(57)【要約】【課題】被測定物の色、光沢度、ブロンズ現象等を１台で測定可能な装置をひとつのセンサとひとつの光源で構成できるようにして、小型で、かつ安価な測定装置を提供できるようにすることを目的とする。【解決手段】投光手段１０１に対する受光手段１０２の設置角度を所定の角度に維持したまま、測定面１２に対する前記投光手段１０１と前記受光手段１０２の設置角度を変更することができるようにすることにより、前記光源１０１から投光された光の拡散反射光、及び正反射光をセンサ１０２において受光することができるようにすることにより、１対の光源１０１及びセンサ１０２を設けるだけで、色、光沢度、ブロンズ現象等を測定可能な測定装置を構成可能とする。【選択図】図１
2011027599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定面に光を投光する投光手段と、
前記測定面から反射された光を受ける受光手段と、
前記投光手段に対する前記受光手段の設置角度を所定の角度に維持したまま、前記測定面に対する前記投光手段と前記受光手段の設置角度を変更する角度変更手段とを有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記角度変更手段は、前記設置角度を変更することにより、前記測定面からの正反射光または拡散反射光のどちらかを前記受光手段へ入光可能とし、
前記受光手段は、前記測定面から拡散反射光を受光した場合には色の測定装置として機能し、前記測定面から正反射光を受光した場合には光沢度、ブロンズ現象を測定する測定装置として機能することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記受光手段は、受光している光が正反射光なのか、拡散反射光なのかを判別する判別手段を有し、
前記判別手段の判別結果により、前記受光手段の感度を調整し、前記受光手段の出力を調整することを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記角度変更手段は、前記測定面に対する前記投光手段と前記受光手段の設置角度があらかじめ決められた値になるように設計された複数のアタッチメントにより構成され、前記複数のアタッチメントを適宜に選択することで、前記設置角度を変更することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記角度変更手段は、測定装置を試料に対して所定の角度に固定保持するロボットアームにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項６】
測定面に対して投光手段から光を投光する投光工程と、
前記測定面から反射された光を受光手段で受ける受光工程と、
前記投光手段に対する前記受光手段の設置角度を所定の角度に維持したまま、前記測定面に対する前記投光手段と前記受光手段の設置角度を変更する角度変更工程とを有することを特徴とする測定方法。
【請求項７】
測定面に対して投光手段から光を投光する投光工程と、
前記測定面から反射された光を受光手段で受ける受光工程と、
前記投光手段に対する前記受光手段の設置角度を所定の角度に維持したまま、前記測定面に対する前記投光手段と前記受光手段の設置角度を変更する角度変更工程とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定装置及び測定方法に関し、特に、印刷物や成型品等の色や光沢度、ブロンズ現象等を、高精度に測定するために用いて公的な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハードコピー等のように、記録媒体上に印刷された画像を評価する際に、色と光沢度は、人間の受ける感じや仕上がりの優劣に大きく影響する要因となっている。また、最近は評価対象となる記録媒体表面の像に映りこんだ照明の光が照明本来の色とは異なる金属光沢を帯びた色に見えてしまう現象（ブロンズ現象）も、印刷物の仕上がりの優劣に影響を与える大きな要因となっている。そして、これらを適切に管理するためには、高精度な測色器や光沢計が必要である。
【０００３】
従来、色の測定には日本工業規格「ＪＩＳ Ｚ８７２２−物体色の測定方法」で規定する照明や、受光条件を満足した測定方法が用いられている。ここで、特に塗装面の色の測定に多用されている測定方式として、４５度照明・垂直受光方式、すなわち４５／０方式が規定されている。
【０００４】
図４は、４５／０方式の構成を示す概略図である。図４の光源４１１から発した光束は、照明光学系４１２により平行光束となり、被測定物４３を斜め４５度方向から照明する。被測定物４３で反射された光束は集光光学系４２１を経て分光器４２２に達する。分光器４２２では、光束はＣＣＤ等から成る光電変換手段により電気信号の強弱に変えられ出力信号となる。この出力信号は分光器４２２からの波長データと共に、図示しないメモリに蓄えられる。
【０００５】
このとき、被測定物４３として標準白色板を用いて１００％反射の基準設定としてメモリに記憶し、被測定物４３の反射データを他のメモリに記憶しておく。これにより、図示しない演算回路により分光反射率データが得られ、さらにJIS規定の計算手法により、色空間の値を得ることができる。また、光沢度の測定は日本工業規格「ＪＩＳ Ｚ８７４１−鏡面光沢度の測定」に規定されており、被測定物の表面状態により入射角度、受光角度が選択できるようになっている。
【０００６】
図５は、鏡面光沢測定を行う構成の概略を示す図である。光源５１１から発した光束は、照明光学系５１２により平行光束となり、被測定物５３を所定の角度（６０度等）で照射する。被測定物５３上で正反射された光束は、受光光学系５２１を経て光電変換素子５２２に達する。光電変換素子５２２では、光束を電気信号の強弱に変え、出力信号とする。この出力信号は、図示しないメモリに蓄えられる。
【０００７】
このとき、被測定物５３の位置には決められた鏡面の標準反射面を置き、このときの光電変換素子５２２の出力を光沢１００％とし、次いで被測定物５３を置き、その出力を同様に求め、先の決められた標準反射面との出力比から光沢度を算出するようにしている。また、ブロンズ現象の測定は、特許文献１に示されているような方法で測定することができる。
【０００８】
すなわち、特許文献１に記載の画像評価装置においては、照明光の情報と評価対象とする記録媒体表面の正反射光の情報とに基づいて、発生した金属光沢を定量的に評価するようにしている。
【０００９】
以上のように、発生した金属光沢を定量的に評価する場合、測定装置においての物体の色、光沢度、ブロンズ現象等は、照明光と観察系との配置状態により大きく変わるので、色、光沢度、ブロンズ現象の測定装置は測定対象により変わるのが一般的である。従って、高精度かつ高価な測定装置を複数そろえることが必要になり、また、測定の準備を複数回行わなければならない等、コスト的、時間的な不利が生じる。
【００１０】
この問題に対し、ひとつの測定装置で、色、光沢度等、複数の測定を行えるようにする装置が開発されている。例えば、特許文献２に示されているような物体の色等の検出方法では、ひとつの光源に対し、色用と光沢用のセンサをそれぞれひとつずつ内蔵する測定装置を提案している。
【００１１】
また、特許文献３に示されているような、構築面の質を定量的に判定する方法では、ひとつのセンサに対し、色用と光沢用の光源をそれぞれひとつずつ内蔵する測定装置を提案している。
【００１２】
また、特許文献４に示されているような画像測定方法では、積分球を使って、ひとつの光源に対し、ひとつのセンサのみで、色と光沢度の測定を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１７７７９７号公報
【特許文献２】特開平０９−２２２３６１号公報
【特許文献３】特開２０００−３２９７０７号公報
【特許文献４】特開平０６−２２１９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、測定装置にかかるコストの大部分は、光源とセンサによるものである。このため、ひとつの測定装置に複数の光源やセンサを内蔵する方法では、測定装置のコストを減らす効果は限定的である。
【００１５】
従って、特許文献４に示されている画像測定方法のように、ひとつの光源とひとつのセンサで、色と光沢度を測定できる測定装置がコスト的には望ましい。しかしながら、特許文献４に示されている画像測定方法では、積分球を使用することが前提となっており、測定装置が大型化してしまう、という問題がある。
【００１６】
昨今、印刷機等に測定装置を内蔵し、色見や光沢度を自動でキャリブレーションできる印刷機が製品化されており、そのような製品に搭載する際に、大型の測定装置を使用するのは困難である問題点がある。
【００１７】
本発明は前述の問題点に鑑み、被測定物の色、光沢度、ブロンズ現象等を１台で測定可能な装置をひとつのセンサとひとつの光源で構成できるようにして、小型で、かつ安価な測定装置を提供できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の測定装置は、測定面に光を投光する投光手段と、前記測定面から反射された光を受ける受光手段と、前記投光手段に対する前記受光手段の設置角度を所定の角度に維持したまま、前記測定面に対する前記投光手段と前記受光手段の設置角度を変更する角度変更手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、投光手段に対する受光手段の設置角度を所定の角度に維持したまま、測定面に対する前記投光手段と前記受光手段の設置角度を変更することができるようにした。これにより、色、光沢度、ブロンズ現象等を測定可能な測定装置を小型で、かつ安価な測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】アタッチメントを使った、物体の色、光沢度、ブロンズ現象等を測定する測定装置の構成例を示す図である。
【図２】排紙ローラーを使った、物体の色、光沢度、ブロンズ現象等を測定する測定装置の構成例を示す図である。
【図３】ロボットアームを使った、物体の色、光沢度、ブロンズ現象等を測定する測定装置の構成例を示す図である。
【図４】４５／０方式の構成を示す概略構成を示す図である。
【図５】鏡面光沢測定を行う構成の概略を示す図である。
【図６】紙送り機構を持つ測定装置の概略例を示す図である。
【図７】複数の光源を持つ４５／０方式の測定装置で、アタッチメントを使った、物体の色、光沢度、ブロンズ現象等を測定する測定装置の構成例を示す図である。
【図８】測定装置の動作例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
以下に、本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施の形態による物体の色、光沢度、ブロンズ現象等を測定する測定装置の概略構成を説明する図である。
【００２２】
本装置において、光源１０１は、図４の光源４１のような構成からなり、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ、キセノンランプ等、可視域において広い波長スペクトルを有する光源を備える。センサ１０２は、図４のセンサ４２のような構成からなり、光源１０１によって投光された光における、試料１２の測定面において反射された拡散反射光を受光する。
【００２３】
また、センサ１０２はＣＣＤ、フォトディテクター、フォトマル（光電子倍増管）等の光電変換素子を備える。アタッチメント１０３は、光源１０１とセンサ１０２を試料１２に対し、４５度照明、垂直受光になるような角度に固定するよう設計されている。それに対し、アタッチメント１０４は、光源１０１とセンサ１０２を試料１２に対し、２２．５度照明、２２．５度受光を受光するような角度に固定するように設計されている。すなわち、アタッチメント１０３及びアタッチメント１０４は、光源１０１とセンサ１０２との設置角度を任意の角度に変更する角度変更手段として設けられている。このように、複数のアタッチメント１０３，１０４を適宜に選択することにより、前記設置角度を所定の角度に維持する設置角度を変更することにより、測定面からの正反射光または拡散反射光のどちらかをセンサ１０２へ入光可能としている。
【００２４】
測定装置１１に対し、アタッチメント１０３を取り付けた場合、測定装置１１は色の測定装置となる。一方、アタッチメント１０４を取り付けた場合、測定装置１１は光沢度、ブロンズ現象の測定装置となる。
【００２５】
なお、一般的に正反射光は拡散反射光と比較し、反射光量が多いため、同一のセンサを使い、同一の感度で受光する場合、正反射光量に合わせてセンサ１０２の感度を調整すると、拡散反射光量に対する感度が低くなり過ぎてしまう。この結果、精度良く色を測定することが困難になる。また、拡散反射光量に合わせてセンサ１０２の感度を調整すると、正反射光量に対する感度が高くなり過ぎてしまい、センサ１０２の最大光量をオーバーしてしまう。
【００２６】
そこで、本実施形態においては、測定装置１１に、アタッチメント１０３、１０４のどちらが取り付けられているのかを検出するためのアタッチメント検出センサ１３を取り付けている。そして、アタッチメント検出センサ１３の検出結果により、センサ１０２の積分時間等を調整することにより感度を調整し、センサ１０２の出力を適切な値に調整する機能を測定装置１１に設けるようにしている。
【００２７】
次に、図８のフローチャートを参照しながら本実施形態の測定装置１１の動作を説明する。
処理が開始されると、まず、ステップ８１において、センサ１０２は、受光している光が正反射光なのか、拡散反射光なのかを判別している。この判別結果に応じて、拡散反射光を受光している場合にはステップＳ８２に進む。
【００２８】
ステップＳ８２においては、拡散反射光がセンサ１０２に受光されているので、センサ１０２の受光感度を高感度に設定する。次に、ステップＳ８３に進み、試料１２の色の測定を行う。すなわち、前述したように、測定装置１１にアタッチメント１０３を取り付けた場合には、センサ１０２は拡散反射光を受光することにより、測定装置１１が色の測定装置として機能する。
【００２９】
一方、ステップＳ８１の判断の結果、拡散反射光を受光していない場合、すなわち、正反射光を受光している場合にはステップＳ８４に進む。ステップＳ８４においては、正反射光量がセンサ１０２に受光されるので、センサ１０２の受光感度を低感度に設定する。次に、ステップＳ８５に進む。
【００３０】
ステップＳ８５においては、測定装置１１の状態が２２．５度照明、２２．５度受光、すなわち、正反射光を受光するような角度に固定するように設計されているため、測定装置１１は、光沢度、ブロンズ現象を測定する。
【００３１】
ステップＳ８３またはステップＳ８５の処理を終了したら、ステップＳ８６に進み、試料１２の測定処理を終了するか否かを判断する。この判断の結果、測定処理を終了しない場合にはステップＳ８１に戻って前述した処理を行う。また、ステップＳ８６の判断の結果、測定処理を終了する場合にはエンド処理を行う。
【００３２】
このように、本実施形態の測定装置１１は、光源１０１とセンサ１０２とを１つずつ設けたのみであるが、光源１０１に対するセンサ１０２の設置角度を所定の角度に維持したまま、試料１２に対する光源１０１とセンサ１０２の設置角度を変えるようにした。これにより、被測定物の色、光沢度、ブロンズ現象等を１台で測定可能な装置をひとつのセンサとひとつの光源で構成可能となり、小型で、かつ安価な測定装置を提供することができる。
【００３３】
また、４５／０方式では、図７に示すように、光源１０１以外に、４５度照明、垂直受光の条件を満たす、光源７０１のような、複数の光源を使用する場合もある。このような場合に、正反射光を受光するように設計されたアタッチメント１０４を取り付けると、光源１０１の正反射光はセンサ１０２が直接受光するのに対し、光源７０１の正反射光はセンサ１０２とは異なる方向に反射する。したがって、光源１０１の正反射光に直接影響を及ぼすことはない。従って、アタッチメント１０４を使って、精度良く光沢度、ブロンズ現象を測定することができる。
【００３４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、図６のような、紙送りローラー６１と、排紙ローラー２１からなる紙送り機構を持つ測定装置１１に関するものである。例えば、インクジェットプリンタに内蔵されるような形態を想定している。
【００３５】
図２（ａ）は、第２の実施の形態による物体の色を測定する測定装置１１の構成図である。
本実施形態の測定装置１１において、光源１０１は、図４の光源４１のような構成からなり、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ、キセノンランプ等、可視域において広い波長スペクトルを有する光源を備える。
【００３６】
センサ１０２は、図４のセンサ４２のような構成からなり、光源１０１によって投光された光の、試料１２による拡散反射光を受光する。また、センサ１０２はＣＣＤ、フォトディテクター、フォトマル（光電子倍増管）等の光電変換素子を備える。排紙ローラー２１は、測定装置１１の測定可能領域まで試料１２を搬送すると共に、試料１２を光源１０１とセンサ１０２に対し、４５度照明、垂直受光になるような角度に設定する。この設定角度を検出するためのセンサとして、排紙ローラー位置センサ１４を配設し、センサ１０２の受光状態を常に監視するようにしている。
【００３７】
図２（ｂ）は、第２の実施の形態による物体の光沢度、ブロンズ現象等を測定する測定装置の構成図である。図２（ａ）に対し、排紙ローラー２１の位置を調整することで、試料１２を光源１０１とセンサ１０２に対し、２２．５度照明、２２．５度受光に設計する。すなわち、正反射光を受光するような角度に設計する。
【００３８】
以上のように、図２（ａ）のように排紙ローラー２１の位置を調整すると、測定装置１１は色の測定装置となる。一方、図２（ｂ）のように排紙ローラー２１の位置を調整すると、測定装置１１は光沢度、ブロンズ現象の測定装置となる。これにより、本実施形態の測定装置１１は、一対の光源１０１とセンサ１０２を設けただけで、色の測定装置として機能させたり、光沢度、ブロンズ現象の測定装置として機能させたりすることができる。
【００３９】
＜第３の実施の形態＞
図３（ａ）、図３（ｂ）は、第３の実施の形態による物体の色、光沢度、ブロンズ現象等を測定する測定装置の構成図である。
本装置において、光源１０１は、図４の光源４１のような構成からなり、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ、キセノンランプ等、可視域において広い波長スペクトルを有する光源を備える。
【００４０】
センサ１０２は、図４のセンサ４２のような構成からなり、光源１０１によって投光された光の、試料１２による拡散反射光を受光する。また、センサ１０２はＣＣＤ、フォトディテクター、フォトマル（光電子倍増管）等の光電変換素子を備える。本実施形態の角度変更機構は、測定装置１１を試料に対して所定の角度に固定保持するロボットアーム３１により構成されている。これにより、ロボットアーム３１を使って、光源１０１、センサ１０２の、試料１２に対する設置角度を正確に設定することができるようになされている。
【００４１】
図３（ａ）は、ロボットアーム３１をコントロールし、光源１０１とセンサ１０２を、試料１２に対し、４５度照明、垂直受光になるような角度に設定したもので、この設定では、測定装置１１は色の測定装置となる。
【００４２】
図３（ｂ）は、ロボットアーム３１をコントロールし、光源１０１とセンサ１０２を、試料１２に対し、２２．５度照明、２２．５度受光に設計する。すなわち、センサ１０２は正反射光を受光するような角度に設定したもので、この設定では、測定装置１１は光沢度、ブロンズ現象の測定装置となる。
【００４３】
したがって、本実施形態においても、一対の光源１０１とセンサ１０２を設けただけで、色の測定装置として機能させたり、光沢度、ブロンズ現象の測定装置として機能させたりすることができる。
【００４４】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（コンピュータプログラム）を、ネットワーク又は各種のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００４５】
１１  測定装置、１２  試料、１３  アタッチメント検出センサ、１４  排紙ローラー位置センサ、２１  排紙ローラー、３１  ロボットアーム、１０１  光源、１０２  センサ、１０３  アタッチメント、１０４  アタッチメント
【図１】
2011027599.tif 000003
【図２】
2011027599.tif 000004
【図３】
2011027599.tif 000005
【図４】
2011027599.tif 000006
【図５】
2011027599.tif 000007
【図６】
2011027599.tif 000008
【図７】
2011027599.tif 000009
【図８】
2011027599.tif 000010