(57)【要約】【課題】目視する人に依存せずに参照濃度パターンと測定対象パターンとの濃度差を容易に読み取ること。【解決手段】測定対象パターンで構成される階調領域１０と、階調領域１０とは異なるパターンであって、特定の階調値の濃度を表現する参照濃度パターンで構成される参照濃度領域１１とを一組とするブロックを複数ブロック互いに隣接させてテストチャート６として印刷媒体上に出力するときに、複数ブロックのうち同一ブロック内の各測定対象濃度パターンの階調値を同一とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値に１６階調差を付けるための画像データを生成する。【選択図】　　　　図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素で構成される画像のデータとして階調に応じた画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データを単色または４色の色データに変換するデータ変換手段と、前記データ変換手段の変換による色データに基づいて媒体上に画像を出力する画像出力手段とを備え、複数の画素を含む測定対象のパターンで階調値に応じた濃度を表現する複数の測定対象濃度パターンと、複数の画素を含み前記測定対象濃度パターンとは異なるパターンで特定の階調値の濃度を表現する複数の参照濃度パターンとを一組とするブロックを複数ブロック互いに隣接させてテストチャートとして前記媒体上に出力するとともに、前記複数ブロックのうち同一ブロック内の各測定対象濃度パターンの階調値を同一とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値に階調差を付けてなる画像出力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像出力装置において、前記画像データ生成手段は、前記媒体上に行列に亘って画像を印刷する画像出力手段を対象として比較エリアを１行以上設定したときに、前記比較エリア内に複数のブロックによる画像を出力するため画像データを生成してなることを特徴とする画像出力装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像出力装置において、前記画像データ生成手段は、最小階調値を含むハイライト階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンの階調値を前記最小階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が前記最小階調値から前記最小階調値と最大階調値との間の中間階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成してなることを特徴とする画像出力装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像出力装置において、前記画像データ生成手段は、最大階調値を含むシャドウ階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンの階調値を前記最大階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が最小階調値と前記最大階調値との間の中間階調値から前記最大階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成してなることを特徴とする画像出力装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の画像出力装置において、前記画像データ生成手段は、最小階調値と最大階調値との間の中間階調値を含む中間階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンを網点、万線あるいはランダムドットのうちいずれかのパターンとするとともに、このパターンの階調値を前記中間階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が前記最小階調値から前記最大階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成してなることを特徴とする画像出力装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像出力装置において、前記画像データ生成手段は、相隣接ブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が前記媒体の行方向に対して１６階調以上変化する階調値とするための画像データを生成してなることを特徴とする画像出力装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載の画像出力装置において、前記画像データ生成手段は、最小階調値を含むハイライト階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンの階調値を前記最小階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が前記最小階調値から前記最小階調値と最大階調値との間の中間階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成してなり、最大階調値を含むシャドウ階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンの階調値を前記最大階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が最小階調値と前記最大階調値との間の中間階調値から前記最大階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成してなり、最小階調値と最大階調値との間の中間階調値を含む中間階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンを網点、万線あるいはランダムドットのうちいずれかのパターンとするとともに、このパターンの階調値を前記中間階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が前記最小階調値から前記最大階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成してなることを特徴とする画像出力装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像出力装置において、前記ハイライト階調値のテストチャートにおけるドットのつき始めの階調値と前記シャドウ階調値のテストチャートにおいて階調の飽和する限界階調値および前記中間階調値のテストチャートにおいて測定対象濃度パターンのうち参照濃度パターンと濃度が一致する中間階調値に基づいて前記媒体に対する色差に関する階調特性を推定する推定手段と、前記推定手段の推定結果に従って前記データ変換手段の出力による色データの階調を補正する階調補正手段を備えてなることを特徴とする画像出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像出力装置に係り、特に、階調特性の調整などを行うために、出力濃度を目視で測定するためのテストチャートを出力するに好適な画像出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のプリンタは、レーザービームを用いて感光体に電荷を与えることで静電潜像を形成し、この静電潜像を逆の電荷を与えたトナーで中和することにより現像を行なう。
【０００３】
この際、温度、湿度の環境条件によりトナー粒子の電荷量が変化するため、再現画像の濃度は環境条件により変化することになる。例えば、高温高湿条件下では、単位トナー粒子当たりの電荷量は少なくなり、低温低湿条件下では、単位トナー粒子当たりの電荷量は多くなる（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１２８９７４号公報
このため、電子写真方式の一般的傾向として、高温・高湿環境下では、低温・低湿環境に比べ、より多くのトナーが電荷の中和に必要となり、再現画像が高濃度になる問題がある。
【０００５】
また、電子写真方式では、レーザスポット径やレーザ強度感光体特性の組み立て公差により、個々の機械で現像特性がばらつく機差や経時変化が生じることが知られている。
【０００６】
これらのばらつきに対して、小規模事務所や一般ユーザを対象とした低価格指向のカラープリンタの市場では、高度なフィードバック制御や、サービスマンによる高価な測色装置を用いるキャリブレーション方法では、コストアップに繋がるという問題がある。
【０００７】
このような問題に対して、先の特許文献１は、トナー濃度検知器と温湿度センサを用いて現像装置を制御する方法や、予め基準濃度に印刷された参照チャートとの比較によるカラープリンタのキャリブレーション方法などが提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−６５６２号公報
また、印刷したテストチャートをサービスセンターに送付し、サービスセンターで測色して調整値を求めてユーザに送り、受け取ったユーザがプリンタに調整値を入力するという方法も行われている。
【０００９】
近年、カラーレーザプリンタは、パソコンの普及により一般ユーザ向けの普及タイプの需要が高くなっている。従って、この普及タイプのカラーレーザプリンタは、より低価格で、専門知識を持たないより一般的なユーザが、いつでも気軽に使用できる必要がある。
【００１０】
しかしながら先の特許文献１のようなトナー濃度検知器や温湿度センサを取付けることは、高価格に繋がってしまう。また、特許文献２のように、参照チャートと比較してキャリブレーションする方法は参照チャートが退色しないように保存、管理をしなければいけないため一般ユーザにとっては難しい。また、テストチャートをサービスセンターに送付する方法は時間が掛かるため、使いたいときに使えず不便である。
【００１１】
そのため、特別な手段を用いず一般ユーザでも簡単にその場でキャリブレーションする方法として、出力濃度を目視で測定可能なテストチャートをプリンタ自身からその場で印刷して用いる方法が特許文献３に開示されている。
【００１２】
【特許文献３】
特開２００２−４４４５５号公報
具体的には、測定したい階調パターンを用いて階調値を段階的に変化させて塗りつぶした連続領域（測定対象）と、一定の濃度を出すためにそれとは異なるパターンで塗りつぶした参照濃度領域とを併置したテストチャートとし、ユーザが前者の領域のうち後者の領域の濃度と最も差が小さい部分を目で見て探し、前者の領域に併記された階調値を表す数字を読み取り、その読み取った数値から現在の出力濃度を求めてキャリブレーションするというものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献３に開示されているテストチャートでは、目視する人に依存せず安定して読み取る工夫については言及されていなかった。そのため、滑らかな画像を出すためにわずかな濃度差しかない多数の濃度の中から、参照濃度領域との濃度差が最も小さい部分を探し出すことは一般ユーザにとって難しく、人によって読み取る位置に差が生じることがあった。また、わずかな濃度差を見極めようと目を凝らすため、目に負担が掛かるという問題があった。
【００１４】
本発明の課題は、目視する人に依存せずに参照濃度パターンと測定対象パターンとの濃度差を容易に読み取ることができるテストチャートを出力することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、階調に応じた画像データを単色または４色の色データに変換し、この色データに基づいて媒体、例えば、プリンタ、ＣＲＴ上に画像を出力するに際して、複数の画素を含む測定対象のパターンで階調値に応じた濃度を表現する複数の測定対象濃度パターンと、複数の画素を含み前記測定対象濃度パターンとは異なるパターンで特定の階調値の濃度を表現する複数の参照濃度パターンとを一組とするブロックを複数ブロック互いに隣接させてテストチャートとして前記媒体上に出力するとともに、前記複数ブロックのうち同一ブロック内の各測定対象濃度パターンの階調値を同一とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値に階調差を付けるようにしたものである。この場合、各ブロックの参照濃度パターンや測定対象パターンの階調値は画像データによって設定することができる。
【００１６】
具体的には、前記画像データ生成手段は、最小階調値を含むハイライト階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンの階調値を前記最小階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が前記最小階調値から前記最小階調値と最大階調値との間の中間階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成し、最大階調値を含むシャドウ階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンの階調値を前記最大階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が最小階調値と前記最大階調値との間の中間階調値から前記最大階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成し、最小階調値と最大階調値との間の中間階調値を含む中間階調値のテストチャートを前記媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、前記複数の参照濃度パターンを網点、万線あるいはランダムドットのうちいずれかのパターンとするとともに、このパターンの階調値を前記中間階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が前記最小階調値から前記最大階調値まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成することによって達成することができる。
【００１７】
前記した手段によれば、ハイライト階調値のテストチャートが出力されたときには、ドットのつき始めの階調値（ハイライトオフセット）を目視で確認することが容易にでき、シャドウ階調値のテストチャートが出力されたときには、階調の飽和する限界階調値を目視によって容易に確認することができる。さらに、中間階調値のテストチャートが出力されたときには、測定対象濃度パターンのうち参照濃度パターンと濃度が一致する中間階調値を目視によって容易に確認することができる。すなわち、レーザプリンタなどの画像出力装置において、階調特性の調整（キャリブレーション）などを行うために、ハイライト階調値のテストチャート、シャドウ階調値のテストチャートおよび中間階調値のテストチャートが出力されたときに、各テストチャートにおける測定対象パターンと参照濃度パターンとの濃度差を目視で容易に確認することができる。
【００１８】
そしてハイライト階調値のテストチャートに対してドットのつき始めの階調値が選択され、シャドウ階調値のテストチャートに対して階調の飽和する限界階調値が選択され、中間階調値のテストチャートに対して測定対象濃度パターンのうち参照濃度パターンと濃度が一致する中間階調値がそれぞれ選択されたときに、各選択された階調値に基づいて媒体に対する色差に関する階調値を推定する演算が行われ、この推定結果にしたがって色データの階調を補正することで、画像出力装置の階調特性を調整（キャリブレーション）することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像出力装置をカラーレーザプリンタに適応したときの一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
本実施形態におけるカラーレーザプリンタは、２３．６ｄｏｔ／ｍｍ（２５．４ｍｍ当たり６００ｄｏｔ）の解像度で、Ｃｙａｎ（Ｃ）、Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ）、Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）、ｂｌａｃＫ（Ｋ）の４色を各色面ごとに４回のプロセスで重ね合わせてカラー印刷を行うように構成されている。なお、本発明はこの解像度、色数、重ね合わせ方法にとらわれるものではない。
【００２１】
図１は、カラーレーザプリンタのプリンタ本体をホストＰＣ（パーソナルコンピュータ）に接続したときの実施形態を示す全体構成図である。図１において、ホストＰＣ２０は、複数の画素で構成される画像のデータとして階調に応じた画像データを生成する画像データ生成手段およびテストチャートから得られた階調値に基づいて印刷媒体に対する色差に関する階調特性を推定する推定手段としての機能を備えて構成されており、ＰＣ２０の生成による画像データは各色８ビット（＝２５６階調）ＲＧＢ値の画像データとして画像バッファ１に出力される。
【００２２】
画像バッファ１は、プリンタ本体の一要素として、ホストＰＣ２０からの画像データを順次指定の領域に格納し、格納した画像データを４色分解回路２に出力するようになっている。４色分解回路２は、画像データを単色または４色の色データに変換するデータ変換手段として構成されており、画像データから、例えば黒色（Ｋ）の８ビットの色データを生成するようになっている。ここで、４色分解回路２は、ホストＰＣ２０からの指示により、予め設定された標準の黒色データ合成処理（標準墨置換）と、Ｃ、Ｍ、Ｙの共通量を１００％黒色Ｋで置き換える完全墨置換を選択可能としている。すなわち、黒色のデータを生成する場合でも、合成による黒色のデータを生成するかあるいは単色による黒色のデータを生成するようになっている。またＰＣ２０からの指示により、他の色データを生成するときにも、同様の処理を繰返すことで、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、各色に関する色データを順次生成し、生成した色データを階調補正回路３に出力するようになっている。
【００２３】
階調補正回路３は、４色分解回路２の出力による色データの階調特性を補正する階調補正手段として構成されており、階調特性の補正された色データを階調処理回路４に出力するようになっている。階調処理回路４では、入力された色データを８ビットの２５６階調を１ビットの２値のデータに変換し、変換したデータをプリンタエンジン５に出力するようになっている。プリンタエンジン５は、階調処理回路４からの２値データに基づいて、内部で黒色面の画像を現像し、現像した画像を印刷媒体である紙に画像を印刷するようになっている。ここで、階調補正回路３に関しても、ホストＰＣ２０からの指示により、処理を行わないままデータを通過させることが可能になっている。またホストＰＣ２０から、階調補正に必要なルックアップテーブルデータをダウンロードするための指示があったときには、ルックアップテーブルデータをダウンロードして保持するようになっている。
【００２４】
黒の画像データに関するプロセスが終了したあとは、次の色に関する処理が行われ、４色分解回路２は、画像バッファ１の出力による画像データに対して、Ｃｙａｎの８ビットデータを生成し、先のプロセスにおける処理と同様な処理を繰返す。このような処理を、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙについて４回繰返したあと、プリンタエンジン５は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ４面が紙面上に重ね合わされたフルカラー画像を出力する。
【００２５】
これらのプロセスにおける階調処理回路４における２値化としては、ドットを組にして階調に応じて面積率の変化する網点を構成する方法を採用することができる。
【００２６】
次に、網点画像を構成するときの具体例を図２にしたがって説明する。図２は、
４×４のドット配列で構成された網点画像を概念的に現した拡大図である。
【００２７】
図２において、矢印方向がレーザの走査方向を表しており、斜線部が論理上の印画指示領域１２を表しており、実線で囲まれた実印画領域１３が実際にインクなどで印画される領域を表わしている。また、破線で示した最小の正方形は、プリンタの印画基本単位となるドット幅（論理値）を表している。
【００２８】
この場合の論理上の面積率は、５／１６　（＝３１％）であるが、実印画領域１３に示す様に、レーザスポットが印画指示領域１２を覆う様に走査するため、実印画領域１３は印画指示領域１２より広くなる。このため、実際に得られる濃度値は、階調の指示値５／１６よりも一般的に大きくなる現象が発生する。このような印画面積の拡大現象はドットゲインとして知られている。
【００２９】
ドットゲインの大きさは、レーザスポットの余分な広がりと現像特性の他に、形成される網点の単位面積当たりの周囲長に依存する。
【００３０】
例えば、図３に、３×３のドット配列で構成された網点による階調表現の概念図を示す。
【００３１】
図３の例では、階調の指示値３／９　（＝　３３％）に対し、面積Ｓ＝３×３＝９の領域中、周長ｌ＝８となる。これに対して、図２に例では、印画指示領域１２の周長（ｌ）は、ドット幅を単位として、面積Ｓ＝４×４＝１６の領域中、周長はｌ＝１０である。従って、単位面積あたりの網点周長ｌ／Ｓは、網点密度の高い図３の例が８／９、図２の例が　１０／１６　と、図３の方が大きくなっていることが分かる。
【００３２】
これらの関係を図４のグラフで示す。図４において、横軸が階調指定値に対応する論理上の網点面積率、縦軸が、ドット幅を単位とする網点の周長ｌを、網点を構成する基本配列のドット数Ｓで割った相対値である。○印１４がＳＳ＝４×４ドットを基本配列とする網点の相対周長ｌ／Ｓ、△印１５がＳ＝３×３ドットを基本配列とする網点の相対周長ｌ／Ｓの網点面積率に対する変化を示している。
【００３３】
ドットゲインは、相対周長ｌ／Ｓにおよそ比例すると考えられる。従って、図４からは、実濃度は論理階調に対して、中間階調で濃くなることが分かる。また、粗い網点は密度の高い網点に対して相対周長が短く、温度湿度環境の変化や、劣化にともなう現像特性などの変化のドットゲインに対する影響が小さいことが分かる。
【００３４】
さらに、印画面積率に対して相対周長の短いパターンを用いれば、より現像条件等の変化に対してドットゲイン変化の小さい安定なパターンが得られることがわかる。
【００３５】
そこで、本実施形態においては、テストチャートのうち基準となる参照濃度パターンを生成するときには、図４に示す特性を考慮することとしている。
【００３６】
図４の■印１６は、次の図５（ａ）のチェックパターン、◆印１７は、図５（ｂ）の万線パターンに対応する点を表している。
【００３７】
次に、これら図５（ａ）、（ｂ）のパターンの安定性を利用して、図５（ａ）、（ｂ）を参照濃度パターンとして用いて中間階調特性を決定する方法を説明する。
【００３８】
なお、図５（ａ）、（ｂ）に示す参照濃度パターンは、後述するように、複数の測定対象濃度パターンと複数の参照濃度パターンとを一組とするブロックのうちの１パターン分を示している。
【００３９】
プリンタに対する階調補正が行われていない場合には、通常、図６に示すような階調特性を示すようになっている。
【００４０】
図６において、８ビット（＝２５６段階）の入力階調値ｘを横軸として、縦軸は、濃度の代わりに国際照明委員会（ＣＩＥ）の定めるＤ５０照明下での紙面の白色に対するＣＩＥ１９７６色差ΔＥとしている。濃度の代わりに色差を採用する理由は、カラーの階調特性を目視により校正する上では、視覚特性を配慮した色差表現が濃度よりも適しているからである。
【００４１】
また、本実施形態における階調処理は、図２に示すような網点処理に加え、１ドットのレーザパルス幅を細分する処理と網点の増大を分散する処理とを併用することで、階調数を増やすこととしている。
【００４２】
図６に示すように、プリンタに対する階調補正を行わないときには、入力階調値が０〜あるＸ０までの範囲では、レーザ露光による電位の変化が現像しきい値を超えないため、全く印画されない（ΔＥ＝０）の領域が存在する。また先に述べたドットゲインのために、入力階調値がＸ０〜Ｘｓの中間階調領域においては、上に凸な特性となり、入力階調値がＸｓ〜２５５までの領域では飽和する特性となる。
【００４３】
この階調特性は、次の（１）式によりモデル化することができる。
【００４４】
【数１】
2004114638.tif 000003
このモデルにおけるＸ０をハイライトオフセット、Ｘｓを飽和階調値と呼ぶことにする。
【００４５】
（１）式のモデルで階調特性を特徴づけるには、これらのＸ０、Ｘｓの値と、ΔＥの最大値ΔＥｍａｘおよびγの値が決定できれば良い。しかし、Ｘ０、Ｘｓ、γのパラメータは冗長であって、特にγの値はＸｓの値との取り合いで不安定になりやすい。
【００４６】
そこで、本実施形態では、図６に示す参照濃度パターンのΔＥ値（＝ΔＥｒｅｆ）とそれに対応する入力階調値Ｘｒを用いてγを決定することとしている。
【００４７】
γを決定するに際しては、プリンタに対する階調補正を行う前に、画像データに基づいて、プリンタエンジン５により、図７に示すようなテストチャート６を印刷（印画）し、この印刷結果から、テストチャート６におけるハイライトオフセットＸ０、飽和階調値Ｘｓなどの階調値を読み取り、読み取った階調値にしたがって印刷媒体（紙）に対する色差に関する階調特性を推定し、この推定結果にしたがって色データの階調値を補正することとしている。そして図７に示すテストチャート６を印刷するに先立って、本実施形態においては、ホストＰＣ２０において画像データの階調値を設定することとしている。
【００４８】
テストチャート６は、ハイライト校正部１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｋ、シャドウ校正部１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋ、中間校正部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの各部により構成されている。なお、図の記号に含まれるアルファベットＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは各色面Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを表す。またテストチャート６はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各４色面に対して適応されており、以降、単色の黒（Ｋ）の面への適用を例に説明するが、他の色面も同様である。
【００４９】
ハイライト校正部は、図８に示すように、最小階調値０を含むハイライト階調値のテストチャートとして、何も印画されない紙の白地から中間階調まで段階的に階調が増大する複数の測定対象濃度パターン（文字Ａ〜Ｄで構成されるパターン）からなる階調領域１０と、白地そのままの複数の参照濃度パターンで構成された参照濃度領域１１で構成されている。図８では、４行７列の場合のハイライト校正部の例を示しており、（）内に示した数値は、それぞれの領域に指定されている階調値を示している。階調値０は白に対応し、階調値２５５が最大濃度の黒に対応する。また階調値を示す数値は主な階調領域にのみ示してあり、明細書を印刷するプリンタの印刷特性上、引出線が示す階調領域が印刷されていない場合もある。
【００５０】
ハイライト校正部におけるテストチャートは、各行と各列に対応した領域が１ブロックとして構成されており、１ブロックには複数の測定対象パターンと複数の参照濃度パターンが含まれており、各ブロックが互いに隣接して４行７列に渡って構成されている。そしてハイライト校正部のテストチャートを出力するときの画像データを生成するときには、複数の参照濃度パターンの階調値を最小階調値０とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が、最小階調値０から最小階調値０と最大階調値２５５との間の中間階調値まで段階的、例えば、２段階ごとに変化する階調値とするための画像データが生成されることになる。
【００５１】
階調領域１０の段階は本実施形態では２階調ごとに変化させているが、必要に応じて１階調ごと、あるいは３階調以上ごとにすることもできる。細かい段階程精度は高くなるが、ユーザの読み取り負担は高まる可能性がある。
【００５２】
シャドウ校正部は、図９に示すように、最大階調値２５５を含むシャドウ階調値のテストチャートとして、中間階調から最大階調に向かって段階的に階調が増大する複数の測定対象濃度パターンからなる階調領域１０と、濃度最大黒の複数の参照濃度パターンで構成される参照濃度領域１１から構成されている。このシャドウ校正部も各行と各列に対応した領域が１ブロックに相当し、複数のブロックが４行４列に渡って互いに隣接して配置されている。そしてシャドウ校正部のテストチャートを出力するときの画像データを生成するときには、複数の参照濃度パターンの階調値を最大階調値２５５とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が、最小階調値０と最大階調値２５５との間の中間階調値から最大階調値２５５まで段階的、例えば、２段階ごとに変化する階調値とするための画像データが生成されることになる。
【００５３】
シャドウ校正部における階調領域１０の段階は、本実施形態では２階調ごととしているが、必要に応じて１階調ごと、あるいは３階調以上ごとにすることもできる。細かい段階程精度は高くなるが、ユーザの読み取り負担は高まる可能性がある。
【００５４】
中間校正部は、最小階調値０と最大階調値２５５との間の中間階調値を含む中間階調値のテストチャートとして、例えば、単一の参照濃度領域１１を、図５（ａ）に示す市松模様によるパターンあるいは図５（ｂ）に示す万線パターンを用いて構成することができる。市松模様によるパターンを用いるときには、図１０に示すように、１ブロック分のパターンとして、参照濃度領域１１の小片と階調領域１０の小片を４×４のマトリックスに配置する。この場合、同一ブロック内における階調領域１０の階調は均一（同一）であり、参照濃度領域１１の階調は中間階調値である。そして中間校正部を、５×６ブロックで構成する場合、図１１に示すように、５行６列のブロックをマトリックスに配置する構成とすることができる。すなわち、ブロックは小さすぎると、後述する最小色差（濃度差）のブロックを見極めにくくなるので、５ｍｍ×５ｍｍ程度以上が望ましい。
【００５５】
複数のブロックが並んだ１行が一つの比較エリアであり、図１２に示すように、同一比較エリア内の相隣接するブロック間では、階調領域１０の階調は大きな階調差を有するように設定されている。ここで、大きな階調差とは、２５６階調の場合において、１６階調以上が、目で見て濃度差が分かりやすく適切であり、本実施形態の場合、１６階調差としている。
【００５６】
具体的には、図１１に示すように、１行目（Ａ行）の階調領域１０の階調は、０、１６、３２、…、２４０階調まで段階的（１６段階）に増大し、２行目（Ｂ行）は４シフトして４、２０、３６、…、２４４階調まで段階的に増大し、３行目（Ｃ行）は、８、２４、…、２４８階調まで段階的に増大し、４行目（Ｄ行）は１２〜２５２階調まで１６段階に増大するようになっている。全体では、行ごとの段階は４階調ごとになっている。この行ごとの段階は、必要に応じてシフト値を小さくして行数を増やすことも可能であり、シフト値を大きくして行数を減らすこともできる。また１行の段階を必要に応じて小さくすることもでき、大きくすることもできる。
【００５７】
また本実施形態では、５行目（Ｅ行）にさらに４シフトし、４〜２５６段階まで１６段階に（２５６階調は２５５階調値で代用）増大させた行を設けている。それは、階調領域１０と参照濃度領域１１との色差（濃度差）が二つのブロックで同程度に最も小さくなることがあり、それが最上行および最下行の両方に表れると、最小差ブロックを見極めるのが難しくなるが、１行目と重複する行を最下行に配することで、見極めを容易にすることができるためである。
【００５８】
そして、中間階調値のテストチャートを媒体上に出力するときの画像データを生成するときには、複数の参照濃度パターンを網点、万線あるいはランダムドットのうちいずれかのパターンとするとともに、このパターンの階調値を中間階調値とし、相隣接するブロック間では各測定対象濃度パターンの階調値が最小階調値０から最大階調値２５５まで段階的に変化する階調値とするための画像データを生成することになる。
【００５９】
上記構成による画像データに基づいて印刷媒体上にテストチャート６が印刷されると、テストチャート６を用いて、ユーザは必要な読み取りを行うことができる。
【００６０】
すなわち、ユーザはハイライト校正部の階調領域１０が見え始める位置の座標Ｘ０を読み取り、あとで説明するユーティリティソフトウエアに入力する。ユーティリティソフトウエアは対応する階調値を求めてハイライトオフセットＸ０とする。同様に、ユーザがシャドウ校正部での階調領域１０が参照濃度領域１１に埋没する座標Ｘｓを読み取り、このＸｓをユーティリティソフトウエアに入力すると、ユーティリティソフトウエアが対応する階調値を求めて飽和階調値Ｘｓとする。中間階調値は、中間校正部上でユーザが行ごとに階調領域１０と参照濃度領域１１との色差（濃度差）が最も小さくなるブロック、すなわち、チャックパターンが最も目立たなくなるブロックの座標をユーティリティソフトウエアに入力することで、ユーティリティソフトウエアが行ごとに対応する階調値を求めたあとに、全体の平均値を取る。すなわちＰＣ２０において求めた平均値は全体での最もチェックパターンが目立たなくなる階調値、つまり、飽和階調値ＸｓとハイライトオフセットＸ０との間の中間階調値となる。ただし、階調領域１０に設けた段階の大きさの分の誤差は生じる。
【００６１】
この中間階調値での読み取り値Ｘｒから（１）式のモデルにおけるγの値をＰＣ２０において推定し、この推定結果を基に階調補正が行われることになる。
【００６２】
テストチャートが印刷されたあと、ハイライトオフセットＸ０、飽和階調値Ｘｓ、中間階調値Ｘｒが読み取られ、読み取られた値がＰＣ２０に入力されたときに、ＰＣ２０において入力された値を基に（１）式のモデルにおけるγの値を推定する方法について次に説明する。
【００６３】
図１３の曲線　ｇ１、ｇ２、ｇ３　は、階調補正を行なわない場合での異なる現像条件におけるプリンタの階調特性を示している。ｇ１　が最も高濃度の条件で、この条件に対応する中間校正部の参照濃度領域１１のΔＥ値がΔＥｒｅｆ１である。同様に、標準的な濃度条件ｇ２に対応する中間校正部の参照濃度領域１１のΔＥ値がΔＥｒｅｆ２、標準的な濃度条件ｇ３に対応する中間校正部の参照濃度領域１１のΔＥ値がΔＥｒｅｆ３である。これらのそれぞれの交点から、Ｘｒ読み取り値とΔＥｒｅｆとの関係が得られる。
【００６４】
本実施例のカラーレーザプリンタでは、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色ともＸｒ読み取り値とΔＥｒｅｆ／ΔＥｍａｘ　との関係は、図１３に示すように、ほぼ線形となるため、次の（２）式で近似される。
【００６５】
【数２】
2004114638.tif 000004
この（２）式と先の（１）式をγに関して解くと、次に（３）式が得られる。
【００６６】
【数３】
2004114638.tif 000005
上記（３）式に上記（２）式を代入すると、γの推定式として、次の（４）式が得られる。
【００６７】
【数４】
2004114638.tif 000006
ここで、ベタ特性であるΔＥｍａｘは、プリンタエンジン５側の制御により安定化することが比較的容易であるから、（４）式における定数αおよびβは、各色毎に予め実験的にもとめておくことにより、テストチャート６の出力から目視によって得られるＸ０、　Ｘｓ、Ｘｒ　３つの値から（４）式と（１）式からＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色の階調特性が推定される。
【００６８】
そこで、図１の階調処理回路４における階調補正としては、各色毎に求めておいたＸ０、Ｘｓ、Ｘｒ　３つの値からγを求め、このγを基に、次の（５）式にしたがって、階調補正値ｘ’を求め、階調補正値ｘ’にしたがって色データの補正を行うことにより、プリンタエンジン５からの出力画像の階調特性を、最終的に線形化することが可能になる。
【００６９】
【数５】
2004114638.tif 000007
すなわち、γを求めたあと、（５）式におけるｘに階調値を入力し、各画素に対する階調補正値ｘ’を求め、この階調補正値ｘ’にしたがって色データの階調値を補正する。そして線形階調特性が得られれば、これに任意の特性関数を合成することで、独自の階調特性に変換することは容易である。
【００７０】
図１５には、（５）式に相当する階調補正関数のグラフを示す。図１５において、　実線が（５）式に対応するが、若干の特性変動を考慮するならば、ハイライト校正部及びシャドウ校正部は破線で示すように、鈍らせておくことが有効である。この処理により、ハイライトオフセットＸ０が、プリンタ使用中に小さくなっても色被りが発生するような不具合や、飽和階調値Ｘｓの変動によるシャドウ校正部の階調飛びの発生が防止される。
【００７１】
以上の説明では、単に説明の容易性から黒色のテストチャートに関するキャリブレーションを中心に説明したが、他の色Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様である。
【００７２】
次に、上記テストチャート６を用いて通常のキャリブレーションを行うときの処理手順を図１６のフローチャートにしたがって説明する。
【００７３】
図１６において、最初のステップ１００では、階調補正回路３を無効にし、４色分解回路２は、完全墨置換を指定してテストチャートを印画する。Ｂｌａｃｋは、Ｃ、Ｍ、Ｙの階調値が等しいＣ＝Ｍ＝Ｙのデータで構成されており、この完全墨置換により、これらのデータは、Ｃ’＝Ｍ’＝Ｙ’＝０、Ｋ’＝Ｃ　としてＢｌａｃｋ単色により再現される。
【００７４】
ステップ１０１では、出力されたテストチャート６から目視によりＣＭＹＫ各色のハイライト校正部、シャドウ校正部、中間校正部の座標を読み取り、各座標をＰＣ２０のユーティリティソフトウエアに入力されると、各座標は、ユーティリティソフトウエアの処理によりハイライトオフセットＸ０、　飽和階調値Ｘｓ、　中間階調値Ｘｒに変換される。
【００７５】
ステップ１０３でユーティリティソフトウエアは、ＣＭＹＫ各色のＸ０、Ｘｓ、　Ｘｒ値から予めＣＭＹＫ各色ごとに実験的に定められた定数α、βを用いて（４）式によりＣＭＹＫ各色のγ値を算出する。
【００７６】
次いでユーティリティソフトウエアは、ステップ１０４で、ＣＭＹＫ各色毎にのＸ０、Ｘｓ、γ値を用いて、ｘ＝０〜２５５の各値に対する（５）式の階調補正値ｘ’を算出することで、ＣＭＹＫ各色の階調補正ルックアップテーブルを生成し、ステップ１０５でこれを階調補正回路３にダウンロードする。
【００７７】
ステップ１０６では、階調補正回路３にダウンロードした値に基づいて階調補正を行ない、４色分解回路２へは完全墨置換指定のまま再度テストチャートを印画する。
【００７８】
この印画結果に対して、特にハイライトに被りがないか、あるいはハイライトオフセットが残っていないかと、シャドウの角（２５５レベル）近傍までチェックパターンが見えているか、逆にシャドウが２５５レベルに達しないうちに潰れていないかを、ステップ１０７でＣＭＹＫそれぞれの色に対して確認し、必要に応じて必要な色に対するハイライトオフセット値Ｘ０および飽和階調値Ｘ１を修正し、ステップ１０２からの処理を繰り返す。ステップ１０７においてハイライトとシャドウが適正になったことが確認されたら、ステップ１０８で、階調補正に加えて、４色分解回路２に対する墨置換を標準墨置換に指定してテストチャートを印画する。
【００７９】
ステップ１０９では、特にＢｌａｃｋの中間校正部に注目する。本実施形態における墨置換は、標準墨置換においても、黒色フォントを単色で印画するために、Ｃ＝Ｍ＝Ｙ＝２５５の入力値に対しては、Ｃ＝Ｍ＝Ｙ＝０、Ｋ＝２５５を出力するよう設定されている。このため、Ｂｌａｃｋの中間校正チャート９における階調領域１０は、ＣＭＹＫの混色で再現され、参照濃度領域１１はＫの単色で再現される。これからカラーバランスのずれがステップ１０８のテストチャートの出力におけるＢｌａｃｋの中間校正部で容易に観察される。
【００８０】
ステップ１０９では、この観察を行う。例えば、かりに混色の黒が青みがかって見えたならば、ステップ１１１でＢｌｕｅの補色であるＹｅｌｌｏｗが不足していると判断し、ステップ１０２で指定したＹｅｌｌｏｗの中間階調値Ｘｒの値を小さく修正する。逆にＹｅｌｌｏｗが過剰の場合には、Ｘｒの値を大きく修正し、ステップ１０２からの処理を繰り返す。ただし、今度の場合の修正ではハイライト・シャドウの適正化は済んでいるので、ステップ１０７は繰り返す必要はほとんどない。他の色関係に関して同様の微調整により、グレーバランスの詳細な微調整を行なうことができる。
【００８１】
以上のプロセスに基づいて、目視テストチャートによるカラーキャリブレーションが達成されたら、最後のステップ１１２により階調補正テーブル値を階調補正回路３の不揮発メモリへとダウンロードしてキャリブレーションを終了する。
【００８２】
このような構成により、テストチャートの印刷結果から、それぞれの色ごとにハイライト校正部におけるドットのつき始めの階調値（ハイライトオフセット）とシャドウ校正部において階調の飽和する限界階調値（飽和階調値）および中間校正部において参照濃度パターンと目視上もっとも濃度の一致する階調値（中間階調値）の３つの特徴的な階調値を目視によって容易に、かつ、人に依存せず安定して得ることができる。
【００８３】
そして、ＰＣ２０は、これら３つの特徴的な階調値によって、印刷媒体（多くの場合紙）に対する色差ΔＥに関する階調特性を推定し、階調補正値を決定する。
【００８４】
これにより高度な測色機械を持たない一般ユーザに対しても、テストチャートの容易な目視による簡便な階調特性のキャリブレーションが、カラープリンタからその場で印刷されるテストチャートを用いて行えるようになる。
【００８５】
本実施形態によれば、ユーザは大きな濃度差のある階調パターンの中から参照濃度領域の濃度と最も近いものを選べばよいためわずかな濃度差を見分ける必要がなく、目を凝らさずに濃度測定ができるのでユーザの負担を軽減する効果がある。
【００８６】
また、わずかな濃度差を見分ける必要がないため、人によらず安定した濃度測定が可能という効果もある。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定対象パターンと参照濃度パターンとの濃度差を目視で容易に確認することができるテストチャートを出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である画像出力装置の全体構成を示すブロック構成図である。
【図２】網点階調処理に伴うドットゲインの概念図である。
【図３】網点階調処理に伴うドットゲインの概念図である。
【図４】網点面積率に対する単位面積当たりの網点周長の変化を説明するための特性図である。
【図５】（ａ）は市松模様によるチェックパターンの構成図、（ｂ）は万線パターンの構成説明図である。
【図６】入力階調値に対する色差階調特性を説明するための特性図である。
【図７】本発明を適用したカラーレーザプリンタの出力によるテストチャートの構成説明図である。
【図８】ハイライト校正部の拡大構成図である。
【図９】シャドウ校正部の拡大構成図である。
【図１０】中間校正部の１ブロック分の構成を説明するための図である。
【図１１】中間校正部の詳細構成図である。
【図１２】中間校正部のブロックごとの階調領域の階調値の例を説明するための図である。
【図１３】階調特性変化と中間読み取り値との関係を説明するための図である。
【図１４】中間読み取り値とΔＥｒｅｆ／ΔＥｍａｘとの関係を説明するための図である。
【図１５】階調特性を線形化するための階調補正関数の特性図である。
【図１６】本発明を適用したカラーレーザプリンタのキャリブレション方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１　画像バッファ
２　４色分解回路
３　階調補正回路
４　階調処理回路
５　プリンタエンジン
６　テストチャート
１０　階調領域
１１　参照濃度領域
２０　ホストＰＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004114638.tif 000019
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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