(57)【要約】      （修正有）【課題】低電力消費の可能な画像形成装置及び定着装置の提供。【解決手段】通電することで磁束を発生する磁束発生手段３６と、該磁束発生手段から発生する磁束により発熱し、該発熱により記録材上の未定着画像を加熱する誘導発熱部材１０ａと、前記誘導発熱部材の温度を検知する温度検知手段３３と、前記温度検知手段の情報に基いて、前記誘導発熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段４０・４１と、前記誘導発熱部材の発熱量を変更する発熱量変更手段６３・６４と、前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段１２ｅとを備え、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて発熱量を変更する。【選択図】図２
2004163896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電することで磁束を発生する磁束発生手段と、
該磁束発生手段から発生する磁束により発熱し、該発熱により記録材上の未定着画像を加熱する誘導発熱部材と、
前記誘導発熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の情報に基いて、前記誘導発熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段と、
前記誘導発熱部材の発熱量を変更する発熱量変更手段と、
前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
を有する定着装置において、
前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて発熱量を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記目標温度を変えずに発熱量を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１の定着装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記励磁コイルに印加する高周波電流の周波数を変化させることによって発熱量を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１の定着装置において、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記磁束発生手段に通電する為の電力を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１の定着装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、磁束発生手段の前記励磁コイルに印加する電流を変化させることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１の定着装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、磁束発生手段の前記励磁コイルに印加する電圧を変化させることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
記録材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、
通電することで磁束を発生する磁束発生手段と、
該磁束発生手段から発生する磁束により発熱し、該発熱により前記記録材上の未定着画像を加熱する誘導発熱部材と、
前記誘導発熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の情報に基いて、前記誘導発熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段と、
前記誘導発熱部材の発熱量を変更する発熱量変更手段と、
前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて発熱量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記目標温度を変えずに発熱量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７の画像形成装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記励磁コイルに印加する高周波電流の周波数を変化させることによって発熱量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７の画像形成装置において、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記磁束発生手段に通電する為の電力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項７の画像形成装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、磁束発生手段の前記励磁コイルに印加する電流を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項７の画像形成装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、磁束発生手段の前記励磁コイルに印加する電圧を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
記録材上の未定着画像を加熱する加熱部材と、
通電することで発熱し、前記加熱部材を加熱する加熱手段と、
前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の情報に基いて、前記加熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段と、
前記加熱手段に通電する為の電力を変更する電力変更手段と、
前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
を有する定着装置において、
前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記目標温度を変えずに電力を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１３の定着装置において、前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、加熱手段に印加する電流を変化させることを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１３の定着装置において、前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、加熱手段に印加する電圧を変化させることを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
記録材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、
記録材上の未定着画像を加熱する加熱部材と、
通電することで発熱し、前記加熱部材を加熱する加熱手段と、
前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の情報に基いて、前記加熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段と、
前記加熱手段に通電する為の電力を変更する電力変更手段と、
前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記目標温度を変えずに電力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１６の画像形成装置において、前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、加熱手段に印加する電流を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１６の画像形成装置において、前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、加熱手段に印加する電圧を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上に未定着画像を加熱定着させる定着装置に関する。
もしくは、転写方式もしくは直接方式の適宜の作像原理・プロセスにて未定着画像を形成する画像形成手段と、該未定着画像を加熱定着させる定着手段を有する、電子写真装置等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、転写式電子写真プロセスを用いた画像形成装置は、像担持体としての電子写真感光体面に電子写真プロセスにて形成担持させた未定着トナー画像を記録材としての転写材に転写させ、転写材に転写させた未定着トナー画像を定着手段で永久固着画像として加熱定着させて、その転写材を画像形成物として出力する。トナーは樹脂、磁性体、着色料等からなる溶融定着性の顕画粉体である。
【０００３】
定着手段としては従来より熱ローラ方式の定着装置が多用されている。この定着装置は、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵させて所定の定着温度に加熱・温調した定着ローラ（熱ローラ）と加圧ローラとの回転ローラ対からなり、該ローラ対の圧接ニップ部（定着ニップ部）に被加熱材としての、未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させることで未定着トナー画像を記録材面に熱と圧力で加熱定着する装置である。
【０００４】
また、定着ローラを電磁誘導加熱方式で加熱するようにした定着装置も提案されている。これは、磁束発生手段としての励磁コイルによる磁束で定着ローラ内面に設けた導電層（誘導発熱体層）に渦電流を発生させジュール熱により発熱させて定着ローラを所定の定着温度に加熱・温調するものである（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００５】
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、熱発生源（誘導発熱体）をトナーのごく近くに置くことができるので、従来のハロゲンランプを用いた熱ローラ方式の定着装置に比して、定着装置起動時に定着ローラ表面の温度が定着に適当な温度になるまでに要する時間を短くできるという特徴がある。また熱発生源からトナーヘの熱伝達経路が短く単純であるため熱効率が高いという特徴もある。また、励磁コイルヘの供給電力および印加する周波数を変化させる事によって、任意に発熱量をコントロールする事が出来るという特徴もある。
【特許文献１】
特開平７−２８７４７１号公報
【特許文献２】
特開昭５８−１７８３８５号公報
【特許文献３】
特開平９−１２７８１０号公報
【特許文献４】
実開昭５１−１０９７３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に定着装置は、定着ローラの表面温度を測定し、得られた測定値を所定の値と比較して、定着ローラを加熱する加熱源への通電をＯＮ／ＯＦＦする事によって所定の温度に維持される。
【０００７】
ところが、例えばモノカラー画像とフルカラー画像の定着においては、両者は定着に必要な熱量が異なるにもかかわらず、上記の温度制御方法では同様の熱量を与えてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、低電力消費を可能とする定着装置または画像形成装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする定着装置および画像形成装置である。
【００１０】
（１）通電することで磁束を発生する磁束発生手段と、
該磁束発生手段から発生する磁束により発熱し、該発熱により記録材上の未定着画像を加熱する誘導発熱部材と、
前記誘導発熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の情報に基いて、前記誘導発熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段と、
前記誘導発熱部材の発熱量を変更する発熱量変更手段と、
前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
を有する定着装置において、
前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて発熱量を変更することを特徴とする定着装置。
【００１１】
（２）（１）の定着装置において、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記目標温度を変えずに発熱量を変更することを特徴とする定着装置。
【００１２】
（３）（１）の定着装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記励磁コイルに印加する高周波電流の周波数を変化させることによって発熱量を変更することを特徴とする定着装置。
【００１３】
（４）（１）の定着装置において、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記磁束発生手段に通電する為の電力を変更することを特徴とする定着装置。
【００１４】
（５）（１）の定着装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、磁束発生手段の前記励磁コイルに印加する電流を変化させることを特徴とする定着装置。
【００１５】
（６）（１）の定着装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、磁束発生手段の前記励磁コイルに印加する電圧を変化させることを特徴とする定着装置。
【００１６】
（７）記録材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、
通電することで磁束を発生する磁束発生手段と、
該磁束発生手段から発生する磁束により発熱し、該発熱により前記記録材上の未定着画像を加熱する誘導発熱部材と、
前記誘導発熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の情報に基いて、前記誘導発熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段と、
前記誘導発熱部材の発熱量を変更する発熱量変更手段と、
前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて発熱量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
（８）（７）の画像形成装置において、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記目標温度を変えずに発熱量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（９）（７）の画像形成装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記励磁コイルに印加する高周波電流の周波数を変化させることによって発熱量を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
（１０）（７）の画像形成装置において、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記磁束発生手段に通電する為の電力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００２０】
（１１）（７）の画像形成装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、磁束発生手段の前記励磁コイルに印加する電流を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
（１２）（７）の画像形成装置において、前記磁束発生手段は、励磁コイルを有し、前記発熱量変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、磁束発生手段の前記励磁コイルに印加する電圧を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【００２２】
（１３）記録材上の未定着画像を加熱する加熱部材と、
通電することで発熱し、前記加熱部材を加熱する加熱手段と、
前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の情報に基いて、前記加熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段と、
前記加熱手段に通電する為の電力を変更する電力変更手段と、
前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
を有する定着装置において、
前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記目標温度を変えずに電力を変更することを特徴とする定着装置。
【００２３】
（１４）（１３）の定着装置において、前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、加熱手段に印加する電流を変化させることを特徴とする定着装置。
【００２４】
（１５）（１３）の定着装置において、前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、加熱手段に印加する電圧を変化させることを特徴とする定着装置。
【００２５】
（１６）記録材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、
記録材上の未定着画像を加熱する加熱部材と、
通電することで発熱し、前記加熱部材を加熱する加熱手段と、
前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の情報に基いて、前記加熱部材の温度を所定の目標温度に制御する温度制御手段と、
前記加熱手段に通電する為の電力を変更する電力変更手段と、
前記記録材に形成される画像濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、前記目標温度を変えずに電力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００２６】
（１７）（１６）の画像形成装置において、前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、加熱手段に印加する電流を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【００２７】
（１８）（１６）の画像形成装置において、前記電力変更手段は、前記濃度検知手段の情報に応じて、加熱手段に印加する電圧を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【００２８】
〈作用〉
即ち、記録材に形成される画像の濃度を検知し、検知された画像濃度に応じて、定着装置の発熱量を適正値に設定する事によって、定着装置の電力消費を少なくする事が出来る。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（１）画像形成装置例
図１は、本発明に従う画像形成装置の一例として、デジタル方式の４色フルカラーの画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００３０】
本例の画像形成装置は、下部のデジタルカラー画像プリンタ部（以下、単に「プリンタ部」と記す）Ｉと、上部のデジタルカラー画像リーダ部（以下、単に「リーダ部」と記す）ＩＩとを備えており、例えば、リーダ部ＩＩで読み取った原稿Ｄの画像に基づき、プリンタ部Ｉによって記録材Ｐに画像を形成する。
【００３１】
ａ）プリンタ部Ｉの構成
プリンタ部Ｉは、矢印Ｒ１方向に回転駆動される像担持体としての感光体ドラム１を有する。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、一次帯電器（帯電手段）２、露光手段３、現像装置（現像手段）４、転写装置５、クリーニング器６、前露光ランプ７等が配置されている。
【００３２】
転写装置５の下方、すなわちプリンタ部Ｉの下半部には、記録材Ｐの給紙搬送部８が配置され、さらに転写装置５の上部には分離手段９が、また分離手段９の下流側（記録材Ｐの搬送方向についての下流側）には定着手段（定着装置）としての定着器１０、排紙部１１が配置されている。
【００３３】
感光体ドラム１は、アルミニウム製のドラム状の基体ｌａと、その外周面を覆うＯＰＣ（有機光半導体）の感光体ｌｂとを有し、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動されるように構成されている。
【００３４】
一次帯電器２は、感光体ドラム１に対向する部分が開口したシールド２ａと、シールド２ａの内側に感光体ドラム１の母線と平行に配置された放電ワイヤ２ｂと、シールド２ａの開口部に配置されて帯電電位を規制するグリッド２ｃとを有するコロナ帯電器である。一次帯電器２は、電源（不図示）によって帯電バイアスが印加され、これにより、感光体ドラム１表面を所定の極性、所定の電位に均一に帯電するようになっている。
【００３５】
露光手段３は、後述のリーダ部ＩＩからの画像信号に基づいてレーザ光Ｅを発光するレーザ出力部（不図示）と、レーザ光Ｅを反射・掃引するポリゴンミラー３ａと、レンズ３ｂと、ミラー３ｃとを有する。露光手段３は感光体ドラム１表面をレーザ光Ｅで走査露光し、露光部分の電荷を除去して静電潜像を形成するように構成されている。
【００３６】
本実施例では、感光体ドラム１表面に形成される静電潜像は、原稿の画像に基づいて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に色分解され、それぞれの色に対応した静電潜像が順次形成されるようになっている。
【００３７】
現像装置４は、感光体ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１の方向）に沿って上流側から順に４個の現像器、すなわち、それぞれ樹脂を基体としたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー（現像剤）を収納した現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４ＢＫを備えている。
【００３８】
各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４ＢＫは、それぞれ感光体ドラム１表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる現像スリーブ４ａを有し、静電潜像の現像に供せられる所定の色の現像器が偏心カム４ｂによって、択一的に感光体ドラム１表面に近接する現像位置に配置され、現像スリーブ４ａを介して静電潜像にトナーを付着させ、顕像としてのトナー画像（可視画像）を形成するように構成されている。なお、現像に供せられる現像器以外の他の３色の現像器は、現像位置から退避するようになっている。
【００３９】
転写装置５は、表面に記録材Ｐを担持する転写ドラム（記録材担持体）５ａ、感光体ドラム１上のトナー画像を記録材Ｐに転写する転写帯電器５ｂ、記録材Ｐを転写ドラム５ａに吸着させるための吸着帯電器５ｃとこれに対向する吸着ローラ５ｄ、内側帯電器５ｅ、外側帯電器５ｆを有し、矢印Ｒ５方向に回転駆動されるように軸支された転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記録材担持シート５ｇが円筒状に一体的に張設されている。記録材担持シート５ｇは、ポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用している。転写装置５は、転写ドラム５ａ表面に記録材Ｐを吸着して担持するように構成されている。
【００４０】
クリーニング器６は、記録材Ｐに転写されずに感光体ドラム１表面に残った残留トナーを掻き落とすクリーニングブレード６ａ、および掻き落としたトナーを回収するクリーニング容器６ｂを備えている。
【００４１】
前露光ランプ７は、一次帯電器２の上流側に隣接して配置され、クリーニング器６によって清掃された感光体ドラム１表面の不要な電荷を除去する。
【００４２】
給紙搬送部８は、大きさの異なる記録材Ｐを積載収納する複数の給紙カセット８ａ、給紙カセット８ａ内の記録材Ｐを給紙する給紙ローラ８ｂ、多数の搬送ローラ、そしてレジストローラ８ｅ等を有し、所定の大きさの記録材Ｐを転写ドラム５ａに供給する。
【００４３】
分離手段９は、トナー画像転写後の記録材Ｐを転写ドラム５ａから分離するための分離帯電器９ａ、分離爪９ｂ、そして分離押し上げころ９ｃ等を有する。
【００４４】
定着器１０は電磁誘導加熱方式の定着装置であり、電磁誘導加熱される定着ローラ１０ａと、定着ローラ１０ａの下方に配置され、記録材Ｐを定着ローラ１０ａに押しつける加圧ローラ１０ｂとを有する。この定着器１０については（２）項で詳述する。
【００４５】
排紙部１１は、定着器１０の下流に配置された、搬送パス切り換えガイド１１ａ、排出ローラ１１ｂ、排紙トレイ１１ｃ等を有する。また、搬送パス切り換えガイド１１ａの下方には、１枚の記録材Ｐに対してその両面に画像形成を行うための搬送縦パス１１ｄ、反転パス１１ｅ、積載部材１１ｆ、中間トレイ１１ｇ、さらに搬送ローラ１１ｈ、１１ｉ、反転ローラ１１ｊ等が配置されている。
【００４６】
また、感光体ドラム１周囲における、一次帯電器２と現像装置４との間には、感光体ドラム表面の帯電電位を検出する電位センサＳ１が、また現像装置４と転写ドラム５ａとの間には、感光体ドラム１上のトナー画像の濃度を検知する濃度センサＳ２が、それぞれ配置されている。
【００４７】
ｂ）リーダ部ＩＩの構成
プリンタ部Ｉの上方に配置されたリーダ部ＩＩは、原稿Ｄを載置する原稿台ガラス１２ａ、移動しながら原稿Ｄの画像面を露光走査する露光ランプ１２ｂ、原稿Ｄからの反射光をさらに反射させる複数のミラー１２ｃ、反射光を集光するレンズ１２ｄ、そしてレンズ１２ｄからの光に基づいてカラー色分解画像信号を形成するフルカラーセンサ（撮像素子）１２ｅ等を有する。
【００４８】
カラー色分解画像信号は、増幅回路（不図示）を経て、ビデオ処理ユニット（不図示）によって処理を施され、上述のプリンタ部Ｉに送出されるようになっている。
【００４９】
ｃ）画像形成動作
以下の説明においては、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に４色フルカラーの画像を形成するものとする。
【００５０】
リーダ部ＩＩの原稿台ガラス１２ａに載置された原稿Ｄの画像は、露光ランプ１２ｂによって照射され、色分解されてまずイエローの画像がフルカラーセンサ１２ｅによって読み取られ、所定の処理を施されて画像信号としてプリンタ部Ｉに送られる。
【００５１】
プリンタ部Ｉでは、感光体ドラム１が矢印Ｒ１方向に回転駆動され、一次帯電器２によって表面が均一に帯電される。
【００５２】
上述のリーダ部ＩＩから送られてきた画像信号に基づいて露光手段３のレーザ出力部からレーザ光Ｅが出力され、ポリゴンミラー３ａ等を介して帯電済みの感光体ドラム１表面がレーザ光Ｅによって走査露光され、感光体ドラム１表面の露光を受けた部分は電荷が除去され、これによりイエローに対応した静電画像が形成される。
【００５３】
現像装置４においては、イエローの現像器４Ｙが所定の現像位置に配置され、その他の現像器４Ｃ、４Ｍ、４ＢＫは現像位置から退避される。感光体ドラム１上の静電潜像は、現像器４Ｙによってイエローのトナーが付着され、顕像化されてトナー画像となる。
【００５４】
この感光体ドラム１上のイエローのトナー画像は、転写ドラム５ａに担持された記録材Ｐに転写される。
【００５５】
記録材Ｐは、原稿画像に適した大きさの記録材Ｐが所定の給紙カセット８ａから給紙ローラ８ｂ、搬送ローラ、そしてレジストローラ８ｃ等を介して所定のタイミングで転写ドラム５ａに供給されたものである。
【００５６】
このようにして供給された記録材Ｐは、転写ドラム５ａの表面に巻つくように吸着されて矢印Ｒ５方向に回転し、転写帯電器５ｂによって感光体ドラム１上のイエロートナー像が転写する。
【００５７】
一方、トナー画像転写後の感光体ドラム１は、クリーニング器６によって表面の残留トナーが除去され、さらに前露光ランプ７によって不要な電荷が除去され一次帯電器２から始まる次の画像形成に供される。
【００５８】
以上の、リーダ部ＩＩによる原稿画像の読み取りから、転写ドラム５ａの記録材Ｐに対するトナー画像の転写、さらには感光体ドラム１の清掃、除電に至る各プロセスが、イエロー以外の他の色、すなわちシアン、マゼンタ、ブラックについても同様に行われ、転写ドラム５ａ上の記録材Ｐには、４色のトナー画像が重なるようにして転写される。
【００５９】
４色のトナー画像の転写を受けた記録材Ｐは、分離帯電器９ａ、分離爪９ｂ等によって転写ドラム５ａから分離され、未定着のトナー画像を表面に担持した状態で定着器１０に搬送される。
【００６０】
記録材Ｐは、定着器１０の定着ローラ１０ａおよび加圧ローラ１０ｂの圧接ニップ部（定着ニップ部）によって加熱加圧され、表面のトナー画像が溶融固着されて定着される。
【００６１】
定着後の記録材Ｐは、排出ローラ１１ｂによって排紙トレイ１１ｃ上に排出される。
【００６２】
なお、記録材Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着器１０は排出後の記録材Ｐを、すぐに搬送パス切り換えガイド１１ａを駆動し、搬送縦パス１１ｄを経て、反転パス１１ｅに一旦導いた後、反転ローラ１１ｊの逆転により送り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに退出され、中間トレイ１１ｇに収納する。その後、再度上述の画像形成プロセスによってもう一方の面に画像を形成した後、排紙トレイ１１ｃ上に排出する。
【００６３】
記録材Ｐの分離後の転写ドラム５ａにおいては、記録材担持シート５ｇ上へのトナー粉体の飛散付着、記録材Ｐ上のオイルの付着等を防止するために、記録材担持シート５ｇを介して相互に対向する、ファーブラシ１３ａとバックアップブラシ１３ｂ、およびオイル除去ローラ１４ａとバックアップブラシ１４ｂによって清掃を行う。なお、このような清掃は、画像形成前、もしくは画像形成後に行い、またジャム（紙づまり）発生時には随時行う。
【００６４】
（２）定着器１０
図２は定着手段（定着装置）としての定着器１０の横断面模型図である。この定着器１０は電磁誘導加熱方式の定着装置であり、電磁誘導加熱される定着ローラ１０ａと、定着ローラ１０ａの下方に配置され、記録材Ｐを定着ローラ１０ａに押しつける加圧ローラｌ０ｂとを有する。定着ローラ１０ａの内部には磁束発生手段３６としての励磁コイル３８・磁性体コア３９を配設してある。
【００６５】
定着ローラ１０ａは、外径４０［ｍｍ］、厚さ０．７［ｍｍ］の、誘導発熱体（誘導発熱部材）である鉄製の芯金シリンダに、表面の離型性を高めるために例えばＰＴＦＥ１０〜５０［μｍ］や、ＰＦＡ１０〜５０［μｍ］の層を設けてもよい。
【００６６】
また定着ローラ１０ａの他の材料（誘導発熱体）として、例えば磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを持つ物を用いてもよい。さらに非磁性材料でも、金属などの導電性のある材料は材料を薄膜にする事などにより使用可能である。
【００６７】
加圧ローラ１０ｂは、外径２０［ｍｍ］の鉄製の芯金の外周に厚さ５［ｍｍ］のＳｉゴムの層と定着ローラ１０ａと同様に表面の離型性を高めるために例えばＰＴＦＥ１０〜５０［μｍ］やＰＦＡ１０〜５０［μｍ］の層を設けて、外径は３０［ｍｍ］である。
【００６８】
定着ローラ１０ａと加圧ローラ１０ｂは回転自在に支持されていて、定着ローラ１０ａのみを矢印の時計方向に回転駆動する構成になっている。加圧ローラｌ０ｂは定着ローラ１０ａの表面に庄接していて、圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎでの摩擦力で従動回転する様に配置してある。また加圧ローラ１０ｂは定着ローラ１０ａの回転軸方向にバネなどを用いた図示しない機構によって加圧されている。加圧ローラ１０ｂは約３０［Ｋｇ重］で荷重されており、その場合圧接ニップ部Ｎのニップ幅は約６［ｍｍ］になる。しかし都合によっては荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。
【００６９】
３３は温度センサ（温度検知手段）であり、この温度センサは定着ローラ１０ａの表面に当接するように配置され、この温度センサの検出信号をもとに温度制御手段すなわち温度制御回路４０および高周波コンバーター４１によって励磁コイル３８への電力供給が増減されることで、定着ローラ１０ａの表面温度が所定の一定温度になる様に自動制御される。
【００７０】
３４は搬送ガイドであり、未定着のトナー画像ｔを担持しながら搬送される記録材としての転写材Ｐを定着ローラ１０ａと加圧ローラ１０ｂとのニップ部Ｎへ案内する位置に配置される。
【００７１】
３７は分離爪であり、定着ローラ１０ａの表面に当接して配置され、転写材Ｐがニップ部Ｎ通過後に定着ローラ１０ａに張り付いてしまった場合、強制的に分離してジャムを防止するためのものである。
【００７２】
磁束発生手段３６の励磁コイル３８の巻き線は、断面Ｅ型の長尺の磁性体コア３９の中央突起部に導線を巻いたような構造である。また励磁コイル３８は高周波コンバーター４１に接続され１００〜２０００［Ｗ］の高周波電力が供給されるため、細い線を数本撚り合わせたリッツ線を用いており、巻き線に伝熱した場合を考え、被覆には耐熱性の物を使用した。
【００７３】
磁性体コア３９は高透磁率かつ低損失のものを用いる。パーマロイのような合金の場合は、コア内の渦電流損失が、高周波で大きくなるため積層構造にしてもよい。コアは磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。
【００７４】
コイルとコアの磁気回路部分は、磁気遮蔽が十分にできる手段がある場合は空芯（コア無し）にしてもよい。
【００７５】
励磁コイル３８には高周波コンバーター４１により１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が印加される。交流電流によって誘導された磁束はＥ型磁性体コア内部を外部に漏れることなく通り、突起部間で初めて磁性体外部に漏れ、定着ローラ１０ａの導電層（誘導発熱体）を貫き渦電流が流れて導電層自体がジュール発熱する。即ち定着ローラ１０ａが電磁誘導加熱され、温度センサ３３の出力に応じて温度制御回路４０および高周波コンバーター４１により励磁コイル３８に対する供給電力が制御されることで定着ローラ１０ａの温度が所定の定着温度に温調される。具体的には、温度制御回路４０が、温度センサ３３の出力値と所定の定着温度との差が大きいと判断した場合、高周波コンバーター４１は励磁コイル３８に周波数の小さい交流電流を印加し、温度センサ３３の出力値と所定の定着温度との差が少ないと判断した場合は、高周波コンバーター４１は励磁コイル３８に周波数の大きい交流電流を印加する。温度制御回路４０が、温度センサ３３の出力値が所定の定着温度よりも高いと判断した場合には、高周波コンバーター４１は励磁コイル３８への交流電流の印加を停止する。
【００７６】
ここで、定着ローラの温調方法は上記方法に限らず、例えば電力（周波数）を固定して、通電をＯＮ／ＯＦＦ制御することで所定温度に温調することもできる。
【００７７】
（３）画像濃度検知手段と定着器発熱量可変手段
次に、図３および図４を参照して本発明における画像の濃度情報の検知手段と定着器発熱量可変手段について説明する。
【００７８】
図３において、複写されるべき原稿Ｄの画像は前述したリーダ部ＩＩのレンズ１２ｄによって濃度検知手段としてのＣＣＤ等の撮像素子（フルカラーセンサ）１２ｅに投影される。この撮像素子１２ｅは原稿画像を多数の画素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を発生する。
【００７９】
撮像素子１２ｅから出力されるアナログ画像信号は画像信号処理回路５４に送られ、ここで各画素毎にその画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画像信号に変換され、パルス幅変調回路５５に送られる。
【００８０】
このパルス幅変調回路５５は入力される画素画像信号毎に、そのレベルに対応した幅（時間長）のレーザ駆動パルスを形成して出力する。即ち、図４の（ａ）に示すように、高濃度の画素画像信号に対してはより幅の広い駆動パルスＷを、低濃度の画素画像信号に対してはより幅の狭い駆動パルスＳを、中濃度の画素画像信号に対しては中間の幅の駆動パルスＩをそれぞれ形成する。
【００８１】
パルス幅変調回路５５から出力されたレーザ駆動パルスは前述したプリンタ部Ｉの露光手段３におけるレーザ出力部の半導体レーザ５６をそのパルス幅に対応する時間だけ発光させる。従って、半導体レーザ５６は高濃度画素に対してはより長い時間駆動され、低濃度画素に対してはより短い時間駆動される事になる。それ故、感光体ドラム１は露光手段３の光学系によって、高濃度画素に対しては主走査方向により長い範囲が露光され、低濃度画素に対しては主走査方向により短い範囲が露光される。つまり、画素の濃度に対応して静電潜像のドットサイズが異なる。尚、図４の（ｄ）に低、中、高濃度画素の静電潜像をそれぞれＬ、Ｍ、Ｈで示した。
【００８２】
半導体レーザ５６から放射されたレーザ光Ｅはポリゴンミラー（回転多面鏡）３ａによって掃引され、ｆ／θレンズ等のレンズ３ｂ及びレーザ光Ｅを像担持体たる感光体ドラム１方向に指向させる固定ミラー３ｃによって感光体ドラム１上にスポット結像される。かくして、レーザ光Ｅは感光体ドラム１の回転軸とほぼ平行な方向（主走査方向）にこのドラム１を走査露光し、静電潜像を形成する事になる。
【００８３】
さて、静電潜像の形成により前記画像信号処理回路５４の出力信号のレベルが色毎にカウントされる。このカウントは、図３の本実施例では次のようにして行われる。
【００８４】
まず、前記パルス幅変調回路５５の出力信号がＡＮＤゲート６０の一方の入力に供給され、このＡＮＤゲート６０の他方の入力にはクロックパルス発振器６１からのクロックパルス（図４の（ｂ）に示すパルス）が供給される。
【００８５】
従って、ＡＮＤゲート６０からは図４の（ｃ）に示すようにレーザ駆動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々のパルス幅に対応した数のクロックパルス、即ち、各画素の濃度に対応した数のクロックパルスが出力される。
【００８６】
このクロックパルス数は各画素毎にカウンタ６２によって積算され、ビデオカウント数が算出される。
【００８７】
各画素のビデオカウント数はＣＰＵ６３とＲＯＭ６４とを備える発熱量変更手段の当該ＣＰＵ６３に供給される。
【００８８】
また、ＲＯＭ６４には各画素のビデオカウント数に応じた定着器１０の発熱量が記憶されている。
【００８９】
ＣＰＵ６３は、各画素のビデオカウント数から、１原稿あたりの画像の濃度の割合をＢＫトナー、Ｙトナー、Ｍトナー、Ｃトナーそれぞれに対して算出し、定着器１０の最適な発熱量（ビデオカウント数に応じた定着器１０の発熱量の総和）を決定し、定着器１０の高周波インバーター４１に対して最適な発熱量情報を出力する。そして、高周波インバーター４１は定着器１０に対して印加する交流電流の制御を行う。
【００９０】
本実施例における発熱量の推移を、図６に示す。
【００９１】
図６においては、例えば１原稿あたりの画像濃度がフルカラー程度と判断されると、モノカラー原稿の定着時よりも定着器１０の発熱量を増加するように制御される。すなわち、本実施例では、画像濃度の高い場合にのみ電力消費（発熱量）を増加させるので、従来の定着装置と比較して低電力消費が可能となる。
【００９２】
具体的に発熱量を変化させる方法としては、定着器１０の制御温度（目標温度）を変更させることで定着器１０の発熱量を変化させる。
【００９３】
また、別の方法としては、図７に示されるように、制御温度（目標温度）は変えずに、励磁コイル３８に印加される高周波電流の周波数（電力）を変化させ発熱量を変える。一般に、発熱量は周波数依存性を持ち、周波数を変えることで発熱量を変えることができる。
【００９４】
このように、定着器１０の制御温度（目標温度）を変えずに発熱量を変える為、制御温度を変更する際のタイムラグが生じないこと、さらには制御温度を変更しない（高くしない）為、コイルの耐熱温度を越えてしまい、コイルがショートしてしまう恐れを低減できること、制御温度に応じて画像の光沢が変わってしまう恐れを低減することができる。
【００９５】
更に、画像濃度が高く、トナーに奪われる熱量が高い場合でも、本実施例のようにその分電力消費を増加させる為、定着ローラの温度は目標温度にすぐに復帰させることができ、応答性を高めることができる。
【００９６】
定着器１０（定着ローラ１０ａ）の発熱量制御は、励磁コイル３８に印加される高周波電流の周波数を変化させる事によって達成されるほか、励磁コイル３８に印加する電流や電圧を変化させる事によっても達成される。
【００９７】
本実施例に用いた定着器１０は、定着ローラ１０ａを電磁誘導加熱する磁束発生手段３６の励磁コイル３８及び磁性体コア３９は定着ローラ１０ａ内部に配設されているが、定着ローラ１０ａの外部に配設し、定着ローラの表面を直接加熱する構成においても、本実施例と同様の発熱量制御を用いる事によって、定着器１０の低電力消費が可能となる。
【００９８】
なお、本実施例では、１原稿あたりの平均の画像濃度を算出し、最適な発熱量を決定したが、これに限らず、さらに細かく１原稿のなかで画像濃度差がある場合、画像濃度が濃い場所の発熱量を変えてやっても良い。
【００９９】
また、さらには、濃度情報をモノカラーであるかフルカラーであるかで判断し、フルカラーである場合は、発熱量を増加させてもよい。
【０１００】
また、本実施例では画像濃度をカウンタ６２によりビデオカウント数から求めたがこれに限らず、ドラム上及び直接記録材上の未定着トナーを適宜の濃度検知部材で検知しても良い。
【０１０１】
図５は電磁誘導加熱方式の定着器１０の他の構成例の要部の模型図である。３１は保持部材、３２はこの保持部材３１に下向きに固定保持させた鉄板等の誘導発熱体（誘導発熱部材）、３３は上記の固定の誘導発熱体３２の下面に対して摺動移動する耐熱性の定着フィルム、１０ｂは弾性加圧ローラである。弾性加圧ローラ１０ｂは定着フィルム３３を扶んで上記の誘導発熱体３２の下向き面に圧接してニップ部Ｎを形成している。誘導発熱体３２は励磁コイル３８と磁性体コア３９とからなる磁束発生手段からの発生磁束にて電磁誘導発熱する。
【０１０２】
そして、上記ニップ部Ｎの定着フィルム３３と加圧ローラ１０ｂの間に未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが導入されて定着フィルム３３と共にニップ部Ｎを挟持搬送されることで、誘導発熱体３２の熱を定着フィルム３３を介して受けてトナー画像ｔが加熱加圧されて記録材Ｐ面に定着される。ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは定着フィルム３３の面から順次に分離されて排出搬送される。
【０１０３】
本発明はこのように誘導発熱体が固定タイプの装置の場合でも適用できることは勿論である。
【０１０４】
記録材Ｐに対する未定着トナー画像ｔの形成原理・プロセスに限定はなく任意である。
【０１０５】
以上本実施例では、誘導加熱方式について説明してきたが、本発明はこれに限るものではない。図８に本実施例の別の形態であるサーフ方式の例を示す。
【０１０６】
同図において、１０１、１０２は装置に固定された低熱容量の加熱体としてのヒータであって、例えば、厚さ１．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長手方向３４０ｍｍのアルミナ等の高熱伝導基板１０１上に発熱体としての抵抗材料１０２（発熱体）を幅１．０ｍｍに塗工したもので、長手方向両端から通電される。
【０１０７】
通電は、例えば、電圧値１００Ｖ、周期２０ｍｓｅｃのパルス状波形電圧により行われ、サーミスタ（温度検知手段）１０３により発熱体（加熱手段）１０２の温度を検知して、発熱体１０２を所望の温度になるよう温度制御手段１４０で発熱体１０２への通電量を制御する。
【０１０８】
パルス幅はほぼ０．５〜５ｍｓｅｃとなる。このとき、濃度検知手段１６４の濃度情報に応じて、電力変更手段１４２により発熱体１０２へ通電する電力を変更する。すなわち、ハロゲンランプ方式やサーフ方式においては、電力変更手段１４２を設けることで、画像濃度に応じて発熱体１０２を発熱する発熱量を変化させることで、画像濃度に応じた最適な熱量を与えることができる。
【０１０９】
このように温度とエネルギーの制御されたヒータ１０１，１０２に当接して、図中、矢印方向に定着フイルム１０４は移動する。
【０１１０】
この定着フイルム１０４の一例として、厚さ２０μｍの耐熱フイルム、例えば、ポリイミド，ポリエステルエーテルイミド，ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド），ＰＦＡに、少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ，ＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を１０μｍコートしたエンドレスフイルムである。
【０１１１】
一般的には総厚１００μｍ未満、より好ましくは７０μｍ未満にする。
【０１１２】
この定着フイルム１０４の駆動は、駆動ローラ１０５と従動ローラ１０６による駆動とテンションにより、矢印方向に皺なく移動する。
【０１１３】
１０８はシリコーンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有する加圧部材としての加圧ローラで、総圧４〜１５ｋｇで定着フイルム１０４を介してヒータ１０１，１０２を加圧し、該フイルム１０４と圧接回転する。
【０１１４】
本実施例では画像濃度に応じて電力を変更する代わりに電流、もしくは電圧、もしくはその両方を変更することもできる。
【０１１５】
また、定着ローラの制御温度を変えずに行うことで、制御温度を変更する際のタイムラグが生じないこと、制御温度に応じて画像の光沢が変わってしまう恐れを低減することができる。
【０１１６】
本実施の形態では、記録材Ｐに形成される画像濃度に関する情報として、撮像素子１２ｅで得られる信号を用いているが、濃度センサＳ２で得られる情報を用いてもよい。
【０１１７】
【発明の効果】
以上のように本発明の画像形成装置および定着装置によれば、記録材に形成される画像の濃度を検知し、検知された画像濃度に応じて、定着装置の発熱量を適正値に設定する事によって、定着装置の電力消費を少なくする事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例における画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図２】定着器の横断面模型図
【図３】制御系のブロック図
【図４】画像情報信号の濃度情報をカウントする方法を示す波形図
【図５】定着器の他の構成例の要部の横断面模型図
【図６】本発明の実施例における、モノカラー時とフルカラー時の発熱量の推移を示す図（制御温度変化）
【図７】本発明の実施例における、モノカラー時とフルカラー時の発熱の推移を示す図（制御温度一定）
【図８】定着器のさらに他の構成例の要部の横断面模型図
【符号の説明】
１・・感光体ドラム、２・・一次帯電器、３・・露光装置、
４・・現像装置、５・・転写装置、６・・クリーニング装置、
７・・前露光ランプ、８・・給紙搬送部、９・・分離手段、
１０・・定着器、１１・・排紙部、１０ａ・ ・定着ローラ、
１０ｂ・・加圧ローラ、３３・・温度センサ、３４・・搬送ガイド、
ｔ・・未定着トナー画像、Ｐ・・転写材（記録材）、
３６・・磁束発生手段、３７・・分離爪、３８・・励磁コイル、
３９・・磁性体コア、４０・・温度制御回路、
４１・・高周波コンバーター、Ｄ・・原稿、１２ｄ・・レンズ、
１２ｅ・・撮像素子、５４・・画像信号処理回路、
５５・・パルス幅変調回路、５６・・半導体レーザ、
３ａ・・回転多面鏡、３ｂ・・レンズ、３ｃ・・固定ミラー、
６０・・ＡＮＤ回路、６１・・クロックパルス発振器、
６２・・カウンタ、６３・・ＣＰＵ、６４・・ＲＯＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004163896.tif 000009
【図８】
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