(57)【要約】【課題】混色画像における単層部の被覆率を算出し、単層部のトナーの被覆率を良好にして色再現範囲を広げる得るようにする。【解決手段】混色画像の階調において、単色ベタ画像と混色ベタ画像で計測した色度値（L*a*b*値）から、定着が理想的に行われたときの混色中間調画像の色度値（L*a*b*値）を推測し、記憶する。評価用混色画像を出力し、推測した色度値と評価用画像の色度値を比較する。色度値の差が一定値以上だった場合、評価用混色画像の単層部（単色部）の被覆率を算出する。被覆率が一定値以下であった場合、定着部の加熱および加圧制御を行うことで、形成画像の被覆率を良好な状態にさせ、色再現範囲を広げ、特定の画像パターン中の単層部のトナー被覆率が適宜良好な状態を得るように定着条件を補正し、色再現範囲が狭まることを抑制する。【選択図】図６
2016054392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも2色以上の混色画像を形成でき、単色ベタ画像（画像Ａ）、前記ベタ画像に少なくとも1つの別の単色ベタを加えた混色ベタ画像（画像Ｂ）、前記混色ベタ画像のうち少なくとも1つの色の面積率を変化させた混色画像（評価用画像）を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段で形成した画像のL*,a*,b*を計測する画像計測手段と、
前記画像計測手段で計測した情報を記憶する記憶手段と、
形成する面積率が前記画像Ｂとは異なる混色画像の計測情報を、前記記憶手段により記憶した情報から推定する演算手段と、
前記画像計測手段により計測した評価用画像の計測情報と前記演算手段により推定した情報を比較する比較手段と、
比較した結果、情報が一定値以上異なるかを判断する判断手段と、
前記判断手段により情報が一定値以上異なると判断された場合に、前記評価用画像のC,M,Y単層部の被覆率を算出する画像処理手段と、
前記画像処理手段により算出された被覆率が一定値以下か判断する被覆率判断手段と、
前記被覆率判断手段により面積率が一定値以下であると判断された場合に定着パラメータにフィードバックする制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
評価用混色画像のC,M,Y単層部の被覆率を算出する前記画像処理手段は、各色層に対してRGBの３チャンネルのうち、少なくとも２チャンネル以上の輝度値情報を用いて、被覆率を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記演算手段は、計測情報を推定する式として以下の数式を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【数１】
2016054392.tif 000006
（ここで、
c*e,L*eはc*L*平面上で求める彩度、明度の推定値、
c*i,L*iは面積率100%のC,M,Y画像の彩度、明度の測定値、
c*k,L*kは面積率100%のC,M,Yに面積率100%のBkを加えた画像の彩度、明度の測定値、
である。）
【請求項４】
前記制御手段での定着パラメータの制御方法として、C,M,Y単層部の被覆率が80%未満の場合と、80%以上90%以下の場合で、上昇させる定着パラメータ値を作成しておいたテーブルに基づき変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記判断手段における判断基準として、d＜5.0を満たしているかで判断することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【数２】
2016054392.tif 000007
（ここで、
c*d,L*dは前記評価用画像の彩度、明度の測定値、
c*i,L*iは面積率100%のC,M,Y画像の彩度、明度の測定値、
c*k,L*kは面積率100%のC,M,Yに面積率100%のBkを加えた画像の彩度、明度の測定値、
dは前記評価用画像の測定値の、請求項3記載の推定値の算出式によって求められる直線からの距離、
である。）
【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、詳細には色再現範囲を広げることを図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、色再現範囲を広くすることが重要である。特に色再現範囲はトナーの定着状態によって大きく変動するため、被覆率100%の画像を形成することが重要であることが既に知られている。
【０００３】
今までの定着装置では、トナーが単層、多層のベタ画像のみの被覆率が良好な条件から定着条件を決定している。そこで、本願発明者が鋭意検討した結果、同一の定着条件でも、トナーが単層のみで形成された画像の単層部の被覆率と、特定の画像パターン中の単層部の被覆率が異なる場合があることがわかった。この現象によって、特定の画像パターンで形成された画像の彩度が低下し、色再現範囲が狭くなってしまうという問題がある。
【０００４】
特許文献１には、トナーが単層と多層で定着状態が異なることを抑制する目的で、加圧ローラ内のバックアップ部材のニップ形成面の形状を最適化することで各定着状態を良好にする定着装置が開示されている。
【０００５】
しかし、トナーが単層のみで形成された画像の単層部の被覆率と、特定の画像パターン中の単層部の被覆率が異なることにより、色再現範囲が狭くなってしまうという問題は解消できていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、特定の画像パターン中の単層部のトナー被覆率が適宜良好な状態を得るように定着条件を補正し、色再現範囲が狭まることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、少なくとも2色以上の混色画像を形成でき、単色ベタ画像（画像Ａ）、前記ベタ画像に少なくとも1つの別の単色ベタを加えた混色ベタ画像（画像Ｂ）、前記混色ベタ画像のうち少なくとも1つの色の面積率を変化させた混色画像（評価用画像）を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段で形成した画像のL*,a*,b*を計測する画像計測手段と、前記画像計測手段で計測した情報を記憶する記憶手段と、形成する面積率が前記画像Ｂとは異なる混色画像の計測情報を、前記記憶手段により記憶した情報から推定する演算手段と、前記画像計測手段により計測した評価用画像の計測情報と前記演算手段により推定した情報を比較する比較手段と、比較した結果、情報が一定値以上異なるかを判断する判断手段と、前記判断手段により情報が一定値以上異なると判断された場合に、前記評価用画像のC,M,Y単層部の被覆率を算出する画像処理手段と、前記画像処理手段により算出された被覆率が一定値以下か判断する被覆率判断手段と、前記被覆率判断手段により面積率が一定値以下であると判断された場合に定着パラメータにフィードバックする制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、特定の画像パターン中の単層部のトナー被覆率が適宜良好な状態を得るように定着条件を補正することで、色再現範囲が狭まることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】トナーが単層のみのときの画像（単色Cのベタ画像）について説明するための図である。
【図２】トナーが単層と多層の混合時の画像（C＋Bkの多層画像：Cのベタ画像＋Bkのハーフトン画像）について説明するための図である。
【図３】トナー”単層”と、”単層多層の混合時”の定着状態が良好な場合のリーフ（明度L*と彩度c*の関係）について説明するための図である。
【図４】具体的なトナー”単層”と、”単層多層の混合時”の定着状態が良好でない場合の画像について説明するための模式図である。
【図５】トナー”単層”と、”単層多層の混合時”の定着状態が良好でない場合のリーフについて説明するための図である。
【図６】定着パラメータの変更フローについて説明するためのフロー図である。
【図７】評価用チャートの例について説明するための図である。
【図８】実際に処理を行う場合の計測結果について推測値との比較を説明するための図である。
【図９】定着部の模式図で、計測、処理方法について説明するための図である。
【図１０】被覆率の算出方法（2値化処理方法）について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、電子写真方式で形成した画像の計測結果に基づく定着条件へのフィードバックに際して、以下の特徴を有する。要するに、混色画像における単層部の被覆率を算出し、被覆率が一定値以下だった場合は、定着条件を変えて、単層部のトナーの被覆率を良好にさせることで、色再現範囲を広げることが特徴になっている。
【００１１】
すなわち混色画像の階調において、単色ベタ画像と混色ベタ画像で計測した色度値（L*a*b*値）から、定着が理想的に行われたときの混色中間調画像の色度値（L*a*b*値）を推測し、記憶しておく。評価用混色画像を出力し、上記の推測した色度値と、前記評価用画像の色度値を比較する。色度値の差が一定値以上だった場合、評価用混色画像の単層部（単色部）の被覆率を算出する。上述の被覆率が一定値以下であった場合、定着部の加熱および加圧制御を行うことで、形成画像の被覆率を良好な状態にさせ、色再現範囲を広げる。それにより、特定の画像パターン中の単層部のトナー被覆率が適宜良好な状態を得るように定着条件を補正することで、色再現範囲が狭まることを抑制できる。
【００１２】
図1は、トナーが単層のみのときの画像について説明するための図である。
トナーが単層の画像とは例えば、Cトナーのみで形成されたベタ画像のことである。この場合、図1のa部（図ではC（シアン）トナー層）のように、トナーが存在する箇所の記録媒体ｐからの高さがほぼ均一になっている。そのため、トナーに対して、定着ローラ、加圧ローラによる熱、圧力がほぼ均一にかかり、トナーが十分に加熱、加圧される。それにより、定着状態が良く、被覆率がほぼ100%の画像が形成できる。
【００１３】
図2は、トナーが単層（図ではCトナー層：ｃ部）と多層（図ではCトナー層とBk（ブラック）トナー層：ｂ部）の混合時の画像について説明するための図である。
図示のトナーが単層と多層の混合時の画像は、例えば、Bkトナーが複数のライン状に形成され、その上からCトナーのベタを載せたような画像である。C色相のダーク側の画像はこのような画像となることが多い。この場合、図2のb部とc部でトナーが存在する箇所の記録媒体からの高さが異なり、トナーに対して、定着ローラ、加圧ローラによる熱、圧力が均一にかからずb部はc部に対して凹部になっている。そのため、c部では十分に加熱、加圧されていても、b部では加熱、加圧が十分ではなく、トナーが十分に溶けて広がることができない。よって、単層では被覆率がほぼ100%の画像を形成できる定着条件と同一条件で定着させたとしても、b部における被覆率が100%に満たない画像が形成される場合がある。例えば、画像形成装置の使用当初は定着状態が良好であり、単層の画像と、単層と多層混合画像とで、ともに単層部の被覆率がほぼ100%の画像が形成されていたとしても、画像形成装置内の各部、例えば定着ローラの経年劣化によって上記の現象が起こり得る。
【００１４】
図3は、トナー”単層”と、”単層多層の混合時”の定着状態が良好な場合について説明するための図である。この図を参照して、上述のような現象が発生すると、色再現範囲にどのような影響を与えるかを順に説明する。
まず、各定着状態が良好な場合の色再現範囲について説明する。例えばC色相の、リーフと呼ばれる彩度c*、明度L*投影面を見たとき、図3のようになる。図3のI点は面積率0%（紙の色度値）、II点は面積率100%のベタの色度値、III点は面積率100%のCトナーと面積率100%のBkトナーの2次色ベタ画像の色度値である。I点からII点へは、画像のCの面積率が増加していき、II点からIII点へは、面積率100%のCにBkの面積率が増加して加わっていく。この場合リーフ形状は、I点からII点、II点からIII点への直線で近似することができる。これはC色相に限らず、M色相、Y色相でも同様である。この状態のとき、最も色再現範囲が広くなる。
【００１５】
図4は、具体的なトナー”単層”と、”単層多層の混合時”の定着状態が良好でない場合の画像について説明するための図である。この図を参照して、各定着条件が良好でない場合の色再現範囲について説明する。
この場合の各定着条件が良好でない場合とは、b部の被覆率が100%に満たない場合である。この場合、Cトナーの被覆率が100%に近いII点の画像にBkの被覆率を増加させていくと、図3のようなb部の定着条件が良好である場合に対して、彩度が低下してしまう。これは、b部の被覆率が低下することで紙白部が露出し、吸収されるべき波長の光が十分に吸収されなくなるためである。その結果、定着条件が良好な状態に比べ、以下に示す図５のように色再現範囲が減少する。
【００１６】
図5は、トナー”単層”と、”単層多層の混合時”の定着状態が良好でない場合のリーフについて説明するための図である。この図では、II点からIII点にかけて、彩度が低下することによるリーフへの影響を表している。このようにダーク側の色再現範囲が減少してしまい（図に「この色域が失われる」と記載）、階調性のつぶれなどが発生する。
【００１７】
図6は、定着パラメータの変更フローについて説明するための図である。この図を参照して、定着パラメータを変更するまでの簡単な流れを説明する。
＜ステップ１＞
まず特定パターンの画像（評価用画像）として、例えば、入力面積率100%のCに任意の入力面積率のBkを加えた画像を形成して出力し、画像形成装置内に設置したラインカメラでRGB値を計測する（ステップ１）。RGBからL*a*b*への変換テーブルをあらかじめ用意しておくことで、L*a*b*を算出することができる。
＜ステップ２＞
次に、予め計測して記憶しておいたC,M,Y単色ベタ画像と、それぞれにBkベタを加えた2次色ベタ画像のL*a*b*値を用意する。ここでは、前記の画像を新しく形成して計測したL*a*b*値を使用してもよい。
＜ステップ３＞
上記の測色データを使用して推定値の算出式を導出する。ここでいう推定値とは、理想的な定着が行われていた場合のL*a*b*値のことである。この推定値の算出式と、最初に特定パターン画像のRGB値から算出したL*a*b*値を使用して、特定パターンの画像のL*a*b*値と推定L*a*b*値の誤差を算出する。
＜ステップ４＞
算出した結果、誤差が一定値以内に収まっていれば処理は終了する。
＜ステップ５＞
一定値以上の誤差が生じていた場合、ラインカメラで撮影した特定パターンの画像から、混色画像中のCトナー単層部の被覆率を算出する。算出方法には2値化を用いる。この2値化に関しての詳細は後述する。
＜ステップ６、７＞
Cトナー単層部の被覆率が設定した閾値以下、例えば90%以下であった場合（ステップ６）、誤差の原因をCの被覆率の低下であるとしてプロセス側へフィードバックし定着パラメータを変更する（ステップ７）。また閾値に大きく満たない場合として例えば、閾値を90%にしたときに80%未満の被覆率であった場合（ステップ６）には、定着パラメータを、Cトナー単層部の被覆率が80%〜90%のときに変更する値よりも大きく変更する（ステップ７）。この閾値はあらかじめ設定しておく。
＜ステップ１、４、５〜７＞
定着パラメータを変更した後、再度特定パターンの画像を形成してRGB値を計測し（ステップ１）、L*a*b*値を算出して推定値と比較する（ステップ４）。推定値との差が一定値以下になっていれば処理は終了し、一定値以上であれば前述の処理を繰り返す（ステップ５〜７、及び再びステップ１以降）。
この場合の特定パターンの画像とはCのみに限らず、M,Yの場合も同様である。
【００１８】
図7は、評価用チャートの例について説明する図です。
また、上述したプロセスはほぼすべて画像形成装置内で行われる。装置使用者は、評価用画像を出力して、上記プロセスによるキャリブレーションを実行させるだけでよい。
【００１９】
次に、推定値の算出式導出方法と、”推定値”と”特定パターン画像の計測値”との比較方法の詳細を説明する。
図8は、実際に処理を行う場合の計測結果について説明するための図である。この図は、II点からIII点にかけての直線は面積率100%のC,M,Yに任意の面積率のBkを加えた画像の彩度c*と明度L*の推定値を示している。c*は
【数１】
2016054392.tif 000003
で算出される。
【００２０】
図2のようにb部の被覆率が100%に近いのであればIV点の計測値はこの直線上、あるいはその付近に存在する。しかし図8のように、評価用画像（特定パターンの画像）の計測値が、この直線から大きく離れた値だった場合、例えばd>5.0であった場合に、前記画像の単層部の被覆率を算出する。この推定値に対応する直線の数式１は、II点の計測値をc*i、L*i、III点の計測値をc*k、L*k、推定値をc*e、L*eとして、以下の数式２で表される。
【数２】
2016054392.tif 000004
また、この直線とIV点の計測値c*d,L*dとの距離dは以下の式で算出できる。
【数３】
2016054392.tif 000005
そして、算出したdが一定値以上であったときに被覆率を算出する。
【００２１】
図9は、本実施形態の計測、処理方法について説明するための定着部の模式図である。
画像形成装置として例えばMFP（マルチファンクションプリンタ）１の定着ローラ２の直後に、定着後画像のRGB値を計測できるラインカメラ３を設置する。計測したRGB値をL*a*b*に変換できるよう変換テーブルをあらかじめ用意しておく。このラインカメラ３は画像処理部４に接続されており、撮影画像などの計測した情報は画像処理部４で記憶、処理される。上述した数式３で算出したdが一定値以上であった場合に、撮影した画像を2値化処理し、単層と多層混合の画像から単層部のみの被覆率を算出する。算出した被覆率が設定した閾値以下であれば定着部へフィードバックする。なお図中５は加圧ローラ、ｐは記録媒体、ｔは画像部（定着されたトナー画像）である。
【００２２】
図10は、2値化処理方法について説明するための図である。この図を参照して2値化の方法について説明する。
図10の左上の図（A)は、定着が不十分だったときの画像を撮影した元画像である。例えば入力面積率100%のCに入力面積率50%のBkを加えた混色画像である。画像中央部はC単層部であり、その両側にあるのがC+Bkの多層部である。このC単層部には紙白部が存在している。この画像をBチャンネルのみで見ると（図（B)）、中央のC部と紙白部はあまり見えず、両側のC+Bk部のみが強調される。これはBチャンネルでは約435nmの波長を見ており、C部と紙白部はこの波長の反射率がC+Bk部に比べて高いためこのように見える。ここで適切なスレッシュで2値化することによりC+Bk部のみを抽出することができる。またRチャンネルのみで見ると（図（C)）、C部とC+Bk部の両方が強調される。ここでもまた、適切なスレッシュで2値化することにより、C部とC+Bk部のみ抽出することができる。この2つの2値化画像を差し引くことで、右下の図（図（D)）のようにC部と紙白部のみ残る画像ができる。
この画像の総pixel中の濃度0（黒）部のpixelの割合を算出することで、単層部のCのみの被覆率を算出できる。算出した被覆率が一定値以下の場合、例えば、被覆率90%以下の場合に定着パラメータ、例えば定着温度を変更することで、混色時の単層トナー部を十分に溶融させる。よって、色再現範囲を広げることができる。ここで定着温度はあらかじめ作成したテーブルに基づき変更され、例えば被覆率80%未満の場合は6℃、80%以上90%以下の場合は3℃定着温度を上昇させる。
【００２３】
画像を撮影するカメラ、例えばラインカメラ３に使用されているRGBフィルタの種類によってRGBチャンネルで見える波長はわずかに異なるが、今回形成しているようなC,M,Y単色画像と、C,M,YとBkの混色画像では、それぞれ計測される波長域が大きく異なるため問題ない。Bkが含まれる部分はすべてのチャンネルで強調され、C,M,Y単層部は適切なチャンネルを選択することで強調される。そのため見る波長がわずかに異なっても大きな影響はなくC,M,Y単層部とそれぞれにBkを加えた多層部を問題なく分離できる。このことから、この2値化によって単層部のみの被覆率を算出する方法はカメラの種類に依らず行うことができる。
【００２４】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１：MFP（マルチファンクションプリンタ）
２：定着ローラ
３：ラインカメラ
４：画像処理部
５：加圧ローラ
ｐ：記録媒体
ｔ：画像部（定着されたトナー画像）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２０１２−８３６３１号公報
【図１】
2016054392.tif 000008
【図２】
2016054392.tif 000009
【図３】
2016054392.tif 000010
【図４】
2016054392.tif 000011
【図５】
2016054392.tif 000012
【図６】
2016054392.tif 000013
【図７】
2016054392.tif 000014
【図８】
2016054392.tif 000015
【図９】
2016054392.tif 000016
【図１０】
2016054392.tif 000017