JP2006166097A - 階調補正方法およびプリントシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 複雑な濃度補正手段を持たないプリンタでも良好な階調再現性を保つことのできる階調補正方法およびプリントシステムを提供する。
【解決手段】 ２値化されたイメージデータを受信し、それを加工することなく印字するプリンタに対する階調補正方法であって、実際に指定可能な濃度階調数を超える多階調のハーフトーンパターンをコンピュータ端末から送信する工程と、上記プリンタにて上記多階調のハーフトーンパターンを印字して濃度を測定し、測定結果を上記コンピュータ端末に送信する工程と、上記コンピュータ端末にて上記測定結果より印字に実際に使用する階調として最適なハーフトーンパターンを決定する工程とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複雑な濃度補正手段を持たないプリンタでも良好な階調再現性を保つことのできる階調補正方法およびプリントシステムに関する。

プリンタにあっては、環境および経時の影響によらず印字品質を維持することができるとともに、マーケットニーズに即応するため、低コストおよび短納期で開発が可能であることが要求される。

印字品質を維持するため、一般に、プリンタ側にて濃度の測定を行い、濃度補正を行っている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。

特許文献１には、感光体上に階調パターンを生成して濃度を測定し、測定結果をバイアス電圧等のプリンタでの電子写真プロセスの制御に使う技術が開示されている。

特許文献２には、インクジェット等において、一定の測定チャートの濃度を測定し、測定結果によりインク吐出量等を補正する技術が開示されている。

特許文献３には、パッチ出力を行い、濃度を測定し、測定結果により補正テーブルの補正を行う技術が開示されている。
特許第３２５４３８０号公報 特開２００３−２３７０５８号公報 特開平１１−１５７１３１号公報

プリンタ本体にて濃度補正する方法は上述した特許文献１等において用いられており、こうした方法はプリンタ本体にて所定のハーフトーンパターンを測定し、電子写真プロセスの制御にフィードバックを掛けることで濃度の安定を図っている。しかし、こうした制御を正確に行うには、複雑な回路や構造が必要となるため、低コストで短納期の製品開発には向いていない。制御をなるべく簡素なものにすることが要求される。

一方で、プリンタで濃度からハーフトーンパターンへの展開を行うには濃度データをコンピュータ端末から送信しなければならず、このデータはハーフトーン化されたデータに比べると容量が数倍大きくなっていたため、通信時間も多く必要となる。また、濃度データを多階調で受けられるプリンタコントローラを搭載することでデータ量を減らすことができるが、このようなプリンタコントローラの搭載は複雑で高価なものとなりやすいため、プリンタ本体でなるべくデータを加工することを避けるシステムが、コスト低減や開発納期短縮の面から求められている。

これに対しては、コンピュータ端末にて１ビットデータにまで展開してプリンタに送信する「ラスタープリンタ」が提案されており、プリンタ本体での処理が減ることからコスト低減や開発納期短縮の面から望ましい。しかし、この場合は送信されるのは濃度データではなく、濃度をハーフトーン化した１ビットデータとなるため、そのデータに対して補正をすると、濃度階調が減少してしまうという問題があった。

プリンタで濃度を測定し、その結果に応じて補正する方法の一つとして、プリンタでの印字が薄くなったら濃い側のパターンを使って印字するというものがあるが、同じパターンのセット（階調に対応するパターン自体は変更しない）を使って印字するため、元のパターンによる階調間でのギャップができても、そのギャップを埋めることができないという問題があった。

例えば、図１に示すようなパターンを使って印字するシステムにおいては、図２に示すようにパターンと濃度との関係が直線的で補正の影響が少ない場合は濃度１、２、３を別々のパターン１、２、３に割り当てることができ、階調の違いが表現できる。しかし、環境や経時の影響が強くなり、図３に示すように特性が変わってくると、ひとつのパターンの変化が濃度を大きく変化させてしまうので、濃度１、２、３はひとつのパターン２にまとめられるような補正がされてしまう。つまり、階調が減少してしまい、指定された濃度ステップを忠実に再現できなくなってしまう。

一方、プリンタドライバがＣＭＹＫ各２値のドットパターンを作成するラスタープリンタにおいて、特定のパターンが特定の濃度になるように、電子写真プロセスの制御にフィードバックを掛けることでプリンタ側で補正が働くように作成されているものもあるが、
（１）補正回路等にコストがかかる。

（２）経時変化や環境変化などについて長い実験時間が必要である。
といった問題点があった。

本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、複雑な濃度補正手段を持たないプリンタでも良好な階調再現性を保つことのできる階調補正方法およびプリントシステムを提供することにある。また、階調を忠実に再現するための補正を素早く行ない、複数のコンピュータ端末から複数のプリンタへ印字する際にも正しく素早く動作することも目的としている。

上記課題を解決するため、本発明にあっては、請求項１に記載されるように、２値化されたイメージデータを受信し、それを加工することなく印字するプリンタに対する階調補正方法であって、実際に指定可能な濃度階調数を超える多階調のハーフトーンパターンをコンピュータ端末から送信する工程と、上記プリンタにて上記多階調のハーフトーンパターンを印字して濃度を測定し、測定結果を上記コンピュータ端末に送信する工程と、上記コンピュータ端末にて上記測定結果より印字に実際に使用する階調として最適なハーフトーンパターンを決定する工程とを備えるようにしている。これにより、複雑な濃度補正手段を持たないプリンタでも良好な階調再現性を保つことができる。

また、請求項２に記載されるように、上記測定結果より印字に実際に使用するハーフトーンパターンを決定する際、濃度の差が均一になるように選定するようにすることができる。これにより、指定された濃度ステップを可能な限り忠実に再現できる。

また、請求項３に記載されるように、上記濃度の測定は、全パターンから所定数を間引いたサブパターンに対して行い、それらの測定結果を補完して全パターンの測定結果を推定するようにすることができる。これにより、測定の時間を短縮することができる。

また、請求項４に記載されるように、通常状態で測定したハーフトーンパターンと濃度との対応関係に基づき、上記通常状態の対応関係と相似形となるよう上記測定結果を補完するようにすることができる。これにより、測定誤差の影響を少なくすることができる。

また、請求項５に記載されるように、上記コンピュータ端末は、印字先プリンタＩＤ、測定結果、測定結果の有効期限を記録しておくようにすることができる。これにより、短時間のうちに印字する場合に測定を省略し、時間を短縮することができる。

また、請求項６に記載されるように、上記コンピュータ端末は、印字先プリンタＩＤ、測定結果、測定結果の有効期限を、複数の印字先プリンタの最新データにつき記録しておくようにすることができる。これにより、短時間のうちに複数のプリンタに対して印字する場合に測定を省略し、時間を短縮することができる。

また、請求項７に記載されるように、上記プリンタは、測定パターンＩＤ、測定結果、測定結果の有効期限を記録しておくようにすることができる。これにより、短時間のうちに印字をする場合には測定を省略し、時間を短縮することができる。

また、請求項８に記載されるように、上記プリンタは、接続元コンピュータ端末ＩＤ、測定結果、測定結果の有効期限を、複数の接続元コンピュータ端末の最新データにつき記録しておくようにすることができる。これにより、短時間のうちに複数のコンピュータ端末から印字をする場合には測定を省略し、時間を短縮することができる。

また、請求項９に記載されるように、２値化されたイメージデータを受信し、それを加工することなく印字するプリンタと、当該プリンタに対し濃度からハーフトーンパターンへの変換を行った印字データを送信するコンピュータ端末とからなるプリントシステムであって、上記コンピュータ端末に設けられ、実際に指定可能な濃度階調数を超える多階調のハーフトーンパターンを上記プリンタに送信する手段と、上記プリンタに設けられ、上記多階調のハーフトーンパターンを印字して濃度を測定する手段と、上記プリンタに設けられ、上記測定結果を上記コンピュータ端末に送信する手段と、上記コンピュータ端末に設けられ、上記測定結果より印字に実際に使用する階調として最適なハーフトーンパターンを決定する手段とを備えたプリントシステムとして構成することができる。

本発明の階調補正方法およびプリントシステムにあっては、実際に指定可能な濃度階調数を超える多階調のハーフトーンパターンの中から濃度を測定して印字に実際に使用する階調として最適なハーフトーンパターンを決定するようにしたので、複雑な濃度補正手段を持たないプリンタでも良好な階調再現性を保つことができる。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。

図４は本発明の一実施形態にかかるプリントシステムの構成図である。図４において、プリントシステムは、２値化されたイメージデータを受信し、それを加工することなく印字する、例えばＣＭＹＫ各１ビットのハーフトーンイメージを受信し、それをレーザー発光データとして使用するラスタープリンタのごときプリンタ２０と、このプリンタ２０に対し濃度からハーフトーンパターンへの変換を行った印字データを送信するコンピュータ端末１０とから構成されている。なお、コンピュータ端末１０およびプリンタ２０はそれぞれ複数であってもよい。

コンピュータ端末１０は、通常の印字動作の機能部として、アプリケーションソフト等から指定可能な濃度ステップ（例えば２５６階調）に対応するハーフトーンパターン１１と、濃度からパターンへの変換を行う濃度／パターン変換部１２と、プリンタ２０に対して印字データの送信等を行う通信部１３とを備えている。また、階調補正に関する追加的な機能部として、アプリケーションソフト等から指定可能な濃度ステップを超える多い階調数、例えば、２３１２階調、４０９６階調等のハーフトーンパターン１４と、このハーフトーンパターン１４についてのプリンタ２０での濃度の測定結果を保持する測定データ保管部１５と、測定結果に基づいて印字に実際に使用する階調として最適なハーフトーンパターンを決定し、アプリケーションソフト等から指定可能な濃度ステップのパターンとして対応付けるパターン選択部１６とを備えている。

一方、プリンタ２０は、通常の印字動作の機能部として、コンピュータ端末１０から印字データの受信等を行う通信部２１と、受信したデータに基づいて印字を行うプリンタエンジン２２とを備えている。また、階調補正に関する追加的な機能部として、特定の命令に応じてコンピュータ端末１０から受信した印字パターンの濃度を測定する測定部２３と、濃度の測定結果を保持する測定データ保管部２４とを備えている。

図５はパターンの濃度測定のためのプリンタ２０内の構成例を示す図であり、中間転写体２０５の近傍に配置されたセンサ２０６によって、ある範囲に印字されたドットパターンのトナー付着量等を検出することで濃度を測定するようになっている。なお、図５において、２０１は感光体、２０２は帯電部、２０３は露光部、２０４は現像部、２０７は給紙部、２０８は転写部、２０９は定着部である。

図６は階調補正のための測定結果取得の処理を示すフローチャートである。

図６において、先ず、コンピュータ端末１０は、プリント先となるプリンタ２０に対して、自分の端末ＩＤを送信し（ステップＳ１）、プリントジョブを開始する意思を伝える。

プリンタ２０は、プリント可能であれば、自分のプリンタＩＤをコンピュータ端末１０に返す（ステップＳ２）。

コンピュータ端末１０は、プリンタ２０から取得したプリンタＩＤをキーとして、測定データ保管部１５に保存された有効な測定結果があるかどうか調べる（ステップＳ３）。

ある場合は、その測定結果を使用する。無い場合は、プリンタ２０に対して測定しようとするパターンのＩＤを送信する（ステップＳ４）。

プリンタ２０は受信したパターンＩＤに対する有効な測定結果があるかどうか調べる（ステップＳ５）。ある場合は、その結果をバックチャンネル等によってコンピュータ端末１０に返す（ステップＳ９）。無い場合は、コンピュータ端末１０に対してパターンの要求をする（ステップＳ６）。

コンピュータ端末１０は、パターンの要求を受けたら、多階調のハーフトーンパターン１４を指定場所に敷き詰めたデータをプリンタ２０に送信する（ステップＳ７）。なお、ハーフトーンパターン１４は、予め作成して保存しておいてもよいし、必要に応じて生成してもよい。

図７はパターンの生成方法の例を示す図であり、図のような例えば２３１２階調に対応する横６８セル、縦３４セルのスレッショルドアレイ（各セルには１から２３１２までのスレッショルド値が入っている）から生成することができる。例えば、パターン１００を作るには、値が１００以下のセルを全てオンにし、それ以外をオフにすればよい。

図６に戻り、プリンタ２０はコンピュータ端末１０から受信したパターンを使って印字を行い、濃度を測定する（ステップＳ８）。パターンが多く、一回の印字および測定で全部を測りきれない場合には、複数回繰り返す。

ここで、図８はテスト用パターンと測定結果の例を示す図であり、（ａ）のように連続するパターンを指定場所に敷き詰めたデータに基づき印字を行って濃度の測定を行い、（ｂ）のようなパターンと濃度との関係を得る。

また、図９は他の測定方法を示したものであり、パターンが多い場合は（ａ）のように全パターンから所定数を間引いたサブパターンに対して印字および濃度測定を行い、（ｂ）における黒丸で示した測定結果の間を補完して全パターンの測定結果を推定するものである。この場合は、全てのパターンについて印字および濃度測定を行わなくてもよいため、測定時間を短縮できるものである。

また、図１０は測定結果の相似形補完の例を示す図であり、図１１に示すように測定値に誤差が多い場合は、図１０における曲線Ｎで示すような、予め通常状態でのパターンの測定結果をテーブル等に保持しておき、黒丸で示した測定結果の間を補完する際に、通常状態での曲線Ｎと相似形の補完をするものである。これによれば、測定誤差に基づく測定結果の補完間違いを防ぐことができる。

図６に戻り、プリンタ２０は測定結果を測定データ保管部２４に保存するとともに、測定結果をコンピュータ端末１０に送信する（ステップＳ９）。プリンタ２０は、測定結果を測定したパターンＩＤ、測定日時とともに測定データ保管部２４に保存する。保存結果が既にあるパターンＩＤに対しては上書きし、無いものに対しては別の場所に保存する。結果を保存しておくことで、短時間のうちに印字をする場合には測定を省略し、時間を短縮することができる。また、接続元コンピュータ端末ＩＤについても関連付けて保存しておくことで、短時間のうちに複数のコンピュータ端末から印字をする場合にも測定を省略し、時間を短縮することができる。

次いで、コンピュータ端末１０はプリンタ２０から受信した測定結果を測定データ保管部１５に保存する（ステップＳ１０）。

次いで、有効な測定結果が存在した場合（ステップＳ３のＹｅｓ）を含め、全ての測定結果について処理したかどうか判断し（ステップＳ１１）、まだであればステップＳ３に戻り、済んでいれば処理を終了する。測定結果の取得が終了することで、コンピュータ端末１０では濃度とパターンの関係が得られる。

次に、コンピュータ端末１０は、濃度とパターンの関係より、アプリケーションソフト等からの実際の濃度指定に対して使用するパターン（例えば２５６階調）を決定する。例えば、均一な濃度差を得るように決定することで、指定された濃度ステップを可能な限り忠実に再現できる。このとき、測定に使用したパターンは指定される濃度ステップ数よりもかなり大きなステップ数となっているので、違う濃度に対して同じパターンとなってしまうことが起こりにくい。

図１２は印字に実際に使用するパターンを決定する処理の例を示す図であり、（ａ）に示すように、測定結果の曲線に対して各濃度から対応するパターンを決定する。ここでは、（ｂ）に示すように、濃度１に対してパターン３２、濃度２に対してパターン４５、濃度３に対してパターン４８、濃度４に対してパターン５１、濃度５に対してパターン５３、濃度６に対してパターン５５、・・・が決定された様子を示している。

こうして得られた結果は、測定したプリンタＩＤ、測定したパターンＩＤ、測定日時とともに測定データ保管部１５に保存する。この情報は次回のプリント時に一定時間内に同一のプリンタにプリントする場合は有効なものとして再度測定の要求はしないものとすることで、短時間のうちに印字する場合に測定を省略し、時間を短縮することができる。また、違うプリンタに対しての結果を得た場合は、他のプリンタに対するデータは消去せずに残しておくことで、短時間のうちに複数のプリンタに対して印字する場合に測定を省略し、時間を短縮することができる。

そして、コンピュータ端末１０は、アプリケーションソフト等から濃度指定がされた場合に、作成した対応表をもとに使用するパターンを決定し、プリンタ２０に対して印字データを作成して送信することで印字を行う。

以上の手順により、印字結果の濃度ステップを常に良好な状態に保つことができ、複雑な濃度補正手段を持たないプリンタでも良好な階調再現性を保つことができる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。

パターンの例を示す図である。 パターンと濃度との関係の例を示す図（その１）である。 パターンと濃度との関係の例を示す図（その２）である。 本発明の一実施形態にかかるプリントシステムの構成図である。 パターンの濃度測定のためのプリンタ内の構成例を示す図である。 階調補正のための測定結果取得の処理を示すフローチャートである。 パターンの生成方法の例を示す図である。 テスト用パターンと測定結果の例を示す図（その１）である。 テスト用パターンと測定結果の例を示す図（その２）である。 測定結果の相似形補完の例を示す図である。 バラツキのある測定結果の例を示す図である。 印字に実際に使用するパターンを決定する処理の例を示す図である。

符号の説明

１０ コンピュータ端末
１１ ハーフトーンパターン
１２ 濃度／パターン変換部
１３ 通信部
１４ ハーフトーンパターン
１５ 測定データ保管部
１６ パターン選択部
２０ プリンタ
２１ 通信部
２２ プリンタエンジン
２３ 測定部
２４ 測定データ保管部
２０１ 感光体
２０２ 帯電部
２０３ 露光部
２０４ 現像部
２０５ 中間転写体
２０６ センサ
２０７ 給紙部
２０８ 転写部
２０９ 定着部

Claims (9)

1. ２値化されたイメージデータを受信し、それを加工することなく印字するプリンタに対する階調補正方法であって、
   実際に指定可能な濃度階調数を超える多階調のハーフトーンパターンをコンピュータ端末から送信する工程と、
   上記プリンタにて上記多階調のハーフトーンパターンを印字して濃度を測定し、測定結果を上記コンピュータ端末に送信する工程と、
   上記コンピュータ端末にて上記測定結果より印字に実際に使用する階調として最適なハーフトーンパターンを決定する工程とを備えたことを特徴とする階調補正方法。
2. 上記測定結果より印字に実際に使用するハーフトーンパターンを決定する際、濃度の差が均一になるように選定することを特徴とする請求項１に記載の階調補正方法。
3. 上記濃度の測定は、全パターンから所定数を間引いたサブパターンに対して行い、それらの測定結果を補完して全パターンの測定結果を推定することを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の階調補正方法。
4. 通常状態で測定したハーフトーンパターンと濃度との対応関係に基づき、上記通常状態の対応関係と相似形となるよう上記測定結果を補完することを特徴とする請求項３に記載の階調補正方法。
5. 上記コンピュータ端末は、印字先プリンタＩＤ、測定結果、測定結果の有効期限を記録しておくことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の階調補正方法。
6. 上記コンピュータ端末は、印字先プリンタＩＤ、測定結果、測定結果の有効期限を、複数の印字先プリンタの最新データにつき記録しておくことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の階調補正方法。
7. 上記プリンタは、測定パターンＩＤ、測定結果、測定結果の有効期限を記録しておくことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の階調補正方法。
8. 上記プリンタは、接続元コンピュータ端末ＩＤ、測定結果、測定結果の有効期限を、複数の接続元コンピュータ端末の最新データにつき記録しておくことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の階調補正方法。
9. ２値化されたイメージデータを受信し、それを加工することなく印字するプリンタと、当該プリンタに対し濃度からハーフトーンパターンへの変換を行った印字データを送信するコンピュータ端末とからなるプリントシステムであって、
   上記コンピュータ端末に設けられ、実際に指定可能な濃度階調数を超える多階調のハーフトーンパターンを上記プリンタに送信する手段と、
   上記プリンタに設けられ、上記多階調のハーフトーンパターンを印字して濃度を測定する手段と、
   上記プリンタに設けられ、上記測定結果を上記コンピュータ端末に送信する手段と、
   上記コンピュータ端末に設けられ、上記測定結果より印字に実際に使用する階調として最適なハーフトーンパターンを決定する手段とを備えたことを特徴とするプリントシステム。

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