JP3750332B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に係り、具体的には感光体ドラムに形成されたトナー画像を記録材に転写し、該記録材を相互に圧接して回転自在に配設された加熱手段を有する加熱ロール及び加圧ロールにより挟圧搬送することにより転写された未定着トナー画像を前記記録材上に定着させることによりプリントを行う電子写真方式を採用した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置における定着方法には、最も一般的な方法として、加熱と加圧により記録材上にトナーを溶融させて融着させる加熱定着法がある。その中でも加熱ロール方式のものが一般に利用されている。この定着装置は、加熱ローラとこれに圧接する加圧ローラとを備え、その２本のロールのニップ部に記録材を通過させることにより、記録材上の未定着トナーに熱および圧力を加えて定着させるものである。
【０００３】
加熱させる手段には、ヒータを用いてローラ内部より加熱させる方法が多く採られている。コストや装置の大きさなどの条件により、通常ヒータは１本のみ使用されている。特に小型機では低コストが必須であるため２本以上のヒータを使用することはほとんどない。
【０００４】
加熱ロールを１本のヒータで加熱させると加熱ロールは全体的に熱せられる。記録材である用紙が加熱ロール及び加圧ロールのニップ部を通過すると用紙に熱が奪われ加熱ロールの熱量は低下するが、加熱ロールの表面温度はサーミスタによりモニターされており、また加熱ロールを加熱するヒータヘの電圧供給を制御する制御手段を備えているため、加熱ロールの表面温度を一定に保っておくことができる。
【０００５】
しかし記録材として小幅サイズの記録紙を加熱ロールと加圧ロールのニップ部を走行させた場合、これらの加熱ロールの通紙域では熱が奪われるが非通紙域では熱が奪われないため加熱ロールの通紙域と非通紙域とで温度差が生じる。定着性を確保するため、全記録紙サイズの通紙域の加熱ロールの表面温度は各記録紙についてそれぞれ最適の温度になるよう一定に制御されているのでその温度を基準にすると非通紙域における加熱ロールの表面温度が相対的に高くなる。
【０００６】
小幅サイズの記録紙を少数枚、場合は加熱ロールの非通紙域における表面温度が多少高くなってもホットオフセットや紙しわの発生につながることはないが、小幅サイズの記録紙で連続プリントを行った場合や少数枚の小幅サイズの記録紙で短いサイクルで断続的にプリントした場合、加熱ロールの表面温度が許容値以上に上昇し、その後に大幅サイズの記録紙が走行された場合、１枚目にホットオフセットが発生し、ひどいときは２〜３枚目までにもホットオフセットが発生する場合がある。ここでのホットオフセットとは加熱ローラの非通紙領域が高くなり過ぎるために用紙上の未定着トナーの一部が溶融して加熱ロール側に付着する現象をいう。またこのような時は、紙しわも発生するおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題を解決する手段として以下のような従来技術がある。
【０００８】
すなわち、特開平５−１１９６６９号公報に記載の定着装置では送風手段を用いて小サイズ紙複写時における定着ローラ（加熱ロールに相当）の非通紙域の温度を下げるようにしており、用紙の連続枚数が増加するに従い送風手段としてのファンの風力を強め、また複写する用紙の幅が小さい程ファンの風力を強めホットオフセットの防止を行っている。
【０００９】
この定着装置はファンの風力を強めることでホットオフセットの防止を図っているが、そのためには風量を稼ぐため通常サイズより大きめのファンが必要になり、コストアップを招いてしまう。また風量は騒音に影響し、風量を上げれば上げる程騒音が大きくなることにもつながるという問題がある。
【００１０】
特開平８−１９０２９５号公報に記載の画像定着装置では、加圧ロールの内周面に螺旋状の溝を設け、小サイズの通紙域では溝の本数を少なくし、小サイズの非通紙域では溝の本数を多くして表面積の比率を変え、加熱ロールまたは加圧ロールの回転に伴って上記螺旋状の溝に沿って気流を発生させることにより加熱ロールの非通紙域を通紙域に比して余計に冷却させるようにしている。
【００１１】
この画像定着装置では、加圧ロールに溝を設ける必要があるため加圧ロールの製造工程が増え、それに伴いコストアップが生じる。
【００１２】
また加圧ロールの溝を設けることで表面積を大きくし気流を発生させ冷却効果をあげると記載されているが、確かに常温状態では溝に隙間が生じていると思われる。しかし、実際加圧ロールが加熱されるとロール自体が膨張し隙間が狭まり、気流が生じるまでには至らない。よって、加圧ロールまたは加熱ロールの回転により冷却効果はほとんどないと言ってよい。
【００１３】
更に特開平６−１８６８７５公報に記載の画像形成装置では、小さい幅の記録材が複数枚搬送され熱量が一定量以上に達したあと搬送時間間隔を長くし、ロール上の温度分布を均一化することにより加熱ロールにおける非通紙部の昇温を抑えるようにしている。この搬送時間の間隔を長くさせる判断基準は、小さい幅の記録材が一定枚数以上搬送されたとき、あるいは小さい幅の記録材についての定着が一定時間以上行われたときである。この手段では、小さい幅の記録材を連続走行させた場合に、上記の条件下で搬送時間間隔が長くなるが、断続で走行された場合はその都度リセットがかかるので、搬送時間間隔が長くなることがないため加熱ロールの温度分布を均一化することができない。コントローラのデ一夕蓄積量を考慮すると、実際の走行モードは連続走行より断続走行のウェイトが高いと推測されるので、この手段を用いると搬送時間間隔が長くならず、結局加熱ロールの非通紙部域では温度が上昇し、ホットオフセットや紙しわなどの欠陥が発生する。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数枚の小サイズ幅の記録材に連続的にプリントを行い、あるいは小サイズ幅の記録材を複数枚、短いサイクルで断続的にプリントした後に大サイズ幅の記録材をプリントした場合において、加熱ロールの表面温度が過剰に上昇するのを防止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。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、感光体ドラムに形成されたトナー画像を記録材に転写し、該記録材を相互に圧接して回転自在に配設された加熱手段を有する加熱ロール及び加圧ロールにより挟圧搬送することにより転写された未定着トナー画像を前記記録材上に定着させることによりプリントを行う画像形成装置において、前記加熱ロールの表面温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出出力に基づいて前記加熱ロールの表面温度を、記録材の搬送方向と直交する方向の長さが短い小サイズ幅の記録材以外の記録材のプリントを行う際には、定着動作を開始する以前の待機状態時には第１の制御温度Ｔ1 とし、かつ定着動作開始時には第１の制御温度Ｔ1 より高い第２の制御温度Ｔ2 となるようにすると共に、前記小サイズ幅の記録材のプリントを行う際には、定着動作開始時の加熱ロールの表面温度が前記第２の制御温度Ｔ2 よりさらに高い第３の制御温度Ｔ3 とし前記小サイズ幅の記録材のプリントを行った後、所定時間だけ第１の制御温度Ｔ1 より低い第４の制御温度Ｔ4 で待機させておくように前記加熱手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の画像形成装置では、制御手段はサーミスタ等の温度検出手段の検出出力に基づいて加熱ロールの表面温度を、小サイズ幅以外のサイズの記録材のプリントを行う際には、待機状態時に第１の制御温度Ｔ1 （例えば、１７０℃）とし、プリント開始時には定着動作に必要な第２の制御温度Ｔ2 （例えば、１８０℃）まで上昇させると共に、小サイズ幅の記録材のプリントを行う際には、加熱ロールの非通紙領域における過度の温度上昇を抑制するために定着動作開始時の加熱ロールの表面温度を、第２の制御温度Ｔ2 より高い第３の制御温度Ｔ3 （例えば、１９０℃）まで上昇させ、プリント終了後は続けて相当数の小サイズ幅の記録材のプリントが行われ、その後に大サイズの記録材のプリントが行われた場合に加熱ロールの非通紙域の表面温度がホットオフセットを生じない程度の温度に留まるように、所定時間だけ第１の制御温度Ｔ1 より低い第４の制御温度Ｔ4 （例えば、１６０℃）で待機させておくように加熱手段を制御する。したがって、小サイズ幅の記録材が連続的に行われても、加熱ロールの非通紙域における表面温度の過度の温度上昇が抑制されるので、その後に大サイズの記録材のプリントを行った際にホットオフセットが発生することはない。
【００１７】
また加熱ロールの温度上昇が抑制されるので、それと接触している加圧ロールの温度も抑制され、温度上昇による加圧ロール径の膨張を減少させることができ、加圧ロール径の左右差が減少するため走行バランスが安定し、紙しわの発生を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を図１に示す。同図において、画像形成装置１０は画像情報に基づいてレーザダイオード等の光源を制御し、光源から射出される光ビームにより反射ミラー１２を含む光学系を介して感光体ドラム１４上にトナー像を形成する露光装置２０を有している。
【００２３】
露光装置２０内には画像形成装置１０全体を統轄的に制御する制御回路２２が設けられており、この制御回路２２（本発明の制御手段に相当する。）は後述する加熱ロール３２の温度制御等を行う。また画像形成増置１０は記録材としての用紙７０に転写されたトナー画像を定着させる定着装置３０を有している。定着装置３０は、相互に圧接して回転自在に配設された加熱ロール３２、加圧ロール３４と、トナー画像が定着された用紙を排出する一対の排出ロール３６、３８とを有している。
【００２４】
定着装置３０は具体的には図２に示すように未定着のトナー画像７２が形成された用紙７０を案内するガイド部材９０、９２が用紙７０の入口側に設けられており、加熱ロール３２及び加圧ロール３４と一対の排出ロール３６、３８との間には用紙７０を排出するように案内する排出ガイド９４、９６が設けられている。更に、加熱ロール３２内には加熱ロール３２の表面を加熱するためのヒータ８０（本発明の加熱手段に相当する。）が設けられており、その発熱量は制御回路２２により制御される。加熱ロール３２の表面温度は温度検出手段３５（本実施の形態ではサーミスタを加熱ロール３２の表面に接触することにより検出する。）により検出され、制御回路２２によりモニターされるようになっている。
【００２５】
定着装置３０の出口付近における用紙７０の搬送路６６には用紙７０が通過する毎に１枚のプリントを行ったことを示す信号を生成する用紙検出手段４４（本発明のプリント枚数検出手段に相当する。）が設けられている。この用紙検出手段の検出出力は制御回路２２に入力されるようになっている。
【００２６】
また画像形成装置１０内のカセット５０には用紙７０が装填されており、用紙７０は感光体ドラム１４にトナー画像が形成されると同時にカセット５０より搬送ロール５２、５４、５６、５８、６０、６２を介して搬送され、用紙７０上には感光体ドラム１４に形成されたトナー画像が転写ロール１６により転写され、定着装置３０内の加熱ロール３２と加圧ロール３４によるニップ部を通過するように搬送されることにより未定着のトナー画像７２が加熱ロール３２による加熱と加圧ロール３４による加圧により用紙７０に定着される。
【００２７】
ここで小サイズ幅の用紙が複数枚、連続して加熱ロール３２と加圧ロール３４とのニップ部をプリント走行させた場合の加熱ロール３２表面における軸方向の温度分布を図５及び図６に示す。図５は加熱ロール３２の側面側に用紙を通過させた場合であり、図６は加熱ロール３２の中央部に用紙を通過させた場合の温度分布を、それぞれ示している。これらの図から明らかなように加熱ロール３２の非通紙域における表面温度は、通紙域に比して上昇することが判る。特に加熱ロール３２の側面側に用紙を通過させた場合は非通紙域側が図５に示すように過剰に温度上昇する。大サイズの用紙が定着装置３０の加熱ロール３２と加圧ロール３４とのニップ部へ突入する時、加熱ロール３２の表面温度がある温度以上であった場合（ここでは２１５℃以上であった場合）、トナーは加熱ロールヘ融着し周ピッチで用紙に再定着させてしまう、所謂ホットオフセットを発生する。このようなホットオフセットは、前回のプリント走行が小サイズ幅の用紙について連続して行われたとき、あるいは短い間隔でかつ少数枚の用紙について断続的にプリント走行がおこなわれたとき程、発生する可能性が高くなる。用紙７０がカセット５０より搬送されてから定着装置３０のニップ部まで到達する時間は一定であり、ニップ部へ到達した時は、加熱ロール３２の表面温度が第一の制御温度に達している必要がある。
【００２８】
しかし、ホットオフセットが発生する状態では、定着装置３０内の温度は通常より高く、かつ加圧ロール３４の温度も高くなっているので、加熱ロール表面温度が或る程度低くても未定着のトナー画像を十分に用紙７０に定着させることができる。一方、用紙７０が定着装置３０のニップ部を通過すると、加圧ロール３４に蓄えられていた熱量は用紙に奪われてしまうので、定着温度を下げた状態で用紙７０を走行させると大サイズ用紙などでは１枚目の後半の部分で定着不良を発生させてしまう。用紙前半部分あるいは先端部分だけを制御によって温度を下げることは、不可能に近く、できたとしても安定性といった点では欠けてしまう。本発明の各実施の形態ではこの点を解決している。
【００２９】
次に制御回路２２により実行される加熱ロール３２の表面温度の温度制御の処理内容を図３に、制御回路２２の温度制御特性を図４に示す。画像形成装置１０が待機状態である時、図２に示す定着装置３０の加熱ロール３２は一定の温度に保たれるように制御回路２２により制御されている。すなわち制御回路２２はサーミスタ３５を加熱ロール３２に接触させて加熱ロール３２の表面温度をモニターしヒーター１７への電源供給を断続させることにより加熱ロール３２の表面温度を図４に示すように第１の制御温度Ｔ1 である１７０℃に制御する。図３においてプリントの用紙サイズ、プリント枚数等の指定及びプリント開始の指示が図示してない操作部を操作することにより行われると、スタート信号と共にどの用紙サイズに何枚プリントさせる等の指示が制御回路２２に入力され、同時に定着装置３０、感光体ドラム１４、各種ロール等を駆動する図示してない駆動装置等が作動し始める。定着装置３０では、制御回路２２よりヒータ８０に電源が供給され、加熱ロール３２を加熱する。
【００３０】
まずステップ１００で指定された用紙がＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅（用紙７０の搬送方向と直交する方向の幅）でないと判定された場合には、プリント開始時に定着動作に必要な第２の制御温度Ｔ2 （本実施の形態では例えば、Ｔ2 は１８０℃である。）にまで加熱ロール３２の表面温度を上昇させる（ステップ１０２）。指定された枚数のプリントが終了するまで加熱ロール３２の表面温度を第２の制御温度Ｔ2 に制御し、全枚数のプリントが終了した場合には次のプリント動作に備えて加熱ロール３２の表面温度を待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 になるように制御する（ステップ１０２、１０４、１０６）。
【００３１】
一方、ステップ１００で指定された用紙がＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅であると判定された場合には次のステップ１０８でプリント開始時、即ち定着動作開始時には加熱ロール３２の表面温度を第２の制御温度Ｔ2 より高い第３の制御温度Ｔ3 （本実施の形態では１９０℃）まで上昇させる。これは、小サイズ幅の用紙のプリントを行う際には、加熱ロール３２の非通紙域における過度の温度上昇を抑制するためである。
【００３２】
指定された枚数のプリントが終了するまで加熱ロール３２の表面温度を第３の制御温度Ｔ3 に制御し、全枚数のプリントが終了した場合には次のプリント動作に備えて所定時間（本実施の形態では３００秒）、加熱ロール３２の表面温度を待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 より低い第４の制御温度Ｔ4 （本実施の形態では１６０℃）に保持し、その後、通常の待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 まで上昇させるように制御する（ステップ１０８、１１０、１１２、１１４）。
【００３３】
ここでステップ１１２で所定時間だけ加熱ロール３２の表面温度を待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 （１７０℃）より低い第４の制御温度Ｔ4 （１６０℃）に保持するのは、更に続けて相当数の小サイズ幅の記録材のプリントが行われ、その後に大サイズの記録材のプリントが行われた場合に加熱ロールの非通紙域の表面温度がホットオフセットを生じない程度の温度に留まるようにするためである。その原理を図７を参照して説明する。
【００３４】
図７は、小サイズの幅用紙を連続で５０枚プリント走行し、加熱ロール３２の表面温度をほぼ飽和状態にさせた後、待機状態時の制御温度を第１の制御温度Ｔ1 （１７０℃）とした場合と第４の制御温度Ｔ4 （１６０℃）とした場合のそれぞれについて、その後大サイズ用紙を走行させ用紙先端が加熱ロール３２に突入した時の加熱ロール３２の表面温度分布を示している。待機状態時の制御温度を１７０℃で大サイズ用紙のプリント動作をスタートさせた場合、加熱ロール３２の表面温度が高い部分ではホットオフセットの発生領域になっていることがわかる。
【００３５】
これに対して待機状態時の制御温度を１６０℃にして大サイズ用紙のプリント動作をでスタートさせた場合では、加熱ロール３２の表面温度が一番高い部分でもホットオフセット発生領域より低い温度領域になっているのでホットオフセットが発生することはない。図３のステップ１１２はこの点を考慮して小サイズふ幅の用紙のプリントが連続的に行われ、プリント動作が終了した後は、所定時間だけ加熱ロール３２の表面温度を待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 （１７０℃）より低い第４の制御温度Ｔ4 （１６０℃）に保持し、その後のプリントでホットオフセットが発生するのを防止している。
【００３６】
以上に説明したように本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置によれば、加熱ロールの表面温度を小サイズ幅以外のサイズの記録材のプリントを行う際には待機状態時には第１の制御温度Ｔ1 （例えば、１７０℃）とし、プリント開始時には定着動作に必要な第２の制御温度Ｔ2 （例えば、１８０℃）まで上昇させると共に、小サイズ幅の記録材のプリントを行う際には、加熱ロールの非通紙領域における過度の温度上昇を抑制するために第２の制御温度Ｔ2 より高い第３の制御温度Ｔ3 （例えば、１９０℃）まで上昇させ、プリント終了後は続けて相当数の小サイズ幅の記録材のプリントが行われ、その後に大サイズの記録材のプリントが行われた場合に加熱ロールの非通紙域の表面温度がホットオフセットを生じない程度の温度に留まるように、所定時間だけ第１の制御温度Ｔ1 より低い第４の制御温度Ｔ4 （例えば、１６０℃）で待機させておくように加熱手段を制御するようにしたので、小サイズ幅の記録材が連続的に行われても、加熱ロールの非通紙域における表面温度の過度の温度上昇が抑制されるので、その後に大サイズの記録材のプリントを行った際にホットオフセットが発生することはない。
【００３７】
また加熱ロールの温度上昇が抑制されるので、それと接触している加圧ロールの温度も抑制され、温度上昇による加圧ロール径の膨張を減少させることができ、加圧ロール径の左右差が減少するため走行バランスが安定し、紙しわの発生を防止することができる。
【００３８】
加熱ロールの温度上昇を抑えることは、それと接触している加圧ロールの温度も抑えられることができ、温度上昇によるロール径膨張を減少させることができる。つまりは、加圧ロール径左右差が減少するため走行バランスが安定し、紙しわ発生を抑えることにもつながる。
【００３９】
また加熱ロール３２の温度上昇を抑制することができるので加熱ロール３２を支持しているスリーブベアリングの温度上昇も抑制でき、スリーブベアリングの耐熱温度に対するマージンが広がり、耐久性の向上を図ることができる。
【００４０】
また、耐熱温度に対するマージンが広がった分だけスリーブベアリングの耐熱温度を下げることも可能になるので、スリーブベアリングの樹脂材料の選択幅も広がり、低コストでスリーブベアリングを入手することが可能になる。
【００４１】
以上は定着装置内でのメリットであるが、加熱ロールの温度上昇を抑えることは、画像形成装置内部の温度上昇をも抑えれることにつながるため、画像形成装置内部でもメリットが生じてくる。
【００４２】
通常、画像形成装置には、装置内の温度上昇を防止するためのファンが取り付けられている。装置の内外部には、規格により或る基準温度を越えてはいけない箇所や部品が存在するので、その基準温度を越える場合はファンを用いてエアーフローを利用し効率的に冷却させている。定着装置内の加熱ロール温度上昇を抑えることは、熱源である定着装置からの発熱量を抑えることにつながり、その分ファンの風量を低減させることができる。ファンの風量を低減させることができれば、ファンの風切り音は小さくなり、装置としての騒音レベルが低減できる。
【００４３】
更に風量低減によりファンのサイズを小型化にできるため画像形成装置全体の大きさをコンパクトにすることが可能になる。それにファンのサイズを小型化にすることでコストにおいても低減することができる。
【００４４】
次に本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置の構成は制御回路２２の温度制御の内容以外は第１の実施の形態に係る画像形成装置と基本的には同一であり、重複する説明は省略する。
【００４５】
本実施の形態に係る画像形成装置は、小サイズ幅の用紙によりプリント終了時毎にそのプリント枚数に応じてプリント受け付け禁止状態を解除するタイミング、すなわちプリント受け付け禁止期間を設定することにより、小枚数でかつ小サイズ幅の用紙を断続的に繰り返してプリントを行う場合に対処するようにしている。すなわち、小サイズ幅の用紙を連続的にプリントさせると加熱ロール３２における非通紙部の表面温度は既述したように図５及び図６のようになる。これは通常の連続走行においての非通紙部温度上昇であるが、少数枚でかつ小サイズ幅の用紙を何度も繰り返してプリントさせた場合は、加熱ロール３２の表面温度あ図５及び図６に示す以上に上昇する。その改善策として、小サイズ幅用紙後の大サイズがニップ部に突入する時に加熱ロール３２の表面温度が２１５℃以下になるようにするため、小サイズ幅の用紙がプリント走行された後、プリント受け付け禁止期間を設定している。
【００４６】
図８に第２の実施の形態に係る画像形成装置における制御回路の制御内容を示す。同図において、まずステップ２００では指定された用紙がＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅（用紙７０の搬送方向と直交する方向の幅）でないと判定された場合には、プリント開始時に定着動作に必要な第２の制御温度Ｔ2 （本実施の形態では例えば、Ｔ2 は１８０℃である。）にまで加熱ロール３２の表面温度を上昇させる（ステップ２０２）。指定された枚数の一連のプリントが終了するまで加熱ロール３２の表面温度を第２の制御温度Ｔ2 に制御し、全枚数のプリントが終了した場合には次のプリント動作に備えて加熱ロール３２の表面温度を待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 になるように制御する（ステップ２０２、２０４、２０６）。
【００４７】
一方、ステップ２００で指定された用紙がＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅であると判定された場合には次のステップ２０８でプリント枚数を計数するカウンタＮをリセットし、ステップ２１０でプリント動作を開始し、１枚プリントする毎にカウンタＮの計数内容を＋１インクリメントし、指定された枚数の一連のプリントが終了するまでステップ２１０、２１２の処理を繰り返す。このとき制御回路２２内のメモリには用紙検出手段４４の検出出力に基づいてプリント枚数が記憶される。またプリント開始時、即ち定着動作開始時には加熱ロール３２の表面温度を第２の制御温度Ｔ2 より高い第３の制御温度Ｔ3 （本実施の形態では１９０℃）まで上昇させる。これは、既述した第１の実施の形態と同様に小サイズ幅の用紙のプリントを行う際には、加熱ロール３２の非通紙域における過度の温度上昇を抑制するためである。
【００４８】
ステップ２１２で指定された枚数分の一連のプリントが終了したと判定された場合にはステップ２１４で小サイズ幅の用紙についてのプリントが終了した時点からの経過時間を計測するためにタイマｔをリセットし、起動する。
【００４９】
次にステップ２１６〜２５２では制御回路２２内のメモリに記憶されている一連のプリント終了時における小サイズ幅の用紙のプリント枚数に応じてプリント受け付け禁止期間を設定し、そのプリント受け付け禁止期間が経過した時点で加熱ロール３２の表面温度を待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 （１７０℃）より低い第４の制御温度Ｔ4 （本実施の形態では１６０℃）に保持し、その後、所定時間（本実施の形態では３００秒）経過した時点で通常の待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 （１７０℃）まで上昇させるように制御する。すなわち、プリント受け付け禁止期間はプリント枚数が１〜２枚の場合は、２０秒、３〜４枚では４０秒、５〜１０枚では８０秒、１１〜１５枚では１２０秒、１６枚以上では２４０秒に、それぞれ設定される。
【００５０】
プリント受け付け禁止期間はできるだけ短いほうがプリント能力が向上するので、ここではプリント受け付けを禁止してから最短時間でプリント動作を開始できるようにプリント枚数に応じてプリント受け付け禁止期間を設定した。これらの設定値は画像形成装置の能力で変更することができる。このように設定することで、どのような条件においてもホットオフセットの発生を防止することができる。また、これらの制御は簡単にプログラムできるため装置へのコストインパクトはなく、また短い開発納期で達成することができる。
【００５１】
他の方法として用紙間隔を拡げ１分間あたりのプリント走行枚数を少なくすることが挙げられる。図５及び図６からも判るように１分間あたりのプリント枚数が少なくなる程、加熱ロール３２表面の温度上昇は抑制される。だが、複数枚の小サイズ幅用紙を繰り返しプリント走行させた場合は、どうしても単位時間あたりのプリント能力は低下する。本実施の形態によれば、１分間あたりのプリント枚数を少なくすることなく、良好な画像形成を行うことができる。
【００５２】
以上に説明したように本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置によれば、小サイズ幅の記録材の一連のプリント終了後はプリント動作を禁止するプリント受け付け禁止状態とし、該プリント受け付け禁止状態を解除させるタイミングを前記小幅サイズの記録材の一連のプリント時におけるプリント枚数に基づいて決定するようにしたので、プリント枚数に応じてプリント受け付け禁止期間、すなわちプリント受け付け禁止状態を解除させるタイミングを、加熱ロールの非通紙域の表面温度がその後に大サイズの記録材のプリントが行われた際にホットオフセットを生じない温度まで下降するように設定でき、第１の実施の形態による効果に加えて、更に小枚数でかつ小サイズ幅の記録材のプリントを断続的に繰り返し行うような場合であっても、ホットオフセット及び紙しわの発生を防止することができる、とういう効果が有る。
【００５３】
次に本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置について図９及び図１０を参照して説明する。図９は小サイズ幅の用紙を少数枚だけプリント走行させてから待機状態に移行するまでの加熱ロールの通紙域の表面温度の変化状態と小サイズ幅の用紙を数枚、断続的に複数回、繰り返しプリント走行させてから待機状態に移行するまでの加熱ロールの通紙域の表面温度の変化状態との関係を示している。小サイズ幅の用紙を少数枚だけプリント走行させてから待機状態に移行するまでの時間、すなわち小サイズ幅の用紙のプリント時の加熱ロール３２の表面温度である第３の制御温度（１９０℃）から通常の待機状態時の加熱ロール３２の表面温度である第１の制御温度（１７０℃）に変化するまでの時間がｔ1 であるのに対し、小サイズ幅の用紙を少数枚、断続的に複数回、繰り返しプリント走行させてから待機状態に移行するまでの時間、すなわち第３の制御温度（１９０℃）から第１の制御温度（１７０℃）に変化するまでの時間はｔ2 （ｔ2 ＞ｔ1 ）である。
【００５４】
本実施の形態は上述した小サイズ幅の用紙を少数枚だけプリントした場合と小サイズ幅の用紙を少数枚、断続的に複数回、繰り返しプリントした場合とで待機状態に移行するまでに時間差が有ることに着目し、この時間差に基づいてプリント受け付け禁止状態を解除するタイミング、すなわちプリント受け付け禁止期間を設定することにより少数枚の小サイズ幅の用紙でプリントする場合に短い待ち時間で次のプリント走行を受け付けることができるようにしたものである。
【００５５】
本実施の形態に係る画像形成装置の基本的構成は制御回路２２の制御内容を除き第１の実施の形態に係る画像形成装置と同一であり、重複する説明は省略する。図１０は本実施の形態に係る画像形成装置の制御回路の制御内容を示している。ステップ３００〜３１４の処理は第２の実施の形態に係る画像形成装置の制御回路の制御内容を示す図８におけるステップ２００〜２１４と同一であるので説明を省略する。図１０において、ステップ３００、３０８〜３１２でＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅の用紙によるプリントが指定された一連の枚数だけ終了した後、ステップ３１４でタイマｔをリセットし、ステップ３１６に移行する。ステップ３１６では制御回路２２内のメモリに記憶されているプリン終了時におけるＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅の用紙によるプリント枚数ＮがＮ＞１０（枚）であるか否かが判定される。この判定が否定された場合、すなわちＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅の用紙によるプリント枚数Ｎが少枚数（１０枚以下）であると判定された場合にはステップ３１８に移行し、サーミスタ３５の検出出力に基づいて計測された加熱ロール３２の表面温度が通常の待機状態時において設定される第１の制御温度Ｔ1 （１７０℃）以上であるか否かが判定される。ステップ３１８の判定が肯定された場合にはステップ３２０でプリントの受け付けを禁止し、処理はステップ３１８に戻る。ステップ３１８の判定が否定された場合、すなわち加熱ロール３２の表面温度が第１の制御温度Ｔ1 以下であると判定された場合にはステップ３２２に移行し、ステップ３２２でプリントの受け付けを許可する。
一方、ステップ３１６で一連のプリン終了時におけるＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅の用紙によるプリント枚数ＮがＮ＞１０（枚）であると判定された場合には更にステップ３２４〜３３６でプリン終了時に制御回路２２内のメモリに記憶されているＡ５ＳＥＬ幅以下の小サイズ幅の用紙のプリント枚数に応じてプリント受け付け禁止期間を設定し、プリント受け付け禁止期間が経過した時点で加熱ロール３２の表面温度を待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 （１７０℃）より低い第４の制御温度Ｔ4 （１６０℃）に保持し、その後、所定時間（本実施の形態では３００秒）経過した時点で通常の待機状態時の第１の制御温度Ｔ1 （１７０℃）まで上昇させるように制御する。すなわちプリント受け付け禁止期間はプリント枚数が１１〜１５枚では１２０秒、プリント枚数が１６枚以上では２４０秒に、それぞれ設定される。
【００５６】
本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置によれば、小サイズ幅の記録材の一連のプリント終了後はプリント動作を禁止するプリント受け付け禁止状態とし、該プリント受け付け禁止状態を解除させるタイミングを前記小幅サイズの記録材の一連のプリントにおけるプリント枚数が所定枚数以下のときは加熱ロールの表面温度に基づいて決定し、小サイズ幅の記録材の一連のプリントにおけるプリント枚数が所定枚数以上のときは前記小サイズ幅の記録材の一連のプリントにおけるプリント枚数に応じて決定するようにしたので、小サイズ幅でかつ小枚数のプリントを行う場合には加熱ロールの非通紙域における温度上昇幅は少ないため、短い待ち時間で次のプリントを開始することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１に記載の画像形成装置によれば、加熱ロールの表面温度を、小サイズ幅以外のサイズの記録材のプリントを行う際には待機状態時には第１の制御温度Ｔ1 （例えば、１７０℃）とし、プリント開始時には定着動作に必要な第２の制御温度Ｔ2 （例えば、１８０℃）まで上昇させると共に、小サイズ幅の記録材のプリントを行う際には、加熱ロールの非通紙領域における過度の温度上昇を抑制するために第２の制御温度Ｔ2 より高い第３の制御温度Ｔ3 （例えば、１９０℃）まで上昇させ、一連のプリント終了後は続けて相当数の小サイズ幅の記録材のプリントが行われ、その後に大サイズの記録材のプリントが行われた場合に加熱ロールの非通紙域の表面温度がホットオフセットを生じない程度の温度に留まるように、加熱ロールの表面温度を所定時間だけ第１の制御温度Ｔ1 より低い第４の制御温度Ｔ4 （例えば、１６０℃）で待機させておくようにしたので、小サイズ幅の記録材のプリント動作が連続的に行われても、加熱ロールの非通紙域における表面温度の過度の温度上昇が抑制され、その後に大サイズの記録材のプリントを行った際にホットオフセットが発生することはない。
【００５８】
また加熱ロールの温度上昇が抑制されるので、それと接触している加圧ロールの温度も抑制され、温度上昇による加圧ロール径の膨張を減少させることができ、加圧ロール径の左右差が減少するため走行バランスが安定し、紙しわの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す構成図。
【図２】図１における定着装置の具体的構成を示す図。
【図３】図１における制御回路により実行される温度制御処理の内容を示すフローチャート。
【図４】加熱ロールの表面温度の温度制御特性を示す特性図。
【図５】小サイズ幅の用紙によりプリントを行った時の加熱ロールの軸方向の表面飽和温度分布の一例を示す図。
【図６】小サイズ幅の用紙によりプリントを行った時の加熱ロールの軸方向の表面飽和温度分布の他の例を示す図。
【図７】待機状態の制御温度差による用紙先端が加熱ロールに突入した時の加熱ロール表面温度分布とホットオフセット発生領域との関係を示す図。
【図８】 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の制御回路により実行される温度制御処理の内容を示すフローチャート。
【図９】小サイズ幅の用紙を少数枚だけプリントした場合と小サイズ幅の用紙を少数枚、断続的に複数回、繰り返しプリントした場合とで待機状態に移行するまでに時間差が有ることを示す説明図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の制御回路により実行される温度制御処理の内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置
１４ 感光体ドラム
１６ 転写ロール
２０ 露光装置
２２ 制御装置
３０ 定着装置
３２ 加熱ロール
３４ 加圧ロール
３５ 温度検出手段
４４ 用紙検出手段
７０ 用紙

Claims (1)

1. 感光体ドラムに形成されたトナー画像を記録材に転写し、該記録材を相互に圧接して回転自在に配設された加熱手段を有する加熱ロール及び加圧ロールにより挟圧搬送することにより転写された未定着トナー画像を前記記録材上に定着させることによりプリントを行う画像形成装置において、
   前記加熱ロールの表面温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出出力に基づいて前記加熱ロールの表面温度を、記録材の搬送方向と直交する方向の長さが短い小サイズ幅の記録材以外の記録材のプリントを行う際には、定着動作を開始する以前の待機状態時には第１の制御温度Ｔ1 とし、かつ定着動作開始時には第１の制御温度Ｔ1 より高い第２の制御温度Ｔ2 となるようにすると共に、前記小サイズ幅の記録材のプリントを行う際には、定着動作開始時の加熱ロールの表面温度が前記第２の制御温度Ｔ2 よりさらに高い第３の制御温度Ｔ3 とし前記小サイズ幅の記録材のプリントを行った後、所定時間だけ第１の制御温度Ｔ1 より低い第４の制御温度Ｔ4 で待機させておくように前記加熱手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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