JP2001022219A - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通紙方向の濃度特性変化に基づき熱ローラ定
着器の加圧力を可変設定し、設定された熱ローラ定着の
加圧力により転写紙Ｓを定着し目標グロスを得る。 【解決手段】 加熱加圧定着装置５１、５２により加熱
加圧定着された基準画像を読み取る画像読取り手段３５
と、該画像読取り手段３５によって読み取った基準画像
における通紙方向の濃度変化特性に基づいて、加圧力制
御装置６１により前記加熱加圧定着装置５１、５２の加
圧力を可変設定する加圧力調節手段とを備えた画像形成
装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式、静電
記録方式の複写機、レーザビームプリンタなどの画像形
成装置に係り、詳しくは像担持体上に形成された可視画
像を記録材に転写し、加熱加圧定着することによって出
力画像を得るようにした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真方式のフルカラー画像形
成装置は、上部にデジタルカラー画像スキャナー部（以
下スキャナーと呼ぶ）を設けるとともに、下部にデジタ
ルカラー画像プリンタ部を設けて構成されている。この
ような構成のフルカラー画像形成装置において、コピー
キーが押されると、スキャナーは、原稿台ガラス上の原
稿を露光ランプにより露光走査するとともに、その反射
光像をフルカラーセンサに集光し、カラー色分解画像信
号を得る。

【０００３】このカラー色分解画像信号は、ビデオ処理
ユニットによって処理され、プリンタ部に送出される。
また、プリンタ部において、画像形成時に感光ドラム
は、一方向に回転して前露光ランプによって除電され、
コロナ帯電器によりマイナスに一様に帯電される。プリ
ンタ部の露光装置はリーダ部からのカラー色分解画像信
号をレーザ出力部によってイメージスキャン露光の光信
号に変換する。次いで、この光信号は、レーザ露光光学
系を通過して感光ドラムの帯電面を各分解色毎に照射
し、静電潜像を形成する。

【０００４】そして、各分解色毎の光信号に対応したい
ずれかの現像器を動作させて、感光ドラム上の静電潜像
を現像し、感光ドラム上に樹脂を基体とした負に帯電さ
れたトナー像を形成する。さらに、記録材としての転写
紙は、記録材カセットから搬送系によって搬送され、転
写装置と感光ドラムとが対向した転写部位置において感
光ドラム上のトナー像が転写される。

【０００５】このようにして所望数の色画像が転写され
たのちに転写紙は、転写ドラムから分離され、加熱加圧
定着装置である熱ローラ定着器を介して排紙トレイに排
出され、上記フルカラー画像が形成される。また、トナ
ー像転写後の感光ドラムは、表面の残留トナーをクリー
ニング装置で清掃して再度の画像形成に備える。

【０００６】ところで、熱ローラ定着器は、例えば図９
に概略構成を示すように、回転自在に配設された定着用
回転体としての定着ローラ５１と、この定着ローラ５１
に圧接しながら回転する加圧ローラ５２とを備えてい
る。そして、定着ローラ５１にトナーが付着するのを防
止する目的で、図２に示すように離型剤供給塗布手段で
あるオイル塗布装置５３、及びオフセット防止のための
ローラクリーニング装置５４とを備えている。

【０００７】定着ローラ５１および加圧ローラ５２の内
部には、ハロゲンランプなどのヒータ５６，５７がそれ
ぞれ配設され、さらに定着ローラ５１および加圧ローラ
５２にはそれぞれサーミスタ５８，５９が接触するよう
に配設された構成である。このサーミスタ５８，５９が
検出した表面温度は不図示の温度調節回路に供給され
る。そして、温度調節回路はヒータ５６，５７への電圧
を制御することにより定着ローラ５１および加圧ローラ
５２の表面の温度を適正温度にに維持するように調節し
ている。

【０００８】定着ローラ５１は、例えば３層構造であ
り、アルミニウムからなる芯金５１ａの上に、下層とし
てＨＴＶ（高温加硫タイプ）シリコーンゴム５１ｂ、中
間層としてフッ素ゴム５１ｃ、および上層に高離型性シ
リコーンゴム５１ｄを積層し、全体の厚みを数ミリとし
たものである。加圧ローラ５２も同じく例えば３層構造
であり、アルミニウムからなる芯金５２ａの上に、定着
ローラ５１と同様に、下層５２ｂ、中間層５２ｃ、およ
び上層５２ｄを積層し、全体の厚みを数ミリとしたもの
である。

【０００９】また、定着ローラ５１にはローラクリーニ
ング装置５４およびオイル塗布装置５３が接触して取り
付けられ、このローラクリーニング装置５４により定着
ローラ５１上にオフセットしたトナーなどをクリーニン
グするとともに、オイル塗布装置５３により、離型剤で
あるシリコーンオイルなどを定着ローラ５１に塗布し、
オイル塗布装置５３によって定着ローラ５１からの転写
紙Ｓの分離の容易化を図るとともに、ローラクリーニン
グ装置５４へのトナーのオフセットの防止が図られてい
る。

【００１０】クリーニング装置５４は帯状の耐熱不織布
からなるクリーニングウェブ５４ａと、このクリーニン
グウェブ５４ａを定着ローラ５１に押圧する押圧ローラ
５４ｂと、新しいクリーニングウェブ５４ａを送り出す
送り出しローラ５４ｃと、トナーなどが付着し、クリー
ニング能力の低下したクリーニングウェブ５４ａを徐々
に巻き取る巻取りローラ５４ｄとを備えたもので、特に
サーミスタ５８にオフセットトナーが付着して検知不良
を生じさせないように、このクリーニング装置５４はサ
ーミスタ５８に対して定着ローラ５１の回転方向上流側
に設けられている。

【００１１】オイル塗布装置５３はシリコーンオイルを
貯蔵するオイルタンク５３ａと、このオイルタンク５３
ａからシリコーンオイルを汲み上げる汲み上げローラ５
３ｂ，５３ｃと、汲み上げローラ５３ｂ，５３ｃからの
シリコーンオイルを定着ローラ５１に塗布する塗布ロー
ラ５３ｄと、この塗布ローラ５３ｄからのオイル塗布量
を制御するブレード５３ｅとを備えたもので、特に定着
ローラ５１への塗布を均一に図るべく、上記オイル塗布
装置５３はサーミスタ５８に対して定着ローラ５１の回
転方向下流側に配設されている。

【００１２】なお、塗布ローラ５３ｄはスポンジゴムの
表面にシリコーンゴムが被覆された回転可能なローラで
あり、必要により定着ローラ５１に当接して、この定着
ローラ５１にシリコーンオイルを塗布するものである。

【００１３】この状態において、定着ローラ５１と加圧
ローラ５２とは一定速度で回転し、一般の転写紙Ｓの場
合はプロセススピードと同じ１２０ｍｍ／ｓｅｃの速さ
で搬送される。これにより定着ローラ５１の表面にシリ
コーンオイルが塗布され、転写紙Ｓが定着ローラ５１と
加圧ローラ５２との間を通過する際に表裏両面からほぼ
一定の圧力と温度とで加圧、加熱され、転写紙Ｓの表面
上の未定着トナー像を溶融して定着し、転写紙Ｓ上にフ
ルカラー画像が形成される。フルカラー画像が定着され
た転写紙Ｓは下分離爪６８によって加圧ローラ５２から
分離され、機外へ排出される。

【００１４】前述したように、カラー画像形成装置にあ
っては、転写紙Ｓ上のカラー画像は各色のトナーを単層
もしくは多層の２〜４層、重ねて形成されており、その
ため使用されるトナ ーには熱を印加した際の溶融性・
混色性が良いことが要求されるため、軟化点が低くかつ
溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーが使用され
る。

【００１５】先行資料、特開平９−３０５０５８号公報
では、最適グロス（光沢）のコントロールを行うため
に、フルカラーセンサによって基準画像の濃度を読み取
り、この濃度に基づいて、温度調節回路によって熱ロー
ラ定着器の加熱温度を可変設定し、そして、温度調節回
路によって設定された熱ローラ定着の加熱温度により転
写紙Ｓを定着し、目標グロスを得るという内容で、定着
器の加熱温度制御に着目した内容となっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の画像形成装
置おいて、加熱定着装置における加熱条件は、例えば８
０ｇ／ｍ²の普通紙の場合、常に温度を１６０℃、搬送
速度を１２０ｍｍ／ｓｅｃの条件で加熱加圧するという
ように、ある一定の範囲では同一条件に設定されていた
ため、定着ローラ５１の耐久に伴い、表面が粗れてしま
い、転写紙Ｓ上のトナー画像のグロス（光沢）が一般的
には低下するように変化してしまうという課題があっ
た。

【００１７】また、一般的にはオイル塗布量を制御する
ブレード５３ｅの汚れなどによりオイル塗布量が増えれ
ば、トナー画像のグロスは低下するように変化するとい
う課題があった。

【００１８】また、同じ８０ｇ／ｍ²の普通紙であって
も、製造メーカの違いによる転写紙の素材や製法の違い
によりグロスが違ってくる。特に、フルカラー画像を得
ようとする場合に、同じ普通紙を使用している中で、意
識的にグロスの高い画質を得ようとしたり、グロスの低
い画質を得ようとしたりしても、熱ローラ定着器として
は、加圧条件は単一設定であるため、グロスや濃度を変
化させることが不可能であるという問題点があった。

【００１９】また、同紙面上においても定着装置からの
熱量が、紙突入時と熱ローラ２回転目では一定に供給さ
れずグロスが一定に保たれていない問題があった。ま
た、同紙面上において左右のグロスが一定に保たれてい
ない問題があった。

【００２０】更に、加熱ローラのヒータ調整温度を可変
設定する手段によりグロスを適時調整する手法はある
が、加熱用ランプ温度の設定を高くしたい時はウォーム
アップ時間がかかる問題が発生する。

【００２１】特開平９−３０５０５８号公報では、その
公報の本文〔００７５〕中の記載にあるように、サンプ
ル画像の形状として５０ｍｍ角程度のパッチ形状を使用
し、極めて限定された範囲内の濃度から、全体の温度制
御を行っているに過ぎない。これは、一見合理的である
かのように見えるが、実際には、定着器が熱容量的に大
きければ、それだけ温度分布も不均一になり易いと考え
られ、幅方向の全域に対して代表部分の結果を一律的に
反映させるラフな制御といわざるを得ない。つまり、こ
の場合は加熱ローラまたは加圧ローラから転写紙に与え
る温度の高低を単に制御するという１次元的な制御しか
実現しておらず、２次元的なひろがりを考慮した制御で
はない。

【００２２】本発明は、上記課題を解決するためのもの
であって、最適グロスのコントロールを行うために、フ
ルカラーセンサによって基準画像の濃度を読み取ると共
に、通紙方向の濃度特性変化に基づいて、加圧力調整手
段によって熱ローラ定着器の加圧力を可変設定し、加圧
力調整手段によって設定された熱ローラ定着の加圧力に
より転写紙Ｓを定着し、目標グロスを得る画像形成装置
の定着装置を提供することを目的とする。

【００２３】更に具体的には、本発明は、上記課題を解
決するためのものであって、通紙方向と幅方向の両方向
に関して解析され、この解析結果が幅方向両端部に設け
られているそれぞれ加圧力調整手段にフィードバックを
かける（偏芯カムの作用角度を可変することより）こと
で、定着器の加圧力に関して２次元的な、広がりを考慮
した制御を実現する画像形成装置の定着装置を提供する
ことを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】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、像担持体から記録
材上に転写された未定着トナー像を、加熱加圧定着装置
により定着して画像を形成する画像形成装置において、
前記加熱加圧定着装置により加熱加圧定着された基準画
像を読み取る画像読取り手段と、該画像読取り手段によ
って読み取った基準画像における通紙方向の濃度変化特
性に基づいて、加圧力制御装置により前記加熱加圧定着
装置の加圧力を可変設定する加圧力調節手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００２５】更に、本発明によれば、前記加熱加圧定着
装置はローラ駆動の一時停止機構を有し、上記未定着ト
ナー像の定着動作中に一時的に駆動を停止させ、その後
再び駆動し、定着画像を基準画像として排出すると、そ
の排出された基準画像の濃度が増加している部分の通紙
方向の長さを該画像読取り手段によって読み取り、前記
加圧制御装置は、濃度に変化があった領域の幅に基づき
定着装置のローラニップ量をローラ軸の長手方向で変更
する。

【００２６】更に、本発明によれば、前記加圧力制御装
置の加圧力変更動作は定着ニップ部に紙が進入した時点
よりローラが１回転するたびに加圧力を変更する。ま
た、本発明によれば、加圧力変更動作に要する時間を
（定着ニップ幅）／（プロセススピード）になるよう加
圧力制御機構を制御する。

【００２７】以上の構成に基づいて、画像読取り手段に
よって基準画像を読取り、該基準画像に基づいて、定着
圧調節手段によって加熱加圧定着装置の加圧力を可変設
定する。そして、圧力調節手段によって設定された加熱
加圧定着装置の加圧力により記録材を定着し、目標とす
るグロス及び濃度を安定して得るようにする。

【００２８】特に本発明は、最適グロスのコントロール
を行うために、フルカラーセンサによって基準画像の濃
度を読み取り、通紙方向の濃度特性変化に基づいて、加
圧力調整手段によって熱ローラ定着器の加圧力を可変設
定し、そして、加圧力調整手段によって設定された熱ロ
ーラ定着の加圧力により転写紙Ｓを定着し、目標グロス
を得るという内容で、定着器の加圧力制御に着目したこ
とが特徴である。

【００２９】すなわち、図３に関係して明記しているよ
うに、通紙方向と幅方向の両方向に関して解析され、こ
の解析結果が幅方向両端部に設けられているそれぞれ加
圧力調整手段にフィードバックをかける（偏芯カムの作
用角度を可変することに帰着。）ので、定着器の加圧力
に関して２次元的な、広がりを考慮した制御を実現し、
特開平９−３０５０５８号公報の技術に比べると高精度
な内容である。

【００３０】定着条件を左右する重要な要素として定着
温度と加圧力とがあるのは、自明な事実であるが、本発
明はこのうちの加圧力制御に重点を置いており、特開平
９−３０５０５８号公報の先行技術で開示されているよ
うな内容の制御も含め、このような画質調整のための制
御は非画像形成時に行なわれるものであり、本来の画像
形成効率には影響しないので、本発明による方法を単独
で適用しても、先行技術の内容と本発明による方法の併
用でも差し支えない。

【００３１】また、定着器の加圧力という広がりをもつ
制御対象を扱うために、特開平９−３０５０５８号公報
の先行技術とは異なる種々の工夫がなされている。

【００３２】即ち、サンプル画像が定着器の定常状態で
出力されていると、広がりをもつ変化の様子が捉え難い
ので、一時的に定着器を停止させて非定常状態を作り出
し、周辺部との変化の様子を捉えやすく、強調するよう
にしている。そして、これによって通紙方向のグロスコ
ントロールを可能となっている。

【００３３】更に、定着ローラの回転位置を検出するた
めのエンコーダを設け、ローラの一回転毎に加圧力を可
変するようにして、ローラの温度変化をカバーするため
に通常的に着想しうるであろう通紙毎の制御よりも遥か
に高精度のローラ一回転毎の制御を実現している。

【００３４】このような加圧力可変制御を瞬間的に実行
すると、却って画質劣化を誘発するのを防止するため
に、ある程度の時間（定着ニップ幅に相当する量を進行
するのに要する時間であり、極短時間。）をかけて緩慢
に変化させて加圧力変化の様子を目立ち難くする配慮を
している。

【００３５】逆に言うと定着器が熱容量を持つ限り、加
熱温度制御ではこのようにレスポンスに優れた高精度な
制御は為し得ないということの裏返しでもある。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各種実施の形態を
図面を参照して詳細に説明する。特に図１は、本発明の
定着装置を備えるカラー画像形成装置の一例を示す内部
構造を示すもので、図２に本発明における定着装置の構
成を示している。また、本発明においては、カラー画像
形成装置において備えられる定着装置に限定されるもの
ではなく、未定着のトナー像を加熱定着するもの全てに
適用可能である。

【００３７】まず、図１を参照して本発明にかかるカラ
ー画像形成装置の構成について説明する。図１におい
て、フルカラー画像形成装置は、上部のディジタルカラ
ー画像スキャナー部（以下単に「スキャナー部」とい
う）と、下部のディジタルカラー画像プリンタ部（以下
単に「プリンタ部」という）Ｐとを備えており、例えば
スキャナー部Ｒで読み取った原稿３０の画像に基づき、
プリンタ部Ｐによって記録材としての転写紙Ｓにフルカ
ラー画像を形成する。

【００３８】以下、スキャナー部Ｒおよびプリンタ部Ｐ
の構成を説明する。スキャナー部Ｒは、原稿３０が載置
される原稿台ガラス３１、この原稿台ガラス３１上の原
稿３０を露 光走査する露光ランプ３２、露光ランプ３
２が露光走査した原稿３０の反射光像をさらに反射させ
る複数のミラー３３、反射光像を集光するレンズ３４、
集光された反射光像が蓄積される電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）などのフルカラーセンサ（画像読取り手段）３５、
後述の制御手段としてのビデオ処理ユニット３６および
記憶手段３７を備えたもので、反射光像をフルカラーセ
ンサ３５に集光してカラー色分解画像信号を得るととも
に、フルカラーセンサ３５によって基準画像の濃度を読
み取る。なお、このカラー色分解画像信号は図示しない
増幅回路で増幅された後、ビデオ処理ユニット３６にて
処理を施され、プリンタ部Ｐに送出される。

【００３９】プリンタ部Ｐにおいて、像担持体としての
ドラム型電子写真感光体（以下単に「感光ドラム」とい
う）１は、図示した矢印Ｒ１の方向に回転自在に軸支さ
れている。この感光ドラム１の周囲には、表面を初期化
するための前露光ランプ７、感光ドラム１の表面を一様
に帯電する帯電手段としてのコロナ帯電器２、感光ドラ
ム１上に画像情報に応じた静電潜像を形成する像露光装
置３、感光ドラム１の表面電位を検出する電位センサ１
２、感光ドラム１上に形成された静電潜像を可視画像に
現像する色の異なる現像剤（トナー）を収納する現像装
置４、感光ドラム上のトナー量を検知する光検知器１
３、転写手段としての転写装置５、感光ドラム１上に残
留する現像剤を除去するクリーナ６などが感光ドラム１
の回転方向に沿って順に配置されている。

【００４０】上記像露光装置３は、ポリゴンミラー３
ａ、レンズ３ｂ、ミラー３ｃなどを備え、上記リーダ部
Ｒからの色分解された各色毎のカラー画像信号によっ
て変調されたレーザ出力部（不図示）からのレーザ光
（光像）Ｅをポリゴンミラー３ａで反射し、レンズ３ｂ
およびミラー３ｃを通じて感光ドラム１の表面に投影
し、各色のカラー画像信号に対応した静電潜像を形成す
る。

【００４１】上記現像装置４は、４個の現像器４Ｃ，４
Ｍ，４Ｙ，４Ｋを備え、これら現像器４Ｃ，４Ｍ，４
Ｙ，４Ｋを静電潜像の色に応じて偏心カム２４Ｃ，２４
Ｍ，２４Ｙ，２４Ｋを動作させて感光ドラム１に接近さ
せて現像動作を行うように構成されている。

【００４２】プリンタ部Ｐでの画像形成時には、感光ド
ラム１を図示矢印Ｒ１方向に回転させ、まず前露光ラン
プ７によって感光ドラム１の表面を除電して初期化し、
次いでコロナ帯電器２により、感光ドラム１の表面を一
様に帯電し、像露光装置３によって色分解された各色の
カラー画像信号に対応するレーザ光Ｅを感光ドラム１の
表面に順次に照射し、所定の色順のカラー画像信号に対
応した静電潜像を形成する。

【００４３】次に、所定の現像器４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４
Ｋを所定の現像順であるシアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に動作さ
せて、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、感光ドラム
１上に樹脂を基体としたトナー像を順次に形成する。こ
こで、現像装置４の各現像器４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋ
は、偏心カム２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｙ，２４Ｋの動作に
より、トナー像の色に応じて択一的に感光ドラム１に接
近して現像動作を行うように構成されている。

【００４４】一方、記録材カセット７ａ、７ｂ、または
７ｃから（手差しの場合もある）、ピックアップロー
ラ、給紙ガイド、給紙ローラなどからなる搬送系によっ
て送給された転写紙Ｓは、感光ドラム１に形成されたト
ナー画像が所定位置に搬送されるタイミングに同期し
て、転写装置５に巻き付けられる。この転写装置５は、
記録材担持体として転写ドラム５ａと、感光ドラム１上
のトナー像を転写紙Ｓへ転写するための転写用帯電器５
ｂと、転写紙Ｓを転写ドラム５ａに吸着させるための吸
着帯電手段である吸着用コロナ帯電器５ｃと、対向極と
しての吸着用ローラ５ｇと、内側コロナ帯電器５ｄと、
外側コロナ帯電器５ｅと、分離用帯電器５ｈとを備え、
回転駆動させるように軸支された転写ドラム５ａの周面
開口域には、記録材担持手段である誘電体製の記録材担
持シート５ｆが円筒状に一体的に張設されている。かか
る転写装置５ではＡ４サイズなどの転写紙Ｓを２枚、Ａ
３サイズなどの転写紙Ｓを１枚、担持することができ
る。この２枚の転写紙Ｓへの画像形成は、同一画像信号
を連続して照射し、感光ドラム１上へ 連続してトナー
像を形成し、転写を行うことによってなされる。この記
録材担持シート５ｆとしてはポリカーボネートフィルム
などの誘電体シートが使用されている。

【００４５】転写ドラム５ａは感光ドラム１と同期して
図示矢印Ｒ５方向に回転され、シアン現像器４Ｃで現像
されたシアントナー像は転写部（感光ドラム１と転写ド
ラム５ａとの接触部分）において、記録材担持シート５
ｆ上に担持された転写紙Ｓに転写用帯電器５ｂによって
転写される。転写ドラム５ａはそのまま回転を継続し、
次の色（例えばマンゼタ）のトナー画像の転写に備え
る。

【００４６】また、トナー像が転写された感光ドラム１
はクリーナ６によって残留トナーなどの付着物がクリー
ニングされ、再びコロナ帯電器２によって一様帯電さ
れ、次のマゼンタ画像信号により変調されたレーザ光Ｅ
に前述のような画像露光を受ける。このマゼンタの潜像
はマゼンタ現像器４Ｍによって現像され、マゼンタトナ
ー像が形成され、このマゼンタトナー像は転写部におい
て、記録材担持シート５ｆ上に担持された転写紙Ｓに転
写用帯電器５ｂによって転写され、シアントナー像にマ
ゼンタトナー像を重ね転写される。さらに、転写ドラム
５ａはそのまま回転を継続し、次の色（例えばイエロ
ー）のトナー画像の転写に備える。

【００４７】上述のようなプロセスを繰り返してイエロ
ーおよびブラックの画像形成および転写を行い、４色分
のトナー像の重ね転写が終了すると、転写紙Ｓは交流
コロナ放電を行う分離用帯電器５ｈにより除電され、次
いで分離押し上げコロ８ｂおよび分離爪８ａの作用によ
って転写ドラム５ａから分離され、搬送手段で熱ローラ
定着器９に搬送されて一括定着され、外部のトレイ１０
上に排紙される。

【００４８】また、転写ドラム５ａの記録材担持シート
５ｆ上のトナーなどの粉体の飛散付着、転写紙Ｓ上のオ
イルの付着などを防止するために、ファーブラシ１４と
記録材担持シート５ｆを介して上記ファーブラシ１４に
対向するバックアップブラシ１５や、オイル除去ロー
ラ１６と記録材担持シート５ｆを介して上記オイル除去
ローラ１６に対向するバックアップブラシ１７の作用に
より清掃を行う。このような清掃は画像形成の前または
後に行う。また、ジャム（紙づまり）発生時には随時行
う。

【００４９】（本発明の第１の実施形態）次に、本発明
における定着装置、つまり熱ローラ定着器９の詳細な構
成を以下に説明する。図２は上述したように本発明にお
ける定着装置全体の構成を示している。

【００５０】図２において、定着装置としての熱ローラ
定着器９（図１の定着器９）は、回転自在に配設された
定着用回転体としての定着ローラ５１とその回転位置を
検出する為のエンコーダー６４、その定着ローラ５１に
圧接しながら回転する加圧ローラ５２と、離型剤供給塗
布手段であるオイル塗布装置５３と、ローラクリーニン
グ装置５４とを備えた構成となっている。また、加圧ロ
ーラ５２の軸受けを介して加圧アーム６０が設けられ、
もう一方に加圧スプリング６３、それを押圧する偏芯カ
ム６１、押圧量を調整するステッピングモータ６２が加
圧ローラ５２を定着ローラ５１に圧接させている。

【００５１】定着ローラ５１および加圧ローラ５２の内
部には、ハロゲンランプなどのヒータ５６，５７がそれ
ぞれ配設されている。また、定着ローラ５１および加圧
ローラ５２にはそれぞれサーミスタ５８，５９が接触す
るように配設されており、このサーミスタ５８，５９が
検出した表面温度を温度調節手段としての温度調節回路
部５５に供給する。そして、温度調節回路部５５はヒー
タ５６，５７への電圧を制御することにより定着ロー
ラ５１および加圧ローラ５２の表面の温度を適正温度に
維持するように調節されている。

【００５２】また、定着ローラ５１にはローラクリーニ
ング装置５４およびオイル塗布装置５３が接触して取り
付けられ、このローラクリーニング装置５４により定着
ローラ５１上にオフセットしたトナーなどをクリーニン
グするとともに、オイル塗布装置５３により、離型剤で
あるシリコーンオイルなどを定着ローラ５１に塗布し、
オイル塗布装置５３によって定着ローラ５１からの転写
紙Ｓの分離の容易化を図るとともに、ローラクリーニ
ング装置５４によってトナーのオフセットの防止が図ら
れている。

【００５３】上述した定着装置の駆動は専用の駆動モー
ター、定着駆動モータが設けられ、本体の駆動に関らず
定着装置のみで停止、駆動ができるようになっている。

【００５４】次に、作用について説明する。例えばマシ
ン納品後の立ち上げ時、マシン移動後の設定等で初期画
質の調整（グロス調整、濃度調整）が必要な場合請求項
２の定着ニップ幅の左右調整をする必要がある。また、
使用してマシンのランニング枚数が多くなり定着ローラ
表面等が劣化した時もその状態に応じた調整が必要にな
ってくる。

【００５５】本発明による第１の実施形態においては、
定着ローラ５１と加圧ローラ５２とがヒータ５６，５７
により加熱され、トナーをとかせる温度に到達した時に
黒ベタ濃度で出力したものいわゆる黒画像（基準画像
１）を出力する。この黒画像は、デジタルカラー画像を
得る画像形成装置である場合に、内部に内蔵されている
パターンジェネレータ（以後ＰＧと呼ぶ）画像により出
力される。ＰＧにより出力され紙Ｓ上に形成された黒ベ
タが定着装置のニップ部を通過中に定着駆動モータを数
秒停止させ再び駆動させて排紙する。このようにして出
力された画像サンプルは、原稿台ガラス３１上に載置さ
れ、露光ランプ３２によって露光走査してフルカラ ー
センサ３５により画像濃度として読み込まれ、記憶装置
３７に格納される。

【００５６】読み取られた濃度データは通し方向に検証
され図３に示す様に一部高濃度な部分が発生する。この
データを定着ローラのフロント側（以後Ｆ側）、リヤ側
（以後Ｒ側）について解析し図３中記載の定着ニップ
幅、ずれ量を検知する。

【００５７】この濃度の変化した部分は先ほど定着装置
を停止させてローラニップ部で積極的に定着した部分が
高濃度となり周辺との濃度差となって表れた。また、Ｆ
側、Ｒ側ずれ量がニップ量の差である。

【００５８】記憶装置３７には図５に示すランニング枚
数を重ねた定着ローラで、適正な光沢度得る為のニップ
幅の関係が格納されており、ニップ幅補正時のランニン
グ枚数より適切なニップ幅を求め図４に示す偏芯カム６
１の設定角度とニップ幅の関係より適切な設定角度をＦ
側、Ｒ側ともに求め調整を行う。また、上記動作を数回
行うとより精度良くニップ幅を調整する事が出来る。

【００５９】（本発明の第２の実施形態）次に、本発明
による定着装置の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、紙Ｓの通紙方向についての濃度、グ
ロスコントロール動作を行う。本発明の作用について説
明する。フルカラー画像の光沢度のムラを極力抑えた画
質が必要な時、本発明の調整機構が必要である。

【００６０】本実施の形態においては、定着ローラ５１
と加圧ローラ５２とがヒータ５６，５７により加熱さ
れ、設定温度に到達し、ヒータ５６，５７の加熱が停止
した時に黒ベタ濃度で出力したものいわゆる黒画像（基
準画像２）をＰＧにより出力する。

【００６１】このようにして出力された画像サンプル
は、原稿台ガラス３１上に載置され、露光ランプ３２に
よって露光走査してフルカラ ーセンサ３５により画像
濃度として読み込まれ、記憶装置３７に格納される。

【００６２】読み取られた濃度データは通紙方向に解析
され図６に示す様に階段状に濃度、グロスが低下する。
これは定着ローラ５１、加圧ローラ５２の温度が紙Ｓに
より熱を奪われローラ１周毎にローラ表面の温度が下が
り結果として濃度、グロス共に低下している。

【００６３】ここで、図６の、ΔＩ．Ｄ．より１回転で
定着ローラ５１表面の温度が何度低下したかΔｔが、記
憶装置３７に予め格納されている図８の温度と濃度の相
関より判明できる。

【００６４】また、図７に示した定着ローラ５１の表面
温度、ニップ幅、濃度の相関は記憶装置３７に予め格納
されており、例えば初期の表面温度が１６５℃であった
場合、前述Δｔより１６０℃になることが分かる。その
温度で同じ濃度を得る場合のニップ幅も判明し、適正な
濃度を得る為のニップ幅に修正すべく図４のデータを基
に加圧制御装置に制御動作が命令される。

【００６５】以下、定着ローラ５１に紙Ｓが進入して何
回転しているかはエンコーダー６４により判別し、各回
転毎のΔｔは前述の如く判断して加圧制御装置に制御動
作を命令することにより適切な定着能力を維持する事が
出来る。

【００６６】ただし、制御動作つまり加圧動作を瞬時に
行うと、筋上にグロスの高い部分が発生したり、紙Ｓの
送りスピードが変わり画像ブレが発生し、かえって画質
を劣化させる事が発生する為、本発明の如く制御すると
より良い効果を得る事が出来る。本発明の作用について
説明する。

【００６７】図９は定着ローラ５１と加圧ローラ５２の
ニップしている状態の断面である。矢印は各ローラの回
転方向を示している。記号Ａはニップ開始位置、記号Ｂ
はニップ終了位置である。記号Ａ、Ｂ間の距離がニップ
幅である。

【００６８】ここで、紙Ｓが定着ローラ５１、加圧ロー
ラ５２にニップされ定着が開始したとする。ニップ開始
位置に紙Ｓの先端が来た時よりエンコーダー６４で定着
ローラ５１の回転を読み取り始める。定着ローラ５１が
１回転し、ニップ開始位置に到達した時、もしくは到達
する前より、加圧制御装置により加圧ローラの加圧力の
変更が開始する。

【００６９】そして、ニップ開始点にあったトナーがニ
ップ終了位置に到達した時間と等しい時間をかけ緩やか
に加圧量、すなわちニップ量を変化させることにより濃
度ムラやグロスムラの無い安定した画像を得る事ができ
る。

【００７０】この第２の実施の形態では、出力された原
稿は、オペレータが原稿台ガラス３１上に載置し、原稿
３０の濃度を読み取るようにしたが、原稿３０を原稿フ
ィーダ２０上に載置し、原稿台ガラス３１上に給送して
原稿３０を読み取るようにしてもよい。

【００７１】また本実施の形態の場合、載置台ガラス３
１上に載置された原稿３０から画像信号を濃度データと
して 読取り、定着温度Δｔを換算し、更に図７より最
適なニップ幅を得るようにしていたが、グロスを直接読
み取る装置を装着して、それにより読み取り、記憶装置
３７に図１０（温度とグロスの相関）図１１（温度、グ
ロス、ニップ幅の相関）のデータを格納して加圧制御を
行ってもよい。

【００７２】上述の各実施の形態では、画像読み込み
後、最適な濃度へ制御するために、変化させる定着ニッ
プ幅が図に記載されており、定着ニップ幅には許容範囲
が記載されていないが、機械設計値に対し、おおよそ±
１．５ｍｍとすることが好ましい。これは、定着ニップ
幅を±１．５ｍｍ以上、変化させることは、他の弊害を
引起こす可能性が高いからである。したがって、このよ
うな場合、定着ニップ幅を±１．５ｍｍ以上変化させる
のをやめると同時に、従来公知の方法で警告を発するこ
とが好ましい。

【００７３】また、上記実施の形態では、ベタのパッチ
を形成して読み取るようにしたが、適宜ハーフトーンパ
ッチなどを形成してそれぞれの設計相関データより精度
を増しても良い。

【００７４】また、第１の実施の形態に見られるように
出力される画像が、正常なものでなくてはならず、本加
圧制御動作を行なう前に従来公知の潜像、画像をコント
ロールする電位制御や、実際に画像を出力して画像濃度
をコントロールするようにすることは、さらに好まし
い。

【００７５】上記実施の形態において、記憶装置３７に
格納されている図４，図５，図６，図７，図８，図１
０，図１１に示す相関データは、設計される画像形成装
置により、大きく代わり特にトナーの設計でその温度に
対する軟化曲線が大きく代わる。そのため、それぞれの
画像形成装置に適した相関データを実験等に求め、記憶
装置２７に、それぞれ記憶させておけばよい。

【００７６】その他、本発明は上記し、かつ図面に示し
た実施の形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸
脱しない範囲内で適宜変形して実施できることは勿論で
ある。特にカラー画像形成装置そのものの定着装置のみ
に実施して好適なものでなく、トナーを定着する必要の
ある画像形成装置の定着装置、全てに好適なものとな
る。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像読取り手段によって基準画像を読取り、該基準画像
から目標とする濃度もしくはグロスを得るように定着装
置のニップ幅をローラの加圧調節手段によって可変設定
するようにしたので、加熱加圧定着装置の定着部材の耐
久や定着ローラ表面の温度の違いにより発生する画像の
濃度、グロスを適宜コントロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る加熱定着装置
を示す概略構成図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る通紙方向の濃
度変化を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る偏芯カムの角
度とニップ幅との関係を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係るランニング枚
数と補正ニップ幅との関係を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る紙の先端から
後端の濃度とグロスとの関係を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施の態様に係る定着温度とニ
ップ幅と濃度との関係を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施の態様に係る定着温度と濃
度との関係を示す図である。

【図９】本発明の第２の実施の態様に係る定着ローラと
加圧ローラのニップ部の断面概略図である。

【図１０】本発明の第２の実施の態様に係る温度とグロ
スとの関係を示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施の態様に係る定着温度と
ニップ幅とグロスとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光ドラム） ９ 加熱定着装置（熱ローラ定着器） ３５ 画像読取り手段（フルカラーセンサ） ３６ 制御手段（ビデオ処理ユニット） ５１ 定着部材（定着ローラ） ５５ 温度調節手段（温度調節回路部） Ｓ 紙（転写紙）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成松 正恭 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 蚊崎 祐一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 川本 博司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA06 BB01 BB28 BB34 BB37 CA12 CA18 CA39 CA40

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体から記録材上に転写された未定
   着トナー像を、加熱加圧定着装置により定着して画像を
   形成する画像形成装置において、 前記加熱加圧定着装置により加熱加圧定着された基準画
   像を読み取る画像読取り手段と、 該画像読取り手段によって読み取った基準画像における
   通紙方向の濃度変化特性に基づいて、加圧力制御装置に
   より前記加熱加圧定着装置の加圧力を可変設定する加圧
   力調節手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記加熱加圧定着装置はローラ駆動の一
   時停止機構を有し、上記未定着トナー像の定着動作中に
   一時的に駆動を停止させ、その後再び駆動し、定着画像
   を基準画像として排出すると、その排出された基準画像
   の濃度が増加している部分の通紙方向の長さを該画像読
   取り手段によって読み取り、前記加圧制御装置は、濃度
   に変化があった領域の幅に基づき定着装置のローラニッ
   プ量をローラ軸の長手方向で変更する事を特徴とする請
   求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記加圧力制御装置の加圧力変更動作は
   定着ニップ部に紙が進入した時点よりローラが１回転す
   るたびに加圧力を変更する事を特徴とする請求項１記載
   の画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項３での加圧力変更動作に要する時
   間を（定着ニップ幅）／（プロセススピード）になるよ
   う加圧力制御機構を制御する事を特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。