JP2008149505A - 画像処理装置および画像形成装置ならびにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】色変換処理の後に階調特性の調整が行われる構成においてトナーやインク等の色材量の制限を行う場合でも、色材量制限による色表現の制約を必要最小限に限定して色再現領域を有効に活用する。
【解決手段】使用されるトナーやインク等の色材量の制限を行う場合、出力色変換テーブル３４ｂを用いた色変換を行う出力色変換部４２により第１段階のトナー量制限を行い、ユーザＴＲＣ設定部４３やキャリブレーション処理部４４により階調特性が調整された後の画像データに対してトナー量制限部４５による第２段階のトナー量制限を行うようにして２段階に分けて行なう。
【選択図】図４

Description

本発明は、トナーまたはインク等の色材量の制限を行なう画像処理装置および画像形成装置ならびにプログラムに関する。

カラー印刷機（プリンタ）等の画像形成装置では、トナーやインク等の複数色の色材を用いて画像形成が行われる。例えば、ＣＭＹＫ４色のトナーを用いて画像形成を行う画像形成装置では、各色のトナー量の最大値を１００％とした場合、使用されるトナー量は最大で４００％となってしまう。しかし、印刷適性を考慮すると通常全色のトナー量をすべて１００％にして印刷することはできず、使用することができるトナー量の合計には上限値が存在する。

この上限値を超えると、電子写真方式の場合にはトナーの記録紙への転写不良や定着不良により著しい色むらが生じ、インクジェット方式の場合にはインクが記録紙へ吸収されず滲んでしまうような不具合が発生する。

そのため、例えばＣＭＹＫ４色のトナーを用いて画像形成を行う画像形成装置では、印刷方式や印刷媒体の特性によりトナー量が、例えば２００％〜３６０％程度の上限値以下となるようなトナー量制限が行われている。

ところで、一般的には、画像はＰＣ（パーソナルコンピュータ）上ではＲＧＢ空間で取り扱われることが多い。プリンタ側では、このＲＧＢ色空間の入力画像を印刷用インクであるＣＭＹＫ色空間に変換する必要がある。インクジェット方式のプリンタや印刷機では６色以上の多色インクを使用することもある。このＲＧＢ色空間からＣＭＹＫ色空間への変換は通常プリンタ内部の色変換処理により行われるが、この色変換の際にトナー量制限を行うことが開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。このようなトナー量制限方法では、当該プリンタの印刷特性であるトナー量上限値を考慮した色変換テーブルを用意しておき、入力された画像データを上限値を超えないように色変換処理するようにしている。

また、ユーザによる階調特性の調整操作（ＴＲＣ（Tone Reproduction Curve）設定）を施すことができるプリンタでは、プリンタ内部の色変換処理においてではなく、階調特性を調整した後にトナー量制限を行うようにした構成も開示されている（例えば、特許文献３参照。）。

しかし、特許文献１、２に開示されているような色変換処理の際にトナー量制限を行う方法では、ユーザによる階調特性の変更操作（ＴＲＣ設定）でトナー総量が変更されてしまいトナー量制限が適切に行われなくなってしまう。また、ユーザによる階調特性の変更操作においてより薄い色に調整しようとした場合でも、色変換テーブルで濃い色の部分のディテールが失われてしまい実質的に階調特性の調整ができなくなってしまうという課題がある。

また、特許文献３に開示されているような階調特性の調整の後にトナー量規制を行う構成では、強制的にＣＭＹＫ量を減じてしまうので、せっかく色変換テーブルで色再現性の高い変換を施しても、結果的には色再現性の低い色変換しか行えないという課題がある。

特開平９−２６１４９２号公報 特開２００３−３２４６２５号公報 特開２００３−３１２０６１号公報

上述した従来の色材量制限方法では、色変換処理の後に階調特性の調整が行われる場合、色材量制限を適切に行おうとすると階調特性の調整後に色材量制限を行う必要があり色表現が制約されてしまい色再現領域を有効に活用することができないという問題点があった。

本発明の目的は、色変換処理の後に階調特性の調整が行われる構成においてトナーやインク等の色材量の制限を行う場合でも、色材量制限による色表現の制約を必要最小限に限定して色再現領域を有効に活用することができる画像処理装置および画像形成装置を提供することである。

［画像処理装置］
上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、入力された画像情報に対して色材量を制限する第１の制限手段と、
前記第１の制限手段により色材量が制限された画像情報の階調特性を調整する調整手段と、
前記調整手段により階調特性が調整された画像情報に対して色材量を制限する第２の制限手段とを有する。

本発明によれば、第１の制限手段により階調特性が調整される前の画像情報に対して色材量を制限し、第２の制限手段により階調特性が調整された後の画像情報に対して色材量を制限するようにしているので、色材量制限による色表現の制約を必要最小限に限定して色再現領域を有効に活用することができる。

好ましくは、前記第１の制限手段による色材量制限の上限値は、前記第２の制限手段による色材量制限の上限値よりも大きい値である。

好ましくは、前記第１の制限手段は、入力された画像情報の色変換を行う時に各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行い、
前記第２の制限手段は、前記調整手段により階調特性が調整された画像情報の各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行う。

［画像形成装置］
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、入力された画像情報に対して色材量を制限する第１の制限手段と、前記第１の制限手段により色材量が制限された画像情報の階調特性を調整する調整手段と、前記調整手段により階調特性が調整された画像情報に対して色材量を制限する第２の制限手段とを有する画像処理装置と、
前記画像処理装置により色材量制限が行なわれた後の画像情報に基づいた画像を出力する画像出力装置とを備えている。

好ましくは、前記第１の制限手段による色材量制限の上限値は、前記第２の制限手段による色材量制限の上限値よりも大きい値である。

好ましくは、前記第１の制限手段は、入力された画像情報の色変換を行う時に各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行い、
前記第２の制限手段は、前記調整手段により階調特性が調整された画像情報の各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行う。

［プログラム］
上記目的を達成するために、本発明のプログラムは、入力された画像情報に対して色材量を制限する第１の制限ステップと、
色材量が制限された画像情報の階調特性を調整するステップと、
階調特性が調整された画像情報に対して色材量を制限する第２の制限ステップとをコンピュータに実行させる。

好ましくは、前記第１の制限ステップにおける色材量制限の上限値は、前記第２の制限ステップにおける色材量制限の上限値よりも大きい値である。

好ましくは、前記第１の制限ステップでは、入力された画像情報の色変換を行う時に各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行い、
前記第２の制限ステップでは、階調特性が調整された画像情報の各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行う。

以上説明したように、本発明によれば、第１の制限手段により階調特性が調整される前の画像情報に対して色材量を制限し、第２の制限手段により階調特性が調整された後の画像情報に対して色材量を制限するようにしているので、色材量制限による色表現の制約を必要最小限に限定して色再現領域を有効に活用することができるという効果を得ることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の画像形成装置１０を含む画像形成システムの構成を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の画像形成システムは、ネットワーク１４を介して接続された画像形成装置１０および端末装置２０を含む。端末装置２０は、印刷ジョブ等の印刷データを生成して、色材量制限が行なわれる前の画像データを画像形成装置１０に対して送信する。画像形成装置１０は、端末装置２０から送信された印刷データを受け付けて、印刷データに応じた画像を印刷用紙上に出力する。

次に、本実施形態の画像形成装置１０のハードウェア構成を図２に示す。
画像形成装置１０は、図２に示されるように、ＣＰＵ１８、メモリ１９、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置２２、ネットワーク１４を介して外部のコンピュータなどとデータの送信及び受信を行う通信インタフェース（ＩＦ）２４、タッチパネル又は液晶ディスプレイ並びにキーボードを含むユーザインタフェース（ＵＩ）装置２６、印刷エンジン２８を有する。これらの構成要素は、制御バス１６を介して互いに接続されている。

ＣＰＵ１８は、メモリ１９または記憶装置２２に格納された画像処理プログラムに基づいて所定の処理を実行して、画像形成装置１０の動作を制御する。また、画像処理プログラムは、通信ＩＦ２４を介して外部から提供するようにしてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供するようにしてもよい。

図３は、上記の画像処理プログラムが実行されることにより実現される画像形成装置１０の機能構成を示すブロック図である。
本実施形態の画像形成装置１０は、図３に示されるように、給紙装置２９と、印刷エンジン２８Ｋ〜２８Ｙと、エンジンコントローラ３０Ｋ〜３０Ｙと、排出装置３１と、プリンタコントローラ３２と、色変換テーブル３４と、ユーザＴＲＣ（Tone Reproduction Curve）テーブル３５と、キャリブレーションテーブル３６とを備えている。そして、プリンタコントローラ３２内には、印刷しようとする画像データに対して画像処理を行うための画像処理装置３３が構成されている。

色変換テーブル３４には、ＣＭＹＫの各色のデータの組み合わせ毎に対応するデータが設定されたＬＵＴ（Look Up Table）等の色変換のためのデータが格納されている。

ユーザＴＲＣテーブル３５には、印刷用紙の種類等に応じて階調特性を補正するためのデータが格納されている。

キャリブレーションテーブル３６には、画像出力装置における出力結果が目標濃度に一致するように入力画像信号を補正するための階調補正データが格納されている。

エンジンコントローラ３０Ｋ〜３０Ｙは、印刷エンジン２８Ｋ〜２８Ｙの動作をそれぞれ制御している。印刷エンジン２８Ｋ〜２８Ｙは、給紙装置２９により給紙された印刷用紙に対して、ＫＣＭＹ各色毎の印刷データに基づいた印刷をそれぞれ行い排出装置３１に対して出力する。なお、印刷エンジン２８Ｋ〜２８Ｙは、画像処理装置３３により色変換が行なわれた後の画像データに基づいた画像を出力する画像出力装置として機能している。

次に、図３中の画像処理装置３３の構成を図４を参照して説明する。
本実施形態における画像処理装置３３は、図４に示されるように、入力色変換部４１と、出力色変換部４２と、ユーザＴＲＣ（Tone Reproduction Curve）設定部４３と、キャリブレーション処理部４４と、トナー量制限部４５と、スクリーン処理部４６とを備えている。

入力色変換部４１は、入力されたＲＧＢ画像データまたはＣＭＹＫ画像データに対して、色変換処理を行う。具体的には、入力色変換部４１は、入力色変換テーブル３４ａに格納された所定の入力プロファイルを利用して、ＲＧＢまたはＣＭＹＫ等の入力色空間の画像データを、ＰＣＳ（Profile Connection Space）（例えば、ＣＩＥ−Ｌ*ａ*ｂ*（以下、単にＬ*ａ*ｂ*と表記する。））の画像データに変換する。すなわち、入力色変換部４１は、デバイスディペンデント（デバイス依存）な色空間からデバイスインディペンデント（デバイス非依存）な色空間への変換を行う。

出力色変換部４２は、入力色変換部４１によってＰＣＳに変換された画像データに対して、色変換処理を行う。具体的には、出力色変換部４２は、出力色変換テーブル３４ｂに格納された画像出力装置の標準出力プロファイルを利用して、Ｌ*ａ*ｂ*等のＰＣＳの画像データを、ＣＭＹＫ色空間の画像データに変換する。すなわち、出力色変換部４２は、デバイスインディペンデント（デバイス非依存）な色空間からデバイスディペンデント（デバイス依存）な色空間への変換を行う。なお、標準出力プロファイルとは、画像出力装置の標準特性を記述したものである。

なお、図４においては、図３中の色変換テーブル３４を入力色変換テーブル３４ａ、出力色変換テーブル３４ｂとに分けて説明している。しかし、入力色変換テーブル３４ａ、出力色変換テーブル３４ｂを合成して１つの色変換テーブルを用いて入出力色変換処理を一括して行うようにすることも可能である。

ユーザＴＲＣ設定部４３は、出力色変換部４２により色変換が行なわれた後の画像データ（Ｃ1Ｍ1Ｙ1Ｋ1）に対して、ユーザＴＲＣテーブル３５に格納されている階調補正カーブのうちの設定された階調補正カーブに基づいた階調補正を行なう。

キャリブレーション処理部４４は、ユーザＴＲＣ設定部４３により階調補正が行なわれた後の画像データ（Ｃ2Ｍ2Ｙ2Ｋ2）に対して、キャリブレーションテーブル３６に基づいたキャリブレーション処理を行う。ここで、キャリブレーション処理とは、画像出力装置における環境変化や経時変化による影響を補償することを目的として階調補正を行う処理である。

このユーザＴＲＣ設定部４３とキャリブレーション処理部４４は、出力色変換部４２によりトナー量が制限された画像データの階調特性を調整する調整手段として機能する。

トナー量制限部４５は、キャリブレーション処理部４４によりキャリブレーション処理が行われた後の画像データ（Ｃ3Ｍ3Ｙ3Ｋ3）に対してトナー量制限を行う。具体的には、トナー量制限部４５は、画像データのうちのＣＭＹ成分の画像データ（Ｃ3Ｍ3Ｙ3Ｋ3）の各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和、例えばピクセル（画素）範囲内の総和をある値以下に制限することによりトナー量制限を行う。

このトナー量制限部４５によるトナー量の制限方法を図５を参照して説明する。
図５に示されるように、トナー量制限部４５は、ＣＭＹＫの面積率の合計が予め設定された上限値を越えた場合、ＣＭＹの値を一定の比率で減少させてＣＭＹＫの面積率が上限値以下となるようにすることによりトナー量制限を行う。このようなトナー量制限によれば、トナー量制限の適用前後においてシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の値の比率は同じままとなるため色相は保存される。

ここで、面積率とは、１ピクセル内における１色分のトナー量の最大値を１００％とした場合の、ＣＭＹＫ各色のトナー量の総和を示している。つまり、使用するトナーがＣＭＹＫの４色の場合、面積率の最大値は４００％（＝４色×１００％）である。

なお、ここではトナー量制限部４５は、Ｋ色の信号レベルについては制限を行わずにＣＭＹ成分の信号レベルの制限のみを行うものとして説明しているが、トナー量制限の方法はこのような方法に限定されるものではない。例えば、下色除去（ＵＣＲ：Under Color Removal）を行うことによりトナー量を削減してトナー量制限を行うようにしてもよい。

スクリーン処理部４６は、トナー量制限部４５によりトナー量が制限された画像データ（Ｃ4Ｍ4Ｙ4）を２値化処理することによりＣＭＹＫバイナリ画像データに変換して出力する。

スクリーン処理部４６により生成されたＣＭＹＫバイナリ画像データは、図３に示したエンジンコントローラ３０Ｋ〜３０Ｙに供給され画像形成が行われる。

次に、本実施形態の画像処理装置３３の動作を図６のフローチャートを参照して詳細に説明する。

先ず、入力されたＲＧＢまたはＣＭＹＫ画像データは、入力色変換部４１による色変換処理が行われ例えばＬ*ａ*ｂ*等のデバイスインディペンドな画像データに変換される（Ｓ１０１）。

次に、このＬ*ａ*ｂ*等の画像情報は、出力色変換部４２において色変換処理が行われ、ＣＭＹＫ色空間の画像データ（Ｃ1Ｍ1Ｙ1Ｋ1）に変換される（Ｓ１０２）。このＳ１０２における出力色変換処理では、出力色変換テーブル３４ｂに基づく色変換処理が行われることにより、第１段階でのトナー量制限処理が行なわれることになる。この第１段階でのトナー量制限処理においては、最終的なトナー量制限処理よりも緩やかな制限処理が行われる。例えば、最終的なトナー量の上限値が２００％の場合、この第１段階でのトナー量制限処理では、トナー量が３００％以下になるような制限処理が行われる。

そして、出力色変換部４２により色変換が行なわれた後の画像データに対して、ユーザＴＲＣ設定部４３によるユーザＴＲＣ処理（Ｓ１０３）、キャリブレーション処理部４４によるキャリブレーション処理（Ｓ１０４）が行われる。

次に、キャリブレーション処理部４４によりキャリブレーション処理が行なわれた後の画像情報は、トナー量制限部４５において、第２のトナー量制限処理が行なわれる（Ｓ１０５）。この第２のトナー量制限処理においては、使用されるトナー量が最終的なトナー量の上限値以下、例えば、２００％以下となるような制限処理が行われる。

最後に、スクリーン処理部４６では、トナー量制限部４５によりトナー量が制限された画像データ（Ｃ4Ｍ4Ｙ4）を２値化処理することによりＣＭＹＫバイナリ画像データが生成される（Ｓ１０６）。

本実施形態の画像処理装置３３によれば、トナー量制限は、出力色変換テーブル３４ｂを用いた色変換を行う出力色変換部４２と、トナー量制限部４５の２段階に分けて行なわれる。そのため、１回の制限処理においてトナー量制限を行う場合と比較して、トナー量制限による色表現の制約を必要最小限に限定して色再現領域を有効に活用することが可能となる。

例えば、図４に示した画像処理装置３３において、出力色変換部４２によりトナー量制限を行わないで、トナー量制限部４５において上限値が２００％のトナー量制限を行うようにした場合を考えてみる。この場合には、２段階に分けてトナー量制限を行うようにした場合と比較して、トナー量制限部４５において大幅なトナー量制限が行われることになる。その結果、出力色変換部４２において色変換テーブルを用いることにより色再現性の高い色変換を行うようにしても、トナー量制限部４５により大幅なトナー量制限処理が行なわれることにより色再現性が低くなってしまう。また、ユーザＴＲＣ設定部４３によりユーザが設定した階調特性がトナー量制限部４５において大幅に変更されることになり、ユーザＴＲＣ設定部４３による設定と出力結果との間に大きな相違が発生してしまう。

逆に、図４に示した画像処理装置３３において、トナー量制限部４５によるトナー量制限を行わないようにして、出力色変換部４２において２００％を上限値とするトナー量制限を行った場合を考えてみる。この場合には、ユーザＴＲＣ設定部４３、キャリブレーション処理部４４により階調特性の調整が行なわれてしまうと場合によっては、トナー量が上限値２００％を超えてしまう可能性がある。

そのため、本実施形態の画像処理装置３３のように出力色変換部４２およびトナー量制限部４５の２段階にてトナー量制限処理を行うようにすれば、１回の制限処理においてトナー量制限を行う場合と比較して、トナー量制限による色表現の制約を必要最小限に限定して色再現領域を有効に活用することが可能となるのである。

なお、本実施形態の画像処理装置３３では、第１の制限手段である出力色変換部４２によるトナー量制限の上限値は、第２の制限手段であるトナー量制限部４５によるトナー量制限の上限値よりも大きい値であるものとして説明しているが、本発明はこのような場合に限定されるものではない。

例えば、出力色変換部４２によるトナー量制限の上限値とトナー量制限部４５によるトナー量制限の上限値を同じ値とするようにしてもよい。ただし、出力色変換部４２によるトナー量制限の上限値をトナー量制限部４５によるトナー量制限の上限値よりも大きくすることにより出力色変換部４２によりトナー量制限処理を緩くしておくほうがより好ましい処理が実現される。

例えば、ユーザＴＲＣ設定部４３によるユーザＴＲＣ設定処理やキャリブレーション処理部４４によるキャリブレーション処理の結果、トナー量が減少する方向に調整される場合、トナー量制限部４５におけるトナー制限処理が行なわれる以前にトナー量が最終的な上限値以下に収まってしまう場合もある。このような場合、出力色変換部４２によるトナー量制限の上限値とトナー量制限部４５によりトナー量制限の上限値とを同じ値にしたのでは、ユーザＴＲＣ設定処理やキャリブレーション処理が実効的には機能しないことになってしまうからである。

[変形例]
上記実施形態では、レーザプリンタのように色材としてトナーを用いる画像形成装置の場合について説明を行なったが、色材としてインクを用いるインクジェットプリンタ等の他の画像形成装置に対しても同様に本発明を適用することができるものである。

本発明の一実施形態の画像形成装置１０を含む画像形成システムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置１０のハードウェア構成を示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置１０の機能構成を示すブロック図である。 図３中の画像処理装置３３の構成を示すブロック図である。 トナー量制限部４６によるトナー量の制限方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態の画像処理装置３３の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１４ ネットワーク
１６ 制御バス
１８ ＣＰＵ
１９ メモリ
２０ 端末装置
２２ 記憶装置
２４ 通信インタフェース（ＩＦ）
２６ ユーザインタフェース（ＵＩ）装置
２８、２８Ｋ〜２８Ｙ 印刷エンジン
２９ 給紙装置
３０Ｋ〜３０Ｙ エンジンコントローラ
３１ 排出装置
３２ プリンタコントローラ
３３ 画像処理装置
３４ 色変換テーブル
３４ａ 入力色変換テーブル
３４ｂ 出力色変換テーブル
３５ ユーザＴＲＣテーブル
３６ キャリブレーションテーブル
４１ 入力色変換部
４２ 出力色変換部
４３ ユーザＴＲＣ設定部
４４ キャリブレーション処理部
４５ トナー量制限部
４６ スクリーン処理部
Ｓ１０１〜Ｓ１０６ ステップ

Claims (9)

1. 入力された画像情報に対して色材量を制限する第１の制限手段と、
   前記第１の制限手段により色材量が制限された画像情報の階調特性を調整する調整手段と、
   前記調整手段により階調特性が調整された画像情報に対して色材量を制限する第２の制限手段と、
   を有する画像処理装置。
2. 前記第１の制限手段による色材量制限の上限値は、前記第２の制限手段による色材量制限の上限値よりも大きい値である請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記第１の制限手段は、入力された画像情報の色変換を行う時に各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行い、
   前記第２の制限手段は、前記調整手段により階調特性が調整された画像情報の各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行う請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 入力された画像情報に対して色材量を制限する第１の制限手段と、前記第１の制限手段により色材量が制限された画像情報の階調特性を調整する調整手段と、前記調整手段により階調特性が調整された画像情報に対して色材量を制限する第２の制限手段とを有する画像処理装置と、
   前記画像処理装置により色材量制限が行なわれた後の画像情報に基づいた画像を出力する画像出力装置と、
   を備えた画像形成装置。
5. 前記第１の制限手段による色材量制限の上限値は、前記第２の制限手段による色材量制限の上限値よりも大きい値である請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記第１の制限手段は、入力された画像情報の色変換を行う時に各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行い、
   前記第２の制限手段は、前記調整手段により階調特性が調整された画像情報の各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行う請求項４または５記載の画像形成装置。
7. 入力された画像情報に対して色材量を制限する第１の制限ステップと、
   色材量が制限された画像情報の階調特性を調整するステップと、
   階調特性が調整された画像情報に対して色材量を制限する第２の制限ステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。
8. 前記第１の制限ステップにおける色材量制限の上限値は、前記第２の制限ステップにおける色材量制限の上限値よりも大きい値である請求項７記載のプログラム。
9. 前記第１の制限ステップでは、入力された画像情報の色変換を行う時に各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行い、
   前記第２の制限ステップでは、階調特性が調整された画像情報の各色成分の信号レベルの所定範囲内の総和を制限することにより色材量の制限を行う請求項７または８記載のプログラム。

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