JP2015203587A - 透過光を用いた用紙類の色評価手法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、透過光下での観察では、異なる色と観察される光透過性を有する用紙類の統一した色評価を行う手法を提供する。【解決手段】 本発明は、測定対象の光透過性を有する用紙類の透過率を測定し、透過率に対応した光源の照射光量を設定する照射光量設定手段と、照射光量設定手段により設定した照射光量の光を用紙類に照射する光照射手段と、用紙類を透過した光を測色し、測色した光の三刺激値ＸＹＺから透過光Ｌａｂを算出して用紙類の色評価を行う評価手段から成ることを特徴とする用紙類の色評価手法である。【選択図】 図１

Description

本発明は、光透過性模様を有する用紙類の色を評価する技術に関する。

従来から、光透過性の用紙の用紙色又はフィルターフィルム（以下、「用紙類」という。）は、反射光下で用紙類の色を同色と評価した場合においても、透過光下での観察では異なる色と観察されるため、熟練者による目視による評価、又は、装置による透過光下による評価が行われている。

目視による評価としては、用紙類の背面に載置されたライトテーブルを作業者から遠い側が高く、作業者に近い側が低くなるように傾斜させて設置するための設置手段を設けて、用紙類に透過光を照射して作業者が目視で確認する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、透過光下による用紙類の色評価の一例として、用紙に対し、発光部から光を照射し、用紙を透過した透過光を透過光センサにより検出し、透過光に含まれる三原色のデータに基づいて用紙の色温度を測定することによって、用紙色を評価する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−１５３５１５号公報 特開２０００−３５５１２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の目視の評価では、微妙な色の相違が明確でなく、作業者の感性に依存する割合が大きいため、色彩色差計で異なる色と測色された用紙が、同色と判定される場合があった。また、それとは逆に、色彩色差計で同色と測色された用紙であっても、異なる色の用紙と判断されることがあった。

特許文献２に記載の色温度により用紙の色を評価する技術は、光源の影響を強く受け、光源の種類、光源と被測定対象物との距離、照射の角度、受光の角度等の測定条件を一定にしないと、同一の用紙を測定した場合においても測定結果が異なる場合があった。

本発明は、上記課題の解決を目的とするものであり、透過光下での観察では、異なる色と観察される光透過性を有する用紙類の統一した色評価を行うことを特徴とする。

本発明は、測定対象の光透過性を有する用紙類の透過率を測定し、透過率に対応した光源の照射光量を設定する照射光量設定手段と、照射光量設定手段により設定した照射光量の光を用紙類に照射する光照射手段と、用紙類を透過した光を測色し、測色した光の三刺激値ＸＹＺから透過光Ｌａｂを算出して用紙類の色評価を行う評価手段から成ることを特徴とする透過光を用いた用紙類の色評価手法である。

本発明は、評価手段が、透過光ＬａｂからＬａｂ表色系の座標位置（ａ、ｂ）を求めて座標上に表示し、座標上の表示位置に基づき用紙類の色評価を行う評価手段から成ることを特徴とする透過光を用いた用紙類の色評価手法である。

本発明は、評価手段が、透過光Ｌａｂから算出した色差ΔＥを基に用紙類の色評価を行うことを特徴とする透過光を用いた用紙類の色評価手法である。

本発明の評価手法は、用紙色の相違を明確に測色することができるため、光透過性模様を有する用紙類の統一した色評価を行うことができる。

また、本発明の評価手法は、光源の影響を強く受けることなく、安定して用紙色を測色することができる。

さらに、透過光をＬａｂ表色系の座標位置（ａ、ｂ）に表示することにより、ａ値及びｂ値が分散するため、色の変化を明確に測色することができる。

評価手法のフロー図を示す。 評価手法の模式図を示す。 各用紙の反射光下及び透過光下でのａ値とｂ値との比較１を示す図である。 各用紙の反射光下及び透過光下でのａ値とｂ値との比較２を示す図である。

本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は、以下に述べる実施するための形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載における技術的思想の範囲内であれば、その他のいろいろな実施の形態が含まれる。

図１に、本発明における評価手法のフローを示す。照射光量設定手段（Ｓ１）と、照射光量設定手段（Ｓ１）により設定した照射光量の光を用紙類に照射する光照射手段（Ｓ２）と、用紙類を透過した光を測色して評価する評価手段（Ｓ３）から成る。

照射光量設定手段（Ｓ１）は、測定対象の用紙類の透過率を測定し、後述する光照射手段（Ｓ２）における光源を様々な紙に対して適した光量を設定する。用紙類の光に対する透過性は、紙の厚さ、坪量、光沢度等により影響を受けるためである。照射光量設定手段（Ｓ１）としては、紙の表面を一定光量にて照射する光源と、光源からの照射光を透過した光量を測定するフォトダイオード等の透過光センサ、分光測色計、色彩色差計等の透過率を測定できる公知の装置で測定する。

使用する光源は、連続的に発光を行うもので、透過光を得るのに十分な波長帯域、例えば、短波長（４００ｎｍ）から長波長(７００ｎｍ)にわたって多くの光量が得られる公知の光源を使用する。光源としては、キセノン光源、メタハロイド光源、蛍光灯等を使用することができる。なお、特に好ましい光源としては、蛍光灯を組込んだライトテーブルである。安価で汎用性があり、安定的な光源を得ることができるためである。

透過率の測定は、公知の分光測色計、紙厚計又は色彩色差計を使用し、透過率を測定した後、光源の光量を、測定対象の紙又はフィルムの透過率が、可視光で１０％以上４０％以下に設定する。１０％未満では透過光量が不足し測定値が不安定になるためである。４０％を超えた場合は、透過光量が多すぎるため測定値がある一定の値となり、用紙色の相違が得られないためである。なお、ライトテーブルを使用した場合は、ライトテーブルの輝度を調整、又は、評価する印刷用紙との間に白色板を介在させて、ライトテーブルの照射光を調整する。

光照射手段（Ｓ２）は、用紙類をライトテーブル上に置き、前述した光量を調整した光源から、測定対象の用紙類に対して連続的に光を照射する。

評価手段（Ｓ３）は、公知の色彩色差計を使用し、用紙類からの透過光を測色して、測色した光の三刺激値ＸＹＺから透過光（Ｌａｂ）又は透過光（Ｌａｂ）から色差（ΔＥ）を算出する。

次に、色彩色差計が、測色した光の三刺激値ＸＹＺから透過光（Ｌａｂ）を算出する方法について説明する。色彩色差計は、物の色を判定し制御する分野において、人間の眼に代わる色彩管理機である。この計器は試料に光源からの光を照射し、その透過光を受光して測定し、数値化するものである。色という人間の感覚量を数値化したものがＬａｂ値である。即ち、ＣＩＥ（国際照明委員会）は、人間の眼は、光の三原色である３つの波長での三刺激値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を持つと定義し、この刺激値をもとにして、下記式（１）〜（３）により、Ｌａｂを算出する。また、Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０は、照明光源の３刺激値である。なお、一般的に言われている明度は、Ｌの関数であり、彩度と色相は、ａとｂの関数（いわゆる「色合い」）である。

（数１）
Ｌ＝１１６（Ｙ／Ｙ_０）^１／３−１６（１）
ａ＝５００［（Ｘ／Ｘ_０）^１／３−（Ｙ／Ｙ_０）^１／３］（２）
ｂ＝２００［（Ｙ／Ｙ_０）^１／３−（Ｚ／Ｚ_０）^１／３］（３）

次に、色彩色差計が、透過光（Ｌａｂ）から色差（ΔＥ）を算出する方法について説明する。色差ΔＥは、下記式（４）により算出される。色差ΔＥを求めることによって、人間の目により判断が困難な場合においても、用紙色の相違が明確になる。なお、透過光の色差（ΔＥ）は、０．６以上であれば人間の目には色の違いを認識することができるが、評価対象により等色か否かの色差（ΔＥ）の数値は、適宜設定の範囲である。

（数２）
ΔＥ＝［（ΔＬ）^２＋（Δａ）^２＋（Δｂ）^２］^１／２（４）

次に、本発明の評価手法（Ｍ）について、図２の模式図を用いて説明する。評価手法（Ｍ）は、ライトボックス（２）の中に光源である蛍光管（３）が設けられており、蛍光管（３）から用紙類（１）に光（４）を照射し、用紙類（１）を透過した光（４´）を検出部（５）により検出して計測用計算機（６）で測色し、測色結果を外部モニター（７）により表示する構成である。なお、検出部（５）と計測用計算機（６）は、色彩色差計（Ｓ）である。なお、測色結果は、色彩色差計（Ｓ）により直接表示してもよく、外部モニター（７）に接続して表示してもよい。

また、本発明の評価対象である光透過性の用紙類の例としては、公知の白色用紙又はモニターのフィルタ、レンズフィルタのみならず、光透過性を有する模様を有する紙類が挙げられる。なお、光透過性を有する模様の一例としては、用紙類に形成されたエンボス模様、透かし模様又はインキにより形成された疑似すかしがある。

以下、前述の発明を実施するための形態にしたがって、具体的に作製した評価手法の実施例について詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

図２は、本発明に係る評価手法（Ｍ）の一形態を概略構成図で示したものである。図２において、ライトボックス（２）の中には、蛍光管（３）が設けられており、蛍光管からの光（４）を用紙類（１）に照射し、用紙類（１）を透過した蛍光管からの光（４´）を検出部（５）で検出する。検出部（５）の出力は、計測用計算機（６）に入力される。

本実施例では、ライトボックス（２）として、フジカラー販売株式会社製フジカラーライトボックス８Ｗ−ＡＡＡを用いた。このライトボックス（２）の蛍光管（３）は、ライトボックス用ランプ８Ｗ−ＡＡＡの高演色蛍光管を用いている。その蛍光管（３）の相関色温度は５５００Ｋである。

また、検出部（５）及び計測用計算機（６）は、色彩色差計（Ｓ）である。なお、色彩色差計（Ｓ）（ミノルタカメラ株式会社製：ＣＲ−２１０）は、測定前の校正を行なった。また、測色結果の表示は、色彩色差計（Ｓ）により表示することとし、外部モニター（７）による拡大表示は行わなかった。

基準とする用紙Ａと、測定対象とする用紙Ｂ及び用紙Ｃの三種類の用紙を用意した。反射光下において、用紙Ａと、用紙Ｂ及び用紙Ｃは、目視で同色に見えた。また、ライトボックス上に用紙Ａと、用紙Ｂ及び用紙Ｃを置いて透過光を観察したところ、用紙Ａはわずかに黄色に見え、用紙Ｂはわずかに青色、用紙Ｃは、わずかに赤色に見えた。

次に、基準とする用紙Ａ（紙厚さ１００μｍ）をライトボックス（２）上に載置し、用紙Ａに色彩色差計（Ｓ）の測定ヘッド部の測定面を密着して当接させて、用紙Ａの透過率を測定し、蛍光管（３）の光量を設定した。用紙Ａの透過率は、２０％であった。

なお、透過率の測定は、印刷用紙上で位置を変えて、５回行なった。これら５回の測定値の平均値を透過率のデータとした。また、Ｌａｂについても同様に、５回測定を行った平均値を色彩値のデータとした。以上の操作をサンプルごとに行なった。

次に、色彩色差計（Ｓ）を使用し、用紙Ａと、用紙Ｂ及び用紙Ｃの透過光下における色彩値（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）を測色し、表１の値を得た。

（比較例１）

次に、色彩色差計（Ｓ）を使用し、用紙Ａと、用紙Ｂ及び用紙Ｃの反射光Ｌａｂ値を測色し、表２の値を得た。

また、表１の結果と表２の結果を図３の表示座標にまとめた。グラフ上で横軸はａ値を示し、値が正の向きに大きくなるほど赤く、負の向きに大きくなるほど緑色であることを示している。また、縦軸はｂ値を示し、値が正の向きに大きくなるほど黄色く、負の向きに大きくなるほど青色であることを示している。

図３から、用紙Ａは反射光下で測定する場合よりも透過光下で測定した方がより黄色く、用紙Ｂは反射光下で測定する場合よりも透過光下で測定した方がより青く、用紙Ｃは反射光下で測定する場合よりも透過光下で測定した方がより赤く測定されていることが明確になった。

よって、表１に示す結果から、色彩測定値Ａ’、Ｂ’及びＣ’から、用紙Ａは黄色、用紙Ｂは青色、用紙Ｃは赤色を帯びていることが分かった。したがって、用紙Ａと用紙Ｂ及び用紙Ｃは異なる色相を持つ用紙であることが明らかになった。また、色彩色差計（Ｓ）で測色した結果は、目視により観察した色みと同じであった。
（実施例２）

次に、実施例１と同様の方法を使用し、同一の原材料を用いて製造した五種類の用紙ａ〜ｅについて、透過光下における色差ΔＥを測色してわずかな色の違いを評価した。これらの用紙について色彩色差計（Ｓ）を用いて測定を行い、表３に示す色彩測定値（Ｌａｂ）を得た。なお、これらの用紙は、目視では色の違いが明確ではなかった。

次に、表３に示す結果から、用紙ａを基準として、表４に示す透過光下における色差ΔＥを算出した。

（比較例２）

次に、色彩色差計（Ｓ）（ミノルタカメラ株式会社製：ＣＲ−２１０）を使用し、五種類の用紙の反射光Ｌａｂ値を測色し、表５の値を得た。

また、用紙ａを基準として、表６に示す用紙ｂ〜ｅとの反射光下における色差ΔＥを算出した。

表４に示すように、透過光下では、色差ΔＥの値はいずれも０．６以上あり、目視でも十分に用紙ａと用紙ｂ〜ｅの色の違いを判別することが可能であった。

表６に示すように、反射光下では、色差ΔＥの値はいずれも０．６未満であり、同色と判断された。

さらに、表３のａ値及びｂ値と表５のａ値及びｂ値を同一の図中にプロットして比較すると、図４に示すように色の相違が明確となった。よって、本発明の手法を用いると、色の変化が明確になっていることがわかる。このように、本発明の手法を用いれば、色彩測定値ａ値及びｂ値が分散するため、色の変化が明確になる。さらに、ΔＥ値の値が大きくなるため、用紙色の相違が明確になる。

１ 用紙類
２ ライトボックス
３ 蛍光管
４ 蛍光管から照射した光
５ 検出部
６ 計測用計算機
７ 外部モニター
Ｍ 評価手法
Ｓ 色彩色差計

Claims (3)

1. 測定対象の光透過性を有する用紙類の透過率を測定し、前記透過率に対応した光源の照射光量を設定する照射光量設定手段と、
   前記照射光量設定手段により設定した照射光量の光を前記用紙類に照射する光照射手段と、
   前記用紙類を透過した光を測色し、前記測色した光の三刺激値ＸＹＺから透過光Ｌａｂを算出して前記用紙類の色評価を行う評価手段から成ることを特徴とする透過光を用いた用紙類の色評価手法。
2. 前記評価手段は、前記透過光ＬａｂからＬａｂ表色系の座標位置（ａ、ｂ）を求めて座標上に表示し、前記座標上の表示位置に基づき前記用紙類の色評価を行う評価手段から成ることを特徴とする請求項１記載の透過光を用いた用紙類の色評価手法。
3. 前記評価手段は、前記透過光Ｌａｂから算出した色差ΔＥを基に前記用紙類の色評価を行うことを特徴とする請求項１記載の透過光を用いた用紙類の色評価手法。

Images