JP2009063826A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置あるいはプレスローラが冷えており、所定サイズ以上の大きな用紙を定着する場合で、かつ用紙の画像が用紙幅方向両端部まで印字される場合に、用紙にカール及び皺が発生することを防止しつつ、用紙に対する画像の定着性を向上することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えており、かつ用紙のサイズがＢ４サイズ以上であり、さらに用紙に印字される画像が所定領域以上である場合には、ヒートローラ６８の定着温度を瞬時に上げて、かつ所定時間（図３中ｔｓ）だけその高温度を維持する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、用紙に画像を定着する定着部を備えた画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置の定着部は、ヒータランプを内蔵するヒートローラと、ヒートローラに押圧されるプレスローラと、ヒートローラの表面温度を計測するサーミスタと、を備えている。この定着部では、サーミスタでヒートローラの表面温度を計測し、この計測温度に基づいてヒータランプを駆動してヒートローラの表面温度が適切な温度になるように制御している。これにより、画像の定着精度を一定に維持している。
特開２００３−３０７９６８号公報 特開２００５−４３６６８号公報 特開２００６−４７４１１号公報

ところで、画像形成装置が冷えた状態からヒータランプによりヒートローラを暖める場合、プレスローラ及び周囲の環境に熱量を奪われる。また、ヒートローラの軸方向（長手方向）両端部の温度上昇が軸方向（長手方向）中央部に比べて遅れる傾向にある。サーミスタがヒートランプの軸方向中央部に設けられている構成では、ヒートローラの軸方向両端部の温度上昇の遅れは検知できないので、ヒートローラの軸方向中央部の温度が所定温度まで上昇すれば、用紙を給紙して定着工程にはいる。この状態で印字した場合、Ａ４サイズの用紙では画像の定着性に問題はないのであるが、Ｂ４サイズのような大きなサイズの用紙の画像を定着するときに、ヒートローラの軸方向両端部の温度が十分に上がっていないため、用紙の幅方向両端部で画像の定着性が損なわれることになる。特に、近年においては、ヒートローラの薄肉化の影響により、この現象が起こり易くなっている。

この問題の対策として、サーミスタをヒートローラの軸方向両端部に設けること、サーミスタをヒートローラの軸方向中央部と軸方向両端部の両方に設けること、Ｂ４サイズの用紙の画像を定着するときに定着温度を上げること、及びヒータランプの軸方向両端部の光量を上げること、などが考えられている。しかしながら、いずれの対策もコストアップになるか、あるいはヒートローラに過剰な熱量を与える結果になる。特に、ヒートローラに過剰な熱量が与えられると、このヒートローラに接触する用紙にカールが発生し、あるいは用紙に皺が発生することがあり、また、省エネルギに反することにもなる。

そこで、本発明は、画像形成装置あるいはプレスローラが冷えており、所定サイズ以上の大きな用紙を定着する場合で、かつ用紙の画像が用紙幅方向両端部まで印字される場合に、用紙にカール及び皺が発生することを防止しつつ、用紙に対する画像の定着性を向上することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、第１ローラ部と、前記第１ローラ部から押圧され前記第１ローラ部との間に用紙を挟持して所定の定着温度で画像を定着する第２ローラ部と、前記第２ローラ部を加熱する加熱部と、前記第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低く、用紙の大きさが所定サイズよりも大きく、かつ用紙の所定領域よりも広い領域に画像が印字される場合に、前記定着温度を上げ、上げた前記定着温度を一定時間維持するように前記加熱部を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低く、用紙の大きさが所定サイズよりも大きく、かつ用紙の所定領域よりも広い領域に画像が印字される場合に、定着温度が上げられ、この上げられた定着温度が一定時間維持される。これにより、第１ローラ部の温度が低い場合でも、第２ローラ部の軸方向両端部の温度が上昇し易くなるため、第２ローラ部の軸方向両端部側に位置する用紙の幅方向両端部に対して十分な熱量を与えることができる。この結果、用紙の大きさが所定サイズ以上で用紙の所定領域以上に画像が印字される場合でも、用紙の幅方向両端部における画像の定着性を向上させることができる。

また、第１ローラ部の温度が所定の温度よりも高い場合には、定着温度は高く設定されないため、過剰な熱量を用紙に与えてしまうことを防止できる。これにより、用紙にカール又は皺が発生することを防止でき、また、省エネルギを実現することができる。

また、本発明は、前記制御部は、前記定着温度を上げて一定時間経過後に、前記定着温度が下がるように前記加熱部を制御することを特徴とする。

この構成によれば、定着温度が上げられて一定時間経過後に、定着温度が下がるように、加熱部が制御部により制御される。これにより、第２ローラ部が過剰に加熱されることを防止できるため、第２ローラ部と接触する用紙に奪われる熱量も低減させることができる。この結果、熱が原因で用紙がカールすることを防止でき、また、用紙に皺が発生することを防止できる。また同時に、第２ローラ部が過剰に加熱されることを防止できるため、省エネルギの効果を得ることができる。

また、本発明は、前記第２ローラ部の温度を計測する温度計測部と、前記第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間を計測する時間計測部と、を有し、前記第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間が所定時間よりも長いと前記温度計測部及び前記時間計測部により計測された場合に、前記制御部は、前記第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低いと判断することを特徴とする。

この構成によれば、第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間が所定時間以上であると温度計測部及び時間計測部により計測された場合に、制御部により第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低いと判断される。そして、その場合には、加熱部が制御部により制御されて、定着温度が上げられ、その上げられた定着温度が一定時間維持される。

このように、制御部は、第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間に基づいて、第１ローラ部ひいては画像形成装置の冷え具合を判断する。すなわち、第２ローラ部には第１ローラ部が接触しているため、第１ローラ部が冷えている場合には、第２ローラ部を加熱しても、その熱量の一部が第１ローラ部に奪われるため、第２ローラ部の温度勾配が小さくなる。この結果、第１ローラ部が冷えている場合には、第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間は長くなる。このことを利用することにより、第１ローラ部の温度を計測するためのサーミスタあるいは温度センサなどの温度計測部を別途設けなくても、第１ローラ部（画像形成装置）の冷え具合を容易に推定することができる。この結果、画像形成装置の部品点数及び製造コストが増加することを防止できる。

さらに、本発明は、前記第２ローラ部を駆動する駆動部を有し、前記時間計測部は、前記駆動部による前記第２ローラ部の駆動開始から前記第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間を計測し、前記駆動部による前記第２ローラ部の駆動開始から前記第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間が所定時間よりも長くなると前記温度計測部及び前記時間計測部により計測された場合に、前記制御部は、前記第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低いと判断することを特徴とする。

この構成によれば、駆動部による第２ローラ部の駆動開始から第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間が時間計測部により計測される。そして、第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間が所定時間よりも長いと時間計測部により計測された場合には、第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低いと制御部により判断される。さらに、加熱部が制御部により制御されて、定着温度が上げられ、その上げられた定着温度が一定時間維持される。

特に、駆動部により第２ローラ部が駆動されると、第１ローラ部も回転しながら第２ローラ部と接触することになり、第２ローラ部の熱量が第１ローラ部に奪われ易くなる。このため、駆動部による第２ローラ部の駆動開始から第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間を計測することにより、第１ローラ部（画像形成装置）が冷えているか否かを正確に推定することができる。

本発明によれば、画像形成装置あるいはプレスローラが冷えており、所定サイズ以上の大きな用紙を定着する場合で、かつ用紙の画像が用紙幅方向両端部まで印字される場合に、用紙にカール及び皺が発生することを防止しつつ、用紙に対する画像の定着性を向上することができる。

次に、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、画像形成装置１０は、ファクシミリ機能とコピー機能を備えたいわゆる複合機として構成したもので、ＭＰＵ１２、ＮＣＵ（網制御回路：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１４、ＭＯＤＥＭ１６、ＲＯＭ１８、ＲＡＭ２０、画像メモリ（ＤＲＡＭ）２２、ＣＯＤＥＣ（符号化・復号器：Ｃｏｄｅｒ ａｎｄ Ｄｅｃｏｄｅｒ）２４、操作部２６、スキャナ２８、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３０が接続されたプリンタＩ／Ｆ３２と、複数の給紙カセット（図示省略）と、を備えている。

ＭＰＵ１２は、この装置を構成する各部を制御する。ＮＣＵ１４は、電話回線網（ＰＳＴＮ）との接続を制御し、受信原稿のデータを受信するとともに、相手先の電話番号（ＦＡＸ番号を含む）に対応したダイヤル信号を送出する機能及び着信を検出するための機能を備えている。ＭＯＤＥＭ１６は、ＩＴＵ（国際電気通信連合）−Ｔ勧告Ｔ．３０に従ったファクシミリ伝送制御手順に基づいて、Ｖ．１７、Ｖ．２７ｔｅｒ、Ｖ．２９等に従った送信データの変調及び受信データの復調を行う。或いは、これらに加えてＶ．３４に従った送信データの変調及び受信データの復調を行う。

ＲＯＭ１８は、この装置を制御するためのプログラムを記憶する。ＲＡＭ２０は、データ等を一時的に記憶する。画像メモリ２２は、受信データあるいはスキャナ２８で読み取った画データを一時的に記憶する。ＣＯＤＥＣ２４は、読み取った画データを送信するために、ＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ方式等により符号化（エンコード）し、受信画データを復号（デコード）する。操作部２６は、ユーザがＦＡＸ送信・受信、プリント（用紙印字）等の指示をするためのものである。スキャナ２８は、ＦＡＸ送信するときに原稿の画データを読み取る。

この装置のプリンタは、プリンタ各部を制御するプリンタコントローラ３４を備えている。また、プリンタコントローラ３４は、ＣＰＵ（制御部）３６と、ＲＡＭ３８と、タイマ（時間計測部）４０と、を内蔵している。

ＣＰＵ３６は、用紙に対する画像形成処理に関するシステム全体を制御している。特に、ＣＰＵ３６は、用紙サイズ判別センサ９２あるいは操作部２６からの用紙サイズに関する信号に基づいて、これから印字される用紙のサイズを認識する。そして、詳細は後述するが、ＣＰＵ３６は、この認識された用紙サイズとＲＡＭ４０に記憶されたテーブルあるいはプログラムとに基づいてヒータ６６の駆動を制御する。

また、ＣＰＵ３６は、スキャナ２８で読み取られた原稿の画データ、あるいはＰＣ３０から入力された印字対象となる画データに基づいて、用紙に印字されるトナー画像の領域を認識する。具体的には、図２に示すように、ＣＰＵ３６は、Ｂ４サイズの用紙にトナー画像が印字される場合、印字されるトナー画像が占める領域がＢ４サイズの用紙におけるＡ４サイズ以上の領域Ｘ、詳細すると、Ｂ４サイズの用紙の用紙幅方向両端部においてＡ４サイズ以上であってＢ４サイズ以下の領域Ｘに印字されるトナー画像が存在するか否かを判断する。

ＲＡＭ３８には、用紙にトナー画像を形成する画像形成処理を適切に実行するために各部を制御するプログラムが記憶されている。タイマ４０は、主として、ヒートローラ６８を駆動させる駆動モータ（駆動部）７８による駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）に至るまでの時間を計測する。なお、給紙開始温度に限られるものではなく、駆動モータ７８による駆動開始温度から給紙ローラ８４による給紙開始温度以下となる判定温度に至るまでの時間を計測するようにしてもよい。

ここで、ＲＡＭ３８には、ヒートローラ６８を駆動させる駆動モータ７８による駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）に至るまでの時間（タイマ４０により計測される時間）と後述のプレスローラ（第１ローラ部）７２の温度（画像形成装置１０の温度）との関係を示すテーブルが記憶されている。すなわち、このテーブルは、駆動モータ７８によるヒートローラ６８の駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）になるまでの時間が閾値となる所定時間よりも長い場合には、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えていることを示し、逆に、駆動モータ７８によるヒートローラ６８の駆動開始から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）になるまでの時間が閾値となる所定時間よりも短い場合には、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えていないことを示すテーブルである。ここで、プレスローラ７２の温度は画像形成装置１０全体の温度とみることができるため、プレスローラ７２の温度を推定することにより画像形成装置１０全体の温度を知ることができる。このように、ＣＰＵ３６は、タイマ４０による計測結果とＲＯＭ３８に記憶されたテーブルとに基づいて、プレスローラ７２、ひいては画像形成装置１０の冷え具合を判断する。なお、駆動モータ７８による駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）に至るまでの時間に限られるものではなく、駆動モータ７８による駆動開始温度（例えば、１５０℃）から、給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）以下である判定温度に至るまでの時間を基準に判断してもよい。

すなわち、図３に示すように、画像形成装置１０が冷えておらずプレスローラ７２の表面温度が低くない場合には、ヒータ６６を駆動したときに、ヒートローラ６２に接触するプレスローラ７２に奪われる熱量が少なくなるため、ヒートローラ６８の表面温度が急激に上がり、その温度勾配は、図３中破線で示したようになる。このように、ヒートローラ６８の表面温度の温度勾配が急に立ち上がるため、ヒータ６６を駆動してから給紙開始温度あるいは所定の定着温度（図３中ＴＮ：１７５℃）になるまでの時間（図３中ｔｎ）が短くなる。一方、画像形成装置１０が冷えておりプレスローラ７２の表面温度が低い場合には、ヒータ６６を駆動したときに、ヒートローラ６２に接触するプレスローラ７２に奪われる熱量が多くなるため、ヒートローラ６８の表面温度の上昇率が低下し、その温度勾配は、図３中実線で示したようになる。この場合では、ヒートローラ６８の表面温度の温度勾配が緩やかになるため、ヒータ６６を駆動してから給紙開始温度あるいは所定の定着温度（図３中ＴＮ：１７５℃）になるまでの時間（図３中ｔｈ）が長くなる。この性質を利用して、駆動モータ７８によるヒートローラ６８の回転駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）になるまでの時間が閾値となる所定時間よりも長い場合には、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えていると判断する。また、駆動モータ７８によるヒートローラ６８の回転駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）になるまでの時間が閾値となる所定時間よりも短い場合には、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えていないと判断する。なお、給紙開始温度に限られるものではなく、ヒートローラ６８の回転駆動開始温度（例えば、１５０℃）から、給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）以下である判定温度になるまでの時間を基準に判断してもよい。

また、ＲＡＭ３８には、ヒータ（加熱部）６６の制御に関するプログラムが記憶されている。すなわち、プレスローラ７２、ひいては画像形成装置１０の冷えており、用紙の大きさが所定のサイズよりも大きく、かつ用紙に印字されるトナー画像の領域が所定領域以上である場合には、瞬時に、ヒートローラ６８の定着温度が既定の定着温度（図３中ＴＮ：１７５℃）よりも高く設定（図３中ＴＨ：１８５℃）され、かつその高い定着温度が所定時間（図３中ｔｓ）だけ維持され、その後、既定の定着温度（図３中ＴＮ：１７５℃）に戻るプログラムが記憶されている。ここで、高い定着温度が維持される所定時間（図３中ｔｓ）とは、例えば、用紙を複数枚（例えば、３枚あるいは４枚）だけ印字するのに要する時間を意味する。なお、給紙開始温度に限られるものではなく、ヒートローラ６８の回転駆動開始温度（例えば、１５０℃）から、給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）以下である判定温度になるまでの時間を基準に判断した場合で、かつプレスローラ７２、ひいては画像形成装置１０の冷えており、用紙の大きさが所定のサイズよりも大きい場合には、瞬時に、ヒートローラ６８の定着温度及び給紙開始温度が高く設定され、かつその高い定着温度及び給紙開始温度が所定時間だけ維持され、その後、既定の定着温度及び給紙開始温度に戻ることになる。

また、図１に示すように、画像形成装置１０の内部には、感光体として外周面に光導電膜を有する感光ドラム４２が配置され、感光ドラム４２は、駆動源（図示せず）により回転される。この感光ドラム４２の周囲には、ブラシローラ式の帯電器として帯電ブラシ４４が配置され、この帯電ブラシ４４には帯電バイアス印加回路４６により所定のバイアス電圧が印加される。バイアス電圧が印加された帯電ブラシ４４は、回転しながら感光ドラム４２の外周面を約−７５０Ｖに一様に帯電させる。

感光ドラム４２の周囲に配置された露光部としてのＬＥＤプリントヘッド４８は、多数のＬＥＤを並設してなり、入力された画情報に基づき感光ドラム４２の外周面に光を照射し、外周面に画情報に対応する静電潜像を形成する。なお、ＬＥＤプリントヘッド４８の出力は、プリンタコントローラ３４のＣＰＵ３６により制御される。

また、感光ドラム４２の周囲に配置された現像器は、供給ローラ５０、現像ローラ５２、ブレード５４及び現像器バイアス印加回路５６等を備えている。供給ローラ５０は、トナーを入れたトナーケース（図示省略）からトナーを帯電させつつ現像ローラ５２に供給するもので、この供給ローラ５０には現像器バイアス印加回路５６により所定のバイアス電圧（−３００Ｖ〜−７００Ｖ、好ましくは約−５００Ｖ）が印加される。この供給ローラ５０と感光ドラム４２に接触して配置された現像ローラ５２には、現像器バイアス印加回路５６により所定のバイアス電圧（−３００Ｖ〜−４００Ｖ、好ましくは−３５０Ｖ）が印加される。なお、現像器バイアス印加回路５６は、プリンタコントローラ３４のＣＰＵ３６により制御される。

ブレード５４は、現像ローラ５２の外周面に弾性的に接触し、現像ローラ５２の外周面に付着したトナーの層厚を均一にするもので、このブレード５４には現像器バイアス印加回路５６により所定のバイアス電圧（−３００Ｖ〜−７００Ｖ、好ましくは約−４００Ｖ）が印加される。

さらに、感光ドラム４２の周囲に配置された転写器としての転写ローラ５８は、用紙搬送経路を挟んで感光ドラム４２の外周面と接触するように配置され、駆動源（図示せず）により回転される。この転写ローラ５８には転写バイアス印加回路６０により所定のバイアス電圧（転写バイアス）が印加される。転写ローラ５８にバイアス電圧が印加されると、転写ローラ５８には流入電流が流れるが、転写ローラ５８の流入電流は電流検出部６２により検出される。そして、この検出された電流値は、プリンタコントローラ３４のＲＡＭ３８に保存される。なお、転写バイアス印加回路６０は、プリンタコントローラ３４のＣＰＵ３６により制御される。

用紙搬送経路の用紙送り出し側に配置された定着部６４は、ハロゲンランプ等のヒータ６６を内蔵するヒートローラ６８、ヒータ駆動回路７０及びプレスローラ７２など、で構成される。ヒートローラ６８は、駆動モータ７８により回転駆動される。また、ヒートローラ６８は、円筒状に形成されており、軸方向に延びるように形成されている。また、ヒートローラ６８のヒータ６６は、プリンタコントローラ３４のＣＰＵ３６に制御されたヒータ駆動回路７０によって所定の温度に加熱される。そして、ヒートローラ６８とプレスローラ７２は、転写ローラ５８による転写後の用紙を加熱圧接することにより、用紙上のトナー画像を定着させる。

ここで、一般的に、円筒状のヒートローラ６８がヒータ６６で加熱されたときに、ヒートローラ６８の軸方向中央部で昇温し易く、軸方向両端部で昇温し難くなる傾向がある。すなわち、円筒状のヒートローラ６８の軸方向両端部は、円筒状のヒートローラ６８の軸方向中央部と比較して、外気に接する面積が大きくなる。このため、ヒートローラ６８の軸方向両端部の熱は、軸方向中央部の熱と比較して、外気に放熱され易くなるため、ヒートローラ６８の軸方向中央部で昇温し易く、軸方向両端部で昇温し難くなる。

そして、印字される用紙のサイズがＢ４サイズなどで大きくなると、このヒートローラ６８の軸方向両端部に用紙の幅方向（搬送方向に対して直交する方向）両端部が接触する。このため、ヒートローラ６８の軸方向両端部の表面温度が十分に上がっていないと、大きなサイズの用紙の幅方向両端部における定着温度が低くなる。この結果、定着性が低下する。一方、印字される用紙のサイズがＡ４サイズ以下で小さくなると、用紙の幅方向両端部はヒートローラ６８の軸方向中央部寄りの部位に接触する。この場合、ヒートローラ６８の軸方向中央部の表面温度は昇温し易いため、小さなサイズの用紙の幅方向両端部における定着温度が低くなり過ぎることはなく、定着性に問題は生じない。

なお、ヒートローラ６８の軸方向両端部の温度が低くなく、所定の温度以上に高い場合では、ヒートローラ６８の軸方向両端部における定着温度を確保することができるため、用紙のサイズ及び用紙に印字されるトナー画像の領域にかかわらず、トナー画像の定着性に問題は生じない。

ここで、従来の画像形成装置において既に実行されているヒートローラ６８の回転と駆動モータ７８の駆動との一般的な関係について説明する。図４に示すように、例えば操作部２６から画像形成開始のキーが入力されると（図４中Ａ点）、ヒータ６６がプリンタコントローラ３４のＣＰＵ３６により駆動されるとともに、ヒートローラ６８の表面温度が上昇し始める。このとき、ヒートローラ６８は、回転していない。そして、ヒートローラ６８の表面温度が１５０℃に到達したときに（図４中Ｂ点）、駆動モータ７８によりヒートローラ６８が回転される。また、ヒートローラ６８の表面温度が１６０℃に到達したときに（図４中Ｃ点）、給紙ローラ８４が駆動され、給紙カセットの用紙が用紙搬送路に繰り出される。さらに、ヒートローラ６８の表面温度が１７５℃に到達したときに（図４中Ｄ点）、既定の定着温度になり、その温度が一定期間維持されるように制御される。

ところで、本実施形態では、上述したように、プレスローラ７２すなわち画像形成装置１０が冷えており、印字される用紙の大きさが所定のサイズよりも大きく、かつ用紙に印字されるトナー画像の領域が所定領域以上であると判断されると、既定の定着温度（１７５℃）が瞬時に高く設定（１８５℃）され、高温度となった定着温度（１８５℃）が所定時間だけ維持される。なお、定着温度のみが瞬時に高く設定される場合に限られるものではなく、定着温度及び給紙開始温度の両方が高く設定され、高温度に設定された定着温度及び給紙開始温度が所定時間だけ維持されるように制御してもよい。

また、図１に示すように、画像形成装置１０には、感光ドラム４２の周囲にメモリ除去ブラシ７４が配置されている。このメモリ除去ブラシ７４は、転写後にも感光ドラム４２の外周面に画像の輪郭に沿って残るトナー画像（メモリ画像）を除去するためのもので、メモリ除去ブラシ７４にはメモリ除去ブラシ電圧印加回路７６により所定のバイアス電圧が印加される。

また、この画像形成装置１０には、ヒートローラ６８の表面温度を計測する温度センサ（温度計測部）８０が配置されている。温度センサ８０による計測結果は、プリンタコントローラ３４に出力することができるようになっている。なお、温度センサ８０として、ヒートローラ６８の外周面に接触したサーミスタが好ましい。

また、感光ドラム４２の用紙搬送方向上流側には、用紙を検知するためのＰＳＳ８２が配置されている。このＰＳＳ８２の検知結果は、プリンタコントローラ３４に出力される。搬送されてくる用紙は、このＰＳＳ８２に検知され、この検知結果をトリガーとして、用紙搬送方向下流において用紙への画像形成が実現される。

さらに、画像形成装置１０には、給紙ローラ８４が設けられている。この給紙ローラ８４は、給紙カセットに収納された用紙を、順次、用紙搬送路（図示省略）に供給するためのものである。この給紙ローラ８４には、駆動源としてのモータ８６がクラッチ８８を介して接続されている。給紙ローラ８４がクラッチ８８を介してモータ８６と接続されている状態では、モータ８６の駆動力が給紙ローラ８４に伝達され、給紙ローラ８４が回転する。

また、画像形成装置１０には、用紙のサイズを判別するための用紙サイズ判別センサ９２が設けられている。この用紙サイズ判別センサ９２は、例えば、光センサなどで構成されており、用紙の端部が位置しているか否かを判別して、この結果を用紙のサイズデータとしてプリンタコントローラ３４に出力するものである。また、用紙サイズ判別センサ９２により用紙のサイズを判別する構成の他に、操作部２６により印字される用紙のサイズが入力された場合には、この用紙サイズに関する入力データがプリンタコントローラ３４に出力される。

上記のように構成された画像形成装置１０において、プリント動作は周知であるが、概説すると、帯電ブラシ４４により感光ドラム４２が約−７５０Ｖに一様に帯電され、その感光ドラム４２にＬＥＤプリントヘッド４８により画情報に対応する静電潜像が形成され、現像ローラ５２により感光ドラム４２上の静電潜像にトナーが吸着されて、感光ドラム４２上にトナー画像が形成される。そして、転写ローラ５８により感光ドラム４２上のトナー画像が用紙に転写される。転写後は、ヒートローラ６８とプレスローラ７２により用紙が加熱・加圧され、用紙にトナー画像が永久像として定着される。このとき、用紙のサイズが大きい場合、幅方向（搬送方向に対して直交する方向）両端部は、ヒートローラ６８の軸方向両端部に接触し、ヒートローラ６８の軸方向両端部の熱量により用紙の幅方向両端部のトナー画像が定着される。

次に、第１実施形態に係る画像形成装置１０の作用について説明する。

図５に示すように、操作部２６から画像形成開始の指示が入力され、或いはＰＣ３０からプリント指示に関する信号が出力されてプリントジョブが開始されると、これから印字される用紙のサイズがＢ４サイズ以上であるか否かが用紙サイズ判別センサ９２により判断される（Ｓ１００）。Ｂ４サイズ以上であると判断された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、プリンタコントローラ３４のＣＰＵ３６によりヒータ６６が駆動される（Ｓ１２０）。これにより、ヒートローラ６８の表面温度が上昇し始める。そして、Ｓ１２０において、タイマ４０によるカウントが開始される。

ここで、Ｓ１００において、用紙のサイズがＢ４サイズ以上か否かが判断されるが、Ｂ４サイズに限られることはなく、サイズの大きな用紙を判別するという点で、例えば、Ａ３サイズ、Ｂ３サイズなどの用紙を基準にしてもよい。また、用紙のサイズは、用紙サイズ判別センサ９２による検出だけではなく、操作部２６から入力された用紙サイズに関する入力信号に基づいて、用紙のサイズを判別してもよい。

なお、Ｂ４サイズ未満と判断された場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、通常のプリントプロセスで画像形成処理が実行される（Ｓ１４０）。この場合では、ヒートローラ６８の定着温度に変更はなく、既定の定着温度（１７５℃）で用紙が定着される。すなわち、用紙のサイズがＢ４サイズ未満であれば、用紙の幅方向両端部はヒートローラ６８の昇温し易い軸方向中央部寄りの部位で定着されるため、定着温度を確保でき、既定の定着温度（１７５℃）も変更する必要がない。

次に、タイマ４０によるカウント値が所定値以上であるか否かがＣＰＵ３６により判断される（Ｓ１６０）。ここで、Ｓ１６０の判断工程においては、カウント値が所定値よりも大きい場合には、ヒートローラ６８が所定の温度に到達するまでの時間が長いことを意味する。具体的には、Ｓ１６０において、駆動モータ７８によるヒートローラ６８の回転駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）になるまでの時間が閾値となる所定時間よりも長い場合には、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えていると判断する。このことは、ヒートローラ６８をヒータ６６で加熱しても、その熱量の多くがプレスローラ７２などに奪われるため、ヒートローラ６８が昇温し難いことを意味している。この結果、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷え、印字環境温度が所定の温度よりも低いことが推定される。逆に、カウント値が所定値よりも小さい場合には、ヒートローラ６８が所定の温度に到達するまでの時間が短いことを意味する。具体的には、Ｓ１６０において、駆動モータ７８によるヒートローラ６８の回転駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃）になるまでの時間が閾値となる所定時間よりも短い場合には、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えていないと判断する。このことは、ヒートローラ６８をヒータ６６で加熱しても、プレスローラ７２などに奪われる熱量が少なくなり、ヒートローラ６８が昇温し易いことを意味している。この結果、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えておらず、印字環境温度が所定の温度よりも高いことが推定される。

そして、タイマ４０によるカウント値が所定値以上である場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）には、トナー画像が用紙の所定領域以上に印字されるか否かがＣＰＵ３６により判断される（Ｓ１８０）。ここで、Ｓ１８０におけるトナー画像の印字領域の判断は、スキャナ２８で読み取られた原稿の画データ、あるいはＰＣ３０から入力された原稿の画データに基づいてＣＰＵ３６により判断される。具体的には、図２に示すように、Ｂ４サイズの用紙の幅方向両端部において、Ａ４サイズの用紙が占める領域以上の領域Ｘにおいてトナー画像が印字されるか否かが判断される。

トナー画像が用紙の所定領域以上に印字されると判断されると（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３６からヒータ駆動回路７０を介してヒートローラ６８の定着温度が１７５℃から１８５℃（図３中ＴＨ）に瞬時に設定変更される（Ｓ２００）。また、Ｓ２００では、給紙開始温度が１６０℃から１７０℃に設定変更される。給紙開始温度を１６０℃から１７０℃に設定変更することにより、給紙のタイミングが遅れ、用紙が定着部６４に到達するタイミングを遅延させることができる。これにより、用紙が定着部６４に到達したときには、定着温度が既に１８５℃に達しており、十分な定着温度で定着することができる。

さらに、タイマ４０によるカウントが開始される（Ｓ２２０）。そして、タイマ４０のカウント値が所定値以上か否か（タイムアップしたか否か）が判断される（Ｓ２４０）。このように、Ｓ２４０のステップを経ることにより、高温度になった定着温度が一定時間だけ維持される。タイマ４０のカウント値が所定値以上であると判断された場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ３６からヒータ駆動回路７０を介してヒートローラ６８の定着温度が１８５℃から１７５℃（図３中ＴＨ）に瞬時に設定変更される（Ｓ２６０）。また、Ｓ２６０では、給紙開始温度が１７０℃から１６０℃に設定変更される。

なお、タイマ４０によるカウント値が所定値未満である場合（Ｓ１６０：ＮＯ）には、通常のプリントプロセスにて画像形成処理が実行される（Ｓ２８０）。この場合では、ヒートローラ６８の定着温度に変更はなく、既定の定着温度（１７５℃）で用紙が定着される。すなわち、この場合では、画像形成装置１０が冷えておらず印字環境温度が高いので、既定の定着温度（１７５℃）を変更しなくても、ヒートローラ６８の軸方向両端部の温度が高くなっており、用紙の幅方向両端部に十分な熱量が与えられる。この結果、Ｂ４サイズ以上の大きなサイズの用紙のトナー画像を定着させ、かつその用紙に印字されるトナー画像が用紙の所定領域以上存在するときにおいて、定着温度を上げなくても、用紙の幅方向両端部におけるトナー画像の定着性が損なわれることがない。

また、トナー画像が用紙の所定領域以上に印字されないと判断されると（Ｓ１８０：ＮＯ）、通常のプリントプロセスにて画像形成処理が実行される（Ｓ３００）。この場合では、画像形成装置１０が冷えており印字環境温度が低くても、Ｂ４サイズの用紙に印字されるトナー画像が用紙の幅方向両端部に存在しないので、用紙に転写されたトナー画像はヒートローラ６８の軸方向中央部側の定着温度で定着することになる。この結果、ヒートローラ６８の定着温度を確保することができるため、ヒートローラ６８の定着温度に変更はなく、既定の定着温度（１７５℃）で用紙が定着される。

以上のように、本実施形態によれば、駆動モータ７８によるヒートローラ６８の回転駆動開始温度（例えば、１５０℃）から給紙ローラ８４による給紙開始温度（例えば、１６０℃、あるいは給紙開始温度以下となる判定温度）になるまでの時間がタイマ４０により計測される。そして、ＣＰＵ３６により、その計測結果とＲＡＭ３８に記憶されたテーブルに基づいてプレスローラ７２ひいては画像形成装置１０の冷え具合が判断される。すなわち、駆動モータ７８によりヒートローラ６８が駆動されると、プレスローラ７２も回転しながらヒートローラ６８と接触することになる。そして、プレスローラ７２が冷えている場合には、図３に示すように、ヒートローラ６８をヒータ６６で加熱しても、プレスローラ７２に奪われる熱量が増加するため、ヒートローラ６８の温度勾配が小さくなる。この結果、プレスローラ７２が冷えている場合には、ヒートローラ６８が定着温度（図３中ＴＮ：１７５℃）になるまでの時間（図３中ｔｈ）は、長くなる。なお、プレスローラ７２が冷えていない場合には、図３に示すように、ヒートローラ６８をヒータ６６で加熱したときに、プレスローラ７２に奪われる熱量が少なくなるため、ヒートローラ６８の温度勾配が大きくなる。この結果、プレスローラ７２が冷えていない場合には、ヒートローラ６８が定着温度（１７５℃）になるまでの時間（図３中ｔｎ）は、短くなる。

このことを利用することにより、プレスローラ７２の表面温度を計測するサーミスタあるいは温度センサを別途設けなくても、プレスローラ７２（画像形成装置１０）の冷え具合を容易かつ正確に推定することができる。そして、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えており、かつ用紙のサイズがＢ４サイズ以上であり、さらに用紙に印字されるトナー画像が所定領域以上となる場合には、ヒートローラ６８の定着温度を瞬時に上げて、かつ所定時間（図３中ｔｓ）だけその高温度を維持することにより、ヒートローラ６８の軸方向両端部を昇温することができる。これにより、ヒートローラ６８の軸方向両端部に接触するＢ４サイズ以上の用紙の幅方向（搬送方向）両端部における定着温度を高温度に設定し、それを所定時間だけ維持できるため、用紙のサイズがＢ４サイズ以上であり、さらに用紙に印字されるトナー画像が所定領域以上となる場合でも、用紙の幅方向（搬送方向）両端部における定着不良を防止でき、定着性を一層向上させることができる。

なお、本実施形態では、Ｂ４サイズの用紙を例示して説明したが、Ｂ４サイズに限られることはなく、例えば、Ａ３サイズ、Ｂ３サイズなどサイズの比較的大きな用紙を印字する場合に、定着温度を上げる必要がある。Ａ３サイズ、Ｂ３サイズなどサイズの比較的大きな用紙を印字する場合には、ヒートローラ６８の軸方向両端部の温度が低く用紙の幅方向両端部に与えられる熱量が不足するため、定着温度を上げることにより用紙の幅方向両端部における定着性を向上させることができる。

特に、プレスローラ７２の表面温度を計測するサーミスタあるいは温度センサを別途設けなくて済むため、画像形成装置１０の製造コストが増加することを防止できる。

また、定着温度が上げられて一定時間（図３中ｔｓ）経過後に、定着温度が既定の定着温度（１７５℃）になるように下げられることにより、ヒートローラ６８が過剰に加熱されることを防止できる。これにより、ヒートローラ６８と接触する用紙に奪われる熱量も低減させることができる。この結果、熱が原因で用紙がカールすることを防止でき、また、用紙に皺が発生することを防止できる。また同時に、ヒートローラ６８が過剰に加熱されることを防止できるため、省エネルギの効果を得ることができる。

さらに、プレスローラ７２（画像形成装置１０）が冷えており、かつ用紙のサイズがＢ４サイズ以上の場合であっても、用紙に印字されるトナー画像が所定領域未満である場合（例えば、Ｂ４サイズの用紙にＡ４サイズの用紙の領域内に収まるトナー画像を印字する場合）には、ヒートローラ６８の定着温度は上げられず、既定の定着温度（１７５℃）で定着処理が実行される。これにより、ヒートローラ６８が過剰に加熱されることを防止でき、熱が原因で用紙がカールすることを防止でき、また、用紙に皺が発生することを防止できる。また同時に、ヒートローラ６８が過剰に加熱されることを防止できるため、省エネルギの効果を得ることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成と重複する構成について同符号を付し、その説明を適宜省略する。

図６に示すように、第２実施形態の画像形成装置には、プレスローラ７２の表面温度を計測する温度センサ９０が設けられている。この温度センサ９０として、プレスローラ７２の外周面に接触したサーミスタが好ましい。この温度センサ９０で計測されたプレスローラ７２の温度については、データとしてプリンタコントローラ３４に出力される。

プリンタコントローラ３４に出力されたプレスローラ７２の温度データに基づいてヒータ６６の駆動がＣＰＵ３６により制御される。すなわち、ＲＡＭ３８には、プレスローラ７２の表面温度とヒータ６６の駆動との関係を示したテーブルが記憶されており、このテーブルに基づいてヒータ６６の駆動が制御される。具体的には、プレスローラ７２の表面温度が所定の温度より低い場合であり、印字される用紙の大きさが所定サイズよりも大きく、かつ用紙に印字されるトナー画像の領域が所定領域以上である場合には、ヒータ６６が駆動されて定着温度（あるいは定着温度及び給紙開始温度）が上げられる。一方、プレスローラ７２の表面温度が所定の温度より高い場合、あるいは、プレスローラ７２の表面温度が所定の温度より低い場合でありかつ印字される用紙が所定のサイズよりも小さい場合、定着温度（あるいは定着温度及び給紙開始温度）は上げられず、既定の定着温度（あるいは定着温度及び給紙開始温度）が維持される。さらに、プレスローラ７２の表面温度が所定の温度より低い場合であり、印字される用紙が所定のサイズよりも大きくかつ印字されるトナー画像の領域が所定領域未満である場合でも、定着温度（あるいは定着温度及び給紙開始温度）は上げられず、既定の定着温度（あるいは定着温度及び給紙開始温度）が維持される。

第２実施形態の画像形成装置によれば、プレスローラ７２の表面温度に基づいてヒータ６６の駆動が制御される。そして、プレスローラ７２の表面温度が所定の温度よりも低い場合で、用紙が所定サイズ以上の大きさでかつ印字されるトナー画像の領域が所定領域以上である場合には、ヒータ駆動回路７０を介して定着温度が高くなるように瞬時に設定変更され、高温度の定着温度（１８５℃）になる。一方、プレスローラ７２の表面温度が所定の温度よりも高い場合には、用紙の大きさ及びトナー画像領域の大小にかかわらず、既定の定着温度（１７５℃）に維持される。また、プレスローラ７２の表面温度が所定の温度よりも低い場合であり、かつ用紙の大きさが所定サイズよりも小さい場合、あるいは、プレスローラ７２の表面温度が所定の温度よりも低い場合であり、用紙の大きさが所定サイズよりも大きくかつ印字されるトナー画像の領域が所定領域よりも小さい場合には、既定の定着温度（１７５℃）に維持される。

以上のように、第２実施形態によれば、プレスローラ７２の表面温度を直接計測することにより、プレスローラ７２ひいては画像形成装置１０の温度を正確に特定することができる。この点、第１実施形態は、ヒートローラ６８の温度勾配を利用してプレスローラ７２の表面温度（画像形成装置１０の温度）を推定したが、第２実施形態によれば、プレスローラ７２の表面温度を直接計測することができ、定着温度を一層適切に制御することができる。このように、定着温度を一層適切に制御することで、用紙の幅方向両端における定着性を大幅に向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示すシステム図である。 Ｂ４サイズの用紙における画像領域の比較を説明した説明図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の第２ローラ部（ヒートローラ）の温度勾配を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に用いられる駆動モータの駆動と給紙ローラの回転と第２ローラ部（ヒートローラ）の回転の一般的なタイミングを示したタイムチャートである。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の作用を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の要部を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
３６ ＣＰＵ（制御部）
４０ タイマ（時間計測部）
６６ ヒータ（加熱部）
６８ ヒートローラ（第２ローラ部）
７２ プレスローラ（第１ローラ部）
７８ 駆動モータ（駆動部）
８０ 温度センサ（温度計測部）

Claims (4)

1. 第１ローラ部と、
   前記第１ローラ部から押圧され前記第１ローラ部との間に用紙を挟持して所定の定着温度で画像を定着する第２ローラ部と、
   前記第２ローラ部を加熱する加熱部と、
   前記第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低く、用紙の大きさが所定サイズよりも大きく、かつ用紙の所定領域よりも広い領域に画像が印字される場合に、前記定着温度を上げ、上げた前記定着温度を一定時間維持するように前記加熱部を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記定着温度を上げて一定時間経過後に、前記定着温度が下がるように前記加熱部を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２ローラ部の温度を計測する温度計測部と、
   前記第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間を計測する時間計測部と、
   を有し、
   前記第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間が所定時間よりも長いと前記温度計測部及び前記時間計測部により計測された場合に、前記制御部は、前記第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低いと判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２ローラ部を駆動する駆動部を有し、
   前記時間計測部は、前記駆動部による前記第２ローラ部の駆動開始から前記第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間を計測し、
   前記駆動部による前記第２ローラ部の駆動開始から前記第２ローラ部が所定の温度になるまでの時間が所定時間よりも長くなると前記温度計測部及び前記時間計測部により計測された場合に、前記制御部は、前記第１ローラ部の温度が所定の温度よりも低いと判断することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
   

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