(57)【要約】【課題】簡易な構成で定着部材の周期で発生する濃度段差を軽減することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】段差補正係数αを用いて、定着部材周期でその境界付近における画像データを段階的に変化させる。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上のトナー像を当該記録媒体に定着させるための定着部を備えた画像形成装置であって、
入力画像データに基づく出力画像の画像形成条件を制御する制御手段を有し、
定着部で定着される記録媒体上の画像の中で、
記録媒体が定着部材に侵入してから、定着部材の1周目に相当する部分の画像と、2周目に相当する部分の画像とで、
入力画像データに基づく出力画像の画像形成条件を3回以上変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録媒体上のトナー像を当該記録媒体に定着させるための定着部を備えた画像形成装置であって、
入力画像データに基づく出力画像の画像形成条件を制御する制御手段を有し、
定着部で定着される記録媒体上の画像の中で、
記録媒体が定着部材に侵入してから、定着部材の1周目に相当する部分の画像と、2周目に相当する部分の画像とで、
入力画像データに基づく出力画像の画像形成条件を変更する画像形成装置において
前記出力画像の画像形成条件の変更位置は搬送方向に垂直な方向の位置に応じて搬送方向に変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記入力画像データに基づく出力画像の画像形成条件は、γ補正手段（LUT）である
こと特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記入力画像データに基づく出力画像が、定着部材の1周目に相当する部分の画像の方が、2周目に相当する部分よりも薄くなるように画像形成条件を変更すること特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の定着装置として熱ローラ方式が多く用いられていたが、近年、クイックスタートや省エネルギーの観点からベルト加熱方式の定着装置(以下、ベルト定着装置と称す)が実用化されている。
【０００３】
ベルト加熱方式の定着装置の一例として特許文献１、２のように、定着部材としての定着ベルトを介して加圧用回転体としての加圧ローラに密着させて定着ベルトを搬送する構成がある。定着ベルトを介して発熱体と加圧ローラとで形成される定着ニップ部にトナー画像を担持させた記録材を導入し、定着ベルトと一緒に狭持搬送を行う。この狭持搬送時に、定着ベルトを介して発熱体から付与される熱と定着ニップ部での加圧力によって、記録材面上にトナー画像を固着画像とする定着処理を施す定着装置である。
【０００４】
ベルト定着装置は定着部材として熱容量が小さい薄膜ベルト状の部材を採用できる。従って、定着処理が可能となるまでの加熱時間（ウエイトタイム）の短くなるのでクイックスタートを、定着処理に必要なエネルギーを大幅に低減できるので、省エネルギー化を図ることができる。
【０００５】
ところで、定着ローラや定着ベルトなどの定着部は、記録材表面に形成されたトナー画像が、記録材面上に十分に定着されるように、定着時には常時ヒータなどによって一定温度、あるいは十分な定着性をうることが可能な制御温度になるように加熱制御されている。
【０００６】
しかしながら、定着装置、特に前記したような定着部材の熱容量が小さい定着装置においては、記録材の先端から定着部材の周長の周期で定着処理後の画像に色味差が発生することがある。
【０００７】
定着処理中において定着ベルトはトナーおよび記録材に熱を与えるため、定着ベルトの温度が記録材の通過に従い低下するので、定着ベルトの周期でトナーに与える熱量が低下する。
【０００８】
定着ニップでトナーに与える熱量が異なると、定着ニップにおけるトナーの温度および粘度が不均一になる。具体的には、トナーに与える熱量が小さいほど、定着ニップにおけるトナーの温度は低く、トナーの粘度は高くなる。トナーの粘度が高くなると、定着ニップで定着ベルトと加圧ローラとの間の圧力により施されるトナーの変形量が小さくなるので、記録材を覆うトナーの面積が低下するので、画像の濃度が低下してしまう。
【０００９】
つまり、定着ベルト周期で定着ベルトの温度が低下すると、記録材上の画像濃度は定着ベルト周期で低下してしまい、定着ベルト周期で色味差が発生する。特に周期の境界で起こる温度段差による濃度(色味)段差が出力サンプル上で目立ってしまい画質低下を引き起こす。
【００１０】
このような濃度段差の発生を防止する構成として、特許文献３では温度段差部分が通紙される用紙と再度接触する前に、温度調整部によって部分的に加熱または冷却して温度段差を緩和す構成が提案されている。然しながら、特許文献３構成では温度段差を緩和するために新たな部分加熱用の部材、或いは冷却機構が必要となり、装置が大型化、複雑化してしまう。更に、温度段差部に対して正確に部分加熱用の部材を接触、或いは冷却を行う必要があるので、部分加熱用の部材の着脱タイミング、冷却機構の動作タイミングを高精度に制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上を鑑みて本発明の目的は、簡易な構成で定着部材の周期で発生する濃度段差を軽減することが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】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
記録媒体上のトナー像を当該記録媒体に定着させるための定着部を備えた画像形成装置であって、
入力画像データに基づく出力画像の画像形成条件を制御する制御手段を有し、
定着部で定着される記録媒体上の画像の中で、
記録媒体が定着部材に侵入してから、定着部材の1周目に相当する部分の画像と、2周目に相当する部分の画像とで、
入力画像データに基づく出力画像の画像形成条件を3回以上変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置によれば、簡易な構成で定着部材の周期で発生する濃度段差による色味ムラを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像処理システムの全体構成を示すブロック図
【図２】ソフトウェアモジュールを示すブロック図
【図３】実施形態に係るプリンタ画像処理部の内部構成図
【図４】プリンタエンジンの内部構成の一部を示す図
【図５】プリンタエンジンの作像部分の断面図
【図６】第一実施形態に係る濃度段差補正テーブルを示す図
【図７】定着装置１４１４の概略構成模型図
【図８】温度―粘度特性を示す図
【図９】段差補正係数αと色度の関係を表す図
【図１０】画像信号と濃度段差の関係を表す図
【図１１】画像信号と濃度段差の関係を表す図
【図１２】実施例１における効果を表す図
【図１３】実施例１における効果を表す図
【図１４】実施例２における濃度変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
［実施例１］
以下では、本発明を複数ドラムを有する電子写真方式カラー複写機に適用する実施例を説明するが、これに限らず、各種方式の電子写真複写機、あるいはプリンタ、モノカラー方式にも適用できることは言うまでもない。
【００１８】
［システム構成］
図１は本実施形態に係る画像処理システムの全体構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１において、画像形成装置１００では、画像入力デバイスであるスキャナ１０１や、画像出力デバイスであるプリンタエンジン１０２が内部で接続されている。スキャナ１０１は、スキャナ画像処理部１１８を介してデバイスＩ／Ｆ１１７に接続している。また、プリンタエンジン１０２は、プリンタ画像処理部１１９を介して、デバイスＩ／Ｆ１１７に接続している。そして、スキャナ画像処理部１１８およびプリンタ画像処理部１１９が画像データの読み取りやプリント出力のための制御を行う。また、画像形成装置１００は、ＬＡＮ１０や公衆回線１０４と接続し、画像情報やデバイス情報をＬＡＮ１０経由で入出力するための制御を行う。
【００２０】
ＣＰＵ１０５は、画像形成装置１００を制御するための中央処理装置である。ＲＡＭ１０６は、ＣＰＵ１０５が動作するためのシステムワークメモリであり、入力された画像データを一時記憶するための画像メモリでもある。さらに、ＲＯＭ１０７はブートＲＯＭであり、システムのブートプログラムが格納されている。ＨＤＤ１０８はハードディスクドライブであり、各種処理のためのシステムソフトウェア及び入力された画像データ等を格納する。
【００２１】
操作部Ｉ／Ｆ１０９は、画像データ等を表示可能な表示画面を有する操作部１１０に対するインタフェースであり、操作部１１０に対して操作画面データを出力する。また、操作部Ｉ／Ｆ１０９は、操作部１１０から操作者が入力した情報をＣＰＵ１０５に伝える役割を担う。ネットワークＩ／Ｆ１１１は、例えば、ＬＡＮカード等で実現され、ＬＡＮ１０に接続して外部装置（不図示）との間で情報の入出力を行う。また、モデム１１２は公衆回線１０４に接続し、外部装置（不図示）との間で情報の入出力を行う。以上のユニットがシステムバス１１３上に配置されている。
【００２２】
イメージバスＩ／Ｆ１１４は、システムバス１１３と画像データを高速で転送する画像バス１１５とを接続するためのインタフェースであり、データ構造を変換するバスブリッジである。画像バス１１５には、ラスタイメージプロセッサ（ＲＩＰ）部１１６、デバイスＩ／Ｆ１１７、スキャナ画像処理部１１８、画像編集用画像処理部１２０、画像圧縮部１０３、画像伸張部１２１、カラーマネージメントモジュール（ＣＭＭ）１３０が接続される。
【００２３】
ＲＩＰ部１１６は、ページ記述言語（ＰＤＬ：Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）コードをイメージデータに展開する。デバイスＩ／Ｆ１１７は、スキャナ画像処理部１１８とプリンタ画像処理部１１９を介してスキャナ１０１やプリンタエンジン１０２とを接続し、画像データの同期系／非同期系の変換を行う。
【００２４】
また、スキャナ画像処理部１１８は、スキャナ１０１から入力した画像データに対して、補正、編集等の各種処理を行う。画像編集用画像処理部１２０は、画像データの回転や、色処理、２値変換、多値変換等の各種画像処理を行う。画像圧縮部１０３は、ＲＩＰ部１１６やスキャナ画像処理部１１８、画像編集用画像処理部１２０で処理された画像データをＨＤＤ１０８で一度格納する際に所定の圧縮方式で符号化する。
【００２５】
画像伸張部１２１は、ＨＤＤ１０８で圧縮されている画像データを必要に応じて画像編集用画像処理部１２０での処理やプリンタ画像処理部１１９で画像処理しプリンタエンジン１０２で出力する場合に、圧縮され符号化されているデータを、復号化し伸張する。プリンタ画像処理部１１９は、プリント出力する画像データに対して、プリンタエンジンに応じたγ補正や中間調処理等の画像処理を行う。
【００２６】
ＣＭＭ１３０は、画像データに対して、プロファイルやキャリブレーションデータに基づいた、色変換処理（色空間変換処理ともいう）を施す専用ハードウェアモジュールである。ここでプロファイルとは、機器に依存した色空間で表現したカラー画像データを機器に依存しない色空間（例えばＬａｂ色空間など）に変換するための関数のような情報である。キャリブレーションデータは、スキャナ１０１やプリンタエンジン１０２の色再現特性を修正するためのデータである。
【００２７】
［ソフトウェア構成］
図２で示される各ソフトウェアモジュールは、記憶部であるＨＤＤ１０８等に格納され、主にＣＰＵ１０５上で動作する。図２に示すジョブコントロール処理２０１は、図示／不図示の各ソフトウェアモジュールを統括・制御し、コピー、プリント、スキャン、ＦＡＸ送受信など、画像形成装置１００内で発生するあらゆるジョブの制御を行う。ネットワーク処理２０２は、主にネットワークＩ／Ｆ１１１を介して行われる外部との通信を制御するモジュールであり、ＬＡＮ１０上の各機器との通信制御を行う。
【００２８】
ＵＩ処理２０３は、主に操作部１１０、および操作部Ｉ／Ｆ１０９に係る制御を行う。ＦＡＸ処理２０４は、ＦＡＸ機能の制御を行う。ＦＡＸ処理２０４は、モデム１１２を介してＦＡＸ受信/送信を行う。
【００２９】
プリント処理２０７は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、画像編集用画像処理部１２０、プリンタ画像処理部１１９、およびプリンタエンジン１０２を制御し、指定画像の印刷処理を行う。プリント処理２０７は、ジョブコントロール処理２０１から、画像データ、画像情報（画像データのサイズ、カラーモード、解像度など）、レイアウト情報（オフセット、拡大縮小、面つけなど）、および出力用紙情報（サイズ、印字方向など）の情報を受け付ける。
【００３０】
そして、プリント処理２０７は、画像圧縮部１０３、画像伸張部１２１、画像編集用画像処理部１２０、およびプリンタ画像処理部１１９を制御して、画像データに対して適切な画像処理を施す。そしてプリント処理２０７は、画像データに対し、プリンタエンジン１０２を制御して指定用紙への印刷を行わせる。
【００３１】
スキャン処理２１０は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、スキャナ１０１、およびスキャナ画像処理部１１８を制御して、スキャナ１０１上にある原稿の読み込みを行わせる。
【００３２】
スキャン処理２１０は、スキャナ１０１の原稿台にある原稿のスキャンを実行し、デジタルデータとして画像の入力を行う。入力した画像のカラー情報は、ジョブコントロール処理２０１へ通知される。さらに、スキャン処理２１０は入力画像に対し、スキャナ画像処理部１１８を制御して画像の圧縮等、適切な画像処理を施した後、ジョブコントロール処理２０１へ画像処理済みの入力画像を通知する。
【００３３】
色変換処理２０９は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、指示画像に対して、色変換処理を行い、色変換処理後の画像をジョブコントロール処理２０１へ通知する。
【００３４】
ＲＩＰ処理２１１は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、ＰＤＬ解釈（インタプリット）を行い、ＲＩＰ部１１６を制御してレンダリングすることで、ビットマップイメージへの展開を行う。
【００３５】
［画像データ処理フロー］
以上のような構成により、本画像処理システムは、ＬＡＮ１０より印刷ジョブを受けて、プリントするまでの動作を行う。
【００３６】
続いて、上記構成に基づき、プリンタ画像処理部１１９へ入力された画像データの処理フローについて説明する。まず、上述したように、外部装置からＬＡＮ１０を介して送信されてきたＰＤＬは、ネットワークＩ／Ｆ１１１にて受信し、イメージバスＩ／Ｆ１１４よりＲＩＰ部１１６へ入力される。ＲＩＰ部１１６は受信したＰＤＬの解釈を行い、ＲＩＰ部１１６にて処理できるコードデータへ変換する。そして、ＲＩＰ部１１６は、変換したコードデータに基づいてレンダリングを実行する。ＲＩＰ部１１６でレンダリングされたページデータは後段の画像圧縮部１０３にて圧縮され、ＨＤＤ１０８に順次格納される。
【００３７】
次にＨＤＤ１０８に格納された圧縮データは、ジョブコントロール処理２０１からの指示によるプリント動作において読み出され、画像伸張部１２１にて圧縮データの伸長処理が行われる。画像伸張部１２１で伸長された画像データは、デバイスＩ／Ｆ１１７を介してプリンタ画像処理部１１９へ入力される。
【００３８】
ここで本実施形態におけるプリンタ画像処理部１１９の内部ブロック図を図３に示す。色空間変換部３０１は、画像データを輝度値（ＲＧＢ、ＹＵＶなど）から濃度値（ＣＭＹＫなど）に変換するものであり、入力した画像データを後段のプリンタエンジン１０２で印字できる色成分に対応した色空間に変換する。
【００３９】
色処理変換部３０１で濃度値にされた多値の画像データは、濃度段差補正部３０２により、本発明の特徴である同一ページ内の濃度段差の補正をした信号値に変換される。濃度段差補正部３０２は次に説明するγ補正回路309と同じ入出力信号を変化させる一次元テーブルを持ち、そのテーブルにページ内の位置に合わせて、段差補正のための段差補正係数を乗じて作用させる。
【００４０】
本実施例においては8bit-8bit変換テーブルとし、図６に示す入出力の等しいリニアなテーブルＡに出力値を下げる段差補正係数αを用いて、濃度値を補正した。画像データのページ内位置情報は位置情報生成部303より濃度段差補正部３０２に入力され、濃度段差補正部３０２はこれに合わせて変換テーブルを変更する。位置情報生成部303はデバイスＩ/Ｆ117から入力された画像データのページ内画像位置情報に、後述する濃度値を補正する位置の情報を付加して補正位置情報を生成し、濃度段差補正部３０２に通知する。なお、濃度段差補正部３０２におけるページ内の位置に合わせた段差補正係数αの詳細については後述する。
【００４１】
濃度段差補正された画像データは、γ補正回路309(以下γLUT)により濃度信号をプリンタエンジンでその濃度を再現するための信号値に変換される。γLUTはプリンタエンジンのγ特性に合わせて作られた入出力信号を変換するテーブルであり、本実施例においては予め記憶しているテーブルを設定して処理させるが、既知の階調制御等を用いて作成してそれを設定し用いてもよい。
【００４２】
γLUT309で補正された画像データは、中間調処理部３０４で中間調処理を行い、１画素の各色成分が２値（１ビット）で表現される画像データへ変換される。中間調処理には、一般にディザ法や誤差拡散法などが挙げられ、本実施形態においてもどちらの方法でも構わない。なお、中間調処理については、上記方法に限定するものではなく、他の方法を用いても構わない。
【００４３】
中間調処理部３０４での変換処理により生成された２値の画像データは、ドラム間遅延メモリ制御部３０５を介し、画像データ内の各画素の色成分ごとに分離されページバッファメモリ３０６に一時的に格納される。
【００４４】
プリンタエンジン１０２より送信される各色成分に対応するビデオデータ要求信号が入力されたタイミングで対応する色成分のデータを読み出す。なお、ビデオデータ要求信号は、各色成分に対し、ＶＲＥＱ＿Ｙ、ＶＲＥＱ＿Ｍ、ＶＲＥＱ＿Ｃ、ＶＲＥＱ＿Ｋとする。これはプリンタエンジン１０２内の各色成分に対応する感光ドラム１４０１〜１４０４が配置された上流から下流までの距離に応じて、感光ドラム１４０１〜１４０４それぞれに露光するタイミングが異なるため、各色成分のデータの読み出すタイミングも異なる。
【００４５】
［プリンタエンジン動作］
次にプリンタ画像処理部１１９より出力された色成分データがプリンタエンジン１０２に入力されたときの動作について説明する。
【００４６】
図４はプリンタエンジン１０２の内部構成の一部を示す。プリンタＩ／Ｆ部１２０１は、プリンタ画像処理部１１９から順次送信されてくる色成分データを受信する。また、プリンタＩ／Ｆ部１２０１は、プリンタエンジン１０２において印字動作の準備が可能となった場合に各色成分のデータを要求するビデオデータ要求信号であるＶＲＥＱ＿＊（＊はＹ／Ｍ／Ｃ／Ｋのいずれか）を発行する。
【００４７】
色成分データはパルス幅変調回路１２０３に入力される。そして、パルス幅変調回路１２０３は、実際の色成分データに基づいて、後段の各色の＊レーザー駆動部１２１２〜１２１５を駆動させるためのパルス信号（駆動信号）を生成する。そして、パルス幅変調回路１２０３は、各レーザー駆動部１２１２〜１２１５へ送信する。
【００４８】
各色成分に対応した各レーザー駆動部１２１２〜１２１５はパルス幅変調回路１２０３より受信したパルス信号に基づいて各色成分に対応するレーザー露光装置を駆動する。
【００４９】
図５はプリンタエンジン１０２の作像部分の断面図である。
【００５０】
以下、主にイエローの作像部分について説明するが、他の色成分のマゼンタ、シアン、ブラックの作像部分についても同様の構成である。なお、本実施形態においては、プリンタエンジン１０２として、ＹＭＣＫの４色からなるタンデム式エンジンを用いた画像形成装置を対象としているが、これに限るものではない。
【００５１】
プリンタエンジン１０２は、像担持体である感光ドラム１４０１、帯電ローラ１４０５、Ｙレーザー露光装置１４０６、１次転写装置１４０８、２次転写装置１４１３、定着装置１４１４、およびクリーニング装置１４１５を備える。Ｙレーザー露光装置１４０６は、Ｙレーザー駆動部１２１２より駆動される。１次転写装置１４０８は、可視化されたトナー像を転写材１４１２上に１次転写する。２次転写装置１４１３は、転写材１４１２上に形成されたトナー像を記録用紙に２次転写する。定着装置１４１４は、記録用紙上に転写されたトナー像を定着する。クリーニング装置１４１５は、２次転写後に転写材１４１２に残った転写残トナーを除去する。
【００５２】
現像装置１４１６は現像剤容器を備え、二成分現像剤としてトナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とが混合された現像剤が収容されている。Ａスクリュー１４２０とＢスクリュー１４２１はそれぞれトナー粒子の搬送と磁性キャリア粒子との混合を行う。また現像スリーブ１４２２は、感光ドラム１４０１に近接に配置され、感光ドラム１４０１と従動するように回転して、トナーとキャリアとが混合された現像剤を担持する。現像スリーブ１４２２に担持された現像剤は感光ドラム１４０１に接触し、感光ドラム１４０１上の静電潜像が現像される。なお、プリンタエンジン１０２には図１４の構成以外にも印字用紙を搬送する搬送部（不図示）等があるが、本実施形態において、説明を省略する。
【００５３】
以上のようなプリンタエンジンの構成において、イエローを印字する場合には、Ｙレーザー駆動部１２１２より駆動されるＹレーザー露光装置１４０６により感光ドラム１４０１に露光され、感光ドラム１４０１上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像装置１４１６内の現像スリーブ１４２２上に担持されているイエローの現像剤によりトナー像として可視化され、可視化されたトナー像は転写材１４１２上に１次転写装置１４０８によって転写される。
【００５４】
このようにしてマゼンタ、シアン、ブラックの各色成分も同様に各現像装置１４１７、１４１８、１４１９により現像され、感光ドラム１４０２、１４０３、１４０４にそれぞれトナー像として可視化される。そして、可視化されたトナー像は直前に転写された色成分のトナー像と同期して、それぞれ１次転写装置１４０９、１４１０、１４１１により順次転写され、転写材１４１２上には４色のトナー像により形成された最終的なトナー画像が形成される。
【００５５】
転写材１４１２に形成されたトナー画像は、２次転写装置１４１３にて同期して搬送されてくる記録用紙に２次転写され、定着装置１４１４にてトナー像を定着される。
【００５６】
［定着装置］
次に、本実施例の定着装置について説明する。
【００５７】
図７は定着装置１４１４の概略構成模型図である。
【００５８】
ヒータユニット６０はヒータ６００と、ヒータ６００を支持する横断面半円弧桶形のヒータホルダ６６０と、逆Ｕ字形の補強板金６７０と、円筒形状の耐熱性材料からなる定着ベルト６５０とを備えている。ヒータ６００の温度を検知するサーミスタ６３０はヒータホルダ６６０に固定的に支持され、定着ベルト６５０はヒータホルダ６６０にルーズに外嵌されている。
【００５９】
定着ベルト６５０は、ポリイミドを厚み６０μｍの円筒状に形成した基材上に、厚み約３００μｍのシリコーンゴム層（弾性層）をリングコート法により形成されている。さらに、その上に厚み２０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂チューブが最表面層に被覆された構造となっている。本実施例の定着ベルト６５０は外径が３０ｍｍ、外周長は９４．２ｍｍである。
【００６０】
加圧ローラ７０は、ステンレス製の芯金上７１に、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層７２、さらに厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ７３が順に積層された多層構造とされている。この加圧ローラ７０の芯金の両端部が装置フレームの不図示の奥側と手前側の側板間に回転可能に受保持されている。
【００６１】
ヒータ６００は記録材Ｐの搬送方向に直交する方向を長手とする絶縁性、耐熱性、低熱容量のセラミックからなる基板６１０と、抵抗発熱体６２０から成る。更に、ヒータ６００はヒータホルダ６６０の下面に固定され、定着ベルト６５０と基板６４０とが接触する構成である。
【００６２】
ヒータホルダ６６０は耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成されており、ヒータ６００を保持するとともに定着ベルト６５０をガイドする役割を果たしている。本例では、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ヒータホルダ６６０の両端部は不図示の加圧機構によりその一端側が１５６．８Ｎ（１６ｋｇｆ）、総圧３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）の力で加圧ローラ７０の軸線方向に付勢される。従って、ヒータ６００の下面が定着ベルト６５０を介して加圧ローラ７０の弾性層に抗して圧接され、定着処理に必要な所定幅の定着ニップ部Nが形成される。
【００６３】
加圧ローラ７０は加圧ローラ駆動手段（図示せず）によって記録材Ｐの搬送方向に回転駆動（反時計回り）される。これにより、定着ベルト６５０がヒータ６００の発熱体表面に密着摺動して、フィルムガイド６６０の周囲を回転する。
【００６４】
サーミスタ６３０はヒータ６００の温度を検知する機能を担っており、Ａ／Ｄコンバータを介してＣＰＵ１０５に接続される。ＣＰＵ１０５はそれぞれのサーミスタの出力を所定周期でサンプリングしており、得られた温度情報を元に温度制御に反映させる。具体的には、ＣＰＵ１０５はサーミスタ６３０の出力を元に、ヒータ６００の温調制御内容を決定し、電力供給部であるヒータ駆動回路部５１によってヒータ６００への通電を制御する。
【００６５】
定着ベルト６５０の内面にはグリスが塗布され、ヒータ６００およびヒータホルダ６６０との摺動による定着ベルト６５０内面の磨耗の低減を図る。
【００６６】
次に、定着装置が定着処理を行う動作について説明する。色成分データがプリンタエンジン１０２に入力されるとＣＰＵ１０５により、加圧ローラ７０が回転駆動され、それに伴って定着ベルト６５０が従動回転すると、ヒータ６００の抵抗発熱体６２０に通電が行われる。そして、サーミスタ６３０の温度が設定温度である２００℃に達すると、未定着トナー像を担持した記録材Ｐが入り口ガイド２３に沿って定着ニップ部Ｎに導入される。定着ニップ部Ｎでは、記録材Ｐのトナー像担持面側が定着ベルト６５０の外面に密着し、記録材Ｐが定着ベルト６５０と共に移動する。
【００６７】
定着ニップ部Ｎでの挟持搬送過程において、記録材Ｐにはヒータ６００で発生する熱が定着ベルト６５０を介して付与され、更に定着ベルト６５０と加圧ローラ７０間の圧力によって、未定着トナー像が溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着ベルト６５０から分離され、搬送パス２１を通って排紙ローラ２２により排紙トレイ２３上に送り出される。そして、プリンタエンジン１０２により記録用紙が排出され、プリント動作を終了する。
【００６８】
［段差補正係数αの設定］
次に、本実施例の特徴である、濃度段差補正部３０２で行う段差補正係数αを用いた定着ベルト周期での段差を軽減する濃度信号値変換について説明する。なお、本実施例において説明する信号値変換方法は一例であり、これに限定されるものではない。
【００６９】
また、以下では変化の大きい定着ベルトの１周目と２周目の色味差を補正するための変換方法について、１周目の色味を２周目の色味と同様になるように濃度補正をする方法で説明するが、２周目の色味を１周目の色味に合わせる場合においても有効である。さらに３周目以降についても問題となる色味差が発生する場合においても、同様の処理を行うことによって効果を得ることができる。
【００７０】
前記したように、定着ベルトの１周目と２周目では色味が異なる現象が発生することによる段差を軽減するために、定着ベルト１周目の色味を２周目の色味に合わせるように濃度補正するために、ＣＭＹＫ信号値に段差補正係数αをかけて出力する。ここで、入力画像データがＣＭＹＫ信号値へと変換された時のＣＭＹＫ信号値をＩＮＰＵＴ、段差補正係数をαとすると、画像を出力するための補正後のＣＭＹＫ信号値ＯＵＴＰＵＴは、以下の式で表すことができる。
【００７１】
ＯＵＴＰＵＴ＝ＩＮＰＵＴ×α
次に、本実施例で用いる段差補正係数αの算出について説明する。なお、段差補正係数αは使用するトナーや紙種、速度等によって変化する。本実施例においては、以下のようなトナーを用いてαを算出したが、これに限定されるものではない。紙種は80ｇ/ｍ2の上質紙、Ｐ．Ｓ．は２００ｍｍ／ｓとした。
【００７２】
本実施例においては、図８に示すような温度―粘度特性（以下溶融粘度特性）を有するポリエステルをバインダとしたトナーを用いたが、これに限定されるものではない。ここで、本実施例で用いた溶融粘度特性の算出には、フローテスターＣＦＴ−５００Ｄ（島津製作所製）を使用した。測定条件は、以下のように設定した。
【００７３】
（測定条件）
・試験モード：昇温法
・ダイ穴径：１［ｍｍ］
・ダイ長さ：１［ｍｍ］
・試験荷重：１０［ｋｇ］
・シリンダー圧力：９．８０７Ｅ+５［Ｐａ］
・昇温速度：４［℃／ｍｉｎ．］
・予熱時間：３００［ｓ］
上記のようなトナー、紙種、速度において、段差補正係数を算出する方法について説明する。まず、αを算出するために必要な定着ベルトの１周目と２周目における色味差を無くす濃度変換に相当する段差補正係数α´を決める方法を以下に説明する。
【００７４】
α´は以下のような手順で決定される。
１．段差補正係数αを用いずにＣＭＹＫ入力信号値に対して画像形成を行う。
２．ページ全域のＣＭＹＫ入力信号値に対して、段差補正係数αをかけた値に対して画像形成を行う。
３．１の出力画像のベルト２周目に相当する部分の色度と２．の出力画像のベルト１周目に相当する部分の色度が同じになるようなαを算出し、α´とする。
【００７５】
一例として、ＣＭＹＫ入力信号値が（２５５、０、０、０）の場合について図９を用いて説明する。図９の（ａ）は、Ｌａｂ色度座標系のａｂ投影面をプロットしたグラフである。図９（ｂ）は、Ｌａｂ色度座標系のＬＣをプロットしたグラフである。ここで、Ｃは以下の式で表される。
【００７６】
Ｃ＝（ａ＾２＋ｂ＾２）＾０．５
なお、入力信号値は一例であり、補正係数の算出方法はこれに限定されるものではない。まず、信号値として（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）＝（２５５，０，０，０）の画像を出力する。この時の出力画像の色度のうち、ベルト１周目に相当する部分の色度を図９の△印に、また、ベルト２周目に相当する部分の色度を図９の□印に示す。
【００７７】
次に、段差補正係数αとして、０．９８、０．９６、０．９４を用いて、入力信号値を変換させた画像を出力する。具体的には、使用した段差補正係数αと変換後の入力信号値との関係は表１に示すようになる。なお、段差補正係数αの変化範囲は限定するものではない。
【００７８】
段差補正係数αをかけて入力信号値を変換させた画像の色度のうち、ベルト１周目に相当する部分の色度をそれぞれ図９の×印、○印、◆印に示す。
【００７９】
図９から、信号値変換しない場合のベルト２周目に相当する部分の色度は、係数αをかけて出力した回転体１周目に相当する部分の色度のうち、係数αとして０．９６を用いた場合の色度点に最も近いことが分かる。従って、この場合のα´として、０．９６を用いる。
【００８０】
なお、定着ベルトの１周目と２周目における色味差を無くす濃度変換に相当する段差補正係数α´を決定するに際して、上記では最近接点を係数αとして用いたが、係数αを変化させてプロットした点を用いて線形近似等を行い、適正なα´を算出する方法を用いてもよい。
【００８１】
【表１】
2017198764.tif 000003
【００８２】
次にページ内の位置に合わせて用いるαの設定方法について説明する。前述した定着部の温度要因による濃度変化は定着ベルト１周目と２周目の境界で起きるため、その位置に合わせて画像データの濃度値の補正を行うが、その位置は紙先端から１周の位置であり、画像データにおける位置との相対関係は必ずしも一致しない。これは、紙の搬送タイミングと画像形成タイミングとがずれることで紙上の画像位置が固定されないからである。紙の搬送タイミングがずれるのは紙の物性等による給紙ローラとの摩擦係数の変化や各部品公差等が理由であり、本実施例では最大で４ｍｍ程度である。
【００８３】
そのため段差補正係数αを画像データ上のベルト１周位置で１周目と２周目の濃度差分変化させてしまうと、すなわち画像データ先端からベルト１周分に段差補正係数としてα´を用いて出力してしまうと、実際の濃度段差位置とずれた場合に段差を軽減できない。
【００８４】
位置のズレと濃度段差について図１０を用いて説明する。
【００８５】
(a1)は搬送方向に置いて均一な濃度信号を出力する場合に段差補正係数αを全域で１とした場合の、搬送方向位置と濃度信号との関係であり、濃度信号値は搬送方向位置で変化しない。この(a1)で示した画像データで記録紙へ出力した場合の搬送方向位置と画像濃度の関係を(a2)に示す。
【００８６】
前述の定着部での温度段差により、定着ベルト１周目は画像濃度が高く、２周目は低くなっている。(a2)で示した濃度段差を補正するために、(b1)で示すようにαを定着ベルト１周目に相当する部分をα´、２周目に相当する部分を１とすると、画像データを切替えた位置と定着ベルト１周目と２周目の境界位置がそろった場合は(b2)に示すように出力画像濃度は均一になる。しかし、位置がずれた場合は(b3)に示すように境界位置に位置のズレ幅に合わせて二箇所の濃度段差が発生し、スジ状の色味差が発生してしまう。
【００８７】
本発明ではこれを回避するために、段差補正係数αを画像データにおけるページ内の定着ベルト１周目と２周目の境界位置に前後において段階的に変化させることを特徴とする。
【００８８】
段差補正係数αを段階的に変化させた場合について図１１を用いて説明する。
【００８９】
(c1)は境界位置前後でαをα´から１へ均等に段階的に変化させた場合の搬送方向位置と濃度信号を示す。この(c1)に示した画像データを用いて記録紙に出力すると、境界位置が揃った場合とずれた場合はそれぞれ(c2) (c3)に示すようになり、図１０の(b3)に比べ、境界位置付近での濃度変化が境界位置付近以外の濃度に対して小さくなだらかになり色味差が視認し難くなる。
【００９０】
本実施例においては、搬送方向位置において、紙搬送と画像形成タイミングが設計中心値であった場合の画像データ上でのベルト１周目と２周目の境界に相当する位置の前後2.5ｍｍの領域でαを均等に変化させていった。具体的には表２に示すようにαを変化させた。これにより濃度補正位置と実際の濃度変化位置がずれても、定着ベルト１周目と２周目の色味差を抑えつつその境界における段差も軽減し目立たなくなった。
【００９１】
【表２】
2017198764.tif 000004
【００９２】
［効果］
次に、本実施例で説明したような信号値変換を行うことによる、定着ベルトの1周目と2周目に相当する部分の色味段差補正への影響について説明する。
【００９３】
以下では、補正の効果として信号値として（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）＝（２５５，２５５，０，０）のＢｌｕｅ（以後Ｂ）の色度の変化を例に説明するが、その他の色についても同様の効果がある。
【００９４】
信号値変換を行わない場合の、定着ベルト１周目に相当する部分のＢ色度を（Ｌ１，ａ１，ｂ１）、定着ベルト２周目に相当する部分のＢ色度を（Ｌ０，ａ０，ｂ０）、信号値変換を行った場合の定着ベルト１周目に相当する部分の色度を（Ｌ２，ａ１，ｂ１）とすると、各々の色度は以下の表３に示すようになる。また、比較例として、補正係数αに０．９８を用いた場合についても示す。
【００９５】
【表３】
2017198764.tif 000005
【００９６】
また、上記表３を色度座標上で示すと、図１２のようになる。図１２の（ａ）は、Ｌａｂ色度座標系のａｂ投影面をプロットしたグラフである。図１２（ｂ）は、Ｌａｂ色度座標系のＬＣをプロットしたグラフである。
【００９７】
表３及び図１２からわかるように、本実施例のような信号値変換を行うことによって、1周目と2周目の色度差が小さくなっていることが分かる。２点間の色度座標の差分で示すと、2周目の色度に対する色度差ΔＥは図１３に示すようになる。なお、ΔEとは、CIEが定めるL*a*b*色空間内の２点間（L1,a1,b1）（L2,a2,b2）における三次元距離（式１）で表すことができる。
【００９８】
ΔE＝√((L1−L2)^2+(a1−a2)^2+(b1-b2)^2)・・・（式１）
図１３からわかるように、本実施例の構成を用いることによって、定着ベルト1周目と2周目に相当する部分の色味差を、ΔＥ＝１．９０からΔＥ＝０．８２に抑えることが可能になる。また、境界部分の色味差は段差補正係数αを段階的に変えない場合は段差位置がずれた場合にその領域にはΔＥ＝１．９０がそのまま残るのに対し、本発明の特徴であるαを段階的に変えることでその領域においても1周目2周目差の効果の約50％の効果は現れ色味段差を低減することができる。
【００９９】
［実施例２］
本実施例においてはページ内位置における段差補正係数αの変更を実施例１で述べた用紙搬送方向だけでなく、用紙搬送方向に直交する方向での位置でも行う場合について説明する。実施例１と同様な部分は省略し異なる部分のみ述べる。
【０１００】
本実施例においては用紙搬送方向に直交する方向の画像形成領域を30分割し、それぞれの領域における画像データ上の定着ベルト１周目と２周目の境界相当位置を用紙搬送方向位置に変化させた。具体的には30分割した領域をX1、X2、X3、・・・X30とすると、
X1、X4、X7、・・・X28は+1.0mm、X2、X5、X8、・・・X29は±0.0mm、X3、X6、X9、・・・X30は-1.0mmとした。変化の方法はこれに限るものではない。この結果、図１２に示すように実施例１では(a)に示すように境界部の濃度変化が一本の直線で現れるのに対し、本実施例では(b)に示すように不連続な位置に濃度変化が発生するため同様の濃度変化であってもさらに視認し難くなり画質が向上した。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  画像形成装置、１０２  プリンタエンジン、１０５  ＣＰＵ、
１１９ プリンタ画像処理部、３０２  濃度段差補正部、３０９  γ補正回路、
１４１４  定着装置
【図１】
2017198764.tif 000006
【図２】
2017198764.tif 000007
【図３】
2017198764.tif 000008
【図４】
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【図５】
2017198764.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
2017198764.tif 000013
【図９】
2017198764.tif 000014
【図１０】
2017198764.tif 000015
【図１１】
2017198764.tif 000016
【図１２】
2017198764.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
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