JPH07199721A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は読取り画像を加熱加圧して所定用紙に
定着する画像形成装置に関し、原稿画像の濃度に適合さ
せて最適な定着条件で定着させることを目的とする。 【構成】原稿Ｄの画像濃度又は像面積を検出する濃度検
出手段３６と、該濃度検出手段３６の出力に対応させた
制御値を格納した記憶手段７２と、定着圧力を調節する
加圧制御手段７４と、定着温度を調節する加熱制御手段
７６と、前記濃度検出手段３６の出力に基づき、加熱開
始時間を遅延させる遅延手段７７と、前記濃度検出手段
３６の出力を判別し、前記記憶手段７２に格納されてい
る制御値を求めて、前記加圧制御手段７４および加熱制
御手段７６を制御する制御手段７０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナーにより現像され
た画像を加熱加圧して転写紙に定着する画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子式画像形成装置、特に、電子
複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の定着器で
は、画像を定着するための定着条件があらかじめ設定さ
れている。そして、通常、その定着条件としては定着ロ
ーラの表面温度および圧力が設定されている。

【０００３】その定着条件の制御には、例えば、定着ロ
ーラの表面温度については、ローラの表面に温度センサ
を設け、温度センサからの出力と定着条件の設定値とを
比較することにより、設定値からの外れを検出し、定着
ローラの表面温度が一定となるために必要なヒータラン
プの電力を調節して供給するフィードバック制御が行な
われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
では、すべての画像に対して定着ローラの設定条件が一
定になるように制御されるため、白地の多い、文字原稿
のような低濃度画像とソリッド部の多い画像即ち高濃度
画像とでは最適条件が異なり、一定に設定した条件で
は、図１２の模式図で表しているように、図中（ａ）に
示すトナー粒子Ｔの１つ１つが離散していて疎らに付着
した低濃度画像に対して最適となるように設定された条
件で図中（ｂ）に示す隣合うトナー粒子Ｔが接触するほ
ど密に付着した高濃度画像を定着すると、設定温度が高
すぎて過定着が進み、高温オフセットや転写紙Ｐのカー
ルが発生する。逆に、トナー粒子Ｔが密に付着した高濃
度画像に対して最適となるように設定された条件でトナ
ー粒子Ｔが疎らに付着した低濃度画像を定着すると、設
定温度が低すぎて未定着状態となり、低温オフセットや
未定着のための画像の欠落が発生し、トナー汚れが発生
するようになる（図１３を参照）。

【０００５】この原因としては次のようなことが考えら
れる。即ち、用紙Ｐの上方からトナー粒子Ｔの１つに与
えられる熱量Ｑが等しいとすると、図１２（ａ）中に示
すような低濃度画像の場合には大気中への熱損失（図中
の矢印→）は８３％、また図１２（ｂ）中に示すような
高濃度画像の場合には大気中への熱損失は３５％とな
り、定着のためにはトナー濃度の高い方が熱効率が良
く、低い温度でも定着率が高くなる。

【０００６】特に、熱容量の小さい定着器ではこの傾向
が強いため、画像形成の高速化を妨げる原因の１つにな
っているという問題点があった。本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであり、原稿画像の濃度に適合させ
て最適な定着条件で定着できる画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
第１の発明の画像形成装置は、原稿の画像濃度又は像面
積を検出する濃度検出手段と、該濃度検出手段の出力に
対応させた制御値を格納した記憶手段と、定着部の定着
温度を調節する加熱制御手段と、前記濃度検出手段の出
力に基づき画像転写媒体が定着部へ到達する時間と関連
付けて定着部の加熱開始時間を調節する調節手段と、前
記濃度検出手段の出力を判別し、前記記憶手段に格納さ
れている制御値を求めて、前記加熱制御手段を制御する
制御手段とを具備して構成される。

【０００８】上記課題を解決するため第２の発明の画像
形成装置は、原稿の画像濃度又は像面積を検出する濃度
検出手段と、該濃度検出手段の出力に対応させた制御値
を格納した記憶手段と、加熱された定着部の定着圧力を
調節する加圧制御手段と、前記濃度検出手段の出力に基
づき画像転写媒体が定着部へ到達する時間と関連付けて
定着部の加圧開始時間を調節する調節手段と、前記濃度
検出手段の出力を判別し、前記記憶手段に格納されてい
る制御値を求めて、前記加圧制御手段を制御する制御手
段とを具備して構成される。

【０００９】上記課題を解決するため第３の発明の画像
形成装置は、原稿の画像濃度又は像面積を検出する濃度
検出手段と、該濃度検出手段の出力に対応させた濃度ラ
ンク毎の制御値を格納させた記憶手段と、定着圧力を調
節する加圧制御手段と、

【００１０】定着温度を調節する加熱制御手段と、前記
濃度検出手段の出力に基づき画像転写媒体が定着部へ到
達する時間と関連付けて定着部の加圧開始時間および加
熱開始時間を遅延させる遅延手段と、前記濃度検出手段
の出力レベルを判別し、前記記憶手段に格納されている
出力レベルに対応してランク付けされた制御値を求め
て、前記加圧制御手段および加熱制御手段を制御する制
御手段とを具備して構成される。

【００１１】上記課題を解決するため第４の発明の画像
形成装置は、原稿の画像濃度又は像面積を検出する濃度
検出手段と、該濃度検出手段の出力に対する濃度ランク
毎の制御値をあらかじめ格納してある記憶手段と、定着
圧力を調節する加圧制御手段と、定着温度を調節する加
熱制御手段と、前記濃度検出手段の出力に基づき用紙が
定着工程に搬送されるまで加圧開始時間を遅延させる遅
延手段と、前記濃度検出手段の出力に基づく検出濃度に
対応した電力が供給されて定着ローラ表面温度が上昇す
るまでの時定数と用紙が定着工程に搬送される迄の時間
とを合致させるように加熱開始時間を遅延させる遅延手
段と、前記濃度検出手段の出力レベルを判別し、前記記
憶手段に格納されている制御値を求めて、光学検出した
画像の未定着画像が定着工程に到達した時に定着温度が
極大となるように前記加圧制御手段および加熱制御手段
を制御する制御手段とを具備して構成される。

【００１２】

【作用】このように構成したことにより、本発明による
画像形成装置は、濃度検出手段が原稿の画像濃度又は像
面積を検出して濃度に比例したあるいは濃度に対応させ
て設定された出力信号を出し、制御手段が記憶手段に格
納された濃度検出手段の出力に対応させた制御値を求
め、求めた制御値に基づき定着温度を調節する加熱制御
手段とを制御して、未定着画像が定着工程に搬送された
時に定着温度を最適な条件にして定着させる。

【００１３】また画像形成装置は、濃度検出手段が原稿
の画像濃度又は像面積を検出して濃度に比例したあるい
は濃度に対応させて設定された出力信号を出し、制御手
段が記憶手段に格納された濃度検出手段の出力に対応さ
せた制御値を求め、求めた制御値に基づき、圧力を調節
する加圧制御手段を制御して、未定着画像が定着工程に
搬送された時に定着圧力を最適な条件にして定着させ
る。

【００１４】また画像形成装置は、濃度検出手段が原稿
の画像濃度又は像面積を検出し、制御手段が濃度検出手
段の出力に対応させた濃度ランク毎の制御値を格納させ
た記憶手段から制御値を読み出し、その読み出した制御
値に従って加圧制御手段を制御して、遅延手段が濃度検
出手段の出力に基づき加圧開始時間を遅延させることと
合わせて定着圧力を調節させるとともに、読み出した制
御値に従って加熱制御手段を制御して、遅延手段が濃度
検出手段の出力に基づき加熱開始時間を遅延させること
と合わせて定着温度を調節させ、未定着画像が定着工程
に搬送された時に定着温度と定着圧力を最適な条件にし
て定着させる。

【００１５】また画像形成装置は、濃度検出手段と原稿
の画像濃度又は像面積を検出し、濃度ランク毎の制御値
を格納してある記憶手段から制御手段が濃度検出手段の
出力に対応させた制御値を求め、その制御値に基づき定
着圧力を調節する加圧制御手段と定着温度を調節する加
熱制御手段とを制御し、かつ、遅延手段が濃度検出手段
の出力に基づき未定着画像が定着工程に搬入されるまで
加圧開始時間を遅延させるとともに、遅延手段が濃度検
出手段の出力に基づく検出濃度に対応した電力が供給さ
れて定着ローラ表面温度が上昇するまでの時定数と未定
着画像が定着工程に搬入される迄の時間とを合致させる
ように加熱開始時間を遅延させて、光学的に検出した画
像の未定着画像が定着工程に到達した時に定着条件を最
適になるように制御して定着させる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の画像形成装置の一実施例を複
写装置に適用した場合について図面を参照して詳細に説
明する。

【００１７】〔複写装置の構成〕画像形成装置としての
複写装置２は、図１および図２に示すように、原稿の画
像を光の明暗情報として取出す画像読取部４、画像読取
部４により取り出された明暗情報に基づいて画像を複製
する画像形成部６、及び、画像読取部４並びに画像形成
部６を所定の規則に沿って動作させる制御部８を有して
いる。

【００１８】画像読取部４は、図１に示すように、読取
対象物即ち原稿Ｄが載置される原稿台１０、及び、原稿
台１０に対して開閉可能に形成され、原稿台１０に載置
された原稿Ｄを原稿台１０に密着させる原稿押さえ１２
を有している。

【００１９】原稿台１０の下方には、原稿台１０に載置
された原稿Ｄを照明する露光ランプ２２、露光ランプ２
２から発生される照明光を原稿Ｄに集光する反射板２
４、及び、原稿Ｄからの反射光を折り曲げる第１ミラー
２６などが一体に形成され、原稿Ｄからの反射光を（後
述する）第二キャリッジ３０に向かって反射させる第一
キャリッジ２０が配置されている。

【００２０】第一キャリッジ２０には、原稿台１０と平
行に移動可能に配置され、図示しないパルスモータによ
って、原稿台１０に沿って往復動される。尚、露光ラン
プ２２は、図示しないランプレギュレータに接続され、
図示しない操作パネルから入力される露光量に対応する
さまざまな光量を発生するよう調整された電圧により点
灯される。

【００２１】第二キャリッジ３０には、第一キャリッジ
２０の第１ミラー２６からの反射光を所定方向へ順に折
り曲げる第２ミラー３２および第３ミラー３４が互いに
直角に配置されている。第二キャリッジ３０は、第一キ
ャリッジ２０を駆動する図示しない歯付きベルトなどに
よって第一キャリッジ２０に対して従動されるととも
に、第一キャリッジ２０の移動速度に対して１／２の速
度で原稿台１０と平行に移動される。

【００２２】第一キャリッジ２０の下方であって、第二
キャリッジ３０を介して折り返された光の光軸を含む面
内には、図示しない駆動機構を介して移動可能に形成さ
れ、第二キャリッジ３０からの反射光に集束性を与える
とともに、自身が移動することで反射光を所定の倍率で
結像させる結像レンズ３６、及び結像レンズ３６により
所定の倍率による集束性が与えられた上記反射光を後述
する感光体ドラム４２の所定の位置に集束させるための
折返しミラー３８などが配置されている。尚、折返しミ
ラー３８は、結像レンズ３６と同様に、複写倍率に応じ
て変化される焦点距離の変動を補正するために、図示し
ない駆動機構を介してレンズ３６の光軸に沿って移動可
能に形成されている。

【００２３】図１および図３に示すように、レンズユニ
ット（結像レンズ３６）が配置される面内と同一の面
内、即ち第３ミラー３４から折返しミラー３８へ伝達さ
れる光が通過する領域であって、折り返しミラー３８へ
向かう光を遮ることのない位置に、原稿Ｄの画像情報の
濃度を検知する濃度検出手段としてのＡＥＳ（自動露光
センサ）４０が、図示しない固定部材を介して固定され
る。

【００２４】このＡＥＳ４０から出力される出力電圧Ｖ
は、図４に示すように、原稿台からの反射光の光量即ち
原稿Ｄの画像濃度に比例した所定値となる。ここで、Ａ
ＥＳ４０の出力電圧の範囲を、例えば、０ボルト乃至５
ボルトとすれば、全面が黒の場合（Ｂ）を０ボルトに近
い値とし、全面が白の場合（Ｗ）を略５ボルトに設定す
ると、原稿Ｄからの反射光の光量に応じて、白側から黒
側へ電圧が下がって行き、４ボルト、３ボルト、２ボル
ト、…で示される電圧Ｖ1 が出力される。このＡＥＳ４
０の出力に基づき、複写動作によって得られる原稿の画
像濃度を一定レベルに維持するように制御される。

【００２５】画像形成部６の概ね中央部には、図１に示
すように、折返しミラー３８を介して伝達された光によ
り、原稿の画像に対応する画像が形成される記録媒体で
ある感光体ドラム４２が配置される。この感光体ドラム
４２は、図示しない主モータにより所定の速度で矢印Ｒ
の方向に回転される。

【００２６】感光体ドラム４２の周囲には、ドラム４２
に所定の電荷を帯電させる帯電装置４４、ドラム４２に
形成された静電潜像にトナーを供給することで現像する
現像装置４６、ドラム４２に形成されたトナー像を用紙
Ｐに転写させる転写装置４８、及び、ドラム４２の表面
に残ったトナーをかき落とすとともにドラム４２の表面
に残った電荷を除去するクリーニング除電装置５０等が
順に配置される。

【００２７】帯電装置４４は、後述する帯電トランスに
接続され、感光体ドラム４２に所定量の電荷即ち停電電
位を提供するコロナワイヤ４４ａを含む。現像装置４６
は、図示しないトナーとキャリアからなる二成分現像剤
を搬送するとともに、現像剤を保持しつつトナーのみを
感光体ドラム４２に形成された静電潜像に付着させる現
像ローラ４６ａを有している。現像ローラ４６ａには、
図示しない現像バイアストランスを介して現像バイアス
電圧が印加される。

【００２８】転写装置４８は、転写トランス（図２の高
圧トランス８０）に接続され、感光体ドラム４２上のト
ナー像を用紙Ｐに転写させるために利用される転写チャ
ージャワイヤ４８ａ、及び、交流電圧供給回路（図２の
交流電圧供給回路８４）に接続され、トナー像が転写さ
れる際に感光体ドラム４２に静電的に吸着された用紙Ｐ
を感光体から分離させるための分離チャージャワイヤ４
８ｂを有している。

【００２９】クリーニング除電装置５０は、感光体ドラ
ム４２に圧接され、ドラム４２の表面のトナーを剥き落
とすブレード５０ａ及び感光体ドラム４２の表面に残っ
た電位を除去する除電ランプ５０ｂなどにより構成され
る。

【００３０】この実施例装置２の中央部から右側、すな
わち、感光体ドラム４２が回転される方向の転写装置４
８よりも上流側の位置には、感光体ドラム４２に形成さ
れた画像即ちトナー像を転写させる用紙Ｐを保持する第
１及び第２の用紙カセット１４ａ及び１４ｂが着脱され
るスロット５２ａ及び５２ｂが配置される。

【００３１】感光体ドラム４２とスロット５２ａ（用紙
カセット１４ａの着脱口）との間には、用紙カセット１
４ａから用紙Ｐを１枚ずつ引出す給紙ローラ５４ａ、及
び、給紙ローラ５４ａ及び給紙ローラ５４ｂを介して引
出された用紙Ｐを感光体ドラム４２へ送出するための搬
送ローラ５６ａが配置されている。

【００３２】同様に、感光体ドラム４２とスロット５２
ｂ（用紙カセット１４ｂの着脱口）との間には、用紙カ
セット１４ｂから用紙Ｐを１枚ずつ引出す給紙ローラ５
４ｂ、及び、給紙ローラ５４ｂを介して引出された用紙
Ｐを感光体ドラム４２へ送出するための搬送ローラ５６
ｂが配置されている。

【００３３】感光体ドラム４２と搬送ローラ５６ａ及び
搬送ローラ５６ｂとの間には、それぞれのカセットから
取出された用紙Ｐの傾きを補正するとともに、感光体ド
ラム４２上のトナー像の先端と用紙Ｐの先端とを整合さ
せ、感光体ドラム４２の外周面の移動速度と同じ速度で
用紙Ｐを給送するタイミングローラ５８が配置されてい
る。

【００３４】この実施例装置２の中央部から左側位置、
すなわち、感光体ドラム４２が回転される方向の転写装
置４８よりも下流側の位置には、感光体ドラム４２上に
形成されたトナー像が転写され、トナーが静電的に付着
している状態の用紙Ｐを搬送する搬送装置６０、用紙Ｐ
に転写されたトナーを加熱することで溶融させ、用紙Ｐ
に定着させる定着装置６２、及び、トナー像が定着され
た用紙Ｐを装置２の外部へ排出させる一対の排出ローラ
６４を有している。排出ローラ６４のさらに左方には、
トナー像が定着された用紙Ｐがストックされる排出トレ
イ１６が配置されている。

【００３５】定着装置６２は、ヒータ６２ｃが内部に挿
入された上ヒートローラ６２ａと、上ヒートローラ６２
ａに対して後述するスプリング６２ｇ（図５参照）を介
して圧接されるとともに図示しない補助ヒータが組み込
まれた下ヒートローラ６２ｂを有している。上ヒートロ
ーラ６２ａは、例えばギヤ等の伝達機構を介してモータ
により所定の速度で回転される。そして、ヒータ６２ｃ
及び図示しない補助ヒータは、後述するヒータ制御回路
７６（図２参照）により所定のタイミングで通電され、
用紙Ｐに保持されているトナーを加熱することでトナー
像を溶融させるとともに下ヒートローラ６２ｂによりト
ナー像と用紙Ｐとを加圧することで、用紙Ｐにトナー像
を固着させる。

【００３６】定着装置６２の下ヒートローラ６２ｂを利
用した加圧機構は、図５に示すように、一端を回動自在
に軸支させて他端を上下動自在にした加圧用アーム６２
ｄを下ヒートローラ６２ｂの軸受支持部材として設け、
加圧用アーム６２ｄの略中央部に下ヒートローラ６２ｂ
の軸受６２ｅを摺動自在に嵌合させた溝部６２ｆを形成
し、この溝部６２ｆの底面と軸受６２ｅとの間に軸受６
２ｅを上ヒートローラ６２ａ側へばね付勢するスプリン
グ６２ｇを介装し、加圧用アーム６２ｄの自由端の下側
にカム６２ｈを当接させ、カム６２ｈの軸にはパルスモ
ータ６２ｍを接続して原稿濃度に対して所定の回転角が
与えられるようにし、カム６２ｃの当接面は回転角に応
じて加圧用アーム６２ｄの自由端が上ヒートローラ６２
ａ側へ変位するような外形に形成させている。加圧用ア
ーム６２ｄの自由端に与える上ヒートローラ６２ａ側へ
の最大変位量は、図５（ｂ）に示すように、カム６２ｈ
の最大長径と最小短径との差ｗによって与えられる。

【００３７】制御部８は、図２に示すように、装置全体
を制御する制御手段としてのＣＰＵ７０に、動作上必要
なデータなどが予め書き込まれているＲＯＭ７２ｂ（図
６参照）及び図示しない操作パネルを介して入力される
複写枚数或いは複写倍率の数値データなど一時的に記憶
するために利用されるＲＡＭ７２ａ（図６参照）等を含
む記憶手段としてのメモリ７２が接続されている。

【００３８】また、ＣＰＵ７０には、定着装置６２の加
圧用カム６２ｈを駆動するパルスモータ６２ｍを所定の
角度だけ回転させるモータドライバ７４、定着装置６２
のヒータ６２ｃ及び図示しない補助ヒータ（及び、照明
ランプ２２）を所定のタイミングで点灯させるヒータ制
御回路７６、及び、自動露光センサ（ＡＥＳ）４０から
のアナログ信号をＣＰＵ７０に入力させる入力回路（Ａ
／Ｄコンバータ）７８等も接続されている。尚、入力回
路７８にはヒータ６２ｃの温度検出用の図示しない温度
センサ等からの出力も入力される。

【００３９】ＣＰＵ７０には、さらに、帯電装置４４の
コロナワイヤ４４ａ及び転写装置４８の転写ワイヤ４８
ａに所定の高電圧を供給する高圧トランス８０，現像装
置４６の現像ローラ４６ａに所定のバイアス電圧を供給
するバイアス電圧発生回路８２、転写装置４８の分離チ
ャージワイヤ４８ｂに交流電流を供給する交流電圧発生
回路８４、図示しない多くの用紙位置検出スイッチから
出力される用紙検知信号が入力される入力ポート８６、
図示しない多くのソレノイド或いは電磁クラッチ等を起
動させるメカニカルコントローラ８７、及び、図示しな
い操作パネルから入力されるデータをＣＰＵ７０に伝達
するとともにＣＰＵ７０による指示に対応する出力（例
えばデータ表示等）を操作パネルに供給する（入出力）
インタフェース８８等も接続される。

【００４０】定着装置６２に関係する制御系は、図６に
示すように、露光ランプ２２の光が照射される原稿Ｄの
画像Ｄ1 に対する反射光から、画像濃度を検出して画像
濃度信号を出力する光学検出素子としてのＡＥＳ４０
と、アナログ信号をデジタル信号に変換する入力回路７
８に組み込まれたＡ／Ｄ変換器７８と、定着条件を管理
する制御装置としてのＣＰＵ７０と、定着条件の設定を
するためのプログラムおよびその設定に必要なデータを
格納しているＲＡＭ７２ａおよびＲＯＭ７２ｂからなる
メモリ７２と、設定された定着条件のデジタルデータを
アナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器７６ａと、アナロ
グ信号化された制御信号に基づき定着装置６２のヒータ
６２ｃに通電して加熱する加熱制御手段またはヒータド
ライバとしてのヒータ制御回路７６と、ヒータ制御回路
７６によって通電加熱されるヒータ６２ｃと、設定され
た定着条件のデジタルデータに基づき下ヒートローラ６
２ｂの加圧動作を制御する加圧制御手段またはモータド
ライバとしてのモータ駆動回路７４と、モータ駆動回路
７４によって起動されてカム６２ｈを設定された定着条
件に見合う角度だけ回転させるパルスモータ６２ｍとを
具備している。

【００４１】モータ駆動回路７４には、画像の濃度を検
出後、用紙Ｐの未定着画像が定着装置６２に到達するま
で時間を遅らせる遅延手段としての遅延回路７４ａを組
み込んでおり、用紙Ｐの到着とモータ駆動のタイミング
をとるようにしている。

【００４２】ヒータ制御回路７６には、ＡＥＳ４０が原
稿濃度を検出した後、ヒータ６２ｃに通電して定着ロー
ラ（上下ヒートローラ６２ａ，６２ｂ）の表面温度が所
定温度に上昇するまでの時定数と、用紙Ｐの未定着画像
が定着装置６２に到達するまでの時間を合致するよう
に、ヒータ６２ｃへの通電を遅らせる遅延手段としての
遅延回路７７を組み込んでおり、この遅延回路７７が与
える遅延時間は、用紙Ｐの未定着画像が定着装置６２に
到達して定着工程に入る時に定着ローラの表面温度が最
も高くなるように設定している。

【００４３】遅延回路７４ａまたは遅延回路７７は、図
７に示すように、オンオフ信号を反転させる２つのＮＯ
Ｔ回路１０１，１０２と、これらの間を直列に接続する
２つの抵抗１０３，１０４と、抵抗１０３と抵抗１０４
との間をコンデンサ１０５を介して接地させることによ
って構成する。

【００４４】このような回路構成によって、図８のタイ
ミングチャートに示すように、オンオフ信号ａをＮＯＴ
回路１０１に入力させると、抵抗１０３、１０４とコン
デンサ１０５による時定数により定まる時間ｔ0 だけ遅
れてＮＯＴ回路１０２から整形されたオンオフ信号ｂと
して出力される。

【００４５】遅延時間ｔ0 を決定する遅延手段としての
コンデンサ１０５の容量は、用紙Ｐの未定着画像が転写
装置４８から定着装置６２に到達するまでの間に起動可
能にできるような容量に設定する。このため、モータ駆
動回路７４の遅延回路７４ａは一定容量のコンデンサ１
０５を用いて、用紙Ｐの未定着画像が定着装置６２に到
達した時にパルスモータ６２ｍが動作を開始できるよう
にする。また、ヒータ制御回路７６の遅延回路７７は、
ヒータ６２ｃの熱容量および加熱温度を考慮して、白画
像（Ｗ）の場合に遅延時間が最も短くヒータ６２ｃへの
通電加熱を早めに行いヒータ温度を高くする最小容量で
使用し、黒画像（Ｂ）の場合に遅延時間が最も長く通電
加熱を遅らせてヒータ温度を低く抑える最大容量で使用
して、用紙Ｐの未定着画像が定着装置６２に到達した時
に最適ヒータ温度を与えることができるようにする可変
容量型のコンデンサ１０５を用いるものとする。この可
変容量型のコンデンサ１０５はＣＰＵ７０によってＡＥ
Ｓ４０の出力に基づき公知の方法で容量制御される。
ＲＯＭ７２ｂには、ＡＥＳ４０の出力信号と原稿濃度と
の変換テーブル（図９（ａ）参照）、および、ＡＥＳ４
０の出力信号とパルスモータ６２ｍの回転角との変換テ
ーブル（図９（ｂ）参照）を有し、これらの設定条件に
従って加圧動作をさせると、図１０に示すような定着ロ
ール圧が得られる。そして、この加圧動作を加えて加熱
定着させると、図１１に示すような特性の定着が行われ
る。

【００４６】〔複写装置２の動作説明〕複写装置２は、
図示しない電源スイッチが投入されることでウォームア
ップされ、複写指示が出るまで待機（複写可能）状態に
される。尚、ウォームアップの間は、定着装置６２の上
ヒートローラ６２ａ及び下ヒートローラ６２ｂを回転さ
せるモータは、複写動作時よりも低速度で回転させて、
上下のヒートローラ６２ａ及び６２ｂの表面温度が所定
値に達するまでに必要な加熱時間（ウォームアップに必
要な時間の多くは定着装置のヒートローラの加温に費や
されることから、実質的には、ウォームアップ時間）を
短縮させる。

【００４７】図示しない操作パネルを介して複写枚数、
複写倍率、拡大／縮小、用紙サイズ選択、あるいは、モ
ード選択などの複写条件データが入力され、（図示しな
い）複写開始キーがオンされることで、複写が開始され
る。

【００４８】複写が開始されると、ＣＰＵ７０からの指
示により図示しないランプレギュレータが通電されるこ
とで露光ランプ２２が点灯され、（図示しない）走査モ
ータが起動されて第一キャリッジ２０及び第二キャリッ
ジ３０が原稿台１０に沿って移動されて、原稿台１０に
載置された原稿Ｄからの反射光（即ち画像情報）が、順
次、感光体ドラム４２に投光される。

【００４９】この時、露光ランプ２２による照明光が原
稿Ｄで反射された反射光の一部は、ＡＥＳ４０に入射さ
れ、入力された光の強度に対応する電圧に変換されて出
力される。この場合、原稿Ｄの画像濃度が低ければ、即
ち白い部分の多い原稿であれば、５ボルトに近い電圧が
出力され、また、原稿Ｄの画像濃度が高ければ、即ち黒
い部分の多い原稿またはベタ黒画像を多く含む原稿であ
れば、Ｏボルトに近い電圧が出力される。

【００５０】一方、画像形成部６では、原稿Ｄの画像情
報の読取りが開始された時点で、図示しない主モータが
起動され、感光体ドラム４２が所定の速度で回転され、
同時に、帯電装置４４のコロナワイヤ４４ａに所定の電
圧が印加されることで感光体ドラムに対しコロナ放電に
より所定量の電荷が供給され、定着装置６２の定着モー
タが起動され、上下のヒートローラ６２ａ及び６２ｂが
回転される。

【００５１】この状態で、ＡＥＳ４０により検知された
原稿Ｄの画像濃度に対応する光量を発生するように制御
されたランプ２２からの光が原稿Ｄの画像面に反射され
て、第一キャリッジ２０の第１ミラー２６、第二キャリ
ッジ３０の第２ミラー３２及び第３ミラー３４、結像レ
ンズ３６、及び、折り返しミラー３８を介して伝達され
た原稿Ｄの反射光が感光体ドラム４２の表面に結像さ
れ、感光体ドラム４２の表面に原稿Ｄの画像に対応する
静電潜像が形成される。

【００５２】このようにして形成された静電潜像は、所
定の現像バイアス電圧が印加されている現像装置４６の
現像ローラ４６ａから供給されるトナーによって現像さ
れ、転写装置４８を介して転写用紙Ｐにトナー像として
転写される。用紙Ｐに転写されたトナー像は、用紙Ｐと
ともに感光体ドラム４０の表面から分離されたのち、搬
送装置６０によって定着装置６２へ搬送される。

【００５３】定着装置６２に用紙Ｐが搬入されると、検
出した原稿濃度に従ってＡＥＳ４０から電圧Ｄi （ｉ＝
１〜ｎ）が出力され、ＣＰＵ７０がその値を判定してモ
ータドライバ７４に指令を出し、パルスモータ６２ｍを
ＡＥＳ４０の出力に対応した回転角θi （ｉ＝１〜ｎ）
に回転させ、カム６２ｈの形状で設定されている変位量
だけ加圧用アーム６２ｄを変位させて下ヒートローラ６
２ｂを上ヒートローラ６２ａに押圧させる。これと同時
に、ＣＰＵ７０からの指令信号をＤ／Ａ変換器７６ａに
よりアナログ信号化してヒータ制御回路７６に伝送し、
その信号に従ってヒータ６２ｃを通電し加熱させてトナ
ーを溶融させ、下ヒートローラ６２ｂの上ヒートローラ
６２ａへの加圧と組み合わせて、ＡＥＳ４０からの出力
に適合した定着条件でトナー像（未定着画像）を用紙Ｐ
に固着させる。

【００５４】この際、ヒータ制御回路７６では、感光体
ドラム４２に結像されてから現像および転写を経てトナ
ー像が転写された用紙Ｐ（即ち未定着画像）が定着装置
６２に達するまでの時間を考慮し、遅延回路７７を介し
て通電タイミングを遅延させることによって、白画像の
場合にヒータ温度を高く加熱し、黒画像の場合にヒータ
温度を低めに抑えるようにヒータ６２ｃの加熱温度を調
節して、最適な加熱温度および応答性の速い加熱タイミ
ングの両方が実現されている。

【００５５】トナー像が固着された（即ち画像が定着さ
れた）用紙Ｐは、排出ローラ６４を介して装置２の外部
に配置されている排出トレイ６６に、順次、排出され
る。用紙Ｐにトナー像が転写された感光体ドラム４２
は、そのまま回転され、クリーニング除電装置５０を介
して残存トナーが取り除かれたのち除電されて、次の画
像形成に利用される。

【００５６】尚、複写枚数が２枚以上の場合或いは次の
原稿が存在する場合には、上記一連の複写動作が繰り返
される。上記実施例は本発明の主旨をより良く理解させ
るために具体的に述べたものであり、この発明はこの実
施例に限定するものではない。例えば、原稿の画像部と
背景部の割合を検知する手段として、プリンタ、ファッ
クスではＣＣＤ等を用い、このＣＣＤで読み取られた画
像デジタル信号の画素の黒と白との割合を集積し、その
値によってあらかじめ決められた条件を格納してあるＲ
ＯＭの条件を読出し、読み出した条件に基づき制御する
ものであっても良い。

【００５７】また、熱容量の小さい定着器として知られ
ているサーフ定着器では、画像信号を検出し、画像の存
在する部分に電力を集中させる様に像形成部とタイミン
グをとり、未定着像が定着領域に搬送されている時、ト
ナーの定着温度迄に加熱するものであっても良い。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明による画像形成装置
では、濃度検出手段が原稿の画像濃度又は像面積を検出
して濃度に比例したあるいは濃度に対応させて設定され
た出力信号を出し、制御手段が記憶手段に格納された濃
度検出手段の出力に対応させた制御値を求め、加熱開始
時間を変化させて定着温度を調節する加熱制御手段とを
制御して、未定着画像が定着工程に搬送された時に定着
温度を最適な条件にして定着させることができるように
したことによって、画像定着性を改善することができる
とともに加熱応答性を向上させることができて、ウォー
ムアップ時間を短縮することができ、省エネルギーを達
成することができる。このため、定着条件の不適に起因
するオフセットによる汚れをなくし、紙しわ、カールを
防止することができる。

【００５９】また画像形成装置は、濃度検出手段が原稿
の画像濃度又は像面積を検出して濃度に比例したあるい
は濃度に対応させて設定された出力信号を出し、制御手
段が記憶手段に格納された濃度検出手段の出力に対応さ
せた制御値を求め、求めた制御値に基づき加圧開始時間
を変化させて定着圧力を調節する加圧制御手段を制御し
て、未定着画像が定着工程に搬送された時に定着圧力を
最適な条件にして定着させることができるようにしたこ
とによって、画像定着性を改善することができ、ウォー
ムアップ時間を短縮することができ、省エネルギーを達
成することができる。このため、定着条件の不適に起因
するオフセットによる汚れをなくし、紙しわ、カールを
防止することができる。

【００６０】また画像形成装置は、濃度検出手段が原稿
の画像濃度又は像面積を検出し、制御手段が濃度検出手
段の出力に対応させた濃度ランク毎の制御値を格納させ
た記憶手段から制御値を読み出し、その読み出した制御
値に従って加圧制御手段を制御して、遅延手段が濃度検
出手段の出力に基づき加圧開始時間を遅延させることと
合わせて定着圧力を調節させるとともに、読み出した制
御値に従って加熱制御手段を制御して、遅延手段が濃度
検出手段の出力に基づき加熱開始時間を遅延させること
と合わせて定着温度を調節させ、未定着画像が定着工程
に搬送された時に定着温度と定着圧力を最適な条件にし
て定着させることができるようにしたことによって、画
像定着性を改善することができるとともに加熱応答性を
向上させることができて、ウォームアップ時間を短縮す
ることができ、省エネルギーを達成することができる。
このため、定着条件の不適に起因するオフセットによる
汚れをなくし、紙しわ、カールを防止することができ
る。

【００６１】また画像形成装置は、濃度検出手段と原稿
の画像濃度又は像面積を検出し、濃度ランク毎の制御値
を格納してある記憶手段から制御手段が濃度検出手段の
出力に対応させた制御値を求め、その制御値に基づき定
着圧力を調節する加圧制御手段と定着温度を調節する加
熱制御手段とを制御し、かつ、遅延手段が濃度検出手段
の出力に基づき未定着画像が定着工程に搬入されるまで
加圧開始時間を遅延させるとともに、遅延手段が濃度検
出手段の出力に基づく検出濃度に対応した電力が供給さ
れて定着ローラ表面温度が上昇するまでの時定数と未定
着画像が定着工程に搬入される迄の時間とを合致させる
ように加熱開始時間を遅延させて、光学的に検出した画
像の未定着画像が定着工程に到達した時に定着条件を最
適になるように制御して定着させることができるように
したことによって、画像定着性を改善することができる
とともに加熱応答性を向上させることができて、ウォー
ムアップ時間を短縮することができ、省エネルギーを達
成することができる。このため、定着条件の不適に起因
するオフセットによる汚れをなくし、紙しわ、カールを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の複写装置を示す縦断面図である。

【図２】実施例の複写装置の制御系を示すブロック図で
ある。

【図３】実施例の結像レンズとＡＥＳとの配置関係を示
す斜視図である。

【図４】実施例のＡＥＳにおける画像濃度に対する出力
電圧を示すグラフである。

【図５】実施例の加圧機構を示す側面説明図であって、
（ａ）は全体図、（ｂ）はカムの拡大説明図である。

【図６】実施例の定着制御系を示すブロック図である。

【図７】実施例の遅延回路を示す回路図である。

【図８】実施例の遅延回路におけるタイムチャートであ
る。

【図９】実施例のＲＯＭに格納されているＡＥＳ出力に
対する変換テーブルデータを示すグラフであり、（ａ）
は濃度変換テーブル、（ｂ）は回転角テーブルである。

【図１０】実施例のパルスモータにおける回転角に対す
る定着ロール面圧を示すグラフである。

【図１１】定着装置における用紙上の画像濃度と定着ロ
ールニップ面圧との関係で示す定着特性グラフである。

【図１２】定着装置における未定着画像の加熱条件を模
式的に示す説明図である。

【図１３】定着装置における定着条件を用紙上の画像濃
度に対する定着ロール表面温度により示すグラフであ
る。

【符号の説明】

４０…ＡＥＳ（濃度検出手段）、 ６２ｃ…ヒータ、 ６２ｍ…パルスモータ、 ７０…ＣＰＵ（制御手段）、 ７２…メモリ（記憶手段）、 ７２ａ…ＲＡＭ、 ７２ｂ…ＲＯＭ、 ７４…モータ駆動回路（加圧制御回路）、 ７４ａ…遅延回路（遅延手段）、 ７６…ヒータ制御回路（加熱制御手段）、 ７６ａ…Ｄ／Ａ変換回路、 ７７…遅延回路（遅延手段）、 ７８…入力回路、 ７８ａ…Ａ／Ｄ変換回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 23/19 Ｊ 7740−3Ｈ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿の画像濃度又は像面積を検出する濃
   度検出手段と、 該濃度検出手段の出力に対応させた制御値を格納した記
   憶手段と、 定着部の定着温度を調節する加熱制御手段と、 前記濃度検出手段の出力に基づき画像転写媒体が定着部
   へ到達する時間と関連付けて定着部の加熱開始時間を調
   節する調節手段と、 前記濃度検出手段の出力を判別し、前記記憶手段に格納
   されている制御値を求めて、前記加熱制御手段を制御す
   る制御手段と、を具備したことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】原稿の画像濃度又は像面積を検出する濃度
   検出手段と、 該濃度検出手段の出力に対応させた制御値を格納した記
   憶手段と、 加熱された定着部の定着圧力を調節する加圧制御手段
   と、 前記濃度検出手段の出力に基づき画像転写媒体が定着部
   へ到達する時間と関連付けて定着部の加圧開始時間を調
   節する調節手段と、 前記濃度検出手段の出力を判別し、前記記憶手段に格納
   されている制御値を求めて、前記加圧制御手段を制御す
   る制御手段と、を具備したことを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】原稿の画像濃度又は像面積を検出する濃度
   検出手段と、 該濃度検出手段の出力に対応させた濃度ランク毎の制御
   値を格納させた記憶手段と、 定着圧力を調節する加圧制御手段と、 定着温度を調節する加熱制御手段と、 前記濃度検出手段の出力に基づき画像転写媒体が定着部
   へ到達する時間と関連付けて定着部の加圧開始時間およ
   び加熱開始時間を遅延させる遅延手段と、 前記濃度検出手段の出力レベルを判別し、前記記憶手段
   に格納されている出力レベルに対応してランク付けされ
   た制御値を求めて、前記加圧制御手段および加熱制御手
   段を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする
   画像形成装置。
4. 【請求項４】原稿の画像濃度又は像面積を検出する濃度
   検出手段と、 該濃度検出手段の出力に対する濃度ランク毎の制御値を
   あらかじめ格納してある記憶手段と、 定着圧力を調節する加圧制御手段と、 定着温度を調節する加熱制御手段と、 前記濃度検出手段の出力に基づき用紙が定着工程に搬送
   されるまで加圧開始時間を遅延させる遅延手段と、 前記濃度検出手段の出力に基づく検出濃度に対応した電
   力が供給されて定着ローラ表面温度が上昇するまでの時
   定数と用紙が定着工程に搬送される迄の時間とを合致さ
   せるように加熱開始時間を遅延させる遅延手段と、 前記濃度検出手段の出力レベルを判別し、前記記憶手段
   に格納されている制御値を求めて、光学検出した画像の
   未定着画像が定着工程に到達した時に定着温度が極大と
   なるように前記加圧制御手段および加熱制御手段を制御
   する制御手段と、を具備したことを特徴とする画像形成
   装置。