JP4293200B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、低濃度部における補正を自動で行う画像形成装置、及びそれを制御する画像形成方法に関する。

画像形成装置で画像を形成する場合、その画像形成装置が有する階調特性のために、オリジナルの画像の情報が変質してしまう。そこで、従来から画像形成装置が有するガンマ値を補正しオリジナルの画像に近づけるために、ガンマ補正が行われてきた。

通常のプリンタは、入力値が０から上昇し出したばかりでは、出力値はほとんど増加せず、途中から出力値は指数関数的に増加し、ある程度入力値があがると出力値の増加がほとんど無くなるＳ字の特性曲線を有する。そこで、この階調特性のガンマ値を１にするため、原点を通る傾き１の直線に対してプリンタの特性曲線にほぼ対象な階調補正カーブを与え、ガンマ値を１に近づける方法がガンマ補正であり、これにより、リニアなプリンタ階調を実現している（例えば、特許文献１参照。）。

特開平７−２３０２１３号公報

しかし、中間以下の濃度部分である低濃度部分では、ある程度大きい入力値にならないと紙に色がのり出す立ち上がりが始まらない。そのため、前記低濃度部分を補正するためには調整値を他の部分よりも大きくする必要がある。ここで、全ての濃度領域において前記階調補正カーブを利用して補正を行う場合は、全ての濃度領域で適切な補正を行うために前記階調補正カーブを滑らかにすると、前記低濃度部分では色がのらなくなってしまい、前記低濃度部分の色がのるように前記階調補正カーブを調整すると、カーブの滑らかさがなくなり補正が不適切なものになってしまう。そのため、前記低濃度部分を自動的に補正することが困難であった。

そこで、従来は前記低濃度部分の出力を補正するため、手動で適当な値を入力し前記低濃度部分に低濃度補正カーブを加え補正して、補正したものを出力し、その出力した色が期待する出力の範囲に収まっているかどうかを操作者が目で確認し、前記範囲に収まっていない場合には操作者が適当と思う変更を加えた補正値を再度入力して再び出力し色を確認する、ということを前記範囲に収まるまで繰り返していた。しかし、これでは操作者の手間が掛かり煩雑であり、また、前記入力値の決定は操作者の感覚で行っていたため、短時間で正確な補正を行うことが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、通常のガンマ補正に加えて、通常のガンマ補正では補正が困難な中間以下の濃度部分である低濃度部分を補正する低濃度補正を自動的に行うことにより、低濃度部の階調特性を安定的に出力できるようにすること、特に低濃度補正カーブにより、階調の立ち上がり位置の調整及び低濃度のグレーバランスの調整を自動的に行い、操作者の手間を削減するとともに、短時間で正確な補正を行うことを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置は、低濃度部分における階調パターンで構成されたチャートを出力する出力部と、前記チャートから各パッチの濃度を読み取る読取部と、前記濃度から前記低濃度部分における出力を調整するための低濃度補正カーブの調整値を算出する算出部と、階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブに前記調整値をパラメータとして含む低濃度補正カーブを加えた補正曲線に基づいて出力を調整する出力調整部と、を備え、前記算出部は、前記濃度から前記低濃度部分の階調における色がのり出す値に対応する入力値を基準の入力値として抽出し、前記色がのり出す値に対する目標の入力値をターゲット値として、前記基準の入力値と前記ターゲット値を基に、前記階調補正カーブと前記低濃度補正カーブとを参照して、低濃度補正のオフセット値を前記調整値として算出する、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記算出部は、前記濃度から前記パッチの入出力特性を基に出力値を求める手段と、前記入出力特性から前記基準の入力値である調整前の前記色がのり出す値を示す立ち上がり位置を決定する立ち上がり位置決定手段と、前記立ち上がり位置調整前の前記低濃度補正カーブのオフセット値を検出する調整前オフセット値検出手段と、前記ターゲット値を受けて、前記調整前の立ち上がり位置と前記ターゲット値と前記調整前の低濃度補正カーブのオフセット値から、調整用オフセット値を算出する調整値算出手段と、を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の画像形成装置は、低濃度部分におけるグレーのグラデーションパターンで構成されたチャートを出力する出力部と、前記チャートから各パッチの濃度を読み取る読取部と、前記濃度から低濃度部分における出力を調整するための低濃度補正カーブの調整値を算出する算出部と、階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブに前記調整値をパラメータとして含む低濃度補正カーブを加えた補正曲線に基づいて出力を調整する出力調整部と、を備え、前記算出部は、前記濃度から前記低濃度部分の出力値の色の偏りが存在しない基準グレーからの距離が最小となる点の入力値を基準の入力値として抽出し、グレーバランスを調整するための目標の入力値をターゲット値として、前記基準の入力値と前記ターゲット値を基に、前記階調補正カーブと前記低濃度補正カーブとを参照して、低濃度補正のオフセット値を前記調整値として算出する、ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記算出部は、前記濃度のデータから前記パッチの入出力特性を基に出力値を求める手段と、前記入出力特性から前記基準の入力値である基準グレー位置を判定するグレー位置判定手段と、前記グレーバランス調整前の前記低濃度補正カーブのオフセット値を検出する調整前オフセット値検出手段と、前記ターゲット値を受けて、前記調整前の基準とする基準グレー位置と前記ターゲット値と前記調整前の低濃度補正カーブのオフセット値から、調整用オフセット値を算出する調整値算出手段と、を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の発明において、前記チャートのパターンがランダムであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の発明において、前記ターゲット値に対する出力値の許容範囲を記憶する記憶部と、前記調整後に前記補正を行って出力された画像を読み込み、その読み込んだ値が前記ターゲット値に対する出力値の許容範囲に入っているかどうかを判定し、前記目標とする範囲内ならば調整を終了し、前記目標とする範囲外ならば低濃度補正カーブの再調整を行う調整値判定部と、前記再調整の回数が設定した上限を超えた場合に調整を終了する調整回数判定部とをさらに備えることを特徴とする。

請求項７に記載の画像形成方法は、画像形成装置の階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブ、及び低濃度部分を補正するための低濃度補正カーブを基に補正可能な画像形成方法であって、低濃度部分における階調パターンで構成されたチャートを出力する第１の出力段階と、作成した前記チャートにおける各パッチの濃度を読み取る読取段階と、前記濃度から前記低濃度部分の階調における色がのり出す値に対応する入力値を基準の入力値として抽出し、前記色がのり出す値に対する目標の入力値をターゲット値として、前記基準の入力値と前記ターゲット値を基に、前記階調補正カーブと前記低濃度補正カーブとを参照して、低濃度補正のオフセット値を前記低濃度部分における出力を調整するための低濃度補正カーブの調整値として算出する算出段階と、階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブに前記調整値をパラメータとして含む低濃度補正カーブを加えた補正曲線に基づいて出力を調整する出力調整段階と、を有することを特徴とする。

請求項８に記載の画像形成方法は、画像形成装置の階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブ、及び低濃度部分を補正するための低濃度補正カーブを基に補正可能な画像形成方法であって、低濃度部分におけるグレーのグラデーションパターンで構成されたチャートを出力する第１の出力段階と、作成した前記チャートにおける各パッチの濃度を読み取る読取段階と、前記濃度から前記低濃度部分の出力値の色の偏りが存在しない基準グレーからの距離が最小となる点の入力値を基準の入力値として抽出し、グレーバランスを調整するための目標の入力値をターゲット値として、前記基準の入力値と前記ターゲット値を基に、前記階調補正カーブと前記低濃度補正カーブとを参照して、低濃度補正のオフセット値を低濃度部分における出力を調整するための低濃度補正カーブの調整値として算出する算出段階と、階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブに前記調整値をパラメータとして含む低濃度補正カーブを加えた補正曲線に基づいて出力を調整する出力調整段階と、を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の発明において、前記ターゲット値に対する出力値の許容範囲を記憶する記憶段階と、前記出力調整段階の後に低濃度部分における階調パターンで構成された前記チャートを出力する第２の出力段階と、出力された前記チャートを読み取り、その読み込んだ値がターゲット値に対する出力値の許容範囲に入っているかどうかを判定し、目標とする範囲内ならば調整を終了する判定段階と、目標とする範囲外ならば前記読取段階、前記算出段階、前記第２の出力段階、及び前記判定段階を繰り返し、前記出力値を再調整する段階と、前記再調整の回数が設定した上限を超えた場合に調整を終了する調整回数判定段階と、を有することを特徴とする。

請求項１乃至請求項９に記載の発明によれば、出力した低濃度部分における階調パターンで構成されたチャートから読み取った濃度から、操作者の手を煩わさずに、自動的に低濃度部分の出力を調整することが可能である。これにより、出力されたチャートを操作者が見て、適当な補正の値を判断して画像形成装置に入力するという手間が省ける。

また、請求項１乃至請求項９に記載の発明によれば、出力した低濃度部分における階調パターンで構成されたチャートから読み取ったデータを解析して低濃度補正カーブの調整値を算出し、調整された前記低濃度補正カーブを適用した補正値を計算し、前記補正値を画像形成装置に適用することを操作者の手を介さずに行う。これにより、出力されたチャートを操作者が見て、適当な補正の値を判断して画像形成装置に入力するという手間が省けるとともに、確実なガンマ補正の調整が可能になるという特有の効果がある。

また、請求項１に記載の発明によれば、低濃度部分における立ち上がり位置の調整を操作者の手を介さずに行うことが可能になる。これにより、操作者が感覚で立ち上がり位置の調整値を入力して立ち上がり位置を調整していく手間が省けるという特有の効果がある。

また、請求項３に記載の発明によれば、低濃度部分におけるグレーバランスの調整を操作者の手を介さずに行うことが可能になる。これにより、操作者が感覚でグレーバランスの調整値を入力してグレーバランスを調整していく手間が省けるという特有の効果がある。

また、請求項２に記載の発明によれば、調整前の立ち上がり位置における入力値と、ターゲット値が定量的に表され、その入力値の差により立ち上がりのための調整値を算出するので、人の感覚で調整値を決定していくよりも正確に調整を行うことが可能になる。これにより、迅速で正確な低濃度部分の立ち上がり位置を調整した補正が可能になるという特有の効果がある。

また、請求項４に記載の発明によれば、基準とするグレー位置の現在の入力値と、ターゲット値が定量的に表され、その入力値の差により低濃度部分のグレーバランスのための調整値を算出するので、人の感覚で調整値を決定していくよりも正確に調整を行うことが可能になる。これにより、迅速で正確な低濃度部分におけるグレーバランスを調整した補正が可能になるという特有の効果がある。

また、請求項５に記載の発明によれば、階調特性の調整のために読み込むチャートのパターンがランダムに配置されており、紙面のどの場所に画像が形成されるかにより濃度が異なってしまうといった、チャートを打ち出す紙の特性によるチャートに打ち出されたパッチへの影響が軽減できる。これにより、紙の特性の違いによる影響を抑えた正確なデータを取得することが可能になるという特有の効果がある。

また、請求項６及び請求項９に記載の発明によれば、階調特性の調整を行っていく場合に、目標とする範囲に階調特性が調整できるまで調整を繰り返すことで、確実な階調特性の調整が可能になるともに、繰り返しが無限に続くことを防止することが出来る。これにより、適当な回数内でより正確な階調特性の調整が行うことが可能になるという特有の効果がある。

本発明に係る画像形成装置の実施の形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は本発明に係る画像形成装置のブロック図、図２は本発明で調整の対象となるガンマ特性（以下、階調特性ということがある。）の低濃度部分を示したグラフ、図３は低濃度部分の補正を行うための低濃度補正カーブを表したグラフである。ここで、調整とは低濃度補正カーブのオフセット値や傾きを変更することである。

図１に示すように、装置の構成としては、画像形成装置１、出力部２、読取部３、算出部４、出力調整部５、及び画像形成部６を備えている。そして、これら各部は画像形成装置１が有するＣＰＵ７により制御されている。図２は横軸を画像形成装置１で形成しようとするパッチの濃度の入力値、縦軸を入力値に対し実際に読取部３で読み取られたパッチの濃度の出力値である。さらに、階調特性曲線８は補正を行わない場合の画像形成装置１の出力であり、階調補正カーブ９は階調特性曲線８を有する画像形成装置１の全ての濃度領域における補正を行うための従来の階調補正カーブをあらわしている。そして、低濃度部分１０は本発明で調整しようとする部分を示している。さらに、図３は軸の取り方は図２と同様であり、低濃度補正カーブ１１は低濃度部分１０を補正するための補正カーブを表している。そして、画像形成装置１は全体的に補正するための階調補正カーブ９及び低濃度部分１０を補正するための低濃度補正カーブ１１を基に補正可能な画像形成装置である。また、画像形成装置１は画像形成部６で画像を形成する。階調特性曲線８は、この画像形成部６の特性の影響が大である。

以下、図１、図４及び図５を参照しながら第１の実施形態の画像形成装置１の動作を説明する。まず、図４のステップＳ０１において、低濃度部分における階調パターンで構成されたチャートを出力部２より出力する。次に、図４のステップＳ０２において、出力したチャートにおける各パッチの濃度の出力値を読取部３で読み取る。これにより、補正を加える前の階調特性をそのまま反映した図２に示す低濃度部分１０における出力値を読み取ることができる。次に、図４のステップＳ０３において、算出部４が、読取部３で読み取られた濃度の中から、低濃度補正を調整する基準とする入力値を抽出する。ここで、発明が解決しようとする課題で説明したように、低濃度部分の出力値の補正では色がのり出す位置を適切に調整する必要がある。そこで、本実施形態では基準とする入力値とは色がのり出す位置での入力値とする。さらに、算出部４は、調整するためのターゲット値を受けて、その値における調整後の出力値が、基準とする入力値における調整前の出力値になるように、低濃度補正カーブ１１のオフセット値を算出する。本実施形態では、このターゲット値とは調整後の立ち上がり位置に対応する目標の入力値であり、色がのり出す値を適切な位置に調整するための目標値である。つまり調整前には基準とする入力値において出力の色がのり出しているが、調整後には目標とする入力値すなわちターゲット値において出力の色がのり出すように低濃度部分を補正する。ここで、ターゲット値を受ける手段としては、事前に操作者が入力したり、事前に固定値として設定されていたり、ネットワークから読み込んだりする手段が考えられる。本実施形態では事前に操作者が入力する手段を採用している。

ここで、図５を参照して算出部４による調整値の算出方法を詳細に説明する。図５の横軸はパッチデータの入力値、縦軸は入力値に対応した実際の出力値の値が表されている。また、グラフ中の曲線は階調補正カーブ９であり、直線１１１は調整前の低濃度補正カーブ、直線１１２は調整後の低濃度補正カーブである。そして、低濃度部分１０の調整の影響が高濃度部分に及ばないように、ここでは入力値１２８で横軸と接するようにしている。この値は他の値をとることも可能である。そして、オフセットをするための調整値αの値を変えることで低濃度補正カーブ１１の調整が行われるようにするため、低濃度補正カーブ１１の式はｙ＝−｛α／（ｎ／２）｝ｘ＋αと表される。ここで、ｎは階調数の最大値であり、本実施形態ではｎ＝２５５としている。ただし、最初の調整時には直線１１１は調整前には適用されていないので、オフセットは０となる。このような図５において、低濃度補正を調整するための基準とする入力値をＡ'、低濃度補正カーブ１１を調整する前の画像形成装置１に入力値Ａ'を入力したときの出力値をＢ'＋Ｃ'、ターゲット値Ａ、低濃度補正カーブ１１を調整した後の画像形成装置１に入力値Ａを入力したときの出力値Ｂ＋Ｃとする。このときＢ'＋Ｃ' とＢ＋Ｃが等しくなるよう、低濃度補正カーブ１１のオフセットをするための調整値αを調整するものである。

そして、ステップＳ０４において、出力調整部５が調整値αに基づき低濃度部分１０における出力を調整する。

これにより、ターゲット値の入力に対して、基準とする入力値における調整前の出力値を出力するための調整用オフセット値が得られ、所望する入力値と出力値の対応が可能となるので、低濃度部分での補正が適切に行われるようになる。

ここで、本実施形態において、低濃度補正カーブ１１を調整して低濃度部分１０の補正を行い適切な出力を得るための最良の方法としては、低濃度補正用カーブ１１の調整において基準とする入力値を色がのり出す値を表す立ち上がり位置にとることが考えられる。これは、上述したように色が立ち上がる位置を適切に調整する必要があることを理由とする。

そこで、以下、立ち上がり位置を調整する場合の、具体的な低濃度補正カーブ１１の調整方法について。図５、図６、図７を参照して説明する。図５は調整値算出方法の説明図、図６は立ち上がり位置調整用のチャート、図７は読み取ったデータの解析結果のグラフである。

まず、図６に示す立ち上がり位置調整用チャートを画像形成部６で形成し出力部２で出力する。そのチャートは、階調パターンを施されたパッチを有する。そのチャートを読取部３で各パッチの濃度の出力値であるパッチデータを読み取る（図１参照）。ただし、図６は図示して表されていないが、実際は左側から右へいくほどに濃くなるカラーチャートである。ここでＣＭＹＫ値のパッチデータは対応したＲＧＢ値の画像チャンネルでデータが算出されている。ここで、ＣＭＹＫの読込みに対応する画像チャンネルとは、ＣｙａｎはＲｅｄと、ＭａｇｅｎｄａはＧｒｅｅｎと、ＹｅｌｌｏｗはＢｌｕｅと、ＢｌａｃｋはＧｒｅｅｎとにそれぞれ対応している。これは、例えばＣｙａｎの濃度が変化するのは、白色からＲｅｄの吸収される量で決まるからである。また、Ｂｌａｃｋではもっともダイナミックレンジを広く取れるＧｒｅｅｎを使用する。

次に、図７を参照してデータの解析方法を詳細に説明する。まず、図７の横軸はパッチの入力値（画像形成部６で画像形成される前の値であって、予め設定されていても良いし、入力された値であってもよい。）、縦軸は読取部３で実際に読み取ったパッチの出力値を表している。つまり、図７は、画像形成部６を含む画像形成装置としてのパッチに対する入出力特性を示す。そして、グラフ上にＲＧＢ輝度値として算出されたパッチデータの値の点を取っていく。例えば、点Ｔはパッチデータの入力値が２２５、出力値が１６５の点を表している。また、入力値に対し平行に伸びている線１２は各色の白基準を表している。この白基準は、本来図６における下から２行目の白パッチを読み取ったデータをグラフに表し、それらの点を結んで出来るものである。しかし、読み取った画像の輝度勾配の影響により紙の輝度値が場所によって異なるので、本実施形態では白パッチの平均値を白基準とする。次に、高濃度側の誤差に影響を受けないように、グラフに表した点のうち白基準からＲＧＢ輝度値が２以上低く（濃く）なったパッチから１０個分のデータを利用して、最小自乗法により近似直線１３を得る。そして、得られた近似直線と白基準との交点が調整前の紙の色がのり出す値（立ち上がり位置１４）となる。そして、ＣＭＹＫの各色彩における調整前の立ち上がり位置１４の値を読み取る。ここでは一例として、Ｃｙａｎの調整前の立ち上がり位置１４の値をＸａ'とする。さらに、調整後の立ち上がり位置としたい値をターゲット値１５とする。これは通常２５０付近に設定される。図７ではＸａがターゲット値１５としてとして表されている。

次に、以上で得られたデータから調整値を算出する方法を、図５を参照して詳細に説明する。図５と図７の値の関係は、階調数の最大入力値ｎから図７での値を引いたものが図５の入力値となる。本実施形態ではｎ＝２５５である。そこで、まず、得られているＲＧＢ輝度値のデータから調整前の入力値とターゲット値を算出する。ここでは、調整前の入力値はＡ'＝２５５−Ｘａ'、ターゲット値はＡ＝２５５−Ｘａである。そして、この値を利用して、調整前の入力値Ａ'における補正による出力値を計算する。図５ではＡ'に対応する階調補正カーブ９で補正された出力値をＢ'とする。階調補正カーブ９の値は定まっているので、出力値Ｂ'は算出できる。さらに、低濃度補正カーブ１１による補正が加わっており、Ａ'における直線１１１の値はＣ'なので、実際の出力値はＢ'＋Ｃ'となる。これにより、現在の立ち上がり位置の入力値Ａ'における出力値がＢ'＋Ｃ'と算出できる。ただし、最初の調整時には直線１１１は調整前には適用されていないので、オフセットは０であり、その場合出力値はＢ'となる。

次に、ターゲット値に対する出力値が、現在の立ち上がり位置の入力値に対する出力値となるように調整後の低濃度補正カーブである直線１１２を決めればよい。図５の例によると、ターゲット値Ａでの出力値がＢ'＋Ｃ'になるようにαを決定する。ここで、ターゲット値Ａにおける階調補正カーブ９で補正された出力値はＢである。さらに本実施形態ではｎ＝２５５である。したがって、Ｂ＋｛−（α／１２８）Ａ＋α｝＝Ｂ'＋Ｃ'からαが算出できる。よって、求める低濃度部分１０を補正するための低濃度補正カーブである直線１１２が算出でき、これを階調補正カーブ９に加えたものが調整後の補正の曲線になる。

そして、求めたガンマ補正の曲線を図２の階調特性に適用することで、傾き１の原点を通る直線に近似した曲線が作成できる。これにより、低濃度部分１０での適切な階調の立ち上がりが実現できる。

〔第２の実施形態〕
本発明に係る第２の実施形態について図５、図８、図９を参照して説明する。図５は調整値算出方法の説明図、図８はグレーバランス調整用のチャート、図９はグレーバランスのデータの解析結果のグラフである。本実施形態は第１の実施形態の画像形成装置１において、基準とする入力値を低濃度部分１０の基準とするグレーの値としたものである。

ここで、第２の実施形態は、第１の実施形態とほぼ同じ構成であるが、第１の実施形態とは異なり、低濃度補正カーブ１１を調整して低濃度部分１０の補正を行い適切な出力を得るための方法として、グレーバランス調整を基準に低濃度補正用カーブ１１の調整をおこなう構成としたものである。

まず、図８に示すグレーバランス調整用チャートを出力部２で出力し、そのチャートから読取部３で読み込み、各パッチのＣＭＹＫ値のデータを取得する（図１参照）。ここで、第１の実施形態と同様、取得したＣＭＹＫ値のパッチデータを、対応したＲＧＢ値の画像チャンネルを用いて変換し、対応したＲＧＢ輝度値のパッチデータを算出する。

ここで、図８のグレーバランス調整用チャートを説明する。このチャートは７×７のグラデーションパターンを４つ並べた構成になっている。各パターンはＣｙａｎの濃度が固定で、縦方向に下がるほどにＹｅｌｌｏｗが濃くなり、右方向に行くほどにＭａｇｅｎｔａが濃くなるように濃度が７段階に変化している。そして、図８において（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順にグラデーションパターンの濃度が濃くなっている。ただし、低濃度部分１０のグレーバランス調整を行うためのものであるから、低濃度のグラデーションパターンになっている。そして、各７×７パターンは中心位置のＣＭＹＫ値がＹｅｌｌｏｗ＝Ｍａｇｅｎｔａ＝Ｃｙａｎの入力値に対応する出力となるように設定されている。したがって、中心位置の出力値が色の偏りが無い基準グレー（すなわちＹｅｌｌｏｗ＝Ｍａｇｅｎｔａ＝Ｃｙａｎ）に最も近くなる状態が、グレーバランスが取れた状態となる。

次に、データの解析方法を詳細に説明する。まず、算出したＲＧＢ値のパッチデータを、３ＤＬＵＴ（３ Ｄｅｍｅｎｓｉｏｎ Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）などの変換テーブルを用いてＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する。次に入力値１２８での出力をＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換した値と入力値０での出力をＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換した値をＬ＊ａ＊ｂ＊空間にて結びこれを基準とするグレーの直線とする。そして、チャートを読込み読み取った各パッチデータと基準とするグレーの直線との距離を算出する。この算出された値を読み取ったグラデーションパターンと同じ７×７のチャートの上に表現する。このグラフが図９の（Ａ−１）、（Ｂ−１）、（Ｃ−１）、（Ｄ−１）である。

ここで、図９について説明する。図９の（Ａ−１）（Ａ−２）、（Ｂ−１）（Ｂ−２）、（Ｃ−１）（Ｃ−２）、（Ｄ−１）（Ｄ−２）における７×７のグラフは、それぞれ図８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の７×７のグラデーションパターンに対応している。そして、図９（Ａ−１）、（Ｂ−１）、（Ｃ−１）、（Ｄ−１）はパッチデータと基準とするグレーの直線との距離が等しい点を結んだものであり、さらに、色の濃淡により距離の大小を表している。すなわち、色が濃い場所（黒の場所）がもっとも基準とするグレーの直線からの距離の小さい位置となっており、色が薄くなるにつれて、基準とするグレーの直線からの距離も大きくなっていく。

そして、グレーの直線からの距離がもっとも近いパッチを４つ抽出する。このパッチを抽出した図が、図９（Ａ−２）、（Ｂ−２）、（Ｃ−２）、（Ｄ−２）である。そして、図９（Ａ−２）、（Ｂ−２）、（Ｃ−２）、（Ｄ−２）に表されている抽出した点のうち、基準グレーからの距離の近い上位３点を用い、各点の基準グレーからの距離を重み付けとして重心をもとめ、グレーバランスからの距離が最小となる点を求める。この点が、基準グレー位置となる。

以上から得られたデータから調整値を算出する方法を、図５を参照して説明する。調整の概要としては、７×７グラデーションパターンの中心での入力値に対する出力値が、求めた重心での入力値での現在の出力値になるよう調整すればよい。図５での一例としては、図８（Ａ）の中心（Ｃｙａｎ＝Ｍａｇｅｎｔａ＝Ｙｅｌｌｏｗ）での値がターゲット値Ａ、基準グレー位置の入力値がＡ'となる。そして、以下は第１の実施形態と同様の計算により低濃度補正カーブ１１の調整値を算出する。

そして、求めた調整値に基づき低濃度補正部分における出力を調整することで、傾き１の原点を通る直線に近似した補正曲線で補正された出力を得ることができる。これにより、低濃度部分１０でのグレーバランスが維持できる。

〔第３の実施形態〕
本発明に係る第３の実施形態について説明する。本実施形態は第１の実施形態とほぼ同じ構成であるが、第１の実施形態とは異なり、画像形成装置１における低濃度補正カーブ１１の調整において、立ち上がり位置の調整とグレーバランスの調整の両方の調整を行うことが可能な構成にしたものである。

本実施形態では、まず立ち上がり位置の調整を第１の実施形態と同様の方法で行い、次にグレーバランスの調整を第２の実施形態と同様の方法で行う。これにより、安定した階調の立ち上がり、及びおおよそのグレーバランスの維持が可能になる。

また、本実施形態では、両方の調整を行うときに、各別のチャートを出力するのは面倒なため、立ち上がり調整用チャートとグレーバランス調整用チャートをひとつにまとめたチャートを使用することも可能である。

〔第４の実施形態〕
本発明に係る第４の実施形態について説明する。本実施形態は第１〜３の実施形態とほぼ同じ構成であるが、第１〜３の実施形態とは異なり、出力部２から出力される階調特性の調整のためのチャートのパターンをランダムにしたものである。

図１０は本実施形態において出力されるチャートの一例である。このチャートでは、図示して表されてはいないが、カラーチャートであり、図６の立ち上がり位置調整用チャートを構成しているＣｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｌａｃｋ、の各パッチと、図８のグレーバランス調整用チャート構成しているグレーのグラデーションパターンの各パッチ、さらに複数の白パッチを、１つのチャート上にランダムに配置している。

これにより、紙面上にパッチを規則的に並べた場合には、紙面の特定の部分に一定の濃度のパッチが集まってしまい、紙面の特性の影響が特定の濃度でのみ出てしまうことがあるが、ランダムに各濃度のパッチを配置すれば、紙面全体に全ての濃度のパッチが均等に出力されるので、紙面の特性の影響を特定の濃度のパッチだけが受けてしまうということがない。したがって、より正確な出力値を測定することができ、その値を使って低濃度補正カーブ１１の調整を行えば、より正確な補正が可能になる。

さらに、本実施形態では、全てのパッチを２つずつばらばらに配置することも考えられる。具体的には、図６の立ち上がり位置調整用チャートを構成する各パッチと、図８のグレーバランス調整用チャートを構成する各パッチを２組ずつ用意し、これに複数の白パッチを加えたものを、１つのチャート上にランダムに配置したものである。こうすることで、同じ濃度のパッチが紙面の異なる場所に出力されるので、紙の特性によるパッチ出力の影響をより抑えることが可能になる。

〔第５の実施形態〕
本発明に係る第５の実施形態について、図１１、図１２を参照しながら説明する。本実施形態は第１〜３の実施形態とほぼ同じ構成であるが、第１〜３の実施形態とは異なり、調整した出力がターゲット値に対する出力値の許容範囲に収まるまで繰り返す構成である。

図１１に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、出力部２、読取部３、算出部４、出力調整部５、画像形成部６、記憶部１６、調整値判定部１７、及び調整回数判定部１８を有する構成である。そして、各部がＣＰＵ７で制御されている。ここで、記憶部１６はターゲット値を入力したときに出力される値の調整された出力として許容される範囲を記憶するものである。また、調整値判定部１７は、調整された後のチャートから読み取った出力が調整された出力として許容される範囲に収まっているか否かを判定するものである。さらに、調整回数判定部１８は低濃度補正用カーブの調整を行う毎に、カウンターを増やしていき、低濃度補正用カーブの調整が上限として設定された回数以上行われているか否かを判定するものである。

図１２のフローチャートを参照して、本実施形態のフローを説明する。まずステップＳ１からステップＳ４で１度目の立ち上がり位置調整を第１の実施形態と同様に行い、ステップＳ３で調整回数判定部１８の第１カウンターをインクリメントする。次に、ステップＳ５で調整した低濃度補正カーブ１１が加えられた補正が適用された画像形成装置１から、調整用チャートを出力部２で出力し、ステップＳ６で再度その調整用チャートを読取部３で読み込み調整回数判定部１８の第１カウンターをインクリメントする。次に、ステップＳ７で目標としていた立ち上がり位置のパッチの範囲に読み込んだデータの立ち上がり位置が収まっているかを調整値判定部１７で判定する。

そこでまず、判定した結果が範囲外だった場合について説明する。その場合には、まず、ステップＳ８で第１カウンターの値が設定値ｎ以上かを判定する。設定値ｎ以上の場合、読み込んだチャートからのデータを使用して、ステップＳ４で再び第１の実施形態と同様の立ち上がり位置調整を行い、ステップＳ５で調整用チャートを出力し、ステップＳ６で再び調整用チャートを読込み、第１カウンターをインクリメントする。さらに、ステップＳ７で立ち上がり位置が目標の範囲内かどうかを判定し、範囲外であれば同様の調整を繰り返し、カウンターもインクリメントしていく。

そうして、このような立ち上がり位置調整を繰り返し、ステップＳ８でカウンターが事前に設定してある閾値を超えた場合には、立ち上がり位置調整を終了しグレーバランス調整に移る。

次に、判定した結果が範囲内の場合について説明する。この場合には、調整用チャートから読み込んだデータを使用して、ステップＳ９でグレーバランス調整を第２の実施形態と同様に行う。そして、グレーバランス調整した低濃度補正カーブ１１が加えられた補正が適用された画像形成装置１から、ステップＳ１０で調整用チャートを出力し、ステップＳ１１で再度その調整用チャートを読み込み、第２カウンターをインクリメントする。次に、ステップＳ１２において調整の目標としていたグレーバランスの規格値以内に出力値が収まっているかどうかを判定する。

そこで、出力値が規格以外ならば、読み込んだ調整チャートを使用して、ステップＳ９からステップＳ１１で、再度グレーバランス調整を繰り返すとともにカウンターをインクリメントしていき、規格以内ならば、ステップＳ１４で調整を終了する。この場合も、ステップＳ１２で事前に設定してある閾値ｎをカウンターが超えている場合にはグレーバランス調整を終了する。

本実施形態では、立ち上がり位置が目標の範囲内に収まった後に、グレーバランスの調整を行い、グレーバランスの規格値以内に出力値が収まっているかを判定している。しかし、立ち上がり位置調整とグレーバランス調整の２項の両立が困難な場合も考えられるので、ステップＳ１０からステップＳ１３までのグレーバランスの判定を行わずにステップＳ９の後ステップＳ１４で終了する構成も考えられる。

画像形成装置のブロック図 画像形成装置の階調特性を示したグラフ ガンマ補正と低濃度部分の補正を重ねたグラフ 本発明に係る第１の実施形態におけるフローチャート 調整値算出方法の説明図 立ち上がり位置調整用チャート ＲＧＢ輝度値の入力値と、測定した出力値を表したグラフ グレーバランス調整用チャート グレーバランスのデータ解析結果を表したグラフ パッチをランダムに配置した立ち上がり位置及びグラデーション調整用チャート 本発明に係る第５の実施形態における画像形成装置のブロック図 本発明に係る第５の実施形態におけるフローチャート

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 出力部
３ 読取部
４ 算出部
５ 出力調整部
６ 画像形成部
７ ＣＰＵ
８ 階調特性曲線
９ 階調補正カーブ
１０ 低濃度部分
１１ 低濃度補正カーブ
１１１ 調整前の低濃度補正カーブ
１１２ 調整後の低濃度補正カーブ
１２ ＣＭＹＫ各色彩の白基準
１３ ＣＭＹＫ各色彩の近似直線
１４ ＣＭＹＫ各色彩の立ち上がり位置
１５ ターゲット値
１６ 記憶部
１７ 調整値判定部
１８ 調整回数判定部

Claims (9)

1. 低濃度部分における階調パターンで構成されたチャートを出力する出力部と、
   前記チャートから各パッチの濃度を読み取る読取部と、
   前記濃度から前記低濃度部分における出力を調整するための低濃度補正カーブの調整値を算出する算出部と、
   階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブに前記調整値をパラメータとして含む低濃度補正カーブを加えた補正曲線に基づいて出力を調整する出力調整部と、
   を備え、
   前記算出部は、前記濃度から前記低濃度部分の階調における色がのり出す値に対応する入力値を基準の入力値として抽出し、前記色がのり出す値に対する目標の入力値をターゲット値として、前記基準の入力値と前記ターゲット値を基に、前記階調補正カーブと前記低濃度補正カーブとを参照して、低濃度補正のオフセット値を前記調整値として算出する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記算出部は、前記濃度から前記パッチの入出力特性を基に出力値を求める手段と、前記入出力特性から前記基準の入力値である調整前の前記色がのり出す値を示す立ち上がり位置を決定する立ち上がり位置決定手段と、前記立ち上がり位置調整前の前記低濃度補正カーブのオフセット値を検出する調整前オフセット値検出手段と、前記ターゲット値を受けて、前記調整前の立ち上がり位置と前記ターゲット値と前記調整前の低濃度補正カーブのオフセット値から、調整用オフセット値を算出する調整値算出手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 低濃度部分におけるグレーのグラデーションパターンで構成されたチャートを出力する出力部と、
   前記チャートから各パッチの濃度を読み取る読取部と、
   前記濃度から低濃度部分における出力を調整するための低濃度補正カーブの調整値を算出する算出部と、
   階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブに前記調整値をパラメータとして含む低濃度補正カーブを加えた補正曲線に基づいて出力を調整する出力調整部と、
   を備え、
   前記算出部は、前記濃度から前記低濃度部分の出力値の色の偏りが存在しない基準グレーからの距離が最小となる点の入力値を基準の入力値として抽出し、グレーバランスを調整するための目標の入力値をターゲット値として、前記基準の入力値と前記ターゲット値を基に、前記階調補正カーブと前記低濃度補正カーブとを参照して、低濃度補正のオフセット値を前記調整値として算出する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記算出部は、前記濃度のデータから前記パッチの入出力特性を基に出力値を求める手段と、前記入出力特性から前記基準の入力値である基準グレー位置を判定するグレー位置判定手段と、前記グレーバランス調整前の前記低濃度補正カーブのオフセット値を検出する調整前オフセット値検出手段と、前記ターゲット値を受けて、前記調整前の基準とする基準グレー位置と前記ターゲット値と前記調整前の低濃度補正カーブのオフセット値から、調整用オフセット値を算出する調整値算出手段と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記チャートのパターンがランダムであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
6. 前記ターゲット値に対する出力値の許容範囲を記憶する記憶部と、前記調整後に前記補正を行って出力された画像を読み込み、その読み込んだ値が前記ターゲット値に対する出力値の許容範囲に入っているかどうかを判定し、前記目標とする範囲内ならば調整を終了し、前記目標とする範囲外ならば低濃度補正カーブの再調整を行う調整値判定部と、前記再調整の回数が設定した上限を超えた場合に調整を終了する調整回数判定部とをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置の階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブ、及び低濃度部分を補正するための低濃度補正カーブを基に補正可能な画像形成方法であって、
   低濃度部分における階調パターンで構成されたチャートを出力する第１の出力段階と、
   作成した前記チャートにおける各パッチの濃度を読み取る読取段階と、
   前記濃度から前記低濃度部分の階調における色がのり出す値に対応する入力値を基準の入力値として抽出し、前記色がのり出す値に対する目標の入力値をターゲット値として、前記基準の入力値と前記ターゲット値を基に、前記階調補正カーブと前記低濃度補正カーブとを参照して、低濃度補正のオフセット値を前記低濃度部分における出力を調整するための低濃度補正カーブの調整値として算出する算出段階と、
   階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブに前記調整値をパラメータとして含む低濃度補正カーブを加えた補正曲線に基づいて出力を調整する出力調整段階と、
   を有することを特徴とする画像形成方法。
8. 画像形成装置の階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブ、及び低濃度部分を補正するための低濃度補正カーブを基に補正可能な画像形成方法であって、
   低濃度部分におけるグレーのグラデーションパターンで構成されたチャートを出力する第１の出力段階と、
   作成した前記チャートにおける各パッチの濃度を読み取る読取段階と、
   前記濃度から前記低濃度部分の出力値の色の偏りが存在しない基準グレーからの距離が最小となる点の入力値を基準の入力値として抽出し、グレーバランスを調整するための目標の入力値をターゲット値として、前記基準の入力値と前記ターゲット値を基に、前記階調補正カーブと前記低濃度補正カーブとを参照して、低濃度補正のオフセット値を低濃度部分における出力を調整するための低濃度補正カーブの調整値として算出する算出段階と、
   階調特性を全体的に補正するための階調補正カーブに前記調整値をパラメータとして含む低濃度補正カーブを加えた補正曲線に基づいて出力を調整する出力調整段階と、
   を有することを特徴とする画像形成方法。
9. 前記ターゲット値に対する出力値の許容範囲を記憶する記憶段階と、
   前記出力調整段階の後に低濃度部分における階調パターンで構成された前記チャートを出力する第２の出力段階と、
   出力された前記チャートを読み取り、その読み込んだ値がターゲット値に対する出力値の許容範囲に入っているかどうかを判定し、目標とする範囲内ならば調整を終了する判定段階と、
   目標とする範囲外ならば前記読取段階、前記算出段階、前記第２の出力段階、及び前記判定段階を繰り返し、前記出力値を再調整する段階と、
   前記再調整の回数が設定した上限を超えた場合に調整を終了する調整回数判定段階と、
   を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像形成方法。