(57)【要約】【課題】記録媒体の種類にかかわらず常時適正な定着性が得られることを可能とする。【解決手段】記録媒体上に転写されたトナー画像を定着装置によって定着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、画像形成を行う記録媒体を使用して、定着温度を変更して複数のテストパターンを定着し、そのテストパターンから希望する定着性を有する定着温度を決定することによって、記録媒体の種類が変動しても常に良好な定着動作を実行するように構成したもの。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に転写されたトナー画像を定着装置によって定着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
記録媒体上に所定のテストパターンを転写し、そのテストパターンを前記定着装置によって複数の異なる定着温度により定着する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記テストパターンの印字率は、次に画像形成しようとする画像データの印字率に基づき決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録媒体上に、複数の定着温度により定着された前記テストパターンから、次に画像形成する時の定着温度を決定することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記録媒体上に、複数の定着温度により定着された前記テストパターンを操作者が読み取り、所望する定着性の定着温度を設定できることを特徴とする請求項１または２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、多種多様な記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関するもので、特に電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリなどの定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する各種画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に形成されたトナー画像が、転写手段に印加される適宜の転写電圧によって記録媒体上に転写され、トナー画像を転写された記録媒体は、加熱回転体と定着ニップ部を形成する加圧ローラで構成される定着装置まで搬送され、この定着ニップ部で予め設定されている定着温度を保持するように加熱回転体側に設けられた温度検知手段によって定温制御されながら加熱加圧されてトナー像を記録媒体である記録用紙等に永久固着させる。
【０００３】
この定着装置は、低熱容量の耐熱性樹脂フィルムとその内側のセラミックヒータとフィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダと均一加圧するための金属ステーで構成される定着フィルムユニットに、加圧ローラを加圧当接させたフィルム加熱型定着装置が用いられるようになっており、そのセラミックヒータの発熱体形成面と逆側の面には温度検知手段としてサーミスタが当接されている。
【０００４】
このような定着装置を用いたプリンタ等の各種画像形成装置は、画質の向上とともに近年益々そのプリント速度の高速化が強く求められるようになっている。このため、高速搬送されて定着装置の通過時間の短くなった用紙に十分な熱エネルギーを供給するため、定着温度を更に高く設定したり、加圧ローラの加圧力を上げて加熱領域を広げる、ヒータ基板や定着フィルムの材質を熱伝導性の高いものに替えるなどを行う必要がある。
【０００５】
しかしながら、このような変更を進めても搬送速度の高速化に伴い用紙サイズ等の用紙の種類の違いによって定着性の差が顕著になるという問題がある。そのときの定着温度を適正に制御するための提案が従来からなされている。
【０００６】
例えば、下記の特許文献１に開示された画像形成装置では、定着工程前に記録媒体の通紙幅を検知する紙幅検知手段と、記録媒体の厚さを検知する紙厚検知手段とを備え、紙幅検知手段と紙厚検知手段の検知結果から最適定着温度を自動的に選択し、最適定着温度で定着制御することによりトナー画像を記録媒体上に定着させるように構成されたものである。
【０００７】
しかし、このような画像形成装置では、記録媒体の通紙幅を検知する紙幅検知手段と、記録媒体の厚さを検知する紙厚検知手段とを備え、紙幅検知手段と紙厚検知手段の検知結果から最適な定着制御を目指しているが、用紙種類は紙サイズと紙厚だけでは無く紙材質などの違いが有り、未だ最適な定着制御を実現するには至っていない。
【０００８】
この問題は、紙の種類によってその表面性に差があり、紙表面に凹凸が少ない平滑度の高い紙では、表面の接触熱抵抗が少なくなるため、定着部において熱の伝播が良好で、トナーを溶融させる為に必要な定着エネルギーが紙側に十分伝わりやすく良好な定着性が得られるが、逆に紙表面が粗く、平滑度の低い紙を用いると表面の接触熱抵抗が大きくなるため、定着部において熱の伝播が鈍化してトナーを溶融させるために必要な定着エネルギーが紙側に十分伝わらなくなり、定着性が不足してしまうということが原因であることが判明した。
【特許文献１】特開２００２−３５２９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、記録媒体の種類にかかわらず常時適正な画像が得られるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる画像形成装置では、記録媒体上に転写されたトナー画像を定着装置によって定着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、記録媒体上にテストパターンを転写し、そのテストパターンを複数の異なる定着温度により定着する構成を有している。
【００１１】
このような構成を有する画像形成装置によれば、複数の異なる定着温度により定着されたテストパターンの定着性を見て、最適な定着温度が決定されることから、用紙種類が変化しても常に良好な画像形成動作が実行される。
【００１２】
また、本発明の請求項２にかかる画像形成装置では、上記請求項１におけるテストパターンの印字率は、画像形成しようとする画像データの印字率に基づき決定するように構成されている。
【００１３】
このような構成を有する画像形成装置によれば、テストパターンの印字率は、これから画像形成しようとする画像データの印字率に基づき決定されることから、これら画像印字率または記録用紙の種類が変動しても常に良好な画像形成動作が実行されるようになっている。
【００１４】
また本発明の請求項３にかかる画像形成装置では、前記記録媒体上に、複数の定着温度により定着されたテストパターンから、画像形成する時の定着温度を決定するように構成されている。
【００１５】
このような構成を有する画像形成装置によれば、画像形成しようとする記録用紙の定着温度の違いによる定着性の差から定着温度が決定され、定着性を満足した画像形成動作が可能となる。
【００１６】
また本発明の請求項４にかかる画像形成装置では、前記記録媒体上に、複数の定着温度により定着されたテストパターンをユーザが読み取り、所望する定着性の定着温度を設定できるように構成されている。  
【００１７】
このような構成を有する画像形成装置によれば、画像形成しようとする記録用紙の定着温度の違いによる定着性の差が容易に把握されることとなり、低廉な装置で迅速な画像形成動作が可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、本発明にかかる画像形成装置は、これから画像形成しようとする記録媒体を使用して所定のテストパターンを定着し、その定着結果から、定着装置に対して画像形成時に印加される定着温度を決定することによって、記録媒体の種類等が変動しても常に良好な定着動作を実行するように構成したものであるから、記録媒体の変動にかかわらず常時適正な画像が得られ、低コストで画像品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１および図２に示されている本発明を適用した複写機においては、画像形成を行う画像形成部（プリンタ部）を備えた第１の筐体１１の上部側に、原稿を読取るスキャナ部を備えた第２の筐体１２が配設されている。そして、第２の筐体１２のスキャナ部にセットされた原稿（図示省略）に対する読取画像データが、上記第１の筐体１１内の画像形成部に送られ、そこで読取画像データに基づいた画像が適宜の記録媒体である記録用紙上に形成されるようになっている。
【００２１】
すなわち、上述した第１の筐体１１内に配置された画像形成部（プリンタ部）では、前記スキャナ部からの読取画像データに基づいた画像情報がビデオコントローラ（図示省略）によって受信され、その受信された画像情報が、レーザ発光書込部により光変調情報に変換され射出される。そして、そのレーザ発光書込部から射出された光変調情報は、図２における紙面垂直方向である主走査方向に走査されながらプロセスカートリッジ１４内に像担持体として設けられた感光ドラム１４ａ上にスポット状に結像される。感光ドラム１４ａの表面には、回転方向である副走査方向に移動しながら上述した光スポットが照射され、その光スポットが主走査方向（軸方向）に往復走査されることによって当該感光ドラム１４ａ上に、上述した原稿画像情報に対応した静電潜像が形成される。ついで、その感光ドラム１４ａ上の静電潜像に対して、同じくプロセスカートリッジ１４内に一体的に設けられた現像装置（現像スリーブ）１４ｂから記録材としての現像剤（トナー）が供給されることによって感光ドラム１４ａ上に（未定着）トナー像が形成されるようになっている。
【００２２】
一方、上述した第２の筐体１２は、図３に示されているように、前記第１の筐体１１の上方開口部１１ａに対して公知の機械的スライド機構（図示省略）を介して、略水平方向に往復スライド移動可能に配設されており、図１および図２に示された通常使用位置（閉塞位置）と、図３に示された待避位置（開放位置）との間で、図中の符号ＡおよびＢで示された各矢印のようにスライドしつつ往復移動が行われる構成になされている。そして、図３に示された待避位置（開放位置）まで第２の筐体１２が開放移動された場合には、上述した第１の筐体１１の上方開口部１１ａが外部に露出されることとなり、その上方開口部１１ａを通して、図中矢印Ｃのように前記第１の筐体１１の内部機器等やジャム紙に対するメンテナンス作業を行うことができるようになっている。
【００２３】
例えば、上述したプロセスカートリッジ１４は、前記第１の筐体１１に対して図示を省略した適宜の着脱機構を介して着脱自在に装着される構成になされており、その第１の筐体１１の上方開口部１１ａを通して新旧プロセスカートリッジの入れ替え操作や、各種ユニットや各部品に対するメンテナンス作業、または内部搬送路における記録用紙のジャム処理が行われるようになっている。
【００２４】
一方、上述した第１の筐体１１の下部側には、規定のサイズに裁断されたシート状記録用紙を給送するメイン給紙ユニット１５が配置されている。このメイン給紙ユニット１５を構成している箱状の給紙カセット１５ａは、第１の筐体１１に対して着脱自在となるように装着されており、その給紙カセット１５ａの内部に図示を省略した適宜のサイズのシート状記録用紙が積層状に蓄えられるようになっている。そして、そのシート状記録用紙の積層方向における最上面が、上記給紙カセット１５ａの紙送り方向前端部分（図示右端部分）に配置された給紙ローラ１５ｂの下面側に押し付けられている。この給紙ローラ１５ｂの回転軸に対しては、図示を省略した電磁クラッチのオン・オフ制御を介して適宜のタイミングで回転駆動力が断続され、それによって前記シート状記録用紙に対する給紙動作が実行されるようになっている。
【００２５】
そして、このメイン給紙ユニット１５における給紙カセット１５ａ内に積層されたシート状記録用紙は、給紙ローラ１５ｂの回転によって給紙通路１６側に送り出されていき、その給紙通路１６に設けられた一対のレジストローラ１７，１７のニップ部に突き当てられることによって適宜のタイミングをとられながら、上述した感光ドラム１４ａと対面する転写領域に送り込まれていく構成になされている。その感光ドラム１４ａの転写領域には、当該感光ドラム１４ａの表面に接触するようにして転写手段としての転写ローラ１４ｃが接触するように配置されている。この転写ローラ１４ｃには、転写電圧制御手段により適宜の転写バイアス（通紙印加電圧）が印加され、その転写バイアスによって上述した感光ドラム１４ａ上に形成された（未定着）トナー像がシート状記録用紙上に静電的に転写されるようになっている。
【００２６】
さらに、転写後のシート状記録用紙は、前記プロセスカートリッジ１４の近傍に配置された定着搬送部材としての定着搬送路１８を通って定着装置１９内に搬送されていき、その定着装置１９内に設けられたフィルムユニット１９ａおよび加圧ローラ１９ｂによる加熱定着動作によってシート状記録用紙上のトナー像が固定されるようになっている。そして、その定着装置１９における加熱定着動作によってトナー像を固定されたシート状記録用紙は、当該定着装置１９の出口部から排紙ローラ２０の排出搬送作用によって排紙トレイ２１上に排出されていく構成になっている。
【００２７】
一方、上述した第１の筐体１１の背面には画像形成動作等を制御する不図示の制御基板が配置されている。この制御基板には、画像形成動作等を実行する指令を出す制御手段としての中央処理装置（ＣＰＵ）およびプログラム等が格納されたメモリが搭載されており、その中央処理装置（ＣＰＵ）がメモリから必要なプログラムを読み出して実行することによって、後述する定着制御に関するフローチャート等にて表した処理を含む複写機の動作が実現される。
【００２８】
次に、図４は、本実施例の操作部２５を示している。タッチパネルであるＬＣＤ表示部２６にはさまざまな複写条件が表示される。また、テンキー部２７によって、複写枚数などの入力を行い、スタートキー２８を押下することによって、複写動作を開始することができる。選択した設定を解除する場合は、リセットキー２９を押下することにより、設定解除することができる。
【００２９】
図５は、本実施例のＬＣＤ表示部２６の表示の変化を示した図で、図６は、本実施例の定着制御を表したフローチャートである。図５の（ａ）は、最初の画面（イニシャル表示）で、複写倍率、用紙サイズ、画像濃度、複写枚数、および詳細設定が表示されている。その中から詳細設定にタッチすると、ＬＣＤ表示部２６は、（ｂ）に移り、用紙サイズ、両面、画像濃度、レイアウト、複写倍率、及び、定着モードの各詳細設定が表示される。この中で、定着モードにタッチすると、ＬＣＤ表示部２６は、（ｃ）に移り、普通紙、厚紙、ＯＨＰ、はがき、封筒の各モードの設定表示、及び、定着確認モードを実行する「定着確認」が表示される。そして、「定着確認」にタッチすると、表示部は、（ｄ）に移り、定着確認モードを実行する表示となり、原稿のセットとスタートキー２８の押下を要求する（図６のＳＴ１、ＳＴ２）。
【００３０】
原稿をセット後、スタートキー２８が押下されると、前述したスキャナ部によって原稿が読み取られ、スキャナ部にセットされた原稿に対する読取画像データが、前述した制御基板の画像形成動作等を実行する指令を出す中央処理装置（ＣＰＵ）に送られ、そこで読取画像データに基づきセットされた原稿の平均印字率が求められる（図６のＳＴ３、ＳＴ４）。
【００３１】
表示部は、（ｅ）に移り、定着性を確認するため、画像が画像形成しようとする記録媒体である用紙上に形成される（図６のＳＴ５）。形成される画像は先に求められた平均印字率の印字率で、Φ３０ｍｍの画像を複数の定着温度で１枚の用紙に形成される。この定着温度は１８０℃から２３０℃までの１０℃毎に変化させる。なお、定着温度を１０℃毎に上昇させて定着するので用紙の搬送速度は通常の画像形成時より低速になる。用紙に印刷が終了すると、（ｆ）に移り、操作者の定着性の確認を待つメッセージが表示される（図６のＳＴ６）。
【００３２】
そして、表示部の「次ヘ」にタッチすると、表示部は、（ｇ）に移り、印刷されている番号の入力と、スタートキーの押下を待つ表示となる（図６のＳＴ７）。そして、スタートキーが押下されると、選択された番号での定着装置の定着温度設定での複写を開始しても良いか確認する画面となる。表示部の「はい」がタッチされると、複写が実行される（図６のＳＴ８、ＳＴ９）。
【００３３】
図７は、本実施例のテストパターン画像の例である。決定された印字率で作成された画像と、番号の入力案内をあわせたもので成り立っている。
【００３４】
図８は、本実施例のテストパターン画像形成時の定着装置の定着温度の時間推移図で、定着温度と時間の関係を示している。時間の数値（１〜６）は、テストパターン画像の番号を示している。本図のように、印刷時に、段階的に定着温度を上げて定着する制御となっている。
【００３５】
以上説明してきた通り本発明にかかる実施形態にかかる定着装置によれば、従来のように記録媒体についてのサイズと厚みだけではなく、紙材質などの違いによる記録用紙の定着性の変動にも対応した定着制御が可能になり、最適な定着性を保証できる画像形成装置を提供することができる。
【００３６】
特に、本実施形態にかかる定着制御手段では、記録用紙に形成しようとする原稿等の画像印字率の平均値をドット比率に基づいて算出し、その算出した印字率でテストパターンを印字し、複数の定着温度で定着した中から、ユーザが任意に選択した定着温度を採用するように構成されていることから、使用する記録媒体の所望する定着性の定着温度を容易に把握されることとなり、低廉な装置で良好な定着動作が可能となる。
【００３７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００３８】
例えば、上述した各実施形態は、フィルム定着の実施例を説明したが加熱体として内部にヒータを配したローラ定着でも良い。また、複写機に対して本発明を適用したものであるが、その他のファクシミリ等、多種多様な画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上述べた本発明にかかる画像形成装置は、複写機を始めとして多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としての複写機の全体構成を表した外観斜視説明図である。
【図２】図１に表した複写機の内部構造の概略構成を表した縦断面説明図である。
【図３】図１に表した複写機のスライド状態を表した外観斜視説明図である。
【図４】図１に表した複写機の操作部を表した模式的説明図である。
【図５】本発明の一実施形態における図４に表した操作部の表示部を表した模式的説明図である。
【図６】本発明の一実施形態における定着制御のフローチャートを表した線図である。
【図７】本発明の一実施形態における記録媒体に対するテストパターンを表した線図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるテストパターン画像印刷時の定着装置の定着温度の時間推移を表した線図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１，１２  装置本体
１４  プロセスカートリッジ
１４ａ  感光ドラム
１４ｂ  現像装置
１４ｃ  転写ローラ
１８  搬送路
１９  定着装置
【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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