JP2011175099A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明トナーを使用して画像形成を行う際に、形成される画像に光沢度の異なる領域が生じることを抑制し、画像全体で光沢度の均一化を図る画像形成装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、透明トナーを用いた画像形成を行うに際し、有色のトナーのうち、ブラックトナーのみが現像に使用される画素を、記録材に形成する画像の画像信号から特定する。さらに、画像形成装置は、特定した画素について、ブラックトナーのみを用いて現像される画素とブラック以外の有色のトナーを用いて現像される画素との光沢度の差分を低減する量の透明トナーを用いて現像が行われるように、露光制御を実行する。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

近年、電子写真方式の複合機等やプリンタ等の画像形成装置において、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック等の有色トナーに加えて、透明トナーを用いて画像の形成を行うものが知られている。このような画像形成装置は、有色トナーと透明トナーとを組み合わせて記録材上に形成したトナー像を加熱して定着させることによって、例えば、記録材上に形成された画像の光沢度を調整することができる。

このように画像の光沢度を調整する画像形成装置として、これまでに特許文献１乃至３のような手法が提案されている。特許文献１では、記録材上に形成された画像における有色トナーの単位面積当たりのトナー量（以下では、「載り量」とも称する。）に応じて透明トナーの載り量を調整することにより、記録材上に定着後の画像の光沢度を調整する画像形成装置が提案されている。

また、特許文献２では、像担持体上にトナー像を形成した後に、当該トナー像において最大のトナー量を有するドットと他のドットとでトナー量が同一となるように、当該他のドットに対して無色のトナーを付着させる画像形成装置が提案されている。この画像形成装置では、トナー量の調整後の像担持体上のカラー画像を記録材に転写して定着させることにより、記録材上のカラー画像の光沢度が同程度となるように調整される。

さらに、特許文献３では、熱定着装置によって記録材上に定着した画像における最大及び最小の光沢度の差分である光沢度差が所定値以下となるように、使用する記録材に応じて熱定着装置における定着条件を設定する画像形成装置が提案されている。特許文献３によれば、記録材に依存せず、同一の画像面内における光沢度が均一な画像を形成できることが記載されている。

特開平９−２００５５１号公報 特開平６−２２２６４６号公報 特開２００４−７００１０号公報

しかしながら、上述の従来技術には、以下のような問題がある。例えば、記録材上に形成されたカラー画像において、使用されるトナーの種類や量に依存して、カラー画像上の光沢度が必ずしも均一とならない場合がある。一般的に、カラー画像に含まれる文字部分ではブラックのトナーが使用されることが多いため、文字の視認性の向上を目的として、ブラックのトナーの光沢度は抑制されている。その一方で、カラー画像に含まれる写真やイラスト等のグラフィック部分ではブラック以外のカラーのトナーが使用されることが多いため、その見栄えや印象の向上を目的として、カラーのトナーの光沢度は高められている。ところが、同一の定着条件で記録材上に定着したカラー画像のグラフィック部分において、カラーのトナーとブラックのトナーとで光沢度に差異が生じると、同一の記録材上で光沢度の異なる領域が発生する。これにより、当該カラー画像を視認するユーザに対して違和感を与える画像が形成されてしまう問題がある。上述の特許文献１乃至３に開示された画像形成装置では、このような問題に対処することができず、記録材に形成される画像を所望の光沢度に調整することが困難であった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、透明トナーを使用して画像形成を行う際に、形成される画像に光沢度の異なる領域が生じることを抑制し、画像全体で光沢度の均一化を図る画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、画像形成装置であって、像担持体と、記録材に形成される画像の画像信号に従って像担持体を露光することにより、像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、それぞれが異なる有色の現像剤を用いて静電潜像を現像して、像担持体に現像剤像を形成する複数の第１現像手段と、有色の現像剤を用いて記録材に形成される画像に光沢を与えるための、透明の現像剤を用いて静電潜像を現像して、像担持体に現像剤像を形成する第２現像手段と、複数の有色の現像剤のうち、ブラックの現像剤のみが現像に使用される画素を画像信号から特定する特定手段と、ブラックの現像剤のみを用いて現像される画素とブラック以外の有色の現像剤を用いて現像される画素との光沢度の差分を低減する量の透明の現像剤を用いて、特定された画素について第２現像手段による現像が行われるように、露光手段による露光量を制御する露光制御手段と、複数の第１現像手段により形成された複数の現像剤像と、第２現像手段により形成された現像剤像とを、像担持体から記録材へ重ねて転写する転写手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、透明トナーを使用して画像形成を行う際に、形成される画像に光沢度の異なる領域が生じることを抑制し、画像全体で光沢度の均一化を図る画像形成装置を提供できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置１００の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るリーダ画像処理部１０８における画像処理に関連するデバイスの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るプリンタ制御部１０９における画像処理に関連するデバイスの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置１００の階調再現特性の一例を示す図である。 画像形成装置１００における、普通紙を使用した場合の各トナーの載り量と光沢度との関係の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置１００における光沢度制御の手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る画像形成装置１００における透明トナーの画像信号の信号値と載り量との関係を示す図である。 画像形成装置１００における、コート紙を使用した場合の各トナーの載り量と光沢度との関係の一例を示す図である。 画像形成装置１００における、キャストコート紙を使用した場合の各トナーの載り量と光沢度との関係の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る画像形成装置１００における光沢度制御の手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る光沢度測定部５０の構成例を示す図である。 第２の実施形態に係る記録材上の光沢度の測定位置の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る記録材の光沢度と載り量との関係の一例を示す図である。 第３の実施形態に係るプリンタ制御部１０９において処理される２次元画像情報の概念図である。 第３の実施形態に係る像域判定部２２０における文字・線画の判定処理に係る構成例を示す図である。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の実施形態によって限定されるわけではない。

［第１の実施形態］
＜複写機１００の構成＞
以下では、図１乃至図７を参照して、本発明における第１の実施形態について説明する。本実施形態では、本発明を電子写真方式のフルカラーディジタル複写機（以下では、単に「複写機」と称する。）に適用した例について説明する。図１に示す複写機１００は、本発明の画像形成装置の一例である。複写機１００は、大きく分けて、原稿の画像を読み取って画像データに変換する画像読み取りユニット（リーダ部Ａ）と、画像データを用いて記録材に画像形成（印刷）を行う画像形成ユニット（プリンタ部Ｂ）とを備える。複写機１００は、リーダ部Ａで読み取った画像をプリンタ部Ｂで記録材に印刷するコピー機能を実現する。なお、複写機１００は、ＰＣ等の外部装置からＬＡＮ等のネットワークを介して入力された画像データをプリンタ部Ｂで記録材に印刷するプリンタ機能を有していてもよい。

（リーダ部Ａ）
リーダ部Ａの原稿台ガラス１０２上に置かれた原稿１０１は、光源１０３によってレーザ光を照射される。原稿１０１からの反射光は、光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は、赤、緑及び青のそれぞれに対応する三列に配置されたＣＣＤラインセンサ群から成り、ラインセンサごとに赤、緑及び青の色成分信号を生成する。この読取光学系ユニットは、図１に示す矢印１５１の方向に移動しながら原稿１０１を読み取ることにより、原稿１０１の画像をラインごとに電気信号へ変換する。

原稿台ガラス１０２上には、原稿１０１の斜め配置を防ぐために原稿１０１の一辺を当接させる位置決め部材１０７と、ＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定し、ＣＣＤセンサ１０５のスラスト方向のシェーディング補正を行うための基準白色板１０６とが配置されている。ＣＣＤセンサ１０５から出力される画像信号は、リーダ画像処理部１０８による画像処理を施された後に、プリンタ部Ｂに送られて、プリンタ制御部１０９によって後述する画像処理が施される。

ここで、図２を参照して、リーダ部Ａのリーダ画像処理部１０８の構成例及びその動作について説明する。リーダ画像処理部１０８は、リーダ部ＡのＣＰＵ２１４の制御に基づいて動作する。ＣＰＵ２１４には、ＲＡＭ２１５及びＲＯＭ２１６が接続されている。ＲＯＭ２１６は、各種の制御プログラムや画像処理パラメータを格納する不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ２１５は、主としてＣＰＵ２１４のワークエリアとして利用される揮発性の記憶装置である。ＣＰＵ２１４は、ＲＯＭ２１６等に格納されたプログラムをＲＡＭ２１５に読み出して実行することによって、リーダ部Ａ全体の動作を制御する。

なお、リーダ部Ａは、プリンタ部Ｂの他に操作部２１７とも接続されている。操作部２１７は、キーボードやタッチパネル等のユーザインタフェースを備えるとともに、液晶表示器等から成る表示部２１８を備える。操作部２１７は、当該ユーザインタフェースを介して入力されたユーザの指示をＣＰＵ２１４へ伝達する。また、操作部２１７は、表示部２１８で複写機１００の動作モードや状態に関する表示を行う。

図２に示すように、ＣＣＤセンサ１０５から出力されるＲＧＢのアナログ画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力される。アナログ信号処理部２０１は、当該画像信号に対してゲインやオフセットの調整を行った後に、当該画像信号をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部２０２は、アナログ形式の画像信号を、ＲＧＢの色成分ごとに、例えば８ビットに量子化したディジタル画像データに変換する。Ａ／Ｄ変換部２０２から出力されたＲＧＢの色成分ごとの画像データを含む画像信号は、シェーディング補正部２０３へ入力される。シェーディング補正部２０３は、基準白色板１０６を読み取って得られる信号を用いて、入力画像信号に対してシェーディング補正を施して、ラインディレイ部２０４へ出力する。なお、シェーディング補正については公知の手法により実現され得る。

また、クロック発生部２１１は、一画素単位のクロック（ＣＬＫ）を生成する。また、アドレスカウンタ２１２は、生成されたＣＬＫを計数し、１ラインごとに主走査アドレス信号を生成し、デコーダ２１３へ出力する。デコーダ２１３は、主走査アドレス信号をデコードして、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤセンサ１０５が出力する１ライン分の読取信号中の有効領域を表す信号（ＶＥ）、及びライン同期信号（ＨＳＹＮＣ）を生成する。なお、アドレスカウンタ２１２は、ＨＳＹＮＣによってクリアされると、次ラインの主走査アドレスの計数を開始する。

ラインディレイ部２０４は、シェーディング補正部２０３から出力された画像データに含まれる空間的なずれを補正する。この空間的なずれは、ＣＣＤセンサ１０５に配置された各色用のラインセンサが、副走査方向に所定の間隔で並列に配置されていることに起因して生じる。ラインディレイ部２０４は、具体的には、Ｂ成分の画像データを含む画像信号を基準として、Ｒ及びＧ成分の画像データを含む画像信号を副走査方向にライン単位で遅延させることによって、これら３色に対応する信号の位相を同期させる。

入力マスキング部２０５は、ラインディレイ部２０４から出力された画像データの色空間を、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する。ここで、ＣＣＤセンサ１０５から出力される各色成分の信号の色空間は、各色成分のフィルタの分光特性に依存する。入力マスキング部２０５は、以下の式（１）に示すように、入力される画像データを当該分光特性に基づく行列Ａを用いて変換することによって、その色空間をＮＴＳＣの標準色空間に変換する。

ここで、Ｒ_i，Ｇ_i，Ｂ_iは入力される画像データにおける各色成分、Ｒ_o，Ｇ_o，Ｂ_oは出力される画像データにおける各色成分をそれぞれ表す。入力マスキング部２０５から出力された画像データは、ＬＯＧ変換部２０６及び像域判定部２２０へ入力される。ここで、複写機１００において、コピー機能ではなく上述のプリンタ機能が実行される場合には、入力インタフェース２５０を介して外部装置から複写機１００へ入力された画像データが、ＬＯＧ変換部２０６及び像域判定部２２０へ入力される。

光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部）２０６は、所定のルックアップテーブル（ＬＵＴ）を格納するためのＲＯＭ等の記憶装置を備える。ＬＯＧ変換部２０６は、入力されたＲＧＢの色成分の画像データ（輝度データ）を、当該ＬＵＴを用いてマゼンタ（Ｍ）、Ｃ（シアン）及びイエロー（Ｙ）の各成分の濃度データに変換する。変換後のデータは、ライン遅延メモリ２０７へ出力される。なお、ライン遅延メモリ２０７は、像域判定部２２０が入力マスキング部２０５の出力を用いて以下の制御信号ＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮ等を生成する期間（ライン遅延）分、ＬＯＧ変換部２０６から出力された画像信号を遅延させる。

一方で、像域判定部２２０は、入力マスキング部２０５の出力を用いて制御信号ＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮ等を生成する。ここで、制御信号ＵＣＲは、出力マスキング・ＵＣＲ部２０８を制御するための制御信号である。また、制御信号ＦＩＬＴＥＲは、出力フィルタ２１０がエッジ強調を行うために使用される制御信号である。また、制御信号ＳＥＮは、像域判定部において黒文字と判定された場合に、解像度を上げるために使用される制御信号である。像域判定部２２０から出力された各制御信号は、出力マスキング・ＵＣＲ部２０８へ入力される。

出力マスキング・ＵＣＲ部２０８は、ライン遅延メモリ２０７から出力された画像データから黒成分（Ｂｋ）に対応する画像データを抽出する。さらに、出力マスキング・ＵＣＲ部２０８は、プリンタ部Ｂの現像剤（トナー）の色濁りを補正するための行列演算を、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋに対応する各画像データに対して実行する。その後、出力マスキング・ＵＣＲ部２０８は、リーダ部Ａの読み取り動作ごとに、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの各成分の画像データを、例えば８ビットのデータとして順に出力する。なお、ここで使用される行列の係数は、ＣＰＵ２１４によって予め設定され得る。

ガンマ補正部２０９は、出力マスキング・ＵＣＲ部２０８から出力された画像データを、プリンタ部Ｂにおいて理想的な階調特性に適合させるために、当該画像データに対して濃度補正を実行する。出力フィルタ（空間フィルタ処理部）２１０は、ガンマ補正部２０９から出力された画像データに対して、ＣＰＵ２１４からの制御信号に基づいてエッジ強調又はスムージング処理を施す。

リーダ画像処理部１０８において上述の画像処理を施されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの各色成分の画像データを含む画像信号は、プリンタ制御部１０９へ送られる。プリンタ制御部１０９では、後述するように、リーダ部Ａから入力された画像信号に基づいて、パルス幅変調（ＰＷＭ）が行われるとともに、記録材に対する印刷が行われる。

（プリンタ部Ｂ）
次に、再び図１に戻って、プリンタ部Ｂの構成について説明する。プリンタ部Ｂは、大きく分けてプリンタ制御部１０９とプリンタエンジン部１１０とを備え、プリンタエンジン部１１０はプリンタ制御部１０９による制御によって動作する。以下ではまずプリンタエンジン部１１０の構成について説明する。

プリンタエンジン部１１０において、矢印１５２の方向に回転する感光ドラム（像担持体）４の表面は一次帯電器７により一様に帯電される。プリンタ制御部１０９は、入力される画像データに応じたパルス信号を、レーザドライバ（図３の２７）からレーザ光源２０へ出力する。レーザ光源２０は、入力されるパルス信号に応じたレーザ光を出力する。レーザ光源２０から出力されたレーザ光は、ポリゴンミラー１及びミラー２に反射されることで、一様に帯電された感光ドラム４の表面を走査する。このように、レーザ光源２０、ポリゴンミラー１及びミラー２から成る露光部が、記録材に形成される画像の画像データとして入力されたデータに従って感光ドラム４を露光することにより、感光ドラム４の表面には静電潜像が形成される。

本実施形態では、感光ドラム４の周囲には、その回転方向に沿って上流から順に、ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各色に対応した、二成分系のトナー（現像剤）を用いる現像器３（第１現像手段）が近接して配置されている。これらの現像器３は、それぞれが異なる有色のトナーを用いて、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を現像することにより、感光ドラム４上にトナー像（現像剤像）を形成する。さらに、これらの現像器の下流には、有色のトナーを用いて記録材に形成される画像に光沢を与えるための透明（ＣＬ）のトナーに対応した現像器３’（第２現像手段）が感光ドラム４に近接して配置されている。現像器３’は、透明のトナーを用いて感光ドラム４上の静電潜像を現像することにより、感光ドラム４上に透明トナーから成るトナー像を形成する。

記録材の一例である記録紙Ｐは、矢印１５３の方向に回転する転写ドラム５に巻き付けられるとともに、その状態で転写ドラム５の回転に従って合計５回転する。その際、１回転ごとに、各現像器３及び３’によって感光ドラム４上に形成された各トナー像が、記録紙Ｐ上の同一の位置に重畳的に転写される。各トナー像の転写が終了した後に、記録紙Ｐは、転写ドラム５から分離され、定着ローラ対６へ送られる。記録紙Ｐに転写されたトナー像は、定着ローラ対６によって記録紙Ｐ上に定着する。以上により、フルカラーの印刷が完了する。

また、感光ドラム４の周辺には、現像器３の上流側に感光ドラム４の表面電位を測る表面電位センサ６０、転写後に感光ドラム４上に残留するトナーをクリーニングするためのクリーナ８が設けられている。感光ドラム４の周辺には、感光ドラム４上に形成されたトナーパッチに光を照射するＬＥＤ光源１０と、その反射光量を検出するフォトダイオードとを備えるフォトセンサ４０も設けられている。さらに、プリンタエンジン部１１０には、複写機１００内の空気中の水分量（又は、湿度）を測定する環境センサ３３が設けられている。

次に、図３を参照して、プリンタ部Ｂのプリンタ制御部１０９において行われる画像処理について説明する。図３に示すように、プリンタ制御部１０９は、リーダ部Ａのリーダ画像処理部１０８から受信した画像信号（画像データ）に対して以下の画像処理を施して、プリンタエンジン部１１０へ出力する。

プリンタ制御部１０９のＣＰＵ２８には、ＲＡＭ３２及びＲＯＭ３０が接続されている。ＲＯＭ３０は、プリンタ部Ｂ全体を制御するための制御プログラムや制御パラメータ等を格納する不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ３２は、ＣＰＵ２８のワークエリアとして利用される揮発性の記憶装置である。ＣＰＵ２８は、ＲＯＭ３０等に格納されたプログラムをＲＡＭ３２に読み出して実行することによって、プリンタ制御部１０９及びプリンタエンジン部１１０を含むプリンタ部Ｂ全体を制御する。例えば、ＣＰＵ２８は、プリンタエンジン部１１０における一次帯電器７のグリッド電位や現像器３及び３’の現像バイアスを制御する。また、ＣＰＵ２８は、リーダ部ＡのＣＰＵ２１４と通信し、連携した制御を実行することによって、コピー機能等を実行する。

ルックアップテーブル（ＬＵＴ）回路２５は、原稿から画像を読み取って画像データを取得した際の原画像の濃度と、当該画像データを用いて印刷を行う際の記録紙上の出力画像の濃度とを一致させるために、入力された画像データの階調特性を変換する。ＬＵＴ回路２５は、ＣＰＵ２８によって設定されるＬＵＴを用いて階調特性の変換を行う。また、ＬＵＴ回路２５は、ＣＰＵ２８によって設定されるＬＵＴを保持するために、ＲＡＭ等の記憶装置をその内部に備える。

ここで、図４を参照して、原稿１０１の画像が読み取られ、記録紙Ｐに当該画像が再現されるまでの各工程における複写機１００の特性について説明する。図４において第I象限は、原稿１０１の画像の濃度（原稿濃度）を濃度データ（濃度信号）に変換するリーダ部Ａの読取特性である。第II象限は、リーダ部Ａからプリンタ部Ｂに送られた濃度データを、レーザ出力信号に変換するＬＵＴ回路２５の変換特性である。第III象限は、レーザ出力信号から出力画像の濃度（出力濃度）に変換するプリンタ部Ｂの記録特性である。さらに、第IV象限は、プリンタ部Ｂによる出力濃度と、原稿１０１の画像の原稿濃度との関係であり、複写機１００全体の階調再現特性に相当する。なお、複写機１００において、画像信号を８ビットに量子化した画像データを用いた画像処理を行っている場合には、図４に示すように階調数は２５６階調である。また、図４に示す原稿濃度と出力濃度とは、市販の濃度計を用いて測定した測定値である。

複写機１００は、第IV象限に示す階調再現特性がリニアな特性となるように、第III象限に示すプリンタ部Ｂの非線形な記録特性を第II象限に示すＬＵＴ回路２５の変換特性によって予め補償する。当該変換特性はＬＵＴ回路２５に設定されるＬＵＴによって定まる。なお、ＬＵＴ回路２５に設定されるＬＵＴについては、公知の手法によるキャリブレーションを実行することによって生成され得る。ＬＵＴ回路２５から出力された画像データは、ＰＷＭ回路２６ヘ入力される。

ＰＷＭ回路２６は、入力された画像データに応じて、ドット幅に対応するパルス信号を生成し、レーザドライバ２７へ出力する。レーザドライバ２７は、ＰＷＭ回路２６から入力されたパルス信号に応じて、プリンタエンジン部１１０のレーザ光源２０のオン／オフを制御する。その後、プリンタエンジン部１１０において、ドット面積の変化により階調が制御された、所定の階調特性を有する静電潜像が感光ドラム４上に形成されるとともに、上述の画像形成処理（現像、転写及び定着）が実行される。これにより、記録紙Ｐ上に、原稿の原画像が再現される。なお、本実施形態では、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの全色について、ＰＷＭによる上述の階調再現方法を使用する。

さらに、本実施形態において、プリンタ制御部１０９のＣＰＵ２８は、後述するように、現像器３’による現像処理において用いられる透明トナーの量を制御するために、上述の露光部から感光ドラム４に対する露光量を制御する。ＣＰＵ２８は、リーダ部Ａのリーダ画像処理部１０８から入力される、透明トナーに対応する画像信号の信号値を制御することにより、感光ドラム４への露光量を制御する。即ち、ＣＰＵ２８は、露光制御手段として機能する。

なお、上述の複写機１００では、感光ドラム４上にそれぞれ形成されたトナー像を記録紙Ｐへ直接重ねて転写する方式を使用しているが、本発明は中間転写体を使用する複写機に対しても適用可能である。この場合、現像器３によって形成された複数のトナー像と、現像器３’によって形成されたトナー像とは、まず、感光ドラム４から中間転写体へ１次転写される。さらに、すべての現像器３及び３’によって形成されたトナー像の中間転写体への１次転写が終了した後に、中間転写体上に形成されたトナー像は、記録紙Ｐへ２次転写される。このような方式の複写機においても、以下で説明する効果と同等の効果を得ることが可能である。

＜出力画像の光沢度制御＞
複写機１００では、プリンタ部Ｂで記録紙Ｐに形成された画像（出力画像）において、現像に使用されるトナーに応じて画素ごとに光沢度が異なる場合が起こり得る。ここで、図５に、ブラックトナー（Ｂｋ）、カラートナー（Ｙ、Ｍ、Ｃ）、及び透明トナー（ＣＬ）をそれぞれ用いて現像処理を行った場合における、単位面積当たりのトナーの載り量と光沢度との関係の一例を示す。なお、図５では、記録材として普通紙を使用している。また、本実施形態では、カラートナーにはＹ、Ｍ、Ｃトナーが含まれ、ブラックトナーは含まれないものとする。図５によれば、ブラック以外のカラートナーが現像に使用される画素に比較して、ブラックトナーのみが現像に使用される画素では光沢度が低いことがわかる。この場合、カラートナーを用いて現像される画素とブラックトナーのみを用いて現像される画素とが混在する画像を記録材に形成すると、形成された画像の画素ごとの光沢度が不均一となってしまう。このような光沢度の不均一性により、形成された画像を視認するユーザに対して違和感を与える画像が形成されてしまう問題がある。そこで、本実施形態では、以下で説明するように、ブラックトナーのみを用いて形成された画素に透明トナーを所定量付加することにより、出力画像全体の光沢度の不均一性を低減する。

次に、図６を参照して、複写機１００のプリンタ部Ｂにおける画像形成の手順について説明する。まず、プリンタ部Ｂのプリンタ制御部１０９は、記録紙Ｐに形成する画像の画像信号をリーダ画像処理部１０８から受信する。この画像信号には、複数のカラートナー（Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋ）にそれぞれ対応する複数の画像信号が含まれる。その後、Ｓ１０１で、プリンタ制御部１０９は、受信した画像信号を用いてプリンタエンジン部１１０を制御して、記録紙Ｐ上に各色のトナー像を重ねて形成する。具体的には、まず、受信した画像信号に従って露光部へパルス信号を入力し、感光ドラム４上を露光させる。これにより、感光ドラム４上に静電潜像が形成される。また、プリンタ制御部１０９による制御により、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの各色のトナーにそれぞれ対応する現像器３は、感光ドラム４に形成された静電潜像を現像して、トナー像を感光ドラム４上へ順に形成する。これらのトナー像は、感光ドラム４から転写ドラム５上の記録紙Ｐへ順に重ねて転写される。その後、制御がＳ１０２へ移行する。

Ｓ１０２で、プリンタ制御部１０９は、透明トナーによって光沢を与える画素を決定するために、複数のカラートナーのうち、ブラックトナーのみが現像に使用される画素を、受信した画像信号から特定する。例えば、プリンタ制御部１０９は、受信した各色に対応する画像信号のうち、ブラックトナーに対応する画像信号のみを露光部へ入力する画素を、ブラックトナーのみを現像に使用する画素と特定すればよい。その後、制御がＳ１０３へ移行する。

Ｓ１０３で、プリンタ制御部１０９は、Ｓ１０２で特定した画素について、透明トナーに対応する現像器３’により、所定量の透明トナーを用いて現像が行われるように、露光部による露光量を制御する。ここで、プリンタ制御部１０９は、現像に使用する透明トナーの量を、ブラックトナーのみを用いて現像される画素とブラック以外のカラートナーを用いて現像される画素との光沢度の差分を低減する量に設定する。Ｓ１０３における当該制御は、ブラックトナーのみを用いて現像される画素とブラック以外のカラートナーを用いて現像される画素とにおける光沢度を均一化することを意図している。

ここで、現像器３’で用いる透明トナーの量については、例えば、予め複写機１００について測定した図５に示す関係に基づいて決定され得る。図５によれば、カラートナーとブラックトナーとの光沢度の差分は最大で６程度であり、その差分を低減ないし解消するために必要な透明トナーの載り量は、０．０７（ｍｇ／ｃｍ^２）程度である。この場合、プリンタ制御部１０９は、現像器３’において用いられる透明トナーの量を０．０７（ｍｇ／ｃｍ^２）と決定すればよい。このように、予め測定した光沢度の測定値に基づいて、必要な透明トナーの量を決定することが可能である。また、決定した値はＲＯＭ３０等に予め格納しておき、ＣＰＵ２８がその値を必要に応じて読み出して、Ｓ１０３における露光制御に使用すればよい。

また、プリンタ制御部１０９は、現像器３’において必要な透明トナーの量に応じた露光量の制御を実現するために、露光部に入力する透明トナーに対応する画像信号の信号値を、当該透明トナーの量に対応する信号値に設定すればよい。ここで、図７に、透明トナーに対応する画像信号の信号値と、透明トナーの載り量との関係の一例を示す。なお、図７に示す値は複写機１００を用いて予め測定した値であり、画像信号の信号値は８ビットの階調（０〜２５５）を有する。図７によれば、透明トナーの載り量０．０７（ｍｇ／ｃｍ^２）を達成するための信号値は、６０程度である。露光制御に必要な画像信号の信号値は、このようにして予め決定することが可能であり、決定した値はＲＯＭ３０等に予め格納しておけばよい。これにより、ＣＰＵ２８が、必要に応じてその値を読み出して、Ｓ１０３における露光制御に使用すればよい。

Ｓ１０３におけるプリンタ制御部１０９による露光制御により、感光ドラム４上には、上述のように設定した画像信号の信号値に応じた静電潜像が形成される。現像器３’は、透明トナーを用いて当該静電潜像を現像することにより、所定量の透明トナーから成るトナー像が感光ドラム４上に形成される。その後、制御がＳ１０４へ移行する。

Ｓ１０４で、プリンタ制御部１０９は、プリンタエンジン部１１０を制御して、透明トナーのトナー像を感光ドラム４から記録紙Ｐ上に転写させる。プリンタエンジン部１１０は、転写ドラム５に巻き付けた記録紙Ｐに既に転写したカラートナーのトナー像と、透明トナーのトナー像とが重なるように、透明トナーのトナー像を記録紙Ｐに転写する。その後、記録紙Ｐのトナー像は、定着ローラ対６によって記録紙Ｐ上に定着する。このようにして、カラートナーのトナー像における、ブラックトナーのみで現像が行われた画素に対して、所定量の透明トナーが重なるように付加される。これにより、記録紙Ｐ上に形成された画像において、ブラックトナーのみが用いられた画素にのみ必要な量の透明トナーが付着し、定着する。

以上説明したように、第１の実施形態に係る複写機１００は、透明トナーを用いた画像形成を行うに際し、有色のトナーのうち、ブラックトナーのみが現像に使用される画素を、記録材に形成する画像の画像信号から特定する。さらに、複写機１００は、特定した画素について、ブラックトナーのみを用いて現像される画素とブラック以外の有色のトナーを用いて現像される画素との光沢度の差分を低減する量の透明トナーを用いて現像が行われるように、露光制御を実行する。最終的に、有色のトナーを用いて形成されたトナー像と、透明トナーを用いて形成されたトナー像とが、記録材上で重ねて転写される。これにより、記録材上に定着した画像において、透明トナーの画像形成によって光沢度の異なる領域が発生することを抑制するとともに、画像全体の光沢度を均一にすることができる。さらに、画像全体の光沢度を均一化することにより、当該画像を視認するユーザに対して違和感を与えることのない画像を形成することができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、現像器３’で使用する透明トナーの量を固定的に設定し、透明トナーを用いた画像形成を行う場合を想定している。しかしながら、画像形成に使用する記録材の種類によって記録材自体が有する光沢度が異なることもあり、その場合には記録材への出力画像の光沢度を均一にするために必要な透明トナーの量が変化することになる。そこで、第２の実施形態では、使用する記録材の光沢度の測定結果に応じて、使用する透明トナーの量を制御する実施形態について説明する。なお、以下では、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明することで、説明を簡略化する。

まず、図８及び図９を参照して、記録材に応じた光沢度の相違について説明する。ここで、図８及び図９は、図５における普通紙の代わりに、コート紙及びキャストコート紙をそれぞれ使用した場合について一例として示している。なお、コート紙は普通紙よりも高い光沢度を有し、キャストコート紙はそれよりもさらに高い光沢度を有する。図８及び図９によれば、第１の実施形態の図５と比較して、記録材の光沢度が異なると、ブラックトナーのみを用いて現像した場合と、ブラック以外のカラートナーを用いて現像した場合との光沢度の相互関係が変化することがわかる。このため、出力画像全体の光沢度を均一にするためには、使用する記録材の光沢度に応じて、現像器３’で使用する透明トナーの量を適切に設定する必要がある。

次に、図１０を参照して、本実施形態に係る複写機１００のプリンタ部Ｂにおける画像形成の手順について説明する。なお、Ｓ２０３〜Ｓ２０６における処理は第１の実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０４と同様であるので、Ｓ２０１及びＳ２０２を中心として説明する。まず、記録材が給紙部（図１には図示せず）にセットされ、ユーザによって画像形成が開始されると、Ｓ２０１で、プリンタ制御部１０９は、当該記録材の光沢度を、プリンタ部Ｂに設けられた光沢度測定部５０を用いて測定する。ここで、図１１は、光沢度測定部５０の構成例であり、ＪＩＳＺ８７４１に規定された方法により測定を行う構成を示している。この場合、光沢度測定部５０は、記録材Ｐ表面に対して一定の入射角θで、規定の開き角の光束を入射して、記録材Ｐから鏡面反射方向に反射する当該規定の開き角の光束を受光器で測定する。より具体的には、光源１１０１から照射された光束は、レンズ１１０３ａを通過し、記録材Ｐに角度θで入射する。これに対して、受光器１１０２が、記録材Ｐから鏡面反射方向に反射した光束を、レンズ１１０３ｂを通して測定する。

また、光沢度測定部５０は、記録材Ｐ上の異なる複数の位置に光源１１０１から光を照射するとともに、受光器１１０２で受光された当該複数の位置からの反射光を測定してもよい。例えば、光沢度測定部５０は、図１２に示すように、記録材Ｐ上の異なる９つの測定位置に光を照射してもよい。その場合、プリンタ制御部１０９は、取得した当該複数の測定値を平均化することにより、記録材Ｐの光沢度を測定してもよい。このように、光沢度測定部５０とプリンタ制御部１０９は、測定手段として機能する。

なお、光沢度測定部５０は、プリンタ部Ｂではなくリーダ部Ａに設けられてもよい。その場合、画像形成に使用する記録材をリーダ部Ａの原稿台ガラス１０２にセットして、予め光沢度を測定し、その測定値がプリンタ制御部１０９へ送られて使用されればよい。また、光沢度の測定に用いる記録材Ｐには、光沢度測定用の任意の画像パターンが予め形成されていてもよい。その場合、当該画像パターンを予めプリンタ部Ｂで記録材Ｐに形成できるようにすればよい。

次に、Ｓ２０２で、プリンタ制御部１０９は、Ｓ２０１で測定した光沢度の測定値から、現像器３’で用いる透明トナーのトナー量を決定する。その際、プリンタ制御部１０９は、ＲＯＭ３０等の記憶装置に予め記憶したテーブルに基づいて、当該トナー量を決定する。当該テーブルには、例えば図１３に示すような、記録材の光沢度と、当該記録材の光沢度のそれぞれに対応する、ブラックトナーのみで現像される画素に必要な透明トナーの量との関係を示すデータが含まれる。なお、当該テーブルのデータは、例えば、予め数種類の記録材について光沢度を測定するとともに、それらに基づいて、必要な透明トナーの載り量を決定することにより取得することが可能である。必要な透明トナーの載り量としては、第１の実施形態と同様に、ブラックトナーのみを用いて現像される画素とブラック以外の有色のトナーを用いて現像される画素との光沢度の差分を低減するために必要な量とすればよい。このようにして異なる複数の光沢度についてデータを取得し、それらをＲＯＭ３０等に格納しておくとともに、ＣＰＵ２８が必要に応じてその値を読み出して使用すればよい。

プリンタ制御部１０９は、ＲＯＭ３０等に記憶した当該テーブルを参照して、Ｓ２０１で測定した光沢度に対応する透明トナーの量を取得するとともに、現像器３’で用いる透明トナーのトナー量を、取得した値に決定する。その後、Ｓ２０３以下の処理を実行する。なお、上述のように、プリンタ制御部１０９は、露光部に入力する透明トナーに対応する画像信号の信号値を、必要な透明トナーの量に対応する信号値に設定して露光制御することにより、現像器３’において使用する透明トナーの量を制御する。このため、実際にＲＯＭ３０等の記憶手段に記憶されるテーブルには、記録材の光沢度と、露光部へ入力する信号値との対応データが含まれていればよい。

以上のようにして、本実施形態に係る複写機１００では、使用する記録材に応じて光沢度が変化する場合にも、出力画像全体の光沢度を均一にすることが可能となる。なお、本実施形態は種々の変形が可能であり、例えば、画像形成ごとに光沢度を測定することなく、操作部２１７を介してユーザによって設定された記録材の種類に応じて、プリンタ制御部１０９が必要な透明トナーの量を設定してもよい。その場合、記録材の種類と、必要な透明トナーの量との対応データを予めＲＯＭ３０等の記憶装置に記憶しておくとともに、プリンタ制御部１０９が、その対応データを参照して、現像に用いる透明トナーの量を決定すればよい。

［第３の実施形態］
第１及び第２の実施形態では、プリンタ制御部１０９は、出力画像においてブラックトナーのみが現像に使用される画素を特定し、特定した当該画素について透明トナーを付着させる処理を実行することにより、画像全体の光沢度を均一にする。しかしながら、出力画像においてブラックトナーのみから成る文字が含まれる場合に、当該文字部分に透明トナーによって光沢を与えると、その視認性が低下する場合がある。そこで、第３の実施形態では、出力画像の光沢度の均一化を図りつつ、文字の視認性の低下を防止するために、検出した文字部分を除いて透明トナーを用いた現像を行う実施形態について説明する。なお、以下では、第１及び第２の実施形態と異なる部分についてのみ説明することで、説明を簡略化する。

本実施形態における画像形成処理については、第１の実施形態の図６、又は第２の実施形態の図１０に対して変形を加えることにより実現できる。具体的には、Ｓ１０２（Ｓ２０４）において、プリンタ制御部１０９が、ブラックトナーのみが現像に使用される、特定した画素から、文字又は線画の一部に含まれる画素をさらに検出すればよい。このような文字又は線画の検出については、公知の手法により実現することも可能である。その後、Ｓ１０３（Ｓ２０５）へ制御が移行する。

次に、Ｓ１０３（Ｓ２０５）において、プリンタ制御部１０９は、Ｓ１０２（Ｓ２０４）で特定した画素のうち、検出した文字又は線画部分に対応する画素を除いた画素について、現像器３’による現像が行われるように、露光部による露光量を制御する。例えば、図１４では、画像１４０１に示す「１」の部分が、ブラックトナーのみを現像に使用する画素を、画像１４０２に示す「１」の部分が、文字の一部に含まれる画素を示している。この場合、プリンタ制御部１０９から露光部へ出力される画像信号において、画像１４０１から画像１４０２の「１」の部分を除いた、画像１４０３に示す「１」の部分についてのみ透明トナーによる現像を行うように、その信号値が設定される。

なお、出力画像に含まれる文字又は線画の一部に含まれる画素の検出については、プリンタ制御部１０９ではなく、リーダ画像処理部１０８の像域判定部２２０において実行してもよい。その場合、像域判定部２２０は、例えば図１５に示す構成を有する。図１５の構成において、像域判定部２２０のＮＤ信号生成部２２０ａは、入力されたＲＧＢの色成分の画像信号から、人間の視感度特性を考慮した明度信号であるＮＤ信号を生成する。さらに、文字／線画判定部２２０ｂは、入力されたＮＤ信号から文字・線画部分を抽出するとともに、各画素について、文字・線画部分の画素については「１」、それ以外の画素については「０」の値を設定した判定信号ＴＥＸＴを生成して出力する。リーダ画像処理部１０８は、この判定信号ＴＥＸＴを、画像信号に付加してプリンタ制御部１０９へ送ればよい。プリンタ制御部１０９は、受信した判定信号ＴＥＸＴを用いて、文字・線画部分を検出することができる。

以上のようにして、本実施形態に係る複写機１００では、ブラックのトナーのみを現像に用いる特定した画素から、検出した文字又は線画の一部に含まれる画素を除いて、透明トナーを用いた現像処理を行う。これにより、出力画像全体の光沢度の均一化を図りつつ、文字の視認性の低下を防止することができる。

Claims (8)

1. 画像形成装置であって、
   像担持体と、
   記録材に形成される画像の画像信号に従って前記像担持体を露光することにより、該像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
   それぞれが異なる有色の現像剤を用いて前記静電潜像を現像して、前記像担持体に現像剤像を形成する複数の第１現像手段と、
   前記有色の現像剤を用いて前記記録材に形成される画像に光沢を与えるための、透明の現像剤を用いて前記静電潜像を現像して、前記像担持体に現像剤像を形成する第２現像手段と、
   複数の前記有色の現像剤のうち、ブラックの現像剤のみが現像に使用される画素を前記画像信号から特定する特定手段と、
   前記ブラックの現像剤のみを用いて現像される画素とブラック以外の有色の現像剤を用いて現像される画素との光沢度の差分を低減する量の前記透明の現像剤を用いて、前記特定された画素について前記第２現像手段による現像が行われるように、前記露光手段による露光量を制御する露光制御手段と、
   前記複数の第１現像手段により形成された複数の現像剤像と、前記第２現像手段により形成された現像剤像とを、前記像担持体から前記記録材へ重ねて転写する転写手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像信号は、複数の前記有色の現像剤にそれぞれ対応する複数の画像信号を含み、
   前記特定手段は、前記複数の画像信号のうち前記ブラックの現像剤に対応する画像信号のみが前記露光手段に入力される画素を、該ブラックの現像剤のみが現像に使用される画素と特定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記露光制御手段は、
   前記露光手段に入力される前記透明の現像剤に対応する画像信号の信号値を、前記第２現像手段により用いられる前記透明の現像剤の量に対応する信号値に設定することにより、該露光手段による露光量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 複数の前記記録材の光沢度と、各記録材の光沢度に対応する前記特定された画素に必要な前記透明の現像剤の量との関係を含むテーブルを記憶した記憶手段と、
   画像が形成される前記記録材の光沢度を測定する測定手段と、
   前記記憶手段に記憶されたテーブルから、前記測定された光沢度に対応する前記透明の現像剤の量を取得し、取得した該透明の現像剤の量を、前記第２現像手段により用いられる前記透明の現像剤の量として決定する決定手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記記録材に光を照射する光源と、
   前記光源から照射され、前記記録材から反射された反射光を受光する受光手段と
   をさらに備え、
   前記測定手段は、
   前記記録材上の異なる複数の位置に前記光源から光を照射するとともに、前記受光手段で受光された該複数の位置からの反射光の測定値を平均化することにより、前記記録材の光沢度を測定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記特定手段により特定された画素から、文字又は線画の一部に含まれる画素を検出する検出手段をさらに備え、
   前記露光制御手段は、
   前記特定された画素のうち、前記検出された画素を除いた画素について前記第２現像手段による現像が行われるように、前記露光手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 中間転写体をさらに備え、
   前記転写手段は、
   前記複数の第１現像手段により形成された複数の現像剤像と、前記第２現像手段により形成された現像剤像とを、前記像担持体から前記中間転写体へ重ねて転写する１次転写手段と、
   前記中間転写体に重ねて転写された現像剤像を前記記録材へ転写する２次転写手段と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 像担持体と、記録材に形成される画像の画像信号に従って前記像担持体を露光することにより、該像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、それぞれが異なる有色の現像剤を用いて前記静電潜像を現像して、前記像担持体に現像剤像を形成する複数の第１現像手段と、前記有色の現像剤を用いて前記記録材に形成される画像に光沢を与えるための、透明の現像剤を用いて前記静電潜像を現像して、前記像担持体に現像剤像を形成する第２現像手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、
   複数の前記有色の現像剤のうち、ブラックの現像剤のみが現像に使用される画素を前記画像信号から特定する特定工程と、
   前記ブラックの現像剤のみを用いて現像される画素とブラック以外の有色の現像剤を用いて現像される画素との光沢度の差分を低減する量の前記透明の現像剤を用いて、前記特定された画素について前記第２現像手段による現像が行われるように、前記露光手段による露光量を制御する露光制御工程と、
   前記複数の第１現像手段により形成された複数の現像剤像と、前記第２現像手段により形成された現像剤像とを、前記像担持体から前記記録材へ重ねて転写する転写工程と
   を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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