JP5705262B2 - Spectral colorimeter and image forming apparatus having the same - Google Patents

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本発明は、複写機及びLBP等の画像形成装置に関し、特に、被写体の色の識別や測色のために、回折格子を用いて分光された被検出光束をアレイ状に配列した複数の光電変換素子によって検知する分光測色装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine and an LBP, and in particular, a plurality of photoelectric conversions in which detected light beams dispersed using a diffraction grating are arranged in an array for identifying the color of a subject and measuring colors. The present invention relates to a spectrocolorimetric device that detects an element.

カラー画像を形成する画像形成装置において、カラー画像の色味にずれが生じることがある。特に電子写真方式においては、使用環境の変化や経年変化によって、ドラム感度やトナーの電荷容量、紙種によっても転写効率が各色毎に異なり、トナーの混色比率が所定値から外れて色味に影響を与え易い。また、このような現象は、画像形成装置の機差によっても色味が変わる可能性がある。このため、画像形成したカラー画像の色味に一貫性が図れない虞がある。このような問題を解決するため、測色装置を用いて被検知面の色味を測定し、画像形成装置の画像形成条件を制御することで、画像形成したカラー画像の色味の一貫性を図っている。   In an image forming apparatus that forms a color image, there may be a shift in the color of the color image. In particular, in electrophotography, transfer efficiency varies depending on the drum sensitivity, toner charge capacity, and paper type due to changes in the usage environment and aging, and the color mixture ratio of toner deviates from the specified value, affecting the color tone. It is easy to give. In addition, such a phenomenon may change the color depending on the machine difference of the image forming apparatus. For this reason, there is a possibility that the color tone of the formed color image cannot be consistent. In order to solve such a problem, the color of the detected surface is measured using a color measuring device, and the image forming conditions of the image forming apparatus are controlled, so that the consistency of the color of the formed color image is improved. I am trying.

先に、出願人は特願2009−110884により以下の構成の測色装置を開示している。この測色装置は、被検面を照明する照明光学系と、この被検面からの反射光束を分光光学系に導光する導光光学系と、導光された光束を分光し分光強度分布を取得する分光光学系を有する分光測色装置である(特許文献1参照)。   Previously, the applicant has disclosed a color measuring device having the following configuration according to Japanese Patent Application No. 2009-110884. This color measuring device includes an illumination optical system that illuminates a surface to be examined, a light guide optical system that guides a reflected light beam from the test surface to a spectroscopic optical system, and a spectral intensity distribution that splits the guided light beam. This is a spectrocolorimetric apparatus having a spectroscopic optical system that acquires the above (see Patent Document 1).

特願2009−110884Japanese Patent Application No. 2009-11084

このような分光測色装置でより正確に被検知面の色味を測定するためには、光学部材の位置や姿勢を調整して被検知面で反射された光束に対して精度よく位置決めをする必要がある。そして、この光学部材の位置や姿勢の調整の精度は、分光測色装置が小型なものである程高い精度が必要になる。例えば、装置を小型化するために1つの筐体内に照明光学系、導光光学系、分光光学系を収容する場合、電気的に接続したり、多軸調整したりする為の工具を他の光学部材に接触しないように挿入する空間が狭く限定される。このため、作業を行いにくく、生産性が低下してしまう虞がある。   In order to measure the color of the surface to be detected more accurately with such a spectrocolorimeter, the position and orientation of the optical member are adjusted, and the light beam reflected on the surface to be detected is accurately positioned. There is a need. The accuracy of the adjustment of the position and orientation of the optical member is required to be higher as the spectrocolorimeter is smaller. For example, when an illumination optical system, a light guide optical system, and a spectroscopic optical system are accommodated in one housing in order to reduce the size of the apparatus, other tools for electrical connection or multi-axis adjustment are used. The space for insertion so as not to contact the optical member is narrowly limited. For this reason, it is difficult to perform the work, and the productivity may be reduced.

上記に鑑みて、本発明は生産性を確保しつつ小型化が可能な分光測色装置及びそれを有する画像形成装置を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a spectral colorimetric device that can be miniaturized while ensuring productivity, and an image forming apparatus having the spectral colorimetric device.

本発明は、入射した光束を分光及び集光する凹面回折格子と、前記凹面回折格子によって分光及び集光された光束を一方向に配列された複数の光電変換素子で受光し、前記複数の光電変換素子の夫々に対応する電気信号を出力するアレイ型受光部材と、前記凹面回折格子及び前記アレイ型受光部材を支持する箱形状の筐体と、を有する、分光測色装置において、前記筐体の側壁は、前記分光された光束が通過する開口部と、外側に、前記凹面回折格子のローランド円のうち前記複数の光電変換素子が受光する光束の領域内にある部分における接線と平行な調整面と、前記筐体の外側に向かって凸である凸部と、を備え、前記調整面は、該ローランド円の接線の法線方向において、前記アレイ型受光部材と前記ローランド円の中心との距離が一定となるよう、前記アレイ型受光部材が当接され前記アレイ型受光部材の位置を決め、前記凸部は、前記凹面回折格子のローランド円のうち前記複数の光電変換素子が受光する光束の領域内の部分における半径の方向及び前記複数の光電変換素子の配列する方向に直交する方向に関して、前記アレイ型受光部材に対向する位置に配置されており、前記アレイ型受光部材は、前記アレイ型受光部材の前記複数の光電変換素子の配列する方向が前記ローランド円の接線に平行で、前記複数の光電変換素子が、前記開口部を通過した光束を受光するよう、前記調整面に突き当たった状態で前記凸部と前記アレイ型受光部材との間の接着剤によって前記筐体に固定されていることを特徴としている。
また本発明は、入射した光束を分光する凹面反射型の回折格子と、複数の光電変換素子を備え、前記回折格子で分光された光を前記光電変換素子で受光する受光部材と、前記回折格子と前記受光部材とを保持する筐体と、を有する分光測色装置の製造方法であって、前記筐体の側壁にはローランド円の接線と平行な調整面と前記筐体の外側に向かって凸である凸部とが設けられ、前記凸部は、前記回折格子のローランド円の半径方向と接線方向とに直交する方向に関して、前記受光部材に対向する位置に配置されており、前記受光部材を前記複数の光電変換素子の配列方向が前記調整面に平行となるように前記調整面に突き当てた状態で移動させ、前記受光部材の前記回折格子に対する位置を決める調整工程と、前記調整工程の後に前記凸部と前記受光部材との間に充填された接着剤によって前記受光部材を前記筐体に固定する固定工程と、を有することを特徴としている。
The present invention receives a concave diffraction grating that splits and collects an incident light beam, and a plurality of photoelectric conversion elements arranged in one direction to receive the light beam that is split and condensed by the concave diffraction grating. In the spectrocolorimetric apparatus, comprising: an array-type light receiving member that outputs an electrical signal corresponding to each of the conversion elements; and a box-shaped housing that supports the concave diffraction grating and the array-type light receiving member. The side wall of the light source is adjusted to be parallel to a tangent line in an opening portion through which the dispersed light beam passes and a portion outside the Roland circle of the concave diffraction grating in a region of the light beam received by the plurality of photoelectric conversion elements. A surface and a convex portion that is convex toward the outside of the housing, and the adjustment surface is formed between the array-type light receiving member and the center of the Roland circle in a normal direction of a tangent to the Roland circle. One distance The array-type light-receiving member is contacted to determine the position of the array-type light-receiving member so that the convex portion is within the region of the light flux received by the plurality of photoelectric conversion elements in the Roland circle of the concave diffraction grating. The array type light receiving member is disposed at a position facing the array type light receiving member with respect to the radial direction in the portion and the direction orthogonal to the direction in which the plurality of photoelectric conversion elements are arranged. The direction in which the plurality of photoelectric conversion elements are arranged is parallel to the tangent to the Roland circle, and the plurality of photoelectric conversion elements are in contact with the adjustment surface so as to receive the light flux that has passed through the opening. It is fixed to the housing by an adhesive between a convex part and the array type light receiving member.
The present invention also includes a concave reflection type diffraction grating that splits an incident light beam, a plurality of photoelectric conversion elements, a light receiving member that receives light separated by the diffraction grating by the photoelectric conversion elements, and the diffraction grating. And a housing for holding the light receiving member, wherein the side wall of the housing has an adjustment surface parallel to a tangent to a Roland circle and facing the outside of the housing. And the convex portion is disposed at a position facing the light receiving member with respect to a direction orthogonal to a radial direction and a tangential direction of the Roland circle of the diffraction grating. An adjustment step of determining a position of the light receiving member with respect to the diffraction grating by moving the member in a state of being abutted against the adjustment surface so that an arrangement direction of the plurality of photoelectric conversion elements is parallel to the adjustment surface; the convex after the step It is characterized by having a fixation step for fixing the light receiving member to the housing by filled adhesive between the light receiving member as.

以上説明したように、本発明によれば、分光測色装置において生産性を確保しつつ装置の小型化が可能である。   As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the apparatus while ensuring productivity in the spectrocolorimetric apparatus.

カラー画像形成装置の概略図。1 is a schematic diagram of a color image forming apparatus. (a)カラーセンサユニット内部構成の概略図。(b)カラーセンサユニットに蓋をつけた状態の外観構成の概略図。(A) Schematic of internal structure of color sensor unit. (B) Schematic of the external configuration in a state where a lid is attached to the color sensor unit. (a)のカラーセンサユニットを上面から見た図。(b)図3(a)のA−A´線におけるカラーセンサユニットの断面図。The figure which looked at the color sensor unit of (a) from the upper surface. (B) Sectional drawing of the color sensor unit in the AA 'line of Fig.3 (a). (a)ラインセンサを長手方向から見た時の断面図。(b)ラインセンサを保持した状態の側壁の図3のB−B’線における断面の一部を示す図。(A) Sectional drawing when a line sensor is seen from a longitudinal direction. (B) The figure which shows a part of cross section in the B-B 'line | wire of FIG. 3 of the side wall in the state holding the line sensor. (a)ハウジングに取り付けられるラインセンサを仮想的に分解した状態で裏側斜め上方から見た図。(b)ハウジングに取り付けられた状態のラインセンサを裏側斜め下方から見た図。(A) The figure seen from back side diagonally upward in the state which decomposed | disassembled the line sensor attached to a housing virtually. (B) The figure which looked at the line sensor of the state attached to the housing from the back side diagonally downward. ラインセンサの受光素子のX方向の移動の概略を説明する図。The figure explaining the outline of a movement of the X direction of the light receiving element of a line sensor. (a)ラインセンサ調整時のカラーセンサユニットを斜め上方から見た図。(b)ラインセンサ調整時のカラーセンサユニットを斜め上方から見た図。(A) The figure which looked at the color sensor unit at the time of line sensor adjustment from diagonally upward. (B) The figure which looked at the color sensor unit at the time of line sensor adjustment from diagonally upward. モノクロメータ出力時におけるラインセンサのY軸方向の位置に対する受光素子の出力を示すグラフ。The graph which shows the output of the light receiving element with respect to the position of the Y-axis direction of the line sensor at the time of monochromator output. (a)ラインセンサの受光素子とその出力の関係を示す図。(b)モノクロメータが所定の単波長光を出力した時における受光素子の画素の出力を示すグラフ。(c)波長とラインセンサの画素位置の関係を示すグラフ。(A) The figure which shows the relationship between the light receiving element of a line sensor, and its output. (B) The graph which shows the output of the pixel of a light receiving element when a monochromator outputs predetermined single wavelength light. (C) The graph which shows the relationship between a wavelength and the pixel position of a line sensor. ハウジングによるラインセンサの保持の概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of holding | maintenance of the line sensor by a housing. (a)ハウジングに取り付けられた状態の保持部材を斜め上方から見た図。(b)ハウジングに取り付けられた状態の保持部材を斜め下方から見た図。(A) The figure which looked at the holding member of the state attached to the housing from diagonally upward. (B) The figure which looked at the holding member of the state attached to the housing from diagonally downward. ラインセンサ、保持部材を保持した状態の側壁の図11(a)のC−C’線における断面図。Sectional drawing in the C-C 'line | wire of Fig.11 (a) of the side wall state in the state holding the line sensor and the holding member. ラインセンサ調整時におけるカラーセンサユニットを斜め上方から見た図。The figure which looked at the color sensor unit at the time of line sensor adjustment from diagonally upward. 保持部材とラインセンサ調整工具の他の構成を示す図。The figure which shows the other structure of a holding member and a line sensor adjustment tool. 側壁の調整面付近の他の構成を示す図。The figure which shows the other structure of the adjustment surface vicinity of a side wall.

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置、光学特性などは、発明が適用される装置や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨のものではない。   Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, optical characteristics, and the like of the components described in this embodiment should be changed as appropriate according to the device to which the invention is applied and various conditions. It is not intended that the scope of the present invention be limited to the following embodiments.

<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態について説明する。まず第1実施形態の分光測色装置が搭載されたカラー画像形成装置について説明し、次にこの分光測色装置を用いたカラーキャリブレーションについて説明する。
<First Embodiment>
The first embodiment of the present invention will be described below. First, a color image forming apparatus equipped with the spectral colorimetric device of the first embodiment will be described, and then color calibration using the spectral colorimetric device will be described.

(カラー画像形成装置)
まず、本実施形態の分光測色装置が搭載されたカラー画像形成装置による画像形成について説明する。図1は、本実施形態のカラー画像を検知する検知手段である分光測色装置が搭載されたカラー画像形成装置の概略図である。1000が後述する構成よりなる分光測色装置である。1(1C、1M、1Y、1BK)は各々が像担持体としての感光ドラムで、図中の反時計回りに回転する。まず帯電器2(2C、2M、2Y、2BK)によって感光ドラム1C、1M、1Y、1BK面上は一様に帯電される。次に画像情報に基づいて各々光変調された各光束(レーザビーム)L(LC、LM、LY、LBK)が走査光学装置300から出射し、各々対応する感光ドラム1C、1M、1Y、1BK面上を照射して静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器4(4C、4M、4Y、4BK)によって各々シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックのトナー像として可視化される。一方給紙トレイ7上に積載されたシート材Pは、給紙ローラ8によって1枚ずつ順に送り出され、レジストローラ9によって画像の書き出しタイミングに同期をとって転写ベルト10上に送り出される。そして転写ベルト10上を搬送されてくるシート材P上に先程の各トナー像が転写ローラ5(5C、5M、5Y、5BK)によって順次重ねて転写されることによってカラー画像が形成される。最後に定着器12によってシート材Pを加圧、加熱することで、シート材P上に定着したカラー画像が得られ、シート材Pは排紙ローラ13などによって搬送されて装置外に排出される。転写の後に感光ドラム1(1C、1M、1Y、1BK)面上に残っている残留トナーはクリーナー6(6C、6M、6Y、6BK)によって除去されて、次のカラー画像を形成するために再び帯電器2(2C、2M、2Y、2BK)によって一様に帯電される。ここで、感光ドラム1、帯電器2、走査光学装置300、現像器4、転写ローラ5、定着器12をシート材上に画像を形成する画像形成手段とする。
(Color image forming device)
First, image formation by a color image forming apparatus equipped with the spectral colorimetric apparatus of this embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a color image forming apparatus equipped with a spectral colorimetry device that is a detection means for detecting a color image of the present embodiment. Reference numeral 1000 denotes a spectrocolorimetric apparatus having a configuration described later. Reference numerals 1 (1C, 1M, 1Y, 1BK) denote photosensitive drums as image carriers, which rotate counterclockwise in the drawing. First, the surface of the photosensitive drums 1C, 1M, 1Y, 1BK is uniformly charged by the charger 2 (2C, 2M, 2Y, 2BK). Next, each light beam (laser beam) L (LC, LM, LY, LBK) light-modulated based on the image information is emitted from the scanning optical device 300, and the corresponding photosensitive drums 1C, 1M, 1Y, 1BK surfaces respectively. Irradiate the top to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent images are visualized as cyan, magenta, yellow, and black toner images by the developing device 4 (4C, 4M, 4Y, 4BK), respectively. On the other hand, the sheet material P stacked on the sheet feeding tray 7 is sequentially fed out one by one by the sheet feeding roller 8 and is fed onto the transfer belt 10 by the registration roller 9 in synchronization with the image writing timing. Each of the toner images is transferred onto the sheet material P conveyed on the transfer belt 10 by the transfer roller 5 (5C, 5M, 5Y, 5BK), and a color image is formed. Finally, the sheet material P is pressed and heated by the fixing device 12 to obtain a color image fixed on the sheet material P. The sheet material P is conveyed by the discharge roller 13 and discharged outside the apparatus. . Residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 (1C, 1M, 1Y, 1BK) after the transfer is removed by the cleaner 6 (6C, 6M, 6Y, 6BK), and again to form the next color image. The charger 2 (2C, 2M, 2Y, 2BK) is uniformly charged. Here, the photosensitive drum 1, the charger 2, the scanning optical device 300, the developing device 4, the transfer roller 5, and the fixing device 12 are image forming means for forming an image on a sheet material.

(分光測色装置を用いたカラーキャリブレーション)
次に分光測色装置を用いたカラーキャリブレーションについて説明する。分光測色装置(以下、カラーセンサユニットと称す)1000は、定着器12直後の紙搬送路上に設置されており、紙面に対して、入射角約45°で照明光が照射されるように配置されている。そして、カラーセンサユニット1000が単色、又は混色のカラーパッチが画像形成され定着された紙において、カラーパッチ毎の色味を検知する。そしてカラーセンサユニットの出力に基づいて画像形成手段の画像形成条件を制御することでカラーキャリブレーションを行う。ここで、画像定着後の紙面上のカラーパッチを測色しているのは、紙種や定着等による色味の変化を考慮したうえでカラーキャリブレーションを行う為である。カラーセンサで読み込んだ検出結果は不図示のプリンタコントローラに転送され、プリンタコントローラは出力されたカラーパッチの色再現性が適切であるかを判断する。出力されたカラーパッチの色味と、画像データに応じてプリントコントローラの指示した色味の色差が所定範囲内の場合には、カラーキャリブレーションを終了する。色差が所定範囲外の場合には、色差情報をもとにプリンタコントローラは所定の色差以内に収まるまでカラーキャリブレーションを実施する。
(Color calibration using a spectrocolorimeter)
Next, color calibration using a spectrocolorimeter will be described. A spectrocolorimeter (hereinafter referred to as a color sensor unit) 1000 is installed on a paper conveyance path immediately after the fixing device 12 and is arranged so that illumination light is irradiated at an incident angle of about 45 ° with respect to the paper surface. Has been. The color sensor unit 1000 detects the color of each color patch on the paper on which a single color or mixed color patch is formed and fixed. Then, color calibration is performed by controlling the image forming conditions of the image forming unit based on the output of the color sensor unit. Here, the color measurement on the color patch on the paper surface after image fixing is performed in order to perform color calibration in consideration of a change in color due to the paper type and fixing. The detection result read by the color sensor is transferred to a printer controller (not shown), and the printer controller determines whether the color reproducibility of the output color patch is appropriate. If the color difference between the color tone of the output color patch and the color instructed by the print controller according to the image data is within a predetermined range, the color calibration is terminated. If the color difference is outside the predetermined range, the printer controller performs color calibration based on the color difference information until it falls within the predetermined color difference.

このように、カラー画像形成装置にカラーセンサユニットを搭載することで、紙面上に形成されるカラー画像の色味を検知することで、紙面上に形成されるカラー画像の色味を補正することができる。つまり、画像形成装置の機差、紙種、使用環境や使用頻度等により、画像データに応じてプリントコントローラの指示した色味と紙面上に形成されるカラー画像の色味とに差を生じる場合でも安定した色味を再現可能である。従って、より高度なカラーキャリブレーションが実現可能になる。   As described above, by mounting the color sensor unit in the color image forming apparatus, the color of the color image formed on the paper surface is corrected by detecting the color of the color image formed on the paper surface. Can do. That is, when there is a difference between the color specified by the print controller and the color of the color image formed on the paper depending on the image data due to machine differences in the image forming apparatus, paper type, usage environment, usage frequency, etc. But it can reproduce a stable color. Therefore, more advanced color calibration can be realized.

(分光測色装置(カラーセンサユニット))
次に、図2、図3を用いて分光測色装置について説明する。図2(a)は、カラーセンサユニットの内部構成の概略図、図2(b)は、カラーセンサユニットに蓋をつけた状態の外観構成の概略図である。図3(a)は、蓋を取った状態のカラーセンサユニットを上面から見た図、図3(b)は、図3(a)のA−A´線におけるカラーセンサユニットの断面図である。ただし図3(b)ではカラーセンサユニットに蓋をつけた状態を示す。なお、カラーセンサユニット1000が水平な被検知面800(図3(b))に対し下方から光を照射し検知を行う状態におけるユニット1000の姿勢を、ユニット1000の上下方向を定める基準の姿勢とする。つまり、図3(b)の図面上側をカラーセンサユニット1000の上方としている。但し、この基準の姿勢は説明のために便宜上設定したものであり、このカラーセンサユニット1000が検知を行う姿勢はこの基準の姿勢に限定されるものでは無い。
(Spectro colorimetry device (color sensor unit))
Next, the spectral colorimetry apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a schematic diagram of an internal configuration of the color sensor unit, and FIG. 2B is a schematic diagram of an external configuration in a state where a lid is attached to the color sensor unit. FIG. 3A is a view of the color sensor unit in a state where the lid is removed, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the color sensor unit taken along the line AA ′ of FIG. . However, FIG. 3B shows a state where the color sensor unit is covered. Note that the posture of the unit 1000 in a state in which the color sensor unit 1000 performs detection by irradiating light on the horizontal detection surface 800 (FIG. 3B) from below is a reference posture that determines the vertical direction of the unit 1000. To do. That is, the upper side of FIG. 3B is the upper side of the color sensor unit 1000. However, this reference posture is set for convenience of explanation, and the posture that the color sensor unit 1000 detects is not limited to this reference posture.

以下、カラーセンサユニット1000を構成する各部材について説明する。LED110は光源としての白色LED(発光ダイオード)である。LED110は、後述するセンサユニット制御回路基板120上に実装されており、実装面から垂直方向に光を発するTOPVIEWタイプの発光ダイオードである。このLED110は、波長350nm〜750nmの測色範囲に対応するため白色のLEDである。センサユニット制御回路基板120は、LED110の発光制御及び後述するラインセンサ170が検知した出力を電気信号に変換する信号処理制御を行う回路基板である。照明光学部材130は、LED110から出射された光束Lを被検知面800(図3(b))上に照射するための導光光学部材である。具体的に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、LED110から発光された光束Lは発光面の面法線方向で光量が最大で、この面法線方向から離れる(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、照明光学部材130はこの光を効率良く被検知面上に導光することが可能な形状である。   Hereinafter, each member constituting the color sensor unit 1000 will be described. The LED 110 is a white LED (light emitting diode) as a light source. The LED 110 is a TOPVIEW type light emitting diode that is mounted on a sensor unit control circuit board 120 described later and emits light in the vertical direction from the mounting surface. This LED 110 is a white LED because it corresponds to a colorimetric range of wavelengths of 350 nm to 750 nm. The sensor unit control circuit board 120 is a circuit board that performs light emission control of the LED 110 and signal processing control for converting an output detected by a line sensor 170 described later into an electrical signal. The illumination optical member 130 is a light guide optical member for irradiating the detected surface 800 (FIG. 3B) with the light beam L emitted from the LED 110. Specifically, it is a light guide formed of acrylic resin. The luminous flux L emitted from the LED 110 has a light distribution angle characteristic in which the light amount is maximum in the surface normal direction of the light emitting surface, and the light amount decreases as the distance from the surface normal direction is increased (tilted). For this reason, the illumination optical member 130 has a shape capable of efficiently guiding the light onto the detection surface.

導光光学部材140は被検知面からの反射光を後述するスリット150に導光するための光学部材である。導光光学部材140は、アクリル樹脂により成形されたライトガイドであって、被検知面800からの光束を被検知面800と略平行方向に折り曲げ、分光方向X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、後述する凹面回折格子160によって光束が波長毎に分離される方向である。スリット150は導光光学部材140によって導光された光束が後述するラインセンサ170上に所望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。   The light guide optical member 140 is an optical member for guiding reflected light from the surface to be detected to a slit 150 described later. The light guide optical member 140 is a light guide formed of acrylic resin, and has a function of folding a light beam from the detected surface 800 in a direction substantially parallel to the detected surface 800 and condensing it in a direction parallel to the spectral direction X. have. The spectral direction X is a direction in which a light beam is separated for each wavelength by a concave diffraction grating 160 described later. The slit 150 is a slit arranged so that the light beam guided by the light guide optical member 140 forms a desired spot shape on the line sensor 170 described later.

凹面回折格子160はスリット150からの出射光束を分光反射面161で反射し分光する光学部材である。凹面回折格子160は、射出成形によって製作された樹脂製の部材である。分光反射面161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である。このような凹面回折格子を用いたローランド型分光光学系にはローランド円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、ローランド円とは分光反射面161の曲率半径と同じ長さの直径を有し分光反射面の中心点に接する仮想的な円である。凹面回折格子160で分光された光はこのローランド円R上に集光する。分光反射面161のベース面が球面形状の場合には、分光方向Xと、方向Yで結像状態が異なるため、光学性能が低下することになる。そこで、ベース面の形状は分光方向Xと方向Yで曲率が異なる曲面とし、十分な結像性能を得ている。   The concave diffraction grating 160 is an optical member that reflects the light beam emitted from the slit 150 by the spectral reflection surface 161 and separates it. The concave diffraction grating 160 is a resin member manufactured by injection molding. The spectral reflection surface 161 has a shape in which fine blazed gratings are formed on the base surface at equal intervals. A Roland circle R is defined in the Roland type spectroscopic optical system using such a concave diffraction grating. If the direction orthogonal to the spectral direction X and the optical axis direction of the spectral luminous flux is defined as the Y direction, the Roland circle has a diameter having the same length as the radius of curvature of the spectral reflecting surface 161 and is a virtual contact with the central point of the spectral reflecting surface. Circle. The light separated by the concave diffraction grating 160 is collected on the Roland circle R. When the base surface of the spectral reflection surface 161 is spherical, the optical performance deteriorates because the imaging state differs between the spectral direction X and the direction Y. Therefore, the base surface has a curved surface with different curvatures in the spectral direction X and the direction Y, and sufficient imaging performance is obtained.

ラインセンサ170は、分光方向XにSiフォトダイオードなどの光電変換素子(画素)を複数個アレイ状に配列したアレイ型受光部材としての受光素子174を有する光学部材である。凹面回折格子160によって分光された分光光束を受光素子174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。後に詳述するが、ラインセンサ170はハウジング100に設けられた凸部103との間に充填された接着剤によりハウジング100に保持されている。受光素子174はセンサユニット制御回路基板120と電気的に接続されたフレキシブル回路基板175に接続されており、その出力はフレキシブル回路基板175を介してセンサユニット制御回路基板120へ出力される。   The line sensor 170 is an optical member having a light receiving element 174 as an array type light receiving member in which a plurality of photoelectric conversion elements (pixels) such as Si photodiodes are arrayed in the spectral direction X. The spectral beam split by the concave diffraction grating 160 is received by the light receiving element 174, and an output corresponding to the amount of light received for each photoelectric conversion element is output. As will be described in detail later, the line sensor 170 is held on the housing 100 by an adhesive filled between the line sensor 170 and the convex portion 103 provided on the housing 100. The light receiving element 174 is connected to a flexible circuit board 175 electrically connected to the sensor unit control circuit board 120, and the output is output to the sensor unit control circuit board 120 via the flexible circuit board 175.

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101から構成される箱形状の筐体であるハウジング100に収容又は保持される。ラインセンサ170は側壁101でハウジング100の外側に支持される。センサユニット駆動制御回路基板120は、ハウジング100の底面に下方からビス200(図5(a))で締結され、ハウジングに保持されている。このため、センサユニット駆動制御回路基板120をラインセンサ170そのものに保持するよりも、ラインセンサ170の周辺のスペースを広く確保することができる。 また、LED110の発光制御やラインセンサ170の出力を電気処理制御するためにプローブ工具等でコンタクト通電する場合も、外部応力がラインセンサ170に直接加わることがなく、諸特性が悪化することは無い。   The above-described optical member group and circuit board are accommodated or held in a housing 100 that is a box-shaped casing including a bottom surface and a side wall 101 surrounding the bottom surface. The line sensor 170 is supported on the outside of the housing 100 by the side wall 101. The sensor unit drive control circuit board 120 is fastened to the bottom surface of the housing 100 from below with screws 200 (FIG. 5A) and is held by the housing. Therefore, it is possible to secure a wider space around the line sensor 170 than to hold the sensor unit drive control circuit board 120 on the line sensor 170 itself. Further, even when contact energization is performed with a probe tool or the like to control the light emission of the LED 110 and the output of the line sensor 170, external stress is not directly applied to the line sensor 170, and various characteristics are not deteriorated. .

照明光学部材130、導光光学部材140、凹面回折格子160は、各々ハウジング100に設けられた位置決め部に位置決めされ、接着剤で接着固定されている。スリット150、ラインセンサ170はローランド円Rの略円周上に位置するように位置調整され、ハウジング100に接着固定されている。   The illumination optical member 130, the light guide optical member 140, and the concave diffraction grating 160 are each positioned at a positioning portion provided in the housing 100, and are bonded and fixed with an adhesive. The slit 150 and the line sensor 170 are adjusted in position so as to be positioned substantially on the circumference of the Roland circle R, and are fixed to the housing 100 by adhesion.

ハウジング100には内側に蓋をするためにハウジングカバー190が取り付けられ、一体化されてカラーセンサユニット1000になる。ハウジングカバー190の一部には、照明光学部材130を通って被検知面に照射される照射光や、被検知面で反射し導光光学部材140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内に侵入してこないように、カバーガラス190bが取り付けられている。また、ハウジングカバー190には、ハウジング100の内側を覆う部分だけでなく、ラインセンサ170の裏側(側壁101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190a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170への接触を防ぎ、保護することができる。なお、図2(b)の破線はハウジングカバー190に隠れたハウジング100の側壁101の輪郭の一部を示すものである。   A housing cover 190 is attached to the housing 100 in order to cover the inside, and is integrated into the color sensor unit 1000. In part of the housing cover 190, irradiation light that is irradiated onto the detection surface through the illumination optical member 130 and reflected light that is reflected on the detection surface and guided to the light guide optical member 140 pass. An open window is provided. A cover glass 190b is attached to the opening window so that dust, paper dust and the like do not enter the housing. Further, the housing cover 190 is formed with a line sensor cover portion 190 a that extends not only to cover the inside of the housing 100 but also to cover the back side of the line sensor 170 (the side that does not contact the side wall 101). Yes. With such a configuration, it is possible to prevent and protect the line sensor 170 from being contacted during conveyance after assembling the unit or incorporation into the image forming apparatus. 2B shows a part of the outline of the side wall 101 of the housing 100 hidden behind the housing cover 190. The broken line in FIG.

(測色方法)
次に、このように一体化されたカラーセンサユニット1000を用いたカラーパッチの測色方法について説明する。図3(b)に示すように、LED110から発光された光束(光軸L3)が照明光学部材130、カバーガラス190bを透過し、紙面に形成された被検知面としてのカラーパッチ800を照明する。カラーパッチ800で反射された光束(光軸L4)は、カバーガラス190b、導光光学部材140を透過することにより、スリット150まで導かれ、スリット150上で略線形状の像として結像する。スリット150を通過し所定の形状に規制された光束(光軸L1)は凹面回折格子160に入射する。凹面回折格子160により反射され回折する光束のうち一次回折光として分光された光束(光軸L2)がラインセンサ170上で波長毎にスリット像として結像する。なお、図3(a)では波長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170は波長毎の光を受光素子174で受光し、受光した光に応じた出力を行う。この出力は、センサユニット制御回路基板120によって白色LED110の分光特性や受光素子の分光感度特性に基づいて補正され、カラーパッチ800で反射された光束(光軸L4)の色調が算出される。算出された値は不図示のプリンタコントローラへ送信される。このようにしてカラーパッチ800の測色を行う。
(Color measurement method)
Next, a color patch colorimetry method using the color sensor unit 1000 integrated in this way will be described. As shown in FIG. 3B, the luminous flux (optical axis L3) emitted from the LED 110 passes through the illumination optical member 130 and the cover glass 190b, and illuminates the color patch 800 as the detection surface formed on the paper surface. . The light beam (optical axis L4) reflected by the color patch 800 passes through the cover glass 190b and the light guide optical member 140, is guided to the slit 150, and forms a substantially linear image on the slit 150. A light beam (optical axis L1) that passes through the slit 150 and is regulated to a predetermined shape enters the concave diffraction grating 160. Of the light beams reflected and diffracted by the concave diffraction grating 160, the light beam (optical axis L2) dispersed as the first-order diffracted light is imaged as a slit image for each wavelength on the line sensor 170. In FIG. 3A, the optical axis of a light beam having a wavelength of 550 nm is representatively shown as the optical axis L2. The line sensor 170 receives light of each wavelength by the light receiving element 174, and performs output according to the received light. This output is corrected by the sensor unit control circuit board 120 based on the spectral characteristics of the white LED 110 and the spectral sensitivity characteristics of the light receiving element, and the color tone of the light beam (optical axis L4) reflected by the color patch 800 is calculated. The calculated value is transmitted to a printer controller (not shown). In this way, color measurement of the color patch 800 is performed.

本発明はラインセンサ170を保持する構成に特徴を有するものである。このため、以下はラインセンサ170自体の構成、ラインセンサ170を保持する側壁101の構成、ラインセンサ170の取付及び調整方法について説明する。   The present invention is characterized in that the line sensor 170 is held. For this reason, the following describes the configuration of the line sensor 170 itself, the configuration of the side wall 101 that holds the line sensor 170, and the method of attaching and adjusting the line sensor 170.

(ラインセンサの構成)
まず、ラインセンサ170の構成について詳しく説明する。図4(a)はラインセンサ170の短手方向から見た断面図である。ラインセンサ170は、受光素子174が実装される基板部171と、受光素子174を接着剤で密閉する封止部172と、これらをカバーするガラス部173とが層構造になって構成されている。受光素子174は複数の光電変換素子(画素)が一方向に並んだものである。ここで、受光素子174の光を受光する面を受光面Sとする。基板部171には、変形可能なフレキシブル回路基板175が接着され、半田で基板部171に電気的に接続されている。
(Configuration of line sensor)
First, the configuration of the line sensor 170 will be described in detail. FIG. 4A is a cross-sectional view of the line sensor 170 as viewed from the short side. The line sensor 170 is configured by a layer structure of a substrate portion 171 on which the light receiving element 174 is mounted, a sealing portion 172 that seals the light receiving element 174 with an adhesive, and a glass portion 173 that covers them. . The light receiving element 174 has a plurality of photoelectric conversion elements (pixels) arranged in one direction. Here, a light receiving surface S is a surface that receives light of the light receiving element 174. A deformable flexible circuit board 175 is bonded to the substrate portion 171 and is electrically connected to the substrate portion 171 with solder.

図5(a)はハウジング100に取り付けられるラインセンサ170等を仮想的に分解した状態で裏側斜め上方から見た図である。なお、照明光学部材130は図示を省略している。図5(b)はハウジング100に取り付けられた状態のラインセンサ170を裏側斜め下方から見た図である。ラインセンサ170を取り付けた状態でフレキシブル回路基板175のラインセンサ170の基板部171と接続されていない側の一端がセンサユニット制御回路基板120と結線される。ラインセンサ170の基板部171とフレキシブル回路基板175とが接続された箇所の裏側にはその接続部を補強するガラスエポキシ材からなる補強部材176が接着されている。この補強部材176は後述する工具によってラインセンサ170を強固に支持するため部材でもある。なお、ラインセンサ170の基板部171の裏側の電気的な接続が行われる部分にのみフレキシブル回路基板175及び補強部材176が接着されそれらに覆われている。それ以外の部分は基板部171が剥き出しになるような形状になっている。このため、ラインセンサ170の放熱性が良い。また、補強部材176には、ラインセンサ170の調整時に工具で挟んで支持しやすくするための支持部(不図示)が形成されている。補強部材176は、工具によって強固にラインセンサ170を支持した状態でラインセンサ170に変形を生じない程度の剛性を有している。補強部材176の形状は工具や工程設計に応じて任意に最適化することができるので、設計の自由度が広がる。   FIG. 5A is a view of the line sensor 170 and the like attached to the housing 100 as viewed from obliquely upward on the back side in a virtually disassembled state. The illumination optical member 130 is not shown. FIG. 5B is a view of the line sensor 170 in a state attached to the housing 100 as viewed from the lower rear side. One end of the flexible circuit board 175 that is not connected to the board portion 171 of the line sensor 170 with the line sensor 170 attached is connected to the sensor unit control circuit board 120. A reinforcing member 176 made of a glass epoxy material that reinforces the connecting portion is bonded to the back side of the portion where the substrate portion 171 and the flexible circuit board 175 of the line sensor 170 are connected. The reinforcing member 176 is also a member for firmly supporting the line sensor 170 with a tool described later. Note that the flexible circuit board 175 and the reinforcing member 176 are adhered and covered only on the portion where the electrical connection on the back side of the board portion 171 of the line sensor 170 is performed. Other portions are shaped so that the substrate portion 171 is exposed. For this reason, the heat dissipation of the line sensor 170 is good. Further, the reinforcing member 176 is formed with a support portion (not shown) for facilitating support by being sandwiched between tools when the line sensor 170 is adjusted. The reinforcing member 176 has such a rigidity that the line sensor 170 is not deformed while the line sensor 170 is firmly supported by a tool. Since the shape of the reinforcing member 176 can be arbitrarily optimized according to the tool and process design, the degree of freedom in design is expanded.

(ラインセンサを支持するハウジング)
次にラインセンサ170を支持するハウジング100の側壁101の構成について図3(a)を参照して説明する。凹面回折格子を用いた分光光学系では、凹面回折格子のローランド円R上に配置される光源と像とが共役の関係となる性質を有する。つまり、ローランド円上にラインセンサを配置すると良好な光学性能を得ることができる。このため、ラインセンサ170が凹面回折格子160のローランド円R上に配置することができるよう、側壁101のラインセンサ170が配置される部分はローランド円Rの接線と略平行に設けられている。また、図3(a)のL1とL2は波長550nmの光束の光軸であり、ラインセンサに入射する光束を代表して表したものである。スリット150を通過して凹面反射方回折格子160に入射する光軸L1と、凹面回折格子160で反射されラインセンサ170に入射する光軸L2としている。ここで光軸L1と光軸L2のなす角度が小さい方が良好な光学性能を得ることができる。このことは他の波長の光においても同様のことが言える。このため、側壁101のラインセンサ170が配置される部分は、ラインセンサ170の位置を調整可能なスペースを確保しつつ、光軸L1と光軸L2のなす角がなるべく小さくなる位置に設けられている。
(Housing supporting line sensor)
Next, the configuration of the side wall 101 of the housing 100 that supports the line sensor 170 will be described with reference to FIG. In a spectroscopic optical system using a concave diffraction grating, the light source arranged on the Roland circle R of the concave diffraction grating and the image have a conjugate relationship. That is, when the line sensor is arranged on the Roland circle, good optical performance can be obtained. Therefore, the portion of the side wall 101 where the line sensor 170 is disposed is provided substantially parallel to the tangent to the Roland circle R so that the line sensor 170 can be disposed on the Roland circle R of the concave diffraction grating 160. Further, L1 and L2 in FIG. 3A are optical axes of a light beam having a wavelength of 550 nm, and represent the light beam incident on the line sensor. An optical axis L1 that passes through the slit 150 and enters the concave reflection diffraction grating 160 and an optical axis L2 that is reflected by the concave diffraction grating 160 and enters the line sensor 170 are used. Here, better optical performance can be obtained when the angle formed by the optical axis L1 and the optical axis L2 is smaller. The same can be said for light of other wavelengths. For this reason, the portion of the side wall 101 where the line sensor 170 is disposed is provided at a position where the angle between the optical axis L1 and the optical axis L2 is as small as possible while ensuring a space where the position of the line sensor 170 can be adjusted. Yes.

次に、側壁101のラインセンサ170を保持する部分について、図5(a)、(b)、図4(b)を参照して更に詳しく説明する。図4(b)はラインセンサ170を保持した状態の側壁101の図3のB−B’線における断面の一部を示す図であり、ラインセンサ170に関しては長手方向から見た断面を示している。側壁101には開口部102が設けられており、凹面回折格子160からの分光光束がこの開口部102を通過してラインセンサ170の受光素子174へ到達する。なお、開口部102の形状は、測色に必要な波長350〜750nmの光のうち、凹面回折格子160で回折して回折光のうち1次回折光(分光光束)が通過する大きさである。側壁101の開口部102の周りにはラインセンサ170をハウジング100の外側から当接させる調整面104が設けられている。ラインセンサ170はガラス部173の表面を調整面104に当接させ、受光面Sを開口部102に対向させた状態で側壁101に固定される。後述するラインセンサ170の位置調整は、この調整面104にラインセンサ107を突き当てた状態でラインセンサ107をX方向、Y方向に移動させることにより行う。つまり、この調整面104はラインセンサ107を当接させて調整するための面(当接面)として機能する。側壁101にラインセンサ170を取り付けた状態で、開口部102はラインセンサ170により塞がれる。そして、開口部102の周りの調整面104とラインセンサ170のガラス部173とを当接した状態で固定することで、ハウジング100内に外気が侵入する隙間を埋める。このため、紙紛等の塵埃侵入による汚れ等を引き起こすことを防止することが出来る。   Next, the portion of the side wall 101 that holds the line sensor 170 will be described in more detail with reference to FIGS. 5 (a), 5 (b), and 4 (b). 4B is a view showing a part of a cross section taken along line BB ′ of FIG. 3 of the side wall 101 in a state where the line sensor 170 is held. The line sensor 170 shows a cross section seen from the longitudinal direction. Yes. An opening 102 is provided in the side wall 101, and a spectral beam from the concave diffraction grating 160 passes through the opening 102 and reaches the light receiving element 174 of the line sensor 170. Note that the shape of the opening 102 is a size that allows the first-order diffracted light (spectral light beam) of the diffracted light to pass through the light having a wavelength of 350 to 750 nm necessary for colorimetry and diffracted by the concave diffraction grating 160. An adjustment surface 104 that abuts the line sensor 170 from the outside of the housing 100 is provided around the opening 102 of the side wall 101. The line sensor 170 is fixed to the side wall 101 with the surface of the glass portion 173 in contact with the adjustment surface 104 and with the light receiving surface S facing the opening 102. The position adjustment of the line sensor 170 described later is performed by moving the line sensor 107 in the X direction and the Y direction with the line sensor 107 abutting against the adjustment surface 104. That is, the adjustment surface 104 functions as a surface (contact surface) for adjusting the line sensor 107 in contact. With the line sensor 170 attached to the sidewall 101, the opening 102 is blocked by the line sensor 170. Then, by fixing the adjustment surface 104 around the opening 102 and the glass portion 173 of the line sensor 170 in contact with each other, a gap in which outside air enters the housing 100 is filled. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of dirt due to the intrusion of dust such as paper dust.

次にこの調整面104について詳しく説明する。調整面104は分光方向X及び分光光束の光軸L2の方向に直交する方向Yに略平行に設けられている。また、調整面104は、ローランド円Rのラインセンサ170で受光する波長350nm〜750nmの1次回折光束(分光光束)の領域内にある部分における接線と略平行になるよう設けられている。ローランド円Rの波長350nm〜750nmの1次回折光束の領域内にある部分とは、図3(a)のように方向Yから見て、ローランド円Rの波長350nm〜750nmの1次回折光束と交わる部分である。ここで、ローランド円Rの波長350nm〜750nmの1次回折光束と交わる部分を円弧Raとする。調整面104のローランド円Rの半径方向の位置は、ラインセンサ170を調整面104に当接させた状態で、受光面S上の少なくとも1点が円弧Ra上に位置するような位置である。受光面S上の少なくとも1点が円弧Ra上に位置するとは、ガラス部173、封止部172の屈折率を考慮したものである。しかし、調整面104のローランド円Rの半径方向の位置は、上記の位置であることが望ましいが、厳密に上記の位置でなく、その位置の近傍の位置であってもよい。これは、後述するスリット150の位置を調整することで受光面Sに結像する光束のスポット形状を調整し、ラインセンサ170が分光光束を十分な精度で検知できるよう調整可能だからである。図6はラインセンサ170の受光素子174のX方向の移動の概略を説明する図であり、Y方向から見た図である。調整面104(不図示)はローランド円Rのラインセンサ170で受光する分光光束と交わる部分における接線Rtと略平行になるよう設けている。このため、ラインセンサ170を調整面104に当接させた状態でX方向に動かすと、受光面Sは接線Rtに沿って移動する。つまり、受光面Sの法線方向(接線Rtとローランド円Rの接点における半径Rrの方向)における、受光面Sとローランド円Rの中心Oとの距離は一定となる。   Next, the adjustment surface 104 will be described in detail. The adjustment surface 104 is provided substantially parallel to the spectral direction X and the direction Y orthogonal to the direction of the optical axis L2 of the spectral light beam. The adjustment surface 104 is provided so as to be substantially parallel to a tangent line in a portion in the region of the first-order diffracted light beam (spectral light beam) having a wavelength of 350 nm to 750 nm received by the line sensor 170 of the Roland circle R. The portion of the Roland circle R in the region of the first-order diffracted light beam having a wavelength of 350 nm to 750 nm is the first-order diffracted light beam of the Roland circle R having a wavelength of 350 nm to 750 nm as viewed from the direction Y as shown in FIG. This is the intersection. Here, the portion of the Roland circle R that intersects the first-order diffracted light beam with a wavelength of 350 nm to 750 nm is defined as an arc Ra. The position of the adjustment surface 104 in the radial direction of the Roland circle R is such that at least one point on the light receiving surface S is positioned on the arc Ra in a state where the line sensor 170 is in contact with the adjustment surface 104. The fact that at least one point on the light receiving surface S is located on the circular arc Ra takes into account the refractive indexes of the glass portion 173 and the sealing portion 172. However, the position of the adjustment surface 104 in the radial direction of the Roland circle R is preferably the above-described position, but it may not be strictly the above-mentioned position but may be a position near the position. This is because it is possible to adjust the spot shape of the light beam formed on the light receiving surface S by adjusting the position of a slit 150, which will be described later, so that the line sensor 170 can detect the spectral light beam with sufficient accuracy. FIG. 6 is a diagram for explaining the outline of the movement of the light receiving element 174 of the line sensor 170 in the X direction, as viewed from the Y direction. The adjustment surface 104 (not shown) is provided so as to be substantially parallel to a tangent line Rt at a portion where the spectral light beam received by the line sensor 170 of the Roland circle R intersects. For this reason, when the line sensor 170 is moved in the X direction in contact with the adjustment surface 104, the light receiving surface S moves along the tangent line Rt. That is, the distance between the light receiving surface S and the center O of the Roland circle R in the normal direction of the light receiving surface S (the direction of the radius Rr at the contact point between the tangent Rt and the Roland circle R) is constant.

また、側壁101には、ラインセンサ170を接着固定を精度良く行うための工夫がなされている。即ち、側壁101には、ラインセンサ170が当接する側(筐体の外側)に凸である凸部103が設けられている。この凸部103は、Y方向に関して調整面104に当接するラインセンサ170の両端に対向し、X方向に関して調整面104に当接するラインセンサ170の受光素子174の中央付近に対向する位置に設けられている。この凸部103とラインセンサ170との間に紫外線硬化型接着剤201が充填され、ラインセンサ170の位置調整後に紫外線を当てこの紫外線硬化型接着剤201に硬化させ、ラインセンサ170を側壁101に固定する。   In addition, the side wall 101 is devised to accurately bond and fix the line sensor 170. That is, the side wall 101 is provided with a convex portion 103 that is convex on the side (outside of the housing) on which the line sensor 170 abuts. The convex portion 103 is provided at a position facing both ends of the line sensor 170 that contacts the adjustment surface 104 in the Y direction and near the center of the light receiving element 174 of the line sensor 170 that contacts the adjustment surface 104 in the X direction. ing. An ultraviolet curable adhesive 201 is filled between the convex portion 103 and the line sensor 170, and after the position of the line sensor 170 is adjusted, ultraviolet rays are applied to cure the ultraviolet curable adhesive 201, and the line sensor 170 is applied to the side wall 101. Fix it.

(ラインセンサの調整方法の概要)
次に、図7を用いて、ラインセンサ170の調整方法の概要について具体的に説明する。図7はラインセンサ調整の概要を示す図である。図7(a)は、ラインセンサ調整時のカラーセンサユニットを斜め上方から見た図。図7(b)は、ラインセンサ調整時のカラーセンサユニットを斜め上方から見た図。ラインセンサ170の位置の調整は、受光素子174の受光面Sの法線に対して垂直な平面に平行な2軸の方向の位置と、受光面Sの法線回りの姿勢の調整を行う。上記2軸のうちの一方の軸は、受光素子174の配列方向、つまり、凹面回折格子に入射した光束が分光され、波長毎に分離される分光方向Xの軸(X軸)である。他方の軸は、ラインセンサ170に入射する光軸に対して垂直で分光方向と垂直な方向Yの軸(Y軸)である。位置を決めた後は、ラインセンサ170の各画素と分光光束の対応付けを行う。
(Outline of line sensor adjustment method)
Next, the outline of the adjustment method of the line sensor 170 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing an outline of line sensor adjustment. FIG. 7A is a diagram of the color sensor unit when the line sensor is adjusted as viewed obliquely from above. FIG. 7B is a diagram of the color sensor unit when the line sensor is adjusted as seen obliquely from above. The position of the line sensor 170 is adjusted by adjusting the position in the direction of two axes parallel to a plane perpendicular to the normal line of the light receiving surface S of the light receiving element 174 and the posture around the normal line of the light receiving surface S. One of the two axes is the direction in which the light receiving elements 174 are arranged, that is, the axis (X axis) in the spectral direction X where the light beam incident on the concave diffraction grating is split and separated for each wavelength. The other axis is an axis (Y axis) in a direction Y perpendicular to the optical axis incident on the line sensor 170 and perpendicular to the spectral direction. After the position is determined, each pixel of the line sensor 170 is associated with the spectral light beam.

(ラインセンサ調整工具)
図7(a)を参照して、まず調整のための工具について説明する。501は、ラインセンサと一体的である補強部材のX軸の一端を支持する突当工具。502は、ラインセンサのY軸方向を上下に支持するクランプ工具。503は、ラインセンサを光軸方向に付勢支持する付勢工具。504は、単波長の光を出力可能なモノクロメータである。突当工具501、クランプ工具502、付勢工具503は、ラインセンサ調整工具500として、一体化されている。ラインセンサ調整工具500は、ラインセンサ170を把持した状態において、不図示の移動装置によってラインセンサ170の配列方向(X軸)、ラインセンサ170の配列方向と直交する方向(Y軸)の2軸方向に移動可能である。また、受光面Sの法線回りにラインセンサ170を回転可能である。なお、これらの工具は図7(b)では図示を省略している。
(Line sensor adjustment tool)
With reference to Fig.7 (a), the tool for adjustment is demonstrated first. Reference numeral 501 denotes an abutting tool that supports one end of the X axis of a reinforcing member that is integral with the line sensor. A clamp tool 502 supports the line sensor in the Y-axis direction up and down. A biasing tool 503 biases and supports the line sensor in the optical axis direction. Reference numeral 504 denotes a monochromator capable of outputting single wavelength light. The abutting tool 501, the clamp tool 502, and the urging tool 503 are integrated as a line sensor adjustment tool 500. In a state where the line sensor 170 is gripped, the line sensor adjustment tool 500 has two axes, that is, a line sensor 170 arrangement direction (X axis) and a direction orthogonal to the line sensor 170 arrangement direction (Y axis) by a moving device (not shown). It can move in the direction. Further, the line sensor 170 can be rotated around the normal line of the light receiving surface S. These tools are not shown in FIG. 7B.

ラインセンサ170と一体的である補強部材176が、センサユニット制御回路基板120と結線されていない側(フレキシブル回路基板175が出ていない側)の一端で突当工具501に当接することで、ラインセンサ170のX軸方向の位置を決めている。また、ラインセンサ170はクランプ工具502によって4箇所を支持されていることで、ラインセンサ170のY軸方向の位置を決めている。   The reinforcing member 176 integral with the line sensor 170 abuts against the abutting tool 501 at one end of the side not connected to the sensor unit control circuit board 120 (the side where the flexible circuit board 175 does not come out). The position of the sensor 170 in the X-axis direction is determined. Further, the line sensor 170 is supported at four places by the clamp tool 502, thereby determining the position of the line sensor 170 in the Y-axis direction.

ラインセンサ170をクランプ工具502で保持している状態において、安定した保持状態を維持するためには以下の条件を満たすことが望ましい。X軸、Y軸に直交する方向から見た時、ラインセンサ170のクランプ工具502に接する4箇所を直線で結んで形成される仮想的な四角形の中にアレイ状に配列された受光素子174のうち配列方向における中央の受光素子の位置である中心Oが位置する。さらに望ましくは、上述の仮想的な四角形の略中心(対角線の交点)、もしくは重心と、中心Oの位置が略一致しているとよい。本実施形態においては、上記仮想的な四角形の略中心と中心Oが一致している。   In a state where the line sensor 170 is held by the clamp tool 502, it is desirable to satisfy the following conditions in order to maintain a stable holding state. When viewed from the direction orthogonal to the X-axis and Y-axis, the light-receiving elements 174 arranged in an array in a virtual quadrilateral formed by connecting four points contacting the clamp tool 502 of the line sensor 170 with straight lines. Of these, the center O, which is the position of the center light receiving element in the arrangement direction, is located. More preferably, the approximate center (intersection of diagonal lines) or the center of gravity of the above-described virtual quadrangle and the position of the center O substantially coincide. In the present embodiment, the approximate center of the virtual quadrangle coincides with the center O.

ラインセンサ170の位置の調整は、ラインセンサ170をクランプ工具502で保持して調整面104に突き当て、スリット150の位置調整をしながら行われる。ラインセンサ170以外の光学部品が接着固定されたハウジング100は、調整工具の基準位置に取り付けられている。付勢工具503によって、ラインセンサ170のガラス部173は、受光面の法線方向に付勢されるように、ハウジング100の側壁101の調整面104(図4(b)、図5(a)参照)に突き当てられる。ここで、クランプ工具502で保持してラインセンサ170を調整面104に突き当てた状態で、ラインセンサ170のX軸、Y軸の位置及び受光面Sの法線方向回りの姿勢を仮に決める。この状態では少なくとも受光素子174には波長350nm〜750nmの光が入射する状態である。この状態におけるラインセンサ170のX軸、Y軸の位置はスリット調整を行うために一時的に決められる仮の位置である。X軸、Y軸の最終的な位置決めは、この状態でスリット150の位置を調整して決めた後に行う。   The position of the line sensor 170 is adjusted while the line sensor 170 is held by the clamp tool 502 and abutted against the adjustment surface 104 and the position of the slit 150 is adjusted. The housing 100 to which optical components other than the line sensor 170 are bonded and fixed is attached to the reference position of the adjustment tool. The adjustment surface 104 (FIGS. 4B and 5A) of the side wall 101 of the housing 100 so that the glass portion 173 of the line sensor 170 is urged by the urging tool 503 in the normal direction of the light receiving surface. See). Here, the X-axis and Y-axis positions of the line sensor 170 and the posture of the light-receiving surface S around the normal direction are temporarily determined while being held by the clamp tool 502 and abutting the line sensor 170 against the adjustment surface 104. In this state, light having a wavelength of 350 nm to 750 nm is incident on at least the light receiving element 174. In this state, the positions of the X and Y axes of the line sensor 170 are provisional positions that are temporarily determined in order to perform slit adjustment. The final positioning of the X axis and the Y axis is performed after the position of the slit 150 is adjusted in this state.

本実施形態におけるこの仮の位置決めはクランプ工具502を初期位置に配置することで完了する。即ち、ラインセンサ170をクランプ工具502で保持し初期位置に移動させた状態で、受光素子174には波長350nm〜750nmの光が入射する状態となるような精度でクランプ工具502の初期位置が設定されている。なお、この仮の位置決めは実際に波長350nm〜750nmの光を凹面回折格子に照射した状態でラインセンサの出力をモニタしながら行っても良い。   This temporary positioning in the present embodiment is completed by placing the clamp tool 502 at the initial position. In other words, the initial position of the clamp tool 502 is set with such an accuracy that light having a wavelength of 350 nm to 750 nm is incident on the light receiving element 174 with the line sensor 170 held by the clamp tool 502 and moved to the initial position. Has been. This temporary positioning may be performed while monitoring the output of the line sensor in a state where the concave diffraction grating is actually irradiated with light having a wavelength of 350 nm to 750 nm.

(スリットの位置調整)
次にスリット150の位置調整について説明する。スリット150の位置調整は、ラインセンサ170を調整面104に突き当て、モノクロメータ504(図7(a)では省略、図7(b)に記載)から所定の波長の光を出力した状態で、スリット150を通過する光束の光軸の方向Sにスリット150を移動させる。モノクロメータ504から出力される光束は、カラーパッチ面に相当する被検知面の上部から導光光学部材140に向けて照射され、スリット150を通過し、凹面回折格子160に入射する。凹面回折格子160で反射された後、ラインセンサ170の受光素子174で受光される。ラインセンサ170の受光素子174に形成されるスポット形状を見ながら、スリット150を移動させスポット形状(像のボケ具合)が所望の形状となる位置を決める。このスポット形状の調整は、ローランド円Rの円周上に配置された光源と、光源から凹面回折格子160に入射し反射された光束が同円周上に結像して形成されるスポット(像)が共役の関係となることを利用している。また、スポット形状の調整は、モノクロメータ504から出力する3つの波長350nm、550nm、750nmの光に関して行う。ここで、上記3つの波長の光に関して調整を行うのは、ラインセンサ170の受光素子174で350〜750nmの波長領域の光を検知するからである。上記3つの波長の光は、ラインセンサ170で検知する分光光束のうち受光素子174の分光方向Xにおける略両端と中央に結像する光である。このため、上記3つの波長の光に関してスポット形状が所望の形状になるよう調整すれば、350〜750nmの各波長の光束全てに関してスポット形状を調整せずとも、各波長の光束のスポットを所望の形状にすることができる。なお、図7(b)に示す光軸Lは波長550nmの光束の光軸である。
(Slit position adjustment)
Next, the position adjustment of the slit 150 will be described. The position adjustment of the slit 150 is performed in a state where the line sensor 170 is abutted against the adjustment surface 104 and light of a predetermined wavelength is output from the monochromator 504 (omitted in FIG. 7A, described in FIG. 7B). The slit 150 is moved in the direction S of the optical axis of the light beam passing through the slit 150. The light beam output from the monochromator 504 is irradiated from above the detected surface corresponding to the color patch surface toward the light guide optical member 140, passes through the slit 150, and enters the concave diffraction grating 160. After being reflected by the concave diffraction grating 160, it is received by the light receiving element 174 of the line sensor 170. While observing the spot shape formed on the light receiving element 174 of the line sensor 170, the slit 150 is moved to determine the position where the spot shape (the degree of image blur) becomes a desired shape. The spot shape is adjusted by a light source arranged on the circumference of the Roland circle R and a spot (image) formed by imaging the light beam incident on the concave diffraction grating 160 and reflected from the light source on the circumference. ) Is a conjugate relationship. The spot shape is adjusted with respect to light having three wavelengths 350 nm, 550 nm, and 750 nm output from the monochromator 504. Here, the reason for adjusting the light of the three wavelengths is that the light receiving element 174 of the line sensor 170 detects light in the wavelength region of 350 to 750 nm. The light of the three wavelengths is light that forms an image at substantially both ends and the center in the spectral direction X of the light receiving element 174 out of the spectral light flux detected by the line sensor 170. For this reason, if the spot shape is adjusted so as to have a desired shape with respect to the light of the above three wavelengths, the spot of the light beam of each wavelength can be obtained without adjusting the spot shape for all the light beams of each wavelength of 350 to 750 nm. It can be shaped. In addition, the optical axis L shown in FIG.7 (b) is an optical axis of the light beam with a wavelength of 550 nm.

(ラインセンサ170のY軸方向の位置調整)
次に、ラインセンサ170のY軸方向の位置調整及び最終的な位置決めについて説明する。Y軸の位置調整はモノクロメータ504で光束を出力しながら350〜750nmの波長領域を持つLED110の中心波長である波長550nmの光束をモノクロメータ504で出力する。図8は、モノクロメータ504が波長550nmの光を出力している時におけるラインセンサ170のY軸方向の位置に対する受光素子174の出力を示すグラフである。なお、受光素子174からの出力は受光素子174が受光する光の光量に比例したものとなる。ラインセンサ調整工具500は、初めに、ラインセンサ170をY軸方向に所定距離間送り動作をし、受光素子174の出力の包絡線をプロットする。そして、最大出力値(Pmax)に対して、受光素子174の出力がその最大出力値(Pmax)の50%の出力値(Psl)となる2つの位置の中心位置にラインセンサ170を移動する。
(Position adjustment of the line sensor 170 in the Y-axis direction)
Next, position adjustment and final positioning of the line sensor 170 in the Y-axis direction will be described. For the Y-axis position adjustment, the monochromator 504 outputs a light beam having a wavelength of 550 nm, which is the center wavelength of the LED 110 having a wavelength region of 350 to 750 nm, while outputting the light beam by the monochromator 504. FIG. 8 is a graph showing the output of the light receiving element 174 with respect to the position of the line sensor 170 in the Y-axis direction when the monochromator 504 outputs light having a wavelength of 550 nm. The output from the light receiving element 174 is proportional to the amount of light received by the light receiving element 174. First, the line sensor adjustment tool 500 feeds the line sensor 170 for a predetermined distance in the Y-axis direction, and plots the envelope of the output of the light receiving element 174. Then, with respect to the maximum output value (Pmax), the line sensor 170 is moved to the center position of two positions where the output of the light receiving element 174 is 50% of the maximum output value (Pmax) (Psl).

(ラインセンサ170のX軸方向の位置調整)
次に、ラインセンサ170のX軸方向の位置調整及び最終的な位置決めについて説明する。本実施形態においてX軸方向の位置決めはY軸方向の位置決めの後に行われるが、逆の順番でも良い。図9(a)はラインセンサの受光素子とその出力の関係を示す図である。詳述すると、上側はX軸、Y軸に直交する方向からラインセンサ170の受光素子174を見た状態を模式的に示したもので、下側は上記受光素子174の各画素の出力を示したものである。スポットAは、モノクロメータ504が出力する波長550nmの光が凹面回折格子160によって分光されラインセンサ170の受光素子174上に形成するスポットである。アレイ状に配列された受光素子174の配列方向(X軸方向)の中心の画素に波長550nmの光が入力されるようにラインセンサ170をX軸方向に移動する。上述したX軸、Y軸方向の移動が完了した状態でラインセンサ170の位置決めは完了する。
(Adjusting the position of the line sensor 170 in the X-axis direction)
Next, position adjustment and final positioning of the line sensor 170 in the X-axis direction will be described. In this embodiment, positioning in the X-axis direction is performed after positioning in the Y-axis direction, but the order may be reversed. FIG. 9A is a diagram showing the relationship between the light receiving elements of the line sensor and their outputs. Specifically, the upper side schematically shows a state where the light receiving element 174 of the line sensor 170 is viewed from the direction orthogonal to the X axis and the Y axis, and the lower side shows the output of each pixel of the light receiving element 174. It is a thing. The spot A is a spot formed on the light receiving element 174 of the line sensor 170 by splitting the light having a wavelength of 550 nm output from the monochromator 504 by the concave diffraction grating 160. The line sensor 170 is moved in the X-axis direction so that light having a wavelength of 550 nm is input to the center pixel in the arrangement direction (X-axis direction) of the light receiving elements 174 arranged in an array. The positioning of the line sensor 170 is completed in the state where the movement in the X-axis and Y-axis directions is completed.

上述したように、調整面104をローランド円Rのラインセンサ170で受光する分光光束と交わる部分における接線と略平行になるよう設けておくことで、X軸、Y軸方向の位置調整に関して以下のような利点がある。即ち、調整面104に当接させた状態でラインセンサ170を移動して位置の調整を行う場合、ラインセンサ170はローランド円Rの半径方向には移動しない。例えば、図6に示すように、ライセンサ170をX方向に動かしても、受光面Sは接線Rtに沿って移動するが、半径Rr方向には動かない。このため、ライセンサ170のX方向の移動により、ローランド円Rから離れ受光面S上での分光光束の結像状態が変化してスポット形状が崩れてしまいにくい。その為本実施形態では、崩れたスポット形状を修正するために再びスリット150の位置を調整する必要が無い。   As described above, the adjustment surface 104 is provided so as to be substantially parallel to a tangent at a portion where the spectral light beam received by the line sensor 170 of the Roland circle R intersects, whereby the position adjustment in the X-axis and Y-axis directions is as follows. There are such advantages. In other words, when the position is adjusted by moving the line sensor 170 while being in contact with the adjustment surface 104, the line sensor 170 does not move in the radial direction of the Roland circle R. For example, as shown in FIG. 6, even if the licensor 170 is moved in the X direction, the light receiving surface S moves along the tangent line Rt but does not move in the radius Rr direction. For this reason, when the licensor 170 moves in the X direction, the imaging state of the spectral light beam on the light receiving surface S is changed away from the Roland circle R, and the spot shape is not easily broken. Therefore, in this embodiment, it is not necessary to adjust the position of the slit 150 again in order to correct the collapsed spot shape.

(ラインセンサの各画素と分光光束との対応付け)
次に、受光素子174の各画素と、分光光束との対応付けを行う。この調整は、LED110の有効波長領域である350〜750nmにおいて、凹面反射側回折格子160によって分光されラインセンサ上に結像した光束の波長毎のスポット位置と受光素子174の位置とを対応づけるためのものである。つまり、被検物からの反射光の分光波長とラインセンサ170の各受光素子との対応を取るための調整であって、具体的には、各波長に対する受光素子174の画素位置の情報を認識させるために行うものである。対応づけは、LED110の有効波長領域である350〜750nmに対して、中心波長である550nm、短波長側の350nm、長波長側の750nmの3つの基準となる単波長光に関して行う。この各単波長光をモノクロメータ504で出力し、カラーパッチ面相当の被検知面上部から照射して、ラインセンサ170で分光光束を検知する。図9(b)はモノクロメータが上記3つの単波長光のうち1つの単波長光を出力した時における受光素子174の画素の出力を示すグラフである。このとき、受光素子174の出力の最大出力値(Pmax)に対して、50%の出力値(Psl)を出力する2つの画素(N−1、N+1)の中心の位置にある画素(N)を上記1つの単波長の画素として対応づける。この対応づけ上記3つの単波長光に対し夫々行う。
(Correspondence between each pixel of line sensor and spectral luminous flux)
Next, each pixel of the light receiving element 174 is associated with the spectral light flux. In this adjustment, in order to associate the spot position for each wavelength of the light beam, which is split by the concave reflection side diffraction grating 160 and imaged on the line sensor, with the position of the light receiving element 174 in the effective wavelength region of the LED 110 of 350 to 750 nm. belongs to. That is, it is an adjustment for taking correspondence between the spectral wavelength of the reflected light from the test object and each light receiving element of the line sensor 170, and specifically, recognizes the information of the pixel position of the light receiving element 174 for each wavelength. Is to do. Correspondence is performed with respect to single wavelength light serving as three references, that is, the center wavelength of 550 nm, the short wavelength side of 350 nm, and the long wavelength side of 750 nm with respect to the effective wavelength region of 350 to 750 nm of the LED 110. Each single wavelength light is output from the monochromator 504, irradiated from the upper surface to be detected corresponding to the color patch surface, and the spectral light beam is detected by the line sensor 170. FIG. 9B is a graph showing the output of the pixels of the light receiving element 174 when the monochromator outputs one single wavelength light among the above three single wavelength lights. At this time, the pixel (N) at the center position of the two pixels (N−1, N + 1) that outputs 50% output value (Psl) with respect to the maximum output value (Pmax) of the light receiving element 174. Are associated as one pixel of the single wavelength. This correspondence is performed for each of the three single wavelength lights.

次に上記3つの単波長以外の波長の光の対応づけについて説明する。図9(c)は波長とラインセンサの画素位置の関係を示すグラフである。詳しくは、上述した3つの所定の単波長光以外の波長(その他の波長)と画素位置の対応付けを示す図である。上記3つの所定の単波長以外の波長の光については、上記3つの所定の単波長の各画素位置情報をもとに2次関数で近似式化することで対応付けを行う。具体的には画素位置をY、波長をXとすると、ラインセンサ170における波長Xと画素位置Yとの関係は、a、bを係数、cを定数として以下のような2次関数に近似することができる。
Y=aX+bX+c ・・・(式1)
Next, the correspondence of light having a wavelength other than the three single wavelengths will be described. FIG. 9C is a graph showing the relationship between the wavelength and the pixel position of the line sensor. Specifically, it is a diagram showing a correspondence between wavelengths (other wavelengths) other than the three predetermined single wavelength lights described above and pixel positions. The light having a wavelength other than the three predetermined single wavelengths is associated by being approximated by a quadratic function based on the pixel position information of the three predetermined single wavelengths. Specifically, assuming that the pixel position is Y and the wavelength is X, the relationship between the wavelength X and the pixel position Y in the line sensor 170 approximates the following quadratic function with a and b as coefficients and c as a constant. be able to.
Y = aX 2 + bX + c (Formula 1)

上記3つの所定の単波長に関しては画素位置との関係が特定されているので、式1のX、Yにそれらの値を代入することでa、b、cの値が求められる。これにより、このカラーセンサユニット1000における波長と画素位置との関係がわかるので、分光された350〜750nmの任意の波長の光がどの画素位置にスポットを形成するかを特定することができる。このようして、凹面回折格子160で分光された光束の任意の波長の光と、受光素子174の画素位置との対応付けを行っている。   Since the relationship with the pixel position is specified for the above three predetermined single wavelengths, the values of a, b, and c are obtained by substituting those values into X and Y in Equation 1. As a result, since the relationship between the wavelength and the pixel position in the color sensor unit 1000 is known, it is possible to specify at which pixel position the dispersed light having a wavelength of 350 to 750 nm forms a spot. In this way, the light having an arbitrary wavelength of the light beam dispersed by the concave diffraction grating 160 is associated with the pixel position of the light receiving element 174.

これら一連の調整工程を実施した後には、先の図5(c)に示したように、側壁101の凸部103と、ラインセンサ170の間に紫外線硬化型接着剤201を塗布し、紫外線を照射して接着する。なお、受光素子174の各画素と分光光束との対応付けを行う前に接着を行っても良い。   After performing these series of adjustment steps, as shown in FIG. 5C, an ultraviolet curable adhesive 201 is applied between the convex portion 103 of the side wall 101 and the line sensor 170, and ultraviolet rays are applied. Irradiate and bond. Note that adhesion may be performed before associating each pixel of the light receiving element 174 with the spectral light beam.

以上説明したように、本実施形態では、ラインセンサ170をハウジング100の側壁101に外側から接着固定することで、ラインセンサ170の周りを開放させることができる。このため、組み立て工程に使用する工具や光硬化型接着剤を硬化させるために光を照射するためのスペースが確保し易い。従って工程設計の自由度が広がると同時に作業性が向上する。特に本実施形態では、側壁101に凹面回折格子のローランド円の接線と略平行に調整面104を設け、この調整面104にラインセンサ170を当接させた状態で側壁101の外側にラインセンサ170を接着固定している。こうすることで、装置が小型化しても、ラインセンサ170の位置調整工程における工具のスペースを十分確保できる。その結果、作業性や生産性を落とすことなくラインセンサ170を精度良く組み付けが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the periphery of the line sensor 170 can be opened by adhesively fixing the line sensor 170 to the side wall 101 of the housing 100 from the outside. For this reason, it is easy to ensure the space for irradiating light in order to harden the tool and photocurable adhesive used for an assembly process. Therefore, the degree of freedom in process design is widened and workability is improved. In particular, in the present embodiment, the adjustment surface 104 is provided on the side wall 101 substantially parallel to the tangent to the Roland circle of the concave diffraction grating, and the line sensor 170 is disposed outside the side wall 101 with the line sensor 170 in contact with the adjustment surface 104. Is fixed by bonding. By doing so, even if the apparatus is downsized, a sufficient space for the tool in the position adjustment process of the line sensor 170 can be secured. As a result, the line sensor 170 can be assembled with high accuracy without reducing workability and productivity.

ここで、ラインセンサ170を接着する際に接着剤が硬化する時に接着剤が収縮したり、硬化した接着剤が装置の設置環境によっては熱膨張したりしりことによりラインセンサ170の位置がずれる可能性がある。ここで、本実施形態では、ラインセンサ170を接着するための凸部103は、Y方向に関して、調整面104に当接するラインセンサ170の両端に対向する位置に設けられている。このため、接着剤の収縮や膨張により、ラインセンサ170は、X方向よりもY方向に位置がずれ易い。しかし、受光素子174のY方向の幅は分光光束に対してある程度余裕があるため、ラインセンサ170がY方向にずれても受光素子174からの出力は変化しにくく、測色精度への影響は少ない。仮にラインセンサ170がX方向にずれた場合、受光素子174のX方向の中心の画素に波長550nmの光が入力されなくなってしまう虞がある。   Here, the position of the line sensor 170 may be shifted due to shrinkage of the adhesive when the adhesive is cured when the line sensor 170 is bonded, or thermal expansion of the cured adhesive depending on the installation environment of the apparatus. There is sex. Here, in this embodiment, the convex part 103 for adhering the line sensor 170 is provided in the position which opposes the both ends of the line sensor 170 contact | abutted to the adjustment surface 104 regarding the Y direction. For this reason, the position of the line sensor 170 is more likely to shift in the Y direction than in the X direction due to the shrinkage or expansion of the adhesive. However, since the width of the light receiving element 174 in the Y direction has a certain margin with respect to the spectral light flux, the output from the light receiving element 174 hardly changes even if the line sensor 170 is displaced in the Y direction, and the influence on the colorimetric accuracy is not affected. Few. If the line sensor 170 is displaced in the X direction, light having a wavelength of 550 nm may not be input to the pixel in the center of the light receiving element 174 in the X direction.

また、本実施形態では、ラインセンサ170を接着するための凸部103は、X方向に関して調整面104に当接するラインセンサ170の受光素子174の中央付近に対向する位置に設けられている。つまり、X方向に関して受光素子174はX方向の中心付近の1箇所で側壁101に接着されている。このため、環境が変動してラインセンサ170が膨張した場合、受光素子174のX方向の中央の画素の位置はずれにくく、受光素子174は中央の画素を中心にX方向両側に広がっていく。このとき、中央の画素から離れるにつれてずれが大きくなるため、端部の画素が最も大きく位置がずれる。一方、仮にX方向一端部の画素に対向する位置で接着した場合、他端部の画素が最も大きく位置がずれる。ここで本実施形態のようにX方向中央の画素に対向する位置で接着した方が、X方向一端部の画素に対向する位置で接着するよりも、最も大きくずれる画素のずれ量の絶対値を小さくすることができる。従って、各画素と受光する光の波長との対応関係が狂いにくく、環境変動による光学的な性能の劣化を低減することができる。   In the present embodiment, the convex portion 103 for adhering the line sensor 170 is provided at a position facing the vicinity of the center of the light receiving element 174 of the line sensor 170 that contacts the adjustment surface 104 in the X direction. That is, with respect to the X direction, the light receiving element 174 is bonded to the side wall 101 at one location near the center in the X direction. For this reason, when the environment changes and the line sensor 170 expands, the position of the center pixel in the X direction of the light receiving element 174 is difficult to shift, and the light receiving element 174 spreads on both sides in the X direction with the center pixel as the center. At this time, since the shift increases as the distance from the center pixel increases, the pixel at the end is displaced most greatly. On the other hand, if bonding is performed at a position facing the pixel at one end portion in the X direction, the pixel at the other end portion is displaced most greatly. Here, as in this embodiment, the absolute value of the displacement amount of the pixel that is shifted the most is larger when the pixel is bonded at the position facing the center pixel in the X direction than when the pixel is bonded at the position facing the pixel at one end in the X direction. Can be small. Therefore, the correspondence between each pixel and the wavelength of light to be received is unlikely to be distorted, and optical performance deterioration due to environmental changes can be reduced.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様のものに関しては同じ符号を付し、説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same thing as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

第1実施形態ではハウジング100の外側にラインセンサ170が保持されているため、場合によってはラインセンサ170が外光にさらされる可能性がる。ラインセンサ170が外光にさらされた場合、外光が透光性のガラス部173や封止部172に入射し、受光素子174がこの外光を受光して出力にノイズが載ったり、誤検知したりする虞がある。これを解決するために、ラインセンサ170のガラス部173や封止部172の外面に遮光処理することが考えられるが、このような遮光処理工程を行うとその分増加するコストや時間が多くなるため望ましくない。そこで第2実施形態では、より簡易に且つ確実に、外光対策を可能とするものであり、以下その構成について説明する。   In the first embodiment, since the line sensor 170 is held outside the housing 100, the line sensor 170 may be exposed to external light in some cases. When the line sensor 170 is exposed to external light, the external light is incident on the translucent glass portion 173 and the sealing portion 172, and the light receiving element 174 receives the external light, causing noise on the output, There is a risk of detection. In order to solve this, it is conceivable to perform a light shielding process on the outer surface of the glass part 173 and the sealing part 172 of the line sensor 170. However, if such a light shielding process is performed, the cost and time increase accordingly. Therefore, it is not desirable. Therefore, in the second embodiment, countermeasures against external light can be made easier and more reliably, and the configuration will be described below.

図10(a)は本実施形態におけるハウジング100によるラインセンサ170の保持の概要を示す図である。この図10(a)では、ラインセンサ170、フレキシブル回路基板175、保持部材180をハウジング100に取り付けられる並び順で仮想的に分解した状態を示している。図10図11(a)はハウジング100に取り付けられた状態の保持部材180を斜め上方から見た図である。図11(b)はハウジング100に取り付けられた状態の保持部材180を斜め下方から見た図である。本実施形態の特徴は、ラインセンサ170は保持部材180によって保持され、保持部材180をハウジング100に接着することで、ラインセンサ170をハウジング100に取り付けることである。図12はラインセンサ170、保持部材180を保持した状態の側壁101の図11(a)のC−C’線における断面図である。   FIG. 10A is a diagram showing an outline of holding of the line sensor 170 by the housing 100 in the present embodiment. 10A shows a state in which the line sensor 170, the flexible circuit board 175, and the holding member 180 are virtually disassembled in the order in which they are attached to the housing 100. FIG. FIG. 11A is a view of the holding member 180 attached to the housing 100 as viewed obliquely from above. FIG. 11B is a view of the holding member 180 attached to the housing 100 as viewed obliquely from below. The feature of this embodiment is that the line sensor 170 is held by a holding member 180 and the line sensor 170 is attached to the housing 100 by bonding the holding member 180 to the housing 100. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG. 11A of the side wall 101 in a state where the line sensor 170 and the holding member 180 are held.

まず保持部材180の形状について説明する。ラインセンサ170を保持する保持部材180は、ラインセンサ170の裏面を覆う裏面部180a、側面を覆う側面部180bを有する箱型の形状である。なお、ラインセンサ170の裏面とは調整面104に当接する面の裏側の面であり、側面とは調整面104に当接する面を正面と見た時の側面である。保持部材180のラインセンサ170を取り付ける側は開口を有し、ラインセンサ170を保持した状態で、ガラス部173の表面は保持部材180より僅かに突出している。さらにラインセンサ170を保持した状態で、フレキシブル回路基板175が保持部材180の外側に延びてセンサユニット制御回路基板と接続できるよう、側面部180aの一部に凹部182が設けられている。   First, the shape of the holding member 180 will be described. The holding member 180 that holds the line sensor 170 has a box shape having a back surface portion 180 a that covers the back surface of the line sensor 170 and a side surface portion 180 b that covers the side surface. The back surface of the line sensor 170 is a surface on the back side of the surface that contacts the adjustment surface 104, and the side surface is a side surface when the surface that contacts the adjustment surface 104 is viewed as the front surface. The side of the holding member 180 to which the line sensor 170 is attached has an opening, and the surface of the glass portion 173 slightly protrudes from the holding member 180 in a state where the line sensor 170 is held. Further, a concave portion 182 is provided in a part of the side surface portion 180a so that the flexible circuit board 175 extends outside the holding member 180 and can be connected to the sensor unit control circuit board while the line sensor 170 is held.

本実施形態では、ラインセンサ170のハウジング100への取り付けは、まず保持部材180にラインセンサ170を取り付け後、保持部材180とハウジング100を接着することで行われる。保持部材180へのラインセンサ170の取り付けについて説明する。保持部材180にはラインセンサ170と接着するための接着剤201を塗布するための穴183が設けられており、この穴183に塗布した接着剤201でラインセンサ170の裏面を保持部材180に接着する。ここで、ラインセンサ170内における受光素子174の受光面Sの法線回りの姿勢にばらつきがある。そこで、観察用カメラ(不図示)にて受光素子174その位置を計測し、保持部材180に対する受光素子174の姿勢が所望の姿勢となるよう、保持部材180に対してラインセンサ170の姿勢を調整した後に接着する。   In the present embodiment, the line sensor 170 is attached to the housing 100 by first attaching the line sensor 170 to the holding member 180 and then bonding the holding member 180 and the housing 100 together. The attachment of the line sensor 170 to the holding member 180 will be described. The holding member 180 is provided with a hole 183 for applying an adhesive 201 for bonding to the line sensor 170, and the adhesive 201 applied to the hole 183 is used to bond the back surface of the line sensor 170 to the holding member 180. To do. Here, the posture around the normal line of the light receiving surface S of the light receiving element 174 in the line sensor 170 varies. Therefore, the position of the light receiving element 174 is measured by an observation camera (not shown), and the posture of the line sensor 170 is adjusted with respect to the holding member 180 so that the posture of the light receiving element 174 with respect to the holding member 180 becomes a desired posture. After bonding.

次にラインセンサ170が取り付けられるハウジング100の側壁101について説明する。第1実施形態同様に側壁101には開口部102、ラインセンサ170のガラス部173表面が当接するための調整面104が設けられている。また、側壁101にはハウジング100の外側に凸である凸部103が設けられている。凸部103は接着される保持部材180の周りであって、Y軸方向に関して保持部材180の両端側、X軸方向に関して受光素子174の中央と重なる部分に設けられている。この凸部103と保持部材180との間に接着剤201を充填し、保持部材180とハウジング100を接着する。   Next, the side wall 101 of the housing 100 to which the line sensor 170 is attached will be described. Similar to the first embodiment, the side wall 101 is provided with an opening 102 and an adjustment surface 104 for contacting the surface of the glass portion 173 of the line sensor 170. Further, the side wall 101 is provided with a convex portion 103 that is convex to the outside of the housing 100. The convex portion 103 is provided around the holding member 180 to be bonded, and at both ends of the holding member 180 with respect to the Y-axis direction and a portion overlapping the center of the light receiving element 174 with respect to the X-axis direction. An adhesive 201 is filled between the convex portion 103 and the holding member 180 to bond the holding member 180 and the housing 100 together.

図12に示すように、保持部材180はラインセンサ170の裏面及び側面の大半を覆うような形状となっている。ガラス部173表面を調整面104に当接させた状態では、側面部180bと側壁101は当接せず、側面部180bはラインセンサ170の側面を完全に覆い隠さない。しかし、側壁101と保持部材180との間で外光が多重反射し減衰するような形状であるので、受光素子174が外光を受光する虞を低減する。   As shown in FIG. 12, the holding member 180 has a shape that covers most of the back surface and side surfaces of the line sensor 170. In a state where the surface of the glass portion 173 is in contact with the adjustment surface 104, the side surface portion 180b and the side wall 101 do not contact each other, and the side surface portion 180b does not completely cover the side surface of the line sensor 170. However, since the shape is such that external light is multiple-reflected and attenuated between the side wall 101 and the holding member 180, the possibility that the light receiving element 174 receives external light is reduced.

なお、ハウジング100の側壁が有する開口部102の周囲と、ガラス部173表面とが当接した状態で固定することで、ハウジング100の内にと外気が侵入する隙間を埋める。このため紙紛等の塵埃侵入による汚れ等を引き起こすことを防止することが出来る。   In addition, by fixing the periphery of the opening portion 102 provided on the side wall of the housing 100 and the surface of the glass portion 173 in contact with each other, a gap in which the outside air enters into the housing 100 is filled. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of dirt due to the intrusion of dust such as paper dust.

次に図13を用いて、保持部材180に保持されたラインセンサ170の位置調整方法について具体的に説明する。図13は、ラインセンサ170調整時におけるカラーセンサユニットを斜め上方から見た図である。ラインセンサの位置調整は、X軸、Y軸の2軸の調整を行う。図8が示すラインセンサ調整工具600は、保持部材180を把持するクランプ工具601、保持部材180を光軸方向に付勢支持する付勢工具602一体化したものである。ラインセンサ調整工具600は保持部材180の左右V字の切りこみ部184を把持した状態で不図示の移動装置によってX、Y軸方向に移動可能である。603はモノクロメータである。ラインセンサ170の位置調整は、保持部材180をクランプ工具601によって把持し、付勢工具602によって、保持部材180から突出するラインセンサ170のガラス部173がハウジング100の側壁101に形成された調整面104に突き当てられる。この時、クランプ工具601が支持する点を結んだ略中心とラインセンサ170を保持する保持部材180の重心とを略一致させることで、保持部材180を安定した状態で把持できる。ラインセンサ170の位置調整は第1実施形態と同様にモノクロメータ603を用いて行う。ラインセンサ170の位置調整が完了すると、ディスペンサ202で保持部材180と側壁101に設けられた凸部103と保持部材180との間に紫外線硬化型接着剤201を充填し、紫外線を照射し硬化させる。こうして保持部材180及びラインセンサ170が側壁101に保持される。ここで、本実施形態では図13に示すように凸部103には凹部103aが設けられている。このように凹部103aを設けることで、ディスペンサ202でY方向から紫外線硬化型接着剤201を充填させることができるため、ラインセンサ調整工具600と干渉しにくく調整が行い易くなる。   Next, a method for adjusting the position of the line sensor 170 held by the holding member 180 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram of the color sensor unit viewed from obliquely above when the line sensor 170 is adjusted. The position adjustment of the line sensor is performed by adjusting the X axis and the Y axis. A line sensor adjustment tool 600 shown in FIG. 8 is an integrated unit of a clamp tool 601 that grips the holding member 180 and a biasing tool 602 that biases and supports the holding member 180 in the optical axis direction. The line sensor adjusting tool 600 can be moved in the X and Y axis directions by a moving device (not shown) while holding the left and right V-shaped cutouts 184 of the holding member 180. Reference numeral 603 denotes a monochromator. The position of the line sensor 170 is adjusted by gripping the holding member 180 with the clamp tool 601 and adjusting the surface of the housing 100 where the glass portion 173 of the line sensor 170 protruding from the holding member 180 is formed by the biasing tool 602. 104 is abutted. At this time, the holding member 180 can be held in a stable state by substantially matching the approximate center connecting points supported by the clamp tool 601 and the center of gravity of the holding member 180 holding the line sensor 170. The position adjustment of the line sensor 170 is performed using the monochromator 603 as in the first embodiment. When the position adjustment of the line sensor 170 is completed, the dispenser 202 fills the holding member 180, the convex portion 103 provided on the side wall 101, and the holding member 180 with the ultraviolet curable adhesive 201 and irradiates the ultraviolet ray to cure. . In this way, the holding member 180 and the line sensor 170 are held on the side wall 101. Here, in this embodiment, as shown in FIG. 13, the convex part 103 is provided with a concave part 103a. By providing the concave portion 103a in this manner, the UV curable adhesive 201 can be filled from the Y direction by the dispenser 202, so that the adjustment is difficult to interfere with the line sensor adjustment tool 600.

本実施形態では、保持部材180に対しラインセンサ170の受光面Sの法線回りの姿勢を調整した後にラインセンサ170と保持部材180を接着した。このように受光面Sの法線回りの姿勢を調整することで、凹面回折格子160からの分光光束に対する受光素子174の位置をより精度良く決めることができる。受光面Sの法線回りの姿勢を調整は、保持部材180とラインセンサ170を接着した後にラインセンサ調整工具600で保持部材180を把持した状態で同様の姿勢調整を行うことも可能である。しかし、ラインセンサ170の受光面Sの法線回りの姿勢の調整は、ラインセンサ調整工具600で把持した状態で行うよりも、保持部材180に接着する前に予め調整しておく方が比較的簡単である。このため、組み立て工程全体の時間を短縮することができる。また、ラインセンサ調整工具600に受光面Sの法線回りにラインセンサ170の姿勢の調整機能を持たせる必要が無いため、工具をシンプルにすることができる。   In this embodiment, the line sensor 170 and the holding member 180 are bonded after adjusting the posture around the normal line of the light receiving surface S of the line sensor 170 with respect to the holding member 180. By adjusting the posture around the normal line of the light receiving surface S in this way, the position of the light receiving element 174 with respect to the spectral light beam from the concave diffraction grating 160 can be determined with higher accuracy. The posture around the normal line of the light receiving surface S can be adjusted by performing the same posture adjustment while holding the holding member 180 with the line sensor adjusting tool 600 after bonding the holding member 180 and the line sensor 170. However, the adjustment of the posture around the normal line of the light receiving surface S of the line sensor 170 is relatively adjusted in advance before adhering to the holding member 180, rather than being performed while being held by the line sensor adjustment tool 600. Simple. For this reason, the time of the whole assembly process can be shortened. Further, since the line sensor adjustment tool 600 does not need to have the function of adjusting the posture of the line sensor 170 around the normal line of the light receiving surface S, the tool can be simplified.

図14は保持部材とラインセンサ調整工具の他の構成を示したものである。この保持部材185は、ラインセンサ170の裏面及び側面の大半を覆う点で第2実施形態の保持部材180と同様である。しかし保持部材185はプラスチックの枠体186に鋼鈑187を貼り合せた複合部材により構成されている。そして、ラインセンサ調整工具610のクランプ部611に電磁石を使用することにより、保持部材185を着脱自在に把持することが可能である。なお、ラインセンサ調整工具610には保持部材185を精度良く位置決めして支持するための2本の支柱612が配置されており、図14中の矢印で示す方向で保持部材185と精度良く係合する構成となっている。保持部材をこのように構成することで、ラインセンサ位置調整工具610の構成を簡素化することができる。   FIG. 14 shows another configuration of the holding member and the line sensor adjusting tool. This holding member 185 is similar to the holding member 180 of the second embodiment in that it covers most of the back surface and side surfaces of the line sensor 170. However, the holding member 185 is composed of a composite member in which a steel frame 187 is bonded to a plastic frame 186. The holding member 185 can be detachably gripped by using an electromagnet for the clamp part 611 of the line sensor adjusting tool 610. The line sensor adjusting tool 610 is provided with two support columns 612 for positioning and supporting the holding member 185 with high accuracy, and is engaged with the holding member 185 with high accuracy in the direction indicated by the arrow in FIG. It is the composition to do. By configuring the holding member in this way, the configuration of the line sensor position adjusting tool 610 can be simplified.

図15は、側壁101の調整面104付近の他の構成を示したもので、カラーセンサユニット1000の側壁101のラインセンサ170が取り付けられる位置を外側から見た図である。このように、調整面104を側壁101の凹部に形成してもよい。この構成では、保持部材180に保持したラインセンサ170を調整面104に突き当てた状態で、保持部材180に当接せず、側面部180bの周りに対向し、側面部180bを外側で囲む壁面101aが形成されている。このように壁面101aを構成すると、外光が封止部172やガラス部173に入射する可能性をさらに低減することができる。また、調整面保持部材180に当接せず、側面部180bに対向して囲むようなリブ等を設けても壁面101aを形成しても同様の効果を得ることができる。この壁面101aは、保持部材180に対して、ラインセンサ170のX方向Y方向の調整をしても保持部材180に当接しないだけの十分な間隔を持って形成されている。また、第1実施形態で説明したような保持部材180を有していない構成の場合にも、同様にラインセンサ170を外側で囲うような壁面101aを形成してもよい。この場合も、壁面101aは、ラインセンサ170に対して、ラインセンサ170のX方向Y方向の調整をしてもラインセンサ170に当接しないだけの十分な間隔を持って形成されている。このように構成しても、外光が封止部172やガラス部173に入射する可能性を低減することができる。   FIG. 15 shows another configuration in the vicinity of the adjustment surface 104 of the side wall 101, and is a view of the position where the line sensor 170 on the side wall 101 of the color sensor unit 1000 is attached as viewed from the outside. As described above, the adjustment surface 104 may be formed in the concave portion of the side wall 101. In this configuration, in a state where the line sensor 170 held by the holding member 180 is abutted against the adjustment surface 104, the wall surface is opposed to the holding member 180, faces around the side surface portion 180 b, and surrounds the side surface portion 180 b outside. 101a is formed. If the wall surface 101a is configured in this manner, the possibility that external light will enter the sealing portion 172 and the glass portion 173 can be further reduced. In addition, the same effect can be obtained by providing a rib or the like that does not contact the adjustment surface holding member 180 and surrounds the side surface portion 180b, or by forming the wall surface 101a. The wall surface 101 a is formed with a sufficient interval with respect to the holding member 180 so as not to contact the holding member 180 even if the line sensor 170 is adjusted in the X direction and the Y direction. Also, in the case of a configuration that does not have the holding member 180 as described in the first embodiment, a wall surface 101a that surrounds the line sensor 170 on the outside may be similarly formed. Also in this case, the wall surface 101a is formed with a sufficient interval with respect to the line sensor 170 so as not to contact the line sensor 170 even if the line sensor 170 is adjusted in the X direction and the Y direction. Even if comprised in this way, possibility that external light will inject into the sealing part 172 or the glass part 173 can be reduced.

本実施形態は第1実施形態同様に、ラインセンサ170を収納する保持部材180をハウジング100の側壁側に接着固定する。このため、装置が小型化しても、ラインセンサ170の位置調整における工具のスペースを十分確保できる。その結果、作業性や生産性を落とすことなくラインセンサ170を精度良く組み付けが可能になる。   In the present embodiment, as in the first embodiment, the holding member 180 that houses the line sensor 170 is bonded and fixed to the side wall of the housing 100. For this reason, even if the apparatus is downsized, a sufficient space for the tool in the position adjustment of the line sensor 170 can be secured. As a result, the line sensor 170 can be assembled with high accuracy without reducing workability and productivity.

さらに本実施形態では、ラインセンサ170の裏面と側面の大半を保持部材180によって覆っているため、外光がラインセンサ170の封止部172やガラス部173に入射して受光素子174に照射されることを低減する。従って、受光素子174の出力にノイズが載ることや、誤検知を低減することができる。   Furthermore, in this embodiment, since most of the back surface and side surface of the line sensor 170 is covered by the holding member 180, external light is incident on the sealing portion 172 and the glass portion 173 of the line sensor 170 and is applied to the light receiving element 174. Reducing that. Therefore, noise can be placed on the output of the light receiving element 174, and erroneous detection can be reduced.

1000 カラーセンサユニット
100 ハウジング
101 側壁
102 開口部
103 凸部
104 調整面
110 LED
120 センサユニット制御回路基板
130 照明光学部材
140 導光光学部材
150 スリット、
160 凹面回折格子
170 ラインセンサ
171 基板部(接着部)
180 保持部材
190 ハウジングカバー
190b カバーガラス
1000 Color sensor unit 100 Housing 101 Side wall 102 Opening portion 103 Convex portion 104 Adjustment surface 110 LED
120 sensor unit control circuit board 130 illumination optical member 140 light guide optical member 150 slit,
160 Concave diffraction grating 170 Line sensor 171 Substrate part (adhesion part)
180 holding member 190 housing cover 190b cover glass

Claims (10)

入射した光束を分光及び集光する凹面回折格子と、
前記凹面回折格子によって分光及び集光された光束を一方向に配列された複数の光電変換素子で受光し、前記複数の光電変換素子の夫々に対応する電気信号を出力するアレイ型受光部材と、
前記凹面回折格子及び前記アレイ型受光部材を支持する箱形状の筐体と、
を有する、分光測色装置において、
前記筐体の側壁は、
前記分光された光束が通過する開口部と、
外側に、前記凹面回折格子のローランド円のうち前記複数の光電変換素子が受光する光束の領域内にある部分における接線と平行な調整面と、
前記筐体の外側に向かって凸である凸部と、を備え、
前記調整面は、該ローランド円の接線の法線方向において、前記アレイ型受光部材と前記ローランド円の中心との距離が一定となるよう、前記アレイ型受光部材が当接され前記アレイ型受光部材の位置を決め、
前記凸部は、前記凹面回折格子のローランド円のうち前記複数の光電変換素子が受光する光束の領域内の部分における半径の方向及び前記複数の光電変換素子の配列する方向に直交する方向に関して、前記アレイ型受光部材に対向する位置に配置されており、
前記アレイ型受光部材は、前記アレイ型受光部材の前記複数の光電変換素子の配列する方向が前記ローランド円の接線に平行で、前記複数の光電変換素子が、前記開口部を通過した光束を受光するよう、前記調整面に突き当たった状態で前記凸部と前記アレイ型受光部材との間の接着剤によって前記筐体に固定されていることを特徴とする分光測色装置。
A concave diffraction grating for spectroscopic and condensing incident light flux;
An array-type light receiving member that receives the light beams that are spectrally and condensed by the concave diffraction grating by a plurality of photoelectric conversion elements arranged in one direction, and outputs an electrical signal corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion elements;
A box-shaped housing that supports the concave diffraction grating and the array-type light receiving member;
In a spectrocolorimetric device having
The side wall of the housing is
An opening through which the split luminous flux passes;
Outside, an adjustment surface parallel to a tangent line in a portion of the Roland circle of the concave diffraction grating in the region of the light beam received by the plurality of photoelectric conversion elements
A convex portion that is convex toward the outside of the housing,
The array type light receiving member is brought into contact with the adjustment surface so that a distance between the array type light receiving member and the center of the Rowland circle is constant in a normal direction of a tangent to the Rowland circle. Determine the position of
The convex portion has a radial direction in a portion in a region of a light beam received by the plurality of photoelectric conversion elements in a Roland circle of the concave diffraction grating and a direction orthogonal to a direction in which the plurality of photoelectric conversion elements are arranged. It is arranged at a position facing the array type light receiving member,
The array type light receiving member is configured such that a direction in which the plurality of photoelectric conversion elements of the array type light receiving member are arranged is parallel to a tangent to the Rowland circle, and the plurality of photoelectric conversion elements receive the light flux that has passed through the opening. The spectral colorimetric device is fixed to the casing with an adhesive between the convex portion and the array type light receiving member in a state of being in contact with the adjustment surface.
前記アレイ型受光部材の前記調整面に当接する面の裏側の面を覆う裏面部と、前記アレイ型受光部材の側面を覆う側面部とを備える保持部材によって保持された状態で、前記アレイ型受光部材は前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の分光測色装置。   The array-type light receiving member is held by a holding member including a back surface portion that covers a back surface of the surface that contacts the adjustment surface of the array-type light receiving member and a side surface portion that covers a side surface of the array light-receiving member. The spectral colorimetric apparatus according to claim 1, wherein the member is fixed to the housing. 請求項1又は2に記載の分光測色装置と、トナー像が転写されたシート材を加熱して画像を定着させる定着器と、を有し、前記分光測色装置は、前記定着器の下流側の前記シートの搬送路上に配置され、前記定着器を通過した後のシート材からの反射光を前記複数の受光素子で受光することを特徴とする画像形成装置。   3. The spectral colorimetric device according to claim 1 and a fixing device for fixing the image by heating the sheet material onto which the toner image is transferred, wherein the spectral colorimetric device is downstream of the fixing device. An image forming apparatus, wherein the plurality of light receiving elements receive reflected light from a sheet material that is disposed on a sheet conveyance path on the side and passes through the fixing device. 入射した光束を分光する凹面反射型の回折格子と、複数の光電変換素子を備え、前記回折格子で分光された光を前記光電変換素子で受光する受光部材と、前記回折格子と前記受光部材とを保持する筐体と、を有する分光測色装置の製造方法であって、
前記筐体の側壁にはローランド円の接線と平行な調整面と前記筐体の外側に向かって凸である凸部とが設けられ、前記凸部は、前記回折格子のローランド円の半径方向と接線方向とに直交する方向に関して、前記受光部材に対向する位置に配置されており、
前記受光部材を前記複数の光電変換素子の配列方向が前記調整面に平行となるように前記調整面に突き当てた状態で移動させ、前記受光部材の前記回折格子に対する位置を決める調整工程と、前記調整工程の後に前記凸部と前記受光部材との間に充填された接着剤によって前記受光部材を前記筐体に固定する固定工程と、を有することを特徴とする分光測色装置の製造方法。
A concave reflection type diffraction grating that splits an incident light beam, a plurality of photoelectric conversion elements, a light receiving member that receives light separated by the diffraction grating by the photoelectric conversion element, the diffraction grating, and the light receiving member, A method of manufacturing a spectrocolorimetric device having a housing for holding
The side wall of the housing is provided with an adjustment surface parallel to a tangent to the Roland circle and a convex portion that is convex toward the outside of the housing, and the convex portion is in the radial direction of the Roland circle of the diffraction grating. With respect to the direction perpendicular to the tangential direction, the light receiving member is disposed at a position facing the light receiving member,
An adjustment step of determining the position of the light receiving member with respect to the diffraction grating by moving the light receiving member in a state of being abutted against the adjustment surface so that the arrangement direction of the plurality of photoelectric conversion elements is parallel to the adjustment surface; And a fixing step of fixing the light receiving member to the housing with an adhesive filled between the convex portion and the light receiving member after the adjusting step. .
前記調整工程では、前記受光部材を前記調整面に突き当てた状態で前記ローランド円の接線方向に移動させることを特徴とする請求項4に記載の分光測色装置の製造方法。   5. The method of manufacturing a spectral colorimetry apparatus according to claim 4, wherein, in the adjustment step, the light receiving member is moved in a tangential direction of the Roland circle in a state of abutting against the adjustment surface. 前記調整工程では、前記受光部材を前記調整面に突き当てた状態で前記ローランド円の半径方向と接線方向とに直交する方向に移動させることを特徴とする請求項4又は5に記載の分光測色装置の製造方法。   6. The spectroscopic measurement according to claim 4, wherein, in the adjustment step, the light receiving member is moved in a direction orthogonal to a radial direction and a tangential direction of the Roland circle in a state where the light receiving member is abutted against the adjustment surface. A method for manufacturing a color device. 前記筐体は底面と前記底面を囲む側壁を備えた箱形状であり、前記側壁の外面に前記調整面が設けられていることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一項に記載の分光測色装置の製造方法。   The said housing | casing is a box shape provided with the side wall surrounding the bottom face and the said bottom face, The said adjustment surface is provided in the outer surface of the said side wall, The Claim 4 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. A method for manufacturing a spectrocolorimeter. 前記回折格子は、前記筐体の前記側壁に囲まれた部分に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の分光測色装置の製造方法。   The method for manufacturing a spectrocolorimetric apparatus according to claim 7, wherein the diffraction grating is arranged in a portion surrounded by the side wall of the casing. 前記固定工程で、前記受光部材は接着剤により前記筐体に固定されることを特徴とする請求項4乃至8のいずれか一項に記載の分光測色装置の製造方法。   The method for manufacturing a spectrocolorimetric apparatus according to any one of claims 4 to 8, wherein, in the fixing step, the light receiving member is fixed to the housing by an adhesive. 前記分光測色装置は、トナー像が転写されたシート材を加熱して画像を定着させる定着器、を有する画像形成装置に設けられており、前記定着器を通過した後のシート材からの反射光を前記複数の受光素子で受光することを特徴とする請求項4乃至9のいずれか一項に記載の分光測色装置の製造方法。 The spectrocolorimeter is provided in an image forming apparatus having a fixing device that heats a sheet material on which a toner image is transferred to fix the image, and reflects the sheet material after passing through the fixing device. method for manufacturing a spectral colorimetric apparatus according to any one of claims 4 to 9, characterized in that for receiving the light by the plurality of light receiving elements.
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