JP2011186087A5 - - Google Patents

Description

記録材上に形成されたパッチの測色を行う場合、記録材とトナーの温度に依存して色情報の測色値が変化する現象がある。つまり、定着直後の加熱された状態の測色値と、室温に馴染んだ状態の測色値では値が異なってくる。この現象は蛍光物質（記録材に含まれる蛍光増白材など）の影響による変化や、非蛍光物質（トナーの成分）の影響による変化であり、サーモクロミズム現象と呼ばれている。このサーモクロミズム現象により、記録材上に出力されたパッチの測色を行った場合、記録材とトナーの温度に依存して測色値が変化する。また、パッチの色によっても異なった変化の挙動を示す。このため、高精度な測色を要求される場面において測色値に誤差が生じて問題となってくる。この様なサーモクロミズム現象による測定誤差を少なくするためには、定着により加熱された記録材を冷却すればよい。例えば、定着後の記録材を冷却するために、待機することが考えられる。ところが、記録材が十分冷却するまで停止して待っていると一回の測定に要する時間が長くなってしまう。言い換えれば、ユーザビリティーの低下を抑えつつ、且つサーモクロミズム現象による測定誤差をより低く抑えることが要望されている。

本発明の画像形成装置は、記録材に転写されたトナー像を加熱して定着する定着手段を含む画像形成装置であって、トナー像が定着された前記記録材の搬送方向を反転させるスイッチバック機構と、前記スイッチバック機構による搬送方向反転後の搬送経路上にある前記記録材に形成された複数の色のパッチに光を照射したときの反射光から前記複数の色のパッチの色情報を取得する測色手段と、を有し、前記記録材の第１の領域に形成されたパッチの所定の温度変化に対する前記色情報の変化量についての平均値が、前記記録材の第２の領域に形成されたパッチの所定の温度変化に対する前記色情報の変化量についての平均値よりも大きく、前記第１の領域は、前記記録材を搬送方向と直交する方向で２分割したときの前記定着手段通過時における先端側であり、前記第２の領域は後端側であることを特徴とする。

（カラーセンサ８０の説明） 本実施例で用いた画像形成装置は、複数色の色情報を取得するカラーセンサ８０を有している。本実施例におけるカラーセンサ８０の構成を図２の（ａ）に示す。カラーセンサ８０は、両面搬送経路７２近傍に設置され、スイッチバックした後の記録材Ｐに定着されたトナーパッチＴの色値を計測して取得する。尚、カラーセンサ８０の設定場所である搬送経路近傍とは、搬送経路に搬送されてくる記録材上のパッチの色をカラーセンサ８０が検知できる程度の距離だけ搬送経路から離れた位置を指す。図２の（ａ）に示すように、カラーセンサ８０は、光を照射する白色ＬＥＤ８１とコリメートレンズ８２、回折格子８３、電荷蓄積型センサ８４により構成される。尚、白色ＬＥＤ８１の発光領域は紫外域も含んでいる。カラーセンサ８０は、白色ＬＥＤ８１からの出力光を色値検知用のパッチＴが印刷された記録紙Ｐに対して斜め４５度より入射させる。色値検知用のパッチＴからの乱反射光は、コリメートレンズ８２によって並行光に変換され、回折格子８３の作用によって波長分散された後に、電荷蓄積型センサ８４に入る。電荷蓄積型センサ８４の受光部８５は、図２の（ｂ）に示すように、独立した受光素子がライン状に並んだ構成となっており、特定の波長区間毎にその受光強度を測定する構成となっている。カラーセンサ８０の波長分解能は、回折格子８３の特性や受光素子を並べる密度によって調整可能である。本実施例のカラーセンサ８０は、波長３８０ｎｍから７８０ｎｍの光を１０ｎｍ毎に強度測定して分光反射率を測定できる。このようなカラーセンサで各波長の分光反射率を測定することで、分光反射率のプロファイルの変化から色差ΔＥを算出することが出来る。ここで、分光反射率のプロファイルとは、例えば後述する図４に示されるような、色や温度によって決まる分光反射率の分光反射分布のことを指す。

続いて、カラーセンサ８０による色値の検知時のパッチの温度について説明する。図６の（ｂ）に、スイッチバック部における複数個のパッチを印刷した記録材Ｐを示す。スイッチバック動作における定着部通過時の搬送方向先端側にあるパッチをＡとし、定着部通過時の搬送方向後端端側にあるパッチをＢとする。パッチＡの移動距離を破線で示し、パッチＢの移動距離を実線で示した。スイッチバック機構を有する自動両面では定着部通過時の搬送方向後端側に印刷したパッチが先にカラーセンサ８０の測定位置に到達し、定着部通過時の搬送方向先端側に印刷したパッチは、後からカラーセンサ８０の測定位置に到達することとなる。各パッチのカラーセンサ８０の測定位置までの移動距離が異なることから、定着部通過時の搬送方向先端のパッチと定着部通過時の搬送方向後端のパッチとで時間差が発生する。

図７の（ａ）にパッチの温度変化の測定結果を示す。反転ローラ対７１直前でのパッチＡ及びパッチＢの温度と、カラーセンサ８０の測定位置での記録材先端のパッチ（定着部通過時の後端パッチＢ）、カラーセンサ８０の測定位置での記録材後端のパッチ（定着部通過時の先端パッチＡ）の温度を測定した。時間は、スイッチバック動作において記録材Ｐが一旦排紙される場合において、パッチＡ、パッチＢとも反転ローラ対７１直前位置に達した時を原点にとってある。また測定の記録材はＡ３サイズを縦に通紙している。尚、図７（ａ）のグラフの横軸の時間については、記録材Ｐの搬送速度が略一定であるので、記録材Ｐの画像形成装置内における移動距離にも対応する。図７の（ａ）においては、反転ローラ対７１直前での各パッチの温度は７０℃に対し、本実施例におけるカラーセンサ８０の測定位置での記録材先端のパッチ（定着部通過時の後端パッチＢ）の温度は５５℃であった。また、記録材後端のパッチ（定着部通過時の先端パッチＡ）の温度は４５℃であった。カラーセンサ８０の測定位置でのパッチＢとパッチＡの温度差は１０℃であった。即ち、定着部を通過してからカラーセンサ８０の測定位置に到達するまでの時間がパッチＡとパッチＢとでは異なる為、カラーセンサ８０で測色される時のパッチＡとパッチＢの温度も異なっていることがわかる。

＜実施例１の検証結果の説明＞ 次に、本実施例１の検証結果について説明する。図７の（ｂ）に、２５℃を基準とした場合の温度と色差ΔＥとの関係図を示す。かかる温度は、サーモクロミズムの温度依存性の大きかったレッドパッチと、最も温度依存性の小さかったグリーンパッチについて、その位置と関連している。即ち、反転ローラ対７１直前の温度、カラーセンサ８０の測定位置での先端温度（定着部通過時の搬送方向後端の温度）、及び、後端温度（定着部通過時の搬送方向先端の温度）に対応している。実線がグリーンパッチを示し、破線がレッドパッチを示している。図６の（ａ）のように、定着部通過時の記録材後端にグリーンパッチを配置することで、グリーンパッチの定着部からカラーセンサ８０の測定位置到達までの時間が短くなる。しかし、そもそもグリーンパッチはサーモクロミズムによる色値変動の影響がレッドパッチに対して小さい。ポイントａに示すように、室温とカラーセンサ８０の測定位置でのグリーンパッチの色差ΔＥは０.５となる。一方、図６の（ａ）のように、定着部通過時の記録材先端にレッドパッチを配置し、定着部からカラーセンサ８０の測定位置到達までの時間を長くし、室温との温度差を少なくする。よって、ポイントｂに示すように、室温とカラーセンサ８０の測定位置でのレッドパッチの色差ΔＥを２.０とすることができる。

一方、比較例としてパッチ配列を考慮しなかった場合について述べる。例えば図６の（ａ）に示した実施例１のパッチ配列を反転して配置させたものを考える。この場合には、色変化の小さかったグリーンパッチ、ブルーパッチ、イエローパッチは定着部通過時の搬送方向先端側に配置され、色変化の大きかったレッドパッチ、マゼンタパッチ、シアンパッチは定着部通過時の搬送方向後端側に配置されることになる。この時、記録材を搬送方向に対して略中央で２分割する。そうすると、定着部通過時の搬送方向先端側のパッチの単位温度あたりの色差ΔＥの変化量ΔＥ/Δｔの平均値が、定着部通過時の搬送方向後端側のパッチの単位温度あたりの色差ΔＥの変化量ΔＥ/Δｔの平均値よりも小さい。或いは、記録材上に形成される各パッチの単位温度変化に対して発生する色情報（ΔＥ／Δｔ）の変化について、パッチの形成順番で、その色情報誤差の変化を一次近似すると得られる一次関数は減少勾配を持つことになる。このような比較例では、サーモクロミズムの温度依存性の大きいレッドパッチが定着部通過時には記録材先端、即ちカラーセンサ８０の測定位置では記録材後端に配置されている。レッドパッチはサーモクロミズムによる色値変動の影響が大きい。よって、図７の（ｂ）のポイントｃに示すように、レッドパッチの室温とカラーセンサ８０の測定位置での色差ΔＥは３．０となってしまう。即ち、本実施例１では比較例に対してレッドパッチのサーモクロミズムによる色値変動の影響を、ΔＥで３.０から２.０することが可能であり１.０抑制することができる。

［実施例３］
以下、本実施例３に係る画像形成装置について説明する。図１１の（ａ）は、図１に示した画像形成装置の制御ユニット１０の実施例３における機能を模式的に示したブロック図である。本実施例３においては、実施例１、２の構成に測色値温度補正部１５を追加した構成とし、測色された色情報を測色時の色パッチ温度に応じて所望の対象温度における色情報に補正している。そして、このようにして補正された色情報をもとに、色変換ＬＵＴ生成部１６（演算部１３）により色変換ＬＵＴ１４ａの更新を行うものである。尚、本実施例３での画像形成プロセスは実施例１と同じなので説明を省略する。本実施例３では、演算部１３内が、パッチデータに従い、測色値温度補正部１５の温度特性ＬＵＴ１５ａを参照して得た補正係数を得る。そして、演算部１３は得られた補正係数に基づきパッチ測色値の補正を行う。ここで、パッチデータとは、ＣＭＹＫの濃度をどのように組み合わせてパッチが作成されているかを示すデータである。制御ユニット１０によりそれが解析される。図１１の（ｃ）では、１００％の濃度を１と記しており、例えばレッドのパッチの場合には、シアンを０％、マゼンタ及びイエローを１００％、ブラックを０％で画像形成することで作成されていることが示されている。

Claims (9)

1. 記録材に転写されたトナー像を加熱して定着する定着手段を含む画像形成装置であって、
   トナー像が定着された前記記録材の搬送方向を反転させるスイッチバック機構と、
   前記スイッチバック機構による搬送方向反転後の搬送経路上にある前記記録材に形成された複数の色のパッチに光を照射したときの反射光から前記複数の色のパッチの色情報を取得する測色手段と、
   を有し、
   前記記録材の第１の領域に形成されたパッチの所定の温度変化に対する前記色情報の変化量についての平均値が、前記記録材の第２の領域に形成されたパッチの所定の温度変化に対する前記色情報の変化量についての平均値よりも大きく、
   前記第１の領域は、前記記録材を搬送方向と直交する方向で２分割したときの前記定着手段通過時における先端側であり、前記第２の領域は後端側であることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 記録材に転写されたトナー像を加熱して定着する定着手段を含む画像形成装置であって、
   トナー像が定着された前記記録材の搬送方向を反転させるスイッチバック機構と、
   前記スイッチバック機構による搬送方向反転後の搬送経路上にある前記記録材に形成された複数の色のパッチに光を照射したときの反射光から前記複数の色のパッチの色情報を取得する測色手段と、
   を有し、
   前記記録材上に形成される各パッチの所定の温度変化に対する色情報の変化量を形成順番で一次関数により近似した場合に、前記一次関数の勾配は、減少するものであることを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 記録材に転写されたトナー像を加熱して定着する定着手段を含む画像形成装置であって、
   トナー像が定着された前記記録材の搬送方向を反転させるスイッチバック機構と、
   前記スイッチバック機構による搬送方向反転後の搬送経路上にある前記記録材に形成された複数の色のパッチに光を照射したときの反射光から前記複数の色のパッチの色情報を取得する測色手段と、
   を有し、
   前記複数の色のパッチは、第１のパッチと前記第１のパッチより色情報の変化量が大きい第２のパッチとを含み、前記測色手段により前記第１のパッチが測色された後、前記第２のパッチが測色されることを特徴とするカラー画像形成装置。
4. 前記パッチは、前記温度変化に対する色情報の変化量が大きい順に前記記録材上に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記色情報の変化量は、分光反射率の変化に対応し、分光反射率の変化はピーク強度の変化及び波長域のシフトを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記パッチの配列は、前記記録材の種類に応じて変更されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
7. 前記測色手段による各パッチの測色時の温度を予測し、前記予測した温度に基づき前記測色手段が取得した前記色情報を補正する補正手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
8. 前記測色手段が取得した色情報に基づき、入力された画像データを第１表色系から第２表色系に変換する画像処理手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
9. 前記測色手段は、カラー画像形成装置から排出される前の記録材に形成された複数の色のパッチを測色することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。