JP2011019131A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
低濃度領域での画質を向上させる画像処理装置及び画像処理方法を提供する。
【解決手段】
入力階調値を有する画像データからインク付着領域を示す画像再生データを生成する画像処理装置において，ガンマテーブルに基づいて入力階調値から画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラを有し，ガンマテーブルは，入力階調値に対する出力濃度の特性が，中入力階調値領域で，最小出力濃度と最大出力濃度の間を直線的に結ぶリニア特性を有し，中入力階調値領域より低い低入力階調値領域で，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度が前記リニア特性の出力濃度より低くなる低入力階調特性を有するように形成されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は，プリンタ，複写機，ファクシミリなどの画像形成装置における画像処理装置及び画像処理方法に関する。

プリンタ，複写機，ファクシミリなどの画像形成装置は，ホストコンピュータや内蔵するスキャナから画素に対応する階調データを有する画像データを供給され，その入力階調値から画像再生データを生成するコントローラユニット（画像処理装置）と，画像再生データに基づいて画像を形成する印刷エンジンとを有する。画像再生データは，たとえばインク付着領域を示す二値データまたはインク付着領域の面積を示す多値データである。

コントローラユニットは，例えば８ビットの入力階調値から画像再生データを出力するハーフトーン処理部を有し，ハーフトーン処理部は，入力階調値の階調をインク付着領域の面積率で表現するＡＭスクリーンや，インク付着領域の密度で表現するＦＭスクリーンなどの所定のガンマ特性に基づいて，印刷エンジンに適合した画像再生データを出力する。一方，印刷エンジンは，例えば電子写真の場合は，画像再生データに基づいて帯電した感光体ドラムにエネルギー光を照射して潜像を形成し，その潜像に乾式インクであるトナーを付着させてトナー像を形成し，それを用紙などの印刷媒体に転写する。トナー像が用紙に転写されてインク付着領域が形成される。また，インクジェットの場合，湿式インクであるインクを直接用紙に吹き付けてインク付着領域が形成される。

このような画像形成装置では，画像データの入力階調値と印刷媒体における出力濃度とが一致する理想的なリニアな関係であることが望まれる。設計段階では，印刷エンジンの特性に基づいて入力階調値と出力濃度とがリニアな関係になるように，ハーフトーン処理部の入力階調値を画像再生データに変換するための変換テーブルなどが設計される。しかしながら，工場出荷時における印刷エンジンの特性ばらつきに起因して，または経年変化や環境変化による印刷エンジンの特性変動に起因して，上記リニアな関係を維持することができない場合がある。

そこで，パッチ画像を形成するための画像データに基づいて，印刷エンジンの感光体ドラムや中間転写媒体などに複数階調数のパッチ画像を形成し，そのパッチ画像の出力濃度を濃度センサで読み取り，入力階調値と読み取られた出力濃度（正確には紙上出力濃度）との関係を取得し，その関係が理想的なリニア特性になるように補正ガンマテーブルを作成し，それに基づいてハーフトーン処理部の変換テーブルを補正することが提案されている。または，補正ガンマテーブルによって入力階調値を補正し，補正された入力階調値をハーフトーン処理部に供給することが提案されている。

または，パッチ画像を用紙上に印刷し，その特性に基づいてユーザがマニュアルでハーフトーン処理部の変換テーブルを補正することも提案されている。

上記の濃度補正制御については，以下の特許文献１，２に記載されている。

図１は，リニアな出力濃度特性を示す図である。図１（Ａ）は，０〜２５５の入力階調値に対する出力濃度の特性を示す。この例は，インクが付着されていない紙白濃度が０．１で，ベタ印刷された状態の出力濃度が１．５の例であり，入力階調「０」では紙白濃度０．１に，入力階調値「２５５」ではベタ濃度１．５にそれぞれ形成され，入力階調「１」〜「２５４」では，入力階調値に対して出力濃度がリニアな関係になるように変換テーブルが設計もしくは補正される。

図１（Ｂ）は，図１（Ａ）の低濃度領域（入力階調値「０」〜「１７」）での出力濃度特性を示している。低濃度領域でも破線で示すリニアな関係になるように，各入力階調値に対して黒丸の出力濃度が得られるように変換テーブルが設計もしくは補正される。

図２は，図１（Ｂ）に示した低濃度領域での入力階調値に対する出力濃度を示す図表である。具体的な値からも理解できるとおり，入力階調値に対して出力濃度はリニアな関係になっている。

このように，近年のプリンタや複写機などの画像形成装置は，印刷エンジンやインク（トナー）の改良により，最小階調値から最大階調値まで出力画像の出力濃度をリニアに形成することが可能になっている。それに伴い，図１に示したように入力階調値０〜２５５の全階調値に対応して出力濃度がリニアな特性になるように，ハーフトーンの変換テーブルが設計されている。

特開２００８−１３１１１４号公報 特開２００６−３３４０２号公報

図３は，エンジンの特性変化による画質低下を示す図である。図３（Ａ）には，図１で示したリニアな出力濃度特性で球体を印刷した印刷結果が示されている。この球体の画像は球体に右上から光を照射した時の陰影を表す画像であり，球体の右上領域が出力階調が非常に低いハイライト領域になっている。

図３（Ｂ）には，画像形成装置の印刷エンジンの特性が変動した場合の球体の印刷結果が示されている。この例では，右側に示した出力濃度特性のように，ベタ濃度が１．５から１．６に変動し，破線の出力濃度特性が実線の出力濃度特性に変動している。

従来の濃度補正手法によれば，紙白濃度０．１とベタ濃度１．６を結ぶ直線上の出力濃度が形成されるように変換テーブルが補正される。この補正に伴い，入力階調値０ではインク付着領域は形成されないので紙白濃度は０．１と変化しないが，例えば入力階調値１に対しては初めてインク付着領域が形成され，その出力濃度は，補正前の破線よりも高くなる。つまり，初めてインク付着領域が形成される極めて低い入力階調領域での出力濃度が，補正前よりも高くなり，球面のハイライト領域に急激な濃度変化が形成され，擬似輪郭やトーンジャンプが発生する。図中，判別は容易ではないが，円形が形成されている。特に，極めて低い入力階調値でのハイライト領域では，入力階調値の増加に伴って初めてインク付着領域が形成されたときの最小インク出力濃度による大きなトーンジャンプは，特に人間の目には目立つ存在になり，画質低下を招く。

そこで，本発明の目的は，低濃度領域での画質を向上させる画像処理装置及び画像処理方法を提供することにある。

画像処理装置の第１の側面は，入力階調値を有する画像データからインク付着領域を示す画像再生データを生成する画像処理装置において，
所定のガンマ特性に基づいて前記入力階調値から前記画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラを有し，
前記コントローラは，前記ハーフトーン処理部によりパッチ画像データから前記画像再生データを生成し，前記画像再生データに基づいて印刷エンジンにパッチ画像を形成させ，前記パッチ画像データの入力階調値と前記パッチ画像の出力濃度との関係を示す入力階調・出力濃度特性に基づいて，前記入力階調値に対する出力濃度の特性が第１の特性になるように補正ガンマテーブルを生成し，
前記ハーフトーン処理部は，前記補正ガンマテーブルに基づいて前記入力階調値から画像再生データを生成し，
前記第１の特性は，中入力階調値領域で，最小出力濃度と最大出力濃度の間を直線的に結ぶリニア特性を有し，前記中入力階調値領域より低い低入力階調値領域で，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度が前記リニア特性の出力濃度より低くなる低入力階調特性を有する。

上記の第１の側面によれば，最小インク出力濃度が抑制されているので，ハイライト領域での画質が向上する。

上記第１の側面において，好ましい態様によれば，前記低入力階調特性は，前記低入力階調値領域で，前記入力階調値が増加するにしたがい，前記最小インク出力濃度から前記リニア特性の出力濃度に漸近する特性を有する。

画像処理装置の第２の側面は，入力階調値を有する画像データからインク付着領域を示す画像再生データを生成する画像処理装置において，
ガンマテーブルに基づいて前記入力階調値から前記画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラを有し，
前記ガンマテーブルは，前記入力階調値に対する出力濃度の特性が，中入力階調値領域で，最小出力濃度と最大出力濃度の間を直線的に結ぶリニア特性を有し，前記中入力階調値領域より低い低入力階調値領域で，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度が前記リニア特性の出力濃度より低くなる低入力階調特性を有するように形成されている。

上記の第２の側面によれば，最小インク出力濃度が抑制されているので，ハイライト領域での画質が向上する。

リニアな出力濃度特性を示す図である。 図１（Ｂ）に示した低濃度領域での入力階調値に対する出力濃度を示す図表である。 エンジンの特性変化による画質低下を示す図である。 本実施の形態における画像処理装置を有する画像形成装置の構成図である。 自動画像濃度制御プログラムによる制御手順を示すフローチャート図である。 自動画像濃度制御において生成される各種のグラフを示す図である。 自動画像濃度制御において生成される各種のグラフを示す図である。 補正ガンマテーブルを使用したハーフトーン処理部を示す図である。 自動画像濃度制御についてまとめたグラフ図である。 本実施の形態における自動画像濃度制御を示すグラフ図である。 本実施の形態における画像処理装置の入力階調値と目標出力濃度の特性図である。 図１１（Ｂ）の低入力階調特性４０の入力階調値に対する目標出力濃度の具体例である。 本実施の形態における低入力階調特性４０を示す図である。 図１３の低入力階調特性４０の傾きの変化を示す図である。 本実施の形態におけるハーフトーン処理部が参照する補正されたスクリーンガンマテーブルの例を示す図である。 本実施の形態におけるハーフトーン処理部が参照する補正されたスクリーンガンマテーブルの例を示す図である。 本実施の形態における閾値マトリクスの一例を示す図である。

以下，本実施の形態について図面を参照して説明する。

図４は，本実施の形態における画像処理装置を有する画像形成装置の構成図である。図４には，画像形成装置の一例としてプリンタの構成が示される。プリンタ以外には，スキャナ機能を内蔵した複写機，ファクシミリなども同様の画像形成装置である。

プリンタ２０は，ホストコンピュータ１０にネットワークなどを介して接続され，ホストコンピュータ１０にインストールされたプリンタドライバ１２から印刷データを受信する。プリンタ２０は，印刷データに基づいて画像再生データを生成するコントローラユニット２００と，画像再生データに基づいて画像を形成する印刷エンジン２５０とを有する。このコントローラユニット２００が画像処理装置である。

コントローラユニット２００は，コントローラユニット全体を制御するＣＰＵ２０２と，画像データなどを格納するメモリ２０６と，印刷データを受信するインターフェースＩＦと，印刷データに基づく画像データをＲＧＢからＣＭＹＫに色変換する色変換部２０８と，色変換されたＣＭＹＫの画像データの入力階調値を所定のガンマ特性に基づいて画像再生データに変換するハーフトーン処理部２１０と，画像再生データをパルス幅変調するパルス幅変調器２１２とを有する。さらに，不揮発性メモリ２１４には，スクリーンガンマテーブル２１６と，補正ガンマテーブル２１８と，センサ値・紙上濃度値変換テーブル２２０とが記憶されている。

ハーフトーン処理部２１０は，ＡＭスクリーンやＦＭスクリーンに対応する特性を有するスクリーンガンマテーブル２１６を参照して，画像データの入力階調値を画像形成用の画像再生データに変換する。画像再生データは，画素毎のインク付着領域を規定するデータであり，たとえば，多階調値または２値のデータである。多階調値の場合は，画素内のインク付着領域の面積を示し，２値の場合は，画素にインクを付着させるか否かを示す。

印刷エンジン２５０は，エンジンコントローラ２５２と，レーザダイオードまたはライン状発光素子などからなる発光手段２５４と，感光体ドラム２５６と，図示しない現像ユニット，転写ユニット，定着ユニットなどを有する。そして，エンジンコントローラ２５２は，コントローラユニット２００が生成する画像再生データのパルスに基づいて，発光手段２５４からビームを照射させて感光体ドラム２５６上に潜像を形成し，現像ユニットにより潜像をトナー像に現像し，転写ユニットによりトナー像を印刷媒体，例えば用紙に転写し，定着ユニットにより用紙上にトナー画像を定着する。トナーは乾式インクであり，トナーが付着する領域はインク付着領域である。

印刷エンジン２５０は，さらに内蔵する濃度センサ２６０により，感光体ドラム上にまたは図示しない中間転写媒体上に形成されたトナー像の濃度を検出し，コントローラユニット２００内のセンサインターフェースＳ−ＩＦにそのセンサ値を出力させる。

［自動画像濃度制御］
プリンタのコントローラユニット２００は，自動画像濃度制御プログラム２０４を有し，このプログラムを実行することで，入力階調値に対する出力画像濃度が最適な特性を維持するように自動的に制御を行う。この自動画像濃度制御の概略は次の通りである。

まず，プリンタの電源起動時や，感光体ドラムや現像ユニットの置き換え時など所定のタイミングで，低濃度から高濃度まで所定の階調ステップを有するパッチ画像を印刷エンジン２５０により形成する。具体的には，コントローラユニット２００がハーフトーン処理部２１０によりパッチ画像データから画像再生データを生成し，印刷エンジン２５０がその画像再生データに対応するパッチ画像２５８を感光体ドラム２５６上に形成する。このパッチ画像２５８は前述のトナー像であり，図示しない中間転写媒体上に形成されてもよい。そして，濃度センサ２６０がパッチ画像２５８の濃度を測定しそのセンサ値がコントローラユニット２００に供給される。

自動画像濃度制御プログラム２００は，このセンサ値に基づいて出力濃度値を求め，パッチ画像データの入力階調値と出力濃度値との関係を示す入力階調・出力濃度特性を求める。そして，この入力階調・出力濃度特性がたとえば理想的なリニアな関係になるように，入力階調値または出力階調値を補正するための補正ガンマテーブル２１８を生成し，不揮発性メモリ２１４に記録する。そして，ハーフトーン処理部２１０は，この補正ガンマテーブル２２０に基づいてスクリーンガンマテーブル２１６を補正した補正スクリーンガンマテーブル２１６を参照して，入力階調値データを画像再生データに変換する。または，ハーフトーン処理部２１０は，補正ガンマテーブル２１８を参照して入力階調値データを補正し，補正された入力階調値データをスクリーンガンマテーブル２１６を参照して画像再生データに変換する。

図５は，自動画像濃度制御プログラムによる制御手順を示すフローチャート図である。そして，図６、図７は自動画像濃度制御において生成される各種のグラフを示す図である。これらを参照して自動画像濃度制御について詳述し，その後，その問題点と本実施の形態による自動画像濃度制御を説明する。

図５において，コントローラユニットの自動画像濃度制御プログラム２０４は，パッチ画像を生成する（Ｓ１０）。パッチ画像は，通常印刷時に使用するスクリーンガンマテーブルを用いて，印刷可能な２５６階調をパッチ階調数Ｐｍａｘに応じて２５５／（Ｐｍａｘ−１）の等間隔に区分した入力階調値を有するパッチパターンからなる。

次に，印刷エンジン内の感光体ドラム２５６内のパッチ画像についてセンサ値を取得する（Ｓ１２）。図６（Ａ）は，パッチパターンの入力階調値に対するセンサ値を示すグラフ例である。図６（Ａ）の横軸は０〜２５５の入力階調値，縦軸は０〜１０２３のセンサ値を示す。

ここで本明細書において，センサ値は規格化されたセンサ値を意味する。規格化センサ値とは，検出したセンサ値（電圧値）をセンサの規格化電圧（例えば５Ｖ）と受光光がない時の電圧（センサオフセット電圧）との間で１０ビット（０〜１０２３）に規格化した値である。従って，センサの規格化電圧は１０２３に，センサオフセット電圧は０に規格化され，感光体上にトナーが付着していない状態（紙白，最小濃度に対応）は１０２３側の高い値に，トナーの面積率が１００％のベタ状態（最大濃度に対応）は０側の低い値に規格化される。よって，規格化センサ値は，センサの出力電圧つまりセンサ値と実質的に同じ絶対的な値として使用することができる。例えば，規格化センサ値が２００なら紙上濃度は１．４２，規格化センサ値が１２０なら紙上濃度は１．６３，２４０なら１．３８などに対応する。以下，規格化センサ値を単にセンサ値と称する。

図６（Ａ）の横軸の入力階調値について，パッチパターンの階調値Ｐｉ（０≦ｉ＜Ｐｍａｘ）は，以下の式により求められる。この式でＩＮＴは切り捨て処理であり，この式により階調数がＰmaxのパッチパターンの入力階調値が０〜２５５階調レンジに等間隔に配置される。
P_i = INT((i * 255.) / (Pmax - 1) + 0.5)
図６（Ａ）に示されるとおり，最小濃度に対応する入力階調値０では，センサ値は約７２０，最大濃度に対応する入力階調値２５５では，センサ値は約１６０になっている。

次に，センサ値を出力濃度値に変換する（Ｓ１４）。すなわち，あらかじめ求めておいたセンサ値・出力濃度値変換テーブルを使用して，各パッチパターンの出力濃度値（紙上濃度値）を求める。図６（Ｂ）はセンサ値・出力濃度値変換テーブルの一例である。横軸は，０〜１０２３のセンサ値を０〜２５５のセンサ値に変換した値で，縦軸が出力濃度値である。この変換テーブルは，事前にパッチ画像を印刷媒体の紙上に形成しその紙上の出力濃度を測色器で測定し，取得した出力濃度とパッチパターンのセンサ値とから生成される。

図７（Ａ）は，図６（Ａ）（Ｂ）から，センサ値を出力濃度値に変換して，パッチパターンの入力階調値と出力濃度値との対応を示すグラフである。図７（Ａ）の実線３０はパッチパターンにより求めた入力階調値に対する出力濃度値であり，印刷エンジンの特性を示している。この出力濃度値は，図６のセンサ値・出力濃度変換テーブルを用いてセンサ値を変換した値である。また，一点鎖線は，最小入力階調値０に対する最小出力濃度０．１から最大入力階調値２５５に対する最大出力濃度１．５まで，入力階調に対して出力濃度がリニアな関係で変化する理想的なリニア特性ＩＤＥＡである。図７（Ａ）の実線３０のエンジン特性は理想的なリニア特性より出力濃度が濃くなった例である。

次に，自動画像濃度制御プログラムは，図７（Ａ）の入力階調・出力濃度特性３０がリニアな特性ＩＤＥＡになるような補正ガンマテーブルを生成する（Ｓ１６）。この補正ガンマテーブルは，図７（Ａ）の得られた出力濃度を，所望の出力濃度に補正するためのテーブルであり，ここでは入力階調値に応じて出力濃度がリニアとなるように補正を行うためのテーブルを作成する。図７（Ｂ）がその補正ガンマテーブルの例である。この例では補正ガンマテーブルテーブルＣＧＴは下に凸の特性になっている。その後の通常印刷では，この補正ガンマテーブルＣＧＴに基づいて入力階調が補正される（Ｓ１８）。

この補正ガンマテーブルＣＧＴは，補正前の入力階調値６４は，補正後の入力階調値７４で使用するようにすれば，出力濃度７４を得ることができることを意味している。つまり，補正前では，ある入力階調値に対して得られる出力濃度値が，図７（Ａ）の入力階調・出力濃度特性によれば理想値よりも高くなり出力画像が濃く印刷されることが判明したため，入力階調値７４を補正ガンマテーブルにより６４に補正変換し，その補正変換した入力階調値６４をハーフトーン処理部に入力することで，より淡い画像を出力させることができるようになる。

図８は，補正ガンマテーブルを使用したハーフトーン処理部を示す図である。このハーフトーン処理部２１０は，補正後入力階調値ＩＮａ＝７４を補正ガンマテーブル２１８で補正前入力階調値ＩＮｂ＝６４に変換し，それをスクリーンガンマテーブル２１６で変換して画像再生データを生成する。この画像再生データにより印刷された出力濃度Ｄが７４になり，補正後入力階調値７４と同じ階調値７４になり理想的なリニアな特性になっている。

ハーフトーン処理部２１０は，補正ガンマテーブル２１８に基づいてスクリーンガンマテーブル２１６を補正し，補正されたスクリーンガンマテーブルにより，補正後入力階調値ＩＮａを画像再生データに変換してもよい。

図９は，上記の自動画像濃度制御についてまとめたグラフ図である。図９（Ａ）がパッチ画像に基づく入力階調値に対する出力濃度値のグラフ図であり，図７（Ａ）と同じである。横軸の入力階調値は，図８における補正前入力階調値ＩＮｂに対応する。図９（Ｂ）は単に縦軸の出力濃度を横軸の出力濃度に変換するグラフ図である。そして，図９（Ｃ）が理想的な入力階調値と出力濃度値のグラフ図であり，センサ値から変換した出力濃度値の最大値（Ｄ＝１．５）と出力濃度値の最小値（Ｄ＝０．１）との間でリニアな関係ＩＤＥＡになっている。

最後に，図９（Ｄ）が，理想的なリニアな関係の入力階調値と出力濃度値になるように，補正前入力階調値ＩＮｂと補正後入力階調値ＩＮａとの関係を示す補正ガンマテーブルＣＧＴであり，図７（Ｂ）と同じである。図８で説明したとおり，補正後入力階調値ＩＮａは補正ガンマテーブルにより補正前入力階調値ＩＮｂに変換され，スクリーンガンマテーブルで画像再生データに変換される。図９（Ｄ）にも，補正前入力階調値ＩＮａ＝６４と補正後入力階調値ＩＮｂ＝７４との関係が示される。

［本実施の形態］
図１０は，本実施の形態における自動画像濃度制御を示すグラフ図である。図１０（Ａ）〜（Ｄ）の各グラフ図は，図９と同じである。そして，図９と異なるところは，図１０（Ａ）の最大入力階調値に対する出力濃度が１．６であることと，図１０（Ａ）の一点鎖線の補正後の入力階調・出力濃度特性は，入力階調が低階調値領域以外の中階調値領域と高階調値領域では，入力階調に対してリニアな出力階調値の特性ＩＤＥＡであり，低階調値領域ではそのリニアな特性ＩＤＥＡより低い出力濃度をもつ低入力階調特性４０であることである。

それに伴い，図１０（Ｃ）のセンサで検出した出力濃度に対する目標出力濃度の特性は，低濃度領域では低入力階調特性４０に，低濃度領域以外の中濃度領域と高濃度領域とはリニアな特性ＩＤＥＡになっている。さらに，図１０（Ｄ）の補正ガンマテーブルＣＧＴは，低入力階調値領域では低入力階調特性４２になっていて，補正後入力階調値ＩＮａがより低い補正前入力階調値ＩＮｂに補正される。

図３（Ｂ）に示したとおり，印刷エンジン特性の変動により最大入力階調値に対する出力濃度が１．５から１．６に上昇した場合に，最小入力階調値に対する出力濃度と最大入力階調値に対する出力濃度とを結ぶリニア特性になるように補正ガンマテーブルを作成すると，低入力階調領域の特に入力階調値の増加に伴って最初にインクが付着するときの最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度が，所期の設計濃度より高くなり画質低下を招く。

本実施の形態では，そのようなことを回避するために，補正ガンマテーブルにより補正される第１の特性（図１０（Ａ）の一点鎖線と破線）では，中入力階調値領域で，最小入力階調値「０」に対する最小出力濃度と最大入力階調値「２５５」に対する最大出力濃度との間を直線的に結ぶリニア特性ＩＤＥＡを有し，中入力階調値領域より低い低入力階調値領域で，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度がリニア特性ＩＤＥＡの出力濃度より低くなる低入力階調特性４０を有する。さらに，低入力階調特性４０は，低入力階調値領域で，入力階調値が増加するにしたがい，最小インク出力濃度からリニア特性ＩＤＥＡの出力濃度に漸近する特性を有する。また，中入力階調値領域より高く最大入力階調値までの高入力階調値領域においても，リニア特性ＩＤＥＡを有するようにしてもよい。

図１１は，本実施の形態における画像処理装置の入力階調値と目標出力濃度の特性図である。図１１（Ａ）は，最小値から最大値の入力階調値に対する目標出力濃度特性を示し，図１１（Ｂ）は，低入力階調値領域での目標出力濃度特性を示す。本実施の形態では，画像処理装置の入力階調値と目標出力濃度の特性は，低入力階調値領域以外の中入力階調値領域と高入力階調値領域とでは，最小入力階調値に対する出力濃度と最大入力階調値に対する出力濃度とを結ぶリニア特性ＩＤＥＡになる。一方，低入力階調値領域では，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度がリニア特性ＩＤＥＡの出力濃度より低くなる低入力階調特性４０を有する。

図１１（Ｂ）に低入力階調特性４０が具体的に示される。まず，入力階調値「０」に対する目標出力濃度４０−０は紙白濃度の０．１である。つまり，入力階調値「０」に対する画像再生データは「０」であり，トナーなどのインクは用紙上に付着されない。そして，入力階調値「１」に対して画像再生データは「０」以外の値となり，それにより形成されるインク付着領域は，最初に形成される最小インク付着領域である。この最小インク付着領域による最小インク出力濃度４０−１は，リニア特性ＩＤＥＡの出力濃度より低い。さらに，入力階調値「２」〜「７」に対する出力濃度４０−２〜４０−７も，リニア特性ＩＤＥＡの出力濃度より低い。ただし，これらの出力濃度４０−２〜４０−７は，入力階調値が増加するにしたがい，最小インク付着領域による最小インク出力濃度４０−１からリニア特性ＩＤＥＡの出力濃度に漸次近づく特性を有する。

図１２は，図１１（Ｂ）の低入力階調特性４０の入力階調値に対する目標出力濃度の具体例である。図１２を図２と比較すると明らかなとおり，図１２に示された入力階調値「１」から「８」までに対する目標出力濃度は，図２のリニア特性の出力濃度より低く，入力階調「９」以上に対する目標出力濃度は，図２のリニア特性の出力濃度と同じである。特に，入力階調値「１」に対する目標出力濃度（最小インク出力濃度）が「０．１０１」と，図２のリニア特性の出力濃度「０．１０５」より低く設定されているので，図３（Ｂ）のハイライト領域での画質低下を抑制することができる。

図１３は，本実施の形態における低入力階調特性４０を示す図である。図１３には，図１１（Ｂ）の低入力階調特性４０における入力階調値「２」「４」「６」「８」に対する目標出力濃度４０−２，４０−４，４０−６，４０−８について，最小入力階調値に対する紙白濃度４０−０と結んだ直性の傾きが二点鎖線で示されている。低入力階調特性４０では，出力濃度４０−２〜４０−８がリニア特性ＩＤＥＡの出力濃度に漸次近づく特性を有し，したがって，二点鎖線で示される直線の傾きがリニア特性ＩＤＥＡの傾き「１」に漸次近づく。

図１４は，図１２の低入力階調特性４０の傾きの変化を示す図である。入力階調値が「１」〜「８」において，傾きがリニア特性の傾き「１」に徐々に，つまり漸次，近づいている。

図１５，図１６は，本実施の形態におけるハーフトーン処理部が参照する補正されたスクリーンガンマテーブルの例を示す図である。この例は，入力階調値と画像再生データとの対応を有するスクリーンガンマテーブルが，各画素に対応して設けられるテーブル参照型のディザマトリクスの例である。

図１５（Ａ）は，５種類のスクリーンガンマテーブルが示されている。横軸が入力階調値で縦軸が画像再生データに対応する。この画像再生データは，図４で説明したとおり，ＰＷＭ２１２によりパルス幅に変換される。スクリーンガンマテーブルＧＴ０は，低入力階調値で画像再生データが０から２５５まで立ち上がる特性を有し，他のスクリーンガンマテーブルＧＴ１〜ＧＴ４は，それぞれより高い入力階調値で画像再生データが０から２５５まで立ち上がる特性を有する。したがって，このスクリーンガンマテーブルでは，テーブルＧＴ０の低入力階調値の特性が低入力階調特性４０を有する。

また，図１５（Ｂ）には，画素の位置に応じてどのスクリーンガンマテーブルを参照すべきかを示すインデックステーブルが示されている。このインデックステーブル５０は，５×５のテーブルであり，各要素にはどのスクリーンガンマテーブルを参照すべきかのテーブル番号が示されている。インデックステーブル５０は，５つの十文字状の要素からなるセル５２がタイル状に敷き詰められている。そして，入力階調値が「０」から「２５５」に増加するに応じて，セル５２の中心のテーブルＧＴ０の画素に最初にインク付着領域が形成され，順次テーブルＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４の画素にインク付着領域が形成される。つまり，セル５２は，網点形成領域に対応し，入力階調値の増大に対応してインク付着領域による網点の面積が順次増加する。

そして，図１６は，低入力階調値でインク付着領域を形成するスクリーンガンマテーブルＧＴ０の低入力階調値領域４０の拡大図である。図１６の拡大図は，図１１（Ｂ）に類似している。すなわち，入力階調値「１」〜「９」に対応するパルス幅（画像再生データ）は，リニアな特性に対応するパルス幅ＩＤＥＡより低い値になっている。これにより，特に入力階調値「１」に対するパルス幅（画像再生データ）は，リニアな特性に対応するパルス幅ＩＤＥＡより低いので，最小インク出力濃度がリニアな出力濃度特性より低くなり，ハイライト領域での画質低下を抑制することができる。

本実施の形態のハーフトーン処理部が参照するガンマテーブルに対応するテーブル参照型のスクリーンは，１〜２５６の閾値を各要素に有する閾値マトリクスによっても実現できる。閾値マトリクスの場合は，スクリーン処理部は，入力階調値と閾値マトリクスの閾値とを比較し，入力階調値が閾値以上の画素にインク付着領域を形成することを示す画像再生データを生成し，入力階調値が閾値未満の画素にインク付着領域を形成しないことを示す画像再生データを生成する。つまり，画像再生データは，その画素にインク付着領域を形成するか否かの２値データになる。ただし，入力階調値「０」の場合はインク付着領域は形成されない。

このような閾値マトリクスは，自動濃度補正アルゴリズムにより，補正可能である。たとえば，閾値マトリクスの閾値をより低く補正することで，インク付着領域が形成される画素数が増大して目標出力濃度を高く補正することができ，逆に，閾値マトリクスの閾値をより高く補正することで，インク付着領域が形成される画素数が減少して目標出力濃度を低く補正することができる。

かかる閾値マトリクスにおいて，本実施の形態の低階調領域特性４０を持たせるためには，入力階調値「１」でインク付着領域が形成される画素の数を，リニア特性の場合の画素の数より少なくすればよい。したがって，閾値マトリクス内の閾値「１」の数を減らすように補正することで，最小インク出力濃度を低下させることができる。

図１７は，本実施の形態における閾値マトリクスの一例を示す図である。図１７（Ａ）は補正前の閾値マトリクス，図１７（Ｂ）は補正後の閾値マトリクスである。この閾値マトリクスは１６×１６で，閾値１〜１２８を有するセルが２個（中央と４隅）含まれている。したがって，上記の実施の形態と異なり，入力階調値は０〜１２７の７ビットを想定している。

図１７（Ａ）の補正前の閾値マトリクスでは，２つのセルの中心画素は共に閾値Ｖｔｈ＝１が配置され，入力階調値「１」でインク付着領域が形成される画素の数は２個になる。つまり，閾値Ｖｔｈ＝１の２個の画素のインク付着領域により，最小インク出力濃度が形成される。

一方，図１７（Ｂ）の補正後の閾値マトリクスでは，２つのセルの中心のうち中央部のセルの中心では閾値Ｖｔｈ＝１であるが，左上のセルの中心では閾値Ｖｔｈ＝２になっている。つまり，左上のセル中心画素には，入力階調値「１」でもインク付着領域は形成されない。その結果，入力階調値「１」でインク付着領域が形成される画素の数は１個になり，最小インク出力濃度が低く抑えられる。

以上の実施の形態では，自動濃度補正において補正ガンマテーブルを形成するときに，低入力階調特性になるようにすると説明した。しかしながら，この実施の形態は，自動濃度補正に限らず，ハーフトーン処理部が参照するハーフトーンガンマテーブルの設計においても適用できる。すなわち，ハーフトーンガンマテーブルは，入力階調値をインク付着形成領域を規定する画像再生データに変換するテーブルであるが，その入力階調値に対する目標出力濃度が，低階調値領域で低階調領域特性４０を有し，低階調値領域より高い階調値領域では紙白濃度とベタ濃度とを結ぶリニア特性ＩＤＥＡを有するように設計する。このようにすることで，低階調値領域でリニア特性ＩＤＥＡを持たせる場合に比較して，最初にインクが付着するときの最小インク出力濃度を低くすることができ，ハイライト領域での画質低下を抑制することができる。そして，低階調値領域以外では，入力階調値を忠実に再現するリニアな出力濃度特性を持たせることができる。

さらに，上記で説明したとおり，印刷エンジンの特性がベタ濃度が高いほうに変動した場合には，ハーフトーンガンマテーブルを，その入力階調値に対する目標出力濃度が，低階調値領域で低階調領域特性４０を有し，低階調値領域より高い階調値領域では紙白濃度とベタ濃度とを結ぶリニア特性ＩＤＥＡを有するように補正することが特に有効である。そのように補正することで，最初にインクが付着するときの最小インク出力濃度が高くなることを抑制できる。

さらに，濃度補正を，形成したパッチ画像の出力濃度を測色器などにより測定し，それにより得られた入力階調値に対する出力濃度の特性に基づいて，たとえば，マニュアルでプリンタドライバの特性を補正するようにする場合も，本実施の形態を適用することができる。

ＩＤＥＡ：理想的なリニア特性 ４０：低階調特性
ＣＧＴ：補正ガンマテーブル

Claims (8)

1. 入力階調値を有する画像データからインク付着領域を示す画像再生データを生成する画像処理装置において，
   所定のガンマ特性に基づいて前記入力階調値から前記画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラを有し，
   前記コントローラは，前記ハーフトーン処理部によりパッチ画像データから前記画像再生データを生成し，前記画像再生データに基づいて印刷エンジンにパッチ画像を形成させ，前記パッチ画像データの入力階調値と前記パッチ画像の出力濃度との関係を示す入力階調・出力濃度特性に基づいて，前記入力階調値に対する出力濃度の特性が第１の特性になるように補正ガンマテーブルを生成し，
   前記ハーフトーン処理部は，前記補正ガンマテーブルに基づいて前記入力階調値から画像再生データを生成し，
   前記第１の特性は，中入力階調値領域で，最小出力濃度と最大出力濃度の間を直線的に結ぶリニア特性を有し，前記中入力階調値領域より低い低入力階調値領域で，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度が前記リニア特性の出力濃度より低くなる低入力階調特性を有する画像処理装置。
2. 請求項１において，
   前記低入力階調特性は，前記低入力階調値領域で，前記入力階調値が増加するにしたがい，前記最小インク出力濃度から前記リニア特性の出力濃度に漸近する特性を有する画像処理装置。
3. 請求項２において，
   前記低入力階調特性は，最小入力階調値に対応する紙白出力濃度と各入力階調値に対応する出力濃度とを結ぶ傾きが，前記入力階調値が増加するにしたがい，前記リニア特性の傾きに漸近する特性を有する画像処理装置。
4. 請求項１において，
   前記第１の特性は，前記中入力階調値領域より高く最大入力階調値までの高入力階調値領域においても，前記リニア特性を有する画像処理装置。
5. 請求項１において，
   前記最小インク付着領域を形成する画像再生データは，最小入力階調値より１階調値高い第１入力階調値に対応する画像再生データである画像処理装置。
6. 入力階調値を有する画像データからインク付着領域を示す画像再生データを生成する画像処理装置において，
   ガンマテーブルに基づいて前記入力階調値から前記画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラを有し，
   前記ガンマテーブルは，前記入力階調値に対する出力濃度の特性が，中入力階調値領域で，最小出力濃度と最大出力濃度の間を直線的に結ぶリニア特性を有し，前記中入力階調値領域より低い低入力階調値領域で，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度が前記リニア特性の出力濃度より低くなる低入力階調特性を有するように形成されている画像処理装置。
7. 入力階調値を有する画像データからインク付着領域を示す画像再生データを生成する画像処理方法において，
   所定のガンマ特性に基づいて前記入力階調値から前記画像再生データを生成するハーフトーン処理工程と，
   前記ハーフトーン処理工程によりパッチ画像データから前記画像再生データを生成し，前記画像再生データに基づいて印刷エンジンにパッチ画像を形成させ，前記パッチ画像データの入力階調値と前記パッチ画像の出力濃度との関係を示す入力階調・出力濃度特性に基づいて，前記入力階調値に対する出力濃度の特性が第１の特性になるように補正ガンマテーブルを生成する補正工程とを有し，
   前記ハーフトーン処理工程では，前記補正ガンマテーブルに基づいて前記入力階調値から画像再生データを生成し，
   前記第１の特性は，中入力階調値領域で，最小出力濃度と最大出力濃度の間を直線的に結ぶリニア特性を有し，前記中入力階調値領域より低い低入力階調値領域で，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度が前記リニア特性の出力濃度より低くなる低入力階調特性を有する画像処理方法。
8. 入力階調値を有する画像データからインク付着領域を示す画像再生データを生成する画像処理方法において，
   ガンマテーブルに基づいて前記入力階調値から前記画像再生データを生成するハーフトーン処理工程を有し，
   前記ガンマテーブルは，前記入力階調値に対する出力濃度の特性が，中入力階調値領域で，最小出力濃度と最大出力濃度の間を直線的に結ぶリニア特性を有し，前記中入力階調値領域より低い低入力階調値領域で，最小インク付着領域に対応する最小インク出力濃度が前記リニア特性の出力濃度より低くなる低入力階調特性を有するように形成されている画像処理方法。