JP2011254465A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二次色、三次色、四次色等の色再現性を補正できる画像形成装置の提供。
【解決手段】色変換テーブルを有し、入力する前記画像情報を色変換処理して画像形成信号を出力する画像処理部と、前記画像形成信号に基づいて少なくとも１以上の印字色で用紙に画像を印字する画像形成部と、を備えた画像形成装置であって、前記画像処理部は、前記画像形成部で印字する所定の印字色比率の１または色彩値が異なる複数のパッチのテストパターンを測色して得られた測色値と、前記所定印字比率との対応関係に基づいて、前記色変換テーブルを補正する。
【選択図】図６

Description

この明細書に記載の実施形態は、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）等の画像形成装置における色再現補正に関するものである。

従来、ＭＦＰ等の画像形成装置において、画像形成部における色再現は、プリントエンジンにおける作像条件の変化等の影響により、経時変化することが知られている。この為、ＭＦＰには様々な色再現性の補正機能が搭載されている。

一般的には、プリントエンジンにおける印字構成色であるＣＭＹＫ色ごとの階調再現補正により、間接的に色再現性を補正する方法が用いられている。この階調再現補正では、ＣＭＹＫ色ごとに基準の階調再現特性となるようなガンマ補正処理をする。

しかしながら、前記の階調再現補正はＣＭＹＫ（一次色）色個別の補正である為、色再現の観点から見ると、単色である一次色のみ補正されるが、二次色、三次色、四次色の色再現については、十分に補正されない。

本発明が解決しようとする課題は、二次色、三次色、四次色等の色再現性を補正できる画像形成装置および画像形成方法の提供を目的とする。

本実施形態に係る画像形成装置は、入力画像情報と出力画像情報の対応関係に基づいて画像信号の変換をする色変換テーブルを有し、入力する前記画像情報を色変換処理して画像形成信号を出力する画像処理部と、前記画像形成信号に基づいて少なくとも１以上の印字色で用紙に画像を印字する画像形成部と、を備えた画像形成装置であって、前記画像処理部は、前記画像形成部で印字する所定の印字色比率の１または色彩値が異なる複数のパッチのテストパターンを測色して得られた測色値と、前記所定印字比率との対応関係に基づいて、前記色変換テーブルを補正する。

本実施形態に係る画像形成方法は、入力画像情報と出力画像情報の対応関係に基づいて画像信号の変換をする色変換テーブルを有し、入力する前記画像情報を色変換処理して画像処理部より画像形成信号を出力し、前記画像形成信号に基づいて少なくとも１以上の印字色で用紙に画像を画像形成部で印字する画像形成方法であって、前記画像形成部で印字する所定の印字色比率の１または色彩値が異なる複数のパッチのテストパターンを測色して得られた測色値と、前記所定印字比率との対応関係に基づいて、前記色変換テーブルを補正する。

本実施形態によるＭＦＰの概略構成を示すブロック図。 基準画像形成用テストパターンのレイアウトの一例を示す図。 図１の画像形成部の概略構成を示す図。 図１の画像読取部のブロック図。 図１の画像処理部のブロック図。 図５の色変換処理部の構成を示すブロック図。 図６の第二の色変換処理部で生成する３次元ルックアップテーブルを示す図。 第二の３次元ルックアップテーブルを作成する際に行う色彩値補間方法を説明する図。 （ａ）は基準画像形成用テストパターンのレイアウトの一例を示す図、（ｂ）は色再現補正用テストパターンの一例を示す図。

以下、実施形態の画像形成装置を図面に基づいて説明する。

図１はＭＦＰの装置構成を示す。ＭＦＰ１は、画像読取部２、画像処理部３、画像形成部４を有する。画像読取部２においては、ＣＣＤセンサ等の読取デバイスにより原稿画像を読取り、画像データに変換処理する。画像処理部３においては、画像読取部２から出力された画像データに対して色変換、像域識別、変倍処理、階調補正、中間調処理等の画像処理を施す。画像形成部４では、画像処理部３から出力される画像データを基に用紙上に画像を形成する。具体的には電光変換後の光信号を基に、露光、現像、転写、定着等の作像プロセスを施し、像担持体及び用紙上に原稿画像を再現形成する。

画像処理部３においては、画像形成部４における基準画像形成条件時（第一の画像形成条件）に色再現特性を求める為のテストパターンＴＰを用紙Ｓ上に形成する。図２に基準画像形成用テストパターンＴＰのレイアウトの一例を示す。ここで、基準画像形成条件時とは、例えばＭＦＰの開発時を例示することができ、このテストパターンＴＰに基づいて個々のＭＦＰの色再現特性を求める。

本実施形態において、図２に示すテストパターンＴＰには、少なくとも一つ以上のパッチＰ（Ｎ個：Ｎは整数）が配置されている。前記テストパターンＴＰにおけるパッチのサイズ、間隔、及び各パッチの構成色比率は、最適化手法により所定値に決める。図２において、パッチＰは、主走査方向と副走査方向に沿ってマトリックス状にＮ個形成している。ここで、パッチの構成色比率とは、ＣＭＹＫ表示色において、Ｙ（濃淡比率：０〜１００％を０〜２５５階調で示す）、Ｍ（濃淡比率：０〜１００％を０〜２５５階調で示す）、Ｃ（濃淡比率：０〜１００％を０〜２５５階調で示す）、Ｋ（濃淡比率：０〜１００％を０〜２５５階調で示す）の印字される色の比率（印字色比率を０〜２５５階調で示す）を示し、例えばＣ：１２０，Ｍ：８，Ｙ：０、Ｋ：２００とすると、（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）＝（１２０，８，０，２００）として示す。なお、本実施形態では、テストパターンＴＰのレイアウトにおいて、図２中には一例として８つのパッチＰの印字比率を示しているが、これらＣＭＹＫの画素値の組み合わせはランダムとしている。

図３に画像形成部４の概略構成を示す。画像形成部４は、画像形成プロセス部４１（４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ）により、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の現像像を転写ベルト４２に転写し、転写ローラ４３により用紙Ｓ上に現像像を転写する。用紙Ｓ上に転写する現像像は、定着器４４により加熱溶融されて用紙Ｓに定着し、例えば不図示の排紙トレイ上に排紙される。なお、画像形成プロセス部４１は、感光体ドラム４１ａにレーザ露光部４１ｂにより原稿画像を露光して潜像を形成し、トナー現像部４１ｃのトナーにより該潜像を現像する。

本実施形態において、前記テストパターンＴＰに対応する画像データをレーザ露光部４１ｂに出力し、レーザ光を感光体ドラム４１ａ上に露光して潜像パターンとして露光形成する。その後、現像、転写、定着の各部において所定の処理を施し用紙Ｓ上に基準画像形成用テストパターンＴＰとして再現形成する。

前記テストパターンＴＰが印字された用紙Ｓを、図１に示す画像読取部２により読み取る。

図４は画像読取部２における処理構成を示す。画像読取部２では、読取対象がＣＣＤセンサ等の読取デバイス２１で読取られ、ＲＧＢアナログ信号に変換されて増幅器２２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル信号に変換される。そして、シェーディング処理部２４でシェーディング処理を行い、ガンマ変換部２５でガンマ変換等の処理が施され、例えば２５６階調に階調処理したＲＧＢデジタル信号が出力される。前記テストパターンについても、画像読取部２において前記各処理が施され、ＲＧＢデジタル信号（以降、ＲＧＢ信号と称する）として出力される。

画像読取部２から出力されたＲＧＢ信号は、図５に示す画像処理部３において処理が施される。画像処理部３は、ＲＧＢ信号を均等色空間信号に変換処理し、さらに、ＣＭＹ信号に変換する色変換処理部３１と、色変換処理部３１の次段に墨入れ処理部３２を設けてＣＭＹＫの信号を階調補正処理部３３に出力し、さらに中間調処理部３４にて中間調処理を行ってＣＭＹＫ信号を画像形成部４に出力する。なお、墨入れ処理部３２の墨入れ処理機能を色変換処理部３１に兼用させることもでき、この場合、色変換処理部３１はＲＧＢ信号をＣＭＹＫ信号に変換する。

図５に示す画像処理部３において、墨入れ処理部３２、階調補正処理部３３および中間調処理部３４は従来公知の構成としているためその詳細な説明は省略し、色変換処理部３１の色変換処理について詳細に説明する。

図６は色変換処理部３１の構成図を示す。色変換処理部３１は、第一の色変換部３１Ａと第二の色変換部３１Ｂで構成される。第一の色変換部３１Ａでは、読取デバイス依存のＲＧＢ信号を第一の均等色空間信号（本実施例ではＬ＊ａ＊ｂ＊信号）に変換する。第二の色変換部３１Ｂでは、第一の均等色空間信号を画像形成デバイス依存のＣＭＹ信号に変換する。すなわち、画像読取系デバイス依存のＲＧＢ信号をデバイス非依存の第一の均等色空間信号に一旦変換し、さらに第二の色変換部３１Ｂで画像形成系デバイス依存のＣＭＹ信号に変換する。ここで、デバイス非依存の第一の均等色信号に対して画像形成系デバイス依存のＣＭＹ信号（印字色比率）を予め設定することで、画像読取系デバイス依存のＲＧＢ信号から画像形成系デバイス依存のＣＭＹ信号に変換することができる。

なお、第二の色変換部３１Ｂにおいては、第一の色変換部３１Ａの前記第一の均等色空間信号をユーザーの嗜好に合わせた演色処理を事前に施して、画像形成デバイス依存のＣＭＹ信号に変換してもよい。

色変換部３１による画像形成デバイス依存のＣＭＹ信号への変換処理は、図７に示す３次元ルックアップテーブル方式の色変換処理により変換処理する。この３次元ルックアップテーブルでは、任意の空間における色と、その周囲の空間に存在する他の色とは、色彩やその色の濃さ・明るさ（輝度）が連続的に変化するという一定の規則性を有して設定されている。したがって、任意の空間における色は、その周囲に存在する他の色がわかれば、推定することができる。

図７において、互いに直交するＲ軸とＧ軸とＢ軸は、２５６階調のＲ信号とＧ信号とＢ信号を示し、それぞれ１６階調毎のＲＧＢ信号の組み合わせ点に前記色彩値に対応した印字色比率の設定したＣＭＹまたはＣＭＹ信号を設定している。

すなわち、一例としてＲ信号の階調数がｎ１、Ｇ信号の階調数がｎ２、Ｂ信号の階調数がｎ３の交点には、予めＣＭＹＫの印字比率（０〜２５５階調）として、例えば（ｍ１、ｍ２、ｍ３）の値が設定される。

また画像処理部３では、画像読取部２にて読取られたテストパターン画像の各パッチＰにおけるＲＧＢ値を、各パッチの印字色比率と関係付ける処理を施し、これを第一対応関係とする。具体的には、各パッチのＲＧＢ値に対し各パッチを形成するために予め決められているＹＭＣの印字比率を対応させる。

前記各パッチのＲＧＢ値とＹＭＣ印字比率との第一の対応関係データを基に、色変換部３１で用いる３次元色変換テーブルを求める。

以上の説明した基準となる色再現特性を設定するための色変換処理は、ＭＦＰが例えばユーザーに渡る前の例えば工場出荷時までに決定される。

次に、ユーザーがＭＦＰを実際に使用すると、温度、湿度、経時変化等により色再現の変化が生じる。このような色再現の変化が生じる場合には、色再現補正を行う。

色再現補正処理では、上述した色再現特性の設定処理と基本的には同様の処理を行う。

ＭＦＰ１における色再現補正実施時（第二の画像形成条件）にも、前記同様の方法で、各パッチの印字色比率と色彩値との対応関係を求め、これを第二の対応関係とする。但し、第二の画像形成条件時の色再現補正用テストパターンＴＰ´におけるパッチ数Ｍ個（Ｍ個：Ｍ＞０の整数）については、前記第一の対応関係を求めたときのパッチ数（Ｎ個）よりも少ない個数（Ｍ＜Ｎ）としている。

本実施形態において、図９（ｂ）に示す色再現補正用テストパターンＴＰ´は、図９（ａ）に示す基準画像形成用テストパターンＴＰと同じ行数及び列数のマトリックス状に形成しているが、色再現補正用テストパターンＴＰ´は、複数のパッチＰを間引いて形成し、結果としてＭ個のパッチＰを形成している。なお、図９（ｂ）の色再現補正用テストパターンＰＴ´は基準画像形成用テストパターンＴＰのパッチ配列と異なる配列とし、単にパッチ数を少なくしてもよく、また印字色比率を同じにすることもない。

画像形成部４から図９（ｂ）に示す色再現補正用テストパターンＴＰ´が用紙Ｓ上に印刷し、これを画像読取部２で読取り、画像処理部３においては、予め３次元ルックアップテーブルに設定されている印字色比率に基づいて印字されるが、画像形成部４で印字される際に、色彩が忠実に再現されないパッチＰが存在することがある。このため、各パッチを形成するための印字色比率を補正すればよいことになる。このため、第１の画像形成条件で作成した図７に示す第一の３次元ルックアップテーブルを補正（仮の第二の対応関係）し、これを第二の３次元ルックアップテーブルとする。

しかし、第二の画像形成条件では、色再現補正用テストパターンＴＰ´のパッチＰが基準画像形成用テストパターンＴＰから複数のパッチＰが少ない（間引いている）ので、間引いた箇所のパッチＰが忠実に再現されているか否かは直接的に判定できず、この状態で第二の３次元ルックアップテーブルを作成しても、色再現性が低下する。そこで、間引いたパッチＰに対応する色彩値を推定し、この推定した色彩値を含めて第二の３次元ルックアップテーブルを作成することにより、基準画像形成用テストパターンＴＰに印字するパッチ数よりも少ないパッチ数の色再現補正用テストパターンＴＰ´で同等精度の色再現性を維持することができる。

具体的には、前記仮の第二の対応関係が求められると、間引いた箇所のパッチＰのＲＧＢ信号は、前記第一対応関係と前記仮の第二の対応関係を基に内挿後の第二の対応関係を求め、第二の３次元ルックアップテーブル（３次元色変換テーブル）を求める。ここでの内挿とは、図９に示すように、第一の画像形成条件と第二の画像形成条件でのテストパターンにおけるパッチ数の差（（Ｎ−Ｍ）個）に起因する、印字色比率と色彩値との対応関係における精度低下を補正する為の色彩値補間方法である。図８では、立方体格子の各交点（Ｐ０〜Ｐ７）をパッチＰの周辺の色彩値とすると、第一の３次元ルックアップテーブルにおいて、例えばＰの色彩値は、その周囲の他の色彩値Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７等との関係において一定の関係を有している。そして、第二の画像形成条件時において、間引きしているパッチＰをＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７等との関係を基に前記第一の３次元ルックアップテーブルにより求められる一定の関係を適用することにより、高精度に欠損している色彩値Ｐを推定することができる。

図７に示す第一の３次元ルックアップテーブル（３次元色変換テーブル）において、間引いたパッチＰ対応する色彩値と、その周囲の他の色彩値との対応関係（第一の対応関係）のデータと、間引いたパッチＰの色彩が存在するであろうと想定できる色彩値と、その周囲に存在する実測したパッチＰに基づく色彩値との関係である仮の第二の対応関係とに基づいて、間引いたパッチＰに基づく色彩値を求め、第二の３次元ルックアップテーブルを形成することができる。

すなわち、前記の第一の画像形成条件時と第二の画像形成条件時では、画像形成部４における色再現性に差異がある為、前記第二の３次元色変換テーブルにより第二の色変換部で第二の色変換処理を施すことで、色再現性の補正をすることができる。

このような構成を採用することにより、画像形成部における、一次色、二次色、三次色、四次色全ての色再現性の変化について十分に補正することができる。またテストパターンにおけるパッチ数を低減することが可能である為、色再現補正実施時の印字色（トナー）消費を抑制することもできる。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施できる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。

ＴＰ 基準画像形成用テストパターン
ＴＰ´ 色再現補正用テストパターン
Ｐ パッチ
１ 画像形成装置（ＭＦＰ）
２ 画像読取部
３ 画像処理部
３１ 色変換処理部、３１Ａ 第一の色変換処理部、３１Ｂ 第二の色変換処理部
４ 画像形成部

Claims (5)

1. 色変換テーブルを有し、入力する前記画像情報を色変換処理して画像形成信号を出力する画像処理部と、前記画像形成信号に基づいて少なくとも１以上の印字色で用紙に画像を印字する画像形成部と、を備えた画像形成装置であって、
   前記画像処理部は、前記画像形成部で印字する所定の印字色比率の１または色彩値が異なる複数のパッチのテストパターンを測色して得られた測色値と、前記所定印字比率との対応関係に基づいて、前記色変換テーブルを補正する画像形成装置。
2. 前記テストパターンは、第１の画像形成条件時で使用する第１のテストパターンと、前記第１のテストパターンのパッチよりも少数のパッチが印字される前記第１の画像形成条件時よりも時間が経過した後に使用する第２のテストパターンとを有し、前記第２のテストパターンによって生成する第２の色変換テーブルは、前記第１のテストパターンに基づく前記測色値と前記所定の印字色比率との第１の対応関係と、前記第２のテストパターンに基づく前記測色値と前記所定の印字色比率との仮の第２の対応関係を基に内挿後の第２の対応関係により形成する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記測色は、画像読取部により行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 色変換テーブルを有し、入力する前記画像情報を色変換処理して画像処理部より画像形成信号を出力し、前記画像形成信号に基づいて少なくとも１以上の印字色で用紙に画像を画像形成部で印字する画像形成方法であって、
   前記画像形成部で印字する所定の印字色比率の１または色彩値が異なる複数のパッチのテストパターンを測色して得られた測色値と、前記所定印字比率との対応関係に基づいて、前記色変換テーブルを補正する画像形成方法。
5. 前記テストパターンは、第１の画像形成条件時で使用する第１のテストパターンと、前記第１のテストパターンのパッチよりも少数のパッチが印字される前記第１の画像形成条件時よりも時間が経過した後に使用する第２のテストパターンとを有し、前記第２のテストパターンによって生成する第２の色変換テーブルは、前記第１のテストパターンに基づく前記測色値と前記所定の印字色比率との第１の対応関係と、前記第２のテストパターンに基づく前記測色値と前記所定の印字色比率との仮の第２の対応関係を基に内挿後の第２の対応関係により形成する請求項４に記載の画像形成方法。
   
   
   

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