JPH0588586A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ニップエリアの測定作業に掛かる作業者の負
担を軽減することができる画像形成装置を提供する。 【構成】 ニップエリア測定に対するモード設定が行わ
れる。ヒーター４３を通常の定着温度にするための制御
が開始される。べた黒画像に対応する潜像が感光体１２
上に形成され、その潜像は現像ユニット１５でトナー像
として可視像化される。感光体１２上のトナー像は転写
ユニット部１４でコピー用紙に転写され、該コピー用紙
先端が定着装置２１のニップ部を経て排紙センサ３４の
位置に到達すると、ＡＣシンクロナスモーター２５の駆
動は所定の時間停止される。ＡＣシンクロナスモーター
２５の停止時間が所定の時間に到達したとき、ＡＣシン
クロナスモーター２５は駆動され、コピー用紙は外部に
排紙される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写装置、静
電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】電子写真複写装置などの画像形成装置と
して、原稿画像に対応する現像剤像を形成する像形成手
段と、該像形成手段で形成される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、該温度検知手段
で検知された温度の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るものがある。

【０００３】上記定着手段は、内部に発熱体を有する加
熱ローラと、該加熱ローラに回転可能に圧接され、該加
熱ローラと協働して転写材を挟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る。

【０００４】定着に対する品質は熱および圧力で決定さ
れ、該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力
を調整することによって行われている。

【０００５】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、通常の画像形成モードを選択し、搬送手段で
予めべた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、該転写材がニップ部を通過した
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像形
成装置に対してニップ部の大きさを測定するとき、作業
者の測定作業にかかる負担が大きく、作業効率を向上さ
せることは難しい。また、通常の画像形成モード中に予
告無しに主電源の切断を行うから、該主電源の切断によ
って各手段に好ましくない影響を与えることがある。

【０００７】本発明の目的は、ニップエリアの測定作業
にかかる作業者の負担を軽減することができる画像形成
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、原稿画像に対応する現像剤像を形成する像形成手
段と、該像形成手段で形成される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
材を挟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上流側の位置お
よび下流側の位置のいずれか一方の位置に配置され、該
一方の位置で上記転写材の存在を検知する紙検知手段
と、上記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上記
定着手段のニップ部の温度を設定温度に保持するための
制御をする定着温度制御手段と、ニップエリア測定に対
するモードが設定され、該モードに基づき上記各手段の
動作を制御するモード制御手段とを備える画像形成装置
において、上記ニップエリア測定に対するモードは、上
記像形成手段で転写材にべた黒画像に対応する現像剤像
を形成するプロセスと、上記転写手段で上記現像剤像を
転写材に転写するプロセスと、上記べた黒画像に対応す
る現像剤像が転写されている転写材を上記定着手段に向
けて搬送するプロセスと、上記定着温度制御手段で上記
定着手段の温度を設定温度に保持するプロセスと、上記
紙検知手段で上記転写材の存在を検知し、該検知から所
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経過
後に上記転写材を排紙するプロセスとを有することによ
り達成される。

【０００９】

【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。ニップエリア測定に
対するモードが実行されるとき、次のプロセスが順次に
行われる。上記像形成手段で転写材にべた黒画像に対応
する現像剤像を形成するプロセスと、上記転写手段で上
記現像剤像を転写材に転写するプロセスと、上記べた黒
画像に対応する現像剤像が転写されている転写材を上記
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、該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。
上記外部に排出された転写材には光沢のあるべた黒画像
部分が形成され、該光沢のあるべた黒画像部分はニップ
部との接触領域に対応する。上記転写材のべた黒画像部
分の平面寸法からニップ部の寸法が分かる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の画像形成装置の実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。

【００１１】図１は本発明の画像形成装置の一実施例を
示す構成図である。画像形成装置の駆動系は、給紙部、
搬送部、感光体および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とに分離さ
れている。メイン駆動系の駆動源にはＡＣシンクロナス
モーター２５、光学駆動系の駆動源（画像を読み取るた
めの機構を含む）にはステッピングモーター２６を採用
している。ＡＣシンクロナスモーター２５およびステッ
ピングモーター２６はコントローラ部で制御され、該コ
ントローラ部は、図３に示すように、後述するマイクロ
コンピュータＭ１、拡張ＩＣ部Ｍ２等を含む駆動回路を
備える。

【００１２】なお、マイクロコンピュータＭ１の拡張Ｉ
Ｃ部Ｍ２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ー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、本実施例では励
磁駆動方式は負荷に設定される速度情報により、ステッ
ピングモーター２６を２相励磁方式、１−２相励磁方式
の二種類に切り替えている。

【００１３】給紙方式はカセット２３からの給紙とマル
チ手差し２４からの給紙とがあり、いずれか一方の給紙
方式を選択することができる。カセット２３からの給紙
の場合、カセット２３の有無を検知するスイッチおよび
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とによっ
て状態が管理されている。上記スイッチ３１，３７で異
常を検出した場合、検出された異常を示す内容が後述す
る表示部に表示される。

【００１４】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によって状態が管理され、異常を検
出すると、その内容は後述する表示部に表示される。

【００１５】感光体１２は時計方向に回転駆動される。
感光体１２が一次帯電器で一次帯電された後、感光体１
２上には潜像が形成され、該潜像は現像ユニット１５で
トナー像として可視像化される。感光体１２上のトナー
像は、転写ユニット部１４で給紙部から送られてきた転
写紙に転写される。転写後の感光体１２上の残留トナー
はクリーニングユニット３８によって取り除かれ、ま
た、前露光ランプ１６により残留電位が除電され、次の
画像形成が行われる。

【００１６】画像が転写された転写紙は搬送ユニット２
０の搬送ベルト上に搭載され、定着装置２１に送られ
る。定着装置２１は、駆動ローラ３５、テンションロー
ラ４５、加圧ローラ４４の三個のローラおよびヒーター
４３を有する。ヒーター４３はセラミック基板上に抵抗
体が印刷されているヒーターからなる。ヒーター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。プラスチックサポータ４２には金属のステーが取り
付けられ、プラスチックサポータ４２の強度が向上され
ている。また、駆動ローラ３５、テンションローラ４
５、ヒーター４３には、エンドレスのフィルム４７がか
けられている。上記金属ステーには温度検出素子（サー
ミスタ）４１が取り付けられ、温度検出素子４１はヒー
ター４３の裏面に直接に接触している。他の温度検出素
子は、温度検出素子４１と同様に、金属ステーに取り付
けられている。ヒーター４３、プラスチックサポータ４
２、金属ステーとから構成されているヒーター部とエン
ドレスフィルム４７とが加圧ローラ４４に向けて押圧さ
れている。

【００１７】定着装置２１からを通過した転写紙は排紙
ローラ２２によって定着装置２１から排出され、排紙ト
レー３９上に納められる。

【００１８】また、転写紙が定着装置２１を正常に通過
したか否かは排紙センサ３４で検知される。

【００１９】図７にセラミック・ヒーターの外形図を示
す。この図からもわかるように、このヒーターは複数の
分岐を有している。分岐の位置はそれぞれＢ４，Ａ４
Ｒ，Ｂ５Ｒ，Ａ５Ｒで表される転写紙サイズに対応して
いる。カセットサイズ検知３１によりサイズがわかると
サイズに応じてヒーター４３の分岐を切り替える。

【００２０】光学駆動系の駆動源は前述したようにステ
ッピングモーター２６である。このステッピングモータ
ー２６は、後に図４に基づき詳細に説明するが、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
動するように構成されている。一つの負荷は露光ランプ
４および第一ミラー５、第二ミラー６、第三ミラー７を
構成するユニットの駆動に用いられ、他の一つの負荷は
ズームレンズ８を構成するユニットの駆動に用いられ
る。これら同期駆動を必要としない負荷は共通の駆動源
で駆動される。

【００２１】本画像形成装置は、光学駆動系のステッピ
ングモーター２６によって、ズームレンズ８の位置制御
および露光ランプ系４〜７の速度制御による多段階の倍
率選択機能、原稿ガラス３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（図示せず）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、万が一紙詰まりな
どの異常が発生したときの各種状態、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、ステッピングモーター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、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
替える機能等を有する。

【００２２】次に、本画像形成装置の動作説明をする。

【００２３】本画像形成装置の電源コード（図示せず）
は所定の電源に接続される。電源スイッチ５１のＩ側を
押すと、図２に示すように、本画像形成装置に電源が供
給され、同時に電源表示ランプ５２が点灯表示される。

【００２４】電源投入時、操作パネルの表示は標準モー
ドを示すように設定されている。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。

【００２５】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）
のとき、およびコピー中に、赤色表示となり、通常緑色
表示で複写動作可能であることを示す。

【００２６】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る。現像ユニット１５
に設けたスイッチ３６により現像ユニット１５の種類は
判別され、定着装置２１の温調温度は現像ユニット１５
の種類に対応する設定温度に切り替えられる。

【００２７】次に、電源投入後の光学駆動系の動作につ
いて説明する。露光ランプ系４〜７は原稿ガラス３上の
原稿に対して図１の左端から右方向に走査移動し、原稿
画像は第一ミラー５、第二ミラー６、第三ミラー７、ズ
ームレンズ８、第四ミラー９、第五ミラー１０、第六ミ
ラー１１を介して感光体１２へ露光される。つまり、移
動の開始点は左端に設定され、この位置はホームポジシ
ョン（以下、「Ｈ．Ｐ」という。）と呼ばれる。Ｈ．Ｐ
を検出するために、Ｈ．Ｐセンサ２９が設けられてい
る。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Ｍ１を含むコントローラ部は、
ステッピングモーター２６を回転制御して露光ランプ系
４〜７をＨ．Ｐ側に移動する。

【００２８】次に、上記回転制御の開始を図４に基づき
説明する。まず、駆動切り替えソレノイド２７がオフ状
態（ｂ’の力はない）のとき切り替えギヤ１０１はばね
１０２のばね力によってＡ方向に移動する。これにより
ステッピングモーター２６の出力は切り替えギヤ１０１
を介してランプ駆動用ギヤ１０３に伝達され、露光ラン
プ系４〜７が駆動される。このギヤ噛合時において、切
り替えギヤ１０１とランプ駆動用ギヤ１０３の嵌合時は
ステッピングモーター２６の回転数を十分に下げるよう
に制御する。

【００２９】露光ランプ系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ー２６はズームレンズ
８を移動する。上述したように電源投入時には標準モー
ドとして等倍率値が選択される。またズームレンズ８の
ホームポジション（以下、「Ｚ．Ｈ．Ｐ」という。）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
Ｚ．Ｈ．Ｐに対する位置は不揮発性メモリに格納され
る。

【００３０】駆動切り替えソレノイド２７はオン動作
し、駆動切り替えソレノイド２７のプランジャーはｂ方
向に移動する。駆動切り替えソレノイド２７のプランジ
ャーの移動に伴いレバー１０４は回転される。レバー１
０４によって切り替えギヤ１０１はばね１０２のばね力
に抗しながらＢ方向に移動され、切り替えギヤ１０１と
ランプ駆動ギヤ１０３の噛合は外れる。さらに、切り替
えギヤ１０１はＢ方向に移動されると、切り替えギヤ１
０１はレンズ駆動ギヤ１０５と噛み合わされる。切り替
えギヤ１０１とレンズ駆動ギヤ１０５との嵌合時の回転
制御は前述と同様である。

【００３１】ズームレンズ８はＺ．Ｈ．Ｐセンサを基準
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２
００％から縮小率５０％の範囲内においては、位置制御
を行っている。

【００３２】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ように動作がわかれる。 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センサ検知しない範囲に出して停止。

【００３３】１）−２ 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。 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）−１ 不揮発性メモリ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８を移動させる。

【００３４】（１）右側に移動させる場合 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。

【００３５】（２）左側に移動させる場合 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。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。

【００３６】上記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。

【００３７】この後、駆動切り替えソレノイド２７はオ
フ動作される。このことにより、前述したように切り替
えギヤ１０１は、ランプ駆動ギヤ１０３と噛み合う方向
に移動する。しかし、スムーズに嵌合するためにはすで
に述べたように切り替えギヤ１０１を十分に低い速度で
回転させる必要がある。この時点で露光ランプ系４〜７
はＨ．Ｐに位置している。そこで、ステッピングモータ
ー２６は露光ランプ系４〜７を右方向に移動させる方向
に回転する。

【００３８】次いで、ステッピングモーター２６は露光
ランプ系４〜７がＨ．Ｐセンサ２９から外れた時点（切
り替えギヤ１０１とランプ駆動ギヤ１０３の嵌合は終
了）で回転を停止し、再度ステッピングモーター２６の
逆方向の回転によって露光ランプ系４〜７はＨ．Ｐセン
サ２９で検知された後に所定位置で停止される。

【００３９】以上により、光学駆動系の初期動作の終了
によって本画像形成装置の複写動作準備は完了する。

【００４０】次に、カセット２３からの給紙による複写
動作を説明する。

【００４１】コピースタートキー５６が押されると、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５４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。

【００４２】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替わり、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。メイン駆動モーター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、定着装置２１等へ駆動力が伝達される。

【００４３】メイン駆動モーター２５の回転開始から
０．５ｓｅｃ後に給紙ソレノイド（図示せず）が動作す
る。給紙ソレノイドの動作に伴い給紙ローラ１７は回転
し、カセット２３内の転写紙は給紙送りローラ１８に向
けて送り出される。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
が所定値より大きい場合、送り量は大きな値に設定され
る。転写紙は給紙送りローラ１８でレジストローラ１９
まで送られる。転写紙がレジストローラ１９に到達した
時点で、転写紙は停止している。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。

【００４４】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
光ランプ系４〜７の原稿走査開始が許可される。このと
き、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。さらに詳しく述べると、初期動作時ない
しはコピー動作後進時において、露光ランプ４はＨ．Ｐ
センサで検知された位置から、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停止している。

【００４５】原稿走査の開始により、光学系駆動源であ
るステッピングモーター２６は、露光ランプ系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、パルスレートは漸次
増加する。（スローアップ制御と呼ぶ）。つまり、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画像形成装置のパルスモーター駆動
回路では、定電流制御方式を採用し、かつ駆動電流値を
複数段階（実施例は二段階）に切り替え可能な構成を採
る（図３に示す光学駆動用パルスモーター制御信号のう
ちのＰＢ４出力信号により選択している）。

【００４６】一般にステッピングモーターは、高いパル
スレートになるに従いプルイントトルクが低下する特性
を有する。このため、定電流設定値を切り替える手段が
設けられ、必要に応じて電流値は切り替えられる。

【００４７】本画像形成装置では、移動開始から駆動パ
ルスレートが比較的低パルスレートである間、設定電流
を低い値に保持し、速度が所定値を超える時点から設定
電流値を上げるように制御し、目標温度に達した後、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。これは主にステッピングモーターの騒音、昇
温および脱調現象の防止を目的としている。

【００４８】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。

【００４９】非画像域でのトナー付着を防止する手段と
して、ＬＥＤ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、本画像形成装置では一
次帯電ユニット１３に設けられているグリッド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の周り
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。露光点とグリッドとの間の距離ｌ
₅が、Ｈ．Ｐセンサ２９と原稿突き当て位置との間の距
離ｌ₂に比較して十分に短く配置できないから、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をＬ
レベルから所定の電圧に切り替える。つまり、グリッド
電圧がＬレベルであるとき、感光体１２に電位が帯電し
ないから、トナー像が形成されず、上記の所定電圧に切
り替わったタイミングから画像が形成される。よって、
画像先端部に余白を形成することができる。

【００５０】次に、転写紙との画像先端合わせに関し
て、露光点と転写部との間の距離ｌ₃は、レジストロー
ラ１９との転写部との間の距離ｌ₄に比較して短い。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の位置に待機している転写
紙を再給紙して転写部に向けて送り込むことが必要であ
る。

【００５１】本画像形成装置では、露光ランプ４が移動
開始から目標速度に到達するまでの間、露光ランプ４は
Ｈ．Ｐセンサ２９に検知されている。Ｈ．Ｐセンサ２９
を通過したタイミングから距離ｌ₂＋２mmの値を選択さ
れている倍率による速度で割った値は、Ｈ．Ｐセンサ２
９を通過してから白板端部に露光ランプ４が到達するま
でに要する時間ｘである。

【００５２】また、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までに要す
る時間を引いた値をｙとし、このｙに転写紙を２mm送る
までに要する時間（２mm÷１００mm／ｓ＝０．０２sec
……搬送速度＝１００mm／ｓ）を加えると、次式（１）
からレジストローラ１９を動作させるためのタイミング
を示す時間Ｚが求められる。

【００５３】

【数１】ｘ−（ｙ＋０．０２）＝Ｚ（sec)……（１） つまり、Ｈ．Ｐセンサ２９を通過した時点から上式値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２mm
の余白を形成した転写紙画像が得られる。

【００５４】露光ランプ系４〜７はカセットサイズデー
タ、倍率データ等に応じて決められた走査距離を移動す
る。露光ランプ４が目標位置に達した時点でパルスレー
トを漸次減少し（スローダウン制御と呼ぶ）、露光ラン
プ４は停止される。次いで、露光ランプ４は再びＨ．Ｐ
センサ２９方向にスローアップ制御および低速制御を受
けながら後進される。そして、Ｈ．Ｐセンサ２９が露光
ランプ４を検知した時点で、選択されている倍率に応じ
た位置に停止させるためのスローダウン制御が行われ、
露光ランプ系４〜７は停止する。

【００５５】また、上記転写紙の後端信号により原稿走
査距離の制御も実行される。上述の制御動作はコントロ
ーラ部のワンチップマイクロコンピュータＭ１で制御さ
れる。ワンチップマイクロコンピュータＭ１はＲＯＭ，
ＲＡＭを内蔵している。ワンチップマイクロコンピュー
タＭ１には、図６に示すように上述の制御動作に対する
手順が記述されている。

【００５６】次に、露光ランプ４の制御について説明す
る。露光ランプ４はハロゲンランプからなり、該ハロゲ
ンランプの点灯電圧はＡＣ電源を位相制御するランプ・
レギュレータ（図示せず）によって一定値に保持されて
いる。このランプ・レギュレータは、ＡＣ入力電圧の変
化に対し、また、電源周波数の変化に対しランプ点灯電
圧Ｖｃが一定になるようにＡＣ電源を制御している。こ
のランプ・レギュレータは位相制御のための露光ランプ
４のトリガ信号を出力し、該トリガ信号はコントローラ
部に入力される。この露光ランプ４のトリガ信号は露光
ランプ４の点灯の有無にかかわらず常に出力される。

【００５７】さらに、ゼロクロス発生回路にて作成され
たゼロクロス信号は、図３に示すようにコントローラ部
のワンチップマイクロコンピュータＭ１に与えられる。
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を監視することによって入力電圧の変化を読み取
ることができる。

【００５８】本画像形成装置では、感光ドラム１２面上
の照度が一定になるようにランプ点灯電圧Ｖｃが調整さ
れ、ランプ点灯電圧Ｖｃの値が不揮発性メモリに記憶さ
れている。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とによ
り次式（２），（３）から、ＡＣ入力電圧Ｅｍａｘを求
めることができる。

【００５９】

【数２】

【００６０】

【数３】 上式（２），（３）より

【００６１】

【数４】 Ｅｒｍｓ²／Ｖｃ² ＝１／｛１−２×Ｔｃ／Ｔ＋sin(４πＴｃ／Ｔ）／２π｝……（４） 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、Ｅｒｍｓ
²／Ｖｃ²を求め、不揮発性メモリ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。

【００６２】本実施例ではＲＯＭに格納したテーブルに
よりＴｃからＥｒｍｓ²／Ｖｃ²を求めている。

【００６３】次に、ヒーター４３の制御について説明す
る。このヒーター４３は前述したようにセラミック基板
上に抵抗体が印刷されているヒーターである。ヒーター
４３は非常に優れた熱応答性を有するから、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
り、またヒーター４３に余分な電力が掛り、ヒーター４
３に損傷を与えることがある。よって、ヒーター４３の
損傷を防止するために、ヒーター４３に掛る電力が一定
となるように電力制御が行われている。また、リップル
を小さくするために、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われている。

【００６４】ヒーター４３の電力制御は、露光ランプ４
の制御と同様に、位相制御で行われている。ヒーター４
３は純粋に抵抗負荷であるから、電力Ｗは次式（５）で
求められる。

【００６５】

【数５】Ｗ＝Ｖ _H ²／Ｒ……（５） Ｖ_H：ヒーターに与える電圧 Ｒ ：ヒーターの抵抗値 ヒーター４３の抵抗値Ｒは個々の画像形成装置ごとに不
揮発性メモリに格納され、ヒーター４３に供給する電力
は予め知られているから、ヒーター４３に印加される電
圧Ｖ_Hは上式（５）により次式（６）で表される。

【００６６】

【数６】Ｖ _H ²＝Ｒ×Ｗ……（６） また、実効電圧の式からヒーターに与える電圧Ｖ_Hは、
次式（７），（８）で表される。

【００６７】

【数７】

【００６８】

【数８】

【００６９】

【数９】 Ｅｒｍｓ²／Ｖ _H ² ＝１／｛１−２×Ｔ_H／Ｔ＋sin(４πＴ_H／Ｔ）／２π｝……（９） 上式（８）からＶ _H ²を計算し、上式（７）Ｅｒｍｓ²
を求め、Ｅｒｍｓ²／Ｖ _H ²を計算することによって、
上式（９）よりゼロクロス信号からヒーター４３へのト
リガ信号までの時間Ｔ_Hを求めることができる。なお、
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。

【００７０】以上、説明したようなアルゴリズムによっ
てヒーターの電力制御を行っている。このヒーターの電
力制御は、コピー期間中常に行いヒーターの温度が一定
になるようにしている。

【００７１】次に、定着装置２１のヒーター４３の制御
について述べる。ヒーター４３は図１０に示すように、
セラミック基板に印刷され、途中から五つの部分に分岐
している抵抗体４３ａを有する。抵抗体４３ａの各分岐
への通電は、用紙サイズに応じて制御されている。ヒー
ター４３においては通紙部（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）の温度が高くならな
いように非通紙部の位置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
らしている。分岐通電をする場合には、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。

【００７２】用紙サイズに応じた各分岐への通電を図７
に基づき説明する。ヒーター４３には、図７に示すよう
に、抵抗体４３ａの各分岐に対応する端子Ｔ１〜Ｔ６が
設けられている。端子Ｔ１〜Ｔ５は、対応するリレーＲ
Ｌ１〜ＲＬ５を介してＡＣ電源のニュートラルＮに接続
され、各リレーＲＬ１〜ＲＬ５はコントローラ部からの
信号に基づき動作する。トライアックＴＲＡ１は、コン
トローラ部からの信号に基づき端子Ｔ６とＡＣ電源のホ
ットＨとの間のスイッチとして用いられている。

【００７３】例えば、Ｂ４のコピー用紙を使用する場
合、コントローラ部は、トランジスタＱ３とＱ４とのベ
ースにＨＩＧＨ信号を出力する。ＲＬ３とＲＬ４とのス
イッチは閉じられ、それにつながる端子Ｔ３およびＴ４
とＡＣ電源のニュートラルＮとは接続される。そして、
トライアックＴＲＡ１はコントローラ部からの信号に基
づき、オン動作され、所定の電力が端子Ｔ３および端子
Ｔ４を介して抵抗体４３ａの分岐部に通電される。コン
トローラ部はヒーター４３へ加える電圧（実効値電圧）
が予め求められた一定電圧になるようにトライアックＴ
ＲＡ１をＯＮ／ＯＦＦする（位相制御）。また、コント
ローラ部は、ヒーター４３の温度検出素子４１からの信
号に基づきヒーター４３の温度が所定の温度になるよう
にヒーター４３への通電を制御する。なお、各コピー用
紙サイズに応じた抵抗体４３ａの分岐部への通電は図９
に示す組み合わせに基づき行われる。

【００７４】次に、ヒーター４３の温度を所定の温度に
保持するときに行われるオーバーシュートを抑えるため
の制御について説明する。従来のヒーターの温度制御と
して、ヒーターの温度が所定温度に到達するまで加える
ことができる最大の電力を加え、ヒーターの温度が所定
温度に達すると、ヒーターへの通電を停止し、ヒーター
の温度が所定温度以下になると、再び最大の電力を供給
するものがある。この従来のヒーターの温度制御方法
は、オーバーシュートによる温度のばらつきが大きくな
る。そこで、本画像形成装置では、ヒーター４３の温度
検出素子４１で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を次式（１０）に基づき変え
る。

【００７５】

【数１０】Ｐ＝Ｋ_P（Ｔ_G−Ｔ_R）［Ｗ］……（１０） Ｋ_P：比例定数［Ｗ／℃］ Ｔ_G：目標温度［℃］ Ｔ_R：検出温度［℃］ Ｋ_Pを変えることにより様々な制御を行うことができ
る。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できるが、応答速度は遅くなる。逆
にＫ_Pを大きくすれば、応答速度は速くなるが、オーバ
ーシュートは大きくなる。電力Ｐは用紙サイズ（すなわ
ちヒーター４３の抵抗体４３ａの分岐の仕方）に応じて
変えられるから、それぞれ実験によりＫ_Pの最適な値が
求められる。

【００７６】次に、ニップエリア測定モードについて、
図１、図２および図１０に基づき説明する。

【００７７】コピー用紙は予め手差し部２４またはカセ
ット２３にセットされる（Ｓ１）。次いで、モード設定
が行われる（Ｓ２）。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には”［０］”が表示される。
置数キー５４の中の”３”のキーを押すことにより、枚
数表示器５９には”［３］”が表示される。

【００７８】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ー２５が駆動を開始し、手差し部２
３またはカセット２４にいれられているコピー用紙は給
紙送りローラ１８および給紙ローラ１７によって給紙さ
れる（Ｓ３）。これとほぼ同時に、ヒーター４３を通常
の定着温度にするための制御が開始される。

【００７９】給紙開始と同時に、一次帯電器のグリッド
のタイミングが調節され、定着装置２１のニップ部の領
域を含むような大きさのべた黒画像に対応する潜像が感
光体１２上に形成される（Ｓ４）。

【００８０】感光体１２上の潜像は現像ユニット１５で
現像され、トナー像として可視像化される。感光体１２
上のトナー像は転写ユニット部１４でコピー用紙に転写
され、該コピー用紙は搬送ユニット２０で定着装置２１
に送られる。

【００８１】コピー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はコピー用紙の
検知信号を出力し（Ｓ５）、該検知信号の出力に基づき
ＡＣシンクロナスモーター２５の駆動は停止される（Ｓ
６）。

【００８２】ＡＣシンクロナスモーター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
スモーター２５は駆動され、コピー用紙は外部に排紙さ
れる（Ｓ８）。

【００８３】排紙後、ＡＣシンクロナスモーター２５の
駆動は停止され、ヒーター４３への通電は停止される
（Ｓ９）。

【００８４】外部に排紙されたコピー用紙は作業者によ
って観察され、コピー用紙上の光沢を有するべた黒画像
部分が見出だされる。このべた黒画像部分の平面寸法は
作業者によって計測され、該計測値に基づきニップ部に
おける圧力が適性であるかどうかの判定が下される。

【００８５】以上により、ニップエリア測定に要する操
作が簡単になり、該測定作業によって作業者の掛かる負
担を非常に軽減させることができる。

【００８６】次に、画像形成装置に用いられる他のニッ
プエリア測定モードについて図１および図２に基づき説
明する。

【００８７】他のニップエリア測定モードでは、まず、
コピー用紙は予め手差し部２４またはカセット２３にセ
ットされる。次いで、モード設定が行われる。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には”
［０］”が表示される。置数キー５４の中の”３”のキ
ーを押すことにより、枚数表示器５９には”［３］”が
表示される。

【００８８】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ー２５が駆動を開始し、手差し部２
３またはカセット２４にいれられているコピー用紙は給
紙送りローラ１８および給紙ローラ１７によって給紙さ
れる。これとほぼ同時に、ヒーター４３を通常の定着温
度より低い温度にするための制御が開始される。

【００８９】給紙開始と同時に、一次帯電器のグリッド
のタイミングが調節され、定着装置２１のニップ部の領
域を含むような大きさのべた黒画像に対応する潜像が感
光体１２上に形成される。

【００９０】感光体１２上の潜像は現像ユニット１５で
現像され、トナー像として可視像化される。感光体１２
上のトナー像は転写ユニット部１４でコピー用紙に転写
され、該コピー用紙は搬送ユニット２０で定着装置２１
に送られる。

【００９１】コピー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はコピー用紙の
検知信号を出力し、該検知信号の出力に基づきＡＣシン
クロナスモーター２５の駆動は停止される。

【００９２】ＡＣシンクロナスモーター２５の停止時間
が所定の時間に到達したとき、ＡＣシンクロナスモータ
ー２５は駆動され、コピー用紙は外部に排紙される。

【００９３】排紙後、ＡＣシンクロナスモーター２５の
駆動は停止され、ヒーター４３への通電は停止される。

【００９４】次に、画像形成装置に用いられるさらに他
のニップエリア測定モードについて図１および図２に基
づき説明する。

【００９５】さらに他のニップエリア測定モードでは、
まず、コピー用紙は予め手差し部２４またはカセット２
３にセットされる。次いで、モード設定が行われる。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
には”［０］”が表示される。置数キー５４の中の”
３”のキーを押すことにより、枚数表示器５９には”
［３］”が表示される。

【００９６】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ー２５が駆動を開始し、手差し部２
３またはカセット２４にいれられているコピー用紙は給
紙送りローラ１８および給紙ローラ１７によって給紙さ
れる。これとほぼ同時に、ヒーター４３を通常の定着温
度にするための制御が開始される。

【００９７】給紙開始と同時に、一次帯電器のグリッド
のタイミングが調節され、定着装置２１のニップ部の領
域を含むような大きさのべた黒画像に対応する潜像が感
光体１２上に形成される。

【００９８】感光体１２上の潜像は現像ユニット１５で
現像され、トナー像として可視像化される。感光体１２
上のトナー像は転写ユニット部１４でコピー用紙に転写
され、該コピー用紙は搬送ユニット２０で定着装置２１
に送られる。

【００９９】コピー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はコピー用紙の
検知信号を出力し、該検知信号の出力に基づきＡＣシン
クロナスモーター２５の駆動が停止されるとともにヒー
ター４３への通電が停止される。

【０１００】ＡＣシンクロナスモーター２５の停止時間
が所定の時間に到達したとき、ＡＣシンクロナスモータ
ー２５は駆動され、コピー用紙は外部に排紙される。

【０１０１】排紙後、ＡＣシンクロナスモーター２５の
駆動は停止され、ヒーター４３への通電は停止される。

【０１０２】

【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操作が簡単
になり、該測定作業によって作業者の掛かる負担を非常
に軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成図
である。

【図２】図１の画像形成装置に設けられている表示部を
示す平面図である。

【図３】図１の画像形成装置に用いられているワンチッ
プマイクロコンピュータの機能を示す図である。

【図４】図１の画像形成装置の光学駆動系の主要部を示
す平面図である。

【図５】図１の画像形成装置の感光体と画像先端部との
位置関係を示す図である。

【図６】図３のワンチップマイクロコンピュータに記述
されている制御手順を示す流れ図である。

【図７】図１の画像形成装置に用いられているヒーター
を示す平面図である。

【図８】図１の画像形成装置に用いられているヒーター
の制御回路を示す図である。

【図９】図１の画像形成装置のヒーター制御に用いられ
る、用紙サイズとヒーター端子の接続動作との関係が記
述されているテーブルを示す図である。

【図１０】図１の画像形成装置のニップエリア測定モー
ドにおける動作を示す流れ図である。

【符号の説明】 １２ 感光体 １４ 転写ユニット部 １５ 現像ユニット ２０ 搬送ユニット ２１ 定着装置 ２５ ＡＣシンクロナスモーター ３４ 排紙センサ ４１ 温度検出素子 ４３ ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大木 尚之 東京都大田区下丸子三丁目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三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像に対応する現像剤像を形成する
   像形成手段と、該像形成手段で形成される現像剤像を転
   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
   くる転写材を挟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上流側
   の位置および下流側の位置のいずれか一方の位置に配置
   され、該一方の位置で上記転写材の存在を検知する紙検
   知手段と、上記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
   き上記定着手段のニップ部の温度を設定温度に保持する
   ための制御をする定着温度制御手段と、ニップエリア測
   定に対するモードが設定され、該モードに基づき上記各
   手段の動作を制御するモード制御手段とを備える画像形
   成装置において、上記ニップエリア測定に対するモード
   は、上記像形成手段で転写材にべた黒画像に対応する現
   像剤像を形成するプロセスと、上記転写手段で上記現像
   剤像を転写材に転写するプロセスと、上記べた黒画像に
   対応する現像剤像が転写されている転写材を上記定着手
   段に向けて搬送するプロセスと、上記定着温度制御手段
   で上記定着手段の温度を設定温度に保持するプロセス
   と、上記紙検知手段で上記転写材の存在を検知し、該検
   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
   時間経過後に上記転写材を排紙するプロセスとを有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 像形成手段で形成される、べた黒画像に
   対応する現像剤像は、定着手段のニップ部の領域を含む
   大きさを有する帯状の現像剤像であることとする請求項
   １に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 ニップエリア測定に対するモードは、定
   着温度制御手段で定着手段のニップ部の温度を定着温度
   より低い設定温度に一致するように保持するプロセスを
   有することとする請求項１または請求項２に記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 ニップエリア測定に対するモードは、紙
   検知手段が転写材の存在を検知するまでの期間、定着温
   度制御手段でニップ部の温度を定着温度に等しい設定温
   度に保持するプロセスと、搬送手段の停止によって上記
   転写材の一部が上記ニップ部内に保持されるときに上記
   定着温度制御手段による温度制御を停止するプロセスと
   を有することとする請求項１または請求項２に記載の画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 定着温度制御手段に対する設定温度を設
   定する手段を備えることとする請求項１ないし請求項４
   に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 像形成手段は、ブランク露光、潜像担持
   体の帯電などによってべた黒画像に対応する現像剤像を
   形成することとする請求項１に記載の画像形成装置。