(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基本色で構成される入力画像を、カラープロファイル登録部に登録されたカラープロファイルに基づいて印刷可能な形式に展開して、前記基本色を混色することによって印刷媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記印刷媒体上に前記入力画像を転写する前に、一時的に中間画像を形成する際に、互いに異なる前記基本色の階調値を組み合わせた複数の測色パッチを形成する測色パッチ形成手段と、
前記測色パッチの反射特性を測定する第１の測定手段と、
前記測色パッチの反射特性に基づいて、前記画像形成装置の階調特性変動を補正する階調補正パラメータを推定する第１の階調補正パラメータ推定手段と、
前記印刷媒体上に前記入力画像を転写することによって形成した前記カラー画像の、少なくとも一部の反射特性を測定する第２の測定手段と、
前記入力画像と前記カラー画像の少なくとも一部の反射特性とに基づいて、前記階調補正パラメータを推定する第２の階調補正パラメータ推定手段と、
前記カラー画像の中から、前記第２の測定手段によって、所定値を超える数の測定値が得られたことを条件として、前記第２の階調補正パラメータ推定手段が推定した前記階調補正パラメータを用いて前記階調特性変動の補正を行い、前記カラー画像の中から、前記第２の測定手段によって、前記所定値を超える数の前記測定値が得られないことを条件として、前記第１の階調補正パラメータ推定手段が推定した前記階調補正パラメータを用いて前記階調特性変動の補正を行う階調補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カラー画像の中から、前記第２の測定手段によって、前記所定値を超える数の前記測定値が得られたことを条件として、前記第１の階調補正パラメータ推定手段は、前記測色パッチの反射特性と、前記第２の階調補正パラメータ推定手段が推定した前記階調補正パラメータと、の対応関係を学習して、
前記カラー画像の中から、前記第２の測定手段によって、前記所定値を超える数の前記測定値が得られないことを条件として、前記階調補正手段は、前記対応関係を用いて前記階調特性変動の補正を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記対応関係と、前記カラー画像を形成した際の作像条件および印刷条件と、を記憶するとともに、記憶した情報を前記階調補正手段に再利用させる記憶手段を有する、
ことを特徴する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記測色パッチ形成手段は、少なくとも２段階以上の中間階調値を組み合わせた前記測色パッチを、前記カラー画像とは異なる面積階調パターンで生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の階調補正パラメータ推定手段および前記第２の階調補正パラメータ推定手段は、予め用意された少なくとも１つの前記階調特性変動を近似する基底となる変化モードにより、前記階調特性変動の補正量を、前記変化モードの線形和で近似するときの係数を前記階調補正パラメータとする
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記階調補正パラメータの数は、前記画像形成装置の１基本色あたり３つ以下とする
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記測色パッチ形成手段は、少なくとも２段階以上の中間階調値を組み合わせた前記測色パッチを生成するとともに、前記第１の階調補正パラメータ推定手段は、前記第１の測定手段によって得られる２つの異なる中間階調の前記測色パッチの反射特性の差分値を、前記測色パッチの反射特性を前記階調補正パラメータに対応付ける際に利用する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の階調補正パラメータ推定手段および前記第２の階調補正パラメータ推定手段は、前記第１の階調補正パラメータ推定手段に基づいて推定した前記階調補正パラメータと、前記第２の階調補正パラメータ推定手段に基づいて推定した前記階調補正パラメータと、を補間することによって段階的に切り替える
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
複数の基本色で構成される印刷可能な形式を有する入力画像を読み込んで、当該入力画像に基づいて、印刷媒体上にカラー画像を形成する画像形成ユニットにおいて、
前記印刷媒体上に前記入力画像を転写する前に、一時的に中間画像を形成する際に、互いに異なる前記基本色の階調値を組み合わせた複数の測色パッチを形成する測色パッチ形成手段と、
前記測色パッチの反射特性を測定する第１の測定手段と、
前記測色パッチの反射特性に基づいて、前記画像形成ユニットの階調特性変動を補正する階調補正パラメータを推定する第１の階調補正パラメータ推定手段と、
前記印刷媒体上に前記入力画像を転写することによって形成した前記カラー画像の、少なくとも一部の反射特性を測定する第２の測定手段と、
前記入力画像と前記カラー画像の少なくとも一部の反射特性とに基づいて、前記階調補正パラメータを推定する第２の階調補正パラメータ推定手段と、
前記カラー画像の中から、前記第２の測定手段によって、所定値を超える数の測定値が得られたことを条件として、前記第２の階調補正パラメータ推定手段が推定した前記階調補正パラメータを用いて前記階調特性変動の補正を行い、前記カラー画像の中から、前記第２の測定手段によって、前記所定値を超える数の前記測定値が得られないことを条件として、前記第１の階調補正パラメータ推定手段が推定した前記階調補正パラメータを用いて前記階調特性変動の補正を行う階調補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項１０】
コンピュータに対して、
複数の基本色で構成される入力画像を、カラープロファイル登録部に登録されたカラープロファイルに基づいて印刷可能な形式に展開して、前記基本色を混色することによって印刷媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記印刷媒体上に前記入力画像を転写する前に、一時的に中間画像を形成する際に、互いに異なる前記基本色の階調値を組み合わせた複数の測色パッチを形成する測色パッチ形成ステップと、
前記測色パッチの反射特性を測定する第１の測定ステップと、
前記測色パッチの反射特性に基づいて、前記画像形成装置の階調特性変動を補正する階調補正パラメータを推定する第１の階調補正パラメータ推定ステップと、
前記印刷媒体上に前記入力画像を転写することによって形成した前記カラー画像の、少なくとも一部の反射特性を測定する第２の測定ステップと、
前記入力画像と前記カラー画像の少なくとも一部の反射特性とに基づいて、前記階調補正パラメータを推定する第２の階調補正パラメータ推定ステップと、
前記カラー画像の中から、前記第２の測定ステップによって、所定値を超える数の測定値が得られたことを条件として、前記第２の階調補正パラメータ推定ステップにおいて推定した前記階調補正パラメータを用いて前記階調特性変動の補正を行い、前記カラー画像の中から、前記第２の測定ステップによって、前記所定値を超える数の前記測定値が得られないことを条件として、前記第１の階調補正パラメータ推定ステップにおいて推定した前記階調補正パラメータを用いて前記階調特性変動の補正を行う階調補正ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、画像形成ユニット、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大量印刷を前提とする電子写真方式やインクジェット方式等の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際の出力色の安定性が求められる。しかし、デジタル印刷装置の動作環境は、本格的な商用印刷とは異なり、出力色の安定性は必ずしも厳格に管理されない場合が多い。このため、出力色をある程度厳密に安定管理する必要がある場合には、たびたび機械を停止して、出力色のキャリブレーションを行う必要があった。
【０００３】
このような従来のデジタル印刷装置によると、キャリブレーションを繰り返し行う必要があるため、損紙の発生や、ジョブの停止、作業工数の増大、といった問題があった。この問題に対して、特許文献１では、電子写真方式の印刷装置の出力画像を測色して、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に階調補正曲線（ＴＲＣ）を補正している。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に基づいて補正している。さらに、特許文献３では、階調再現曲線の変化モードを、その主成分で近似している。
【０００４】
これらの方式は、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ができるが、出力画像上に十分な測色可能情報が無い場合には、別途測色用のパッチをユーザ画像の領域外に設ける必要がある。例えば、特許文献４では、後行程での断裁を前提とした余白を許容する前提で、コントロールストリップと呼ばれる測色パッチを余白上に形成して画像濃度変動を監視している。しかし、断裁を前提としないカットシート印刷が多用されるデジタルプリンタの場合、コントロールストリップを配置可能な領域が存在しないことがある。このような場合、例えば特許文献５では、中間転写体上に測色用パッチを形成して、この測色用パッチの濃度を観測している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のデジタル印刷装置によると、中間転写体上のパッチ濃度と、最終結果としての印刷媒体上の濃度と、の対応関係が、作像条件および印刷条件によって異なっていた。作像条件とは、例えば、現像バイアス、レーザ露光強度、トナー帯電量等のパラメータである。印刷条件とは、例えば、印刷媒体である用紙の種類や網点線数といったパラメータである。したがって、作像条件および印刷条件によらずに、再現色の安定性を維持することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作像条件および印刷条件によらずに、印刷ジョブにおける再現色の安定性を向上させることが可能な画像形成システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の基本色で構成される入力画像を、カラープロファイル登録部に登録されたカラープロファイルに基づいて印刷可能な形式に展開して、前記基本色を混色することによって印刷媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置において、前記印刷媒体上に前記入力画像を転写する前に、一時的に中間画像を形成する際に、互いに異なる前記基本色の階調値を組み合わせた複数の測色パッチを形成する測色パッチ形成手段と、前記測色パッチの反射特性を測定する第１の測定手段と、前記測色パッチの反射特性に基づいて、前記画像形成装置の階調特性変動を補正する階調補正パラメータを推定する第１の階調補正パラメータ推定手段と、前記印刷媒体上に前記入力画像を転写することによって形成した前記カラー画像の、少なくとも一部の反射特性を測定する第２の測定手段と、前記入力画像と前記カラー画像の少なくとも一部の反射特性とに基づいて、前記階調補正パラメータを推定する第２の階調補正パラメータ推定手段と、前記カラー画像の中から、前記第２の測定手段によって、所定値を超える数の測定値が得られたことを条件として、前記第２の階調補正パラメータ推定手段が推定した前記階調補正パラメータを用いて前記階調特性変動の補正を行い、前記カラー画像の中から、前記第２の測定手段によって、前記所定値を超える数の前記測定値が得られないことを条件として、前記第１の階調補正パラメータ推定手段が推定した前記階調補正パラメータを用いて前記階調特性変動の補正を行う階調補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、作像条件および印刷条件によらずに、印刷ジョブにおける再現色の安定性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施の形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すハードウェアブロック図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る画像形成装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、画像形成装置が行う画像データ処理における画像データの流れについて説明する図である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る画像形成装置を適用したレーザプリンタの概略構成の一例を示す構成図である。
【図５】図５は、測色領域抽出処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、中間転写ベルト上に形成する測色パッチの配置の一例を示す図である。
【図７】図７は、前処理ユニットの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図８は、測色パッチの網点構成の一例を示す図であり、図８（ａ）は、低濃度階調パターンの一例を示す図である。図８（ｂ）は、中間濃度階調パターンの一例を示す図である。
【図９】図９は、モード曲線の構成の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、モード曲線の合成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、画像形成システムが行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、パラメータ変換行列の探索処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下発明を実施するための最良の形態を、図面に従って説明する。
【００１１】
（画像形成装置のハードウェア構成の説明）
図１は、画像形成装置８のハードウェア構成を示すハードウェアブロック図である。図１に示すように、画像形成装置８は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１００、メモリ１０２を備える。ＣＰＵ１００とメモリ１０２は内部バスＢ１によって接続される。メモリ１０２は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory）で構成される。メモリ１０２は、ＣＰＵ１００が実行するプログラムＰ１、および後述するユーザＰＣ１から受信した原稿データ３０、後述するサーバ７から受信したカラープロファイル等を格納している。ＣＰＵ１００は、メモリ１０２からプログラムＰ１を読み出して実行することによって、画像形成装置８の動作を制御する。
【００１２】
プログラムＰ１は、メモリ１０２に予め組み込まれて提供される。また、プログラムＰ１は、インストール可能な形式、または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、プログラムＰ１を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プログラムＰ１をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００１３】
また、画像形成装置８は、プリンタエンジン４を備える。プリンタエンジン４は、電子写真方式で画像を形成して原稿データ３０の印刷を実行する画像形成手段である。プリンタエンジン４は、プリンタエンジンＩ／Ｆ１０６を介して内部バスＢ１と接続する。プリンタエンジン４は、第１の測定手段である第１の測定センサ５８を備える。第１の測定センサ５８の機能については後述する。
【００１４】
画像形成装置８は、さらに、スキャナ２７を備える。スキャナ２７は、スキャナＩ／Ｆ１０８を介して内部バスＢ１ｔｏ接続する。スキャナ２７は、第２の測定手段である第２の測定センサ５９を有する。スキャナ２７および第２の測定センサ５９の機能については後述する。
【００１５】
また、画像形成装置８は、内部バスＢ１と接続するネットワークＩ／Ｆ１０４を備える。ネットワークＩ／Ｆには、ユーザＰＣ１とサーバ７が接続される。ユーザＰＣ１は、入力画像の一例である原稿データ３０を格納している。ユーザＰＣ１は、必要に応じて原稿データ３０を画像形成装置８に送信する。サーバ７は、カラープロファイル登録部の一例であり、画像形成装置８が必要とする、後述する色変換に用いるカラープロファイル等の情報を格納する。
【００１６】
（画像形成装置の機能構成の説明）
図２は、本実施の形態である画像形成装置８の機能構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態の画像形成装置８は、画像処理部３と、エンジン制御部９と、階調処理部３１と、画像検査部５と、色調制御部２８と、前述したプリンタエンジン４を備える。そして、画像形成装置８は、ネットワーク２を介して、ユーザＰＣ１およびサーバ７と接続されている。
【００１７】
画像処理部３は、ユーザＰＣ（Personal  Computer）１からネットワーク２を介して入力される入力画像としての原稿データ３０を印刷可能な形式に展開する。そして、画像処理部３は、展開した原稿データ３０を、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、或いは、それと等価な圧縮形式）に変換して階調処理部３１に送出する。なお、原稿データ３０は、ＲＧＢあるいはＣＭＹＫでカラー指定されたビットマップデータや、テキスト、図形の描画命令等を含んだデータフォーマットで表現されている。
【００１８】
エンジン制御部９は、プリンタエンジン４の制御を行う。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て、色調制御部２８、階調処理部３１、画像検査部５とともに、画像形成ユニット３２を構成している。
【００１９】
階調処理部３１は、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。
【００２０】
画像検査部５は、前述した第２の測定センサ５９とスキャナ２７を備える。第２の測定センサ５９は、ＲＧＢラインセンサあるいはモノクロラインセンサを備える。画像検査部５は、プリンタエンジン４が形成した画像が印刷出力される前に、スキャナ２７が備える紙送り機構によって用紙を紙送りしながら、第２の測定センサ５９によって、画像を面で測色することによってインライン検査を行う。
【００２１】
具体的には、第２の測定センサ５９は、プリンタエンジン４が形成した画像に対して光を照射して、その反射光を受光することによって、画像の反射率を２次元的に面で測定する。そして、画像検査部５は、インライン検査の結果、カラー画像の一例である出力画像６の色調変動（濃度変動、色相変動等）を検出して、目標色（測色予測値）からのずれが最小となるように、エンジン制御部９および階調処理部３１のパラメータを補正することによって、出力画像６の再現色を安定化させる。
【００２２】
色調制御部２８は、画像検査部５で検出された出力画像６の色調変動に基づいて、出力画像６の階調を補正する際の階調補正パラメータを算出する。そして、色調制御部２８は、算出した階調補正パラメータを階調処理部３１に与える。
【００２３】
エンジン制御部９、階調処理部３１、画像検査部５、色調制御部２８の各機能部は、前述したＣＰＵ１００（図１）がメモリ１０２から読み込んだプログラムＰ１を実行することによって、それぞれ実行可能な形態でメモリ１０２上に展開される。そして、各機能部は、プログラムＰ１に記述された手順に従って動作する。
【００２４】
なお、画像処理部３は、画像形成ユニット３２とは別体の、例えばＰＣ上のソフトウェアと拡張ボードで構成されて、画像形成ユニット３２に対して交換可能なシステム構成となっている。なお、画像処理部３は、画像形成ユニット３２と一体型の構成としてもよい。
【００２５】
（カラープロファイルの設定）
次に、図３を用いて、画像形成装置８が行う画像データ処理における画像データの流れについて説明する。なお、図３において、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している。さらに、図３を含む以下の例では、色調補正量決定部１９で比較するデータをＣＩＥＬａｂ（以下、単にＬａｂと呼ぶ）としているが、比較のための色の表現は必ずしもＬａｂである必要はなく、３次元である必要すらないが、説明が抽象的になるのを避けるために、以下ではＬａｂとして説明する。また、原稿データ３０は、ＲＧＢあるいはＣＭＹＫ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３では、記載の便宜上、図２と異なり色調制御部２８を下側に配置している。
【００２６】
図３に示した各種変換部、すなわち、原稿色−Ｌａｂ変換部１０、Ｌａｂ−ＣＭＹＫ変換部１１、ＣＭＹＫ−Ｌａｂ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の例としては、ＩＣＣ（International  Color  Consortium）の定めるＩＣＣプロファイルが広く知られている）。
【００２７】
これらのカラープロファイルのうち、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、予め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。これに対して、Ｌａｂ−ＣＭＹＫ変換部１１、ＣＭＹＫ−Ｌａｂ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に設定される印刷媒体の一例である用紙によって色再現特性が異なるため、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（以下、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。この用紙プロファイルの選択は、ユーザが、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を介して行う。
【００２８】
（画像形成カラーパスの説明）
このような、カラープロファイルの設定の下で、ＲＧＢ，ＣＭＹＫ等で記述された原稿データ３０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３ではｄｏｃＬａｂ）に変換される。Ｌａｂ−ＣＭＹＫ変換部１１は、ｄｏｃＬａｂをプリンタエンジン４の基本色ＣＭＹＫの各色８ｂｉｔ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（図３ではｐｒｎＣＭＹＫ）を変更せずにそのまま出力する。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原稿データ３０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（図３ではｐｒｎＣＭＹＫ）に基づいて、指定された用紙上に出力画像６を形成する。
【００２９】
階調補正部１６は階調補正手段の一例である。階調補正部１６は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色毎に、階調補正曲線（ＴＲＣ：Tone  Reproduction  Curve）を備え、これらの階調補正曲線を用いて、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋそれぞれの値を補正する。この階調補正曲線は、色調補正量決定部１９から与えられるテーブル値である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に補正する。
【００３０】
階調変換部１７は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色毎に８ｂｉｔで送られてくるカラー値を、プリンタエンジン４が１ドットで表現可能な階調数に、面積階調法や誤差拡散法等を用いて減段する。プリンタエンジン４は、階調変換部１７で減段されたＣＭＹＫ信号に基づいて、用紙上に出力画像６を形成する。
【００３１】
一方で、色調制御部２８にも入力されるＣＭＹＫ値（ｐｒｎＣＭＹＫ）は、ＣＭＹＫ−Ｌａｂ変換部１３により、再びＬａｂ値（図３ではｐｒｎＬａｂ）に戻される。このＣＭＹＫ−Ｌａｂ変換部１３は、前述の画像形成部２３から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。このシミュレートされた出力予測値（ｐｒｎＬａｂ）と、画像検査部５のスキャナ２７によって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ＴＲＣの補正を行う。本実施の形態では、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。
【００３２】
具体的には、スキャナ補正部２５は、ＣＭＹＫ−Ｌａｂ変換部１３が出力したＬａｂ値（ｐｒｎＬａｂ）をＬａｂ−スキャナ色変換部１４を介してスキャナ色空間の測色値としての予測値（ｓｃｎＣｏｌ）に変換した値を、スキャナ２７の読み取り予測値（ｓｃｎＣｏｌ’）に変換する。
【００３３】
そして、測色値変換手段であるスキャナ色−Ｌａｂ変換部１５は、スキャナ補正部２５が出力した読み取り予測値（ｓｃｎＣｏｌ’）を、再度デバイス非依存の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の処理により、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効果がある。
【００３４】
図３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による測色予測値（ｔａｒｇｅｔＬａｂ）の生成には、大きな計算負荷（使用するメモリ量および処理時間）を要する。このため、実際には必要なページ数分のデータから予め測色予測値を生成して記憶装置２６に保持しておき、後段の色調補正量決定部１９では、記憶装置２６に保持された測色予測値を使用する。なお記憶装置２６は記憶手段の一例である。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測色予測値（ｔａｒｇｅｔＬａｂ）を予め保存しておくことによって、後段の色調補正量決定部１９において、ＴＲＣ補正量や混色補正テーブル値の算出を実時間で効率よ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は、目標色であるｔａｒｇｅｔＬａｂと、実際に画像検査部５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の設定値を決定する。
【００３５】
（プリンタエンジンの構成の説明）
図４は、プリンタエンジン４の一例としてのレーザプリンタ９０の概略構成を示す断面図である。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４の矢印Ａの方向に回転する。感光体ドラム５０ｋ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。次に、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６５が出力する信号に従って、明滅しながら感光体ドラム５０ｋの表面を走査することによって、感光体ドラム５０ｋ上に静電潜像を形成する。
【００３６】
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（矢印Ａ）が副走査方向となる。形成された静電潜像は、現像ローラ５４から供給される、感光体ドラム５０ｋとは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の構成も同様であり、それぞれが、感光体ドラム５０ｃ，５０ｍ，５０ｙの表面に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各トナー像を形成する。
【００３７】
形成されたトナー像は、逐次、中間転写ベルト６１上に重ねて転写される。第１の測定手段である第１の測定センサ５８は、中間転写ベルト６１上の、原稿データ３０内に形成されたユーザ画像の領域外に形成される、後述する測色パッチの濃度変化を検出する。第１の測定センサ５８の後段のベルトクリーニング機構６３は、測色パッチの位置に同期して中間転写ベルト６１に接触することによって、中間転写ベルト６１上の測色パッチを除去する。また、第１の測定センサ５８の後段には前処理ユニット６４が備えられている。前処理ユニット６４の機能については後述する。転写ローラ６２は、中間転写ベルト６１上に重ねられたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各トナー像を、図４の右側から左側に向かって用紙搬送パス６６上を搬送される用紙の上に一括転写する。定着器５６は、用紙上に転写されたトナー像を、加熱圧着することによって紙面上に定着させる。
【００３８】
（ユーザ画像からの測色領域を抽出する処理の説明）
次に、ユーザ画像の領域から測色領域を抽出する処理について、図５を用いて説明する。図５は、測色領域抽出処理の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
まず、色調補正量決定部１９は、記憶装置２２から印刷対象となる原稿データ３０の１ページ分のＣＭＹＫビットマップ化された画像データを記憶装置２６に読み込む（ステップＳ１００）。
【００４０】
次に、色調補正量決定部１９は、読み込んだ画像データから測色対象とする測色領域を抽出する（ステップＳ１０１）。
【００４１】
具体的には、例えば、特許文献１に開示されているように、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用いる。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。なお、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の場合には、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。このような場合には、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、用紙間も含めた連続した座標で記述して保存することによって、再利用可能とする。
【００４２】
次に、色調補正量決定部１９は、印刷サイクルページ数分の測色領域の抽出が完了したかを確認する（ステップＳ１０２）。測色領域の抽出が完了したとき（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）は図５の処理を終了し、それ以外のとき（ステップＳ１０２；Ｎｏ）は、ステップ１００に戻る。
【００４３】
（測色パッチの配置の説明）
次に、図６を用いて、中間転写ベルト６１上に形成する測色パッチの配置について説明する。図６は、中間転写ベルト６１上に形成した測色パッチ８０ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８０ｍ，８１ｍ，８２ｍ，８０ｙ，８１ｙ，８２ｙ，８０ｋ，８１ｋ，８２ｋ（以下、８０ｃ〜８２ｋと呼ぶ）の配置の一例を示す図である。図６は、図４に示したレーザプリンタ９０の中間転写ベルト６１を、レーザプリンタ９０の上方から見た図である。
【００４４】
中間転写ベルト６１は、矢印７２で示す方向に一定速度で移動している。印刷は連続的に行われるが、図４の用紙搬送パス６６に送られてくる用紙同士の間には、所定以上の間隔がある。図６では、対応する用紙位置を破線７０ａ，７０ｂで表している。中間転写ベルト６１の右端より先は、レーザプリンタ９０の下方に向かって巻き込まれているため、図６には示していない。以下、破線７０ａを先行用紙位置、破線７０ｂを後続用紙位置と呼ぶ。また、図６において、中間転写ベルト６１上で、先行用紙位置７０ａに対応する位置に形成されたユーザ画像を先行画像７１ａと呼ぶ。また、後続用紙位置７０ｂに対応する位置に形成されたユーザ画像を後続画像７１ｂと呼ぶ。測色パッチ８０ｃ〜８２ｋは、図６に示すように、先行用紙位置７０ａと後続用紙位置７０ｂの隙間に形成される。ここで中間転写ベルト６１上に形成された、印刷媒体である用紙に転写される前のトナー像を中間画像と呼ぶ。
【００４５】
測色パッチ８０ｃ，８１ｃ，８２ｃは、シアン単色の網点で、測色パッチ８０ｃがベタ１００％、測色パッチ８１ｃが低濃度（例えば２２．２％）、測色パッチ８２ｃが中濃度（例えば５０％）の網点に対応する。測色パッチ８０ｍ，８１ｍ，８２ｍ，８０ｙ，８１ｙ，８２ｙ，８０ｋ，８１ｋ，８２ｋについても、それぞれ同様の網点％配置で、８０ｍ，８１ｍ，８２ｍがマゼンタ、８０ｙ，８１ｙ，８２ｙがイエロー、８０ｋ，８１ｋ，８２ｋがブラックに対応している。
【００４６】
中間転写ベルト６１のベルト面の上方には、中間転写ベルト６１の進行方向である矢印７２に直交する方向に、中間転写ベルト６１のベルト面に沿って、第１の測定センサ５８が配設されている。
【００４７】
第１の測定センサ５８は、測色パッチ８０ｃ〜８２ｋに対して光を照射して、その反射光を受光することによって、測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射率を測定する光センサである。第１の測定センサ５８は、図６に示すように、測色パッチ８０ｃ〜８２ｋにそれぞれ対応する位置に、測定センサ５８ｃ１〜５８ｋ３を備えている。
【００４８】
なお、本実施の形態では、第１の測定センサ５８は、中間転写ベルト６１に形成された測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性を測定するものとするが、測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性を測定する位置は、中間転写ベルト６１上に限定されるものではない。すなわち、印刷媒体である用紙にトナー像を転写する前であればよい。例えば、各感光体ドラム５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋ上に形成した静電潜像をそれぞれ現像した直後に、現像された各トナー像の反射特性を、各感光体ドラム５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋ上で測定してもよい。この場合には、各感光体ドラム５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋ上に形成されたトナー像が中間画像となる。そして、この場合には、第１の測定センサ５８は、各感光体ドラム５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋの表面に向けて設置する。
【００４９】
（測色パッチ測定値の前処理の説明）
色調補正量決定部１９（図３）は、第１の測定センサ５８の後段に設けた前処理ユニット６４（図４）が前処理を行って出力した信号に対して、階調補正パラメータを推定するソフトウェア処理を行う。このとき、色調補正量決定部１９は、第１の階調補正パラメータ推定手段として作用する。ここでは便宜上、測定センサ５８ｃ１〜５８ｋ３の出力信号は正値で、測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの濃度が高いほど大きい値を出力するものとして説明する。
【００５０】
前処理ユニット６４は、測定センサ５８ｃ１〜５８ｋ３の測定結果である測定値のＳ／Ｎを改善する信号処理を行う。通常、どの網点％の測色パッチも副走査方向（図６の矢印７２の逆方向）に細かい変動ノイズを持つ。これらの副走査方向の変動ノイズ成分の多くは、図４の現像ローラ５４、感光体ドラム５０ｃ〜５０ｋ等の回転部品に起因するため、互いに高い相関を持って変動する。そこで、前処理ユニット６４は、副走査方向の信号平滑化よりも先に、測色パッチ間の差分信号を抽出することによって、Ｓ／Ｎの高いコントラスト変動を検出する。もちろん平均的な変動成分は、単純に平均化することによってＳ／Ｎを向上させることができるため、入力段階で、和信号と差信号に変換することで副走査周期変動の影響を受けにくい信号が検出される。
【００５１】
次に、図７を用いて、前処理ユニット６４が行う信号処理の内容について説明する。図７は、前処理ユニット６４の内部構成について、シアン用の測定センサ５８ｃ１，５８ｃ２，５８ｃ３からの入力信号を処理する場合を例にとって示したブロック図である。
【００５２】
まず、前処理ユニット６４は、中濃度網点（測色パッチ８２ｃ）に対する測定センサ５８ｃ３と、低濃度網点（測色パッチ８１ｃ）に対する測定センサ５８ｃ２と、から、それぞれ加算器４０と減算器４１によって、加算値と差分値をそれぞれ算出する。次に、前処理ユニット６４は、積分器４３ｂ，４３ｃによって測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの矢印７２方向の長さに対応する一定期間のサンプルを累積する。一方で、前処理ユニット６４は、ベタパッチ（測色パッチ８０ｃ）に対する測定センサ５８ｃ１の出力も同様に積分器４３ａによって累積し、累積値ｓを得る。さらに、除算器４２ａ，４２ｂにより、先の加算値（ａ＋ｂ）と差分値（ａ−ｂ）を累積値ｓで正規化して、出力値ｐ，ｑを得る。
【００５３】
この後、累積値ｓは、エンジン制御部９（図３）に送られる。エンジン制御部９は、現像バイアス、レーザ露光強度、トナー帯電量等の印写パラメータ（作像条件）を、ベタパッチに対する測定値を一定値に維持するための制御信号として利用する。また、出力値ｐ，ｑは、色調補正量決定部１９で利用される。以上説明した前処理ユニット６４は、アナログ回路またはデジタル回路のどちらを用いて実現してもよい。また、前処理ユニット６４の機能は、色調補正量決定部１９上で動作するソフトウェア処理として実装してもよい。
【００５４】
（測色パッチの網点構成の説明）
次に、図８を用いて、測色パッチの網点構成について説明する。図８（ａ）は、測色パッチ８１ｃ，８１ｍ，８１ｙ，８１ｋに使用する中間階調値を表す低濃度階調パターン４５（網点％＝２２．２％）の一例を示す図である。図８（ｂ）は、測色パッチ８２ｃ，８２ｍ，８２ｙ，８２ｋに使用する中間階調値を表す中間濃度階調パターン４６（網点％＝５０％）の一例を示す図である。
【００５５】
図８（ａ），（ｂ）の各格子は、６００ｄｐｉの理論上の１画素に対応し、白がトナー無し、黒がトナーありの状態を表している。したがって、これらの網点の線数は、
【数１】
0006680070.tif 000002
となっている。ただし、これは理論上の画素を表す図であって、実際のトナー像はこれよりも若干広がりを持つぼやけた像となる。これらの中間階調値を表す低濃度階調パターン４５と中間濃度階調パターン４６は、ユーザ画像を印刷して出力画像６（カラー画像）を生成する際に使用する網点パターンとは異なる別の網点パターン（面積階調パターン）として使用される。
【００５６】
本実施の形態では、中間転写ベルト６１上の測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの測色値を、中間階調の濃度変化量として直接利用するわけではなく、使用されているユーザ画像の濃度変化に間接的に対応付ける方法を取っている。したがって、低濃度階調パターン４５および中間濃度階調パターン４６として、ユーザ画像が使用する網点パターンとは異なる網点パターンが利用可能となる。
【００５７】
一般に、高線数の網点ほど、環境や印刷条件の変化に対して、敏感に中間濃度が変化する傾向にある。本実施の形態の２００ｌｐｉを超える線数は、電子写真方式で使用される網点密度の中では高密度のものである。ユーザ画像を、比較的低線数の網点により表現する場合であっても、このような高線数階調パターンを濃度変化検出に用いることで、第１の測定センサ５８による濃度変動検出のＳ／Ｎが確保される。もちろん低濃度階調パターン４５および中間濃度階調パターン４６は、単なる一例であって、十分な濃度変化検出のＳ／Ｎが確保されるものならば、これらと異なるパターンの組み合わせであってもよい。
【００５８】
なお、これらの低濃度階調パターン４５および中間濃度階調パターン４６は、通常、印刷の領域外（図６における先行用紙位置７０ａと後続用紙位置７０ｂの間の領域）に形成する必要がある。したがって、本実施の形態では、露光制御装置６５（図４）が、ユーザ画像とは別に、これらの低濃度階調パターン４５および中間濃度階調パターン４６を生成する信号発生手段（測色パッチ形成手段）を備えている。
【００５９】
（ＴＲＣ補正量の決定方法の説明）
次に、色調補正量決定部１９が行う、ユーザ画像（例えば、後続画像７１ｂ（図６））上の測色領域の測色値に基づく、ＴＲＣ補正量の決定方法について説明する。色調補正量決定部１９は、このとき、第２の階調補正パラメータ推定手段として作用する。すなわち、色調補正量決定部１９は、前述したように、測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性に基づいて階調補正パラメータを推定する第１の階調補正パラメータ推定手段として作用するとともに、以下に説明するように、ユーザ画像の反射特性に基づいて階調補正パラメータを推定する第２の階調補正パラメータ推定手段としても作用する。
【００６０】
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。まず、測色領域に対応する図３の階調補正部１６による補正後のＣＭＹＫ階調値を（〜ｃ，〜ｍ，〜ｙ，〜ｋ）とする。そして、補正後のＣＭＹＫ階調値それぞれの要素を、予め規定した２つの変動モードの合成によって補正する場合を考えて、式（１）のように置く（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）。
【数２】
0006680070.tif 000003
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変動モードである。また、θｊｉ（ｉ＝｛０，１，２｝，ｊ＝｛ｃ，ｍ，ｙ，ｋ｝）はモードパラメータである（上付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θｊｉ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。なお、モードパラメータは、数学的には入力レンジ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だが、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てよい。なお、入力レンジＤは、通常、［０，１］区間の実数や、［０，１００］区間や［０，２５５］区間の整数等で実装される。
【００６１】
このとき、式（１）の一次項の関係は、行列表記により式（２）で表現される。
【数３】
0006680070.tif 000004
【００６２】
ここで、測色値に対する評価関数Φを、式（３）で定義する。
【数４】
0006680070.tif 000005
そして、式（３）の評価関数Φを最小化するΔθ１，Δθ２によって、印刷特性変動を近似する。
【００６３】
ただし、式（３）において、Ｌａｂｍは、図３のｍｅｓＬａｂに対応するＬａｂ値である。また、Ｌａｂｔ：（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ）→（Ｌ，ａ，ｂ）は、基準階調特性を前提とした図３の測色値予測モデル部２１に対応する測色値の推定モデルである。さらに、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である。また、Ｊは、式（４）で表現される、これらの合成関数ｆｉ（Ｌａｂｍ（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ），Ｌａｂｔ（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ））のＪａｃｏｂｉ行列である。
【数５】
0006680070.tif 000006
また、式（３）において、Ｅは期待値（本実施の形態の場合はサンプル平均）である。ここで、微小正定数λは変化量Δθｉの大きさを抑えるためのペナルティであり、式（３）を最小化する解を安定化させる正則化加重として作用する。この微小正定数λの値としては、後述する拡張行列〜Ｍの固有値との関係で適切な値を、予め実験に基づいて定めておく。このとき、拡張行列〜Ｍを式（５）とすると、式（３）を最小化する変化量Δθ１，Δθ２は、式（６）により求められる。
【数６】
0006680070.tif 000007
【数７】
0006680070.tif 000008
【００６４】
特に、式（６）において、ｎが入力チャンネル数（本実施の形態の場合ｃ，ｍ，ｙ，ｋの４チャンネル）より小さい場合であっても、十分に独立したデータが確保される場合には、拡張行列〜Ｍは（正定値の対称行列であるため）全固有値が微小正定数λより大きくなり、式（６）により十分意味のある解を得ることができる。
【００６５】
なお、前述した可微分関数ｆの例としては、
【数８】
0006680070.tif 000009
等を利用することができる。明度差のみを評価する２番目の例でイエローの明度差の分解能が不足する場合には、３番目の例の様に、イエローの識別性の高い色度ｂの差分値を評価に加えることによって精度が確保される。
【００６６】
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、可微分関数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。したがって、図３の色調補正量決定部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）であれば代替可能である。特に、図３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。
【００６７】
式（６）で得られたモードパラメータθの変化量Δθ１，Δθ２から、階調補正パラメータである階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋを、それぞれ式（７）によって近似的に求める。
【数９】
0006680070.tif 000010
特に、式（７）において、予めキャリブレーションによって基準階調特性ｃ０，ｍ０，ｙ０，ｋ０が十分に線形化されている仮定の下では、右辺の偏微分係数は省略可能である。フィードバックプロセスでは、変化量Δθ１，Δθ２を色調補正量決定部１９に保持しておき、累積した変化量Δθ１，Δθ２に基づいて、式（７）から各色のＴＲＣ補正量が決定される。
【００６８】
（モード曲線（基底関数）の構成例の説明）
次に、図９，図１０を用いて、モード曲線の構成例およびその合成例について説明する。図９は、モード曲線の構成の一例を示す図である。図１０は、モード曲線の合成の一例を示す図である。なお、前述した式（１）では、煩雑となることを避けるために２つの変動モードの場合を例として説明したが、図９は、３つの変動モードの場合のモード曲線（基底関数）の選択例を示している。横軸が入力階調値（網点％）であり、縦軸は最大値を１に正規化したゲインである。曲線４７が第１モード曲線（Ｍ１）、曲線４８が第２モード曲線（Ｍ２）、曲線４９が第３モード曲線（Ｍ３）に対応する。これらのモード曲線としては、階調特性変動を、なるべく少数のモード数で効果的に近似できる組み合わせを用意するのが望ましいが、必ずしも主成分のようなものに固執する必要はない。
【００６９】
これらのモード曲線Ｍ１〜Ｍ３による階調補正曲線の合成例を、図１０に示す。図１０の横軸は入力階調値ｘを表し、縦軸は出力階調値ｙを表す。図１０に示す階調補正曲線４４は、図９の３つのモード曲線Ｍ１〜Ｍ３に、それぞれ図１０に示す係数を掛けて合成することによって生成した補正曲線を表している。このように、３つのモード曲線Ｍ１〜Ｍ３の線形和による近似によって、十分に滑らかな階調補正曲線４４が生成される。
【００７０】
本実施の形態のモード曲線Ｍ１〜Ｍ３の場合、恒等的な基準階調特性（ｙ＝ｘ）に対して、想定される階調特性変動が、概ね−１０〜１０の範囲にある係数の積和により、破綻のない十分滑らかな曲線として近似される。このため、本実施の形態の場合には、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ全色とも共通のモード曲線を使用することができるが、色毎の階調特性変動傾向に、より特化した異なるモード曲線の組み合わせを使用することによって、より少ないモード数で階調特性変動を近似することも可能である。少ないモード数で階調特性変動を近似することは、より偏った少数サンプルから階調特性変動を推定することが可能となる反面、印刷条件の違い等による微妙な階調特性変動傾向の違いに対する汎用性が損なわれることになる。
【００７１】
次に、前述した中間転写ベルト６１上に形成された測色パッチの反射率に対する前処理ユニット６４の出力値ｐ＝ｔ（ｐ，ｑ）と、モードパラメータθと、を対応付ける方法について説明する。
【００７２】
なお、特定の基本色について、仮に変動モードを３モードとして、そのモードパラメータをθ＝ｔ（θ１，θ２，θ３）とした場合について説明する（同様の議論をＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色毎に適用すればよい）。実際の階調特性変動において、これらの３つの変動モードは、必ずしも独立に変化するわけではなく、ある程度の従属関係をもって変化する。特に、ベタ濃度がプロセス制御により一定値に保たれている条件下での微小変動の範囲では、中間濃度特性に注目した階調特性変動は、「濃い⇔薄い」、「高コントラスト⇔低コントラスト」の二つの特徴によって概ね特徴付けられる。そこで、前述した出力値ｐ＝ｔ（ｐ，ｑ）とモードパラメータθの変化量Δθとの間に、線形関係Δθ＝Ｍｐ・Δｐが成り立つと仮定して、最小二乗法によりパラメータ変換行列Ｍｐを決定する。すなわち、式（８）を最小化するパラメータ変換行列Ｍｐを求めることによって、式（９）が得られる。なお、式（９）のＩは単位行列である。
【数１０】
0006680070.tif 000011
【数１１】
0006680070.tif 000012
【００７３】
ただし、微小正定数λｐは、前述した微小正定数λと同様の正則化加重であり、解が安定する程度の適当な定数を与えればよい。また、期待値Ｅは、入力画像に十分な色情報がある場合のサンプルの平均から推定する。このようにして決定されたパラメータ変換行列Ｍｐの各要素は、レーザ露光強度制御値、現像バイアス設定値、トナー帯電量等の作像条件とともに、印刷条件である設定用紙識別番号と併せて記憶装置２６に保存される。そして、記憶装置２６に保存されたパラメータ変換行列Ｍｐの各要素は、類似する作像条件、印刷条件におけるパラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト設定値として参照される。また、記憶装置２６に保存された情報は、図２のネットワーク２を介して、サーバ７との間で共有される。なお、上述した例は、階調変動量があまり大きくなく線形近似で近似可能な場合の例であるが、もちろん、ニューラルネット等を用いた機械学習方法で置き換えてもよい。
【００７４】
（画像形成システムが行う一連の処理の流れの説明）
次に、図１１を用いて、画像形成装置８が行う一連の処理の流れについて説明する。図１１は、画像形成装置８が行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１１で説明する処理は、全て色調補正量決定部１９（図３）が行う。
【００７５】
ここでは、中間転写ベルト６１上の測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの出力値ｐをモードパラメータθの変化量Δθに対応付ける式（９）のパラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト値が与えられている場合について説明する。
【００７６】
まず、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（ステップＳ２００）。次に、モードパラメータθの変化量Δθ＝ｔ（Δθ１，Δθ２，…）の各要素、および変化量Δθの平均値Δθavgを０に初期化する（ステップＳ２０１）。さらに、後述する一連のデータを蓄積するためのデータキューを初期化する（ステップＳ２０２）。
【００７７】
次に、色調補正量決定部１９は、第１の階調補正パラメータ推定手段として作用して、測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの測色値から得た出力値ｐの基準値からの変化量Δｐを用いて、式（９）に基づいて対象色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）のモードパラメータθの変化量Δθを算出し、算出した変化量をΔθｐとする（ステップＳ２０３）。
【００７８】
さらに、色調補正量決定部１９は、第２の階調補正パラメータ推定手段として作用して、入力画像（ユーザ画像）のＣＭＹＫデータ（ｐｒｎＣＭＹＫ）と、スキャナ２７が出力したユーザ画像の測色値である出力画像読み取り値（ｍｅｓＬａｂ）と、測色値予測モデル部２１による予測値（ｔａｒｇｅｔＬａｂ）と、から式（６）に基づいてモードパラメータθの変化量Δθを算出する。そして、算出した変化量Δθのうち対象色に対応する部分ベクタをΔθｕとする（ステップＳ２０４）。
【００７９】
色調補正量決定部１９は、ページ内から計算のために抽出した測定値の有効サンプル数が十分であるかを、予め定めた閾値（所定値）を超えているかによって評価する（ステップＳ２０５）。有効サンプル数が十分であるとき（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）はステップＳ２０６に進み、それ以外のとき（ステップＳ２０５；Ｎｏ）はステップＳ２０７に進む。
【００８０】
色調補正量決定部１９は、フラグｆｌｇを、有効サンプル数が十分であることを示す「１」に設定するとともに、部分ベクタΔθｕをモードパラメータθの変化量Δθとする（ステップＳ２０６）。
【００８１】
色調補正量決定部１９は、フラグｆｌｇを、有効サンプル数が十分でないことを示す「０」に設定するとともに、モードパラメータθｐの変化量Δθｐをモードパラメータθの変化量Δθとする（ステップＳ２０７）。
【００８２】
フラグｆｌｇ、出力値ｐ、部分ベクタΔθｕおよび変化量Δθをデータキューに追加する（ステップＳ２０８）。
【００８３】
Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色について、所定ページ数（Ｎ）分、処理を繰り返したかを判断する（ステップＳ２０９）。なお、所定ページ数としては、例えば、Ｎ＝１０を設定する。所定ページ数分、処理を繰り返したとき（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）はステップＳ２１０に進み、それ以外のとき（ステップＳ２０９；Ｎｏ）は、ステップＳ２０３に戻る。
【００８４】
所定ページ数分の処理が実行されたときは、データキュー上の最新のＮ個分のＣＭＹＫ各色に関するモードパラメータθの変化量Δθを平均値Δθavgに累積する（ステップＳ２１０）。この平均化処理により、測色パッチの反射特性の計測に基づく変化量Δθの推定結果と、ユーザ画像の測色結果に基づく変化量Δθの推定結果と、が滑らかに整合される。
【００８５】
累積されたモードパラメータθの変化量Δθを用いて、式（７）により階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋを算出する（ステップＳ２１１）。階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋを８ｂｉｔテーブルとして持つ場合には、各階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋは、入力階調ｎ／２．５５％（ｎ＝０，１，…，２５５）に対する配列として算出される。
【００８６】
次に、算出された階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋを、同じく２５６要素の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て、図３の階調補正部１６に設定する（ステップＳ２１２）。
【００８７】
データキュー上の最新のＮ個分のフラグｆｌｇの総和が閾値（所定値）を超えたかを判断する（ステップＳ２１３）。閾値を超えたとき（ステップＳ２１３；Ｙｅｓ）はステップＳ２１４に進み、それ以外のとき（ステップＳ２１３；Ｎｏ）は、ステップＳ２１５に進む。
【００８８】
ステップＳ２１３で、データキュー上に蓄積された｛ｐ，Δθｕ｝に関するＮ組のデータから、式（９）で得られるパラメータ変換行列Ｍｐによって、これまでのパラメータ変換行列Ｍｐを更新する（ステップＳ２１４）。
【００８９】
色調補正量決定部１９は、印刷ジョブが完了したかを判断する（ステップＳ２１５）。印刷ジョブが完了したとき（ステップＳ２１５；Ｙｅｓ）は、図１１の処理を終了する。それ以外のとき（ステップＳ２１５；Ｎｏ）は、ステップＳ２００に戻る。
【００９０】
（パラメータ変換行列Ｍｐの探索処理の流れの説明）
次に、図１２を用いて、パラメータ変換行列Ｍｐの探索処理の流れについて説明する。図１２は、パラメータ変換行列Ｍｐの探索処理の流れを示すフローチャートである。なお、この探索処理は、色調補正量決定部１９（図３）が行う。
【００９１】
まず、現在の印刷条件で、有効なパラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト値が定義されているかを確認する（ステップＳ２２０）。パラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト値が定義されているとき（ステップＳ２２０；Ｙｅｓ）はステップＳ２２６に進み、それ以外のとき（ステップＳ２２０；Ｎｏ）はステップＳ２２１に進む。
【００９２】
色調補正量決定部１９は、記憶装置２６を探索してパラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト値が定義されているかを確認する（ステップＳ２２１）。パラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト値が定義されているとき（ステップＳ２２１；Ｙｅｓ）はステップＳ２２７に進み、それ以外のとき（ステップＳ２２１；Ｎｏ）はステップＳ２２２に進む。
【００９３】
色調補正量決定部１９は、サーバ７を探索してパラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト値が定義されているかを確認する（ステップＳ２２２）。パラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト値が定義されているとき（ステップＳ２２２；Ｙｅｓ）はステップＳ２２７に進み、それ以外のとき（ステップＳ２２２；Ｎｏ）はステップＳ２２３に進む。
【００９４】
色調補正量決定部１９は、プリンタエンジン４に対して、ユーザ画像の代わりにカラーテストチャート（例えば、ＩＴ８．７／３）を、所定枚数（Ｎ枚）分出力させる（ステップＳ２２３）。
【００９５】
色調補正量決定部１９は、プリンタエンジン４のカラーテストチャートの出力結果に対して、図１１のフローチャートを実行して、パラメータ変換行列Ｍｐを生成する（ステップＳ２２４）。
【００９６】
色調補正量決定部１９は、生成したパラメータ変換行列Ｍｐを記憶装置２６に保存する（ステップＳ２２５）。
【００９７】
画像形成装置８は、図１１のフローチャートに示した処理を実行することによって、通常の印刷ジョブを実行する（ステップＳ２２６）。
【００９８】
ステップＳ２２１、またはステップＳ２２２において、パラメータ変換行列Ｍｐのデフォルト値が定義されているとき、色調補正量決定部１９は、パラメータ変換行列Ｍｐを設定する（ステップＳ２２７）。その後、ステップＳ２２６に進む。
【００９９】
以上のように、本実施の形態に係る画像形成装置８によれば、原稿データ３０（入力画像）およびサーバ７（カラープロファイル登録部）に登録されたカラープロファイルに基づいて用紙（印刷媒体）上に形成された出力画像６（カラー画像）の中から、第２の測定センサ５９（第２の測定手段）によって所定値を超える数の測定値が得られた場合には、階調補正部１６（階調補正手段）は、色調補正量決定部１９（第２の階調補正パラメータ推定手段）が推定した階調補正パラメータを用いて階調特性変動の補正を行う。一方、出力画像６の中から、第２の測定センサ５９によって所定値を超える数の測定値が得られない場合には、階調補正部１６は、第１の測定センサ５８（第１の測定手段）が測定した、露光制御装置６５（測色パッチ形成手段）が中間転写ベルト６１上に一時的に形成したトナー像（中間画像）である測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性に基づいて、色調補正量決定部１９（第１の階調補正パラメータ推定手段）が推定した階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋ（階調補正パラメータ）を用いて階調特性変動の補正を行う。そのため、原稿データ３０に十分なカラー情報がない場合には、第１の階調補正パラメータ推定手段により測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性に対応付けられた階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋを用いて階調特性変動の補正を精度よく行うことができる。すなわち、作像条件および印刷条件によらずに、印刷ジョブにおける再現色の安定性を向上させることができる。また、例えば、特定の原色に関連する中間階調情報のみが不足する場合であっても、その原色だけ第１の階調補正パラメータ推定手段が推定した階調補正パラメータを使用して階調特性変動の補正を行い、残りの原色については、第２の階調補正パラメータ推定手段による推定結果を利用して階調特性変動の補正を行うことができる。
【０１００】
また、本実施の形態に係る画像形成装置８によれば、第２の測定センサ５９によって、所定値を超える数の測定値が得られた場合には、色調補正量決定部１９（第１の階調補正パラメータ推定手段）は、第１の測定センサ５８が測定した測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性と、色調補正量決定部１９（第２の階調補正パラメータ推定手段）が推定した階調補正パラメータと、の対応関係を学習する。そして、第２の測定センサ５９によって、出力画像６（カラー画像）の中から所定値を超える数の測定値が得られない場合には、階調補正部１６（階調補正手段）は、前記対応関係を用いて階調特性変動の補正を行う。したがって、中間転写ベルト６１上の測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの測色値と実際の階調変動との関係を、十分なカラー情報を含む原稿データ３０（入力画像）から学習できるため、予め、十分なカラー情報を持つカラーテストチャート出力で学習させておくことによって、画像形成装置８の構成部品固有のばらつきや、印刷媒体である用紙との相性で生じる中間パッチ検出信号と実階調変動の関係の違いに対応することができる。
【０１０１】
そして、本実施の形態に係る画像形成装置８によれば、測色パッチの反射特性と、色調補正量決定部１９（第２の階調補正パラメータ推定手段）が推定した階調補正パラメータと、の対応関係の学習結果を記憶装置２６（記憶手段）に保存して再利用するため、２回目以降の学習を省略することができる。また、画像形成装置８が通信手段を備える場合には、学習結果を、画像形成装置８と通信手段を介して接続されたサーバ７に保存することによって、異なる場所のシステム間でも情報の共有ができるため、初期設定の共有や、システム状態の異常検出を行うことができる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態に係る画像形成装置８によれば、中間転写ベルト６１上に形成する測色パッチ８０ｃ〜８２ｋを、作像条件の変化に対して敏感に濃度が変化する高線数の中間階調パッチを使用することで、測色パッチの濃度変化検出のＳ／Ｎが向上する。特に、感度の高い中間階調パッチを２段階用いることによって、中間濃度変化とコントラスト変化を、階調特性の変化モードに関連付けることができる。
【０１０３】
また、本実施の形態に係る画像形成装置８によれば、階調特性の変化を少数の基底関数で近似することで、制御パラメータ数を削減することができるとともに、オーバーフィットによる階調特性の波打ちを防止することができる。また、中間転写ベルト６１上に形成する測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの数を少なく抑えることができるため、無駄なトナーの消費を削減することができる。特に、ベタ濃度を別扱いとすると、階調特性形状は大まかに、中間濃度、ハイライト飛び、コントラストの３自由度により特徴付けることができる。
【０１０４】
また、本実施の形態に係る画像形成装置８によれば、階調補正パラメータの数を画像形成装置８の１基本色あたり３つ以下としたため、典型的な階調特性変化を的確に近似することができる。さらに、補正精度要求があまり高くない場合や、前記３つの階調補正パラメータの間の相関が高い場合であれば、階調補正パラメータをより少なくすることができる。
【０１０５】
また、本実施の形態に係る画像形成装置８によれば、少なくとも２段階以上の中間階調のパッチを生成するとともに、色調補正量決定部１９（第１の階調補正パラメータ推定手段）は、第１の測定センサ５８（第１の測定手段）によって得られる２つの異なる中間階調の測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性の差分値を利用して、測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性を階調補正パラメータに対応付ける。したがって、長期間に亘って中間階調情報のないカラー画像の印刷が続いた後で、中間階調情報の豊富なカラー画像の印刷に移行した場合、移行後の印刷出力開始時におけるプリンタエンジン４の状態の不安定性に起因して生じる、変則的な出力画像の異常値による階調補正パラメータの推定値の変動を回避することができる。
【０１０６】
また、本実施の形態に係る画像形成装置８によれば、色調補正量決定部１９は、第１の階調補正パラメータ推定手段に基づいて推定した階調補正パラメータと、第２の階調補正パラメータ推定手段に基づいて推定した階調補正パラメータと、を補間することによって、階調補正パラメータを段階的に切り替える。したがって、第１の階調補正パラメータ推定手段および第２の階調補正パラメータ推定手段によってそれぞれ得られるモードパラメータθの変化量Δθの推定結果を、滑らかに整合させることができる。
【０１０７】
また、本実施の形態に係る画像形成ユニット３２によれば、外部から読み込んだ印刷可能な形式を有する原稿データ３０（入力画像）に基づいて用紙（印刷媒体）上に形成された出力画像６（カラー画像）の中から、第２の測定センサ５９（第２の測定手段）によって所定値を超える数の測定値が得られた場合には、階調補正部１６（階調補正手段）は、色調補正量決定部１９（第２の階調補正パラメータ推定手段）が推定した階調補正パラメータを用いて階調特性変動の補正を行う。一方、出力画像６の中から、第２の測定センサ５９によって所定値を超える数の測定値が得られない場合には、階調補正部１６は、第１の測定センサ５８（第１の測定手段）が測定した、露光制御装置６５（測色パッチ形成手段）が中間転写ベルト６１上に一時的に形成したトナー像（中間画像）である測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性に基づいて、色調補正量決定部１９（第１の階調補正パラメータ推定手段）が推定した階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋ（階調補正パラメータ）を用いて階調特性変動の補正を行う。そのため、原稿データ３０に十分なカラー情報がない場合には、第１の階調補正パラメータ推定手段により測色パッチ８０ｃ〜８２ｋの反射特性に対応付けられた階調補正量Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋを用いて階調特性変動の補正を精度よく行うことができる。すなわち、作像条件および印刷条件によらずに、印刷ジョブにおける再現色の安定性を向上させることができる。
【０１０８】
以上、本実施の形態について説明したが、前述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例ではあるが、具体的な構成、処理内容等は、実施の形態で説明したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形による実施が可能である。
【０１０９】
例えば、画像形成装置８は、ＣＰＵ１００をプログラムＰ１に従って動作させる代わりに、プログラムＰ１が実行するのと同じ演算機能および制御機能を有する専用のＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）を実装することによって、ハードウェア的に動作させてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
６…出力画像（カラー画像）、７…サーバ（カラープロファイル登録部）、８…画像形成装置、１６…階調補正部（階調補正手段）、１９…色調補正量決定部（第１の階調補正パラメータ推定手段、第２の階調補正パラメータ推定手段）、２６…記憶装置（記憶手段）、３０…原稿データ（入力画像）、３２…画像形成ユニット、５８…第１の測定センサ（第１の測定手段）、５９…第２の測定センサ（第２の測定手段）、６５…露光制御装置（測色パッチ形成手段）、Δｃ，Δｍ，Δｙ，Δｋ…階調補正量（階調補正パラメータ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１１】
【特許文献１】特開２０１２−７０３６０号公報
【特許文献２】特許第５１５００９６号公報
【特許文献３】米国特許第５７４９０２０号明細書
【特許文献４】特許第５３４１９４０号公報
【特許文献５】特開２００３−１８９１０３号公報
【図１】
0006680070.tif 000013
【図２】
0006680070.tif 000014
【図３】
0006680070.tif 000015
【図４】
0006680070.tif 000016
【図５】
0006680070.tif 000017
【図６】
0006680070.tif 000018
【図７】
0006680070.tif 000019
【図８】
0006680070.tif 000020
【図９】
0006680070.tif 000021
【図１０】
0006680070.tif 000022
【図１１】
0006680070.tif 000023
【図１２】
0006680070.tif 000024