(57)【要約】【課題】使用条件が異なった場合においても、ニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置のトナーを加熱、および、加圧を行うニップ部の幅や、電界によってトナーを移動させるニップ部の幅を検知し、画像形成条件や加熱定着装置の温度制御条件に活用する。【選択図】図５
2019148743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に未定着のトナー画像を形成する画像形成部と、
定着回転体と、前記定着回転体を加熱する加熱部材と、前記定着回転体と共に定着ニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記定着ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱してトナー画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
画像読取手段と、
前記加熱部材の温度条件を設定する制御手段と、
を有し、
前記画像形成部で記録材にニップ幅測定用のトナー画像パターンを形成し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ加熱して前記トナー画像パターンを記録材に定着し、前記定着ニップ部で記録材を再び挟持搬送する搬送中に前記定着回転体と前記加圧回転体の回転を停止させて前記トナー画像パターンに前記定着ニップ部のニップ跡を形成し、
前記画像読取手段は前記ニップ跡の記録材搬送方向のニップ幅を読み取り、
前記制御手段は前記画像読取手段が読み取った前記ニップ幅の読み取り結果に応じて前記温度条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記温度条件とは、前記加熱部材を目標温度にするための温度に関する条件であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記加熱部材は、細長い基板と、前記基板の記録材搬送方向の一端側と他端側に前記基板の長手方向に沿って設けられた抵抗発熱体と、を有し、前記温度条件として、前記抵抗発熱体の通電デューティの比率を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録材に未定着のトナー画像を形成する画像形成部であり、回転可能な像担持体と、第一の転写部材と、前記像担持体と共に第一の転写ニップ部を形成する回転可能な搬送部材であって前記第一の転写部材によって前記像担持体から転写されるトナー画像を担持しつつ搬送する搬送部材と、前記搬送部材と共に第二の転写ニップ部を形成する第二の転写部材であって前記第二の転写ニップ部で前記搬送部材と共に記録材を挟持搬送しつつ前記搬送部材のトナー画像を記録材に転写する第二の転写部材と、を有する画像形成部と、
記録材にトナー画像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
画像読取手段と、
前記画像形成部の画像形成条件を設定する制御手段と、
を有し、
前記画像形成部において、前記像担持体が担持するニップ幅測定用のトナー画像パターンを第一の転写ニップ部で前記第一の転写部材によって前記搬送部材に転写し、前記第二の転写ニップ部で記録材を搬送する際に、前記搬送部材の回転を停止させる共に前記第二の転写部材による前記トナー画像パターンの転写を停止した後に前記トナー画像パターンの転写を行うことによって前記第二の転写ニップ部のニップ跡トナー画像を記録材に転写し、
前記定着部は前記ニップ跡トナー画像を記録材に定着し、
前記画像読取手段は前記ニップ跡トナー画像の記録材搬送方向のニップ幅を読み取り、
前記記録材搬送方向と直交する方向において、前記制御手段は前記画像読取手段が読み取った前記ニップ跡トナー画像の端部と中央の読み取り結果の差分に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成条件とは、前記第二の転写部材に印加される、前記ニップ跡トナー画像を記録材に転写するための電圧に関する条件であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
記録材に未定着のトナー画像を形成する画像形成部であり、回転可能な像担持体と、第一の転写部材と、前記像担持体と共に第一の転写ニップ部を形成する搬送部材であって前記第一の転写部材によって前記像担持体から転写されるトナー画像を担持しつつ搬送する回転可能な搬送部材と、前記搬送部材と共に第二の転写ニップ部を形成する第二の転写部材であって前記第二の転写ニップ部で前記搬送部材と共に記録材を挟持搬送しつつ前記搬送部材のトナー画像を記録材に転写する第二の転写部材と、を有する画像形成部と、
記録材にトナー画像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
画像読取手段と、
前記画像形成部の画像形成条件を設定する制御手段と、
を有し、
前記画像形成部において、前記像担持体が担持するニップ幅測定用のトナー画像パターンを前記第一の転写ニップ部で前記搬送部材に転写する際に、前記搬送部材の回転を停止させると共に前記第一の転写部材による前記トナー画像パターンの転写を停止した後に前記トナー画像パターンの転写を行うことによって前記第一の転写ニップ部のニップ跡トナー画像を前記搬送部材に転写し、
前記画像読取手段は前記ニップ跡トナー画像の搬送部材回転方向のニップ幅を読み取り、
前記制御手段は前記画像読取手段が読み取った前記ニップ幅の読み取り結果に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成条件とは、前記第一の転写部材に印加される、前記ニップ跡トナー画像を前記搬送部材に転写するための電圧に関する条件であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
記録材に未定着のトナー画像を形成する画像形成部であり、回転可能な像担持体と、前記像担持体に潜像を形成する露光手段と、前記像担持体と共に現像ニップ部を形成する現像部材であって前記現像ニップ部でトナーを用いて前記潜像を現像する現像部材と、第一の転写部材と、前記像担持体と共に第一の転写ニップ部を形成する回転可能な搬送部材であって前記第一の転写部材によって前記像担持体から転写されるトナー画像を担持しつつ搬送する搬送部材と、前記搬送部材と共に第二の転写ニップ部を形成する第二の転写部材であって前記第二の転写ニップ部で前記搬送部材と共に記録材を挟持搬送しつつ前記搬送部材のトナー画像を記録材に転写する第二の転写部材と、を有する画像形成部と、
記録材にトナー画像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
画像読取手段と、
前記画像形成部の画像形成条件を設定する制御手段と、
を有し、
前記画像形成部において、前記露光手段によって前記像担持体にニップ幅測定用の潜像を形成し、前記潜像を前記現像部材によってトナーを用いて現像する際に、前記像担持体の回転を所定の時間停止させると共に前記現像部材による前記潜像の現像を停止した後に前記潜像の現像を行うことによって前記現像ニップ部のニップ跡トナー画像を前記像担持体に形成し、前記像担持体が担持する前記ニップ跡トナー画像を前記第一の転写部材によって前記搬送部材に転写し、
前記画像読取手段は前記ニップ跡トナー画像の搬送部材回転方向のニップ幅を読み取り、
前記制御手段は前記画像読取手段が読み取った前記ニップ幅の読み取り結果に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成条件とは、前記現像部材に印加される、トナーを用いて前記潜像を現像するための電圧に関する条件であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像読取手段は、前記搬送部材の回転方向において、閾値を基準として前記ニップ跡トナー画像から得られた信号から特定された範囲をニップ幅として読み取ることを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機や電子写真プリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタは、記録材に画像を形成する画像形成部と、記録材に形成されたトナー画像を記録材に定着する定着部（定着装置）と、を有している。
【０００３】
例えばフルカラープリンタでは、画像形成部において、感光ドラムの回転時に感光ドラムの外周面（表面）を帯電部材によって所定の電極に帯電し、その感光ドラム表面にレーザースキャナによって画像情報に応じた静電潜像を形成する。そして感光ドラムと現像ローラとで形成された現像ニップ部でトナーを用いて感光ドラム表面の潜像をトナー画像として現像する。
【０００４】
次に、感光ドラムと共に一次転写ニップ部を形成している中間転写ベルトの回転時に一次転写ニップ部で感光ドラム表面の未定着トナー画像を一次転写部材によって中間転写ベルトの外周面（表面）に転写する。そして中間転写ベルトと二次転写部材とで形成された二次転写ニップ部で中間転写ベルト表面の未定着トナー画像を二次転写部材によって記録材に転写する。
【０００５】
定着部は、筒状のフィルムやローラなどの定着回転体と、定着回転体を加熱するヒータと、定着回転体と共に定着ニップ部を形成する加圧回転体としてのローラと、を有している。未定着トナー画像を担持する記録材は定着ニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これによってトナー画像は記録材に定着される。
【０００６】
上記の定着部において、加圧回転体としてのローラは、芯金と、芯金の外周面上に設けられた弾性層と、弾性層の外周面上に設けられた離型層と、を有している。このローラは、定着ニップ部において、ヒータによる加熱と記録材を搬送する際の繰り返し応力によって弾性層が劣化して硬度が低くなる傾向がある。
【０００７】
ローラの硬度が低くなると、記録材搬送方向において、定着ニップ部のニップ幅が大きくなり、定着ニップ部内での記録材の加熱時間が長くなる。すると、トナーや記録材への熱供給が増加して、熱供給過多になり、フィルムの外周面（表面）にホットオフセットが発生したり、定着ニップ部通過後の記録材にカールが発生したりする可能性がある。
【０００８】
これらの課題に対応するために、特許文献１には、印刷枚数からニップ幅の変化を予測して、定着装置の目標温度を補正する技術が開示されている。すなわち、印刷枚数が増加して、ニップ幅が大きくなったと予測されたら、目標温度を下げ、記録材およびトナーへの熱供給過多を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第８０６４７８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のプリンタにおいて、定着ニップ部のニップ幅の変化の仕方は実際の使用条件で異なる。同じ枚数の記録材を定着ニップ部で搬送したとしても記録材の厚みによってニップ幅の変化の仕方は異なるため、想定よりも早くローラの硬度低下が進む場合があり、その場合には前述の課題が発生してしまう。一方、想定よりもローラの硬度低下が進まなかった場合には、熱の供給不足による課題が発生してしまうことになる。例えば、未定着トナー画像の定着不良や、その定着不良によるフィルム及びローラ表面へのトナー蓄積に起因するジャムなどである。つまり、何れの場合も画像不良を招いてしまう。
【００１１】
また上記のプリンタにおいては、ベルトや二次転写部材などの部材の経年劣化によって二次転写ニップ部のベルト回転方向のニップ幅が適正値に対して変化する場合がある。その場合、トナー画像を記録材に転写するために二次転写部材に印加する最適な二次転写バイアス（電圧）では対応できず画像不良を招くことがある。
【００１２】
同様に、感光ドラムや中間転写ベルトなどの部材の経年劣化によって一次転写ニップ部の感光ドラム回転方向のニップ幅が適正値に対して変化することがある。その場合、トナー画像をベルトに転写するために一次転写部材に印加する最適な一次転写バイアス（電圧）では対応できず画像不良を招くことがある。
【００１３】
同様に、感光ドラムや現像ローラなどの部材の経年劣化によって現像ニップ部の感光ドラム回転方向のニップ幅が変化することがある。その場合、トナーを用いて潜像を現像するために現像ローラに印加する最適な現像バイアス（電圧）では対応できず画像不良を招くことがある。
【００１４】
本発明の目的は、定着部の定着ニップ部のニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
また本発明の目的は、画像形成部の第二の転写ニップ部のニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
また本発明の目的は、画像形成部の第一の転写ニップ部のニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
また本発明の目的は、画像形成部の現像ニップ部のニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
記録材に未定着のトナー画像を形成する画像形成部と、
定着回転体と、前記定着回転体を加熱する加熱部材と、前記定着回転体と共に定着ニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記定着ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱してトナー画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
画像読取手段と、
前記加熱部材の温度条件を設定する制御手段と、
を有し、
前記画像形成部で記録材にニップ幅測定用のトナー画像パターンを形成し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ加熱して前記トナー画像パターンを記録材に定着し、前記定着ニップ部で記録材を再び挟持搬送する搬送中に前記定着回転体と前記加圧回転体の回転を停止させて前記トナー画像パターンに前記定着ニップ部のニップ跡を形成し、
前記画像読取手段は前記ニップ跡の記録材搬送方向のニップ幅を読み取り、
前記制御手段は前記画像読取手段が読み取った前記ニップ幅の読み取り結果に応じて前記温度条件を変更することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る画像形成装置は、
記録材に未定着のトナー画像を形成する画像形成部であり、回転可能な像担持体と、第一の転写部材と、前記像担持体と共に第一の転写ニップ部を形成する回転可能な搬送部材であって前記第一の転写部材によって前記像担持体から転写されるトナー画像を担持しつつ搬送する搬送部材と、前記搬送部材と共に第二の転写ニップ部を形成する第二の転写部材であって前記第二の転写ニップ部で前記搬送部材と共に記録材を挟持搬送しつつ前記搬送部材のトナー画像を記録材に転写する第二の転写部材と、を有する画像形成部と、
記録材にトナー画像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
画像読取手段と、
前記画像形成部の画像形成条件を設定する制御手段と、
を有し、
前記画像形成部において、前記像担持体が担持するニップ幅測定用のトナー画像パターンを第一の転写ニップ部で前記第一の転写部材によって前記搬送部材に転写し、前記第二の転写ニップ部で記録材を搬送する際に、前記搬送部材の回転を停止させる共に前記第二の転写部材による前記トナー画像パターンの転写を停止した後に前記トナー画像パターンの転写を行うことによって前記第二の転写ニップ部のニップ跡トナー画像を記録材に転写し、
前記定着部は前記ニップ跡トナー画像を記録材に定着し、
前記画像読取手段は前記ニップ跡トナー画像の記録材搬送方向のニップ幅を読み取り、
前記記録材搬送方向と直交する方向において、前記制御手段は前記画像読取手段が読み取った前記ニップ跡トナー画像の端部と中央の読み取り結果の差分に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る画像形成装置は、
記録材に未定着のトナー画像を形成する画像形成部であり、回転可能な像担持体と、第一の転写部材と、前記像担持体と共に第一の転写ニップ部を形成する搬送部材であって前記第一の転写部材によって前記像担持体から転写されるトナー画像を担持しつつ搬送する回転可能な搬送部材と、前記搬送部材と共に第二の転写ニップ部を形成する第二の転写部材であって前記第二の転写ニップ部で前記搬送部材と共に記録材を挟持搬送しつつ前記搬送部材のトナー画像を記録材に転写する第二の転写部材と、を有する画像形成部と、
記録材にトナー画像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
画像読取手段と、
前記画像形成部の画像形成条件を設定する制御手段と、
を有し、
前記画像形成部において、前記像担持体が担持するニップ幅測定用のトナー画像パターンを前記第一の転写ニップ部で前記搬送部材に転写する際に、前記搬送部材の回転を停止させると共に前記第一の転写部材による前記トナー画像パターンの転写を停止した後に前記トナー画像パターンの転写を行うことによって前記第一の転写ニップ部のニップ跡トナー画像を前記搬送部材に転写し、
前記画像読取手段は前記ニップ跡トナー画像の搬送部材回転方向のニップ幅を読み取り、
前記制御手段は前記画像読取手段が読み取った前記ニップ幅の読み取り結果に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る画像形成装置は、
記録材に未定着のトナー画像を形成する画像形成部であり、回転可能な像担持体と、前記像担持体に潜像を形成する露光手段と、前記像担持体と共に現像ニップ部を形成する現像部材であって前記現像ニップ部でトナーを用いて前記潜像を現像する現像部材と、第一の転写部材と、前記像担持体と共に第一の転写ニップ部を形成する回転可能な搬送部材であって前記第一の転写部材によって前記像担持体から転写されるトナー画像を担持しつつ搬送する搬送部材と、前記搬送部材と共に第二の転写ニップ部を形成する第二の転写部材であって前記第二の転写ニップ部で前記搬送部材と共に記録材を挟持搬送しつつ前記搬送部材のトナー画像を記録材に転写する第二の転写部材と、を有する画像形成部と、
記録材にトナー画像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
画像読取手段と、
前記画像形成部の画像形成条件を設定する制御手段と、
を有し、
前記画像形成部において、前記露光手段によって前記像担持体にニップ幅測定用の潜像を形成し、前記潜像を前記現像部材によってトナーを用いて現像する際に、前記像担持体の回転を所定の時間停止させると共に前記現像部材による前記潜像の現像を停止した後に前記潜像の現像を行うことによって前記現像ニップ部のニップ跡トナー画像を前記像担持体に形成し、前記像担持体が担持する前記ニップ跡トナー画像を前記第一の転写部材によって前記搬送部材に転写し、
前記画像読取手段は前記ニップ跡トナー画像の搬送部材回転方向のニップ幅を読み取り、
前記制御手段は前記画像読取手段が読み取った前記ニップ幅の読み取り結果に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、定着部の定着ニップ部のニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置の提供を実現できる。
【００２３】
また本発明によれば、画像形成部の第二の転写ニップ部のニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置の提供を実現できる。
【００２４】
また本発明によれば、画像形成部の第一の転写ニップ部のニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置の提供を実現できる。
【００２５】
また本発明によれば、画像形成部の現像ニップ部のニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図２】定着装置の概略構成を示す断面図
【図３】定着装置を記録材搬送方向Ｘ上流側から見たときの図
【図４】ヒータの概略構成を示す図
【図５】ヒータとヒータ駆動回路の回路図
【図６】シートに担持された画像パターンを示す図
【図７】画像パターンに形成されたニップ跡を示す図
【図８】画像読取装置のＬＥＤ、ラインセンサ、及び結像レンズをシートの画像パターン側から見たときの図
【図９】画像読取装置とヒータ駆動回路とヒータの関係を示すブロック図
【図１０】ラインセンサの出力結果を示す図
【図１１】加圧ローラの硬度推移を示す図
【図１２】実施例２に係る画像形成装置のヒータの概略構成を示す図
【図１３】ヒータの発熱量分布、及び総発熱量分布を示す図
【図１４】ヒータ駆動回路とヒータ駆動回路に組み込んだヒータの回路図
【図１５】通電デューティ比率に応じたヒータの発熱分布を示す図
【図１６】ヒータ駆動制御処理のフローチャート
【図１７】画像読取装置のＬＥＤ、導光部材、ラインセンサ、及び結像レンズをシートの画像パターン側から見たときの図
【図１８】画像読取装置とヒータ駆動回路とヒータの関係を示すブロック図
【図１９】実施例３に係る画像形成装置の二次転写ニップ部を形成するベルトと二次転写ローラの断面図
【図２０】二次転写バイアスと二次転写効率の関係を示した図
【図２１】図２０に、二次転写ニップ部が狭くなった場合における二次転写バイアスと二次転写効率の関係を重ねて表示した図
【図２２】二次転写ニップ部のニップ幅と最適な二次転写バイアスとの関係を示す図
【図２３】シートに形成された二次転写ニップ部のニップ跡トナー画像を示す図
【図２４】画像読取装置と電源駆動回路と二次転写バイアス電源の関係を示すブロック図
【図２５】ラインセンサの出力結果を示す図
【図２６】実施例４に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図２７】現像ローラと、一次転写ニップ部を形成するベルトと感光ドラムと、二次転写ローラの断面図
【図２８】画像読取装置と電源駆動回路と一次転写バイアス電源の関係を示すブロック図
【図２９】実施例５に係る画像形成装置の現像ニップ部を形成する現像ローラと感光ドラムと、ベルトと、二次転写ローラと、の断面図
【図３０】画像読取装置と電源駆動回路と現像バイアス電源の関係を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施形態により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において他の種々の構成に置き換えることは可能である。
【００２８】
[実施例１]
本実施例では、画像読取装置が読み取った画像パターンの定着ニップ部のニップ跡の読み取り結果に応じてヒータの温度条件を変更する画像形成装置を説明する。ここで、温度条件とは、ヒータを目標温度にするための温度に関する条件である。
【００２９】
＜画像形成装置１００＞
図１を参照して、本実施例の画像形成装置１００を説明する。図１は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本実施例ではフルカラープリンタ）１００の一例の概略構成を示す断面図である。
【００３０】
画像形成装置１００は、画像形成部Ａと、定着部としての定着装置Ｂと、を有している。記録材Ｐに画像を形成する画像形成部Ａは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫを有している。
【００３１】
各画像形成ステーションは、回転可能な像担持体としての感光ドラム１と、帯電部材２を有し、露光手段として各画像形成ステーションの感光ドラム１の表面を露光するレーザースキャナ３を有している。各画像形成ステーションは更に、トナー収納部４ａと現像部材としての現像ローラ４ｂを有する現像器４と、感光ドラムの外周面（表面）をクリーニングするクリーナ５と、第一の転写部材としての一次転写ローラ６と、を有している。現像ローラ４ｂは感光ドラム１と共に現像ニップ部Ｎ１を形成している。
【００３２】
画像形成部Ａは更に、搬送部材としてのエンドレスの中間転写ベルト７と、第２の転写部材としての二次転写ローラ８と、ベルトの外周面（表面）をクリーニングするクリーナ９と、を有している。ベルト７は各感光ドラム１と共に第一の転写ニップ部Ｎ２を形成している。二次転写ローラ８はベルト７と共に第二の転写ニップ部Ｎ３を形成している。
【００３３】
画像形成装置１００において、矢印方向へ所定のプロセス速度にて回転する感光ドラム１表面は帯電部材２によって所定の極性・電位に一様に帯電処理される(帯電工程）。スキャナ３はレーザー光を射出して感光ドラム１の表面の帯電処理面を走査露光する（露光工程）。これによって感光ドラム１表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。現像ローラ４ｂには電源（本実施例では現像バイアス電源）Ｖ１より現像バイアス（電圧）が印加される。これによってトナーは現像ニップ部Ｎ１で感光ドラム１表面の潜像に付着して潜像がトナー画像として現像される（現像工程）。
【００３４】
各感光ドラム１とベルト７を挟んで設置された各一次転写ローラ６には電源（本実施例では一次転写バイアス電源）Ｖ２より一次転写バイアス（電圧）が印加される。これによって一次転写ニップ部Ｎ２で各感光ドラム表面の未定着トナー画像がベルト表面に転写される（一次転写工程）。ベルト７はその未定着トナー画像を担持しつつ搬送する。
【００３５】
装置本体１００Ａ内のカセット１０に収納された記録材Ｐはローラ１１の回転によって１枚ずつ繰り出される。その記録材Ｐはローラ１２の回転によってローラ１３に供給される。そしてその記録材Ｐはローラ１３の回転によって二次転写ニップ部Ｎ３に搬送される。二次転写ローラ８には電源（本実施例では二次転写バイアス電源）Ｖ３より二次転写バイアス（電圧）が印加される。これによって二次転写ニップ部Ｎ３でベルト７表面の未定着トナー画像が記録材Ｐに転写される（二次転写工程）。
【００３６】
未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは定着装置Ｂに送られ定着ニップ部Ｎ４を通過することによって未定着トナー画像が記録材に定着される（定着工程）。定着装置Ｂを出た記録材Ｐはローラ１４の回転によってトレイ１５に排出される。
【００３７】
以上が、記録材Ｐの一方の面（画像形成面）に画像を形成する場合のプリント処理動作である。
【００３８】
記録材Ｐの他方の面（画像形成面）にも画像を形成する場合、記録材はローラ１４の逆回転によって反転搬送路１６へと搬送されローラ１７，１８の回転によって再びローラ１３に搬送される。
【００３９】
記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、画像形成装置１００の記録材Ｐの搬送幅は７６ｍｍ〜２９７ｍｍである。画像形成装置１００の記録材搬送基準は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、記録材Ｐの中央と搬送幅の中央が略一致する中央搬送基準である。
【００４０】
＜定着装置Ｂ＞
定着装置Ｂについて、図２、図３を参照しながら説明する。図２、図３に示す定着装置Ｂはフィルム加熱方式の装置である。図２は定着装置Ｂの概略構成を示す断面図、図３は定着装置Ｂを記録材搬送方向Ｘ上流側から見たときの図である。
【００４１】
定着装置Ｂは、加熱回転体としての筒状のフィルム２０と、ガイド部材としてのフィルムガイド２１と、加圧回転体としての加圧ローラ２２と、加熱部材としてのセラミックヒータ２３と、補強部材としてのステイ２４と、を有している。
【００４２】
耐熱性、及び可撓性を有するフィルム２０は、クイックスタートを可能にするために総厚８０μｍとしてある。このフィルム２０は、基層と、基層の外周面上に設けた離型層と、を有している。基層としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂を使用することができる。本実施例では厚さ６５μｍのポリイミドを使用している。離型層としては、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合あるいは単独で基層の外周面を被覆することができる。本実施例では厚さ１５μｍのフッ素樹脂のＰＦＡを基層の外周面に被覆させている。
【００４３】
フィルム２０の中空部に挿通されたガイド２１はフィルム２０の回転をガイドする部材である。ガイド２１はニップ部Ｎ側とは反対側への放熱を防ぐための部材でもあり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成されている。ガイド２１は更に、ヒータ２３を支持する支持部材でもある。ガイド２１のローラ２２側の平坦面には記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って溝２１ａが設けられ、この溝によってヒータ２３は支持されている。
【００４４】
ヒータ２３について、図４を参照しながら説明する。図４の（ａ）はヒータ２３の概略構成を示す断面図、（ｂ）はヒータ２３をローラ２２側から見たときの概略構成を示す図である。（ｂ）では保護層２３ｄの領域を一点鎖線にて示している。
【００４５】
ヒータ２３は、細長い板状のセラミック基板（本実施例ではアルミナ基板或いは窒化アルミ基板）２３ａを有している。基板２３ａのローラ２２側の平坦面には、通電によって発熱する第一と第二の抵抗発熱体２３ｂ１，２３ｂ２が、基板の記録材搬送方向Ｘの一端側と他端側に、基板の長手方向に沿って設けられている。これらの抵抗発熱体２３ｂ１，２３ｂ２は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、単位面積当たりの発熱分布が等しくなっている。抵抗発熱体２３ｂ１，２３ｂ２の材質は、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２或いはＴａ２Ｎである。
【００４６】
上記の平坦面には更に、抵抗発熱体２３ｂ１の一端に電気的に接続された電極２３ｃ１と、抵抗発熱体２３ｂ２の一端に電気的に接続された電極２３ｃ２と、抵抗発熱体２３ｂ１，２３ｂ２の他端に電気的に接続された共通電極２３ｃ３と、が設けられている。上記の平坦面には更に、抵抗発熱体２３ｂ１，２３ｂ２の保護と絶縁性を確保し、かつフィルム２０の内周面（内面）との摩擦力を緩和するための摺動層（本実施例ではガラス層）２３ｄが設けられている。
【００４７】
本実施例の画像形成装置１００では、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、記録材搬送領域の中央と端部に温度検知素子ＴＨ１，ＴＨ２を配置している。具体的には、小サイズ記録材と大サイズ記録材が必ず通過する通過領域に温度検知素子ＴＨ１を配置し、大サイズ記録材が通過し小サイズ記録材が通過しない非通過領域に温度検知素子ＴＨ２を配置している。これらの温度検知素子ＴＨ１，ＴＨ２は何れもガイド２１に支持されている。
【００４８】
ローラ２２は、ＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製芯金２２ａと、芯金の外周面上に設けられた弾性層２２ｂと、弾性層の外周面上に設けられた離型層２２ｃと、を有している。弾性層２２ｂは、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成されている。離型層２２ｃは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂によって形成されている。記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、芯金２２ａの両端部は軸受２５を介して定着装置Ｂのフレーム２６に回転可能に支持されている。
【００４９】
本実施例ではローラ２２の外径を２５ｍｍとし、弾性層２２ｂとして厚さ３．５ｍｍのシリコーンゴムを用いている。記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、ローラ２２の長さは２３０ｍｍである。
【００５０】
フィルム２０の中空部に挿通されたステイ２４は、ガイド２１のローラ２２側とは反対側の平坦面に設置されている。このステイ２４はガイド２１を補強する役目を有している。
【００５１】
図３に示すように、ステイ２４の両端部は加圧バネ２７で記録材厚み方向Ｚに加圧されている。ステイ２４はバネ２７の加圧力によってガイド２１をフィルム２０の内周面（内面）に圧接させ、これによってローラ２２の弾性層２２ｂが潰れて弾性変形しローラ表面とフィルム表面とで記録材搬送方向Ｘに所定幅の定着ニップ部Ｎ４が形成される。
【００５２】
＜加熱定着処理動作＞
定着装置Ｂの加熱定着処理動作について、図２、図３、図５を参照しながら説明する。図５はヒータ２３とヒータ駆動回路４０の回路図である。
【００５３】
モータＭ（図３参照）の駆動力がギアＧを介してローラ２２の芯金２２ａに伝達され、これによってローラは図２に示す矢印方向へ回転する。フィルム２０はフィルム内面がヒータ２３の摺動層２３ｄに接触しながらローラ２２の回転に追従して図２に示す矢印方向へ回転する。
【００５４】
図５において、ヒータ駆動回路４０はヒータ２３の通電制御を司る回路の一例である。温度検知素子ＴＨ１から出力される検知温度は制御手段としての制御部４１に入力される。ＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなる制御部４１は温度検知素子ＴＨ１の検知温度に基づいて通電制御部（本実施例ではトライアック）４２ａ，４２ｂの通電タイミングを制御する。通電制御部４２ａは電極２３ｃ１を介して抵抗発熱体２３ｂ１に接続されており、通電制御部４２ｂは電極２３ｃ２を介して抵抗発熱体２３ｂ２に接続されている。電源ＡＣより電力が供給され、これによって抵抗発熱体２３ｂ１，２３ｂ２が発熱してヒータは急速に昇温する。
【００５５】
ヒータ２３の温度制御は、温度検知素子の検知温度に応じて、制御部が通電制御部より抵抗発熱体に印加する電圧のデューティ比や波数等を決定し適切に制御することによってニップ部の温度を所定の目標温度に保つ。
【００５６】
ニップ部Ｎ４に大サイズ記録材が導入される場合、制御部４１は温度検知素子ＴＨ１，ＴＨ２から出力される検知温度を所定の定着温度（以降、目標温度と記す）に維持するように通電制御部４２ａ，４２ｂの通電タイミングを制御する。これによってニップ部Ｎ４は所定の目標温度に維持される。未定着のトナー画像ｔを担持する大サイズ記録材はニップ部Ｎ４で挟持搬送されつつ加熱され、これによってトナー画像は記録材上に定着される。
【００５７】
ニップ部Ｎ４に小サイズ記録材が導入される場合、制御部４１は温度検知素子ＴＨ１から出力される検知温度を所定の定着温度（以降、目標温度と記す）に維持するように通電制御部４２ａ，４２ｂの通電タイミングを制御する。これによってニップ部Ｎ４は所定の目標温度に維持される。未定着のトナー画像ｔを担持する小サイズ記録材はニップ部Ｎ４で挟持搬送されつつ加熱され、これによってトナー画像は記録材上に定着される。
【００５８】
＜定着ニップ部Ｎ４のニップ跡形成方法、及びニップ跡読取方法＞
以下の説明において、通常のプリント動作によって画像ｔが形成される記録材Ｐと区別するためにニップ幅測定用の定着トナー画像パターンｔａを形成する記録材をシートＳとする。
【００５９】
本実施例の画像形成装置は、シートに形成されたニップ幅測定用の定着トナー画像パターンにニップ部のニップ跡を形成し、画像読取装置が読み取った画像パターンのニップ跡の読み取り結果に応じてヒータの温度条件を変更することを特徴としている。
【００６０】
以下に、具体的な手順を説明する。
【００６１】
画像形成制御部（不図示）はＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなる。メモリには前述した通常のプリント動作を実行する画像形成シーケンスの他に、ニップ部Ｎ４の記録材搬送方向Ｘのニップ幅を測定する際に実行するニップ幅測定シーケンスが記憶されている。ここで、ヒータ駆動回路４０は画像形成シーケンス実行時、及び、ニップ幅測定シーケンス実行時に画像形成制御部によって制御される。
【００６２】
画像形成制御部は、装置本体１００Ａに設けられた操作部を操作して実行要求された場合、或いはホストコンピュータから実行要求された場合にニップ幅測定シーケンスを実行する。ニップ幅測定シーケンスを実行すると、まずメモリに記憶されているニップ幅測定用画像パターンを展開する。そして上述の画像形成動作と同じ動作により、シートＳ上にニップ幅測定用のトナー画像パターンｔａを形成し、ニップ幅測定用シートを作成する。
【００６３】
即ち、画像形成部Ａにおいて、所定の１つ以上の色のトナー画像をシートＳに形成するため、以下の各工程をシートＳの移動に同調して行なわせる。つまり、帯電ローラ２による帯電工程と、スキャナ３による露光工程と、現像ローラ４ｂによる現像工程と、一次転写ローラ６による一次転写工程と、二次転写ローラ８による二次転写工程と、をシートＳの移動に同調して行なわせる。これによってシートＳには所定の１つ以上の色のトナー画像が順次重ねて形成される。これによりシートＳには１色以上のトナーを用いてニップ幅測定に用いる未定着のトナー画像パターンｔａが担持される。
【００６４】
図６はシートＳに担持された画像パターンｔａを示す図である。
【００６５】
画像パターンｔａとしては、ベタ画像、或いはハーフトーン画像を用いることができる。ハーフトーン画像はドットによるパターンで形成されているため、ニップ跡Ｎ４ｍの境界の判別がばらつくことがあった。そのため、本実施例では、ニップ跡Ｎ４ｍの境界がより明瞭に判別できるベタ画像を採用した。また、トナーの載り量の多い方がニップ跡Ｎ４ｍとニップ跡以外の領域のコントラストがはっきりし、ニップ跡の境界を判別しやすい。その一方で、トナーの載り量が多すぎるとシートＳがフィルム２０に巻きついてしまう可能性がある。
【００６６】
以上を鑑みて、本実施例では、２色、例えばマゼンタとシアンのトナーによりベタ画像を形成した。
【００６７】
また、定着装置Ｂにおいて、画像パターンｔａを担持するシートＳをニップ部Ｎ４で挟持搬送しつつ加熱して画像パターンをシートに定着する。
【００６８】
定着装置Ｂを出たシートＳはローラ１４の回転によって搬送され、そのシートＳの搬送過程においてローラを逆回転させる。これによってシートＳは反転搬送路１６へと搬送されローラ１７，１８の回転によって再びローラ１３に搬送される。反転搬送路１６を通過することによって反転されたシートＳはローラ１３の回転によってニップ部Ｎ４に再び供給される。
【００６９】
定着装置Ｂでは、ニップ部Ｎ４でシートＳを再び挟持搬送する搬送中にローラ２２とフィルム２０の回転を所定の時間停止させる。本実施例では約１０秒間停止させるが、停止時間は定着装置Ｂの構成やトナーの溶融特性に応じて適宜設定される。ローラ２２とフィルム２０の回転停止中において、ニップ部Ｎ４では、ローラ２２に蓄熱された熱によりシートＳの画像パターンｔａが加熱されて再溶融され、画像パターンにニップ部のニップ跡Ｎ４ｍが形成される。図７に、画像パターンｔａに形成されたニップ跡Ｎ４ｍを示す。画像パターンｔａにおいて、ニップ跡Ｎ４ｍの光沢度はニップ跡以外の領域よりも大きくなるため、図７のようにニップ跡として判別可能になる。
【００７０】
定着装置Ｂを出たシートＳは再びローラ１４の回転によって搬送され、そのシートＳの搬送過程においてローラを逆回転させる。これによってシートＳは反転搬送路１６へと搬送される。そしてシートＳはローラ１７とローラ１８との間に設置されている画像読取装置３０に搬送されて画像パターンｔａが画像読取装置３０によって画像として読み取られる。その後シートＳは再び定着装置Ｂを通過してローラ１４の回転によってトレイ１５に排出される。尚、画像読取装置３０によってニップ跡Ｎ４ｍが読み取られた後のシートＳをローラ１４，１７，１８を逆回転させてトレイ１５に排出させることも可能である。
【００７１】
＜画像読取装置（画像読取手段）３０＞
ここで、画像読取手段としての画像読取装置３０について、図８、図９を参照しながら説明する。図８は画像読取装置３０の照射用ＬＥＤ３１、ＣＭＯＳラインセンサ３２、及び結像レンズ３３をシートＳの画像パターンｔａ側から見たときの図である。図９は画像読取装置３０とヒータ駆動回路４０とヒータ２３の関係を示すブロック図である。
【００７２】
画像読取装置３０は、シートＳをローラ１７，１８が搬送している間にトナー画像パターンＣを読み取る。図８、図９に示すように、画像読取装置３０は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、シートＳの画像パターンｔａの一部が読み取れるように設置された照射用ＬＥＤ３１と、ＣＭＯＳラインセンサ３２と、結像レンズ３３と、を有している。
【００７３】
画像読取装置３０において、駆動・演算制御部３４はＬＥＤ３１とラインセンサ３２を駆動する。これによってＬＥＤ３１から射出された光は、記録材搬送方向Ｘにおいて、画像パターンｔａを担持するシートＳの画像形成面に照射される。
【００７４】
画像形成面や画像パターンｔａからの反射光は結像レンズ３３を介して集光されてラインセンサ３２を構成する各画素に結像される。ラインセンサ３２は反射光が結像した各画素毎に当該反射光の反射光量に応じて変化する映像電圧信号を駆動・演算制御部３４に出力する。
【００７５】
駆動・演算制御部３４は、ラインセンサ３２から映像電圧信号を入力してＡ−Ｄ変換し、変換後の２５６階調のデジタル信号をヒータ駆動回路４０の制御部４１に出力する。
【００７６】
制御部４１は、シートＳの搬送に伴いラインセンサ３２の各画素から順次出力される映像電圧信号の上記デジタル信号を入力して逐次つなぎ合わせることによって画像形成面、及び画像パターンｔａの記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙのエリア情報を作成する。本実施例に用いたラインセンサ３２は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、有効画素長が２０ｍｍであり、解像度は６００ｄｐｉである。制御部４１は、シートＳが画像読取装置３０を通過している間に、前述した一連のエリア情報を作成することによって６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの解像度の画像形成面、及び画像パターンｔａを得る。
【００７７】
画像読取装置３０によって画像として読み取られたニップ跡トナー画像Ｎ４ｍは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、ラインセンサ３２のローラ２２中央に相当する画素のデジタル信号の出力結果に基づき、制御部４１によって測定される。図１０に、ラインセンサ３２のローラ２２中央に相当する画素のデジタル信号の出力結果を示す。図１０に示すように、制御部４１では、閾値Ｖｔを基準としてニップ跡トナー画像Ｎ４ｍから得られた信号から特定された範囲、本実施例ではデジタル信号の電圧値が閾値Ｖｔを下回った領域をニップ部Ｎ４の記録材搬送方向Ｘのニップ幅としている。
【００７８】
ところで、ローラ２２の弾性層２２ｂの硬度は小さい（柔らかい）方が、記録材Ｐがニップ部Ｎ４を通過する時間が長くなり記録材とトナーに伝わる熱量が多くなるので、トナーを溶融させる効果が大きくなる。
【００７９】
ローラ２２の硬度は、ヒータ２３による加熱と記録材を搬送する際の繰り返し応力によって弾性層２２ｂが劣化して低くなる傾向がある。ローラ２２は、記録材Ｐの搬送中にニップ部Ｎ４で高温に晒されると、弾性層２２ｂのゴム分子が切断され、軟化劣化する。そしてより高温に晒されるほどローラ２２の軟化劣化は進行しやすい。したがって、ローラ２２硬度の変化の仕方は実際の使用条件によって異なる。
【００８０】
例えば、ニップ部Ｎ４で普通紙を挟持搬送する場合と薄紙を挟持搬送する場合では、普通紙を挟持搬送する場合の方がヒータの目標温度を高く設定することが一般的である。そのため、同じ枚数の記録材Ｐをニップ部Ｎ４で挟持搬送する場合においては、普通紙の場合の方がローラ２２硬度は低くなりやすい。したがって、同じ枚数の記録材Ｐをニップ部Ｎ４で挟持搬送した場合でも、実際の使用条件によってローラ２２の硬度はばらつくことになる。
【００８１】
本実施例で用いたローラ２２は、ローラ表面にアスカーＣ硬度計を９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の加重で当接させた際に測定される硬度が５５°である。
【００８２】
表１に、本実施例で用いたローラ２２の硬度とニップ部Ｎ４のニップ幅と一定の定着性を得るために必要な目標温度補正量の関係を示す。概ね、ローラ２２の硬度が２°下がるとニップ幅は０．５ｍｍ広くなり、一定の定着性能を得るためには目標温度を３℃下げる必要がある。
【００８３】
【表１】
2019148743.tif 000003
【００８４】
したがって制御部４１は、画像読取装置３０が読み取ったニップ跡Ｎ４ｍのニップ幅と、表１のニップ幅と目標温度補正量の関係に基づき、ヒータ２３の目標温度を変更する。つまり、制御部４１は、画像読取装置３０が読み取ったニップ跡Ｎ４ｍの読み取り結果に応じて目標温度（温度条件）を変更する。ここで、表１のニップ幅と目標温度補正量はテーブルとして制御部４１のメモリに記憶されている。
【００８５】
図１１は、ローラ２２について、ニップ部Ｎ４における記録材Ｐの平均的な搬送枚数の条件をもとに予測した硬度変化と、ユーザＡの使用条件、及び、ユーザＢの使用条件下における硬度変化を比較した図である。
【００８６】
ユーザＡは、厚紙をプリントする頻度が多い、つまり、目標温度が高い状態でプリントする頻度が高いため、ローラ２２の軟化劣化が顕著な条件でプリントを行っている。一方、ユーザＢは、薄紙をプリントする頻度が多い、つまり、目標温度が低い状態でプリントする頻度が高いため、ローラ２２の硬度変化が起きにくい条件でプリントを行っている。
【００８７】
図１１の搬送枚数Ｋにおいて、予測したローラ２２の硬度は５３°であるのに対し、ユーザＡの硬度は５２°、ユーザＢの硬度は５４°である。そのため、従来のように予測に基づいて定着温度を補正した場合、ユーザＡに対しては補正量が不足し、ユーザＢに対しては補正量過多になる。したがって、ユーザＡに対してはホットオフセットが発生し、ユーザＢに対しては定着不良が発生する可能性がある。
【００８８】
一方、本実施例では、定期的（例えば１００００枚毎）にニップ幅測定シーケンスを実施し、ニップ部Ｎ４のニップ幅を実測して、目標温度の補正量を決定する。そのため、使用条件によってローラ２２の硬度変化の仕方が異なる場合においても、ホットオフセットや定着不良といった問題の発生を抑制することが可能となる。つまり、ニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制することができる。
【００８９】
また、本実施例における初期のニップ部Ｎ４のニップ幅は、製造上の公差等によって定着装置Ｂの個体毎にばらつく場合がある。この初期のニップ幅のばらつきにより、定着装置Ｂの個体毎に初期の定着性能もばらついてしまう。この個体毎の定着性能のばらつきを抑えるために、初期の段階でニップ幅測定シーケンスを実行することも可能である。
【００９０】
本実施例では、画像読取装置３０はローラ１７とローラ１８との間に設置したが、設置位置はこれに限定されるものではない。画像読取装置３０は、例えば反転搬送路１６において、安定して画像を読み取ることができる位置であればどこでもよい。また画像読取装置３０は、反転搬送路１６ではなく、ローラ１３の記録材搬送方向Ｘ上流側から、二次転写ニップ部Ｎ３、及び、ニップ部Ｎ４を通過してローラ１４の記録材搬送方向下流側までの搬送経路に設置することも可能である。
【００９１】
また本実施例では、シートＳの画像パターンｔａがローラ２２に向くようにして定着装置Ｂのローラ２２とフィルム２０の回転を停止してシートをニップ部Ｎ４で停止させることによって画像パターンにニップ跡Ｎ４ｍを形成している。しかしながら、ニップ跡Ｎ４ｍの形成方法はこれに限定されるものではない。シートＳの画像パターンｔａがフィルム２０に向くようにして定着装置Ｂのローラ２２とフィルム２０の回転を停止してシートをニップ部Ｎ４で停止させることによって画像パターンにニップ跡Ｎ４ｍを形成してよい。
【００９２】
定着装置Ｂはフィルム加熱方式に限られず電磁誘導方式、熱ローラ方式、或いはベルト方式の装置であってもよい。ここで、電磁誘導方式の装置は、励磁コイルからの磁束を受けて導電性のフィルム内に渦電流を発生させてフィルムを電磁誘導加熱するタイプのものである。熱ローラ方式の装置は、ハロゲンヒータからの輻射熱でローラを加熱するタイプのものである。ベルト方式の装置は、エンドレスベルトの内周面（内面）側に設けられた押当て部材によって当該ベルトをローラに圧接させてニップ部を形成するタイプのものである。このタイプの装置のローラはハロゲンヒータからの輻射熱で加熱される。
【００９３】
本実施例の画像形成装置は必ずしも反転搬送路１６を有していなくてもよい。この場合、画像読取装置３０をローラ１４の記録材搬送方向Ｘ上流側に設置（図１に破線にて示す画像読取装置３０の位置参照）する。そして以下の手順でシートＳの画像パターンｔａを読み取る。
【００９４】
画像形成装置１００によってシートＳに画像パターンｔａをプリントし、そのシートをトレイ１５に排出する。そして画像パターンｔａ側の画像形成面がローラ２２側に向くようにシートＳをカセット９にセットしてシートの搬送を開始する。シートＳを定着装置ＢのニップＮ４で挟持搬送する過程において、ローラ２２とフィルム２０の回転を停止してシートの画像パターンｔａにニップ跡４Ｎｍを形成する。その後、シートＳの搬送を再開して画像パターンｔａを画像読取装置３０によって読み取り、シートをトレイ１５に排出する。
【００９５】
[実施例２]
画像形成装置１００の他の例を説明する。本実施例では、画像読取装置が読み取った画像パターンの定着ニップ部のニップ跡の読み取り結果に応じてヒータの温度条件（ヒータの第一と第二の抵抗発熱体のデューティの比率）を変更する画像形成装置を説明する。尚、本実施例では、実施例１の画像形成装置１００と異なる構成のみを説明する。
【００９６】
ヒータ２３について、図１２を参照しつつ説明する。図１２の（ａ）はヒータ２８の概略構成を示す断面図、（ｂ）はヒータ２３をガイド２１側から見たときの概略構成を示す図である。（ｂ）では保護層２３ｄの領域を一点鎖線にて示している。
【００９７】
本実施例に示すヒータ２３は、基板２３ａのローラ２２側とは反対側の平坦面に、第一の抵抗発熱体２３ｅ１と第二の抵抗発熱体２３ｅ２が記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って設けられている。
【００９８】
これらの抵抗発熱体２３ｅ１，２３ｅ２は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、単位面積当たりの発熱分布が異なっている。つまり、記録材搬送方向Ｘ上流側の抵抗発熱体２３ｅ１は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、中央から端部にかけて連続的に発熱量が小さくなるように形成してある。一方、記録材搬送方向Ｘ下流側の抵抗発熱体２３ｅ２は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、中央から端部にかけて連続的に発熱量が大きくなるように形成してある。
【００９９】
同図において、２３ｆは抵抗発熱体２３ｅ１，２３ｅ２の保護と絶縁性を確保するために上記の平坦面に設けられた保護層（本実施例ではガラスコート層）である。２３ｇはフィルム２０内面との摩擦力を緩和するために基板２３ａのローラ２２側の平坦面に設けられた摺動層（本実施例ではポリイミド層）である。
【０１００】
図１３に、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、第一と第二の抵抗発熱体２３ｅ１，２３ｅ２それぞれの発熱量分布、及びそれぞれの部分発熱量を合計した総発熱量分布を示す。本実施例のヒータ２３においては、第一と第二の抵抗発熱体２３ｅ１，２３ｅ２に同じ電圧、同じ通電デューティで通電したときの総発熱量分布がフラットになるように各抵抗発熱体を設計している。
【０１０１】
ヒータ駆動回路６０、及び、通電デューティ比率に応じたヒータ２３の発熱分布について、図１４、図１５を参照しつつ説明する。図１４はヒータ駆動回路６０とヒータ駆動回路に組み込んだヒータ２３の回路図である。
【０１０２】
図１４において、ヒータ駆動回路６０は、ヒータ２３の通電制御を司る駆動回路の一例である。温度検知素子ＴＨ１から出力されるヒータ２３の検知温度は制御手段としての制御部６１に入力される。ＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなる制御部６１は温度検知素子ＴＨ１の検知温度に基づいて通電制御部（本実施例ではトライアック）４２ａ，４２ｂの通電タイミングを制御する。通電制御部４２ａは電極２３ｃ１を介して抵抗発熱体２３ｅ１に接続されており、通電制御部４２ｂは電極２３ｃ２を介して抵抗発熱体２３ｅ２に接続されている。
【０１０３】
そのため、制御部６１は、通電制御部４２ａの通電デューティＤａ、及び、通電制御部４２ｂの通電デューティＤｂをそれぞれ決定でき、各抵抗発熱体に対して記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙに所定の発熱分布をもって温度制御を施すことができる。
【０１０４】
通電制御部４２ａの通電デューティＤａ、及び、通電制御部４２ｂの通電デューティＤｂの詳細な決定方法については後述する。
【０１０５】
ヒータ２３をヒータ駆動回路６０に組み込み、制御部６１によって通電制御部４２ａに対する通電制御部４２ｂの通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａを決定して各通電制御部を駆動制御する。これにより、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、ヒータ２３の発熱分布に任意の勾配を持たせることが可能となる。
【０１０６】
図１５に、通電デューティ比率に応じたヒータ２３の発熱分布の例を示す。本実施例の場合、例えば通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａ＝１／１のときの発熱分布はフラット、Ｄｂ／Ｄａ＝０．７／１など、Ｄｂ／Ｄａ＜１のときの発熱分布は中央高（山型）となる。Ｄｂ／Ｄａ＝１／０．７など、Ｄｂ／Ｄａ＞１のときの発熱分布は端部高（谷型）となる。
【０１０７】
本実施例では、記録材Ｐのサイズに応じて、抵抗発熱体２３ｅ１に対する抵抗発熱体２３ｅ２の通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａは制御部６１によって表２のように切り換えている。即ち、Ａ４横サイズのようにニップ部Ｎ４を通過可能な上限の記録材Ｐをニップ部に導入する場合は、通電デューティ比率をＤｂ／Ｄａ＝１／１として、ヒータ２３全体で均一な発熱分布にする。これによってＡ４横サイズの記録材Ｐが通過するニップ部Ｎ４の通過領域で均一な定着性を得ることができる。
【０１０８】
一方、ニップ部Ｎ４を通過可能な上限の記録材Ｐよりも小さいレター横サイズなどのような記録材Ｐをニップ部に導入する場合は、通電デューティ比率をＤｂ／Ｄａ＝０．５／１として抵抗発熱体２３ｅ２の発熱量を低減する。これによってレター横サイズの記録材Ｐが通過しない非通過領域の発熱を抑制でき、非通過領域の温度上昇を緩和することが可能となる。
【０１０９】
【表２】
2019148743.tif 000004
【０１１０】
図１６に、ヒータ駆動回路６０の制御部６１によって実行されるヒータ駆動制御処理のフローチャートを示す。図１６に示すフローチャートは、レター横サイズの記録材Ｐを連続プリントする場合の例である。
【０１１１】
先ず、印刷ジョブのプリント指令が画像形成装置に入力されると、定着装置Ｂのモータ駆動と同期してヒータ２３に対する通電加熱を開始する（Ｓ１１）。このとき、ヒータ２３の目標温度を２１５℃とし、温度制御部４２ａ，４２ｂに対するウォームアップ中の通電デューティ比率をＤｂ／Ｄａ＝１／１、Ｄａ＝１００％、Ｄｂ＝１００％とした。
【０１１２】
ここで、ウォームアップ中とは、抵抗発熱体２３ｅ１及び／又は抵抗発熱体２３ｅ２に通電がなされた後、未定着のトナー画像を担持した記録材Ｐがニップ部Ｎ４に搬送される前までの時間のことである。
【０１１３】
ウォームアップ中の通電デューティＤａ及びＤｂを１００％に設定することにより、抵抗発熱体２３ｅ１及び２３ｅ２の最大可能発熱量が得られるので、可能な限り速い昇温を行うことができる。温度検知素子ＴＨ１の検知温度が２００℃に達したときに（Ｓ１２）、ＰＩ制御を開始する（Ｓ１３）。
【０１１４】
次に、Ｓ１４では記録材Ｐをニップ部Ｎ４に給送する。給送タイミングは、記録材Ｐの未定着のトナー画像が定着されるのであれば、ＰＩ制御開始のタイミングＳ１３より先に行っても良い。
【０１１５】
給送された先行の記録材Ｐの後端がニップ部Ｎ４から排出されたら（Ｓ１５）、通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａが０．５／１に切り換えられているか否かを判断する（Ｓ１６）。Ｓ１６において、通電デューティ比率が切り換えられていない場合には、温度検知素子ＴＨ１の検知温度と温度検知素子ＴＨ２の検知温度を比較する（Ｓ１７）。Ｓ１７において、温度検知素子ＴＨ２の検知温度の方が大きい場合は、後続の記録材Ｐがニップ部Ｎ４に給送される前までの間に、通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａを０．５／１に切り換える（Ｓ１８）。
【０１１６】
このように通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａを０．５／１に切り換えることによって、記録材Ｐが通過しないニップ部Ｎ４の非通過領域の温度上昇を緩和できる。尚、Ｓ１６において通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａがすでに０．５／１に切り換えられている場合は、Ｓ１６、Ｓ１７の処理は行わない。
【０１１７】
Ｓ１９では全てのプリント処理が終了しているか否かを判断し、終了していなければＳ１４〜Ｓ１８の処理を繰り返し、終了していれば一連の処理を終了する。
【０１１８】
ここで、ＰＩ制御とは、温度検知素子ＴＨ１の検知温度、及びヒータ２３の目標温度を用いて、比例（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）制御と積分（Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御を合わせた制御により、ヒータへの仮の通電デューティＤを決定する制御のことである。Ｄは式１で表される。
【０１１９】
Ｄ＝比例制御成分＋積分制御成分・・・式１
ここで、比例制御成分は、比例係数ＫｐにΔＴ＝検知温度−目標温度を乗じた値であり、２０ｍｓ毎に決定される。一方、積分制御成分は２０ｍｓ毎にΔＴを積算した値ΣΔＴに基づいて決定する。すなわち、ΣΔＴ＞３６となるタイミングで＋１．０％、ΣΔＴ＜−６０となるタイミングで−１．０％として積分制御成分を増減する。
【０１２０】
以上のように決定された仮の通電デューティＤから、式２と式３を用いて温度制御部４２ａの通電デューティＤａ、及び、温度制御部４２ｂの通電デューティＤｂを決定する。
【０１２１】
Ｄａ＝Ｄ×α・・・式２
Ｄｂ＝Ｄ×β・・・式３
ここで、α、βはそれぞれ通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａ＝α／βを表す値であり、記録材のサイズ毎に設定される値である。α、βはそれぞれ０以上１以下の値をとり、α＞βならばα＝１、α＜βならばβ＝１、α＝βならばα＝β＝１の値をとる。
【０１２２】
＜画像読取装置（画像読取手段）５０＞
ここで、画像読取手段としての画像読取装置５０について、図１７、図１８を参照しながら説明する。図１７は画像読取装置５０の照射用ＬＥＤ５１、導光部材５２、ＣＭＯＳラインセンサ５２、及び結像レンズ５４をシートＳの画像パターンｔａ側から見たときの図である。図１８は画像読取装置６０とヒータ駆動回路５０とヒータ２３の関係を示すブロック図である。
【０１２３】
画像読取装置５０は、シートＳをローラ１７，１８が搬送している間に画像パターンｔａを読み取る。図１７、図１８に示すように、画像読取装置５０は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、シートＳの全域が読み取れる長さの導光部材５２と、結像レンズ５３と、ラインセンサ５４と、を有している。導光部材５２はＬＥＤ５１から射出された光をシートＳの画像形成面に導くための部材である。
【０１２４】
画像読取装置５０において、駆動・演算制御部５５は、ＬＥＤ５１とラインセンサ５４を駆動する。これによってＬＥＤ５１から射出された光は、導光部材５２を通って画像パターンｔａを担持するシートＳの画像形成面に照射される。画像形成面や画像パターンｔａからの反射光は結像レンズ５３を介して集光されてラインセンサ５４を構成する各画素に結像される。ラインセンサ５４は反射光が結像した各画素毎に当該反射光の反射光量に応じて変化する映像電圧信号を駆動・演算制御部５５に出力する。
【０１２５】
駆動・演算制御部５５は、ラインセンサ５４から映像電圧信号を入力してＡ−Ｄ変換し、変換後の２５６階調のデジタル信号をヒータ駆動回路６０の制御手段としての制御部６１に出力する。
【０１２６】
制御部６１は、シートＳの搬送に伴いラインセンサ５４の各画素から順次出力される映像電圧信号の上記デジタル信号を入力して逐次つなぎ合わせることによって画像形成面、及び画像パターンｔａの記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙのエリア情報を作成する。本実施例に用いたラインセンサ５４は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、有効画素長が２９７ｍｍであり、解像度は６００ｄｐｉである。制御部６１は、シートＳが画像読取装置５０を通過している間に、前述した一連のエリア情報を作成することによって６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの解像度の画像形成面、及び画像パターンｔａを得る。
【０１２７】
本実施例では、画像パターンｔａのニップ跡Ｎ４ｍの読み取り結果を、制御部６１で実施例１のようなヒータ２３の目標温度の調整に加えて、抵抗発熱体２３ｅ１，２３ｅ２の通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａを調整することを特徴としている。すなわち、制御部６１はニップ跡Ｎ４ｍの読み取り結果に基づいて通電デューティ比率Ｄｂ／Ｄａを調整する。
【０１２８】
ところで、定着装置Ｂの定着ニップ部Ｎ４は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、定着ニップ部のニップ幅が一様になるように設定してある。しかしながら、ローラ２２の弾性層２２ｂは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、弾性層の硬度が同じように変化する訳ではない。
【０１２９】
定着ニップ部Ｎ４によって小サイズ記録材を連続搬送する場合、ニップ部の記録材通過領域ではヒータ２３からの熱は記録材に付与されて装置外へ搬送されていくが、記録材非通過領域ではヒータからの熱はフィルム２０やローラ２２などの部材に蓄積してしまう。そのため、記録材非通紙領域での温度上昇が大きくなりやすく、ローラ２２への熱的影響は記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙで異なる。
【０１３０】
また、ローラ２２の弾性層２２ｂの硬度変化は、弾性層が晒される温度が高いほど大きくなる。したがって、ローラ２２の弾性層２２ｂの硬度変化は、記録材非通過領域における硬度変化の方が大きくなる。そのため、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、定着ニップ部Ｎ４のニップ幅は中央に比べて端部の方が大きくなる。
【０１３１】
一方で、定着ニップ部Ｎ４によって小サイズ記録材を間欠搬送する場合、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、ローラ２２端部の温度はローラ２２中央部よりも低くなることがある。ここで、間欠搬送とは、先行する記録材と後続の記録材とのインターバルが長い搬送条件のことである。
【０１３２】
ローラ２２端部の温度はローラ２２中央部よりも低くなる理由は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、ローラ端部は端面を有するため、空気に晒される表面積が大きくなり、放熱が大きくなるためと考えられる。また、間欠搬送は先行する記録材と後続の記録材のインターバルが長いため、放熱する時間が長いからであると考えられる。
【０１３３】
したがって、間欠搬送の場合、ローラ２２の弾性層２２ｂの硬度変化は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、中央付近における硬度変化の方が大きくなり、定着ニップ部Ｎ４のニップ幅は中央に比べて端部の方が小さくなる。
【０１３４】
上述のように、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、連続搬送、間欠搬送、或いは記録材サイズなどの条件によって、ローラ２２の弾性層２２ｂの硬度変化は異なる。そのため、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、定着ニップ部Ｎ４のニップ形状は、定着ニップ部の端部のニップ幅が中央部よりも相対的に広い形状（以下、端太ニップと呼称する）の場合があり得る。更に定着ニップ部の中央部のニップ幅が端部よりも相対的に広い形状（以下、中太ニップと呼称する）の場合もあり得る。
【０１３５】
端太ニップの場合は、定着ニップ部の端部の方が中央部よりも記録材の通過時間が長くなり、記録材とトナーに伝わる熱量が多くなるので、トナーを溶融させる効果が大きくなる。したがって、フィルム２０の端部表面においてホットオフセットが発生する可能性がある。また、中太ニップの場合は、定着ニップ部の端部の方が中央部よりも記録材の通過時間が短くなり、記録材とトナーに伝わる熱量が小さくなるので、フィルム２０の端部表面において定着不良が発生する可能性がある。
【０１３６】
したがって、制御部６１において、定着ニップ部Ｎ４のニップ形状が端太ニップと判断された場合は抵抗発熱体３４ｅ２の発熱量を相対的に下げ、中太ニップと判断された場合は抵抗発熱体３４ｅ１の発熱量を相対的に下げる。
【０１３７】
表３に、定着ニップ部Ｎ４のニップ幅差（＝端部のニップ幅−中央のニップ幅）と、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙで一定の定着性を得るために必要な通電デューティ比率と、の関係を示す。
【０１３８】
ここで、中央のニップ幅とは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、ラインセンサ５２のローラ２２中央に相当する画素のデジタル信号の出力結果から算出されたニップ幅である。端部のニップ幅とは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、ラインセンサ５２のローラ２２中央から両端に向かって１３８．５ｍｍに位置する画素のデジタル信号の出力結果から算出されたニップ幅の平均値である。つまり、ニップ幅差はニップ幅の端部と中央の差分である。尚、表３におけるα、βは記録材のサイズ毎に設定される値である。
【０１３９】
【表３】
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【０１４０】
したがって制御部６１は、画像読取装置５０が読み取ったニップ跡Ｎ４ｍのニップ幅差と、表３のニップ幅差と通電デューティ比率の関係に基づき、ヒータ２３の抵抗発熱体２３ｅ１，２３ｅ２の通電デューティの比率（温度条件）を変更する。これによってホットオフセットや定着不良といった問題の発生を抑制することが可能となる。つまり、ニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制することができる。ここで、表３のニップ幅差と通電デューティ比率はテーブルとして制御部６１のメモリに記憶されている。
【０１４１】
尚、本実施例で用いた画像読取装置５０は実施例１に適用しても良い。
【０１４２】
[実施例３]
画像形成装置１００の他の例を説明する。本実施例では、画像読取装置３０が読み取った二次転写ニップ部Ｎ３のニップ跡トナー画像ｔｂの読み取り結果に応じて画像形成部Ａの画像形成条件を変更する画像形成装置を説明する。ここで、画像形成条件とは、二次転写ローラ８に印加される、ニップ跡トナー画像ｔｂを記録材Ｐに転写するための電圧に関する条件である。
【０１４３】
以下、本実施例の画像形成装置１００について、図１、図１９を参照しながら説明する。図１９は二次転写ニップ部Ｎ３を形成するベルト７と二次転写ローラ８の断面図である。
【０１４４】
図１９に示すように、二次転写ローラ８は、ローラ状に形成された導電性ローラである。このローラ８は、ＳＵＳなどの金属からなる外径６ｍｍのシャフト８ａの外周面に外径１２ｍｍとなるよう発泡性弾性層８ｂを設けた部材であり、１０Ｅ６〜１０Ｅ９Ωの抵抗を有している。ローラ８は、記録材Ｐを介してベルト７表面に加圧され、二次転写バイアス電源Ｖ３より所定レベルの正極性の二次転写バイアスがシャフト８ａに印加されることによってベルトが担持するトナー画像を記録材Ｐに転写させる。
【０１４５】
ローラ８の外径は、画像形成装置１００でプリントを行う度に、記録材Ｐとの摺擦により発泡性弾性層８ｂが削れて小さくなる。また、二次転写バイアスの印加により発泡弾性層８ｂは硬化劣化する。そのため、プリントを行うことによってニップ部Ｎ３の記録材搬送方向のニップ幅は小さくなる傾向がある。
【０１４６】
図２０は二次転写バイアスと二次転写効率の関係を示した図である。本実施例における二次転写効率の定義は、記録材Ｐに転写する前のベルト７表面のベタのトナー画像の載り量をＴ１、記録材Ｐに転写されるトナー量Ｔ２としたときに、
転写効率＝Ｔ２／Ｔ１×１００・・・式４
式４から導き出されるものとする。
【０１４７】
図２０において、実線は二次色の転写効率を示しており、二次転写バイアスが小さいと、ニップ部Ｎ３内の電界が弱いことに起因する転写不足となって転写効率が低くなり、二次転写バイアスを大きくすることで二次色の転写効率は高くなる。点線は一次色の転写効率を示しており、二次転写バイアスが強い場合はニップ部Ｎ３内における放電過多の転写不良が発生し転写効率が低くなり、二次転写バイアスを小さくすることで放電の発生が抑制され転写効率が高くなる。
【０１４８】
ニップ部Ｎ３内で放電が発生すると、一部のトナーの極性がマイナスからプラスへ反転してしまうため、プラスに反転したトナーをベルト７表面から記録材Ｐへ転写することができなくなる。そのため、ニップ部Ｎ３内の放電が多いと転写効率が低くなる。最適な二次転写バイアスは、一次色の転写効率と二次色の転写効率の曲線が交わる点から決定される。上記の最適な二次転写バイアスはニップ部Ｎ３のニップ幅によって異なる。
【０１４９】
本実施例では、ニップ幅が狭くなると、最適な二次転写バイアスが高くなることがわかった。図２１は、図２０の二次転写バイアスと二次転写効率の関係を示した図に、ニップ部Ｎ３が狭くなった場合における二次転写バイアスと二次転写効率の関係を重ねて表示した図である。
【０１５０】
図２１において、二次色の転写効率のグラフは、ニップ幅が狭くなると、ニップ幅が狭くなる前と同等の転写効率を得るためには高い二次転写バイアスが必要になり、二次転写バイアスが高い側へほぼ平行シフトすることがわかった。一方、一次色の転写効率は、ニップ幅が狭くなると、二次転写バイアスを高くしても、比較的高い二次転写効率を維持することがわかった。これは、ニップ部Ｎ３内の放電が少なくなったことに起因すると考えられる。そのため、本実施例において、ニップ幅が狭くなったときの最適な二次転写バイアスは、狭くなる前に比べて高くなることがわかった。
【０１５１】
したがって、本実施例では、プリントを行うことによって記録材搬送方向において小さくなる傾向のあるニップ部Ｎ３のニップ幅の読み取り結果と、図２２に示すようなニップ幅と最適な二次転写バイアスとの関係に基づいて、二次転写バイアスの設定値を決定する。
【０１５２】
以下に、ニップ部Ｎ３のニップ幅を検知するための具体的な手順を説明する。
【０１５３】
本実施例の画像形成装置１００の画像形成制御部（不図示）のメモリには、前述した通常のプリント動作を実行する画像形成シーケンスの他に、ニップ部Ｎ３の記録材搬送方向Ｘのニップ幅を測定する際に実行するニップ幅測定シーケンスが記憶されている。
【０１５４】
画像形成制御部がニップ幅測定シーケンスを実行すると、まずメモリに記憶されているニップ幅測定用画像パターンを展開する。そして上述の画像形成動作と同じ動作により、ベルト７表面にニップ幅測定用のトナー画像パターンＣを担持させる。
【０１５５】
即ち、画像形成部Ａにおいて、所定の１つ以上の色のトナー画像を、帯電ローラ２による帯電工程と、スキャナ３による露光工程と、現像ローラ４ｂによる現像工程と、一次転写ローラ６による一次転写工程と、をベルト７の回転に同調して行なわせる。これによってベルト７表面には所定の１つ以上の色のトナー画像が順次重ねて形成される。これによりベルト７表面には１色以上のトナーを用いてニップ幅測定に用いる未定着のトナー画像パターンが担持される。
【０１５６】
その後、ローラ８に二次転写バイアスを印加しない状態で、図１９のようにシートＳをニップ部Ｎ３に導入し、ニップ部でシートを搬送する搬送中にトナー画像パターンｔｂがニップ部内に留まるようにベルトの回転を所定の時間停止させる。ベルトの回転停止中に電源Ｖ３によってローラ８に正極性の二次転写バイアスを印加し、ニップ部Ｎ３内のトナー画像パターンｔｂのトナーをシートＳに転写する。このとき、シートＳにはトナーによってニップ部Ｎ３のニップ跡が未定着のトナー画像として形成される。そしてローラ８にバイアスを印加しない状態で、ベルト７を回転させてシートＳの搬送を再開する。
【０１５７】
つまり、ニップ部Ｎ３でシートＳを搬送する際に、ベルト７の回転を所定の時間停止させる共にローラ８によるパターンｔｂの転写を停止した後にパターンの転写を行うことによって当該ニップ部のニップ跡トナー画像Ｎ３ｍをシートＳに転写している。図２３に、シートＳに形成されたニップ部Ｎ３のニップ跡トナー画像Ｎ３ｍを示す。
【０１５８】
その後、上記のシートＳが定着装置Ｂのニップ部Ｎ４を通過することによって未定着のニップ跡トナー画像Ｎ３ｍはシートＳに定着される。そのシートＳはローラ１４の逆回転によって反転搬送路１６へと搬送され、ローラ１７，１８の回転による搬送中にシートのニップ跡トナー画像Ｎ３ｍが画像読取装置３０によって画像として読み取られる。その後シートＳは再び定着装置Ｂを通過してローラ１４の回転によってトレイ１５に排出される。
【０１５９】
図２４は画像読取装置３０と電源駆動回路７０と二次転写バイアス電源Ｖ３の関係を示すブロック図である。ここで、電源駆動回路７０は画像形成シーケンス実行時、及び、ニップ幅測定シーケンス実行時に画像形成制御部によって制御される。
【０１６０】
画像読取装置３０によって読み取られたニップ跡トナー画像Ｎ３ｍは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、ラインセンサ３２のローラ８中央に相当する画素のデジタル信号の出力結果に基づき、電源駆動回路７０の制御部７１によって測定される。図２５に、ラインセンサ３２のローラ８中央に相当する画素のデジタル信号の出力結果を示す。
【０１６１】
ＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなる制御手段としての制御部７１では、図２５に示すように、閾値Ｖｔを基準としてニップ跡トナー画像Ｎ３ｍから得られた信号から特定された範囲をニップ部Ｎ３の記録材搬送方向Ｘのニップ幅としている。つまり、本実施例ではデジタル信号の電圧値が閾値Ｖｔを上回った領域をニップ部Ｎ３の記録材搬送方向Ｘのニップ幅としている。
【０１６２】
制御部７１のメモリには、図２２に示すようなニップ幅と最適な二次転写バイアスとの関係がテーブルとして記憶されている。制御部７１は、画像読取装置３０が読み取ったニップ部Ｎ３のニップ幅と、このニップ幅に対応する図２２の二次転写バイアスと、の関係に基づいて二次転写バイアスを変更する。これよってニップ部Ｎ３のニップ幅が変化した場合においても、電源Ｖ３よりローラ８にニップ幅に応じた最適な二次転写バイアスを印加することができる。つまり、ニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制することができる。
【０１６３】
尚、実施例２で用いた画像読取装置５０を本実施例に適用しても良い。
【０１６４】
[実施例４]
画像形成装置１００の他の例を説明する。本実施例では、画像読取装置３０が読み取った一次転写ニップ部Ｎ２のニップ跡トナー画像ｔｃの読み取り結果に応じて画像形成部Ａの画像形成条件を変更する画像形成装置を説明する。ここで、画像形成条件とは、一次転写ローラ８に印加される、ニップ跡トナー画像ｔｃをベルト７に転写するための電圧に関する条件である。
【０１６５】
以下、本実施例の画像形成装置１００について、図２６、図２７を参照しながら説明する。図２６は、本実施例の画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。図２７は、現像ローラ４ｂと、一次転写ニップ部Ｎ２を形成するベルト７と感光ドラム１と、二次転写ローラ８の断面図である。
【０１６６】
本実施例の画像形成装置１００において、画像読取装置３０は図２６のように画像形成ステーションＳＫのベルト回転方向下流側に設置してある。
【０１６７】
図２７において、一次転写ローラ６はローラ状に形成された導電性ローラである。このローラ６は、ＳＵＳなどの金属からなるシャフト６ａの外周面に発泡性弾性層６ｂを設けた部材であり、所定の抵抗を有している。ベルト７はローラ６によって感光ドラム１表面に加圧されて感光ドラムと共に一次転写ニップ部Ｎ２を形成している。ローラ６は、一次転写バイアス電源Ｖ３より所定の電位及び極性の一次転写バイアスがシャフト６ａに印加されることによってドラム１が担持するトナー画像を記録材Ｐに転写させる。
【０１６８】
ドラム１の外径は、画像形成装置１００でプリントを行う度に、ベルト７との摺擦によりドラム表面が削れて小さくなる。また、一次転写バイアスの印加によりローラ６の発泡弾性層６ｂは硬化劣化する。そのため、プリントを行うことによってニップ部Ｎ２のベルト回転方向（搬送部材回転方向）のニップ幅は小さくなる傾向がある。
【０１６９】
したがって、本実施例では、ニップ部Ｎ２のニップ幅の読み取り結果と、ニップ幅と最適な一次転写バイアスとの関係に基づいて、一次転写バイアスの設定値を決定する。
【０１７０】
以下に、ニップ部Ｎ２のニップ幅を検知するための具体的な手順を説明する。
【０１７１】
本実施例の画像形成装置１００の画像形成制御部（不図示）のメモリには、前述した通常のプリント動作を実行する画像形成シーケンスの他に、ニップ部Ｎ２のベルト回転方向のニップ幅を測定する際に実行するニップ幅測定シーケンスが記憶されている。
【０１７２】
画像形成制御部がニップ幅測定シーケンスを実行すると、まずメモリに記憶されているニップ幅測定用画像パターンを展開する。そして上述の画像形成動作と同じ動作により、ベルト７表面にニップ幅測定用のトナー画像パターンｔａを担持させる。
【０１７３】
即ち、画像形成部Ａにおいて、所定の１つ以上の色のトナー画像を、帯電ローラ２による帯電工程と、スキャナ３による露光工程と、現像ローラ４ｂによる現像工程と、をベルト７の回転に同調して行なわせる。これによってドラム１表面には所定の１つ以上の色のトナー画像が順次重ねて形成される。
【０１７４】
これによりドラム１表面には１色以上のトナーを用いてニップ幅測定に用いる未定着のトナー画像パターンｔａが担持される。その後、ローラ６に一次転写バイアスを印加しない状態で、トナー画像パターンｔａがニップ部Ｎ２内に留まるようにベルトの回転を所定の時間停止させる。ベルトの回転停止中に電源Ｖ２によってローラ６に所定の電位・極性の一次転写バイアスを印加し、ニップ部Ｎ２内のトナー画像パターンｔａのトナーをベルト７に転写する。このとき、ベルト７にはトナーによってニップ部Ｎ２のニップ跡が未定着のトナー画像として形成される。
【０１７５】
つまり、ニップ部Ｎ２でパターンｔａをベルト７に転写する際に、ベルトの回転を所定の時間停止させると共にローラ６によるパターンの転写を停止した後にパターンの転写を行うことによって当該ニップ部のニップ跡トナー画像Ｎ２ｍをベルトに転写している。
【０１７６】
図２８は画像読取装置３０と電源駆動回路８０と一次転写バイアス電源Ｖ２の関係を示すブロック図である。ここで、電源駆動回路８０は画像形成シーケンス実行時、及び、ニップ幅測定シーケンス実行時に画像形成制御部によって制御される。
【０１７７】
画像読取装置３０によって画像として読み取られたニップ跡トナー画像Ｎ２ｍは、ドラム１の軸線方向において、ラインセンサ３２のドラム１中央に相当する画素のデジタル信号の出力結果に基づき、電源駆動回路８０の制御部８１によって測定される。
【０１７８】
ＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなる制御手段としての制御部８１では、閾値Ｖｔを基準としてニップ跡Ｎ２ｍから得られた信号から特定された範囲をニップ部Ｎ２のベルト回転方向のニップ幅としている。つまり、本実施例では図２５のようにデジタル信号の電圧値が閾値Ｖｔを上回った領域をニップ部Ｎ２のベルト回転方向のニップ幅としている。
【０１７９】
制御部８１のメモリには、一次転写ニップ部Ｎ２のニップ幅と最適な一次転写バイアスとの関係がテーブルとして記憶されている。制御部８１は、画像読取装置３０が読み取ったニップ部Ｎ２のニップ幅と、このニップ幅に対応する一次転写バイアスと、の関係に基づいて一次転写バイアスを変更する。これよってニップ部Ｎ２のニップ幅が変化した場合においても、電源Ｖ２よりローラ６にニップ幅に応じた最適な一次転写バイアスを印加することができる。つまり、ニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制することができる。
【０１８０】
尚、実施例２で用いた画像読取装置５０を本実施例に適用しても良い。
【０１８１】
[実施例５]
画像形成装置１００の他の例を説明する。本実施例では、画像読取装置３０が読み取った現像ニップ部Ｎ１のニップ跡トナー画像ｔｄの読み取り結果に応じて画像形成部Ａの画像形成条件を変更する画像形成装置を説明する。ここで、画像形成条件とは、現像ローラ４ｂに印加される、トナーを用いてドラム１の潜像を現像するための電圧に関する条件である。
【０１８２】
以下、本実施例の画像形成装置１００について、図２９を参照しながら説明する。図２９は現像ニップ部Ｎ１を形成する現像ローラ４ｂと感光ドラム１と、ベルト７と、二次転写ローラ８と、の断面図である。
【０１８３】
図２９において、現像ローラ４ｂはローラ状に形成された導電性ローラである。このローラ４ｂは、ＳＵＳなどの金属からなるシャフト４ｂ１の外周面に発泡性弾性層４ｂ２を設け、発泡性弾性層の外周面に表面層４ｂ３を設けた部材であり、所定の抵抗を有している。ローラ４ｂは感光ドラム１表面に加圧されて感光ドラムと共に現像ニップ部Ｎ１を形成している。ローラ４ｂは、現像バイアス電源Ｖ１より所定の電位及び極性の現像バイアスがシャフト４ｂ１に印加されることによって当該ローラが担持するトナーをドラム表面に転移させる。
【０１８４】
ドラム１又はローラ４ｂの外径は、画像形成装置１００でプリントを行う度に、ドラムとローラとの摺擦によりドラム表面又はローラ表面が削れて小さくなる。また、現像バイアスの印加によりローラ４ｂの発泡弾性層４ｂ１は硬化劣化する。そのため、プリントを行うことによってニップ部Ｎ１のドラム回転方向のニップ幅は小さくなる傾向がある。
【０１８５】
したがって、本実施例では、ニップ部Ｎ１のニップ幅の読み取り結果と、ニップ幅と最適な現像バイアスとの関係に基づいて、現像バイアスの設定値を決定する。
【０１８６】
以下に、ニップ部Ｎ１のニップ幅を検知するための具体的な手順を説明する。
【０１８７】
本実施例の画像形成装置１００の画像形成制御部（不図示）のメモリには、前述した通常のプリント動作を実行する画像形成シーケンスの他に、ニップ部Ｎ１のドラム回転方向のニップ幅を測定する際に実行するニップ幅測定シーケンスが記憶されている。
【０１８８】
画像形成制御部がニップ幅測定シーケンスを実行すると、まずメモリに記憶されているニップ幅測定用画像パターンを展開する。そして上述の画像形成動作と同じ動作により、ドラム１表面にニップ幅測定用の転写ニップ部Ｎ１のニップ跡トナー画像Ｎ１ｍを担持させる。
【０１８９】
即ち、画像形成部Ａにおいて、所定の１つ以上の色のトナー画像パターンの潜像を、帯電ローラ２による帯電工程と、スキャナ３による露光工程と、をベルト７の回転に同調して行なわせる。
【０１９０】
これによってドラム１表面には所定の１つ以上の色のトナー画像パターンの潜像が形成される。その後、ローラ４ｂに現像バイアスを印加しない状態で、トナー画像パターンがニップ部Ｎ１内に留まるようにドラム１の回転を所定の時間停止させる。ドラム１の回転停止中に電源Ｖ１によってローラ４ｂに所定の電位・極性の現像バイアスを印加し、トナーをドラム１に転移させる。このとき、ドラム１表面にはトナーによってニップ部Ｎ１のニップ跡が未定着のトナー画像として形成される。これによりドラム１表面には１色以上のトナーを用いてニップ幅測定に用いる未定着のニップ跡トナー画像Ｎ１ｍが担持される。
【０１９１】
つまり、潜像をローラ４ｂによって現像する際に、ドラム１の回転を所定の時間停止させると共に当該ローラによる潜像の現像を所定の時間停止した後に潜像の現像を行うことによってニップ部Ｎ１のニップ跡トナー画像Ｎ１ｍをドラムに形成している。
【０１９２】
図３０は画像読取装置３０と電源駆動回路９０と現像バイアス電源Ｖ１の関係を示すブロック図である。本実施例の画像形成装置１００においても、画像読取装置３０は図２６のように画像形成ステーションＳＫのベルト回転方向下流側に設置してある。ここで、電源駆動回路９０は画像形成シーケンス実行時、及び、ニップ幅測定シーケンス実行時に画像形成制御部によって制御される。画像読取装置３０は、搬送部材回転方向において、閾値を基準としてニップ跡トナー画像Ｎ１ｍから得られた信号から特定された範囲をニップ幅として読み取る。
【０１９３】
画像読取装置３０によって画像として読み取られたニップ跡トナー画像Ｎ１ｍは、ドラム１の軸線方向において、ラインセンサ３２のドラム１中央に相当する画素のデジタル信号の出力結果に基づき、電源駆動回路９０の制御部９１によって測定される。
【０１９４】
ＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなる制御手段としての制御部９１では、閾値Ｖｔを基準としてニップ跡トナー画像Ｎ１ｍから得られた信号から特定された範囲をニップ部Ｎ２のベルト回転方向のニップ幅としている。つまり、本実施例では図２５のようにデジタル信号の電圧値が閾値Ｖｔを上回った領域をニップ部Ｎ２のベルト回転方向のニップ幅としている。
【０１９５】
制御部９１のメモリには、現像ニップ部Ｎ１のニップ幅と最適な現像バイアスとの関係がテーブルとして記憶されている。制御部９１は、画像読取装置３０が読み取ったニップ部Ｎ１のニップ幅と、このニップ幅に対応する一次転写バイアスと、の関係に基づいて一次転写バイアスを変更する。これよってニップ部Ｎ１のニップ幅が変化した場合においても、電源Ｖ１よりローラ４ｂにニップ幅に応じた最適な現像バイアスを印加することができる。つまり、ニップ幅の変化に伴う画像不良の発生を抑制することができる。
【０１９６】
尚、実施例２で用いた画像読取装置５０を本実施例に適用しても良い。
【０１９７】
[他の実施例]
画像読取装置３０，５０の設置数は１つに限られるものではなく、記録材の搬送路を挟んで２つの画像読取装置を対向するように設置することも可能である。これによってシートＳのニップ跡を何れか一方の画像読取装置で読み取ることができてシートの再搬送回数を最小限にすることが可能となる。
【０１９８】
画像形成装置１００はフルカラープリンタに限定されるものではなく、静電搬送ベルトで記録材を担持搬送しながら感光ドラム表面のトナー像を順次記録材に直接転写する直接転写方式のフルカラープリンタでもよい。この場合、ベルト７を静電搬送ベルトに置き換えて、上述の一連の動作を行えばよい。また画像形成装置１００はモノクロプリンタでもよい。
【符号の説明】
【０１９９】
１  感光ドラム、３  レーザースキャナ、４ｂ  現像ローラ、６  一次転写ローラ、
７  中間転写ベルト、８  二次転写ローラ、２０  筒状のフィルム、
２２  加圧ローラ、２３  セラミックヒータ、３０，５０  画像読取装置、
４１，６１，７１，８１，９１  制御部、
Ｎ１  現像ニップ部、Ｎ２  一次転写ニップ部、
Ｎ３  二次転写ニップ部、Ｎ４  定着ニップ部、
ｔ  トナー画像、Ｐ  記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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