(57)【要約】【課題】走査速度および設計複雑性に関して、汎用型の測定装置および走査装置を改良し、同時に、グラフィック産業における品質管理や、色測定による印刷プロセス制御に対する適合性を維持する。【解決手段】画素に基づいて印刷シートの形態の測定対象を光電的に測定するための走査装置は、測定対象を支持するための測定テーブルＭＴと、測定対象の画素ラインを走査するために測定テーブルの表面の上方で移動可能な測定装置と、測定対象の上方で測定装置を移動させるための駆動システムと、測定装置および駆動システムのための測定／駆動制御システムと、測定装置によって測定対象Ｓの走査画素から生成された測定信号を処理および評価するための処理装置とを備えている。測定装置は、照射システムと、光電受光ユニットと、光学手段とを備えている。照射システムは、標準化された入射角範囲で、帯状の照射領域１５内の画素に光を当てる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象、特に、好ましくは多色印刷された印刷シートを画素に基づいて光電的に測定するための測定装置であって、当該測定装置が、測定対象の直線配置された複数の画素を同時に光電的に走査して、走査された各画素に関する関連測定信号を生成するものであり、前記測定対象の前記画素に照射光を当てるための照射システムと、波長範囲選択的光電受光ユニットと、前記測定対象の照射画素により反射された測定光を取り込んで前記光電受光ユニットに前記測定光を導く光学ピックアップ手段とを備え、前記光電受光ユニットが、前記測定対象の前記画素から前記光電受光ユニットに導かれた前記測定光を、前記測定対象の前記画素に関する対応測定信号へと変換する測定装置であって、
前記照射システムは、複数の照射帯（１５）において前記測定対象（Ｓ）に照射光を当てる発光ダイオード（１１）の複数の平行な線形状アレイを有し、
前記照射システムは、前記照射帯（１５）内の本質的に全ての照射画素が、色測定用途のために標準化された入射角範囲で光を受光するように、前記入射角範囲を制限するための手段（１２，１３）を有し、
前記光電受光ユニットは、前記照射帯（１５）の数に対応する数の、離間配置された平行な光電ラインセンサ（２１）を有し、前記光電ラインセンサは、前記照射帯（１５）の長手方向と平行に向けられ、上流側に接続されたカラーフィルタ（２２）によって異なる波長範囲に感応化されたものであり、
前記光学ピックアップ手段は、前記ラインセンサ（２１）の数に対応する数の線形光学アレイ（３１）を有し、前記線形光学アレイは、それぞれ前記照射帯（１５）と平行に向けられ、前記照射帯（１５）内の画像ライン（１６）から反射された測定光を前記ラインセンサ（２１）のうちの１つのラインセンサへと導くものであり、
前記線形光学アレイ（３１）は、前記画像ライン（１６）の本質的に全ての画素からの前記測定光を、標準的な色測定用途の反射角範囲でのみ取り込むように構成されており、
前記照射帯（１５）は、関連する前記線形光学アレイ（３１）および前記ラインセンサ（２１）とともに、隣接する照射帯（１５）の画像ライン（１６）からの測定信号が、相互に影響を及ぼすことがないように、光学的に互いに仕切られていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記測定対象の同じ画像ライン（１６）内で隣接する画素からの前記測定信号の相互影響を少なくとも低減する手段が設けら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３】
前記発光ダイオード（１１）の前記線形アレイの前記入射角範囲を制限するための前記手段が、関連付けられたコリメータレンズ（１２）を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項４】
前記照射角を前記直線の方向に制限するために、遮蔽プレート（２１９）が、線形発光ダイオードアレイの前記個々の発光ダイオード（１１）の間に配置されていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項５】
前記入射角範囲を制限するための前記手段が、前記測定対象（Ｓ）上の照射された照射帯（１５）の幅を、好ましくは、その長手方向を横切る方向に関して前記線形光学アレイ（３１）の視野よりも小さな値に、制限するスロット隔膜（１３）を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項６】
前記画像ライン（１６）内のクロストークの影響を低減するために、前記カラーフィルタ（２２）が、前記ラインセンサ（２１）に当たる前記測定光の主光路（２１ａ）に対して角度をつけて配置されていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項７】
前記線形光学アレイ（３１）が、平行な列に整列配置された屈折率分布型レンズ（３１ａ）を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項８】
前記ラインセンサ（２１）が、集積ＣＩＳ、すなわち、接触型画像センサの素子の形態で設けられていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項９】
前記発光ダイオード（１１）の前記線形アレイが、ランバート発光特性を有する高性能発光ダイオードを備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１０】
少なくとも６つのラインセンサ（２１）と、関連する線形光学アレイ（３１）とが設けられており、前記ラインセンサ（２１）が、上流側に接続されたカラーフィルタ（２２）によって、異なる波長範囲に感応化されていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１１】
前記カラーフィルタ（２２）のうちの３つのカラーフィルタが、色濃度測定値に対して標準化されたフィルタバンドパス特性を有し、前記カラーフィルタのうちの３つのカラーフィルタが、色測定値に対して最適化された異なるバンドパス特性を有することを特徴とする請求項１０に記載の測定装置。
【請求項１２】
隣接する照射帯（１５）の各対が、発光ダイオード（１１）の共通線形アレイによって照射されることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１３】
前記線形アレイの前記発光ダイオードのスペクトル特性が、使用する前記カラーフィルタ（２２）のバンドパス特性に適合していることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１４】
前記線形アレイの少なくとも１つが、近赤外領域で発光する発光ダイオード（１１）を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１５】
前記ラインセンサ（２１）の少なくとも１つが、２つの異なる波長範囲に感応化されており、その一方が、好ましくは近赤外領域に存在することを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１６】
前記発光ダイオード（１１）の前記線形アレイの少なくとも１つが、異なるスペクトル特性を有する選択的に活性化可能な発光ダイオードを備え、前記カラーフィルタ（２２）の少なくとも１つが、２つの異なる波長範囲を透過させ、前記発光ダイオードの前記異なるスペクトル特性に適合する二重バンドパスフィルタの形態で設けられていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１７】
個々の画素のスペクトルを測定するために、前記照射帯（１５）と平行にモータによって移動可能な少なくとも１つのスペクトル測定ヘッド（３００）をさらに有することを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１８】
前記スペクトル測定ヘッド（３００）が、偏光フィルタ（３０１）を備え、前記偏光フィルタ（３０１）が、前記測定光路に対して入出移動可能となっており、偏光フィルタの有る状態および無い状態でスペクトルを測定することができることを特徴とする請求項１７に記載の測定装置。
【請求項１９】
当該測定装置が、モジュール構造を有するものであり、本質的に同一設計の複数の測定モジュール（２００）を備え、前記測定モジュール（２００）が、それぞれ、発光ダイオード（１１）の個別の線形アレイと、個別の線形光学アレイ（３１）と、上流側に接続されたカラーフィルタ（２２）によって異なる波長範囲に感応化可能な個別のラインセンサ（２１）とを含んでいることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項２０】
前記測定モジュール（２００）が、２つの平行なモジュールグループ（２０１，２０２）に、互いに離間して直線配置され、一方のグループ（２０１）の前記測定モジュール（２００）が、他方のグループ（２０２）の前記測定モジュール（２００）の間隙に配置され、好ましくは長手方向に若干重複していることを特徴とする請求項１９に記載の測定装置。
【請求項２１】
前記２つのモジュールグループ（２０１，２０２）が、前記長手方向に沿って互いに反対方向に移動可能なように駆動され、前記一方のモジュールグループ（２０１）の前記測定モジュールの長手方向位置を、前記他方のモジュールグループ（２０２）の前記測定モジュールの長手方向位置と入れ替え可能であることを特徴とする請求項２０に記載の測定装置。
【請求項２２】
前記一方のモジュールグループ（２０１）の前記測定モジュール（２００）の少なくとも一部が、前記他方のモジュールグループ（２０２）の前記測定モジュール（２００）とは異なるカラーフィルタ（２２）を備えていることを特徴とする請求項１１〜２１のいずれかに記載の測定装置。
【請求項２３】
前記測定モジュール（２００）が、それぞれ、６つの波長範囲のために構成されていることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれかに記載の測定装置。
【請求項２４】
前記測定装置（ＭＤ）が、前記光路（１１ａ，２１ａ）の外側に移動可能な偏光フィルタ（１８）を備え、選択された画素においてのみ偏光フィルタの有る状態および無い状態で前記ラインセンサ（２１）によって検出された測定値（４０１、４０２）とパラメータに基づくモデル（４０５）とを使用して、前記偏光フィルタ（１８）を用いずに前記ラインセンサ（２１）により生成された測定値（４０６）を、偏光フィルタ測定値（４０７）へと変換する演算手段（Ｃ）が設けられていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項２５】
選択された画素において偏光フィルタ（３０１）の有る状態および無い状態で前記スペクトル測定ヘッド（３００）によって検出された測定値（４０１、４０２）とパラメータに基づくモデル（４０５）とを使用して、偏光フィルタを用いずに前記ラインセンサ（２１）により生成された測定値（４０６）を、偏光フィルタ測定値（４０７）へと変換する演算手段（Ｃ）が設けられていることを特徴とする請求項１８に記載の測定装置。
【請求項２６】
モデルまたは変換を使用して、前記ラインセンサ（２１）により生成された測定値（Ｍ１〜Ｍ６）を、規格に準拠する色値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）または色濃度値（Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｙ）に変換する演算手段（Ｃ）が設けられていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項２７】
パラメータに基づくモデルを使用して、前記ラインセンサ（２１）により生成された前記測定値をスペクトル測定値に変換する演算手段（Ｃ）が設けられており、前記モデルの前記パラメータが、選択された画素において前記ラインセンサ（２１）と前記スペクトル測定ヘッド（３００）との両方によって生成された測定値から決定されることを特徴とする請求項１７に記載の測定装置。
【請求項２８】
テストサンプルに関する測定値に基づいて、演算された散乱光補正を実行する演算手段（Ｃ）が設けられていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の測定装置。
【請求項２９】
測定対象、特に、好ましくは多色印刷された印刷シートを画素に基づいて光電的に測定するための走査装置であって、測定のために前記測定対象（Ｓ）を固定可能な測定テーブル（ＭＴ）と、前記測定テーブル（ＭＴ）の表面の上方で移動可能であり、同時に、前記測定テーブル（ＭＴ）に固定された前記測定対象（Ｓ）の複数の直線配置の画素を光電的に走査して、走査された各画素に関する関連測定信号を生成する測定装置（ＭＤ）と、前記測定対象（Ｓ）の前記画素を全て検出可能なように、前記測定対象（Ｓ）の上方で前記測定装置（ＭＤ）を移動させる駆動システム（Ｄ）と、前記測定装置（ＭＤ）および前記駆動システム（Ｄ）のための測定および駆動制御システム（ＭＤＣ）と、前記測定装置（ＭＤ）によって前記測定対象（Ｓ）の前記走査画素から走査された前記測定信号を処理および評価するための処理装置（Ｃ）とを備え、前記測定装置（ＭＤ）が、前記測定対象の前記画素に照射光を当てるための照射システムと、波長範囲選択的光電受光ユニットと、ピックアップ手段とを備え、前記ピックアップ手段が、前記測定対象の照射画素により反射された測定光を取り込み、前記測定光を前記光電受光ユニットに導くものであり、前記光電受光ユニットが、前記測定対象の前記画素から前記光電受光ユニットに導かれた前記測定光を、前記測定対象の前記画素に関する対応測定信号へと変換する走査装置であって、
前記照射システムは、平行照射帯（１５）において前記測定対象（Ｓ）に照射光を当てる発光ダイオード（１１）の複数の平行な線形アレイを有し、
前記照射システムは、前記照射帯（１５）内の本質的に全ての照射画素が、色測定用途のために標準化された入射角範囲でのみ光を受光するように、前記入射角範囲を制限するための手段（１２，１３）を有し、
前記光電受光ユニットは、前記照射帯（１５）の数に対応する数の平行な光電ラインセンサ（２１）を備え、前記光電ラインセンサは、前記照射帯（１５）の長手方向と平行に向けられ、上流側に接続されたカラーフィルタ（２２）によって異なる波長範囲に感応化されたものであり、
前記光学ピックアップ手段は、前記ラインセンサ（２１）の数に対応する数の線形光学アレイ（３１）を備え、前記線形光学アレイは、前記照射帯（１５）と平行に向けられ、前記照射帯（１５）内の各画像ライン（１６）から反射された測定光を、前記ラインセンサ（２１）のうちの１つのラインセンサへと導くものであり、
前記線形光学アレイ（３１）は、前記画像ライン（１６）の本質的に全ての画素からの前記測定光を、色測定用途のために標準化された反射角範囲でのみ取り込むように構成されており、
前記照射帯（１５）は、関連する前記線形光学アレイ（３１）および前記ラインセンサ（２１）とともに、隣接する照射帯（１５）の画像ライン（１６）からの測定信号が、相互に影響を及ぼすことがないように、光学的に互いに仕切られていることを特徴とする走査装置。
【請求項３０】
前記測定装置が、請求項２〜２８のいずれか記載の測定装置であることを特徴とする請求項２９に記載の走査装置。
【請求項３１】
前記測定装置（ＭＤ）の長さが、横断すべき前記測定テーブル（ＭＴ）の最大走査領域よりも短く、前記測定および駆動制御システム（ＭＤＣ）が、前記測定対象（Ｓ）全体を２つ以上の走査パスで走査し、各走査パスのために前記測定装置（ＭＤ）を長手方向に移動させるように設計されていることを特徴とする請求項２９または３０に記載の走査装置。
【請求項３２】
前記測定および駆動制御システム（ＭＤＣ）が、低速の走査速度での特別な走査動作において、前記測定対象（Ｓ）の選択された画素のみ、好ましくは前記測定対象（Ｓ）に含まれる色測定帯（ＣＭＳ）のみを走査するように設計されており、偏光フィルタを使用するために、この最初の走査動作において充分に長い測定時間が利用可能であることを特徴とする請求項２９〜３１のいずれかに記載の走査装置。
【請求項３３】
前記測定装置（ＭＤ）が、モジュール構造を有するものであり、本質的に同一設計の複数の測定モジュール（２００）を備え、前記測定モジュール（２００）が、それぞれ、発光ダイオード（１１）の個別の線形アレイと、個別の線形光学アレイ（３１）と、上流側に接続されたカラーフィルタ（２２）によって異なる波長範囲に感応化された個別のラインセンサ（２１）とを備え、
前記測定モジュール（２００）全てにおけるカラーフィルタ（２２）のうちの３つのカラーフィルタが同一であり、前記測定モジュール（２００）の全てが、同一の３つの波長範囲で前記測定対象（Ｓ）の前記画素を走査するようになっており、これらの３つの波長範囲における前記画素の走査値からプレビュー画像を演算して、好ましくはカラーモニタ（Ｍ）上に前記プレビュー画像を表示する演算手段（Ｃ）が設けられていることを特徴とする請求項２９〜３２のいずれかに記載の走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象、特に、好ましくは多色印刷された印刷シートを画素に基づいて光電的に測定するための、独立請求項１の導入部で概説されているタイプの測定装置に関する。さらに、本発明は、この様な測定装置を測定テーブルの形態で備えた、独立請求項２９の導入部で概説されているタイプの走査装置に関する。
このタイプの測定システムおよび走査装置は、一般的にスキャナとして公知である。これらは、グラフィック産業において、例えば、品質管理手段や印刷プロセス制御手段として使用されている。
【背景技術】
【０００２】
第１の公知タイプのスキャナは、個別の測定ヘッドを有し、この測定ヘッドは、測定対象、一般的には印刷シートに対して１次元的または２次元的に相対移動可能である。測定ヘッドが一方の次元方向に移動可能な場合、測定対象は、他方の次元方向に移動可能である。測定ヘッドは、画素またはピクセルと称する、測定対象の小領域を光電的にそれぞれ走査し、測定ヘッドまたは測定対象を個々に相応に移動することによって、各画素を個々に走査する。走査動作は、濃度測定、色測定またはスペクトルに基づいて行われ、これにより、処理および／または評価のために利用可能な適切な測定信号を生成する。これらの公知のスキャナの主な短所は、測定対象の画素を個々に移動させる必要があるので、標準サイズの印刷されたシートを完全に走査するのに多大な時間を要することであり、一般的に、現代的な印刷装置の自動制御または調整の手段としては不向きである。            
【０００３】
第２の公知タイプの従来のスキャナは、例えば、下記特許文献１に記載されている。この汎用型のスキャナは、測定キャリッジを備えており、この測定キャリッジは、第１の次元方向に測定テーブルを横断して延び、モータにより駆動されて第２の次元方向を横断して移動可能である。測定キャリッジ内には、長手方向に延びる測定ビームが配置されており、この測定ビームは、直線的に配置された多数の測定ヘッドを備えている。測定キャリッジが測定テーブルを横断して移動するにつれて、各測定ヘッドは、別々の走査軌道に沿って測定対象を走査する。測定ヘッドは、純正照射／ピックアップユニットの形態で設けられており、それぞれ、光学マルチプレクサを介して光源および分光計に時系列的に接続されている。これらの公知のスキャナは、上記の個々の測定ヘッドを有するスキャナよりもかなり高速であり、印刷プロセスの色測定制御を要する用途にも適しているが、それでも一方で比較的低速であり、他方で機械的または光学的に非常に複雑である。
【特許文献１】米国特許第６，０２８，６８２号明細書（独国特許第１９６５０２２３号明細書）
【非特許文献１】"Navigating the roadblocks to spectral color reproduction: Data-efficient multichannel spectral imaging and spectral color management" Mitchell R. Rosen, Rochester Institute of Technology, August 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１から公知の従来技術に基づき、本発明の目的は、走査速度および設計複雑性に関して、汎用型の測定装置および走査装置を改良する一方、同時に、グラフィック産業における品質管理や、色測定による印刷プロセス制御に対する適合性を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、独立請求項１および独立請求項２９の特徴部分に規定されている特徴に基づいて、本発明により達成される。特に好適な実施形態および改良態様は、従属請求項に規定されている。
画像を検出する手段、すなわち、文書などの物理的な用紙をデジタル化するための手段として、１走査パスで１画像ライン全体の各画素を光電的に測定可能な、ラインスキャナを備えたスキャナが公知となっている。用紙全体を１行ずつデジタル化するために、設計に応じ、ラインスキャナが静止状態の用紙を横断移動するか、または、用紙が静止状態のラインスキャナを横断移動する。ラインスキャナは、画像ライン全体を同時に照射可能な線形光源と、多数の個々のセンサから成る線形センサアレイとを備えており、センサには、同様に線形形状の光学アレイによって測定対象から反射される光が導かれる。最大空間分解能は、理論的には、個々のセンサの寸法で決定されるが、実際には、散乱光やクロストークの影響により、大きくまたは小さく、低下する。色分解は、画像ラインを照射するための複数の異なる色の光源（大抵の場合、赤、青、緑）や、異なる色に切り替え可能な光源を使用して、時系列で行われる。あるいは、異なる波長範囲（赤、青、緑）の光を受光する平行配置の複数列のセンサと共に、ほぼ白色の照射光を用いる。波長範囲は、例えば、上流側のフィルタを用いて設定可能である。発光ダイオード（ＬＥＤ）または蛍光灯が、光源としてよく使用される。一般的に、２つの異なるシステムが、センサアレイに用いられる。第１のシステム、いわゆる接触型画像センサ（ＣＩＳ）の場合、画像ラインは、列配置された屈折率分布型レンズ（セルフォックアレイとして公知）によって、１：１の尺度で光電子式検出装置列上に撮像され、検出装置列は、継ぎ目なし（シームレス）に列配置された光電子式ライン検出装置（例えば、フォトダイオードアレイ）で構成される。この様な場合、検出装置列の長さは、走査対象の画像ラインの長さと同一である。第２のシステムの場合、画像ラインは、レンズによって検出装置列上に撮像され、この目的、例えば１：４の尺度での撮像のために、縮小光学システムがよく選択される。これによって、特に、検出装置列の長さを画像ラインの長さよりも小さくすることができる。縮小が充分な場合、一群の光電子式ライン検出装置を用いるのではなく、（多数の個々のセンサを有する）単一の光電子式ライン検出装置を用いて、検出装置列を構成することができる。
【０００６】
この後者のタイプの公知のスキャナは、非常に高速であり、一般的に、画像検出に関しては非常に申し分のないものである。しかし、品質管理にかかわる用途や印刷プロセスの制御において一般に不可欠であるように、測定対象の画素を高精度に色測定しなければならない場合、この様なスキャナは不適切である。これは、一方では、このタイプのスキャナを用いた場合に個々の画素間で発生するクロストークの影響に起因し、他方では、この様なスキャナが純正の色測定プロセス用に設計されていないという事実に起因する。正確な色および濃度測定値を得ることに関しては、関連する規格に規定されている測定ジオメトリ（通常、４５度／０度、例えば、ＤＩＮ１６５３６１，Ｐａｒｔ  ２）に準拠することが、重要な側面である。これによって、照射および受光角が決定されるが、小さな開口角（通常、≦５度、例えば、ＤＩＮ１６５３６１，Ｐａｒｔ  ２）しか許容されない。この様なタイプの市販の画像スキャナ（ＣＩＳや光学撮像システム）には、この様な幾何学的測定条件を満たすものはない。
【０００７】
以下で使用されている「標準化された入射角範囲または反射角範囲の色測定用途」という表現は、上記の規格に規定されている標準化測定ジオメトリおよび関連角度範囲を意味するものと理解すべきである。
本発明について、添付の図面を参照しながら更に詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明による提案の走査装置は、その一般構造に関して、グラフィック産業において、印刷プロセス中に印刷シートから取り込まれたピクセルを光電的に測定するための手段として一般的に使用されるタイプの標準的な測定装置に対応する。走査装置は、通常傾斜した矩形面を有する測定テーブルＭＴの形態のサブ構造を備え、測定対象Ｓ、すなわち測定対象の印刷シートをこの測定テーブル上に配置可能となっている。印刷シートＳは、通常、複数の（この例では、例えば４つの）グラフィック画像Ｐ１〜Ｐ４と、１つの（または１つ以上の）色測定帯ＣＭＳを含む。測定対象Ｓを配置するために、測定テーブルＭＴは、図示されていないが、ストッパを備えている。好ましくは、測定対象Ｓは、静電手段または吸引機構によって、測定テーブルＭＴ上に固定されている。測定テーブルＭＴ上には、長尺の測定キャリッジＭＣが配置されており、その上部または内部に測定装置ＭＤ（図２）が配置されている。測定キャリッジＭＣは、測定テーブルＭＴの奥行き方向を横断してｙ座標方向に延びており、モータによって、その幅方向を横断してｘ座標方向に直線的に往復移動可能であり、この目的のために、適切な駆動ユニットおよび制御ユニットが、測定キャリッジＭＣ上および測定テーブルＭＴの上または下に設けられている。図面において、駆動システムは、参照符号Ｄによって単に記号表示されており、ｘ方向の測定キャリッジＭＣの移動は、矢印Ａ１により示されている。測定キャリッジＭＣ内には実際の測定装置ＭＤが存在し、従来の駆動機構（図示せず）によって測定テーブル面に対してｚ座標軸の方向に昇降可能であり、特定の変形態様においては、（程度は限定されているが）ｙ座標軸の方向にも移動可能である。これらの２つ移動オプションは、図２の矢印Ａ２、Ａ３で示されている。
【０００９】
測定テーブルＭＴ上には、白色基準ＷＲが測定キャリッジＭＣと平行に配置されている。この白色基準は、測定装置ＭＤの較正に使用される。通常、測定装置ＭＤが、較正プロセスを実行し、各測定作業の前に白色基準を測定する。白色基準は、外部装置により前もって（通常、工場で）測定され、測定値は、走査装置のメモリ、原則としてコンピュータＣに保存される。この様な較正プロセスは、分光光度計では標準的な方法であり、従来技術でも同様であるが、本発明の目的のためには、以下で詳述するように、場所に応じて（ｙ方向にも）実行される。
【００１０】
走査装置は、キーボードＫとカラーモニタＭとを備えた外部コンピュータＣの形態の演算ユニットも備えている。コンピュータＣは、測定テーブルＭＴ上または測定キャリッジＭＣ内に配置された測定／駆動制御システムＭＤＣ（図９）と共に動作し、測定キャリッジＭＣに配置された測定装置ＭＤで生成され測定／駆動制御システムＭＤＣを介して与えられる測定信号を処理し、とりわけ、走査された測定対象Ｓの画像データをモニタＭ上に表示することができる。測定／駆動制御システムＭＤＣを介して、コンピュータＣは、測定キャリッジＭＣおよびその内部に配置された測定装置ＭＤの動作を統制および制御することもできる。この点では、走査装置は、従来技術から公知のシステム、例えば、Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇｅｒ  Ｄｒｕｃｋｍａｓｃｈｉｎｅｎ  ＡＧから市販されている装置や、上記特許文献１に記載されている装置に相当する。測定キャリッジＭＣおよび測定装置ＭＤの機械設計や電動移動については、上記特許文献１に詳述されており、当業者にとっては、これに関する更なる説明の必要はない。もちろん、測定キャリッジＭＣをｘ座標方向と平行に配置してもよく、この場合、他の全ての配置方向および移動方向を同様に９０度回転することとなる。
【００１１】
図３は、測定キャリッジＭＣ内に配置されている、本発明による提案の測定装置ＭＤの主要構造を示す。全体として、測定装置は、（波長範囲に関して）マルチチャンネルラインスキャナを構成するが、図３においては、より明確な全体像を提供するために、１つのカラーチャンネル（波長範囲）に関連する要素のみを示す。例えば、図７において、複数のカラーチャンネルを有する測定装置ＭＤの全体が示されており、以下、これについて更に詳述する。
【００１２】
測定装置ＭＤは、本発明の核心を成しており、したがって、他の走査装置と共に、または、単に単独で使用することも可能である。本発明による提案の測定装置ＭＤは、例えば、印刷装置上に装着することもでき、これにより、印刷装置が動作している間、印刷中または印刷直後に印刷されたシートをインラインで測定することができる。
測定装置ＭＤの最も重要な構成要素は、測定対象に照射光を当てるための照射システム、測定対象から反射される測定光を受光するための光ピックアップ手段、および反射された測定光を電気測定信号に変換するための波長範囲選択的受光システムである。
【００１３】
各カラーチャンネルのために、または、本発明の特に好適な実施形態においては、物理的に隣接する各２つのカラーチャンネルのために、照射システムは、発光ダイオードの形態の多数の光源１１を有し、これらの光源は、ｙ方向に線形に１列に配置されている。さらに、照射システムは、各光源１１のために、（円柱状の）コリメータレンズ１２と、ｙ座標と平行に長手方向に延びる連続スロット隔膜１３とを有することが好ましい。光源１１は、ｙ座標と平行に長手方向に延び、少なくとも測定対象Ｓの一部を横断する照射帯１５内で、照射光を測定対象Ｓに当てる。配置は、色測定に適した一定の入射角（通常、４５度／０度、例えば、ＤＩＮ１６５３６１，Ｐａｒｔ  ２）で、照射帯１５内に存在する測定対象Ｓの走査対象の各画素上に、照射光が導かれるような配置である。これは、コリメータレンズ１２およびスロット隔膜１３によって達成される。コリメータレンズ１２は、実質的に平行な光路を形成する。レンズの焦点距離は、（ｙ方向における）平行光路の発散角度が５〜１０度よりも小さくなるように選択される。この実施態様は、大部分均一な連続線形照射が可能である。図３において、照射光路は、参照符号１１ａで示されている。スロット隔膜１３は、照射帯の長手方向を横断する方向、すなわちｘ軸方向の入射角を制限する。使用する発光ダイオード１１は、例えば、米国、カリフォルニア、サンノゼのＬｕｍｉｌｅｄｓ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ＬＬＣから販売されている「白色光」照射用Ｌｕｘｅｏｎ  ＤＳ  ２５タイプのものとすることができる。この様な発光ダイオードの典型的な発光スペクトル（スペクトル発光能力）ＥＳを、図４の図面に示す。比較のため、いわゆるステータスＥフィルタのバンドパス特性ＤＢ、ＤＧ、ＤＲも、この図に示す。
【００１４】
光電受光ユニットは、（各カラーチャンネル用に、）ラインセンサ２１と、上流側に接続されたカラーフィルタ２２とを備え、カラーフィルタは、ラインセンサをその波長バンドパス範囲に感応化する。ラインセンサは、１つ以上のいわゆるＣＩＳ素子（接触型画像センサ）を備えており、各ＣＩＳ素子は、チップ上に一直線上に集積された多数の個々の光センサを有する。適切なＣＩＳ素子としては、例えば、米国、カリフォルニア、サンノゼのＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ社から販売されている分解能６００ｄｐｉのＰＩ６０４５ＪタイプのＣＩＳ素子がある。
【００１５】
図５は、ラインセンサ２１（この事例では、例えば、６つのラインセンサ）が、どの様にして、一般的な回路基板４０上に、通常ほぼ３ｍｍの相互間隔で設けられているかを示す模式図である。回路基板上に固定される隔壁４０ａは、一方ではカラーフィルタ２２のためのマウントとして、他方では光路を光学的に分離する手段として使用される。隔壁４０ａも、後で詳述するセルフォックレンズアレイ３１の出口面に直接設けられている。これによって、異なるカラーチャンネル（波長測定チャンネル）の最適な光学的分離が達成可能となる。
【００１６】
あるいは、カラーフィルタ２２は、ラインセンサ２１に、直接的に、または、スペーサを用いて回路基板４０に固定してもよい。そして、個々の空間は、隔壁または黒色成形部材によって光学的に分離可能である。他の選択肢としては、光ピックアップシステムの表面または裏面にフィルタを直接的に、または、スペーサを用いて貼着したり、フィルタを他の公知の方法で固定したりする選択肢もある。カラーフィルタ２２の固定のための更なる選択肢としては、例えば、フレーム型フィルタホルダにカラーフィルタをはめ込み、このフィルタホルダを定位置にしっかりと固定するという選択肢もある。
【００１７】
光ピックアップ手段は、（各カラーチャンネル用に、）線形光学アレイ３１を備え、この線形光学アレイは、屈折率分布型レンズの実質的に線形アレイ、いわゆるセルフォックレンズアレイとして構成されることが好ましい。ラインセンサ２１と同様に、線形光学アレイ３１は、ｙ座標方向と平行に延びている。セルフォックレンズアレイ３１の典型的配置を、図６に示す。ここで、２つの外壁３１ｂと外壁３１ｃとの間に２列の屈折率分布型レンズ３１ａが存在し、レンズファイバと外壁との間の空隙は、不透明なプラスチックで注入成形されている。適切なセルフォックレンズアレイは、ＮＳＧ社から販売されている。
【００１８】
線形光学アレイ３１は、照射光が測定対象Ｓの画素に当たり反射した測定光を、協動するラインセンサ２１（測定光光路２１ａ）へと導く。光学アレイ３１は、色測定に適した一定の入射角範囲（通常、０度±５度、例えば、ＤＩＮ１６５３６１，Ｐａｒｔ  ２）内で、各走査された画素により反射された測定光を受光するように構成および配置されている。図３において、（各カラーチャンネルの）走査された画素ラインは、参照符号１６で示されている。
【００１９】
実際には、スロット隔膜１３を光の光路内において、測定対象Ｓに可能な限り近接して配置することが重要である。スロット隔膜１３は、測定対象上の照射面を限定する。スロット隔膜１３は、通常、１ｍｍ以下の開口幅を有する。したがって、測定対象の照射面（照射帯１５）は、光学アレイまたはセルフォックレンズアレイ３１の（ｘ方向の）視野よりも小さな（ｘ方向の）幅を有する。これによって、散乱光がより抑制され、白色環境における高密度の小測定領域から濃度測定を行うことができる。
【００２０】
線形照射の基本的な問題は、測定領域の任意の一点が、全ての光源（発光ダイオード）からの光を受光するという点である。この場合、列からずれた発光ダイオードの光は、もはや４５度の方向ではなく、更に大きな角度で測定領域に照射される。しかし、この更に大きな角度は、４０度〜５０度（４５度±５度）の範囲の照射角度のみを許容する標準化色測定ジオメトリに適合しない。標準ジオメトリからの偏差は、測定誤差を引き起こすが、この様な測定誤差は、異なる表面効果や、彩色層中の他の光吸収路によって生じる。
【００２１】
したがって、照射のための有効角度範囲を制限すべきである。これは、例えば、列の個々の発光ダイオードと測定領域との間に配置されたプレート構造を使用して実施可能である。この様なプレートは、例えば、図１５において参照符号２１９で示されている。
しかし、プレートは、大き過ぎるものであってはならない。さもなければ、比較的大量の光が失われる。各測定点では、許容角度範囲において、単一のＬＥＤの光のみが視認される。
【００２２】
本発明の他の重要な態様によると、標準ジオメトリに適合するように照射角を制限するための更に好適な選択肢としては、上記のコリメータレンズ１２を使用する選択肢もある。この様なコリメータレンズは、各発光ダイオード列光源に沿って配置され、好ましくは、レンズアレイ（一体的なプラスチック部から成る複数のレンズ）へと物理的にグループ化される。図１８に例示されている実施形態においては、コリメータレンズ１２の一体的な設計が、明確に分かる。
【００２３】
レンズアレイの各コリメータレンズ１２は、主に１つの発光ダイオード１１（または、多数の小型発光ダイオードチップを使用する場合は、複数の発光ダイオードチップの空間的に限定されたアレイ）の光を平行化する。コリメータレンズ１２の焦点距離は、発光ダイオード列の長手方向（ｙ方向）における測定領域の照射の発散角度および周縁角度が、±１０度よりも小さくなるように選択される。これにより、照射帯１５内で重畳が発生し、結果的に均一な光度分布が得られる。上記の発光ダイオード１１間の遮蔽プレート２１９は、発光ダイオードからの光が、隣接する発光ダイオードのレンズを介して測定対象に達するのを防止する。
【００２４】
発光ダイオード列の長手方向に光束を平行化するコリメータレンズ１２としては、円柱レンズの使用で十分である。発光ダイオード列光源は、その列に垂直な方向の範囲が限定され、更なる光学部材を設けなくても、この次元方向の標準ジオメトリに対して規定されている要件を満たしている。さらに、スロット隔膜１３は、照射帯１５の幅を制限する。
測定対象、特に印刷シートは、接触せずに測定しなければならない。シートのための支持面は、原則的に、比較的大きなシート表面にわたって完璧に平坦ではない。したがって、これは、走査中において、測定対象と測定装置との間の距離の変動が生じる結果となる。この様な変動により、測定値が影響を受けてはならない。したがって、照射光学部材および測定光学部材は、０．２ミリメートルの許容範囲を超える距離に左右されてはならない。
【００２５】
照射システムは、測定光学部材（光学アレイ３１）の視野を越えて照射する（照射帯１５は、光学アレイ３１によって検出される走査ライン１６の幅よりも広い）。光学アレイ３１の検出角度を非常に限定しなければならない（色測定規格によると、たった±５度の検出角しか許容されない）ので、距離に依存しない測定領域において、光密度または光線密度を光学アレイで測定する。したがって、照射システムは、距離に関係なく一定の照度を生成しなければならない。
【００２６】
距離に関係なく４５度未満で照射可能となるコンセプトは、既に公知であり、測定領域平面と平行なランバート発光特性を有する発光光源の配置を含んでいる。測定領域に対する発光光源の位置は、光が４５度の角度で測定領域に当たるように選択される。光測定の法則によれば、この様な距離に対する非感受性は、実用に充分な距離変動範囲で達成される。それ自体公知のこのコンセプトは、図３に示されており、本発明にも適用されている。
【００２７】
上記のように、複数のカラーチャンネルで測定対象を測定するために、測定装置ＭＤは、図３に示す複数の構成を備えている。これらの構成（光源１１、コリメータレンズ１２、スロット隔膜１３、ラインセンサ２１、カラーフィルタ２２、線形光学アレイ３１）は、（ｘ方向に）若干の相互間隔をおいて、互いに平行に配置されており、単にカラーフィルタ２２が異なるだけである。
【００２８】
図７は、非常に簡略化されたｘ―ｚ座標平面に平行な断面図であり、６つのカラーチャンネルを備えた測定装置ＭＤの主要構造を示す。光源１１、スロット隔膜１２、光学アレイ３１、カラーフィルタ２２およびラインセンサ２１の線形アレイの長手方向（ｙ方向）は、図面の平面に垂直に延びている。本発明の特に好適なこの実施形態において、（物理的に）隣接する２つのカラーチャンネルは、光源１１およびスロット隔膜１３の列に分割される。したがって、スロット隔膜１３は、２つのスロットを有する二重スロット隔膜の形態で設けられている。隣接する各２つのカラーチャンネルのための共通照射システムを有するこの対称なレイアウトは、多くの点で有利である。第１に、各カラーチャンネルに別個の照射システムを設けるよりも費用効果が高い。第２に、個々のカラーチャンネルの測定範囲が、より好適に空間的に分離される。これにより、散乱光の量や、カラーチャンネル間に起こり得るクロストークが減少するので、測定性能が向上する。図７からも分かるように、ラインセンサ２１は、共通のラインセンサ回路基板４０に装着され、光源１１は、共通の発光ダイオード回路基板５０に装着されている。測定装置ＭＤの機械的な構造に関する詳細については、以下に説明する。照射光および測定光の光路は、それぞれ参照符号１１ａ、２１ａで示されている。
【００２９】
図７に示すように、６つのカラーチャンネルの線形光学アレイ３１およびラインセンサ２１は、ｘ方向に互いに偏位している。したがって、６つのラインセンサ２１は、それぞれ、ｙ方向に延びる測定対象Ｓの異なる画素ライン１６から、所定の瞬間に測定光を受光する。しかし、測定対象Ｓを横断してｘ方向に測定キャリッジＭＣすなわち測定装置ＭＤを移動することによって、測定対象Ｓの全ての画素ライン１６からの測定光が、順次適時に６つのラインセンサ２１の全てに当たる。測定装置ＭＤが印刷装置に取り付けられている場合、測定装置と測定対象との間の相対移動は、測定装置の下に印刷シートを供給することによって得られる。
【００３０】
画像検出とは対照的に、クロストークの影響は、色測定および濃度測定用途における主要な問題を呈する。したがって、可能な限りクロストークの影響を低減するためには、特別な対策が必要である。
第１の対策または第１の手段は、個々のカラーチャンネルのための測定光の光路を、相互に仕切る（遮断する）ことである。これは、個々の線形光学アレイ３１間に適切な隔壁を設けることによって達成可能である。原則的に、これらの隔壁は、画素に照射するために必要な照射システムからの光を遮らないという条件で、測定対象Ｓの表面の直前まで延びていてもよい。隔壁は、個々のラインセンサ間、カラーチャンネル間のクロストークを低減する。この様な隔壁は、光学アレイ３１間、センサ２１間、および関連するカラーフィルタ２２間の検出装置側の空間に好適に取り付けられている。図１３〜図１８に示す測定装置の好適な実施形態においては、隔壁は、ハウジング部材により形成されている。詳細は、図１３〜図１８および関連する説明の部分に示されている。
【００３１】
クロストークを低減する別の方法として、隣接するカラーチャンネルのセルフォックアレイの開口部に測定ラインの表面反射光が当たらないようにするために、照射列間の間隔すなわちラインセンサ間、およびセルフォックアレイ間の間隔が充分大きくなるように、これらの間隔を選択する方法もある。
クロストークを低減する別の方法としては、ラインセンサ２１の上流側に接続されたカラーフィルタ２２を若干の角度で角度をつけて配置する方法がある。これに関して、角度は、軸方向を中心としてｘ―ｙ平面から回転させることを意味する。この斜め配置によって、ラインセンサの長手方向のクロストークが減少する。このクロストーク低減方法も、図１３〜図１８に例示されている好適な実施形態において明確に示されている。
【００３２】
クロストークを低減するための別の選択肢としては、適切なテストサンプルを実行する選択肢もある。このテストサンプルは、測定テーブルＭＴ上に配置されて、測定キャリッジＭＣおよび測定装置ＭＤによって移動または走査される。テストサンプルは、通常、上記の測定テーブル上の白色基準帯ＷＲ（図１）と平行に配置される。測定装置ＭＤのクロストーク挙動は、動作中、または好ましくは各測定シーケンスの前に、テストサンプルを走査することによって、定期的に特徴付け可能である。この特徴付けは、位置に応じて、測定装置ＭＤに沿って、すなわちｙ方向に行われる。選択された画素を参照することにより測定される実際の情報を含む散乱光は、測定装置ＭＤのクロストーク挙動の位置と、隣接する画素の輝度に関する画像データとに依存するので、クロストーク補償を演算する時に両方とも考慮することが好ましい。換言すれば、個々の画素の散乱光の量は、隣接する画素の画像データと、場所に応じた測定装置ＭＤの特徴付けとに基づいて推測され、関連する測定値から減算される。
【００３３】
もちろん、（異なる波長範囲に感応するラインセンサ上の）カラーチャンネルの数を増やし、そして、同時に波長範囲のバンド幅を小さくすれば、得られる色測定の精度が向上する。２０ｎｍの間隔で１４〜１６個のカラーチャンネルを設ければ、スペクトル分解能は、従来のスペクトル測定ヘッドと同様である。しかし、カラーチャンネルの数を増やせば、システムの複雑性もより複雑となり、測定値を処理するための演算リソースも増える。逆に言えば、カラーチャンネルの数があまりにも少ないと、意図する目的に充分な精度を有する色測定を得ることが不可能となる。本発明の一態様において、測定精度および製造コストに関する最適な妥協点は、６〜１２個のカラーチャンネルを可視領域に設け、可能であれば、さらに１つのチャンネルを近赤外領域に設けることである。
【００３４】
ある実施形態の好適な例においては、６つのカラーチャンネルが、スペクトルの可視領域に設けられている。換言すれば、各カラーフィルタを上流側に接続した６つのラインセンサが設けられている。この場合、好ましくは、６つのカラーフィルタのうち３つのカラーフィルタが、色濃度測定を行うための正規化色濃度フィルタのバンドパス特性を有し、他の３つのカラーフィルタが、正確な色測定を得るために最適化されている。これらの６つのカラーフィルタの典型的バンドパス曲線を図８のグラフに示す。バンドパス曲線は、バンドパス特性を有し、典型的な３０ｎｍ〜６０ｎｍの半値幅を有する。したがって、走査の後、測定対象の各画素に対して６つの走査値が利用可能となり、例えば、外部コンピュータＣにおいて、これらの走査値からその他全ての関連データを演算することができる。色濃度フィルタを備えた３つのカラーチャンネルにおいて、色濃度を走査値として直接利用可能である。
【００３５】
用途の中には、近赤外領域における走査を必要とするものもある。この場合、本発明による提案の測定装置は、赤外チャンネルを備えていてもよい。この目的のために、ＩＲフィルタが、ラインセンサのうちの１つの上流側に接続される。白色光を発する発光ダイオードは、原則的に充分なＩＲ成分を有さないので、この場合、更なるＩＲ光源をＩＲ発光ダイオードの線形アレイの形態で設けなければならない。あるいは、白色光を発光する発光ダイオードとＩＲを発光する発光ダイオードとを混成して、線形発光ダイオードアレイに設けることも可能である。以下、これに関する更なる説明を行う。
【００３６】
図９は、走査装置の測定／駆動制御システムＭＤＣを概略ブロック図の形態で示す。測定／駆動制御システムは、センサ制御システム１０１と、ランプ制御システム１０２と、駆動制御システム１０３と、主制御装置１０４とを備え、主制御装置は、その他の３つの制御システムと協動し、同時に外部コンピュータＣとの接続も確立する。センサ制御システム１０１は、ラインセンサ２１から測定値を読み取り、ランプ制御システム１０２は、照射ユニットの光源１１を制御し、駆動制御システム１０３は、測定キャリッジＭＣおよびその内部に配置された測定装置ＭＤのｘ、ｙ、ｚの３つの運動方向への移動のために、駆動モータ１０８を制御する。主制御装置１０４は、高位レベルで他の３つの制御システムを統括および制御し、同時に外部コンピュータＣとの接続を確立する。主制御装置１０４は、外部コンピュータＣから制御コマンド１０５を受信し、ラインセンサ２１が生成した（デジタルで与えられた）測定値１０６を外部コンピュータに送信する。原則的に、測定／駆動制御システムＭＤＣは、その機能に関して、このタイプの市販のスキャナ装置と同様であり、ラインセンサ２１および発光ダイオード１１の起動に必要な特別な機能は、これらの要素のメーカのデータ仕様に直接規定されている。したがって、当業者にとっては、測定／駆動制御システムＭＤＣの実施方法に関する更なる説明の必要はない。
【００３７】
上記の実施形態の例においては、測定装置ＭＤは、測定対象の全高方向（ｙ方向）を横断して延びている。通常、印刷シートは、比較的大きいので、測定装置のｙ方向の長さや、ラインセンサ２１、カラーフィルタ２２、および線形光学アレイ３１の長さは、おそらく８０ｃｍ以上となる。しかし、この様に長いラインセンサ、カラーフィルタ、および光学アレイを製造することは、技術的に非常に複雑である。
【００３８】
この問題を克服するための考え得る方法としては、ｙ方向に横断すべき走査領域よりも基本的に短くなるように、測定装置ＭＤの（ｙ方向の）長さを選択する方法がある。この場合、全測定対象を２つ以上の走査パス（測定対象の上方での測定キャリッジＭＣすなわち測定装置ＭＤのｘ方向への移動）で走査すべきであり、したがって、各走査パスのために、測定キャリッジＭＣ内の測定装置ＭＤをｙ方向に移動しなければならない。
【００３９】
しかし、本発明の別の態様によれば、この問題は、測定装置ＭＤをモジュール設計で構築することによって解決することが好ましい。換言すれば、この様なモジュール設計は、ｙ方向の長さが比較的短い本質的に同一設計の多数の測定モジュールから成るモジュール設計であり、各モジュールは、測定装置の全ての要素を組み込まれており、全体として、ｙ方向に横断すべき走査領域をカバーするものである。測定モジュールは、例えば、（ｙ方向の）長さを約５０ｍｍとすることができ、測定装置全体を、例えば、１６個のモジュールで構成してもよい。
【００４０】
図１０および図１１は、測定装置ＭＤの２つの変形態様を示す模式図であり、この例では、４つの測定モジュールのみで構成されている。測定モジュール内部の線影ストライプは、（例えば、６つのカラーチャンネルが存在する）各モジュールのカラーチャンネルを表す。
図１０は、継ぎ目なしに（ｙ方向に）互いに隣接するように配置された測定装置ＭＤの４つの測定モジュール２００を示す。しかし、接合点で僅かな走査空隙を生じる可能性があるので、継ぎ目のない配列を得ることは、技術的な観点から困難な場合もある。したがって、図１１に示す好適な実施例においては、測定モジュール２００は、２つのグループ２０１、２０２に分割され、これらのグループは、平行で直線的な２つの列をｘ方向に構成する。２つのグループ２０１、２０２の測定モジュール２００は、互いに間隙に位置し、ｘ方向に僅かに重複する。この重複の結果、走査空隙が回避され、構造の精度に関わる要件は、それほど重要ではなくなる。しかし、この方法では、制御態様が複雑になる。なぜなら、２つのグループの測定モジュールのセンサ列は、それぞれ、適時に異なる瞬間に、測定対象の全く同一の画素ライン上に位置するからである。
【００４１】
通常、測定装置ＭＤの個々の測定モジュール２００は、同一の構造である。しかし、本発明の別の態様によると、カラーチャンネルの総数を増やすために、測定装置ＭＤにおいて異なるカラーチャンネルを有する測定モジュールを使用することも可能である。この目的のためには、異なるカラーフィルタを使用するだけでよい。例えば、図１０に示す実施形態においては、奇数番目の各測定モジュール２００には、６つの第１のカラーチャンネルを組み込み、偶数番目の各測定モジュール２００には、第１のカラーチャンネルとは異なる６つの第２のカラーチャンネルを組み込むことができる。同様に、図１１に示す実施形態においては、一方のグループ２０１の測定モジュール２００には、６つの第１のカラーチャンネルを組み込み、他方のグループ２０２の測定モジュール２００には、第１のカラーチャンネルとは異なる６つの第２のカラーチャンネルを組み込むことができる。すると、両変形態様において、全測定装置ＭＤは、１２のカラーチャンネルの色分解能を提供する。この場合、完璧に測定対象を走査するためには、当然、２回の走査パスが必要であり、測定装置ＭＤを、本質的にモジュール長だけｙ方向に移動させなければならないであろう。
【００４２】
図１２は、１２個の異なるカラーフィルタおよびカラーチャンネルが設けられている場合の測定フィルタのスペクトル分布を示す。ここで、４５０ｎｍ〜６４０ｎｍの関連測定範囲において、２０ｎｍの半値幅を有する１０個の異なるカラーフィルタが使用されている。この分解能は、スペクトル色測定技術に関して規格（ＣＩＥ１５．３またはＤＩＮ５０３３）に規定されている要件に対応している。通常の観測機能が低い周辺領域においては、強い色差を生じないので、広域フィルタが選択される。ＩＳＯ５規格のＩＳＯ濃度基準ステータスＩに厳密に準拠して、３つのカラーフィルタが、濃度測定のために特別に選択される。カラーフィルタを、中心波長ＣＷＬおよび半値幅ＨＷと共に下記の表に示す。
2008518218.tif 000003
【００４３】
このフィルタ選択によって、数を減らしたカラーフィルタを用いた印刷サンプルの色／濃度測定のための良好な測定性能が可能となり、この測定性能はスペクトル測定技術と同等である。
測定モジュール２００のためのフィルタ選択および配置は、特定のカラーチャンネル（カラーフィルタ）を全ての測定モジュールに設けるものであってもよい。例えば、赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタを各測定モジュール２００内に設けてもよいが、これらの赤色、緑色および青色のカラーフィルタは、同一ではなく、可能な限りスペクトル的に互いに近接しているだけである。ここでまた、各モジュールに６つのカラーチャンネルを設けることにより、結果的に、１２のカラーチャンネルの総色分解能が得られる。カラーチャンネル分布のこの設計によって、測定モジュールの全てに設けられているカラーチャンネルでの一回の走査移動（例えば、測定キャリッジの外方移動）により、全測定対象を走査することができる。そして、例えば、プレビュー画像（色に関しては正確に１００％ではない）を表示するために、これらの走査値を使用することができる。
【００４４】
例えば、ここでまた６つのカラーチャンネル用に設計された測定モジュール２００の構造について、以下、図１３〜図１９を参照しながら更に詳述する。もちろん、カラーチャンネル数が多くても少なくても、これらのカラーチャンネル用に測定モジュールを設計できる。記載の測定モジュール２００の構成は、図７に示すものに対応している。
図１３に示す全体図から最もよく分かるように、測定モジュール２００は、全ての光学部材および電気部材を収容したハウジング２１０を備えている。ハウジング２１０は、金属製で、同時に放熱用冷却素子としての役割も果たす。２部材からなるハウジング２１０は、基本的に、基板２１１と、基板に接続された上部部材２１２とを備えている。
【００４５】
図１６は、照射光路１１ａおよび測定光路２１ａを含む、ハウジング内に収容された測定モジュール２００の機能部材の全体図を示す。図示のように、平行な２つの回路基板４０、５０が存在し、これらの基板上に全ての電気部材が装着されている。図面の上部のラインセンサ回路基板４０は、上部でハウジング２１０を閉鎖するとともに、上記の設計の６つのラインセンサ２１（ＣＩＳ素子）をその底面（図１７）により支持する。ラインセンサ２１は、平行に配列され、ｙ方向に延びている。ラインセンサ回路基板４０の上面には、プラグイン接続端子４１が配置されており、これによって、上に詳述されている測定／駆動制御システムＭＤＣに測定モジュール２００を電気的に接続することができる。プラグピン４２も示されており、このプラグピンは、その下に配置された発光ダイオード回路基板５０上のソケット５０に接続され、これにより、発光ダイオード回路基板５０との電気接続を確立する。発光ダイオード回路基板５０の底面に、ｙ方向に延びる平行な３列の発光ダイオード１１（この例では、各列に５つの発光ダイオード）が、良好な熱接触状態（図１８）で取り付けられている。
【００４６】
図１６において、さらに、ｙ方向に延びるコリメータレンズ１２の６つの線形アレイと、ｙ方向に延びる３つの二重スロット隔膜１３と、ｙ方向に延びる６つの線形光学アレイ３１（セルフォックレンズアレイ）と、ｙ方向に延びるフィルタホルダ２３に収容されている６つのカラーフィルタ２２とが存在している。カラーフィルタ２２は、クロストークの影響を低減するために、ｙ軸を中心に若干回転されている（これについては上記の説明を参照）。コリメータレンズ１２は、ハウジング２１０の基板２１１のキャビティに内嵌固定されている。線形光学アレイ３１は、発光ダイオード回路基板５０のスロット５３内に固定され、同様に基板２１１の適切な形状のキャビティに内嵌されている。二重スロット隔膜１３は、ハウジング２１０の基板２１１の底面に装着されている。内部にカラーフィルタ２２を保持するフレーム形状のフィルタホルダ２３は、ハウジング上部部材２１２の対応する形状のキャビティに内嵌固定されている。
【００４７】
図１４に示すように、ハウジング上部部材２１２は、本質的にフレーム形状の設計であり、比較的肉厚な中間壁２１３を有している。この中間壁には、ｙ方向に延びる６つの長尺キャビティ２１４と、同様にｙ方向に延びる６つの長尺スロット２１５とが設けられている。キャビティ２１４は、図１９に詳細に示すように、内部にカラーフィルタ２２が内嵌されたフィルタホルダ２３を収容するために使用される。スロット２１５によって、測定光の光路２１ａは、線形光学アレイ３１とラインセンサ２１との間を通過可能となっている。ラインセンサ回路基板４０および発光ダイオード回路基板５０は、（測定モジュールが組み立てられた状態で）中間壁２１３の上下に取り付けられている。発光ダイオード回路基板５０は、良好な熱伝導材料で形成され、発光ダイオードの生成熱をハウジング２１０へと放熱する。別のキャビティ２１６により、発光ダイオード回路基板５０上のソケット５２のための空間が形成されている。
【００４８】
図１５に示す基板２１１は、ｙ方向に延びる平行な６つスロット２１７と、ｙ方向に延びる長尺の３つのウィンドウ（窓）２１８とを有する。スロット２１７によって、測定対象の走査ラインにより反射された測定光の光路２１ａは、線形光学アレイ３１まで通過することができる。ウィンドウ２１８は、前記６列のコリメータレンズ１２のための空間を提供し、底面において、ハウジング外壁に向かって３つの二重スロット隔膜１３（図１５においては図示せず）により閉鎖されている。長手方向（ｙ方向）の散乱光の影響を低減するために、４つの遮蔽プレートが、各ウィンドウ２１８内に配置されており、それぞれが２つの発光ダイオード１１間に位置するように取り付けられている。
【００４９】
測定モジュールの構成要素を基板２１１およびハウジング上部部材２１２のキャビティに内嵌することによって、個々のカラーチャンネルは良好に光学的に分離されるので、個々のカラーチャンネル間のクロストークの影響は有り得ない。
図１３〜図１８に例示する実施形態においては、１０ｍｍの間隔をおいて良好な熱接触状態で発光ダイオード回路基板５０上に取り付けられた（１ラインにつき）５つの市販の白色高出力発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた光源ラインを使用する。使用する発光ダイオード１１は、Ｌｕｍｉｌｅｄｓというメーカの白色の１ＷのＬＥＤであり、「表面実装」技術（ＳＭＴ）を利用して通常のハウジングに内嵌され、ランバート発光特性を有している。これらの比較的大型の５つ発光ダイオードを用いると、長さ５０ｍｍの走査ラインを充分均一に照射することができる。二重スロット隔膜１３およびコリメータレンズ１２は、測定モジュールによって検出される走査帯の領域において、測定対象が、規格（入射角４５度±５度）に準拠して充分均一に照射されるようにする。
【００５０】
しかし、少数の大型発光ダイオードを使用する代わりに、多数の小型発光ダイオードを使用することも可能であり、小型発光ダイオードは、同様に、発光ダイオード回路基板５０上に配置される。例えば、「チップオンボード」技術（ＣＯＢ）に基づく小型低出力発光ダイオードを、各光源ライン当たり２０個使用することもできる。特に、ＣＯＢ技術により多数の小型低出力ＬＥＤを使用することもでき、占有空間が少なくて済む。いわゆるＬＥＤクラスタを形成してもよい。これは、表面上で高出力ＬＥＤチップと同等の光源を提供する。この配列において、様々なＬＥＤタイプと、様々なスペクトル発光波長との組み合わせを使用することも可能である（以下の説明も参照）。
【００５１】
実用的な実施に関して、図示のように、全てのピックアップチャンネル（この例では、６つのピックアップチャンネル）のためのラインセンサ２１を、測定平面から一定の距離をおいて、共通のラインセンサ回路基板４０上に装着すれば、有利である。しかし、線形光学アレイ３１に使用されるセルフォックレンズアレイは、色収差を有し、これは、鮮明な画像平面が波長の関数として長手方向（ｚ方向）にシフトすることを意味する。一般的に使用されている、日本の日本板硝子社製のセルフォックタイプのＧＲＩＮレンズアレイは、スペクトル動作範囲にわたって０．４〜０．８ｍｍの範囲の典型的な長手方向の色収差を有する。
【００５２】
この問題を解決するために、光学アレイまたはセルフォックレンズアレイ３１は、ピックアップチャンネルの波長に最適な動作距離が測定対象側で得られるように、ｚ方向に若干ずらして取り付けられている。セルフォックレンズアレイ３１の画像側（ラインセンサ側）において、短波長では長波長よりも肉厚のカラーフィルタを使用することにより、光路差を補償する。必要な厚みの変更は、光技術に関する各参考図書に記載されているように、平行平板による焦点ずれに関する公知の公式を使用して算出される。
【００５３】
コスト的な理由で、１つのピックアップチャンネルのみを使用して、換言すれば、全く同一の光学アレイ（セルフォックレンズアレイ）３１および全く同一のラインセンサ２１を使用して、複数のスペクトルチャンネル（波長範囲）を測定することが望ましい場合もある。印刷技術で使用される８５０ｎｍ〜９５０ｎｍの範囲の赤外領域を、例えば、中心波長４２０ｎｍで、半値幅４０ｎｍの他の波長範囲（カラーチャンネル）の測定と組み合わせることが、特に重要な場合もある。数多くの市販のシリコンベースのセンサが４００ｎｍ〜９５０ｎｍの範囲において完璧に良好な感度を有するので、ラインセンサを設けた同一のセンサを使用して、これらの異なる波長範囲を検出することに問題はない。
【００５４】
本発明の別の態様によると、組み合わせるべき２つの波長範囲からの光を交互に測定対象に照射し、２つの波長範囲（カラーチャンネル）の測定値を時分割多重プロセスによって相互に埋め込むような組み合わせを達成する。したがって、照射光は、一方のカラーチャンネル（例えば、青色ＬＥＤ）と他方のカラーチャンネル（例えば、赤外ＬＥＤ）とに交互に適用される。当然、これに対する必要条件は、必要な発光特性を有する様々な発光ダイオードが関連する発光ダイオードラインに取り付け、様々な発光ダイオードを選択的に起動可能なようになっていることである。そして、これは、上記の測定／制御装置ＭＤＣによって達成可能である。
【００５５】
この交互二重照射システムは、理論的には、更なるフィルタを用いることなく動作可能である。しかし、ここで取り扱う用途には、正確な濃度測定および色測定が必要であり、発光ダイオードは、明確に規定された照射スペクトルを有さないので、必要なバンドパス特性を光学バンドパスフィルタによって得るべきである。本発明の別の態様によると、この目的のために、関連のラインセンサ２１に割り当てられたカラーフィルタ２２は、二重バンドパスフィルタの形態で設けられている。この様な二重バンドパスフィルタは、例えば、４００ｎｍ〜４４０ｎｍと８５０ｎｍ〜９５０ｎｍとの間の波長を透過させ、対象のスペクトル（例えば、３８０ｎｍ〜１０００ｎｍ）の残りの範囲の波長を遮ることが最も理想的である。以下の特性、すなわち、４４０ｎｍ未満および８５０ｎｍを超える透過波長、４４０ｎｍ〜８５０ｎｍの遮蔽波長を有する二重バンドパスフィルタを使用することも可能である。二重バンドパスフィルタは、純正干渉フィルタの形態で設けることが好ましい。
【００５６】
いわゆる「蛍光体変換型」白色発光ダイオード（例えば、米国のＬｕｍｉｌｅｄｓ社販売の発光ダイオード）のスペクトルは、２つの部分に分かれている。すなわち、ＬＥＤ半導体材料によって直接誘起される短波長部分と、蛍光体から間接的に生じる長波長部分とに分かれている。半導体、いわゆるポンプＬＥＤの光は、通常、スペクトルのＵＶまたは濃青色部分であり、比較的狭い帯域（通常、１００ｎｍよりも狭い帯域）である。蛍光体が発する光成分は、青から赤にわたり、比較的広い帯域（通常、１００ｎｍ〜２００ｎｍ）である。図２０は、この様な白色ＬＥＤの典型的な発光スペクトルを示す。
【００５７】
この様な発光ダイオードは、原則的に、濃度測定および色測定装置用、特に、分光光度計用の光源として適している。しかし、これらは、幾つかの観点から問題があり、このうち最も重要な２つは、以下のとおりである。通常、スペクトルホールは、ポンプＬＥＤの光成分と蛍光体の光成分との間に生じる。これは、相対光度が、この波長範囲において、スペクトル（図２０を参照）の他の波長範囲よりもかなり低いことを意味する。第２の問題は、ポンプＬＥＤの中心波長が、かなりのコピー散乱を受けるという事実である。したがって、発光ダイオードのメーカは、製造した個々の発光ダイオードを測定し、特定の基準に基づき、例えば、ポンプＬＥＤの光の中心波長の位置に応じて発光ダイオードを分類する場合がある。なお、半導体の光とは異なり、蛍光体の光は、スペクトルの位置に関する限り、実質的にコピー散乱を受けないことに注意すべきである。
【００５８】
色測定技術において、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲のスペクトルが重要である。良好な測定精度を達成するためには、少なくともこの範囲で充分な光が利用可能である必要がある。この様な背景で、上記の問題に関連して、測定技術に関する２つの難点がある。青色ポンプＬＥＤの中心波長が、短波長（例えば、４３０ｎｍ）に、より多く存在する場合、４００ｎｍでもまだ充分な光があるが、蛍光体光のスペクトル位置は不変であるために、（半導体光と蛍光体光との間の）スペクトルの低下はより著しい。したがって、この範囲（約４５０ｎｍ〜５００ｎｍ）には、光が殆ど無い。一方で、ポンプＬＥＤの中心波長が、より長波長側にシフトする場合、この低下は、実質的にそれほど著しくないが、短波長、特に４００ｎｍ〜４３０ｎｍにおいて利用可能な光は、もはや多くは得られない。この様な場合、例えば、黄色のプロセスカラーの測定濃度をもはや有意に決定することはできない。これら２つの場合を、図２０の２つのスペクトルグループＳＰＧ１、ＳＰＧ２で示すことができる。
【００５９】
これらの問題は、以下のように、本発明の他の基本原則により解決することができる。図２０のスペクトルグループＳＰＧ１、ＳＰＧ２に対応する発光スペクトルに基づいて発光ダイオードを分類することにより、利用可能な発光ダイオードを２つのグループに分割する。一方のグループは、短波長（例えば、４３０ｎｍ）に近いポンプＬＥＤの中心波長を有し、他方のグループは、長波長（例えば、４５０ｎｍ）に近い中心波長を有する。２つのグループの発光ダイオードを組み立てて、照射システムを形成することができる。これにより、上記の問題が発生しないように、カラーフィルタに応じて発光ダイオードを一方または他方のグループからカラーチャンネル用に選択することができる。これは、例えば、中心波長４２０ｎｍのカラーフィルタ用の発光ダイオードを一方のグループから選択し、他方のグループからの発光ダイオードを、例えば、中心波長４７０ｎｍのカラーフィルタのために使用可能なことを意味する。より細かく再分割された多数のグループの場合にも、同様の方法を使用することができる。
【００６０】
本発明の別の重要な態様の結果として、図２１に模式的に示すように、測定装置ＭＤは、ラインセンサに加えて、個々の画素のスペクトル測定値をとるための別のスペクトル測定ヘッドを備えていてもよい。このスペクトル測定ヘッド３００は、電動装置によって、図中矢印Ａ４で模式的に示すようにｙ方向に移動可能であり、そして、測定キャリッジＭＣの移動と連動して測定装置のその他の部材とは別にｘ方向に移動可能であり、測定対象の画素の上方に配置可能である。当然、スペクトル測定ヘッド３００およびｙ方向のその駆動も、測定／制御システムＭＤＣによって制御される。スペクトル測定ヘッド３００は、好ましくは、偏光フィルタ３０１を備えており、選択的に偏光フィルタの有る状態および無い状態でスペクトル測定値をとることができるように、遠隔制御によって、偏光フィルタを測定光路に入出移動することができる。図２１において、偏光フィルタ３０１の移動は、矢印Ａ５により示されている。偏光フィルタ３０１は、２つの同心部を備え、これら同心部の偏光方向は、互いに交差している。照射光路は外方部を貫通し、測定光路は内方部を貫通している。同時に異なるフィルタを使用して測定値をとるためには、例えば、偏光フィルタの有る状態および無い状態で２つのスペクトル測定ヘッドを用いて測定値を得るために、１つ以上の独立したスペクトル測定ヘッドを設けることも可能である。
【００６１】
実用においては、スペクトル測定ヘッド３００は、測定対象Ｓの比較的少数の選択された画素について、高精度（スペクトル）測定のために使用される。スペクトル測定ヘッドは、通常、印刷シート上に基準として設けられた色制御帯ＣＭＳ（図１）を測定するために使用される。これは、別個の走査パスで実行してもよいし、測定装置ＭＤの走査パスのうちの１つと共に実行してもよい。何れの場合も、選択された画素の正確な位置が先験的に未知であることを鑑みると、ラインセンサを備えた測定装置によって検出された画像データを解釈し、特定の画素上に独立したスペクトル測定ヘッドを位置決めするために、この様な画像データを使用可能とすれば、特に有利である。例えば、色制御帯ＣＭＳの正確な位置は、特に、測定動作中に決定可能であり、その結果、独立したスペクトル測定ヘッドを関連する画素の上方に選択的に配置することができる。
【００６２】
品質に関して、スペクトル測定ヘッドは、高精度の色測定システムである。スペクトル測定ヘッドは、色測定技術を管理する国際規格（例えば、ＩＳＯ１３６５５またはＤＩＮ５０３３）に規定されている測定技術に関する全ての要件を満たしている。特に、個々のスペクトル測定ヘッド３００は、テストサンプルを個々のスペクトル測定ヘッドの下方で回転したときに、方向に影響されないように環状または円形の測定ジオメトリで設計される。この様なスペクトル測定ヘッドの一例としては、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ  ＡＧ製造の分光光度計ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅがあり、これを測定装置のスペクトル測定ヘッドとして使用することができる。スペクトル測定ヘッドおよび画像測定ユニットが、紫外線（ＵＶ）成分を含まない測定光の照射スペクトルを有する場合も有利である。この特性は、光学照射システムにおいてエッジフィルタを使用することによって達成可能であり、４００ｎｍより短波長の照射スペクトルのスペクトル成分を抑制する。例えば、Ｓｃｈｏｔｔ社製造の市販の吸収フィルターガラスを、この様なフィルタに使用することができる。ＵＶ成分を抑制することによって、基板中の光学増白剤の様々な活性化に関する非線形な影響に対して許容誤差を設ける必要がないので、測定データの補正が容易になる。ＵＶ抑制を用いない場合は、補正モデルにおいて光学増白剤の蛍光作用に対して補償を行わなければならない。理想的には、媒体の測定ジオメトリやタイプの影響に対する許容誤差を設定するときに、補正モデルにおいて、この補償のための許容誤差を設定する。
【００６３】
以下、本発明による提案の測定装置および走査装置に関する特に実用的な実施形態について、図２２〜図２５を参照しながら説明する。測定テーブルＭＴおよび測定キャリッジＭＣを有する全般的構造は、上記と同様であり、相違点は、測定キャリッジ内に配置された測定装置ＭＤのみである。したがって、後者について主に説明を行う。
図２２は、多数の測定モジュール２００に再分割され、測定対象Ｓに隣接した位置にスペクトル測定ヘッド３００が組み込まれている、測定キャリッジＭＣ内の測定装置ＭＤを極度に象徴表現した図である。上記のように、測定キャリッジは、第１の走査パスにおいて、測定対象Ｓの上方で（図中）左から右へと測定装置ＭＤを案内し（外方移動）、その後直ちに、第２の走査パスにおいて、右から左に初期位置へと帰還させる（帰還移動）。
【００６４】
図２３および図２４から若干詳細に分かるように、図１１の場合と同様に、測定モジュール２００は、２つのグループ２０１、２０２で配置され、一方のグループの測定モジュールと、他方のグループの測定モジュールとは、間隙に位置し、（ｙ方向に）若干重複しているので、全体として、走査において空隙は生じない。図１３〜図１９に示す測定モジュールに関して説明したように、測定モジュール２００は、同一設計である。全ての測定モジュール２００は、使用するカラーフィルタを除いて同一である。１つのグループ内の全ての測定モジュールは、同一のカラーフィルタセットを含むが、一方のグループのカラーフィルタセットは、他方のグループのカラーフィルタセットとは異なる。図示の例では、各測定モジュール２００は、６つのフィルタを備えているので、結果的に、最高総数１２個の異なるカラーチャンネルとなる。
【００６５】
各グループ２０１、２０２の測定モジュール２００は、互いに相対移動できないように、それぞれ、キャリッジ２７０、２８０に装着されている。詳細に図示されていないが、２つのモジュールグループ２０１、２０２は、全体として、従来の駆動手段によって、２つの隣接するモジュール間の半分の距離だけ測定キャリッジの長手方向に沿って反対方向に移動可能である。駆動手段は、例えば、２つのモータ駆動スピンドル２７１、２８１であり、測定／駆動制御システムＭＤＣにより制御されるものであってもよい。図２５に示す断面図から分かるように、キャリッジ２７０、２８０は、モジュールハウジング２１０からの放熱のための冷却素子の形態で設けられていることが好ましい。
【００６６】
図２３は、初期位置における２つのモジュールグループ２０１、２０２を示し、図２４は、移動した位置におけるモジュールグループ２０１、２０２を示す。図示のように、モジュールグループが移動した位置にあるとき、２つのグループのモジュール２００の位置は逆転する。モジュールグループが、測定装置ＭＤによって初期位置から外方へ移動し、そして、移動した位置から帰還移動すると、測定対象の画像の各位置が、存在する全てのカラーチャンネルで完全に走査される。
【００６７】
図２５は、２つのモジュールグループ４０１、４０２のｘ―ｚ座標平面に平行な断面と、付加的なスペクトル測定ヘッド３００とを示す。
オフセット印刷においては、原則として、色制御帯ＣＭＳは、常に、印刷シートの特定の辺（図１においては、長辺、換言すれば、ｘ方向）に沿って配置されている。測定キャリッジＭＣと、その内部に収容されている測定装置ＭＤとが、色制御帯ＣＭＳと平行に配置されている場合、測定キャリッジＭＣをほんの少し移動させるだけで、非常に短時間で、通常は幅の狭い色制御帯を走査することができる。色制御帯の高さは、印刷シートの高さのほんの１％に過ぎない（より詳細には図１を参照）ので、色制御帯単独では、通常、シート全体よりも１００倍高速に読み取ることができる。シートを走査するとき、色制御帯のみを最初に走査し、そしてシート全体を走査すると、電子制御印刷装置の場合、非常に短時間で領域依存規則推奨事項を印刷装置制御システムに送信することができる。したがって、非常に迅速に、用紙をあまり浪費せず、印刷命令に対処することができる。
【００６８】
下記の行列変換に基づいて、各画素に対してマルチチャンネル測定装置ＭＤから得られた走査値から、充分に正確な色値Ｘ，Ｙ，Ｚを計算することができる。６つのカラーチャンネルが存在する場合、関連する６つの走査値Ｍ１．．．Ｍ６を含む変換行列は、以下のとおりである。
2008518218.tif 000004
【００６９】
変換行列の係数ｋ１１．．．ｋ３６は、多数の比較測定値（本発明による提案の測定装置によるもの、および、精密スペクトル測定装置によるもの）を使用して経験的に決定可能である。もちろん、この方法は、６つのカラーチャンネルに限定されないが、カラーチャンネル数が少ないと、結果の精度が劣る。外部のスペクトル測定装置を使用する代わりに、上記のスペクトル測定ヘッド３００を使用することも可能である。
【００７０】
補償演算によって変換行列の係数を決定することによって、様々なフィルタおよび発光ダイオードの製造誤差および許容誤差を補正することができる。したがって、発光ダイオードとフィルタとで構成されるユニットに対応する測定装置の各空間領域に対して、個々の変換行列を演算しなければならない。
ＣＩＥ色値Ｘ、Ｙ、Ｚは、照射タイプおよび通常の観測装置の組み合わせに対する公知の定義（ＣＩＥ公報１５．２）に基づいて決定される。したがって、特定の変換行列は、照射タイプおよび通常の観測装置の各組み合わせに対して実行される。
【００７１】
６〜８個の異なるカラーフィルタの縮小セットを使用すれば、類似の変換行列を使用することによって、色濃度測定の精度を向上することができる。６つのフィルタに対する変換は、以下の式で表される。
2008518218.tif 000005
【００７２】
Ｄ１．．．Ｄ６は、個々の走査測定値Ｍ１．．．Ｍ６の濃度値である。Ｄｃ、Ｄｍ、Ｄｙは、ＩＳＯ規格５からの特定の濃度規格に基づく濃度値である。縮小フィルタセット（少数のカラーチャンネル）を使用する場合、３０〜５０ｎｍの範囲の半値幅を有するブロードバンドフィルタ関数を用いる濃度規格、例えば、ステータスＥを濃度基準として選択すると有利である。
【００７３】
変換行列の係数ｋ１１．．．ｋ３６は、対応する濃度値に関する多数の比較測定値（マルチチャンネルライン走査によるもの、および、精密スペクトル測定装置によるもの）を使用して経験的に決定可能である。ここでも、外部スペクトル測定装置の代わりに、上記のスペクトル測定ヘッド３００を使用することも可能である。
ラインセンサを有する測定装置ＭＤにおいて偏光フィルタを使用することは、さまざまな理由により困難である。例えば、測定光が、結果的にあまりにも減衰されるからである。しかし、多数の用途において、偏光フィルタで測定値をとることは、必要であろうし、少なくとも可能である。本発明の別の態様によると、偏光フィルタを用いずに、マルチチャンネル測定装置ＭＤによって生成した走査値から偏光フィルタ走査値を計算する。これは、偏光フィルタを用いた走査に対応する。この変換は、例えば、パラメータに基づくモデルを使用して外部コンピュータＣで実行され、そのパラメータは、偏光フィルタ３０１の有る状態および無い状態で、スペクトル測定ヘッド３００を使用して、選択された画素において測定されたスペクトル走査値から決定される。使用される選択画素は、通常、測定対象Ｓの色測定帯ＣＭＳの画素である。図２６は、これらの相関関係を示す。偏光フィルタの有る状態および無い状態でスペクトル測定ヘッド３００によって得られた測定データ４０１、４０２から、パラメータ演算ステージ４０３におけるモデルのためのパラメータ４０４を決定し、モデル４０５に組み込む。そして、偏光フィルタの無い状態で得られたラインセンサからの測定データ４０６を、対応する偏光フィルタ測定データ４０７へと変換する。通常、補正モデルは、オフセット補正、必要に応じてスペクトル尺度、およびスペクトル独立乗法的特性曲線補正で構成される。
【００７４】
パラメータ４０４は、補正モデルを含む補償演算により演算され、偏光フィルタの有る状態および無い状態でスペクトル測定ヘッドにより選択画素において測定された基準測定値（スペクトル走査値）を入力変数として使用し、補正パラメータを変数として使用する。したがって、補償演算を実行し、そして、偏光フィルタの無い状態で測定され、補正モデルを用いて補正された基準値が、偏光フィルタの有る状態で測定された、スペクトル測定ヘッドの基準測定値から可能な限り逸脱しないように、補正パラメータを演算する。
【００７５】
偏光フィルタの補正または偏光フィルタ画像測定値への変換は、別個のスペクトル測定ヘッドを用いずに実行してもよい。この場合、印刷シートは、偏光フィルタの無い状態で測定装置ＭＤによって完全に測定される。そして、測定装置ＭＤ内の偏光フィルタを照射および集光チャンネルへと回動して、別の特別な走査パスにおいて、偏光フィルタの有る状態で約１０倍低速の走査速度で画像の部分領域だけを測定する。この部分領域に色制御帯ＣＭＳが含まれていると、有利である。この低速の走査速度は、偏光フィルタを使用した場合に光損失に起因して必要となる約１０倍長い測定時間（積分時間）を達成可能であることを意味する。変換パラメータを決定し、図２６に関連して説明した方法を用いて測定値をアナログ変換するが、スペクトル測定ヘッドで測定した測定値４０１、４０２を使用する代わりに、偏光フィルタの有る状態および無い状態で測定装置ＭＤにより測定された画像の選択部分領域から生じる測定値を使用する。図３には、偏光方向が交差している２つの部材を備えた、参照符号１８で示す偏光フィルタが象徴的に示されている。矢印１８ａは、光路内に入出移動する能力を示す。
【００７６】
特殊な用途では、各画像ピクセルに関して、対応する反射率スペクトルを知ることが重要である。画像データが、縮小走査セット（少数のカラーチャンネル）のみで検出される場合、スペクトルカラーマネージメントからのアルゴリズムを使用して、近似スペクトルを走査値から生成することができる。この様な技術は、上記非特許文献１に、詳細に説明されている。
【００７７】
スペクトル画像データは、スペクトル測定ヘッド３００を使用して、下記の方法で、多数のチャンネルを有する測定装置ＭＤで測定された走査値から決定することもできる。スペクトル測定ヘッド３００によって、色制御帯のスペクトル測定を行う。色制御帯ＣＭＳは、印刷プロセスにかかわる全色に対する制御領域（フルトーン色領域およびハーフトーン印刷領域）を含む。スペクトル測定ヘッドにより正確な反射率スペクトルが測定されると、反射率スペクトルはこれらの領域に対応して存在する。ＣＭＳのこの様な反射率スペクトルは、（マルチチャンネル走査の）走査値から反射率スペクトルを演算するための基礎となる。画像データの色構成のハーフトーン値が既知である場合、フルトーンおよびハーフトーン領域の一部のスペクトルを使用したモデルによって、任意の画像ピクセルのスペクトルを記述可能であることは、周知である。印刷モデルは、通常、ハーフトーン印刷プロセスを記述するためのノイゲバウアの理論と、フルトーンテストサンプルのシミュレーションのためのクベルカ・ムンクまたはホフマン・シュメルツァーの理論に基づいている。画像データは、比較的少数の走査値により定義される。効果的に測定された画像測定値が既知であるので、スペクトル演算の精度は、印刷モデルによって改善可能である。印刷モデルは、基礎スペクトルの重み付けされた組み合わせとして、各画像ピクセルのスペクトルを記述する。この様な基礎スペクトルも、画像測定技術の走査値の関数としてパラメータ化可能である。この関数は、２つの測定装置（ラインスキャナおよびスペクトル測定ヘッド）で決定された色制御帯ＣＭＳの測定値を用いた補償演算によって定義される。
【００７８】
本発明による提案の測定装置および走査装置は、印刷シート全体を高速で走査することを可能とし、その設計もあまり複雑ではない。本発明は、公知の撮像装置の技術の長所を組み合わせたものであるが、公知のものに内在する短所を有さない。したがって、本発明は、グラフィック産業における品質管理用途や、印刷プロセスの色測定制御に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明による提案の走査装置に関する実施形態の一例の概略全体図を示す。
【図２】走査装置の測定キャリッジのｙ―ｚ座標平面と平行な部分縦断面図を示す。
【図３】測定キャリッジに配置された、本発明による提案の測定装置の基本構成を示す図である。
【図４】白色ＬＥＤ光源の典型的なスペクトルを示す。
【図５】測定装置で使用されるセンサ列を取り付ける方法を示す詳細図である。
【図６】測定装置で使用される、いわゆるセルフォックアレイの構造を示す詳細図である。
【図７】測定キャリッジに配置された、本発明による提案の測定装置の好適な実施形態の一例を示す動作図である。
【図８】適切な典型的カラーフィルタのバンドパス曲線を示す。
【図９】走査装置の電子測定／制御システムの動作原理を示すブロック図である。
【図１０】測定装置のモジュール構造の第１の変形態様の動作原理を示す図である。
【図１１】測定装置のモジュール構造の第２の変形態様の動作原理を示す図である。
【図１２】通常使用されるカラーフィルタの他のバンドパス特性を示す。
【図１３】外側から斜めに見た測定モジュールを示す。
【図１４】図１２に示す測定モジュールのハウジングの上部を斜めから見た切欠図を示す。
【図１５】図１２に示す測定モジュールの基板を斜めから見た図を示す。
【図１６】ハウジングを省略した状態で、図１２に示す測定モジュールの主要構成要素を示す斜視図である。
【図１７】図１２に示す測定モジュールのセンサ列を搭載したセンサ回路基板を示す斜視図である。
【図１８】図１２に示す測定モジュールの発光ダイオードを搭載した発光ダイオード回路基板を示す斜視図である。
【図１９】カラーフィルタを挿入したフィルタホルダを示す斜視図である。
【図２０】白色発光ダイオードの典型的な発光スペクトルを示す。
【図２１】追加のスペクトル測定ヘッドを備えた、本発明による提案の走査装置の実施形態の一例を示す。
【図２２】追加のスペクトル測定ヘッドを備えた、本発明による提案の走査装置の特に好適な実施形態の他の例を示す。
【図２３】測定モジュールグループを第１の移動位置に収容した状態の、図２２に示す走査装置の測定装置を示す。
【図２４】測定モジュールグループを第２の移動位置に収容した状態の、図２２に示す走査装置の測定装置を示す。
【図２５】図２１に示す測定装置の（ｙ―ｚ座標平面と平行な）縦断面を示す。
【図２６】測定値を変換するために使用する演算を示すブロック図である。
【図２】
2008518218.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2008518218.tif 000024
【図２５】
2008518218.tif 000025
【図２６】
2008518218.tif 000026
【図１】
2008518218.tif 000027
【図６】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2008518218.tif 000031
【国際調査報告】
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