JP2003173103A - 画像形成装置の定着温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像形成用紙サイズなどの画像形成条件に基づ
いて定着装置の過加熱を冷却モードにより冷却し、過加
熱による過定着を防止し、迅速にかつ効率良く次の画像
形成を開始可能な状態にすることができる画像形成装置
の定着温度制御方法を提供する。 【解決手段】加熱ローラの温度を上昇させる温度上昇モ
ードと、加熱ローラの温度上昇による過加熱を冷却によ
り抑える冷却モードとを適宜切り換えて加熱ローラを定
着温度に制御する制御回路を備える。そして、画像形成
工程において要求された画像形成条件による画像形成が
終了した後に、その画像形成条件に基づく冷却モードの
動作時間を設定し、その動作時間の間、加熱ローラ及び
加圧ローラの回転冷却と静止冷却とを交互に行うよう
に、冷却モードへ切り換える。

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、プリンタ
装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置に搭載される
定着手段を所定温度に制御するための定着温度制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機、プリンタ装置、ファ
クシミリ装置等の画像形成装置やこれらの複合機にあっ
ては、ローラ部材の間にトナー像が転写された用紙を挟
持して搬送することによってトナー像を用紙上に定着さ
せる定着手段を備えている。この定着手段は、互いに対
向配置されてなる一対のローラ部材のうち、少なくとも
一方に用紙の所定範囲を定着温度に加熱する複数の加熱
媒体が設けられ、この定着手段の温度を上昇させる温度
上昇モードと定着手段の温度上昇による過加熱を冷却に
より抑える冷却モードとを制御手段によって切り換え
て、定着手段を定着温度に制御することが行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
画像形成装置では、先の画像形成が終了した後に、次の
画像形成に用いる用紙の大きさが前の画像形成と異なっ
ている場合、例えば前の画像形成が小サイズの画像形成
用紙で、次の画像形成が大サイズの画像形成用紙で行わ
れる場合、ローラ部材の軸線方向（長手方向）に温度差
が生じることになる。これは、先の画像形成が小サイズ
の画像形成用紙であるために、ローラ部材の用紙非通過
部分の温度が上昇するからであり、この状態で、次の画
像形成で大サイズの画像形成用紙を通過させると、上記
温度の上昇している部分（ローラ部材の用紙非通過部
分）での定着が過加熱によって過定着となり、用紙上の
トナーの光沢性に変化が生じたり、過定着部分が高温オ
フセットを起し、ローラ部材にトナーが付着する恐れが
ある。また、最悪の時には、搬送される用紙がローラ部
材に巻き付いてジャムの発生に至ることになる。

【０００４】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、画像形成用紙サイズ
および画像形成用紙枚数などの画像形成条件に基づいて
定着手段の過加熱を冷却モードにより冷却し、過加熱に
よる過定着を防止するのはもちろんのこと、迅速にかつ
効率良く次の画像形成を開始可能な状態にすることがで
きる画像形成装置の定着温度制御方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、互いに対向配置されてなる一対のロー
ラ部材のうち、少なくとも一方に用紙の所定範囲を定着
温度に加熱する加熱媒体が設けられ、これらローラ部材
の間にトナー像が転写された用紙を挟持して搬送するこ
とによってトナー像を用紙上に定着する定着手段と、こ
の定着手段の温度を上昇させる温度上昇モードと定着手
段の温度上昇による過加熱を冷却により抑える冷却モー
ドとを切り換えて定着手段を定着温度に制御する制御手
段とを備えた画像形成装置の定着温度制御方法を前提と
する。そして、上記制御手段によって、画像形成工程に
おいて要求された画像形成用紙サイズおよび画像形成用
紙枚数などの画像形成条件による画像形成が終了した後
に、その画像形成条件に基づく冷却モードの動作時間、
例えば定着手段（各ローラ部材）の回転冷却時間および
静止冷却時間を繰り返し行う積算時間を設定し、その設
定された動作時間の間、冷却モードへの切換を行うよう
にしている。

【０００６】この特定事項により、画像形成工程におい
て要求された画像形成用紙サイズおよび画像形成用紙枚
数などの画像形成条件、例えば、小サイズの画像形成用
紙での画像形成が終了すると、その画像形成条件に基づ
いた冷却モードによる冷却動作時間が設定され、この冷
却動作時間内において定着手段（各ローラ部材）を回転
させて表面全体の温度を風により冷却させたり、各ロー
ラ部材を静止させて内部に蓄熱されている蓄熱温度を温
度の低下している部分（ローラ部材の用紙通過部分）に
伝播させたりして、定着手段の過加熱が効率よく冷却さ
れることになり、次の画像形成を迅速に開始可能な状態
にすることが可能となる。

【０００７】しかも、画像形成条件に基づいた冷却モー
ドによる定着手段の冷却により、定着手段の過加熱によ
る過定着が防止され、用紙上のトナーの光沢性に変化を
生じさせることはなく、過定着部分の高温オフセットに
よるローラ部材へのトナー付着を防止し、搬送用紙のロ
ーラ部材への巻き付きによるジャムの発生を確実に防止
することが可能となる。

【０００８】特に、制御手段によるモード切り換えを具
体的に示すものとして、以下の構成が掲げられる。

【０００９】つまり、制御手段による冷却モードへの切
り換えを、画像形成工程において要求された画像形成条
件が小サイズの画像形成用紙でありかつその小サイズの
画像形成用紙枚数が所定の設定枚数より多いときに、画
像形成要求された最終画像形成用紙を定着手段から排出
完了した後に行うようにしている。

【００１０】この特定事項により、小サイズの画像形成
用紙を所定の設定枚数よりも多く画像形成することで、
ローラ部材の軸線方向（長手方向）での温度差が顕著に
なるが、画像形成要求された最終画像形成用紙を定着手
段から排出完了した後に、その画像形成条件に基づいて
設定された冷却動作時間の間、冷却モードによる定着手
段の冷却が行われ、定着手段の過加熱が効率よく冷却さ
れて次の画像形成を迅速に開始可能な状態にすることが
可能となる。しかも、画像形成条件に基づいた冷却モー
ドによる定着手段の冷却により、次の画像形成用紙は定
着手段の過加熱による過定着が防止され、その用紙上の
トナーの光沢性に変化を生じさせることもなく、ローラ
部材へのトナー付着を防止し、搬送用紙のローラ部材へ
の巻き付きによるジャムの発生を確実に防止することが
可能となる。

【００１１】これに対し、制御手段による定着手段の冷
却モードへの切り換えを、画像形成工程において要求さ
れた画像形成条件が小サイズの画像形成用紙でありかつ
その小サイズの画像形成用紙枚数が所定の設定枚数より
少ないときに、画像形成要求の最終画像形成用紙が定着
手段から排出完了した後に禁止するようにしている場合
には、小サイズの画像形成用紙を所定の設定枚数よりも
少なく画像形成していると、ローラ部材の軸線方向での
温度差がさほど顕著にはならないため、画像形成要求さ
れた最終画像形成用紙を定着手段から排出完了した後
に、次の画像形成用紙の画像形成を引き続き行え、次の
画像形成用紙の画像形成を迅速かつ安心して行うことが
可能となる。

【００１２】特に、制御手段を、先に画像形成要求され
た小サイズの画像形成用紙枚数が所定の設定枚数より多
く、かつ画像形成装置に次の画像形成要求がなされてい
るときに、先の画像形成要求の最終画像形成用紙が定着
手段から排出完了した後に冷却モードへ切換えると共
に、画像形成装置の給紙手段よる次の画像形成用紙の給
紙を行わせつつ、次の画像形成工程の動作を上記冷却モ
ードが終了するまで待機させるように制御している場合
には、次の画像形成工程の動作により画像形成される画
像形成用紙は定着手段による最適な定着温度での定着を
行うことが可能となる。しかも、給紙手段による次の画
像形成用紙の給紙を行わせつつ次の画像形成工程の動作
を冷却モードが終了するまで待機させることで、冷却モ
ードの終了と同時に次の画像形成工程の動作を行え、次
の画像形成用紙の画像形成を迅速に行うことが可能とな
る。

【００１３】更に、画像形成条件を、画像形成装置の表
示部に入力される用紙サイズおよび画像形成用紙枚数な
どの人為的な操作、または上記装置の給紙部から画像形
成工程までの経路に配置される画像形成用紙検知センサ
により検出されたＯＮ／ＯＦＦ信号によって設定してい
る場合には、制御手段による冷却モードへの切り換えが
表示部に人為的な操作によって入力した画像形成条件に
基づいて円滑に行える。また、画像形成用紙検知センサ
からのＯＮ／ＯＦＦ信号によって画像形成条件を設定す
る場合には、制御手段による冷却モードへの切り換えが
より正確にかつ効率よく行える。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１は、本形態に係る定着温度制御方法を
適用した画像形成装置１の内部を示す概略構成図であ
る。本画像形成装置１は、多機能型のものであって、複
写機、印刷機及びファクシミリ装置としての機能を兼ね
備えている。この画像形成装置１は、プリンタ２、スキ
ャナ３、自動原稿搬送装置４、排紙処理装置５及び給紙
手段としての多段給紙装置６を装備している。以下、各
部の構成について説明する。

【００１６】自動原稿搬送装置４は、原稿搬送機構４１
を備えており、原稿セットトレイ４０に載置された原稿
をプラテンガラス３０上に搬送して位置決めし、スキャ
ナ３によって画像が読み取られた原稿を原稿排出トレイ
４２へ搬送して排出するようになっている。また、搬送
不可能な原稿をプラテンガラス３０上に配置し得るよう
に、自動原稿搬送装置４の一辺（図１における奥側の一
辺）は枢支され、装置４全体の開閉が可能に構成されて
いる。

【００１７】スキャナ３は、自動読み取りモード及びマ
ニュアル操作読み取りモードのいずれかを選択して設定
することが可能となっている。前者の自動読み取りモー
ドを選択した場合は、自動原稿搬送装置４によるプラテ
ンガラス３０上への原稿の搬送と連動して、スキャナ３
が原稿の画像を読み取る。後者のマニュアル操作読み取
りモードを選択した場合は、マニュアル操作に応答し
て、プラテンガラス３０上に配置された原稿の画像をス
キャナ３が読み取る。いずれのモードであっても、第１
及び第２走査ユニット３１，３２を相互に所定の速度関
係を維持しつつ移動させ、プラテンガラス３０上に配置
された原稿の画像を第１走査ユニット３１によって露光
し、第１及び第２走査ユニット３１，３２によって原稿
からの反射光をレンズ３３へと導き、レンズ３３によっ
て原稿の画像を光電変換素子（ＣＣＤ）３４上に結像す
る。このＣＣＤ３４は、原稿の画像を主走査方向に繰り
返し走査して読み取り、原稿画像に基づく画像データを
出力するようになっている。そして、スキャナ３は、原
稿画像に基づく画像データによって、記録用紙の種別
（後述する大サイズ紙または小サイズ紙）がつけられる
ようになっている。

【００１８】プリンタ２は、スキャナ３からの画像デー
タや外部装置（例えばパーソナルコンピュータ）からの
画像データを入力し、この画像データによって示される
画像を記録用紙に記録するものである。

【００１９】このプリンタ２に備えられたプリンタ制御
部２４は、画像形成手段としての電子写真プロセス部２
０を制御したり、外部装置からの画像データを受け入れ
るためのインターフェイスの役目を果たす。画像制御部
２５は、外部装置からの画像データに所定の画像処理を
施したり、画像データに応じて光走査ユニット２２を駆
動制御する。

【００２０】電子写真プロセス部２０は、感光体ドラム
２００、帯電ローラ２０１、光走査ユニット２２、現像
ユニット２０２、転写ユニット２０３、クリーニングユ
ニット２０４、及び除電ユニット（図示せず）等を備え
ている。感光体ドラム２００は、一方向に回転してい
る。帯電ローラ２０１は、感光体ドラム２００表面を均
一に帯電させる。光走査ユニット２２は、画像データに
応じて変調された光ビーム（光像）を形成し、光ビーム
によって感光体ドラム２００表面を主走査方向に繰り返
し走査して、感光体ドラム２００表面に静電潜像を形成
する。現像ユニット２０２は、トナーを感光体２００表
面に供給する。このトナーが感光体ドラム２００表面の
静電潜像に付着して、トナー像が形成される。転写ユニ
ット２０３は、下方から搬送されてきた記録用紙と感光
体ドラム２００とを重ね合わせ、トナー像を感光体ドラ
ム２００から記録用紙へと転写する。クリーニングユニ
ット２０４は、感光体ドラム２００表面に残留している
トナーを除去する。除電ユニットは、感光体ドラム２０
０表面の電荷を除去する。

【００２１】電子写真プロセス部２０の上方には、定着
手段としての定着装置２３が配置されている。定着装置
２３は、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録
用紙に定着させる。このトナー像が定着された後の記録
用紙は、各排出ローラ２８によって搬送され、排紙処理
装置５の中継パスユニット８へと受け渡される。

【００２２】また、記録用紙の裏面にも画像を記録する
場合には、記録用紙の搬送が一旦停止され、記録用紙が
中継パスユニット８からプリンタ２へと逆向きに搬送さ
れる。プリンタ２では、分岐爪２５１を回転させ、分岐
爪２５１により記録用紙を反転用搬送路２５０へと導
き、記録用紙を反転用搬送路２５０通じて再び電子写真
プロセス２０へと搬送し、これにより記録用紙の表裏を
反転させ、記録用紙の裏面に画像を記録する。こうして
表裏に画像を記録された記録用紙は、各排出ローラ２８
によって搬送され、排紙処理装置５の中継パスユニット
８へと受け渡される。

【００２３】また、プリンタ２の下部には用紙給紙部２
１が備えられている。この用紙給紙部２１は、記録用紙
を積層して収容する用紙収容カセット２１０と、用紙収
容カセット２１０から記録用紙を１枚ずつ分離して取り
出し、記録用紙を電子写真プロセス部２０へと供給する
給紙手段としての取り出しユニット２１１とを備えてい
る。この取り出しユニット２１１により取り出された記
録用紙は、転写ユニット２０３へと搬送され、更に定着
装置２３を介して各排出ローラ２８により搬送される。
この記録用紙は、定着装置２３の中央（後述する加熱ロ
ーラ２３１の軸線方向中央）に対し搬送方向と直行する
中央を基準にして位置合わせしたセンタ基準で搬送され
る。尚、用紙収容カセット２１０は、画像形成装置本体
から引き出すことができ、引き出した状態で、記録用紙
を用紙収容カセット２１０に補給できるようになってい
る。

【００２４】排紙処理装置５は、オプションであって、
画像形成装置１に対して着脱自在であり、中継パスユニ
ット８及び後処理ユニット９を備えている。

【００２５】中継パスユニット８は、プリンタ２から記
録用紙を受け取って、記録用紙を後処理ユニット９へと
搬送する中継パス８４と、プリンタ２から記録用紙を一
旦受け取り、記録用紙をプリンタ２へと戻すスイッチバ
ックパス８３と、プリンタ２からの記録用紙を中継パス
８４及びスイッチバックパス８３のいずれかに導くゲー
ト板８１とを有する。ゲート板８１は、揺動可能であ
り、その先端を上方に向けると、記録用紙が中継パス８
４へと導かれ、またその先端を下方に向けると、記録用
紙がスイッチバックパス８３へと導かれる。

【００２６】中継パス８４には、一方向に回転する搬送
ローラ８５が設けられており、搬送ローラ８５によって
記録用紙を後処理ユニット９へと導く。また、スイッチ
バックパス８３には、記録用紙を載置する載置板８６、
及び正逆回転可能な搬送ローラ８７が設けられている。
この搬送ローラ８７だけでなく、プリンタ２の各搬送ロ
ーラ２８も正逆回転可能である。記録用紙をスイッチバ
ックパス８３へと導いたときには、記録用紙の後端をプ
リンタ２の搬送ローラ２８間に挟み込み、記録用紙を載
置板８６上に載せた状態で、各搬送ローラ８７，２８を
停止して、記録用紙の搬送を一旦停止する。この後、各
搬送ローラ８７，２８を逆回転し、記録用紙をプリンタ
２へと逆向きに搬送する。プリンタ２では、先に述べた
様に分岐爪２５１により記録用紙を反転用搬送路２５０
へと導き、記録用紙を反転用搬送路２５０を経て再び電
子写真プロセス２０へと搬送し、記録用紙の裏面に画像
を記録する。

【００２７】後処理ユニット９では、記録用紙をプリン
タ２から中継パス８４を通じて受け取り、記録用紙に対
して後処理を施す。この後処理としては、ステープル処
理やソート処理等がある。そして、この処理を行った記
録用紙を、複数の排紙トレイ５６，５９のうちの一つに
対して排紙するようになっている。

【００２８】上記プリンタ２及び排紙処理装置５は多段
給紙装置６上に載置されている。また、スキャナ３及び
自動原稿搬送装置４は、システムラック７上に載置され
ている。多段給紙装置６の底には、各移動コロ６９及び
各固定部６８が設けられている。各固定部６８を多段給
紙装置６の底にねじ込んで、各固定部６８を床面から離
間させ、各移動コロ６９によって多段給紙装置６を支持
すれば、多段給紙装置６を移動させることができる。こ
の状態で、多段給紙装置６、プリンタ２及び排紙処理装
置５をシステムラック７の内側に移動させて配置する。
この後、各固定部６８を回転し突出させて、各固定部６
８を床面に接触させることにより多段給紙装置６を固定
する。このとき、排紙処理装置５の中継パスユニット８
とスキャナ３との間には、空間が形成される。

【００２９】上記多段給紙装置６は、オプションであっ
て、画像形成装置１に対して着脱自在である。多段給紙
装置６においては、複数種類の記録用紙をそれぞれの用
紙収容カセット６１，６２，６３に収納している。本形
態の多段給紙装置６にあっては、上方に位置して比較的
大サイズ（例えばＡ３サイズ）の記録用紙を収容可能な
上側カセット６１と、この上側カセット６１の下方にお
いて並設され、使用頻度の高いサイズ（例えばＡ４サイ
ズ）の記録用紙をそれぞれ収容可能な一対の下側カセッ
ト６２，６３とを備えている。

【００３０】多段給紙装置６の内部には鉛直方向に延び
る用紙ガイド通路６５が設けられており、各カセット６
１，６２，６３から取り出された記録用紙は、この用紙
ガイド通路６５を経てプリンタ２へ供給されるようにな
っている。このプリンタ２の下面には用紙ガイド通路６
５に対応した位置に用紙受口２７が形成されており、用
紙ガイド通路６５を経た記録用紙は用紙受口２７を通過
してプリンタ２に導かれるようになっている。

【００３１】上記上側カセット６１の排紙側（図中左
側）には給紙手段としての取り出しユニット６１１が設
けられている。この取り出しユニット６１１は、上側カ
セット６１に収容されている記録用紙を１枚ずつ分離し
て取り出し、その記録用紙を用紙ガイド通路６５及び用
紙受口２７を経て電子写真プロセス部２０へと送り出す
ようになっている。尚、この上側カセット６１は、多段
給紙装置本体としての給紙装置フレーム６６から図中手
前側に引き出すことができ、引き出した状態で、記録用
紙の補給が可能となっている。

【００３２】次に、本発明の特徴部分である定着装置２
３の構成を図２に基づいて説明する。

【００３３】定着装置２３は、図２に示すように、加熱
部材であるローラ部材としての加熱ローラ２３１（定着
ローラ）と、この加熱ローラ２３１を加熱する加熱媒体
としてのハロゲンヒータ２３２と、加熱ローラ２３１の
温度を検出する温度検出手段を構成する温度センサ２３
３と、制御手段としての制御回路（図示せず）と、上記
過熱ローラ２３１と対をなすように対向配置された加圧
ローラ２３４とを備えている。

【００３４】ハロゲンヒータ２３２は、加熱ローラ２３
１内部に配置されており、その軸線方向中央部において
記録用紙のセンタ基準に合わせてランプを配置してなる
メインヒータ部２３２ａと、このメインヒータ部２３２
ａの軸線方向両側にそれぞれランプを配置してなるサブ
ヒータ部２３２ｂとを備えている。このメインヒータ部
２３２ａおよびサブヒータ部２３２ｂは、制御回路から
通電されることによって、所定の発熱分布（中央部およ
び左右両側部）で発光し、赤外線が放射され、加熱ロー
ラ２３１の内周面を加熱するようになっている。そし
て、メインヒータ部２３２ａとサブヒータ部２３２ｂ
は、制御回路によってそれぞれ独立に温度制御される。
尚、メインヒータ部２３２ａとサブヒータ部２３２ｂの
分割方法は、上記構成に限定するものではなく、一方を
基準とした分割方法など多数の分割方法が考えられる。

【００３５】加熱ローラ２３１は、ハロゲンヒータ２３
２（メインヒータ部２３２ａおよびサブヒータ部２３２
ｂ）により所定の温度（ここでは２００℃）に加熱され
て、定着装置２３のニップ部Ｋ（加熱ローラ２３１と加
圧ローラ２３４との間のニップ部Ｋ）を通過する被加熱
媒体である記録用紙を加熱するためのものである。ま
た、加熱ローラ２３１は、その本体である芯金２３１ａ
と、記録用紙上のトナーがオフセットするのを防止する
ために芯金２３１ａの外周表面に形成された離型層２３
１ｂとを備えている。

【００３６】芯金２３１ａには、たとえば、鉄、ステン
レス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合
金等が用いられる。尚、本実施例の芯金２３１ａとして
は、直径４０ｍｍ、肉厚０．２ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）製
のものを使用している。

【００３７】離型層２３１ｂには、ＰＦＡ（テトラフル
オロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルと
の共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が
適している。尚、本実施例の離型層２３１ｂとしては、
フッ素樹脂が適用されている。

【００３８】加圧ローラ２３４は、鉄鋼、ステンレス
鋼、アルミニウム等の芯金２３４ａの外周表面にシリコ
ーンゴム等の耐熱弾性材層２３４ｂを有するように構成
されている。加圧ローラ２３４の耐熱弾性材層２３４ｂ
の表面には、加熱ローラ２３１の場合と同様のフッ素樹
脂による離型層が形成されてもよい。尚、本実施例にお
ける加圧ローラ２３４としては、直径４０ｍｍで、シリ
コーンゴムからなる耐熱弾性体層２３４ｂと、ＰＦＡチ
ューブからなる離型層２３４ｃが設けられており、図示
しないばね等の弾性部材により定着ローラに２００Ｎの
力で圧接され、これにより、加熱ローラ２３１との間に
幅が約６ｍｍのニップ部Ｋが形成されるよう構成されて
いる。

【００３９】制御回路は、ハロゲンヒータ２３２を用い
た直接加熱方式によって加熱ローラ２３２を定着温度
（２００°Ｃ）に制御するように構成されている。つま
り、制御回路は、ハロゲンヒータ２３２（メインヒータ
部２３２ａおよびサブヒータ部２３２ｂ）への通電によ
り加熱ローラ２３１（定着装置２３）の温度を上昇させ
る温度上昇モードと、加熱ローラ２３１の温度上昇によ
る過加熱を冷却により抑える冷却モードとに適宜切り換
えて加熱ローラ２３１を定着温度に制御するように構成
されている。

【００４０】そして、上記制御回路は、画像形成工程に
おいて要求された記録用紙サイズおよび用紙枚数（画像
形成用紙枚数）などの画像形成条件による画像形成が終
了した後に、その画像形成条件に基づく冷却モードの動
作時間を設定し、その設定された動作時間の間、冷却モ
ードへの切換を行うようにしている。この冷却モード
は、定着装置２３（加熱ローラ２３１および加圧ローラ
２３４）の回転による冷却と、その回転冷却を停止させ
た静止による冷却とを交互に繰り返し行うことによりな
される。つまり、冷却モードにおける定着装置２３の回
転冷却では、風の流れが生じ、この風によって加熱ロー
ラ２３１の表面温度を低下させる効果があり、これに対
し、定着装置２３を静止させる静止冷却では、加熱ロー
ラ２３１内部での高温部分から低温部分への温度の伝播
効率が促進され、加熱ローラ２３１内部の温度差を縮め
る効果があり、これにより、定着装置２３（加熱ローラ
２３１）が効果的に冷却される。

【００４１】次に、定着装置２３において、大サイズ紙
と、小サイズ紙とに、それぞれ定着を行った場合におけ
る定着時のハロゲンヒータ２３２の温度分布状況につい
て説明する。

【００４２】ここで、小サイズの記録用紙とは、ハロゲ
ンヒータ２３２（メインヒータ部２３２ａおよびサブヒ
ータ部２３２ｂ）による加熱幅に比べて幅が狭い小幅記
録用紙を意味する。一方、大サイズの用紙とは、加熱ロ
ーラ２３１の加熱幅程度のサイズの大幅記録用紙を意味
する。定着要求される用紙サイズに対して、ハロゲンヒ
ータ２３２の加熱幅を比較することにより、装置１は、
記録用紙が大サイズか小サイズかを判定することができ
るようになっている。そして、大サイズ紙を定着する場
合には、ハロゲンヒータ２３２から記録用紙への加熱ロ
ーラ２３１を介した熱流出もほぼ均一に生じ、したがっ
て加熱ローラ２３１の温度分布も略均一となる。また、
その略均一となる加熱ローラ２３１の温度は、定着温度
域内に納まる。

【００４３】これに対して、小サイズ紙を定着している
最中の温度分布を示す図が、図３である。記録用紙が小
サイズであるために、メインヒータ部２３２ａの加熱幅
程度のサイズとなるので、図３に示すように、メインヒ
ータ部２３２ａから記録用紙への熱流出はほぼ均一に生
じ、したがってメインヒータ部２３２ａにおける温度分
布はほぼ均一となる。しかし、メインヒータ部２３２ａ
とサブヒータ部２３２ｂの温度が異なり、また、サブヒ
ータ部２３２ｂに接する部分に記録用紙が存在しないた
め、メインヒータ部２３２ａの熱がサブヒータ部２３２
ｂのランプ側へと流出し、その熱はサブヒータ部２３２
ｂ（ランプ）に蓄積されたり、メインヒータ部２３２ａ
よりも幅の狭い小サイズの記録用紙を用いるときには、
メインヒータ部２３２ａの加熱幅と小サイズ用紙の通過
部との間の一部の領域に蓄積される。特に、メインヒー
タ部２３２ａとサブヒータ部２３２ｂとの境界付近にお
いて、熱が蓄積しやすい。この場合、加熱ローラ２３１
が平均としては定着温度域内にあるとしても、メインヒ
ータ部２３２ａとサブヒータ部２３２ｂとの互いのラン
プの境界付近、あるいはメインヒータ部２３２ａよりも
内部の一部領域では、定着温度以上になることが判る。

【００４４】次に、制御回路による定着装置２３の定着
温度制御方法の一例を図４および図５のフローチャート
に基づいて説明する。

【００４５】まず、図４にフローチャートのステップＳ
Ｔ１において、図示しないスタートボタンのＯＮ操作に
よって画像形成要求が行われると、ステップＳＴ２で、
記録用紙が小サイズ紙（ハロゲンヒータ２３２の加熱幅
に比べて幅が狭い小幅記録用紙）であるか否かを判定す
る。このステップＳＴ２の判定が、大サイズ紙（加熱ロ
ーラ２３１の加熱幅程度のサイズの大幅記録用紙）であ
るＮＯの場合には、ステップＳＴ３において、前回の画
像形成時の用紙が小サイズ紙であったか否かを判定す
る。このステップＳＴ３の判定が、前回は小サイズ紙で
あったＹＥＳの場合には、ステップＳＴ４において、次
の画像形成工程の動作によって送り出された、取り出し
ユニット２１１の用紙収容カセット２１０からの記録用
紙、電子写真プロセス部２０へと供給される記録用紙、
取り出しユニット６１１から用紙ガイド通路６５及び用
紙受口２７を経た記録用紙、または多段給紙装置６の各
カセット６１，６２，６３からの用紙ガイド通路６５を
経た記録用紙を、電子写真プロセス部２０の手前のレジ
ストローラ（図示せず）まで供給し、画像形成手前で待
機させておく。

【００４６】このとき、加熱ローラ２３１の表面温度の
分布状況は、図６に実線で示すように、記録用紙の通紙
直後ではその通紙領域付近においてかなり上昇している
ことが判る。

【００４７】次いで、ステップＳＴ５において、制御回
路の記憶部に記憶されているテーブルから、前回の画像
形成時の用紙サイズや用紙枚数などの画像形成条件に基
づく定着装置２３の冷却モードの作動時間を決定し、ス
テップＳＴ６で、上記ステップＳＴ５で決定した作動時
間の間、定着装置２３を冷却モードに切り換える。この
冷却モードでは、定着装置２３の加熱ローラ２３１を加
圧ローラ２３４と共に回転させる回転冷却と、加熱ロー
ラ２３１および加圧ローラ２３４の回転を停止させる静
止冷却とを交互に行い、加熱ローラ２３１の表面温度を
定着温度まで低下させることが行われる。この場合、冷
却モードの作動時間は、加熱ローラ２３１および加圧ロ
ーラ２３４の回転冷却時間と静止冷却時間との積算時間
によって決定され、制御回路の記憶部に記憶されている
テーブルのなかから、前回の画像形成条件に基づくもの
が決定される。

【００４８】このとき、加熱ローラ２３１の表面温度の
分布状況は、図６に一点鎖線で示すように、冷却モード
での回転冷却によって、記録用紙の通紙直後から５秒経
過後には全体的に２０°程度下降し、図６に二点鎖線で
示すように、冷却モードでの静止冷却によって、記録用
紙の通紙直後から１０秒経過後には軸線方向においてほ
ぼ差がない程度まで冷却されている。

【００４９】その後、ステップＳＴ７において、温度セ
ンサ２３３により、加熱ローラ２３１の表面温度が定着
温度に冷却されるまで待機した後、ステップＳＴ８で、
上記ステップＳＴ４で電子写真プロセス部２０の手前の
レジストローラまで供給して待機させておいた記録用紙
を電子写真プロセス部２０に供給し、画像形成を行う。
このとき、前回の画像形成時の最終記録用紙は定着装置
２３から既に排出完了しているものとする。

【００５０】一方、上記ステップＳＴ２の判定が小サイ
ズ紙であるＹＥＳの場合には、定着装置２３の冷却モー
ドによる冷却を禁止して、ステップＳＴ８で、画像形成
を行う。

【００５１】また、上記ステップＳＴ３の判定が前回は
大サイズ紙であったＮＯの場合にも、定着装置２３の冷
却モードによる冷却を禁止して、ステップＳＴ８で、画
像形成を行う。

【００５２】それから、ステップＳＴ９において、次の
画像形成要求があるか否かを判定し、次の画像形成要求
があるＹＥＳの場合には、上記ステップＳＴ２に戻る一
方、次の画像形成要求がないＮＯの場合には、図５のフ
ローチャートのステップ１１に進む。

【００５３】そして、図５のフローチャートのステップ
１１において、前回の画像形成時の用紙が小サイズ紙で
あったか否かを判定し、小サイズ紙であったＹＥＳの場
合には、ステップＳＴ１２で、前回の画像形成要求の最
終記録用紙が定着装置２３から排出完了するまで待つ。
それから、ステップＳＴ１３において、制御回路の記憶
部のテーブルから、前回の画像形成時の用紙サイズや用
紙枚数などの画像形成条件に基づく定着装置２３の冷却
モードの作動時間を決定した後、ステップＳＴ１４で、
上記ステップＳＴ１３で決定した作動時間の間、定着装
置２３を冷却モードに切り換える。

【００５４】その後、ステップＳＴ１５において、温度
センサ２３３により、加熱ローラ２３１の表面温度が定
着温度に冷却されるまで待機した後、ステップＳＴ１６
で、メインヒータ部２３２ａおよびサブヒータ部２３２
ｂをＯＮにし、定着装置２３の加熱ローラ２３１の温度
を上昇させる温度上昇モード（メインヒータ部２３２ａ
およびサブヒータ部２３２ｂのＯＮ／ＯＦＦモード）に
切り換え、加熱ローラ２３１を定着温度に調整する。

【００５５】一方、上記ステップＳＴ１１の判定が、前
回の画像形成時の用紙が大サイズ紙であったＮＯの場合
には、定着装置２３の冷却モードによる冷却を禁止し、
ステップＳＴ１６で、定着装置２３を温度上昇モードに
切り換え、加熱ローラ２３１を定着温度に調整する。

【００５６】しかる後、ステップＳＴ１７において、温
度上昇モードによる加熱ローラ２３１の定着温度調整を
所定時間行った後、ステップＳＴ１８で、定着装置２３
を省エネモードに切り換えてから、待機状態にする。こ
の省エネモードでは、メインヒータ部２３２ａおよびサ
ブヒータ部２３２ｂのＯＮ時間をいくぶん短くなるよう
にＯＮまたはＯＦＦし、定着温度をある程度下げた状態
で温度調整する。

【００５７】したがって、本実施形態では、画像形成工
程において要求された用紙サイズおよび記録用紙枚数な
どの画像形成条件、例えば、小サイズの記録用紙での画
像形成が終了すると、その画像形成条件に基づいた冷却
モードによる冷却動作時間が制御回路の記憶部内のテー
ブルから決定され、その決定された冷却動作時間内にお
いて定着装置２３（加熱ローラ２３１および加圧ローラ
２３４）を回転させて表面全体の温度を風により冷却さ
せる回転冷却と、定着装置２３を静止させて内部に蓄熱
されている蓄熱温度を温度の低下している部分（ローラ
部材の用紙通過部分）に伝播させる静止冷却とを交互に
行い、定着装置２３の加熱ローラ２３１の軸方向両側の
過加熱が効率よく冷却されることになり、次の画像形成
を迅速に開始可能な状態にすることができる。

【００５８】しかも、画像形成条件に基づいた冷却モー
ドによる定着装置２３の冷却により、加熱ローラ２３１
の過加熱による過定着が防止され、記録用紙上のトナー
の光沢性に変化を生じさせることはなく、過定着部分の
高温オフセットによる加熱ローラ２３１および加圧ロー
ラ２３４へのトナー付着を防止し、記録用紙の加熱ロー
ラ２３１および加圧ローラ２３４への巻き付きによるジ
ャムの発生を確実に防止することができる。

【００５９】また、取り出しユニット２１１，６１１お
よび多段給紙装置６による次の記録用紙の給紙を行わせ
つつ次の画像形成工程の動作を冷却モードが終了するま
で待機させていることで、冷却モードの終了と同時に次
の画像形成工程の動作を行え、次の画像形成用紙の画像
形成を迅速に行うことができる。

【００６０】更に、定着装置２３の冷却モードへの切り
換えが、次の画像形成工程において要求された画像形成
条件が小サイズの画像形成用紙であるときに、画像形成
要求の最終画像形成用紙が定着装置２３から排出完了し
た後に禁止されるので、小サイズの記録用紙を連続して
画像形成していても、加熱ローラ２３１の軸線方向での
温度差がさほど顕著にはならないため、先の画像形成要
求された最終記録用紙を定着装置２３から排出完了した
後に、次の記録用紙の画像形成を引き続き行え、次の記
録用紙の画像形成を迅速かつ安心して行うことができ
る。

【００６１】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、その他種々の変形例を包含している。
例えば、上記実施形態では、前回の画像形成時の用紙サ
イズのみを画像形成条件とし、この画像形成条件に基づ
いて制御回路の記憶部のテーブルから定着装置２３の冷
却モードの作動時間を決定したが、前回の画像形成時の
用紙枚数のみまたはこれも含めて画像形成条件とし、こ
の画像形成条件に基づいて制御回路の記憶部のテーブル
から定着装置の冷却モードの作動時間を決定するように
してもよい。

【００６２】また、上記実施形態では、スキャナ３によ
る原稿画像に基づく画像データによって判別した前回の
画像形成時の用紙サイズを画像形成条件としたが、画像
形成装置の表示部に入力される用紙サイズおよび画像形
成用紙枚数などの人為的な操作、または上記装置の給紙
部から画像形成工程までの経路に配置される画像形成用
紙検知センサにより検出されたＯＮ／ＯＦＦ信号によっ
て画像形成条件が設定されるようにしてもよい。この場
合、制御回路による冷却モードへの切り換えが、表示部
に人為的な操作によって入力した画像形成条件に基づい
て円滑に行える上、画像形成用紙検知センサからのＯＮ
／ＯＦＦ信号、具体的には記録用紙の搬送経路での通過
時間などによって画像形成条件を設定することが可能と
なり、制御回路による冷却モードへの切り換えがより正
確にかつ効率よく行えることになる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像形成工程において要求された画像形成用紙サイズおよ
び画像形成用紙枚数などの画像形成条件での画像形成が
終了すると、その画像形成条件に基づいた冷却モードに
よる冷却動作時間を設定し、この冷却動作時間内におい
て定着手段を回転冷却させたり、各ローラ部材を静止冷
却させて、定着手段の過加熱を効率よく冷却し、次の画
像形成を迅速に開始可能な状態にすることができる。し
かも、画像形成条件に基づいた冷却モードによる定着手
段の冷却により、定着手段の過加熱による過定着を防止
し、用紙上のトナーの光沢性に変化を生じさせることな
く過定着部分の高温オフセットによるローラ部材へのト
ナー付着を防止し、搬送用紙のローラ部材への巻き付き
によるジャムの発生を確実に防止することができる。

【００６４】特に、画像形成条件が小サイズの画像形成
用紙でありかつその小サイズの画像形成用紙枚数が所定
の設定枚数より多いときに、最終画像形成用紙を定着手
段から排出完了した後に冷却モードへの切り換えを行う
ことで、ローラ部材の軸線方向で顕著となる温度差を効
率よく冷却して次の画像形成を迅速に開始可能な状態に
することができる。

【００６５】これに対し、画像形成条件が小サイズの画
像形成用紙でありかつその小サイズの画像形成用紙枚数
が所定の設定枚数より少ないときに定着手段の冷却モー
ドへの切り換えを禁止することで、次の画像形成用紙の
画像形成を引き続き行え、次の画像形成用紙の画像形成
を迅速かつ安心して行うことができる。

【００６６】特に、小サイズの画像形成用紙枚数が所定
の設定枚数より多くかつ画像形成装置に次の画像形成要
求があるときに、先の画像形成要求の最終画像形成用紙
を定着手段から完了した後に冷却モードへ切換えると共
に、画像形成装置の給紙手段よる次の画像形成用紙の給
紙を行わせつつ、次の画像形成工程の動作を冷却モード
が終了するまで待機させることで、最適な定着温度で次
の画像形成工程の画像形成用紙の定着を行うことができ
る。しかも、冷却モードの終了と同時に次の画像形成工
程の動作を行え、次の画像形成用紙の画像形成を迅速に
行うことができる。

【００６７】更に、画像形成装置の表示部に入力される
用紙サイズおよび画像形成用紙枚数などの人為的な操作
により画像形成条件を設定することで、人為的な操作に
よって入力した画像形成条件に基づいて冷却モードへの
切り換えを円滑に行うことができる。また、装置の給紙
部から画像形成工程までの経路途中の画像形成用紙検知
センサによるＯＮ／ＯＦＦ信号によって画像形成条件を
設定している場合には、制御手段による冷却モードへの
切り換えをより正確にかつ効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部を
示す概略構成図である。

【図２】定着装置の概略構成を示す側面図である。

【図３】通紙前の状態での加熱ローラの温度分布状況を
ハロゲンヒータと共に示す図である。

【図４】制御回路による定着装置の定着温度制御方法の
前半部分の流れを示すフローチャート図である。

【図５】制御回路による定着装置の定着温度制御方法の
後半部分の流れを示すフローチャート図である。

【図６】加熱ローラの軸方向位置に対する表面温度の特
性を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ６ 多段給紙装置（給紙手段） ６１１ 取り出しユニット（給紙手段） ２１１ 取り出しユニット（給紙手段） ２３ 定着装置（定着手段） ２３１ 加熱ローラ（ローラ部材） ２３２ ハロゲンヒータ（加熱媒体） ２３３ 温度センサ ２３４ 加圧ローラ（ローラ部材）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA33 DA36 DA46 DE07 EA12 ED16 EE05 EF12 EF13 FA02 FB06 JA11 JB21 JC08 2H033 AA03 AA09 AA10 AA16 AA24 BA26 BA27 BA29 BB21 CA05 CA07 CA17 CA19 CA22 CA32 CA38 CA45 3K058 AA61 BA18 CA12 CA16 CA22 CB13 DA02 GA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向配置されてなる一対のローラ
   部材のうち、少なくとも一方に用紙の所定範囲を定着温
   度に加熱する加熱媒体が設けられ、これらローラ部材の
   間にトナー像が転写された用紙を挟持して搬送すること
   によってトナー像を用紙上に定着する定着手段と、この
   定着手段の温度を上昇させる温度上昇モードと定着手段
   の温度上昇による過加熱を冷却により抑える冷却モード
   とを切り換えて定着手段を定着温度に制御する制御手段
   とを備えた画像形成装置の定着温度制御方法において、 上記制御手段は、画像形成工程において要求された画像
   形成条件による画像形成が終了した後にその画像形成条
   件に基づく冷却モードの動作時間を設定し、その設定さ
   れた動作時間の間、冷却モードへの切換を行うようにし
   ていることを特徴とする画像形成装置の定着温度制御方
   法。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の画像形成装置の定
   着温度制御方法において、 制御手段による冷却モードの動作時間の設定は、定着手
   段の回転冷却時間および静止冷却時間を繰り返し行う積
   算時間によって決定されるようになっていることを特徴
   とする画像形成装置の定着温度制御方法。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２に記載の画
   像形成装置の定着温度制御方法において、 制御手段による冷却モードの動作時間の設定は、画像形
   成工程において要求された画像形成条件が小サイズの画
   像形成用紙であるときに行われるようになっていること
   を特徴とする画像形成装置の定着温度制御方法。
4. 【請求項４】 上記請求項１ないし請求項３のいずれか
   １つに記載の画像形成装置の定着温度制御方法におい
   て、 制御手段による冷却モードへの切り換えは、画像形成工
   程において要求された画像形成条件が小サイズの画像形
   成用紙でありかつその小サイズの画像形成用紙枚数が所
   定の設定枚数より多いときに、画像形成要求された最終
   画像形成用紙を定着手段から排出完了した後に行われる
   ようになっていることを特徴とする画像形成装置の定着
   温度制御方法。
5. 【請求項５】 上記請求項２ないし請求項４のいずれか
   １つに記載の画像形成装置の定着温度制御方法におい
   て、 制御手段による定着手段の冷却モードへの切り換えは、
   画像形成工程において要求された画像形成条件が小サイ
   ズの画像形成用紙でありかつその小サイズの画像形成用
   紙枚数が所定の設定枚数より少ないときに、画像形成要
   求の最終画像形成用紙が定着手段から排出完了した後に
   禁止されるようになっていることを特徴とする画像形成
   装置の定着温度制御方法。
6. 【請求項６】 上記請求項１ないし請求項５のいずれか
   １つに記載の画像形成装置の定着温度制御方法におい
   て、 制御手段は、先に画像形成要求された小サイズの画像形
   成用紙枚数が所定の設定枚数より多く、かつ画像形成装
   置に次の画像形成要求がなされているときに、先の画像
   形成要求の最終画像形成用紙が定着手段から排出完了し
   た後に冷却モードへの切換を行うと共に、画像形成装置
   の給紙手段よる次の画像形成用紙の給紙を行いつつ、次
   の画像形成工程の動作を上記冷却モードが終了するまで
   待機させるように制御していることを特徴とする画像形
   成装置の定着温度制御方法。
7. 【請求項７】 上記請求項１に記載の画像形成装置の定
   着温度制御方法において、 画像形成条件は、画像形成装置の表示部に入力される用
   紙サイズおよび画像形成用紙枚数などの人為的な操作、
   または上記装置の給紙部から画像形成工程までの経路に
   配置される画像形成用紙検知センサにより検出されたＯ
   Ｎ／ＯＦＦ信号によって設定されるようになっているこ
   とを特徴とする画像形成装置の定着温度制御方法。