JP2014202938A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の光沢度を安定して精度よく取得することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】複数の色の色材を用いて画像を形成する画像形成装置が提供される。画像形成装置は、複数の色の色材のうちの一部の色の色材で形成した画像の正反射光を測定する正反射光測定手段１２と、正反射光測定手段１２により測定した正反射光の強度に基づいて、光沢度を決定する光沢度決定手段２１０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。

複写機、プリンタ等の画像形成装置では紙上に色材を付着させて画像を形成しており、色材の付着面積を変えることによって複数階調を表現している（面積階調）。そのため、紙白部の光沢度と、色材が付着された画像部の光沢度とが異なると、同一画像内においても階調によって光沢差が生じ、光沢均一性を損なってしまう。

一般に光沢均一性を高めるためには、紙種ごとに紙白部の光沢度と、画像部の光沢度とを予め把握しておき、使用する紙種に応じて紙白部の光沢度と、画像部の光沢度との差が小さくなるように画像部の光沢度を制御している。画像部の光沢度の制御方法としては、例えば、色材の定着温度や定着速度を制御し、色材表面の平滑度を変える方法や、透明色材で画像を形成して光沢を制御する方法がある。

しかしながら、近年、印刷物の質感の向上や光沢性の向上のため、使用される紙種が多様化しており、全ての紙種について、紙白部の光沢度と、画像部の光沢度とを予め取得することは困難であるという問題があった。この問題を解決する技術として、画像形成装置内に光沢度測定器を具備し、定着の後工程において画像部の光沢度を検出し、光沢均一性が向上するように画像形成条件を設定する技術が公開されている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。

特許文献１には、画像中の最大光沢度と、画像中の最小光沢度との差である光沢度差が所定値以下となるように、画像形成条件を設定することで、同一画像面内における光沢が均一で良好な印象を与えるフルカラー画像を形成する画像形成装置が記載されている。

なお、特許文献１に記載の光沢度測定方法として「ＪＩＳＺ８７４１：１９９７ 鏡面光沢度 - 測定方法」に規定の方法が記載されている。すなわち、測定面の法線に対し、入射角θと、受光角θ’とが等しくなるように、光源および受光部を設置し、光源から光を入射させ、正反射した光を受光部にて測定する方法である。特許文献１の実施例においては、入射角θを６０度として光沢度の検出を行っている。

特許文献２には、基準画像の大きな領域で測定した光沢度を基準に出力画像の光沢度を制御することにより、光沢度の変化による画質の変動を最小限に抑えた画像を出力できる画像形成システムが記載されている。特許文献２は、光沢度測定装置と、測定面との距離を大きくした場合であっても、入射角θを２０度以下とすることで、精度の高い光沢度の測定が可能となる光沢度測定方法を提案している。

特開２００４−７００１０号公報 特開２００５−３２１６４３号公報

しかしながら、上記の先行技術は、以下に述べる問題を有している。

特許文献１に記載の方法を使用して、画像形成装置内において用紙搬送中に光沢度の測定を行う場合には、光沢度測定装置と、測定面とを接触させることができない。従って、紙の浮き若しくはうねり又は測定面の振動等によって光沢度測定装置と、測定面との間の距離が変動する。そのため、特許文献１に記載の光沢度の測定方法（６０度光沢度）では、測定面で正反射方向に反射した光の中心と、受光部の中心とのずれ幅が大きく、光沢度を安定して測定することができないという問題があった。

一方、特許文献２に記載の光沢度の測定方法では、入射角θを２０度以下とすることで、光沢度測定装置と、測定面との間の距離に変動があっても、精度の高い光沢度の測定を可能としている。しかしながら、入射角θを浅い角度とする場合、画像内部で吸収、散乱されて画像表面から放出される拡散反射光により、光沢度の測定精度が低下する問題がある。特に、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が大きい色材の場合には、階調による拡散光量の変化が光沢度の測定値に影響し、光沢度を精度良く測定することができないという問題があった。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものである。本発明の目的は、画像の光沢度を安定して精度よく取得することができる画像形成装置を提供することである。

なお、本明細書では、測定面の法線から遠い角度の入射角を「浅い」入射角、測定面の法線に近い角度の入射角を「深い」入射角と表記する。

本発明は、複数の色の色材を用いて画像を形成する画像形成装置であって、前記複数の色の色材のうちの一部の色の色材で形成した画像の正反射光を測定する正反射光測定手段と、前記正反射光測定手段により測定した前記正反射光の強度に基づいて、光沢度を決定する光沢度決定手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、安定して精度良く光沢度を測定することができ、精度の高い光沢均一化を伴う光沢制御が可能となる。

本発明の実施例１に係る画像形成システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る正反射光測定装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の実施例１に係る光沢度の測定工程を説明するフローチャートである。 本発明の実施例１に係る光沢度を測定するためのパターン画像の一例である。 入射角θを６０度とした場合の正反射光測定装置の構成を説明する概略構成図である。 入射角θを２０度とした場合の正反射光測定装置の構成を説明する概略構成図である。 入射角θで測定面に光を入射させた場合の、受光角θ’を中心とした正反射方向の反射光強度分布を表すグラフである。 Ｋ単色階調パターン画像における光沢度特性を表すグラフである。 標準光源であるＤ６５光源と、分光視感効率との掛け合わせに等価な光源の分光放射輝度を表すグラフである。 紙白及びＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各トナーのベタ画像に対する分光反射率を表すグラフである。 紙白及びＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各トナーのベタ画像に対する拡散反射光の分光放射輝度を表すグラフである。 Ｙ単色階調パターン画像における光沢度特性を表すグラフである。 本発明の実施例２に係る画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る正反射光測定装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の実施例２に係る光沢度の測定工程を説明するフローチャートである。 本発明の実施例３に係る正反射光測定装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の実施例３に係る光沢度の測定工程を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。本明細書では、同一の参照番号は、同一の要素を指し示すので留意されたい。

なお、以下に説明する実施形態では、電子写真記録方式を用いたプリンタを例に挙げて説明するが、他の記録方式であっても紙の表面に色材を付着させて画像を形成するプリンタであれば本発明を適用可能である。また、プリンタでなくともプリンタを含む装置であれば、同様に本発明を適用可能である。

まず、本実施例に係る電子写真記録方式を用いた画像形成装置による画像処理について説明する。

図１は、本実施例に係る画像形成システムの構成を説明するブロック図である。図１に示すように、画像形成システムは、画像入力部１００と、画像処理部２００と、画像形成部３００とから構成される。

画像入力部１００は、例えばホストコンピュータ上で動作するアプリケーションソフトにより実現され、画像処理部２００に対して画像データを送信する。

画像処理部２００は、解像度変換部２０１と、色変換部２０２と、色変換テーブル格納部２０３と、色分解部２０４と、色分解テーブル格納部２０５と、ハーフトーン処理部２０６と、パターン画像格納部２０７とから構成される。

画像処理部２００は、画像入力部１００から受け取った入力画像データをプリントデータに変換する。入力画像データからプリントデータへの変換は、解像度変換部２０１と、色変換部２０２と、色分解部２０４と、ハーフトーン処理部２０６とによって実行される。画像処理部２００によって入力画像データから変換されたプリントデータは、画像形成部３００に入力される。画像形成部３００の詳細については、後述する。

解像度変換部２０１は、入力画像データの解像度を画像形成部３００のデータ処理解像度に変換して出力する。例として、画像形成部３００のデータ処理解像度を６００ｄｐｉとし、入力画像データを３００ｄｐｉの８ビットＲＧＢデータとした場合を検討する。この場合、入力画像データは、１／３００インチ幅の画素の集合で表現されており、各画素は０から２５５の値を取るレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、およびブルー（Ｂ）の３種類の信号から成る。解像度変換部２０１は、公知の解像度変換法である例えばバイキュービック法によって、入力画像データ（すなわち、３００ｄｐｉの８ビットＲＧＢデータ）を６００ｄｐｉの画像データに変換する。

色変換部２０２では、色変換テーブル格納部２０３に格納された色変換テーブルを参照し、解像度変換部２０１から出力された画像データを構成する色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を画像形成部３００に依存した色信号（Ｒ'，Ｇ'，Ｂ'）に変換して出力する。色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、例えば、夫々が８ビットの信号で０から２５５の値を取る。色変換テーブル格納部２０３に格納される色変換テーブルには、離散的な色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）が記述されている。色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）は色変換テーブルを用いた公知の３次元ルックアップテーブル法（以下、３ＤＬＵＴ法と略称される）で算出される。好適には、記録媒体の種類や画像記録の目的に応じた複数の色変換テーブルが用意されており、記録媒体の種類や画像記録の目的に応じて適切な色変換テーブルを選択可能な構成を備える。

色分解部２０４は、色分解テーブル格納部２０５に格納された色分解テーブルを参照し、色信号（Ｒ'，Ｇ'，Ｂ'）を各色材の記録ドット数に関する色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）に変換して出力する（色材量信号は、色材量データとも称される）。色材量信号Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋは、例えば、夫々が８ビットの信号で０から２５５の値を取る。

ハーフトーン処理部２０６は、色分解部２０４で決定された色信号値Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの８ビット（０〜２５５）のデータを、画像形成部３００が記録可能な１ビット（０〜１）、すなわち２値データ（Ｃ'，Ｍ'，Ｙ'，Ｋ'）に変換する。一般に、２値データへの変換はディザ法や誤差拡散法を用いて行うことができる。また、プリンタドライバ（図１では図示せず）において、ユーザが光沢度測定を指定した場合には、パターン画像格納部２０７からパターン画像が読み込まれ、ハーフトーン処理部２０６で２値のプリントデータに変換される。なお、光沢度測定の詳細動作については後述する。

次に、図２を参照して、図１中の画像形成部３００の構成例について詳細に説明する。図２は、本実施例に係る画像形成装置の構成を示す図である。

図２に示すように、感光ドラム１の周囲には、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置４と、中間転写ベルト５と、感光ドラムクリーナ６と、一次転写装置７とが配置されている。中間転写ベルト５の周囲には、二次転写装置８と、中間転写ベルトクリーナ９とが配置されている。二次転写装置８の後方には、定着ローラ１０と、対向ローラ１１と、正反射光測定装置１２と、排紙トレイ１３とが配置されている。

感光ドラム１の表面は、帯電装置２によって所定の電位に均一に帯電される。露光装置３は、画像データを受けて露光光（例えばレーザ光）を放射する。放射された露光光は、ポリゴンミラーやｆθレンズ（これらは、図２中には図示せず）を経て、図２中の矢印方向に回転している感光ドラム１上に露光走査される。これにより、感光ドラム１上には画像データに応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４から供給されるトナーによって可視画像（トナー像）として現像される。本実施例における現像装置は、いわゆるロータリー型現像装置であり、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色トナーに対応した色現像器４Ｋ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｍを備えている。カラー画像形成の際は、各色現像器が順に、感光ドラムに対向する現像位置に移動して現像を行う。なお、各色現像器を感光ドラム１の周面に並べて配置する方式や、色現像器ごとの感光ドラムを中間転写ベルトの周囲に並べて配置する、いわゆるタンデム型の現像方式を採用しても良い。また、現像装置は、一成分若しくは二成分の何れかの方式を用いた装置であっても良い。感光ドラム１上に現像されたトナー像は、複数のローラ間に加張されて無端駆動される中間転写ベルト５上に、一次転写装置７の作用によって転写される。感光ドラム１上に残留したトナーは、感光ドラムクリーナ６によって除去され、感光ドラム１上に残留した残留電位は、除電装置（図２中には図示せず）によって除去される。この動作を、現像装置４において使用される各色の現像器（４Ｋ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ）を移動して繰り返す。そして、中間転写ベルト５上に順次転写された複数の色のトナーからなるトナー像は、二次転写装置８により給紙トレイ（図２中には図示せず）から搬送されてきた記録媒体Ｐに転写される。中間転写ベルト５上に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ９によって除去される。定着ローラ１０及び対向ローラ１１は、内蔵ヒータ（図２中には図示せず）を制御することにより、夫々温度を変えることができる。また、画像形成部３００は、加圧手段（図２中には図示せず）により、定着ローラ１０と、対向（加圧）ローラ１１との間の圧力を変更できるように構成されている。二次転写装置８から搬送された未定着のトナー像が載った記録媒体Ｐは、定着ローラ１０と、対向ローラ１１との間を通過する際に熱及び圧力が与えられ、トナー画像が定着される。定着工程後に通過する搬送路近傍に設置された正反射光測定装置１２は、光沢度測定実行の有無に応じて、形成されたトナー定着画像の正反射光強度を測定する。なお、正反射光測定装置１２の設定場所である搬送路近傍とは、搬送されてくる記録媒体上のトナー画像の光沢度を測定できる程度の距離だけ搬送経路から離れた位置を指す。正反射光測定装置１２の構成は後述する。トナー定着画像は、光沢度の測定後、排紙トレイ１３より排出される。

画像形成部３００の各種構成要素は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２２０と、制御プログラムを記憶しておくＲＯＭ２３０と、入力データの記憶領域や作業用記憶領域を提供するＲＡＭ２４０とを備えるコントローラ２０によって制御される。コントローラ２０は、入力画像データに対して種々の処理を行うことで入力画像データをプリンタで出力するためのプリントデータに変換する画像処理部２００と、正反射光測定装置１２で測定された正反射光強度から光沢度を決定する光沢度決定部２１０とを備える。

次に、図２中の正反射光測定装置１２の構成例について詳細に説明する。図３は、図２中の正反射光測定装置１２の構成を示す概略構成図である。図３に示すように、正反射光測定装置１２は、発光手段１２０１と、レンズＬ１と、レンズＬ２と、受光手段１２０２とから構成される。測定面Ｐの法線に対し、入射角θと、受光角θ’とが等しくなるように、発光手段１２０１及び受光手段１２０２を設置し、発光手段１２０１から光を測定面Ｐに入射させ、正反射した光を受光手段１２０２にて測定することにより、光沢度は測定される。このような光沢度の測定方法は、ＪＩＳＺ８７４１に規定されている。発光手段１２０１から照射された光は、レンズＬ１を通して平行光にされ、この平行光が測定面Ｐに角度θで入射する。そして、正反射方向に反射した光は、レンズＬ２を通して集光され、この集光された光を受光手段１２０２によって測定する。

次に、本実施例に係る画像形成システムにおいて、階調画像の光沢度を取得するまでの動作の工程を説明する。図４は、光沢度の測定工程を説明するフローチャートである。プリンタドライバ（図１及び図２中には図示せず）において、ユーザが光沢度の測定を指定したときに光沢度の測定が実行される。

まず、パターン画像格納部２０７から光沢度を測定するためのパターン画像データが読み出される（ステップＳ１００１）。図５に、パターン画像の一例を示す。図５に示すように、階調ごとの光沢度を順次測定できるように、階調の異なるパッチ画像が、紙送り方向に対して平行に並んで配置されている。また、このパターン画像は、複数の色のトナーのうちの、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい色のトナーで形成される。トナーの選択方法の詳細は後述する。

読み出されたパターン画像データは、ハーフトーン処理部２０６によって、ハーフトーン処理され２値データに変換される（ステップＳ１００２）。

ハーフトーン処理部２０６で２値化された画像データは画像形成部３００に送られ、上記図２の説明で示した画像形成部３００の構成を介して、露光、現像、転写、定着の各ステップを踏んでトナー画像の形成が行われる（ステップＳ１００３）。

次に、形成された各階調パッチ画像の正反射光強度を、正反射光測定装置１２により測定する（ステップＳ１００４）。

次に、光沢度決定部２１０は、ステップ１００４で測定したトナー画像の正反射光強度から、各種トナーにおける光沢度を決定する（ステップＳ１００５）。

なお、本実施例においては、測定された正反射光強度を光沢度と決定するが、予め作成されたＬＵＴや変換式を用いて変換した値を用いてもよい。また、変換ＬＵＴや変換式は、トナーによらず同一のものを用いてもよいし、トナーごとに異なるものを用いてもよい。

（深い入射角による光沢度測定の理由）
さて、本発明の画像形成装置における正反射光測定においては、測定面への光の入射角度を、より深い入射角とすることが望まれる。以下で、浅い入射角の場合の正反射光測定の例と、深い入射角の場合の正反射光測定の例とを示しながら、その理由を説明する。

まず、浅い入射角で正反射光を測定した例を示す。図６は、浅い入射角として入射角θを６０度とした場合の正反射光測定装置１２の構成を示す概略構成図である。発光手段１２０１及びレンズＬ１が測定面Ｐ１の法線に対し６０度傾いて設置されており、それに対向するレンズＬ２及び受光手段１２０２が、測定面Ｐ１の法線に対し発光手段１２０１と反対方向に６０度傾いて設置されている。

通常、発光手段１２０１から照射された光はレンズＬ１を通して平行光となり、正反射光測定装置１２から既定の距離Ｄ離れた位置の測定面Ｐ１で反射され、正反射方向に反射した光Ｌｕｍ１がレンズＬ２を通して集光されて受光手段１２０２によって測定される。

しかしながら、画像形成装置において用紙搬送中に、光測定装置と、測定面とを接触させることなく、光沢度の測定を行う場合には、紙の浮き若しくはうねり又は装置の振動等により、正反射光測定装置から測定面までの距離が変動してしまう。図６中の測定面Ｐ１は、正反射光測定装置１２から既定の距離Ｄ離れた位置にある測定面である。図６中の測定面Ｐ２は、正反射光測定装置１２から測定面までの距離が、既定の距離ＤからΔＤ変動した位置にある測定面である。

浅い入射角で入射光が照射されると、測定面までの距離の変動がある場合には、図６中Ｌｕｍ２で示すように正反射方向に反射した反射光の中心と、受光手段１２０２の中心とのずれ幅が大きいため、受光手段１２０２で測定される受光量が安定しない。このずれ幅は、入射角が浅いほど大きく、入射角が深いほど小さくなる。

次に、深い入射角で正反射光を測定した例を示す。図７は、深い入射角として入射角θを２０度とした場合の正反射光測定装置１２の構成を示す概略構成図である。発光手段１２０１及びレンズＬ１が測定面Ｐ１の法線に対し２０度傾いて設置されており、それに対向するレンズＬ２及び受光手段１２０２が、測定面Ｐ１の法線に対し発光手段１２０１と反対方向に２０度傾いて設置されている。図７中の測定面Ｐ１は、正反射光測定装置１２から既定の距離Ｄ離れた位置にある測定面である。図７中の測定面Ｐ２は、正反射光測定装置１２から測定面までの距離が、既定の距離ＤからΔＤ変動した位置にある測定面である。

図７中のＬｕｍ２に示すように、深い入射角で入射光が照射されると、測定面までの距離の変動ΔＤがある場合でも、正反射方向に反射した反射光の中心と、受光手段１２０２の中心とのずれ幅は小さい。

従って、正反射光測定装置と、測定面との間の距離に変動がある場合には、入射角がより深くなるように正反射光測定装置を構成すれば、受光手段１２０２によって測定される光量の変動は少なくなり、正反射光測定を安定して行うことができる。

また、浅い入射角よりも深い入射角であるほうが、図６中及び図７中ＤＷで示す正反射光測定装置１２の幅を小さくすることができるため、装置を小型化できる。さらに、浅い入射角よりも深い入射角であるほうが、図中ＰＷで示す入射光の照射領域も小さくすることができるため、必要となる測定パッチ画像サイズが抑えられ、測定に要するトナー及び用紙の節約になる。

なお、図７においては入射角θを２０度で配置した例を示しているが、入射角はこれに限られるものではなく、正反射光測定装置から測定面までの距離の変動がある場合に、受光手段１２０２で測定される受光量が安定する角度であれば良い。

（光沢度測定に適したトナー色を選択する方法）
図８は、入射角θで測定面に光を照射させた場合の、受光角θ’を中心とした正反射方向の反射光強度分布を表すグラフである。図８に示すように、測定面で正反射方向に反射する正反射光は、拡散反射光と、鏡面反射光とを含む（本明細書では、正反射方向の拡散反射光と、鏡面反射光とを合わせた光を正反射光と記述している）。拡散反射光は、測定面内部に侵入し、吸収・散乱されて表面から放出される光である。鏡面反射光は、測定面に対して、入射角と同じ角度で反対方向に跳ね返る光である。

光沢度は一般に、正反射光に含まれる鏡面反射光の強さによって決まり、鏡面反射光が強ければ光沢度は高いといえる。また、鏡面反射光の強さ（強度）は、測定面の表面凹凸に応じて異なり、一般的には、測定面の表面が平滑であるほど正反射方向の鏡面反射光強度は強く、反対に測定面の表面が荒れているほど正反射方向の鏡面反射光強度は弱くなる。

光沢度を決定するためには鏡面反射光強度を測定することが望ましいが、正反射光から鏡面反射光のみを分離して強度を測定することは単純にはできない。そのため、通常は、鏡面反射光強度に対して拡散反射光強度が無視可能となる入射角で光を照射し、正反射光の強度から光沢度を算出している。紙の光沢度測定に関する通常の入射角として、ＪＩＳＺ８７４１に入射角７５度の適用例が記載されている。また、電子写真記録方式（ＥＰ）のプリント物の光沢度測定であれば、入射角を６０度とすることが一般的である。

画像形成装置内（具体的には、正反射光測定装置１２内）でより安定した正反射光測定を行うために、通常使用される角度よりも深い入射角で正反射光を測定した場合には、受光手段で測定される鏡面反射光が減少する。従って、拡散反射光が正反射光の主な成分となるため、見た目の光沢感と得られた光沢度が一致しない場合がある。

以下に、紙白部からベタ画像（トナーが密に被覆されている領域）までの階調画像の光沢度を測定した例を示す。階調画像として、普通紙にブラックトナーを用いてＥＰ方式で作成した複数の階調パッチを持つ画像であり、紙白部が最も光沢感が低く、ベタ画像に近づくにつれて見た目の光沢感が高くなる画像を使用した。

図９は、Ｋ単色階調パターン画像における６０度光沢度及び２０度光沢度の特性を表すグラフである。図９（ａ）に示す６０度光沢度では、紙白で最も光沢度が低く、Ｋベタ画像（黒トナーが密に被覆されている領域）に近づくにつれて光沢度は高くなる。この傾向は見た目の光沢感とも一致する。一方、図９（ｂ）に示す２０度光沢度では、紙白からＫベタ画像に近づくにつれて算出される光沢度は低くなっており、この傾向は見た目の光沢感とは一致しない。

本発明は、上記の、算出される光沢度と、見た目の光沢度との不一致という課題を解決するために、紙白の拡散反射光と、ベタ画像の拡散反射光との差が少ない色材を用いて光沢度を取得することを特徴としている。

本実施例では、光源として、正反射光測定装置１２における発光手段１２０１の分光放射輝度が、標準光源であるＤ６５光源と、分光視感効率との掛け合わせに等価な光源（図１０を参照）を用いている。

また、図１１に、紙白及びＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各トナーのベタ画像の分光反射率を示す。分光反射率とは、理想的な白色面に光を照射したときの各波長の反射率を１とし、測定面に光を照射したときに測定される各波長の光強度の割合である。図１１中には、紙白に対する分光反射率３０１と、Ｃベタ画像に対する分光反射率３０２と、Ｍベタ画像に対する分光反射率３０３と、Ｙベタ画像に対する分光反射率３０４と、Ｋベタ画像に対する分光反射率３０５とが示されている。

さらに、図１２に、図１０に示した分光放射輝度特性の発光手段を用いて、図１１に示す分光反射率特性の紙白及びＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各トナーのベタ画像に照射した際の、拡散反射光の分光放射輝度を示す。図１２中には、紙白に対する拡散反射光の分光放射輝度４０１並びにＣベタ画像、Ｍベタ画像、Ｙベタ画像、及びＫベタ画像に対する拡散反射光の分光放射輝度４０２〜４０５が示されている。ここで、分光放射輝度とは、単位面積、単位立体角当たりにおける、光の波長ごとのエネルギー量である。

本実施例で用いた発光手段と、各トナーとの組み合わせにおいて、紙白の拡散反射光と、ベタ画像の拡散反射光との差が小さいトナーはイエロートナーである（図１２中４０１、４０４）。ここで、拡散反射光の差は、分光放射輝度から求められるＣＩＥＬａｂ色度の差（ＣＩＥＬａｂ色差）から判断される。なお、分光放射輝度の差の二乗平均平方根など、その他の指標を用いてもよい。

以下に、紙白からＹベタ画像まで複数の階調画像の光沢度を測定した例を示す。図１３は、普通紙上にイエロートナーを用いて作成したＹ単色階調パターン画像における６０度光沢度及び２０度光沢度の特性を表すグラフである。図１３（ａ）に示す６０度光沢度では、紙白で最も光沢度が低く、ベタ画像に近づくにつれて光沢度は高くなる。また、図１３（ｂ）に示す２０度光沢度でも同様に、紙白で最も光沢度が低くベタ画像に近づくにつれて光沢度は高くなる。この傾向は見た目の光沢感とも一致していることから、深い入射角（２０度）であっても各階調における光沢度の変化を測定可能であることがわかる。

本実施例では、光源として、標準光源であるＤ６５光源と、分光視感効率との掛け合わせに等価な分光放射輝度特性を持つ光源を用い、紙白部の拡散反射光と、画像部の拡散反射光との差が小さい色材としてイエロートナーを用いた。しかし、光源と、色材との組み合わせはこの組み合わせに限られるものではない。光源と、色材との組み合わせは、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の変化が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の変化に比べて十分小さければ、任意の組み合わせを用いて構わない。例えば、青色光源とシアントナー、赤色光源とイエロートナー、赤色光源とマゼンタトナーなどの組み合わせでも良い。

また、単色画像の光沢度測定だけではなく、光源波長に対して、紙白部の拡散反射光と、画像部の拡散反射光との差が小さいトナーの組み合わせで形成した画像であれば、多色であっても光沢度を測定可能である。例えば、イエローとマゼンタを用いて作成した２次色の階調変化画像に対して、赤色光源を用いて正反射光を測定し、光沢度を決定することで、紙白から２次色ベタ画像までの階調ごとの光沢度の変化を測定可能である。

なお、本実施例では、光源として、少なくとも一つの色のトナーに関して、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の変化が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の変化に比べて十分小さくなるような波長の光を発する光源を用いる。

また、本実施例においては、ベタ画像部の分光放射輝度を用いて、紙白部の分光放射輝度と、トナー画像部の分光放射輝度との差が最小となるトナーを決定したが、トナー決定方法は、この方法に限定されるものではない。その他の階調画像で測定した分光放射輝度や、トナーの吸収・透過特性から算出した予測値から、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の変化が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の変化に比べて十分小さいトナーに決定してもよい。

また、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の変化が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の変化に比べて十分小さくなる光源と、トナーとの組み合わせは変わらないため、光沢度測定ごとに選択を行う必要はない。従って、予め選択された光源と、トナーとの組み合わせを用いてよい。

実施例１では、深い入射角で光沢度を測定する場合であっても、複数の色のトナーのうちの、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい色のトナーで形成した画像を測定する。これにより、光沢度を精度良く測定することができる。なお、測定データは、諧調ごとの画像の光沢度の変化を利用した各種技術に適用可能である。例えば、光沢度測定データに基づいて、パターン画像中の最大光沢度と、最小光沢度との差が所定値以下となるように、定着温度などの画像形成条件を設定することで、画像の階調にかかわらず光沢が均一で良好な印象を与えるカラー画像を得る技術に適用できる。

実施例１では、同階調の光沢度がトナーの色によらず同等である場合について説明した。同階調の光沢度がトナーの色によらず同等であるので、複数の色のトナーのうちの一部のトナー画像で測定した光沢度を、その他のトナー画像の光沢度として適用することができた。

しかしながら、例えば、トナーの色によって、階調ごとのトナーの載り量またはトナーの溶融度が異なる場合、同じ階調であっても表面凹凸の粗さが変わり光沢度が異なってくる場合がある。

そこで、本発明をより効果的に実施するために、各色のトナーごとに光沢度を測定する画像形成装置について、以下で説明する。

図１４は、本実施例に係る画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置のコントローラ２０は、測定波長制御部２５０を備えており、画像形成部３００で作成したパターン画像のトナーの色に応じて、正反射光測定装置１２の光源を制御する。

次に、図１４中の正反射光測定装置１２の構成例について詳細に説明する。図１５は、図１４中の正反射光測定装置１２の構成を示す概略構成図である。レンズＬ１、レンズＬ２、受光手段１２０２は、それぞれ図３で示した構成と同じであるため、説明を省略する。発光手段１２０１は、波長の異なる複数の光源（赤色光源１２１１、緑色光源１２１２、及び青色光源１２１３）を有する。発光光源を制御することで、光沢度を測定する光の波長を変更することができる。

図１６は、本実施例に係る光沢度の測定工程を説明するフローチャートである。

まず、複数の色のトナーのうちの一つの色のトナーで形成されるパターン画像を読み出す（ステップ２００１）。

ステップＳ２００２からステップＳ２００３の処理は、それぞれ上述したステップＳ１００２からステップＳ１００３の処理と同じであるため、説明を省略する。

次に、測定波長制御部２５０は、ステップＳ２００１で読み出されたパターン画像のトナーの色に応じて、正反射光測定装置１２の発光手段１２０１の光源を変更する（ステップＳ２００４）。このとき、光源は、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の変化が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の変化に比べて十分小さくなる光源に変更される。例えば、シアントナー画像の正反射光測定時には光源は青色光源に変更され、イエロートナー画像の正反射光測定時には光源は緑色光源に変更され、マゼンタトナー画像の正反射光測定時には赤色光源に光源は変更される。これにより、各種トナーにおいて拡散反射光の変化が減少し、光沢度を精度よく取得可能となる。なお、前述の光源色と、トナーとの組み合わせは一例であり、各トナーに対して紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が小さい任意の光源を使用することができる。

次に、ステップＳ２００４で変更された波長の正反射光を、正反射光測定装置１２を用いて測定する（ステップＳ２００５）。

次に、全ての対象トナーのパターン画像について正反射光の測定が終了したか判定する（Ｓ２００６）。全ての対象トナーのパターン画像について正反射光の測定が終了していない場合、ステップＳ２００１からステップＳ２００６までの動作を繰り返して他の色のトナーのパターン画像の正反射光測定を行う。

全ての対象トナーのパターン画像について正反射光の測定が終了している場合、光沢度決定部２１０において、各色のトナーの階調ごとの光沢度を決定する（ステップＳ２００７）。決定方法は実施例１と同様の方法で行う。なお、本実施例でいう対象トナーとは、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の変化が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の変化に比べて十分小さくなる光源を保持しているトナーである。この条件を満たす光源がないトナーの光沢度に関しては、実施例１と同様にその他の色のトナー画像の正反射光強度から決定する。

本実施例では、正反射光の測定波長を変更する手段として、発光手段の光源を変更する例を示したが、正反射光の測定波長を変更する手段は、これに限定されない。例えば、図３中の発光手段１２０１と受光手段１２０２との間の光路上に、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さくなる波長の光を透過するカラーフィルタを設置しても良い。正反射光測定装置１２が異なる波長の光を透過する複数のカラーフィルタを備えるようにすれば、測定する画像の色材の色に応じて、カラーフィルタを変更することで測定波長を変更することができる。

なお、好適には、光源やカラーフィルタの変更によって変化する受光手段における受光光量の差は、同一の測定面の測定値からキャリブレーションされる。

実施例２では、発光手段の光源を変更することにより、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の変化が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の変化に比べて十分小さくなるような波長の正反射光強度を測定する方法を説明した。

本実施例では、測定面で反射した正反射光を波長ごとに分光して正反射光の強度を測定し、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい波長の正反射光強度を用いて光沢度を決定する。本実施例における画像形成装置の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。

図１７は、本実施例に係る正反射光測定装置１２の構成を示す概略構成図である。図１７に示すように、正反射光測定装置１２は、発光手段１２０３と、レンズＬ１と、レンズＬ２と、分光手段１２０４と、受光手段１２０５とから構成される。

発光手段１２０３は、白色ＬＥＤやハロゲンランプのような可視光全域にわたる発光スペクトルを持った光源である。分光手段１２０４は、回折格子やプリズムなどの光を波長ごとに分光可能な分光器である。受光手段１２０５は、複数の受光部をもつラインセンサである。

発光手段１２０３の光源から照射された光は、レンズＬ１を通して平行光となり、測定面Ｐで反射され、正反射方向に反射した光がレンズＬ２を通して集光され、分光器１２０４により分光される。その後、分光された光は、波長ごとにラインセンサ１２０５の異なる受光部に入射する。ラインセンサ１２０５は、各受光部に入射した波長の異なる光の強度を測定する。

図１８は、本実施例に係る光沢度の測定工程を説明するフローチャートである。

まず、複数の色のトナーのうちの一つの色のトナーで形成されるパターン画像を読み出す（ステップ３００１）。

ステップＳ３００２からステップＳ３００３の処理は、それぞれ上述したステップＳ１００２からステップＳ１００３の処理と同じであるため、説明を省略する。

次に、図１７に示す正反射光測定装置１２を用いて、ステップＳ３００３で形成された各階調パッチ画像の正反射光強度を、正反射光を波長ごとに分光して測定する（ステップＳ３００４）。

次に、全ての対象トナーのパターン画像について正反射光の測定が終了したか判定する（Ｓ３００５）。全ての対象トナーのパターン画像について正反射光の測定が終了していない場合、ステップＳ３００１からステップＳ３００５までの動作を繰り返して他の色のトナーのパターン画像の正反射光測定を行う。

全ての対象トナーのパターン画像について正反射光の測定が全て終了している場合、光沢度決定部２１０において各色のトナーの階調ごとの光沢度を決定する（ステップＳ３００６）。

本実施例における光沢度決定部２１０では、形成した画像のトナーの色に応じて、光沢度の決定の際に利用する正反射光の波長が異なる。測定した波長のうちの、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい波長の正反射光を選択し、選択した正反射光強度を用いることで、拡散反射光の影響を受けずに光沢度を決定することができる。

なお、本実施例でいう対象トナーとは、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の変化が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の変化に比べて十分小さくなる正反射光の波長が存在するトナーである。この条件を満たす波長がないトナーの光沢度に関しては、実施例１と同様にその他の色のトナー画像の正反射光強度から決定する。

（実行タイミング）
本発明における光沢度の測定は、ユーザがアプリケーションから光沢度測定を指定したタイミングで実行される。この実行により、光沢度測定のためのパターン画像が形成され、正反射光測定装置１２により用紙に応じた画像の光沢度が測定される。ただし、前述の光沢度の測定の実行タイミングは一例であり、給紙トレイに新たに用紙が設置されたタイミングや、時間経過、印刷枚数に応じたタイミングで、光沢度測定を実行するようにしてもよい。

（色材の種類）
本発明を実施するための画像形成装置には、実施例１から実施例２に記載したＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋトナー以外のトナー（色材あるいは記録剤）が搭載されていても良い。具体的には、前記のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋトナーより相対的に明度の高い淡色トナーや、透明トナーが搭載されていても、本発明を実施することは可能である。

［その他の実施例］
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

Claims (9)

1. 複数の色の色材を用いて画像を形成する画像形成装置であって、
   前記複数の色の色材のうちの一部の色の色材で形成した画像の正反射光を測定する正反射光測定手段と、
   前記正反射光測定手段により測定した前記正反射光の強度に基づいて、光沢度を決定する光沢度決定手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の色の色材のうちの一部の色の色材は、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい色の色材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、正反射光の測定波長を変更する測定波長制御手段を更に備え、
   前記測定波長制御手段は、前記形成した画像の色材の色に応じて、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい波長に測定波長を変更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. 前記正反射光測定手段は、前記形成した画像に対して異なる波長の光を入射する複数の光源と、前記形成した画像で反射した正反射光を受光する受光手段とを備え、
   前記測定波長制御手段は、使用する光源を、前記形成した画像の色材の色に応じて、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい波長の光源に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。
5. 前記正反射光測定手段は、前記形成した画像に対して光を入射する発光手段と、異なる波長の光を透過する複数のカラーフィルタと、前記形成した画像で反射した正反射光を受光する受光手段とを備え、
   前記形成した画像の色材の色に応じて、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい波長の光を透過するカラーフィルタが、正反射光の光路上に設置されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記正反射光測定手段は、前記形成した画像に対して光を入射する発光手段と、前記形成した画像で反射した正反射光を波長ごとに分光する分光手段と、前記分光手段により分光された正反射光の強度を測定する受光手段とを備え、
   前記光沢度決定手段は、前記形成した画像の色材の色に応じて、前記受光手段で受光した分光された正反射光の中から、紙白部と、画像部とにおける拡散反射光の差が、紙白部と、画像部とにおける鏡面反射光の差に比べて十分小さい波長の正反射光を用いることにより、光沢度を決定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。
7. 前記正反射光測定手段における発光手段の入射角及び受光手段の受光角は、通常よりも深い角度であ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. 複数の色の色材を用いて画像を形成する画像形成方法であって、
   正反射光測定手段が、前記複数の色の色材のうちの一部の色の色材で形成した画像の正反射光を測定する正反射光測定ステップと、
   光沢度決定手段が、前記正反射光測定ステップで測定した前記正反射光の強度に基づいて、光沢度を決定する光沢度決定ステップと
   を備えることを特徴とする画像形成方法。
9. コンピュータを、請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置として機能させるための、プログラム。

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