JP4280580B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置に関し、特にその定着装置の温度制御に関するものである。

電子写真複写機，プリンタ，ファックス等の画像形成装置における定着装置を例にして説明する。この種の定着装置は、画像形成装置の作像部において電子写真，静電記録，磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により、被加熱材面に直接方式もしくは間接（転写）方式で形成した加熱溶融性の樹脂等よりなるトナー（顕画剤）画像を該被加熱材面に永久固着画像として加熱定着処理する装置である。

このような定着装置としては、熱ローラ方式，フィルム加熱方式，電磁誘導加熱方式等の各種装置がある。従来は、画像形成装置において、熱ローラ方式やフィルム加熱方式の定着装置が主に採用されていた。最近、画像形成装置において、電磁誘導加熱方式の定着装置が採用されはじめている。

電熱誘導加熱方式は、加熱体として電磁誘導発熱体を用い、この電磁誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁誘導発熱体に発生する渦電流にもとづくジュール発熱で被加熱材に熱を付与して、未定着トナー画像を被加熱材面に加熱定着処理する装置である（例えば、特許文献１を参照。）。特許文献１には、熱容量を低減したフィルム状の金属定着ローラを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置が開示されている。
特開平０４−１６６９６６号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された、電磁誘導加熱方式の定着装置のような熱容量を低減したフィルム状の金属定着ローラでは、長尺方向（圧接ニップ部長手方向）の熱流が阻害されるため、小サイズの被加熱材を通材した場合に非通材部での過昇温（非通材部昇温）が発生して、フィルムや加圧ローラの寿命を低下させるという問題が発生する。また、連続ジョブ中において、小サイズの被加熱材を通材した後に大サイズの被加熱材を連続して通材する場合に、金属定着ローラの非通材部であった部分の定着不足，光沢ムラ，オフセット等の問題が発生する場合がある。

電磁誘導加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置では、非通材部における過昇温防止による高耐久化、および定着不足，光沢ムラ，オフセット等の問題が発生しない高いパフォーマンスを併せ持った定着装置を有する画像形成装置が要望される。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、前述の要望に応え得る電磁誘導加熱方式の定着装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。
（１）被加熱材を搬送する搬送手段、前記被加熱材の搬送方向と直交する方向の前記被加熱材のサイズを検知する検知手段、磁束発生手段により電磁誘導発熱する誘導発熱体と前記被加熱材の搬送方向と直交する方向に前記誘導発熱体に与える磁束領域を調整する磁束調整手段とを有する定着手段、を備えた画像形成装置において、
先行する前記被加熱材の画像形成中に、後続の前記被加熱材のサイズを前記検知手段によって検知すると、前記先行する被加熱材のサイズに対し前記後続の被加熱材のサイズが変化するか否か判断し、サイズが変化すると判断した場合は、判断した時点から前記先行する被加熱材が前記定着手段を抜けるまでの第１の時間と、前記磁束調整手段の調整開始から前記定着手段が規定の温度に到達するまでにかかる第２の時間とを算出し、前記先行する被加熱材のサイズより前記後続の被加熱材のサイズが大きく、前記第１の時間が前記第２の時間より大きいときに、前記第１の時間から前記第２の時間を差し引いた時間だけ、前記判断した時点から前記磁束調整手段の調整開始タイミングを遅らせる制御手段を備えた画像形成装置。

以上説明したように、本発明によれば、磁束調整手段の調整開始タイミングを制御することで、先行する被加熱材における非通材部の定着の温度上昇を待ってから後続の被加熱材を搬送するといったダウンタイムを削減でき、かつ後続の被加熱材が定着装置に到着するよりも早々に温度上昇が終了することによる無駄な温度上昇を抑えることができる。

また、定着装置とその近傍の温度による劣化を解消し、耐久性に優れた装置を提供することができ、温度変化の影響を受けることなく、被加熱材に対する定着不足、光沢ムラ、オフセット等の問題を削減することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられて、方法の形で実施することもできる。

図１は、実施例１である“電磁誘導加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置”の構成図である。この画像形成装置は、被加熱材（例えば、シートやＯＨＰ用紙など）に原稿画像を載せ出力する装置である画像出力部１０と、原稿から画像データを読み取る装置である画像入力部１１と、画像入力部１１の上部に装着された自動原稿送り装置１２と、画像出力部１０から排出される被加熱材を複数のビンに仕分けして排出するためのソータ１３とを備えている。

この画像形成装置はディジタル複写機であり、原稿から画像データを読み取る装置である画像入力部１１のＣＣＤにより画素化され画像データとして装置に読み込まれ、必要な画像処理が行われた後、画像メモリに蓄えられる。その画像データを画像出力部１０に転送し、画像再生して被加熱材にコピーされる。

画像入力部１１は、入力部の上面の原稿台に積載された原稿を照射しながら走査する光源２１を備える。光源２１は図外の光学系モータから駆動力を得て、図１の左右方向に往復駆動する。光源２１から発生した光は、積載された原稿により反射され、光学像が得られる。その光学像をミラー２２，２３，２４およびレンズ２５を介してＣＣＤ２６に伝送される。またミラー２２，２３，２４は光源２１と一体的に駆動される。ＣＣＤ２６は光を電気信号に変換する素子により構成されており、この素子の働きにより伝送されてきた光学像が電気信号に変換され、さらにディジタル信号（画像データ）に変換される。

読み込まれた原稿の画像データは、種々の補正処理とユーザの希望する処理による画像処理が加えられ、画像メモリ（不図示）に蓄積される。

画像出力部１０は画像メモリに蓄積された画像データを読み出し、ディジタル信号からアナログ信号に再変換し、さらに露光制御部（不図示）により適正な出力値に増幅され、光学照射部２７により光信号に変換される。その光信号はスキャナー２８，レンズ２９およびミラー３０を伝播して、感光ドラム３１上に照射され静電による潜像が形成される。この潜像はトナーにより画像を形成し、本体内を搬送されてくる被加熱材上に転写され、さらに定着ローラ３２により被加熱材上にトナーが定着され、画像データが記録され、ソータ１３に送られる。

ソータ１３は、画像出力部１０の左側に設置されている装置であり、画像出力部１０から出力された被加熱材を排紙トレイ３３に仕分けして排紙する処理を行う。排紙トレイは本体制御部（不図示）により制御され、出力された被加熱材紙は制御部の指示した任意の排紙トレイに排出される。

給紙トレイ３４，３５は本体下部にあり、被加熱材をある程度蓄積しておくことが可能である。制御部により、給紙トレイ３４，３５から蓄積された被加熱材を搬送し画像出力を行う。給紙デッキ３６は画像出力部１０の右側に設置されている装置で、被加熱材を大量に蓄積しておくことが可能である。給紙トレイ３４，３５と同様に制御部により蓄積された被加熱材を搬送し画像出力を行う。

画像出力部１０の右側に、操作者が少数の任意種類の被加熱材を比較的容易に給紙することが可能となる手差しトレイ３７が設置されている。またこの手差しトレイ３７は、ＯＨＰシートや厚紙，はがきサイズ紙など特殊な被加熱材を使用する場合にも使用される。

給紙ローラ３８，３９，４０，４１，４２は紙搬送ローラであり、各ローラはコピー出力処理の給紙を行う際、被加熱材を実際に搬送する役割を担っている。各給紙ローラはそれぞれ独立に駆動源のステッピングモータに歯車等の伝達装置を介して接続されている。

ここで、ＤＣブラシレスモータで制御される、潜像が形成するための感光ドラム３１と、記録被加熱材上にトナーを定着し、画像データを記録するための定着ローラ３２の回転速度はプロセススピードと呼ばれ、トナーの形状や定着特性、レーザの発光特性などに大きく左右され、各画像形成装置特有の速度となっているので可変制御することは困難である。よって、厚紙が搬送されるのに十二分なトルクを出力できるモータが選択されている。それに対し、給紙ローラや搬送ローラは被加熱材を給紙および搬送動作のみを行っており、前記定着ローラと感光ドラムのいずれかに紙が挟まっていない場合は高速搬送や高速給紙など出来るだけ高速に駆動し、紙と紙の間の距離を出来るだけ短く制御することで、画像形成装置としてのプロダクティビティを向上させるようになっている。

図２は、定着装置３２の要部の横断面模式図である。４０１は被加熱体としての電磁誘導発熱性の定着ローラ、４０２は加圧ローラ、４０３は磁束発生手段としての励磁コイル−磁性体コアユニット、４０８は定着ローラ４０１に鎖交する磁束を遮断する磁束遮蔽板、４０９は温度センサである。４１０は被加熱材（用紙）であり、矢印ｃ方向に搬送移動され、定着装置３２により被加熱材上のトナーが被加熱材に定着される。

定着ローラ４０１と加圧ローラ４０２は上下に並行に配列してそれぞれ両端側を不図示の軸受部材に回転自在に支持させてあり、加圧ローラ４０２をバネなどを用いた不図示の加圧機構によって定着ローラ４０１の回転軸方向に付勢して定着ローラ４０１の下面部に所定の加圧力で圧接させて圧接ニップ部（定着ニップ部）を形成させている。定着ローラ４０１は不図示の駆動機構により矢印ｂの時計方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ４０２は圧接ニップ部での定着ローラ４０２との圧接摩擦力で定着ローラ４０１の回転に従動して回転する。

被加熱体としての電磁誘導発熱性の定着ローラ４０１は、本例では、外径３２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの鉄製の芯金シリンダを主体とするものである。電磁誘導発熱性の芯金シリンダはその他の材料として例えば磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを持つ物を用いてもよい。

芯金シリンダの外周面には定着ローラ表面の離型性を高めるために、例えばＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素系樹脂の厚さ１０〜５０μｍの離型層を設けてもよい。また芯金シリンダと離型層の間に所望の機能層、例えば、被加熱材と定着ローラ表面との密着性を高めるために耐熱性・弾性を有するゴム材や樹脂材の厚さ数１００μｍの弾性層などを設けてもよい。

加圧ローラ４０２は定着ローラ４０１に対して約３０Ｋｇ重で加圧されており、その場合圧接ニップ部のニップ幅は約４ｍｍになる。都合によっては荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。

磁束発生手段としての励磁コイル−磁性体コアユニット４０３は、励磁コイル４０４、磁性体コア４０５、アルミニウム製の保持ホルダー４０６、絶縁性の熱収縮性チューブ外被４０７等からなり、定着ローラ４０１内に挿入して配設してある。

励磁コイル４０４のコイル線材は、外径０．１５〜０．５０ｍｍの絶縁被覆した導線を２０〜１５０本リッツにしたものを用いている。より具体的に本例では、外径０．２ｍｍ、８４本、総外径３ｍｍのリッツ線をコイル線材として用いている。励磁コイル４０４が昇温した場合を考えて絶縁被覆には耐熱性の物を使用した。

定着ローラ４０１の電磁誘導発熱を増加させるためには励磁コイル４０４に印加する交流電流の電流振幅を大きくすると良く、励磁コイル４０４のコイル線材の巻き数を減らしてやることが可能となるが、同時に励磁コイル４０４の電気抵抗による発熱も増加するので、本実施例では励磁コイル４０４のコイル線材の巻き数は８巻きとした。

磁性体コア４０５は、定着ローラ４０１の長手方向寸法に略対応した長さ寸法を有する横断面略半円状の横長部材で、半円弧面は定着ローラ内曲面に沿った形状に加工したものである。磁性体コア４０５は高透磁率かつ低損失のものを用いると良く、磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。

アルミニウム製の保持ホルダー４０６は定着ローラ４０１の長手方向寸法よりも長い長さ寸法を有し、横断面略半円状の磁性体コア４０５の背面平面部の幅寸法に略対応した幅寸法を有し、比較的肉厚で剛性の有る横長板状部材である。

この励磁コイル４０４，磁性体コア４０５，保持ホルダー４０６の３者の外側に絶縁性の熱収縮性チューブ４０７を被せて該チューブを十分に熱収縮させる。絶縁性の熱収縮性チューブ４０７は例えばシリコン樹脂系あるいはフッ素樹脂系のものであり、本例では熱収縮前の外径４０ｍｍ・厚さ０．３ｍｍで、外径３０ｍｍに熱収縮させたとき肉厚が０．４ｍｍとなる熱収縮性チューブを用いた。

熱収縮性チューブ４０７を十分に熱収縮させることで、平板状うず巻き型の励磁コイル４０４は磁性体コア４０５の半円弧面部に沿って成形される。すなわち定着ローラ内曲面に沿った形状に成形される。また励磁コイル４０４，磁性体コア４０５，保持ホルダー４０６の３者が一体に固定化されて励磁コイル−磁性体コアユニット４０３が構成される。

また、励磁コイル−磁性体コアユニット４０３の特に励磁コイル４０４の定着ローラ内曲面との対向面が絶縁性の熱収縮性チューブ４０７で覆われることで、該チューブ４０７が励磁コイル４０４と定着ローラ内曲面とを電気絶縁する役目も果たし、電気的安全性が向上する。

前記励磁コイル−磁性体コアユニット４０３を定着ローラ４０１の中空内に挿入し、定着ローラ内曲面に沿った形状に成形されている励磁コイル４０４面部分を定着ローラ内曲面に近接させた所定の位置，角度姿勢にユニット４０３を調整して該ユニット４０３の保持ホルダー４０６の両端部を装置本体側の不図示の不動支持部にビス止めして固定支持させる。

本実施例では、定着ローラ４０１の横断面において、励磁コイル４０４の中央部が定着ローラ４０１と加圧ローラ４０２との圧接ニップ部よりも定着ローラ４０１の回転方向上流側にずれて位置するように励磁コイル−磁性体コアユニット４０１を図２のように傾かせた角度姿勢で配設している。これは励磁コイル４０４が対向している定着ローラ４０１の導電層が局部的に発熱するため、その発熱部が圧接ニップ部の直前になる様にすることで効率よく圧接ニップ部で被加熱材４１０を加熱するためである。

磁束遮蔽板４０８は、それぞれ両端側を不図示の軸受部材に回転自在に支持させてあり、不図示のモータ（ＤＣモータあるいはパルスモータでもよい）により矢印ａの方向に回転移動でき、定着ローラ４０１と励磁コイル−磁性体コアユニット４０３との間に配置可能な構成となっている。

次に磁束遮蔽板４０８の動作状態について説明する。図３は、図２の定着ローラ４０１とその内部を示す図および励磁コイル−磁性体コアユニット４０３により発生される磁束が定着ローラ４０１と鎖交する領域と磁束遮蔽板の位置関係を示す図であり、定着ローラ４０１の周方向に展開して示した図である。

図３（ａ）は定着ローラ軸方向に長い被加熱材を定着させる場合（例えばＡ４，Ａ３等のサイズ）の位置関係を示す図である。この場合、励磁コイル−磁性体コアユニット４０３により発生される磁束が定着ローラ４０１と鎖交する領域が、磁束遮蔽板４０８によりさえぎられる部分はない状態である。

図３（ｂ）は定着ローラ軸方向に短い被加熱材を定着させる場合（例えばＡ４Ｒ等のサイズ）の位置関係を示す図である。この場合、励磁コイル−磁性体コアユニット４０３により発生される磁束が定着ローラ４０１と鎖交する領域の両端が磁束遮蔽板４０８によりさえぎられている状態である。これにより定着ローラ軸方向に短い被加熱材を定着させる際に定着ローラ４０１の両端の温度上昇を防止することが可能である。

図４は、磁束遮蔽板の各種の構成を示す図である。磁束遮蔽板４０８は図４（ａ）に示す形状でもよい。図４（ａ）の磁束遮蔽板４０８は全ての被加熱材のサイズに対応できるような形状になっており、ステッピングモータなどのリニアに制御できる駆動源によって駆動される。また、磁束遮蔽板４０８は図４（ｂ）に示す形状でもよい。図４（ｂ）の磁束遮蔽板４０８は、片側基準で被加熱材を搬送する装置に搭載する磁束遮蔽板４０８であり、全てのサイズに対応できるような形状になっており、ステッピングモータなどのリニアに制御できる駆動源によって駆動される。また、磁束遮蔽板４０８は図４（ｃ）に示す形状でもよい。図４（ｃ）の磁束遮蔽板４０８は、全ての被加熱材のサイズに対応する必要がない装置において、ＤＣモータなどの駆動源によって駆動される。

次に本実施例における処理ケースについて、図５〜図１６を使って説明する。

＜ケース１＞
被加熱材（例えば、シートやＯＨＰ用紙など）の搬送方向に交差（直交）する方向のサイズ（以下：単に「サイズ」という）における小サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送された後に大サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送された場合、例えば、Ａ４Ｒサイズの被加熱材に対して画像形成（コピー）を行っている最中に、Ａ４サイズの被加熱材に対して画像形成を行う要求（プリンタ要求）が来た場合の一連の処理について、図５のタイミングチャート、図６のフローチャートを用いて説明する。

図５は、磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート（先行する被加熱材よりも後続の被加熱材のサイズが大きく、かつ非通材部の温度が所定の温度になる時間が所定時間より短い場合、ケース１とする）である。図６は、磁束調整手段の駆動制御による一連の処理を示すフローチャートである。図６のフローチャートに示す制御は、画像出力部１０の本体制御部の指示および処理にもとづき、実行されている。

まず、コピージョブの被加熱材のサイズであるＡ４Ｒを検知して（Ｓ１）、それを図示しない画像形成装置内部のハードディスクに記憶しておく（Ｓ２）。

コピージョブ中に被加熱材のサイズが変更しない場合（Ｓ３）は、磁束調整手段の駆動制御の処理を行わない。それに対して、コピージョブ中に、図５に示すタイミングでプリンタ要求が来た場合、プリンタ要求による被加熱材のサイズを検知して（Ｓ１）、その検知結果を図示しない画像形成装置内部のハードディスクに記憶する（Ｓ２）。

プリンタ要求によるジョブのサイズはＡ４なので、コピージョブのおける被加熱材のサイズから変更があることが検知できる（Ｓ３）。サイズの変更が検知できた場合、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材するまでの時間Ｔ１を算出する（Ｓ４）。なお、時間の算出方法は、実験データを基に作成されたテーブルから算出または予測するものでもよいし、また、被加熱材の搬送位置と被加熱材の搬送速度と被加熱材の搬送方向に平行する方向のサイズから算出または予測するものでもよい。

次に、磁束調整手段である磁束遮蔽板を後続の被加熱材のサイズの応じた位置までに駆動するのにかかる時間Ｔ２を算出する（Ｓ５）。磁束調整手段は、定着ローラ内部にある励磁コイルが被加熱材の搬送方向に交差する方向に並列に複数配置されていて、複数の励磁コイルの駆動を組み合わせることで、作用磁束を調整するものでもよいし、励磁コイルの作用磁束が発生する方向とは逆の方向に同じく励磁コイルを配置し、反対方向の作用磁束を発生することで、全体の作用磁束を調整するものでもよい。算出方法としては、実験を基に得られたデータから算出または予測するものでもよいし、磁束遮蔽板の駆動速度などのパラメータから算出または予測するものでもよい。

次に定着装置の温度上昇が終了する時間Ｔ３を算出する（Ｓ６）。先行する被加熱材のサイズが後続の被加熱材のサイズより小さい場合、後続の被加熱材における定着装置の非通材部の温度が通材可能温度まで上昇する時間を算出する。なお、算出方法は、実験を基に得られたデータから算出または予測するものでもよいし、現状温度から目的温度までの加減速カーブによって目的温度までの時間を算出するものでもよい。

次にＳ４，Ｓ５，Ｓ６で算出した、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材するまでの時間Ｔ１、磁束調整手段を駆動するのにかかる時間Ｔ２、定着装置の温度変化が終了する時間Ｔ３を基に磁束調整手段の駆動を開始する（Ｆ１）。

次にＴ１，Ｔ２，Ｔ３を基に磁束調整手段の駆動を開始する制御の詳細を図７をもって説明する。図７は、磁束調整手段の駆動制御の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートに示す制御は、画像出力部１０の本体制御部の指示および処理にもとづき、実行されている。

まず、先行する被加熱材のサイズと後続の被加熱材のサイズを比較する（Ｓ７）。先行する被加熱材がＡ４Ｒで、後続の被加熱材はＡ４であるので、次にＴ１と（Ｔ２＋Ｔ３）を比較する（Ｓ８）。ここまでが図５で示しているＩで行う処理である。

次に、Ｔ１が大きい場合、Ｔａ＝Ｔ１−（Ｔ２＋Ｔ３）時間分経過するまで磁束遮蔽板の駆動を待機する（Ｓ９）。Ｔａ時間経過後、磁束調整手段である磁束遮蔽板を後続の被加熱材のサイズＡ４用に駆動する（Ｓ１０）。このように制御を行うことで、図５に示すように、IIのタイミングで、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材するまでの時間Ｔ１経過と同時に、後続の被加熱材が通紙するのに然るべき温度に到達するので、定着の温度上昇を待ってから被加熱材を搬送するといったダウンタイムを削減でき、逆に後続の被加熱材が定着装置に到着するよりも早々に温度上昇が終了することによる、無駄な温度上昇を抑えることができ、定着装置とその近傍の劣化を解消し、耐久性に優れた装置を提供することができる。

＜ケース２＞
次に、Ｔ１と（Ｔ２＋Ｔ３）を比較するＳ８において、Ｔ１が小さい場合、つまり磁束調整手段である磁束遮蔽板４０８の駆動による定着装置の温度上昇が間に合わない場合の処理（Ｆ２）について、図８のタイミングチャートと図９のフローチャートで説明する。

図８は、磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート（先行する被加熱材よりも後続の被加熱材のサイズが大きく、かつ非通材部の温度が所定の温度になる時間が所定時間より長い場合、ケース２とする）であり、図９は、磁束調整手段の駆動制御の一例を示すフローチャートである。

Ｉ′のタイミングで前記で説明した通り、Ｔ１と（Ｔ２＋Ｔ３）を比較した時にＴ１が小さい場合（Ｓ８）、即座に磁束調整手段である磁束遮蔽板４０８を後続の被加熱材のサイズに応じて駆動を開始する（Ｓ１１）。ここまでが図８で示しているＩ′の制御である。そうすることで、後続の被加熱材の定着への到着を遅らせる必要があるが（Ｓ１２）、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材してから、後続の被加熱材が定着装置に到着するまでの時間Ｔａ′＝（Ｔ２＋Ｔ３）−Ｔ１を極力減少することができる。

＜ケース３＞
被加熱材（例えば、シートやＯＨＰ用紙など）の搬送方向に交差（直交）する方向のサイズにおける大サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送された後に小サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送された場合、例えば、Ａ４サイズの被加熱材に対して画像形成（コピー）を行っている最中に、Ａ４Ｒサイズの被加熱材に対して画像形成を行う要求（プリンタ要求）が来た場合（ケース３とする）の処理について、図１０のタイミングチャート、図１１のフローチャートを用いて説明する。

図１０は、磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート（先行する被加熱材よりも後続の被加熱材のサイズが小さい場合）であり、図１１は、磁束調整手段の駆動制御の一例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートに示す制御は、画像出力部１０の本体制御部の指示および処理にもとづき、実行されている。

磁束調整手段の駆動制御による一連の処理（全体処理）は、すでにケース１において図６により説明した通りであり、ケース１とは異なる磁束調整手段の駆動制御についてのみ詳述する。

図１０に記述しているＩ″のタイミングでプリンタ要求が来た場合、コピージョブの被加熱材のサイズであるＡ４とプリント要求の後続の被加熱材のサイズであるＡ４Ｒとを比較して（図７のＳ７）、先行の被加熱材が大きい場合の制御として、磁束調整手段である磁束遮蔽板４０８を駆動制御する（Ｆ３）。Ｆ３の駆動制御としては、図１１に示すとおり、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材するまでの時間Ｔ１経過するまで磁束遮蔽板４０８の駆動を待機する（Ｓ１３）。

図１０に示すII′のタイミングであるＴ１時間経過した後で、後続の被加熱材のサイズに応じて磁束遮蔽板４０８の駆動を開始する（Ｓ１４）。そうすることで、先行の被加熱材に対する定着不足，光沢ムラ，オフセット等の問題を削減することができる。また、後続の被加熱材が定着装置を通材すると、即座に磁束遮蔽板４０８の駆動を開始するので、後続の被加熱材としては、温度変化の影響を受けることなく、定着装置を通材することが可能で、しかも、定着装置の非通紙部において、無駄な温度上昇を抑えることができ、定着装置とその近傍の劣化を解消し、耐久性に優れた装置を提供することができる。

＜ケース４＞
被加熱材（例えば、シートやＯＨＰ用紙など）の搬送方向に交差（直交）する方向のサイズにおける小サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送された後に大サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送される。さらに、大サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送された後に小サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送される。こうして出力することを回転ソートを呼ぶ。このように、交互に繰り返されるジョブ、例えば、図１２に示すように画像形成された出力物に対してソートを行うために、Ａ４ＲサイズとＡ４サイズの画像形成された出力物を交互に複数枚ずつ形成する場合について詳述する。図１３のタイミングチャートとケース１で詳述した図６および図７のフローチャートを用いて説明する。

図１３は、磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート（出力物を回転ソートする際に、先行する被加熱材よりも後続の被加熱材のサイズが大きく、かつ非通材部の温度が所定の温度になる時間が所定時間より短い場合、ケース４とする）である。

まず、図１３に示したIIIのタイミングでコピージョブスタート要求（プリンタ要求）を受けた段階で、被加熱材のサイズであるＡ４ＲとＡ４のサイズを検知して（Ｓ１）、それを図示しない画像形成装置内部のハードディスクに記憶しておく（Ｓ２）。

プリンタ要求によるジョブの先行被加熱材のサイズはＡ４Ｒで、後続の被加熱材のサイズはＡ４なので、コピージョブのおける被加熱材のサイズから変更があることが検知できる（Ｓ３）。サイズの変更が検知できた場合、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材するまでの時間Ｔ１を算出する（Ｓ４）。なお、時間の算出方法は、実験データを基に作成されたテーブルから算出または予測するものでもよいし、被加熱材の搬送位置と被加熱材の搬送速度と被加熱材の搬送方向に平行する方向のサイズから算出または予測するものでもよい。

次に、磁束調整手段である磁束遮蔽板を後続の被加熱材のサイズの応じた位置までに駆動するのにかかる時間Ｔ２を算出する（Ｓ５）。磁束調整手段は、定着ローラ内部にある励磁コイルが被加熱材の搬送方向に交差する方向に並列に複数配置されていて、複数の励磁コイルの駆動を組み合わせることで、作用磁束を調整するものでもよいし、励磁コイルの作用磁束が発生する方向とは逆の方向に同じく励磁コイルを配置し、反対方向の作用磁束を発生することで、全体の作用磁束を調整するものでもよい。算出方法としては、実験を基に得られたデータから算出または予測するものでもよいし、磁束遮蔽板の駆動速度などのパラメータから算出または予測するものでもよい。

次に定着装置の温度上昇が終了する時間Ｔ３を算出する（Ｓ６）。先行する被加熱材のサイズが後続の被加熱材のサイズより小さい場合、後続被の加熱材における定着装置の非通材部の温度が通材可能温度まで上昇する時間を算出する。なお、算出方法は、実験を基に得られたデータから算出または予測するものでもよいし、現状温度から目的温度までの加減速カーブによって目的温度までの時間を算出するものでもよい。

次にＳ４、Ｓ５、Ｓ６で算出した、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材するまでの時間Ｔ１、磁束調整手段を駆動するのにかかる時間Ｔ２、定着装置の温度変化が終了する時間Ｔ３を基に磁束調整手段の駆動を開始する（Ｆ１）。

次にＴ１，Ｔ２，Ｔ３を基に磁束調整手段の駆動を開始する制御の詳細を図７をよって説明する。図７は、磁束調整手段の駆動制御における一連の処理を示すフローチャートである。図７のフローチャートに示す制御は、画像出力部１０の本体制御部の指示および処理にもとづき、実行されている。

まず、先行する被加熱材のサイズと後続の被加熱材のサイズを比較する（Ｓ７）。先行する被加熱材がＡ４Ｒで、後続被加熱材はＡ４であるので、次にＴ１と（Ｔ２＋Ｔ３）を比較する（Ｓ８）。ここまでが図１３で示しているIIIで行う処理である。

次に、Ｔ１が大きい場合、Ｔａ＝Ｔ１−（Ｔ２＋Ｔ３）時間分経過するまで磁束遮蔽板の駆動を待機する（Ｓ９）。Ｔａ時間経過後、磁束調整手段である磁束遮蔽板を後続の被加熱材のサイズＡ４用に駆動する（Ｓ１０）。このように制御を行うことで、図１３に示すように、IVのタイミングで、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材するまでの時間Ｔ１経過と同時に、後続の被加熱材が通紙するのに然るべき温度に到達するので、定着の温度上昇を待ってから被加熱材を搬送するといったダウンタイムを削減でき、逆に後続の被加熱材が定着装置に到着するよりも早々に温度上昇が終了することによる、無駄な温度上昇を抑えることができ、定着装置とその近傍の劣化を解消し、耐久性に優れた装置を提供することができる。

＜ケース５＞
また、Ｔ１と（Ｔ２＋Ｔ３）を比較した時に、Ｔ１が小さい場合、つまり磁束調整手段である磁束遮蔽板４０８の駆動による定着装置の温度上昇が間に合わない場合の処理（Ｆ２′）について、図１４のタイミングチャートと図１５のフローチャートを用いて説明する。

図１４は、磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート（出力物を回転ソートする際に、先行する被加熱材よりも後続の被加熱材のサイズが大きく、かつ非通材部の温度が所定の温度になる時間が所定時間より長い場合、ケース５とする）である。図１５は、磁束調整手段の駆動制御の一例を示すフローチャートである。

図１４に示すIII′のタイミングでコピー要求を受け付けた段階で、前記で説明した通り、Ｔ１と（Ｔ２＋Ｔ３）を比較した時にＴ１が小さい場合、先行の被加熱材のサイズＡ４Ｒに応じて磁束調整手段である磁束遮断板４０８の駆動を行わない。しかし、後続の被加熱材のサイズＡ４に対しては定着装置の端部の昇温により、定着装置とその近傍の劣化を解消するために、コピージョブにおける被加熱材の最大サイズに応じて、磁束調整手段である磁束遮断板４０８の駆動を行う。つまり、後続の被加熱材のサイズＡ４に応じて磁束調整手段である磁束遮断板４０８の駆動を行う（Ｓ１５）。そうすることで、先行の被加熱材に対しても、後続の被加熱材に対しても、定着不足，光沢ムラ，オフセット等の問題を削減することができる。

また、後続の被加熱材としては、温度変化の影響を受けることなく、定着装置を通材することが可能で、しかも、被加熱材の最大サイズに応じて磁束遮蔽板４０８を駆動しているので、定着装置の非通紙部において、無駄な温度上昇を抑えることができ、定着装置とその近傍の劣化を解消し、耐久性に優れた装置を提供することができる。

＜ケース６＞
被加熱材（例えば、シートやＯＨＰ用紙など）の搬送方向に交差（直交）する方向のサイズにおける大サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送された後に小サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送される。さらに、大サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送された後に小サイズの被加熱材が定着装置に各種の搬送ローラによって搬送される。こうして出力することを回転ソートを呼ぶ。このように、交互に繰り返されるジョブ、例えば、図１２に示すように画像形成された出力物に対してソートを行うために、Ａ４ＲサイズとＡ４サイズの画像形成された出力物を交互に複数枚ずつ形成する場合について詳述する。

図１６のタイミングチャートとケース１で詳述した図６および図７のフローチャートとケース３で説明した図１１のフローチャートを用いて説明する。

図１６は、磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート（出力物を回転ソートする際に、先行する被加熱材よりも後続の被加熱材のサイズが小さい場合、ケース６とする）である。

図１６に記述しているIII″のタイミングでコピー要求が来た場合、コピージョブの先行の被加熱材のサイズであるＡ４と後続の被加熱材のサイズであるＡ４Ｒとを比較して（Ｓ７）、先行の被加熱材が大きい場合の制御として、磁束調整手段である磁束遮蔽板４０８を駆動制御する（Ｆ３）。

Ｆ３の駆動制御としては、サイズが切り替わる直前の先行する被加熱材が定着装置を通材するまでの時間Ｔ１経過するまで磁束遮蔽板４０８の駆動を待機する（Ｓ１３）。図１６に示すIV′のタイミングであるＴ１時間経過した後で、後続の被加熱材のサイズに応じて磁束遮蔽板４０８の駆動を開始する（Ｓ１４）。そうすることで、先行の被加熱材に対する定着不足，光沢ムラ，オフセット等の問題を削減することができる。

また、後続の被加熱材が定着装置を通材すると、即座に磁束遮蔽板４０８の駆動を開始するので、後続の被加熱材としては、温度変化の影響を受けることなく、定着装置を通材することが可能で、しかも、定着装置の非通紙部において、無駄な温度上昇を抑えることができ、定着装置とその近傍の劣化を解消し、耐久性に優れた装置を提供することができる。

実施例１の構成を示す断面図 定着装置の要部の横断面模式図 磁束遮蔽板の機能を示す図 磁束遮蔽板の変形を示す図 ケース１における磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート 磁束調整手段の駆動制御における一連の処理を示すフローチャート 磁束調整手段の駆動制御における一連の処理を示すフローチャート ケース２における磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート ケース２における磁束調整手段の駆動制御の処理を示すフローチャート ケース３における磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート ケース３における磁束調整手段の駆動制御の処理を示すフローチャート 回転ソートで出力された出力物を示す概略図 ケース４における磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート ケース５における磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート ケース５における磁束調整手段の駆動制御の処理を示すフローチャート ケース６における磁束調整手段の駆動タイミングを示すタイミングチャート

符号の説明

３２ 定着装置
４０１ 定着ローラ
４０３ 磁束発生手段
４０８ 磁束遮蔽板
４１０ 被加熱材

Claims (2)

1. 被加熱材を搬送する搬送手段、前記被加熱材の搬送方向と直交する方向の前記被加熱材のサイズを検知する検知手段、磁束発生手段により電磁誘導発熱する誘導発熱体と前記被加熱材の搬送方向と直交する方向に前記誘導発熱体に与える磁束領域を調整する磁束調整手段とを有する定着手段、を備えた画像形成装置において、
   先行する前記被加熱材の画像形成中に、後続の前記被加熱材のサイズを前記検知手段によって検知すると、前記先行する被加熱材のサイズに対し前記後続の被加熱材のサイズが変化するか否か判断し、サイズが変化すると判断した場合は、判断した時点から前記先行する被加熱材が前記定着手段を抜けるまでの第１の時間と、前記磁束調整手段の調整開始から前記定着手段が規定の温度に到達するまでにかかる第２の時間とを算出し、前記先行する被加熱材のサイズより前記後続の被加熱材のサイズが大きく、前記第１の時間が前記第２の時間より大きいときに、前記第１の時間から前記第２の時間を差し引いた時間だけ、前記判断した時点から前記磁束調整手段の調整開始タイミングを遅らせる制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記磁束調整手段は、前記誘導発熱体に与える磁束領域を変化させる磁束遮蔽板を有し、この磁束遮蔽板を移動させることにより前記磁束調整手段の調整を行うことを特徴とする画像形成装置。

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