓｉフォトダイオード等の複数の光電変換素子（画素）が分光方向Ｘにアレイ状に配列されたアレイ型受光部材としての受光素子２４０７ａを有する光学部材である。回折格子２４０６によって分光された光束を受光素子２４０７ａで受光し、光電変換素子毎に受光した光量に応じた出力をする。ラインセンサ２４０７は、ハウジング２４００の側壁２４０１に設けられた凸部２４０１ａとの間に充填された接着剤によりハウジング２４００に保持されている（図３（ｂ）参照）。受光素子２４０７ａは、電気的に接続されたフレキシブル回路基板２４０７ｂに接続されており、その出力はフレキシブル回路基板２４０７ｂを介して回路基板２４１２へ出力される。

上述した光学部材群や回路基板は、底面とその周りを囲む側壁２４０１から構成される箱形状の筐体であるハウジング２４００に収容又は保持される。回路基板２４１２は、ハウジング２４００の底面に下方から不図示のビスで締結され、ハウジング２４００に保持されている。光学部材２４０３、光学部材２４０４、回折格子２４０６は、各々ハウジング２４００に設けられた位置決め部に位置決めされ、接着剤で固定されている。スリット部材２４０５、ラインセンサ２４０７は、ローランド円Ｒの略円周上に位置するように調整され、ハウジング２４００に接着固定されている。

ハウジング２４００には、内部を密閉するための蓋であるカバー２４０９が取り付けられ、一体化されて分光測色装置２４を構成する。カバー２４０９の一部には、光学部材２４０３を通過して測定対象２４１０に照射される照射光や、測定対象２４１０で反射して光学部材２４０４に導光される反射光が通過するための開口窓が設けられている。開口窓には、塵埃や紙紛等がハウジング２４００内に侵入してこないように、カバーガラス２４０８が取り付けられている。また、カバー２４０９には、ハウジング２４００の内側を覆う部分だけでなく、ラインセンサ２４０７の裏側（側壁２４０１に当接していない側）を覆うように延長されたラインセンサカバー部２４０９ａが形成されている。このように構成することで、ユニット組立後の搬送時や画像形成装置への組込時等に、ラインセンサ２４０７への接触を防ぎ、保護することができる。なお、図２（ｂ）のカバー２４０９に描画された破線は、カバー２４０９に隠れたハウジング２４００の側壁２４０１の輪郭の一部を示すものである。

以上の構成において、図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ２４０２から発光された光束が光学部材２４０３、カバーガラス２４０８を透過し、紙面に形成された測定対象２４１０を照明する。ここで、ＬＥＤ２４０２から発光された光束の光軸を光軸Ｌ３とする。測定対象２４１０で反射された光束は、カバーガラス２４０８、光学部材２４０４を透過することにより、スリット部材２４０５まで導かれ、スリット部材２４０５上で略線形状の像として結像する。ここで、測定対象２４１０で反射された光束の光軸を光軸Ｌ４とする。スリット部材２４０５を通過し所定の形状に規制され、回折格子２４０６の反射面２４０６ａに入射した光束は、反射面２４０６ａで反射し回折して分光される。ここで、回折格子２４０６の反射面２４０６ａに入射した光束の光軸を光軸Ｌ１とする。分光された光束のうち一次回折光として分光された光束が、ラインセンサ２４０７上で波長毎にスリット像として結像する。ここで、一次回折光として分光された光束の光軸を光軸Ｌ２とする。

なお、図３（ａ）では、ラインセンサ２４０７の分光方向Ｘにおける中央に入射する波長５５０ｎｍの光束の光軸を光軸Ｌ２として代表して示している。ラインセンサ２４０７は、波長毎の光を受光素子２４０７ａで受光し、受光した光に応じた出力を行う。ラインセンサ２４０７からの出力は、回路基板２４１２によってＬＥＤ２４０２の分光特性や受光素子２４０７ａの分光感度特性に基づいて補正され、１０ｎｍ間隔で３８０ｎｍから７３０ｎｍの範囲の分光反射率となる。回路基板２４１２は、分光反射率に対してさらに演算を行いＣＩＥ（国際照明委員会）で定められているＬ＊ａ＊ｂ＊（ＣＩＥ／Ｌ＊ａ＊ｂ＊）を色情報として算出する。このような構成の分光測色装置２４は、分光タイプの測色装置でありながら小型化を実現でき、画像形成装置Ａ内に内蔵することを可能にしている。

［カラーキャリブレーション方法］
次に、分光測色装置２４を用いたカラーキャリブレーション方法について説明する。カラーキャリブレーションとは、画像形成装置Ａの出力画像の色味を安定させたり、出力画像の色味をユーザが所望する色味に合わせたりするために行う、色に関する制御のことである。そのためには、画像形成装置Ａが入力された画像データに対して、実際にどのような色味の画像を記録材上に出力するのかを検知する必要がある。

そこで、カラーキャリブレーションとしては、画像形成装置Ａで図４に示すようなカラーチャート１１００を記録材Ｐ上に形成する。カラーチャート１１００は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの濃度の異なる単色や、これらを様々な割合で組み合わせた複合色の試験画像（以下、パッチという）が複数形成されたものである。本実施例では、一例として、１個のパッチは８ｍｍ×８ｍｍの大きさであり、Ａ４サイズの用紙の長辺方向（本実施例では、搬送方向）に３５個配置している。なお、カラーチャート１１００を形成するための画像データは、画像処理部Ｂ内のテストパターン発生部１０４により生成され、色変換部１０２を介してエンジン部Ｃに送信される。

カラーチャート１１００を記録材Ｐ上に形成して定着装置１４により定着した後、排紙ローラ対１７を用いて記録材Ｐを両面搬送路２５にスイッチバックさせる。分光測色装置２４は、両面搬送路２５上を搬送されている記録材Ｐの動きに同期して各パッチの色情報を取得する。分光測色装置２４による測定は、各パッチに対して複数回行われ、パッチ毎に平均化された値が、各パッチの色情報として画像処理部Ｂの色変換部１０２に送信される。色変換部１０２では、テストパターン発生部１０４により生成されたカラーチャート１１００の画像データと、画像データに基づき実際に記録材Ｐ上に形成され分光測色装置２４により測定された色情報との対応付けを行う。そして、色変換部１０２は、その結果を色変換部１０２内部のカラーテーブルにフィードバックする。これにより、常に所定の画像データには所定の色味の画像を安定して出力したり、所定の画像データにはユーザが所望する色味の画像を出力したりすることが可能になる。

［本実施例の構成］
本実施例のように、スリット部材２４０５を用いた分光測色装置２４では、測定対象２４１０であるパッチ上の測定スポットの形状は、略長方形状になる。ここで、ＬＥＤ２４０２から照射された光は測定対象２４１０によって反射され、回折格子２４０６を介してラインセンサ２４０７へと導かれる。しかし、ラインセンサ２４０７により実質的に検知される光は、測定対象２４１０上においてＬＥＤ２４０２によって照射された領域の一部であり、この領域の一部を測定スポットとしている。即ち、測定スポットとは、ラインセンサ２４０７の検知領域に相当し、ラインセンサ２４０７により受光される光に対応する光がＬＥＤ２４０２から測定対象２４１０上に照射されている領域である。

本実施例の分光測色装置２４では、パッチ１１０上の測定スポット１００の形状は３ｍｍ×１５０μｍ程度で、パッチ１１０に対する位置関係は図５（ａ）のようになっている。即ち、図５（ａ）の測定スポット１００のパッチ１１０の移動方向に直交する方向における長さｘ（ｍｍ）（長手方向の長さ）が３ｍｍ、測定スポット１００のパッチ１１０の移動方向の長さｙ（μｍ）（短手方向の長さ）が１５０μｍとなっている。また、パッチ１１０は、８ｍｍ×８ｍｍとなっている。一方、一般に電子写真方式の画像形成装置Ａが形成するパッチ１１０の画像は、必ずしも色味が均一にならず、記録材Ｐの搬送方向に数ｍｍ間隔周期で色味が変動するバンディングと呼ばれる色ムラが発生することがある。このような状況で一定の間隔を開けてパッチ１１０の測定を行うと、色が薄い部分又は濃い部分ばかりが測定されてしまい、色ムラの影響を受けた平均値が算出されてしまう可能性がある。

そこで、測定間隔を短くすることでパッチ１１０内の領域すべてを測定し、それらの測定値を平均することで本来の測定値を得る方法が考えられる。しかし、このような方法にすると、測定周期が短いために測定データの取り込みと色情報の算出を高速で行う必要がある。また、別の方法として、測定データをすべて保存しておき、カラーチャート１１００のすべての測定が終わってから各パッチ１１０の色情報を算出する方法も考えられる。しかし、測定データを保存しておくためにはメモリ容量を増大させる必要がある。これらの方法は、いずれも分光測色装置２４内の回路基板２４１２内の電気部品を高価なものに変更する必要が生じるため、分光測色装置２４のコストアップを招く。更に、測定スポット１００を拡大するために光学系を変更する手段も考えられる。しかし、測定スポット１００を拡大するための光学系の変更は、通常、光学部材のサイズを拡大させ、分光測色装置自体のサイズの拡大を招き、画像形成装置Ａ内に収まらなくなるおそれがある。

そこで、本実施例では、分光測色装置２４を記録材Ｐの搬送方向に直交する方向（以後、水平方向という）に対して所定の角度傾けて画像形成装置Ａに配置する。分光測色装置２４を画像形成装置Ａに配置する際に、従来は、測定スポットの長手方向が水平方向に対して平行となるように分光測色装置２４を取り付けており、この状態の分光測色装置２４を、水平方向に対して平行に取り付けられている状態とする。

一方、本実施例では、分光測色装置２４及び測定スポット１００を水平方向に対して平行に取り付けた状態に対して、水平方向に対して所定の角度θで取り付ける構成である。例えば、本実施例では、分光測色装置２４を水平方向に対して傾ける所定の角度θを２４°として、画像形成装置Ａに配置する。これにより、パッチ１１０上（対象物上、画像上）の測定スポット１００も、図５（ｂ）のように、測定スポット１００の長手方向が水平方向に対して２４°傾くようになる。このような構成とすると、パッチ１１０の搬送方向に対して多くの領域を１回の測定でカバーできるようになる。このため、実質的な測定領域を搬送方向に拡大する場合と同様の効果が得られ、搬送方向における色ムラの影響を低減することができる。

図５（ｃ）は、従来の測定スポットと本実施例の測定スポット１００とを比較した図である。分光測色装置２４を用いた実際のパッチ１１０の測定では、記録材Ｐの搬送タイミングのばらつき等を考慮して、パッチ１１０の搬送方向における先端及び後端からマージンを設けて測定の開始と終了を行う。図５（ａ）のような、測定スポットを水平方向に対して傾けない構成の場合、次のようになる。例えば、１００ミリメートル毎秒（以下、ｍｍ／ｓ）で搬送されるカラーチャート１１００のパッチ１個について得られるデータを平均化するためには、１．５ミリ秒（以下、ｍｓ）間隔で４５回測定する必要がある。一方、同等の測定は、本実施例のように測定スポット１００を２４°傾けると、１３．５ｍｓ間隔で５回の測定で済むことになる。

以上述べてきたように、本実施例では、測定スポットを水平方向に対して所定の角度傾けて斜めにすることで、実質的に測定領域を増大することができ、コストアップや分光測色装置の大型化をすることなく精度のよい測色が可能となる。なお、測定スポットを傾ける角度は、検出精度に応じて任意の角度とすることができる。しかし、一般的に数度といった取り付け公差で発生する傾き程度では効果は少なくなる。一方、水平方向に対して傾ける角度が大きくなると、水平方向の測定領域の幅が狭くなり、搬送方向の測定領域の幅が広くなる。搬送方向の測定領域の幅が広くなると、パッチの搬送方向のムラの影響を受けやすくなり、検出精度が低下してしまうおそれがある。したがって、求める検出精度にもよるものの、測定スポットを水平方向に対して傾ける角度は、５°〜４５°程度の範囲で配置するのが望ましい。

以上、本実施例によれば、コストの低減や小型化を妨げることなく、精度よい測色を行うことができる。

［ディザ法］
図６〜図８を参照して、実施例２について詳しく説明する。電子写真方式の画像形成装置Ａでは、画像データの中間調を再現する方法として、ディザ法が用いられる。ディザ法では、まず、ディザマトリクスと呼ばれる画像の成長単位が定義される。例えば、図６（ａ）のように、４×４画素のディザマトリクスを用意し、各マスに閾値を定義する。ディザマトリクスの１マスは画像形成の１画素に対応している。４×４画素分の画像データが用意された場合、各画素の画像データと閾値とを比較し、画像データが閾値以上の場合は画像を形成し（レーザ光で露光し）、閾値未満の場合は画像を形成しない（レーザ光で露光しない）。

例えば、図６（ｂ）に示すようにすべての画素の画像データが２５５のとき、図６（ａ）のディザマトリクスを用いると、４×４画素のすべての画素が描画され、図６（ｂ）の描画パターンのようになる。また、図６（ｃ）に示すようにすべての画素の画像データが１２８のとき、図６（ａ）のディザマトリクスを用いると、図６（ｃ）の描画パターンのように半分の画素が描画されることになる。４×４画素よりも大きな画像データに対しては、画像データに順次４×４画素のディザマトリクスを適用していくことにより画像全体を二値化することが可能になる。ところが、一般に複数色の色材を用いる画像形成装置では、各色で同じディザマトリクスを使ってしまうと、わずかな色ずれでも色味が大きく変動したり、モアレが発生したりすることが知られている。そこで、画像の成長方法が各色で異なるように、各色のディザマトリクスにスクリーン角を付けて色ずれの影響を受けにくくする方法が用いられる。

ディザマトリクスを適当にずらして配置することで、所定のスクリーン角を有するディザマトリクスを形成することができる。このとき、ディザマトリクスのずらし値（以下、変位ベクトルという）をｕ＝（ａ，ｂ）とすると、得られるスクリーン角αは次式によって計算できる。
α＝ｔａｎ^−１（ｂ／ａ）
このようなスクリーン角αを各色で異なる角度になるようにディザマトリクスを設定すると、一例として、図７に示すようになる。図７は、色ごとにスクリーン角αを異ならせたディザマトリクスを示す図である。中太線で囲まれている領域がディザマトリクスで、細線で囲まれている領域は１画素を表す。ここでは、Ｙがｕ＝（４，０）、α＝０°、Ｍがｕ＝（３，１）、α＝１８．４°、Ｃがｕ＝（１，３）、α＝７１．６°、Ｂｋがｕ＝（２，２）、α＝４５°となっている。実際の画像形成装置Ａでは、再現する階調数と解像度との要求を満足させるために多値ディザ法が用いられるが、本発明の本質を損なうものではないため、ここでは二値のディザ法を使って説明している。

このようなスクリーン角αが設定されているとき、短辺（ｙ（μｍ））が８０μｍの測定スポット１００の長辺を水平方向に対して傾ける所定の角度θを１８．４°にしてしまうと、次のような課題が発生する。即ち、スクリーン角αが１８．４°のＭでは、図８に示すように、ディザマトリクスの一画素だけを画像形成するとき、言い換えれば低濃度のとき等に、測定スポット１００がドットの間に入ってしまう。このような低濃度のときに、分光測色装置２４により測定を行うと、複数回測定した結果を平均した場合の色情報が実際よりも薄くなってしまう。

上述したように、スクリーン角αは、
α＝ｔａｎ^−１（ｂ／ａ）
で表されるため、どのようなスクリーン角αを設定しても、その正接ｔａｎα（＝ｂ／ａ）は必ず有理数となる特徴がある。そこで、本実施例では、測定スポット１００を傾ける角度θを正接が無理数になる角度に設定することを特徴とする。測定スポット１００を傾ける角度θを正接が無理数になる角度に設定しておくと、どのようなスクリーン角αを有したディザマトリクスが用いられる場合でも、スクリーン角αと測定スポット１００が平行になることはない。このため、ディザマトリクスの変更のたびに分光測色装置２４の取り付け角（θ）の設計変更が発生するおそれがなくなる。

以上、本実施例によれば、コストの低減や小型化を妨げることなく、精度よい測色を行うことができる。

［パッチの形状］
以下に図９を参照して、実施例３について詳しく説明する。上述してきたように、測定スポット１００の長辺を水平方向に対して傾けると、図９（ａ）に示すように測定対象のパッチ１１０に対し、測定スポット１００が完全に入りきらず測定値として使えない領域９０１が発生する。そこで、本実施例では、測定スポット１００の傾きと略同じ角度に傾けてパッチを形成し、測定スポット１００の傾きに合わせてカラーチャート１１００のパッチの形状を変更したことを特徴とする。

具体的には、図９（ｂ）のように、パッチ１２０の移動方向における先端（上辺）と後端（下辺）を、水平方向に対して傾けて、測定スポット１００と略平行としている。なお、パッチ１２０の上辺と下辺を測定スポット１００と略平行としているのは、実施例２で説明したように、測定スポット１００の傾き角θの正接が無理数となるように傾き角θを設定した場合、測定スポット１００とは略平行となるからである。このように、パッチ１２０の水平方向に対する傾きを、測定スポット１００の水平方向に対する傾きと略平行にすることで、分光測色装置２４に検知されない領域９０１を削減することができる。更に、カラーチャート１１００として記録材一枚あたりに形成できるパッチ１２０の総数を増やすことも可能になる。

図９（ｃ）は、水平方向に対して傾けていないパッチ１１０（破線）と、水平方向に対して傾けたパッチ１２０（実線）とを比較した図である。例えば、水平方向に対して傾ける所定の角度θを２４°とした測定スポット１００で、パッチ１１０とパッチ１２０を測定する。ここで、パッチ１２０は、パッチ１２０の上辺と下辺が、測定スポット１００の長手方向と略平行となるように傾けられている。本実施例のように、パッチ１２０を傾けた場合、同じ測定条件ならば、図９（ｃ）に示すように、搬送方向の長さを５．５６ｍｍとすることができ、パッチ１１０よりもパッチ１２０の搬送方向の長さを２．４４ｍｍ短くすることができる。

また、水平方向に対して傾けていない８×８ｍｍのパッチ１１０を、Ａ４サイズの記録材の搬送方向（Ａ４サイズの長辺方向）に、マージン等を考慮して、例えば３５個配置した場合と比較する。そうすると、本実施例のパッチ１２０を用いた場合、マージン等を考慮して、Ａ４サイズの記録材の搬送方向に、例えば４２個のパッチ１２０を配置することができ、傾けていないパッチ１１０よりもパッチの個数を増やすことができる。また、パッチ１個当たりの面積も３割程度削減できる。

以上、本実施例によれば、コストの低減や小型化を妨げることなく、精度よい測色を行うことができる。

以下に図１０を参照して、実施例４について詳しく説明する。本実施例の分光測色装置２４は、図１０に示すような、記録材Ｐを挿入すると自動的に記録材Ｐの搬送と、パッチの測定が行われるような画像測定装置１００１に配置されることもある。画像測定装置１００１は、少なくとも記録材Ｐを搬送する搬送部材や、搬送部材を駆動する駆動部、分光測色装置２４、駆動部や分光測色装置２４を制御する制御部、これらに電力を供給する電源部等を備えている。

本実施例では、分光測色装置２４によって、画像形成装置Ａ内だけでなく、任意の画像形成装置（以下、例えば画像形成装置Ｂとする）から出力された記録材Ｐの画像の色情報を測定する。この場合、画像測定装置１００１に挿入される記録材Ｐは、電子写真方式に限らずオフセット印刷等の印刷機により出力されたものも含まれるようになる。

一般に、印刷機で用いられるスクリーン角αは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの色材において、水平方向に対して０°、１５°、７５°、４５°となる。このうち、スクリーン角αが１５°と７５°の場合、正接（ｔａｎα）が無理数になり、実施例２のように測定スポット１００の傾け角θの正接が無理数となるように設定する場合、測定スポット１００がスクリーン角αと平行になってしまう可能性がある。これは、印刷機が電子写真方式とは異なり、任意のスクリーン角を用いることができるからである。

そこで、本実施例では、予め設定されているスクリーン角αに対して、これらのスクリーン角αと同じ傾き角とならないように、測定スポット１００の傾き角θを設定するような構成にしたことを特徴とする。具体的には、画像測定装置１００１内の分光測色装置２４の角度を、任意の角度に設定できるようにして、測定スポット１００を任意の角度に変えられる構成としている。例えば、図１０に示すように、ｚ軸の周りにβのように回転させることにより、測定スポット１００の傾き角θを変化させる。なお、ｚ軸やβは、図３（ｂ）の分光測色装置２４では、破線で示すように対応している。このような構成とすることで、本実施例の画像測定装置１００１は、様々な印刷方法で出力したカラーチャート１１００に対して、適切に色情報を測定することができる。なお、分光測色装置２４の傾き角θの変更は、変更手段として例えばボタンを設け、ボタンを操作することにより変更するような構成等としてもよい。

以上、本実施例によれば、コストの低減や小型化を妨げることなく、精度よい測色を行うことができる。

［その他の実施例］
なお、本発明に係る分光測色装置及び画像形成装置、画像測定装置は、上述の各実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲で種々に変更可能である。
１）電子写真方式の画像形成装置の構成は、上述した構成以外のものでも構わない。
２）画像形成装置Ａは、電子写真以外の任意の方式のものを使うことができる。
３）分光測色装置２４の構成は、上述した構成以外のものでも構わない。
４）スリットを用いない分光測色装置であっても、測定スポットが略長方形であれば、本発明は適用できる。
５）画像測定装置では、記録材を搬送している。しかし、固定した記録材上を分光測色装置が移動しながら計測する方式でもよい。
６）測定スポットの形状は略長方形としているが、略楕円形のものに対しても同様に適用することができる。
７）パッチのサイズや測定スポットのサイズは、上述した構成以外のものでも構わない。

以上、その他の実施例においても、コストの低減や小型化を妨げることなく、精度よい測色を行うことができる。

２４ 分光測色装置
２４０２ ＬＥＤ
２４０５ スリット部材
２４０７ ラインセンサ

Claims (13)

1. 相対的に移動されている対象物に光を照射する発光素子と、
   前記発光素子から前記対象物に照射された光が前記対象物から反射された光を受光する受光部と、
   を備え、前記対象物の色の情報を測定する測定装置であって、
   前記対象物から反射された光を通過させる開口部を有し、前記対象物から反射された光のうち前記開口部を通過した光を前記受光部へと導くための規制部材を備え、
   前記開口部の領域に対応する前記対象物上における所定の領域の形状は略長方形又は略楕円形であり、
   前記所定の領域の長手方向が前記対象物の移動方向に直交する方向且つ前記対象物の表面に沿った方向に対して所定の角度となるように傾いていることを特徴とする測定装置。
2. 前記所定の角度は、前記所定の角度の正接が無理数となるような角度であることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
3. 前記規制部材により規制された光を分光し、分光した光を前記受光部に結像させる回折格子と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測定装置。
4. 前記発光素子は、白色光を照射するＬＥＤであり、
   前記受光部は、ラインセンサであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測定装置。
5. 記録材に画像を形成する形成手段と、
   搬送されている記録材上に形成された画像に光を照射する発光素子と、前記発光素子から前記画像に照射された光が前記画像から反射された光を受光する受光部と、を有する測色手段と、
   を備え、前記測色手段により前記画像の色の情報を測定した結果に基づき、色に関する制御を行う画像形成装置であって、
   前記測色手段は、前記画像から反射された光を通過させる開口部を有し、前記画像から反射された光のうち前記開口部を通過した光を前記受光部へと導くための規制部材を有し、
   前記開口部の領域に対応する前記画像上における所定の領域の形状は略長方形又は略楕円形であり、
   前記所定の領域の長手方向が前記記録材の移動方向に直交する方向に対して所定の角度となるように傾いていることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記所定の角度は、前記所定の角度の正接が無理数となるような角度であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 複数の色に対応した複数の前記形成手段と、
   画像を形成するための画像データに、色ごとに異なるスクリーン角のディザマトリクスを用いて中間調処理を行う処理手段と、
   を備え、
   前記所定の角度は、前記所定の角度の正接が無理数となるような角度であり、前記色ごとに異なるスクリーン角のいずれとも異なる角度であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記形成手段は、前記記録材の移動方向における前記測色手段に読み取られる画像の先端及び後端を、前記移動方向に直交する方向且つ前記記録材の表面に沿った方向に対して、前記所定の角度と略同じ角度に傾けて形成することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 記録材に形成された画像を定着する定着手段を備え、
   前記測色手段は、前記定着手段よりも前記移動方向における下流側に配置されることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記発光素子は、白色光を照射するＬＥＤであり、
    前記受光部は、ラインセンサであることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 画像が形成された記録材を相対的に移動させる移動手段と、
    前記移動手段により移動されている画像に光を照射する発光素子と、前記発光素子から前記画像に照射された光が前記画像から反射された光を受光する受光部と、を有する測色手段と、
    を備え、前記画像の色の情報を測定する画像測定装置であって、
    前記画像から反射された光を通過させる開口部を有し、前記画像から反射された光のうち前記開口部を通過した光を前記受光部へと導くための規制部材を備え、
    前記開口部の領域に対応する前記画像上における所定の領域の形状は略長方形又は略楕円形であり、
    前記所定の領域の長手方向が前記画像の移動方向に直交する方向に対して所定の角度となるように、前記測色手段を傾けて配置することを特徴とする画像測定装置。
12. 前記所定の角度を変更させる変更手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の画像測定装置。
13. 前記発光素子は、白色光を照射するＬＥＤであり、
    前記受光部は、ラインセンサであることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の画像測定装置。

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