JP2019197144A - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】表面に凹凸を有する用紙に対してトナー画像を形成する場合に、色再現性などを高く保ち高品質な画像を出力可能な画像形成装置及びプログラムを提供する。【解決手段】用紙に転写するトナー画像を担持する中間転写ベルトＴと、中間転写ベルトＴにトナー画像を形成する画像形成部４と、用紙の表面に形成された凹凸部の、用紙平面に対する高さを表す凹凸高さ情報と、用紙の表面における当該凹凸部の位置を表す凹凸位置情報と、を含む凹凸情報を取得する凹凸情報取得部、凹凸情報と中間転写ベルトＴに形成される画像情報とを同期させた同期情報を生成する同期情報生成部、及び同期情報に基づいて、中間転写ベルトＴの画像形成領域上の各位置におけるトナー付着量を補正する補正部、として機能する制御部１０を備える。【選択図】図１１

Description

本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、以下のように画像形成が行われる。まず、帯電させた感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成し、形成された静電潜像をトナーで現像する。感光体上のトナー画像は、中間転写体に一次転写され、さらに中間転写体と二次転写ローラー等の押圧部材との間で挟持搬送される用紙に二次転写される。その後、用紙に転写されたトナー画像は、定着部において加熱定着されて用紙上に画像が形成される。

エンボス加工が施された用紙のように、その表面に凹凸形状を有する用紙に対しては、トナー画像を均一に二次転写することが難しい場合がある。具体的には、二次転写ローラーには電圧が付与されているが、転写効率は中間転写体と用紙の表面との間の電界に依存するため、用紙の表面に凹凸がある場合は中間転写体との距離に差が生じ、この差によって転写効率にムラが生じる。したがって、凹凸の存在に起因して上記した転写ムラが生じることで、画像抜けが発生したり色の再現性が低下したりするなど、画像不良が問題となっていた。

このような問題に対し、特許文献１には、用紙上の凹凸の有無及びその起伏量を測定し、起伏量が２０μｍ以上であれば、特殊な画像処理を実行する技術が開示されている。
即ち、複数色のトナーが層状に重ね合わされて中間転写体に形成されている場合、一定以上の深さを有する凹部においては転写効率が低下するため、中間転写体上で下層に位置するトナーが転写されにくくなるという問題がある。さらに、中間転写体上のトナーの重なり合いによる突起は二次転写時における放電の起点となるため、放電によって帯電極性が逆転した転写残トナーが増加する。そこで、特許文献１においては、中間転写体上の各色のトナーが重ね合わされて層状にならないように互いに中間転写体上の異なる位置に付着させることで、二次転写における放電を抑制し、画像不良を軽減させることを目的としている。これにより、転写効率を向上させて画像抜け等を抑制することは可能である。

特開２００８−１２２６２７号公報

しかしながら、上記したように転写効率は凹凸の深さに依存するため、特許文献１に記載の発明のように、一定量以上の起伏に対して一律に画像処理をするのみでは、全ての凹凸に対して十分な転写効率を確保することが難しい。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、表面に凹凸を有する用紙に対してトナー画像を形成する場合に、色再現性などを高く保ち高品質な画像を出力可能な画像形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像形成装置は、
用紙に転写するトナー画像を担持する中間転写体と、
前記中間転写体にトナー画像を形成する画像形成部と、
用紙の表面に形成された凹凸部の、用紙平面に対する高さを表す凹凸高さ情報と、用紙の表面における当該凹凸部の位置を表す凹凸位置情報と、を含む凹凸情報を取得する凹凸情報取得部と、
前記凹凸情報と、前記中間転写体に形成される画像情報と、を同期させた同期情報を生成する同期情報生成部と、
前記同期情報に基づいて、前記中間転写体の画像形成領域上の各位置における、トナー付着量を補正する補正部と、を備える
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記補正部は、前記中間転写体に形成されるトナー画像が、複数色のトナーを層状に重ねることにより形成される場合、前記中間転写体上において最下層に位置する色のトナー付着量を補正する
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記中間転写体とともに用紙を押圧保持して、前記中間転写体に形成されたトナー画像を用紙に転写させる押圧部と、
用紙の搬送方向において、前記押圧部と前記中間転写体とのニップ部の上流側に配置され、前記凹凸部の高さ及び用紙の表面における前記凹凸部の位置を測定する凹凸測定部と、を備え、
前記凹凸情報取得部は、前記凹凸測定部による測定結果に基づいて、前記凹凸情報を取得する
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記補正部は、前記中間転写体に形成されたトナー画像の主走査方向におけるトナー付着量の補正を、用紙の搬送方向の先端側から順次実行する
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記中間転写体とともに用紙を押圧保持して、前記中間転写体に形成されたトナー画像を用紙に転写させる押圧部と、
前記押圧部による押圧によって生じる用紙上の凹凸の変形量を算出する変形量算出部と、を備え、
前記凹凸情報取得部は、前記変形量に基づいて、前記凹凸高さ情報を修正する
ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記凹凸情報に基づいて、画像形成領域の全体又は一部に対して、前記補正部によって補正されたトナー付着量を調整する調整部を備える
ことを特徴とする。

請求項７に記載のプログラムは、
用紙に転写するトナー画像を担持する中間転写体と、前記中間転写体にトナー画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置のコンピューターを、
用紙の表面に形成された凹凸部の、用紙平面に対する高さを表す凹凸高さ情報と、用紙の表面における当該凹凸部の位置を表す凹凸位置情報と、を含む凹凸情報を取得する凹凸情報取得部、
前記凹凸情報と、前記中間転写体に形成されるトナー画像情報と、を同期させた同期情報を生成する同期情報生成部、
前記同期情報に基づいて、前記中間転写体の画像形成領域上の各位置における、トナー付着量を補正する補正部、として機能させる
ことを特徴とする。

本発明によれば、表面に凹凸を有する用紙に対してトナー画像を形成する場合に、色再現性などを高く保ち高品質な画像を出力可能な画像形成装置及びプログラムを提供することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本実施形態に係る画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 画像形成部及び凹凸測定部の概略構成を示す図である。 転写電界と転写効率との関係を説明する図である。 画像補正テーブルの一例を示す図である。 低濃度画像の二次転写の一例を示す図である。 第１実施形態を適用した画像形成装置における二次転写の一例を示す図である。 第１実施形態における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 二次転写時における用紙の変形を説明する図である。 従来の画像形成装置における二次転写の一例を示す図である。 第２実施形態を適用した画像形成装置における二次転写の一例を示す図である。 エッジ部における補正トナー量の調整方法の一例を示す図である。 第２実施形態における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［画像形成装置の構成］
本実施形態に係る画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置であり、図１及び図２に示すように、自動原稿搬送部２と、スキャナー部３と、画像形成部４と、給紙部５と、凹凸測定部６と、記憶部７と、操作表示部８と、制御部１０と、等を備えて構成されている。

自動原稿搬送部２は、原稿Ｄを載置する載置トレイ、原稿Ｄを搬送する機構及び搬送ローラー等を備えて構成され、原稿Ｄを所定の搬送路に搬送する。
スキャナー部３は、光源や反射鏡等の光学系を備えて構成され、所定の搬送路を搬送された原稿Ｄ又はプラテンガラスに載置された原稿Ｄに光源を照射し、反射光を受光する。また、スキャナー部３は、受光した反射光を電気信号に変換して制御部１０に出力する。

画像形成部４は、イエロー作像部Ｙと、マゼンタ作像部Ｍと、シアン作像部Ｃと、ブラック作像部Ｋと、中間転写ベルトＴと、定着部Ｆと、を備えて構成されている。
各作像部ＹＭＣＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を感光体４１に形成し、感光体４１に形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像を中間転写ベルトＴに一次転写する。

図３（Ａ）は、画像形成部４の概略構成を示す図である。各作像部は、図中Ａ方向に回転駆動されるドラム状の感光体４１と、この感光体４１の表面を一様に帯電させる帯電装置４２と、この帯電装置４２により帯電された感光体４１の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置４３と、この露光装置４３により形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤を用いて可視像化する現像装置４４と、感光体４１上に形成されたトナー画像を用紙に転写させる一次転写ローラー４５と、転写領域を通過した感光体４１上のトナーを除去するクリーニング部４７と、を備え、感光体４１上に形成されたトナー画像を図中Ｂ方向に移動する中間転写ベルトＴに一次転写する。中間転写ベルトＴに転写されたトナー画像は、二次転写ローラー４６によって用紙に転写され、その後定着部Ｆに搬送され、用紙上に定着される。
なお、各作像部ＹＭＣＫの構成及び動作は何れも同様であるため、以下、イエロー作像部Ｙを例に挙げて、画像形成部４が行う一連の画像形成動作について説明する。

感光体４１は、ドラム状の金属基体の外周面に有機光導電体を含有させた樹脂からなる感光層が形成された有機感光体により構成され、図中Ａの方向に回転駆動される。感光層を構成する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。

帯電装置４２は、帯電チャージャーを用いて感光体４１をマイナス極性で一定の電位に帯電させる。

露光装置４３は、制御部１０からの画像データＤｙに基づいて感光体４１の非画像領域を露光して露光した部分の電荷を除去し、感光体４１の画像領域に静電潜像を形成する。
具体的には、帯電装置４２によってマイナス極性に帯電された感光体４１表面に対して、露光装置４３の露光により電荷が除去され、感光体４１の表面上に静電潜像が形成される。

現像装置４４は、感光体４１と現像領域を介して対向するように配置された現像スリーブ４４ａを備える。現像スリーブ４４ａには、例えば、帯電装置４２の帯電極性と同極性、即ちマイナス極性の直流電圧に、交流電圧が重畳された現像バイアスが印加され、これにより、感光体４１に形成された静電潜像上に現像剤を供給し、感光体４１にイエローのトナー像を形成する。なお、現像剤は、トナーと、トナーを帯電するためのキャリアと、を含む。
トナーは特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができる。例えば、バインダー樹脂中に、着色剤や必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用することができる。トナー粒径は、特に限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。

一次転写ローラー４５は、感光体４１に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルトＴに一次転写する。なお、他の作像部ＭＣＫも同様に、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写ベルトＴに一次転写する。これにより、中間転写ベルトＴ上にＹＭＣＫ各色のカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルトＴは、複数のローラーに懸架され回転可能に支持された半導電性エンドレスベルトであり、ローラーの回転に伴って図中Ｂの方向に回転駆動される。この中間転写ベルトＴは、一次転写ローラー４５により、対向するそれぞれの感光体４１に圧着される。一次転写ローラー４５のそれぞれには、印加された電圧に応じた転写電流が流れる。これにより、各感光体４１の表面に現像された各トナー像は、それぞれ各一次転写ローラー４５により順次中間転写ベルトＴに一次転写される。

二次転写ローラー４６は、中間転写ベルトＴに押圧されて従動回転することで、当該中間転写ベルトＴに転写されて形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像を給紙部５の給紙トレイ５１〜５３から搬送されてきた用紙Ｐに二次転写する。二次転写ローラー４６は、中間転写ベルトＴを介して二次転写対向ローラー４６１に当接して配置される。二次転写ローラー４６には印加された電圧に応じた転写電流が流れているため、二次転写ローラー４６と中間転写ベルトＴとの間で形成される転写ニップＮを用紙Ｐが通過することにより、中間転写ベルトＴ上のトナー像が、用紙Ｐに二次転写される。

転写領域で中間転写ベルトＴ上に転写されずに感光体４１上に残ったトナーはクリーニング部４７に搬送され、クリーニング部４７により回収される。

クリーニング部４７は、クリーニングブレード４７ａと、クリーニングブレード４７ａの略下側に設けられ、落下したトナーを図示しない廃トナーボックスまで搬送する回収スクリュー４７ｂと、クリーニングブレード４７ａに対して感光体４１の回転方向における下流側に設けられた塗布ローラー４７ｃと、塗布ローラー４７ｃに対して潤滑剤を供給するための潤滑剤棒４７ｄと、潤滑剤棒４７ｄを塗布ローラー４７ｃに対して押圧保持する押圧部４７ｅと、塗布ローラー４７ｃに対して感光体４１の回転方向における下流側に設けられた固定化ブレード４７ｆと、等を備えて構成される。
クリーニング部４７により表面のトナーが回収された感光体４１は、再び帯電装置４２により帯電され、次の静電潜像が形成されトナー像を形成することを繰り返す。

画像形成部４は、ＹＭＣＫ各色のトナー像が二次転写された用紙Ｐを定着部Ｆにより加熱及び加圧し、その後所定の搬送路に通して機外に排出する。
以上が画像形成部４による一連の画像形成動作である。

給紙部５は、複数の給紙トレイ５１〜５３を備えて構成され、各給紙トレイ５１〜５３に種類の異なる複数の用紙Ｐを収容する。給紙部５は、所定の搬送路により収容される用紙Ｐを画像形成部４に給紙する。

図３（Ｂ）は、凹凸測定部６の概略構成を示す図である。凹凸測定部６は、用紙の搬送経路上であって、給紙部５の下流かつ転写ニップＮの上流に配置され、凹凸の形状と、用紙の表面における凹凸の位置とを含む凹凸情報を測定する。
凹凸測定部６は、用紙の幅方向にライン状のレーザー光を照射するラインレーザー６１と、用紙表面で反射したレーザー光を読み取るＣＣＤ等のイメージセンサー６２と、を備える。凹凸測定部６は上記した構成により、用紙の搬送に伴って用紙の先端側から主走査方向に沿って順次、凹凸情報を測定し、当該凹凸情報を制御部１０に出力する。

記憶部７は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、半導体メモリーなどにより構成され、プログラムデータや各種設定データ等のデータを制御部１０から読み書き可能に記憶する。

操作表示部８は、例えば、タッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）で構成され、表示部８１及び操作部８２として機能する。
表示部８１は、制御部１０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、各機能の動作状況等の表示を行う。また、ユーザーによるタッチ操作を受け付けて、操作信号を制御部１０に出力する。
操作部８２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０に出力する。ユーザーは、操作表示部８を操作して、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定及び用紙設定等の画像形成に関する設定、用紙搬送指示、並びに装置の停止操作などを行うことができる。

制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えて構成され、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されている各種プログラムをＲＡＭに展開し、展開された各種プログラムと協働して、自動原稿搬送部２、スキャナー部３、画像形成部４、給紙部５、凹凸測定部６、記憶部７、操作表示部８等の画像形成装置１の各部の動作を統括的に制御する（図２参照）。例えば、制御部１０は、スキャナー部３からの電気信号を入力して各種画像処理を行い、画像処理により生成されたＹＭＣＫ各色の画像データＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋを画像形成部４に出力する。また、制御部１０は、画像形成部４の動作を制御して用紙に検査画像を形成する。
なお、制御部１０は、凹凸情報取得部、同期情報生成部、補正部、変形量算出部、調整部として機能する。

［画像補正方法］
以下、本実施形態に係る画像補正方法について図面を参照して説明する。

二次転写時のトナー画像の転写効率は、転写ニップＮにおける二次転写ローラー４６と中間転写ベルトＴとの間の距離に依存する。
これについて図４を用いて説明する。図４は、転写ニップＮにおける、転写電界と転写効率との関係を示した図である。
一般に、電界Ｅ［Ｖ／ｍ］、電圧Ｖ［Ｖ］及び距離ｄ［ｍ］との間には、以下の式（１）が成立する。
Ｅ＝Ｖ／ｄ ・・・（１）

転写ニップＮに用紙が挟持されている状態では、用紙と中間転写ベルトＴとの間の転写電界をＥ［Ｖ／ｍ］、転写電圧をＶ［Ｖ］、用紙の表面と中間転写ベルトＴとの間の距離をｄ［ｍ］とすると、これらの間に上記した式（１）が成立する。したがって、上記（１）に示されるように、中間転写ベルトＴと用紙の表面との距離ｄが小さくなると、転写電界Ｅは大きくなる。転写電界が大きくなると、それに伴って転写効率［％］は向上する。ここで、転写効率は以下の式（２）で表される。
（転写効率）＝｛（用紙上のトナー量）／（現像〜転写前の中間転写ベルト上のトナー量）｝＊１００ ・・・（２）
一方で、転写ニップＮにおいて二次転写ローラー４６からの圧力を受けるなどして用紙表面と中間転写ベルトＴとの間の距離ｄが小さくなると、転写効率は徐々に低下する傾向となる。
したがって、転写効率には、図４に示すようなピークを有する特性がある。

ここで、エンボス紙など用紙の表面に凹凸を有する用紙は、同一の条件で二次転写を行ったとしても、用紙の平面に対する凹部の深さ、及び用紙の表面に対する凸部の高さ（以降、これらをまとめて凹凸の形状と表記）に起因して転写効率にムラが生じやすい。転写効率にムラがあると、用紙上で画像抜けが発生したり色の再現性が低下したりするなど、品質の低下につながる。

上記した問題点を踏まえ、本実施形態に係る画像形成装置１は、画像形成部４において中間転写ベルトＴに対して形成するトナーの付着量、即ち画像形成領域の各位置に添加されるトナー付着量の値を、予め設定された値（以降、設定トナー量と表記）から、凹凸の形状に応じて補正し、補正後のトナー付着量（以降、補正トナー量と表記）によってトナー画像を形成する。
即ち、本実施形態における画像補正方法は、用紙に形成された凹凸の形状及び用紙の表面における当該凹凸の位置を含む凹凸情報と、トナーの付着量、トナーの付着位置、各位置に付着するトナーの色などを含む画像情報と、を同期させ、凹凸の形状に応じた補正を行うことで、全ての凹凸に対して適したトナー量で画像形成を行うことを特徴としている。

以下、凹凸の形状を考慮した画像補正方法について具体的に説明するが、ここでは表面上に凹部が形成された用紙を想定し、凹凸の形状のうち凹部の深さに応じて補正する場合を例に挙げて説明する。
図５（Ａ）に、本実施形態に係る画像補正テーブル１００の一例を示す。なお、画像補正テーブル１００は、予め設定され記憶部７によって記憶されている。
図５（Ａ）の縦軸には、設定トナー量が補正されて実際に中間転写ベルトＴ上に添加されるトナー付着量である、補正トナー量を表す。図５（Ａ）に示すように、補正トナー量は、用紙の凹部深さと、予め設定された、中間転写ベルトＴに対して形成するトナー画像の画像濃度と、に応じて設定される値である。
ここで、トナー画像はドット状に配置されたトナーの集合として形成されるが、画像濃度は、画像形成領域においてトナーが配置される面積の割合を指し、例えば画像濃度５０％の画像は画像形成領域の５０％の相当する領域にトナーが配置され、画像濃度１００％のベタ画像は画像形成領域の全域に亘ってトナーが配置されている。

図５（Ｂ）に、図５（Ａ）の画像補正テーブル１００における、凹部深さと補正トナー量との関係を示す。図５（Ｂ）中のａ１及びａ２は、図５（Ａ）における画像濃度ｘ１及びｘ２にそれぞれ対応する。
図４に示したように、転写効率には、用紙表面と中間転写ベルトＴとの間の距離に依存した、ピークを有する特性がある。したがって、用紙の凹部深さが小さい程、あるいは大きい程、転写効率が低くなるため、図中ｙ１及びｙ３に向かうほど画像形成領域の各位置に添加されるトナー量を多くして（補正トナー量を大きくして）、用紙に転写されやすくする必要ある。一方、凹部深さが図５（Ｂ）に示すｙ２の時に、転写効率がピークに達するとしたとき、このときの補正量は小さく抑えることができるため補正トナー量は最小の値を取る。

一方で、図５（Ｃ）〜（Ｅ）に、図５（Ａ）の補正テーブルにおける、画像濃度と補正トナー量との関係を示す。図５（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、それぞれ図５（Ｂ）における凹部深さｙ１、ｙ２及びｙ３に対応する。
図５（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、凹部深さｙ１、ｙ２及びｙ３の何れの場合においても、画像濃度が低い程補正量を小さく、画像濃度が高い程補正濃度を大きくする必要がある。

例えば、低濃度の画像の場合、中間転写ベルトＴ上に形成されるトナー画像は、図６に示すように、間隔を空けて配置されたドット状のトナーの集合として形成される。図５（Ｃ）のように、凹部深さが小さく、用紙Ｐの表面と中間転写ベルトＴとの距離が近い場合には、図６（Ａ）に示すように、用紙Ｐが中間転写ベルトＴに押し付けられることで用紙Ｐに転写されたトナーが広範囲に広がりやすくなり、意図していた画像濃度とは異なる濃度で出力されてしまう。この問題は、図６（Ｂ）に示すように、トナーが付着した各位置におけるトナーの付着量が多い程、用紙Ｐに転写されたトナーが広範囲に広がりやすくなるため、顕著になる。

したがって、図５（Ｃ）のように、画像濃度が低濃度の場合には補正トナー量を抑え、即ち各位置に添加されるトナー量を設定トナー量に比べてあまり大きな値にならないように制御する。
これに対し、ベタ画像のように中間転写ベルトＴ上の画像形成領域にトナーが飽和すると、補正トナー量を小さくする、即ち設定トナー量との差分を小さくすることが有効である。
したがって、画像濃度に応じた補正量は、低濃度及び高濃度側で小さくなるため、補正トナー量と画像濃度との関係は、図５（Ｃ）に示すような形状のグラフとなる。

図５（Ｄ）のように、転写効率が最大になるような深さの凹凸に対しても同様に、画像濃度が低濃度及び高濃度側では、補正トナー量を小さくする。
ただし、転写効率が最大となるため、全体として図５（Ｃ）に比べて補正トナー量を小さくすることができる。

図５（Ｅ）のように、凹部深さが大きく、用紙の表面と中間転写ベルトＴとの距離が遠い場合には、トナーが用紙の表面に達しにくくなる。したがって、画像濃度が低濃度の場合、図５（Ｃ）及び（Ｄ）に比べて補正トナー量を大きくする必要がある。

以上のように設定された画像補正テーブル１００を参照して補正トナー量を決定することで、用紙の凹凸の形状に応じたトナー付着量で画像形成を行うことが可能となる。

図７に、本実施形態における画像補正方法を適用した二次転写の様子を示す。
図７（Ａ）に示すように、中間転写ベルトＴ上にマゼンタの単色のベタ画像及びマゼンタの単色のハーフトーン画像を形成し、これを、凹凸を有する用紙Ｐに転写する。用紙上には、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の凹部が形成されている。これらの凹部の深さはｄ１＝ｄ３＜ｄ２＝＜ｄ４の関係を有するものとし、ｄ１及びｄ３は、転写効率が最大となる深さの凹部であるとする。また、ｄ１とｄ２の間には平坦な領域ｆ１が、ｄ３とｄ４の間には平坦な領域ｆ２が存在する。

ここでは便宜上、中間転写ベルトＴ上のトナーｔの一粒子が添加される各位置において重ねあわされたトナーの粒子数によって、設定トナー量及び補正トナー量を表す。
ここでの設定トナー量は、各位置において重ねあわされたトナーｔの粒子数が３つであるものとする。

ベタ画像領域について説明する。設定トナー量は画像形成領域の全面に亘って一律の値であるが、補正テーブルを参照して、ｄ１及びｄ２における凹部深さに応じた補正トナー量を決定する。ここで、ｄ１は図５（Ｂ）のｙ２で示した転写効率が最大となる深さの凹部であり、ｄ２はそれよりも深い、図５（Ｂ）のｙ３で示した深さの凹部であるとする。したがって、図５（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、ベタ画像領域（高濃度）における補正トナー量は、ｄ２の方が大きくなる。
一方、ｆ１は凹部ではないため、設定トナー量を補正テーブルによって補正しない。
以上より、中間転写ベルトＴ上の各位置に形成されるトナー量は、図７（Ａ）に示すように、例えばトナーｔの一粒子が添加される各位置において重ねあわされるトナー粒子数は、ｄ１において５粒子、ｆ１において３粒子、ｄ２において８粒子となる。

ハーフトーン画像領域について説明する。設定トナー量は、画像形成領域の全面に亘って一律の値であるが、補正テーブルを参照して、ｄ３及びｄ４における凹部深さに応じた補正トナー量を決定する。ここで、ｄ１は図５（Ｂ）のｙ２で示した転写効率が最大となる深さの凹部であり、ｄ２はそれよりも深い図５（Ｂ）のｙ３で示した深さの凹部であるとする。したがって、図５（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、ハーフトーン画像領域（低濃度の画像領域）における補正トナー量は、ｄ４の方が大きくなる。
一方、ｆ２は凹部ではないため、設定トナー量を補正テーブルによって補正しない。

ここで、ベタ画像領域とハーフトーン画像領域とでは、画像濃度の違いにより同じ深さの凹部に対しても補正トナー量が異なってくる。
即ち、ｄ１及びｄ３は両者とも図５（Ｂ）のｙ２で示す深さであるため、図５（Ｄ）の補正トナー量が適用される。ベタ画像領域に比べてハーフトーン画像領域は補正量が小さくなるため、ｄ３の補正トナー量はｄ１の補正トナー量よりも小さくなる。
以上を踏まえ、中間転写ベルトＴ上の各位置に形成されるトナー量は、図７（Ａ）に示すように、例えばトナーｔの一粒子が添加される各位置において重ねあわされるトナー粒子数は、ｄ１において４粒子、ｆ１において３粒子、ｄ２において７粒子となる。

このようにして中間転写ベルトＴ上に形成されたトナーが用紙上に二次転写されると、図７（Ｂ）に示すように、用紙上に均一に転写されることとなる。

次いで、本実施形態に係る画像形成装置１の動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。
まず、ジョブの実行が指示されると、制御部１０は、給紙部５を制御して用紙の搬送を開始させる（ステップＳ８０１）。
続いて、用紙が凹凸測定部６を通過すると、凹凸測定部６は、凹凸形状及び用紙の表面における当該凹凸位置の測定を行う（ステップＳ８０２）。

凹凸測定部６が凹凸形状及び凹凸位置を測定すると、制御部１０は凹凸情報取得部として、当該測定結果（凹凸形状情報及び凹凸位置情報）を凹凸測定部６から取得するとともに、同期情報生成部として、中間転写ベルトＴ上に形成される画像情報と、を同期させた同期情報を生成する（ステップＳ８０３）。即ち、用紙上に形成された凹凸情報と、用紙上に形成される画像情報とを対応付け、個々の凹凸に形成される設定トナー量を特定する。

続いて制御部１０は、補正部として、画像補正テーブル１００を参照して、個々の凹凸について、その凹凸形状と当該凹凸に形成される画像の画像濃度と、に基づいて補正トナー量を決定する（ステップＳ８０４）。
ここで、補正トナー量を決定する処理は、用紙の主走査方向における補正量を、用紙の搬送方向の先端側から順次実行することが好ましい。即ち、中間転写ベルトＴへの画像形成は、図３における方向Ｂへの中間転写ベルトＴの回転に伴って、主走査方向に亘る画像形成が、用紙の先端側に対応する領域から後端側に向かって順次行われることとなるため、トナー付着量を補正する処理も同様の順で行うことが効率的である。

制御部１０は、補正トナー量を決定すると、画像形成部４を制御して当該補正トナー量に基づく画像形成を実行する（ステップＳ８０５）。
以上により、画像形成が完了する。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１においては、用紙に転写するトナー画像を担持する中間転写ベルトＴと、中間転写ベルトＴにトナー画像を形成する画像形成部４と、用紙の表面に形成された凹凸部の、用紙平面に対する高さを表す凹凸高さ情報と、用紙の表面における当該凹凸部の位置を表す凹凸位置情報と、を含む凹凸情報を取得する凹凸情報取得部、凹凸情報と画像情報とを同期させた同期情報を生成する同期情報生成部、同期情報に基づいて中間転写ベルトＴの画像形成領域上の各位置におけるトナー付着量を補正する補正部と、して機能する制御部１０と、を備える。したがって、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、凹凸情報と画像情報に基づいて凹凸の形状に応じたトナー付着量で画像形成を実行することができるため、色再現性などを高く保ち高品質な画像を出力可能な画像形成装置及びプログラムを提供することができる。

また、補正部としての制御部１０は、中間転写ベルトＴに形成されるトナー画像が、複数色のトナーを層状に重ねることにより形成される場合、中間転写ベルトＴ上において最下層に位置する色のトナー付着量を補正する。即ち、最も用紙表面に届きにくい色のトナー付着量を調整するため、より高精度で各色のトナー画像を用紙上に再現することができる。

また、凹凸測定部６は、給紙部５の下流側の搬送経路上かつ転写ニップＮの上流側に配置され、凹凸の高さ及び用紙表面における凹凸の位置を測定し、凹凸情報取得部としての制御部１０は、凹凸測定部６による測定結果に基づいて、凹凸情報を取得する。したがって、用紙の搬送と並行して凹凸情報を取得することができ、効率的である。

また、補正部としての制御部１０は、中間転写ベルトＴに形成されたトナー画像の主走査方向におけるトナー付着量の補正を、用紙の搬送方向の先端側から順次実行する。即ち、中間転写ベルトＴへの画像形成と同様の順序でトナー付着量を補正する処理を行うこととなるため、効率的である。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第２実施形態においては、二次転写時の押圧によって発生する用紙の変形量を考慮して、設定トナー量を補正することを特徴とする。
図９に、二次転写圧による用紙の変形モデルを示す。二次転写時には、図９（Ａ）に示すように、中間転写ベルトＴと、押圧部としての二次転写ローラー４６と、によって用紙Ｐが押圧されることで、用紙の凹部ｄ５に歪みが生じる。

具体的には、図９（Ｂ）に示すように、凹部ｄ５には単純梁等分布荷重による以下の式（３）が成立する。
δ_ｘ＝ｗｘ（ｂ^３−２ｂｘ^２＋ｘ^３）／２４ＥＩ ・・・（３）
ここで、δ_ｘは凹部ｄ５の幅方向の位置ｘにおける変形量、即ち凹部ｄ５における用紙の上下方向の歪みの量、ｗは中間転写ベルトＴと二次転写ローラー４６とによってかけられる転写ニップＮの面圧、ｂは凹部ｄ５の幅、Ｅは縦弾性係数を示す。また、Ｉは断面二次モーメントであり、以下の式（４）によって与えられる。
Ｉ＝ｂｈ^３／１２ ・・・（４）
なお、ｈは凹部ｄ５における紙の厚みであり、用紙Ｐの紙厚から凹部ｄ５の深さを減算して得られる値である。用紙Ｐの紙厚は、図９（Ｃ）に示すように用紙の種類と斤量によって推定できるため、凹凸測定部６によって測定された凹部深さと紙の厚みとから、ｈの値を推定することができる。

そして、凹部ｄ５における用紙の変形量は、幅方向の略中央部において最大となり、用紙Ｐの表面と中間転写ベルトＴとの距離が最小となる。この最大の変形量δ_ＭＡＸは、以下の式（５）によって表すことができる。
δ_ＭＡＸ＝５ｗｂ^４／３８４ＥＩ ・・・（５）

このような凹部の変形によって、同一の凹部内においても用紙Ｐの表面と中間転写ベルトＴとの距離にバラつきが生じることとなる。したがって、本実施形態においては、このような変形量を加味して二次転写時における実際の凹部深さを算出し、当該算出された凹部深さを画像補正テーブル１００に対応付けて補正トナー量を決定する。

すなわち、図９に示したモデルに基づいて、制御部１０は変形量算出部として各凹部の変形量を算出し、凹部内の各位置について凹部深さを算出する。そして、制御部１０は、補正部として凹部の各位置について補正テーブルを参照して補正トナー量を決定する。画像形成部４は、このようにして決定された補正トナー量に基づいて、中間転写ベルト上に画像を形成する。

図１０及び図１１を用いて、本実施形態における画像補正方法を具体的に説明する。
図１０は、従来技術における二次転写を示す図である。図１０においては、中間転写ベルトＴ上にトナーｍで表すマゼンタ及びトナーｃで表すシアンの重ね合わせベタ画像と、トナーｍで表すマゼンタの単色のハーフトーン画像とを形成している。
図１０（Ａ）に示すように、凹凸の有無に基づく画像濃度の補正を行わない場合、図１０（Ｂ）に示すように、凹部深さの大きい凹部については、トナーが用紙表面に到達しない。一方で、凹部深さの小さい凹部については、トナーが用紙の表面に到達するものの、凹部の変形によってまばらに付着することとなる。重ね合わせベタ画像領域においては、層状に重なったトナーのうち、中間転写ベルトＴ上において最下層のマゼンタのトナーｍが特に付着しにくくなる。また、ハーフトーン画像領域においては、凹部深さの浅い凹部においては、凹部の変形によって用紙Ｐの表面と中間転写ベルトＴとの距離が狭まることにより、付着したトナーが意図した領域よりも広範囲に広がってしまう。

一方、図１１には、本実施形態に係る画像補正方法を適用した二次転写の様子を示す。
図１１（Ａ）に示すように、ベタ画像領域においては、変形後の凹部の形状に対応させて、補正トナー量を決定している。
具体的には、凹部ｄ６においては凹部の両端の変形量が最も小さくなり（最も中間転写ベルトＴと用紙Ｐの表面との距離が大きくなる）ため、両端側ほどトナーが付着しにくくなる。一方で、凹部ｄ６の変形量は中央が最も大きくなる（最も中間転写ベルトＴと用紙Ｐの表面との距離が小さくなる）ことから、中央に最もトナーが付着しやすくなる。したがって補正トナー量は、図１１（Ｂ）に示すように、用紙の両端側ほど大きく、用紙の中央が最も小さくなるようにすることで、用紙Ｐに均一にトナーを付着させることが可能となる。
また、凹部深さの浅い凹部ｄ７においては、全体として補正トナー量を大きくすることで、用紙表面にトナーを付着可能にする。

ここで、図１１における重ね合わせベタ画像領域のように複数色のトナーを重ね合わせるとき、そのトナー付着量の補正は、中間転写ベルトＴ側の最下層のトナーについて行う。図１１（Ａ）においては、マゼンタの設定トナー量に対して補正をかけている。
即ち、複数色を重ね合わせる場合には、図５に示す補正テーブルを最下層のトナーに対して適用させるものとすることで、最も付着しにくいトナーを意図した通りのトナー量で用紙に転写させることができる。

一方で、単色ハーフトーン画像領域においては、凹部の変形によって用紙表面と中間転写ベルトＴとの距離に変動が生じるのを考慮して、算出された変形量に基づいて変形後の凹部深さを推定し、補正テーブルを参照して当該凹部深さに対応する補正トナー量を決定する。これにより、凹部深さの浅い凹部ｄ８において、トナー付着量過多による濃度変動を抑えるとともに、凹部深さの深い凹部ｄ９においても、適切な量のトナーを用紙表面に到達させることができる。

なお、上記の補正方法に加え、エッジ部については転写過多を抑制するため、算出された補正トナー量を調整することが好ましい。
これについて、図１２を用いて説明する。図１２（Ａ）は、図１１の凹部ｄ６を示した図である。図１２（Ａ）に示すように、凹部ｄ６とその隣の領域との境界であるエッジ部ｅ１において、中間転写ベルトＴと用紙Ｐとの位置合わせの精度が低いと、凹部ｄ６のエッジ部ｅ１に転写すべきトナーが、その隣の平坦な領域に転写されてしまい、当該平坦な領域において転写過多が生じる場合がある。
このような問題に対して、転写過多が生じやすい凹部のエッジ部において、部分的に補正量を調整することが好ましい。

この場合、制御部１０は、エッジ部における凹凸高さの差を算出するとともに、調整部として、エッジ部に対応する補正トナー量を予め設定されたパラメータを用いて演算し、調整後の補正トナー量を算出する。

図１２（Ｂ）は、補正トナー量をエッジ部ｅ１に対応する位置についてのみ部分的に調整して、調整後の補正トナー量に基づいて中間転写ベルトＴ上にトナー画像を形成した状態を示す。このようにエッジ部ｅ１のトナー量を少なくすることで、転写過多を抑制することができる。また、この場合においても最下層のトナーに対して補正トナー量を調整することが最適であるため、図１２（Ｂ）においてはマゼンタの補正トナー量を調整している。
また、図１２（Ｂ）においてはエッジ部ｅ１についてのみ補正トナー量を調整するものとしているが、エッジ部ｅ２に対しても同様に補正トナー量を調整することも、もちろん可能である。また、トナーが転写されにくい条件下等、全体に対して補正トナー量の調整をすることが望ましい場合には、全体に対して調整を施してもよい。

次いで、本実施形態に係る画像形成装置１の動作について、図１３のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１３０１〜Ｓ１３０３の処理は、図８のステップＳ８０１〜Ｓ８０３の処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ１３０４においては、制御部１０は、変形量算出部として個々の凹凸の変形量を算出する（ステップＳ１３０４）。
続いて、制御部１０は、変形量と紙厚に基づいて、変形後の凹凸の高さを算出して凹凸形状情報を修正する（ステップＳ１３０５）。

続いて制御部１０は、補正部として、画像補正テーブル１００を参照して、個々の凹凸についてその凹凸形状と当該凹凸に形成される画像の画像濃度と、に基づいて補正トナー量を決定する（ステップＳ１３０６）。即ち、ここで得られる補正トナー量は、用紙の変形量を考慮した値である。

さらに、制御部１０は、調整部として、凹凸形状情報に基づいて補正トナー量を調整する（ステップＳ１３０７）。即ち、凹凸形状情報を参照して、転写過多が生じやすい凹部のエッジ部において、部分的に補正量を調整する。

制御部１０は、補正トナー量を調整すると、画像形成部４を制御して当該補正トナー量に基づく画像形成を実行する（ステップＳ１３０８）。
以上により、画像形成が完了する。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１においては、制御部１０は、変形量算出部として二次転写ローラー４６による押圧によって生じる用紙上の凹凸の変形量を算出するとともに、凹凸情報取得部として変形量に基づいて凹凸高さ情報を修正する。したがって、押圧による用紙の変形を考慮してトナー付着量を補正することができるため、より効果的にトナー画像を再現し、高品質な出力を得ることができる。

また、制御部１０は、凹凸情報に基づいて、画像形成領域の全体又は一部に対して、補正されたトナー付着量を調整する調整部として機能する。したがって、凹凸部のエッジなど、部分的に転写ムラが発生しやすい領域においても、効果的にトナーの付着量のムラを抑制することができる。

なお、上記実施形態においては、凹部を有する用紙を例に挙げ、凹部に対する画像縫製方法について具体的に説明したが、これに限定されず、凸部を有する用紙に対しても同様に、用紙の表面及び中間転写ベルトＴの距離と、転写効率と、に基づいた補正を行うことが可能である。

また、上記実施形態においては、凹凸形状情報及び凹凸位置情報を、凹凸測定部６による測定結果に基づくものとしたが、これに限定されない。例えば、画像形成装置１の凹凸測定部６によらずに別の装置によって測定した結果を、凹凸情報取得部としての制御部１０が取得して用いるものとしてもよい。

［他の実施形態］
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の主旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としてＨＤＤや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。

１ 画像形成装置
４ 画像形成部
４６ 二次転写ローラー（押圧部）
６ 凹凸測定部
１０ 制御部（凹凸情報取得部、同期情報生成部、補正部、変形量算出部、調整部）
１００ 画像補正テーブル
Ｎ 転写ニップ
Ｐ 用紙
Ｔ 中間転写ベルト

Claims (7)

1. 用紙に転写するトナー画像を担持する中間転写体と、
   前記中間転写体にトナー画像を形成する画像形成部と、
   用紙の表面に形成された凹凸部の、用紙平面に対する高さを表す凹凸高さ情報と、用紙の表面における当該凹凸部の位置を表す凹凸位置情報と、を含む凹凸情報を取得する凹凸情報取得部と、
   前記凹凸情報と、前記中間転写体に形成される画像情報と、を同期させた同期情報を生成する同期情報生成部と、
   前記同期情報に基づいて、前記中間転写体の画像形成領域上の各位置における、トナー付着量を補正する補正部と、を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正部は、前記中間転写体に形成されるトナー画像が、複数色のトナーを層状に重ねることにより形成される場合、前記中間転写体上において最下層に位置する色のトナー付着量を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写体とともに用紙を押圧保持して、前記中間転写体に形成されたトナー画像を用紙に転写させる押圧部と、
   用紙の搬送方向において、前記押圧部と前記中間転写体とのニップ部の上流側に配置され、前記凹凸部の高さ及び用紙の表面における前記凹凸部の位置を測定する凹凸測定部と、を備え、
   前記凹凸情報取得部は、前記凹凸測定部による測定結果に基づいて、前記凹凸情報を取得する
   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. 前記補正部は、前記中間転写体に形成されたトナー画像の主走査方向におけるトナー付着量の補正を、用紙の搬送方向の先端側から順次実行する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写体とともに用紙を押圧保持して、前記中間転写体に形成されたトナー画像を用紙に転写させる押圧部と、
   前記押圧部による押圧によって生じる用紙上の凹凸の変形量を算出する変形量算出部と、を備え、
   前記凹凸情報取得部は、前記変形量に基づいて、前記凹凸高さ情報を修正する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記凹凸情報に基づいて、画像形成領域の全体又は一部に対して、前記補正部によって補正されたトナー付着量を調整する調整部を備える
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 用紙に転写するトナー画像を担持する中間転写体と、前記中間転写体にトナー画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置のコンピューターを、
   用紙の表面に形成された凹凸部の、用紙平面に対する高さを表す凹凸高さ情報と、用紙の表面における当該凹凸部の位置を表す凹凸位置情報と、を含む凹凸情報を取得する凹凸情報取得部、
   前記凹凸情報と、前記中間転写体に形成されるトナー画像情報と、を同期させた同期情報を生成する同期情報生成部、
   前記同期情報に基づいて、前記中間転写体の画像形成領域上の各位置における、トナー付着量を補正する補正部、として機能させる
   ためのプログラム。

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