JP2011166212A - 印刷システムおよびキャリブレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷物の色調をキャリブレーションするために用いるパッチチャートの印刷時に無駄なパッチの印刷を回避でき、キャリブレーションの精度を向上させることを目的とする。
【解決手段】印刷データを印刷装置の出力データに変換するための情報を有するカラープロファイルの格子点情報から得られる色毎の出力量の分布情報から、パッチチャートの色毎のパッチ数と色毎の各パッチの階調値とを決定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、印刷装置の出力物の色調を調整するキャリブレーション機能を有する印刷システムおよびキャリブレーション方法に関する。

インクジェット式のプリンタでは、機種個体差や経時変化、温度・湿度等の環境によるインク吐出量のばらつきが発生することがある。このようなばらつきが存在すると、所望の色再現特性を得られない可能性がある。このため、プリンタの色再現特性を把握し、出力物の色調を調整するキャリブレーションが行われる（例えば、特許文献１を参照）。キャリブレーションでは、プリンタの目標特性と、対象とするプリンタで印刷されたパッチチャートの測色により得られる特性との関係から、目標とする出力特性を得るための補正ルックアップテーブル（以下「補正ＬＵＴ」）を生成する。そして、この補正ＬＵＴを更新すること、あるいは、画像の印刷時に補正ＬＵＴを生成して適用することにより、出力画像の補正が行われる。

特開２００６−０９３９８７号公報

ところで、従来のキャリブレーションでは、インクの打ち込み量が最小から最大までの全領域のパッチが印刷されたパッチチャートを測色し、上記した補正ＬＵＴを作成していた。しかしながら、このパッチチャートには、実際の印刷では使用することがない、必要のない打ち込み量の領域のパッチが含まれており、無駄なパッチが含まれているという問題があった。

本発明の目的は、印刷物の色調をキャリブレーションするために用いるパッチチャートの印刷時に無駄なパッチの印刷を回避でき、キャリブレーションの精度を向上させることができる印刷システムおよびキャリブレーション方法を提供することにある。

本発明に係る印刷システムは、印刷装置により少なくとも一のパッチを含むパッチチャートを記録媒体に印刷するパッチチャート印刷手段と、前記記録媒体に印刷されたパッチチャートの測定された測定濃度特性と目標濃度特性とに基づいて、前記印刷装置による印刷物の色調を調整するためのキャリブレーション処理に用いられる補正ルックアップテーブルを生成する手段と、有する印刷システムであって、印刷データを前記印刷装置の出力データに変換するための情報を有するカラープロファイルの格子点情報から得られる色毎の出力量の分布情報から、前記パッチチャートの色毎のパッチ数と色毎の各パッチの階調値とを決定するパッチチャート決定手段を有する、ことを特徴とする。

本発明に係るキャリブレーション方法は、印刷装置により少なくとも一のパッチを含むパッチチャートを記録媒体に印刷し、前記記録媒体に印刷されたパッチチャートの濃度を測定し、前記パッチチャートの測定濃度特性と目標濃度特性とに基づいて、前記印刷装置による印刷物の色調を調整するためのキャリブレーション処理に用いられる補正ルックアップテーブルを生成し、前記補正ルックアップテーブルを用いて前記印刷装置の出力データを補正するキャリブレーションするキャリブレーション方法であって、前記記録媒体に印刷すべきパッチチャートのデータを形成するために、印刷データを前記印刷装置の出力データに変換するための情報を有するカラープロファイルの格子点情報から得られる色毎の出力量の分布情報から、前記パッチチャートの色毎のパッチ数と色毎の各パッチの階調値とを決定することを特徴とする。

本発明によれば、印刷物の色調をキャリブレーションするために用いるパッチチャートの印刷時に無駄なパッチの印刷を回避でき、キャリブレーションの精度を向上させることができる。

本発明を適用した印刷システムの構成例を示す図である。 キャリブレーション実行処理の流れを示す図である。 各々の打ち込み量範囲毎の各インク色が発生する頻度の一例を示す図である。 パッチチャート作成の流れを示す図である。 各打ち込み量に対する格子点数を算出した例を示す図である。 パッチ数を決定するアルゴリズムを示すフローチャートである。 パッチの階調値を示す図である。 パッチチャートの一例を示す図である。 補正ＬＵＴを適用する処理フローを示す図である。 用紙種類と使用用途を決定するロジックを示す図である。 目標濃度曲線と測定濃度曲線を示す図である。 補正ＬＵＴの一例を示す図である。

以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。
図１は本発明に関わる実施形態における印刷システムの構成を表したものである。本実施形態では代表的な例として、インクジェット方式のプリンタを使用する。

図１において、印刷システムは、印刷装置としてのプリンタ装置１０と、プリンタ装置１０に接続された情報処理装置としてのパーソナルコンピュータ(以下、単に「ＰＣ」ともいう)２０を含む。プリント部１２０および測定手段としての測定部１３０で構成される。この測定部１３０は、印刷物の濃度を測定するマルチセンサを使用する。マルチセンサは、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤと反射光を受光するためのフォトトランジスタから構成されており、反射光の強度から濃度を算出する。なお、本実施形態では測定部１３０はプリントヘッドの側面に内蔵されて構成されるものであるが、プリンタ装置の外部に接続されるような形態でもよい。

プリンタ装置１０の演算部１１０は、ユーザーインターフェースとなる操作部（以下、単に「ＵＩ」ともいう）１１１、ＣＰＵ１１２、作業メモリ１１３、記憶装置１１４、データ入出力装置１１５から構成される。操作部１１１は、上記処理の実行に関してユーザーによる入力の受け付けやユーザーに対する表示などに関する処理を行う。ＣＰＵ１１２は、記憶装置１１４に格納されたプログラムに従いプリント部１２０および測定部１３０の制御のための処理を実行し、作業メモリ１１３はその処理の際のワークエリアとして用いられる。ユーザーは通常、ＰＣ２０において種々のアプリケーションによって処理された文書、画像等をプリンタ装置１０にて出力させることができる。すなわち、ＰＣ２０におけるプリントアプリケーションにより上記処理された画像等について所定の画像処理を行い、印刷データとしてプリンタドライバへ送出する。プリンタドライバは印刷データをプリンタのインク色であるＣＭＹＫなどに色変換し、さらにハーフトーン処理を施して出力データとし、データ入出力装置１１５を通してプリンタ装置１０へ出力する。プリンタ装置１０は、ＰＣ２０から受信したハーフトーン処理後のデータを記録媒体としての出力用紙上に展開し、プリント部１２０にてハードコピーを生成する。なお、本実施形態では、プリンタドライバで色変換処理とハーフトーン処理を実行する構成だが、上記処理をプリンタ装置１０内で実施する構成であってもよい。また、本実施形態では、操作部１１１より直接プログラムの実行を指示する構成だが、ＰＣ２０によりプログラム実行の指示を行ってもよい。

キャリブレーション処理は、操作部１１１でキャリブレーション実行の指示が出されると自動的に実行される。キャリブレーション処理は、プリント装置による印刷物の色調を調整するためのものである。図２は、本実施形態のプリントシステムにおいてキャリブレーション処理が実行される流れを模式的に表した図である。以下、フローチャートに沿って詳細に説明する。まず、Ｓ２０１において、ユーザーは図１の操作部１１１よりメニューを呼び出し、キャリブレーション実行の指示を行う。次に、Ｓ２０２において、給紙口と用紙種類および使用用途の選択を行う。給紙口選択は、ロール紙、背面手差し等がプリンタの標準的な選択ロジックに基づいて選択され、用紙種類選択も同様に選択される。ただし、用紙種類の選択肢はキャリブレーション実行対応用紙に限定される。使用用途は、図示しないプリンタドライバで使用できるカラープロファイルの種類から選択する。例えば、写真調、鮮やかな色、色差最小等の所定のカラープロファイルが用意されている。Ｓ２０３では、Ｓ２０２で選択された給紙口と用紙種類に対して、種類とサイズがキャリブレーション対象か否かのチェックが行われる。選択された用紙がキャリブレーション実行対応用紙であれば、実行確認を操作部１１１に表示する。ＯＫが選択されると、次のステップに移行する。キャンセルが選択されると実行メニュー表示状態に戻る。Ｓ２０４では、キャリブレーションに用いるパッチチャートの生成とパッチチャート印刷が行われる。パッチチャートの生成と印刷は、プリンタ本体内のコントローラとエンジンで行われる。パッチチャートのパッチ階調値、解像度変換や誤差拡散等のパラメータ、画像処理テーブルはプリンタ装置１０の記憶装置１１４に記憶されたデータを参照する。ここで、パッチチャートのパッチ階調値は、後述する方法で生成されたものを使用する。プリンタ本体内では、パッチ階調値に基づいたパッチチャートが生成される。Ｓ２０５では、Ｓ２０４で印刷されたキャリブレーションのパッチチャートの測定が行われる。パッチの測定は各インク色に対応したＬＥＤによって所定のシーケンスに従って自動で行われ、パッチの濃度を測定する。Ｓ２０６では、測定値が演算部１１０において濃度に変換され、記憶装置１１４の所定の領域に格納される。測定濃度の格納が終了すると、キャリブレーション実行処理を終了する。

ここで、本発明におけるパッチチャートの作成方法について、図３ないし図７を参照して詳細に説明する。

本実施形態では、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ，Ｌｃ，Ｌｍ，Ｇｙの７色構成のプリンタを例としてあげる。図３は、ある用紙種類・使用用途におけるカラープロファイルから、ガマット全体（格子点全体）において、インク色毎の打ち込み量の分布がどのようになっているかを算出したものである。ここで、インクの打ち込み量は、インクが紙面上に載る量であり、例えば、０％〜２００％の範囲で規定されている。ここでは、プリンタ装置によって紙面上に形成できる最大を２００％とし、この２００%は紙面上が全てインクで満たされている状態を示している。

Ｃインクは格子点全体（４０９６点）の約３０％（１２３１点）において打ち込み量が０％であるため、全体の約３０％でインクが全く使用されないことを表している。また、打ち込み量が１８０％以上では発生頻度が０％となっていることから、１８０％以上の打ち込み量でインクが使用されることが無いことを表している。このように、インク色毎に打ち込み量の分布する範囲が異なっていることから、従来のように打ち込み量が０％〜２００％までの全範囲のパッチチャートを印刷するのは、非常に無駄である。また、インク色毎に使用される打ち込み量の分布は異なるため、全てのインク色で同じ濃度範囲のパッチチャートを使用すると、効果的な補正ができないとも言える。

そこで、本実施形態では、パッチチャートの無駄を省くために、図４のような手順でパッチチャートを作成する。なお、図４に示す処理がパッチチャート決定手段を構成する。
まず、Ｓ４０１にて、選択された用紙種類と、使用用途に合ったカラープロファイルを決定し、対応するカラープロファイルの情報を参照する。カラープロファイルは、印刷データをプリント装置の出力データに変換するための情報を有し、周知のように、色変換のための色分解テーブル、カラーマッチングテーブル、および、出力γテーブルで構成されている。

次いで、カラープロファイルの格子点情報から得られる色毎の打ち込み量（出力量）の分布情報から、パッチチャートの色毎のパッチ数と色毎の各パッチの階調値とを決定する。具体的には、Ｓ４０２にて、カラープロファイルの情報を解析して、各インク色のパッチ数を決定する。まず、カラープロファイルに含まれる色分解テーブル、カラーマッチングテーブル、出力γテーブルを用いて、カラープロファイルの全格子点（１６×１６×１６＝４０９６点）における、各インク色の打ち込み量を算出する。より具体的には、４０９６通りのＲ，Ｇ，Ｂの組み合わせの入力値を、カラーマッチングテーブル、色分解テーブル、出力γテーブルに通すことにより、各インク色の打ち込み量を算出する。

図５は、ある用紙種類・使用用途におけるカラープロファイルの情報を用いて、ガマット全体（格子点全体）における、各打ち込み量に対する格子点数をインク色毎に算出したものである。すなわち、カラープロファイルの格子点情報から得られる色毎の打ち込み量の分布情報である。例えば、全格子点において、打ち込み量５％でＣが印刷されるのは１３２点であることを示す。この、打ち込み量分布情報を用いて、色毎のパッチ数を決定する。

次いで、パッチ数の決定方法について、図６に示すアルゴリズムのフローチャートを用いて説明する。基本的には、カラープロファイルの全格子点に対する各色毎の色出力される（インクが打ち込まれる）格子点の割合に応じて色毎のパッチ数を決定する。
まず、Ｓ６０１にて、変数および初期値の設定を以下のように実施する。

紙面上に印刷できるパッチの最大数：Ｐ＝１００
インク色ＩＤ：ｉ＝０
１色あたりの最低パッチ数：ｐｍｉｎ＝５
１色あたりの最高パッチ数：ｐｍａｘ＝３０
繰り返し暫定パッチ数：ｊ＝３０

次に、Ｓ６０２にて、各インク色の暫定パッチ数ｐｉを算出する。ここで、Ｇａｌｌは全格子点の数を表し、Ｇ（ｉ，０）は、インク色ｉの打ち込み量０における格子点数を表す。Ｓ６０３では、各インク色の暫定パッチ数ｐｉが、１色あたりの最低パッチ数ｐｍｉｎを超えているか否かを判定する。ｐｍｉｎ以下の場合は、ｐｉをｐｍｉｎに設定して次のステップへ移行する。Ｓ６０４では、同様に各インク色の暫定パッチ数ｐｉが、１色あたりの最高パッチ数ｐｍａｘを下回っているか否かを判定する。ｐｍａｘ以上の場合は、ｐｉをｐｍａｘに設定して次のステップへ移行する。Ｓ６０５では、インク色ＩＤｉを参照し、ｉが６に満たない場合はｉをインクリメントし、Ｓ６０２に戻って処理を繰り返す。ｉが６以上である場合は、次のステップに移行する。Ｓ６０６では、ｉ＝０〜６までｐｉの総和を算出する。総和が紙面の最大パッチ数Ｐを下回っていない場合は、繰り返し暫定パッチ数ｊをデクリメントして、ｉ＝０の初期値に戻した上で、Ｓ６０２から再び処理を繰り返す。総和が紙面の最大パッチ数Ｐを下回っていた場合は、処理を終了する。以上の処理により、インク色毎のパッチ数が決定される。

次いで、Ｓ４０３にて、決定したパッチ数に対して、各パッチの階調値を決定する。色毎の各パッチの階調値は、決定された色毎のパッチ数と、色毎の打ち込み量（出力量）とに応じて、決定する。例えば、Ｋのパッチ数が５であった場合、図７のようにしてパッチの打ち込み量（階調値）を決定する。累積格子点数は、パッチ数５の時に、全格子点の数４０９６からＫの打ち込み量０の格子点数３８９３を引いた２０３となるように、パッチ数によって均等に配分する格子点値である。この累積格子点数を閾値として、図５の打ち込み量の１％から格子点数を累積していき、閾値を超えた時の打ち込み量をパッチの打ち込み量に設定する。この場合、５つのパッチの階調値は打ち込み量１，２，５，１１，５４となる。以上の方法では、インク色毎の最大階調値は、インク色毎の最大打ち込み量となる。このようにして求めた階調値は、Ｓ４０４にてプリンタ装置１０の記憶装置１１４に記憶される。

次に、本実施形態のパッチチャートの一例を図８に示す。パッチチャート８０は、各インク色について異なる階調で印刷された複数のパッチ８１から構成される。図８は、色毎のパッチ数が同じ場合であり、色毎のパッチ数が異なる場合は、パッチの配置も異なる。パッチの配置については本発明の特徴とするところではないため詳細な説明はしないが、パッチの測定が各インク色に対応したＬＥＤによって行われるため、同じ種類のＬＥＤで測定されるインク色を連続して配置した形にすることが望ましい。

ここで、ユーザーから印刷の指示があると、印刷ジョブを受け付けたプリンタ装置でキャリブレーション処理が適用される。プリンタ内部で行われるキャリブレーション適用処理フローを図９に示す。

まず、Ｓ９０１において、キャリブレーションＯＦＦの指定チェックが行われる。ユーザーは印刷時にプリンタドライバ上でキャリブレーション適用の可否を指定することができ、キャリブレーションＯＦＦを指定した場合、印刷ジョブのヘッダにＯＦＦ指定が行われる。ＯＦＦ指定が行われている場合は、Ｓ９０５へと移行し、補正ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の生成・適用を行わずに通常の印刷を行う。ＯＮ指定または指定がない場合は次のステップに移行する。Ｓ９０２では、補正ＬＵＴを生成する用紙種類と使用用途を決定する。その判定ロジックを、図１０を用いて説明する。

まず、Ｓ１００１にて、印刷対象となっている用紙・使用用途の実行フラグを参照し、その用紙・使用用途で過去にキャリブレーションを行った実績があるかどうかを判断する。実行フラグが１（実行済み）の場合は、Ｓ１００４に移行して対象用紙・使用用途を補正ＬＵＴ生成用紙・使用用途として決定し、図９のＳ９０３に移行する。０（未実行）と判定された場合は、次のＳ１００２に移行する。Ｓ１００２では、使用用途の流用の可否を決定する。打ち込み量に関しては、同じ用紙種類であれば使用用途によって大きく異なることは少ない。そのため、異なる使用用途でキャリブレーションの実行がされていた場合、その結果を流用することも可能である。ただし、その場合は流用しない場合と比較して精度が落ちることに注意が必要である。流用を行う場合は、Ｓ１００４に移行して流用元の対象用紙・使用用途を補正ＬＵＴ生成用紙・使用用途として決定し、図９のＳ９０３に移行する。

図９のＳ９０３では、Ｓ９０２におけるキャリブレーション実行用紙・使用用途の判断結果に基づき、印刷方法を判定する。補正ＬＵＴ生成用紙がなしと判断されていた場合は、過去に有効なキャリブレーションが実行されていないことになるため、Ｓ９０５に移行し、補正ＬＵＴを適用せずに通常の印刷を行う。補正ＬＵＴ生成用紙があると判断されていた場合は、次のステップに移行する。

Ｓ９０４では、補正ＬＵＴを生成し、適用して印刷する。以下の要素から補正ＬＵＴを生成する。実際には補正ＬＵＴが適用された出力ガンマテーブルを生成する。
・目標濃度特性−Ｓ９０２で決定した補正ＬＵＴ生成用紙の目標濃度特性。
・測定濃度特性−Ｓ９０２で決定した補正ＬＵＴ生成用紙・使用用途の測定濃度特性。
・印刷ジョブの中に含まれる出力ガンマテーブル
インク種ＩＤ−使用するインクの種類。

本実施形態のプリンタではフォトブラック（ＩＤ＝１）とマットブラック（ＩＤ＝２）の２種のインクを使い分けている。キャリブレーションでは両方のインクで印字したパッチの濃度を測定し記憶しているため、どちらの測定濃度を使用して補正ＬＵＴを生成するかをインク種ＩＤによって決定する。

ここで、補正ＬＵＴの生成アルゴリズムについて説明する。

図１１は、目標濃度曲線１１００と測定濃度曲線１１０１を表したものである。また、図１２は、図１１の２つの濃度曲線から生成される補正ＬＵＴ１２００である。ここで、測定濃度曲線１１０１は、最大打ち込み量のパッチが最高濃度となっているため、それ以上の階調のデータが存在していないが、目標濃度曲線の最高濃度情報を用いて、線形補間あるいはスプライン補間などにより、濃度曲線を作り出している。補正ＬＵＴ１２００は、パッチの階調値を０〜１に正規化した値を入力値とした際の出力値を演算で求めることにより作成する。例えば、階調値ｘ１（０≦ｘ１≦１）を入力値ｉ１として出力値ｏ１を求めるとき、測定濃度曲線１１０１の階調値ｘ１での濃度はｄ１である。そして、目標濃度曲線１１００での濃度はｄ２であるため、測定濃度曲線１１０１において濃度がｄ２となる階調値ｘ２を逆算し、出力値とする。従って、入力値ｉ１＝ｘ１において、出力値ｏ１＝ｘ２となる。同様の演算を階調値０〜１で順次行うことにより、補正ＬＵＴを求める。

以上のアルゴリズムを適用して生成された補正ＬＵＴを、印刷ジョブの中に含まれる出力ガンマテーブルに適用することで、補正された出力ガンマテーブルを生成する。この補正された出力ガンマテーブルを印字時に使用することで、キャリブレーション処理が適用された出力画像を得ることができる。

以上、本実施形態におけるキャリブレーション動作を説明した。本発明により、キャリブレーションにおけるパッチを効率的に配置することができ、パッチの無駄を無くして、かつ精度を向上させることができ、良好な画像を得ることができる。

なお、本実施形態では、代表的な例としてインクジェット方式のプリンタを挙げたが、これに限らず、複写機や電子写真式プリンタ等でも適用可能である。

１０…プリンタ装置
２０…ホストＰＣ
１３０…測定部

Claims (5)

1. 印刷装置により少なくとも一のパッチを含むパッチチャートを記録媒体に印刷するパッチチャート印刷手段と、前記記録媒体に印刷されたパッチチャートの測定された測定濃度特性と目標濃度特性とに基づいて、前記印刷装置による印刷物の色調を調整するためのキャリブレーション処理に用いられる補正ルックアップテーブルを生成する手段と、有する印刷システムであって、
   印刷データを前記印刷装置の出力データに変換するための情報を有するカラープロファイルの格子点情報から得られる色毎の出力量の分布情報から、前記パッチチャートの色毎のパッチ数と色毎の各パッチの階調値とを決定するパッチチャート決定手段を有する、ことを特徴とする印刷システム。
2. 前記パッチチャート決定手段は、前記カラープロファイルの全格子点に対する各色毎の色出力される格子点の割合に応じて、前記パッチチャートの色毎のパッチ数を決定することを特徴とする請求項１に記載の印刷システム。
3. 前記パッチチャート決定手段は、前記色毎のパッチ数と、前記色毎の出力量とに応じて、色毎の各パッチの階調値を決定することを特徴とする請求項２に記載の印刷システム。
4. 前記補正ルックアップテーブルは、前記カラープロファイルに含まれる出力ガンマテーブルに適用される、請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷システム。
5. 印刷装置により少なくとも一のパッチを含むパッチチャートを記録媒体に印刷し、前記記録媒体に印刷されたパッチチャートの濃度を測定し、前記パッチチャートの測定濃度特性と目標濃度特性とに基づいて、前記印刷装置による印刷物の色調を調整するためのキャリブレーション処理に用いられる補正ルックアップテーブルを生成し、前記補正ルックアップテーブルを用いて前記印刷装置の出力データを補正するキャリブレーションするキャリブレーション方法であって、
   前記記録媒体に印刷すべきパッチチャートのデータを形成するために、印刷データを前記印刷装置の出力データに変換するための情報を有するカラープロファイルの格子点情報から得られる色毎の出力量の分布情報から、前記パッチチャートの色毎のパッチ数と色毎の各パッチの階調値とを決定することを特徴とするキャリブレーション方法。

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