JPH0764441A

JPH0764441A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0764441A
Application number: JP23249493A
Authority: JP
Inventors: Teruo Mitsui; 輝生光井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1993-08-25
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】定着装置において、定着温度に応じて、ヒータ
に対する加圧ローラの加圧力を変化させて、定着を良好
に行う。【構成】定着装置のヒータ５５とローラにフィルム５６
を掛け渡す。ヒータ５５の下方から加圧ローラ５２を押
圧させてフィルム５６との間に定着ニップ部Ｎを形成す
る。ニップ部Ｎに転写材を挿通させて、画像形成部にて
転写された未定着のトナー像を加熱加圧して定着する。
このときモータ５３ｂによって歯車５３ｈを回転させ、
これに噛合する歯車５３ｆにより、連結棒５３ｄを昇降
させて、加圧ローラ５２の加圧力を調整する。例えば、
定着温度が多少低い場合でも、加圧力を高めることによ
って、定着条件を満たして良好な定着を行うことが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成部において転
写材上に転写された未定着トナーを、熱及び圧力によっ
て転写材上に定着する定着装置を備えた画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザプリンタ等の画像
形成装置に装着される定着装置は、転写材上のトナーを
加熱加圧することによって、転写材上に定着させるのが
一般的である。この定着装置は、例えば、加熱部材に対
して所定の加圧力で加圧ローラを押し付けて両者の間に
定着ニップ部（以下適宜「定着部」という。）を形成
し、この定着部に、表面に未定着のトナー像を担持した
転写材を通過させることにより、トナー像を加熱加圧し
て転写材上に溶融固着させている。

【０００３】なお、良好な定着を行うためには、定着温
度と加圧力とを主条件とする定着条件を適宜なものとす
る必要があるが、これら定着温度と加圧力との間には後
に詳述するように相関関係がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術で説明したように、加熱部材に対する加圧部
材の加圧力が一定の場合、この一定の加圧力に対して、
良好な定着を行うための定着温度（以下「所定温度」と
いう。）が一義的に決定される。したがって、例えば画
像形成装置の起動時、加圧部材の定着部における温度が
所定温度に達しないと、コピー（画像形成）を開始する
ことができないでウォームアップ時間が長びくおそれが
あった。また、起動時ばかりでなく、コピー動作中にお
いても、例えば連続通紙によって加熱部材の熱が転写材
に奪われ、加熱部材に対する給電を最大にしても定着部
が所定温度に到達しないで、画像不良が発生するという
問題もあった。なお、所定温度を低く設定した場合であ
っても、それに見合う分だけ加圧力を増加させれば良好
な定着を行うことができるが、加圧力が高くなると、今
度は、加圧部材等の耐久性が悪くなるなどの新たな問題
が発生する。

【０００５】そこで、本発明は、加熱部材に対する加圧
部材の加圧力を可変とすることによって、ウォームアッ
プ時間を短縮し、また、定着温度が低いことに起因する
画像不良を低減するとともに、加熱部材、加圧部材等の
耐久を向上させるようにした画像形成装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、画像形成部にて転写材に転
写された未定着のトナー像を、加熱加圧して転写材に溶
融固着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置が、前記転写材上の未定着のトナー像を加
熱する加熱部材と、該加熱部材に所定の加圧力で押圧さ
れ該加熱部材との間に定着ニップ部を形成する加圧部材
と、前記定着ニップ部における前記加熱部材の温度を検
出する温度検出手段と、前記加熱部材に対する通電を制
御する通電制御手段と、前記温度検出手段が検出する温
度に応じて、前記加熱部材に対する前記加圧部材の加圧
力を制御する加圧力制御手段と、を備える、ことを特徴
とする。

【０００７】この場合、前記加圧力制御手段が、前記加
圧力の上限を規制するリミッタを有するようにしてもよ
い。

【０００８】また、前記加圧力制御手段は、前記温度検
出手段が検出する温度が所定値以下の場合に、前記加圧
力を最大に設定するようにしてもよい。

【０００９】

【作用】以上構成に基づき、例えば、加熱部材に対する
加圧部材の加圧力を高くすることによって、良好な定着
を行うのに必要な温度、つまり所定温度を低くすること
ができるので、画像形成装置に電源を投入してから定着
装置の定着部が画像形成可能な所定温度に達するまでの
ウォームアップ時間が短縮される。

【００１０】また、画像形成動作中において、例えば、
連続通紙によって定着部の熱が転写材に奪われて定着部
の温度が低くなりがちな場合には、上述と同様に加圧力
を高めることによって、低い温度でも良好な定着が行え
るようにする。

【００１１】さらに、定着部の温度が高い場合には、加
圧力を弱めても良好な定着が実現できるので、加圧力を
低減して、例えば加圧部材の耐久を向上させることがで
きる。

【００１２】上述のいずれの場合も、定着温度と加圧力
のうち一方が変化した、または一方を変化させたとき
に、これに応じて他方を調整することにより、全体とし
ての定着条件を満たすようにしている。

【００１３】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。〈実施例１〉図１は、本発明に係る画像形成装置の一例
としての複写機の概略構成を示す縦断面図である。

【００１４】同図に示す画像形成装置Ｍは、大きく分け
て、光学系１、画像形成部２、給紙搬送部３、定着装置
５によって構成されている。

【００１５】光学系１は、装置本体の上面に水平に配置
された原稿ガラス１０、この原稿ガラス１０上に原稿画
像を下方に向けて載置した原稿Ｄを上方から押えるカバ
ー１１、原稿Ｄの原稿画像を下方から照射する露光ラン
プ１２、原稿画像からの反射光を上述の画像形成部２に
導く６個のミラー、すなわち第１、第２、第３、第４、
第５、第６のミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、
１３ｅ、１３ｆ、第３のミラー１３ｃと第４のミラー１
３ｄとの間の光路Ｌ中に配置されたズームレンズ１５を
備えている。

【００１６】また、同図中、ズームレンズ１５の右斜め
上方には、駆動切り換えソレノイド１６を介して、露光
ランプ系（露光ランプ１２と、第１、第２、第３のミラ
ー１３ａ、１３ｂ、１３ｃとをいう。なお、これらは、
移動可能な走査台（不図示）に搭載されている。）と、
ズームレンズ１５とを選択的に駆動するステッピングモ
ータ１７が配置されている。ステッピングモータ１７
は、図２に示すように、駆動切り換えソレノイド１６の
操作によって異なる２つの負荷を選択的に駆動する構成
になっている。一つの負荷は露光ランプ系であり、もう
一つの負荷はズームレンズ１５を構成するユニットであ
る。ステッピングモータ１７の出力軸に固定されたギヤ
１７ａに噛合する切り換えギヤ１７ｂは、ガイド１７ｃ
によって矢印Ｋ１、Ｋ２方向に移動自在に支持されてい
る。切り換えギヤ１７ｂは、上述のソレノイド１６に通
電のない自然状態においては、圧縮ばね１７ｄに付勢さ
れて矢印Ｋ１方向に移動し、露光ランプ系を駆動するワ
イヤ１２ａが巻回されたランプ駆動ギヤ１２ｂに噛合す
る。一方、切り換えギヤ１７ｂは、ソレノイド１６に通
電されると、矢印Ｋ４方向に短縮されたプランジャ１６
ａによって、軸１６ｂを中心にアーム１６ｃが揺動し、
これにより矢印Ｋ２方向に移動してレンズ駆動ギヤ１５
ａに噛合する。レンズ駆動ギヤ１５ａには、ズームレン
ズ１５を駆動するワイヤ１５ｂが巻回されている。これ
ら同期した駆動が不要な負荷（露光ランプ系、ズームレ
ンズ１５）は上述のように、共通のモータ１７で駆動す
ることが可能である。

【００１７】本実施例においては、ステッピングモータ
１７によって、ズームレンズ１５の位置制御、および露
光ランプ系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１０面に載置された原稿Ｄの反射光を検知
する光センサＳ₁ （図１参照）によって自動的に濃度選
択を行う機能、外部装置（不図示）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、さらにはステッピングモータ１７によっ
て露光ランプ１２の位置を制御することによるページ連
写機能、また、さらには後述の現像ユニットを交換する
ことにより複数の色画像が形成可能で、現像ユニットの
交換を検知するスイッチ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。

【００１８】図１中、第４ミラー１３ｄの右方には、コ
ントロール部１９が配置されており、後述するマイクロ
コンピュータＱ₁ 、拡張ＩＣ負荷制御部Ｑ₂ 等を含む駆
動回路を備えている。なお、マイクロコンピュータＱ₁
の拡張ＩＣ負荷制御部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１７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付加に設定される速度情報
により、ステッピングモータ１７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。

【００１９】画像形成部２は、同図中、時計回りに回転
する感光体２０を備えている。感光体２０の周囲には、
その回転方向に沿って順に、感光体２０表面を一様に帯
電する一次帯電器２１、上述の光学系１の露光によって
感光体２０表面に形成された静電潜像にトナーを付着さ
せてトナー像を形成する現像ユニット２２、給紙搬送部
３によって搬送されてきた転写材に感光体２０上のトナ
ー像を転写する転写ユニット２３、転写後の感光体２０
上の残留トナーを除去するクリーニングユニット２５、
そして残留電位を除去する前露光ランプ２６が配設され
ている。

【００２０】給紙搬送部３は、給紙カセット３０に収納
された転写材、または手差し部３１にセットされた転写
材を選択的に給紙搬送する。給紙カセット３０から給紙
の場合、給紙カセット３０の有無を検知するスイッチお
よび給紙カセット３０のサイズを検知するスイッチ群３
０ａと給紙カセット３０内の転写材の有無を検知するス
イッチ３０ｂにより状態が管理されており、これらスイ
ッチ３０ａ、３０ｂで異常を検出した場合には、その異
常を後述する表示部に表示する。種々のサイズの転写材
をマルチ手差しする場合、手差し部３１の状態を検知す
るスイッチ３１ａによって状態を管理し、異常を検出す
ると同様に後述の表示部に表示する。給紙カセット３０
内の転写材は、給紙ローラ３２、搬送ローラ３３、３３
を介してレジストローラ３５に、また手差し部３１の転
写材は、搬送ローラ３３を介してレジストローラ３５に
それぞれ搬送される。さらに給紙搬送部３は、転写材
を、レジストローラ３５から感光体２０に同期させて画
像形成部２に供給し、ここでトナー像が転写された転写
材を搬送ベルト３６で定着装置５に搬送するように構成
されている。

【００２１】定着装置５は、駆動ローラ５０、テンショ
ンローラ５１、加圧ローラ（加圧部材）５２の３個のロ
ーラを備えている。さらに加圧ローラ５２は加圧制御機
構（加圧力制御手段）５３により加圧制御される。加圧
ローラ５２が圧接される加熱部材としては、セラミック
基板上に抵抗体を印刷したヒータ５５が使用され、この
ヒータ５５は耐熱性のプラスチックサポータ５５ａに保
持されている。さらにプラスチックサポータ５５ａには
金属のステーを取り付け、強固にしている。また、駆動
ローラ５０、テンションローラ５１、ヒータ５５には、
エンドレスのフィルム５６が掛け渡されている。上述の
金属ステーには温度検出手段としての温度検出素子（サ
ーミスタ）５７が取り付けられており、これら温度検出
素子５７は直接、ヒータ５５の裏面に接触させてある。
もう一つの温度検出素子５８も、温度検出素子５７と同
様に金属ステーに取り付けてある。加圧制御機構５３
は、ヒータ５５、プラスッチクサポータ５５ａ、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５
６に対し、加圧ローラ５２を下方から適度な加圧力で押
圧されている（加圧力については後述する）。すなわ
ち、定着装置５では、エンドレスフィルム５６と加圧ロ
ーラ５２との間に定着ニップ部（定着部）Ｎを形成し、
この定着ニップ部Ｎに転写材を通過させることにより、
画像形成部２にて転写材上に転写された未定着状態のト
ナー像を転写材上に溶融固着して定着するようになって
いる。

【００２２】トナー像が定着された転写材は排紙ローラ
５９によって定着装置５から排出され、排紙トレイ３７
上に排出される。

【００２３】さらに、定着装置５の少し上流側には、メ
イン駆動源としてのＡＣシンクロナスモータ（メイン駆
動モータ）３９が配置されており、給紙搬送部３、感光
体２０、定着装置５等の駆動を行うように構成されてい
る。

【００２４】以上で、光学系１、画像形成部２、給紙搬
送部３、定着装置５の説明を終える。なお、これらにつ
いては、後に適宜詳述する。

【００２５】次に、図３の操作パネル６及び図１を参照
しながら、画像形成装置Ｍの動作について説明する。操
作パネル６は、装置本体の上面に配置されており、電源
スイッチ６ａの１側（右側）を押すと装置本体に電源が
供給されると同時に電源表示ランプ６ｂが点灯表示され
る。電源投入時、操作パネル６の表示は標準モードとし
て以下のように設定されている。枚数表示器６ｃは１を
表示、倍率表示器６ｄは等倍率表示、自動濃度調整表示
器６ｅはＡが点灯する。

【００２６】また、スタートキー６ｆ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っており、通常は
緑色表示で複写動作可能であることを示す。

【００２７】なお、定着装置５の温調温度は、現像ユニ
ット２２の種類によって異なり、現像ユニット２２に設
けたスイッチ２２ａにより現像ユニット２２の種類を判
別して設定温度を切り換える。

【００２８】次に、電源投入後の光学駆動系の動作に関
して説明する。露光ランプ系は原稿ガラス１０上の原稿
Ｄの原稿画像を図１の左端から右方向に走査移動し、原
稿画像を第１、第２、第３のミラー１３ａ、１３ｂ、１
３ｃ、ズームレンズ１５、第４、第５、第６のミラー１
３ｄ、１３ｅ、１３ｆを介して感光体２０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（以下「ＨＰ」という。）
とする。ＨＰを検出するためにＨＰセンサＳ₂が設けら
れている。電源投入時において、ＨＰセンサＳ₂ が露光
ランプ１２の位置を検出していない場合、図４に示すワ
ンチップマイクロコンピュータＱ₁ による制御部は、ス
テッピングモータ１７を回転制御して露光ランプ系をＨ
Ｐ側に移動する。上記回転制御の開始を図２で説明する
と、まず駆動切り換えソレノイド１６がオフ状態のとき
切り換えギヤ１７ｂはばね力によって矢印Ｋ１方向に移
動する。これによりステッピングモータ１７の出力は切
り換えギヤ１７ｂを介してランプ駆動ギヤ１２ｂに伝達
され、露光ランプ系が駆動される。このランプ駆動ギヤ
１２ｂの連結時において、切り換えギヤ１７ｂとランプ
駆動ギヤ１２ｂの噛合時は充分、ステッピングモータ１
７の回転数を下げるように制御する。

【００２９】露光ランプ系がＨＰに位置している場合に
は、ステッピングモータ１７はズームレンズ１５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−ＨＰ）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１５の位置がＺ−ＨＰ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１５の位置がＺ−ＨＰに対してどちら
にあるのかを記憶する不揮発性メモリに格納しておく。
図２により動作説明する。

【００３０】駆動切り換えソレノイド１６をオンする。
それによりソレノイド１６のプランジャ１６ａが矢印Ｋ
４方向に移動する。これにより、切り換えギヤ１７ｂは
ばね力に抗して矢印Ｋ２方向に移動する。この移動によ
り切り換えギヤ１７ｂとランプ駆動ギヤ１２ｂの噛合は
外れる。さらに矢印Ｋ２方向に移動することにより、切
り換えギヤ１７ｂはレンズ駆動ギヤ１５ａと噛合するこ
とになる。切り換えギヤ１７ｂの噛合時の回転制御は前
述と同様である。

【００３１】ズームレンズ１５はＺ−ＨＰセンサを基準
位置としてレンズ位置がＺ−ＨＰセンサの位置にある場
合は等倍で、Ｚ−ＨＰより光学系ＨＰ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。Ｚ−ＨＰセンサによってズームレンズ１５の位置が
検知されている場合 −１一度ズームレンズ１５を光学系ＨＰ側に移動
し、Ｚ−ＨＰセンサが検知しない範囲に出して停止。 −２右側に移動しＺ−ＨＰセンサが検知した時点か
ら所定の距離移動して停止。Ｚ−ＨＰセンサによってズームレンズ１５の位置が
検知されていない場合 −１不揮発性メモリに記憶してあるズームレンズ１
５の位置によりズームレンズ１５の移動方向（Ｚ−ＨＰ
センサ側）を決定し、ズームレンズ１５を移動させる。 −２右側に移動させる場合Ｚ−ＨＰセンサが検知した時点から所定の距離移動して
停止 −３左側に移動させる場合一度ズームレンズ１５を光学系ＨＰ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。

【００３３】右側に移動しＺ−ＨＰセンサが検知した時
点から所定の距離移動して停止。

【００３４】上記動作はギヤ類のバックラッシュによる
設定位置誤差を防ぐために必要な制御である。

【００３５】この後、駆動切り換えソレノイド１６をオ
フする。このことにより、前述したように切り換えギヤ
１７ｂは、ランプ駆動ギヤ１２ｂと噛合する方向に移動
する。しかし、円滑に噛合するためにはすでに述べたよ
うに切り換えギヤ１７ｂを回転させる必要がある。この
時点で露光ランプ系はＨＰに位置している。そこで、ス
テッピングモータ１７は露光ランプ系を右方向に移動さ
せる方向に回転させる。この結果、露光ランプ系がＨＰ
センサＳ₂ から外れた時点（切り換えギヤ１７ｂとラン
プ駆動ギヤ１２ｂとの噛合は終了）で回転を停止し、再
度逆方向に回転させ、ＨＰセンサＳ₂ が検知後に所定位
置で停止させる。

【００３６】以上説明した光学駆動系の初期動作の終了
によって画像形成装置Ｍの複写動作準備は完了する。

【００３７】次に給紙カセット３０からの給紙による複
写動作を説明する。

【００３８】コピースタートキー６ｆが押されると、カ
セットサイズを検知するスイッチ群３０ａの入力信号に
よる転写材サイズデータ、置数キー６ｇによって設定さ
れる枚数データ、倍率選択キー６ｈ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。

【００３９】コピースタートキー６ｆを受け付けると、
表示は緑色から赤色に切り換わり、置数キー６ｇ、倍率
選択キー６ｈ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３９が回転開始し、搬送ローラ３
３、感光体２０、搬送ベルト３６、定着装置５等へ駆動
力が伝達される。

【００４０】メイン駆動モータ３９の回転開始から０．
５秒後に給紙ソレノイド（不図示）が動作し、それに伴
って給紙ローラ３２が回転し、給紙カセット３０内の転
写材を搬送ローラ３３に向けて送り出す。給紙ローラ３
２の転写材送り量はカセットサイズデータによって制御
される。つまり転写材が所定値より大きい場合、送り量
を多くする。転写材が搬送ローラ３３に達すると転写材
は、この搬送ローラ３３によってレジストストローラ３
５まで送られ到達した時点で停止している。搬送ローラ
３３とレジストローラ３５との間に設置されている手差
しスイッチ３１ａは転写材の送り状態を検知する。

【００４１】転写材が給紙路上を送られてレジストロー
ラ３５に到達するまでの所定のタイミングにおいて、露
光ランプ系の原稿走査開始が許可される。このとき、露
光ランプ１２はＨＰセンサＳ₂ 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
ピー動作の後進時において、ＨＰセンサＳ₂ 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
した位置で停止している。

【００４２】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１７は、露光ランプ系が前進する
方向（右方向）に、選択された倍率値に応じた行動パル
スレートに到達するまで、パルスレートは漸増する（以
下「スローアップ制御」という。）。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
図示しないが本実施例のパルスモータ駆動回路は、定電
流制御方式を採用し、かつ駆動電流値を複数段階（本実
施例では２段階）に切換え可能な構成をとっている（図
４に示す光学駆動用パルスモータ制御信号のうちのＰＢ
４出力信号により選択している）。

【００４３】一般にパルスモータの特性は、高パルスレ
ートになるに従いプルイン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
じて電流値を切り換える。

【００４４】本実施例では、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ように制御し、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、昇温および脱調現象の防止を目的としてい
る。

【００４５】次に、図５を参照して、画像先端部の余白
形成方法と転写材との先端合わせ方法を説明する。

【００４６】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、本実施例では一次帯電
器２１に設けたグリッド２１ａの電圧値をコントローラ
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は重要な方法である。露光
点Ｌ_E とグリッド２１ａ間の距離Ｌ₅ が、ＨＰセンサＳ
₂ と原稿突き当て位置間の距離Ｌ₂ に比較して十分短く
配置できないことに基づき、原稿の先端余白２ｍｍを形
成するために露光ランプ１２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２１ａをＬレベルか
ら所定の電圧に切り換える。つまりグリッド電圧がＬレ
ベルの時は感光体２０に電位が帯電しないためにトナー
像が形成されず、上記の所定電圧に切り換わったタイミ
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。

【００４７】次に、転写材との画像先端合わせに関し
て、露光点Ｌ_E と転写部Ｐ間の距離Ｌ ₃ は、レジストロ
ーラ３５と転写部Ｐ間の距離Ｌ₄ に比較して短くしてい
る。このために実際に原稿先端の画像が感光体２０上に
露光される以前に、前述したレジストローラ３５部に待
機している転写材を再給紙して転写部Ｐ方向に送り込む
必要がある。

【００４８】本実施例では露光ランプ１２が移動開始し
て露光ランプ１２が目標速度に到達する時点では、まだ
ＨＰセンサＳ₂ に検知されている。ＨＰセンサＳ₂ 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が、ＨＰセンサＳ₂ を
通過してから白板端部に露光ランプ１２が到達するのに
要する時間であり、この時間をｘとする。

【００４９】また、レジストローラ３５による再給紙開
始から転写材が転写部Ｐへ到達するまでの時間から、感
光体２０の露光点Ｌ_E での像が転写部Ｐ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に転写材を２
ｍｍ送るのに要する時間（２ｍｍ÷１００ｍｍ／ｓ＝
０．０２sec …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。

【００５０】ｘ−（ｙ＋０．０２）＝Ｚ（sec ）つまり、ＨＰセンサＳ₂ を通過した時点から上式の値Ｚ
を経過したタイミングでレジストローラ３５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形成した転写材画像が得られる。

【００５１】露光ランプ系の走査距離はカセットサイズ
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滅し（以下「ス
ローダウン制御」という。）、停止後、再びＨＰセンサ
Ｓ₂ 方向にスローアップ制御および低速制御し後進させ
る。そしてＨＰセンサＳ₂ 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は停止する。

【００５２】また、上記転写材の後端信号により原稿走
査距離の制御も実行する。以上説明した制御動作は、図
４に示す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４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 を動作させるためのプログラムの
基本構成である。なお、図６の詳細な説明は省略する。

【００５３】次に、図７、図８を参照して、露光ランプ
１２の制御について説明する。露光ランプ１２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ＡＣ電源を位相制御する（ランプ・レギュレ
ータ（不図示））。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Ｖ_C が一定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１２のトリガ信号を出力し、コントロ
ーラに入力している。この露光ランプ１２のトリガ信号
は、露光ランプ１２が点灯するしないにかかわらず常に
出力されている。

【００５４】さらに、ゼロクロス発生回路にて作成した
ゼロクロス信号をコントローラに入力し、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１２のトリガ信号までの時間Ｔ_C 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。

【００５５】この装置は、装置ごとに感光体２０面上の
照度が一定になるようにランプ点灯電圧Ｖ_C が調整さ
れ、ランプ点灯電圧Ｖ_C を不揮発性メモリに記憶させて
いる。記憶したランプ点灯電圧Ｖ_C とゼロクロス信号か
ら露光ランプ１２のトリガ信号までの時間Ｔ_C により下
式から、ＡＣ入力電圧Ｅmax を求めることが可能であ
る。

【００５６】Ｅrms²＝｛∫₀ ^TＥmax ² sin²（２π／Ｔ）ｔｄｔ｝×（１／Ｔ）＝Ｅmax ² ／２Ｅmax ：ＡＣ入力電圧のピーク電圧Ｖ_C ² ＝｛∫_TC ^T/2 Ｅmax ² sin²（２π／Ｔ）ｔｄｔ｝×（１／Ｔ）＝（Ｅmax ² ／２）×｛１−２Ｔ_C ／Ｔ＋（１／２π） sin（４πＴ_C ／Ｔ）｝２つの式より、Ｅrms²／Ｖ_C ² ＝１／｛１−２Ｔ_C ／Ｔ＋（１／２π） sin（４πＴ_C ／Ｔ）｝… 式によりゼロクロス信号から露光ランプ１２のトリガ
信号までの時間Ｔ_C を入力することによって、Ｅrms²／
Ｖ_C ²を求め、不揮発性メモリに記憶したランプ点灯電圧
Ｖ_C からＡＣ入力電圧Ｅrms を求めることができる。

【００５７】本実施例ではＲＯＭに格納したテーブルに
よりＴ_C からＥrms²／Ｖ_C ²を求めている。

【００５８】次に、図９を参照して、定着装置５におけ
るヒータ５５の温度制御について説明する。このヒータ
５５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。このた
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５５に電力がかかりすぎ
たりして、ヒータ５５にダメージを与えてしまう。この
ためにこの制御には、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５７、５８で検知した温度に応じて電力を切り換
えるという制御も行っている。

【００５９】ここで、ヒータ５５の電力制御について説
明する。ヒータ５５の電力制御も露光ランプ１２の制御
と同様に位相制御で行っている。ヒータ５５は純粋に抵
抗負荷であるので電力ＷはＷ＝Ｖ_H ²／ＲＶ_H ：ヒータ５５に与える電圧Ｒ：ヒータ５５の抵抗値で求めることができる。

【００６０】ヒータ５５の抵抗値Ｒは個々の画像形成装
置Ｍごとに不揮発性メモリに格納してあり、ヒータ５５
に供給する電力も予めわかっているので、ヒータ５５に
かかる電圧Ｖ_H は上式よりＶ_H ²＝Ｒ×Ｗ … また実効電圧の式からヒータ５５に与える電圧Ｖ_H は、Ｖ_H ＝〔｛∫_TH ^T/2 Ｅmax² sin² （２π／Ｔ）ｔｄｔ｝／（Ｔ／２）〕^1/2 Ｖ_H ²＝（Ｅrms²／２）×｛１−２Ｔ_H ／Ｔ＋（１／２π） sin（４πＴ_H ／Ｔ）｝Ｅrms²／Ｖ_H ² ＝１／｛１−２Ｔ_H ／Ｔ＋（１／２π） sin（４πＴ_H ／Ｔ）｝… 式からＶ_H ²を計算し、式からＥrms²を求め、Ｅrms²
／Ｖ_H ²を計算することによって、式よりゼロクロス信
号からヒータ５５へのトリガ信号までの時間Ｔ_H を求め
ることができる。

【００６１】なお、本実施例ではテーブルを用いてＥrm
s²／Ｖ_H ²からＴ_H を求めている。

【００６２】以上、説明したようなアルゴリズムによっ
てヒータ５５の電力制御を行っている。このヒータ５５
の電力制御は、コピー期間中常に行いヒータ５５の温度
が一定になるようにしている。

【００６３】次に、図１０に、定着装置５における電装
部のブロック図を示す。５３ａは各負荷（モータ５３
ｂ、５３ｃ、センサＳ₃ 等）を制御するコントローラ部
（通電制御手段）であり、Ｓ₃ は加圧ローラ５２のホー
ムポジション位置を検知させるセンサ（以下「加圧ロー
ラＨＰセンサ」という。）、５３ｂは加圧ローラ５２の
加圧力を制御するためのパルスモータ、５３ｃは各ロー
ラを回転駆動させるＤＣモータ、５５は熱を発生させる
ヒータで、５７、５８は定着ニップ部（定着部）Ｎの温
度を検出するための温度検出素子（サーミスタ）であ
る。

【００６４】次に、図１１に定着装置５の加圧制御機構
５３の構成の概略を示す。なお、５５ａはヒータ５５の
サポータ、５６はフィルム、５２は加圧ローラである。
ヒータ５５は前述したセラミックヒータで、フィルム５
６と加圧ローラ５２との間に形成される定着ニップ部Ｎ
に挿通される転写材、すなわち画像形成部２でトナー像
が転写された未定着のトナー像を担持搬送する転写材に
熱を与える。加圧ローラ５２はある程度弾力を持ったゴ
ムローラである。５３ｄは歯車５３ｆの位置に応じて加
圧ローラ５２をフィルム５６に押しつける連結棒でその
連結棒には旗５３ｇが取り付けられ、歯車５３ｆがＨＰ
位置（予め設定）にあるとき加圧ローラＨＰセンサＳ₃
に検知されるようにする。また、加圧ローラ５２は、歯
車５３ｆに噛合するとともに、モータ５３ｂと一体に正
転・逆転する歯車５３ｈを介して上下に移動し、これに
応じて加圧ローラ５２の加圧力が変化する。

【００６５】図１２は、連結棒５３ｄの一部を示す拡大
縦断面図である。連結棒５３ｄはシリンダ５３Ａとピス
トン５３Ｂとを有する。シリンダ５３Ａには、ガス室５
３Ｃが形成されており、内部は高圧ガスＧで満たされて
いる。シリンダ５３Ａがピストン５３Ｂをフィルム５６
に向けて上方に押しあげる力が大きいと、ガス室５３Ｃ
内の高圧ガスＧが圧縮される。これを利用して加圧ロー
ラ５２がフィルム５６を介してヒータ５５を押圧する加
圧力が所定値を超えるのを防止している。

【００６６】実際の動作は、まず予め定着部Ｎの温度と
加圧ローラ５２の加圧力の各々に対して、転写材に対す
るトナー像の定着性を実験で求め、そのデータを図１３
のようにグラフ化する。同図の横軸は、定着部Ｎの温度
を示し、Ｔ_H 、Ｔ_L はそれぞれ良好な定着を行うための
最高温度、最低温度を示している。また、縦軸は、加圧
ローラ５２の加圧力を示し、Ｐ_H 、Ｐ_L はそれぞれ良好
な定着を行うための加圧力の最大値、最小値を示す。こ
の定着部温度と加圧ローラ加圧力とは、同図に示すよう
な相関関係があり、斜線部の領域において良好な定着が
行われる。すなわち定着条件が満たされる。例えば定着
温度が低くてＴ_L に近い場合には、加圧ローラ５２の加
圧力を増加させることによって、定着条件を満足するよ
うにすることが可能である。加圧制御機構５３のコント
ローラ５３ａは、予め図１３に示すようなグラフを数値
化したデータをメモリ（図示せず）に記憶しておき、定
着部温度および加圧力がこの斜線内に入るようにヒータ
５５および加圧用のモータ５３ｂを制御する。加圧ロー
ラ５２の加圧力はヒータ５５の強度等からその最大値は
予め決められ、それ以上の加圧力は加わらないようにプ
ログラムでリミッタをかけるとともに機構的に圧力が所
定値以上加わらないように上述の図１２に示すような構
成がとられている。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
定着装置において、加熱部材に対する加圧部材の加圧力
を制御することにより、例えば定着部の定着温度が多少
低い場合であっても、加圧力を高くすることで定着を良
好に行うための定着条件を満たすことができるので、電
源投入後、画像形成（定着）可能となるまでの時間（ウ
ォーミングアップ時間）を短縮することができる。ま
た、連続画像形成等の、定着温度が低くなりがちな場合
も、加圧力を高くして良好な定着を行うことが可能とな
る。また、反対に、画像形成動作中に定着温度が高くな
りがちな場合には、加圧力を低くして、加熱部材、加圧
部材等の耐久を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置としての複写機の概略を示す縦断
面図。

【図２】光学駆動系の構成を示す平面図。

【図３】表示部を示す平面図。

【図４】マイクロコンピュータの機能を示す図。

【図５】感光体と画像先端部との位置関係を示す図。

【図６】マイクロコンピュータに記述されている制御手
段を示すフローチャート。

【図７】露光ランプの駆動制御に用いられるトリガ信号
と露光ランプに印加されている点灯電圧とを示す図。

【図８】露光ランプの電力制御に用いられるゼロクロス
信号と露光ランプに印加される点灯電圧とを示す図。

【図９】ヒータの電力制御に用いられるゼロクロス信号
とヒータへのトリガ信号とを示す図。

【図１０】定着装置の電装部を示すブロック図。

【図１１】加圧ローラの加圧制御機構の構成を示す図。

【図１２】加圧制御機構の連結棒の構成を示す拡大断面
図。

【図１３】定着部温度と加圧力との関係を示す図。

【符号の説明】

１光学系２画像形成部３給紙搬送部５定着装置５２加圧部材（加圧ローラ）５３加圧力制御手段（加圧力制御機構）５３ａ通電制御手段（コントローラ部）５３Ｃガス室（リミッタ）５５加熱部材（ヒータ）５７、５８温度検出手段（温度検出素子、サーミス
タ）Ｎ定着部（定着ニップ部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成部にて転写材に転写された未定
着のトナー像を、加熱加圧して転写材に溶融固着させる
定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置が、前記転写材上の未定着のトナー像を加
熱する加熱部材と、該加熱部材に所定の加圧力で押圧され該加熱部材との間
に定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着ニップ部における前記加熱部材の温度を検出す
る温度検出手段と、前記加熱部材に対する通電を制御する通電制御手段と、前記温度検出手段が検出する温度に応じて、前記加熱部
材に対する前記加圧部材の加圧力を制御する加圧力制御
手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記加圧力制御手段は、前記加圧力の上
限を規制するリミッタを有する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記加圧力制御手段は、前記温度検出手
段が検出する温度が所定値以下の場合に、前記加圧力を
最大に設定する、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
成装置。