(57)【要約】      （修正有）【課題】色測定に使用するのスキャナ装置を何との接触もなく、高精度の測定を行うのに適するように改善する。【解決手段】前記被測定物用の支持表面と、少なくとも一次元で前記支持表面の上で前記色測定ヘッドを移動させ且つ前記支持表面に垂直な方向に前記色測定ヘッドの高さを調整するための駆動ユニットと、前記駆動ユニットを駆動するとともに前記色測定ヘッドと協働する測定駆動制御ユニットとを備える。前記支持表面に垂直な方向における測定点上で前記色測定ヘッドの距離を、前記駆動ユニットを用いて、測定点毎に所望の測定距離に調整する電子距離制御システムを備える。該スキャナ装置は、接触することなく、最小の測定領域上でさえも高精度な測定を実行するに適しており、別途、測定センサをその距離制御システムに必要としない。【選択図】図６
2008191141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色測定ヘッド（ＭＨ）によって画素毎に被測定物（Ｓ）の色特性を測定するためのスキャナ装置であって、
前記被測定物用の支持表面（ＭＴ）と、少なくとも一次元で前記支持表面（ＭＴ）の上で前記色測定ヘッド（ＭＨ）を移動させ且つ前記支持表面に垂直な方向に前記色測定ヘッド（ＭＨ）の高さを調整するための駆動ユニット（Ｄ）と、前記駆動ユニット（Ｄ）を駆動するとともに前記色測定ヘッド（ＭＨ）と協働する測定駆動制御ユニット（ＭＤＣ）とを備え、
前記支持表面（ＭＴ）に垂直な方向における測定点上で前記色測定ヘッド（ＭＨ）の距離を、測定点毎に所望の測定距離に調整する電子距離制御システム（１２０）を備えたことを特徴とするスキャナ装置。
【請求項２】
前記距離制御システム（１２０）は、前記支持表面（ＭＴ）の平坦度測定を行い、結果として得られた平坦度測定値（ｚP）を格納し、格納された該平坦度値を考慮して前記色測定ヘッド（ＭＨ）の距離を調整することを特徴とする請求項１に記載のスキャナ装置。
【請求項３】
前記距離制御システム（１２０）は、前記平坦度測定のために、前記支持表面（ＭＴ）に亘って分布した測定点（Ｐ）の格子において、それら測定点の上から、前記色測定ヘッド（ＭＨ）の所望の高さ（ｚP）を決定し、それらを平坦度測定値（ｚP）として格納することを特徴とする請求項２に記載のスキャナ装置。
【請求項４】
前記距離制御システム（１２０）は、前記被測定物（Ｓ）の厚み（ＤP）の測定を行ってそれを格納し、格納された該被測定物の厚みを考慮して前記色測定ヘッド（ＭＨ）の距離を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスキャナ装置。
【請求項５】
前記被測定物（Ｓ）の厚み（ＤP）を測定するために、前記距離制御システム（１２０）は、前記被測定物上の測定点の上における前記色測定ヘッド（ＭＨ）の所望の高さと、該測定点の下で前記支持表面（ＭＴ）上に横たわる一点の上での前記色測定ヘッド（ＭＨ）の所望の高さとを決定し、これら所望の高さの差を前記被測定物の厚み（ＤP）として格納することを特徴とする請求項４に記載のスキャナ装置。
【請求項６】
前記距離制御システム（１２０）は、前記測定点での異なる高さ設定で前記色測定ヘッド（ＭＨ）を用いて測定された測定値から導出された測定点での前記色測定ヘッド（ＭＨ）の所望の高さを決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスキャナ装置。
【請求項７】
前記距離制御システム（１２０）は、前記色測定ヘッドを用いて測定された測定値がある測定点での前記色測定ヘッド（ＭＨ）の所望の高さであるものとして最も小さく変動するというその近傍にて前記色測定ヘッド（ＭＨ）の高さ設定を決定することを特徴とする請求項６に記載のスキャナ装置。
【請求項８】
特に、印刷管理片内で、前記被測定物（Ｓ）上で走査されるトラックの位置を検出し、このトラックに沿って前記色測定ヘッド（ＭＨ）を案内する、前記色測定ヘッド（ＭＨ）のためのトラッキング制御システム（１１０）を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のスキャナ装置。
【請求項９】
長時間安定な較正された白基準タイル（ＷＲＫ）と、前記支持表面（ＭＴ）上に配置された白基準片（ＷＲ）とを備え、
前記測定・駆動制御ユニット（ＭＤＣ）は、前記白基準片（ＷＲ）上の白測定に基づいて当該スキャナ装置の白較正を実施するよう設計されており、
これら白測定はあらかじめ前記白基準タイル（ＷＲＫ）上で実行された転送測定によって較正されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のスキャナ装置。
【請求項１０】
前記支持表面（ＭＴ）上に配置された白基準片（ＷＲ）を備え、
前記測定・駆動制御ユニット（ＭＤＣ）は、演算によって、分散値での距離で前記色測定ヘッド（ＭＨ）によって測定された測定値を、正しい所望の測定距離で、それらが前記正しい所望の測定距離で測定された白測定値に対応するように、訂正するよう設計されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のスキャナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の導入部で説明されたタイプの色測定ヘッドによって、画素毎に被測定物の色特性を測定するためのスキャナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、品質管理と印刷機の色の管理とを行うための自動測定システムを詳細に記述している。その自動測定システムは、被測定物である印刷用紙を載せる測定台と、ビーム形状のラインスキャナおよび個別色測定ヘッドを有する測定ユニットとを基本構造として備える。これらラインスキャナと個別色測定ヘッドは、コンピュータ制御された駆動機構によって、上記した測定台上を、被測定物である印刷用紙の全画素を亘るように移動することができる。印刷工程において必要となる品質と管理のパラメータは、測定結果から導き出される。そのような出力パラメータとして、一般的に、ＩＳＯ５に準拠した濃度測定値はもちろんのこと、色測定値であるＣＩＥ  ＸＹＺや、導出された測色変数（ＣＩＥ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  １５とＩＳＯ１３６５５に準拠）が挙げられる。上記した個別測定ヘッドは、すべての出力パラメータが既知の方法を用いて反射率のスペクトル測定値から算出できるという利点から、スペクトル測定ヘッドの形態で提供される。一般に、個別測定ヘッドは、印刷用紙に含まれる印刷管理片（print control strip）を測定するのに使用され、ラインスキャナは残りの印刷画像の内容を走査するのに使用される。
【０００３】
印刷管理片の測定領域のサイズは、一方では、無駄を省くために、他方では、その印刷管理片内により多くの測定領域を設けることができ且つより多くの印刷システムを一つの片で管理できるように、ますます小さくなる傾向がある。
【０００４】
走査速度を上げて小さい測定領域をきれいに測定するには、従来技術で利用されているものよりも測定光学系をより複雑に設計する必要がある。距離に対する感度や測定ヘッドの位置精度のようなパラメータは、かなり高い要求を満たさなければならない。小さい測定オリフィス（orifice）を用いる場合には、測定領域の均一性を考慮する必要がある。
【０００５】
新たに印刷された印刷サンプルの測定も必要であるため、自由に動き回れる形状を持つことは重要である。測定システムは、様々な用紙の厚みに適合し、且つ、サンプルベッドの平坦性のばらつきを考慮するように設計されなければならない。
【０００６】
高精度の測定を実現するためには、被測定物上の色測定ヘッドの照射スペックルと測定スペックルとの間の周辺距離（peripheral  distance）をできるだけ小さくしておくことが非常に重要である。標準的に用いられる４５°／０°測定形状の場合、その周囲距離のサイズは、ｚ方向に生じるすべての分散値（高さ分散値）の合計に調整誤差を加えた値によって異なり、測定表面全体を横切った測定サンプルの最大の平面誤差と、照射スペックルと比較したキャプチャ・スペックルの位置決め精度と、照射スペックルおよびキャプチャ・スペックルのエッジの領域における画像シャープネスの欠落とを含んでいる。
【０００７】
ハイデルベルグ社のＡｘｉｓＣｏｎｔｒｏｌ測定システムは、平坦なサンプルシートの表面を跨いだ２次元駆動を可能としたコンパクトなスペクトル測定ヘッドを使用している。その測定ヘッドは、測定中は自由に動き回れない。その距離は、測定ヘッドをサンプル上に機械的に置くことにより制御される。管理片の位置は、ライトペンで手動によって決定しなければならない。その測定技術は、偏光フィルタを用いないスペクトル測定用としてのみ設計され、典型的には、５ｍｍ×６ｍｍのサイズの測定領域を要求する。
【０００８】
エックライト（Ｘ−Ｒｉｔｅ）社のＩｔｅｌｌｉｔｒａｘ測定システムは、スペクトル色測定ヘッドとトラッキングセンサとを組み合わせ、印刷管理片に対する自動トラッキングと自動位置決めとを可能にしている。この光測定システムは、試験サンプルから一定の距離で動作し、それによって、異なる厚みの用紙の全範囲を許容する。４５°／０°標準形状を用いる場合には、その許容距離は、測定領域において照射された表面とキャプチャした表面との間の周辺距離が長いことを要求する。０から１ｍｍを超える広い範囲の用紙厚に対しては、このシステムは、最小の測定スペックルのサイズを制限し、それによってクロストークのない最小の測定領域を検出するためのその使用をも制限する。
【０００９】
他の測定システムは、特許文献２に記述されている。この公知のシステムでは、その距離の問題を、測定ヘッドの底のエッジとその測定ヘッドが動き回る用紙の表面との間にエアクッションを作ることによって解決している。一定の作動距離が、用紙の厚みとは無関係にそのエアクッションによって得られる。
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００６／０４５６２１号パンフレット
【特許文献２】独国特許第１９５３０１８５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、一般的なタイプのスキャナ装置を、何との接触もなく（最小の測定領域との接触ですら）、高精度の測定を行うのに適するように、改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、独立形式の請求項１の特徴部において定義される特徴に基づいて、本発明によって達成される。特に有益な実施の形態と改良された特徴は、引用形式の請求項に定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
一般的な構成の観点だと、本発明によって提案されるスキャナ装置は、画素に基づいた印刷処理から得られる印刷用紙の光電色測定を採用するために、グラフィクス産業において用いられる典型的なタイプの標準的な測定装置に従っている。このスキャナ装置は、被測定物Ｓ（測定される印刷用紙）が載る、通常傾斜した長方形の表面を有する測定台ＭＴの形態をしたサブ構造を備える。よって、その測定台は、被測定物に対して支持表面を提供する。印刷用紙Ｓは、典型的には、数枚（本例では、例えば４枚）のグラフィック画像Ｐ１〜Ｐ４と、一つ（またはいくつか）の色測定片ＣＭＳとを含んでいる。被測定物Ｓを位置決めするために、測定台ＭＴに、図示しない留め部が設けられている。被測定物Ｓは、静電手段または既知の吸引機構によって測定台ＭＴ上に固定されることが好ましい。測定台ＭＴ上には、ビーム形状のラインスキャナＬＳおよび好ましくは特別なデザインの個別色測定ヘッドＭＨを有する測定ユニットがその上またはその内部に設けられる細長い測定キャリッジＭＣが設けられる（図２および３）。測定キャリッジＭＣは、測定台ＭＴの奥行きに亘ってｙ座標方向に伸び、その幅に亘ってｘ座標方向に直線的に前後に動くように、モータで駆動され、測定キャリッジＭＣ上や測定台ＭＴの上または下に適当な駆動ユニットおよび制御ユニットが設けられる。図では、駆動ユニットは、単に文字Ｄによって記号的に示されており、測定キャリッジＭＣは、矢印Ａｘが示すｘ方向に動く。ラインスキャナＬＳと色測定ヘッドＭＨとは、測定キャリッジＭＣの内側において、従来の駆動システム（図示せず）を用いて、図３の矢印Ａｚで指し示されるように、ｚ座標軸上を測定台の表面に対して互いに独立して上昇および下降することができる。色測定ヘッドＭＨは、ｙ座標軸の方向に移動することもできる。この移動の選択は、図２に矢印Ａｙで示されている。測定キャリッジＭＣのｘ方向の移動とｙ方向およびｚ方向に移動する能力とが組み合わされることによって、色測定ヘッドＭＨは、被測定物のどの画像要素の上にも位置決めすることができる。
【００１４】
ラインスキャナＬＳは、被測定物Ｓの画像画素による完全な線を個々に測定することができ、典型的には、被測定物の画像内容を検出するために使用される。個別色測定ヘッドＭＨは、被測定物の選択された画像画素と、特に色測定片（印刷管理片）の測定領域との高精度な測定を実現するために使用される。ラインスキャナのすべての態様は、特許文献１に記述されているが、それは本発明の主題ではない。
【００１５】
測定キャリッジＭＣと平行な測定台ＭＴには、白基準片ＷＲが設けらている。また、エッジに近いものの色測定ヘッドＭＨの検出範囲内にある測定台には、長時間安定な白基準タイルＷＲＫが設けられている。これら２つの白基準は、以下に、より詳しく説明するように、測定ユニットを較正するのに使用される。
【００１６】
スキャナ装置はまたキーボードＫおよびカラーモニタＭを備えた外部コンピュータＣの形態の処理装置を有する。コンピュータＣは、測定台ＭＴ上でまたは測定キャリッジＭＣ内で測定・駆動制御ユニットＭＤＣ（図５）と協働し、測定キャリッジＭＣ内に設けられたラインスキャナＬＣと色測定ヘッドＭＨとによって生成され且つ測定・駆動制御ユニットＭＤＣを介してコンピュータＣに転送される測定信号を処理する。また、コンピュータＣは、とりわけ、走査した被測定物Ｓの画像データをモニタＭ上に表示することもできる。コンピュータＣは、測定・駆動制御ユニットＭＤＣを介して、測定キャリッジＭＣと、そこに設けられたラインスキャナＬＳおよび色測定ヘッドＭＨとの３つの座標軸ｘ，ｙ，ｚ上での移動を初期化し、制御することができる。
【００１７】
図４は、個別色測定ヘッドＭＨの基本構造の概略図を示す。個別色測定ヘッドＭＨは、照明路ＩＣ、キャプチャ路または測定路ＣＣ、光ガイド（光ファイバまたは光伝導ロッド）ＬＦ、及び波長選択光電変換器を備える。なお、波長選択光電変換器は、本例では、凹面回折格子ＲＭと、検出器アレイＤＡ（例えば、ダイオードラインディテクタ）と、該検出器アレイＤＡ用の電気読取器ＤＣとを有する分光計ＳＰである。照射路ＩＣは、照射スペックル内において測定台ＭＴに設けられた被測定物を、（測定サイトでの被測定物上の法線を基準にして）（標準化された）平均入射角４５Ｅで照明し、集光路ＣＣは、照明スペックル内に置かれた被測定物上の測定スペックルから射出された測定光を、（測定サイトでの被測定物上の法線を基準にして）０Ｅ±５〜１０Ｅの角度範囲で捕らえ、それを結合光学系を介して光ガイドＬＦに結合する。光ガイドＬＦは、分光計ＳＰの受光隙間へと測定光を導く。分光計ＳＰにおいて、測定光は、凹面回折格子ＲＭによって分割される。測定光の個々のスペクトル成分は、検出器アレイＤＡに達した際に局所的に分解され、そこで、対応する電気信号に変換される。電子読取器ＤＣは、検出器アレイＤＡを読み取り、そのスペクトル測定信号を測定・駆動制御ユニットＭＤＣ内のセンサ制御ユニット１０１へと送る。図示されていないが、照明路ＩＣ内の光源は、測定・駆動制御ユニットＭＤＣ（図５）内の光源制御ユニット１０２によって作動される。
【００１８】
測定回数を最小にし、走査速度を最大にするために、スペクトル分布の同時測定を可能とする分光計を用いることが有用である。図示するように、分光計は、ダイオードラインディテクタを有し、ラインまたはマトリクスディテクタでその格子の回折次数内でのスペクトル分散を可能とする格子分光計の形態で設けられていてもよい。あるいは、分光計は、検出器アレイの上流において互いに隣接して配置された複数の狭帯域バンドパスフィルタが設けられていてもよい。これは、おのずと回折格子の必要性を未然に取り除く。
【００１９】
図５は、スキャナ装置の測定・駆動制御ユニットＭＤＣを、概略したブロック図の形態で示す。測定・駆動制御ユニットＭＤＣは、センサ制御ユニット１０１と、光源制御ユニット１０２と、駆動制御ユニット１０３と、当然に、他の３つの制御ユニットと協働するとともに外部コンピュータＣへの接続を確立するメイン制御ユニット１０４とを備える。センサ制御ユニット１０１は、ラインスキャナＬＳと色測定ヘッドＭＨとから測定値を読み出し、光源制御ユニット１０２は、ラインスキャナＬＳおよび色測定ヘッドＭＨの光源を制御し、駆動制御ユニット１０３は、測定キャリッジＭＣとそこに配置された色測定ヘッドＭＨとを３つの移動方向ｘ，ｙ，ｚに移動させる駆動モータ１０８を制御する。メイン制御ユニット１０４は、他の３つの制御ユニットを、高い階層において、強調させて制御し、同時に、外部コンピュータＣとの接続を確立する。メイン制御ユニット１０４は、外部コンピュータＣから制御コマンド１０５を受け取り、ラインスキャナＬＳおよび色測定ヘッドＭＨによって生成された（デジタル処理された）測定値１０６を外部コンピュータに送る。機能の観点から、測定・駆動制御ユニットＭＤＣは、原理上、商業的に利用可能なタイプのスキャナ装置と同じである。光電変換器とラインスキャナＬＳおよび色測定ヘッドＭＨの光源とを起動するのに必要な特殊な機能を、これらの要素の製造元の仕様から直接実現しても良い。よって、当業者は、測定・駆動制御ユニットＭＤＣがどのように動作するかのさらなる説明は不要である。
【００２０】
また、メイン制御ユニット１０４には、トラッキングシステム（色測定ヘッドＭＨに対するトラッキング制御）と、色測定ヘッドの高さを調整するアクティブ制御システムと、が設けられ、それらは、図５において２つのブロック１１０と１２０の記号で表される。以下に、これらについてより詳細に説明する。
【００２１】
図１〜５に示したスキャナ装置は、例えば、上記した国際公開第２００６／０４５２６１号の明細書に詳述されたような先行技術（距離制御システム１２０を除く）に相当する。測定キャリッジとラインスキャナと色測定ヘッドとのモータ駆動による移動の機械的な構造と設計は、米国特許第６０２８６８２号に詳述されているので、当業者であればこの点についてさらなる説明は要しない。他のすべての配列や移動方向を同様に９０Ｅだけ回転して、測定キャリッジＭＣをｘ座標方向に平行に配置してもよいことは言うまでもない。
【００２２】
本発明は、主として、個別色測定ヘッドＭＨの距離制御システムとそれに関連する態様とに関する。よって、本発明は、一つの個別色測定ヘッドＭＨのみを設けたスキャナ装置とラインスキャナの代わりに他の画像スキャナ装置を有するスキャナ装置とのどちらにも関する。さらに、本発明は、色測定ヘッドが一次元方向のみ移動することができる、よりシンプルなスキャナ装置にも関する。しかしながら、そのようなスキャナ装置は、印刷用紙のエッジに対する正確な機械的な留め部またはプリンタに対して印刷用紙を手動で位置決め可能にする精密なシステムを必要とする。さらにまた、本発明は、高精度で高速な測定を実現する観点で重要な、スキャナ装置の種々の特別な態様に関する。他には、それらは、上記したトラッキング制御システムと、白較正システムの特別な設計とを含んでいる。
【００２３】
本発明によって提案されるスキャナ装置は、機能を果たすために、完全な白の測定を実行しなければならない。公知のタイプのスキャナ装置の場合、完全な白の測定は、通常、較正された白基準を測定台上のある点に移動させ、それを測定することによって実現される。本発明で提案されるスキャナ装置の場合、適用される前に外部で完全に較正され且つ埃からできるだけ保護されたスキャナ装置のどこかに配置される長期間安定な従来の白基準タイルＷＲＫ（図２）と、測定台ＭＴの脇にその脇の全長に亘って設けられた白基準片ＷＲ（図１）と、いう２つの異なる白基準が使用される。この片のために長期間安定な材料を使用する必要はない。白基準片ＷＲの全長に亘った完全な白の基準値は、色測定ヘッドＭＨによって実現される転写測定に基づいて白基準タイルＷＲＫから導出される。
【００２４】
転写測定を実現するために、色測定ヘッドは、まず、白基準タイルＷＲＫに対する白較正を実行する。これは、所望の距離での測定に該当する。白基準タイルＷＲＫのスペクトル較正値（システム内に格納されている）は、スペクトル測定値と関連づけられる。そして、色測定ヘッドは、全長に亘って分布した複数の位置において上記所望の距離での白基準片ＷＲを測定する。これら測定値から、各ランダム位置における補間によって、対応する白スペクトルが計算される。その補間は、この位置での次の白調整のための色測定ヘッドによって使用される。
【００２５】
以下に示されるような他の代替の処理が可能である。印刷ジョブを開始する際、プリンタまたはユーザは、最初の印刷用紙上に、色測定ヘッドに対して印刷管理片の位置を、正確に指示する。これは、測定ヘッドの筐体内に集約され且つ測定位置に対する既知の位置で測定用紙を照明する光学的な位置ポインタ（例えばレーザポインタ）を用いて実行してもよい。この処理の間、色測定ヘッドは、まず、白基準タイルＷＲＫに対して完全な白測定を実行し、白基準片ＷＲ上の対応する位置へと移動する。そして、この位置において、色測定ヘッドは、測定を実行し、局所基準値を確定する。この位置は、全印刷工程に対する色測定ヘッドの静止位置に対応する。白調整は、用紙の各測定を伴う測定ルーチンの前および／または後において、この位置で実行される。
【００２６】
転写測定が一旦実行されると、つぎの白測定は、転写測定を考慮した白基準片ＷＲに対する次の測定ルーチン中に実行されてもよい。なお、その転写測定は、測定ヘッドが白基準タイルＷＲＫ（通常、走査領域側に配置される）の横側で移動する必要はないので、かなり速いスピードで実行される。転写測定は、埃の影響を補償するために、一定の時間間隔で繰り返されなければならない。
【００２７】
本発明のある本質的な態様の理由により、白基準片ＷＲ並びに白基準タイルＷＲＫに対するｚ方向における正確な測定距離は、異なる高さでの一連の測定とある基準に基づく所望の距離の決定とによって決定される。選択されたその基準は、高さ範囲（ｚ範囲）内で測定されたすべての測定値のばらつきが最小となるその範囲の中間点であってもよい。以下に、図６を参照して、正確な測定距離（所望の測定距離）を決定するプロセスをより詳細に説明する。しかしながら、白基準片ＷＲは、印刷用紙上の所望の距離での測定ヘッドと演算によって訂正された測定結果とを用いて測定されてもよい。これについて、以下により詳細に説明する。
【００２８】
上述した公知のＩｎｔｅｌｌｉＴｒａｘシステム（エックスライト社）と同様に、本発明によって提案されるスキャナ装置は、色測定ヘッド用のトラッキング制御システム（トラッキングシステム）を設けることが好ましい。そのトラッキング制御システムは、測定・駆動制御ユニットＭＤＣのメイン制御ユニット１０４内のプログラムに基づいて動作し、図５のブロック１１０によって指し示される。それは、例えば、印刷管理片ＣＭＳを印刷用紙Ｓの上に位置させるために、ラインスキャナＬＳの測定信号を評価することができる。しかしながら、色測定ヘッドＭＨ上に設けられ且つその色測定ヘッドＭＨとともに移動するトラッキング制御システム用の別個の短い小型のラインスキャナを備えることが好ましい。そのラインスキャナの信号は、同様に、測定・駆動制御ユニットＭＤＣによって評価される。トラッキング制御システムは、色測定ヘッドが測定している際に、印刷用紙上の印刷管理片の長手方向に対して、横方向の測定位置を能動的に制御することができる。
【００２９】
新たな印刷ジョブを開始する際、プリンタは、用紙上の印刷管理片がトラッキング制御システムのキャプチャ範囲内に配置されるように、一回限りの基準において、スキャナ装置内の色測定ヘッドを位置決めしなければならない。そして、色測定ヘッドには、継続する白測定の実行に備えて、このスタンバイ位置に白基準片ＷＲ上での測定オリフィスが配置されている。そして、次の測定の実行中において、プリンタは、単に印刷管理片を有する用紙をトラッキングシステムのキャプチャ範囲内に配置しなければならない。そして、色測定ヘッドは、最小の移動時間で自動的に測定を実行することができる。画素ベースの白基準タイルＷＲＫの白測定を実行するのに必要な時間は免除される。自動的な白調整は、一連の走査測定の前後においてその片に対して実行される。時間の関数としての測定システムのレベルのドリフトは、２つの白測定から検出されることができるし、補間によって２つの測定値間で補償されることができる。
【００３０】
上述したように、高精度の測定を実現するために、被測定物Ｓ上の測定ヘッドＭＨの照明スペックルと測定スペックルとの間の周辺距離をできる限り小さく維持することが重要である。４５Ｅ／０Ｅ測定形状が使用される場合、その周辺距離の大きさは、ｚ方向に生じるすべての分散値（高さ分散値）の和に調整誤差を加えたものに依存し、測定表面全体に亘って測定ベッド（ベッド表面まは測定台ＭＴ）の最大の平坦誤差と、照明スペックルに対するキャプチャ・スペックルの位置決め精度と、照明スペックルおよびキャプチャ・スペックルのエッジの領域内の画像シャープネスと、を含んでいる。
【００３１】
コスト的な理由から、より大きな印刷フォーマットとともに動作する場合には、支持表面（測定台ＭＴ）の平坦度に対して高すぎる仕様を求めないことが一般的である。しかしながら、これは、照明スペックルとキャプチャ・スペックルとの間の周辺距離を必然と増加させるので、スキャナ装置は、本発明の主態様によって測定・駆動制御ユニットＭＤＣ内に電子距離制御システムを設けている。その距離制御システムは、例えば、色測定ヘッドの筐体に取り付けられた距離センサを用いることによってベッドからの距離の変動を測定し、これにより、色測定ヘッドＭＨが各点でのベッド（測定台）上の同じ（所望の）距離に配置されるように、ｚ方向の駆動で距離補正を開始する。
【００３２】
本発明の他の態様のおかげで、アクティブ距離制御システムは、距離センサを用いた距離測定を頻繁に実行することなく動作することが好ましい。この目的のために、スキャナ装置を起動する準備の際、支持表面（測定台ＭＴ）の平坦度は、測定台表面全体に亘る複数の測定点で色測定ヘッドＭＨの機械的なホルダを基準にして測定される。測定点は、例えば、規定の測定パターンを形成するように選択されてもよい。測定パターン上の測定点の距離は、距離の変化の局所的なピッチと要求される精度とに依存して選択される。測定点上での正確な所望の測定距離で色測定ヘッドの決定された距離（絶対的な高さ）だけでなく、測定点の座標（ｘ，ｙ）が測定・駆動制御ユニットＭＤＣに平坦値として格納される。ある程度まで、それらは、色測定ヘッドＭＨの２つの移動軸ｘおよびｙに基づいて基準平面に対する、測定台の表面の高さと深さのプロファイルを構成する。測定パターンの測定点の間における数値的な補間を用いることによって、色測定ヘッドの対応する所望の高さは、測定台の各位置またはその表面に対して算出され、そして距離を制御するのに使用される。
【００３３】
スキャナ装置が準備されている間、その距離（高さ）は、色測定ヘッドＭＨのホルダに一時的に取付けられた距離センサによって測定されてもよい。本発明の他の態様のおかげで、しかしながら、これらの高さ測定または距離測定は色測定ヘッドＭＨ自身によって実行されてもよい。この方法の利点は、平坦測定が必要に応じて、追加的な予備手段なしで、後の時点で繰り返されることもできるということである。
【００３４】
図６を参照して説明する距離制御システムのこの設計のために、細かな段階のそれぞれにおいて変化する異なる高さ位置ｚは、色測定ヘッドＭＨによって生成された信号レベルの各測定点で測定される。その高さは、駆動制御ユニット１０８によってｚ方向で調整される。信号レベルＩの一連の測定は、それぞれの最大値Ｉ0に対する各位置で標準化される。ｚ位置の関数として標準化された信号レベルのカーブは、各測定点で同一である。図６において、２つのそのような標準化されたカーブＩn(z)RとＩn(z)Pは、それぞれ２つの測定点ＲとＰに対してプロットされる。所望の測定距離に対応する色測定ヘッドＭＨの絶対的な所望の高さは、ここで、同じ基準に基づいて測定パターンの各測定点ではっきりと決定される。この目的のため、一つのオプションは、所望の高さを、その幅の観点で固定されたｚ範囲Δｚの平均ｚ値として設定することである。ここで、ｚ範囲Δｚのｚ位置は、その範囲内に収まる（正規化された）信号レベルの変化が最小となるように決定される。図６において、ｚRとｚPは、この方法において決定された２つの測定点ＲとＰに対する平均ｚ値を示す。そして、各測定点での対応する平均ｚ値は、（測定台の表面上で）測定点の上で色測定ヘッドの絶対的な所望の高さを与え、正確な所望の測定距離に対する色測定ヘッドＭＨのアクティブｚ調整での次の使用のための測定パターンの測定点のｘ，ｙ座標とともに上述したように格納される。
【００３５】
測定台の表面の平坦誤差のみが、上述したアクティブ高さ・距離制御システムによって補償されるが、被測定物の異なる厚み（用紙厚）は補償されない。距離制御システムは、後者の目的のために用紙厚補正機能を備える。
【００３６】
印刷の実行を開始する際、距離制御システムは、測定すべき最初の印刷用紙上で使用される用紙厚を決定する。この目的のために、色測定ヘッドは、自動的に印刷用紙上の（ランダムな）位置へ移動する。そして、色測定ヘッドの所望の高さは、色測定ヘッドが印刷用紙の表面の上に正確な所望の測定距離で位置決めされるべきであるｚ方向において決定される。これは、異なる高さ設定での色測定ヘッドを用いて、上述した測定を実行することによって実現することができ、生成された一連の測定は、正しい所望の測定距離に対応する色測定ヘッドの高さ（ｚ位置）を決定するのに使用される。（平坦度測定の間に決定される）下に横たわる測定台の表面上の点に対する、この高さとその所望の高さとの間のｚ差は、用紙厚を与える。
【００３７】
次の印刷用紙の測定の動作の開始時に、色測定ヘッドは、正確な所望の測定距離に属する白基準片ＷＲ上の所望の高さでのスタンバイ位置にある。白基準片ＷＲと印刷用紙Ｓとの間の走査移動の加速フェイズにおいて、距離制御システムは、印刷用紙上に横たわる測定が正確な所望の測定距離で実現されるように、用紙厚に対する色測定ヘッドの高さ位置を（同時に平坦性に対する補償をしながら）補正する。あるいは、色測定ヘッドＭＨの設定または、正確な所望の測定距離に必要な高さまでの移動調整は、従来の距離センサおよびそれによって駆動される制御システムを用いる平坦測定と同様な方法で実現してもよい。しかしながら、この場合、設備の追加が必要になる。
【００３８】
特に実用的な代替手段として、色測定ヘッドは、印刷用紙の前縁での正確な所望の測定距離に相当する高さで、測定の実行の開始におけるスタンバイ位置に配置されてもよい。よって、そのスタンバイ位置は、ｘ方向の白基準片ＷＲの前にある。色測定ヘッドが白基準片の上を移動する場合、白測定は、（大抵は）「正確でない」高さで行われる。それにもかかわらず定量的な正確な白測定が確実に行われるように、正確でない高さで行われた測定は、白基準片ＷＲの上の正確な位置に相当する測定結果に変換されなければならない。この目的のために、スペクトル測定値毎に訂正因子が必要となる。その訂正因子は、白基準片に焦点を当てた測定の間、実行される（スペクトル）高さ−強度関数（図６）から決定されてもよい。白基準片の上の正確でない高さでのこの測定は、色測定ヘッドが、上述したトラッキングセンサとして、小型のラインセンサに装着される場合、特に実用的な利点があるものである。実際の問題として、それは、色測定ヘッドの測定スペックルからｘ方向に約１０ｃｍの距離で位置される。すなわち、トラッキングセンサの測定は、色測定ヘッドの測定スペックルの前方にある。白基準片は、正確な所望の高さでの色測定ヘッドで測定されたとすると、前方を走行するトラッキングセンサは、ある状況下で正確でない高さで印刷用紙の走査を開始することを意味するだろう。これは、ある状況において、色測定片状の正確な配列を得ることをずっと困難にさせるか不可能にする。
【００３９】
図７および８は、上述したアクティブ高さまたは距離制御手続きの個々のステップを説明する図であり、再度、ブロック図の形式で全体図を提供する。
【００４０】
図７に示すように、測定点Ｐの上の色測定ヘッドの所望の高さを決定するために、色測定ヘッドＭＨは、その測定点の上に位置づけられる（ブロック２０１）。
【００４１】
そして、色測定ヘッドは、異なる高さｚに設定され、高さｚ毎に測定が行われる（ブロック２０２）。結果として得られる一連の測定は、その最大値に正規化される（ブロック２０３）。そして、ｚ範囲Δｚに対して正規化された測定値の分散値が、これら範囲の可能なｚ位置のすべてに対して計算される（ブロック２０４）。そして、その分散値が最小となるｚ範囲が決定される（ブロック２０５）。最後に、その最小の測定値の分散値でのこのｚ範囲の平均ｚ値が、関連する測定点Ｐに対する所望の高さｚpとして決定され格納される（ブロック２０２）。
【００４２】
図８は、アクティブ高さおよび距離制御システムがどのように動作するのかを説明する図である。該システムは、それぞれボックス３１０および３２０でグループ化される２つの機能グループによって構成される。前準備機能ステップがボックス３１０内に含まれており、一方では、ボックス３２０が、異なる測定ルーチン中に起こる実際の制御ステップを含む。
【００４３】
ブロック３１１において、白基準片ＷＲＫの上の色測定ヘッドの所望の高さｚWRKは、図７のルーチンに従って、決定されて格納される。
【００４４】
同様に、白基準片ＷＲの所望の高さｚWRが、ブロック３１２において決定されて格納される。必要に応じて、いくつかの所望の高さが、白基準片の異なる位置で決定されてもよい。
【００４５】
測定台の表面の平坦度の測定は、ブロック３１３において行われ、それにより、色測定ヘッドの所望の高さｚPが、測定台表面上の測定点Ｐの格子に基づいて決定され、格納される。ここでまた、その手続きは、図７において示されるようなものである。
【００４６】
ブロック３１４において、被測定物となる印刷用紙の厚みＤPが決定されて格納される。これもまた図７に示された方法において行われる。
【００４７】
これらの事前測定またはステップの後、スキャナ装置は、実際の測定を実行する準備状態となる。
【００４８】
白基準タイルＷＲＫを測定するために、色測定ヘッドは、その上に位置づけられ、格納された所望の高さｚWRKに調整される（ブロック３２１）。そして、白測定が行われる。
【００４９】
白基準片ＷＲの一点を測定するために、色測定ヘッドは、この点の上に位置づけられ、この点に対して格納された所望の高さｚWRに調整される（ブロック３２２）。それから、白測定が行われる。
【００５０】
座標ｘｙを有する印刷用紙の測定点を測定するために、格子点Ｐの必要な所望の高さ所望の高さｚPが、印刷用紙の厚みＤPを（除外することを）考慮して、計算される（ブロック３２３）。そして、色測定ヘッドは、測定点ｘｙに移動され、これによって、そのまま、計算された所望の高さｚxyに同時に設定される（ブロック３２４）。そして、測定点ｘｙが測定される。
【００５１】
図７および８に概略的に示された機能ブロックは、プログラムに基づいて実現され、スキャナ装置の測定・駆動制御ユニットＭＤＣにおいて実行される。ここで、それらは、ブロック１２０により記号で表されている（図５）。しかしながら、それによってスキャナ装置の測定・駆動制御ユニットＭＤＣが起動される場合、これらの機能は、外部コンピュータＣにおいて実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明によって提案されるスキャナ装置の実施の形態の一例の簡略化した全体像を示す図である。
【図２】スキャナ装置の測定キャリッジを介してｘ−ｙ座標平面に平行な長手方向の部分断面図である。
【図３】スキャナ装置の測定キャリッジを介してｘ−ｚ座標平面に平行な部分断面図である。
【図４】スキャナ装置の色測定ヘッドの基本構造を示す概略図である。
【図５】スキャナ装置の測定と制御エレクトロニクスとがどのように動作するのかを示すブロック図である。
【図６】測定点上の色測定ヘッドの正しい測定距離がどのように決定されるかを説明する測定曲線をプロットしたものである。
【図７】色測定ヘッドの正しい測定距離がどのように決定されるかを示すブロック図である。
【図８】色測定ヘッドのアクティブ高さまたは距離制御の処理を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｓ    被測定物
ＭＴ    測定台
ＣＭＳ    色測定片
ＬＳ    ラインスキャナ
ＭＨ    個別色測定ヘッド
ＭＣ    測定キャリッジ
ＷＲ    白基準片
ＷＲＫ    白基準タイル
Ｋ    キーボード
Ｍ    モニタ
ＭＤＣ    測定・駆動制御ユニット
ＩＣ    照明路
ＣＣ    集光路
ＬＦ    光ガイド
ＲＭ    凹面回折格子
ＤＡ    検出器アレイ
ＤＣ    電気読取器
ＳＰ    分光計
１０１    センサ制御ユニット
１０２    光源制御ユニット
１０３    駆動制御ユニット
１０４    メイン制御ユニット
１０５    制御コマンド
１０６    測定値
１０８    駆動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2008191141000001.pdf