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濃度

6 3月

05_濃度を測定すると何が分かるの?

さて、色の管理カラーマネージメントとしては色彩値であるL*a*b*測定が中心となっている昨今、どうして依然として濃度値を使用するのでしょうか?
印刷における濃度測定値から派生する指標としてはドットゲイン、2次色トラッピング、コントラスト、グレーバランス、ヒューエラー、グレーネスなどさまざまなものがありますが、なんといってもベタ濃度の管理が最も重要な役割となります。
 
印刷の場合、濃度の変化は色材料の変化に直結します。
たとえばオフセット印刷の場合,図―7のように濃度とインキ膜厚との間に比較的線形な関係(比例の関係)があります。つまり濃度が高くなれば比例して膜厚が厚くなり顔料の混入量(色材濃度)が多くなるということに繋がります。
つまり、濃度∝インク膜厚∝色材量という関係が成立するわけです。
(ただし、グラフからも分かるように一定の濃度(膜厚)以上になると、その線形(直線)性が失われてきます。そのため、あまり高濃度になってくると濃度測定は意味を失ってくることになります。)
 
 
ベタインキのインキ膜厚と濃度の関係
図-7 ベタインキのインキ膜厚と濃度の関係
 
濃度が決まればその線形性から色材量が決まります。いつも同じインキを使用する場合、色材量が決まれば図-8のようにその分光反射率の形が決まってしまいます。つまり、色そのもの(色彩値)が一意に決定されることになります。
 
 
インキ色材量(膜厚)変化による分光反射率の変化
図-8インキ色材量(膜厚)変化による分光反射率の変化
 
印刷の現場では、いつも同じプロセスインキを使用することで、濃度を決めればその色彩値、さらに分光特性さえも決めることができるのです。濃度値は簡単な1つの指標で表わすことができますし、何よりコントロールが可能な色材量(オフセットの場合はインキ膜厚)とリンクしているため、現在でも印刷の現場では最も重要な指標として使用されているのです。
だって、L*a*b*やΔEで言われたって、印刷機をどうコントロールすれば良いか分からないでしょう!
 
ただし、ここでの条件は「同じインキを使用する場合は...」ということです。

同じインキでない場合、濃度を合わせても色はマッチしないのです。ですから、たとえばプルーフのベタ濃度を測定して本紙のベタ濃度をこれに合わせても、一般的に色は合いません。(プルーフと本紙では通常インクが異なるからです。)

この場合は,色彩値をあわせる必要があるのです。
 
下の2つのカラーパッチは濃度が両方とも1.05でも使用するインクが異なるため色がマッチしません。
 
 
両方とも1.05でも使用するインクが異なるため色がマッチしません
Y濃度=1.05    Y濃度=1.05
 
インクが異なるような場合、たとえばプルーフの特色に本紙で色をマッチさせるには濃度ではなく、色彩値を合わせて印刷する必要があるのです。
この場合は,ベストマッチという便利な機能を利用する方法があります。
ベストマッチは色彩値のマッチイングを濃度でガイドする機能です。このベストマッチについてはいつか詳しく説明します。

Xrite 印刷

 
3 3月

04_濃度ステータスTとE、あなたはどっちを使ってる?

前回、ステータスTとEを説明しましたが、それでは、ステータスTとEの どちらを使用すればいいのでしょうか?
 
印刷のプロセス印刷では、基本的にはどちらを使用しても良いと思います。
問題は常に同じステータスを使用することです。
あるときはステータスTを使用して、あるときはEを使用するといったことをしてはいけません。
ですから、自分の会社がどちらのステータスを使用しているかをキチンと認識していなくてはいけません。
どちらか判からない場合は、コート紙のイエローのベタ濃度をどの程度の濃度で印刷しているかを確認してください。
 
イエローのベタ濃度が0.95~1.05程度だとおそらくステータスTだと思われます。
これが1.25~1.35程度だと使用しているステータスはおそらくEでしょう。
図-5にステータスの典型的な値の例を示します。シアン、マゼンタ、ブラックではステータスTとEで
同じ値を示しています。
 
 
典型的なステータス濃度
図-5 典型的なステータス濃度
 
よく「ANSI TとかANSI EなどとISO T,ISO Eはどのように違うのか?」という質問を受けます。
ANSI TとISO Tは全く同じ濃度を指します。同様にANSI EとISO Eも全く同じものを指します。
測定器の販売された時期によって記載の仕方が異なっているだけです。
 
ステータスIはどのような濃度ステータスでしょうか?
 
ステータスIは狭帯域濃度のステータスで、典型的なプロセスインキのピーク吸収波長に応答のピークを合わせた重み付けをしています。ピーク波長がインキの特性とマッチしている場合、最大限の感度が得られ、 小さな膜厚変動で大きな濃度変化が得られます。しかし、その有効性はインキの特性に依存するため、ピーク波長が使用するインキとずれた場合、思わぬ波長的なデッドゾーンが発生する場合があります。
また、プロセスインキ以外では使用が難しいなどの問題もあるため一般的には使用されていません。
 
 
典型的なステータス濃度
図-6ステータスIのY,M,Cの重み付け
 
濃度計(測定器)によってステータスIがSPIと表記されている場合もありますが、これもISO Iと全く同じ意味になります。
 
その他の印刷用のステータスとしてはDINというものがあります。
DINはドイツの国家規格によるステータスでやはり広帯域の特性を持ちます。
DINにはDIN16536 (1995)、DIN16536 (1984)などがあります。また、古い濃度計測色計)ではDIN SPMと記載されたものもあります。
これらのステータスは全く同じものではなく、それぞれ微妙に異なった濃度を示します。
DINは古い規格でDIN16536 (1995)をベースとしてISO Eが国際規格として制定されています。このためFOGRAなどでもDINを使用しているユーザーにはISO Eへ移行するように推奨しています。ちなみにそれぞれのDINが少しずつ異なるように、ステータスEもDIN16536 (1995)と同じ濃度を示すわけではありません。
正確を期すならば自社の基準をステータスEで取り直すことをお勧めします。

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2 3月

03_濃度ステータス EとTはどうちがう?

前回、ISOのプロセス印刷用の濃度ステータスとして、ステータスT,E,Iがあることを紹介しましたが、今回はその内容をもう少し詳しく見ていきたいと思います。

前回、ISOはこれらの波長領域の重み付けを数値として規定してることをご説明いたしました。(元々は色分解用フィルターの特性をベースにしたものです)
図-3に重み付けの波長グラフを示します。横軸が波長で、縦軸が重み付けの係数になります。

 
ステータスTとEの重み付けファクター
図-3 ステータスTとEの重み付けファクター
 

このようにマゼンタ用やシアン用の重み付けは、ステータスTとステータスEとで同じものが使用されています。

つまり、M濃度やC濃度はステータスTとステータスEで全く同じ数値となります。
違いが出るのはイエロー濃度だけです。イエロー用の重み付けでは、ステータスEが500nmあたりでほぼゼロになっているのに対して、ステータスTでは550nmあたりまで感度が延びています。

この違いは、イエローインキのインキ量(オフセットではインキの盛り量)の増減に対する濃度の対応に影響します。
イエローインキはシアンやマゼンタのプロセスインキと比較して、比較的純粋な色味をしています。

つまり,照明光の短波長成分のみを吸収し他の波長領域の光を吸収しない(副吸収が小さいということです)特性を持ち、その分光反射率は480nmあたりで急峻に立ち上がります。(図―4参照)


ステータスTの応答特性を使用した場合、この立ち上がり部分(図―4図中 黄緑の楕円部分)を拾うため、結果として濃度変化に対して多少鈍感になります。一方,ステータスEではこの部分を除外し、純粋にインキ量の増減を反映した短波長領域の上下のみを拾って濃度とします。
このため、数値の反応が濃度変化に敏感になり、特にオフセット印刷でのインキ壷の調整に有利なデータを提供します。

もちろんステータスTでもインキ量の増減を確認するのに不足はありませんし、見た目の濃淡の感覚にマッチしているため、コチラを使用するユーザーも多くいます。
一般にステータスTは北米で,ステータスEはヨーロッパで使用される傾向があります。

 
イエローインキの分光反射率とT、Eの重み付け
図-4 イエローインキの分光反射率とT、Eの重み付け
 
2 3月

02_濃度のステータスって何だ?


濃度ステータス
図-1
 

印刷物や写真感材の濃度を評価する際、使用する色材の特性に応じて評価する(チェックする)波長領域を変えて濃度を算出します。
たとえばプロセス印刷(CMYKによる印刷)のイエローインキの分光反射率特性は、用紙の上のインキ量を増減すると図-2のように変化します。

 

[分光反射率とは...]
分光反射率は色の指紋で,その色の性格を表しています。
分光反射率グラフは横軸に電磁波の波長を,縦軸に反射率をとって表示します。
この分光反射率の形状が色の本来の特性を表すものになります。
人間は,この色の特性が目の中にある3つのタイプの錐体というセンサーに落とし、影を見ているということになります。

イエローインキはインキ量を変化させると短波長側の反射率が変化します.このため,イエローインキを評価する濃度では、短波長に注目する指標を使用します。シアンインキ場合は長波長側を、マゼンタインキに関しては中間波長域を評価した濃度が使用されます。

 
イエローインキはインキ量を変化させると短波長側の反射率が変化します。
このため、イエローインキを評価する濃度では 短波長に注目する指標を使用します。
シアンインキの場合は可視光波長域の長波長側をマゼンタインキに関しては中間波長域を評価した濃度が使用されます。
 
濃度ステータス
 

図-2 イエローインキの増減による分光反射率の変化

古くは、前回の図―1にあるように物理的な広帯域バンドパスフィルターを使用して各波長領域を抽出・評価しました。


プロセス印刷インキのフィルターとしては、ドラムスキャナーの色分解用フィルターが使用され、Y,M,C用にそれぞれラッテンの47(もしくは47B), 58, 25番が濃度計のフィルターとして使用されていたわけです。

反射率の増減をより感度良く捕えるため、広帯域のフィルターではなく、プロセスインキの吸収特性のピークにマッチするような狭帯域のフィルターを使用したいと考える人たちもいます。

一方、写真用には感材の吸収特性に合わせた狭帯域のフィルターが選択されます。

このように濃度計では、さまざまなタイプの濃度を評価するために、用途や色材に合わせてチェックする波長領域を変えて対応しています。
この評価する波長領域の標準セットがステータスと呼ばれるものになります。

現在では、ISOが波長の重み付けを物理フィルターの代わりに数値によって規定し、以下のようなステータスを定義しています。

・ステータスT

 

 

 

 

 

 

 ・ステータスE
・ステータスI
・ステータスA
・ステータスM
・ビジュアル濃度
・タイプ1濃度
・タイプ2濃度
・タイプ3濃度
 
このうち印刷に使用される濃度はステータスT, E, Iです。

ビジュアル濃度(Kインキの濃度評価に使用)はステータスに関係なく常に同じ重み付けが使用されます。


詳しくは、ISO 5-3 “Photography and graphic technology — Density measurements — Part 3:Spectral conditions”を参照してください。

それぞれのステータス濃度の特徴に関しては、次回に説明したいと思います。

2 3月

01_印刷濃度の単位は何?

X-Riteのテクニカルサポートチームでは、よく「印刷の濃度の単位はなんですか?」という質問を受けます。
濃度というのは照明される光の光量と反射(もしくは透過)される光の光量の比から算出されます。
同じ単位同士の比ですので、濃度には単位がありません。
よく1.50DなどとDをつけることがありますが、これはDensity(濃度)のかしら文字のDを付けたもので「この数値は濃度の値ですよ」という意味で単位というべきものではありません。
 
濃度には単位がありません
 図-1
濃度の計算は反射率の逆数の常用対数で求められます。
つまり、反射率=反射光強度/入射光強度ですので、この逆数は入射光強度/反射光強度となり、濃度の計算は
 
濃度の計算
 
となります。
 
ただし、入射光強度も反射光強度もある重み付けをして評価したものを使用します。
よくOD値として扱われる濃淡に関するビジュアル濃度の場合、人間の目の波長応答の特性で重み付けをします。
具体的には、人の明るさに対する応答特性のv ̅(λ)で重みつけをした値を使用します。
また、CMYなどのプロセスインキの評価に使用する濃度などはインキなどの色材の特性に応じて特徴的な波長領域での重み付けを使用して評価した値を使用します。
この辺のことは次回以降、濃度ステータスで詳しく触れたいと思います。
 
そもそもどうして反射率の逆数や常用対数のlog10を使用するのでしょうか?
逆数は単純に反射率と濃度は反対の関係にあるからです。
反射率が高くなれば白っぽくなるので濃度は低くなり、逆に反射率が低くなれば濃度は高くなるからです。
常用対数を使用する理由は何でしょう?
人間の感覚量は色だけではなく、音などもこの常用対数を使用した数値化がおこなわれます。
これは人の感覚量はその刺激の絶対値ではなく変化量に反応するからです。
 
刺激量と感覚量

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