JP2010139954A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小サイズ紙を連続して通紙した直後に大サイズ紙を通紙した場合でも、小サイズ紙非通紙領域の昇温によるホットオフセットを発生させることの無い画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】定着手段５０が、加圧ローラ５２と該加圧ローラとともに圧接部１０５を形成する加熱手段１０３を有した定着スリーブから構成され、検知手段１０２が前記加熱手段の長手方向中央部と両端部近傍の温度を検知し、前記検知手段が検知した前記長手方向中央部の温度と前記両端部の温度との差が所定の温度差を超えた状態で、前記両端部近傍を通過する記録材１１に画像形成する場合には、該記録材に画像形成手段による画像形成は行わず定着手段を通過させた後、再搬送経路６１を経由して画像形成手段による画像形成、及び定着手段による定着を行うことを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いた、複写機、プリンター等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光ドラム上に形成されたトナー像を転写媒体に転写し、記録材上に形成された未定着トナー像を定着ユニットによって加熱し定着させることで画像を形成する。このような画像形成装置に使用される定着ユニットとしては、ローコストで、熱容量が小さくウォームアップ時間が短い、フィルム定着ユニットが提案されている。

また、このような画像形成装置では、ハガキや封筒等の比較的小さな記録材からＡ４，レターサイズ等の大きさの物まで、各種のサイズの記録材が使用可能となっている。しかしながら、上記従来例では、種々のサイズの記録材を使用できるがため、以下のような問題が生じることがある。

図１０は、上記画像形成装置の定着ユニットにおける、定着部材の長手方向の温度分布を示している。同図から分かるように、例えば使用できる最大サイズの記録材がＡ４サイズである画像形成装置において、ハガキサイズの記録材を画像形成すると、定着部材の温度分布は、ハガキ幅領域外の温度が、ハガキ通紙領域内の温度と比較して高くなる。これは、定着ユニットを記録材が通過すると、記録材によって定着ヒータ１０３の熱が奪われるが、ハガキ幅領域外は熱が奪われないためである。

このような画像形成装置では、定着部材は一定の温度になるように温調制御されており、画像形成の際の通紙によって熱が奪われても、温度低下による定着不良が発生しないよう、奪われた熱を補うための電力が定着ヒータに投入される。その結果、定着ヒータは一様に発熱する。しかし、この発熱に対して、ハガキ幅領域外は熱が奪われることが無いので、温度が上昇する。その結果、特に小サイズの記録材上に形成された未定着トナー像を連続して加熱定着する場合は、小サイズ紙通紙幅領域外が過昇温してしまう（以下これを「小サイズ紙非通紙部昇温」と呼ぶ）。

このような温度分布になった直後に、例えばＡ４サイズの記録材を画像形成すると、ハガキ幅領域外の温度が定着に最適な温度より高くなっているため、ハガキ幅領域外のトナー像が過溶融し、定着ユニットの定着部材にオフセットし、定着画像を汚してしまう。このような画像不良は「ホットオフセット」と呼ばれる。

このようなホットオフセットを防止するためには、従来、小サイズ紙の連続通紙後は大サイズ紙の記録材の搬送要求がなされても、小サイズ紙非通紙領域の温度が下がるまで一定時間自然冷却を行い、その間ジョブを待たせる等の制御を行っている。あるいは、例えば特許文献１のように、定着ユニットに送風ファンを設けて、定着部材の小サイズ紙非通紙部に送風することで、強制的にその過昇温を解消する構造が知られている。また、例えば特許文献２のように、小サイズ紙の連続通紙中に、所定のタイミングで定着部材冷却用の大サイズのダミー紙を通紙することによって、定着ユニットの非通紙部昇温を解消する構造が知られている。
特開２００３−０７６２０９号公報 特開平０８−２３４６２０号公報

しかしながら、上記従来例では、小サイズ紙連続通紙後の大サイズ紙通紙ジョブの冷却待ち時間が長いという問題があった。

また、定着装置に冷却用の送風ファンを設けることは、画像形成装置のコストアップを招くという問題が生じる。

また、小サイズ紙の連続通紙中に、所定のタイミングで冷却のために大サイズのダミー紙を通紙するためには、専用のダミー紙を常備する必要があり、画像形成装置のランニングコストの増加につながる。また、上記従来例では、定着部材冷却のために用いたダミー紙に画像形成を行わないため、ダミー紙が受け取った余熱を、次回の未定着トナー像の加熱定着時に有効活用していないという問題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、小サイズ紙を連続して通紙した直後に大サイズ紙を通紙した場合でも、小サイズ紙非通紙領域の昇温によるホットオフセットを発生させることの無い画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）〜（５）の構成を備えるものである。

（１）記録材上に未定着画像を形成するための画像形成手段と、
前記記録材上の未定着画像を定着させるための定着手段と、
前記定着手段の温度を検知する検知手段と、
前記定着手段を通過した記録材を再び前記定着手段に搬送するための再搬送経路を具備する画像形成装置であって、
前記定着手段が、加圧ローラと該加圧ローラとともに圧接部を形成する加熱手段を有した定着スリーブから構成され、前記検知手段が、前記加熱手段の長手方向中央部と両端部近傍の温度を検知する検知手段であり、
前記検知手段が検知した前記長手方向中央部の温度と前記両端部の温度との差が所定の温度差を超えた状態で、前記両端部近傍を通過する記録材に画像形成する場合には、
該記録材に前記画像形成手段による画像形成は行わず前記定着手段を通過させた後、前記再搬送経路を経由して前記画像形成手段による画像形成、及び前記定着手段による定着を行うことを特徴とする画像形成装置。

（２）前記検知手段が検知した前記長手方向中央部の温度と前記両端部の温度との差が所定の温度差を超えた状態で、前記両端部近傍を通過する記録材に画像形成する場合には、
該記録材に前記画像形成手段による画像形成は行わず、前記加熱手段をＯＦＦした前記定着手段を通過させた後、前記再搬送経路を経由して前記画像形成手段による画像形成、及び前記加熱手段をＯＮした前記定着手段による定着を行うことを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。

（３）前記再搬送経路が、前記記録材を反転して再搬送する経路であることを特徴とする、前記（１）または（２）に記載の画像形成装置。

（４）前記再搬送経路を経由して前記画像形成手段による画像形成をする際に、前記加熱手段の温度を通常の加熱定着を行う場合の温度より下げることを特徴とする前記（１）乃至（３）いずれか１項に記載の画像形成装置。

（５）両面印字のジョブを前記画像形成装置が受けている場合であって、
前記検知手段が検知した前記長手方向中央部の温度と前記両端部近傍の温度との差が所定の温度差を超えた状態で、前記両端部近傍を通過する記録材に画像形成する場合には、
該記録材に前記画像形成手段による画像形成は行わず前記定着手段を通過させた後、前記再搬送経路を経由して前記画像形成手段による前記ジョブの１ページ目の画像形成、及び前記定着手段による定着を行い、更に前記記録材を反転して再搬送した後に前記ジョブの２ページ目の画像形成、及び前記定着手段による定着を行うことを特徴とする前記（１）乃至（４）いずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明によれば、冷却待ち時間や冷却用の送風ファン等を設けず、小サイズ紙非通紙部の昇温によるホットオフセットを防止し、良好な画像を形成できる。また、一度目の通紙の際に記録材が受け取った余熱を有効活用することにより、二度目の通紙では画像形成する際に未定着トナー像の加熱定着の温調温度を下げることができ、省エネ効果も得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例により詳しく説明する。

第１の実施例について、図１〜図５を用いて説明する。

図１は電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である。まず、この図を用いて電子写真方式のカラー画像形成装置の動作を説明する。

カラー画像形成装置は、給紙部２１ａ及び２１ｂ、現像色分並置したステーション毎の感光体（以下感光ドラムという）２２Ｙ〜２２Ｋ、帯電器２３Ｙ〜２３Ｋ、トナーカートリッジ２５Ｙ〜２５Ｋ、現像器２６Ｙ〜２６Ｋを有する。更に、中間転写体３０、一次転写ローラ３１Ｙ〜３１Ｋ、二次転写ローラ３２、中間転写体のクリーニング手段、及び定着ユニット５０を有している。画像信号に基づいて制御部４０が制御した露光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成する。この多色トナー像を記録材１１へ転写し、その記録材１１上の多色トナー像を定着させるものである。

前記感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて反時計回り方向に回転する。

帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光ドラムを帯電させるための４個の帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備えている。

感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光はスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光ドラムの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。

現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備えている。

前記中間転写体３０は、樹脂製の無端状ベルトで構成され、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、図示しない駆動モータは中間転写体３０を時計回り方向に回転させる。画像形成動作に応じて感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、一次転写ローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋにバイアスを印加することにより、単色トナー像が順次中間転写体３０に転写される。感光体上に残った転写残トナーは各感光体上に設けられた図示しない感光ドラムのクリーニング手段によって回収される。

予め給紙部２１ａもしくは２１ｂの記録材１１は給紙ローラ２８ａ、２８ｂとレジストローラ２９によって搬送された後、中間転写体３０と中間転写体３０に当接するように設けられた二次転写ローラ３２が記録材１１を狭持搬送する。そして、二次転写ローラ３２にバイアスを印加することで、記録材１１に中間転写体３０上の多色の未定着画像が転写される。

前記二次転写ローラ３２は中間転写体３０に対して接離可能であり、中間転写体３０から記録材１１にトナー像を転写する際には当接され、それ以外の場合には離間可能である。転写時以外に二次転写ローラ３２を中間転写体３０から離間することにより、二次転写ローラ３２の磨耗とトナーの付着を抑えることができる。

定着ユニット５０は、記録材１１を狭持搬送しながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものである。本実施例における定着ユニットは、ローコストで熱容量が小さく、ウォームアップ時間が短いフィルム定着ユニットである。定着ユニット５０は、図２に示すように、記録材１１を加熱する定着スリーブ５１と、加熱体としての定着ヒータ１０３、定着ヒータ保持部材としてのヒータホルダ１０４を有する。また、温度検知手段としてのメインサーミスタ１０１とサブサーミスタ１０２、記録材を定着スリーブ５１に圧接させるための加圧ローラ５２を備えている。定着スリーブ５１はベルト状部材に弾性層を設けてなる円筒状（エンドレスベルト状）の部材である。具体的には、材質にＳＵＳを用い、厚み３０μｍの円筒状に形成したエンドレスベルト（ベルト基材）上に、厚み約３００μｍのシリコーンゴム層（弾性層）を、リングコート法により形成した上に、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ（最表面層）を被覆してなる。

定着ヒータ１０３は、セラミック基板上に抵抗発熱体を形成したものである。加圧ローラ５２は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み４０μｍ程度のＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒータホルダ１０４は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、定着ヒータ１０３を保持し、定着スリーブ５１をガイドする役割を果たす。定着ヒータ１０３・ヒータホルダ１０４・定着スリーブ５１等からなるスリーブユニットを定着ヒータ１０３側を下向きにして加圧ローラ５２に並行に配置される。そして、ヒータホルダ１０４の両端部を不図示の加圧機構により加圧ローラ５２の軸線方向に附勢することで、定着ヒータ１０３の下向き面を定着スリーブ５１を介して加圧ローラ５２の弾性層に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させる。

こうして、圧接部である定着ニップ部１０５が加熱定着に必要な所定幅に形成される。メインサーミスタ１０１は、ヒータホルダに固定されたステンレス製のアーム先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アームが弾性揺動することで定着スリーブの内面の動きが不安定でも、サーミスタ素子が定着スリーブの長手方向中央部の内面に常に接する。サブサーミスタ１０２は、メインサーミスタ１０１よりも熱源である定着ヒータ１０３に近く、その両端部近傍に配置され、熱源である定着ヒータ１０３の裏面の温度を検知する。

また、図３に示すように、サブサーミスタ１０２は小サイズ紙通紙時の非通紙部昇温を検知しやすいよう、中央から１００ｍｍ程度離れた位置に設置される。メインサーミスタ１０１、及びサブサーミスタ１０２は、図１の制御部４０に接続され、制御部は、メインサーミスタとサブサーミスタの出力やその温度差をもとに、定着ヒータ１０３の温調制御内容を決定し、定着ヒータ１０３への通電を制御し温調を行う。

定着ユニット５０によって未定着トナー像が加熱定着された記録材１１は、片面印字の場合、その後排紙ローラ５３及び５４によって、排出トレイ５５に排出され、画像形成動作を終了する。

両面印字の場合は、１ページ目のトナー像定着後の記録材１１は排紙ローラ５４を逆回転させることで巻き戻される。そして、再搬送経路６１を経由させた後、レジストローラ２９から再び搬送経路６０を搬送され、上記画像形成プロセスを繰り返すことで２ページ目である裏面の画像形成を行う。

また、本実施例における画像形成装置は、上述した通常の画像形成モードに加えて、第二の画像形成モードを有する。第二の画像形成モードでは、定着ユニットの定着ヒータ１０３の通電をＯＦＦした状態で記録材を白紙のまま通紙して、再搬送した後、二度目の通紙の際に画像形成を行う。このときは、前述した両面印字の場合と同様に反転再搬送するか、もしくは排紙ローラ５３と５４の中間に設けたフラッパー７０によって、記録材の搬送面を反転させること無く、直接再搬送経路６１に搬送しても良い。

図４は、第１の実施例における画像形成装置の主要な構成を示すブロック図である。２０１はプリントジョブ情報入力手段であり、ユーザーによって画像形成する記録材のサイズ、枚数、印字モード等が入力される。４０は画像形成装置の制御部で、ユーザーによって指定されたプリントジョブに基づき記録材の搬送方法を決定する記録材搬送方法決定手段２０２と、２０２の結果に基づき、記録材の搬送方法を切り換える切換制御部２０３を設けている。２０４は記録材搬送手段であり、制御部からの信号を元に、記録材の搬送を行う。また、５０は定着ユニットであり、定着部材の温度を検知するための温度検知手段（サブサーミスタ）１０２を備えており、検知結果が記録材搬送方法決定手段２０２にフィードバックされるようになっている。

以上の構成を有する本発明に係る画像形成装置の作用を、図５に記載のフローチャートに従って説明する。まず初めに、プリント要求を受けると（Ｓ３１１）、定着ユニットの温度検知手段であるサブサーミスタによって、加熱体端部が過昇温しているか検知する（Ｓ３１２）。検知の結果、過昇温している部分が無い場合は、受け取ったプリント要求に応じて通常の画像形成動作を実行する（Ｓ３１９）。一方、過昇温している部分が認められる場合は、プリント要求された記録材のサイズを検知し、過昇温している部分に接触する大きさであるかどうか判断する（Ｓ３１３）。記録材のサイズが小さく、過昇温している部分に接触する恐れが無い場合は、通常の画像形成動作を実行する（Ｓ３１９）。一方、記録材のサイズが大きく、過昇温している部分に接触してしまう場合には、過昇温のレベルに応じて処理を行う。

（１）過昇温のレベルが低く、記録材を一枚通紙することによって十分ホットオフセットを防ぐことができる場合。

この場合、自然冷却は必要ないと判断し（Ｓ３１４）、定着ユニットの加熱体の通電をＯＦＦにし、一度目の通紙では記録材を白紙のまま通紙（通過）することによって、過昇温している部分を含めて加熱体を冷却する（Ｓ３１６）。ただし、ここでいう加熱体の通電ＯＦＦとは、あくまでも端部昇温を解消するための最良形態であり、白紙通紙後の加熱体の温度分布ムラを防ぐ目的や、定着温調立ち上げのための準備として、非通紙部昇温を助長しない程度の僅かな通電を行ってもよい。

その後、Ｓ３１６で白紙のまま通紙した記録材を再搬送し（Ｓ３１７）、加熱体の通電をＯＮにして未定着トナー像の溶融定着に最適な温調を行いながら、二度目の通紙の際にユーザーによって要求された画像を形成する（Ｓ３１８）。このとき、一度目の通紙（Ｓ３１６）で記録材が温められているので、二度目の通紙（Ｓ３１８）で未定着トナー像を加熱定着する際は、通常の画像形成の場合よりも温調温度を下げることができる。

また、もしユーザーによって要求されたジョブが両面印字ジョブであれば、この後さらにもう一度記録材を反転再搬送し、一度目の通紙で白紙のまま通紙した面にジョブの裏面の画像を形成する。その後、Ｓ３１６で白紙のまま通紙した記録材を再搬送し（Ｓ３１７）、加熱体の通電をＯＮにして未定着トナー像の溶融定着に最適な温調を行いながら、二度目の通紙の際にユーザーによって要求された画像を形成する（Ｓ３１８）。

このようにすることで、小サイズ紙を連続して加熱定着した直後に大サイズの記録材を加熱定着する場合にも、定着部材の自然冷却を待たずに、ホットオフセットの発生しない良好な画像を得ることができる。この様子を図６に示す。図６は、ホットオフセット防止のため、小サイズ紙の連続加熱定着後に自然冷却時間を設けた場合と、本実施例の制御を行った場合との、印字時間の比較図である。Ｔｓは非通紙部昇温の検出動作、Ｔｃは定着部材がホットオフセットを起こさない温度まで低下するための冷却時間、Ｔｐは一枚の記録材の片面に未定着トナー像を転写し、加熱定着して画像形成するのに要する時間である。

また、Ｔｗは一枚の記録材を白紙のまま通紙するのに要する時間で、画像形成装置の動作としては、記録材上に全白の画像を形成するのと等しいので、Ｔｗに要する時間はＴｐと同じである。また、Ｔｒは記録材の再搬送に要する時間、Ｔは印字時間の差である。この図から分かるように、端部昇温が発生している場合でも、大サイズの記録材を一枚白紙のまま通紙することによって、ホットオフセット防止のための自然冷却の待ち時間を設ける必要がなくなり、印字時間の差Ｔだけジョブを早く終了することができる。

（２）過昇温のレベルが高く、記録材を一枚通紙することによってホットオフセットを防ぐことが困難な場合。

この場合は、ある程度定着部材の温度が低下するまで自然冷却が必要と判断し（Ｓ３１４）、加熱体の通電をＯＦＦした状態での自然冷却を行う（Ｓ３１５）。

その後、定着部材の温度が下がったら、画像形成を行うことなく白紙のまま記録材を通紙する（Ｓ３１６）。その後、Ｓ３１６で白紙のまま通紙した記録材を再搬送し（Ｓ３１７）、加熱体の通電をＯＮにして未定着トナー像の溶融定着に最適な温調を行いながら、二度目の通紙の際にユーザーによって要求された画像を形成する（Ｓ３１８）。このとき、一度目の通紙（Ｓ３１６）によって、（１）の場合よりもさらに記録材が温められているので、二度目の通紙（Ｓ３１８）で未定着トナー像を加熱定着する際は、（１）の画像形成の場合よりもさらに温調温度を下げることができる。またこのときの温調温度は、過昇温のレベルに応じて段階的に変化させる。

このような時でも、過昇温を自然冷却のみによって解消する場合よりも、印字時間を短くすることができる。この様子を図７に示す。図７は、ホットオフセット防止のため、小サイズ紙の連続加熱定着後に自然冷却時間を設けた場合と、本実施例の制御を行った場合との、印字時間の比較図である。Ｔｓ、Ｔｐ、Ｔｗ、Ｔｒは、（１）の場合と同じである。Ｔｃ′は定着部材がホットオフセットを起こさない温度まで低下するための冷却時間で、今回は（１）の場合と比べて定着部材がより昇温しているので、Ｔｃ′はより長くなる。

一方、Ｔｃ′′は、本実施例における定着部材の自然冷却時間で、過昇温が特に高い場合は、定着部材の温度が（１）での昇温程度に下がるまで自然冷却を行う。また、Ｔ′は印字時間の差である。この図から分かるように、端部昇温のレベルがより高く、自然冷却Ｔｃ′′が必要な場合でも、大サイズの記録材を一枚白紙のまま通紙することによって、待ち時間を短くすることができ、印字時間の差Ｔ′だけジョブを早く終了することができる。

次に、本発明の実施の形態を用いた場合の効果を、実験結果を用いて示す。常温常湿（２５℃、５０％）で、小サイズ紙のＢ５サイズ（縦２５７ｍｍ横１８２ｍｍ）普通紙（カラーレーザーコピア：坪量８０ｇ／ｍ２品番：５５４８Ａ００４）を縦方向に通紙すると、１枚加熱定着する毎に小サイズ紙非通紙部はおよそ５〜１０℃昇温した。

その結果、小サイズの記録材を連続加熱定着すると、最大で７０℃程度の非通紙部昇温が発生した。ただし、ここでは小サイズの記録材を連続して搬送する場合に、非通紙部昇温によって定着部材が破損することがないよう、記録材の搬送タイミングを遅らせる等の制御を行うため、非通紙部がこれ以上昇温することは無い。また、大サイズ記録材のＡ４サイズ（縦２９７ｍｍ横２１０ｍｍ）普通紙（カラーレーザーコピア：坪量８０ｇ／ｍ２品番：５５４８Ａ００２）を、加熱体の通電をＯＦＦ状態で縦方向に一枚通紙すると、定着部材の表面温度を約２０℃低下させることが出来た。

この結果に基づき、本発明の画像形成装置では、下の表１に示すような制御を行った。

表１に示すように、小サイズ紙の連続加熱定着枚数が少なく、非通紙部昇温が３０℃以下である場合には、上述した（１）の処理を選択し、自然冷却時間を設けることなく白紙のまま大サイズ紙を通紙して定着部材の表面温度を２０℃程度冷却する。また、二度目の通紙の際には、一度目の通紙の際に記録材が定着部材の余熱を受け取るので、未定着トナー像の加熱定着の温調温度を通常の場合よりも５℃下げることができる。このとき、最大で１０℃程度の非通紙部昇温がまだ残っているが、二度目の通紙の際に温調温度を低下させている効果もあり、十分ホットオフセットを防ぐことが出来た。一方、３０℃程度の非通紙部昇温を自然冷却のみで解消するには、約１分の冷却時間が必要となるが、本発明ではその時間を短縮することができ、大サイズの記録材を白紙のまま通紙して再搬送する時間を差し引いても、４０秒程度の時間短縮効果が得られた。

また、小サイズ紙の連続加熱定着枚数が多く、非通紙部昇温が３０℃よりも高い場合は、
上述した（２）の処理を選択し、非通紙部昇温の程度に応じて３０秒〜１分程度の自然冷却時間を設けた後、大サイズの記録材を白紙のまま通紙し、二度目の通紙ではさらに温調温度を低下させて加熱定着を行う。例えば５０℃の非通紙部昇温が発生した場合、３０秒自然冷却することにより、非通紙部昇温を１５℃程度冷却することができ、その状態で大サイズの記録材を通紙すると、一回の通紙でさらに２３℃程度温度を下げることができる。

すると、最大で１２℃程度の非通紙部昇温が残るが、一度目の通紙で大サイズの記録材がより多くの熱を受け取っているため、温調温度を（１）の場合よりもさらに下げることができ、これによりホットオフセットを防ぐことができた。一方、５０℃程度の非通紙部昇温を自然冷却のみによって解消するには、およそ１分４０秒程度かかるが、本発明では３０秒の待ち時間と、大サイズの記録材を白紙のまま通紙して再搬送する時間を差し引いても５０秒程度の時間短縮効果が得られた。

非通紙部昇温がさらに高い場合も同様で、最大で７０℃程度の非通紙部昇温が発生した場合にも、１分程度の時間短縮効果が得られ、さらにホットオフセットを防止することが出来た。

以上のように、小サイズ紙を通紙した直後にそれよりも大きなサイズの記録材の画像形成をする場合にも、小サイズ紙非通紙部昇温によるホットオフセットを発生させること無く、良好な画像を得ることができる。また、同一の記録材によって定着部材の冷却と所望の画像形成を行うことから、過昇温の熱を有効利用しており、その結果、定着温調を下げることができ、省エネ効果も同時に得ることができる。

本発明の第二の実施例では、定着ユニットが非通紙部昇温を検知するための手段を備えていない場合、もしくは小サイズ紙の大きさによっては温度検知手段との位置関係上、非通紙部昇温を適切に検知できない場合について説明する。本実施例では、定着部材の過昇温を通紙履歴に基づいて予測し、制御を行う。

なお、装置の基本的な構成は、前述の第一の実施例と同一であるため、ここでは前述した実施例と異なる制御について説明する。

図８は、第２の実施例における画像形成装置の主要な構成を示すブロック図である。６０１はプリントジョブ情報入力手段であり、ユーザーによって画像形成する記録材のサイズ、枚数、印字モード等が入力される。６０２は通紙履歴格納メモリであり、現在要求されているジョブの直前までに行われたジョブの通紙枚数、記録材の種類、サイズ、画像形成モードの情報を記憶する。４１は画像形成装置の制御部で、ユーザーによって指定されたプリントジョブと通紙履歴に基づき、記録材の搬送方法を決定する手段６０３と、６０３により決定された結果に基づき、記録材の搬送方法を切り換える切換制御部６０４を設けている。６０５は記録材搬送手段であり、制御部からの信号を元に、記録材の搬送を行う。また、５５は定着ユニットであり、記録材の加熱定着を行う。

以上の構成を有する第二の実施例における画像形成装置の作用を、図９に記載のフローチャートに従って説明する。まず初めに、メモリ６０２に格納された通紙履歴をチェックし（Ｓ４０１）、直前のジョブでどのようなサイズの記録材がどのようなモードで何枚通紙されたか確認する。次に、その結果から定着部材のどの位置がどの程度昇温しているか予測する（Ｓ４０２）。この予測は、具体的には次に示す表２のように、予め各小サイズ紙毎に通紙枚数と、その通紙の際に予想される非通紙部昇温を予測したテーブルを作成しておき、そのテーブルに基づいて行えばよい。

予測の結果、直前のジョブで通紙された記録材が大サイズの記録材であったり、小サイズの記録材であっても枚数が少なく、定着部材の昇温がホットオフセット発生に寄与しないと判断された場合には、通常の画像搬送モードに切り替える。その後のプリント要求に従い（Ｓ４１０）、通常の画像形成を行う（Ｓ４１１）。一方、定着部材に過昇温している箇所が有ると判断された場合には、予測される過昇温のレベルに応じて搬送モード切り換え待機時間を設定する（Ｓ４０３）。その後、プリント要求を待ち（Ｓ４０４）、プリント要求を受け取ると搬送モード切り替え待機時間内であるか判断する（Ｓ４０５）。

その結果、待機時間外であれば、定着部材の過昇温はすでに自然冷却によって解消されていると判断し、通常の搬送モードで画像形成を行う（Ｓ４１１）。一方、待機時間内であれば、次に、プリント要求された記録材の大きさをチェックし、通紙履歴から予測される過昇温している部分に接触する大きさであるかを判断する（Ｓ４０６）。その結果、プリント要求された記録材が小サイズ紙であり、過昇温している部分に接触する恐れが無い場合は、ホットオフセットは発生しないと判断し、通常の画像形成を行う（Ｓ４１１）。

一方、要求されたジョブの記録材が大サイズ紙であり、ホットオフセットの発生が予想される場合には、定着ユニットの加熱体の通電をＯＦＦにし、一度目は記録材を白紙のまま通紙する（Ｓ４０７）。これにより、定着部材の過昇温を解消する。その後、Ｓ４０７で白紙のまま通紙した記録材を再搬送し（Ｓ４０８）、加熱体の通電をＯＮにして未定着トナー像の溶融定着に最適な温調を行いながら、二度目は記録材にユーザーによって要求された画像を形成する（Ｓ４０９）。

この際、実施例１で述べたのと同様に、二度目の通紙では未定着トナー像の定着温度を下げることができ、熱の有効利用と省エネの効果を同時に得ることができる。また、要求されたジョブが両面印字ジョブである場合の制御も実施例１で述べたのと同様である。

以上のようにすることで、定着ユニットが非通紙部昇温を検知するための手段を備えていない場合でも、通紙履歴を元に小サイズ紙通紙後の過昇温を予測することができ、大サイズ紙ホットオフセットを防止することができる。また、温度検知手段を備えていても、小サイズ紙の大きさと温度検知手段の位置関係上、非通紙部昇温を適切に検知できない場合にも、本実施例における制御でホットオフセットを容易に防ぐことができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の機構部の断面概略図 本発明の実施例に係る画像形成装置の定着装置の外観図及び断面図 本発明の実施の形態に係る定着装置の最大通紙幅と小サイズ紙通紙幅を示す模式図 第一の実施例におけるプリンター制御部のブロック図 第一の実施例における印字モード切替えの制御を示すフローチャート 第一の実施例における第一の制御を行った場合の印字時間の比較図 第一の実施例における第二の制御を行った場合の印字時間の比較図 第二の実施例におけるプリンター制御部のブロック図 第二の実施例における印字モード切替えの制御を示すフローチャート 従来の定着装置の定着ニップ部の長手方向の温度分布を示す図

符号の説明

５０ 定着ユニット（定着手段に対応）
５１ 定着スリーブ
５２ 加圧ローラ
６０ 記録材の搬送経路
６１ 記録材の再搬送経路
７０ フラッパー
１０１ メインサーミスタ（検知手段に対応）
１０２ サブサーミスタ（検知手段に対応）
１０３ 定着ヒータ（加熱手段に対応）
１０５ 定着ニップ部（圧接部に対応）
２０１ プリントジョブ情報入力手段
２０２ 記録材搬送方法決定手段
２０３ 片面／両面搬送切り換え制御部
６０２ 通紙履歴格納メモリ

Claims (5)

1. 記録材上に未定着画像を形成するための画像形成手段と、
   前記記録材上の未定着画像を定着させるための定着手段と、
   前記定着手段の温度を検知する検知手段と、
   前記定着手段を通過した記録材を再び前記定着手段に搬送するための再搬送経路を具備する画像形成装置であって、
   前記定着手段が、加圧ローラと該加圧ローラとともに圧接部を形成する加熱手段を有した定着スリーブから構成され、前記検知手段が、前記加熱手段の長手方向中央部と両端部近傍の温度を検知する検知手段であり、
   前記検知手段が検知した前記長手方向中央部の温度と前記両端部の温度との差が所定の温度差を超えた状態で、前記両端部近傍を通過する記録材に画像形成する場合には、
   該記録材に前記画像形成手段による画像形成は行わず前記定着手段を通過させた後、前記再搬送経路を経由して前記画像形成手段による画像形成、及び前記定着手段による定着を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検知手段が検知した前記長手方向中央部の温度と前記両端部の温度との差が所定の温度差を超えた状態で、前記両端部近傍を通過する記録材に画像形成する場合には、
   該記録材に前記画像形成手段による画像形成は行わず、前記加熱手段をＯＦＦした前記定着手段を通過させた後、前記再搬送経路を経由して前記画像形成手段による画像形成、及び前記加熱手段をＯＮした前記定着手段による定着を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記再搬送経路が、前記記録材を反転して再搬送する経路であることを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記再搬送経路を経由して前記画像形成手段による画像形成をする際に、前記加熱手段の温度を通常の加熱定着を行う場合の温度より下げることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 両面印字のジョブを前記画像形成装置が受けている場合であって、
   前記検知手段が検知した前記長手方向中央部の温度と前記両端部近傍の温度との差が所定の温度差を超えた状態で、前記両端部近傍を通過する記録材に画像形成する場合には、
   該記録材に前記画像形成手段による画像形成は行わず前記定着手段を通過させた後、前記再搬送経路を経由して前記画像形成手段による前記ジョブの１ページ目の画像形成、及び前記定着手段による定着を行い、更に前記記録材を反転して再搬送した後に前記ジョブの２ページ目の画像形成、及び前記定着手段による定着を行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の画像形成装置。

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