JP2007293668A

JP2007293668A - 表面状態判別装置

Info

Publication number: JP2007293668A
Application number: JP2006121835A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Takahashi; 郁夫高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2026-04-26
Also published as: JP4979977B2

Abstract

【課題】発光素子が照射した光の散乱反射光を受光して、散乱反射光の強度に基づいて、測定対象の表面の状態を判別する表面状態判別装置において、測定誤差を軽減し、迅速かつ正確な判別をする。
【解決手段】第一の発光素子１３１は、測定窓１１１から見える印刷物５００（測定対象）に光を照射する。第二の発光素子１３２は、第一の発光素子１３１が照射した光を補完する光を印刷物５００に照射する。受光素子１２１は、測定窓１１１から見える印刷物５００に、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が照射した光が当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す電気信号を出力する。
【選択図】図４

Description

この発明は、測定対象の表面の状態を判別する装置に関する。

印刷物のなかには、紙幣や有価証券のように高度な印刷技術を用いて偽造を防止しているものがある。
一方、クーポン券や公営競技の投票券のように、大量に印刷され、１回限りで使い捨てられてしまうものについては、製造コストの面から、紙幣のような高度な印刷技術を用いることはできない反面、換金可能なので、なんらかの偽造防止策が必要になる。
また、公営競技の投票券は、同じ価値を持つものが、日本各地に存在する各開催場や場外券売場など、たくさんの場所で発券（印刷）される可能性がある。
このため、投票券の材質、下地印刷の色合い、模様、文字印刷のレイアウト、フォントなどを、こまめに変えることにより、偽造を防止することが行われている。

このようにして発券された投票券を換金する場合、その材質、下地印刷の色合いなどを判別して、その投票券が本物であるか否かを判別する必要がある。
投票券は、また、日本各地に存在する各開催場や場外券売場など、たくさんの場所で換金される可能性があり、必ずしも、発券された場所と同一の場所で換金されるとは限らない。

そのため、投票券などの測定対象について、材質、下地印刷の色合いなど表面の状態を正確かつ迅速に判別でき、低コストな装置が望まれる。
特開２００５−１１５５９９号公報特開２００２−１５０３４９号公報特開２００３−１３２３９２号公報特開２００３−３１５２６０号公報特開２０００−９０３１８号公報

測定対象に光を照射し、その散乱反射光を受光して、散乱反射光の強度を測定し、測定した散乱反射光の強度から、測定対象の表面の状態を判別しようとする場合、いくつか解決しなければならない課題がある。
例えば、下地印刷は、通常、一定の間隔で繰り返すものであるから、その一部だけを測定したのでは、正確な測定ができず、したがって、測定対象の表面の状態を正しく判別することができない。
また、表面に印刷される文字は、測定対象ごとに異なる。文字のレイアウトやフォントが同じであれば真贋判定の判定結果は変わらないが、印刷されている内容が異なれば、文字が印刷されている面積も異なる。したがって、材質や下地印刷の色合いを判別する際には、文字印刷の影響を排除する必要がある。
また、場合によっては、測定対象の表面に汚れや落書きなどがある場合もあり、これらの影響も排除したい。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、測定対象の表面の状態を、正確、迅速に判別できる表面状態判別装置を得ることを目的とする。

この発明にかかる表面状態判別装置は、
測定対象に光を照射する第一の発光素子と、上記測定対象に上記第一の発光素子が照射する光を補完する光を照射する第二の発光素子とを備える発光部と、
上記発光部が照射した光が上記測定対象に当たって散乱反射した散乱反射光を受光する受光素子を備え、上記受光素子が受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する受光部と、
上記受光部が出力した受光信号に基づいて、上記測定対象の表面の状態を判別する判別部と、
を有することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置によれば、第二の発光素子が、測定対象に第一の発光素子が照射する光を補完する光を照射するので、測定対象の表面の照度が略一様になり、受光素子に対する位置の違いによる散乱反射光の強度の違いが生じず、正確な測定が可能になるという効果を奏する。

実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図７を用いて説明する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、発光素子（発光ダイオード、レーザーダイオードなど）を光源とし、券（馬券、車券、舟券などの投票券や整理券その他の測定対象）に照射、その散乱反射光（直接反射光ではなく）を受光素子（フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅｓ）カメラなど）にて、受光し、券の材質、印刷等の表面状態を測定する評価判別装置である。

図１は、この実施の形態における表面状態判別装置１００の外観の一例を示す図である。
図１において、表面状態判別装置１００は、システムユニット９１０、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ・Ｒａｙ・Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（液晶）などの表示画面を有する表示装置９０１、キーボード９０２（Ｋｅｙ・Ｂｏａｒｄ：Ｋ／Ｂ）、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、コンパクトディスク装置９０５（ＣＤＤ）、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、センサ装置９５１などのハードウェア資源を備え、これらはケーブルや信号線で接続されている。
システムユニット９１０は、コンピュータであり、ファクシミリ機９３２、電話機９３１とケーブルで接続され、また、ローカルエリアネットワーク９４２（ＬＡＮ）、ゲートウェイ９４１を介してインターネット９４０に接続されている。

図２は、この実施の形態における表面状態判別装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図２において、表面状態判別装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、センサ装置９５１、ＦＤＤ９０４などは、入力部、入力装置の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力部、出力装置の一例である。

通信ボード９１５は、ファクシミリ機９３２、電話機９３１、ＬＡＮ９４２等に接続されている。通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２に限らず、インターネット９４０、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）などに接続されていても構わない。インターネット９４０或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、ゲートウェイ９４１は不用となる。
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。

上記プログラム群９２３には、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」、「〜手段」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、以下に述べる実施の形態の説明において、「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」として説明する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリになどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。

また、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」、「〜手段」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」、「〜手段」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、以下に述べる「〜部」、「〜手段」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、以下に述べる「〜部」、「〜手段」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。

次に、センサ装置９５１について説明する。
図３は、この実施の形態におけるセンサ装置９５１の外観の一例を示す図である。
センサ装置９５１は、蓋部１０２、挿入口１０３、ローラ１０４、排出口１０５、測定窓１１１などを有する。
蓋部１０２は、開閉可能であり、測定対象である印刷物５００（図示せず）を透過した光によって測定結果に誤差が生じるのを防ぐため、測定窓１１１の上部を覆い、外光を遮る。
挿入口１０３は、測定対象である印刷物５００を挿入する。
ローラ１０４は、図示していない駆動部により回転する。
挿入口１０３から印刷物５００を挿入すると、ローラ１０４が回転し、印刷物５００を測定窓１１１の上に運ぶ。
測定窓１１１は、直径約２０ｍｍ（ミリメートル）の円形開口部である。センサ装置９５１は、測定窓１１１から印刷物５００に光を照射し、印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を測定する。なお、測定窓１１１はガラスなどの透明な材料によって覆われていてもよい。また、測定窓１１１の大きさは一例であり、測定対象である印刷物５００の下地パターンの大きさなどに合わせて、適当な大きさとしてもよい。
測定終了後、再びローラ１０４が回転し、印刷物５００が排出口１０５から排出される。
なお、測定終了後、ローラ１０４が逆方向に回転し、印刷物５００を挿入口１０３から排出することとしてもよい。
センサ装置９５１は、測定した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する。
センサ装置９５１が出力した受光信号に基づいて、図示していない判別部１５０が、印刷物５００の表面の状態を判別する。判別部１５０の詳細については、ここでは説明を省略する。

図４は、この実施の形態におけるセンサ装置９５１の主要部を拡大した拡大断面図の一例である。
センサ装置９５１の測定窓１１１下部には、遮光箱１１０がある。
遮光箱１１０は、測定結果に影響を与える可能性のある外光を遮る。
遮光箱１１０の内部には、受光素子１２１、第一の発光素子１３１、第二の発光素子１３２がある。

受光素子１２１は、光を受光し、受光した光の強度を電気信号に変換する素子である。受光素子１２１は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどである。
受光素子１２１は、測定窓１１１の正面に位置する。すなわち、受光素子１２１は、測定窓１１１の上に載せた印刷物５００の表面に対して垂直な方向に位置する。
受光素子１２１は、遮光筒１１２に覆われている。これは、第一の発光素子１３１や第二の発光素子１３２から漏れた光や、第一の発光素子１３１や第二の発光素子１３２の発熱により発生する赤外線によって測定誤差が生じないようにするためである。
なお、受光素子１２１は、図示していない受光部１２０の一部である。

第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２は、測定窓１１１の上に載せた印刷物５００に、所定の波長の光を照射する光源である。第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２は、例えば、発光ダイオード、レーザーダイオードなどである。
第一の発光素子１３１は、測定窓１１１に対して４５度の角度を有する位置にある。すなわち、第一の発光素子１３１は、測定窓１１１の上に載せた印刷物５００の表面に対して４５度傾いた方向から、印刷物５００に光を照射する。

第二の発光素子１３２は、測定窓１１１の中心と受光素子１２１とを結ぶ直線を中心として、第一の発光素子１３１とちょうど線対称な位置にある。測定窓１１１の中心と受光素子１２１とを結ぶ直線は、測定窓１１１（または測定窓１１１の上に載せた印刷物５００の表面）に対して垂直であるから、第二の発光素子１３２は、測定窓１１１の上に載せた印刷物５００の表面に対して４５度傾いた方向から印刷物５００に光を照射する。
なお、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２は、図示していない発光部１３０の一部である。

図５は、この実施の形態における受光素子１２１が受光する光の受光範囲、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が照射する光の照射範囲の一例を示す図である。
この例では、受光素子１２１は、約３０度（中心線プラスマイナス１５度）の範囲からの光を受光する。受光素子１２１は、測定窓１１１全体が受光範囲に含まれるよう、測定窓１１１から所定の距離離れた位置にあり、測定窓１１１の中心と受光範囲の中心とが一致している。

第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２は、約３０度（中心線プラスマイナス１５度）の範囲に光を照射する。第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２は、測定窓１１１全体が照射範囲に含まれるよう、測定窓１１１から所定の距離離れた位置にある。なお、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が光を照射する照射範囲の中心は、必ずしも測定窓１１１の中心と一致していなくてもよい。
また、測定窓１１１のなかに遮光箱１１０の影となる部分ができないように、測定窓１１１は内壁が斜めになっていて、遮光箱１１０内側が広い円錐台状である。

表面状態判別装置１００は、印刷物５００の表面の状態を判別する。
ここで、「表面の状態」とは、例えば、測定対象である印刷物５００の材質、印刷の状態などのことである。この例では、表面の状態として、印刷物５００の表面に印刷された模様の色成分の割合を判別する場合について説明する。

印刷物５００の表面に印刷された模様の色成分の割合を判別するには、受光素子１２１は、直接反射光ではなく、散乱反射光を受光する必要がある。
直接反射光は、測定対象の表面がツルツルしている場合には強くなり、測定対象の表面がザラザラしている場合には弱くなる傾向があり、測定対象の表面の色合いとは無関係だからである。
このため、受光素子１２１と第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２との位置関係は、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が出した光が印刷物５００に当たって反射した直接反射光を、受光素子１２１が受光しないようにする必要がある。

この例では、第一の発光素子１３１（及び第二の発光素子１３２）は、印刷物５００の表面に対して４５度の方向にあり、照射範囲が中心線プラスマイナス１５度以内であるから、印刷物５００の表面に対してもっとも垂直に近い光は、入射角が３０度になる。直接反射光の反射角は入射角と等しいので、反射角も３０度である。一方、受光素子１２１は、印刷物５００の表面に対して垂直な方向にあり、受光範囲が中心線プラスマイナス１５度以内であるから、３０度の方向からの光は受光しない。すなわち、受光素子１２１は直接反射光を受光せず、散乱反射光のみを受光することになる。

この例でいえば、第一の発光素子１３１（及び第二の発光素子１３２）の設置角度は、印刷物５００の表面に対して垂直な方向から３０度以上傾いていれば、受光素子１２１が直接反射光を受光しない。
一般的に、第一の発光素子１３１（及び第二の発光素子１３２）の最大照射角（この例では１５度）と、受光素子１２１の最大受光角（この例では１５度）との合計（この例では３０度）よりも傾いた角度で第一の発光素子１３１（及び第二の発光素子１３２）を設置すれば、受光素子１２１が直接反射光を受光しない。
しかし、素子によって照射範囲・受光範囲にバラツキがある可能性を考慮すると、更に、少なくとも１０度程度の余裕を見るほうが好ましい。

図６は、この実施の形態における第一の発光素子１３１が照射する光によって照らされる印刷物５００表面の照度分布の一例を示す図である。
この図は、測定窓１１１をしたから見上げた状態を示している。測定窓１１１の向こうに印刷物５００が見えている。
第一の発光素子１３１は、印刷物５００の表面に対して垂直な方向から４５度傾いた方向から、印刷物５００に光を照射するので、測定窓１１１内において、第一の発光素子１３１と印刷物５００との間の距離に差が生じる。
第一の発光素子１３１は、照射範囲内において均等な強さの光を照射するものとすると、第一の発光素子１３１が照射する光によって照らされた印刷物５００の表面の照度は、第一の発光素子１３１との距離の二乗に反比例する。
また、印刷物５００の表面の照度は、表面が光源に対して垂直である場合が最も高く、表面が傾くほど低くなる。印刷物５００の表面の照度は、表面が光源に対して傾いた角度の余弦に比例する。

Ａ点は、第一の発光素子１３１に最も近い。更に、第一の発光素子１３１の方向に対する印刷物５００の表面の傾きが最も小さい。したがって、Ａ点が最も明るく照射される。
Ｂ点は、第一の発光素子１３１から最も遠い。更に、第一の発光素子１３１の方向に対する印刷物５００の表面の傾きが最も大きい。したがって、Ｂ点が最も暗く照射される。例えば、Ｂ点の照度は、Ａ点の照度の約５０％程度である。

第二の発光素子１３２は、第一の発光素子１３１とちょうど反対側から光を照射するので、Ｂ点を最も明るく照射し、Ａ点を最も暗く照射する。

図７は、この実施の形態における第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が照射する光によって照らされる印刷物５００表面の照度分布の一例を示す図である。
Ａ点は、第一の発光素子１３１により最も明るく照らされ、第二の発光素子１３２により最も暗く照らされる。Ｂ点は、逆に、第一の発光素子１３１により最も暗く照らされ、第二の発光素子１３２により最も明るく照らされる。したがって、Ａ点の明るさとＢ点の明るさは等しくなる。
測定窓１１１のなかで最も暗いのは、第一の発光素子１３１からも第二の発光素子１３２からも比較的遠いＣ点及びＤ点である。しかし、Ｃ点及びＤ点の照度は、測定窓１１１のなかで最も明るいＡ点及びＢ点と比較して、例えば、約９０％程度になるので、測定窓１１１のなかの照度のムラは、ほとんどないといってよい。

印刷物５００の表面の反射率が等しい場合、散乱反射光の強度は、照射した光の照度に比例する。したがって、測定窓１１１のなかの印刷物５００の表面に照度のムラがあると、測定窓１１１のなかの位置によって散乱反射光の強度が変わってしまい、正確な測定ができなくなる。

このように、第一の発光素子１３１だけでは印刷物５００の表面に照度のムラが生じてしまうが、第一の発光素子１３１と対称な位置にある第二の発光素子１３２があるので、照度のムラが小さくなり、正確な測定が可能となる。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、印刷物５００（測定対象）に光を照射する第一の発光素子１３１と、印刷物５００に第一の発光素子１３１が照射する光を補完する光を照射する第二の発光素子１３２とを備える発光部１３０と、発光部１３０が照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光する受光素子１２１を備え、受光素子１２１が受光した光の強度を示す受光信号を出力する受光部１２０と、受光部１２０が出力した受光信号に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別する判別部１５０とを有することを特徴とする。

ここで、「補完する」とは、印刷物５００（測定対象）の表面において、第一の発光素子１３１が照射する光に照らされる照度の低い場所を照らす光を照射することにより、印刷物５００の表面の照度分布が略一様になるようにすることを意味する。
第二の発光素子１３２は、第一の発光素子１３１が照射する光を補完する光を照射すればよいので、必ずしも第一の発光素子１３１と対称な位置にある必要はない。
例えば、複数の第二の発光素子１３２を備えることとし、複数の第二の発光素子１３２が照射する光を総合して、第一の発光素子１３１が照射する光を補完してもよい。例えば、第一の発光素子１３１と２つの第二の発光素子１３２とが、印刷物５００の表面に対して垂直な方向から見て、互いに１２０度ずつ離れた角度から印刷物５００の表面を照射してもよい。

また、第二の発光素子１３２は第一の発光素子１３１と同じ波長（同色）の光を照射することが好ましい。第一の発光素子１３１が照射する光の波長と、第二の発光素子１３２が照射する光の波長が異なると、波長によって散乱反射光の強度が異なる場合に、第二の発光素子１３２が照射する光が第一の発光素子１３１が照射する光を補完することにならないからである。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、第二の発光素子１３２が、印刷物５００（測定対象）に第一の発光素子１３１が照射する光を補完する光を照射するので、印刷物５００の表面の照度が略一様になり、測定窓１１１内での位置の違いによる散乱反射光の強度の違いが生じず、正確な測定が可能になるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、第一の発光素子１３１が、印刷物５００（測定対象）の表面に対して垂直な方向から所定の角度傾いた方向から、印刷物５００に光を照射し、第二の発光素子１３２が、印刷物５００の表面に対して略垂直な直線を中心として第一の発光素子１３１と略線対称な方向から印刷物５００に光を照射することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、第一の発光素子１３１が、印刷物５００（測定対象）の表面に対して垂直な方向から所定の角度傾いた方向から、印刷物５００に光を照射するので、第一の発光素子１３１が照射した光が印刷物５００に当たって反射した直接反射光を受光素子１２１が受光せず、印刷物５００の表面の状態を判別できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、第二の発光素子１３２が、印刷物５００（測定対象）の表面に対して略垂直な直線を中心として第一の発光素子１３１と略線対称な方向から印刷物５００に光を照射するので、第二の発光素子１３２も、第一の発光素子１３１と同様に、印刷物５００の表面に対して垂直な方向から所定の角度傾いた方向から印刷物５００に光を照射することになり、第二の発光素子１３２が照射した光が印刷物５００に当たって反射した直接反射光を受光素子１２１が受光せず、印刷物５００の表面の状態を判別できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、第二の発光素子１３２が、印刷物５００（測定対象）の表面に対して略垂直な直線を中心として第一の発光素子１３１と略線対称な方向から印刷物５００に光を照射するので、簡易な構造で、第一の発光素子１３１が照射する光を補完する光を照射することができるという効果を奏する。

ここで、「略垂直」「略線対称」とは、「垂直」あるいは「線対称」である場合に上記効果を最もよく発揮するが、実質的に「垂直」あるいは「線対称」でありさえすればよく、正確に「垂直」あるいは「線対称」である必要はないという意味である。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、受光素子１２１が、印刷物５００（測定対象）の表面に対して略垂直な方向に位置し、第二の発光素子１３２が、受光素子１２１から印刷物５００の表面に降ろした垂線を中心として第一の発光素子１３１と略線対称な方向から印刷物５００に光を照射することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、受光素子１２１が印刷物５００の表面に対して略垂直な方向に位置しているので、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が照射した光の直接反射光を受光素子１２１が受光せず、印刷物５００の表面の状態を判別できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、受光素子１２１が印刷物５００の表面に対して略垂直な方向に位置しているので、印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を最も効率よく受光することができる。また、測定窓１１１内の印刷物５００の表面との距離の差及び角度の差が小さく、測定窓１１１内の位置の違いによる散乱反射光の受光感度の違いが少なく、正確な測定ができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、第二の発光素子１３２が、受光素子１２１から印刷物５００の表面に降ろした垂線を中心として第一の発光素子１３１と略線対称な方向から印刷物５００に光を照射するので、第二の発光素子１３２が照射した光による印刷物５００の表面の照度が、第一の発光素子１３１が照射した光による印刷物５００の表面の照度と対称になり、両者を合わせると、測定窓１１１内の印刷物５００の表面の照度が略一様になるという効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態２について、図８〜図２６を用いて説明する。
この実施の形態における表面状態判別装置１００の外観・ハードウェア構成、センサ装置９５１の外観・主要部の構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

この実施の形態では、表面状態判別装置１００が、複数の発光部１３０を有する場合について説明する。
印刷物５００の表面の色成分を測定するため、この実施の形態における表面状態判別装置１００は、単波長の光を照射する発光部１３０を複数有している。一方、受光部１２０は、受光する光の波長を区別せず、光の強さのみを測定する。異なる発光部１３０が異なる波長の光を照射し、それぞれの光が印刷物５００の表面に当たって散乱反射した散乱反射光を受光部１２０が測定することにより、照射した光の波長に対応する色成分を測定する。

図８は、この実施の形態におけるセンサ装置９５１のなかの発光素子及び受光素子の配置の一例を示す図である。

この実施の形態におけるセンサ装置９５１は、発光素子を８つ有している。それぞれの発光素子は、実施の形態１で説明したように、測定窓１１１の上に載せた印刷物５００に対して４５度の方向から印刷物５００に光を照射する。また、それぞれの発光素子は、印刷物５００の表面に対して垂直な方向（図８に対して垂直な方向）から見ると、互いに４５度ずつ離れて、環状に配置されている。
８つの発光素子のうち、互いに向かい合った２つの発光素子が対であり、１つの発光部１３０になる。したがって、この実施の形態におけるセンサ装置９５１は、第一の発光素子１３１ａと第二の発光素子１３２ａとを備える発光部１３０ａ、第一の発光素子１３１ｂと第二の発光素子１３２ｂとを備える発光部１３０ｂ、第一の発光素子１３１ｃと第二の発光素子１３２ｃとを備える発光部１３０ｃ、第一の発光素子１３１ｄと第二の発光素子１３２ｄとを備える発光部１３０ｄの４つの発光部１３０を有する。

１つの発光部１３０に属する２つの発光素子は、同じ波長の光を照射する。４つの発光部１３０は、それぞれ異なる波長の光を照射する。例えば、発光部１３０ａは近紫外線を照射し、発光部１３０ｂは青色光を照射し、発光部１３０ｃは緑色光を照射し、発光部１３０ｄは赤色光を照射する。

図９は、この実施の形態におけるセンサ装置９５１のなかの発光素子及び受光素子の配置の別の例を示す図である。
この例において、センサ装置９５１は、測定窓１１１を４つ有し、それぞれの測定窓１１１に、第一の発光素子１３１と第二の発光素子１３２と受光素子１２１とを配置している。測定窓１１１はスリット状であり、印刷物５００を（ローラ１０４により）移動させながら測定をする。発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄは、印刷物５００が通過する間、常時発光して測定窓１１１から見える印刷物５００を照射し、散乱反射光を受光部１２０ａ〜受光部１２０ｄが受光する。
これにより、センサ装置９５１は、印刷物５００上における帯状の範囲について測定を行うことになり、４つの測定窓１１１から見える印刷物５００上の測定範囲は同じ範囲となる。

図１０は、この実施の形態における表面状態判別装置１００が表面の状態を判別する測定対象である印刷物５００の一例を示す図である。
表面状態判別装置１００は、図の中央に示した破線で囲まれた円内を測定範囲とし、この中の表面について、測定をする。
この例において、印刷物５００の大きさは、横が約１００ｍｍ、縦が約６０ｍｍであり、表面の面積は約６０００ｍｍ^２である。測定範囲の大きさは、直径約２０ｍｍの円であり、測定範囲の面積は約３１４ｍｍ^２である。

なお、これは図８の配置で、印刷物５００を停止させた状態で測定する場合の例であり、測定範囲の形状は、測定窓１１１の形状と等しい。
図９の配置で、印刷物５００を移動させながら測定する場合には、測定範囲は帯状となる。

印刷物５００の表面には、多数の色を使って印刷された下地模様、その上に印刷された黒色の文字などがある。また、印刷物５００の表面に、汚れ、落書きなどがある場合もある。
下地印刷に用いられている色の割合によって、印刷物５００の種類を特定しようとする場合、その上に印刷された文字や汚れ、落書きなどは、個々の印刷物５００ごとに異なるので、撹乱成分となって、印刷物５００の種類の特定を難しくする。
そのため、図１０に参考例として示すように、文字が印刷されていない場所を測定範囲とすれば、印刷文字による撹乱を軽減できるが、通常、文字が印刷されていない場所は少ないので、測定範囲が狭くなる。意図的に文字を印刷しない特定の場所を設けてもよいが、それにも限界がある。
測定範囲が狭いと、その場所に汚れや落書きがあった場合、汚れや落書きの影響により測定誤差が生じ、場合によっては測定不能となる可能性もある。また、印刷のずれ、測定位置のずれなどの影響による測定誤差も大きくなる。その結果、印刷物５００の種類を特定できなくなる。

また、下地印刷は、通常、一定の間隔で繰り返すものが多く、１つの繰り返しパターンの一部だけを抜き出すと、そのなかで使われている色の割合は一定ではない。したがって、測定範囲がわずかにずれただけで、印刷物５００の種類を特定できなくなるおそれがある。
測定範囲を広くして、下地印刷の繰り返しパターンよりも広い範囲とすれば、測定範囲がずれてもその影響は少ない。例えば、測定範囲の直径を下地印刷の繰り返しピッチ（１つの繰り返しパターンの長さ）の１．５倍以上とすれば、下地印刷の模様が測定窓１１１の面積に対してほぼ一定の割合となり、好ましい。
面積の比率でいえば、測定範囲の面積は、印刷物５００の表面の面積の５％以上であることが好ましい。

測定範囲を広くした場合、発光部１３０により照射される印刷物５００の表面に照度のムラがあると、測定誤差になる。このような測定誤差を含んだ値に基づいて、後述するような補正処理をしても正しい補正はできず、印刷物５００の種類を正しく判別できない。
この実施の形態では、実施の形態１で説明したものと同様の発光部１３０を有しているので、印刷物５００の表面の照度のムラが少なく、正確な判別ができる。

測定範囲を広くした場合に生じるもう一つの課題として、印刷された文字や汚れ、落書きなどによる測定誤差がある。
この実施の形態では、複数の波長で測定した波長反射率に基づいて、印刷された文字や汚れ、落書きなどによる影響を補正した補正反射率を算出し、算出した補正反射率に基づいて正確な判別をする。
また、発光部１３０により照射される印刷物５００の表面に照度のムラがないので、測定位置がずれた場合でも、正しい補正ができる。

次に、表面状態判別装置１００の機能ブロックの構成について説明する。
図１１は、この実施の形態における表面状態判別装置１００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
表面状態判別装置１００は、センサ部１４０、判別部１５０、判別結果出力部１６０を有する。
センサ部１４０は、印刷物５００に光を照射し、散乱反射光を測定して、測定した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する。センサ部１４０は、例えば、センサ装置９５１のなかにある。

判別部１５０は、センサ部１４０が出力した受光信号を入力し、入力した受光信号に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別する。判別部１５０は、判別した印刷物５００の表面の状態から、印刷物５００の種類を判別し、判別した判別結果を出力する。
判別部１５０は、例えば、磁気ディスク装置９２０などの記憶装置が記憶したプログラムを、ＣＰＵ９１１などの処理装置が実行することにより実現する。
判別部１５０は、例えば、判別した印刷物５００の表面の状態をデータベースと照合し、比較判定をして、印刷物５００の種類を判別する。

判別結果出力部１６０は、判別部１５０が出力した判別結果を入力し、入力した判別結果を、利用者に理解できる形式で出力する。例えば、ＣＲＴなどの表示装置９０１に表示し、あるいは、プリンタ装置９０６に印刷する。
判別結果出力部１６０は、判別部１５０と同様、例えば、磁気ディスク装置９２０などの記憶装置が記憶したプログラムを、ＣＰＵ９１１などの処理装置が実行することにより実現する。
利用者は、例えば、判別結果出力部１６０が表示した判別結果に基づいて、印刷物５００の種類を特定し、それに基づいた処理をする。

次に、表面状態判別装置１００の各ブロックの詳細について説明する。
図１２は、この実施の形態におけるセンサ部１４０の内部ブロックの構成の一例を示す詳細ブロック構成図である。
センサ部１４０は、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄ、受光部１２０、センサ制御部１４１を有する。

発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄは、それぞれが第一の発光素子１３１と第二の発光素子１３２と発光素子駆動回路１３３を備え、印刷物５００に光を照射する。図８を用いて説明したように、それぞれの発光部１３０に属する第一の発光素子１３１と第二の発光素子１３２とは同じ波長の光を照射し、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄはそれぞれが異なる波長の光を照射する。
この例では、発光部１３０ａが近紫外線を照射し、発光部１３０ｂが青色光を照射し、発光部１３０ｃが緑色光を照射し、発光部１３０ｄが赤色光を照射する。
なお、遠紫外線を照射する発光部を設けることにより、印刷物５００の材質や蛍光インク印刷を判別することもできる。
発光部１３０の数は４つに限らず、もっと多くてもよいし、少なくてもよい。
発光部１３０ａは、第一波長発光部の一例である。
発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄは、第二波長発光部の一例である。

発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄは、発光制御信号を入力する。発光制御信号は、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄの発光を制御する信号である。例えば、入力した発光制御信号の電位が高い間のみ、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄは印刷物５００に対して光を照射する。例えば、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２を点滅させることにより印刷物５００に対する照射を制御する。あるいは、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２は点灯したままとし、シャッター機構を用いて照射を制御してもよい。
発光素子駆動回路１３３は、入力した発光制御信号に基づいて、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２を駆動するための電圧を生成し、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２に印加して、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２を発光させる。

受光部１２０は、受光素子１２１と受光素子制御回路１２３とを備え、発光部１３０が照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光する。受光部１２０は、受光した散乱反射光の強さを示す受光信号を出力する。
受光信号は、例えば、電圧値あるいは電流値により、受光した散乱反射光の強さを示すアナログ信号である。
受光部１２０は、受光制御信号を入力する。受光制御信号は、受光部１２０の受光を制御する信号である。例えば、入力した受光制御信号の電位が高い間のみ、受光部１２０は散乱反射光を受光して受光信号を出力する。なお、受光制御信号を入力せず、常に受光信号を出力する構成としてもよい。受光制御信号を入力する構成としたほうが、例えば、蓋部１０２を開けたときに受光素子１２１に強い光が当たり、受光素子１２１が破壊されるのを防ぐことができるので、好ましい。
この例では、１つの受光部１２０が、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄが照射した光の散乱反射光を受光する構成となっているが、図９を用いて説明したように、それぞれの発光部１３０に対応する受光部１２０を設けてもよい。
受光素子制御回路１２３は、入力した受光制御信号に基づいて、受光素子１２１の受光を制御する。また、受光素子１２１が出力した電気信号を増幅して、受光信号として出力する。

センサ制御部１４１は、発光部１３０及び受光部１２０を制御する。
センサ制御部１４１は、発光部１３０を制御する発光制御信号を出力する。発光制御信号は、例えば、電位の高低により発光部１３０の発光を制御する。この例のように、４つの発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄが照射した光の散乱反射光を１つの受光部１２０で受光する場合には、例えば、それぞれの発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄが順番に発光するよう、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄを制御する。それぞれの発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄに対応して複数の受光部１２０がある場合には、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄを同時に発光させてもよい。
センサ制御部１４１は、受光部１２０を制御する受光制御信号を出力する。受光制御信号は、例えば、電位の高低により受光部１２０の受光を制御する。例えば、発光制御信号により、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄのいずれかが印刷物５００に光を照射している期間の間のみ、受光制御信号により、受光部１２０に散乱反射光を受光させる。
センサ制御部１４１は、受光部１２０が出力した受光信号を入力する。センサ制御部１４１は、入力した受光信号を変換し、変換した受光信号を出力する。
例えば、入力した受光信号がアナログ信号である場合、センサ制御部１４１はこれをデジタル信号に変換して出力する。
あるいは、センサ制御部１４１は、入力した受光信号を照射期間の間積分して増幅することにより、微弱な受光信号であっても検出可能とする。センサ制御部１４１は、入力した受光信号が微弱な場合、発光制御信号によって発光時間を長くすることにより、受光信号を積分する時間を長くして、検出可能なレベルとしてもよい。その場合、センサ制御部１４１が出力する受光信号は、積分値と照射時間のペアであってもよいし、積分値を照射時間で除算した値であってもよい。

次に、センサ部１４０の動作について説明する。
図１３は、この実施の形態においてセンサ部１４０が散乱反射光を測定する散乱反射光測定処理の流れの一例を示すフローチャート図である。

Ｓ６１１において、センサ制御部１４１が、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄのいずれかに対する発光制御信号を出力する。
Ｓ６１２において、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄのいずれかが、Ｓ６１１でセンサ制御部１４１が出力した発光制御信号を入力し、印刷物５００に光を照射する。
発光部１３０ａ（第一波長発光部）が光を照射する場合は、第一波長照射工程の一例である。発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄ（第二波長発光部）のいずれかが光を照射する場合は、第二波長照射工程の一例である。

Ｓ６１３において、センサ制御部１４１が、受光部１２０に対する受光制御信号を出力する。
Ｓ６１４において、受光部１２０が、Ｓ６１３でセンサ制御部１４１が出力した受光制御信号を入力し、光を受光する。受光部１２０は、Ｓ６１２で発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄのいずれかが照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光する。受光部１２０は、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する。
Ｓ６１２で発光部１３０ａ（第一波長発光部）が光を照射した場合は、第一波長受光工程の一例である。Ｓ６１２で発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄ（第二波長発光部）が光を照射した場合は、第二波長受光工程の一例である。

Ｓ６１５において、センサ制御部１４１が、Ｓ６１４で受光部１２０が出力した受光信号を入力する。
Ｓ６１６において、センサ制御部１４１が、Ｓ６１５で入力した受光信号を変換し、出力する。

次に、判別部１５０について説明する。
図１４は、この実施の形態における判別部１５０の内部ブロックの構成の一例を示す詳細ブロック構成図である。
判別部１５０は、補正データ算出部１５１、補正データ記憶部１５２、波長反射率算出部１５３、波長反射率入力部１５４、差分反射率算出部１５５、状態判別部１５６（文字印刷補正部１５９、データベース記憶部１５７、比較判定部１５８）を有する。

補正データ算出部１５１は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、センサ部１４０から入力した受光信号を波長反射率に変換するための補正データを算出する。
補正データ記憶部１５２は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、補正データ算出部１５１が算出した補正データを、磁気ディスク装置９２０などの記憶装置に記憶する。

波長反射率算出部１５３は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、センサ部１４０から入力した受光信号を波長反射率に変換する。波長反射率算出部１５３は、補正データ記憶部１５２が記憶した補正データに基づいて、受光信号を波長反射率に変換する。

ここで、「波長反射率」とは、特定の波長の光を印刷物５００の表面に当てたときに散乱反射する散乱反射光の強度を示す値である。
例えば、印刷物５００の表面が白色であれば、すべての可視光について波長反射率は「１」である。また、印刷物５００の表面が黒色であれば、すべての可視光について波長反射率は「０」である。一般的に、波長反射率は０以上１以下の値であり、印刷物５００の表面の色により、波長ごとにその値が異なる。

一般的に、波長反射率と、受光信号の値は一致しない。例えば、発光素子は、照射する光の波長によって輝度が異なる場合がある。また、受光素子１２１は、受光する光の波長によって感度が異なる場合がある。
また、一つの波長に限っても、例えば、５０％の灰色であれば波長反射率は０．５であるが、受光素子１２１の感度特性など（受光素子自体の特性やパッケージ（レンズ）の特性など）の影響により、受光信号の値は、白色の場合の半分の値になるとは限らない。
そこで、受光信号の値を波長反射率に変換するための補正データが必要となる。

補正データは、例えば、受光信号の値とそれに対応する波長反射率とをペアにしたテーブルデータ構造を有するデータである。波長反射率算出部１５３は、入力した受光信号の値をキーとして、補正データを検索し、対応する波長反射率を読み出すことにより、波長反射率を算出する。
あるいは、補正データは、受光信号の値を変数とし、波長反射率を求める関数を示す数式と、その数式の係数を示すパラメータの値を示すデータであってもよい。波長反射率算出部１５３は、補正データによって示される関数を変換式として、受光信号の値を代入して、その値を求めることにより、波長反射率を算出する。

波長反射率のうち、発光部１３０ａ（第一波長発光部）が照射した光（近紫外線）についての散乱反射光についてのものを、第一波長反射率と呼ぶ。波長反射率のうち、第一波長反射率以外のものを、第二波長反射率と呼ぶ。すなわち、第二波長反射率は、発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄ（第二波長発光部）が照射した光（青色光・緑色光・赤色光）についての散乱反射光についてのものである。
波長反射率算出部１５３は、第一波長反射率算出部及び第二波長反射率算出部の一例である。

なお、この実施の形態の受光素子１２１は、受光した散乱反射光の方向を区別せず、受光範囲内から受光した散乱反射光の合計に対応する受光信号を出力するので、印刷物５００の表面に模様があるなど、色の異なる部分がある場合には、波長反射率は、測定窓１１１から見える範囲の平均値になる。

波長反射率入力部１５４は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、波長反射率算出部１５３が算出した波長反射率（第一波長反射率及び第二波長反射率）を入力する。
波長反射率入力部１５４は、第一波長反射率入力部及び第二波長反射率入力部の一例である。
差分反射率算出部１５５は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、波長反射率入力部１５４が入力した第二波長反射率から、波長反射率入力部１５４が入力した第一波長反射率を減算する。第二波長反射率から第一波長反射率を減算した結果を、差分反射率と呼ぶ。この例では、第二波長反射率が３種類（青色光・緑色光・赤色光）あるので、差分反射率算出部１５５は、それに対応する３種類の差分反射率（青色光・緑色光・赤色光）を計算する。

状態判別部１５６は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、波長反射率入力部１５４が入力した第一波長反射率と差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率とを入力し、入力した第一波長反射率及び差分反射率に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別する。状態判別部１５６は、判別した印刷物５００の表面の状態から、印刷物５００の種類を判別し、判別した判別結果を出力する。
状態判別部１５６は、文字印刷補正部１５９、データベース記憶部１５７、比較判定部１５８を有する。

文字印刷補正部１５９は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、波長反射率入力部１５４が入力した第一波長反射率と、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率とに基づいて、差分反射率から文字印刷などの影響を排除した補正反射率を算出する。

データベース記憶部１５７は、印刷物５００の表面の状態と、印刷物５００の種類との対応関係を示すデータを格納したデータベースを、磁気ディスク装置９２０などの記憶装置に記憶している。例えば、印刷物５００について（文字印刷などがない状態で）測定した差分反射率を、印刷物５００の種類ごとに平均した値を、その印刷物５００の種類と対応づけて記憶する。なお、データベース記憶部１５７が記憶するデータのデータ構造は、差分反射率から対応する印刷物５００の種類を検索できる構造であれば、データベースに限らず、他の形式であってもよい。
また、データベース記憶部１５７は、表面状態判別装置１００とネットワークなどによって接続したサーバ装置などが有していて、表面状態判別装置１００からの要求に応じて、情報を表面状態判別装置１００に送信することとしてもよい。

比較判定部１５８は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、文字印刷補正部１５９が算出した補正反射率に近い差分反射率を有するものを、データベース記憶部１５７が記憶したデータベースから検索して、抽出する。
比較判定部１５８は、抽出した印刷物５００の種類を、判別結果として出力する。

比較判定部１５８は、判別結果として、差分反射率の値が最も近い１つを抽出する構成としてもよい。あるいは、差分反射率の差の合計が所定の閾値以下であるものをいくつか抽出する構成としてもよい。あるいは、差分反射率の値が近いものから順に所定の数を抽出する構成としてもよい。

次に、判別部１５０の動作について説明する。
まず、測定開始前の準備として、補正データ算出部１５１が補正データを算出する動作について説明する。
図１５は、この実施の形態における補正データ算出部１５１が補正データを算出する補正データ算出処理の流れの一例を示すフローチャート図である。

Ｓ６２１において、グレーチャートを測定対象として、センサ装置９５１にセットする。
ここで、グレーチャートとは、白色、１０％灰色、２０％灰色、…、９０％灰色、黒色をそれぞれ印刷した印刷物５００である。補正データ算出部１５１は、グレーチャートを基準として、補正データを算出する。
無彩色は、すべての波長の可視光（赤外線・紫外線も含む）について波長反射率が等しい。したがって、例えば３０％灰色のグレーチャートであれば、すべての波長について、波長反射率が７０％である。

Ｓ６２２において、センサ部１４０が、図１３で説明した散乱反射光測定処理を行う。
Ｓ６２３において、補正データ算出部１５１が、Ｓ６２２でセンサ部１４０が出力した受光信号を入力する。

Ｓ６２４において、補正データ算出部１５１が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６２３で入力した受光信号の値、Ｓ６２１でセットしたグレーチャートの反射率、Ｓ６２２でセンサ部１４０がグレーチャートに照射した光の波長などのデータを、磁気ディスク装置９２０などの記憶装置に記憶する。

以上の処理を、グレーチャートに照射する光の波長を変えて（すなわち、Ｓ６２２でグレーチャートに光を照射する発光部１３０を変えて）繰り返す（Ｓ６２５）。
また、すべての発光部１３０についての測定が終了したら、センサ装置９５１にセットしたグレーチャートを変えて、以上の処理を繰り返す（Ｓ６２６）。
なお、グレーチャートとして、１枚の紙に、白色〜黒色を帯状に印刷したものを用い、Ｓ６２２〜Ｓ６２５が終わったら、ローラ１０４が少しずつグレーチャートを紙送りすることにより、グレーチャートを変える作業を自動化してもよい。

Ｓ６２７において、補正データ算出部１５１が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６２４で磁気ディスク装置９２０などの記憶装置に記憶したデータに基づいて、受光信号の値に対応する波長反射率を算出する。
Ｓ６２８において、補正データ記憶部１５２が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６２７で補正データ算出部１５１が算出した波長反射率を、補正データとして、磁気ディスク装置９２０などの記憶装置に記憶する。

図１６は、この実施の形態におけるセンサ部１４０が出力する受光信号の値と、センサ装置９５１にセットした測定対象の波長反射率との関係の一例を示すグラフ図である。
丸印は近紫外線（発光部１３０ａ）を照射した場合、菱形印は青色光（発光部１３０ｂ）を照射した場合、三角印は緑色光を照射した場合、四角印は赤色光を照射した場合における、それぞれセンサ部１４０が出力する受光信号の値を示す。
なお、この図は説明のために作成したものであり、実際の測定値を示すものではない。

ここに示すように、波長反射率が同じであっても、照射する光の波長によって、受光信号の値は異なる。波長反射率が１の場合における受光信号の値（最大値）も異なるし、波長反射率が０の場合における受光信号の値（最小値）も０であるとは限らない。
また、照射する光の波長を一定とすると、波長反射率と受光信号の値との間には単調増加関係はあるものの、直線的な関係ではなく、曲線的な関係となる。また、その曲線の種類（二次曲線、三次曲線、指数曲線、対数曲線など）も使用する素子によっては異なる種類の曲線となる場合がある。

そこで、補正データ算出部１５１は、グレーチャートについて測定した受光信号の測定値をもとにして、補正データを算出する。

図１７は、補正データ算出部１５１が算出する補正データによって示される受光信号の値と波長反射率との対応関係を示すグラフ図である。
ここで、グレーチャートは、白色（波長反射率１）、１０％灰色（波長反射率０．９）、２０％灰色（波長反射率０．８）、…、９０％灰色（波長反射率０．１）、黒色（波長反射率０）と、波長反射率０．１刻みで１１種類あるものとする。したがって、グレーチャートを用いて１つの波長について測定できる受光信号の測定値は、１１個ある。
補正データ算出部１５１は、測定値と測定値の間の空白部分について、直線補間により、受光信号の値と波長反射率との対応関係を求め、補正データを生成する。なお、直線補間ではなく、他の補間方式を用いてもよい。
これにより、実際に測定した受光信号の値がグレーチャートについて測定した測定値と一致しない場合でも、対応する波長反射率を求めることができる。

なお、補正データ算出部１５１は、各発光素子ごとに測定した受光信号の値を、グレーチャートの濃度を基準とする波長反射率に変換する変換式を求め、求めた変換式を示すデータ（例えば、係数を示すデータ）を、補正データ記憶部１５２が記憶してもよい。

ここでは、グレーチャートを用いて補正データを算出する処理について説明したが、グレーチャートがなくても、補正データを算出することは可能である。
上述したように、受光部１２０は、測定窓１１１から見える範囲からの散乱反射光の平均値を示す受光信号を出力する。
したがって、例えば、測定窓１１１から見える範囲のうち、面積比５０％を白色、面積比５０％を黒色とすれば、５０％灰色のグレーチャートについて測定した場合と同じ結果が得られるので、グレーチャートの代用として用いることが可能である。

次に、実際の測定対象である印刷物５００について測定を行う動作について説明する。
図１８は、この実施の形態における表面状態判別装置１００が印刷物５００の表面の状態を判別する表面状態判別処理（表面状態判別方法）の流れの一例を示すフローチャート図である。

Ｓ６０１ａにおいて、センサ部１４０が、発光部１３０ａ（第一波長発光部）を用いて、図１３で説明した反射光測定処理を行う。
Ｓ６０２ａにおいて、波長反射率算出部１５３が、Ｓ６０１ａでセンサ部１４０が出力した受光信号に基づいて、後述する波長反射率算出処理を行う（第一波長反射率算出工程）。

Ｓ６０１ｂにおいて、センサ部１４０が、発光部１３０ｂ（第二波長発光部）を用いて、図１３で説明した反射光測定処理を行う。
Ｓ６０２ｂにおいて、波長反射率算出部１５３が、Ｓ６０１ｂでセンサ部１４０が出力した受光信号に基づいて、後述する波長反射率算出処理を行う（第二波長反射率算出工程）。

同様に、センサ部１４０が、発光部１３０ｃまたは発光部１３０ｄ（第二波長発光部）を用いて反射光測定処理を行い（Ｓ６０１ｃ，Ｓ６０１ｄ）、波長反射率算出部１５３が波長反射率算出処理（第二波長反射率算出工程）を行う（Ｓ６０２ｃ，Ｓ６０２ｄ）。

Ｓ６０３において、波長反射率入力部１５４が、Ｓ６０２ａ〜Ｓ６０２ｄで波長反射率算出部１５３が算出した波長反射率に基づいて、後述する差分反射率算出処理を行う（差分反射率算出工程）。
Ｓ６０４において、状態判別部１５６が、Ｓ６０３で波長反射率入力部１５４が算出した差分反射率に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別し、印刷物５００の種類を判別する。
Ｓ６０５において、判別結果出力部１６０が、Ｓ６０４で状態判別部１５６が判別した印刷物５００の種類を、ＣＲＴなどの表示装置９０１やその他の出力装置を用いて出力する。

次に、波長反射率算出処理の詳細について説明する。
図１９は、この実施の形態における波長反射率算出部１５３が波長反射率を算出する波長反射率算出処理の流れの一例を示すフローチャート図である。

Ｓ６３１において、波長反射率算出部１５３が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、センサ部１４０が出力した受光信号を入力する。
Ｓ６３２において、波長反射率算出部１５３が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、補正データ記憶部１５２が記憶した補正データを読み出し、Ｓ６３１で入力した受光信号の値に対応する波長反射率を算出する。
Ｓ６３３において、波長反射率算出部１５３が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６３２で算出した波長反射率を出力する。

補正データが対応表形式である場合には、波長反射率算出部１５３は、補正データのなかで受光信号の値が、Ｓ６３１で入力した受光信号の値と等しいものを探して、対応する波長反射率を読み出す。
補正データのなかに受光信号の値が等しいものがない場合には、最も近いものに対応する波長反射率を読み出してもよいし、直線補間などの補間方式により、対応する波長反射率を計算してもよい。
また、補正データが変換式を示す関数形式の場合には、波長反射率算出部１５３は、Ｓ６３１で入力した受光信号の値を、補正データによって示される変換式に代入して、波長反射率を算出する。

次に、差分反射率算出処理の詳細について説明する。
図２０は、この実施の形態における差分反射率算出部１５５が差分反射率を算出する差分反射率算出処理の流れの一例を示すフローチャート図である。

Ｓ６４１において、波長反射率入力部１５４が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６０２ａで波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線）を入力する（第一波長反射率入力工程）。
Ｓ６４２において、波長反射率入力部１５４が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６０２ｂ〜Ｓ６０２ｄで波長反射率算出部１５３が算出した第二波長反射率（青色光・緑色光・赤色光）を入力する（第二波長反射率入力工程）。

Ｓ６４３において、差分反射率算出部１５５が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６４２で波長反射率入力部１５４が入力した第二波長反射率から、Ｓ６４１で波長反射率入力部１５４が入力した第一波長反射率を減算して、差分反射率を算出する。

Ｓ６４４において、差分反射率算出部１５５が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６４３で算出した差分反射率を出力する。

差分反射率は、その波長の色成分の見かけ上の面積比を示す。以下、具体例により説明する。
図２１は、この実施の形態における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの一例を示す図である。
この例は、印刷物５００の下地印刷が無地（白色１００％）である場合の例である。

下地印刷が無地である場合、文字印刷（カーボンブラックなどによる黒色印刷に限るものとする）などの面積にかかわらず、見かけ上の青色成分、緑色成分、赤色成分の面積は、すべて０％である（測定窓１１１から見える印刷物５００の面積を１００％とする）。

文字印刷などの面積が０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、１００％が白色である。
印刷物５００の表面のうち、白色の部分は、波長にかかわらず波長反射率が１である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「１」（ａ）、青色光についても「１」（ｂ）、緑色光についても「１」（ｃ）、赤色光についても「１」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光についても「０」（ｆ）、赤色光についても「０」（ｇ）である。

文字印刷などの面積が２０％ある場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、８０％が白色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０．８」（ａ）、青色光についても「０．８」（ｂ）、緑色光についても「０．８」（ｃ）、赤色光についても「０．８」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光についても「０」（ｆ）、赤色光についても「０」（ｇ）である。

文字印刷などの面積が５０％ある場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、５０％が白色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０．５」（ａ）、青色光についても「０．５」（ｂ）、緑色光についても「０．５」（ｃ）、赤色光についても「０．５」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光についても「０」（ｆ）、赤色光についても「０」（ｇ）である。

このように、差分反射率は、その色成分の見かけ上の面積比を示す。

図２２は、この実施の形態における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの別の例を示す図である。
この例は、印刷物５００の下地印刷が緑色５０％（残る５０％は白色）である場合の例である。

文字印刷などの面積が０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、５０％が緑色、５０％が白色である。
印刷物５００の表面のうち、緑色の部分は、緑色光について波長反射率が１、他の波長の光について波長反射率が０である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、以下のようになる。
近紫外線については、白色部分から反射があるが、緑色部分からは反射がないので、平均した波長反射率は「０．５」（ａ）である。
青色光・赤色光についても同様に、波長反射率は「０．５」（ｂ）（ｄ）である。
緑色光については、白色部分からも緑色部分からも反射があるので、波長反射率は「１」（ｃ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光については「０．５」（ｆ）、赤色光については「０」（ｇ）である。

文字印刷などの面積が２０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、５０％×８０％＝４０％が緑色、５０％×８０％＝４０％が白色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０．４」（ａ）、青色光についても「０．４」（ｂ）、緑色光については「０．８」（ｃ）、赤色光については「０．４」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光については「０．４」（ｆ）、赤色光については「０」（ｇ）である。

文字印刷などの面積が５０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、５０％×５０％＝２５％が緑色、５０％×５０％＝２５％が白色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０．２５」（ａ）、青色光についても「０．２５」（ｂ）、緑色光については「０．５」（ｃ）、赤色光については「０．２５」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光については「０．２５」（ｆ）、赤色光については「０」（ｇ）である。

図２３は、この実施の形態における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの更に別の例を示す図である。
この例は、印刷物５００の下地印刷が緑色１０％、赤色２０％（残る７０％が白色）である場合の例である。

文字印刷などの面積が０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、１０％が緑色、２０％が赤色、７０％が白色である。
印刷物５００の表面のうち、緑色の部分は、緑色光について波長反射率が１、他の波長の光について波長反射率が０である。また、赤色の部分は、赤色光について波長反射率が１、他の波長の光について波長反射率が０である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、以下のようになる。
近紫外線については、白色部分から反射があるが、緑色部分及び赤色部分からは反射がないので、平均した波長反射率は「０．７」（ａ）である。
青色光についても同様に、波長反射率は「０．７」（ｂ）である。
緑色光については、白色部分からも緑色部分からも反射があるので、波長反射率は「０．８」（ｃ）である。
赤色光については、白色部分からも赤色部分からも反射があるので、波長反射率は「０．９」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光については「０．１」（ｆ）、赤色光については「０．２」（ｇ）である。

文字印刷などの面積が２０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、１０％×８０％＝８％が緑色、２０％×８０％＝１６％が赤色、７０％×８０％＝５６％が白色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０．５６」（ａ）、青色光についても「０．５６」（ｂ）、緑色光については「０．６４」（ｃ）、赤色光については「０．７２」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光については「０．０８」（ｆ）、赤色光については「０．１６」（ｇ）である。

文字印刷などの面積が５０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、１０％×５０％＝５％が緑色、２０％×５０％＝１０％が赤色、７０％×５０％＝３５％が白色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０．３５」（ａ）、青色光についても「０．３５」（ｂ）、緑色光については「０．４」（ｃ）、赤色光については「０．４５」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光については「０．０５」（ｆ）、赤色光については「０．１」（ｇ）である。

図２４は、この実施の形態における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの更に別の例を示す図である。
この例は、印刷物５００の下地印刷が青色４０％、赤色６０％（白色部分なし）である場合の例である。

文字印刷などの面積が０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、４０％が青色、６０％が赤色である。
印刷物５００の表面のうち、青色の部分は、青色光について波長反射率が１、他の波長の光について波長反射率が０である。また、赤色の部分は、赤色光について波長反射率が１、他の波長の光について波長反射率が０である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、以下のようになる。
近紫外線については、青色部分及び赤色部分からの反射がないので、平均した波長反射率は「０」（ａ）である。
緑色光についても同様に、波長反射率は「０」（ｃ）である。
青色光については、青色部分からの反射があるので、波長反射率は「０．４」（ｂ）である。
赤色光については、赤色部分からの反射があるので、波長反射率は「０．６」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０．４」（ｅ）、緑色光については「０」（ｆ）、赤色光については「０．６」（ｇ）である。

文字印刷などの面積が２０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、４０％×８０％＝３２％が青色、６０％×８０％＝４８％が赤色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０」（ａ）、青色光については「０．３２」（ｂ）、緑色光については「０」（ｃ）、赤色光については「０．４８」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０．３２」（ｅ）、緑色光については「０」（ｆ）、赤色光については「０．４８」（ｇ）である。

文字印刷などの面積が５０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、４０％×５０％＝２０％が青色、６０％×５０％＝３０％が赤色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０」（ａ）、青色光については「０．２」（ｂ）、緑色光については「０」（ｃ）、赤色光については「０．３」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０．２」（ｅ）、緑色光については「０」（ｆ）、赤色光については「０．３」（ｇ）である。

図２５は、この実施の形態における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの更に別の例を示す図である。
この例は、印刷物５００の下地印刷が薄い赤（濃度５０％）８０％（白色２０％）である場合の例である。

文字印刷などの面積が０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、８０％が薄い赤、２０％が白色である。
印刷物５００の表面のうち、薄い赤の部分は、赤色光について波長反射率が１（赤色成分５０％による反射と、白色成分５０％による反射の合計）、他の波長の光について波長反射率が０．５（白色成分５０％による反射）である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、以下のようになる。
近紫外線については、薄い赤部分からの反射（０．５）と白色部分からの反射（１）とがあるので、平均した波長反射率は「０．６」（ａ）である。
緑色光及び青色光についても同様に、波長反射率は「０．６」（ｂ）（ｃ）である。
赤色光については、薄い赤部分からの反射（１）と白色部分からの反射（１）があるので、波長反射率は「１」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光についても「０」（ｆ）、赤色光については「０．４」（ｇ）である。
ここで、薄い赤（濃度５０％）は、赤色５０％と白色５０％とが混ざったものであるから、見かけ上の赤色成分の面積は８０％×５０％＝４０％であり、差分反射率と一致する。

文字印刷などの面積が２０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、８０％×８０％＝６４％が薄い赤、２０％×８０％＝１６％が白色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０．４８」（ａ）、青色光についても「０．４８」（ｂ）、緑色光についても「０．４８」（ｃ）、赤色光については「０．８」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光についても「０」（ｆ）、赤色光については「０．３２」（ｇ）である。
見かけ上の赤色成分の面積は６４％×５０％＝３２％であり、差分反射率と一致する。

文字印刷などの面積が５０％である場合、測定窓１１１から見える範囲のうち、８０％×５０％＝４０％が薄い赤、２０％×５０％＝１０％が白色である。
したがって、波長反射率算出部１５３が算出する波長反射率は、近紫外線については「０．３」（ａ）、青色光についても「０．３」（ｂ）、緑色光についても「０．３」（ｃ）、赤色光については「０．５」（ｄ）である。
これに基づいて、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、青色光については「０」（ｅ）、緑色光についても「０」（ｆ）、赤色光については「０．２」（ｇ）である。
見かけ上の赤色成分の面積は４０％×５０％＝２０％であり、差分反射率と一致する。

このように、差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率は、印刷物５００の表面における各色成分の割合を示す。

なお、この例では、第一波長反射率として、近紫外線についての波長反射率を用いているが、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色の光であれば、他の波長の光についての波長反射率を用いることとしてもよい。
例えば、あらかじめ印刷物５００の印刷に青色（及びその同系色）を使用しないことにしておけば、青色光についての波長反射率を、第一波長反射率として用いることができる。

ここで、近紫外線は、通常の印刷物の印刷には使われない波長の光である。また、可視光に近いので、白色部分については波長反射率が１となり、黒色部分については波長反射率が０となる。このような性質を持つ波長の光には他に、例えば遠紫外線や赤外線もある。しかし、印刷物５００に蛍光部分がある場合、蛍光塗料が遠紫外線に反応して発光する。また、発光素子などの発熱により、赤外線が出る。近紫外線を用いると、このような撹乱成分がなく、正確な測定ができるので、好ましい。

次に、状態判別部１５６の動作について説明する。
図２６は、この実施の形態における状態判別部１５６が印刷物５００の種類を判別する状態判別処理の流れの一例を示すフローチャート図である。

Ｓ６５１において、文字印刷補正部１５９が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、波長反射率入力部１５４が入力した第一波長反射率と差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率とを入力する。
Ｓ６５２において、文字印刷補正部１５９が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６５１で入力した第一波長反射率と差分反射率とを合計して、下地割合を算出する。
ここで、下地割合とは、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面において、文字印刷や汚れなど以外の部分の割合のことである。
Ｓ６５３において、文字印刷補正部１５９が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６５１で入力した差分反射率を、Ｓ６５２で算出した下地割合で除算して、補正反射率を算出する。
ここで、補正反射率とは、文字印刷や汚れなどの影響を排除した差分反射率のことである。
Ｓ６５４において、比較判定部１５８が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、データベース記憶部１５７が記憶したデータベースを読み込み、Ｓ６５３で文字印刷補正部１５９が算出した補正反射率に近い差分反射率を有する印刷物５００の種類を抽出する。
Ｓ６５５において、比較判定部１５８が、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、Ｓ６５４で抽出した印刷物５００の種類を、判別結果として出力する。

差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、上述したように、印刷物５００の表面における各色成分の割合を示す。
しかし、これには、文字印刷などがされている面積の影響があるので、これを補正する必要がある。

第一波長反射率は白色部分の割合を示し、差分反射率はその波長の色成分の割合を示す。
したがって、第一波長反射率と差分反射率とを合計すれば、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面において、黒色以外の部分の割合を求めることができる。文字印刷補正部１５９は、Ｓ６５２でこれを計算し、下地割合とする。
ここで、下地印刷には黒色を用いないものとし、文字印刷には黒色を用いるものとすれば、下地割合は、文字印刷以外の部分の割合を示す。
また、印刷物５００の表面の汚れや黒鉛筆などによる落書きなども黒色であるので、下地割合は、これらの部分の割合も除いたものとなる。

文字印刷補正部１５９は、Ｓ６５３で差分反射率を下地割合で除算し、補正反射率とする。すなわち、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面における各色成分の割合を、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面の文字印刷など以外の部分の割合で割るので、補正反射率は、文字印刷などがない場合における各色成分の割合を示す。

測定窓１１１の面積をＳ、測定窓１１１から見える印刷物５００のうち文字印刷などの部分の面積をＳ_ｂとすると、下地割合ａは、ａ＝（１−Ｓ_ｂ）／Ｓである。
差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率をｒ、文字印刷などがない場合に測定される差分反射率をＲとすると、ｒ＝ａＲであるから、補正反射率ｒ／ａは、文字印刷などがない場合に測定される差分反射率Ｒと一致する。

このことを、図２１〜図２５の具体例を用いて説明する。
図２１において、差分反射率算出部１５５が算出した各色成分の差分反射率は、文字印刷などの面積にかかわらず、０である。

文字印刷などの面積が０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「１」（ａ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、１＋０＋０＋０＝１（ｉ）となる。
また、文字印刷補正部１５９が算出する各色成分の補正反射率は、０／１＝０（ｊ）（ｋ）（ｌ）となる。

文字印刷などの面積が２０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．８」（ａ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．８＋０＋０＋０＝０．８（ｉ）となる。
また、各色成分の補正反射率は、０／０．８＝０（ｊ）（ｋ）（ｌ）となる。

文字印刷などの面積が５０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．５」（ａ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．５＋０＋０＋０＝０．５（ｉ）となる。
また、各色成分の補正反射率は、０／０．５＝０（ｊ）（ｋ）（ｌ）となる。

図２２において、文字印刷などの面積が０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．５」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０．５」（ｆ）、赤色光について「０」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．５＋０＋０．５＋０＝１（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／１＝０（ｊ）、緑色光について０．５／１＝０．５（ｋ）、赤色光について０／１＝０（ｌ）である。

文字印刷などの面積が２０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．４」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０．４」（ｆ）、赤色光について「０」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．４＋０＋０．４＋０＝０．８（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／０．８＝０（ｊ）、緑色光について０．４／０．８＝０．５（ｋ）、赤色光について０／０．８＝０（ｌ）である。

文字印刷などの面積が５０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．２５」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０．２５」（ｆ）、赤色光について「０」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．２５＋０＋０．２５＋０＝０．５（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／０．５＝０（ｊ）、緑色光について０．２５／０．５＝０．５（ｋ）、赤色光について０／０．５＝０（ｌ）である。

図２３において、文字印刷などの面積が０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．７」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０．１」（ｆ）、赤色光について「０．２」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．７＋０＋０．１＋０．２＝１（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／１＝０（ｊ）、緑色光について０．１／１＝０．１（ｋ）、赤色光について０．２／１＝０．２（ｌ）である。

文字印刷などの面積が２０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．５６」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０．０８」（ｆ）、赤色光について「０．１６」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．５６＋０＋０．０８＋０．１６＝０．８（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／０．８＝０（ｊ）、緑色光について０．０８／０．８＝０．１（ｋ）、赤色光について０．１６／０．８＝０．２（ｌ）である。

文字印刷などの面積が５０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．３５」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０．０５」（ｆ）、赤色光について「０．１」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．３５＋０＋０．０５＋０．１＝０．５（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／０．５＝０（ｊ）、緑色光について０．０５／０．５＝０．１（ｋ）、赤色光について０．１／０．５＝０．２（ｌ）である。

図２４において、文字印刷などの面積が０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０．４」（ｅ）、緑色光について「０」（ｆ）、赤色光について「０．６」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０＋０．４＋０＋０．６＝１（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０．４／１＝０．４（ｊ）、緑色光について０／１＝０（ｋ）、赤色光について０．６／１＝０．６（ｌ）である。

文字印刷などの面積が２０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０．３２」（ｅ）、緑色光について「０」（ｆ）、赤色光について「０．４８」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０＋０．３２＋０＋０．４８＝０．８（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０．３２／０．８＝０．４（ｊ）、緑色光について０／０．８＝０（ｋ）、赤色光について０．４８／０．８＝０．６（ｌ）である。

文字印刷などの面積が５０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０．２」（ｅ）、緑色光について「０」（ｆ）、赤色光について「０．３」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０＋０．２＋０＋０．３＝０．５（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０．２／０．５＝０．４（ｊ）、緑色光について０／０．５＝０（ｋ）、赤色光について０．３／０．５＝０．６（ｌ）である。

図２５において、文字印刷などの面積が０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．６」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０」（ｆ）、赤色光について「０．４」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．６＋０＋０＋０．４＝１（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／１＝０（ｊ）、緑色光について０／１＝０（ｋ）、赤色光について０．４／１＝０．４（ｌ）である。

文字印刷などの面積が２０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．４８」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０」（ｆ）、赤色光について「０．３２」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．４８＋０＋０＋０．３２＝０．８（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／０．８＝０（ｊ）、緑色光について０／０．８＝０（ｋ）、赤色光について０．３２／０．８＝０．４（ｌ）である。

文字印刷などの面積が５０％の場合、波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率（近紫外線の波長反射率）は「０．３」（ａ）、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率は、青色光について「０」（ｅ）、緑色光について「０」（ｆ）、赤色光について「０．２」（ｇ）である。
したがって、文字印刷補正部１５９が算出する下地割合は、０．３＋０＋０＋０．２＝０．５（ｉ）である。
また、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は、青色光について０／０．５＝０（ｊ）、緑色光について０／０．５＝０．５（ｋ）、赤色光について０．２／０．５＝０．４（ｌ）である。

以上のように、下地印刷の色の割合が同じであれば、文字印刷などの面積にかかわらず、文字印刷補正部１５９が算出する補正反射率は一定となる。

このように文字印刷などの影響を排除した補正反射率に基づいて、比較判定部１５８がデータベースを検索するので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面に、文字印刷や汚れや落書きなどがあっても、正しく印刷物５００の種類を判別することができる。

このため、測定窓１１１を、印刷物５００の面積と比較して、比較的大きくすることができる。これにより、印刷物５００の表面における測定範囲が多少ずれたとしても、その影響を受けずに、正しく印刷物５００の種類を判別することができる。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、第二の発光素子１３２が、印刷物５００（測定対象）に対して、第一の発光素子１３１が照射する光の波長と同じ波長の光を照射することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、第一の発光素子１３１が照射する光の波長と、第二の発光素子１３２が照射する光の波長とが同一なので、その波長についての波長反射率を正確に測定することができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、同色の発光素子（第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２）を、受光素子１２１を中心に点対称の位置に配置することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、光源（発光素子）の特性や照射角度に起因する測定範囲のなかの位置による光強度の差が軽減されるので、測定誤差の発生を軽減できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が単色の発光素子であることを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が照射した光の波長についての波長反射率を算出できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、それぞれ波長の異なる光を照射する発光部１３０を複数有することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、複数の発光部１３０がそれぞれ波長の異なる光を印刷物５００（測定対象）に照射するので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面における色成分の割合を求めることができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、複数の発光部１３０が印刷物５００（測定対象）に対してそれぞれ異なる方向から印刷物５００に光を照射することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、複数の発光部１３０がそれぞれ異なる方向から印刷物５００に光を照射するので、印刷物５００の表面上におけるある一点と、それぞれの発光部１３０との間の位置関係が、発光部１３０ごとに異なる。しかし、各発光部１３０は、第一の発光素子１３１と、第一の発光素子１３１が照射する光を補完する第二の発光素子１３２とを備えているので、印刷物５００の表面上におけるある一点と、それぞれの発光部１３０との間の位置関係が異なることによる誤差がなく、正確な測定ができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、所定の波長の光（近紫外線）を印刷物５００（測定対象）に照射する発光部１３０ａ（第一波長発光部）と、発光部１３０ａが照射する光の波長と異なる波長の光（青色光・緑色光・赤色光）を印刷物５００に照射する発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄ（第二波長発光部）と、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄのいずれかが照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する受光部１２０と、発光部１３０ａが印刷物５００に光を照射した場合に、受光部１２０が出力した受光信号を入力し、入力した受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、第一波長反射率とする第一波長反射率算出部（波長反射率算出部１５３）と、発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄが印刷物５００に光を照射した場合に、受光部１２０が出力した受光信号を入力し、入力した受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、第二波長反射率とする第二波長反射率算出部（波長反射率算出部１５３）と、第二波長反射率算出部が算出した第二波長反射率と第一波長反射率算出部が算出した第一波長反射率との差を算出して、差分反射率とする差分反射率算出部１５５と、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率に基づいて印刷物５００の表面の状態を判別する状態判別部１５６とを有することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、差分反射率算出部１５５が第二波長反射率と第一波長反射率との差を計算して算出した差分反射率に基づいて、状態判別部１５６が印刷物５００の表面の状態を判別するので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面における色成分の割合に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、発光部１３０ａ（第一波長発光部）が、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色の光（近紫外線）を照射し、状態判別部１５６が、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率に基づいて、印刷物５００の表面における発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄ（第二波長発光部）が照射した波長の光の色成分が印刷されている比率を判別することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、発光部１３０ａが、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色の光を印刷物５００に照射するので、状態判別部１５６が、印刷物５００の表面に印刷されている色成分の割合を、正確に判別できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、複数の発光部１３０のなかに、印刷物５００（測定対象）の下地印刷に使用されていない色の光を照射する発光部１３０があることを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、発光部１３０が、印刷物５００の下地印刷に使用されていない色の光を照射するので、印刷や汚れによる値の変化を補正することができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、発光部１３０ａ（第一波長発光部）が、近紫外線を照射することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、通常の印刷物５００の印刷には近紫外線を反射するインクは使用されないので、印刷物５００の印刷に用いる色を制限することなく、印刷物５００の表面に印刷されている色成分の割合を、正確に判別できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、互いに異なる波長の光（青色光・緑色光・赤色光）を印刷物５００（測定対象）に照射する第二波長発光部（発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄ）を複数有し、状態判別部１５６が、第一波長反射率算出部（波長反射率算出部１５３）が算出した第一波長反射率（近紫外線についての波長反射率）と、差分反射率算出部１５５が算出した複数の差分反射率（青色光についての差分反射率・緑色光についての差分反射率・赤色光についての差分反射率）とを合計して下地割合とし、複数の差分反射率を下地割合でそれぞれ除して複数の補正反射率（青色光についての補正反射率・緑色光についての補正反射率・赤色光についての補正反射率）とすることを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、状態判別部１５６が、差分反射率を下地割合で除して補正反射率を算出するので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面における文字印刷などの割合にかかわらず、下地印刷における各色成分の割合を判別することができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、それぞれの発光部１３０が照射する光の照度が、測定窓１１１から見える測定範囲のなかで略一様なので、位置ずれなどによる波長反射率の測定誤差が少なく、状態判別部１５６が、文字印刷や汚れなどを正確に補正することができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、比較判定部１５８が、補正反射率と、データベース記憶部１５７が記憶した印刷物５００の種類ごとの差分反射率とを比較して、印刷物５００の種類を判別することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、比較判定部１５８が、補正反射率に基づいて印刷物５００の種類を判別するので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面における文字印刷などの割合にかかわらず、印刷物５００の種類を判別することができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、比較判定部１５８が、補正反射率に基づいて印刷物５００の種類を判別するので、１つの種類について、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面における文字印刷などの割合に対応する複数の情報をデータベース記憶部１５７が記憶しておく必要がなく、判別用のデータベースのパターンを減らすことができ、データベース記憶部１５７が必要とする記憶容量が少なくなるとともに、短い時間で印刷物５００の種類を判別できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、印刷物５００の表面に面積不定の文字印刷がされている範囲を測定範囲とすることを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、印刷物５００の表面に面積不定の文字印刷がされている範囲を測定範囲とするので、印刷物５００の表面の面積と比較して測定範囲の面積を広くして、測定範囲のずれによる測定誤差を少なくすることができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、測定範囲が、印刷物５００の表面に印刷された下地印刷の繰り返しピッチ以上、好ましくは１．５倍以上であることを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、測定範囲が、印刷物５００の表面に印刷された下地印刷の繰り返しピッチ以上であるので、常に、測定範囲に、下地印刷の１回分の繰り返し以上の範囲が含まれることとなり、測定範囲のずれによる測定誤差を少なくすることができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、測定範囲の面積が、印刷物５００の表面の面積の５％以上であることを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、測定範囲の面積が、印刷物５００の表面の面積と比較して、比較的大きいので、測定範囲のずれによる測定誤差を少なくすることができ、多くの種類を判別できるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別方法は、発光部１３０ａが、所定の波長の光（近紫外線）を印刷物５００（測定対象）に照射する第一波長照射工程と、受光部１２０が、第一波長照射工程において発光部１３０ａが照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する第一波長受光工程と、波長反射率算出部１５３が、第一波長受光工程において受光部１２０が出力した受光信号を入力し、入力した受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、第一波長反射率とする第一波長反射率算出工程と、発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄが、第一波長照射工程において発光部１３０ａが照射した光の波長と異なる波長の光を、印刷物５００に照射する第二波長照射工程と、受光部１２０が、第二波長照射工程において発光部１３０ｂ〜発光部１３０ｄが照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する第二波長受光工程と、波長反射率算出部１５３が、第二波長受光工程において受光部１２０が出力した受光信号を入力し、入力した受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、第二波長反射率とする第二波長反射率算出工程と、差分反射率算出部１５５が、第二波長反射率算出工程において波長反射率算出部１５３が算出した第二波長反射率と、第一波長反射率算出工程において波長反射率算出部１５３が算出した第一波長反射率との差を算出して、差分反射率とする差分反射率算出工程と、状態判別部１５６が、差分反射率算出工程において差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別する状態判別工程とを有することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別方法によれば、差分反射率算出工程において差分反射率算出部１５５が第二波長反射率と第一波長反射率との差を計算して算出した差分反射率に基づいて、状態判別工程において状態判別部１５６が印刷物５００の表面の状態を判別するので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面における色成分の割合に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別できるという効果を奏する。

この実施の形態で説明した表面状態判別装置１００は、コンピュータをここで説明した表面状態判別装置１００として機能させる表面状態判別プログラムを、上記コンピュータに実行させることにより実現できる。

この実施の形態における表面状態判別プログラムは、コンピュータを、所定の波長の光（近紫外線）を印刷物５００（測定対象）に照射し、照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光することにより測定した散乱反射光の強度を示す第一波長反射率を入力する第一波長反射率入力部（波長反射率入力部１５４）と、上記光（近紫外線）と異なる波長の光（青色光・緑色光・赤色光）を印刷物５００に照射し、照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光することにより測定した散乱反射光の強度を示す第二波長反射率を入力する第二波長反射率入力部（波長反射率入力部１５４）と、第二波長反射率入力部が入力した第二波長反射率と、第一波長反射率入力部が入力した第一波長反射率との差を算出して、差分反射率とする差分反射率算出部１５５と、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率に基づいて印刷物５００の表面の状態を判別する状態判別部１５６とを有する表面状態判別装置１００として機能させることを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別プログラムによれば、コンピュータが、第二波長反射率と第一波長反射率との差を計算して算出した差分反射率に基づいて、コンピュータが、印刷物５００の表面の状態を判別するので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面における色成分の割合に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別できるという効果を奏する。

実施の形態３．
実施の形態３について、図２７〜図２８を用いて説明する。
この実施の形態における表面状態判別装置１００の外観・ハードウェア構成、センサ装置９５１の外観・主要部の構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

この実施の形態では、実施の形態２と同様、複数の発光部１３０がある場合について説明する。
センサ装置９５１における複数の発光部１３０の配置は、実施の形態２において図８または図９を用いて説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

実施の形態２では、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色があらかじめわかっている場合について説明した。この実施の形態では、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色が不明である場合に、どの色が使用されていないかを判別する方式について説明する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００の機能ブロックの構成は、実施の形態２において図１１を用いて説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

図２７は、この実施の形態におけるセンサ部１４０の内部ブロックの構成の一例を示す図である。

センサ部１４０は、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄ、受光部１２０ａ〜受光部１２０ｄ、センサ制御部１４１を有する。
発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄは、それぞれが第一の発光素子１３１と第二の発光素子１３２とを備え、印刷物５００に光を照射する。実施の形態２で図８を用いて説明したように、それぞれの発光部１３０に属する第一の発光素子１３１と第二の発光素子１３２とは同じ波長の光を照射し、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄはそれぞれが異なる波長の光を照射する。
この例では、発光部１３０ａが黄色光を照射し、発光部１３０ｂが青色光を照射し、発光部１３０ｃが緑色光を照射し、発光部１３０ｄが赤色光を照射する。
発光部１３０の数は４つに限らず、もっと多くてもよいし、少なくてもよい。
実施の形態２と異なり、印刷物５００の表面の印刷に、どの発光部１３０が照射する光の波長に対応する色が使用されていないか不明であるので、第一波長発光部と第二波長発光部との区別は存在しない。
それ以外の点については、実施の形態２で説明した発光部１３０と同様なので、ここでは説明を省略する。

受光部１２０ａ〜受光部１２０ｄは、受光素子１２１を備え、それぞれ対応する発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄが照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光する。
この例では、４つの受光部１２０ａ〜受光部１２０ｄがそれぞれ、発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄが照射した光の散乱反射光を受光する構成となっているが、図８を用いて説明したように、すべての発光部１３０に対して１つの受光部１２０が受光する構成としてもよい。
それ以外の点については、実施の形態２で説明した受光部１２０と同様なので、ここでは説明を省略する。

図２８は、この実施の形態における判別部１５０の内部ブロックの構成の一例を示す詳細ブロック図である。

判別部１５０は、補正データ算出部１５１、補正データ記憶部１５２、波長反射率算出部１５３、波長反射率入力部１５４、白色反射率算出部１７６、差分反射率算出部１７５、状態判別部１５６（文字印刷補正部１５９及びデータベース記憶部１５７及び比較判定部１５８）を有する。
このうち、補正データ算出部１５１、補正データ記憶部１５２、波長反射率算出部１５３、波長反射率入力部１５４、状態判別部１５６は、実施の形態２で図１４を用いて説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

白色反射率算出部１７６は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、波長反射率入力部１５４が入力した波長反射率に基づいて、白色反射率を算出する。
ここで、白色反射率とは、実施の形態２における「第一波長反射率」に相当するもので、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色の光についての波長反射率である。

差分反射率算出部１７５は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、波長反射率入力部１５４が入力した波長反射率から、白色反射率算出部１７６が算出した白色反射率を減算し、差分反射率を算出する。

実施の形態２で説明したように、印刷物５００の表面の印刷に使用されている色の光についての波長反射率は、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面のうち、白色部分からの反射と、その色の部分からの反射との合計になる。これに対し、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色の光についての波長反射率は、白色部分からの反射のみなので、印刷物５００の表面の印刷に使用されている色の光についての波長反射率よりも小さい。

そこで、白色反射率算出部１７６は、波長反射率算出部１５３が算出した波長反射率のうち、最も小さい波長反射率を求めて、白色反射率とする。

これにより、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色があらかじめわかっていない場合であっても、印刷物５００の表面に印刷された色成分の割合を算出することができ、印刷物５００の表面の状態を正しく判別することができる。

また、近紫外線を照射する発光部１３０を設けなくてよいので、発光部１３０の数を少なくすることができ、表面状態判別装置１００の製造コストを削減できる。また、発光部１３０の数が同じであれば、可視光域の光を照射する発光部１３０を増やすことができるので、判別の精度を高くすることができる。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、複数の異なる波長の光を印刷物５００（測定対象）にそれぞれ照射する複数の発光部１３０と、複数の発光部１３０のいずれかが照射した光が印刷物５００に当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する受光部（受光部１２０ａ〜受光部１２０ｄ）と、受光部が出力した受光信号を入力し、入力した受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、波長反射率とする波長反射率算出部１５３と、波長反射率算出部１５３が算出した波長反射率のうち、もっとも散乱反射光の強度が弱い波長反射率を求めて、白色反射率とする白色反射率算出部１７６と、白色反射率算出部１７６が算出した白色反射率と、波長反射率算出部１５３が算出した波長反射率との差を算出して、差分反射率とする差分反射率算出部１７５と、差分反射率算出部１７５が算出した差分反射率に基づいて印刷物５００の表面の状態を判別する状態判別部１５６とを有することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、波長反射率算出部１５３が算出した波長反射率に基づいて、白色反射率算出部１７６が白色反射率を算出するので、印刷物５００の表面の印刷に使用されていない色があらかじめわかっていなくても、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面の色成分の割合を求めることができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、発光部１３０（発光部１３０ａ〜発光部１３０ｄ）を３以上有し、状態判別部１５６が、白色反射率算出部１７６が算出した白色反射率と差分反射率算出部１７５が算出した複数の差分反射率とを合計して下地割合とし、複数の差分反射率を下地割合でそれぞれ除して複数の補正反射率とすることを特徴とする。

実施の形態４．
実施の形態４について、図２９を用いて説明する。
この実施の形態における表面状態判別装置１００の外観・ハードウェア構成、センサ装置９５１の外観・主要部の構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

この実施の形態では、受光素子１２１としてＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどの撮像素子を用いる場合について説明する。

実施の形態１〜実施の形態３では、受光素子１２１としてフォトダイオードやフォトトランジスタなど、受光した光の方向を区別せず、受光した光の強度を電気信号に変換する素子を用いているので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面全体を平均した波長反射率しか測定できない。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、受光素子１２１としてＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどの撮像素子を用いるので、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面に印刷された文字のフォントや、下地印刷の模様を識別することができる。
なお、印刷物５００の表面の色彩は、発光部１３０が照射する光の波長を変化することにより判別できるので、受光素子１２１として用いる撮像素子は、白黒用のものでよい。

この実施の形態におけるセンサ部１４０は、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面の画像を示す画像信号を出力する。
また、センサ部１４０は、実施の形態１〜実施の形態３と同様、測定窓１１１から見える印刷物５００の表面から散乱反射した散乱反射光の平均強度を示す受光信号も出力する。センサ部１４０は、例えば、画像信号の輝度レベルを平均することにより、受光信号を生成する。

図２９は、この実施の形態における判別部１５０の内部ブロックの構成の一例を示す詳細ブロック構成図である。
判別部１５０は、画像比較部１７８を有する。
画像比較部１７８は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、比較判定部１５８が出力した判別結果を、判別候補として入力する。画像比較部１７８は、また、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、センサ部１４０が出力した画像信号を入力する。
画像比較部１７８は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、入力した画像信号によって示される画像（印刷物５００の表面の模様などを示す）を、データベース記憶部１５７が記憶した画像と比較して、印刷物５００の種類を判別し、判別結果として出力する。
例えば、画像比較部１７８は、受光信号によって示される画像から、下地印刷の模様を判別し、判別した下地印刷の模様をデータベース記憶部１５７が記憶した模様と比較して、もっとも近いものを抽出し、判別結果とする。
あるいは、画像比較部１７８は、受光信号によって示される画像から、文字印刷のフォントを判別し、判別したフォントをデータベース記憶部１５７が記憶したフォントと比較して、もっとも近いものを抽出し、判別結果とする。
画像比較部１７８は、データベース記憶部１５７が記憶した印刷物５００の種類のなかから、比較判定部１５８から入力した判別候補について、画像の比較をする。

画像比較部１７８が行う画像の比較は、比較的重い処理であり、データベース記憶部１５７が記憶した印刷物５００の種類が多い場合、そのすべてと比較すると、かなり時間がかかる。
そこで、実用的な時間内に判別結果を出すため、画像比較部１７８は、比較判定部１５８から入力した判別候補によって示される印刷物５００の種類に絞って比較を行う。

波長反射率算出部１５３は、センサ部１４０が出力した受光信号を入力し、波長反射率（第一波長反射率及び第二波長反射率）を算出する。波長反射率入力部１５４は、波長反射率算出部１５３が算出した波長反射率を入力し、差分反射率算出部１５５は、波長反射率に基づいて差分反射率を算出する。文字印刷補正部１５９は、第一波長反射率と差分反射率とに基づいて補正反射率を算出し、比較判定部１５８は、補正反射率を、データベース記憶部１５７が記憶した差分反射率と比較することにより、判別候補を抽出する。

画像比較部１７８は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、比較判定部１５８が抽出した判別候補を入力する。
画像比較部１７８は、ＣＰＵ９１１などの処理装置を用いて、判別候補として抽出された印刷物５００の種類について、詳しい情報（下地印刷の模様、文字印刷のフォントなど）を、データベース記憶部１５７が記憶したデータベースから読み出す。
画像比較部１７８は、入力した画像信号によって示される画像と、データベースから読み出した情報とを比較して、印刷物５００の種類を判別し、判別結果として出力する。

画像比較部１７８は、データベース記憶部１５７が記憶した情報のなかに、入力した画像信号によって示される画像と一致するものがない場合には、印刷物５００が偽物であると判別してもよい。

また、画像比較部１７８が、印刷物５００が偽物でないと判別した場合、表面状態判別装置１００は、文字認識などにより、画像信号によって示される画像に含まれる情報を更に分析し、その情報に対応する処理をしてもよい。

この実施の形態における表面状態判別装置１００は、受光部１２０が、受光素子１２１として撮像素子を備え、更に、受光素子１２１が撮影した印刷物５００（測定対象）の表面の画像を示す画像信号を出力し、状態判別部１５６が、差分反射率算出部１５５が算出した差分反射率に基づいて、印刷物５００の表面の状態を判別し、判別した判別結果に基づいて、データベース記憶部１５７が記憶したデータベースのなかから印刷物５００の種類の候補を判別して判別候補とし、受光部１２０が出力した画像信号を入力し、入力した画像信号に基づいて、判別した判別候補のなかから、印刷物５００の種類を判別することを特徴とする。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、受光部１２０が出力した画像信号に基づいて、状態判別部１５６が印刷物５００の種類を判別するので、受光信号に基づいて判別する場合と比較して、より正確な判別ができるという効果を奏する。

この実施の形態における表面状態判別装置１００によれば、状態判別部１５６が、差分反射率に基づいて印刷物５００の種類の候補を絞り込み、絞り込んだ判別候補のなかから、印刷物５００の種類を判別するので、候補を絞り込まない場合と比較して、より迅速に判別結果を出力することができるという効果を奏する。

実施の形態１における表面状態判別装置１００の外観の一例を示す図。実施の形態１における表面状態判別装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。実施の形態１におけるセンサ装置９５１の外観の一例を示す図。実施の形態１におけるセンサ装置９５１の主要部を拡大した拡大断面図の一例である。実施の形態１における受光素子１２１が受光する光の受光範囲、第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が照射する光の照射範囲の一例を示す図。実施の形態１における第一の発光素子１３１が照射する光によって照らされる印刷物５００表面の照度分布の一例を示す図。実施の形態１における第一の発光素子１３１及び第二の発光素子１３２が照射する光によって照らされる印刷物５００表面の照度分布の一例を示す図。実施の形態２におけるセンサ装置９５１のなかの発光素子及び受光素子の配置の一例を示す図。実施の形態２におけるセンサ装置９５１のなかの発光素子及び受光素子の配置の別の例を示す図。実施の形態２における表面状態判別装置１００が表面の状態を判別する測定対象である印刷物５００の一例を示す図。実施の形態２における表面状態判別装置１００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図。実施の形態２におけるセンサ部１４０の内部ブロックの構成の一例を示す詳細ブロック構成図。実施の形態２においてセンサ部１４０が散乱反射光を測定する散乱反射光測定処理の流れの一例を示すフローチャート図。実施の形態２における判別部１５０の内部ブロックの構成の一例を示す詳細ブロック構成図。実施の形態２における補正データ算出部１５１が補正データを算出する補正データ算出処理の流れの一例を示すフローチャート図。実施の形態２におけるセンサ部１４０が出力する受光信号の値と、センサ装置９５１にセットした測定対象の波長反射率との関係の一例を示すグラフ図。補正データ算出部１５１が算出する補正データによって示される受光信号の値と波長反射率との対応関係を示すグラフ図。実施の形態２における表面状態判別装置１００が印刷物５００の表面の状態を判別する表面状態判別処理（表面状態判別方法）の流れの一例を示すフローチャート図。実施の形態２における波長反射率算出部１５３が波長反射率を算出する波長反射率算出処理の流れの一例を示すフローチャート図。実施の形態２における差分反射率算出部１５５が差分反射率を算出する差分反射率算出処理の流れの一例を示すフローチャート図。実施の形態２における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの一例を示す図。実施の形態２における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの別の例を示す図。実施の形態２における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの更に別の例を示す図。実施の形態２における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの更に別の例を示す図。実施の形態２における差分反射率算出部１５５が算出する差分反射率などの更に別の例を示す図。実施の形態２における状態判別部１５６が印刷物５００の種類を判別する状態判別処理の流れの一例を示すフローチャート図。実施の形態３におけるセンサ部１４０の内部ブロックの構成の一例を示す図。実施の形態３における判別部１５０の内部ブロックの構成の一例を示す詳細ブロック図。実施の形態４における判別部１５０の内部ブロックの構成の一例を示す詳細ブロック構成図。

符号の説明

１００表面状態判別装置、１０２蓋部、１０３挿入口、１０４ローラ、１０５排出口、１１０遮光箱、１１１測定窓、１１２遮光筒、１２０受光部、１２１受光素子、１２３受光素子制御回路、１３０発光部、１３１第一の発光素子、１３２第二の発光素子、１３３発光素子駆動回路、１４０センサ部、１４１センサ制御部、１５０判別部、１５１補正データ算出部、１５２補正データ記憶部、１５３波長反射率算出部、１５４波長反射率入力部、１５５，１７５差分反射率算出部、１５６状態判別部、１５７データベース記憶部、１５８比較判定部、１５９文字印刷補正部、１６０判別結果出力部、１７６白色反射率算出部、１７８画像比較部、５００印刷物、９０１表示装置、９０２キーボード、９０３マウス、９０４ＦＤＤ、９０５ＣＤＤ、９０６プリンタ装置、９０７スキャナ装置、９１０システムユニット、９１１ＣＰＵ、９１２バス、９１３ＲＯＭ、９１４ＲＡＭ、９１５通信ボード、９２０磁気ディスク装置、９２１ＯＳ、９２２ウィンドウシステム、９２３プログラム群、９２４ファイル群、９３１電話機、９３２ファクシミリ機、９４０インターネット、９４１ゲートウェイ、９４２ＬＡＮ、９５１センサ装置。

Claims

測定対象に光を照射する第一の発光素子と、上記測定対象に上記第一の発光素子が照射する光を補完する光を照射する第二の発光素子とを備える発光部と、
上記発光部が照射した光が上記測定対象に当たって散乱反射した散乱反射光を受光する受光素子を備え、上記受光素子が受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する受光部と、
上記受光部が出力した受光信号に基づいて、上記測定対象の表面の状態を判別する判別部と、
を有することを特徴とする表面状態判別装置。
上記第一の発光素子は、上記測定対象の表面に対して垂直な方向から所定の角度傾いた方向から、上記測定対象に光を照射し、
上記第二の発光素子は、上記測定対象の表面に対して略垂直な直線を中心として上記第一の発光素子と略線対称な方向から上記測定対象に光を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の表面状態判別装置。
上記受光素子は、上記測定対象の表面に対して略垂直な方向に位置し、
上記第二の発光素子は、上記受光素子から上記測定対象の表面に降ろした垂線を中心として上記第一の発光素子と略線対称な方向から上記測定対象に光を照射する
ことを特徴とする請求項２に記載の表面状態判別装置。
上記第二の発光素子は、上記測定対象に対して、上記第一の発光素子が照射する光の波長と同じ波長の光を照射することを特徴とする請求項１に記載の表面状態判別装置。
上記表面状態判別装置は、それぞれ波長の異なる光を照射する上記発光部を複数有することを特徴とする請求項４に記載の表面状態判別装置。
所定の波長の光を測定対象に照射する第一波長発光部と、
上記第一波長発光部が照射する光の波長と異なる波長の光を、上記測定対象に照射する第二波長発光部と、
上記第一波長発光部及び上記第二波長発光部のいずれかが照射した光が上記測定対象に当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する受光部と、
上記第一波長発光部が上記測定対象に光を照射した場合に、上記受光部が出力した受光信号を入力し、入力した上記受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、第一波長反射率とする第一波長反射率算出部と、
上記第二波長発光部が上記測定対象に光を照射した場合に、上記受光部が出力した受光信号を入力し、入力した上記受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、第二波長反射率とする第二波長反射率算出部と、
上記第二波長反射率算出部が算出した第二波長反射率と、上記第一波長反射率算出部が算出した第一波長反射率との差を算出して、差分反射率とする差分反射率算出部と、
上記差分反射率算出部が算出した差分反射率に基づいて上記測定対象の表面の状態を判別する状態判別部と、
を有することを特徴とする表面状態判別装置。
上記第一波長発光部は、上記測定対象である印刷物の印刷に使用されていない色の光を照射し、
上記状態判別部は、上記差分反射率算出部が算出した差分反射率に基づいて、上記測定対象の表面における上記第二波長発光部が照射した波長の光の色成分が印刷されている比率を判別することを特徴とする請求項６に記載の表面状態判別装置。
上記第一波長発光部は、近紫外線を照射することを特徴とする請求項７に記載の表面状態判別装置。
上記表面状態判別装置は、互いに異なる波長の光を上記測定対象に照射する第二波長発光部を複数有し、
上記状態判別部は、上記第一波長反射率算出部が算出した第一波長反射率と上記差分反射率算出部が算出した複数の差分反射率とを合計して下地割合とし、上記複数の差分反射率を上記下地割合でそれぞれ除して複数の補正反射率とする
ことを特徴とする請求項６に記載の表面状態判別装置。
複数の異なる波長の光を測定対象にそれぞれ照射する複数の発光部と、
上記複数の発光部のいずれかが照射した光が上記測定対象に当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する受光部と、
上記受光部が出力した受光信号を入力し、入力した上記受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、波長反射率とする波長反射率算出部と、
上記波長反射率算出部が算出した波長反射率のうち、もっとも散乱反射光の強度が弱い波長反射率を求めて、白色反射率とする白色反射率算出部と、
上記白色反射率算出部が算出した白色反射率と、上記波長反射率算出部が算出した波長反射率との差を算出して、差分反射率とする差分反射率算出部と、
上記差分反射率算出部が算出した差分反射率に基づいて上記測定対象の表面の状態を判別する状態判別部と、
を有することを特徴とする表面状態判別装置。
上記表面状態判別装置は、上記複数の発光部を３以上有し、
上記状態判別部は、上記白色反射率算出部が算出した白色反射率と上記差分反射率算出部が算出した複数の差分反射率とを合計して下地割合とし、上記複数の差分反射率を上記下地割合でそれぞれ除して複数の補正反射率とする
ことを特徴とする請求項１０に記載の表面状態判別装置。
発光部が、所定の波長の光を測定対象に照射する第一波長照射工程と、
受光部が、上記第一波長照射工程において上記発光部が照射した光が上記測定対象に当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する第一波長受光工程と、
波長反射率算出部が、上記第一波長受光工程において上記受光部が出力した受光信号を入力し、入力した上記受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、第一波長反射率とする第一波長反射率算出工程と、
発光部が、上記第一波長照射工程において上記発光部が照射した光の波長と異なる波長の光を、上記測定対象に照射する第二波長照射工程と、
受光部が、上記第二波長照射工程において上記発光部が照射した光が上記測定対象に当たって散乱反射した散乱反射光を受光し、受光した散乱反射光の強度を示す受光信号を出力する第二波長受光工程と、
波長反射率算出部が、上記第二波長受光工程において上記受光部が出力した受光信号を入力し、入力した上記受光信号によって示される散乱反射光の強度を算出して、第二波長反射率とする第二波長反射率算出工程と、
差分反射率算出部が、上記第二波長反射率算出工程において上記波長反射率算出部が算出した第二波長反射率と、上記第一波長反射率算出工程において上記波長反射率算出部が算出した第一波長反射率との差を算出して、差分反射率とする差分反射率算出工程と、
状態判別部が、上記差分反射率算出工程において上記差分反射率算出部が算出した差分反射率に基づいて上記測定対象の表面の状態を判別する状態判別工程と、
を有することを特徴とする表面状態判別方法。
コンピュータを、
所定の波長の光を測定対象に照射し、照射した光が上記測定対象に当たって散乱反射した散乱反射光を受光することにより測定した上記散乱反射光の強度を示す第一波長反射率を入力する第一波長反射率入力部と、
上記光と異なる波長の光を上記測定対象に照射し、照射した光が上記測定対象に当たって散乱反射した散乱反射光を受光することにより測定した上記散乱反射光の強度を示す第二波長反射率を入力する第二波長反射率入力部と、
上記第二波長反射率入力部が入力した第二波長反射率と、上記第一波長反射率入力部が入力した第一波長反射率との差を算出して、差分反射率とする差分反射率算出部と、
上記差分反射率算出部が算出した差分反射率に基づいて上記測定対象の表面の状態を判別する状態判別部と、
を有する表面状態判別装置として機能させることを特徴とする表面状態判別プログラム。