JP2011061558A - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】用紙媒体の地肌部分の影響度を抑制した階調補正を実現することが可能な画像形成装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】ゼロ階調を含む複数階調の階調パッチが色毎に構成された階調補正チャートを生成する階調補正チャート生成手段と、前記階調補正チャートを用紙媒体に印刷する画像形成手段と、前記用紙媒体から階調補正チャートを読み込んで画像データを生成するとともに、各階調パッチの濃度を表す色情報を取得する画像読込手段と、前記画像データに含まれた各階調パッチからドットの網点面積率を導出する網点面積率導出手段と、前記網点面積率から導出される地肌露出部分の占有率と、前記ゼロ階調の階調パッチに対応する色情報とを乗算し地肌影響濃度を算出する地肌影響濃度算出手段と、各階調パッチの色情報から対応する前記地肌影響濃度を取り除き、所定の補正目標値に基づいて階調補正値を生成する階調補正値生成手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置及びプログラムに関するものである。

従来、インクやトナー等を用いて用紙媒体に画像形成を行なう画像形成装置が利用されている。係る画像形成装置では、使用環境変化や経時変化等に伴い、出力結果が変化する場合がある。そのため、画像形成装置には、各色・各階調の濃度を調整する階調補正手段が備えられている。この階調補正手段の一つとして、用紙媒体に測色用の階調パッチを印刷した階調補正チャートを出力し、この階調パッチをスキャナ装置で読み込み、その読み込み結果（濃淡）に応じて最適な濃度・階調性を得られるような階調補正値を導出する階調補正機能が知られている。

しかし、従来の階調補正機能では、メーカーが定めた用紙媒体に対応したターゲットしか保持しておらず、推奨紙以外の用紙媒体については階調補正の性能が保証されていない。そのため、メーカーが定めた用紙媒体以外の用紙媒体で階調補正を実施すると、不適切な階調補正値が導出されてしまい、意図しない色・階調で印刷されたりするという問題があった。このような問題に対し、特許文献１には、メーカーが、予め想定した用紙の紙白部分を分光測色機で測色して、この分光特性データと用紙とを関連付けたテーブルデータを作成しておき、ユーザが任意の用紙を分光測色機で測色をし、任意の用紙の分光特性データに近いメーカーが想定する用紙の分光特性データを探索し、それに関連付けられたテーブルデータを適用する構成が開示されている。また、特許文献２には、用紙の地肌の読取値を各パッチの読取値に対して比例補正（読取値に応じて地肌補正の幅を増減）を行い、補正後の読取値を用いて、プリンタの色出力特性のキャリブレーションを行う構成が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、予め定められた複数のテーブルデータから特性の似ているテーブルデータを選択して割り当てているにすぎないため、階調補正結果も正確なものではなく、様々な用紙媒体の全てをカバーできるものではない。また、特許文献２に開示の技術では、各パッチの読取値の比率から地肌読取値を補正しているが、トナーやインク、印刷に係るエンジン夫々の特性、解像度やディザパターンの形状（１、２、４ビット等の多値ビットを含む）による性質の違いがあるため、印刷の条件が違うと、同じ濃度であっても地肌の露出度、さらには地肌による読取値への影響値が同じとは限らない。そのため、地肌部分の影響度と濃度値の比率は密接に関係しているとは言えず、地肌の影響度を抑制できないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、用紙媒体の地肌部分の影響度を抑制した階調補正を実現することが可能な画像形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ゼロ階調を含む複数階調の階調パッチが色毎に構成された階調補正チャートを生成する階調補正チャート生成手段と、前記階調パッチ各々の階調及び色に応じたドットで、前記階調補正チャートを用紙媒体に印刷する画像形成手段と、前記用紙媒体に印刷された階調補正チャートを読み込んで画像データを生成するとともに、この画像データに含まれた各階調パッチの濃度を表す色情報を取得する画像読込手段と、前記画像データに含まれた各階調パッチから、前記ドットの塗色部分の占有率を網点面積率として導出する網点面積率導出手段と、前記網点面積率の夫々から導出される各階調パッチでの地肌露出部分の占有率と、前記画像読込手段により取得された前記ゼロ階調の階調パッチに対応する色情報とを夫々乗算し、地肌影響濃度を算出する地肌影響濃度算出手段と、前記画像読込手段により取得された各階調パッチの色情報から、当該階調パッチに対応する前記地肌影響濃度を取り除き、予め定められた補正目標値に基づいて階調補正の指標となる階調補正値を生成する階調補正値生成手段と、を備える。

また、本発明は、画像形成装置のコンピュータを、ゼロ階調を含む複数階調の階調パッチが色毎に構成された階調補正チャートを生成する階調補正チャート生成手段と、前記階調パッチ各々の階調及び色に応じたドットで、前記階調補正チャートを用紙媒体に印刷する画像形成手段と、前記用紙媒体に印刷された階調補正チャートを読み込んで画像データを生成するとともに、この画像データに含まれた各階調パッチの濃度を表す色情報を取得する画像読込手段と、前記画像データに含まれた各階調パッチから、前記ドットの塗色部分の占有率を網点面積率として導出する網点面積率導出手段と、前記網点面積率の夫々から導出される各階調パッチでの地肌露出部分の占有率と、前記画像読込手段により取得された前記ゼロ階調の階調パッチに対応する色情報とを夫々乗算し、地肌影響濃度を算出する地肌影響濃度算出手段と、前記画像読込手段により取得された各階調パッチの色情報から、当該階調パッチに対応する前記地肌影響濃度を取り除き、予め定められた補正目標値に基づいて階調補正の指標となる階調補正値を生成する階調補正値生成手段と、して機能させる。

本発明によれば、用紙媒体の地肌部分の影響度を抑制した階調補正を実現することが可能な画像形成装置及びプログラムを提供することができる。

図１は、画像形成装置の構成を模式的に示す図である。 図２は、図１の画像形成装置が実行する階調補正処理の手順を示すフローチャートである。 図３は、図１の階調補正演算部が生成する階調補正チャートの一例を示す図である。 図４は、上質紙及び再生紙の夫々に印刷された階調パッチの拡大イメージを示す図である。 図５は、振り分け条件の一例を示す図である。 図６は、図１のスキャナ装置で読み込まれた階調パッチの一例を示す図である。 図７は、図６に示した階調パッチから、振り分け条件を満たすドットを抽出した結果を示す図である。 図８は、ディザマトリックスの一例を示す図である。 図９−１は、階調補正チャートから取得された実測濃度の一例を示す図である。 図９−２は、図９−１の実測濃度から地肌影響濃度を取り除いた地肌補正濃度を示す図である。 図９−３は、正規化補正目標値の一例を示す図である。 図９−４は、図９−２の地肌補正濃度と図９−３の正規化補正目標値とから生成された階調補正値を示す図である。 図１０は、画像データの一例を示す図である。 図１１は、従来の階調補正手法による印刷結果と、本実施形態の階調補正手法による印刷結果とを比較するための図である。 図１２は、本実施形態の階調補正手法による階調補正の一例を説明するための図である。 図１３−１は、従来の階調補正手法を説明するための図である。 図１３−２は、従来の階調補正手法を説明するための図である。 図１３−３は、従来の階調補正手法を説明するための図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像形成装置及びプログラムの実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す図である。同図に示すように画像形成装置１００は、プリンタコントローラ１０、スキャナコントローラ２０、プリンタ装置３０、スキャナ装置４０、入出力装置５０及びホストＩ／Ｆ６０を備えている。

プリンタコントローラ１０は、外部Ｉ／Ｆ１１、記憶部１２、印刷データ生成部１３及び階調補正演算部１４を有して構成される。

外部Ｉ／Ｆ１１は、スキャナコントローラ２０、プリンタ装置３０、スキャナ装置４０、入出力装置５０及びホストＩ／Ｆ６０等の他の装置と、プリンタコントローラ１０とを接続するインターフェースである。具体的に、外部Ｉ／Ｆ１１は、プリンタ装置３０の印刷制御や印刷データの転送、スキャナコントローラ２０を介してスキャナ装置４０の読取制御や読み取りデータの受信等を行うため等に使用される。また、外部Ｉ／Ｆ１１は、入出力装置５０の表示内容の制御、入力データの取得、ホストＩ／Ｆ６０を介して外部の端末からの画像データ受信や機器の状況を伝達する等にも使用される。

記憶部１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等であって、制御コード（プログラム）やフォントデータ等の他、ガンマテーブル、後述する階調補正チャートの生成に用いられる階調パターンやディザデータ等の画質関連パラメータ等が格納されている。また、後述する階調補正チャートや階調補正値等の保存にも用いられる。

印刷データ生成部１３は、ホストＩ／Ｆ６０を介して外部の端末から受け取った印刷データに基づいて、プリンタ装置３０へ転送するデータの制御コード変換や、入出力装置５０の操作画面の表示や設定等の処理を行う。なお、印刷データ生成部１３は、必要に応じて記憶部１２から各種画像パラメータやフォントデータ等を読み出す。

階調補正演算部１４は、自動階調補正や、当該自動階調補正時に用いる階調補正の指標となる階調補正値の生成（後述する階調補正処理）等を行う。なお、階調補正演算部１４の動作については後述する。

スキャナコントローラ２０は、外部Ｉ／Ｆ２１、記憶部２２、読込データ生成部２３及び色変換部２４を有して構成される。

外部Ｉ／Ｆ２１は、プリンタコントローラ１０、プリンタ装置３０、スキャナ装置４０、入出力装置５０及びホストＩ／Ｆ６０等の他の装置と、スキャナコントローラ２０とを接続するインターフェースである。具体的に、外部Ｉ／Ｆ２１は、スキャナ装置４０への読取制御や読み取りデータの受信等を行うために使用される。また、外部Ｉ／Ｆ２１は、入出力装置５０の表示内容の制御、入力データの取得、ホストＩ／Ｆ６０を介して外部の端末への画像データの送信や機器の状況を伝達する等にも使用される。

記憶部２２は、ＲＯＭやＲＡＭ等であって、スキャナコントローラ２０の動作に係る各種制御コードや設定情報等が格納されている。また、スキャナ装置４０で読み取られた用紙媒体の画像データ等の保存にも用いられる。

読込データ生成部２３は、スキャナ装置４０にて読み取られた光三原色（ＲＧＢ）の測色値を基に、ＴＩＦＦやＪＰＥＧ等の画像データを生成し、ホストＩ／Ｆ６０を介して外部の端末へ送信する。また、読込データ生成部２３は、後述する階調補正処理において、スキャナ装置４０にて読み取られた階調補正チャートの測色値に基づいて、この階調補正チャートを構成する各階調パッチの濃度値を色毎に取得し、プリンタコントローラ１０へ出力する。なお、濃度値とともに階調補正チャートを表す画像データを、プリンタコントローラ１０へ出力する形態としてもよい。

色変換部２４は、スキャナ装置４０が読み込んだＲＧＢの値をＣＭＹの色三原色及びＫ色のデータ等に変換する処理を行う。この処理は、読み込みデータの生成の際に用いられる場合や、階調補正チャートの読み込み値の変換に用いられる。

プリンタ装置３０は、外部Ｉ／Ｆ３１及び印刷制御部３２を有して構成される。ここで、外部Ｉ／Ｆ３１は、プリンタコントローラ１０、スキャナコントローラ２０、スキャナ装置４０、入出力装置５０及びホストＩ／Ｆ６０等の他の装置と、プリンタ装置３０とを接続するインターフェースである。また、印刷制御部３２は、プリンタコントローラ１０から転送される印刷データに基づいて、ＣＭＹＫによる用紙媒体への印刷処理を行う。なお、本実施形態では、ＣＭＹＫ各色のドットにより文字や図形が用紙媒体に印刷されるものとする。

スキャナ装置４０は、外部Ｉ／Ｆ４１及び読取制御部４２を有して構成される。ここで、外部Ｉ／Ｆ４１は、プリンタコントローラ１０、スキャナコントローラ２０、プリンタ装置３０、入出力装置５０及びホストＩ／Ｆ６０等の他の装置と、スキャナ装置４０とを接続するインターフェースである。また、読取制御部４２は、図示しないスキャナトレイに配置された用紙を読み込んでＲＧＢの光三原色の値（測色値）を求める。

入出力装置５０は、外部Ｉ／Ｆ５１、入力部５２及び出力部５３を有して構成される。外部Ｉ／Ｆ５１は、プリンタコントローラ１０、スキャナコントローラ２０、プリンタ装置３０、スキャナ装置４０及びホストＩ／Ｆ６０等の他の装置と、入出力装置５０とを接続するインターフェースである。入力部５２は、キーボードやタッチパネル等の入力デバイスである。また、出力部５３は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスであって、プリンタコントローラ１０やスキャナコントローラ２０等からの情報を表示する。

ホストＩ／Ｆ６０は、外部の端末からの印刷要求や印刷データ、マシン情報等の送受信に用いられるインターフェースである。このホストＩ／Ｆ６０としては、例えば、有線、無線ＬＡＮ等のネットワークインターフェースや、シリアルインターフェース、ＵＳＢ等のインターフェースを用いることができる。

次に、上述した構成の画像形成装置１００の動作について説明する。図２は、画像形成装置１００が実行する階調補正処理の手順を示すフローチャートである。

印刷データ生成部１３は、入力部５２やホストＩ／Ｆ６０等を介して階調補正を行う階調補正要求を受け付けると、記憶部１２に保存された所定の階調パターンを読み出す（ステップＳ１１）。次いで、階調補正演算部１４は、ステップＳ１１で読み出された階調パターンに基づき、予め定められた階調補正チャートのフォーマットに従って階調補正チャートを生成し、印刷用データとしてプリンタ装置３０へ出力する（ステップＳ１２）。

ここで、図３は、階調補正演算部１４が生成する階調補正チャートの一例を示す図である。同図に示すように、階調補正チャートには、ＣＭＹＫの各色について最大２５６階調の階調パターンから選出された複数階調分の階調パッチＰが配置されている。なお、本実施形態では、階調パターンを２５６階調としたが、これに限らないものとする。

図２に戻り、印刷制御部３２では、プリンタコントローラ１０から出力された階調補正チャートを受け付けると、この階調補正チャートを用紙へ印刷する印刷処理を実行する（ステップＳ１３）。これにより、階調補正チャートがＣＭＹＫの各色材により用紙媒体へ印刷されることになる（ステップＳ１４）。この後、ユーザにより階調補正チャートが印刷された用紙媒体が図示しないスキャナトレイに配置され、入力部５２等を介してスキャナ装置４０による読み込みが指示されると、スキャナ装置４０は該用紙媒体の読み込みを開始する。

読込データ生成部２３は、スキャナ装置４０で読み込まれた階調補正チャートの測色値に基づいて、当該階調補正チャートに含まれた各階調パッチの濃度を色毎に取得し、階調補正演算部１４へ出力する（ステップＳ１５）。ここで、各階調パッチからは、無色部分（０／２５５階調）の濃度、即ち用紙媒体の地肌の濃度（以下、用紙濃度という）と、塗色部分（８／２５５〜２５５／２５５階調）の濃度（以下、実測濃度という）とが取得される。

図４は、上質紙及び再生紙の夫々に印刷されたある色要素についての階調パッチの拡大イメージを示す図である。同図では、図３の階調補正チャートにおいてＰ１〜Ｐ５で示したＫ色の各階調パッチ（ドットパターン）の拡大イメージを示している。

図４において、階調パッチＰ１から測色により取得される濃度が用紙濃度となり、階調パッチＰ２〜Ｐ５から測色により取得される濃度が実測濃度となる。なお、正規化後の階調パッチについては後述する。

図２に戻り、階調補正演算部１４は、読込データ生成部２３から用紙濃度及び実測濃度を受け付けると、この用紙濃度が所定の濃度を超過しているか否かを判定する（ステップＳ１６）。なお、ステップＳ１６で判定の指標となる所定の濃度は、記憶部２２に予め保存されているものとする。

ステップＳ１６において、用紙媒体の用紙濃度が所定の濃度を超過していないと判定した場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、ステップＳ２１に直ちに移行する。また、ステップＳ１６において、用紙濃度が所定の濃度を超過していると判定した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、階調補正演算部１４は、この用紙濃度で適正な階調補正を行うことができる否かを判定する（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１７の判定は、記憶部２２に予め保存された用紙濃度の閾値と比較することで行われるものとし、該閾値は適正な階調補正を行うことが確認された値とする。

ステップＳ１７において、階調補正を正常に行うことができないと判定した場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、階調補正演算部１４は、階調補正の中止を示すアラート画面を出力部５３に表示させ（ステップＳ１８）、本処理を終了する。

これにより、用紙媒体に極端に色の濃い色紙が用いられたとき等、適正な階調補正を行うことができない場合に、階調補正が行われてしまうことを未然に防ぐことができる。

一方、ステップＳ１７において、階調補正を適正に行うことが可能と判定した場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、階調補正演算部１４は、用紙濃度に基づいて階調補正の際の目標値となる補正目標値を増加させる強調補正を行うか否かを判定する（ステップＳ１９）。なお、ステップＳ１９の判定は、記憶部２２に予め保存された用紙濃度の閾値と比較することで行われるものとする。具体的には、用紙濃度の範囲毎に、強調補正を行う強度を定義した設定情報を記憶部１２に保存しておくことで、再生紙等の用紙種別に応じた強調補正を行うことができる。

ステップＳ１９において、補正目標値をそのまま用いる通常補正と判定した場合には（ステップＳ１９；Ｎｏ）、ステップＳ２１に移行する。一方、ステップＳ１９において、強調補正と判定した場合（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、階調補正演算部１４は、用紙濃度に応じた強度で補正目標値を所定値まで増加させる修正を行った後（ステップＳ２０）、ステップＳ２１に移行する。なお、本実施形態の場合、ステップＳ２０で用いる補正目標値は、後述する正規化済みの補正目標値（正規化補正目標値）である。

例えば、白度が低い用紙媒体だと、ハイライトのドットが用紙媒体の地肌色（用紙濃度）に紛れて見えにくくなる場合があるが、上述したステップＳ２０の処理により、用紙濃度に応じて補正目標値を強化補正することで濃い目に印刷させることができるため、視認性を向上させることができる。

ステップＳ２１以降、階調補正演算部１４は、ステップＳ１５で取得された各実測濃度から、用紙濃度による影響を取り除くための処理を開始する。ここで、用紙濃度による影響について説明する。

図４に示したように、階調補正チャートの各階調パッチ（Ｐ１〜Ｐ５）には、各色、各階調に応じたドットパターンが印刷されているが、ドットが埋められていない部分は用紙媒体の地肌が露出している。ここで、上質紙は見た目白っぽいが、上質紙自体が何らかの色要素をわずかに含んでいるため完全な白色とはなっていない。また、再生紙においても、再生紙自体が見た目にも何らかの色要素を含んでいるため白色とはならない。これら用紙自体の色要素は用紙濃度として取得されるが、階調パッチＰ２〜Ｐ５から実測濃度を取得する際にも該階調パッチの地肌露出部分の濃度として、ドットによる描画部分の濃度とともに取得されることになる。そのため、各階調パッチから取得される実測濃度は、用紙濃度が加味された値となっている。

例えば、上質紙及び再生紙に印刷された階調補正チャートの実測濃度の取得結果が図１３−１であったとする。ここで、縦軸は濃度レベル（濃淡）を表しており、横軸は各階調パッチの階調（０〜２５５）を表している。また、同図において、実測濃度Ｍ２１が上質紙の階調補正チャートから取得された実測濃度を示しており、実測濃度Ｍ２２が再生紙の階調補正チャートから取得された実測濃度を示している。

図１３−１から明らかなように、上質紙と再生紙とでは紙の特性、即ち用紙濃度が異なるため取得される実測濃度は異なっている。特に、地肌が大きく露出するハイライト側（低階調側）ではその差が顕著に表れており、ドットが埋められていくにつれて地肌露出部分が減少するため濃度差も減少していく。

上質紙での印刷結果を基準とした場合、階調補正の際の目標となる補正目標値Ｔ２１は、図１３−２に示すように、実測濃度Ｍ２１と同様の曲線を用いることになる。ここで、縦軸は濃度レベルを表しており、横軸は各階調パッチの階調（０〜２５５）を表している。

従来の階調補正手法では、図１３−１に示した各階調での濃度レベルを、図１３−２の対応する階調での濃度レベルに補正するため、同一の濃度レベルにおける補正前の階調と、補正後の階調との関係を表した階調補正線を生成し、この階調補正線に基づいて階調補正を行っている。例えば、図１３−１に示した上質紙の実測濃度Ｍ２１を補正目標値Ｔ２１で補正すると、実測濃度Ｍ２１と補正目標値Ｔ２１とは１対１に対応するため、生成される階調補正値は図１３−３のＣ２１に示すようにリニアとなる。なお、図１３−３は、従来の階調補正手法により生成された階調補正値を示す図であって、縦軸が補正前の階調（入力）を、横軸が補正後の階調（出力）を表している。

また、従来の階調補正手法では、再生紙の実測濃度Ｍ２２についても補正目標値Ｔ２１を用いて補正を行うことになるが、実測濃度Ｍ２２は再生紙の用紙濃度の影響により濃い目に測色されているため、生成される階調補正値Ｃ２２は階調補正値Ｃ２１と比較して低濃度となる。特に、ハイライト側（低階調側）ではその差が顕著に表れており、高階調になるにつれて濃度差も減少していく。

つまり、階調補正の基準とした上質紙では適正な結果を得られるが、上質紙とは異なる用紙特性（用紙濃度）を有する再生紙では、ハイライト部分でドットが全く出力されない結果となる。このように、従来の階調補正手法では、用紙媒体自体の用紙濃度の影響を受けるため、規定外の用紙媒体を用いる場合には適正な濃度で出力することができないという問題があった。

そこで、本実施形態では上記の問題を解決するため、用紙媒体の地肌露出部分の影響度を表す地肌影響濃度を算出し、この地肌影響濃度を実測濃度から除去することで地肌露出部分、即ち用紙濃度による影響を抑制する。

具体的に、階調補正演算部１４は、各階調パッチ内におけるドットの専有率を網点面積率として導出し（ステップＳ２１）、この網点面積率と用紙濃度とを下記式（１）に代入することで、各階調パッチでの地肌影響濃度を算出する（ステップＳ２２）。
地肌影響濃度 ＝ 用紙濃度×（１−網点面積率） （１）

網点面積率の導出方法としては、例えば、以下に説明する３つの方法の何れかを用いることができる。まず、第１の方法として、各階調パッチの画像データに含まれた所定の条件を満たすドットの個数を、該階調パッチの総ドットで除算する方法が挙げられる。

第１の方法の場合、まず、階調補正演算部１４は、スキャナ装置４０で読み込まれた各階調パッチの画像データ（ＲＧＢデータ又はＣＭＹＫデータ）から、所定の振り分け条件を満たすドットのみ抽出し、二値のデータに変換する。ここで、図５は、振り分け条件の一例を示す図である。同図では、画像データがＲＧＢデータである場合とＣＭＹＫデータである場合の条件を、ＣＭＹＫ各色のパッチ毎に定義している。例えば、画像データがＲＧＢデータの場合、Ｃ色のパッチ（Ｃパッチ）からは、Ｒ（赤）の濃度が０〜６４の範囲、Ｇ（緑）の濃度が１９２〜２５５の範囲、及び、Ｂ（青）の濃度が１９２〜２５５の範囲に該当するドットを抽出することになる。

例えば、スキャナ装置４０により読み取られた、ある階調パッチの画像データ図６の状態であったとすると、階調補正演算部１４は、図５に示した振り分け条件に該当するドットを抽出することで、図７に示すような二値の画像データを生成する。ここで、図７は、図６に示した階調パッチの画像データから、振り分け条件を満たすドットを抽出した結果を示す図である。

次に、階調補正演算部１４は、二値化した画像データに基づき、振り分け条件を満たしたドットの個数を求め、パッチ領域全体を構成する総ドット数で除算することで網点面積率を導出する。例えば、振り分け条件を満たしたドットの個数が９０００個、パッチ領域全体の総ドット数が１７５×３５０個で構成されているとすると、下記式（２）により網点面積率１５％（パーセント）を導出する。なお、各パッチ領域の総ドット数は、記憶部１２に予め保存されている形態としてもよいし、階調補正演算部１４が画像データから導出する形態としてもよい。
９０００／（１７５×３００）＝０．１４６９…≒１５ （２）

また、第２の方法として、階調補正チャート（階調パッチ）の生成に用いたディザマトリックスに含まれるドットパターンの個数を、ディザマトリックスのサイズで除算する方法が挙げられる。この第２の方法の場合、階調補正演算部１４は、各階調パッチの生成に用いたディザマトリックスに基づき、該ディザマトリックスにおいて塗色部分となるドットの個数を、該ディザマトリックスのサイズとなる総ドット数で除算することで、各階調パッチでの網点面積率を導出する。

図８は、記憶部１２に保存されたディザマトリックスＤ１１の一例を示す図である。なお、同図では、階調（１６／２５５）の階調パッチの生成に用いるディザマトリックスを示しており、そのサイズは８×８（＝６４ドット）である。また、このディザマトリックスＤ１１に含まれる塗色部分のドットＤ１２の個数は８個である。図８の例の場合、階調補正演算部１４は、ドットＤ１２の個数８を、ディザマトリックスＤ１１のサイズ６４で除算することで、網点面積率０．１２５（１２．５％）を導出する。

また、第３の方法として、各階調パッチの実測濃度から所定の計算式を用いて網点面積率を導出する方法が挙げられる。ここで、濃度から網点面積率を求める計算式としては、下記式（３）に示すマーレイ・デービス方式を用いることができる。なお、下記式（３）において、“ＤＴ”は「網点濃度×自然対数（ｅ）」であり、“ＤＳ”は「ベタ濃度（濃度１００％）×自然対数（ｅ）」である。
網点面積率 ＝ （１−１０^-DT）／（１−１０^-DS） （３）

階調補正演算部１４は、各階調パッチの実測濃度を網点濃度としてＤＴに代入し、最高濃度の階調パッチ（２５５／２５５階調）から取得された実測濃度をベタ濃度としてＤＳに代入することで、網点面積率を導出する。

また、用紙媒体の種別が予め判明している場合や、図示しない用紙種別判別機構等により用紙媒体の種別を検出可能な場合には、下記式（４）に示すユール・ニールセン方式を用いて網点面積率を導出する形態としてもよい。下記式（４）において“ｎ”は用紙媒体の種別毎に固有の係数であって、例えばコート紙の場合にはｎ＝１．６５、非コート紙の場合にはｎ＝２．７０等が適用される。なお、この形態の場合、用紙媒体の各種別に応じたｎの値は、記憶部１２に予め保存されているものとする。
網点面積率 ＝ （１−１０^-DT/n）／（１−１０^-DS/n） （４）

階調補正演算部１４は、各階調パッチについて網点面積率を導出すると、上記式（１）に代入することで各階調パッチについての地肌影響濃度を夫々算出する。ここで、地肌影響濃度は、ステップＳ１５で取得された用紙濃度と、各階調パッチにおける地肌露出部分の占有率（１−網点面積率）との積で表され、用紙濃度に応じた値となる。

図２に戻り、階調補正演算部１４は、ステップＳ２２で算出した各階調パッチの地肌影響濃度を、対応する階調パッチの実測濃度から取り除く（減算する）ことで、実測濃度の夫々を正規化する（ステップＳ２３）。そして、階調補正演算部１４は、正規化した各実測濃度（以下、地肌補正濃度という）と補正目標値とから、階調補正時の指標となる階調補正値を生成し（ステップＳ２４）、本処理を終了する。なお、本実施形態の場合、ステップＳ２４で用いる補正目標値は、後述する正規化済みの補正目標値（正規化補正目標値）であることが好ましい。

以下、図９−１〜図９−４を用いて、階調補正処理の動作例について説明する。図９−１は、ステップＳ１５で上質紙及び再生紙に印刷された階調補正チャートから取得された、ある色要素についての実測濃度の取得結果を示す図である。ここで、縦軸は濃度レベル（濃淡）を表しており、横軸は各階調パッチの階調（０〜２５５）を表している。なお、同図では、実測濃度Ｍ１１が上質紙の階調補正チャートから取得された実測濃度を示しており、実測濃度Ｍ１２が再生紙の階調補正チャートから取得された実測濃度を示している。

上述したように、ステップＳ１５の段階では、上質紙と再生紙との用紙濃度の相違により、実測濃度Ｍ１１とＭ１２とは異なる曲線となっている。そのため、階調補正演算部１４はステップＳ２２、Ｓ２３を実行することで地肌影響濃度を算出し、この地肌影響濃度を実測濃度から取り除くことで正規化を行う。

図９−２は、図９−１に示した各実測濃度から地肌影響濃度を取り除いた結果を示す図であって、縦軸が濃度レベル（濃淡）を、横軸が各階調パッチの階調（０〜２５５）を表している。図９−２に示すように、実測濃度Ｍ１１及びＭ１２の夫々から地肌影響濃度を取り除くことで得られる地肌補正濃度ＭＣは略同一の曲線となる。ここで、図４を用いて説明すると、地肌補正濃度ＭＣは、同図右列に示した地肌露出部分が白色の各階調パッチＰ（Ｐ１〜Ｐ５）から取得された実測濃度に相当する。

そのため、地肌補正濃度ＭＣと補正目標値とから階調補正値を生成し、該階調補正値に基づいて階調補正を行うことで、用紙濃度の影響を抑制した補正結果を得ることができる。なお、本実施形態で用いる補正目標値は、実測濃度と同様に地肌影響濃度を取り除くことで正規化されたものを用いることが好ましい。例えば、階調補正の基準となる用紙媒体を上質紙とした場合には、地肌補正濃度ＭＣが補正目標値となる。以下、正規化された補正目標値を正規化補正目標値という。

図９−３は、正規化補正目標値の一例を示す図であって、縦軸が濃度レベル（濃淡）を、横軸が各階調パッチの階調（０〜２５５）を表している。同図において正規化補正目標値Ｔ１１は、階調補正の基準を上質紙としたものあって、地肌補正濃度ＭＣと同様の形状を有している。また、正規化補正目標値Ｔ１２は、ステップＳ２０で生成される強調補正用の正規化補正目標値であって、用紙濃度に応じて正規化補正目標値Ｔ１１の濃度レベルを増加させたものである。なお、同図において正規化補正目標値Ｔ１２は、再生紙用の正規化補正目標値を表している。

図９−４は、図９−２の地肌補正濃度ＭＣと、図９−３の正規化補正目標値Ｔ１１及びＴ１２と、から生成された階調補正値を示す図である。ここで、縦軸は補正前の階調（入力）を表しており、横軸は補正後の階調（出力）を表している。

図９−４において、階調補正値Ｃ１１は、図９−２の地肌補正濃度ＭＣと図９−３の正規化補正目標値Ｔ１１とから生成された階調補正値を示している。この階調補正値Ｃ１１を階調変換に用いた場合、入力と出力とが１対１に対応しているため階調変換は行われずそのまま出力されることになる。また、階調補正値Ｃ１２は、図９−２の地肌補正濃度ＭＣと図９−３の正規化補正目標値Ｔ１２とから生成された階調補正値を示している。この階調補正値Ｃ１２を階調変換に用いた場合、強調補正された正規化補正目標値Ｔ１２の作用により、ハイライト部分を濃くする階調変換が行われる。

図１１は、従来の階調補正手法による印刷結果と、本実施形態の階調補正手法による印刷結果とを比較するための図であって、図１０に示す画像データＧの印刷結果を示している。ここで、図１０は、画像データの一例を示す図であって、５段階の階調で表された文字列（ＡＢＣＤＥ）と、グラデーション処理が施された写真とが組み込まれている。

図１１において、印刷画像Ｇ１１、Ｇ１２及びＧ１３は、図１０の画像データを上質紙に印刷した結果を示している。ここで、印刷画像Ｇ１１は、従来の階調補正手法による階調変換後の印刷結果、即ち用紙濃度による影響を含んだ階調変換後の印刷結果を示している。印刷画像Ｇ１２は、本実施形態の階調補正手法による階調変換後の印刷結果を示しており、地肌影響濃度を取り除いた階調補正値による階調変換後の印刷結果を示している。また、印刷画像Ｇ１３は、本実施形態の階調補正手法による階調変換後の印刷結果を示しており、地肌影響濃度を取り除き且つ強調補正を行った階調補正値による階調変換後の印刷結果を示している。なお、図１１では上質紙を階調補正の基準とした例を示しているため、上質紙に対して強調補正は行われず、印刷画像Ｇ１３は印刷画像Ｇ１２と同等の印刷結果となる。

印刷画像Ｇ２１、Ｇ２２及びＧ２３は、図１０の画像データを再生紙に印刷した結果を示している。ここで、印刷画像Ｇ２１は、従来の階調補正手法による階調変換後の印刷結果を示している。印刷画像Ｇ２２は、本実施形態の階調補正手法による階調変換後の印刷結果を示しており、地肌影響濃度を取り除いた階調補正値による階調変換後の印刷結果を示している。また、印刷画像Ｇ２３は、本実施形態の階調補正手法による階調変換後の印刷結果を示しており、地肌影響濃度を取り除き且つ強調補正を行った階調補正値による階調変換後の印刷結果を示している。

図１１から明らかなように、従来の階調補正手法では、上質紙については正常な印刷結果（印刷画像Ｇ１１）となっているが、再生紙については上述したとおりハイライト部分が印刷されない印刷結果（印刷画像Ｇ２１）となっている。

また、地肌影響濃度を取り除いた階調補正値による階調補正では、上質紙については従来の階調補正手法と同等の印刷結果（印刷画像Ｇ１２）となり、再生紙については印刷画像Ｇ１２と同等の印刷結果となるが、ハイライト側で地肌の色に埋もれてしまうため、細線や文字を視認しづらい。一方、地肌影響濃度を取り除き、且つ強調補正を行った階調補正値による階調補正では、再生紙は紙濃度に応じてハイライトが濃い印刷結果（印刷画像Ｇ２３）となるため、色合いなどはずれるが、細線や文字が視認しやすいという利点がある。

以上のように、本実施形態の画像形成装置１００によれば、各階調パッチに含まれるドットの網点面積率と、ゼロ階調（０／２５５階調）の階調パッチに対応する色情報（用紙濃度）とに基づいて地肌影響濃度を算出し、この地肌影響濃度を対応する階調パッチの色情報（実測濃度）から取り除くことで実測濃度を正規化し、この正規化した実測濃度と、補正目標値（正規化補正目標値）とに基づいて階調補正の指標となる階調補正値を生成する。これにより、生成される階調補正値は、用紙媒体の特性（用紙濃度）に依存しない汎用的なものとなるため、この階調補正値を用いて印刷対象の画像データ（印刷データ）を階調変換することで、用紙濃度による影響度を抑制した階調補正を実現することができる。

なお、図１１では、印刷画像Ｇ２３において、階調補正演算部１４が強調補正を画像データ全体に施した例を示したが、これに限らず、画像データＧの内容に応じて階調補正手法を使い分ける形態としてもよい。例えば、図１０の画像データの写真部分については、地肌影響濃度の除去のみを施した階調補正値を用いて階調補正し、文字列部分については、地肌影響濃度の除去と強調補正とを施した階調補正値を用いて階調補正する形態としてもよい。これにより、図１２に示すように、写真部分については色合や階調を図１０の原画像と同等とし、文字部分については視認性を向上させた印刷画像Ｇ３を出力することが可能となる。また、従来の階調補正においても、写真部分の色合は背景の地肌を含めた階調補正となり、的確な色で印刷することができるため、写真部分については従来の階調補正手法を用いて階調補正を行う形態としてもよい。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での種々の変更、置換、追加等が可能である。

例えば、上記実施形態の各機能部（印刷データ生成部１３、階調補正演算部１４、読込データ生成部２３、色変換部２４等）は、各機能部を実現する固有の機能を具備したＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現される形態としてもよいし、ＣＰＵ等のプロセッサと各記憶部に記憶されたプログラムとの協働により実現される形態としてもよい。

また、上記実施形態に係るプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体として提供することも可能である。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリ等、プログラムを記録でき、且つ、コンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その形式は問わないものとする。

また、上記実施形態に係るプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置及びプログラムは、インクやトナー等を用いて用紙媒体に画像形成を行なう画像形成装置及びプログラムに有用であり、特に、用紙媒体に印刷した階調補正チャートと、予め定められた補正目標値とに基づいて階調補正の指標となる階調補正値を生成する場合に適している。

１００ 画像形成装置
１０ プリンタコントローラ
１１ 外部Ｉ／Ｆ
１２ 記憶部
１３ 印刷データ生成部
１４ 階調補正演算部
２０ スキャナコントローラ
２１ 外部Ｉ／Ｆ
２２ 記憶部
２３ 読込データ生成部
２４ 色変換部
３０ プリンタ装置
３１ 外部Ｉ／Ｆ
３２ 印刷制御部
４０ スキャナ装置
４１ 外部Ｉ／Ｆ
４２ 読取制御部
５０ 入出力装置
５１ 外部Ｉ／Ｆ
５２ 入力部
５３ 出力部
６０ ホストＩ／Ｆ

特開２００８−２７８１５２号公報 特開２００８−６１１５９号公報

Claims (8)

1. ゼロ階調を含む複数階調の階調パッチが色毎に構成された階調補正チャートを生成する階調補正チャート生成手段と、
   前記階調パッチ各々の階調及び色に応じたドットで、前記階調補正チャートを用紙媒体に印刷する画像形成手段と、
   前記用紙媒体に印刷された階調補正チャートを読み込んで画像データを生成するとともに、この画像データに含まれた各階調パッチの濃度を表す色情報を取得する画像読込手段と、
   前記画像データに含まれた各階調パッチから、前記ドットの塗色部分の占有率を網点面積率として導出する網点面積率導出手段と、
   前記網点面積率の夫々から導出される各階調パッチでの地肌露出部分の占有率と、前記画像読込手段により取得された前記ゼロ階調の階調パッチに対応する色情報とを夫々乗算し、地肌影響濃度を算出する地肌影響濃度算出手段と、
   前記画像読込手段により取得された各階調パッチの色情報から、当該階調パッチに対応する前記地肌影響濃度を取り除き、予め定められた補正目標値に基づいて階調補正の指標となる階調補正値を生成する階調補正値生成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記網点面積率導出手段は、前記画像データに含まれた各階調パッチから、所定の条件を満たすドットの個数を、当該階調パッチを構成する総ドット数で除算することで前記網点面積率を導出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記網点面積率導出手段は、前記各階調パッチの生成に用いたディザマトリックスに含まれる塗色部分のドットの個数を、当該ディザマトリックスのサイズで除算することで前記網点面積率を導出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記網点面積率導出手段は、前記画像読込手段により取得された各階調パッチの色情報を用いて、マーレイ・デービス方式又はユール・ニールセン方式の計算式により前記網点面積率を導出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像読込手段により取得された前記ゼロ階調の階調パッチに対応する色情報のうち、何れかの色の濃度が予め定められた濃度値以上の場合には、該当する色の前記補正目標値を所定の濃度レベルに強調補正する補正目標値強調手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 補正目標値強調手段は、前記ゼロ階調の階調パッチに対応する色情報のうち、何れかの色の濃度が正常な階調補正を実現できない濃度を超過した場合には、階調補正を中止させることを特徴する請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記階調補正値を用いて印刷対象となった印刷データに階調補正を施す階調補正手段を更に備え、
   前記階調補正手段は、前記印刷データの内容に応じて、前記強調補正済みの補正目標値に基づいて生成された階調補正値と、当該強調補正が施されていない通常の補正目標値に基づいて生成された階調補正値と、を使い分けることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置のコンピュータを、
   ゼロ階調を含む複数階調の階調パッチが色毎に構成された階調補正チャートを生成する階調補正チャート生成手段と、
   前記階調パッチ各々の階調及び色に応じたドットで、前記階調補正チャートを用紙媒体に印刷する画像形成手段と、
   前記用紙媒体に印刷された階調補正チャートを読み込んで画像データを生成するとともに、この画像データに含まれた各階調パッチの濃度を表す色情報を取得する画像読込手段と、
   前記画像データに含まれた各階調パッチから、前記ドットの塗色部分の占有率を網点面積率として導出する網点面積率導出手段と、
   前記網点面積率の夫々から導出される各階調パッチでの地肌露出部分の占有率と、前記画像読込手段により取得された前記ゼロ階調の階調パッチに対応する色情報とを夫々乗算し、地肌影響濃度を算出する地肌影響濃度算出手段と、
   前記画像読込手段により取得された各階調パッチの色情報から、当該階調パッチに対応する前記地肌影響濃度を取り除き、予め定められた補正目標値に基づいて階調補正の指標となる階調補正値を生成する階調補正値生成手段と、
   して機能させるためのプログラム。