JPH10281991A - 光沢センサ - Google Patents

光沢センサ

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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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JP
Japan
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light
reflected light
polarization
projector
gloss sensor
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JP9093859A
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English (en)
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Fumio Ogawa
文雄 小川
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Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/57Measuring gloss

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光沢センサにおいては、スペクトル幅
を有する光源を使用するものであり、且つ、反射光の全
てを測定するものであったので、物体表面の色、粗密度
などにより測定値が変動し、正確な測定が行えないもの
であった。 【解決手段】 本発明により、投光器2は単一波長のも
のとされ且つ偏光板3が設けられて偏光を有する光とし
て物体表面20に照射し、この反射光を偏光ビームスプ
リッタ5を透過させ、測定光と同一偏光の反射光成分
と、異なる偏光の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器4、6により測定
する光沢センサ1としたことで、投光器2を単一波長の
ものとし被測定物体の表面の色に測定精度が影響を受け
ず、また、投光器2には偏光板3を設け、受光器4、6
には偏光ビームスプリッタ5を設けたことで、反射光中
の、鏡面反射光と、凹凸面反射光との比が知れるものと
して課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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。
  2. 【請求項2】 前記投光器に設けられる偏光装置は偏光
    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。
JP9093859A 1997-04-11 1997-04-11 光沢センサ Pending JPH10281991A (ja)

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