JP2001091358A - 調色方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、調色計算の原理に合致した
理想的な測定が行える調色方法を提供することにある。 【解決手段】 可視波長領域において透明で平面部を持
つ基板に試料を実質的に光透過が無い厚さで設ける試料
作成工程（Ｓ１０）と、可視領域の照明光を該基板の試
料側とは反対側の透明平面部に照射時の拡散反射スペク
トルデータを、該平面部からの正反射光を除去可能な光
トラップを含む積分球を用いて得る測定工程（Ｓ１２）
と、該試料作成工程（Ｓ１０）及び測定工程（Ｓ１２）
で予め得ておいた基本色の拡散反射スペクトルデータに
基づき、該試料作成工程（Ｓ１０）及び測定工程（Ｓ１
２）で得た目標色の拡散反射スペクトルデータから、該
目標色を得るのに最適な基本色の種類及び配合比を求め
るカラーマッチング工程（Ｓ１４）と、を備えたことを
特徴とする調色方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は調色方法および装
置、特に測定法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、指定色と同じ色の塗料を調整する
色合わせが行われている。指定色に色を合わせる多くの
場合、熟練者の経験を土台にして、当て推量で顔料を選
び、分量を定めて一度で合わなければ、何度でも色が合
うまで、分量を修正していく試行錯誤法によって色合わ
せ作業が行なわれる。しかしながら、この作業は、経験
が物をいうので、未経験者では難しく時間のかかる工程
である。また、照明光源、および観察条件などによって
色が違って見える等があり、非常に困難な作業であっ
た。

【０００３】そこで、このような色合わせ作業を簡易化
するためにいろいろ工夫されている。特に最近、試料を
基板に塗装し、該基板の試料塗装側の拡散反射測定を、
通常の分光光度計で行い、測光結果を調色の計算式に当
てはめて、顔料の選定、顔料配合量の算出、色合わせの
精度向上のための配合量修正などが可能なコンピュータ
・カラーマッチング（ＣＣＭ）が注目されている。

【０００４】このＣＣＭを用いると、実際に着色するこ
となく、希望の色を最小限の原色数で配合比とともに求
められ、混色作業の省力化につながる。したがって、面
倒な色合わせ作業の時間と労力を極力減少させることが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように作業性等に優れているＣＣＭにあっても、そのＣ
ＣＭに用いられる、測光結果の精度は改善の余地があっ
た。すなわち、調色の計算式に、通常の分光光度計で得
られた測光結果を直接代入すると、誤差が大きく、経験
則に基づいた補正式を用いて調色を行っていた。しかし
ながら、このような補正は、目標色を得るのに必要な基
本色の種類により変える必要があるため、機械的に適応
することが困難であった。

【０００６】前述のように作業性等に優れているＣＣＭ
ではあるが、その計算原理に合致した理想的な測定法が
ないため、その開発が急務であった。本発明は、前記従
来技術の事情に鑑みなされたものであり、その目的は調
色計算の原理に合致した理想的な測定が行える調色方
法、および装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】まず、調色の原理を以下
に示す。例えば顔料と光の相互関係は次のように考えら
れる。顔料の表面及び内部は、多くの粒で構成されてお
り、光が顔料に入射すると、一部透過し、一部顔料自体
に吸収され、残りは反射、この繰り返しを経て内部に進
む。

【０００８】図１は、繰り返しの過程での１部をモデル
化したもので、粒子層内の任意の深さｘにある厚みｄｘ
をもつ単位粒子層９を考えている。ここで、吸収係数を
Ｋと散乱係数をＳとおき、光の進む方向も考慮すると、
単位粒子層９を通過する光束ｉの変化量と、反射する光
速ｊの変化量は、次記数１，２で表せる。

【０００９】

【数１】ｄｉ＝−（Ｋ＋Ｓ）ｉｄｘ＋Ｓｊｄｘ

【数２】―ｄｊ＝−（Ｋ＋Ｓ）ｊｄｘ＋Ｓｉｄｘ

【００１０】ただし、―Ｋｉｄｘは光束ｉの吸収による
減衰、―Ｓｉｄｘは散乱による減衰。また、―Ｋｊｄｘ
は光束ｊの吸収による減衰、―Ｓｊｄｘは散乱による減
衰。そして、この微分方程式を解き、この理論を測定量
をパラメータとした式に拡張した。この式が次記数３
で、混色理論の基本式である。

【００１１】

【数３】Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ∞）^２／２Ｒ∞ ただし、Ｒ∞は、下地の影響がないほど媒体を厚くした
ときの反射率。さらに、上記数５を、色材の混合に当て
はめ、混合時に化学反応が起こらず、物理的に混合した
だけのときは、吸収係数Ｋ、散乱係数Ｓに加法性が成り
立つ。この理論で、ｎ色混合時を考えると、次記数４と
なる。

【００１２】

【数４】 （Ｋ／Ｓ）_ｍｉｘ＝（Ｃ_１Ｋ_１＋Ｃ_２Ｋ_２＋Ｃ_３Ｋ_３＋Ｃ_４Ｋ_４＋…＋Ｃ_ｎ Ｋ_ｎ）／ （Ｃ_１Ｓ_１＋Ｃ_２Ｓ_２＋Ｃ_３Ｓ_３＋Ｃ_４Ｓ_４＋…＋Ｃ_ｎＳ_ｎ） ここで、Ｃは色材の濃度を意味する。このＫｎとＳｎが
実測できれば、上記数４の左辺の（Ｋ／Ｓ）_ｍｉｘを上
記数５に代入して、混合時の反射率Ｒを予測計算できる
ので、混合時の色を予測することができるのである。

【００１３】ここで、本発明者らが、このような計算に
用いられる測光結果の精度向上について鋭意検討を行っ
た結果、調色計算では、相対散乱係数、および相対吸収
係数、特に相対散乱係数を正しく測定することが重要な
事柄であることに気づいた。そして、この相対散乱係数
等を正しく測定するためには、以下に示す種々の点を工
夫する必要性を見出した。

【００１４】試料の塗布量の工夫 まず、可視波長領域において透明で、かつ、平面部を持
つ材料、例えば石英板や白色ガラス板などからなる基板
に試料を、実質的に光透過が無いとみなせる厚さで塗装
する。

【００１５】基板に対する測定方向、および積分球の工
夫 そして、この基板の試料側とは反対側の透明平面部を測
定側とし、取りつけ位置が考慮された正反射光トラップ
を含む積分球を用いて、前記平面部の拡散反射スペクト
ルデータを得るのである。この結果、前述のような基板
に対する測定方向を工夫することにより、より平面が確
実に出せるので、正反射光の進行方向をより一方向に絞
ることができる。これにより、積分球に対する取りつけ
位置が考慮された光トラップにより、測定に不要な正反
射光を正確に取除くことができる。

【００１６】しかも、試料の塗布量の工夫により、光の
試料透過による誤差が無視できる程度に小さくなる。ま
た、すべての試料に対して再現性のある方法となり、塗
料の差だけを議論できる。したがって、それらの工夫の
ない場合に比較し、調色の計算に用いられる、測光結果
を、より適正に得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【００１７】すなわち、前記目的を達成するために、本
発明にかかる調色方法は、試料作成工程と、測定工程
と、カラーマッチング工程と、を備えることを特徴とす
る。ここで、前記試料作成工程は、可視波長領域におい
て透明で、かつ平面部を持つ基板に、試料を実質的に光
透過が無いとみなされる厚さで設ける。

【００１８】また、前記測定工程は、可視波長領域の照
明光を、前記基板の試料側とは反対側の、透明平面部に
照射時の拡散反射スペクトルデータを、該平面部からの
正反射光を除去可能な光トラップを含む積分球を用いて
得る。前記カラーマッチング工程は、前記試料作成工
程、および前記測定工程により予め得ておいた、前記基
本色の拡散反射スペクトルデータに基づき、前記試料作
成工程、および前記測定工程により得られた目標色の拡
散反射スペクトルデータから、該目標色を得るのに最適
な基本色の種類、およびその配合比を求める。

【００１９】なお、本発明において、前記カラーマッチ
ング工程は、前記目標色の拡散反射スペクトルデータか
ら、前記可視波長領域の所定の各波長での該目標色の相
対散乱係数、および相対吸収係数を得、該相対散乱係
数、および相対吸収係数に基づき、該目標色を得るのに
最適な基本色の種類、およびその配合比を求めることが
好適である。

【００２０】また、前記目的を達成するために、本発明
にかかる装置は、基板と、試料照射手段と、積分球と、
検出手段と、カラーマッチング手段と、を備えることを
特徴とする。ここで、前記基板は、可視波長領域におい
て透明で、かつ平面部を持ち、試料が実質的に光透過が
無いとみなせる厚さで設けられる。また、前記試料照射
手段は、可視波長領域の照明光を、前記基板の試料側と
は反対側の透明平面部に照射する。

【００２１】前記積分球は、前記基板の試料側とは反対
側の透明平面部に設けられ、該平面部からの正反射光を
除去可能な光トラップを含み、該平面部からの正反射光
を除いた拡散散乱光のみを集光可能とする。前記検出手
段は、前記積分球で得た拡散反射光の強度を検出する。
前記基本色情報記憶手段は、前記基板、前記試料照射手
段、前記積分球、および前記検出手段を用いて予め得て
おいた、前記基本色の拡散反射スペクトルデータを記憶
する。

【００２２】前記カラーマッチング手段は、前記基本色
情報記憶手段の基本色情報に基づき、前記基板、前記試
料照射手段、前記積分球、および前記検出手段を用いて
得られた目標色の拡散反射スペクトルデータから、該目
標色を得るのに最適な基本色の種類、およびその配合比
を求める。なお、本発明において、前記カラーマッチン
グ手段は、前記目標色の拡散反射スペクトルデータか
ら、前記可視波長領域の所定の各波長での該目標色の相
対散乱係数、および相対吸収係数を得、該相対散乱係
数、および相対吸収係数に基づき、該目標色を得るのに
最適な基本色の種類、およびその配合比を求めることが
好適である。

【００２３】ここにいう基本色情報とは、例えば数種類
の原色（基本色）、白色と原色（基本色）の混合色、お
よび白色等の拡散反射スペクトルデータ等をいう。ま
た、ここにいう目標色の相対散乱係数、相対吸収係数と
は、例えば白色を基本にした場合等の散乱係数、吸収係
数をいう。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の好適
な実施形態について説明する。本発明において特徴的な
ことは、コンピュータ・カラーマッチングによる調色計
算の原理に合致した理想的な測定が行えるように、相対
散乱係数、および相対吸収係数を、精度よく計測可能と
したことにある。

【００２５】このために、本実施形態では、以下に示す
調色装置を用いることとした。図２には、本発明の一実
施形態にかかる調色装置の概略構成が示されている。同
図に示す調色装置１０は、紫外可視分光光度計（測定手
段）１２と、コンピュータ（カラーマッチング手段）１
４を含む。ここで、前記紫外可視分光光度計１２は、光
源部（試料照射手段）１５と、分光器（試料照射手段）
１６と、試料部１８と、測光部２０（検出手段）を含
む。

【００２６】光源部１５は、可視波長領域を含む光Ｌ０
を発生する。分光器１６は、光源部１５からの光Ｌ０を
各波数成分に分離し、可視波長領域の照明光Ｌ１を取り
だす。試料部１８には、基板２０と、積分球２２が設け
られる。前記基板２０は、可視波長領域において透明
で、かつ平面部を持つ材料からなる。例えば石英板や、
透明のガラス板等からなる。

【００２７】この基板２０には、実質的に光透過が無い
とみなせる厚さで、試料２６が塗装される。例えばイン
クやペイント等が塗装される。例えば、基本色情報を得
る際は、数種類の原色、白色と原色の混合色、白色など
が各対応基板に塗装される。また、目標色情報を得る際
は、目標色が対応基板に塗装される。

【００２８】そして、この基板２０の試料２６側とは反
対側で透明な平面部について、後述する例えば直径１５
０ｍｍ等の大型積分球２４を用いて、可視波長領域の所
定の各波長での拡散反射率（拡散反射スペクトルデー
タ）を得る。前記積分球２４は、例えば図中左斜め上方
から、分光器１６からの照明光Ｌ１が入射され、基板２
２の平面部に照射される。

【００２９】この基板２２からの拡散反射光Ｌ２は、こ
の積分球２４により集光されて測光部２０に導光され
る。この測光部２０の出力は、コンピュータ１４に入力
される。このとき、基板２２からの正反射光Ｌ３は、本
実施形態において特徴的な、正反射光Ｌ３を受光可能な
位置に設けられた光トラップ２７に入り、吸収されるの
で、測光部２０に導光されるのを防止している。

【００３０】前記コンピュータ１４は、ＣＰＵ２８と、
基本色情報記憶部３０と、目標色情報記憶部３２を含
む。この基本色情報記憶部３０は、あらかじめコンピュ
ータ・カラーマッチングを行うのに必要な、原色材（基
本色）の拡散反射スペクトルデータに基づく相対吸収係
数、相対散乱係数等の情報や、調色の計算式等を格納し
ている。

【００３１】そして、ＣＰＵ２８は、目標色情報記憶部
３２に目標色の拡散反射スペクトルデータが格納される
と、基本色情報情報記憶部３０の基本色情報、調色の計
算式等に基づき、コンピュータ・カラーマッチングを行
う。例えば、ＣＰＵ２８は、測光部２０で得た測光結果
を、色調の計算式に直接代入して、例えば白色を基本に
して目標色の相対散乱係数、および相対吸収係数を計算
する。

【００３２】つぎに、ＣＰＵ２８は、得られた相対散乱
係数、および相対吸収係数から、目標色を得るのに最適
な基本色の種類、およびその配合比を計算するのであ
る。本実施形態にかかる調色装置１０は概略以上のよう
に構成され、以下にその作用について図３を参照しつつ
説明する。本発明者らが、調色に最適な測定法について
鋭意検討を重ねた結果、以下の測定法を用いれば、ＣＣ
Ｍの計算原理に合致した理想的な測定量が得られること
を確認した。

【００３３】まず、ガラス板などの基板２２に、インク
やペイント等の試料２６を塗布する（Ｓ１０）。このと
き、試料２６の基板２２への塗布方法は、塗布して乾燥
させた状態で拡散透過率が０％になるまで、試料２６を
ガラス面等に重ね塗りしていく。このようにして試料２
６を塗布することにより、実質的に試料２６に対する光
透過がないようにすることができる。

【００３４】測定方法は、試料２６を塗布した方とは反
対側のガラス面等の基板２２に、分光器１６からの照明
光Ｌ１を照射する。これにより、測定に不要な正反射光
Ｌ３を極力除くための平面を確実に出せる。つまり、通
常、試料の塗装側から測定を行うのが一般的であるが、
該試料による凹凸により正反射光Ｌ３が四方八方に散ら
ばり、拡散反射光Ｌ２に混じる。これでは、測定に必要
な拡散反射光Ｌ２のみを十分に得ることができない。

【００３５】そこで、本実施形態では、試料２６を塗布
した方とは反対側のガラス面等の基板２２に、分光器１
６からの照明光Ｌ１の測定側とすることにより、平面が
確実に出せるので、基板２２からの正反射光Ｌ３の進行
方向を、より一方向に確実に制御できる。これにより、
正反射光Ｌ３と拡散反射光Ｌ２を良好に分離することが
可能となる。

【００３６】しかも、正反射光トラップ２７付の大型積
分球２４を、紫外可視分光光度計１２に取り付けて、拡
散反射測定を行う（Ｓ１２）。つまり、測定の際は、基
板２２の設置の工夫により、進行方向が制御された正反
射光Ｌ３の進行コース上に設けられた光トラップ２７を
用いて、基板２２からの正反射光Ｌ３を確実に除去し、
拡散反射光Ｌ２のみを測定値とする。

【００３７】これにより、光トラップ２７により正反射
光Ｌ３を正確に取除くことができる。 したがって、そ
のような工夫のない場合に比較し、正反射光Ｌ３の影響
を大幅に低減できる。しかも、基板２２に試料２６を、
実質的に光透過が無いとみなせる厚さで設けている。こ
れにより、光の試料２２透過による誤差も無視できる程
度に小さくすることができる。

【００３８】このように本実施形態では、まず基板２２
に対する試料２６の塗布の仕方、積分球２４に対する基
板２２の向きを工夫した。そして、このような工夫に加
えて、前述のように進行方向の制御された正反射光Ｌ３
を確実に除去可能となるように光トラップ２７の位置が
考慮された大型積分球２４を、紫外可視分光光度計１２
に取り付けて、拡散反射測定を行うようにした。

【００３９】この結果、正反射光Ｌ３のみを正確に取除
き、かつ、光の試料透過による誤差が無視できる程度に
小さくなるので、可視光領域で得た拡散反射スペクトル
データから、コンピュータ１４によるカラーマッチング
に用いられる、正確なＫＭ（クベルカムンク）値を得る
ことができる。

【００４０】つぎに、前述のように試料２６の塗布の仕
方、基板２２の向きを工夫し、調色計算に必要な、原色
４点・白と原色の混合色４点・白・目標色、計１０点等
を作成し、本実施形態にかかる調色装置１０を用いて、
各々の拡散反射スペクトルデータの採取を行った。

【００４１】相対散乱係数試験 そして、本実施形態により得られた測光結果を用いて、
例えば青と赤という原色材の相対散乱係数（Ｓｉ／Ｓ
ａ）を計算すると、図４のようになる。ただし、図４で
は、青（同図Ｉ参照）と赤（同図II参照）について、相
対散乱係数（Ｓｉ／Ｓａ）のグラフをそれぞれ示す。

【００４２】調色予測試験 つぎに、本実施形態で得た調色予測試験結果を次の２つ
の場合ａ，ｂについて記す。 ａ．目標色が淡色の場合 ｂ．目標色が濃色の場合 なお、試料の調整は、全て電子天秤を用いた重量（ｇ）
で定量した。

【００４３】ａ．目標色が淡色の場合 白との混合色の調整例を表１に示す。

【表１】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 赤 青 黄 緑 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 白（ｇ） １０．０２０ １０．０１０ １０．１４０ １０．０９０ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｘ＋白（ｇ） １０．１５０ １０．１６０ １０．３５０ １０．３００ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｘ（ｇ） ０．１３０ ０．１５０ ０．２１０ ０．２１０ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｘ（％） １．２８１ １．４７６ ２．０２９ ２．０３９ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― ただし、Ｘは赤、青、黄、緑等の原色。目標色の調整例
を表２に示す。

【００４４】

【表２】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 総重量（ｇ） 原色（ｇ） 比率Ｘ（％） ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 白 ９．７７ ９．７７ ９６．７３３ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 緑 ９．８７ ０．１０ ０．９９０ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 黄 １０．００ ０．１３ １．２８７ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 赤 １０．１０ ０．１０ ０．９９０ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 前記目標色と計算色との比較例を表３に示す。

【００４５】

【表３】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 目標色 計算色 残差 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 白（％）９６．７３３ ９７．５６ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 緑（％） ０．９９０ ０．５２ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 黄（％） １．２８７ ０．６７ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 赤（％） ０．９９０ １．２４ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｘ ４２．８４０ ４２．８４ ０．０００ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｙ ４７．１７０ ４７．１７ ０．０００ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｚ ５３．７３０ ５３．７３ ０．０００ ――――――――――――――――――――――――――――――――――――

【００４６】同表から明らかなように目標色が淡色の場
合、混色比は異なっても、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値が同等な目
標色値と計算色値が得られていることがわかる。このよ
うに混色比は異なっても、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値が同等であ
れば、目には等色に映るので、本実施形態に方法によれ
ば、残差なしの等色を容易に及び正確に調整可能である
ことを意味する。

【００４７】ｂ．目標色が濃色の場合 白との混合色の調整例を表４に示す。

【表４】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 白（ｇ） 合計（ｇ） 原色（ｇ） 原色比率（％） ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 赤＋白 ５．０４ ６．８１ １．７７ ３５．１１９ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 青＋白 ４．９７ ６．０９ １．１２ ２２．５３５ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 緑＋白 ５．００ ６．００ １．００ ２０．０００ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 黄＋白 ５．０７ ７．６０ ２．５３ ４９．９０１ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 目標色の調整例を表５に示す。

【００４８】

【表５】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 白 赤 青 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 目標色 ３．２００ ４．８４０ ５．９５０ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― ３．２００ １．６４０ １．１１０ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 比率（％） ５３．７８２ ２７．５６３ １８．６５５ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 前記目標色と計算色の比較例を表６に示す。

【００４９】

【表６】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 目標色 計算色 残差 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 白（％）５３．７３ ５６．３６ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 赤（％）２４．５６ ２３．８８ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 青（％）１８．６６ １９．７５ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｘ ５．８１ ５．８５ ０．０４ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｙ ５．８６ ５．８０ ―０．０６ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― Ｚ １４．６０ １４．６０ ０．００ ――――――――――――――――――――――――――――――――――――

【００５０】また、図５に、前述のようにして調整した
目標色（濃色）のスペクトルデータ（同図Ｉ参照）と計
算色のスペクトルデータ（同図II参照）を重ね書きした
データを示す。また、このデータについて、前述のよう
にして調整した目標色の配合比、および調式計算から求
めた配合比を、色彩グラフにプロットしたデータを図６
に示す。

【００５１】これらの図から明らかなように、前記目標
色が淡色の場合と同様、目標色が濃色の場合であって
も、目標色値と近い計算色値が算出されていることがわ
かる。このように本実施形態によれば、可視光領域で得
た拡散反射スペクトルデータから、色調計算に必要なＫ
Ｍ値を正確に得ることができる。したがって、次記数５
の調色基本式に、本実施形態で得た各ＫＭ値を直接代入
すると、後述するコンピュータ・カラーマッチングを精
度よく行うことができる（Ｓ１４）。

【数５】Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ∞）^２／２Ｒ∞

【００５２】なお、前記コンピュータ１４によるカラー
マッチングには種々のものがあるが、例えば以下に示す
ものを用いることができる。まず、調色の計算自体は、
色光学分野で、試料系統別に計算方法が明らかにされて
いるが、例えば染料分野で用いる場合は、染色方法が試
料を溶媒に溶解させてから繊維に染み込ませるため、光
を照射したとき、色素粒子による散乱の影響が少なく、
散乱係数を無視した計算法をとる。一方、顔料の場合、
粒子が存在し、特に酸化チタンの光散乱が強く影響する
ため散乱係数と吸数係数の両者から算出する方法をと
る。

【００５３】混色への応用 ここで、上記数５を、色材の混合に当てはめ、混合時に
化学反応が起こらず、物理的に混合しただけのときは、
吸収係数Ｋ、散乱係数Ｓに加法性が成り立つ。この理論
で、ｎ色混合時を考えると、次記数６となる。

【数６】（Ｋ／Ｓ）_ｍｉｘ＝（Ｃ_１Ｋ_１＋Ｃ_２Ｋ_２＋Ｃ
_３Ｋ_３＋Ｃ_４Ｋ_４＋…＋Ｃ_ｎＫ_ｎ）／（Ｃ_１Ｓ_１＋Ｃ_２
Ｓ_２＋Ｃ_３Ｓ_３＋Ｃ_４Ｓ_４＋…＋Ｃ_ｎＳ_ｎ）

【００５４】ここで、Ｃは色材の濃度を意味する。この
ＫｎとＳｎが実測できれば、上記数６の左辺の（Ｋ／
Ｓ）_ｍｉｘを上記数５に代入して、混合時の反射率Ｒを
予測計算できるので、混合時の色を予測することができ
る。しかしながら、吸収係数Ｋと散乱係数Ｓの絶対値を
別々に精度よく実測することは難しいため、相対値で代
用する。

【００５５】すなわち、コンピュータ１４は、白などの
特定の顔料をリファレンスａとし、原色材の散乱係数Ｓ
ｉを、白の散乱係数Ｓａの相対値として求める。つま
り、リファレンスａと原色ｉとの混合材料のＫ／Ｓは、
次記数７で表せるが、実測した値を代入できる形に変形
するため、数７の右辺をＳａで割ると次記数８となる。

【００５６】

【数７】（Ｋ／Ｓ）＝（Ｋ_ｉＣ_ｉ＋Ｋ_ａＣ_ａ）／（Ｃ_ｉ
Ｓ_ｉ＋Ｃ_ａＳ_ａ）

【数８】（Ｋ／Ｓ）_ｉ＋ａ＝（（Ｋ_ｉ／Ｓ_ｉ）（Ｓ_ｉ／
Ｓ_ａ）Ｃ_ｉ＋（Ｋ_ａ／Ｓ_ａ）Ｃ_ａ）／（（Ｓ_ｉ／Ｓ_ａ）
Ｃ_ｉ＋Ｃ_ａ） 上記数８の中で、実測で求まるものは、（Ｋ_ｉ／
Ｓ_ｉ）、（Ｋ_ａ／Ｓ_ａ）、（Ｋ／Ｓ）_ｉ＋ａ、である。

【００５７】これらは、順に原色材、リファレンスａ、
両者の混合試料の反射率を上記数５に代入して求まる。
また、Ｃ_ｎは色の濃度にあたるため、定数として扱え
る。これらを上記数８に代入すると、未知数Ｓ_ｉ／Ｓ_ａ
が算出できる。これを数６の変形である次記数９に代入
することで、（Ｋ／Ｓ）_ｍｉｘを求めることができる。

【００５８】

【数９】 これを、上記数５をＲ∞で展開した次記数１０に代入す
ると、混合材の反射率を、原色材から計算で求めること
ができる。

【００５９】

【数１０】Ｒ∞＝１＋Ｋ／Ｓ−（（Ｋ／Ｓ）^２＋２（Ｋ
／Ｓ））^１／２ 混合色の予測反射率から最適原色配合比を求める方法 まず、前述のようにして求まる原色材の相対吸収係数Ｓ
_ｉ／Ｓ_ａをあらかじめコンピュータ１４の基本色情報記
憶部３０に記憶させておく。そして、ＣＰＵ２８は、相
対吸収係数（Ｋ_ｉ／Ｓ_ａ）は、上記数８の変形である次
記数１１から求める。

【００６０】

【数１１】（Ｋ／Ｓ）_ｉ＋ａ＝（（Ｋ_ｉ／Ｓ_ａ）Ｃ_ｉ＋
（Ｋ_ａ／Ｓ_ａ）Ｃ_ａ）／（（Ｓ_ｉ／Ｓ_ａ）＋Ｃ_ａ） つぎに、本実施形態にかかる調色方法を用いて目標色の
反射率を測定する。そして、コンピュータ１４は、得ら
れた結果に基づき、上記数９にて配合比率Ｃｎを任意の
変化させて、その都度、（Ｋ／Ｓ）_ｍｉｘを求め、上記
数１０より予想反射率を算出し、目標色の反射率と一致
した時点でのＣｎが求める配合比となる。

【００６１】具体的には、目標色の分光反射率Ｒｓｔｄ
から、三刺激値Ｘｓｔｄ，Ｙｓｔｄ，Ｚｓｔｄを算出す
る。つぎに、上記数９にてＣｉに任意の初期値を与え、
得られた（Ｋ／Ｓ）_ｍｉｘから上記数１０により予想反
射率Ｒ∞を求める。そこから、予想三刺激値を求め、目
標色の三刺激値Ｘｓｔｄ，Ｙｓｔｄ，Ｚｓｔｄと比較す
る。

【００６２】両者の差ΔＸ，ΔＹ，ΔＺは、次記数１２
で与えられる。

【数１２】 ただし、数１２でρλ：照明光の分光分布。また、
ｘ_λ，ｙ_λ，ｚ_λは、ＣＩＥ等色関数である。

【００６３】そして、Ｃｉの初期値に対する補正量ΔＣ
ｉの計算方法は、コンピュータ１４により、偏微分係数
（∂Ｘ／∂Ｃ_ｉ），（∂Ｙ／∂Ｃ_ｉ），（∂Ｚ／∂
Ｃ_ｉ）を求め、次記数１３〜数１５の３次元連立方程式
を解くと求められる。

【数１３】（∂Ｘ／∂Ｃ_１）ΔＣ_１＋（∂Ｘ／∂Ｃ_２）
ΔＣ_２＋…＋（∂Ｘ／∂Ｃ_ｉ）ΔＣ _ｉ ＝ΔＸ

【数１４】（∂Ｙ／∂Ｃ_１）ΔＣ_１＋（∂Ｙ／∂Ｃ_２）
ΔＣ_２＋…＋（∂Ｙ／∂Ｃ_ｉ）ΔＣ _ｉ ＝ΔＹ

【数１５】（∂Ｚ／∂Ｃ_１）ΔＣ_１＋（∂Ｚ／∂Ｃ_２）
ΔＣ_２＋…＋（∂Ｚ／∂Ｃ_ｉ）ΔＣ _ｉ ＝ΔＺ

【００６４】コンピュータ１４は、このΔＣｉによって
配合を修正して予測三刺激値を算出し、色見本との色差
を求める。この色差が許容範囲にはいらなければ、コン
ピュータ１４は、偏微分係数（∂Ｘ／∂Ｃ_ｉ），（∂Ｙ
／∂Ｃ_ｉ），（∂Ｚ／∂Ｃ_ｉ）を計算し直し、計算許容
に入るまで繰り返し計算させる。

【００６５】このように本実施形態にかかる調色装置１
０で得られた測光結果に基づき、コンピュータ１４がカ
ラーマッチングを行うことにより、実際に着色すること
なく、希望とする色を最小限の色数で、その混合比率ま
で、より正確に求めることができるので、面倒な色合わ
せ作業の時間と労力を極力減少させることができる。な
お、Ｃｉの初期値を求める方法としては、例えばＣＬＳ
法、多成分法等の、線形の最小二乗法等を用いることに
より、最適な解が迅速に得られる点で好ましい。

【００６６】以上のように、本実施形態にかかる調色装
置１０によれば、まず、可視波長領域において透明で、
かつ平面部を持つ基板２２に試料２６を、実質的に光透
過が無いとみなせる厚さで塗装する。そして、本実施形
態では、基板２２の試料２６側とは反対側の透明平面部
に照明光Ｌ１を照射時の拡散反射スペクトルデータを、
該平面部からの正反射光Ｌ３を除去可能な光トラップ２
７を含む積分球２４を用いて得ることとした。

【００６７】本実施形態では、このような組み合わせに
より、正反射光Ｌ３を正確に取除くことができ、かつ、
光の試料２６透過による誤差が無視できる程度に小さい
ので、可視光領域で得た拡散反射スペクトルデータから
正確なＫＭ値を得ることができる。したがって、本実施
形態では、調色の計算式に、前述のようにして得た、正
確な測光結果を直接代入することにより、コンピュータ
１４によるカラーマッチングを精度よく行うことができ
る。

【００６８】

【発明の効果】以上のように本発明にかかる調色方法、
および装置によれば、可視波長領域において透明で、か
つ平面部を持つ基板に、試料を実質的に光透過が無いと
みなせる厚さで設ける（試料作成工程）。そして、本発
明では、試料照射手段により可視波長領域の照明光を、
基板の試料側とは反対側で透明平面部に照射時の拡散反
射スペクトルデータを、該平面部からの正反射光を除去
可能な光トラップを含む積分球を用いて得る（測定工
程）。この結果、本発明では、まず試料照射手段により
可視波長領域の照明光を、基板の試料側とは反対側で透
明な平面部に入射させる、という基板の設置を工夫する
ことにより、測定に不要な正反射光の進行方向をより一
方向に制御して、積分球の光トラップにより正確に取除
くことができる。しかも、本発明では、前述のように基
板に試料を実質的に光透過が無いとみなせる厚さで設け
ることにより、照明光の試料透過による誤差が無視でき
る程度に小さくなるので、より正確な測光結果が得られ
る。したがって、前記試料作成、および測定により予め
得ておいた基本色の拡散反射スペクトルデータに基づ
き、前記試料作成、および前記測定により得られた目標
色の拡散反射スペクトルデータから、該目標色を得るの
に最適な基本色の種類、およびその配合比を求めるカラ
ーマッチングを精度よく行うことができる（カラーマッ
チング工程、および手段）。

【図面の簡単な説明】

【図１】調色の原理の説明図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる調色装置の概略構
成の説明図である。

【図３】図２に示した調色装置の処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図４】図２に示した調色装置で得た相対散乱係数の一
例である。

【図５】表４〜５で調整した目標色の配合比、および調
色計算から得た配合比の比較例である。

【図６】図５に示した配合比を色彩グラフにプロットし
たデータの一例である。

【符号の説明】

１０…調色装置 １２…紫外可視分光光度計（測定手段） １４…コンピュータ（カラーマッチング手段） １５…光源部（試料照射部） １６…分光器（試料照射部） ２２…基板 ２４…積分球 ２６…試料 ２７…光トラップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数種類の基本色を特定の配合比で混合
   し、目標色を得る調色方法において、 可視波長領域において透明で、かつ平面部を持つ基板
   に、試料を実質的に光透過が無いとみなされる厚さで設
   ける試料作成工程と、 可視波長領域の照明光を、前記基板の試料側とは反対側
   の透明平面部に照射時の拡散反射スペクトルデータを、
   該平面部からの正反射光を除去可能な光トラップを含む
   積分球を用いて得る測定工程と、 前記試料作成工程、および前記測定工程により予め得て
   おいた、前記基本色の拡散反射スペクトルデータに基づ
   き、前記試料作成工程、および前記測定工程により得ら
   れた目標色の拡散反射スペクトルデータから、該目標色
   を得るのに最適な基本色の種類、およびその配合比を求
   めるカラーマッチング工程と、 を備えたことを特徴とする調色方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の調色方法において、 前記カラーマッチング工程は、前記目標色の拡散反射ス
   ペクトルデータから、前記可視波長領域の所定の各波長
   での該目標色の相対散乱係数、および相対吸収係数を
   得、該相対散乱係数、および相対吸収係数に基づき、該
   目標色を得るのに最適な基本色の種類、およびその配合
   比を求めることを特徴とする調色方法。
3. 【請求項３】 数種類の基本色を特定の配合比率で混合
   し、目標色を調整する調色装置において、 可視波長領域において透明で、かつ平面部を持ち、試料
   が実質的に光透過が無いとみなせる厚さで設けられる基
   板と、 可視波長領域の照明光を、前記基板の試料側とは反対側
   の、透明平面部に照射する試料照射手段と、 前記基板の試料側とは反対側の透明平面部に設けられ、
   該平面部からの正反射光を除去可能な光トラップを含
   み、該平面部からの正反射光を除いた拡散反射光のみを
   集光可能な積分球と、 前記積分球で得た拡散反射光の強度を検出する検出手段
   と、 前記基板、前記試料照射手段、前記積分球、および前記
   検出手段を用いて予め得ておいた、前記基本色の拡散反
   射スペクトルデータを記憶する基本色情報記憶手段と、 前記基本色情報記憶手段の基本色情報に基づき、前記基
   板、前記試料照射手段、前記積分球、および検出手段を
   用いて得られた目標色の拡散反射スペクトルデータか
   ら、該目標色を得るのに最適な基本色の種類、およびそ
   の配合比を求めるカラーマッチング手段と、 を備えたことを特徴とする調色装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の調色装置において、 前記カラーマッチング手段は、目標色の拡散反射スペク
   トルデータから、前記可視波長領域の所定の各波長での
   該目標色の相対散乱係数、および相対吸収係数を得、該
   相対散乱係数、および相対吸収係数に基づき、該目標色
   を得るのに最適な基本色の種類、およびその配合比を求
   めることを特徴とする調色装置。