JP5794149B2 - 色彩濃度測定システム - Google Patents

Description

本発明は、反射特性測定装置に関し、特に、その測定結果から、印刷物のインク濃度および色彩値を求める色彩濃度計として好適に用いられる反射特性測定装置に関する。そして、本発明は、このような反射特性測定装置を含む反射特性測定システムに関する。

印刷物に関し、通常、印刷品質の管理、例えば不良品の判別が行われている。この印刷品質の管理では、作業者によって印刷機から適宜に印刷物が抜取られ、この印刷物の本来の印刷領域における外に形成されたＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロ、ブラック）のテストパッチにおける反射特性が色彩濃度計によって測定され、これによって印刷品質の管理が行われている。この印刷品質は、インク濃度で管理され、その濃度は、ＩＳＯ５−４に準じて測定される。

図８は、印刷試料面の測定方法を説明するための図である。図８（Ａ）は、印刷直後の状態を示し、図８（Ｂ）は、充分時間が経過した後を示す。インク濃度は、図８に示すように、試料面Ｉｓの法線に対して４５度方向からの照明光Ｉｌによって試料面Ｉｓを照明し、法線方向の反射光を受光系Ｄで受光する４５°：０°ジオメトリー、または、これら照明方向および受光方向を入れ替えた０°：４５°ジオメトリーによって測定される。

ここで、印刷直後では、図８（Ａ）に示すように、インク層Ｉｋが乾燥していないため、紙Ｐの表面Ｐｓにおける凹凸を、インク層Ｉｋが埋め合わせるので、インク層Ｉｋの表面（前記試料面Ｉｓ）は、平滑になる。このため、インク層Ｉｋの表面（前記試料面Ｉｓ）での反射光Ｓｓは、法線に対し−４５度方向に正反射され、法線方向の受光系Ｄに入射する成分を持たない。一方、インク層Ｉｋに入射した照明光の成分は、紙Ｐに到達し、その内部で拡散された後、一部が表面Ｐｓから拡散放射され、再びインク層Ｉｋを通り、表面（前記試料面Ｉｓ）から拡散放射（図中、破線矢印で示す）される。この拡散光は、インクによって着色されており、その法線成分Ｄｐが受光系Ｄに入射する。

これに対して、インク層Ｉｋが乾燥すると、図８（Ｂ）に示すように、紙Ｐの表面Ｐｓに沿って、インク層Ｉｋの表面Ｉｓにも凹凸が生じる。このため、インク層Ｉｋの表面（前記試料面Ｉｓ）で乱反射が生じ、インクによって着色されていない表面からの乱反射光（図中、２点鎖線矢印で示す）の法線成分Ｄｓが、着色された拡散光の法線成分Ｄｐとともに受光系Ｄに入射する。つまり、観察される乾燥後の印刷面からの反射光は、インク層Ｉｋの内部からの着色された拡散光（破線矢印で示す）と、インク層Ｉｋ表面からの照明光Ｉｌの分光特性をほぼ維持した乱反射光とを重畳した光である。このため、乾燥後の濃度は、印刷直後の濃度より低くなり、この現象は、ドライダウンあるいはドライバックと呼ばれる。

したがって、印刷中の濃度変化に迅速に対応して、前記不良品の発生を抑えるためには、印刷直後の濃度を測定する必要があるが、上記ドライダウンのために、印刷直後の濃度と、直接、乾燥状態の基準サンプルの濃度とを比較することができない。

そこで、上記ドライダウンの影響を排除して、印刷直後の濃度と乾燥状態の基準サンプルの濃度とを比較することができるように、照明系と受光系との光路に、偏光方向が互いに直交する偏光板を、表面反射除去フィルタとして挿入して濃度測定を行う技術がある（例えば、特許文献１や特許文献２等）。紙Ｐ内での拡散によって偏光が解消されている着色拡散光の法線成分Ｄｐのおよそ半分は、受光系の偏光板を通過して受光される一方、表面反射光は、照明光の偏光特性が維持されているために、受光系の偏光板でブロック（遮光）される。これら技術は、このような現象を利用したものである。こうして、インク層Ｉｋの表面（前記試料面Ｉｓ）の状態に拘わらず、表面反射光の影響を排除することによって、乾燥状態でも、印刷直後と同様の濃度を得ることができる。

図９は、そのような表面反射光の影響を排除して濃度（反射）特性の測定を行うことができる色彩濃度計１００の構造を示すブロック図である。この色彩濃度計１００は、印刷物の試料１０１に照明光を照射して、その分光反射特性を測定し、インク濃度および色彩値を求めるものである。そのために、色彩濃度計１００は、白色ＬＥＤ１０２と、円筒面鏡１０３と、反射鏡１０４ａと、対物レンズ１０４とを備える４５°ａ：０°ジオメトリー（ａ：ａｎｎｕｌａｒ）の照明受光系を備えている。この照明受光系では、先ず白色ＬＥＤ１０２の放射光１０２ａが、一部を切り欠いて形成される円筒面鏡１０３で反射され、試料１０１の測定面１０１ｓが、その測定面法線からの角度４５度で略全方位から照明され、測定面１０１ｓからの反射光の法線方向の成分１０２ｂは、反射鏡１０４ａおよび対物レンズ１０４を介して分光装置１０６に入射される。この反射光の分光分布を測定するこの４５°ａ：０°ジオメトリーは、試料１０１の測定面１０１ｓの異方性の影響を抑えることができ、最も一般的に採用されている。

そして、この照明受光系には、前記表面反射光の影響を排除するために、円筒面鏡１０３と試料１０１の測定面１０１ｓとの間に、表面反射除去フィルタ１０９がさらに設けられている。一方、乾燥後の印刷製品の目視評価に相関するべき色彩値は、目視評価と同様、表面反射光を加味して測定する必要がある。このため、濃度と色彩値との双方を測定する色彩濃度計は、前記表面反射光の影響を排除するかおよび加味するかのいずれの測定目的に応じて、表面反射除去フィルタ１０９を着脱する必要がある。その場合、着脱を容易にするためには、表面反射除去フィルタ１０９を測定開口１００ａに近い位置に配置することが望ましい。

そして、分光装置１０６の測定結果は、演算制御部１０７に入力され、前記表面反射光の影響を排除した分光反射率係数Ｒｓｅ（λ）（se:specular excluded）および加味した分光反射率係数Ｒｓｉ（λ）（si:specular included）に変換される。さらに、演算制御部１０７は、それらの分光反射率係数Ｒｓｉ（λ）やＲｓｅ（λ）を、色彩値や濃度に変換するとともに、外部インターフェース１０８を通じて、パーソナルコンピュータ等の外部機器と通信を行う。また、演算制御部１０７は、駆動回路１０２ｄを通じて、白色ＬＥＤ１０２を点灯駆動する。

米国特許第４９６１６４６号公報 特開２００１−１５８０８３号公報

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、取扱いが簡単で、かつ小型の構成で、表面反射光を除去あるいは加味した分光反射率係数を測定可能な色彩濃度測定システムを提供することである。

本発明にかかる色彩濃度測定システムは、偏光板と、前記偏光板と試料面との間に配置され、透過した照明光束の位相変化と受光光束の位相変化との合計が１／２波長である移相板とを備える。このため、このような構成の色彩濃度測定システムは、取扱いが簡単で、かつ小型の構成で、表面反射光を除去あるいは加味した反射特性を測定することができる。

上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

実施形態における反射特性測定装置の一例である色彩濃度計の構造を模式的に示すブロック図である。 図１に示す色彩濃度計における表面反射光阻止の原理を説明するための図である。 図２における表面反射除去フィルタの配置位置を説明するための模式的な断面図である。 図１に示す色彩濃度計の具体的な一構成例を示す断面図である。 第１および第２の開口部材の断面を模式的に示す図である。 図９に示す４５°ａ：０°ジオメトリーの色彩濃度計に適した表面反射除去フィルタの一構成例を示す正面図である。 図６に示す表面反射除去フィルタの配置位置を説明するための模式的な断面図である。 印刷試料面の入反射光を説明するための図である。 図８に示す印刷試料面における表面反射光の影響を排除して濃度（反射）特性の測定を行うことができる従来技術の色彩濃度計の構造を模式的に示すブロック図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。

図１は、実施形態における反射特性測定装置の一例である色彩濃度計の構造を模式的に示すブロック図である。この色彩濃度計１０は、４５°ａ：０°ジオメトリーで、印刷物の試料１に照明光を照射して、その分光反射特性を測定し、インク濃度および色彩値を求めるものである。より具体的には、色彩濃度計１０は、白色ＬＥＤ２と、円筒面鏡３と、反射鏡４ａと、対物レンズ４と、表面反射除去フィルタ５と、分光装置６と、演算制御部７と、外部インターフェース８と、測定開口９ａを備え、これら白色ＬＥＤ２、円筒面鏡３、反射鏡４ａ、対物レンズ４、表面反射除去フィルタ５、分光装置６、演算制御部７および外部インターフェース８をその内部に収容する筐体９とを備えている。この色彩濃度計１０は、白色ＬＥＤ２の放射光２ａは、一部を切り欠いて形成される円筒面鏡３で反射されて、試料１の測定面１ｓを面法線からの角度４５度で略全方位から照明するように構成されている。

そして、表面反射除去フィルタ５が無い場合には、色彩濃度計１０は、測定面１ｓからの反射光の法線方向の成分２ｂは、反射鏡４ａおよび対物レンズ４を介して分光装置６に入射させるように構成されている。この分光装置６には、インクおよび紙内部からの拡散反射光と、表面（散乱）反射光とを含んだ反射光が入射され、その分光分布Ｉｓｉ（λ）が測定される。その測定結果は、演算制御部７に入力され、前記表面反射光を含む分光分布Ｉｓｉ（λ）は、表面反射光の影響を加味した分光反射率係数Ｒｓｉ（λ）に変換される。

一方、インク乾燥後のドライバックの影響を排除するべく、本実施の形態では、円筒面鏡３および反射鏡４ａと試料１の測定面１ｓとの間には、表面反射除去フィルタ５が介在される。すなわち、表面反射除去フィルタ５が有る場合には、色彩濃度計１０は、測定面１ｓからの反射光の法線方向の成分２ｂは、表面反射除去フィルタ５、反射鏡４ａおよび対物レンズ４を介して分光装置６に入射させるように構成されている。これによって、この分光装置６では、表面反射を除去した試料１の反射光の分光分布Ｉｓｅ（λ）が測定され、演算制御部７では、表面（散乱）反射光を除去したインクおよび紙内部からの拡散反射光のみから成る分光反射率係数Ｒｓｅ（λ）が求められる。

演算制御部７は、それらの分光反射率係数Ｒｓｉ（λ）やＲｓｅ（λ）を、色彩値や濃度に変換するとともに、外部インターフェース８を通じて、パーソナルコンピュータ等の外部機器と通信を行う。そして、演算制御部７は、駆動回路２ｄを通じて、白色ＬＥＤ２を点灯駆動する。

濃度および色彩値の算出方法は、以下の通りである。先ず、色彩値の基準となる三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚは、下記、式１に示すように、試料１の分光反射率係数Ｒ（λ）と、照明光の分光分布Ｉ（λ）と分光感度ｓ（λ）との積和Ｓによって求められる。
Ｓ＝∫Ｉ（λ）・Ｒ（λ）・ｓ（λ）ｄλ ・・・（１）
ここで、分光感度ｓ（λ）には、ＣＩＥが規定する標準観察者の等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）が用いられ、各々に対応して積和Ｓは、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する。また、印刷試料の色彩測定には、ＣＩＥが規定する標準イルミナントＤ５０を照明光とすることが推奨されている。

そして、前記色彩値は、下記、式２および式３に示すように、白色基準面での分光反射率係数Ｒｗ（λ）について同様に求められた積和Ｓｗとの比Ｒから求められる。
Ｓｗ＝∫Ｉ（λ）・Ｒｗ（λ）・ｓ（λ）ｄλ ・・・（２）
Ｒ＝Ｓ／Ｓｗ ・・・（３）

一方、濃度Ｄは、印刷用紙の非印刷面を白色基準として、下記、式４に示すように、同様に求められた反射率係数Ｒｓから求められる。
Ｄ＝−ｌｏｇ（１／Ｒｓ） ・・・（４）
ここで、分光感度ｓ（λ）にはＩＳＯ５−３３等で規定する分光感度ｒ（λ），ｇ（λ），ｂ（λ），ｖ（λ）が用いられ、各々に対応して、濃度Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂ，Ｄｖが求められる。また、印刷試料の濃度測定には、ＣＩＥが規定する標準イルミナントＡを照明光とすることが推奨されている。

上述のように構成される色彩濃度計１０において、本実施形態では、表面反射除去フィルタ５は、偏光板５ａと、その試料１の測定面１ｓ側に配置した移相板５ｂとを、相互に貼り合わせて、一体に構成されている。そして、移相板５ｂは、移相量が１／４波長、すなわち９０°に形成されている。したがって、移相板５ｂを透過した照明光束２ａ２の位相変化と受光光束２ｂ１の位相変化との合計は、１／２波長（１８０°）となる。より厳密には、前記照明系ではｘ°の位相変化とすると、受光系では１８０−ｘ°の位相変化となり、大まかには前記のように、照明系で９０°、受光系で９０°の位相変化となる。これによって、移相板５ｂから偏光板５ａへの入射光２ｂ１は、偏光方向が偏光板５ａと直交する直線偏光となる。

したがって、白色ＬＥＤ２の放射光２ａは、偏光板５ａを透過することで直線偏光２ａ１となり、さらに移相板５ｂを透過し、９０°の位相差が生じることで、円偏光に近い楕円偏光２ａ２となって試料１の測定面１ｓを照明する。その照明光２ａ２による試料反射光の法線方向の成分２ｂの内、図２において参照符号Ｄｓで示す表面反射光は、インクＩｋ等の試料表面Ｉｓでの反射によって回転方向が反転した略円偏光となって移相板５ｂに入射する。そして、移相板５ｂによって、さらに９０°の位相差が生じるので、偏光板５ａには、偏光方向が偏光板５ａの偏光方向と直交する直線偏光となって入射し、表面反射光Ｄｓは、偏光板５ａによって阻止される。

これに対して、前記試料反射光の法線方向の成分２ｂの内、図２において参照符号Ｄｐで示す試料内部からの反射光は、試料内部で散乱されて、偏光が解消されている。このため、移相板５ｂを通過しても、偏光板５ａの偏光方向と一致する成分があり、図１において参照符号２ｂ２で示す該成分が偏光板５ａを透過する。こうして、本実施形態の色彩濃度計１０は、ドライバック等の表面反射光の影響を除去することができる。

このように構成することによって、４５°：０°ジオメトリーや０°：４５°ジオメトリー等（４５°ａ：０°ジオメトリーおよび０°：４５°ａジオメトリーも含む）で分光反射特性を測定する場合に、照明系と受光系との光束を区分する必要がない。このため、一対の偏光板５ａおよび移相板５ｂから成る表面反射除去フィルタ５は、前記照明系と受光系とに共通に挿入することができ、色彩濃度計１０の筐体９における測定開口９ａに近い位置、特に図３で示すように照明光束と受光光束とが空間的に重複する位置Ｂに配置することが可能になり、色彩濃度計１０、特に円筒面鏡３を小型化することができる。また、このような構成の色彩濃度計１０は、表面反射除去フィルタ５の着脱を容易に行うことができるとともに、半径方向のズレの許容量も大きくすることができ、取扱いが簡単になる。

例えば、前述の特許文献１から想到される表面反射除去フィルタの一構成例と比較すると次の通りである。図６は、前記４５°ａ：０°ジオメトリーに適した表面反射除去フィルタ１０９の一構成例を示す正面図である。この図６に示す例は、前述の特許文献１から想到されるものである。この表面反射除去フィルタ１０９は、互いに偏光方向が直交する照明用の偏光板ＰＦ１と受光用の偏光板ＰＦ２とが、それぞれ周辺と中央とに、不透過帯１０９ａを挟んで同心円状に配置されて構成されている。

そして、図７から明らかなように、不透過帯１０９ａおよび直交する偏光板ＰＦ２，ＰＦ１が、それぞれ照明および受光光束を遮らないためには、これらの偏光板ＰＦ２，ＰＦ１は、照明および受光光束が空間的に重複しない、図７で言えばフィルタ位置Ａより高い位置にある必要があり、それより下方の、照明および受光光束が重複する位置、例えば前記フィルタ位置Ｂにあると、照明光束の半分近くを遮ってしまう。したがって、前記表面反射除去フィルタ１０９を測定開口１００ａに近い位置に形成することが困難になり、着脱が煩雑になってしまう。

また、図７から明らかなように、フィルタ位置が高くなるほど、照明光束の径は、大きくなり、それに応じて表面反射除去フィルタ１０９も円筒面鏡１０３も大型化してしまう。そして、それに伴って照明受光系、さらには色彩濃度計１００全体が大型化してしまう。さらに、照明および受光光束が望まざる方向の偏光板ＰＦ２，ＰＦ１をそれぞれ透過しないためには、表面反射除去フィルタ１０９の半径方向についても正確な位置決めが必要になる。例えば、偏光板ＰＦ１の内径が５ｍｍ、受光光束の径が４ｍｍの場合、許容できる表面反射除去フィルタ１０９の半径方向のズレは、±０．５ｍｍ程度に小さい。

したがって、本実施形態の表面反射除去フィルタ５を採用することにより、色彩濃度計１０の筐体９における測定開口９ａに近い位置（例えばフィルタ位置Ｂ等）に配置することが可能になり、色彩濃度計１０、特に円筒面鏡３を小型化することができる（前述の図６で示す従来の表面反射除去フィルタ１０９では、より高いフィルタ位置Ａにしか配置できず、円筒面鏡３が大型である）。また、このような構成の色彩濃度計１０は、表面反射除去フィルタ５の着脱を容易に行うことができるとともに、半径方向のズレの許容量も大きくすることができ、取扱いが簡単になる。

また、前記照明系および受光系の幾何学的配置が、印刷濃度に関する各種の規格に準じる４５°：０°ジオメトリーまたは０°：４５°ジオメトリー（４５°ａ：０°ジオメトリーおよび０°：４５°ａジオメトリーを含むものとする）であることによって、このような構成の色彩濃度計１０は、前記規格に準じる濃度を測定することができるとともに、表面反射の影響を幾何学的にも抑制することができる。

また、表面反射除去フィルタ５を構成する偏光板５ａと移相板５ｂとは、個別に分離されていてもよいが、本実施形態の表面反射除去フィルタ５のように偏光板５ａと移相板５ｂとを積層して一体に構成することによって、上述のように表面反射除去フィルタ５を照明系と受光系とに共通に挿入することができ、特に図３で示すように、照明光束と受光光束とが空間的に重複する位置に配置することが可能になる。このため、偏光板５ａと移相板５ｂとを積層して一体化することで、表面反射除去フィルタ５の小径化が可能となり、この結果、色彩濃度計１０をより小型化することができる。また、このように偏光板５ａと移相板５ｂとを積層して一体化することで、表面反射除去フィルタ５の取り付け機構を単純化することができ、さらにその積層を互いの接着で実現することで、それらの界面での反射損失を抑えることもできる。さらにまた、前記接着工程も、個々の表面反射除去フィルタについて、図６で示すような同心の偏光板ＰＦ１，ＰＦ２を、その偏光方向が直交するように貼り合せるような煩雑な工程ではなく、２枚の板またはシートを、所定の方向関係を維持して貼り合せるだけの簡単な作業である。このため、予め、貼り合わせた板またはシートから、多数の表面反射除去フィルタを切り出すことで表面反射除去フィルタ５を低コスト化、例えばコストを半分程度に削減することができる。

なお、偏光板５ａと移相板５ｂとを一体化する場合に、接着ではなく、リング等によるかしめ止め等が用いられてもよい。

図４は、上述のように構成される色彩濃度計１０の具体的な一構成例である色彩濃度計１０ａを示す断面図である。この色彩濃度計１０ａは、図１に示す色彩濃度計１０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この色彩濃度計１０ａは、掌大のハンディタイプの色彩濃度計である。そして、この色彩濃度計１０ａは、前記４５°ａ：０°ジオメトリーの照明受光光学系を採用しているが、白色ＬＥＤ２と分光装置６への光取出しの配置とが、図１とは反対となっている。より詳しくは、白色ＬＥＤ２は、試料１の測定面１ｓの直上に設けられておらず、側方に設けられており、測定面１ｓとは、反対方向に放射された光２ａは、凹面鏡２ｃを介して測定面１ｓの直上に導かれ、４５度の平面鏡２ｍで反射されて測定面１ｓ方向に放射される。平面鏡２ｍからの照明光２ａは、トロイダル鏡３ａで反射され、表面反射除去フィルタ５を介して、試料１の測定面１ｓを面法線からの角度４５度で略全方位から円錐状に照明する。測定開口９ａの径は、約５ｍｍであり、測定面１ｓの測定域の径は、約４ｍｍである。

一方、前記測定域からの試料面法線方向の反射光は、対物レンズ４ｂで収束され、光ファイバ４ｃの入射端に入射する。この光ファイバ４ｃは、偏光板５ａを通過して入射された偏光成分２ｂ２の偏光を解消するために数回巻回されており、出射端から円筒状の分光部６ａに導かれて、分光分布が測定される。分光部６ａでは、光ファイバ４ｃの出射端から放射された光は、凹面回折格子に照射され、得られた各分光成分が、フォトダイオードアレイで受光されて分光分布が求められる。分光部６ａ上には、駆動回路２ｄおよび演算制御部７として機能する集積回路等を搭載するボード１１が配置される。

この色彩濃度計１０ａは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と連動するＰＣ連動タイプを示しており、外部にコネクタが臨む外部インターフェース８からＵＳＢケーブル等を介して、パーソナルコンピュータから通電および測定の指示が行われ、また測定結果がパーソナルコンピュータで表示される。パーソナルコンピュータと連動しない単独タイプの場合には、前記外部インターフェース８に代えて、電池および測定結果の表示装置等が搭載される。

このように構成される色彩濃度計１０ａにおいて、その筐体９における測定開口９ａを有する開口部材９ｂは、ねじ込み式、或いは嵌め込み式等で、着脱自在となっている。開口部材９ｂは、底板９ｃおよびその外周の側壁９ｄとを有する皿状に形成され、底板９ｃの中央部に測定開口９ａが形成されている。底板９ｃは、表面反射除去フィルタ５の搭載部９ｅを有し、この搭載部９ｅに表面反射除去フィルタ５が搭載されることで前記表面反射光の影響を除去した分光反射率係数Ｒｓｅ（λ）を測定することができ、表面反射除去フィルタ５を搭載しないことで前記表面反射光の影響を加味した分光反射率係数Ｒｓｉ（λ）を測定することができる。

表面反射除去フィルタ５は、搭載部９ｅと円筒面鏡３ａの下面との間で挟持される。表面反射除去フィルタ５は、搭載部９ｅに接着等で固定され、前記表面反射光の影響を除去するか、または加味するかに応じて、表面反射除去フィルタ５を備える開口部材９ｂと備えない開口部材９ｂとが交換されてもよく、或いは、表面反射除去フィルタ５は、前記表面反射光の影響を除去する場合には開口部材９ｂに嵌め込まれ、加味する場合には取外されるように構成されてもよい。

いずれにしても、前述のように、測定開口９ａおよび表面反射除去フィルタ５は、小径であるので、開口部材９ｂおよび照明受光系を小型化することができる。また、表面反射除去フィルタ５を試料面１ｓ寄りに設けることができるので、開口部材９ｂおよびそれに搭載される表面反射除去フィルタ５の着脱が容易である。

また例えば、色彩濃度計１０ａは、表面反射除去フィルタを備える第１の開口部材９ｂ１および透明ガラス板を備える第２の開口部材９ｂ２を備えて構成されてもよい。

図５は、第１および第２の開口部材の断面を模式的に示す図である。図５（Ａ）は、第１の開口部材９ｂ１を示し、図５（Ｂ）は、第２の開口部材９ｂ２を示す。第１の開口部材９ｂ１は、図５（Ａ）に示すように、図４に示す開口部材９ｂと同様の開口部材９ｂと、表面反射除去フィルタ５とを備えている。表面反射除去フィルタ５は、円形の測定開口９ａを覆うように、搭載部９ｅに固定されている。開口部材９ｂ１は、筐体９のマウント部に係合する突起部（マウント爪）を持ち、容易に取り外しができる。一方、第２の開口部材９ｂ２は、図５（Ｂ）に示すように、上記と同じ形状をした、図４に示す開口部材９ｂと同様の開口部材９ｂと、透明ガラス板５０とを備えている。透明ガラス板５０は、円形の測定開口９ａを覆うように、搭載部９ｅに固定されている。透明ガラス板５０は、このように上記表面反射除去フィルタ５と同じ位置に取り付けられるとともに、屈折率を考慮して、光学的な測定距離が一致するように透明ガラス板５０の厚さが設定されている。これにより、表面反射の影響のある場合と、表面反射の影響のない場合との測定を容易に行うことができるとともに、外部からのホコリや異物の侵入を防ぐこともできる。

本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

一態様にかかる反射特性測定装置は、所定の方向から試料面を照明する照明系と、照明された試料面反射光の所定方向の光束を受光する受光系と、前記照明系および受光系と試料面との間に配置された表面反射除去フィルタとを備え、前記表面反射除去フィルタは、偏光板と、前記偏光板と試料面との間に配置される移相板とを備え、前記移相板を透過した照明光束の位相変化と受光光束の位相変化との合計が１／２波長である。

上記構成によれば、表面反射除去フィルタが、偏光板と、その試料面側に配置した移相板とで構成されるので、偏光板を透過して直線偏光になった照明光は、移相板を透過して、略円偏光となって試料面を照明する。その照明光による試料面反射光の内、表面反射光は、インク等の試料表面での反射によって回転方向が反転した略円偏光となって移相板に入射する。この移相板によって、照明光の位相変化と受光光束の位相変化との合計が１／２波長（１８０°）となる、すなわち前記照明系ではｘ°、受光系では１８０−ｘ°の位相差、大まかには照明系で９０°、受光系で９０°の位相差がつくから、偏光板とは偏光方向が直交する直線偏光となって該移相板から射出されるので、前記表面反射光は、偏光板によって阻止される。一方、前記試料反射光の内、試料内部からの反射光は、該試料内部で散乱されて偏光が解消しており、前記移相板を通過しても偏光板の偏光方向と一致する成分が該偏光板を透過する。したがって、このような構成の反射特性測定装置は、ドライバック等の表面反射光の影響を除去することができ、受光光束の特性から前記試料面の表面反射の影響を除去した分光反射特性を求めることができる。

したがって、この構成によれば、４５°：０°ジオメトリーや０°：４５°ジオメトリー等で分光反射特性を測定する場合に、前記照明系と受光系との光束を区分する必要がない。そして、一対の偏光板および移相板から成る表面反射除去フィルタは、前記照明系と受光系とに共通に挿入することができ、反射特性測定装置の測定開口に近い位置、特に照明光束と受光光束とが空間的に重複する位置に配置することが可能となる。したがって、反射特性測定装置の小型化が可能となる。また、この構成によれば、前記表面反射除去フィルタの半径方向のズレの許容量も大きくすることができる。

また、他の一態様では、上述の反射特性測定装置において、好ましくは、前記表面反射除去フィルタは、着脱自在であり、装着状態で前記試料面の表面反射光の影響を除去した測定を可能にし、離脱状態で前記表面反射光の影響を加味した測定を可能にすることである。

上記構成によれば、上述のように表面反射除去フィルタが測定開口に近い位置に設けられるので、このような構成の反射特性測定装置は、着脱自在にしても、その着脱を容易に行うことができ、取扱いが簡単である。

また、他の一態様では、これら上述の反射特性測定装置において、好ましくは、前記照明系および受光系の幾何学的配置は、４５°：０°ジオメトリーまたは０°：４５°ジオメトリーであって、前記移相板による、入射角４５°での位相変化と入射角０°での位相変化との合計は、前記１／２波長である。

上記構成によれば、前記照明系および受光系の幾何学的配置が、印刷濃度に関する各種の規格に準じる４５°：０°ジオメトリーまたは０°：４５°ジオメトリー（４５°ａ：０°ジオメトリーおよび０°：４５°ａジオメトリーを含むものとする）であるので、このような構成の反射特性測定装置は、前記規格に準じる濃度を測定することができるとともに、表面反射の影響を幾何学的にも抑制することができる。

また、他の一態様では、これら上述の反射特性測定装置において、好ましくは、前記表面反射除去フィルタは、前記偏光板と移相板とを積層して成る。

上記構成によれば、上述のように表面反射除去フィルタは、照明系と受光系とに共通に挿入することができ、特に照明光束と受光光束とが空間的に重複する位置に配置することが可能になる。このため、前記偏光板と移相板とを積層することによって構成することで、表面反射除去フィルタの小径化が可能となり、この結果、反射特性測定装置のより小型化が可能となる。

また、他の一態様では、これら上述の反射特性測定装置において、好ましくは、前記表面反射除去フィルタは、前記偏光板と移相板とを貼り合せて成る。

このような構成の反射特性測定装置は、前記偏光板と移相板とを積層する場合に、互いに接着して一体とすることによって、それらの界面での反射損失を抑えることができるとともに、表面反射除去フィルタの取り付け機構を単純することもできる。また、このような構成の表面反射除去フィルタは、同心の偏光板を偏光方向が直交するように貼り合せるような煩雑な工程が必要ではなく、２枚の板またはシートを、所定の方向関係を維持して貼り合せるだけで形成することができ、低コスト化が可能となる。

他の一態様にかかる反射特性測定装置は、試料面に対して測定開口部を有する筐体と、所定の方向から前記試料面を照明する照明系と、照明された試料面反射光の所定方向の光束を受光する受光系と、前記測定開口部の近傍に配置され、前記照明系からの光束および前記試料面反射光の光束を透過する表面反射除去フィルタとを備え、前記表面反射除去フィルタは、偏光板と、前記偏光板と試料面との間に配置される移相板とを備え、前記移相板を透過した照明光束の位相変化と受光光束の位相変化との合計が１／２波長である。

このような構成の反射特性測定装置は、ドライバック等の表面反射光の影響を除去することができ、受光光束の特性から前記試料面の表面反射の影響を除去した分光反射特性を求めることができる。そして、このような構成の反射特性測定装置は、４５°：０°ジオメトリーや０°：４５°ジオメトリー等で分光反射特性を測定する場合に、前記照明系と受光系との光束を区分する必要がない。したがって、一対の偏光板および移相板から成る表面反射除去フィルタは、前記照明系と受光系とに共通に挿入することができ、反射特性測定装置の測定開口に近い位置、特に照明光束と受光光束とが空間的に重複する位置に配置することが可能となる。このため、このような構成では、反射特性測定装置の小型化が可能となる。また、このような構成では、前記表面反射除去フィルタの半径方向のズレの許容量も大きくすることができる。

また、他の一態様では、上述の反射特性測定装置において、好ましくは、前記測定開口部は、前記表面反射除去フィルタを脱着可能な状態になるように、前記筐体から取り外し可能に構成される。また、他の一態様では、上述の反射特性測定装置において、好ましくは、前記測定開口部は、前記表面反射除去フィルタが設置されてなり、前記筐体から取り外し可能に構成される。

表面反射除去フィルタが測定開口に近い位置に設けられるので、このような構成の反射特性測定装置は、着脱自在にしても、その着脱を容易に行うことができ、取扱いが簡単である。

また、他の一態様にかかる反射特性測定システムは、反射特性測定装置と、第１の測定開口部と、第２の測定開口部とを備え、前記反射特性測定装置は、試料面の測定領域を決定する測定開口部が脱着可能な筐体と、所定の方向から前記測定開口部を介して試料面を照明する照明系と、照明された試料面反射光の所定方向の光束を受光する受光系とを備え、前記第１の測定開口部は、前記筐体に取り付け可能であって、偏光板と、前記偏光板と試料面との間に配置され、透過した照明光束の位相変化と受光光束の位相変化との合計が１／２波長である移相板とを備え、前記第２の測定開口部は、前記筐体に取り付け可能であって、前記照明系からの照明光束と前記試料面で反射した受光光束を透過する透明保護板を有する。

このような構成の反射特性測定システムは、表面反射の影響のある場合と、それのない場合との測定を容易に行うことができるとともに、外部からのホコリや異物の侵入を防ぐこともできる。

この出願は、２０１０年２月１日に出願された日本国特許出願特願２０１０−２０６４９を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

本発明によれば、反射特性測定装置および反射特性測定システムを提供することができる。

Claims (1)

1. 印刷物の試料の反射特性を測定し、インク濃度および色彩値を求める色彩濃度測定システムであって、
   反射特性測定装置と、第１の測定開口部と、第２の測定開口部とを備え、
   前記反射特性測定装置は、試料面の測定領域を決定する測定開口部が脱着可能な筐体と、前記試料面の法線方向に対して角度を有した方向から前記測定開口部を介して前記試料面を照明する照明系と、照明された試料面反射光の法線方向の光束を受光する受光系とを備え、
   前記照明系および受光系の幾何学的配置は、４５°：０°ジオメトリーまたは０°：４５°ジオメトリーであり、
   前記第１の測定開口部は、前記筐体のマウント部に取り付け可能であって、前記照明系の照明光束と前記受光系の受光光束とが空間的に重複する位置に配置される表面反射除去フィルタを有し、
   前記表面反射除去フィルタは、偏光板と、前記偏光板と試料面との間に配置され、透過した照明光束の位相変化と受光光束の位相変化との合計が１／２波長である移相板とから成り、前記試料面の表面反射光の影響を除去した測定を可能にし、
   前記第２の測定開口部は、前記筐体の前記マウント部に取り付け可能であって、前記第１の測定開口部と同じ形状をしており、前記照明系からの照明光束と前記試料面で反射した受光光束を透過するよう前記表面反射除去フィルタと同じ位置に配置された透明保護板を有し、
   前記透明保護板は、前記第１の測定開口部が前記マウント部に取り付けられたときと光学的な測定距離が一致するような厚さであり、前記試料面の前記表面反射光の影響を加味した測定を可能にすること
   を特徴とする色彩濃度測定システム。

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