JPH07191572A

JPH07191572A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07191572A
Application number: JP5331785A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Chagi; 淳茶木; Kazuki Miyamoto; 一樹宮本; Naoyuki Oki; 尚之大木; Teruo Mitsui; 輝生光井; Takahiro Atomichi; 高廣後路
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】定着装置のニップエリアの測定作業に用いる
転写材の有効活用を図ること。即ち、一枚の転写材を複
数回のニップエリアの測定に供されるようにすること。【構成】定着装置は発熱体のヒータ４３を有する加熱
部４２と加圧ローラ４４により転写材（用紙）を狭圧搬
送するニップ部を形成する。ニップエリア測定手段４０
１はニップ部において転写材に加えられる圧力の大きさ
を確認するためにニップ部の領域の大きさを測定する。
このとき、給紙ローラ１８が転写紙を給紙してから所定
時間Ｔｎ経過後に搬送手段の停止によって転写材の一部
をニップ部内に保持するプロセスを行う。Ｔｎ設定手段
４０３でその所定時間Ｔｎをカウンタ４０２から得られ
るニップエリア測定回数Ｎに応じて可変設定することに
より、画像形成領域を変え、一枚の転写材で複数回のニ
ップエリア測定を可能にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写装置、
静電式情報記録装置などの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真式複写装置などの画像形
成装置としては、原稿画像に対応する現像剤像（トナー
像ともいう）を形成する像形成手段と、この像形成手段
で形成される現像剤像を転写材（一般には用紙）に転写
する転写手段と、この現像剤像が形成されている転写材
を搬送する搬送手段と、この搬送手段で送られてくる転
写材上の現像剤像を永久画像として上記転写材上に定着
させる定着手段と、この定着手段における上記転写材に
対する定着温度を検知する温度検知手段と、この温度検
知手段で検知された温度に基づき上記定着手段の定着温
度を制御する温度制御手段と、画像形成に関する複数の
モードが設定され、各モードに基づき上記の各手段を制
御するモード制御手段とを備えたものがある。

【０００３】上記定着手段は、一般的に内部に発熱体を
有する加熱ローラと、この加熱ローラと共同して転写材
を狭圧搬送するためのニップ部を形成する加圧ローラと
を備えている。定着に対する品質は熱及び圧力で決定さ
れ、この熱に対する管理は上記温度検知手段と温度制御
手段とによって行われている。これに対し、上記圧力に
対する管理は上記加熱ローラと上記加圧ローラとの押付
け力を調整することによって行われている。

【０００４】ニップ部において転写材に加えられる圧力
の大きさを確認するために、ニップ部の領域の大きさが
測定される。このニップ部の領域の大きさを測定する方
法としては、通常の画像形成モードを選択し、搬送手段
であらかじめベタ黒画像が形成されている転写材を給紙
部から定着手段に向けて搬送し、この転写材の一部がニ
ップ部内に達した後に主電源を断ち、主電源の切断から
所定の時間の経過後に転写材をニップ部から引き抜き、
外部に排紙し、外部に排紙された転写材の光沢光沢部分
の大きさを測定することによってニップ部の領域の大き
さを求めるものがある。以上を第１の従来例とする。

【０００５】またさらには、ニップを測定するモードを
搭載し、そのモードを作動させることによって、あらか
じめベタ黒画像が形成されている転写材を、給紙部から
定着手段に向けて搬送し、この転写材の先端部分がニッ
プ部に達してから一定時間後に搬送モータを停止し、こ
の転写材がニップ部に噛んだ状態で一定時間経過後、再
び搬送モータを駆動し、排紙を行うものがある。（外部
へ排紙された後の測定方法は第１の従来例と同様であ
る。）これを第２の従来例とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来例では、転写紙上のどの部分に上記光沢部分を
形成できるのかの予測がつけにくく、転写紙自体は数回
の測定に耐えるにもかかわらず、ニップ部の大きさをは
かる回数分だけ転写紙が必要となる。

【０００７】また、上記第２の従来例では、ニップを測
定するモードを搭載する画像形成装置において、上記光
沢部分を形成する転写紙上の領域が一定であることか
ら、やはり、ニップ部の大きさを測る回数分だけ転写紙
が必要となり、紙資源が有効に活用されないという問題
があった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、ニップエリアの
測定作業に用いる転写材の有効活用を可能とする画像形
成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、転写材を像形成手段に給紙する給紙手段
と、原稿画像に対応する現像剤像を形成する像形成手段
と、該現像剤像を転写材に転写する転写手段と、該現像
剤像が形成されている転写材を搬送する搬送手段と、該
搬送手段で送られてくる転写材を狭圧搬送するためのニ
ップ部が形成され、該転写材上の現像剤像を永久画像と
して上記転写材上に定着させる定着手段と、該定着手段
のニップ部の温度を検知する温度検知手段と、該温度検
知手段で検知された温度に基づき前記定着手段のニップ
部の温度を設定温度に保持する制御をする定着温度制御
手段と、ニップエリア測定に対するモードを設定するモ
ード設定手段と、該モード設定手段によりニップエリア
測定に対するモードが設定されると、該モードの設定に
基づき、前記定着温度制御手段で前記定着手段の温度を
設定温度に保持するプロセスと、前記給紙手段が前記転
写材を給紙してから所定の第１の時間経過後に前記搬送
手段の停止によって前記転写材の一部をニップ部内に保
持するプロセスと、該転写材の該ニップ部における保持
から所定の第２の時間経過後に該転写材を排紙するプロ
セスとからなるニップエリア測定モードの動作を制御す
るモード制御手段と、前記所定の第１の時間をニップエ
リア測定回数に応じて可変設定する時間設定手段とを具
備したことを特徴とする。

【００１０】また、本発明は好ましくはその一態様とし
て、前記定着手段のニップ部の上流側の位置及び下流側
の位置のいずれか一方の位置に配置され、該一方の位置
で前記転写材の存在を検知する紙検知手段を有し、前記
時間設定手段は該紙検知手段の検知信号に応じて前記搬
送手段を停止させるための計時の開始を行うタイマ手段
を包含することを特徴とすることができる。

【００１１】また、本発明は好ましくはその一態様とし
て、前記ニップエリア測定の回数を計数する計数手段
と、該計数手段による回数を記憶する回数記憶手段とを
有し、前記時間設定手段は該回数記憶手段の内容に基づ
き、前記所定の第１の時間を可変設定することを特徴と
することができる。

【００１２】また、本発明は好ましくはその一態様とし
て、前記所定の第１の時間をマニュアルで設定可能にす
る手段を更に有することを特徴とすることができる。

【００１３】また、本発明は好ましくはその一態様とし
て、前記定着手段の発熱体は前記転写材のサイズに応じ
て発熱範囲を変えることができることを特徴とすること
ができる。

【００１４】

【作用】本発明の画像形成装置では、ニップエリア測定
に対するモードが設定されている。すでにベタ黒画像の
定着が行われている転写材を、上記搬送手段にセット
し、上記ニップエリア測定に対するモードを実行する
と、次のプロセスが順次に行われる。

【００１５】転写材を上記定着手段に向けて搬送するプ
ロセスと、上記紙検知手段で上記転写材の存在を検知
し、この検知から所定の時間経過後に上記搬送手段の停
止によって上記転写材の一部を上記ニップ部内に保持す
るプロセスと、上記転写材の上記ニップ部における保持
から所定の時間後に上記転写材の一部を上記ニップ部に
おける保持から所定の時間経過後に上記転写材を排紙す
るプロセスとが順次に自動的に行われる。

【００１６】上記外部に排出された転写材には光沢のあ
るベタ黒画像部分が形成され、この光沢のあるベタ黒画
像部分はニップ部との接触領域に対応する。上記転写材
のベタ黒画像部分の平面寸法からニップ部の寸法がわか
る。

【００１７】また、ニップ部の寸法に応じた圧力の調整
を行った後で、上記設定手段を用いて、上記設定時間を
変更し、上記排紙された転写材を再度用いて、ニップエ
リア測定に対するモードを実行すると、上記転写材のニ
ップ部との接触領域が、前回行った場所とは別の場所に
形成される。以上の手順を繰り返すことにより、同一の
転写材を用いて、複数回のニップエリア測定を行うこと
ができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１９】（実施例１）図１はこの発明の一実施例を
示す画像形成装置の構成を示す縦断面図である。図１に
おいて、駆動系は、給紙部、搬送部、感光体、定着部を
駆動するメイン駆動系と、負荷となる光学系を駆動する
光学駆動系に分離されている。メイン駆動源にはＡＣシ
ンクロナスモータ２５、光学駆動源（画像を読みとるた
めの機構を含む）にはステッピングモータ２６を採用し
ている。ＣＯＮＴはコントローラ部であり、後述するマ
イクロコンピュータＱ１、拡張ＩＣ部Ｑ２等を含む駆動
回路を備えている（図４参照）。

【００２０】なお、マイクロコンピュータＱ１の拡張Ｉ
Ｃ部Ｑ２により励磁駆動方式が選択的に指定されると、
ステッピングモータ２６の各相Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊に印
加する相励磁信号を出力する。また、この実施例では励
磁駆動方式は負荷に設定される速度情報により、ステッ
ピングモータ２６を２相励磁方式、１−２相励磁方式の
２種類に切り替えている。

【００２１】給紙方式はカセット２３からの給紙とマル
チ手差し部２４からの給紙が選択できる。カセット２３
から給紙の場合、カセット２３の有無を検知するスイッ
チ及びカセット２３のサイズを検知するスイッチ群３１
とカセット２３内の紙の有無を検知するスイッチ３７に
より状態が管理されており、上記スイッチで異常を検出
した場合に、後述する表示部に表示する。

【００２２】マルチ手差しの場合、手差し部２４の状態
を検知するスイッチ３３によって状態を管理し、異常を
検出すると後述する表示部に表示する。

【００２３】感光体１２は（図面に）向かって時計方向
に回転する。一次帯電器１３によって感光体１２上に帯
電された電位は、後で詳細に説明する感光位置において
感光され現像ユニット１５において現像され、転写ユニ
ット部１４で給紙部より送られてきた転写紙に画像を転
写する。転写後の感光体１２はクリーニングユニット３
８によって残留トナーを取り除かれ、また、前露光ラン
プ１６により残留電位が除電され、再び画像形成が行わ
れると言うプロセスが繰り返される。画像が転写された
転写紙は搬送ユニット２０の搬送ベルト上にのって、定
着ユニット２１に送られる。

【００２４】定着ユニット２１は、駆動ローラ３５、テ
ンションローラ４５、加圧ローラ４４の３個のローラか
ら構成されている。ヒータにはセラミック基板上に抵抗
体を印刷したヒータ４３を用い、このヒータ４３は耐熱
性のプラスチックサポータ４２にサポートされている。
さらにプラスチックサポータ４２には金属のステーを取
付、強固にしている。また、駆動ローラ３５、テンショ
ンローラ４５、ヒータ４３、エンドレスのフィルム４７
がかけられている。

【００２５】上記の金属のステーには温度検出素子（サ
ーミスタ）４１が取り付けてあり、温度検出素子４１は
直接ヒータ４３の裏面に接触させてある。もう一つの温
度検出素子４８も、温度検出素子４１と同様に金属ステ
ーに取付てある。ヒータ４３、プラスチックサポータ４
２、金属ステーで構成されているヒータ部とエンドレス
フィルム４７が加圧ローラ４４に加圧している。

【００２６】定着ユニット２１を通過した紙は排紙ロー
ラ２２によって定着ユニット２１から排出され、排紙ト
レー３９上に納められる。また、排紙センサ３４は転写
紙が定着ユニット２１を正常に通過したか否かを検知す
るセンサである。

【００２７】上記セラミック・ヒータ４３は、後で記述
する図７に示すように、複数の分岐を有している。分岐
の位置はそれぞれ紙サイズに応じてＢ４，Ａ４Ｒ，Ｂ５
Ｒ，Ａ５Ｒに対応している。カセットサイズ検知スイッ
チ３１によりサイズがわかるとそのサイズに応じてヒー
タ４３の分岐を切り換える。

【００２８】光学駆動系の駆動源は前述した様にステッ
ピングモータ２６である。この駆動源は、後に図４で詳
細に説明するが、ステッピングモータ２６は駆動切り替
えソレノイド２７の操作によって全く別の負荷を駆動す
る構成になっている。一つの負荷は露光ランプ４及び第
１ミラー５、第２ミラー６、第３ミラー７を構成するユ
ニットであり、もう一つの負荷はズームレンズ８を構成
するユニットである。これらの同期した駆動の必要がな
い負荷は共通の駆動源で駆動することが可能である。

【００２９】本装置は光学駆動部のステッピングモータ
２６によって、ズームレンズ８の位置制御、及びランプ
系４〜７の速度制御による多段階の倍率選択機能、また
原稿ガラス３の上面におかれた原稿の反射光を検知する
光センサ４０によって自動的に濃度選択を行う機能、外
部装置（図示しない）との接続による（通信手段を有す
る）複写倍率の自動選択機能、また、万が一紙詰まりな
どの異常が発生した時の各種状態、例えば残り枚数、倍
率値、異常情報等を記憶するメモリバックアップ機能、
さらにはステッピングモータ２６によって露光ランプ４
の位置を制御することによるページ連写機能、また、さ
らには現像ユニット１５を交換することにより複数の色
画像が形成可能で、現像ユニット１５の交換を検知する
スイッチ３６を設けることにより、この状態によって制
御を切り替える機能等を有している。次に本装置の動作
説明をする。

【００３０】本装置の電源コード（図示しない）は所定
の電源に接続される。図２は本装置の操作パネルであ
り、図１の装置の上面に配置される。電源スイッチ５１
の１側を押すと、本装置に電源が供給されると同時に、
電源表示ランプ５２が点灯表示される。

【００３１】電源投入時、操作パネルの表示は標準モー
ドとして以下の様に設定されている。枚数表示器５９は
１を表示、倍率表示器６７は等倍率表示、自動濃度調整
表示器７６のＡが点灯する。

【００３２】また、スタートキー５６の表示部は電源投
入時の初期設定（レンズを等倍位置に移動させる等）の
時、及びコピー中に赤色表示となっており、通常緑色表
示で複写動作可能であることを示す。

【００３３】なお、定着ユニット２１の温調温度は、現
像ユニット１５の種類によって異なり、現像ユニット１
５に設けたスイッチ３６により現像ユニット１５の種類
を判別して設定温度を切り換える。

【００３４】次に、電源投入後の光学駆動系の動作に関
して説明する。露光ランプ系４〜７は原稿ガラス３上の
原稿を図１の左端から右方向に走査移動し、原稿画像を
第１ミラー５、第２ミラー６、第３ミラー７、ズームレ
ンズ８、第４ミラー９、第５ミラー１０、第６ミラー１
１を介して感光体１２への原稿露光を実行する。つま
り、移動の開始点を左端に設定する。この位置をホーム
ポジション（Ｈ．Ｐ．）と呼ぶ。Ｈ．Ｐを検出するため
にＨ．Ｐセンサ２９が設けられている。

【００３５】電源投入時において、Ｈ．Ｐセンサ２９が
露光ランプ４の位置を検出していない場合、図３に示す
ワンチップマイクロコンピュータＱ１によるコントロー
ラ部ＣＯＮＴは、ステッピングモータ２６を回転制御し
て露光ランプユニット４〜７をＨ．Ｐ側に移動する。

【００３６】上記ステッピングモータ２６の回転制御の
開始を図４を用いて説明すると、まず駆動切り換えソレ
ノイド２７がオフ状態（ｂと逆方向のｂ′の力はない）
のとき、切り換えギヤ１０１はバネ圧によって図４の矢
印Ａ方向に移動する。これにより、ステッピングモータ
２６の出力は切り換えギヤ１０１を介してランプ駆動用
ギヤ１０３に連結され、露光ランプユニット４〜７が駆
動される。このギヤ連結時において、切り換えギヤ１０
１とランプ駆動用ギヤ１０３の嵌合時は充分ステッピン
グモータ２６の回転数を下げるように制御する。

【００３７】露光ランプユニット４〜７がＨ．Ｐに位置
している場合には、ステッピングモータ２６はズームレ
ンズユニット８を移動する。前述したように電源投入時
は標準モードとして等倍率値が選択される。またズーム
レンズのホームポジション（Ｚ．Ｈ．Ｐ）は等倍位置に
設定してあるので、電源投入時ズームレンズ８の位置が
Ｚ．Ｈ．Ｐに対してどちら側にあるのか不明である。そ
こで、電源が切られる前に、ズームレンズ８の位置が
Ｚ．Ｈ．Ｐに対してどちらにあるのかを記憶する不揮発
性メモリＱ３に格納しておく。図４によりズームレンズ
８の駆動の動作説明をする。

【００３８】駆動切り換えソレノイド２７をオンする。
それによりソレノイド２７のプランジャーの先端がｂ方
向に移動し、支点を中心に回動する。このため、ｂと逆
方向のｂ′の力により切り換えギヤ１０１はバネ力に逆
らってｂ方向に移動する。この移動により、切り換えギ
ヤ１０１とランプ駆動ギヤ１０３の嵌合は外れる。更に
プランジャーの先端がｂ方向に移動することにより切り
換えギヤ１０１はレンズ駆動ギヤ１０５と嵌合すること
になる。ギヤの嵌合時の回転制御は前述と同様である。

【００３９】ズームレンズ８はＺ．Ｈ．Ｐセンサ（図示
せず）を基準位置としてレンズ位置がＺ．Ｈ．Ｐセンサ
の位置にある場合は等倍で、Ｚ．Ｈ．Ｐよりも光学系
Ｈ．Ｐ側にある場合は拡大であり、逆にある場合は縮小
である。拡大率２００％から縮小率５０％の範囲内にお
いてズームレンズ８に対する位置制御を行っている。

【００４０】ズームレンズ駆動開始時においてはＺ．
Ｈ．Ｐの状態によって以下の様に動作が分れる。

【００４１】１）Ｚ．Ｈ．Ｐセンサによってズームレン
ズ８の位置が検知されている場合１）−１一度ズームレンズ８を光学系Ｈ．Ｐ側に移動
し、Ｚ．Ｈ．Ｐセンサが検知しない範囲に出して停止、１）−２ズームレンズ８を右側に移動してＺ．Ｈ．Ｐ
センサが検知した時点から所定の距離移動して停止。

【００４２】２）Ｚ．Ｈ．Ｐセンサによってズームレン
ズ８の位置が検知されていない場合２）不揮発性メモリＱ３に記憶してあるズームレンズ
８の位置によりズームレンズ８の移動方向（Ｚ．Ｈ．Ｐ
センサ側）を決定し、ズームレンズを移動させる、右側
に移動させる場合はＺ．Ｈ．Ｐセンサが検知した時点か
ら所定の距離移動して停止、左側に移動させる場合は一
度ズームレンズ８を光学系Ｈ．Ｐ側に移動し、Ｚ．Ｈ．
Ｐセンサが検知しない範囲に出して停止、ズームレンズ
８を右側に移動しＺ．Ｈ．Ｐセンサが検知した時点から
所定の距離移動して停止。

【００４３】上記の動作はギヤ類のバッククラッシュに
よる設定位置誤差を防ぐために必要な制御である。

【００４４】この後、駆動切り換えソレノイド２７をオ
フする。このことにより、前述した様に切り換えギヤ１
０１は、ランプ駆動ギヤ１０３と嵌合する方向に移動す
る。しかし、スムーズにその嵌合をするためにはすでに
述べたように切り換えギヤ１０１を回転させる必要があ
る。この時点で露光ランプユニット４〜７はＨ．Ｐセン
サ２９に位置している。そこで、ステッピングモータ２
６は露光ランプユニット４〜７を図１の右方向に移動さ
せる方向に回転させる。この結果、露光ランプユニット
４〜７がＨ．Ｐセンサ２９から外れた時点（切り換えギ
ヤ１０１とランプ駆動ギヤ１０３との嵌合は終了）で回
転を停止し、再度逆方向にランプ駆動ギヤ１０３を回転
させてＨ．Ｐセンサ２９を検知後に、露光ランプユニッ
ト４〜７を所定位置で停止する。

【００４５】以上説明した光学駆動系の初期動作の終了
によって本装置の複写動作準備は完了する。

【００４６】次に、カセット２３からの給紙による複写
動作を説明する。図２のコピースタートキー５６が操作
者によって押されると、カセットサイズを検知するスイ
ッチ群３１の入力信号による転写紙サイズデータ、置数
キー５６によって設定される枚数データ、倍率選択キー
６１，６２，６４，６５，６６による倍率データ、その
他各種のモード選択手段によるデータに基づいて複写動
作がスタートする。

【００４７】コピースタートキー５６を受け付けると、
表示は緑色から赤色に切り変わり、置数キー５４、倍率
キー６１，６２，６４，６５，６６等のモード切り替え
キーは入力禁止される。メイン駆動モータ２５が回転開
始し、給紙送りローラ１８、感光体１２、搬送ユニット
２０、定着ユニット２１等へ駆動力が伝達される。

【００４８】メイン駆動モータ（ＡＣシンクロナスモー
タ）２５の回転開始から０．５ｓｅｃ（秒）後に給紙ソ
レノイド（図示せず）が動作し、それに伴なって、図１
に示すように、給紙ローラ１７が回転し、カセット２３
内の転写紙を給紙送りローラ１８の方向に送り出す。給
紙ローラ１７の転写紙送り量はカセットサイズデータに
よって制御される。つまり、転写紙が所定値よりも大き
い場合は、送り量を多くする。転写紙が給紙送りローラ
１８に達するとこの転写紙は、この給紙送りローラ１８
によってレジストローラ１９まで送られ、到達した時点
で停止している。給紙送りローラ１８とレジストローラ
１９との間に設置されている手差しスイッチ３３は転写
紙の送り状態を検知する。

【００４９】転写紙が給紙路上を送られて、レジストロ
ーラ１９に到達するまでの所定のタイミングにおいて、
露光ランプユニット４〜７の原稿走査開始が許可され
る。この時、露光ランプ４はＨ．Ｐセンサ２９によって
検知される位置にある。更に詳しく述べると、初期動作
時、ないしはコピー動作の後進時において、Ｈ．Ｐセン
サ２９の出力を検知した位置から、その時点での選択倍
率に応じた距離だけ後進した位置で露光ランプユニット
は停止している。

【００５０】原稿走査の開始により、光学系駆動源であ
るパルスモータ（ステッピングモータ）２６は、露光ラ
ンプユニット４〜７が前進する方向（右方向）に、選択
された倍率値に応じた駆動パルスレートに到達するま
で、そのパルスレートは漸増する（スローアップ制御と
呼ぶ）。つまり、露光ランプユニット４〜７の移動速度
は徐々に加速され、目標速度に到達することになる。特
に図示しないが本装置のパルスモータ駆動回路は、定電
流制御方式を採用し、かつその駆動電流値を複数段階
（実施例では２段階）に切換え可能な構成を採っている
（図３に示す光学駆動用パルスモータ制御信号のうちの
出力ポートＰＢ４の出力信号により選択している）。

【００５１】一般にパルスモータの特性は、高パルスレ
ートになるに従い、そのプルイントトルクは低下してい
く。このため、定電流設定値を切り替える手段を設け、
必要に応じて電流値を切換える。本装置では、移動開始
から比較的低パルスレートの間は、設定電流を下げてお
き、速度が所定値を超える時点から設定電流値を上げる
様に制御し、目標速度に達した後、所定時間の経過によ
り再び設定電流値を下げる制御を実施している。これは
主にパルスモータの騒音、昇温及び脱調現象の防止を目
的としている。

【００５２】次に、画像先端部の余白形成方法と転写紙
との先端合わせ方法を図５に基づき説明する。

【００５３】非画像域でのトナー付着を防止する手段と
して、ＬＥＤ（発光ダイオード）ランプ、ヒューズラン
プ等の光源による除電手段が一般に使われているが、本
装置では一次帯電ユニット１３に設けたグリッド１３ａ
の電圧値をコントロールすることによって同様の効果を
実現している。これは装置の小型化によって感光体１２
の回りに複数の部材の配置が困難になっている現状にお
いて重要な方法である。

【００５４】露光点とグリッド間の距離Ｌ５が、Ｈ．Ｐ
センサ２９と原稿突き当て位置間の距離Ｌ２に比較して
十分短く配置出来ないので、原稿の先端余白２ｍｍを形
成するために、露光ランプ４の移動開始時点から倍率選
択値に応じた所定時間後にグリッド１３ａをＬレベルか
ら所定の電圧に切り換える。つまり、そのグリッドの電
圧（グリッド電圧）がＬレベルの時は感光体１２に電位
が帯電しないので、トナー像が形成されず、上記の所定
電圧に切り変わったタイミングから画像が形成されるこ
とになり、このことにより画像先端部に余白を形成して
いる。

【００５５】次に、転写紙との画像先端合わせに関し
て、露光点と転写部間の距離Ｌ３は、レジストローラ１
９と転写部間の距離Ｌ４に比較して短くしている。この
為に、実際に原稿先端の画像が感光体１２上に露光され
る以前に、前述したレジストローラ１９部に待機してい
る転写紙を再給紙して転写部方向に送り込む必要があ
る。

【００５６】本装置では露光ランプ４が移動開始して露
光ランプ４が目標速度に到達する時点では、露光ランプ
ユニットはまだＨ．Ｐセンサ２９に検知されている。露
光ランプユニットがＨ．Ｐセンサ２９を通過したタイミ
ングから露光Ｌ２＋２ｍｍの値を選択されている倍率に
よる速度で割った値が、Ｈ．Ｐセンサ２９を通過してか
ら白板端部に露光ランプ４が到達するのに要す時間であ
り、この時間をｘとする。

【００５７】又、レジストローラ１９による再給紙開始
から転写紙が転写部へ到達するまでの時間から、感光体
１２の露光点での像が転写部まで到達するのに要する時
間を引いた値をｙとし、このｙに転写紙を２ｍｍ送るの
に要する時間（２ｍｍ÷１００ｍｍ／ｓ＝０．０２ｓｅ
ｃ…搬送速度＝１００ｍｍ／ｓ）を加える。以上の数値
を次の式により計算する。

【００５８】

【数１】ｘ−（ｙ＋０．０２）＝Ｚ（ｓｅｃ） …（１）即ち、露光ランプ４がＨ．Ｐセンサ２９を通過した時点
から上式（１）の値Ｚを経過したタイミングでレジスト
ローラ１９を動作させ、再給紙を実行すれば、選択され
た倍率に応じて余白を２ｍｍ形成した転写紙画像が得ら
れる。

【００５９】露光ランプユニット４〜７の走査距離は露
光ランプユニットがカセットサイズデータ、倍率データ
等に応じて所定の距離を移動し、目標位置に達した時点
でパルスレートを漸減し（スローダウン制御と呼ぶ）、
停止後、再びＨ．Ｐセンサ２９方向にスローアップ制御
及び低速制御し、後進させる距離である。そしてＨ．Ｐ
センサ２９を検知した時点で、露光ランプユニットに対
し選択されている倍率に応じた位置に停止させる為のス
ローダウン制御が行われ、露光ランプユニット４〜７は
停止する。

【００６０】又、上記転写紙の後端検知信号により原稿
走査距離の制御も実行する。以上説明した制御動作は図
３に示したワンチップマイクロコンピュータＱ１により
制御される。図３のＱ１はＲＯＭ，ＲＡＭ内蔵のワンチ
ップマイクロコンピュータを示している。図６はこのマ
イクロコンピュータＱ１のプログラムの基本構成を示
す。なお、図６の詳細な説明は周知のものであり、また
本発明の特徴部分でないので、省略する。

【００６１】次に、上記露光ランプ４の制御について説
明する。露光ランプにハロゲンランプを使用し、ハロゲ
ンランプの点灯電圧が一定になるようにランプ・レギュ
レータ（図示せず）でＡＣ電源を位相制御する。このラ
ンプ・レギュレータは、ＡＣ入力電圧が変化したとして
も、また、電源周波数が変化してもランプ点灯電圧Ｖｃ
が一定になるように制御している。そこで、このランプ
・レギュレータから位相制御のための露光ランプのトリ
ガ信号を出力し、図３のコントローラＣＯＮＴに入力し
ている。この露光ランプのトリガ信号は、ランプ４の点
灯するしないにかかわらず常に出力されている。

【００６２】さらに、ゼロクロス発生回路（図示せず）
において作成したゼロクロス信号をコントローラＣＯＮ
Ｔに入力し、その中の上記マイクロコンピュータＱ１に
接続する。ゼロクロス信号から露光ランプのトリガ信号
までの時間Ｔｃを監視することで、入力電圧の変化を読
み取ることが可能となる。

【００６３】この画像形成装置は、装置ごとに感光ドラ
ム１２の面上の照度が一定になるように、上記ランプ点
灯電圧Ｖｃが調整され、ランプ点灯電圧Ｖｃを不揮発性
メモリＱ３に記憶させている。その記憶したランプ点灯
電圧Ｖｃとゼロクロス信号から露光ランプ４のトリガ信
号までの時間Ｔｃにより、下式（２）〜（４）から、Ａ
Ｃ入力電圧Ｅｍａｘを求めることが可能である。

【００６４】

【数２】

【００６５】

【数３】Ｅrms²／Ｖc² ＝１／｛１−２×Ｔｃ／Ｔ＋sin(４πＴｃ／Ｔ）／２π｝ …（４）上式（４）によりゼロクロス信号から露光ランプのトリ
ガ信号までの時間Ｔｃを入力することによって、Ｅｒｍ
ｓ² ／Ｖｃ² を求め、不揮発性メモリＱ３に記憶したラ
ンプ点灯電圧ＶｃからＡＣ入力電圧Ｅｒｍｓを求めるこ
とができる。本実施例では、マイクロコンピュータＱ１
内のＲＯＭに格納したテーブルによりＴｃからＥｒｍ²
／Ｖｃ² を求めている。

【００６６】次に、ヒータ４３の制御について説明す
る。このヒータ４３は前述したようにセラミック基板上
に抵抗体を印刷したヒータであり、熱応答性に大変優れ
ている。そのため、通常のＯＮ／ＯＦＦ制御では温調温
度に対してリップルが大きくなったり、ヒータ４３に電
力がかかりすぎたりしてヒータにダメージを与えてしま
う。そのため、このヒータ制御には、一定な電力がかか
るような電力制御をしている。また、リップルを小さく
するため、サーミスタで検知した温度に応じて電力を切
り替えるという制御も行っている。

【００６７】更に、ヒータの電力制御について詳述する
と、ヒータ４３の電力制御も前述の露光ランプ４の制御
と同様に、位相制御で行っている。ヒータは純粋に抵抗
負荷であるので電力Ｗは

【００６８】

【数４】Ｗ＝Ｖ_H ²／Ｒ …（５）Ｖ_H ：ヒータに与える電圧Ｒ：ヒータの抵抗値で求めることができる。

【００６９】ヒータの抵抗値Ｒは個々の画像形成装置ご
とに不揮発性メモリＱ３に格納してあり、ヒータ４３に
供給する電力も予め分っているので、ヒータ４３にかけ
る電圧Ｖ_H は上式（５）から

【００７０】

【数５】Ｖ_H ²＝Ｒ×Ｗ …（６）また、実効電圧の式からヒータに与える電圧Ｖ_H は、

【００７１】

【数６】

【００７２】上式（６）からＶ_H ²を計算し、上式（４）
からＥｒｍｓ² を求め、Ｅｒｍｓ²／Ｖ_H ²を計算するこ
とによって、上式（９）によりゼロクロス信号からヒー
タへのトリガ信号までの時間Ｔ_H を求めることができ
る。尚、本実施例ではテーブルを用いてＥｒｍｓ² ／Ｖ
_H ²からＴ_H を求めている。

【００７３】以上、説明した様なアルゴリズムによって
ヒータ４３の電力制御を行っている。このヒータ４３の
電力制御は、複写期間中常に行い、ヒータ４３の温度が
一定になるようにしている。

【００７４】次に、定着ユニット２１のヒータ４３の制
御回路について述べる。ヒータ４３の部分は、図７のよ
うになっており、４３ａが印刷された抵抗体の部分で、
本図では途中から５つに分岐している例を示している。
用紙サイズに応じて、各分岐への通電を制御する。その
理由は、ヒータ４３において、通紙部（紙の通る部分）
の温度に比べて非通紙部（紙の通らない部分）の温度が
高くなりすぎるために、非通紙部のところから抵抗体を
分岐させ、その分岐部分から先（非通紙部）に加わるト
ータルの電力を減らし、温度を下げるためである。もち
ろん、分岐通電した場合、通紙部の温度が一定になるよ
うに加える全体の電力を制御する。用紙サイズに応じた
各分岐の通電を図８を用いて説明する。

【００７５】図８は、定着ユニット２１のヒータ４３の
部分の電気配線を表す。ここで、Ｔ１〜Ｔ６は、ヒータ
の端子であり、その内Ｔ１〜Ｔ５はコントローラ部ＣＯ
ＮＴからの信号に応じてリレーＲＬ１〜ＲＬ５によりＡ
Ｃ電源のニュートラルＮに接続されるようになってい
る。トライアック（Ｔｒｉａｃ）ＴＲＡ１は、コントロ
ーラＣＯＮＴからの信号により、端子Ｔ６とＡＣ電源の
ホットＨとの間のスイッチの役目を行う。

【００７６】実際の動作としては、例えばＢ４サイズの
複写用紙を使う場合にはコントローラＣＯＮＴは、トラ
ンジスタＱ３とＱ４のベースにＨＩＧＨ（ハイレベル）
信号を出力し、リレーＲＬ３とＲＬ４のスイッチをＯＮ
し、それにつながる分岐端部とＡＣ−Ｎラインをつな
ぐ。そして、トライアックＴＲＡ１にＯＮする信号を与
えることにより、端子Ｔ３とＴ４につながる抵抗体に通
電する。

【００７７】コントローラＣＯＮＴは、ヒータ４３へ加
える電圧（実効値電圧）を、決められた一定電圧になる
ようにトライアックＴＲＡ１をＯＮ／ＯＦＦする（位相
制御で行う）。また、ヒータ４３部に取り付けられた温
度検出素子（サーミスタ）４１からの信号をもとに、ヒ
ータ部の温度を所定の温度になるように通電を制御す
る。なお、各複写のサイズに応じたヒータの分岐端部の
通電のＯＮ／ＯＦＦ状態を図９に示す。

【００７８】次に、定着ユニット２１のヒータ４３の温
度を所定の温度に保つ際の、リプル（オーバーシュー
ト）を抑えることを考える。従来では、所定温度に達す
るまでは、加える最大の電力を加え、所定温度以上にな
ったのを検知してヒータ４３への通電をＯＦＦし、所定
温度以下になったときに再び最大の電力を供給してい
た。このため、オーバーシュートによる温度のバラツキ
が大きかった。そこで、本実施例では、ヒータ４３部に
取り付けられた温度検出素子４１により検出された温度
と所定温度との差に応じて、加える電力（電圧）Ｐを以
下のように変えていく。

【００７９】

【数７】Ｐ＝Ｋ_P （Ｔ_G −Ｔ_R ） …（１０）Ｋ_P ：比例定数［Ｗ／℃］Ｔ_G ：目標温度Ｔ_R ：検出温度比例定数Ｋ_P を変えることにより、いろいろな制御を行
うことが出来る。比例定数Ｋ_P を小さくすれば、オーバ
ーシュートの少ない温度制御を行うことが出来るが、応
答速度が遅くなる。逆に比例定数Ｋ_P を大きくすれば、
応答速度は速くなるが、オーバーシュートが大きくな
る。電力Ｐは用紙サイズ（すなわち分岐への通電の仕
方）に応じて変えるので、それぞれ実験により比例定数
Ｋ_P の最適な値をあらかじめ求める。次に、ニップエリ
ア測定モードについて、図１，図２の構成図と図１０の
フローチャートを参照して説明する。

【００８０】ベタ黒用紙は、あらかじめマルチ手差し部
２４またはカセット２３にセットされる（Ｓ１）。コン
トローラ部上のサービススイッチ（図示せず）を押すこ
とによって、サービスモードに入り、枚数表示器５９に
“［３］”が表示される。

【００８１】ソートキー５７を押すことによって、ＡＣ
シンクロナスモータ（メイン駆動モータ）２５が駆動を
開始し、手差し部２４またはカセット２３に入れられて
いるベタ黒コピー用紙は、給紙送りローラ１８及び給紙
ローラ１７によって給紙される（Ｓ３）。これとほぼ同
時に、ヒータ４３を通常の定着温度にするための制御が
開始される。

【００８２】給紙開始と同時に、一次帯電器のグリッド
は、感光体１２上に潜像が乗らないよう制御される。給
紙された複写用紙は感光体１２を通過後、搬送ユニット
２０により定着ユニット２１に送られる。

【００８３】複写用紙がニップ部を経て、排紙センサ３
４の位置に到達すると、排紙センサ３４は複写用紙の検
知信号を出力する（Ｓ４）。この検知信号の出力に基づ
きタイマーがスタートし（Ｓ５）、後述するタイマ設定
手段によって設定された時間Ｔｎが経過するまで、上記
モータ２５は駆動を続ける。タイムオーバした後に、Ａ
Ｃシンクロナスモータ２５の駆動は停止される（Ｓ
６）。

【００８４】ＡＣシンクロナスモータ２５の停止時間が
所定の時間に到達したとき（Ｓ７）、ＡＣシンクロナス
モータ２５は再び駆動され、複写用紙は外部に排紙され
る（Ｓ８）。

【００８５】その排紙後、ＡＣシンクロナスモータ２５
の駆動は再び停止され、ヒータ４３への通電は停止され
る（Ｓ９）。

【００８６】外部に排紙された複写用紙は作業者によっ
て観察され、複写用紙上の光沢を有するベタ黒画像部分
が見いだされる。このベタ黒画像部分の平面寸法は作業
者によって計測され、計測の計数値に基づきニップ部に
おける圧力が適正であるか否かの判定が下される。

【００８７】図１０のステップＳ５にＴｎで記したタイ
マ設定時間Ｔｎは、具体的には転写紙（複写用紙）のど
の部分にニップ幅を示す光沢部分を生成するかを決定す
るパラメータである。本実施例における画像形成装置に
よって生成される現像剤（トナー）の付される転写材上
の画像形成位置の概略を図１１に示す。転写紙には、Ａ
３サイズを使用する。タイマ設定時間Ｔｎ＝０の時は、
定着ユニット２１のニップ部から排紙センサ３４に至る
までの距離と、モータ２５が停止してから実際に転写紙
が止まるまでの時間の影響で、紙先端からおよそ７ｃｍ
の部分にニップ幅を示す光沢部分が生成される。Ｔｎの
値を順次増加させると、その分ニップの生成される場所
が搬送方向から後退する。本実施例においては、Ｔｎを
計算するのに、ある単位時間ｔｎを計算し、その倍数を
用いることとする。

【００８８】例えば、単位幅を５ｃｍにしたい場合のｔ
ｎの計算式は、本実施例における画像形成装置としての
複写機の搬送スピードが１００ｍｍ／ｓｅｃであること
から、

【００８９】

【数８】ｔｎ＝５（cm）×１０／１００(mm/sec)(sec) ＝０．５sec …（１１）で、求めることができる。ここで、Ｎをニップエリア測
定回数とすると、

【００９０】

【数９】Ｔｎ＝Ｎ×ｔｎ …（１２）とすることで、測定回数毎に上記光沢部分の転写紙上の
位置をずらすことができ、同じ転写紙を用いても、転写
紙上の上記光沢部分が重なることはない。よって、一枚
の転写紙で、数回のニップエリア測定を行うことができ
る。Ｎの値は、不揮発性メモリＱ３に格納され、必要に
応じて０クリアされる。

【００９１】更に、図１２及び図１３を用いて、上記Ｔ
ｎの設定方法について説明する。ニップエリア測定手段
４０１でニップエリア測定（Ｓ１２）が終わると、カウ
ンタ４０２はカウントアップを行う（Ｓ１３）。このカ
ウントアップを受けて、Ｔｎ設定手段４０３によって、
次回のニップエリア測定におけるＴｎを、上式（１１）
及び上式（１２）に基づいて算出し、設定する（Ｓ１
４）。

【００９２】再度ニップエリア測定モードを行った場合
は、前回計算したＴｎに基づいて、ニップエリア測定の
制御を行う。

【００９３】設定回数クリアモードに入ると（Ｓ１
５）、カウンタリセット手段４０４は、カウンタ４０２
のＮ（測定回数）を０クリアする（Ｓ１６）。本クリア
モードについては詳細な説明は行わないが、新しいベタ
黒転写紙を用いる場合に本モードを実行する。

【００９４】（実施例２）上記本発明の実施例１に記載
の画像形成装置において、図１２に示すＴｎ設定手段４
０３は、測定回数Ｎによらず、Ｔｎ設定用のモード手段
を持つようにしてもよい。測定回数Ｎに当たる数を、設
定用のモード手段で入力することによって、上記実施例
１で示した転写紙上の位置のうち、任意の場所にニップ
エリア測定用の光沢部分を形成することができる。

【００９５】（実施例３）上記本発明の実施例１に記載
の画像形成装置において、初期値としてのＮを、０のみ
ではなく、任意の数の設定を可能とするようにしてもよ
い。さらに、Ｎがある一定の数になった時点で、自動的
にＮが０に戻り、再度カウントアップするよう制御する
ようにしてもよい。また、自動的にＮが０に戻った時点
で、警報を発することも可能である。以上により、使用
途中の転写紙も使用可能となり、さらなる転写用紙の節
約となる。

【００９６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の画像形
成装置によれば、ニップエリア測定に要する紙資源を節
約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像形成装置の構成を示す
縦断面図である。

【図２】図１の装置の操作パネルを示す平面図である。

【図３】図１の装置の制御部のワンチップマイクロコン
ピュータＱ１を示すブロック図である。

【図４】図１の装置のステッピングモータ近傍の回転制
御機構を示す正面図である。

【図５】本発明の一実施例における画像先端部の余白形
成方法と転写紙との先端合せ方向を説明する模式図であ
る。

【図６】図３のマイクロコンピュータＱ１のプログラム
の基本構成を示すフローチャートである。

【図７】図１の装置の定着ユニットのヒータを示す拡大
平面図である。

【図８】図１の定着ユニットのヒータ部分の電気配線を
示す回路図である。

【図９】本発明の一実施例における各複写のサイズに応
じたヒータの分岐端部の通電の切替制御を説明する図で
ある。

【図１０】本発明の一実施例のニップエリア測定モード
の動作手順を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の一実施例の画像形成装置によって生
成される現像剤の付される転写材上の画像形成位置を示
す図である。

【図１２】本発明の一実施例のニップエリア測定制御部
の構成を示すブロック図である。

【図１３】本発明の一実施例の図１２のＴｎ設定手段の
処理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

３原稿ガラス４露光ランプ１２感光体１４転写ユニット１５現像ユニット２１定着ユニット２２排紙ローラ２３カセット２５ＡＣシンクロナスモータ（メイン駆動モータ）２６ステッピングモータ（パルスモータ）２７駆動切替ソレノイド２９Ｈ．Ｐセンサ３０Ｚ．Ｈ．Ｐセンサ３１スイッチ群（カセットサイズ検出スイッチを含
む）３４排紙センサ３５駆動ローラ３９排紙トレー４０光センサ４１温度検出センサ（サーミスタ）４２プラスチックサポータ４３ヒータ４４加圧ローラ４５テンションローラ４８温度検出素子５１電源スイッチＣＯＮＴコントローラ部Ｑ１マイクロコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者光井輝生東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者後路高廣東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写材を像形成手段に給紙する給紙手段
と、原稿画像に対応する現像剤像を形成する像形成手段と、該現像剤像を転写材に転写する転写手段と、該現像剤像が形成されている転写材を搬送する搬送手段
と、該搬送手段で送られてくる転写材を狭圧搬送するための
ニップ部が形成され、該転写材上の現像剤像を永久画像
として上記転写材上に定着させる定着手段と、該定着手段のニップ部の温度を検知する温度検知手段
と、該温度検知手段で検知された温度に基づき前記定着手段
のニップ部の温度を設定温度に保持する制御をする定着
温度制御手段と、ニップエリア測定に対するモードを設定するモード設定
手段と、該モード設定手段によりニップエリア測定に対するモー
ドが設定されると、該モードの設定に基づき、前記定着
温度制御手段で前記定着手段の温度を設定温度に保持す
るプロセスと、前記給紙手段が前記転写材を給紙してか
ら所定の第１の時間経過後に前記搬送手段の停止によっ
て前記転写材の一部をニップ部内に保持するプロセス
と、該転写材の該ニップ部における保持から所定の第２
の時間経過後に該転写材を排紙するプロセスとからなる
ニップエリア測定モードの動作を制御するモード制御手
段と、前記所定の第１の時間をニップエリア測定回数に応じて
可変設定する時間設定手段とを具備したことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記定着手段のニップ部の上流側の位置
及び下流側の位置のいずれか一方の位置に配置され、該
一方の位置で前記転写材の存在を検知する紙検知手段を
有し、前記時間設定手段は該紙検知手段の検知信号に応じて前
記搬送手段を停止させるための計時の開始を行うタイマ
手段を包含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】前記ニップエリア測定の回数を計数する
計数手段と、該計数手段による回数を記憶する回数記憶手段とを有
し、前記時間設定手段は該回数記憶手段の内容に基づき、前
記所定の第１の時間を可変設定することを特徴とする請
求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記所定の第１の時間をマニュアルで設
定可能にする手段を更に有することを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】前記定着手段の発熱体は前記転写材のサ
イズに応じて発熱範囲を変えることができることを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。