JPH0635365A - 複写機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複写時にトナ−付着率（印字率）を算出し印
字率に応じて定着器の定着温度を変化させ、印字率の如
何にかかわらず定着強度を実質的に一定に維持し得る複
写機を提供することにある。 【構成】 原稿用紙のコピ−面を走査する走査装置(11)
と、走査装置(11)による走査結果に基づいて原稿用紙の
印字率を算出する画像処理ユニット(9) と、トナ−を転
写紙に定着させる定着器(49)と、画像処理ユニット(9)
が算出した印字率に応じて定着器(49)の定着温度を制御
する中央制御ユニット(5) とを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機に係り、詳細には
定着器の定着温度を制御する制御手段を備えた複写機に
係る。

【０００２】

【従来の技術】複写機に使用される定着器の定着温度は
転写紙上のトナ−付着量（印字率）に関係なく、常に一
定の値に制御されている。又、マルチコピ−時にも設定
温度は一定である。したがって、一般的な複写機の定着
器は設定温度が一定に維持されるように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的な複写機では作
動信号がアナログ信号であるため、印字率を検知するこ
とができず、印字率に応じて定着器の定着温度を変更す
ることはできなかった。

【０００４】すなわち、トナ−の付着量が多いとトナ−
を溶融するための熱量が多く必要となるため付着量の少
ないときに比べてトナ−の転写紙への定着強度が低下す
る。又、マルチコピ−の場合にはトナ−の付着量が多い
と定着強度がさらに低下する。結局印字率により定着強
度に差異が生じることになる。

【０００５】本発明の目的は、複写時にトナ−付着率
（印字率）を算出し印字率に応じて定着器の定着温度を
変化させ、印字率の如何にかかわらず定着強度を実質的
に一定に維持し得る複写機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿用紙のコ
ピ−面を走査する走査装置と、走査装置による走査結果
に基づいて原稿用紙の印字率を算出する算出手段と、ト
ナ−を転写紙に定着させる定着器と、算出手段が算出し
た印字率に応じて定着器の定着温度を制御する制御手段
とを含むことを特徴とする。

【０００７】

【作用】走査装置が原稿用紙のコピ−面を走査し、算出
手段が走査結果に基づいて原稿用紙の印字率を算出し、
制御手段が算出された印字率に応じて定着器の定着温度
を制御するので、印字率に応じてトナ−自体に適切な熱
量を供給することができ、原稿用紙の印字率が異なって
も転写紙上のトナ−に関して所定の定着強度を維持する
ことができる。

【０００８】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【０００９】ここでは、本発明に係る定着温度を制御す
る制御手段を備えた複写機の一例としてディジタル複写
機について説明する。

【００１０】図２はディジタル複写機の全体構成を示す
断面図である。

【００１１】同図に示すように、このディジタル複写機
３０には、スキャナ部３１、レーザプリンタ部３２、多
段給紙ユニット３３、ならびにソータ３４が備えられて
いる。

【００１２】スキャナ部３１は透明ガラスから成る原稿
載置台３５、自動原稿搬送装置（ＲＤＦまたはＡＤＦ）
３６およびスキャナユニット４０から構成されている。

【００１３】多段給紙ユニット３３は、第１カセット５
１、第２カセット５２、第３カセット５３、ならびに選
択により追加可能な第４カセット５５を有している。

【００１４】多段給紙ユニット３３では、各段のカセッ
トに収容された用紙が上から１枚ずつ送り出され、レー
ザプリンタ部３２へ向けて搬送される。

【００１５】ＲＤＦ３６は、複数枚の原稿を一度にセッ
トしておき、自動的に原稿を１枚ずつスキャナユニット
４０へ送給して、オペレータの選択に応じて原稿の片面
または両面をスキャナユニット４０に読み取らせるよう
に構成されている。

【００１６】スキャナユニット４０は原稿を露光するラ
ンプリフレクタアセンブリ４１、原稿からの反射光像を
光電変換素子（ＣＣＤ）４２に導くための複数の反射ミ
ラー４３、および原稿からの反射光像をＣＣＤ４２に結
像させるためのレンズ４４を含んでいる。

【００１７】スキャナ部３１は、原稿載置台３５に載置
された原稿を走査する場合には、原稿載置台３５の下面
に沿ってスキャナユニット４０が移動しながら原稿画像
を読み取るように構成されており、ＲＤＦ３６を使用す
る場合には、ＲＤＦ３６の下方の所定位置にスキャナユ
ニット４０を停止させた状態で原稿を搬送しながら原稿
画像を読み取るように構成されている。

【００１８】原稿画像をスキャナユニット４０で読み取
ることにより得られた画像データは、図示していない後
述する画像処理部へ送られ各種処理が施された後、画像
処理部のメモリに一旦記憶され、出力指示に応じてメモ
リ内の画像データをレーザプリンタ部３２に与えて用紙
上に画像を形成する。

【００１９】レーザプリンタ部３２は先端にセンサを備
えた手差し原稿トレイ４５、レーザ書き込みユニット４
６および画像を形成するための電子写真プロセス部４７
を備えている。

【００２０】レーザ書き込みユニット４６は、上述のメ
モリからの画像データに応じたレーザ光を出射する半導
体レーザ、レーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラ
ー、等角速度偏向されたレーザ光が静電写真プロセス部
４７の感光体ドラム４８上で等速度偏向されるように補
正するｆ−θレンズなどを有している。

【００２１】電子写真プロセス部４７は、周知の態様に
従い、感光体ドラム４８の周囲に帯電器、現像器、転写
器、剥離器、クリーニング器、除電器、ならびに定着器
４９を配置して成っている。

【００２２】定着器４９より画像が形成されるべき用紙
の搬送方向下流側には搬送路５０が設けられており、搬
送路５０はソータ３４へ通じている搬送路５７と多段給
紙ユニット３３へ通じている搬送路５８とに分岐してい
る。

【００２３】多段給紙ユニット３３は共通搬送路５６を
含んでおり、共通搬送路５６は第１カセット５１、第２
カセット５２、ならびに第３カセット５３からの用紙を
電子写真プロセス部４７に向かって搬出するように構成
されている。

【００２４】共通搬送路５６は電子写真プロセス部４７
へ向かう途中で第４カセット５５からの搬送路５９と合
流して搬送路６０に通じている。

【００２５】搬送路６０は両面／合成搬送路５０ｂおよ
び手差し原稿トレイ４５からの搬送路６１と合流点６２
で合流して電子写真プロセス部４７の感光体ドラム４８
と転写器との間の画像形成位置へ通じるように構成され
ており、これら３つの搬送路の合流点６２は画像形成位
置に近い位置に設けられている。

【００２６】従って、レーザ書き込みユニット４６およ
び電子写真プロセス部４７において、上述のメモリから
読み出された画像データは、レーザ書き込みユニット４
６によってレーザ光線を走査させることにより感光体ド
ラム４８の表面上に静電潜像として形成され、トナーに
より可視像化されたトナー像は多段給紙ユニット３３か
ら搬送された用紙の面上に静電転写され定着される。こ
のようにして画像が形成された用紙は定着器４９から搬
送路５０，５７を介してソータ３４へ送られたり、搬送
路５０，５８を介して反転搬送路５０ａへ搬送される。

【００２７】次にこのディジタル複写機３０に含まれて
いる画像処理部の構成および機能を説明する。図３は図
２に含まれている画像処理ユニットのブロック構成図で
ある。

【００２８】ディジタル複写機３０に含まれている画像
処理ユニットは、画像データ入力部７０、画像処理部７
１、画像データ出力部７２、ＲＡＭ（ランダムアクセス
メモリ）等から構成されるメモリ７３および中央処理装
置（ＣＰＵ）７４を備えている。

【００２９】画像データ入力部７０はＣＣＤ部７０ａ、
ヒストグラム処理部７０ｂおよび誤差拡散処理部７０ｃ
を含んでいる。

【００３０】画像データ入力部７０は図２のＣＣＤ４２
から読み込まれた原稿の画像データを２値化変換して、
２値のディジタル量としてヒストグラムをとりながら、
誤差拡散法により画像データを処理して、メモリ７３に
一旦記憶するように構成されている。

【００３１】すなわち、ＣＣＤ部７０ａでは、画像デー
タの各画素濃度に応じたアナログ電気信号がＡ／Ｄ変換
された後、ＭＴＦ補正、白黒補正またはガンマ補正が行
われ、２５６階調（８ビット）のディジタル信号として
ヒストグラム処理部７０ｂへ出力される。

【００３２】ヒストグラム処理部７０ｂでは、ＣＣＤ部
７０ａから出力されたディジタル信号が２５６階調の画
素濃度別に加算され濃度情報（ヒストグラムデータ）が
得られると共に、必要に応じて、得られたヒストグラム
データはＣＰＵ７４へ送られ、または画素データとして
誤差拡散処理部７０ｃへ送られる。

【００３３】誤差拡散処理部７０ｃでは、疑似中間調処
理の一種である誤差拡散法、すなわち２値化の誤差を隣
接画素の２値化判定に反映させる方法により、ＣＣＤ部
７０ａから出力された８ビット／画素のディジタル信号
が１ビット（２値）に変換され、原稿における局所領域
濃度を忠実に再現するための再配分演算が行われる。

【００３４】画像処理部７１は多値化処理部７１ａ，７
１ｂ、合成処理部７１ｃ、濃度変換処理部７１ｄ、変倍
処理部７１ｅ、画像プロセス部７１ｆ、誤差拡散処理部
７１ｇ、ならびに圧縮処理部７１ｈを含んでいる。

【００３５】画像処理部７１は、入力された画像データ
をオペレータが希望する画像データに最終的に変換する
処理部であり、メモリ７３に最終的に変換された出力画
像データとして記憶されるまでこの処理部にて処理する
ように構成されている。ただし、画像処理部７１に含ま
れている上述の各処理部は必要に応じて機能するもので
あり、機能しない場合もある。

【００３６】すなわち、多値化処理部７１ａ，７１ｂで
は、誤差拡散処理部７０ｃで２値化されたデータが再度
２５６階調に変換される。

【００３７】合成処理部７１ｃでは、画素ごとの論理演
算、すなわち論理和、論理積、あるいは排他的論理和の
演算が選択的に行われる。この演算の対象となるデータ
は、メモリ７３に記憶されている画素データおよびパタ
ーンジェネレータ（ＰＧ）からのビットデータである。

【００３８】濃度変換処理部７１ｄでは、２５６階調の
ディジタル信号に対して、所定の階調変換テーブルにも
とづいて入力濃度に対する出力濃度の関係が任意に設定
される。

【００３９】変倍処理部７１ｅでは、指示された変倍率
に応じて、入力される既知データにより補間処理を行う
ことによって、変倍後の対象画素に対する画素データ
（濃度値）が求められ、副走査が変倍された後に主走査
が変倍処理される。

【００４０】画像プロセス部７１ｆでは、入力された画
素データに対して様々な画像処理が行われ、また、特徴
抽出等データ列に対する情報収集が行われ得る。

【００４１】誤差拡散処理部７１ｇでは、画像データ入
力部７０の誤差拡散処理部７０ｃと同様な処理が行われ
る。

【００４２】圧縮処理部７１ｈでは、ランレングスとい
う符号化により２値データが圧縮される。また、画像デ
ータの圧縮に関しては、最終的な出力画像データが完成
した時点で最後の処理ループにおいて圧縮が機能する。

【００４３】画像データ出力部７２は復元部７２ａ、多
値化処理部７２ｂ、誤差拡散処理部７２ｃ、ならびにレ
ーザ出力部７２ｄを含んでいる。

【００４４】画像データ出力部７２は、圧縮状態でメモ
リ７３に記憶されている画像データを復元し、もとの２
５６階調に再度変換し、２値データより滑らかな中間調
表現となる４値データの誤差拡散を行い、レーザ出力部
７２ｄへデータを転送するように構成されている。

【００４５】すなわち、復元部７２ａでは、圧縮処理部
７１ｈによって圧縮された画像データが復元される。

【００４６】多値化処理部７２ｂでは、画像処理部７１
の多値化処理部７１ａ及び７１ｂと同様な処理が行われ
る。誤差拡散処理部７２ｃでは、画像データ入力部７０
の誤差拡散処理部７０ｃと同様な処理が行われる。

【００４７】レーザ出力部７２ｄでは、図に示していな
いシーケンスコントローラからの制御信号にもとづき、
ディジタル画素データがレーザのオン／オフ信号に変換
され、レーザがオン／オフ状態となる。

【００４８】なお、画像データ入力部７０および画像デ
ータ出力部７２において扱われるデータは、メモリ７３
の容量の削減のため、基本的には２値データの形でメモ
リ７３に記憶されているが、画像データの劣化を考慮し
て４値のデータの形で処理することも可能である。

【００４９】本発明の制御手段の実施例を説明する。

【００５０】図１は本発明の制御手段を説明するための
ブロック構成図である。

【００５１】同図において、１はモ−タ、クラッチ、ス
イッチ等を含む自動原稿搬送装置関係の負荷、２はCPU
を含む操作基板ユニット（OPU)、３はCPU を含むソ−タ
コントロ−ルユニット(FCU) 、４はモ−タ、クラッチ、
ソ−タ等を含むデスク関係負荷、５はCPU を含む制御手
段としての中央制御ユニット(PCU) 、６はモ−タ、ソレ
ノイド等を含むスキャナ−関係負荷、７はモ−タ、ソレ
ノイド、高圧電源等を含むプリンタ関係負荷、８は入力
デ−タ前処理ユニット(CCU) 、９はCPU 、画像デ−タ記
憶用メインメモリを含む画像処理ユニット(ICU) 、１０
はレ−ザコントロ−ルユニット、１１は走査装置として
の電荷結合装置(CCD) 、１２、１３、１４は通信制御ラ
イン、１５、１６、１９〜２２は制御信号用ライン、２
３〜２５はデ−タライン、１７はスキャナ読取り同期信
号用ライン、１８はレ−ザ書き込み同期信号用ラインで
ある。

【００５２】標準の原稿印字率をＳ％としＳ％での定着
温度の設定値をTsとする。CCD １１、CCU ８を介してIC
U ９に入力された印字デ−タからトナ−が付着する領域
の割合、すなわち印字率がICU ９により算出される。こ
の算出された値をＤ％とする。

【００５３】Ｄ≦Ｓのときは設定温度はTsのままでよ
い。Ｄ＞Ｓのときには温度設定値をTに上昇させるがこ
の設定値 Tは定着条件、例えばスピ−ド、ヒ−トロ−ラ
の材質、径、加圧ロ−ラの材質、径、トナ−の材質、粒
径、等の要因により異なる。

【００５４】しかし、Ｄが100%(max) のときに Tを無限
に上げるものではなく、T は高温側のオフセット領域に
達しないようにオフセット開始温度よりも少なくとも10
℃低くする。このようにして求めた TをPCU ５の温度制
御回路に入力し定着温度をＤに対応するように上昇させ
る。

【００５５】このようにディジタル複写機やレ−ザプリ
ンタではICU ９に入力された画像デ−タから印字率を要
因算出し得るようになっている。

【００５６】例えば、標準印字率Ｓ＝６％のときの標準
定着設定温度Tsを１８０℃とする。この場合の高温側オ
フセットは２３０℃から発生するので１００％印字率で
も２１０℃としている。

【００５７】いま３０％印字率の原稿をスキャナ−(CC
D）１１で読取りそのデ−タがCCU ８を介してICU ９に
入力される。入力後印字率３０％が算出される。この中
央制御ユニット５にはあらかじめ印字率と設定温度の関
係が温度制御系に記憶されており、この記憶された関係
にしたがって３０％印字率での設定温度は１９０℃と設
定され、この温度となるように制御回路が設定され、コ
ピ−が行われる。

【００５８】図４に定着器の温度制御を説明するための
装置が示されている。

【００５９】同図において、２７は定着器用のヒ−タラ
ンプ、２６はヒ−タランプ２７のヒ−タランプ駆動回
路、２８は定着器の温度をモニタするためのサ−ミス
タ、３７はプロセスコントロ−ルユニット、３８は中央
処理装置（CPU)、HLONバ−はヒ−タランプを ON 、OFF
するための駆動回路２６へ供給されるロ−アクティブな
信号、２９はサ−ミスタ２８によりモニタされたアナロ
グ信号（サ−ミスタ電圧）を CPU ３８へ供給するため
の導線であり抵抗Ｒを介して＋５V の電圧を印加されて
いる。

【００６０】サ−ミスタ２８によりモニタされた温度に
応じて定着器の温度はサ−ミスタ電圧に変換されCPU ３
８に入力される。

【００６１】図５はモニタされた温度と該温度に対応す
るサ−ミスタ電圧との関係を示す。同図に示される定着
器の温度に応じたサ−ミスタ電圧がCPU ３８に入力され
る。設定温度をTsとするとサ−ミスタ電圧Vsが設定され
定着器の温度（図６(a) の実線）を設定温度Tsに維持す
るために、すなわち設定温度Tsに対応するサ−ミスタ電
圧をVsに維持するために、CPU ３８は信号HLONバ−をヒ
−タランプ駆動回路２６へ供給する。

【００６２】図６(b) に示されるように信号HLONバ−
は"L" でヒ−タランプ２７をONさせ"H" でヒ−タランプ
２７をOFF させるようにヒ−タランプ駆動回路２６を作
動させる。スタ−ト時信号HLONバ−("L") がヒ−タラン
プ駆動回路２６へ供給されヒ−タランプ２７がONとなり
加熱されサ−ミスタ２８からCPU ３８にサ−ミスタ電圧
が入力される。サ−ミスタ電圧がVsとなると信号HLONバ
−は"H" となってヒ−タランプ２７はOFF となり、定着
器の温度が設定温度より低下すると（サ−ミスタ電圧が
Vsよりも上昇すると）信号HLONバ−("L") がヒ−タラン
プ駆動回路２６へ供給されてヒ−タランプ２７がONとな
る。以後設定温度Tsが自動的に維持される。

【００６３】このようにして印字率に応じて設定された
温度Tsは一定値に維持される。

【００６４】実際にはファ−ストコピ−は若干は遅くな
るが十分な定着強度を有するコピ−が得られる。また特
に、マルチコピ−において、定着温度の低下しがちな現
象が減少し高印字率、多数枚での定着強度が安定した。

【００６５】

【発明の効果】走査装置が原稿用紙のコピ−面を走査
し、算出手段が走査結果に基づいて原稿用紙の印字率を
算出し、制御手段が算出された印字率に応じて定着器の
定着温度を制御するため、印字率に応じてトナ−自体に
適切な熱量を供給することができ、原稿用紙の印字率が
異なっても転写紙上のトナ−に関して所定の定着強度を
維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御手段を説明するためのブロック構
成図である。

【図２】ディジタル複写機の全体構成を示す断面図であ
る。

【図３】図２に含まれている画像処理ユニットのブロッ
ク構成図である。

【図４】定着器の温度制御を説明する図である。

【図５】設定温度とサ−ミスタ電圧との関連を示す図で
ある。

【図６】サ−ミスタ電圧とヒ−タランプ駆動回路へ供給
される信号のタイムチャ−トを示す図である。

【符号の説明】

５ 中央制御ユニット ８ 入力デ−タ前処理ユニット ９ 画像処理ユニット １０ レ−ザコントロ−ルユニット １１ 電荷結合装置 ２６ ヒ−タランプ駆動回路 ２７ ヒ−タランプ ２８ サ−ミスタ ３０ ディジタル複写機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿用紙のコピ−面を走査する走査装置
   と、前記走査装置による走査結果に基づいて原稿用紙の
   印字率を算出する算出手段と、トナ−を転写紙に定着さ
   せる定着器と、前記算出手段が算出した印字率に応じて
   前記定着器の定着温度を制御する制御手段とを含むこと
   を特徴とする複写機。