(57)【要約】【課題】  紙種／斤量を異にした転写紙に対しても効率よく、安定した良好な定着画像が得られる画像形成装置を提供する。【解決手段】  転写紙の紙種／斤量を設定する紙種設定手段と、読取った画像情報の転写紙上の転写位置を検出する転写位置検出手段と、定着速度を可変とする定着駆動手段と、と有していて、設定された転写紙の紙種／斤量から定着速度を低下させると判断されたときは、転写位置検出手段によって検出された画像情報の転写位置（画像領域）に基づいて転写紙のシート内での定着速度を変更するよう制御を行う制御手段を設ける。【選択図】        図２
2007003913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像読取手段によって読取った画像情報に基づいて像担持体上に形成したトナー像を転写紙上に転写し、転写紙上に転写したトナー像を加圧・加熱して定着する画像形成装置において、
転写紙の紙種／斤量を設定する紙種設定手段と、
読取った画像情報の転写紙上の転写位置を検出する転写位置検出手段と、
定着速度を可変とする定着駆動手段と、を有していて、
設定された転写紙の紙種／斤量から定着速度を低下させると判断されたときは、画像位置検出手段によって検出された画像情報の転写位置（画像領域）に基づいて転写紙のシート内での定着速度を変更するよう制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
転写紙ページ内の画像領域の黒化率を算出する算出手段を用いて算出した黒化率を用いて、紙種／斤量と黒化率とに応じて画像領域での定着速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
総転写紙枚数に応じて定着速度を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機等の画像形成装置に係わり、特に加圧・加熱して転写紙上に付着したトナー像を転写紙上へ融着し定着を行う定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置では、一様帯電がなされて回転する像担持体上に画像読取手段によって読取った画像情報に基づいて像露光を行い、静電潜像を形成し、１成分又は２成分現像剤を用いた現像手段によって現像を行い、静電潜像部分にトナーが付着してトナー像を形成する。像担持体上のトナー像は転写手段によって同期して搬送される転写紙上に転写がなされ、トナー像を保持した転写紙は、定着装置の加熱手段と加圧手段とで形成されるニップ部を通過する間に加圧・加熱され、トナーは転写紙上に定着がなされる。
【０００３】
トナー像を保持した転写紙は、ニップ部を圧着搬送される間にトナーは加熱されて軟化し、同じく表面が加熱された転写紙上に融着し、ニップ部を通過後にはトナーは冷却して転写紙上に固着状態となり定着が行われる。
【０００４】
良好な定着がなされるには、ニップ部でトナーが軟化状態となるだけでなく、転写紙表面が過度に加熱状態にあることを必要とする。不充分な加熱状態にあっては、軟化状態にあるトナーは転写紙に固着しないで定着不良をおこす。
【０００５】
普通紙について適切な定着がなされる定着条件では、熱容量の大きい例えば斤量の大きい転写紙を用いたときは、ニップ部での加熱が不充分となり定着不良をおこす。このような理由から紙種／斤量に応じて定着を行う紙搬送速度を可変として、熱の伝達が転写紙に対して行われるニップ時間を可変として定着不良を回避することがなされて来た。
【０００６】
特許文献１には、転写と共に定着を行う用紙の搬送速度を可変とする画像形成装置について、定着を終えて排出されるテスト用紙の転写抜け画像比率やグロスを測定し、その測定結果に基づいて搬送速度と分離電流を決定することが記載されている。しかし、特許文献１での定着速度の変更は紙種／斤量に応じて行うものではなく、定着速度の変更もシート内での変更を可能としたものではない。
【０００７】
特許文献２には、定着を終えて排出する用紙のカールを補正するのに、定着上ローラと定着下ローラとをそれぞれ独立して駆動可能としていて、画像濃度や紙種によって定着上下ローラの速度差を設けてカールを矯正することが記載されている。但し特許文献２では定着速度を変更するものではなく、ましてシート内での定着速度の変更を可能としたものではない。
【特許文献１】特開２００４−１３３３０３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来行われているような、紙種／斤量により一律に紙搬送速度を低下させることは、生産性の低下を招くこととなる。
【０００９】
本発明は、定着を行う転写紙の紙種／斤量だけでなく印字内容によって、印字内容に応じた最適とする用紙搬送速度で定着を行い、従来に較べて生産性を向上するようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決し、目的を達成するために、本発明は以下のように構成されている。
（請求項１）
画像読取手段によって読取った画像情報に基づいて像担持体上に形成したトナー像を転写紙上に転写し、転写紙上に転写したトナー像を加圧・加熱して定着する画像形成装置において、
転写紙の紙種／斤量を設定する紙種設定手段と、
読取った画像情報の転写紙上の転写位置を検出する転写位置検出手段と、
定着速度を可変とする定着駆動手段と、を有していて、
設定された転写紙の紙種／斤量から定着速度を低下させると判断されたときは、画像位置検出手段によって検出された画像情報の転写位置（画像領域）に基づいて転写紙のシート内での定着速度を変更するよう制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
転写紙ページ内の画像領域の黒化率を算出する算出手段を用いて算出した黒化率を用いて、紙種／斤量と黒化率とに応じて画像領域での定着速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
（請求項３）
総転写紙枚数に応じて定着速度を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によるときは、用いる転写紙の紙種／斤量から定着速度を基準速度に対して低下させることが必要であると判断されたとき、シート内での非画像領域に対しては基準速度又はこれより高速度でニップ部を通過するようにし、画像領域に対しては紙種／斤量に対応して定着速度を低下させる速度制御を行うことによって、安定した定着画像が得られ、従来に較べて生産性を上げることが可能であるばかりでなく、転写紙に適切な定着を行うのに必要とする熱しか奪われないため、省エネについても有効となる。
【００１２】
請求項２記載の発明によるときは、紙種／斤量から定着速度を基準速度に対して低下させることが必要であると判断されたとき、シート内での非画像領域に対しては基準速度又はこれより高速度でニップ部を通過するようにし、画像領域については定着速度を紙種／斤量と黒化率とに応じて低下させる速度制御を行うことによって、更に生産性を上げることが可能であるばかりでなく、転写紙に適切な定着を行うのに必要とする熱しか奪われないため、省エネについても有効となる。
【００１３】
連続定着を行うときは、転写紙によって奪われる熱量に対して定着手段に対する熱量の補給が追いつかなくなり、定着温度が低下し、定着不良が発生する恐れがあるが、請求項３記載の発明によるときは、紙種／斤量から定着速度を基準速度に対して低下させることが必要であると判断されたとき、シート内での非画像領域に対しては基準速度又はこれより高速度でニップ部を通過するようにし、画像領域に対しては紙種／斤量と連続定着枚数とに対応して定着速度を低下させるよう速度制御を行うことによって、多数の連続転写紙枚数すべてに対しても良好でしかも省エネ効果もある定着画像が得られることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。
【００１５】
図１は、画像形成装置本体Ａ、画像読取装置ＳＣ、自動原稿送り装置ＤＦから成る画像形成装置の構成図である。
【００１６】
図示の画像形成装置本体Ａは、像担持体（感光体ドラム）１、帯電手段２、像露光手段（画像書込手段）３、現像手段４、転写手段５、除電手段６、分離爪７、クリーニング手段８等から成る画像形成部と、定着手段９と、用紙搬送系と、から構成されている。
【００１７】
用紙搬送系は、給紙カセット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、第１給紙手段１１、第２給紙手段１２、搬送手段１３、排紙手段１４、及び手差し給紙手段１５から成る第１搬送部と、用紙Ｐを循環再給紙する循環再給紙部とから構成されている。
【００１８】
給紙カセット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び第１給紙手段１１は、３段の給紙手段により形成され、普通紙と共に紙種／斤量を異にした用紙Ｐを収容して給紙する。紙種情報は、操作表示部から手動設定される紙種情報入力部２１のほか、転写紙表面の反射率を求めたり、紙厚検知すること等による紙種／斤量検知方法による検知結果が紙種情報入力部２１に入力される。
【００１９】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは給紙手段により搬送され、画像読取装置ＳＣの画像情報読取部２２の光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部２３において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、像露光手段３に画像信号を送る。
【００２０】
なお、本発明においては、画像処理部２３において、画像情報の像露光が行われる時系列デジタル画素信号の分布状況から、画像位置検出手段によってシート内での画像領域が読取られ、更に画像領域全域での総ドット数中での露光ドット数を算出手段によって算出することによって、画像領域での黒化率の算出がなされる。
【００２１】
像露光手段３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部の像担持体１に照射され、潜像を形成する。画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。
【００２２】
紙種情報入力部２１から入力された紙種Ａ、Ｂ、Ｃ・・・の何れかに応じて給紙カセット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの何れかから該当する用紙Ｐが搬送ローラ１１によって搬出、給送され、レジストローラ１２によって同期がとられた用紙Ｐ上には転写手段５により画像が転写される。画像を担持した用紙Ｐは、搬送ベルト１３によって搬送され、定着手段９により定着され、排紙手段１４から排出される。
【００２３】
或いは搬送路切換手段１５により循環再給紙部に送り込まれた片面画像処理済みの用紙Ｐは反転搬送ローラ１７により反転された後に再び画像形成部において両面画像処理された後、定着手段９によって定着処理され、排紙手段１４により排出される。
【００２４】
本発明の画像形成装置では定着手段９の定着速度は可変となっていて、転写紙の紙種によって変速がなされるよう制御がなされる。
【００２５】
図２に示すブロック図は、本発明による制御系を示したもので、紙種情報入力部２１から、操作表示部からの手入力、或いは検知手段からの検知結果によって紙種情報は全体制御部２０に入力される。また、画像情報読取部２２で読取られた画像情報は画像処理部２３で画像処理がなされる間にシート内の画像領域が画像位置検出手段によって求められ、また画像領域内の黒化率が求められる。
【００２６】
全体制御部２０は、紙種情報入力部２１からの紙種情報、画像処理部２３からの画像領域情報、或いは画像領域での黒化率を用いて、定着速度の変更を必要と認めたときは、モータ駆動回路９Ｃを制御して定着駆動モータ９Ｍの速度変更を行う。
【００２７】
図４には、本発明の実施例１（請求項１）のフローチャートを示している。
【００２８】
全体制御部２０では、画像形成に当って、紙種情報入力部２１からの紙種／斤量の情報（Ｓ１１）により紙種の確認を行い、紙種が予め設定されている指定紙である場合は、定着速度は可変とすることのない通常の画像形成処理（Ｓ１２Ａ）が行われる。
【００２９】
また、紙種／斤量の情報（Ｓ１１）による紙種の確認結果が定着速度変更を必要とする紙種のときは、全体制御部２０は画像処理部２３で、画像位置の検出手段によって画像情報（位置）の確認（Ｓ１２）を行い、ついで表１に示す紙種と定着速度比の関係を示すテーブルを用いて、定着速度値の設定（Ｓ１３）を行う。
【００３０】
【表１】
2007003913.tif 000003
【００３１】
図３はこの関係を示す説明図で、図３（ａ）（ｂ）はこの定着速度値が設定された状態を図示したもので、１例として紙種Ｃの転写シートが図３（ａ）に示す画像領域を持つとき、図３（ｂ）に示す定着速度値の変動を行うよう制御を行うもので、画像領域に対しては、０．６の速度比をもって定着される。このことにより特殊紙に対しても良好な定着画像が効率好く得られることとなる。
【００３２】
図５には、本発明の実施例２（請求項２）のフローチャートを示している。
【００３３】
全体制御部２０では、画像形成に当って、紙種情報入力部２１からの紙種／斤量の情報（Ｓ２１）により紙種の確認を行い、紙種が予め設定されている指定紙である場合は、定着速度は可変とすることのない通常の画像形成処理（Ｓ２２Ａ）が行われる。
【００３４】
また、紙種／斤量の情報（Ｓ２１）による紙種の確認結果が定着速度変更を必要とする紙種のときは、全体制御部２０は画像処理部２３で、画像位置の検出手段によって画像情報（位置）の確認（Ｓ２２）を行い、ついで表１に示す紙種と定着速度比の関係を示すテーブルを用いて、定着速度値の設定（Ｓ２３）を行う。
【００３５】
ついで全体制御部２０では、画像処理部２３でステップ（Ｓ２２）で確認された画像領域での黒化率を検知して、高黒化率（黒化率６１〜１００％）時の定着速度に対する検知した黒化率時の定着速度比（≧１）を示すテーブル（表示せず）を用い、黒化率による定着速度補正（Ｓ２５）を行い、ステップ（Ｓ２３）で設定した定着速度値に検知した黒化率時の定着速度比を乗じた形で、最終定着速度値設定（Ｓ２６）を行う。
【００３６】
なお上記説明では、２つのテーブルを用いて最終定着速度値設定（Ｓ２６）を行うフローについて説明したが、このフローに代えて画像領域を求める画像情報（位置）の確認（Ｓ２２）からステップ（Ｓ２３）をとばして黒化率を検知（Ｓ２４）のフローを辿り、表２に示す紙種及び黒化率から定着速度比を求めるテーブルを用いて、紙種／斤量と黒化率とによって決定する定着速度補正を行って、最終定着速度値設定（Ｓ２６）を行うフローを辿るようにしてもよい。
【００３７】
【表２】
2007003913.tif 000004
【００３８】
図３（ａ）（ｃ）はこの定着速度値が設定された状態を図示したもので、１例として紙種Ｃの転写シートを用い図３（ａ）に示す画像領域について黒化率２５％であったときに、図３（ｃ）に示すように画像領域に対して０．８の速度比となるよう定着速度値の変動を行う制御を行うもので、このことにより特殊紙に対しても良好な定着画像が実施例１におけるよりも更に効率好く得られることとなる。
【００３９】
図６には、本発明の実施例３（請求項３）のフローチャートを示している。
【００４０】
連続定着を行うときは、転写紙によって奪われる熱量に対して定着手段に対する熱量の補給が追いつかなくなり、定着温度が低下して定着不良が発生する恐れがあるが、本実施例は、先に説明した実施例１又は実施例２のシート内での画像領域の決定した定着速度に対して、連続定着がなされる総転写紙枚数に応じて定着速度を低下する方向に決定するものである。
【００４１】
即ち、図６において、全体制御部２０では、画像形成に当って、紙種情報入力部２１からの紙種／斤量の情報（Ｓ３１）により紙種の確認を行い、紙種が予め設定されている指定紙である場合は、定着速度は可変とすることのない通常の画像形成処理（Ｓ３２Ａ）が行われる。
【００４２】
また、紙種／斤量の情報（Ｓ３１）による紙種の確認結果が定着速度変更を必要とする紙種のときは、全体制御部２０は画像処理部２３で、画像位置の検出手段によって画像情報（位置）の確認（Ｓ３２）を行い、ついで表１に示す紙種と定着速度比の関係を示すテーブルを用いて、定着速度値の設定（Ｓ３３）を行う。
【００４３】
ここで全体制御部２０では、画像情報読取部２２と操作表示部で入力された原稿枚数とコピー部数とから決定する設定総枚数の確認（Ｓ３４）を行い、表３に示す紙種と連続枚数に応じての定着速度補正（Ｓ３５）を行い、最終定着速度設定（Ｓ３６）を行う。
【００４４】
【表３】
2007003913.tif 000005
【００４５】
例えば紙種Ｃの転写紙を用いて設定総枚数１５０枚の連続の定着画像を得るようにするときは、最初の１〜１０枚までの転写紙の定着に際しては、シートの画像領域に対して０．６の速度比の定着速度をもって定着を行い、続く１１〜１００枚までのシート内の画像領域に対しては０．６×０．８、すなわち０．４８の速度比の定着速度をもって定着を行い、更に続く１０１〜１５０枚までのシート内の画像領域に対しては０．６×０．７、すなわち０．４２の速度比の定着速度をもって定着を行う。このような定着速度の制御を行うことによって、紙種に関係なく、連続して行われる多数枚の定着画像について、安定して良好な定着画像が得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】画像形成装置の構成図。
【図２】本発明の制御系を示すブロック図。
【図３】本発明の定着速度を図示した説明図。
【図４】本発明の実施例１のフローチャート図。
【図５】本発明の実施例２のフローチャート図。
【図６】本発明の実施例３のフローチャート図。
【符号の説明】
【００４７】
１  像担持体
５  転写手段
９  定着手段
９Ｃ  モータ駆動回路
９Ｍ  定着駆動モータ
２０  全体制御部
２１  紙種情報入力部
２２  画像情報読取部
２３  画像処理部
【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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