JPH06175533A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 上ないし下の３個の定着ローラ２０１〜２０
３が上下方向に配され、上定着ローラ２０１と中定着ロ
ーラ２０２との圧接部にフルカラーコピー用定着部、中
定着ローラ２０２と下定着ローラ２０３との圧接部に白
黒コピー用定着部が各々形成される。上定着ローラ２０
１には、上定着ローラ２０１の中定着ローラ２０２への
圧力を切り換える圧力可変機構２０９が備えられてい
る。この圧力可変機構の動作は、制御回路３７にて、原
稿濃度を検出するＡＥセンサ３６からの信号に基づいて
制御される。 【効果】 定着すべきトナー像に対応したニップ幅が形
成され、適度な光沢を有した高画質の複写画像が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定着ローラ方式の定着
装置を備えたフルカラー複写機等の電子写真装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置としての複写機にお
いては、多様化のニーズに応え、白黒コピー、及びフル
カラーコピーが可能なフルカラー複写機（以下、単に複
写機と称する）が登場してきている。

【０００３】このような複写機は、白黒コピーの際、原
稿からの反射光にて感光体上に静電潜像を形成し、これ
を黒色トナーで現像してトナー像を形成し、これを中間
転写ベルトを介して転写紙に転写するようになってい
る。トナー像が転写された転写紙は、相互に圧接された
一対の定着ローラを備えた定着装置に送られ、これら両
定着ローラ間に形成される定着部にてトナー像のトナー
が溶融され、トナー像が転写紙上に定着されるようにな
っている。

【０００４】一方、フルカラーコピーの際は、まず、感
光体上にイエローの静電潜像を形成し、これをイエロー
の現像剤で現像してイエローのトナー像を形成し、これ
を中間転写ベルト上に転写する。次いで、同様の動作で
マゼンタ、シアンの各トナー像を形成し、中間転写ベル
ト上の同位置に重ね合わせ、この重ね合わせた一つのト
ナー像を、上記と同様に転写紙に転写し、一対の定着ロ
ーラにて定着させるようになっている。

【０００５】ところで、このような一対の定着ローラを
備えた定着ローラ方式の定着装置においては、相互に圧
接される定着ローラの圧力によって与えられる定着部の
ニップ幅が、複写画像の出来具合を大きく左右すること
となる。

【０００６】そこで、従来の複写機においては、ニップ
幅を切り換える手段、即ち、圧力可変機構を備え、トナ
ー像１層当たりのトナー付着量を平均的な一定量と考
え、トナー像の層数からトナー付着量を見積もり、これ
に応じて定着ローラの圧力を可変し、ニップ幅を調整す
るようになっている。例えば、白黒複写の場合は、転写
紙上のトナー像が１層であるため、トナー像１層時の圧
力に切り換えられる一方、フルカラー複写の場合は、転
写紙上のトナー像がイエロー、マゼンタ、シアンの３層
からなるため、３層時の圧力に切り換えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成によれば、ニップ幅、即ち定着ローラの圧力
が、実際に転写紙上に形成されているトナー像のトナー
付着量とは関係なく、使用トナー数等からわかるトナー
像の層数に応じて切り換えられているので、例えば、原
稿画像の画像濃度が低く、転写紙に転写されている実際
のトナー像のトナー付着量が、層数から見積もったトナ
ー付着量よりも少ない場合、最適なニップ幅よりも広す
ぎ、必要以上の光沢が複写画像に出てしまうという不具
合を有していた。また、逆に、原稿画像の画像濃度が高
く、実際のトナー付着量が、層数から見積もったトナー
付着量よりも多い場合は、最適なニップ幅よりも狭す
ぎ、必要な光沢が複写画像に出てこないという不具合を
有していた。

【０００８】そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなさ
れたもので、転写紙上の転写された定着すべきトナー像
のトナー付着量を、原稿画像の画像濃度から検出し、こ
れに基づいて定着ローラの圧力を制御して、ニップ幅を
転写すべきトナー像のトナー付着量に対応したものに調
整して複写画像の画質を向上させることを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真装置
は、上記の課題を解決するために、複数の定着ローラが
備えられ、これら定着ローラ同士を相互に圧接させた圧
接部に定着部が形成され、この定着部にかかる圧力が圧
力可変手段にて変化される定着装置と、原稿画像の画像
濃度を検出するセンサとを備え、原稿画像に対応したト
ナー像が転写された用紙を上記定着装置の定着部にて定
着させる電子写真装置において、上記センサの出力信号
に基づいて圧力可変手段を制御して定着部にかかる圧力
を調整する圧力制御手段が設けられていることを特徴と
している。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、圧力制御手段が、原稿画
像の画像濃度を検出するセンサの出力信号、即ち、用紙
上に定着すべきトナー像のトナー付着量に対応した信号
に基づいて、圧力可変手段を制御して定着部にかかる圧
力を調整するようになっている。したがって、定着部に
かかる圧力は、定着すべきトナー像のトナー付着量に対
応したものとなり、例え原稿画像が通常のものより薄い
場合や濃い場合においても、従来のような不具合を生じ
ることなく、理想的な定着を行うことができ、適度な光
沢を有した高品質な複写画像を得ることができる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４に基づい
て以下に説明する。本実施例における電子写真装置とし
てのフルカラー複写機（以下、単に複写機と称する）
は、図２に示すように、複写機本体１とこの複写機本体
１の下に設けられた反転再送ユニット２とを備えてい
る。

【００１２】複写機本体１は、上面部に硬質の透明ガラ
スからなる原稿載置台３を有し、この原稿載置台３の下
に露光光学系部４を備えている。この露光光学系部４
は、原稿載置台３上に載置された原稿（図示せず）を光
を照射しながら走査するランプユニット５と、原稿から
の反射光を感光体８に導く複数の反射鏡６…と、上記の
反射光の光路中に配されたレンズユニット７とを有して
いる。上記ランプユニット５とミラー６とで、スキャナ
が構成される。そして、上記ランプユニット５の下側
に、原稿からの反射光を検出して原稿画像の画像濃度
（以下、原稿濃度と略記する）を読み取るＡＥセンサ３
６がランプユニット５と共に移動するよう設けられてい
る。

【００１３】感光体８の外周には、感光体８の表面を所
定電位に帯電させる帯電チャージャ９が設けられ、さら
に、この帯電チャージャ９から感光体８の回転方向に向
かって、像間イレーサ（図示せず）、ブラック現像槽１
０、イエロー現像槽１１、マゼンタ現像槽１２、シアン
現像槽１３、中間転写装置１４、クリーニング装置１５
および除電装置１６がこの順に配されている。

【００１４】上記の中間転写装置１４は、転写ベルト１
７、この転写ベルト１７を支持するローラ１８・１９・
２０、転写ベルト１７を感光体８に圧接させ、感光体８
表面に形成されたトナー像を転写ベルト１７に転写させ
る第１転写ローラ２１、用紙へのトナー像の転写時にロ
ーラ２０に圧接され、転写ベルト１７表面のトナー像を
用紙上に転写させる第２転写ローラ２２、および転写ベ
ルト１７表面の残留トナーを除去するクリーニング装置
２３を備えている。

【００１５】上記の中間転写装置１４に対する給紙側に
は、用紙を所定のタイミングで中間転写装置１４に供給
するレジストローラ２４、給紙カセット２５および給紙
トレイ２６が設けられ、これら給紙カセット２５および
給紙トレイ２６付近には、給紙ローラ２７および搬送ロ
ーラ２８等が設けられている。

【００１６】中間転写装置１４からの出紙方向には、図
示しない搬送ベルトを備え、用紙を搬送するサクション
ユニット１００、定着装置２００、切換えゲート２９、
シートの排出を検出するシート排出センサ（図示せ
ず）、排紙ローラ３０および排紙トレイ３１が設けられ
ている。上記の切換えゲート２９は、定着装置２００か
ら出紙された用紙の搬送方向を排紙ローラ３０方向と下
方の搬送路３２方向とに切り換えるようになっている。

【００１７】上記の搬送路３２は、反転再送ユニット２
の中間トレイ３３まで延びており、定着装置２００にて
処理された用紙を搬送し、この用紙をトナー像の形成さ
れた面を上に向けて中間トレイ３３上に排出するように
なっている。中間トレイ３３には搬送路３２によって送
られて来た用紙が積載され、この用紙は、給紙ローラ３
４によって、搬送路３５へ送出されるようになってい
る。搬送路３５は、中間トレイ３３から送出された用紙
を反転させてレジストローラ２４へ搬送するようになっ
ている。

【００１８】定着装置２００は、図１に示すように、上
下方向に各々平行な３個の上、中および下定着ローラ２
０１〜２０３を備えている。上、中および下定着ローラ
２０１〜２０３は、それぞれ、各定着ローラ２０１〜２
０３の両端部に設けられた図示しないホルダにより軸受
を介して回転自在に保持されている。この内、中定着ロ
ーラ２０２は、図示しない駆動機構により、上下に移動
可能に構成されており、フルカラーコピーの際、上方向
に移動して上定着ローラ２０１に圧接し、両定着ローラ
２０１・２０２の圧接部にフルカラーコピー用定着部を
形成する一方、白黒コピーの際は、下方向に移動して下
定着ローラ２０３に圧接し、両定着ローラ２０２・２０
３の圧接部に白黒コピー用定着部を形成するようになっ
ている。

【００１９】また、定着装置２００には、上定着ローラ
２０１が中定着ローラ２０２を押圧する力（圧力）を変
化させてフルカラーコピー用定着部にかかる圧力を変化
させ、この定着部のニップ幅を変化させる圧力可変手段
である圧力可変機構２０９が設けられている。この圧力
可変機構２０９は、ステー２０４と、引張りばね２０
５、ギヤ２０６・２０７、及びステッピングモータ２０
８にて構成されている。

【００２０】上記ステー２０４は、図において左側の端
部が、軸２０９に回転自在に支持され、右側の端部に取
り付けられた引張りばね２０５の引張り力にて上定着ロ
ーラ２０１の回転軸２０１ａに圧接されている。引張り
ばね２０５の他端はステッピングモータ２０８の回転が
ギヤ２０７を介して伝達されるギヤ２０６に固定されて
おり、ギヤ２０６の回転にて引張り力が変化するように
なっている。

【００２１】一方、本実施例の複写機は、図示しないＣ
ＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる圧力制御手段として
の制御回路３７を有しており、原稿画像の画像濃度（以
下、単に原稿濃度と略記する）を検出するＡＥセンサ３
６の出力信号に基づいて、画像濃度と上定着ローラ２０
１の圧力とが図４のグラフに示すような関係となるよう
に、圧力可変機構２０９を制御して上定着ローラ２０１
の圧力を変化させるようになっている。具体的には、検
出された画像濃度に対応する上定着ローラ２０１の圧力
となるように、ステッピングモータ２０８の駆動パルス
数を決定し、ステッピングモータ２０８の回転を制御す
るようになっている。尚、本実施例の複写機において
は、図４に示すように、白レベルの原稿濃度「０」状態
での上定着ローラ２０１が中定着ローラ２０２を押圧す
る圧力は５ｋｇ、黒レベルの原稿濃度「１」の状態での
圧力は１０ｋｇと各々上限下限が設定されており、この
範囲内で圧力を切り換えるようになっている。

【００２２】上記の構成において、先ず、複写機におけ
るフルカラーコピー動作について説明する。図示しない
フルカラーコピー選択キーがＯＮされた後、図示しない
コピースタートボタンがＯＮされると、帯電チャージャ
１６にてＢ方向に回転する感光体ドラム８の表面が均一
に帯電され、スキャナにより原稿載置台３上の原稿に対
する１回目の走査が行われる。原稿からの反射光は、ブ
ルーの色分解フィルタ（図示せず）を介して、帯電チャ
ージャ９と像間イレーサ（図示せず）との間における感
光体８表面にスリット露光され、露光部にブルーの静電
潜像が形成される。次に、感光体８における非画像領域
の電位が像間イレーサによって除去され、その後、上記
の静電潜像がイエロー現像槽１１によって現像され、イ
エロートナー像が形成される。

【００２３】次に、感光体８表面のイエロートナー像
は、Ｃ方向へ周回移動する転写ベルト１７に、マイナス
の高電圧が印加された第１転写ローラ２１により転写さ
れる。尚、感光体８表面の残留トナーはクリーニング装
置１５によって除去され、感光体８表面の残留電位は除
電装置１６によって除去される。

【００２４】上記の一連の動作が終了すると、帯電チャ
ージャ９により再度感光体８が帯電され、原稿に対して
露光光学系部４による２回目の走査が行われる。この場
合には、グリーンの色分解フィルタが使用され、感光体
８に形成された静電潜像は、マゼンタ現像槽１２のマゼ
ンタトナーによって現像される。これによって形成され
た感光体８表面のマゼンタトナー像は、第１転写ローラ
２１により、転写ベルト１７上における先のイエロート
ナー像上に重ねて転写される。その後、同様にして、レ
ッドの色分解フィルタを使用しての露光光学系部４によ
る３回目の走査が行われ、シアン現像槽１３のシアント
ナーでの現像により、感光体８にシアントナー像が形成
される。このシアントナー像は転写ベルト１７における
マゼンタトナー像上に転写される。

【００２５】次に、これまでの動作において転写ベルト
１７と離間していた第２転写ローラ２２が転写ベルト１
７に圧接され、第２転写ローラ２２に転写ベルト１７の
表面電位よりも高いマイナス電圧が印加されることによ
り、給紙カセット２５または給紙トレイ２６からレジス
トローラ２４を介して搬送されて来た用紙に、転写ベル
ト１７上における３層のトナー像が転写される。

【００２６】トナー像が転写された上記の用紙は、サク
ションユニット１００の図示しない搬送ベルトにより、
上定着ローラ２０１と中定着ローラ２０２との圧接部に
形成されるフルカラーコピー用定着部に搬送される。フ
ルカラーコピー用定着部においては、用紙上の３層のカ
ラートナー像が、上および中定着ローラ２０１・２０２
により加熱されて溶融し、用紙上に定着される。その
後、この用紙は、排紙ローラ３０によって排紙トレイ３
１上に排出される。この場合、定着装置２００における
上定着ローラ２０１の中定着ローラ２０２への圧力は、
制御回路３７にてスキャナに備えられたＡＥセンサ３６
の出力信号に基づいて制御されているので、フルカラー
コピー用定着部のニップ幅は最適なものとなっており、
用紙上のフルカラートナー像には最適な光沢が付与され
る。

【００２７】次に、本複写機における白黒複写動作につ
いて説明する。上記のフルカラーコピー可能な状態から
図示しない白黒コピー選択キーがＯＮされた後、コピー
スタートボタンがＯＮされると、感光体８の表面が帯電
チャージャ９により均一に帯電され、露光光学系部４に
より原稿載置台３上の原稿に対する走査が行われる。原
稿からの反射光は、色分解フィルタおよびスリットを通
さずに、露光光学系部４に導かれて感光体８に照射さ
れ、感光体８に静電潜像が形成される。その後、上記の
静電潜像がブラック現像槽１０によって現像され、これ
によって形成されたブラックトナー像は、転写ベルト１
７に転写され、さらに用紙に転写される。

【００２８】トナー像が転写された上記の用紙は、サク
ションユニット１００の図示しない搬送ベルトにより中
定着ローラ２０１と下定着ローラ２０３との圧接部に形
成される白黒コピー用定着部に搬送され、トナー像が用
紙上に定着される。

【００２９】ここで、片面複写の場合には、切換えゲー
ト２９が用紙を排紙ローラ３０方向へ導くように作動し
ており、定着装置２００から出紙された用紙は、排紙ロ
ーラ３０により排紙トレイ３１上へ排出される。

【００３０】一方、両面複写の場合には、切換えゲート
２９が用紙を搬送路３２方向へ導くように作動してお
り、排紙ローラ３０から排出された用紙は、搬送路３２
により中間トレイ３３上に排出される。その後、中間ト
レイ３３上の用紙は、給紙ローラ３４により搬送路３５
へ送出され、この搬送路３５により反転させられてレジ
ストローラ２４に達する。

【００３１】次に、感光体８の表面が帯電チャージャ９
により再度帯電され、露光光学系部４により原稿載置台
３上に裏返しに配された原稿に対する走査が行われる。
次に、前述の場合と同様の動作によって、用紙の裏面に
トナー像が転写され、このトナー像が下定着部にて用紙
上に定着される。その後、用紙が、切換えゲート２９に
より排紙ローラ３０方向へ導かれ、排紙ローラ３０によ
り排紙トレイ３１上に排出される。

【００３２】ここで、制御回路３７による圧力可変機構
２０９を用いた上定着ローラ２０１の圧力の切り換え制
御について、図３のフローチャートに基づいて説明す
る。上述のようにスキャナによる原稿の走査が開始され
ると、制御回路３７は、ＡＥセンサ３６にて各走査毎に
１ｃｍ刻みで原稿濃度を測定し、イエロー、マゼンタ、
シアンの各トナーに対応する各色毎の原稿濃度を求め、
図４に示す原稿濃度と上定着ローラ２０１の圧力との関
係に基づいて、各濃度毎にステッピングモータ２０８に
入力するパルス数ｎ_Y 、ｎ_M 、ｎ_C を求める（Ｓ１）。

【００３３】Ｓ１にて求めたｎ_Y 、ｎ_M 、ｎ_C に、所定
の演算係数ｋをかけてステッピングモータ２０８に入力
する総パルス数ｎを求める（Ｓ２）。

【００３４】次いで、Ｓ２において求めたパルス数ｎ
が、上述した上定着ローラ２０１の最小圧力５ｋｇ相当
のパルス数ｎ_MIN より小さくないかどうかを調べ（Ｓ
３）、小さい場合はパルス数ｎをｎ_MIN に補正する。

【００３５】続いて、今度は、パルス数ｎが上述した上
定着ローラ２０１の最大圧力１０ｋｇ相当のパルス数ｎ
_MAX より大きくないかどうかを調べ（Ｓ５）、大きい場
合はパルス数ｎをｎ_MAX に補正する（Ｓ６）。

【００３６】このようにして、得られたパルス数ｎをス
テッピングモータ２０８に入力し、ステッピングモータ
２０８を回転させる（Ｓ７）。これにより、ステッピン
グモータ２０８が原稿濃度に対応した角度回転され、ギ
ヤ２０７を介してギヤ２０６が回転し、ステー２０４が
引っ張られ、上定着ローラ２０１に所定の圧力が付与さ
れ、最適なニップ幅が形成される。

【００３７】以上のように、本複写機では、制御回路３
７が、ＡＥセンサ３６の出力信号に基づいて、圧力可変
機構２０９を制御して定着部にかかる圧力を調整するよ
うになっている。

【００３８】したがって、フルカラーコピー用定着部の
ニップ幅が常に定着されるべきトナー像のトナー付着量
に応じた値に制御され、複写画像に適度な光沢が与えら
れるので、従来のように、ニップ幅の調整が的確に行わ
れず、これを起因とした光沢の過剰や不足による画質低
下が抑制され、高画質な画像を得ることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の電子写真装置は、以上のよう
に、原稿画像の画像濃度を検出するセンサの出力信号に
基づいて圧力可変手段を制御して定着部にかかる圧力を
調整する圧力制御手段が設けられている構成である。

【００４０】それゆえ、定着部にかかる圧力が、定着す
べきトナー像のトナー付着量に対応したものとなり、例
え原稿画像が通常のものより薄い場合や濃い場合におい
ても、従来のような不具合を生じず、理想的な定着が可
能となり、適度な光沢を有した高品質な複写画像を得る
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の複写機における定着装置の
要部と、定着ローラの圧力を切り換える圧力可変機構を
示す模式図である。

【図２】上記複写機の全体構成図である。

【図３】上記複写機における制御回路の圧力の切り換え
制御を説明するフローチャートである。

【図４】定着ローラの圧力と原稿濃度との関係を表すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ 複写機本体 ２ 反転再送ユニット ３ 原稿載置台 ４ 露光光学系 ５ ランプユニット ６ 反射鏡 ７ レンズユニット ８ 感光体 ９ 帯電チャージャ ３６ ＡＥセンサ（センサ） ３７ 制御回路（圧力制御手段） １００ サクションユニット ２００ 定着装置 ２０１ 上定着ローラ ２０２ 中定着ローラ ２０３ 下定着ローラ ２０４ ステー ２０５ 引張りばね ２０６ ギヤ ２０７ ギヤ ２０８ ステッピングモータ ２０９ 圧力可変機構（圧力可変手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の定着ローラが備えられ、これら定着
   ローラ同士を相互に圧接させた圧接部に定着部が形成さ
   れ、この定着部にかかる圧力が圧力可変手段にて変化さ
   れる定着装置と、原稿画像の画像濃度を検出するセンサ
   とを備え、原稿画像に対応したトナー像が転写された用
   紙を上記定着装置の定着部にて定着させる電子写真装置
   において、 上記センサの出力信号に基づいて圧力可変手段を制御し
   て定着部にかかる圧力を調整する圧力制御手段が設けら
   れていることを特徴とする電子写真装置。