JP2011059308A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ユニットの劣化レベルを正確に判定し、画像品質の悪化を未然に防ぐとともに、装置のダウンタイムを低減させた画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像形成ユニットにより多次色を含む所定のトナー像をテストパターンＴＰとして記録紙Ｐ上に形成させる制御部１０２と、定着前のテストパターンＴＰの色を検知するセンサ８０ａと、定着ユニットによる定着後のテストパターンＴＰの色を検知するセンサ８０ｂと、センサ８０ａ，８０ｂの両検知結果に基づき、前記テストパターンＴＰにおける多次色を構成する一次色ごとの定着前後でのトナー変化量の分布を演算し、演算された、前記テストパターンＴＰにおける多次色を構成する一次色ごとの定着前後でのトナー変化量の分布に基づき、定着ユニットの劣化レベルを判定し、該判定結果に基づき異常であると判定された場合に、警告信号を出力する劣化判定手段１０４と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱定着方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。

熱定着方式を用いた画像形成装置では、記録紙上に形成された未定着トナー画像を定着装置で定着させている。一般に定着装置は熱源を有する定着ローラ又は定着ベルトである定着部材とこれに圧接した加圧ローラである加圧部材とで構成され、定着ローラ又は定着ベルトと加圧ローラのニップ部で、未定着トナー画像を加熱加圧することで記録紙に定着させている。

このような定着装置では、加熱された定着ローラ又は定着ベルトが記録紙上の未定着トナーと直接接触するため、トナーの一部が定着ローラ又は定着ベルト表面に付着して残る、オフセットと呼ばれる現象が問題となる。オフセットによる一次的な影響は、記録紙上のトナーが抜けることによる画像品質の悪化である。さらにオフセットして定着ローラ又は定着ベルト上に付着したトナーが、再度転写紙側へ付着することによって画像品質が悪化するという二次的な影響もある。

そこでオフセットによる画像品質への影響を防ぐために、定着ローラ又は定着ベルトの表面部にトナーとの離型性を向上するための離型層を形成することで、オフセットを低減する手法が一般的に用いられている。離型層としてはトナー離型性に優れたフッ素樹脂やシリコンゴム等が用いられている。またオフセットして定着ローラ又は定着ベルトに付着したトナーによる二次的な影響を防ぐために、定着ローラ又は定着ベルトのクリーニング装置を備えた定着装置も用いられている。

しかしながら、この離型層は画像形成が繰り返されるに従って記録紙との接触や記録紙用の剥離爪によって磨耗する。するとオフセットが増加し、画像品質が悪化してしまうという問題があった。また画質の悪化が判明してからサービスマンを呼ぶのでは、メンテナンスが終了するまで装置が利用できずダウンタイムが長くなり、ユーザーの作業効率が低下してしまうという問題があった。

そこで、特許文献１には、定着装置の劣化レベルを判定し装置のダウンタイムを低減させる目的で、記録紙（転写紙）上に形成し定着されたテストパターンから、定着ローラ又は定着ベルト１周分が過ぎた箇所に生じるオフセットの二次的な影響による記録紙の汚れ濃度を濃度センサで検出し、その検出結果に基づき定着装置の劣化レベルを判定するとともに、異常と判定された場合は警告信号を装置本体の表示部と遠隔診断システムに出力する画像形成装置が提案されている。

また特許文献２には、定着ローラ表面に設置された光センサにより定着ローラ表面からの反射率を演算し、定着装置の保守時期を予測する画像形成装置が提案されている。

しかしながら、定着装置がクリーニング機構を備えている場合は二次的な影響による画像品質の悪化は低減されるため、二次的な影響のみから定着装置の劣化レベルを正確に判定することが困難である。またトナー付着量が多い二次色や三次色といった多次色ではオフセットが起こりやすい。それ故劣化レベルの判定は多次色のテストパターンにより行うことが望ましいが、反射率の変化のみからの判定では多次色のオフセットによる影響を正確に検出できないという問題がある。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、定着ユニットの劣化レベルを正確に判定し、画像品質の悪化を未然に防ぐとともに、装置のダウンタイムを低減させた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 記録媒体上に複数色のトナーを重ね合わせた多次色のトナー像を形成するトナー像形成ユニット（レーザー光源ユニット２０、感光体ユニット３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｋ、中間転写ベルト４１、転写ローラ５１）と、該記録媒体上のトナー像を熱定着させる定着ユニット（定着ユニット６０）と、を有する画像形成装置において、前記トナー像形成ユニットにより多次色を含む所定のトナー像をテストパターン（テストパターンＴＰ）として記録媒体（記録紙Ｐ）上に形成させる制御手段（テストパターン発生手段１０１、制御部１０２）と、定着前の記録媒体上の前記テストパターンの色を検知する第１検知手段（センサ８０ａ）と、前記定着ユニットによる定着後の記録媒体上の前記テストパターンの色を検知する第２検知手段（センサ８０ｂ）と、前記第１検知手段と前記第２検知手段の両検知結果に基づき、前記テストパターンにおける多次色を構成する一次色ごとの定着前後でのトナー変化量の分布を演算する演算手段（劣化判定手段１０４、ステップＳ２０１，Ｓ２０２）と、前記演算手段により演算された、前記テストパターンにおける多次色を構成する一次色ごとの定着前後でのトナー変化量の分布に基づき、定着ユニットの劣化レベルを判定する判定手段（劣化判定手段１０４、ステップＳ２０３）と、前記判定手段の判定結果に基づき異常であると判定された場合に、警告信号を出力する警告信号出力手段（劣化判定手段１０４、ステップＳ２０４）と、を備えることを特徴とする画像形成装置（図１，図４，図６）。
〔２〕 前記〔１〕に記載の画像形成装置において、前記第１検知手段及び第２検知手段が同一の受光センサを共有し、光路を選択的に切り替えることで定着前及び定着後のテストパターンの色を検知することを特徴とする画像形成装置（図８〜図１０）。
〔３〕 前記〔１〕に記載の画像形成装置において、前記警告信号出力手段は、警告信号を装置本体に設けられた表示部（表示部１０５）、又は通信媒体を介して遠隔地にあるシステム（遠隔システム１０７）に出力することを特徴とする画像形成装置。
〔４〕 前記〔１〕に記載の画像形成装置において、トナー像形成ユニットの制御パラメータを変化させた多次色を含む所定のトナー像を補正用テストパターンとして記録媒体上に形成し、前記第１検知手段による該補正用テストパターンの検知結果に基づき、一次色ごとのトナー付着量が目標値となるように前記制御パラメータを補正する定着前画像補正手段（定着前画像補正手段１０８）を備えることを特徴とする画像形成装置（図１１）。

請求項１の画像形成装置によれば、多次色を含むテストパターンを記録媒体上に形成し、定着前後でテストパターンの色を検知し、該検知結果よりテストパターンにおける多次色を構成する一次色に分解し、一次色ごとの定着前後でのトナー変化量の分布を演算し、定着ユニットの劣化レベルの判定を行うことができる。この定着ユニットの劣化レベルの判定方法は、オフセットの一次的な影響による画像変化を検知して行うため、クリーニング機構を備えた定着ユニットでも離型剤の磨耗によるオフセット量の変動を正確に把握することができる。また、オフセットが発生しやすい多次色の色により画像変化を検知するため、一次色のパターンを濃度や反射率で検知する場合と比較して正確な劣化レベルの判定が可能である。さらに定着ローラなどの定着部材の表面状態を検知するセンサを用いないため、クリーニング機構の取り付け位置の設計自由度が増すという効果もある。
請求項２の画像形成装置によれば、定着前後のテストパターンの検知を同一の受光センサで行うため、画像形成装置の部品コストを低減することができる。
請求項３の画像形成装置によれば、定着ユニットの劣化レベルの判定結果を装置本体に設けられた表示部に出力しユーザーに知らせるとともに、通信媒体を介して遠隔地にあるシステムに出力することでサービスマンが迅速に対応することができ、画像品質の悪化や装置の故障を未然に防ぐことができる。
請求項４の画像形成装置によれば、定着前の補正用テストパターンの検知結果に基づき画像形成に関わる制御パラメータを制御し、定着前の画像を補正することにより、定着ユニットの劣化レベルの判定に用いるテストパターン画像が装置の状態によらず一定になるため、正確な劣化レベルの判定が可能となる。
以上の画像形成装置により定着装置の劣化レベルを正確に判定し、画像品質の悪化を未然に防ぐとともに、装置のダウンタイムを低減させた画像形成装置を提供することが可能である。

本発明に係る画像形成装置の実施形態１であるプリンタの概略構成を示す断面図である。 スポット検知型のセンサ部の構成を示す図である。 ライン検知型のセンサ部の構成を示す図である。 実施形態１のプリンタの制御ブロック図である。 スポット検知型センサにおけるテストパターンの検知例を示す図である。 定着ユニットの劣化判定処理を示すフローチャートである。 累積通紙枚数と定着ユニットの劣化レベルとの関係を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の実施形態２であるプリンタの概略構成を示す断面図である。 実施形態２のプリンタにおける定着前の画像検知方法を示す図である。 実施形態２のプリンタにおける定着後の画像検知方法を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の実施形態３であるプリンタの制御ブロック図である。 定着前画像を補正するテストチャートを示す図である。 現像バイアスとトナー付着量の関係を示す図である。 本発明で用いる定着ユニットにおける加圧部材、定着部材の別の構成例（１）を示す断面図である。 本発明で用いる定着ユニットにおける加圧部材、定着部材の別の構成例（２）を示す断面図である。 本発明で用いる定着ユニットにおける加圧部材、定着部材の別の構成例（３）を示す断面図である。

以下、本発明に係る画像形成装置について説明する。
（実施形態１）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。実施形態１は本発明を画像形成装置であるフルカラーレーザービームプリンタに適用している。

始めにプリンタの構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成を示す図である。このプリンタは、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを記録紙（記録媒体ともいう）上で重ね合わせて画像を形成する画像形成装置である。装置本体は給紙ユニット１０、レーザー光学ユニット２０、ＹＣＭＫ各色の感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋ、中間転写ベルト４１、転写ローラ５１、定着ユニット６０、排紙ローラ７１、センサ部８０ａ、８０ｂを備えている。

ＹＣＭＫ各色の感光体ユニット３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋはそれぞれ、潜像担持体である感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋと、前記感光体ドラムを所望の電位に帯電する帯電器３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｋ、前記感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーによって現像する現像器３３Ｙ、３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｋ、前記感光体ドラム上に残った転写残トナーを回収するクリーナー等で構成されている。

また定着ユニット６０は、記録紙上の未定着トナーを加圧加熱し、記録紙上に定着する定着ローラ６１と加圧ローラ６２を備えている。

定着前の記録紙上の画像を検出するセンサ部８０ａは転写ローラ５１と定着ユニット６０の間、定着後の画像を検出するセンサ部８０ｂは定着ユニット６０と排紙ローラ７１の間にそれぞれ記録紙搬送面に向けて配置されている。

図２は、スポット検知型のセンサ部８０ａ、８０ｂの構成図の例である。
センサ部８０ａ、８０ｂは、光源８１と受光センサ８２から構成され、光源８１からの光が記録紙Ｐ上のテストパターンＴＰで反射され、受光センサ８２で受光されるようになっている。なお、光源８１には例えば白色ＬＥＤ、受光センサ８２にはフォトダイオードチップ上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれに対応するカラーフィルタが形成されたＲＧＢカラーセンサを用いればよい。あるいは、光源８１にＲＧＢ３色のＬＥＤ、受光センサ８２にカラーフィルタなしのセンサを用いてもよい。

図３は、ライン検知型のセンサ部８０ａ、８０ｂの構成図の例である。
センサ部８０ａ、８０ｂは、ライン型の光源８３及び受光センサ８４、レンズ８５から構成され、光源８３からの光が記録紙Ｐ上のテストパターンＴＰで反射され、レンズ８５を通して受光センサ８４で受光されるようになっている。なお、光源８３には例えば蛍光灯や白色のラインＬＥＤ、受光センサ８４にはラインＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサやＣＩＳ(Contact Image Sensor)センサなどを用いればよい。

なお、スポット検知型、ライン検知型どちらの構成においても、光源と受光センサ、被写体との位置関係は、受光センサで受光される反射光量に対する正反射光成分の割合が小さくなるような配置が望ましい。例えば、光源は被写体面と垂直な軸から４５度の方向から入射し、０度の方向で受光する配置とする。以下、被写体のＲＧＢ値を検知する例で説明するが、被写体の色情報が得られる物理量であれば必ずしもＲＧＢ値でなくてもよい。すなわち他の色彩値や分光データなどでもよい。

次に、図１のプリンタの動作について説明する。
プリンタの動作の形態は通常モードとメンテナンスモードの２種類を設定することが望ましい。通常モードは、ユーザーが入力した画像の出力を目的とする通常の動作形態であり、定着ユニットの劣化判定処理は実行しない。一方、メンテナンスモードは、定着ユニット６０の劣化判定を目的とする動作形態であり、所定のテストパターンを出力し、定着ユニット６０の劣化判定処理を実行する。また、メンテナンスモードはユーザーが図示しない操作部からメンテナンスモードを選択した場合、又は一定動作時間経過後や一定枚数出力後など予め設定された所定のタイミングで実行する。

劣化判定処理を実施するメンテナンスモード時の動作を以下に述べる。
図４は、図１のプリンタのメンテナンスモード時における制御ブロック図である。
テストパターン発生手段１０１では、予め記憶された定着ユニット６０の劣化レベルを判定するためのテストパターン信号を発生させる。ここで、テストパターンは定着でのオフセットが発生しやすい多次色を含むパターンを用いる。多次色とはイエロー、シアン、マゼンタなどの一次色を重ね合わせで形成される二次色や三次色を指す。例えば、シアンとマゼンタの重ねで形成される二次色ブルーのパッチを配置したテストパターンを用いればよい。パッチはシアンとイエローの重ねで形成されるグリーンや、マゼンタとイエローで形成されるレッドなど他の多次色でも良い。以下の説明はこのブルーのパッチを配置したテストパターンの例で行う。

発生したテストパターン信号に基づいて画像形成部１０３で記録紙Ｐ上にテストパターンＴＰが形成される。すなわち、まず帯電器３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｋによって所望の電位に一様に帯電された感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは、テストパターン情報に基づきレーザー光学ユニット２０により露光されて表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に基づいて現像器３３Ｙ、３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｋによりトナーが現像され、中間転写ベルト４１各色順に重ねて転写される。中間転写ベルト４１上に転写された画像（テストパターンＴＰ）は転写ローラ５１との間で給紙ユニット１０から供給された記録紙Ｐ上に転写される。その後定着ユニット６０において定着ローラ６１と加圧ローラ６２により熱及び圧力を加えられ、記録紙Ｐ上にトナーが定着され、排紙ローラ７１により図示しない排出トレイに排出される。

上記の画像形成の過程において、センサ部８０ａは、記録紙Ｐ上に転写された定着前の上記ブルーパッチ（テストパターンＴＰ）のＲＧＢ値を検知する。そして定着後のブルーパッチ（テストパターンＴＰ）のＲＧＢ値をセンサ部８０ｂにより検知する。スポット検知型センサの場合はブルーパッチ上の紙送り方向に複数点のＲＧＢ値を検知する（図５参照）。このとき、センサ部８０ａ、８０ｂが検知する記録紙Ｐ上の位置としては、記録紙Ｐの紙送り方向に直交する方向（幅方向）の任意の位置（例えば中央部）とする。ライン検知型センサの場合は各画素がＲＧＢ値で表された二次元の画像データとして検知する。

劣化判定手段１０４では、定着前後でのテストパターンのＲＧＢ値の検知結果に基づき定着ユニット６０の劣化レベルの判定を行う。

図６は、劣化判定手段１０４における処理の流れを表したフローチャートである。
ステップ２０１では、センサ部８０ａ、８０ｂで検知した結果より、ブルーパッチを形成するシアンのトナー付着量（以下、Ｃ付着量と記す）とマゼンタのトナー付着量（以下、Ｍ付着量と記す）を定着前後でそれぞれ算出する。詳しくは、定着前のＣ付着量及びＭ付着量はセンサ部８０ａにより検知されたブルーパッチのＲＧＢ値、定着後のＣ付着量及びＭ付着量はセンサ部８０ｂにより検知したブルーパッチのＲＧＢ値に基づき算出する。

このＣ付着量及びＭ付着量は、例えば予め作成したＣ付着量及びＭ付着量とブルーパッチのＲＧＢ値の対応関係を表す変換テーブルを用いることで算出できる。変換テーブルは定着前と定着後で別に作成する。スポット検知型センサの場合は検知した各点について、ライン検知型センサの場合はブルーパッチの各画素についてＣ付着量及びＭ付着量を算出する。

ステップ２０２では、ブルーパッチから分解したシアンとマゼンタそれぞれについて、定着前のトナー付着量と定着後のトナー付着量の差を求め、定着前後での各点又は各画素のトナー付着量の変化量を算出する。

ステップ２０３では、定着ユニットの劣化レベルの判定を行う。劣化レベルはステップ２０２で算出した、センサ部８０ａ、８０ｂで検知されたテストパターンＴＰにおける各点又は各画素のシアンとマゼンタのトナー付着量の変化量の分布（センサ部８０ａ、８０ｂが、スポット検知型センサの場合は記録紙Ｐの紙送り方向におけるトナー付着量変化の分布、ライン検知型センサの場合はある一定面積におけるトナー付着量変化の分布となる。）に基づいて算出し、劣化レベルが予め設定した閾値を超えるかどうかで判定する。例えば、劣化レベルが閾値を下回る場合は正常、超えた場合は異常と判定する。

ステップ２０４では、ステップ２０３にて異常と判定された場合に、定着ユニットが異常状態であることを示す警告信号を出力する。劣化判定手段１０４において警告信号が出力された場合は、装置本体に設けられた表示部１０５又はネットワーク１０６を通じて遠隔のシステム１０７に出力する。

以上の劣化判定処理により、定着ユニット６０の劣化レベルを判定することができる。オフセットの発生しやすい二次色を判定に用い、さらに一次色に分解して定着前後での一次色のトナー付着量の変化を詳細に捉えて判定を行うことで、一次色のテストパターンによる単純なトナー付着量の変化量から判定する場合と比較して、精度の高い判定が可能となる。

図７は、図１のプリンタにおける累積通紙枚数と劣化レベルとの関係を表した図である。
ここでは閾値を劣化レベル３．０と設定している。累積通紙枚数が２００Ｋ（２０００００）枚になったときに劣化レベルが閾値の３．０を超え異常と判定された。このときの定着後のブルーパッチの画像は、特に表面層のシアントナーがオフセットにより所々抜けており、初期の画像と比較して粒状性が悪化していた。またブルーパッチの色の変化も確認された。

また、累積通紙枚数２５０Ｋ枚では粒状性や色再現性がさらに大きく悪化するが、異常と判定された累積通紙枚数２００Ｋ枚の時点で警告信号を出力しメンテナンスを行うことで、大幅な画像品質の悪化の防止、及び定着ユニットの故障によるダウンタイムを未然に防ぐことが可能となる。

（実施形態２）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は実施形態１とはセンサ部の構成が異なり、２つの光路を選択的に切り替えることで、定着前と定着後のテストパターンの色の検知を同一の受光センサにより行うことを特徴とする。

図８は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を表した図である。画像形成部の構成は実施形態１と同じであり、実施形態１と同じ符号を付している。
センサ部は光源９１、９２、固定式のミラー９３、９４、９５、移動式のミラー９６、レンズ９７、ライン検知型の受光センサ９８で構成される。用いる光源と受光センサの組み合わせは実施形態１と同じでよい。ここで、ミラー９６は位置Ａと位置Ｂの２つの位置を取ることが可能で、定着前後それぞれの検知タイミングでミラー９６の位置が切り替わることで、２つの光路を切り替える。なお、センサ部の構成は同一の受光センサにより定着前後の画像を検知できる構成ならば図８に示す構成に限らない。

図９を用いて定着前のテストパターンの画像を検知する方法について説明する。定着前の検知時ではミラー９６は位置Ｂに位置し、光源９１が点灯し、光源９２は消灯している。記録紙Ｐ上のテストパターンＴＰからの反射光はミラー９３で反射され、レンズ９７を通り受光センサ９８で受光される。

次に、図１０を用いて定着後のテストパターンの画像を検知する方法について説明する。定着後の検知時ではミラー９６は位置Ａに位置し、光源９２が点灯し、光源９１は消灯している。記録紙Ｐ上のテストパターンＴＰからの反射光はミラー９４、９５、９６で順に反射されレンズ９７を通り受光センサ９８で受光される。

このように光路を切り替えることで、同一の受光センサで定着前後のテストパターンの画像を検知することができる。得られた画像から定着ユニットの劣化判定に用いるパッチ部を読み取り、実施形態１と同様の処理を行うことで、定着ユニットの劣化レベルを判定する。

本実施形態では、レンズと受光センサが一つずつで画像が検知できるため、コストの高いライン検知型の受光センサとレンズが必要なカラー画像による劣化判定を行う場合の部品コストを抑えることができた。

（実施形態３）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、実施形態１又は実施形態２に記載の画像形成装置において、さらに定着前のテストパターンの検知結果に基づき画像形成に関わる制御パラメータを制御し、定着前の画像を補正する手段を備える。

図１１は本実施形態における制御ブロック図である。本実施形態では、始めに定着前の画像の補正を行った後、定着ユニットの劣化レベルの判定を行う。

始めに定着前画像の補正方法について説明する。
テストパターン発生手段１０１では、予め記憶された定着前画像を補正するためのテストパターン（以下、補正用テストパターンと記す）信号を発生し、画像形成部１０３により記録紙上に補正用テストパターン画像を形成する。

補正用テストパターンは、一次色の現像バイアスや露光パワーなどの制御パラメータを振ってトナー付着量を変化させた多次色のパターンを用いる。このとき、多次色の色は劣化判定に用いるパターンの色と同じとする。図１２は二次色ブルーの補正用パターン例を表した図である。例えば、シアンとマゼンタの現像バイアスをＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５と変化させてブルーのパターンを形成している。

ついで、記録紙上に形成された定着前の補正用テストパターンの色はセンサ部８０ａにより検知され、定着前画像補正手段１０８により制御パラメータの補正値を算出する。詳しくは、検知した補正用テストパターンの二次色パッチの色に基づき、制御パラメータと一次色のトナー付着量との関係式を導出する。

図１３は、制御パラメータの１つである現像バイアスと一次色のトナー付着量との関係を表した図である。前記関係式は、各現像バイアス時における二次色パッチの色から構成する一次色のトナー付着量を算出し、線形近似するなどして求めればよい。なお、一次色のトナー付着量は、劣化判定処理で用いる定着前画像の変換テーブルにより算出できる。

次に、算出した制御パラメータと一次色のトナー付着量との関係式より、予め設定したブルーを構成するシアンとマゼンタの目標トナー付着量を実現する制御パラメータの補正値を決定する。例えば、シアンとマゼンタの目標トナー付着量が共にＭで現像バイアスにより補正を行う場合は、現像バイアスと一次色のトナー付着量との関係式より、トナー付着量がＭとなるときのシアンとマゼンタの現像バイアスＶｃ、Ｖｍをそれぞれ求めればよい（図１３参照）。このように劣化判定の際の現像バイアスをＶｃ、Ｖｍに設定することで、定着前のテストパターンの画像を一定値に補正することができる。

本実施形態における定着ユニットの劣化レベルの判定方法は、現像バイアスを定着前画像補正手段１０８で算出した補正値Ｖｃ及びＶｍに設定しておく以外は実施形態１と同じである。すなわちテストパターン発生手段１０１において今度は劣化判定用のテストパターンを出力し、画像形成部１０３で記録紙上にテストパターン画像を形成した後、定着前センサ部８０ａ及び定着後センサ部８０ｂによって色を検知し、定着前画像補正手段１０８により劣化レベルの判定を行う。そして異常と判定された場合は装置本体の表示部１０５又はネットワーク１０６を介して遠隔システム１０７に異常信号を表示する。

以上のように、本実施形態では、定着前の多次色パターンの色を予め設定した目標値になるように補正することができる。画像形成装置は同じ制御を実施しても装置の状態によって形成される画像が変化するが、定着前のパターンを予め補正することで、定着ユニットの劣化レベルを装置の状態によらずに正確に判定できる。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

例えば、本発明は定着ベルトを用いた方式の定着ユニットを用いてもよい。
図１４は、本発明で用いる定着ユニットにおけるその他の構成例（１）を示す断面図である。定着ユニット６０は、円筒形状の定着ローラ１２と、加熱ローラ１５と、該定着ローラ１２及び加熱ローラ１５に一定のテンションで架け渡された定着ベルト１１と、該定着ベルト１１に対して回転自在に圧接しニップ部を形成する加圧ローラ１４と、を備える。また、定着ベルト１１はヒータ１５ｈにより加熱ローラ１５を介して加熱されるようになっている。

また、少なくとも加圧ローラ１４には、所定の加圧制御が行われる加圧手段を備えており、ニップ部のニップ幅が用紙の種類（紙種）やモード（光沢を付与するモード、光沢を付与しないモード）によって複数の状態に可変可能な構成になっている。

また、本発明は加圧ベルトを用いた方式の定着装置を用いてもよい。
図１５は、本発明で用いる定着ユニットにおけるその他の構成例（２）を示す断面図である。この定着ユニット６０では、上側に回転自在に配置された定着ローラ１２Ｒと、定着ローラ１２Ｒの下にローラ１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｒに回動自在に一定のテンションで架け渡された加圧ベルト１４ａと、が当接して加圧ベルト１４ａの裏面にある加圧パッドであるバックアップ部材１４ｂにより定着ニップ部Ｎ１を形成可能に配置されている。また、定着ローラ１２Ｒはヒータ１２ｈにより加熱され、加圧ベルト１４ａはヒータ１４ｈにより加熱されるようになっている。

また、少なくともバックアップ部材１４ｂには、所定の加圧制御が行われる加圧手段を備えており、ニップ部Ｎ１のニップ幅が用紙の種類（紙種）やモード（光沢を付与するモード、光沢を付与しないモード）によって複数の状態に可変可能な構成になっている。

図１６は、本発明で用いる定着ユニットにおけるその他の構成例（３）を示す断面図である。この定着ユニット６０では、上側に回転自在に配置された定着ローラ１２Ｒと、定着ローラ１２Ｒの下に支持部材１４ｅでテンションフリーの状態で支持された加圧ベルト１４ａと、が当接して加圧ベルト１４ａの裏面にある加圧部材であるバックアップ部材１４ｄにより定着ニップ部Ｎ１を形成可能に配置されている。また、定着ローラ１２Ｒはヒータ１２ｈにより加熱されるようになっている。

また、少なくともバックアップ部材１４ｄには、所定の加圧制御が行われる加圧手段を備えており、ニップ部Ｎ１のニップ幅が用紙の種類（紙種）やモード（光沢を付与するモード、光沢を付与しないモード）によって複数の状態に可変可能な構成になっている。

１０ 給紙ユニット
１１ 定着ベルト
１２ｈ，１４ｈ，１５ｈ ヒータ（加熱手段）
１２，１２Ｒ，６１ 定着ローラ
１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｒ ローラ
１４，６２ 加圧ローラ
１４ａ 加圧ベルト
１４ｂ，１４ｄ バックアップ部材
１４ｅ 支持部材
２０ レーザー光学ユニット
３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｋ 感光体ユニット
３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋ 感光体ドラム
３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋ 帯電器
３３Ｙ，３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｋ 現像器
４１ 中間転写ベルト
５１ 転写ローラ
６０ 定着ユニット
７１ 排紙ローラ
８０ａ，８０ｂ センサ部
８１，８３，９１，９２ 光源
８２，８４，９８ 受光センサ
８５，９７ レンズ
９３，９４，９５ 固定式ミラー
９６ 移動式ミラー
１０１ テストパターン発生手段
１０２ 制御部
１０３ 画像形成部
１０４ 劣化判定手段
１０５ 表示部
１０６ ネットワーク
１０７ 遠隔システム
１０８ 定着前画像補正手段
Ｎ１ ニップ部
Ｐ 記録紙
Ｔ トナー
ＴＰ テストパターン

特開２００６−２５１１２８号公報 特開平５−１１３７３９号公報

Claims (4)

1. 記録媒体上に複数色のトナーを重ね合わせた多次色のトナー像を形成するトナー像形成ユニットと、該記録媒体上のトナー像を熱定着させる定着ユニットと、を有する画像形成装置において、
   前記トナー像形成ユニットにより多次色を含む所定のトナー像をテストパターンとして記録媒体上に形成させる制御手段と、
   定着前の記録媒体上の前記テストパターンの色を検知する第１検知手段と、
   前記定着ユニットによる定着後の記録媒体上の前記テストパターンの色を検知する第２検知手段と、
   前記第１検知手段と前記第２検知手段の両検知結果に基づき、前記テストパターンにおける多次色を構成する一次色ごとの定着前後でのトナー変化量の分布を演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された、前記テストパターンにおける多次色を構成する一次色ごとの定着前後でのトナー変化量の分布に基づき、定着ユニットの劣化レベルを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づき異常であると判定された場合に、警告信号を出力する警告信号出力手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記第１検知手段及び第２検知手段が同一の受光センサを共有し、光路を選択的に切り替えることで定着前及び定着後のテストパターンの色を検知することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記警告信号出力手段は、警告信号を装置本体に設けられた表示部、又は通信媒体を介して遠隔地にあるシステムに出力することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   トナー像形成ユニットの制御パラメータを変化させた多次色を含む所定のトナー像を補正用テストパターンとして記録媒体上に形成し、前記第１検知手段による該補正用テストパターンの検知結果に基づき、一次色ごとのトナー付着量が目標値となるように前記制御パラメータを補正する定着前画像補正手段を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images