WO2017010208A1 - センサ装置および画像形成装置 - Google Patents

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WO2017010208A1
WO2017010208A1 PCT/JP2016/067617 JP2016067617W WO2017010208A1 WO 2017010208 A1 WO2017010208 A1 WO 2017010208A1 JP 2016067617 W JP2016067617 W JP 2016067617W WO 2017010208 A1 WO2017010208 A1 WO 2017010208A1
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WO
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paper
sensor device
backing
light receiving
light
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Application number
PCT/JP2016/067617
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
橋本　雅文
拓真 森川
信次 山本
泰三 脇村
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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Publication date
Application filed by コニカミノルタ株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern

Definitions

  • the present invention relates to a sensor device that is used in, for example, an image forming apparatus and measures the color of a color patch formed on a sheet.
  • the present invention relates to the image forming apparatus.
  • sensor devices that are used in, for example, image forming apparatuses and adjust the color of printed matter are known.
  • Such a sensor device often has a backing (underlay) in order to measure the color with high accuracy.
  • a sensor device having such a backing there are known a device that measures color by moving the sensor device main body during color measurement, and a device that measures color by moving paper (sample) during color measurement. It has been.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus that performs color measurement by moving a sensor device main body during color measurement.
  • the sensor device disclosed in Patent Document 1 includes a movable sensor device main body and a plate-like backing made of synthetic resin, and the sensor device main body moves on the surface of a sheet placed on the backing. Thus, the color patches formed on the paper are measured.
  • a sensor device that moves a sheet during color measurement and measures the color conveys various sheets S having different thicknesses from the sensor apparatus main body that irradiates the sheet S with an illumination light beam 303.
  • a conveyance path 301 set to a possible height width h10 and a rectangular backing 302 disposed on the side opposite to the irradiation side of the illumination light flux 303 on the sheet S with the sheet S interposed during color measurement are provided. .
  • the sensor device shown in FIG. 16 that performs color measurement by moving paper during color measurement has the following problems.
  • the paper S transports the transport path 301.
  • the paper S when the paper flutters and the distance of the paper S with respect to the backing 302 changes, for example, as shown in FIG. 16B, the paper S is close to the backing 302, and as shown in FIG. In contrast, the sheet S may be farther than the case shown in FIG. 16B.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to efficiently reflect the irradiation light transmitted through the paper when the paper is conveyed and measure the color, and the amount of light reflected from the paper. It is an object of the present invention to provide a sensor device that can obtain a stable colorimetric result with little fluctuation. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the sensor device.
  • a sensor device is a device that receives an illumination light beam reflected by a sheet through a light receiving opening and measures the color of the sheet, and is disposed on a side opposite to the irradiation side of the illumination beam to the sheet.
  • Square or rectangular backing In the backing, L1 ⁇ L2 ⁇ 6 ⁇ (d / 2) where L1 is one of two adjacent sides, L2 is the other length, and the diameter of the light receiving opening is d. .9) It is formed in a size that satisfies the condition of 1/2 .
  • An image forming apparatus includes the sensor device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of the sensor device main body shown in FIG. 3. It is the enlarged view to which the illumination light-receiving part in the said sensor apparatus main-body part was expanded. It is sectional drawing of the said illumination light-receiving part. It is the figure seen from the light-receiving opening side of the backing used for the said sensor apparatus. It is an energy distribution map of the irradiation light irradiated to the surface of a paper.
  • FIG. 1 is a side view of a sensor device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of a sensor device main body used in the sensor device of FIG. 1 as viewed from the passage side of the illumination light beam.
  • FIG. 3 is a perspective view of the sensor device main body of FIG. 2 as viewed from the opposite side of the passage port 3.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the sensor device 1 of this embodiment is a color sensor. As shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, the sensor device main body 2, a paper transport unit 103 that transports the paper S when performing color measurement by the sensor device main body 2, and a backing 104. With.
  • the sensor device main body 2 includes a housing 5, an illumination light receiving unit 7, and a spectroscopic unit 9 as shown in FIG.
  • the housing 5 includes a bottom wall portion 11, a side wall portion 13, and a cover 15.
  • the bottom wall portion 11 and the side wall portion 13 include a space portion shown in FIG. 17 is formed.
  • the housing 5 is open on the side facing the bottom wall 11.
  • a cover 15 is fitted on the side facing the bottom wall portion 11.
  • the space part 17 accommodates the illumination light receiving part 7 and the spectroscopic part 9.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the illumination light receiving unit 7 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the illumination light receiving unit 7.
  • FIG. 7 is a view of the backing used in the sensor device as seen from the light receiving opening side.
  • FIG. 8 is an energy distribution diagram of the irradiation light applied to the surface of the paper. The horizontal axis in FIG. 8 indicates the position, and the vertical axis indicates the irradiation light energy [%].
  • the illumination light receiving unit 7 includes a housing 20, a transparent member 19, a light source unit 25, an opening member 27, a cylindrical mirror 29, a light receiving opening 31, a light receiving lens 33, and a plane mirror 35.
  • the light source unit 25, the opening member 27, the cylindrical mirror 29, the light receiving opening 31, the light receiving lens 33, and the plane mirror 35 are accommodated.
  • the optical axis AX shown in FIG. 6
  • the light source unit 25, the plane mirror 35, the light receiving lens 33, and the light receiving opening 31 are arranged in order.
  • the housing 20 has a bottom portion 21 exposed from the bottom wall portion 11 (FIG. 2) of the housing 5 to the outside of the sensor device main body portion 2.
  • a light passage 3 is formed in the bottom 21.
  • the passage port 3 serves as an exit from which the illumination light beam IL directed to the paper (sample) S to be measured goes out of the housing 20, and the illumination light beam IL reflected by the paper S (this illumination light beam IL includes the received light beam RL). Becomes an entrance into the housing 20.
  • a transparent member 19 that closes the passage port 3 is disposed at the passage port 3 in order to prevent paper dust (an example of dust) from entering the housing 20.
  • a transparent plate glass having substantially the same area and substantially the same shape as the passage port 3 is used as the transparent member 19.
  • the material of the transparent member 19 only needs to have a property of transmitting the illumination light beam IL and the light receiving light beam RL.
  • a transparent plastic plate can be used as the transparent member 19.
  • the transparent member 19 is held at the bottom 21 at the outer periphery.
  • the transparent member 19 is exposed to the outside of the housing 20 (in other words, outside the sensor device main body 2) and has an exposed surface 23 located on the passage port 3.
  • the light source unit 25 is, for example, a white LED, and emits a white illumination light beam IL.
  • the illumination light beam IL emitted from the light source unit 25 is focused by the opening member 27 that serves as a stop for the illumination light beam IL, and is irradiated on the inner peripheral surface of the cylindrical mirror 29.
  • the illumination light beam IL reflected by the inner peripheral surface of the cylindrical mirror 29 becomes ring illumination, passes through the transparent member 19, and is approximately 45 ° with respect to the normal line on the surface of the backing 104 (normal line on the surface of the paper S).
  • the substantially circular irradiation region 251 is irradiated at an angle of (45 ° illumination).
  • the illumination light beam IL is irradiated so that the diameter D of the irradiation region 251 is about 16.4 mm.
  • the irradiation region 251 is the maximum energy in the portion (central portion) where the irradiation light energy is maximum in the entire irradiation region where the illumination light beam IL is irradiated onto the surface of the paper S.
  • the light receiving opening 31 is arranged in the optical path of the illumination light beam IL that is irradiated with the illumination light beam IL emitted from the light source unit 25 and reflected by the paper S.
  • the vertical light reflected perpendicularly to the surface of the paper S passes through the transparent member 19, is narrowed by the light receiving opening 31, and is received by the light receiving lens 33 (0). ° Light reception).
  • the component (vertical light) that passes through the light receiving opening 31 becomes the light reception light beam RL.
  • the light receiving opening 31 serves as a stop for the received light beam RL.
  • the light receiving opening 31 is formed so that its diameter d is 1/2 times or less than the diameter of the irradiation region 251, that is, d ⁇ D / 2.
  • the diameter d of the light receiving opening 31 is set to 2.9 mm.
  • the received light beam RL received by the light receiving lens 33 is reflected by the flat mirror 35 and enters the optical fiber 37 (FIG. 5).
  • the optical fiber 37 connects the illumination light receiving unit 7 and the spectroscopic unit 9, and the received light beam RL incident on the optical fiber 37 is guided to the spectroscopic unit 9.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the spectroscopic unit 9.
  • the spectroscopic unit 9 includes, for example, an imaging optical system 40, a reflective diffraction grating 41, a line sensor 42, and a housing 43 that houses the imaging optical system 40, the reflective diffraction grating 41, and the line sensor 42. .
  • the housing 43 is a box formed of a material having a light shielding property with respect to a wavelength range in which the line sensor 42 can receive light.
  • An incident opening (for example, a slit) 44 that guides the received light beam RL emitted from the optical fiber 37 into the housing 43 is formed on one side surface of the housing 43.
  • the received light beam RL incident from the incident aperture 44 enters the imaging optical system 40, is collimated by the imaging optical system 40, enters the reflective diffraction grating 41, and is diffracted by the reflective diffraction grating 41. And reflected.
  • the reflected light is incident on the imaging optical system 40 again, and is formed on the light receiving surface 45 of the line sensor 42 by the imaging optical system 40 as a wavelength dispersion image of the optical image.
  • the line sensor 42 includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged along one direction.
  • the photoelectric conversion element is, for example, a silicon photodiode (SPD).
  • SPD silicon photodiode
  • the line sensor 42 generates an electrical signal representing the intensity level of each wavelength by photoelectrically converting the wavelength dispersion image of the optical image formed on the light receiving surface 45 by each of the plurality of photoelectric conversion elements.
  • the line sensor 42 has a resolution of 20 nm or less.
  • the line sensor 42 is connected to the calculation control unit 55 (FIG. 11), and outputs this electric signal to the calculation control unit 55.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of the sensor device 1 in the present embodiment.
  • the sensor device main body 2 includes a light source driving circuit 53, a calculation control unit 55, and an interface unit (I / F unit) 57 in addition to the illumination light receiving unit 7 and the spectral unit 9 already described.
  • I / F unit interface unit
  • the illumination light receiving unit 7 shown in FIG. 11 schematically represents main elements constituting the illumination light receiving unit 7 shown in FIG.
  • the sheet S is irradiated with the illumination light beam IL from an angle of about 45 degrees with respect to the normal line.
  • the light receiving lens 33 receives a component (light receiving light beam RL) passing through the light receiving opening 31 in the illumination light beam IL reflected by the paper S in the normal direction (approximately 0 degrees).
  • the geometry is 45 degrees: 0 degrees, but the angle at which the illumination light beam IL is applied to the paper S is not limited to 45 ° with respect to the normal line, and the light receiving lens 33 receives light.
  • the angle at which the light beam RL is received is not limited to 0 degrees. That is, the illumination light receiving unit 7 may have another geometry.
  • the received light beam RL received by the light receiving lens 33 is sent to the spectroscopic unit 9 and the above-described processing is executed.
  • the light source driving circuit 53 is connected to the arithmetic control unit 55, supplies power to the light source unit 25 according to the control of the arithmetic control unit 55, and emits the illumination light beam IL from the light source unit 25.
  • the calculation control unit 55 calculates the color of the paper S based on the electric signal output from the spectroscopic unit 9.
  • the arithmetic control unit 55 controls the light source driving circuit 53 to adjust the amount of illumination light beam IL emitted from the light source unit 25.
  • the I / F unit 57 is a circuit that is connected to the arithmetic control unit 55 and performs data input / output with an external device (for example, a control unit of the image forming apparatus) under the control of the arithmetic control unit 55.
  • the sensor device 1 outputs data (electric signal) indicating the color of the paper S calculated by the calculation control unit 55 via the I / F unit 57.
  • the sheet conveying unit 103 includes a sensor conveying path 131 and a sheet feeding member 132.
  • the sensor transport path 131 is disposed to face the first plate 131a disposed on the transparent member 19 (passage port 3) side of the sensor device main body 2 and the first plate 131a at a predetermined interval.
  • the second plate-like body 131b is formed between the first plate-like body 131a and the second plate-like body 131b.
  • the distance between the first plate-like body 131a and the second plate-like body 131b is set to 0.5 mm, so that the height width h of the sensor transport path 131 is 0.5 mm. ing.
  • the sheet feeding member 132 includes two rotatable first rotating rollers 132a and second rotating rollers 132b that are arranged so that their outer peripheral surfaces are opposed to each other by the sensor conveyance path 131.
  • the first rotating roller 132a is driven to rotate, and the second rotating roller 132b rotates in the opposite direction according to the rotation of the first rotating roller 132a.
  • the sheet S is sandwiched between the outer peripheral surface of the first rotating roller 132a and the outer peripheral surface of the second rotating roller 132b, and the sheet is placed downstream of the sensor conveyance path 131. Transport S.
  • the backing 104 is made of a white member having a square or rectangular shape when viewed from the light receiving opening 31, and one of the two adjacent sides of the backing 104 is the first side 104 a. Is longer than or equal to the length L2 of the other second side 104b (L1 ⁇ L2).
  • the lengths L1 and L2 of the two sides of the backing 104 are formed so as to satisfy the condition of L1 ⁇ L2 ⁇ 6 ⁇ (d / 2.9) 1/2 with respect to the diameter d of the light receiving opening 31. Yes. This condition was introduced for the following reasons.
  • the irradiation area 251 can be accurately measured when it is sufficiently large with respect to the light receiving opening 31 (because it is possible to reduce edge loss errors).
  • the size of the entire sensor device 1 is increased (for example, in the case of 45 ° illumination, the distance between the light source unit 25 and the cylindrical mirror 29 is increased, and the diameter of the cylindrical mirror 29 is increased). There is a need to).
  • the diameter of the light receiving opening 31 is preferably small.
  • the sensor device 1 should have a smaller size of the housing 20.
  • the diameter D of the irradiation region 251 is 16.4 mm and the diameter d of the light receiving opening 31 is as described above. Is set to 2.9 mm as a suitable example.
  • the length L1 of the first side 104a and the length L2 of the second side 104b of the backing 104 are set. Is considered to be 6 mm or more.
  • the irradiation area 251 and the light receiving opening 31 were variously changed, and the characteristic (backing distance variation characteristic) of the distance (interval) of the backing 104 to the paper S was simulated. This simulation was performed as follows.
  • the lengths of the first side 104a and the second side 104b are 5 mm, 10 mm, 15 mm, and 20 mm.
  • L1 L2
  • the amount of light (the amount of reflected light) was examined when the distance t between the paper S and the backing 104 was 0 mm and 0.5 mm. The result of the simulation is as shown in FIG. 12A.
  • the amount of reflected light is simulated.
  • the result of the simulation is as shown in FIG. 12B.
  • the amount of reflected light is simulated.
  • the case where the distance t between the paper S and the backing 104 was 1 mm was further examined. The results of these simulations are as shown in FIGS. 13A, 13B, and 13C, respectively.
  • the maximum distance between the sheet S and the backing 104 that is, the height width h of the sensor conveyance path 131 is 0.5 mm, and the difference with respect to the reflected light amount when the distance between the sheet S and the backing 104 is 0 mm.
  • the lower limit of the size of the backing 104 is that the diameter d of the light receiving opening 31 is 1.45 mm and the diameter D of the irradiation region 251 is as shown in FIG. 14B.
  • the length is 8.2 mm
  • the length L1 of the first side 104a and the length L2 of the second side 104b in the backing 104 are 4.3 mm.
  • a conditional expression that satisfies this condition is L1 ⁇ L2 ⁇ 6 ⁇ (d / 2.9) 1/2 .
  • the size of the backing 104 is better as long as it is larger, but the upper limit is determined by the disposition and cost to the apparatus 200 (FIG. 15).
  • the backing 104 configured in this manner has another backing in a position opposite to the irradiation side of the illumination light flux IR on the paper S with the paper S interposed during color measurement. And can be exchanged.
  • the sensor device 1 configured as described above has the illumination light beam IL emitted from the light source unit 25 when the paper S is transported through the sensor transport path 131 by the paper transport member 132 of the paper transport unit 103.
  • the transparent member 19 is transmitted through the cylindrical mirror 29 to irradiate the irradiation area 251 on the sheet S being conveyed.
  • the lengths L1 and L2 of the two sides of the backing 104 are formed to a size that satisfies the condition of L1 ⁇ L2 ⁇ 6 ⁇ (D / 2.9) 1/2 with respect to the diameter D of the light receiving opening 31. Therefore, as shown in FIG. 9, the light transmitted through the paper S strikes the backing 104 efficiently and is reflected. As a result, as shown in FIG. 6, the light transmitted through the sheet S efficiently enters the light receiving opening 31, and the received light flux RL entering the light receiving opening 31 is substantially constant regardless of the position (distance) of the sheet S with respect to the backing 104. It becomes.
  • the diameter d of the light receiving opening 31 is less than or equal to 1 ⁇ 2 of the diameter D of the irradiation area 251, even when the distance between the paper S and the backing varies, the amount of reflected light varies less (see FIG. 13A, FIG. 13B and FIG. 13C).
  • the amount of light reflected by the backing 104 is large. Accordingly, when the efficiency of the amount of irradiation light transmitted through the paper S and reflected by the backing 104 is low, the amount of reflected light varies greatly. However, by using the backing 104 having the above-described size, the efficiency of the amount of irradiation light that is transmitted through the paper S and reflected by the backing 104 is increased, and the variation in the amount of reflected light is reduced. Therefore, the sensor device 1 is suitable for use with the white backing 104.
  • the white backing 104 can be replaced with a black backing.
  • the color is measured with the black backing, and the color measurement is performed in consideration of the color measurement value with the white backing and the color measurement value with the black backing. It is also possible to do.
  • the received light beam RL received by the light receiving lens 33 enters the optical fiber 37 through the flat mirror 35 and is guided to the spectroscopic unit 9.
  • the incident received light beam RL is incident on the imaging optical system 40, collimated by the imaging optical system 40, incident on the reflective diffraction grating 41, and diffracted and reflected by the reflective diffraction grating 41.
  • the reflected light enters the imaging optical system 40 again, and is imaged on the light receiving surface 45 of the line sensor 42 by the imaging optical system 40 as a wavelength dispersion image of the optical image.
  • the line sensor 42 photoelectrically converts the wavelength dispersion image of the optical image formed on the light receiving surface 45 to generate an electrical signal representing the intensity level of each wavelength.
  • the line sensor 42 has a resolution of 20 nm or less, color measurement can be performed with high accuracy. Therefore, by applying the backing 104 to the sensor device main body 2 that can perform color measurement with such high accuracy, color measurement with high accuracy can be ensured.
  • the line sensor 42 outputs this electric signal to the calculation control unit 55, and the calculation control unit 55 calculates the color of the paper S based on the electric signal output from the spectroscopic unit 9.
  • the arithmetic control unit 55 also controls the light source driving circuit 53 to adjust the amount of illumination light beam IL emitted from the light source unit 25.
  • FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an image forming apparatus 200 to which the sensor device 1 according to the embodiment is applied.
  • the sensor device 1 measures the color of the color patch formed on the paper transported through the transport path 221 during color calibration.
  • the image forming apparatus 200 is a production printer, and the printing speed is 100 sheets or more per minute.
  • the image forming apparatus 200 includes an image forming apparatus main body 210, a relay apparatus 220, and a post-processing apparatus 230.
  • the image forming apparatus main body 210 includes an automatic document feeder 211 disposed on the upper side thereof.
  • the document fed by the automatic document feeder 211 is read by a scanner unit (not shown).
  • the document can also be read on a platen glass (not shown).
  • the image forming apparatus main body 210 includes an operation display unit 212 disposed on the upper side thereof.
  • the operation display unit 212 is configured by a touch panel, and can be operated by an operator and information can be displayed.
  • the image forming apparatus main body 210 includes a plurality of paper feed trays 213 arranged on the lower side thereof.
  • a transport path 214 for transporting paper fed from one of the paper feed trays 213 is provided, and an image forming unit 215 is provided in the middle of the transport path 214. ing.
  • the image forming unit 215 includes a photoconductor 216, a charger, an LD, a developing device, a transfer unit, and the like (not shown) arranged around the photoconductor 216.
  • a fixing device 217 is disposed in the conveyance path 214 on the downstream side of the photoconductor 216.
  • the conveyance path 214 extends on the downstream side of the fixing device 217 and is connected to the conveyance path 221 of the relay device 220.
  • the image forming apparatus main body 210 forms an image indicated by image data on a sheet conveyed using the conveyance path 214 by an electrophotographic method.
  • the sheet on which the image is formed is conveyed to the fixing device 217.
  • the fixing device 217 fixes the image on the paper by heating the conveyed paper.
  • the sheet subjected to the fixing process is conveyed to the relay device 220 through the conveyance path 214.
  • the relay apparatus 220 includes a conveyance path 221 that is connected to the conveyance path 214 and connected to the post-processing apparatus 230 at the subsequent stage.
  • the relay device 220 includes a reverse stacking unit 222 that reverses or stacks a predetermined number of sheets conveyed on the conveyance path 221.
  • the sheets stacked by the reverse stacking unit 222 are conveyed to the post-processing device 230 side at a predetermined timing.
  • the sensor device 1 is arranged on the upstream side of the reversal stack unit 222. Further, the sensor conveyance path 131 of the sensor device 1 is disposed in the middle of the conveyance path 221 of the image forming apparatus 200 and is a part of the conveyance path 221.
  • the post-processing device 230 performs predetermined post-processing such as punching, folding, and saddle stitching.
  • the post-processing device 230 performs predetermined post-processing on the paper conveyed from the relay device 220 and discharges the paper to the paper discharge unit 231.
  • a sensor device includes a sensor device main body that irradiates a sheet with illumination light flux to measure color, a paper transport unit that transports the paper when performing color measurement by the sensor device main body, and the colorimetry
  • a square or rectangular backing disposed on the opposite side of the sheet from which the illumination light beam is irradiated is provided.
  • a light receiving opening for receiving the illumination light beam reflected by the paper is provided, and the backing has a length L1 of one of two adjacent sides and L2 of the other side, and the diameter of the light receiving opening is set to be L2.
  • d it is formed in a size that satisfies the condition of L1 ⁇ L2 ⁇ 6 ⁇ (d / 2.9) 1/2 .
  • the backing is formed in a size that satisfies the condition of L1 ⁇ L2 ⁇ 6 ⁇ (d / 2.9) 1/2 , for example, the paper against the backing due to fluttering when the paper is conveyed Even when the distance fluctuates, most of the irradiation light transmitted through the paper is reflected by the backing. Thereby, the sensor device can reduce the fluctuation of the reflected light amount regardless of the distance of the sheet to the backing.
  • the diameter of the light receiving aperture in order to increase the measurement speed of colorimetry, and it is preferable to decrease the diameter of the light receiving aperture in order to measure, for example, a small patch. For this reason, there are cases where different sizes of the light receiving apertures are used according to the requirements for color measurement.
  • the backing is formed in a size that satisfies the condition of L1 ⁇ L2 ⁇ 6 ⁇ (d / 2.9) 1/2 , the irradiation that has passed through the paper according to the size of the light receiving aperture A backing capable of efficiently reflecting light can be formed.
  • the diameter d of the light receiving opening may satisfy the condition of d ⁇ D / 2, where D is the diameter of the irradiation region of the illumination light beam irradiated on the paper. Is formed.
  • the “irradiation area” refers to an energy value of 2% or less with respect to the maximum energy value in the part where the irradiation light energy is maximum in the entire irradiation area where the illumination light beam is irradiated onto the surface of the paper. The area except for the area.
  • Such a sensor device can increase the irradiation light reflected by the backing out of the irradiation light transmitted through the paper, and can reduce fluctuations in the amount of reflected light.
  • the backing is white.
  • the backing is white
  • the amount of light reflected by the backing is large, and therefore when the part of the irradiated light beam is not reflected, the amount of reflected light varies greatly. Therefore, the effect is great when a white backing is used.
  • the backing is arranged to be exchangeable with another backing.
  • the sensor device main body irradiates at an angle of about 45 ° with respect to the normal line on the surface of the backing, and has a resolution of 20 nm or less.
  • the light receiving opening is formed so as to be able to receive vertical light reflected in a direction substantially perpendicular to the surface of the paper.
  • the sensor device main body can measure the color with high accuracy.
  • errors due to changes in the amount of light returned from the backing account for a large proportion of the measurement accuracy. Therefore, by using the backing for the sensor device main body, high-precision color measurement can be ensured, and the sensor device main-body portion can be measured with high accuracy.
  • An image forming apparatus for forming an image according to another aspect includes any one of the above-described sensor devices.
  • the sensor apparatus which measures a color can be provided.

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Abstract

本発明のセンサ装置は、用紙で反射された照明光束を、受光開口を介して受光して前記用紙を測色する装置であり、前記用紙への前記照明光束の照射側と反対側に配置される正方形または長方形状のバッキングとを備える。そして、前記バッキングは、互いに隣接する２辺の内の一方の長さをＬ１、他方の長さをＬ２とし、前記受光開口の直径をｄとしたとき、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（ｄ／２．９）１／２の条件を満たす大きさに形成される。本発明の画像形成装置は、前記センサ装置を備える。

Description

センサ装置および画像形成装置
　本発明は、例えば画像形成装置に用いられ、用紙に形成されたカラーパッチの色を測定するセンサ装置に関する。本発明は、前記画像形成装置に関する。
　従来から、例えば画像形成装置に用いられ、印刷物の色を調整するためのセンサ装置が知られている。このようなセンサ装置は、高精度で測色するために、バッキング（下敷き）を備える場合も多い。このようなバッキングを備えたセンサ装置として、測色に際してセンサ装置本体部を移動させて測色する形式の装置と、測色に際して用紙（試料）を移動させて測色する形式の装置とが知られている。
　測色に際してセンサ装置本体部を移動させて測色する形式の装置は、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されたセンサ装置は、移動可能なセンサ装置本体部と、合成樹脂からなる板状のバッキングとを備え、バッキング上に配置した用紙の面上をセンサ装置本体部が移動することで用紙に形成されたカラーパッチを測色する。
　一方、測色に際して用紙を移動させて測色するセンサ装置は、例えば図１６に示すように、照明光束３０３を用紙Ｓに照射するセンサ装置本体部と、厚さの異なる種々の用紙Ｓを搬送可能な高さ幅ｈ１０に設定された搬送路３０１と、測色に際して用紙Ｓを挟んで用紙Ｓへの照明光束３０３の照射側と反対側に配置される矩形状のバッキング３０２とを備えている。
　しかしながら、測色に際して用紙を移動させて測色する、図１６に示すセンサ装置では、次のような問題点がある。
　即ち、測色に際して用紙を移動させて測色するセンサ装置では、例えば搬送路３０１の高さ幅ｈ１０に対して用紙Ｓの厚さｔが薄いような場合に、用紙Ｓが搬送路３０１を搬送する際、例えば用紙がばたついてバッキング３０２に対する用紙Ｓの距離が変動し、例えば図１６Ｂに示すようにバッキング３０２に対して用紙Ｓが近距離になる場合と、図１６Ａに示すようにバッキング３０２に対して用紙Ｓが図１６Ｂに示される場合よりも遠距離になる場合がある。
　図１６Ｂに示す近距離の場合は、用紙Ｓを透過した照射光３０３ａは、ほとんどがバッキング３０２で反射されるが、図１６Ａに示す遠距離の場合は、用紙Ｓを透過した照射光３０３ａの一部がバッキング１０２に当たらずに反射されない場合がある。そのように一部が反射されない場合には、図１６Ｂに示す近距離の場合に較べて反射光量が減少し、その結果、反射光量変動によって測色値が影響するおそれがある。
特開２００８－２７５５８７号公報
　本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、用紙を搬送して測色する際に用紙を透過した照射光がバッキングから効率よく反射され、用紙からの反射光量の変動が少なく安定した測色結果を得られるセンサ装置を提供することである。本発明の目的は、前記センサ装置を備える画像形成装置を提供することである。
　本発明にかかるセンサ装置は、用紙で反射された照明光束を、受光開口を介して受光して前記用紙を測色する装置であり、前記用紙への前記照明光束の照射側と反対側に配置される正方形または長方形状のバッキングとを備える。そして、前記バッキングは、互いに隣接する２辺の内の一方の長さをＬ１、他方の長さをＬ２とし、前記受光開口の直径をｄとしたとき、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（ｄ／２．９）１／２の条件を満たす大きさに形成される。本発明にかかる画像形成装置は、前記センサ装置を備える。
　上記並びにその他の本発明の目的、特徴および利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
実施形態におけるセンサ装置の側面図である。 前記センサ装置に用いられるセンサ装置本体部の、照明光束の通過口側から見た斜視図である。 前記センサ装置本体部の、通過口の反対側から見た斜視図である。 図３に示すセンサ装置本体部のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 前記センサ装置本体部における照明受光部を拡大した拡大図である。 前記照明受光部の断面図である。 前記センサ装置に用いられるバッキングの、受光開口側から見た図である。 用紙の面に照射される照射光のエネルギー分布図である。 照射光束が用紙に照射された際の説明図である。 前記センサ装置本体部に用いられる分光部の断面図である。 前記センサ装置本体部の構成を示すブロック図である。 受光開口の直径が５．８ｍｍに対して照射領域の直径が３２．８ｍｍおよび１６．４ｍｍの場合におけるバッキングから返ってくる光量（反射光量）とバッキングの大きさとの関係を示す図である。 受光開口の直径が２．９ｍｍに対して照射領域の直径が３２．８ｍｍ、１６．４ｍｍおよび８．２ｍｍの場合におけるバッキングから返ってくる光量とバッキングの大きさとの関係を示す図である。 受光開口の直径が１．４５ｍｍに対して照射領域の直径が３２．８ｍｍ、１６．４ｍｍおよび８．２ｍｍの場合におけるバッキングから返ってくる光量とバッキングの大きさとの関係を示す図である。 前記センサ装置が適用された画像形成装置を示す模式図である。 照射光束が用紙に照射された際の従来例の説明図である。
　以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。
　図１は、実施形態におけるセンサ装置の側面図である。図２は、照明光束の通過口側から見た、図１のセンサ装置に用いられるセンサ装置本体部の斜視図である。図３は、通過口３の反対側から見た、図２のセンサ装置本体部の斜視図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。
　この実施形態のセンサ装置１は、カラーセンサであり、図１に示すように、センサ装置本体部２と、センサ装置本体部２による測色に際して用紙Ｓを搬送する用紙搬送部１０３と、バッキング１０４とを備える。
　センサ装置本体部２は、図４に示すように、筐体５、照明受光部７および分光部９を備える。
　図２および図３を参照して、筐体５は、底壁部１１、側壁部１３およびカバー１５を備え、底壁部１１と側壁部１３とで、その内側に、図４に示す空間部１７が形成される。
　図２および図４を参照して、筐体５は、底壁部１１と対向する側が開放されている。底壁部１１と対向する側に、カバー１５が嵌められる。空間部１７には、照明受光部７および分光部９が収容される。
　照明受光部７について説明する。図５は、図４に示す照明受光部７を拡大した拡大図である。図６は、照明受光部７の断面図である。図７は、前記センサ装置に用いられるバッキングの、受光開口側から見た図である。図８は、用紙の面に照射される照射光のエネルギー分布図である。図８の横軸は、位置を示し、その縦軸は、照射光エネルギー［％］を示す。図５および図６を参照して、照明受光部７は、筐体２０、透明部材１９、光源部２５、開口部材２７、円筒ミラー２９、受光開口３１、受光レンズ３３および平面ミラー３５を備える。
　筐体２０の中に、光源部２５、開口部材２７、円筒ミラー２９、受光開口３１、受光レンズ３３および平面ミラー３５が収容される。光軸ＡＸ（図６に図示）上に、光源部２５、平面ミラー３５、受光レンズ３３、受光開口３１が順に配列される。
　筐体２０は、筐体５の底壁部１１（図２）からセンサ装置本体部２の外部に露出している底部２１を有する。底部２１には、光の通過口３が形成されている。通過口３は、測色する用紙（試料）Ｓに向かう照明光束ＩＬが筐体２０の外に出る出口となり、用紙Ｓで反射された照明光束ＩＬ（この照明光束ＩＬは受光光束ＲＬを含む）が筐体２０に入る入口となる。
　通過口３には、筐体２０に紙粉（ダストの一例）が入ることを防止するために、通過口３を塞ぐ透明部材１９が配置されている。本実施形態では、通過口３と略同じ面積および略同じ形状を有する透明な板ガラスを、透明部材１９として用いている。透明部材１９の材料は、照明光束ＩＬおよび受光光束ＲＬを透過する性質を有すればよく、例えば、透明なプラスチック板を透明部材１９として用いることができる。透明部材１９は、その外周部が底部２１で保持される。
　透明部材１９は、筐体２０の外部（言い換えれば、センサ装置本体部２の外部）に露出し、通過口３上に位置する露出面２３を有する。
　光源部２５は、例えば、白色ＬＥＤであり、白色の照明光束ＩＬを出射する。光源部２５から出射された照明光束ＩＬは、照明光束ＩＬの絞りとなる開口部材２７で絞られて、円筒ミラー２９の内周面に照射される。円筒ミラー２９の内周面で反射された照明光束ＩＬは、リング照明となり、透明部材１９を透過して、バッキング１０４の表面における法線（用紙Ｓの面における法線）に対して略４５°の角度で、図７に示すように略円形状の照射領域２５１に照射される（４５°照明）。
　この実施形態では、照明光束ＩＬは、照射領域２５１の直径Ｄが１６．４ｍｍ程度になるように、照射される。ここで、照射領域２５１とは、図８に示すように照明光束ＩＬが用紙Ｓの面に照射される全照射領域の内で、照射光エネルギーが最大となる部位（中央部）におけるその最大エネルギー値に対して２％以下のエネルギー値となる縁領域２５２を除いた領域をいう。
　受光開口３１は、図５および図６に示すように、光源部２５から出射された照明光束ＩＬが用紙Ｓに照射され、用紙Ｓで反射された照明光束ＩＬの光路に配置されている。用紙Ｓで反射された照明光束ＩＬは、用紙Ｓの面に対して垂直に反射された垂直光が透明部材１９を透過し、受光開口３１で絞られて、受光レンズ３３で受光される（０°受光）。用紙Ｓで反射された照明光束ＩＬのうち、受光開口３１を通過する成分（垂直光）が受光光束ＲＬとなる。図６では、用紙Ｓで反射された照明光束ＩＬのうち、受光光束ＲＬだけが示されている。受光開口３１は、受光光束ＲＬの絞りとなる。
　この受光開口３１は、図７に示すように、その直径ｄが照射領域２５１の直径よりも１／２倍以下になるように、すなわち、ｄ≦Ｄ／２になるように形成される。この実施形態では、受光開口３１の直径ｄは、２．９ｍｍに設定されている。
　受光レンズ３３で受光された受光光束ＲＬは、平面ミラー３５で反射され、光ファイバー３７（図５）に入射する。光ファイバー３７は、照明受光部７と分光部９とを接続しており、光ファイバー３７に入射した受光光束ＲＬは、分光部９に導かれる。
　分光部９について説明する。図１０は、分光部９の断面図である。分光部９は、例えば、結像光学系４０と、反射型回折格子４１と、ラインセンサ４２と、それらの結像光学系４０、反射型回折格子４１およびラインセンサ４２を収容する筐体４３と、を備える。
　筐体４３は、ラインセンサ４２の受光可能な波長範囲に対し遮光性を有する材料によって形成された箱体である。筐体４３の一側面には、光ファイバー３７から出射された受光光束ＲＬを筐体４３内に導光する入射開口（例えば、スリット）４４が形成されている。
　入射開口４４から入射された受光光束ＲＬは、結像光学系４０に入射し、結像光学系４０によって平行化（コリメート）されて反射型回折格子４１に入射し、反射型回折格子４１によって回折されて反射される。この反射光は、再び、結像光学系４０に入射し、結像光学系４０によってラインセンサ４２の受光面４５上に光像の波長分散像として結像される。
　ラインセンサ４２は、一方向に沿って配列された複数の光電変換素子を備えて構成される。光電変換素子は、例えば、シリコンホトダイオード（ＳＰＤ）等である。ラインセンサ４２は、受光面４５上に形成された光像の波長分散像を、複数の光電変換素子それぞれによって光電変換することによって、各波長の強度レベルを表す電気信号を生成する。この実施形態では、ラインセンサ４２は、２０ｎｍ以下の分解能を有する。そして、ラインセンサ４２は、演算制御部５５（図１１）に接続され、この電気信号を演算制御部５５へ出力する。
　図１１は、本実施形態におけるセンサ装置１の構成を示すブロック図である。センサ装置本体部２は、既に説明した照明受光部７および分光部９に加えて、光源駆動回路５３、演算制御部５５およびインターフェース部（Ｉ／Ｆ部）５７を備える。
　図１１に示す照明受光部７は、図６に示す照明受光部７を構成する主な要素を模式的に表している。用紙Ｓは、法線に対して、略４５度の角度から照明光束ＩＬが照射されている。受光レンズ３３は、用紙Ｓで反射された照明光束ＩＬのうち、受光開口３１を通過する成分（受光光束ＲＬ）を、前記法線方向（略０度）で受光する。なお、本実施形態では、４５度：０度のジオメトリーであるが、照明光束ＩＬが、用紙Ｓに照射される角度は、法線に対して４５°に限定されず、受光レンズ３３が、受光光束ＲＬを受光する角度は０度に限定されない。すなわち、照明受光部７は、他のジオメトリーであっても良い。
　受光レンズ３３で受光された受光光束ＲＬは、分光部９に送られて、上述した処理が実行される。
　光源駆動回路５３は、演算制御部５５に接続され、演算制御部５５の制御に従って光源部２５に電力を供給して、光源部２５から照明光束ＩＬを出射させる。
　演算制御部５５は、分光部９から出力された上記電気信号を基にして、用紙Ｓの色を演算する。演算制御部５５は、光源駆動回路５３を制御し、光源部２５から出射される照明光束ＩＬの光量を調整する。
　Ｉ／Ｆ部５７は、演算制御部５５に接続され、演算制御部５５の制御に従って、外部機器（例えば、画像形成装置の制御部）との間でデータの入出力を行う回路である。センサ装置１は、演算制御部５５で演算された用紙Ｓの色を示すデータ（電気信号）を、Ｉ／Ｆ部５７を介して出力する。
　次に、用紙搬送部１０３について説明する。用紙搬送部１０３は、図１に示すようにセンサ用搬送路１３１と、用紙送リ部材１３２とを備える。センサ用搬送路１３１は、センサ装置本体部２の透明部材１９（通過口３）側に配置された第1板状体１３１ａと、第1板状体１３１ａと所定間隔を隔てて対向配置された第２板状体１３１ｂとにより、それらの第1板状体１３１ａと第２板状体１３１ｂとの間に形成される。
　この実施形態では、第1板状体１３１ａと第２板状体１３１ｂとの間隔が０．５ｍｍに設定されており、これにより、センサ用搬送路１３１の高さ幅ｈが０．５ｍｍとされている。
　用紙送リ部材１３２は、この実施形態では、互いに外周面同士がセンサ用搬送路１３１で対向するように配置された２つの回転自在な第１回転ローラ１３２ａと第２回転ローラ１３２ｂとを備える。この実施形態では、第１回転ローラ１３２ａが回転駆動し、第２回転ローラ１３２ｂが第１回転ローラ１３２ａの回転に従って反対方向に回転する。
　そして、第１回転ローラ１３２ａの回転駆動に際し、第１回転ローラ１３２ａの外周面と第２回転ローラ１３２ｂの外周面との間に用紙Ｓを挟み込むようにしてセンサ用搬送路１３１の下流側に用紙Ｓを搬送する。
　次に、バッキング１０４について説明する。バッキング１０４は、図７に示すように受光開口３１から見た状態で正方形または長方形状を呈する白色の部材から構成されており、バッキング１０４における互いに隣接する２辺の内の一方の第１辺１０４ａの長さＬ１が他方の第２辺１０４ｂの長さＬ２に対して長いかまたは等しい（Ｌ１≧Ｌ２）。
　このバッキング１０４の２辺の長さＬ１、Ｌ２は、受光開口３１の直径ｄに対して、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（ｄ／２．９）１／２の条件を満たす大きさに形成されている。この条件は、以下の理由から導入された。
　（１）照射領域２５１は、受光開口３１に対して十分に大きい方が精度よく測定できる（エッジロスエラーの低減等が可能になるため）。（２）照射領域２５１を大きくすると、センサ装置１全体のサイズが大きくなる（例えば４５°照明の場合、光源部２５と円筒ミラー２９との距離を大きくし、且つ、円筒ミラー２９の径を大きくする必要がある）。（３）測定のスピードを速くしようとすると受光開口３１の直径を大きくする必要がある（単位時間当たりに受光できる光量が増えるため）。（４）センサ装置１としては、小さなパッチを測定できる方がよいので、受光開口３１の直径は小さい方がよい。（５）センサ装置１としては、筐体２０のサイズが小さい方がよい。
　上記（１）～（５）を考慮すると、照射領域２５１および受光開口３１それぞれの大きさの組み合わせとして、上記のように、照射領域２５１の直径Ｄが１６．４ｍｍで、受光開口３１の直径ｄが２．９ｍｍに設定した場合を好適な一例として挙げることができる。上記設定で、バッキング１０４からの反射光量が十分大きいバッキングに比して１０％程度の減少を許容範囲とした場合、バッキング１０４の第１辺１０４ａの長さＬ１および第２辺１０４ｂの長さＬ２が６ｍｍ以上にする必要があると考えられる。
　この設定値を基に、照射領域２５１と受光開口３１とを種々変え、用紙Ｓに対するバッキング１０４の距離（間隔）の特性（バッキング距離変動特性）がシミュレーションされた。このシミュレーションは、以下のように実施された。
　受光開口３１の直径ｄが５．８ｍｍであり、照射領域２５１の直径Ｄが３２．８ｍｍである組み合わせで、第１辺１０４ａおよび第２辺１０４ｂの各長さが５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍである各正方形（Ｌ１＝Ｌ２）の各バッキング１０４それぞれについて、バッキング１０４から返ってくる光量（反射光量）が調べられた。その光量（反射光量）が、用紙Ｓとバッキング１０４との距離ｔが０ｍｍおよび０．５ｍｍである場合について、調べられた。そのシミュレーションの結果は、図１２Ａに示すとおりである。
　受光開口３１の直径ｄが５．８ｍｍであり、照射領域２５１の直径Ｄが１６．４ｍｍである組み合わせについても、同様に、反射光量がシミュレーションされた。そのシミュレーションの結果は、図１２Ｂに示すとおりである。
　受光開口３１の直径ｄが２．９ｍｍであり、照射領域２５１の直径Ｄが３２．８ｍｍ、１６．４ｍｍおよび８．２ｍｍそれぞれである各組み合わせについても、同様に、反射光量がシミュレーションされた。この場合、用紙Ｓとバッキング１０４との距離ｔが１ｍｍである場合についても、さらに、調べられた。それらシミュレーションの各結果は、図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃそれぞれに示すとおりである。
　受光開口３１の直径ｄが１．４５ｍｍであり、照射領域２５１の直径Ｄが１６．４ｍｍおよび８．２ｍｍそれぞれである各組み合わせについても、同様に、反射光量がシミュレーションされた。それらシミュレーションの各結果は、図１４Ａおよび図１４Ｂそれぞれに示すとおりである。
　用紙Ｓとバッキング１０４との距離の最大、すなわち、センサ用搬送路１３１の高さ幅ｈである０．５ｍｍを最大とし、用紙Ｓとバッキング１０４との距離が０ｍｍであるときの反射光量に対する差の比率が０．５以上である場合を許容する場合、バッキング１０４の大きさの下限は、図１４Ｂに示すように受光開口３１の直径ｄが１．４５ｍｍであり、照射領域２５１の直径Ｄが８．２ｍｍであるときのバッキング１０４における第１辺１０４ａの長さＬ１および第２辺１０４ｂの長さＬ２は、４．３ｍｍとなる。この条件を満たすような条件式は、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（ｄ／２．９）１／２となる。
　なお、バッキング１０４の大きさは、大きければ大きい方が良いが、上限は、装置２００（図１５）への配置性とコストにより定まる大きさである。
　このように構成されたバッキング１０４は、図１および図６に示すように、測色に際して用紙Ｓを挟んでその用紙Ｓへの照明光束ＩＲの照射側と反対側となる位置に、他のバッキングと交換可能に配置される。
　以上のように構成されたセンサ装置１は、用紙Ｓが用紙搬送部１０３の用紙送リ部材１３２によってセンサ用搬送路１３１を搬送される際に、光源部２５から出射された照明光束ＩＬを、円筒ミラー２９を介して透明部材１９を透過させ、搬送中の用紙Ｓにおける照射領域２５１に照射する。
　その際、バッキング１０４における２辺の長さＬ１、Ｌ２が、受光開口３１の直径Ｄに対して、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（Ｄ／２．９）１／２の条件を満たす大きさに形成されているため、図９に示すように、用紙Ｓを透過した光は、効率よくバッキング１０４に当たって反射される。これにより、図６に示すように用紙Ｓを透過した光が効率よく受光開口３１に入り、受光開口３１に入る受光光束ＲＬは、バッキング１０４に対する用紙Ｓの位置（距離）にかかわらずにほぼ一定となる。
　受光開口３１の直径ｄは、照射領域２５１の直径Ｄに対して１／２以下に形成されているため、用紙Ｓとバッキングの距離が変動した場合でも反射光量の変動は、より少なくなる（図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃ参照）。
　白色のバッキング１０４であると、バッキング１０４で反射される光量が大きい。したがって、用紙Ｓを透過してバッキング１０４に反射される照射光量の効率が低い場合には、反射光量の変動が大きくなる。しかし、上述の大きさのバッキング１０４を用いることで、用紙Ｓを透過してバッキング１０４に反射される照射光量の効率が高くなり、反射光量の変動が小さくなる。よって、センサ装置１は、白色のバッキング１０４の使用に適する。
　バッキング１０４は、他のバッキングと交換可能に配置されるため、例えば白色のバッキング１０４から黒色のバッキングに交換することも可能になる。これにより、例えば測色に際し、白色のバッキング１０４で測色した後に、黒色のバッキングで測色し、白色のバッキングでの測色値と黒色のバッキングでの測色値とを考慮して測色することも可能になる。
　受光レンズ３３で受光された受光光束ＲＬは、上述したように、平面ミラー３５を介して光ファイバー３７に入射し、分光部９に導かれる。入射された受光光束ＲＬは、結像光学系４０に入射し、結像光学系４０によって平行化（コリメート）されて反射型回折格子４１に入射し、反射型回折格子４１によって回折されて反射される。反射光は、再び、結像光学系４０に入射し、結像光学系４０によってラインセンサ４２の受光面４５上に光像の波長分散像として結像される。そして、ラインセンサ４２は、受光面４５上に形成された光像の波長分散像を光電変換することによって各波長の強度レベルを表す電気信号を生成する。
　その際、ラインセンサ４２は、２０ｎｍ以下の分解能を有するため、高い精度で測色できる。したがって、このような高い精度で測色できるセンサ装置本体部２に、上記バッキング１０４を適用することで高い精度での測色を担保できる。
　そして、ラインセンサ４２は、この電気信号を演算制御部５５へ出力し、演算制御部５５で、分光部９から出力された上記電気信号に基づいて、用紙Ｓの色を演算する。また、演算制御部５５は、光源駆動回路５３を制御し、光源部２５から出射される照明光束ＩＬの光量を調整する。
　以上のように構成されるセンサ装置１は、例えば画像形成装置に適用することができる。図１５は、実施形態におけるセンサ装置１が適用された画像形成装置２００を示す模式図である。センサ装置１は、カラーキャリブレーションに際し、搬送路２２１を搬送される用紙に形成されているカラーパッチの色を測定する。
　画像形成装置２００は、プロダクションプリンタであり、印刷速度が、毎分１００枚以上である。画像形成装置２００は、画像形成装置本体２１０、中継装置２２０および後処理装置２３０によって構成される。
　画像形成装置本体２１０は、その上部側に配置された自動原稿給送装置２１１を備える。自動原稿給送装置２１１で給送された原稿は、不図示のスキャナー部によって読み取られる。なお、原稿は、図示しないプラテンガラス上で読み取ることもできる。
　画像形成装置本体２１０は、その上部側に配置された操作表示部２１２を備える。操作表示部２１２は、タッチパネルで構成されており、操作者による操作および情報の表示が可能にされている。
　画像形成装置本体２１０は、その下部側に配置された複数の給紙トレイ２１３を備える。
　画像形成装置本体２１０内には、いずれかの給紙トレイ２１３から給紙される用紙を搬送する搬送路２１４が設けられており、そして、搬送路２１４の途中に、画像形成部２１５が設けられている。
　画像形成部２１５は、感光体２１６、感光体２１６の周囲に配置した図示しない、帯電器、ＬＤ、現像器および転写部等を有する。感光体２１６の下流側の搬送路２１４には、定着器２１７が配置されている。
　定着器２１７の下流側で搬送路２１４が伸長して、中継装置２２０の搬送路２２１に接続されている。
　画像形成装置本体２１０は、搬送路２１４を用いて搬送されてきた用紙に、電子写真方式により、画像データで示される画像を形成する。画像が形成された用紙は、定着器２１７に搬送される。
　定着器２１７は、搬送された用紙を加熱することにより、画像を用紙に定着させる。定着処理された用紙は、搬送路２１４によって中継装置２２０に搬送される。
　中継装置２２０は、搬送路２１４に接続され、かつ、後段の後処理装置２３０に接続される搬送路２２１を備える。中継装置２２０は、搬送路２２１を搬送される用紙を反転または所定枚数スタックする反転スタック部２２２を備える。反転スタック部２２２でスタックされた用紙は、所定のタイミングで後処理装置２３０側に搬送される。
　搬送路２２１において、反転スタック部２２２の上流側に、センサ装置１が配置されている。また、センサ装置１のセンサ用搬送路１３１が画像形成装置２００の搬送路２２１の中間部に配置されて搬送路２２１の一部になっている。
　後処理装置２３０は、パンチ、折り、中綴じステイプルなどの所定の後処理を実行する。中継装置２２０から搬送されてきた用紙に、後処理装置２３０で所定の後処理が実行され、排紙部２３１に排紙される。
　本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
　一態様に係るセンサ装置は、照明光束を用紙に照射して色を測定するセンサ装置本体部と、前記センサ装置本体部による測色に際して前記用紙を搬送するための用紙搬送部と、前記測色に際して前記用紙を挟んで前記用紙への前記照明光束の照射側と反対側に配置される正方形または長方形状のバッキングとを備え、前記センサ装置本体部は、前記照明光束が前記用紙に照射されて前記用紙で反射された前記照明光束を受光する受光開口を備え、前記バッキングは、互いに隣接する２辺の内の一方の長さをＬ１、他方の長さをＬ２とし、前記受光開口の直径をｄとしたとき、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（ｄ／２．９）１／２の条件を満たす大きさに形成されている。
　これによれば、バッキングは、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（ｄ／２．９）１／２の条件を満たす大きさに形成されているため、例えば用紙が搬送される際にばたつきによってバッキングに対する用紙の距離が変動した場合でも、用紙を透過した照射光のほとんどがバッキングに反射される。これにより、上記センサ装置は、バッキングに対する用紙の距離にかかわらずに反射光量の変動を少なくできる。
　例えば測色の測定スピードを速くするために、受光開口の直径を大きくすることが好ましく、また例えば、小さいパッチを測定するために、受光開口の直径を小さくすることが好ましい。そのため、測色する際の要求に応じて受光開口の大きさの異なるものが用いられる場合がある。上記のようにバッキングが、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（ｄ／２．９）１／２の条件を満たす大きさに形成されていると、受光開口の大きさに応じて、用紙を透過した照射光を効率よく反射できるバッキングが形成可能になる。
　他の一態様では、上述のセンサ装置において、前記受光開口の直径ｄは、前記用紙に照射される前記照明光束の照射領域の直径をＤとしたとき、ｄ≦Ｄ／２の条件を満たすように形成されている。ここで、「照射領域」とは、照明光束が用紙の面に照射される全照射領域の内で、照射光エネルギーが最大となる部位におけるその最大エネルギー値に対して２％以下のエネルギー値となる領域を除いた領域をいう。
　このようなセンサ装置は、用紙を透過した照射光のうち、バッキングに反射される照射光を多くでき、反射光量の変動を少なくできる。
　他の一態様では、これら上述のセンサ装置において、前記バッキングは、白色である。
　バッキングが白色である場合、バッキングで反射される光量が大きいため、照射光束の一部が反射されない場合には、反射光量の変動が大きくなる。したがって、白色のバッキングを用いる場合に効果が大きい。
　他の一態様では、これら上述のセンサ装置において、前記バッキングは、他のバッキングと交換可能に配置されている。
　これによれば、例えば白色のバッキングから黒色のバッキングに交換することも可能になる。これにより、例えば測色に際し、白色のバッキングで測色した後に、黒色のバッキングで測色し、白色のバッキングでの測色値と黒色のバッキングでの測色値とを考慮して測色することも可能になる。
　他の一態様では、これら上述のセンサ装置において、前記センサ装置本体部は、前記バッキングの表面における法線に対して略４５°の角度で照射し、且つ、２０ｎｍ以下の分解能を有するものであり、前記受光開口は、前記用紙の面に対して略垂直方向に反射された垂直光を受光可能に形成されている。
　これによれば、センサ装置本体部は、高い精度で測色できる。このような高い精度で測色できるセンサ装置にとって、バッキングから返ってくる光量の変化による誤差が測定精度に対して大きな割合を占めることになる。したがって、センサ装置本体部に上記バッキングが用いられることで、高い精度の測色を担保でき、高い精度で測色できるセンサ装置本体部に適する。
　他の一態様にかかる、画像を形成する画像形成装置は、これら上述のいずれかのセンサ装置を備える。
　この出願は、２０１５年７月１０日に出願された日本国特許出願特願２０１５－１３９０６１を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
　本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
　本発明によれば、色を測定するセンサ装置を提供できる。
 

Claims (6)

  1. 　照明光束を用紙に照射して色を測定するセンサ装置本体部と、
    　前記センサ装置本体部による測色に際して前記用紙を搬送するための用紙搬送部と、
    　前記測色に際して前記用紙を挟んで前記用紙への前記照明光束の照射側と反対側に配置される正方形または長方形状のバッキングとを備え、
    　前記センサ装置本体部は、前記照明光束が前記用紙に照射されて前記用紙で反射された前記照明光束を受光する受光開口を備え、
    　前記バッキングは、互いに隣接する２辺の内の一方の長さをＬ１、他方の長さをＬ２とし、前記受光開口の直径をｄとしたとき、Ｌ１≧Ｌ２≧６×（ｄ／２．９）１／２の条件を満たす大きさに形成されている、
    　センサ装置。
  2. 　前記受光開口の直径ｄは、前記用紙に照射される前記照明光束の照射領域の直径をＤとしたとき、ｄ≦Ｄ／２の条件を満たすように形成されている、
    　請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 　前記バッキングは、白色である、
    　請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
  4. 　前記バッキングは、他のバッキングと交換可能に配置されている、
    　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  5. 　前記センサ装置本体部は、前記バッキングの表面における法線に対して略４５°の角度で照射し、且つ、２０ｎｍ以下の分解能を有するものであり、
    　前記受光開口は、前記用紙の面に対して略垂直方向に反射された垂直光を受光可能に形成されている、
    　請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  6. 　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のセンサ装置を備える、画像を形成する画像形成装置。
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