(57)【要約】 【課題】  定着ムラが発生しやすい画像形成条件であっても、定着ムラの発生を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  搬送される記録紙Ｐの先端部分表面を表面状態センサ６で表面粗さ値を検出する。算出部８では、予め定められるトナー濃度および定着条件と、検出された表面粗さとを用いて予測画像濃度を算出する。切り換え制御部９は、算出された予測画像濃度が、予め定める画像濃度範囲内に含まれるかどうかを判断する。含まれなければ、顔料濃度が高いトナーを用いた第１ユニット２による画像形成を選択する。含まれていれば、顔料濃度が低いトナーを用いた第２ユニット３による画像形成を選択する。選択された画像形成ユニットが画像形成を行い、定着装置４で定着した後、記録紙を排出する。【選択図】      図１
2008216818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式を利用して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
画像データに基づいて感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、
静電潜像が形成された感光体表面に第１トナーを供給し、第１現像バイアス電圧でトナー像を現像する第１現像手段と、
静電潜像が形成された感光体表面に第２トナーを供給し、第２現像バイアス電圧でトナー像を現像する第２現像手段と、
感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
記録媒体に転写される未定着トナー像を加熱加圧により記録媒体に定着させる定着手段と、
記録媒体の表面粗さを検出する表面粗さ検出手段と、
検出された表面粗さに基づいて現像すべき画像濃度を算出する算出手段と、
算出された画像濃度が所定の濃度範囲内に含まれるかどうかを判断し、含まれていなければ第１現像手段を動作させて現像し、含まれていれば第２現像手段を動作させて現像する現像切り換え制御手段とを備え、
第２現像手段で現像したときのトナー像の層厚みが、第１現像手段で現像したときのトナー像の層厚みよりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
第２トナーに含まれる顔料濃度は、第１トナーに含まれる顔料濃度よりも低く、第２現像バイアス電圧は、第１バイアス電圧よりも低いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
表面粗さ検出手段は、記録媒体表面における拡散反射光に基づいて表面粗さを検出することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像データを文字領域、網点領域、写真領域の３つの領域に分離する領域分離手段を備え、
現像切り換え制御手段は、分離された写真領域を第２現像手段によって現像し、分離された文字領域、網点領域を第１現像手段によって現像することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
所定の濃度範囲は、中間調画像の画像濃度が含まれる範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
第１トナーおよび第２トナーの平均粒径が、５〜８μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録媒体の表面粗さを入力する入力手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
第１トナーおよび第２トナーは、同じ色または異なる色のトナーであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つ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、電子写真方式を利用して記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置（以下単に「画像形成装置」とする）は、簡易な操作で高画質画像を形成でき、保守管理も容易であることから、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多用され、広く普及している。画像形成装置は、たとえば、感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む。感光体はその表面に感光層を有するローラ状部材である。帯電手段は感光体表面を所定電位に帯電させる。露光手段は帯電状態にある感光体表面に静電潜像を形成する。現像手段は感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。転写手段は感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する。定着手段はトナー像を記録媒体に熱定着させる。これによって、記録媒体上に画像が形成される。画像形成装置において、現像手段としては、一般に、現像槽、現像ローラ、撹拌部材、規制部材、流し板などを含む現像装置が用いられる。現像槽は、現像ローラおよび撹拌部材を回転自在に支持するとともに、その内部に現像剤を貯留する。現像ローラは表面に現像剤層を担持して回転し、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。撹拌部材は現像槽内の現像剤を均一に撹拌して現像ローラに向けて搬送する。規制部材は現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する。現像剤としては、主に、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が用いられる。
【０００３】
画像形成装置の広範な分野への急速な普及に伴い、画像形成装置には様々な高性能化が要求される。たとえば、印刷速度の高速化が進められる。数年前まではＡ４用紙で５０〜７０枚／分であった印刷速度が、最近では１００〜１２０枚／分にも及ぶ。このような高速化は、軽印刷の分野への進出を視野に入れたものである。印刷速度の高速化に対応するためには、現像装置においては、現像ローラを大径化し、かつ現像槽を大容量化するのが最も容易である。しかしながら、画像形成装置には、印刷速度の高速化とともに装置の小型化が求められる。小型化が要求される状況においても、感光体の潜像画像を適正に現像して、安定した印字品位を有する画像を提供することが求められる。
【０００４】
印字品位は、現像、転写、定着などの各プロセスに依存するが、特に定着プロセスでは、記録紙上に転写されたトナー層に均一な熱量を付与することが重要な要素となる。
【０００５】
印刷速度の高速化に対応する画像形成装置では、トナー層が転写された多数枚の記録紙が短時間で定着装置を通過し、特に記録紙の表面粗さが大きい場合には、定着装置の熱をうまくトナー層に付与できず、定着ムラを発生させることになる。すなわち、定着熱が十分トナー層に付与できた部分とできなかった部分とで、トナー層の溶融状態が異なることに起因するムラが発生することになる。このような定着ムラは、特にハーフトーン領域において顕著に発生する。
【０００６】
このような定着ムラを防止するために、定着装置の付加熱量を多くすること、定着プロセスを二回行うことなどが考えられている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】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】
従来の画像形成装置では、記録紙の紙質（表面粗さ）を特に考慮しておらず、また定着プロセスを２回行うことで消費電力が増加するので、好ましくない。
【０００９】
本発明の目的は、定着ムラが発生しやすい画像形成条件であっても、定着ムラの発生を防止することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電子写真方式を利用して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
画像データに基づいて感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、
静電潜像が形成された感光体表面に第１トナーを供給し、第１現像バイアス電圧でトナー像を現像する第１現像手段と、
静電潜像が形成された感光体表面に第２トナーを供給し、第２現像バイアス電圧でトナー像を現像する第２現像手段と、
感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
記録媒体に転写される未定着トナー像を加熱加圧により記録媒体に定着させる定着手段と、
記録媒体の表面粗さを検出する表面粗さ検出手段と、
検出された表面粗さに基づいて現像すべき画像濃度を算出する算出手段と、
算出された画像濃度が所定の濃度範囲内に含まれるかどうかを判断し、含まれていなければ第１現像手段を動作させて現像し、含まれていれば第２現像手段を動作させて現像する現像切り換え制御手段とを備え、
第２現像手段で現像したときのトナー像の層厚みが、第１現像手段で現像したときのトナー像の層厚みよりも大きいことを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
また本発明は、第２トナーに含まれる顔料濃度は、第１トナーに含まれる顔料濃度よりも低く、第２現像バイアス電圧は、第１バイアス電圧よりも低いことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、表面粗さ検出手段は、記録媒体表面における拡散反射光に基づいて表面粗さを検出することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、画像データを文字領域、網点領域、写真領域の３つの領域に分離する領域分離手段を備え、
現像切り換え制御手段は、分離された写真領域を第２現像手段によって現像し、分離された文字領域、網点領域を第１現像手段によって現像することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、所定の濃度範囲は、中間調画像の画像濃度が含まれる範囲であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、第１トナーおよび第２トナーの平均粒径が、５〜８μｍであることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、記録媒体の表面粗さを入力する入力手段を備えることを特徴とする。
また本発明は、第１トナーおよび第２トナーは、同じ色または異なる色のトナーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、露光手段が、画像データに基づいて感光体表面に静電潜像を形成すると、第１現像手段が、静電潜像が形成された感光体表面に第１トナーを供給し、第１現像バイアス電圧でトナー像を現像するか、または第２現像手段が、静電潜像が形成された感光体表面に第２トナーを供給し、第２現像バイアス電圧でトナー像を現像する。
【００１８】
感光体表面のトナー像は、転写手段によって記録媒体に転写され、定着手段は、記録媒体に転写される未定着トナー像を加熱加圧により記録媒体に定着させる。
【００１９】
算出手段は、表面粗さ検出手段によって検出された記録媒体の表面粗さに基づいて現像すべき画像濃度を算出する。現像切り換え制御手段は、算出された画像濃度が所定の濃度範囲内に含まれるかどうかを判断し、含まれていなければ第１現像手段を動作させて現像し、含まれていれば第２現像手段を動作させて現像する。このようにして現像した場合、第２現像手段で現像したときのトナー像の層厚みが、第１現像手段で現像したときのトナー像の層厚みよりも大きいことを特徴とする。
【００２０】
これにより、定着ムラが発生しやすい画像濃度範囲において、トナー像の層厚みが大きくなるので、記録媒体の表面粗さが緩和され、定着ムラの発生を防止することができる。
【００２１】
また本発明によれば、第２トナーに含まれる顔料濃度は、第１トナーに含まれる顔料濃度よりも低く、第２現像バイアス電圧は、第１バイアス電圧よりも低い。
【００２２】
これにより、第２現像手段で現像したときのトナー像の層厚みを、第１現像手段で現像したときのトナー像の層厚みよりも大きくしたとしても、同じ画像濃度を確保することができる。
【００２３】
また本発明によれば、表面粗さ検出手段は、記録媒体表面における拡散反射光に基づいて表面粗さを検出する。
【００２４】
これにより、容易に表面粗さを検出することができる。
また本発明によれば、領域分離手段によって、予め画像データを文字領域、網点領域、写真領域の３つの領域に分離しておき、現像切り換え制御手段は、分離された写真領域を第２現像手段によって現像し、分離された文字領域、網点領域を第１現像手段によって現像する。
【００２５】
これにより、全体ではなく写真領域のような一部の領域に定着ムラが発生しやすい画像データであっても定着ムラの発生を防止することができる。
【００２６】
また本発明によれば、定着ムラが最も発生しやすい中間調画像の現像に対して効果的に定着ムラを防止することができる。
【００２７】
また本発明によれば、第１トナーおよび第２トナーの平均粒径が５〜８μｍの微小粒径トナーを使用することができ、定着における消費電力の低減および高画質化を実現することができる。
【００２８】
また本発明によれば、記録媒体の表面粗さを入力する入力手段を備えるので、ユーザが所望する条件で画像形成を行うことができる。
【００２９】
また本発明によれば、第１トナーおよび第２トナーとして、同じ色または異なる色のトナーを用いることができる。すなわち、顔料の種類にかかわらず定着ムラを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を概略的に示す模式図である。
【００３１】
画像形成装置１としては、たとえば複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１においては、複写モード、プリンタモードおよびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部により、印刷モードが選択される。
【００３２】
画像形成装置１は、第１画像形成ユニット（以下では単に「第１ユニット」という）２、第２画像形成ユニット３（以下では単に「第２ユニット」という）、定着装置４、記録紙収納カセット５、表面状態センサ６、原稿情報記憶部７、算出部８、切り換え制御部９を有する。
【００３３】
第１ユニット２および第２ユニット３は、電子写真方式の画像形成を行い、記録紙Ｐの表面にトナー層を形成する。
【００３４】
第１ユニット２は、第１感光体１０、第１帯電装置１１、第１露光装置１２、第１現像装置１３、第１転写装置１４、第１クリーニング装置１５を有する。また、第２ユニット３は、第２感光体１６、第２帯電装置１７、第２露光装置１８、第２現像装置１９、第２転写装置２０、第２クリーニング装置２１を有する。
【００３５】
第１ユニット２の各装置と、第２ユニット３の各装置は、それぞれ同様の動作を行い、現像装置に収納されている現像剤（トナー）の種類が異なるだけであるので、第１ユニット２の各装置について説明し、第２ユニット３については詳細説明を省略する。
【００３６】
第１感光体１０は、図示しない駆動手段により、軸線周りに回転駆動可能に支持され、図示しない、導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などが挙げられる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。導電性材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属、これらの２種以上の合金、合成樹脂フィルム、金属フィルム、紙などのフィルム状基体にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの１種または２種以上からなる導電性層を形成してなる導電性フィルム、導電性粒子および／または導電性ポリマーを含有する樹脂組成物などが挙げられる。なお、導電性フィルムに用いられるフィルム状基体としては、合成樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルムが特に好ましい。また、導電性フィルムにおける導電性層の形成方法としては、蒸着、塗布などが好ましい。
【００３７】
第１帯電装置１１は、第１感光体１０を臨み、感光体１０の長手方向に沿って感光体１０表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体１０表面を所定の極性および電位に帯電させる。第１帯電装置１１には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを使用できる。本実施の形態では、第１帯電装置１１は感光体１０表面から離隔するように設けられるけれども、それに限定されない。たとえば、第１帯電装置１１として帯電ローラを用い、帯電ローラと感光体とが圧接するように帯電ローラを配置しても良く、帯電ブラシ、磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器を用いても良い。
【００３８】
第１露光装置１２は、第１露光装置１２から出射される各色情報の光が、第１帯電装置１１と第１現像装置１３との間を通過して感光体１０の表面に照射されるように配置される。第１露光装置１２は、画像情報を装置内でシアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）、ブラック（ｋ）の各色情報の光に分岐し、第１帯電装置１１によって一様な電位に帯電された感光体１０表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。第１露光装置１２には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニットを使用できる。他にもＬＥＤアレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。
【００３９】
第１現像装置１３は、感光体１０の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する。第１現像装置１３は、その内部空間にトナーを収容しかつ現像ローラ、供給ローラ、撹拌ローラなどのローラ部材またはスクリュー部材を収容して回転自在に支持する。第１現像装置１３の感光体１０を臨む側面には開口部が形成され、この開口部を介して感光体１０に対向する位置に現像ローラが回転駆動可能に設けられる。現像ローラは、感光体１０との圧接部または最近接部において感光体１０表面の静電潜像にトナーを供給するローラ状部材である。トナーの供給に際しては、現像ローラ表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（以下単に「現像バイアス」とする）として印加される。これによって、現像ローラ表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御できる。供給ローラは現像ローラを臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ周辺にトナーを供給する。攪拌ローラは供給ローラを臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、新たに供給されるトナーを撹拌して供給ローラ周辺に送給する。ここで、トナーとしては特に制限されず、結着樹脂、着色剤、離型剤、帯電制御剤などを含み、必要に応じて、有機微粒子、無機微粒子などを含むトナーを使用できる。
【００４０】
第１現像装置１３と第２現像装置１９との違いは、収納されているトナーの顔料濃度であり、第１現像装置１３に収納されているトナーの顔料濃度より、第２現像装置１９に収納されているトナーの顔料濃度が低くなっている。
【００４１】
中間調画像の画像濃度において、定着ムラが発生しやすく、特に、記録紙の表面粗さが大きくなると定着ムラの発生が顕著になる。このような画像濃度で現像する場合については、顔料濃度が低いトナーを用いて現像を行う第２現像装置１９で現像する。このとき、トナーの顔料濃度が低いので、画像濃度を確保するためには、現像するトナー量を多くする必要がある。したがって、第２現像装置１９では、第１現像装置１３に比べて現像バイアスを小さくする。現像装置に収納されているトナーの顔料濃度は予めわかっているので、現像バイアスは、第１現像装置１３におけるバイアスと、第２現像装置１９におけるバイアスとを予め設定しておけばよい。
【００４２】
このようにして、現像するトナー量を多くすることで、現像されたトナー層の厚みが厚くなり、記録紙の表面粗さを緩和するように働く。
【００４３】
中間調画像を現像する場合の顔料濃度としては、たとえば３〜４重量％が好ましく、それ以外の画像を現像する場合の顔料濃度としては、たとえば４〜１２重量％が好ましい。
【００４４】
画像形成装置１で用いるトナーには、体積平均粒子径５〜８μｍ、着色剤（顔料）濃度５〜１０重量％、形状係数ＳＦ１  １１０〜１４０の高顔料濃度トナーを用いるのが好ましい。この高顔料濃度トナーを用いることによって、画像形成のランニングコストの削減、ならびに画像濃度および彩度の高い高品位画像の形成を両方とも達成できる。
【００４５】
第１転写装置１４は、図示しない支持手段によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転可能に設けられ、かつ感光体１０に圧接するように設けられるローラ状部材である。第１転写装置１４には、たとえば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。感光体１０と第１転写装置１４との圧接部（転写ニップ部）に、感光体１０の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙収納カセット５からピックアップローラおよびレジストローラを介して記録紙が１枚ずつ供給される。記録紙が転写ニップ部を通過することによって、感光体１０表面のトナー像が記録紙に転写される。第１転写装置１４には図示しない電源が接続され、トナー像を記録紙に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する。これによって、トナー像が記録紙に円滑に転写される。
【００４６】
第１クリーニング装置１５は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを含む。クリーニングブレードは、感光体１０の長手方向に平行に延び設けられかつその短手方向の一端が感光体１０表面に当接するように設けられる板状部材である。クリーニングブレードは、記録紙にトナー像を転写した後に感光体１０表面に残留するトナー、紙粉などを感光体１０表面から取り除く。トナー貯留槽は内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。
【００４７】
定着装置４は、定着ローラ２２と、加圧ローラ２３とを含む。定着ローラ２２は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ２３は、その内部に図示しない加熱手段を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ２２としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱手段は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱手段にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。
【００４８】
加圧ローラ２３は、回転自在に支持されかつ図示しない加圧手段によって定着ローラ２２に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ２３は定着ローラ２２の回転に従動回転する。定着ローラ２２と加圧ローラ２３との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ２３は、定着ローラ２２によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ２３には、定着ローラ２２と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ２３の内部にも加熱手段を設けてもよい。加熱手段には定着ローラ２２内部の加熱手段と同様のものを使用できる。
【００４９】
定着装置４によれば、トナー像が転写された記録紙を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録紙に押圧することによって、トナー像を記録紙に定着させ、画像を印刷する。画像が印刷された記録紙は、図示しない搬送手段によって、排紙トレイに排出される。
【００５０】
記録紙収納カセット５は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙などの記録紙を収容するカセットである。記録紙収納カセット５は複数設けられ、それぞれのカセットにサイズの異なる記録紙が収容される。記録紙のサイズには、Ａ３、Ａ４、Ｂ５、Ｂ４などがある。また、複数の記録紙収納カセット５に同じサイズの記録媒体を収容してもよい。図示しないピックアップローラと、搬送ローラと、レジストローラとによって、感光体１０表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、記録紙が１枚ずつ送給される。
【００５１】
表面状態センサ６は、記録紙収納カセット５からピックアップされ、第１転写装置１４へ搬送される記録紙の表面粗さを検出する。記録紙収納カセット５からピックアップされた直後の搬送経路上に配置され、搬送される記録紙の先端部分の表面状態を検出する。
【００５２】
記録紙の表面状態は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）レーザ変位センサへの拡散反射光量の触れ幅（単位は［Ｖ］）で検出され、基本的に表面粗さＲａ（μｍ）と相関性を有する。
【００５３】
ＣＣＤレーザ変位センサの測定原理は、三角測量を応用した測定原理であり、投光されたレーザ光が、対象物（本発明では記録紙）の表面で拡散反射する。その反射光の一部を受光レンズで集光し、ＣＣＤ上に結像させる。
【００５４】
このとき、対象物の位置などが変位すると拡散反射光の集光する角度は微妙に変化しＣＣＤとの結像位置が移動するため、それを検知するものである。したがって、本発明では、記録紙の表面が粗くなれば反射光量の絶対値もそれにつれて小さくなることを利用して表面状態を検出することができる。具体的には、記録紙表面を接触式段差計で測定した表面粗さ（μｍ）と、ＣＣＤレーザ変位センサで測定した絶対反射光量（Ｖ）との関係を予め求めておき、記録紙を測定した絶対反射光量から表面粗さを判断する。
【００５５】
表面状態センサ６としては、たとえば、株式会社キーエンス製のＣＣＤレーザ変位センサＬＫ−０１０を使用することができる。
【００５６】
スキャナによって読み取られた原稿画像の画像データ、外部から入力された印刷画像の画像データは、画素ごとにその色と濃度値として、原稿情報記憶部７に記憶される。
【００５７】
算出部８は、表面状態センサ６によって検出された記録紙の表面状態と、原稿情報記憶部７に記憶されている濃度値とに基づいて、画素ごとに現像するべきトナー濃度（予測画像濃度）を算出し、切り換え制御部９へ出力する。
【００５８】
予測画像濃度は、記録紙の表面粗さと、トナー付着量（単位は、［ｍｇ／ｃｍ２］）と、定着条件（単位は、［Ｊ／ｃｍ２］）とをパラメータとして算出される。このとき、トナー付着量と、定着条件とは予め定められた値であるので、記録紙の表面粗さによって予測画像濃度は影響を受ける。
【００５９】
切り換え制御部９は、予測画像濃度が、予め定める画像濃度の範囲内にあるかどうかを判断し、範囲内であれば顔料濃度が低いトナーを用いる第２ユニット３での画像形成を行い、範囲内でなければ、顔料濃度が高いトナーを用いる第１ユニット２での画像形成を行うよう、使用する画像形成ユニットを切り換える。
【００６０】
上記の予め定める画像濃度の範囲は、定着ムラが発生しやすい中間調画像の画像濃度範囲である。この範囲内に予測画像濃度が含まれる場合に、顔料濃度が低いトナーを用いて、現像するトナー層の厚みを厚くし、記録紙の表面粗さを緩和して定着ムラを防止する。
【００６１】
図２は、表面粗さの緩和性を示すグラフである。横軸は、記録紙の表面粗さ（μｍ）を示し、縦軸は、定着画像（定着トナー層）の表面粗さ（μｍ）を示す。
【００６２】
折れ線Ａは、本発明の画像形成による記録紙と定着トナー層との関係を示しており、折れ線Ｂは、従来の画像形成による記録紙と定着トナー層との関係を示している。
【００６３】
トナー付着量は、本発明、従来とも０．５ｍｇ／ｃｍ２とし、定着条件となる定着装置４で付加する熱量は、本発明、従来とも２．４１Ｊ／ｃｍ２とした。第２ユニット３で用いたトナーの顔料濃度は、トナー全体に対して４重量％とし、第１ユニット２で用いたトナーの顔料濃度は、トナー全体に対して８重量％とした。
【００６４】
グラフからわかるように、従来の顔料濃度が高いトナーを用いる第１ユニット２での画像形成を行った場合、記録紙の表面粗さの増加に伴い、定着後のトナー層の表面粗さも同様に増加しており、定着後のトナー層の表面に、記録紙の表面がそのまま反映されている。これに対して、本発明の顔料濃度が低いトナーを用いる第２ユニット３での画像形成を行った場合、記録紙の表面粗さの増加に対して、定着後のトナー層の表面粗さの増加が緩やかであり、定着後のトナー層の表面は、記録紙の表面粗さを緩和していることがわかった。
【００６５】
また、本発明の他の実施形態としては、原稿画像データに領域分離処理を施し、文字領域、網点領域、写真領域の３領域に分離し、領域に応じて画像形成ユニットを切り換える。
【００６６】
原稿情報記憶部７が、記憶する画素ごとの濃度値に基づいて、領域分離処理を行い、各画素が文字領域、網点領域、写真領域のいずれの領域に属するかを判断する。
【００６７】
定着ムラが生じやすいのは、写真領域であるので、写真領域に属する画素群（写真画素群）とそれ以外の文字領域、網点領域に属する画素群（その他画素群）とに分割する。写真画素群については、顔料濃度が低いトナーを用いる第２ユニット３での画像形成を行う。
【００６８】
ここで、写真画素群について、算出部８が予測画像濃度を算出する。算出については、上記の実施形態と同様の方法で算出することができる。その他画素群の予測画像濃度については、すでに算出された写真画素群の予測画像濃度を利用して算出する。写真画素群およびその他画素群に基づく画像は、同じ記録紙表面に形成されるので、写真画素群とその他画素群の画像濃度は、特定の関係性を保って形成される。したがって、この相関性を予め決定しておくことで、すでに算出された写真画素群に対して、相関性に基づく係数を乗じれば、その他画素群の予測画像濃度は容易に算出することができる。
【００６９】
まず、その他画素群について、第１露光装置１２によって露光し、第１現像装置１３で現像して第１転写装置１４で搬送される記録紙に転写する。写真画素群のみを第２露光装置１８によって露光し、第２現像装置１９で現像する。第１ユニット２でトナー層が転写された記録紙に対して、第２転写装置２０で転写することで原稿画像全体が転写される。その後、定着装置４でトナー層が溶融定着されて排出される。
【００７０】
図３は、本発明の画像形成処理を示すフローチャートである。
スキャナで原稿画像データが読み取られるか、または画像データが装置外部から入力されると、ステップＳ１で各画素の濃度値を原稿情報記憶部７に記憶して記録紙の搬送を開始する。ステップＳ２では、搬送される記録紙Ｐの先端部分表面を表面状態センサ６で表面粗さ値を検出する。
【００７１】
ステップＳ３では、算出部８が、予め定められるトナー濃度および定着条件と、検出された表面粗さとを用いて予測画像濃度を算出する。ステップＳ４では、算出された予測画像濃度が、予め定める画像濃度範囲内に含まれるかどうかを判断する。含まれなければ、切り換え制御部９は、顔料濃度が高いトナーを用いた第１ユニット２による画像形成を選択する。含まれていれば、切り換え制御部９は、顔料濃度が低いトナーを用いた第２ユニット３による画像形成を選択する。
【００７２】
ステップＳ７では、ステップＳ６で選択された画像形成ユニットを用いて画像形成を行い、定着装置４で定着した後、記録紙を排出する。
【００７３】
なお、記録紙の表面粗さについては、表面状態センサ６で検出するだけではなく、図示しない操作パネルをユーザが操作することで、ユーザが所望する表面粗さ値を用いて画像形成を行うことができる。
【００７４】
画像形成に必要な各種パラメータは、入力モード、設定モードなどでの動作中に操作パネルから値を入力することで変更することが可能であり、表面粗さもこれらのパラメータと同様に入力可能に構成されている。表面粗さがユーザによって入力された場合は、これを優先し、もし表面状態センサ６で検出したとしても入力値を利用して予測画像濃度を算出する。
【実施例】
【００７５】
以下では本発明の実施例について説明する。
表面粗さが異なる２種類の記録紙を用いて、実際に画像形成を行い、定着ムラについて評価を行った。実験条件は、以下のとおりである。
【００７６】
トナー付着量を０．５ｍｇ／ｃｍ２とし、定着条件である定着装置４で付加する熱量を２．４１Ｊ／ｃｍ２とした。また、現像には２成分現像剤を使用し、トナー濃度は６重量％、キャリアには平均粒径４５μｍのフェライトキャリアを用いた。
【００７７】
検討例１〜７は、表面粗さが７．７μｍの記録紙を用い、トナーはブラックトナー（顔料カーボンブラック）を用いた。顔料濃度、および現像回数は表２に示す値とし、以下のようにして、評価した。
【００７８】
検討例８〜１４は、表面粗さが４．８μｍの記録紙を用い、トナーはイエロートナー（顔料ピグメントイエロー７４）を用いた。顔料濃度、および現像回数は表２に示す値とし、以下のようにして、評価した。
【００７９】
評価結果を表１に示す。
（評価項目）
・定着画像の表面粗さ
株式会社キーエンス製のＣＣＤレーザ変位センサＬＫ−０１０を用い、定着後の記録紙表面に形成された画像部分の表面状態を測定した。
【００８０】
表面粗さは、スポット径約２０μｍ、サンプリング周期２０４８μＳ、平均測定回数６４回とし、アナログコントローラ（ＲＪ−８００）に接続して、アナログロス出力値として計測した。
・平均画像濃度
反射濃度計（商品名：ＲＤ９１８、マクベス社製）を用いて、５０ヶ所の光学反射濃度を測定し、測定値の個数平均値を画像濃度とした。
・画像濃度ばらつき
平均画像濃度測定における５０の測定値のうち最大値と最小値を抽出し、最大値−最大値を、画像濃度ばらつきとした。
・画質評価
定着画像に対して定着ムラの有無を目視で確認し、これを画質評価とした。
【００８１】
ムラが目立つものを、ムラ大とし、目立たないがムラがあるものを、ムラありとし、ムラが全く見られなかったものを、ムラなしとした。
・判定
画像濃度ばらつきに基づいて各検討例を判定した。画像濃度ばらつきが０．０７未満であれば定着ムラがないものとして評価を○とし、画像濃度ばらつきが０．０７以上０．１０未満であれば定着ムラありとして評価を△とし、画像濃度ばらつきが０．１０以上であれば定着ムラ大として評価を×とした。
【００８２】
【表１】
2008216818.tif 000003
【００８３】
検討例２〜４および検討例９〜１１については、定着ムラが発生せず、画質の向上が確認できた。
【００８４】
このときの顔料濃度は、３〜４重量％で、現像回数は２回であった。十分な画像濃度を確保しつつ、定着画像の表面粗さは他の検討例に比べて大きく下がったことにより定着ムラが発生しなかったものと考えられる。
【００８５】
また、検討例２〜４および検討例９〜１１で同じ評価結果であることから、トナーに含まれる顔料の色に関係なく効果があることもわかった。
【００８６】
検討例１，８は、顔料濃度が低すぎたために、画像濃度が確保できず、画像濃度のばらつきも大きかった。
【００８７】
検討例５〜７および検討例１２〜１４は、顔料濃度が高いため、トナー層の厚みが稼げずに、記録紙の表面粗さを緩和することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】表面粗さの緩和性を示すグラフである。
【図３】本発明の画像形成処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１  画像形成装置
２  第１画像形成ユニット
３  第２画像形成ユニット
４  定着装置
５  記録紙収納カセット
６  表面状態センサ
７  原稿情報記憶部
８  算出部
９  切り換え制御部
１０  第１感光体
１１  第１帯電装置
１２  第１露光装置
１３  第１現像装置
１４  第１転写装置
１５  第１クリーニング装置
１６  第２感光体
１７  第２帯電装置
１８  第２露光装置
１９  第２現像装置
２０  第２転写装置
２１  第２クリーニング装置
【図１】
2008216818.tif 000004
【図２】
2008216818.tif 000005
【図３】
2008216818.tif 000006