JP2009115603A - シート状試料の反射特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状試料の試料面を高速に走査することができる反射特性測定装置を提供する。
【解決手段】照明受光系２０１〜２０８は、試料保持用ローラ対２１１によって保持されたシート状試料９０１の試料面９０２に照明光を照射するとともに試料面９０２からの反射光を受光する。また、照明受光系２０１〜２０８は、受光した反射光の分光特性を測定する。照明受光系２０１〜２０８は、それぞれ、シート状試料９０１の長手方向に伸びる色サンプル９１１の１次元配列９２１〜９２８の上方に配置され、１次元配列９２１〜９２８のそれぞれを搬送方向と反対の−Ｙ方向に走査する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート状試料の反射特性測定装置、特に、印刷機器の印刷色の校正に用いられる複数の色サンプルが印刷されたシート状試料を走査して、２次元配列された色サンプルの反射特性を連続測定する反射特性測定装置に関する。

図１３は、カラープリンタ等の印刷機器の印刷色の校正に用いられるシート状試料９７１の一例を示す模式図である。図１３は、シート状試料９７１の平面図となっている。

図１３に示すように、シート状試料９７１の試料面９７２には、色調や濃度の異なる多数（典型的には、数１００）の色サンプル９８１が印刷されている。色サンプル９８１は、典型的には、矩形形状又は正方形形状を有しており、シート状試料９７１の長手方向及び短手方向の両方向に規則的に配列されている。このようなシート状試料９７１は、「カラーパッチ型チャート」等とも呼ばれる。

印刷機器の校正にあたっては、まず、校正対象の印刷機器に所定の印刷データを入力し、図１３に示す色サンプル９８１を当該印刷機器に印刷させる。その後に、印刷された色サンプル９８１の反射特性を測定し、反射特性の測定値と色サンプル９８１が本来有しているべき反射特性の基準値との差異に基づいて当該印刷機器の印刷色を校正する。

しかし、図１３に示すような２次元配列された色サンプル９８１を特許文献１に示すような手動走査型の反射特性測定装置で測定しようとすると、２次元配列された色サンプル９８１を手動で走査しなければならず、煩雑である。

そこで、特許文献２に示すように、２次元配列された色サンプル９８１を自動的に走査する自動走査型の反射特性測定装置も実用化されている。なお、特許文献２の反射特性測定装置は、照明受光系とシート状試料の試料面との距離を測定し、距離の測定値に基づいて色サンプル９８１の反射特性の測定値を補正している。

特表２００３−５２１７００号公報 特開２００１−２６４１７３号公報

しかし、特許文献２の反射特性測定装置には、色サンプルの走査に長時間を要するという問題がある。また、特許文献２の反射特性測定装置には、照明受光系とシート状試料の試料面との距離の変動による測定誤差を解消するための補正処理が必要になるという問題がある。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、シート状試料の試料面を高速に走査することができる反射特性測定装置を提供することを目的とし、さらには、照明受光系とシート状試料の試料面との距離を一定に保ち、補正処理をしなくても、反射特性の測定誤差を減らすことができる反射特性評価装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、シート状試料の反射特性測定装置であって、シート状試料を保持する試料保持手段と、前記試料保持手段によって保持されたシート状試料の試料面に照明光を照射するとともにシート状試料の試料面からの反射光を受光し、受光した反射光を測定する照明受光系群と、前記試料保持手段によって保持されたシート状試料と前記照明受光系群とを相対移動させ、前記照明受光系群にシート状試料の試料面を走査させる走査手段とを備え、前記照明受光系群がシート状試料の試料面を走査する走査方向と非平行な方向に分散して配置されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のシート状試料の反射特性測定装置であって、前記試料保持手段が、シート状試料の試料面に接触し、シート状試料の試料面との接触箇所の前記照明受光系群に対する相対的な位置が固定された第１の接触部材と、シート状試料の試料面の裏面に接触し、試料面の裏面の側から前記第１の接触部材に向かってシート状試料を押圧する第２の接触部材とを備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載のシート状試料の反射特性測定装置であって、前記第１の接触部材が、回転軸の周りに回転する第１のローラであり、前記第２の接触部材が、シート状試料を挟んで前記第１のローラと正対して回転軸の周りに回転する第２のローラであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載のシート状試料の反射特性測定装置であって、前記第１のローラが、前記照明受光系群による測定の対象となる測定域の外側においてシート状試料の試料面と接触する小ローラの集合体であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載のシート状試料の反射特性測定装置であって、前記走査手段が、前記第１のローラ及び前記第２のローラの少なくとも一方を回転させることにより前記シート状試料を搬送することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のシート状試料の反射特性測定装置であって、前記照明受光系群がシート状試料の試料面を走査する走査方向と平行な方向にも分散して配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、色サンプルの複数の１次元配列を並列的に走査することができるので、２次元配列された色サンプルの反射特性を高速に測定することができる。

請求項２の発明によれば、照明受光系とシート状試料の試料面との距離を一定に保つことができるので、反射特性の測定誤差を減らすことができる。

請求項３の発明によれば、照明受光系とシート状試料の試料面との距離を一定に保ったままシート状試料を容易に搬送することができる。

請求項４の発明によれば、第１のローラが測定域と接触しなくなるので、反射特性の測定誤差を減らすことができる。

請求項５の発明によれば、シート状試料がたわみにくくなるので、反射特性の測定誤差を減らすことができる。

請求項６の発明によれば、反射特性の測定タイミングをずらすことができるので、消費電力のピークを抑制することができる。

＜１ 第１実施形態＞
＜１−１ 反射特性測定装置１の概略＞
図１〜図３は、本発明の第１実施形態に係る反射特性測定装置１の主要部の模式図である。図１は、反射特性測定装置１の斜視図、図２は、図１のII−IIに沿う反射特性測定装置１の断面図、図３は、図１のIII−III沿う反射特性測定装置１の断面図となっている。図１〜図３には、説明の便宜上、前後方向が±Ｘ方向、左右方向が±Ｙ方向、上下方向が±Ｚ方向となり、シート状試料９０１の搬送方向が＋Ｙ方向となるＸＹＺ直交座標系が定義されている。反射特性測定装置１は、図５に示すシート状試料９０１の試料面９０２に２次元配列された色サンプル９１１の反射特性を連続測定する。

図５は、カラープリンタ等の印刷機器の印刷色の校正に用いられるシート状試料９０１の一例を示す模式図である。図５は、シート状試料９０１の平面図となっている。シート状試料９０１は、矩形シート形状を有している。シート状試料９０１の試料面９０２には、色調や濃度の異なる多数（典型的には、数１００）の色サンプル９１１が格子状に印刷されている。色サンプル９１１は、矩形形状又は正方形形状を有しており、シート状試料９０１の長手方向及び短手方向の両方向に規則的に配列されている。なお、図５には、長手方向に９個の色サンプル９１１が配列され、短手方向に８個の色サンプル９１１が配列されたシート状試料９０１が示されているが、色サンプル９１１の長手方向及び短手方向の配列数を増減してもよい。

図１〜図３に戻って説明すると、反射特性測定装置１は、主に、測定部２、給紙部３、排紙部４及び試料ガイド５を備える。反射特性測定装置１は、シート状試料９０１を＋Ｙ方向に搬送しつつ、試料面９０２に印刷された色サンプル９１１の反射特性を測定する。シート状試料９０１は、長手方向に搬送され、搬送途上のシート状試料９０１の試料面９０２はＸＹ平面に平行となっている。シート状試料９０１の搬送途上においては、色サンプル９１１は±Ｘ方向及び±Ｙ方向の両方向に規則的に配列した状態となっている。

＜１−２ 測定部２＞
測定部２は、給紙部３から搬送されてきたシート状試料９０１をテンションをかけながら保持し搬送するとともに、試料面９０２に印刷された色サンプル９１１の反射特性を測定する。測定部２は、照明受光系２０１〜２０８、試料保持用ローラ対２１１、駆動モータ２２１、フレーム２３１，２３２及びバネ２４１，２４２を備える。

｛照明受光系２０１〜２０８｝
照明受光系２０１〜２０８は、試料保持用ローラ対２１１によって保持されたシート状試料９０１の試料面９０２に照明光を照射するとともに試料面９０２からの反射光を受光する。また、照明受光系２０１〜２０８は、受光した反射光の分光特性を測定する。

照明受光系２０１〜２０８は、略直方体形状を有しており、その下面は、照明光を照射し反射光を受光する照明受光面となっている。照明受光系２０１〜２０８は、フレーム２３１に照明受光面を測定の対象となる測定域に向けて固定されている。

照明受光系２０１〜２０８は、シート状試料９０１の搬送方向と垂直であって試料面９０２と平行な±Ｘ方向に１列に配置されている。照明受光系２０１〜２０８は、等間隔で配置され、その配置間隔は、色サンプル９１１の±Ｘ方向の配列間隔と一致している。照明受光系２０１〜２０８は、それぞれ、シート状試料９０１の長手方向に伸びる色サンプル９１１の１次元配列９２１〜９２８の上方に配置され、１次元配列９２１〜９２８のそれぞれを搬送方向と反対の−Ｙ方向（以下では「走査方向」という）に走査する。このように、複数の照明受光系２０１〜２０８を走査方向と非平行な±Ｘ方向に分散して配置すれば、色サンプル９１１の複数の１次元配列９２１〜９２８を並列的に走査することができるので、２次元配列された色サンプル９１１の反射特性を高速に測定することができる。ここで「非平行」というのは、複数の照明受光系２０１〜２０８が必ずしも走査方向と「垂直」に配置されていなくてもよいことを意味する。なお、図１〜図３には、８個の照明受光系２０１〜２０８を配置した場合が示されているが、照明受光系２０１〜２０８の数は、シート状試料９０１の短手方向に配列された色サンプル９１１の数に応じて増減される。

照明受光系２０７は、図３に示すように、照明光を照射する照明系を構成する白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２０７１，２０７２と、反射光を受光する受光系を構成する対物レンズ２０７３及びポリクロメータ２０７４とを備える。なお、照明受光系２０７が、対物レンズ２０７３以外の光学要素、例えば、白色ＬＥＤ２０７１，２０７２の照明光を測定域に導くレンズ等を備えていてもよい。照明受光系２０７は、照明系及び受光系でいわゆる４５／０ジオメトリを構成している。ここで、図３は、照明受光系２０７の内部構造のみを示しているが、照明受光系２０１〜２０６，２０８の内部構造も照明受光系２０７の内部構造と同様になっている。

２個の白色ＬＥＤ２０７１，２０７２は、試料面９０２の法線と４５°をなす対法線角±４５°の方向から試料面９０２に白色の照明光を照射する。なお、白色ＬＥＤ２０７１，２０７２に代えて、測定しようとする反射特性の波長範囲の光を照射することができる他の種類の光源を用いることもできる。

対物レンズ２０７３は、試料面９０２の測定域からの反射光をポリクロメータ２６４に導く。対物レンズ２０７３の光軸の伸びる方向は、試料面９０２の法線方向となっている。

ポリクロメータ２０７４は、試料面９０２の測定域からの反射光の分光測定を行う。ポリクロメータ２０７４は、光束を凹面回折格子によって波長ごとに分光し、分光された平面像をセンサーアレイで検出する。これにより、ポリクロメータ２０７４は、センサーアレイの出力として、波長による強度の変化を示す分光強度データＤ（λ）を一時に測定することができる。

｛試料保持用ローラ対２１１｝
試料保持用ローラ対２１１は、搬送経路の上方にある位置決めローラ２１２と搬送経路の下方にある押圧ローラ２１３とでシート状試料９０１をニップすることにより、反射特性の測定が行われる位置にシート状試料９０１を保持する。さらに、試料保持用ローラ対２１１は、位置決めローラ２１２及び押圧ローラ２１３を回転させることにより、シート状試料９０１をテンションをかけながら＋Ｙ方向に搬送する。

位置決めローラ２１２は、略円板形状を有する小ローラ２１２１〜２１２９の集合体である。小ローラ２１２１〜２１２９は、等間隔で配置され、その配置間隔は、照明受光系２０１〜２０８の配置間隔と一致している。小ローラ２１２１〜２１２９の回転軸の両端は、その伸びる方向がシート状試料９０１の搬送方向と垂直であって試料面９０２と平行な±Ｘ方向となるようにフレーム２３１に設けられた軸受に保持され、小ローラ２１２１〜２１２９は、当該回転軸の周りに回転することができる。小ローラ２１２１〜２１２９は、測定域の外側においてシート状試料９０１の試料面９０２と接触する。これにより、位置決めローラ２１２が測定域と接触しなくなるので、反射特性の測定誤差を減らすことができる。

押圧ローラ２１３は、略円筒形状を有する。押圧ローラ２１３の回転軸の両端は、その伸びる方向が搬送方向と垂直であって試料面９０２と平行な±Ｘ方向となるようにフレーム２３２に設けられた軸受に保持され、押圧ローラ２１３は、当該回転軸の周りに回転することができる。押圧ローラ２１３は、シート状試料９０１を挟んで位置決めローラ２１２と正対して試料面９０２の裏面９０３と接触し、シート状試料９０１を裏面９０３の側から位置決めローラ２１２に向かって押圧する。

｛駆動モータ２２１｝
駆動モータ２２１は、押圧ローラ２１３を回転させる。これにより、駆動モータ２２１は、押圧ローラ２１３に接触しているシート状試料９０１を＋Ｙ方向に搬送し、シート状試料９０１と照明受光系２０１〜２０８とを試料面９０２に平行な方向に相対移動させ、照明受光系２０１〜２０８に試料面９０２を走査させる。なお、図１〜図３には、押圧ローラ２１３を回転させる駆動モータ２２１のみを設けた例を示しているが、駆動モータ２２１に代えて位置決めローラ２１２を回転させる駆動モータのみを設けてもよいし、駆動モータ２２１とともに位置決めローラ２１２を回転させる駆動モータを設けてもよい。このように、押圧ローラ２１３及び位置決めローラ２１２の少なくとも一方を回転させてシート状試料９０１にテンションを与えることにより、シート状試料９０１がたわみにくくなるので、反射特性の測定誤差を減らすことができる。

駆動モータ２２１は、典型的には、電磁モータである。駆動モータ２２１には、ステッピングモータやサーボモータのように回転角度や回転速度を容易に制御することができる電磁モータを採用することが望ましい。

｛フレーム２３１｝
フレーム２３１は、照明受光系２０１〜２０８及び位置決めローラ２１２を保持する。このように、照明受光系２０１〜２０８及び位置決めローラ２１２を同一のフレーム２３１に保持させると、位置決めローラ２１２（小ローラ２１２１〜２１２９）が試料面９０２と接触する接触箇所（ニップ箇所）の照明受光系２０１〜２０８に対する相対的な位置は、シート状試料９０１の厚み等にかかわらず一定に保たれる。そして、位置決めされた位置決めローラ２１２に向かってシート状試料９０１を押圧し、位置決めローラ２１２と試料面９０２とを接触させることにより、照明受光系２０１〜２０８と試料面９０２との距離を一定に保つことができるので、反射特性の測定誤差を減らすことができる。フレーム２３１は、反射特性測定装置１の筐体に固定され、搬送経路の上方に設置されている。フレーム２３１は、変形して位置決めローラ２１２が試料面９０２と接触する接触箇所の照明受光系２０１〜２０８に対する相対的な位置が狂ってしまうことがないように、十分な剛性を有している。もちろん、同一のフレーム２３１への固定以外の手段によって、照明受光系２０１〜２０８と位置決めローラ２１２との相対的な位置関係を固定してもよい。例えば、照明受光系２０１〜２０８と位置決めローラ２１２とを一体的に構成する等の手段により、照明受光系２０１〜２０８と位置決めローラ２１２との相対的な位置関係を固定してもよい。

｛フレーム２３２｝
フレーム２３２は、押圧ローラ２１３及び駆動モータ２２１を保持する。フレーム２３２は、反射特性測定装置１の筐体１０にバネ２４１，２４２を介して固定され、搬送経路の下方に設置されている。

｛バネ２４１，２４２｝
バネ２４１，２４２は、裏面９０３に向かってフレーム２３２を付勢する。もちろん、バネ２４１，２４２以外の弾性体によってフレーム２３２を付勢してもよいし、アクチュエータを用いてフレーム２３２を付勢してもよい。このようにフレーム２３２を付勢することより、フレーム２３２に保持された押圧ローラ２１３は、裏面９０３の側からシート状試料９０１を位置決めローラ２１２に向かって押圧することができる。

＜１−３ 給紙部３＞
給紙部３は、供給されたシート状試料９０１を測定部２に給紙する。給紙部３は、給紙用ローラ対３１１、駆動モータ３２１及びフレーム３３１を備える。

｛給紙用ローラ対３１１｝
給紙用ローラ対３１１は、搬送経路の上方にあるローラ３１２及び搬送経路の下方にあるローラ３１３でシート状試料９０１をニップし、ローラ３１２，３１３の間隙に挿入されたシート状試料９０１を＋Ｙ方向に搬送する。

ローラ３１２，３１３は、略円筒形状を有する。ローラ３１２，３１３の回転軸の両端は、その伸びる方向がシート状試料９０１の搬送方向と垂直であって試料面９０２と平行な±Ｘ方向となるようにフレーム３３１に設けられた軸受に保持され、ローラ３１２，３１３は、当該回転軸の周りに回転することができる。

｛駆動モータ３２１｝
駆動モータ３２１は、ローラ３１３を回転させることにより、ローラ３１３に接触しているシート状試料９０１を＋Ｙ方向に搬送する。 もちろん、測定部２の場合と同様に、駆動モータ３２１に代えてローラ３１２を回転させる駆動モータのみを設けてもよいし、駆動モータ３２１とともにローラ３１２を回転させる駆動モータを設けてもよい。

駆動モータ３２１も、典型的には、電磁モータである。駆動モータ３２１には、ステッピングモータやサーボモータのように回転角度や回転速度を容易に制御することができる電磁モータを採用することが望ましい。

｛フレーム３３１｝
フレーム３３１は、ローラ３１２，３１３及び駆動モータ３２１を保持する。

＜１−４ 排紙部４＞
排紙部４は、測定部２から搬送されてきたシート状試料９０１を排紙する。排紙部４は、給紙部３と同様の排紙用ローラ対４１１、駆動モータ４２１及びフレーム４３１を備えている。

＜１−５ 試料ガイド５＞
試料ガイド５は、搬送経路にあるシート状試料９０１が搬送方向と垂直な±Ｘ方向に移動することを規制し、搬送経路にあるシート状試料９０１を＋Ｙ方向に案内する。

試料ガイド５の固定片５１１，５１２は、搬送経路にあるシート状試料９０１の−Ｘ方向の端部と当接し、搬送経路にあるシート状試料９０１が−Ｘ方向に移動することを規制している。一方、試料ガイド５の可動片５１３，５１４は、搬送経路にあるシート状試料９０１の＋Ｘ方向の端部と当接し、搬送経路にあるシート状試料９０１が＋Ｘ方向に移動することを規制している。可動片５１３，５１４は、±Ｘ方向に移動することができるようになっている。これにより、試料ガイド５は、様々な幅のシート状試料９０１を＋Ｙ方向に案内することができる。

＜１−６ 制御系統＞
図４は、反射特性測定装置１の制御系統を説明するブロック図である。

図４に示すように、反射特性測定装置１は、制御部６を備える。制御部６は、駆動モータ２２１，３２１，４２１、照明受光系２０１〜２０８のそれぞれが備える白色ＬＥＤ２０１１，２０１２，２０２１，２０２２，２０３１，２０３２，２０４１，２０４２，２０５１，２０５２，２０６１，２０６２，２０７１，２０７２，２０８１，２０８２、ポリクロメータ２０１４，２０２４，２０３４，２０４４，２０５４，２０６４，２０７４，２０８４その他の反射特性測定装置１の構成要素を制御するとともに、取得したデータを処理する。制御部６は、少なくともＣＰＵ６０１及びメモリ６０２を備える組み込みコンピュータによって実現されている。

制御部６は、駆動モータ３２１に駆動信号を供給して駆動モータ３２１に押圧ローラ２１３を回転させながら、白色ＬＥＤ２０１１，２０１２，２０２１，２０２２，２０３１，２０３２，２０４１，２０４２，２０５１，２０５２，２０６１，２０６２，２０７１，２０７２，２０８１，２０８２に電力を供給して点灯させるとともにポリクロメータ２０１４，２０２４，２０３４，２０４４，２０５４，２０６４，２０７４，２０８４を制御して分光測定をさせることによりにより、ポリクロメータ２０１４，２０２４，２０３４，２０４４，２０５４，２０６４，２０７４，２０８４から分光強度データＤ（λ）を取得する。さらに、制御部６は、取得した分光強度データＤ（λ）から、試料の反射特性である分光反射率係数Ｒ（λ）を算出する。なお、制御部６が、分光反射率係数Ｒ（λ）からさらに色彩値等の色彩に関するデータを算出するようにしてもよい。また、測定結果は、反射特性測定装置１が有する表示部に表示するようにしてもよいし、パーソナルコンピュータ等の外部装置に出力するようにしてもよい。

さらに、制御部６は、測定域に一つの色サンプル９１１のみが含まれている有効区間においては、白色ＬＥＤ２０１１，２０１２，２０２１，２０２２，２０３１，２０３２，２０４１，２０４２，２０５１，２０５２，２０６１，２０６２，２０７１，２０７２，２０８１，２０８２に供給する電力を相対的に大きくして照明光の強度を相対的に大きくし、測定域が二つの色サンプル９１１にまたがり測定域に二つの色サンプル９１１が含まれている無効区間においては、白色ＬＥＤ２０１１，２０１２，２０２１，２０２２，２０３１，２０３２，２０４１，２０４２，２０５１，２０５２，２０６１，２０６２，２０７１，２０７２，２０８１，２０８２に供給する電力を相対的に小さくして照明光の強度を相対的に小さくする。これにより、色サンプル９１１の反射特性を適切に測定することができる有効区間においては、反射特性を適切に測定するために十分な強度を有する照明光を測定域に照射することができるとともに、反射特性を適切に測定することができない無効期間においては、照明受光系２０１〜２０８の消費電力を減らすことができる。

測定域が有効区間及び無効区間のいずれに属するのかの判定は、例えば、試料面９０２に印刷された色サンプル９１１の１次元配列９２１〜９２８のそれぞれの先頭に印刷された基準マーク９３１〜９３８を検出した上で、基準マーク９３１〜９３８を検出してからのシート状試料９０１の搬送距離すなわち駆動モータ３２１の回転角度に基づいて行うことができる。ただし、有効区間及び無効区間のいずれに属するのかの判定を他の方法で行うことも妨げられない。

＜１−７ 照明受光系２０１〜２０８の白色校正＞
｛白色校正基準板９４１｝
図６及び図７は、照明受光系２０１〜２０８の白色校正に用いられる白色校正基準板９４１の一例を示す模式図である。図６は、白色校正基準板９４１の平面図、図７は、図６のVII−VIIに沿う白色校正基準板９４１の断面図となっている。

図６及び図７に示すように、白色校正基準板９４１は、矩形板形状を有する。白色校正基準板９４１の表面には、位置検出用のマーク９５１〜９５８が形成されている。マーク９５１〜９５８は、円形状を有しており、白色校正基準板９４１の長手方向に規則的に１列に配列されている。マーク９５１〜９５８の配列間隔は、照明受光系２０１〜２０８の±Ｘ方向の配置間隔と一致してる。マーク９５１〜９５８が形成された位置から白色校正基準板９４１の短手方向に距離Ｌだけ離れた位置は、それぞれ、白色校正の基準となる基準域９６１〜９６８となっている。したがって、白色校正基準板９４１に含まれる基準域９６１〜９６８は、長手方向に規則的に１列に配列されており、基準域９６１〜９６８の配列間隔は、±Ｘ方向の照明受光系２０１〜２０８の配置間隔と一致している。なお、図６及び図７には、マーク９５１〜９５８及び基準域９６１〜９６８の数がそれぞれ８個である場合が示されているが、マーク及び基準域の数は白色校正すべき照明受光系の数に応じて増減される。また、図６及び図７には、マーク９５１〜９５８及び基準域９６１〜９６８が白色校正基準板９４１の長手方向に配列される場合が示されているが、マーク及び基準域の数、配列間隔、距離Ｌ等によってはマーク及び基準域が白色校正基準板の短手方向に配列されることもありうる。

白色校正基準板９４１は、４フッ化エチレンに代表される軟質材料の白色プラスチック板９４２の基準域９６１の位置に人工オパールやセラミックに代表される硬質材料の白色無機板である校正基準ディスク９４３を埋め込んで構成されている。白色プラスチック板９４２の表面と校正基準ディスク９４３の表面とは、同一平面を構成している。

このような白色校正基準板９４１を、図８に示すように、長手方向に搬送されるように給紙用ローラ対３１１に挿入すると、基準域９６１〜９６８が照明受光系２０１の測定域を順次通過し、マーク９５１〜９５８が照明受光系２０２の測定域を順次通過する。一方、このような白色校正基準板９４１を、図９に示すように、短手方向に搬送されるように給紙用ローラ対３１１に挿入すると、マーク９５１〜９５８が、それぞれ、照明受光系２０１〜２０８の測定域を通過した後に、基準域９６１〜９６８が、それぞれ、照明受光系２０１〜２０８の測定域を通過する。このとき、反射特性測定装置１は、マーク９５１により、基準域９６１〜９６８の位置を特定し、基準域９６１〜９６８からの反射光の分光強度データＤ（λ）を測定する。

｛白色校正の手順｝
図１０は、白色校正の手順を説明するフローチャートである。

図１０に示すように、白色校正にあたっては、まず、固定片５１１と可動片５１３との間隔、固定片５１２と可動片５１４との間隔を白色校正基準板９４１の短手方向の幅と一致させ、白色校正基準板９４１を長手方向に搬送されるように給紙用ローラ対３１１に挿入する（ステップＳ１）。すると、白色校正基準板９４１は、長手方向に搬送され、基準域９６１〜９６８が照明受光系２０１の測定域を順次通過し、マーク９５１〜９５８が照明受光系２０２の測定域を順次通過する。

この間、制御部６は、照明受光系２０１，２０２を制御して、照明受光系２０１が測定した分光強度データＰ１ｎ（λ）と照明受光系２０２が測定した分光強度データＰ２ｎ（λ）とを一定の周期で繰り返し取得する（ステップＳ２）。続いて、制御部６は、照明受光系２０２の測定域にマーク９５１〜９５８が存在していたタイミングＴ₁₁〜Ｔ₁₈を分光強度データＰ２ｎ（λ）から特定し、タイミングＴ₁₁〜Ｔ₁₈に照明受光系２０１が測定した分光強度データＰ１ｎ（λ）を基準域９６１〜９６８の分光強度データとして抽出する（ステップＳ３）。さらに続いて、制御部６は、基準域９６１〜９６８の各々について複数個抽出された分光強度データＰ１ｎ（λ）を基準域９６１〜９６８ごとに平均し、基準域９６１〜９６８の分光強度データＤ１（λ）〜Ｄ８（λ）を算出する（ステップＳ４）。

基準域９６１〜９６８の分光強度データＤ１（λ）〜Ｄ８（λ）を照明受光系２０１で測定した後、制御部６は、校正基準ディスク９４３が埋め込まれた基準域９６１の分光強度データＤ１（λ）の測定結果に基づいて、照明受光系２０１の校正係数Ｋ１（λ）を式（１）にしたがって算出する（ステップＳ５）。

ここで、Ｒ１（λ）は、基準域９６１にあらかじめ値付けされた既知の分光反射率係数である。基準域９６１に埋め込まれた硬質材料の校正基準ディスク９４３は、表面に傷がつきにくく、分光反射率係数の経時変化も小さいので、分光反射率係数の基準として適している。したがって、式（１）にしたがって算出された校正係数Ｋ１（λ）により、照明受光系２０１が白色校正され、照明受光系２０１が測定した分光強度データＤ（λ）から正確な分光反射率Ｒ（λ）を特定することができるようになる。

そこで、制御部６は、校正基準ディスク９４３が埋め込まれていない基準域９６２〜９６８の分光強度データＤ２（λ）〜Ｄ８（λ）の測定結果から基準域９６２〜９６８の分光反射率係数Ｒ２（λ）〜Ｒ８（λ）を式（２）にしたがって特定する（ステップＳ６）。これにより、白色校正された照明受光系２０１で基準域９６２〜９６８の分光測定を行い、照明受光系２０１の校正結果を示す校正係数Ｋ１（λ）を適用して基準域９６２〜９６８の分光反射率係数Ｒ２（λ）〜Ｒ８（λ）を特定したことになる。

軟質材料の白色プラスチック板９４２は、表面に傷がつきやすく、分光反射率係数の経時変化も大きいので、そのままでは分光反射率係数の基準としては適切ではないが、このように照明受光系２０１の測定結果に校正係数Ｋ１（λ）を適用して照明受光系２０１の測定結果を補正することにより、基準域９６２〜９６８に基準として用いることができる分光反射率係数Ｒ２（λ）〜Ｒ８（λ）を値付けすることができる。

次に、固定片５１１と可動片５１３との間隔、固定片５１２と可動片５１４との間隔を白色校正基準板９４１の長手方向の幅と一致させ、白色校正基準板９４１を短手方向に搬送されるように給紙用ローラ対３１１に挿入する（ステップＳ７）。すると、白色校正基準板９４１は、短手方向に搬送され、マーク９５１〜９５８が、それぞれ、照明受光系２０１〜２０８の測定域を通過した後に、基準域９６１〜９６８が、それぞれ、照明受光系２０１〜２０８の測定域を通過することになる。

この間、制御部６は、照明受光系２０１〜２０８を制御して、照明受光系２０１〜２０８がそれぞれ測定した分光強度データＱ１ｎ（λ）〜Ｑ８ｎ（λ）を一定の周期で繰り返し取得する（ステップＳ８）。続いて、制御部６は、照明受光系２０１〜２０８の測定域にマーク９５１〜９５８が存在していたタイミングＴ₂₁〜Ｔ₂₈を分光強度データＱ１ｎ（λ）〜Ｑ８ｎ（λ）から特定し、タイミングＴ₂₁〜Ｔ₂₈から時間Ｌ／ｖが経過したタイミングＴ₃₁〜Ｔ₃₈に照明受光系２０１〜２０８が測定した分光強度データＱ１ｎ（λ）〜Ｑ８ｎ（λ）を基準域９６１〜９６８の分光強度データとして抽出する（ステップＳ９）。ここで、ｖは、白色校正基準板９４１の搬送速度である。さらに続いて、制御部６は、基準域９６１〜９６８の各々について複数個抽出された分光強度データを基準域９６１〜９６８ごとに平均し、基準域９６１〜９６８の分光強度データＥ１（λ）〜Ｅ８（λ）を算出する（ステップＳ１０）。

基準域９６２〜９６８の分光強度データＥ２（λ）〜Ｅ８（λ）を照明受光系２０２〜２０８で測定した後、制御部６は、照明受光系２０２〜２０８の校正係数Ｋ２（λ）〜Ｋ８（λ）を式（３）にしたがって算出する（ステップＳ１１）。

ステップＳ５で求められた校正係数Ｋ１とステップＳ１１で求められた校正係数Ｋ２（λ）〜Ｋ８（λ）により、一次元配列９２１〜９２８内のｊ番目の色サンプルの分光強度データＥ１ｊ（λ）〜Ｅ８ｊ（λ）の測定結果に基づいて、一次元配列９２１〜９２８内のｊ番目の色サンプルの分光反射率係数Ｒ１ｊ（λ）〜Ｒ８ｊ（λ）を式４にしたがって算出することができるようになる。すなわち、ステップＳ６において特定された基準域９６２〜９６８の分光反射率係数Ｒ２（λ）〜Ｒ８（λ）と、基準域９６２〜９６８の分光強度データＥ２（λ）〜Ｅ８（λ）の測定結果とに基づいて、照明受光系２０２〜２０８が校正されたことになる。

この白色校正の手順によれば、照明受光系２０１〜２０８の全てが基準域９６１を基準として校正されることになるので、校正のばらつきを減らし、照明受光系２０１〜２０８の間の測定ばらつきを減らすことができる。

また、この白色校正の手順によれば、基準域９６２〜９６８の反射特性が経時変化によって変動しても照明光学系２０２〜２０８を正確に校正することができる。これにより、白色校正基準板９４１の基準域９６１以外を反射特性の経時変化を起こしやすい材料で構成することが許容されるようになり、軟質材料と硬質材料とのハイブリッドの白色校正基準板９４１を採用することができ、搬送が容易な白色校正基準板９４１を低コストで作製することができる。

なお、照明受光系２０１〜２０８が走査方向と非平行な方向に分散して配置されている場合だけでなく、複数の照明受光系を備える反射特性測定装置において複数の照明受光系の各々を校正する必要がある場合にも、この白色校正の手順は上述の２つの効果を奏する。

さらに、この白色校正の手順によれば、白色校正基準板９４１を搬送方向を変えて２回走査するだけで照明受光系２０１〜２０８の白色校正を完了することができるので、白色校正が簡便となる。

なお、白色校正のたびに、ステップＳ１〜Ｓ６からなる第１の工程手順と、ステップＳ７〜Ｓ１１からなる第２の校正手順との両方を行う必要はなく、第１回目の白色校正のときには、第１の校正手順及び第２の校正手順の両方を行い、分光反射率係数Ｒ１（λ）〜Ｒ８（λ）を保存しておき、第２回目以後の白色校正のときには、保存した分光反射率係数Ｒ１（λ）〜Ｒ８（λ）を用いて、第２の校正手順だけを行うようにしてもよい。

＜２ 第２実施形態＞
図１１は、第１実施形態に係る反射特性測定装置１の測定部２に代えて採用することができる、第２実施形態に係る測定部７の主要部の模式図である。図１１は、測定部７の斜視図となっている。図１１には、説明の便宜上、前後方向が±Ｘ方向、左右方向が±Ｙ方向、上下方向が±Ｚ方向となり、シート状試料９０１の搬送方向が＋Ｙ方向となるようなＸＹＺ直交座標系が定義されている。

測定部７は、第１測定部７ａ及び第２測定部７ｂを備える。第１測定部７ａは、搬送方向の上流側に設置され、第２測定部７ｂは、搬送方向の下流側に設置されている。

第１測定部７ａは、照明受光系７０１，７０３，７０５，７０７、試料保持用ローラ対７１１ａ、駆動モータ７２１ａ、フレーム７３１ａ，７３２ａ及びバネ７４１ａ，７４２ａを備え、第２測定部７ｂは、照明受光系７０２，７０４，７０６，７０８、試料保持用ローラ対７１１ｂ、駆動モータ７２１ｂ、フレーム７３１ｂ，７３２ｂ及びバネ７４１ｂ，７４２ｂを備えている。

照明受光系７０１〜７０８は、それぞれ、測定部２の照明受光系２０１〜２０８と同様のものであり、略直方体形状を有しており、その一面は、照明光を照射し反射光を受光する照明受光面となっている。照明受光系７０１，７０３，７０５，７０７は、フレーム７３１ａに照明受光面を測定域に向けて固定され、照明受光系７０２，７０４，７０６，７０８は、フレーム７３１ｂに照明受光面を測定域に向けて固定されている。

４個の照明受光系７０１，７０３，７０５，７０７は、搬送方向に垂直であって試料面９０２と平行な±Ｘ方向に１列に配置されている。照明受光系７０１，７０３，７０５，７０７は、等間隔で配置され、その配置間隔は、色サンプル９１１の±Ｘ方向の配列間隔の２倍と一致している。したがって、照明受光系７０１，７０３，７０５，７０７は、それぞれ、色サンプル９１１の搬送方向に伸びる１次元配列９２１，９２３，９２５，９２７の上方に配置され、試料面９０２にある色サンプル９１１の１次元配列９２１，９２３，９２５，９２７を搬送方向と反対の走査方向に走査することができる。

一方、４個の照明受光系７０２，７０４，７０６，７０８は、搬送方向に垂直であって試料面９０２と平行な±Ｘ方向に一列に配置されている。照明受光系７０２，７０４，７０６，７０８は、等間隔で配置され、その配置間隔は、色サンプル９１１の±Ｘ方向の配列間隔の２倍と一致している。したがって、照明受光系７０２，７０４，７０６，７０８は、それぞれ、色サンプル９１１の搬送方向に伸びる１次元配列９２２，９２４，９２６，９２８の上方に配置され、試料面９０２にある色サンプル９１１の１次元配列９２２，９２４，９２６，９２８を搬送方向と反対の走査方向に走査することができる。

このように、８個の照明受光系７０１〜７０８を１列に配置するのではなく２列に分けて配置すると、照明受光系７０１〜７０８を走査方向と非平行な方向だけでなく走査方向と平行な方向にも分散して配置することができるので、照明受光系７０１〜７０８の測定域が有効区間に属するタイミングを分散させることができる。その結果、照明受光系７０１〜７０８のＬＥＤに供給する電力を大きくするタイミングを分散させることができ、反射特性測定装置の消費電力のピークを抑制することができ、電源の負担やコストを下げることができる。さらに、照明受光系７０１，７０３，７０５，７０７と照明受光系７０２，７０４，７０６，７０８との走査方向の間隔を、色サンプル９１１の走査方向の間隔の｛ｎ＋（１／２）｝倍とすれば、反射特性測定装置のピーク消費電流を特に減らすことができる。

また、照明受光系７０１〜７０８を走査方向に分散して配置すると、照明受光系７０１〜７０８の±Ｘ方向の配置間隔を、色サンプル９１１の±Ｘ方向の配列間隔の２倍とすることができるので、照明受光系７０１〜７０８の設置スペースに余裕ができ、照明受光系７０１〜７０８を無理に小型化する必要がなくなる。このことは、逆の言い方をすれば、照明受光系７０１〜７０８の大きさが同じであれば、色サンプル９１１の配列間隔を小さくして、シート状試料９０１により多くの色サンプル９１１を印刷することができるようになるということでもある。

なお、照明受光系７０１〜７０８を二列に分けて配列するのではなく、３列以上に分けて配置してもよい。

また、第１測定部７ａの試料保持用ローラ対７１１ａ、駆動モータ７２１ａ、フレーム７３１ａ，７３２ａ及びバネ７４１ａ，７４２ａは、それぞれ、第１実施形態の測定部２の駆動モータ２２１、フレーム２３１，２３２及びバネ２４１，２４２と同様の役割を果たしており、第１測定部７ａにおいても、位置決めされた位置決めローラ７１２ａに向かってシート状試料９０１を押し付け、位置決めローラ７１２ａのローラ面のニップ箇所と試料面９０２とを接触させることにより、照明受光系７０１，７０３，７０５，７０７と試料面９０２との距離を一定に保つことができるので、反射特性の測定誤差を減らすことができる。

同様に、第２測定部７ｂの試料保持用ローラ対７１１ｂ、駆動モータ７２１ｂ、フレーム７３１ｂ，７３２ｂ及びバネ７４１ｂ，７４２ｂは、それぞれ、第１実施形態の測定部２の駆動モータ２２１、フレーム２３１，２３２及びバネ２４１，２４２と同様の役割を果たしており、第２測定部７ｂにおいても、位置決めされた位置決めローラ７１２ｂに向かってシート状試料９０１を押し付け、位置決めローラ７１２ｂのローラ面のニップ箇所と試料面９０２とを接触させることにより、照明受光系７０２，７０４，７０６，７０８と試料面９０２との距離を一定に保つことができるので、反射特性の測定誤差を減らすことができる。

＜３ その他＞
反射特性測定装置１では、照明受光系２０１〜２０８を固定し、シート状試料９０１を搬送することにより、シート状試料９０１と照明受光系２０１〜２０８とを相対的に移動させ、照明受光系２０１〜２０８に試料面９０２を走査させたが、シート状試料９０１を固定し、照明受光系２０１〜２０８を動かすことにより、シート状試料９０１と照明受光系２０１〜２０８とを相対的に移動させ、照明受光系２０１〜２０８に試料面９０２を走査させてもよい。ただし、照明受光系２０１〜２０８を固定し、シート状試料９０１を搬送することには、重い照明受光系２０１〜２０８を走査のために動かす必要がなくなるという利点がある。

また、反射特性測定装置１では、照明受光系２０１〜２０８が分光測定を行う例を示したが、照明受光系２０１〜２０８が反射光を波長ごとに分解することなく反射特性を測定する場合や単色光に対する反射特性を測定する場合にも本発明を適用することができる。

さらに、照明受光系９０８と試料面９０２との距離を一定に保つ方法は上述の方法に限られない。例えば、図１２の断面図に示すように、位置決めローラ２１２に代えて摺動性が良好な接触部材８１２を設け、固定された接触部材８１２にシート状試料９０１を押し付けるようにしてもよい。ここで、接触部材８１２の摺動性を良好にするためには、例えば、表面にフッ素樹脂膜を形成する等の手段が考えられる。

なお、上記の説明は、すべての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

第１実施形態に係る反射特性測定装置の斜視図である。 図１のII−IIに沿う反射特性測定装置の断面図である。 図１のIII−IIIに沿う反射特性測定装置の断面図である。 反射特性測定装置の制御系統を説明するブロック図である。 シート状試料の平面図である。 白色校正基準板の平面図である。 白色校正基準板の断面図である。 白色校正基準板の搬送方向を説明する図である。 白色校正基準板の搬送方向を説明する図である。 白色校正の手順を説明するフローチャートである。 第２実施形態に係る測定部の斜視図である。 位置決めローラに代えて接触部材を設ける別例を説明する断面図である。 シート状試料の平面図である。

符号の説明

１ 反射特性測定装置
２，７ 測定部
２０１〜２０８，７０１〜７０８ 照明受光系
２１１，７１１ａ，７１１ｂ 試料保持用ローラ対
２２１，７２１ａ，７２１ｂ 駆動モータ
２４１，２４２，７４１ａ，７４２ａ，７４１ｂ，７４２ｂ バネ
９０１ シート状試料
９４１ 白色校正基準板

Claims (6)

1. シート状試料を保持する試料保持手段と、
   前記試料保持手段によって保持されたシート状試料の試料面に照明光を照射するとともにシート状試料の試料面からの反射光を受光し、受光した反射光を測定する照明受光系群と、
   前記試料保持手段によって保持されたシート状試料と前記照明受光系群とを相対移動させ、前記照明受光系群にシート状試料の試料面を走査させる走査手段と、
   を備え、
   前記照明受光系群がシート状試料の試料面を走査する走査方向と非平行な方向に分散して配置されているシート状試料の反射特性測定装置。
2. 前記試料保持手段が、
   シート状試料の試料面に接触し、シート状試料の試料面との接触箇所の前記照明受光系群に対する相対的な位置が固定された第１の接触部材と、
   シート状試料の試料面の裏面に接触し、試料面の裏面の側から前記第１の接触部材に向かってシート状試料を押圧する第２の接触部材と、
   を備える請求項１に記載のシート状試料の反射特性測定装置。
3. 前記第１の接触部材が、回転軸の周りに回転する第１のローラであり、
   前記第２の接触部材が、シート状試料を挟んで前記第１のローラと正対して回転軸の周りに回転する第２のローラである請求項２に記載のシート状試料の反射特性測定装置。
4. 前記第１のローラが、前記照明受光系群による測定の対象となる測定域の外側においてシート状試料の試料面と接触する小ローラの集合体である請求項３に記載のシート状試料の反射特性測定装置。
5. 前記走査手段が、前記第１のローラ及び前記第２のローラの少なくとも一方を回転させることにより前記シート状試料を搬送する請求項３又は請求項４に記載のシート状試料の反射特性測定装置。
6. 前記照明受光系群がシート状試料の試料面を走査する走査方向と平行な方向にも分散して配置されている請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のシート状試料の反射特性測定装置。

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