(57)【要約】【課題】紙種、厚さ、さらには表面性状の違いに拘わらず目標とする定着強度を確保することができる構成を備えた定着装置を提供する。【解決手段】定着された画像３０Ａを対象として、その一部の擦り取り３０Ｂ、両者間での濃度を検知するセンサ３２，３３により検知された濃度の差情報Δの大きさから目標とする定着強度との偏差を割り出して、目標とする定着強度が得られる定着条件（加熱温度、加熱時間に影響する搬送速度、加圧圧力）のいずれか若しくは少なくとも一つを補正制御する制御部４００を備えていることを特徴としている。【選択図】図５
2012163617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体上から記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する定着装置であって、
定着後に前記記録媒体上の定着画像の一部に剪断力を付与して定着後の画像部と異なる画像濃度変化部を形成する手段と、
前記剪断力を付与された画像濃度変化部の定着強度を濃度の変化により検知する定着濃度変化部用定着強度検知手段と、
前記定着後の画像部の濃度を対象として定着強度を濃度の変化により検知する定着画像部用定着強度検知手段と、
入力側に前記各定着強度検知手段が接続され、出力側には定着に用いられる加熱手段、搬送手段及び加圧手段の駆動部が接続された制御部とを備え、
前記制御部は、前記各定着強度検知手段による画像濃度変化部および定着後の画像部間での定着強度に応じて、所定の定着強度を得るために前記駆動部を対象とした定着条件補正制御を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記画像濃度変化部用定着強度検知手段からの情報に基づき、前記剪断力を付与された画像濃度変化部での定着強度を所定状態に矯正すべく、前記加熱手段による加熱温度、前記搬送手段により記録媒体搬送速度及び前記加圧手段による加圧力の少なくとも一つもしくはいずれかの駆動条件を変更可能であることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記画像濃度変化部と定着後の画像部との定着強度差に基づき、前記駆動部での駆動条件を補正制御可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記剪断力を付与して定着後の画像部と異なる画像濃度変化部を形成する手段は、前記記録媒体の厚さ方向に進出して該記録媒体の搬送方向に沿った剪断力を付与する構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記画像濃度変化部用定着強度検知手段は、前記画像濃度変化部において前記記録媒体の搬送方向先端側のみもしくは先端と後端とを含む少なくとも２カ所に設けられていることを特徴とする請求項１，２，４のうちの一つに記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着強度検知手段は、前記画像濃度変化部が前記記録媒体の搬送方向と直角な方向で複数箇所形成された場合に各画像濃度変化部における少なくとも記録媒体搬送方向先端に配置されていることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
【請求項７】
前記制御部は、入力側に種々の操作モードを入力可能な操作部が接続され、該操作部には定着強度測定モードの指令部が設けられ、該指令部からの入力信号に基づき、定着後の画像を対象として画像濃度変化部の形成及び画像濃度変化部と定着後の画像部との定着強度の検知作業を行い、検知結果に基づき前記駆動部での定着条件を制御可能であることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の定着装置。
【請求項８】
前記記録媒体は筐体に対して挿脱可能な収容部に収容され、前記制御部は、前記収容部の挿脱作業時に連動して前記駆動部を対象とした定着条件補正制御を行うことを特徴とする請求項１乃至７のうちの一つに記載の定着装置。
【請求項９】
潜像担持体上から記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する定着方法であって、
定着後の記録媒体に担持されている画像の一部に剪断力を付与して定着後の画像部と濃度変化を来した画像濃度変化部を形成し、該画像濃度変化部と定着後の画像部との定着強度を検知した結果に基づき定着強度に影響する定着条件として用いられる、加熱温度、記録媒体の搬送速度および加圧圧力のいずれかもしくは少なくとも一つを補正制御する定着強度補正モードと、この作業を行わない通常画像作成モードとを選択可能なことを特徴とする定着方法。
【請求項１０】
前記定着強度補正モード時が実行された記録媒体は、定着強度の検知対象となる一面を使用した後、裏面を通常画像作成モードに提供可能であることを特徴とする請求項９記載の定着方法。
【請求項１１】
前記記録媒体の両面を使用する場合、一面での定着強度補正モードが実行された後に行われる裏面を対象とした通常画像作成モード時には、一面を対象とした定着時での蓄熱に応じて前記定着条件を変更可能であることを特徴とする請求項９または１０記載の定着方法。
【請求項１２】
前記定着条件の変更は、前記画像の光沢条件に対応して変更可能であることを特徴とする請求項９乃至１１のうちの一つに記載の定着方法。
【請求項１３】
請求項１乃至８のうちの一つに記載の定着装置もしくは請求項９乃至１２のうちの一つに記載の定着方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、定着方法及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、使用されている記録媒体の種別に拘わらず、目標とする定着強度を得るための構成及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、記録用紙などのシート上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。
【０００３】
定着に用いられる構成には、定着ローラとこれに対向して当接しながら連動可能な加圧ローラとにより構成される熱ローラ定着方式に加えて、定着ローラおよびこれの近傍に配置されている加熱ローラとの間に掛け回されているベルトを用いたベルト定着方式が知られている。後者の方式は、ベルトでの熱伝達の良好性を利用して所定温度までの立ち上がり特性を向上させる利点がある。
【０００４】
一方、記録シートに担持されている未定着トナーは、熱と圧力とにより融解及び浸透することで記録シートに定着される。
このため、上述した定着方式のような接触加熱定着においては、(１)加熱温度、(２)加熱時間、(３)接触圧力が定着強度に対する基本パラメータとして検討されることが知られている。
【０００５】
この場合の定着強度は、トナーとシート表面との界面での接着強度に対応することが知られており(例えば、非特許文献１，２)、トナーの剥離強度をパラメータとすることが考えられる。
【０００６】
一方、トナーが定着される記録シートとして用いられる記録媒体には、普通紙、封書用として特殊な表面処理を施された高級紙、ＯＨＰ用の樹脂製シートなどの多種多様なものが対象とされており、さらには、厚さや表面性も多岐にわたるようになってきている。
【０００７】
これら対象とする記録媒体の種別により一定した定着条件の下では上述した定着強度が所望のものとならなくなる虞れがある。
そこで、従来では、上記の課題に対する対策手段として、いくつかの方法が提案されている(例えば、特許文献１〜３)。
【０００８】
特許文献１には、紙の厚みを光学式センサで検知し、検知した厚みに応じて定着手段の温度制御条件を変化させることで、紙厚みに応じて定着性をコントロールする方法が開示されている。
特許文献２には、普通紙、ラフ紙の記録媒体の種類をユーザーが入力し、入力された情報に基づき、定着温度、定着圧力を変化させることで、記録媒体の種類に応じて定着性を安定化させる手法が開示されている。
しかしながら、記録媒体の厚みや種類に応じた温度制御のみでは定着品質を一定とするには十分でないこともあることを対象として、特許文献３には、例えば、記録媒体の表面性状などのように特性値の違いを考慮し、記録媒体の表面平滑度を検出し、平滑度に応じて定着条件を変えて対応することが開示されている。
【０００９】
上記各特許文献に開示されている方法においては、記録媒体の厚さ、平滑度などの表面性状などの情報に基づき予め設定されている定着条件を変更する場合には、次のような問題がある。
（１）情報取得の正確性に関する問題
（２）情報入力の煩雑性に関する問題
（３）定着強度のばらつきに関する問題
(１)に関しては、センサなどから厚みや平滑度などの情報を入手する際、特に平滑度などの表面性の情報は、定着条件の制御に取り込めるほどの精細かつ正確な情報を得るのは困難であった。またユーザーが正確な情報を入力しなかった場合には、定着不良などが発生してしまうこともあった。
（２）に関しては、ユーザーが用紙を変える度に、正確な情報を一つ一つ入力する必要があり、煩雑であった。
また、（３）として用紙の厚みや平滑度に応じて定着制御条件を変えたにも関わらず定着強度が一定にならない場合がある。これは用紙の繊維種やトナーの付着状況といった、定着強度を決定付ける情報が不足していることが一因と考えられるが、この限りではない。
【００１０】
以上のように、各種記録媒体情報に基づく定着制御では、定着強度が必ずしも一定にならない場合があり、この場合一般的には、定着不良が起きないように、余裕を持たせて熱量を与えて設計されている。このため、定着不良が起きにくい用紙などは熱量過多気味となっていることもあり、それに伴い無駄な消費電力が生じルという新たな問題が生じる虞がある。
そこで、厚さや表面性状を予め検知することで、これら情報に基づいて定着条件の一つである加熱温度をフィードバック処理する構成も提案されている(例えば、特許文献４)。
特許文献４には、液体現像処理された画像を対象とする定着に際し、予め、記録媒体の表面性状に応じて振動可能なプローブを用い、プローブの振幅を圧電素子により検知することで記録媒体の表面性状を判別する構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献４に開示されている構成では、記録媒体の表面性状を予め検知した結果に応じて定着条件を制御することで入力操作などを要することなく記録媒体の表面性状に対応した定着条件の設定が可能となる。
しかし、この構成では、記録媒体の表面性状を対象として定着温度の制御が行われているだけであり、定着されたトナーの定着強度を対象としていない。このため、定着後のトナーの定着強度を判別することはできないままとなっている。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来の定着装置における問題に鑑み、紙種、厚さ、さらには表面性状の違いに拘わらず目標とする定着強度を確保することができる構成を備えた定着装置、定着方法及び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】
【００１３】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）潜像担持体上から記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する定着装置であって、
定着後に前記記録媒体上の定着画像の一部に剪断力を付与して定着後の画像部と異なる画像濃度変化部を形成する手段と、
前記剪断力を付与された画像濃度変化部の定着強度を濃度の変化により検知する定着濃度変化部用定着強度検知手段と、
前記定着後の画像部の濃度を対象として定着強度を濃度の変化により検知する定着画像部用定着強度検知手段と、
入力側に前記各定着強度検知手段が接続され、出力側には定着に用いられる加熱手段、搬送手段及び加圧手段の駆動部が接続された制御部とを備え、
前記制御部は、前記各定着強度検知手段による画像濃度変化部および定着後の画像部間での定着強度に応じて、所定の定着強度を得るために前記駆動部を対象とした定着条件補正制御を行うことを特徴とする定着装置。
【００１４】
（２）前記制御部は、前記画像濃度変化部用定着強度検知手段からの情報に基づき、前記剪断力を付与された画像濃度変化部での定着強度を所定状態に矯正すべく、前記加熱手段による加熱温度、前記搬送手段により記録媒体搬送速度及び前記加圧手段による加圧力の少なくとも一つもしくはいずれかの駆動条件を変更可能であることを特徴とする定着装置。
【００１５】
（３）前記制御部は、前記画像濃度変化部と定着後の画像部との定着強度差に基づき、前記駆動部での駆動条件を補正制御可能であることを特徴とする(１)または(２)に記載の定着装置。
【００１６】
（４）前記剪断力を付与して定着後の画像部と異なる画像濃度変化部を形成する手段は、前記記録媒体の厚さ方向に進出して該記録媒体の搬送方向に沿った剪断力を付与する構成であることを特徴とする(１)または(２)記載の定着装置。
【００１７】
（５）前記画像濃度変化部用定着強度検知手段は、前記画像濃度変化部において前記記録媒体の搬送方向先端側のみもしくは先端と後端とを含む少なくとも２カ所に設けられていることを特徴とする（１）、（２）、（４）のうちの一つに記載の定着装置。
【００１８】
（６）前記定着強度検知手段は、前記画像濃度変化部が前記記録媒体の搬送方向と直角な方向で複数箇所形成された場合に各画像濃度変化部における少なくとも記録媒体搬送方向先端に配置されていることを特徴とする（５）記載の定着装置。
【００１９】
（７）前記制御部は、入力側に種々の操作モードを入力可能な操作部が接続され、該操作部には定着強度測定モードの指令部が設けられ、該指令部からの入力信号に基づき、定着後の画像を対象として画像濃度変化部の形成及び画像濃度変化部と定着後の画像部との定着強度の検知作業を行い、検知結果に基づき前記駆動部での定着条件を制御可能であることを特徴とする(１)乃至(３)３のうちの一つに記載の定着装置。
【００２０】
（８）前記記録媒体は筐体に対して挿脱可能な収容部に収容され、前記制御部は、前記収容部の挿脱作業時に連動して前記駆動部を対象とした定着条件補正制御を行うことを特徴とする(１)乃至(７)のうちの一つに記載の定着装置。
【００２１】
（９）潜像担持体上から記録媒体上に転写されたトナー像を加熱定着する定着方法であって、
定着後の記録媒体に担持されている画像の一部に剪断力を付与して定着後の画像部と濃度変化を来した画像濃度変化部を形成し、該画像濃度変化部と定着後の画像部との定着強度を検知した結果に基づき定着強度に影響する定着条件として用いられる、加熱温度、記録媒体の搬送速度および加圧圧力のいずれかもしくは少なくとも一つを補正制御する定着強度補正モードと、この作業を行わない通常画像作成モードとを選択可能なことを特徴とする定着方法。
【００２２】
（１０）前記定着強度補正モード時が実行された記録媒体は、定着強度の検知対象となる一面を使用した後、裏面を通常画像作成モードに提供可能であることを特徴とする（９）記載の定着方法。
【００２３】
（１１）前記記録媒体の両面を使用する場合、一面での定着強度補正モードが実行された後に行われる裏面を対象とした通常画像作成モード時には、一面を対象とした定着時での蓄熱に応じて前記定着条件を変更可能であることを特徴とする（９）または（１０）記載の定着方法。
【００２４】
（１２）前記定着条件の変更は、前記画像の光沢条件に対応して変更可能であることを特徴とする(９)乃至(１１)のうちの一つに記載の定着方法。
【００２５】
（１３）(１)乃至(８)のうちの一つに記載の定着装置もしくは(９)乃至(１２)のうちの一つに記載の定着方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、定着前の定着条件による定着強度の設定ではなく、定着後の記録媒体に担持されているトナー像の定着強度に基づき、定着強度を目標とする所定の強度に補正するように定着条件を補正している。特に、定着後の画像部およびこの画像部の一部に形成される画像濃度変化部との間での濃度差の大きさにより定着強度の判別を行い、目標とする定着強度が得られるように定着条件を補正制御するので、紙種や厚さ情報さらには表面性状等に関する情報がない場合や正確な入力が行われていない場合であっても、画像の定着強度を目標とする強度に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による定着装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明が対象とする定着装置の構成を説明するための模式図である。
【図３】図２に示した定着装置の特徴部を説明するための模式図である。
【図４】図３に示した構成を対象とする定着強度検知構造を説明するための模式図である。
【図５】本発明による定着装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図６】図３に示した特徴部により形成される記録媒体上での画像の状態の一例を説明するための図である。
【図７】図３に示した特徴部により形成される記録媒体上での画像の状態の別例を説明するための図である。
【図８】図３に示した特徴部により形成される記録媒体上を対象とした検知位置を説明するための一例を示す図である。
【図９】図３に示した特徴部により形成される記録媒体上を対象とした検知位置を説明するための別例を示す図である。
【図１０】図３に示した特徴部により形成される記録媒体上を対象とした検知位置を説明するための他の例を示す図である。
【図１１】図３に示した特徴部により形成される記録媒体上を対象とした検知位置を説明するためのさらに別の例を示す図である。
【図１２】図５に示した制御における加熱温度を対象とする場合の制御形態を説明するための模式図である。
【図１３】図５に示した制御部における記録媒体の搬送速度を対象とする場合の制御形態を説明するための模式図である。
【図１４】図５に示した制御部における加圧ローラの加圧圧力を対象とする場合の制御形態を説明するための模式図である。
【図１５】図５に示した制御部で実行される処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による定着装置を備えた画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
図１において、画像形成装置は、電子写真方式を採用するものであり、筐体構造からなる画像形成装置本体１００の上に画像読取装置２００を設置し、右側面に両面ユニット３００が取り付けられている。
【００２９】
画像形成装置本体１００内には、中間転写装置１０が設けられており、中間転写装置１０は、複数のローラに掛けまわしてエンドレスの中間転写ベルト１１がほぼ水平に張り渡され、駆動ローラによって反時計まわりに走行するようになっている。
図において中間転写装置１０の下には、中間転写ベルト１１の展張方向に沿って、シアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋが併置されてタンデム方式の画像形成部を構成している。
各作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋでは、図中時計まわりに回転するドラム状の像担持体のまわりに、符号を省略するが、作像処理に用いられる帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置などが設置されている。
作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋの下には、露光装置１３が備えられている。
【００３０】
図中、露光装置１３の下には給紙装置１４が設けられており、給紙装置１４には、記録媒体２０を収納する給紙カセット１５が画像形成装置本体１００の筐体に対して挿脱可能に設けられており、図示例では二段に備えてられている。
【００３１】
そして、図中、各給紙カセット１５の右上には、各給紙カセット１５内の記録媒体２０を一枚ずつ繰り出して記録媒体搬送路１６に入れる給紙コロ１７が配置されている。
記録媒体搬送路１６は、図において画像形成装置本体１００内の右側に下方から上方に向けて形成され、画像形成装置本体１００上に画像読取装置２００との間に形成する胴内排紙部１８へと通ずるように設けられている。
記録媒体搬送路１６には、レジストローラ１９、中間転写ベルト１１と対向して二次転写装置２１、定着装置２２、一対の排紙ローラよりなる排紙装置２３などが記録媒体２０の移動方向に順じて設けてられている。
【００３２】
給紙装置１４から繰り出される記録媒体２０の移動方向においてレジストローラ１９の上流近傍には、両面ユニット３００から再給紙し、または両面ユニット３００を横切って手差し給紙装置３６から手差し給紙する記録媒体２０を記録媒体搬送路１６に合流する給紙路３７が連通させてある。
また、定着装置２２を通過した記録媒体２０の移動方向下流側には、両面ユニット３００への再給紙搬送路２４が分岐して設けてられている。
【００３３】
以上のような構成の画像形成装置においてコピーを取るときは、画像読取装置２００で原稿画像を読み取って露光装置１３で書き込みを行い、各作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋのそれぞれの像担持体上に各色トナー画像を形成し、そのトナー像を一次転写装置２５ｃ、２５ｍ、２５ｙ、２５ｋで順次転写して中間転写ベルト１１上にカラー画像を形成する。
【００３４】
一方、給紙コロ１７の１つを選択的に回転して対応する給紙カセット１５から記録媒体２０を繰り出して記録媒体搬送路１６に入れ、または手差し給紙装置３６から手差し記録媒体を給紙路３７に入れる。そして、記録媒体搬送路１６を通して搬送ローラ１９で搬送してタイミングを取って二次転写位置へと送り込み、上述したごとく中間転写ベルト１１上に形成したカラー画像を二次転写装置２１で記録媒体２０に転写する。画像転写後の記録媒体２０は、定着装置２２で画像定着後、排紙装置２３で排出して胴内排紙部１８上にスタックする。
【００３５】
記録媒体２０の裏面にも画像を形成するときには、再給紙搬送路２４に入れて両面ユニット３００で反転してから給紙路３７を通して再給紙し、別途中間転写ベルト１１上に形成したカラー画像を記録媒体２０に二次転写して後、再び定着装置２２で定着して排紙装置２３で胴内排紙部１８に排出する。
【００３６】
図２は、図１に示した画像形成装置に用いられる定着装置２２の構成を示す模式図である。
図２に示すように本発明による定着装置２２は、記録媒体２０の搬送路を挟んで対向する定着ローラ１および加圧部材としての加圧ローラ２と、定着ローラと加熱ローラ４との間に掛け回された定着ベルト３とを有するベルト定着方式が用いられている。
【００３７】
定着ベルト３を挟んで定着ローラ１と対向する加圧ローラ２は、図示しないバネなどの弾性手段により定着ローラ１側に向けて付勢されることで定着ローラ１との当接部に定着ニップｎを形成できるようになっている。
定着装置２２では、定着ベルト３への加熱制御が行われるようになっており、そのための構成として、加熱ローラ４近傍に配置されている非接触式温度センサ６と、非接触式温度センサ６からの信号に基づきハロゲンヒータ５のデューティ制御を実行する定着温度コントローラ９２ａと、定着温度コントローラ９２ａによりハロゲンヒータ５への電力印加駆動を行うＰＷＭ駆動回路９２ｂとを備えている。
【００３８】
加熱制御は、目標温度に対する非接触式温度センサ６からの検知信号との偏差に応じてハロゲンヒータ５への単位時間あたりの通電時間を制御する、いわゆる、デューティ制御により定着ベルト３の温度を目標温度に維持するようになっている。なお、熱源としては、上述したハロゲンヒータに限るものではなく、例えば、セラミックヒータや電磁誘導加熱（ＩＨ）を用いることも可能である。
【００３９】
次に、上述した定着装置２２を対象として本発明の特徴について説明すると次の通りである。
本発明における定着装置２２は、紙種や厚さ、さらには表面性状に拘わらず、所望の定着強度を得るようにしたことを特徴としている。
【００４０】
つまり、記録媒体へのトナー像の定着は、熱と圧力を用いてトナーの融解および浸透作用による記録媒体への接着工程により実現され、接着強度に対応する定着強度、つまり、剥離に対する耐久性を確保することが必要となる。
しかし、紙種や厚さの違いによっては、予め入力した情報に基づく定着条件である加熱熱量（温度や加熱時間）の設定が行われた場合でも、実際にトナー像が定着される記録媒体の紙種や厚さだけでなく、表面性状によっては予め設定した定着条件による所望の定着強度が得られなくなる場合がある。このため、予め入力される紙種や厚さに応じた熱量に余裕を見込んで加熱温度を設定することもあり、これにより電力消費量の増加や、紙種によっては、過熱状態によるホットオフセットあるいは、これとは逆に熱量不足によるコールドオフセットなどの新たな問題が発生する。
【００４１】
このような問題に対処するため、本発明では、定着後のトナー像の定着強度に基づき定着条件を補正するようになっている。これにより、記録媒体において実際に担持されているトナー像の定着強度を、紙種や厚さ、さらには表面性状などに拘わらず確保できるようにしている。
【００４２】
以下、この特徴を実現するための実施例について説明する。
図３は、本発明実施例による定着装置２２における特徴部の一部を示す図であり、同図において、記録媒体２６が定着装置２２を通過した後の搬送路には、定着後の記録媒体２９に対して記録媒体２９の厚さ方向に進入可能なブラシ部材２７がスプリング２８によって一定圧を設定されて接触できるようになっている。
【００４３】
ブラシ部材２７は、定着後の記録媒体２９に担持されているトナー像の一部に剪断力を付与することにより、図６に示すように、記録媒体全域に形成されたトナー像、換言すれば、定着後の画像の一部を、図７に示すように(便宜上、ブラシ部材２７の位置を通過した記録媒体を符号３０で示す)、搬送方向に平行して擦り取ることにより定着されたトナー層の一部を除去して、濃度を定着後の画像部３０Ａと異ならせた画像濃度変化部３０Ｂを形成する。
画像濃度変化部３０Ｂは、記録媒体３０における搬送方向中央部(図７参照)あるいは、搬送方向と直角な方向に相当する記録媒体の幅方向で２カ所などの複数箇所(図１０参照)に形成されるようになっている。
なお、本実施例では、画像濃度変化部ブラシ部材２７を備えた箇所を定着強度検知処理部３１としている。
【００４４】
定着後の記録媒体３０上に担持されているトナー像には、上述したように、一部のトナーを擦り取られることで定着後の画像部３０Ａと異なる濃度の画像濃度変化部３０Ｂと定着後の画像部３０Ａとを対象として定着強度、つまり、各部でのトナーの剥離強度を濃度の差により検知するための構成が用いられている。
【００４５】
図４は、このための構成を示す模式図であり、同図において定着された時点での濃度を有する、定着後の画像部３０Ａを対象として、いわゆる、定着画像部用定着強度検知手段に相当する濃度センサ３２と、定着された時点の画像部３０Ａの一部が擦り取られることで濃度が定着後の画像部３０Ａと異なる画像濃度変化部３０Ｂを対象として、いわゆる、画像濃度変化部用定着強度検知手段に相当する濃度センサ３３が設けられている。
【００４６】
図５は、上述した各濃度の検知結果に基づいて定着条件を所定の定着強度が得られる条件に補正制御する制御部の構成を示すブロック図である。
図５において制御部４００は、画像形成処理のためのシーケンスプログラムを実行する制御部が用いられ、図４に示した濃度センサ３２，３３が入力側に接続され、出力側には定着要素の一つとなる加熱温度設定に用いられるハロゲンヒータ５の駆動部(便宜上、図３に示した符号９２ｂを用いる)、加熱時間設定に用いられる加圧ローラ２を対象とした搬送手段駆動部４０１，後で構成を説明するが、加圧力設定に用いられる加圧手段駆動部４０２がそれぞれ接続されている。
【００４７】
図８乃至図１１は、制御部４００の入力側に接続されている濃度センサ３２，３３の配置構成を説明するための図であり、図８には、記録媒体３０の幅方向中央１カ所に濃度変化部３０Ｂが形成されている場合が示されており、この場合には、定着後の画像部３０Ａ、画像濃度変化部３０Ｂにおいて記録媒体３０の搬送方向中央部に濃度センサ３２，３３が配置されている。なお、図８乃至１１において、濃度センサの配置位置を便宜上、符号Ａ、Ｂにより示す。
【００４８】
図９には、図８に示した場合と同様な画像濃度変化部３０Ｂが形成されている場合が示されており、この場合には、画像濃度変化部３０Ｂにおける記録媒体搬送方向の先端側および後端側に画像濃度変化部用定着強度検知手段としての濃度センサ３３が配置され(便宜上、図中において符号Ａ１，Ａ２で示す)、定着画像部用定着強度検知手段として用いられる濃度センサ３２は、記録媒体搬送方向先端側に位置する濃度センサ３３Ａに対応させた位置(図中、符号Ｂで示す位置)に配置されている。
【００４９】
図１０には、記録媒体３０の幅方向で２カ所に画像濃度変化部３０ＡＢが形成されている場合を示しており、この場合には、各画像濃度変化部３０Ａにおいて記録媒体搬送方向先端側に濃度センサ３３(図１０中では、符号Ｂで示されている)が、そしてこれら濃度センサ３３に対応させた位置で定着後の画像部３０Ａには濃度センサ３２(図１０中では、符号Ａ１、Ａ２で示されている)が配置されている。
【００５０】
なお、図１１は、濃度センサの数を減らす工夫をした例であり、この場合には、画像濃度変化部３０Ｂが記録媒体３０の搬送方向において一部に形成されており、この画像濃度変化部３０Ｂに対向して一つの濃度センサが設けられている。このような画像濃度変化部３０Ｂの形成により、記録媒体３０の搬送途中で濃度センサ３２による検知状態が変化することを利用して定着後の画像部３０Ａでの定着強度および濃度変化部３０Ｂでの定着強度を検知することも可能となる。
【００５１】
一方、図５に示した制御部４００では、次の処理が実行される。
《１》定着後の画像部を対象とした定着強度と画像濃度変化部を対象とした定着強度との差が、所定値以上に大きい場合には、定着強度が低いと判断してトナーの接着性に影響する定着条件である、加熱温度、加熱時間、加圧力のいずれかあるいは少なくとも一つを対象として定着条件を補正する。
《２》上述した定着強度に基づく定着条件の補正処理を行う定着強度補正モードと、この補正を行わないで通常の画像形成を実行する通常画像作成モードとを設定し、これら各モードがユーザーにより選択された場合にそのモードを実行する。  
《３》上述した定着強度補正モードの実行時期として、上述したモード選択に加えて、給紙装置の給紙カセット１５の挿脱操作が行われたときとする。
【００５２】
《１》に示した処理のうちで加熱温度に関する処理は、図１２に示す形態が用いられる。
つまり、制御部４００において濃度センサ３２，３３からの検知結果に基づき、両者間での定着強度差Δを求め、その差情報Δが制御部４００における目標制御温度演算部に送信される。制御部４００における目標制御温度演算部では、目標温度との偏差を解消すべく加熱温度の設定値が求められ、設定値信号が定着温度コントローラ９２ａを介してＰＷＭ駆動部９２ｂに送信されて目標温度へのデューティ制御(単位時間あたりの通電時間の制御)が実行される。
【００５３】
これにより、定着強度を所定の強度に設定できるように定着条件が補正され、後続する記録媒体を対象とした定着時での定着強度を保証することができる。
ただし、初期条件から補正された定着条件により後続の記録媒体への定着作業が可能であるが、実際にその補正条件で定着強度が目標の強度に達しているかを確認する意味で、補正後に今一度、テスト画像を印字して濃度センサ３２，３３による濃度検知を行って補正状態が適正であるかどうかを判断することが誤差発生を防止する上で望ましい。
【００５４】
なお、定着後の画像部での定着強度が目標の定着強度にない場合も想定されるが、この場合には、ブラシ部材２７によって剪断力を付与した際に擦り取られるトナーの量が多くなる傾向が得られるので、定着後の画像部との濃度差も大きくなることを前提として画像濃度変化部での定着条件を適正化すれば定着後の画像部での定着強度も所定の強度に復元されるといえる。
【００５５】
図１３は、定着条件のうちで加熱時間に影響する記録媒体の搬送時間を対象とする制御の形態を示している。
同図においては、制御部４００において濃度センサ３２，３３からの検知結果を用いて、図１２に示した場合と同様に、濃度センサ３２，３３間での定着強度の差情報Δに基づき、目標の加熱熱量が得られる加熱時間に対応する搬送速度が加圧ローラ用駆動モータ回転速度演算部において演算され、加圧ローラの駆動部(図では搬送手段(パルスモータ)駆動部４０１と表示されている)に対して制御パルスが出力されて加圧ローラ２の駆動源であるパルスモータ２Ａの回転速度制御が実行される。
【００５６】
図１４は、定着条件のうちでトナーの浸透度に影響する加圧ローラ２の加圧圧力を対象とする制御の形態を示している。
図１４に示されている加圧ローラ２は、回転軸が加圧機構により定着ローラ１に対する加圧圧力を設定されるようになっている。
【００５７】
つまり加圧機構５００は、加圧ローラ２の回転軸に当接する揺動可能な加圧レバー５０１と、加圧レバー５０１と同軸を揺動支点とし、揺動端には加圧レバー５０１の揺動端との間に圧縮コイルバネ５０２が配置されるとともにこの圧縮コイルバネの搭載位置と反対側の面に偏心カム５０３が当接している押圧部材５０４とで構成されている。
偏心カム５０３は、パルスモータＭによって回転量を設定されるようになっており、パルスモータＭは、加圧手段(パルスモータ)駆動部４０２により回転制御されるようになっている。
【００５８】
このような加圧機構５００を対象とした場合、制御部４００において濃度センサ３２，３３からの検知結果を用いて、図１２，図１３に示した場合と同様に、濃度センサ３２，３３間での定着強度の差情報Δに基づき、目標の定着強度が得られる加圧圧力に対応するカム回転角度がカム回転角度演算部にて演算され、その結果に応じてパルスモータＭが回転量を制御される。
【００５９】
一方、《２》に示した処理は、図５において符号４０３で示す操作パネルに設けられているモード選択キーの操作状態を判別することで実行される。
つまり、例えば、長時間の放置が続いた後の始動時などにオペレータが試しプリントをしたいような場合、操作パネル２０３においてモード選択指令を出すことにより、定着強度の最適化を図ることができる。
【００６０】
なお、操作パネル４０３には、上述したモード選択キーの他に、上述した試しプリントに用いた記録媒体を通常の画像作成モードによる両面プリントで使用してもよい場合に対応するキー(図示されず)も設けられている。
この場合には、試しプリントに用いられて一面を有する記録媒体の裏面に新たな画像を形成する両面プリントが可能となるが、試しプリント直後などでは、試しプリント時の蓄熱により、裏面への画像定着の際に過熱状態となる虞もある。
【００６１】
そこで、本実施例では、一面への試しプリント直後に試しプリントに用いた記録媒体の裏面への画像形成を行う場合を対象として、上述した制御部４００では、試しプリントにより補正した定着条件に対して蓄熱分を差し引いた定着熱量が得られるように、予め試しプリントから裏面へのプリント開始時までの経過時間に応じて変更するマップが登録されている。
従って、蓄熱がない場合、つまり試しプリント後、記録媒体が冷めた状態あるいは試しプリントを行わなかった記録媒体への画像形成時には、試しプリントにより得られた定着条件の補正内容に基づき後続の記録媒体への定着が実行される。
【００６２】
次に、《３》に示した処理は、図５において符号４０４で示す開閉スイッチから信号が入力されたときに定着強度補正モードが実行される。
開閉スイッチ４０４は、詳細を図示しないが、給紙カセット１５を挿脱する際に開放される開閉カバーと対向する筐体の壁部に設けられており、画像形成装置の稼働時に開閉カバーが開放されると信号を出力する。
【００６３】
制御部４００では、開閉スイッチ４０４からの信号を入力されると、記録媒体の種類が同じ場合(例えば、記録媒体の補充が行われる場合)も含めて変更されたと判断して、定着強度補正モードを実行する。これにより、紙種が変更された場合には、自動的にその紙種に応じた定着強度を得るようになっている。
【００６４】
また、本実施例では、定着条件の補正に関して、例えば、トナー像の光沢度の選択に応じて行うことも可能である。つまり、光沢度はトナーのガラス転移点が影響するので、その温度が得られるように定着条件を変更することで、定着強度補正の構成をそのまま用いることが可能となる。
【００６５】
図１５は、以上に説明した処理手順を示すフローチャートである。
図１５において、モードの判別が行われ（ＳＴ１），通常画像作成モードである場合には光沢度の選択が行われたかどうかが判別される（ＳＴ２）。光沢度の選択が行われていない場合には、通常画像作成モードが実行される（ＳＴ３）。
【００６６】
通常画像作成モード時には、定着強度補正処理が行われないので、予め操作パネル２０３において入力された紙種情報などを元に定着条件が設定される。
ステップＳＴ２において光沢度の選択が行われた場合には、光沢度が得られる定着条件が設定されて画像形成が実行される（ＳＴ４）。
【００６７】
一方、ステップＳＴ２において定着強度補正モードが選択されている場合には、試しプリントのためのテストパターン画像が形成され（ＳＴ５）、定着後の記録媒体がブラシ部材２７により剪断力を付与されて画像の一部が擦り取られることにより図６あるいは図１０に示す画像濃度変化部３０Ｂが形成される（ＳＴ６）。
画像の一部が擦り取られた記録媒体は、濃度センサ３２，３３によって定着後の画像部と画像濃度変化部との濃度をそれぞれ検知され（ＳＴ７）、その検知結果が制御部２００に入力される（ＳＴ８）。
【００６８】
制御部２００では、濃度検知結果に基づき定着後の画像部と画像濃度変化部との濃度の差情報Δを割り出し（ＳＴ９）、この差情報に基づく目標定着強度が得られる定着条件との偏差を解消すべく、図１２乃至図１４において説明した制御形態を用いて、加熱温度、搬送速度および加圧圧力をパラメータとしてそれらのいずれかもしくは少なくとも一つを対象として定着条件を補正し、補正結果に対応した制御形態、つまり、温度制御、駆動モータ速度制御、および接触圧力制御が行われる（ＳＴ１０）。
【００６９】
一方、上述した定着強度補正処理が実行されると、プリントモード(印字モード)の判別が行われ(ＳＴ１１），両面モードである場合には、試しプリントをした記録媒体をそのまま次のプリントに用いるかどうかを判別し（ＳＴ１２）、そのまま用いる場合には蓄熱分を考慮したマップに基づき定着条件を、過熱状態が生じない条件に補正する（ＳＴ１３）。
この処理は、試しプリントに用いた記録媒体のみを対象とするものであり、当該記録媒体が排出されるとステップＳＴ９の処理に移行して後続の記録媒体を対象とした定着作業が実行される。
【００７０】
さらに、画像形成処理時において画像形成装置の稼働時に給紙カセット１５の挿脱作業が行われると、この状態を開閉スイッチ１５からの信号により監視し（ＳＴ１４）、開閉スイッチ１５からの信号入力時には、ステップＳＴ５以降の定着強度補正処理が実行される。
以上のような実施例においては、記録媒体の紙種や厚さあるいは表面性状が実際の定着対象と記録媒体と異なっている場合でも、定着後の記録媒体に担持されている画像の定着強度を検知することにより、実際の記録媒体での所定の定着強度を確保することが可能となる。
従って、実際の記録媒体に対して過熱や電力消費が増加するような定着条件の設定が避けられることになる。
なお、定着装置の構成として、上述したベルト定着方式に限らず、熱ローラ定着方式を対象とすることも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  定着ローラ
２  加圧ローラ
５  ハロゲンヒータ
２２  定着装置
３０  定着後の記録媒体
３０Ａ  定着後の画像部
３０Ｂ  画像濃度変化部
３２，３３  濃度センサ
９２ｂ  加熱手段駆動部
４００  制御部
４０１  搬送手段駆動部
４０２  加圧手段駆動部
４０３  操作パネル
４０４  開閉スイッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７２】
【特許文献１】特開２００３−９８７６９号公報
【特許文献２】特開２００５−２０１９４７号公報
【特許文献３】特開２００５−１２８００４号公報
【特許文献４】特開２００９−０２５０２９号公報
【非特許文献１】１９９７年  ６月２０日株式会社コロナ社発行  電子写真学会編集「電子写真技術の基礎と応用」第１９５頁(１)定着品質
【非特許文献２】２００９年  ９月２０日東京電機大学出版局発行  日本画像学会著 「電子写真  プロセスとシミュレーション」第７８頁(２．５定着)
【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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