JP4681775B2 - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱材の加熱装置、及び該加熱装置を記録材に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する装置として具備した電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ・複写機等の画像形成装置は、記録材に対して電子写真プロセス・静電記録プロセス等の作像手段部で転写方式又は直接方式にて画像情報の未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱装置（定着装置、定着器）に搬送導入して画像を固着画像として加熱定着させて、画像形成物として出力するものである。
【０００３】
通常、画像形成装置およびその加熱装置には、様々な幅や長さをもった記録材が通紙される。ところで、封筒のような特に幅の狭い記録材を連続通紙すると、加熱装置内で記録材の通過する部分と、通過しない部分との熱の消費の差から通過しない部分での温度の上昇が大きくなる、いわゆる「非通紙部昇温」が発生する。この現象がひどくなると、加熱装置の加圧ローラの熱膨張に不均一を生じ、ゴムが破断したり、フィルム加熱方式の加熱装置にあってはフィルムの送り速度に差が生じて、ネジレが発生したりする。また、装置の耐熱温度を超えると加圧ローラ表面、ヒーターホルダの溶融等がおこる。あるいは、小サイズ紙の通紙直後に大サイズ紙を通紙すると、小サイズ紙の非通紙部が高温になっているため、ここでトナーの溶融過多がおこり、小サイズ紙の非通紙部に相当する部分で高温オフセットも発生する。
【０００４】
したがって、このような問題を防止するため、従来の装置では封筒のような小サイズ紙の通紙時には、記録材の給紙間隔を長くする、いわゆるスループットを下げることによって、紙間を長くとって非通紙部昇温の低減を図っている。すなわち、非通紙部の過昇温は通紙中におこるものであるから、紙のない時間−紙間を長くすることで、ある程度レベルを良くすることができる。
【０００５】
しかし上記の構成では、プロセススピードが速く、通常サイズの用紙を高速でプリントできる装置になるほど、逆に小サイズ通紙時のスループットは大きく下げなくてはいけなかった。これは、プロセススピードの速い装置ほど定着温度を高く設定しなくてはならず、したがってその分、非通紙部昇温が悪化するためである。
【０００６】
この問題に対処する方法として、ある程度プロセススピードの速い装置では、小サイズ通紙時にはプロセススピード自体を通常時の速度よりも落として定着温度を下げ、非通紙部昇温を緩和する構成を、本出願人・本発明者は特願２００１−９５１５０の提案において以前に開示した。
このような構成をとる理由は、ある程度プロセススピードの速い装置では、プロセススピードを落とした方が、通常時のプロセススピードでスループットを下げて非通紙部昇温を抑えるよりも、結果的に速いスループット（プリントスピード）を得ることができるためである。
【０００７】
例えば、本発明者が、通常時のプロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃでＡ４用紙を２４ｐｐｍで出力する装置を用いて行った実験では、１５０ｍｍ／ｓｅｃのままの場合、封筒サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑えるためにはスループットを３ｐｐｍにしなくてはならないが、プロセススピードを半速の７５ｍｍ／ｓｅｃに切り替えてやると、スループットを６ｐｐｍで非通紙部昇温を問題ないレベルにすることができた。
【０００８】
上記のように、小サイズ通紙時にプロセススピードを低速に切り替える構成は、きわめて効果が高く、今後においても非常に有用である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、小サイズ紙と通常サイズ紙の判別の方法としては、図６のように、用紙搬送路上の上流側と下流側とのトップセンサー１３と紙幅検知センサー１４を設け、紙幅検知センサー１４を幅方向において小サイズと通常サイズ（Ａ４）の用紙を判別できる位置に配置する方法がある。図６の場合では中央を通紙基準とする装置で、紙幅検知センサー１４を通紙基準中央から６８ｍｍの位置に配置してあり、トップセンサー１３が用紙を検知し、かつこの紙幅検知センサー１４が用紙を検知した場合は、通常サイズとして認識する。トップセンサー１３が用紙を検知し、かつ紙幅検知センサー１４が用紙を検知しない場合は幅の狭い小サイズと判断する。
【００１０】
この方法では確実に小サイズ紙を検知できるが、装置のコストダウンおよび小型化の点では好ましくない。そのため、簡易的にトップセンサー１３を用いて単純に長さの短い用紙を幅も狭い用紙として認識する方法も、よく用いられている。すなわち、トップセンサー１３の紙有検知時間に応じて、用紙のサイズを判断し、例えば用紙の長さが２５０ｍｍ以上の用紙を通常サイズ、２５０ｍｍ未満のサイズを幅の狭い小サイズと判定して、小サイズに対応した装置の制御を行うのである。
【００１１】
しかしながら、小サイズ通紙時にプロセススピードを低速に切り替える構成の場合、このような検知方法を用いて判定された用紙サイズに基づいて、速度を切り替えるのは好ましくない。何故なら、上記の検知方法は用紙サイズの判定には、必ず用紙を搬送しなくてはならず、したがって判定時、既に装置はプリント動作に入っており、その途中でプロセススピード切り替えるのは、きわめて困難だからである。
【００１２】
例えば、プロセススピードを低速にした場合、帯電、現像、転写、レーザー光量、定着温度等、電子写真プロセスに関わるほとんど全ての制御値を切り替えなくてはならないが、これらの値はプリント前回転中にフィードバック制御によって、制御値を決定している場合もあり、そういったパラメータは装置の駆動中には切り替えられない。
【００１３】
また、電子写真装置では感光ドラムの周囲に配置される帯電、現像、転写等の機構は、感光ドラムの回転に合わせて回転上流側から順次、制御値を切り替えていくが、駆動中に低速にすると、切り替えのタイミングが複雑になり、画像不良等の問題を発生させやすくなる。
【００１４】
そこでプリント動作の開始前に、ホストから送られるプリント情報によって紙サイズを判別し、それに基づいてプロセススピードの切り替えを行うかどうかを決定する方法が考案されている。
【００１５】
これは、プリントする用紙サイズの指定が可能なようにプリンタドライバを構築し、用紙幅が一定サイズ以下の小サイズ紙が選択された時には、プロセススピードを低速に切り替えて小サイズ紙用の制御を行い、小サイズ紙が選択されていない時には、通常速度で通常サイズ紙用のプリント制御を行うというものである。
【００１６】
だがしかし、この方式ではプリンタドライバで正しい用紙の選択が行われずに小サイズ紙が通紙された場合には、通常速度・通常のスループットでプリントを行ってしまう。
【００１７】
プリンタドライバは、たとえ通紙される用紙サイズが指定サイズと異なっても、用紙サイズ不一致等のエラーで装置の停止を行わない場合が多い。この方が、ユーザーが紙サイズを気にせずプリントができるため、利便性が高く、これに対応してデフォルトの用紙サイズ設定は、たいてい装置の最大通紙可能サイズか、ユニバーサルサイズに設定されている。
【００１８】
この設定で多様なメディアにプリントする状態が恒常化したユーザーは、プリント毎の用紙サイズ選択を煩雑に感じて、小サイズの際にも、用紙選択を行わない可能性が高い。
【００１９】
上記従来の方法では、小サイズ紙に対応してプロセススピードを低速に切り替えるには、小サイズ紙が選択されたという情報がホストからくることが絶対条件であるから、そのような場合、速度切り替えはありえない。
【００２０】
たとえ給紙後に搬送路上のセンサーが小サイズを検知しても、装置の駆動開始後にプロセススピードを低速に切り替えることはできないのであるから、通常サイズと同様の速度・スループットでプリントを行うしかないのである。
【００２１】
そのために、非通紙部昇温によって定着装置は大きなダメージを受け故障に到る恐れがでてくる。
【００２２】
だからといって、適切な用紙選択を行わなければプリントができないようにしてしまっては、ユーザーにとっての使い勝手が悪くなってしまう。
【００２３】
本発明は、上記のような問題点を解決し、ユーザーの利便性と装置の安全性を両立して、装置を最大限効率的に駆動することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置および画像形成装置である。
【００２５】
（１）ホストが設定する被加熱材情報を装置の駆動開始前にフィードバックして、被加熱材情報に応じて駆動速度を変化させる加熱装置において、ホストからの被加熱材情報が、実際に搬送導入された被加熱材と異なる時に、加熱装置の駆動速度はホストの被加熱材情報を優先して決定されるとともに、搬送導入された被加熱材に応じた各種制御が設定されることを特徴とする加熱装置。
【００２６】
（２）ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、給紙間隔を大きくすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００２７】
（３）ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、給紙間隔を小さくすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００２８】
（４）ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、被加熱材の加熱温度を高くすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００２９】
（５）ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、被加熱材の加熱温度を低くすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００３０】
（６）ホストが設定する被加熱材情報が、被加熱材のサイズ情報であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の加熱装置。
（７）ホストが設定する被加熱材情報が、被加熱材の厚みに関わる情報であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の加熱装置。
（８）被加熱材が未定着像を形成担持させた記録材であり、装置が未定着像を記録材に加熱定着させる加熱定着装置であることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の加熱装置。
【００３１】
（９）記録材に未定着像を形成担持させる作像手段と、記録材に形成担持させた未定着像を定着させる定着手段を有し、定着手段が（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００３２】
〈作 用〉
これにより、ユーザーが小サイズ紙等の特殊紙を指定してプリントした場合は、プロセススピードを低速に切り替えて、通常速度時と比べて速いスループットで効率的なプリントを行うとともに、特に用紙の設定を行わずに小サイズ紙等の特殊紙をプリントしても、通常のプロセススピードでの特殊紙用のスループットに切り替えてプリントすることができるため、非通紙部昇温による加熱装置の熱損や、高温オフセットを防止することができる。
【００３３】
より具体的には、非通紙部昇温対策のため、小サイズ通紙時に低速モードに切り替わる装置において、低速モードに切り替わるのはホストが小サイズ紙を指定した場合のみとし、小サイズの指定がないときは通常速度で駆動する。通常速度で駆動開始した後、実際の用紙が小サイズ紙であることがセンサーによって検知された場合でも低速モードには切り替わらず、通常速度のまま小サイズ紙に対応させてスループット制御を行う。これにより、給紙口に紙サイズセンサーを設けない安価な構成で、簡素な低速モードへの移行条件の設定を行うとともに、いかなる条件でも非通紙部昇温による定着装置の故障をおこさない。
【００３４】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
（１）画像形成装置例
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。本実施例の画像形成装置は電子写真方式を用いたレーザープリンタであり、最大用紙幅がＬＥＴＴＥＲサイズで、プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃ、Ａ４サイズ紙を２４枚／分（ｐｐｍ）で出力するプリンタである。
【００３５】
まず、ホストコンピュータ（不図示）からのプリント指令が装置に入力されると、装置が駆動を開始するが、このプリント指令にはプリントされる用紙サイズの情報が含まれており、用紙サイズがある一定サイズよりも小さい小サイズ紙の時には、プロセススピードを低速に切り替える。
【００３６】
具体的には、ホストの指定する用紙サイズがＢ５サイズ以下の時には、上記のプロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃを７５ｍｍ／ｓｅｃに切り替えて装置全体の駆動速度を落として駆動が開始される。この制御は不図示の制御回路部（ＣＰＵ）が行う。
【００３７】
用紙サイズの情報は、ユーザーがプリンタドライバ等（不図示）によってあらかじめ設定したものが用いられる。なお、ユーザーが特に用紙サイズの指定を行わない時は、デフォルト値としてＡ４サイズが設定されているため、プロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃになる。また、スループットは１５０ｍｍ／ｓｅｃの時には２４ｐｐｍ、７５ｍｍ／ｓｅｃの時には６ｐｐｍに設定される。
【００３８】
所望のプロセススピードによって装置が駆動開始されると、記録材としての用紙Ｐは、給紙カセット１０から給紙される。用紙Ｐは給紙ガイド７に導かれて、やがて搬送路上にある、トップセンサー１３のレバーを倒し、用紙の先端がトップセンサー１３位置を通過したことが検知される。この後、用紙後端がトップセンサー１３を通過するまで、トップセンサー１３は紙有状態を検知し続ける。トップセンサー１３のレバーは用紙の後端が通過すると元に戻り、用紙後端がトップセンサー１３の位置を通過したことが検知される。
【００３９】
やがて、用紙Ｐは感光ドラム１の下部の転写ローラ６と対向した転写部Ｔに達する。感光ドラム１上には、帯電ローラ１１によって一様均一な帯電がなされた後、レーザー走査露光装置３よりでた、画像信号に対応したレーザー光Ｌを照射されて、表面に静電潜像が形成される。レーザー走査露光装置３は、回転するポリゴンミラー３１にレーザー光を反射させ、この反射光をレンズ３２で焦点を絞り、折り返しミラー３３等で感光ドラム１上に照射するものである。
【００４０】
プロセススピードの切り替えに対して、レーザー光による画像形成は画像クロックを切り替える等の処理を行うが、一般的にプロセススピードを２分の１に切り替える場合には、単純に１ラインの画像走査毎、その後に１ライン空白を設けるだけで対処することが多い。
【００４１】
このようにして形成された潜像は現像装置２によって選択的にトナーが付着させられてトナー像（未定着像）として可視化され、感光ドラム１の回転にともない転写部Ｔへ搬送される。転写部Ｔでは、転写ローラ６が用紙の裏面（背面）からトナーと逆極性の電界を加えることにより、トナー像を用紙に転写する。
【００４２】
トナー像が転写された用紙は、搬送ガイド１５に導かれて加熱装置たる定着装置（定着器）１２へと達し、そこで熱および圧力が印加されて、用紙の先端からトナー像が用紙に定着されていく。
【００４３】
トナー像の定着処理を受けた用紙は、搬送ガイド１６に導かれて画像形成物（プリント、コピー）として排紙される。
【００４４】
（２）定着装置１２
加熱装置たる定着装置１２は本実施例のものはいわゆるフィルム加熱方式を用いた定着装置である。
【００４５】
図２は該定着装置１２の概略構成模型図であり、加熱体としてのヒーター２２をヒーターホルダ２３に支持し、これを定着フィルム２１を介して加圧ローラ２５に図示しない加圧手段によって圧接している。定着フィルム２１は加圧ローラ２５の回転駆動によって従動回転し、ニップＮに導入された記録材Ｐを搬送するとともにヒーター２２の熱をフィルム２１を介して記録材Ｐに付与する。定着装置１２はヒーター２２を所定の温度に維持して用紙の定着に最適な加熱量を得る。本実施例の定着装置１２では、通常サイズ（Ａ４サイズ）通紙時で２００℃に設定している。
【００４６】
（３）制 御
ホストからの小サイズ紙の通紙情報により、プロセススピードが低速に切り替わっている場合には、定着装置１２の定着温度２００℃も１８０℃に切り替えられている。プロセススピードが遅くなると、当然、用紙Ｐが加熱ニップＮ内を通過するのに要する時間も長くなる。すなわち、プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃの場合と比べてプロセススピード７５ｍｍ／ｓｅｃでは単位時間当りに加熱すべき用紙の長さが半分になるため、単位時間当りの総加熱量が少なくても、十分同様の定着性が得られる。したがって、定着温度を大幅に下げることが可能なのである。
【００４７】
用紙Ｐの後端がトップセンサー１３の位置を通過すると、トップセンサー１３のレバーが元に戻り、用紙後端がトップセンサー１３の位置を通過したことが検知される。つまり、トップセンサー１３は用紙が存在しない状態（紙無し状態）になったことを検知する。そして、連続プリントの場合には、一定間隔で次の用紙を給紙し、同様のプロセスを経て、プリントを生成していく。
【００４８】
用紙のスループットは、トップセンサー１３が紙先端、あるいは後端を検知してから一定時間経過後に次の用紙を給紙することで保たれる。
【００４９】
用紙の幅が狭い、いわゆる小サイズ紙が通紙された場合、上記のトップセンサー１３が紙有り状態を検知している時間が、通常サイズ紙が通紙された時よりも短くなる。これによって、通常サイズ紙と小サイズ紙の判別を行うことができる。
【００５０】
例えば、小サイズ紙が指定されていないにもかかわらず、実際に通紙された用紙が小サイズだった場合でも、前記のようにトップセンサー等によって装置本体はそれが小サイズであることを検知できる。
【００５１】
本実施例では、そのような場合、プロセススピードはホストの情報によって駆動開始前に設定された通常サイズ用の速度をそのまま用い、その一方でスループットを実際に通紙された用紙サイズ（ここでは小サイズ紙）に対応させて低下させる。本実施例では、プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃに対して、スループットは３ｐｐｍとなる。
【００５２】
ホストの用紙サイズ情報によるプロセススピード／スループットの設定から、通紙により検知した実際の用紙サイズによりスループットを切り替えるまでのフローを図３に示す。
【００５３】
小サイズ紙の通紙モードとして、プロセススピードを低速に切り替えるモードしか備えていない装置では、上記のようなホストの指定する用紙サイズ情報と実際の用紙サイズが異なっていた場合には、そのままのプロセススピードとスループットで通紙するしかない。しかし、通常サイズ用のスループット＝２４ｐｐｍで小サイズ紙を通紙した場合、非通紙部昇温によって定着装置がダメージを受けるのは明らかである。
【００５４】
これに対して、３ｐｐｍにスループットを落とせば、非通紙部昇温は装置の耐熱温度を超えることはない。
【００５５】
本実施例のように、通常のプロセススピードでの小サイズ紙用スループットを用意しておくことで、ユーザーがあらかじめ小サイズ紙を指定した時には、低速のプロセススピードによって、より効率的なスループットを得ることできるとともに、ユーザーが用紙サイズの指定を行わずに小サイズ紙を通紙した場合でも、非通紙部昇温による装置の破壊を防ぐことができる。
【００５６】
この場合、ユーザーが用紙サイズの指定を行わないと、小サイズ紙のスループットは３ｐｐｍになるため、指定した場合の６ｐｐｍよりも遅くなってしまうが、用紙サイズ指定を煩雑に感じるユーザーに対する利便性や、誤って指定が行われなかった時の安全性を考慮すれば、十分実用範囲内であるといえる。
【００５７】
上記例では、小サイズのスループットについて、一律プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃでは３ｐｐｍ、７５ｍｍ／ｓｅｃでは６ｐｐｍとしていたが、表１に示すような通紙枚数に応じて切り替わる構成にすれば、より効率的なスループットを得られる。
【００５８】
【表１】
【００５９】
また、ヒーター２２上の、小サイズ通紙時に非通紙部となる領域に温度検知素子を配置し、非通紙部昇温それ自体を検知してスループットを切り替える方法も考えられる。
【００６０】
図４にその場合の定着装置１２の長手方向の概略断面図を示す。５１は、いかなるサイズの用紙が通紙されても常に通紙領域となる位置に配されたメインサーミスタであり、この検知温度が一定になるようにヒーター２２は温度制御されている。５２は、Ｂ５サイズよりも幅の小さな用紙が通紙された時に非通紙領域となる位置に配されたサブサーミスタである。サブサーミスタ５２は温度制御には用いられず、非通紙昇温のようなヒーターの異常昇温のみを検知する。この構成において、Ｂ５サイズ以下の用紙が通紙されて、非通紙昇温によりサブサーミスタが、ある温度以上を検知した時点でスループットを低下させれば、非通紙昇温を所定温度以下に抑えることができる。このような構成の場合の制御フローは以下のようになる。
【００６１】
まず、ホストが通常サイズを指定し、プロセススピードが１５０ｍｍ／ｓｅｃで駆動された場合、トップセンサー１３が小サイズ紙を検知した時点でスループットを６ｐｐｍに切り替える。その後、サブサーミスタ５２の検知温度が２５０℃に達すると、スループットを５ｐｐｍに切り替える。これにより、非通紙昇温は緩和され、サブサーミスタの検知温度は一旦低くなるが、しばらく通紙を続けているとまた温度が上昇し、再び２５０℃に達する。その時点でスループットをさらに低下させ、４ｐｐｍに切り替える。このように、温度が２５０℃に達するたびにスループットを６ｐｐｍ→５ｐｐｍ→４ｐｐｍ→３ｐｐｍへと切り替えていく。
【００６２】
ホストが小サイズ紙を指定し、プロセススピードが７５ｍｍ／ｓｅｃで駆動した時も同様の制御で２５０℃に達するたびに１２ｐｐｍ→１０ｐｐｍ→８ｐｐｍ→６ｐｐｍへと切り替えていけばよい。
【００６３】
サブサーミスタ５２を用いてこのような制御を行えば、非通紙部の昇温を直接検知してスループットを切り替えるため、表１の枚数に応じた切り替えテーブルを用いる場合よりもさらに効率的な切り替えが行える。
【００６４】
ところで、上記例ではホストからの通常用紙サイズ情報に対して実際に通紙される用紙が小サイズの場合について示したが、その逆に、ホストが小サイズを指定したにもかかわらず、通常サイズ紙が通紙される場合も考えられる。
【００６５】
これはユーザーが小サイズ通紙を行った後にプリンタドライバの設定を変更しないまま通常サイズ紙をセットした時などに起こり得ることである。
【００６６】
このような場合、プリンタはあくまでホストの用紙情報に基づいてプロセススピードを設定し、プロセススピードは低速に切り替えられる。本実施例の場合では７５ｍｍ／ｓｅｃに切り替え、スループットは６ｐｐｍに設定される。
【００６７】
この６ｐｐｍというスループットは小サイズ紙による非通紙部昇温が装置の耐熱温度を超えないように設定されたものである。したがって、通常サイズ紙の場合にはこれより速いスループットにしてもなんら問題はない。
【００６８】
したがって、トップセンサー等によって実際に通紙された用紙がＡ４等の通常サイズ紙であることが検知された時には、プロセススピードは低速モードの７５ｍｍ／ｓｅｃのまま、スループットを１２ｐｐｍに切り替えて、より速いプリントスピードを得る。このフローを図５に示す。
【００６９】
この場合も通常スピード時の２４ｐｐｍよりはプリントスピードは遅くなるが、ユーザーの用紙選択のミスに対して、最大限効率的な速度でプリントを行うことができ、有用である。
【００７０】
さらにユーザーへの利便性を高めるため、このような用紙選択の不一致を検知した時にホスト上にユーザーに対するメッセージを表示し、用紙選択によりプリントスピードをアップできる旨通知してもよい。
【００７１】
また、当然であるが、図３と図５のフローは同時に装置に組み込むことが可能である。
【００７２】
なお、本実施例では小サイズ紙の判別をトップセンサー１３の紙有り無し状態の検知時間によって行ったものしか記述していないが、従来例に示したような幅検知センサー１４（図６）を用いてもよく、これによって判別すれば、より正確に用紙サイズを知ることができることはいうまでもない。
【００７３】
〈実施例２〉
実施例１では用紙情報として、用紙サイズを選択する場合について示したが、用紙の厚み等の情報に応じて、プリントモードを切り替える場合にも本発明は適用できる。
【００７４】
まず、ユーザーはプリンタドライバ等によって、用紙の種類を選択する。
【００７５】
用紙としては、通常の用紙と厚紙が選択できるようにしておき、厚紙が選択された時には、ホストはその情報を含むプリント指令を画像形成装置に入力し、厚紙モードとして装置は駆動を開始する。
【００７６】
厚紙モードでは、プロセススピードを低速に切り替え、通常時よりも時間をかけて用紙を加熱することで、厚紙のような定着性の悪い用紙に対して確実にトナーを定着させる。
【００７７】
なお、ユーザーが特にモードを指定しない時はデフォルトとして通常用紙のモードが設定されている。
【００７８】
通常のプロセススピードで厚紙の定着性を向上させるためには、単純に定着温度を高くしてやればよいのだが、その方法では装置の耐熱温度を考慮しなくてはならないため、限界がある。またコストの観点からも、さほど使用頻度の高くない厚紙の定着性のために定着装置を構成する部材にあまり高耐熱性のものを用いることは、あまり好ましくない。
【００７９】
厚紙モードとしてプロセススピードを低速にすれば、比較的低い定着温度で厚い用紙を定着できるため、上記のような問題点を解決できる。
【００８０】
本実施例では、プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃ・スループット２４ｐｐｍの通常モードの定着温度２００℃に対して、厚紙モードではプロセススピード７５ｍｍ／ｓｅｃ・スループット１０ｐｐｍで定着温度は２００℃となる。
【００８１】
ところで、ユーザーの用紙選択に対して実際に通紙された用紙が異なっていた場合、以下のような問題がおこる可能性がある。
【００８２】
ユーザーが用紙選択を行わずに厚紙が通紙された場合、通常用紙モードの定着温度では、厚紙が定着できず定着不良になる。
【００８３】
逆にユーザーが厚紙モードを選択したにもかかわらず、通常用紙…特に薄紙が通紙された時には、定着過多となり高温によるオフセットが発生する恐れがある。また、被加熱材に対する加熱量が多すぎると被加熱材がカールしてしまう。
【００８４】
したがって、本実施例ではホストの用紙情報によってプロセススピードを設定した後、画像形成装置内部での用紙種類の検知結果に応じて、スループットもしくは、定着温度の設定を切り替えて、定着不良および高温オフセットを防止している。
【００８５】
画像形成装置における用紙の厚さの検知方法としては、転写部Ｔを用紙が通過中の転写電流の値をモニタする方法が考えられる。これは、転写ローラ６に対して一定電圧を印加して画像の転写を行う際、用紙が厚いほど転写電流が流れづらくなる現象を利用して用紙の厚みを判別するものである。
【００８６】
この方法では例えば、転写電流が２μＡ未満であれば厚紙、２μＡ以上であれば通常用紙、という具合にしきい値を決めてやればよい。
【００８７】
本実施例での、ホストの設定と実際に通紙された用紙種類の不一致が検知された場合の動作フローを図７、図８に示す。
【００８８】
図７はホストの設定が通常モードだった場合、図８はホストの設定が厚紙モードだった場合である。
【００８９】
図７の場合において、まず、ホストが通常モードを指定してプリント指令を出力することで、プリンタはプロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃ、スループット２４ｐｐｍ、定着温度２００℃を設定し、駆動を開始する。
【００９０】
次に、給紙された用紙が転写部Ｔに到達すると転写バイアスが印加され、この時の転写電流の値によって、この用紙が厚紙であることが判別されると、プリンタの不図示の制御部は、スループットを６ｐｐｍに低下させる。プロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃ、定着温度は２００℃のままである。
【００９１】
比較的低い定着温度で厚紙の定着性を確保する方法としては、プロセススピードを低速に切り替える以外には、スループットを遅くし、紙間を広げることによって、紙間での定着装置の蓄熱量を多くするのが一般的である。
【００９２】
上記のように本実施例では、用紙種類の選択が適切でなかった時には、この方法を用いることで、厚紙でも一定レベル以上の定着性を維持している。
【００９３】
また、スループットを遅くしない方法としては単純に定着温度を高くすることも考えられるが、厚紙モードでプロセススピードを低速に切り替える装置の場合、厚紙を十分定着させられる温度まで定着温度を上げられないから、厚紙モードを有しているのである。したがって、この方法をとろうとして装置の限界の温度まで定着温度を上げても必要十分な定着性を得ることはできない。しかし、定着不良による装置内へのトナー付着等、最低限装置の故障に到るような問題を回避するレベルであれば、そのような構成としてもよい。その場合例えば、転写部Ｔで厚紙であることを検知した時点で、定着温度２００℃を２１０℃に上昇させ、スループットは２４ｐｐｍのままとする等の制御を行えばよい。
【００９４】
図８の場合では、ホストが厚紙モードを指定してプリント指令を出力するので、プリンタはプロセススピード７５ｍｍ／ｓｅｃ、スループット１０ｐｐｍ、定着温度２００℃を設定して、駆動を開始する。
【００９５】
やがて用紙が給紙搬送され、転写時の転写電流によって、これが通常用紙であることが検知されると、プリンタの制御部は、定着過多を防止するために定着温度を２００℃から１８０℃に低下させる。プロセススピードは７５ｍｍ／ｓｅｃ、スループットは１０ｐｐｍのままである。
【００９６】
或いは、スループット１０ｐｐｍは１２ｐｐｍに上げることも可能である。
【００９７】
本実施例では、定着性を確保するために厚紙モードのスループットを、１０ｐｐｍとして、若干紙間を広くとっている。しかし、プロセススピード７５ｍｍ／ｓｅｃで通常用紙を通紙する場合には、より速いスループットに切り替えても問題はない。したがって、装置の能力的に最大限のスピードが得られるようにスループットを設定する方が、より好ましいといえる。
【００９８】
以上のような構成とすれば、ホストの指定する用紙種類と実際に通紙された用紙が異なっていた場合でも、ユーザーに用紙種類の再設定等の煩雑な操作を要求することなく、かつ定着不良・高温オフセット・被加熱材のカール等の品質問題を引き起こさずにプリントを継続することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願における第一の発明によれば、ホストが設定する被加熱材情報を装置の駆動開始前にフィードバックして、被加熱材情報に応じて駆動速度を変化させる加熱装置において、ホストからの被加熱材情報が、実際に搬送導入された被加熱材と異なる時に、加熱装置の駆動速度はホストの被加熱材情報を優先して決定されるとともに、搬送導入された被加熱材に応じた各種制御を設定することで、各駆動速度に対する適切な制御で、装置の故障や画像問題等を発生させずに被加熱材を搬送することができる。
【０１００】
また、第二の発明によれば、ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、給紙間隔を大きくすることで加熱装置での非通紙部昇温、或いは被加熱材の加熱量不足による定着不良等を防止することができる。
【０１０１】
また、第三の発明によれば、ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、給紙間隔を小さくすることで、ユーザーの用紙サイズの選択ミス等の際にもユーザーに再選択を強要することなく、最大限効率的なプリントスピードでプリントを継続することができる。
【０１０２】
また、第四の発明によれば、ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、被加熱材の加熱温度を高くすることで定着不良による装置の汚れ等の問題を防止できる。
【０１０３】
また、第五の発明によれば、ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、被加熱材の加熱温度を低くすることで、加熱過多による被加熱材上へのトナーオフセットや、被加熱材のカール等を防止することができる。
【０１０４】
また、第六の発明によれば、ホストが設定する被加熱材情報を、被加熱材のサイズ情報とすることで、ユーザーが小サイズ紙等の特殊紙を指定してプリントした場合は、プロセススピードを低速に切り替えて、通常速度時と比べて速いスループットで効率的なプリントを行うとともに、特に用紙の設定を行わずに小サイズ紙等の特殊紙をプリントしても、通常のプロセススピードでの特殊紙用のスループットに切り替えてプリントすることができるため、非通紙部昇温による加熱装置の熱損や、高温オフセットを防止することができる。
【０１０５】
また、ユーザーの用紙選択ミスに対しても、装置を止めて再選択させる等の煩雑な操作を要求せずに最大限効率的なプリントを実行できる。
【０１０６】
また、第七の発明よれば、ホストが設定する被加熱材情報を、被加熱材の厚みに関わる情報とすることで、ユーザーが厚紙を指定してプリントした場合は、プロセススピードを低速に切り替えて、確実に良好な定着性を得るとともに、特に用紙の設定を行わずに厚紙等をプリントした場合でも、通常のプロセススピードでの厚紙用の定着温度、或いは低速のプロセススピードでの薄紙用の定着温度に切り替えてプリントすることができるため、定着不良や、高温オフセット等の画像問題の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１における画像形成装置の概略構成模型図
【図２】 実施例１における加熱装置（定着装置）の概略構成模型図
【図３】 実施例１のフローチャート
【図４】 実施例１における加熱装置（定着装置）の長手方向概略構成模型図
【図５】 実施例１のフローチャート
【図６】 小サイズ紙を検知するためのセンサー配置図
【図７】 実施例２のフローチャート
【図８】 実施例２のフローチャート
【符号の説明】
Ｐ・・用紙（記録材）、１・・感光ドラム、２・・現像装置、３・・レーザー走査露光装置、６・・転写ローラ、１１・・帯電ローラ、１２・・加熱装置、１３・・トップセンサー、１４・・紙幅センサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱材の加熱装置、及び該加熱装置を記録材に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する装置として具備した電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ・複写機等の画像形成装置は、記録材に対して電子写真プロセス・静電記録プロセス等の作像手段部で転写方式又は直接方式にて画像情報の未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱装置（定着装置、定着器）に搬送導入して画像を固着画像として加熱定着させて、画像形成物として出力するものである。
【０００３】
通常、画像形成装置およびその加熱装置には、様々な幅や長さをもった記録材が通紙される。ところで、封筒のような特に幅の狭い記録材を連続通紙すると、加熱装置内で記録材の通過する部分と、通過しない部分との熱の消費の差から通過しない部分での温度の上昇が大きくなる、いわゆる「非通紙部昇温」が発生する。この現象がひどくなると、加熱装置の加圧ローラの熱膨張に不均一を生じ、ゴムが破断したり、フィルム加熱方式の加熱装置にあってはフィルムの送り速度に差が生じて、ネジレが発生したりする。また、装置の耐熱温度を超えると加圧ローラ表面、ヒーターホルダの溶融等がおこる。あるいは、小サイズ紙の通紙直後に大サイズ紙を通紙すると、小サイズ紙の非通紙部が高温になっているため、ここでトナーの溶融過多がおこり、小サイズ紙の非通紙部に相当する部分で高温オフセットも発生する。
【０００４】
したがって、このような問題を防止するため、従来の装置では封筒のような小サイズ紙の通紙時には、記録材の給紙間隔を長くする、いわゆるスループットを下げることによって、紙間を長くとって非通紙部昇温の低減を図っている。すなわち、非通紙部の過昇温は通紙中におこるものであるから、紙のない時間−紙間を長くすることで、ある程度レベルを良くすることができる。
【０００５】
しかし上記の構成では、プロセススピードが速く、通常サイズの用紙を高速でプリントできる装置になるほど、逆に小サイズ通紙時のスループットは大きく下げなくてはいけなかった。これは、プロセススピードの速い装置ほど定着温度を高く設定しなくてはならず、したがってその分、非通紙部昇温が悪化するためである。
【０００６】
この問題に対処する方法として、ある程度プロセススピードの速い装置では、小サイズ通紙時にはプロセススピード自体を通常時の速度よりも落として定着温度を下げ、非通紙部昇温を緩和する構成を、本出願人・本発明者は特願２００１−９５１５０の提案において以前に開示した。
このような構成をとる理由は、ある程度プロセススピードの速い装置では、プロセススピードを落とした方が、通常時のプロセススピードでスループットを下げて非通紙部昇温を抑えるよりも、結果的に速いスループット（プリントスピード）を得ることができるためである。
【０００７】
例えば、本発明者が、通常時のプロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃでＡ４用紙を２４ｐｐｍで出力する装置を用いて行った実験では、１５０ｍｍ／ｓｅｃのままの場合、封筒サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑えるためにはスループットを３ｐｐｍにしなくてはならないが、プロセススピードを半速の７５ｍｍ／ｓｅｃに切り替えてやると、スループットを６ｐｐｍで非通紙部昇温を問題ないレベルにすることができた。
【０００８】
上記のように、小サイズ通紙時にプロセススピードを低速に切り替える構成は、きわめて効果が高く、今後においても非常に有用である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、小サイズ紙と通常サイズ紙の判別の方法としては、図６のように、用紙搬送路上の上流側と下流側とのトップセンサー１３と紙幅検知センサー１４を設け、紙幅検知センサー１４を幅方向において小サイズと通常サイズ（Ａ４）の用紙を判別できる位置に配置する方法がある。図６の場合では中央を通紙基準とする装置で、紙幅検知センサー１４を通紙基準中央から６８ｍｍの位置に配置してあり、トップセンサー１３が用紙を検知し、かつこの紙幅検知センサー１４が用紙を検知した場合は、通常サイズとして認識する。トップセンサー１３が用紙を検知し、かつ紙幅検知センサー１４が用紙を検知しない場合は幅の狭い小サイズと判断する。
【００１０】
この方法では確実に小サイズ紙を検知できるが、装置のコストダウンおよび小型化の点では好ましくない。そのため、簡易的にトップセンサー１３を用いて単純に長さの短い用紙を幅も狭い用紙として認識する方法も、よく用いられている。すなわち、トップセンサー１３の紙有検知時間に応じて、用紙のサイズを判断し、例えば用紙の長さが２５０ｍｍ以上の用紙を通常サイズ、２５０ｍｍ未満のサイズを幅の狭い小サイズと判定して、小サイズに対応した装置の制御を行うのである。
【００１１】
しかしながら、小サイズ通紙時にプロセススピードを低速に切り替える構成の場合、このような検知方法を用いて判定された用紙サイズに基づいて、速度を切り替えるのは好ましくない。何故なら、上記の検知方法は用紙サイズの判定には、必ず用紙を搬送しなくてはならず、したがって判定時、既に装置はプリント動作に入っており、その途中でプロセススピード切り替えるのは、きわめて困難だからである。
【００１２】
例えば、プロセススピードを低速にした場合、帯電、現像、転写、レーザー光量、定着温度等、電子写真プロセスに関わるほとんど全ての制御値を切り替えなくてはならないが、これらの値はプリント前回転中にフィードバック制御によって、制御値を決定している場合もあり、そういったパラメータは装置の駆動中には切り替えられない。
【００１３】
また、電子写真装置では感光ドラムの周囲に配置される帯電、現像、転写等の機構は、感光ドラムの回転に合わせて回転上流側から順次、制御値を切り替えていくが、駆動中に低速にすると、切り替えのタイミングが複雑になり、画像不良等の問題を発生させやすくなる。
【００１４】
そこでプリント動作の開始前に、ホストから送られるプリント情報によって紙サイズを判別し、それに基づいてプロセススピードの切り替えを行うかどうかを決定する方法が考案されている。
【００１５】
これは、プリントする用紙サイズの指定が可能なようにプリンタドライバを構築し、用紙幅が一定サイズ以下の小サイズ紙が選択された時には、プロセススピードを低速に切り替えて小サイズ紙用の制御を行い、小サイズ紙が選択されていない時には、通常速度で通常サイズ紙用のプリント制御を行うというものである。
【００１６】
だがしかし、この方式ではプリンタドライバで正しい用紙の選択が行われずに小サイズ紙が通紙された場合には、通常速度・通常のスループットでプリントを行ってしまう。
【００１７】
プリンタドライバは、たとえ通紙される用紙サイズが指定サイズと異なっても、用紙サイズ不一致等のエラーで装置の停止を行わない場合が多い。この方が、ユーザーが紙サイズを気にせずプリントができるため、利便性が高く、これに対応してデフォルトの用紙サイズ設定は、たいてい装置の最大通紙可能サイズか、ユニバーサルサイズに設定されている。
【００１８】
この設定で多様なメディアにプリントする状態が恒常化したユーザーは、プリント毎の用紙サイズ選択を煩雑に感じて、小サイズの際にも、用紙選択を行わない可能性が高い。
【００１９】
上記従来の方法では、小サイズ紙に対応してプロセススピードを低速に切り替えるには、小サイズ紙が選択されたという情報がホストからくることが絶対条件であるから、そのような場合、速度切り替えはありえない。
【００２０】
たとえ給紙後に搬送路上のセンサーが小サイズを検知しても、装置の駆動開始後にプロセススピードを低速に切り替えることはできないのであるから、通常サイズと同様の速度・スループットでプリントを行うしかないのである。
【００２１】
そのために、非通紙部昇温によって定着装置は大きなダメージを受け故障に到る恐れがでてくる。
【００２２】
だからといって、適切な用紙選択を行わなければプリントができないようにしてしまっては、ユーザーにとっての使い勝手が悪くなってしまう。
【００２３】
本発明は、上記のような問題点を解決し、ユーザーの利便性と装置の安全性を両立して、装置を最大限効率的に駆動することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置および画像形成装置である。
【００２５】
（１）ホストが設定する被加熱材情報を装置の駆動開始前にフィードバックして、被加熱材情報に応じて駆動速度を変化させる加熱装置において、ホストからの被加熱材情報が、実際に搬送導入された被加熱材と異なる時に、加熱装置の駆動速度はホストの被加熱材情報を優先して決定されるとともに、搬送導入された被加熱材に応じた各種制御が設定されることを特徴とする加熱装置。
【００２６】
（２）ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、給紙間隔を大きくすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００２７】
（３）ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、給紙間隔を小さくすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００２８】
（４）ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、被加熱材の加熱温度を高くすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００２９】
（５）ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、被加熱材の加熱温度を低くすることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００３０】
（６）ホストが設定する被加熱材情報が、被加熱材のサイズ情報であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の加熱装置。
（７）ホストが設定する被加熱材情報が、被加熱材の厚みに関わる情報であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の加熱装置。
（８）被加熱材が未定着像を形成担持させた記録材であり、装置が未定着像を記録材に加熱定着させる加熱定着装置であることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の加熱装置。
【００３１】
（９）記録材に未定着像を形成担持させる作像手段と、記録材に形成担持させた未定着像を定着させる定着手段を有し、定着手段が（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００３２】
〈作 用〉
これにより、ユーザーが小サイズ紙等の特殊紙を指定してプリントした場合は、プロセススピードを低速に切り替えて、通常速度時と比べて速いスループットで効率的なプリントを行うとともに、特に用紙の設定を行わずに小サイズ紙等の特殊紙をプリントしても、通常のプロセススピードでの特殊紙用のスループットに切り替えてプリントすることができるため、非通紙部昇温による加熱装置の熱損や、高温オフセットを防止することができる。
【００３３】
より具体的には、非通紙部昇温対策のため、小サイズ通紙時に低速モードに切り替わる装置において、低速モードに切り替わるのはホストが小サイズ紙を指定した場合のみとし、小サイズの指定がないときは通常速度で駆動する。通常速度で駆動開始した後、実際の用紙が小サイズ紙であることがセンサーによって検知された場合でも低速モードには切り替わらず、通常速度のまま小サイズ紙に対応させてスループット制御を行う。これにより、給紙口に紙サイズセンサーを設けない安価な構成で、簡素な低速モードへの移行条件の設定を行うとともに、いかなる条件でも非通紙部昇温による定着装置の故障をおこさない。
【００３４】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
（１）画像形成装置例
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。本実施例の画像形成装置は電子写真方式を用いたレーザープリンタであり、最大用紙幅がＬＥＴＴＥＲサイズで、プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃ、Ａ４サイズ紙を２４枚／分（ｐｐｍ）で出力するプリンタである。
【００３５】
まず、ホストコンピュータ（不図示）からのプリント指令が装置に入力されると、装置が駆動を開始するが、このプリント指令にはプリントされる用紙サイズの情報が含まれており、用紙サイズがある一定サイズよりも小さい小サイズ紙の時には、プロセススピードを低速に切り替える。
【００３６】
具体的には、ホストの指定する用紙サイズがＢ５サイズ以下の時には、上記のプロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃを７５ｍｍ／ｓｅｃに切り替えて装置全体の駆動速度を落として駆動が開始される。この制御は不図示の制御回路部（ＣＰＵ）が行う。
【００３７】
用紙サイズの情報は、ユーザーがプリンタドライバ等（不図示）によってあらかじめ設定したものが用いられる。なお、ユーザーが特に用紙サイズの指定を行わない時は、デフォルト値としてＡ４サイズが設定されているため、プロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃになる。また、スループットは１５０ｍｍ／ｓｅｃの時には２４ｐｐｍ、７５ｍｍ／ｓｅｃの時には６ｐｐｍに設定される。
【００３８】
所望のプロセススピードによって装置が駆動開始されると、記録材としての用紙Ｐは、給紙カセット１０から給紙される。用紙Ｐは給紙ガイド７に導かれて、やがて搬送路上にある、トップセンサー１３のレバーを倒し、用紙の先端がトップセンサー１３位置を通過したことが検知される。この後、用紙後端がトップセンサー１３を通過するまで、トップセンサー１３は紙有状態を検知し続ける。トップセンサー１３のレバーは用紙の後端が通過すると元に戻り、用紙後端がトップセンサー１３の位置を通過したことが検知される。
【００３９】
やがて、用紙Ｐは感光ドラム１の下部の転写ローラ６と対向した転写部Ｔに達する。感光ドラム１上には、帯電ローラ１１によって一様均一な帯電がなされた後、レーザー走査露光装置３よりでた、画像信号に対応したレーザー光Ｌを照射されて、表面に静電潜像が形成される。レーザー走査露光装置３は、回転するポリゴンミラー３１にレーザー光を反射させ、この反射光をレンズ３２で焦点を絞り、折り返しミラー３３等で感光ドラム１上に照射するものである。
【００４０】
プロセススピードの切り替えに対して、レーザー光による画像形成は画像クロックを切り替える等の処理を行うが、一般的にプロセススピードを２分の１に切り替える場合には、単純に１ラインの画像走査毎、その後に１ライン空白を設けるだけで対処することが多い。
【００４１】
このようにして形成された潜像は現像装置２によって選択的にトナーが付着させられてトナー像（未定着像）として可視化され、感光ドラム１の回転にともない転写部Ｔへ搬送される。転写部Ｔでは、転写ローラ６が用紙の裏面（背面）からトナーと逆極性の電界を加えることにより、トナー像を用紙に転写する。
【００４２】
トナー像が転写された用紙は、搬送ガイド１５に導かれて加熱装置たる定着装置（定着器）１２へと達し、そこで熱および圧力が印加されて、用紙の先端からトナー像が用紙に定着されていく。
【００４３】
トナー像の定着処理を受けた用紙は、搬送ガイド１６に導かれて画像形成物（プリント、コピー）として排紙される。
【００４４】
（２）定着装置１２
加熱装置たる定着装置１２は本実施例のものはいわゆるフィルム加熱方式を用いた定着装置である。
【００４５】
図２は該定着装置１２の概略構成模型図であり、加熱体としてのヒーター２２をヒーターホルダ２３に支持し、これを定着フィルム２１を介して加圧ローラ２５に図示しない加圧手段によって圧接している。定着フィルム２１は加圧ローラ２５の回転駆動によって従動回転し、ニップＮに導入された記録材Ｐを搬送するとともにヒーター２２の熱をフィルム２１を介して記録材Ｐに付与する。定着装置１２はヒーター２２を所定の温度に維持して用紙の定着に最適な加熱量を得る。本実施例の定着装置１２では、通常サイズ（Ａ４サイズ）通紙時で２００℃に設定している。
【００４６】
（３）制 御
ホストからの小サイズ紙の通紙情報により、プロセススピードが低速に切り替わっている場合には、定着装置１２の定着温度２００℃も１８０℃に切り替えられている。プロセススピードが遅くなると、当然、用紙Ｐが加熱ニップＮ内を通過するのに要する時間も長くなる。すなわち、プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃの場合と比べてプロセススピード７５ｍｍ／ｓｅｃでは単位時間当りに加熱すべき用紙の長さが半分になるため、単位時間当りの総加熱量が少なくても、十分同様の定着性が得られる。したがって、定着温度を大幅に下げることが可能なのである。
【００４７】
用紙Ｐの後端がトップセンサー１３の位置を通過すると、トップセンサー１３のレバーが元に戻り、用紙後端がトップセンサー１３の位置を通過したことが検知される。つまり、トップセンサー１３は用紙が存在しない状態（紙無し状態）になったことを検知する。そして、連続プリントの場合には、一定間隔で次の用紙を給紙し、同様のプロセスを経て、プリントを生成していく。
【００４８】
用紙のスループットは、トップセンサー１３が紙先端、あるいは後端を検知してから一定時間経過後に次の用紙を給紙することで保たれる。
【００４９】
用紙の幅が狭い、いわゆる小サイズ紙が通紙された場合、上記のトップセンサー１３が紙有り状態を検知している時間が、通常サイズ紙が通紙された時よりも短くなる。これによって、通常サイズ紙と小サイズ紙の判別を行うことができる。
【００５０】
例えば、小サイズ紙が指定されていないにもかかわらず、実際に通紙された用紙が小サイズだった場合でも、前記のようにトップセンサー等によって装置本体はそれが小サイズであることを検知できる。
【００５１】
本実施例では、そのような場合、プロセススピードはホストの情報によって駆動開始前に設定された通常サイズ用の速度をそのまま用い、その一方でスループットを実際に通紙された用紙サイズ（ここでは小サイズ紙）に対応させて低下させる。本実施例では、プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃに対して、スループットは３ｐｐｍとなる。
【００５２】
ホストの用紙サイズ情報によるプロセススピード／スループットの設定から、通紙により検知した実際の用紙サイズによりスループットを切り替えるまでのフローを図３に示す。
【００５３】
小サイズ紙の通紙モードとして、プロセススピードを低速に切り替えるモードしか備えていない装置では、上記のようなホストの指定する用紙サイズ情報と実際の用紙サイズが異なっていた場合には、そのままのプロセススピードとスループットで通紙するしかない。しかし、通常サイズ用のスループット＝２４ｐｐｍで小サイズ紙を通紙した場合、非通紙部昇温によって定着装置がダメージを受けるのは明らかである。
【００５４】
これに対して、３ｐｐｍにスループットを落とせば、非通紙部昇温は装置の耐熱温度を超えることはない。
【００５５】
本実施例のように、通常のプロセススピードでの小サイズ紙用スループットを用意しておくことで、ユーザーがあらかじめ小サイズ紙を指定した時には、低速のプロセススピードによって、より効率的なスループットを得ることできるとともに、ユーザーが用紙サイズの指定を行わずに小サイズ紙を通紙した場合でも、非通紙部昇温による装置の破壊を防ぐことができる。
【００５６】
この場合、ユーザーが用紙サイズの指定を行わないと、小サイズ紙のスループットは３ｐｐｍになるため、指定した場合の６ｐｐｍよりも遅くなってしまうが、用紙サイズ指定を煩雑に感じるユーザーに対する利便性や、誤って指定が行われなかった時の安全性を考慮すれば、十分実用範囲内であるといえる。
【００５７】
上記例では、小サイズのスループットについて、一律プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃでは３ｐｐｍ、７５ｍｍ／ｓｅｃでは６ｐｐｍとしていたが、表１に示すような通紙枚数に応じて切り替わる構成にすれば、より効率的なスループットを得られる。
【００５８】
【表１】
また、ヒーター２２上の、小サイズ通紙時に非通紙部となる領域に温度検知素子を配置し、非通紙部昇温それ自体を検知してスループットを切り替える方法も考えられる。
【００６０】
図４にその場合の定着装置１２の長手方向の概略断面図を示す。５１は、いかなるサイズの用紙が通紙されても常に通紙領域となる位置に配されたメインサーミスタであり、この検知温度が一定になるようにヒーター２２は温度制御されている。５２は、Ｂ５サイズよりも幅の小さな用紙が通紙された時に非通紙領域となる位置に配されたサブサーミスタである。サブサーミスタ５２は温度制御には用いられず、非通紙昇温のようなヒーターの異常昇温のみを検知する。この構成において、Ｂ５サイズ以下の用紙が通紙されて、非通紙昇温によりサブサーミスタが、ある温度以上を検知した時点でスループットを低下させれば、非通紙昇温を所定温度以下に抑えることができる。このような構成の場合の制御フローは以下のようになる。
【００６１】
まず、ホストが通常サイズを指定し、プロセススピードが１５０ｍｍ／ｓｅｃで駆動された場合、トップセンサー１３が小サイズ紙を検知した時点でスループットを６ｐｐｍに切り替える。その後、サブサーミスタ５２の検知温度が２５０℃に達すると、スループットを５ｐｐｍに切り替える。これにより、非通紙昇温は緩和され、サブサーミスタの検知温度は一旦低くなるが、しばらく通紙を続けているとまた温度が上昇し、再び２５０℃に達する。その時点でスループットをさらに低下させ、４ｐｐｍに切り替える。このように、温度が２５０℃に達するたびにスループットを６ｐｐｍ→５ｐｐｍ→４ｐｐｍ→３ｐｐｍへと切り替えていく。
【００６２】
ホストが小サイズ紙を指定し、プロセススピードが７５ｍｍ／ｓｅｃで駆動した時も同様の制御で２５０℃に達するたびに１２ｐｐｍ→１０ｐｐｍ→８ｐｐｍ→６ｐｐｍへと切り替えていけばよい。
【００６３】
サブサーミスタ５２を用いてこのような制御を行えば、非通紙部の昇温を直接検知してスループットを切り替えるため、表１の枚数に応じた切り替えテーブルを用いる場合よりもさらに効率的な切り替えが行える。
【００６４】
ところで、上記例ではホストからの通常用紙サイズ情報に対して実際に通紙される用紙が小サイズの場合について示したが、その逆に、ホストが小サイズを指定したにもかかわらず、通常サイズ紙が通紙される場合も考えられる。
【００６５】
これはユーザーが小サイズ通紙を行った後にプリンタドライバの設定を変更しないまま通常サイズ紙をセットした時などに起こり得ることである。
【００６６】
このような場合、プリンタはあくまでホストの用紙情報に基づいてプロセススピードを設定し、プロセススピードは低速に切り替えられる。本実施例の場合では７５ｍｍ／ｓｅｃに切り替え、スループットは６ｐｐｍに設定される。
【００６７】
この６ｐｐｍというスループットは小サイズ紙による非通紙部昇温が装置の耐熱温度を超えないように設定されたものである。したがって、通常サイズ紙の場合にはこれより速いスループットにしてもなんら問題はない。
【００６８】
したがって、トップセンサー等によって実際に通紙された用紙がＡ４等の通常サイズ紙であることが検知された時には、プロセススピードは低速モードの７５ｍｍ／ｓｅｃのまま、スループットを１２ｐｐｍに切り替えて、より速いプリントスピードを得る。このフローを図５に示す。
【００６９】
この場合も通常スピード時の２４ｐｐｍよりはプリントスピードは遅くなるが、ユーザーの用紙選択のミスに対して、最大限効率的な速度でプリントを行うことができ、有用である。
【００７０】
さらにユーザーへの利便性を高めるため、このような用紙選択の不一致を検知した時にホスト上にユーザーに対するメッセージを表示し、用紙選択によりプリントスピードをアップできる旨通知してもよい。
【００７１】
また、当然であるが、図３と図５のフローは同時に装置に組み込むことが可能である。
【００７２】
なお、本実施例では小サイズ紙の判別をトップセンサー１３の紙有り無し状態の検知時間によって行ったものしか記述していないが、従来例に示したような幅検知センサー１４（図６）を用いてもよく、これによって判別すれば、より正確に用紙サイズを知ることができることはいうまでもない。
【００７３】
〈実施例２〉
実施例１では用紙情報として、用紙サイズを選択する場合について示したが、用紙の厚み等の情報に応じて、プリントモードを切り替える場合にも本発明は適用できる。
【００７４】
まず、ユーザーはプリンタドライバ等によって、用紙の種類を選択する。
【００７５】
用紙としては、通常の用紙と厚紙が選択できるようにしておき、厚紙が選択された時には、ホストはその情報を含むプリント指令を画像形成装置に入力し、厚紙モードとして装置は駆動を開始する。
【００７６】
厚紙モードでは、プロセススピードを低速に切り替え、通常時よりも時間をかけて用紙を加熱することで、厚紙のような定着性の悪い用紙に対して確実にトナーを定着させる。
【００７７】
なお、ユーザーが特にモードを指定しない時はデフォルトとして通常用紙のモードが設定されている。
【００７８】
通常のプロセススピードで厚紙の定着性を向上させるためには、単純に定着温度を高くしてやればよいのだが、その方法では装置の耐熱温度を考慮しなくてはならないため、限界がある。またコストの観点からも、さほど使用頻度の高くない厚紙の定着性のために定着装置を構成する部材にあまり高耐熱性のものを用いることは、あまり好ましくない。
【００７９】
厚紙モードとしてプロセススピードを低速にすれば、比較的低い定着温度で厚い用紙を定着できるため、上記のような問題点を解決できる。
【００８０】
本実施例では、プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃ・スループット２４ｐｐｍの通常モードの定着温度２００℃に対して、厚紙モードではプロセススピード７５ｍｍ／ｓｅｃ・スループット１０ｐｐｍで定着温度は２００℃となる。
【００８１】
ところで、ユーザーの用紙選択に対して実際に通紙された用紙が異なっていた場合、以下のような問題がおこる可能性がある。
【００８２】
ユーザーが用紙選択を行わずに厚紙が通紙された場合、通常用紙モードの定着温度では、厚紙が定着できず定着不良になる。
【００８３】
逆にユーザーが厚紙モードを選択したにもかかわらず、通常用紙…特に薄紙が通紙された時には、定着過多となり高温によるオフセットが発生する恐れがある。また、被加熱材に対する加熱量が多すぎると被加熱材がカールしてしまう。
【００８４】
したがって、本実施例ではホストの用紙情報によってプロセススピードを設定した後、画像形成装置内部での用紙種類の検知結果に応じて、スループットもしくは、定着温度の設定を切り替えて、定着不良および高温オフセットを防止している。
【００８５】
画像形成装置における用紙の厚さの検知方法としては、転写部Ｔを用紙が通過中の転写電流の値をモニタする方法が考えられる。これは、転写ローラ６に対して一定電圧を印加して画像の転写を行う際、用紙が厚いほど転写電流が流れづらくなる現象を利用して用紙の厚みを判別するものである。
【００８６】
この方法では例えば、転写電流が２μＡ未満であれば厚紙、２μＡ以上であれば通常用紙、という具合にしきい値を決めてやればよい。
【００８７】
本実施例での、ホストの設定と実際に通紙された用紙種類の不一致が検知された場合の動作フローを図７、図８に示す。
【００８８】
図７はホストの設定が通常モードだった場合、図８はホストの設定が厚紙モードだった場合である。
【００８９】
図７の場合において、まず、ホストが通常モードを指定してプリント指令を出力することで、プリンタはプロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃ、スループット２４ｐｐｍ、定着温度２００℃を設定し、駆動を開始する。
【００９０】
次に、給紙された用紙が転写部Ｔに到達すると転写バイアスが印加され、この時の転写電流の値によって、この用紙が厚紙であることが判別されると、プリンタの不図示の制御部は、スループットを６ｐｐｍに低下させる。プロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃ、定着温度は２００℃のままである。
【００９１】
比較的低い定着温度で厚紙の定着性を確保する方法としては、プロセススピードを低速に切り替える以外には、スループットを遅くし、紙間を広げることによって、紙間での定着装置の蓄熱量を多くするのが一般的である。
【００９２】
上記のように本実施例では、用紙種類の選択が適切でなかった時には、この方法を用いることで、厚紙でも一定レベル以上の定着性を維持している。
【００９３】
また、スループットを遅くしない方法としては単純に定着温度を高くすることも考えられるが、厚紙モードでプロセススピードを低速に切り替える装置の場合、厚紙を十分定着させられる温度まで定着温度を上げられないから、厚紙モードを有しているのである。したがって、この方法をとろうとして装置の限界の温度まで定着温度を上げても必要十分な定着性を得ることはできない。しかし、定着不良による装置内へのトナー付着等、最低限装置の故障に到るような問題を回避するレベルであれば、そのような構成としてもよい。その場合例えば、転写部Ｔで厚紙であることを検知した時点で、定着温度２００℃を２１０℃に上昇させ、スループットは２４ｐｐｍのままとする等の制御を行えばよい。
【００９４】
図８の場合では、ホストが厚紙モードを指定してプリント指令を出力するので、プリンタはプロセススピード７５ｍｍ／ｓｅｃ、スループット１０ｐｐｍ、定着温度２００℃を設定して、駆動を開始する。
【００９５】
やがて用紙が給紙搬送され、転写時の転写電流によって、これが通常用紙であることが検知されると、プリンタの制御部は、定着過多を防止するために定着温度を２００℃から１８０℃に低下させる。プロセススピードは７５ｍｍ／ｓｅｃ、スループットは１０ｐｐｍのままである。
【００９６】
或いは、スループット１０ｐｐｍは１２ｐｐｍに上げることも可能である。
【００９７】
本実施例では、定着性を確保するために厚紙モードのスループットを、１０ｐｐｍとして、若干紙間を広くとっている。しかし、プロセススピード７５ｍｍ／ｓｅｃで通常用紙を通紙する場合には、より速いスループットに切り替えても問題はない。したがって、装置の能力的に最大限のスピードが得られるようにスループットを設定する方が、より好ましいといえる。
【００９８】
以上のような構成とすれば、ホストの指定する用紙種類と実際に通紙された用紙が異なっていた場合でも、ユーザーに用紙種類の再設定等の煩雑な操作を要求することなく、かつ定着不良・高温オフセット・被加熱材のカール等の品質問題を引き起こさずにプリントを継続することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願における第一の発明によれば、ホストが設定する被加熱材情報を装置の駆動開始前にフィードバックして、被加熱材情報に応じて駆動速度を変化させる加熱装置において、ホストからの被加熱材情報が、実際に搬送導入された被加熱材と異なる時に、加熱装置の駆動速度はホストの被加熱材情報を優先して決定されるとともに、搬送導入された被加熱材に応じた各種制御を設定することで、各駆動速度に対する適切な制御で、装置の故障や画像問題等を発生させずに被加熱材を搬送することができる。
【０１００】
また、第二の発明によれば、ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、給紙間隔を大きくすることで加熱装置での非通紙部昇温、或いは被加熱材の加熱量不足による定着不良等を防止することができる。
【０１０１】
また、第三の発明によれば、ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、給紙間隔を小さくすることで、ユーザーの用紙サイズの選択ミス等の際にもユーザーに再選択を強要することなく、最大限効率的なプリントスピードでプリントを継続することができる。
【０１０２】
また、第四の発明によれば、ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、被加熱材の加熱温度を高くすることで定着不良による装置の汚れ等の問題を防止できる。
【０１０３】
また、第五の発明によれば、ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、被加熱材の加熱温度を低くすることで、加熱過多による被加熱材上へのトナーオフセットや、被加熱材のカール等を防止することができる。
【０１０４】
また、第六の発明によれば、ホストが設定する被加熱材情報を、被加熱材のサイズ情報とすることで、ユーザーが小サイズ紙等の特殊紙を指定してプリントした場合は、プロセススピードを低速に切り替えて、通常速度時と比べて速いスループットで効率的なプリントを行うとともに、特に用紙の設定を行わずに小サイズ紙等の特殊紙をプリントしても、通常のプロセススピードでの特殊紙用のスループットに切り替えてプリントすることができるため、非通紙部昇温による加熱装置の熱損や、高温オフセットを防止することができる。
【０１０５】
また、ユーザーの用紙選択ミスに対しても、装置を止めて再選択させる等の煩雑な操作を要求せずに最大限効率的なプリントを実行できる。
【０１０６】
また、第七の発明よれば、ホストが設定する被加熱材情報を、被加熱材の厚みに関わる情報とすることで、ユーザーが厚紙を指定してプリントした場合は、プロセススピードを低速に切り替えて、確実に良好な定着性を得るとともに、特に用紙の設定を行わずに厚紙等をプリントした場合でも、通常のプロセススピードでの厚紙用の定着温度、或いは低速のプロセススピードでの薄紙用の定着温度に切り替えてプリントすることができるため、定着不良や、高温オフセット等の画像問題の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１における画像形成装置の概略構成模型図
【図２】 実施例１における加熱装置（定着装置）の概略構成模型図
【図３】 実施例１のフローチャート
【図４】 実施例１における加熱装置（定着装置）の長手方向概略構成模型図
【図５】 実施例１のフローチャート
【図６】 小サイズ紙を検知するためのセンサー配置図
【図７】 実施例２のフローチャート
【図８】 実施例２のフローチャート
【符号の説明】
Ｐ・・用紙（記録材）、１・・感光ドラム、２・・現像装置、３・・レーザー走査露光装置、６・・転写ローラ、１１・・帯電ローラ、１２・・加熱装置、１３・・トップセンサー、１４・・紙幅センサー
Claims (9)
- ホストが設定する被加熱材情報を装置の駆動開始前にフィードバックして、被加熱材情報に応じて駆動速度を変化させる加熱装置において、ホストからの被加熱材情報が、実際に搬送導入された被加熱材と異なる時に、加熱装置の駆動速度はホストの被加熱材情報を優先して決定されるとともに、搬送導入された被加熱材に応じた各種制御が設定されることを特徴とする加熱装置。
- ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、給紙間隔を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
- ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、給紙間隔を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
- ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも速い場合に、被加熱材の加熱温度を高くすることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
- ホストの被加熱材情報により決定された駆動速度が、搬送導入された被加熱材に対して設定されるべき駆動速度よりも遅い場合に、被加熱材の加熱温度を低くすることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
- ホストが設定する被加熱材情報が、被加熱材のサイズ情報であることを特徴とする請求項１乃至３項のいずれか１つに記載の加熱装置。
- ホストが設定する被加熱材情報が、被加熱材の厚みに関わる情報であることを特徴とする請求項１乃至５項のいずれか１つに記載の加熱装置。
- 被加熱材が未定着像を形成担持させた記録材であり、装置が未定着像を記録材に加熱定着させる加熱定着装置であることを特徴とする請求項１乃至７項のいずれか１つに記載の加熱装置。
- 記録材に未定着像を形成担持させる作像手段と、記録材に形成担持させた未定着像を定着させる定着手段を有し、定着手段が請求項１乃至８項のいずれか１つに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
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