JP4898258B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、像担持体であるドラム形状の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）の外周面（表面）に静電潜像を形成し、その潜像を現像装置によりトナー画像として現像する。そして感光体ドラム表面のトナー画像（現像像）を転写装置により記録材上に転写し、その記録材上のトナー画像を画像加熱定着装置（定着器）により記録材面に加熱定着する。

上記定着装置として、通電により発熱する加熱体と、この加熱体と摺動する耐熱性のフィルムと、このフィルムを挟んで加熱体に加圧されてフィルムとニップ部を形成する加圧部材と、を有するものがある。このフィルム加熱方式の定着装置は、加熱体を所定の温度に加熱・温調させ、未定着のトナー画像を形成担持させた記録材をニップ部で挟持搬送し、その搬送過程で記録材上のトナー画像に加熱体からの熱と加圧部材からの加圧力を付与するものである。これによってトナー画像を記録材面に永久固着画像として定着させる。

上記定着装置においては、加熱体として所謂セラミックヒータ等の低熱容量の細長い板状加熱体を用いるとともに、フィルムとして薄肉の低熱容量のものを用いることができる。そのため、ニップ部の温度を迅速に設定温度（目標温度）まで昇温させることが可能である。このため、スタンバイ時に装置に電力を供給せず、消費電力を極力抑えることができることから、省電力化やウェイトタイム短縮化（クイックスタート性）が実現できる（特許文献１、２、３、及び４参照）。

上記定着装置において、板状加熱体長手方向の発熱領域幅に対して幅狭の記録材（例えば封筒やハガキ等）をニップ部で挟持搬送する場合、記録材が通過する領域（通紙領域）と通過しない領域（非通紙領域）とでは加熱体から奪われる熱量が大きく異なる。従って、幅狭の記録材をニップ部で連続的に挟持搬送させると、記録材が通過しない領域では記録材によって熱が奪われないため、その領域の温度は記録材の搬送枚数が増えるに従って徐々に上昇して設定温度を超える、いわゆる非通紙部昇温現象が生じる。前記の設定温度を大幅に超える過度の非通紙部昇温はフィルムや加圧部材等の構成部材を破損させて装置寿命（耐久寿命）を低下させる恐れがある。

そこで、連続して搬送する記録材の間隔、いわゆるスループット（記録材の単位時間当たりの搬送（出力）枚数）を最悪条件でも問題ないところまで下げる方法が試みられている。特許文献５には、非通紙領域に設けたサーミスタ等の温度検知手段により非通紙部昇温を検出し、その温度状況によってスループットを変更したり、搬送スピードを下げたり、あるいは加熱体への電力供給を一時中止するといった制御が提案されている。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平２−１５７８７８号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８０号公報 特開２００５−２８４０２１号公報

本発明は従来技術をさらに発展させたものである。そこで、本発明の目的は、記録材が片寄せ搬送されているかどうかを精度良く判断することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置の構成は、記録材に画像を形成する画像形成装置であって、通電により発熱し画像を担持する記録材を加熱する細長い加熱体と、前記加熱体の長手方向の発熱領域幅に対して幅狭の記録材が通過する領域の温度を検知する第１温度検知手段と、前記発熱領域幅に対して前記幅狭の記録材が通過しない領域の温度を検知する第２温度検知手段と、前記第１温度検知手段の検知温度を設定温度に維持するように前記加熱体への通電を制御するとともに、前記第２温度検知手段の検知温度に基づいて単位時間当りの記録材出力枚数を低下させるスループットダウン制御を行う制御手段と、を有する画像形成装置において、装置で搬送可能な全てのサイズの記録材の搬送方向長さを検知する長さ検知手段と、記録材搬送方向に直交する方向で記録材を搬送するための記録材搬送基準に対して前記第２温度検知手段と反対側で前記幅狭の記録材が通過しない領域に設けられ、記録材の通過の有無を検知する記録材有無検知手段と、を有し、記録材を搬送したにも拘わらず前記記録材有無検知手段において記録材の通過が検知されず、且つ、複数の記録材が前記加熱体で加熱される所定時間の間に前記第２温度検知手段の検知温度が所定温度に達しない場合は前記スループットダウン制御を実行し、前記長さ検知手段により検知される記録材の搬送方向長さが基準長さより短い時は記録材の搬送方向長さが前記基準長さより長い時よりも、前記所定時間を長く設定することを特徴とする。

本発明によれば、記録材が片寄せ搬送されているかどうかを精度良く判断することができる画像形成装置を提供できる。

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
［参考例１］

（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の構成模型図である。

本参考例の画像形成装置は、電子写真方式を用いてイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４色の画像を記録材に形成するフルカラー画像形成装置である。この装置のプロセススピードは１８０ｍｍ／秒、１分間の印字枚数はＵＳレターサイズ紙で３０枚である。ここで、プロセススピードとは記録材に画像形成を行う速度をいう。

画像形成装置は、画像形成装置の筐体を構成する装置本体１０１に、記録材Ｐに画像形成を行う画像形成機構部１０２と、記録材搬送手段としての記録材搬送機構部１０３と、像加熱装置としての画像加熱定着装置１０４と、を有する。記録材搬送機構部１０３は、装置本体１０１の下部に第１の記録材供給手段としての給送カセット１０を有するとともに、装置本体１０１の所定の一側面部に第２の記録材供給手段として手差しトレイ４１を有する。

画像形成機構部１０２において、Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー像を形成する４つのプロセスカートリッジであり、装置本体１００内に下から上にその順に配列してある。カートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１と、帯電手段としての帯電ローラ２と、現像手段としての現像装置３と、クリーニング手段としてのクリーニング容器４等をカートリッジフレームに具備させたものである。イエローのカートリッジＹの現像装置３にはイエロートナーが充填されている。シアンのカートリッジＣの現像装置３にはシアントナーが充填されている。マゼンタのカートリッジＭの現像装置３にはマゼンタトナーが充填されている。そして、ブラックのカートリッジＫの現像装置手段３にはブラックトナーが充填されている。

感光体ドラム１に露光を行なうことにより静電潜像を形成する光学系５が上記４色のカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して装置本体１００内に設けてある。光学系５としてはレーザー走査露光光学系を用いている。

カートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１は矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転される。そして、感光体ドラム１の外周面（表面）が帯電ローラ２により所定の電位・極性に一様に帯電される。そして、その感光体ドラム１表面の帯電面に光学系５によって画像データに応じた走査露光がなされる。これにより、感光体ドラム１表面に静電潜像が形成される。現像装置３に設けられた現像ローラには不図示のバイアス電源より現像バイアスが印加される。その現像バイアスによってトナーを現像ローラの外周面（表面）から感光体ドラム１表面に転移させて潜像に付着させる。これにより、カートリッジＹの感光体ドラム１の潜像がイエロートナー画像として現像される。また、カートリッジＣの感光体ドラム１の潜像がシアントナー画像として現像される。また、カートリッジＭの感光体ドラム１の潜像がマゼンタトナー画像として現像される。そして、カートリッジＫの感光体ドラム１の潜像がブラックトナー画像として現像される。

感光体ドラム１上のトナー画像は、各感光体ドラム１の回転と同期して略等速で回転する中間転写体６上へ所定の位置合わせ状態で、一次転写手段９により順に重畳されて一次転写される。中間転写体６としてのエンドレスの中間転写ベルトは、装置本体１０１に回転可能に保持された駆動ローラ７、二次転写ローラ対向ローラ１４、テンションローラ８の３本のローラに懸回して張架してあり、駆動ローラ７によって回転される。一次転写手段９としての一次転写ローラには、不図示のバイアス電源からトナーと逆極性の一次転写バイアスが印加される。その転写バイアスによって感光体ドラム１表面からベルト６に対してトナー画像が一次転写される。これにより、ベルト６上に４色のフルカラートナー画像が合成されて形成される。

感光体ドラム１上からベルト６への一次転写後に感光体ドラム１上に残った転写残トナーは、クリーニング装置４に設けられたクリーニングブレードにより掻き落されて除去される。本参考例ではクリーニングブレードとしてウレタンブレードを用いている。

本参考例の画像形成装置においては、単色のみの画像形成（単色モード）を行うことができる。この場合には目的の色のトナー画像についてのみ上記の潜像、現像、一次転写の各工程が行われる。

一方、記録材搬送機構部１０３において、給送カセット１０及び手差しトレイ４１の何れか一方から記録材Ｐを画像形成機構部１０２に送り出す。カセット１０には画像形成装置に使用可能な同一サイズの記録材Ｐが積載収納されている。カセット１０内の記録材Ｐは給送ローラ１１が１回転することにより１枚ずつ搬送ローラ１２を通じてレジストローラ１３に送り出される。トレイ４１上には画像形成装置に使用可能な任意のサイズの記録材Ｐがユーザーによってセットされる。トレイ４１上にセットされた記録材Ｐは給送ローラ４２が１回転することにより１枚ずつレジストローラ１３に送り出される。レジストローラ１３は、二次転写対向ローラ１４に巻きかけられているベルト６部分と二次転写ローラ１５との圧接部である二次転写ニップ部に記録材Ｐを所定のタイミングで搬送する。

画像形成機構部１０２において、ベルト６上に形成された一次転写合成トナー画像は二次転写ニップ部で記録材Ｐ上に一括転写される。二次転写ローラ１５には不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性のバイアスが印加される。これにより、ベルト６上の一次転写合成トナー画像が記録材Ｐ上に静電転写される。

二次転写後にベルト６上に残った二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１６に設けられたクリーニングブレードにより掻き落されて除去される。本参考例ではクリーニングブレードとして、感光体ドラム１のクリーニングブレードと同様、ウレタンブレードを用いている。

二次転写ニップ部を通過した記録材Ｐはベルト６から曲率分離して定着装置１０４へ搬送される。定着装置１０４は記録材Ｐ上のトナー画像を加圧、加熱溶融して永久固着画像として記録材面に定着する。そして定着処理を受けた記録材Ｐがフルカラープリントとして記録材搬送機構部１０３の排出パス３１を通って排出トレイ３２上に排出される。

（２）定着装置１０４
図２は定着装置１０４の一例の横断面側面模型図である。本参考例の定着装置１０４は定着回転体加熱方式、加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の定着装置である。

１）定着装置１０４の全体的構成
２０は定着回転体としての定着ベルトであり、記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向に細長い円筒状（エンドレスベルト状）の部材である。ベルト２０は、ＳＵＳの素管を引き抜き加工により厚さ５０μｍのシームレスベルト状に形成したＳＵＳベルトを基層としている。そのＳＵＳベルト上に弾性層としてシリコーンゴム層を厚み２５０μｍでリングコート法により形成している。さらにそのゴム層の上に離型層として厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆している。これにより、ベルト２０表面にトナーが一旦付着し、そのトナーが再度記録材Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。このベルト２０は、保持部材としてのヒータホルダ１７にルーズに外嵌させてある。

ヒータホルダ１７は、記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向に細長い横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有する部材である。ホルダ１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成されている。このホルダ１７は、ベルト２０内部に配置されてベルト２０をガイドするとともに、加熱体（熱源）としてのヒータ１８を保持する役割を果たす。液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。

加圧回転体としての弾性加圧ローラ２２は、記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向に細長い部材であり、ステンレス製の芯金２２ａの周囲に弾性層２２ｂとして射出成形により厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層が形成されている。そしてその弾性層２２ｂ上に離型層２２ｃとして厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆している。この加圧ローラ２２は、芯金２２ａの両端部を装置フレーム２４の不図示の奥側と手前側の側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。この加圧ローラ２２の上側に、前記のヒータ１８・ホルダ１７・ベルト２０等から成る加熱アセンブリがヒータ１８側を下向きにして加圧ローラ２２と並列に配置されている。そして、ホルダ１７の両端部を不図示の加圧機構により片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ２２の軸線方向に附勢することで、ヒータ１８をベルト２０を介して加圧ローラ２２の弾性層２２ｂに加圧させている。この加圧により弾性層２２ｂを弾性変形させて加熱定着に必要な所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成させてある。

６５は第１温度検知手段としてのメインサーミスタである。メインサーミスタ６５は、ホルダ１７に固定支持させたステンレス製のアーム６５ａの先端にサーミスタ素子６５ｂを有し、このサーミスタ素子６５ｂをアーム６５ａによりベルト２０内面に弾性的に接触させている。そのため、ベルト２０の回転中にベルト２０内面の動きが不安定になったとしてもサーミスタ素子６５ｂをベルト２０内面に常に接触させておくことが可能となる。

２３は装置フレーム２４に組付けた入り口ガイドである。入り口ガイド２３は、二次転写ニップから搬送される記録材Ｐをニップ部Ｎに正確に導く役割を果たす。入り口ガイド２３はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。２９は装置フレーム２４に組付けた定着排紙ローラである。

１９は安全対策用温度検知手段としてのサーモスイッチである。サーモスイッチ６７はヒータ１８にスペーサ２５を介して保持されている。そして付勢部材であるバネ２６によりヒータ１８側に付勢されている。サーモスイッチ６７は、ヒータ１８に給電する不図示の給電線（ＡＣライン）に対して直列に接続され、所定の温度以上の温度を検知した場合にヒータ１８への通電を遮断する。

２）ヒータ１８の構成
図３はヒータ１８の一例の構造模型図であり、（ａ）は一部切欠き表面模型図、（ｂ）は裏面模型図、（ｃ）は拡大横断面模型図である。

ヒータ１８は、記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向に細長い窒化アルミ製の基板ａを有する。この基板ａの表面側に長手方向に沿ってスクリーン印刷により線状あるいは帯状の抵抗発熱体ｂが形成してある。発熱体ｂは電流が流れることにより発熱する銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）合金を含んだ導電ペーストであり、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の寸法に形成してある。発熱体ａは抵抗値が１２Ωになるように抵抗調整されている。

発熱体ｂに対する給電パターンとして、基板ａの表面側の長手方向一端部に銀ペーストのスクリーン印刷等により第１と第２の電極部ｃ・ｄ及び延長電路部ｅ・ｆがパターン形成してある。

上記発熱体ｂと延長電路部ｅ・ｆの保護と絶縁性を確保するためにそれらの上に保護層としてのガラスコートｇが形成してある。ガラスコートｇの厚みは１０μｍ程度である。

基板ａの記録材Ｐ側の面すなわち裏面側には、ベルト２０内面との摺動性を確保するためにポリイミド樹脂を約６μｍの厚みでコーティングした摺動層ｈを設けている。

このヒータ１８は、基板ａの表面側を上向きした状態でホルダ１７に固定して支持させてある。

ヒータ１８の電極部ｃ・ｄには給電用コネクタ２７が装着される。このコネクタ２７を介してヒータ駆動手段としてのヒータ駆動回路部２８から電極部ｃ・ｄに給電される。

３）定着装置１０４の加熱定着動作
加圧ローラ２２は回転駆動手段としての回転駆動機構部Ｍにより所定の周速度（プロセススピード）で回転される。この加圧ローラ２２の回転による加圧ローラ２２表面とベルト２０表面とのニップ部Ｎにおける圧接摩擦力によりベルト２０に回転力が作用する。この回転力によりベルト２０はベルト２０内面がヒータ１８の摺動層ｈ表面に密着して摺動しながらホルダ１７の外回りを矢印方向に従動回転する。ベルト２０内面にはグリスが塗布されている。これにより、ホルダ１７とベルト２０内面との摺動性を確保している。

加圧ローラ２２及びベルト２０の回転状態において、ヒータ駆動回路部２８からヒータ１８の電極部ｃ・ｄ及び延長電路部ｅ・ｆを介して発熱体ｂに通電される。これにより発熱体ｂが発熱してヒータ１８が迅速に昇温する。したがって、ヒータ１８において基板ａ長手方向に沿って形成された発熱体ｂ幅が発熱領域幅となる。ヒータ駆動回路部２８は制御手段としてのＤＣコントローラ（ＣＰＵ）２１によりヒータ１８への通電が制御される。すなわち、コントローラ２１は、メインサーミスタ６５の検知温度が所定の設定温度（目標温度)Ｔ（＝１９５℃）となるようにヒータ駆動回路部２８を制御する。

ヒータ１８が昇温して設定温度に温調された状態において、ニップ部Ｎのベルト２０と加圧ローラ２２との間に未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが入り口ガイド２３に沿って案内され導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎにおいてトナー像担持面側がベルト２０の外面に密着してベルト２０と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ１８の熱がベルト２０を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはベルト２０表面から曲率分離され、定着排紙ローラ２９により排出される。

（３）トレイ４１の構成、及び、記録材有無センサ４８・４９・６８
図４は画像形成装置の透過平面模型図である。画像形成装置における記録材Ｐの搬送基準（通紙基準）は、記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向の端面間の中心を基準として記録材Ｐを搬送する中央搬送基準（以下、通紙位置基準と記す）Ａである。

トレイ４１において、記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向に配設された左右一対の幅規制部材としての幅規制ガイド４３Ｌ・４３Ｒは、不図示の同期移動機構により連結してあり、通紙位置基準Ａに対して左右対称に連動して移動可能である。これにより、両ガイド４３Ｌ・４３Ｒの間隔を通紙位置基準Ａを中心に広狭調節することができる。すなわち、ガイド４３Ｌ・４３Ｒを幅方向に広げた状態にしてそのガイド４３Ｌ・４３Ｒ間でトレイ４１上に記録材Ｐを載置し、ガイド４３Ｌ・４３Ｒを記録材Ｐの幅に合わせて寄せ移動する。これにより、記録材Ｐの左右の端面がガイド４３Ｌ・４３Ｒの左右の内側面で規制されて記録材Ｐがトレイ４１上に幅中心が通紙位置基準Ａと一致し、記録材Ｐはその状態にセットされる。トレイ４１に回転可能に支持された給送ローラ４２は回転駆動機構Ｍにより回転され、トレイ４１上にセットされた記録材Ｐをレジストローラ１３（図１）に搬送する。

トレイ４１の幅方向において、通紙位置基準Ａに対して対称な領域（Ｌ２＋Ｌ２）は、手差し給送を保証する記録材Ｐの最大幅寸法であり、ヒータ１８の発熱体ｂ幅と同じ寸法でる。また通紙位置基準Ａに対して対称な領域（Ｌ１＋Ｌ１）は、手差し給送を保証する記録材Ｐの最小幅寸法である。本参考例では、最大幅寸法（Ｌ２＋Ｌ２）をＬＴＲサイズ（２１６ｍｍ）とし、最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）を７６．２ｍｍ×１２７ｍｍの名刺サイズとしている。

メインサーミスタ６５は、最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）の領域内で通紙位置基準Ａから３０ｍｍ離れた位置に配置してある。したがって、このメインサーミスタ６５により、ヒータ１８の発熱体ｂ幅に対して最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）の幅狭の記録材Ｐが通過する領域（通紙部領域）と対応するベルト２０内面の領域の温度を検知することができる。そのため、最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）の幅狭の記録材Ｐがニップ部Ｎに導入される場合には、コントローラ２１はメインサーミスタ６５の検知温度に基づいてヒータ１８を設定温度に温調制御する。

６６は第２温度検知手段としてのサブサーミスタである。サブサーミスタ６６は、ヒータ１８の基板ａ表面側において最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）と最大幅寸法（Ｌ２＋Ｌ２）との差領域（２Ｌ２−２Ｌ１／２）内で通紙位置基準Ａから距離Ｌ４（＝９５ｍｍ）離れた位置に配置してある。このサブサーミスタ６６は、Ｂ５サイズ幅（１８２ｍｍ）以下の記録材Ｐに対してヒータ１８の端部昇温を検知できる。したがって、このサブサーミスタ６６により、ヒータ１８の発熱体ｂ幅に対してＢ５サイズ幅（１８２ｍｍ）以下の記録材Ｐが通過しない領域（非通紙部領域）と対応する基板ａ表面側の領域の温度を検知することができる。そのため、Ｂ５サイズ幅以下の記録材Ｐがニップ部Ｎに連続して導入される場合には、コントローラ２１はサブサーミスタ６６の検知温度に基づいて記録材Ｐのスループット（記録材の単位時間当たりの搬送（出力）枚数）をダウンする制御を行う。このスループットダウン制御については追って詳しく説明する。

サーモスイッチ６７は、ヒータ１８の基板ａ表面側において最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）の領域内で通紙位置基準Ａから２５ｍｍ離れた位置に配置してある。このサーモスイッチ６７は、メインサーミスタ６５とは通紙位置基準Ａを挟んで反対側に配置してある。

４８は記録材検知手段としての記録材センサであり、トレイ４１のガイド４３Ｌ・４３Ｒと給送ローラ４２の間において最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）の領域内に配置してある。したがって、この記録材センサ４８により、最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）以上の記録材Ｐの有無を検知することができる。

４９は長さ検知手段としてのトップセンサ４９であり、レジストローラ１３と二次転写ローラ１５の間（図１）において最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）の領域内に配置してある。したがって、このトップセンサ４９により、最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）以上の記録材Ｐについて搬送方向の長さを検知することができる。

６８は記録材有無検知手段としての記録材片寄せセンサであり、搬送ローラ１２とレジストローラ１３の間（図１）において最小幅寸法（Ｌ１＋Ｌ１）と最大幅寸法（Ｌ２＋Ｌ２）との差領域（２Ｌ２−２Ｌ１／２）内に配置してある。片寄せセンサ６８は、サブサーミスタ６６とは通紙位置基準Ａを挟んで反対側に配置してあり、通紙位置基準Ａから距離Ｌ５（＝９５ｍｍ）離れた位置にある。したがって、Ａ４サイズ幅（２１０ｍｍ）の記録材Ｐをトレイ４１から中央搬送基準で搬送した場合には、その記録材Ｐは片寄せセンサ６８を通過するため、その記録材Ｐを片寄せセンサ６８で検知することができる。しかし、Ｂ５サイズ幅（１８３ｍｍ）以下の記録材Ｐをトレイ４１から中央搬送基準で搬送した場合には、その記録材Ｐは片寄せセンサ６８を通過しないため、その記録材Ｐを片寄せセンサ６８で検知することができない。

（４）トレイ４１から給送する記録材Ｐの搬送パターン
記録材Ｐをトレイ４１から給送して画像形成（プリント）を行う場合、トレイ４１から記録材Ｐを画像形成機構部１０２に給送する形態として２通りある。１つは、ガイド４３Ｌ・４３Ｒを記録材Ｐの幅に合わせた状態でその記録材Ｐを給送ローラ４２により搬送する仕様内の形態である。他の１つは、ガイド４３Ｌ・４３Ｒを最大まで広げ、例えば記録材Ｐとして幅１１０ｍｍの封筒等を右側のガイド４３Ｒに寄せた状態で給送ローラ４２により搬送する仕様外の形態である。

さらに、トレイ４１からサイズの異なる記録材Ｐを画像形成機構部１０２に給送する搬送パターンは、仕様内、仕様外を含め以下の４つのパターンに分類することができる。

パターンI：仕様内で大サイズの記録材Ｐをトレイ４１上にセット（図５）
パターンII：仕様内で小サイズの記録材Ｐをトレイ４１上にセット（図４）
パターンIII：仕様外で小サイズの記録材Ｐをトレイ４１上にセット（図６：片寄せセンサ６８側に片寄せ）
パターンIV：仕様外で小サイズの記録材Ｐをトレイ４１上にセット（図７：サブサーミスタ１９側に片寄せ）
ここで、大サイズの記録材Ｐとは、定着装置１０４のニップ部Ｎにおいて非通紙部昇温の発生しない幅を有する記録材のことである。また、大サイズの記録材Ｐとは、片寄せセンサ６８を通過する幅広の記録材でもある。小サイズの記録材Ｐとは、定着装置１０４のニップ部Ｎにおいて非通紙部昇温の発生する幅を有する記録材のことである。また、小サイズの記録材Ｐとは、片寄せセンサ６８を通過しない幅狭の記録材でもある。

パターンＩにおいて大サイズの記録材Ｐをトレイ４１から給送した場合、その記録材Ｐを片寄せセンサ６８で検知できることから、コントローラ２１は片寄せセンサ６８側に記録材Ｐがあると判断する。サブサーミスタ６６は記録材Ｐの通紙部領域にあるため過度の昇温を検知することはない。よって、コントローラ２１は前述のプロセススピードに対応した通常スループットで記録材Ｐの給送を行うように給送ローラ４２を回転させる制御を行う。

パターンIIにおいて小サイズの記録材Ｐをトレイ４１から給送した場合、その記録材Ｐを片寄せセンサ６８で検知できないことから、コントローラ２１は片寄せセンサ６８側に記録材Ｐがないと判断する。サブサーミスタ６６は記録材Ｐの非通紙部領域にあるため過度の昇温（非通紙部昇温）を検知する。

パターンIIIにおいて小サイズの記録材Ｐをトレイ４１から給送した場合、その記録材Ｐを片寄せセンサ６８で検知できることから、コントローラ２１は片寄せセンサ６８側に記録材Ｐがあると判断する。サブサーミスタ６６は記録材Ｐの非通紙部領域にあるため過度の昇温（非通紙部昇温）を検知する。よって、コントローラ２１はサブサーミスタ６６の検知温度に応じて小サイズスループットダウン制御を行う。

パターンIVにおいて小サイズの記録材Ｐをトレイ４１から給送した場合、その記録材Ｐを片寄せセンサ６８で検知できないことから、コントローラ２１は片寄せセンサ６８側に記録材Ｐがないと判断する。サブサーミスタ６６は記録材Ｐの通紙部領域にあるため過度の昇温を検知することはない。この場合にはコントローラ２１はサブサーミスタ６６の検知温度に基づいた小サイズスループットダウン制御を行うことができない。そこで、コントローラ２１は後述する片寄せスループットダウン制御を行う。

ここで、上記パターンIII及びパターンIVに示す記録材Ｐの搬送形態を片寄せ通紙という。

図８はコントローラ２１による小サイズスループットダウン制御と片寄せスループットダウン制御の判定フローチャートである。

コントローラ２１では、片寄せセンサ６８により記録材Ｐが検知されたか否かに基づいて、小サイズスループットダウン制御を実行するか、片寄せ通紙スループットダウン制御を実行するかを判定する。記録材Ｐが検知された場合には、小サイズスループットダウン制御を実行する。記録材Ｐが検知されない場合には、片寄せスループットダウン制御を実行する。

（５）小サイズスループットダウン制御、及び、片寄せスループットダウン制御
１）小サイズスループットダウン制御
図９は小サイズスループットダウン制御のフローチャートである。

小サイズスループットダウン制御とは、記録材Ｐを連続的に搬送する連続通紙中にサブサーミスタ６６で検知されるサブサーミスタ温度Ｔｓが非通紙部昇温状態の温度Ｔｈを超えた場合に、記録材Ｐのスループットをダウンする制御である。本参考例では、サブサーミスタ温度ＴｓがＴｈ＝２５０℃を検知した場合、記録材Ｐの給送ピック間隔を広げるように給送ローラ４２を回転させる制御を行うことでスループットダウンする。

具体的には、下記のように２５０℃を検知した時点で通常スループットＦ０から段階的にスループットダウンしていく。Ｆ０＝３０ｐｐｍからＦ１＝１５ｐｐｍに落とす。更に連続通紙中に２５０℃を超えた場合にはＦ１＝１５ｐｐｍからＦ２＝７．５ｐｐｍに落とす。更に２５０℃を超えた場合には、Ｆ２＝７．５ｐｐｍからＦ３＝３ｐｐｍに落とす。３ｐｐｍまで落とせば、画像形成装置に使用可能ないかなるサイズの記録材Ｐを連続通紙しても非通紙部昇温で定着装置１０４にダメージを与えることがないことを確認している。

上記の様に、サブサーミスタ６６の検知温度が２５０℃を超える場合にスループットダウンすることで、非通紙部昇温を抑えている。

２）片寄せスループットダウン制御
図１０は片寄せスループットダウン制御のフローチャートである。

片寄せセンサ６８を記録材Ｐが通過しなかった場合、トップセンサ４９で検知した記録材Ｐの搬送方向の長さに応じて、片寄せスループットダウン判断閾値温度Ｔａを設定する。記録材Ｐがニップ部Ｎに到達してからｔ秒時点で１回もサブサーミスタ温度Ｔｓが閾値温度Ｔａを超えなかった場合（ＹＥＳ）、パターンIVに示す片寄せ通紙状態と判断する。片寄せ通紙状態と判断した場合は、記録材Ｐの給送ピック間隔を広げるように給送ローラ４２を回転させる制御を行うことでＦ３＝３ｐｐｍにスループットダウンする。片寄せ通紙の場合、サブサーミスタ６６で非通紙部昇温の度合いをモニターすることが不可能なため、記録材Ｐを連続通紙しても非通紙部昇温で定着装置１０４にダメージを与えることがないＦ３までスループットダウンする。

（６）片寄せスループットダウン判断閾値温度Ｔａ
パターンIVにおいて片寄せスループットダウン制御を実行するため、片寄せセンサ６８で記録材Ｐを検知できないパターンIIとパターンIVを区別する必要がある。本参考例では、コントローラ２１においてサブサーミスタ６６の検知温度を取り込み、一定時間後に所定の温度まで到達したか否かでパターンIIとパターンIVを区別している。非通紙部昇温を考慮して、記録材Ｐがニップ部Ｎに到達してから、１５秒以内にパターンIIかパターンIVかを判断する必要がある。記録材Ｐの搬送方向の長さによって、非通紙部領域のサブサーミスタ６６による検知温度は異なる。記録材Ｐにおいて搬送方向の長さが所定の基準長さより短いときは長いときと比較してニップ部Ｎを通過する通過時間が短い。すなわち、記録材Ｐの搬送方向の長さが基準長さより短いときは長いときと比較してヒータ１８に電力を供給している時間が短くなる。その為、記録材Ｐの搬送方向の長さが短ければ短いほど、記録材Ｐ１枚当りの非通紙部昇温は少なくなる。

図１１に、中央搬送基準で記録材Ｐをニップ部Ｎに通過させたときの記録材Ｐの搬送方向長さと、サブサーミスタ６６の温度到達時間の関係を示す。記録材Ｐの搬送方向の長さが短いときは長いときと比較して、非通紙部領域のサブサーミスタ温度到達時間が長くなっていることが解る。図１１の結果を基に片寄せスループットダウンの判断閾値温度Ｔａを決定すればよい。また、コントローラ２１では、トップセンサ４９で検知した記録材Ｐの搬送方向の長さに応じて、片寄せスループットダウンに移行する判断閾値温度Ｔａを変更している。

図１２に記録材Ｐの搬送方向長さと判断閾値温度Ｔａの関係の一例を示す。判断閾値温度Ｔａは記録材Ｐの搬送方向の長さに応じて３つ設定してある。ここで、本参考例の記録材Ｐの搬送方向の基準長さは１２７ｍｍ、１７０ｍｍ、２２０ｍｍの３つに設定してある。

パターンIIの様な片寄せ通紙状態であれば、記録材Ｐの非通紙部領域にあるサブサーミスタ６６の検知温度は１５秒以内に図１１にて示される判断閾値温度Ｔａに達するので、コントローラ２１は小サイズスループットダウン制御を実行する。パターンIVの様な片寄せ通紙状態であれば、記録材Ｐの通紙部領域にあるサブサーミスタ６６の検知温度は１５秒以内に図１１にて示される判断閾値温度Ｔａには到達しないので、コントローラ２１は片寄せスループットダウン制御を実行する。

つまり、コントローラ２１は、搬送方向の長さが異なる記録材Ｐについてサブサーミスタ６６の検知温度に基づき片寄せスループットダウン制御を行うための判断閾値温度Ｔａを複数有する。この判断閾値温度Ｔａは、片寄せセンサ６８により記録材Ｐが検知されず且つトップセンサ４９により検知される記録材Ｐの長さが基準長さより長いときは短いときより高くなるように設定してある。

本参考例によれば、片寄せセンサ６８で記録材Ｐが検知されず且つトップセンサ４９で検知される記録材Ｐの搬送方向の長さと対応する判断閾値温度Ｔａに基づき、その記録材Ｐに対し小サイズスループットダウン制御、又は片寄せスループットダウン制御を行う。そのため、ヒータ１８の発熱体ｂ幅に対して幅狭の記録材Ｐが通過しない領域の過度の昇温を抑えることができ、定着装置１０４の耐久寿命を延ばすことができる。また、片寄せ通紙時の不要なスループットダウンを抑制することが可能となる。
［実施例１］

本発明に係る画像形成装置の他の例を説明する。

本実施例においては、参考例１の画像形成装置と同じ部材、部分には同一符号を付して再度の説明を省略する。

参考例１の画像形成装置では、片寄せセンサ６８で記録材Ｐを検知しないパターンIIの状態とパターンIVの状態を区別する為、記録材Ｐの搬送方向の長さを検知し、その長さに応じて片寄せスループットダウンに移行する判断閾値温度Ｔａを変更していた。

本実施例の画像形成装置は、参考例１の画像形成装置と片寄せスループットダウン制御に移行するための検知方法が相違する。本実施例では、判断閾値温度（所定温度）Ｔａは固定温度２５０℃とし、記録材Ｐの搬送方向の長さに応じて片寄せスループットダウンに移行する判断閾値時間（所定時間）ｔａを変更することを特徴としている。記録材Ｐにおいて搬送方向の長さが所定の基準長さより短いときは長いときに比べて非通紙部昇温も緩和されるため判断閾値時間ｔａを延長するようにしている。

図１３に記録材Ｐの搬送方向長さと判断閾値時間ｔａの関係の一例を示す。判断閾値時間ｔａは記録材Ｐの搬送方向の長さに応じて３つ設定してある。ここで、本実施例の記録材Ｐの搬送方向の基準長さは１２７ｍｍ、１７０ｍｍ、２２０ｍｍの３つに設定してある。また、判断閾値時間ｔａはサブサーミスタの検知温度が一定の閾値温度（＝２５０℃）に達する所要時間である。

パターンIIの様な片寄せ通紙状態であれば、記録材Ｐの非通紙部領域にあるサブサーミスタ６６の検知温度は図１３にて示される判断閾値時間ｔａ以内に閾値温度２５０℃に達するので、コントローラ２１は小サイズスループットダウン制御を実行する。パターンIVの様な片寄せ通紙状態であれば、記録材Ｐの非通紙部領域にあるサブサーミスタ６６の検知温度は図１３にて示される判断閾値時間ｔａ以内に閾値温度２５０℃には到達しないので、コントローラ２１は片寄せスループットダウン制御を実行する。

つまり、コントローラ２１は、搬送方向の長さが異なる記録材Ｐについてサブサーミスタ６６の検知温度に基づき片寄せスループットダウン制御を行うための判断閾値時間ｔａを複数有する。この判断閾値時間は、片寄せセンサ６８により記録材Ｐが検知されず且つトップセンサ４９により検知される記録材Ｐの長さが基準長さより長いときは短いときより短くなるように設定してある。

本実施例によれば、片寄せセンサ６８で記録材Ｐが検知されず且つトップセンサ４９で検知される記録材Ｐの搬送方向の長さと対応する判断閾値時間ｔａに基づき、その記録材Ｐに対し小サイズスループットダウン制御、又は片寄せスループットダウン制御を行う。そのため、参考例１と同様な効果を得ることができる。また、搬送方向の長さの短い記録材Ｐのときは、判断閾値時間ｔａが長くなるので、片寄せ通紙状態においても通常スループットＦ０で通紙可能な時間を延長することが可能となる。

〔その他〕
１）参考例１と実施例１では、長さ検知手段としてトップセンサ４９を用いたが、長さ検知手段はこれに限られず記録材Ｐの搬送方向の長さを検知できる他の手段で代用してもよい。或いは専用のセンサを用いてもよい。

２）参考例１と実施例１では、給送ローラ４２による記録材Ｐの給送ピック間隔を広げることで記録材Ｐの搬送スピードを変更しスループットダウンを行ったが、スループットダウンはこれに限られずプロセススピードを落としてスループットダウンを行ってもよい。

参考例１に係る画像形成装置の一例の構成模型図 定着装置の一例の横断面側面模型図 ヒータの一例の構造模型図 画像形成装置の透過平面模型図、及び、仕様内で小サイズの記録材をトレイ上にセットした状態の説明図 画像形成装置の透過平面模型図、及び、仕様内で大サイズの記録材をトレイ上にセットした状態の説明図 画像形成装置の透過平面模型図、及び、仕様外で小サイズの記録材をトレイ上にセットした状態の説明図 画像形成装置の透過平面模型図、及び、仕様外で小サイズの記録材をトレイ上にセットした状態の説明図 小サイズスループットダウン制御と片寄せスループットダウン制御の判定フローチャート 小サイズスループットダウン制御のフローチャート 片寄せスループットダウン制御のフローチャート 中央搬送基準で記録材をニップ部に通過させたときの記録材の搬送方向長さと、サブサーミスタの温度到達時間の関係を表す図 参考例１に係る画像形成装置の記録材の搬送方向長さと判断閾値温度の関係の一例を表す図 実施例１に係る画像形成装置の記録材の搬送方向長さと判断閾値時間の関係の一例を表す図

１８：ヒータ、６５：メインサーミスタ、６６：サブサーミスタ、
２１：ＤＣコントローラ、４８：記録材センサ、４９：トップセンサ、
６８：片寄せセンサ、Ｔａ：判断閾値温度、ｔａ：判断閾値時間

Claims (1)

1. 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、通電により発熱し画像を担持する記録材を加熱する細長い加熱体と、前記加熱体の長手方向の発熱領域幅に対して幅狭の記録材が通過する領域の温度を検知する第１温度検知手段と、前記発熱領域幅に対して前記幅狭の記録材が通過しない領域の温度を検知する第２温度検知手段と、前記第１温度検知手段の検知温度を設定温度に維持するように前記加熱体への通電を制御するとともに、前記第２温度検知手段の検知温度に基づいて単位時間当りの記録材出力枚数を低下させるスループットダウン制御を行う制御手段と、を有する画像形成装置において、
   装置で搬送可能な全てのサイズの記録材の搬送方向長さを検知する長さ検知手段と、
   記録材搬送方向に直交する方向で記録材を搬送するための記録材搬送基準に対して前記第２温度検知手段と反対側で前記幅狭の記録材が通過しない領域に設けられ、記録材の通過の有無を検知する記録材有無検知手段と、を有し、
   記録材を搬送したにも拘わらず前記記録材有無検知手段において記録材の通過が検知されず、且つ、複数の記録材が前記加熱体で加熱される所定時間の間に前記第２温度検知手段の検知温度が所定温度に達しない場合は前記スループットダウン制御を実行し、
   前記長さ検知手段により検知される記録材の搬送方向長さが基準長さより短い時は記録材の搬送方向長さが前記基準長さより長い時よりも、前記所定時間を長く設定することを特徴とする画像形成装置。