JP6980471B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、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などの画像形成装置は、記録材を種別毎に収納するための複数のカセットと、複数のカセットから記録材を搬送して供給する記録材搬送部と、記録材搬送部から搬送される記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、を有している。更に画像形成装置は、筒状のフィルムやローラなどの定着部材と、電力が供給されることによって発熱して定着部材を加熱する加熱部材と、定着部材と共にニップ部を形成するニップ部形成部材と、を備える定着部を有している。定着部は、画像が形成された記録材ニップ部によって搬送しつつ加熱して記録材上に画像を定着する。

上記の画像形成装置は、ユーザーが使用する記録材の種別をカセット毎に設定している。そしてユーザーによって記録材の種別が選択されると、メーカーが推奨する定着部の定着処理に関する印字設定に従って印字動作を実施している。これによって記録材の種別に応じた最適な画像品質を実現している。

上記の画像形成装置において、記録材の種別に応じた最適な画像品質を実現するには、メーカーが推奨する印字設定を選択する必要がある。メーカーが推奨する印字設定は大多数のユーザーが満足する画質を実現するものであり、個別のユーザーが求める画質とは異なっている。そこで、ユーザーが求める画質を実現するために、装置本体に設けた印字設定入力部からユーザー自身が記録材の種別に応じて印字設定を入力する（以後、ユーザーが設定した印字設定」と記す）ことが行われている。

特許文献１は、センサが判別した記録材の種別に対して「ユーザーが設定した印字設定」と「メーカーが推奨する印字設定」が異なっている場合に、「メーカーが推奨する印字設定」に従って印字動作を実施する発明を開示している。特許文献１の発明によれば、ユーザーが印字設定を入力する際に印字設定を間違えて入力した場合でもメーカーが推奨する画質を得ることができる。

特許文献２は、ユーザーによって記録材の種別が指示された場合に、「ユーザーが設定した印字設定」を「メーカーが推奨する印字設定」よりも優先させる発明を開示している。特許文献２の発明によれば、ユーザーが求める画質とメーカーが推奨する画質が異なる場合でもユーザーはユーザーが求める画質を得ることができる。

特開２０１２−１８１２２３号公報 特開２００９−２５１５９７号公報

大多数のユーザーが満足するメーカーが推奨する画質と個別のユーザーが求める画質が異なる場合に、特許文献１のように記録材の種別に基づいて「メーカーが推奨する印字設定」を実施すると、ユーザーが求める画質を十分に実現できないことがある。

一方、特許文献２のように「ユーザーが設定した印字設定」を優先すると、ユーザーが記録材の種別を誤って選択指示した場合に、「ユーザーが設定した印字設定」が「メーカーが推奨する印字設定」の範囲から大きく外れてしまう可能性がある。この場合にもユーザーが求める画質を十分に実現できないことになる。

本発明の目的は、「記録材の種別に適した印字設定」と「ユーザーが設定した印字設定」とが異なる場合にも、ユーザーが求める画質を十分に実現できる印字動作を実施可能な画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
記録材を種別毎に収納するための複数の収納部と、
複数の前記収納部から前記記録材を搬送して供給する供給部と、
前記供給部から搬送される前記記録材に画像を形成する画像形成部と、
定着部材と、電力が供給されることによって発熱して前記定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材との間にニップ部を形成するニップ部形成部材と、を有し、前記画像が形成された前記記録材を前記ニップ部によって搬送しつつ加熱して前記画像を前記記録材に定着する定着部と、
記録材搬送路に設置され、前記記録材を検知して前記記録材の種別を判別するための情報を出力する記録材検知部と、
前記情報に基づいて前記記録材の種別を判別するための処理を行い前記処理の結果を出力する判別処理部と、
ユーザーが前記記録材の種別毎に前記記録材の印字設定を入力するための印字設定入力部と、
前記記録材の搬送と前記記録材を前記ニップ部で定着処理する時の定着温度を制御する制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記制御部は、前記処理の結果に基づいて前記記録材の種別を判別し、判別した前記記録材の種別に適した印字設定と、前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と、を比較し、前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が前記判別した前記記録材の種別に
適した印字設定よりも前記記録材に与える熱量が過多になる場合であって前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定と前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定に差があるがその差が所定の範囲より小さい場合は、前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定と前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が同じ場合よりも前記ニップ部で一枚目の前記記録材の定着処理を開始するまでの時間を延長して時間延長しない場合よりも前記ニップ部形成部材の温度を上昇させた後に前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と同じ記録材の搬送速度、搬送間隔、及び前記定着温度で前記ニップ部における一枚目の前記記録材の定着処理を開始し、
前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定よりも前記記録材に与える熱量が過多になる場合であって前記差が前記所定の範囲より大きい場合は、前記時間延長を設定して前記ニップ部形成部材の温度を上昇させた後に前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と同じ記録材の搬送速度、搬送間隔、及び前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定よりも低い前記定着温度で前記ニップ部における一枚目の前記記録材の定着処理を開始し、
前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定よりも前記記録材に与える熱量が不足する場合であって前記差が前記所定の範囲より小さい場合は、前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と同じ記録材の搬送速度、前記定着温度、及び前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定よりも広い前記搬送間隔で前記ニップ部における一枚目の前記記録材の定着処理を開始し、
前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定よりも前記記録材に与える熱量が不足する場合であって前記差が前記所定の範囲より大きい場合は、前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と同じ記録材の搬送速度且つ前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定よりも高い前記定着温度及び広い前記搬送間隔で前記ニップ部における一枚目の前記記録材の定着処理を開始することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、「記録材の種別に適した印字設定」と「ユーザーが設定した印字設定」とが異なる場合にも、ユーザーが求める画質を十分に実現できる印字動作を実施可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図 定着装置の概略構成を示す断面図 定着装置を記録材搬送方向の上流側から見たときの図 定着装置の制御系のブロック図 印字設定入力部のユーザーが選択可能な印字設定を示す図 表面性検知部４０の概略構成を示す図 表面性検知部のＬＥＤの照射範囲を示す図 制御部、表面性検知部、及び表面性判別処理部の動作を説明するための制御ブロック図 制御部、坪量検知部、及び坪量判別処理部の動作を説明するための制御ブロック図 「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」の乖離を示す図 図１０の○、△、×、××のそれぞれの状態で「ユーザーが入力した印字設定」のまま印字動作させた場合のトナー画像の定着不良や、スリーブへの記録材巻付きの発生現象を示す図 「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」との差に応じて印字動作を変更した場合の効果を示す図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施形態により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において他の種々の構成に置き換えることは可能である。

［実施例］
（１）画像形成装置１
図１を参照して、本発明に係る画像形成装置１を説明する。図１は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本実施例においてはフルカラープリンタ）１の一例の概略構成を示す断面図である。

画像形成装置１は、画像形成部１０と、定着部としての定着装置２０と、を有している。更に画像形成装置１は、記録材Ｐを種別毎に収納するための複数の収納部としての５つのカセットＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５と、各カセットから記録材を搬送して供給する供給部としての記録材搬送部５０と、を有している。

トナーを用いて記録材Ｐに画像を形成する画像形成部１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫを有している。各画像形成ステーションは、像担持体としての感光ドラム１１と、帯電部材１２と、現像器１３と、レーザースキャナ１４と、感光ドラムの外周面（表面）をクリーニングするクリーナ１５と、転写部材１６と、を有している。更に画像形成部１０は、転写部材によって各感光ドラムから転写したトナー画像を担持しつつ搬送するベルト１７と、ベルトから記録材Ｐへトナー画像を転写する二次転写部材１８と、を有している。

以上の画像形成部１０の動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。

装置本体１Ａに設けられた第１のカセットＣ１には、記録材Ｐとしての薄紙（坪量６０〜７４ｇ/ｍ＾２）が収納されている。第２のカセットＣ２には、記録材Ｐとしての普通紙（坪量７５〜９０ｇ/ｍ＾２）が収納されている。第３のカセットＣ３には、記録材Ｐとしての厚紙１（坪量９１〜１２０ｇ/ｍ＾２）が収納されている。第４のカセットＣ４には、記録材Ｐとしての厚紙２（坪量１２１〜１６０ｇ/ｍ＾２）が収納されている。第５のカセットＣ５には、記録材Ｐとしての厚紙３（坪量１６１〜３００ｇ/ｍ＾２）が収納されている。

記録材搬送部５０において、各カセットに収納された記録材Ｐはローラ５１の回転によって所定の１つのカセットから１枚ずつローラ５２を介してローラ５３に供給される。そして記録材Ｐはローラ５３の回転によってベルト１７と二次転写ローラ１８とによって形成された二次転写部Ｔｒに搬送され、二次転写部において記録材上にトナー画像が転写される。未定着のトナー画像が形成された記録材Ｐは定着装置（定着器）２０に送られ、トナー画像は定着装置によって記録材に加熱定着される。定着装置２０を出た記録材Ｐはローラ５４の回転によってトレイ５５に排出される。

（２）定着装置２０
定着装置２０について、図２、図３を参照しながら説明する。本実施例に示す定着装置２０はフィルム加熱方式の装置である。図２は定着装置２０の概略構成を示す断面図である。図３は定着装置２０を記録材搬送方向Ｘの上流側から見たときの図である。

定着装置２０は、加熱部材としてのセラミックヒータ２２と、ヒータによって加熱される定着部材としての筒状のフィルム（以後、スリーブと記す）２１と、を有している。更に定着装置２０は、ヒータを支持する支持部材としてのホルダ２３と、ヒータを介してスリーブと共にニップ部Ｎを形成するニップ部形成部材としての加圧ローラ２５と、加圧部材としてのステイ２４と、を有している。

ヒータ２３は、記録材搬送方向Ｘに直交する長手方向Ｙに細長い基板２２ａを有している。基板２２ａの加圧ローラ２５側の基板面には、通電によって発熱する発熱抵抗体２２ｂが基板の長手方向に沿って形成されている。更に基板面には、発熱抵抗体２２ｂを覆うように保護ガラス層２２ｃが形成されている。基板２２ａはＡｌ_２Ｏ_３を用いた薄板である。基板２２ａの材料としてはＡｌＮを用いることも可能である。

発熱抵抗体２２ａは、Ａｇ／Ｐｄを主成分とした発熱抵抗体ペーストを用いて基板面上にスクリーン印刷等でパターン形成されている。この発熱抵抗体２２ａは、記録材搬送方向Ｘに直交する長手方向Ｙにおいて、基板２２ａの両端部の内側に設けられた電極（不図示）に電気的に接続されている。

保護ガラス層２２ｃは、発熱抵抗体２２ｂの電気的絶縁性を確保し、かつ、スリーブ２１との耐久磨耗性を確保するために発熱抵抗体にコーティングされるガラスコーティング層である。

スリーブ２１として、熱容量が小さく、耐熱性、熱可塑性を有する厚み３０μｍのＳＵＳスリーブ（基層）の外周面上に、シリコーンゴムを成形した耐熱性の３００μｍの薄膜弾性ゴム層を具備したものを用いている。スリーブ２１の基層の材料としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂フィルム、あるいは、ＳＵＳなどの単層の薄膜金属スリーブも使用することができる。薄膜弾性ゴム層としては、フッ素ゴムなどを用いることもできる。また、薄膜弾性ゴム層の外周面上には、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂などから成る耐熱離型性層を形成しても良い。

ホルダ２３は、記録材搬送方向Ｘに直交する長手方向Ｙにおいて、加圧ローラ２５側の平坦面に設けられた溝２３ａによってヒータ２２を支持している。ヒータ２２を支持させたホルダ２３の外周にはスリーブ２１がルーズに外嵌されている。そしてホルダ２３は、ホルダの記録材搬送方向Ｘの上流側、及び下流側に設けられた弧状のガイト゛２３ｂによってスリーブ２１の回転をガイドするようになっている。ホルダ２３の加圧ローラ２５とは反対側の平坦面には、記録材搬送方向Ｘに直交する長手方向Ｙにおいて、ホルダに強度を持たせるための金属製のステイ２４が設置されている。

ホルダ２３として、ＰＰＳを型成形したものを用いた。ホルダ２３の材料としては、ニップ部Ｎとは反対側への放熱を防ぐため断熱性に優れたものが好ましく、例えば液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＥＥＫ等も使用することができる。

加圧ローラ２５は、金属製の芯金２５ａと、芯金の外周面上に設けられた弾性層２５ｂと、弾性層の外周面上に設けられた離型性層２５ｃと、を有している。弾性層２５ｂの材料として、シリコーンゴムを用いた。シリコーンゴムの厚みは３ｍｍである。弾性層２５ｂの材料はシリコーンゴムに限らずフッ素ゴムなどの耐熱ゴムを用いてもよい。離型性層２５ｃの材料として、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を用いた。

図３に示すように、記録材搬送方向Ｘに直交する長手方向Ｙにおいて、加圧ローラ２５の芯金２５ａの両端部は定着装置２０の左右のフレームＦに軸受Ｂを介して回転可能に支持されている。また、ステイ２４、及びホルダ２３の両端部は左右のフレームＦに支持されている。そしてステイ２４の両端部は加圧バネ２６によってスリーブ２１の母線方向に直交する方向（記録材厚み方向Ｚ）へ加圧されている。

ステイ２４によって加圧されたホルダ２３はヒータ２２をスリーブ２１の内周面（内面）に加圧してスリーブの外周面（表面）を加圧ローラ２５の外周面（表面）に圧接させる。これによって加圧ローラ２５は弾性層２５ｂが潰れて弾性変形し加圧ローラ表面とスリーブ２１表面とによって記録材搬送方向Ｘに所定幅のニップ部Ｎを形成する。

定着装置２０の定着処理動作について、図２、図３、図４を参照しながら説明する。図４は定着装置２０の制御系のブロック図である。

図４において、制御部１００はＣＰＵ１１１とＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ（不図示）とからなっている。ＣＰＵ１１１はプリント信号に応じてモータＭを駆動して加圧ローラ６３の芯金２５ａの端部に設けられたギアＧ（図３参照）を回転させる。これによって加圧ローラ２５は図２に示す矢印方向へ所定の搬送速度（プロセススピード）で回転する。スリーブ２１はスリーブ内面がヒータ２２の保護ガラス層２２ｃに摺動しながら加圧ローラ２５の回転に追従して図２に示す矢印方向へ回転する。

またＣＰＵ１１１はプリント信号に応じて給電制御回路８０をＯＮし、これにより給電制御回路はヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂに電極を介して電力を供給する。これによって発熱抵抗体２２ｂに通電されて発熱抵抗体が発熱しヒータ２２は保護ガラス層２２ｃを介して回転中のスリーブ２１を加熱する。このとき温度検知部材としての温度センサ２７はヒータ２２の記録材通過領域の温度を検知してＣＰＵ１１１に出力する。ＣＰＵ１１１は、温度センサ２７からの出力信号を取り込み、この出力信号に基づいてヒータ２２の温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するように給電制御回路８０を制御する。

未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐはニップ部Ｎによって搬送されつつ加熱され、これによってトナー画像は記録材上に定着される。

（３）印字設定入力部７０
印字設定入力７０について、図５を参照しながら説明する。図５は印字設定入力部７０のユーザーが選択可能な印字設定を示す図である。図５において、「Ａ」は第１のカセットＣ１に対応しており、「Ｂ」は第２のカセットＣ２に対応しており、「Ｃ」は第３のカセットＣ３に対応しており、「Ｄ」は第４のカセットＣ４に対応しており、「Ｅ」は第５のカセットＣ５に対応している。「紙種」は記録材Ｐの種別に対応している。

図１のように装置本体１Ａの上部に設置された印字設定入力部７０は、ユーザーが記録材の種別毎に記録材の印字設定を入力するためのものである。つまり、印字設定入力部７０によって第１乃至第５のカセットに収納されている記録材Ｐの印字設定を指定することが出来る。図５において、ユーザーが「紙種」の欄の「薄紙」、「普通紙」、「厚紙１」、「厚紙２」、「厚紙３」のうちの何れか１つを選択することによって入力すると、選択された記録材の種別に応じたメーカーが推奨する搬送速度、定着温度が設定される。

ここで、搬送速度はニップ部Ｎによって記録材Ｐを搬送する際の速度であり、定着温度はニップ部によってトナー画像Ｔを記録材に定着する際の温度である。

記録材Ｐの表面性が同等の場合、坪量が大きいほどトナーを記録材に定着させるのに必要な熱量が多くなる。そのため、図５に示すように、坪量が大きくなればなるほど、記録材の単位面積あたりに与える熱量が多くなるように搬送速度と定着温度は設定されている。記録材Ｐの坪量が同等の場合でも、記録材Ｐの表面性に応じて記録材の単位面積あたりに与える熱量を変更してもよい。本実施例では、記録材の坪量と表面性に応じて搬送速度と定着温度が設定されているが、記録材の坪量のみで搬送速度と定着温度を設定してもよい。

（４）記録材判別装置６０
次に、記録材判別手段としての記録材判別装置６０について説明する。図１のように記録材判別装置６０は、記録材搬送部５０のローラ５３と二次転写部Ｔｒとの間に設置されている。記録材判別装置６０は、記録材検知部としての表面性検知部４０、及び坪量検知部３０と、判別処理部としての表面性判別処理部４５、及び坪量判別処理部９０と、を有している。

表面性検知部４０は記録材Ｐを検知して記録材の種別を判別するための情報（記録材の表面画像）を出力するものであり、坪量検知部３０は記録材を検知して記録材の種別を判別するための情報（記録材の透過係数）を出力するものである。表面性判別処理部４５は記録材Ｐの表面性を判別するための処理を行いその処理の結果を出力するものであり、坪量判別処理部９０は記録材の坪量を判別するための処理を行いその処理の結果を出力するものである。

（４−１）表面性検知部４０
表面性検知部４０について、図６、図７、及び図８を参照しながら説明する。図６は表面性検知部４０の概略構成を示す図である。（ａ）は表面性検知部４０の概略構成を示す断面図、（ｂ）は表面性検知部４０を記録材搬送方向の上流側から見たときの斜視図である。

表面性検知部４０は、図１に示すように、記録材Ｐの厚み方向において、記録材搬送路と対向するように設置されている。表面性検知部４０において、４１は記録材Ｐの表面に光を照射する照射手段としてのＬＥＤである。ＬＥＤ４１は、記録材Ｐの表面に対して略１０度の角度で光を照射し、記録材の表面性に応じた明暗（影）を発生させるように配置されている。

４２はＬＥＤ４１から照射された光によって記録材Ｐの表面から反射する反射光を結像する結像手段としての結像レンズである。

４３は結像レンズ４２により結像された光を撮像する撮像手段としてのＣＭＯＳラインセンサである。ラインセンサ４３は、記録材Ｐの表面に発生した明暗（影）を撮像する。

４６ａ，４６ｂはＬＥＤ４１の光が照射可能な領域の端に位置している基準板（以後、内面基準板４６ａと内面基準板４６ｂとする）である。

４７は結像レンズ４２及びＬＥＤ４１を保護する保護部材である。

図６（ｂ）に示しているように、結像レンズ４２及びラインセンサ４３は、記録材Ｐの記録材搬送方向と直交するように配置されている。これによってラインセンサ４３は、ＬＥＤ４１から照射された光によって記録材Ｐの表面から反射する反射光と、ＬＥＤ４１から照射された光によって内面基準板４６ａ，４６ｂから反射する反射光を同時に撮像可能である。

図７はＬＥＤ４１の照射範囲を表面性検知部４０の上面側から示した図である。図７では、記録材Ｐの表面性判別に用いるための記録材有効画像範囲と、内面基準板４６ａからの反射光を検知する内面基準板有効画素範囲ａと、内面基準板４６ｂからの反射光を検知する内面基準板有効画素範囲ｂと、を示している。

図８は制御部１０、表面性検知部４０、及び表面性判別処理部４５の動作を説明するための制御ブロック図である。

表面性検知部４０において、搬送されている記録材Ｐの表面に対して制御部１０の照射制御部４６２（後述する）によって制御されたＬＥＤ４１から光を照射する。記録材Ｐからの反射光（明暗）は、結像レンズ４２を介してラインセンサ４３によって撮像される。ラインセンサ４３によって撮像した記録材Ｐの表面画像は記録材の種別を判別するための情報として表面性判別処理部４５へ出力される。

表面性判別処理部４５は、ラインセンサ４３からの記録材Ｐの表面画像を入力して画素毎にＡ−Ｄ変換部４５１においてＡＤ変換し、記録材の搬送方向と直交する同一直線上の画像を１ライン単位で同時に読み込む。本実施例では、８ビットＡ−Ｄ変換ＩＣを使用し、Ａ−Ｄ変換部４５１は０から２５５の値を出力する。

画像抽出部４５２、及び記憶領域部４５５において、ラインセンサ４３からの記録材Ｐの表面画像を搬送方向へつなぎ合わせ、２次元の表面画像を取得する。本実施例では、記録材Ｐの搬送速度を２００ｍｍ／秒とし、ラインセンサ４３の解像度を１ラインの６００ｄｐｉ（１ドットあたり４２．３μｍ）とした。

本実施例では、記録材Ｐの５ｍｍ×５ｍｍ相当の領域を撮像する。よって、画像サイズは１１８ドット×１１８ドット（６００ドット×５ｍｍ／２５．４ｍｍ）とする。ラインセンサ４３の撮像は、４２．３μｍ／（２００ｍｍ／秒）すなわち約２１１μｓｅｃ間隔で行う。これにより、記録材Ｐ上の撮像エリアが重複せずに撮像することができる。

得られた２次元の表面画像から予め記憶領域部４５５に記憶されている記録材有効画像範囲の情報に基づき、記録材Ｐの種別の判別に用いる表面画像の抽出を行う。特徴量算出部４５３では、抽出された表面画像の明暗の出来方から特徴量を算出する処理を行い、その処理の結果に基づいて制御部１００のＣＰＵ１１１は記録材Ｐの表面性を判別する。

記憶領域部４５５には、ＬＥＤ４１を発光制御する電流値や後述する光量調整時に必要な光量目標値も記憶されている。また記憶領域部４５５には、内面基準板有効画素範囲ａ、及び内面基準板有効画素範囲ｂも記憶されている。

記録材Ｐの表面画像を正確に取得するためには、ＬＥＤ４１の光量調整が必要となる。ＬＥＤ４１の光量調整をする理由は、光量過多の場合に、記録材Ｐからの反射光が多くなり、取得した表面画像が明るくなりすぎてしまい、画像の特徴量（明暗）が正しく得られない可能性があるからである。また光量不足の場合にも、取得した表面画像が暗くなりすぎてしまい、やはり画像の特徴量（明暗）が正しく得られない可能性があるからである。また、ＬＥＤ４１は経時変化によって発光光量が低下してくる。

このため、表面画像撮像前に、撮像に適した光量でＬＥＤ４１を発光するように調整を行う。光量の低下を細かく制御するためには、記録材Ｐを１枚撮像する毎に光量補正をすることが理想である。このため、記録材Ｐの表面画像の撮像を行う期間内で光量補正量算出部４５６が内面基準板４６ａ，４６ｂの表面画像も検出し、ＣＰＵ１１１に出力する。ＣＰＵ１１１は光量補正量算出手段４５６の算出結果に基づき、所定光量になるように照射制御部４６２を制御する。

次に、記録材Ｐの搬送速度が半分（１００ｍｍ／秒）になった場合について説明する。搬送速度が１００ｍｍ／秒において搬送方向を６００ｄｐｉで撮像するためには、ラインセンサ４３の撮像は４２．３μｍ／（１００ｍｍ／秒）すなわち約４２３μｓｅｃ間隔で行う必要がある。すなわち、搬送速度が２００ｍｍ／秒の場合と比較して撮像時間は２倍となる。一方、搬送速度によらず記録材Ｐの表面に発生した明暗（影）の撮像結果（ラインセンサ４３が受光する積算光量）は同じにしたい。

よって、記録材Ｐへの照射光量を半分にすることで、撮像時間が２倍になった場合でも同一の撮像結果になるように制御している。本実施例では、記録材Ｐの搬送速度に応じて、光量補正量算出部４５６が搬送速度に応じた光量に補正している。

ここまでラインセンサを用いた記録材Ｐの表面性判別方法について説明を行ってきたが、これらは一般的な構成に関して説明したものである。例えば内面基準板４６ａ，４６ｂの位置や有無、ＬＥＤ４１の個数等のラインセンサ４３の構成は上述した構成に限定されるものではない。

（４−２）坪量検知部３０
坪量検知部３０について、図９を参照しながら説明する。図９は制御部１００、坪量検知部３０、及び坪量判別処理部９０の動作を説明するための制御ブロック図である。

坪量検知部３０は、送信部３１と、受信部３２と、を有している。送信部３１と受信部３２は、図１に示すように、記録材搬送路を挟むように設置されている。超音波の送受信や、記録材Ｐの坪量判別処理を行う坪量判別処理部９０は、送信制御部３３と、受信制御部３４と、を有している。ここで、坪量とは記録材Ｐの単位面積当たりの質量であり、［ｇ／ｍ^２］で表わす。

坪量検知部３０において、送信部３１と受信部３２は同様の構成であり、機械的変位と電気信号の相互変換素子である圧電素子（ピエゾ素子ともいう）、及び電極端子から成る。

送信部３１では、電極端子に所定周波数のパルス電圧を入力すると圧電素子が発振して音波が発生され空気中を伝搬する。音波が記録材Ｐまで到達すると、音波によって記録材が振動する。このように送信部３１で発生された音波が、記録材Ｐを介して受信部３２に伝搬する。受信部３２の圧電素子は、受信した音波の振幅に応じた出力電圧を電極端子に発生させる。これが圧電素子を用いて超音波を送受信する場合の動作原理である。

本実施例では、送信部３１および受信部３２は、３２ｋＨｚの周波数特性を持つ超音波を送受信する。超音波の周波数は予め設定されるものであり、送信部３１及び受信部３２の構成、検知精度等に応じて適切な範囲の周波数を選択すればよい。

坪量判別処理動作について説明する。

ＣＰＵ１１１により測定開始を示す信号が受信制御部３４の駆動信号制御部３４１に入力される。駆動信号制御部３４１は、信号を入力すると所定周波数の超音波を送信するために、送信制御部３３の駆動信号生成部３３１に対して超音波送信信号の生成を通知する。

駆動信号生成部３３１によって生成される駆動信号は、記録材Ｐや、記録材の搬送路周囲の部材による反射波等の外乱の影響を低減するために、送信部３１が照射した直接波のみを受信部３２で受信できるように、一定周期のパルス波を出力する。これは、バースト波と呼ばれている。本実施例では、１回の測定で、３２［ｋＨｚ］のパルス波を５パルス連続出力する。

駆動信号生成部３３１では、予め設定された周波数を持つ駆動信号を生成し、出力する。増幅器３３２は、駆動信号生成部３３１から入力した信号のレベル（電圧値）を増幅し、送信部３１へ出力する。受信部３２は、送信部３１から送信された超音波、または、記録材Ｐを透過した超音波を受信して、その超音波を記録材の種別を判別するための情報として受信制御部３４の検知回路部３４２に出力する。

検知回路部３４２は、信号の増幅機能と信号の整流機能を持っており、記録材Ｐが送信部３１と受信部３２との間に存在しない状態と、存在する状態とで増幅率を可変できるようにしている。検知回路部３４２によって生成された信号はＡ−Ｄ変換部３４３によってアナログ信号からデジタル信号に変換される。

ピーク抽出部３４４では変換されたデジタル信号に基づいて信号のピーク（極大値）を抽出し、その値（ピーク値）を記憶部３４６が記憶する。上記のピーク抽出部３４４から記憶部３４６までの一連の処理を「ピーク検出動作」と呼ぶ。上記のピーク検出動作は、送信部３１と受信部３２の間に記録材Ｐが無い状態と有る状態に対して各々所定間隔で所定回数実施する。

演算部３４７では、記録材Ｐが無い状態での所定回数の平均値と、記録材Ｐが有る状態での所定回数の平均値との比から透過係数を算出する処理を行う。透過係数は坪量に相当する値であり、演算部３４７で算出された透過係数に基づいて制御部１００のＣＰＵ１１１は記録材Ｐの坪量を判別する。

制御部１００は、以上説明してきた表面性判別処理部４５、及び坪量判別処理部９０の処理結果を基に、記録材Ｐの種別を判別する。

以上、表面性判別処理部４５、及び坪量判別処理部９０の処理結果を基に、制御部１００が記録材Ｐの種別を判別する方法について説明したが、記録材の種別を判別する方法は上記に限定されるものではない。定着処理動作中の定着装置２０の消費電力から記録材Ｐの坪量を検知する方法や、定着処理動作中のスリーブ２１とヒータ２２の温度差から記録材の坪量を検知する方法など、その他の方法を使用することもできる。つまり、記録材Ｐの種別を判別するための情報は、記録材の表面性と坪量の何れか一方もしくは両方を含んでいてもよい。

（５）印字設定決定方法
制御部１００の図示しないメモリには、記録材Ｐの種別毎に、記録材の表面性特徴量と、記録材の坪量に相当する値である透過係数と、の組み合わせに応じて、記録材の種別に適した印字設定が記憶されている。ＣＰＵ１１１は、上記のように表面性判別処理部４５、及び坪量判別処理部９０が処理した結果を基に記録材の種別を判別する。

そしてＣＰＵ１１１は、判別した記録材Ｐの種別に適した印字設定（以後、メーカーが推奨する印字設定と記す）と、印字設定入力部７０を用いてユーザーが入力した印字設定と、を比較する。メーカーが推奨する印字設定と、ユーザーが入力した印字設定と、の差が所定の範囲より小さい場合は、ユーザーが入力した印字設定に従って印字動作を実施する。差が所定の範囲より大きい場合は、差が所定の範囲より小さい場合のユーザーが入力した印字設定を変更して印字動作を実施する。

図１０と図１１を用いて、「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」の比較から、印字設定を決定する方法を説明する。

図１０は「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」の乖離を示す図であり、ＡからＥの順に記録材Ｐの単位面積当たりに与える熱量が１０％ずつ増加する設定になっている。制御部１００のメモリには、全ての印字設定の記録材Ｐの単位面積当たりに与える熱量の大小関係の情報をあらかじめ記憶させておく。

図１０において、○は「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」が一致していることを示している。△は印字設定を記録材Ｐの単位面積当たりに与える熱量順に並べた場合に、「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」が１ずれていて、×は２〜３ずれていて、××は４ずれていることを示している。ここで、△は「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」との差が所定の範囲より小さい場合に相当する。一方、×及び××は「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」との差が所定の範囲より大きい場合に相当する。

図１１は図１０に示す○、△、×、××のそれぞれの状態で「ユーザーが入力した印字設定」のまま印字動作させた場合のトナー画像の定着不良や、スリーブ２１への記録材巻付き（以後、巻付きと記す）の発生現象を示す図である。

図１１において、○は定着不良や巻付きが発生することなく記録材Ｐをニップ部Ｎによって搬送できることを示している。×と××は定着不良や巻付きが発生する可能性があることを示している。×よりも××の方が、定着不良や巻付きの発生確率が高い。そのため、×と××の部分では画質への影響を最小限に抑えつつ「ユーザーが入力した印字設定」に変更を加える必要がある。

図１１の左下にある×と××の部分は、「ユーザーが入力した印字設定」を用いて定着装置２０の定着処理動作を行うと記録材Ｐに対して熱量過多となり、トナー画像の過定着によるスリーブ２１への記録材の巻付きが発生する確率が高い（ｃａｓｅ１）。

この巻付きは記録材がニップ部Ｎによって搬送される際にスリーブ２１に対して加圧ローラ２５の温度が低い朝一状態において１枚目の記録材を定着処理する場合に発生しやすい。これは記録材Ｐのトナー画像形成面に接するスリーブ２１の温度と、トナー画像非形成面に接する加圧ローラ２５の温度に差があると、トナー画像形成面とトナー画像非形成面とで記録材に含有される水分の抜け方が異なるためである。

そこで、１枚目の記録材Ｐにトナー画像を定着する際にヒータ２２に対して電力の供給を開始してから１枚目の記録材がニップ部Ｎによって搬送が開始されるまでの時間を通常より延長する。本実施例では、定着処理動作を開始する前に加圧ローラ２５とスリーブ２１を所定の時間回転させて、１枚目の記録材がニップ部Ｎによって搬送が開始されるまでの時間を通常より延長している（以後、前回転動作の延長と記す）。これによってスリーブ２１の熱が加圧ローラ２５に伝わって加圧ローラの温度が上がるため、スリーブ２１への巻付きの可能性を低減することができる。

また、連続プリントする場合、１枚目の記録材Ｐをプリントする前に前回転動作を延長したとしても、１枚目の記録材へのトナー画像の定着により加圧ローラ２５の温度が低下し、２枚目の記録材をプリントする際に前回転動作の延長が必要な場合もある。

その場合、１枚目の記録材Ｐをプリントした後に後回転動作を行ってから２枚目の記録材をプリントすることで加圧ローラ２５の温度を上げても構わない。ここで、後回転動作とは、定着処理動作が終了した後に加圧ローラ２５とスリーブ２１を所定の時間回転させることをいう。これによってスリーブ２１の熱が加圧ローラ２５に伝わって加圧ローラの温度が上がるため、２枚目の記録材のスリーブ２１への巻付きの可能性を低減することができる。

図１１の左下にある×で示す「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」が２〜３ずれている場合（ｃａｓｅ１の×）は、前回転動作を延長して「ユーザーが入力した印字設定」を用いて印字動作を行う（図１２のｍｏｄｅ１）。この場合、ニップ部Ｎによって記録材Ｐを搬送するときの搬送速度や、記録材にトナー画像を定着するときの定着温度を変更していないので、ユーザーが求める画質を得ることが出来る。

図１１の左下にある××で示す「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」が４ずれている場合（ｃａｓｅ１の××）は、前回転動作の延長のみでは巻付きが発生する確率が高い。そのため、「ユーザーが入力した印字設定」より前回転動作を延長し、かつ、定着温度を低く設定する（図１２のｍｏｄｅ２）。これによって記録材Ｐの単位面積あたりに与える熱量を小さくすることができるので、トナーの過定着によるスリーブ２１への巻付きの可能性を低減することができる。

図１１の右上にある×と××の部分は、「ユーザーが入力した印字設定」を用いて印字動作を連続して行うと記録材Ｐに対して熱量不足のため、定着不良が発生し、定着装置以降の記録材搬送経路に汚染が発生する（ｃａｓｅ２）。そのため、記録材搬送部５０によって記録材Ｐを画像形成部１０に連続して供給するときの記録材供給間隔（以後、出力間隔と記す）を通常より広げる（図１２のｍｏｄｅ３、ｍｏｄｅ４）。これによって先行の記録材Ｐの後端がニップ部を抜けてから後続の記録材の先端がニップ部に到達するまでの記録材間における加圧ローラ２５への蓄熱効果が大きくなるため、定着不良の可能性を低減することができる。

図１１の右上にある×で示す「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」が２〜３ずれている場合（ｃａｓｅ２の×）は、出力間隔を通常より広げて「ユーザーが入力した印字設定」を用いて印字動作を行う（図１２のｍｏｄｅ３）。この場合、ニップ部Ｎによって記録材Ｐを搬送するときの搬送速度や、記録材にトナー画像を定着するときの定着温度を変更していないので、ユーザーが求める画質を得ることが出来る。

図１１の右上にある××で示す「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」が４ずれている場合（ｃａｓｅ２の××）は、出力間隔を通常より広げるだけでは定着不良が発生する。そのため、「ユーザーが入力した印字設定」より出力間隔を広げ、かつ、定着温度を高く設定する（図１２のｍｏｄｅ４）。これによって記録材Ｐの単位面積あたりに与える熱量を大きくすることができるので、熱量不足による定着不良の可能性を低減することができる。

記録材Ｐの単位面積あたりに与える熱量を大きくする１つの手段として定着温度を高く設定してもよいが、他にも印字速度を遅く設定する、または印字速度の変更と定着温度の変更を組み合わせるなどの手段を用いてもよい。

図１２は「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」との差に応じて印字動作を変更した場合の効果を示した図である。「ユーザーが入力した印字設定」を振って、薄紙、普通紙、厚紙１、厚紙２、厚紙３をそれぞれ１０枚連続してニップ部Ｎに通過させ、定着不良や巻付きが発生しないか確認を行った。

「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」との差が所定の範囲より大きい場合に、「ユーザーが入力した印字設定」の印字動作の変更を行う（ｍｏｄｅ１〜ｍｏｄｅ４）。これによっていずれの組み合わせにおいても定着不良や巻付きは発生することがなく、図１１に示した「ユーザーが入力した印字設定」のまま印字動作させた場合と比べて大きく利便性が向上した。

以上説明したように、本実施例の画像形成装置１は、「メーカーが推奨する印字設定」と「ユーザーが入力した印字設定」が所定の範囲より大きい場合に、「ユーザーが入力した印字設定」の印字動作の変更を行う。これによってユーザーが求める画質とメーカーが推奨する画質が異なる場合でも、ユーザーはユーザーが求める画質を得ることができる。更に本実施例の画像形成装置１は、できる限りユーザーが求める画質を優先させつつ、定着不良や巻付きの発生を抑制することが出来る。

［他の実施例］
定着装置２０はフィルム加熱方式に限られない。定着装置として、定着部材としての筒状のローラと、ローラを加熱する加熱部材としてのハロゲンランプと、ローラと共にニップ部を形成するニップ部形成部材としての加圧ローラと、を有する熱ローラ方式の装置を用いてもよい。或いは、定着装置として、定着部材としての筒状の金属製スリーブと、スリーブを電磁誘導発熱させる加熱部材としてのコイルと、スリーブと共にニップ部を形成するニップ部形成部材としての加圧ローラと、を有する電磁誘導加熱方式の装置を用いてもよい。

１０ 画像形成部、２０ 定着装置（定着部）、２１ 筒状のフィルム、
２２ セラミックヒータ、２５ 加圧ローラ、Ｎ ニップ部、
３０ 表面性検知部、４０ 坪量検知部、４５ 表面性判別処理部、
５０ 記録材搬送部、７０ 印字設定入力部、９０ 坪量判別処理部、
１００ 制御部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５ カセット、Ｎ ニップ部、
Ｐ 記録材

Claims (3)

1. 記録材を種別毎に収納するための複数の収納部と、
   複数の前記収納部から前記記録材を搬送して供給する供給部と、
   前記供給部から搬送される前記記録材に画像を形成する画像形成部と、
   定着部材と、電力が供給されることによって発熱して前記定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材との間にニップ部を形成するニップ部形成部材と、を有し、前記画像が形成された前記記録材を前記ニップ部によって搬送しつつ加熱して前記画像を前記記録材に定着する定着部と、
   記録材搬送路に設置され、前記記録材を検知して前記記録材の種別を判別するための情報を出力する記録材検知部と、
   前記情報に基づいて前記記録材の種別を判別するための処理を行い前記処理の結果を出力する判別処理部と、
   ユーザーが前記記録材の種別毎に前記記録材の印字設定を入力するための印字設定入力部と、
   前記記録材の搬送と前記記録材を前記ニップ部で定着処理する時の定着温度を制御する制御部と、
   を有する画像形成装置において、
   前記制御部は、前記処理の結果に基づいて前記記録材の種別を判別し、判別した前記記録材の種別に適した印字設定と、前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と、を比較し、前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定よりも前記記録材に与える熱量が過多になる場合であって前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定と前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定に差があるがその差が所定の範囲より小さい場合は、前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定と前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が同じ場合よりも前記ニップ部で一枚目の前記記録材の定着処理を開始するまでの時間を延長して時間延長しない場合よりも前記ニップ部形成部材の温度を上昇させた後に前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と同じ記録材の搬送速度、搬送間隔、及び前記定着温度で前記ニップ部における一枚目の前記記録材の定着処理を開始し、
   前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が前記判別した前記記録材の種別に適し
   た印字設定よりも前記記録材に与える熱量が過多になる場合であって前記差が前記所定の範囲より大きい場合は、前記時間延長を設定して前記ニップ部形成部材の温度を上昇させた後に前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と同じ記録材の搬送速度、搬送間隔、及び前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定よりも低い前記定着温度で前記ニップ部における一枚目の前記記録材の定着処理を開始し、
   前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定よりも前記記録材に与える熱量が不足する場合であって前記差が前記所定の範囲より小さい場合は、前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と同じ記録材の搬送速度、前記定着温度、及び前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定よりも広い前記搬送間隔で前記ニップ部における一枚目の前記記録材の定着処理を開始し、
   前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定が前記判別した前記記録材の種別に適した印字設定よりも前記記録材に与える熱量が不足する場合であって前記差が前記所定の範囲より大きい場合は、前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定と同じ記録材の搬送速度且つ前記ユーザーが入力した前記記録材の印字設定よりも高い前記定着温度及び広い前記搬送間隔で前記ニップ部における一枚目の前記記録材の定着処理を開始することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録材の種別を判別するための情報は、前記記録材の表面性と坪量の何れか一方もしくは両方を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記定着部材は筒状のフィルムであり、前記加熱部材は前記フィルムの内部空間に配置されており、前記ニップ部は前記フィルムを介して前記加熱部材と前記ニップ部形成部材によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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