(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基本色を互いに異なる階調値で組み合わせた混色の測色パッチデータを複数種類生成する測色パッチ生成手段と、
階調補正パラメータに基づいて、前記階調値を補正する階調補正手段と、
記録媒体上に印刷された測色パッチから反射特性を測定する測定センサと、
前記反射特性と、前記測色パッチデータに基づいて、前記階調補正手段に用いる前記階調補正パラメータを合成する階調補正パラメータ生成手段と、を備え、
前記測色パッチデータは、ユーザから印刷要求される原稿データに対応する出力画像に近接して配置され、
前記測色パッチ生成手段は、該測色パッチに近接する原稿データの色情報に基づいて、前記測色パッチデータを生成することを特徴とする画像形成システム。
【請求項２】
前記階調補正パラメータ生成手段は、少なくとも１つ以上の階調値の変化を近似する基底となる変動モードパラメータ、前記反射特性、前記測色パッチに対応する入力画像データの階調値に基づいて、前記階調補正手段に用いる前記階調補正パラメータを合成することを特徴とする請求項１記載の画像形成システム。
【請求項３】
前記測色パッチ生成手段は、前記記録媒体上の余白領域の全長を所定の単位長さで割った数以内の個数の前記測色パッチデータを生成することを特徴とする請求項１記載の画像形成システム。
【請求項４】
前記測色パッチ生成手段は、前記記録媒体上に印刷される少なくとも１ページ毎に前記測色パッチデータを生成すること特徴とする請求項１記載の画像形成システム。
【請求項５】
前記測色パッチ生成手段は、前記測色パッチデータの色情報を決定するために用いる基本色に係る入力階調値の総和値を、予め定められた規定値を超えない範囲内の値とすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１記載の画像形成システム。
【請求項６】
前記測色パッチは、ユーザから印刷要求される原稿データに対応する前記記録媒体上の記録領域とは異なる余白領域に形成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１記載の画像形成システム。
【請求項７】
前記測色パッチは、前記記録媒体上の異なるページ間において相違すること特徴とする請求項１乃至６の何れか１記載の画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子画像データに基づいてデジタル印刷を行う際の画像形成装置のカラー管理に好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子画像データを大量な枚数の記録媒体に印刷することを前提とした電子写真方式やインクジェット方式などのデジタル印刷装置が知られている。
デジタル印刷装置では、数百枚、数千枚といった連続出力を行う場合でも、出力色の安定性が要求される。特に、数ページ毎に、若干のコンテンツが差し替えられた程度の同種原稿が反復されるようなユースケースや、複数拠点で分散して印刷されるようなユースケースでは、再現色の安定管理が重要となる。
しかし、本格的な商用印刷とは異なり、これらのデジタル印刷装置が利用される動作環境は、必ずしも厳密には管理されていない場合が多く、また、多様な原稿種の混合印刷により、トナーやインキの供給量やマシンコンディションも刻々と変化するといった回避不能な不安定要因も多くある。このため、出力色をある程度厳密に安定管理することが要求される場合には、たびたび機械を停止して、キャリブレーションを行なうことが必要となる。
【０００３】
しかし、このようなキャリブレーション動作が度々行なわれると、損紙の発生や、印刷ジョブの停止、作業工数の増大、といったキャリブレーション負担時の問題を生じる。
このような問題に対して、特許文献１では、電子写真方式の印刷装置からの出力画像を測色し、測色値と予め保持した基準色との差分が最小となるよう階調補正曲線（ＴＲＣ）を補正するフィードバック制御を施す技術が開示されている。
また特許文献２では、再現色の色空間全体のドリフトを、その変動主成分により近似するモデルを用いて、インラインの測色結果から補正する技術が開示されている。
【０００４】
また特許文献３では、階調再現曲線の変動モードをその主成分で近似する技術が開示されている。
これらの方式にあっては、本来無限の自由度がある再現色の変化を、より少ないパラメータで特徴付けることを可能とするが、特に測色可能なパッチ数や色の組み合わせに大きな制約がある場合について考慮するものではなかった。
例えば、余白のある印刷を前提としているシステムでは、特許文献４のように、コントロールストリップと呼ばれる余白上に形成される測色パッチを利用して、画像濃度変動を監視することもよく行われている。
しかし、混色も含めた色再現域全体での目標色からのずれを最小にするために、印刷基本色の各階調特性を決定しようとすると、膨大な測色パッチ数を狭い余白領域に収容しなくてはならないといった問題があった。
【０００５】
例えば、仮にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋという４色の中間階調レベルを夫々に５段階に設定しただけでも、５４＝６２５色もの測色パッチが必要となるのに対し、測色装置を用いた検証も考慮して、１パッチの大きさとして６ｍｍ角サイズ程度を想定した場合でも、長さ３００ｍｍ程度の領域に配置可能なパッチ数は高々５０個しか配置できない制約を生じる。例え複数ページにパッチを振り分けたとしても、何ページにも渡るパッチセットでは、測色中の特性変動の影響が無視できなくなるといった問題があった。印刷基本色が４色を超える場合には、このような問題はさらに深刻になる。
このような問題に対して、特許文献５には、測色パッチをＬａｂ空間上に均等に分布するように乱数を用いてパッチデータを生成することで、パッチ数を抑制するという技術思想が示唆されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献５にあっては、具体的に階調補正曲線（ＴＲＣ）を決定する方法が開示されていない。
また、引用文献５にあっては、測色パッチをＬａｂ空間上に均等に分布するように乱数を用いてパッチデータを生成しているので、Ｌａｂ空間上の分布数が多くなることに起因して、コントロールストリップとして実現可能な規模までパッチ数を低減することができなかった。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、より少ない測色パッチによる基本色の階調特性についての推定精度を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、複数の基本色を互いに異なる階調値で組み合わせた混色の測色パッチデータを複数種類生成する測色パッチ生成手段と、階調補正パラメータに基づいて、前記階調値を補正する階調補正手段と、記録媒体上に印刷された測色パッチから反射特性を測定する測定センサと、前記反射特性と、前記測色パッチデータに基づいて、前記階調補正手段に用いる前記階調補正パラメータを合成する階調補正パラメータ生成手段と、を備え、前記測色パッチデータは、ユーザから印刷要求される原稿データに対応する出力画像に近接して配置され、前記測色パッチ生成手段は、該測色パッチに近接する原稿データの色情報に基づいて、前記測色パッチデータを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、より少ない測色パッチによる基本色の階調特性についての推定精度を確保することができにある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成システムの構成を示すブロック図である。
【図２】画像データ処理におけるデータの流れを示す図である。
【図３】レーザプリンタの概要構成を示す断面図である。
【図４】測色領域抽出処理を示すフローチャートである。
【図５】変動モードおよび変動補正ゲインの一例を示すグラフ図である。
【図６】フィードバックプロセスを示すフローチャートである。
【図７】コントロールストリップの配置の一例を示す図である。
【図８】配色リストを示す図である。
【図９】総和階調値の分布の一例を示すグラフ図である。
【図１０】測色サンプル点数とモードパラメータ推定誤差の関係を示す図である。
【図１１】ユーザ画像領域から抽出された測色領域の階調値分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明は、より少ない測色パッチによる基本色の階調特性についての推定精度を確保するために、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の画像形成システムは、互いに異なる基本色の階調値を組み合わせた複数の測色パッチを生成する測色パッチ生成手段と、階調補正パラメータに基づいて、前記階調値を補正する階調補正手段と、測色パッチから反射特性を測定する測定センサと、反射特性と、測色パッチに対応する入力画像データの階調値に基づいて、階調補正手段に用いる前記階調補正パラメータを合成する階調補正パラメータ生成手段と、を備えることを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、より少ない測色パッチによる基本色の階調特性についての推定精度を確保することができる。
上記の本発明の特徴に関して、以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
（システム構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成システムの構成を示すブロック図である。
画像形成システムは、ユーザＰＣ１、ネットワーク２、サーバ７、画像形成装置８を備えている。
本実施形態において、画像形成システムの主要部である画像形成装置８は、ネットワーク２を介して入力される原稿データ（入力画像データ）をメモリ上に画素配列として展開して処理する画像処理部３、印刷そのものを実行する画像出力デバイスである電子写真方式のプリンタエンジン４、プリンタエンジン４の制御を行うエンジン制御部９、画像処理部３で展開された画素配列をプリンタエンジン４で出力可能な階調数に変換する階調処理部３１、プリンタエンジン４からの出力画像６を出力前にインラインで検査する画像検査部５、および、画像検査部５で検出された画像から出力画像の色調変動（濃度変動、色相変動など）を検出し、階調処理部３１に対して補正パラメータを与える色調制御部２８を備えている。
【００１２】
この中で、エンジン制御部９は、プリンタエンジン４と同一の筐体に搭載され、色調制御部２８、階調処理部３１、画像検査部５とともに本体ユニット群３２を構成している。
画像処理部３は、これら本体ユニット群３２とは別体のＰＣ上のソフトウエアと拡張ボードで構成され、本体ユニット群３２に対して交換可能なシステム構成となっている。また、特に図示はしていないが、独立したユーザインタフェースも備えている。
ユーザ原稿の印刷紙面上における割り付けの詳細と、後述する図７のコントロールストリップ７３ａ、７３ｂおよび、トンボ７２のレイアウトは、このユーザインタフェース上で、ユーザにより指示される。
特に、この画像処理部３は、入力画像データに基づいて、複数の測色パッチに係るデータを生成する。すなわち、画像処理部３は、コントロールストリップ７３ａ、７３ｂに割り付けられる測色パッチの生成も行う。画像処理部３は、互いに異なる基本色に係る階調値を組み合わせた複数の測色パッチに係るデータを生成する。画像処理部３は、測色パッチに近接（接近、隣接）する入力画像データの色情報に基づいて測色パッチを生成する。画像処理部３は、記録媒体上の余白領域の全長を所定の単位長さで割った数以内の個数の測色パッチを生成する。画像処理部３は、記録媒体上に印刷される少なくとも１ページ毎に測色パッチを生成する。画像処理部３は、測色パッチの色情報を決定するために用いる基本色に係る入力階調値の総和値を、予め定められた規定値を超えない範囲内の値とする。
【００１３】
画像検査部５は、ＲＧＢラインセンサあるいはモノクロラインセンサと紙送り機構からなるスキャナ２７で構成され、印刷紙面上に印刷された画像に対して照射光を出射して反射された反射光の反射特性（測色値）を測色することが可能となっている。すなわち、画像検査部５は、プリンタエンジン４（画像形成装置）により記録媒体上に形成された測色パッチを含む画像に照射光を出射して画像に係る反射特性を測定する。
ネットワーク２上には、画像形成装置８に対して画像データと印刷要求を送信する１台以上のユーザＰＣ１と、画像処理部３が必要とする色変換に必要な情報を蓄積するためのサーバ７が接続され、これにより画像形成システムが形成されている。
【００１４】
通常、ユーザＰＣ１から印刷要求される原稿データ３０（図２参照）はＲＧＢ色、あるいはＣＭＹＫ色でカラー指定されたビットマップや、テキスト、図形の描画命令を含んだ複雑なデータフォーマットを用いて、ネットワーク２を介して画像処理部３に送られる。
画像処理部３では、受け取った原稿データ３０（入力画像データ）をメモリ上に展開し、プリンタエンジン４の基本色で構成された画素配列（ビットマップデータ、あるいは、それと等価な圧縮形式）として階調処理部３１に送出する。
階調処理部３１は、画像処理部３から受信した画素配列をさらにプリンタエンジン４で表現可能な階調数に変換し、最終的にプリンタエンジン４により記録媒体である用紙上に出力画像６が形成される。
画像検査部５は、プリンタエンジン４から用紙上に印刷されて出力される出力画像をスキャンし、目標となる再現色からのずれが最小となるように、エンジン制御部９や階調処理部３１のパラメータを補正することで、出力画像の再現色を安定化させる。
色調制御部２８は、画像検査部５により測定された測色パッチの測色値と、測色パッチに対応する入力画像データの階調値に基づいて、階調補正部１６に用いる階調補正パラメータを合成する。すなわち、色調制御部２８は、少なくとも１つ以上の階調値の変化を近似する基底となる変動モードパラメータ、測色パッチの測色値、測色パッチに対応する入力画像データの階調値に基づいて、階調補正部１６に用いる階調補正パラメータを合成する。
【００１５】
（カラープロファイルの設定）
図２に、より詳細な処理の流れを示す。図２では、説明が煩雑になるのを避けるため、描画命令やテキストの展開に関する画像処理は省略する。
なお、図２を含む以下の例では、色調補正量決定部１９で比較するデータＣＩＥＬａｂ（以下、単にＬａｂという）としているが、この比較のための色の表現は後ほど明らかになるように必ずしもＬａｂである必要はなく、３次元である必要すらないが、説明が抽象的になりすぎるのを避けるために以下ではＬａｂを例に取って説明する。
【００１６】
また、ユーザ原稿は、ＲＧＢ色あるいはＣＭＹＫ色の特定の印刷デバイス特性（例えばＪａｐａｎＣｏｌｏｒ２００１Ｃｏａｔｅｄ）を想定した画像データとして説明する。なお、図２では記載の便宜上、図１と異なり色調制御部２８を下側に配置している。
図２中に示した各種変換部、すなわち、原稿色Ｌａｂ変換部１０、ＬａｂＣＭＹＫ変換部１１、ＣＭＹＫＬａｂ変換部１３、スキャナ色Ｌａｂ変換部１５、１８、Ｌａｂスキャナ色変換部１４は、それぞれの色空間変換のために、カラープロファイルと呼ばれる基礎データを必要とする（このようなカラープロファイルとしては、ＩＣＣ（International Color Consortium）の定めるＩＣＣプロファイルが広く知られている）。
これらのカラープロファイルの内、原稿色Ｌａｂ変換部１０に必要なカラープロファイルは、原稿データに添付されているか、デフォルトとして用意されているものが使用される。
また、スキャナ色Ｌａｂ変換部１５、１８とＬａｂスキャナ色変換部１４に必要なカラープロファイルは、色調制御部２８および、画像検査部５内に予め固定的に設定されている。
【００１７】
これに対して、ＬａｂＣＭＹＫ変換部１１、ＣＭＹＫＬａｂ変換部１３に必要なカラープロファイルは、プリンタエンジン４に設定される用紙によって、色再現特性が異なってくるために、印刷作業の開始に先立って選択された適切なカラープロファイル（以後便宜上、用紙プロファイルと呼ぶ）を、サーバ７からダウンロードして、画像処理部３および、色調制御部２８の双方に設定する。このユーザによる用紙プロファイルの選択は、ユーザＰＣ１あるいは、画像処理部３のユーザインタフェース（図示せず）を介して行われる。
【００１８】
（画像形成カラーパス）
以上のように、カラープロファイルを設定することで、ＲＧＢ色、ＣＭＹＫ色などで記述されたユーザ原稿は、まず原稿色Ｌａｂ変換部１０により、デバイスに依存しない表色値であるＬａｂ値（図２ではｄｏｃＬａｂ）に変換される。
ＬａｂＣＭＹＫ変換部１１は、ｄｏｃＬａｂをプリンタエンジン４の基本色であるＣＭＹＫ色の各色８−ｂｉｔの整数階調値に変換する。
ユーザ階調変換部１２は、デフォルトではこのＣＭＹＫ値を変更せずにそのまま出力する（図２ではｐｒｎＣＭＹＫ）。これらの色変換は、ベクトルデータやフォント展開と同時に処理され、結果として出力されるＣＭＹＫデータは、ビットマップデータとして出力される。このようにしてＣＭＹＫ値のビットマップとして展開された画像データは印刷原稿単位で、一旦、記憶装置２２に保持される。
続く画像形成部２３は、このＣＭＹＫ化されたビットマップ画像データに基づいて、指定された用紙上に画像を形成する。
【００１９】
階調補正部１６は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ色の色毎に、階調補正テーブル（ＴＲＣ：Tone Reproduction Correction）を備え、これらを用いてＣＭＹＫ色それぞれの値を補正する。この階調補補正テーブルも、色調補正量決定部１９から与えられるテーブル値（階調補正パラメータ）に従って、最終的な出力画像の再現色を安定に保つよう補正する。階調補正部１６は、事前に決定された階調補正パラメータに基づいて、基本色に係る階調値を基本色毎に補正する。
階調変換部１７は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ色の色毎に８−ｂｉｔデータで送られてくるカラー値を、プリンタエンジン４が１−ｄｏｔで表現可能な階調数に、面積階調法や誤差拡散法などを用いて減段する。
プリンタエンジン４は、階調変換部１７で減段されＣＭＹＫ信号に基づいて、用紙上に出力画像６を形成する。
【００２０】
一方で、色調制御部２８にも入力されるＣＭＹＫ値（ｐｒｎＣＭＹＫ）は、ＣＭＹＫＬａｂ変換部１３により、再びＬａｂ値（図２ではｐｒｎＬａｂ）に戻される。このＣＭＹＫＬａｂ変換部１３は、上述した画像形成部２３によって、出力される出力画像６の再現色をＬａｂ値としてシミュレートするモデルとなっている。
基本的には、このシミュレートされた出力予測値（ｐｒｎＬａｂ）と、画像検査部５でスキャンされた出力画像６の計測値（ｍｅｓＣｏｌ）を、スキャナ色Ｌａｂ変換部１８によりＬａｂ値化した測色値（ｍｅｓＬａｂ）を用いて、色調補正量決定部１９により、階調補正部１６に設定されている階調補正テーブル（ＴＲＣ）のテーブル値（階調補正パラメータ）補正を行う。
本実施形態では、さらに、スキャナ２７に固有で入力画像に依存して発生する読み取り誤差を、スキャナ補正部２５で補正することにより、スキャナ読み取り色の予測精度を改善している。
【００２１】
測色値変換手段であるスキャナ色Ｌａｂ変換部１５は、このスキャナ補正部２５からの読み取り予測値（ｓｃｎ−Ｃｏｌ’）を、再度デバイス非依存の表色値であるＬａｂ値である測色予測値（ｔａｒｇｅｔＬａｂ）に変換する。
この一連のＬａｂスキャナ色変換部１４からスキャナ色Ｌａｂ変換部１５に至る処理を行うことで、スキャナ２７が読み取り可能な色域が、プリンタエンジン４が出力可能な色域よりも小さい場合に生じる読み取り色の飽和（色域圧縮）もシミュレートされるという効果がある。
【００２２】
図２では、これらＣＭＹＫ−Ｌａｂ変換部１３、Ｌａｂスキャナ色変換部１４、スキャナ補正部２５、スキャナ色Ｌａｂ変換部１５で、測色値予測モデル部２１を構成している。
測色値予測モデル部２１による予測測色値（ｔａｒｇｅｔ−Ｌａｂ）の生成には、大きな計算負荷（メモリおよび処理時間）を必要とする。このため、実際には必要なページ数分のデータを予め処理したデータとして記憶装置２６に保持しておき、後段の色調補正量決定部１９では、この記憶装置２６に予め保持された測色予測値を使用する。
このように、スキャナ２７側の誤差特性も含めてスキャナ読み取り結果としての予測測色値（ｔａｒｇｅｔＬａｂ）を予め保存しておくことで、後段の色調補正量決定部１９による実時間でのＴＲＣ補正量や混色補正テーブル値の算出を効率良く行なうことが可能となる。
これにより、プリンタ色域圧縮部２０でシミュレートされた印刷色ｐｒｎＬａｂは、画像検査部５で計測されるべき目標色ｔａｒｇｅｔＬａｂへと変換される。
色調補正量決定部１９では、目標色であるｔａｒｇｅｔ−Ｌａｂと、実際に画像検査部５側から得られた計測値ｍｅｓＬａｂ、階調補正部１６への入力値であるｐｒｎＣＭＹＫ、およびエンジン制御部９からのエンジン情報に基づいて、ＴＲＣへの設定値を決定する。
【００２３】
（プリンタエンジン構成）
図３にプリンタエンジン４の一例であるレーザプリンタの概要構成の断面図を示す。
まず、現像ユニット６０ｋの構成と動作から説明する。
感光体ドラム５０ｋは、図３に示す矢印Ａの方向に回転する。この回転位置は、感光体ドラム５０ｋの端部に設けられた回転検出器５７で検出される。この感光体ドラム５０ｋに対して、まず帯電器５２が、クリーニングローラ５１で清掃された感光体ドラム５０ｋの表面に、一様な電荷を付与する。次いでレーザユニット５３から照射されるレーザビーム５５が、露光制御装置１０Ｂからの信号に従って、明滅しながら感光体ドラム５０の表面を走査することで、感光体ドラム５０上に静電潜像を形成する。
【００２４】
このときのレーザビーム５５の走査方向が主走査方向、感光体ドラム５０ｋの回転方向Ａが副走査方向となる。
感光体ドラム５０上に形成された静電潜像は、現像ローラ５４により供給される逆の電位に帯電させたブラック（Ｋ）トナーによって現像されてトナー像となる。現像されたトナー像は、中間転写ベルト６１に転写される。
現像ユニット６０ｃ、６０ｍ、６０ｙの構成も現像ユニット６０ｋと同様であり、それぞれ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成し、逐次、中間転写ベルト６１上に重ねて転写する。
転写ローラ５５は、用紙搬送パス５９上を右側から搬送されてくる用紙の上に、中間転写ベルト６１上に重ねられたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ色のトナー像を一括転写する。定着器５６は用紙上のトナー像を加熱圧着することで、これを紙面上に定着させる。
【００２５】
（コントロールストリップの構成）
図７に出力用紙７０上でのコントロールストリップ７３ａ、７３ｂの配置例を示す。
図７は出力用紙７０としてＡ３ノビを用いた例である。図７に示すように、左端の上から下への矢印方向が紙送り（副走査）方向である。
この例でコントロールストリップ７３ａ、７３ｂは、ユーザ画像領域７１の外側にあるトンボ７２の間に配置される。さらに、各コントロールストリップ７３ａ、７３ｂは、それぞれ４８個の６ｍｍ角サイズの測色パッチ群で構成される。このように、測色パッチは、入力画像データに対応する記録媒体上の記録領域とは異なる余白領域に形成される。
このようにコントロールストリップ７３ａ、７３ｂをトンボ７２の間に配置することで、インライン（その箇所での）でのスキャナ２７による読み取り画像中でのコントロールストリップの位置を特定することを容易にしている。
図７に示す夫々の測色パッチは、画像処理部３により、測色パッチに近接（接近、隣接）する入力画像データの色情報に基づいて生成されている。また画像処理部３により、記録媒体上の余白領域の全長を所定の単位長さで割った数以内の個数の測色パッチが生成されている。さらに、画像処理部３により、記録媒体上に印刷される少なくとも１ページ毎に測色パッチを生成されている。また、画像処理部３により、測色パッチの色情報を決定するために用いる基本色に係る入力階調値の総和値を、予め定められた規定値を超えない範囲内の値とされている。
【００２６】
ページ毎に合計９８個ある測色パッチへは、図８に示す配色リスト７６のような、０〜２５５の整数がＣＭＹＫ入力階調値としてランダムに割り付けられる。このパッチへの割り付け順番は本質的ではないが、ここでは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４８がコントロールストリップ７３ａへ、Ｎｏ．４９〜Ｎｏ．９８がコントロールストリップ７３ｂへ割り付けられる。
測色パッチは、記録媒体上の異なるページ間において相違する。
ただし、出力用紙７０として小さい用紙を使用する場合など、コントロールストリップ７３ａ、７３ｂに割当可能な測色パッチ数が非常に少なくなる場合には、測色パッチに割り付ける総階調値への配慮が必要となる。
【００２７】
図９には、画像処理部３が生成した測色パッチのＣＭＹＫ階調値の総和の分布例を示す。横軸は、ＣＭＹＫ色の階調値の総和を２．５５で割って％表示したものである。４００％がＣＭＹＫ全色ベタに対応する。
このように階調値をランダムに割り付けたパッチの総和階調値は、２００％を中心とする正規分布に似た分布となる。
一方、一般的に基本色の色材を重ねることで混色表現を行う印刷装置では、重ね合わされる色材料が多くなりすぎると混色後の印刷状態が不安定になる傾向がある。電子写真の場合は概ね２５０％あたりが、この限界値に相当する。このため、ＣＭＹＫ色の総和階調値がこの限界値を超えないように階調値を変換する印刷システムも多く見られる。これらの理由により総階調値が限界値を超える測色パッチは後述する階調特性変動の推定誤差要因となる。
図９に示す例では、総和階調値が２５０％を超える測色パッチは、斜線部で示した全体の１割程度である。測色パッチ数が十分多い場合には、推定値にそれほど悪影響は及ぼさないが、測色パッチ数が少なくなってくると、影響が無視できない測色パッチセットが生成されるリスクが高まる。この問題を回避するに、画像処理部３は、予め多めのランダムサンプルを生成しておき、サンプルの先頭から総和階調値が限界を超えない組み合わせを必要数（先の場合、９８個）抽出するようにすると良い。
【００２８】
（ＴＲＣ補正量の決定）
次に、コントロールストリップ、あるいは、後述するユーザ画像上の測色領域を含めた領域からの測色値に基づいてＴＲＣ補正量を決定する方法について説明する。なお以下の説明では、各サンプルに対する変数を確率変数と考えてサンプル番号の添字は省略する。
先ず、測色領域に対応する図２の階調補正部１６による補正後のＣＭＹＫ階調値を（〜ｃ, 〜ｍ, 〜ｙ, 〜ｋ）として、それぞれの要素を、予め規定した２つの変動モードの合成により補正する場合を考え、次式のように置く（ここで変動モードの数を２としたのは説明の簡易化のためであり、以下の説明におけるモード数の拡張は容易に類推される）。
【００２９】
0006572568.tif 000002
【００３０】
ここで、ｃ、ｍ、ｙ、ｋは補正前のＣＭＹＫ階調値、ｃ０、ｍ０、ｙ０、ｋ０は基準階調特性、ｃ１、ｍ１、ｙ１、ｋ１は第１変動モード、ｃ２、ｍ２、ｙ２、ｋ２は第２変動モード、θｊｉ、（ｉ＝{０, １, ２}、ｊ＝{ｃ, ｍ, ｙ, ｋ}）はモードパラメータである（上つきの添字は指数ではなく、単なる識別用の添字）。
特に、モードパラメータは実スカラーであり、基準階調特性および各変動モードは、各ｃ、ｍ、ｙ、ｋ階調値の入力レンジＤ上で定義された同一次元の独立な実ベクトルである（数学的にはＤ上の実数値関数のなすベクトル空間の低次元部分空間の基底（線形空間の任意のベクトルをその線形結合で一意的に表せるベクトルの組）であるが、実装上は配列や、配列と補間の組み合わせ等で実装された曲線と考えればよい。
なお入力レンジＤは通常は［０，１］区間の実数や、［０，１００］区間や［０，２５５］区間の整数などで実装される）。
このとき、（１）式の一次項の関係は行列表記により、
【００３１】
0006572568.tif 000003
と表現される。
【００３２】
0006572568.tif 000004
0006572568.tif 000005
として、これを最小化するΔθ１、Δθ２により、印刷特性変動を近似する。
【００３３】
ただし上式において、Ｌａｂｍは図２に示すｍｅｓＬａｂに対応する測色Ｌａｂ値、Ｌａｂｔ：（ｃ, ｍ,ｙ,ｋ）→（Ｌ,ａ,ｂ）は、基準階調特性を前提とした図２に示す測色予測値モデル部２１に対応する測色値の推定モデルである。ｆ＝（ｆ１, ｆ２, ・・・,  ｆｎ）：Ｌａｂ→Ｒｎは、Ｌａｂ空間からｎ次元数空間Ｒｎへの適当な可微分関数、Ｊはこれらの合成関数ｆｉ（Ｌａｂｍ（ｃ, ｍ, ｙ, ｋ）、Ｌａｂｔ（ｃ, ｍ, ｙ, ｋ））のＪａｃｏｂｉ行列、Ｅは期待値（今の場合はサンプル平均）である。
【００３４】
0006572568.tif 000006
【００３５】
このとき、（３）式を最小化するΔθ１、Δθ２は、
0006572568.tif 000007
であれば、
【００３６】
0006572568.tif 000008
により求められる。
【００３７】
特に（６）式において、ｎが入力チャンネル数（今の場合、ｃ、ｍ、ｙ、ｋの４チャンネル）よりも小さい場合であっても、十分独立なデータが確保されれば、一般には（５）が成立し、（６）式により解が得られる。
すなわち、上記一連の式において、Ｅ［ｔＭｉｔＪＪＭｊ］、（ｉ、ｊ＝１、２）は、ΔθｉとΔθｊの観測値ｆ・Ｌａｂの変化に対する相互感度の平均に対応することから、第１変動モードと第２変動モードとしては、Ｅ［ｔＭ１ｔＪＪＭ２］が０行列に近いという意味で独立性が高く、さらにｆに対する感度の高いものを選択するのが良いことになる。
あるいはｆとして変動モードに対する感度の高いものを選定することで、（５）式の成立性はサンプル選択の問題に帰着する。
上記説明のｆの例としては、ｆ（Ｌａｂｔ, Ｌａｂｍ）＝（Ｌｍ−Ｌｔ, ａｍ−ａｔ, ｂｍ−ｂｔ）や、ｆ（Ｌａｂｔ, Ｌａｂｍ）＝Ｌｍ−Ｌｔ、ｆ（Ｌａｂｔ, Ｌａｂｍ）＝（Ｌｍ−Ｌｔ, ｂｍ−ｂｔ）、ｆ（Ｌａｂｔ, Ｌａｂｍ）＝||Ｌａｂｔ−Ｌａｂｍ|| 等が利用できる。明度差のみを評価する二番目の例でＹｅｌｌｏの明度差の分解能が不足する場合には、三番目の例の様にＹｅｌｌｏｗの識別性の高い色度ｂの差分を評価に加えることで精度が確保される。
【００３８】
以上の例から類推されるように、推定に直接必要な観測値はｆの出力であり、必ずしもその中間入力となっているＬａｂが必須なわけではない。
従って、図２に示す色調補正量決定部１９への入力となる信号は、Ｌａｂ値やＲＧＢ値の一部の信号であっても、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色単色階調の識別が十分可能な特徴信号（モノクロセンサの場合にはセンサ前段に設けるフィルタの分光特性で調整できる）であれば代替が可能である。特に、図２のスキャナ２７としてモノクロのラインセンサを用いる場合には、先の説明におけるスキャナ補正部２５やスキャナ色Ｌａｂ変換部１５、１８等はこれに合わせて簡便化される。
一方、階調識別以外のサンプル選択の問題（（６）式のランク落ち）が生じる場合には、そもそも使用原色が欠損していると考えられるが、前述のように画像処理部３が測色パッチをランダム生成することにより、この問題は回避される。
【００３９】
最後に（６）式で得られたモードパラメータΔθ１、Δθ２から階調補正量は、
0006572568.tif 000009
により近似的に求められる。
【００４０】
特に、上式右辺のモードパラメータ係数（∂ｃ０／∂ｃ）−１ｃ１（ｃ）、（∂ｃ０／∂ｃ）−１ｃ２（ｃ）、等の演算結果を予めＬＵＴに登録しておくことで、モードパラメータΔθ１、Δθ２からの階調補正量演算がより簡潔になる。以下ではＬＵＴ化したこれらの量を（モードパラメータｉに対する）補正ゲインテーブルと呼ぶ。
【００４１】
補正ゲインテーブルは、図２に示す記憶装置２６に保持される。補正ゲインテーブルは、明度や濃度などの階調特性の表現空間に依存しない入力階調空間上の調整量になっているので、予め校正で求める再には各基本色の階調特性を精度良く特徴付けられる任意の計測量に基づいて構築することができる利点がある。
フィードバックプロセスでは、モードパラメータを色調補正量決定部１９に保持しておき、累積したモードパラメータに基づいて、補正ゲインテーブルと（７）式から各色のＴＲＣ補正量が決定される。
【００４２】
図５に上記で説明した変動モードや補正ゲインの例を示す。
図５（ａ）は基本色の一つであるシアンの明度階調特性の例である。本例では横軸の入力階調値のレンジは０〜２５５の８bit整数値としている。図５（ａ）の階調特性は印刷とともに多少上下に変動するが、それらの変動サンプルを実験的に収集した変動要素の第１主成分をプロットしたのが図５（ｂ）の点群である。
この例に見られるように、変動サンプルから単純に求められた主成分の滑らかさは通常保証されない。これは変動パターンを分析するために採集されるサンプルには様々な外乱によるランダムなノイズが重畳されるためである。
上述したように、この主成分をそのまま階調特性変動を近似する基底とすると、補正結果の滑らかさが損なわれるだけでなく、過適合による誤差を増大させる結果となるため、本実施形態では、この第１主成分を滑らかな関数による近似を第１変動モードとしている。第２変動モード等についても、同様に滑らかな関数による近似関数を使用する。
【００４３】
また、図５（ｂ）の変動モード関数は負値になっているが、これは本質的な問題ではなく、基底として選択した変動モードの組を非退化な線形変換で変換（いわゆる座標変換）して得られる変動モードの組み合わせは何れも等価である。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）の第１変動モードを図５（ａ）の階調特性の勾配に基づいて求めた変動補正ゲインである。シアンの第１モードパラメータに対応する補正ゲインテーブルには図５（ｃ）が正規化して設定される（実装上ゲインを整数値で扱う場合、ビット落ちしないよう適切にスケーリングされる）。
なお、このような変動モードのモデル化に主成分を基礎とすることは、少数の基底により効率よく誤差を近似できることに利点があるが、これまでの議論は常に選定された基底なりの最良近似解を求める手法であり、基底の選択は主成分に限定されるものではない。
【００４４】
（フィードバックプロセス）
図６に、以上の考察に基づくフィードバックプロセスの流れを示す。
最初にステップＳ２００では、色調補正量決定部１９は、階調補正部１６に各色の基準階調特性ｃ０、ｍ０、ｙ０、ｋ０を設定するとともに、モードパラメータΔθ１、Δθ２の各要素を０に初期化する。
ステップＳ２０１では、色調補正量決定部１９は、（５）式の条件が満たされる十分なデータが取得されるまで印刷画像から測色サンプルデータとそれに対応する入力ＣＭＹＫ値を取得する。
ステップＳ２０２では、色調補正量決定部１９は、（６）式に基づいて、モードパラメータを算出し、Δθ１、ｎｅｗ、Δθ２、ｎｅｗとする。
ステップＳ２０３では、モードパラメータを累積して、Δθ１＋＝Δθ１、ｎｅｗ、Δθ２＋＝Δθ２、ｎｅｗとする。
【００４５】
ステップＳ２０４では、色調補正量決定部１９は、累積されたモードパラメータを用いて、（７）式により階調補正値Δｃ、Δｍ、Δｙ、Δｋを算出する。これらは、それぞれ入力階調ｎ、（ｎ＝０、１、・・・、２５５）に対する画素配列として算出される。
ステップＳ２０５では、色調補正量決定部１９は、算出された階調補正値Δｃ、Δｍ、Δｙ、Δｋを、同じく２５６要素の画素配列として与えられているそれぞれの基準階調特性に加算し、加算結果値を階調補正パラメータとし、図２に示す階調補正部１６に設定する。
以上のステップＳ２００〜Ｓ２０５の処理を印刷ジョブが終了するまで反復する。
【００４６】
（サンプル数とモードパラメータ推定誤差の関係）
図１０は、測色サンプルデータ数とモードパラメータθの推定値ばらつきの関係についての実験結果である。
この実験では、プリンタエンジン４の特性が変化する前と後で、画像処理部３がランダムに生成した十分な数の測色パッチを出力しておき、そこからランダムに抽出したｎ個のサンプルに基づいてモードパラメータを求めている。図１０は、この試行を２００回繰り返した場合のシアンのモードパラメータのばらつきを示している（ただし、ここでは全てのサンプルを用いて推定した０からの差分を誤差とみなしている）。
【００４７】
図１０の横軸が、（６）によるθの推定に使用するサンプル点数ｎである。各箱髭図（箱ひげ図）は、箱の中央の横線が中央値、箱の内側が全サンプルの５０％が含まれる領域、ひげ、および外れ値を表す「○」の範囲が、全サンプルの範囲を表している。
また、別の実験により本実施形態の画像形成装置８では、図１０の縦軸のスケールにおいての誤差が±２以内であれば、階調補正結果の間の平均色差は０．２以下にできることを確認している。これらのことから、概ね２０〜３０個のサンプルが確保できれば、十分確からしいモードパラメータが推定できることが分かる。
【００４８】
また、この結果からは図７のコントロールストリップ７３ａ、７３ｂを構成する測色パッチ数は冗長であり、１２ｍｍ角サイズにして半数にするレイアウトも可能であることが分かる。この場合、確認作業に使用する測色装置として、大口径の測色装置を利用できる利点が得られる。
しかし、１２ｍｍ角サイズの測色パッチを利用する場合、用紙サイズが小さくなると測色パッチ数に、あまり余裕を持てなくなる。このような場合には、ユーザ画像領域７１から測色可能領域を抽出し、併用することで精度を確保することが有効である。
【００４９】
（ユーザ画像からの抽出領域の併用）
次に、ユーザ画像領域７１から測色領を抽出する場合の処理について説明する。
まず、メイン処理に先立って、印刷対象となる記憶装置２２に保存されているＣＭＹＫビットマップ化されたユーザ原稿の測色領域を抽出する処理の流れを図４に示す。
図４のステップＳ１００では、色調補正量決定部１９は、記憶装置２２から取得した、印刷対象となる原稿データの１ページ分のＣＭＹＫ色のビットマップ化された画像データを記憶装置２６に書き込む。
【００５０】
次いで、ステップＳ１０１で、色調補正量決定部１９は、画像データから測色対象とする測色領域を抽出する。具体的な抽出方法としては、例えば特許文献１に開示されているような、平坦度の高い変化の緩やかな固定サイズ（例えば４００ｄｐｉで４１×４１画素）の小領域を複数抽出する方法を使用する。
このとき、抽出された測色領域は、画素単位の中心座標（ｘｉ，ｙｉ）で記述される（添字ｉはサンプル番号）。ｘｉが主走査方向位置、ｙｉが副走査方向（紙送り方向）位置である。また、それぞれの測色領域に対しては、ＣＭＹＫ入力階調値、スキャナ測色値とも、その平均値を測色領域での値として扱うことにする。
【００５１】
なお、ここで想定しているユースケースは、同種原稿が反復されるような印刷での再現色の安定化管理なので、抽出する測色領域のサンプルは、反復単位となる単一あるいは複数のページにまたがるものである。
従って、副走査座標ｙｉは反復されるページ数あるいは、それを適当なページ数（数ページ程度）に区分したものを一纏めとして、第１ページの書き出し位置を原点とする紙間も含めた連続した座標で既述される。
ステップＳ１０２で、色調補正量決定部１９は、印刷サイクルページ分測色抽出が完了していなければ、ステップＳ１００からの処理を反復し、印刷サイクルページ分測色抽出が完了していれば処理を終了する。
【００５２】
図１１はユーザ原稿の測色領域の色分布から測色パッチの配色を決定する方法を説明するための概念図である。簡単のためにシアン（Ｃ）とマゼンタ（Ｍ）を例にとって２次元的に示しているが、実際にはＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ色の４色で張られる４次元立方体を５４＝６２５個の領域に分割する。図１１に示す黒色の点群が、ユーザ原稿から抽出した各測色領域の入力階調値の分布を表している。
【００５３】
予め上限値Ｎ（例えばＮ＝２）を定めておき、既に測色領域の個数がＮ以上になっている領域と、総和階調値が規定値を超えている領域は追加禁止領域７５とする。
新たにランダム生成したＣＭＹＫ入力階調値が、追加禁止領域７５に無い場合に限り、コントロールストリップ７３ａ、７３ｂに割り付けるカラー値として、図８に示す配色リスト７６に追加する。この処理をコントロールストリップに必要な測色パッチ数分反復することで、コントロールストリップ７３ａ、７３ｂの配色を決定する。
モードパラメータは、コントロールストリップ７３ａ、７３ｂの測色値と、ユーザ原稿から抽出した測色領域の測色値の双方を利用して、（６）により決定する。ユーザ原稿からの抽出色が特定色に集中しすぎる場合には、図１１の入力階調値の小矩形領域毎に、採用するサンプルの上限Ｎｍａｘ（例えばＮｍａｘ＝４）を決めておくことで、特定色がモードパラメータの推定値に支配的に影響することが回避される。
【００５４】
本実施形態によれば、多数の原色に基づいて印刷を行う画像形成装置に対して、通常の印刷ジョブ中における、余白領域にも出力可能な極少数の測色補助パッチに基づいて、インライン測色のフィードバックによる再現色の安定化の精度を向上させることができる。
【００５５】
＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様の画像形成システムは、互いに異なる基本色の階調値を組み合わせた複数の測色パッチを生成する画像処理部３（測色パッチ生成手段）と、階調補正パラメータに基づいて、階調値を補正する階調補正部１６（階調補正手段）と、測色パッチから反射特性を測定する画像検査部５（測定センサ）と、反射特性と、測色パッチに対応する入力画像データの階調値に基づいて、階調補正部１６に用いる階調補正パラメータを合成する色調制御部２８（階調補正パラメータ生成手段）と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、入力階調値と測定センサによる測色値の関係に基づいて階調補正パラメータを合成する際に、基本色毎に入力階調の多様性が確保されることにより、より少ない測色パッチによる基本色の階調特性についての推定精度を確保することができる。さらに、互いに異なる基本色に係る階調値を組み合わせて複数の測色パッチを生成するので、より少ない測色パッチによる基本色の階調特性についての推定精度を確保することができる。
【００５６】
＜第２態様＞
本態様の画像処理部３（測色パッチ生成手段）は、測色パッチに近接する入力画像データの色情報に基づいて測色パッチのデータを生成することを特徴とする。
本態様によれば、ユーザ画像からサンプリング可能な色の測色値はユーザ画像から取得し、それ以外を測色パッチに割り当てることで、データ数を増やして効率良く推定精度を向上させることができる。
【００５７】
＜第３態様＞
本態様の色調制御部２８（階調補正パラメータ生成手段）は、少なくとも１つ以上の階調値の変化を近似する基底となる変動モードパラメータ、反射特性、測色パッチに対応する入力画像データの階調値に基づいて、階調補正部１６に用いる階調補正パラメータを合成することを特徴とする。
本態様によれば、階調特性の変化を、少数の変動モードの合成で近似できるため、より少ない測色パッチから、階調特性変化を補正することが可能となる。
【００５８】
＜第４態様＞
本態様の画像処理部３（測色パッチ生成手段）は、記録媒体上の余白領域の全長を所定の単位長さで割った数以内の個数の測色パッチを生成することを特徴とする。
本態様によれば、一般的な測色装置で計測可能な最小パッチサイズである６ｍｍ角サイズのパッチで、測色パッチを余白に配置できるため、測色装置を併用した精度保証が可能となる。
【００５９】
＜第５態様＞
本態様の画像処理部３（測色パッチ生成手段）は、記録媒体上に印刷される少なくとも１ページ毎に測色パッチを生成すること特徴とする。
本態様によれば、装置固有の変動の周期性に起因する階調特性の推定誤差を回避することができる。
【００６０】
＜第６態様＞
本態様の画像処理部３（測色パッチ生成手段）は、測色パッチの色情報を決定するために用いる基本色に係る入力階調値の総和値を、予め定められた規定値を超えない範囲内の値とすることを特徴とする。
本態様によれば、階調特性の推定誤差要因となる色材量過多の測色パッチの使用が回避されるため、より少数の測色パッチでも安定な階調特性についての推定が可能となる。
【００６１】
＜第７態様＞
本態様の測色パッチは、入力画像データに対応する記録媒体上の記録領域とは異なる余白領域に形成されることを特徴とする。
本態様によれば、測色パッチとユーザ画像を同時に出力することが可能となるため、キャリブレーション測色の為にユーザ画像出力と別の画像出力シーケンスを設ける必要がなく、時間と無駄紙が節約される。
【００６２】
＜第８態様＞
本態様の測色パッチは、記録媒体上の異なるページ間において相違すること特徴とする
本態様によれば、隣接する数ページ間の測色情報を利用して精度向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…ユーザＰＣ、２…ネットワーク、３…画像処理部、４…プリンタエンジン、５…画像検査部、６…出力画像、７…サーバ、８…画像形成装置、９…エンジン制御部、１０…原稿色Ｌａｂ変換部、１１…ＬａｂＣＭＹＫ変換部、１２…ユーザ階調変換、１３…ＣＭＹＫＬａｂ変換、１５…スキャナ色Ｌａｂ変換部、１６…階調補正部、１７…階調変換部、１８…スキャナ色Ｌａｂ変換部、１９…色調補正量決定部、２０…プリンタ色域圧縮、２１…測色値予測モデル部、２２…記憶装置、２３…画像形成部、２７…スキャナ、２８…色調制御部、５０…感光体ドラム、５１…クリーニングローラ、５２…帯電器、５３…レーザユニット、５４…現像ローラ、５５…レーザビーム、５６…定着器、５９…用紙搬送パス、６０…現像ユニット、６１…中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２０１２−７０３６０公報
【特許文献２】特許５１５００９６号
【特許文献３】米国特許５７４９０２０号
【特許文献４】特許５３４１９４０号
【特許文献５】特開２０１４−９９８３０公報
【図１】
0006572568.tif 000010
【図２】
0006572568.tif 000011
【図３】
0006572568.tif 000012
【図４】
0006572568.tif 000013
【図５】
0006572568.tif 000014
【図６】
0006572568.tif 000015
【図７】
0006572568.tif 000016
【図８】
0006572568.tif 000017
【図９】
0006572568.tif 000018
【図１０】
0006572568.tif 000019
【図１１】
0006572568.tif 000020