(57)【要約】【課題】表面拡散光を用いて定着条件を制御することにより、所望とする色再現を可能とし、定着後の画像における色再現を良好な状態で得る。【解決手段】トナー像を形成して記録材に転写する画像形成部１００と、画像形成部１００により記録材に転写されたトナー像を定着する定着装置３０と、を有する画像形成装置であって、定着装置３０で定着された記録材上のトナー像表面からの表面拡散光を得る定着後画像特性取得部１５０と、取得された表面拡散光に基づいて定着装置３０の定着条件を制御する定着制御部１１０と、を備える。【選択図】        図１
2010072210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成して記録材に転写する画像形成手段と、前記画像形成手段により記録材に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置であって、
前記定着手段で定着された前記記録材上のトナー像表面からの表面拡散光を取得する表面拡散光取得手段と、
前記取得された表面拡散光に基づいて前記定着手段の定着条件を制御する定着制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記表面拡散光取得手段は、
前記定着手段により定着されたトナー像の反射特性１を測定する測定手段と、
前記トナー像の表面が鏡面状態で前記反射特性１と同一の光学条件で測定された反射特性２を取得する鏡面反射特性取得手段と、
前記反射特性１および反射特性２を用いて表面拡散光を算出する算出手段と、
を備え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】
前記反射特性１および反射特性２は反射率であって、前記算出手段は、前記測定手段で得られた反射特性１および前記鏡面反射特性取得手段で得られた反射特性２の差分をとり、当該表面拡散光を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記反射特性１および反射特性２は濃度値であって、前記算出手段は、それぞれの濃度値を反射率に変換した後、両者の差分をとることにより前記表面拡散光を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記測定手段の光学条件は、色を評価するのと同一の光学条件であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記鏡面反射特性取得手段は、あらかじめ測定された鏡面状態の反射特性２を保持する記憶手段を具備することを特徴とする請求項２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、電子写真方式を用いたカラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラープリンタ、カラー複写機等のカラー画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められている。プリンタ，複写機，ファクシミリ、あるいはその複合機等として構成される電子写真方式の画像形成装置では、帯電装置により帯電された感光体ドラム上に光を照射することに静電潜像を書き込み、その感光体ドラムに現像装置によってトナーを供給することによって静電潜像をトナー像として現像し（トナー像を形成する）、そのトナー像を記録紙等の所定の記録材に直接的に、あるいは中間転写ベルト等の中間記録材を介して間接的に転写し、最終的に定着装置が備える加熱ローラ等によって加熱定着させる、といった画像形成工程が行なわれる。
【０００３】
このような画像形成装置では、装置の置かれた環境の変化や感光体ドラム、現像剤の経時劣化などにより、トナーの付着量やトナー像の定着性などに変動が生じ、記録紙上に形成された画像において、濃度、光沢度に代表される色再現性が変動する。そこで、装置各部に変動が起こっても、所望の濃度や光沢度が得られるよう、画像濃度や光沢度をモニタし、その結果をフィードバックして濃度や光沢度を制御する方法が広く用いられている。これらに関連する従来例して下記の技術が開示されている。
【０００４】
出力する制御用パッチ画像の定着前もしくは後の画像の濃度と、定着後の画像の光沢度をそれぞれ測定し、濃度の測定結果から濃度制御値（画像形成条件）を、また前記濃度制御値と光沢度の測定結果に基づき光沢制御値（定着条件）をそれぞれ制御する装置が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。また、この装置は両面印刷機構を用いて再搬送することも記載されている。
【０００５】
また、同じく制御用パッチの、トナー像を定着する前後の濃度を測定することで濃度と光沢度をそれぞれ求め、それらに基づき画像形成条件や定着条件を制御する装置が開示されている（たとえば、特許文献２参照）。特に、この引用文献２では、通常の定着装置の後にさらに定着処理を行って光沢度を高める光沢処理装置が設けられている。
【０００６】
なお、ここで、画像形成条件とは、たとえば、現像バイアス電位の設定値，像担持体の帯電電位の設定値，前記像担持体に対する露光強度（静電潜像書き込み用の露光の強度や除電用の露光の強度等）の設定値，さらには回転する像担持体の周速度とこれに対向して回転する現像ローラの周速度の比（いわゆる周速比）の設定値のうちの１または複数を含むものが考えられ、主にトナー付着量の制御に関するものである。また、定着条件とは、例えば定着温度やニップ圧、記録材の搬送速度のうち１または複数を含むものが考えられ、主に定着性の制御に関するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１７１１０４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記に示されるように、光沢度や濃度を目標値として定着条件を制御する従来の技術には、所望とする色再現が下記に述べる理由によりできないという問題点があった。
【０００９】
ここでまず、色再現性は、トナー付着量のみならず、定着性によっても左右されることを述べる。通常の測色系で画像に光を照射し、反射光を測定した場合、測定される反射光には、画像表面で反射される表面拡散光と、トナー層内部からの反射光と、を含んでいる。この表面拡散光が増えると、トナー層内部の色材に触れることなく反射される光が増加し、再現できる色空間が小さくなる（色味がくすんでしまう）。例として、図１４に示すのは表面拡散光と彩度の関係を示すグラフである。この図１４には、表面拡散光の増加に伴い、彩度が減少する様子が示されている。このように、色再現性は表面拡散光により左右されることが分る。この表面拡散光は画像の表面状態、すなわち定着性に依存するため、色再現性は定着性によって左右されることが分る。
【００１０】
ここで、表面拡散光の測定原理について図１５を用いて説明する。図１５の（Ａ）はトナー像の反射率を通常の測色系である０／４５°（０°入射、４５°受光）の測定系で測定する様子を示したものである。このとき、測定される反射光２０１は表面からの反射光（表面拡散光）２０１aとトナー層内部からの反射光（内部反射光）２０１ｂを含む。一方、図１５の（Ｂ）は、上記（Ａ）のトナー像表面に、表面が鏡面状態の透明フィルムを光学密着したものを、上記（Ａ）と同様の光学系で測定する様子を示したものである。ここで、Ａ層とＢ層が光学密着されているとは、両者の間に空気層などが存在せず、両者の界面が光学的に連続している状態を指す。このとき、上記（Ｂ）における表面での反射光２０２aは、前述の通り表面が鏡面状態なため、正反射光となり、０°方向に反射される。また、前述のようにトナー層２１２と透明フィルム２１３は光学密着されており、間に空気層などは存在しない。さらに、トナー層２１２と透明フィルム２１３の界面で反射光を生じさせないため、屈折率が等しいことが好ましい。したがって、このとき、受光される反射光２０２は内部反射光２０２ｂのみとなる。内部反射光２０１ｂと２０２ｂは等しいため、測定値２０１から２０２を差し引くことにより、内部反射光が相殺され、表面拡散光２０１aを得ることができる。このようにして得られた表面拡散光は、上記のように色の測色系と測定系が等しいため、直接色の評価に組み込むことができる。
【００１１】
さて、前述のように装置の経時劣化などにより定着性が変化した場合には、所望とする色再現が維持できるよう、定着装置の定着条件を制御できることが望ましい。しかし、上述のように、従来の光沢度や濃度を測定して定着条件を制御する技術では、所望とする色再現ができない。
【００１２】
まず、光沢度は色と測定系が異なるため、光沢度からでは色を直接評価することができない。図１６は光沢度および色の測定光学系を示したものである。図１６の（Ａ）は光沢度の測定系を示し、図１６の（Ｂ）は色の測定系を示している。図１６の（Ａ）に示すように、光沢度は正反射光を測定するのに対し、図１６の（Ｂ）に示すように色は拡散光を測定する。したがって、光沢度は色とは直接結びつかず、色の評価には使えない（なお、図１６の（Ｂ）では０／４５°系（０°入射、４５°受光）を示したが、色の測定系には０／ｄ（積分球による測定）などもある。いずれにしても、色の測定系では拡散光を測定する）。
【００１３】
また、光沢度は色と同一の測定系を用いる表面拡散光とも測定系が違うため、一対一の相関がない。図１７に、光沢度と表面拡散光の関係をグラフで示す。光沢度は前述のように正反射光を測定するものであり、表面の凹凸と関係があるが、図１７に示す通り、ある光沢度に対し表面拡散光は一意には決まらず、ある程度幅を持つ。したがって、光沢度からでは、表面拡散光を制御できない。前述のように、表面拡散光を制御することで目的の色再現ができるが、前述のように光沢度からは表面拡散光は制御できないため、光沢度からでは間接的にも目的の色再現ができない。
【００１４】
つぎに、濃度を定着条件の制御に用いる場合であるが、濃度は分光反射率の平均値もしくは吸収帯域の値のみから算出されるため、濃度からでは色を表すＬ*ａ*ｂ*色空間の値を一意に決めることはできない。つまり、濃度を所望の値に制御したとしても、再現色のＬ*ａ*ｂ*値はずれる可能性があるため、目的の色に制御できない。また、仮に分光反射率（分光濃度）を測定して制御に用いるとしても、その分光反射率は内部反射光と表面拡散光の双方を含んだ値であり、つまりはトナー付着量の変動と定着性の変動との双方を含んでいる。したがって、濃度が変化した場合、トナー付着量の変動と定着性の変動のいずれによるものか判別できず、適正な定着性にかかる制御を行なうができなかった。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面拡散光を用いて定着条件を制御することにより、所望とする色再現を可能とし、定着後の画像における色再現を良好な状態で得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、トナー像を形成して記録材に転写する画像形成手段と、前記画像形成手段により記録材に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置であって、前記定着手段で定着された前記記録材上のトナー像表面からの表面拡散光を取得する表面拡散光取得手段と、前記取得された表面拡散光に基づいて前記定着手段の定着条件を制御する定着制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記表面拡散光取得手段は、前記定着手段により定着されたトナー像の反射特性１を測定する測定手段と、前記トナー像の表面が鏡面状態で前記反射特性１と同一の光学条件で測定された反射特性２を取得する鏡面反射特性取得手段と、前記反射特性１および反射特性２を用いて表面拡散光を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３にかかる発明は、請求項２において、前記反射特性１および反射特性２は反射率であって、前記算出手段は、前記測定手段で得られた反射特性１および前記鏡面反射特性取得手段で得られた反射特性２の差分をとり、当該表面拡散光を算出することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４にかかる発明は、請求項２において、前記反射特性１および反射特性２は濃度値であって、前記算出手段は、それぞれの濃度値を反射率に変換した後、両者の差分をとることにより前記表面拡散光を算出することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５にかかる発明は、請求項２において、前記測定手段の光学条件は、色を評価するのと同一の光学条件であることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項６にかかる発明は、請求項２において、前記鏡面反射特性取得手段は、あらかじめ測定された鏡面状態の反射特性２を保持する記憶手段を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる画像形成装置は、定着手段で定着された記録材上のトナー像表面からの表面拡散光を取得し、この取得された表面拡散光に基づいて定着手段の定着条件を制御することにより、所望とする色再現を可能とし、色再現が良好な定着後の画像を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、一例でありこれに限定されるものではない。
【００２４】
（第１の実施の形態）
≪分光反射率を用いる例≫
この実施の形態では、表面拡散光の算出に用いる反射特性１および２について、分光反射率を用いた例を説明する。
【００２５】
図１は、この第１の実施の形態にかかるカラー画像形成装置の主要なシステム構成を示すブロック図である。この図１において、符号１００は給紙部１０１，書込光学系２４，電子写真プロセスにしたがったプロセス工程により感光体ドラムにトナー画像を形成し記録材に転写する作像部１０３などを有する画像形成部、符号１１０は所定の定着温度になるようにヒータへの通電を行うドライバ１１１、定着条件などを記憶する記憶部１１２などを有する定着制御部、符号１２０は本画像形成装置全体を制御するメイン制御部、符号１３０は各種の画像処理を実行する画像処理部、符号１４０は各種の入力設定や装置の状態などを表示する機能を有する操作表示部、符号１５０は後述するデータを記憶しておくメモリ１５１，表面拡散光を算出する算出部１５２を有する定着後画像特性取得部、符号３０は定着ローラ３１，加圧ローラ３２などを有する定着装置、符号４１は後述する分光測色計、符号３３，３４はヒータ、符号３５ａ，ｂは定着温度を検知するためのサーミスタである。
【００２６】
図２は、この第１の実施の形態にかかるカラー画像形成装置の全体構成を示す説明図であり、図１における画像形成部の構成を詳細に示したものである。なお、この装置は、図示のように、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。なお、この実施の形態の他に、リボルバー方式のカラー画像形成装置など他の構成であってもよい。
【００２７】
このカラー画像形成装置は、給紙部２１、現像色分並置したステーション毎の感光体（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、トナーカートリッジ（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）、現像手段（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）、中間転写体２７、転写ローラ２８、クリーニング手段２９、定着装置３０、分光測色計４１などを備える。
【００２８】
つぎに上記図１，２のカラー画像形成装置の動作について説明する。この動作はメイン制御部１２０によって統括的に制御される。画像形成部１００は、画像処理部１３０が変換した露光時間に基づいて書込光学系２４により露光光を帯電後の感光体ドラムに照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録材１１へ転写し、その記録材１１上の多色トナー像を熱および圧力の作用によって定着させる。
【００２９】
図２において、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミニウムシリンダの外周に有機光伝導層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて半時計周り方向に回転させる。
【００３０】
一次帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体ドラムを帯電させるための４個の帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える構成で、各帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが備えられている。
【００３１】
感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光光は書込光学系２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。
【００３２】
現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える構成で、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳがそれぞれ設けられている。それぞれの現像器は着脱可能に取り付けられている。
【００３３】
中間転写体２７は、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、単色トナー像が転写される。その後、中間転写体２７に後述する転写ローラ２８が接触して記録材１１を狭持搬送し、記録材１１に中間転写体２７上の多色トナー像が転写する。
【００３４】
転写ローラ２８は、記録材１１上に多色トナー像を転写している間、符号２８aの位置で記録材１１に当接し、印字処理後は符号２８ｂの位置に離間する。
【００３５】
つぎに、上記カラー画像形成装置における定着装置３０について説明する。定着装置３０は、記録材１１を搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１，２に示すように記録材１１を加熱する定着ローラ３１と記録材１１を定着ローラ３１に圧接するための加圧ローラ３２、またこれらのローラ表面にはサーミスタ（温度計）３５ａ，ｂが微圧で接触された状態で配置されている。定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空上に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４が内蔵されている。すなわち、多色トナー像を保持した記録材１１は定着ローラと加圧ローラにより搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。また、そのときの定着温度はサーミスタ３５により逐次モニタされている。なお、サーミスタは２個で図示しているが、装置の構成や精度向上などの理由によりさらに複数配置してもよく、この温度値は定着制御部１１０にフィードバックされる。
【００３６】
なお、トナー像が定着された後の記録材１１は、排紙ローラ（不図示）によって排紙トレイ（不図示）に排出して画像形成動作を終了する。クリーニング手段２９は、中間転写体２７上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２７上に形成された４色のトナー像を記録材１１に転写した後の廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。
【００３７】
つぎに、この実施の形態の画像形成装置における定着条件の制御動作の概要について図１を参照して説明する。この実施の形態の画像形成装置は、画像形成条件や定着条件、パッチ画像を記憶するメモリや、画像処理を行うＩＣ１等を含む、画像処理部１３０および、定着を制御する定着制御部１１０を含んでいる。前述したように、トナー像の記録材への転写と定着を行うが、この場合、記録材にパッチ画像（図４参照）を形成し転写・定着を行い、この定着後のパッチ画像の反射特性を分光測色計４１で測定し、この測定値を定着後画像特性取得部１５０に入力し、表面拡散光を算出する。続いて、定着制御部１１０は定着後画像特性取得部１５０からの情報にしたがって定着条件の決定を行う。
【００３８】
定着後画像特性取得部１５０は、記録材に定着された画像に対し分光反射率１を測定する分光測色計４１からの測定値を入力し、あらかじめ測定した記憶されているメモリ１５１の鏡面状態の分光反射率２を参照し、算出部１１２によって分光反射率１および２から表面拡散光を算出する。
【００３９】
分光測色計４１は、記録材搬送路の定着装置３０より下流に記録材１１の画像形成面へ向けて配置されており、記録材１１上に形成された定着後の画像に対する分光反射率１を検知する。分光測色計４１は、カラー画像形成装置の内部に配置することにより、定着後の画像を排紙部に排紙する前に、自動的に検知することが可能となる。
【００４０】
図３に分光測色計４１の構成の一例を示す。分光測色計４１は、ハロゲンランプ等の光源５１、コリメータレンズ等整形用のレンズ５２、スリット５３、凹面回折格子等の分光素子５４、Ｃ−ＭＯＳセンサ等の受光素子５５、また受光データを処理する図示しないＩＣなどにより構成される。
【００４１】
光源５１およびレンズ５２は、記録材１１の面に垂直な直線上に配置され、記録材１１に対し垂直に照射する。スリット５３および分光素子５４は記録材面の垂直方向に対し４５°方向に配置されており、測定対象からの反射光の内、４５°方向に反射された光がスリット５３を通過した後、分光素子５４により分光され、受光素子５５で受光される。なお、本実施形態では０／４５°を用いたが、前述のように０／ｄ（ＳＣＥ）のような積分球を用いてもよい。
【００４２】
このように、記録材１１上に定着されたトナー像に対し、分光測色計４１で分光反射率１が測定され、算出部１５２に送られる。一方、メモリ１５１からは、あらかじめ記憶された、鏡面状態の分光反射率２などが読み込まれ、同じく算出部１５２に送られる。算出部１５２では、前記送られた分光反射率１および２の差分をとることで、表面拡散光を算出する。そして算出結果を定着制御部１１０に送る。定着制御部１１０では、送られたデータに基づき定着条件を制御する。
【００４３】
つぎに、上述した定着条件における一連の制御動作について図７に示すフローチャートにしたがって説明する。この動作は、パッチ画像を記録材に形成し、定着後の画像を用いて定着条件を制御するものであり、メイン制御部１２０、定着制御部１１０によって制御される。まず、このフローチャートの概要を説明する。パッチ画像を所定の記録材上に転写し（ステップＳ１）、定着する（ステップＳ２）。続いて、この定着したパッチ画像に対し、反射特性１を測定し（ステップＳ３）、メモリ１５１から鏡面状態の反射特性等を読み込み（ステップＳ４）、表面拡散光を算出する（ステップＳ５）。続いて、上記算出された表面拡散光が上限値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで表面拡散光が上限値以下であると判断した場合、一連の本処理を終了する。一方、表面拡散光が上限値以下でないと判断した場合、さらに定着条件の制御の余地があるか否かを判断し（ステップＳ７）、定着条件の制御の余地がある場合、定着条件を制御し（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻り、上述の動作を繰り返し実行する。
【００４４】
上記のように、獲得した表面拡散光に基づき、定着条件を制御する動作は、ユーザーから定着条件制御の要求を受けて開始されるか、もしくは一定枚数以上印刷した場合に自動で定着条件制御を開始してもよい。また、工場出荷時の定着調整時、サービスマンの保守点検時（特に、定着装置、ローラ交換時）などに定着条件の制御を開始してもよい。また、この定着条件の制御（設定）については操作表示部１４０からの指示、あるいは特定の技術を有したサービスマンなどにより特殊な操作によって行なうようにしてもよい。
【００４５】
上記ステップＳ１において、記憶部１１２から制御用パッチデータが画像処理部１３０に送られ、記録材１１上にパッチが形成され、定着装置３０によりトナーが加熱定着される。ここで、加熱定着に用いられる定着条件は、記憶部１１２に記憶された最新の定着条件であるものとする。また、パッチ画像出力に用いられる記録材１１は、後述する所定の記録材であるとする。
【００４６】
図４は、記録材１１に加熱定着されるパッチ画像の一例である。図４は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各単色面積率１００％のパッチが記録材の搬送方向に一列に配置されたものである。面積率１００％のパッチのみを用いるのは、定着性の変動を確認するには面積率１００％のパッチが最も適しているためである。もちろん、単色でなく、Ｒ、Ｇ、Ｂなど２次色の面積率１００％のパッチを用いてもよい。また、記録材の搬送方向に一列に配置しているのは、定着装置３０に、記録材搬送方向と垂直な方向（主走査方向）に定着ムラがある場合を考慮してのことである。
【００４７】
図７の表面拡散光を獲得するステップＳ３〜Ｓ６についてさらに説明する。ステップＳ３において、記録材１１上に加熱定着された各色のパッチに対し、分光測色計４１により分光反射率１が測定される。そしてステップＳ４において、メモリ１５１から鏡面状態の分光反射率２などのデータを読み込む。そしてステップＳ５では、算出部１５２において前記分光反射率１および２の差分をとることにより表面拡散光を算出する。ステップＳ６では、同じく算出部１５２において前記算出された表面拡散光を、メモリ１５１に保持された表面拡散光の上限値（許容範囲）と比較する。
【００４８】
図５に示すのは、図７のステップＳ４においてメモリ１５１から読み込まれるデータテーブルの一例である。図５のデータテーブルは、測定時に用いた記録材、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色の鏡面状態の分光反射率および各色の表面拡散光の上限値を含む。ここで、前記パッチ画像を形成する記録材は、このメモリ１５１内に記憶されたデータの測定に用いた記録材と同一である必要がある。このデータテーブルを単一の記録材についてのみ保持するのであれば、記録材は記憶しておかなくてもよいが、ユーザーに定着条件制御用の記録材をアナウンスする目的から、ここではデータテーブルに加えている。また、単一の記録材のみについてのデータしかない場合、定着条件制御の目的のためだけに、ユーザーにその記録材の使用（保持）を強いることになり、好ましくない。したがって、複数の記録材について図５のデータテーブルを記憶しておき、ユーザーが定着条件制御に用いる記録材を選択できるようにしてもよい。その場合は、ユーザーが選択した記録材に対応するデータテーブルをメモリ１５１から読み込めばよい。
【００４９】
また、図７のステップＳ５では、ステップＳ３で測定した分光反射率１およびステップＳ４でメモリ１５１から読み込んだ鏡面状態の分光反射率２を用いて、表面拡散光を算出する。原理は図１５で説明した通りであり、具体的には、分光反射率１から分光反射率２を差し引くことで表面拡散光を得る。ただし、この時点では算出した表面拡散光は分光データであるが、上限値との比較などを考えると、単一の値の方が都合がよい。よって、例えば、分光反射率が最も小さい波長における表面拡散光の値をとる方法や、吸収帯域における表面拡散光の平均値をとる方法が考えられる。いずれにしても、表面拡散光は吸収帯域の方が感度がよいため、吸収帯域を用いることが望ましい。もちろん、ここで用いられる表面拡散光の算出方法（分光データから単一の値を得る過程）は、メモリ１５１に記憶された表面拡散光の上限値を算出した際と同じ方法を用いる必要がある。なお、以上の作業はパッチ画像の各色毎に行われる。
【００５０】
また、図７のステップＳ６では、ステップＳ５において算出した表面拡散光と、ステップＳ４でメモリ１５１から読み込んだ表面拡散光の上限値とを各色毎に比較する。そして、表面拡散光が上限値を上回った場合には、ステップＳ７〜Ｓ８に進む。なお、ステップＳ５およびＳ６は、算出部１５２において実行されるものであり、ステップＳ７〜Ｓ８に進む際には、算出部１５２から定着制御部１１０にデータが送られ、定着制御部１１０においてステップＳ７〜Ｓ８が実行される。この際送られるデータとしては、表面拡散光の値や、上限値との差分値などが考えられる。
【００５１】
また、図７のステップＳ７およびＳ８では、算出部１５２から送られたデータに基づき、定着条件を制御する。ステップＳ７では、定着条件に制御の余地があるかどうかを判断する（通常、一回目のサイクルでは余地有と判断する）。そして余地が有ると判断されれば、ステップＳ８において、定着条件の制御を行う。そして定着条件を更新し、更新された定着条件を基に、ステップＳ１に戻り、再度パッチ画像を出力する。
【００５２】
ここで、ステップＳ７およびＳ８を実行する定着制御部１１０は、定着条件の制御に必要なデータを記憶しておく記憶部１１２を備えている。
【００５３】
以下、ステップＳ７およびＳ８における定着条件制御の具体例を示す。ここで言う定着条件の制御とは、表面拡散光を小さくすることが狙いである。ここで、制御対象となる定着条件には、例えば定着温度や記録材の搬送速度が挙げられる。ここでは、搬送速度は一定とし、サーミスタ３５ａ，ｂで検知される定着ローラ３１、加圧ローラ３２の表面温度である定着温度を制御対象とする。図６に示すのは、定着温度に対する表面拡散光の変化の様子である。図６に示すように、定着温度に対し表面拡散光は下に凸の曲線を描く。定着温度が低い領域では、トナーが十分に溶融せず、表面に凹凸が多く残るため、表面拡散光は大きくなる。定着温度を上げていくと、トナーが十分に溶融するようになり、表面の凹凸が減少し、表面拡散光は小さくなる。しかし、一定以上温度を上げると、今度はホットオフセットが起こり始め、トナー表面に剥離が生じ、凹凸が生じる結果、表面拡散光は大きくなる。したがって、表面拡散光を小さくするには、図６の曲線の極小点に近づけるよう、定着温度を制御すればよい。
【００５４】
ここで、図７のステップＳ７において定着条件制御の余地を判断する意図を説明する。定着装置を構成する部品の経時劣化などにより定着性が変化することで表面拡散光が増加し、後述する制御方法で表面拡散光を可能な限り小さくしたとしても（図６における極小値に達したとしても）、その値が前述のメモリ１５１に記憶された上限値を上回ってしまうケースが考えられる。ステップＳ７はそうした場合を考慮したものであり、ステップＳ６で表面拡散光が上限値を上回っていても、ステップＳ７で表面拡散光が極小値に達したと判定されれば、定着条件の制御は終了となる。
【００５５】
さて、前述のように、ここで言う定着条件の制御とは、図６において極小点に近づけるよう、定着パラメータ（定着温度）を制御することである。ここで、定着ローラなどは経時劣化するため、定着温度が同じでも、表面拡散光の大きさが常に同じとは限らない。また、定着温度も常に同じように測定できる訳でなく、測定値はその時々で変動する。したがって、図６の曲線はあくまで相対的なものであり、その時々で変動するものである。すなわち、定着温度を制御するということは、その時点での図６における極小点に相当する温度に近づけるということである。よって、図６における極小点の温度をあらかじめ記憶しておき、その温度を目標値として定着温度を制御することには意味がなく、あくまで表面拡散光の大小から、図６の曲線の極小点に対する現在の位置を判断し、制御する必要がある。
【００５６】
以下、定着温度制御方法の一例を説明する。まず、図６の曲線の大まかな特徴（定着温度の変化に対する感度など）は変わらないことを考え、定着温度制御時に変化させる所定の温度ΔＴをあらかじめ定着制部１１０の記憶部１１２に記憶しておく。そして、一度記憶部１１２に記憶された最新の定着条件（定着温度）でパッチ画像を出力し、表面拡散光を測定する。この際、測定した表面拡散光の値を定着制御部１１０の記憶部１１２に記憶しておく。そして算出部１５２により定着条件制御が必要と判断された場合には、定着温度をΔＴだけ変化させ、再度パッチ画像を出力し、表面拡散光を測定する。そして定着制御部１１０において、測定した表面拡散光の値を記憶部１１２に記憶した直前の表面拡散光の値と比較する。そして表面拡散光が減少していれば、図６における極小点に近づいたことが分るので、その方向に定着温度を制御すればよいと分る。反対に表面拡散光が増加した場合には、定着温度が図６における極小点から離れたことが分るので、その場合には逆方向に定着温度を制御すればよい。このようにして図６における極小点との現時点での相対的な位置、つまり定着温度を制御する方向を求め、以上のサイクルを、表面拡散光が十分小さくなるまで繰り返せばよい。ここで、前述のように表面拡散光が図６における極小点に達したと判断された場合には、依然として上限値を上回っていたとしても、それ以上表面拡散光を小さくできないため、そこで定着条件の制御動作は終了する。
【００５７】
なお、前記所定の温度ΔＴは、大きすぎず小さすぎない必要がある。すなわち、一度定着温度をΔＴ変化させただけで、極小点を飛び越えてしまうような場合は、ΔＴが大きすぎる場合である。反対に、ΔＴが小さすぎると、極小点にたどり着くまでに何度もパッチ画像を出力しなくてはならない。したがって、ΔＴは逐次手動で入力してもよいが、最適なΔＴをあらかじめ測定し、定着制御部１１０の記憶部１１２に記憶しておくことが望ましい。また、ΔＴは極小点から離れているときは大きく、反対に極小点に近いときには小さいことが望ましい。よって、自動制御の場合には、このΔＴの制御方法もあらかじめ最適なものを定着制御部１１０の記憶部１１２に記憶しておくことが望ましい。
【００５８】
以上、定着温度を制御対象とし、制御方法の一例を述べた。上記のような方法は、前述のようにΔＴなどを手動で逐次入力して制御してもよく、また上記のような機能を備えたソフトウェアプログラムを定着制御部１１０の記憶部１１２などに記憶させ、自動で制御してもよい。
【００５９】
また、定着装置（定着ローラ、加圧ローラなど）の経時劣化などにより、表面拡散光が定着制御部１１０の記憶部１１２に保持された表面拡散光の上限値を常に上回るようになった場合、前述の方法では、定着条件補正の制御を実行するたびに、図７のステップＳ７において毎回上限値を上回るという結果を出す。この場合、仮に前回の定着条件の補正時から表面拡散光が増加していないとしても（すでに図６における極小点にあったとしても）、ステップＳ８で極小点に達したと判定されるまで、最低数回はパッチ画像を出力しなくてはならず、好ましくない。したがって、一度表面拡散光の極小値が定着制御部１１０の記憶部１１２に保持された表面拡散光の上限値を上回った場合には、定着制御部１１０の記憶部１１２に保持されている表面拡散光の上限値を現在の値に更新する方法も考えられる。そして、次回以降は更新された最新のデータテーブル（表面拡散光の上限値）を用いればよい。こうすることで、無駄にパッチ画像を出力することを抑制し、より効率的に定着条件制御を行うことができる。
【００６０】
（第２の実施の形態）
≪濃度を用いる例≫
前述した第１の実施の形態では、表面拡散光の算出に用いる反射特性１および２に分光反射率を用いた。この場合、分光反射率の測定に分光測色計が必要であった。しかし、より装置を簡便にしたいという要望も考えられる。そこでこの第２の実施の形態では、分光反射率に代わり、定着後の画像濃度を用いた例を示す。
【００６１】
図８は、この第２の実施の形態にかかるカラー画像形成装置の主要なシステム構成を示すブロック図である。図９は、この第２の実施の形態にかかるカラー画像形成装置の全体構成を示す説明図である。この図８、図９に示すカラー画像形成装置の構成は、第１の実施の形態で示した分光測色計４１に代わり濃度計４２を配置したものである。それ以外の構成については、図１、図２と同様の構成であるので同一符号を付し、ここでの重複説明は省略する。
【００６２】
図１０に濃度計４２の構成の一例を示す。濃度計４２はガス充填フィラメントランプなどの光源６１と、フォトダイオード等の受光素子６２、受光データを処理する図示しないＩＣなどにより構成される。図１０における光源６１は、記録材１１に対して垂直に設置されており、記録材１１上に垂直に照射する。受光素子６２は、記録材１１の垂直方向に対して４５°方向に設置されており、記録材１１からの反射光を検出する。
【００６３】
この第２の実施の形態における定着条件の制御の流れは、図７のステップＳ３で測定される反射特性が、前記分光反射率１の代わりに濃度１となり、この他は図７に示した動作と同様である。定着条件の制御において定着後のパッチ画像を濃度計４２によって測定しこの濃度値を算出部１５２に送る。また、メモリ１５１に記憶されるデータテーブルの例としては、図１１に示すとおりである。濃度を用いる場合には、メモリ１５１に記憶しておくデータも少なくできる。図１１に示すように、各色ごとに持つ鏡面反射特性のデータは、鏡面状態の濃度２だけでよい。
【００６４】
算出部１５２では、濃度計４２で測定された各色毎の濃度１およびメモリ１５１に記憶された鏡面状態の濃度２を用いて表面拡散光を算出する。この際、算出部１５２では式Ｄ＝−ｌｏｇ（Ｒ）［Ｄは濃度、Ｒは反射率を表す］により濃度を反射率に変換した後、両者の差分値を取ることで、表面拡散光を得る。なお、それ以降の定着制御部１１０などにおける処理は第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
以上、第１の実施の形態および第２の実施の形態について述べてきた。ここで、両実施の形態に用いる図４のパッチ画像の変わりに、図１２に示すパッチ画像を用いる方法も考えられる。図１２に示すパッチ画像は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色の面積率１００％のパッチが記録材搬送方向に一列に配置されているのに加え、それら各色のパッチが記録材搬送方向の垂直方向（主走査方向）にも並置されている。記録材搬送方向の直交方向に同色のパッチを並置し、それぞれのパッチに対し分光測色計４１ないし濃度計４２を配置して反射特性を測定し、表面拡散光を得ることにより、記録材搬送方向の垂直方向に定着ムラが生じているか否かを検知できる。そして定着ムラが生じた場合には、その定着ムラを減らすよう定着条件を制御できる。この場合、検知される定着ムラとは記録材搬送方向の直交する方向（主走査方向）における表面拡散光の変動であるため、定着条件制御の方法としては、例えば記録材搬送方向の直交する方向における表面拡散光の総和が最も小さくなるよう、定着条件を制御する方法などが挙げられる。また、この場合、定着温度を検知するサーミスタをローラ軸方向に複数配置することで、さらにきめ細かな定着温度の検知が行なえ、上記定着制御がさらに良好に行なえる。
【００６６】
なお、この実施の形態では定着装置の構成例として定着ローラ３１と加圧ローラ３２を対向させた定着装置３０を例にとって説明したが、これに限らず他の定着装置の構成であてもよい。他の定着装置の構成例を図１３に示す。この定着装置は定着部材として無端ベルト８が用いられ、この無端ベルト８は少なくとも２本の支持ローラ９，１０に張架され、加圧ローラ２が図示しない加圧手段により一定の加圧力で無端ベルト８に押し当てられる。支持ローラ９は内部に配置されたヒータ３により加熱されて無端ベルト８を加熱し、加圧ローラ２の表面には補助加熱ローラ１１が当接される。この補助加熱ローラ１１は内部に配置されたヒータ４により加熱されることで加圧ローラ２を加熱する。なお、図１３における符号６は転写後のトナー画像、符号７は記録材である。
【００６７】
したがって、以上説明してきた実施の形態によれば下記に列記する効果を奏する。第１に、定着装置３０で定着された記録材上のパッチ画像に対するトナー像表面からの表面拡散光を取得し、この取得された表面拡散光の反射特性１とあらかじめ記憶されている鏡面状態の反射特性２を用いて定着装置３０の定着条件を制御することにより、所望とする色再現を可能とし、色再現が良好な定着後の画像を得ることができる。第２に、上記において、反射特性１および２を分光反射率とし、両者の差分をとることにより表面拡散光の取得を可能にしている。第３に、上記において、反射特性１および２を濃度とし、前記濃度を反射率に変換した後に差分をとることにより、表面拡散光の取得を可能にし、また濃度を用いることで分光反射率を用いる場合に比べてより装置の簡易化を可能にする。
【００６８】
第４に、上記において、反射特性１および２を測定する際の光学条件について、色を評価するのと同一の光学条件を用いることにより、前記獲得した表面拡散光を直接色の評価に結び付けることが可能になる。第５に、上記において、あらかじめ測定しておいた鏡面状態の反射特性２を装置内部に記憶してくことで、パッチ画像の鏡面化手段や反射特性２の測定手段を省くことができ、装置の簡易化および補正処理の時間の短縮を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる画像形成装置は、電子写真方式を用いたカラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ装置などに有用であり、特に、定着画像の表面拡散光を測定して定着条件を制御する装置やシステムに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この第１の実施の形態にかかるカラー画像形成装置の主要なシステム構成を示すブロック図である。
【図２】この第１の実施の形態にかかるカラー画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】この第１の実施の形態にかかる分光測色計の構成を示す説明図である。
【図４】この第１の実施の形態にかかるパッチ画像１の例を示す説明図である。
【図５】この第１の実施の形態の反射特性２として定着制御に用いるデータテーブル１の例を示す図表である。
【図６】この第１の実施の形態の定着制御にかかる定着温度と表面拡散光との関係を示すグラフである。
【図７】この第１の実施の形態の定着制御の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】この第２の実施の形態にかかるカラー画像形成装置の主要なシステム構成を示すブロック図である。
【図９】この第２の実施の形態にかかるカラー画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図１０】この第２の実施の形態にかかる濃度計の構成を示す説明図である。
【図１１】この第２の実施の形態の濃度特性２として定着制御に用いるデータテーブル２の例を示す図表である。
【図１２】この実施の形態にかかるパッチ画像２の例を示す説明図である。
【図１３】他の定着装置の構成例を示す説明図である。
【図１４】表面拡散光と彩度との関係を示すグラフである。
【図１５】画像に対する表面拡散光の測定原理を示す説明図である。
【図１６】画像の光沢度および色の測定光学系を示す説明図である。
【図１７】画像の光沢と表面拡散光との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
３０  定着装置
３１  定着ローラ
３２  加圧ローラ
３３，３４  ヒータ
３５ａ，ｂ  サーミスタ
４１  分光測色計
４２  濃度計
１００  画像形成部
１１０  定着制御部
１１１  ドライバ
１１２  記憶部
１２０  メイン制御部
１３０  画像処理部
１４０  操作表示部
１５０  定着後画像特性取得部
１５１  メモリ
１５２  算出部
【図１】
2010072210.tif 000003
【図２】
2010072210.tif 000004
【図３】
2010072210.tif 000005
【図４】
2010072210.tif 000006
【図５】
2010072210.tif 000007
【図６】
2010072210.tif 000008
【図７】
2010072210.tif 000009
【図８】
2010072210.tif 000010
【図９】
2010072210.tif 000011
【図１０】
2010072210.tif 000012
【図１１】
2010072210.tif 000013
【図１２】
2010072210.tif 000014
【図１３】
2010072210.tif 000015
【図１４】
2010072210.tif 000016
【図１５】
2010072210.tif 000017
【図１６】
2010072210.tif 000018
【図１７】
2010072210.tif 000019