JPH0616010B2 - 濃度較正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、濃度基準板を用いて測定値を較正する濃度較
正方法に関するものである。

〔従来の技術〕

濃度形計には、被測定物の透過濃度を測定する透過濃度
計と、被測定物の反射濃度を測定する反射濃度計とがあ
る。これらの濃度計は、画像記録（写真や印刷等）の分
野において、画像記録媒体の特性測定や、記録画像の濃
度測定のために広く使用されている。また、計測の分野
でも、例えば圧力測定フイルムと反射濃度計とを使用し
た圧力測定が行われている。この圧力測定フイルムは、
発色濃度（マゼンタ濃度）が圧力に応じて変化するよう
に作られており、これらを加圧される箇所に配置して発
色させ、この発色部の反射濃度を測定し、反射濃度と圧
力との関係を表した換算表を参照して圧力を調べるもの
である。

従来の濃度計は、演算部，メーター，電源回路等を設け
た濃度計本体と、被測定物の反射光又は透過光を測定す
る測定ヘッドとから構成されている。この測定ヘッドに
は、照明光を放出する投光系と、反射光又は透過光を測
定する測定系と、照明光の一部を取り出した参照光を測
定する参照光測定系とが設けられている。

一般に、濃度計を使用する場合は、被測定物の測定に先
立って、零点補正を行なうことが必要である。これは、
周囲の温度や外光等の環境的要因と、ランプや受光素子
等の経時変化による内的要因とによる測定誤差を是正す
るためのものであり、既知の濃度基準を測定し、得られ
た実測値とのずれがなくなるように調節するものであ
る。

この零点補正に際しては、例えば低濃度基準板を測定
し、濃度計本体のメーター指針が、低濃度基準板の濃度
である低濃度基準値を指すように、調節つまみをまわ
す。次に、高濃度基準板を測定し、メーター指針が既知
の高濃度基準値を指すように、調節つまみを調節する。
この調節操作を複数回行って、メーター指針が既知の低
濃度基準値と高濃度基準値とを指すようにする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した従来の零点補正方法では、調節つまみを複数回
操作して、メーター指針の振れを調節しなければならな
いため、その調節操作が面倒であった。

〔発明の目的〕

本発明は、零点補正時の調節操作を不要にした濃度較正
方法を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、零点補正時に低
濃度基準値Ｒ_Ｌと高濃度基準値Ｒ_Ｈが既知の低濃度基準
板と高濃度基準板とをそれぞれ測定し、得られた２種類
の濃度基準測定値Ｒ_１，Ｒ_２と既知の濃度基準値Ｒ_Ｌ，
Ｒ_Ｈとのずれから零点補正データを演算し、これをメモ
リに記憶させておき、この零点補正データを用いて、被
測定物を測定して得た測定値を較正するようにしたもの
である。この零点補正データは係数項αと定数項Ｋとか
らなり、それぞれ次式により求められる。

そして、被測定物の濃度測定値がＲ_Ｄのとき、較正済み
測定値Ｒを、 Ｒ ＝ Ｒ_Ｄ− αＲ_Ｄ− Ｋ として求めるようにしたものである。

〔作用〕

本発明では、零点補正時に零点補正データを作成し、こ
れを用いて測定値を較正するものであるから、従来のよ
うな調節操作が不要となり、零点補正が極めて簡便とな
る。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について詳細に
説明する。

〔実施例〕

第２図は本発明を実施した反射濃度計の外観を示すもの
であり、濃度計本体と測定ヘッドを一体化したハンディ
タイプ構造とすることにより、取扱及び携帯を簡便にし
ている。縦長の濃度計本体１０は、測定時の安定性を確
保するために、上部に比べて底部の奥行きが広くなった
形状をしており、プラスチックで成形されている。この
濃度計本体１０の上部には、表示パネル１１が取り付け
られており、測定した反射濃度をデジタル表示する。濃
度計本体１０の側面には、スライド式の電源スイッチ１
２と、プッシュ式の測定スイッチ１３と、零点補正用ス
イッチ１４とが設けられている。この零点補正用スイッ
チ１４は、零点補正モード以外では不用意に操作されな
いようにするために、切欠き１５内に配置されている。

前記濃度計本体１０の下部には、底面及び前方に切り欠
いた凹部１６が形成されており、この凹部１６の底面を
塞ぐように透明プレート１７が取り付けられている。こ
の透明プレート１７のほぼ中央には、測定用アパーチャ
ー１７ａが形成されており、この測定用アパーチャー１
７ａは上に広がった円錐台形をしている。この測定用ア
パーチャー１７ａの内周面を通過する反射光を遮光し、
かつ測定用アパーチャー１７ａを見易くするために、そ
の内周面が黒色塗装されている。

第１図は濃度計本体に内蔵された電気回路を示すもので
ある。遮光筒２０は、測定用アパーチャー１７ａに対し
て４５度に傾斜して配置されており、この中にランプ２
１が収納されている。この投光系においては、ランプ２
１から放出された照明光の光束が、遮光筒２０の先端に
形成した開口によって規制され、測定用アパーチャー１
７ａ内に位置している被測定物２２をスポット状に照明
する。

前記測定用アパーチャー１７ａに対面するように、遮光
筒２３が垂直に配置されており、この中にレンズ２４が
収納されている。この反射光測定系においては、測定用
アパーチャー１７ａ内にある被測定物２２の表面で反射
した光が、遮光筒２３の先端に設けた開口で規制され、
そしてレンズ２４，フイルタ２５を経て受光素子２６に
入射し、ここで光電変換される。

参照光測定系は、遮光筒２０に連通した遮光筒２７と、
フイルタ２５と、受光素子２８とから構成されており、
ランプ２１から放出された照明光の一部を取り出し、受
光素子２８で光電変換する。

前記フイルタ２５は、特定な波長域の反射光をだけを通
過させるためのものであり、この実施例ではマゼンタ発
色の濃度を測定するために、グリーンのフイルタが用い
られている。なお、白黒濃度を測定する場合には、フイ
ルタ２５が不要であり、またフイルタ２５を切換え自在
にすれば、三色反射濃度を測定することができる。

前記受光素子２６，２８から出力された信号は、対数変
換アンプ３０，３１にそれぞれ送られて、増幅及び対数
変換される。この対数変換アンプ３０，３１の出力信号
は、減算器３２で減算処理されて濃度信号に変換され
る。この濃度信号は、Ａ／Ｄ変換器３３に送られ、所定
の周期でデジタル信号（測定データ）に変換される。こ
のデジタル変換により得られたＮ個の測定データは、Ｃ
ＰＵ３４に取り込まれてメモリ３５に記憶される。この
ＣＰＵ３４は、メモリ３５に記憶されたプログラムにし
たがって各部の作動をシーケンス制御する。

前記濃度計本体１０内に電池３８が交換可能に装填され
ており、電源スイッチ１２を介して電源回路３９と、バ
ッテリーチェック回路４０に接続されている。この電源
回路３９は、電源スイッチ１２がＯＮしている場合に、
所定の電圧を各部に給電する。本実施例では、単３電池
４本で約１００００回の測定が可能であるが、これを越
えると電圧が徐々に低下する。この電圧低下が大きくな
ると、ランプ２１の発光輝度や対数変換アンプ３０，３
１の特性が設計値からずれてくるため、精度良い測定を
行なうことができなくなる。そこで、バッテリーチェッ
ク回路４０は、電池３８の電圧を検出し、この電圧が一
定値以下に低下した場合には、警告信号をＣＰＵ３４に
送る。

前記表示パネル１１としては液晶パネルが用いられ、３
桁の数字表示部１１ａと、零点補正モードを「ＡＤＪ」
で示す表示部１１ｂと、零点補正モードにおいて測定し
たものが高濃度基準値と低濃度基準値のいずれかを「Ｈ
Ｉ」，「ＬＯ」で表示する表示部１１ｃと、シンボルマ
ークで電池交換を表示する電池マーク１１ｄとが設けら
れている。

前記メモリ３５には、高濃度基準値と低濃度基準値とを
組み合わせた複数のチャンネルが記憶されている。この
チャンネル選択は、反射濃度計の出荷時に、高濃度基準
板と低濃度基準板とを測定し、得られた高濃度基準値と
低濃度基準値とに応じて最も近いチャンネルを選び、チ
ャンネル選択回路４１で指定する。この実施例では、４
個のチャンネルが用意されているため、２個のディップ
スイッチ４１ａ，４１ｂが設けられており、これらのＯ
Ｎ，ＯＦＦによるコード信号でチャンネルを指定してい
る。なお、符号４２はブザーである。

次に、第３図ないし第７図を参照して上記実施例の作用
について説明する。濃度計本体１０を片手で保持してか
ら、電源スイッチ１２をＯＮにすると、第３図に示すよ
うに、零点測定モードとなる。この零点測定モードが実
行されると、測定モードとなり、電源スイッチ１２をＯ
ＦＦするまで、被測定物を繰り返して測定を行なうこと
ができる。

前記零点補正モードに入ると、第４図に示すように、表
示パネル１１の数字表示部１ａ，「ＡＤＪ」１１ｂ，
「ＨＩＬＯ」１１ｃとが点滅表示する。そこで、第２図
に示すように、濃度計本体１０を起立した状態で、濃度
計収納ケース（図示せず）に取り付けた高濃度基準板
と、低濃度基準板とをそれぞれ測定して零点補正データ
を作成する。すなわち、濃度計本体１０の底部を濃度計
収納ケースの所定位置に挿入すれば、濃度計本体１０の
底面に取り付けた透明プレート１７が濃度基準板に接触
するとともに、濃度計収納ケースに形成した突起によ
り、零点補正用スイッチ１４がＯＮして測定が開始され
る。なお、この濃度基準板の測定は、どちらを先に行っ
ても同じである。

第５図に示すように、濃度測定が開始されると、ランプ
２１が時間Ｔ１（例えば０．９秒）だけ点灯する。この
ランプ２１が点灯すると、遮光筒２０でサイズが規制さ
れたスポット光が、透明プレート１７の測定用アパーチ
ャー１７ａ内を通過して濃度基準板を照明する。この濃
度基準板で反射された光は、測定用アパーチャー１７ａ
を通って遮光筒２３に入り、レンズ２４，フイルタ２５
を介して受光素子２６に入射し、ここで光電変換され
る。他方、ランプ２１から放出された照明光の一部は、
参照光として遮光筒２７を介して取り出され、フイルタ
２５を通ってから受光素子２８に入射し、ここで光電変
換される。

前記受光素子２６，２８から出力された信号は、対数変
換アンプ３０，３１で対数変換及び増幅されてから減算
器３２に送られ、その差が反射濃度信号として出力され
る。なお、電源スイッチ１２がＯＮしていると、受光素
子２６，２８，対数変換アンプ３０，３１等が作動して
いるため、ランプ２１の消灯時にも減算回路３２から反
射濃度信号が出力されているが、後述するようにランプ
２１の点灯期間中にだけ反射濃度信号の取出しを行な
う。

前記ランプ２１の点灯開始後、ＣＰＵ３４は、測定デー
タを取り出す前に、電源が正常な状態にあるかどうかを
調べるために、バッテリーチェック回路４０の出力信号
を取り込んでバッテリーチェックを行なう。このバッテ
リーチェック回路４０は、電池３８の電圧と基準電圧と
をコンパレータで比較するものであり、所定値以下の場
合には二値化された警告信号を出力する。この場合に
は、ＣＰＵ３４は測定シーケンスの実行を停止し、点滅
中の数字表示１１ａ，「ＡＪＤ」１１ｂ，「ＨＩＬＯ」
１１ｃの他に、電池マーク１１ｂを所定の周期で点滅表
示する。更に、ブザー４２を駆動して音で電池交換を警
告する。ここで、電池交換を行なうと、再び零点補正モ
ードに復帰する。

第７図に示すように、ランプ２１の発光輝度が安定する
要する時間Ｔ２（例えば０．５秒）が経過すると、ＣＰ
Ｕ３４は、Ａ／Ｄ変換器３３を所定の周期Ｔ３（例えば
０．１秒）で駆動し、Ａ／Ｄ変換を複数回例えば４回行
なう。このＡ／Ｄ変換器３３は、サンプリング機能を持
っているため、減算器３２から出力された濃度信号を４
回サンプリングし、デジタル信号（測定データ）に変換
するから実質的に４回の測定が行われる。得られた４個
の測定データは、ＣＰＵ３４に取り込まれ、メモリ３５
に記憶される。なお、電池電圧が低下している場合に
は、ＣＰＵ３４はＡ／Ｄ変換器３３に変換指令を送らな
いため、Ａ／Ｄ変換器３３が作動せず、したがって測定
データの取込みが行われない。

この４個の測定データは、ランプ２１の発光輝度の変
動，対数変換アンプ３０，３１等の過渡特性，ノイズ等
の影響でバラツクことがあり得るから、４個の測定デー
タのうち、最大値と最小値とをカットし、残りの２個の
測定データから平均値を算出し、これを濃度基準測定値
とする。

チャンネル選択回路４１によって、低濃度基準値と高濃
度基準値とが指定されているから、実際の測定で得た測
定値がいずれに近似しているかどうかを調べる。例え
ば、低濃度基準値Ｒ_Ｌに近似している場合には、低濃度
基準板を測定したものと判断し、表示部１１ｃの「Ｌ
Ｏ」を表示する。これとともに、測定値を数字表示部１
１ａにデジタル表示し、また「ＡＤＪ」１１ｂを表示す
る。これらの表示は、零点補正モード中での測定である
ことを示すために点滅で行われる。

次に、別の濃度基準板例えば高濃度基準板に、濃度計本
体１０の底面を押し付けると、前述した第５図に示す手
順より、高濃度基準板の規定が行われ、得られた測定値
が表示パネル１１にデジタル表示され、同時に「ＨＩ」
と「ＡＤＪ」も表示される。

以上の手順により高濃度基準板と低濃度基準板の測定が
終了すると、ＣＰＵ３４は零点補正データを作成する。
この零点補正データの作成について第８図を参照して説
明する。この第８図において、実線は適正な基準濃度線
であり、点線は実際の測定によって得られる測定濃度線
であり、これらの間にズレが存在している。ここで、記
号Ｒ_Ｌは、低濃度基準板の濃度基準値として、チャンネ
ル指定によりプリセットされた低濃度基準値であり、ま
たＲ_Ｈはプリセットされた高濃度基準値である。Ｒ_１は
低濃度基準板を測定して得た低濃度基準測定値であり、
Ｒ_２は高濃度基準板を測定して得た高濃度基準測定値で
ある。

低濃度基準測定値Ｒ_１を通り、基準濃度線に平行な直線
（一点鎖線で示す）を描くと、任意の測定値Ｒ_Ｄに対す
る較正済み測定値はＲは、次式から算出される。

Ｒ＝ Ｒ_Ｄ− Ｘ − Ｋ ・・・(1) ここで、Ｋは測定値Ｒ_Ｄに関係していない定数項であ
る。他方、Ｘは測定値Ｒ_Ｄに応じて増減する係数項であ
り、これは係数をαとすると、Ｘ＝α・Ｒ_Ｄとなる。そ
こで、式(1)は次のように書き替えることができる。

Ｒ＝ Ｒ_Ｄ− α・Ｒ_Ｄ− Ｋ ・・・(2) 前記係数αと定数Ｋは次式で表される。

なお、係数αと定数Ｋとを式(2)に代入して、整理する
と、次式(5)となる。

前記ＣＰＵ３４は、式(3)と(4)とから係数αと定数Ｋと
を算出し、これらを零点補正データとしてメモリ３５に
記憶する。この補正データの作成と記憶が完了すると、
ＣＰＵ３４はブザー４２を駆動して、零点補正モードが
完了したことを表示する。これとともに、表示パネル１
１に表示されていた「ＡＤＪ」，「ＨＩ」を消去すると
ともに、表示パネル１１の点滅駆動を連続点灯に切り換
える。なお、実際は、表示が消灯サイクルに入る前に、
零点補正データの作成が終了するから、最後に測定した
測定値の表示は実質的に連続点灯となる。

被測定物２２の反射濃度を測定する場合には、第２図に
示すように、濃度計本体１０を起立させた状態で、その
底面を被測定物２２に重ねる。次に、凹部１６の斜め上
方から透明プレート１７を通して被測定物２２を観察
し、測定用アパーチャー１７ａが所望の測定部分と合致
するように位置合わせを行なう。この測定用アパーチャ
ー１７ａの位置決め後に、測定用スイッチ１３を指で押
して被測定物２２の濃度測定を開始する。

第６図に示すように、測定用スイッチ１３がＯＮする
と、前述したようにランプ２１が短時間発光し、その間
でバッテリーチェックと複数個のデータ取込みとを順次
行ない、これらの測定データから被測定物２２の測定値
を求める。この測定値は、零点補正モードで求めた補正
データで較正される。すなわち、ＣＰＵ３４は、メモリ
３５に記憶した係数αと定数Ｋとを読み出し、較正式
(2)に代入して較正済み測定値を算出する。

例えば、低濃度基準値Ｒ_Ｌを０．０５とし、高濃度基準
値Ｒ_Ｈを１．３０とし、低濃度基準測定値Ｒ_１を０．０
８とし、高濃度基準測定値Ｒ_２を１．４０とすると、零
点補正データを較正する係数αと定数Ｋは次のようにな
る。

α ＝ ０．０５ Ｋ ＝ ０．０３ 測定値が１．００の場合には、これらを較正式(2)に代
入すると、Ｒ ＝ ０．９８となり、この較正済み測定
値が表示パネル１１にデジタル表示され、これとともに
ブザー４２を駆動して音で測定完了が表示される。な
お、較正済み測定値の表示は連続点灯であり、そして次
の測定により前回の較正済み測定値が消去されるまで継
続する。また、プリンタ等を接続すれば、データ転送が
行われ、このプリンタ内で必要な換算を行って、反射濃
度値と換算値等をプリントすることが可能である。

前記実施例では、片手で操作可能なハンディタイプの反
射濃度計について説明したが、本発明は、演算回路，表
示器，電源回路等を有する濃度計本体と、測定ヘッドと
を別体にし、これらコードで接続した従来の反射濃度計
に対しても利用することができるものであり、更には透
過濃度計に対しても利用することができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、低濃度基
準板と高濃度基準板の濃度をそれぞれ測定して得た基準
測定値と、これらの濃度基準板の濃度としてプリセット
されている濃度基準値とのズレから零点補正データを演
算し、これをメモリに記憶させておき、この零点補正デ
ータを用いて、被測定物を測定して得た測定値を較正す
るようにしたから、従来のように調節つまみを操作して
メーター指針の位置調節を行なうことが不要となり、零
点補正が極めて簡便となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する反射濃度計の電気回路を示す
ブロック図である。 第２図は本発明を実施したハンディタイプの反射濃度計
を示す外観図である。 第３図は測定手順の概略を示すフローチャートである。 第４図は零点補正モードを示すフローチャートである。 第５図は測定データの取込みを示すフローチャートであ
る。 第６図は測定モードを示すフローチャートである。 第７図はランプ点灯と測定データの取込みの関係を示す
タイミグチャートである。 第８図は零点補正データを説明するためのグラフであ
る。 １０……濃度計本体 １１……表示パネル １２……電源スイッチ １３……測定スイッチ １４……零点補正用スイッチ １７ａ……測定用アパーチャー ２１……ランプ ２２……被測定物 ２６，２８……受光素子 ３０，３１……対数変換アンプ ４１……チャンネル選択回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低濃度基準値Ｒ_Ｌの低濃度基準板と、高濃
   度基準値Ｒ_Ｈの高濃度基準板の濃度をそれぞれ測定して
   低濃度基準測定値Ｒ_１と高濃度基準測定値Ｒ_２とを得、
   次式 により零点補正データの係数αと定数Ｋとを求め、被測
   定物の濃度測定値Ｒ_Ｄに対し、 Ｒ ＝ Ｒ_Ｄ− αＲ_Ｄ− Ｋ の補正を行って較正済み測定値Ｒを得ることを特徴とす
   る濃度較正方法。