(57)【要約】【課題】定着パラメータの組み合わせが変わっても、統一的な指標値でトナーの定着状態を予測できる定着状態予測装置及び定着状態予測プログラムを提供する。【解決手段】温度推定部１０が推定した、対象トナーと加熱ロールまたは記録媒体との界面温度の時間変化Ｔ（ｔ）と、粘弾性変化算出部１４が上記Ｔ（ｔ）と温度特性算出部１２が算出した粘弾性の温度特性とに基づいて算出した、ニップ通過時の対象トナーの粘弾性の時間変化Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））と、定着圧力変化算出部１６が算出した、ニップ通過時に対象トナーに作用する面圧の時間変化Ｐ（ｔ）とに基づき、指標値演算部１８が下記式（１）により対象トナーの指標値εを算出する。ε＝∫Ｐ（ｔ）／Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））ｄｔ−（１）。予測部２０は、上記指標値εと予め記憶部２２に記憶された指標値εと定着性及び光沢度との関係に基づき、対象トナーの定着性及び光沢度を予測する。【選択図】図２
2013200457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予測処理の対象となる対象トナーを媒体に定着させる定着器の定着部において、前記対象トナーの加熱部材界面温度及び媒体界面温度の時間変化を推定する温度推定手段と、
予め記憶手段に記憶されていた、前記定着部において前記対象トナーにかかる定着圧力のプロファイルに基づいて定着圧力の変化の周波数を算出し、予め記憶手段に記憶されていた前記対象トナーの粘弾性特性に基づいて前記周波数における粘弾性の温度特性を算出する温度特性算出手段と、
前記加熱部材界面温度または媒体界面温度の時間変化と、前記粘弾性の温度特性とに基づき、前記定着部における前記対象トナーの粘弾性の時間変化を算出する粘弾性変化算出手段と、
前記定着部において前記対象トナーにかかる定着圧力の時間変化を前記定着圧力のプロファイルから算出する定着圧力変化算出手段と、
以下の式（１）に基づき、対象トナーの指標値εを演算する指標値演算手段と、
ε＝∫Ｐ（ｔ）／Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））ｄｔ  −（１）
ここで、ｔは対象トナーが定着部を通過する際の経過時間、Ｐ（ｔ）は定着部において対象トナーにかかる定着圧力の時間変化、ωは荷重周波数、Ｔ（ｔ）は定着部におけるトナーの媒体界面温度または加熱部材界面温度の時間変化、Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））は対象トナーの粘弾性の時間変化
前記指標値に基づき、前記対象トナーの定着性及び光沢度を予測する予測手段と、
を備えることを特徴とする定着状態予測装置。
【請求項２】
前記予測手段は、前記指標値演算手段が前記媒体界面温度を使用して算出した指標値に基づいて前記対象トナーの定着性を予測し、前記加熱部材界面温度を使用して算出した指標値に基づいて前記対象トナーの光沢度を予測することを特徴とする請求項１に記載の定着状態予測装置。
【請求項３】
前記予測手段は、使用する媒体毎の光沢度の補正係数を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着状態予測装置。
【請求項４】
コンピュータを、
予測処理の対象となる対象トナーを媒体に定着させる定着器の定着部において、前記対象トナーの加熱部材界面温度及び媒体界面温度の時間変化を推定する温度推定手段、
予め記憶手段に記憶されていた、前記定着部において前記対象トナーにかかる定着圧力のプロファイルに基づいて定着圧力の変化の周波数を算出し、予め記憶手段に記憶されていた前記対象トナーの粘弾性特性に基づいて前記周波数における粘弾性の温度特性を算出する温度特性算出手段、
前記加熱部材界面温度または媒体界面温度の時間変化と、前記粘弾性の温度特性とに基づき、前記定着部における前記対象トナーの粘弾性の時間変化を算出する粘弾性変化算出手段、
前記定着部において前記対象トナーにかかる定着圧力の時間変化を前記定着圧力のプロファイルから算出する定着圧力変化算出手段、
以下の式（１）に基づき、対象トナーの指標値εを演算する指標値演算手段、
ε＝∫Ｐ（ｔ）／Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））ｄｔ  −（１）
ここで、ｔは対象トナーが定着部を通過する際の経過時間、Ｐ（ｔ）は定着部において対象トナーにかかる定着圧力の時間変化、ωは荷重周波数、Ｔ（ｔ）は定着部におけるトナーの媒体界面温度または加熱部材界面温度の時間変化、Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））は対象トナーの粘弾性の時間変化
前記指標値に基づき、前記対象トナーの定着性及び光沢度を予測する予測手段、
として機能させることを特徴とする定着状態予測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着状態予測装置及び定着状態予測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、定着部材と加圧部材とのニップにおける記録部材と記録部材に定着させるトナーとの界面温度を予測し、この界面温度に基づいて定着後における記録部材上の画像を予測する画像予測装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、複数の給紙部を備え、入力された画像信号に対する光沢出力モードを決定するモード決定手段と、各給紙部に格納された記録媒体の種類を判別する判別手段と、モード決定手段で決定された光沢出力モードに応じた記録媒体を格納した給紙部を、判別手段における判別結果に基づいて選択する選択手段と、該選択された給紙部に格納された記録媒体上に画像信号に基づく可視像を形成する画像形成手段と、を有し、上記画像形成手段は、モード決定手段で決定された光沢出力モード、または選択手段で選択された給紙部に格納された記録媒体に基づいて、記録媒体上への可視像の定着条件を制御し、上記定着条件は、定着温度、定着速度、定着加圧値、オイル温度、オイル塗布量の少なくとも１つである画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８９６２０号広報
【特許文献２】特開２００３−１１４６１号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、定着パラメータの組み合わせが変わっても、統一的な指標値でトナーの定着状態を予測できる定着状態予測装置及び定着状態予測プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の定着状態予測装置の発明は、予測処理の対象となる対象トナーを媒体に定着させる定着器の定着部において、前記対象トナーの加熱部材界面温度及び媒体界面温度の時間変化を推定する温度推定手段と、予め記憶手段に記憶されていた、前記定着部において前記対象トナーにかかる定着圧力のプロファイルに基づいて定着圧力の変化の周波数を算出し、予め記憶手段に記憶されていた前記対象トナーの粘弾性特性に基づいて前記周波数における粘弾性の温度特性を算出する温度特性算出手段と、前記加熱部材界面温度または媒体界面温度の時間変化と、前記粘弾性の温度特性とに基づき、前記定着部における前記対象トナーの粘弾性の時間変化を算出する粘弾性変化算出手段と、前記定着部において前記対象トナーにかかる定着圧力の時間変化を前記定着圧力のプロファイルから算出する定着圧力変化算出手段と、以下の式（１）に基づき、対象トナーの指標値εを演算する指標値演算手段と、
ε＝∫Ｐ（ｔ）／Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））ｄｔ  −（１）
ここで、ｔは対象トナーが定着部を通過する際の経過時間、Ｐ（ｔ）は定着部において対象トナーにかかる定着圧力の時間変化、ωは荷重周波数、Ｔ（ｔ）は定着部におけるトナーの媒体界面温度または加熱部材界面温度の時間変化、Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））は対象トナーの粘弾性の時間変化
前記指標値に基づき、前記対象トナーの定着性及び光沢度を予測する予測手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記予測手段は、前記指標値演算手段が前記媒体界面温度を使用して算出した指標値に基づいて前記対象トナーの定着性を予測し、前記加熱部材界面温度を使用して算出した指標値に基づいて前記対象トナーの光沢度を予測することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記予測手段は、使用する媒体毎の光沢度の補正係数を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の定着状態予測プログラムの発明は、コンピュータを、予測処理の対象となる対象トナーを媒体に定着させる定着器の定着部において、前記対象トナーの加熱部材界面温度及び媒体界面温度の時間変化を推定する温度推定手段、予め記憶手段に記憶されていた、前記定着部において前記対象トナーにかかる定着圧力のプロファイルに基づいて定着圧力の変化の周波数を算出し、予め記憶手段に記憶されていた前記対象トナーの粘弾性特性に基づいて前記周波数における粘弾性の温度特性を算出する温度特性算出手段、前記加熱部材界面温度または媒体界面温度の時間変化と、前記粘弾性の温度特性とに基づき、前記定着部における前記対象トナーの粘弾性の時間変化を算出する粘弾性変化算出手段、前記定着部において前記対象トナーにかかる定着圧力の時間変化を前記定着圧力のプロファイルから算出する定着圧力変化算出手段、以下の式（１）に基づき、対象トナーの指標値εを演算する指標値演算手段、
ε＝∫Ｐ（ｔ）／Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））ｄｔ  −（１）
ここで、ｔは対象トナーが定着部を通過する際の経過時間、Ｐ（ｔ）は定着部において対象トナーにかかる定着圧力の時間変化、ωは荷重周波数、Ｔ（ｔ）は定着部におけるトナーの媒体界面温度または加熱部材界面温度の時間変化、Ｇ（ω，Ｔ（ｔ））は対象トナーの粘弾性の時間変化
前記指標値に基づき、前記対象トナーの定着性及び光沢度を予測する予測手段、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、統一的な指標値εにより、定着後のトナーの定着性及び光沢度を予測することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、定着性及び光沢度毎に適切な界面温度を使用して指標値εを演算することができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、使用する記録媒体毎の光沢度の補正係数を使用して、指標値εを使用した評価の精度を向上することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、統一的な指標値εにより、定着後のトナーの定着性及び光沢度を予測する定着状態予測プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態にかかる定着状態予測システムの説明図である。
【図２】実施形態にかかる定着状態予測装置の構成例の機能ブロック図である。
【図３】ニップにおける熱伝達の説明図である。
【図４】実施形態にかかる温度推定部が推定したトナー層と加熱ロールとの界面温度及びトナー層と記録媒体との界面温度の例を示す図である。
【図５】実施形態にかかる定着装置のニップにおける定着圧力のプロファイルの例を示す図である。
【図６】図５に示された定着圧力のプロファイルから、実施形態にかかる定着圧力変化算出部が求めた、記録媒体がニップを通過する際にトナー層に作用する面圧の時間変化の例を示す図である。
【図７】トナーの粘弾性特性として、周波数と貯蔵弾性率Ｇ'及び損失弾性率Ｇ''との関係の例を示す図である。
【図８】実施形態にかかる温度特性算出部が算出した対象トナーの粘弾性の温度特性の例を示す図である。
【図９】実施形態にかかる粘弾性変化算出部が算出した対象トナーの粘弾性の時間変化の例を示す図である。
【図１０】実施形態にかかる指標値演算部が算出した指標値の例を示す図である。
【図１１】実施形態にかかる定着状態予測装置の動作例のフロー図である。
【図１２】実施例１において、指標値と加熱ロールの温度との関係を記録媒体のニップ通過速さ毎に示す図である。
【図１３】比較例１において、指標値εの代わりに、他の値を指標値として行った定着性の評価結果を示す図である。
【図１４】実施例２において、記録媒体としての印刷用紙の種類及び紙送り速度を変更して定着性を評価した結果を示す図である。
【図１５】実施例３において、光沢度と指標値εとの関係を記録媒体のニップ通過速さ及び定着圧力毎に示す図である。
【図１６】比較例２において、実施例３の指標値εの代わりに、他の値を指標値として行った光沢度の評価結果を示す図である。
【図１７】実施例４において、印刷用紙の種類毎の指標値εと定着後のトナーの光沢度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１６】
図１には、実施形態にかかる定着状態予測システムの説明図が示される。図１において、定着状態予測装置１００は、電子写真装置等の定着装置１０２を、定着前のトナー１０４ａが転写されている印刷用紙等の記録媒体１０６が通過し、記録媒体１０６上に定着後のトナー１０４ｂによる画像が形成される工程において、定着後のトナー１０４ｂの定着状態を予測する。ここで、定着状態とは、記録媒体１０６上に定着されたトナー１０４ｂの定着強度及び光沢度の程度をいう。
【００１７】
定着状態予測装置１００が、上記定着状態を予測する際には、定着装置１０２を構成する加熱ロール１０８の温度、加熱ロール１０８と加圧ロール１１０とが互いに接して形成される定着部（以後、ニップという）において定着状態予測の対象となるトナー（以後、対象トナーという）にかかる定着圧力のプロファイル、上記ニップを通過する記録媒体１０６の速度、対象トナーの粘弾性特性、必要に応じて記録媒体の光沢度、厚さ等の情報を取得し、以降に説明する指標値を演算することにより定着状態を予測する。
【００１８】
上記定着状態予測装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えており、各種演算を行うコンピュータとして構成されている。
【００１９】
図２には、実施形態にかかる定着状態予測装置の構成例の機能ブロック図が示される。図２において、定着状態予測装置１００は、温度推定部１０、温度特性算出部１２、粘弾性変化算出部１４、定着圧力変化算出部１６、指標値演算部１８、予測部２０及び記憶部２２を含んで構成されている。
【００２０】
温度推定部１０は、予測処理の対象となる対象トナーを記録媒体１０６に定着させる定着装置１０２のニップにおいて、上記対象トナーの加熱ロール１０８との界面温度及び記録媒体１０６との界面温度の時間変化を推定する。
【００２１】
図３には、ニップにおける熱伝達の説明図が示される。図３は、ニップにおける加熱ロール１０８と加圧ロール１１０及びこれらに挟まれ、対象トナーによりトナー層１０４が形成された記録媒体１０６の断面図である。図３の例では、加熱ロール１０８が中心から外に向かってゴム等で形成された弾性層１０８ａとフッ素樹脂等で形成された離型層１０８ｂとで構成されており、加熱ロール１０８の中心部で発生した熱は、弾性層１０８ａ、離型層１０８ｂ、トナー層１０４、記録媒体１０６、加圧ロール１１０に順次伝導して行く。なお、上記加熱ロール１０８の構造は例示であり、これに限定されるものではない。
【００２２】
温度推定部１０は、上記加熱ロール１０８からの熱伝導を適宜な熱伝導方程式を解くことにより求め、ニップにおけるトナー層１０４と加熱ロール１０８との界面温度及びトナー層１０４と記録媒体１０６との界面温度を演算することにより推定する。なお、対象トナー、記録媒体１０６、加熱ロール１０８、加圧ロール１１０の熱伝導率等の物性値、加熱ロール１０８と加圧ロール１１０のニップ付近の断面積等の定着装置１０２の構造及びサイズに関する情報等、熱伝導方程式を解くために必要な情報は、予め記憶部２２に記憶させ、温度推定部１０がこれらの情報を読み出して使用する。
【００２３】
図４には、温度推定部１０が推定したトナー層１０４と加熱ロール１０８との界面温度及びトナー層１０４と記録媒体１０６との界面温度の例が示される。図４において、横軸が経過時間であり、縦軸がトナー層１０４の温度である。なお、経過時間は、記録媒体１０６がニップを通過する際に、トナー層１０４がニップ内で加熱されている時間である。この経過時間は、ニップを通過する記録媒体１０６の速さに基づいて算出される。図４では、トナー層１０４と加熱ロール１０８との界面のトナー温度をトナー上面（破線）とし、トナー層１０４と記録媒体１０６との界面のトナー温度をトナー下面（実線）としている。
【００２４】
次に、図２に戻り、温度特性算出部１２は、定着装置１０２のニップにおいて対象トナーにより形成されたトナー層１０４にかかる定着圧力のプロファイルと紙送り速度により決まる定着時間に基づいて定着圧力の変化の周波数を算出し、対象トナーの粘弾性特性に基づいて上記周波数を対象トナーの周波数特性である荷重周波数としたときの粘弾性の温度特性を算出する。上記対象トナーにかかる定着圧力のプロファイル及び対象トナーの粘弾性特性は、予め記憶部２２に記憶しておく。
【００２５】
図５には、定着装置１０２のニップにおける定着圧力のプロファイルの例が示される。図５において、横軸がニップ位置（記録媒体１０６は、図の左から右に移動する）であり、縦軸が記録媒体１０６及びトナー層１０４に作用する面圧である。また、図５には、二つの圧力プロファイルが示されており、圧力分布Ａが高圧パターンであり、圧力分布Ｂが低圧パターンである。なお、ニップにおける定着圧力のプロファイルは、図５のパターンに限定されるものではなく、定着装置１０２ごとに様々なパターンが可能である。
【００２６】
図６には、図５に示された定着圧力のプロファイルから、後述する定着圧力変化算出部１６が求めた、記録媒体１０６がニップを通過する際にトナー層１０４に作用する面圧の時間変化（以後、時間プロファイルという）の例である。図６において、横軸が図４で説明した経過時間であり、縦軸が面圧である。温度特性算出部１２は、上記時間プロファイルに示される圧力変化から、定着圧力の変化の周波数を算出する。なお、図６には、記録媒体１０６がニップを通過する速さが異なる３つの時間プロファイルが例示されている。
【００２７】
図７には、トナーの粘弾性特性として、周波数と貯蔵弾性率Ｇ'及び損失弾性率Ｇ''との関係の例が示される。図７において、横軸が周波数であり、縦軸がＧ'及びＧ''である。なお、図７に示された関係は一例であり、対象トナー毎に上記関係を測定して記憶部２２に記憶しておく。また、使用する粘弾性特性も、貯蔵弾性率Ｇ'または損失弾性率Ｇ''に限定されず、複素弾性率Ｇ*を使用してもよい。何れを使用するかについては、定着装置、対象トナー等に応じて適宜決定する。
【００２８】
温度特性算出部１２は、図７に示された粘弾性特性のマスターカーブから、ＷＬＦ則等の時間-温度換算則を使用して上記定着圧力の変化の周波数を荷重周波数とする貯蔵弾性率Ｇ'または損失弾性率Ｇ''を求め、上記荷重周波数における粘弾性の温度特性を算出する。なお、上記荷重周波数での粘弾性の温度特性の実測値を使用してもよい。
【００２９】
図８には、温度特性算出部１２が算出した対象トナーの粘弾性の温度特性の例が示される。図８において、横軸がトナー温度であり、縦軸が貯蔵弾性率Ｇ'である。なお、図８は、対象トナーの温度と貯蔵弾性率Ｇ'との関係であるが、他の粘弾性特性の温度特性を算出してもよい。
【００３０】
次に、図２に戻り、粘弾性変化算出部１４は、上記温度推定部１０が推定したトナー上面の界面温度またはトナー下面の界面温度の時間変化（図４）と、上記粘弾性の温度特性（図８）とに基づき、トナー層１０４が形成された記録媒体１０６が上記ニップを通過する際の対象トナーの粘弾性の時間変化を算出する。
【００３１】
図９には、粘弾性変化算出部１４が算出した対象トナーの粘弾性の時間変化の例が示される。図９において、横軸がトナー層１０４が形成された記録媒体１０６が上記ニップを通過する際に、対象トナーにより形成されたトナー層１０４が加熱されている経過時間（図４と同じ）であり、縦軸がトナー下面（トナー層１０４と記録媒体１０６との界面）の貯蔵弾性率Ｇ'である。なお、粘弾性特性として、損失弾性率Ｇ''または複素弾性率Ｇ*を使用してもよい。また、図９の例では、図４に示されたトナー下面温度を使用し、トナー下面の貯蔵弾性率Ｇ'を算出しているが、図４に示されたトナー上面温度を使用し、トナー上面（トナー層１０４と加熱ロール１０８との界面）の貯蔵弾性率Ｇ'等を算出してもよい。
【００３２】
次に、図２に戻り、定着圧力変化算出部１６は、図５に示された定着圧力のプロファイルから、記録媒体１０６がニップを通過する際にトナー層１０４に作用する面圧の時間変化（図６に示された時間プロファイル）を算出する。
【００３３】
また、指標値演算部１８は、以下の式（１）に基づき、対象トナーの指標値εを演算する。
【００３４】
ε＝∫Ｐ（ｔ）／Ｇ'（ω，Ｔ（ｔ））ｄｔ  −（１）
ここで、ｔは対象トナーにより記録媒体１０６上に形成されたトナー層１０４がニップを通過する際の経過時間、Ｐ（ｔ）はニップにおいてトナー層１０４にかかる定着圧力の時間変化、ωは荷重周波数、Ｔ（ｔ）はニップにおけるトナー層１０４の記録媒体１０６との界面温度または加熱ロール１０８との界面温度の時間変化、Ｇ'（ω，Ｔ（ｔ））は対象トナーの貯蔵弾性率の時間変化である。
【００３５】
上記Ｐ（ｔ）は、定着圧力変化算出部１６が算出した値であり、Ｇ'（ω，Ｔ（ｔ））は、粘弾性変化算出部１４が算出した値である。なお、貯蔵弾性率Ｇ'（ω，Ｔ（ｔ））の代わりに損失弾性率Ｇ''または複素弾性率Ｇ*を使用してもよい。
【００３６】
図１０には、指標値演算部１８が算出した指標値の例が示される。図１０において、横軸が経過時間であり、縦軸が指標値である。
【００３７】
次に、図２に戻り、予測部２０は、指標値演算部１８が算出した指標値に基づき、対象トナーの定着性及び光沢度を予測する。ここで、上記定着性は、予め定めた方法により行う定着強度試験で実測される対象トナーの性能である。また、光沢度は、予め定めた方法により行う反射率測定で実測される対象トナーの性能である。
【００３８】
本実施形態では、基準となるトナー（基準トナー）について指標値演算部１８が算出した指標値と、当該指標値を算出した基準トナーの定着性及び光沢度の実測値との関係を記憶部２２が記憶し、予測部２０は、他のトナー（対象トナー）について指標値演算部１８が算出した指標値に基づき、対象トナーの定着性及び光沢度を予測する。ここで、予測とは、対象トナーについて、各種定着装置１０２の動作条件毎に算出した指標値から、一定強度以上の定着性が得られるか、及びどの程度の光沢度になるかを判断することをいう。
【００３９】
本実施形態にかかる指標値は、対象トナーの粘弾性及び定着装置１０２の動作条件の差を吸収して、同じ指標値が得られる場合には、同じ定着性及び光沢度が得られるという特性を有する。このため、指標値演算部１８が算出した指標値が基準トナーと同じであれば、定着装置１０２により記録媒体１０６に定着された対象トナーの定着性及び光沢度が基準トナーと同じと判断することができる。
【００４０】
予測部２０が対象トナーの定着性を予測する場合には、指標値演算部１８が上記ニップにおけるトナー層１０４の記録媒体１０６との界面温度を使用して算出した指標値を使用するのが好適である。トナー層１０４の記録媒体１０６との界面温度がトナー層１０４の記録媒体１０６への定着性に支配的な影響を持つからである。また、予測部２０が対象トナーの光沢度を予測する場合には、指標値演算部１８が上記ニップにおけるトナー層１０４の加熱ロール１０８との界面温度を使用して算出した指標値を使用するのが好適である。トナー層１０４に接する加熱ロール１０８の温度が光沢度に支配的な影響を持つからである。
【００４１】
なお、上記光沢度は、使用する記録媒体の種類、多次色印刷か否かにより同じ指標値であっても差が生じる場合がある。このため、記録媒体の種類毎の光沢度の補正係数、及び多次色印刷の際の光沢度の補正係数を予め記憶部２２に記憶しておき、予測部２０が予測処理を行う際に、上記補正係数を記憶部２２から読み出して使用する構成とするのが好適である。
【００４２】
記憶部２２は、ハードディスク装置、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等に、上記熱伝導率等の物性値、加熱ロール１０８と加圧ロール１１０のニップ付近の断面積等の定着装置１０２のサイズに関する情報等、熱伝導方程式を解くために必要な情報、定着圧力のプロファイル及び対象トナーの粘弾性特性等のデータを記憶させ、こららのデータを読み出す処理を行う。
【００４３】
図１１には、実施形態にかかる定着状態予測装置の動作例のフロー図が示される。図１１において、対象トナー及び定着装置１０２が指定されると（Ｓ１）、温度推定部１０が当該対象トナー及び定着装置１０２の熱伝導率等の物性値、定着装置１０２の構造及びサイズに関する情報等を記憶部２２から読み出し、上記対象トナーの加熱ロール１０８との界面温度及び記録媒体１０６との界面温度の時間変化を推定する（Ｓ２）。
【００４４】
次に、温度特性算出部１２が、対象トナーにより形成されたトナー層１０４にかかる定着圧力の周波数を算出し、対象トナーの粘弾性特性に基づいて上記周波数を対象トナーの周波数特性である荷重周波数としたときの粘弾性の温度特性を、ＷＬＦ則等の時間-温度換算則を使用して算出する（Ｓ３）。
【００４５】
粘弾性変化算出部１４は、Ｓ２で推定したトナーの界面温度の時間変化と、Ｓ３で算出した粘弾性の温度特性とに基づき、トナー層１０４が形成された記録媒体１０６がニップを通過する際の対象トナーの粘弾性の時間変化を算出する（Ｓ４）。なお、Ｓ３で算出した粘弾性の温度特性の代わりに、上記荷重周波数での粘弾性の温度特性の実測値を使用してもよい。
【００４６】
また、定着圧力変化算出部１６は、予め記憶部２２に記憶された定着圧力のプロファイルから、記録媒体１０６がニップを通過する際にトナー層１０４に作用する面圧の時間変化を算出する（Ｓ５）。
【００４７】
指標値演算部１８は、Ｓ４で算出した対象トナーの粘弾性の時間変化とＳ５で算出した面圧の時間変化とに基づき、上記式（１）により対象トナーの指標値εを演算する（Ｓ６）。
【００４８】
予測部２０は、Ｓ６で演算した指標値εと、予め記憶部２２に記憶された指標値εと定着性及び光沢度との関係に基づき、対象トナーの定着性及び光沢度を予測する（Ｓ７）。定着性及び光沢度の予測結果は、予測部２０が画面表示等の適宜な方法により出力する（Ｓ８）。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の具体例を実施例として説明する。なお、本実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００５０】
実施例１
対象トナーとして、富士ゼロックス社製  EA-Ecoトナーを使用し、定着装置として富士ゼロックス社製  ApeosPortIIの定着器オフラインベンチ（フリーベルトニップタイプ）を使用して、対象トナーを載せた記録媒体のニップ通過速さ及び加熱ロールの表面温度を変えながら、定着性（定着強度）を評価した。この場合、定着性の評価は、対象トナーが記録媒体からはがれていないかを目視し、いわゆるコールドオフセットが発生していないかを確認することで実施した。あわせて、上記実施形態で説明した定着状態予測装置により指標値εを演算して求めた。この際に使用したトナー温度は、トナー用紙界面温度（対象トナーのトナー層と記録媒体との界面におけるトナー層の温度）であった。なお、上記定着装置の圧力プロファイルは、図５に示された圧力分布Ａであり、圧力のピーク値は０．５ＭＰａ程度である。
【００５１】
図１２には、指標値と加熱ロールの表面温度との関係が記録媒体のニップ通過速さ毎に示される。図１２において、横軸が加熱ロールの表面温度であり、縦軸が指標値である。また、ニップ通過速さは、記録媒体がニップを通過する時間（ｍｓｅｃ）で表されている。
【００５２】
上記定着強度の評価結果は、指標値εが図１２に示される閾値Ｔｈ以上であれば、何れのニップ通過速さにおいても実用上問題ないレベルであった。すなわち、指標値εが上記閾値Ｔｈ以上となるように定着装置の運転条件（本実施例では記録媒体のニップ通過速さ及び加熱ロールの温度）を調製すれば、実用上問題ない定着性を確保できることがわかる。従って、上記指標値εは、異なる運転条件における定着性の予測に使用することができる。
【００５３】
比較例１
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、上記指標値εの代わりに、他の値を指標値として行った定着性の評価結果が示される。図１３（ａ）は、トナー用紙界面温度（対象トナーのトナー層と記録媒体との界面におけるトナー層の温度）と加熱ロールの表面温度との関係を記録媒体のニップ通過速さ毎に示しており、図１３（ｂ）は、トナー用紙界面の貯蔵弾性率Ｇ'と加熱ロールの表面温度との関係を記録媒体のニップ通過速さ毎に示しており、図１３（ｃ）は、粘性ひずみ量（定着圧力／粘性の時間積分値）と加熱ロールの表面温度との関係を記録媒体のニップ通過速さ毎に示している。
【００５４】
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、記録媒体のニップ通過速さ毎に、実用上問題ない定着性を確保できた条件のみそれぞれ対応する種類の点が表示されている。また、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、記録媒体のニップ通過速さがいずれの場合にも、加熱ロールの表面温度が最も低い条件で、最も定着性が低下する。以上の観点から、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれにおいても、記録媒体のニップ通過速さが異なると、実用上問題ない定着性を確保できる指標値（図１３（ａ）ではトナー用紙界面温度、図１３（ｂ）ではトナー用紙界面の貯蔵弾性率Ｇ'、図１３（ｃ）では粘性ひずみ量）、すなわち記録媒体のニップ通過速さ毎の加熱ロールの最低表面温度に対応する指標値がばらついていることがわかる。従って、実施例１の指標値εと異なり、運転条件が異なると指標値も異なるので、一定の閾値Ｔｈを設定することができない。
【００５５】
実施例２
図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、記録媒体としての印刷用紙の種類及び紙送り速度を変更して定着性を評価した結果が示される。横軸が加熱ロールの表面温度であり、縦軸が定着状態予測装置により演算した指標値εである。本実施例では、対象トナーとして、富士ゼロックス社製  EA-Ecoトナーを使用し、定着装置として富士ゼロックス社製  Color1000Pressの定着器オフラインベンチを使用した。
【００５６】
図１４（ａ）は、印刷用紙としてグロスコート紙(127gsm)（王子製紙社製 OKトップコート）を使用した例であり、図１４（ｂ）は、印刷用紙として上質紙(82gsm)（富士ゼロックスオフィスサプライ社製  J紙）を使用した例であり、図１４（ｃ）は、印刷用紙としてキャストコート紙(256gsm)（王子製紙社製  ミラーコートプラチナ）を使用した例である。また、紙送り速度Ａが１００ｐｐｍ（１分間にＡ４用紙縦置きで１００枚印刷）、紙送り速度Ｂが８０ｐｐｍである。また、図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、紙送り速度毎に、実用上問題ない定着性を確保できた条件のみそれぞれ対応する種類の点が表示されている。
【００５７】
図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の例では、実用上問題ない定着性を確保できた指標値εの最低値を定着限界としているが、これが、図１２に示した閾値Ｔｈに相当する。何れの場合にも、定着限界としての指標値εは同じ値となっている。すなわち、印刷用紙及び紙送り速度が変更されても、指標値εが一定の閾値Ｔｈ以上であれば、実用上問題ない定着性を確保できることがわかる。従って、上記指標値εは、異なる印刷用紙（記録媒体）における定着性の予測に使用することができる。
【００５８】
実施例３
対象トナーとして、富士ゼロックス社製  EA-Ecoトナーを使用し、定着装置として富士ゼロックス社製  ApeosPortIIの定着器オフラインベンチ（フリーベルトニップタイプ）を使用して、対象トナーを載せた記録媒体のニップ通過速さ及びニップで作用する定着圧力を変えながら、定着後のトナーの光沢度を評価した。あわせて、上記実施形態で説明した定着状態予測装置により指標値εを演算して求めた。この際に使用したトナー温度は、対象トナーのトナー層と加熱ロールとの界面におけるトナー層の温度）であった。なお、上記定着装置の圧力プロファイルは、図５に示された圧力分布Ａ及び圧力分布Ｂとした。また、ニップ通過速さは、記録媒体がニップを通過する時間（ｍｓｅｃ）で表されている。また、光沢度の測定は、光沢度測定装置としてＧａｒｄｎｅｒ社製ｍｉｃｒｏ−ＴＲＩ−ｇｌｏｓｓを使用し、６０度の角度から記録媒体に入射させた光の反射光を、６０度の角度でセンサに入射させて入射光と反射光の比（％）を求めることにより行った。
【００５９】
図１５には、光沢度と指標値εとの関係が記録媒体のニップ通過速さ及び定着圧力毎に示される。図１５において、横軸が指標値εであり、縦軸が６０°光沢度である。また、圧力分布Ａの場合のニップ通過速さは、４０，６３，８０，１１０ｍｓｅｃであり、圧力分布Ｂの場合のニップ通過速さは、６３，８０，１１０ｍｓｅｃであった。なお、図１５の場合は、定着温度（加熱ロール表面温度）を変えて実験している。記録媒体のニップ通過速さに対する加熱ロールの表面温度の関係は、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同じである。すなわち、ニップ通過速さ（ニップを通過する時間）と温度範囲の関係は以下のとおりである。
４０ｍｓ：１５０℃〜１７０℃
６３ｍｓ：１２０℃〜１７０℃
８０ｍｓ：１１０℃〜１７０℃
１１０ｍｓ：１００℃〜１７０℃
（ただし、定着不良のものは除く）
【００６０】
図１５に示された例では、ニップ通過速さ及び定着圧力が変わっても、指標値εと６０°光沢度との間の相関係数が０．９５であり、ばらつきが少なく、ほぼ１対１で対応している。従って、上記指標値εは、異なる運転条件における光沢度の予測に使用することができる。
【００６１】
比較例２
図１６（ａ）、（ｂ）には、実施例３の指標値εの代わりに、他の値を指標値として行った光沢度の評価結果が示される。図１６（ａ）では指標値εの代わりに加熱ロール温度を使用し、図１６（ｂ）では指標値εの代わりに粘性ひずみを使用した。
【００６２】
図１６（ａ）の場合には、ばらつきが大きく、加熱ロール温度が光沢度の予測指標として使用できないことがわかる。また、図１６（ｂ）の場合には、相関係数は０．８５と比較的高かったが、図１６（ａ）と同様にばらつきが大きく、粘性ひずみも光沢度の予測指標として使用できないことがわかる。
【００６３】
実施例４
実施例２と同じ定着条件により、記録媒体としての印刷用紙の種類を上質紙（富士ゼロックスオフィスサプライ社製  J紙）、グロスコート紙(127gsm)（王子製紙社製 OKトップコート）、キャストコート紙（王子製紙社製 ミラーコートプラチナ）を使用した場合の、定着後のトナーの光沢度を評価した。あわせて、上記実施形態で説明した定着状態予測装置により指標値εを演算して求めた。
【００６４】
図１７には、印刷用紙の種類毎の指標値εと定着後のトナーの光沢度との関係が示される。図１７において、横軸が指標値εであり、縦軸が６０°光沢度である。
【００６５】
図１７の例では、上質紙について、光沢度の値を２０上乗せしてあり、グロスコート紙について、光沢度の値を５上乗せしてあり、キャストコート紙については光沢度の値に上乗せはしなかった。図１７に示されるように、上記光沢度の補正（上乗せ）の結果、各印刷用紙の指標値εと定着後のトナーの光沢度との関係がよく一致し、相関係数が０．９１となった。従って、定着後のトナーの光沢度については、印刷用紙毎に適宜な補正係数により補正することにより、共通の指標値εにより統一的に予測することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０  温度推定部、１２  温度特性算出部、１４  粘弾性変化算出部、１６  定着圧力変化算出部、１８  指標値演算部、２０  予測部、２２  記憶部、１００  定着状態予測装置、１０２  電子写真装置等の定着装置、１０４  トナー層、１０４ａ  定着前のトナー、１０４ｂ  定着後のトナー、１０６  記録媒体、１０８  加熱ロール、１０８ａ  弾性層、１０８ｂ  離型層、１１０  加圧ロール。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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