JP3620119B2 - Color print reproduction color prediction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラープリンタ等の反射支持体に減法混色により画像の色再現を行う反射濃度型色再現系において、カラープリントの再現色の予測をするカラープリントの再現色予測方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
カラー写真をはじめとするカラーハードコピー画像の色再現の研究及び利用において、再現可能な色域がしばしば演算で求められ、再現色の設計等に用いられている。かかる色域を求め、再現色を予想する方法は従来から提案されてきている。
【0003】
その中の一つである反射濃度型色再現系であるカラープリンタは、反射支持体である紙等の上に色材であるシアン(C)、マジェンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)のトナーを付着させ、減法混色により色再現を行っている。
【0004】
カラーCRTやカラースキャナ等からのRGB空間の入力色信号をカラープリンタで再現する際、RGB信号からCMYKの濃度信号に変換しなければならない。しかし、C,M,Y,Kのトナーから印刷される色は、トナーの材質等により変わってくる。従って、カラープリンタで使われるC,M,Y,Kのトナーで再現される色を予測し、その中から入力色信号RGBに近い色を再現するCMYKのトナー量を得なければならない。その再現される色を予測する方法として、反射支持体上のCMYKのトナーの状態を予想し、理論計算から、分光反射率を計算する方法がある。
【0005】
図6は従来のトナー状態のモデル図である。従来は、トナーが図6に示す様に、紙面上にYトナー、Mトナー、Cトナー、Kトナーの転写順に一様に層状になっているモデルを立て、理論計算により分光反射率を演算し、再現色を予測した。この4層のトナーの分光反射率は、クベルカ−ムンクの混色理論(1931年P.Kuberuka、F.Munk)を用い求める。(数1)にクベルカ−ムンクの混色理論における反射率Rを求める式を示す。
【0006】
【数1】
【0007】
色材層の厚さがXの色材の反射率Rは、色材が載っている基板の反射率Rg、色材層の厚さが無限大の時の反射率Rin、色材固有の光の散乱係数Sから求められる。この(数1)を利用して、4層のトナーの反射率Rlayは、(数2)で求められる。
【0008】
【数2】
【0009】
先ず紙面の反射率から紙面上に厚さXYで付着しているYトナーの反射率RYを求め、Yトナーの反射率RYからYトナー上に厚さXMで付着しているMトナーの反射率RM、RMから厚さXCで付着しているCトナーの反射率RC、RCから厚さXKで付着しているKトナーの反射率RKを求め、Rallが得られる。この反射率Rlayを可視波長領域である380〜780nmの範囲で計算を行い、(数3)から色の三刺激値XYZを求め、(数4)で知覚色空間L*a*b*に変換され、再現色が求められる。
【0010】
【数3】
【0011】
【数4】
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際にはカラープリンタは転写、定着等の工程を経る事により、トナーの状態は図6の様な完全に一様な層状になっていない。そのためこのトナーの状態のモデルで予測される再現色が多少異なってくる。
【0013】
本発明は、新しいトナーの状態のモデルを立案する事により、更に実際の再現色に近い予測を行うことができるカラープリントの再現色予測方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
このために本発明は、反射支持体上に複数の色材を組み合わせて色再現する反射濃度型色再現系において、前記色材の状態が複数あるとし、前記複数の色材の状態の各々の分光反射率を演算し、前記各々の分光反射率を合成することにより、前記色材で再現される色を予測する。
【0015】
また前記複数の状態として、前記複数の色材が反射支持体上に層をなして重なっている層状部と、前記複数の色材が完全に混ざりあっている混合部を定義する。また前記層状部と前記混合部の分光反射率を合成する時の比率Tlay:TmixをTlay(SUM):Tmix(SUM)SUM:複数の色材の総和量と表し、前記複数の色材の総和量によってTlay:Tmixを決める。
【0016】
また前記層状部と前記混合部の分光反射率を合成する時の比率を一定の値で固定する。また前記色再現系において、前記複数の色材の状態として、複数の色材が反射支持体上に一様に層状に重なり、異なる色材の層の境界で前記境界の上層の色材と下層の色材が混ざりあっている混合層と、前記色材が混ざりあっていない単層が存在する状態を定義する。また前記色材で上層の色材と混ざり合い混合層に含まれる量と下層の色材と混ざり合い混合層に含まれる量と単層をなす量の比率Tu:Td:Tsを、Tu(M):Td(M):Ts(M)M:色材の量と表し、各々の色材は各々の量によって前記比率Tu:Td:Tsを決める。
【0017】
また前記上層と下層の混合層に含まれる量と単層に含まれる量の比率Tu:Td:TsをTu(C):Td(C):Ts(C)C:色材の種類と表し、色材の種類により前記比率Tu:Td:Tsを決める。また前記上層と下層の混合層に含まれる量と単層に含まれる量の比率Tu:Td:TsをTu(M,C):Td(M,C):Ts(M,C)C:色材の種類M:色材の量と表し、色材の種類により前記比率Tu:Td:Tsを決める。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記した構成により、トナーの濃度から再現される色に近い再現色の予測をする事ができる。
【0019】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照にしながら説明する。図1は本発明の第一実施の形態のトナー状態のモデル図であって、紙面上に載ったトナーの断面図を示している。5はトナーが層状になっている層状部を示しており、6はC,M,Y,Kのトナーが混ざりあっている混合部を示している。7YはYトナー、8MはMトナー、9CはCトナー、10KはKトナーの色材層を示している。層状部5と混合部6との比率はTlay:Tmixとする。但し、Tlay+Tmix=1である。
【0020】
図2は本発明の第一実施の形態のモデルでの予測色の演算のフローチャートであって、前記モデルにおける反射率の計算方法のフローチャートを示している。ステップ11において、C,M,Y,Kトナーの紙への付着量に相当する濃度信号を入力する。ステップ12において、層状部5の反射率Rlayを、入力された付着量から色材層の厚さXC,XM,XY,XKを決め、上述した(数2)に代入し、Rlayを求める。
【0021】
ステップ13において、混合部6の反射率Rmixを求める。色材は混合される事により光の散乱係数Sと吸収係数Kが変わる。C,M,Y,Kトナーが混ざりあった時の散乱係数Smixと吸収係数Kmixは、ダンカンの混色理論(1940年D.R.Duncan)により、混ぜ合わせるC,M,Y,Kトナーのそれぞれの固有の散乱係数SC,SM,SY,SKと吸収係数KC,KM,KY,KKから求められる。混合部の全体の散乱係数Smixと吸収係数Kmixは(数5)によって求められる。
【0022】
【数5】
【0023】
(数5)のcc,cm,cy,ckはそれぞれのトナーの混合比でcc+cm+cy+ck=1である。本発明の一実施の形態では、トナーの付着量の比と同じにした。また、求めたSmixとKmixから混合部の色材の厚さが無限大の反射率Rmixinが(数6)によって求められる。
【0024】
【数6】
【0025】
また、本実施の形態では混合部の色材層の厚さは、層状部の厚さと同じにし、(数7)に示すXallである。
【0026】
【数7】
【0027】
求められたRmixinとSmixとXmixをクベルカ−ムンクの混色理論の式(数1)に代入した(数8)により、混合部6の反射率Rmixが求められる。
【0028】
【数8】
【0029】
ステップ14において、前記で求めたRlayとRmixを(数9)に代入し、全体の反射率R1allを求める。
【0030】
【数9】
【0031】
ステップ15において、反射率R1allから、表色系である知覚色空間座標L*a*b*に変換する。可視光(波長λ=380〜780nm)の範囲内で計算された波長λでの反射率Rmix(λ)は、上述した(数3)によって3刺激値X,Y,Zに変換され、上述した(数4)によって知覚色空間L*a*b*に変換される。このようにして、考案したモデルにより再現される色が求められる。
【0032】
図3は本発明の第一実施の形態のモデルで求めた反射率と、実測した反射率と、従来のモデルで求めた反射率の比較図である。図3において、横軸は光の波長を示している。縦軸は反射率を示している。16は範囲が0〜255であるCMYKの濃度信号が(C,M,Y,K)=(255,255,0,0)の時、カラーレーザプリンタで印字し、反射率を分光計で測定した測定値である。17は従来例のモデルで図6に示すトナーの状態の計算値である。18は、本発明の一実施の形態におけるモデルで計算し求められた反射率である。18の反射率は層状部と混合部の比をTlay:Tmix=0.85:0.15にして計算した。19の円で囲んだ辺りを見てみると、本発明一実施の形態の計算値の方が実測値をよく再現している。
【0033】
図4は本発明の第二実施の形態のトナー状態のモデル図である。図中で20はYトナーのみの単層、21はYトナーとMトナーが混ざりあった混合層、22はMトナーのみの単層、23はMトナーとCトナーの混合層、24はCトナーの単層、25はCトナーとKトナーの混合層、26はKトナーのみの単層を示す。このモデルは4つの単層と3つの混合層を持ち、7つの層を持っている。
【0034】
図5は本発明の第二実施の形態のモデルでの予測色の演算のフローチャートである。ステップ27において、C,M,Y,Kの濃度信号を入力する。ステップ28において、Kトナーが単層26と混合層25に含まれる割合をk:kc、Cトナーが混合層25と単層24と混合層23に含まれる割合をck:c:cm、Mトナーが混合層23と単層22と混合層21に含まれる割合をmc:m:my、Yトナーが混合層21と単層20に含まれる割合をym:yと決定する。但し、k+kc=1,ck+c+cm=1,mc+m+my=1,ym+y=1である。C,M,Y,Kの濃度信号から、トナーが混合しない場合の厚さをXC,XM,XY,XKとすると、7つの層の厚さは、20はyXY、21はymXY+myXM、22はmXM、23はmcXM+cmXC、24はcXC、25はckXC+kcXK、26はkXKとなる。
【0035】
ステップ29において、21、23、25の混合層の厚さ無限大の時の反射率と散乱係数を、トナーの混合比を前記混合する比率から21はymXY:myXM、23はmcXM:cmXC、25はckXC:kcXKとし、(数10)により、散乱係数SYM,SMC,SCKと厚さ無限大の時の反射率RinYM,RinMC,RinCKを求める。
【0036】
【数10】
【0037】
ステップ30において、この7つの層の総合した反射率R2allを(数11)によって前記層状部5の計算の時と同様の方法で求める。
【0038】
【数11】
【0039】
ステップ31において、反射率R2allから知覚空間座標L*a*b*に変換する。
【0040】
このようにして求められた反射率R1allとR2allは、従来のトナーがきれいな層になっていると仮定し求められたRallと比較すると、図3に示す様に実測値により近いラインを描いており、計算によって求めた色信号と実際の色信号との誤差が小さくなってくる。この結果、実際の再現色により近い値が予測でき、カラープリンタによる色再現が忠実なものになってくる。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、CMYKの濃度信号から再現色予測をするとき、トナーがきれいな層状構造のモデルに混合層を加える事により、再現色を実際の色に近く予測できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施の形態のトナー状態のモデル図
【図2】本発明の第一実施の形態のモデルでの予測色の演算のフローチャート
【図3】本発明の第一実施の形態のモデルで求めた反射率と、実測した反射率と、従来のモデルで求めた反射率の比較図
【図4】本発明の第二実施の形態のトナー状態のモデル図
【図5】本発明の第二実施の形態のモデルでの予測色の演算のフローチャート
【図6】従来のトナー状態のモデル図
【符号の説明】
5 層状部
6 混合部
20,22,24,26 単層
21,23,25 混合層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color print reproduction color prediction method for predicting a color print reproduction color in a reflection density type color reproduction system that performs color reproduction of an image by subtractive color mixing on a reflective support such as a color printer.
[0002]
[Prior art]
In research and use of color reproduction of color hard copy images including color photographs, a reproducible color gamut is often obtained by calculation and used for design of reproduced colors. A method for obtaining such a color gamut and predicting a reproduced color has been proposed.
[0003]
One of them is a color printer that is a reflection density type color reproduction system, which is a color material such as cyan (C), magenta (M), yellow (Y), black ( K) toner is attached, and color reproduction is performed by subtractive color mixing.
[0004]
When an RGB color input color signal from a color CRT or color scanner is reproduced by a color printer, the RGB signal must be converted into a CMYK density signal. However, the colors printed from C, M, Y, and K toners vary depending on the toner material and the like. Therefore, it is necessary to predict colors reproduced with C, M, Y, and K toners used in a color printer, and to obtain CMYK toner amounts that reproduce colors close to the input color signal RGB. As a method of predicting the reproduced color, there is a method of predicting the state of CMYK toner on the reflective support and calculating the spectral reflectance from the theoretical calculation.
[0005]
FIG. 6 is a model diagram of a conventional toner state. Conventionally, as shown in FIG. 6, a model in which toner is uniformly layered in the order of transfer of Y toner, M toner, C toner, and K toner on the paper surface is established, and the spectral reflectance is calculated by theoretical calculation. Predicted reproduction color. The spectral reflectance of the four-layer toner is determined using the Kubelka-Munk color mixing theory (1931 P. Kuberuka, F. Munk). (Expression 1) shows an equation for obtaining the reflectance R in the Kubelka-Munk color mixing theory.
[0006]
[Expression 1]
[0007]
The reflectance R of the color material with the color material layer thickness X is the reflectance Rg of the substrate on which the color material is mounted, the reflectance Rin when the color material layer thickness is infinite, the light specific to the color material Is obtained from the scattering coefficient S. Using this (Equation 1), the reflectance Rlay of the four-layer toner can be obtained by (Equation 2).
[0008]
[Expression 2]
[0009]
First, the reflectivity RY of the Y toner adhering to the paper surface with the thickness XY is obtained from the reflectivity of the paper surface, and the reflectivity of the M toner adhering to the Y toner with the thickness XM from the reflectivity RY of the Y toner. The reflectance RC of the C toner adhered with the thickness XC is obtained from RM and RM, and the reflectance RK of the K toner attached with the thickness XK is obtained from RC, and Rall is obtained. The reflectance Rray is calculated in the visible wavelength range of 380 to 780 nm, the tristimulus value XYZ of the color is obtained from (Equation 3), and converted to the perceptual color space L * a * b * by (Equation 4). And reproducible colors are required.
[0010]
[Equation 3]
[0011]
[Expression 4]
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in practice, the color printer undergoes processes such as transfer and fixing, so that the toner state is not completely uniform as shown in FIG. Therefore, the reproduction color predicted by the toner state model is slightly different.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a color reproduction reproduction color prediction method capable of making a prediction closer to an actual reproduction color by drafting a new toner state model.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
To this end, the present invention provides a reflection density type color reproduction system that reproduces color by combining a plurality of color materials on a reflective support, wherein there are a plurality of states of the color materials, and each of the states of the plurality of color materials. Spectral reflectance is calculated and the respective spectral reflectances are combined to predict the color reproduced by the color material.
[0015]
In addition, as the plurality of states, a layered portion in which the plurality of color materials overlap each other in a layer on a reflective support and a mixing portion in which the plurality of color materials are completely mixed are defined. Further, the ratio Tlay: Tmix when the spectral reflectances of the layered portion and the mixing portion are combined is expressed as Tray (SUM): Tmix (SUM) SUM: total amount of a plurality of color materials, and the total sum of the plurality of color materials. Tray: Tmix is determined by the amount.
[0016]
Further, the ratio at the time of combining the spectral reflectances of the layered portion and the mixing portion is fixed at a constant value. In the color reproduction system, as the state of the plurality of color materials, the plurality of color materials are uniformly layered on the reflective support, and the upper color material and the lower layer of the boundary at the boundary of the layers of different color materials A state in which there is a mixed layer in which the color materials are mixed and a single layer in which the color materials are not mixed is defined. Further, the ratio Tu: Td: Ts of the amount of the color material mixed with the upper color material and the amount contained in the mixed layer and the amount mixed with the lower color material and the amount contained in the mixed layer is Tu (M ): Td (M): Ts (M) M: expressed as the amount of the color material, and the ratio Tu: Td: Ts is determined by the amount of each color material.
[0017]
Further, the ratio Tu: Td: Ts between the amount contained in the mixed layer of the upper layer and the lower layer and the amount contained in the single layer is expressed as Tu (C): Td (C): Ts (C) C: type of color material, The ratio Tu: Td: Ts is determined according to the type of color material. The ratio of the amount contained in the mixed layer of the upper layer and the lower layer to the amount contained in the single layer Tu: Td: Ts Tu (M, C): Td (M, C): Ts (M, C) C: Color Material type M: expressed as the amount of color material, and the ratio Tu: Td: Ts is determined according to the type of color material.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the present invention, it is possible to predict a reproduced color close to the color reproduced from the toner density by the above-described configuration.
[0019]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a model diagram of a toner state according to the first embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view of the toner placed on the paper surface.
[0020]
FIG. 2 is a flowchart of calculation of a predicted color in the model according to the first embodiment of the present invention, and shows a flowchart of a reflectance calculation method in the model. In step 11, a density signal corresponding to the adhesion amount of C, M, Y, K toner to the paper is input. In step 12, the thicknesses XC, XM, XY, and XK of the color material layer are determined from the input adhesion amount and the reflectance Rlay of the layered
[0021]
In step 13, the reflectance Rmix of the
[0022]
[Equation 5]
[0023]
Cc, cm, cy, and ck in (Equation 5) are cc + cm + cy + ck = 1 as the mixing ratio of the respective toners. In one embodiment of the present invention, the toner adhesion amount ratio is the same. Further, from the obtained Smix and Kmix, the reflectance Rmixin having an infinite thickness of the color material in the mixing portion is obtained by (Expression 6).
[0024]
[Formula 6]
[0025]
In the present embodiment, the thickness of the color material layer in the mixing portion is the same as the thickness of the layered portion, and is Xall shown in (Expression 7).
[0026]
[Expression 7]
[0027]
By substituting the obtained Rmixin, Smix, and Xmix into the equation (Equation 1) of the Kubelka-Munk color mixing theory (Equation 8), the reflectance Rmix of the
[0028]
[Equation 8]
[0029]
In step 14, Rray and Rmix obtained above are substituted into (Equation 9) to obtain the overall reflectance R1all.
[0030]
[Equation 9]
[0031]
In step 15, the reflectance R1all is converted into perceptual color space coordinates L * a * b * which is a color system. The reflectance Rmix (λ) at the wavelength λ calculated within the range of visible light (wavelength λ = 380 to 780 nm) is converted into the tristimulus values X, Y, and Z according to (Equation 3) described above. It is converted into the perceptual color space L * a * b * by (Equation 4). In this way, a color reproduced by the devised model is required.
[0032]
FIG. 3 is a comparison diagram of the reflectance obtained by the model of the first embodiment of the present invention, the measured reflectance, and the reflectance obtained by the conventional model. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the wavelength of light. The vertical axis represents the reflectance. 16 is printed with a color laser printer when the density signal of CMYK with a range of 0 to 255 is (C, M, Y, K) = (255, 255, 0, 0), and the reflectance is measured with a spectrometer. Measured value.
[0033]
FIG. 4 is a model diagram of the toner state according to the second embodiment of the present invention. In the figure, 20 is a single layer of Y toner only, 21 is a mixed layer in which Y toner and M toner are mixed, 22 is a single layer of M toner only, 23 is a mixed layer of M toner and C toner, and 24 is C toner. , 25 is a mixed layer of C toner and K toner, and 26 is a single layer of only K toner. This model has 4 single layers and 3 mixed layers, and 7 layers.
[0034]
FIG. 5 is a flowchart of the calculation of the predicted color in the model according to the second embodiment of the present invention. In step 27, C, M, Y, and K density signals are input. In step 28, the proportion of K toner contained in the
[0035]
In step 29, the reflectance and the scattering coefficient when the
[0036]
[Expression 10]
[0037]
In step 30, the total reflectance R2all of the seven layers is obtained by the same method as that for calculating the
[0038]
[Expression 11]
[0039]
In step 31, the reflectance R2all is converted into perceptual space coordinates L * a * b *.
[0040]
The reflectances R1all and R2all obtained in this way draw a line closer to the measured value as shown in FIG. 3 when compared with Rall obtained on the assumption that the conventional toner is a clean layer. The error between the color signal obtained by calculation and the actual color signal becomes smaller. As a result, a value closer to the actual reproduction color can be predicted, and the color reproduction by the color printer becomes faithful.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the reproduction color is predicted from the density signal of CMYK, the reproduction color can be predicted close to the actual color by adding the mixed layer to the model having a layered structure with clean toner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a model diagram of a toner state according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of calculation of a predicted color in the model according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a comparison diagram of the reflectance obtained by the model of the form of the present invention, the measured reflectance, and the reflectance obtained by the conventional model. FIG. 4 is a model diagram of the toner state according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart of a predicted color calculation in a model according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a model diagram of a conventional toner state.
5
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