JP2011081176A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に定着部のニップ幅を測定可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】測定モードが設定されると、画像形成部Ａが記録材Ｐに測定トナー画像を形成し、その後、定着部Ｂが前記測定トナー画像を記録材に加熱定着することによって、ニップ部Ｎで所定の時間停止させた状態に加熱され搬送されて前記ニップ部の幅を測定するための測定シートＰｓが形成される画像形成装置において、記録材に形成される測定トナー画像Ｔは、ニップ部と交差する多数のライン状のトナー画像Ｔａによって形成されており、多数のライン状の前記トナー画像は、面積階調による濃度変化によって表現された中間調のトナー画像であることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録材に画像を形成する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。

電子写真式の複写機やプリンタ等の画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラムが担持するトナー画像を転写手段により記録材に転写する。そしてこの記録材を定着装置（定着器）により加熱及び加圧することによって未定着のトナー画像を記録材に加熱定着している。トナー画像の定着の良否は、定着装置のニップ部における温度、圧力及び時間等により左右される。従ってニップ部の記録材搬送方向のニップ幅を適切に決めることは、定着の良否を決める一因となる。また、ニップ幅を適切に定めることは記録材のシワ発生防止に寄与する。このように、ニップ幅を適切に定めることは重要であり、その前提としてニップ幅を測定することが必要になる。簡便にニップ幅を測定する方法として、専ら次の方法がとられている。即ち、最初に全体に渡って定着トナー像が形成されたシート（ベタ黒シート）を定着装置から排出させる。そしてそのベタ黒シートをニップ部に挟み、加熱状態下で一定時間ニップ部内で加熱させる。そして、ニップ部からそのベタ黒シートを取り出して、ベタ黒シート上に光沢差を生じたニップ部跡からニップ幅を目視により測定する方法がとられていた。従来、このような方法によってニップ幅を読み取る方法として、以下のような提案がなされている。特許文献１には、次のような技術が開示されている。トナーが転写された用紙を定着途中で一旦停止させたとき、定着ローラが当たっていた部分に光沢が生じることに基づき、トナーを幅方向に一様に転写した用紙を定着途中で停止させてニップ面の形状を用紙上に形成する。そしてこの用紙上に形成された形状からニップバランスを確認する。特許文献２には、次のような技術が開示されている。画像形成装置によって少なくとも一部を所定の色の定着画像を形成するシートを得、次に該シートを表裏反転させた状態でニップに搬送する。そしてそのシートをニップにおいて一定の時間停止させ、その後加熱定着装置から排出された前記シートの光沢変化部分から前記ニップの幅を測定する。

特開平８−１６０２５号公報 特開２００３−１６７４５８号公報

上記の画像形成装置では、定着装置のニップ幅の測定値が測定者によって異ならないようにニップ幅を見た目に判り易くして、ニップ幅の測定性能を向上させることが求められている。本発明の目的は、容易に定着部のニップ幅を測定可能な画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の構成は、記録材にトナー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ニップ部で挟持搬送しつつ記録材に加熱定着する定着部と、前記ニップ部の記録材搬送方向の幅を測定する測定モードと、を有し、前記測定モードが設定されると、前記画像形成部が記録材に測定トナー画像を形成し、その後、前記定着部が前記測定トナー画像を記録材に加熱定着することによって、前記ニップ部で所定の時間停止させた状態に加熱され搬送されて前記ニップ部の幅を測定するための測定シートが形成される画像形成装置において、記録材に形成される前記測定トナー画像は、前記ニップ部と交差する多数のライン状のトナー画像によって形成されており、多数のライン状の前記トナー画像は、面積階調による濃度変化によって表現された中間調のトナー画像であることを特徴とする。

本発明によれば、容易に定着部のニップ幅を測定可能な画像形成装置を提供できる。

（ａ）は実施例１に係る画像形成装置の一例の構成模式図、（ｂ）は定着装置の構成を表わす横断面模式図 シート作成制御シーケンスの一例のフローチャート （ａ）と（ｂ）はニップ測定シートの測定トナー画像の説明図、（ｃ）と（ｄ）はニップ測定シートの過定着部と通常定着部の説明図 （ａ）はニップ測定シートの測定トナー画像の画像データー比率に対して、通常定着部の濃度と過定着部の反射濃度の値をプロットした図、（ｂ）は画像データー比率に応じた画像パターンの静電潜像の形成方法を表わす模式図 画像データー比率２０％、４０％、６０％、８０％についてそれぞれの面積階調を表現したライン状のハーフトーンのトナー画像の模式図 （ａ）と（ｂ）は従来のニップ測定シートの説明図

［実施例１］画像形成装置全体の構成：図１の（ａ）は本実施例１に係る画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は、電子写真式のレーザープリンタである。本実施例１に示す画像形成装置は、画像形成部Ａと、定着部としての定着装置Ｂと、搬送手段Ｃと、制御手段としての制御部１００と、画像形成用の画像信号を形成するビデオコントローラ１０１などを有している。制御部１００は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとＣＰＵとからなっている。メモリには、記録材に画像形成を行うための画像形成制御シーケンスと、定着装置Ｂのニップ幅測定用のシートを作成するためのシート作成制御シーケンスなどが記憶されている。画像形成部Ａは、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１０を有している。そしてこの感光ドラム１０の外周面（表面）の周囲には、帯電部材としての１次帯電ローラ１１と、露光手段としての画像露光器１２と、現像手段としての現像器１３と、転写部材としての転写帯電器２０などが設けられている。またこの感光ドラム１０表面の周囲には、除電部材としての除電針２１と、クリーニング手段としてのクリーナー２２などが設けられている。画像露光器１２は、レーザー発光部と光学系などを有している。光学系としては、半導体レーザーを使用したスキャナータイプのもの、ＬＥＤに集光装置であるセルフォックレンズを介して像露光を行うもの、又はＥＬ素子やプラズマ発光素子など、その他の光学系も使用することができる。本実施例１では、光学系として、半導体レーザーとポリゴンミラーを使用したスキャナータイプのレーザー光学系を用いた。搬送手段Ｃは、繰出しローラ１６と、レジスタローラ１８と、転写ガイド１９と、搬送ガイド２３と、排出ローラ２４と、第１振分け部材２５などを有している。また搬送手段Ｃは、反転搬送ガイド２６、搬送ローラ２７、第２振分け部材２８と、中間トレイ２９と、反転ローラ３０と、搬送ガイド３１と、搬送ローラ３２と、搬送ガイド３３などを有している。ビデオコントローラ１０１は、ホストコンピュータなどの外部装置（不図示）から画像データを受信すると、制御部１００にプリント信号を送信するとともに受信した画像データをビットマップデータに変換するように構成されている。

プリント信号を受信した制御部１００は画像形成制御シーケンスを実行する。画像形成制御シーケンスが実行されると、まず感光ドラム１０を矢印方向へ回転する。そしてこの感光ドラム１０表面を１次帯電ローラ１１により所定の極性・電位に一様に帯電する。そしてこの感光ドラム１０表面の帯電面に対し画像露光器１２よりビットマップデータに依存した画像信号に応じたレーザー光を走査露光する。これにより感光ドラム１０表面の帯電面に画像信号に応じた静電潜像が形成される。現像器１３は、現像器１３のトナー容器１３ａに収納されているトナー１４を用いて静電潜像をトナー画像として現像する。記録材としての転写シートＰが積載されその状態に収納されているカセット１５から転写シートＰが１枚ずつ繰出しローラ１６によりレジスタローラ１８に向けて繰り出される。レジスタローラ１８はこの転写シートＰを感光ドラム１０表面のトナー画像の移動と同期させ転写ガイド１９を経て感光ドラム１０表面と転写帯電器２０との間の転写部に送り出す。転写帯電器２０は転写シートＰを介して感光ドラム１０表面に対しトナー１４とは逆極性の電荷を付与し感光ドラム１０表面のトナー画像を転写シートＰ上に転写させる。これにより転写シートＰの後述する定着装置Ｂの定着ローラ１側の面上にトナー画像が担持される。除電針２１は転写部から排出されてくる転写シートＰのトナー画像の形成面（第1面）と反対側の面（第２面）の余剰電荷を除去する。これにより転写シートＰは感光ドラム１０表面から剥離され搬送ガイド２３により定着装置Ｂへと導かれる。そしてこの転写シートＰは定着装置Ｂの後述するニップ部で挟持搬送され未定着のトナー画像が加熱及び加圧されて転写シートＰ上に加熱定着される。定着装置Ｂのニップ部を出た転写シートＰは排出ローラ２４により一点鎖線にて示される第１振分け部材２５へと排出され、この第１振分け部材２５はその転写シートＰを排出トレイ（不図示）上に排出する。トナー画像転写後に感光ドラム１０表面に残留している転写残トナーはクリーナー２２により除去され、これにより感光ドラム１０表面は清浄化され次の画像形成に供される。

定着装置：図１の（ｂ）は定着装置の構成を表わす横断面模式図である。この定着装置は加熱ローラ方式の定着装置である。以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。定着装置Bは、加熱部材としてのハロゲンランプ３と、定着回転体としての定着ローラ１と、加圧回転体（バックアップ部材）としての加圧ローラ２などを有している。ハロゲンランプ３と、定着ローラ１と、加圧ローラ２は何れも長手方向に細長い部材である。定着ローラ１は、鉄やアルミニウムなどの金属より成る円筒状の中空芯金１ａを有している。この中空芯金１ａの外周面上には、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの材料からなる離型層１ｂが形成されている。この定着ローラ１は、中空芯金１ａの長手方向両端部が装置フレーム（不図示）に回転自在に支持されている。定着ローラ１の中空芯金１ａの内部に配設されているハロゲンランプ３は、ハロゲンランプ３の長手方向両端部が装置フレームに支持されている。このハロゲンランプ３に対し不図示の電源から通電してハロゲンランプ３を発熱させ、ハロゲンランプ３の輻射熱により中空芯金１ａの内部から中空芯金１ａ、離型層１ｂを介して定着ローラ１の外周面（表面）を加熱する。加圧ローラ２は、アルミニウムやステンレス製の円筒状の中空芯金２ａを有している。この中空芯金２ａの外周面上には、シリコンゴム等の耐熱性及び離型性を有する弾性層２ｂが形成されている。加圧ローラ２の弾性層２ｂは定着ローラ１の離型層１ｂよりも硬度が低い。この加圧ローラ２は、定着ローラ１の下方で定着ローラ１と平行に配置され中空芯金２ａの長手方向両端部が装置フレームに回転自在に支持されている。そして加圧ローラ２は、加圧ローラ２の中空芯金２ａの長手方向両端部が加圧バネなどの加圧部材（不図示）により定着ローラ１側に付勢され、加圧ローラ２の外周面（表面）が定着ローラ１表面と加圧状態に接触している。そして加圧部材による付勢力により加圧ローラ２の弾性層２ｂを定着ローラ１表面の長手方向に沿って弾性変形させることによって、加圧ローラ２表面と定着ローラ１表面との間に所定幅のニップ部Ｎを形成している。

定着装置の加熱定着動作：制御部１００は、プリント信号の入力に応じて加圧ローラ２の中空芯金２ｂの一端部に設けられている駆動ギア（不図示）を、駆動源としての定着モータＭ（図１の（ｂ））により回転駆動し加圧ローラ２を矢印方向へ回転する。この加圧ローラ２の回転によりニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２表面と定着ローラ１表面との摩擦力により定着ローラ１に回転力が作用する。この回転力により定着ローラ１は加圧ローラ２の回転に追従して矢印方向へ加圧ローラ２と略同じ周速度で回転する。また制御部１００は、通電制御手段としてのトライアック（不図示）をオンする。これにより電源（不図示）からハロゲンランプ３に通電される。ハロゲンランプ３は通電されることにより輻射熱を発し定着ローラ１の中空芯金１ａを加熱する。この中空芯金１ａの熱が離型層１ｂに伝わることによって定着ローラ１表面は昇温する。この定着ローラ１表面の温度は定着ローラ１表面と接触又は非接触となるように配されたサーミスタ等の温度検知部材４により検知される。制御部１００は温度検知部材４の出力信号（温度検知信号）を取り込み、この出力信号に基づいてトライアックによりハロゲンランプ３に通電する電力を制御することによって定着ローラ１表面の温度を所定の定着温度（目標温度）に維持する。本実施例１では定着温度を１８０℃に維持するようにしてある。定着ローラ１の表面温度を定着温度に維持し、かつ定着モータMを回転駆動させた状態で、未定着のトナー画像ｔを担持する転写シートＰが入口上ガイド５と入口下ガイド６との間の入口空間を経てニップ部Ｎに導入される。そしてこの転写シートＰがニップ部Ｎで定着ローラ１表面と加圧ローラ２表面とにより挟持搬送され、この搬送過程で定着ローラ１表面の熱とニップ部Ｎのニップ圧を受けることによって、トナー画像ｔは転写シートＰ上に加熱定着される。さらにこの転写シートPの記録材搬送方向の先端が定着ローラ１表面と接触している剥離爪７に当たり定着ローラ１表面から剥離される。これによりこの転写シートＰは出口下ガイド８を経て定着装置Bから排出され排出ローラ２４（図１の（ａ））に搬送される。

ニップ幅測定モード（測定モード）の説明：定着装置２０の状態の確認や、定期メンテナンス時に行われるニップ幅測定モードについて説明する。図２はシート作成制御シーケンスの一例のフローチャートである。

制御部１００は、画像形成装置の操作パネル（不図示）に表示されているメンテナンス項目から、「定着ニップ測定」を示すボタンが選択される（測定モードが設定される）と、シート作成制御シーケンスを実行する。シート作成制御シーケンスが実行されると、定着モータＭを回転駆動し加圧ローラ２と定着ローラ１の回転を開始するとともに、トライアックをオンしハロゲンランプ３で定着ローラ１の加熱を開始する（Ｓ１）。

Ｓ２では、温度検知部材４の出力信号に基づき定着ローラ１表面の温度が定着温度に達したか否かを判断する。定着ローラ１表面の温度が定着温度に達していない場合（ＮＯ）には、定着不良が発生する恐れがあるので、定着温度となるまでウェイト状態（待機状態）となる。定着ローラ１表面の温度が定着温度に達した場合（ＹＥＳ）には、Ｓ３に進む。Ｓ２において、通常の画像形成動作時のスタンバイ状態から「定着ニップ測定」を示すボタンが選択された場合には直ちにＳ３に進むようになっている。

Ｓ３では、繰出しローラ１６を回転させ予めカセット１５に収納させておいたニップ幅測定用の所定の転写シート（記録材）の搬送を開始する。この所定の転写シートとしては、平滑でトナーの染込みの無いコート紙が望ましい。本実施例１では、トナーの定着状態が常に一定となるために、所定の転写シートとして、坪量１２８ｇ／ｍ^２の両面コート紙を使用している。そしてこの両面コート紙として、画像形成装置に使用可能な両面コート紙のうち最大サイズの両面コート紙を用いるのが望ましい。

Ｓ４では、ニップ測定シートを作成する。まずＲＯＭに記憶されている所定のニップ幅測定用の画像パターンを展開する。そして上述した帯電ローラによる帯電工程と、画像露光器による露光工程と、現像器による現像工程と、転写帯電器による転写工程と、定着装置による定着工程を行わせることによって、所定の転写シートに上記画像パターンに応じた測定トナー画像を形成する。露光工程において画像露光器１２は、所定のニップ幅測定用の画像パターンに応じた画像信号のレーザー光を感光ドラム１０表面の主走査方向へ走査させながら、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式によりレーザー光の照射時間を所定の値に設定する。これにより感光ドラム１０の帯電面に画像データー比率５０％の面積階調で表現されたデジタルハーフトーン画像の静電潜像を形成する。この静電潜像は測定トナー画像として現像装置１３によりトナーを用いて現像され、その後、この測定トナー画像は転写帯電器２０により所定の転写シートの定着ローラ１側の面上に転写され担持される。そして未定着の測定トナー画像を担持した所定の転写シートは定着装置１２のニップ部Ｎで定着ローラ１表面と加圧ローラ２表面とによって挟持搬送される。この搬送過程で測定トナー画像は定着ローラ１表面の熱とニップ部Ｎのニップ圧を受けて転写シートＰ上に加熱定着される。これにより測定トナー画像は所定の転写シートに加熱定着され、所定の転写シート上に測定トナー画像が形成される。そして所定の転写シート即ち測定トナー画像を形成したニップ測定シートは定着装置Bのニップ部Ｎから排出され排出ローラ２４へと搬送される。図３の（ａ）と（ｂ）はニップ測定シートの測定トナー画像の説明図である。図３において、（ａ）はニップ測定シートを測定トナー画像側から見たニップ測定シートの上面図、（ｂ）はニップ測定シートの記録材搬送方向（長手方向）の一部拡大断面図である。図３の（ａ）及び（ｂ）において、Ｐｓはニップ測定シート（測定シート）、Ｐａは所定の転写シート、Ｔは測定トナー画像である。測定トナー画像Ｔは、ニップ部Ｎと斜めに交差する多数のライン状のトナー画像Ｔａによって形成されている。そしてこのライン状の多数のトナー画像Ｔａは、面積階調による濃度変化によって表現されたハーフトーン（中間調）のトナー画像である。本実施例１では、図３の（ａ）に示すように、所定の転写シートＰａの周囲の端部に余白部ｂを残してライン状の多数のトナー画像Ｔａを形成しているが、ライン状の多数のトナー画像Ｔａを所定の転写シートＰａの全幅で形成するのが好適である。

Ｓ５では、ニップ測定シートＰｓの測定トナー画像が加圧ローラ２表面と接触するようにニップ測定シートＰｓを反転する。即ち、測定トナー画像Ｔの形成面（第１面）を上向きにした状態で定着装置Bのニップ部Ｎから排出されたニップ測定シートＰｓを排出ローラ２４により実線にて示される第１振分け部材２５（図１の（ａ））に搬送する。そしてこの第１振分け部材２５はニップ測定シートＰｓを反転搬送ガイド２６に導入し、このニップ測定シートＰｓを反転搬送ガイド２６で搬送ローラ２８により搬送することによりニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔの形成面が下向きになる。そしてこのニップ測定シートＰｓは測定トナー画像Ｔの形成面が下向きになった状態で搬送ローラ２８により一点鎖線にて示される第２振分け部材２８に搬送される。そしてこの第２振分け部材２８はニップ測定シートＰｓを中間トレイ２９上に導入する。この中間トレイ２９に導入されたニップ測定シートＰｓを反転ローラ３０により実線にて示される第２振分け部材２８に搬送し、この第２振分け部材２８によりニップ測定シートＰｓを搬送ガイド３１に導入する。搬送ガイド３１に導入されたニップ測定シートＰｓは搬送ローラ３２により搬送ガイド３３に導入される。そしてこのニップ測定シートＰｓは測定トナー画像Ｔの形成面を下向きした状態で搬送ガイド３３によりレジスタローラ１８に導入される。

Ｓ６では、ニップ測定シートＰｓを転写部に導入しその後定着装置１２のニップ部Ｎに導入する。即ち、レジスタローラ１８でニップ測定シートＰｓを転写部に送り出し搬送ガイド２３を通して定着装置Ｂのニップ部Ｎへと導入する。ニップ部Ｎではニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔは測定トナー画像Ｔの形成面とは反対側の面（第２面）から定着ローラ１により加熱される。このため、測定トナー画像Ｔにおいてニップ部Ｎと対応するトナー画像Ｔａが溶融し過ぎて加圧ローラ２表面に融着する、いわゆる、オフセットの発生を防止できる。仮に測定トナー画像Ｔにおいてニップ部Ｎと対応するトナー画像Ｔａに微少量のオフセットが生じ加圧ローラ２表面に付着したとしても、ニップ測定シートＰｓの記録材搬送方向後端側に加圧ローラ２の周長以上の余白部を形成しておけばよい。これによりこの余白部でオフセットを除去し加圧ローラ２表面をクリーニングすることができる。従って、シート作成制御シーケンスが終了した後に、引き続き次の転写シートＰが担持している未定着のトナー画像ｔの加熱定着を行っても、この転写シートＰ上にオフセットトナーが転移し画像欠陥として現れることはない。なお、ニップ測定シートＰｓを転写部に導入するときには、上述した画像形成部Ａによるニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔの形成面とは反対側の面への画像形成は行われない。

Ｓ７では、ニップ部Ｎでのニップ測定シートＰｓの搬送を所定時間停止させる。即ち、定着モータＭの回転駆動を一旦停止し加圧ローラ２と定着ローラ１の回転を停止させることにより、ニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔの一部をニップ部Ｎに所定時間だけ滞在させる。このニップ部Ｎに滞在させた測定トナー画像Ｔの一部が、ニップ測定シートＰｓを介して定着ローラ１表面の熱を受けることにより溶融するともにニップ部Ｎのニップ圧を受けてニップ測定シートＰｓに再度加熱定着される。これによりニップ部Ｎに滞在させた測定トナー画像Ｔの一部は過定着状態となり、この測定トナー画像Ｔの一部にニップ部Ｎのニップ面形状（定着ローラ１表面と加圧ローラ２表面との接触面の形状）が記録される。即ち、ニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔにおいて、ニップ部Ｎのニップ面形状と対応する領域に在るライン状のトナー画像Ｔａがニップ部Ｎに滞在することで過定着状態となって、この領域にニップ部Ｎのニップ面形状に応じた過定着部が形成される。従って、ニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔには、ニップ部Ｎのニップ面形状に対応した面形状の過定着部と、ニップ部Ｎに滞在されることなく通常の定着搬送状態（通常のトナー画像ｔの定着搬送動作）で定着された通常定着部と、が存在することになる。この過定着部と通常定着部については追って説明する。

Ｓ８では、ニップ部Ｎでのニップ測定シートＰｓの搬送を再開し、このニップ測定シートＰｓを排出トレイ上に排出する。即ち、定着モータＭを再度回転駆動し加圧ローラ２と定着ローラ１を回転させることにより、ニップ測定シートＰｓをニップ部Ｎで挟持搬送してニップ部Ｎから排出する。そしてこのニップ測定シートＰｓを排出ローラ２４により一点鎖線にて示される第１振分け部材２５に排出し、この第１振分け部材２５によりニップ測定シートＰｓを排出トレイ上に排出する。これにより一連のシート作成制御シーケンスは終了する。

ニップ測定シートの過定着部と通常定着部の説明：図３の（ｃ）と（ｄ）はニップ測定シートの過定着部と通常定着部の説明図である。図３において、（ｃ）はニップ測定シートを過定着部と通常定着部側から見たニップ測定シートの上面図、（ｄ）はニップ測定シートの過定着部と通常定着部を表わすニップ測定シートの記録材搬送方向（長手方向）の一部拡大断面図である。図３の（ａ）及び（ｂ）において、Ｔｎはニップ測定シートＰｓの記録材搬送方向において、ニップ測定シートＰｓの略中央に形成された過定着部である。Ｔｍはニップ測定シートＰｓの記録材搬送方向において過定着部Ｔｎの上流側と下流側に形成された通常定着部である。過定着部Ｔｎは、測定トナー画像Ｔの一部をニップ部に滞在させたことによって、ニップ幅と対応する領域のライン状のトナー画像Ｔａ同士が溶け合って繋がり、ニップ測定シートＰｓの幅方向に細長い帯状の平坦部となって表現される。本実施例１では、ニップ部Ｎでのニップ測定シートＰｓの搬送停止時間を１０ｓｅｃとした。ニップ測定シートＰｓの搬送停止時間を１０ｓｅｃに設定することによって、ニップ幅と対応する測定トナー画像Ｔの一部でライン状の各トナー画像Ｔａは、過定着状態となって溶け広がり、トナー画像Ｔａを構成している隣のドットは繋がっている。これに対して、通常定着部Ｔｍは、ニップ部Ｎに滞在させていないため、過定着部Ｔｎを除く他の領域で各トナー画像Ｔａは隣のトナー画像Ｔａと独立しており、トナー画像Ｔａを構成している隣のドットは繋がっていない。このため、過定着部Ｔｎと通常定着部Ｔｍとの差はライン状のトナー画像Ｔａが繋がっているか繋がっていないかだけであり、過定着部Ｔｎの視認性が格段に向上する。図３の（ｃ）及び（ｄ）では通常定着部Ｔｍのライン状のトナー画像Ｔａを拡大し模式的に表わしているが、実際には通常定着部Ｔｍのライン状のトナー画像Ｔａは１７５線や、２００線で形成されたハーフトーン画像である。ここで、１７５線とは１インチ当たり１５７本のライン密度を表わし、２００線とは１インチ当たり２００本のライン密度を表わしている。通常定着部Ｔｍのライン状のトナー画像Ｔａは実使用環境下では目の視感度特性的に違和感が無い、均一で一様なハーフトーン画像に見える。このため、ライン状のトナー画像Ｔａが溶け広がって潰れ隣のトナー画像Ｔａ同士が繋がっている過定着部Ｔｎは、通常定着部Ｔｍのハーフトーン画像よりも濃度が高くなっているので、通常定着部Ｔｍに比べて視認性が高い。実際の画像濃度としても、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の反射濃度計で計測すると、ハーフトーン画像である通常定着部Ｔｍが濃度０．８程度であったのに対し、細長い帯状の平坦部である過定着部Ｔｎでは濃度１．４程度にアップしており、ニップ幅を容易に計測できる。これはラインやドットのようにトナー固まりが局所的に存在している通常定着部Ｔｍでは、光の吸収、散乱はトナー固まりの表面に存在する着色剤でのみ起こり、トナー固まり中心部での光の吸収、散乱が起こらない。これに対し過定着部Ｔｎでは、トナー固まりが潰されてライン間のシート表面をトナーが隠蔽することで下地の白が見えなくなることと、トナー固まりが潰れる事によって表面積が広くなり、トナー固まり内部の着色剤での光の吸収、散乱も増える。このため、過定着部Ｔｎは通常定着部Ｔｍに比べて濃度がアップしている。図４の（ａ）はニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔの画像データー比率（ハーフトーン画像の画像データー比率）に対して、通常定着部Ｔｍの濃度と過定着部Ｔｎの反射濃度の値をプロットした図である。白抜きの丸ポイントが通常定着部Ｔｍの濃度であり、黒塗りの四角ポイントが過定着部Ｔｎの濃度を表わす。この結果から、ハーフトーンの中間調でトナー潰れによる広がりによって過定着部Ｔｎの方が通常定着部Ｔｍよりも濃度アップする度合いが大きいことがわかる。

図６の（ａ）と（ｂ）は従来のニップ測定シートの説明図である。図６において、（ａ）は従来のニップ測定シートを測定トナー画像側から見たニップ測定シートの上面図である。（ｂ）は従来のニップ測定シートの測定トナー画像の過定着部と通常定着部の表面を表わす図であって、ニップ測定シートの記録材搬送方向（長手方向）の拡大断面図である。従来のニップ測定シートＰｔは、所定の転写シートＰｂの１つの面にこの面の周囲の端部に余白部ｂを残して黒ベタの測定トナー画像Ｔｔを有するものである。図６の（ａ）と（ｂ）に示す従来のニップ測定シートＰｔの測定トナー画像Ｔｔにおいて、符号Ｔｂはニップ部Ｎに測定トナー画像Ｔｔの一部を所定時間滞在させることによって形成された過定着部である。過定着部Ｔｂでは、過定着部Ｔｂ以外の通常定着部Ｔｃに比べてトナーの溶融が進みトナーの平滑性が高くなっている。しかし、過定着部Ｔｂでは、過定着部Ｔｂのトナーの溶融が進んでも通常定着部Ｔｃにもトナーが存在しているため、トナーが広がる事が無く、表面の平滑性のみが変化している（図６の（ｂ）参照）。このため、過定着部Ｔｂと通常定着部Ｔｃとの差は画像の光沢度の変化とそれに伴う若干の濃度差のみであり、過定着部Ｔｂの視認性は悪く、目視による過定着部Ｔｂの判断に熟練が必要となる。

本実施例１では、ライン状のトナー画像Ｔａとして、画像データー比率５０％のハーフトーンのトナー画像を用いたが、視認性が高い画像データー比率としては、１０％から９０％程度のハーフトーンのトナー画像が最適である（図４の（ａ）参照）。１０％以下のハーフトーンのトナー画像では所定の転写シートＰａ上に存在するトナー量自体が少ないので、ニップ部Ｎで潰されても広がる量が小さく、過定着部Ｔｎの視認性が低くなり好ましくない。より好ましくは、２０％以上のハーフトーンのトナー画像を用いた場合、過定着部Ｔｎの視認性が良く、測定者による過定着部Ｔｎの幅測定の読み取り誤差を小さくできる。一方、９０％以上のデーター画像比率では、画像形成部Ａによるドットのゲインによって隣り合うライン状のトナー画像Ｔａ同士が繋がり始めるので、ニップ部Ｎで濃度がアップする度合いは小さくなり、過定着部Ｔｎの視認性が低下するので好ましくない。より好ましくは８０％以下のハーフトーンのトナー画像を用いた場合、見た目の過定着部Ｔｎと通常定着部Ｔｍの濃度差割合が大きく、測定者による過定着部Ｔｎの幅測定の読み取り誤差を小さくできる。

図４の（ｂ）に画像データー比率に応じた画像パターンの静電潜像の形成方法を示す。図４の（ｂ）において、1３１は主走査方向の画像の最小単位である画素の１ドット幅を示している。本実施例では、６００dpi（ドット／インチ）に対応しており、約４０μｍである。１３２は副走査方向の画像の最小単位である画素の１ドット幅を示している。本実施例では、６００dpi（ドット／インチ）に対応しており、約４０μｍである。１３３はレーザーの１パルスを示している。縦長の楕円一つがレーザーの１パルス光で照射される領域を示しており、１３１、及び１３２の幅で形成される画素１ドットは、約６パルスのレーザーで形成されていることを示している。所定の転写シート上に画像データー比率１０％から９０％のハーフトーンのトナー画像を形成する場合、画像露光器１２は所定のニップ幅測定用の画像パターンに応じた画像信号のレーザー光を感光ドラム１０表面の主走査方向へ走査させる。そしてこのレーザー光を感光ドラム１０表面の主走査方向へ走査させながら、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式によりレーザー光の照射時間を画像データー比率に応じた所定の値に設定することにより、画像データー比率に対応した画像パターンの静電潜像を形成する。図５は画像データー比率２０％、４０％、６０％、８０％についてそれぞれの面積階調を表現したライン状のハーフトーンのトナー画像の模式図である。図５において、（ａ−１）は画像データー比率２０％の面積階調を表現したハーフトーンのトナー画像の模式図、（ｂ−１）は画像データー比率４０％の面積階調を表現したハーフトーンのトナー画像の模式図である。（ｃ−１）は画像データー比率６０％の面積階調を表現したハーフトーンのトナー画像の模式図、（ｄ−１）は画像データー比率８０％の面積階調を表現したハーフトーンのトナー画像の模式図である。図５の（ａ−１）を例に説明すると、図中の白四角はレーザー光の照射が無い個所を示しており、黒四角はレーザー光の照射がなされて形成されたライン状のハーフトーンのトナー画像Ｔａを示している。レーザー光の照射時間を増やすと静電潜像のレーザー照射幅（黒四角の幅）が広がり、これによりライン状のハーフトーンのトナー画像の幅が広がる。これによって、図５の（ｂ−１）、（ｃ−１）、（ｄ−１）にて示すように、ライン状のハーフトーンのトナー画像Ｔａの濃度が上がる。図５の（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）、（ｄ−２）は、それぞれ、画像データー比率２０％、４０％、６０％、８０％のハーフトーンのトナー画像Ｔａを、ニップ測定シートＰｓの長手方向の断面で観察した模式図である。ニップ測定シートＰｓの所定の転写シートＰａ上では、感光ドラム１０表面の帯電面に形成される静電潜像の広がり分布、現像、転写、定着の各工程におけるドットのゲインの影響を受けてある程度広がった状態となる。しかし、基本的にはレーザー光のレーザー照射幅に対応してドットの幅（ライン幅）が広がることで、トナー画像Ｔａ濃度の階調性を表現している。

本実施例１のニップ測定シートＰｓでは、測定トナー画像Ｔにおいてニップ部Ｎと対応する過定着部Ｔｂが、過定着部Ｔｂ以外の通常定着部Ｔｃのライン状のハーフトーンのトナー画像Ｔａに比べて濃度が高い帯状の平坦部となって表現されている。この濃度の高い帯状の平坦部の幅を測定する事により、定着ローラ１の硬度低下などの耐久劣化具合を把握することができる。これにより、定着装置Ｂの耐久度を把握する事が可能となり、定着装置Ｂのメンテナンスが可能となる。具体的には、定着ローラ１の弾性層１ｂが熱劣化し硬度が低下している場合には、ニップ部Ｎのニップ幅が所定の値よりも大きくなる。一方、定着ローラ１の弾性層１ｂで再架橋が起こり、硬化劣化している場合にはニップ部Ｎのニップ幅が所定の値よりも小さくなる。どちらの場合にも定着ローラ１および加圧ローラ２の交換が必要となる。また定着ローラ１交換後にもニップ部Ｎのニップ幅を測定し、ニップ部Ｎの長手方向両側のニップ幅を所定の値と比較し、所定の位置に設けられている加圧ビス（不図示）を調整する等のメンテナンスを行う。

本実施例１では、ニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔをニップ部Ｎと斜めに交差する多数のライン状のトナー画像Ｔａによって形成した例を説明した。ニップ測定シートＰｓの測定トナー画像Ｔはこれに限られずニップ部Ｎと直交する多数のライン状のトナー画像（不図示）によって形成しても同様の作用効果を得ることができる。

Ａ：画像形成部、Ｂ：定着部、Ｎ：ニップ部、Ｐａ：所定の転写シート、Ｐｓ：ニップ測定シート、Ｔ：測定トナー画像、Ｔａ：ライン状のトナー画像

Claims (1)

1. 記録材にトナー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ニップ部で挟持搬送しつつ記録材に加熱定着する定着部と、前記ニップ部の記録材搬送方向の幅を測定する測定モードと、を有し、前記測定モードが設定されると、前記画像形成部が記録材に測定トナー画像を形成し、その後、前記定着部が前記測定トナー画像を記録材に加熱定着することによって、前記ニップ部で所定の時間停止させた状態に加熱され搬送されて前記ニップ部の幅を測定するための測定シートが形成される画像形成装置において、記録材に形成される前記測定トナー画像は、前記ニップ部と交差する多数のライン状のトナー画像によって形成されており、多数のライン状の前記トナー画像は、面積階調による濃度変化によって表現された中間調のトナー画像であることを特徴とする画像形成装置。