JP3792855B2

JP3792855B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3792855B2
Application number: JP24590797A
Authority: JP
Inventors: 裕紀加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: JPH1173059A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定温度に制御された加熱手段により記録材上のトナーを定着させる電子写真方式を用い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としては、レーザープリンタ等が挙げられる。一例を示せば、レーザープリンタは、図９に示すように、表面に静電潜像を形成する感光ドラム３０２、感光ドラム３０２の表面を一様に帯電させる帯電手段３０４、帯電させられた感光ドラム３０２の表面を露光して静電潜像を形成させる露光手段３０１、感光ドラム３０２上の静電潜像を現像剤であるトナーによって現像して可視像化する現像手段３１３、感光ドラム３０２上のトナー画像を記録材上に転写させる転写手段３１４、加熱手段３０５および加圧手段３０６とを有して記録材上に転写させられたトナー画像を記録材上に定着させる定着手段、ホストコンピュータ３１１からの印字開始信号を受けて上記の各部材等の作動を制御する制御ユニット３１０、記録材を給紙する給紙手段、給紙された記録材を搬送する搬送手段や搬送路等から構成されている。
【０００３】
上記構成のレーザビームプリンタの一般的な動作を説明すると、ホストコンピュータ３１１から印字開始信号を制御ユニット３１０が受け取ると、記録材カセット３０９に収容された記録材３１６が給紙手段３０３によって給紙され、あるいは、使用者が手差しにより記録材を補給する場合には手差し給紙手段３１２によって記録材を給紙する。
【０００４】
また、制御ユニット３１０が印字開始信号を受信すると、制御手段から帯電手段３０４等に作動信号が送信され、ホストコンピュータ３１１からの画像情報を基にして、帯電手段３０４、露光手段３０１、現像手段３１３によってトナー像が感光ドラム３０２上に形成される。
【０００５】
給紙された記録材は、感光ドラム３０２上にトナー像が形成された後、所定のタイミングで感光ドラム３０２と転写手段３１４との対向部分に搬送され、記録紙の表面に感光ドラム３０２上のトナー像を転写手段３１４によって転写する。トナー像が転写させられた記録材は加熱手段３０５方向に搬送され、加熱手段３０５および加圧手段３０６によってトナーを記録材に定着させるのに十分な熱と圧力を加えられ、トナー像が記録材に固定される。なお、加熱手段３０５の記録材搬送方向上流側には、ＴＯＰセンサ３０７が設けられているとともに、加熱手段３０５の記録材搬送方向下流側には、排紙センサ３１５が配置されており、ＴＯＰセンサ３０７および排紙センサ３１５により記録材の搬送が正常に行われているかどうかを監視することができるようになっている。
【０００６】
図１０は、加熱手段３０５および加圧手段３０６を示した模式図で、加熱手段３０５と加圧手段３０６に記録材５０３が挟まれている状態を表わしている。図１０に示した加熱手段３０５は、フィルム加熱定着方式が用いられており、発熱源であるヒータ３０５ａがステー５１０に保持され、ステー５１０の周囲に定着フィルム５０２が配置されて構成されている。
【０００７】
ヒータ３０５ａには、図示を省略した駆動源からの駆動力により所定方向に回転する加圧手段３０６が定着フィルム５０２を介して圧接されており、定着フィルム５０２が加圧手段３０６の回転に同期して回転するようになっていて、加熱手段３０５と加圧手段３０６との圧接部分に、トナー像が担持された記録材を通過させることにより、記録材にトナーを定着させるのに十分な熱と加圧力を加えることができるようになっている。
【０００８】
制御ユニット３１０内には、加熱手段３０５のヒータ３０５ａに信号入力可能に接続されてヒータ３０５ａの温度を適宜変更できる制御手段３１０ａが設けられており、制御ユニット３１０内の制御手段３１０ａによって加熱手段３０５の温度を調節できるようになっている。また、ヒータ３０５ａには、ヒータ３０５ａの温度を検知できる温度検知手段であるサーミスタ（図示せず）が配置されており、サーミスタが制御手段３１０ａに接続されて、サーミスタの検知温度が所定の目標温度となるように制御手段３１０ａが適宜ヒータに作動信号を送信してヒータのオン／オフを行うことにより加熱手段３０５が定着に必要な温度となるように温度制御が行われている。
【０００９】
具体的には、制御手段３１０ａには、加熱手段の温度を制御する際の目標温度として任意に設定された第一の温度と、該第一の温度よりも低い第二の温度、および、任意に設定された第一と第二の時間とが設定されており、ＴＯＰセンサ３０７が記録材有を検知してから任意に設定された第一の時間経過後は制御手段３１０ａによって加熱手段３０５の温度が第一の温度となるように制御されるとともに、ＴＯＰセンサ３０７が記録材無しを検知してから任意に設定された第二の時間経過後は制御手段３１０ａによって加熱手段３０５の温度が第二の温度となるように制御される。なお、第一の温度は、記録材上のトナーを定着させるために必要な温度とする。
【００１０】
ここで、図１１に示すように、第一の温度をＴ１、第二の温度をＴ２、第一の時間をｔｂ、第二の時間をｔａとすると、印字開始信号を制御ユニット３１０が受け取ることにより、制御手段３１０ａが目標温度をＴ１として加熱手段３０５のヒータ３０５ａを加熱し、加熱手段３０５の温度が目標温度であるＴ１に達すると記録材がＴＯＰセンサ３０７を通過して加熱手段３０５と加圧手段３０６との圧接部分に搬送されて定着が行われる。その後、ＴＯＰセンサ３０７が記録材無しを検知した後からｔａ時間後に加熱手段３０５の目標温度がＴ１からＴ２に変更される。通常ｔａはＴＯＰセンサ３０７を通過した記録材の後端が加熱手段３０５を通過するまでの時間以上に設定され、定着工程中は加熱手段３０５の温度がＴ１で制御されて良好な定着を行うことができるようになっている。
【００１１】
連続的に印字動作が行われる場合には、次の記録材が給紙手段３０３によって給紙されて記録材の先端がＴＯＰセンサ３０７に達する。先端がＴＯＰセンサ３０７に達してからｔｂ時間後に加熱手段３０５の温度はＴ２からＴ１に再び変更される。通常ｔｂはＴＯＰセンサ３０７を通過した記録材の先端が加熱手段３０５に達するまでの時間以内に設定される。なお、図１１中のＡからＢ間での期間を紙間温調時間、ＡからＢ間以外の期間を通常温調時間とする。
【００１２】
加熱手段３０５を温調温度Ｔ２で温度制御する時間帯が設けられている理由を述べると、通常、加圧手段３０６は金属製の長棒の外周面に弾性部材の層を設けた構成となっているため、加熱手段３０５に比較して加圧手段３０６の熱容量が大きく、加熱手段３０５に対向する位置に配置される記録材が加圧手段３０６と加熱手段３０５の間に存在しない場合も温度Ｔ１で加熱手段３０５を制御してしまうと本来紙に与えるべき熱が紙がないために直に加圧手段３０６を熱することになる。そのため加圧手段３０６の温度が高くなってしまい、結果としてホットオフセットなど画像に影響を与えてしまうことがあり、これを防止するため、所定時間帯は温度Ｔ２で加熱手段３０５の温度制御を行うようにしているのである。
【００１３】
また、上記の定着工程において、図１０に示すように、加熱手段３０５の長手方向の幅が短い、例えば封筒などのサイズが小さい記録材の場合には、記録材が加熱手段３０５と加圧手段３０６との圧接部分を通過しているときでも、加熱手段３０５の長手方向の端郡には記録材が存在しないため、加熱手段３０５の端部と加圧手段３０６の端部とが直接当接しており、この当接部分の温度が上昇してしまう。そして、この当接部分の温度が高いまま、次に普通サイズの記録材を印字すると、普通サイズの記録材の端部にホットオフセット現象が見られることがあった。
【００１４】
この対策として、制御手段３１０ａに第二の温度であるＴ２よりも任意の温度だけ低い第三の温度としてＴ３を設けておき、図１１に示すように、従来はホストコンピュータ３１１から制御ユニット３１０に対して小サイズの記録材（例えば、封筒、はがきなど加熱手段の長手方向の記録材の通過幅よりも所定以上幅の短い記録材）の印字指令が送信された場合に、紙間温調時間中の制御温度をＴ２よりも低い温度Ｔ３で加熱手段３０５を制御するようにして、紙間温調時間中の制御温度をＴ２で制御した場合に比べて、加圧手段３０６の端部の昇温部分の温度が下がるようにしていた。
【００１５】
このとき、図１２に示す、紙間温調制御のフローチャートに示すように、ＴＯＰセンサ３０７が記録材の後端を検知（検知信号が記録材有りから記録材無しに変る）してから、時間ｔａ経過後に、ホストコンピュータ３１１からの印字指令が小サイズの記録材を指定しているかどうかを判断し、小サイズの指定ならば目標温度を温度Ｔ３に設定し、小サイズ指定でなければ目標温度を温度Ｔ２に設定するようにしている。目標温度が設定されたら、設定された目標温度で紙間温調動作を行う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ホストコンピュータから指示されたサイズ通りの記録材で印字されない場合があり、例えば、ユーザの記録材セット間違いなどで、ホストコンピュータの指示した記録材と違う記録材に印字されてしまう場合などがある。具体的には、ホストコンピュータの指示が小サイズ指定でない場合に、給紙された記録材がハガキであったときには、上記の理由により、はがきの印字の後連続して普通サイズの記録材に印字したときや、連続２枚目以降の印字には画像不良が生じる恐れがあった。
【００１７】
また、記録材の先端検知のタイミングからの時間ｔｂは、目標温度をＴ３で制御した後に、定着のタイミングに合わせて定着温度であるＴ１に変更することができるように設定されており、この時間ｔｂは、紙間温調時間中の温度がＴ２あるいはＴ３にかかわらず用いられている。このため、紙間温調時間中の温度がＴ２と高い普通サイズの記録材の場合は、時間ｔｂ経過後に温度Ｔ２から温度Ｔ１に変更すると、定着のタイミングよりも少し速く温度Ｔ１に達し、温度Ｔ１に達してから定着までの間温度Ｔ１で加熱手段の温度調節を行うため、定着のタイミングに合わせて温度Ｔ１となる場合に比べて無駄な電力を消費していた。
【００１８】
そこで、本発明は、加熱定着手段を記録材が通過する通過期間及び記録材通過後次の記録材の突入前の非通過期間に関して、略前記非通過期間に対応する目標温度として、第１の目標温度を設定する第１モードと、前記第１の目標温度よりも低い第２の目標温度を設定する第２モードとを有する場合、前記第１モード及び前記第２モードのいずれが選択されているかに応じて、前記記録材検知手段による記録材の有の検知タイミングに対する目標温度設定の切換えタイミングを、前記第２モードが選択されている場合には、第１モードが選択されている場合よりも早いタイミングにすることにより、略前記非通過期間に対応する目標温度が第１、第２の目標温度のいずれであっても、次の紙突入時には最適なタイミングで略通過期間に対応する目標温度に到達できるようになり、消費電力を抑えた温調を行なう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。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、
搬送路上の記録材の有無を検知する記録材検知手段と、前記記録材検知手段の下流側に設けられ、記録材上のトナーを定着させる加熱定着手段と、前記加熱定着手段の温度を所定の目標温度に制御するための制御手段とを備え、前記制御手段は、複数の記録材への画像形成を連続して行なう場合、前記加熱定着手段を記録材が通過する通過期間及び記録材通過後次の記録材の突入前の非通過期間に関して、略前記通過期間における前記加熱定着手段の温度と、略前記非通過期間における前記加熱定着手段の温度とを異ならせるべく、前記目標温度を切換えて設定する画像形成装置において、
前記制御手段は、略前記非通過期間に対応する目標温度として、第１の目標温度を設定する第１モードと、前記第１の目標温度よりも低い第２の目標温度を設定する第２モードとを有し、
前記第１モード及び前記第２モードのいずれが選択されているかに応じて、前記記録材検知手段による記録材の有の検知タイミングに対する目標温度設定の切換えタイミングを、前記第２モードが選択されている場合には、第１モードが選択されている場合よりも早いタイミングにすることにより達成される。
【００２０】
好適には、記録材のサイズが小サイズであると判断された場合、前記第２モードが選択される。
【００２１】
好適には、前記記録材検知手段による１の記録材の有検知の継続時間により判別した記録材のサイズに基づいて、又は、搬送路に沿った所定位置に、記録材の搬送方向に対する幅を検知して検知信号を制御手段に送信できる記録材幅検知手段が配置され、前記記録材幅検知手段によって検知された記録材の幅に基づいて、記録材のサイズが小サイズであると判断された場合、前記第２モードが選択される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図４により説明する。図１に、本発明に基づく画像形成装置としてのレーザープリンタを表す概略構成図を示す。図１に示すように、本発明のレーザープリンタは、表面に静電潜像を形成する感光ドラム３０２、感光ドラム３０２の表面を一様に帯電させる帯電手段３０４、帯電させられた感光ドラム３０２の表面を露光して静電潜像を形成させる露光手段３０１、感光ドラム３０２上の静電潜像を現像剤であるトナーによって現像して可視像化する現像手段３１３、感光ドラム３０２上のトナー画像を記録材上に転写させる転写手段３１４、加熱手段３０５および加圧手段３０６とを有して記録材上に転写させられたトナー画像を記録材上に定着させる定着手段、ホストコンピュータ３１１からの印字開始信号を受けて上記の各部材等の作動を制御する制御ユニット３１０、制御ユニット内に設けられて加熱手段３０５の温度を制御する制御手段３１０ａ、記録材を給紙する給紙手段、給紙された記録材を搬送する搬送手段や搬送路、搬送路上の感光ドラム３０２よりも記録材搬送方向上流側に配置されて記録材の有無を検知できる記録材検知手段としてのＴＯＰセンサ３０７、ＴＯＰセンサ３０７に接続されて記録材有り信号を検知している時間を計時できる計時手段としてのタイマ２０１等から構成されている。
【００３２】
なお、上記構成のレーザビームプリンタの動作において、ホストコンピュータ３１１からの印字開始信号を制御ユニット３１０が受け取って、所定の記録材を給紙手段３０３から給紙したり、所定の帯電、露光、現像工程いより感光ドラム３０２上にトナー像が形成され、感光ドラム３０２上のトナー像が転写手段３１４により記録材上に転写され、記録材上のトナーを加熱手段３０５と加圧手段３０６とからの熱と加圧力によって定着させることは従来例と同様である。
【００３３】
また、加熱手段３０５および加圧手段３０６は、従来例と同様にしてヒータをステーで保持させステーの周囲に定着フィルムを配置させた構成のフィルム加熱定着方式としてもよいし、長筒状部材内にヒータを配置した加熱ローラに加圧ローラを圧接する方式などを用いるようにしてもよい。さらに、加熱手段３０５には、図示を省略したが、加熱手段３０５の温度を検知できる温度検知手段としてサーミスタが設けられており、サーミスタの検知信号を制御手段３１０ａに送信できるようになっている。
【００３４】
図２に示すように、ＴＯＰセンサ３０７は、タイマ２０１と制御手段３１０ａに信号送信可能に接続されて、記録材有り信号と記録材無し信号とを制御手段３１０ａおよびタイマ２０１に送信できるようになっている。タイマ２０１は、ＴＯＰセンサ３０７からの記録材有り信号を受信してから、ＴＯＰセンサ３０７からの記録材無し信号までの時間を計時できるようになっており、タイマ２０１で計時された時間が計時情報として制御手段３１０ａに入力されるようになっている。
【００３５】
画像形成の各工程を制御する制御ユニット３１０内には、加熱手段３０５の温度を適宜制御する制御手段３１０ａが設けられており、制御手段３１０ａに、加熱手段３０５の温度を制御する際の目標温度として任意に設定された第一の温度、該第一の温度よりも低い第二の温度、第二の温度よりも任意の温度だけ低い第三の温度が設定されているとともに、任意に設定された第一，第二の時間と第一の時間よりも任意の時間だけ長い第三の時間とが設定されており、後述するシーケンスにしたがってタイマ２０１からの計時情報およびＴＯＰセンサ３０７からの記録材有無信号を元に加熱手段３０５の温調の目標温度を設定し、加熱手段３０５に設けられたサーミスタからの温度情報を元にして加熱手段３０５が所定の温調温度になるように加熱手段３０５の駆動信号を制御できるようになっている。ここで、駆動信号の制御方法は、例えば位相変調によるＰＩＤ制御などを用いることができるが、ＰＩＤ制御に限るものではなく、種々の従来公知の方法を用いることができる。なお、第一の温度は、記録材上のトナーを定着させるために必要な温度とする。
【００３６】
また、制御手段３１０ａ内には、タイマ２０１による計時時間が予め設定された基準時間よりも長いか短いかを判断する判断手段３１０ｂが設けられており、判断手段によって計時時間が基準時間よりも短いと判断された場合は制御ユニット３１０内に設けられた記憶部に小サイズフラグをセットして小サイズの記録材による印字がされたものと判断するようになっている。
【００３７】
加熱手段３０５の温調は、図３に示すように、第一の温度をＴ１、第二の温度をＴ２、第三の温度をＴ３、第一の時間をｔｂ、第二の時間をｔａ、第三の時間をｔｂ＋ｔｃとすると、印字開始信号を制御ユニット３１０が受け取ることにより、まず、制御手段３１０ａが定着温度である温度Ｔ１を目標温度として加熱手段３０５を加熱し、加熱手段３０５の温度が目標温度であるＴ１に達すると記録材がＴＯＰセンサ３０７を通過して加熱手段３０５と加圧手段３０６との圧接部分に搬送されて定着が行われる。ここで、ＴＯＰセンサ３０７が記録材有りを検知したときからタイマ２０１により計時が開始される。
【００３８】
その後、記録材が搬送されて記録材の搬送方向後端がＴＯＰセンサ３０７の位置に到達した直後に、ＴＯＰセンサ３０７から記録材無し信号がタイマ２０１に送信されてタイマ２０１の計時が終了してタイマ２０１によりＴＯＰセンサ３０７からの記録材有り信号を検知している時間が計時され、計時情報が制御手段３１０ａに送信される。計時情報を受信した制御手段３１０ａでは、判断手段３１０ｂにより、予め設定された所定の基準時間と受信した計時情報による時間とを比較し、計時情報による時間が基準時間未満であれば、使用された記録材が小サイズであったと判断して小サイズフラグをセットする。
【００３９】
そして、ＴＯＰセンサ３０７が記録材無しを検知してからｔａ時間経過後、制御手段３１０ａは、制御ユニット３１０内に小サイズフラグがセットされているか否かを判断し、小サイズフラグがセットされていない場合は加熱手段３０５の目標温度をＴ１からＴ２に変更し、小サイズフラグがセットされている場合は加熱手段３０５の目標温度をＴ１からＴ３に変更して、加熱手段３０５の温度が制御される。通常ｔａはＴＯＰセンサ３０７を通過した記録材の後端が加熱手段３０５を通過するまでの時間以上に設定され、定着工程中は加熱手段３０５の温度がＴ１で制御されて良好な定着を行うことができるようになっている。
【００４０】
連続的に印字動作が行われる場合には、次の記録材が給紙手段３０３によって給紙されて記録材の先端がＴＯＰセンサ３０７に達する。このとき、制御手段３１０ａは、制御ユニット３１０内に小サイズフラグがセットされているか否かを判断し、小サイズフラグがセットされていない場合は、記録材の先端がＴＯＰセンサ３０７に達してからｔｂ＋ｔｃ時間後に加熱手段３０５の温度はＴ２からＴ１に再び変更され、小サイズフラグがセットされている場合は、記録材の先端がＴＯＰセンサ３０７に達してからｔｂ時間後に加熱手段３０５の温度はＴ３からＴ１に再び変更されて加熱手段３０５の温度が定着温度である温度Ｔ１となるように制御される。ここで、通常ｔｂはＴＯＰセンサ３０７を通過した記録材の先端が加熱手段３０５に達するまでの時間以内に設定される。
【００４１】
より具体的には、搬送方向の長さがＢ５サイズ未満の記録材に対応した計時時間である時に小サイズフラグがセットされて温度Ｔ３や時間ｔｂ＋ｔｃが設定されるようになっていて、例えば、温度Ｔ１は１９５℃、温度Ｔ２は１７５℃、温度Ｔ３は１５５℃、時間ｔｃは５００ｍｓｅｃに設定されている。
【００４２】
次に、図４に示す加熱手段の温度制御のフローチャートを用いて、上記構成のＴＯＰセンサ３０７、タイマ２０１、制御手段３１０による加熱手段３０５の制御温度決定方法を説明する。いま、給紙手段３０３によって給紙された記録材がＴＯＰセンサ３０７に達すると、ＴＯＰセンサ３０７は記録材有を検知し、ＴＯＰセンサ３０７から記録材有り信号がタイマ２０１と制御手段３１０に報知される。ここで、ＴＯＰセンサ３０７の信号が記録材無しから記録材有に変化した時刻が記録材の先端がＴＯＰセンサ３０７の位置を通過した時刻である。
【００４３】
タイマ２０１は、ＴＯＰセンサ３０７からの記録材有り信号を受信したタイミングで計時を開始させ、同時に連続印字の際にも用いられる通常温調温度設定処理の実行を開始する。通常温調温度設定処理はタイマ２０１の動作からｔｂ時間経過すると、小サイズフラグがセットされているかどうかを判断し、セットされている場合はそのタイミングで加熱手段の目標温度をＴ１℃に設定し、小サイズフラグをクリアする。小サイズフラグがセットされていない場合は、さらにｔｃ時間待った後（ＴＯＰセンサ３０７の記録材有り検知から時間ｔｂ＋ｔｃ後）に加熱手段の目標温度をＴ１℃に設定して、記録材上のトナーの定着に備えるようにする。
【００４４】
ここで小サイズフラグは、後記するタイマ２０１の計時による時間の長さによって推定される記録材の長さによって、制御手段３１０内に設けられた記憶部等に小サイズである旨のフラグがセットされ、記録材の供給や加熱手段３０５の温度制御などに参照されるようになっている。
【００４５】
さらに、記録材が進み記録材の後端がＴＯＰセンサ３０７に達した時点でＴＯＰセンサ３０７が記録材無しを検知し、ＴＯＰセンサ３０７からタイマ２０１と制御手段３１０に記録材無し信号が報知される。タイマ２０１は、ＴＯＰセンサ３０７からの記録材無し信号を受信したタイミングで計時を停止し、計時した時間を計時情報として制御手段３１０に送信する。
【００４６】
計時情報を受信した制御手段３１０ａでは、判断手段３１０ｂにより計時情報を基に記録材の搬送方向の長さが所定値よりも長いか短いかを判断する。これは、記録材の搬送は常に等速で行われているため、タイマ２０１によって計時された時間によって制御手段３１０は搬送された記録材の搬送方向の長さを求めることができ、制御手段３１０は、記録材の長さが所定の値より短いと判断した場合には（つまり、タイマによって計時された時間が所定の値より小さければ）、紙間温調時（図３のＡからＢ’間）の制御温度としてＴ３を設定し、小サイズ紙フラグをセットする。また、記録材の長さが所定の値より長いと判断した場合には、紙間温調時（図３のＡからＢ間）の制御温度としてＴ２を設定する。
【００４７】
連続して記録材に印字する際には、給紙手段３０３によって給紙された記録材がＴＯＰセンサ３０７に達して、ＴＯＰセンサ３０７が記録材有を検知すると、タイマ２０１が、ＴＯＰセンサ３０７からの記録材有り信号を受信したタイミングで計時を開始させ、通常温調温度設定処理の実行を開始する。通常温調温度設定処理はタイマ２０１の動作からｔｂ時間経過後、小サイズフラグがセットされているかどうかを判断し、セットされている場合（上記の紙間温調時間で温度Ｔ３で温調された場合）はそのタイミングで加熱手段の目標温度をＴ１℃に設定し、小サイズフラグをクリアする。小サイズフラグがセットされていない場合（上記の紙間温調時間で温度Ｔ２で温調された場合）は、さらにｔｃ時間待った後に加熱手段の目標温度をＴ１℃に設定して記録材上のトナーの定着に備えるようにする。
【００４８】
本実施形態のレーザープリンタにおいては、タイマ２０１で計時した時間に応じて加熱手段３０５を温調温度Ｔ２あるいは温度Ｔ３で温度制御することにより、印字に用いられた記録材のサイズを的確に判断して加熱手段の温度を制御できるので、サイズ違いによるホットオフセットを確実に防止することができ、制御ユニットに送信された記録材のサイズの指令と実際にプリンタにセットされた記録材のサイズとが違う場合などの人的なミスを防ぐことができる。
【００４９】
また、タイマ２０１で計時した時間に応じて、記録材の先端がＴＯＰセンサに達してから温度制御の目標温度を変更するまでの時間を時間ｔｂあるいは時間ｔｂ＋ｔｃで制御することにより、幅広の記録材で印字した後に温度Ｔ２で制御された場合を的確に判断し、温度Ｔ２で制御された後の定着温度である温度Ｔ１への変更のタイミングを遅らせて、温度制御時に消費される電力を削減することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では簡単にするため通常温調時の目標温度Ｔ１、普通紙の場合の紙間温調時の目標温度Ｔ２、小サイズ紙の場合の紙間温調時の目標温度Ｔ３は固定であるが、連続して通紙される枚数や、環境温度などの情報によって上下させるようにしてもかまわない。また、計時情報を基に紙間温調時の目標温度と紙間温調後の目標温度の切換タイミングの両者を制御しているが、いずれか一方を制御するようにしてもよい。さらにまた、本実施形態の制御手段や判断手段を、レーザープリンタの他、加熱手段により記録材上のトナーを定着させる構成の複写機やファクシミリなどに用いるようにしてもよい。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図５〜図８により説明する。本実施形態は、第１の実施形態で計時手段によって記録材の搬送方向の長さを推定して小サイズフラグをセットするようにしていたが、これに替えて、記録材の搬送方向に対する幅を検知する記録材幅検知手段を設け、記録材幅検知手段からの検知信号に応じて小サイズフラグのセットを行うようにした。
【００５２】
図５に、第２の実施形態のレーザービームプリンタの概略構成図を示す。図５に示すように、本実施形態では加熱手段３０５の記録材搬送方向の上流側の搬送路に記録材幅検知手段として記録材幅センサ３１７が配置されている。また、図６に示すように、記録材幅センサ３１７は、制御ユニット３１０内の加熱手段３０５の温度を制御する制御手段３１０ａに信号送信可能に接続されているとともに、制御手段３１０ａにＴＯＰセンサ３０７と加熱手段３０５とが接続され、制御手段３１０ａ内に、記録材幅センサ３１７からの検知信号によって記録材の幅が予め設定された基準幅よりも長いか短いかを判断する判断手段３１０ｂが設けられている。
【００５３】
ここで、図７に示すように、本実施形態のレーザープリンタは、搬送路の中心線Ｃ−Ｄと記録材の中心線とが一致するように記録材が搬送させるようになっており、搬送路の中心線Ｃ−Ｄから搬送方向と直行する線に沿って距離ｌａだけ離れた位置で加熱手段３０５と感光ドラム３０２との間の搬送路に記録材幅センサ３１７が配置されて、記録材幅センサ３１７の位置に搬送されてきた記録材の幅が距離ｌａの２倍以上の場合に記録材幅センサ３１７が記録材有りを検知して記録材有り信号を制御手段３１０ａに送信するとともに、記録材の幅が距離ｌａの２倍未満の場合に記録材幅センサ３１７が記録材無し信号を制御手段３１０ａに送信することができるようになっている。
【００５４】
搬送路の中心線Ｃ−Ｄからの距離ｌａは、搬送路に搬送される記録材の最大幅である距離ｌｂの１／２よりも短い距離となっており、所定のサイズよりも搬送方向に対する幅が短い記録材が搬送された場合には、記録材幅センサ３１７からは記録材無し信号が発信されるようになっている。ここで、図７では、距離ｌａの２倍未満の幅の記録材３０５が搬送されて記いる場合を示しており、このとき録材幅センサ３１７は記録材無し信号を発信する。
【００５５】
また、制御手段３１０ａ内に設けられた判断手段３１０ｂは、記録材幅センサ３１７から送信された信号が、記録材有り信号であるか、記録材無し信号であるかを判断して、記録材無し信号であると判断したときは制御ユニット３１０内に設けられた記憶部に小サイズフラグをセットして小サイズの記録材による印字がされたものと判断するようになっている。
【００５６】
制御手段３１０ａには、上記第１の実施形態と同様に、加熱手段３０５の温度を制御する際の目標温度として任意に設定された第一の温度、該第一の温度よりも低い第二の温度、第二の温度よりも任意の温度だけ低い第三の温度が設定されているとともに、任意に設定された第一，第二の時間と第一の時間よりも任意の時間だけ長い第三の時間とが設定されており、後述するシーケンスにしたがって記録材幅センサ３１７からの記録材幅情報およびＴＯＰセンサ３０７からの記録材有無信号を元に加熱手段３０５の温調の目標温度を設定し、加熱手段３０５に設けられたサーミスタからの温度情報を元にして加熱手段３０５が所定の温調温度になるように加熱手段３０５の駆動信号を制御できるようになっている。
【００５７】
加熱手段３０５の温調は、第１の実施形態で用いた図３に示すように、第一の温度をＴ１、第二の温度をＴ２、第三の温度をＴ３、第一の時間をｔｂ、第二の時間をｔａ、第三の時間をｔｂ＋ｔｃとすると、印字開始信号を制御ユニット３１０が受け取ることにより、まず、制御手段３１０ａが定着温度である温度Ｔ１を目標温度として加熱手段３０５を加熱し、加熱手段３０５の温度が目標温度であるＴ１に達すると記録材がＴＯＰセンサ３０７を通過して加熱手段３０５と加圧手段３０６との圧接部分に搬送されて定着が行われる。ここで、記録材が記録材幅センサ３１７の位置を通過したときに、通過した記録材の搬送方向に対する幅に応じて記録材有り信号、あるいは、記録材無し信号を制御手段３１０ａに送信する。
【００５８】
記録材幅センサ３１７からの検知信号を受信した制御手段３１０ａでは、判断手段３１０ｂにより、受信した信号が記録材有り信号か、記録材無し信号かを判断し、記録材無し信号であれば使用された記録材が小サイズであったと判断して小サイズフラグをセットする。
【００５９】
そして、ＴＯＰセンサ３０７が記録材無しを検知してからｔａ時間経過後、制御手段３１０ａは、制御ユニット３１０内に小サイズフラグがセットされているか否かを判断し、小サイズフラグがセットされていない場合は加熱手段３０５の目標温度をＴ１からＴ２に変更し、小サイズフラグがセットされている場合は加熱手段３０５の目標温度をＴ１からＴ３に変更して、加熱手段３０５の温度が制御される。通常ｔａはＴＯＰセンサ３０７を通過した記録材の後端が加熱手段３０５を通過するまでの時間以上に設定され、定着工程中は加熱手段３０５の温度がＴ１で制御されて良好な定着を行うことができるようになっている。
【００６０】
連続的に印字動作が行われる場合には、次の記録材が給紙手段３０３によって給紙されて記録材の先端がＴＯＰセンサ３０７に達する。このとき、制御手段３１０ａは、制御ユニット３１０内に小サイズフラグがセットされているか否かを判断し、小サイズフラグがセットされていない場合は、記録材の先端がＴＯＰセンサ３０７に達してからｔｂ＋ｔｃ時間後に加熱手段３０５の温度はＴ２からＴ１に再び変更され、小サイズフラグがセットされている場合は、記録材の先端がＴＯＰセンサ３０７に達してからｔｂ時間後に加熱手段３０５の温度はＴ３からＴ１に再び変更されて加熱手段３０５の温度が定着温度である温度Ｔ１となるように制御される。ここで、通常ｔｂはＴＯＰセンサ３０７を通過した記録材の先端が加熱手段３０５に達するまでの時間以内に設定される。
【００６１】
図８に、本実施形態の制御温度の決定方法のフローチャートを示す。ＴＯＰセンサ３０７が記録材有を検知すると通常制御温度設定処理が開始される。通常制御温度設定処理は、第１の実施形態と同様に、ＴＯＰセンサ記録材有検知からｔｂ時間経過すると制御手段３１０は小サイズフラグがセットされているか否かを判断し、セットされている場合にはすぐに目標温度をＴ１℃に設定し小サイズフラグをクリアする。小サイズフラグがセットされていない場合は、さらにｔｃ時間だけ待った後（ＴＯＰセンサ３０７の記録材有り検知から時間ｔｂ＋ｔｃ後）、目標温度をＴ１℃に設定して記録材上のトナー定着に備えるようにする。
【００６２】
その後、ＴＯＰセンサ３０７が記録材無しを検知してからｔａ時間後に、記録材幅センサ３１７の位置を記録材が通過したときに記録材幅センサ３１７が記録材有を検知してた場合は目標温度をＴ２℃に設定する。また、記録材幅センサ３１７が記録材有を検知していなかった場合は目標温度をＴ３℃に設定して、小サイズフラグをセットする。連続的に印字が行われている場合の紙間付近でのＴＯＰセンサの記録材有無情報と加熱手段の温度の移り変わりは実施形態１と同様である。
【００６３】
本実施形態のレーザープリンタにおいては、記録材幅センサ３１７の記録材有り信号または記録材無し信号に応じて応じて、加熱手段３０５を温調温度Ｔ２あるいは温度Ｔ３で温度制御することにより、印字に用いられた記録材のサイズを的確に判断して加熱手段の温度を制御できるので、サイズ違いによるホットオフセットを確実に防止することができ、制御ユニットに送信された記録材のサイズの指令と実際にプリンタにセットされた記録材のサイズとが違う場合などの人的なミスを防ぐことができる。
【００６４】
また、記録材幅センサ３１７の記録材有り信号または記録材無し信号に応じて応じて、記録材の先端がＴＯＰセンサに達してから温度制御の目標温度を変更するまでの時間を時間ｔｂあるいは時間ｔｂ＋ｔｃで制御することにより、幅広の記録材で印字した後に温度Ｔ２で制御された場合を的確に判断し、温度Ｔ２で制御された後の定着温度である温度Ｔ１への変更のタイミングを遅らせて、温度制御時に消費される電力を削減することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では簡単にするため通常温調時の目標温度Ｔ１、普通紙の場合の紙間温調時の目標温度Ｔ２、小サイズ紙の場合の紙間温調時の目標温度Ｔ３は固定であるが、連続して通紙される枚数や、環境温度などの情報によって上下させるようにしてもよい。また、記録材幅情報を基に紙間温調時の目標温度と紙間温調後の目標温度の切換タイミングの両者を制御しているが、いずれか一方を制御するようにしてもよい。さらにまた、本実施形態の制御手段や判断手段を、レーザープリンタの他、加熱手段により記録材上のトナーを定着させる構成の複写機やファクシミリなどに用いるようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加熱定着手段を記録材が通過する通過期間及び記録材通過後次の記録材の突入前の非通過期間に関して、略前記非通過期間に対応する目標温度として、第１の目標温度を設定する第１モードと、前記第１の目標温度よりも低い第２の目標温度を設定する第２モードとを有する場合、前記第１モード及び前記第２モードのいずれが選択されているかに応じて、前記記録材検知手段による記録材の有の検知タイミングに対する目標温度設定の切換えタイミングを、前記第２モードが選択されている場合には、第１モードが選択されている場合よりも早いタイミングにすることにより、略前記非通過期間に対応する目標温度が第１、第２の目標温度のいずれであっても、次の紙突入時には最適なタイミングで略通過期間に対応する目標温度に到達できるようになり、消費電力を抑えた温調を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１に実施形態のレーザービームプリンタを示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態の制御手段の計時情報などの入出力を示す概略説明図である。
【図３】加熱手段の目標温度の遷移説明図である。
【図４】第１の実施形態の加熱手段の温度制御のフローチャートである。
【図５】第２の実施形態のレーザービームプリンタを示す概略構成図である。
【図６】第２の実施形態の制御手段の記録材幅情報などの入出力を示す概略説明図である。
【図７】記録材幅センサの設置位置を示す平面説明図である。
【図８】第２の実施形態の加熱手段の温度制御のフローチャートである。
【図９】従来のレーザービームプリンタを示す概略構成図である。
【図１０】加熱手段と加圧手段との間に小サイズ紙を挟持した場合を示す模式図である。
【図１１】従来の加熱手段の温度制御の目標温度の遷移説明図である。
【図１２】従来の加熱手段の紙間温調制御のフローチャートである。
【符号の説明】
２０１タイマ（計時手段）
３０５加熱手段
３０７ＴＯＰセンサ（記録材検知手段）
３１０制御ユニット
３１０ａ制御手段
３１０ｂ判断手段
３１７記録材幅センサ（記録材幅検知手段）

Claims

搬送路上の記録材の有無を検知する記録材検知手段と、前記記録材検知手段の下流側に設けられ、記録材上のトナーを定着させる加熱定着手段と、前記加熱定着手段の温度を所定の目標温度に制御するための制御手段とを備え、前記制御手段は、複数の記録材への画像形成を連続して行なう場合、前記加熱定着手段を記録材が通過する通過期間及び記録材通過後次の記録材の突入前の非通過期間に関して、略前記通過期間における前記加熱定着手段の温度と、略前記非通過期間における前記加熱定着手段の温度とを異ならせるべく、前記目標温度を切換えて設定する画像形成装置において、
前記制御手段は、略前記非通過期間に対応する目標温度として、第１の目標温度を設定する第１モードと、前記第１の目標温度よりも低い第２の目標温度を設定する第２モードとを有し、
前記第１モード及び前記第２モードのいずれが選択されているかに応じて、前記記録材検知手段による記録材の有の検知タイミングに対する目標温度設定の切換えタイミングを、前記第２モードが選択されている場合には、第１モードが選択されている場合よりも早いタイミングにすることを特徴とする画像形成装置。
記録材のサイズが小サイズであると判断された場合、前記第２モードが選択されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記記録材検知手段による１の記録材の有検知の継続時間に基づいて、記録材のサイズが小サイズであると判断された場合、前記第２モードが選択されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
さらに、搬送路に沿った所定位置に、記録材の搬送方向に対する幅を検知して検知信号を制御手段に送信できる記録材幅検知手段が配置され、前記記録材幅検知手段によって検知された記録材の幅に基づいて、記録材のサイズが小サイズであると判断された場合、前記第２モードが選択されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。