JPH10281991A - Gloss sensor - Google Patents
Gloss sensorInfo
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- JPH10281991A JPH10281991A JP9093859A JP9385997A JPH10281991A JP H10281991 A JPH10281991 A JP H10281991A JP 9093859 A JP9093859 A JP 9093859A JP 9385997 A JP9385997 A JP 9385997A JP H10281991 A JPH10281991 A JP H10281991A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の表面の光沢
度を測定するときに用いられる光沢センサに関するもの
であり、詳細には、カラーコピー、カラープリンタなど
において印刷を行うべき紙質を予めに測定し、紙質に合
わせる最適の仕上がりが得られるようにインキ量、或い
は、トナー量などの調整を行う用途に適する光沢センサ
の構成に係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gloss sensor used for measuring the degree of gloss of the surface of an object. The present invention relates to a configuration of a gloss sensor suitable for use in which the amount of ink or the amount of toner is adjusted so as to obtain an optimum finish according to the measured and paper quality.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の光沢センサの構成として
は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｚ８７４１に定められるも
のがあり、この光沢センサには、光源とレンズとから成
る投光器が設けられ、光源としてはＣ光源を採用し、ま
た、受光器の受光感度としては標準比視感度のものを使
用することが、原則として規定されている、また、前記
光沢センサは、投光器により物体表面に投射される光の
反射光を偏光方向に係わらず全反射光量を測定するもの
としている。2. Description of the Related Art A structure of a conventional gloss sensor of this type is defined in Japanese Industrial Standard (JIS) Z8741. This gloss sensor is provided with a light projector composed of a light source and a lens. Adopts a C light source, and the light receiving sensitivity of the light receiving device is to be a standard relative luminous efficiency. In principle, the gloss sensor is projected on the object surface by the light emitting device. The total amount of reflected light is measured regardless of the polarization direction of the reflected light.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の光沢センサの構成においては、第一には、光源
としてはＣ光源、受光器としては標準比視感度と何れも
スペクトル幅を有するものを採用するものであるので、
周囲温度の変化、或いは、経時変化などにより、Ｃ光源
の発光波長の分布特性、受光器の分光感度が変化する
と、得られる測定値も変化し精度が低下する問題点を生
じると共に、上記Ｃ光源或いは受光器に生じた変化を簡
便に補正する手段がない問題点も生じている。However, in the structure of the above-mentioned conventional gloss sensor, firstly, a light source having a C light source and a light receiving device having a spectral width with both standard relative luminous efficiency are used. Because it is adopted,
If the distribution characteristics of the emission wavelength of the C light source and the spectral sensitivity of the light receiver change due to a change in the ambient temperature or a change with time, the obtained measurement value also changes, causing a problem that the accuracy is reduced. Alternatively, there is a problem that there is no means for simply correcting a change occurring in the light receiver.
【０００４】また、第二には、光源および受光器がスペ
クトル帯域を有することで、例えば表面状態が全く同一
な物体であっても色の相違や模様の有無など、被測定物
である物体自身が有する分光反射率により測定値が変動
を受け、上記と同様に精度が低下する問題点を生じる。Secondly, since the light source and the light receiver have a spectral band, even if the object has exactly the same surface condition, the object itself to be measured, such as a color difference or the presence or absence of a pattern. The measurement value fluctuates due to the spectral reflectivity of the device, and the accuracy is reduced as described above.
【０００５】更に、第三には、従来の光沢センサにおい
ては、物体の表面が鏡面であることによる反射光も、物
体の表面が凹凸面であり拡散されて反射する反射光も総
合して受光するものであるので、物体の表面状態を正確
に把握できるものとはならず、例えば、普通紙、光沢紙
など物体の表面状態によりインク、トナーの量などの調
整を行うことが好ましいカラーコピー、カラープリンタ
などに使用するときには測定精度が低過ぎて目的を達せ
られない問題点を生じ、これらの点の解決が課題とされ
るものとなっていた。Third, in the conventional gloss sensor, the reflected light due to the mirror surface of the object and the reflected light that is diffused and reflected due to the uneven surface of the object are totally received. Therefore, it is not possible to accurately grasp the surface state of the object, for example, plain paper, ink, depending on the surface state of the object such as glossy paper, it is preferable to adjust the amount of toner, color copy, When used in a color printer or the like, there is a problem that the measurement accuracy is too low to achieve the purpose, and solving these points has been an issue.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
の課題を解決するための具体的な手段として、物体表面
に所定の入射角を有する測定光を投光器により照射し、
この物体表面からの反射光を上記入射角と同じ角度の反
射角で受光器により測定して光沢度を測定して成る光沢
センサにおいて、前記投光器は単一波長を放射するもの
とされ且つ偏光装置が設けられて単一方向の偏光を有す
る光として物体表面に照射し、この物体表面からの反射
光を偏光ビームスプリッタを透過させることで、前記測
定光と同一方向の偏光を有する反射光成分と、異なる方
向を有する反射光成分とに分離し、各々の反射光成分を
各々に対して設けられた受光手段により測定し、この二
つの受光手段からの出力を演算することで光沢度を測定
することを特徴とする光沢センサを提供することで課題
を解決するものである。According to the present invention, as a concrete means for solving the above-mentioned conventional problems, a measuring light having a predetermined incident angle is irradiated on a surface of an object by a projector.
In the gloss sensor, which measures the glossiness by measuring the reflected light from the surface of the object at a reflection angle equal to the incident angle with the light receiver, the light projector emits a single wavelength and the polarizing device Is provided to irradiate the object surface as light having polarization in a single direction, and by transmitting the reflected light from the object surface through a polarizing beam splitter, a reflected light component having polarization in the same direction as the measurement light. Separate into reflected light components having different directions, measure each reflected light component by a light receiving means provided for each, and measure the glossiness by calculating the output from the two light receiving means. The problem is solved by providing a gloss sensor characterized by the above.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すもの
は本発明に係る光沢センサであり、この光沢センサ１は
被測定物である物体２０の表面に投光器２からの光を所
定の入射角θとして投射させ、前記物体２０からの反射
光を入射角θと同じ角度とした反射角θの反射光を受光
器４で測定することで光沢度を測定するものである点は
従来例のものと同様である。Next, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. 1 is a gloss sensor according to the present invention. The gloss sensor 1 projects light from the projector 2 at a predetermined incident angle θ on the surface of an object 20 as an object to be measured. The point that the glossiness is measured by measuring the reflected light at the reflection angle θ with the same angle as the incident angle θ from the reflected light from the light receiving device 20 is the same as that of the conventional example.
【０００８】ここで、本発明においては前記投光器２と
して発光ダイオード、レーザーダイオードなど、単一波
長で発光する単色発光の発光素子を使用するものであ
り、加えて、この投光器２には偏光板３が設けられて、
一方向の偏光特性を有する単一偏光光のみを物体２０に
対して照射するものとしている。In the present invention, a monochromatic light-emitting element that emits light of a single wavelength, such as a light-emitting diode or a laser diode, is used as the light projector 2. In addition, the light projector 2 includes a polarizing plate 3. Is provided,
It is assumed that the object 20 is irradiated with only a single polarized light having a unidirectional polarization characteristic.
【０００９】また、本発明では受光器４の入射側には偏
光ビームスプリッタ５が設けられ、この偏光ビームスプ
リッタ５の受光器４に対する偏光方向は、前記投光器２
側に設けられた偏光板３と同一の偏光方向を有するもの
とされ、上記以外の偏光方向の反射光は偏光ビームスプ
リッタ５により分離されて、略直角方向に出力されるも
のとされ、前記偏光ビームスプリッタ５により分離が行
われた出力に対しては補正受光器６が設けられている。Further, in the present invention, a polarization beam splitter 5 is provided on the incident side of the light receiver 4, and the polarization direction of the polarization beam splitter 5 with respect to the light
The reflected light having the same polarization direction as that of the polarizing plate 3 provided on the side is separated by the polarization beam splitter 5 and output in a substantially right-angle direction. A correction light receiver 6 is provided for the output separated by the beam splitter 5.
【００１０】このときに、前記受光器４としては、例え
ばシリコンホトダイオードなど、どのような構成のもの
でも良く、要は、前記投光器２が発する波長に対して感
度を有するものであれば良いものであり、従来例のよう
に特定の分光感度などが要求されることはない。またこ
れは、補正受光器６においても同様である。At this time, the light receiver 4 may be of any configuration, for example, a silicon photodiode or the like. In short, it is only necessary that the light receiver 4 be sensitive to the wavelength emitted by the light projector 2. There is no need for a specific spectral sensitivity or the like as in the conventional example. The same applies to the correction light receiver 6.
【００１１】次いで、上記の構成とした本発明の光沢セ
ンサ１の作用および効果について説明を行う。まず、本
発明により投光器２が単一波長で発光するものとされた
ことで、従来例のＣ光源を採用するもののようにスペク
トル帯域を有することがないので、被測定物である物体
２０に着色された色彩により反射光のスペクトル分布に
差異を生じることがなくなる。Next, the operation and effect of the gloss sensor 1 of the present invention having the above-described configuration will be described. First, since the projector 2 emits light at a single wavelength according to the present invention, since the projector 2 does not have a spectral band unlike the conventional light source employing the C light source, the object 20 to be measured is colored. There is no difference in the spectral distribution of the reflected light due to the color.
【００１２】従って、物体２０に如何なる色彩が着色さ
れていようとも、両受光器４、６に達する反射光は投光
器２が放射している単一波長の光のみであり、よって、
両受光器４、６が如何なる分布感度特性を有していて
も、物体２０に施されている色彩と両受光器４、６の分
布感度特性とが相関して出力が変動することなくし、こ
の要因による誤差の発生を防止する。Therefore, no matter what color the object 20 is colored, the reflected light that reaches both light receivers 4 and 6 is only light of a single wavelength emitted by the light projector 2, and
Whatever the distribution sensitivity characteristics of the two light receivers 4 and 6, the output applied to the object 20 does not fluctuate due to the correlation between the color applied to the object 20 and the distribution sensitivity characteristics of the two light receivers 4 and 6. Prevents errors due to factors.
【００１３】また、投光器２側には偏光板３を設け、受
光器４側には偏光ビームスプリッタ５を設け、この偏光
ビームスプリッタ５により分離された光に対して補正受
光器６を設けたことで、反射光の内の投光器２から投射
された光と同一の偏光方向を有する反射光は受光器４に
達し出力を生じ、異なる偏光方向を有する反射光は補正
受光器６に達して出力を生じるものとなる。Further, a polarizing plate 3 is provided on the light projecting device 2 side, a polarizing beam splitter 5 is provided on the light receiving device 4 side, and a correction light receiving device 6 is provided for the light separated by the polarizing beam splitter 5. Then, of the reflected light, the reflected light having the same polarization direction as the light projected from the projector 2 reaches the light receiver 4 and produces an output, and the reflected light having a different polarization direction reaches the correction light receiver 6 and outputs the same. Will occur.
【００１４】ここで、偏光方向に乱れを生じる量は、物
体２０の表面粗さにより左右されるものであり、物体２
０の表面が滑らかであるほど乱れる量が減じるものとな
るので、前記受光器４からの出力と、補正受光器６から
の出力との比は物体２０の表面粗さを示すものとなり、
これにより、例えば、本発明の光沢センサ１をコピー装
置、プリンタ装置（カラー、モノクロを問わず）などに
採用したときには、印刷を行うべき紙面が普通紙である
か光沢紙であるかの判定が確実に判断できるものとな
る。The amount of disturbance in the polarization direction depends on the surface roughness of the object 20.
The smoother the surface of 0, the less the amount of disturbance decreases, so the ratio of the output from the light receiver 4 to the output from the correction light receiver 6 indicates the surface roughness of the object 20,
Thus, for example, when the gloss sensor 1 of the present invention is used in a copy device, a printer device (regardless of color or monochrome) or the like, it is determined whether the paper surface to be printed is plain paper or glossy paper. It can be determined with certainty.
【００１５】また、図２に示すように、受光器４からの
出力と補正受光器６からの出力とを演算回路２１に入力
させて演算（減算）を行わせることで、表面の凹凸によ
り生じている拡散反射光の影響を除外し、物体２０の純
粋な光沢度も測定可能とするものとなり、更には、例え
ばＯＨＰ用紙など透明部材の識別も可能とする。As shown in FIG. 2, the output from the photodetector 4 and the output from the correction photodetector 6 are input to an arithmetic circuit 21 to perform an arithmetic operation (subtraction). The influence of the diffuse reflection light is excluded, and the pure glossiness of the object 20 can be measured. Further, for example, a transparent member such as OHP paper can be identified.
【００１６】図３に示すものは、本発明の別の実施形態
であり、前の実施形態が投光器２側に設けていた偏光板
３に換えて、この実施形態では投光器２側にも投光部偏
光ビームスプリッタ７を設けるものであり、これによ
り、前の実施形態と同様に一方向の偏光光を物体２０に
向けて放射させると共に、それ以外の方向の偏光特性を
有する光を分離する。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of the polarizing plate 3 provided on the light projector 2 in the previous embodiment, light is also transmitted on the light projector 2 side. A partial polarization beam splitter 7 is provided, thereby radiating polarized light in one direction toward the object 20 and separating light having polarization characteristics in the other direction, similarly to the previous embodiment.
【００１７】そして、分離が行われた光に対しては投光
部受光器８が設けられて光量の測定が行われている。こ
のときに、投光器２は全ての方向の偏光を均一に含んで
いると考えられるので、投光部受光器８に得られる出力
は、物体２０の表面に照射される光の強度と比例するも
のとなる。For the separated light, a light projecting unit light receiver 8 is provided to measure the amount of light. At this time, since the light projector 2 is considered to uniformly contain polarized light in all directions, the output obtained from the light emitting unit light receiver 8 is proportional to the intensity of the light applied to the surface of the object 20. Becomes
【００１８】従って、図４に示すように、投光部受光器
８に得られる出力が一定と成るように可変電源装置２２
などにより投光器２に印加する電力を調整すれば、物体
２０の表面に照射される光量も一定化することが可能と
なり、例えば、周囲温度により投光器２を構成する発光
ダイオードの効率変動、或いは、ドリフト特性などの補
正が可能となり、一層の高精度の測定を可能とするもの
である。Therefore, as shown in FIG. 4, the variable power supply 22
By adjusting the power applied to the light projector 2 by, for example, it becomes possible to make the amount of light radiated to the surface of the object 20 constant, and for example, the efficiency of the light emitting diode constituting the light projector 2 varies depending on the ambient temperature, or drift. This makes it possible to correct characteristics and the like, thereby enabling higher-precision measurement.
【００１９】また、図５に示すものは、本発明の更に別
の実施形態であり、前の実施形態の何れもが、物体２０
に対して入射角θと反射角θとを設定しなければ成らな
いものであったのに対し、この実施形態では上記入反射
角を共に０°とするものである。FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention.
In this embodiment, the incident angle θ and the reflection angle θ must be set, whereas in this embodiment, the incident and reflection angles are both set to 0 °.
【００２０】即ち、この実施形態では、発光受光部９は
発光ダイオードなどの投光器９ａと、シリコンホトダイ
オードなど受光器９ｂとの複合素子とされ、この発光受
光部９の前面には投光部偏光ビームスプリッタ７が設け
られている。そして、投光器９ａからの光の所定の偏光
方向以外の光が分離される側には投光部受光器８が設け
られている。That is, in this embodiment, the light emitting and receiving unit 9 is a composite element of a light emitting unit 9a such as a light emitting diode and a light receiving unit 9b such as a silicon photodiode. A splitter 7 is provided. A light-emitting unit light-receiving unit 8 is provided on a side where light other than a predetermined polarization direction of the light from the light emitting unit 9a is separated.
【００２１】上記の構成としたことで、投光器９ａから
物体２０の表面に向けて照射される光の反射光は再度投
光部偏光ビームスプリッタ７を反対方向から通過するも
のとなり所定の偏光方向以外の光が分離されるが、この
ときには、投光部受光器８が設けられているのとは反対
側のサイドに分離される。With the above configuration, the reflected light of the light emitted from the light projector 9a toward the surface of the object 20 again passes through the light projecting section polarization beam splitter 7 from the opposite direction, and becomes different from the predetermined polarization direction. However, at this time, the light is separated on the side opposite to the side on which the light emitting unit light receiver 8 is provided.
【００２２】よって、この実施形態においては、上記し
た投光部受光器８の反対側に補正受光器６を設けてお
く。このように構成することで、一つの偏光ビームスプ
リッタにより光沢センサ１が構成でき構成が簡素化して
コストダウンが可能となると共に、比較的に高い精度が
要求される入射角θと反射角θとの設定も不要となり一
層の簡素化が可能となる。Therefore, in this embodiment, the correction light receiving device 6 is provided on the opposite side of the light emitting unit light receiving device 8 described above. With such a configuration, the gloss sensor 1 can be configured by one polarization beam splitter, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced. In addition, the incident angle θ and the reflection angle θ, which require relatively high accuracy, can be obtained. Setting is not required, and further simplification is possible.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、投
光器は単一波長を放射するものとされ且つ偏光装置が設
けられて単一方向の偏光を有する光として物体表面に照
射し、この物体表面からの反射光を偏光ビームスプリッ
タを透過させることで、前記測定光と同一方向の偏光を
有する反射光成分と、異なる方向を有する反射光成分と
に分離し、各々の反射光成分を各々に対して設けられた
受光手段により測定し、この二つの受光手段からの出力
を演算することで光沢度を測定する光沢センサとしたこ
とで、投光器を単一波長のものとしたことで、被測定物
体の表面の色などに測定精度が影響を受けず、また、受
光器の分光感度も測定精度に影響を与えないものとし
て、この種の光沢センサの精度の向上に極めて優れた効
果を奏するものである。As described above, according to the present invention, according to the present invention, the projector is supposed to emit a single wavelength, and is provided with a polarizing device to irradiate the surface of the object as light having a unidirectional polarization. By transmitting the reflected light from the surface through the polarizing beam splitter, the reflected light component having the same direction of polarization as the measurement light and the reflected light component having a different direction are separated, and each reflected light component is separated into each. The gloss sensor measures the gloss by measuring the output from the light receiving means provided for the two light receiving means and calculating the output from the two light receiving means. A device that has an extremely excellent effect on improving the accuracy of this type of gloss sensor, assuming that the measurement accuracy is not affected by the color of the surface of the object and the spectral sensitivity of the light receiver does not affect the measurement accuracy. In .
【００２４】また、投光器には偏光装置を設け、受光器
には偏光ビームスプリッタを設けたことで、反射光中
の、鏡面により反射が行われた光量と、凹凸面により拡
散反射が行われた光量との比を明確に知れるものとし、
この比により、例えば普通紙、÷沢紙などの識別も可能
なものとして、この種の光沢センサの性能の向上に極め
て優れた効果を奏するものである。Further, by providing a polarizing device in the light projector and a polarizing beam splitter in the light receiver, the amount of light reflected by the mirror surface in the reflected light and the diffuse reflection by the uneven surface are obtained. The ratio with the amount of light is clearly known,
With this ratio, for example, plain paper, paper paper, and the like can be distinguished, and the effect of improving the performance of this type of gloss sensor is extremely excellent.
【図１】 本発明に係る光沢センサの実施形態を示す説
明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a gloss sensor according to the present invention.
【図２】 同じ実施形態を作動させるときの回路の例を
示す略示的なブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram showing an example of a circuit when operating the same embodiment.
【図３】 同じく本発明に係る光沢センサの別の実施形
態を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the gloss sensor according to the present invention.
【図４】 別の実施形態を作動させるときの回路の例を
示す略示的なブロック図である。FIG. 4 is a schematic block diagram showing an example of a circuit when operating another embodiment.
【図５】 同じく本発明に係る光沢センサの更に別の実
施形態を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing still another embodiment of the gloss sensor according to the present invention.
１……光沢センサ ２……投光器 ３……偏光板 ４……受光器 ５……偏光ビームスプリッタ ６……補正受光器 ７……投光部偏光ビームスプリッタ ８……投光部受光器 ９……発光受光部 ９ａ……投光器 ９ｂ……受光器 ２０……物体 ２１……補正回路 ２２……可変電源装置 θ……入射角、反射角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gloss sensor 2 ... Floodlight 3 ... Polarizer 4 ... Detector 5 ... Polarization beam splitter 6 ... Correction light receiver 7 ... Floodlight polarizing beam splitter 8 ... Floodlight receiver 9 ... ... Light-emitting and light-receiving section 9a... Projector 9b... Receiver 20... Object 21... Correction circuit 22.
Claims (2)
を投光器により照射し、この物体表面からの反射光を上
記入射角と同じ角度の反射角で受光器により測定して光
沢度を測定して成る光沢センサにおいて、前記投光器は
単一波長を放射するものとされ且つ偏光装置が設けられ
て単一方向の偏光を有する光として物体表面に照射し、
この物体表面からの反射光を偏光ビームスプリッタを透
過させることで、前記測定光と同一方向の偏光を有する
反射光成分と、異なる方向を有する反射光成分とに分離
し、各々の反射光成分を各々に対して設けられた受光手
段により測定し、この二つの受光手段からの出力を演算
することで光沢度を測定することを特徴とする光沢セン
サ。An object surface is irradiated with measuring light having a predetermined incident angle by a light projector, and reflected light from the object surface is measured by a light receiver at a reflection angle equal to the incident angle to measure glossiness. In the gloss sensor, the light emitter emits a single wavelength, and a polarizing device is provided to irradiate the object surface as light having a unidirectional polarization,
By transmitting the reflected light from the object surface through a polarizing beam splitter, a reflected light component having the same polarization as the measurement light and a reflected light component having a different direction are separated, and each reflected light component is separated. A gloss sensor characterized by measuring by a light receiving means provided for each of them and calculating the gloss by calculating outputs from the two light receiving means.
ビームスプリッタとされ、この偏光ビームスプリッタに
は物体表面に照射する以外の偏光方向を有する光の光量
を測定する投光部受光器が設けられていることを特徴と
する請求項１記載の光沢センサ。2. The polarizing device provided in the light projector is a polarizing beam splitter, and the polarizing beam splitter is provided with a light projecting unit light receiver for measuring the amount of light having a polarization direction other than irradiating the object surface. The gloss sensor according to claim 1, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9093859A JPH10281991A (en) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Gloss sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9093859A JPH10281991A (en) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Gloss sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281991A true JPH10281991A (en) | 1998-10-23 |
Family
ID=14094171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9093859A Pending JPH10281991A (en) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Gloss sensor |
Country Status (1)
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