JP3224169B2

JP3224169B2 - 用紙厚検出装置およびこれを含む定着装置の温度制御装置並びに画像形成装置

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Publication number: JP3224169B2
Application number: JP26750393A
Authority: JP
Inventors: 智士石井; 義久田中
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1993-10-26
Publication date: 2001-10-29
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JPH07121052A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、用紙の厚みを検出す
る用紙厚検出装置、この用紙厚検出装置を含んだ定着装
置の温度制御装置、および用紙厚検出装置を含んだ静電
式複写機やファクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像形成装置、例えば複写機に
おいては、感光体ドラムに形成した静電潜像をトナー像
に顕像化し、このトナー像を用紙に転写したのち、定着
装置によって、加熱定着させるようにしている。この定
着装置は、圧ローラおよびヒータにより加熱される熱ロ
ーラを含み、両ローラ間を通過する用紙にトナーを加熱
定着させる。

【０００３】加熱定着を行うためには、定着装置が所定
の高温に達していることが必要である。このため、複写
機等においては、電源が投入されてから複写が可能とな
るまでに、所定の待ち時間を要し、ユーザにとって不便
であった。そこで、この待ち時間を短縮すること、でき
れば待ち時間をなくすことが要望されている。そのため
には、定着装置を所定の高温まで短時間で加熱する必要
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、省エネの観点か
ら、定着装置を所要時のみに加熱することが好ましい。
この場合にも、複写が開始されてから、定着装置へ用紙
が搬送されてくるまでの非常に短時間の間に、定着装置
を所定の高温まで加熱する必要がある。そこで、定着装
置の急速加熱を可能とするために、本願発明者は、ヒータの加熱容量を大きくするとともに、熱ローラや圧ローラを小径とし、ヒータの加熱容量
に対して、熱容量を相対的に小さくすることを試みてみ
た。

【０００５】しかし、下記の新たな問題を生じた。すな
わち、熱ローラの熱容量を小さく設定した場合、通過す
る用紙によって圧ローラの熱が奪われることにより、定
着装置の温度が低下しやすい。特に、用紙の厚みが厚く
て比較的熱容量が大きい場合にこの傾向が顕著に現れ、
定着温度が大きく低下して定着不良を起こす場合があっ
た。

【０００６】そこで、制御温度を常時高くすることを考
えられるが、そうした場合、用紙の厚みが薄くて比較的
熱容量が小さい場合に、高温オフセットやしわが生じて
しまう。一方、用紙が厚くなると、用紙が給紙ローラ等
の搬送ローラから強い押圧力を受け、縦すじ等を発生す
る場合があった。そこで、上記押圧力を用紙の厚みが厚
い場合に適合するように設定しておくと、今度は用紙の
厚みが薄い場合に押圧力不足となって、斜め搬送等の搬
送不良を生ずる場合があった。

【０００７】また、転写器からのコロナ放電により感光
体ドラム上のトナー像を用紙に転写する画像形成装置に
おいては、用紙が厚い場合に、転写出力が過少となり、
逆に薄い場合には転写出力が過多となる。このため、安
定した転写が行えない場合があった。ところで、用紙の
厚みを検出するために、光学式のギャップセンサ等を用
いた場合には、非常に高価なものとなる。

【０００８】そこで、本発明の第１の目的は、コスト安
価に用紙の厚みを検出することができる用紙厚検出装置
を提供することである。また、本発明の第２の目的は、
用紙厚にかかわらず安定した定着を行うことができる定
着装置の温度制御装置を提供することである。また、本
発明の第３の目的は、用紙厚にかかわらず安定した用紙
搬送を行うことができる画像形成装置を提供することで
ある。

【０００９】また、本発明の第４の目的は、用紙厚にか
かわらず安定した転写を行うことができる画像形成装置
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１に係る発明は、圧ローラおよびヒータ
により加熱される熱ローラを含み両ローラ間を通過して
搬送される用紙にトナーを加熱定着させる定着装置を備
えた画像形成装置に適用され、画像形成装置本体の外部
の温度を検出する外気温度検出手段、上記圧ローラの温
度を検出する圧ローラ温度検出手段、および連続画像形
成中において上記外気温度検出手段により検出された外
気温度と上記圧ローラ温度検出手段により検出された圧
ローラ温度との差分に基づいて用紙の厚みを求める用紙
厚演算部を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】上記第２の目的を達成するため、請求項２
に係る発明は、請求項１記載の用紙厚検出装置、および
熱ローラの温度を検出する熱ローラ温度検出手段を含
み、上記熱ローラ温度検出手段による検出温度に基づい
て上記ヒータへの通電をオンオフ制御する定着装置の温
度制御装置において、上記用紙厚検出装置により検出さ
れた用紙の厚みに応じて所要の補正量を加算して制御温
度を設定する補正部を含むことを特徴とするものであ
る。

【００１２】上記第３の目的を達成するため、請求項３
に係る発明は、請求項１記載の用紙厚検出装置を含み、
上記熱ローラおよび圧ローラからなる一対のローラを含
む複数のローラ群によって用紙を搬送する画像形成装置
において、上記ローラ群のうちの少なくとも１のローラ
に設けられ、上記用紙厚検出装置により検出された用紙
の厚みに応じて用紙への押圧力を調整する押圧力調整手
段を含むことを特徴とするものである。

【００１３】上記第４の目的を達成するため、請求項４
に係る発明は、請求項１記載の用紙厚検出装置を含み、
転写器からのコロナ放電により感光体ドラム上のトナー
像を用紙に転写する画像形成装置において、上記用紙厚
検出装置により検出された用紙の厚みに応じて上記転写
器への印加電圧を調整する転写出力調整部を含むことを
特徴とするものである。

【００１４】

【作用】本願発明者は、画像形成中において、用紙の厚
みと圧ローラの温度降下との間には、強い相関があると
いう知見を得た。すなわち、用紙の厚みが厚い場合と薄
い場合とでは、厚い場合の方が、圧ローラ温度が相対的
に低くなる。そこで、請求項１に係る用紙厚検出装置に
よれば、画像形成中の圧ローラ温度に応じて用紙の厚み
を検出するようにした。この場合、圧ローラ温度の高低
を、外気温度を基準として把握するようにし、精度を高
めた。

【００１５】請求項２に係る定着装置の温度制御装置に
よれば、補正部によって、用紙の厚みに応じた補正量が
加算され制御温度が設定される。これにより、用紙の厚
みに起因した定着温度の変動による、高温オフセット、
しわおよび定着不良の発生が防止される。請求項３に係
る画像形成装置によれば、押圧力調整手段によって、用
紙を搬送するローラの押圧力が調整される。これによ
り、用紙の厚みに起因した、用紙の縦すじの発生や搬送
不良等が防止される。

【００１６】請求項４に係る画像形成装置によれば、転
写出力調整部によって、用紙の厚みに応じて、転写器へ
の印加電圧が調整される。これにより、用紙の厚みに起
因した転写出力過多や過少が防止される。

【００１７】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例に係る画像形成装置と
しての複写機の内部構成を示す概略図である。同図を参
照して、この複写機は、複写機本体１の内部に、透明
な原稿載置板上に載置された原稿を原稿押さえによって
押さえた状態で複写機本体１の上面に沿って移動させる
原稿台２、原稿台２によって移動される原稿を照明
し、原稿からの反射光を感光体ドラム４２に導くための
光学系３、感光体ドラム４２に形成された静電潜像を
現像装置４１により顕像化した後、用紙に転写する作像
部４、および用紙に転写されたトナー像を加熱定着さ
せる定着装置５４を含み、給紙トレイ６１から作像部４
を通して複写機本体内の排出トレイ５６に排出する用紙
搬送部５等を備えている。

【００１８】図示していないが、複写機本体１の上面に
は、複写開始スイッチその他のスイッチ等が配置された
操作部が設けられている。複写機本体１の内部の、定着
装置５４の上方には、複写機本体１の内部の熱気を外部
へ排出する送風手段としてのファンＦが配置されてい
る。後に詳述するが、本実施例の特徴とするところは、
定着装置５４の圧ローラ５４ｂの温度を検出し、これに
基づいて用紙の厚みを求め、求めた用紙の厚みに応じ
て、定着装置の制御温度、定着装置の圧ローラの用
紙に対する押圧力、および転写チャージャへの印加電
圧（すなわち転写出力）、を補正するようにしたことで
ある。

【００１９】光学系３は、原稿台上を移動される原稿を
照明する光源としての蛍光ランプ３１、原稿移動方向と
直交する方向に配列され、原稿からの反射光を感光体ド
ラム４２上に結像させる複数の結像レンズ３２を備えて
いる。作像部４としては、感光体ドラム４２の周囲に、
帯電チャージャ４３、現像装置４１、転写チャージャ４
４およびクリーニング装置４５を、この順に配置したも
のである。この作像部４は、帯電チャージャ４３によっ
て均一に帯電した感光体ドラム４２の外周面に、原稿像
を結像させて静電潜像を形成した後、当該静電潜像を現
像装置４１によってトナー像に顕像化し、転写チャージ
ャ４４によってトナー像を用紙に転写し、残留トナーを
クリーニング装置４５によって回収するようにしたもの
である。

【００２０】用紙搬送部５は、給紙トレイ６１から１枚
ずつ用紙を引き出す、断面半月形の給紙ころ５１と、手
差し給紙部６０或いは給紙トレイ６１からの用紙を先端
を突き当てて、当該用紙を一時的に待機させるレジスト
ローラ５３ａ，５３ｂと、用紙に転写されたトナー像を
定着するための定着装置５４に含まれる熱ローラ５４ａ
および圧ローラ５４ｂと、一対の排出ローラ５５ａ，５
５ｂとを備えている。

【００２１】また、用紙搬送部５には、さらに、給紙検
出スイッチ５７、排紙検出スイッチ５８、熱ローラ温度
検出センサＳＨ、圧ローラ温度検出センサＳＰおよび外
気温度検出センサＳＡが備えられている。給紙検出スイ
ッチ５７は、レジストローラ５３ａ，５３ｂの用紙搬送
方向上流側に配置されたリミットスイッチからなり、排
紙検出スイッチ５８は、排出ローラ５５ａ，５５ｂの用
紙搬送方向上流側に配置されたリミットスイッチからな
る。また、熱ローラ温度検出センサＳＨは、熱ローラ５
４ａの所定部に配置されたサーミスタからなり、熱ロー
ラ５４ａの温度を検出する。

【００２２】圧ローラ温度検出センサＳＰは、圧ローラ
５４ｂの所定部に配置されたサーミスタからなり、圧ロ
ーラ５４ｂの温度を検出する。圧ローラ温度検出センサ
ＳＰによる圧ローラ５４ｂの検出温度は、用紙の厚みを
求めるために利用される。外気温度検出センサＳＡは、
複写機本体１の内部で熱の影響を受けない所定の位置に
配置されたサーミスタからなり、外気温度として、複写
機本体１回りの雰囲気温度を検出する。上記圧ローラの
検出温度は、外気温が高いときには高く低いときには低
いと考えられるから、外気温度を基準にして、圧ローラ
温度の高低を把握するようにした。

【００２３】なお、外気温度検出センサＳＡによって検
出された外気温度は、複写機本体１回りの雰囲気温度と
して、後述する制御部によって制御温度を補正すること
にも用いられる。すなわち、雰囲気温度が低い場合に
は、用紙の温度も低く、用紙が熱ローラ５４ａから奪う
熱量も多いと考えられるので、雰囲気温度が低い場合
に、この雰囲気温度に応じた補正量を加算して制御温度
を高くするようにしている。

【００２４】定着装置５４は、圧ローラ５４ｂとヒータ
５９により加熱される熱ローラ５４ａとの間を通過する
用紙にトナーを加熱定着させるものである。熱ローラ５
４ａは、金属製の小型の中空ローラ（例えば、外形が１
５ｍｍ以下で、膜厚が１ｍｍ以下のローラ）からなり、
内部に石英ガラス管ヒータ（例えば、外形が６ｍｍ程度
で、５００Ｗ以上が好ましい））等からなる上記ヒータ
５９が収容され、このヒータ５９によって加熱される。

【００２５】図２を参照して、圧ローラ５４ｂは小径の
（例えば、外形が１５ｍｍ以下の）ゴムローラからな
る。圧ローラ５４ｂの支軸５４ｄは、側板１８の上下に
延びる長孔１８ａによって径方向に移動自在に支持され
ているとともに、略Ｖ字形形状の引張りコイルばね５７
によって熱ローラ５４ａ側へ所定の付勢力で付勢されて
いる。この引張りコイルばね５７の一端５７ａは、側板
１８に固定された突起１８ａに引掛けられている。そし
て、上記引張りコイルばね５７の他端５７ｂを、図２
（ａ）又は（ｂ）のように変位させてばね張力を調整す
ることにより、圧ローラ５４ｂによる押圧力を調整する
押圧力調整機構ＰＦＣが設けられている。

【００２６】この押圧力調整機構ＰＦＣは、引張りコイ
ルばね５７の他端５７ｂを係止した突起５８ａを有する
偏心カム板５８と、この偏心カム板５８を回転駆動する
ステップモータからなるモータＣＭと、このモータＣＭ
を駆動するためのモータ駆動回路ＣＭＤＣとを備えてい
る。上記偏心カム板５８の突起５８ａは、モータＣＭの
回動中心ＣＭ１から所定距離離れた位置に設けられてい
る。この押圧力調整機構ＰＦＣは、用紙の厚みが厚い場
合にも薄い場合にも押圧力が一定に保たれるように維持
する。

【００２７】図３はこの複写機の電気的構成を示すブロ
ック図である。複写機の各部の動作を制御するための制
御部７には、ＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するプログ
ラムを記憶したＲＯＭ７２およびＣＰＵのワークエリア
などとして用いられるＲＡＭ７３が備えられている。Ｃ
ＰＵ７１には、複写機本体１の上面に設けられ、複写開
始スイッチ１０ａを含んだ操作部１０、作像部４、用紙
搬送部５、モータ駆動回路ＭＣ、ファン駆動回路ＦＤＣ
および原稿台移動機構２０が接続されている。上記モー
タ駆動回路ＭＣは、原稿台２、作像部４および用紙搬送
部５等を駆動する駆動源としてのモータＭを駆動するも
のである。モータＭによって、原稿台移動機構２０、作
像部４および用紙搬送機構ＰＤＭが同期して駆動される
ようになっている。ファン駆動回路ＦＤＣは、ファンモ
ータが内蔵された上記ファンＦを駆動するためのもので
ある。

【００２８】上記作像部４には、転写チャージャ４４を
駆動するための転写チャージャ駆動回路ＴＣＣが含ま
れ、この転写チャージャ駆動回路ＴＤＣには、検出した
用紙の厚みｗに応じて、上記転写チャージャ４４への印
加電圧を調整する転写出力調整部ＴＯＣが含まれてい
る。この転写出力調整部ＴＯＣは、用紙の厚みが厚いほ
ど印加電圧を高めて転写出力を高くするように調整す
る。

【００２９】用紙搬送部５には、上記の給紙検出スイッ
チ５７、排紙検出スイッチ５８、ローラ温度検出センサ
ＳＨ、圧ローラ温度検出センサＳＰおよび外気温度検出
センサＳＡの他に、ヒータ５９への通電をオンオフする
ためのリレーＲを駆動するリレー駆動回路ＲＤＣ、およ
びモータＭの駆動力により用紙を搬送する用紙搬送機構
ＰＤＭが含まれており、それぞれＣＰＵ７１に接続され
ている。上記用紙搬送機構ＰＤＭには、定着装置５４で
の給紙圧調整用の偏心カムを駆動するモータＣＭ、およ
びこのモータＣＭを駆動するためのモータ駆動回路ＣＭ
ＤＣが含まれている。

【００３０】ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２から読み込んだ
プログラムに基づき、定着装置５４のヒータ５９をオン
オフ制御するが、このときの制御の概念として、複写開
始信号に応じて、ヒータ５９に連続通電して、所定の温
度（後述する第１回目オフ温度Ｔ₁）まで一気に上昇さ
せるためのウォームアップ制御部（図示せず）と、ウォ
ームアップ完了後、ヒータ５９への通電を、経過時間等
を基準に間欠させて所定の制御温度に保持するための通
常制御部（図示せず）を含んでいる。

【００３１】そして、上記通常制御部には、処理初期に
おいて制御温度に初期補正量を加算する初期補正部（図
示せず）、通紙時のみに制御温度に通紙時補正量を加算
する通紙時補正部（図示せず）、雰囲気温度に応じて制
御温度に環境補正量を加算する環境補正部（図示せ
ず）、および用紙の厚みに応じた用紙厚補正量を加算す
る用紙厚補正部が含まれている。

【００３２】上記初期補正部では、上記初期補正量を除
々に低くするようにしている。また、上記初期補正部
は、上記ウォームアップ制御部の処理開始前の熱ローラ
５４ａの初期検出温度が、予め定められた初期検出温度
よりも低いことを条件として、処理を行うようにしてい
る。上記の用紙厚補正部では、連続複写中での１枚目の
複写中において圧ローラの温度ｔ_Pと外気温度ｔ_Gとの
差分の平均値ｔ_Aをとり、これに基づいて用紙の厚みｗ
を演算し、演算した用紙の厚みＷに応じた用紙厚補正量
Ｄ₄(w) を制御温度Ｔ_Cに加算するものである。このよ
うな補正を行うのは、下記の知見に基づくものである。
すなわち、図４を参照して、最も薄い目付け３０ｇの用
紙における圧ローラの温度（実線で示す）は相対的に高
く、最も厚い目付け１２０ｇの用紙における圧ローラ温
度（一点鎖線で示す）は相対的に低くなっており、用紙
の厚みｗと圧ローラ５４ｂの温度との間に強い相関関係
がある。そこで、上記最も厚い場合と最も薄い場合の中
間の厚みのものは、この間で圧ローラの温度がリニアに
変化すると推定して、圧ローラ温度ｔ_Pにより用紙の厚
みｗを求めるようにした。

【００３３】そして、このような制御を行う場合の動作
について、図５ないし図８のフローチャート、並びに熱
ローラ５４ａおよび圧ローラ５４ｂの温度の時間的変化
を示す図９を参照して説明する。ステップＳ１〜ステッ
プＳ１１は、上記ウォームアップ制御部による処理の流
れを主に示している。複写開始スイッチ１０ａの押下げ
による複写開始信号の入力に応じて、上記ウォームアッ
プ制御部が処理を開始すると、まず、各検出温度ｔ₀，
ｔ₁〜ｔ₃等の前回データをクリアする初期設定が行わ
れ（ステップＳ１）、熱ローラ温度検出センサＳＨから
の信号に基づいて熱ローラの初期温度ｔ₁を読み込み
（ステップＳ２）、ヒータ５９への通電をオンした（ス
テップＳ３）後、タイマをリセットしてカウントを開始
する（ステップＳ４，５）。

【００３４】次に、ステップＳ６〜ステップＳ１０にお
いて、熱ローラ５４ａの検出温度ｔ ₂が監視され、熱ロ
ーラ５４ａの検出温度ｔ₂が第１回目オフ温度Ｔ₂に達
するとヒータ５９への通電をオフし（ステップＳ１０，
１１。図７参照）、上記ウォームアップ制御部による処
理が終了する。一方、ヒータ５９への通電のオンから所
定時間が経過（タイマのカウント値Ｃが予め定められた
値Ｃ₁以上になるかで判断）しても、熱ローラの検出温
度ｔ₂が第１回目オフ温度にならない場合は、異常と判
断され（ステップＳ７，８）、例えば複写機の操作部１
０等に異常の旨を示す表示が行われる。

【００３５】上記の第１回目オフ温度Ｔ₂は、後の上記
通常制御部による制御温度Ｔ_cよりも低く設定されてい
るので、温度上昇側へのオーバシュート量を小さくする
ことができる。その結果として、ヒータ５９への通電の
第１回目のオフ後の、温度下降側へのオーバーシュート
を抑制することができ、しかも、後述するように、経過
時間と制御温度Ｔｃに基づく間欠制御を行うので、第１
枚目の複写時において、高温オフセット領域および定着
不良領域を回避した状態で温度制御することができる。
特に、温度変化が激しくなりやすいウォームアップから
通常制御への移行段階での複写に対し、用紙先端部での
高温オフセットの回避および用紙後端部での定着不良の
回避をともに達成できる。

【００３６】次に、ステップＳ１２〜ステップＳ４５
は、上記通常制御部による処理を主に示している。ま
ず、タイマをリセットしてカウントを開始し、ヒータ５
９への通電回数ｎ＝１を記憶する（ステップＳ１２，１
４）。ステップＳ１５では、複写終了信号の有無が判断
され、複写終了信号が入力された場合には、ヒータ５９
への通電をオフを確認して処理を終了する（ステップＳ
１６〜１８）。この複写終了信号が出力される場合とし
ては、操作部１０に設定された枚数の複写が終了した場
合の他、複写機の異常により装置を停止させる場合も含
まれる。

【００３７】上記複写終了信号が入力されない場合に
は、上記通常制御部による処理が続行される。上記ウォ
ームアップ制御部による処理開始時に検出された熱ロー
ラ５４ａの初期検出温度ｔ₁が、予め定められた初期検
出温度Ｔ₁よりも低いことを条件として、初期設定され
た制御温度Ｔ₃に補正値Ｄ₁(n)を加算し、これを制御温
度Ｔ_cとする（ステップＳ１９、２０）。これは、圧ロ
ーラ５４ｂの温度が十分に温まりにくい傾向にある、上
記通常制御部の処理初期において、制御温度Ｔ_cを高く
して、定着不良の発生を防止するためである。また、熱
ローラ５４ａの初期検出温度ｔ₁が高いときには、圧ロ
ーラ５４ｂの温度も高いと想定し、この場合には、補正
を行わないようにした。これにより、不要な補正によっ
て定着温度が高くなり過ぎることを防止することができ
る。

【００３８】なお、上記の補正量Ｄ₁(n)は、ヒータ５９
への通電回数ｎに応じて零まで減少するように関数設定
されている。これは、上記通常制御部による処理開始か
ら時間が経過するにしたがって、圧ローラ５４ｂの温度
は除々に高くなって所定の温度に収束すると考えられる
ので、これに応ずるためである。これにより、圧ローラ
５４ｂが不要な高温になることを防止することができ
る。

【００３９】次に、ステップＳ２１，２２では、通紙時
であること（定着装置５４に用紙が存在すること）を条
件として、制御温度Ｔｃにさらに一定の通紙時補正量Ｄ
₂が加味される。排紙検出スイッチ５８のオンから、給
紙検出スイッチ５７のオフ後所定時間（例えば３秒）経
過するまでの時間領域を通紙時と判断した。このように
通紙時のみ制御温度Ｔｃを高くすることにより、下記の
利点がある。すなわち、熱ローラ５４ａの熱容量を小さ
く設定した場合、通過する用紙によって圧ローラ５４ｂ
の熱が奪われることにより、用紙の後端部で定着不良が
起こるおそれがある。そこで、制御温度Ｔｃを常時高く
することを考えられるが、そうした場合、用紙の先端部
で、高温オフセットが生ずる。これに対して、図７に示
すように、通紙時のみ制御温度Ｔｃを高く設定したの
で、用紙先端部での高温オフセットの発生と、用紙後端
部での定着不良の発生の双方を防止することができる。
すなわち、用紙の先端部の通過時では、この通過時まで
制御温度Ｔｃが低く設定されていたため、熱ローラ５４
ａの温度が低くなり、高温オフセットの発生を防止する
ことができる。一方、用紙の後端部の通過時は、熱ロー
ラ５４ａの温度が高くなるので、定着不良の発生を防止
することができる。

【００４０】一方、上記の一定の通紙時補正量Ｄ₂をＤ
₂(x) とし、通紙開始（排紙検出スイッチのオンからの
経過時間ｘに応じて、増加するように関数設定すること
もできる。これにより、通紙時における、より精度の良
い温度制御が可能となり、上記の高温オフセットおよび
定着不良の発生を確実に防止することができる。次に、
ステップＳ２３，２４では、外気温度検出センサＳＡに
よる検出温度が、複写機本体１回りの雰囲気温度ｔ₀と
して読み込まれ、この雰囲気温度ｔ₀に応じた環境補正
量Ｄ₃(t₀)が制御温度Ｔｃにさらに加味される。これに
より、下記の利点がある。すなわち、雰囲気温度ｔ₀が
低いときは、用紙の温度も低くて圧ローラ５４ｂから用
紙が奪う熱量が大きく、これが安定した温度制御の妨げ
となると考えられるので、雰囲気温度ｔ₀に応じて、制
御温度Ｔｃを補正することにより、安定した温度制御を
行うようにした。

【００４１】次にステップＳ２５〜ステップＳ３２の処
理により、連続複写中において用紙厚みに応じた補正を
行う。すなわち、通紙１枚目である場合に、圧ローラ温
度検出センサＳＰからの圧ローラ５４ｂの検出温度ｔ_P
を読み込んでこれを積算していき（ステップＳ２６〜ス
テップＳ２８）、１枚目が終了した段階で、外気温度検
出センサＳＡからの外気温度ｔ_Gを読み込んで（ステッ
プＳ２９，３０）、圧ローラ検出温度の加算平均値ｔ_PT
／ｉと外気温度ｔ_Gとの差分により、外気温度ｔ_Gを基
準とした圧ローラ温度の平均値ｔ_Aを求めた（ステップ
Ｓ３１）。そして、この圧ローラ温度の平均値ｔ_Aに基
づいて用紙の厚みｗを演算し、演算した厚みＷに応じた
用紙厚補正量Ｄ₄(w) を制御温度Ｔ_Cに加算した（ステ
ップＳ３２）。これにより、連続複写中における２枚目
以降の複写に関しては、用紙の厚みを考慮に入れた制御
温度Ｔ_Cに基づいて制御されることになる。また、用紙
の厚みに応じて、転写出力調整量が演算され、また定着
のための押圧力調整量が演算され、それぞれ調整される
（ステップＳ３３，３４）。

【００４２】次に、ヒータ５９への通電のオフの確認し
た（ステップＳ３５）後、ステップＳ３６〜ステップＳ
３９において、第１回目オフ（或いは前回ヒータ５９
への通電がオフされたとき）からの経過時間が所定時間
（例えば２秒）以上経過すること（タイマによるカウン
ト値Ｃが所定の値Ｃ_OFF以上であること）、および熱
ローラ５４ａの検出温度ｔ₃が制御温度Ｔ_Cよりも低く
なること、の２つの条件が監視される。両条件がともに
満たされて始めて、ヒータ５９への通電をオンする（ス
テップＳ４０）。ヒータ５９への通電のオフ状態は、最
低２秒間は続くことになる。その後、タイマをリセット
し（ステップＳ４１）、ステップＳ１５へ戻って処理を
繰り返す。

【００４３】ヒータ５９への通電がオンされている状態
では、ステップＳ４２〜ステップＳ４５において、前
回ヒータ５９への通電がオンされてからの経過時間が、
所定時間（例えば１秒）に達すること（タイマによるカ
ウント値Ｃが所定の値Ｃ_ON以上であること）、および
熱ローラ５４ａの検出温度ｔ₃が制御温度Ｔ_Cよりも高
くなること、の２つの条件が監視される。両条件のうち
の何れか１つが満たされて始めて、ヒータ５９への通電
をオフする（ステップＳ４６）。したがって、ヒータ５
９への通電のオン状態は、最大１秒間は続くことにな
る。その後、ヒータ５９への通電回数ｎをｎ＋１に置き
換えて、タイマをリセットし（ステップＳ４７，４
１）、ステップＳ１５へ戻って処理を繰り返す。

【００４４】上記のようにしてステップＳ１５以降のス
テップを繰り返す通常制御において、ヒータ５９への通
電が、オン時間又はオフ時間と制御温度Ｔｃとを組み合
わせて間欠制御され、温度変動が抑制される。また、通
常制御の処理初期において、制御温度Ｔｃが高く補正さ
れ、通紙時のみに、制御温度Ｔｃがさらに高く補正さ
れ、しかも、雰囲気温度ｔ₀に応じた補正も行われる。
さらに、連続複写中では用紙の厚みに応じた補正もおこ
なわれる。これにより、より安定した温度制御を行うこ
とができる。そして、複写が終了すると、ヒータ５９へ
の通電がオフされている場合は、そのままで、また、ヒ
ータ５９への通電がオンされている場合は、これをオフ
して、処理が終了する。これにより、次の複写開始を待
つ状態となる。

【００４５】以上のように、本実施例によれば、安価な
サーミスタ等からなる圧ローラ温度検出センサＳＰを用
い、複写中の圧ローラ温度ｔ_Pに応じて用紙の厚みｗを
コスト安価に検出することができる。特に、上記圧ロー
ラ温度ｔ_Pの高低を、外気温度ｔ_Gを基準として把握す
るようにしたので、用紙の厚みｗを精度良く検出するこ
とができる。

【００４６】そして、求めた用紙の厚みｗに応じた用紙
厚補正量Ｄ₄(w) を制御温度Ｔ_Cに加算するので、用紙
の厚みｗに起因した定着温度の変動による、高温オフセ
ット、しわおよび定着不良の発生を防止することができ
る。しかも、これをコスト安価に実現できる。また、上
記のようにして検出した用紙の厚みに応じて定着圧も調
整されるので、用紙の厚みにかかわらず、しわ等の発生
を防止でき且つより安定した定着を行うことができる。

【００４７】さらに、転写出力調整部ＴＯＣによって、
検出した用紙の厚みｗに応じて、上記転写チャージャ４
４への印加電圧を調整するので、用紙の厚みｗに起因し
た転写出力過多や過少を防止することができる。しか
も、これをコスト安価に実現できる。なお、本発明は上
記実施例に限定されるもではなく、押圧力調整機構を、
給紙ローラやレジストローラに適用すること等、本発明
の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが
できる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る用紙厚検
出装置によれば、画像形成中の圧ローラ温度と用紙の厚
みとの相関に対する知見に基づき、圧ローラ温度に応じ
て用紙の厚みをコスト安価に検出することができる。特
に、上記圧ローラ温度の高低を、外気温度を基準として
把握するようにしたので、用紙の厚みを精度良く検出す
ることができる。

【００４９】請求項２に係る定着装置の温度制御装置に
よれば、用紙厚補正部によって、用紙の厚みに応じた補
正量を制御温度に加算する。これにより、用紙の厚みに
起因した定着温度の変動による、高温オフセット、しわ
および定着不良の発生を防止することができる。しか
も、これをコスト安価に実現できる。請求項３に係る画
像形成装置によれば、押圧力調整手段によって、用紙を
搬送するローラ対の押圧力を調整する。これにより、用
紙の厚みに起因した、用紙の縦すじの発生や搬送不良等
を防止することができる。しかも、これをコスト安価に
実現できる。

【００５０】請求項４に係る画像形成装置によれば、転
写出力調整部によって、用紙の厚みに応じて、転写器へ
の印加電圧を調整する。これにより、用紙の厚みに起因
した転写出力過多や過少を防止することができる。しか
も、これをコスト安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る複写機の内部構成を
示す概念図である。

【図２】圧ローラの支軸を支持する部分、およびこの部
分に配置された押圧力調整機構を示す概略側面図であ
り、同図（ａ）は用紙の厚みが厚い場合を示し、同図
（ｂ）は用紙の厚みが薄い場合を示している。

【図３】複写機の電気的構成を示すブロック図である。

【図４】圧ローラの温度の時間的変化を示すであり、実
線は、用紙の厚みが薄い場合を示し、一点鎖線は、用紙
の厚みが厚い場合を示している。

【図５】定着装置の温度制御の動作を示すフローチャー
トであり、ウォームアップ制御時を示している。

【図６】図５にフローチャートに続くフローチャートで
あり、通常制御時を示している。

【図７】図６にフローチャートに続いて通常制御時を示
すフローチャートであり、主に用紙の厚みを求めて制御
温度を補正するためのものである。

【図８】図７のフローチャートに続いて通常制御時を示
すフローチャートであり、主に間欠制御を行うためのも
のである。

【図９】熱ローラおよび圧ローラの温度の時間的変化を
示す図である。

【符号の説明】

１複写機本体５４定着装置５４ａ熱ローラ５４ｂ圧ローラ５９ヒータＳＨ熱ローラ温度検出センサＳＰ圧ローラ温度センサＳＡ外気温度検出センサ７制御部７１ＣＰＵ７２ＲＯＭｔ_P 圧ローラの温度ｔ_G 外気温度ｗ用紙の厚みＤ₄(w) 用紙厚補正量Ｔ_C 制御温度ＰＦＣ押圧力調整機構ＴＯＣ転写出力調整部

フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−7087（ＪＰ，Ａ) 特開平４−73785（ＪＰ，Ａ) 特開平１−270087（ＪＰ，Ａ) 特開平４−16889（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧ローラおよびヒータにより加熱される熱
ローラを含み両ローラ間を通過して搬送される用紙にト
ナーを加熱定着させる定着装置を備えた画像形成装置に
適用され、画像形成装置本体の外部の温度を検出する外気温度検出
手段、上記圧ローラの温度を検出する圧ローラ温度検出手段、
および連続画像形成中において上記外気温度検出手段に
より検出された外気温度と上記圧ローラ温度検出手段に
より検出された圧ローラ温度との差分に基づいて用紙の
厚みを求める用紙厚演算部を備えたことを特徴とする用
紙厚検出装置。
【請求項２】請求項１記載の用紙厚検出装置、および熱
ローラの温度を検出する熱ローラ温度検出手段を含み、上記熱ローラ温度検出手段による検出温度に基づいて上
記ヒータへの通電をオンオフ制御する定着装置の温度制
御装置において、上記用紙厚検出装置により検出された用紙の厚みに応じ
て所要の補正量を加算して制御温度を設定する補正部を
含むことを特徴とする定着装置の温度制御装置。
【請求項３】請求項１記載の用紙厚検出装置を含み、上
記熱ローラおよび圧ローラからなる一対のローラを含む
複数のローラ群によって用紙を搬送する画像形成装置に
おいて、上記ローラ群のうちの少なくとも１のローラに設けら
れ、上記用紙厚検出装置により検出された用紙の厚みに
応じて用紙への押圧力を調整する押圧力調整手段を含む
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１記載の用紙厚検出装置を含み、転
写器からのコロナ放電により感光体ドラム上のトナー像
を用紙に転写する画像形成装置において、上記用紙厚検出装置により検出された用紙の厚みに応じ
て上記転写器への印加電圧を調整する転写出力調整部を
含むことを特徴とする画像形成装置。