(57)【要約】【課題】  紫外光を含まない光を用いて測色を行った場合においても良好な色補正を行うことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  蛍光度判定部５は受光素子５２の受光時における出力電圧に応じた閾値Ｖthをメモリ５３に記憶しており、この閾値Ｖthに基づいて用紙の蛍光度を判定してその判定結果を測色値補正部６へと出力する。測色値補正部６はこの結果に基づき、測色部４より入力された測色値に補正を行い、画像制御部７へと出力する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成すべき記録材の蛍光度を判定する蛍光度判定手段と、
前記記録材上に形成された色校正用パッチに光を照射して当該パッチを測色し、その測色値を求める測色手段と、
前記蛍光度判定手段により判定された蛍光度に基づき、前記測色手段により求められた測色値を補正する測色値補正手段と、
前記測色値補正手段により補正された測色値に基づいて画像形成条件を補正する画像制御手段と、
前記画像制御手段により補正された画像形成条件に従って前記記録材上に画像を形成する画像形成手段と
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記蛍光度判定手段は、
紫外光を発光する光源と、
可視光を受光する受光素子とを備え、
前記光源が前記記録材を照射することによって発せられる、当該記録材からの反射光と蛍光の少なくとも一方を前記受光素子が受光したときの光量に基づいて前記記録材の蛍光度を判定する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光源は紫外光を発光する発光ダイオードである
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記測色手段は赤、緑、青の３色の発光ダイオードにより測色を行う
請求項１ないし３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に係り、特に、色校正用パッチを用いて画像形成条件を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙上に形成された色校正用パッチを測色する測色手段を備え、この測色結果に応じて画像形成条件を補正するという、いわゆるキャリブレーションを行う画像形成装置が広く知られている。特に、電子写真方式の画像形成装置においては、測色器等の外部装置を測色手段として用い、色校正用パッチを測色手段に手作業で読み取らせる、というキャリブレーションを行うのが一般的である。しかし、このような方法は、人手を要する上に時間もかかり、利用者にとってははなはだ不便である。
【０００３】
そこで、画像形成装置自体が測色手段を内蔵し、装置内部において用紙上や中間転写ベルト上に形成された色校正用パッチを画像形成プロセスと同等のスピードで読み取り、キャリブレーションを行うような方法が望ましい。これを実現するためには、測色手段は高速応答、長寿命、低コスト、さらには小型であることが求められる。
しかし、従来の測色器等に用いられていた光源は、タングステンランプやハロゲンランプ等の演色性の高い光源（以下、これを「標準光源」と称す）が一般的であった。このような標準光源は高価であり、また演色性の長期維持が困難なため寿命も短い。
【０００４】
この問題を解決する方法として、光源にＲ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）３色のＬＥＤ（発光ダイオード）を用いる方法が考えられる。ＬＥＤは標準光源に比べ、高速応答、長寿命、低コスト、小型といった、さまざまなメリットがある。しかし一方で、上述のようにＲ，Ｇ，Ｂ３色のＬＥＤを光源に用いた場合には、標準光源の場合とは異なり、そのスペクトル中に紫外領域の成分を含まない。そのため、光源としてＬＥＤを用いると、白色度を上げるために蛍光物質を含んでいる用紙（以下、これを「蛍光紙」と称す）を画像形成に用いるような場合に次のような問題がある。
【０００５】
蛍光紙上に形成された画像を測色する場合には、光源が紫外成分を含む場合とそうでない場合に反射スペクトルが異なってしまう。これは、蛍光物質が光の紫外成分を吸収して励起され、基底状態に戻るときに吸収した光より長波長の光を発する（蛍光）ためであり、この結果、標準光源等の紫外光を含む光源で測色した場合と紫外光を含まない光源で測色した場合とでは、反射光の特定波長（用紙に一般的に含まれている蛍光物質の場合、その波長は約４４０ｎｍである）の反射率が異なってしまうこととなる（例えば特許文献１，図５参照）。通常のキャリブレーションにおいては、色校正用パッチを標準光源で照射した場合の測色値を基準として画像形成条件を定めているため、紫外光を含まない光源を測色手段に用いると測色誤差が生じてしまい、画像形成条件を適切に補正することができなくなる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１０８０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、紫外光を含まない光を用いて測色を行った場合においても良好な色補正を行うことのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明は、画像を形成すべき記録材の蛍光度を判定する蛍光度判定手段と、前記記録材上に形成された色校正用パッチに光を照射して当該パッチを測色し、その測色値を求める測色手段と、前記蛍光度判定手段により判定された蛍光度に基づき、前記測色手段により求められた測色値を補正する測色値補正手段と、前記測色値補正手段により補正された測色値に基づいて画像形成条件を補正する画像制御手段と、前記画像制御手段により補正された画像形成条件に従って前記記録材上に画像を形成する画像形成手段とを備える画像形成装置を提供する。
このような画像形成装置によれば、蛍光度判定手段により判定された記録材の蛍光度に応じて測色値を補正することができるため、紫外光を含まない光を用いて測色を行った場合においても良好な色補正を行うことが可能となる。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、より好適な態様として、前記蛍光度判定手段は、紫外光を発光する光源と、可視光を受光する受光素子とを備え、前記光源が前記記録材を照射することによって発せられる、当該記録材からの反射光と蛍光の少なくとも一方を前記受光素子が受光したときの光量に基づいて前記記録材の蛍光度を判定する。
さらに好適な態様として、前記光源は紫外光を発光する発光ダイオードである。
これにより、蛍光度判定手段による蛍光度の判定を高速に行い、かつ小型化・低コスト化を実現できる。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、より好適な態様として、前記測色手段は赤、緑、青の３色の発光ダイオードにより測色を行う。
これにより、測色手段による測色を高速に行い、かつ小型化・低コスト化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（１）構成
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施形態においては、表色系としてＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage；国際照明委員会）により定められたＣＩＥ１９７６（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）表色系を用いることとし、この表色系を用いた色座標値（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）で表される色空間における色の値を「Ｌ＊ａ＊ｂ＊値」と称することとする。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示した図である。同図に示されているように、画像形成装置１００は、画像形成部１と、給紙部２と、用紙搬送路３と、定着部８と、測色部４と、蛍光度判定部５と、測色値補正部６と、画像制御部７とを備える。
【００１３】
画像形成部１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色毎に、図中の矢印ａ方向に回転しながらトナー像を形成する感光体１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、その感光体を均一に帯電させる帯電器１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと、ＹＭＣＫ各色の画像データに基いて変調された露光光を、帯電したその感光体１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに照射することによりＹＭＣＫ各色の静電潜像を形成する露光器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと、感光体１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに形成された静電潜像をトナーによって現像することで感光体１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにトナー像を形成する現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋと、現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに各色のトナーを供給するトナーボックス１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋとを備えている。
【００１４】
また、画像形成部１は、駆動ロール１９や対向ロール１８に架け渡され、感光体１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと接触しながら図中の矢印ｂ方向に循環移動する中間転写ベルト１５と、中間転写ベルト１５を挟んで感光体１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋとニップ領域を形成し、このニップ領域において感光体１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ周面のトナー像を中間転写ベルト１５に転写する１次転写ロール１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋと、中間転写ベルト１５を挟んで対向ロール１８とニップ領域を形成し、中間転写ベルト１５上のトナー像を用紙に２次転写する２次転写ロール１７とを備えている。なお、２次転写ロール１７と対向ロール１８とによって形成されているニップ領域を、以下では「２次転写位置」という。
【００１５】
給紙部２は種々のサイズの用紙を複数の用紙トレイ２１に収容しており、形成される画像のサイズに応じた用紙を供給する。本実施形態においては、用紙トレイ２１に収容されている用紙の種類として、蛍光物質を含む蛍光紙と、蛍光物質を含まない普通紙とがある。
用紙搬送路３は複数の搬送ロール３１（一部は図示を省略する）を備え、給紙部２より供給された用紙を画像形成部１に搬送し、画像が形成された用紙を排出する。
定着部８は内部に熱源を有する定着ロール８１と加圧ロール８２とを備え、この定着ロール８１と加圧ロール８２とが対向するニップ領域において画像形成部１によりトナー像が転写された用紙を加熱及び加圧することでトナーを溶融させ、これを用紙に定着させる。
【００１６】
このような構成により、画像形成部１は、図示せぬスキャナやパーソナルコンピュータ等より入力される画像データに基づいてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナー像を形成し、これを給紙部２から用紙搬送路３によって搬送されてくる用紙上に転写し、定着部８で定着することで画像を形成する。また、画像形成部１は、キャリブレーション時においては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナーによりトナーパッチ画像を形成し、これを用紙上に転写することで、色校正用パッチを用紙上に形成する。
【００１７】
測色部４は、２次転写位置から見て用紙の搬送方向下流側の位置において用紙搬送路３に沿うようにして設けられており、この用紙搬送路３を搬送される用紙に形成されている色校正用パッチを測色する。蛍光度判定部５は、用紙搬送路３に沿うような任意の位置に設けられており、用紙搬送路３を搬送される用紙の蛍光度を判定する。
【００１８】
ここで、図２は画像形成装置１００の機能構成を示したブロック図である。
測色部４は光源４１と受光素子４２とを備えており、色校正用パッチの測色値（Ｌ＊ａ＊ｂ＊値）を測色値補正部６へと出力する。光源４１はＲ，Ｇ，Ｂ３色のＬＥＤを備えている。これらのＬＥＤは紫外光を照射しない。受光素子４２は例えば可視領域のほぼ全域に感度を有するフォトダイオードであり、光源４１から発せられ、用紙上のトナー像（色校正用パッチ）により反射された反射光を受光する。
【００１９】
図３は本実施形態における色校正用パッチを示した図である。本実施形態においては、色校正用パッチとは用紙上に形成されたＰ1〜Ｐnの複数の異なる色のパッチＰの総称である。パッチＰの個数ｎは任意であり、キャリブレーションにおいて必要とされる処理速度と補正精度に応じて決められる。個数ｎを増やせば高精度のキャリブレーションが可能であるが、測定回数が増えるために使用する用紙枚数が増加する。また、パッチＰの色の選択も任意であり、定められたパッチＰの個数ｎで最適なキャリブレーションが実行できるような色を適宜選択すればよい。
このような色校正用パッチを測色したとき、その測色値を行列Ａで表すと、数１のようになる。数１において、Ｌ＊（Ｐn），ａ＊（Ｐn），ｂ＊（Ｐn）はそれぞれパッチＰnのＬ＊値、ａ＊値、ｂ＊値である。
【数１】
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【００２０】
蛍光度判定部５は、光源５１と、受光素子５２と、メモリ５３とを備えている。光源５１は紫外光を発する紫外ＬＥＤを備えている。受光素子５２は特定の可視領域、例えば４４０ｎｍ付近に感度を有するフォトダイオードであり、光源５１から発せられ、用紙により反射された反射光を受光する。蛍光度判定部５は、この受光した光の光量に基づいて蛍光度を判定する。
【００２１】
ここで、蛍光度とは、用紙に含まれる蛍光物質により発せられる蛍光の程度を示す値であり、本実施形態における蛍光度は「１（蛍光紙）」と「０（普通紙）」のいずれかの値であるとする。例えば上記受光素子５２の受光時における出力電圧が普通紙の反射光でＶ0程度であり、蛍光紙の反射光でＶ1（Ｖ0＜Ｖ1）程度であることを実験或いは計算により求めておき、Ｖ0＜Ｖth＜Ｖ1を満たすような閾値Ｖthを蛍光判定部５のメモリ５３に予め記憶させておく。そして、蛍光度判定部５は、受光素子５２の出力電圧が「Ｖ0」であれば「０」を、「Ｖ1」であれば「１」を示すデータを測色値補正部６へと出力する。
【００２２】
測色値補正部６はメモリ６１を備えており、このメモリ６１には色校正用パッチに応じた補正係数群Ｃが記憶されている。
図４は補正係数群Ｃを説明するための図である。補正係数群ＣにはＬ＊ａ＊ｂ＊値に応じた３種類の補正係数ＣL，Ｃa，Ｃbがあり、この３種類の補正係数ＣL，Ｃa，ＣbがパッチＰ1〜Ｐnのそれぞれについて定められている。これらの補正係数群Ｃは、色再現性が良好に保持された理想的な状態の画像形成装置１００で実験的に形成されたパッチＰ1〜Ｐnを、あらかじめ標準光源と光源４１とにより測色した場合のＬ＊ａ＊ｂ＊値に基づいて決定されている。例えば、パッチＰ1の補正係数ＣL1は、パッチＰ1を標準光源で測色した場合のＬ＊値「Ｌ＊（Ａ１）」からパッチＰ1を光源４１で測色した場合のＬ＊値「Ｌ＊（Ｂ１）」を減じた値、すなわち「Ｌ＊（Ａ１）−Ｌ＊（Ｂ１）」である。同様にして、パッチＰ1の補正係数Ｃa1，Ｃb1はそれぞれ「ａ＊（Ａ１）−ａ＊（Ｂ１）」、「ｂ＊（Ａ１）−ｂ＊（Ｂ１）」であり、以下パッチＰ2〜Ｐnについても同様の要領で定められている。すなわち、補正係数群Ｃを行列で表すと、数２のようになる。
【数２】
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【００２３】
メモリ６１には、このような補正係数群Ｃが、色校正用パッチが普通紙上に形成された場合と蛍光紙上に形成された場合のそれぞれについて記憶されている。すなわち、補正係数群Ｃには、蛍光度判定部５により出力された蛍光度の値「１」（つまり蛍光紙）に応じた補正係数群（以下、補正係数群Ｃ１と称す）及び蛍光度の値「０」（つまり普通紙）に応じたの補正係数群（以下、補正係数群Ｃ０と称す）がある。
測色値補正部６は蛍光度判定部５から入力された蛍光度に応じた補正係数群Ｃ１ないしＣ０を選択し、選択した補正係数群を測色部４から入力された測色値に加算して、このように補正された測色値を画像制御部７へと出力する。
【００２４】
画像制御部７は、測色値補正部６から入力された測色値に基づき画像形成条件を補正する。具体的には、画像制御部７は、色再現性が良好に保持された理想的な状態の画像形成装置１００で実験的に形成された色校正用パッチの測色値（以下、これを「基準測色値」と称す）を上述の測色値補正部６から入力された測色値と比較し、これらに差異がある場合には、画像形成部１が色校正用パッチを基準測色値で形成することができるように、帯電器１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにおける帯電電位、露光器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋにおける露光量、現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋにおける現像バイアス電位、またはトナーボックス１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋにおけるトナー供給量等の少なくとも一つを調節するための補正データを画像形成部１に出力する。
【００２５】
（２）動作
以上に示された構成のもと、画像形成装置１００は用紙上に画像を形成する。そして、利用者によるキャリブレーションの実行指示、或いは画像形成装置１００内部において設定された所定のタイミングに基づきキャリブレーションを実行し、画像形成条件を補正して色再現性を良好な状態に維持する。
【００２６】
図５は本実施形態におけるキャリブレーションの動作を示したフローチャートであり、以下ではこのフローチャートに基づき説明を行う。
上述のようにしてキャリブレーションが実行されると、まず、給紙部２が用紙を供給し、蛍光度判定部５はこの用紙を検知してその蛍光度を判定する（ステップＳ１）。そして、蛍光度判定部５は「１」あるいは「０」の蛍光度を示すデータを測色値補正部６へと出力する。測色値補正部６は入力された蛍光度に基づき、本動作時において用いられるべき補正係数群Ｃを「Ｃ１」或いは「Ｃ０」のいずれかから選択する（ステップＳ２）。本実施形態においては、用紙が蛍光紙であれば「Ｃ１」が選択され、用紙が普通紙であれば「Ｃ０」が選択される。
【００２７】
続いて、画像形成部１が色校正用パッチを上述の用紙上に形成し、この色校正用パッチを測色部４が測色する（ステップＳ３）。測色部４は色校正用パッチの測色値を測色値補正部６へと出力する。
ここで、測色値補正部６は、ステップＳ２において選択した補正係数群Ｃを測色部４から入力された測色値に加算する（ステップＳ４）。すなわち、測色値補正部６において補正された測色値を行列Ａ’で表すと、数３のようになる。
【数３】
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【００２８】
測色値補正部６は、行列Ａ’で表される補正後の測色値を画像制御部７へと出力し、画像制御部７はこの測色値に応じて、画像形成条件を補正するための補正データを画像形成部１へ出力する（ステップＳ５）。画像形成部１ではこの補正データに基づいて画像形成部１における帯電電位、露光量、現像バイアス電位、またはトナー供給量等を調節する。
このようなキャリブレーションを実行することで、本実施形態の画像形成装置１００は、紫外光を含まない光源を用いた場合においても良好な色補正を行うことが可能となる。
【００２９】
（３）変形例
なお、本発明に係る画像形成装置は上述した画像形成装置１００の態様に限定されず、以下に示すような種々の変形が可能である。
まず、上述の実施形態においては、画像形成装置１００は中間転写ベルト１５を備えたいわゆるタンデム方式で示されているが、本発明は上述の構成に限定されず、例えばいわゆるサイクル方式の画像形成装置にも適用可能であり、また、中間転写ベルトに代えて用紙搬送ベルトを備えた画像形成装置にも適用可能である。
さらに、画像形成装置に用いるトナーについても、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色に限定されるものではなく、その他の色を用いることも色数を増減させることも可能である。
【００３０】
また、上述の実施形態における測色部４は、図１に示された位置に限定されるものではない。測色部４は画像形成部１により形成された色校正用パッチを測色するのだから、用紙搬送路３上のうち、上述した定着位置よりも後段であり、かつ外光を遮蔽できるような位置であれば、どこに設けてもよい。
さらには、蛍光度判定部５も図１に示された位置に限定されず、用紙搬送路３上、或いは給紙部２の任意の位置に設けることができる。
【００３１】
また、上述の実施形態において、測色部４の光源４１は無論ＬＥＤに限定されるものではないが、応答性やコスト等において、ＬＥＤと同等か、或いはそれ以上の性能を有する光源であることが望ましい。また、上述の実施形態においては測色部４はＬ＊ａ＊ｂ＊値を測色値として出力すると記載されているが、もちろんＬ＊ａ＊ｂ＊値には限定されず、例えば三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ等であってもよい。
また、上述の実施形態においては、測色部４の光源４１は紫外光を発しないと記載されているが、微量の紫外光を発するような発光素子であっても光源４１として用いることが可能である。このような発光素子であっても、発光素子の紫外領域のスペクトルが標準光源の紫外領域のスペクトルと異なれば放出される蛍光の強度が異なるのだから、補正を行えばより高精度のキャリブレーションが行えることとなるのは言うまでもない。
さらに、本発明を実施する際には、測色部４は必ずしも内蔵されている必要はなく、測色部が外部装置である測色器のようなものであってもよい。
【００３２】
また、上述の実施形態においては、蛍光物質を含む、ないしは含まないという２段階の蛍光度しか設定しなかったが、もちろん蛍光の度合いに応じた３段階以上の複数の蛍光度を設定してもよい。この場合には、それぞれの蛍光度に応じた補正係数群Ｃを記憶しておく必要があるのは言うまでもない。
【００３３】
また、上述の実施形態においては、蛍光度を判定した用紙と色校正用パッチを形成する用紙が同一であるとした。しかしながら、例えば普通紙、或いは蛍光紙の何れか一方が複数枚連続して用いられるような場合であれば、必ずしも蛍光度を判定した用紙と色校正用パッチを形成する用紙が同一である必要はなく、蛍光度を判定した用紙の数枚後の用紙に色校正用パッチを形成しても何の問題もない。
【００３４】
なお、上述の実施形態は電子写真方式の画像形成装置によって説明されたが、本発明の適用は電子写真方式の画像形成装置に限定されず、例えばインクジェット方式や熱転写方式等の種々の画像形成装置に適用することが可能である。
また、上述の実施形態においては記録材として紙を用いた場合について説明されているが、本発明の記録材とは紙に限定されず、例えば布や樹脂等の種々の記録材を用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示した図である。
【図２】同実施形態における画像形成装置の各部の機能構成を示したブロック図である。
【図３】同実施形態における色校正用パッチを示した図である。
【図４】同実施形態における補正係数群Ｃを説明するための図である。
【図５】本実施形態におけるキャリブレーションの動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１００…画像形成装置、１…画像形成部、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…感光体、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ…帯電器、１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ…露光器、１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ…現像器、１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ…トナーボックス、１５…中間転写ベルト、１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ…１次転写ロール、１７…２次転写ロール、１８…対向ロール、１９…駆動ロール、２…給紙部、２１…用紙トレイ、３…用紙搬送路、３１…搬送ロール、４…測色部、４１…光源、４２…受光素子、５…蛍光度判定部、５１…光源、５２…受光素子、６…測色値補正部、６１…メモリ、７…画像制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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