JP5815103B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、定着部の加熱ローラーについてその回転軸方向における各領域の温度を均一に保つための技術に関する。

画像形成装置には、加熱ローラー及び加圧ローラーにより、記録紙上の未定着トナーを当該記録紙に定着させる定着装置が備えられている。定着装置では、記録紙が加熱ローラー及び加圧ローラーの当接部である定着ニップ部を通過すると、定着ローラーはその回転軸方向において記録紙に接触する中央部領域の温度が、非接触領域である端部領域の温度よりも低くなり、定着ローラーは回転軸方向の各領域において温度差を生じる。この温度差が生じたままで、次の画像形成及び定着を行うと、回転軸方向における色ムラが発生する。このため、次回の画像形成への影響をなくすために、画像形成終了後、記録紙を通過させずに定着ローラーを回転駆動させる後駆動を定着部が行い、定着ローラーの回転軸方向における温度差を低減することで、定着ローラーの温度を安定化させている。

定着ローラーの上記中央部及び端部にそれぞれ温度センサーが設けられている定着装置の場合、上記後駆動は、当該各温度センサーによって検出される定着ローラーの中央部及び端部の各温度が同一温度になった時点で停止される。また、低コストで製造される画像形成装置のように、定着ローラーの上記端部のみに温度センサーが設けられている場合は、定着ローラーの中央部及び端部の各温度が同一温度か否かを判断して後駆動の動作を制御することができないため、画像形成終了後には、予め定められた所定時間だけ後駆動が行われる。

なお、下記特許文献１には、加熱ローラー内に設けられた２つのヒーターを駆動又は停止させる比率を、定着条件に応じて決定される比率とし、この比率に基づいて２つのヒーターを駆動制御して、定着ローラーの回転軸方向における温度差を解消する画像形成装置が示されている。

特開２００６−２５１２８５号公報

上記定着ローラーの上記端部のみに温度センサーが設けられて、予め定められた一定時間の間後駆動が行われる場合は、後駆動動作が不十分になることを防止するために長めの後駆動時間が設定されるが、当該後駆動は、定着ローラーの中央部及び端部における温度差を解消しつつ、可能な限り短時間であることが好ましい。また、上記特許文献１に示される画像形成装置は、定着ローラーの回転軸方向における温度差を低減する技術ではあるが、当該後駆動時間の短時間化に貢献するものではない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、定着ローラーの回転軸方向における端部のみに温度センサーが設けられており、画像形成後に後駆動を行う場合に、当該後駆動の時間を当該画像形成の内容に応じて的確に変更させて、定着ローラーの回転軸方向における各領域間の温度差を低減させる効果を確保しつつ、後駆動時間の短時間化を可能にすることを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、記録媒体に対して画像形成を行う画像形成部と、
加熱ヒーターを備えた加熱部材と、加圧部材とによって形成される定着ニップ部により、前記画像形成部の画像形成により記録媒体に転写されたトナー画像を当該記録媒体に定着させる定着部と、
前記定着ニップ部の回転軸方向における端部領域の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出される温度に応じて前記加熱ヒーターの駆動を制御する制御部と、
前記画像形成部による連続した画像形成に用いられる記録媒体のサイズに応じて算出する、記録媒体への当該画像形成及び当該画像形成後の当該記録媒体への前記定着の終了後に前記定着ニップ部の温度安定化のために行われる前記定着部の後駆動の時間を、定着温度安定化時間に影響を与える予め定められた条件に応じて定めた補正係数を用いて、前記連続した画像形成が行われている間に算出する後駆動時間算出部とを備え、
前記制御部は、前記画像形成部による連続した画像形成後に、前記後駆動時間算出部により算出された後駆動時間を用いて、前記定着部に前記後駆動の動作を行わせる画像形成装置である。

この発明では、画像形成動作中における定着部への記録媒体の搬送条件が、定着部の加熱ローラー及び加圧ローラーの回転軸方向における各領域の温度差に与える影響を補正係数として反映させることで、この影響による当該温度差低減への貢献度に応じて後駆動時間を減算して算出する。このため、定着ローラーの回転軸方向における端部のみに温度センサーが設けられており、画像形成後に予め定められた所定時間での後駆動を行う画像形成装置において、後駆動時間を当該画像形成の内容に応じて的確に変更可能とすることで、定着ローラーの回転軸方向における各領域間の温度差を低減させる効果を確保しつつ、後駆動時間の短時間化が可能になる。

本発明によれば、定着ローラーの回転軸方向の端部のみに温度センサーが設けられており、画像形成後に後駆動を行う場合に、当該後駆動の時間を当該画像形成の内容に応じて的確に変更させて、定着ローラーの回転軸方向における各領域における温度差を低減させる効果を確保し、後駆動時間の短時間化を可能にすることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。 画像形成装置において定着部の後駆動時間を算出する処理の第１実施形態を説明するフローチャートである。 記録紙の各サイズに応じた係数を表により示す図である。 記録紙の紙間を拡げる要因となる予め定められた各動作に応じたそれぞれの補正係数を表により示す図である。 (Ａ)は、連続して複数の記録紙が定着部に搬送される場合における各記録紙同士の紙間の一例を示し、(Ｂ)は紙間が拡がった状態を示す図である。 画像形成装置において定着部の後駆動時間を算出する処理の第２実施形態を説明するフローチャートである。 第２実施形態におけるサイズ変更後の各記録紙サイズに応じた補正係数を表により示す図である。 (Ａ)(Ｂ)は、サイズの異なる記録紙が連続して定着ローラーを通過する様子を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、およびファクシミリ機能等の複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び画像読取部５等を備えて構成されている。

装置本体１１は、下部本体１１１と、この下部本体１１１の上方に対向配置された上部本体１１２と、この上部本体１１２と下部本体１１１との間に設けられた連結部１１３とを備えている。上部本体１１２には、画像読取部５及び原稿給送部６が設けられている。

画像読取部５は、上部本体１１２の上面開口に装着された、原稿を載置するためのコンタクトガラス１６１と、このコンタクトガラス１６１に載置された原稿を押さえる開閉自在の原稿押さえカバー１６２と、コンタクトガラス１６１に載置された原稿の画像を読み取る読取機構１６３とを備えている。

原稿給送部６は、給紙ローラー（不図示）及び搬送ローラー（不図示）の駆動により、原稿載置部６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して、透明な原稿ガラスが配設された原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿読取スリット５３を介して画像読取部５の読取機構１６３による読取を可能とした後、原稿排出部６６へと排出する。

下部本体１１１には、画像形成部１２、定着部１３および給紙部１４が内装されている。給紙部１４は、装置本体１１に対して挿脱可能の給紙カセット１４２，１４３，１４４を有している。

画像形成部１２は、給紙部１４から給紙された記録紙(記録媒体の一例)にトナー像を形成する画像形成動作を行う。画像形成部１２は、中間転写ベルト１２５の走行方向において上流側から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナーを用いるマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン色のトナーを用いるシアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー色のトナーを用いるイエロー用の画像形成ユニット１２Ｙおよびブラック色のトナーを用いるブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋ（以下、各画像形成ユニットを区別することなく述べる場合には、それぞれを「画像形成ユニット１２０」と言う）と、駆動ローラー１２５ａ（二次転写対向ローラー）等の複数のローラー間に画像形成における副走査方向へ無端走行可能に張架された中間転写ベルト１２５と、中間転写ベルト１２５が駆動ローラー１２５ａに張架される部分で中間転写ベルト１２５の外周面に当接する二次転写ローラー２１０とを備えている。

各画像形成ユニット１２０は、感光体ドラム１２１と、感光体ドラム１２１へトナーを供給する現像装置１２２と、トナーを収容するトナーカートリッジ（不図示）と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、一次転写ローラー１２６と、ドラムクリーニング装置１２７とをそれぞれ一体的に備えている。

感光体ドラム１２１には、その周面に静電潜像およびこの静電潜像に基づいたトナー像が形成される。現像装置１２２は、感光体ドラム１２１へトナーを供給する。各現像装置１２２には、前記トナーカートリッジからトナーが適宜補給される。

帯電装置１２３は、感光体ドラム１２１の直下位置に設けられている。帯電装置１２３は、各感光体ドラム１２１の周面を一様に帯電させる。

露光装置１２４は、感光体ドラム１２１の下方位置であって、帯電装置１２３の更に下方位置に設けられている。露光装置１２４は、コンピューター等から入力された画像データや画像読取部５が取得した画像データに基づく各色に対応したレーザ光を、帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射し、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像を形成する。

現像装置１２２は、矢印の方向へ回転する感光体ドラム１２１の周面の静電潜像にトナーを供給して当該トナーを静電潜像の露光された部分に付着させ、感光体ドラム１２１の周面に前記画像データに応じたトナー像を形成する。

中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１の上方位置に配置されている。中間転写ベルト１２５は、図１における左側の駆動ローラー１２５ａと、同図の右側の従動ローラー１２５ｂとの間に無端走行可能に張架され、下方の外周面が各感光体ドラム１２１の周面に当接している。従動ローラー１２５ｂは、駆動ローラー１２５ａに対向する位置に設けられて、中間転写ベルト１２５の無端走行に伴って従動回転する。中間転写ベルト１２５は、その外周面にトナー像が転写される像担持面が設定され、感光体ドラム１２１の周面に当接した状態で駆動ローラー１２５ａによって駆動される。中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１の回転と同期しながら、駆動ローラー１２５ａと従動ローラー１２５ｂとの間を無端走行する。

中間転写ベルト１２５を挟んで各感光体ドラム１２１に対向する位置には、一次転写ローラー１２６が設けられている。この一次転写ローラー１２６には、図略の一次転写バイアス印加機構により一次転写バイアスが印加され、一次転写ローラー１２６は、各感光体ドラム１２１の外周面に形成された上記トナー像を中間転写ベルト１２５の表面に転写させる。

制御部１００（図２）は、各色の一次転写ローラー１２６及び画像形成ユニット１２０を駆動制御して、中間転写ベルト１２５の表面に、マゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍにより形成されたマゼンタのトナー像の転写と、次いで中間転写ベルト１２５の同一位置にシアン用の画像形成ユニット１２Ｃにより形成されたシアンのトナー像の転写と、次いで中間転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用の画像形成ユニット１２Ｙにより形成されたイエローのトナー像の転写と、最後のブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋにより形成されたブラックのトナー像の転写とを、各色のトナー像が重なり合うように行わせ、これによりカラーのトナー像を中間転写ベルト１２５の表面に形成させる（中間転写（一次転写））。

二次転写ローラー２１０は、図略の二次転写バイアス印加機構により二次転写バイアスが印加されている。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーの上記トナー像を、給紙部１４から搬送されてきた記録紙に転写させる。二次転写ローラー２１０は、前記トナー像が記録紙に二次転写されるニップ部を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとの間に形成する。用紙搬送路１９０を搬送される記録紙は、ニップ部において中間転写ベルト１２５と二次転写ローラー２１０とに押圧挟持され、ここにおいて中間転写ベルト１２５上のトナー像が記録紙に二次転写される。

ドラムクリーニング装置１２７は、各感光体ドラム１２１の図１で左方位置に設けられ、感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去してクリーニングする。

画像形成部１２に対して図１での左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１９０が形成されている。用紙搬送路１９０には、適所に搬送ローラー対１９２が設けられている。搬送ローラー対１９２は、給紙部１４から繰り出された記録紙を、ニップ部及び定着部１３に向けて搬送する。すなわち、当該適所に配置された搬送ローラー対１９２からなる搬送機構により記録紙が搬送される。

定着部１３は、定着ヒーター１３１（図２）を備えた加熱ローラー１３２と、加熱ローラー１３２に対向配置された加圧ローラー１３４とを備えている。加熱ローラー１３２には、さらに定着温度検出センサー１３３（図２）が設けられている。定着部１３は、画像形成部１２で転写された記録紙上のトナー像に対し、記録紙が加熱ローラー１３２と加圧ローラー１３４との間の定着ニップ部Ｎを通過する間に、加熱ローラー１３２から熱を与えて定着処理を施す。定着処理の完了した画像形成済みの記録紙は、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１９４を通って、下部本体１１１の頂部に設けられた排出トレイ１５１へ向けて排出される。

給紙部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、給紙カセット１４２，１４３，１４４とを備えている。給紙カセット１４２，１４３，１４４の上方に設けられたピックアップローラー１４５は、給紙カセット１４２，１４３，１４４に収容された用紙束の最上位の記録紙を用紙搬送路１９０へ向けて繰り出す。当該給紙カセット１４２，１４３，１４４は、それぞれ装置下部本体１１１内において異なる高さ位置に配設されている。また、手差しトレイ１４１は、装置下部本体１１１の側部に配設されているため、給紙カセット１４２，１４３，１４４とは水平方向において異なる位置に配設されている。このため、手差しトレイ１４１、給紙カセット１４２，１４３，１４４のそれぞれから画像形成部１２及び定着部１３までの搬送距離は異なるものとなっている。

用紙排出部１５は、下部本体１１１と上部本体１１２との間に形成されている。用紙排出部１５は、下部本体１１１の上面に形成された排出トレイ１５１を備える。排出トレイ１５１は、画像形成部１２でトナー像が形成された記録紙が、定着部１３で定着処理が施された後に排出されるトレイである。

次に、画像形成装置１の構成を説明する。図２は画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。

画像形成装置１は、制御ユニット１０を備える。制御ユニット１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成されている。また、制御ユニット１０は、画像読取部５、原稿給送部６、画像処理部３１、画像メモリー３２、画像形成部１２、操作部４７、ファクシミリ通信部７１、ネットワークインターフェイス部９１、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）９２等と接続されている。

制御ユニット１０は、制御部１００、及び後駆動時間算出部１０１を備えている。

制御部１００は、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。制御部１００は、ユーザーから操作部４７又はネッワーク接続されたパーソナルコンピューター等を通じて入力されるジョブの実行指示に従って、スキャナー機能、コピー機能及びプリンター機能の各機能についての動作制御を実行するために必要な各機構部の駆動及び処理を制御する。

後駆動時間算出部１０１は、定着部１３の後駆動の時間を算出する。この後駆動は、記録紙への画像形成部１２による画像形成及び定着部１３による定着の終了後に、加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４とでなる定着ローラー対の表面温度の安定化、すなわち、定着ローラーの回転軸方向における各領域間で生じる温度差低減のために行われる定着ローラーの回転駆動である。

一般に、定着ヒーター１３１により加熱される加熱ローラー１３２と、当該加熱ローラー１３２に押圧される加圧ローラー１３４とが、当該両ローラー間に記録紙をニップして未定着トナー像を当該記録紙に定着させる定着動作を行うと、定着ローラー対の表面温度は、その表面が低温度の記録紙に接触することで低下する。これにより、定着ローラー対の表面は、定着ローラー対の回転軸方向における各領域、すなわち、記録紙が接触する中央部領域と、記録紙が非接触となる端部領域との間で温度差が生じる。このため、制御部１００が、上記の後駆動として、記録紙を加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４の間に通過させない状態で、メイン駆動モーター８を駆動して加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４を回転させる。これにより、温度差が生じる要因がない状態で定着ローラーが回転するため、上記温度差が低減される。

後駆動時間算出部１０１は、定着部１３の後駆動時間の算出を、画像形成部１２が複数枚の記録紙に対して連続して画像形成を行っているときに、当該画像形成に用いられる記録紙のサイズに応じて定められている係数を用いて後駆動の時間を算出する。この後駆動時間の算出時には、後駆動時間算出部１０１は、当該連続した画像形成において、定着部１３のニップ部Ｎに搬送される記録紙の搬送条件、例えば、(1)定着部１３に連続して搬送される各記録紙の紙間を拡げる要因となる動作、又は、(2)定着部１３に連続して搬送される記録紙が、加熱ローラー１３２の回転軸方向である幅方向サイズが小さなサイズから大きなサイズに変更されること、に応じて定めた補正係数を更に用いて上記後駆動時間を算出する。当該後駆動時間算出部１０１による後駆動時間算出の詳細については後述する。

例えば、制御ユニット１０は、ＨＤＤ９２又は図略のマスクＲＯＭにインストールされている後駆動時間算出プログラムに従って動作することで、後駆動時間算出部１０１として機能する。但し、後駆動時間算出部１０１は、後駆動時間算出プログラムに基づく動作によらず、ハード回路により構成することも可能である。以下、特に触れない限り、各実施形態について同様である。

画像読取部５は、制御部１００による制御の下、光照射部及びＣＣＤセンサー等を有する上記の読取機構１６３を備える。画像読取部５は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をＣＣＤセンサーで受光することにより、原稿から画像を読み取る。

画像処理部３１は、画像読取部５で読み取られた画像の画像データを必要に応じて画像処理する。例えば、画像処理部３１は、画像読取部５により読み取られた画像が画像形成部１２により画像形成された後の品質を向上させるために、シェーディング補正等の予め定められた画像処理を行う。

画像メモリー３２は、画像読取部５による読取で得られた原稿画像のデータを一時的に記憶したり、画像形成部１２によるプリント対象となるデータを一時的に保存する領域である。

画像形成部１２は、上述したように、画像読取部５で読み取られた画像データ等の画像形成を行う。

メイン駆動モーター８は、搬送ローラー１９２、ピックアップローラー１４５、及びレジストローラー１４６等の搬送系のローラーに回転駆動力を供給する駆動源である。さらに、メイン駆動モーター８は、定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４からなる定着ローラー対に回転駆動力を供給する。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理についてユーザーからの指示を受け付けるタッチパネル部（不図示）及び操作キー部（不図示）を備える。タッチパネル部は、タッチパネルが設けられたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示部４７３を備えてなる。

ファクシミリ通信部７１は、図略の符号化／復号化部、変復調部及びＮＣＵ（Network Control Unit）を備え、公衆電話回線網を用いてのファクシミリの送信を行うものである。

ネットワークインターフェイス部９１は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、当該ネットワークインターフェイス部９１に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内の装置(パーソナルコンピューター等)と種々のデータの送受信を行う。

ＨＤＤ９２は、画像読取部５によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。

定着部１３は、定着ヒーター１３１及び定着温度検出センサー１３３を備える。定着ヒーター１３１は、加熱ローラー１３２の内部に加熱源として設けられる通電発熱体である。定着ヒーター１３１は制御部１００により駆動制御される。定着温度検出センサー１３３は、サーミスター等からなり、加熱ローラー１３２表面の温度を検出する。定着温度検出センサー１３３は、検出した温度を制御部１００に出力する。

制御部１００は、定着温度検出センサー１３３から取得する加熱ローラー１３２表面の温度に応じて、当該加熱ローラー１３２の表面温度が予め定められた定着温度になるように、定着ヒーター１３１による加熱を制御する。

次に、画像形成装置１において定着部１３の後駆動時間を算出する処理の第１実施形態を説明する。図３は、画像形成装置において定着部の後駆動時間を算出する処理の第１実施形態を説明するフローチャートである。図４は、記録紙の各サイズに応じた係数を表により示す図である。図５は、記録紙の紙間を拡げる要因となる予め定められた各動作に応じたそれぞれの補正係数を表により示す図である。図６(Ａ)は、連続して複数の記録紙が定着部１３に搬送される場合における各記録紙同士の紙間の一例を示し、(Ｂ)は紙間が拡がった状態を示す図である。

前提として、画像形成装置１では、制御部１００による制御の下で、画像形成部１２及びメイン駆動モーター８が駆動されて、操作者により操作部４７から入力された画像形成ジョブ、又はネットワーク接続されたコンピューターからネットワークインターフェイス部９１を介して入力された画像形成ジョブに従って、複数の記録紙に対して連続した画像形成及び定着動作が行われているものとする(図３のＳ１)。この連続した画像形成及び定着動作とは、単一の画像形成ジョブに従って複数の記録紙に画像形成を行う場合と、複数のジョブを連続して行うことで複数の記録紙に画像形成を行う場合のいずれも含むものとする。

後駆動時間算出部１０１は、当該画像形成ジョブが示す内容に基づいて、当該画像形成ジョブでの画像形成に用いられる記録紙のサイズ情報を取得し、当該サイズ情報が示す記録紙サイズに応じた係数を読み出す(Ｓ２)。なお、制御部１００に、複数のジョブが既に受け付けられており、当該複数のジョブが連続して制御部１００により行われる場合には、後駆動時間算出部１０１は、当該各ジョブについての画像形成に用いられる記録紙のサイズ情報を取得する。

ここで、後駆動時間算出部１０１は、図４に例を示すように、記録紙の各サイズに対応付けられたそれぞれの係数を示す情報を有している。各係数は、画像形成装置１の製造者等により、記録紙サイズに応じて予め設定されている。本実施形態(第１及び第２実施形態。以下、本実施形態という場合について同じ)では、当該係数は、その値が大きいほど後駆動時間を長くするものとされる。なお、基本的には、記録紙サイズの違いに基づいて係数を定める場合、加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４の回転軸方向における長さ、すなわち、当該方向における幅の小さい記録紙の方が、幅の大きい記録紙よりも大きな係数に設定される。

また、各係数は、記録紙サイズの他、記録紙種類、印字速度(枚数/分)等、加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４の表面温度に影響を与える他の要素を考慮して定められてもよい。例えば、後駆動時間算出部１０１は、記録紙サイズ及び記録紙種類(例えば、普通紙、厚紙、又はＯＨＰ(Overhead projector)シート等)の組合せに応じた各係数を有しているものとし、Ｓ２では、後駆動時間算出部１０１が、記録紙のサイズに加えて、記録紙の種類の情報を画像形成ジョブから取得して、当該記録紙のサイズ及び種類に応じた係数を読み出すものとしてもよい。

さらに、後駆動時間算出部１０１は、上記画像形成ジョブが示す内容に基づいて、当該連続した画像形成において、定着部１３のニップ部Ｎに連続して搬送される記録紙の紙間(間隔)を拡げる要因となる予め定められた動作が行われるか否かを判別する(Ｓ３)。

後駆動時間算出部１０１は、Ｓ３において、当該予め定められた動作が、上記連続した画像形成中に行われると判断した場合は(Ｓ３でＹＥＳ)、当該予め定められた動作についての補正係数を読み出す(Ｓ４)。

上記記録紙の紙間(間隔)を拡げる要因となる予め定められた動作とは、例えば、給紙カセットの切換、定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４同士の圧力解除等である。本実施形態では、これら給紙カセットの切換と、定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４同士の圧力解除とが当該予め定められた動作である場合を例にして説明する。

後駆動時間算出部１０１は、図５に例を示すように、当該予め定められた各動作である、給紙カセットの切換と、定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４同士の圧力解除とに応じたそれぞれの補正係数を示す情報を有している。各補正係数は、画像形成装置１の製造者等により予め設定されている。また、各動作が生じさせる紙間の拡がり程度に応じて異なる補正係数が各動作に設定される。紙間の拡大に対する貢献度が大きい動作ほど、後駆動時間を減少させる度合いを大きくする補正係数が設定される。

給紙カセットの切換は、画像形成部１２及び定着部１３に搬送する記録紙の取り出し元を変更することになるため、例えば制御部１００による切換制御の変更、及び搬送経路の変更により、切換後の給紙カセットから画像形成部１２及び定着部１３に記録紙を搬送するタイミングが遅れる。このため、定着部１３においては、従前の給紙カセットから搬送された記録紙と、この切換直後に新たな給紙カセットから搬送される記録紙との紙間が拡がる。

例えば、図６(Ａ)に示すように、同一の給紙カセットから記録紙を画像形成部１２及び定着部１３に搬送する場合における定着部１３での各記録紙の間隔が紙間d1であるとすると、上記のように給紙カセットを切り換えることで画像形成部１２及び定着部１３への記録紙搬送が遅れると、図６(Ｂ)に示すように、定着部１３における各記録紙の間隔は、紙間d2のように拡がる。記録紙を介在させない状態で、定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４が回転駆動されると、当該両ローラーの回転軸方向における各領域間の温度差が低減するが、紙間d1が紙間d2まで拡がることにより、紙間d1と紙間d2の差分だけ、記録紙を介在させない状態で加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４が回転駆動される時間が長くなる。このため、当該回転駆動が延長されて上記温度差の低減に貢献する分だけ、上記補正係数を用いて後駆動時間を減少させる。

また、画像形成中における用紙ジャムの発生時等には、操作者により定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４同士の圧を解除する定着圧解除が行われる場合があるが、この定着圧解除が行われる場合、制御部１００は定着ヒーター１３１による加熱を停止させる。これにより、加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４の回転軸方向における各領域の温度は全体的に低下し、回転軸方向における各領域間の温度差は低減される方向に向かうため、当該温度差の低減分を後駆動時間の算出に反映させるために、上記補正係数を用いて後駆動時間を減少させる。

なお、後駆動時間算出部１０１は、Ｓ３において、上記予め定められた動作が画像形成中に行われなかったと判断した場合は(Ｓ３でＮＯ)、当該予め定められた動作についての補正係数の読み出しを行わない。すなわち、後駆動時間算出部１０１は、当該補正係数を後駆動時間の算出に用いない。

続いて、後駆動時間算出部１０１は、上記読み出した係数と、補正係数を読み出した場合には当該補正係数を用いて、後駆動時間を算出する(Ｓ５)。

後駆動時間算出部１０１による、図４に示した係数及び図５に示した補正係数を用いた後駆動時間の算出について説明する。ここで、図４で示す係数の1/10となる値を駆動時間(秒・sec)として用いるものとする。

〔後駆動時間算出１〕例えば、Ａ５サイズの記録紙を20枚印刷する場合は、後駆動時間算出部１０１は、上記補正係数を用いずに後駆動時間を算出するとき、図４に示した係数表からＡ５サイズに対応する係数5を読み出す。後駆動時間算出部１０１は、係数5に記録紙の印刷枚数を乗じた数値が後駆動時間を示す数値とする。この場合、係数5×20(枚)=100となる。これにより、後駆動時間算出部１０１は、100/10=10(秒・sec)を定着部１３の後駆動時間として算出する。

〔後駆動時間算出２〕上記後駆動時間算出１に対する比較例として、例えば、Ａ５サイズの記録紙を10枚印刷し、これに連続して、Ａ４サイズの記録紙を10枚印刷する場合を用いて説明する。なお、ここでは、上記後駆動時間算出１で算出される後駆動時間との比較のため、上記補正係数を用いずに後駆動時間算出部１０１により後駆動時間を算出するものとする。この場合、後駆動時間算出部１０１は、図４に示した係数表からＡ５サイズに対応する係数5と、Ａ４サイズに対応する係数0を読み出す。このとき、後駆動時間算出部１０１は、上記(1)と同様に、係数に各サイズの記録紙の印刷枚数を乗じた数値の合計が
後駆動時間を示す数値とされる。この場合、係数5×10(枚)+係数0×10(枚)=50となる。これにより、後駆動時間算出部１０１は、50/10=5(秒・sec)を定着部１３の後駆動時間として算出する。このため、この後駆動時間算出２による補正係数を用いた後駆動時間の算出によれば、上記後駆動時間算出１で算出した後駆動時間よりも、後駆動時間は5(秒・sec)短縮される。

〔後駆動時間算出３〕また、例えば、Ａ５サイズの記録紙を給紙カセット１４２から10枚搬送して印刷し、Ａ５サイズの記録紙を異なる給紙カセットである給紙カセット１４３から10枚搬送して印刷する場合は、後駆動時間算出部１０１は、図４に示した係数表からＡ５サイズに対応する係数5と、図５に示した補正係数表から「給紙段切換」に対応する補正係数-10を読み出す。後駆動時間算出部１０１は、当該補正係数を用いて後駆動時間を算出するとき、図４に示した係数に各サイズの記録紙の印刷枚数を乗じた数値の合計に、更に当該補正係数を合算した数値が後駆動時間を示す値とされる。この場合、係数5×10(枚)+(-10)+5×10(枚)=90となる。これにより、後駆動時間算出部１０１は、90/10=9(秒・sec)を定着部１３の後駆動時間として算出する。

〔後駆動時間算出４〕なお、このように給紙カセットが変更される場合であっても、後駆動時間の算出に上記補正係数を用いないとすれば、Ａ５サイズの記録紙を給紙カセット１４２から10枚搬送して印刷し、Ａ５サイズの記録紙を異なる給紙カセットである給紙カセット１４３から10枚搬送して印刷する場合、後駆動時間算出部１０１は、図４に示した係数表からＡ５サイズに対応する係数5を読み出して、係数5×10(枚)+5×10(枚)=100を算出する。これにより、後駆動時間算出部１０１は、100/10=10(秒・sec)を定着部１３の後駆動時間として算出する。このため、上記に示した補正係数を用いた後駆動時間算出３によれば、当該補正係数を用いずに後駆動時間を算出する当該後駆動時間算出４よりも、後駆動時間は1(秒・sec)短縮される。

〔後駆動時間算出５〕ここで、上記の後駆動時間算出２（Ａ５サイズの記録紙を10枚印刷、連続してＡ４サイズの記録紙を10枚印刷）において、当該Ａ４サイズの記録紙を、Ａ５サイズの記録紙が収容されている給紙カセットとは異なる給紙カセットから給紙するとして、上記補正係数を用いて後駆動時間を算出する場合、駆動時間算出部１０１は、図４に示した係数表からＡ５サイズに対応する係数5と、Ａ４サイズに対応する係数0を読み出し、さらに、図５に示した補正係数表から、給紙段切り換えについての補正係数-10を読み出し、当該補正係数-10を用いて、後駆動時間:係数5×10(枚)+(-10)+0×10(枚)=40として算出する。これにより、後駆動時間算出部１０１は、40/10=4(秒・sec)を定着部１３の後駆動時間として算出する。このため、この後駆動時間算出５では、上記係数及び補正係数を用いない後駆動時間算出１よりも、後駆動時間が6(秒・sec)短縮される。

〔後駆動時間算出６〕また、例えば、Ａ５サイズの記録紙を20枚印刷する場合、後駆動時間算出部１０１による算出は、図４の係数表が示すＡ５サイズに対応する係数5に記録紙の印刷枚数を乗じて、係数5×20(枚)=100となるが、当該画像形成中に、例えば5枚の印刷が完了した後、定着部１３の定着ローラーの定着圧がジャム解除等のために解除され、その後に定着圧を元に戻して残りの15枚が印刷される場合、図５の補正係数表が示す定着圧解除に対応する補正係数は、後駆動時間のリセットであるため、後駆動時間算出部１０１は、当該定着圧の解除前に行われた印刷分については上記図４に示す係数を用いた後駆動時間の算出を行わない。すなわち、後駆動時間算出部１０１は、当該定着圧の解除前に行われた印刷分については、後駆動時間を0(秒・sec)として算出する。この場合、後駆動時間算出部１０１は、残りの15枚分についてのみ0+5×15(枚)=75を算出することになり、75/10=7.5(秒・sec)を定着部１３の後駆動時間として算出する。

制御部１００は、画像形成部１２に行わせる画像形成が終了し(Ｓ６でＹＥＳ)、当該記録紙が定着部１３を通過した後に、後駆動時間算出部１０１により上記のようにして算出された後駆動時間に従って、メイン駆動モーター８を駆動して、定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４を回転駆動させて後駆動動作を行わせる(Ｓ７)。

この第１実施形態によれば、画像形成動作中における定着部１３への記録紙の搬送条件が、定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４の回転軸方向における各領域間の温度差に与える影響を補正係数として加味して、この影響による当該温度差低減への貢献度に応じて後駆動時間を減算して算出することが可能になる。このため、定着ローラーの回転軸方向の端部のみに定着温度検出センサー１３３が設けられており、画像形成後に後駆動を行う当該画像形成装置１において、後駆動時間を当該画像形成の内容に応じて的確に変更させて、定着ローラーの回転軸方向における各領域間の温度差を低減させる効果を確保しつつ、後駆動時間の短時間化が可能になる。

次に、画像形成装置１において定着部１３の後駆動時間を算出する処理の第２実施形態を説明する。図７は、画像形成装置において定着部の後駆動時間を算出する処理の第２実施形態を説明するフローチャートである。なお、図３を用いて説明した第１実施形態と同様の処理は説明を省略する。図８は、第２実施形態におけるサイズ変更後の各記録紙サイズに応じた補正係数を表により示す図である。図９(Ａ)(Ｂ)は、サイズの異なる記録紙が連続して定着ローラーを通過する様子を示す図である。

第２実施形態では、後駆動時間算出部１０１は、第１実施形態による補正係数を用いた後駆動時間の減算に加えて、さらに、定着部１３を通過する記録紙のサイズが小サイズから大サイズに変更されたことを上記搬送条件とし、当該搬送条件に対応する補正係数を用いた後駆動時間の減算を行う。当該小サイズから大サイズへの変更とは、定着ローラーの回転軸方向における記録紙幅が、小さな幅の記録紙から大きな幅の記録紙に変更されることをいう。

後駆動時間算出部１０１は、上述した紙間を拡げる要因となる予め定められた動作が行われたことに基づく補正係数を読み出した後(Ｓ１４)、さらに、当該連続した画像形成中に、画像形成部１２及び定着部１３に搬送される記録紙のサイズが小サイズから大サイズに変更されたか否かを判別する(Ｓ１５)。

後駆動時間算出部１０１は、Ｓ１５において、定着部１３に搬送される記録紙のサイズが小サイズから大サイズに変更されたと判断した場合は(Ｓ１５でＹＥＳ)、当該定着部１３に搬送される記録紙のサイズが小サイズから大サイズに変更された当該変更後の大サイズの記録紙に対応する補正係数を読み出す(Ｓ１６)。

上記記録紙サイズの小サイズから大サイズへの変更に伴う補正係数を用いた後駆動時間の算出について更に説明する。この第２実施形態では、定形の用紙サイズ、例えば、Ａ５、Ｂ５、Ａ４、ＬＥＴＴＥＲ、ＬＥＧＡＬ等が画像形成に用いられ、当該各サイズ間で記録紙サイズが切り換えられる場合を例にして説明する。この例では、(a)Ａ５と他のサイズの間、及び(b)Ｂ５と他のサイズの間、においてサイズ変更が行われる場合のみ、補正係数を用いた後駆動時間の減算処理の対象とする。Ａ４、ＬＥＴＴＥＲ、ＬＥＧＡＬの各サイズは、定着ローラーの回転軸方向における記録紙幅がほぼ同一であるため、これらの記録紙サイズ間でのサイズ変更は、補正係数を用いた後駆動時間の減算処理の対象としない。後駆動時間算出部１０１は、図８に例を示すように、各記録紙サイズに応じたそれぞれの補正係数を示す情報を有している。各補正係数は、画像形成装置１の製造者等により予め設定されている。

例えば、画像形成装置１が、最大Ａ４サイズの記録紙までの印刷が可能に構成される場合、定着部１３の両ローラーの回転軸方向長さは、最大サイズであるＡ４サイズの同方向における幅に合わせて、Ａ４サイズの記録紙を定着するに足りる長さとされる。このため、図９(Ａ)に示すように、Ａ４サイズの記録紙p1よりも小サイズの記録紙p2が定着ローラーを通過するときは、記録紙p2が定着ローラーに接触する回転軸方向中央部領域a1と、記録紙p2が非接触となる同方向端部領域a2とでは、定着ローラーの表面温度に温度差が生じる。一方、定着ローラーの回転軸方向長さに近似する幅を有するＡ４サイズの記録紙p1が定着ローラーを通過するときは、中央部領域a1及び端部領域a2の両領域に記録紙p1が接触するため、上記温度差は生じ難い。このため、定着部１３に搬送される記録紙が、当該幅が小さなサイズの記録紙から、幅が大きなサイズの記録紙に変更されると、定着ローラー表面の温度差は解消される方向に向かうため、当該現象を後駆動時間の算出に反映させるために、後駆動時間算出部１０１が、上記変更後の記録紙サイズに応じた補正係数を用いた後駆動時間の減算を行う。

また、図７に示すＳ１７においては、上記のように幅が大きなサイズの記録紙が定着部１３の定着ニップ部Ｎを通過することで上記温度差が低減する方向に向かうという理由から、定着部１３に搬送される記録紙のサイズが大サイズから小サイズに変更された場合は(Ｓ１５でＮＯ)、当該補正係数を用いた後駆動時間の減算は行わない。

例えば、図９(Ｂ)に示すように、定着部１３の定着ニップ部Ｎを通過する記録紙がＡ４サイズの記録紙p1から、Ａ５サイズの記録紙p2に変更された場合は、逆に、定着ローラーの回転軸方向における記録紙の非接触領域が記録紙サイズ変更前よりも大きくなり当該温度差が生じやすくなって、後駆動時間を確保する必要が生じるため、上記補正係数を用いた後駆動時間の減算は行わない。

後駆動時間算出部１０１による、図８に示す補正係数を用いた後駆動時間の算出について説明する。図８で示す補正係数についても、当該補正係数の1/10となる数値を駆動時間(秒・sec)とする。

〔後駆動時間算出７〕後駆動時間算出部１０１は、例えば、Ａ５サイズの記録紙を10枚印刷し、これに連続して、Ａ５サイズの記録紙とは異なる給紙カセットに収容されているＡ４サイズの記録紙を10枚印刷する場合は、図４に示した係数表からＡ５サイズに対応する係数5と、Ａ４サイズに対応する係数0を読み出す。また、図５に示す補正係数表から給紙段切り換えに対応する補正係数-10を読み出す。このとき、定着部１３の定着ローラーを通過する記録紙サイズは、小サイズから大サイズに変更されているため、後駆動時間算出部１０１は、さらに、図８に示す補正係数表から、変更後のＡ４サイズに対応する補正係数-1を読み出す。この場合、後駆動時間算出部１０１は、係数5×10(枚)+係数0×10(枚)+(-10)+(係数-1×10(枚))=30とし、これにより、30/10=3(秒・sec)を定着部１３の後駆動時間として算出する。このため、記録紙サイズの小サイズから大サイズへの変更に伴う補正係数を用いて当該後駆動時間を補正する場合、当該補正を行わない場合(後駆動時間算出５)よりも、後駆動時間は1(秒・sec)短縮される。

〔後駆動時間算出８〕一方、Ａ４サイズの記録紙を10枚印刷し、これに連続して、異なる給紙カセットからの給紙でＡ５サイズの記録紙を10枚印刷する場合は、図４に示した係数表からＡ５サイズに対応する係数5と、Ａ４サイズに対応する係数0を読み出し、図５に示す補正係数表から給紙段切り換えに対応する補正係数-10を読み出すが、このとき、定着部１３の定着ローラーを通過する記録紙サイズは、大サイズから小サイズに変更されているため、後駆動時間算出部１０１は、図８の補正係数表が示す補正係数を用いずに、係数0×10(枚)+5×10(枚) +(-10)=40とする。これにより、40/10=4(秒・sec)を定着部１３の後駆動時間として算出する。すなわち、当該サイズ変更は、定着ローラーの回転軸方向における温度差の低減に貢献しないため、当該図８に示す補正係数を用いた後駆動時間の減算は行わない。

制御部１００は、画像形成部１２に行わせる画像形成が終了し(Ｓ１８でＹＥＳ)、当該記録紙が定着部１３を通過した後に、後駆動時間算出部１０１により上記のようにして算出された後駆動時間に従って、メイン駆動モーター８を駆動して、定着部１３の加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３４を回転駆動させて後駆動動作を行わせる(Ｓ１９)。

なお、上記では、Ｓ１５により、当該連続した画像形成中に、記録紙のサイズが小サイズから大サイズに変更されたか否かを判別するが、当該Ｓ１５の処理を行わず、後駆動時間算出部１０１が有する変更後の記録紙サイズに対応した補正係数を、記録紙のサイズが比較的大サイズに変更された場合にのみ、補正係数の値が後駆動時間を減少させる値になるようにしておき、記録紙のサイズが比較的同サイズに変更された場合には、補正係数の値が後駆動時間に影響を与えない値となるようにしておくことで、Ｓ１５の処理を行う場合と同様の効果を得るようにしてもよい。例えば、図８に示した記録紙サイズに対応する補正係数は、Ｓ１５の処理を行わない場合であっても、記録紙のサイズが大サイズから小サイズに変更されたときには、後駆動時間を減算しない値とされている。

また、上記では、定着ローラーの回転軸方向における記録紙の幅に着目して補正係数を定めて後駆動時間を減算するようにしているが、変更後の記録紙サイズが比較的大サイズであり、当該回転軸方向に直交する記録紙搬送方向の記録紙長さが長くなる場合には、後駆動時間を減算させる度合いが大きい補正係数を設定してもよい。例えば、ＬＥＧＡＬサイズの記録紙は、定着ローラーを通過するとき、記録紙と非接触になる定着ローラー表面の面積は極めて小さくなり、この状態が、ＬＥＧＡＬサイズの記録紙の長さだけ続くので、記録紙搬送方向における記録紙長さが他サイズの長さよりも長いＬＥＧＡＬサイズの記録紙が定着ローラーを通過すると、回転軸方向における各領域間の温度差低減に貢献する度合いが高まる。このため、変更後の記録紙サイズがＬＥＧＡＬサイズとなる場合の補正係数を、他のサイズの補正係数よりも、後駆動時間を減算させる度合いが大きい補正係数を設定してもよい。図８に示した記録紙サイズに対応する補正係数は、変更後の記録紙サイズがＬＥＧＡＬサイズとなる場合の補正係数を、他のサイズの補正係数よりも、後駆動時間を減算させる度合いが大きい補正係数とした例を示している。

また、上記に示した第２実施形態で、第１実施形態と同様に、紙間を拡げる要因となる予め定められた動作に対応する補正係数を用いた後駆動時間の減算を行う例を示しているが(Ｓ１３，Ｓ１４)、当該予め定められた動作に対応する補正係数を用いた後駆動時間の減算を行わず、上記記録紙サイズに応じた図４に例を示す係数と、定着部１３に搬送される記録紙のサイズが大サイズから小サイズに変更されたことに対応する図８に例を示す補正係数とのみを用いて、後駆動時間を算出するものとしてもよい。

この第２実施形態によれば、定着ローラーの回転軸方向における各領域間の温度差を低減させる方向に向かわせる、定着部１３に搬送される記録紙のサイズの大サイズから小サイズへの変更について、当該現象を補正係数として後駆動時間の算出に反映させることで、当該現象による上記温度差低減の貢献度に応じて、後駆動時間を当該画像形成の内容に応じて的確に変更させ、定着ローラーの回転軸方向における各領域間における温度差を低減させる効果を確保しつつ、後駆動時間を更に短時間化させることが可能になる。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、本発明に係る画像形成装置として、プリンターを用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、本発明に係る画像形成装置は、プリンター以外のコピー機、ファクシミリ装置、或いは、コピー機能、ファクシミリ機能、スキャナー機能、及びプリンター機能等の複数機能を備えた複合機等の他の画像形成装置でもよい。

また、図１乃至図９を用いて上記各実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
８ メイン駆動モーター
１０ 制御ユニット
１００ 制御部
１０１ 後駆動時間算出部
１２ 画像形成部
１３ 定着部
１３１ 定着ヒーター
１３２ 加熱ローラー
１３３ 定着温度検出センサー
１３４ 加圧ローラー

Claims (3)

1. 記録媒体に対して画像形成を行う画像形成部と、
   加熱ヒーターを備えた加熱部材と、加圧部材とによって形成される定着ニップ部により、前記画像形成部の画像形成により記録媒体に転写されたトナー画像を当該記録媒体に定着させる定着部と、
   前記定着ニップ部の回転軸方向における端部領域の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部により検出される温度に応じて前記加熱ヒーターの駆動を制御する制御部と、
   前記画像形成部による連続した画像形成に用いられる記録媒体のサイズに応じて算出する、記録媒体への当該画像形成及び当該画像形成後の当該記録媒体への前記定着の終了後に前記定着ニップ部の温度安定化のために行われる前記定着部の後駆動の時間を、定着温度安定化時間に影響を与える予め定められた条件に応じて定めた補正係数を用いて、前記連続した画像形成が行われている間に算出する後駆動時間算出部とを備え、
   前記制御部は、前記画像形成部による連続した画像形成後に、前記後駆動時間算出部により算出された後駆動時間を用いて、前記定着部に前記後駆動の動作を行わせる画像形成装置。
2. 前記予め定められた条件は、記録媒体のサイズ変更または記録媒体の搬送間隔を拡げる要因となる動作である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記予め定められた条件は、前記連続した画像形成中に行われるものである請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。