JP2005303701A - 階調調整装置、階調調整方法、階調調整装置制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置による用紙上への画像形成に際し、メーカにて想定された標準用紙以外の、色や濃度が異なる目的用紙に対して、好適かつ容易にキャリブレーションすることを可能とする階調調整装置を提供する。
【解決手段】 サーバ１２は複合機１０に標準用紙の基準階調特性を設定し、パッチチャートの印刷を指示する。複合機１０は目的用紙にパッチチャートを印刷する。目的用紙上に実現された階調特性情報を、複合機１０のスキャナ機能により読み取る。サーバ１２は目的用紙の実現階調特性をその目的用紙の特性を表す媒体特性情報として記憶部に登録する。当該目的用紙への印刷を行う場合のキャリブレーションに際しては、媒体特性情報に基づいて生成される目標階調特性を用い、当該目標階調特性が用紙上に実現されるように複合機１０の調整を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置の階調調整装置、階調調整方法及び階調調整装置制御プログラムに関し、特に画像が形成される媒体が標準のものと異なる場合に好適な階調を実現する技術に関する。

画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置（複写機、プリンタ等）は、画像データに基づいてトナー量やインク量等を制御し、これによって、用紙上に形成される像に画像データに応じた階調が生成される。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に帯電潜像を形成するレーザ光の強度を制御することにより潜像に付着するトナー量が加減され、これにより用紙上に階調が生成される。この制御を行うために、画像形成装置は、画像データ（入力値）と用紙上に形成されるトナー等の濃度の目標値である目標濃度（出力値）との対応関係（階調制御特性）を定めた変換テーブルを有する。例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを用いて画像を形成する画像形成装置においては、ＣＭＹＫ各成分毎に階調制御特性が設定される。そして、これら色成分毎の階調制御特性を用いて、画像データの各色成分値が各色成分毎の目標濃度に変換され、その目標濃度に応じて定められたレーザ光強度等の制御条件に基づいて、上述のように用紙上へ定着されるトナー量が制御される。

ここで、定められた条件で画像形成装置の各部を制御しようとしても使用環境や構成部品の経時変化などの影響に起因して、実際に用紙上に形成される像の濃度は必ずしも一定とならず、目標とする濃度が達成されるとは限らない。そのため従来より画像形成装置は濃度補正テーブルを保持し、当該テーブルに基づいて用紙上の像の濃度を調節し、用紙上での実際の階調特性を目標階調特性に適合させる処理を行っている。この濃度補正テーブルに格納する補正された濃度データを求めるために階調調整処理（キャリブレーション）が行われる。このキャリブレーションでは、所定の階調パターンが表された基準画像データに基づいて画像形成装置で用紙上にパッチチャートを形成し、このパッチチャートに表された階調パターン画像をスキャナ等の画像読み取り装置で再び画像データに変換する。そして、この出力画像データに表される階調特性と目標とする階調特性との相違を打ち消すような濃度データが求められ、これが濃度補正テーブルに格納される。

従来、画像形成装置に対して用意される目標階調特性は、メーカによって定められた所定の標準用紙に対するもののみであった。その１つの理由は、メーカにおいて出荷する際に行う同一機種の画像形成装置間のばらつきを調整する作業の負荷が、当該作業を行う用紙の種類や環境を限定しないと大きくなるからである。

異なる種類の用紙への画像形成に対応するために、工場出荷時に、標準用紙に対応した目標階調特性を実現するキャリブレーションを実施すると共に、キャリブレーション実施後の画像形成装置によりリファレンスチャートを作成し、これを画像形成装置に添付するという工夫が下記特許文献に示されている。ここでリファレンスチャートは、標準用紙とは異なる用紙（目的用紙）に、当該目的用紙上での目標階調を示す階調パターンを形成したものである。ユーザは、目的用紙に対応するキャリブレーションを行う場合には、画像形成装置でパッチチャートを出力し、これとリファレンスチャートとを比較して、例えば、ハイライト部、中間調部、シャドー部毎に画質パラメータを変更してパッチチャートがリファレンスチャートに近づくように調整する。
特開２００１−９４８０９号公報

上述のように、画像形成装置のメーカにおいては、所定の標準用紙を想定し、これに対応した目標階調特性のみが画像形成装置に用意されている。しかし、ユーザが使用する目的用紙はメーカが想定した標準用紙と一致するとは限らず、むしろ一致しないことが一般的である。目的用紙への印刷を行う際のキャリブレーションを、標準用紙に適合した目標階調特性に基づいて行うと、一般に、表現される階調や、色空間内の表現される範囲が標準用紙における場合と相違する。その結果、例えば、目的用紙が標準用紙よりも出力可能な色空間範囲が広くても、それを十分に利用できないといったことが起こり得る。また、目標階調特性はキャリブレーションにおける基準となる好適な状態を示すものであり、ユーザが目標階調特性によらずに目的用紙に適合させるキャリブレーションを行うことは難しいという問題がある。

ここで、目的用紙が、リファレンスチャートに対応するものである場合には、基準となる好適な状態が当該リファレンスチャートにより示されるので、キャリブレーション作業が容易となる。しかし、ユーザが使用し得る全ての用紙についてメーカにてリファレンスチャートを用意することは現実的に困難である。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ユーザが選択し得る様々な用紙に対して、画像形成装置を好適かつ容易にキャリブレーションすることを可能とする階調調整装置を提供することを目的とする。

本発明に係る階調調整装置は、画像データの入力値と画像形成の目標濃度との対応関係を定める目標階調特性に基づき、画像形成装置に対して階調調整を行うものであって、前記画像形成装置に、基準画像媒体に対応した基準階調特性を設定する階調特性設定手段と、所定の階調パターンを含む基準画像を表す画像データを、前記画像形成装置に入力する基準画像入力手段と、当該画像データの入力に応じて目的画像媒体上に形成された前記基準画像に基づいて、当該基準画像に実現された階調に関する実現階調特性情報を取得する特性情報取得手段と、前記目的画像媒体に関する前記実現階調特性情報を、当該目的画像媒体の媒体特性情報として記憶する特性情報記憶手段と、を有する。

他の本発明に係る階調調整装置は、前記特性情報記憶手段に記憶された前記媒体特性情報に基づいて、前記目的画像媒体に対応する前記目標階調特性を生成する階調特性生成手段を有するものである。

別の本発明に係る階調調整装置においては、前記特性情報取得手段が、特定画像媒体上に形成されたサンプル画像に関して、前記実現階調特性情報を取得し、前記特性情報記憶手段が、当該実現階調特性情報を、サンプル画像特性情報として記憶する。

さらに本発明に係る階調調整装置においては、前記特性情報記憶手段が、前記サンプル画像特性情報として、前記特定画像媒体を識別する媒体識別情報を、対応する前記実現階調特性情報と関連付けて記憶する。

また別の本発明に係る階調調整装置は、前記サンプル画像特性情報に基づいて、前記サンプル画像に対応する前記目標階調特性を再現する階調特性再現手段を有し、前記階調特性設定手段が、前記画像形成装置に、再現された当該目標階調特性を設定する。

本発明に係る階調調整方法は、画像データの入力値と画像形成の目標濃度との対応関係を定める目標階調特性に基づき、画像形成装置に対して階調調整を行う方法であって、前記画像形成装置に、基準画像媒体に対応した基準階調特性を設定する階調特性設定ステップと、所定の階調パターンを含む基準画像を表す画像データを、前記画像形成装置に入力する基準画像入力ステップと、当該画像データの入力に応じて目的画像媒体上に形成された前記基準画像に基づいて、当該基準画像に実現された階調に関する実現階調特性情報を取得する特性情報取得ステップと、前記目的画像媒体に関する前記実現階調特性情報を、当該目的画像媒体の媒体特性情報として記憶する特性情報記憶ステップと、前記目的画像媒体上への画像形成に際して、記憶された前記媒体特性情報に基づいて当該目的画像媒体に対応する前記目標階調特性を生成する階調特性生成ステップと、を有する。

本発明に係る階調調整装置制御プログラムは、画像データの入力値と画像形成の目標濃度との対応関係を定める目標階調特性に基づき画像形成装置に対して階調調整を行う階調調整装置を制御するコンピュータに、基準画像媒体に対応した基準階調特性を前記画像形成装置に設定する階調特性設定手順と、所定の階調パターンを含む基準画像を表す画像データを、前記画像形成装置に入力する基準画像入力手順と、当該画像データの入力に応じて目的画像媒体上に形成された前記基準画像に基づいて、当該基準画像に実現された階調に関する実現階調特性情報を取得する特性情報取得手順と、前記目的画像媒体に関する前記実現階調特性情報を、当該目的画像媒体の媒体特性情報として記憶する特性情報記憶手順と、を実行させるものである。

本発明によれば、標準用紙に相当する基準画像媒体上に目標階調特性を実現できる階調制御特性（基準階調特性）を設定した画像形成装置により、目的画像媒体上に基準画像を形成する。この基準画像に実現された階調（実現階調特性情報）は、目的画像媒体の色や濃度といった特性を反映しており、これを当該目的画像媒体の媒体特性情報として記憶する。以降の当該目的画像媒体への画像形成に際してのキャリブレーションにおいては、当該媒体特性情報に基づいて生成される目標階調特性を用いることで、画像形成装置に対し当該目的画像媒体の特性に応じたキャリブレーションが適切かつ容易に行われる。

また、標準用紙の他、媒体特性情報が既知の媒体（特定画像媒体）上に形成されたサンプル画像から得られる実現階調特性情報は、当該サンプル画像が形成された際の画像形成装置の状態を反映しており、これを当該サンプル画像の特性情報として記憶する。当該サンプル画像特性情報に基づいて生成される目標階調特性を用いてキャリブレーションを行うことで、当該サンプル画像と同様の階調を再現した画像形成が可能となる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る階調調整装置を構成するシステムの概略のブロック図である。本システムは複合機１０、サーバ１２、クライアントコンピュータ１４、及びこれらの間でのデータ伝送を可能とするローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の通信ネットワーク１６を含んで構成される。

複合機１０は、コピー機能、プリンタ機能及びスキャナ機能を有し、特に、コピー機能及びプリンタ機能に関しては、例えば、ＣＭＹＫの４色のトナーを用い電子写真方式で用紙に印刷を行う画像形成装置である。クライアントコンピュータ１４は、ユーザの操作に基づいてサーバ１２への印刷指示等を行う。サーバ１２は複合機１０のコピー機能及びプリンタ機能に関するサーバであり、通信ネットワーク１６等を介して例えばクライアントコンピュータ１４から印刷を依頼された画像データを蓄積する一方、スケジュールを立てて複合機１０に画像データを送り印刷させる。特に本システムでは、サーバ１２は、所定の階調パターンを含んだパッチチャート（基準画像）を表す画像データ（基準画像データ）を複合機１０に入力する機能を有する。階調パターンはＣＭＹＫ各色について設けられる。ここで、パッチチャートは各色毎にページを変えて表してもいいし、１ページに全色の階調パターンを含むものであってもよい。またサーバ１２は、画像データと画像形成の目標濃度との対応関係を定める階調制御特性を複合機１０に設定する機能のほか、階調調整に係る演算処理を行い、後述するように目標階調特性に基づいて用紙表面の色や濃度に応じた新たな階調制御特性を生成する機能も有する。

図２は、本システムを用いた階調調整のうち、ユーザが使用する用紙（目的画像媒体、以下、目的用紙）に対応した目標階調特性（目的用紙階調特性）を生成する処理に関する概略の処理フロー図である。まず、この処理に際して、複合機１０に基準階調特性が設定される（Ｓ３０）。基準階調特性は、複合機１０のメーカが想定した標準用紙（基準画像媒体）に対応した階調制御特性であり、メーカからの出荷時に複合機１０に予め設定され、また、当該特性を表すパラメータ等の情報はメーカによりユーザに提供され、例えばサーバ１２にインストールされ、ユーザの指示に応じてサーバ１２から複合機１０に設定される。なお、複合機１０の各部の経時変化等により、基準階調特性を表すパラメータ等を複合機１０に設定しただけでは、基準階調特性に対応する目標階調特性が実現されないことがあるため、より好適には、キャリブレーションを行って、正確な目標階調特性が実現されるように複合機１０の階調制御特性を調整することが好ましい。このキャリブレーションは従来と同様の方法で行うことができる。すなわち、基準階調特性のパラメータを設定した複合機１０でパッチチャートを印刷し、これを複合機１０のスキャナ機能によって読み取り、その画像データに基づいて濃度補正テーブルが作成される。

複合機１０に基準階調特性が設定されると、ユーザは複合機１０の給紙トレイに目的用紙をセットし、クライアントコンピュータ１４からサーバ１２にパッチチャートの印刷を指示する。サーバ１２はクライアントコンピュータ１４からの指示を受けると、基準画像データを複合機１０に入力し、複合機１０が現在設定されている基準階調特性に従い、目的用紙に当該基準画像データに基づいてパッチチャートを印刷する（Ｓ３５）。

ユーザはパッチチャートを印刷された目的用紙を複合機１０の画像読み取り部にセットし、クライアントコンピュータ１４から複合機１０に読み取りを指示する。複合機１０は目的用紙上に印刷されたパッチチャートをスキャナ機能により読み取って、目的用紙上に実現された画像データを生成する。この画像データはサーバ１２へ転送される。サーバ１２は、当該画像データに基づいて、目的用紙上に実現された階調を表す実現階調特性情報を取得する（Ｓ４０）。サーバ１２はＣＭＹＫ各色について実現階調特性情報を取得し、これを目的用紙の媒体特性情報として、ハードディスク、半導体メモリ等で構成される記憶部に格納する（Ｓ４５）。記憶部には、複数種類の目的用紙について媒体特性情報を登録することができる。

この媒体特性情報の生成処理を説明する。図３は、用紙上に実現される階調を表す模式的なグラフであり、横軸が画像データＩ、縦軸が測定濃度Ｄである。測定濃度Ｄは、用紙上に実現され、スキャナ等により測定される濃度であり、下地となる用紙の色、濃度の影響を含んでいる。複合機１０は、処理Ｓ３５でのパッチチャートの印刷における濃度制御を、処理Ｓ３０にて設定された基準階調特性に基づいて行う。その印刷結果から得られる実現階調特性は、目的用紙と標準用紙との色や濃度の相違に応じて、標準用紙に対する目的階調特性と相違した曲線となる。例えば、目的用紙が標準用紙よりも色が濃いものである場合には、目的用紙に形成されたパッチチャートをスキャンすると、標準用紙に対する目標階調特性を表す曲線５０（関数Ｄ＝ｆs(Ｉ)）より測定濃度Ｄが高い曲線５２（関数Ｄ＝ｆt(Ｉ)）が計測され、この曲線５２を表す情報が媒体特性情報として登録される。

サーバ１２は、登録された媒体特性情報に基づいて、目的用紙に対応する目標階調特性を生成し、これを用いて、当該目的用紙に対する印刷を行う際のキャリブレーションを行う。例えば、サーバ１２は、媒体特性情報をそのまま目的用紙に対する目標階調特性とすることができる。

また、サーバ１２は媒体特性情報をベースとして新たに生成した特性を目標階調特性としてもよい。新たな特性を生成する例として、目的用紙上に標準用紙と同様の階調を実現する目標階調特性を定めることができる。この場合、サーバ１２は、処理Ｓ３０にて複合機１０に設定した標準用紙用の階調制御特性に基づいて新たな階調制御特性を生成し、これを目的用紙のキャリブレーションの開始時の初期状態として複合機１０に設定することにより、当該キャリブレーションの速やかな完了を図ることができる。ここで、複合機１０に対する指示濃度Ｄ'と入力データＩとの関数により階調制御特性を表すこととし、標準用紙用の階調制御特性を関数Ｄ'＝ｇs(Ｉ)とすると、サーバ１２は、例えば次式に基づいて、目的用紙用の階調制御特性関数ｇtを生成する。

（数１）
ｇt(Ｉ)＝ｇs（Ｉ）・ｆs(Ｉ)／ｆt(Ｉ)

また、媒体特性情報をベースとした目的用紙用の目標階調特性をユーザの指定に応じて生成するようにしてもよく、それに対応してサーバ１２を、目標階調特性をユーザに指定させるためのユーザインターフェースを提供するように構成し得る。例えば、図３のように目的用紙の媒体特性情報や標準用紙の目標階調特性のグラフを画面に表示し、そのグラフ上で希望する目標階調特性をユーザにマウス等を用いて描かせたり、曲線５２の各点をドラッグ操作により移動させ、変形により得られた曲線をユーザが希望する目標階調特性として取り込むように構成することができる。

サーバ１２に登録された目的用紙用の目標階調特性は、ユーザに選択可能に提示される。例えば、ユーザは登録された目的用紙に印刷する場合には、クライアントコンピュータ１４から対応する目標階調特性を選択し、サーバ１２はこれに基づいてキャリブレーションを実行する。

上述の処理は、標準用紙ではない用紙である目的用紙に対して、目標階調特性を生成し登録するものであった。ここで、ある特定の用紙（特定画像媒体）に対して過去に印刷された画像（サンプル画像）から、当該サンプル画像が生成された際の画像形成装置の状態を反映した目標階調特性を生成することもできる。その場合には、サーバ１２は媒体特性情報に代えて、階調が表されたサンプル画像をスキャナで読み取った画像データに基づいてサンプル画像特性情報を取得して記憶部に登録する。

サーバ１２に登録されたサンプル画像特性情報は、目標階調特性としてキャリブレーションに用いられる。このキャリブレーションにより、特定用紙に対して、サンプル画像が生成された状況での階調特性を再現した印刷を実行することができる。この再現印刷は、基本的に、サンプル画像が形成されたのと同じ特定用紙に対して行う。そこで、サーバ１２は、サンプル画像特性情報として、スキャナで読み取った階調特性と、その特定用紙を識別する情報とをセットにして記憶部に格納し、これによりユーザの便宜が図られる。特定用紙を識別する情報として、例えば、特定用紙に対応する媒体特性情報の識別情報が挙げられる。この他、サンプル画像が形成された用紙が保存される場合にはそれを指し示す情報を当該識別情報として用いることもできる。

上述の階調調整処理は、サーバ１２と複合機１０との協働により実現されるが、サーバ１２での処理は例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行されるプログラムにより実現され、サーバ１２は例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やハードディスク等の記憶装置にそのプログラムを保持し、処理実行時に読み出して実行する。

本発明に係る階調調整装置を構成するシステムの概略のブロック図である。 本システムにおける媒体特性情報を生成する処理に関する概略の処理フロー図である。 用紙上に実現される階調特性を表す模式的なグラフである。

符号の説明

１０ 複合機、１２ サーバ、１４ クライアントコンピュータ、１６ 通信ネットワーク。

Claims (7)

1. 画像データの入力値と画像形成の目標濃度との対応関係を定める目標階調特性に基づき、画像形成装置に対して階調調整を行う階調調整装置であって、
   前記画像形成装置に、基準画像媒体に対応した基準階調特性を設定する階調特性設定手段と、
   所定の階調パターンを含む基準画像を表す画像データを、前記画像形成装置に入力する基準画像入力手段と、
   当該画像データの入力に応じて目的画像媒体上に形成された前記基準画像に基づいて、当該基準画像に実現された階調に関する実現階調特性情報を取得する特性情報取得手段と、
   前記目的画像媒体に関する前記実現階調特性情報を、当該目的画像媒体の媒体特性情報として記憶する特性情報記憶手段と、
   を有することを特徴とする階調調整装置。
2. 請求項１に記載の階調調整装置において、
   前記特性情報記憶手段に記憶された前記媒体特性情報に基づいて、前記目的画像媒体に対応する前記目標階調特性を生成する階調特性生成手段を有することを特徴とする階調調整装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の階調調整装置において、
   前記特性情報取得手段は、特定画像媒体上に形成されたサンプル画像に関して、前記実現階調特性情報を取得し、
   前記特性情報記憶手段は、当該実現階調特性情報を、サンプル画像特性情報として記憶すること、
   を特徴とする階調調整装置。
4. 請求項３に記載の階調調整装置において、
   前記特性情報記憶手段は、前記サンプル画像特性情報として、前記特定画像媒体を識別する媒体識別情報を、対応する前記実現階調特性情報と関連付けて記憶することを特徴とする階調調整装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の階調調整装置において、
   前記サンプル画像特性情報に基づいて、前記サンプル画像に対応する前記目標階調特性を再現する階調特性再現手段を有し、
   前記階調特性設定手段は、前記画像形成装置に、再現された当該目標階調特性を設定すること、
   を特徴とする階調調整装置。
6. 画像データの入力値と画像形成の目標濃度との対応関係を定める目標階調特性に基づき、画像形成装置に対して階調調整を行う階調調整方法であって、
   前記画像形成装置に、基準画像媒体に対応した基準階調特性を設定する階調特性設定ステップと、
   所定の階調パターンを含む基準画像を表す画像データを、前記画像形成装置に入力する基準画像入力ステップと、
   当該画像データの入力に応じて目的画像媒体上に形成された前記基準画像に基づいて、当該基準画像に実現された階調に関する実現階調特性情報を取得する特性情報取得ステップと、
   前記目的画像媒体に関する前記実現階調特性情報を、当該目的画像媒体の媒体特性情報として記憶する特性情報記憶ステップと、
   前記目的画像媒体上への画像形成に際して、記憶された前記媒体特性情報に基づいて当該目的画像媒体に対応する前記目標階調特性を生成する階調特性生成ステップと、
   を有することを特徴とする階調調整方法。
7. 画像データの入力値と画像形成の目標濃度との対応関係を定める目標階調特性に基づき画像形成装置に対して階調調整を行う階調調整装置を制御するコンピュータに、
   前記画像形成装置に、基準画像媒体に対応した基準階調特性を設定する階調特性設定手順と、
   所定の階調パターンを含む基準画像を表す画像データを、前記画像形成装置に入力する基準画像入力手順と、
   当該画像データの入力に応じて目的画像媒体上に形成された前記基準画像に基づいて、当該基準画像に実現された階調に関する実現階調特性情報を取得する特性情報取得手順と、
   前記目的画像媒体に関する前記実現階調特性情報を、当該目的画像媒体の媒体特性情報として記憶する特性情報記憶手順と、
   を実行させることを特徴とする階調調整装置制御プログラム。

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