JP2014211551A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙に形成した画像の反射濃度及び光沢度がともに目標の範囲内となるよう調整する。【解決手段】画像形成装置１が備える定着部８０の用紙搬送方向の上流側に配置されたトナー付着量センサ１１１により、定着部８０による定着前の用紙Ｓに付着したトナー像のトナー量を検出する。次に、定着部８０の用紙搬送方向の下流側に配置された反射濃度センサ１１２により、定着後の用紙Ｓのトナー画像の反射濃度を検出する。次に、判定部により、トナー付着量センサ１１１の検出値及び反射濃度センサ１１２の検出値に基づき、用紙Ｓに付着したトナー像のトナー量及び反射濃度が目標の範囲内か否かを判定する。そして、制御部により、判定部の判定結果に基づいて、画像形成条件としての用紙Ｓに付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、静電気を用いて画像の形成を行う特性上、画像形成装置の使用環境における温度、湿度等の環境条件の変動や、感光体や現像剤等の経時的な劣化、即ち耐久性の変化によって安定した画像の形成を行うことができない場合がある。

これを防止するために、環境条件の情報や耐久性の情報、さらには、画像調整用パターン画像の情報を検出して、画像を形成する条件（以下、「画像形成条件」と記述する）にフィードバックすることにより、画像の安定化を図る制御（以下、「画像安定化制御」と記述する）が行われている。

例えば、定着装置による定着前の用紙上のテストパターンの色（反射濃度）を検知するセンサと、定着後の用紙上の当該テストパターンの色を検知するセンサを用いて、定着ユニットの劣化レベルを判定することが行われている（例えば、特許文献１の図６を参照）。

また、定着後の用紙上のトナー画像を測色し、測定した色（反射濃度）の色空間座標に基づいて、用紙上のトナー付着量が最適となるように画像形成条件を設定するか、もしくは定着条件を制御することが行われている（例えば、特許文献２の図７を参照）。

特開２０１１−５９３０８号公報 特開２０１０−１６４８９１号公報

ところで、用紙のトナー付着量（以下、「紙上トナー付着量」とも記す）と反射濃度との関係は、必ずしも一定にならない。なぜならば、反射濃度は、トナー色材の内部反射成分と、定着によって生じる表面反射成分が合わさった特性値だからである。よって、画像形成装置で紙上トナー付着量を制御して紙上トナー付着量を適正値（目標値）に合わせたとしても、定着時に発生する定着温度などの変動により、用紙に形成された画像の反射濃度は適正（目標の範囲内）にならない。

一方、反射濃度が適正になったとしても、紙上トナー付着量及び定着温度が適正であるかどうかの判定ができない。そのため、過度にトナーを消費したり、光沢が強くなって画像品質を悪くしたりするという問題がある。図９Ａは光沢度、図９Ｂは反射濃度についての説明図である。図９Ａに示すように、光沢度は、用紙へ入射した光の正反射光を検出して算出される。また、図９Ｂに示すように、反射濃度は、用紙へ入射した光の乱反射光を検出して算出される。乱反射光は、正反射光が強くなると弱くなる傾向があり、正反射光が弱くなると強くなる傾向がある。

上記の状況から、高品質な画像を形成するためには、用紙に形成した画像の反射濃度及び光沢度がともに目標の範囲内となるよう調整する手法が望まれていた。

本発明の一側面では、画像形成装置が備える定着部の用紙搬送方向の上流側に配置されたトナー付着量センサにより、定着部による定着前の用紙に付着したトナー像のトナー量を検出する。
次に、定着部の用紙搬送方向の下流側に配置された反射濃度センサにより、定着後の用紙のトナー画像の反射濃度を検出する。
次に、判定部により、トナー付着量センサの検出値及び反射濃度センサの検出値に基づき、用紙に付着したトナー像のトナー量及び反射濃度が目標の範囲内であるか否かを判定する。
そして、制御部により、判定部の判定結果に基づいて、画像形成条件としての用紙に付着させるトナー像のトナー量と上記定着部の定着温度の目標値を設定する。

上記構成において、判定部により検出された用紙に付着したトナー像のトナー量が目標の範囲内ではないと判断された場合には、制御部は、用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を変更する。また、判定部により反射濃度が目標の範囲内ではないと判断された場合には、制御部は、定着温度の目標値を変更する。また、判定部により用紙に付着したトナー像のトナー量及び反射濃度が目標の範囲内ではないと判断された場合には、制御部は、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を変更する。

上記構成によれば、定着前の用紙に付着したトナー像のトナー量と定着後の用紙の反射濃度に基づいて、用紙に付着したトナー像のトナー量及び反射濃度が目標の範囲内であるか否かが判定される。そして、判定結果に基づいて画像形成条件としての用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値が設定される。用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を適切に設定し、かつ反射濃度が目標の範囲内となるように定着温度を制御することで、光沢度も目標の範囲内に合わせられる。

本発明によれば、用紙に形成した画像の反射濃度及び光沢度がともに目標の範囲内となるよう調整することができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。 本発明の一実施の形態に係るトナー付着量センサ及び反射濃度センサの配置の説明図である。 本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。 紙上トナー付着量と反射濃度の特性の一例を示すグラフである。 紙上トナー付着量と光沢度の特性の一例を示すグラフである。 紙上トナー付着量と光沢度の関係の一例を示すグラフである。 本発明の一実施の形態に係る画像調整処理を示したフローチャートである。 紙上トナー付着量の検出値と反射濃度の検出値を組み合わせた判定テーブルである。 図９Ａは光沢度、図９Ｂは反射濃度についての説明図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置について、図１〜図８を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

［画像形成装置の構成例］
まず、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概要について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。図２は、本発明の一実施の形態に係るトナー付着量センサ及び反射濃度センサの配置を示した平面図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１は、原稿搬送部１０と、用紙収納部２０と、画像読取部３０と、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０と、２次転写部６０と、定着部８０とを有する。

原稿搬送部１０は、原稿Ｇがセットされる原稿給紙台１１と、複数のローラ１２と、搬送ドラム１３と、搬送ガイド１４と、原稿排出ローラ１５と、原稿排出トレイ１６とを有している。原稿給紙台１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３によって、画像読取部３０の読取位置に１枚ずつ搬送される。搬送ガイド１４及び原稿排出ローラ１５は、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３により搬送された原稿Ｇを原稿排出トレイ１６に排出する。

画像読取部３０は、原稿搬送部１０により搬送された原稿Ｇ又は原稿台３１に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。具体的には、原稿Ｇの画像がランプＬによって照射される。原稿Ｇからの反射光は、第１ミラーユニット３２、第２ミラーユニット３３、レンズユニット３４の順に導かれて、撮像素子３５の受光面に結像する。撮像素子３５は、入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換されることにより画像データとして作成される。

また、画像読取部３０は、画像読取制御部３６を有している。画像読取制御部３６は、Ａ／Ｄ変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施して、制御部１００のＲＡＭ１０３（図３参照）に格納する。なお、画像データは、画像読取部３０から出力されるデータに限定されず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したものであってもよい。

用紙収納部２０は、装置本体の下部に配置されており、用紙のサイズや種類に応じて複数設けられている。この用紙は、給紙部２１により給紙されて搬送部２３に送られ、搬送部２３によって転写位置を有する２次転写部６０に搬送される。また、用紙収納部２０の近傍には、手差部２２が設けられている。この手差部２２からは、用紙収納部２０に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、ＯＨＰシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。図１においては、給紙部２１により給紙される用紙にＳの符号を付している。

画像読取部３０と用紙収納部２０との間には、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０が配置されている。画像形成部４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー画像を形成するために、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、イエローのトナー画像を形成し、第２の画像形成ユニット４０Ｍは、マゼンダのトナー画像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃは、シアンのトナー画像を形成し、第４の画像形成ユニット４０Ｋは、ブラックのトナー画像を形成する。これら４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第１の画像形成ユニット４０Ｙについて説明する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、ドラム状の感光体４１と、感光体４１の周囲に配置された帯電部４２と、露光部４３と、現像部４４と、クリーニング部４５を有している。感光体４１は、不図示の駆動モータによって回転する。帯電部４２は、感光体４１に電荷を与え感光体４１の表面を一様に帯電する。露光部４３は、原稿Ｇから読み取られた画像データ又は外部装置から送信された画像データに基づいて、感光体４１の表面に対して露光操作を行うことにより感光体４１上に静電潜像を形成する。

現像部４４は、例えばトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて、感光体４１に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体４１の表面は、イエローのトナー画像（トナー像）が形成される。

なお、第２の画像形成ユニット４０Ｍの現像部４４は、感光体４１にマゼンタのトナーを付着させ、第３の画像形成ユニット４０Ｃの現像部４４は、感光体４１にシアンのトナーを付着させる。そして、第４の画像形成ユニット４０Ｋの現像部４４は、感光体４１にブラックのトナーを付着させる。

感光体４１上に形成されたトナー画像は、像担持体の一例である中間転写ベルト５０に転写される。中間転写ベルト５０は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト５０は、不図示の駆動モータで感光体４１の回転（移動）方向とは逆方向に回転駆動する。
クリーニング部４５は、トナー画像が中間転写ベルト５０に転写された後に、感光体４１の表面に残留しているトナーを除去する。

中間転写ベルト５０における各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１と対向する位置には、１次転写部５１が設けられている。この１次転写部５１は、中間転写ベルト５０にトナーと反対の極性の電圧を印加させることで、感光体４１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト５０に１次転写する。

そして、中間転写ベルト５０が回転駆動することで、中間転写ベルト５０の表面には、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋで形成されたトナー画像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト５０上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー画像が重なり合いカラーのトナー画像が形成される。

また、中間転写ベルト５０には、ベルトクリーニング装置５３が対向している。このベルトクリーニング装置５３は、用紙へのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト５０の表面を清掃する。

中間転写ベルト５０の近傍で、かつ搬送部２３の用紙搬送方向下流には、２次転写部６０が配置されている。２次転写部６０は、用紙を中間転写ベルト５０に接触させて、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙に２次転写する。２次転写部６０は、２次転写ローラ６１を有している。２次転写ローラ６１は、中間転写ベルト５０を挟んで対向ローラ５２に圧接されている。２次転写ローラ６１と中間転写ベルト５０が接触する部分は、２次転写ニップ部６２となる。この２次転写ニップ部６２が、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙Ｓに転写する転写位置である。

２次転写部６０における用紙の排出側には、定着部８０が設けられている。この定着部８０は、用紙を加圧及び加熱して、転写されたトナー画像を用紙に定着させる。定着部８０は、例えば、一対の定着部材である定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２で構成されている。定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２は、互いに圧接した状態で配置されており、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２とが接する位置には、圧接部として定着ニップ部が形成される。

定着上ローラ８１の内部には、加熱部が設けられている。この加熱部からの輻射熱により定着上ローラ８１の外周部にあるローラ部が温められる。そして、定着上ローラ８１のローラ部の熱が用紙へ伝達されることにより、用紙上のトナー画像が熱定着される。

用紙は、２次転写部６０によりトナー画像が転写された面（定着対象面）が定着上ローラ８１と向き合うように搬送され、定着ニップ部を通過する。したがって、定着ニップ部を通過する用紙には、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２とによる加圧と、定着上ローラ８１のローラ部の熱による加熱が行われる。

定着部８０の用紙搬送方向下流には、切換ゲート２４が配置されている。切換ゲート２４は、定着部８０を通過した用紙の搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を上方に向けて排紙するフェースアップ排紙を行う場合に、用紙を直進させる。これにより、用紙は、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。また、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を下方に向けて排紙するフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙を下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙を下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、表裏が反転されて画像形成面が下方に向いた用紙は、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。
両面画像形成を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙を下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転し、再給紙路２７により再び転写位置へ送られる。

一対の排紙ローラ２５の下流側に、用紙を折ったり、用紙に対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。

本実施の形態では、図１及び図２に示すように、２次転写ニップ部６２の下流側であって定着部８０の用紙搬送方向の上流側に、トナー付着量センサ１１１が配置されている。トナー付着量センサ１１１は、定着部８０に搬送される前の用紙Ｓに付着したトナー量（紙上トナー付着量）を検出する。
トナー付着量センサ１１１には、例えば発光部材と受光部材が対向配置された透過型のフォトセンサ、出射した光の物体による反射光を検出する反射型のフォトセンサなどを用いることができる。あるいは、発光部材と複数の光電変換素子を用紙幅方向の一部又は全域にわたって直線状に配列したラインセンサ、あるいは光電変換素子をマトリクス状に配置したイメージセンサが使用される。ラインセンサ及びイメージセンサとしては、ＣＣＤ型のイメージセンサやＣＭＯＳ型（ＭＯＳ型を含む）のイメージセンサを利用できる。

また、定着部８０の用紙搬送方向の下流側には、反射濃度センサ１１２が配置されている。反射濃度センサ１１２は、定着部８０で定着処理が行われた用紙Ｓに定着されたトナーの反射濃度を検出する。
反射濃度センサ１１２は、複数の光電変換素子を用紙幅方向の全域にわたって直線状に配列したラインセンサ、又は光電変換素子をマトリクス状に配置したイメージセンサを使用する。反射濃度センサ１１２の検出情報には、トナー濃度や色の情報が含まれており、それらの情報から定着状態を推定することができる。

［画像形成装置の制御系の構成］
次に、画像形成装置１の制御系について、図３を参照して説明する。
図３は、画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。

図３に示すように、画像形成装置１は、制御部１００を備えている。制御部１００は、システムバス１０７を介して、通信部１０８、画像読取部３０、画像処理部１０６、画像形成部４０、給紙部２１、２次転写部６０、定着部８０に接続されている。さらに、制御部１００は、システムバス１０７を介して、ＨＤＤ１０４、操作表示部１０５、トナー付着量センサ１１１、反射濃度センサ１１２、温度センサ１１３、湿度センサ１１４に接続されている。

制御部１００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを有している。なお、ＲＯＭ１０２（記憶部の一例）としては、例えば、通常電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭを用いる。制御部１００は、トナー付着量センサ１１１及び反射濃度センサ１１２から出力される検出値が適切であるか否かの判定を行う判定部の一例である。また制御部１００は、各ブロックの制御すなわち装置全体の制御を行う。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部３０で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、入力信号を制御部１００に出力する。

画像読取部３０によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続された外部装置の一例であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信される画像データは、画像処理部１０６に送られ、画像処理される。画像処理部１０６は、受信した画像データに対してアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮等の処理を行う。

通信部１０８は、外部の情報処理装置であるＰＣ１２０から送信されるジョブ情報を、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブ情報を、システムバス１０７を介して制御部１００に送る。

制御部１００は、ジョブ情報に基づいて、画像形成部４０、給紙部２１、２次転写部６０及び定着部８０の駆動を制御する。

トナー付着量センサ１１１は、制御部１００の制御の下、発光部材を予め設定された基準発光設定値で点灯し、トナー像を定着する前の用紙からの反射光を受光して検出値として出力する。制御部１００は、トナー付着量センサ１１１の検出値とトナー付着量とを対応付けるトナー付着量特性情報に基づいて、定着前の用紙のトナー像（トナー画像）のトナー付着量を算出する。そして、制御部１００は、算出したトナー付着量を、後述する判定手段（判定テーブル、変換式など）に適用し、画像形成部４０において用紙Ｓに付着させるトナー像（トナー画像）のトナー量を制御する。トナー付着量特性情報及び判定手段に係るデータについては、予めＲＯＭ１０２又はＨＤＤ１０４に保存しておく。

トナー付着量の制御因子としては、例えば、現像部４４内のトナー濃度、現像バイアス、露光部４３による感光体４１への露光光量、帯電部４２による感光体４１への帯電電圧、画像データの内容などが挙げられる。ＲＯＭ１０２にトナー付着量とその制御因子とを対応付けるテーブルを保持し、制御部１００は、そのテーブルを参照して画像形成条件としてのトナー付着量の制御を行う。

反射濃度センサ１１２は、制御部１００の制御の下、発光部材を予め設定された基準発光設定値で点灯し、トナー像を定着した後の用紙からの反射光を受光して検出値として出力する。制御部１００は、反射濃度センサ１１２の検出値と反射濃度とを対応づける反射濃度特性情報に基づいて、定着後の用紙のトナー画像の反射濃度を算出する。そして、制御部１００は、算出した反射濃度を、後述する判定手段（判定テーブル、変換式など）に適用し、定着部８０の定着温度を制御する。反射濃度特性情報及び判定手段に係るデータについては、予めＲＯＭ１０２又はＨＤＤ１０４に保存しておく。

温度センサ１１３は、画像形成装置１内に設けられており、画像形成装置１内の温度を検出する。この温度センサ１１３は、例えばトナー付着量センサ１１１又は反射濃度センサ１１２の近傍に設けられている。

湿度センサ１１４は、画像形成装置１内に設けられており、画像形成装置１内の湿度を検出する。この湿度センサ１１４は、例えばトナー付着量センサ１１１又は反射濃度センサ１１２の近傍に設けられている。温度センサ１１３及び湿度センサ１１４は、画像形成装置１内の環境を検知する環境センサの一例である。

なお、本実施の形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。

［反射濃度と光沢度の関係］
ここで、図４〜図５を用いて反射濃度と光沢度の関係について説明する。
図４は、紙上トナー付着量と反射濃度の特性の一例を示すグラフである。図中、横軸に紙上トナー付着量（ｇ／ｍ^２）、縦軸に反射濃度を示している。図中“□”は定着温度１９０℃、“○”は定着温度１８０℃、“△”は定着温度１７０℃、“◇”は定着温度１６０℃の条件である。また図中の直線は、プロット点に対する最小二乗法による回帰直線である。
図中矢印で対比するように、トナー付着量センサ１１１で検出される紙上トナー付着量が同じであっても、定着温度が高いほど検出される反射濃度が高くなる。このため、反射濃度が同じであっても、紙上トナー付着量が少なく定着温度が高いのか、または紙上トナー付着量が多くて定着温度が低いのかどうかが区別できない。

以下は、図４（及び図５）に示すグラフの破線丸部のプロット点のデータである。
紙上トナー付着量：5.5(g/m²)、定着温度：190℃、反射濃度：1.95（光沢度：80）
紙上トナー付着量：6.5(g/m²)、定着温度：170℃、反射濃度：1.95（光沢度：70）

図５は、紙上トナー付着量と光沢度の特性の一例を示すグラフである。図中、横軸に紙上トナー付着量（ｇ／ｍ^２）、縦軸に光沢度を示している。図中、図４の記号と同じ記号のプロット点は、同じ定着温度を示している。また図中の直線は、プロット点に対する最小二乗法による回帰直線である。
図中矢印で対比するように、トナー付着量センサ１１１で検出される紙上トナー付着量が少なくても定着温度が高ければ光沢度が高くなり、紙上トナー付着量が多くても定着温度が低ければ光沢度が低くなる。したがって、反射濃度センサ１１２で検出される反射濃度だけを適正（目標の範囲内）となるように制御しても、光沢度は適正（目標の範囲内）にならない。ここで、反射濃度又は光沢度が目標の範囲内にあるとは、反射濃度又は光沢度が予め設定したしきい値から所定範囲内にある状態をいう。

図６は、紙上トナー付着量と光沢度の関係の一例を示すグラフである。
図中、横軸に光沢度、縦軸に反射濃度を示している。図中、図４の記号と同じ記号のプロット点は、同じ定着温度である。また図中の直線は、同一の紙上トナー付着量下で測定したデータのプロット点に対する回帰直線である。本例では、直線１２１は紙上トナー濃度７．０ｇ／ｍ^２の回帰直線、直線１２２は同５．９ｇ／ｍ^２、直線１２３は同５．５ｇ／ｍ^２、直線１２４は同４．７ｇ／ｍ^２を表している。
図６に示すように、同一の紙上トナー付着量のもとでは、光沢度が高くなると正反射光が多くなるので、乱反射光が少なくなり反射濃度が高くなるため、反射濃度と光沢度は一定の関係となる。よって、用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を適切に設定し、かつ反射濃度が目標の範囲内となるように定着温度を制御すれば、光沢度も目標の範囲内に合わせることができる。

[画像形成装置の動作]
以下、画像形成装置１の動作を説明する。
図７は、画像形成装置１による画像調整処理を示したフローチャートである。
まず、画像形成装置１（図１参照）の制御部１００は、操作表示部１０５から入力される操作信号又は通信部１０８を介してＰＣ１２０から送信されるジョブ情報に基づき、画像形成に係る画像調整ジョブの開始を検知する。制御部１００は、画像調整ジョブ開始を検知すると、例えば給紙部２１を動作させて用紙収納部２０から選択された用紙Ｓを供給して通紙を開始する。以下の処理では、画像調整の例として、用紙のデフォルト（初期設定）の反射濃度及び光沢度の画像が得られるように画像調整を行う例を説明する。

給紙開始後、制御部１００は、画像形成部４０を制御して、ＲＯＭ１０２に格納された初期設定の目標値に基づいて用紙Ｓに付着させるトナー像のトナー量の制御を行う（ステップＳ１）。このトナー付着量の制御と並行して、ＲＯＭ１０２に格納された初期設定の目標値に基づいて定着部８０における定着温度の制御を行う（ステップＳ２）。その後、制御部１００は、用紙Ｓに画像調整用パターン画像を形成する（ステップＳ３）。

制御部１００は、トナー付着量センサ１１１により画像調整用パターン画像が形成された定着前の用紙Ｓの紙上トナー付着量を検出する（ステップＳ４）。また、制御部１００は、反射濃度センサ１１２により画像調整用パターン画像が形成された定着後の用紙Ｓの反射濃度を検出する（ステップＳ５）。

制御部１００は、こうして得られたトナー付着量センサ１１１の検出値に基づいて定着前の紙上トナー付着量が適正かどうかを判定する。また、制御部１００は、反射濃度センサ１１２の検出値に基づいて反射濃度が適正かどうかを判定する（ステップＳ６）。すなわち、制御部１００は、検出された紙上トナー付着量及び反射濃度が目標の範囲内にあるか否かを判定する。

制御部１００は、ステップＳ６の判定結果から紙上トナー付着量及び反射濃度のいずれが適正（目標の範囲内）でないかを判断する（ステップＳ７）。
ステップＳ７の判定処理において、制御部１００は紙上トナー付着量が適正でないと判断した場合、用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を変えて紙上トナー付着量を制御する（ステップＳ８）。
また、ステップＳ７の判定処理において、制御部１００は反射濃度（すなわち定着温度）が適正でないと判断した場合、定着温度の目標値を変えて定着温度を制御する（ステップＳ９）。
また、ステップＳ７の判定処理において、制御部１００は紙上トナー付着量と反射濃度（すなわち定着温度）とが適正でないと判断した場合、用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を変えて用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度を制御する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。

制御部１００は、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１１の処理が終了したら画像調整処理を終了する。その後、制御部１００は、用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を変更した場合には、上述の画像調整処理を再度実施する。用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を変更しない場合には、制御部１００は、定着温度の目標値のみを変えて再度の画像調整処理を行わない。そして、制御部１００は、変更後の用紙に付着させるトナー像のトナー量及び／又は定着温度の目標値に基づいて用紙に画像を形成し、再度画像調整処理を実施する。制御部１００は、変更後の目標値に基づいてトナー付着量センサ１１１の検出値及び反射濃度センサ１１２の検出値を取得し、用紙の反射濃度及び光沢度がともに適正な範囲内（すなわち目標の範囲内）になるように調整するとより望ましい。

［変更後の用紙に付着させるトナー像のトナー量及び反射濃度の目標値］
制御部１００は、ステップＳ８，Ｓ１０において、変更前の用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値から、どの程度付着させるトナー像のトナー量の目標値を変更したらよいかを、所定の判定手段（判定基準情報）を用いて決定する。同様に、ステップＳ９，Ｓ１１において、変更前の定着温度の目標値からどの程度定着温度の目標値を変更したらよいかを、所定の判定手段（判定基準情報）を用いて決定する。判定手段としては、紙上トナー付着量の検出値と反射濃度の検出値からなる判定テーブルや、変換式などを適用することができる。

図８は、紙上トナー付着量の検出値と反射濃度の検出値を組み合わせた判定テーブルである。縦方向はトナー付着量センサ１１１での検出値に対応し、横方向は反射濃度センサ１１２での検出値に対応する。判定テーブルの上から下にかけて紙上トナー付着量の検出値が大きく、判定テーブルの右から左にかけて反射濃度の検出値が大きくなっている。判定テーブルにおける安定化目標値とは、用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値のことである。紙上トナー付着量及び反射濃度の検出値が、判定テーブルのどの升目に該当するかに応じて、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を決定する。

例えば判定テーブルにおいて、斜線を付した中央部の枡目は、紙上トナー付着量及び反射濃度ともに予め設定した目標の範囲内の検出値である。紙上トナー付着量及び反射濃度の検出値がともに目標の範囲内であるとは、紙上トナー付着量及び反射濃度が予め設定したしきい値から所定範囲内にある状態をいう。この場合には、安定化目標値及び定着温度ともに適正（目標の範囲内）であり、用紙の反射濃度及び光沢度も目標の範囲内である。よって、制御部１００は、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を変更しない。

また、判定テーブルにおいて、左上の枡目１３１は、紙上トナー付着量及び反射濃度の検出値がともに小さい。この場合、制御部１００は、安定化目標値であるトナー付着量の目標値を３段階引き上げる。定着温度については、反射濃度の検出値は小さいが紙上トナー付着量の検出値も小さいため、目標値は１段階引き下げる。なお、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度それぞれについて、１段階でどのくらい引き上げるのか又は引き下げるかを予め設定しておき、設定情報をＲＯＭ１０２に保存しておく。

また、判定テーブルにおいて、右上の枡目１３２は、紙上トナー付着量の検出値が小さく、反射濃度の検出値が大きい。この場合、制御部１００は、安定化目標値である用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を３段階引き上げる。定着温度については、紙上トナー付着量の検出値が小さいにもかかわらず反射濃度の検出値は大きいため、目標値は５段階引き下げる。

また、判定テーブルにおいて、右下の枡目１３３は、紙上トナー付着量及び反射濃度の検出値がともに大きい。この場合、制御部１００は、安定化目標値である用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を３段階引き下げる。定着温度については、定着温度の検出値は大きいものの紙上トナー付着量の検出値も大きいため、目標値を１段階引き上げる。

また、判定テーブルにおいて、左下の枡目１３４は、紙上トナー付着量の検出値が大きく、反射濃度の検出値が小さい。この場合、制御部１００は、安定化目標値である用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を３段階引き下げる。定着温度については、紙上トナー付着量の検出値が大きいにもかかわらず反射濃度の検出値が小さいため、目標値を５段階引き上げる。

図８に示すとおり、本実施の形態では、用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値はトナー付着量センサ１１１の検出値に応じて設定する。つまり、トナー付着量センサ１１１の検出値が小さければ用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値をより大きい値にし、トナー付着量センサ１１１の検出値が大きければトナー付着量の目標値をより小さい値に設定する。

一方、定着温度の目標値も反射濃度センサ１１２の検出値に応じて設定する。ただし、定着温度の目標値には、紙上トナー付着量の検出値が反映される。つまり、反射濃度センサ１１２の検出値が大きい場合には、トナー付着量センサ１１１の検出値が小さければ定着温度の目標値を大きく増加させ、トナー付着量センサ１１１の検出値が大きければ定着温度の目標値は現状の目標値に近い値とする。また、反射濃度センサ１１２の検出値が小さい場合には、トナー付着量センサ１１１の検出値が小さければ定着温度の目標値は現状の目標値に近い値とし、トナー付着量センサ１１１の検出値が大きければ定着温度の目標値を大きく増加させる。

トナー付着量センサ１１１の検出値が適正（判定テーブルの中央段の升目）である場合には、反射濃度センサ１１２の検出値が小さければ反射濃度の目標値をより大きい値にし、反射濃度センサ１１２の検出値が大きければ反射濃度の目標値をより小さい値に設定する。

このように、制御部１００は、判定テーブルを利用することにより、紙上トナー付着量及び反射濃度の検出値に基づいて変更後の用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を決定することができる。

さらに、本実施の形態では、判定手段として変換式を用いることができる。例えば、以下に変換式を示すように、紙上トナー付着量の検出値及び反射濃度の検出値を変換式に入力することにより、変更後の目標値を現状の目標値から何段階（何ステップ）増減させた目標値に変更すればよいかが求められる。

＜変換式＞
安定化目標値ステップ＝Ｆ（紙上トナー付着量の検出値 , 反射濃度の検出値）
定着温度ステップ＝Ｇ（紙上トナー付着量の検出値 , 反射濃度の検出値）
ただし、Ｆ（ x , y ）とＧ（ x , y ）は、２変数からなる式
ｘ＝紙上トナー付着量の検出値、ｙ＝反射濃度の検出値

以上のように構成される本実施の形態によれば、定着部８０の用紙搬送方向の下流側に配置された反射濃度センサ１１２に加えて、定着部８０の用紙搬送方向の上流側にトナー付着量センサ１１１を設ける。そして、反射濃度センサ１１２によるトナー像定着後の用紙の反射濃度の検出値と、トナー付着量センサ１１１によるトナー像定着前の用紙のトナー付着量を検出する。図６に示したように、用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を適切に設定し、かつ反射濃度が目標の範囲内となるように定着温度を制御すれば、光沢度も目標の範囲内に合わせることができる。よって、制御部１００は、これらの検出値に基づいて用紙に付着させるトナー像のトナー量及び／又は定着温度の目標値を適宜変更する。それゆえ、画像形成装置１では、用紙の反射濃度も光沢度も目標の範囲内に収まるように調整された画像を得ることができる。

本実施の形態では、制御部１００は、トナー付着量センサ１１１の検出値が小さいほど、用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値をより大きな値に変更する調整を行う。
一方、定着温度の目標値については、トナー付着量センサ１１１の検出値のレベルに応じて、定着温度の目標値を変更する。すなわち、制御部１００は、反射濃度センサ１１２の検出値が大きいときは、定着温度の目標値を、反射濃度センサ１１２の検出値が小さいときの定着温度の目標値よりも相対的に小さな値に設定する。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明した。しかしながら、上記実施の形態による発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述した実施の形態では、デフォルト（初期設定）の反射濃度及び光沢度の画像が得られるように画像調整を行う例を説明したが、操作表示部１０５等により指示された反射濃度及び光沢度の画像が得られるように画像調整を行ってもよい。

また、画像形成においては、紙種に応じて最適な画像が得られるよう画像形成条件を変更することが行われている。紙種としては、例えば用紙サイズ、坪量、用紙厚などが挙げられる。そこで、制御部１００は、トナー付着量センサ１１１及び反射濃度センサ１１２の検出値に基づいて、紙種に応じた用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を基準に、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を設定するようにしてもよい。制御部１００は、予め紙種に応じて用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を設定しておく。これにより、紙種ごとに、用紙の反射濃度と光沢度が目標の範囲内に調整された画像が得られる。

また、制御部１００は、トナー付着量センサ１１１及び反射濃度センサ１１２の検出値に基づいて、用紙の表面と裏面に応じた用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を基準に、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を設定するようにしてもよい。制御部１００は、予め用紙の表面と裏面ごとに用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を設定しておく。これにより、用紙の表面と裏面ごとに、用紙の反射濃度と光沢度が目標の範囲内に調整された画像が得られる。

用紙の凹凸の情報は、反射濃度センサ１１２の検出値に反映されるため、制御部１００は、反射濃度センサ１１２の検出値から用紙の凹凸度を検出することができる。そこで、制御部１００は、トナー付着量センサ１１１及び反射濃度センサ１１２の検出値に基づいて、用紙の凹凸度に応じた用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を基準に、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を設定するようにしてもよい。制御部１００は、予め用紙の凹凸度に応じて用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を設定しておく。これにより、用紙の凹凸度に応じて、用紙の反射濃度と光沢度が目標の範囲内に調整された画像が得られる。

また、制御部１００は、トナー付着量センサ１１１及び反射濃度センサ１１２の検出値に基づいて、環境に応じた用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を基準に、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を設定するようにしてもよい。制御部１００は、予め環境に応じた用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を設定しておく。環境を検知する手段として、例えば温度センサ１１３や湿度センサ１１４（図３参照）を用いる。これにより、例えば画像形成装置１内の温度や湿度に応じて、用紙の反射濃度と光沢度が目標の範囲内に調整された画像が得られる。

また、トナー付着量センサ１１１の検出値から用紙の含水率を検出することが可能である。そこで、制御部１００は、トナー付着量センサ１１１及び反射濃度センサ１１２の検出値に基づいて、用紙の含水率に応じた用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を基準に、用紙に付着させるトナー像のトナー量及び定着温度の目標値を設定するようにしてもよい。制御部１００は、予め用紙の含水率に応じた用紙に付着させるトナー像のトナー量と定着温度の目標値を設定しておく。これにより、用紙の含水率に応じて、用紙の反射濃度と光沢度が目標の範囲内に調整された画像が得られる。

上述した実施の形態では、本発明を中間転写ベルト５０を備える画像形成装置１に適用した例を説明したが、例えば、像担持体として感光体を備え、該感光体から用紙にトナー画像を転写する画像形成装置にも適用可能である。

１…画像形成装置、 ４０…画像形成部、 ５０…中間転写ベルト、 ６０…２次転写部、 ８０…定着部、 １００…制御部、 １０２…ＲＯＭ、 １０３…ＲＡＭ、 １１１…トナー付着量センサ、 １１０…反射濃度センサ、 Ｓ…用紙

Claims (8)

1. 画像形成条件に基づいて用紙に付着させるトナー像を形成する画像形成部と、
   前記トナー像を用紙に定着する定着部と、
   前記定着部の用紙搬送方向の上流側に配置された、定着前の前記用紙に付着した前記トナー像のトナー量を検出するトナー付着量センサと、
   前記定着部の用紙搬送方向の下流側に配置された、定着後の前記用紙のトナー画像の反射濃度を検出する反射濃度センサと、
   前記トナー付着量センサの検出値及び前記反射濃度センサの検出値に基づき、前記用紙に付着したトナー像のトナー量及び前記反射濃度が目標の範囲内であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて、前記画像形成条件としての前記用紙に付着させるトナー像のトナー量と前記定着部の定着温度の目標値を設定する制御部と、を備える
   画像形成装置。
2. 前記判定部により検出された前記用紙に付着したトナー像のトナー量が目標の範囲内ではないと判断された場合には、前記制御部は、前記用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を変更し、
   前記判定部により前記反射濃度が目標の範囲内ではないと判断された場合には、前記制御部は、前記定着温度の目標値を変更し、
   前記判定部により前記用紙に付着したトナー像のトナー量及び前記反射濃度が目標の範囲内ではないと判断された場合には、前記制御部は、前記用紙に付着させるトナー像のトナー量の目標値を変更する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、紙種に応じて、前記用紙に付着させるトナー像のトナー量と前記定着温度の目標値を設定する
   請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記用紙の表面と裏面ごとに、前記用紙に付着させるトナー像のトナー量と前記定着温度の目標値を設定する
   請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記反射濃度センサを用いて前記用紙の凹凸度を検出し、前記制御部は、前記用紙の凹凸の検出結果に応じて、前記用紙に付着させるトナー像のトナー量と前記定着温度の目標値を設定する
   請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置内の環境を測定する環境センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記環境センサの検出値に基づいて、前記用紙に付着させるトナー像のトナー量と前記定着温度の目標値を設定する
   請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記トナー付着量センサの検出値に基づいて前記用紙の含水率を算出し、該用紙の含水率に応じて、前記用紙に付着させるトナー像のトナー量と前記定着温度の目標値を設定する
   請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 画像形成条件に基づいて用紙に付着させるトナー像を形成する画像形成部を備えた画像形成装置の画像形成方法において、
   定着部の用紙搬送方向の上流側に配置されたトナー付着量センサにより、前記定着部による定着前の前記用紙に付着した前記トナー像のトナー量を検出する処理と、
   前記定着部の用紙搬送方向の下流側に配置された反射濃度センサにより、定着後の前記用紙のトナー画像の反射濃度を検出する処理と、
   判定部により、前記トナー付着量センサの検出値及び前記反射濃度センサの検出値に基づき、前記用紙に付着したトナー像のトナー量及び前記反射濃度が目標の範囲内であるか否かを判定する処理と、
   制御部により、前記判定部の判定結果に基づいて、前記画像形成条件としての前記用紙に付着させるトナー像のトナー量と前記定着部の定着温度の目標値を設定する処理を行う
   画像形成方法。

Images