JP5900087B2 - 色変換装置、画像形成装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、色変換装置、画像形成装置、プログラムに関する。

特許文献１には、濃度の異なる複数の記録材を用いて画像情報の多階調記録を行なう画像記録装置において、記録後の色相・彩度が入力明度情報に対応して線形特性となるようにあらかじめ設定した変換テーブルを用いて、入力明度情報を記録材の個々の出力値に対応する複数の濃度データに変換するデータ変換手段と、データ変換手段から出力する濃度データの各々に応じて記録材の使用量を画素単位で可変にする複数の記録手段とを具備する画像記録装置が記載されている。
特許文献２には、墨量／特色量決定部では、入力されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色信号から墨量Ｋと特色量Ｏを決定し、ＹＭＣ決定部と画像記録信号出力部に転送するとともに、ＹＭＣ決定部は、入力されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色信号と墨量／特色量決定部から入力されたＫＯ色信号から、墨量がＫ色信号および特色量がＯ色信号の条件で入力されるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色信号に測色的に一致する画像出力装置のＹＭＣ色信号を決定して画像記録信号出力部に転送し、画像記録信号出力部は、墨量／特色量決定部から入力されるＫＯ色信号とＹＭＣ決定部から入力されるＹＭＣ色信号を出力するカラー画像処理方法が記載されている。

特開平１−１２８８３６号公報 特開２００４−１９４０４２号公報

ここで基本色の他に基本色とは異なる他色を使用して画像を形成する場合、基本色を要素とする入力画像信号を基本色および他色を要素となる出力画像信号に変換する必要がある。このとき形成される画像にトーンジャンプがより生じにくくなるように変換を行なうことが望ましい。

請求項１に記載の発明は、基本色および基本色とは異なる他色の色材を使用して画像を形成する画像形成手段で使用するために、基本色の入力値に対して使用できる他色の最大値である最大他色値を予め定められた色差で決定し、基本色の入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第１の他色制限率と、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率と、に基づき他色の値を決定する他色値決定部と、前記画像形成手段で使用するために、前記他色値決定部により決定された他色の値を基に基本色の値を決定する基本色値決定部と、を備え、前記他色値決定部および前記基本色値決定部を使用して、基本色を要素とする入力色信号を基本色および他色を要素とする出力画像信号に変換することを特徴とする色変換装置である。

請求項２に記載の発明は、第２の他色制限率は、基本色の総入力値が前記他色単色の最大入力値以下の範囲については、制限を行なわないものとして設定されることを特徴とする請求項１に記載の色変換装置である。
請求項３に記載の発明は、第２の他色制限率は、基本色の総入力値が総量制限値以上の範囲については、０％として設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の色変換装置である。

請求項４に記載の発明は、基本色および基本色とは異なる他色の色材を使用して画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段で使用するために、基本色の入力値に対して使用できる他色の最大値である最大他色値を予め定められた色差で決定し、基本色の入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第１の他色制限率と、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率と、に基づき他色の値を決定する他色値決定部と、前記画像形成手段で使用するために、前記他色値決定部により決定された他色の値を基に基本色の値を決定する基本色値決定部と、を備え、前記他色値決定部および前記基本色値決定部を使用して、基本色を要素とする入力色信号を基本色および他色を要素とする出力画像信号に変換することを特徴とする画像形成装置である。

請求項５に記載の発明は、前記他色は、基本色に対し濃度が低い淡色であり、前記第２の他色制限率は、基本色の総入力値が当該他色単色の最大入力値を超える範囲について制限を行なうものとして設定されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。

請求項６に記載の発明は、コンピュータに、基本色および基本色とは異なる他色の色材を使用して画像を形成する画像形成手段で使用するために、基本色の入力値に対して使用できる他色の最大値である最大他色値を予め定められた色差で決定し、基本色の入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第１の他色制限率と、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率と、に基づき他色の値を決定する他色値決定機能と、前記画像形成手段で使用するために、決定された他色の値を基に基本色の値を決定する基本色値決定機能と、を備え、前記他色値決定機能および前記基本色値決定機能を使用して、基本色を要素とする入力色信号を基本色および他色を要素とする出力画像信号に変換することを実現させるプログラムである。

請求項１の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、画像形成手段で形成される画像に、トーンジャンプがより生じにくくすることができる色変換装置を提供できる。
請求項２の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、総入力値が低い範囲では、第１のＵＣＲ率に影響をより及ぼさないように、第２の他色制限率を設定することができる。
請求項３の発明によれば、総量制限値に合わせて第２の他色制限率を設定することができる。
請求項４の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、形成される画像に、トーンジャンプがより生じにくい画像形成装置が提供できる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、濃度が低い画像において粒状性を向上させることができる。
請求項６の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、画像形成手段で形成される画像に、トーンジャンプがより生じにくくすることができる機能をコンピュータにより実現できる。

本実施の形態が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。 画像形成装置の主制御部における画像処理手段としての信号処理系を示すブロック図である。 色変換処理部の機能構成例について説明した図である。 許容する色差と最大他色値の関係を説明した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、第１のＵＣＲ率と他色の値との関係を説明した図である。 図５（ａ）に示す第１のＵＣＲ率を使用して、他色および基本色の値を決定した場合を説明した図である。 第２のＵＣＲ率について説明した図である。 図７のように設定される第２のＵＣＲ率を使用して、他色および基本色の値を決定した場合を説明した図である。 色変換処理部の動作について説明したフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜画像形成装置全体の説明＞
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１の構成例を示した図である。
画像形成装置１は、所謂「タンデム型」のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成手段の一例としての画像形成部１０と、画像形成装置１全体の動作制御や例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等との通信、画像データに対して行う画像処理等を実行する主制御部５０と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース（ＵＩ）部９０と、を備えている。

＜画像形成部の説明＞
画像形成部１０は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であって、並列的に配置されるトナー像形成手段の一例としての６つの画像形成ユニット１１ＬＭ、１１ＬＣ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（以下、「画像形成ユニット１１」）と、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像が転写される中間転写ベルト２０と、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に転写（一次転写）する一次転写ロール２１と、を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を用紙に一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２と、二次転写された各色トナー像を用紙上に定着させる定着部（定着装置）の一例としての定着ユニット６０と、を備えている。

加えて、画像形成部１０は、定着ユニット６０にて用紙上に定着された各色トナー像を冷却し、用紙上への各色トナー像の定着を促進する冷却部の一例としての冷却ユニット８０と、用紙の曲がり（カール）を矯正するカール矯正ユニット８５と、を備えている。
なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。また、二次転写ロール２２が配置され、中間転写ベルト２０上の各色トナー像が用紙に二次転写される領域を、以下、「二次転写領域Ｔｒ」という。

＜画像形成ユニットの説明＞
各画像形成ユニット１１は、機能部材として、例えば、静電潜像が形成され、その後に各色トナー像が形成される感光体ドラム１２と、感光体ドラム１２の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器１３と、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２を画像データに基づいて露光する露光器１４と、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を各色トナー（色材）により現像する現像器１５と、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６と、を備えている。
各画像形成ユニット１１の現像器１５各々は、各色トナーを貯蔵するトナー容器１７ＬＭ、１７ＬＣ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋ（以下、「トナー容器１７」）とトナー搬送路（不図示）で連結されている。そして、トナー搬送路中に設けられた補給用スクリュー（不図示）によりトナー容器１７から現像器１５に各色トナーが補給されるように構成されている。

画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収容されるトナーを除いてほぼ同様に構成され、それぞれがＬＭ（ライトマゼンタ）色、ＬＣ（ライトシアン）色、Ｙ（イエロー）色、Ｍ（マゼンタ）色、Ｃ（シアン）色、Ｋ（ブラック）色のトナー像を形成する。ここでのＬＭ色は、マゼンタ色系の色相を有し、Ｍ色よりも濃度が相対的に低いマゼンタ色であり、ＬＣ色は、シアン色系の色相を有し、Ｃ色よりも濃度が相対的に低いシアン色である。
本実施の形態では、Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色は、通常使用される色である基本色であり、ＬＣ色、ＬＭ色は、基本色とは異なる他色として位置付けられる。またＬＣ色、ＬＭ色は、基本色であるＣ色、Ｍ色に対し濃度が低い淡色であるということもできる。

＜画像形成装置における用紙搬送系の説明＞
また、画像形成部１０は、用紙搬送系として、用紙を収容する複数（本実施の形態では２個）の用紙収容容器４０Ａ、４０Ｂと、この用紙収容容器４０Ａ、４０Ｂに収容された用紙を繰り出して搬送する繰出しロール４１Ａ、４１Ｂと、用紙収容容器４０Ａからの用紙を搬送する第１搬送路Ｒ１と、用紙収容容器４０Ｂからの用紙を搬送する第２搬送路Ｒ２と、を備えている。さらに、画像形成部１０は、用紙収容容器４０Ａおよび用紙収容容器４０Ｂからの用紙を二次転写領域Ｔｒに向けて搬送する第３搬送路Ｒ３と、を備えている。加えて、画像形成部１０は、二次転写領域Ｔｒにて各色トナー像が転写された用紙を定着ユニット６０、冷却ユニット８０、およびカール矯正ユニット８５を通過するように搬送する第４搬送路Ｒ４と、カール矯正ユニット８５からの用紙を画像形成装置１の排出部から用紙積載部４４に向けて搬送する第５搬送路Ｒ５と、を備えている。
第１搬送路Ｒ１から第５搬送路Ｒ５は、それぞれに沿って搬送ロールや搬送ベルトが配置され、送られてくる用紙を順次、搬送する。

＜両面搬送系の説明＞
また、画像形成部１０は、両面搬送系として、定着ユニット６０で第１面に各色トナー像が定着された用紙を一旦保持する中間用紙収容容器４２と、カール矯正ユニット８５からの用紙を中間用紙収容容器４２に向けて搬送する第６搬送路Ｒ６と、中間用紙収容容器４２に収容された用紙を上記の第３搬送路Ｒ３に向けて搬送する第７搬送路Ｒ７と、を備えている。さらに、画像形成部１０は、カール矯正ユニット８５の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙を用紙積載部４４に向けて搬送する第５搬送路Ｒ５と中間用紙収容容器４２に搬送する第６搬送路Ｒ６とに選択的に振り分ける振分機構部４３と、中間用紙収容容器４２に収容された用紙を繰り出して第７搬送路Ｒ７に向けて搬送する繰出しロール４５と、を備えている。

＜画像形成動作の説明＞
次に、図１を用いて、本実施の形態に係る画像形成装置１での基本的な画像形成動作について説明する。
画像形成部１０の画像形成ユニット１１各々は、上記の機能部材を用いた電子写真プロセスによりＬＭ色、ＬＣ色、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により中間転写ベルト２０上に順に一次転写され、各色トナーが重畳された合成トナー像を形成する。中間転写ベルト２０上の合成トナー像は、中間転写ベルト２０の移動（矢印方向）に伴って二次転写ロール２２が配置された二次転写領域Ｔｒに搬送される。

一方、用紙搬送系では、各画像形成ユニット１１での画像形成の開始タイミングに合わせて繰出しロール４１Ａ、４１Ｂが回転動作し、用紙収容容器４０Ａおよび用紙収容容器４０Ｂの中から例えばＵＩ部９０にて指定された方の用紙が繰出しロール４１Ａ、４１Ｂにより繰り出される。繰出しロール４１Ａ、４１Ｂにより繰り出された用紙は、第１搬送路Ｒ１または第２搬送路Ｒ２と、第３搬送路Ｒ３とに沿って搬送され、二次転写領域Ｔｒに到達する。
二次転写領域Ｔｒでは、二次転写ロール２２により形成された転写電界によって、中間転写ベルト２０上に保持された合成トナー像が用紙に一括して二次転写される。

その後、合成トナー像が転写された用紙は、中間転写ベルト２０から分離され、第４搬送路Ｒ４に沿って定着ユニット６０に搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙上の合成トナー像は、定着ユニット６０によって定着処理を受けて用紙上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙は、冷却ユニット８０にて冷却され、カール矯正ユニット８５にて用紙の曲がりが矯正される。その後、カール矯正ユニット８５を通過した用紙は、振分機構部４３により、片面印刷時には第５搬送路Ｒ５に導かれて、用紙積載部４４に向けて搬送される。
なお、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれクリーナ１６、およびベルトクリーナ２６によって除去される。

一方、両面印刷時には、上述した過程によって用紙の第１面上に定着画像が形成された用紙は、カール矯正ユニット８５を通過した後、振分機構部４３により第６搬送路Ｒ６に導かれ、第６搬送路Ｒ６を中間用紙収容容器４２に向けて搬送される。そして再び、各画像形成ユニット１１による第２面の画像形成の開始タイミングに合わせて繰出しロール４５が回転し、中間用紙収容容器４２から用紙が繰り出される。繰出しロール４５により繰り出された用紙は、第７搬送路Ｒ７および第３搬送路Ｒ３に沿って搬送され、二次転写領域Ｔｒに到達する。
二次転写領域Ｔｒでは、第１面の場合と同様にして、二次転写ロール２２により形成された転写電界によって、中間転写ベルト２０上に保持された第２面の各色トナー像が用紙に一括して二次転写される。

そして、両面にトナー像が転写された用紙は、第１面の場合と同様に定着ユニット６０にて定着され、冷却ユニット８０にて冷却され、さらにはカール矯正ユニット８５にて用紙の曲がりが矯正される。その後、カール矯正ユニット８５を通過した用紙は、振分機構部４３により第５搬送路Ｒ５に導かれて、用紙積載部４４に向けて搬送される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。

＜信号処理系の説明＞
図２は、画像形成装置１の主制御部５０における画像処理手段としての信号処理系を示すブロック図である。
なお図２では、主制御部５０における信号処理系のみならず、画像形成装置１の外部装置であるＰＣ（Personal Computer）および信号処理系により処理された画像信号に基づき、画像の形成を行なう画像形成部１０についても併せて図示している。なお、この例では、画像形成装置１をプリンタとして構成する例を示している。以下、図２を参照しつつ画像信号の処理の流れについて説明を行なう。

主制御部５０は、印刷データを受け取りページ記述言語(ＰＤＬ：Page Description Language)に変換するＰＤＬ生成部５１と、ＰＤＬ生成部５１により生成されたＰＤＬからラスタイメージを作成するラスタライズ（rasterize）部５２と、ＣＭＹＫデータをＣＭＹＫＬＣＬＭデータに変換する色変換処理部５３と、色変換処理部５３により変換されたラスタイメージの調整を行なうラスタイメージ調整部５４と、スクリーン処理を行なうスクリーン処理部５５とを備える。

本実施の形態では、まずＰＤＬ生成部５１がＰＣから印刷データを受け取る。この画像データは、ＰＣを使用するユーザが、画像形成装置１により印刷したい画像データである。画像データを受け取ったＰＤＬ生成部５１は、これをＰＤＬで記述されたコードデータに変換して出力する。

ラスタライズ部５２は、ＰＤＬ生成部５１から出力されてくるＰＤＬで記述されたコードデータを各画素毎のラスタデータに変換し、ラスタイメージとする。そして、ラスタライズ部５２は、変換後のラスタデータをＣ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色の色信号であるＣ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”データとして出力する。このとき、ラスタライズ部５２は、１ページ毎にＣＭＹＫデータを出力することになる。なおラスタライズ部５２は、ＲＩＰ（Raster Image Processor）を用いて構成することができる。

色変換処理部５３は、詳しくは後述するが色変換装置として機能する。そして色変換処理部５３では、ラスタライズ部５２から入力されるＣ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”データを画像形成部１０依存の色空間におけるＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’データに変換した後、画像形成部１０の再現色(Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色、ＬＣ色、ＬＭ色)の色信号であるＣＭＹＫＬＣＬＭデータに変換して出力する。このＣＭＹＫＬＣＬＭデータは、色毎に分離されたＣ色データ、Ｍ色データ、Ｙ色データ、Ｋ色データ、ＬＣ色データ、ＬＭ色データから構成される。

ラスタイメージ調整部５４は、色変換処理部５３から入力されるＣＭＹＫＬＣＬＭデータに対し、γ変換、精細度処理、中間調処理等を施すことで、より良好な画質を画像形成部１０で得られるように各種の調整を行なう。

スクリーン処理部５５は、主走査方向および副走査方向に予め定められた閾値配列を有するスクリーンにより、画像情報にスクリーン処理を行なう。本実施の形態では、スクリーンとして例えば、ＡＭ（Amplitude Modulation）スクリーンを使用する。これにより画像形成部１０において、二値の画像データで擬似的に中間階調を表現することができる。

＜色変換処理部５３の説明＞
次に本実施の形態の色変換装置の一例である色変換処理部５３についてさらに詳しく説明する。
図３は、色変換処理部５３の機能構成例について説明した図である。
色変換処理部５３は、第１色空間変換部５３１と、第２色空間変換部５３２と、他色値決定部５３３と、基本色値決定部５３４とを備える。

第１色空間変換部５３１は、ラスタライズ部５２から出力されるＣ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”データを、画像形成部１０依存の色空間におけるＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋデータに変換する。ここでは例えば、多次元テーブルであるＬＵＴ（Look Up Table）により変換が行なわれる。この場合ＬＵＴは、４入力４出力のＬＵＴとなる。

第２色空間変換部５３２は、第１色空間変換部５３１で変換されたＣ’Ｍ’Ｙ’ＫデータをＬａｂ色空間における色データであるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊データにさらに変換する。

他色値決定部５３３は、第２色空間変換部５３２により変換されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊データから、基本色の入力値に対して使用できる他色の最大値である最大他色値を予め定めた色差の範囲で決定する。そして基本色の入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第１の他色制限率（第１のＵＣＲ率）と、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率（第２のＵＣＲ率）と、に基づき他色の値を決定する。
つまり本実施の形態では、他色であるＬＣ色、ＬＭ色について使用可能な最大値を求め、その最大値に第１のＵＣＲ率や第２のＵＣＲ率を乗じてＬＣ色、ＬＭ色の値を求める。

最大他色値は、出力画像信号の各要素の合計値（この場合、ＣＭＹＫＬＣＬＭ各色の値の合計値）である総量制限値（色材総量）以下の範囲で求める必要がある。なお、ＬＣ色を用いなくてもＣ色により色再現されることから、ＬＣ色について最小他色値は０である。同様にしてＬＭ色を用いなくてもＭ色により色再現されることから、ＬＭ色について最小他色値は０である。
また本実施の形態では、最大他色値を求める際に、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の色信号との色差を最小とするのではなく、予め定めた色差を許容し、その許容されている色差の範囲で最大他色値を求める。予め定めた色差を許容することにより、色差を最小とする場合と比べて他色の値の範囲が広がり、従って最大他色値が大きくなる。なお、許容する色差を大きくすればするほど再現される色がもとの色から離れることになるため、最大他色値と再現される色との兼ね合いで設定すればよい。

第１のＵＣＲ率は、例えばＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の色信号に対する関数により設定してもよく、また明度や彩度などに応じた関数としてもよい。ただし詳しくは後述するが、本実施の形態では、他色であるＬＣ色の第１の他色制限率は、基本色であるＣ’色の値に対し設定する。また他色であるＬＭ色の第１の他色制限率は、基本色であるＭ’色の値に対し設定する。
第２のＵＣＲ率は、詳しくは後述するが、基本色の総入力値に対して設定される。ここでは総入力値は、Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋで表わされるＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋの各値の合計値である。

基本色値決定部５３４は、他色値決定部５３３により決定された他色の値を基に基本色の値を決定する。本実施の形態では、他色値決定部５３３で求めた他色であるＬＣ色およびＬＭ色の値とＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の値を用いて、基本色であるＣ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色の値を求める。求める方法としては周知の方法を用いればよく、例えば画像形成部１０の入出力特性をモデル化し、そのモデルを用いて算出すればよい。例えば画像形成部１０に（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＬＣ、ＬＭ）を与えた場合に出力される色の測色値が（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）である場合、画像形成部１０の入出力特性を関数ｆとすれば、これらの関係は、下記（１）式で表わされる。
（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）＝ｆ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＬＣ、ＬＭ） …（１）

基本色値決定部５３４では、この関数の逆関数である下記（２）式を用い、ＬＣ色、ＬＭ色およびＫ色から、Ｃ色、Ｍ色およびＹ色の値を求める。
（Ｃ、Ｍ、Ｙ）＝ｆ^−１（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊、Ｋ、ＬＣ、ＬＭ） …（２）

ここにおいて、関数ｆは、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＬＣ、ＬＭが与えられた場合に、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊を一意的に求めることができる関数であり、例えば、ニューラルネットワークを用いて得られるものである。この関数ｆは、画像形成装置１を用いることで予め色票を複数形成し、各色票のＬ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値を測定した測定結果に基づいて導出することができる。この色票は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＬＣ、ＬＭの各色の全ての組み合わせを、例えば画像面積率２５％きざみ（０％、２５％、５０％、７５％、１００％）で濃度を変化させて作成した画像である。なお、関数ｆは（１）式の関係を表現でき、逆関数である（２）式が求められるものであれば、どのようなものでもよいのは明らかである。

以下、最大他色値を求める方法および第１のＵＣＲ率を設定する方法についてさらに詳しく説明を行なう。

＜最大他色値を求める方法の説明＞
他色値決定部５３３では、画像形成部１０に対して決められている各色の値の合計（色材総量ＴＡＣ（Total Area Coverage）＝Ｃ＋Ｍ＋Ｙ＋Ｋ＋ＬＣ＋ＬＭ）以下であることを条件とし、与えられたＫ色の値を固定して、（２）式をＬＣ色およびＬＭ色を独立（他方の値を零と設定する）に変化させながら解く。その際に、設定した色差を許容する。この設定されている色差の範囲内において、ＣＭＹの解が存在するＬＣ色およびＬＭ色の最大値（最大他色値：ｍａｘＬＣ、ｍａｘＬＭ）を決定する。なお、ＣＭＹの解が存在するＬＣ色およびＬＭ色の最小値（最小他色値：ｍｉｎＬＣ、ｍｉｎＬＭ）は０である。

図４は、許容する色差と最大他色値の関係を説明した図である。
図４においてはＣ色についての一例を示しており、Ｃ’色の値と最大他色値ｍａｘＬＣとの関係を示している。また、ｄＥ１、ｄＥ２、ｄＥ３、ｄＥ４はそれぞれ設定した色差を示しており、ｄＥ１＜ｄＥ２＜ｄＥ３＜ｄＥ４である。設定する色差がｄＥ１では最大他色値ｍａｘＬＣは他の色差の場合に比べて小さいが、許容する色差を大きくするに従って最大他色値ｍａｘＬＣは大きくなり、ｄＥ３、ｄＥ４の場合には最大他色値ｍａｘＬＣは１００％まで達している。このように、許容する色差を大きくすることによって最大他色値ｍａｘＬＣが増加するため、許容する色差が小さい場合に比べて粒状性が向上する。また、許容する色差が小さい場合に比べて最大他色値の変化に凹凸が減少し、階調性が向上する。しかしながら、色差を大きくすると再現される色の誤差も大きくなることから、両者を勘案して色差を設定すればよい。

＜第１のＵＣＲ率を設定する方法の説明＞
他色値決定部５３３は、さらに、Ｃ’およびＭ’の値に対応する第１のＵＣＲ率（αＣ、αＭ）を、それぞれ下記（３）式で示す関数ｇ_Ｃ、ｇ_Ｍにより決定する。
αＣ＝ｇ_Ｃ（Ｃ’）、αＭ＝ｇ_Ｍ（Ｍ’） …（３）
そして、ＬＣ’とＬＭ’の値を、下記（４）式で決定する。
ＬＣ’＝ｍａｘＬＣ・αＣ、ＬＭ’＝ｍａｘＬＭ・αＭ …（４）
なお詳しくは、後述するが、このＬＣ’値およびＬＭ’値は最終的なＬＣ値およびＬＭ値ではない。

図５（ａ）〜（ｂ）は、第１のＵＣＲ率と他色の値との関係を説明した図である。
図中、破線は最大他色値を、細線は得られた他色の値を、太線は第１のＵＣＲ率をそれぞれ示している。最大他色値及び他色の値とも０％以上１００％以下の値をとるものとし、第１のＵＣＲ率についても０％以上１００％以下の値をとるものとして、縦軸を共通に用いている。横軸は基本色の値を示している。ここでは、基本色のＣ’色の値に対する、ｍａｘＬＣの値、ＬＣ色の値（上記ＬＣ’の値）、および第１のＵＣＲ率αＣの値の関係の一例を示している。

図５（ａ）に示す例では、Ｃ’色の値が最大値の場合に第１のＵＣＲ率を１００％とし、ＬＣ色の値が最大他色値ｍａｘＬＣとなるように、第１のＵＣＲ率を求める関数ｇ_Ｃを設定している。また図中、領域Ａ及び領域ＢではＵＣＲ率を抑える設定としている。領域Ａでは、最大他色値ｍａｘＬＣを求める際に、設定されている色差を許容していることから、第１のＵＣＲ率を抑えてＬＣ色の値も抑えることにより、ＬＣ色の値を最大他色値ｍａｘＬＣとする場合に比べて再現される色の誤差を減らしている。また、領域Ｂでは、最大他色値ｍａｘＬＣが増加から一定値に変わるので、その変化を、ＬＣ色の値として最大他色値ｍａｘＬＣを用いる場合に比べて少なくしている。これによって、ＬＣ色の値を抑えた分だけＣ色が徐々に使用されることになり、色の急激な変化を抑えている。この図５（ａ）に示す例では、より淡色であるＬＣ色が多く使用されることから、粒状性や階調性などの画質を重視する場合の第１のＵＣＲ率の設定例と言える。

図５（ｂ）に示す例では、Ｃ’色の値が最大値の場合に第１のＵＣＲ率を０％とし、他色ＬＣの値が最小（この例では０％）となるように、第１のＵＣＲ率を求める関数ｇ_Ｃを設定している。この例においても、領域Ａ及び領域Ｂでは第１のＵＣＲ率を抑えている。領域Ａについては図５（ａ）で説明した通りである。領域Ｂでは、第１のＵＣＲ率をＣ’色の値の増加に伴って単調に減少させている。これによって、他色であるＬＣ色の値が基本色であるＣ’の値の増加に伴って減少し、その分だけＣ色が使用されることになる。例えばＣ’色の値が１００％の場合、図５（ａ）に示した例ではＬＣ色の値が１００％、Ｃ色の値も１００％となり、Ｃ色、ＬＣ色の総値が２００％となるのに対して、図５（ｂ）に示した例ではＬＣ色の値が０％、Ｃ色の値が１００％となり、Ｃ色、ＬＣ色の総値が１００％となる。このように、図５（ｂ）に示した例では、使用する色材の総値が図５（ａ）に示した例に比べて減少することから、コスト（色材消費値）を重視する場合の第１のＵＣＲ率の設定例と言える。

第１のＵＣＲ率は、図５（ａ）〜（ｂ）に示した例に限らずに設定してもよいことは言うまでもない。第１のＵＣＲ率を設定する関数を調整すれば、それによって他色の値が制御され、画質やコストなどの要求に対応した他色の値（及び基本色値決定部５３４で対応する基本色の値）が得られることになる。

＜第２のＵＣＲ率の説明＞
しかしながら以上のように最大他色値や第１のＵＣＲ率のみから他色や基本色の値を求める方法では、問題が生ずる場合がある。

図６は、図５（ａ）に示す第１のＵＣＲ率を使用して、他色および基本色の値を決定した場合を説明した図である。
図６で横軸は、第１色空間変換部５３１で変換されたＣ’Ｍ’データの入力値を表わし、縦軸は、この入力値に対し、出力されるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＬＣ’、ＬＭ’の各出力値である。そしてこの場合の入力値としては、Ｙ’、Ｋ’については、Ｙ’＝１００％、Ｋ’＝０％の固定であるとともに、Ｃ’、Ｍ’については、Ｃ’、Ｍ’の入力値が横軸の値となる。即ち、例えば横軸が２０％の箇所での実際の入力値は、Ｃ’＝２０％、Ｍ’＝２０％、Ｙ’＝１００％、Ｋ’＝０％である。

図示するように、Ｃ’、Ｍ’の入力値が比較的大きい５０％付近においてＬＣ’、ＬＭ’、Ｃ、Ｍの各値が急激に変化する箇所があることがわかる。即ち図中領域Ｄで示す箇所においてＬＣ’およびＬＭ’の各値が増加から急激な減少に転じ、図中領域Ｅで示す箇所において、ＣおよびＭの各値が、急激に増加する。

この場合、入力値のわずかな変化に対し、出力値が急に変化するため、画像形成部１０で画像を形成させたときに、画像にトーンジャンプが生じやすくなるという問題が生ずる。
この現象を抑制するには、例えば、第１のＵＣＲ率に基づきＬＣ’、ＬＭ’をより抑える設定とすることも考えられるが、この場合、画像の濃度が低い箇所について、画像形成部１０で形成される画像の粒状性が悪化するという問題が新たに生ずる。即ち画像の濃度が低い箇所については、図６で示すようにＬＣ色、ＬＭ色が多く使用されるため、ＬＣ’、ＬＭ’を抑える設定とすると、画像の粒状性が悪化しやすくなる。

そこで本実施の形態では、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率（第２のＵＣＲ率）を新たに設定する。そして第１のＵＣＲ率および第２のＵＣＲ率に基づき他色の値を決定する。

図７は、第２のＵＣＲ率について説明した図である。
図７で横軸は、第１色空間変換部５３１で変換されたＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’データの総入力値を表わす。即ち、Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋ’で表わされるＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’の各値の合計値である。また縦軸は、他色の使用を制限する割合である第２のＵＣＲ率である。即ちここでは、縦軸は、ＬＭ色、ＬＣ色の最大他色値に対してこれらの色の使用を制限する割合となる。

図示するように、この例では、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’データの総入力値が１４０％までは、第２のＵＣＲ率を１００％とする。そして総入力値が２６０％で第２のＵＣＲ率を０％として、その間を直線で結ぶ設定としている。

ここで総入力値が１４０％まで第２のＵＣＲ率が１００％なのは、第２のＵＣＲ率が１００％において画像形成部１０により形成される画像にトーンジャンプが生じない上限値がこの値だからである。つまり総入力値が１４０％を超えると、第２のＵＣＲ率によりＬＭ色、ＬＣ色に制限をかけないと画像にトーンジャンプが生ずやすくなる。また総入力値が１４０％まで第２のＵＣＲ率が１００％とすることで、ＬＣ色、ＬＭ色がより多く入ることになり、画像の粒状性が向上する。このため総入力値が１００％を超す範囲であって、かつ予め定められた範囲までは、第２のＵＣＲ率を１００％とすることが好ましい。なお総入力値が１００％以下の範囲では、第１のＵＣＲ率に影響を及ぼさないように第２のＵＣＲ率は１００％とする必要がある。つまり第２のＵＣＲ率は、基本色の総入力値が他色単色の最大入力値（１００％）を超える範囲について制限を行なうものとして設定される。そして第２のＵＣＲ率は、基本色の総入力値が他色単色の最大入力値（１００％）以下の範囲については、制限を行なわないものとして設定される。
一方、総入力値が２６０％で第２のＵＣＲ率を０％とするのは、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’の総量制限値が２６０％であるのでそれに合わせたものである。つまり第２のＵＣＲ率は、基本色の総入力値が総量制限値以上の範囲については、０％として設定される。

また第２のＵＣＲ率の設定はこれに限られるものではない。例えば、図７の場合と同様に、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’データの総入力値が１４０％までは、第２のＵＣＲ率を１００％とし、総入力値が２６０％で０％とする一方で、その間を曲線で結んでもよい。

以上のように第２のＵＣＲ率を導入することで、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’の総入力値が大きい範囲、つまり画像の濃度が高い箇所について、ＬＣ色、ＬＭ色の出力値を抑えることができる、その結果、図６におけるＬＣ’、ＬＭ’、Ｃ、Ｍの各値が急激に変化する箇所が生じにくくなる。また画像の濃度が高い箇所では、画像形成部１０により形成される画像の粒状性については問題が生じにくい。そのためＬＣ色、ＬＭ色の入力値を抑えても画像の粒状性については、問題がない。一方、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’の総入力値が小さい範囲については、第２のＵＣＲ率によってＬＣ色、ＬＭ色の出力値は制限を受けず、第１のＵＣＲ率により制限を受けることになる。そのためＬＣ色、ＬＭ色の出力値は、第２のＵＣＲ率を設けた場合と設けない場合とであまり変化がなく、第２のＵＣＲ率を設けても画像形成部１０により形成される画像について、粒状性が悪化することはない。

図８は、図７のように設定される第２のＵＣＲ率を使用して、他色および基本色の値を決定した場合を説明した図である。
図８は、図６に対し、第１のＵＣＲ率のみならず第２のＵＣＲ率を使用した場合について図示している。よって図６と同様に、横軸は、第１色空間変換部５３１で変換されたＣ’Ｍ’データの入力値を表わし、縦軸は、この入力値に対し、出力されるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＬＣ’、ＬＭ’の各出力値である。そしてこの場合の入力値としては、Ｙ’、Ｋ’については、Ｙ’＝１００％、Ｋ’＝０％の固定であるとともに、Ｃ’、Ｍ’については、Ｃ’、Ｍ’の入力値が横軸の値となる。

図示するように、出力値が急激に変化する箇所が消失し、出力値は、全体的に滑らかな曲線を描く。そのため入力値の変化に対し、出力値が急激に変化することがないため、画像形成部１０においてトーンジャンプが生じにくくなる。

次に第２のＵＣＲ率を使用して最終的なＬＣ色およびＬＭ色の値を求める方法を説明する。
この第２のＵＣＲ率は、これをβとすると、以下の（５）式で示される関数ｈにより決定される。
β＝ｈ（Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋ’） …（５）

他色値決定部５３３では、画像形成部１０に対して決められている各色の値の合計（色材総量ＴＡＣ＝Ｃ＋Ｍ＋Ｙ＋Ｋ＋ＬＣ＋ＬＭ）以下であることを条件とし、（１）式をＬＣ色およびＬＭ色の比を固定（ＬＣ’とＬＭ’の比を固定）した状態で変化させながら解く。これにより設定されている色差の範囲内において、ＣＭＹの解が存在するＬＣ色およびＬＭ色の最大値（ｍａｘＬＣ_２、ｍａｘＬＭ_２）を決定する。なおＬＣ色およびＬＭ色の最大値については、本実施の形態では計算時間を短縮するために、ＬＣ色およびＬＭ色の比を固定した状態で求めたが、ＬＣ色およびＬＭ色の組み合わせ全てについて、ＣＭＹの解が存在するものを求め、ＬＣ色およびＬＭ色の総和が最大となる組み合わせを最大値としてもよい。

そして、最終的なＬＣとＬＭの値を、下記（６）式で決定する。
ＬＣ＝ｍａｘＬＣ_２・β、ＬＭ＝ｍａｘＬＭ_２・β …（６）

＜色変換処理部５３の動作の説明＞
次に色変換処理部５３の一連の動作についてまとめて説明を行なう。
図９は、色変換処理部５３の動作について説明したフローチャートである。
まず第１色空間変換部５３１が、ラスタライズ部５２から出力されるＣ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”データを、画像形成部１０の色空間に依存するＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’データに変換する（ステップ１０１）。
次に第２色空間変換部５３２が、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊データにさらに変換する（ステップ１０２）。

そして他色値決定部５３３が、許容される色値の範囲と色材総量ＴＡＣの制限下において、ＬＣ色、ＬＭ色についての最大他色値であるｍａｘＬＣおよびｍａｘＬＭを決定する（ステップ１０３）。

また他色値決定部５３３は、Ｃ’およびＭ’の入力値に対応する第１のＵＣＲ率（αＣ、αＭ）を、それぞれ（３）式で示す関数ｇ_Ｃ、ｇ_Ｍにより決定する（ステップ１０４）。

さらに他色値決定部５３３は、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’の総入力値（Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋ’）に対応する第２のＵＣＲ率βを（５）式により決定する（ステップ１０５）。

次に暫定的なＬＣ色およびＬＭ色の値として、ＬＣ’とＬＭ’の値を、（４）式により決定する（ステップ１０６）。
またＬＣ’とＬＭ’の値を使用して、ｍａｘＬＣ_２、ｍａｘＬＭ_２を決定する（ステップ１０７）。
さらに最終的なＬＣとＬＭの値を、ｍａｘＬＣ_２、ｍａｘＬＭ_２、第２のＵＣＲ率βを使用して（６）式により決定する（ステップ１０８）。

最後に基本色値決定部５３４が、ＬＣ、ＬＭの値とＬ^＊、ａ^＊、ｂ^＊の各値およびＫの値を使用し、（２）式を用いることで、Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色の値を求める（ステップ１０９）。これによりＣ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色、ＬＣ色、ＬＭ色についての全ての値が求められる。

以上の方法で、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋの４色からＣＭＹＫＬＣＬＭの６色に色分解を行なうことができる。そしてこの出力画像信号を使用して画像形成部１０で画像形成を行なった場合に、トーンジャンプをより生じにくくすることができる。さらに画像形成部１０で形成される画像の粒状性についても向上させることができる。

なお上述した例では、基本色であるＣＭＹＫ各色とは異なる他色として、ＬＣ色およびＬＭ色を使用していたが、これに限られるものではない。例えば、他色としてＯ（オレンジ）色、Ｇ（グリーン）色、Ｖ（バイオレット）色を使用してもよい。またその他の色ものでも有色のものであれば使用するのに制限はない。即ち、基本色に対し１色以上の他色を加えて画像形成を行なう場合に適用できる。

ただし本実施の形態は、他色が基本色に対し濃度が低い淡色である場合に特に有効である。つまり本実施の形態では、Ｃ（シアン）色より淡色であるＬＣ（ライトシアン）色とＭ（マゼンタ）色より淡色であるＬＭ（ライトマゼンタ）色を他色として使用している。そしてこの場合、図６で説明した現象がより生じやすく、そのため画像形成部１０においてトーンジャンプの問題がより生じやすい。

さらに本実施の形態では、電子写真方式の画像形成装置１について説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、インクジェット方式の画像形成装置についても適用できる。なお、この場合、画像形成装置で使用する色材は、インクとなる。

また上述した他色値決定部５３３、基本色値決定部５３４で行なう色変換処理は、実際には、例えば他色値決定部５３３、基本色値決定部５３４の機能を有する多次元テーブルであるＬＵＴ（Look Up Table）を作成することにより行なわれる。この場合ＬＵＴは、４入力６出力のＬＵＴとなる。

ここで本実施の形態における色変換処理部５３が行なう処理は、例えば、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、主制御部５０に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、色変換処理部５３の各機能を実現するプログラムを図示しないメインメモリにロードして実行することにより行なわれる。

よって色変換処理部５３が行なう処理は、コンピュータに、基本色および基本色とは異なる他色の色材を使用して画像を形成する画像形成部１０で使用するために、基本色の入力値に対して使用できる他色の最大値である最大他色値を予め定められた色差で決定し、基本色の入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第１の他色制限率と、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率と、に基づき他色の値を決定する他色値決定機能と、画像形成部１０で使用するために、決定された他色の値を基に基本色の値を決定する基本色値決定機能と、を備え、他色値決定機能および基本色値決定機能を使用して、基本色を要素とする入力色信号を基本色および他色を要素とする出力画像信号に変換することを実現させるプログラムとして捉えることもできる。

なお、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。

１…画像形成装置、１０…画像形成部、５０…主制御部、５３…色変換処理部、５３１…第１色空間変換部、５３２…第２色空間変換部、５３３…他色値決定部、５３４…基本色値決定部

Claims (6)

1. 基本色および基本色とは異なる他色の色材を使用して画像を形成する画像形成手段で使用するために、基本色の入力値に対して使用できる他色の最大値である最大他色値を予め定められた色差で決定し、基本色の入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第１の他色制限率と、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率と、に基づき他色の値を決定する他色値決定部と、
   前記画像形成手段で使用するために、前記他色値決定部により決定された他色の値を基に基本色の値を決定する基本色値決定部と、
   を備え、
   前記他色値決定部および前記基本色値決定部を使用して、基本色を要素とする入力色信号を基本色および他色を要素とする出力画像信号に変換することを特徴とする色変換装置。
2. 前記第２の他色制限率は、基本色の総入力値が前記他色単色の最大入力値以下の範囲については、制限を行なわないものとして設定されることを特徴とする請求項１に記載の色変換装置。
3. 前記第２の他色制限率は、基本色の総入力値が総量制限値以上の範囲については、０％として設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の色変換装置。
4. 基本色および基本色とは異なる他色の色材を使用して画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段で使用するために、基本色の入力値に対して使用できる他色の最大値である最大他色値を予め定められた色差で決定し、基本色の入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第１の他色制限率と、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率と、に基づき他色の値を決定する他色値決定部と、
   前記画像形成手段で使用するために、前記他色値決定部により決定された他色の値を基に基本色の値を決定する基本色値決定部と、
   を備え、
   前記他色値決定部および前記基本色値決定部を使用して、基本色を要素とする入力色信号を基本色および他色を要素とする出力画像信号に変換することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記他色は、基本色に対し濃度が低い淡色であり、前記第２の他色制限率は、基本色の総入力値が当該他色単色の最大入力値を超える範囲について制限を行なうものとして設定されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. コンピュータに、
   基本色および基本色とは異なる他色の色材を使用して画像を形成する画像形成手段で使用するために、基本色の入力値に対して使用できる他色の最大値である最大他色値を予め定められた色差で決定し、基本色の入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第１の他色制限率と、基本色の総入力値に対して設定され、最大他色値に対して他色の使用を制限する割合である第２の他色制限率と、に基づき他色の値を決定する他色値決定機能と、
   前記画像形成手段で使用するために、決定された他色の値を基に基本色の値を決定する基本色値決定機能と、
   を備え、
   前記他色値決定機能および前記基本色値決定機能を使用して、基本色を要素とする入力色信号を基本色および他色を要素とする出力画像信号に変換すること
   を実現させるプログラム。

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