JPH11219069A

JPH11219069A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11219069A
Application number: JP10017320A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Goto; 正弘後藤; Masahiko Suzumi; 雅彦鈴見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】定着フィルムと加圧ローラとの間の定着ニッ
プ部に厚紙（例えば、封筒の重送）が挿入されたことに
起因する非通紙部の昇温を防止する。【解決手段】封筒が感光ドラム１と転写ローラ５との
間の転写ニップ部ｎを通過する際に、Ａ／Ｄコンバータ
３５ａによって、転写ローラ５に流れる転写電流を検知
し、Ａ／Ｄコンバータ３５ｂによって、転写ローラ５か
ら封筒（転写材）を介して転写ニップ部ｎ近傍の搬送部
（レジストローラ８、転写前ガイド９）に漏れる漏れ電
流を検知する。転写電流と漏れ電流との差分から転写ロ
ーラ５の浮き量（封筒の厚さ）を検知し、その検知結果
に応じて、定着装置の温度を制御する。定着ニップ部に
厚紙（例えば、封筒の重送）が挿入されたことに起因す
る非通紙部の昇温を防止することができる。

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、レーザー
ビームプリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真方式の複写機、
レーザービームプリンタ等の画像形成装置における定着
装置として、熱効率や安全性に優れた接触加熱型の熱ロ
ーラ定着装置や、省エネルギータイプのフィルム定着装
置が採用されている。

【０００３】前者の熱ローラ定着装置は、加熱用回転体
としての定着ローラ（加熱ローラ）に加圧用回転体とし
ての加圧ローラ（弾性ローラ）を圧接させて定着ニップ
部を構成し、この定着ニップ部にて、未定着トナー像を
担持した転写材（転写材シート、静電記録紙、エレクト
ロファックス紙、印字用紙等）を挟持搬送することによ
り、定着ローラからの熱と定着ニップ部における加圧力
とによって転写材の表面に未定着トナー像を永久画像と
して定着させる装置である。

【０００４】一方、後者のフィルム定着装置は、例え
ば、特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５
７８７８号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３号
公報、特開平４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等
に提案されている。このフィルム定着装置は、加熱用回
転体である定着フィルム（耐熱性フィルム）を加圧用回
転体としての加圧ローラによってヒータ（加熱体）に密
着させて摺動搬送し、この定着フィルムと加圧ローラと
の間に構成される定着ニップ部にて、未定着トナー像を
担持した転写材を定着フィルムともに挟持搬送し、定着
フィルムを介して付与されるヒータからの熱と定着ニッ
プ部の加圧力とによって未定着トナー像を転写材表面に
永久画像として定着させる装置である。

【０００５】後者のフィルム定着装置は、ヒータとして
低熱容量の線状のヒータを用いることができ、また、定
着フィルムとして低熱容量の薄膜状のフィルムを用いる
ことができるため、省電力化、ウエイトタイムの短縮化
（クイックスタート）が可能である。

【０００６】上述のフィルム定着装置における定着フィ
ルムの駆動方式には、フィルム内周面に駆動ローラを設
け、定着フィルムにテンションを加えながら駆動する方
式、定着フィルムをフィルムガイドにルーズに遊嵌させ
加圧ローラを駆動することで、定着フィルムを加圧ロー
ラに対して従動回転させる方式等が知られているが、近
年では部品点数が少なくて済むことから、後者の定着フ
ィルムを従動回転させる駆動方式が採用されることが多
い。

【０００７】また、上述の画像形成装置における転写方
式としては、接触転写方式が多く採用されている。この
接触転写方式は、感光ドラム表面に、転写ローラや転写
ベルト等の転写回転体を接触させ、これに転写バイアス
を印加することにより、感光ドラム表面に担持されてい
るトナー像を、静電的に転写材表面に転写させるもので
ある。この接触転写方式は、転写材の搬送性に優れてい
ること、オゾンの発生量が少ないこと等の利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
ム定着装置においては、上述のように、低熱容量の線状
のヒータを使用し、また、低熱容量の薄膜状の定着フィ
ルムを使用することでクイックスタートを可能にしてい
るが、ヒータ及び定着フィルムにおける幅方向（転写材
搬送方向に向かって左右方向）の熱伝導性が悪いため
に、幅が狭い転写材を通紙した場合、通紙部分の温度が
低く、非通紙部分の温度が高くなって、通紙部分と非通
紙部分との間に大きな温度差が発生しやすい。特に、転
写材として封筒のように紙を折り重ねて形成した、厚み
のあるものを通紙した場合、上述の温度差はより大きな
ものとなる。また、フィルム定着装置においては、ヒー
タを支持するための耐熱樹脂からなる断熱ステーが上述
の非通紙部の昇温により溶融しないように、幅の狭い転
写材を連続的に通紙する場合、単位時間当たりの通紙枚
数（スループット）を低下させるようにしている。この
スループットを低下させることについては、熱ローラ定
着装置においても、非通紙部の昇温によって、定着ロー
ラの軸受けや定着ローラに当接している分離爪等が溶融
することを防止するために、同様の対策を施している。

【０００９】ところが、熱ローラ定着装置、フィルム定
着装置のいずれにおいても、封筒が重送されたとき等、
極端に厚みの厚い転写材が定着ニップ部に入った場合に
は、非通紙部で定着ローラと加圧ローラ、又は定着フィ
ルムと加圧ローラとの間に隙間が生じ、熱を消費すると
ころが無くなるため、瞬間的に非通紙部分で大きな昇温
が生じて定着装置に対して前述したようなダメージを与
えてしまうという問題がある。特に、フィルム定着装置
においては、低熱容量の線状のヒータとして広く用いら
れている、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等のセラミック基板上に発熱体を
印刷した構成のヒータにおいては、セラミック基板内に
大きな温度分布差が生じセラミック基板に対し強い熱応
力が発生することにより、極端な場合には、セラミック
基板が破壊されて発熱体が断線される等、構成部材の損
傷が発生し、その後の定着動作が不可能となるおそれが
ある。

【００１０】本発明は、加熱定着装置の定着ニップ部に
厚さの厚い転写材が供給された場合に発生する上述の問
題を解決することを課題とし、その目的とするところ
は、加熱定着装置の非通紙部の昇温による構成部材の損
傷を防止するようにした画像形成装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述目的を達成するため
の、請求項１に係る本発明は、像担持体と転写用回転体
とを接触させて転写ニップ部を構成し、該転写ニップ部
に転写材を挿通するとともに前記転写用回転体に転写バ
イアスを印加することで前記像担持体上のトナー像を転
写材上に転写する転写手段と、加熱用回転体と加圧用回
転体とを接触させて定着ニップ部を構成し、該定着ニッ
プ部にトナー像転写後の転写材を挿通して加熱すること
で前記トナー像を転写材上に定着させる加熱定着装置
と、を備えた画像形成装置において、前記転写ニップ部
を通過中の転写材による、前記像担持体からの前記転写
用回転体の浮き量を検知する浮き量検知手段と、該浮き
量検知手段の検知結果に基づいて前記加熱定着装置の温
度を制御する温度制御手段とを備え、前記浮き量検知手
段が、前記転写ニップ部を転写材が通過している際の、
転写バイアス印加回路から前記転写用回転体に流れる電
流値と、前記転写ニップ部近傍の搬送部に漏れる電流値
との差分を測定し、該差分から前記浮き量を検知する、
ことを特徴とする。

【００１２】請求項２に係る本発明は、像担持体と転写
用回転体とを接触させて転写ニップ部を構成し、該転写
ニップ部に転写材を挿通するとともに前記転写用回転体
に転写バイアスを印加することで前記像担持体上のトナ
ー像を転写材上に転写する転写手段と、加熱用回転体と
加圧用回転体とを接触させて定着ニップ部を構成し、該
定着ニップ部にトナー像転写後の転写材を挿通して加熱
することで前記トナー像を転写材上に定着させる加熱定
着装置と、を備えた画像形成装置において、前記転写ニ
ップ部を通過中の転写材による、前記像担持体からの前
記転写用回転体の浮き量を検知する浮き量検知手段と、
該浮き量検知手段の検知結果に基づいて前記加熱定着装
置の温度を制御する温度制御手段とを備え、前記浮き量
検知手段が、前記転写ニップ部を転写材が通過している
際の、転写バイアス印加回路から、前記像担持体上に設
けられた電極に流れる電流値を測定し、該電極に流れる
電流値から前記浮き量を検知する、ことを特徴とする。

【００１３】請求項３に係る本発明は、像担持体と転写
用回転体とを接触させて転写ニップ部を構成し、該転写
ニップ部に転写材を挿通するとともに前記転写用回転体
に転写バイアスを印加することで前記像担持体上のトナ
ー像を転写材上に転写する転写手段と、加熱用回転体と
加圧用回転体とを接触させて定着ニップ部を構成し、該
定着ニップ部にトナー像転写後の転写材を挿通して加熱
することで前記トナー像を転写材上に定着させる加熱定
着装置と、を備えた画像形成装置において、前記転写ニ
ップ部を通過中の転写材による、前記像担持体からの前
記転写用回転体の浮き量を検知する浮き量検知手段と、
該浮き量検知手段の検知結果に基づいて前記加熱定着装
置の温度を制御する温度制御手段とを備え、前記浮き量
検知手段が、前記転写ニップ部を転写材が通過している
際の、前記像担持体に対する前記転写用回転体の変位量
を測定し、該変位量から前記浮き量を検知する、ことを
特徴とする。

【００１４】請求項４に係る本発明において、前記加熱
定着装置は、前記定着ニップ部において転写材上のトナ
ー像に接する前記加熱用回転体の裏面に、セラミック基
板を有する加熱体を備えている、ことを特徴とする。

【００１５】〔作用〕以上構成に基づき、転写材が転写
ニップ部を通過する際の転写用回転体の浮き量、すなわ
ち転写材の厚さを検知し、この検知結果に基づいて定着
装置の温度を制御するので、非通紙部の昇温を防止する
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１７】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る画
像形成装置の一例を示す。なお、同図は、電子写真方式
のレーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図で
ある。

【００１８】同図に示す画像形成装置は、像担持体とし
てドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」とい
う）１を備えている。感光ドラム１は、アルミニウム、
ニッケル等の円筒状のドラム基体の表面に、有機光半導
体（ＯＰＣ）、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、アモ
ルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等の感光層を設けて構成
したものであり、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１
方向に回転駆動される。

【００１９】感光ドラム１表面は、まず、帯電ローラ
（帯電装置）２によって所定の極性、所定の電位に一様
に帯電され、次に、露光装置３によって静電潜像が形成
される。露光装置３は、画像情報に応じてレーザー光を
オン／オフ制御する制御部３ａと、オン／オフ制御され
たレーザー光によって感光ドラム１表面を走査するレー
ザースキャナ３ｂとを有し、感光ドラム１表面にイメー
ジ露光により画像情報に応じた静電潜像を形成する。

【００２０】この静電潜像は、現像装置４によって現像
される。現像方法としては、ジャンピング現像法や２成
分現像法等による反転現像が行われる。感光ドラム１表
面の静電潜像は、現像装置４の現像ローラ４ａによって
トナーｔが付着され、トナー像として現像される。

【００２１】感光ドラム１上のトナー像は、転写用回転
体としての転写ローラ５によって紙等の転写材Ｐ上に転
写される。転写材Ｐは、給紙カセット６内に収納されて
いたものが、給紙ローラ７、レジストローラ８、転写前
ガイド９を経由して、所定のタイミングで感光ドラム１
と転写ローラ５との間の転写ニップ部ｎに供給されるも
のである。なお、転写材Ｐが厚紙や封筒等の場合は、手
差しトレイ（不図示）から転写ニップ部ｎに供給される
場合もある。転写ローラ５は、芯金５ａの外周面を弾性
体５ｂで囲繞したものであり、供給された転写材Ｐを、
転写ニップ部ｎにて挟持搬送するとともに、芯金５ａに
転写高圧回路（転写バイアス印加回路）３０によって、
転写バイアスが印加されることにより、感光ドラム１上
のトナー像を転写材Ｐ表面に静電的に転写するものであ
る。

【００２２】トナー像転写後の転写材Ｐは、搬送ガイド
１０に沿って加熱定着装置１１に搬送され、ここで加熱
加圧されて表面にトナー像が定着された後、搬送ローラ
１２、排出ローラ１３等を介して排紙トレイ１４上に排
出される。

【００２３】一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、
転写材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（転写残
トナー）がクリーニング装置１５のクリーニングブレー
ド１５ａによって掻き落とされ、次の画像形成に供され
る。

【００２４】図２に、上述の画像形成装置に適用される
フィルム加熱方式の加熱定着装置１１の拡大縦断面図を
示す。

【００２５】同図に示すフィルム加熱方式の加熱定着装
置（以下単に「定着装置」という）１１は、定着用回転
体としての、エンドレスベルト状の耐熱性の定着フィル
ム２１を備えている。定着フィルム２１は、熱容量を小
さくしてクイックスタート性を向上させるために、膜厚
を総厚で１００μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下２０
μｍ以上とした。材質的には、耐熱性・離型性・強度・
耐久性等のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰＳ等の単層フィ
ルム、又はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、
ＰＥＳ等のフィルム表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等
を離型層としてコーティングした複合層フィルム等であ
る。定着フィルム２１は、半円弧状のステー（フィルム
ガイド部材）２２に対して周長に余裕を持たせた状態で
外嵌されている。

【００２６】定着フィルム２１の下方には、加圧用回転
体としての加圧ローラ２３が配設されている。加圧ロー
ラ２３は、鉄、アルミニウム等の芯金２３ａの外周面上
にシリコーンゴム層等の弾性層２３ｂを設け、さらにそ
の表面にＰＦＡチューブ層等の離型層２３ｃを設けて構
成されている。加圧ローラ２３は、定着フィルム２１を
ヒータ２４に押し付けており、これにより、定着フィル
ム２１と加圧ローラ２３との間には定着ニップ部Ｎが構
成される。

【００２７】図２に示す構成においては、定着フィルム
２１は加圧ローラ２３の矢印Ｒ２３方向の回転により、
少なくともトナー像の定着時には、加熱体であるヒータ
２４下面のヒータ面（発熱面）に密着され、このヒータ
面に摺擦されながら所定の周速度、すなわち画像形成部
側から搬送されてくる、未定着トナーｔを担持した転写
材Ｐの搬送速度とほぼ同一速度で、シワが形成されるこ
となく回転駆動される。

【００２８】ヒータ２４は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等のセラミック
基板２４ａの下面に、電力供給によって発熱する発熱源
としての抵抗発熱体（発熱体）２４ｂを設けて構成した
ものであり、この抵抗発熱体２４ｂの発熱によりヒータ
２４全体が昇温する。ヒータ２４には定着ニップ部Ｎと
反対側の面に温度検知素子であるサーミスタ２５が設け
られている。このサーミスタ２５によってヒータ２４の
温度を検知し、その検知結果に基づいて、温度制御手段
２４ｃにより抵抗発熱体２４ｂに対する通電を制御して
ヒータ２４の温度を所定の温度にコントロールする。

【００２９】抵抗発熱体２４ｂに対する電力給電により
ヒータ２４が加熱され、また定着フィルム２１が回転駆
動されている状態において、加圧ローラ２３の弾性層２
３ｂの変形によって生じる弾性力によりヒータ２４との
間に形成された定着ニップ部Ｎに転写材Ｐが挿入される
ことで、この転写材Ｐは定着フィルム２１に密着されて
重なり状態で定着ニップ部Ｎを通過していく。このとき
転写材Ｐは、ヒータ２４により定着フィルム２１を介し
て熱エネルギーが付与されて、表面の未定着トナーｔが
加熱溶融されて定着される。トナーｔの定着後、転写材
Ｐは、定着フィルム２１から分離され、その後、図１の
搬送ローラ１２、排出ローラ１３によって排紙トレイ１
４上に排出される。

【００３０】次に、上述の画像形成装置に用いられる転
写ローラ５について詳述する。

【００３１】転写ローラ５は、図１に示すように鉄、ス
テンレス等の芯金５ａの外周面上に、ＥＰＤＭ、シリコ
ーン、ＮＢＲ、ウレタン等のソリッド状の弾性体５ｂを
設けて構成したものであり、ローラ硬度が５０〜７０度
（Asker Ｃ１kg荷重時）、その抵抗値が１０⁶ 〜１０
¹⁰Ωの範囲のものを使用する。転写ローラ５は加圧ばね
（不図示）によって感光ドラム１表面に圧接されてお
り、感光ドラム１側に設けたギヤ（不図示）から転写ロ
ーラ駆動ギヤ（不図示）に対して駆動力が伝達されるこ
とで回転駆動される。

【００３２】図３は、実施の形態１を説明するための画
像形成装置の転写部（転写ニップ部近傍）と、転写ロー
ラ５とにバイアスを印加するための転写高圧回路３０の
ブロック図とを示す。本実施の形態１では転写ローラ５
に流れる電流（転写電流）値をモニターすると同時に、
転写ローラ５近傍に設けられた搬送部（本実施の形態で
は、転写前ガイド９やレジストローラ８）に転写ローラ
５から転写材Ｐを介して漏れる電流（漏れ電流）値をモ
ニターし、これら転写電流値と漏れ電流値との差分を測
定することで、高温高湿環境下に放置されて抵抗値が低
下した転写材Ｐが通紙された場合でも充分な精度でその
重送を検知し、転写ローラ５の浮き状態を検知すること
を特徴としている。

【００３３】本実施の形態において、転写高圧回路３０
は、図３に示すように、高圧を出力するトランス３４、
このトランス３４を駆動する高圧駆動回路３３、出力値
を決定するなどして転写高圧回路３０の働きをコントロ
ールするＣＰＵ３１、トランス３４から転写ローラ５に
流れる転写電流値をモニターするためのＡ／Ｄコンバー
タ３５ａ、転写ローラ５近傍の搬送部に転写ローラ５か
ら転写材Ｐを介して漏れる漏れ電流値をモニターするＡ
／Ｄコンバータ３５ｂ、ＣＰＵ３１で決定した出力値で
高圧駆動回路３３を制御するためのＤ／Ａコンバータ３
２を有している。この転写高圧回路３０により転写ロー
ラ５に印加する電圧値（転写バイアス）は次のようにし
て決定される。

【００３４】画像形成動作直前の準備回転（以下「前回
転」という）中に転写ローラ抵抗値に応じて最適な転写
電圧値を決定するために、あらかじめ一定電流を流すた
めに必要な電圧値を求め、次いで、その電圧値に応じて
転写動作時に転写ローラ５に印加する電圧値を決定する
制御方式を採用している。具体的には前回転中にＣＰＵ
３１からの信号により順次に転写高圧出力値を高めてい
き、Ａ／Ｄコンバータ３５ａでモニターされる電流値が
所定の値に達すると、モニター電流値が一定になるよう
にＣＰＵ３１からＤ／Ａコンバータ３２を介して高圧駆
動回路３３に信号を出力する。この作業を転写ローラ５
の約１周分の時間で行い、次いで、このときのＤ／Ａ値
の平均値をホールドし、この値に応じてＣＰＵ３１で所
定の演算を行い、転写材Ｐが転写部に至るときに出力す
るＤ／Ａ値を決定し、転写動作時には上述の制御に応じ
て決定された定電圧出力が転写ローラ５に印加される。

【００３５】次に、図４に、本発明の画像形成装置の制
御を説明するためのフローチャートを示す。

【００３６】プリント命令（Ｓ１１）により画像形成装
置の記録動作（画像形成動作）を開始する。給紙ローラ
７（図１参照）による転写材Ｐの給紙動作と、前回転と
が同時に行われ（Ｓ１２）、また、上述のような転写電
圧決定のための制御が行われる（Ｓ１３）。次いで、転
写動作時においては転写高圧回路３０から定電圧Ｖ_Tが
出力されると同時に、そのときに流れる電流値Ｉ_T をＡ
／Ｄコンバータ３５ａで、また、漏れ電流Ｉ_TLをＡ／Ｄ
コンバータ３５ｂでモニターし、その差分（Ｉ_T −
Ｉ_TL）が所定値Ｉ_T0に満たない場合には、封筒等の厚紙
が重送して搬送され、転写ローラ５が感光ドラム１に対
して浮いたと判定し、加熱定着装置１１のヒータ温度Ｔ
を、本来の制御温度Ｔ₀ よりも低いＴ₁ の温度に制御す
る。一方、差分（Ｉ_T −Ｉ_TL）が所定値Ｉ_T0よりも大き
い場合には、本来の制御温度Ｔ₀ とする。このような制
御を温度制御手段２４ｃによって行うことにより、封筒
等の厚紙が重送して加熱定着装置１１に搬送された場合
においても、加熱定着装置１１は大きなダメージを受け
ることはない。

【００３７】以下、本実施の形態の作用効果を実験例を
基に具体的に説明する。なお、実験例は最大通紙幅が２
１６mm（レターサイズ）、転写材送り速度が１００mm／
secの画像形成装置を使用した。

【００３８】図５（ａ）は、転写材Ｐとしての封筒等の
厚紙が重送されたことにより、転写ローラ５が感光ドラ
ム１に対して浮いた状態を示す模式図である。このよう
に幅が狭く厚い転写材Ｐが重送された場合、転写ローラ
５は通紙部以外は感光ドラム１に対して完全に浮いてし
まう。一方、図５（ｂ）は封筒が重送されずに１枚だけ
搬送された場合を示しており、このときは転写ローラ５
は感光ドラム１に対して通紙領域以外においてほとんど
浮くことはない。この結果、転写高圧回路３０により転
写ローラ５に流れる電流は、封筒が重送された場合は封
筒のみに流れるが、重送されていない場合には封筒に流
れると同時に、感光ドラム１にも流れる。また封筒の厚
みが大となるほど、感光ドラム１と封筒と転写ローラ５
との間で形成される静電容量は小となるために、封筒の
通紙領域に流れる電流分も減少する。したがって、図６
に示すように、封筒重送枚数に応じて転写電流は大きく
減る傾向を示す。なお、同図では、幅が１０５mm、長さ
が２４１mmで、糊付け部に相当する３枚重なった部分の
厚みが３００μｍの封筒を使用したときのデータを用い
ている。

【００３９】また、図７（ａ）は転写材Ｐとしての封筒
等の厚紙が重送されたとき、加熱定着装置１１において
定着フィルム２１に対して加圧ローラ２３が浮いた状態
を示す模式図である。このように幅が狭く厚い紙が重送
された場合、加圧ローラ２３は通紙部以外は定着フィル
ム２１に対して完全に浮いてしまう。一方、図７（ｂ）
は封筒が重送されずに１枚だけ搬送された場合を示して
おり、このときは加圧ローラ２３は定着フィルム２１に
対して通紙領域以外においてほとんど浮くことはない。
一般に、加圧ローラ２３の硬度は転写ローラ５の硬度よ
り低い、つまり、加圧ローラ２３の方が転写ローラ５よ
りも柔らかくて浮きやすいので、定着ニップ部Ｎにおい
て加圧ローラ２３に浮きが発生する場合には、転写ニッ
プ部ｎにおいては必ず加圧ローラ５に浮きが発生してい
る。ヒータ２４から定着フィルム２１を介して加圧ロー
ラ２３側に流れる熱は、封筒が重送された場合は封筒の
みに与えられるが、重送されていない場合には封筒に熱
が与えられると同時に、加圧ローラ２３にも熱が与えら
れる。したがって、図８に示すように封筒重送枚数に応
じて非通紙部のヒータ部のピーク温度は上昇する。この
ピーク温度が高いほどヒータ２４を支持するステー２２
の溶融が生じやすくなると同時に、ヒータ２４の基板で
あるセラミック基板２４ａにも大きな熱応力が加わり割
れが発生しやすくなる。

【００４０】本出願人等の検討では、例えばこのピーク
温度が３５０℃以下ならばステー２２に液晶ポリマー等
の耐熱樹脂を使用し、ヒータ２４はＡｌ₂ Ｏ₃ 等のセラ
ミック基板２４ａを使用することにより上述の現象は発
生しないことが確認された。図８よりヒータ部のピーク
温度が３５０℃以上になるのは封筒が４枚以上重送され
た場合である。そこで封筒の４枚重送を検知できる転写
電流のしきい値を図６から求め、１．１μＡとした。

【００４１】図９は、封筒の４枚重送時のヒータ温調温
度（＝サーミスタ部温度）と非通紙部のピーク温度との
関係を示すものであり、ヒータ温調温度を低下させるこ
とで非通紙部のヒータ部のピーク温度は大きく低下する
ことが示されている。同図から、ヒータ部のピーク温度
が３５０℃以下になるのは温調温度を１６０℃としたと
きであり、通常の温調温度１９０℃に対し３０℃低下さ
せれば良いことがわかる。このようにして転写時に流れ
る転写電流が所定値（本実施の形態では１．１μＡ）以
下のときに、ヒータ温調温度を通常温調温度（本例では
１９０℃）に対しそれより３０℃低い１６０℃で制御す
ることで、ヒータの割れやステー２２の溶融の問題を防
止することが可能となる。

【００４２】本実施の形態１においては、上述のように
転写電流を検知するに加え、転写ローラ５から封筒を介
して転写ローラ５近傍の搬送部（レジストローラ８や転
写前ガイド９）に漏れる電流を検知し、上述の転写電流
と漏れ電流との差分に応じて、ヒータ２４の温度を制御
するようにしている。このことについて以下に詳述す
る。

【００４３】図１０の点線（図６の実線と同じ）に示す
ように通常環境においては封筒の重送枚数に応じて転写
電流は大きく減る傾向を示すが、吸湿した封筒では実線
のように転写電流の減少は少ない。一方、図１１に示す
ように、転写電流値と、転写ローラ５から封筒を介して
転写ローラ５近傍の搬送部に漏れる電流（漏れ電流）値
との差分は、封筒重送枚数に応じて大きく減る傾向を示
す。なお、同図では、幅が１０５mm、長さが２４１mm
で、糊付け部に相当する３枚重なった部分の厚みが３０
０μｍの封筒を使用したときのデータを用いている。し
たがって、本結果から分かるように、封筒の重送の検知
精度を向上させるために、転写電流と漏れ電流との差分
をモニターし、その検知結果に基づいて、転写ローラ５
の浮き状態を検知することにより、湿度等の環境に左右
されない安定した検知が可能となる。そして、浮き状態
に応じて、ヒータ２４の温度を制御することにより、ヒ
ータ２４の割れやステー２２の溶融を防止することが可
能となる。

【００４４】〈実施の形態２〉図１２は、本発明の実施
の形態２を説明するための画像形成装置の感光ドラム１
近傍の画像形成部の概略図と、転写ローラ５にバイアス
を印加する転写高圧回路（浮き量検知手段）３０のブロ
ック図とを示す。本実施の形態においては、感光ドラム
１上の非画像形成領域であって、かつ転写ローラ５の軸
方向端部に相当する位置に電極３６を設けている。この
電極３６は、感光ドラム１の基準電位（接地電位）を構
成するドラム基体に対して電気的にフロート状態を維持
し、かつ帯電ローラ２の帯電領域外に配置することで、
転写ローラ５からの電流のみが流れ込むようにする。本
実施の形態では転写ローラ５から電極３６へ流れる電流
（電極電流）値を検知して転写ローラ５の浮き状態を検
知することを特徴としている。以下、図１２のフローチ
ャートを基に本実施の形態を説明する。

【００４５】転写高圧回路３０は、高圧を出力するトラ
ンス３４、トランス３４を駆動する高圧駆動回路３３、
出力値を決定するなどして転写高圧回路３０の働きをコ
ントロールするＣＰＵ３１、転写ローラ５から電極３６
に流れる電流値をモニターするためのＡ／Ｄコンバータ
３５Ａ、ＣＰＵ３１で決定した出力値で高圧駆動回路３
３を制御するためのＡ／Ｄコンバータ３２を有してい
る。この転写高圧回路３０により転写ローラ５に印加す
る電圧値は以下のように決定される。

【００４６】画像形成動作直前の準備回転（以下「前回
転」という）中に転写ローラ抵抗値に応じて最適な転写
電圧値を決定するために、あらかじめ一定電流値を流す
ために必要な電圧値を求め次いでその電圧値に応じて転
写動作時に転写ローラ５に印加する電圧値を決定する制
御方式を採用している。具体的には、前回転中にＣＰＵ
３１からの信号により順次に転写高圧出力値を高めてい
き、Ａ／Ｄコンバータ３５Ａでモニターされる電流値が
所定の値に達すると、モニター電流値が一定になるよう
にＣＰＵ３１からＤ／Ａコンバータ３５を介して高圧駆
動回路３３に信号を出力する。この作業を転写ローラ５
の約１周分の時間行い、次いでこのときのＤ／Ａ値の平
均値をホールドし、この値に応じてＣＰＵ３１で所定の
演算を行い、転写材Ｐが転写部に至るときに出力するＤ
／Ａ値を決定し、転写動作時には上述の制御に応じて決
定された定電圧出力が転写ローラ５に印加される。

【００４７】次に、図１３のフローチャートを参照し
て、本実施の形態における制御を説明する。

【００４８】画像形成装置の記録動作の開始に伴い（Ｓ
２１）、給紙ローラ７による転写材Ｐの給紙動作と前回
転とが同時に行われ（Ｓ２２）、上述のような転写電圧
決定のための制御も行われる（Ｓ２３）。次いで、転写
動作時においては転写高圧回路３０から定電圧Ｖ_T が出
力されると同時に（Ｓ２４）、このときに電極３６に流
れる電流値（電極電流値）Ｉ_T をＡ／Ｄコンバータ３５
Ａでモニターし（Ｓ２５）、その値Ｉ_T が所定値Ｉ_T1よ
りも小さく（Ｓ２６）、かつＩ_T2よりも大きい場合に
は、転写ローラ５の感光ドラム１に対する浮き量が小さ
く、厚紙（坪量１３５〜３００ｇ／ｍ² ）が通紙された
と判断し、定着性を向上させるために加熱定着装置１１
のヒータ温度Ｔを温度制御装置２４ｃ（図２参照）によ
って制御温度Ｔ₀ よりも高いＴ₁ の温度に制御する。ま
たＩ_T が所定値Ｉ_T2よりも小さい場合、封筒等の厚紙が
重送して搬送され、転写ローラ５が感光ドラム１に対し
て大きく浮いたと判定し、加熱定着装置１１のヒータ温
度Ｔを本来の制御温度Ｔ₀ よりも低いＴ₂ の温度に制御
する。このような制御を行うことで封筒等の厚紙が重送
して加熱定着装置１１に搬送されたとしても加熱定着装
置１１には大きなダメージを与えることがなくなる。

【００４９】以下、実験例を基に、本実施の形態の作用
効果を具体的に説明する。なお、実験例では、最大通紙
幅が２１６mm（レターサイズ）、転写材送り速度が１０
０mm／sec の画像形成装置を使用した。

【００５０】図１４（ａ）は、封筒等の厚紙が重送され
たとき、転写ローラ５が感光ドラム１に対して浮いた状
態を示す模式図である。このように幅が狭くて厚い転写
材Ｐが重送された場合、転写ローラ５は通紙部以外の部
分が感光ドラム１に対して完全に浮いてしまう。一方、
図１４（ｂ）は転写材Ｐとして通常の厚紙が１枚のみ搬
送された場合を示しており、このときは転写ローラ５は
感光ドラム１上の電極３６に対してわずかに浮く。この
結果、転写高圧回路３０から転写ローラ５を介して電極
３６に流れる転写電流は、封筒が重送された場合は転写
ローラ５が電極３６から完全に離間してしまうために、
ほとんど流れることはないが、通常の厚紙通紙の場合に
は電極３６と転写ローラ５との離間量はわずかであるの
で、電極３６と転写ローラ５との間の電位差で放電現象
が生じ、完全な接触状態に比べれば電流値は少ないもの
の、ギャップの広さに応じた電流が流れる。図１５は封
筒重送枚数と、転写ローラ５を介して電極３６に流れる
電流との関係を示す図である。一方、図１６は、転写材
Ｐの坪量と転写ローラ５を介して電極３６に流れる電流
との関係を示す図である。これらの図からわかるよう
に、転写ローラ５を介して電極３６に流れる電流は封筒
重送枚数の増加に応じて減少し、また、転写材Ｐの坪量
増加に応じて徐々に減少する傾向を示す。なお、図１５
における封筒としては、幅が１０５mm、長さが２４１mm
で、糊付け部に相当する３枚重なった部分の厚みが３０
０μｍのものを使用し、また、図６における厚紙として
は、Ａ４サイズのものを使用した。これらの結果からＩ
_T1を０．８μＡ、Ｉ_T2を０．４μＡに設定することによ
り、厚紙通紙時と判定される電極３６の電流Ｉ_T がＩ_T1
より小さく、Ｉ_T2より大きいとき、加熱定着装置１１の
ヒータ温調温度を通常温調温度より１０℃アップさせ、
封筒重送時と判定される電極３６の電流Ｉ_T がＩ_T2より
小さいときには、加熱定着装置１１のヒータ温度を前述
の実施の形態１と同様に３０℃低下させる。このように
して転写時に、感光ドラム１に設けた電極３６に流れる
電流が所定値Ｉ_T1（本例では０．８μＡ）より小さく、
Ｉ_T2（本例では０．４μＡ）より大きいときに、ヒータ
温調温度を通常温調温度（本例では１９０℃）に対しそ
れより１０℃高い２００℃で制御することで厚紙におい
て良好な定着性を得ることができる一方、転写時に、感
光ドラム１に設けた電極３６に流れる電流が所定値Ｉ_T2
より小さいときには、ヒータ温調温度を通常温調温度に
対しそれより３０℃低い１６０℃で制御することでヒー
タ２４の割れやステー２２の溶融の問題を解決すること
ができる。

【００５１】〈実施の形態３〉図１７は、本発明の実施
の形態３を説明するための画像形成装置の感光ドラム１
近傍の画像形成部の概略図である。本実施の形態では転
写ローラ５の浮き状態を検出するために、レバー３７を
使用している。レバー３７を、支点３８を中心として揺
動自在に支持し、レバー３７の支点３８よりも先端側を
ばね３９で感光ドラム１側に付勢し、レバー３７の先端
で転写ローラ５の芯金５ａの両端部を押し上げて、転写
ローラ５の表面を感光ドラム１表面に押圧する一方、レ
バー３８の基端側の移動量をフォトインタラプタ４０等
の光学的検知手段によって検知する。すなわち、レバー
３７、ばね３９、フォトインタラプタ４０によって浮き
量検知手段４１を構成している。

【００５２】転写ローラ５の芯金５ａが矢印方向に上下
運動すると、レバー３８はこれに追従して揺動する。こ
のときレバー３７の基端側の移動量がフォトインタラプ
タ４０によって検知され、その量に応じて芯金５ａの変
位量を求めることができる。より具体的には、転写ロー
ラ５に転写材Ｐが通過中のフォトインタラプタ４０の信
号をモニターし、レバー３７がフォトインタラプタ４０
を横切るタイミングをモニターして転写ローラ５が所定
量以上変位したかどうかを判断し、所定量以上変位した
場合には、封筒重送と判断し、上述の実施の形態１と同
様に加熱定着装置１１のヒータ温度を低下させる。この
ような制御を行うことによっても前述の実施の形態１と
同様にヒータ２４の割れやステー２２の溶融を防止する
ことが可能となる。

【００５３】また、転写ローラ５の浮き状態検知のため
に、芯金５ａに当接させたレバー３７の移動量を使用し
たが、例えば、感光ドラム１と転写ローラ５との間のギ
ャップをモニターするために、ギャップ間の漏れ光量を
検出することによっても同様の制御は可能である。この
場合にはギャップ量をアナログ的に検知できるため、前
述の実施の形態２と同様の制御を行うことも可能であ
る。

【００５４】以上の実施の形態では、転写回転体として
転写ローラ５を用いた構成において説明したが、転写ロ
ーラ５に代えて転写ベルトを使用した場合においても、
上述とほぼ同様の作用効果をあげることができる。

【００５５】さらに、上述の実施の形態１〜３では、加
熱定着装置１１として、フィルム定着装置を使用した例
を説明したが、これに代えて、定着ローラ（定着用回転
体）と加圧ローラ（加圧用回転体）とを有する熱ローラ
定着装置を使用した画像形成装置に対しても、本発明を
適用することができるのはいうまでもない。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
転写材が転写ニップ部を通過する際の転写用回転体の浮
き量、すなわち転写材の厚さを検知し、この検知結果に
基づいて定着装置の温度を制御するので、加熱用回転体
と加圧用回転体との間の定着ニップ部に厚紙（例えば、
封筒の重送）が挿入されたことに起因する非通紙部の昇
温を防止することができる。これにより、非通紙部の昇
温に伴う構成部材、例えば、ヒータ基板やステー等の損
傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図２】実施の形態１の画像形成装置に適用された加熱
定着装置の拡大縦断面図。

【図３】実施の形態１における転写高圧回路３０のブロ
ック図。

【図４】実施の形態１の動作を示すフローチャート。

【図５】（ａ）は封筒が重送された状態の転写ニップ部
を示す図。（ｂ）は封筒が重送されない状態（正常に１
枚挿入された状態）の転写ニップ部を示す図。

【図６】実施の形態１における、封筒の重送枚数と転写
電流との関係を示す図。

【図７】（ａ）は封筒が重送された状態の定着ニップ部
を示す図。（ｂ）は封筒が重送されない状態（正常に１
枚挿入された状態）の定着ニップ部を示す図。

【図８】実施の形態１における、封筒の重送枚数とピー
ク温度との関係を示す図。

【図９】実施の形態１における、サーミスタ部温度とピ
ーク温度との関係を示す図。

【図１０】実施の形態１における、封筒の重送枚数と転
写電流との関係を示す図。

【図１１】実施の形態１における、転写電流と漏れ電流
との差分と、封筒の重送枚数との関係を示す図。

【図１２】実施の形態２における転写高圧回路３０のブ
ロック図。

【図１３】実施の形態２の動作を示すフローチャート。

【図１４】（ａ）は封筒が重送された状態の転写ニップ
部を示す図。（ｂ）は厚紙が重送されない状態（正常に
１枚挿入された状態）の転写ニップ部を示す図。

【図１５】実施の形態２における、封筒の重送枚数と電
極電流との関係を示す図。

【図１６】実施の形態２における、転写材の坪量と電極
電流との関係を示す図。

【図１７】実施の形態３における、浮き量検知手段の構
成を示す図。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）５転写用回転体（転写ローラ）１１加熱定着装置２１定着用回転体（定着フィルム）２３加圧用回転体（加圧ローラ）２４加熱部（ヒータ）２４ｃ温度制御手段３０浮き量検知手段（転写高圧回路）４１浮き量検知手段（レバー３７、ばね４１、
フォトインタラプタ４０）ｎ転写ニップ部Ｎ定着ニップ部Ｐ転写材（封筒、厚紙等）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と転写用回転体とを接触させて
転写ニップ部を構成し、該転写ニップ部に転写材を挿通
するとともに前記転写用回転体に転写バイアスを印加す
ることで前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写す
る転写手段と、加熱用回転体と加圧用回転体とを接触さ
せて定着ニップ部を構成し、該定着ニップ部にトナー像
転写後の転写材を挿通して加熱することで前記トナー像
を転写材上に定着させる加熱定着装置と、を備えた画像
形成装置において、前記転写ニップ部を通過中の転写材による、前記像担持
体からの前記転写用回転体の浮き量を検知する浮き量検
知手段と、該浮き量検知手段の検知結果に基づいて前記加熱定着装
置の温度を制御する温度制御手段とを備え、前記浮き量検知手段が、前記転写ニップ部を転写材が通
過している際の、転写バイアス印加回路から前記転写用
回転体に流れる電流値と、前記転写ニップ部近傍の搬送
部に漏れる電流値との差分を測定し、該差分から前記浮
き量を検知する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】像担持体と転写用回転体とを接触させて
転写ニップ部を構成し、該転写ニップ部に転写材を挿通
するとともに前記転写用回転体に転写バイアスを印加す
ることで前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写す
る転写手段と、加熱用回転体と加圧用回転体とを接触さ
せて定着ニップ部を構成し、該定着ニップ部にトナー像
転写後の転写材を挿通して加熱することで前記トナー像
を転写材上に定着させる加熱定着装置と、を備えた画像
形成装置において、前記転写ニップ部を通過中の転写材による、前記像担持
体からの前記転写用回転体の浮き量を検知する浮き量検
知手段と、該浮き量検知手段の検知結果に基づいて前記加熱定着装
置の温度を制御する温度制御手段とを備え、前記浮き量検知手段が、前記転写ニップ部を転写材が通
過している際の、転写バイアス印加回路から、前記像担
持体上に設けられた電極に流れる電流値を測定し、該電
極に流れる電流値から前記浮き量を検知する、ことを特
徴とする画像形成装置。
【請求項３】像担持体と転写用回転体とを接触させて
転写ニップ部を構成し、該転写ニップ部に転写材を挿通
するとともに前記転写用回転体に転写バイアスを印加す
ることで前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写す
る転写手段と、加熱用回転体と加圧用回転体とを接触さ
せて定着ニップ部を構成し、該定着ニップ部にトナー像
転写後の転写材を挿通して加熱することで前記トナー像
を転写材上に定着させる加熱定着装置と、を備えた画像
形成装置において、前記転写ニップ部を通過中の転写材による、前記像担持
体からの前記転写用回転体の浮き量を検知する浮き量検
知手段と、該浮き量検知手段の検知結果に基づいて前記加熱定着装
置の温度を制御する温度制御手段とを備え、前記浮き量検知手段が、前記転写ニップ部を転写材が通
過している際の、前記像担持体に対する前記転写用回転
体の変位量を測定し、該変位量から前記浮き量を検知す
る、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】前記加熱定着装置は、前記定着ニップ部
において転写材上のトナー像に接する前記加熱用回転体
の裏面に、セラミック基板を有する加熱体を備えてい
る、ことを特徴とする請求項１、２、又は３記載の画像形成
装置。