JP5453856B2 - 画像形成装置、画像形成方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いたカラー複写機、カラープリンタ、カラーＦＡＸ等の画像形成装置および定着条件の設定方法に関する。

近年、カラープリンタ、カラー複写機等のカラー画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められている。プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはその複合機等として構成される電子写真方式の画像形成装置では、帯電装置により帯電された感光体ドラム上に光を照射することにより静電潜像を書き込み、その感光体ドラムに現像装置によってトナーを供給することによって静電潜像をトナー像として現像し（トナー像を形成する）、そのトナー像を記録紙等の所定の記録材に直接的に、あるいは中間転写ベルト等の中間記録材を介して間接的に転写し、最終的に定着装置が備える加熱ローラ等によって加熱定着させる、といった画像形成工程が行われる。

このような画像形成装置は、装置が設置された環境の変化や感光体ドラム、現像剤の経年劣化などにより、トナーの付着量やトナー像の定着性などに変動が生じ、記録紙上に形成された画像濃度に代表される色再現性や光沢度が変動する。そこで、装置各部が変動しても、所望の濃度や光沢度が得られるよう、画像濃度や光沢度をモニタし、その結果をフィードバックして濃度や光沢度を制御する方法が広く用いられている。これらに関連する従来例として下記の技術がある。

例えば、出力する制御用パッチ画像の定着前もしくは定着後の画像の濃度と、定着後の画像の光沢度をそれぞれ測定し、濃度の測定結果から濃度制御値（画像形成条件）を、また前記濃度制御値と光沢度の測定結果に基づき光沢制御値（定着条件）をそれぞれ制御する装置がある（例えば、特許文献１を参照）。

また、同じく制御用パッチの、トナー像を定着する前後の濃度を測定することで濃度と光沢度をそれぞれ求め、それらに基づき画像形成条件や定着条件を制御する装置もある（例えば、特許文献２を参照）。

ここで、画像形成条件とは、例えば、現像バイアス電位の設定値、像担持体（感光体）の帯電電位の設定値、前記像担持体に対する露光強度（静電潜像書き込み用の露光の強度や除電用の露光の強度など）、さらには回転する像担持体の周速度とこれに対向して回転する現像ローラの周速度の比（いわゆる周速比）の設定値の内、一または複数を含み、主にトナー付着量の制御に関するものである。また、定着条件とは、例えば定着温度やニップ圧、記録材の搬送速度の内、一または複数を含み、主に定着性の制御に関するものである。

しかしながら、上記した光沢度や濃度を目標値として定着条件を制御する従来の技術は、以下の理由から所望の色を再現できないという問題点があった。

まず、色再現性は、トナー付着量のみならず、定着性によっても左右されることを説明する。通常の測色系で画像に光を照射し、反射光を測定した場合、測定される反射光には、画像表面で反射される表面拡散光と、トナー層内部からの反射光とを含んでいる。この表面拡散光が増えると、トナー層内部の色材に触れることなく反射される光が増加し、再現できる色空間が小さくなる（色味がくすんでしまう）。

図１７（ａ）は、表面拡散光と彩度の関係を示す。図１７（ａ）には、表面拡散光の増加に伴い、彩度が減少する様子が示されている。このように、色再現性は表面拡散光により左右されることが分る。この表面拡散光は画像の表面状態すなわち定着性に依存するため、色再現性は定着性によって左右されることが分る。

図１８は、表面拡散光の測定原理を説明する図である。図１８（ａ）は、トナー像の反射率を０／４５°（０°入射、４５°受光）の測定系で測定する様子を示す。このとき、測定される反射光２０１はトナー層２１２の表面からの反射光（表面拡散光）２０１ａとトナー層２１２内部からの反射光（内部反射光）２０１ｂを含む。２１１は記録材である。

一方、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のトナー像表面に、表面が鏡面状態の透明フィルム２１３を光学密着したものを、図１８（ａ）と同様の光学系で測定する様子を示す。ここで、Ａ層とＢ層が光学密着されているとは、両者の間に空気層などが存在せず、両者の界面が光学的に連続している状態を指す。このとき、図１８（ｂ）における表面での反射光２０２ａは、前述の通り表面が鏡面状態であるため、正反射光となり、０°方向に反射される。また、前述のようにトナー層２１２と透明フィルム２１３は光学密着されており、その間に空気層などは存在しない。さらに、トナー層２１２と透明フィルム２１３の界面で反射光を生じさせないため、屈折率が等しいことが好ましい。したがって、このとき、受光される反射光２０２は内部反射光２０２ｂのみとなる。内部反射光２０１ｂと２０２ｂは等しいため、測定値２０１から２０２を差し引くことにより、内部反射光が相殺され、表面拡散光２０１ａを得ることができる。このようにして得られた表面拡散光は、上記のように色の測色系と測定系が等しいため、直接、色の評価に組み込むことができる。

前述のように装置の経時劣化などにより定着性が変化した場合には、目的の色再現が維持できるよう、定着条件を制御できることが望ましい。しかし、上述のように、従来の光沢度や濃度を測定して定着条件を制御する技術では、目的の色再現ができない。

まず、光沢度は色と測定系が異なるため、光沢度からでは色を直接評価できない。図１９は、光沢度および色の測定光学系を示す。図１９（ａ）は光沢度の測定系を示し、図１９（ｂ）は色の測定系を示す。図１９（ａ）に示すように、光沢度は正反射光を測定するのに対し、図１９（ｂ）に示すように、色は拡散光を測定する。従って、光沢度は色とは直接結びつかず、色の評価には使えない（なお、図１９（ｂ）では０／４５°系（０°入射、４５°受光）を示したが、色の測定系には０／ｄ（積分球による測定）などもある。いずれにしても、色の測定系では拡散光を測定する）。

また、光沢度は、色と同一の測定系を用いる表面拡散光とも測定系が違うため、一対一の相関がない。図１７（ｂ）は、光沢度と表面拡散光の関係を示す。光沢度は前述のように正反射光を測定するものであり、表面の凹凸と関係があるが、図１７（ｂ）に示す通り、ある光沢度に対し表面拡散光は一意には決まらず、ある程度幅を持つ。従って、光沢度では、表面拡散光を制御できない。前述のように、表面拡散光を制御することで目的の色再現ができるが、光沢度は表面拡散光を制御できないため、光沢度では間接的にも目的の色再現ができない。

次に、濃度を定着条件の制御に用いる場合、濃度は分光反射率の平均値もしくは吸収帯域の値のみから算出されるため、濃度によって色を表すＬ＊ａ＊ｂ＊値を一意に決めることはできない。つまり、濃度を所望の値に制御したとしても、再現色のＬ＊ａ＊ｂ＊値はずれる可能性があるため、目的の色に制御できない。また、仮に分光反射率（分光濃度）を測定して制御に用いるとしても、その分光反射率は内部反射光と表面拡散光の双方を含んだ値であり、つまりトナー付着量の変動と定着性の変動との双方を含んでいる。従って、濃度が変化した場合、トナー付着量の変動と定着性の変動のいずれによるものか判別できず、適正な制御ができない。

そこで、本出願人は先に、記録材上に転写・定着したパッチ画像からの表面拡散光を測定し、測定した表面拡散光に基づき定着条件を制御する画像形成装置を提案し、表面拡散光に基づき定着条件を制御することで、所望の色再現が得られる画像形成装置／方法を提案した（特願２００８−２３８０８９号）。

ところで、上記提案した方法では、図１８に示す表面拡散光の測定原理において、作成したパッチ画像に対し、分光測色計などを用いて、図１８（ａ）に相当する非鏡面状態の反射特性１を測定する一方、予め測定した、図１８（ｂ）に示される鏡面状態の反射特性２を予めメモリに記憶しておき、反射特性１および２から表面拡散光を算出している。この方法は、トナーの付着量が変動しないことを前提としている。

しかし、実際の画像形成装置では、装置が設置された環境や装置の経年劣化などにより、トナー付着量も変動する。このとき、反射特性１はトナー付着量の変動に応じて変化するが、メモリに記憶された反射特性２はトナー付着量の変動に追従せず一定のままである。元々、図１８に示す表面拡散光の測定原理では、（ａ）と（ｂ）のトナー画像が同一であるということが前提であった。両者が同一であるため、トナー付着量が変動しても、その変動分は両者共通であるため、差分をとる際に相殺され、正しく表面拡散光を得ることができる。

しかし、先に提案した方法では、図１８（ｂ）に相当する鏡面状態の反射特性を固定のものとして扱っているため、トナー付着量の変動を吸収できず、表面拡散光にノイズとして入ってしまう。その結果、トナー付着量が変動した場合に、表面拡散光を正しく測定できないという課題があった。

上記した課題を解決するために、本出願人は先に、透明フィルム（以下、ＯＨＰシート）に、トナー面積率１００％のパッチ画像を出力し、その表面および裏面からの反射特性を測定し、両者の差分をとることにより、表面拡散光を獲得する技術を提案した（特願２００９−０５４８５３号）。この方法では、実際に出力したパッチの測定値のみから表面拡散光を求めているので、トナー付着量の変動があっても、それに追従した結果が得られる。

上記提案した方法では、表面拡散光の測定に、ＯＨＰシートを用いているが、ＯＨＰシートと紙の熱伝導性が異なるため、定着条件が同一であっても、ＯＨＰシートと紙とでは、その定着状態が異なってしまう。従って、上記した方法で表面拡散光を制御したとしても、そのときの最適値が紙の場合にも同様に適用できるとは限らない。画像形成装置に対しては、より一層の高画質が要求されることを考慮すると、表面拡散光の測定精度をより高めた手法の開発が望まれる。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、トナー付着量が変動した場合においても、表面拡散光を精度よく測定し、かつユーザーが実際に使用する紙を用いて表面拡散光を測定することで、表面拡散光を用いた定着条件制御をより高精度に行う画像形成装置、方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

本発明は、トナー面積率１００％のパッチ画像を形成して記録材に転写する画像形成手段と、前記記録材に転写されたパッチ画像を所定の定着温度で定着する定着手段と、前記定着された前記パッチ画像からの表面拡散光を得る表面拡散光獲得手段と、前記パッチ画像のトナー付着量を得る付着量獲得手段と、前記獲得された表面拡散光およびトナー付着量に基づいて前記定着温度を制御する制御手段とを具備する画像形成装置であって、前記表面拡散光獲得手段は、前記定着されたパッチ画像の第１の反射特性を測定する第１の測定手段と、前記定着されたパッチ画像の表面に透過層を形成して表面を平滑化する平滑化手段と、前記平滑化された後のパッチ画像の第２の反射特性を測定する第２の測定手段と、前記測定された第１、第２の反射特性から表面拡散光を算出する算出手段とを備え、前記付着量獲得手段は、前記第２の測定手段により測定される第２の反射特性を前記透過層の透過率で補正した後、補正後の第２の反射特性を用いて前記パッチ画像のトナー付着量を算出し、前記制御手段は、トナー付着量に対応した表面拡散光の上限値を保持したテーブルを参照し、前記算出されたトナー付着量に対応する表面拡散光の上限値と、前記算出された表面拡散光を比較し、前記算出された表面拡散光が前記上限値以下でないとき、前記算出された表面拡散光が極小点に近づけるように、前記定着温度を制御することを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、トナー付着量が変動しても、表面拡散光を精度よく測定することができ、また、ユーザーが実際に使用する紙を用いて表面拡散光を測定しているので、表面拡散光を用いた定着条件制御をより高精度に行うことができる。

本発明の実施例１のシステム構成を示す。 実施例１の画像形成部の構成を示す。 トナー付着量と鏡面状態の濃度との関係を示す。 実施例１の分光測色計の構成例などを示す。 実施例１に係る、定着条件の制御動作のフローチャートを示す。 パッチ画像例を示す。 実施例１で参照されるテーブルを示す。 定着温度と表面拡散光との関係を示す。 実施例２のシステム構成を示す。 実施例２の画像形成部の構成を示す。 シアンとイエローの分光反射率を示す。 カラートナー付着量と拡散反射光出力電圧の関係を示す。 実施例２に係る、定着条件の制御動作のフローチャートを示す。 実施例３のシステム構成を示す。 実施例３の画像形成部の構成を示す。 実施例３に係る、定着条件の制御動作のフローチャートを示す。 従来技術（表面拡散光と彩度の関係）を説明する図である。 従来技術（表面拡散光の測定）を説明する図である。 従来技術（測定光学系）を説明する図である。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

実施例１の平滑化手段として、透明トナーを用いる実施例を示す。図１は、本発明の実施例１のシステム構成を示す。図１において、１００は、給紙部２１、書き込み光学系２４、電子写真プロセスに従ったプロセス工程により感光体ドラムにトナー画像を形成し、記録材に転写する作像部１０３などを有する画像形成部、１１０は、所定の定着条件の制御、例えば所定の定着温度になるようにヒータへの通電などを行うドライバ１１１、定着条件などを記憶する記憶部１１２などを有する定着条件制御部、１２０は、画像形成装置全体を制御するメイン制御部、１３０は、各種の画像処理を実行する画像処理部、１４０は、各種の入力設定や装置の状態などを表示する機能を有する操作表示部、１５０は、後述するデータを記憶するメモリ１５１、表面拡散光やトナー付着量などを算出する算出部１５２を有する画像特性取得部、３０は、定着ローラ３１、加圧ローラ３２などを有する定着装置、４１は、後述する分光測色計、３３、３４はヒータ、３５ａ、ｂは定着温度を検知するためのサーミスタである。また、本実施例では、画像形成部１００および定着装置３０を組み合わせた構成が、トナー像表面の平滑化処理を行う平滑処理部を兼ねる。

図２は、図１に示す画像形成部１００、定着装置３０、分光測色計４１の構成を詳細に示す。図２に示す装置は、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置であるが、リボルバー方式のカラー画像形成装置など他の構成でもよい。

このカラー画像形成装置は、給紙部２１、現像色分並置したステーション毎の感光体（２２Ｗ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（２３Ｗ、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、トナーカートリッジ（２５Ｗ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）、現像手段（２６Ｗ、２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）、中間転写体２７、転写ローラ２８、クリーニング手段２９、定着装置３０、分光測色計４１などを備える。

次に、図１、２のカラー画像形成装置の動作について説明する。この動作はメイン制御部１２０によって統括的に制御される。画像形成部１００は、画像処理部１３０が変換した露光時間に基づいて書込光学系２４により露光光を帯電後の感光体ドラムに照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録材１１へ転写し、その記録材１１上の多色トナー像を熱および圧力の作用によって定着させる。

図２において、感光体ドラム２２Ｗ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミニウムシリンダの外周に有機光伝導層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光体ドラム２２Ｗ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。

一次帯電手段として、ステーション毎に透明（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体ドラムを帯電させるための５個の帯電器２３Ｗ、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える構成で、各帯電器にはスリーブ２３ＷＳ、２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが備えられている。

感光体ドラム２２Ｗ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光光は書込光学系２４Ｗ、２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光体ドラム２２Ｗ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。

現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎に透明（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う５個の現像器２６Ｗ、２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える構成で、各現像器にはスリーブ２６ＷＳ、２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳがそれぞれ設けられている。それぞれの現像器は着脱可能に取り付けられている。

中間転写体２７は、感光体ドラム２２Ｗ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、感光体ドラム２２Ｗ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、単色トナー像が転写される。その後、中間転写体２７に後述する転写ローラ２８が接触して記録材１１を狭持搬送し、記録材１１に中間転写体２７上の多色トナー像が転写する。

転写ローラ２８は、記録材１１上に多色トナー像を転写している間、位置２８ａで記録材１１に当接し、印字処理後は位置２８ｂに離間する。

定着装置３０は、記録材１１を搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１、２に示すように記録材１１を加熱する定着ローラ３１と記録材１１を定着ローラ３１に圧接するための加圧ローラ３２、またこれらのローラ表面にはサーミスタ（温度計）３５ａ、ｂが微圧で接触された状態で配置されている。定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４が内蔵されている。すなわち、多色トナー像を保持した記録材１１は定着ローラと加圧ローラにより搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。また、そのときの定着温度はサーミスタ３５により逐次モニタされている。サーミスタの個数が２個であるが、装置構成や精度向上などの理由により複数個配置してもよい。このモニタされた温度値は定着条件制御部１１０にフィードバックされる。

トナー像が定着された後の記録材１１は、図示しない排紙ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。クリーニング手段２９は、中間転写体２７上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２７上に形成された５色のトナー像を記録材１１に転写した後の廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。

次に、図１を参照して、画像形成装置における定着条件の制御動作の概要を説明する。この画像形成装置は、画像形成条件、パッチ画像を記憶するメモリや、画像処理を行うＩＣなどを含む、画像処理部１３０、定着条件を記憶し、また制御する定着条件制御部１１０、画像形成部１００および定着装置３０からなる平滑処理部を含んでいる。

前述したように、トナー像の記録材１１への転写と定着を行うが、本実施例では、記録材１１にパッチ画像（図６（ａ）を参照）を形成し、転写・定着を行い、この定着後のパッチ画像の分光反射率１を分光測色計４１で測定する。続いて、このパッチ画像に重ねるように、透明トナー像（図６（ｂ）を参照）を転写・定着することでパッチ画像の表面を平滑化した後、分光測色計４１で分光反射率２を測定する。そして、これら分光反射率１、２を画像特性取得部１５０に入力し、表面拡散光を算出する。続いて、定着条件制御部１１０は画像特性取得部１５０からの情報に従って定着条件の制御を行う。

表面拡散光獲得までの各部の動作を、図２を用いてより詳細に説明する。感光体ドラム２２上に作成された各色のパッチ画像は、転写ベルト２７を介して記録材１１に転写される。そして、定着装置３０により加熱定着された後、分光測色計４１により分光反射率１が測定される。その後、搬送ローラ３５が逆回転することにより、記録材１１は転写ローラ２８より手前に戻される。続いて、感光体ドラム２２Ｗ上に、今度は透明トナー像が作成され、転写ベルト２７を介して記録材１１に転写される。そして、再び記録材１１が定着装置３０を通過することにより、透明トナー像がパッチ画像上に定着される。その後、分光測色計４１により分光反射率２が測定され、測定された分光反射率１、２が、画像特性取得部１５０に入力され、表面拡散光が算出される。

記録材１１は、分光測色計４１により分光反射率１が測定された後、定着装置３０を逆向きに通過し、このとき、定着装置３０から加わる熱や圧力により、パッチ画像の表面が溶融し、表面形状が変化する可能性がある。しかし、このパッチ画像の表面には、透明トナー像が形成され、その表面を平滑化した後、鏡面状態の分光反射率２を測定する。つまり、パッチ画像の表面には透明トナー層が形成されているため、分光反射率２の測定にはパッチ画像のトナー層の厚みのみが関係し、パッチ画像の表面形状は関係がない。従って、記録材１１が定着装置３０を逆方向に通過する際に、パッチ画像の表面状態が変化しても問題はない。

本実施例では、作成したパッチ画像表面の平滑化処理として、パッチ画像上にさらに透明トナーからなる層を形成している。パッチ画像のＣＭＹＫのトナー層の上に、さらに透明トナーを重ねることにより、トナー層の厚みを増し、表面を平滑化するものである。パッチ画像の上に透明トナー像を重ねた状態が、表面拡散光の測定原理を表す図１８の（ｂ）に相当する。すなわち、図１８において、分光反射率１は２０１に、分光反射率２は２０２にそれぞれ相当する。したがって、前述のように、両者の差分をとることにより表面拡散光を算出できる。

表面拡散光を算出する際に、正確には、図１８（ｂ）の反射光２０２（本実施例の分光反射率２）が透明フィルム層（本実施例の透明トナー層）を通過するため、反射率２０２は透明フィルム層の透過率分を補正する（除算する）必要がある。すなわち、本実施例の分光反射率２を、透明トナー層の透過率で補正する必要がある。上記したように、パッチ画像の上に重ねて形成する透明トナー像は、その付着量が変動する可能性があるが、一般に透明トナーは透過率が高いため、透明トナーの付着量が多少変動しても透明トナー層の透過率はほとんど変化しないので、本実施例では、透明トナーの基準となる付着量における透過率のみをメモリ１５２に記憶し、それを用いて分光反射率２を補正する。

すなわち、分光反射率２をＲ、透明トナー層の透過率をＴ、補正後の分光反射率２をＲ’とするとき、Ｒ’＝Ｒ／Ｔ＾（１＋√２）である（＾はべき乗）。これは、０°方向から入射光がパッチ画像（透明トナー像）に入射して透明トナー層を通過し、パッチ画像内部で反射された後、４５°方向に反射された反射光が再び透明トナー層を通過することを表している。

また、パッチ画像の上に透明トナー像を重ねたときの表面状態は、図１８（ｂ）に示すように、鏡面状態に近い状態にする必要があるので、透明トナー像を定着する際の定着条件は、パッチ画像の定着条件とは異なる条件とする。すなわち、できる限り鏡面状態に近くなる値を予め求め、その値を記憶部１１２に記憶しておく。

「鏡面状態に近い値」とは、例えば、図８に示すように、横軸に定着温度を、縦軸に表面拡散光をとったとき、グラフは下に凸の曲線を描く（理由は後述）が、表面拡散光が小さいほど表面は鏡面状態に近くなるので、図８における極小点が、鏡面状態に最も近くなる定着温度となる。従って、実験によって極小点における定着温度を予め求め、その値を記憶部１１２に記憶しておけばよい。

画像特性取得部１５０は、記録材に定着された画像からの分光反射率１、２を測定する分光測色計４１の測定値を入力し、算出部１５２は分光反射率１と分光反射率２との差分値を計算し、表面拡散光を算出する。差分を計算した時点では、表面拡散光は分光データであるが、後述するように上限値と比較する都合上、単一の値にするため、パッチ画像のトナーの吸収帯域における値の平均値を計算し、その値を表面拡散光とする。吸収帯域を用いるのは、吸収帯域が透明トナー層の透過率の影響を最も受けにくいからである。

また、画像特性取得部１５０は、前記入力された（透明トナー層の透過率補正後の）分光反射率２より、パッチ画像のトナー付着量を算出する。トナー付着量を求めるのは、パッチ画像のトナー付着量によって、表面拡散光の適正値が異なるためである（図７を参照）。したがって、前述のように画像特性取得部１５０において表面拡散光を算出し、同時にパッチ画像のトナー付着量から表面拡散光の目標値（上限値）を取得し、両者を比較することで、表面拡散光が適正であるか否かを判定する。

図３は、トナー付着量と鏡面状態の濃度との関係を示す。平滑化処理後の表面状態が理想的な鏡面状態であれば、図の実線の関係となるが、実際には平滑化処理後もある程度の凹凸が残ってしまうため、図の破線のような関係となる。

画像特性取得部１５０では、透明トナーによりパッチ画像の表面を平滑化した際の図３の関係を予め測定してメモリ１５２に記憶しておき、その実測関係を用いて、前記入力された分光反射率２より鏡面状態の濃度を求め、濃度に対応したトナー付着量に変換する方法を用いる。

分光測色計４１は、記録材搬送路の定着装置３０より下流に、記録材１１の画像形成面に向けて配置され、記録材１１上に形成された定着後の画像からの分光反射率１、２を検知する。分光測色計４１は、カラー画像形成装置内部に配置することにより、定着後の画像を排紙部に排紙する前に、自動的に検知することが可能となる。

図４（ａ）は、分光測色計４１の構成例を示す。分光測色計４１は、ハロゲンランプ等の光源５１、コリメータレンズなど整形用のレンズ５２、スリット５３、凹面回折格子等の分光素子５４、Ｃ−ＭＯＳセンサ等の受光素子５５、受光データを処理する図示しないＩＣなどにより構成される。

光源５１およびレンズ５２は、記録材１１の面に垂直な直線上に配置され、記録材１１に対し垂直に照射する。スリット５３および分光素子５４は記録材面の垂直方向に対し４５°方向に配置されており、測定対象からの反射光の内、４５°方向に反射された光がスリット５３を通過した後、分光素子５４により分光され、受光素子５５で受光される。また、ライトトラップは入射方向と反対側に設置されており、記録材１１を透過した光を吸収する。なお、本実施例では、０／４５°を用いたが、前述のように０／ｄ（ＳＣＥ）のような積分球を用いても良い。

このように、記録材１１上に定着されたパッチ画像に対し、分光測色計４１により分光反射率１が測定され、算出部１５２に送られる。その後、記録材１１上のパッチ画像に重ねて、透明トナー像が転写・定着され、定着後の画像に対し、分光測色計４１により分光反射率２が測定され、算出部１５２に送られる。算出部１５２では、分光反射率１と分光反射率２との差分をとることで、表面拡散光を算出する。そして、その算出結果を定着条件制御部１１０に送り、定着条件制御部１１０では、送られたデータに基づき定着条件を制御する。

上記透明トナーとしては、カラートナーの製造に使用される結着樹脂を用いて形成する微粒子が使用される。具体的には、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、その他のビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレア系樹脂などの一般トナー用に用いられる公知の樹脂とその重合体が使用可能である。前述のように、透明トナーを定着した際の表面はできるだけ鏡面状態に近いことが望ましいので、透明トナーとしては、カラートナーと同様の材質を用いてもよいが、同じ定着条件でより溶融しやすいような構成にしてもよい。

図５は、実施例１に係る、定着条件の制御動作のフローチャートを示す。定着条件の制御動作は、記録材１１上に形成されたパッチ画像を用いて定着条件を制御するものであり、メイン制御部１２０、定着条件制御部１１０によって制御される。

まず、パッチ画像を記録材１１に転写し、定着する（ステップＳ１）。続いて、この定着したパッチ画像からの分光反射率１を測定する（ステップＳ２）。次いで、このパッチ画像上に、透明トナー像を転写・定着し（ステップＳ３）、分光反射率２を測定する（ステップＳ４）。そして、分光反射率１、２より、表面拡散光およびパッチ画像のトナー付着量を算出する（ステップＳ５）。

続いて、Ｓ５において算出したトナー付着量に応じた表面拡散光の上限値を記憶部１１２から読み出し、上記獲得された表面拡散光が上限値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６）。表面拡散光が上限値以下である場合、一連の本処理を終了する。一方、表面拡散光が上限値以下でない場合、さらに定着条件の制御の余地があるか否かを判断し（ステップＳ７）、定着条件の制御の余地がある場合、定着条件を制御し（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻り、上述の動作を繰り返し実行する。

上記のように、獲得した表面拡散光に基づき定着条件を制御する動作は、ユーザーから定着条件制御の要求を受けて開始されるか、もしくは一定枚数以上印刷した場合に、自動で定着条件制御を開始してもよい。また、工場出荷時の定着調整時、サービスマンの保守点検時（特に、定着装置、ローラ交換時）などに定着条件の制御を開始してもよい。また、この定着条件の制御（設定）については操作表示部１４０からの指示、あるいは特定の技術を有したサービスマンなどにより特殊な操作などにより行うようにしてもよい。

上記ステップＳ１およびステップＳ３において、記憶部１１２から制御用パッチデータが画像処理部１３０に送られ、記録材１１上にパッチが形成され、定着装置３０によりトナーが加熱定着される。ここで、ステップＳ１において加熱定着に用いられる定着条件は、記憶部１１２に記憶された最新の定着条件である。一方、ステップＳ３において透明トナー像の加熱定着に用いられる定着条件は、前述のようにステップＳ１における定着条件とは異なり、一定である。

図６（ａ）は、記録材１１上に加熱定着されるパッチ画像例を示す。図６（ａ）は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各単色面積率１００％のパッチが記録材１１の搬送方向に一列に配置されたものである。面積率１００％のパッチのみを用いる理由は、定着性の変動を確認するには面積率１００％のパッチが最適であるからである。もちろん、単色でなく、Ｒ、Ｇ、Ｂなど２次色の面積率１００％のパッチを用いても良い。また、記録材１１の搬送方向に一列に配置しているのは、定着器３０に、記録材１１の搬送方向と垂直な方向（主走査方向）に定着ムラがある場合を考慮しているためである。なお、図６（ａ）ではパッチは各色に一つ配置したが、測定精度を上げるため、同色のパッチを複数配置し、パッチごとに後述する方法で表面拡散光を獲得し、平均をとってもよい。

図６（ｂ）は、記録材１１上に加熱定着される透明トナー像の一例を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）の各色のパッチと位置・形状が同じパッチが配置されたものであり、図６(ａ）のパッチ画像に重なるように透明トナー像が形成される。

図５において、表面拡散光を獲得し、上限値と比較するステップＳ２〜Ｓ６についてさらに説明する。ステップＳ２において、記録材１１上に加熱定着された各色のパッチに対し、分光測色計４１により分光反射率１が測定される。ステップＳ４において、記録材１１上のパッチ画像の上に加熱定着された透明トナー像に対し、分光測色計４１により分光反射率２が測定される。ステップＳ５では、算出部１５２において分光反射率１と分光反射率２との差分をとることにより、表面拡散光を算出する。ステップＳ６では、前記算出した表面拡散光を、メモリ１５１に予め記憶された表面拡散光の上限値と各色ごとに比較する。そして比較の結果、表面拡散光が上限値以下であれば、図５の一連の処理は終了する。一方、表面拡散光が上限値以下でないと判断された場合には、表面拡散光と上限値、あるいはその差分値が、定着条件制御部１１０に送られる。

図７は、図５のステップＳ６においてメモリ１１２から読み込まれるデータテーブルの一例を示す。図７のデータテーブルは、記録材の種類および、各トナー付着量における表面拡散光の上限値を含む。前述のように、画像特性取得部１５０がパッチ画像のトナー付着量を算出し、その算出結果に応じて、図７のデータテーブルより表面拡散光の上限値を得る。図７のテーブルでは、一種類の記録材についてデータを保持しているが、利用者の利便性を高めるため、複数の記録材に対してデータを保持してもよい。

図５のステップＳ７、Ｓ８では、送られたデータを基に定着条件を制御する。まず、ステップＳ７では、定着条件に制御の余地があるか否かを判断する（通常、一回目のサイクルでは、余地有りと判断する）。ここで、定着条件に制御の余地があるとは、定着条件を適切に制御することで、表面拡散光をさらに小さくすることが可能な状態を意味する。そして制御の余地が有ると判断されれば、ステップＳ８において定着条件の制御を行う。そして記憶部１１２に記憶されている定着条件を最新の値に更新した後、ステップＳ１に戻り、再度制御フローを実行する。

以下、ステップＳ７、Ｓ８における定着条件制御の具体例を示す。定着条件制御の狙いは、表面拡散光を小さくし、上限値以下に抑えることである。制御対象となる定着条件とは、例えば定着温度やニップ圧、記録材の搬送速度が挙げられる。ここではニップ圧、搬送速度は一定とし、サーミスタ３５ａ、ｂで検知される定着ローラ３１、加圧ローラ３２の表面温度である定着温度を制御対象として考える。

図８は、定着温度に対する表面拡散光の変化を示す。図８に示すように、定着温度に対し表面拡散光は下に凸の曲線を描く。その理由は、定着温度が低い領域では、トナーが十分に溶融せず、表面に凹凸が多く残るため、表面拡散光は大きくなる。定着温度を上げていくと、トナーが十分に溶融するようになり、表面の凹凸が減少し、表面拡散光は小さくなる。しかし、一定以上定着温度を上げると、今度はホットオフセットが起こり始め、トナー表面に剥離が生じ、凹凸が生じる結果、表面拡散光は大きくなる。したがって、表面拡散光を小さくするには、図８の曲線の極小点に近づけるよう、定着温度を制御すればよい。

図５のステップＳ７において、定着条件に制御の余地があるか否かを判断する意義を説明する。定着装置３０を構成する各部品の経年劣化などにより定着性が悪化し、後述する方法で表面拡散光を可能な限り小さくしたとしても（図８における極小点に達したとしても）、その表面拡散光の値が、前述のメモリ１５１に記憶された表面拡散光の上限値を上回ってしまうケースが考えられる。ステップＳ７はそうした場合を考慮した処理ステップであり、ステップＳ６で表面拡散光が上限値を上回っていると判断された場合でも、ステップＳ７で表面拡散光が極小点に達したと判断されれば、図５の定着条件の制御フローは終了とする。

前述のように、定着温度の制御とは、図８において極小点に近づけるよう、定着温度を制御することであるであるが、定着ローラ３１や加圧ローラ３２は経年劣化するため、定着温度が同じでも、表面拡散光の値が常に同じとは限らない。また、サーミスタ３５ａ、ｂにより測定される定着温度も、常に同じように測定できるわけでなく、測定値はその時々で変動する。したがって、図８の曲線はあくまで相対的なものであり、その時々で変動するものである。すなわち、定着温度を制御するということは、その時点での図８における極小点に相当する温度に近づけるということである。よって、例えば図８における極小点の温度を予め記憶しておき、その温度を目標値として定着温度を制御する、といったことには意味がなく、あくまで表面拡散光の大小から、図８の極小点に対する現在の位置を判断し、制御する必要がある。

以下、定着温度制御方法の一例を説明する。まず、図８の曲線の大まかな特性（微分係数の大きさなど）は変わらないことを考え、定着温度制御時に変化させる所定の温度ΔＴをあらかじめ記憶部１１２に記憶しておく。そして、一度記憶部１１２に記憶された最新の定着条件（定着温度）でパッチ画像を出力し、表面拡散光を測定し、この測定された表面拡散光を、記憶部１１２に一時的に記憶する。そして、図５のステップＳ６において表面拡散光が上限値を上回った場合には、定着温度を前記ΔＴだけ変化させ、ステップＳ１に戻り、再度パッチ画像を出力し、表面拡散光を測定する。そして、測定した表面拡散光と、記憶部１１２に記憶した直前のサイクルでの表面拡散光を比較する。このとき表面拡散光が減少していれば、図８における極小点に近づいたことが分るので、その方向に定着温度を制御すればよい。一方、表面拡散光が増加していれば、極小点から遠ざかったことが分るので、今度は逆方向に定着温度を制御すればよい。このようにして図８における極小点との現時点での相対的な位置、つまり定着温度を制御する方向を求め、以上のサイクルを、表面拡散光が十分小さくなるまで、つまりメモリ１５１に記憶された上限値を下回るか、あるいは図８における極小点に達するまで、繰り返せばよい。

なお、所定の温度ΔＴは、過大でも過小でもない温度である。つまり、一度、定着温度をΔＴだけ変化させただけで、極小点を飛び越えてしまうようでは、ΔＴは大きすぎるし、反対に、ΔＴが小さすぎると、定着条件の制御フローが終了するまで何度もサイクルを繰り返さなくてはならず、時間とコストを無駄に浪費してしまう。また、ΔＴは、定着温度が極小点から離れているときは大きく、反対に極小点に近いときには小さいことが望ましい。よって、このΔＴは、図５に示す制御フローのサイクルの度に例えばサービスマンなどが逐次手動で入力してもよく、また自動制御の場合には、このΔＴの制御方法として予め最適なものを記憶部１１２に記憶しておくことが望ましい。

定着装置３０の経年劣化などにより、表面拡散光がメモリ１５１に記憶された表面拡散光の上限値を常に上回るようになった場合（ステップＳ７で、定着条件に制御の余地がないと判断された場合）、メモリ１５１に記憶された表面拡散光の上限値を、図８の極小点における値あるいはその近傍の値に更新する方法が考えられる。これにより、表面拡散光が常に（更新前の）上限値を上回るようになったとき、更新をしない場合に、定着条件の制御フローを開始するたびに毎回行うことになる、前述のように定着温度を変化させて図８における極小点を探す、といったサイクルを省略することができる。なぜならば、表面拡散光の上限値を更新しておけば、次に図５のフローを実行したとき、表面拡散光が増えていなければ、ステップＳ６において上限値を下回っていると判断されるためである。こうすることで、無駄にパッチ画像を何度も出力し、時間とコストを浪費することを避けることができる。

上記した実施例では、反射特性１、２として分光反射率を用いたが、より装置を簡便にするため、濃度を用いる方法も考えられる。この場合、測色計としては、分光測色計４１に代わり濃度計を用いる。

図４（ｂ）は、濃度計の構成例を示す。濃度計は、ガス充填フィラメントランプなどの光源６１と、フォトダイオード等の受光素子６２、受光データを処理する図示しないＩＣなどにより構成される。光源６１は、記録材１１に対して垂直に設置され、記録材１１上に垂直に照射する。受光素子６２は、記録材１１の垂直方向に対して４５°方向に設置され、記録材１１からの反射光を検出する。

図５のステップＳ６において表面拡散光を算出する際に、反射特性１、２として濃度を用いる場合には、濃度を反射率に変換した後、両者の差分をとることで、表面拡散光を算出する。濃度の変換式は、ＤＲ＝−ｌｏｇ１０（Ｒ）で与えられ、ＤＲは濃度、Ｒは反射率である。

本発明によれば、トナー面積率１００％のパッチ画像を形成して記録材に転写する画像形成手段と、前記画像形成手段により記録材に転写されたパッチ画像を所定の定着条件で定着する定着手段と、前記定着手段により定着されたパッチ画像の表面拡散光を得る表面拡散光獲得手段と、前記パッチ画像のトナー付着量を得る付着量獲得手段と、前記獲得された表面拡散光および付着量に基づいて前記所定の定着条件を制御する制御手段とを具備することにより、トナー付着量が変化した場合でも、トナー付着量と表面拡散光に基づき定着条件を制御することが可能となる。

本発明によれば、前記表面拡散光獲得手段において、前記定着手段により定着されたパッチ画像の反射特性１を測定する測定手段１と、前記定着されたパッチ画像の表面に透過層を形成して表面を平滑化する平滑化手段と、前記平滑化手段により平滑化された後のパッチ画像の反射特性２を測定する測定手段２と、前記測定された反射特性１および２から表面拡散光を算出する算出手段とを具備することにより、トナー付着量が変化した場合でも高精度に表面拡散光を獲得することができ、またユーザーが実際に手にする記録紙を用いて表面拡散光を獲得することができる。

本発明によれば、前記透過層に透明トナー層を用い、前記平滑化手段において、透明トナー像を形成して、前記定着手段により定着されたパッチ画像に転写する透明トナー像形成手段と、前記透明トナー像形成手段によりパッチ画像表面に転写された透明トナー像を定着する透明トナー像定着手段とを具備することにより、前記平滑化手段を透明トナーを用いて実現できる。

本発明によれば、前記付着量獲得手段において、前記測定手段２により測定される反射特性２を前記透過層の透過率で補正した後、補正後の反射特性２を用いて付着量を算出することにより、前記反射特性２よりパッチ画像の付着量を獲得することができる。

本発明によれば、前記反射特性１および２として分光反射率を用い、前記算出手段は、分光反射率２を前記透過層の透過率で補正した後、両者の差分値をとり、吸収帯域の値から表面拡散光を獲得することにより、分光反射率から表面拡散光を獲得することができる。

本発明によれば、前記反射特性１および２として濃度を用い、前記算出手段は、濃度２を前記透過層の透過率で補正した後、両者を反射率に変換し、両者の差分値をとることにより表面拡散光を獲得することにより、濃度から表面拡散光を獲得することができる。

本発明によれば、前記測定手段１および２において、同一の測定光学系を用いることにより、表面拡散光を獲得することができる。

本発明によれば、前記測定光学系において、０／４５°を用いることにより、色の評価に直接組み込むことのできる表面拡散光を獲得することができる。

実施例１では、平滑化手段として、作成したパッチ画像にさらに透明トナー像を転写・定着したが、平滑化手段を構成するために、ＣＭＹＫの４色に加え、透明トナー分の現像装置などが新たに必要となり、装置が大型化・複雑化する。そこで、実施例２では、透明トナーの代わりに有色トナー（ＣＭＹのいずれか）を用いることで、装置を複雑化させることなく平滑化を行う実施例を示す。

図９は、実施例２のシステム構成を示す。図９は、図１の画像形成部１００に、拡散反射光検知部４５を追加して構成したものであり、他の構成要素は図１と同様である。

図１０は、実施例２の画像形成部の構成を示す。実施例１（図２）と相違する点は、透明トナー用の感光体ドラム（２２Ｗ）、注入帯電手段（２３Ｗ）、書き込み光学系（２４Ｗ）、トナーカートリッジ（２５Ｗ）、現像手段（２６Ｗ）を取り除き、拡散反射光検知部４５を追加した点である。

透明トナーに代わりに有色トナーを用いた場合の表面拡散光の測定原理について説明する。ここでは例として、パッチ画像にシアンを用い、その上に形成する有色トナー像をイエローとする。図１１は、シアンとイエローの分光反射率を示す。前述の通り、表面拡散光を算出する際には、分光波形のうち吸収帯域のみを用いる。このとき、シアンの吸収帯域においては、図１１よりイエローは透過帯域である。つまり、シアンの上にイエローを重ねた場合、シアンの吸収帯域だけ見たとき、イエローは透過帯域、すなわち透明トナーと同様の特性を持つことになる。したがって、この場合、イエローは透明トナーと同様に扱うことができ、実施例１における透明トナーの代わりとして用いることができる。このトナーの組み合わせは、シアンとイエローのほかに、マゼンタとイエローの組み合わせでもよい。なお、イエローをパッチ画像に用いる場合、有色トナーとしてシアンが候補となるが、シアンが透過帯域であっても透過率はイエローの場合と比較して低いため、シアンの付着量が変化すると、それに伴い透過率も大きく変動することから、透明トナーの代わりとしてシアンは不適である。しかし、定着条件の制御は、全ての色（ＣＭＹ）のパッチで行う必要はなく、それらのうちいずれか最適なものを選択して用いればよいので、イエローをパッチ画像に用いても、本発明においてなんら支障はない。

ただし、有色トナー（イエロートナー）の場合、シアンよりは透過帯域の透過率が高いが、一般に、実施例１の透明トナーに比べ、透過帯域の透過率が低い。透明トナーと同様に有色トナーでも、付着量が変動する可能性があるが、前述のように透過率が低いため、付着量が変動するとその透過特性も変動し、表面拡散光の測定に影響を及ぼす。したがって、本実施例では、有色トナーの付着量を検知する機構を設け、検知された付着量に応じて有色トナーの透過率を取得し、取得した透過率を用いて分光反射率２を補正する。具体的な補正方法は実施例１と同様であり、各付着量ごとの有色トナー（イエロートナー）の透過率を、メモリ１５２に予め記憶しておく。

図１０に示すように、実施例２では、有色トナー（イエロートナー）の付着量の検知機構として、中間転写ベルト２７上に拡散反射光検知部４５を設置する。ここでは、拡散光を検知する機構を設けたが、他に正反射光を検知するもの、あるいは拡散光と正反射光の双方を検知する機構でもよい。

図４（ｃ）は、拡散反射光検知部４５の構成例を示す。拡散反射光検知部は、ＬＥＤなどの光源７１およびフォトダイオードなどの受光素子７２、受光データを処理する図示しないＩＣなどにより構成される。光源７１は、中間転写ベルト２７に対して垂直に設置され、中間転写ベルトに垂直に照射する。受光素子７２は、中間転写ベルト２７の垂直方向に対して４５°方向に設置されており、中間転写ベルト上のパッチ画像からの反射光を検出する。

図１２は、カラートナー（ＣＭＹ）付着量と拡散反射光出力電圧の関係を示す。図に示すように、カラートナーの付着量に対し、拡散反射光出力電圧は単調に増加する。画像特性取得部１５０において、この関係を予めメモリ１５２に記憶しておき、拡散反射光検知部４５から拡散反射光出力電圧を入力し、算出部１５２においてトナー付着量を算出する。そして、前述のようにメモリ１５２に予め記憶された、各付着量ごとの有色トナーの透過率を参照して有色トナー層の透過率を取得し、その結果に基づいて分光反射率２を補正する。

図１３は、実施例２の定着条件制御のフローチャートを示す。図１３において、図５の処理と相違するのは、透明トナーを有色トナーに代え、新たにステップＳ１３とＳ１４を追加した点である。ステップＳ１３では、有色トナー像を中間転写ベルト上に形成し、ステップＳ１４では、Ｓ１３で形成した有色トナー像からの拡散光を検知する。

図６（ｃ）は、実施例２のパッチ画像例を示し、パッチにシアンを用いる例である。また、図６（ｄ）は、実施例２の有色トナー像の一例を示し、有色トナー像にイエローを用いる例である。トナー像の位置・形状は、図６（ｃ）のシアンのパッチ画像と同一である。

本発明によれば、透過層に有色トナー層を用い、平滑化手段において、有色トナー像を形成して、前記定着手段により定着されたパッチ画像に転写する有色トナー像形成手段と、前記有色トナー像形成手段によりパッチ画像表面に転写された有色トナー像を定着する有色トナー像定着手段と、前記有色トナー像の付着量を獲得する有色トナー付着量獲得手段とを具備することにより、新たに透明トナーの現像装置等を追加することなく平滑化手段を実現できる。

本発明によれば、前記有色トナー像において、前記定着手段により定着されたパッチ画像の分光反射特性の吸収帯域に透過帯域を持つトナーであることにより、有色トナー像を前記透明トナーの代わりに用いて表面拡散光を獲得することができる。

本発明によれば、前記有色トナー付着量獲得手段において、中間転写ベルト上に形成された有色トナー像の正反射光もしくは拡散光のうち少なくとも一方を検知する有色トナー像反射特性検知手段を具備することにより、有色トナー像の付着量を獲得することができる。

実施例１、２では、平滑化手段として、記録材上に作成したパッチ画像の上に、さらに透明あるいは有色トナー像を形成し、トナー層の厚みを設けることにより平滑化を行ったが、いくら厚みを設けても、通常の転写・定着の方法で透明あるいは有色トナーを転写・定着させる以上、透明あるいは有色トナー層表面にある程度の凹凸が生じることは避けられない。また、装置が経年劣化した場合、この透明あるいは有色トナーの定着にも影響が及ぶため、表面状態が変化し、表面拡散光の測定結果にも誤差が生じる可能性がある。そこで、本実施例では、記録材上に作成したパッチ画像上に、表面の平滑な透明フィルムを密着させることで、表面の平滑化を行い、より高精度に表面拡散光を測定する実施例を示す。

図１４は、実施例３のシステム構成を示す。実施例１（図１）と相違する点は、透明フィルム供給部４２を追加した点である。

図１５は、実施例３の画像形成部の構成を示す。実施例２（図１０）と相違する点は、拡散反射光検知部４５を取り除き、透明フィルム供給部４２、給紙ローラ４３、レジストローラ４４を追加した点である。

図１５を用いて表面拡散光獲得時の各部の動作を説明する。感光体ドラム２２上に作成されたパッチ画像は、転写ベルト２７を介して記録材１１に転写される。そして定着装置３０により加熱定着された後、分光測色計４１により分光反射率１が測定される。その後、ローラ３５が逆回転することにより、記録材１１は定着装置３０より前に戻される。そして、記録材１１が再び定着装置３０に搬送されるのと同期をとり、透明フィルム供給部４２に積載されている、低温で溶融し無色透明な接着剤を塗布した透明フィルムを、給紙ローラ４３で供給し、レジストローラ４４でタイミングをとって記録材１１と同時に定着装置３０に搬送し、加熱・圧着により透明フィルムの定着を行う。その後、分光測色計４１により分光反射率２が測定される。そして、測定された分光反射率１、２が、算出部１５２に入力され、表面拡散光が算出される。

算出部１５２において表面拡散光を算出する際に、実施例１、２と同様に、透明フィルム層の透過率で分光反射率２を補正する必要がある。補正の具体的な方法は実施例１と同様である。したがって、実施例３では、透明フィルム層の透過率を予めメモリ１５１に記憶しておき、その値を参照して分光反射率２の補正を行い、表面拡散光を算出する。

実施例３における透明フィルムは、次の条件を満たす必要がある。すなわち、（１）表面が鏡面もしくはそれに近い状態であること、（２）屈折率がトナーの屈折率に近いこと、（３）透過性が高いことである。

透明フィルムを貼り付けるのは、鏡面状態を得るためであるので、（１）がまず必要になる。また（２）ついては、フレネル則により、境界で反射（もしくは拡散）される光は材質の屈折率に依存する。屈折率が異なる層に光が入射すると、フレネル則に従って光の反射（もしくは拡散）が起こる。そのため、（２）に示すように、透明フィルムとトナーの屈折率が近いほうが望ましい。なお、トナーの屈折率は１．５〜１．６（樹脂に依存）である。また、（３）については、透明フィルムの透過率が低いと、フィルムを貼った状態で受光される光（図１８（ｂ）の２０２）が内部反射光（図１８（ａ）の２０１ｂ）よりも低くなる。従って（３）に示すように、透明フィルムの透過率は１．０に近いことが望ましい。なお、上記の（２）と（３）は透明フィルムに塗布される接着層についても当てはまる。

上記の条件を満たす透明フィルムとして、さらに必要な要件は、透明フィルム定着時の加熱によって著しく熱変形を起こさない、耐熱性樹脂フィルムである。その材質としては、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）が挙げられる。ＰＥＴは、屈折率が１．５７とトナーに近く、また透明性も高い。

透明フィルムには、前述の通り、低温で溶融し無色透明な接着剤が塗布されている。この接着層には透明な熱融着性樹脂を用いる。前述のように、この接着層は透明フィルムが満たすべき条件の（２）と（３）を満たす必要がある。すなわち、接着層は、熱可塑性樹脂を主成分とし、必要に応じて添加剤が加えられたものを適用して形成することができる。接着層を形成する熱可塑性樹脂として例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂が挙げられる。両者とも、屈折率は１．５９〜１．６０と、トナーの屈折率に近い。

図１６は、実施例３の定着条件制御のフローチャートを示す。図１６において、図５の処理と相違するのはステップＳ３３であり、ステップＳ３３では、透明フィルム貼付に置き換えている。他の処理は実施例１と同様である。

本発明によれば、透過層に透明フィルム層を用い、平滑化手段において、定着手段により定着されたパッチ画像に対し透明フィルムを貼り付ける透明フィルム貼付手段を具備することにより、前記平滑化手段を透明フィルムにより実現できる。

本発明によれば、前記透明フィルム貼付手段において、透明または接着安定化後透明となる接着剤を介して、前記定着手段により定着されたパッチ画像に透明フィルムを密着させるものであり、熱もしくは圧力のうち少なくとも一方により透明フィルムを前記接着剤を介して前記パッチ画像に接着させる透明フィルム定着手段を具備することにより、前記平滑化手段を透明フィルムを用いて実現できる。

本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した各実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

２１ 給紙部
２４ 書込光学系
３０ 定着装置
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
３３、３４ ヒータ
３５ａ、ｂ サーミスタ
４１ 分光測色計
１１０ 定着条件制御部
１１１ ドライバ
１１２ 記憶部
１２０ メイン制御部
１３０ 画像処理部
１４０ 操作表示部
１５０ 画像特性取得部
１５１ メモリ
１５２ 算出部

特開２００６−１７１１０４号公報 特開２００６−２６７１６５号公報

Claims (9)

1. トナー面積率１００％のパッチ画像を形成して記録材に転写する画像形成手段と、前記記録材に転写されたパッチ画像を所定の定着温度で定着する定着手段と、前記定着された前記パッチ画像からの表面拡散光を得る表面拡散光獲得手段と、前記パッチ画像のトナー付着量を得る付着量獲得手段と、前記獲得された表面拡散光およびトナー付着量に基づいて前記定着温度を制御する制御手段とを具備する画像形成装置であって、
   前記表面拡散光獲得手段は、前記定着されたパッチ画像の第１の反射特性を測定する第１の測定手段と、前記定着されたパッチ画像の表面に透過層を形成して表面を平滑化する平滑化手段と、前記平滑化された後のパッチ画像の第２の反射特性を測定する第２の測定手段と、前記測定された第１、第２の反射特性から表面拡散光を算出する算出手段とを備え、
   前記付着量獲得手段は、前記第２の測定手段により測定される第２の反射特性を前記透過層の透過率で補正した後、補正後の第２の反射特性を用いて前記パッチ画像のトナー付着量を算出し、
   前記制御手段は、トナー付着量に対応した表面拡散光の上限値を保持したテーブルを参照し、前記算出されたトナー付着量に対応する表面拡散光の上限値と、前記算出された表面拡散光を比較し、前記算出された表面拡散光が前記上限値以下でないとき、前記算出された表面拡散光が極小点に近づけるように、前記定着温度を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記透過層は透明トナー層であり、前記平滑化手段は、前記定着されたパッチ画像に、前記透明トナー像を転写する透明トナー像形成手段と、前記パッチ画像の表面に転写された透明トナー像を定着する透明トナー像定着手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１、第２の反射特性は分光反射率であり、前記算出手段は、第２の分光反射率を前記透過層の透過率で補正した後、第１の分光反射率と補正後の第２の分光反射率との差分値をとり、吸収帯域の値から表面拡散光を獲得することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第１、第２の反射特性は濃度であり、前記算出手段は、第２の濃度を前記透過層の透過率で補正した後、第１の濃度と補正後の第２の濃度を反射率に変換し、両者の差分値をとることにより表面拡散光を獲得することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記第１、第２の測定手段は、同一の測定光学系であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記測定光学系は、記録材面に垂直に光が入射し、記録材面の垂直方向に対して４５°方向に受光する光学系であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. トナー面積率１００％のパッチ画像を形成して記録材に転写する画像形成工程と、前記記録材に転写されたパッチ画像を所定の定着温度で定着する定着工程と、前記定着された前記パッチ画像からの表面拡散光を得る表面拡散光獲得工程と、前記パッチ画像のトナー付着量を得る付着量獲得工程と、前記獲得された表面拡散光およびトナー付着量に基づいて前記定着温度を制御する制御工程とを具備する画像形成方法であって、
   前記表面拡散光獲得工程は、前記定着されたパッチ画像の第１の反射特性を測定する第１の測定工程と、前記定着されたパッチ画像の表面に透過層を形成して表面を平滑化する平滑化工程と、前記平滑化された後のパッチ画像の第２の反射特性を測定する第２の測定工程と、前記測定された第１、第２の反射特性から表面拡散光を算出する算出工程とを備え、
   前記付着量獲得工程は、前記第２の測定工程により測定される第２の反射特性を前記透過層の透過率で補正した後、補正後の第２の反射特性を用いて前記パッチ画像のトナー付着量を算出し、
   前記制御工程は、トナー付着量に対応した表面拡散光の上限値を保持したテーブルを参照し、前記算出されたトナー付着量に対応する表面拡散光の上限値と、前記算出された表面拡散光を比較し、前記算出された表面拡散光が前記上限値以下でないとき、前記算出された表面拡散光が極小点に近づけるように、前記定着温度を制御することを特徴とする画像形成方法。
8. 請求項７記載の画像形成方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
9. 請求項７記載の画像形成方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
   

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