JP5288235B2

JP5288235B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5288235B2
Application number: JP2007235245A
Authority: JP
Inventors: 直裕上条
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009068891A

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

特許文献１、２には、画像の光沢などを検知するため、反射光検出装置が用いられている。反射光検出装置は、検知対象に光を照射する発光手段と、正反射方向に反射する光を受光する受光手段とを有している。そして、受光手段が受光した光量に基づいて、検知対象の光沢を検知している。

特開２００２−３１９２１号公報特開２００６−２６７１６５号公報

検知対象から反射する反射光には、正反射光と拡散反射光とがあるが、拡散反射光は、検知対象に照射した光がいろんな角度で反射しているため、正反射方向にも反射する。そのために、正反射方向の光を受光する受光手段が、正反射光の他に正反射方向に拡散した拡散反射光も検知してしまう。その結果、受光手段が受光した受光量から正反射光量を正確に検知することができず、検知対象の光沢を正確に検知することができないという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、精度よく正反射光量を検知することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持するための潜像担持体と、出力対象である画像データから前記画像データを画像形成するためのデータに変換する画象処理手段と、前記画像データを潜像として露光する露光手段と、前記潜像にトナーで現像して画像を形成するための現像手段と、前記潜像担持体に形成された画像を記録媒体に転写するか、又は画像を中間転写体の表面へ順次転写した後に中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体上に転写された未定着画像を定着して定着画像を形成するための定着手段と、前記中間転写体上の画像および／または前記記録媒体上の画像の特性を計測する画像特性計測手段と、前記画像特性計測手段が計測した画像特性値に基づいて、光沢度を補正する光沢度補正手段と、を備えた画像形成装置において、前記画像特性計測手段は、前記画像に光を照射する発光手段と、前記画像から正反射した正反射光を受光する受光手段と、前記画像から正反射方向に反射した光のうち、正反射光と同一方向に伝播する拡散反射光の光量が最も少ない波長のみ通過させる第１の波長限定手段と、前記発光手段から発した光のうち、正反射光と同一方向に伝播する拡散反射光の光量が最も少ない波長のみ通過させる第２の波長限定手段とを備え、前記受光手段の受光量に基づいて正反射光量を検出する反射光測定装置を有し、前記反射光測定装置を、前記中間転写ベルトとの対向位置または前記記録媒体上に未定着画像を転写する転写位置から定着手段までの間に配置して、前記反射光測定装置の検知結果に基づいて、中間転写ベルト上の未定着画像または記録媒体上未定着画像の高さを計測し、定着後の画像の光沢度を予測するものであり、前記光沢度補正手段は、前記画像特性計測手段が予測した画像の光沢度に基づいて、前記定着手段を制御することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、画像特性を計測するための計測用画像が形成された記録媒体または記録媒体上の出力画像を前記画像特性計測装置計測した結果、画像特性に不具合が存在することが判明した記録媒体を反転させて特定の給紙カセットに収納するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、画像特性を計測するための計測用画像が形成された記録媒体または記録媒体上の出力画像を前記画像特性計測装置計測した結果、画像特性に不具合が存在することが判明した記録媒体を、通常記録媒体が排紙される排紙トレイとは、異なる排紙トレイに排紙するよう構成したことを特徴とするものである。

本出願人は、後述する鋭意研究の結果、検知対象から正反射方向に反射する拡散反射光量が光の波長毎に異なることを見出した。そこで、請求項１の発明は、正反射方向に反射する拡散反射光の光量が最も少ない波長の光を受光手段で受光するように構成した。これによって、受光手段が受光する光には、ほとんど拡散反射光が含まれなくなるので、正反射光量を精度よく検知することが可能となる。

本発明によれば、正反射光を精度よく検知することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略を示す断面構成図である。
このフルカラープリンタは、装置本体７０のほぼ中央部に、転写手段たる転写ユニット１１０を備えている。転写ユニット１１０は、複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト１１と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１２、二次転写手段として機能するローラ部材である二次転写ローラ１００などを備えている。その中間転写ベルト１１の鉛直方向下方に向いたベルト面に沿って４個の作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋを備えている。

各作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋは、潜像担持体としての感光体ドラム１を具備している。これらの感光体ドラム１の周りには、それぞれ、帯電装置、現像装置、クリーニング装置等が配置されている。また、各感光体ドラム１に対向する位置には、中間転写ベルト１１の内側に一次転写手段としての一次転写ローラ１２がそれぞれ設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋは同一構造に構成されているが、各作像ユニットの現像装置で扱う現像剤の色がマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色に異なっている。また、本実施形態の場合、４個の作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋは、図において左からマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの色順に配置されている。各作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋはプロセスカートリッジとして装置本体７０に着脱可能に設けられている。

また、各作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋの下方には、光書込装置１４が設けられている。この光書込装置１４は、図示はしないがポリゴンミラーやミラー群等を有しており、光変調されたレーザ光を各色作像ユニットの感光体ドラム１の表面に照射する。光書込装置１４は、作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋごとに個別に設けてもよいが、共通の光書込装置を用いればコストの点で有利である。なお、本実施形態では、中間転写ベルト１１及び光書込装置１４もユニット化されており、それぞれ装置本体７０に着脱可能に構成されている。

また、装置本体７０の下部には、２段の給紙カセット１５ａ，１５ｂがセットされており、各給紙カセットに対応する給紙手段１６ａ，１６ｂが設けられている。給紙手段１６ａ，１６ｂは、それぞれ、呼び出しローラ、供給ローラ及び分離ローラから構成されている。その給紙手段１６ａ，１６ｂによって給送される転写紙等の記録材（以下、「用紙」という。）を搬送するために、搬送ローラ対１７が設けられている。上側の搬送ローラ対１７の上方（用紙搬送方向の下流側）にはレジストローラ対１８が設けられている。そのレジストローラ対１８の上方には、二次転写手段として機能するローラ部材である二次転写ローラ１００が、中間転写ベルト１１が掛け渡されるローラの一つである転写対向ローラ１３に対向して設けられている。

また、二次転写部の上側に隣接した位置には、搬送中の用紙に接触することで用紙の搬送方向を規制する搬送規制部材としての転写出口ガイド１０１が設けられており、この転写出口ガイド１０１よりも更に下流には定着装置２０が設けられている。定着装置２０の上方には、用紙搬送方向を切り替えるための第１〜第３の切替爪２１，２２，２３が配置されている。各切替爪２１，２２，２３は、図２に実線と仮想線で示す位置とに、図示しないソレノイド等のアクチュエータにより切り替えられる。符号２４〜２７は、用紙搬送路中に適宜配置された搬送ローラ対である。また、符号３５〜４１は、用紙搬送路中に適宜配置された用紙センサである。なお、用紙搬送路は、ガイド板等の部材（符号付さず）により適宜ガイドされている。

また、装置本体７０の上面は排紙トレイ３０として構成されており、その排紙トレイ３０に用紙を排出するための排紙ローラ対２９が、定着装置２０の左上方に位置して設けられている。

また、本実施形態においては、装置側部に両面ユニット６０が設けられている。この両面ユニット６０内には、スイッチバック搬送路６１及び再給紙路６２が形成されている。スイッチバック搬送路６１の入口部（装置上側）には第１反転ローラ対３１が設けられ、スイッチバック搬送路６１の中途には第２反転ローラ対３２が設けられている。第１及び第２反転ローラ対３１，３２は、正逆回転可能に構成されている。そして、再給紙路６２をほぼ三等分する位置に、搬送ローラ対２６，２７が配置されている。前述の第３切替爪２３は、第１反転ローラ対３１のすぐ隣で、スイッチバック搬送路６１から再給紙路６２への進入部に位置して配置されている。

両面ユニット６０の側面には手差しトレイ３３が引き出し及び収納可能に設けられている。図１では、手差しトレイ３３を引き出した状態を示してある。この手差しトレイ３３から用紙を給紙するために、呼び出しローラ、供給ローラ及び分離ローラからなる給紙手段３４が設けられている。その給紙手段３４の側方、装置内側に位置して再給紙ローラ２８が配設されている。再給紙ローラ２８の上下両側には従動ローラがそれぞれ圧接されている。この再給紙ローラ２８は正逆回転可能に構成されており、再給紙路６２から用紙を再給紙する場合は図中反時計回りに回転駆動され、手差しトレイ３３から用紙を給紙する場合は図中時計回りに回転駆動される。

次に、上記のように構成された本フルカラープリンタにおける画像形成動作について簡単に説明する。
各作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋの感光体ドラム１が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１の表面が帯電装置によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体ドラム表面には、光書込装置１４からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。

また、中間転写ベルト１１が図２中矢印で示すように図中反時計回りに駆動され、各作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋにおいて各一次転写ローラ１２の作用により各感光体ドラム１から中間転写ベルト１１に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト１１はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。

なお、作像ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側のＢｋユニットを用いて画像形成を行う。

トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。

一方、給紙カセット１５ａ，１５ｂあるいは手差しトレイ３３から用紙が選択的に給送され、レジストローラ対１８によって、中間転写ベルト１１上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写部に向けて送出される。本実施形態では、二次転写ローラ１００に中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置２０を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に溶融定着される。定着された転写材は、排紙ローラ対２９により装置本体７０の上面に構成された排紙トレイ３０に排出される。片面プリント時の用紙搬送経路（ただし、給紙カセット１５ａ，１５ｂから給紙した場合）を、図２に実線［１］で示す。

なお、上記第２切替爪２２の上方の装置上面にオプションの排紙トレイを装着可能であり、その図示しないオプショントレイに定着後の用紙を排出することも可能である。オプショントレイに用紙を排出する場合の用紙搬送経路（ただし、定着装置通過後）を、図２に破線［２］で示す。

用紙両面にプリントを行う場合は、用紙片面にトナー像を定着した用紙を、第１〜第３切替爪２１〜２３を適切に切り替えることにより、スイッチバック搬送路６１内に進入させる。この場合の第１及び第２切替爪２１，２２は、図２の仮想線の位置に切り替えられる。また、第３切替爪２３は、図２の実線の位置に切り替えられる。また、第１及び第２反転ローラ対３１，３２は正方向（図１で時計回り）に回転される。用紙をスイッチバック搬送路６１内に進入させるときの搬送経路（ただし、搬送ローラ対２５以降）を、図２に２点鎖線［３］で示す。

スイッチバック搬送路６１内に進入した用紙後端をセンサ４０で検知したら、第１及び第２反転ローラ対３１，３２を逆方向（図１で反時計回り）に回転させ、用紙を反転させる。このとき、第３切替爪２３を図２の仮想線の位置に切り替えることで、反転させた用紙を再給紙路６２へと送り込む。

再給紙路６２は、その下端部で手差しトレイ３３からの用紙搬送路と合流され、さらに、再給紙ローラ２８の奥側で給紙カセット１５ａ，１５ｂからの用紙搬送路と合流される。再給紙路６２内を用紙は搬送ローラ対２６，２７により搬送され、さらに再給紙ローラ２８によりレジストローラ対１８へと送られる。再給紙路６２を通る用紙搬送経路（ただし、第３切替爪２３から実線［１］と合流する部分まで）を、図２に１点鎖線［４］で示す。また、手差しトレイ３３から用紙を給紙する場合の用紙搬送経路（ただし、再給紙ローラ２８を抜けた位置まで）を、図２に点線［５］で示す。

スイッチバック搬送路６１で反転させた用紙を再給紙路６２を通過させることで用紙の表裏が逆にされ、その用紙裏面に中間転写ベルト１１からトナー像が転写され、その裏面画像を定着装置２０で定着することにより、表裏両面に画像を担持する用紙を、排紙トレイ３０又は図示しないオプショントレイに排出することで、両面プリントが完成する。

次に、本実施形態の特徴点について説明する。
本実施形態においては、記録媒体である用紙に形成された画像の光沢度を検知するため、少なくとも、定着装置から排紙トレイに到るまでの用紙の排紙経路に正反射光を検知する反射光検出装置を設ける。従来の反射光検出装置は、発光手段たる発光素子と画像から正反射方向に反射した光を受光する受光手段たる受光素子とを有している。そして、受光素子が受光した光量に基づいて、画像の光沢を計測し、その計測結果に基づいて、定着温度、色材であるトナー付着量などを制御している。
しかしながら、従来の反射光検出装置は、正反射方向に拡散した拡散反射光も受光素子で検知してしまい、正反射光量を精度よく検知できなかった。そこで、本出願人は、次のような検討を行った。

図３は、可視域での分光特性Ａを有する色材であるトナーで形成した画像に対して、各波長帯域の光を照射したときの拡散反射光を検出する反射光検出装置５が受光した受光量と、正反射方向の反射光を検出する反射光検出装置５ａが受光した受光量とを示す図である。
拡散反射光を検知する反射光検出装置５は、図４に示すように、発光素子３から発せられた光が、検知対象たる画像２の反射面の垂線に対して０°の角度で入射するよう発光素子３を配置し、反射する光のうち反射面の垂線に対して４５°の角度で反射する光を受光するよう受光素子４を配置したものである。正反射方向の反射光を検出する反射光検出装置５ａは、図５に示すように、発光素子３ａから発せられた光が、検知対象たる画像の反射面の垂線に対して２２．５°の角度で入射するよう発光素子３ａを配置し、反射する光のうち反射面の垂線に対して入射角と同じ２２．５°の角度で反射する光を受光するよう受光素子４ａを配置したものである。

図３に示す線分Ｂは、図６のＸ１に示すような波長透過率分布を有するフィルターを、拡散反射光を検知する反射光検出装置５の発光素子３と画像２との間に配置してフィルターを透過した光を反射光検出装置５の受光素子４で検知したときの検知結果である。また、図３のＤは、図６のＸ２に示すような波長透過率分布を有するフィルターを反射光検出装置５に配置したときの検知結果であり、Ｆは、Ｘ３の波長透過率分布を有するフィルターを配置したときの反射光検出装置５の検知結果である。また、Ｈは、Ｘ４の波長透過率分布を有するフィルターを配置したときの反射光検出装置５の検知結果であり、Ｊは、Ｘ５の波長透過率分布を有するフィルターを配置したときの反射光検出装置５の検知結果であり、Ｌは、Ｘ６の波長透過率分布を有するフィルターを配置したときの反射光検出装置５の検知結果である。

また、図３に示す線分Ｃは、図６のＸ１に示すような波長透過率分布を有するフィルターを反射光検出装置５ａの発光素子３ａと画像２との間に配置してフィルターを透過した光を反射光検出装置５ａの受光素子４ａで検知したときの検知結果である。また、図３のＥは、図６のＸ２に示すような波長透過率分布を有するフィルターを反射光検出装置５ａに配置したときの検知結果であり、Ｇは、Ｘ３の波長透過率分布を有するフィルターを配置したときの反射光検出装置５ａの検知結果である。また、Ｉは、Ｘ４の波長透過率分布を有するフィルターを配置したときの反射光検出装置５ａの検知結果であり、Ｋは、Ｘ５の波長透過率分布を有するフィルターを配置したときの反射光検出装置５ａの検知結果であり、Ｍは、Ｘ６の波長透過率分布を有するフィルターを配置したときの反射光検出装置５ａの検知結果である。

ここで、正反射方向に拡散する拡散反射光は、入射角に対して４５°の角度で反射した拡散反射光である。すなわち、反射光検出装置５ａは、入射角に対して４５°の角度で反射した拡散反射光も検知している。一方、図４に示す反射光検出装置５も、入射角に対して４５°角度で反射した拡散反射光を検知している。すなわち、反射光検出装置５の検知結果は、反射光検出装置５ａにおいて、正反射方向に反射する拡散反射光量と同じと考えることができる。よって、反射光検出装置５ａの検知結果から反射光検出装置５の検知結果を差し引くことで、正反射光量を検知できると考えられる。現に、図３に示すように、各波長帯における反射光検出装置５の検知結果と反射光検出装置５ａの検知結果との差は、略同等となっており、反射光検出装置５ａの検知結果から反射光検出装置５の検知結果を差し引くことで、正反射光量を精度よく検知できると考えられる。

また、各波長帯における正反射方向への反射光に含まれる拡散反射光の割合を比較推定するため、同図中の各波長帯の正反射方向への反射光に対する拡散光の比を取ると、最少でＣとＢの比２１%であり、最大でＭとＬの比７７%となった。すなわち、図６のＸ１に示すような波長の光を照射すれば、反射光検出装置５の検知結果に含まれる拡散反射光の割合（ノイズ）を抑えることができ、精度のよく正反射光量を検知できると考えられる。

次に、本実施形態の特徴点について、実施例１、実施例２に基づいて、具体的に説明する。

［実施例１］
まず、実施例１について説明する。
上述したように、各波長帯によって、正反射方向に拡散する拡散反射光量が異なっており、正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光を照射することで、受光素子４ａが検知する受光量の拡散反射光の割合を抑えることができ、精度のよく正反射光量を検知できる。よって、反射光検出装置５ａを、正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光を照射する発光素子３ａを用いるよう構成する。これにより、受光素子４ａには、正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光が受光されるようになり、受光素子４ａが検知する受光量における拡散反射光の割合を抑えることができ、精度のよく正反射光量を検知できる。また、発光素子３ａが発する光は、帯域の広い光とし、正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光のみを検知するような受光素子４ａを用いても、同様な効果を得ることができる。もちろん、正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光を照射する発光素子３ａを用い、正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光のみを検知する受光素子４ａを用いてもよい。
また、発光素子３ａとしては、小型化および偏光保持の観点からＬＤ、ＬＥＤ等を用いるが好ましい。また、受光素子４ａとしては、ＰＤ、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのセンサを好適に用いることができる。

また、図７に示すように、正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長のみ通過させる波長限定手段であるバンドパスフィルタ６を設けてもよい。図７に示す構成では、画像２と受光素子４ａの受光面との間にバンドパスフィルタ６を配置しているが、発光素子３ａと画像２との間にバンドパスフィルタ６を配置してもよい。また、図８に示すように、発光素子３ａと画像２との間および画像２と受光素子４ａとの間にバンドパスフィルタ６ａ、６ｂを設けてもよい。バンドパスフィルタ６を用いることで、正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光を照射する発光素子を用いなくても、受光素子４ａが正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光のみ受光することができる。また、図８に示すように、両方にバンドパスフィルタ６ａ、６ｂを用いることで、確実に受光素子４ａが正反射方向に拡散する拡散反射光が最少となる波長の光のみ受光することができる。

図９は、可視域での分光特性ａを有するトナーで形成した画像に対して、各波長帯域の光を照射したときの図４の反射光検出装置５が受光した受光量と、図５の反射光検出装置５ａが受光した受光量とを示す図である。
図９に示すように、分光特性ａを有するトナー色に対しては、ｇとｆとの比率が最少となり、拡散反射光の割合が最少となる波長が、分光特性Ａを有するトナー色のときの波長と異なることがわかる。
よって、Ｙ，Ｍ，Ｃそれぞれ分光特性が異なってくるので、それぞれ正反射方向に反射する拡散反射光量が最少となる波長が異なってくる。このため、本実施形態においては、Ｙ色トナー用、Ｍ色トナー用、Ｃ色トナー用の少なくとも３色分の反射光検出装置を設けるのが好ましい。Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色の反射光検出装置は、それぞれ受光素子が受光する波長が異なるよう構成されている。すなわち、Ｙ色用反射光検出装置は、Ｙ色単色画像に光を照射したときの正反射方向への拡散反射光量が最少となる波長の光を受光素子が受光するよう構成されている。また、Ｍ色用反射光検出装置は、Ｍ色単色画像に光を照射したときの正反射方向への拡散反射光量が最少となる波長の光を受光素子が受光するよう構成されている。同様に、Ｃ色用反射光検出装置は、Ｃ色単色画像に光を照射したときの正反射方向への拡散反射光量が最少となる波長の光を受光素子が受光するよう構成されている。これにより、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色それぞれの画像に対して、反射光検出装置の検知結果に含まれる拡散反射光の割合（ノイズ）を抑えることができ、精度のよく各色の正反射光量を検知できる。なお、Ｂｋ色トナーの場合は、いずれの波長でも拡散反射光成分はほとんど検知されない。よって、Ｂｋ色の画像の正反射光検知は、Ｙ色用の反射光検出装置、Ｍ色用の反射光検出装置、Ｃ色用の反射光検出装置いずれかを用いる。

図１０は、画像形成装置の各プロセスを模式的に示した図である。
実施例１の反射光検出装置５ａは、図中III、IＶ、Ｖの位置に配置して、それぞれの位置で形成した画像の特性を計測することができる。以下に、具体的に説明する。
実施例１の反射光検出装置５ａを排紙経路である図中Ｖの位置に配置した場合は、画像の光沢度を計測することができる。画像の光沢度が高い場合は、画像の表面が平滑であるため正反射光量が多くなり、逆に画像の光沢度が低い場合は、画像表面に凹凸がある状態であるため、正反射する光量が減る。このように、画像の光沢度によって正反射光量が増減するので、正反射光量から画像の光沢度を計測することができる。

転写プロセスと定着プロセスとの間の経路ＩＶや、中間転写ベルト１１との対向位置IIIに反射光検出装置５ａを配置した場合は、形成した画像のパイルハイト（トナー像の高さ）を計測することができる。正反射光は、トナー画像の表面から反射する光であるため、発光素子３ａで光を照射してから受光素子４ａが正反射光を検知するまでの時間から、パイルハイトを検知することができる。パイルハイトが高いと、時間が短くなり、パイルハイトが低いと時間が長くなるので、受光素子４ａが正反射光を検知するまでの時間からトナー画像のパイルハイトを計測することができる。パイルハイトの検知結果は、画像の光沢度の予想に用いることができ、このパイルハイトの検知結果を後述する光沢度補正制御に用いることができる。

［実施例２］
次に、実施例２について説明する。
図１１は、実施例２の反射光検出装置５０の概略構成図である。
図に示すように、実施例２の反射光検出装置５０は、発光手段たる発光素子５３と、分岐手段たるビームスプリッタ５６と、正反射光遮断手段であり、偏光遮断手段である偏光フィルター５７と、第１受光手段たる第１受光素子５１と、第２受光手段たる第２受光素子５２とを有している。ビームスプリッタ５６は、正反射方向に反射した光が入射する位置に配置されている。第１受光素子５１は、ビームスプリッタ５６で分岐された一方の光が第１受光素子５１の受光面に入射する位置に配置し、第２受光素子５２は、ビームスプリッタ５６で分岐された他方の光が第２受光素子５２の受光面に入射する位置に配置されている。偏光フィルター５７は、第２受光素子５２とビームスプリッタ５６との間に配置されている。実施例２の発光素子５３は、実施例１同様、偏光保持の観点からＬＤ、ＬＥＤ等を用いている。正反射光は、発光素子５３から発する光の偏光方向と直交する方向に偏光する特性を有しているので、偏光フィルター５７を発光素子５３から発する光の偏光方向と直交する方向の光を遮蔽するものとすることで、正反射光を遮断することができる。このように、偏光フィルター５７で正反射光を遮断することで、第２受光素子５２には、正反射方向に反射した拡散反射光のみが入射する。一方、第１受光素子５１には、正反射光と正反射方向に反射した拡散反射光が入射する。このため、第１受光素子５１の受光量から第２受光素子５２の受光量を差し引くことで、正反射方向に反射した拡散反射光成分を除去することができ、正反射光の光量を精度よく検知することができる。

用紙Ｐは、全ての波長において、拡散反射光成分が多いので、実施例１の反射光検出装置５ａでは、用紙の正反射光量を精度よく検知することができないため、用紙の光沢度を精度よく検知することができない。しかし、この実施例２の反射光検出装置５０は、正反射方向に反射する拡散反射光量に関係なく、正反射光量を精度よく検知できるので、拡散反射光量の多い用紙Ｐでも、正反射光量を精度よく検知することができ、用紙Ｐの光沢度も精度よく検知することができる。このため、用紙Ｐと画像２との光沢差を精度よく検知でき、後述する光沢補正を精度よく行うことができる。

また、図１２に示すように、発光素子５３と画像２との間に偏光手段たる偏光フィルター５７ａを配置して、偏光フィルター５７ａで、画像２に照射する光の偏光方向を揃えてもよい。このように、発光素子５３と画像２との間に偏光フィルター５７ａを設けることによって、ＬＤやＬＥＤなどの偏光が保持された発光素子以外のものでも用いることが可能となる。

また、搬送される用紙Ｐが傾いていたり、波打っていたりすると、正反射光の偏光方向が、発光素子５３から発する光の偏光方向と直交する方向でなくなる場合があり、偏光フィルター５７で正反射光を遮断できなくなる場合がある。そこで、図１３に示すように、第２受光素子５２に入射する光の光軸Ｚを中心にして偏光フィルター５７を回転させる偏光遮断手段回転手段たる回転ステージ５８を設けてもよい。なお、光軸Ｚは、ある広がりをもって正反射方向に反射した光の中心である。偏光フィルター５７は、円盤状に形成されており、回転ステージ５８には、偏光フィルター５７の両面を狭持する不図示の一対のローラ対と、偏光フィルター５７を案内するための偏光フィルター５７の側面に沿った不図示の案内溝と有している。そして、不図示の駆動モータを駆動させると、不図示のローラ対が回転し、偏光フィルター５７が不図示の案内溝に案内されて、偏光フィルター５７が光軸Ｚを中心にして回転する。搬送されている用紙Ｐ上の画像２を検知中は、偏光フィルター５７を回転させて、少なくとも偏光フィルター５７が一回転する期間、連続的に第２受光素子５２で受光量を検知する。そして、連続検知データから最小値を検出し、最小値を正反射方向に反射した拡散反射光成分とする。

また、実施例２の反射光検出装置５０においては、第２受光素子５２の受光光量は、拡散反射光量なので、第２受光素子５２の受光光量に基づいて、画像２の濃度、用紙Ｐや画像２の色を計測することも可能となる。
第２受光素子５２の受光光量で用紙Ｐの色や画像２の色を計測する場合は、発光素子５３を狭い帯域の光を照射するよう構成したり、図１４、図１５に示すように、所定の波長の光の通過させるバンドパスフィルタ５５を設けたりする。また、このように、光の波長を限定する場合は、限定する波長を例えば、図３のＭ、Ｌに示すような、拡散反射光量が多くなる波長にするのが好ましい。これは、実施例２においては、ビームスプリッタ５６を用いて、正反射方向に反射した光を２等分しているため、第２受光素子５２の受光量は半減してしまう。このため、例えば、図３のＣ、Ｂに示すような拡散反射光量が少ない波長の光にすると、感度の悪い受光素子を用いた場合は、第２受光素子５２で拡散反射光を検知できなくなるおそれがあるためである。

図３と図９とを比較するとわかるように、各波長帯で、トナーの色によって拡散反射光量が異なっていることがわかる。よって、拡散反射光量から、トナー色を特定することができる。

従来、形成された画像（トナー色）は、標準とされている用紙Ｐに形成された単色画像から、色を評価するか、ＯＨＰシートなどの透明シートに単色画像を形成し、ＯＨＰシート上の画像を透過した透過光を検知することで色を評価していた。しかし、標準の用紙やＯＨＰシートにも所定の分光分布を有しており、標準用紙上に形成された単色画像やＯＨＰシート上に形成された単色画像からでは、厳密な画像の色評価を行えなかった。しかし、以下に説明するように、用紙Ｐの色と、用紙Ｐ上に形成された画像の色とを検知することで、厳密なトナーの色を評価することができる。

図１６は、３種類の用紙Ｐの分光を示す図である。図に示すように、紙の種類によって、その分光特性が違うことがわかる。図１７は、各用紙にあるトナー色を用いて単色画像を形成したときの画像の分光特性と、用紙の分光特性とを示す図である。なお、Ｑ１は、分光特性Ｐ１の用紙上の画像の分光特性である。また、Ｑ２は、分光特性Ｐ２の用紙上の画像の分光特性である。また、Ｑ３は、分光特性Ｐ３の用紙上の画像の分光特性である。図に示すように、同じトナー色で画像を形成したにもかかわらず、用紙の種類によって、画像の分光特性がそれぞれ異なることがわかる。

ここで、画像２の分光反射率をＩ_λ、用紙Ｐの分光反射率Ｐ_λ、トナーの分光反射率をＴ_λとすると、
Ｉ_λ＝Ｐ_λ×Ｔ_λ
の関係が得られる。このことから、画像２の分光反射率Ｉ_λから用紙Ｐの分光反射率Ｐ_λを除算することで、トナーの分光反射率Ｔ_λを求めることができる。図１８は、各用紙の分光反射率と、各用紙に形成された画像の分光反射率との比を取ったときのグラフであるが、図１８に示すように、各用紙ほぼ同じ分光特性が得られ、この分光特性は、使用したトナーの分光特性とほぼ同じであった。
このように、画像２の分光特性と、用紙Ｐの分光特性とを検知して、画像２の分光特性から用紙Ｐの分光特性を除算することで、トナーの分光特性、すなわちトナーの色を評価することができる。

具体的には、画像２が形成された用紙に発光素子５３の光を照射して、第２受光素子５２で用紙Ｐから反射した拡散反射光量を検知する。また、第２受光素子５２で用紙Ｐに形成された画像２の拡散反射光量を検知する。そして、画像２の拡散反射光量から用紙Ｐの拡散反射光量を除算することで、トナー色の拡散反射光量を導出する。そして、導出したトナー色の拡散反射光量に基づいて、トナー付着量と出力画像の色との変換テーブルを補正するなどの後述する色補正を実施する。

また、実施例２の反射光検出装置５０を複数設け、各反射光検出装置５０のバンドパスフィルタ５５が、それぞれ異なる波長を通過するよう構成することで、例えば、Ｙ色トナーとＭ色トナーの重ね合わせ画像の色も検知することが可能となる。以下に、具体的に説明する。

図１４や図１５に示すようなバンドパスフィルタ５５を備えた実施例２の反射光検出装置５０を６つ用紙Ｐの搬送方向に沿うように直列に配置する。各反射光検出装置のバンドパスフィルタ５５が透過する光の波長をそれぞれ異ならせている。具体的には、第１の反射光検出装置には、図６のＸ１の分光透過率を有するフィルターを設け、第２の反射光検出装置には、図６のＸ２の分光透過率を有するフィルターを設け、第３の反射光検出装置には、図６のＸ３の分光透過率を有するフィルターを設ける。同様に、第４の反射光検出装置には、図６のＸ４の分光透過率を有するフィルターを設け、第５の反射光検出装置には、図６のＸ５の分光透過率を有するフィルターを設け、第６の反射光検出装置には、図６のＸ６の分光透過率を有するフィルターを設ける。

また、画像形成装置のＲＡＭなどの記憶手段には、Wiener推定に適用される推定行列が記憶されている。なお、この推定行列は、次のようにして、導出されたものである。
図１９に示すように、画像形成装置が再現可能な画像色について、それぞれ５［ｎｍ］波長毎にサンプリングして、連続波長の分光特性を測定する。また、これに併せて、図２０に示すように、上述のＸ１〜Ｘ６の波長帯域における各画像色の分光特性を５［ｎｍ］波長毎にサンプリングする。そして、数１に示すような行列ｒ、ｖを求める。

なお、数１のｎは、連続波長の分光特性を測定したときのサンプリング数であり、ｍは、測定した画像枚数である。また、ｋは、Ｘ１〜Ｘ６の波長帯域における各画像色の分光特性を測定したときのサンプリング数である。

数１に示すような行列を求めたら、行列ｒと行列ｖとの相互相関行列、行列ｖの自己相関行列を導出し、この２つの相関行列からWiener推定に適用される推定行列を導出する。

搬送されてきた用紙上の画像の同一位置の拡散反射光を上記６つの各反射光検出装置の第２受光素子でそれぞれ検知し、図２１のような検出結果を得る。６つの反射光検出装置でそれぞれ検知したデータと、記憶手段に記憶されている推定行列とを乗算することによって、検知した画像の連続分光特性を推定する。図２２は、ある画像を実測した連続分光特性と、推定行列を用いて推定した連続分光特性とを示す図である。図に示すように、実測した連続分光特性と推定した連続分光特性とは、ほぼ同一の連続分光特性を示していることがわかる。

このように、画像の連続分光特性を推定することができるので、画像形成装置が再現可能な画像色すべてについて、色を検知することが可能となる。よって、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色の単色画像からなるテスト画像を出力しなくても、実際にユーザーが出力する出力画像の色を検知することが可能となる。これにより、入力された画像データの色と、用紙に出力された画像色とを比較することができる。よって、用紙に出力された画像色が入力された画像データの色と異なる場合は、トナー付着量などを補正して、再度出力することで、色再現性の高い高品位な画像を出力することが可能となる。

実施例２の反射光検出装置５０は、先の図１０に示す図中I〜Ｖの位置に配置して、それぞれの位置で画像や用紙の特性を計測することができる。以下に、具体的に説明する。
実施例２の反射光検出装置５０を図１０の給紙カセットの位置Iや給紙経路の位置IIに配置した場合は、用紙の光沢度や紙の色を検知することができる。このように、IやIIに配置して、用紙の光沢度や色を予め計測しておくことで、Ｖの排紙経路で画像の色や光沢度と同時に用紙の光沢度や色を計測するものに比べて、後述する光沢補正や色補正の処理時間を短縮することができる。

また、実施例２の反射光検出装置５０を中間転写ベルトとの対向位置IIIに設けた場合は、中間転写ベルトの光沢度、画像濃度、画像のパイルハイトなどを計測することができる。画像濃度は、第２受光素子５２の検知結果（拡散反射光量）に基づいて計測する。中間転写ベルトの光沢度や画像のパイルハイトの計測結果は、中間転写ベルト上の画像の画像濃度を正確に計測するための情報として用いられる。

実施例２の反射光検出装置５０を転写プロセスと定着プロセスとの間の経路ＩＶに設けた場合は、用紙Ｐの光沢度や用紙Ｐの色、用紙Ｐに形成された画像の画像濃度やパイルハイトを計測することができる。IIIの位置に配置した反射光検出装置が検知した画像濃度と、ＩＶの位置で検知した画像濃度とを比較することによって、転写率を計測することができる。これにより、転写電位などを調整するなどして転写率の調整を行うことができる。また、IIIの位置で形成したパイルハイトと、ＩＶの位置で計測したパイルハイトを比較することで画像のつぶれ度合いを計測することができる。このつぶれ度合いは、光沢度補正を精度よく行うための情報として用いることができる。

実施例２の反射光検出装置５０を排紙経路Ｖに配置した場合は、用紙Ｐの光沢度や用紙Ｐの色、画像の光沢度や画像の色などを計測することができる。

次に、上述の実施例１の反射光検出装置や実施例２の反射光検出装置５０を用いた光沢度補正、実施例２の反射光検出装置５０を用いた色補正について、具体的に説明する。

図２３は、画像形成装置の電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部２００は、装置全体の制御を司るものであり、様々な機器やセンサが接続されているが、同図では、本装置の特徴点に関連する機器やセンサだけを示している。制御部２００は、演算手段たるＣＰＵ２００ａ、記憶手段たるＲＯＭ２００ｂ、ＲＡＭ２００ｃなどで構成され、ハードウェア上で所定のプログラムを実行することにより、各手段の機能を実現している。
図にしめすように、制御部２００は、画像データが入力され、シェーディング補正処理、フィルタ処理、γ補正処理、階調処理等のデジタル信号処理を行い、このデジタル信号を光書込装置に送信する。すなわち、本実施形態においては、制御部２００が、画像処理手段として機能している。また、制御部２００は、実施例１、２の反射光検出装置５ａ，５０が検知した正反射光量に基づいて、画像の光沢度や画像と用紙との光沢差などを求める。そして、画像の光沢度や画像と用紙との光沢差に基づいて、定着装置２０の設定温度などを補正して、画像の光沢度を補正する光沢度補正手段として機能する。また、制御部２００は、実施例２の反射光検出装置５０が検知した拡散反射光量（第２受光素子の出力値）に基づいて、画像濃度を検知する。そして、検知した画像濃度に基づいて、光書込装置１４を制御して潜像ドットを補正したり、帯電装置を制御して帯電バイアスを補正したり、現像装置内のトナー濃度を補正したりして、画像濃度を補正する画像濃度補正手段としても機能する。また、制御部２００は、実施例２の反射光検出装置５０が検知した拡散反射光量（第２受光素子の出力値）に基づいて、用紙上の画像の色を検知して、光書込装置１４を制御して潜像ドットを補正したり、帯電装置を制御して帯電バイアスを補正したり、現像装置内のトナー濃度を補正したりして、画像の色を補正する色補正手段としても機能する。

次に、光沢度補正について、詳しく説明する。
制御部２００は、まず、排紙経路に設けた実施例１や実施例２の反射光検出装置５ａ、５０で検知した正反射光量に基づいて、画像の光沢度を把握する。そして、画像の光沢度が、所定の光沢度よりも低い場合は、定着温度を低下させ、定着ローラの回転速度を下げて定着スピードを低下させる。これにより、トナー画像の平滑性が向上し、画像の光沢度を所定の光沢度にすることができる。一方、画像の光沢度が所定の光沢度よりも高い場合は、定着温度を高め、定着ローラの回転速度を増して定着スピードを上げることにより、画像の光沢度を所定の光沢度に下げることができる。

また、トナーが定着ローラから離間しやすくするために、定着ローラや画像を用紙に定着する際に用紙にワックスを塗布する装置を備えた装置においては、定着温度や定着スピードの制御に加えて、ワックス量を制御することで、光沢度補正を行うことができる。

また、色材を有しない透明トナーを画像全体に付着させることで、画像にラミネートされたような光沢を付与することで、画像の光沢度を出している装置の場合は、定着温度や定着スピードの制御に加えて、画像に付着させる透明トナー量を制御することで、光沢度を補正することができる。なお、この装置は、Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋの作像ユニットの他に、透明トナー用作像ユニットを設ける。そして、この透明トナー用の作像ユニットで画像に透明トナーを付与する。

また、オイルを含有するトナーを用いた場合は、トナーに含有されるオイルによって光沢度が変動する。このため、画像の光沢度が高い場合は、トナー付着量を減少させることによって画像の光沢度を抑えることができる。また、画像の光沢度が低い場合は、トナー付着量を増加させることによって画像の光沢度を高めることができる。

また、実施例２の反射光検出装置５０を用いた場合は、用紙の光沢度と画像の光沢度とをそれぞれ検知して、用紙と画像との光沢度の差を導出することができる。そして、用紙と画像との光沢度の差を無くすために、上述のような光沢度補正を実施することができる。

本実施形態においては、正反射光量を精度よく検知することのできる実施例１または実施例２の反射光検出装置５ａ、５０で光沢度を検知することで、精度よく光沢度を検知することができ、精度の高い光沢度補正を行うことができる。また、実施例１においては、少なくともＹ色用、Ｍ色用、Ｃ色用の反射光検出装置５ａを設ける必要があるが、実施例２の反射光検出装置５０は、ひとつでＹ色、Ｍ色、Ｃ色の光沢度を検知することができるので、部品点数を削減でき、装置のコストを削減することができる。また、実施例２の反射光検出装置５０は、例えば、複数色トナーが重なった色の光沢度も検知することができる。よって、ユーザーが実際に出力する画像から、光沢度を検知することができ、テストパターンを形成して、光沢度を検知して定着温度などを補正するような、光沢度補正モードを設けなくても、光沢度検知して、光沢度補正を行うことができる。この場合は、用紙に出力された画像の光沢度が、所定の光沢度でなかった場合は、定着温度などを補正して、再度出力することで、光沢度が良好な画像を出力することが可能となる。また、実施例２の反射光検出装置５０は、第２受光素子で、拡散反射光も検知できるため、画像の同一箇所の光沢度と色とを同時に検知することができ、用紙を搬送しなくても画像の同一箇所の光沢度と色とを検知することができる。

また、図１０に示す転写プロセスと定着プロセスとの間の経路ＩＶや、中間転写ベルト１１との対向位置IIIに実施例１または２の反射光検出装置５ａ、５０を配置してトナー画像のパイルハイトの計測結果を光沢度補正に用いることもできる。パイルハイトが高いと定着プロセスでトナーが溶融し難いため、光沢度が低下する。一方、パイルハイトが低いと、定着プロセスでトナー溶融しやすいので、光沢度が向上する。このため、トナー画像のパイルハイトを計測することで、画像の光沢度を予想することができる。よって、パイルハイトを計測した結果から予測した画像の光沢度に基づいて、定着温度などを制御して、所定の光沢度が得られるようにしてもよい。

また、上述のオイル含有トナーを用いた装置の場合は、トナー付着量（画像濃度）により、光沢度が変動するので、図１０に示す転写プロセスと定着プロセスとの間の経路IＶや、中間転写ベルト１１との対向位置IIIに実施例２の反射光検出装置５０を配置して、第２受光素子が検知する拡散反射光量から計測される画像濃度に基づいて、光沢度を予測することができる。よって、画像濃度を計測した結果から予測した画像の光沢度に基づいて、定着温度などを制御して、所定の光沢度が得られるようにしてもよい。

次に、実施例２の反射光検知装置５０を用いた色補正（画像濃度補正）について、詳しく説明する。
制御部２００は、まず、所定の付着量で形成したＹ色、Ｍ色、Ｃ色のテストパターンを用紙に形成し、排紙経路に実施例２の検知装置を配置し、第２受光素子が検知した拡散反射光量に基づいて、出力画像の色を計測する。このとき、用紙の色も第２受光素子５２が検知した拡散反射光量から計測しておき、用紙の色と画像の色とから各トナー色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色）を検知する。次に、制御部２００は、画像データ（想定出力画像）の色データと、検知した出力画像との色の差異を演算し、演算結果に基づいて、トナー付着量を補正する。具体的には、現像装置内のトナー濃度補正、潜像ドット補正、帯電バイアス補正、転写電流補正などが挙げられる。
また、画像データの色データから、トナー画像のパターン生成・トナー量制御などを行うためのトナー付着量と出力画像（の色）とが対応づけられた変換テーブルを、検知結果に基づいて補正する。なお、実施例２の反射光検出装置を用いることで、画像の色と光沢度とを精度よく検知することができる。

色補正（画像濃度補正）は、給紙カセットにセットされた紙の種類（色）が変わったときに行う。具体的には、図１０のIの給紙カセットの位置やIIの給紙経路の位置に紙の色を検知する紙色検知手段を設け、紙の種類（色）が変わったことを紙色検知手段が検知したら、色補正を実行する。これは、図１７に示したように、紙の種類（色）が変わり、紙の分光特性が変わると、同じトナー色で画像を形成しても、形成した画像の分光特性がそれぞれ異なって、目視上異なる色となる。よって、このように紙の種類（色）が変わったとき、色補正を実施することで、紙の種類（色）が変わっても、良好な画像を得ることができる。なお、紙色検知手段として、実施例２の反射光検出装置５０を用いれば、第２受光素子の検知結果から紙の色が検知でき、第１受光素子の検知結果と第２受光素子の検知結果との差分値から紙の光沢度を精度よく検知することができる。

また、上述したように実施例２の反射光検知装置を６つ用いて、各第２受光素子の検知結果（拡散反射光量）と推定行列とから画像の連続分光特性を推定し、推定した画像の連続分光特性に基づいて、色補正を行うこともできる。これにより、テストパターンなどを形成しなくても、色補正を実施することができる。

また、紙の色のみを検知するだけで、色補正を行うことができる。これは、上述したように、用紙の分光特性Ｐ、画像の分光特性Ｉ、トナーの分光特性Ｔとすると、Ｉ＝P×Tという関係がある。トナーの分光特性は、予め判っているので、紙の分光特性が判れば、画像の分光特性を予測することができる。よって、実施例２反射光検知装置の第２受光素子の検知結果（拡散反射光量）から紙の分光特性を検知することで、色補正を行うことができるのである。

また、上述の色を有しない透明トナーを画像全体に付着させることで、画像にラミネートされたような光沢を付与する装置や、ワックスを塗布する装置の場合は、光沢度の調整によって、色が変動するので、光沢度補正のときに色補正も行う。これは、透明トナー、ワックスなどにも固有の分光特性を有するため、光沢度補正による透明トナー量やワックス量の変動によって色が変動してしまう。よって、透明トナーやワックス量に応じて、トナー付着量を変動させて、色補正を実行する。

また、図１０のIIIの位置やIＶの位置に拡散反射光量を検知することのできる実施例２の反射光検知装置を配置し、画像濃度を検知し、この画像濃度検知結果から、出力画像の色を予測して、色補正を行ってもよい。また、IIIの位置で検知した画像濃度と、ＩＶの位置で検知した画像濃度とから転写率を演算することができ、転写電流を補正することもできる。

このIIIの位置に実施例２の反射光検出装置を配置することで、第２受光素子の検知結果（拡散反射光量）から画像濃度を検知でき、第１受光素子の検知結果と第２受光素子の検知結果との差分値から得られた正反射光量から中間転写ベルトの光沢度とを精度よく検知することができる。中間転写ベルトの光沢度は、画像濃度の検知結果を補正するためのデータとして用いることができる。すなわち、中間転写ベルトの光沢度が低い場合は、同じトナー付着量でも拡散反射光量が多くなり、中間転写ベルトの光沢度が高い場合は、同じトナー付着量でも拡散反射光量が少なる。よって、中間転写ベルトの光沢度のデータを用いて、拡散反射光量と画像濃度との関係を補正することで、正確な濃度検知を行うことができる。

また、ＩＶの位置に実施例２の反射光検出装置を配置することで、第２受光素子の検知結果（拡散反射光量）から画像濃度を検知でき、第１受光素子の検知結果と第２受光素子の検知結果との差分値から得られた正反射光量から紙の光沢度とを精度よく検知することができる。

また、光沢度を検知するためにテストパターンが形成された用紙を、通常、用紙が排紙される排紙トレイとは、別の排紙トレイに排紙するよう制御してもよい。具体的に説明すると、排紙経路で用紙上の画像の光沢度を検知したら、第１〜第３切替爪２１〜２３を適切に切り替えて、用紙を図２に破線［２］で示す経路で搬送し、図示しないオプショントレイに排出する。また、給紙トレイ１５ａ、１５ｂとは、別に、裏紙専用カセットを設け、テストパターンが形成された用紙を反転させて、この裏紙専用カセットに収納してもよい。この場合は、排紙経路で用紙上の画像の光沢度を検知したら、第１〜第３切替爪２１〜２３を適切に切り替えて、テストパターンが形成された用紙を両面ユニット６０に搬送して、用紙を反転させる。そして、両面ユニット６０からテストパターンが形成された用紙が給紙経路に搬送されたら、給紙ローラを逆回転させて、テストパターンが形成された用紙を裏紙専用カセットに収納する。また、上述では、テストパターンを形成した用紙について説明したが、ユーザーが出力する画像の光沢度や色を検知して、検知の結果、その画像がＮＧであった場合、このＮＧ画像が形成された用紙をオプショントレイに排紙したり、裏紙専用トレイに格納したりしてもよい。

なお、上述では、電子写真方式における画像形成装置に本発明を適用した構成について説明したが、用紙の光沢度によって画像品質が大きく変動するインクジェット方式の画像形成装置にも適用することができる。さらに、本発明の反射光検知装置は、画像形成装置に限られず、正反射光量を検知する様々な測定機器に用いることができる。

以上、実施例１の反射光検出装置によれば、検知対象に光を照射する発光手段たる発光素子３ａと、検知対象から正反射した反射光を受光する受光手段たる受光素子４ａとを有し、受光素子４ａの受光量に基づいて、反射光量を検知する。そして、正反射光と同一方向に伝播する拡散反射光の光量が最も少ない波長の正反射光を受光素子４ａが受光するよう構成している。これにより、受光素子４ａが受光する光には、ほとんど拡散反射光が含まれなくなるので、正反射光量を精度よく検知することができる。

また、図７に示すように、検知対象から正反射方向に反射した光のうち、正反射光と同一方向に伝播する拡散反射光の光量が最も少ない波長のみ通過させる波長限定手段たるバンドパスフィルタ６を設けることで、受光素子４ａが拡散反射光の光量が最も少ない波長の光を受光することができる。

また、発光素子から発した光のうち、正反射光と同一方向に伝播する拡散反射光の光量が最も少ない波長のみ通過させる波長限定手段たるバンドパスフィルタ６を設けても、受光素子４ａが拡散反射光の光量が最も少ない波長の光を受光することができる。

また、実施例２の反射光検出装置によれば、検知対象から正反射方向に反射した光を２方向に分岐させる分岐手段たるビームスプリッタ５６と、ビームスプリッタ５６によって分岐された一方の光を受光する第１受光手段たる第１受光素子５１と、ビームスプリッタ５６によって分岐された他方の光のうち、正反射光成分を遮断する正反射光遮断手段たる偏光フィルター５７と、偏光フィルター５７を通過した拡散反射光を受光する第２受光手段たる第２受光素子５２と、第１受光素子５１が受光した受光量と第２受光素子５２が受光した拡散反射光量の差分値を演算する演算手段たる制御部２００とを有している。第２受光素子５２は、偏光フィルター５７によって正反射光が遮断された光、すなわち、正反射方向に反射した拡散反射光を受光することができる。一方、第１受光素子５１は、正反射光と正反射方向に反射した拡散反射光とを受光する。このため、制御部２００で第１受光素子５１が受光した受光量から第２受光素子５２が受光した受光量を差し引くことで、正反射光量を正確に検知することができる。

また、正反射光は、特定の偏光方向を有するので、正反射光遮断手段を特定の偏光方向の光を遮断する偏光遮断手段たる偏光フィルター５７とすることで、簡単な構成で正反射光を遮断することができる。

また、用紙が波打っていたり、傾いていたりした場合、用紙上検知対象である画像を反射した正反射光の偏光方向が変動する場合がある。このため、図１３に示すように偏光フィルター５７を偏光フィルター５７に入射する光の光軸Ｚを中心にして回転させる偏光遮断手段回転手段たる回転ステージ５８を設ける。このように構成することで、用紙が波打っていたり、傾いていたりした場合、用紙上検知対象である画像を反射した正反射光の偏光方向が変動しても、回転ステージ５８で偏光フィルター５７を回転させることで、偏光フィルター５７が遮断する偏光方向と、正反射光の偏光方向とを合わせることができる。これにより、用紙が波打っていたり、傾いていたりした場合でも、偏光フィルター５７で正反射光を遮断することができ、第２受光素子５２で正反射方向に反射した拡散反射光を受光することができる。

また、さらに、図１２に示すように発光素子５３から発した光を特定の方向に偏光させる偏光手段たる偏光フィルター５７ａを設けてもよい。これにより、ＬＥＤ、ＬＤなどの偏光が保持された発光素子以外のものを用いても、正反射光を特定の偏光方向（偏光フィルター５７ａで揃えた偏光方向に対して直交する方向）に偏光させることができる。

図３、図９に示すように、特定波長の拡散反射光量が検知対象である画像の色によって、異なることがわかる。よって、図１４や図１５に示すように、検知対象から正反射方向に反射した光のうち特定の波長のみ通過させる波長限定手段たるバンドパスフィルタ５５を設けて、第２受光素子５２が特定の波長の拡散反射光を受光するように構成する。このように、第２受光素子が特定の波長の拡散反射光を受光するように構成することで、第２受光素子の検知結果から、検知対象である画像の色を特定することが可能となる。

また、用紙や中間転写ベルトなど、画像を担持する画像担持体上に色材たるトナーを用いて形成された画像を光学的に検知する光学検知手段として、実施例１の反射光検出装置を用いることによって、画像から反射した正反射光量を精度よく検知することができる。これにより、正反射光量から画像の光沢度などの画像の特性を精度よく計測することができる。

色材たるトナー毎に分光特性が異なってくるので、それぞれ正反射方向に反射する拡散反射光量が最少となる波長が異なってくる。このため、実施例１の反射光検出装置を用いる場合はトナーの色毎に設ける。これにより、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色単色画像の正反射光量をそれぞれの反射光検出装置で精度よく検知することができる。よって、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色単色画像の光沢度を精度よく計測することができる。

また、実施例１の反射光検出装置が検知した正反射光量に基づいて、画像の光沢度を計測することで、画像の光沢度を精度よく検知することができる。

また、用紙や中間転写ベルトなど、画像を担持する画像担持体上に色材たるトナーを用いて形成された画像を光学的に検知する光学検知手段として、実施例２の反射光検出装置を用いることによって、画像から反射した正反射光量を精度よく検知することができる。これにより、正反射光量から画像の光沢度などの画像の特性を精度よく計測することができる。また、第２受光素子で拡散反射光量も検知することができるので、この拡散反射光量に基づいて、画像濃度、画像の色などの特性も計測することができる。

また、実施例２の反射光検出装置は、第１受光素子の受光量から、第２受光素子で検知した正反射方向に反射した拡散反射光量を差し引くことで、正反射光量を検知しているので、実施例１の反射光検出装置のように、拡散反射光量の大小に関係なく、正反射光量を精度よく検知することができる。このため、実施例２の反射光検出装置は、全ての波長領域で拡散反射光量の多い画像担持体である用紙の正反射光量も精度よく検知することができる。よって、実施例２の反射光検出装置が検知した正反射光量に基づいて、用紙の光沢度などの特性を精度よく検知することができる。

また、実施例２の反射光検出装置が検知した正反射光量に基づいて、画像／用紙の光沢度を計測することで、画像／用紙の光沢度を精度よく検知することができる。

また、実施例２の反射光検出装置の第２受光素子の受光量は、拡散反射光量であるので、拡散反射光量に基づいて画像の濃度および／または画像および／または画像担持体の色を計測することができる。

また、図１４や図１５に示すように、検知対象から正反射方向に反射した光のうち特定の波長のみ通過させる波長限定手段たるバンドパスフィルタ５５を設けた実施例２の反射光検出装置を複数備え、各反射光検出装置のバンドパスフィルタ５５が、それぞれ異なる波長を通過させるよう構成する。そして、各反射光検出装置の第２受光素子が検知した受光量に基づいて、画像の連続分光特性を計測する。このように、画像の連続分光特性を計測することで、Ｙ、Ｍ、Ｃの単色画像の色だけでなく、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のトナーが適宜重ね合わせることで形成されるカラー画像の色まで計測することができる。

また、本実施形態の画像形成装置によれば、潜像を担持するための潜像担持体たる感光体ドラム１と、出力対象である画像データから画像データを画像形成するためのデータに変換する画象処理手段たる制御部２００と、画像データを潜像として露光する露光手段たる光書込装置１４とを備えている。また、潜像に色材で現像して画像を形成するための現像手段たる現像器と、前記潜像担持体に形成された画像を記録媒体に転写するか、又は画像を中間転写体たる中間転写ベルトの表面へ順次転写した後に中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体たる用紙に転写する転写手段たる転写ユニット１１０とを備えている。さらに、用紙上に転写された未定着画像を定着して定着画像を形成するための定着手段たる定着装置２０も備えている。そして、中間転写ベルト上の画像および／または用紙上の画像の特性を計測する画像特性計測手段として実施例１の反射光検出装置の検知結果から画像特性を計測する画像特性計測装置を有し、画像特性計測装置が計測した画像特性値に基づいて、光沢度補正手段たる制御部２００は、画像の光沢度を補正する。このように、実施例１の反射光検出装置を備えた画像特性計測装置を用いることによって、画像の光沢度を精度よく検知することができ、良好な光沢度補正を行うことができる。

また、中間転写ベルト上の画像および／または用紙上の画像の特性を計測する画像特性計測手段として実施例２の反射光検出装置を備えた画像特性計測装置を有し、画像特性計測装置が計測した画像特性値に基づいて、光沢度補正手段たる制御部２００は、画像の光沢度を補正してもよい。実施例２の反射光検出装置を備えた画像特性計測装置を用いても、画像の光沢度を精度よく検知することができ、良好な光沢度補正を行うことができる。

また、実施例２の反射光検出装置を備えた画像特性計測装置は、用紙の光沢度も精度よく検知できるので、制御部２００は、検知した用紙の光沢度と画像の光沢度との差異を演算することができる。そして、その演算結果に基づいて、画像の光沢度を補正することで、用紙と画像との間に光沢度の差のない高品位な画像を得ることができる。

実施例２の反射光検出装置を備えた画像特性計測装置は、画像の濃度を計測することができるので、制御部２００は、画像特性計測装置が計測した画像濃度に基づいて、画像濃度を補正することができる。これにより、画像濃度が良好な画像を得ることができる。

また、実施例２の反射光検出装置を備えた画像特性計測装置は、画像および用紙の色を計測することができるので、制御部２００は、画像特性計測装置が計測した画像および用紙の色に基づいて、画像の色を補正することができる。これにより、色再現性の高い良好な画像を得ることができる。

また、実施例２の反射光検出装置を備えた画像特性計測装置を、用紙に画像を転写する転写位置よりも用紙移動方向上流側に設け、この画像特性計測装置で、用紙の色および光沢度を計測するよう構成した。このように、転写位置よりも用紙移動方向上流側で用紙の光沢度や色を予め計測しておくことで、排紙経路で画像の色や光沢度と同時に用紙の光沢度や色を計測するものに比べて、光沢補正や色補正の処理時間を短縮することができる。

また、画像特性を計測するための計測用画像が形成された用紙または用紙上の出力画像を画像特性計測装置計測した結果、画像特性に不具合が存在することが判明した用紙を反転させて裏紙専用カセットなどの特定の給紙カセットに収納するよう構成した。これにより、用紙を再利用することができる。

また、画像特性を計測するための計測用画像が形成された用紙または用紙上の出力画像を画像特性計測装置計測した結果、画像特性に不具合が存在することが判明した用紙を通常用紙が排紙される排紙トレイとは、異なる排紙トレイに排紙するよう構成した。これにより、ユーザーが排紙トレイに排出された用紙について、計測用画像が形成された用紙やＮＧ画像が形成された用紙と、ユーザーが出力した画像とにわける必要がなくなり、ユーザーの作業の煩雑さを低減することができる。

実施形態に係るフルカラープリンタの概略構成図。同フルカラープリンタの搬送路の説明図。可視域での分光特性Ａを有するトナー画像に対して、各波長帯域の光を照射したときの拡散反射光検出装置が受光した受光量と、従来の反射光検出装置が受光した受光量とを示す図。拡散反射光検出装置の概略構成図。反射光検出装置の概略構成図。各フィルターの波長透過率分布を示す図。実施例１の反射光検出装置の構成例を示す図。実施例１の反射光検出装置の他の構成例を示す図。可視域での分光特性ａを有するトナー画像に対して、各波長帯域の光を照射したときの拡散反射光検出装置が受光した受光量と、従来の反射光検出装置が受光した受光量とを示す図。画像形成装置の各プロセスを模式的に示した図。実施例２の反射光検出装置の構成例を示す図。実施例２の反射光検出装置において、発光素子と画像との間に偏光フィルターを設けた例を示す図。実施例２の反射光検出装置において、偏光フィルターを回転させるよう構成した例を示す図。図１３に示す構成において、バンドパスフィルタを設けた例を示す図。図１２に示す構成において、バンドパスフィルタを設けた例を示す図。各用紙の連続分光特性を示す図。各用紙の連続分光特性と、各用紙に形成した画像の連続分光特性とを示す図。用紙の連続分光特性と用紙に形成した画像の連続分光特性との比を示す図。画像形成装置が再現可能な画像色について、それぞれ５［ｎｍ］波長毎にサンプリングして、連続波長の分光特性を測定した結果を示す図。各波長帯域における各画像色の分光特性を５［ｎｍ］波長毎にサンプリングした結果を示す図。搬送されてきた用紙上の画像の同一位置の拡散反射光を６つの各反射光検出装置でそれぞれ検知した検知結果を示す図。ある画像を実測した連続分光特性と、推定行列を用いて推定した連続分光特性とを示す図。画像形成装置の電気回路の一部を示すブロック図。

符号の説明

１：感光体ドラム
３，３ａ，５３：発光素子
４，４ａ：受光素子
５：拡散反射光検出装置
５ａ，５０：反射光検出装置
６，６ａ，６ｂ，５５：バンドパスフィルタ
１１：中間転写ベルト
１２：一次転写ローラ
１４：光書込装置
２０：定着装置
３０：排紙トレイ
５１：第１受光素子
５２：第２受光素子
５３：発光素子
５６：ビームスプリッタ
５７，５７ａ：偏光フィルター
５８：回転ステージ
６０：両面ユニット
２００：制御部

Claims

潜像を担持するための潜像担持体と、
出力対象である画像データから前記画像データを画像形成するためのデータに変換する画象処理手段と、
前記画像データを潜像として露光する露光手段と、
前記潜像にトナーで現像して画像を形成するための現像手段と、
前記潜像担持体に形成された画像を記録媒体に転写するか、又は画像を中間転写体の表面へ順次転写した後に中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写された未定着画像を定着して定着画像を形成するための定着手段と、
前記中間転写体上の画像および／または前記記録媒体上の画像の特性を計測する画像特性計測手段と、
前記画像特性計測手段が計測した画像特性値に基づいて、光沢度を補正する光沢度補正手段と、を備えた画像形成装置において、
前記画像特性計測手段は、
前記画像に光を照射する発光手段と、
前記画像から正反射した正反射光を受光する受光手段と、
前記画像から正反射方向に反射した光のうち、正反射光と同一方向に伝播する拡散反射光の光量が最も少ない波長のみ通過させる第１の波長限定手段と、
前記発光手段から発した光のうち、正反射光と同一方向に伝播する拡散反射光の光量が最も少ない波長のみ通過させる第２の波長限定手段とを備え、前記受光手段の受光量に基づいて正反射光量を検出する反射光測定装置を有し、
前記反射光測定装置を、前記中間転写ベルトとの対向位置または前記記録媒体上に未定着画像を転写する転写位置から定着手段までの間に配置して、前記反射光測定装置の検知結果に基づいて、中間転写ベルト上の未定着画像または記録媒体上未定着画像の高さを計測し、定着後の画像の光沢度を予測するものであり、
前記光沢度補正手段は、前記画像特性計測手段が予測した画像の光沢度に基づいて、前記定着手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
画像特性を計測するための計測用画像が形成された記録媒体または記録媒体上の出力画像を前記画像特性計測装置計測した結果、画像特性に不具合が存在することが判明した記録媒体を反転させて特定の給紙カセットに収納するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２の画像形成装置において、
画像特性を計測するための計測用画像が形成された記録媒体または記録媒体上の出力画像を前記画像特性計測装置計測した結果、画像特性に不具合が存在することが判明した記録媒体を、通常記録媒体が排紙される排紙トレイとは、異なる排紙トレイに排紙するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。