JPH06208202A - 写真処理装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動写真処理装置のプロセス制御システムを
改良すること。 【構成】 本法は、特定の写真材料をその材料の特性曲
線を利用して処理する場合の写真処理装置の制御方法に
関する。ステップウェッジにおいて対照ストリップに施
した露光量に関して処理済対照ストリップの濃度値を測
定し、これらの濃度値を露光量に対してプロットするこ
とにより、下式で規定される特性曲線を決定することを
特徴とする。 【数１】 上式中、Ｅは露光量であり、Ｄは露光量Ｅにおける濃度
であり、Ｅ_i は特性曲線の変曲点における露光量であ
り、Ｄ_s は飽和濃度であり、そしてα及びβは写真材料
の定数である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、写真処理装置のプロセ
ス制御法に関する。より詳細には、本発明は、自動写真
処理装置用のプロセス制御システムに関し、また写真材
料の製造に関する。

【０００２】

【従来の技術】工程を監視し、これによって工程を制御
するためには、その工程の状態を確実に反映し、しかも
一定の基準で便利に測定できるパラメーターを同定する
必要がある。写真処理の場合には、その処理における現
像に続いて、測定される写真材料の現像濃度と露光量の
対数との関係を表す、しばしば「特性曲線」と呼ばれて
いる曲線によって、特定のフィルムの写真応答を図解す
ることが普通である。この曲線は、Ｈｕｒｔｅｒ及びＤ
ｒｉｆｆｉｅｌｄがＴｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔ
ｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎ
ｄｕｓｔｒｙ（Ｎｏ．５、Ｖｏｌ．９、１８９０年５
月）に発表して以後、Ｈ＆Ｄ曲線としばしば呼ばれてい
る。

【０００３】「特性曲線」は、当該技術分野でよく知ら
れているように、対照ストリップ（ｃｏｎｔｒｏｌ ｓ
ｔｒｉｐ）を用いて決められる。対照ストリップは、小
さな一片のフィルムを使用し、典型的には（例えば、Ｘ
線フィルムでは）０．１５ｌｏｇ露光量単位の２１段階
濃度を有するオリジナルのステップウェッジと接触させ
ることによって、センシトメーターにおいて、プロセス
制御に用いられているフィルムの種類に適した色（典型
的には、Ｘ線フィルムについては青または緑）の光を露
光することによって作製する。露光したストリップを、
その性能が監視されている現像装置において処理する
と、測定準備が整う。

【０００４】対照ストリップで測定した濃度を相対ｌｏ
ｇ露光量に対してプロットすると、得られた曲線から、
工程の状態を特徴付ける重要なプロセス制御パラメータ
ーが得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在最
も一般的に用いられているプロセス制御パラメーター
は、系の応答を十分に記述する記述子ではなく、また各
場合において、それ自身が系内の測定されない変数に依
存する。

【０００６】その上、パラメーターの変動がプロセスを
診断するためのシステムに結合されているプロセス制御
システム、例えばＫＯＤＡＫ社の「Ｘ−Ｏｍａｔ」プロ
セスコントロール管理装置では、変数が適切に分離でき
ないとその診断が限られてしまう。

【０００７】それゆえ、解決すべき課題は、自動写真処
理装置用のプロセス制御システムを改善することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、写真材料
の対照ストリップをステップウェッジに露光することに
よって該対照ストリップを作製する工程と、その露光済
ストリップを、制御すべき処理装置内で処理する工程と
を含む、特定の写真材料をその材料の特性曲線を利用し
て処理する場合の写真処理装置の制御方法であって、該
ステップウェッジにおいて対照ストリップに施した露光
量に関して処理済対照ストリップからの濃度値を測定
し、これらの濃度値を露光量に対してプロットすること
により、下式：

【０００９】

【数２】

【００１０】（上式中、Ｅは露光量であり、Ｄは露光量
Ｅにおける濃度であり、Ｅ_i は特性曲線の変曲点におけ
る露光量であり、Ｄ_s は飽和濃度であり、そしてα及び
βは写真材料の定数である）で規定される特性曲線を決
定することを特徴とする写真処理装置の制御方法によっ
て解決される。この方法によれば、写真処理工程を精密
に制御できる。

【００１１】先に述べた特性曲線またはＨ＆Ｄ曲線を図
１に示す。先に述べた対照ストリップを図２に示す。図
３は、対照ストリップからの（先に述べた）測定によっ
て得られた、濃度−相対ｌｏｇ露光量の曲線を示す。

【００１２】特性曲線のパラメーターを規定するための
ほとんどの手段に共通しているものは、対照ストリップ
の最低濃度（カブリ濃度＋フィルムベース濃度、好まし
くは露光領域からできるだけ離れた場所で測定したも
の）と最高濃度である。これを図４に示す。濃度−相対
ｌｏｇ露光量の曲線のプロットした点は、適当な曲線適
合アルゴリズムによるかフリーハンドで連結すると、図
５に示したプロットが得られる。

【００１３】Ｘ線フィルムについては慣例的に全体のカ
ブリ濃度よりも１．０高い濃度であるが、そうした特定
の濃度を得るために必要な露光量を示すスピードもまた
共通である。スピード点を図６に示す。相対スピード
は、下式： 相対スピード＝１００（３−相対ｌｏｇ露光量） に従い算出する場合が多い。

【００１４】プロセス制御の目的には、この値を、特定
の材料のスピードを基準に正規化することができる。例
えば、ＫＯＤＡＫ社「Ｘ−Ｏｍａｔ」フィルムのスピー
ドを５００であると任意に規定することができ、そして
その値に対して他の材料のスピードを算出することがで
きる。

【００１５】ＤＩＮ６８６８に従う、プロセス制御用の
スピードの別の表現方法は、全体のカブリ濃度よりも
１．０高い濃度に最も近いステップの濃度を記録する方
法である。

【００１６】異なる露光量間の識別範囲や識別レベルを
示すスロープまたは「コントラスト」を使用してもよ
い。例えば、通常のＸ線フィルムについては、図７に示
したように、全体のカブリ濃度よりも０．２５高い濃度
値を示す点と、全体のカブリ濃度よりも２．００高い濃
度値を示す第二の点との間でスロープを算出する。

【００１７】これらの各パラメーターをプロセス制御に
使用することには明らかにいくつかの欠点があり、また
特定のフィルム製品のセンシトメトリー応答を規定する
場合には本当にそうである。

【００１８】最低濃度及び最高濃度の規定には、フィル
ムベース材料の濃度が含まれるが、それ自体、変動し、
標準的には測定されず、またフィルム材料の性能にはほ
とんど関係しないものである。最高濃度の規定には、特
定のセンシトメトリー露光量で得られた最高濃度のみを
含み、検査下にあるプロセスにおいてはそのフィルム材
料の飽和濃度である必要はないので、関係のない変数
（例えば、フィルムスピード及び露光量）の効果が含ま
れる。

【００１９】写真スピードの規定の歴史は、理論的意味
と実用とのバランスにおける二分釈を例示するのに役立
つ。ＤＩＮ６８６８に従う規定は、工程監視に有用な
「経験法」として多年にわたり役立ってきたが、実際の
スピードとの関連性がほとんどない。これにはあまりに
多くの未知変数が含まれるため、異なる製品の比較に使
用することはほとんどできないし、またプロセス内部の
問題を診断する上で有用であることもない。

【００２０】図６に示した「スピード点」の規定は、性
能を示す非常に良好な予測値ではあるが、規定される濃
度は、厳密に言えば、問題の材料の応答や、それが置か
れている用途に従って修正されなければならない。図７
は、スロープについて任意の規定を使用する上での欠点
を十分に例示している。

【００２１】測定地点の他に、測定された値は、「特性
曲線」の真の形状とは関連しない大きな変動を受ける。
より良好に曲線形状を記述するためには、曲線の異なる
部分のスロープを幾度も測定して引用する。

【００２２】以下に記載する制御パラメーターの１つ以
上を、単独でもしくは組み合わせて、または現在採用さ
れているかもしくは国際基準によって要求されている制
御パラメーターとの併用で、使用することができる。

【００２３】図２に示したタイプ（または同類種）の対
照ストリップの測定に基づく好ましい制御パラメーター
の規定は以下のとおりである。フィルムベース濃度 各バッチのフィルムについてのフィルムベースの平均濃
度は、好ましくは、測定すべきであるか、あるいはその
バッチの変動範囲と共にフィルム製造業者が明記すべき
である。最低濃度（カブリ） 対照ストリップの最低濃度はフィルムベース濃度よりも
低い。最高濃度 問題のプロセスにおける特定のフィルム材料の飽和濃度
はフィルムベース濃度よりも低い。この値は、測定でき
ない場合には、以下の方程式（３）に従い算出してもよ
い。

【００２４】まず、特性曲線の導関数を計算する。図８
は、導関数の典型的な形状を例示するが、その濃度スケ
ールは元の曲線とは異なる。

【００２５】次に、特性曲線の二次導関数を計算する。
図９は、二次導関数の典型的な形状を例示するが、その
濃度スケールは元の曲線とは異なる。

【００２６】最後に（図１０）、二次微分の最大値及び
最小値の露光量軸上の位置を測定する。以下の計算で
は、前者をｌｏｇＥ_spと称し、そして後者をｌｏｇＥ_sh
と称する。露光量値は、絶対値であることが好ましい
が、しかし相対値であっても、また校正された基準値に
対して正規化されていてもよい。次いで、以下の規定を
行うことができる。

【００２７】スピード スピードの規定は、Ｈ＆Ｄ曲線の二次微分値が最大値と
なる露光量（またはｌｏｇ露光量）の値に依存する。以
下の方程式（７）も参照されたい。この数値を現在の規
定により近づけるため、例えば以下の式を用いる。 スピード＝１００（３−ｌｏｇＥ_sp）

【００２８】スロープ（ｇ） 有効コントラストは、下式のように規定することができ
る。

【数３】 この規定の構成を図１１に例示する。（以下の方程式
（１１）も参照されたい。）

【００２９】スロープ（γ） また、第二の方法として、Ｈ＆Ｄ曲線の変曲点における
傾き（すなわち、一次微分の最大値）としてコントラス
トを規定することも可能である。（以下の方程式（１
２）も参照されたい。）

【００３０】ラチチュード（λ） λ＝ｌｏｇＥ_sh−ｌｏｇＥ_sp 以下の方程式（１０）も参照されたい。

【００３１】Ｈ＆Ｄ曲線の一次微分及び二次微分に基づ
くパラメーターを確実に計算するためには、解析式を使
用して測定データを適合させる必要がある。

【００３２】上記の開示事項の基礎となっている数学的
詳細部は以下のとおりである。実験データを適合させる
のに用いる濃度対ｌｏｇ露光量曲線の方程式の基本形は
下式で与えられる。

【００３３】

【数４】

【００３４】上式中、Ｄ及びＤ_s は、それぞれ露光量Ｅ
及び飽和における濃度であり、Ｅ_i は、曲線の変曲点に
おける露光量であり、そしてβは、変曲点における曲線
のスロープに関する定数である。

【００３５】この方程式の右側をｌｏｇ露光量の関数へ
変形して下式を得ることができる。

【数５】 上式中、β’はβ／ｌｏｇＥ、すなわち２．３０２６β
に等しい。

【００３６】方程式（１）及び（２）は対称的なＳ字曲
線を表し、大部分の実際の系について得られる実験デー
タに正確には適合しない。一般に、従来様式で処理され
る実際の材料は、曲線の足部の曲率が肩部よりも大きく
なっている特徴的な非対称形を示す。上式から得られる
Ｄ／Ｄ_s のいずれかの式が数α乗（１以上の定数）に上
昇すると、必要な非対称度を曲線の基本形に付与するこ
とができる。

【００３７】その上、基本方程式の各々をさらに新たに
修正することによって、ｌｏｇ露光量軸上の変曲点の位
置を、非対称性とは無関係にすることができる。すなわ
ち、上記方程式（１）及び（２）の代わりに、それぞれ
以下の方程式を記載する。

【数６】

【００３８】次いで、非センシトメトリー濃度Ｄ_f 、す
なわちカブリ濃度及びベース濃度を、前記方程式の基本
的関数形を保存しながら、下記のように、すなわち、方
程式（３）の代わりに、

【数７】 を記述し、そして方程式（４）の代わりに、

【数８】 を記述することによって導入することができる。

【００３９】次いで、通常の数学的解析手法によって、
曲線の二次導関数が最大値になる露光量Ｅ_spとして規定
されるスピードが下式で与えられることを推定する。

【数９】

【００４０】同様に、曲線の二次導関数が最小値になる
露光量として規定される曲線肩部の露光量Ｅ_shは下式で
与えられる。

【数１０】

【００４１】次いで、曲線のラチチュードλを（ｌｏｇ
Ｅ_sh−ｌｏｇＥ_sp）と規定することができ、下式が得ら
れる。

【数１１】

【００４２】系のコントラストは、二通りの方法で規定
することができる。第一に、先に規定した足部及び肩部
に相当する曲線上の２点を結ぶ線のスロープｇとして、
また第二に、その曲線の変曲点におけるスロープγとし
て規定できる。すなわち、

【数１２】 及び、

【数１３】 または、より簡単に、

【数１４】 で表される。

【００４３】一般に、コントラストについての後者の式
の方が、方程式（１１）によって与えられる数値よりも
若干大きい数値を与える。

【００４４】本開示に用いられている各パラメーターの
意義は、大部分は明白であり、また特性曲線のｌｏｇ露
光量軸上のスケールや位置に直接関係するが、これら二
つのパラメーターα及びβについて多少の説明をする必
要があろう。

【００４５】まず、先に記載したように、αは曲線の非
対称性の測度である。αが１の場合には、曲線は対照的
なＳ字形になる。αが非常に大きい場合には、曲線はあ
る程度の非対称性を示す限定形へ向かい、その非対称度
は、方程式の特定の代数形によって許容される最大値に
おいてであるが、実際に観測される極値を大きくは超え
ない大きさのものとなる。

【００４６】パラメーターβ、またはより正確にはその
逆数は、本質的には系のラチチュードの測度である。と
いうのは、方程式（１０）の右側の１／βを除いた項の
２ｌｏｇ（Ａ／２α）だけがαのみに依存し、また対数
関数の性質により、実際のαの値の影響を比較的受けな
いからである。

【００４７】この影響の受けにくさは、方程式（１０）
でαが１の場合と無限大の場合との極限値を計算し、こ
れらの値を、２種のスロープｇ及びγについて方程式
（１１）及び（１２）から推定される類似の結果と比較
することによって容易に例示される。

【００４８】詳細には、対応するラチチュードλｇ及び
λγをそれぞれ（Ｄ_s −Ｄ_f ）／ｇ及び（Ｄ_s −Ｄ_f ）
／γと規定すると、方程式（１１）及び（１２）は下式
を与える。

【数１５】

【００４９】各々βを乗じたこれら３種のラチチュード
の測度の極限値を以下の表１に示す。それらがどれも１
からほとんど離れていないという事実は、βを、正規化
した特性曲線の最大スロープとしてみなすことができ、
またそれ自体、非対称性パラメーターαからはほとんど
独立していることを例示するものとして考えることがで
きる。

【００５０】

【表１】

【００５１】図１２は、ＫＯＤＡＫ社「Ｘ−Ｏｍａｔ」
プロセスコントロール管理装置の実験的に改良した変型
から得られたスクリーンダンプである。それは、上記の
方程式（３）を使用して、典型的な放射線写真系にて測
定したデータ点を適合させることを例示している。

【００５２】

【発明の効果】本発明の有利な技術的効果は、問題の写
真材料の特性曲線の形状により有用に関連する相互に独
立的な制御パラメーターの使用に基づいて写真材料を製
造することである。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｈｕｒｔｅｒ及びＤｒｉｆｆｉｅｌｄのＴｈｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏ
ｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（Ｎｏ．５、
Ｖｏｌ．９、１８９０年５月）以後のＨ＆Ｄ曲線を表す
グラフである。

【図２】対称ストリップを表す平面図である。

【図３】図２に示したストリップから得られた測定値に
よる相対ｌｏｇ露光量に対して濃度をプロットしたグラ
フである。

【図４】図３と同様のグラフに、最低濃度と最高濃度と
を示したグラフである。

【図５】図３と同様のグラフに、曲線を形成するのに関
連するプロット点を示したグラフである。

【図６】図３と同様のグラフに、スピード点を示したグ
ラフである。

【図７】図３と同様のグラフに、スロープを示したグラ
フである。

【図８】特性曲線と、その一次導関数を異なるスケール
で示したグラフである。

【図９】特性曲線と、その二次導関数を異なるスケール
で示したグラフである。

【図１０】図９と同様のグラフに、最小値及び最大値の
位置を示したグラフである。

【図１１】図３と同様のグラフに、有効コントラストを
示したグラフである。

【図１２】本発明の方法を採用して得られたスクリーン
を示す線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 写真材料の対照ストリップをステップウ
   ェッジに露光することによって該対照ストリップを作製
   する工程と、その露光済ストリップを、制御すべき処理
   装置内で処理する工程とを含む、特定の写真材料をその
   材料の特性曲線を利用して処理する場合の写真処理装置
   の制御方法であって、該ステップウェッジにおいて対照
   ストリップに施した露光量に関して処理済対照ストリッ
   プからの濃度値を測定し、これらの濃度値を露光量に対
   してプロットすることにより、下式： 【数１】 （上式中、 Ｅは露光量であり、 Ｄは露光量Ｅにおける濃度であり、 Ｅ_i は特性曲線の変曲点における露光量であり、 Ｄ_s は飽和濃度であり、そしてα及びβは写真材料の定
   数である）で定義される特性曲線を決定することを特徴
   とする前記制御方法。