JP2010164891A - 画像形成条件及び定着条件の制御方法、画像形成装置、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の画像形成装置において、１次色パッチの定着後の色情報を用いて画像形成条件と定着条件の高精度な制御を可能にする。
【解決手段】画像形成手段で面積率１００％の単色トナー像を形成させて紙に転写させ、それを定着手段で定着させた後のトナー像を測色し、その色の色空間座標及び所定の再現目標色の色空間座標に基づいてトナー付着量が最適となるように画像形成条件に設定する（Ｓ２０１、Ｓ２０２〜Ｓ２０９）。この画像形成条件にて画像形成手段で面積率１００％の単色トナー像を形成させて転写させ、それを定着手段で定着させた後のトナー像を測色し、その色の色空間座標及び所定の再現目標色の色空間座標に基づいて定着条件を制御する（Ｓ２０１、Ｓ２１０〜Ｓ２１３）。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式のカラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ装置などの画像形成装置に係り、より詳しくは、電子写真方式の画像形成装置における画像形成条件及び定着条件の制御に関する。

カラー複写機やカラー複合機、カラープリンタなど、電子写真方式のカラー画像形成装置における色補正方式として、従来から単色ごとのトナー付着量制御が行われている。電子写真方式では、静電現象を利用するため、温度や湿度などの装置の置かれた環境の変化や、感光体や現像剤、転写ベルト、定着器などの経時的な劣化などが起こると、装置自体の画像出力状態が変化して画像再現性が変動してしまうからである。

そのため、電子写真方式の画像形成装置では、出力画像の品質を最適に保つためのフィードバック制御が用いられる。一般的に、装置自体、すなわちコントローラの制御においては、トナー面積率１００％の入力データでパッチを作成するが、現像工程における画像形成条件の制御には未定着トナー像のパッチを用い、定着工程における定着条件の制御には用紙などの記録媒体上に形成された定着トナー像のパッチを用いる。

画像形成条件の制御の具体例として、転写ベルト上のトナー像の付着量をセンサで測定し、目標付着量との誤差分を求め、これにフィードバックゲインを乗じることによって、付着量の制御を行う方法がある。付着量の制御を行う理由は、付着量に依存して色再現が変化するためである。また、未定着トナー像の制御パッチが用いられる理由は、用紙上に形成される転写像や定着像と比較して作成および消去が簡単なためである。

一方、定着条件の制御において、定着後のパッチが用いられる理由は、画像形態として最終的にユーザーが手にする画像そのものであり、転写工程や定着工程における変動要因を含めて画像品質を評価できるからである。また、定着後のトナー像は例え付着量が同じであっても、ナー層表面の凸凹状態に依存して色再現性が変化するので、定着条件の制御を行い均一な凸凹状態を得るためでもある。このように、安定的な色再現を得るためには付着量の制御と定着条件の制御の両方が必要である。

なお、本発明に関連のある従来技術の例として、定着後パッチの濃度変動や色変動を測定しても、付着量の変動が原因であるか定着状態の変動が原因であるかの切り分けが困難であるという理由で、定着前の中間転写ベルト上の正反射光や拡散光を内臓センサで測定して付着量を制御し、定着後の出力パッチの光沢を測定して定着条件を制御する技術（特許文献１参照）、定着後パッチの濃度又は色情報を読み取ってトナー付着量の制御を行う技術（特許文献２，３参照）が知られている。

しかし、特許文献１の技術の場合、内臓センサでは付着量検知範囲が狭かったり、転写効率で紙上の付着量が変わったりするため、中間転写ベルト上の付着量測定値は紙上の付着量と必ずしも同等ではなく、信頼性が低いという問題がある。

特許文献２の技術の場合、定着後パッチの濃度値を使用してトナー付着量の制御を行うが、濃度は可視光全域の情報が含まれていないため、制御因子として使用しても高精度な色再現の制御が行えないという課題がある。また、定着後のパッチを使用しているにも関わらず、制御因子を定着条件以外の制御に使用するため、定着変動によって色再現性が変化する問題が残る。なお、特許文献２には、色情報を制御因子として用いる具体的な記載がない。

特許文献３の技術の場合、定着後パッチの色情報を用いて転写不良や定着不足を判定しているものの、２次色限定である。２次色では、例えば色を重ねる際に起きる逆転写現象など、１次色と付着量変動の原因は必ずしも同一ではなく、定着後パッチを用いた１次色の付着量変動と定着変動について別途行う必要がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、電子写真方式の画像形成装置において、１次色の定着後サンプルの色情報を用いて画像形成条件および定着条件の高精度な制御を可能にしようとするものである。

請求項１の発明は、
トナー像を形成して記録媒体に転写する画像形成手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
面積率１００％の単色トナー像を前記画像形成手段により形成させて記録媒体に転写させ、前記定着手段により定着させ、該定着後のトナー像の色及び所定の再現目標色の色空間座標に基づいて、前記画像形成手段のトナー付着量を決定するための画像形成条件を制御する画像形成条件制御手順と、
前記画像形成条件制御手順により適正なトナー付着量となるように設定された画像形成条件にて面積率１００％の単色トナー像を前記画像形成手段により形成させて記録媒体に転写させ、前記定着手段によって定着させ、該定着後のトナー像の色及び前記所定の再現目標色の色空間座標に基づいて、前記定着手段の定着条件を制御する定着条件制御手順とを有することを特徴とする画像形成条件及び定着条件の制御方法である。

請求項２の発明は、請求項１の発明による画像形成条件及び定着条件の制御方法において、前記画像形成条件制御手順によって、定着後のトナー像の色の色空間座標が、ホワイトポイントと再現目標色の色空間座標を結ぶ直線上にあって、かつ再現目標色の色空間座標に対し所定の範囲内に近接するようなトナー付着量となる画像形成条件に設定することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明による画像形成条件及び定着条件の制御方法において、前記定着条件制御手順によって、定着後のトナー像の色の彩度が再現目標色の彩度よりも低い場合に、トナー層表面をより平滑にするように定着条件を制御し、そうでない場合に、トナー層表面をより凸凹にするように定着条件を制御することを特徴とする。

請求項４の発明は、
トナー像を形成して記録媒体に転写する画像形成手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置であって、
前記定着手段により定着後のトナー像を測色する測色手段と、
面積率１００％の単色トナー像を前記画像形成手段により形成させて記録媒体に転写させ、前記定着手段により定着させ、該定着後のトナー像の前記測色手段により測色された再現色及び所定の再現目標色の色空間座標に基づいて、前記画像形成手段のトナー付着量を決定するための画像形成条件を制御する画像形成条件制御手順を実行するための手段と、
前記画像形成条件制御手順により適正なトナー付着量となるように設定された画像形成条件にて面積率１００％の単色トナー像を前記画像形成手段により形成させて記録媒体に転写させ、前記定着手段によって定着させ、該定着後のトナー像の前記測色手段により測色された再現色及び前記所定の再現目標色の色空間座標に基づいて、前記定着手段の定着条件を制御する定着条件制御手順を実行するための手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項５の発明は、請求項４の発明による画像形成装置において、前記画像形成条件制御手順によって、再現色の色空間座標が、ホワイトポイントと再現目標色の色空間座標を結ぶ直線上にあって、かつ再現目標色の色空間座標に対し所定の範囲内に近接するようなトナー付着量となる画像形成条件に設定することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４の発明による画像形成装置において、前記定着条件制御手順によって、再現色の彩度が再現目標色の彩度よりも低い場合に、トナー層表面をより平滑にするように定着条件を制御し、そうでない場合に、トナー層表面をより凸凹にするように定着条件を制御することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項４の発明による画像形成装置において、前記測色手段の測定の光学条件は０／４５度であることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項５の発明による画像形成装置において、複数種類の記録媒体について、その種類毎にホワイトポイント及び再現目標色の色空間座標を保持していることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項４の発明による画像形成装置において、トナー付着量とその制御因子とを関連付けるテーブルを保持するテーブル保持手段を持ち、該テーブルが前記画像形成条件制御手順の結果により書き換えられることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項４の発明による画像形成装置において、定着条件とその制御因子とを関連付けるテーブルを保持するテーブル保持手段を持ち、該テーブルが前記定着条件制御手順の結果により書き換えられることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項の発明による制御方法の画像形成条件制御手順及び定着条件制御手順をコンピュータに実行させるプログラム。

請求項１２の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項の発明による制御方法の画像形成条件制御手順及び定着条件制御手順をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。

請求項１乃至６記載の発明によれば、画像形成装置において、１次色に関し画像形成条件および定着条件を高精度に制御し、均一な色再現性を得ることが可能となる。特に、請求項２，５記載の発明によれば、色空間においてホワイトポイントと再現目標色を結ぶ直線を用いることにより適正なトナー付着量となるような画像形成条件の制御を簡単に行うことができ、請求項３，６記載の発明によれば、色空間において再現目標色と再現色との彩度値を用いることにより定着条件の制御を簡単に行うことができる。請求項７記載の発明によると、色を評価する場合と同じ光学条件で定着後トナー像の測色を行うため、高精度な色再現性の制御が可能である。請求項８記載の発明によれば、複数種類の記録媒体（例えば紙）について、その種類毎にホワイトポイント（紙白）及び再現目標色の色空間座標を保持しているため、様々な種類の記録媒体に対応した画像形成条件及び定着条件の制御が可能になる等々の効果を奏することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するための概略図である。 画像形成装置に設けられた各種センサを説明するための概略図である。 定着後パッチの測色光学条件を説明のための図である。 画像形成条件及び定着条件の制御に関連した構成を説明するためのブロック図である。 画像形成条件及び定着条件の制御の手順を示すフローチャートである。 トナー付着量及び定着条件の制御の方法を説明するための図である。 トナー付着量及び定着条件の制御の手順の具体例を説明するためのフローチャートである。 図７の処理を説明するための図である。 露光光量とトナー付着量とを関係付けるテーブルとその書き換えの説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。この画像形成装置は、いわゆるタンデム型のデジタルカラープリンタであり、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０と、記録媒体（紙などのシート部材）を搬送するシート搬送系４０と、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系である画像処理装置５０およびコントローラ５５と、両面原稿あるいは片面原稿から原稿画像を読み取る画像読取装置６０とを備えている。また、画像プロセス系１０や後述の定着器２９などの動作を制御する制御部８０を備えている。

画像プロセス系１０は、カラートナー像を形成して記録媒体に転写する画像形成手段を構成するものである。ここに示す画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと、これら画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させ、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録媒体に二次転写する転写ユニット２０と、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ（Raster Output Scanner）３０とを備えている。

画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各々は、現像器１３、ＢＣＲ（Bias Charge Roll）と呼ばれる小型の帯電器１４（図２参照）を備えている。そして、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの現像器１３に対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋが設けられている。トナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋに供給される各色のカラートナーは、ポリエステル樹脂、着色剤、荷電制御材等が溶融、混錬され、粉砕、分級または重合されることにより製造される。また、像担持体上に造形性されたトナー像を中間転写体もしくは記録媒体上に良好に転写させるために、離型性のある外添剤などを添加する。

転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１、それを駆動するドライブローラ２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションローラ２３、中間転写ベルト２１に重畳転写された各色のトナー像を記録媒体に二次転写するためのバックアップローラ２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置２５を備えている。中間転写ベルト２１は、ドライブローラ２２とテンションローラ２３およびバックアップローラ２４との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ（図示せず）によって回転駆動されるドライブローラ２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材（ゴムまたは樹脂）にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置２５は、クリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。

ＲＯＳ３０は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。

シート搬送系４０は、画像が記録される記録媒体（以後、「紙」と記載）を積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から紙を取り上げて供給するナジャーローラ４２、ナジャーローラ４２から供給された紙を１枚ずつ分離して搬送するフィードローラ４３、フィードローラ４３により１枚ずつに分離された紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を介して搬送された紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストローラ４５、二次転写位置に設けられバックアップローラ２４に圧接して紙上に画像を二次転写する二次転写ローラ４６を備えている。転写ユニット２０によってトナー像を二次転写された紙は定着器２９に送られる。この定着器２９は加熱定着ローラ２９ａと加圧ローラ２９ｂとにより、熱および圧力を用いてトナー像を紙に定着させる。定着器２９でトナー画像が定着された紙は排出トレイに排出され堆積される。

図２は、画像形成装置の本体１に内蔵された各種のセンサを説明するための概略図である。画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各々の現像器１３には、内部のトナー濃度（トナーと磁性キャリアの混合比）を一定に保つためにトナー濃度を検知する９１が取り付けられている。また、画像形成ユニット１１Ｋの下流側でテンションローラ２３の上流側に、中間転写ベルト２１上の未定着トナー像を測定するパッチセンサ９２が取り付けられている。また、定着器２９と排出トレイの間には、紙に定着処理されたトナー像を測色するためのパッチセンサ９４が設けられている。

パッチセンサ９４による測色の光学条件は０／４５度である。すなわち、図３に模式的に示すように、サンプル面に対する法線に対し、０度の角度で照明光をサンプル面に入射させ、４５度の角度でサンプル面からの反射光を受光する条件で行われる。これは、色評価のために紙やサンプルパッチを測色する場合に一般に適用される光学条件と同一である。

この画像形成装置の通常の動作は概ね次の通りである。パーソナルコンピュータや画像読取装置６０より入力された画像データに対応したイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色階調データが画像処理部５０で生成されてＲＯＳ３０に入力される。ＲＯＳ３０では、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色対応の半導体レーザ（図示せず）より、対応色階調データにより変調されたレーザ光が出射し、このレーザ光はｆ−θレンズ（図示せず）を介してポリゴンミラー３１に入射して偏向され、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２を走査露光する。画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電器１４で帯電された表面がレーザ光で走査露光されることにより、各色の静電潜像が形成される。形成された各色の静電潜像は現像器１３によりＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナー像に現像される。画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成された各色のトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２１上に転写される。

一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーローラ４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの紙が供給される。フィードローラ４３により１枚ずつ分離された紙は、搬送路４４を経てレジストローラ４５に搬送され、一旦、停止させられる。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストローラ４５が回転し、紙はバックアップローラ２４および二次転写ローラ４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次転写される。そして、トナー像が転写された紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けたのち、排出トレイに排出される。

次に、画像形成条件と定着条件の制御について説明する。図４は、画像形成条件と定着条件の制御に関連した装置構成を説明するためのブロック図である。図４に示した装置構成は制御部８０に組み込まれる。図５は、画像形成条件と定着条件の制御を行う手順を説明するためのフローチャートである。

まず図４を参照する。図４において、色情報取得部８０１は、パッチセンサ９４による測色値を所定の色空間の色情報（色空間座標）に変換する手段である。ここでは例えば、パッチセンサ９４より出力される測色値は分光反射率であり、これが色条件取得部８０１によりＣＩＥＬａｂ空間の座標（Ｌ*,ａ*,ｂ*）に変換されるものとする。

画像形成条件制御部８０４は、画像形成手段である画像プロセス系１０における画像形成条件を設定する手段である。画像形成条件とは、トナー像のトナー付着量を決定もしくは制御するための条件である。テーブル記憶部（１）８０５は画像形成条件制御部８０４による設定結果を保存する手段であるが、具体的には設定された画像形成条件を、トナー付着量とその制御因子（後述）とを関連付けたテーブルとして記憶している。なお、トナー付着量を単に付着量と記すことがある。画像形成条件制御部８０４で画像形成条件の設定が変更されると、テーブル記憶部（１）８０５内のテーブルが、その画像形成条件の設定の変更を反映させるように画像形成条件制御部８０４によって書き換えられる。定着条件制御部８０６は紙にトナー像を定着させる手段である定着器２９の定着条件を設定する手段である。テーブル記憶部（２）８０７は定着条件制御部８０６による設定結果を保存する手段であるが、具体的には設定された定着条件を、定着条件とその制御因子（後述）とを関連付けたテーブルとして記憶している。定着条件制御部８０６で定着条件の設定が変更されると、テーブル記憶部（２）８０７内のテーブルが、その定着条件の設定の変更を反映させるように定着条件制御部８０６によって書き換えられる。判定部（１）８０２は画像形成条件の設定の変更（付着量の制御）が必要であるか否かを判定する手段であり、判定部（２）８０３は定着条件の設定の変更が必要であるか否かを判定する手段である。パッチ出力制御部８０８は、画像形成条件又は定着条件を制御するための制御用パッチである面積率１００％の単色トナー像を出力させるための制御用パッチデータを生成し、これをＲＯＳ３０へ入力し、その出力を指示する手段である。ここで、単色とは１次色、すなわちイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色であり、制御用パッチデータは１次色のベタ画像データである。手順制御部８０９は、図５の手順に従って８０４，８０６，８０８等の各部を制御する手段である。

次に、図５に示す画像形成条件と定着条件の制御の手順と図４に示した装置構成とを関連付けて説明する。図５に示すような制御モードの手順は、例えば、画像形成装置の操作パネル（図示せず）又は外部のパーソナルコンピュータからの指示により開始する。

制御モードに入ると、手順制御部８０９からパッチ出力制御部８０８に対し制御用パッチ出力が指示され、パッチ出力制御部８０８は制御用パッチデータを生成してＲＯＳ３０へ入力して制御用パッチの出力を指示することにより、画像プロセス系１０で制御用パッチのトナー像を形成させて紙に転写させ、それを定着器２９で紙に定着させる（ステップＳ１０１）。この制御用パッチの出力の際、画像プロセッサ１０においてテーブル記憶部（１）８０５にテーブルの形で記憶されている画像形成条件で画像形成が行われ、また、定着器２９にてテーブル記憶部（２）９０７にテーブルの形で記憶されている定着条件で定着が行われる。

本発明では、画像形成条件の制御を行い、それが終わってから定着条件の制御が行われる。先行する画像形成条件の制御は、Ｙ，Ｍ，Ｃの色毎に行われるため、それら各色の制御用パッチを出力させる。この際、これら３色の制御用パッチを同時に出力させるようにしてもよいし、一色ずつ制御用パッチを出力させるようにしてもよい。いずれにしても、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色の制御用パッチを利用して色毎に画像形成条件を制御する。一方、画像形成条件の制御が終わった後に行われる定着条件の制御は、一つの１次色、例えばマゼンタ（Ｍ）について行うので、その色の制御用パッチだけを出力させれば足りる。

さて、定着器２９により定着後の制御用パッチがパッチセンサ９４で測色される（ステップＳ１０２）。パッチセンサ９４による測色値は色情報取得部８０１により色情報へ変換される（ステップＳ１０３）。判定部（１）８０２で、この色情報に基づいて画像形成条件の設定を変更する必要があるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。

画像形成条件の設定の変更が必要と判定された場合、手順制御部８０９により画像形成条件制御部８０４が作動させられ、画像形成条件制御部８０４において色情報に基づいて画像形成条件の設定が変更され、テーブル記憶部（１）８０５内のテーブルが書き換えられる（ステップＳ１０６）。そして、手順制御部８０９によりパッチ出力制御部８０８が作動させられ、再び制御用パッチデータが生成されてＳＯＰ３０へ入力されて制御用パッチの出力が指示され、制御用パッチが出力される（Ｓ１０１）。この際、テーブル記憶部（１）８０５にテーブルの形で記憶されている変更後の画像形成条件にて画像形成が行われ、テーブル記憶部（２）８０７にテーブルの形で記憶されている変更後の定着条件にて定着が行われる（Ｓ１０１）。

出力された定着後の制御用パッチが測色され（Ｓ１０２）、その測色値が色情報へ変換され（ステップＳ１０３）、判定部（１）８０２で画像形成条件の設定変更が必要であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。設定変更が必要と判定されたときは再び画像形成条件制御部８０４で画像形成条件の設定が変更され（ステップＳ１０６）、変更後の画像形成条件にて制御用パッチが出力される（ステップＳ１０１）。

このようにして画像形成条件の制御が行われたことにより、Ｙ，Ｍ，Ｃの全色について画像形成条件の設定の変更が不要と判定された段階で画像形成条件の制御は終了する。この後の手順の流れは、判定部（２）８０３の判定結果に応じて制御される。

すなわち、判定部（２）８０３で定着条件の設定の変更が必要であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０５）。この判定は一つの１次色、ここではマゼンタ（Ｍ）の制御用パッチを測色して取得された色情報についてのみ行われる。定着条件の設定変更が必要であると判定された場合、手順制御部８０９により定着条件制御部８０６が作動させられる。定着条件制御部８０６で、マゼンタ（Ｍ）の制御用パッチを測色し取得された色情報に基づいて定着条件の設定が変更され、テーブル記憶部（２）８０７内のテーブルが書き換えられる（ステップＳ１０７）。手順制御部８０９によりパッチ出力制御部８０８が作動させられ、マゼンタ（Ｍ）の制御用パッチデータが生成されてＳＯＰ３０へ入力されて制御用パッチの出力が指示され、画像プロセス系１０で制御用パッチのトナー像が形成されて紙に転写され、定着器２９でトナー像が紙に定着される（ステップＳ１０１）。定着後の制御用パッチがパッチセンサ９４で測色され（ステップＳ１０２）、その測色値が色情報に変換され（ステップＳ１０３）、判定部（２）８０３で定着条件の設定変更が必要であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０５）。定着条件の設定変更が必要と判定された場合、定着条件制御部８０６で色情報に基づいて定着条件の設定が変更されてテーブル記憶部（２）８０７内のテーブルが書き換えられ（ステップＳ１０７）、パッチ出力制御部８０８でマゼンタ（Ｍ）の制御用パッチデータが生成されてＳＯＰ３０へ入力されて制御用パッチの出力が指示され、制御用パッチが出力される（ステップＳ１０１）。

このようにして定着条件が制御され、判定部（２）８０３で定着条件の設定を変更する必要がないと判定されると、制御モードを終了する。

ここまでは、画像形成条件及び定着条件の制御の手順と、それに関連した装置構成について説明した。以下、画像形成条件の制御と定着条件の制御の具体的内容について説明する。

図６を参照して、付着量及び定着条件の制御の方法について説明する。図６はある単色色相での彩度と明度の関係を表しており、横軸が彩度、縦軸が明度である。

発明者の実験では、トナー層の厚みを変える方法で付着量を変化させると、再現色はＬｉｎｅＡの軌跡上を動くことが分かっている。すなわち、トナー層を厚くしていくと、紙白であるＷＰ（ホワイトポイント）から弧を描くように、彩度が最大となる最高彩度点ＳＰを通る。最高彩度点ＳＰを越えると、それ以上付着量を増やしても彩度は上がらず、再び弧を描くようにして彩度、明度が落ちて行く。トナー層の表面形状は一定である。図６の例では、ＬｉｎｅＡ上を動くトナー層の表面形状は鏡面である。鏡面では最大光沢となり、同じ付着量で最も高彩度な色再現となる。

次に、トナー層表面の凸凹形状と色再現の関係について述べる。トナー層表面が凸凹だと、表面からの拡散光が増え再現色には白色光が付加される。つまり、トナー層表面が鏡面の場合に再現色の座標が点ＳＰであっても、トナー層表面が凸凹であると、再現色は点ＳＰと点ＷＰを結ぶＬｉｎｅＢ上を点ＷＰに向かって移動する。より厳密に述べると、再現色は点ＳＰと「任意のホワイトポイント」を結ぶ線上を「任意のホワイトポイント」に向かって移動するのであるが、「任意のホワイトポイント」を紙白で代用して構わない。一般に、面積率１００％の再現目標色は、鏡面（つまりＬｉｎｅＡ）付近に設定されるため、ホワイトポイントとの距離が十分に大きくなるためである。トナー層表面が鏡面ならば再現色座標が図６の点Ｐとなるようなトナー付着量の場合も、トナー層表面が凸凹になると再現色の座標は点Ｐと点ＷＰを結ぶＬｉｎｅＣ上を点ＷＰに向かって移動する。このように、付着量とトナー層表面の凸凹状態（つまり定着条件）が一意に決まれば、彩度明度座標上の再現色が決まる。

よって、図６における色座標点Ｏを再現したい場合、まず適正な付着量の条件すなわち適正な画像形成条件を決定し、次に定着条件を決定する。適正付着量の条件は、トナー層の表面形状が任意ではあるけれども鏡面状態に近い場合に、点Ｏと点ＷＰを結ぶ直線（つまりＬｉｎｅＢ）上に再現色の座標点が存在することである。定着条件によりトナー層表面の形状が変化すると、再現色は座標点ＯとＷＰを結ぶ線上を動く。よって、適正付着量の条件下で再現目標色の座標点Ｏを再現できるように定着条件を制御すればよい。

以上の理解のもと、図５中のステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７の具体的内容を説明する。図７はその説明のためのフローチャートであり、図８は図７の説明のための図６と同様の図である。

図７において、ステップＳ２０２，Ｓ２０６は図５中のステップＳ１０４に対応したステップであり、ステップＳ２０３，Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０７，Ｓ２０８，Ｓ２０９は図５中のステップＳ１０６に対応したステップであり、ステップＳ２１０は図６中のステップＳ１０５に対応したステップであり、ステップＳ２１１，Ｓ２１２，Ｓ２１３は図５中のステップＳ１０７に対応したステップである。図５中のステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３は図７では一つのステップＳ２０１にまとめた形で示されている。前述したように、ステップＳ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０６，Ｓ２０７ではイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）について取得された色情報が対象となるが、ステップＳ２１０，Ｓ２１１ではマゼンタ（Ｍ）について取得された色情報のみが対象となる。

制御用パッチを測色し取得された再現色の座標点Ｏ_ｉ：（Ｌ^＊ _ｏｉ，ａ^＊ _ｏｉ，ｂ^＊ _ｏｉ）と、再現目標色の座標点Ｏ：（Ｌ^＊ _ｏ，ａ^＊ _ｏ，ｂ^＊ _ｏ）との色差ΔＥ_ｉが閾値Ｔh以下か否かの判定を行う（ステップＳ２０２）。

ΔＥ_ｉ＝sqrt((Ｌ^＊ _ｏ−Ｌ^＊ _ｏｉ)＾２＋(ａ^＊ _ｏ−ａ^＊ _ｏｉ)＾２
＋(ｂ^＊ _ｏ−ｂ^＊ _ｏｉ）＾２)
ここで、閾値Ｔhについて説明する。付着量の制御を行うには、再現色が彩度明度座標平面において、ＬｉｎｅＢ上に存在しなくてはならないことは前述のとおりである(図８参照)。しかし、付着量を少なくしていくと、再現色は紙白であるＷＰに近づく。すなわち、付着量が極端に少ない場合においても再現色はＬｉｎｅＢ上に存在してしまう場合がある。よって、再現色はある程度、再現目標色に近く、かつＬｉｎｅＢ上に存在しなくてはならない。ステップＳ２０２の判定は、そのような目的のための判定であるため、その閾値Ｔhは一般的な人間の知覚限界ほど小さい値でなくてよい。具体的には、Ｔｈは５．０〜７．０の範囲の値とすることができる。

ステップＳ２０２で、２点の色差ΔＥ_ｉが閾値Ｔh以下ではないと判定された場合は、画像形成条件の変更すなわち付着量の増減を行う（ステップＳ２０３〜Ｓ２０５）。まず、再現目標色の明度Ｌ^＊ _ｏと再現色の明度Ｌ^＊ _ｏｉとの比較を行う（ステップＳ２０３）。Ｌ^＊ _ｏｉ＞Ｌ^＊ _ｏのとき、付着量を増やすように画像形成条件を変更し（ステップＳ２０４）、そうでないときには付着量を減らすように画像形成条件を変更する（Ｓ２０５）。そして、ｉをインクリメントしてステップＳ２０１に戻ることになる。

一方、ステップＳ２０２において、２点の色差ΔＥ_ｉが閾値Ｔh以下だった場合は、再現色がＬｉｎｅＢ上に存在する否かの判定を行う（ステップＳ２０６）。この判定には種々の方法を用いることができるが、ここでは例えば、彩度明度座標平面において、再現目標色の座標点Ｏと、紙白の座標点ＷＰとを通る直線方程式を導き、その方程式上に再現色の座標点Ｏ_ｉが存在するか否かを調べる方法が用いられる。

再現色がＬｉｎｅＢ上にないと判定された場合、画像形成条件の変更すなわち付着量の増減を行う（ステップＳ２０７〜Ｓ２０９）。図８を参照する。先に述べたように、図８において、図６と同様に横軸が彩度、縦軸が明度であり、図６と同様にＬｉｎｅＡ，ＬｉｎｅＢが記されている。

付着量に応じて再現色の軌跡は図８のＬｉｎｅＡをたどるので、再現色の明度Ｌ^＊ _ｏｉと、ＬｉｎｅＢ上に存在しかつ再現色と同彩度である座標点Ｏ_ｉ’の明度Ｌ^＊ _ｏｉ’との比較を行う（ステップＳ２０７）。Ｌ^＊ _ｏｉ＞Ｌ^＊ _ｏｉ’と判定された場合は付着量を増やすように画像形成条件を変更し（ステップＳ２０８）、そうでなかった場合は付着量を減らすように画像形成条件を変更する（ステップＳ２０９）。そしてｉをインクリメントしてステップＳ２０１に戻ることになる。

以上のように画像形成条件の変更し、制御用パッチを出力するという動作を繰り返すことにより、付着量が制御されて適正付着量となる、つまり再現色と再現目標色との色差が閾値Ｔｈ以下となり、かつ、再現色の座標点Ｏ_ｉがＬｉｎｅＢ上にのり、画像形成条件の制御を終わり、この画像形成条件のもとで定着条件の制御が行われることになる。

すなわち、ＬｉｎｅＢ上にのった再現色の座標点Ｏ_ｉと再現目標色の座標点Ｏの色差ΔＥ_ｉが別の閾値Ｔｈ１以下であるか否かの判定を行う（ステップＳ２０２）。

ここで、ステップＳ２１０では、再現色と再現目標色がほぼ同一であるか否かの判定を行うので、閾値Ｔh１は、ステップＳ２０２で用いた閾値Ｔhと異なり、一般的な人間の知覚限界並みに小さい値でなくてはならない。具体的には、閾値Ｔｈ１は１．０〜３．０の範囲の値に選ばれる。

次に、再現色と目標再現色の色差が閾値Ｔｈ１以下でないと判定された場合、定着条件の変更を行う（ステップＳ２１１〜Ｓ２１３）。すなわち、再現色の彩度Ｃ_ｉが再現目標色の彩度Ｃよりも小さいか判定する（ステップＳ２１１）。ここで、再現色の彩度Ｃ_ｉは次式であらわされる。
Ｃ_ｉ＝sqrt((ａ^＊ _ｏ−ａ^＊ _ｏｉ）＾２＋(ｂ^＊ _ｏ−ｂ^＊ _ｏｉ)＾２)
そして、Ｃ＞Ｃ_ｉ ならばトナー層表面の凸凹形状を鏡面に近づけるように定着条件を変更し（ステップＳ２１２）、逆に再現色の彩度が再現目標色よりも高い場合は、トナー層表面を現状よりも凸凹するように定着条件を変更する（ステップＳ２１３）。定着条件の変更を行った後、ｉをインクリメントしてステップＳ２０１に戻ることになる。変更した定着条件で制御用パッチ（シアンのパッチのみでよい）を出力し、その測色により取得した再現色についてステップＳ２１０〜Ｓ２１３の処理を行う。このような処理の繰り返しによって、適正付着量のもとで適切な定着条件が決定される。

以上のように、定着後のトナー画像の色を測定し、再現色と再現目標色との比較を行って画像形成条件と定着条件を制御することにより、目標とする色再現を得るため適切なトナー付着量および定着状態を確保することができる。

なお、特許請求の範囲の記載と図４、図５、図７との対応について簡単に説明する。図５のＳ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０４→Ｓ１０６→Ｓ１０１の処理ループ、図７のＳ２０１→Ｓ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４／Ｓ２０５→Ｓ２０１あるいはＳ２０１→Ｓ２０６→Ｓ２０７→Ｓ２０８／Ｓ２０９→Ｓ２０１の処理ループは、画像形成条件制御手順に相当する。また、図５のＳ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０５→Ｓ１０７→Ｓ１０１の処理ループ、図７のＳ２０１→Ｓ２１０→Ｓ２１１→Ｓ２１２／Ｓ２１３→Ｓ２０１の処理ループは、定着条件制御手順に相当する。また、図４において、画像形成条件制御手順を実行する手段は、色情報取得部８０１、判定部（１）８０２、手順制御部８０９、画像形成条件制御部８０４、パッチ出力制御部８０８によって実現され、定着条件制御手順を実行する手段は、色情報取得部８０１、判定部（２）８０３、手順制御部８０９、定着条件制御部８０６、パッチ出力制御部８０８によって実現させる。

このような画像形成条件制御手順又はその実行手段、定着条件制御手順又はその実行手段をハードウェアにより実現してもよいが、マイクロプロセッサとメモリ等を含む一般的な構成のマイクロコンピュータを利用してプログラムにより実現することもできる。このようなプログラム、及び、同プログラムが記録された半導体メモリ、各種メモリカード、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の様々なコンピュータ読み取り可能記憶媒体も本発明に包含される。

なお、画像形成条件及び定着条件は、特に定着条件は、紙の種類によって変えるのが一般的である。よって、紙種ごとに、それら条件の制御を行う形態も本発明に包含される。例えば、制御部８０内の記憶装置（図示せず）に、ホワイトポイントとして使用している紙白と再現目標色の色空間座標を紙種毎に保存しておき、シート搬送系４０から供給される紙の種類に対応した紙白や再現目標色の情報を利用して以上に述べた手順による制御を行うようにしてもよい。このような紙種に適した制御を行う形態も当然に本発明に包含される。

ここで、トナー付着量の制御因子について説明する。付着量の制御因子は、現像器１３内のトナー濃度、現像バイアス、ＲＯＳ３０による感光体ドラム１２の露光光量、帯電器１４による感光体ドラム１２の帯電電圧、画像デジタル信号、紙へ転写される前の制御用パッチの付着量などである。前述のようにテーブル記憶部（１）８０５には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、画像形成条件制御部８０４で画像形成条件すなわちトナー付着量の制御が行わると、その結果をテーブルに反映させるようにテーブルを書き換える。

制御因子として露光光量を例にして上記テーブルとその書き換えについて図９により説明する。図９の（ａ）は書き換えられる前のテーブルを示し、（ｂ）は書き換え後のテーブルを示し、横軸がトナー付着量、縦軸がトナー露光光量である。ここで、露光光量とトナー付着量が線型関係になるのが望ましい。パッチ出力制御部８０８（図４）によって出力指示が出される制御用パッチのトナー付着量は、本来０．４（Ｍｇ／cm＾２）とする。この場合、図９（ａ）に示すテーブルから露光光量はαとなり、また図６におけるＬｉｎｅＢ上に再現色の座標点が乗るはずである。しかし、トナー付着量の制御が行われた結果、図６において再現色を得るための露光光量はα’であったとする。つまり、本来の付着量である０．４（Ｍｇ／cm＾２）を得るために必要な露光光量はα’であるため、付着量と露光光量の関係を示すテーブルは図９（ｂ）の実線のように書き換えられる。

また、定着条件の制御因子としては、例えば、定着器２９の定着温度、定着スピード、定着圧力等を挙げることができる。前述のようにテーブル記憶部（２）８０７に定着条件とその制御因子とを対応付けるテーブルを保持しており、定着条件制御部８０６で定着条件が制御されると、その制御結果を反映させるようにテーブルが書き換えられる。

１０ 画像プロセス系
１１ 画像形成ユニット
２０ 転写ユニット
２９ 定着器
３０ ＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）
８０ 制御部
９４ 定着後トナー像を測色するパッチセンサ
８０１ 色情報取得部
８０２，８０３ 判定部
８０４ 画像形成条件制御部
８０５ テーブル記憶部
８０６ 定着条件制御部部
８０７ テーブル記憶部
８０８ パッチ出力制御部
８０９ 手順制御部

特開２００６−２６７１６５号公報 特開平１０−６３０４８号公報 特開２００６−２５９１４２号公報

Claims (12)

1. トナー像を形成して記録媒体に転写する画像形成手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
   面積率１００％の単色トナー像を前記画像形成手段により形成させて記録媒体に転写させ、前記定着手段により定着させ、該定着後のトナー像の色及び所定の再現目標色の色空間座標に基づいて、前記画像形成手段のトナー付着量を決定するための画像形成条件を制御する画像形成条件制御手順と、
   前記画像形成条件制御手順により適正なトナー付着量となるように設定された画像形成条件にて面積率１００％の単色トナー像を前記画像形成手段により形成させて記録媒体に転写させ、前記定着手段により定着させ、該定着後のトナー像の色及び前記所定の再現目標色の色空間座標に基づいて、前記定着手段の定着条件を制御する定着条件制御手順とを有することを特徴とする画像形成条件及び定着条件の制御方法。
2. 前記画像形成条件制御手順によって、定着後のトナー像の色の色空間座標が、ホワイトポイントと再現目標色の色空間座標を結ぶ直線上にあって、かつ再現目標色の色空間座標に対し所定の範囲内に近接するようなトナー付着量となる画像形成条件に設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成条件及び定着条件の制御方法。
3. 前記定着条件制御手順によって、定着後のトナー像の色の彩度が再現目標色の彩度よりも低い場合に、トナー層表面をより平滑にするように定着条件を制御し、そうでない場合に、トナー層表面をより凸凹にするように定着条件を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成条件及び定着条件の制御方法。
4. トナー像を形成して記録媒体に転写する画像形成手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置であって、
   前記定着手段により定着後のトナー像を測色する測色手段と、
   面積率１００％の単色トナー像を前記画像形成手段により形成させて記録媒体に転写させ、前記定着手段により定着させ、該定着後のトナー像の前記測色手段により測色された再現色及び所定の再現目標色の色空間座標に基づいて、前記画像形成手段のトナー付着量を決定するための画像形成条件を制御する画像形成条件制御手順を実行するための手段と、
   前記画像形成条件制御手順により適正なトナー付着量となるように設定された画像形成条件にて面積率１００％の単色トナー像を前記画像形成手段により形成させて記録媒体に転写させ、前記定着手段によって定着させ、該定着後のトナー像の前記測色手段により測色された再現色及び前記所定の再現目標色の色空間座標に基づいて、前記定着手段の定着条件を制御する定着条件制御手順を実行するための手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記画像形成条件制御手順によって、再現色の色空間座標が、ホワイトポイントと再現目標色の色空間座標を結ぶ直線上にあって、かつ再現目標色の色空間座標に対し所定の範囲内に近接するようなトナー付着量となる画像形成条件に設定することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記定着条件制御手順によって、再現色の彩度が再現目標色の彩度よりも低い場合に、トナー層表面をより平滑にするように定着条件を制御し、そうでない場合に、トナー層表面をより凸凹にするように定着条件を制御することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
7. 前記測色手段の測定の光学条件は０／４５度であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
8. 複数種類の記録媒体について、その種類毎にホワイトポイント及び再現目標色の色空間座標を保持していることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
9. トナー付着量とその制御因子とを関連付けるテーブルを保持するテーブル保持手段を持ち、該テーブルが前記画像形成条件制御手順の結果により書き換えられることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
10. 定着条件とその制御因子とを関連付けるテーブルを保持するテーブル保持手段を持ち、該テーブルが前記定着条件制御手順の結果により書き換えられることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
11. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成条件及び定着条件の制御方法の画像形成条件制御手順及び定着条件制御手順をコンピュータに実行させるプログラム。
12. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成条件及び定着条件の制御方法の画像形成条件制御手順及び定着条件制御手順をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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