(57)【要約】【課題】例えばレザック紙などの記録材の凹部における、ハイライト画像や線画像のような低付着量画像の場合でも、表面がフラットな記録材と同様の良好な画像形成が可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段３０と、その第１の制御手段３０で生成された画素データに基づいて感光体に光を照射させて、その感光体に潜像を形成させる露光手段３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段と、
該第１の制御手段で生成された前記画素データに基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、露光信号を調整する第２の制御手段と、
該第２の制御手段で調整された露光信号に基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、現像バイアスを調整する第３の制御手段と、
該第３の制御手段で調整された現像バイアスがかけられて、感光体に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段と、
原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、露光信号を調整する第２の制御手段と、
前記第１の制御手段で生成された前記画素データと、前記第２の制御手段で調整された露光信号とに基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段と、
該第１の制御手段で生成された前記画素データに基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段と、
原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、現像バイアスを調整する第３の制御手段と、
該第３の制御手段で調整された現像バイアスがかけられて、感光体に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段と、
原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、露光信号を調整する第２の制御手段と、
原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、現像バイアスを調整する第３の制御手段と、
前記第１の制御手段で生成された前記画素データと、前記第２の制御手段で調整された露光信号とに基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段と、
前記第３の制御手段で調整された現像バイアスがかけられて、前記感光体に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の制御手段は、
前記記録材からパターンタイプを取得するパターンタイプ取得手段、または、前記記録材の反射パターンを抽出して前記記録材の表面の凹凸状態にかかる情報を取得する反射パターン抽出手段の何れか一方、または、双方と、
記録材の表面の凹凸状態を示すパターンデータが記憶されたパターンデータ記憶手段と、
前記パターンタイプ取得手段で取得されたパターンタイプに基づいて、前記パターンデータ記憶手段から前記記録材の表面の凹凸状態にかかる情報を取得するパターンデータ取得手段と
を備えたことを特徴とする請求項１、４、５、６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記パターンデータは暗号化され、その暗号化パターンデータが保存された暗号化パターンデータ記憶手段と、
該暗号化パターンデータ記憶手段からその暗号化パターンデータを前記パターンデータ取得手段が取得し、その取得された暗号化パターンデータを復号化する復号手段と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
暗号化された前記パターンデータを復号化させる復号キーが保存された記憶手段を備え、
前記パターンデータ取得手段は、前記記憶手段から前記復号キーを取得し、
前記復号手段は、取得された前記復号キーを用いて前記暗号化パターンデータを復号化することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、さらに詳しくは、感光体に光を照射させて潜像を形成させる際の露光制御の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚や触覚による真偽判別で十分なレベルの印刷物（平版印刷や凸版印刷等）の不正な複写防止策として、レザック紙のような、表面に凹凸を有するシート状の記録材への印刷が考えられる。このような印刷物を原稿にして、電子写真方式の画像形成装置で、普通紙やコート紙に複写すると、風合いがオリジナルと明らかに異なるため、真偽の判別が可能となる。
仮に、印刷物と同じ銘柄のレザック紙を用いて複写した場合には、相対的に高さの低い領域の画像部と、相対的に高さの高い画像部とで、画像濃度が異なって見えて、複写物であることが一見して分かる。
このように不正な複写を防止することは可能であるが、その反面、レザック紙等の表面に凹凸を有するシート状の記録材を使用した不正な複写物の防止手段は、従来の一般的な電子写真方式の画像形成装置では、上述したように正常に印刷ができないため、採用できないことになる。
【０００３】
正常に印刷ができない理由として、例えば、中間転写ベルトの表面に付着しているトナーを記録材上に転写する際、記録材表面までの距離が遠いと、直流電圧のみではトナーが到達しにくく、白抜けやチリが発生しやすくなるからである。
そこで、レザック紙やエンボス紙のような深い凹凸構造を有するシート状の記録材に印刷を可能とするために、交流重畳転写バイアス方式の電子写真方式の画像形成装置が提案されている。
この画像形成装置は、直流電圧に交流電圧を重畳することにより、トナーが往復運動しながら飛翔して、その結果、記録材表面に到達する確率が高くなり、白抜けやチリを抑制する、としている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の装置として、多重転写方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、多重転写方式により、同一・同色のトナー画像を２回以上に分けて深い凹凸を有する記録材上に転写するようになっている。この技術的手段は、記録材表面の凹凸構造や原稿画像の内容に関わらず、確率的な振る舞いにより一様包括的に制御するようになっている（例えば特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本件発明者は、特許文献１に基づき、平板電極間にレザック紙を挟んだ転写実験装置を用い、転写バイアスとして、（１）直流、（２）直流＋交流、（３）交流、の場合について、転写実験を試みた。その結果、ベタ画像の場合、少なくとも交流が印加された（２）および（３）の場合において、レザック紙表面の凹部への転写不足は改善される方向に向かうが、凹部における、ハイライト画像や線画像のような低付着量画像の場合には、改善が不十分であることを確認し、特許文献１に開示された手段のみではまだ不十分であることを確認した。
【０００６】
特許文献２の技術は、上述したように、記録材表面の凹凸構造や原稿画像の内容に関わらず、確率的な振る舞いにより一様包括的に制御するため、凹部への転写が改善される一方で、それ以外の領域には過剰にトナーが転写されることになる。また、定着以外の画像形成プロセスが増えるという欠点もある。
【０００７】
そこで本発明は、例えばレザック紙などの記録材の凹部における、ハイライト画像や線画像のような低付着量画像の場合でも、表面がフラットな記録材と同様の良好な画像形成が可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
請求項１にかかる発明は、原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段と、該第１の制御手段で生成された前記画素データに基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項２にかかる発明は、原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、露光信号を調整する第２の制御手段と、該第２の制御手段で調整された露光信号に基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項３にかかる発明は、原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、現像バイアスを調整する第３の制御手段と、該第３の制御手段で調整された現像バイアスがかけられて、感光体に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項４にかかる発明は、原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段と、原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、露光信号を調整する第２の制御手段と、前記第１の制御手段で生成された前記画素データと、前記第２の制御手段で調整された露光信号とに基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項５にかかる発明は、原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段と、該第１の制御手段で生成された前記画素データに基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段と、原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、現像バイアスを調整する第３の制御手段と、該第３の制御手段で調整された現像バイアスがかけられて、感光体に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項６にかかる発明は、原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段と、原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、露光信号を調整する第２の制御手段と、原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、現像バイアスを調整する第３の制御手段と、前記第１の制御手段で生成された前記画素データと、前記第２の制御手段で調整された露光信号とに基づいて感光体に光を照射させて該感光体に潜像を形成させる露光手段と、前記第３の制御手段で調整された現像バイアスがかけられて、前記感光体に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項１、４、５、６の何れか１項において、前記第１の制御手段は、前記記録材からパターンタイプを取得するパターンタイプ取得手段、または、前記記録材の反射パターンを抽出して前記記録材の表面の凹凸状態にかかる情報を取得する反射パターン抽出手段の何れか一方、または、双方と、記録材の表面の凹凸状態を示すパターンデータが記憶されたパターンデータ記憶手段と、前記パターンタイプ取得手段で取得されたパターンタイプに基づいて、前記パターンデータ記憶手段から前記記録材の表面の凹凸状態にかかる情報を取得するパターンデータ取得手段とを備えたことを特徴とする。
請求項８にかかる発明は、請求項７において、前記パターンデータは暗号化され、その暗号化パターンデータが保存された暗号化パターンデータ記憶手段と、該暗号化パターンデータ記憶手段からその暗号化パターンデータを前記パターンデータ取得手段が取得し、その取得された暗号化パターンデータを復号化する復号手段とを備えたことを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項８において、暗号化された前記パターンデータを復号化させる復号キーが保存された記憶手段を備え、前記パターンデータ取得手段は、前記記憶手段から前記復号キーを取得し、前記復号手段は、取得された前記復号キーを用いて前記暗号化パターンデータを復号化することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えばレザック紙などの記録材の凹部における、ハイライト画像や線画像のような低付着量画像の場合でも、表面がフラットな記録材と同様の良好な画像形成が可能な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる画像形成装置の主要部の概要図である。
【図２】第１の制御手段の構成を示したブロック図である。
【図３】４×４画素で構成される網点パターンを例示した模式図である。
【図４】ある高さレベルにおける、補正前網点パターンと、補正後網点パターンの対応関係を表す変換関数を示した線図である。
【図５】網点パターンを用いて任意の階調を表した模式図であり、(ａ）第１階調（＃１）の網点パターンを配列した補正前の状態図である。(ｂ）第４階調の網点パターンに置き換えた補正後の状態図である。
【図６】モノクロ２５６階調画像の場合の、ある高さレベルにおける、画像レベル補正のための変換関数を示した線図である。
【図７】凹凸がある記録材の模式図である。
【図８】特定領域のみに凹凸がある記録材の模式図である。
【図９】実施の形態２にかかる画像形成装置の主要部の概要図である。
【図１０】実施の形態２にかかる第１の制御手段の構成を示したブロック図である。
【図１１】一部省略した実施の形態３にかかる第２の制御手段の構成を示したブロック図である。
【図１２】パワー変調係数と相対深さとの関係を示した線図である。
【図１３】一部省略した実施の形態４にかかる第３の制御手段の構成を示したブロック図である。
【図１４】高低差特徴量と現像バイアス係数との関係を示した線図である。
【図１５】第１〜第３の制御手段を組み合わせた実施の形態５にかかる制御手段を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
先ず、実施の形態１にかかる画像形成装置の概略を説明する。
実施の形態１にかかる画像形成装置は、図１に示すように、時計回りに回転可能に設けられトナー像が形成される感光ドラム１と、感光ドラム１の周囲に設けられ感光ドラム１にトナー像を形成させる画像形成手段と、逆三角形状となるように複数のローラに反時計回りに回転可能に架け渡されると共に水平部に感光ドラム１が接触するように配置され、感光ドラム１に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト７と、中間転写ベルト７を掛け渡した複数のローラのうち中央下方のローラとそのローラと対向するように中間転写ベルト７を挟んで設けられたローラとを備え、中間転写ベルト７に転写されたトナー像をシート状の記録材Ｐに転写させる転写手段８と、その転写手段８でトナー像が転写された記録材Ｐに熱と圧力を加えてトナー像を記録材Ｐに定着させる定着手段９と、転写手段８に記録材Ｐを所定のタイミングで送り出すレジストローラ１２と、そのレジストローラ１２より記録材Ｐの搬送上流側に設けられ、記録材Ｐのパターンタイプを検出するパターンタイプ検出センサ１０と、画像形成にかかる一連の動作を制御させると共にパターンタイプ検出センサ１０で検出された情報を基にして記録材Ｐの凹凸状態や原稿画像の濃度を考慮した制御を実行する第１の制御手段３０とを備える。また、この実施の形態１にかかる画像形成装置は、スキャナ部（図示せず）や、パーソナルコンピュータ等のホスト手段４０（図２）から、原稿データを受け入れ可能になっている。
【００１３】
画像形成手段は、感光ドラム１と中間転写ベルト７との接触部を基点として感光ドラム１の周囲に時計回りに順に、感光ドラム１の表面を除電する除電手段５、感光ドラム１の表面をクリーニングするブレード状のクリーニング手段６、感光ドラム１の表面を帯電させる帯電手段２、画素データに基づいた光を帯電された感光ドラム１の表面に照射して潜像を形成させる露光手段３、その潜像をトナー像に現像する現像手段４が設けられてなる。
【００１４】
転写手段８を構成する一対のローラの間には、一定振幅の交流電圧による転写バイアス、または、一定の直流電圧に一定振幅の交流電圧を重畳した転写バイアスが印加される。たとえば、直流成分が０Ｖで、周波数１ｋＨｚ、ピーク・ツウ・ピーク電圧で１２００Ｖ、の交流転写バイアスが印加される。
【００１５】
次に、実施の形態１にかかる画像形成装置の一連の動作の概略を説明する。
先ず、後述する第１の制御手段３０が、スキャナ部（図示せず）や、ホスト手段４０から送信された、入力データとしての原稿データを画素データに変換する。
感光ドラム１と中間転写ベルト７の機構部が駆動を開始し、帯電手段２が感光ドラム１の表面を一様に帯電していく。
そして、露光手段３が、画素データに基づいて感光ドラム１の表面に向かって光を照射して感光ドラム１上に潜像を形成し、現像手段４が、その潜像をトナー像に現像していく。感光ドラム１上のトナー像は、中間転写ベルト７との接触部から中間転写ベルト７に一次転写されていく。
これらと前後して、レジストローラ１２が、図示しない給紙手段から搬送された記録材Ｐを所定のタイミングで転写手段８に向かって送り出し、転写手段８が、中間転写ベルト７に一次転写されたトナー像を記録材Ｐに二次転写していく。
そして、定着手段９が、トナー像を担持した記録材Ｐに熱と圧力を加えて、トナー像を記録材Ｐ上に溶融固化させる。そして、画像形成された記録材は、図示しない排出部から装置外で排出される。
【００１６】
次に、実施の形態１にかかる第１の制御手段３０を詳述する。
実施の形態１は、原稿画像の濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となる階調パターンが形成可能な画素データを生成する第１の制御手段３０を備えた例である。
【００１７】
第１の制御手段３０は、図２に示すように、パターンタイプ検出センサ１０が接続されたパターンタイプ取得手段２０と、パターンデータ取得手段２１と、復号手段２３と、パターンデータ記憶手段２４と、画像処理手段２５と、露光手段３が接続された露光制御手段２７とが、この順序でシリアルに接続されてなる。
【００１８】
上述したパターンデータ取得手段２１には、暗号化パターンデータ記憶手段２２、大容量記憶手段２８、ネットワークインターフェース手段２６が接続されている。そのネットワークインターフェース手段２６には、ネットワークを媒介して、画像形成装置に対してプリントジョブを送信するホスト手段４０が接続されている。
また、上述した画像処理手段２５には、入力データとしての原稿データを一時保存する画像データ記憶手段１１が接続されている。
【００１９】
パターンタイプ取得手段２０は、パターンタイプ検出センサ１０が接続され、そのパターンタイプ検出センサ１０を介して、記録材Ｐからパターンタイプを検出するようになっている。
パターンタイプ検出センサ１０で検出されるパターンタイプとは、記録材Ｐ上に存在する凹凸部のパターンの特定あるいは区別（パターンの種別、どの位置に凹凸部が存在するか等）するための、識別子あるいはタグ情報、符合、その他の簡易な付帯情報を備えて構成されている。付帯情報としては、記録材Ｐを管理するためのシリアルナンバー、画像形成に必要な情報、出力する文書に対して、正しいフォーマット用紙が装填されているかどうかを予めチェックするための情報等が挙げられる。
【００２０】
このパターンタイプを記録材Ｐに記録しておくパターンタイプ記録手段としては、バーコードやＱＲコード（登録商標）、記録材Ｐ内部に埋め込まれた無線ＩＣチップなどが挙げられ、特に限定されない。また、パターンタイプが直接的または間接的に記された文字情報を印刷しても良い。
従って、パターンタイプ検出センサ１０は、バーコードやＱＲコードの場合、例えばＣＣＤ素子によって構成されたラインセンサとなり、無線ＩＣチップの場合には、チップ内の情報を読み取るアンテナとなる。また、文字情報の場合、カメラやスキャナとなる。
【００２１】
記録材Ｐの例として、凹凸部の高低差が最大１５０μｍ程度で、単純な幾何学図形や、図７に示すように、レザック紙のような全面に周期的な凹凸部を有するものなどである。なお、レザック紙のような記録材の場合、原紙からある特定サイズにカットされる際に
凹凸部のオフセット情報、つまり凹凸部のパターンの或る特定周期Ｃが用紙上のどの位置から開始するかは、一般に各紙葉ごとに異なっているため、それが認識できる情報をパターンタイプ記録手段に記録しておく。
【００２２】
また、特定領域のみに凹凸部が存在する記録材Ｐでもよい。例えば、図８に示すように、記録材Ｐ上の２箇所に、領域が矩形状の凹凸部７１を設け、図８において右上部にパターンタイプ記録手段７０を設けたフォーマット用紙が挙げられる。そのパターンタイプ記録手段７０には、少なくとも、記録材Ｐ上のどの位置に凹凸部７１が存在するかが認識できる位置情報が含まれている。この場合には、正しいフォーマット記録材Ｐが装填されているかどうかをチェックするのみでもよい。
凹凸部７１は、例えば、透かしやホログラム印刷の代わりとなるような記録材Ｐ自身の出所の正当性を認証するサインや、デジタル捺印、印刷日、発行シリアルナンバー等の記録欄としている。
【００２３】
パターンデータ取得手段２１は、パターンタイプ取得手段２０によって得られたパターンタイプに基づいて、画像形成装置に内蔵されたハードディスクなどの大容量記憶手段２８、あるいはネットワークインターフェース手段２６を介して、ネットワーク上に接続された外部のホスト手段４０が保有する大容量記憶手段４１、の中から該当するパターンデータを検索して取得する。もし該当するパターンデータがすでにパターンタイプ記録手段２４に存在していれば、上記パターンデータ取得処理を省くことができる。
【００２４】
大容量記憶手段２８または大容量記憶手段４１は、上述したように、予め複数のパターンデータが保存されているが、このパターンデータは、セキュリティー上、暗号化されていることが好ましい。暗号化パターンデータの場合は、パターンデータ取得手段２１で取得され、暗号化パターンデータ記憶手段２２に保存される。
【００２５】
上述したパターンデータとは、記録材Ｐの凹凸部の高さ分布データ、分解能（サンプリング間隔）等の記録材の表面の凹凸状態を示した情報であり、パターンタイプ取得手段２０によって記録材Ｐから取得されたパターンタイプに対応付けられている。
このパターンデータは、例えば、サイズ１００ｍｍ四方の領域の高さ分布を十分な精度で測定したデータを、平面方向の分解能が０．１ｍｍ、高さ方向の分解能を最大高低差の２５６分の１として加工したデータの場合、高さレベルが０から２５５レベルすなわち１バイト精度、約１Ｍバイトの高さデータと、平面方向の分解能、最大高低差または１レベルあたりの高さ、の３種類のデータで構成される。
凹凸部が記録材Ｐの一部にのみ存在する場合、その外部ではある一定の高さであるとみなされる。
【００２６】
復号手段２３は、暗号化パターンデータ記憶手段２２に保存されている暗号化パターンデータを復号し、パターンデータ記憶手段２４に一時的に保存する。暗号化されていないパターンデータの場合は復号処理をしない。また、暗号化されていないパターンデータの場合は、画像形成の終了時点ただちに、パターンデータ記憶手段２４から消去されることが好ましい。
暗号化パターンデータ記憶手段２２に保存されている暗号化されたパターンデータは、セキュリティー上の重要度や、印刷頻度などの状況に応じて、ある一定時間存続させていてもよい。
【００２７】
実際の運用に際しては、記録材の種類に応じて複数のパターンタイプが存在するので、暗号化されたパターンデータを復号するための復号キーも複数必要となる。そこで、プリントジョブを送信するホスト手段４０（記憶手段）、あるいはネットワーク上に接続された他のホスト手段（記憶手段）に複数の復号キーを保存し、そのホスト手段４０、あるいは他のホスト手段を、パターンデータのデータベースを兼ねた、印刷認証サーバーとして復号キーを送信する。このとき管理上の必要性に応じて画像形成装置側からは、記録材Ｐのシリアルナンバーや、発行のシリアルナンバー等の印刷認証を行うホスト手段に送信する。
【００２８】
パターンデータ記憶手段２４は、上述したように、パターンデータが一時的に保存される。暗号化パターンデータの場合は、復号手段２３がその暗号化パターンデータを復号し、その復号化したパターンデータが一時的に保存される。
【００２９】
画像処理手段２５は、凹凸部のある記録材の場合、画像データ記憶手段１１に保存された原稿データから認識可能な原稿画像の濃度と、記録材の表面の凹凸状態（記録材Ｐの凹凸部の高さ分布データ、分解能（サンプリング間隔）等）を示すパターンデータ、パターンタイプ（記録材Ｐ上に存在する凹凸部のパターンの特定あるいは区別（パターンの種別、どの位置に凹凸部が存在するか等）するための、識別子あるいはタグ情報、符合、その他の簡易な付帯情報等）から画素データを生成する。
すなわち、この画像処理手段２５は、記録材中の凹凸部に対し、または記録材の画像形成領域全体に対し、表面に凹凸のないフラットな記録材の場合における網点パターンや万線パターン等の階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるような階調パターンが得られる画素データを生成する。なお、凹凸部のない通常の記録材や、凹凸部以外の部分は、本来の画素データを生成する。
【００３０】
凹凸部のある記録材の画素データの生成について具体例を説明する。なお、前提としてパターンデータが取得されているものとし、網点パターンを構成する最小単位の網点（１つの網点）が、図３に示すような、４×４画素２値による１６階調（♯１〜♯１６）が表示可能な場合を例に挙げる。
【００３１】
図４は、ある高さレベルにおける、補正前網点パターン（凹凸部の無い、通常の記録材の場合の網点パターン）と、補正後網点パターン（凹凸部の在る記録材の場合の網点パターン）の対応関係を表す変換関数の一例である。変換関数は一般に高さレベルをパラメータとして変化する。記録材Ｐ上の高さが相対的に低い、ある高さレベルの領域に対して網点を生成する場合に、第４階調以降の網点で画像の欠損がなくなる場合には、第１階調（＃１）から第３階調（＃３）の網点パターンは、すべて第４階調目（＃４）の網点パターンとする。
【００３２】
図５(ａ）は、補正前における網点配置の一例で、第１階調（＃１）の網点パターンを配列して画像を形成した場合を示している。
図５(ｂ）は、画像処理手段２５が、第１階調（＃１）の網点パターンから第４階調（♯４）の網点パターンに置き換えて、図５(ａ）の補正前と同一の平均濃度となるように画像を形成した場合を示している（ヒトが見て画像濃度が同じに見える）。
【００３３】
このように、記録材Ｐ上の高さが相対的に低い領域の位置に低濃度画像を可能とする網点パターンを出力する場合、個々の網点を、画像形成後の画像濃度がより大きくなる方向に画素の表示数を補正すると共に、表示ＯＮさせた網点同士間の間隔調整を行なって、凹凸部のない通常の記録材における画像濃度と同一または略同一となるようにする。
【００３４】
画像処理手段２５は、光学ドットゲイン等を考慮し、網点パターンを混合するなどの最適化や、階調のとびが目立たないように変換関数を最適化している。同等の処理は、万線パターンなど他の階調パターンにも適用できる。
【００３５】
また、網点生成の段階で補正を行うのではなく、画像データに対して画像レベル補正を行なってもよい。
図６は、モノクロ２５６階調画像の場合の、ある高さレベルにおける、画像レベル補正のための変換関数である。補正された画像データに対して、例えば誤差拡散法により画素データ生成を行うことで、同等の画像が得られる。一方、線画像の場合には、高さレベルが低い領域において線の幅がより広くなるように画素データを生成すればよい。
このようにして画像処理手段２５が生成した画素データは、露光制御手段２７に出力する。
【００３６】
露光制御手段２７は、画像処理手段２５で生成した画素データを用いて、帯電された感光ドラム１の表面に潜像が形成可能に、露光手段３を制御する。
【００３７】
以上のように構成された実施の形態１にかかる第１の制御手段３０は、先ず、パターンタイプ検出センサ１０を介してパターンタイプ取得手段２０が、シート状の記録材Ｐからパターンタイプを取得する。
次いでパターンデータ取得手段２１が、大容量記憶手段２８または大容量記憶手段４１の中から、パターンタイプ取得手段２０によって得られたパターンタイプに対応付けられたパターンデータを検索して取得する。
【００３８】
また、パターンデータ取得手段２１は、当該パターンデータ取得手段２１が取得したパターンデータが、暗号化パターンデータの場合、暗号化パターンデータ記憶手段２２に保存し、暗号化されていないパターンデータの場合、パターンデータ記憶手段２４に一時的に保存する。
復号手段２３は、暗号化パターンデータ記憶手段２２に暗号化パターンデータが保存されている場合、その暗号化パターンデータを復号し、パターンデータ記憶手段２４に一時的に保存する。
【００３９】
画像処理手段２５は、原稿画像の濃度、パターンデータ、パターンタイプから、記録材中の凹凸部に対し、または記録材の画像形成領域全体に対し、凹凸部のない通常の記録材の場合における網点パターンや万線パターン等の階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるような階調パターンが得られる画素データを生成し、その生成した画素データを、露光制御手段２７に出力する。なお、この画像処理手段２５は、画素データの生成をパターンタイプの情報をも用いているが、記録材の画像形成領域全体に凹凸部がある場合等は、原稿画像の濃度、パターンデータのみから画素データを生成しても良い。
露光制御手段２７は、画像処理手段２５で生成した画素データを用いて、帯電された感光ドラム１の表面に潜像が形成可能に露光手段３を制御する。
【００４０】
そして、上述したように、感光ドラム１上のトナー像は、中間転写ベルト７との接触部から中間転写ベルト７に一次転写され、これと前後して、レジストローラが、図示しない給紙手段から搬送された記録材Ｐを所定のタイミングで転写手段８に向かって送り出し、転写手段８が、中間転写ベルト７に一次転写されたトナー像を記録材Ｐに二次転写していく。そして、定着手段９が、トナー像を担持した記録材Ｐに熱と圧力を加えて、トナー像を記録材Ｐ上に溶融固化させる。そして、画像形成された記録材は、図示しない排出部から装置外で排出される。
【００４１】
このように実施の形態１にかかる画像形成装置によれば、記録材中の凹凸部に対し、または記録材の画像形成領域全体に対し、凹凸部のない通常の記録材と同一、または略同一の画像濃度の印刷となり、例えばレザック紙などの記録材の凹部における、ハイライト画像や線画像のような低付着量画像の場合でも良好な画像形成ができる。
【００４２】
また、実施の形態１にかかる画像形成装置によれば、所定のパターンデータを有する記録材Ｐを用いて印刷を行うと、良好な画像が得られるが、これに対し、かかる技術的手段を適用しない場合には、凹凸が存在する領域の画像や文字にかすれや欠損が生じ、不正に印刷されたことが明らかになる。また、使用する記録材Ｐが適合しない場合は、画像形成を中止することにより、偽造を未然に防止することが可能になる。
【００４３】
また、実施の形態１は、パターンデータを暗号化された状態で保持しておくことで、セキュリティー上、より安全を高めることが可能になる（例えば、レザック紙の原本に対して、同じレザック紙を用いても、その原本の複写をできないようにすることが可能）。
また、暗号化されたパターンデータは、ネットワーク接続された外部のホスト手段により暗号解除キーを取得後、復号化されることで、セキュリティー上の安全性をより強固にすることが可能になる。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる画像形成装置は、上述した実施の形態１にかかる第１の制御手段３０の変形例である。すなわち、図１０に示すように、上述した第１の制御手段の構成に、反射パターン検出センサ１２と、反射パターン抽出手段３１とを備えて構成した例である。実施の形態１と共通する構成部は、実施の形態１と同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００４５】
実施の形態２にかかる画像形成装置は、例えばＣＣＤ素子等によって構成された光学ラインセンサからなる反射パターン検出センサ１２と、その反射パターン検出センサ１２に接続されると共にパターンデータ取得手段２１に接続された反射パターン抽出手段３１とを備えてなる。
【００４６】
反射パターン検出センサ１２は、記録材Ｐの凹凸状態によって発生する反射率分布を計測し、反射パターン抽出手段３１にデータを送信する。
パターンタイプ検出センサ１０は、記録材Ｐに記録されたパターンタイプの検出を試み、パターンタイプを検出した場合、パターンタイプ取得手段２０に送信する。
【００４７】
反射パターン抽出手段３１は、反射パターン検出センサ１２で検出された記録材Ｐの反射率分布の特徴から、凹凸部のパターン周期やオフセット情報等を取得し、パターンデータ取得手段２１にデータを送信する。記録材Ｐにパターンタイプが存在している場合は、パターンデータ取得手段２１における処理に進む。
【００４８】
また、凹凸構造によりフォーマット化された記録材の場合で、パターンタイプとしてパターン名称等しか記録されていない場合や、パターンタイプ取得手段２０が詳細な情報を取得したのにも関わらず、なんらかの理由で、凹凸構造の存在位置や範囲が特定できない場合には、反射パターン抽出手段３１が、反射パターン検出センサ１２で検出した情報から凹凸部が存在する位置や範囲等を特定し、パターンデータ取得手段２１に送信する。
【００４９】
この実施の形態２によれば、パターンタイプ情報自体が記録されていない記録材Pでも実施の形態１の効果を奏することができる。なお、パターンタイプ検出センサ１０が、バーコードやＱＲコードを、光学センサにより読み取る方式であれば、この反射パターン検出センサと兼用することが可能である。
また、パターンタイプ検出センサ１０とパターンタイプ取得手段２０を、この反射パターン検出センサ１２と反射パターン抽出手段３１に換えても良い。
また、実施の形態１で例示したパターンタイプ記録手段をバーコードとし、そのバーコードにはパターンタイプとしてのパターン名称のみを記録し、凹凸部の構造や位置の検出は、反射パターン検出センサ１２で検出するようにして情報を分離しても良い。
【００５０】
（実施の形態３）
実施の形態３にかかる画像形成装置は、原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、露光信号を調整する第２の制御手段を備えた例である。すなわち、この実施の形態３は、原稿画像の濃度、パターンデータ、パターンタイプに応じて、露光手段３から発する光の強度を変調させるパワーレベル変換手段５０を備えた第２の制御手段３０ｂと、上述した実施の形態１にかかる第１の制御手段３０とを組み合わせた例であり、実施の形態１と共通する構成部は、実施の形態１と同一符号を付して、詳細な説明は省略する。なお、記録材Ｐのパターンデータを取得する技術的手段は、実施の形態１と同じであり、かかる構成部は、第１の制御手段３０と兼用した構成になっている。
【００５１】
実施の形態３にかかる画像形成装置は、露光手段３と、パワーレベル変換手段５０と、露光制御手段２７とを備えてなる。
露光手段３は、露光パワーが少なくとも２レベル（露光パワーが０の場合を含めた場合３レベル）で切り替え可能な多階調の書き込み光源を備えてなる。
【００５２】
パワーレベル変換手段５０は、図１１に示すように、画像処理手段２５を跨いでパターンデータ記憶手段２４と露光制御手段２７と結ぶように接続されており、パターンデータ記憶手段２４に記憶された記録材Ｐの凹凸部の高さ分布データに基づいて、凹凸部の深い位置ほど露光パワーを強くするようにパワー変調して、露光制御手段２７に送信する。
【００５３】
露光制御手段２７は、画像処理手段２５で生成された画素データ（凹凸部のない表面がフラットな記録材の場合における網点パターンや万線パターン等の階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるような階調パターンが得られる画素データ）を、露光パワーの時間系列に変換する際に、パワー振幅変調して露光手段３を制御する。
【００５４】
ここで具体例を挙げる。記録材Ｐの凹凸部の相対深さをDｒ、ただし最も高い（浅い）場所を基準値Ｄｒ＝０とし、光源のパワー変調係数α、基準露光パワー振幅すなわち通常の記録材を用いるときの露光パワー振幅をＰ０、１レベル当たりの露光パワー振幅増加量をΔＰとするとき、以下の（式１）に基づいて、１ドットあたりの露光パワー振幅Ｐを得る。
Ｐ＝Ｐ０＋ΔＰα（Dｒ）‥（式１）
ΔＰは、かつ良好な画像が得られるように調整するパラメータであり、記録材Ｐの凹凸部の最大高低差に依存する。
【００５５】
図１２はパワー変調係数αと相対深さDｒの関数関係α＝α（Ｄｒ）において、露光パワーが４レベルの場合の例である。
露光パワーを振幅変調する手段としては、レーザーダイオード光源やＬＥＤ光源を用いるときの既存の制御技術、例えば電流の制御やデューティー比の制御などにより実現可能である。
【００５６】
一般に、露光パワーが大きければ、現像後の感光ドラム１上のトナー付着量、あるいはトナーの積層厚さは増加する。中間調におけるドットサイズは大きく、線画像の場合は線が太くなる。露光パワーと像担持体上のトナー付着量の関係（１）は実験的に定量化が可能である。また、良好な画像が得られるような、記録材Ｐの凹凸部の高さとトナー付着量の関係（２）を実験的に見出すことも可能である。
【００５７】
したがって、関係（１）および関係（２）から、図１２のような、記録材Ｐの凹凸部の高さに対して、制御すべき光源の光強度の関数関係を見出すことが可能である。
記録材Ｐのパターンデータに含まれる高さ分布データに対して、適当な分解能で、式１の関数を用いて書き込み光のパワーレベルを１ドット毎に変調する。
【００５８】
この１ドット毎の書き込み光のパワーレベル変調は、本来の画素データ（凹凸部がない場合の画素データ）を用い、露光パワーレベルのみを変調したり、実施の形態１と同様に、画像処理手段２５で画素データ（凹凸部の画素データ）を生成し、その画素データを用いて書き込み光のパワーレベルの振幅変調をしたりしても良い。
【００５９】
この実施の形態３によれば、凹凸部の高低差が大きいほど、露光パワーを大きくすることで、感光ドラム１に付着するトナーの量が増えるから、記録材への転写の際に発生する転写チリによる画像のかすれや欠損を低減させることが可能になる。
【００６０】
（実施の形態４）
実施の形態４にかかる画像形成装置は、原稿の画像濃度と記録材の表面の凹凸状態とに応じて、表面がフラットな記録材の場合における階調パターンの平均濃度と同一または略同一となるように、現像バイアスを調整する第３の制御手段を備えた例である。すなわち、この実施の形態４は、原稿画像の濃度、パターンデータ、パターンタイプに応じて、現像手段にかける現像バイアスを調整する現像バイアス制御手段６０と、現像プロセス制御手段２９とを備えた第３の制御手段３０ｃと、上述した実施の形態１にかかる第１の制御手段３０とを組み合わせた例であり、実施の形態１と共通する構成部は、実施の形態１と同一符号を付して、詳細な説明は省略する。なお、記録材Ｐのパターンデータを取得する技術的手段は、実施の形態１と同じであり、かかる構成部は、第１の制御手段３０と兼用した構成になっている。
【００６１】
実施の形態４にかかる画像形成装置は、図１３に示すように、現像バイアス制御手段６０と、現像プロセス制御手段２９とを備えてなる。
現像バイアス制御手段６０は、パターンデータ記憶手段２４に接続されており、そのパターンデータ記憶手段２４に記憶されている高さ分布データから高低差特徴量Ｈを抽出し、高低差特徴量Ｈに基づいて現像バイアスＶｂを算出し、後述する現像プロセス制御手段２９に出力する。
現像プロセス制御手段２９は、現像バイアス制御手段６０に接続されており、現像バイアスＶｂを用いて、現像手段４の現像バイアスを制御する。
【００６２】
ここで具体例を挙げる。βを高低差特徴量Ｈの関数とする現像バイアス係数、Ｖｂ０を基準現像バイアス、すなわち通常の用紙を用いるときの現像バイアス、ΔＶｂを画像形成装置の具体的な構成等に依存する調整パラメータとするとき、以下の（式２）に基づいて現像バイアスＶｂを算出する。
Ｖｂ＝Ｖｂ０＋β（Ｈ）ΔＶｂ‥（式２）
高低差特徴量Ｈとは、例えば、記録材の高さ分布における標準偏差（ＲＭＳ粗さと同じ）をσ、想定する最大の標準偏差をσｍａｘとするとき、Ｈ＝σ／σｍａｘ  により定義され、記録材毎に異なるパラメータである。
標準偏差以外にも、最大高低差を用いても良い。
ΔＶｂは高低差特徴量Ｈの具体的な評価方法にも依存する。
【００６３】
図１４は、高低差特徴量Ｈと現像バイアス係数βとの関係を例示している。この図１４は、高低差特徴量Ｈと現像バイアス係数βとの関係は線形に変化し、Ｈ＞１においてβ＝１に制限がかかる場合を示しているが、記録材Ｐの高低差特徴量Ｈが大きな場合ほど、現像バイアスＶｂを高く調整することが特徴である。
【００６４】
現像バイアスＶｂとトナー付着量（Ｍ／Ａ）の関係（３）は実験的に定量化が可能である。また、高低差特徴量と付着量（Ｍ／Ａ）の関係（４）も実験的に定量化が可能である。
したがって、関係（３）および関係（４）により、図１４に示したような高低差特徴量Ｈに対して制御すべき現像バイアスＶｂの関数関係を見出すこと、すなわち最適化が可能となる。
【００６５】
この現像バイアスＶｂの調整は、本来の画素データ（凹凸部がない場合の画素データ）を用い、現像バイアスＶｂのみを調整したり、実施の形態１と同様に、画像処理手段２５で画素データ（凹凸部の画素データ）を生成し、その画素データを用いて現像バイアスＶｂを調整したりしても良い。
【００６６】
この実施の形態４によれば、凹凸部の高低差が大きいほど、現像バイアスを大きくすることで、感光ドラム１に付着するトナーの量が増えるから、記録材への転写の際に発生する転写チリによる画像のかすれや欠損を低減させることが可能になる。
【００６７】
（実施の形態５）
実施の形態５にかかる画像形成装置は、図１５に示すように、第１の制御手段３０と第２の制御手段３０ｂと第３の制御手段３０ｃとを組み合わせた例であり、これらの制御手段の構成は上述したため詳細な説明は省略する。なお、記録材Ｐのパターンデータを取得する技術的手段は、実施の形態１と同じであり、かかる構成部は、第１の制御手段３０と兼用した構成になっている。
この実施の形態５によれば、より詳細な制御を行うことができる。
【００６８】
以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、本実施の形態にかかる画像形成装置は、モノクロ画像形成装置に適用したもの例示したが、タンデム方式カラー画像形成装置にも適用可能である。
また本発明は、偽造防止策を強化した証紙等の発券・印刷システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  感光ドラム（感光体）
３  露光手段
４  現像手段
１０  パターンタイプ検出センサ
１１  画像データ記憶手段
２０  パターンタイプ取得手段
２１  パターンデータ取得手段
２２  暗号化パターンデータ記憶手段
２３  復号手段
２４  パターンデータ記憶手段
２５  画像処理手段
２６  ネットワークインターフェース手段
２７  露光制御手段
２８  大容量記憶手段
３０  第１の制御手段
３０ｂ  第２の制御手段
３０ｃ  第３の制御手段
４０  ホスト手段
５０  パワーレベル変換手段
６０  現像バイアス制御手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００６−２６７４８６号公報
【特許文献２】特開２００６−０１８０９６号公報
【図１】
2011257727.tif 000003
【図２】
2011257727.tif 000004
【図３】
2011257727.tif 000005
【図４】
2011257727.tif 000006
【図５】
2011257727.tif 000007
【図６】
2011257727.tif 000008
【図７】
2011257727.tif 000009
【図８】
2011257727.tif 000010
【図９】
2011257727.tif 000011
【図１０】
2011257727.tif 000012
【図１１】
2011257727.tif 000013
【図１２】
2011257727.tif 000014
【図１３】
2011257727.tif 000015
【図１４】
2011257727.tif 000016
【図１５】
2011257727.tif 000017