JP2002202677A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小サイズの転写材を定着する際の、加熱部材
や加圧部材の非通紙部の昇温、及び非通紙部の昇温によ
り生じる転写材のしわや定着装置の軸受け部の破損等を
抑える。 【解決手段】 プリント信号の受付が可能なレディ状態
になってから（Ｓ１）封筒通紙のプリント信号が入力さ
れると、１８０℃温調、スループット８（枚／分）で封
筒の連続通紙を開始する（Ｓ２）と同時に、封筒通紙枚
数をカウントする（Ｓ３）。封筒の連続プリント終了時
（Ｓ４）に、ＳＴＥＰ３でカウントした連続プリント枚
数Ｎが２５枚以上（Ｎ≧２５）の場合（Ｓ５）、次プリ
ントを受けつけない状態（Ｓ６）に入る。ＳＴＥＰ６に
入ってからの時間が３０秒以上（ウエイト時間Ｔ≧３
０）になった場合に、次プリントを受けつけるレディ状
態（Ｓ１）に入る。これにより、転写材幅の狭い封筒等
を通紙した後に転写材幅の広い普通紙等を通紙した場合
のしわの発生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、転写材に担持され
たトナーを加熱加圧することによって転写材に定着する
定着装置並びにこのような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、画像形成装置に用いられる定着装
置として、熱効率、安全性が良好な接触加熱型の定着装
置、特に一対のローラで形成される熱ローラ型の定着装
置が広く用いられている。

【０００３】このものは、一対のローラとして、円筒状
のローラで内側にヒータが配設された加熱ローラと、こ
の加熱ローラに圧接されて加熱ローラとの間にニップ部
を形成する加圧ローラとを備えている。ヒータで加熱ロ
ーラを加熱し、ニップ部に、未定着のトナーを担持した
転写材を通過させることによって、トナーを加熱加圧し
て転写材上に定着する。

【０００４】トナーを担持する転写材は、いろいろのサ
イズのものが使用される。したがって、これら転写材の
搬送方向に直角な方向の左右幅、すなわち、これらの転
写材がニップ部を通過するときの幅（以下「通紙幅」と
いう）についても種々のものがある。そこで、加熱ロー
ラ及び加圧ローラの外周面について、それぞれ通紙幅
で、外周面をグルリと一周したときの領域を通紙領域と
し、通紙領域以外の領域を非通紙領域とすると、加熱ロ
ーラ及び加圧ローラの軸方向の幅（ニップ部の長さにほ
ぼ等しい）が、通紙幅が最大の転写材に合わせて設定さ
れているため、通紙幅が小さい転写材をニップ部に通過
させると、非通紙領域が大きくなるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術によると、
非通紙領域の温度が、通紙領域の温度よりも高くなっ
て、転写材にしわが発生することがあった。すなわち、
加熱ローラは、ヒータによってその外周面全体が一様な
温度になるように加熱されている。そして加熱ローラ外
周面の通紙領域は、転写材が直接接触する領域であっ
て、この領域では転写材によって熱が奪われ、加熱ロー
ラ外周面の表面温度が低下するのに反し、非通紙領域で
は転写材によって熱が奪われることがなく、加熱ローラ
表面全体に温度ムラが生じる。この加熱ローラ表面の温
度ムラは、ニップ部を同サイズの転写材が連続して通過
するときに顕著に表われる。このとき、加熱ローラ上の
トナーを確実に定着するために、加熱ローラの表面温度
を通紙領域にあわせて設定すると非通紙領域が非常に高
温になってしまうことになる。

【０００６】このように、加熱ローラの通紙領域と非通
紙領域に大きな温度差が生じると、これに接触してニッ
プ部を形成している加圧ローラも同様に温度ムラが発生
し、熱膨張による変形にムラが生じ、ニップ部の当接圧
が変化する。通紙領域の当接圧が低くなり、非通紙領域
の当接圧が高くなる。したがって、例えば通紙幅の狭い
転写材を連続通紙した後に、幅の広い転写材を通紙した
場合に、この幅の広い転写材の、幅方向のニップ部での
当接圧について、前回通紙部であった中央側の当接圧が
低く、前回非通紙領域であった左右両側付近の当接圧が
強くなり、この結果、しわが発生することになる。

【０００７】そこで、本発明は、小サイズの転写材を定
着する際の、加熱部材や加圧部材の非通紙部の昇温、及
び非通紙部の昇温により生じる転写材のしわや定着装置
の軸受け部の破損等を抑えることのできる画像形成装置
を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、設定温度に維持される加熱部材と、前記加熱部材と
協働してニップを形成する加圧部材と、を有し、前記ニ
ップに、画像を担持する記録材を通して画像を定着する
定着手段、を有する画像形成装置において、所定サイズ
より小さい記録材を連続して通紙した際、そのときの通
紙枚数が所定数以上のとき、次のプリント指令を受け付
けない、ことを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る本発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記プリント指令を受け付け
ない状態が所定時間経過したらプリント指令を受け付け
る状態になる、ことを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る本発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、次のプリントの記録材サイズ
が前記所定サイズより大きいとき、次のプリント指令を
受け付けず、前記所定サイズ以下のときはプリント指令
を受け付ける、ことを特徴とする。

【００１１】

【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。なお、本発明の技術的基礎
となる参考例についても適宜説明する。

【００１２】〈参考例１〉図３は、本発明に係る定着装
置を備えたレーザビームプリンタ（画像形成装置）２１
の概略を図示している。以下に構成と動作を簡単に説明
する。

【００１３】レーザビームプリンタ２１の装置本体のほ
ぼ中央部には感光ドラム２２が回転自在に支持されてい
る。感光ドラム２２の表面に帯電ローラ２５を用いて均
一帯電を行う。次いで、レーザスキャナ２３によりミラ
ー２４を介して画像をイメージ露光して潜像を形成す
る。次に、現像器２６中のトナーＴを現像ローラ２７に
よって現像する。一方、用紙カセット３３に積載された
転写材Ｐは給紙ローラ３２によって給紙され、後端検知
センサ３４で転写材サイズ検知を行い、レジストローラ
３１に送られる。転写材Ｐはレジストセンサ３５によっ
て検知され、先端をレジストローラ３１にかまれた状態
で待機しており、感光ドラム２２上に書込まれた画像に
同期をとるように転写ローラ３０に送られ画像が転写さ
れる。転写材Ｐに転写されたトナーＴは定着器３６によ
って定着され、転写材Ｐは排出ローラ３７によって装置
本体外に排出される。一方、感光ドラム２２上に転写
後、残留しているトナーＴはクリーナ２９によってクリ
ーニングされ、後段のプロセスへと移行する。

【００１４】次に、定着器３６の構成を図４に示す。上
側に配置された加熱ローラ（定着ローラ）４０は、アル
ミニウム、鉄等のパイプ材にＰＦＡ、ＰＴＦＥといった
離型層を被覆したパイプ状の肉厚２．０ｍｍ、外径２５
ｍｍのローラである。

【００１５】上記加熱ローラ４０に総圧７ｋｇで圧接し
て配設された加圧ローラ４１は芯金の上にシリコンゴ
ム、フッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を形成した硬度４５
度（アスカーＣ）、芯金径８ｍｍ、外径２０ｍｍのロー
ラである。上記加熱ローラ４０と加圧ローラ４１とには
転写材Ｐが通紙され、転写材Ｐ上のトナーＴは加熱ロー
ラ４０と加圧ローラ４１との間で加熱及び加圧されて定
着される。上記加熱ローラ４０の内部にはヒータ４２が
配設されており、加熱ローラ４０を内部より加熱する。
また、上記加熱ローラ４０の表面には温度検知手段たる
温度検知素子４３が当接しており、加熱ローラ４０の温
度を検出する。ヒータ４２には、これをオンオフするヒ
ータ駆動手段４４が接続されている。ヒータ駆動手段４
４の制御手段４５は該温度検知素子４３からのデータに
基づいてヒータ駆動手段４４を制御してヒータ４２の断
続的な駆動（オンオフ）を行い加熱ローラ４０の表面温
度を所定の定着温度（プリント温度）または非定着時の
待機温度（スタンバイ温度）に保つようになっている。

【００１６】さらに、本発明の定着器３６は、図２に示
すように、転写材上の非画像域に温度検知素子４３を配
置し転写材Ｐのサイズによらず加熱ローラ４０上のａ点
を転写材端部が通過する片側基準の構成である。

【００１７】図５は本発明で普通紙（Ａ４サイズ等）を
プリントする場合の温調（温度調整）である。本発明で
は搬送方向の紙サイズＬ_１をセンサにより検知し、Ｌ_１
≧２４５ｍｍの場合は普通紙（Ａ４サイズ等）と判断し
ている。本参考例ではプロセススピード（紙送りスピー
ド）が５０ｍｍ／ｓｅｃの画像形成装置で紙サイズを普
通紙（Ａ４サイズ等）と判断した場合はスループット
（紙送りのタイミング）をＡ４通紙時に８（枚／分）で
あるように制御し、このときの（紙搬送時の）紙間をＬ
_２′とすると、Ｌ_１≧２４５ｍｍの場合は紙サイズＬ_１
によらず紙間Ｌ_２は常にＬ_２′で一定としている。

【００１８】また、Ｌ_１＜２４５ｍｍの場合は封筒サイ
ズと判断し、スループットは紙サイズＬ₁ によらず常に
８（枚／分）で一定とする。このときの紙間Ｌ_２は紙サ
イズＬ_１により変動する。これら紙サイズＬ_１、紙間Ｌ
_２の検知手段については後述する。

【００１９】図６にプリント温度１８５℃、スループッ
ト８（枚／分）でＡ４紙（２１０×２９７ｍｍ）を連続
通紙した場合の加熱ローラ４０の表面の温度分布を示
す。同図から分かるように転写材幅の広い普通紙を連続
通紙した場合の加熱ローラ表面の温度分布はほぼフラッ
トである。しかし、図２に示した片側基準の構成で温度
検知素子４３が転写材上の非画像域に配置される定着器
３６では、転写材幅の狭い封筒等を連続通紙した場合に
転写材Ｐに熱エネルギを奪われない加熱ローラ非通紙部
の表面温度が上昇してしまう。この様子を図７、図８に
示す。図７の２−ａはプリント温度１８５℃、スループ
ットは普通紙通紙時よりも紙間を広げ８（枚／分）と
し、封筒（１０６×２４１ｍｍ）を連続通紙した場合の
加熱ローラ表面の温度分布である。また、図８はこのと
きの加熱ローラ非通紙部側の軸受部の温度上昇である。
図７、図８から分かるようにプリント温度１８５℃、ス
ループット８（枚／分）で封筒を連続通紙すると加熱ロ
ーラ軸受部の温度はおよそ２３３℃まで達してしまい、
加熱ローラ軸受部の耐熱温度を超えてしまう。加熱ロー
ラ４０の軸受けは通常ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファ
イド）系の樹脂がベースとなっていて、その耐熱温度は
２３０℃付近である。このためプリント温度１８５℃、
スループット８（枚／分）で転写材幅の狭い封筒等を連
続通紙すると加熱ローラ４０の軸受けを破損するおそれ
がある。

【００２０】本発明のように片側基準機で封筒通紙時の
スループットが８（枚／分）であると温度検知素子４３
であるサーミスタ当接部の加熱ローラ表面温度は、紙に
よって熱エネルギを奪われる状態でプリント時の温調を
行っているため、非通紙部の加熱ローラ表面温度よりも
低くなる。また、紙によって直接エネルギを奪われない
非通紙部の加熱ローラ表面温度は高くなるため熱エネル
ギは温度の低い部分へ移動する。しかし、スループット
が８（枚／分）の場合プリント時の温調によってヒータ
から供給される熱エネルギの方が移動する熱エネルギよ
りも多いため加熱ローラ４０の非通紙部に熱エネルギが
蓄積されてしまい、通紙部の加熱ローラ表面温度よりも
非通紙部の加熱ローラ表面温度の方が高くなる。このと
き、通紙部に当接され温度検知を行っているサーミスタ
部の加熱ローラ表面温度と非通紙部の加熱ローラ軸受部
の温度差はおよそ４８℃となる。

【００２１】通紙部と非通紙部との加熱ローラ表面の温
度差を減少させるには、熱エネルギの移動よりもヒータ
４２からの熱エネルギの供給を少なくすればよい。ヒー
タ４２からの熱エネルギの供給を減少させるにはプリン
ト温度を下げてヒータ点灯の回数を減少させればよい。

【００２２】そこで本発明では転写材幅の狭い封筒等を
連続通紙する場合には、連続プリントがある一定の枚数
となった時点でプリント温度を下げる制御を行うことと
する。連続プリント枚数によってプリント温度を下げる
ことが可能な理由は通紙を行うと紙間で加圧ローラ４１
が温まることにより定着性が向上するためである。しか
も、本参考例では封筒通紙の場合、スループットを８
（枚／分）に固定するため、普通サイズ紙通紙に比べて
紙間が広がり、この効果が高まる。さらに、図７から分
かるようにニップ幅が狭く定着性が低下するローラ中央
部の加熱ローラ表面温度は非通紙部の昇温によって高く
なり定着性は向上する。

【００２３】図１に転写材幅の狭い封筒等を連続通紙し
た場合に、本発明で行う温調を示す。時間ｔ_１で本体の
電源を入れ加熱ローラ表面温度が１７５℃となったｔ_２
よりスタンバイ温調を１７５℃で行う。時間ｔ_２で封筒
のプリントを開始すると、通紙枚数が２５枚となるｔ_４
までの間は１８５℃でプリント温調を行い、ｔ_４以後は
１８０℃でプリント温調を行うこととする。

【００２４】図９、図１０に上記の温調制御で連続プリ
ントした場合の非通紙部の加熱ローラ表面温度の上昇を
示す。図９の４−ａは時間ｔ_４（図１）の加熱ローラ表
面の温度分布であり、４−ｂは時間ｔ_４以後での加熱ロ
ーラ表面の温度分布である。また、図１０はこのときの
加熱ローラ非通紙部側の軸受部の温度上昇である。これ
らの図から分かるように本発明の温調制御で封筒の連続
通紙を行うと加熱ローラ軸受部の温度はおよそ２２８℃
まで上がるが、これは加熱ローラ軸受の耐熱温度以内に
おさまり定着器３６を破損することはない。

【００２５】本参考例では、後端検知センサ３４により
転写材Ｐのサイズを測定し、これに基づいて普通紙と封
筒とのサイズを切り替えた。転写材Ｐのサイズは後端検
知センサ３４に転写材先端が入ってから、転写材後端が
ぬけるまでの時間ｔ（ｓｅｃ）を測定し、この値とプロ
セススピードＶｐ＝５０（ｍｍ／ｓｅｃ）より、搬送方
向の紙の長さＬ_１（ｍｍ）はＬ_１＝５０×ｔで求めるこ
とができる。搬送方向の長さの長い封筒のサイズはほぼ
（１０６×２４１ｍｍ）である。よって、Ｌ_１≦２４１
（ｍｍ）であれば封筒と判断することができるが、測定
誤差を見込んでＬ_１＜２４５（ｍｍ）のときに封筒と判
断することとした。本参考例では後端検知センサ３４に
よって転写材サイズの判断を行ったが、同様のことをレ
ジストセンサ３５を用いて行うこともできる。また、本
参考例でスループットを８（枚／分）と固定したが、こ
れは後端検知センサ３４を用いて紙間を制御することに
よって行った。図１１に紙間の求め方を示す。紙の搬送
方向の長さＬ_１（ｍｍ）、求める紙間をＬ_２（ｍｍ）、
プロセススピードＶｐ＝５０（ｍｍ／ｓｅｃ）とする
と、スループット８（枚／分）のとき、紙間は、 Ｌ_２＝（５０×６０−８×Ｌ_１）／７ である。

【００２６】このようにして、後端検知センサ３４また
はレジストセンサ３５により、搬送方向の転写材の長さ
を検知することにより、転写材幅が封筒サイズ以下であ
るかどうかの判断を行った。これにより、幅検知のセン
サなしで封筒サイズかどうかの判断が可能となる。封筒
のプリント枚数のカウントは、紙搬送のメインモータが
回転中にプリント信号を受けた場合に連続プリントとし
て枚数をカウントし、メインモータ停止後にプリント信
号を受けた場合は、加圧ローラ４１の温度が低下してい
る可能性があるため、０枚から再カウントし、１枚目か
らの温調制御を行うこととした。

【００２７】以上の制御を行うことにより、転写材幅の
狭い封筒等を連続通紙した場合でも、加熱ローラ非通紙
部の表面温度の上昇を抑え、加熱ローラ軸受の破損を防
止できる。

【００２８】〈参考例２〉本参考例の定着器３６はコス
トダウン、小型化を目的とし、加熱ローラ肉厚１．８ｍ
ｍ、外径２０ｍｍと、参考例１よりも小径の加熱ローラ
４０を用いる。一方、加圧ローラ４１は参考例１と同様
の構成とする。このように加熱ローラ４０の肉厚が薄い
と加熱ローラ長手方向での熱伝導性が低下してしまう。
よって、転写材幅の狭い封筒等を連続プリントすると熱
の移動が起こりにくいため、封筒通紙部と非通紙部とで
大きな温度分布の差が生じてしまう。またプロセススピ
ードは前述参考例１と同様に５０ｍｍ／ｓｅｃとする。

【００２９】さらに、本参考例の画像形成装置は参考例
１と同様に片側基準の構成である。このような構成であ
ると、転写材幅の狭い封筒等を連続通紙した場合に転写
材Ｐに熱エネルギを奪われない加熱ローラ非通紙部の表
面温度が上昇してしまう。この様子を図１２、図１３に
示す。図１２の６−ａは本参考例の定着器３６を用い、
プリント温度１８５℃、スループットは普通紙、通紙時
よりも紙間を広げ８（枚／分）とし封筒（１０６×２４
１ｍｍ）を連続通紙した場合の加熱ローラ表面の温度分
布である。また、図１３はこのときの加熱ローラ非通紙
部側の軸受部の温度上昇である。図１２、図１３から分
かるように本参考例の定着器３６を用い、プリント温度
１８５℃、スループット８（枚／分）で封筒を連続通紙
すると加熱ローラ軸受部の温度はおよそ２４０℃まで達
してしまい、加熱ローラ軸受の耐熱温度を超えてしま
う。加熱ローラ４０の軸受けは通常ＰＰＳ（ポリフェニ
レンサルファイド）系の樹脂がベースとなっていて、そ
の耐熱温度は２３０℃付近である。このため本参考例の
定着器３６を用い、プリント温度１８５℃、スループッ
ト８（枚／分）で転写材幅の狭い封筒等を連続通紙する
と加熱ローラ軸受けを破損する虞れがある。

【００３０】本発明のように片側基準機で封筒通紙時の
スループットが８（枚／分）であると温度検知素子４３
であるサーミスタ当接部の加熱ローラ表面温度は紙によ
って熱エネルギを奪われる状態でプリント時の温調を行
っているため非通紙部の加熱ローラ表面温度よりも低く
なる。また紙によって直接熱エネルギを奪われない非通
紙部の加熱ローラ表面温度は高くなるため熱エネルギは
温度の低い部分へ移動する。しかし、スループットが８
（枚／分）の場合、プリント時の温調によってヒータ４
２から供給される熱エネルギの方が移動する熱エネルギ
よりも多いため加熱ローラ４０の非通紙部に熱エネルギ
が蓄積されてしまい、通紙部の加熱ローラ表面温度より
も非通紙部の加熱ローラ表面温度の方が高くなる。この
とき、通紙部に当接され温度検知を行っているサーミス
タ部の加熱ローラ表面温度と非通紙部の加熱ローラ軸受
部の温度差はおよそ５５℃となる。

【００３１】通紙部と非通紙部の加熱ローラ表面の温度
差を減少させるには、熱エネルギの移動よりもヒータ４
２からの熱エネルギの供給を少なくすればよい。ヒータ
４２からの熱エネルギの供給を減少させるにはプリント
温度を下げるか、スループットを下げてヒータ４２点灯
の回数を減少させればよい。

【００３２】そこで本発明では、転写材幅の狭い封筒等
を連続通紙する場合には紙間を制御して最大転写材のサ
イズのスループットよりも遅くし（本参考例ではリーガ
ルサイズ（２１５．９×３５５．６ｍｍ）で７枚／
分）、スループットを６（枚／分）に固定する。このた
め封筒通紙時には、普通サイズを通紙する場合よりも紙
間が広がり、この紙間で加圧ローラ４１が温まることに
よって定着性が向上する。しかも、図１５から分かるよ
うにニップ幅が狭く定着性が低下するローラ中央部の加
熱ローラ表面温度は、非通紙部の昇温によって高くな
り、定着性は向上する。さらに、スループットを６（枚
／分）とするため、時間当たりに加熱ローラ４０から奪
われる熱エネルギが減少するため、プリント枚数により
プリント温度を段階的に下げることが可能である。よっ
て本発明では、封筒等を連続通紙する場合には、プリン
ト枚数により、プリント温度を切り替える制御を行うこ
ととする。

【００３３】図１４に転写材幅の狭い封筒等を連続通紙
した場合に、本発明で行う温調を示す。時間ｔ_１で本体
の電源を入れ、加熱ローラ表面温度が１７５℃となった
ｔ_２よりスタンバイ温調を１７５℃で行う。時間ｔ_３で
封筒のプリントを開始すると通紙枚数が２５枚となるｔ
_４までの間は１８５℃でプリント温調を行い、ｔ_４以後
は１８０℃でプリント温調を行うこととする。

【００３４】図１５、図１６に上記の温調制御で連続プ
リントした場合の非通紙部の加熱ローラ表面温度の上昇
を示す。図１５の８−ａは時間ｔ_４（図１４）の加熱ロ
ーラ表面の温度分布であり、８−ｂはｔ_４以後での加熱
ローラ表面の温度分布である。また、図１６は、このと
きの加熱ローラ非通紙部側の軸受部の温度上昇である。
これらの図から分かるように本発明の温調制御で封筒の
連続通紙を行うと加熱ローラ軸受部の温度はおよそ２２
３℃まで上がるが、これは加熱ローラ軸受の耐熱温度２
３０℃以内におさまり定着器３６を破損することはな
い。

【００３５】本参考例でスループットを６（枚／分）に
固定したが、これは後端検知センサ３４を用いて、紙間
を制御することによって行った。図１１に紙間の求め方
を示す。紙の搬送方向の長さをＬ_１（ｍｍ）、求める紙
間をＬ_２（ｍｍ）、プロセススピードＶｐ＝５０（ｍｍ
／ｓｅｃ）とすると、スループット６（枚／分）のと
き、紙間は、 Ｌ_２＝（５０×６０−４×Ｌ_１）／５ となる。

【００３６】封筒のプリント枚数のカウントは、紙搬送
のメインモータが回転中にプリント信号を受けた場合
に、連続プリントとして枚数をカウントし、メインモー
タ停止後にプリント信号を受けた場合は、加圧ローラ４
１の温度が低下している可能性があるため、０枚から再
カウントし、１枚目からの温調制御を行うこととした。

【００３７】以上の制御を行うことにより、肉厚の薄い
加熱ローラ４０を用い、転写材幅の狭い封筒等を連続通
紙した場合でも、加熱ローラ４０非通紙部の表面温度の
上昇を抑え、加熱ローラ４０軸受の破損を防止できる。

【００３８】〈参考例３〉本参考例で用いる画像形成装
置及び定着器３６は参考例２で用いたものと同一の構成
である。

【００３９】本参考例では画像形成装置のメインスイッ
チを入れた直後（朝一状態）の封筒の定着性を向上する
ため、朝一の定着温度を通常の温調より高く設定する。
室温が１０℃以下であるような低温環境では加圧ローラ
４１が十分温まるまでの間の定着性は不安定となる。こ
れは加熱ローラ４０の熱エネルギが加圧ローラ４１に与
えられてしまい、転写材Ｐにトナーを定着するのに十分
な熱エネルギを与えられなくなるためである。このよう
なことは普通紙（Ａ４紙等）よりも紙の厚さが厚く、表
面性の悪い封筒を通紙した場合に顕著に表われる。よっ
て本参考例では低温環境下の朝一で封筒を通紙した場合
の定着性を向上し安定させるために転写材サイズを検知
し、これが封筒である場合は加圧ローラ４１が十分温ま
るまでの間、定着温度を高くする。転写材サイズの検知
方法は参考例１と同様である。

【００４０】図１７に本参考例の封筒通紙時の温調を示
す。時間ｔ_１で、本体の電源を入れ加熱ローラ４０表面
温度が１７５℃となったｔ_２よりスタンバイ温調を１７
５℃で行う。時間ｔ_２で封筒のプリントを開始すると通
紙枚数が２０枚となるｔ_４までの間は１９０℃でプリン
ト温調を行い、ｔ_４以後は１８０℃でプリント温調を行
う。このときのスループット紙間は参考例２と同様であ
る。また、普通サイズ紙（Ａ４等）を通紙する場合の温
調温度、スループット紙間も参考例２と同様である。

【００４１】本参考例では朝一状態の封筒通紙時にプリ
ント温調を１９０℃とする。このため、参考例２のよう
に連続プリント枚数のみで温調の制御を行った場合は、
ある決められたプリント枚数に満たないうちに短時間プ
リントを止め、再びプリントを開始するような間欠プリ
ントを行うと、連続プリント枚数は再カウントされてし
まい、再び１枚目からのプリントとして制御されてしま
う。このような間欠プリントの封筒等通紙を繰り返し行
うと、紙によって熱エネルギを奪われない加熱ローラ非
通紙部側の軸受部の温度は図１８に示すように、スルー
プット６（枚／分）であっても、およそ２３３℃となっ
てしまい、軸受けの耐熱温度２３０℃を超えてしまう。

【００４２】そこで、本参考例では、間欠、連続プリン
トを問わずに、加熱ローラ軸受の安全性を確保できる制
御を行うこととする。このため、本参考例では、プリン
ト開始後の所定時間内は連続、間欠のプリントに関係な
くプリント枚数を積算し、この所定時間内に所定枚数の
プリントが行われたときに、プリント温度を切り替え、
所定時間内に所定枚数のプリントが行われなかった場合
はプリント枚数のカウントをクリアし、再カウントを開
始し、再び１枚目からの制御を行うこととする。

【００４３】図１８に、プリント温度１９０℃（温調切
り替え無し）、スループット６（枚／分）で封筒（１０
６×２４１ｍｍ）を連続通紙した場合の加熱ローラ軸受
部の温度上昇を示す。この図から分かるように加熱ロー
ラ軸受部の温度はヒータ４２から供給され加熱ローラ４
０に蓄積される熱エネルギが飽和すると一定の温度に落
ち着き、スループット６（枚／分）、プリント温度１９
０℃であると約２３３℃となる。加熱ローラ軸受部の温
度が２３３℃となった時点で封筒の通紙を止め、スタン
バイ状態（温調１７５℃）で放置し、温度測定を行った
ところ、およそ３分で加熱ローラ表面の温度分布がほぼ
フラットとなる１７５℃付近まで低下した。以上の結果
から本参考例では、スループット６（枚／分）で封筒が
連続２０枚通紙に要する時間と、最大２３３℃に達した
加熱ローラ軸受部の温度が通常のスタンバイ温度まで低
下する時間を見込んで、プリント開始後の６分間以内
に、プリント枚数が２０枚となれば、プリント温度を１
９０℃から１８０℃に切り替え、６分以内に２０枚のプ
リントが行われなかった場合はプリント枚数のカウント
を０枚に戻し、再び１枚目からの温調とする制御を行
う。

【００４４】以上の制御を行うことによって、プリント
開始後の６分以内にプリント枚数が２０枚となるような
モードでプリントを行った場合は、紙間で加熱ローラ４
０から加圧ローラ４１へ十分な熱の供給が行われる。加
圧ローラ４１が十分温まることによって、温調温度を切
り替えても紙に十分な熱を与えることができ、安定した
定着性を確保できる。また、プリント開始から６分以内
に２０枚のプリントが行われないようなモードでプリン
トが行われた場合は、加熱ローラ４０から加圧ローラ４
１への熱の移動が少なく、加圧ローラ４１の温度は温調
温度を切り替えるには不十分である。さらに、このよう
なモードで封筒をプリントする場合、加熱ローラ軸受部
の温度は数枚しかプリントを行わない場合とほぼ同様の
温度上昇となるため温調温度を切り替える必要もない。

【００４５】図１９に本参考例の制御で封筒を通紙した
場合の加熱ローラ軸受部の温度上昇を示す。この図から
分かるように、本参考例の制御で封筒の通紙を行った場
合加熱ローラ軸受部の温度は最大２２８℃まで上がる
が、これは加熱ローラ軸受の耐熱温度以内におさまり定
着器を破損することはない。

【００４６】以上説明したように、本発明の制御を行う
ことによって、低温環境下の朝一状態で封筒を通紙した
場合であっても、連続、間欠プリントを問わずに、加圧
ローラ４１が十分温まった状態で温調を切り替えること
となるため安定した定着性を確保できる。しかも、肉厚
の薄い加熱ローラ４０を用い、幅の狭い封筒等を連続的
に通紙した場合でも、加熱ローラ非通紙部の表面温度の
上昇を抑え、加熱ローラ軸受の破損を防止できる。

【００４７】〈実施の形態１〉図２０は本発明の画像形
成装置の構成を示す断面図であり、例えばレーザビーム
プリンタ９１の場合を示す。以下、構成ならびに動作に
ついて説明する。

【００４８】像担持体としての感光ドラム９２の表面に
帯電ローラ９５を用いて均一帯電を行う。次いで、レー
ザスキャナ９３によりミラー９４を介して画像をイメー
ジ露光して潜像を形成する。次に、現像器９６の現像ロ
ーラ９７によってトナーＴで潜像を現像する。一方、用
紙カセット１０３に積載された転写材Ｐは給紙ローラ１
０２によって給紙され、後端検知センサ（サイズ検知手
段）１０４で転写材のサイズ検知を行い、レジストロー
ラ１０１に送られる。

【００４９】転写材Ｐは、レジストセンサ１０５によっ
て検知され、先端をレジストローラ１０１にかまれた状
態で待機しており、感光ドラム９２上に書き込まれた画
像に同期をとるようにして転写ローラ１００に送られ画
像が転写される。転写材Ｐに転写されたトナーＴは定着
器（定着手段）１０６によって定着され、転写材Ｐは排
出ローラ１０７によって機外に排出される。

【００５０】一方、感光ドラム９２上に転写後残留して
いるトナーＴはクリーナ９９によってクリーニングさ
れ、後段のプロセスへと移行する。

【００５１】次に、定着器１０６の構成を図２１に示
す。図において１１０は加熱ローラ（定着ローラ）であ
り、アルミニウムのパイプ材の表面にＰＦＡ、ＰＴＦＥ
といった離型層を被覆したパイプ材肉厚２．５ｍｍ、外
径２５ｍｍのローラである。上述加熱ローラ１１０に総
圧７ｋｇで圧接して配設された加圧ローラ１１１は芯金
の上にシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を
形成したローラ硬度４５度（アスカーＣ）、芯金径１２
ｍｍ、外径２５ｍｍのローラである。上述加熱ローラ１
１０と加圧ローラ１１１とのニップ部Ｎには転写材Ｐが
通紙され、転写材Ｐ上のトナーＴはこのニップ部Ｎで加
熱加圧されて定着される。上述加熱ローラ１１０の内部
にはヒータ１１２が配設されており、加熱ローラ１１０
を内部より加熱する。また加熱ローラ１１０の表面には
温度検知手段たる温度検知素子１１３が当接しており、
加熱ローラ１１０の温度を検出する。ヒータ駆動手段１
１４の制御手段１１５は該温度検知素子１１３からのデ
ータに基づいてヒータ駆動手段１１４を制御してヒータ
１１２の断続的な駆動を行い、加熱ローラ１１０の表面
温度を所定の設定温度（プリント温度）または非定着時
の待機温度（スタンバイ温度）に保つようになってい
る。制御手段１１５は、ＣＰＵ１１６に接続され、この
ＣＰＵ１１６には、さらに後端検知センサ１０４、レジ
ストセンサ１０５、カセットサイズ検知手段１１７、給
紙部駆動手段（転写材供給手段）１１８が接続されてい
る。この給紙部駆動手段１１８は、定着器１０６に転写
材を連続的に給送するものである。また本実施の形態で
は、ＣＰＵ１１６は、プリント動作遅延手段として作用
する。すなわち、後述のように定着器１０６の温度状態
に応じて、次プリント動作を遅延させるようになってい
る。

【００５２】さらに本発明の定着器１０６は、図２６に
示すように、転写材上の非画像域に温度検知素子１１３
を配置し、転写材Ｐのサイズによらず加熱ローラ１１０
上のａ点を常に転写材端部が通過する片側基準の構成と
なっている。

【００５３】片側基準の構成で温度検知素子１１３が加
熱ローラ上の通紙部（通紙領域）に配置される定着器で
は、転写材幅の狭い封筒等を通紙した場合、転写材Ｐに
熱エネルギが奪われない加熱ローラ非通紙部（非通紙領
域）の表面温度が上昇してしまう。プリント温度１８０
℃、スループット８（枚／分）で、封筒（１０６×２４
１ｍｍ）を通紙した場合の加熱ローラ１１０の通紙部、
非通紙部の温度変化を図２２に示す。加熱ローラ非通紙
部の表面温度はプリント開始から約１０分後に２３０℃
に達し、飽和する。このときの加熱ローラ通紙部の表面
温度は１８０℃であり、通紙部と非通紙部の温度差が約
５０℃となる。加熱ローラ１１０に圧接して配設された
加圧ローラ１１１の弾性体層は加熱ローラ１１０から与
えられる熱により熱膨張するが、加熱ローラ１１０の非
通紙部の表面温度が通紙部の表面温度よりも高いため
に、非通紙部の加圧ローラ１１１の外径が、通紙部の加
圧ローラ１１１の外径よりも大きくなる。この直後に転
写材幅の広い普通紙を通紙した場合、加圧ローラ１１１
の変形によりしわが発生する。

【００５４】しわの発生を防止するためには、通紙部と
非通紙部の加圧ローラ１１１の外径差を減少させる必要
がある。通紙部と非通紙部の加圧ローラ１１１の外径差
を減少させるには、プリントを受けつけない時間を一定
時間設け、非通紙部へのヒータ１１２からの過度の熱エ
ネルギの供給を停止して、加熱ローラ１１０の表面温度
を均一化すればよい。

【００５５】本実施の形態では、後端検知センサ１０４
により、転写材Ｐのサイズ（厚みを含む）を測定した。
転写材Ｐのサイズは、後端検知センサ１０４に転写材先
端が入ってから、転写材後端がぬけるまでの時間Ｔ（ｓ
ｅｃ）を測定し、この値とプロセススピードＶｐ＝５０
（ｍｍ／ｓｅｃ）より、搬送方向の紙の長さＬ_１（ｍ
ｍ）はＬ_１＝５０×Ｔで求めることができる。搬送方向
の長さの長い封筒のサイズはほぼ（１０６×２４１ｍ
ｍ）である。よって、Ｌ_１≦２４１（ｍｍ）であれば封
筒と判断することができるが、測定誤差を見込んでＬ_１
≦２４５（ｍｍ）のときに封筒と判断することとした。
転写材Ｐのサイズ検知はこれに限らず、加熱ローラ１１
０長手方向のサイズを検知してもよいし、カセットサイ
ズ検知手段１１７（図２１参照）によって給紙カセット
１０３からサイズを判断するものでもよい。本実施の形
態では、後端検知センサ１０４によって転写材サイズの
判断を行ったが、同様のことをレジストセンサ１０５を
用いて行うこともできる。

【００５６】本実施の形態の構成で、転写材幅の狭い封
筒等を連続通紙した場合の加熱ローラ１１０の表面温度
の推移を図２３に示す。時間ｔ_１で本体電源を入れ、加
熱ローラ１１０表面温度が１８０℃となったｔ_２より、
１８０℃温調、スループット８（枚／分）で、封筒を連
続通紙すると、非通紙部の表面温度が上昇する。本発明
者の実験結果によると、封筒通紙開始から約３分後のｔ
_２（連続通紙枚数にして約２５枚）以降に封筒の連続通
紙を終了し、加熱ローラ表面の通紙部と非通紙部の温度
差が２０℃を超えた状態で、次に転写材幅の広い普通紙
等を通紙するとしわが発生する。加熱ローラ表面の非通
紙部温度が最高温度２３０℃に達した場合、非通紙部に
温度が２００℃以下に下がるまでに要する時間（ｔ_５−
ｔ_４）は約２５秒であり、この時間は空回転をさせても
同じである。

【００５７】本実施の形態での通紙方法を図２４に示
す。プリント信号の受付が可能なレディ状態になってか
ら（Ｓ１）封筒通紙のプリント信号が入力されると、１
８０℃温調、スループット８（枚／分）で封筒の連続通
紙を開始する（Ｓ２）と同時に、封筒通紙枚数をカウン
トする（Ｓ３）。封筒の連続プリント終了時（Ｓ４）
に、ＳＴＥＰ３でカウントした連続プリント枚数Ｎが２
５枚以上（Ｎ≧２５）の場合（Ｓ５）、次プリントを受
けつけない状態（Ｓ６）に入る。ＳＴＥＰ６に入ってか
らの時間が３０秒以上（ウエイト時間Ｔ≧３０）になっ
た場合に、次プリントを受けつけるレディ状態（Ｓ１）
に入る。

【００５８】以上のサイズ検知、封筒連続プリント枚数
による次プリント受けつけ禁止時間の設置を行うことに
より、転写材幅の狭い封筒等を通紙した後に転写材幅の
広い普通紙等を通紙した場合のしわの発生を防止するこ
とができる。また、本実施の形態では空回転させずに加
熱ローラ１１０の表面温度を均一化させるため、余分に
ドラム表面を削ることもない。

【００５９】〈実施の形態２〉本実施の形態で用いる画
像形成装置は実施の形態１で用いた画像形成装置と同一
の片側基準の構成である。

【００６０】実施の形態１では、転写材幅の狭い封筒等
を連続通紙した直後に転写材幅の広い普通紙を通紙した
場合のしわの発生を防止するために、一定枚数以上封筒
等を連続通紙した後と、普通紙との通紙の間に一定の、
プリントを受けつけない時間を設けた。

【００６１】本実施の形態では、転写材幅の狭い封筒等
の連続通紙枚数と、次プリントの画像形成準備終了まで
の時間、及び次プリントの紙サイズに応じて、次プリン
トの画像データの要求を一定時間停止する。

【００６２】本実施の形態では、実施の形態１と同様
に、定着器１０６は片側基準の構成で温度検知素子１１
３が加熱ローラ１１０上の通紙部に配置されており、転
写材幅の狭い封筒等をプリント温度１８０℃、スループ
ット８（枚／分）で連続通紙した場合の加熱ローラ１１
０の通紙部、非通紙部の表面温度の変化は、実施の形態
１で示した図２２と同一である。

【００６３】図２５に本実施の形態の通紙方法を示す。
封筒の連続通紙を開始する（Ｓ１）と同時に、封筒通紙
枚数をカウントする（Ｓ２）。封筒連続プリント終了時
に、ＳＴＥＰ２でカウントした連続プリント枚数Ｎが２
５枚以上（Ｎ≧２５）の場合、タイマカウントを開始し
（Ｓ５）、次プリント信号、紙サイズ指定信号を受けつ
ける（Ｓ６）。ＳＴＥＰ６で受けた紙サイズによりｔを
決定する（Ｓ７）。ｔは（前プリントの転写材幅）≧
（次プリントの転写材幅）の場合ｔ＝０、（前プリント
の転写材幅）＜（次プリントの転写材幅）の場合ｔ＝２
０とする。次に、次プリント転写材Ｐの給送を行い（Ｓ
８）、次プリント画像形成準備終了（Ｓ９）後に、Ｔ≦
ｔとなった時点で次プリントの画像データを要求し（Ｓ
１１）、印字を開始する（Ｓ１２）。

【００６４】以上の通紙方法を行うことにより、次プリ
ントの転写材幅が前プリントの転写材幅よりも大きいと
きのみ、次のプリントを遅延してしわの発生を防止し、
転写材幅が狭くしわ発生防止の必要がない場合には、次
プリントを続けて行うことができる。

【００６５】〈参考例４〉本参考例で用いる画像形成装
置は、実施の形態１で用いた画像形成装置と同一の片側
基準の構成である。

【００６６】実施の形態１及び実施の形態２では、転写
材幅の狭い封筒等の連続通紙枚数に応じて、普通紙のプ
リントを受けつけない時間を設けた。本参考例では、転
写材幅の狭い転写材Ｐを通紙する場合の非通紙部の温度
を温度センサによりモニタし、その温度に応じて転写材
幅の広い転写材Ｐを印字する前に、次プリントの画像デ
ータ要求を待たせる時間を設ける。

【００６７】本参考例では、実施の形態１と同様に、定
着器１０６は片側基準の構成で温度検知素子１１３が加
熱ローラ１１０上の通紙部に配置されており、転写材幅
の狭い封筒等をプリント温度１８０℃、スループット８
（枚／分）で連続通紙した場合の加熱ローラ１１０の通
紙部、非通紙部の表面温度の変化は、実施の形態１で示
した図２２と同一である。封筒連続通紙後の普通紙しわ
発生を完全に防止するためには、本発明者の実験による
通紙部と非通紙部の温度差を２０℃以内に抑える必要が
ある。

【００６８】図２６は、本参考例の定着器１０６を示す
図である。温度検知素子（サーミスタ）１１３、１２０
は最大通紙幅の外側の非画像域に設置する。図２７は、
本発明の定着器１０６で用いる温度検出回路である。加
熱ローラ表面の温度変化に伴う温度検知素子（サーミス
タ１１３及び１２０）の抵抗値変化を図２７に示す回路
を用いてＣＰＵ１１６で検知する。温度検知素子１１
３、１２０の温度差はＣＰＵ内で電圧差として検知して
いる。

【００６９】図２８に本参考例での通紙方法を示す。封
筒連続プリント終了後（Ｓ２）、次プリント信号及び紙
サイズ指定信号を受けつけ（Ｓ３）、ＳＴＥＰ３の紙サ
イズによりｔ′を決定する（Ｓ４）。ｔ′は（前プリン
ト転写材幅）≧（次プリント転写材幅）の場合ｔ′＝△
Ｔ、（前プリント転写材幅）＜（次プリント転写材幅）
の場合ｔ′＝２０とする。画像形成準備終了後に、温度
検知素子１１３、１２０により加熱ローラ表面の通紙部
と非通紙部の温度差△Ｔを検知する（Ｓ７）。次プリン
トの転写材幅が広いもので、かつ△Ｔ＞２０［℃］の場
合にのみ、次プリントの画像データの要求を停止し、△
Ｔ≦２０［℃］以下になった時点で画像データを要求し
（Ｓ９）、印字を開始する（Ｓ１０）。

【００７０】以上の通紙を行うことにより、転写材幅の
狭い封筒等の連続通紙後に発生する転写材幅の広い転写
材Ｐのしわを確実にかつ効率よく防止することができ
る。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
小サイズの転写材を定着する際の、加熱部材や加圧部材
の非通紙部の昇温、及び非通紙部の昇温により生じる転
写材のしわや定着装置の軸受け部の破損等を抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例１の加熱ローラの温調を示す図。

【図２】参考例１の定着装置の構成を示す図。

【図３】参考例１の画像形成装置の断面図。

【図４】参考例１の定着装置の構成を示す図。

【図５】参考例１の加熱ローラの温調を示す図。

【図６】参考例１の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図７】参考例１の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図８】参考例１の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図９】参考例１の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図１０】参考例１の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図１１】参考例１の通紙状態を示す図。

【図１２】参考例２の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図１３】参考例２の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図１４】参考例２の加熱ローラの温調を示す図。

【図１５】参考例２の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図１６】参考例２の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図１７】参考例２の加熱ローラの温調を示す図。

【図１８】参考例３の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図１９】参考例３の加熱ローラの表面温度を示す図。

【図２０】実施の形態１の画像形成装置の概略を示す断
面図。

【図２１】実施の形態１の定着装置の構成を示す断面
図。

【図２２】実施の形態１の加熱ローラ表面温度を示す
図。

【図２３】実施の形態１の加熱ローラ表面温度を示す
図。

【図２４】実施の形態１の通紙方法を示すフローチャー
ト。

【図２５】実施の形態２の通紙方法を示すフローチャー
ト。

【図２６】参考例４の定着装置の構成を示す正面図。

【図２７】参考例４の定着装置の温度検知回路を示す
図。

【図２８】参考例４の通紙方法を示すフローチャート。

【符号の説明】

４０ 加熱ローラ（定着ローラ） ４１ 加圧ローラ ４２ ヒータ ４３ 温度検知素子（サーミスタ） ４４ ヒータ駆動手段 ４５ 制御手段 １０４ サイズ検知手段（後端検知センサ） １０５ サイズ検知手段（レジストセンサ） １０６ 定着手段（定着装置、定着器） １１０ 加熱ローラ １１１ 加圧ローラ １１３ 温度検知手段（温度検知素子） １１６ プリンタ動作遅延手段（ＣＰＵ） １１８ 転写材供給手段（給紙部駆動手段） Ｎ ニップ部 Ｐ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 正弘 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 諏訪 貢一 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 田中 裕子 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 斉藤 哲雄 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 Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA36 DA38 DA46 DC10 ED17 ED30 EE02 EE07 EF06 ZA07 2H033 AA03 AA15 BA08 BA30 BB01 CA17 CA19 CA30 CA35

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定温度に維持される加熱部材と、前記
   加熱部材と協働してニップを形成する加圧部材と、を有
   し、前記ニップに、画像を担持する記録材を通して画像
   を定着する定着手段、を有する画像形成装置において、 所定サイズより小さい記録材を連続して通紙した際、そ
   のときの通紙枚数が所定数以上のとき、次のプリント指
   令を受け付けない、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記プリント指令を受け付けない状態が
   所定時間経過したらプリント指令を受け付ける状態にな
   る、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 次のプリントの記録材サイズが前記所定
   サイズより大きいとき、次のプリント指令を受け付け
   ず、前記所定サイズ以下のときはプリント指令を受け付
   ける、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。