JP4158554B2

JP4158554B2 - スクリーンガンマテーブルの補正機能を有する画像形成装置

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Publication number: JP4158554B2
Application number: JP2003052404A
Authority: JP
Inventors: 誠小林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004266401A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーンガンマテーブルの補正機能を有する画像形成装置に関し、特に、印刷エンジンの経年変化などに対応して行われるスクリーンガンマテーブルの補正工程を簡単化した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ受信装置などの画像形成装置は、供給される画像データを入力して所定の画像処理を行うコントローラと、コントローラが生成する画像再生データに従って画像を形成する印刷エンジンとを有する。画像形成装置の印刷エンジンの特性は、温度、湿度などの環境変化や経時変化により変化する。例えば、同じ入力階調であっても、印刷媒体に形成される濃度が環境の変化や経時変化により薄くなったり、濃くなったりする。或いは、そのような変化が特定の入力階調領域に発生したりする。
【０００３】
従って、設計時または工場出荷時において、画像形成装置における入力階調に対する印刷媒体での出力濃度が理想的なリニアな関係に設定されていたとしても、環境変化や経時変化によりそのリニアな関係が崩れてしまい画質の低下を招く。そこで、設計時または工場出荷時の理想的な状態に戻すために、コントローラの入力階調に対する画像再生データの関係（ガンマ特性）を補正する必要がある。
【０００４】
通常、このような補正工程では、エンジン内部で感光体ドラムまたは中間転写媒体上に基準パッチ画像を形成し、その光学濃度をセンサーにより読み取り、入力階調値とセンサーにより読み取られた濃度値との関係から、スクリーンガンマテーブルのガンマ特性を補正する。このようなガンマ特性の補正は、基準ガンマーテーブルにより生成された画像再生データによって基準パッチ画像を形成し、その基準ガンマテーブルの特性をセンサーにより読み取られた出力濃度に応じて補正することにより行われる。例えば、センサーにより読み取られた出力濃度が理想的な出力濃度よりも薄ければ、画像再生データがより高くなるようにガンマテーブルを補正する。その場合、基準ガンマテーブルをより高い分解能で作成しておき、センサーで読み取られた出力濃度に応じて基準ガンマテーブルから最適な値を選択して、スクリーン処理するための変換用スクリーンガンマテーブルを生成して補正を行うことが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−５６５２５号公報、図５など。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクリーンガンマテーブルは、普通紙やＯＨＰシートなどの印刷媒体毎に、同じ印刷媒体でも写真などのイメージ用スクリーンや文字、グラフィックスなどの文字用スクリーンのようにスクリーン毎に、更に、印刷エンジンにおける着色剤であるトナーの色毎に、それぞれ必要である。従って、従来の方法では、補正工程において、上記複数の印刷媒体毎に、複数のスクリーン毎に、及び、複数の色毎に、それぞれパッチ画像の生成、センサーによる出力濃度の読み取り、及び補正ガンマテーブルの生成といった一連の補正工程を行う必要があり、補正工程に長時間を要している。更に、上記複数の印刷媒体毎に、複数のスクリーン毎に、及び、複数の色毎に、それぞれ補正ガンマテーブルを生成する必要があり、一方で、かかる補正ガンマテーブルは電源オフになっても保持されるように、例えば不揮発性メモリに記憶する必要があるが、複数の補正ガンマテーブルを記憶するために大容量の不揮発性メモリを必要とする。
【０００７】
更に、印刷エンジン内で生成されるパッチ画像は、８ビット２５６階調の入力階調に対して離散的な数個の階調値の画像からなる。数個の階調値パターンのセンサー読み取り値（出力濃度値）から、それら数個の階調値間の入力階調値に対するセンサー読み取り値を近似して補正ガンマテーブルを生成する。従って、印刷エンジンの特性が階調値に対してノンリニアに変化が生じた場合は、精度良く補正を行うことができない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、補正処理時間を短縮した画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
更に、本発明の別の目的は、補正ガンマテーブルの容量を減らすことができる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、高精度に補正ガンマテーブルを生成することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、画素の入力階調に対して画像再生データを出力するスクリーン処理部と、前記画像再生データに従って印刷媒体上に画像を形成する印刷エンジンとを有する画像形成装置において、前記スクリーン処理部は前記入力階調に対する画像再生データの変換テーブルとして複数の変換用スクリーンガンマテーブルを有し、前記印刷エンジンは前記画像再生データに対する印刷媒体上の画像の出力濃度についてのエンジン特性を有する。そして、画像形成装置は、共通のエンジン特性に対する複数の基準スクリーンガンマテーブルと、前記複数の基準スクリーンガンマテーブルのうち代表する基準スクリーンガンマテーブルに従って生成されたパッチ画像の出力濃度に応じて、前記基準スクリーンガンマテーブルと変換用スクリーンガンマテーブルとの関係を示す補正ガンマテーブルを生成する補正ガンマテーブル生成手段と、当該補正ガンマテーブルに従って前記複数の基準スクリーンガンマテーブルから前記複数の変換用スクリーンガンマテーブルを生成する変換用スクリーンガンマテーブル生成手段とを有する。
【００１２】
上記本発明の第１の側面によれば、補正工程において、共通の印刷エンジン特性に対して作成された複数の基準スクリーンガンマテーブルのうち代表する基準スクリーンガンマテーブルによって、パッチ画像を生成し、それから検出される出力濃度から印刷エンジンのエンジン特性の変化を検出し、当該変化したエンジン特性に対して入力階調値と画像の出力濃度とが工場出荷時などの理想的な関係になるように補正ガンマテーブルを生成する。そして、その共通の補正ガンマテーブルにしたがって、複数の基準スクリーンガンマテーブルから複数の変換用スクリーンガンマテーブルを一斉に生成する。従って、パッチ画像形成、その出力濃度検出、補正ガンマテーブルの生成を含む一連の補正工程を、代表の基準スクリーンガンマテーブルによって行えばよく、複数の印刷媒体毎、スクリーン毎に繰り返して行う必要がなく、補正工程を短縮することができる。
【００１３】
更に、上記第１の側面によれば、複数の変換用スクリーンガンマテーブルに対して共通の補正ガンマテーブルを生成すれば良いので、不揮発性メモリなどに記憶される補正ガンマテーブルのデータ容量を少なくすることができる。
【００１４】
上記の第１の側面において、好ましい実施例では、基準スクリーンガンマテーブルの入力階調の分解能が、変換用スクリーンガンマテーブルの入力階調の分解能よりも高いことを特徴とする。つまり、基準スクリーンガンマテーブルを、変換用スクリーンガンマテーブルよりもより高い分解能、つまりより多くの入力階調に対するテーブルにすることで、印刷エンジンの経時変化に対応して、両テーブル間の関係を示す補正ガンマテーブルを生成し、記憶するだけでよい。従って、不揮発性メモリなどに記憶すべき補正ガンマテーブルのデータ量を少なくすることができる。
【００１５】
更に、上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面は、パッチ画像を変換用スクリーンガンマテーブルの入力階調の分解能によって形成する。即ち、画素の入力階調に対して画像再生データを出力するスクリーン処理部と、前記画像再生データに従って印刷媒体上に画像を形成する印刷エンジンとを有する画像形成装置において、前記スクリーン処理部は前記入力階調に対する画像再生データの変換テーブルとして変換用スクリーンガンマテーブルを有し、前記印刷エンジンは前記画像再生データに対する印刷媒体上の画像の出力濃度についてのエンジン特性を有する。そして、画像形成装置は、変換用スクリーンガンマテーブルの入力階調の分解能に従って前記印刷エンジン内の媒体にパッチ画像を生成するパッチ画像生成手段と、前記入力階調に対するパッチ画像の濃度の関係に基づいて変換用スクリーンガンマテーブルを補正する補正手段とを有する。
【００１６】
補正時のパッチ画像を変換用スクリーンガンマテーブルの入力階調の分解能に従って形成するので、全ての入力階調に対するパッチ画像の出力濃度を検出することができる。従って、変換用スクリーンガンマテーブルの全ての入力階調に対する画像再生データを、検出された出力濃度に基づいて直接補正することができ、ノンリニアな特性変化に対しても精度良く補正することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に記載されたものとその均等物まで及ぶ。
【００１８】
図１は、本実施の形態例における画像形成装置の構成図である。画像形成装置としてプリンタを例にして説明する。プリンタ２０は、ホストコンピュータ１０内にインストールされているプリンタドライバ１２から印刷データＳ１２を受信する。プリンタ２０は、受信した印刷データを処理して画像再生データＳ２７を生成するプリンタコントローラ２２と、その画像再生データＳ２７にしたがって画像を印刷媒体上に形成するプリンタエンジン４０とを有する。
【００１９】
プリンタコントローラ２２は、受信した印刷データＳ１２をビットマップデータに展開し、プリンタのトナーの色空間に変換して、画素の階調値からなる画像データＳ２４を生成する入力ユニット２４と、その画像データＳ２４が格納される画像メモリ２８と、画像メモリ２８から読み出した画像データＳ２４をハーフトーン処理するスクリーン処理部２６と、スクリーン処理部２６により生成された面積率に対応する画像再生データＳ２６を、エンジン４０内のレーザＬＤの駆動パルスデータＳ２７に変換するパルス幅変調器２７とを有する。データＳ２６，Ｓ２７は共に画像再生データの一種である。
【００２０】
スクリーン処理部２６は、画像データＳ２４の入力階調値を変換用スクリーンガンマテーブル３０に従ってレーザＬＤの駆動パルス幅に対応する画像再生データＳ２６に変換する。レーザダイオードＬＤの駆動パルス幅は、画素内に生成されるドット面積率に対応する。このスクリーンガンマテーブル３０は、プリンタエンジン４０のエンジン特性の経時変化や環境変化に対応して、補正される。この補正により、入力階調Ｓ２４に対して理想的な、例えばリニアな、出力濃度の画像の形成を維持することができる。後述するとおり、変換用のスクリーンガンマテーブル３０は、基準（レファレンス）スクリーンガンマテーブル３２をもとにして補正ガンマテーブル３４に従って形成される。
【００２１】
プリンタコントローラ２２は、更に、入力ユニット２４やスクリーン処理部２６を制御するコンピュータであるＣＰＵを有する。このＣＰＵは、これらの処理ユニット２４，２６を制御すると共に、変換用のスクリーンガンマテーブル３０を、基準となるレファレンススクリーンガンマテーブル３２から、補正ガンマテーブルにしたがって生成する。また、補正プログラムメモリ３６には、所定のタイミングで一連の補正工程をＣＰＵに実行させる補正プログラムが格納されている。
【００２２】
印刷エンジン４０は、エンジン内の各種部品を制御するエンジンコントローラ４２と、レーザダイオードＬＤと、レーザ光線が照射されて潜像が形成されトナー付着により現像される感光体ドラム４４と、感光体ドラム４４に形成されたパッチ画像４６の出力濃度を検出するセンサー４８などを有する。パッチ画像４６は、感光体ドラム４４上に形成された画像が一旦転写される中間転写媒体上に形成され、その中間転写媒体上のパッチ画像の出力濃度がセンサ４８により検出されてもよい。
【００２３】
図２は、スクリーン処理部２６の構成図である。スクリーン処理部２６は、画像メモリ２８に格納されている画素の階調値データＳ２４をその画素内に形成するドット面積の面積率である画像再生データＳ２６に変換する。そのために、階調値データに加えて、ビットマップ展開された画素の位置座標（ｘ、ｙ）と、その画素の画像の種類や印刷媒体に対応するスクリーンを指定する属性データＸとが入力され、テーブル選択手段２６１がその位置座標（ｘ、ｙ）と属性データＸからスクリーンガンマテーブル３０内の変換テーブルを選択する。テーブル選択手段２６１は、変換テーブル選択信号Ｓ２６１をスクリーンガンマテーブル３０に供給し、図２の例では、１２８種類の変換テーブルからひとつの変換テーブルを選択する。また、スクリーンガンマテーブル３０には、入力アドレスとして、８ビットの入力階調データＳ２４が入力され、それにより選択された２５６階調の入力階調値に対応する変換テーブル内の画像再生データが読み出される。
［複数のスクリーンガンマテーブル］
図３、図４は、テーブル選択手段と変換用スクリーンガンマテーブルとの関係を示す図である。図３は、解像度優先スクリーンに対応する属性Ｘ１の例、図４は、階調優先スクリーンに対応する属性Ｘ２の例である。一般に、解像度優先スクリーンは、文字やグラフィックスなどの画像に適しており、階調優先スクリーンはイメージなどの画像に適している。
【００２４】
図３の解像度優先スクリーンの場合は、テーブル選択手段２６１内のパターンマトリクスが、例えば５つの画素から構成される比較的小さい網点セルに対応する。また、それに伴って、変換用スクリーンガンマテーブル３０は、５種類の変換テーブルを有する。変換テーブルは、８ビット、２５６階調の入力階調データに対する８ビット、２５６階調の面積率（画像再生データ）のデータであり、図２のスクリーンガンマテーブル３０の例では、入力階調データを入力アドレスとし面積率データを記憶データとする高速メモリ、例えばＳＲＡＭで構成される。
【００２５】
そして、テーブル選択手段２６１では、画像データＳ２４の画素の位置に対応してパターンマトリクスが参照され、どのテーブル番号のスクリーンガンマテーブルを選択すべきかが決定される。図３の例では、画素Ｐ０に対してはテーブル番号「４」が選択され、画素Ｐ１に対してはテーブル番号「０」が選択される。図３のスクリーンガンマテーブル３０は、テーブル番号が低いものは、低い入力階調の領域でドット面積が最大に成長する変換テーブルを有し、テーブル番号が高いものは、高い入力階調の領域でドット面積が成長を開始する変換テーブルを有する。これにより、入力階調値に対応する面積の網点を形成するための画像再生データＳ２６が生成される。
【００２６】
図４は、濃度の階調優先スクリーンである属性Ｘ２の例であり、属性Ｘ２の場合は、パターンマトリクスが例えば１２個の画素からなる網点セルに対応する。網点セルのサイズが大きいことに伴って、画像の濃度階調値の分解能が高くなり、微少な階調を表現する画像を再生することができる。図４の例では、スクリーンガンマテーブル３０は、７種類の変換テーブルを有し、パターンマトリクス内のテーブル番号「０」〜「６」に対応する。変換テーブルはセル内の単一の画素に対応するものもあれば、複数の画素に対応するものもある。図４の場合も、テーブル選択手段２６１において、画像データＳ２４の画素の位置に対応してパターンマトリクスが参照され、どのテーブル番号のスクリーンガンマテーブルを選択すべきかが決定される。つまり、画素Ｐ０に対してはテーブル番号「６」が、画素Ｐ１に対してはテーブル番号「０」がそれぞれ選択され、その選択されたスクリーンガンマテーブル内の画像再生データ（面積率データ）が出力される。
［スクリーンガンマ特性とエンジン特性］
図５は、スクリーンガンマ特性とエンジン特性の関係を示す図である。理想的な画像形成では、第３象限に示されるとおり、入力階調値Ｓ２６と紙などの印刷媒体上に形成される画像の出力濃度ＯＤ（光学濃度）とがリニアな関係にあることが望ましい。しかしながら、プリンタエンジンは、第２象限に示されるとおり、与えられる画像再生データ（面積率）に対してノンリニアな出力濃度特性Ｃ１を有する。つまり、画像再生データの面積率が低い領域では、例えば感光体ドラム上に現像されるトナーの付着特性が悪く、再生される画像の出力濃度ＯＤが低くなる傾向にある。その場合、印刷エンジンは、画像再生データの面積率に対して出力濃度ＯＤは下に凸のエンジン特性Ｃ１を有する。
【００２７】
かかるエンジン特性Ｃ１のもとで入力階調値と出力濃度との間に、理想的なリニアな特性Ｃｘを得るためには、入力階調値と画像再生データの面積率との間に、第４象限に示されるようなガンマ特性Ｃ３を与える必要がある。つまり、ある入力階調値Ｉｘを、ガンマ特性Ｃ３のスクリーンガンマテーブルに基づいて面積率ＡＤｘの画像再生データに変換し、その面積率ＡＤｘの画像再生データＳ２６，Ｓ２７をプリンタエンジンに与えることで、入力階調値Ｉｘにリニアな関係の出力濃度ＯＤｘの画像を生成することができる。第１象限の特性Ｃ２は、単にＸ軸の正の面積率をＹ軸の正の面積率に置き換えるだけのものであり、何らかのデバイスの特性に対応するものではない。
【００２８】
図５において、一点鎖線で示したエンジン特性Ｃ４は、例えば経時変化によりエンジン特性Ｃ１が変化した後の特性である。このようにエンジン特性が変化すると、それに伴って、理想的な入力階調値と出力濃度とのリニアな関係を保つためには、第４象限内のスクリーンガンマテーブルのガンマ特性を例えばＣ５に補正する必要がある。
【００２９】
また、図５の一点鎖線は、設計段階でのエンジン特性の変化にも対応する。つまり、長期間にわたるスクリーンの設計段階において、エンジン特性Ｃ１に対して例えばガンマ特性Ｃ３の階調優先スクリーンを開発した後に、特性変化後のエンジン特性Ｃ４に対して例えばガンマ特性Ｃ５の解像度優先スクリーンを開発したとする。この場合は、両スクリーンは、異なるエンジン特性Ｃ１，Ｃ４に対するガンマ特性Ｃ３，Ｃ５を有する。従って、同じエンジンに対してこれらの両スクリーンを使用してスクリーン処理を行うと、少なくとも何れか一方のスクリーンによる画像の出力濃度は、理想値から離れることになる。その場合は、個別にスクリーンのガンマ特性を補正することで理想的な出力濃度を得ることができる。
［経年変化と補正］
図６は、印刷エンジン特性の経時変化とスクリーンガンマ特性の補正を説明する図である。図６（１）は工場出荷時のエンジン特性の場合を示し、図６（２）は経時変化または環境変化によりエンジン特性が変化した場合を示す。図１、図５で説明したとおり、画像形成装置であるプリンタでは、入力階調値Ｓ２４がスクリーン処理部２６により画素内のドット面積率に対応する画像再生データＳ２６，Ｓ２７に変換され、その画像再生データから印刷エンジン４０が印刷媒体上に画像を形成する。従って、図６（１）に示されるように、印刷エンジン４０は画像再生データの面積率と出力濃度との間の関係を示すエンジン特性Ｃ１を有する。それに伴って、スクリーン処理部２６において、入力階調値Ｓ２４と面積率との間の関係を示すスクリーンガンマ特性Ｃ３を有する。このように、スクリーンガンマ特性Ｃ３をエンジン特性Ｃ１に対応して設計することで、入力階調に対して理想的な（リニアな）出力濃度特性Ｃｘを得ることができる。
【００３０】
次に、図６（２）に示されるとおり、経時変化や環境変化に伴ってエンジン特性がＣ１からＣ４に変化したとする。その場合、工場出荷時のスクリーンガンマ特性Ｃ３によって変換された面積率データＳ２６，Ｓ２７では、出力濃度ＯＤが理想的な値からずれてしまう。つまり、入力階調と出力濃度との関係は、理想的な特性Ｃｘから特性Ｃｅに変化してしまう。そこで、プリンタは、補正工程を実行して、理想的な特性Ｃｘを維持できるようにスクリーンガンマテーブルのガンマ特性をＣ５に補正する。この補正工程では、例えば、基準となるガンマ特性Ｃ３により生成した面積率データによりパッチ画像を生成し、そのパッチ画像の出力濃度をセンサにより読み取り、そのセンサ読み取り出力濃度が理想的な特性Ｃｘになるようにスクリーンガンマテーブルのガンマ特性を修正する。
【００３１】
図７は、スクリーンガンマテーブルの補正例を示す図である。前述したとおり、複数のスクリーンガンマテーブルがスクリーン処理部により参照される。例えば、階調優先スクリーンと解像度優先スクリーンとが、普通紙とＯＨＰシートなどの異なる印刷媒体毎に分けて設けられる。この場合は、４種類のスクリーンに対してそれぞれガンマテーブルが必要になる。しかも、図３，４で示したとおり、各スクリーンガンマテーブルにおいてもそれぞれ複数個のテーブルが必要である。図３の例では４個のテーブルが、図４の例では７個のテーブルが設けられている。
【００３２】
図７には、４種類のスクリーンＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶが示されている。それぞれのスクリーンＩ〜ＩＶは、ハーフトーン処理部にて属性データＸにより選択される。前述の特許文献１では、スクリーンガンマテーブルの補正を行うために、基準となるレファレンススクリーンガンマテーブル３２を利用する。変換用スクリーンガンマテーブル３０は、入力階調０〜２５５に対応して面積率の出力値を有するテーブルである。スクリーンＩでは、テーブル番号「０」〜「Ｋ」のＫ＋１個のテーブルが含まれる。それに対して、レファレンススクリーンガンマテーブル３２は、入力階調０〜１０２３に対応して面積率の出力値を有するテーブルであり、変換用スクリーンガンマテーブル３０より高い分解能（４倍）を有する。
【００３３】
そして、補正ガンマテーブル３４は変換用スクリーンガンマテーブル３０と同じ分解能０〜２５５を有し、レファレンススクリーンガンマテーブル３２のどの入力階調のデータを採用するかについてのデータが、それに対応して格納される。つまり、レファレンススクリーンガンマテーブル３２のどの入力階調値（０〜１０２３）のデータが変換用スクリーンガンマテーブル３０のデータになるかの情報が、補正ガンマテーブル３４に格納される。従って、ＣＰＵは、補正ガンマテーブル３４を参照して、補正ガンマテーブル３４内のデータに対応するレファレンススクリーンガンマテーブル３２内の面積率データを、変換用スクリーンガンマテーブル３０にダウンロードする。
【００３４】
このように高精度、高分解能のレファレンススクリーンガンマテーブル３２をあらかじめ作成しておけば、入力階調値０〜２５５に対してレファレンステーブル内のどの面積率データを採用すれば良いかについてのデータのみを補正ガンマテーブル３４に格納すればよく、不揮発性メモリなどに格納される補正ガンマテーブル３４のメモリ容量を少なくすることができる。
【００３５】
さて、スクリーンＩでは、テーブル番号「０」〜「Ｋ」のテーブル群を共通の補正ガンマテーブル３４にしたがって補正する。例えば、普通紙の階調優先スクリーンに属するテーブル群が、スクリーンＩに属する。スクリーンＩＩでは、テーブル番号「ｋ＋１」〜「Ｌ」のテーブル群が共通の補正ガンマテーブル３４に従って補正される。スクリーンＩＩＩ、ＩＶにおいても同様である。
【００３６】
しかしながら、従来の補正工程では、スクリーン毎に、レファレンススクリーンガンマテーブル３２を１／４に間引いて生成される基準スクリーンガンマテーブル３０を利用してパッチ画像が生成され、そのパッチ画像の出力濃度から補正ガンマテーブル３４が求められる。従って、図７の例では、４種類のスクリーンに対して、それぞれ補正工程を実行する必要がある。しかも、各スクリーンにおいて少なくともＣＭＹＫの４つの色についてそれぞれ補正工程を繰り返す必要がある。これでは、補正工程が長時間にわたることになり、各スクリーンＩ〜ＩＶについての補正ガンマテーブル３４を記憶する必要があり、不揮発性メモリの容量が大きくなる。
【００３７】
このようにスクリーン毎に個別の補正工程を行う理由は、設計段階において、各スクリーンが設計されるエンジン特性が異なることに起因することにある。この点は、本発明者らにより発見された知見である。
［本実施の形態における補正ガンマテーブル］
図８は、設計時における印刷エンジン特性の変化とスクリーンとの関係を示す図である。図８（１）は、あるスクリーン、例えば普通紙の階調優先スクリーンの設計段階での関係を示す。あるエンジン特性Ｃ１に対して、入力階調と出力濃度とが理想的なリニアな特性Ｃｘになるように、階調優先スクリーンＣ３が設計されたとする。つまり、この階調優先スクリーンＣ３は、エンジン特性Ｃ１のエンジンを使用するときに理想的な特性Ｃｘを実現することができる。エンジン特性Ｃ１が経時的または環境により変化した場合は、スクリーンＣ３を補正する必要があることは、前述の通りである。
【００３８】
図８（２）は、別のスクリーン、例えば普通紙の解像度優先スクリーンの設計段階での関係を示す。解像度優先スクリーンを設計した時の対象となるエンジン特性が階調優先スクリーン設計時の特性Ｃ１と異なる特性Ｃ４であったとする。つまり、そのエンジン特性Ｃ４に対して理想特性Ｃｘが得られるように解像度優先スクリーンＣ５が設計されたとする。
【００３９】
しかしながら、階調優先スクリーンＣ３は、エンジン特性Ｃ１に対して設計され、解像度優先スクリーンＣ５は、エンジン特性Ｃ４に対して設計されているので、同じエンジン特性Ｃ１にこれら設計されたスクリーンＣ３，Ｃ５を使用すると、スクリーンＣ３を利用した場合は、入力階調値と出力濃度との間には理想的特性Ｃｘを得ることができるものの、スクリーンＣ５を利用した場合は、前提となるエンジン特性がＣ４ではなくＣ５であるので、入力階調値と出力濃度との間は理想的特性Ｃｘにはなりえず、例えば破線の特性Ｃｙになってしまう。
【００４０】
このような場合でも、図７に示したとおり、４種類のスクリーン毎にスクリーンガンマテーブルの補正ガンマテーブルを生成することで、それぞれのスクリーンで理想的特性を実現することができる。
【００４１】
本実施の形態では、エンジン特性Ｃ４に対して設計した解像度優先スクリーンＣ５を、エンジン特性Ｃ１に対するスクリーンＣ５Ｒにリバイズ（修正）する。解像度優先スクリーンＣ５を利用してエンジン特性Ｃ１でパッチ画像を形成したときの入力階調と出力階調の関係Ｃｙを参照して、理想的な特性Ｃｘになるように設計済みのスクリーンＣ５を補正して修正スクリーンＣ５Ｒを生成する。この修正工程は、前述の補正工程と同様の考え方に基づく。そして、このように修正された解像度優先スクリーンＣ５Ｒが、基準となるレファレンススクリーンガンマテーブル３２に利用される。
【００４２】
つまり、本実施の形態では、共通のエンジン特性Ｃ１に対して理想的な出力特性Ｃｘを有するように異なるスクリーンＣ３，Ｃ５Ｒを設計し、そのスクリーンＣ３、Ｃ５Ｒを、基準となるレファレンススクリーンガンマテーブル３２に格納する。その結果、本実施の形態では、補正工程において、代表となるスクリーンに対してのみ補正工程を実行して共通の補正ガンマテーブルを生成し、その共通の補正ガンマテーブルにしたがって、レファレンススクリーンガンマテーブル３２から変換用スクリーンガンマテーブル３０を生成（ダウンロード）することができる。レファレンススクリーンガンマテーブル３２内の複数のスクリーンが、共通のエンジン特性に対して作成されているので、エンジン特性の変化に対応して、共通の補正ガンマテーブルで補正することが可能になる。
【００４３】
図９は、本実施の形態におけるスクリーンガンマテーブルの補正例を示す図である。図７に示した補正例では、４つの異なるスクリーンＩ〜ＩＶに対してそれぞれ個別に補正ガンマテーブルを設定したが、図９の例では、全てのスクリーンに属するスクリーンガンマテーブル３０が、共通の補正ガンマテーブル３４により基準となるレファレンススクリーンガンマテーブル３２から一斉に生成される。
【００４４】
変換用スクリーンガンマテーブル３０は、入力階調値０〜２５５に対する面積率に対応する画像再生データを格納するテーブル番号「０」〜「１２７」の合計１２８個のテーブルを有する。また、基準となるレファレンススクリーンガンマテーブル３２は、入力階調値０〜１０２３に対する画像再生データを格納するテーブル番号「０」〜「１２７」の合計１２８個の基準テーブルを有する。つまり、レファレンススクリーンガンマテーブル３２は変換用スクリーンガンマテーブル３０の４倍の分解能を有するテーブルである。このレファレンススクリーンガンマテーブル３２に含まれる複数種類のスクリーンに対するテーブルは、全て共通のエンジン特性を前提にして設計されている。
【００４５】
そして、補正ガンマテーブル３４は、変換用テーブル３０と同じ入力階調値０〜２５５に対してどのレファレンススクリーンガンマテーブル３２のデータを選択すべきかを示すデータ（選択データ番号）を有する。図９の例では、補正ガンマテーブル３４には、入力階調値「５３」に対する選択データ番号「２３８」が、入力階調値「１２３」に対する選択データ番号「４８０」が、入力階調値「１９１」に対する選択データ番号「７１８」がそれぞれ格納されている。そして、この補正ガンマテーブル３４を参照することで、高精度のレファレンススクリーンガンマテーブル３２内のデータ番号「２３８」「４８０」「７１８」に対応する１２８個の出力データが、変換用スクリーンガンマテーブル３０の入力階調値「５３」「１２３」「１９１」に対応する出力データとして選択される。
【００４６】
レファレンススクリーンガンマテーブル３２は、変換用テーブル３０の４倍の精度を有する。従って、設計段階で生成されたレファレンススクリーンガンマテーブル３２に対して１／４に間引いたデータが、変換用テーブル３０のデータとして採用される。つまり、補正ガンマテーブル３４は、最初は０，３，７．．．１０１９，１０２３と、レファレンススクリーンガンマテーブル３２の１０ビットのデータ番号の上位８ビットにより特定されるデータ番号が最初の補正ガンマテーブル３４に格納される。
【００４７】
そして、その後、経時変化や環境変化でエンジン特性が変化した場合、例えば出力濃度がより高くなる方向にエンジン特性が変化すれば、補正ガンマテーブル３４は、最初のデータ番号よりより低いデータ番号に補正され、それに伴って、面積率をより小さくするデータが変換用スクリーンガンマテーブル３０に格納される。
【００４８】
以上のように、本実施の形態では、基準となるレファレンススクリーンガンマテーブル３４が、共通のエンジン特性に対して設計された複数のスクリーンに属する複数のスクリーンガンマテーブルを有する。そして、この基準テーブルのうち、代表する基準テーブルに従ってパッチ画像を生成し、その出力濃度特性から、共通の補正ガンマテーブルを作成する。そして、共通の補正ガンマテーブル３４に従って、レファレンススクリーンガンマテーブル３２から変換用スクリーンガンマテーブル３０が生成される。
【００４９】
図１０は、本実施の形態における補正手順を示すフローチャート図である。図１１のグラフ図を参照しながら補正手順を説明する。図１に示したエンジンコントローラ４２は、所定のタイミングで補正手順のトリガー信号をプリンタコントローラ２２内のＣＰＵに送信すると、ＣＰＵは補正プログラム３６を実行する。この補正プログラム３６の補正手順が図１０のフローチャートに示される。
【００５０】
最初に、複数のスクリーンのうち代表となるスクリーンで、更に代表となる色、例えば黒、のトナーで、パッチ画像４６を感光体ドラム４４上に形成する（Ｓ１００）。このパッチ画像の形成は、ＣＰＵがパッチ画像形成用の画像データをスクリーン処理部２６に与えることにより行われる。パッチ画像形成用の画像データは、入力階調値０から２５５までの２５６種類の階調値を有する。つまり、補正ガンマテーブル３４の入力階調値と同じ分解能を有する。この画像データが、スクリーン処理部２６にて、代表のスクリーンガンマテーブル３２を参照して、画像再生データＳ２６（面積率またはパルス幅データに対応）に変換され、パルス幅変調器２７にてパルス幅データＳ２７に変換され、印刷エンジンで感光体４４上にパッチ画像が形成される。
【００５１】
次に、補正プログラム３６により、センサ４８によりパッチ画像４６が読みとられ、その読みとられたセンサー生値がＣＰＵに供給される。この入力階調値とセンサー生値との関係例が図１１（１）に示される。ＣＰＵは、センサー生値を正規化して正規化センサー値に変換する（Ｓ１０２）。その結果、パッチ画像の入力階調値と正規化センサー値との関係が図１１（２）に示される。この正規化工程では、入力階調値最小をセンサー値最小に、入力階調値最大をセンサー値最大にそれぞれ対応させた。
【００５２】
この正規化されたセンサー値は、感光体ドラム４４上でのパッチ画像の出力濃度である。従って、ＣＰＵは、正規化センサー値を正規化紙上濃度に変換する（Ｓ１０４）。図１１（３）は、異なるスクリーンでの黒に対する正規化センサー値と正規化紙上濃度との関係を示す測定値グラフであり、あらかじめ測定により求められ、変換テーブルとしてプリンタコントローラ内部に格納されている。この関係グラフを参照して、正規化センサー値が正規化紙上濃度に変換される。
【００５３】
この結果、図１１（４）に示される、パッチ画像の入力階調値と正規化紙上濃度との関係が求められる。この正規化紙上濃度は、図６や図８における出力濃度に対応し、図１１（４）が図６に示された入力階調と出力濃度との経時変化した特性Ｃｅに対応する。この図１１（４）の特性は、入力階調値に対して出力濃度がノンリニアな関係になっていることを示している。
【００５４】
そこで、補正プログラムにより、入力階調値に対して紙などの印刷媒体上の出力濃度を理想的なリニアな特性にする補正ガンマテーブルが生成される（Ｓ１０６）。図１２は、そのようにして生成された補正ガンマテーブルの一例を示す図である。横軸が８ビット、２５６階調の補正ガンマテーブルの入力階調値であり、縦軸が１０ビット、１０２４階調のレファレンススクリーンガンマテーブル３２のデータ番号である。図１２のグラフは、図１１（４）の特性曲線をリニアな特性直線で折り返した特性曲線である。そして、この補正ガンマテーブル例では、図９の例と同じように、入力階調値「５３」「１２３」「１９１」に対して、データ番号「２３８」「４８０」「７１８」がそれぞれ格納される。
【００５５】
図１１（４）の入力階調値１９１に対しては、濃度が１９１よりも高く経時変化しているのに対して、図１２の補正ガンマテーブルでは、入力階調値１９１に対して、その４倍値の７６４より低いデータ番号「７１８」が与えられ、それにより変換用スクリーンガンマテーブル３０の出力データがより低い面積率データに修正されている。逆に、図１１（４）の入力階調値５３に対しては、濃度が５３より低く経時変化しているのに対して、図１２の補正ガンマテーブルでは、入力階調値５３に対して、その４倍値の２１２よりも高いデータ番号「２３８」が与えられ、変換用スクリーンガンマテーブル３０の出力データがより高い面積率データに修正されている。
【００５６】
図１３は、上記の補正工程における補正ガンマテーブルの生成方法を示す図である。第１象限には、パッチ画像の入力階調値と正規化されたセンサー値との関係グラフが示され、図１１（２）のグラフと同じである。また、第２象限には、正規化センサー値と正規化紙上濃度との関係グラフが示され、これは図１１（３）のグラフと同じであるが、Ｘ軸とＹ軸とが逆になっている。第１象限と第２象限のグラフから、パッチ画像の入力階調値に対する印刷媒体上での出力濃度を知ることができる。この例では、入力階調値１４０に対して出力濃度は１１５とやや薄いエンジン特性になっている。
【００５７】
図１３の第３象限は、正規化紙上濃度と補正後入力階調値との理想的なリニア特性を示すものであり、このリニア特性により、補正後の入力階調値を求めることができる。そして、第４象限には、Ｘ軸にレファレンススクリーンガンマテーブルのテーブル番号（１０２４個）が、Ｙ軸に補正後の入力階調値がそれぞれ示され、両者の関係を有する補正ガンマテーブルが示される。つまり、入力階調値１４０に対応するレファレンススクリーンガンマテーブルのテーブル番号５６０に対しては、補正後入力階調値が１１５に対応する。従って、補正ガンマテーブル３４には、入力階調値１１５には、テーブル番号５６０が格納される。また、図から理解できるように、入力階調値１４０に対しては、テーブル番号５４０より大きい約７２０が与えられる。つまり、出力濃度が薄くなるようにエンジン特性が変化していたので、補正ガンマテーブルでは、より高いテーブル番号が与えられ、出力濃度特性を理想的なリニアな特性になるように補正が加えられている。
【００５８】
図１０の補正工程に戻ると、黒色に対する補正ガンマテーブル３４が生成されると、他のＣＭＹの色に対する補正ガンマテーブルも生成される。つまり、ＣＭＹＫの少なくとも４色それぞれに対して、工程Ｓ１００〜Ｓ１０６が繰り返し実行され、それぞれの補正ガンマテーブル３４が生成される。
【００５９】
図１０の補正工程は、所定の時間間隔、電源オン時、プリンタエラー後の復帰時、トナーカートリッジの取り替え時などの所定のタイミングで実行される。そして、生成された補正ガンマテーブル３４は、不揮発性メモリに格納される。また、プリンタコントローラ２２では、ＣＰＵが、スクリーン処理を行う前に、補正ガンマテーブル３４を参照して、ＲＯＭなどに格納されているレファレンススクリーンガンマテーブル３２の補正ガンマテーブルで選択されているデータ番号のデータを、変換用スクリーンガンマテーブル３０にダウンロードする。そして、スクリーン処理部２６が、このダウンロードにより生成された変換用スクリーンガンマテーブル３０を参照して、入力階調値Ｓ２４に対する画像再生データＳ２６を出力する。画像再生データＳ２４は、画素に形成されるドットの面積率に対応するデータであり、パルス幅変調器２７によりパルス幅データＳ２７に変換される。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態では、共通の印刷エンジン特性に対して作成されている複数のスクリーンのレファレンススクリーンガンマテーブルのうち、代表のスクリーンを利用してパッチ画像を生成し、補正ガンマテーブルを生成する。そして、その補正ガンマテーブルにしたがって、レファレンススクリーンガンマテーブル３２のデータを変換用スクリーンガンマテーブル３０にダウンロードすることで、理想的な特性の出力濃度の画像を形成することができる。
【００６１】
但し、図９に示したような高い分解能のレファレンススクリーンガンマテーブル３２を利用すれば、単にデータ番号のデータをダウンロードするだけでよいので、上記のような乗算工数を節約することができる。
【００６２】
別の変型例として、上記の実施の形態では、共通のエンジン特性に対してあらかじめ形成しておいた基準となるレファレンススクリーンガンマテーブル３２をＲＯＭに格納し、それと補正ガンマテーブルから、変換用のスクリーンガンマテーブル３０を生成している。それ以外に、補正工程の度に、プリンタコントローラ内の不揮発性メモリに、補正ガンマテーブルとレファレンススクリーンガンマテーブルから生成された補正後の変換用スクリーンガンマテーブルを格納するようにしてもよい。即ち、工場出荷時においては、共通のエンジン特性に対してあらかじめ作成されたレファレンススクリーンガンマテーブルを不揮発性メモリ内に格納し、補正工程のたびに、補正後のスクリーンガンマテーブルを求めて不揮発性メモリに上書きしてもよい。その場合でも、補正工程は代表するスクリーンに対してのみ行われ、代表スクリーンに対して生成された補正ガンマテーブルを利用して、全てのスクリーンに対するスクリーンガンマテーブルを一斉に補正し、不揮発性メモリに格納するので、補正工程を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態例における画像形成装置の構成図である。
【図２】スクリーン処理部の構成図である。
【図３】テーブル選択手段と変換用スクリーンガンマテーブルとの関係を示す図である。
【図４】テーブル選択手段と変換用スクリーンガンマテーブルとの関係を示す図である。
【図５】スクリーンガンマ特性とエンジン特性の関係を示す図である。
【図６】印刷エンジン特性の経時変化とスクリーンガンマ特性の補正を説明する図である。
【図７】スクリーンガンマテーブルの補正例を示す図である。
【図８】設計時における印刷エンジン特性の変化とスクリーンとの関係を示す図である。
【図９】本実施の形態におけるスクリーンガンマテーブルの補正例を示す図である。
【図１０】本実施の形態における補正手順を示すフローチャート図である。
【図１１】補正手順で利用されるグラフ例を示す図である。
【図１２】補正ガンマテーブルの一例を示す図である。
【図１３】補正工程における補正ガンマテーブルの生成方法を示す図である。
【符号の説明】
２０：プリンタ（画像形成装置）、２２：プリンタコントローラ
２６：スクリーン処理部、３０：変換用スクリーンガンマテーブル
３２：レファレンススクリーンガンマテーブル、３４：補正ガンマテーブル
４０：プリンタエンジン、４４：感光体ドラム、４６：パッチ画像

Claims

画素の入力階調に対して画像再生データを出力するスクリーン処理部と、前記画像再生データに従って印刷媒体上に画像を形成する印刷エンジンとを有する画像形成装置において、
前記スクリーン処理部は、前記入力階調に対する画像再生データの変換テーブルとして複数のスクリーンの種類に対応する複数の変換用スクリーンガンマテーブルを有し、
前記印刷エンジンは前記画像再生データに対する印刷媒体上の画像の出力濃度についてのエンジン特性を有し、
前記画像形成装置は、更に、
前記入力階調から画像再生データに変換するテーブルであって、共通のエンジン特性に対して前記入力階調と前記出力濃度とが理想的な関係を有するように生成された前記複数のスクリーンの種類に対応する複数の基準スクリーンガンマテーブルと、
前記複数の基準スクリーンガンマテーブルのうち代表する基準スクリーンガンマテーブルに従って生成されたパッチ画像の出力濃度に応じて、前記代表する基準スクリーンガンマテーブルとそれに対応する変換用スクリーンガンマテーブルとの関係を示す関係データを有する補正ガンマテーブルを生成する補正ガンマテーブル生成手段と、
当該補正ガンマテーブルに従って前記複数の基準スクリーンガンマテーブルから前記複数の変換用スクリーンガンマテーブルをそれぞれ生成する変換用スクリーンガンマテーブル生成手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１において、
前記基準スクリーンガンマテーブルの入力階調の分解能が、前記変換用スクリーンガンマテーブルの入力階調の分解能よりも高く、
前記補正ガンマテーブルは、前記変換用スクリーンガンマテーブルの入力階調に対応して前記基準スクリーンガンマテーブル内のいずれのデータを選択するかのデータを前記関係データとして有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１において、
前記補正ガンマテーブルは、前記変換用スクリーンガンマテーブルの入力階調それぞれに対応して前記関係データを有することを特徴とする画像形成装置。
画素の入力階調に対して画像再生データを出力するスクリーン処理部と、前記画像再生データに従って印刷媒体上に画像を形成する印刷エンジンとを有する画像形成装置において、
前記印刷エンジンは前記画像再生データに対する印刷媒体上の画像の出力濃度についてのエンジン特性を有し、
前記スクリーン処理部は、前記入力階調に対する画像再生データの変換テーブルとして、共通のエンジン特性に対して前記入力階調と前記出力濃度とが理想的な関係を有するように生成または補正された複数のスクリーンの種類に対応する複数の変換用スクリーンガンマテーブルを有し、
前記画像形成装置は、更に、
前記複数の変換用スクリーンガンマテーブルのうち代表する変換用スクリーンガンマテーブルに従って生成されたパッチ画像の出力濃度に応じて、前記代表する変換用スクリーンガンマテーブルとそれに対応する補正後の代表する変換用スクリーンガンマテーブルとの関係を示す補正ガンマテーブルを生成し、当該補正ガンマテーブルに従って前記複数の変換用スクリーンガンマテーブルから補正後の複数の変換用スクリーンガンマテーブルをそれぞれ生成する補正スクリーンガンマテーブル生成手段を有することを特徴とする画像形成装置。
画素の入力階調に対して画像再生データを出力するスクリーン処理部と、前記画像再生データに従って印刷媒体上に画像を形成する印刷エンジンとを有し、前記スクリーン処理部は、前記入力階調に対する画像再生データの変換テーブルとして複数のスクリーンの種類に対応する複数の変換用スクリーンガンマテーブルを有し、前記印刷エンジンは前記画像再生データに対する印刷媒体上の画像の出力濃度についてのエンジン特性を有し、更に、前記入力階調から画像再生データに変換するテーブルであって、共通のエンジン特性に対して前記入力階調と前記出力濃度とが理想的な関係を有するように生成された前記複数のスクリーンの種類に対応する複数の基準スクリーンガンマテーブルを有する画像形成装置の前記変換用スクリーンガンマテーブルの補正プログラムにおいて、
当該補正プログラムは、
前記複数の基準スクリーンガンマテーブルのうち代表する基準スクリーンガンマテーブルに従って生成されたパッチ画像の出力濃度に応じて、前記代表する基準スクリーンガンマテーブルとそれに対応する変換用スクリーンガンマテーブルとの関係を示す補正ガンマテーブルを生成する補正ガンマテーブル生成手順と、
当該補正ガンマテーブルに従って前記複数の基準スクリーンガンマテーブルから前記複数の変換用スクリーンガンマテーブルをそれぞれ生成する変換用スクリーンガンマテーブル生成手順とを、コンピュータに実行させることを特徴とする画像形成装置の補正プログラム。