JP6225930B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

デジタル複合機等に代表される画像形成装置においては、画像読み取り部で原稿の画像を読み取った後、画像形成部に備えられる感光体に対して読み取った画像を基に光を照射し、感光体上に静電潜像を形成する。その後、形成した静電潜像の上に帯電したトナー等の現像剤を供給して可視画像とした後、用紙に転写し、画像形成装置に備えられる定着装置によって定着させ、装置外に排出する。

ここで、定着装置を備える画像形成装置に関する技術が、特開２０１４−１５７３３０号公報（特許文献１）に開示されている。

特許文献１には、媒体に形成された画像を定着させる定着装置が開示されている。定着装置は、記録媒体を定着ローラーと共に挟み込んで加圧する定着対向ローラーと、定着対向ローラーを部分ごとに加熱する複数の部分加熱部と、複数の部分加熱部のうち第一の部分加熱部によって加熱された定着対向ローラーの第一の部分と、第二の部分加熱部によって加熱された定着対向ローラーの第二の部分の温度との差を所定の範囲内にするよう第一の部分加熱部および第二の部分加熱部を制御する加熱制御部とを有することを特徴としている。

特開２０１４−１５７３３０号公報

特許文献１に開示の画像形成装置によると、用紙に転写されたトナーについて、用紙中のトナー付着量が０でない場合を画像部として温度を高く設定し、用紙中のトナー付着量が０である場合を非画像部として温度を低く設定し、所定の温度差を維持するよう温度を制御して用紙にトナーを定着させることとしている。このようにして、熱エネルギーの供給を低減しつつ、用紙にしわが発生してしまうことを防ぐこととしている。

しかし、用紙によっては、そもそもしわが発生しにくい場合もあり、このような用紙に対して定着を行う際に、上記した制御では不要な待ち時間を要するおそれがある。また、このような制御では、定着の温度が低く設定されてしまう領域や高く設定されてしまう領域において、定着不良や画像荒れが生じてしまうおそれがある。

この発明の目的は、より適切にトナーによる可視画像をメディアに定着させることができる画像形成装置を提供することである。

この発明の一の局面においては、画像形成装置は、圧ローラーと、熱ローラーと、データ取得部と、判断部と、トナー濃度導出部と、温度調整部と、制御部とを備える。圧ローラーは、中実であり、円柱状である。熱ローラーは、圧ローラーと接触して配置されており、中空であって、円筒状である。データ取得部は、メディアの種別、メディアの重さ、メディアの厚み、およびメディアの主走査方向の幅のうちの少なくともいずれか一つのデータを取得する。判断部は、データ取得部により取得されたデータが所定の条件を具備するか否かを判断する。トナー濃度導出部は、判断部によりデータが所定の条件を具備すると判断されれば、メディアの中央領域およびメディアの端部領域に形成された可視画像のトナー濃度を導出する。温度調整部と、熱ローラーの中央領域の温度を温度Ｔ_１、熱ローラーの端部領域の温度を温度Ｔ_２、設定された熱ローラーの中央領域と熱ローラーの端部領域との温度差の絶対値をＢ_１とすると、トナー濃度導出部により導出されたトナー濃度に基づき、メディアの中央部に形成された可視画像のトナー濃度がメディアの端部に形成された可視画像のトナー濃度よりも高ければ、Ｔ_１を設定された定着目標温度とし、Ｔ_２をＴ_１＋Ｂ_１とするよう調整し、メディアの中央領域に形成された可視画像のトナー濃度がメディアの端部領域に形成された可視画像のトナー濃度よりも低ければ、Ｔ_２を定着目標温度とし、Ｔ_１をＴ_２−Ｂ_１とするよう調整する。制御部は、温度調整部により熱ローラーの中央領域の温度または熱ローラーの端部領域の温度が調整された後に、トナーによる可視画像が形成されたメディアを圧ローラーと熱ローラーとの接触領域に搬送するよう制御する。

このような画像形成装置によると、出力するメディアがしわの発生しにくい場合である等、取得されたメディアに関するデータにより所定の条件を具備すれば、温度調整に要する時間を省略することができるため、不要な待ち時間の短縮を図ることができる。また、トナーによる可視画像が形成されたメディアに対して、トナー濃度の高い領域に対して定着目標温度を設定して調整しているため、定着不良や画像荒れが発生するおそれを低減して、トナー濃度に応じた適切な定着を行うことができる。この場合、熱ローラーの端部領域の温度の方が熱ローラーの中央領域の温度よりも高くなるよう調整しているため、メディアにしわが生じるおそれを大きく低減することができる。したがって、このような画像形成装置は、より適切にトナーによる可視画像をメディアに定着させることができる。

この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の外観を示す概略図である。 この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成を示すブロック図である。 図１に示すデジタル複合機に備えられる操作部の概略的な構成を示す外観図である。 図１に示すデジタル複合機に含まれる画像形成部の構成を示す概略図である。 熱ローラーの内方側に配置された第一のヒーター、および第二のヒーターを示す概略図である。 デジタル複合機を用いて画像を形成する場合の処理の流れを示すフローチャートである。 操作部の表示画面の一例を示す図である。 第一の温度調整の場合の熱ローラーの温度分布と形成される画像との関係を示す図である。 第二の温度調整の場合の熱ローラーの温度分布と形成される画像との関係を示す図である。 中央領域の温度が両端部領域の温度よりも高い場合の熱ローラーの温度分布と、熱ローラーおよび圧ローラーの間に搬送される用紙の状態とを示す概念図である。 両端部領域の温度が中央領域の温度よりも高い場合の熱ローラーの温度分布と、熱ローラーおよび圧ローラーの間に搬送される用紙の状態とを示す概念図である。

以下、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の外観を示す概略図である。図２は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成を示すブロック図である。

図１および図２を参照して、デジタル複合機１１は、制御部１２と、操作部１３と、画像読み取り部１４と、画像形成部１５と、用紙セット部１９と、排出トレイ３０と、格納部としてのハードディスク１６と、ファクシミリ通信部１７と、ネットワーク２５と接続するためのネットワークインターフェース部１８とを備える。

制御部１２は、デジタル複合機１１全体の制御を行う。操作部１３は、デジタル複合機１１側から発信する情報やユーザーの入力内容を表示する表示画面２１を含む。操作部１３は、印刷部数や階調性等の画像形成の条件や電源のオンまたはオフを入力させる。画像読み取り部１４は、セット位置にセットされた原稿を読み取り位置に搬送する原稿搬送装置としてのＡＤＦ２２を含む。画像読み取り部１４は、ＡＤＦ２２または載置台上にセットされた原稿の画像を読み取る。用紙セット部１９は、手差しで用紙をセットする手差しトレイ２８やサイズの異なる複数枚の用紙を収納可能な給紙カセット群２９を含む。用紙セット部１９は、画像形成部１５に供給する用紙をセットさせる。画像形成部１５は、トナーにより可視画像を形成する現像装置４１、および現像装置４１により形成されたトナーによる可視画像を用紙に定着させる定着装置５１を含む。画像形成部１５は、画像読み取り部１４により読み取られた画像やネットワーク２５を介して送信された画像データを基に、搬送されてきた用紙に画像を形成する。画像形成部１５により画像を形成された用紙は、排出トレイ３０に排出される。ハードディスク１６は、送信された画像データや入力された画像形成条件等の格納を行う。ファクシミリ通信部１７は、公衆回線２４に接続されており、ファクシミリ送信やファクシミリ受信を行う。

なお、デジタル複合機１１は、画像データの書き出しや読み出しを行うＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるが、これらについては、図示および説明を省略する。また、図２中の矢印は、制御信号や制御、画像に関するデータの流れを示している。なお、図１に示すように、この実施形態においては、給紙カセット群２９は、３つの給紙カセット２３ａ、２３ｂ、２３ｃから構成されている。

デジタル複合機１１は、画像読み取り部１４により読み取られた原稿を用いて画像形成部１５において画像を形成することにより、複写機として作動する。また、デジタル複合機１１は、ネットワークインターフェース部１８を通じて、ネットワーク２５に接続されたコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃから送信された画像データを用いて、画像形成部１５において画像を形成して用紙に印刷することにより、プリンターとして作動する。すなわち、画像形成部１５は、要求された画像を印刷する印刷部として作動する。デジタル複合機１１は、ファクシミリ通信部１７を通じて、公衆回線２４から送信された画像データを用いて、ＤＲＡＭを介して画像形成部１５において画像を形成することにより、また、画像読み取り部１４により読み取られた原稿の画像データを、ファクシミリ通信部１７を通じて公衆回線２４に画像データを送信することにより、ファクシミリ装置として作動する。デジタル複合機１１は、画像処理に関し、複写機能、プリンター機能、ファクシミリ機能等、複数の機能を有する。さらに、各機能に対しても、詳細に設定可能な機能を有する。

この発明の一実施形態に係るデジタル複合機１１を含む画像形成システム２７は、上記した構成のデジタル複合機１１と、ネットワーク２５を介してデジタル複合機１１に接続される複数のコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃとを備える。この実施形態においては、複数のコンピューター２６ａ〜２６ｃについては、３台示している。各コンピューター２６ａ〜２６ｃはそれぞれ、デジタル複合機１１に対して、ネットワーク２５を介して印刷要求を行って印刷をすることができる。デジタル複合機１１とコンピューター２６ａ〜２６ｃとは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等を用いて有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよく、ネットワーク２５内には、他のデジタル複合機やサーバーが接続されている構成でもよい。

次に、上記した操作部１３の構成について、さらに詳細に説明する。図３は、操作部１３の概略的な構成を示す外観図である。図３を参照して、操作部１３は、印刷部数等を入力させるための０〜９までの数字、および「＊」や「＃」の記号を入力させるテンキー３１と、印刷の開始やファクシミリ送信の開始を指示させるスタートキー３２と、デジタル複合機１１の電源のオンオフを入力させる電源キー３３と、デジタル複合機１１の有するプリンター機能やコピー機能等の選択を指示させるメニューキー３４と、種々の画像形成の条件や使用ユーザーの登録を指示させる登録キー３５と、テンキー３１等を用いてユーザーにより入力された指示の内容をキャンセルさせるリセットキー３６と、上記した表示画面２１とを含む。表示画面２１は、液晶のタッチパネル機能を有しており、ユーザーの指での押圧等により、表示画面２１からも画像形成条件等を入力させると共に、機能の選択等を行うことができる。

次に、上記した画像形成部１５の構成について、さらに詳細に説明する。図４は、画像形成部１５の概略的な構成を示す図である。図４を参照して、画像形成部１５は、トナー等の現像剤を用いて用紙に可視画像を形成する現像装置４１を備える。図４中の二点鎖線で示す現像装置４１は、その表面に静電潜像を形成する感光体４２と、感光体４２の表面を帯電させる帯電部４３と、現像スリーブや複数の撹拌ローラーを含み、静電潜像が形成された感光体４２の表面にトナー等の現像剤を供給してトナーによる可視画像を形成する現像器４４と、転写チャージャーや分離チャージャーを含み、感光体４２の表面上に形成された可視画像を、搬送されてきた用紙３９に転写する転写部４５と、除電ローラーやクリーニングブレード等を含み、可視画像の用紙３９への転写の後に感光体４２の表面上に残ったトナーや残留電荷等を除去するクリーニング部４６とを備える。感光体４２は、図４中の矢印Ｒ_１の方向に回転する。画像形成部１５は、画像読み取り部１４により読み取った画像を基に感光体４２上に静電潜像を形成する。また、画像形成部１５は、感光体４２上に形成された静電潜像に対し、トナーを供給してトナーによる可視画像を形成する。画像形成部１５は、感光体４２に対し、帯電、現像、転写、クリーニングを繰り返して、搬送されてきた用紙３９にトナーによる可視画像を形成する。なお、現像装置４１に着脱可能に設けられたトナーコンテナ（図示せず）により、現像によって消費されたトナーが随時現像器４４に供給される。

画像形成部１５は、現像装置４１により用紙３９上に形成されたトナーによる可視画像を用紙３９に定着させる定着装置５１を備える。定着装置５１は、トナーを用紙に定着させる際に用紙を加熱する中空状の回転可能な熱ローラー５２と、トナーを用紙に定着させる際に用紙を加圧する中実状の回転可能な圧ローラー５３と、熱ローラー５２を加熱する第一のヒーター５４ａおよび第二のヒーター５４ｂと、熱ローラー５２の中央領域の温度を検知する第一のサーミスタ５５ａと、熱ローラー５２の両端部領域の温度を検知する第二のサーミスタ５５ｂとを含む。

熱ローラー５２は、円筒状であって、金属の素管から構成されている。熱ローラー５２の内方側には、第一のヒーター５４ａ、および第二のヒーター５４ｂが配置されている。なお、第一および第二のサーミスタ５５ａ、５５ｂについても、熱ローラー５２の内方側に接触または非接触で配置されている。

図５は、熱ローラー５２の内方側に配置された第一のヒーター５４ａ、および第二のヒーター５４ｂを示す概略図である。図５は、図４中の矢印Ｄ_２で示す方向から見た図に相当する。理解の容易の観点から、図５において熱ローラー５２の外形を破線で示している。

図１〜図５を参照して、第一のヒーター５４ａと第二のヒーター５４ｂとは、熱ローラー５２の内方側において、概ね平行となるように配置されている。第一のヒーター５４ａおよび第二のヒーター５４ｂへの通電により熱ローラー５２が加熱される。第一のヒーター５４ａは、熱ローラー５２の中央領域５６に対応する部分に発熱体５８を有する。第一のヒーター５４ａは、通電により発熱体５８を発熱させて、主に熱ローラー５２の中央領域５６を加熱する。第二のヒーター５４ｂは、熱ローラー５２の両端部領域５７ａ、５７ｂに対応する部分に二つの発熱体５９ａ、５９ｂを有する。第二のヒーター５４ｂは、通電により二つの発熱体５９ａ、５９ｂを発熱させて、主に熱ローラー５２の両端部領域５７ａ、５７ｂを加熱する。第一のヒーター５４ａ、および第二のヒーター５４ｂへの通電状態を制御することにより、熱ローラー５２の長手方向、すなわち、熱ローラー５２の回転軸の方向の温度分布が制御される。

圧ローラー５３は、弾性を有するゴム状の円柱状部材から構成されている。熱ローラー５２と圧ローラー５３とは当接している。具体的には、熱ローラー５２の表面と、圧ローラー５３の表面とが長手方向に接触するように熱ローラー５２と圧ローラー５３とが設けられている。なお、熱ローラー５２と圧ローラー５３とは接触しているため、熱ローラー５２の熱が、ある程度圧ローラー５３に伝わっている。すなわち、熱ローラー５２と圧ローラー５３とは、長手方向においてほとんど同じ温度分布となっている。熱ローラー５２と圧ローラー５３との接触領域に用紙３９が搬送され、用紙３９上に形成されたトナーによる可視画像が熱および圧力により用紙３９に定着される。

圧ローラー５３は、図４中の矢印Ｒ_２の方向に回転する。熱ローラー５２は、圧ローラー５３と逆の方向に回転する。熱ローラー５２と圧ローラー５３の回転により、用紙３９を上流側から下流側へ搬送する。この搬送時に、熱ローラー５２および圧ローラー５３により用紙３９に形成された可視画像の定着を行う。用紙３９の搬送される方向はおおよそ、図４中の矢印Ｄ_１で示される。

なお、画像形成部１５には、現像装置４１と定着装置５１との間に設けられる搬送ベルト４７、および複数の給紙ローラー４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、４８ｅが設けられている。例えば、手差しトレイ２８にセットされた用紙３９は、給紙ローラー４８ａ〜４８ｅによって、用紙搬送路４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄを搬送され、排出トレイ３０に排出される。また、給紙カセット２３ａ〜２３ｃ内にセットされた用紙３９は、給紙ローラー４８ｂ〜４８ｅによって、用紙搬送路４９ｂ〜４９ｄを搬送され、排出トレイ３０に排出される。

次に、このデジタル複合機１１を用いて画像を形成する場合について説明する。図６は、デジタル複合機１１を用いて画像を形成する場合の処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、原稿の画像をコピーする場合について説明する。

図６を参照して、ユーザーは、ＡＤＦ２２に画像を読み取らせるための原稿をセットする。そうすると、制御部１２は、ＡＤＦ２２への原稿のセットを検知する（図６において、ステップＳ１１、以下、「ステップ」を省略する）。そして、ユーザーは、操作部１３の表示画面２１から、出力するメディア、すなわち、ユーザーが要求する出力用の用紙のデータを入力する。

図７は、この場合の操作部１３の表示画面２１の一例を示す図である。図７を参照して、操作部１３の表示画面２１には、「出力するメディアのデータを入力してください。」とのメッセージ６１と、「メディアの種別」との表示６２ａと、メディアの種別を入力させる入力部６３ａと、「メディアのサイズ」との表示６２ｂと、メディアのサイズを入力させる入力部６３ｂとが表記されている。この場合、ユーザーは、Ａ４サイズの普通紙を、出力されるメディアの種別およびメディアのサイズとして入力したとする。具体的には、操作部１３の表示画面２１によるタッチパネルにおいて入力される。

その後、制御部１２が操作部１３のスタートキー３２の押下を検知すると（Ｓ１２）、表示画面２１において入力されたデータを取得する（Ｓ１３）。ここで、制御部１２は、入力されたメディアの種別のデータを取得するデータ取得部として作動する。

次に、取得したデータに基づき、出力されるメディアの種別が、前回と異なる用紙の種別であるか否かが判断される（Ｓ１４）。この場合、前回出力されたメディアの種別が普通紙であれば、取得したデータにより出力されるメディアが普通紙であるか否かが判断される。ここで、前回出力されたメディアの種別のデータについては、ハードディスク１６に格納されている。また、複数枚のコピーがなされる場合は、直前のコピーとなる。

前回出力されたメディアの種別が、今回出力されるメディアの種別と同じであると判断されれば（Ｓ１４において、ＹＥＳ）、次に、出力されるメディアが、所定の条件を具備しているか否かが判断される（Ｓ１５）。

ここで、所定の条件とは、取得されたメディアの主走査方向の幅のデータが所定の値以下であるか、または、取得されたメディアの重さのデータが所定の値以上であるという条件である。制御部１２は、取得したメディアの種別のデータおよびメディアのサイズから、上記した所定の条件に該当するか否かを判断する。ここで、制御部１２は、判断部として作動する。

制御部１２は、取得したデータから、所定の条件を具備していると判断すれば（Ｓ１５において、ＹＥＳ）、用紙の各領域におけるトナーによる可視画像のトナー濃度を導出する（Ｓ１６）。この場合、メディアの種別として普通紙とのデータが入力されているため、所定の条件を具備していると判断する。そして、ＡＤＦ２２により原稿を画像読み取り部１４に搬送して原稿の画像の読み取りを開始する。この場合、画像読み取り部１４により読み取った画像が複写元となるため、制御部１２は、読み取った画像から中央領域のトナー濃度と両端部領域のトナー濃度とを導出する。ここで、制御部１２は、トナー濃度導出部として作動する。

その後、導出されたトナー濃度に基づき、定着の温度、すなわち、熱ローラー５２および圧ローラー５３の温度を制御しながら、画像形成を開始する（Ｓ１７）。

ここで、画像形成において、熱ローラー５２および圧ローラー５３の温度の制御に際し、中央領域５６のトナー濃度が、両端部領域５７ａ、５７ｂのトナー濃度よりも高いか否かを判断し（Ｓ１８）、この判断に応じて、熱ローラー５２および圧ローラー５３の長手方向の温度分布を調整する。この場合、読み取った画像を基に、トナーにより形成される可視画像において、中央領域５６のトナー濃度が、両端部領域５７ａ、５７ｂのトナー濃度よりも高いか否かを判断する。

中央領域５６のトナー濃度が高いと判断されれば（Ｓ１８において、ＹＥＳ）、第一の温度制御を行って画像を形成する（Ｓ１９）。第一の温度調整については、熱ローラー５２の中央領域５６の温度を温度Ｔ_１、熱ローラー５２の両端部領域５７ａ、５７ｂの温度を温度Ｔ_２、設定された熱ローラー５２の中央領域５６と両端部領域５７ａ、５７ｂとの温度差の絶対値をＢ_１とすると、以下の関係を有するような温度の調整である。すなわち、第一の温度調整として、温度Ｔ_１を定着目標温度とし、温度Ｔ_２をＴ_１＋Ｂ_１とする。

図８は、第一の温度調整の場合の熱ローラー５２の温度分布と形成される画像との関係を示す図である。図８中の上側で、形成されるトナーによる可視画像を示し、下側の線６９で、熱ローラー５２の長手方向の温度分布を示す。線７０は、定着目標温度を示す。定着目標温度とは、用いるトナーの種類やメディアの種別等に応じて、より適切にトナーを定着させることができるよう設定された温度である。

図８を参照して、制御部１２は、トナーにより形成された可視画像６６のうち、中央領域５６の画像６７のトナー濃度が、両端部領域５７ａ、５７ｂの画像６８ａ、６８ｂのトナー濃度よりも高いことを導出する。この場合、画像読み取り部１４により読み取った画像から制御部１２が判断する。そうすると、熱ローラー５２の長手方向の温度分布について、中央領域５６の温度Ｔ_１を定着目標温度とし、両端部領域５７ａ、５７ｂの温度Ｔ_２をＴ_１＋Ｂ_１とするよう制御する。ここで、この制御については、中央領域５６を主に加熱する第一のヒーター５４ａ、両端部領域５７ａ、５７ｂを主に加熱する第二のヒーター５４ｂへの通電状態を制御することにより行う。具体的には、第一のサーミスタ５５ａ、第二のサーミスタ５５ｂにより熱ローラー５２の中央領域５６および両端部領域５７ａ、５７ｂの温度を検知し、第一および第二のヒーター５４ａ、５４ｂへの通電のオンまたはオフのタイミングおよび通電時間を調整して制御する。ここで、制御部１２は、温度調整部として作動する。なお、中央領域５６の温度Ｔ_１については、中央領域５６の長手方向の中心、両端部領域５７ａ、５７ｂの温度Ｔ_２については、それぞれの端部領域５７ａ、５７ｂの長手方向の中心としている。

そして、第一の温度調整を行った後に、トナーによる可視画像をその上に形成された普通紙を熱ローラー５２と圧ローラー５３との間の接触領域に搬送して定着させ、排出トレイ３０に排出して画像形成を終了する（Ｓ２０）。

また、Ｓ１８において、両端部領域５７ａ、５７ｂのトナー濃度が高いと判断されれば（Ｓ１８において、ＮＯ）、第二の温度調整を行って画像を形成する（Ｓ２１）。ここで、第二の温度調整については、熱ローラー５２の中央領域５６の温度を温度Ｔ_１、熱ローラー５２の両端部領域５７ａ、５７ｂの温度を温度Ｔ_２、設定された熱ローラー５２の中央領域５６と両端部領域５７ａ、５７ｂとの温度差の絶対値をＢ_１とすると、以下の関係を有するような温度の制御である。すなわち、第二の温度調整として、温度Ｔ_２を定着目標温度とし、温度Ｔ_１をＴ_２−Ｂ_１とする。

図９は、第二の温度調整の場合の熱ローラー５２の温度分布と形成される画像との関係を示す図である。図９中の上側で、形成されるトナーによる可視画像を示し、下側の線７４で、熱ローラー５２の長手方向の温度分布を示す。線７０は、上記したように、定着目標温度を示す。

図９を参照して、制御部１２は、トナーにより形成された可視画像７１のうち、中央領域５６の画像７２のトナー濃度が、両端部領域５７ａ、５７ｂの画像７３ａ、７３ｂのトナー濃度よりも高いことを導出する。この場合、画像読み取り部１４により読み取った画像から制御部１２が判断する。そうすると、熱ローラー５２の長手方向の温度分布について、両端部領域５７ａ、５７ｂの温度Ｔ_２を定着目標温度とし、中央領域５６の温度Ｔ_１をＴ_２−Ｂ_１とするよう制御する。ここで、この制御についても、中央領域を主に加熱する第一のヒーター５４ａ、両端部領域を主に加熱する第二のヒーター５４ｂへの通電状態を制御することにより行う。

そして、第二の温度調整を行った後に、トナーによる可視画像をその上に形成された普通紙を熱ローラー５２と圧ローラー５３との間の接触領域に搬送して定着させ、排出トレイ３０に排出して画像形成を終了する（Ｓ２０）。

また、Ｓ１５において、所定の条件を具備しなかった場合（Ｓ１５において、ＮＯ）、すなわち、取得されたメディアの主走査方向の幅のデータが所定の値未満であり、かつ、取得されたメディアの重さのデータが所定の値未満であれば、熱ローラー５２の温度制御を以下のように行ってから、画像形成を開始する。この場合も、取得したメディアの種別のデータ等により判断する。

熱ローラー５２の温度調整は、具体的には、熱ローラー５２の中央領域５６の温度を温度Ｔ_１、熱ローラー５２の両端部領域５７ａ、５７ｂの温度を温度Ｔ_２、設定された熱ローラー５２の中央領域と両端部領域との温度差の絶対値をＢ_２とすると、Ｔ_１＋Ｂ_２＜Ｔ_２の関係となるようにする。すなわち、Ｔ_１＋Ｂ_２＜Ｔ_２の関係となるまで、画像形成を待機する。なお、上記した温度Ｔ_１と温度Ｔ_２との関係については、任意に定められる。具体的には、中央領域５６の温度Ｔ_１に対して設定された温度差の絶対値Ｂ_２を足し合わせたものが、両端部領域５７ａ、５７ｂの温度Ｔ_２よりも低くなる状態を待って、画像形成を行う。その後の処理については、上記と同様である。

このような構成のデジタル複合機１１によれば、出力するメディアがしわの発生しにくい場合である等、取得されたメディアに関するデータにより所定の条件を具備すれば、温度調整に要する時間を省略することができるため、不要な待ち時間の短縮を図ることができる。また、トナーによる可視画像が形成されたメディアに対して、トナー濃度の高い領域に対して定着目標温度を設定して調整しているため、定着不良や画像荒れが発生するおそれを低減して、トナー濃度に応じた適切な定着を行うことができる。この場合、熱ローラー５２の両端部領域５７ａ、５７ｂの温度の方が熱ローラー５２の中央領域５６の温度よりも高くなるよう調整しているため、メディアにしわが生じるおそれを大きく低減することができる。したがって、このようなデジタル複合機１１は、より適切にトナーによる可視画像をメディアに定着させることができる。

これについて、以下に説明する。図１０は、中央領域５６の温度が両端部領域５７ａ、５７ｂの温度よりも高い場合の熱ローラー５２の温度分布と、熱ローラー５２および圧ローラー５３の間に搬送される用紙の状態とを示す概念図である。図１０において、熱ローラー５２の温度分布は、線７６ａによって示されている。図１１は、両端部領域５７ａ、５７ｂの温度が中央領域５６の温度よりも高い場合の熱ローラー５２の温度分布と、熱ローラー５２および圧ローラー５３の間に搬送される用紙の状態とを示す概念図である。図１１において、熱ローラー５２の温度分布は、線７６ｂによって示されている。なお、理解の容易の観点から、図１０および図１１において、熱ローラー５２および圧ローラー５３の熱膨張については、誇張して図示している。

まず、図１０を参照して、中央領域５６の温度が両端部領域５７ａ、５７ｂの温度よりも高い状態であると、それぞれの領域における熱ローラー５２および圧ローラー５３の熱膨張量の差により、熱ローラー５２の中央領域５６の径、および圧ローラー５３の中央領域５６の径はそれぞれ、熱ローラー５２の両端部領域５７ａ、５７ｂの径、および圧ローラー５３の両端部領域５７ａ、５７ｂの径よりも大きくなる。そうすると、用紙３９を図１０中の矢印Ｄ_１で示す方向に搬送してトナーによる可視画像を用紙３９に定着させる際に、用紙３９の搬送速度について、中央領域５６側の方が速くなり、両端部領域５７ａ、５７ｂに向かって遅くなってしまうこととなる。その結果、図１０中の用紙３９中の矢印に示すように、両端部領域５７ａ、５７ｂ側から中央領域５６側に向かう力が働くことになる。このような状況となると、用紙３９が中央領域５６側に押し縮められることとなり、用紙３９にしわ、具体的には、搬送方向に平行な方向に延びるしわが発生しやすい傾向となってしまう。

次に、図１１を参照して、両端部領域５７ａ、５７ｂの温度が中央領域５６の温度よりも高い状態であると、それぞれの領域における熱ローラー５２および圧ローラー５３の熱膨張量の差により、熱ローラー５２の両端部領域５７ａ、５７ｂの径、および圧ローラー５３の両端部領域５７ａ、５７ｂの径はそれぞれ、熱ローラー５２の中央領域５６の径、および圧ローラー５３の中央領域５６の径よりも大きくなる。そうすると、用紙３９を図１１中の矢印Ｄ_１で示す方向に搬送してトナーによる可視画像を用紙３９に定着させる際に、用紙３９の搬送速度について、両端部領域５７ａ、５７ｂ側の方が速くなり、中央領域５６側が遅くなることとなる。その結果、図１１中の用紙３９中の矢印に示すように、中央領域５６側から両端部領域５７ａ、５７ｂ側に向かう力が働くことになる。このような状況においては、用紙３９が両端部領域５７ａ、５７ｂ側に引っ張られることとなり、しわが発生しにくい傾向となる。

したがって、本願発明においては、しわが発生するおそれを低減させる観点から、熱ローラー５２の中央領域５６の温度よりも両端部領域５７ａ、５７ｂの温度を高くするよう調整して、定着を行おうとするものである。そして、トナー濃度の高い領域に対して、定着目標温度となるよう設定して調整し、より適切な定着を行おうとするものである。

なお、上記の実施の形態においては、所定の条件として、取得されたメディアの主走査方向の幅のデータが所定の値以下であるか、または、取得されたメディアの重さのデータが所定の値以上であるという条件を挙げたが、これに限らず、他の条件としてもよい。例えば、上記した所定の条件のうちの一方のみとしてもよいし、所定の値として、数種のデータを用いてもよい。また、メディアの厚みのデータやメディアの種別自体のデータについて、所定の条件のパラメータとして挙げてもよい。

また、上記の実施の形態においては、第一のヒーターおよび第二のヒーターで、熱ローラーを加熱することとしたが、これに限らず、一つのヒーターで加熱するようにしてもよいし、三つ以上のヒーターを備える構成としてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、操作部の表示画面において、ユーザーから入力されたメディアのデータから、データを取得することにしたが、これに限らず、デジタル複合機１１に備えられるデータ取得部は、メディアの種別のデータ、メディアの重さのデータ、メディアの厚みのデータ、およびメディアの主走査方向の幅のデータのうちの少なくともいずれか一つのデータを取得するメディアセンサーを含むよう構成してもよい。メディアセンサーは、例えば、画像形成部に備えられる用紙搬送路や、給紙カセットに設けられる。

また、上記の実施の形態においては、画像読み取り部により読み取った画像を基に、トナー濃度を導出することとしたが、これに限らず、照射した光の反射光量によりトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサーによりトナー濃度を導出することにしてもよい。この場合、ドナー濃度検知センサーを準備し、実際にトナーによる可視画像を用紙上に形成して、形成されたトナーによる可視画像に対して、トナー濃度検知センサーによりトナー濃度を検知して、トナー濃度を導出する。

なお、上記の実施の形態においては、両端部領域と中央領域との温度分布の関係を示したが、これに限らず、一方側の端部領域と中央領域との関係における温度分布の関係を上記した関係とするよう構成してもよい。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明に係る画像形成装置は、より適切にトナーによる可視画像をメディアに定着させることが要求される場合に、特に有効に利用される。

１１ デジタル複合機、１２ 制御部、１３ 操作部、１４ 画像読み取り部、１５ 画像形成部、１６ ハードディスク、１７ ファクシミリ通信部、１８ ネットワークインターフェース部、１９ 用紙セット部、２１ 表示画面、２２ ＡＤＦ、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 給紙カセット、２４ 公衆回線、２５ ネットワーク、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ コンピューター、２７ 画像形成システム、２８ 手差しトレイ、２９ 給紙カセット群、３０ 排出トレイ、３１ テンキー、３２ スタートキー、３３ 電源キー、３４ メニューキー、３５ 登録キー、３６ リセットキー、３９ 用紙、４１ 現像装置、４２ 感光体、４３ 帯電部、４４ 現像器、４５ 転写部、４６ クリーニング部、４７ 搬送ベルト、４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ，４８ｅ 給紙ローラー、４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ 用紙搬送路、５１ 定着装置、５２ 熱ローラー、５３ 圧ローラー、５４ａ，５４ｂ ヒーター、５５ａ，５５ｂ サーミスタ、５６ 中央領域、５７ａ，５７ｂ 端部領域、５８，５９ａ，５９ｂ 発熱体、６１ メッセージ、６２ａ，６２ｂ 表示、６３ａ，６３ｂ 入力部、６６，６７，６８ａ，６８ｂ，７１，７２，７３ａ，７３ｂ，７６ａ，７６ｂ 画像、６９，７０，７４ 線。

Claims (6)

1. 中実であり、円柱状の圧ローラーと、
   前記圧ローラーと接触して配置されており、中空であって、円筒状の熱ローラーと、
   前記メディアの種別、前記メディアの重さ、前記メディアの厚み、および前記メディアの主走査方向の幅のうちの少なくともいずれか一つのデータを取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部により取得された前記データが所定の条件を具備するか否かを判断する判断部と、
   前記判断部により前記データが前記所定の条件を具備すると判断されれば、前記メディアの中央領域および前記メディアの端部領域に形成された前記可視画像のトナー濃度を導出するトナー濃度導出部と、
   前記熱ローラーの中央領域の温度を温度Ｔ_１、前記熱ローラーの端部領域の温度を温度Ｔ_２、設定された前記熱ローラーの中央領域と前記熱ローラーの端部領域との温度差の絶対値をＢ_１とすると、前記トナー濃度導出部により導出された前記トナー濃度に基づき、前記メディアの中央部に形成された前記可視画像のトナー濃度が前記メディアの端部に形成された前記可視画像のトナー濃度よりも高ければ、前記Ｔ_１を設定された定着目標温度とし、前記Ｔ_２をＴ_１＋Ｂ_１とするよう調整し、前記メディアの中央領域に形成された前記可視画像のトナー濃度が前記メディアの端部領域に形成された前記可視画像のトナー濃度よりも低ければ、前記Ｔ_２を定着目標温度とし、前記Ｔ_１をＴ_２−Ｂ_１とするよう調整する温度調整部と、
   前記温度調整部により前記熱ローラーの中央領域の温度または前記熱ローラーの端部領域の温度が調整された後に、前記トナーによる可視画像が形成された前記メディアを前記圧ローラーと前記熱ローラーとの接触領域に搬送するよう制御する制御部とを備える、画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記判断部により前記データが前記所定の条件を具備しないと判断されれば、設定された前記熱ローラーの中央領域と前記熱ローラーの端部領域との温度差の絶対値をＢ_２とすると、Ｔ_２＞Ｔ_１＋Ｂ_２の関係を有するまで、前記搬送部により前記接触領域に前記メディアを搬送しないよう制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記所定の条件は、取得された前記メディアの主走査方向の幅のデータが所定の値以下であるか、または、取得された前記メディアの重さのデータが所定の値以上であるという条件である、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 原稿の画像を読み取る画像読み取り部を備え、
   前記トナー濃度導出部は、前記画像読み取り部により読み取った画像を基に、前記トナー濃度を導出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記メディアの種別のデータ、前記メディアの重さのデータ、前記メディアの厚みのデータ、および前記メディアの主走査方向の幅のデータのうちの少なくともいずれか一つのデータを入力させる入力部を備え、
   前記データ取得部は、前記入力部に入力された前記データを基に、前記データを取得する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記データ取得部は、前記メディアの種別のデータ、前記メディアの重さのデータ、前記メディアの厚みのデータ、および前記メディアの主走査方向の幅のデータのうちの少なくともいずれか一つのデータを取得するメディアセンサーを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   

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