JPH10112809A - 原色着色剤に余分な着色剤を添加してカラー画像を印刷するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】「ハイファイ」着色剤が減法混色の原色の組合
せと最適に交換されるように成したシステムを提供する
こと。 【解決手段】標準的なＣＭＹＫ原色着色剤の範囲を越え
て２次的カラーの着色剤が利用可能である「ハイファイ
（hi-fi）」カラー印刷システムにおいて、２次的カラ
ーの着色剤を原色着色剤の組合せと交換して、フルカラ
ーの色域を達成する。２次的カラーの着色剤が原色着色
剤と交換されることになる関数は、カラー空間内におけ
る通路を介して非線形である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子画像信号に基
づいて画像が印刷されるデジタル印刷システムに関す
る。より詳細には、本発明は、「ハイファイ（hi-f
i）」電子カラー印刷システムとして時々知られている
ものであり、実行可能なカラーの範囲が典型的な３原色
以上によって形成されるように成したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、加法混色及び減法混色の原色を
示す、可視スペクトル内におけるカラー空間の典型的な
「切片（slice）」を表わしている。（色彩科学の分野
では周知であるように、図１で示された切片は、３次元
カラー空間の断片であり、白から黒への中立軸は、ダイ
ヤグラムの中心からページの外へ出るように現出する。
しかしながら、カラー空間のこの次元は、本件の議論で
は直接関連するものではない。）カラー空間の当該断片
の周辺には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシア
ン（Ｃ）の減法混色の原色に関する全彩度を表わす位置
が示されている。これらの減法混色のカラーは、理論的
にはこれらのカラーの組合せが可視スペクトル内におけ
るその他のすべてのカラーをシミュレーションすること
が可能であるので、周知のように、画像の印刷で使用さ
れている。

【０００３】カラー空間内における減法混色の原色の様
々な対の間には、ここでは「２次的カラー（secondary
colors）」と呼ばれる、青（Ｂ）、赤（Ｒ）及び緑
（Ｇ）が配置される。図面から理解され得るように、各
々の２次的カラーは、理論的には印刷面などの上におい
て２つの隣接する原色の着色剤（トナー又はインクのよ
うな）を組合せることによってシミュレーションされる
ことが可能であり、結果として、印刷シートの上におい
てマゼンタにシアンを併せて加えたものが青色を産み出
すことになり、一方、シアン及びイエローが緑色を産み
出すことなどになる。しかしながら、画像が紙シートに
定着される乾燥粉体によって典型的に形成されるゼログ
ラフィーの分野では特に、他のカラーを産み出すための
原色のこの理論的な混合は、結果としてプリンタ領域を
限定的なものにしてしまう可能性がある。典型的なトナ
ー組成の不可避的な化学的欠陥は、しばしば、原色トナ
ーの組合せに、所望の組合せカラーの最適状態に及ばな
い次善のレンダリングを生じさせることになるのであ
る。

【０００４】何れの種類のカラーもその周辺に接近する
につれてより鮮明になる（即ち、より高い彩度を有す
る）ように成した当該図面で示された６角形の中におい
て、湾曲した実線によって画成された陰影領域は、印刷
装置によって達成され得るカラーの典型的な実際の領域
を表わすものである。イエローのような原色の１つを印
刷することが試みられるならば、イエローのトナーが、
その他の何れのカラーをも混合せずに、シートに対して
単純に適用される。そのような場合には、純粋なイエロ
ーのトナーが、所望カラーの理論的な最大のクロミナン
スを産み出すことになる。この独立した原色の最適な使
用は、イエローのトナーがマゼンタ又はシアンの何れの
トナーとも組合せられないときに、６角形内部の湾曲し
た実線が純粋なカラーのポイントにおいてのみ６角形の
周辺と交わるという事実によって表現される。

【０００５】しかしながら、例えば、緑色の領域を印刷
することが所望される場合には、シアンを加えたイエロ
ーの視覚効果的な組合せ（ドットに隣接するドットであ
るか、或いは他の層の上に重ねられる１つのトナー層の
何れか）が、用紙に対して供給されなければならない。
１つの原色が優勢である限り、イエロー又はシアンが優
勢であるときには、湾曲した実線が６角形に対して妥当
に接近しているという事実によって示されるように、殆
ど最適なクロミナンスが達成され得ることになる。純粋
な緑色に近いカラーが所望される場合には、２種類のト
ナーのほぼ半々の配分を必要とすることになり、Ｇで表
示された領域の近傍では湾曲した実線が完全な緑色を表
わす６角形のコーナーから全く離れているという事実に
よって図面で示されるように、クロミナンスの欠乏が顕
著になる。実際的な条件では、湾曲した実線が６角形の
周辺から離れているという事実は、組合せカラーが試み
られるときに、紛れもなく鈍い色であるか又は灰色がか
った外観を呈することになる。同様なクロミナンスの欠
乏は、赤色又は青色のようなその他の２次的な色相が減
法混色のカラーのほぼ等しい割合によって印刷されるよ
うに試みられるときにも現われることになる。

【０００６】特にゼログラフィー印刷の分野では、ＣＭ
Ｙ原色のみを展開させる印刷装置ばかりでなく、ＲＧＢ
のような２次的な色相を印刷するための１種類又はそれ
以上の種類のトナーを展開させる１つ又はそれ以上の装
置（現像ユニットのような）をも設けることによって、
２次的な色相を達成することに関わる問題を克服するこ
とが提案されてきた。例えば、純粋な青色をマゼンタと
シアンのトナーを混合することによって達成しようとす
る代わりに、そのようなシステムは、専用の青色のトナ
ーを単純に展開させることになる。テキストの印刷など
のための黒色（Ｋ）現像ユニットを追加すれば、そのよ
うな「ハイファイ」カラー印刷システムは、典型的に
は、７個もの現像ユニットを包含することになる。

【０００７】米国特許明細書第４，８９３，１７９号
は、カラー画像を３色の基本的なカラーに分解するため
の分解回路を包含するデジタル・コピー機を開示してい
る。原稿の分解から導出された原稿のＲＧＢデータは、
その後、ゼログラフィー的に画像を印刷するためにＣＭ
ＹＫデータに変換される。

【０００８】米国特許明細書第５，０７７，６０４号
は、ＲＧＢ色分解信号を同等のＣＭＹＫ画像信号に変換
する方法を開示している。

【０００９】米国特許明細書第５，５２８，３８６号
は、原稿のＲＧＢ画像を収容して、そこからの信号を印
刷装置に対して供給され得るＣＭＹＫ画像に変換する装
置を説明している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、「ハイファイ」着色剤が減法混色の原色の組合せと
最適に交換されるように成したシステムを提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの特徴に拠
れば、着色剤の集合が少なくとも第１及び第２の着色剤
とカラー空間内において第１及び第２の着色剤の間に配
置される中間的な着色剤とから構成される、着色剤の集
合の部分集合の組合せとして所望のカラーを印刷するこ
とが可能であるデジタル印刷装置において、第１着色剤
及び第２着色剤を機能させる原色画像信号を、第１着色
剤、第２着色剤及び中間的着色剤を機能させるハイファ
イ画像信号に変換する方法が提供される。原色画像信号
の組合せは、反射率座標内における非線形関数に従って
中間的着色剤を表わす中間的画像信号と交換される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１で示されたように、マゼンタ
（Ｍ）、オレンジ（Ｏ）及びイエロー（Ｙ）の各位置を
接続する一点鎖線は、これらの３色のカラーの着色剤
（トナー又は液体インクのような）を組合せることによ
って達成され得るそれらのカラーに関する最大クロミナ
ンスの通路を表わしている。図２は、第１段階では、オ
レンジ色の着色剤以外には何も展開されなくなるまでマ
ゼンタ着色剤を犠牲にしてオレンジ色の着色剤に交換
し、第２段階では、図１の一点鎖線のＯ部分からＹ部分
まで移動して、イエローのトナー以外には何も展開され
なくなるまでオレンジ色のトナーをイエローのトナーと
交換するように成したことによって、図１の一点鎖線に
沿ってカラーを達成する直接的な方法を示すグラフであ
る。図２で示されたように、異なった種類の着色剤に関
する反射率空間内の１００％の適用範囲と０％の適用範
囲の間におけるそのように純粋な線形交換は、理論的に
は、図１の一点鎖線に沿って何らかの十分なクロミナン
スのカラーを達成することを許容することになる。しか
しながら、経験は、この種の交換が実際には最適な結果
を産み出すものではないことを示した。

【００１３】図３は、その実線が実ワールドの印刷シス
テムにおいて展開されるカラーの近似的な作用を表示す
るようにして、図１で示されたカラー空間の断片を示し
ている。ハーフトーン的な原色のランダムシステム即ち
傾斜スクリーンシステムが使用される場合、半々の領域
には、画像内に着色剤が全く存在しない「空白空間（wh
ite space）」が大量に存在することになる。特に、図
２でｈとして示されたようにほぼ等しい割合のマゼンタ
又はイエロー及びオレンジ色の着色剤が存在するポイン
トでは、基礎を為す白紙の存在は、特には図３のｈで表
示される曲線の部分において、十分なクロミナンスの欠
乏の故に非常に明瞭となる。図３で示されたように、紙
が透けて見えるこのクロミナンスの欠乏は、図３におい
て実線で示されるように、混合によって生じた実際の達
成され得るカラーを凹ませることになり、混合される着
色剤の種類が多くなればなるほど、そのクロミナンスも
理論的な最適値から遠く離れることになる。

【００１４】例えば赤色又はオレンジ色の着色剤をマゼ
ンタ及びイエローの組合せと交換するように、２色の原
色の組合せになってしまうものを中間的なカラーの着色
剤と交換するという全体的な技術は、概念的には、４色
刷り印刷において使用される周知の「下色除去（underc
olor removal）」技術のバリエーションである。当該技
術では、３色の原色から構成される特に暗い領域は、３
色の着色剤によって比較的暗いカラーを達成しようと試
みる代わりに黒色着色剤という代用物を受け入れるので
ある。簡単に言えば、下色除去は、所望の暗い組合せカ
ラーを理論的に達成するために使用される最小限の３原
色を取り除き、当該最小限の３原色の関数として或る比
率の黒色着色剤と交換することによって機能する。

【００１５】図２及び図３で示されたようにオレンジ色
の着色剤をマゼンタ又はイエローと線形的に交換するこ
とは、実際には、ケッパーズ（Kueppers）の米国特許明
細書第４，８１２，８９９号において説明された技術の
実施例である。ケッパーズのシステムに拠れば、減法混
色の原色に対して補助的なカラーを供給することは、反
射率空間内における「下色除去」の１つの形態である。
例えば特定の着色剤の５０％の適用範囲のような多くの
ハーフトーンは、規則的に配向されたか又はランダムに
配向されたハーフトーンドットのスクリーンによって達
成されるので、各々の５０％の適用範囲における２種類
のドットの組合せは、何れの着色剤によってもカバーさ
れない関連領域の中へプリントシートの２５％を容易に
置き去りにしてしまうことがあり得るのである。

【００１６】図４は、図２で示されたものと同様である
本発明に従った交換機構を示している。理解され得るで
あろうが、図２を制御する交換アルゴリズムと図４を制
御するものとの間における重要な相違は、図４における
交換が、ＭからＹへ通路に沿って移動するとき他のもの
に交換される着色剤の量に関して、非線形であるという
事実である。本文における請求項の目的のためには、
「非線形（non-linear）」とは、カラー空間を介して通
路内を移動する際の１色のカラーにおけるパーセントの
減少が、必ずしも代替的なカラーにおける等しいパーセ
ントの増大とは適合しないように成した、関数として定
義されるものとする。

【００１７】図４のｘ軸及びｙ軸は、プリントシート上
における着色剤の相対的な反射率を表わしている。図４
の非線形関数は、反射率（reflectance）と濃度（densi
ty）の間における非線形的な関係に関連するものであ
る。ケッパーズの方法は、反射率カラー空間内における
下色除去の１つの形式と考えられることも可能である
が、本発明のシステムは、濃度空間内における下色除去
の１つの形式を実行する。下色除去の実行に先立つ反射
率から濃度への変換は、減法混色の原色の間に位置する
カラーのための最適に近い色域の達成における非常に重
要なステップである。

【００１８】ＣＭＹをＣＭＹＫＯＧＢに変換するステッ
プは、以下のように要約されることが可能である。

【００１９】１） 次の公式を使用して、Ｃ，Ｍ，Ｙを
反射率から濃度の座標に変換せよ。

【００２０】 Ｄ(Ｒ)＝−log１０(１−Ｒ)，０≦Ｒ＜１； Ｄ(１)＝Ｄｍａｘ' ここで、Ｄは濃度を意味し、１−Ｒは反射率を意味する
（或いは、同義的にはＲが吸収率を意味する）。これ以
降、すべての数量は、濃度を表わすものと想定される。
このステップは、その対数関数によって、交換関数にお
ける所望の非線形性を形成する。

【００２１】２） Ｃ１，Ｃ２及びＣ３に、濃度が増大
する順番で３色の着色剤ＣＭＹを表現させよ（即ち、Ｃ
１＝min(Ｃ，Ｍ，Ｙ)等）。変換は、先ず第１に、ＣＭ
ＹからＣＭＹＫに対して行われる（即ち、従来的な下色
除去）。

【００２２】Ｋ ← f１(Ｃ１,)； Ｃ１ ← Ｃ１−f２(Ｃ１)； Ｃ２ ← Ｃ２−f２(Ｃ１)； Ｃ３ ← Ｃ３−f２(Ｃ１)； ここで、f１()及びf２()は、Ｋに対するＣ，Ｍ，Ｙの相
対的な比率を指図する所定の特性を備えた、滑らかな単
調増大関数である。

【００２３】３） 着色剤Ｃ 及びＣ に対して下色除去
を適用し、ハイファイ原色(Ｈ)を導入せよ。

【００２４】Ｈ ← f３(Ｃ２,)； Ｃ２ ← Ｃ２−f４(Ｃ２)； Ｃ３ ← Ｃ３−f４(Ｃ２)； ここでもまた、f３()及びf４()は、ＣＭＹ原色及びハイ
ファイカラーＨの相対的な比率を指図する滑らかな単調
関数である。後者のカラーは、２次的な上重ね印刷Ｃ２
Ｃ３のものに色相が最も近いものであるようにして選択
される。例えば、Ｃ２がイエローの着色剤であり、Ｃ３
がシアンの着色剤であるならば、Ｈは、ＣＹの上重ね印
刷に色相が接近するように、緑色の着色剤である。

【００２５】４） 次の公式によって、濃度を反射率に
変換せよ。

【００２６】 Ｒ(Ｄ)＝１−１０−Ｄ；０≦Ｄ＜Ｄｍａｘ Ｒ(Ｄｍａｘ)＝１ ここでもまた、１−Ｒは反射率を意味し、即ちＲが吸収
率を意味することになる。f１(ｘ)＝f２(ｘ)＝f３(ｘ)
＝f４(ｘ)＝ｘである（１００％ＵＣＲと呼ばれる）単
純な場合には、３色の着色剤の信号が達成される： １
つは原色の着色剤（Ｃ，Ｍ，Ｙからのもの）であり；
１つはハイファイ着色剤（Ｏ，Ｇ，Ｂからのもの）であ
り； もう１つがＫである。この場合、その中立軸は、
純粋なＫによって複製される。しかしながら、概ね、こ
の方式は、５色の着色剤の混合物（ＣＭＹＫ及び１色の
ハイファイ原色）まで許容するものとなる。再変換され
た反射率ベースの信号は、その後、デジタル印刷装置を
操作するために使用され得ることになる。

【００２７】前文の請求項の範囲内では、上述の計算
は、リアルタイムで画像信号に関して実施され得るもの
であるが、或いは代替的には、上述の計算は、実行可能
な画像信号の集合に関して前もって実施されることも可
能であり、カラー画像信号を変換するためにリアルタイ
ムで使用される１つ又はそれ以上のルックアップ・テー
ブルを形成することになる。

【００２８】図１に戻ると、示されたように利用可能な
オレンジ色の「ハイファイ」着色剤を有する印刷システ
ムでは、Ｍ，Ｏ及びＹの間の最適な色域を示す一点鎖線
は、本質的には、ＭＹから成る赤色処理に対応する６角
形のコーナーから「逸脱（leaves out）」することが明
白であることになる。上述したように、例えば、７色の
ハイファイ・ゼログラフィーシステムでは、典型的に作
成される文書に関する経験的な研究が、純粋な赤色に対
比してオレンジ色のカラーへの必要性がより大きいもの
であることを示した。しかしながら、最適な赤色を達成
するためには、マゼンタ及びイエローの着色剤のみを使
用して赤色を形成し、赤色の形成に関しては食い違いが
あるオレンジ色の着色剤を「方程式から除外（out of t
he equation）」することが最も好適であろう。これを
実行に移すため、本発明は、マゼンタ及びイエローの着
色剤の組合せが最良の実際的な赤色を達成することを可
能にするが、同時に、そのようなオレンジ色の着色剤が
利益を提供する状況ではオレンジ色の着色剤のみの使用
をも可能にするように成した、線形と非線形の交換技術
の組合せを提案する。

【００２９】図５は、利用可能な３種類の着色剤が与え
られていて、赤色とオレンジ色の両方に関して最大の実
際的な彩度を達成するためのものである、本発明に拠る
異なった種類の着色剤の交換を示すダイヤグラムであ
る。図５のｘ軸から理解され得るであろうが、これらの
着色剤の様々な組合せによる利用可能なカラーの選択
は、純粋なマゼンタから最良の実行可能な赤色を通り、
純粋なオレンジ色の着色剤によって獲得される純粋なオ
レンジ色に至り、最終的には純粋なイエローの着色剤に
よって獲得される純粋なイエローにまで達する。

【００３０】図５のｘ軸に沿って移動すると、マゼンタ
から赤色を通ってオレンジ色に至りイエローに達するカ
ラー空間を介して通路内を移動するとき、その交換関数
は、１つが線形の関数を示し、他の２つが非線形の関数
を示す、３つの独特な部分を有するものであると理解さ
れ得ることになる。純粋なマゼンタ（Ｍ）から純粋な赤
色（Ｒ）まで伸延するＩとして示される関数の１つの部
分は、当然ながら、第２の着色剤が全く存在しないマゼ
ンタの一杯の配置から始まる。しかしながら、純粋なマ
ゼンタ（Ｍ）から赤色（Ｒ）に達するためには、マゼン
タの一杯の適用範囲は、一定に留まって、その間に、イ
エローの線形に増大する部分がその上に被せられる。そ
のようなカラー・オン・カラー技術は、当該分野では周
知であるように、トナーの多数の層が感光体又は或る種
の転写ロールの何れかに重ねられることが可能であるよ
うに成した、カラーゼログラフィーのシステムでは特に
有益である。最大の実際的な赤色（Ｒ）が達成されるの
は、イエローとマゼンタの両方に関して一杯の適用範囲
が存在するときだけであることになる。ＭとＲの間の第
１の部分の全体については、それらの関数が線形であ
り、オレンジ色の着色剤は全く何の役割も果たしていな
いことが留意されるべきである。

【００３１】赤色（Ｒ）からオレンジ色（Ｏ）まで達す
るIIとして示される交換関数のもう１つの部分では、増
大する量のオレンジ色の着色剤と、マゼンタ及びイエロ
ーの組合せによって形成される赤色との直接的ではある
が非線形の交換が存在する。図５で示されたように、マ
ゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の両方の着色剤は、独
立したオレンジ色の着色剤によって形成される純粋なオ
レンジ色が達成されるまでは、一緒に削減され、オレン
ジ色の着色剤と交換される。この特殊な実施例において
は、部分IIでは、Ｍ及びＹの数値は、互いに等しく設定
され、一緒に削減されるが、もう１つの実行可能な実施
例においては、Ｍ及びＹの数値は、互いに従属するもの
でなくても良い。例えば、Ｏに接近するにつれてＭ及び
Ｙを異なった比率で減少させるか、或いは、部分IIの全
体又は部分に渡ってＭ又はＹを１００％の適用範囲に維
持することさえも構想され得るのである。

【００３２】IIIとして示される純粋なオレンジ色と純
粋なイエローの間の交換関数の部分には、ここでもま
た、示されているように、全体がオレンジから全体がイ
エローまでの非線形の交換が存在する。

【００３３】本発明は開示された構造に関連して説明さ
れてきたが、それは、陳述された細部に対して限定され
るものではなく、添付された請求項の範囲内に納まるよ
うな修正又は変更をカバーするものとして意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従った「ハイファイ」カラーの原理
を示すカラー空間の典型的な断片を示している。

【図２】 既知のカラー交換システムに従った１つ又は
それ以上の原色着色剤とのハイファイ着色剤の線形交換
を示すグラフである。

【図３】 実行可能なカラー及びカラー空間の色域の達
成においてそのような線形交換システムに関して観察さ
れる影響を示している。

【図４】 非線形的であり或いは濃度に基づくものであ
る、本発明に従ったハイファイ着色剤の原色着色剤との
交換を示すグラフである。

【図５】 当該関数が線形部分と非線形部分の両方を包
含するように成した、本発明のもう１つの実施例に従っ
た１つ又はそれ以上の原色着色剤とのハイファイ着色剤
の交換関数を示している。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色剤の集合が少なくとも第１及び第２
   の着色剤とカラー空間内において第１及び第２の着色剤
   の間に配置される中間的な着色剤とから構成される、着
   色剤の集合の部分集合の組合せとして所望のカラーを印
   刷することが可能であるデジタル印刷装置において、第
   １着色剤及び第２着色剤を機能させる原色画像信号を、
   第１着色剤、第２着色剤及び中間的着色剤を機能させる
   ハイファイ画像信号に変換する方法であって、 反射率座標内における非線形関数に従って、原色画像信
   号の組合わせと中間的着色剤を表わす中間的画像信号と
   の置換を実行するように成したステップによって特徴付
   けられる、前記変換方法。
2. 【請求項２】 置換ステップは、対数関数を包含するア
   ルゴリズムの中に原色画像信号を入力することを包含す
   るように成した、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 置換ステップは、原色画像信号を反射率
   座標から濃度座標に変換することと、濃度座標内におけ
   る画像信号に関する下色除去の計算を実行することとを
   包含するように成した、請求項１に記載の方法。