JP6263913B2

JP6263913B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6263913B2
Application number: JP2013185900A
Authority: JP
Inventors: 亮太山科; 洋瀬尾; 有信吉浦; 匠和井田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2033-09-09
Also published as: JP2015052723A; US20150071660A1; US9170544B2

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

デジタル複写機、レーザプリンタ等のいわゆる電子写真方式の画像形成装置は、記録紙等の記録媒体にトナー像を転写し、所定の条件で加熱および加圧することによりトナー像を記録紙等の記録媒体に定着させて画像を形成するものである。

このような画像形成装置においては、トナー像を定着する際の加熱量や圧力等の条件を考慮する必要がある。特に、高画質な画像形成を行う際には、トナー像を定着するための条件を記録媒体の種類に応じて個別に設定する必要がある。

これは、記録媒体に記録される画像品質が、記録媒体の材質、厚さ、湿度、平滑性および塗工状態等により大きく影響されるためである。例えば平滑性を表す指標として、平滑度がある。平滑度は、紙面と試験板を密着させた時に、その間を一定量の空気が流れる時間［ｓｅｃ］で表したものである。なお、塗工とは、インクや塗料などをコーティングまたは印刷されていることを意味する。

ここで、記録媒体の平滑度と定着品質には極めて高い相関がある。これは、記録媒体における凹凸の程度により凹部におけるトナーの定着率が変化するためである。したがって、平滑度を考慮した定着条件で定着を行わない場合には、高画質な画像を得ることができないばかりか、場合によっては定着不良などの異常画像を引き起こすおそれがある。

一方、近年の画像形成装置の進歩と表現方法の多様化に伴い、記録媒体となる記録紙の種類は、数百種類以上存在し、さらに、各々の記録紙の種類において坪量や厚さ等の違いにより多岐にわたる銘柄が存在している。このため、高画質な画像を形成するためには、記録紙等の記録媒体の種類や銘柄等に応じて、詳細な定着条件等を設定する必要がある。

例えば記録媒体の種別としては、普通紙、グロスコート紙、マットコート紙、アートコート紙等の塗工紙、ＯＨＰシート等の他に、紙の表面にエンボス加工を施した特殊紙等も存在している。こうした特殊紙は、近年、増加しつつある。なお、記録媒体としては、記録紙等以外の記録媒体も存在している。

ところで、現状の画像形成装置において、定着条件の設定は、記録材の坪量に応じて設定されていることが極めて一般的である。例えば坪量６０〜９０ｇ／ｍ^２の紙を普通紙、９１〜１０５ｇ／ｍ^２を中厚紙、１０６〜２００ｇ／ｍ^２を厚紙といった具合に、坪量に応じて分類がなされており、各分類ごとに定着温度や記録媒体の搬送速度等を変更している。

記録材の坪量情報は、一般に記録材のパッケージ等に記載されており、ユーザ自身が把握することができる。この坪量情報は、コピー機であれば操作部（オペレーションパネル）上で、プリンタであればＰＣディスプレイに表示されたプリンタドライバ上で選択することにより認識することができる。

一般に、ユーザは、自ら上記坪量情報を設定する必要があり、印刷等を行う場合に煩わしいことに加え、誤って設定した場合に所望の高画質な画像を得ることができないことがある。

そこで、従来、画像形成装置において、例えば記録媒体の厚みを検知するセンサを搭載し、自動で記録媒体の選別を行い画像形成することのできる画像形成装置に関する技術が検討されている。

一方、記録媒体の平滑度は、通常、記録材のパッケージに印字はされておらず、平滑度情報をユーザ自身が知ることは極めて困難である。このため、記録媒体の平滑度は、センサなどを用いて入手せざるを得なかった。

前述したように、平滑度と定着品質には高い相関があるが、平滑度は、記録材と試験片との間に空気が一定量流れる時間であるから、短時間での検出が困難である。そこで、従来、平滑度の代用特性として、平滑度と高い相関のある表面粗さや光の反射光量を計測するセンサが検討されてきた。

従来、こうした平滑度の検出方法として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の光源から発せられた光を記録媒体に照射し、記録媒体からの反射光量により記録媒体の平滑度を検出する反射光方式が知られている。この反射光方式によれば、記録媒体に対して非接触で平滑度を検出できるので、記録媒体へのダメージがないという利点を有する。

この種の反射光方式の平滑度検出方法として、例えば記録媒体の表面に照射された光の正反射方向における反射光の光量を検出し、検出された正反射方向における光量に基づき記録媒体の平滑度を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、光量検出部を複数有し、記録媒体の表面に照射された光の正反射方向における反射光の光量のみならず、散乱反射光の光量を検出し、これら２つの光量に基づき記録媒体の平滑度を識別する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。

ここで、平滑度に基づき定着条件を変更する場合、センサによる平滑度検出から定着条件変更に至るまでの制御方法は、一般的に、平滑度をセンサで検出した後、検出値に基づいて定着温度を変更するよう構成される。

例えば、画像の定着しやすさを示す定着強度が比較的低い低平滑度の記録媒体に画像を定着する場合、画像形成装置は、定着設定温度を上げることで定着品質を確保する。また、定着強度が比較的高い高平滑度の記録媒体に画像を定着する場合、画像形成装置は、定着温度を下げることで省エネを実現する。

しかしながら、上述したような画像形成装置にあっては、低コスト、小型化が求められたことにより、平滑度を検出するセンサと定着装置との距離が短く構成されており、センサが検出した平滑度に基づき定着温度を変更しようとしても、記録媒体が定着装置に到達する前に定着温度を変更することが困難であった。

そのため、上述したような画像形成装置にあっては、例えば、定着強度が比較的高い高平滑度の記録媒体と、定着強度が比較的低い低平滑度の記録媒体とが混在している場合に、定着設定温度を各記録媒体のそれぞれに対応させることができず、定着不良が生じてしまうという問題があった。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、記録媒体の平滑度に基づいて制御し、定着不良を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記目的を達成するため、複数枚の記録媒体のそれぞれに画像を形成する画像形成装置であって、前記複数枚の記録媒体のそれぞれに光を照射し、前記記録媒体に照射された光の正反射方向における正反射光の光の強度に基づき前記記録媒体の平滑度を検出する光学検出手段と、前記光学検出手段が検出した直近の前記記録媒体の前記平滑度が、その直前に検出された前記記録媒体の前記平滑度よりも、大きい状態が所定の検出回数だけ続いた場合、または、小さい状態が所定の検出回数だけ続いた場合に、前記記録媒体に正常に画像が形成される状態にないと判断する平滑度比較手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体の平滑度に基づいて制御し、定着不良を防止できる画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。本発明の実施の形態に係る光学センサの概略正面図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る記録媒体の平滑度を示すグラフである。本発明の実施の形態に係る定着装置の定着処理を説明するためのタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、一般的な電子写真方式の画像形成装置における内部構成の一例を概略で示した断面図である。画像形成装置１は、画像形成装置本体１００と、画像読取装置２００と、両面ユニット３００とから構成されている。

画像形成装置本体１００は、中間転写ベルト１１と、作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋと、露光装置１３と、給紙装置１４と、記録媒体搬送路１６と、給紙コロ１７と、胴内排紙部１８と、排紙装置２３とを備えている。また、画像形成装置本体１００は、一次転写装置２５ｃ、２５ｍ、２５ｙ、２５ｋと、光学検出装置５０と、定着装置６０とを備えている。

中間転写ベルト１１は、画像形成装置本体１００内に設けられた複数のローラに掛け回され、ほぼ水平に張り渡された無端状のベルトであり、図中反時計方向に走行するように構成されている。ここで、無端状とは、ベルトの両端部を接合し、かつ、つなぎ目が存在しない状態をいう。

作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応しており、中間転写ベルト１１の下方において中間転写ベルト１１の走行方向に沿って四連タンデム式に並べて設けられている。

また、作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋは、図中時計方向に回転するドラム状の像担持体と、像担持体の周囲に設けられた帯電装置、現像装置、転写装置およびクリーニング装置等とによって構成される。

露光装置１３は、作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋの下方に設けられる。露光装置１３は、画像読取装置２００で読取られた原稿画像の各色トナー像に対応した潜像を、帯電装置によって帯電した各作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋの像担持体上に書き込む。

給紙装置１４は、露光装置１３の下方に設けられており、記録媒体Ｐを積層して収納する複数の給紙カセット１５を有する。なお、図１において、給紙カセット１５が２つ設けられているが、これは例示であり、本発明は、これに限定されるものではない。

記録媒体搬送路１６は、画像形成装置本体１００内部における右側方に、垂直上方に向けて形成されており、画像形成装置本体１００と画像読取装置２００との間に形成された胴内排紙部１８へと通じている。

記録媒体搬送路１６には、記録媒体Ｐの搬送方向上流側から下流側に沿って順に、記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ１９と、中間転写ベルト１１に対向する二次転写装置２１と、定着装置６０と、排紙装置２３とが設けられている。また、記録媒体搬送路１６には、定着装置６０の記録媒体搬送方向下流側に、両面ユニット３００への再給紙搬送路が分岐されて設けられている。

給紙コロ１７は、図１中各給紙カセット１５の右上に設けられており、各給紙カセット１５内の記録媒体Ｐを１枚ずつ繰り出して記録媒体搬送路１６に送り込む。

胴内排紙部１８は、画像形成装置本体１００と画像読取装置２００との間に形成され、排紙装置２３から排紙された記録媒体Ｐがスタックされる。

一次転写装置２５ｃ、２５ｍ、２５ｙ、２５ｋは、各作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋの像担持体と中間転写ベルト１１との双方に接するよう設けられている。一次転写装置２５ｃ、２５ｍ、２５ｙ、２５ｋは、各作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋの像担持体上のトナー画像を順次中間転写ベルト１１上に一次転写することで、中間転写ベルト１１上に所望のカラー画像を形成する。

光学検出装置５０は、搬送ローラ１９の上流側に設けられており、給紙カセット１５または手差し給紙装置３６から記録媒体搬送路１６に搬送された記録媒体Ｐの平滑度を算出する。

光学検出装置５０を搬送ローラ１９の上流側に設けることで、画像形成装置１は、各給紙カセット１５および手差し給紙装置３６のすべてに光学検出装置５０を設置することなく、記録媒体搬送路１６を通過するすべての記録媒体Ｐの平滑度を算出することができる。なお、光学検出装置５０の詳細については、後述する。

搬送ローラ１９の記録媒体搬送方向上流側には、給紙路３７が設けられている。
給紙路３７は、一旦画像が表面に形成、定着された記録媒体Ｐを両面ユニット３００から再度記録媒体搬送路１６へ再給紙するため、または、両面ユニット３００を横切って手差し給紙装置３６から記録媒体Ｐを手差し給紙するために設けられている。また、給紙路３７は、記録媒体搬送路１６に合流している。

二次転写装置２１は、中間転写ベルト１１と二次転写装置２１との間に形成された二次転写位置において、中間転写ベルト１１上に形成されたトナー画像を記録媒体Ｐに転写する。

定着装置６０は、記録媒体Ｐに熱を加える加熱部材と、記録媒体Ｐに圧力を加える加圧部材とを有し、加熱部材および加圧部材の間に形成されたニップ部において記録媒体Ｐを加熱および加圧し、記録媒体Ｐ上の未定着のトナー像を記録媒体Ｐに定着させる。

次に、画像形成装置１でコピーを取る場合における画像形成動作について説明する。

まず、画像形成装置１は、画像読取装置２００で読取った原稿画像の各色トナー像に対応した潜像を、帯電装置によって一様に帯電した各作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋの像担持体上に、露光装置１３を用いて書き込む。

次いで、画像形成装置１は、各作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋの像担持体上の各色トナー潜像に、現像装置から各色トナーを付与することで、トナー画像を形成する。

次いで、画像形成装置１は、像担持体上に形成された各色トナー画像を、一次転写装置２５ｃ、２５ｍ、２５ｙ、２５ｋを用いて、順次中間転写ベルト１１上に一次転写することで、中間転写ベルト１１上に所望のカラー画像を形成する。

一方で、画像形成装置１は、二段構成の給紙カセットにおける給紙コロ１７の一方を選択的に回転させて対応する給紙カセット１５から記録媒体Ｐを繰り出すか、手差し給紙装置３６から給紙路３７に手差しの記録媒体Ｐを繰り出す。

次いで、画像形成装置１は、給紙カセット１５または手差し給紙装置３６から繰り出した記録媒体Ｐを記録媒体搬送路１６に搬入する。

次いで、画像形成装置１は、記録媒体搬送路１６を通して搬送ローラ１９まで搬送された記録媒体Ｐを、搬送ローラ１９により、中間転写ベルト１１上に形成されたトナー画像とタイミングを取って二次転写装置２１の二次転写位置に送り込む。

ここで、画像形成装置１は、光学検出装置５０によって記録媒体Ｐの平滑度を算出するとともに、二次転写装置２１によって中間転写ベルト１１上のカラー画像を記録媒体Ｐに転写する。

次いで、画像形成装置１は、カラー画像が転写された記録媒体Ｐを定着装置６０に搬送し、定着装置６０のニップ部において加熱および加圧することで、記録媒体Ｐにカラー画像を定着する。

ここで、記録媒体Ｐの裏面にも画像を形成する場合、画像形成装置１は、片面にカラー画像が定着した記録媒体Ｐを、搬送経路を切り替える切替爪（不図示）を利用して、再給紙搬送路２４に搬入し、両面ユニット３００に搬送する。

そして、記録媒体Ｐは、両面ユニット３００を通過する場合に、その表面と裏面とを反転させられたのちに給紙路３７に搬入され、給紙路３７を通して、記録媒体搬送路１６に再給紙される。

記録媒体Ｐが再給紙された後に、画像形成装置１は、中間転写ベルト１１上に形成された裏面用のカラー画像を、表面の場合と同様に記録媒体Ｐに二次転写し、定着装置６０によって二次転写されたカラー画像を定着する。

記録媒体Ｐへのカラー画像の定着がすべて終了すると、画像形成装置１は、排紙装置２３によってカラー画像の定着した記録媒体Ｐを、胴内排紙部１８上に排紙し、記録媒体Ｐがスタックされることで画像形成動作が完了する。

図２は、光学検出手段としての光学検出装置５０の構成について説明する図である。

光学検出装置５０は、光源５１と、コリメートレンズ５２と、光検出器としての正反射光検出器５３と、アパーチャ５４と、処理部としての制御部５５とから構成されている。

光源５１は、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）によって構成されている。そのため、光源５１は、安定した光源として一般的なＬＥＤや端面ＬＤ（Laser Diode）を使用する場合よりも、ＦＦＰ（Far Field Pattern）を抑えることができ、より精度のよい光学系を形成することができる。ここで、ＦＦＰとは、ビームの広がり角を意味する値である。なお、光源５１は、面発光レーザに限らず、ＬＥＤ等の各種光源によって構成されていてもよい。

コリメートレンズ５２は、光源５１と記録媒体Ｐの照射面との間に設けられ、光源５１から照射される発行光線をコリメート光に変換する凸面のレンズである。ここで、コリメートとは、光源から発せられるレーザ光を拡散、収束しない平行な光の束にすることを意味し、コリメート光とは、平行な状態に調整されたレーザ光を意味する。

コリメートレンズ５２によって光源５１から照射される発行光線の記録媒体Ｐへの入射角およびコリメート光の平行性を調整することにより、光学検出装置５０は、記録媒体Ｐの平滑度の検出感度を上昇させることができる。

正反射光検出器５３は、光源５１から照射される発行光線の方向において、記録媒体Ｐの反射面よりも下流側に設けられており、記録媒体Ｐに正反射された反射光線を検出するフォトダイオード等から構成されている。

正反射光検出器５３は、記録媒体Ｐに正反射された反射光線の強度である反射光量を電圧として検出し、検出した結果を出力信号として制御部５５に出力する。これにより、光学検出装置５０は、記録媒体Ｐの平滑度を制御部５５によって算出することができる。

アパーチャ５４は、記録媒体Ｐの照射面と正反射光検出器５３との間に設けられ、正反射光検出器５３に入射する反射光線の入射角を制限する。アパーチャ５４を設けることにより、光学検出装置５０は、光源５１から照射され記録媒体Ｐの照射面で反射された反射光線の光量を確保しつつ、反射光線に混じった散乱光を制限することができ、平滑度検出の精度が低下することを防ぐことができる。

制御部５５は、正反射光検出器５３に接続されており、正反射光検出器５３によって検出された電圧値から記録媒体Ｐの平滑度を算出する。なお、制御部５５の機能については、後述する。

図３は、画像形成装置の各構成を示す機能ブロック図である。

図３において、画像形成装置１は、ＣＰＵ１０１にバスを介して各要素が接続され、ＣＰＵ１０１が各要素を制御し、画像形成装置１の機能を発揮できるようにしている。

ＣＰＵ１０１には、給紙カセット１５と、記録媒体搬送路１６と、二次転写装置２１と、排紙装置２３と、手差し給紙装置３６と、定着装置６０と、メモリ部１０２と、Ａ／Ｄ変換部１０６と、電圧検出部１０７と、インターフェース１０８とが接続されている。また、ＣＰＵ１０１には、画像読取装置２００と、両面ユニット３００とが接続されている。

定着装置６０は、熱源６２が加熱部材に供給する熱量（以下、「供給熱量」という）を制御することにより定着設定温度を決定する温度変更手段としての熱源制御回路６１と、加熱部材および加圧部材の温度を検出するサーミスタ６４とを備える。

また、定着装置６０は、サーミスタ６４で検出したアナログ値をＣＰＵで処理するためにデジタル値にＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１０１に通知するＡ／Ｄ変換部１０６を備える。また、定着装置６０は、加圧部材を加熱部材に押付ける力およびニップ部の幅を制御する加圧制御回路６５を備える。

また、定着装置６０には、光学検出装置５０の制御部５５が接続されており、制御部５５から送信される信号を定着装置６０が受信することで、熱源制御回路６１および加圧制御回路６５の制御が実行される。

メモリ部１０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４とから構成されている。ＲＯＭ１０３には、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムコードと、定着制御パターンが格納されている。また、ＲＡＭ１０４には、検出電圧が１次的に格納される。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に格納されたプログラムコードを読み出し、ＲＡＭ１０４に展開し、ＲＡＭ１０４をデータバッファとしても使用しながらプログラムコードで定義されたプログラムを実行し、各要素を制御する。

電流制御回路１０５は、光学検出装置５０の制御部５５から送信される信号を受信し、二次転写装置２１がトナー画像を記録媒体Ｐに転写する場合の転写電流値を制御する要素である。

Ａ／Ｄ変換部１０６は、安定した電力状態で制御を行うために電圧検出を行う電圧検出部１０７が検出したアナログ電圧を、ＣＰＵ１０１で処理するためにデジタル値に変換し、ＣＰＵ１０１に通知する要素である。

インターフェース１０８は、ハードディスク装置などの外部記憶素子１０９やパソコンなどの外部通信機器１１０と接続する接続手段として機能し、外部から画像形成装置１内に画像データを取り込む。

表示手段としての操作表示部１２０は、画像形成装置本体１００（図１参照）の所定箇所に配置され、ユーザへのメッセージ（エラーメッセージを含む）等の表示を行うとともに、操作パネルとして機能してユーザからの動作要求の指示を行う。

図４は、複数枚の記録媒体Ｐを給紙カセット１５から分離搬送し、光学検出装置５０によって１枚ずつ平滑度を測定する場合において、各記録媒体Ｐから正反射した反射光線の強度である反射光量を電圧波形として検出した状態を示す図である。

図４に示すように、光学検出装置５０は、各記録媒体Ｐから正反射した反射光線の反射光量を、正反射光検出器５３によって電圧値として検出する。図４において、実線は、各記録媒体Ｐから検出した電圧値の推移を示している。また、黒点は、各記録媒体Ｐから検出した電圧値に基づいて算出した平均値を示している。

図４に示すように、同一銘柄の複数の記録媒体Ｐである場合、各記録媒体Ｐの平滑度は、それぞれ異なる値であるものの略一定の値となる傾向にある。例えば、無作為に抽出した１００銘柄超の平滑度のばらつきを検査した場合、同一銘柄２０枚の平滑度のばらつきは、最大で平均値に対して８％程度に収まる結果となっている。

図５は、光学検出装置５０によって記録媒体Ｐの平滑度を算出し、算出された平滑度から、記録媒体Ｐに画像を定着する場合に用いられる所定のパラメータ群に含まれる各パラメータの値を定着装置６０が変更する方法について説明する図である。

まず、光学検出装置５０は、時刻Ｔ０において、記録媒体Ｐの先端が光学検出装置５０と対向する面に到達すると、記録媒体Ｐの平滑度の検出を開始する。ここで、時刻Ｔ０は、記録媒体Ｐの先端が光学検出装置５０と対向する面に到達した時点を意味する。

次いで、光学検出装置５０は、搬送速度ｖで搬送される記録媒体Ｐの検出を時刻Ｔ０から時刻Ｔ１まで実施する。この処理において、光学検出装置５０は、光源５１からコリメートレンズ５２を介して照射されるレーザ光を時刻Ｔ１になるまで記録媒体Ｐの印字面に照射する。

そして、記録媒体Ｐの印字面において正反射されアパーチャ５４を通過した正反射光は、正反射光検出器５３に入射する。なお、時刻Ｔ１は、光学検出装置５０が搬送速度ｖで搬送される記録媒体Ｐの平滑度を時刻Ｔ０から算出を開始し、算出を完了するのに十分な時刻を意味する。

次いで、光学検出装置５０は、時刻Ｔ２において、時刻Ｔ１までに検出した電圧値を用いて、制御部５５によって平滑度を確定する。なお、時刻Ｔ２は、光学検出装置５０が時刻Ｔ１まで測定した電圧値を、光学検出装置５０の制御部５５が確定するのに十分な時刻を意味する。

次いで、光学検出装置５０は、時刻Ｔ３において、確定した平滑度に応じた定着装置６０の定着設定温度Ｔｈを決定し、決定した定着設定温度Ｔｈを実現する供給熱量を制御部５５から定着装置６０の熱源制御回路６１に送信する。

これにより、定着装置６０は、所定の温度としての初期定着設定温度Ｔｈ０を維持する供給熱量から、定着設定温度Ｔｈとなる供給熱量に変更することで、ニップ部における定着設定温度を変更する。

ここで、初期定着設定温度Ｔｈ０は、一般的な平滑度の記録媒体（例えば、４０ｓｅｃ程度）に画像を適切に定着することができる定着設定温度である。なお、これは例示であり、本発明は、これに限定されるものではない。

また、光学検出装置５０は、記録媒体Ｐから検出した平滑度が高い場合、低い定着設定温度であっても定着不良を起こさないため、初期設定温度Ｔｈ０を維持するのに必要な供給熱量よりも少ない供給熱量を、制御部５５から熱源制御回路６１に送信する。

また、光学検出装置５０は、記録媒体Ｐから検出した平滑度が低い場合、高い定着設定温度でないと定着不良を起こすため、初期設定温度Ｔｈ０を維持するのに必要な供給熱量よりも多い供給熱量を、制御部５５から熱源制御回路６１に送信する。

これにより、定着装置６０は、記録媒体Ｐの平滑度によって最適な定着設定温度Ｔｈに変更されるため、画像の定着不良を防げるとともに、必要最低限のエネルギーで画像を定着でき、省エネに資する。

次いで、定着装置６０は、時刻Ｔ３に決定した供給熱量に基づき、時刻Ｔ４において、加熱部材の熱源から供給される供給熱量を変更する。そして、定着装置６０は、時刻Ｔ５において、ニップ部の温度が定着設定温度Ｔｈに到達する。

一方、記録媒体Ｐは、時刻Ｔ０に先端が光学検出装置５０と対向してから、定着装置６０のニップ部までの搬送距離Ｌを搬送速度ｖで搬送され、時刻Ｔ６（Ｔ０＋Ｌ／ｖ）にニップ部に到達する。

ここで、例えば、定着装置６０の定着設定温度の変更に時間がかかる場合や搬送距離Ｌが短いまたは搬送速度ｖが早いために時間的制約がある場合、図５に示すように、時刻Ｔ６は、時刻Ｔ５よりも以前に到達する。このような場合、定着装置６０は、１枚の記録媒体Ｐごとに定着設定温度を変更することが困難である。

そのため、制御部５５は、各記録媒体Ｐの平滑度のばらつきを考慮した定着設定温度を設定する必要があり、例えば、安全率を設けた定着設定温度を設定することが考えられる。

つまり、制御部５５は、各記録媒体Ｐの平滑度の平均値を算出し、算出した平均値との誤差が８％未満の平滑度を有する記録媒体Ｐに対しても定着不良を起こさない定着設定温度に設定するよう構成される。

なお、本実施の形態において、平均値の８％の値を平均値との誤差の閾値に設定しているが、これは例示であり、本発明は、これに限定されない。すなわち、平均値との誤差の閾値は、生産性を優先して８％以上に設定してもよく、また定着不良をより防止するために８％未満に設定してもよい。

平滑度の平均値よりも８％以上乖離した平滑度を検出した場合、制御部５５は、搬送異常で平滑度が正常に検出できていない等、記録媒体Ｐの平滑度に応じて定着設定温度を変更する上で想定外の異常動作が生じていると判断する。

このように、制御部５５は、今回検出した記録媒体Ｐの平滑度と前回までに検出した記録媒体Ｐの平滑度の平均値を比較し、記録媒体Ｐに正常に画像が定着される状態にあるか否かを判断する。このように、本実施の形態において、制御部５５は、平滑度比較手段を構成する。

制御部５５によって異常動作が生じていると判断された場合には、ＣＰＵ１０１は、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にないことから、記録媒体Ｐを光学検出装置５０から定着装置６０へ搬送することを停止する。

これにより、画像形成装置１は、記録媒体Ｐの平滑度に応じて定着設定温度を変更する上で想定外の異常動作が生じ、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にない場合に、定着不良が起こることを防止することができる。

ここで、本実施の形態において、記録媒体搬送路１６と、給紙コロ１７と、搬送ローラ１９と、給紙路３７と、ＣＰＵ１０１とは、搬送手段を構成する。

以上のように、本実施の形態に係る画像形成装置１は、複数枚の記録媒体Ｐのそれぞれに画像を形成する画像形成装置１である。また、複数枚の記録媒体Ｐのそれぞれに光を照射し、記録媒体Ｐに照射された光の正反射方向における正反射光の反射光量に基づき記録媒体Ｐの平滑度を検出する光学検出装置５０を備える。

また、画像形成装置１は、光学検出装置５０が検出した複数枚の記録媒体Ｐのそれぞれの平滑度を比較することで、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にあるか否かを判断する制御部５５を備える。

このため、画像形成装置１は、連続して検出される記録媒体Ｐの平滑度の変化から、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にない場合であることを把握することができ、定着不良が起こることを防止することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置１において、制御部５５は、今回検出した平滑度が光学検出装置５０が前回までに検出した平滑度の平均値から８％以上乖離した場合に、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にないと判断する。

このため、画像形成装置１は、記録媒体Ｐの平滑度に応じて定着設定温度を変更する上で想定外の異常動作が生じ、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にない場合であることを把握することができ、定着不良が起こることを防止することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にないと判断された場合に、複数の記録媒体Ｐの搬送を停止する記録媒体搬送路１６と、給紙コロ１７と、搬送ローラ１９と、給紙路３７と、ＣＰＵ１０１とを備える。

このため、画像形成装置１は、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にないと判断された場合に、記録媒体Ｐの搬送を停止することで、定着不良が発生することを防ぐことができる。

なお、本実施の形態において、制御部５５は、前回までに検出した平滑度の平均値から８％以上乖離した場合に、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にないと判断するが、これに限定されない。

例えば、制御部５５は、連続して検出する平滑度が単調増加または単調減少した場合に、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にないと判断するよう構成されていてもよい。

一般的に、記録媒体Ｐの平滑度のばらつきは、同銘柄内であれば半ランダムに発生するため、単調増加または単調減少している場合、記録媒体Ｐの平滑度に応じて定着設定温度を変更する上で何らかの想定外の異常動作が生じていると考えられる。

このため、画像形成装置１は、記録媒体Ｐの平滑度が単調増加または単調減少する異常動作を検出し、記録媒体Ｐに正常に画像が形成される状態にないと判断することができ、定着不良が発生することを防ぐことができる。

また、本実施の形態において、画像形成装置１は、正常に画像が形成される状態にないと判断した場合に、記録媒体Ｐの搬送を停止するが、これに限らず、例えば、定着設定温度を初期定着設定温度Ｔｈ０に変更するよう構成し画像を定着するよう構成してもよい。

これにより、画像形成装置１は、正常に画像が形成される状態にないと判断した場合に、画像の定着を停止せずにかつ定着不良のリスクが低減される定着設定温度によって画像を定着するため、生産性を向上させることができる。

また、本実施の形態において、画像形成装置１は、正常に画像が形成される状態にないと判断した場合に、内部処理によって記録媒体Ｐの搬送を停止するが、これに限定されない。画像形成装置１は、例えば、異常動作時において、操作表示部１２０に異常動作が発生している旨の警告やエラーメッセージを表示するよう構成してもよい。

これにより、画像形成装置１は、正常に画像が形成される状態にないと判断され、異常動作が発生した場合に、異常動作の発生をユーザに報知することができ、異常動作を早期に発見することができる。

また、本実施の形態において、光学検出装置５０は、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１の期間に正反射光検出器５３において検出された電圧値の平均値を平滑度として確定するが、これに限らず、例えば、検出された電圧値の最小値を平滑度に確定してもよい。

また、本実施の形態において、光学検出装置５０は、記録媒体Ｐの画像が定着する面を検出する向きに配置されているが、これに限らず、例えばレイアウトの都合上、困難な場合には、記録媒体Ｐの画像が定着する面の裏面を検出する向きに配置されていてもよい。

また、本実施の形態において、定着装置６０は、光学検出装置５０が検出した平滑度に基づき供給熱量を決定しているが、これに限定されない。例えば、供給熱量の決定方法は、記録媒体Ｐの平滑度と定着設定温度との相関を予め実験で求めておき、電圧値と定着設定温度との関係をテーブルにして制御部５５に記憶しておいてもよい。また、供給熱量の決定方法は、実験値に基づき数式化したものを制御部５５に記憶しておき、検出された平滑度から算出するようにしてもよい。

１画像形成装置
１６記録媒体搬送路（搬送手段）
１７給紙コロ（搬送手段）
１９搬送ローラ（搬送手段）
３７給紙路（搬送手段）
５０光学検出装置（光学検出手段）
５５制御部（平滑度比較手段）
６１熱源制御回路（温度変更手段）
１０１ＣＰＵ（搬送手段）
１２０操作表示部（表示手段）
Ｐ記録媒体

特開平１０−１６０６８７号公報特開２００６−０６２８４２号公報

Claims

複数枚の記録媒体のそれぞれに画像を形成する画像形成装置であって、
前記複数枚の記録媒体のそれぞれに光を照射し、前記記録媒体に照射された光の正反射方向における正反射光の光の強度に基づき前記記録媒体の平滑度を検出する光学検出手段と、
前記光学検出手段が検出した直近の前記記録媒体の前記平滑度が、その直前に検出された前記記録媒体の前記平滑度よりも、大きい状態が所定の検出回数だけ続いた場合、または、小さい状態が所定の検出回数だけ続いた場合に、前記記録媒体に正常に画像が形成される状態にないと判断する平滑度比較手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記記録媒体に正常に画像が形成される状態にないと判断された場合に、前記複数の記録媒体の搬送を停止する搬送手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記光学検出手段が検出した前記平滑度に基づき、前記記録媒体の温度を変更する温度変更手段を備え、
前記温度変更手段は、前記記録媒体に正常に画像が形成される状態にないと判断された場合に、前記記録媒体の温度を所定の温度に変更することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記記録媒体に正常に画像が形成される状態にないと判断された場合に、警告を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。