JP3096964B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、さらに詳しく
はトナー画像を転写材に定着する定着フィルムを有する
定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置には、帯電手段で一
様に帯電した像担持体の表面に原稿画像あるいはコンピ
ュータから入力した画像信号に対応した画像露光光を照
射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段で現
像してトナー画像を形成し、このトナー画像を転写手段
で転写材に転写し、さらに定着手段でトナー画像を転写
材上に定着して出力する電子写真方式の複写機やプリン
タがある。

【０００３】ところで、トナー画像を転写材上に定着さ
せる定着装置には、発熱部材に対して摺接可能に耐熱性
の定着フィルムを配設するとともに、加圧部材を定着フ
ィルムを介して発熱部材に圧接させる構成のフィルム定
着方式のものがあり、上記定着装置は、挟持されながら
定着フィルムの移動とともに搬送される転写材に、圧接
部で定着フィルムを介して発熱部材から熱エネルギーを
付与して定着を行うものである。

【０００４】図６は、フィルム定着方式の定着装置の一
例を示す概略構成図である。同図において、２０は、支
持体としてのステー２１に支持された発熱部材たるヒー
タであり、このヒータ２０と、駆動ローラ２６と、従動
ローラ２７とには、耐熱性の高い材料で形成されたエン
ドレスベルト状の定着フィルム２５が巻回張設されてい
る。

【０００５】また、上記ヒータ２０の下面には、定着フ
ィルム２５を挟むように対向配置された加圧部材として
の加圧ローラ２８が、付勢手段によって例えば総圧力５
ｋｇ重程度の当接圧で定着フィルム２５に圧接されてい
る。加圧ローラ２８は、シリコーンゴムなどの離型性の
良いゴム弾性層を有し、ヒータ２０によって定着部位Ｎ
を形成している。

【０００６】そして、駆動ローラ２６が回転駆動手段と
しての駆動モータＭにより図示矢印の時計回り方向に回
転駆動すると、テンションローラを兼ねる従動ローラ２
７により所定のテンションを与えられた定着フィルム２
５は、図示矢印ａの方向に所定の周速度で回転し、この
定着フィルム２５の回転走行に伴い加圧ローラ２８も反
時計回り方向に従動回転し、転写材Ｐを挟持搬送するよ
うになっている。

【０００７】したがって、トナー画像Ｔが転写された後
の転写材Ｐが、転写材供給手段（不図示）により定着装
置に順次送り込まれ、定着部位Ｎに突入すると、転写材
Ｐは定着フィルム２５および加圧ローラ２８の回転に伴
って挟持搬送されるとともに、ヒータ２０が発する熱エ
ネルギーを付与され、転写材Ｐ上のトナー画像Ｔが転写
材Ｐに定着される。

【０００８】この種のフィルム定着方式の定着装置で
は、発熱部材としてのヒータ２０、およびヒータ２０の
熱エネルギーを転写材Ｐに伝導する部材としての定着フ
ィルム２５を低熱容量化できるため、省電力化、ウエイ
トタイムの短縮化（クイックスタート性）が可能になる
利点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の定着装置には、以下に説明するような問題点が
があった。

【００１０】すなわち、フィルム定着方式の定着装置に
おいては、ヒータ２０の熱エネルギーを転写材Ｐに効率
よく伝導するために、定着フィルム２５の厚さを５０μ
ｍ以下に構成する必要がある。ところが、厚さ５０μｍ
以下の定着フィルム２５は剛性が非常に低いため、回転
走行中の定着フィルム２５にシワが発生する場合があっ
た。

【００１１】定着フィルム２５にシワが発生した場合、
定着部位Ｎ内で定着フィルム２５のシワの凹凸に対応し
て転写材Ｐに伝導される熱エネルギーに分布が生じる。
その結果、定着フィルム２５に発生したシワの模様に対
応して定着プロセスを終えた出力画像内に十分な定着が
行えた部分と、不十分な定着しか行えなかった部分とが
生じてしまう、いわゆる定着フィルム２５のシワによる
定着ムラ現象が発生する。定着フィルム２５のシワによ
る定着ムラ現象が発生した出力画像においてはその一部
が容易にはげ落ちるとなどの不具合を生じる。

【００１２】さらに、トナー画像内に大きな面積の中間
濃度（ハーフトーン）部を含んでいるような出力画像の
場合には、いわゆる定着フィルム２５のシワによる定着
光沢ムラ現象と称される、定着フィルム２５に発生した
シワの模様に対応した光沢ムラのある画像が発生してし
まう。

【００１３】定着フィルム２５のシワによる定着光沢ム
ラ現象は、定着部位Ｎで転写材Ｐ上のトナーに与えられ
た熱のわずかな分布のムラにより、画像を形成するトナ
ーの融け具合に差異が生じて起こるものであり、定着フ
ィルム２５のシワによる定着ムラ現象が発生すると、画
像の一部がはげ落ちるほどの劣悪なレベルの定着フィル
ム２５のシワが発生していない状態でも起こり得る現象
である。

【００１４】さらに、デジタル画像信号に対応して発光
制御されたレーザスキャナで像担持体に静電潜像を形成
し、この静電潜像を可視画像化して画像形成を行うデジ
タル方式の画像形成装置においては、中間濃度の再現性
が良好であるため、中間濃度部を多く含んだトナー画像
を出力することが頻繁にある。その結果、デジタル方式
の画像形成装置では定着フィルム２５のシワが出力画像
の不具合につながってしまうことが多くある。

【００１５】そのため、本発明者は、前記定着フィルム
２５のシワによる定着ムラ現象および定着光沢ムラ現象
の発生の原因を判明させる研究を重ね、その原因を突き
止めた。

【００１６】それによると、定着フィルム２５に発生す
るシワは、画像形成開始時にヒータ２０を急速に加熱昇
温させることによりヒータ２０やステー２１が一時的に
膨張変形してしまい、定着フィルム２５に加わる張力が
不安定になることが原因で発生することが判明した。

【００１７】画像形成を開始する時点で、ヒータ２０お
よびステー２１が既にある程度の温度まで昇温していれ
ば、ヒータ２０やステー２１に加える温度上昇の幅は小
さくてもよいことになる。また、ヒータ２０の制御温度
が低ければ、画像形成開始時にヒータ２０やステー２１
に加える温度上昇の幅は小さくてもよいことになる。こ
のような場合には、ヒータ２０やステー２１の一時的な
膨張変形も小さく、定着フィルム２５にシワが発生しず
らくなることが判明した。

【００１８】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、画像全体の定着特性を低下させ
ることなく、かつ画像形成のプロダクティビティーの低
下を最小限に抑え、さらにフィルム定着方式に特有であ
る定着フィルムのシワによる定着ムラ現象および定着光
沢ムラ現象を発生させないようにし、中間濃度を有する
トナー画像の画質を常に高品位に保つようにした画像形
成装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る本発明は、像担持体にトナー像を形
成しその後転写材に転写する画像形成手段と、設定温度
に維持される発熱部材、前記発熱部材と接触しつつ移動
する定着フィルム、前記定着フィルムを介して前記発熱
部材との間にニップを形成する加圧部材を有していて転
写材上のトナー像を前記ニップで加熱する定着手段と、
を備える画像形成装置において、前記定着手段の定着条
件を設定する定着条件設定手段を備え、前記定着条件設
定手段は、転写材に形成する画像の中間濃度部の広さあ
るいは比率が大きいほど前記発熱部材の設定温度を低く
設定する、ことを特徴とする。

【００２０】請求項２に係る本発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記画像形成装置は、文字モ
ードと、前記文字モードよりも出力画像の中間濃度の再
現性がよい写真モードとによる画像形成が可能であり、
前記定着条件設定手段は、前記写真モードで画像形成す
るときは前記文字モードのときよりも前記発熱部材の設
定温度を低く設定する、ことを特徴とする。

【００２１】請求項３に係る本発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記画像形成手段は、画像信
号に応じてトナー像を形成するものであり、前記画像形
成装置は、さらに画像信号中の所定の中間濃度に対応す
る画素数を計測する計数手段を有し、前記定着条件設定
手段は、計測した画素数が所定値より多いときには、少
ないときよりも前記発熱部材の設定温度を低く設定す
る、ことを特徴とする。

【００２２】請求項４に係る本発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記定着条件設定手段は、さ
らに転写材に形成する画像の中間濃度部の広さあるいは
比率が大きいほど、前記定着手段に転写材が到達するま
での前記定着フィルムの回転時間を長く設定する、こと
を特徴とする。

【００２３】請求項５に係る本発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記定着条件設定手段は、転
写材に形成する画像の中間濃度部の広さあるいは比率が
大きく、かつ画像形成開始時の前記発熱部材の温度が所
定温度よりも低いときに前記発熱部材の設定温度を低く
設定する、ことを特徴とする。

【００２４】請求項６に係る本発明は、像担持体にトナ
ー像を形成しその後転写材に転写する画像形成手段と、
設定温度に維持される発熱部材、前記発熱部材と接触し
つつ移動する定着フィルム、前記定着フィルムを介して
前記発熱部材との間にニップを形成する加圧部材を有し
ていて転写材上のトナー像を前記ニップで加熱する定着
手段と、を備える画像形成装置において、前記定着手段
の定着条件を設定する定着条件設定手段を有し、前記定
着条件設定手段は、中間濃度部の広さあるいは比率が大
きいほど前記定着手段に転写材が到達するまでの前記定
着フィルムの回転時間を長く設定する、ことを特徴とす
る。

【００２５】請求項７に係る本発明は、請求項６に記載
の画像形成装置において、前記画像形成装置は、文字モ
ードと、前記文字モードよりも出力画像の中間濃度の再
現性がよい写真モードとによる画像形成が可能であり、
前記定着条件設定手段は、前記写真モードで画像形成す
るときは前記文字モードのときよりも前記定着手段に転
写材が到達するまでの前記定着フィルムの回転時間を長
く設定する、ことを特徴とする。

【００２６】請求項８に係る本発明は、請求項６に記載
の画像形成装置において、前記画像形成手段は、画像信
号に応じてトナー像を形成するものであり、前記画像形
成装置は、さらに画像信号中の所定の中間濃度に対応す
る画素数を計測する計数手段を有し、前記定着条件設定
手段は、計測した画素数が所定値より多いときには、少
ないときよりも前記定着手段に転写材が到達するまでの
前記定着フィルムの回転時間を長く設定する、ことを特
徴とする。

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 〈第１の実施の形態〉図１は、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、図２は、同じ
く第１の実施の形態に係る画像形成動作時の定着温度の
制御を説明するフローチャートである。

【００３８】まず、本発明の第１の実施の形態を図１お
よび図２を用いて説明する。図１において、１０は像担
持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下「感光ド
ラム」という）であり、感光ドラム１０は、例えばＯＰ
Ｃ感光ドラムなどがある。

【００３９】この感光ドラム１０の上方には、帯電手段
としての一次帯電装置１１が配設されている。この一次
帯電装置１１は、画像形成時に、感光ドラム１０の表面
を一様に帯電するもので、帯電された感光ドラム１０の
表面には、原稿画像などの画像信号に対応した画像露光
光１２が照射されることになり、これにより静電潜像が
形成される。そして、現像装置１３は、感光ドラム１０
上の静電潜像を現像してトナー画像を形成するものであ
る。転写手段である転写帯電装置１４は、感光ドラム１
０上のトナー画像を転写材としての転写紙１８に転写す
るもので、感光ドラム１０上のトナー画像が転写された
後の転写紙１８は、転写材搬送装置３２により定着装置
１９へと搬送され、この定着装置１９においてトナー画
像が定着され、出力画像を形成して排出される。なお、
感光ドラム１０、一次帯電装置１１、現像装置１３およ
び転写帯電装置１４により画像形成手段を構成してい
る。

【００４０】ところで、本実施の形態の画像形成装置に
おける定着装置１９は、図１に示すようにフィルム定着
方式の定着装置であり、耐熱性の高い材料で形成された
エンドレスベルト状の定着フィルム２５は、支持体（不
図示）に支持された発熱部材であるヒータ２０に摺接す
るように、ヒータ２０と、駆動ローラ２６と、従動ロー
ラ２７との間に巻回張設されている。

【００４１】また、上記ヒータ２０の下面には、定着フ
ィルム２５を介在させて加圧部材としての加圧ローラ２
８が、不図示の付勢手段によって例えば総圧力５ｋｇ重
程度の当接圧で対向圧接されている。加圧ローラ２８
は、シリコーンゴムなどの離型性の良いゴム弾性層を有
しており、ヒータ２０に圧接することにより、定着部位
を形成している。

【００４２】そして、駆動ローラ２６が回転駆動手段と
しての駆動モータ（不図示）により時計方向に回転駆動
すると、テンションローラを兼ねる従動ローラ２７によ
り所定のテンションを与えられた定着フィルム２５は、
時計回り方向に所定の周速度で周回する。そして、この
定着フィルム２５の周回走行に伴い、加圧ローラ２８も
反時計回り方向に従動回転し、これにより転写紙１８
は、定着フィルム２５と加圧ローラ２８との間に挟持さ
れながら搬送されることになる。

【００４３】このように周回される定着フィルム２５
は、繰り返してトナー画像の加熱定着に供されることに
なるから、耐熱性、離型性、耐磨耗性に優れたフィルム
で、かつ一般的には総厚１００μｍ以下、好ましくは４
０μｍ以下の薄肉のものを使用する。そのため、フィル
ム材料としては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルスルホンなどの耐熱樹脂の単層、あ
るいは複合層を使用すると良い。

【００４４】また、ヒータ２０は、厚み１．０mm、幅１
０．０mm、長さ３５０mmの良熱伝導体の、例えばアルミ
ナ、窒化アルミニウムなどの基板上に電気抵抗材料を幅
２．５mm、長さ３００mmに塗工したものであり、この電
気抵抗材料に通電することで熱エネルギーを発生させる
ようにしている。

【００４５】さらに、上記ヒータ２０の基板の背面に
は、温度検知手段としての温度センサ２９が装着されて
おり、この温度センサ２９には、画像形成動作の実行中
にヒータ２０の基板が所定の設定温度（温調温度）にな
るように、この温度センサ２９により検知した温度に応
じてヒータ２０へ供給する電力を制御する電力制御手段
である電源制御部３０が接続されている。また、この電
源制御部３０は、写真モードあるいは文字モードを選択
する選択手段としての後述の濃度出力特性選択スイッチ
３１と接続され、この濃度出力特性選択スイッチ３１に
よって選択した検知信号により温調温度を変更するよう
になっている。

【００４６】また、本実施の形態の画像形成装置におい
ては、原稿画像の濃度と画像形成装置が出力する画像の
濃度との関係（以下、「濃度出力特性」という）が図３
（ａ）に示した特性、または図３（ｂ）に示した特性の
いずれであるか濃度出力特性選択スイッチ３１によって
選択できる。

【００４７】なお、本実施の形態では、濃度出力特性選
択スイッチ３１と電源制御部３０とによって定着条件変
更手段を構成している。

【００４８】そして、濃度出力特性選択スイッチ３１に
よって図３（ａ）の特性を選択すれば、原稿画像の背景
部（白地部）は完全な白を再現するとともに、原稿画像
の文字部は濃度の低い細線なども明瞭に認識できる高め
の濃度を再現するので、コントラストの高い出力画像を
得ることができる（以下、原稿画像の文字部の再現に適
したモードを文字モードという）。

【００４９】また、濃度出力特性選択スイッチ３１によ
って図３（ｂ）の特性を選択すれば、原稿画像の中間濃
度部を忠実な濃度で再現するので、階調性の豊かな画像
が出力できる（以下、この階調表現が必要な写真原稿の
再現に適したモードを写真モードという）。

【００５０】文字モードを選択した場合は、その特性
上、出力画像の中に占める中間濃度部の広さが、原稿画
像の中に含まれる中間濃度部の広さより大幅に減少す
る。さらに、文字モードを選択すること自体が、原稿画
像は階調表現を要する中間濃度を多く含んでいないこと
を意味する。すなわち、文字モードを選択した時点で出
力画像の中に占める中間濃度部の広さあるいは比率は非
常に小さいことが判断できる。

【００５１】一方、写真モードを選択した場合は、その
特性上、出力画像の中に占める中間濃度部の広さが、原
稿濃度の中に含まれる中間濃度部の広さと一致する。さ
らに、写真モードを選択すること自体が、原稿画像は階
調表現を要する中間濃度部を多く含んでいることを意味
する。すなわち、写真モードを選択した時点で出力画像
の中に占める中間濃度部の広さあるいは比率は大きいこ
とが判断できる。

【００５２】そのため、本実施の形態では、上記濃度出
力特性選択スイッチ３１により選択されたモードを検知
し、そのモードに応じて、画像形成動作の実行中のヒー
タ２０の基板の温調温度を変更し、設定した温調温度に
基づいて電源制御部３０を介してヒータ２０へ供給する
電力を制御する。

【００５３】図２に本実施の形態における画像形成動作
のフローチャートを示す。まず、選択された濃度出力特
性が写真モードの特性なのか、あるいは文字モードの特
性なのかを判断し（ステップＳ１）、選択された濃度出
力特性が写真モードの特性である場合には、ヒータ２０
の基板の温調温度を２００℃に設定して転写紙１８上の
トナー画像の定着を実行する（ステップＳ２）。一方、
選択された濃度出力特性が文字モードの特性である場合
は、ヒータ２０の基板の温調温度を２３０℃に設定して
転写紙１８上のトナー画像の定着を実行する（ステップ
Ｓ３）。そして、このように選択された濃度出力特性に
応じた定着を実行した後は、ヒータ２０への電力の供給
を停止する（ステップＳ４）。

【００５４】本実施の形態によれば、写真モードを選択
した場合（すなわち、出力画像の中に占める中間濃度部
の広さあるいは比率が大きい場合）には、ヒータ２０の
基板の温調温度を低い温度に変更することで、画像形成
開始時にヒータ２０やステーに加える温度上昇の幅は小
さくなるので、ヒータ２０やステーの一時的な膨張変形
は軽減でき、中間濃度部を多く含むトナー画像でも定着
フィルム２５のシワによる定着ムラ現象および定着光沢
ムラ現象のない、高品位な画質の出力画像を得ることが
できる。

【００５５】なお、本実施の形態においては、写真モー
ドを選択した場合には、ヒータ２０の基板の温調温度を
低い温度に変更するので、定着特性が若干悪くなること
が考えられるが、これは実質上問題のない程度のもので
ある。 〈第２の実施の形態〉次に、本発明の第２の実施の形態
を図４を参照して説明する。

【００５６】本実施の形態においては、中間濃度部にお
ける定着ムラ現象および定着光沢ムラ現象の発生を防止
すると同時に、写真モードを選択した場合の定着特性を
改善する。

【００５７】なお、第２の実施の形態の画像形成装置
は、図１に示す画像形成装置と同一構成のものを用いる
ため、画像形成装置の構成説明は省略する。

【００５８】また、本実施の形態の画像形成装置におい
ても、第１の実施の形態と同様に、濃度出力特性を文宇
モードと写真モードとの中から選択できる。

【００５９】本実施の形態では、上記濃度出力特性選択
スイッチ３１により選択されたモードを検知し、そのモ
ードに応じて、画像形成動作の実行中のヒータ２０の基
板の温調温度を変更すると同時に、定着フィルム２５の
前回転時間を変更手段により延長する。

【００６０】図４は、本実施の形態における画像形成動
作時の定着温度の制御を説明するフローチャートであ
る。まず、選択された濃度出力特性が写真モードの特性
なのか、あるいは文字モードの特性なのかを判断し（ス
テップＳ５）、選択された濃度出力特性が写真モードの
特性である場合には、ヒータ２０の基板の温調温度を２
００℃に設定して、かつ定着フィルム２５の前回転時間
を通常（文字モード）より１０秒間延長した後に、転写
紙１８上のトナー画像の定着を実行する（ステップＳ
６）。定着フィルム２５の前回転時間とは、定着装置１
９に転写紙１８が到達する前に定着フィルム２５を回転
させる時間のことである。なお、この前回転中にもヒー
タ２０の基板の温度が所定の温調温度になるようにヒー
タ２０に対する通電を行う。

【００６１】一方、選択された濃度出力特性が文字モー
ドの特性である場合は、ヒータ２０の基板の温調温度を
２３０℃に設定して、かつ通常の時間の前回転を行った
後に、転写紙ｌ８上のトナー画像の定着を実行する（ス
テップＳ７）。そして、このように選択された濃度出力
特性に応じた定着を実行した後は、ヒータ２０への電力
の供給を停止する（ステップ８）。

【００６２】本実施の形態によれば、写真モードを選択
した場合（すなわち、出力画像の中に占める中間濃度部
の広さあるいは比率は大きい場合）には、ヒータ２０の
基板の温調温度を低い温度に変更することで、画像形成
開始時にヒータ２０やステーに加える温度上昇の幅は小
さくなるので、ヒータ２０やステーの一時的な膨張変形
が軽減できる。さらに、定着フィルム２５の前回転時間
を延長することで、トナー画像が転写された転写紙１８
が定着装置１９に到着するころにはヒータ２０やステー
は全体に均一に加熱されており、ヒータ２０やステーの
一時的な膨張変形は回復しているので、中間濃度部を多
く含む画像でも定着フィルム２５のシワによる定着ムラ
現象および定着光沢ムラ現象は第１の実施の形態にも増
して改善され、高品位な画質の出力画像を得ることがで
きる。

【００６３】さらに、本実施の形態によれば、写真モー
ドを選択した場合には時間延長された前回転で定着装置
１９の全体（ヒータ２０、ステー、駆動ローラ２６、従
動ローラ２７、加圧ローラ２８など）が暖められた状態
で定着を実行するので、ヒータ２０の基板の温調温度が
若干低めであっても、十分な定着特性が得られる。

【００６４】しかしながら、本実施の形態においては、
写真モードを選択した場合には、定着フィルム２５の前
回転時間を延長するので、画像形成装置のプロダクティ
ビティーが若干低下する。 〈第３の実施の形態〉次に、本発明の第３の実施の形態
を図５を参照して説明する。

【００６５】本実施の形態においては、中間濃度部にお
ける定着ムラ現象および定着光沢ムラ現象の発生を防止
すると同時に、定着フィルム２５の前回転時間の延長に
よるプロダクティビティーの低下を改善する。

【００６６】なお、第３の実施の形態の画像形成装置
は、図１に示す画像形成装置と同一構成のものを用いる
ため、画像形成装置の構成説明は省略する。

【００６７】また、本実施の形態の画像形成装置におい
ても、第１の実施の形態と同様に、濃度出力特性を文字
モードと写真モードとの中から選択できる。

【００６８】本実施の形態では、画像形成を開始した時
点で、ヒータ２０の基板の温度を検知する温度センサ２
９が検知した温度（以下、「回転開始時温度」という）
と、上記濃度出力特性選択スイッチ３１により選択され
たモードを検知し、回転開始時温度の値と選択したモー
ドとに応じて、画像形成動作の実行中のヒータ２０の基
板の温調温度を変更すると同時に、定着フィルム２５の
前回転時間を変更手段により延長する。

【００６９】図５に本実施の形態における画像形成動作
のフローチャートを示す。まず、選択された濃度出力特
性が写真モードの特性なのか、あるいは文字モードの特
性なのかを判断する（ステップＳ９）。選択された濃度
出力特性が文宇モードの特性である場合は、ヒータ２０
の基板の温調温度を２３０℃に設定して、かつ通常の時
間の前回転を行った後に、転写紙１８上のトナー画像の
定着を実行する（ステップＳ１２）。選択された濃度出
力特性が写真モードの特性であった場合には、画像形成
を開始した時点で検知した回転開始温度が１００℃以下
であるかの判断をする（ステップＳ１０）。回転開始温
度が１００℃を超えている場合は、ヒータ２０の基板の
温調温度を２３０℃に設定して、かつ通常の時間の前回
転を行った後に、転写紙１８上のトナー画像の定着を実
行する（ステップＳ１２）。検知した回転開始温度が１
００℃以下である場合は、ヒータ２０の基板の温調温度
を２００℃に設定して、かつ定着フィルム２５の前回転
時間を通常（文字モード）より１０秒間延長した後に、
転写紙１８上のトナー画像の定着を実行する（ステップ
Ｓ１１）。定着装置１９の前回転中にもヒータ２０の基
板の温度が所定の温調温度になるようにヒータ２０に対
する通電を行う。そして、このように回転開始時温度の
値と選択したモードとに応じて定着を実行した後は、ヒ
ータ２０への電力の供給は停止する（ステップ１３）。

【００７０】本実施の形態によれば、写真モードを選択
した場合でも画像形成開始時のヒータ２０の基板の温度
が１００℃を超えている場合には、画像形成開始時に必
要な温度上昇の幅が小さいので、ヒータ２０の基板の温
調温度を高めに設定し、かつ、前回転時間が短くても定
着フィルムのシワによる定着ムラ現象および定着光沢ム
ラ現象が発生しない。

【００７１】本実施の形態によれば、写真モードを選択
した場合でも画像形成開始時のヒータ２０の基板の温度
が１００℃以下の場合にのみ、定着フィルム２５の前回
転時間を延長するので、画像形成装置のプロダクティビ
ティーの低下は最小限に抑えられる。 〈第４の実施の形態〉次に、本発明の第４の実施の形態
について説明する。

【００７２】本実施の形態においては、デジタル複写機
やデジタルレーザプリンタなどの画像形成装置のように
多値の画像信号に対応したトナー画像を形成する場合に
ついて説明する。

【００７３】本実施の形態において、画像形成装置の出
力画像の中に占める中間濃度部の広さあるいは比率を検
知する計数手段以外の構成は、第３の実施の形態と同様
である。

【００７４】画像露光光１２は４００dpi の解像度で０
から２５５までの２５６階調のレベルを有する多値の画
像信号に対応している。したがってＡ４サイズの画像中
には約１５００万個の画素が存在する。

【００７５】計数手段としてのカウンタは、少なくとも
トナー画像の定着の実行前に画像形成を実行する予定の
前記多値の画像信号の中で所定の濃度域（例えば、対数
反射濃度で０．３〜１．０）に対応した信号値である画
素の数をカウントする。この０から２５５の多値の画像
信号が０．０５から１．５０までの濃度値を表している
とすれば、信号値が４４以上１６８以下の画素の数をカ
ウントすればよい。

【００７６】このようにしてカウントした中間濃度の画
素数が全体の画素数の１５００万個に対して３０％を超
えた場合は、この画像信号に対応する出力画像の中に占
める中間濃度部の比率は大きいと判断し、３０％を超え
ない場合は中間濃度部の比率は小さいと判断する。

【００７７】本実施の形態では、画像形成を開始した時
点で、ヒータ２０の基板の温度を検知する温度センサ２
９が回転開始時温度と、上述の出力画像の中に占める中
間濃度の比率に基づいて判断した中間濃度部の比率の大
小とを検知し、その結果に基づいて画像形成動作の実行
中のヒータ２０の基板の温調温度を変更すると同時に、
定着フィルム２５の前回転時間を変更手段により延長す
る。

【００７８】上記構成ではトナー画像の背景部（白地
部）にあたる画素も画像の一部としてカウントしたが、
背景部にはトナーが付着していないので、定着フィルム
２５のシワによる定着ムラ現象および定着光沢ムラ現象
は発生しない。したがって、以下に説明するカウント方
法を使用すれば、定着フィルム２５のシワによる定着ム
ラ現象および定着光沢ムラ現象が発生するトナー画像部
のみに占める中間濃度部の比率を正確に判断することが
できる。

【００７９】中間濃度に対応した信号値の画素数を上記
構成と同様の方法でカウントすると同時に、画像の背景
部（白地部）に対応した信号値の画素数をカウントす
る。例えば対数反射濃度で０．２以下、すなわち信号値
が２６以下の画素数をカウントする。次に、全体の画素
数から画像の背景部に対応する画素数を差し引いた数に
対して中間濃度の画素数が３０％を超えた場合は、この
画像信号に対応する出力画像の中に占める中間濃度部の
比率は大きいと判断し、３０％を超えない場合は中間濃
度部の比率は小さいと判断する。

【００８０】なお、本実施の形態において、中間濃度域
は０．３〜１．０に限るものではなく、画像形成装置で
使用するトナーの定着特性や定着装置の構成によって決
定すれば良い。この場合、ベタ黒画像に比べ定着特性が
明らかに悪い濃度域を中間濃度として見なすのが望まし
い。

【００８１】また、本実施の形態において、中間濃度部
に比率の大小を判断する基準となる比率は３０％に限定
するものではない。画像形成装置のオペレータの好みな
どに応じて２０％から８０％の間で判断の基準を設定す
れば、本発明の効果を十分に得ることができる。

【００８２】また、中間濃度の画素のカウントは、ガン
マ変換などの画像信号値を変換するような画像信号処理
（画像の濃度を変換する画像信号処理）や、影付け処理
のように元の画像信号に新たに中間濃度の画像部を付加
するような画像信号処理を行った後の画像信号に対して
行う方が本発明の効果をより大きくできる。 〈第５の実施の形態〉次に、本発明の第５の実施の形態
について説明する。

【００８３】なお、第５の実施の形態の画像形成装置
は、図１に示す画像形成装置と同一構成のものを用いる
ため、画像形成装置の構成説明は省略する。

【００８４】本実施の形態においては、不図示の操作パ
ネルにモード選択手段としてのモード選択スイッチ（不
図示）を設け、この選択スイッチによって画像形成動作
の実行中のヒータ２０の基板の温調温度を変更すると同
時に、定着フィルム２５の前回転時間を変更手段によっ
て延長した条件で定着を実行するモードと、通常の条件
で定着を実行するモードとの、２種類の定着条件からい
ずれか一方を選択するようにしたものである。

【００８５】すなわち、モード選択スイッチは、オペレ
ータの判断で、出力画像のタイプ別に、２種類の定着条
件を選択できるようにするものである。

【００８６】オペレータは、出力画像に中間濃度部を多
く含んでいる場合に、中間濃度部における定着ムラ現象
および定着光沢ムラ現象が発生を防止するために、画像
形成動作の実行中のヒータ２０の基板の温調温度を変更
すると同時に、定着フィルム２５の前回転時間を延長し
た条件で定着を実行するモードをモード選択スイッチで
選択する。

【００８７】一方、文字画像のように出力画像に中間濃
度部を全く含んでいない場合は、オペレータは、プロダ
クティビティーが高い通常の条件で定着を実行するモー
ドをモード選択スイッチで選択する。

【００８８】本実施の形態では、第１ないし第４の実施
の形態で説明したような複雑な構成を取り入れなくて
も、中間濃度部における定着ムラ現象および定着光沢ム
ラ現象の発生を防止できる。

【００８９】またさらに、画像形成を開始した時点で、
温度検知センサ２９が検知した温度が１００℃以下で、
かつ上記モード選択スイッチにより選択されたモードが
画像形成動作の実行中のヒータ２０の基板の温調温度を
変更すると同時に、定着フィルム２５の前回転時間を延
長するモードである場合のみ、温調温度と前回転時間と
を変更する構成にすれば、プロダクティビティーの低下
は最小限に抑えられる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、出力画像の中に占める中間濃度部の広さあ
るいは比率に基づいて定着条件変更手段によって発熱部
材の定着条件を変更させるようにしたので、フィルム定
着方式に特有の定着フィルムのシワによる中間濃度部に
おける定着ムラ現象および定着光沢ムラ現象を防止でき
る。

【００９１】また、請求項２記載の発明によれば、選択
手段によって出力画像の中に占める中間濃度の広さある
いは比率に基づいて前記発熱部材の定着条件を選択する
と共に、前記選択手段で選択した特性に応じて前記発熱
部材の温度が所定の温度となるように電力制御手段を制
御するようにしたので、簡単な構成で画像中に含まれる
中間濃度部の広さあるいは比率を検知できると同時に、
フィルム定着方式に特有の定着フィルムのシワによる中
間濃度部における定着ムラ現象および定着光沢ムラ現象
を防止できる。

【００９２】請求項３記載の発明によれば、選択手段に
よって出力画像の中に占める中間濃度の広さあるいは比
率に基づいて前記発熱部材の定着条件を選択し、また前
記選択手段で選択した特性に応じて前記発熱部材の温度
が所定の温度となるように電力制御手段を制御するとと
もに、前記定着装置に転写材が到達するまでの定着フィ
ルムの前回転時間を変更するようにしたので、画像中に
含まれる中間濃度の広さあるいは比率を正確に検知でき
ると同時に、フィルム定着方式に特有の定着フィルムの
シワによる中間濃度部における定着ムラ現象および定着
光沢ムラ現象を防止できる。

【００９３】請求項４記載の発明によれば、温度検知手
段によって画像形成を開始した時点で前記発熱部材の温
度を検知するとともに、該温度検知手段による検知結果
に応じて、前記定着装置の設定温度および該定着装置に
前記転写材が到達するまでの前記定着フィルムの前回転
時間の少なくともいずれか一方を変更するようにしたの
で、画像形成装置のプロダクティビティーの低下を最小
限に抑えることができ、また画像中に含まれる中間濃度
の広さあるいは比率をさらに正確に検知できると同時
に、フィルム定着方式に特有の定着フィルムのシワによ
る中間濃度部における定着ムラ現象および定着光沢ムラ
現象を防止できる。

【００９４】請求項５記載の発明によれば、温度検知手
段によって画像形成を開始した時点で前記発熱部材の温
度を検知するとともに、計数手段によって入力された多
値の画像信号の中で、所定の濃度域の濃度に対応した画
像信号の数をカウントし、その計数値の全体の画像信号
に対する割合および温度検知手段が検知した画像形成開
始時の前記発熱部材の温度から発熱部材の設定温度を変
更するとともに、定着装置に転写材が到達するまでの定
着フィルムの前回転時間を変更するようにしたので、画
像中に含まれる中間濃度部の広さあるいは比率が正確に
検知でき、またフィルム定着方式に特有の定着フィルム
のシワによる中間濃度部における定着ムラ現象および定
着光沢ムラ現象を防止できる。

【００９５】また、請求項６記載の発明によれば、温度
検知手段によって画像形成を開始した時点で前記発熱部
材の温度を検知するとともに、計数手段によって入力さ
れた多値の画像信号の中で、所定の濃度以下の濃度に対
応した画像信号をカウントし、その計数値を全体の画像
信号から差し引いた値の全体の画像信号に対する割合お
よび前記温度検知手段が検知した画像形成開始時の発熱
部材の温度から発熱部材の設定温度を変更するととも
に、前記定着装置に前記転写材が到達するまでの定着フ
ィルムの前回転を変更するようにしたので、画像中に含
まれる中間濃度部の広さあるいは比率をさらに正確に検
知でき、フィルム定着方式に特有の定着フィルムのシワ
による中間濃度部における定着ムラ現象および定着光沢
ムラ現象を防止できる。

【００９６】さらに、請求項７記載の発明によれば、計
数手段は、入力された多値の画像信号処理を行った後の
画像信号の中で、所定の濃度域の濃度に対応した画像信
号の数をカウントするようにしたので、画像中に含まれ
る中間濃度の広さあるいは比率をさらに正確に検知でき
ると同時に、フィルム定着方式に特有の定着フィルムの
シワによる中間濃度部における定着ムラ現象および定着
光沢ムラ現象を防止できる。

【００９７】さらに、請求項８記載の発明によれば、変
更手段によって出力画像の中に占める中間濃度の広さあ
るいは比率に基づいて定着装置に転写材が到達するまで
の定着フィルムの前回転時間および発熱部材の設定温度
を変更するようにしたので、簡単な構成でフィルム定着
方式に特有の定着フィルムのシワによる中間濃度部にお
ける定着ムラ現象および定着光沢ムラ現象を防止でき
る。

【００９８】また、請求項９記載の発明によれば、温度
検知手段が検知した発熱部材の温度が所定の設定温度以
下で、モード選択手段が選択したモードが発熱部材の設
定温度を変更し、かつ定着フィルムの前回転時間を延長
するモードである場合に定着条件変更手段を動作させる
ようにしたので、プロダクティビティーの低下を最小限
に抑え、かつフィルム定着方式に特有の定着フィルムの
シワによる中間濃度部における定着ムラ現象および定着
光沢ムラ現象を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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】第１の実施の形態に係る画像形成動作時の定着
温度の制御を説明するフローチャートである。

【図３】（ａ）は第１の実施の形態における文字モード
の濃度特性を示す図、（ｂ）は写真モードの濃度出力特
性を示す図である。

【図４】第２の実施の形態に係る画像形成動作時の定着
温度の制御を説明するフロ―チャートである。

【図５】第３の実施の形態に係る画像形成動作時の定着
温度の制御を説明するフローチャートである。

【図６】従来のフィルム定着方式の定着装置の一例を示
す概略断面図である。

【符号の説明】

１０ 像坦持体（感光ドラム） １１ 画像形成手段（一次帯電装置） １２ 画像形成手段（画像露光） １３ 画像形成手段（現像装置） １４ 画像形成手段（転写帯電装置） １８ 転写材 １９ 定着装置 ２０ 発熱部材（ヒータ） ２５ 定着フィルム ２８ 加圧部材（加圧ローラ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−213888（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−16032（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−319238（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−324597（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/00 303 G03G 15/20 G03G 21/00 370 - 502

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体にトナー像を形成しその後転写
   材に転写する画像形成手段と、設定温度に維持される発
   熱部材、前記発熱部材と接触しつつ移動する定着フィル
   ム、前記定着フィルムを介して前記発熱部材との間にニ
   ップを形成する加圧部材を有していて転写材上のトナー
   像を前記ニップで加熱する定着手段と、を備える画像形
   成装置において、 前記定着手段の定着条件を設定する定着条件設定手段を
   備え、 前記定着条件設定手段は、転写材に形成する画像の中間
   濃度部の広さあるいは比率が大きいほど前記発熱部材の
   設定温度を低く設定する、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像形成装置は、文字モードと、前
   記文字モードよりも出力画像の中間濃度の再現性がよい
   写真モードとによる画像形成が可能であり、 前記定着条件設定手段は、前記写真モードで画像形成す
   るときは前記文字モードのときよりも前記発熱部材の設
   定温度を低く設定する、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記画像形成手段は、画像信号に応じて
   トナー像を形成するものであり、 前記画像形成装置は、さらに画像信号中の所定の中間濃
   度に対応する画素数を計測する計数手段を有し、 前記定着条件設定手段は、計測した画素数が所定値より
   多いときには、少ないときよりも前記発熱部材の設定温
   度を低く設定する、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記定着条件設定手段は、さらに転写材
   に形成する画像の中間濃度部の広さあるいは比率が大き
   いほど、前記定着手段に転写材が到達するまでの前記定
   着フィルムの回転時間を長く設定する、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記定着条件設定手段は、転写材に形成
   する画像の中間濃度部の広さあるいは比率が大きく、か
   つ画像形成開始時の前記発熱部材の温度が所定温度より
   も低いときに前記発熱部材の設定温度を低く設定する、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 像担持体にトナー像を形成しその後転写
   材に転写する画像形成手段と、設定温度に維持される発
   熱部材、前記発熱部材と接触しつつ移動する定着フィル
   ム、前記定着フィルムを介して前記発熱部材との間にニ
   ップを形成する加圧部材を有していて転写材上のトナー
   像を前記ニップで加熱する定着手段と、を備える画像形
   成装置において、 前記定着手段の定着条件を設定する定着条件設定手段を
   有し、 前記定着条件設定手段は、中間濃度部の広さあるいは比
   率が大きいほど前記定着手段に転写材が到達するまでの
   前記定着フィルムの回転時間を長く設定する、 ことを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記画像形成装置は、文字モードと、前
   記文字モードよりも出力画像の中間濃度の再現性がよい
   写真モードとによる画像形成が可能であり、 前記定着条件設定手段は、前記写真モードで画像形成す
   るときは前記文字モードのときよりも前記定着手段に転
   写材が到達するまでの前記定着フィルムの回転時間を長
   く設定する、 ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記画像形成手段は、画像信号に応じて
   トナー像を形成するものであり、 前記画像形成装置は、さらに画像信号中の所定の中間濃
   度に対応する画素数を計測する計数手段を有し、 前記定着条件設定手段は、計測した画素数が所定値より
   多いときには、少ないときよりも前記定着手段に転写材
   が到達するまでの前記定着フィルムの回転時間を長く設
   定する、 ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。