(57)【要約】      （修正有）【課題】経時使用で部材が劣化などして定着ニップ圧が変化した場合でも、常に最適圧に再調整して高画質の画像を出力する。【解決手段】定着装置はそれぞれ無端に形成された加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０で構成され、両ベルト間の定着ニップ部で加圧力を最適圧に調整する。定着ニップ圧が変化したことを検出し、調整モードへの移行する。加圧力に応じて発色反応を示す感圧紙を送り込み、画像読取手段で読み込んで「濃度情報」を得る。制御手段は、基準となる濃度の基準値と、感圧シートＰで得た濃度の測定値とを比較して演算し、両値の差に応じた作動信号を調整手段に送って作動させ、加圧カム１７０を好適な位相角度位置まで回動させる。加圧カム１７０の回動で梃子部材１７１が加圧ローラ１２１に圧接する力を変化させ、加熱ベルト１３０側との定着ニップ圧を設定圧つまり最適圧に再調整する。【選択図】図１２
2009122511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の画像情報を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段からの画像情報に基づいてシートにトナー像を形成する画像形成手段と、シートに形成されたトナー像をその圧接部で加熱する一対の画像加熱部材と、前記一対の画像加熱部材の少なくとも一方を移動させることによって前記圧接部での圧力を調整する調整手段と、を有する画像形成装置において、
前記圧接部において加圧されて感圧シートに記録された圧力情報を前記画像読取手段によって読み取り、この読み取られた圧力情報に基づいて前記調整手段によって前記圧接部での圧力を調整する調整モードを実行させる実行手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記実行手段は、前記調整モードを指示するための操作部と、前記操作部において前記調整モードが指示された際に圧力情報が記録された感圧シートを前記画像読取手段の画像読取部にセットするように促す手段と、を有することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
シート上のトナー像を加熱する画像加熱装置においてシートに付与する圧力を調整する調整方法において、
前記画像加熱装置の圧接部において感圧シートを加圧する工程と、
前記感圧シートに記録された圧力情報を読み取る工程と、
読み取られた感圧シートの圧力情報に基づいて前記画像加熱装置の圧接部においてシートに付与する圧力を調整する工程と、
を有することを特徴とする調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式による複写機、レーザービームプリンタなどの画像形成装置に係り、それに装備された定着装置としての画像加熱装置の圧接部において記録材などのシートに付与する圧力を調整する調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の像担持体上に形成された可視画像をシートに転写し、そのシート上の可視画像を加熱および加圧して定着する定着装置は、一般には表面にゴムなどの弾性層を有する加熱ローラと加圧ローラのローラ対で構成されている。その場合、加熱ローラに加圧ローラを圧接して表面を弾性変形させることで定着ニップ部が形成される。その定着ニップ部に可視画像としてトナー像が転写されたシートを送り込み、トナー像を加熱および加圧して永久定着することによってシート上に画像を記録形成する。
【０００３】
ところで、定着ニップ部ではシートに加えられる圧力が常時適正圧になるように設定しておく必要がある。加圧力に過不足があって適正圧でない場合、シートやこの上のトナー像にストレスを与えて画像不良の原因となる。たとえば、加圧力が大き過ぎるとシートに皺が生じて品位を欠くものとなる。逆に、加圧力が不足すると定着ニップ部のニップ幅が狭まり、シートの必要領域を加熱するだけの熱量が足りなくなる。その結果、トナーを十分に軟化させることができないので粘着性が低下し、グロスが低下する。加圧力が不足するとさらに、シートと加熱ローラとの間でスリップが生じて搬送力を低下させる。このように、不適正な加圧力では高光沢度で品位のある高画質画像が得られず、画像形成能率を落として生産性の低下につながる。
【０００４】
また一方、近年、画像形成装置では画像形成速度がますます高速化してきており、それに合わせてより大きな加圧力が設定される傾向にある。それによって、画像形成装置の耐久性向上や長寿命化も要求されるので、耐久性が延びた画像形成装置のライフサイクルを通じて、一貫した定着装置における定着ニップ圧の安定化が求められている。
【０００５】
定着装置にて安定した定着ニップ圧でもって高光沢度で高品位の画像を出力し、生産性を向上させるために本出願人は先に従前のローラ対構造に代えて定着ローラと無端状の定着ベルトを用いたベルト定着装置を提案している（たとえば、特許文献１参照）。また、定着ベルトと加圧ベルトで構成した定着装置も提案されている(たとえば、特許文献２参照)。
【０００６】
通常、定着装置においてベルトを用いる場合、ニップ幅を広げるためにベルトの内側に加圧用のローラとばね部材が設けられることが多い。しかしその場合、ベルトと加熱ローラとの間にニップが形成され、かつベルトと加圧ローラとの間にもニップが形成されるので、定着ニップ部の形状が複雑化してしまう。また、経時使用によって加圧用のばね部材の特性が劣化したり、ベルトとの間で定着ローラや加圧ローラの表面のゴム弾性層が劣化すると、定着ニップ部における加圧力の設定が根底から崩れる。加えて、部材に用いた金属部分や樹脂部分が応力限界であるクリープ（creep）に達した際、ローラ側との回転摩擦でベルトの表面層が削れて摩滅などし、定着ニップ部の加圧力が変わってしまう。
【０００７】
そうした経時使用による部材の劣化を考慮し、本出願人は定着装置の駆動トルクを常時モニタして監視し、加圧力を常に最適値に維持できるようにした画像形成装置を提案している（たとえば、特許文献３参照）。また、ニップ幅を検出して測定値を求めることで加圧力を調整するニップ圧調整方法も提案されている(たとえば、特許文献４参照)。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５-２９２７１３号公報
【特許文献２】特開２００４-３４１３４６号公報
【特許文献３】特開２００５-３２６７１９号公報
【特許文献４】特開平１１-２０２６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述のベルト方式定着装置では、無端状ベルトの内面に加圧用のばね部材を摺接させているため、ベルト内面が磨耗粉などのためにトルクが高まる心配がある。したがって、製品として出荷されてユーザが使用中の画像形成装置にあっては、定着ニップ部の加圧力をモニタして調整する機能が備わっていても、現実問題として調整の最適タイミングを見逃しやすい。
【００１０】
また、特に上記特許文献４のニップ幅を測定するニップ圧調整方法ではＯＨＰ用紙などのシート上にニップを形成する。その場合にニップの光沢が変化すれば、そのニップを検出して測定ができても、光沢度まで原稿読取装置で正確に読み取ることは困難である。さらに、稼動時には駆動力が働くので、そうした動的に測定した稼動中のニップ幅（圧分布）と、静的に測定したときのニップ幅（圧分布）とでは異なってくる。したがって、特許文献４では駆動力によってニップ幅が変動する動的圧分布を考慮した調整法を設定しづらい。
【００１１】
本発明の目的は、たとえば部材の劣化で定着ニップ圧が変化したと判断した場合に圧力測定モードに切り替え、感圧記録材から読み取った濃度情報に基づいて定着ニップ圧を最適圧に調整し、高光沢度で高品位の画像出力が可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、画像形成装置において画像加熱装置としての定着装置の圧接部にてシートに付与する圧力を最適圧に調整する調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明に係る代表的な画像形成装置は、原稿の画像情報を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段からの画像情報に基づいてシートにトナー像を形成する画像形成手段と、シートに形成されたトナー像をその圧接部で加熱する一対の画像加熱部材と、前記一対の画像加熱部材の少なくとも一方を移動させることによって前記圧接部での圧力を調整する調整手段と、を有する画像形成装置において、前記圧接部において加圧されて感圧シートに記録された圧力情報を前記画像読取手段によって読み取り、この読み取られた圧力情報に基づいて前記調整手段によって前記圧接部での圧力を調整する調整モードを実行させる実行手段を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明に係る調整方法は、シート上のトナー像を加熱する画像加熱装置においてシートに付与する圧力を調整するにあたって、前記画像加熱装置の圧接部において感圧シートを加圧する工程と、前記感圧シートに記録された圧力情報を読み取る工程と、読み取られた感圧シートの圧力情報に基づいて前記画像加熱装置の圧接部においてシートに付与する圧力を調整する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置によれば、たとえば経時使用によって部材が劣化などして画像加熱部材の圧接部における圧力が変化した場合、そのことを判断した調整手段は調整モードに切り替える。調整手段は実行手段を作動せて調整モードを実行させることにより、圧接部の圧を最適圧に調整することで、高光沢度で高品位の画像をシートに出力することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の調整方法によれば、感圧シートに記録された圧力情報を読み取り、この読取情報に基づいて画像加熱装置の圧接部でシートに付与する圧力を再調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成装置とその調整方法の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
≪画像形成装置本体≫
図１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置および複合機など画像形成装置の装置本体１００の構成を示し、記録材や転写材などのシートＳ上に転写された未定着画像に熱と圧を加えて永久定着処理する定着装置（画像加熱装置）が備わっている。但し、画像形成装置の具体例としてフルカラー中間転写方式のものが図示されているが、特にそれに限定されるものではない。
【００１９】
装置本体１００は、たとえばＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の４色トナー像に対応して表面で静電潜像を担持する像担持体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えている。以下、記述の煩雑化を避けるためにそれら４つの像担持体を符号２０で代表させて説明し、以下の帯電手段、露光手段、現像装置などについても同様に代表させた符号で記述する。
【００２０】
４つの像担持体２０の表面は一次帯電手段２１によって所要の電位に一様に帯電され、その後、露光手段２２によって像担持体２０の表面を露光することによって、それら像担持体２０上に静電潜像が形成される。そして、像担持体２０上の静電潜像は、現像装置２３によって現像剤を用いて現像され、トナー像として可視画像化される。
【００２１】
図１に示すように、装置本体１００では上記４色のトナー像形成に対応する画像形成手段２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋが直列に配置され、可視画像化するまでのプロセスを各色ごとに並列処理するタンデム方式が採用されている。
【００２２】
現像装置２３によって現像された像担持体２０上のトナー像は、一次転写装置２４によってたとえば無端状ベルトによる中間転写体２５上に順次重畳させて一次転写とされる。そして、全色一次転写された中間転写体２５上のトナー像は、二次転写装置２６によってシートＳ上に一括転写される。シートＳは、給紙手段によって二次転写装置２６まで搬送される。二次転写後、未定着のトナー像を担持したシートＳはベルト方式の本実施形態による定着装置（画像加熱装置）２７へと搬送され、定着装置２７で加熱されかつ加圧されることで未定着のトナー像が溶融軟化して定着され、定着を終えると排紙トレイ２８へと排紙される。
【００２３】
以上のように、帯電、露光、現像、転写、そして定着までの一連の画像形成プロセスが実行され、シートＳ上に画像が記録形成される。なお、モノクロの画像形成装置ではブラックの画像形成手段のみが存在する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像形成手段の並び順や構成はこの限りではない。
【００２４】
なお、つぎに説明する定着装置２７を含む装置本体１００の全体のシステム制御は制御手段（図示略）によって統括して行われる。制御手段は、制御部と演算部からなるＣＰＵ（中央演算処理装置）、各種情報やデータを記憶して書き込んで格納しかつ読み出しが可能なメモリなどで構成される。この制御手段は、つぎに説明する本実施形態の要旨の「調整モード」を実行する実行手段として機能する。
【００２５】
≪定着装置≫
つぎに、図２〜図５を参照して、本実施形態の画像形成装置本体１００に画像加熱装置として備わる定着装置２７について詳記する。
【００２６】
定着装置２７は、図２に示す以下の各分材からなる加圧体を有している。すなわち、加圧体の主部となる無端状に形成された加圧ベルト１２０を有している。この加圧ベルト１２０は後述する加熱ベルト１３０と共に一対の画像加熱部材を構成し、両ベルト間には圧接部としての定着ニップ部が形成される。また、加圧ベルト１２０は加圧ローラ１２１とテンションローラ１２２との両ローラ間に掛け渡されて周回動する。また、加圧ベルト１２０の内面に接触する方向に付勢された状態でオイル塗布ローラ１２３が、たとえばテンションローラ１２２と加圧パッド１２５との間に配置され、シリコンオイルを供給するようになっている。オイル塗布ローラ１２３は、１０００ＣＳ程度の粘度を有する耐熱シリコンオイルを含浸した耐熱アラミドフェルトと耐熱アラミドフェルトの表層に多孔質ＰＴＦＥ層よりなるシート状のオイル塗布制御膜で形成されている。
【００２７】
上記加圧体の各部材について、加圧ローラ１２１は、たとえばステンレス（ＳＵＳ）製の中実棒材でもって外径をφ２０に形成され、加圧ベルト１２０と次に説明する加熱ベルト１３０とのニップ域の出口側に配置されている。テンションローラ１２２は、たとえば同じくステンレス材料によって外径がφ２０、内径φ１８程度に形成された中空ローラであり、加圧ベルト１２０に適度な張力を付与するローラとして機能する。図３に示すように、テンションローラ１２２の両端部は軸受１２６で軸支され、張力付勢ばね１２７でもって加圧ベルト１２０に常時最適な張力をたとえば１００Ｎで維持できるよう設定されている。さらに、テンションローラ１２２の内部には発熱体としてのヒータ１２８（図２参照）が装着されて加圧ベルト１２０を加熱するようになっている。ヒータ１２８はここではたとえばハロゲンヒータを用いているが、熱源として使用できれば他のものも利用できる。
【００２８】
また、上記加圧パッド１２５は、加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０との間に形成される定着ニップ部の領域でいう入口側、つまり加圧ローラ１２１の上流側に対応した加圧ベルト１２０の内側に設けられ、たとえばシリコンゴムで形成されたものである。この加圧パッド１２５は、たとえば４００Ｎといった設定圧でもって加圧ベルト１２０に押し当てられており、加圧ローラ１２１との間にニップを形成している。
【００２９】
つぎに、定着装置２７は、図２に示すように、上記加圧体との間に圧接部としての定着ニップ部を形成する加熱体が以下の各部材によって構成されている。
【００３０】
加熱体は主部となる無端状に形成された加熱ベルト１３０を有し、この加熱ベルト１３０は駆動ローラ１３１とテンションローラ１３２との両ローラ間に掛け渡されて周回動する。加熱ベルト１３０としては耐熱性を具備しておれば適宜選定することができる。たとえば、厚さ５０μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層に、たとえば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングして表層にＰＦＡチューブを被覆したものを用いることができる。また、加熱ベルト１３０は、誘導加熱コイル１３５によって発熱させられるとともに耐熱性を具備したものであれば適宜選定することができる。たとえば、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に、たとえば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングして表層にＰＦＡチューブを被覆したものを用いることができる。したがって、誘導加熱コイル１３５に交流電流を通電するとコイル周りに磁力線が発生し、加熱ベルト１３０の金属層に渦電流を生じさせる。この電流が金属層の抵抗によってジュール熱に変化して金属層を発熱させる。それにより、加熱ベルト１３０が加熱される。
【００３１】
上記加熱体の各部材について、駆動ローラ１３１は、たとえばステンレス中実材料の外径をφ１８に形成した芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成形したものである。この駆動ローラ１３１は、加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０との間の定着ニップ部の領域でいう出口側に配置され、加圧ローラ１２１との圧接によって表面ゴムの弾性層が弾性変形して歪ませられるものである。テンションローラ１３２は、ベルト張力を常時最適に維持すべく、たとえば１２０Ｎに設定した張力を付与するようになっている。このテンションローラ１３２は、たとえばステンレス材料で外径φ２０、内径φ１８程度に形成された中空ローラである。そうしたテンションローラ１３２は加熱ベルト１３０の走行方向に直交したベルト幅方向への蛇行を調整するための「ステアリングローラ」として機能するとともに、ベルト張力付与用ローラとして機能する。
【００３２】
また、一対の画像加熱部材を構成する加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０との間の定着ニップ部の領域でいう入口側には、つまり駆動ローラ１３１の上流側に対応する加熱ベルト１３０の内側にパッドステイ１３７が設けられている。このパッドステイ１３７はたとえばステンレス材料で形成されたものである。また、パッドステイ１３７は、たとえば設定圧４００Ｎで前述した加圧体側の加圧パッド１２５に押し当てられており、駆動ローラ１３１との間にニップを形成している。
【００３３】
以上の構成による加圧体および加熱体において、待機時には加圧ベルト１２０が１４０℃に維持され、加熱ベルト１３０は２００℃に維持されるよう設定されている。
【００３４】
したがって、定着装置２７では以下のように作動ならびに作用する。
【００３５】
通常の画像形成時においては、駆動ローラ１３１に駆動源から回転動力が伝達されて、加熱ベルト１３０が周回方向への回動を開始する。加熱ベルト１３０は駆動ローラ１３１から確実に回動を伝達され、記録材などのシートＳを安定して搬送する。加熱ベルト１３０との摩擦力で連れ回されて加圧ベルト１２０が周回動する。但し、定着ニップ部にシートＳが存在していると加圧ベルト１２０が確実に従動しない場合もあり得る。加圧ローラ１２１は加圧ベルト１２０のそうした周回動を補助している。
【００３６】
本実施形態の場合、加圧ベルト１２０のベルト内面における周速度に対して、加圧ローラ１２１の周速度を１％だけ早めている。加熱ベルト１３０に従動する加圧ベルト１２０の回動と、加圧ローラ１２１によって補助される回動との速度差は、加圧ベルト１２０と加圧ローラ１２１との間の滑りで吸収している。加圧ベルト１２０と加圧ローラ１２１との摩擦力を低減させるために、加圧ベルト１２０のベルト内面にシリコンオイルをオイル塗布ローラ１２３から供給している。
【００３７】
かかる通常稼動中、図４および図５に示すように、加圧ベルト１２０や加熱ベルト１３を周回動中にずれないで正常位置にて回動させるには相応の力を働かせる必要がある。その力をベルト保持力とすれば、そのベルト保持力よりも寄り力が大きく上回ると、ベルト幅方向の一方側に滑って片寄り移動する。片寄りさせようとする寄り力が働くのは加圧ベルト１２０よりも加熱ベルト１３０の方が強く大きい。本実施形態では、加熱ベルト１３０の端部に臨む位置にてベルト端位置を検出するためのベルト検出センサ１５９が設けられている。ベルト検出センサ１５９から出力されたベルト端検出信号は制御手段に送られる。制御手段ではそのベルト端検出信号に基づいた制御でもってテンションローラ１３２の傾きを変化させることで、ベルト片寄りを修正する制御を行う。
【００３８】
≪シート圧の調整モード実行≫
このような画像形成動作を繰り返して経時使用されると、定着装置２７を構成する部材や機器が劣化などすることがある。そうした場合、シートの圧接部である定着ニップ部では最適圧の設定が変化する。その変化を適宜検出手段でもって検出し、制御手段は検出信号を受け取ると実行手段として調整手段に作動指示信号を送って作動させ、最適圧に再調整するための調整モードを立ち上げる。
【００３９】
但し、調整モードを立ち上げるのは、そうした機材の劣化などで最適圧が変化した場合だけとは限らない。たとえば、定着装置２７を通紙させたシートＳのコピー枚数が設定した限界枚数に達するとその信号回数でフラグを立て、フラグ信号によって制御手段は定着ニップ圧再調整が必要な時期に達したと判断し、調整モードを立ち上げることもできる。さらには、装置本体１００上の操作パネル（操作部）に設けた選択キーを押して調整モードを指示するための入力信号を制御手段に送り、あるいは何かのエラー信号を検出したときとか、トナーカートリッジなどを交換したことを示す検出信号を制御手段に送る。それによって強制的に調整モードを立ち上げるように構成することもできる。
【００４０】
以下は、経時使用による部材の劣化などに起因した定着ニップ圧の変化に対して、制御手段が圧力測定モードを設定して適正圧に再調整する場合の制御例である。
【００４１】
定着ニップ圧が変化すると、それをニップ圧検出センサ（図示略）が検出する。その検出信号に基づいて制御手段は調整モードを立ち上げ、その旨の指示信号や作動信号を制御信号として出力する。調整モードへの実行時、操作パネルなどの操作部における表示手段に調整モードに移行する旨を表示してユーザに知らしめる。
【００４２】
また、後述する理由から、加熱ベルト１３０の表面温度がたとえば１７０℃に、加圧ベルト１２０の表面温度が１２０℃になるまで、調整モードの実行を開始せず待機時間としている。
【００４３】
図６以下の図に示すように、調整モードへの移行開始によって、定着装置２７の定着ニップ部に対して、加圧力に応じて発色反応を示す感圧シートＰを「被測定サンプル用の感圧紙」として送り込む。定着ニップ部での挟持通紙中に加圧された感圧シートＰは圧に応じて発色する。そうした圧力情報を保持した感圧シートＰは画像読取手段としての原稿読取装置１６０（図９参照）に送られ、画像情報として濃度を読み取る。その濃度情報は制御手段に送られる。制御手段は、受け取った画像読取手段１６０からの圧力情報による濃度の測定値と、メモリに記憶保持されている基準濃度による基準値との比較を行い、演算結果から両値の差に応じた作動信号を定着装置２７の調整手段に送って作動させる。すなわち、図１２に示すように、調整手段を構成する加圧カム１７０と梃子部材１７１を動作させて、加熱ベルト１３０側に対して加圧ローラ１２１による加圧力を最適圧に再調整する。
【００４４】
ここで、感圧シートＰについては、ポリマーで形成したものが使用され、本実施形態では発色剤や顕色剤の支持体としてＰＥＴ樹脂が用いられている。ＰＥＴ樹脂は１８０℃程度の高温で軟化することが知られている。したがって、高温の１８０℃になっているような高温部を通過させるには不適であるので、前述のように、ベルト表面温度が１８０℃以下で１７０℃程度に下がるまで待機させる。また、感圧シートＰを定着ニップ部で挟み込んで搬送する際の送り速度にもよるが、加熱体としての加熱ローラ１３０や加圧体としての加圧ローラ１２０の各表面温度が１８０℃以下の条件下で圧力測定モードを実行する。温度管理は、ベルト内面に当接する位置に配置された温度検出手段としてサーミスタやサーモスイッチなどを用い、これらからの温度検出信号を常時モニタして、それに基づいて制御している。
【００４５】
本実施形態の場合、加熱体を構成する加熱ローラ１３０の温度が２００℃付近に保持されており、稼動中のエラーやカードリッジ交換などを示す信号や表示をきっかけにして調整モードに移行した場合は、定着装置２７の温度が下がっているので都合がよい。ベルト表面温度が１８０℃以下に下がった段階で、制御手段は操作パネルの表示部にその旨を知らしめるアナウンスを表示させ、圧力情報が記録された感圧シートＰを画像読取手段の画像読取部にセットするよう手段として促す。
【００４６】
待機時間を終えたことを知らせる表示や信号によって、図６に示すように、定着装置２７など一体化した定着搬送ユニット１５０を装置本体１００から引き出す。この操作はユーザでも行うことができる。
【００４７】
定着装置２７の上流側で二次転写装置２６（図１参照）の下流側にあたる搬送経路(以下、「定着前搬送路」という)１４０に定着前搬送ベルト１４１が設置されている。この定着前搬送ベルト１４１上に感圧シートＰを載置してセットする。
【００４８】
但し、図７に示すように、定着前搬送路１４０の付近に配置したトレイ１４２に感圧シートＰを収納しておき、調整モードの実行時にトレイ１４２から感圧シートＰを給紙する構造でも可能である。
【００４９】
定着前搬送路１４０はベルト搬送構造であり、ベルト上部に設けた無数の空孔からファンで空気を吸引し、搬送中の感圧シートＰを吸着保持することで、安定したシート搬送を実現している。本実施形態ではベルト搬送構造であるが、感圧シートＰの着色が避けられ、また感圧シートＰに設定外の圧力が付与されなければ、ベルトに代えた他の搬送手段でも可能である。
【００５０】
感圧シートＰの具体例として、たとえばプレスケール(富士フイルム株式会社の商品名)を使用することができる。このプレスケールは使用温度２５℃、使用湿度８０％ＲＨの環境下で、図８に示すように加圧力０．２ＭＰａから０．６ＭＰａまでの範囲で、マゼンタ濃度が０．２から０．９まで変化する特性を示す。そうした感圧シートＰを、発色剤層を有するＡフィルムと、顕色剤層を有するＣフィルムとを２枚重ねにした状態で使用する。Ａフィルムには、ＰＥＴ樹脂である支持体として発色剤が封入されたマイクロカプセルが塗布されており、外部からの圧力よってマイクロカプセルが破壊され、封入されていた発色剤が顕色剤と反応し、着色する仕組みである。この仕組みのため、使用温度が高いほどマイクロカプセルに付与される圧力が大きくなるため、発色反応がより顕著になる。
【００５１】
但し、感圧シートＰは２枚重ねシートとしたものに限定されず、３枚重ねまたはそれ以上複数枚重ねにした感圧シートＰを使用するタイプのものでも可能である。ただその場合、感圧シートＰを３枚以上重ねると、感圧シートＰの総厚さが大きくなり、普通紙などの厚さに対するニップ部の加圧力と異なってしまう可能性がある。より好ましくはシートの総厚みは普通紙程度、厚くても２００μｍ程度が望ましい。
【００５２】
また、感圧シートＰのサイズとしてはＡ４サイズ以上が望ましいが、定着ニップ部の大きさに合わせて任意である。本実施形態の場合、搬送方向に直交する方向でいうところの記録材横幅寸法が３２０ｍｍ、搬送方向でいう記録材搬送縦長さ寸法が９０ｍｍの感圧シートＰを用いている。
【００５３】
また、かかる感圧シートＰとして、温度２５℃、湿度８０％に近い環境下で加圧力0.2MPaを付与した際のマゼンタ濃度が0.2に近い値を示し、また加圧力0.6MPaを付与した際のマゼンタ濃度が0.9に近い値を示す特性を有するものを用いることができる。
【００５４】
したがって、かかる感圧シートＰを定着前搬送ベルト１４１上に載置してセット後、定着搬送ユニット１５０を画像形成装置の装置本体１００に再び挿し入れて装着する。
【００５５】
作動オンによって、感圧シートＰは定着ニップ部に挟み込まれて行く形で搬送され、その後排紙トレイ２８へと排出される。その際の搬送速度は、通常のいわゆる普通紙を通紙する速度と同様である。本実施形態では記録材搬送速度を２８０ｍｍ／ｓｅｃに設定している。加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０との間の定着ニップ部にて挟持された感圧シートＰは加圧され、その圧力に応じて顕色剤と発色剤が反応して赤色になる。この赤色は顕色剤と発色剤の組み合わせによって、どのような色になるのかが決まる。
【００５６】
排紙トレイ２８に感圧シートPが排出されると、排出され着色された感圧記録材Pを原稿読取装置（画像読取手段）１６０にセットすることを促すように、操作パネルにアナウンスが表示される。排紙トレイ２８に排出された感圧シートＰを、図９に示す原稿読取装置（画像読取手段）１６０にセットすると、用紙の有無を検知する図示しないセンサが感圧シートPのセットを検知し、操作パネルにスタートボタンを押す旨がアナウンスされる。複写機上面に標準装備されている原稿読取部１６１を利用して読み取ることもできるし、また通常オプション仕様である原稿自動搬送読取装置１６２(ＡＤＦ)を用いることもできる。読取部またはＡＤＦでは、図示のような読取方向と感圧シートＰの搬送方向に直交する方向を合わせて感圧シートＰを横長送り姿勢にセットする。すなわち、図１０に示すように、９０ｍｍの記録材搬送縦長さ寸法に対して記録材横幅寸法３２０ｍｍのほぼ全幅にわたって読み取りを行う。
【００５７】
スタートボタンを押すことで制御手段が読み取りを開始する。読み取りは、感圧シートＰが定着ニップ部にて加圧されて着色反応を示してから１０分間程度を経過後、読取部にセットされて行うことが望まれる。なぜなら、圧力を受けて顕色反応を示す感圧シートＰは反応が完全に終了するまでに１０分間程度の時間を要するためである。本実施形態で使用する感圧シートＰは１０分間に９５％の発色をする特性を有する。但し、１０分後としたが、図示しない情報記憶部に記憶されている濃度情報が、どれだけの時間を置いた後に測定されたかによって任意である。より好ましくは、反応が完全に終了し、退色反応を示さない時間内であるたとえば１時間後に濃度読み取りを行うことが好ましい。
【００５８】
そこで、原稿読取装置１６０にセットされた感圧シートＰに対して、コピーボタンを押釦操作して感圧シートＰの色濃度読取が図１０のように行われる。原稿読取部では、ラインスキャンで読み取るため、画像の長手方向全域にわたって濃度が読取られる。画像読取部が搬送方向に移動することで、感圧シートＰの搬送方向の濃度を読み取ることができる。
【００５９】
感圧シートＰの長手方向つまりこの場合は記録材横幅方向において、マゼンタ（Ｍ）色成分の濃度情報としてそのプロファイルを読み取り、読み取った濃度プロファイル信号を制御手段に送信する。読み取る色濃度は、上記発色剤の色によって任意でよいが、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）のなかで、加圧力に対して最も感度の高い色が選ばれるべきである。
【００６０】
濃度プロファイル信号を受け取った制御手段では、その濃度プロファイル信号に基づいて以下の制御を実行する。
【００６１】
図１０に示すように、長手方向である感圧シートＰの横幅寸法方向の濃度プロファイルは、制御手段によって記録材搬送方向に平均化処理される。制御手段は、記録材横幅寸法の全幅３２０ｍｍのうち、両端部の１０ｍｍずつを除いた有効幅３００ｍｍの範囲で画像の長手方向の濃度プロファイルを平均化する。図１１は、有効幅３００ｍｍの範囲において測定した濃度を示す。
【００６２】
制御手段は、メモリに格納されている基準濃度プロファイルである基準値を読み出す。その濃度の基準値と、原稿読取装置１６０から得て平均化した長手方向の記録材端部の濃度プロファイルによる測定値とを比較し、その差分をＣＰＵで演算する。その算出値に基づいて制御された作動信号が出力され、定着装置２７に備わる調整手段を作動させるための作動アクチュエータに送信される。
【００６３】
≪定着装置の調整手段≫
ここで、かかる調整手段の構成について説明する。
【００６４】
図１２に示すように、調整手段は、加圧カム１７０を有し、この加圧カム１７０は作動アクチュエータによって回動動作し、梃子部材１７１を回動ピン１７１ａを支点にして梃子回動させる。その梃子部材１７１の回動によって加圧ローラ１２１を押圧し、その加圧ローラ１２１によって付与する加圧力つまり定着ニップ圧を最適圧に調整する。すなわち、梃子部材１７１に背面側から押圧力を与える加圧カム１７０を回動させることにより、梃子部材１７１を回動変位させて加圧ローラ１２１に接触した状態で加圧力を高めることができる。
【００６５】
梃子部材１７１から受けた押圧力は加圧ローラ１２１のローラ軸の端部を軸支する軸受アームに働き、その軸受アームを通して加圧ローラ１２１に加圧力を与える。そして、その加圧ローラ１２１を通して加圧ベルト１２０に力を働かせる仕組みである。加圧ローラ１２１に直接押圧力を付与させないでローラ軸受である軸受アームを介して加圧力を働かせる。そうすることで、梃子部材１７１からの押圧力で加圧ローラ１２１が撓んで傷つくのを防いでいる。その場合、加圧ローラ１２１のローラ軸の中央部に加圧力が働くことが望ましく、その中央部に働く加圧力を目標値にするうえで、加圧ローラ１２１のローラ外径を好適なクラウン形状にしている。すなわち、感圧シートＰの端部の濃度は上記加圧カム１７０の位相角度の位置によるクラウン量で決まる。同様に、感圧シートＰの中央部の濃度は加圧カム１７０の位相角度の位置によってクラウン量で決定される。そのため、制御手段では、加圧ローラ１２１を介して加圧ベルト１２０に伝わる加圧力を調整する際、基準に定めた濃度の基準値と感圧記録材端部で測定した濃度の測定値とを比較し、比較から生じた差分を調整すればよいことになる。図１１に示す濃度範囲にあって、実際に加圧力の調整に有効利用できる範囲は記録材端部から５０ｍｍまでである。
【００６６】
濃度の基準値と測定値との比較演算によって、それに応じて制御手段は加圧力可変機構に作動信号を出力して送出し、調整手段を作動させて最適圧になるように再調整する。
【００６７】
図１３は、加圧カム１７０によって保持される梃子部材１７１の位相位置と加圧力との相関を示す特性グラフである。加圧カム１７０を回動させて位相位置を変えると、加圧力（ＭＰa）は図中の実線による曲線特性を示す。耐久面で部材の劣化が進行すると、図中の一点鎖線による曲線特性で示すように、加圧カム１７０の位相位置に対して、ローラ表面の弾性層であるゴムが劣化し、また加圧用の付勢ばねがヘタリなどによって劣化し、その結果加圧力が小さく不足してしまう。すると、通常は加圧カム１７０の位相位置の角度θに対して加圧力がＰであった関係が、加圧力Ｐ’になってしまう(Ｐ＞Ｐ’)。
【００６８】
このような状態の定着装置２７では、図１４の特性図における符号Ａ’部のように、加圧力が適正範囲にある状態よりも感圧シートＰの濃度が低くなる。基準濃度ＡとＡ’の差を制御手段のＣＰＵの演算部で算出し、加圧力ＭＰａがＰとなる加圧カム１７０の保持位相角度θ’になるように演算部から作動アクチュエータに対して作動信号を送る。作動アクチュエータは作動信号を受け取ると、加圧カム１７０の保持位相角度がθ’となるように適宜角度に回転させ、加圧力ＭＰａをＰに調整する。
【００６９】
その際、感圧シートＰの長手方向であるこの場合記録材横幅寸法の方向に対して、前と奥の両方で独自に制御を展開できる加圧力可変機構であるならば、加熱ローラ１３１や加圧ローラ１２１に回転駆動力が入力されたときの圧力変動を、より高精度に調整できる。
【００７０】
逆に、基準濃度の範囲よりも高い図１４中の符号Ｂ部であれば、図１３における加圧カム１７０の位相角度θ１を小さくし、加圧力ＭＰａをＰ１から減少させる。通常概念では定着装置２７の耐久性が低下するに伴い加圧力が減少するから、加圧力を増加する指向での制御が行われるが、坪量の小さい紙、いわゆる薄紙などを通紙したい場合、加圧力を減少させるという可能性もある。
【００７１】
以上から明らかなように、本実施形態の画像形成装置によればつぎの作用や効果が得られる。
【００７２】
（１）経時使用による劣化などで定着ニップ圧に変動が生じたとき、発色剤や顕色剤の支持体とするＰＥＴ樹脂製の感圧シートＰを「被測定サンプル用の感圧紙」として用いる。加熱ローラ１３０や加圧ローラ１２０の各表面温度を１８０℃以下にしてから、調整モードを選択して実行させる。
【００７３】
（２）定着装置２７の温度が１８０℃以下に下がった段階で、操作パネルにその旨を知らしめるアナウンスが表示され、定着装置２７など一体化した定着搬送ユニット１５０を装置本体１００から引き出す。定着前搬送ベルト１４１上に感圧シートＰをセットするように促す。定着搬送ユニット１５０を画像形成装置の装置本体１００に再び挿し入れて装着する。
【００７４】
（３）感圧シートＰは定着ニップ部に挟み込まれ、加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０との間の定着ニップ部に狭持されて加圧力を受ける。そのときの加圧力に応じて感圧シートＰは顕色剤と発色剤が反応して赤色になる。
【００７５】
（４）排紙トレイ２８に排出された感圧シートＰを原稿読取装置１６０にセットし、感圧シートＰを横長送り姿勢にセットしてたとえば９０ｍｍの記録材搬送縦長さ寸法に対して記録材横幅寸法３２０ｍｍのほぼ全幅にわたって読み取りを行う。
【００７６】
（５）原稿読取装置１６０にセットされた感圧シートＰに対して、押釦操作して感圧シートＰの色濃度読取を行う。たとえば、マゼンタ（Ｍ）色成分の濃度プロファイルを読み取って、読み取った濃度プロファイル信号を装置本体１００の制御装置に送信する。濃度プロファイル信号を受け取った装置本体１００の制御手段では、その濃度プロファイル信号に基づいた制御を実行する。すなわち、図１０に示すように、制御手段は、感圧シートＰの横幅寸法の全幅３２０ｍｍのうち、両端部の１０ｍｍずつを除いた有効幅３００ｍｍの範囲で画像の長手方向の濃度プロファイルを平均化する。
【００７７】
（６）図１１において、感圧シートＰを有効幅３００ｍｍの範囲で測定した濃度を示す。実際に加圧力の調整に有効利用できる範囲は感圧シートＰの端部から５０ｍｍまでである。制御手段は、メモリに格納されている基準の濃度プロファイル情報である基準値を読み出す。この読み出した基準値と、原稿読取装置１６０で読み取った濃度を平均化した長手方向の感圧シートＰの端部の濃度プロファイルによる測定値とを比較し、その差分を演算する。その算出値に基づいて制御された作動信号を作動アクチュエータに送って調整手段を作動させる。調整手段の加圧カム１７０は作動アクチュエータによって回動動作し、梃子部材１７１を保持する位置を変えることで、加圧ローラ１２１を介して付与する加圧力を、すなわち定着ニップ圧を最適圧に調整する。
【００７８】
（７）加圧カム１７０を回動させて位相位置を変えると、加圧力（ＭＰｓ）が変化する。耐久面で部材の劣化が進行すると、加圧カム１７０の位相位置に対して、ローラ表面の弾性層であるゴムが劣化し、また加圧用の付勢ばねがヘタリなどによって劣化し、その結果加圧力が小さく不足してしまう。このような状態の定着装置２７では、加圧力が適正範囲にある状態よりも感圧シートＰの濃度が低くなる。基準濃度との差をＣＰＵの演算部で算出し、加圧力ＭＰａを好適な圧力に調整する。
【００７９】
（８）以上のように、定着ニップ部における記録材などのシートへの加圧力を常時最適圧に調整制御することにより、シートやこの上に形成された可視像であるトナー像に無理なストレスがかからない。その結果、高光沢性を有し高画質による高品位画像を印刷出力することができる。このことで、画像形成装置の高速化にも対応でき、生産性を高める効果がある。
【００８０】
本発明について好適な実施形態を説明したが、そうした実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内でその他の実施形態、応用例、変形例、そしてそれらの組み合わせも可能である。
【００８１】
たとえば、上記実施形態においては、定着装置２７の構造例として加圧側と加熱側のいずれも無端状のベルトを用い、それら両ベルトの接触間に定着ニップ部を形成する構造を示したが、それに限定されない。たとえば、定着ローラと加圧ローラによるローラ対を用いた定着装置においても本発明の技術思想を問題なく適用できるし、あるいはいずれか一方だけをローラ部材に代えてベルトを用いた構造でも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態を示す図。
【図２】本実施形態の画像形成装置に備わる画像加熱装置としての定着装置を示す図。
【図３】同定着装置を示す図。
【図４】同定着装置を示す図。
【図５】同定着装置を示す図。
【図６】同定着装置を一体化して備えて画像形成装置本体に着脱される定着搬送ユニットを示す図。
【図７】同定着搬送ユニットの作動態様を示す図。
【図８】同実施形態においてマゼンタ濃度と加圧力との相関を示す特性図。
【図９】同実施形態において感圧記録材上の画像情報を読み取る画像読取装置を示す図。
【図１０】同画像読取装置において感圧記録材上の画像情報として濃度を読み取る態様を模式的に示す図。
【図１１】記録材長手方向にわたって読み取った濃度分布を示す特性図。
【図１２】本実施形態の定着装置に備わる調整手段の構成を示す図。
【図１３】同調整手段における加圧カムと加圧力との相関を示す特性図。
【図１４】同調整手段における加圧力と濃度との相関を示す特性図。
【符号の説明】
【００８３】
２０      感光体ドラム（像担持体）
２７      定着装置（画像加熱装置）
２８      排紙トレイ
１００    画像形成装置本体
１２０    加圧ベルト
１２１    加圧ローラ
１２２    テンションローラ
１２３    オイル塗布ローラ
１２４    ベルト規制フランジ
１２５    加圧パッド
１２６    軸受
１２７    張力付勢ばね
１２８    ヒータ
１３０    加熱ベルト
１３１    加熱ローラ
１３２    テンションローラ
１３５    誘導加熱コイル
１３７    パッドステイ
１４０    定着前搬送路
１４１    定着前搬送ベルト
１４２    感圧記録材トレイ
１５０    定着搬送ユニット
１６０    原稿読取装置（画像読取手段）
１６１    原稿読取部
１６２    原稿自動搬送読取装置
１７０    加圧カム（調整手段）
１７１    梃子部材（調整手段）
１７１ａ  梃子の回動ピン
２００    画像形成手段
Ｓ        シート（記録材）
Ｐ        感圧シート
【図６】
2009122511.tif 000003
【図１２】
2009122511.tif 000004
【図１】
2009122511.tif 000005
【図２】
2009122511.tif 000006
【図３】
2009122511.tif 000007
【図４】
2009122511.tif 000008
【図５】
2009122511.tif 000009
【図７】
2009122511.tif 000010
【図８】
2009122511.tif 000011
【図９】
2009122511.tif 000012
【図１０】
2009122511.tif 000013
【図１１】
2009122511.tif 000014
【図１３】
2009122511.tif 000015
【図１４】
2009122511.tif 000016