JPH0519948U - 測色用セル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲル状の試料中に混入した気泡を効果的に外
部に排出でき、光源からの光を試料中で往復させること
により、色が薄い試料の測色精度を向上する。 【構成】 ケーシング２２の筒部２２Ａ内にゲル状の試
料１７を充填した後、白色板２５を筒部２２Ａ内に挿入
し、円板部２５Ａと窓ガラス２４との間に試料１７を挟
持した後、外蓋２８を取付ボルト２３によって取付け、
白色板２５をケーシング２２に固定する。そして、試料
１７は、白色板２５の取付時に軸方向に押圧されてその
一部が各連通孔２７を介して空間２６内に溢れ出ると共
に、気泡１８は、試料１７中を移動して各連通孔２７か
ら空間２６内に排出される。次に、この測色用セル２１
を、積分球の反射光測定ポート上にセットすると、積分
球内の拡散光は、窓ガラス２４から試料１７に入射し、
円板部２５Ａで反射されて試料１７中を往復し、分光器
に入射する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばゲル状の化粧品や食品等の有色透明体，半透明体の試料の物 体色を測色するのに用いて好適な測色用セルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、化粧品、食品、薬品等の各分野では、製造ラインから製品の一部（試 料）を抜取って物体色の測定を行い、製品の色管理を行っている。そして、この 色の測定は、作業者が比色計を用いて目視により試料の色と色見本とを比較した り、試料を抜取って測色用セルに充填し、該測色用セルを測色計にセットして自 動的に行ったりしている。ここで、透過率が低いファンデーション、口紅等の固 形試料の場合は、該試料の表面で反射した光を分光する反射光測定により測色し 、一方、透明体，半透明体の透過率が高いスキンローション、整髪料等の液体試 料，ゲル状試料の場合は、該試料を透過した光を分光する透過光測定により測色 するようになっている。

【０００３】 そこで、図２ないし図４に従来技術による測色用セルを化粧品の測色に用いた 場合を例に挙げて示す。

【０００４】 図において、１は測色計としての分光光度計を示し、該分光光度計１は、後述 する積分球２、ランプ４、分光器５およびコントロールユニット１４等から構成 されている。

【０００５】 ２は内面側が白色に塗装された球状の積分球を示し、該積分球２は、その一端 側に反射型測色用セル（図示せず）が載置される反射光測定ポート２Ａが設けら れ、他端側には内部の光を外部に導出するための円形の開口部２Ｂが設けられて いる。また、該積分球２の外周側にはランプ４が設けられ、積分球２の内部には 反射光測定ポート２Ａ側に該ランプ４からの光が直接入射するのを防止する遮蔽 板（バッフル）３が設けられている。そして、該積分球２は、ランプ４からの光 をその内面で乱反射させることにより、内部に均一な拡散光を生じせしめるもの である。

【０００６】 ４は積分球２の外周側に設けられ、パルスクセノンランプ等からなるランプを 示し、該ランプ４はコントロールユニット１４と接続されている。また、該ラン プ４の前面側には、該ランプ４からの光を例えば色温度６５００度の標準光源（ Ｄ６５光源）に変換するための色温度変換フィルタと、ランプ４からの光に含ま れる紫外線をカットする紫外線カットフィルタ（いずれも図示せず）とが設けら れている。そして、該ランプ４はコントロールユニット１４からの制御信号によ りパルス点灯され、各フィルタによって補正された光を積分球２内に照射するも のである。

【０００７】 ５は積分球２の開口部２Ｂの軸線上に位置して設けられた分光器を示し、該分 光器５は、後述する回折格子９および受光器１１等から構成されている。６は該 分光器５の一部を構成する入射レンズを示し、該入射レンズ６は積分球２の開口 部２Ｂから導出された光を屈折させて所定の焦点で結像させるものである。７は 該入射レンズ６の焦点に位置して光軸上に設けられた入射スリットを示し、該入 射スリット７は入射レンズ６で絞られた光のみを通過させ、迷光が回折格子９に 入射するのを防止するものである。

【０００８】 ８は入射スリット７を通過した光を平行光線に変換するコリメイトレンズ、９ は該コリメイトレンズ８の光軸上に位置して該コリメイトレンズ８の出射側に設 けられた反射型の回折格子をそれぞれ示し、該回折格子９はコリメイトレンズ８ から入射した平行光線を、波長毎に回折角が異なる光の性質を利用して分光する ことにより、例えば４００〜８００ｎｍの可視光線の範囲で、波長毎に単色光が 並んだいわゆるスペクトルを生じせしめるものである。

【０００９】 １０は回折格子９からのスペクトル光を所定の焦点で結像させるインテグレイ ティングレンズ、１１は該インテグレイティングレンズ１０の焦点上に設けられ た並列型の受光器をそれぞれ示し、該受光器１１は複数個のフォトダイオードか らなる受光素子１１Ａ，１１Ａ，…から構成されている。また、該受光器１１の 各受光素子１１Ａはコントロールユニット１４にそれぞれ接続されている（１個 の接続のみ図示）。そして、該受光器１１は、回折格子９で分光された波長毎の 単色光（スペクトル）を各受光素子１１Ａによって受光し、各単色光の光強度に 応じた電気信号をスペクトル検出信号としてコントロールユニット１４に出力す るものである。

【００１０】 １２は積分球２の外周側に設けられたフォトダイオード等の受光素子からなる 光モニタ素子を示し、該光モニタ素子１２はコントロールユニット１４と接続さ れている。そして、該光モニタ素子１２は、積分球２内の拡散光を受光して電気 信号に変換し、この信号を拡散光の光強度検出信号としてコントロールユニット １４に出力するものである。

【００１１】 １３は積分球２と分光器５との間に位置し、積分球２の開口部２Ｂの軸線上に 設けられた透過光測定ポートを示し、該透過光測定ポート１３には後述の透過型 測色用セル１６が載置されるようになっている。

【００１２】 １４はマイクロコンピュータ等からなるコントロールユニットを示し、該コン トロールユニット１４は、その入力側に受光器１１と光モニタ素子１２とが接続 され、出力側にはランプ４と、測色結果を外部に表示するための表示器１５とが 接続されている。そして、該コントロールユニット１４は、ランプ４を点灯して 積分球２内に拡散光を発生させると共に、受光器１１からのスペクトル検出信号 を読込むことにより、後述する試料１７の物体色を測定し、分光反射率、分光透 過率、色差等の測色結果を表示器１５に表示するものである。

【００１３】 １６は透過光測定ポート１３上に載置される透過型の測色用セルを示し、該透 過型測色用セル１６は、図３および図４に示す如く、石英ガラス等の透光性材料 から有底の角筒状に形成されている。また、該透過型測色用セル１６の下側は台 形状に形成されている。そして、該透過型測色用セル１６は、内部にゲル状の整 髪料等の有色透明体、半透明体の試料１７が充填された後、透過光測定ポート１ ３にセットされ、この試料１７中を積分球２の開口部２Ｂからの光が通過するの を許すことにより、この光に試料１７の物体色を含ませるものである。

【００１４】 従来技術による測色用セルを用いた測色計は上述の如き構成を有するもので、 次に、その作動について説明する。

【００１５】 まず、有色透明体，半透明体の物体色（透過色）を測色する場合は、透過型測 色用セル１６内に試料１７を充填し、この透過型測色用セル１６を透過光測定ポ ート１３上に載置する。次に、コントロールユニット１４からの制御信号によっ てランプ４が点灯すると、該ランプ４からの光は色温度変換フィルタ等により補 正されて積分球２内に入射し、該積分球２の内面で乱反射して均一な拡散光とな る。そして、この拡散光は、積分球２の開口部２Ｂから外部に導出され、透過型 測色用セル１６を試料１７を介して透過することにより、その波長の一部が試料 １７に吸収され、該試料１７の物体色の情報を含んだ透過光となる。

【００１６】 次に、この試料１７の物体色を含んだ透過光は、各レンズ６，８等を介して回 折格子９に入射し、該回折格子９により分光されてスペクトルとなり、インテグ レイティングレンズ１０を介して受光器１１上に結像する。これにより、該受光 器１１は、各受光素子１１Ａでスペクトルを受光して電気信号を発生し、この電 気信号をスペクトル検出信号としてコントロールユニット１４に出力する。そし て、コントロールユニット１４は、受光器１１からのスペクトル検出信号に基づ いて分光透過率を演算したり、試料１７の透過色をＸＹＺ表色系等の各表色系の 値に変換し、標準色見本（基準となる試料の色）との色差を求めたりして、この 測色結果を表示器１５を介して表示する。また、コントロールユニット１４は、 光モニタ素子１２からの拡散光の光強度検出信号を読込んで、ランプ４のパルス 点灯の変動を補正し、拡散光の変動によって測色結果に誤差が生じないようにし ている。

【００１７】 一方、ファンデーション、口紅等の固形試料の場合は、透過率が低いため透過 光測定では測色できない。そこで、この場合には、反射型測色用セルにこの試料 を充填し、この反射型測色用セルを積分球２の反射光測定ポート２Ａ上に載置す る。次に、ランプ４が点灯して積分球２内に拡散光が発生すると、この拡散光は 試料の表面に入射し、その波長の一部が試料に吸収されて反射することにより、 試料の物体色（反射色）の情報を含んだ反射光となる。そして、この反射光は、 積分球２の開口部２Ｂから各レンズ６，８等を介して回折格子９に入射し、該回 折格子９によってスペクトルに分光され、受光器１１に受光される。これにより 、コントロールユニット１４は、受光器１１からのスペクトル検出信号に基づい て分光反射率を演算し、試料の反射色を各表色系の値に変換し、色差を求めて表 示器１５に表示する。

【００１８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術によるものでは、整髪料等のゲル状の試料１７を 、透過型測色用セル１６内に充填し、該透過型測色用セル１６を透過光測定ポー ト１３上にセットすることにより、分光光度計１によって試料１７の物体色を測 色することができる。しかし、透過型測色用セル１６は、図３に示す如く底の深 い有底角筒状に形成されているから、図４に示す如く試料１７中に空気等の気泡 １８，１８，…が混入しているときは、この気泡１８が試料１７から抜けるのに 時間がかかる。特に、ゲル状の化粧品の場合は、透過型測色用セル１６内に試料 １７を充填するときに、空気をまきこんで気泡１８を生じ易いから、試料１７の 充填作業に手間がかかるばかりか、この気泡１８が抜けるまで長時間を要すると いう問題がある。

【００１９】 このため、上述した従来技術によるものでは、気泡１８が抜けるまで測色を開 始することができず、測色作業の作業効率が大幅に低下する上に、試料１７中に 気泡１８が残存している場合には、この気泡１８によって積分球２からの拡散光 が乱反射して、測色精度が大幅に低下し、製品の色管理の信頼性が低下するとい う問題がある。また、試料１７の色が薄い場合、即ち、透過率が高い場合には、 積分球２からの拡散光が該試料１７に吸収されにくいから、試料１７を透過した 透過光に含まれる物体色の情報量が小さく、測色精度が大幅に低下するという問 題がある。さらに、透過型測色用セル１６は、積分球２からの拡散光を透過させ るために、全体が石英ガラスで形成されているから、非常に高価であり、充分な 数の透過型測色用セル１６を準備して効率よく測色するのが難しいという問題が ある。

【００２０】 本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、ゲル状の試料中に混 入した気泡を効果的に排出することができ、色が薄い試料の測色精度を向上でき るようにした測色用セルを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために本考案が採用する構成は、測色計に取付けられ 、内部に有色透明体あるいは半透明体のゲル状の試料が充填される筒状のケーシ ングと、該ケーシングの先端側を施蓋して設けられ、透光性材料から平板状に形 成された窓部と、該窓部から離間して前記ケーシング内に軸方向に設けられ、該 窓部との間に前記試料を挟持する白色板と、該白色板に軸方向に穿設された連通 孔とからなる。

【００２２】

【作用】

上記構成により、窓部と白色板との間に挟持された試料中に含まれた気泡は、 連通孔を介して該白色板の外に排出される。また、測色計の光源からの光は、窓 部から試料を介して白色板に入射し、該白色板で反射されることにより、再び試 料を透過して窓部から外部に出射する。

【００２３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１に基づいて説明する。なお、実施例では前述した 図２ないし図４に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明 を省略するものとする。

【００２４】 図中、２１は本実施例による測色用セルを示し、該測色用セル２１は、積分球 ２の反射光測定ポート２Ａ上に載置されるものである。２２は該測色用セル２１ を後述の窓ガラス２４等と共に構成するケーシングを示し、該ケーシング２２は 、円筒状の筒部２２Ａと、該筒部２２Ａの先端側に一体形成され、窓ガラス２４ が嵌合される環状のガラス取付部２２Ｂと、該ガラス取付部２２Ｂから長さ寸法 Ｌだけ離間して筒部２２Ａの軸方向中間部に位置し、ガラス取付部２２Ｂから筒 部２２Ａの基端側に向けて順次拡径して形成されたテーパ部２２Ｃとから大略構 成され、筒部２２Ａには取付ボルト２３が挿通されるボルト取付穴２２Ｄが軸方 向に穿設されている。

【００２５】 ２４はケーシング２２の筒部２２Ａ先端側を施蓋して設けられ、ガラス取付部 ２２Ｂに接着等の固着手段を用いて固着された窓部としての窓ガラスを示し、該 窓ガラス２４は例えば石英ガラス等の透光性材料から薄肉な円板状に形成されて いる。そして、該窓ガラス２４は、積分球２内の拡散光が筒部２２Ａ内に入射す るのを許すと共に、後述の白色板２５によって反射された光が分光器５側に向け て通過するのを許すものである。

【００２６】 ２５はケーシング２２の筒部２２Ａ内に着脱可能に設けられた白色板を示し、 該白色板２５は、例えばセラミックス材料等からケーシング２２のテーパ部２２ Ｃ基端側の直径寸法とほぼ等しい直径寸法Ｄを有する円板状に形成され、少なく ともその前面側が白色になった円板部２５Ａと、該円板部２５Ａの中心部から軸 方向外向きに突出して一体形成され、後述の外蓋２８との間に空間２６を画成す る把手部２５Ｂとから構成されている。また、該白色板２５は、円板部２５Ａの 前面側がテーパ部２２Ｃの基端側に当接するように筒部２２Ａ内に挿入して取付 けられ、窓ガラス２４との間に試料１７を挟持している。そして、該白色板２５ は、窓ガラス２４から試料１７を介して入射した積分球２内の拡散光を、例えば ４００〜８００ｎｍの可視光線の波長範囲に亘ってほぼ均一に拡散反射するもの である。

【００２７】 ２７，２７，…は白色板２５の中心から径方向外側に位置して設けられた小径 な複数の連通孔（２個のみ図示）を示し、該各連通孔２７は、白色板２５の円板 部２５Ａにそれぞれ周方向に離間して軸方向に穿設されている。そして、該各連 通孔２７は、白色板２５をケーシング２２内に挿入して取付けるときに、余った 試料１７を通過させて空間２６内に溢れさせると共に、該試料１７中に混入した 気泡１８を空間２６内に排出して、いわゆるエア抜きを行うものである。

【００２８】 ２８はケーシング２２の基端側を施蓋して設けられた円板状の外蓋を示し、該 外蓋２８は、取付ボルト２３を介してケーシング２２の筒部２２Ａに着脱可能に 設けられている。そして、該外蓋２８は、白色板２５の把手部２５Ｂと当接する ことにより該白色板２５をケーシング２２に固定すると共に、空間２６内に溢れ 出た試料１７が外部に漏洩するのを防止するものである。

【００２９】 本実施例による測色用セル２１は上述の如き構成を有するもので、次に、その 作動について説明する。

【００３０】 まず、窓ガラス２４が下側に位置するようにしてケーシング２２を机上に載置 し、該ケーシング２２の筒部２２Ａ内にゲル状の試料１７を充填する。次に、白 色板２５を、円板部２５Ａがケーシング２２のテーパ部２２Ｃ基端側に当接する まで筒部２２Ａ内に挿入し、該円板部２５Ａと窓ガラス２４との間に試料１７を 挟持した後、外蓋２８を筒部２２Ａに取付ボルト２３によって取付け、該白色板 ２５をケーシング２２に固定する。ここで、窓ガラス２４と白色板２５との間に 挟持された試料１７は、白色板２５の取付時に軸方向に押圧されて、図に示す如 くその一部が各連通孔２７を介して空間２６内に溢れ出る。また、試料１７の充 填時に混入した気泡１８は、該試料１７中を移動して各連通孔２７から空間２６ 内に排出される。

【００３１】 次に、このようにして試料１７を充填した測色用セル２１を、積分球２の反射 光測定ポート２Ａ上にセットし、ランプ４を点灯させると、該ランプ４からの光 が積分球２内に入射して乱反射し、該積分球２内に均一な拡散光が生じる。そし て、この拡散光は、図中一点鎖線で示す如く、窓ガラス２４から試料１７中に入 射し、該試料１７を透過することにより波長の一部が吸収されて試料１７の物体 色の情報を含み、白色板２５の円板部２５Ａで反射される。次に、この反射光は 、再び試料１７に吸収されつつ窓ガラス２４に向けて戻り、該窓ガラス２４から 各レンズ６，８等を介して回折格子９に入射し、該回折格子９によってスペクト ル光に分光され、受光器１１に受光される。これにより、コントロールユニット １４は、受光器１１からのスペクトル検出信号に基づいて試料１７の物体色を測 定し、この測定結果を表示器１５に表示する。

【００３２】 かくして、本実施例によれば、ケーシング２２の筒部２２Ａを、直径寸法Ｄを 有する「広口」な円筒状に形成しているから、従来技術で述べた透過型測色用セ ル１６に比較して試料１７中の気泡１８が開口部側に向けて移動する距離を確実 に短くすることができ、この気泡１８を各連通孔２７から空間２６内に排出する ことができる。この結果、試料１７中の気泡１８を除去して効果的にエア抜きを 行い、気泡１８で光が反射するのを防止して測色精度を向上できる上に、エア抜 き時間を短縮して測色作業の作業効率を大幅に向上することができる。

【００３３】 また、試料１７の背後に白色板２５を設ける構成としたから、積分球２から入 射した拡散光を、白色板２５で反射させることにより、試料１７中を往復させる ことができ、試料１７中の光路長を確実に長くすることができる。この結果、試 料１７の色が薄い場合でも、積分球２からの光を往復させて吸収（減衰）させる ことができるから、従来技術で述べた透過型測色用セル１６の厚さ寸法と長さ寸 法Ｌが等しいときには、該透過型測色用セル１６と比較して、試料１７の物体色 の情報をほぼ２倍程度含むことができ、測色精度を大幅に向上できる。

【００３４】 さらに、本実施例による測色用セル２１は、窓ガラス２４のみを石英ガラスで 形成しているから、従来技術で述べた透過型測色用セル１６に比して安価に形成 することができる。従って、予め多数の測色用セル２１を容易に準備しておくこ とができ、効率よく測色作業を行うことができる。

【００３５】 また、測色用セル２１を積分球２の反射光測定ポート２Ａに載置することによ り、透過色の測定を行うことができるから、透過光測定ポート１３を廃止するこ とができ、分光光度計１の小型化を図ることもできる。

【００３６】 なお、前記実施例では、窓部としての窓ガラス２４は、透光性材料としての石 英ガラスから形成するものとして述べたが、これに替えて、ガラス等の他の透光 性材料を用いてもよく、可視光の波長範囲の光を透過させる透過率特性を有する ものであればよい。

【００３７】 また、前記実施例では、白色板２５は、円板部２５Ａと把手部２５Ｂとから一 体形成するものとして述べたが、これに替えて、両者を別体に形成し、接着等の 固着手段を用いて一体化してもよい。

【００３８】 さらに、前記実施例では、測色用セル２１全体を円筒状に形成するものとして 述べたが、これに替えて、例えば角筒状等の他の形状に形成してもよい。

【００３９】 さらにまた、前記実施例では、ゲル状の化粧品の測色に用いた場合を例に挙げ て説明したが、本考案はこれに限らず、食品、薬品等の他のゲル状試料の測色に も広く適用することができる。

【００４０】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案によれば、窓部と白色板との間に挟持された試料中 に含まれた気泡を、連通孔を介して該白色板の外部に排出して除去することがで きるから、試料のエア抜きを効果的に行うことができ、気泡で光が反射するのを 防止して測色精度を向上できる上に、エア抜き時間を短縮して測色作業の作業効 率を高めることができる。

【００４１】 また、測色計の光源からの光は、窓部から試料を介して白色板に入射し、該白 色板で反射されることにより、再び試料を透過して窓部から外部に出射するから 、試料を通過する光の光路長をほぼ２倍程度に長くして該試料中に吸収させ、確 実に減衰させることができる。この結果、試料の色が薄い場合でも、光源からの 光に試料の物体色の情報を多く含ませることができ、測色精度を効果的に向上す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による測色用セルの縦断面図で
ある。

【図２】従来技術による分光光度計を示す全体構成図で
ある。

【図３】分光光度計に用いられる透過型の測色用セルを
示す外観斜視図である。

【図４】図３中の矢示IV−IV方向断面図である。

【符号の説明】

１ 分光光度計（測色計） １７ ゲル状の試料 １８ 気泡 ２１ 測色用セル ２２ ケーシング ２４ 窓ガラス（窓部） ２５ 白色板 ２７ 連通孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測色計に取付けられ、内部に有色透明体
   あるいは半透明体のゲル状の試料が充填される筒状のケ
   ーシングと、該ケーシングの先端側を施蓋して設けら
   れ、透光性材料から平板状に形成された窓部と、該窓部
   から離間して前記ケーシング内に軸方向に設けられ、該
   窓部との間に前記試料を挟持する白色板と、該白色板に
   軸方向に穿設された連通孔とから構成してなる測色用セ
   ル。