JP4736624B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本願発明は、静電電位の差による潜像にトナーを選択的に付着させてトナー像を形成し、これを転写材上に転写した後、加熱及び加圧して定着画像とする画像形成装置に関するものである。

粉状のトナーを用いる画像形成装置においてトナー像を定着する工程は、トナー像を転写材上に静電的に直接転写した後、あるいは、トナー像を中間転写体に一次転写してから転写材に二次転写した後、熱可塑性樹脂バインダを含むトナーを加熱溶融して転写材に圧着する方法が広く採用されている。この加熱定着方法は、加熱源を有する定着回転体と加圧部材とが圧接されたニップ部に未定着トナー像を担持した転写材を通過させ、トナー像を加熱及び加圧して定着を行うものであり、低電力で定着できるとともに定着部での紙づまりによる発火の危険性が少ないこと等の利点があることから最も広く使用されている。

このような定着回転体は、例えばアルミニウムなどの中空の芯金と、その内部に設けられたヒータとを有しており、離型性を上げるために表面をフッ素樹脂で被覆したロール状の部材等が用いられる。また、加圧部材としては、金属の芯金の上に弾性層を設け、その表層を離型性の良いフッ素樹脂系チューブ等で被覆したロール状の部材が多く使用されている。

しかし、未定着トナー像を担持した転写材が定着回転体と加圧部材とのニップ部を通過するときに、トナーが定着回転体の表面上に転移する現象つまりオフセットが生じることがある。このオフセットしたトナーは、つぎに搬送されてくる記録媒体に付着し記録媒体を汚したり画像の欠陥を生じることになる。

特許文献１に記載の発明は、上記のような課題を解決するために、ローラ清掃装置を設けるものである。このローラ清掃装置は、不織布にシリコンオイルを含浸させたクリーニングウェブを備え、このクリーニングウェブを定着回転体の周面に当接させることにより、定着回転体の周面に付着したトナーを除去してオフセットを防止している。また、クリーニングウェブは、定着回転体との接触部分が徐々に移行するように駆動して、トナーの付着によるクリーニング効果の低下を防止するものとなっている。
また、定着回転体と加圧部材との間に電圧を印加し、電荷を有するトナーが定着回転体に転移しないように電界を形成する装置が知られている。
特開平２００３−７６２００号公報

しかしながら、トナーが加熱回転体にオフセットする原因の一つに、定着回転体に付着した紙粉がオフセットを誘引することが新たに見出された。これにともない、上記紙粉に起因するオフセットを有効に防止する手段が望まれる。
近年、森林資源保全や地球環境保全の見地から再生紙を使用することが多くなっている。また、記録媒体へのコストを低減するために粗悪な用紙（「低コスト紙」という）が用いられることも多くなっている。これら再生紙や低コスト紙は離脱可能な状態で付着している紙粉量が多く、画像形成装置で用いられると紙粉の一部が定着回転体に付着することがある。特に、画像密度が低く、トナーが転移しない非画像部分が多い画像を定着する場合は、非画像部分に存在する紙粉が定着回転体に付着しやすくなる。そして、未定着トナーを担持した後続の記録媒体が定着回転体と加圧部材との圧接部を通過するときに、この定着回転体に付着した紙粉に未定着トナーが転移し、定着回転体にトナーのオフセットを生じさせてしまう。つまり、定着回転体に付着した紙粉によってトナーのオフセットが誘発され、画像汚れが発生することが多くなっている。

本発明は、このような紙粉の定着回転体への付着とトナーのオフセットとの因果関係を見出すことによりなされたものであり、記録媒体として再生紙又は低コスト紙等が用いられた場合であっても、オフセット現象を防止し、画像欠陥を生じることのない画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、 請求項１に係る発明は、 静電電位の差による潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成手段と、 前記トナー像を直接に転写材に又は中間転写体を介して転写材に転写する転写手段と、 前記トナー像が転写された前記転写材を、互いに圧接される定着回転体と加圧部材との間を通過させて、前記トナー像を加熱定着する定着手段と、 前記定着回転体上に付着する紙粉量を推定する紙粉量推定手段を有し、 前記推定量に応じて、画像面積率の低い低濃度画像の出力に対して、画像欠陥が発生するおそれが有る旨の警告又は低濃度画像の形成を禁止するように制御することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

また、請求項２に係る発明は、 静電電位の差による潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成手段と、 前記トナー像を直接に転写材に又は中間転写体を介して転写材に転写する転写手段と、 前記トナー像が転写された前記転写材を、互いに圧接される定着回転体と加圧回転体との間を通過させて、前記トナー像を加熱定着する定着手段と、 前記定着回転体上に付着する紙粉量を推定する紙粉量推定手段を有し、 前記紙粉量推定手段が付着する紙粉量が所定の量以上であると推定した場合、後に控える画像形成ジョブの内、画像面積率の高い画像形成を優先して行うように設定されていることを特徴とする画像形成装置を提供する。

さらに、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、 前記紙粉量推定手段は、前記転写材の非画像領域と高濃度画像領域との差の累積値に基づいて前記定着回転体上に付着する紙粉量を推定するものとする。

上記画像形成装置では、定着回転体の周面に付着している紙粉量を推定するものとし、この推定値に基づいて画像面積率の低い低濃度画像の形成に対しては画像欠陥が発生するおそれがある旨の警告を出したり、低濃度画像の形成を禁止したりするように制御することもできる。つまり、低濃度画像が形成される場合は、トナー像が転写されない白部分が広く残されているので、定着回転体に付着したトナーが転写材の低濃度部分に付着し画像汚れとなりやすい。したがって、定着回転体に多くの紙粉が付着していると推定されるときには、上記のように警告の出力又は画像形成の禁止措置を採るように制御が行われることにより、適切に画像汚れを防止することができる。

また、紙粉量推定手段により紙粉量が一定量以上であると推定されると、後に控えている画像形成ジョブの内、画像面積率の高い画像形成のジョブが優先して行われるように制御することができる。これにより、転写材上の高濃度のトナー像が定着手段の圧接部で加熱及び加圧されることになり、定着回転体の周面の紙粉をトナーに付着させて除去することができる。また、優先して画像形成されるジョブは画像面積率が高いので、画像汚れが生じにくい。したがって、紙粉を除去する目的で黒ベタ等の画像を形成・定着させることなく紙粉を定着回転体から除去できる。

また、この紙粉量推定手段は、画像情報に基づいて、多くのトナーが転移される高濃度領域と、トナーが転移されない白部分つまり非画像領域との差を累積し、この累積値により紙粉量を推定するものを採用することができる。つまり、非画像領域は定着回転体に紙粉が転移しやすく、高濃度領域は定着回転体に付着した紙粉を除去する機能を有することから、高濃度領域に対して非画像領域が多くなると定着回転体に付着する紙粉が多くなると推定することができる。そして、これらの差を予め設定されている値と対比し、この設定値に達したときに、警告の表示、低濃度画像の出力禁止、定着回転体に付着する紙粉の除去等を行うように制御することができる。

以上説明したように、本願発明に係る画像形成装置では、定着回転体に付着している紙粉量を推定値に基づいて警告の表示、低濃度画像の出力禁止又は、形成する画像の出力順序の調整等をおこなうことができ、紙粉により誘発されるトナーのオフセットを効率よく防止することができる。

以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願に係る発明の画像形成装置と同様にトナーのオフセットを防止する画像形成装置を参考例として示す概略構成図である。
この画像形成装置は、画像読み取り装置４やパーソナルコンピュータ等の外部機器５と通信回線によって接続される受信部１と、この受信部１に入力された画像情報に基づいて画像処理等を行う画像記録制御部２と、この画像記録制御部２から出力されるデジタル画像信号に基づいて画像を形成する画像形成部３とを備えている。

上記画像形成部３の下方には、収容する記録シートを一枚ずつ画像形成部３に供給するシート供給部６ａを有している。また、側部には外部から直接に記録シートを補給することができる手差し供給部６ｂが設けられている。そして、シート供給部６ａから画像形成部３に記録シートを送り込む第１のシート搬送路７と手差し供給部６ｂから画像形成部３に記録シートを送り込む第２のシート搬送路８とが設けられ、画像形成部で形成されたトナー像が転写される位置の上流側で合流している。

上記シート搬送路７，８が合流する位置の下流側には、該シート搬送路と対向するように紙粉量測定装置９が設置されており、記録シートに離脱可能な状態で付着している紙粉量を測定して高濃度画像出力制御部１８に情報を送り込むようになっている。そして、この紙粉量測定装置９との対向位置を通過した記録シートは画像形成部３に送り込まれる。

また、画像形成部３の下流側には、記録シート上のトナー像を加熱して記録シートに圧着する定着装置１７が設けられている。そして、定着装置１７の下流側には記録シートを装置内から送り出す排紙ローラ１９が設けられており、この排紙ローラ１９が記録シートを排紙トレイ２０へ排出するものとなっている。

上記画像形成部３は、一様帯電後に像光が照射されて表面に静電電位の差による潜像が形成される円筒状の感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置１３と、感光体ドラム上の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置１４と、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を記録シートに転写する転写装置１５と、トナー像を転写した後の感光体ドラム１１に残留するトナーを除去する感光体ドラム用のクリーニング装置１６とを備えている。

上記感光体ドラム１１は、金属製ドラム表面にSe、a-Si、a-SiC、Cds等の各種無機感光材料、有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層を形成したものを用いることができる。

上記帯電装置１２は、ステンレススチール、アルミニウム等の導電性を有する金属のロールに高抵抗材料のコーティングを施したものであり、感光体ドラム１１に当接され、従動回転するようになっている。そして、所定の電圧が印加されることにより、該ロールと感光体ドラム１１との接触部近傍における微小間隙内で継続的な放電を生じ、感光体ドラム１１の表面をほぼ一様に帯電するものである。

上記露光装置１３は、画像信号に基づいて画素毎に点滅するレーザーを出力するものであり、ポリゴンミラーによって感光体ドラム１１の周面を露光走査するものである。これにより感光体ドラム１１の周面上で露光部の電位が減衰し、静電電位の差による潜像が形成される。

上記現像装置１４は、感光体ドラム１１と近接・対向する位置に生じている電界内で、潜像にトナーを転移して可視像を形成するものである。

図２は、上記紙粉量測定装置９の平面図、図３は紙粉量測定装置９の平断面図、図４は、図２中に示すＸ−Ｙ線における立断面図である。
この紙粉量測定装置９は、筐体９ａ内部にＬＥＤ（発光素子）９ｂ及びフォトトランジスタ（受光素子）９ｃを有し、筐体９ａの上面及び下面にそれぞれ測定用開口９Ｕ、９Ｌが設けられている。そして、上面の測定用開口９Ｕの上部に電極９ｄが設置され、この電極９ｄにより紙粉量測定装置９の下を通過する記録シート上の紙粉を吸い上げるものとなっている。ＬＥＤ９ｂにより発生された光は、測定用開口９Ｕ、９Ｌ間の測定空間１０に向けて照射され、測定空間１０内の紙粉を照らして散乱光となる。フォトトランジスタ９ｃはこの散乱光を感知できる位置に配置されており、散乱光を受光する。フォトトランジスタ９ｃによる受光量は測定空間１０内に存在する紙粉量、つまり、記録シートから吸い上げられた紙粉量に比例する。フォトトランジスタ９ｃの受光量は電圧信号として高濃度画像出力制御部１８に読み込まれる。

上記定着装置１７は、ハロゲンヒータを内蔵した加熱ロール１７ａ（定着回転体）と、この加熱ロールに圧接される加圧ロール１７ｂ（加圧部材）とを備えており、これらが平行に配置されて互いに圧接されるニップ部を形成している。トナー像が転写された記録シートは、上記ニップ部に送り込まれ、回転駆動される加熱ロール１７ａと加圧ロール１７ｂとの間で加熱されるとともに加圧され、溶融したトナーが記録シート上に圧着されるものとなっている。
本実施の形態では、加熱ロール１７ａは外径６５ｍｍとしている。また、加圧ロール１７ｂは、表層をゴム等で形成され外径は６５ｍｍとなっている。

次に上記画像形成装置の動作について説明する。
操作者が入力した信号又は他の装置４，５から入力された画像情報に基づき、画像の媒体となる記録シートが選択される。記録媒体としてシート供給部６ａに収容された記録シートが選択されると、シートトレイから一枚ずつ順次に記録シートが引き出され、搬送ローラによって第１のシート搬送路７を画像形成部３に向かって搬送される。一方、手差し供給部６ｂからの給紙が選択された場合は、手差しトレイに載置された記録シートが一枚ずつ順次に引き込まれ、第２のシート搬送路８を通って画像形成部３へ搬送される。そして、二つの搬送路７、８は画像が転写される位置の上流側で合流する。

上記シート搬送路７，８が合流する位置の下流側に設けられた紙粉量測定装置９は、搬送される記録シート上に離脱可能な状態で付着している紙粉を、電極９ｄとの間に形成された電界によって測定空間１０内に誘導し、その量を紙粉濃度として測定する。そして、測定された紙粉濃度は電圧信号として高濃度画像出力制御部１８に送られる。

画像形成部３では上記画像記録制御部２から出力される画像信号に基づいて、露光装置１３から感光体ドラム１１上に像光が照射され、静電潜像が形成される。現像装置１４と対向する位置では、この静電潜像にトナーが転移してトナー像が形成され、このトナー像が転写装置１５との対向部において、タイミングを合わせて送り込まれた記録シートの上に転写される。そして、定着装置１７の加熱ロール１７ａと加圧ロール１７ｂとの圧接部を通過することによって加熱及び加圧され、定着画像となる。トナー像が定着された記録シートは排紙ローラ１９によって搬送されて装置外へ排出される。

また、画像の出力を繰り返すことによって記録シートに付着している紙粉が定着装置１７の加熱ロール１７ａに転移することになり、後述する制御によって設定されるタイミングで、紙粉を除去するための黒ベタ画像又は高濃度の画像（黒ベタ等の画像）が形成される。この黒ベタ等の画像の形成は、上記画像の形成と同様に行われるものであり、画像記録制御部２又は高濃度画像出力制御部１８に記憶されているパターン信号に基づいて感光体ドラム１１の露光が行われ、形成された静電潜像へトナーを転移することによる現像及び記録シートへの転写が行われる。そして黒ベタ等の画像を担持した記録シートが定着装置１７に送り込まれ、加熱ロール１７ａの周面に押圧される。このときトナーは加熱され、軟化して加熱ロール１７ａの周面に付着した紙粉を取り込み、これを除去するものとなっている。

次に、図５に基づいて、黒ベタ等の画像を形成する制御について説明する。
図５は、紙粉量に基づいて黒ベタ等の画像を形成する動作を示すフローチャートである。また、表１は、黒ベタ等の画像を出力する間隔及び黒ベタ等の画像が出力される場合の具体的制御の設定値を示すものであり、これらの設定値は高濃度画像出力制御部２に記憶されている。

まず、紙粉量測定装置９により測定された紙粉量測定値Ａが高濃度画像出力制御部１８に入力され、紙粉量測定値Ａが確認される（ＳＴ１）。その後、黒ベタ等の画像の出力を制御するための規準設定値（以下「黒ベタ通紙紙粉量設定値」という）Ｂ、すなわち表１（３）欄に示す紙粉量７ｍｇ／ｍ³を高濃度画像出力制御部１８に記憶されているデータから呼び出す（ＳＴ２）。そして、測定された紙粉量測定値Ａと黒ベタ通紙紙粉量設定値Ｂとを対比し（ＳＴ３）、Ａ＞Ｂである場合は、表１に基づき、画像濃度がＣｉｎ１００％である黒ベタ等の画像を１００枚の通紙枚数ごとに出力する設定が行われる（ＳＴ４）。そして、多数枚の画像形成を行うともに、画像形成を所定の枚数すなわち１００枚行う毎に黒ベタ画像を出力する（ＳＴ５）。

Ａ＞Ｂでない場合は、次に表１（２）欄の黒ベタ通紙紙粉量設定値Ｃである３ｍｇ／ｍ³と紙粉量測定値Ａとを比較する（ＳＴ６）（ＳＴ７）。Ａ＞Ｃ（３ｍｇ／ｍ³）であれば、連続して画像形成を行う枚数を確認し（ＳＴ８）、これに応じて表１から黒ベタ等の画像を出力する枚数間隔、及び黒ベタ等の画像の濃度を設定する（ＳＴ４）。連続して画像形成を行う枚数は、操作者が画像形成動作を開始する前に設定した値、又は画像情報とともに外部装置から入力されるものである。連続して画像形成を行う枚数が５００枚以下である場合は、Ｃｉｎ８０％の黒ベタ等の画像を３００枚ごとに出力し、５００枚〜１０００枚である場合は２５０枚ごとに出力され、１０００枚以上の画像形成を連続して形成する場合は１５０枚ごとに出力される。

Ａ＞Ｃ（３ｍｇ／ｍ³）でない場合は、連続して画像が形成される枚数Ｄを確認し（ＳＴ９）、表１（１）欄中の設定値つまり黒ベタ通紙設定規準枚数値Ｅを呼び出して対比する（ＳＴ１０）（ＳＴ１１）。そして、この画像が形成される枚数Ｄが黒ベタ通紙設定基準枚数値Ｅである１０００枚より小さい場合（Ｄ＞Ｅ＝１０００枚）でない場合には、黒ベタ等の画像の出力は不要であり、設定は終了し（ＳＴ１２）、黒ベタ等の画像を出力することなく所定の画像形成ジョブを実行する（ＳＴ１３）。Ｄ＞Ｅ（１０００枚）であれば、連続して画像が形成される枚数を確認し（ＳＴ１４）、表１に示される設定を選択して（ＳＴ４）画像を形成するジョブを実行するとともに黒ベタ等の画像を出力する（ＳＴ５）。すなわち、１０００枚〜５０００枚が連続して画像形成される場合は、Ｃｉｎ７０％の黒ベタ等の画像を５００枚ごとに出力し、５０００枚以上の画像形成が行われる場合は２５０枚ごとに出力する。

このようにして、画像の形成及び定着をする動作を設定された枚数を繰り返す毎に黒ベタ等の画像が形成され、定着装置に通紙される。これにより、定着装置１７の加熱ロール１７ａに付着している紙粉が適切に除去され、画像汚れが生じない状態で多量の画像形成を行うことが可能となる。

次に、本願に係る発明の画像形成装置と同様にトナーのオフセットを防止する画像形成装置の他の参考例を示す概略構成図である。
この画像形成装置の構成は前述の参考例として記載し、図１に示す画像形成装置とほぼ同じ構成を有するものであるが、紙粉量測定手段９に代えて画像量検出手段２１が設けられている。
この画像量検出手段２１は、画像記録制御部２から出力されるデジタル画像信号に基づき、ビデオカウンタにより画像量をカウントするものである。そして、高濃度画像出力制御部２２は上記画像量検出手段２１によって検出された画像量に基づいて、加熱ロール１７ａ上の紙粉を除去するために黒ベタ等の画像を出力するように制御を行うものとなっている。

この画像形成装置の受信部１、画像記録制御部２、画像形成部３、定着装置１７、シート供給部６等その他の構成は、図１示す画像形成装置と同じものが備えられている。そして、図１に示す画像形成装置と同様に、デジタル画像信号に基づいて静電潜像の形成、トナー像の形成が行われ、記録シート上に転写して定着が行われる。

次に、上記画像形成装置における黒ベタ等の画像を出力する制御について説明する。
図７は、検出された画像量すなわち画像密度に基づいて黒ベタ等の画像を出力する動作を示すフローチャートであり、表２は、黒ベタ等の画像を出力する間隔及び黒ベタ等の画像の濃度の設定値を一例として示すものである。この設定値は予め高濃度画像出力制御部２２に記憶されている。

まず、画像記録制御部２から出力されるデジタル画像信号に基づき画像量検出手段２１が画像量すなわち画像密度を検出する。そして、検出された画像密度ａが高濃度画像出力制御部２２に入力される（ＳＴ１）。そして、黒ベタ等の画像の出力を制御するための規準設定値（以下「黒ベタ通紙画像密度設定値」という）ｂ、すなわち表２に示す（３）欄の設定値２０％を高濃度画像出力制御部２２に記憶されているデータから読み込む（ＳＴ２）。そして、検出された画像密度ａと黒ベタ通紙画像密度設定値ｂとを対比し（ＳＴ３）、ａ＜ｂである場合は、表２の（３）欄に基づき、画像濃度がＣｉｎ１００％である黒
ベタ等の画像を１００枚の通紙枚数ごと出力するように設定する（ＳＴ４）。そして、画像形成のジョブを実行するとともに、画像を１００枚形成する毎に黒ベタ画像を形成し、定着する（ＳＴ５）。

ａ＜ｂでない場合は、（２）欄の黒ベタ通紙画像密度設定値ｃである５０％を読み込み（ＳＴ６）、検出された画像密度ａとを比較する（ＳＴ７）。ａ＜ｃ（５０％）であれば、表２（２）欄を参照し、連続して画像形成を行う枚数に応じて黒ベタ等の画像を出力する（ＳＴ８）（ＳＴ４）（ＳＴ５）。連続して画像形成を行う枚数は、操作者が画像形成動作を開始する前に設定した値、又は画像情報とともに外部装置から入力されるものである。連続して画像形成を行う枚数が５００枚以下である場合は、Ｃｉｎ８０％の黒ベタ等の画像を３００枚ごとに出力し、５００枚〜１０００枚である場合は２５０枚ごとに出力され、１０００枚以上の画像形成を連続して形成する場合は１５０枚ごとに出力される。

ａ＜ｃ（５０％）でない場合は、連続して画像が形成される枚数ｄを確認し（ＳＴ９）、表２（１）欄中の設定値つまり黒ベタ通紙設定規準枚数値ｅを読み込む（ＳＴ１０）。そして、この画像が形成される枚数ｄが設定値ｅである１０００枚と対比して（ＳＴ１１）、ｄ＞ｅ（１０００枚）でなければ、黒ベタ等の画像の出力は不要であり、設定は終了して（ＳＴ１２）黒ベタ等の画像を出力することなく、所定の画像形成ジョブを実行する（ＳＴ１３）。ｄ＞ｅ（１０００枚）であれば、連続して画像を形成する枚数に応じて、黒ベタ等の画像を表２（１）欄に示される設定に基づいて出力する（ＳＴ１４）（ＳＴ４）（ＳＴ５）。すなわち、１０００枚〜５０００枚が連続して画像形成される場合は、Ｃｉｎ７０％の黒ベタ等の画像を５００枚ごとに出力し、５０００枚以上の画像形成が行われる場合は２５０枚ごとに出力する。

このようにして、画像の形成及び定着をする動作を設定された枚数繰り返す毎に黒ベタ等の画像が形成され、定着装置に通紙される。これにより、定着装置１７の加熱ロールに付着している紙粉が適切に除去され、画像汚れが生じない状態で多量の画像形成を行うことが可能となる。

次に、本願発明の一実施形態である画像形成装置について説明する。
この画像形成装置には、図１に示す画像形成装置と同じ受信部１、画像記録制御部２、画像形成部３、定着装置１７、シート供給部６が備えられている。そして、図１に示す画像形成装置と同様に、デジタル画像信号に基づいて静電潜像の形成、トナー像の形成が行われ、記録シート上に転写して定着が行われる。

また、この画像形成装置では、画像記録制御部２から出力されるデジタル画像信号に基づいて画像を複数に区分してそれぞれを高濃度領域、低濃度領域又は非画像領域に判別する画像濃度判別手段２３と、画像記録制御部２で生成されたデジタル画像信号及び上記画像濃度判別手段２３による判別結果を記憶し、蓄積する記憶装置２４と、上記画像濃度の判別結果に基づいて定着装置における加熱ロール１７ａ上の紙粉量を推定する紙粉量推定手段２５と、上記紙粉量推定手段の演算結果及び記憶装置に記憶されているデータに基づいて画像の出力を制御する画像出力制御手段２６とが備えられている。

そして、この画像形成装置では上記紙粉量推定手段２５の推定値に基づき、画像出力制御手段２６によって、加熱ロール上に多くの紙粉が蓄積されたと推定されるときに、オフセットによって汚れが目立ちやすい低濃度画像（画像面積率が３０％以下）の出力に対して画像欠陥等が生じる可能性があるとの警告を出力したり、低濃度画像の出力の禁止又は後に控えるジョブの中から画像面積率の高い画像（画像面積が７０％以上）を優先的に出力する等の制御を行うものとなっている。

つまり、記録シート上のトナーが載っていない非画像部領域では、定着装置を通過するときに紙粉が加熱ロール１７ａに転移し易くなっている。したがって通過した記録シートの非画像領域を累積することにより定着装置１７の加熱ロール１７ａに付着している紙粉量が推定され、この累積値が大きくなると、紙粉の付着量が増大していると推定される。また、多くの高濃度画像が定着装置１７を通過していると、画像を形成するトナーに紙粉が付着して除去されており、加熱ロール上に付着している紙粉量は少ないと推定される。そして、紙粉が多く付着しているとトナーのオフセットが生じる可能性が高くなる。このような状態を警告や低濃度画像の出力禁止という措置を採ることによって操作者に知らせ、汚れた画像の出力を防止するものである。また、高濃度の画像は、汚れが目立ち難いだけでなく、加熱ロール１７ａに付着している紙粉をトナー像に転移させて加熱ロール１７ａの周面上から除去する機能が有るので、その後に順次出力する予定の画像の中に、高濃度の画像が控えている場合には、これを優先して出力することによって、オフセットによる汚れの発生を防止することが可能となるものである。

次に、図９及び図１０に基づいて上記画像形成装置の具体的な制御について説明する。
図９は、加熱ロール１７ａ上の紙粉量の推定及び推定された紙粉量に基づいて画像形成装置が制御される動作を示すフローチャートであり、図１０は、高濃度領域及び非画像領域の累積値を集計する方法を示すものである。

操作者が入力した信号又は他の装置４，５から入力された画像情報が画像記録制御部２においてデジタル画像信号に変換される（ＳＴ１）。そして、画像濃度判別手段２３では、このデジタル画像信号に基づき、順次出力される画像のそれぞれについて高濃度領域及び非画像領域が判別されカウントされる（ＳＴ２）。これらのデジタル画像信号及び画像判別手段２３による判別結果は記憶装置２４に記憶される（ＳＴ３）。そして、画像が入力された順に画像の形成が開始される（ＳＴ４）。画像の形成は、先に述べたように感光体ドラムへの像光の照射、形成された静電潜像の現像、記録シートへの転写の順で行われ（ＳＴ５）、トナー像は加熱及び加圧によって記録シートに定着される（ＳＴ６）。

トナー像の定着が終了した後又はトナー像の定着が終了する前に、紙粉量推定手段２５において、形成された画像の非画像領域と高濃度領域の値が記憶装置から読み込まれ、累積する演算が行われる（ＳＴ７）（ＳＴ８）。そして非画像領域の累積値と高濃度領域の累積値との差が演算され、予め設定される規準値と対比される（ＳＴ９）。規準値より小さい場合には、定着装置の加熱ロール１７ａに付着している紙粉が少ないものと推定され、次の画像の形成動作を行う。一方、画像形成動作を繰り返し非画像領域の累積値と高濃度領域の累積値との差が規準値より大きくなった場合には、定着装置の加熱ロール１７ａに付着している紙粉量が多くなっていると推定され、オフセットによる汚れが発生しやすい状態となっている。このときには、画像出力制御手段２６により、記憶装置２４に記憶されている画像情報から画像濃度の高い画像が呼び出され、この画像を優先して出力する（ＳＴ１０）。高濃度の画像を出力することにより、加熱ロール１７ａ上の紙粉は除去され、加熱ロールの表面の状態が改善されるとともに、非画像領域の累積値と高濃度領域の累積値との差も小さくなる。

非画像領域の累積値と高濃度領域の累積値との差が規準値より大きくなった場合において、優先して出力する高濃度画像がない場合には、次に出力する低濃度画像に汚れが発生する可能性があり、その旨の警告を表示装置等に出力する。また、これとともに画像形成動作を停止し、低濃度画像の出力を禁止する等の措置を採ることもできる。

非画像領域及び高濃度領域の演算及び累積値の演算は、画像毎に行うものであり、例えば次のように一枚の画像を複数の部分に分割してそれぞれの領域について演算することができる。
図１０に示すように、デジタルの画像信号において、画像を形成するときのプロセス方向と平行な分割線で複数の部分に分割する。例えば、用紙の幅を１０レーンに等間隔に分割し、そのレーンごとの非画像領域及び高濃度領域をカウントし、これを記憶装置に入力する。

画像が記録シート上に転写され、これを定着する動作が開始されると、出力された画像について記憶装置２４に記憶されているデータからレーンごとの高濃度領域の累積値と非画像領域累積値とを対比し、全てのレーンについて［非画像領域の累積値−高濃度領域累積≦規定値］である場合は、多くのトナーが載っている高濃度領域が多く通過しているために溶融圧着されるトナーとともに紙粉が除去されていると判断され、トナーのオフセットは生じない。したがって、画像情報が入力された順番に応じて次のジョブが通常通りに実行される。
一方、あるレーンが［非画像領域の累積値−高濃度領域累積値＞規定値］である場合は、非画像領域が多く通過しているため、多くの紙粉が加熱ロール１７ａの周面に付着していると推定される。このように推定された場合は、後続のジョブの対応するレーンが低濃度画像の出力であった場合は、このレーンにおいては、紙粉によるトナーオフセットが誘引される可能性があると判断し、画像汚れや画像欠陥が生じる危険性がある旨の警告を出す。または、後続のジョブの対応するレーンが高濃度である画像を優先して出力する。また、後続のジョブに、対応するレーンが高濃度の画像がない場合等には、このレーンが低
濃度の画像の出力を禁止する制御を行うこともできる。

本願に係る発明の画像形成装置と同様にトナーのオフセットを防止する画像形成装置を参考例として示す概略構成図である。 図１に示す画像形成装置で用いられる紙粉量測定装置の概略平面図である。 図２に示す紙粉量測定装置の平断面図である。 図２中に示すＸ−Ｙ線における断面図である。 図１に示す画像形成装置において、紙粉量測定値に基づいて黒ベタ等の画像を出力する動作を示すフローチャートである。 本願に係る発明の画像形成装置と同様にトナーのオフセットを防止する画像形成装置の他の参考例を示す概略構成図である。 図６に示す画像形成装置において、黒ベタ等の画像を出力する動作を示すフローチャートである。 本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。 図８に示す画像形成装置における画像の出力制御を示すフローチャートである。 図８に示す画像形成装置において、高濃度領域及び非画像領域をカウントする方法を示す概略図である。

１：受信部、 ２：制御部、 ３：画像形成部、 ４：画像読み取り装置、 ５：外部機器、 ６ａ：シート供給部 ：手差し供給部、 ７：第１の搬送路、 ８：第２のシート搬送路、 ９：紙粉量測定装置、 ９ａ：筺体、 ９ｂ：ＬＥＤ（発光素子）、 ９ｃ：フォトトランジスタ（受光素子）、 ９ｄ：電極、 ９Ｕ：上面測定用開口、 ９Ｌ：下面測定用開口、 １０：測定空間、
１１：感光体ドラム、 １２：帯電装置、 １３：露光装置、 １４：現像装置、 １５：転写装置、 １６：感光体ドラム用のクリーニング装置、 １７：定着装置、 １７ａ：加熱ロール、 １７ｂ：加圧ロール、 １８：高濃度画像出力制御部、 １９：排紙ローラ、 ２０：排紙トレイ、 ２１：画像量検出手段、 ２２：高濃度画像出力制御部、 ２３：画像濃度判別手段、 ２４：記憶装置、 ２５：紙粉量推定手段、 ２６：画像出力制御手段、

Claims (3)

1. 静電電位の差による潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成手段と、
   前記トナー像を直接に転写材に又は中間転写体を介して転写材に転写する転写手段と、
   前記トナー像が転写された前記転写材を、互いに圧接される定着回転体と加圧部材との間を通過させて、前記トナー像を加熱定着する定着手段と、
   前記定着回転体上に付着する紙粉量を推定する紙粉量推定手段を有し、
   前記推定量に応じて、画像面積率の低い低濃度画像の出力に対して、画像欠陥が発生するおそれが有る旨の警告又は低濃度画像の形成を禁止するように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 静電電位の差による潜像にトナーを転移してトナー像を形成する像形成手段と、
   前記トナー像を直接に転写材に又は中間転写体を介して転写材に転写する転写手段と、
   前記トナー像が転写された前記転写材を、互いに圧接される定着回転体と加圧回転体との間を通過させて、前記トナー像を加熱定着する定着手段と、
   前記定着回転体上に付着する紙粉量を推定する紙粉量推定手段を有し、
   前記紙粉量推定手段が付着する紙粉量が所定の量以上であると推定した場合、後に控える画像形成ジョブの内、画像面積率の高い画像形成を優先して行うように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記紙粉量推定手段は、前記転写材の非画像領域と高濃度画像領域との差の累積値に基づいて前記定着回転体上に付着する紙粉量を推定するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。

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