JP2014153473A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of calculating a height of toner without requiring an optical sensor for height detection.SOLUTION: An image forming apparatus includes: a scanner unit 2 that acquires parameters of patch images formed on a recording material, including brightness, color saturation, hue, density, and dot area ratio; a control unit 401 that selects, from the parameters acquired by the scanner unit 2, two parameters according to the type of a toner used for forming the patch images on the recording material; and the control unit 401 that detects a height of the patch images on the basis of the two parameters selected by the control unit 401.

Description

本発明は、トナー等の色材を用いて紙等のシート材に画像を形成する際に、シート材に積層される色材の高さを光学系センサを用いずに検知するとともに、検知した色材の高さを最適値に制御する技術に関する。   In the present invention, when an image is formed on a sheet material such as paper using a color material such as toner, the height of the color material laminated on the sheet material is detected without using an optical system sensor. The present invention relates to a technique for controlling the height of a color material to an optimum value.

電子写真方式の画像形成装置では、感光体が帯電器によって帯電された後、原画像を読み取った結果に基づいて感光体が露光されると、感光体の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、例えば、平均粒径5〜8[μm]程度のトナーで現像され、トナー画像となる。トナー画像は、シート材に転写され、熱定着装置によって定着される。   In an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photosensitive member when the photosensitive member is exposed based on a result of reading an original image after the photosensitive member is charged by a charger. . The electrostatic latent image is developed with, for example, toner having an average particle diameter of about 5 to 8 [μm] to become a toner image. The toner image is transferred to a sheet material and fixed by a heat fixing device.

この種の画像形成装置において、トナー画像の濃度を増加させるときは、単位面積あたりのトナーの積層量を増加させる。そのため、高濃度の画像は、低濃度の画像よりもトナーの高さが高くなる。トナーの高さを本明細書では「トナー高さ」という。このトナー高さが所定値を超えた状態でシート材に定着されてしまうと、文字やラインの品位の低下や、ドットの飛び散りによって画像品位を低下させる。このような問題を解決するため、トナー高さを高精度に測定し、測定されたトナー高さを所定値未満にする必要がある。   In this type of image forming apparatus, when the density of the toner image is increased, the amount of toner stacked per unit area is increased. Therefore, a high density image has a higher toner height than a low density image. The toner height is referred to as “toner height” in this specification. If the toner is fixed on the sheet material in a state where the toner height exceeds a predetermined value, the image quality is deteriorated due to the deterioration of the quality of characters and lines and the scattering of dots. In order to solve such a problem, it is necessary to measure the toner height with high accuracy and to make the measured toner height less than a predetermined value.

特許文献1に記載された画像形成装置では、レーザー変位計と呼ばれるセンサを用い、レーザー光の結像位置を検出した結果に基づき、トナー高さを検出している。そして、検出したトナー高さに応じて、潜像形成時の現像バイアス値もしくは露光時間を調整することで、トナー高さが所定値未満となるように制御している。   In the image forming apparatus described in Patent Document 1, a sensor called a laser displacement meter is used to detect the toner height based on the result of detecting the imaging position of the laser beam. Then, the toner bias is controlled to be less than a predetermined value by adjusting the developing bias value or the exposure time when forming the latent image in accordance with the detected toner height.

特開平09−233235号公報JP 09-233235 A

トナー高さを検出するために専用のセンサを設ける場合、この専用のセンサは、レーザーを用いた光学系部品が必要となるので、装置のコストがかかる。また、5〜10数[μm]程度のトナー高さを検出するために、センサを高精度で取り付けるだけでなく、センサの振動も抑える機構も必要となるという、設置面での課題もある。
さらに、トナーが担持される感光体や中間転写体などの像担持体の表面の凹凸も補正しなければならない。このような補正を「下地補正」という。しかし、下地補正を実施するためには、トナーが載っていないときの像担持体の表面の凹凸を測定したデータが必要となる。
このような問題は、トナーに限らず、インクその他の顔料含有の色材を用いて画像形成を行う画像形成装置において、共通に生じる。
In the case where a dedicated sensor is provided for detecting the toner height, the dedicated sensor requires an optical system part using a laser, so that the cost of the apparatus is increased. In addition, in order to detect the toner height of about 5 to 10 [μm], there is a problem on the installation side that not only the sensor is attached with high accuracy but also a mechanism for suppressing the vibration of the sensor is required.
Further, it is necessary to correct irregularities on the surface of the image carrier such as a photosensitive member or an intermediate transfer member on which toner is carried. Such correction is referred to as “background correction”. However, in order to perform background correction, data obtained by measuring the unevenness of the surface of the image carrier when no toner is placed is necessary.
Such a problem occurs not only in toner but also in image forming apparatuses that perform image formation using ink or other pigment-containing color materials.

本発明は、トナー等の色材の高さを検出するための専用のセンサを新たに配設しなくても、画像のトナー高さを検出することができる画像形成装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of detecting the toner height of an image without newly providing a dedicated sensor for detecting the height of a color material such as toner. And

本発明の請求項1に記載の画像形成装置は、シート上に形成された画像の明度、彩度、色相、濃度、網点面積率のパラメータを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された前記パラメータの内、前記シート上の前記画像を形成した色材の種類に応じて2つのパラメータを選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された前記2つのパラメータに基づいて、前記画像の高さを検知する検知手段と、を有することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus that acquires parameters of brightness, saturation, hue, density, and dot area ratio of an image formed on a sheet, and the acquisition unit acquires the parameters. Among the parameters, a selection unit that selects two parameters according to the type of the color material that forms the image on the sheet, and the image based on the two parameters selected by the selection unit. And a detecting means for detecting the height.

本発明によれば、色材高さを検出するためのセンサを新たに配設しなくても色材高さを検知することができる。   According to the present invention, the color material height can be detected without newly providing a sensor for detecting the color material height.

第1実施形態の画像形成装置の断面図。1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus according to a first embodiment. スキャナ部の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a scanner unit. 操作部の例を示す図。The figure which shows the example of an operation part. 第1実施形態の画像形成装置の機能ブロック図。1 is a functional block diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment. 入力画像処理部の機能ブロック図。The functional block diagram of an input image processing part. 出力画像処理部の機能ブロック図。The functional block diagram of an output image processing part. 第1実施形態におけるトナー高さ補正処理のフローチャート。6 is a flowchart of toner height correction processing in the first embodiment. テストパターンの例を示す図。The figure which shows the example of a test pattern. シアンの分光反射率差のグラフ。Graph of spectral reflectance difference of cyan. (a)は色度座標と明度の関係を示すグラフ、(b)は彩度とトナー高さの関係を示すグラフ。(A) is a graph showing the relationship between chromaticity coordinates and brightness, and (b) is a graph showing the relationship between saturation and toner height. L*a*b*色度座標のa*b*を示す図。The figure which shows a * b * of L * a * b * chromaticity coordinate. マゼンタの分光反射率差のグラフ。Graph of spectral reflectance difference of magenta. イエローの分光反射率差のグラフ。Graph of the spectral reflectance difference of yellow. (a)は中間調を表現するラインの太さ(幅)と、濃度及びトナー高さとの関係を説明する説明図であり、(b)はそのときのシート材の状態を示す説明図。(A) is explanatory drawing explaining the relationship between the thickness (width) of the line expressing a halftone, a density | concentration, and toner height, (b) is explanatory drawing which shows the state of the sheet | seat material at that time. 明度相関テーブルの内容例を示す図。The figure which shows the example of the content of a brightness correlation table. 彩度相関テーブルの内容例を示す図。The figure which shows the example of the content of a saturation correlation table. 規定彩度における色相とトナー高さとの相関関係を示すグラフ。6 is a graph showing a correlation between hue and toner height at a specified saturation. 彩度と色相角の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between saturation and hue angle. 現像コントラスト、彩度、色相、トナー高さとの関係を示す図表。A chart showing a relationship between development contrast, saturation, hue, and toner height. 現像コントラストの最適値を導出するために線形補間を行う場合の数値例を示した図表。The figure which showed the numerical example in the case of performing linear interpolation in order to derive | lead-out the optimal value of development contrast. 現像コントラストの最適値を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the optimal value of development contrast. 第2実施形態におけるトナー高さ補正処理のフローチャート。9 is a flowchart of toner height correction processing according to the second embodiment. トナーの定着性と色相の関係を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between toner fixing properties and hue.

以下、本発明の実施形態例について説明する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る画像形成装置の断面図である。この画像形成装置は、画像形成を行うプリンタ部1と、画像を光学的に読み取るスキャナ部2とを備えて構成される。この画像形成装置は、コピー、プリント等の各種画像処理機能の他、ファクシミリ等の通信機能も備える、いわゆる複合機である。この画像形成装置では、トナー、インク等、種々の色材を画像形成に用いることができる。本実施形態では、色材としてトナーを使用する例について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of the image forming apparatus according to the first embodiment. The image forming apparatus includes a printer unit 1 that forms an image and a scanner unit 2 that optically reads an image. This image forming apparatus is a so-called multi-function machine having various image processing functions such as copying and printing, and also a communication function such as a facsimile. In this image forming apparatus, various color materials such as toner and ink can be used for image formation. In this embodiment, an example in which toner is used as a color material will be described.

<プリンタ部>
プリンタ部1は、レーザー露光部3、作像部4、定着部5、給紙/搬送部6の機能を有している。レーザー露光部3は、スキャナ部2によって読み取られた原稿の画像や外部装置より転送された画像の濃淡に応じて変調された各色用のレーザー光を、それぞれ感光体の例である感光ドラム41に向けて照射する。回転多面鏡(ポリゴンミラー)31は、所定の角速度で回転しており、変調されたレーザ光を感光ドラム41の回転方向に直交する方向へ走査する。
<Printer section>
The printer unit 1 has functions of a laser exposure unit 3, an image forming unit 4, a fixing unit 5, and a paper feeding / conveying unit 6. The laser exposure unit 3 applies laser light for each color modulated according to the density of an image read by the scanner unit 2 or an image transferred from an external device to a photosensitive drum 41 that is an example of a photoconductor. Irradiate toward. The rotary polygon mirror (polygon mirror) 31 rotates at a predetermined angular velocity, and scans the modulated laser beam in a direction orthogonal to the rotation direction of the photosensitive drum 41.

作像部4は、感光ドラム41のほか、帯電器42、転写ドラム43、及び現像ユニット44を備えて構成される。帯電器42は、回転駆動する感光ドラム41を帯電させる。帯電した感光ドラム41にレーザー光が到達することにより、感光ドラム41に静電潜像が形成される。現像ユニット44は、静電潜像にトナーを付着させることで現像し、トナー像を生成する。トナー像は、転写ローラ43で、シート材に転写される。   In addition to the photosensitive drum 41, the image forming unit 4 includes a charger 42, a transfer drum 43, and a developing unit 44. The charger 42 charges the photosensitive drum 41 that is rotationally driven. When the laser beam reaches the charged photosensitive drum 41, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 41. The developing unit 44 develops the toner by attaching toner to the electrostatic latent image to generate a toner image. The toner image is transferred to the sheet material by the transfer roller 43.

カラー印刷の場合は、現像ユニット44は、4色のトナーを使用する。すなわち、シート材を転写ドラム43の所定位置に巻きつかせ、4回転させる。この間、色毎にレーザー光を感光ドラム41に照射すると共に、各色のトナーによる現像を繰り返し実行する。これにより、4色のトナー像が転写されたシート材が得られる。このシート材は、転写ドラム43から、定着部5へ搬送される。作像部4は、転写されずに感光ドラム41上に残ったトナーを回収する。   In the case of color printing, the developing unit 44 uses four color toners. That is, the sheet material is wound around a predetermined position of the transfer drum 43 and is rotated four times. During this time, the photosensitive drum 41 is irradiated with laser light for each color, and development with toner of each color is repeatedly executed. As a result, a sheet material on which toner images of four colors are transferred is obtained. This sheet material is conveyed from the transfer drum 43 to the fixing unit 5. The image forming unit 4 collects toner remaining on the photosensitive drum 41 without being transferred.

定着部5は、ハロゲンヒータなどの熱源を内蔵しており、作像部4によってシート材に転写されたトナー像を、熱と圧力によって溶解し、定着させる。定着部5によりトナー像が定着されたシート材は、排紙トレイ53に排出され、積載される。   The fixing unit 5 incorporates a heat source such as a halogen heater, and the toner image transferred to the sheet material by the image forming unit 4 is melted and fixed by heat and pressure. The sheet material on which the toner image is fixed by the fixing unit 5 is discharged to the paper discharge tray 53 and stacked.

給紙/搬送部6は、シート材を収容したシート材収納庫51から1枚ずつシート材を給紙し、作像部4へ搬送する。給紙/搬送部6は、手差しトレイ52にシート材が載置されている場合、手差しトレイ52上のシート材を1枚ずつ給紙して、作像部4へ向けて搬送する。   The sheet feeding / conveying unit 6 feeds the sheet material one by one from the sheet material storage 51 containing the sheet material, and conveys the sheet material to the image forming unit 4. When the sheet material is placed on the manual feed tray 52, the paper feed / conveyance unit 6 feeds the sheet material on the manual feed tray 52 one by one and conveys it toward the image forming unit 4.

各色成分のトナーは、以下の無機物、又は、有機顔料を主成分とする。
マゼンタ:キナクリドン
シアン :フタロシアニンブルー
イエロー:ジスアゾイエロー
ブラック:カーボンブラック
The toner of each color component has the following inorganic or organic pigment as a main component.
Magenta: Quinacridone Cyan: Phthalocyanine blue Yellow: Disazo yellow Black: Carbon black

有機顔料を用いる色材には、以下のものを用いることができる。
ローダミンレーキ、メチルバイオレットレーキ、キノリンエローレーキ、マラカイトグリーンレーキ、アリザリンレー、カーミン6B、レーキレットC。
ジスアゾエロー、レーキレット4R、クロモフタルエロー3G、クロモフタルスカーレットRN、ニッケルアゾエロー、ペンズイダゾロンアゾ、パーマネントオレンジHL。
フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、フラバンスロンエロー、チオインジゴボルドー、ペリノンレッド、ジオキサドンバイオレット、キナクリドンレッド。
ナフトールエローS、ピグロントグリーンB、ルモゲンエロー、シグナルレッド 、アルカリブルー、アニリンブラック。
モノアゾイエロー、ジスアゾイエロー、カーミン、キナクリドン、ローダミン、銅フタロシアニン。
The following can be used for the color material using an organic pigment.
Rhodamine lake, methyl violet lake, quinoline yellow lake, malachite green lake, alizarin lake, carmine 6B, lakelet C.
Disazo Yellow, Lakelet 4R, Chromophthalo Yellow 3G, Chromophthal Scarlet RN, Nickel Azo Yellow, Pendidazolone Azo, Permanent Orange HL.
Phthalocyanine blue, phthalocyanine green, flavanthrone yellow, thioindigo bordeaux, perinone red, dioxadone violet, quinacridone red.
Naphthol Yellow S, Pigrant Green B, Lummogen Yellow, Signal Red, Alkaline Blue, Aniline Black.
Monoazo yellow, disazo yellow, carmine, quinacridone, rhodamine, copper phthalocyanine.

<スキャナ部>
図2は、図1に示したスキャナ部2の概略構成図である。スキャナ部2は、スキャン開始信号の入力により、スキャン動作を開始する。そして、原稿に照明を当てて原稿の画像を光学的に読み取り、これにより得られた画像データをRGBのデジタル信号(R:レッド、B:ブルー、G:グリーン。以降、「RGBデータ」と称す。)に変換する。ここで、RGBデータは輝度信号に相当する。スキャン開始信号は、例えば、ユーザが画像形成装置の操作部を操作することにより出力される。
この操作部の例を図3に示す。操作部300は、表示装置を兼ねたタッチパネル部とキー入力部を有する。操作部300は、画像形成装置において実現される複数の機能のいずれかをユーザに選択させたり、画像形成装置への操作指示の入力を受け付ける。
<Scanner part>
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the scanner unit 2 shown in FIG. The scanner unit 2 starts a scan operation in response to the input of a scan start signal. Then, the original is illuminated and the original image is optically read, and the image data obtained thereby is RGB digital signals (R: red, B: blue, G: green. Hereinafter, referred to as “RGB data”). .). Here, the RGB data corresponds to a luminance signal. The scan start signal is output, for example, when the user operates the operation unit of the image forming apparatus.
An example of this operation unit is shown in FIG. The operation unit 300 includes a touch panel unit that also serves as a display device and a key input unit. The operation unit 300 allows a user to select one of a plurality of functions realized in the image forming apparatus or receives an operation instruction input to the image forming apparatus.

図2に戻り、スキャナ部2は、原稿Dを載置するための原稿台201、第1ミラーユニット202、第2ミラーユニット203、ホームポジションセンサ204、原稿照明ランプ205を備えている。また、第1ミラー206、第2ミラー207、第3ミラー208、レンズ209、スキャナモータ210及びCCDセンサ2112を備えて構成される。   Returning to FIG. 2, the scanner unit 2 includes a document table 201 on which the document D is placed, a first mirror unit 202, a second mirror unit 203, a home position sensor 204, and a document illumination lamp 205. The first mirror 206, the second mirror 207, the third mirror 208, the lens 209, the scanner motor 210, and the CCD sensor 2112 are configured.

スキャナ部2は、スキャン動作が開始されると、第1ミラーユニット202及び第2ミラーユニット203の位置を、一旦ホームポジションセンサ204により検出されるホームポジションまで戻す。原稿照明ランプ205は、原稿台201上の原稿Dに光を照射する。この光は、原稿Dで反射され、第1ミラーユニット202内の第1ミラー206と、第2ミラーユニット203内の第2ミラー207及び第3ミラー208とを経由して、レンズ209に到達する。レンズ209に到達した反射光は、CCDセンサ211において結像される。CCDセンサ211は、結像された反射光から、前述のRGBデータを生成する。   When the scanning operation is started, the scanner unit 2 returns the positions of the first mirror unit 202 and the second mirror unit 203 to the home position once detected by the home position sensor 204. The document illumination lamp 205 irradiates the document D on the document table 201 with light. This light is reflected by the document D and reaches the lens 209 via the first mirror 206 in the first mirror unit 202 and the second mirror 207 and the third mirror 208 in the second mirror unit 203. . The reflected light that reaches the lens 209 is imaged by the CCD sensor 211. The CCD sensor 211 generates the aforementioned RGB data from the formed reflected light.

<画像形成装置の機能>
本実施形態の画像形成装置の機能について、詳しく説明する。図4は、この画像形成装置の機能ブロック図である。
制御部401は、一種のコンピュータであり、所定のプログラムを実行することにより、画像形成装置の各構成要素の動作を制御する。これにより、コピー、プリント等の各種画像処理機能及び通信機能等を実現する。
<Functions of image forming apparatus>
The function of the image forming apparatus of this embodiment will be described in detail. FIG. 4 is a functional block diagram of the image forming apparatus.
The control unit 401 is a kind of computer, and controls the operation of each component of the image forming apparatus by executing a predetermined program. Thus, various image processing functions such as copying and printing, communication functions, and the like are realized.

画像形成装置は、また、入力画像処理部402、FAX(ファクシミリ)部403、NIC(Network Interface Card)部404の機能を有する。さらに、他のインタフェースとして、専用I/F(Interface)部405、USB(Universal Serial Bus)I/F部406の機能も有する。
入力画像処理部402は、図2に示したスキャナ部2のCCDセンサ211から出力されたRGBデータを、濃度、明度、彩度、色相(角)のようなパラメータに変換する。
FAX部403は、電話回線を利用して画像データを送受信する。NIC部404は、ネットワークを利用して、RGBデータに相当する画像データを送受信する。専用I/F部405は、外部装置との間で画像データなどを送受信する。USBI/F部406は、USBメモリ(リムーバブルメディアの一種)に代表されるUSB機器との間で画像データなどの受け渡しに使用される。
The image forming apparatus also has functions of an input image processing unit 402, a FAX (facsimile) unit 403, and a NIC (Network Interface Card) unit 404. Further, as other interfaces, there are also functions of a dedicated I / F (Interface) unit 405 and a USB (Universal Serial Bus) I / F unit 406.
The input image processing unit 402 converts RGB data output from the CCD sensor 211 of the scanner unit 2 shown in FIG. 2 into parameters such as density, brightness, saturation, and hue (corner).
The FAX unit 403 transmits and receives image data using a telephone line. The NIC unit 404 transmits and receives image data corresponding to RGB data using a network. The dedicated I / F unit 405 transmits and receives image data and the like with an external device. The USB I / F unit 406 is used to exchange image data and the like with a USB device typified by a USB memory (a kind of removable media).

画像形成装置は、圧縮伸張部407、後処理部410、出力画像処理部412、及び、RIP(Raster Image Processor)部413の機能も有する。   The image forming apparatus also has functions of a compression / decompression unit 407, a post-processing unit 410, an output image processing unit 412, and a RIP (Raster Image Processor) 413.

圧縮伸張部407は、画像データを圧縮して文書管理部408に格納したり、逆に圧縮して格納されている画像データを文書管理部408から読み出して伸張する。画像形成装置と外部機器との間でネットワークを介して画像データを送受信する場合、JPEG、JBIG、ZIPなどの圧縮データが使用される場合がある。圧縮伸張部407は、画像データを圧縮データに圧縮したり、外部機器から受信した圧縮データを画像データへ展開(伸張)する。後処理部410は、プリンタ部1から排出されたシート材に対して、穴あけ処理、ステイプル処理等の仕上げ処理を実行する。   The compression / decompression unit 407 compresses the image data and stores it in the document management unit 408, or conversely compresses and stores the image data stored in the document management unit 408 for decompression. When image data is transmitted and received between an image forming apparatus and an external device via a network, compressed data such as JPEG, JBIG, and ZIP may be used. The compression / decompression unit 407 compresses image data into compressed data, and decompresses (decompresses) compressed data received from an external device into image data. The post-processing unit 410 performs finishing processing such as punching processing and stapling processing on the sheet material discharged from the printer unit 1.

出力画像処理部412は、プリンタ部1が、画像データに基づいて実際に画像を形成できるように、その画像データに対して種々の画像処理を施す。RIP部413は、NIC部404を介して入力されたPDL(Page Description Language)形式の画像データを、例えばビットマップ形式の画像データに変換する。   The output image processing unit 412 performs various image processing on the image data so that the printer unit 1 can actually form an image based on the image data. The RIP unit 413 converts image data in a PDL (Page Description Language) format input via the NIC unit 404 into image data in a bitmap format, for example.

画像形成装置は、データ記録のため、文書管理部408とリソース管理部409とを有する。文書管理部408は、入力画像処理部402、FAX部403、NIC部404、専用I/F部405、USB I/F部406を介して入力された様々な画像データを、記憶装置に格納する。この記憶装置は、複数の画像データを格納可能なハードディスク等の記憶装置である。   The image forming apparatus includes a document management unit 408 and a resource management unit 409 for data recording. The document management unit 408 stores various image data input via the input image processing unit 402, the FAX unit 403, the NIC unit 404, the dedicated I / F unit 405, and the USB I / F unit 406 in a storage device. . This storage device is a storage device such as a hard disk capable of storing a plurality of image data.

リソース管理部409は、トナーの濃度、明度、彩度、色相(角)のようなパラメータとトナー高さ(色材であるトナーの積層高さ、以下同じ)との相関関係を表す参照データをトナーの種類毎(色材毎)に保持する。
リソース管理部409には、例えば、彩度及び色相の組み合わせがトナー高さと相関のある色材用に、所定の彩度における色相とトナー高さとの相関関係を表す参照データが保持されている。
リソース管理部409には、例えば、網点面積率及び彩度の組み合わせがトナー高さと相関のある色材用に、所定の網点面積率における彩度とトナー高さとの相関関係を表す参照データが保持されている。あるいは、リソース管理部409には、例えば、網点面積率及び明度の組み合わせがトナー高さと相関のある色材用に、所定の網点面積率における明度とトナー高さとの相関関係を表す参照データが保持されている。なお、「網点面積率」はシート材上にトナー像を形成した際に、このトナー像における所定面積内のトナーが付着している領域の面積が占める割合である。つまり、面積階調によって画像の濃度を表現する画像形成装置において、最大濃度の画像の網点面積率は100[%]となる。各参照データは、テーブル形式で保持される。これらのテーブルを「相関テーブル」という。
The resource management unit 409 uses reference data representing the correlation between parameters such as toner density, lightness, saturation, and hue (corner) and the toner height (the stacking height of the toner as the color material, the same applies hereinafter). Stored for each type of toner (each color material).
In the resource management unit 409, for example, reference data representing the correlation between the hue and the toner height at a predetermined saturation is held for a color material whose combination of saturation and hue correlates with the toner height.
The resource management unit 409 includes, for example, reference data representing a correlation between saturation and toner height at a predetermined halftone area ratio for a color material whose combination of halftone dot area ratio and saturation has a correlation with toner height. Is held. Alternatively, the resource management unit 409 may include, for example, reference data representing a correlation between brightness and toner height at a predetermined halftone dot area ratio for a color material in which a combination of halftone dot area ratio and brightness is correlated with toner height. Is held. The “halftone dot area ratio” is the ratio of the area of the toner image to which the toner is adhered within a predetermined area when the toner image is formed on the sheet material. That is, in the image forming apparatus that expresses the image density by area gradation, the halftone dot area ratio of the image with the maximum density is 100 [%]. Each reference data is held in a table format. These tables are called “correlation tables”.

リソース管理部409は、また、後述する画像形成条件、階調補正データなどの情報も保持する。
リソース管理部409に保持されている相関テーブル等は、画像を形成する際の条件、すなわち画像形成条件を決定する上で必要となるものである。
The resource management unit 409 also holds information such as image formation conditions and gradation correction data described later.
The correlation table and the like held in the resource management unit 409 are necessary for determining conditions for forming an image, that is, image forming conditions.

なお、上記パラメータについての相関テーブル等は、後述するテストパターンに合わせて、使用するすべての色毎に保持することが望ましいが、常にそのようにしなければならないわけではない。事前に判明しているトナー高さとの相関があるものだけを保持するようにしてもよい。   It should be noted that the correlation table and the like for the above parameters are desirably held for every color used in accordance with a test pattern to be described later, but it is not always necessary to do so. Only the toner having a correlation with the toner height that is known in advance may be held.

本実施形態の画像形成装置において、トナー高さを算出し、補正する場合は、トナーの付着密度が様々となるテストパターンを用い、種々のパラメータ検出を行うことにより、各パターンでのトナー高さを算出する。このテストパターンがスキャナ部2で読み取られると、入力画像処理部402が、テストパターンに付着したトナーの濃度、明度、彩度、色相(角)等のパラメータ検出を行う。そして、出力画像処理部412が、これらのパラメータと参照データとを比較することにより、トナー高さを算出する。   In the image forming apparatus of the present embodiment, when calculating and correcting the toner height, a test pattern with various toner adhesion densities is used, and various parameter detection is performed, whereby the toner height in each pattern is detected. Is calculated. When the test pattern is read by the scanner unit 2, the input image processing unit 402 detects parameters such as the density, brightness, saturation, hue (corner) of toner attached to the test pattern. Then, the output image processing unit 412 calculates the toner height by comparing these parameters with the reference data.

制御部401は、テストパターンを形成したときの画像形成条件と、出力画像処理部412で算出されたトナー高さとに基づいて、目標となるトナー高さ(以下、「ターゲット高さ」と称する。)になる画像形成条件を決定する。ターゲット高さになる画像形成条件は、トナー高さが所定値未満となる画像を形成する条件である。   The control unit 401 refers to the target toner height (hereinafter referred to as “target height”) based on the image forming conditions when the test pattern is formed and the toner height calculated by the output image processing unit 412. ) Is determined. The image forming condition for achieving the target height is a condition for forming an image in which the toner height is less than a predetermined value.

本実施形態では、ターゲット高さの画像を形成するために、例えば感光ドラム41上の現像電位Vdcと露光部電位Vlとの差分であるVcont(以下、「現像コントラスト」と称する。)を色毎に制御する。現像電位Vdcは、感光ドラム41上のトナーを付着させない領域の表面電位である。露光部電位Vlは、感光ドラム上の基準濃度、例えば濃度1.6に相当する量のトナーを付着させる領域の表面電位である。「濃度1.6」は、例えばX−rite社製分光濃度計504型で測定することができる。
感光ドラム41上の現像電位Vdcの分布を変更することは、一般には困難である。これに対して、感光ドラム41上の露光電位Vlは、レーザ露光部3のレーザーパワーを面内で変更することにより、容易に変更することができる。そこで本実施形態では、露光電位V1、具体的にはレーザー露光部3のレーザーパワーにより現像コントラストVcontを変更することにより、トナー高さ補正を容易にした。
以下に、入力画像処理部402及び出力画像処理部412における、通常作像時及びトナー高さ補正時の画像処理について説明する。
In this embodiment, in order to form an image having a target height, for example, Vcont (hereinafter referred to as “development contrast”), which is a difference between the development potential Vdc on the photosensitive drum 41 and the exposure portion potential Vl, is referred to for each color. To control. The development potential Vdc is a surface potential of a region where the toner on the photosensitive drum 41 is not attached. The exposed portion potential Vl is a surface potential of a region on the photosensitive drum where a toner corresponding to a reference density, for example, a density of 1.6 is attached. “Density 1.6” can be measured, for example, with a spectral densitometer 504 manufactured by X-rite.
It is generally difficult to change the distribution of the development potential Vdc on the photosensitive drum 41. On the other hand, the exposure potential Vl on the photosensitive drum 41 can be easily changed by changing the laser power of the laser exposure unit 3 in the plane. Therefore, in this embodiment, the toner height correction is facilitated by changing the development contrast Vcont by the exposure potential V1, specifically, the laser power of the laser exposure unit 3.
Hereinafter, image processing during normal image formation and toner height correction in the input image processing unit 402 and the output image processing unit 412 will be described.

<入力画像処理部402の説明>
図5は、入力画像処理部402の機能ブロック図である。入力画像処理部402は、CCDセンサ211で読み込まれ、A/D変換部502を介して入力されたRGBデータを受け付ける。A/D変換部502は、RGBデータのゲイン調整とオフセット調整とを行い、各色8ビットのデータに変換する。
入力画像処理部402は、シェーディング補正部503、フィルタ処理部504、RGB→CMYK色変換部505、RGB→L*a*b*色変換部506、RGB→濃度色変換部507及びL*/a*/b*/Density合成部508の機能を有する。
<Description of Input Image Processing Unit 402>
FIG. 5 is a functional block diagram of the input image processing unit 402. The input image processing unit 402 receives RGB data read by the CCD sensor 211 and input via the A / D conversion unit 502. The A / D conversion unit 502 performs gain adjustment and offset adjustment of RGB data, and converts the data into 8-bit data for each color.
The input image processing unit 402 includes a shading correction unit 503, a filter processing unit 504, an RGB → CMYK color conversion unit 505, an RGB → L * a * b * color conversion unit 506, an RGB → density color conversion unit 507, and L * / a. * / B * / Density composition unit 508 functions.

シェーディング補正部503は、図示しない基準白色板(シェーディング板とも呼ばれる。)の読み取り信号を用いて、CCDセンサ211の各画素の感度のばらつき、原稿照明ランプ205の光量のばらつきなどを補正する。
シェーディング補正部503は、スキャナ部2で読み取った原稿Dの画像に基づき画像を形成する場合(以降、「通常作像時」と称す。)、シェーディング補正されたRGBデータをフィルタ処理部504に伝達する。一方、トナー高さ補正時には、シェーディング補正されたRGBデータをRGB→L*a*b*色変換部506とRGB→濃度変換部507の各々に伝達する。
A shading correction unit 503 corrects variations in sensitivity of each pixel of the CCD sensor 211, variations in the amount of light of the document illumination lamp 205, and the like using a read signal of a reference white plate (also referred to as a shading plate) (not shown).
When the shading correction unit 503 forms an image based on the image of the original D read by the scanner unit 2 (hereinafter referred to as “normal image formation”), the shading correction RGB data is transmitted to the filter processing unit 504. To do. On the other hand, when the toner height is corrected, the RGB data subjected to the shading correction is transmitted to each of the RGB → L * a * b * color converter 506 and the RGB → density converter 507.

フィルタ処理部504は、通常作像時、RGBデータのフィルタ処理を行い、フィルタ処理後のデータをRGB→CMYK色変換部505に送信する。フィルタ処理とは、CCDセンサ211から取り込まれた画像をより鮮鋭にみせる処理である。
RGB→CMYK色変換部505は、例えば公知の多次元ダイレクトマッピング手法を用いて、フィルタ処理部504から受信したRGBデータをCMYKデータに変換する。CMYKデータは、制御部401の制御により出力画像処理部412(図4)へ伝達される。
The filter processing unit 504 performs RGB data filtering processing during normal image formation, and transmits the filtered data to the RGB → CMYK color conversion unit 505. The filter process is a process for making an image captured from the CCD sensor 211 appear sharper.
The RGB → CMYK color conversion unit 505 converts the RGB data received from the filter processing unit 504 into CMYK data using, for example, a known multidimensional direct mapping method. The CMYK data is transmitted to the output image processing unit 412 (FIG. 4) under the control of the control unit 401.

RGBデータがRGB→L*a*b*色変換部506に入力されると、RGB→L*a*b*色変換部506は、RGBデータをL*a*b*の各パラメータに変換する。L*a*b*の各パラメータとは、明度(L)と補色次元(a、b)を表すデータである。そして、変換後のL*a*b*の各パラメータをL*/a*/b*/Density合成部508へ伝達する。
一方、RGB→濃度変換部507は、RGBデータから濃度値(Densityデータ)を算出し、濃度値をL*/a*/b*/Density合成部508に伝達する。L*/a*/b*/Density合成部508は、受信したL*a*b*の各パラメータと濃度値(Densityデータ)とを関連付け、これを制御部401を介して、出力画像処理部412へ伝達する。
When the RGB data is input to the RGB → L * a * b * color conversion unit 506, the RGB → L * a * b * color conversion unit 506 converts the RGB data into each parameter of L * a * b *. . Each parameter of L * a * b * is data representing lightness (L) and complementary color dimensions (a, b). Then, each parameter of L * a * b * after conversion is transmitted to L * / a * / b * / Density composition unit 508.
On the other hand, the RGB → density conversion unit 507 calculates a density value (Density data) from the RGB data and transmits the density value to the L * / a * / b * / Density composition unit 508. The L * / a * / b * / Density synthesizer 508 associates each parameter of the received L * a * b * with the density value (Density data) and associates it with the output image processor via the controller 401. 412.

<出力画像処理部>
図6は、出力画像処理部412の機能ブロック図である。出力画像処理部412は、階調補正部701、HT(Half Tone)処理部702、色相・彩度変換部703、トナー高さ算出部704及び出力条件決定部705を備える。
<Output image processing unit>
FIG. 6 is a functional block diagram of the output image processing unit 412. The output image processing unit 412 includes a gradation correction unit 701, an HT (Half Tone) processing unit 702, a hue / saturation conversion unit 703, a toner height calculation unit 704, and an output condition determination unit 705.

階調補正部701は、通常作像時に、RGB→CMYK変換部505により変換されたCMYKデータを受信する。階調補正部701は、CMYKデータのシアン成分、マゼンタ成分、イエロー成分、ブラック成分の色成分毎の信号値を、階調補正データを用いて補正する。   The gradation correction unit 701 receives the CMYK data converted by the RGB → CMYK conversion unit 505 during normal image formation. The tone correction unit 701 corrects the signal values for each color component of the cyan, magenta, yellow, and black components of the CMYK data using the tone correction data.

HT処理部702は、擬似中間調処理を実行する。具体的には、例えば公知の多値ディザ法を用いて134[lpi](Line Per Inch)、166[lpi]等のスクリーン画像を形成する。スクリーンによってプリンタエンジンの濃度階調が異なることから、本実施形態では、ディザ毎に階調補正を実行する。   The HT processing unit 702 executes pseudo halftone processing. Specifically, for example, a screen image of 134 [lpi] (Line Per Inch), 166 [lpi] or the like is formed using a known multi-value dither method. Since the density gradation of the printer engine differs depending on the screen, gradation correction is executed for each dither in this embodiment.

一方、トナー高さ補正を行う場合、色相・彩度変換部703に、入力画像処理部402で変換されたL*a*b*の各パラメータが入力される。色相・彩度変換部703は、このL*a*b*の各パラメータをL*CHデータに変換し、トナー高さ算出部704へ送る。L*CHデータは、彩度(C)と色相(H)を表すデータである。この変換は、以下の式により行われる。   On the other hand, when performing toner height correction, each parameter of L * a * b * converted by the input image processing unit 402 is input to the hue / saturation conversion unit 703. The hue / saturation conversion unit 703 converts each parameter of L * a * b * into L * CH data and sends it to the toner height calculation unit 704. The L * CH data is data representing saturation (C) and hue (H). This conversion is performed by the following equation.

入力画像処理部402で変換されたDensityデータも、トナー高さ算出部704へ伝達される。
トナー高さ算出部704は、L*CHデータとDensityデータを用いてテストパターン毎のトナー高さを算出し、その結果を出力条件決定部705へ伝達する。
出力条件決定部705は、テストパターン毎のトナー高さを解析し、色成分毎にトナー高さを所定値未満とするための画像形成条件を決定する。
Density data converted by the input image processing unit 402 is also transmitted to the toner height calculation unit 704.
The toner height calculation unit 704 calculates the toner height for each test pattern using the L * CH data and Density data, and transmits the result to the output condition determination unit 705.
The output condition determination unit 705 analyzes the toner height for each test pattern and determines an image forming condition for making the toner height less than a predetermined value for each color component.

<トナー高さ補正>
本実施形態では、トナー高さ補正処理を行うために、制御部401が、現像コントラストVcontを制御することは上述したとおりである。但し、現像コントラストVcontを制御すると、プリンタ部1で形成される画像の最大濃度が変化してしまう。そのため、本実施形態では、現像コントラストVcontの制御後に、最大濃度の画像を形成するための制御を実行する。
<Toner height correction>
In the present embodiment, as described above, the control unit 401 controls the development contrast Vcont in order to perform the toner height correction process. However, when the development contrast Vcont is controlled, the maximum density of the image formed by the printer unit 1 changes. Therefore, in the present embodiment, control for forming an image with the maximum density is executed after the control of the development contrast Vcont.

以下、本実施形態によるトナー高さ補正処理の手順を、図7を参照して説明する。
なお、制御部401は、スキャナ部2により読み取られた画像やNIC部404、専用I/F部405、USBI/F406を介して受信した画像データに基づき画像を形成する画像形成モードと、トナー高さを補正するトナー高さ補正モードとを備えている。
トナー高さ補正処理は、操作部300からトナー高さ補正の実行指示の入力を契機に行われる。この実行指示を受け付けると(S101:Yes)、制御部401は、トナー高さ補正モードに移行する。トナー高さ補正モードにおいて、制御部401は、電位制御を実行し(S102)、トナー高さを算出するためのテストパターン(第1画像)を推奨紙上に印刷した後、排紙トレイ53から出力させる(S103)。推奨紙とは、平滑度、白色度、坪量が予め規定されたシート材である。
Hereinafter, the procedure of the toner height correction process according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The control unit 401 includes an image forming mode in which an image is formed based on an image read by the scanner unit 2 and image data received via the NIC unit 404, the dedicated I / F unit 405, and the USB I / F 406, and a toner height. A toner height correction mode for correcting the height.
The toner height correction process is performed in response to an input of a toner height correction execution instruction from the operation unit 300. When this execution instruction is accepted (S101: Yes), the control unit 401 shifts to the toner height correction mode. In the toner height correction mode, the control unit 401 executes potential control (S102), prints a test pattern (first image) for calculating the toner height on the recommended paper, and then outputs it from the paper discharge tray 53. (S103). The recommended paper is a sheet material in which smoothness, whiteness, and basis weight are defined in advance.

テストパターンが印刷された推奨紙は、ユーザによって、スキャナ部2へ搬送される。
テストパターンの例を図8に示す。テストパターンは、推奨紙上に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの色毎に、現像コントラストVcontと網点面積率とを異ならせて、25個ずつ形成される。
The recommended paper on which the test pattern is printed is conveyed to the scanner unit 2 by the user.
An example of the test pattern is shown in FIG. Twenty-five test patterns are formed on the recommended paper for each of cyan, magenta, yellow, and black, with different development contrast Vcont and halftone dot area ratio.

本実施形態では、網点面積率を30[%]、32[%]、34[%]、36[%]、38[%]の5種類とした。これにより、各色の中間調におけるトナー高さを算出することができる。
現像コントラストVcontは、上述したとおり、帯電器42の帯電バイアスとレーザ露光部3のレーザパワーで決まる。本実施形態では、例えば現像コントラストVcontを、S102において決定された標準Vcontのほか、以下の4種類とした。
標準Vcontよりも10[%]小さいVcont−10[%]、
標準Vcontよりも20[%]小さいVcont−20[%]、
標準Vcontよりも30[%]小さいVcont−30[%]、
標準Vcontよりも40[%]小さいVcont−40[%]。
これにより、色毎にトナーの付着密度や濃度が異なる様々なテストパターンを形成し、印刷することができる。なお、テストパターンを形成したときの画像形成条件は、保存しておく。
In this embodiment, the halftone dot area ratio is set to five types of 30 [%], 32 [%], 34 [%], 36 [%], and 38 [%]. Thereby, the toner height in the halftone of each color can be calculated.
The development contrast Vcont is determined by the charging bias of the charger 42 and the laser power of the laser exposure unit 3 as described above. In this embodiment, for example, the development contrast Vcont is set to the following four types in addition to the standard Vcont determined in S102.
Vcont-10 [%], which is 10% smaller than the standard Vcont,
Vcont-20 [%], which is 20 [%] smaller than the standard Vcont,
Vcont-30 [%] 30 [%] smaller than the standard Vcont,
Vcont-40 [%] 40 [%] smaller than the standard Vcont.
As a result, various test patterns having different adhesion density and density of toner for each color can be formed and printed. The image forming conditions when the test pattern is formed are stored.

図7に戻り、制御部401は、ユーザによる操作部300(図3)の操作画面からの読み込み指示の実行信号の入力を契機に、テストパターンを光学的に読み込む(S104)。そして、これにより得られた画像データから、明度、彩度、色相、濃度のパラメータを検出する(S105)。
次に、制御部401は、S105の検出結果と、リソース管理部409にあらかじめ保持されているトナー高さと検出したパラメータとの相関関係を示す参照データとを比較し、トナー高さを算出する(S106)。このS106の処理の詳細については後述する。
制御部401は、S106において算出されたトナー高さに基づき、現像コントラストVcontを決定する(S107)。S107において、制御部401は、トナー高さがターゲット高さになる現像コントラストVcontを決定し、決定された現像コントラストVcontとなるように、レーザーパワーを含む露光条件を決定する。そして、この露光条件をリソース管理部409に保存する(S108)。
Returning to FIG. 7, the control unit 401 optically reads a test pattern in response to an input of a read instruction execution signal from the operation screen of the operation unit 300 (FIG. 3) by the user (S <b> 104). Then, parameters of brightness, saturation, hue, and density are detected from the image data thus obtained (S105).
Next, the control unit 401 compares the detection result of S105 with reference data indicating the correlation between the detected toner height and the detected parameter in the resource management unit 409 in advance, and calculates the toner height ( S106). Details of the processing in S106 will be described later.
The control unit 401 determines the development contrast Vcont based on the toner height calculated in S106 (S107). In step S107, the control unit 401 determines the development contrast Vcont at which the toner height becomes the target height, and determines the exposure conditions including the laser power so that the determined development contrast Vcont is obtained. Then, the exposure condition is stored in the resource management unit 409 (S108).

本実施形態では、トナー高さを所定値未満にするために現像コントラストVcontを変更させるようにしたため、所望の濃度の画像を形成することができなくなる場合がある。そこで、制御部401は、トナー高さを算出した後、最大濃度と階調とを調整するため、自動階調補正を実行し、既存の階調補正データを更新する(S109)。なお、自動階調補正については、公知の技術を用いることができるので、ここでの説明を省略する。制御部401は、更新後の階調補正データを画像形成条件の一部としてリソース管理部409に保存し(S110)、S101に戻る。   In this embodiment, since the development contrast Vcont is changed in order to make the toner height less than a predetermined value, an image having a desired density may not be formed. Therefore, after calculating the toner height, the control unit 401 performs automatic gradation correction and updates existing gradation correction data in order to adjust the maximum density and gradation (S109). In addition, since a well-known technique can be used about automatic gradation correction | amendment, description here is abbreviate | omitted. The control unit 401 stores the updated tone correction data in the resource management unit 409 as part of the image forming conditions (S110), and returns to S101.

一方、操作部300からトナー高さ補正の実行信号が入力されない場合(S101:No)、制御部401は、操作部300からのスキャン開始信号の入力、あるいは、NIC部404からの画像データの入力を待つ(S111:No)。S111において、制御部401は、スキャン開始信号が入力されると、又は、NIC部を介して画像データを受信すると、画像形成モードに移行する(S111:Yes)。制御部401は、リソース管理部409に保持されている画像形成条件(階調補正データを含む)を参照し(S112)、この画像形成条件に従い、スキャナ部2により読み取られた画像に基づく画像、又は、NIC部406を介して受信された画像データに基づく画像を形成する(S113)。なお、スキャナ部2により読み取られた画像とNIC部406を介して受信された画像データに基づく画像は第2画像に相当する。
すべての画像の形成が完了すると(S114:Yes)、処理を終える。すべての画像の形成が完了していない場合は、S111へ戻る。
On the other hand, when a toner height correction execution signal is not input from the operation unit 300 (S101: No), the control unit 401 inputs a scan start signal from the operation unit 300 or input image data from the NIC unit 404. (S111: No). In S111, when a scan start signal is input or when image data is received via the NIC unit, the control unit 401 shifts to an image forming mode (S111: Yes). The control unit 401 refers to image forming conditions (including gradation correction data) held in the resource management unit 409 (S112), and an image based on an image read by the scanner unit 2 according to the image forming conditions, Alternatively, an image based on the image data received via the NIC unit 406 is formed (S113). Note that the image based on the image read by the scanner unit 2 and the image data received via the NIC unit 406 corresponds to the second image.
When the formation of all the images is completed (S114: Yes), the process is finished. If all the images have not been formed, the process returns to S111.

<トナー高さ算出>
ここで、トナー高さの算出処理の概要を説明する。本実施形態では、トナー像の明度(L)、彩度(C)、色相(H)、濃度(Density)等のパラメータを検出し、予め用意した参照データと比較することにより、トナー高さを算出する。但し、トナーの種類(色、含有顔料等)によっては、明度、彩度、色相、濃度のパラメータのうち、1つのパラメータのみでトナー高さの算出を高精度に行うことはできないものがある。そのため、制御部401は、トナーの種類(色、顔料)に応じて、少なくとも2つのパラメータと当該トナー用(色材用)の参照テーブルとを比較することにより、トナー高さを算出する。
<Toner height calculation>
Here, an outline of the toner height calculation process will be described. In the present exemplary embodiment, parameters such as lightness (L), saturation (C), hue (H), and density (Density) of the toner image are detected and compared with reference data prepared in advance, thereby adjusting the toner height. calculate. However, depending on the type of toner (color, contained pigment, etc.), there is a case where the toner height cannot be calculated with high accuracy using only one parameter among the parameters of brightness, saturation, hue, and density. Therefore, the control unit 401 calculates the toner height by comparing at least two parameters with the reference table for the toner (for color material) according to the type of toner (color, pigment).

図9は、トナー高さが異なるシアン(Cyan)のトナー像の分光反射率を検出した結果である。トナー像の網点面積率は100%(いわゆるベタ部)である。
図9に示されるように、シアンは、トナー高さが増加すると波長が480[nm]付近の光の吸収が増大する特性がある。そのため、シアンのトナー像からの反射光は、トナー高さが増加すると、シアンからブルー(Blue)に色相を変化させる。しかし、波長が600〜650[nm]付近の光を照射してシアンのトナー像の濃度を検出する場合、このシアンのトナー像の反射率にはトナー高さによる変化が発生しない。すなわち、濃度のパラメータだけでは高精度にシアンのトナー像のトナー高さを算出することができない。
FIG. 9 shows the result of detecting the spectral reflectance of a cyan toner image having a different toner height. The dot area ratio of the toner image is 100% (so-called solid portion).
As shown in FIG. 9, cyan has a characteristic that absorption of light having a wavelength near 480 [nm] increases as the toner height increases. Therefore, the reflected light from the cyan toner image changes its hue from cyan to blue as the toner height increases. However, when the density of the cyan toner image is detected by irradiating light having a wavelength in the vicinity of 600 to 650 [nm], the reflectance of the cyan toner image does not change due to the toner height. That is, the toner height of the cyan toner image cannot be calculated with high accuracy using only the density parameter.

また、明度は、広い分光特性を加味した明るさの指標である。そのため、濃度に比べてトナー高さの影響を受けやすい。しかし、本発明者らの実験により、算出したいトナー高さに対して明度の変化量が少なく、分解能が不足してしまうことが判明した。
さらに、濃度、明度ともに、中間調を表現するラインの太さが変化したのかトナー高さが変わったのかを区別することができない。そのため、濃度だけ、あるいは明度だけでは高精度にトナー高さを検知することが困難となる。中間調を表現するラインの太さとトナー高さの関係については、後述する。
Brightness is an index of brightness that takes into account a wide range of spectral characteristics. For this reason, it is more susceptible to toner height than density. However, it has been found through experiments by the present inventors that the amount of change in lightness is small with respect to the toner height to be calculated, resulting in insufficient resolution.
Further, it is impossible to distinguish whether the thickness of the line expressing the halftone has changed or the toner height has changed in both density and lightness. For this reason, it is difficult to detect the toner height with high accuracy only by density or brightness. The relationship between the thickness of the line expressing the halftone and the toner height will be described later.

また、彩度だけで高精度にトナー高さを算出することも難しい。図10(a)は、トナー高さの異なる複数のトナー像の色度座標と明度との関係を示すグラフである。横軸は色度座標L*a*b*の「b」、縦軸は明度「L」である。色度とは、色値のことであり、色度座標によって定められる色刺激の性質を定量化したものである。色度座標(色値座標)には「Lab」、「LCH」、「xyz」、「RGB」等の表色系がある。上述のように「L」は「明度」、「a」及び「b」は「補色次元」を表す。また、「C」は「彩度」、「H」は「色相」を示す。本グラフにおいて、トナー高さの関係は、トナー高さ4>トナー高さ3>トナー高さ2>トナー高さ1となっている。   It is also difficult to calculate the toner height with high accuracy only from the saturation. FIG. 10A is a graph showing the relationship between chromaticity coordinates and brightness of a plurality of toner images having different toner heights. The horizontal axis is “b” of chromaticity coordinates L * a * b *, and the vertical axis is lightness “L”. The chromaticity is a color value, and is a quantification of the nature of the color stimulus determined by the chromaticity coordinates. The chromaticity coordinates (color value coordinates) include color systems such as “Lab”, “LCH”, “xyz”, “RGB”, and the like. As described above, “L” represents “lightness”, and “a” and “b” represent “complementary color dimensions”. “C” indicates “saturation” and “H” indicates “hue”. In this graph, the relationship between the toner height is toner height 4> toner height 3> toner height 2> toner height 1.

トナー高さが増加すると彩度も増加するが、ある値(トナー高さ3)を超えると彩度が低下してしまう。このことを彩度とトナー高さのグラフで表したものが図10(b)である。すなわち、彩度Cに目標(ターゲット)を設定し、これによりトナー高さを算出する構成にしても、変局点(極値)があるので、彩度だけに基づいて高精度にトナー高さを検知することができない。   As the toner height increases, the saturation increases, but when it exceeds a certain value (toner height 3), the saturation decreases. FIG. 10B shows this in a graph of saturation and toner height. That is, even if a target (target) is set for the saturation C and the toner height is calculated by this, there is an inflection point (extreme value), so the toner height can be accurately determined based only on the saturation. Cannot be detected.

色相だけで高精度にトナー高さを検知することもできない。図11は、L*a*b*色度座標のa*b*のグラフである。紙白点(W)からシアンのベタ部(C)までの階調(濃度)の間で、中間調の同彩度を比較したとき、トナー高さが増加すると、色相がシアンからブルーへと変化してしまう。図9の分光反射率特性に基づき、高さが異なるとシアンからブルーの方向に色度が変化することを説明したが、その現象は、中間調で発生していることがわかる。
なお、図11に示すように、各階調(濃度)領域で高さと色相変化度合いは異なる。そのため、色相だけでは高精度にトナー高さを検知できない。
It is also impossible to detect the toner height with high accuracy only by the hue. FIG. 11 is a graph of a * b * of L * a * b * chromaticity coordinates. When the halftone saturation is compared between the gray level (density) from the paper white point (W) to the cyan solid part (C), the hue increases from cyan to blue when the toner height increases. It will change. Based on the spectral reflectance characteristics of FIG. 9, it has been described that the chromaticity changes from cyan to blue when the height is different, but it can be seen that this phenomenon occurs in a halftone.
As shown in FIG. 11, the height and the degree of hue change are different in each gradation (density) region. Therefore, the toner height cannot be detected with high accuracy only by the hue.

以上の関係を表1にまとめる。表1は、シアンのトナー高さを算出するためには、濃度、明度、彩度、色相に代表される1軸の定量評価値だけでは足りないことを表している。   The above relationships are summarized in Table 1. Table 1 shows that uniaxial quantitative evaluation values represented by density, brightness, saturation, and hue are not enough to calculate the cyan toner height.

しかしながら、色相については、他のパラメータと組み合わせた一定条件下における変化を検出することにより、それをトナー高さに変換することができる。具体的には、「規定彩度時の色相」、あるいは「規定明度時の色相」という具合に、2つのパラメータのうち、1のパラメータを規定値に固定した状態で色相(その変化)を検知すれば、これをトナー高さに変換することができる。   However, the hue can be converted into toner height by detecting the change under certain conditions combined with other parameters. Specifically, the hue (its change) is detected with one of the two parameters fixed to the specified value, such as “hue at specified saturation” or “hue at specified brightness”. This can be converted into toner height.

このように、シアンのテストパターンのトナー高さを算出する場合、シアンのトナー像において、規定彩度における色相の変化を検知すればよい。但し、トナー高さの変化に応じて濃度の変動量が十分に大きくなるような顔料種を採用した際には、規定濃度における色相の変化を検知する構成とすることが望ましい。   As described above, when calculating the toner height of the cyan test pattern, it is only necessary to detect a change in hue at the specified saturation in the cyan toner image. However, when a pigment type is employed in which the variation amount of the density becomes sufficiently large according to the change in the toner height, it is desirable to adopt a configuration that detects a change in hue at a specified density.

図12は、トナー高さが異なるマゼンタ(Magenta)のトナー像の分光反射率を検知した結果である。トナー像の網点面積率は100[%](いわゆるベタ部)である。
図12に示されるとおり、マゼンタは、トナー高さが高いと、ブルー成分の吸収が増大するが、レッド成分の反射率は、比較的維持されている。すなわち、マゼンタのトナー像のトナー高さが増加すると、色相がマゼンタからレッドに変化する。また、シアンと同様、波長が530[nm]付近の光を照射したときのマゼンタのトナー像の反射率には、トナー高さによる変化がほとんど発生していない。そのため、濃度だけでは高精度にマゼンタのトナー像のトナー高さを検知できない。しかし、彩度でもシアンと同じ現象が発生する。すなわち、色相については、他のパラメータと組み合わせた一定条件下における変化を検出することにより、それをトナー高さに変換することができる。そのため、マゼンタのトナー高さを算出するときは、例えば規定彩度における色相(その変化)、あるいは規定明度における色相(その変化)を検出する構成とすればよい。
FIG. 12 shows the result of detecting the spectral reflectance of magenta toner images having different toner heights. The dot area ratio of the toner image is 100 [%] (so-called solid portion).
As shown in FIG. 12, magenta increases the absorption of the blue component when the toner height is high, but the reflectance of the red component is relatively maintained. That is, as the toner height of the magenta toner image increases, the hue changes from magenta to red. Similarly to cyan, the reflectance of the magenta toner image when irradiated with light having a wavelength near 530 [nm] hardly changes due to the toner height. Therefore, the toner height of the magenta toner image cannot be detected with high accuracy only by the density. However, the same phenomenon as cyan occurs in saturation. That is, the hue can be converted into the toner height by detecting a change under a certain condition combined with other parameters. For this reason, when calculating the magenta toner height, for example, it may be configured to detect the hue at the specified saturation (change thereof) or the hue at the specified brightness (change thereof).

図13は、トナー高さが異なるイエロー(Yellow)のトナー像の分光反射率を検知した結果である。トナー像の網点面積率は100[%](いわゆるベタ部)である。
図13に示されるとおり、イエローの分光反射率は、ブルー領域のみに吸収があるので、トナー高さが変化したとしても色相が変化しない。つまり、ブルー領域のみの反射率低下を検出することにより、トナー高さを算出することができる。
なお、イエローのトナー高さは、例えば、ブルーフィルター濃度により検知してもよい。一方、イエローの明度はシート材の明度と差分がないので、シート材に形成されたイエローのトナー像の高さを明度のみに基づいて検知することは困難である。
FIG. 13 shows the result of detecting the spectral reflectance of yellow toner images having different toner heights. The dot area ratio of the toner image is 100 [%] (so-called solid portion).
As shown in FIG. 13, since the spectral reflectance of yellow is absorbed only in the blue region, the hue does not change even if the toner height changes. That is, the toner height can be calculated by detecting a decrease in reflectance only in the blue region.
The yellow toner height may be detected by, for example, the blue filter density. On the other hand, since the brightness of yellow does not differ from the brightness of the sheet material, it is difficult to detect the height of the yellow toner image formed on the sheet material based only on the brightness.

色を決定する要素として、顔料だけでなく、樹脂や電荷制御剤、それらの分散性など多岐にわたるが、顔料含有率(希釈率ともいう)を多くしたときも同傾向であることが、本発明者らの実験により確認されている。つまり、顔料要因が支配的である。よって、トナー高さと顔料含有率との間には相関がある。そのため、顔料含有率と分光反射率がわかれば、トナー高さを算出するために有効な測色方法(濃度/明度/色相/彩度、1軸/2軸か)を特定することができる。   The factors that determine the color include not only pigments but also resins, charge control agents, and their dispersibility, but the same tendency is observed when the pigment content (also referred to as dilution rate) is increased. Has been confirmed by their experiments. That is, the pigment factor is dominant. Therefore, there is a correlation between the toner height and the pigment content. Therefore, if the pigment content and the spectral reflectance are known, it is possible to specify a colorimetric method (density / lightness / hue / saturation, 1 axis / 2 axes) effective for calculating the toner height.

分光反射率がフラットなブラックのトナー像は、トナー高さが変化しても色相が変化することがない。ブラックのトナー像は、トナー高さが増加すると可視光の吸収も増加する特性がある。そのため、イエローと同様に、濃度に基づいてトナー高さを算出することができる。しかし、イエローとは異なり、明度のダイナミックレンジも確保できることから、明度に基づいてトナー高さを検知してもよい。
但し、上記1軸評価で算出できるのは、網点面積率100[%]の場合だけである。トナー高さと濃度との関係を導いておき、規定濃度を策定したとしても、面積が増大しているのか、それともトナー高さが増大しているのかを切り分けることができない。そのため、イエローとブラックにおいても、濃度だけに基づいて中間調のトナー像のトナー高さを算出することはできない。
The black toner image with a flat spectral reflectance does not change the hue even if the toner height changes. The black toner image has a characteristic that the absorption of visible light increases as the toner height increases. Therefore, similarly to yellow, the toner height can be calculated based on the density. However, unlike yellow, since a dynamic range of lightness can be secured, the toner height may be detected based on the lightness.
However, the uniaxial evaluation can be calculated only when the dot area ratio is 100 [%]. Even if the relationship between the toner height and the density is derived and the prescribed density is determined, it cannot be determined whether the area is increasing or the toner height is increasing. Therefore, even in yellow and black, the toner height of a halftone toner image cannot be calculated based only on the density.

図14(a)は、中間調を表現するラインの太さ(幅)と、濃度及びトナー高さとの関係を説明する説明図であり、(b)は、そのときのシート材の状態を示す説明図である。これらの図に示されるように、同じ規定濃度であっても、ライン幅が太いと、トナー高さは比較的低く、ライン幅が細いと、トナー高さは高くなる。そのため、網点面積率と規定の高さでの濃度との相関関係(換算)を表す参照データと比較することにより、トナー高さを算出することができる。すなわち、イエローとブラックでは、トナー高さを、網点面積率と濃度に基づいて算出することができる。
本実施形態では、1つのテストパターン内での最大濃度と最小濃度の差分に対して50[%]の濃度を基準とし、テストパターン内で濃度が50[%]以上となる領域と濃度が50[%]未満となる領域との面積の比率を求める。以下、この比率を「パッチ網点面積率」と呼ぶ。
パッチ網点面積率が規定のパーセンテージで、かつ、テストパターンの濃度が規定濃度になる露光条件を選択すれば、イエロー又はブラックのトナー高さを一定に保つことができる。
FIG. 14A is an explanatory diagram for explaining the relationship between the thickness (width) of a line expressing a halftone, the density, and the toner height, and FIG. 14B shows the state of the sheet material at that time. It is explanatory drawing. As shown in these drawings, even if the specified density is the same, if the line width is large, the toner height is relatively low, and if the line width is thin, the toner height is high. Therefore, the toner height can be calculated by comparing with reference data representing the correlation (converted) between the dot area ratio and the density at the specified height. That is, for yellow and black, the toner height can be calculated based on the dot area ratio and density.
In the present embodiment, a density of 50 [%] in a test pattern is set with reference to a density of 50 [%] with respect to the difference between the maximum density and the minimum density in one test pattern, and the density is 50. The ratio of the area to the region that is less than [%] is obtained. Hereinafter, this ratio is referred to as “patch dot area ratio”.
By selecting an exposure condition in which the patch dot area ratio is a specified percentage and the density of the test pattern is a specified density, the toner height of yellow or black can be kept constant.

シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックにおけるトナー高さの定量化軸を表2にまとめる。このように、トナーの種類(色、顔料)に応じて、パラメータを組み合わせることにより、トナー高さを算出することができる。   Table 2 summarizes the quantification axes of the toner heights for cyan, magenta, yellow, and black. Thus, the toner height can be calculated by combining parameters according to the type (color, pigment) of the toner.

<トナー高さの算出ならびに露光条件の算出>
図7のフローチャートにおけるS106のトナー高さ算出及びS107の露光条件算出の処理の内容を、シアンのトナー高さに関する部分について、具体的に説明する。なお、シアンとマゼンタのテストパターンのトナー高さを検知する方法は同一なので、マゼンタのテストパターンのトナー高さについても同様となる。
S106のトナー高さ算出において、25個のシアンのテストパターンを読み取って生成された画像データは、入力画像処理部402において、RGBデータからL*a*b*、LCHに変換される。また、RGBデータからDensity(濃度)、網点面積率に変換される。すなわち、入力画像処理部402において、全てのテストパターンから検出されたパラメータが取得される。
<Calculation of toner height and exposure conditions>
The details of the processing of the toner height calculation in S106 and the exposure condition calculation in S107 in the flowchart of FIG. 7 will be specifically described with respect to the portion relating to the cyan toner height. Since the method for detecting the toner height of the cyan and magenta test patterns is the same, the same applies to the toner height of the magenta test pattern.
In the toner height calculation in S106, image data generated by reading 25 cyan test patterns is converted from RGB data to L * a * b * and LCH in the input image processing unit 402. Also, the RGB data is converted into Density (density) and halftone dot area ratio. That is, the input image processing unit 402 acquires parameters detected from all test patterns.

表2によれば、シアンのトナー像において、トナー高さとの相関のあるパラメータは、明度と色相、及び、彩度と色相であった。
図15は、シアンについて、規定明度「55」のときの色相とそのときの平均トナー高さ(μm)との相関関係を表す参照データの内容例である。図示の例では、参照データを明度相関テーブルとして表現している。また、図16は、シアンについて、規定彩度「40」のときの色相とそのときの平均トナー高さ(μm)との相関関係を表す参照データの内容例である。図示の例では、参照データを彩度相関テーブルとして表現している。平均トナー高さは、マイクロメータ等によって、予め計測されたデータである。図16の参照データの内容をグラフで表すと図17のようになる。
これらの図から明らかなように、規定明度時の色相又は規定彩度時の色相と、明度相関テーブル又は彩度相関テーブルとを比較することにより、シアンのトナー高さを算出することができることがわかる。
According to Table 2, in the cyan toner image, the parameters having a correlation with the toner height were lightness and hue, and saturation and hue.
FIG. 15 is an example of the content of reference data representing the correlation between the hue at the specified brightness “55” and the average toner height (μm) at that time for cyan. In the illustrated example, the reference data is expressed as a brightness correlation table. FIG. 16 is a content example of reference data representing the correlation between the hue at the specified saturation “40” and the average toner height (μm) at that time for cyan. In the illustrated example, the reference data is expressed as a saturation correlation table. The average toner height is data measured in advance by a micrometer or the like. The content of the reference data in FIG. 16 is represented in a graph as shown in FIG.
As is clear from these figures, the cyan toner height can be calculated by comparing the hue at the specified brightness or the hue at the specified saturation with the brightness correlation table or the saturation correlation table. Recognize.

次に、シアンのターゲット高さを7[μm]としたときの現像コントラストVcontの最適値の算出法の一例を説明する。
彩度、色相、網点面積率を30[%]、32[%]、34[%]、36[%]、38[%]としたときの現像コントラストVcontの関係を図18に示す。図18のグラフにおける現像コントラストは、上述した標準Vcont、Vcont−10[%]、Vcont−20[%]、Vcont−30[%]、Vcont−40[%]である。また、彩度を規定彩度「40」としたときの現像コントラストVcontと色相との関係を示す図表を図19に示す。図19には、各色相に対応するトナー高さが、図16の相関テーブルより導出されている。ターゲット高さが7[μm]のときの色相は、図15,図16を参照すると「245」(色相角245度)である。
Next, an example of a method for calculating the optimum value of the development contrast Vcont when the cyan target height is 7 [μm] will be described.
FIG. 18 shows the relationship of development contrast Vcont when the saturation, hue, and halftone dot area ratio are 30 [%], 32 [%], 34 [%], 36 [%], and 38 [%]. The development contrast in the graph of FIG. 18 is the above-mentioned standard Vcont, Vcont-10 [%], Vcont-20 [%], Vcont-30 [%], and Vcont-40 [%]. FIG. 19 is a chart showing the relationship between the development contrast Vcont and the hue when the saturation is the specified saturation “40”. In FIG. 19, the toner height corresponding to each hue is derived from the correlation table of FIG. The hue when the target height is 7 [μm] is “245” (hue angle 245 degrees) with reference to FIGS. 15 and 16.

制御部401は、図19に示される現像コントラスト毎のトナー高さのうち、ターゲット高さも低く、且つ、ターゲット高さに最も近いトナー高さ(h1)となるテストパターンを形成したときの現像コントラストを特定する。図19の例ではVcont−30[%]を特定する。このときの現像コントラストをVcont1とする。
次いで、制御部401は、ターゲット高さよりも高く、且つ、ターゲット高さに最も近いトナー高さ(h2)となるテストパターンを形成したときの現像コントラストを特定する。図19の例では、Vcont−20[%]を特定する。このときの現像コントラストをVcont2とする。これらの関係を示したのが、図20である。その後、Vcont1とVcont2とを線形補間し、図21のようなグラフを作成する。
この図21から、ターゲット高さが7[μm]未満となるシアンのトナー像を形成することができる最適な現像コントラストVcontを算出することができる。この例では、最適な現像コントラストVcontは、「190」程度となる。
なお、ターゲット高さが7[μm]のときの色相は、図15及び図16の相関テーブルによれば、いずれも「245」(色相角245度)となる。
The control unit 401 forms the development contrast when a test pattern having a toner height (h1) closest to the target height and the target height is low among the toner heights for each development contrast shown in FIG. Is identified. In the example of FIG. 19, Vcont-30 [%] is specified. The development contrast at this time is Vcont1.
Next, the control unit 401 specifies the development contrast when a test pattern having a toner height (h2) that is higher than the target height and closest to the target height is formed. In the example of FIG. 19, Vcont-20 [%] is specified. The development contrast at this time is Vcont2. FIG. 20 shows these relationships. Thereafter, Vcont1 and Vcont2 are linearly interpolated to create a graph as shown in FIG.
From FIG. 21, it is possible to calculate the optimum development contrast Vcont that can form a cyan toner image with a target height of less than 7 μm. In this example, the optimum development contrast Vcont is about “190”.
Note that the hue when the target height is 7 [μm] is “245” (hue angle 245 degrees) according to the correlation tables of FIGS. 15 and 16.

マゼンタはシアンと同様で規定値が異なる(彩度:40、色相角350度)だけなので、説明を省略する。   Since magenta is the same as cyan and has a different prescribed value (saturation: 40, hue angle 350 degrees), description thereof is omitted.

イエローのテストパターンのトナー高さを算出する場合は、網点面積率と彩度のグラフを作成する。そして、規定網点面積率となるときの彩度を現像コントラスト毎に検出し、規定網点面積率のイエローのテストパターンにおける彩度とトナー高さとの対応関係を示す参照データと比較する。このようにして現像コントラスト毎のトナー高さを算出する。
その後、テストパターン内での最大濃度と最小濃度の差分に対して50[%]を閾値に二値化を実行し、白と黒の比率を求める。この比率である網点面積率を図18の横軸に、彩度を縦軸に置き換え、イエローの規定値例<網点面積率:50[%]、彩度:55>になる現像コントラストを算出する。次いで、前述の線形補間によって、ターゲット高さとなるイエローのトナー像を形成することができる最適な現像コントラストVcontを算出する。
When calculating the toner height of the yellow test pattern, a graph of halftone dot area ratio and saturation is created. Then, the saturation at the specified halftone dot area ratio is detected for each development contrast, and is compared with reference data indicating the correspondence between the saturation and the toner height in the yellow test pattern with the specified halftone dot area ratio. In this way, the toner height for each development contrast is calculated.
Thereafter, binarization is executed with the difference between the maximum density and the minimum density in the test pattern as a threshold value of 50 [%], and the ratio of white and black is obtained. The halftone dot area ratio, which is the ratio, is replaced with the horizontal axis of FIG. 18 and the saturation is replaced with the vertical axis, and the development contrast that gives the yellow prescribed value <halftone dot area ratio: 50 [%], saturation: 55> calculate. Next, an optimum development contrast Vcont that can form a yellow toner image having a target height is calculated by the above-described linear interpolation.

ブラックのテストパターンのトナー高さを検知する場合は、網点面積率と明度のグラフを作成する。そして、規定網点面積率となるときの明度を現像コントラスト毎に演算し、規定網点面積率のブラックのテストパターンにおける明度とトナー高さとの対応関係を示す参照データと比較する。このようにしてVcont毎のトナー高さを算出する。
その後、イエローと同様、テストパターン内での最大濃度と最小濃度の差分に対して50[%]を閾値に二値化を実行し、白と黒の比率を求める。この比率である網点面積率を図18の横軸に、彩度を縦軸に置き換え、ブラックの規定値例<網点面積率:50[%]、明度:60>になる現像コントラストを算出する。次いで、前述の線形補間によって、ターゲット高さとなるブラックのトナー像を形成することができる最適な現像コントラストVcontを算出する。
When detecting the toner height of the black test pattern, a graph of the dot area ratio and the brightness is created. Then, the lightness when the specified halftone dot area ratio is obtained is calculated for each development contrast, and is compared with reference data indicating the correspondence between the lightness and the toner height in the black test pattern of the specified halftone dot area ratio. In this way, the toner height for each Vcont is calculated.
Thereafter, as in the case of yellow, binarization is executed with a threshold of 50 [%] for the difference between the maximum density and the minimum density in the test pattern, and the ratio of white and black is obtained. The halftone dot area ratio, which is the ratio, is replaced with the horizontal axis of FIG. 18 and the saturation is replaced with the vertical axis, and the development contrast is calculated so that the black specified value example <dot area ratio: 50 [%], lightness: 60> To do. Next, an optimum development contrast Vcont that can form a black toner image having a target height is calculated by the above-described linear interpolation.

本実施形態の画像形成装置によれば、明度、彩度、色相、及び、網点面積率等に基づいてトナー高さを算出するので、トナー高さを検知するための新たなセンサを設ける必要ない。また、算出されたトナー高さがターゲット高さになるように現像コントラストVcontを含む画像形成条件を変更するようにしたので、文字ライン品位や粒状性の劣化を未然に防ぐことができる。   According to the image forming apparatus of the present embodiment, the toner height is calculated based on the brightness, saturation, hue, halftone dot area ratio, and the like, so it is necessary to provide a new sensor for detecting the toner height. Absent. Further, since the image forming conditions including the development contrast Vcont are changed so that the calculated toner height becomes the target height, it is possible to prevent deterioration of character line quality and graininess.

なお、本実施形態では、画像形成条件として露光強度(現像コントラスト)を変更する方式を用いてトナー高さを最適化したが、この限りでない。その他にも、例えば、露光スポット径を変更する方式(特開2008−181080号公報)、現像バイアス条件を変更する方式(特開2009−139664号公報)、などさまざまな方式によって画像形成条件を変更することができる。   In the present embodiment, the toner height is optimized by using a method of changing the exposure intensity (development contrast) as the image forming condition. In addition, the image forming conditions can be changed by various methods such as a method of changing the exposure spot diameter (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-181080) and a method of changing the developing bias condition (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-139664). can do.

また、本実施形態では、スキャナ部2を用いたトナー高さ補正技術を説明した。例えば、スキャナ部として、PODプリンターで主流になりつつある、定着後のカラーセンサを使用してもよい(特開2006−243276)。その際定着後のカラーセンサは、RGBカラーセンサや分光測色器、もしくはL*a*b*測色器等を用いることにより、彩度と色相に変換し、トナー高さに変換すればよい。   In the present embodiment, the toner height correction technique using the scanner unit 2 has been described. For example, a color sensor after fixing, which is becoming mainstream in POD printers, may be used as the scanner unit (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-243276). At that time, the color sensor after fixing may be converted into saturation and hue and converted into toner height by using an RGB color sensor, a spectrophotometer, or an L * a * b * colorimeter. .

[第2実施形態]
第1実施形態では、制御部401がトナー高さの補正処理においてテストパターンを形成するシート材を推奨紙とした。その理由は、彩度ならびに色相がシート材の白色度や凹凸等に影響を受けるからである。第2実施形態では、ユーザビリティを考慮し、予め登録されているシート材からユーザによってテストパターンを形成できるシート材を選択できる構成とした。この実施形態では、図5において、テストパターンが形成されるシート材の種類に応じてスキャナ部2の読取結果を補正して彩度、色相、網点面積率、明度に変換する構成とする。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the control unit 401 uses the recommended paper as the sheet material on which the test pattern is formed in the toner height correction process. This is because the saturation and hue are affected by the whiteness and unevenness of the sheet material. In the second embodiment, in consideration of usability, a sheet material capable of forming a test pattern by a user can be selected from previously registered sheet materials. In this embodiment, in FIG. 5, the reading result of the scanner unit 2 is corrected according to the type of sheet material on which the test pattern is formed, and converted into saturation, hue, halftone dot area rate, and brightness.

図22は第2実施形態におけるトナー高さ補正のフローチャートである。S201以外の処理は、第1実施形態において説明した図7の処理と同じであるので、対応する処理には同じ符号を付して説明を省略する。
第2実施形態では、制御部401がテストパターンを読み込む前に、ユーザによるメディア情報の入力を受け付ける(S201)。すなわち、S201において、制御部401は操作部300の画面上にあらかじめ登録されている複数のメディア情報を表示する。ユーザが、所望のメディア情報を選択すると、制御部401は、選択されたシート材の種類に応じて、RGB→L*a*b*色変換部506とRGB→濃度色変換部507にセットする色変換テーブルを切り替える。
FIG. 22 is a flowchart of toner height correction in the second embodiment. Since the processes other than S201 are the same as the processes of FIG. 7 described in the first embodiment, the corresponding processes are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the second embodiment, the control unit 401 accepts input of media information by the user before reading the test pattern (S201). That is, in S201, the control unit 401 displays a plurality of media information registered in advance on the screen of the operation unit 300. When the user selects desired media information, the control unit 401 sets the RGB → L * a * b * color conversion unit 506 and the RGB → density color conversion unit 507 according to the type of the selected sheet material. Switch the color conversion table.

その後、制御部401はシアンやマゼンタについて、所定の彩度における色相とトナー高さとの相関関係を表すデータを参照し、各テストパターンのトナー高さを算出する。また、イエローのテストパターンに対して所定の網点面積率における彩度とトナー高さとの相関関係を表すデータに基づき、各テストパターンのトナー高さを算出する。同様に、ブラックのテストパターンに対して所定の網点面積率における明度とトナー高さとの相関関係を表すデータに基づき、各テストパターンのトナー高さを算出する。
制御部401は、このようにして算出された各色成分のテストパターンのトナー高さから、ターゲット高さになるような最適な現像コントラストVcontを色成分毎に導出する。
Thereafter, the control unit 401 refers to data representing the correlation between hue and toner height at a predetermined saturation for cyan and magenta, and calculates the toner height of each test pattern. Further, the toner height of each test pattern is calculated based on data representing the correlation between the saturation and the toner height at a predetermined halftone dot area ratio with respect to the yellow test pattern. Similarly, the toner height of each test pattern is calculated based on the data representing the correlation between the brightness and the toner height at a predetermined halftone dot area ratio with respect to the black test pattern.
The control unit 401 derives, for each color component, an optimum development contrast Vcont that becomes the target height from the toner height of the test pattern of each color component calculated in this way.

すなわち、第2実施形態では、予め登録されているメディア情報の中からユーザによって選択されたメディア情報に応じてトナー高さを決定するための参照データを切り替える。そのため、登録されたメディア情報に形成されるテストパターンのトナー高さを精度良く算出し、さらに、ターゲット高さになる最適な現像コントラストを色成分毎に導出することができる。   That is, in the second embodiment, the reference data for determining the toner height is switched according to the media information selected by the user from the media information registered in advance. Therefore, it is possible to accurately calculate the toner height of the test pattern formed in the registered media information, and to derive the optimum development contrast for the target height for each color component.

[第3実施形態]
第3実施形態では、シアンとマゼンタのテストパターンを形成するときに、加熱条件に従ってトナーをシート材へ定着させるときに、色相の変化が起き易いように定着性をダウンさせる。定着性は、加熱条件を変更することにより定着スピードでコントロールするが、温調温度や加圧力などでもコントロール可能である。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, when a cyan and magenta test pattern is formed, the fixing property is lowered so that the hue is likely to change when the toner is fixed to the sheet material according to the heating condition. The fixability is controlled by the fixing speed by changing the heating conditions, but can also be controlled by the temperature control temperature or the applied pressure.

図23に、定着性と色相との関係を示す。図23のように、定着性に応じてトナー溶融特性が異なる。一般的に、トナーの溶融度が低くなると、定着性も低下する関係にある。トナー溶融特性の代表値として一般的なものがグロス(光沢)特性である。トナーの溶融度合いが低いと、図23のようにトナーの粒々が残った状態でシート材に固着する。溶融度合いが高いと、トナーの粒々は平滑になり、正反射光量が増える。溶融度合いが高いと、正反射特性を検知しているため、グロスも高くなる。
濃度は、色材の分光吸収特性とトナー表面の乱反射成分によって決定され、グロスが変われば濃度値も変わる。例えば同じトナー載り量でもグロスが高くなれば濃度も大きくなる。濃度のダイナミックレンジを確保し高精度化実現するためには定着性を上げた方が精度がよい。
FIG. 23 shows the relationship between fixability and hue. As shown in FIG. 23, the toner melting characteristic varies depending on the fixing property. Generally, when the melting degree of the toner is lowered, the fixability is also lowered. A typical value of the toner melting characteristic is a gloss (gloss) characteristic. When the degree of melting of the toner is low, it adheres to the sheet material with the toner particles remaining as shown in FIG. When the degree of melting is high, the toner particles become smooth and the amount of specular reflection increases. If the degree of melting is high, the specular reflection characteristic is detected, so that the gloss is also high.
The density is determined by the spectral absorption characteristics of the color material and the irregular reflection component on the toner surface, and the density value changes as the gloss changes. For example, the density increases as the gloss increases even with the same amount of applied toner. In order to secure the dynamic range of density and achieve high accuracy, it is better to improve the fixability.

ブラックの場合は、明度を使用してトナー高さを算出するが、濃度の場合と同じで、乱反射光が低くなると明度が低下する。よって、明度のダイナミックレンジを確保し、高精度化を実現するためには定着性を上げることが好ましい。イエローでは、彩度を使用してトナー高さを算出するが、ある特定の波長における吸収度合いによって値が変わるだけで、濃度と同様に、乱反射光が低くなると彩度が低下する。よって彩度のダイナミックレンジを確保し、高精度化を実現するためには定着性を上げることが好ましい。   In the case of black, the toner height is calculated using the lightness. However, the lightness is lowered when the irregular reflection light is lowered, as in the case of the density. Therefore, in order to secure a dynamic range of brightness and achieve high accuracy, it is preferable to improve the fixing property. In yellow, the toner height is calculated using the saturation, but the value only changes depending on the degree of absorption at a specific wavelength. Similar to the density, the saturation decreases as the diffusely reflected light decreases. Therefore, in order to secure a dynamic range of saturation and to achieve high accuracy, it is preferable to improve the fixability.

これに対し、シアンとマゼンタでは、色相を使用してトナー高さを算出するが、定着性が低いとトナー層の透過率が低下し、下地からの反射光が減る。また、色材が凝縮されたままシート材に存在するため色材分散度合いが低くなり、色材が持っている濁り成分がそのまま色相変化として現れてしまう。   On the other hand, with cyan and magenta, the toner height is calculated using the hue, but if the fixability is low, the transmittance of the toner layer is lowered and the reflected light from the background is reduced. Further, since the color material is present in the sheet material in a condensed state, the color material dispersion degree is low, and the turbid component of the color material appears as a hue change as it is.

上述したとおり、第1、第2実施形態では、色相の変化を利用してトナー高さを求めるので、色相の変化が起き易い定着条件でテストパターン出力することが望ましい。よって、シアン、マゼンタのテストパターンにおいては、定着性をダウンするよう定着スピードをアップさせる。   As described above, in the first and second embodiments, the change in hue is used to determine the toner height. Therefore, it is desirable to output a test pattern under fixing conditions that tend to cause a change in hue. Therefore, in the cyan and magenta test patterns, the fixing speed is increased so as to decrease the fixing property.

シアンのフタロシアニンブルーはブルー側に、マゼンタのキナクリドンはレッド側に色相が変化し易いため、その色相方向で検知する。定着性をダウンさせたシアンとマゼンタの彩度は、イエローで説明したように、彩度が低下する傾向にある。上述したとおり、シアンとマゼンタのトナー高さは、色相の変化で算出していることから、シアンとマゼンタのテストチャートを定着性をダウンさせたモードで出力しても問題ない。   Cyan phthalocyanine blue tends to change on the blue side, and magenta quinacridone tends to change on the red side. The saturation of cyan and magenta whose fixing property has been lowered tends to decrease as described in yellow. As described above, since the toner heights of cyan and magenta are calculated based on the change in hue, there is no problem even if the cyan and magenta test chart is output in a mode in which the fixing property is lowered.

このように、第3実施形態では、シアンとマゼンタのテストパターン出力時に色相の変化が起き易いよう定着性をダウンさせることで、より高精度なトナー高さ算出が可能となる。   As described above, in the third embodiment, it is possible to calculate the toner height with higher accuracy by reducing the fixing property so that the hue easily changes when the cyan and magenta test patterns are output.

Claims (6)

シート上に形成された画像の明度、彩度、色相、濃度、網点面積率のパラメータを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記パラメータの内、前記シート上の前記画像を形成した色材の種類に応じて2つのパラメータを選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記2つのパラメータに基づいて、前記画像の高さを検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
Acquisition means for acquiring parameters of brightness, saturation, hue, density, and dot area ratio of an image formed on the sheet;
Of the parameters acquired by the acquisition means, a selection means for selecting two parameters according to the type of color material that formed the image on the sheet;
An image forming apparatus comprising: a detection unit configured to detect the height of the image based on the two parameters selected by the selection unit.
前記取得手段は、
シートを読み取ることで当該シート上に形成された画像の輝度信号を取得する読取手段と、
前記読取手段により読み取られた前記輝度信号に基づいて明度、彩度、色相、濃度を算出する算出手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The acquisition means includes
Reading means for acquiring a luminance signal of an image formed on the sheet by reading the sheet;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a calculation unit that calculates brightness, saturation, hue, and density based on the luminance signal read by the reading unit.
予め定めた画像形成条件に従い、シート材の表面に色材を積層させることにより、画像形成を行う画像形成手段と、
前記色材により形成された第1画像を光学的に読み取ることにより、画像データを出力する読取手段と、
前記画像データから、当該色材の明度、彩度、色相、濃度、当該色材の密度のパラメータのうち、前記シート材における前記色材の高さと相関のあるパラメータを検出するパラメータ検出手段と、
前記パラメータと前記シート材の表面からの前記色材の高さとの相関関係を表す参照データを、色材毎に保持するリソース管理手段と、
前記パラメータ検出手段で検出したパラメータと前記リソース管理手段に保持されている当該色材についての参照データとを比較することにより、当該色材の色材高さを算出する高さ算出手段と、
算出された色材高さと目標の色材高さとの差分が小さくなるように前記画像形成条件を前記参照データをもとに変更し、変更した画像形成条件に従って前記画像形成手段に前記第1画像と異なる第2画像を形成させる制御手段と、を有することを特徴とする、
画像形成装置。
In accordance with predetermined image forming conditions, image forming means for forming an image by laminating a color material on the surface of the sheet material,
Reading means for outputting image data by optically reading the first image formed by the color material;
Parameter detection means for detecting a parameter correlated with the color material height in the sheet material from the image data, among the brightness, saturation, hue, density, and color material density parameters of the color material;
Resource management means for holding, for each color material, reference data representing a correlation between the parameter and the height of the color material from the surface of the sheet material;
A height calculation means for calculating a color material height of the color material by comparing the parameter detected by the parameter detection means with reference data about the color material held in the resource management means;
The image forming condition is changed based on the reference data so that the difference between the calculated color material height and the target color material height is small, and the first image is sent to the image forming means according to the changed image forming condition. And a control means for forming a different second image.
Image forming apparatus.
前記画像形成手段は、前記色材の前記シート材への定着性を変更するための定着条件を含む前記画像形成条件に従って画像形成を行うものであり、
前記制御手段は、前記定着条件を変更することを特徴とする、
請求項3に記載の画像形成装置。
The image forming unit is configured to perform image formation in accordance with the image forming condition including a fixing condition for changing the fixing property of the color material to the sheet material;
The control means changes the fixing condition.
The image forming apparatus according to claim 3.
前記画像形成手段は、前記色材を加熱するための加熱条件に従って前記色材を前記シート材へ定着させるものであり、
前記制御手段は、前記加熱条件を変更することを特徴とする、
請求項4に記載の画像形成装置。
The image forming means fixes the color material to the sheet material according to a heating condition for heating the color material,
The control means changes the heating condition,
The image forming apparatus according to claim 4.
前記画像形成条件は、光により感光する感光体において前記色材を付着させない領域の表面電位である現像電位と、前記光の強さを決定する露光部電位との差分である現像コントラストを含み、
前記制御手段が、前記露光部電位を制御して前記現像コントラストを変化させることにより、前記色材高さを前記目標の色材高さに近づけることを特徴とする、
請求項3乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
The image forming conditions include a development contrast that is a difference between a development potential that is a surface potential of a region where the coloring material is not attached to a photosensitive member that is sensitive to light and an exposure portion potential that determines the intensity of the light,
The control means controls the exposure portion potential to change the development contrast, thereby bringing the color material height close to the target color material height,
The image forming apparatus according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018072491A (en) * 2016-10-27 2018-05-10 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus and image stabilization method

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