JP6494306B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

例えば電子写真プロセスを有する画像形成装置において、未定着のトナー像を記録材（以下、用紙と記す）に加熱定着する定着装置は、装置に使用可能な最大幅サイズの用紙よりも幅が小さい用紙を連続的に通紙すると非通紙部昇温が生じる事が知られている。そこで、非通紙部昇温が発生すると、スループットを落とし定着装置が必要以上に加熱しない制御が行われている。

また、この非通紙部昇温の対策の一つとして、非通紙部を冷却する非通紙部冷却機構が知られている。非通紙部冷却機構の一例として冷却ファン及びシャッターを定着装置の両端部に配置し、定着装置に通紙する用紙の幅にあわせてファン及びシャッターの駆動が行われている（特許文献１）。

特開２０１３−１８６４１７号公報

しかしながら、非通紙部冷却機構で対応できる用紙のサイズは通常限定的である。例えば最大通紙幅が３１０ｍｍ（Ａ３たて送り相当）まで対応可能な画像形成装置の場合、通常通紙幅２１０ｍｍ程度（Ａ４Ｒたて送り相当）までは、該非通紙部冷却機構で対応する。しかし、それよりも更に幅の小さな用紙が通紙される場合、大幅な生産性低下が生じ、課題となる。

また、非通紙部冷却機構で対応可能な用紙幅の拡充をする場合、非通紙部冷却機構が大型化する課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みて提案されたもので、定着装置の記録材の非通過部を有効に冷却出来ない場合でも、生産性の低下を最小限に抑える事が出来る画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、給送部から給送される記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部でトナー像が形成された記録材をニップ部で挟持搬送して加熱定着する加熱回転体と、給電部から電力供給されて前記加熱回転体を加熱する加熱部材と、前記加熱回転体の幅方向において、装置に使用可能な記録材のうちいずれの記録材も通過する通過部の温度を検知する第一の温度検知部材と、前記加熱回転体の幅方向において、装置に使用可能な記録材のうち最大幅サイズの記録材よりも幅狭の所定の記録材が通過しない非通過部の温度を検知する第二の温度検知部材と、前記第一の温度検知部材と前記第二の温度検知部材の検知温度に基づいて前記給電部から前記加熱部材への供給電力を制御して前記加熱回転体の温度制御を行う温度制御部と、（１）第一の画像形成速度での印刷と、（２）前記第一の画像形成速度よりも遅い第二の画像形成速度での印刷と、（３）連続した画像形成時に前記第二の温度検知部材の検知温度が前記第一の温度検知部材の検知温度よりも大きくなった場合に前記給送部からの記録材の給送タイミングと前記温度制御部での制御を変更するダウンシーケンスモードと、を切り替えて実行可能な制御部であって、前記ダウンシーケンスモードの実行時、残りのプリントレングスから、第一の画像形成速度で印刷するか第二の画像形成速度で印刷するか判断する制御部と、を有することを特徴とする。

定着装置の記録材の非通過部を有効に冷却出来ない場合でも、生産性の低下を最小限に抑える事が出来る。

画像形成装置例の構成略図 画像形成装置の制御ユニットのブロック図 実施例１における定着装置の横断左側面模式図 同定着装置の縦断正面模式図（その１） 同定着装置の縦断正面模式図（その２） 同定着装置の縦断正面模式図（その３） 定着装置の送風冷却機構のシャッター動作及び異常検知を説明するフローチャート 定着機構の温度遷移とダウンシーケンスにおける動作概要説明図 ダウンシーケンスを含む定着温調制御を説明するフローチャート プロセス速度の違いによる生産性を説明する図 用紙幅と枚数からプロセス速度を決定するフローチャート 実施例２での生産性を説明する図 実施例２での定着制御のフローチャート

《実施例１》
以下、図面を参照して本発明の画像形成装置の第一の実施形態を説明する。

《実施例１》
［画像形成部］
図１は本発明に従う画像形成装置１００の一例の構成略図である。この画像形成装置１００は中間転写方式、タンデム型の４色フルカラーの電子写真レーザプリンタであり、記録材Ｐにフルカラートナー像を形成してプリントアウトすることができる。記録材Ｐはトナー像が形成され得るシート状の記録媒体であり、普通紙、光沢紙、樹脂製シート、厚紙、葉書、封筒、ＯＨＰシート、印刷用紙・フォーマット紙などが挙げられる。以下、用紙と記す。

２２１は用紙Ｐに未定着トナー像を形成する画像形成部であり、並設された４つの画像形成ユニットとしてのプロセスカートリッジＵ（ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫ）と、露光手段としてのレーザスキャナユニット２と、中間転写ベルトユニット３と、を有する。各カートリッジＵは、それぞれ、回転ドラム型の感光体４と、感光体４に作用する電子写真画像形成プロセス手段としての帯電ローラ、現像器、クリ−ニング部材等(何れも不図示)を有する。

上記の各カートリッジＵの感光体４に対して、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｋ）色のトナー像（現像剤像）が形成される。電子写真によるトナー像の形成原理・プロセスは公知であるからその説明は省略する。

そして、各カートリッジＵの感光体４からユニット３の中間転写ベルト７に対して一次転写位置Ｔ１において一次転写ローラ６により上記４色のトナー像が順次に所定に重畳されて一次転写される。これによりベルト７上にフルカラートナー像が形成される。そのフルカラートナー像がベルト７と二次転写ローラ１１との圧接部である二次転写位置Ｔ２において用紙Ｐに対して二次転写される。

用紙Ｐは給紙部（記録材の給送部）の用紙カセット８から給紙ローラ９の駆動で一枚分離給紙（給送）され、レジストローラ対１０を含む搬送路にて二次転写ニップ部Ｔ２に対して所定の制御タイミングにて給送される。そして、トナー像の二次転写を受けた用紙Ｐが定着装置５に導入されて定着ニップ部で挟持搬送されることでトナー像の加熱定着を受ける。定着装置５を出た用紙Ｐは排出ローラ１２によりフルカラー画像形成物として装置上面のトレイ１３上に排出される。

モノクロなどモノカラー画像形成モードの場合にはその画像形成に必要なカートリッジＵだけが画像形成動作し、他のカートリッジＵは感光体４の空回転がなされるだけで画像形成動作はしない。

本実施例の画像形成装置１００において用紙Ｐの装置内搬送はいわゆる中央基準搬送でなされる。この用紙搬送は、装置に使用可能（通紙可能）な用紙のうちいずれの用紙（大小どのような幅の用紙）も、用紙の幅方向の中心線を用紙搬送路の幅方向中央に合わせて通紙する形態のことである。

［制御ユニット］
図２に上記画像形成装置１００の制御ユニット（制御部）２００のブロック図を示す。装置１００の各機構部は全てこの制御ユニット２００によって統括的にコントロールされている。

制御ユニット２００は、装置１００内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、画像制御、そして操作部２０２即ちユーザインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。制御ユニット２００の内部構成は、上述した役割を担うために、ＣＰＵ２０１ａを搭載している。

ＣＰＵ２０１ａは、同様に制御ユニット２００に搭載したＲＯＭ２０１ｃに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行する。また、その際、一次的または恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納するために、ＲＡＭ２０１ｂも搭載している。ＲＡＭ２０１ｂには、例えば高圧制御部２０５への高圧設定値、後述する各種データ、装置１００の操作部２０２からの画像形成指令情報などを保存する。ＲＡＭ２０１ｂは図示しないバッテリー等により、装置１００の電源が切られてもデータを保持する構成となっている。

操作部２０２は、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得ることに加えて、装置１００の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに示すためのデータを送出している。

装置１００は、装置内部の各所にモータ、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷及び、フォトセンサやマイクロスイッチ等のセンサを配置している。つまり、モータの駆動や各ＤＣ負荷を適宜駆動させることで、用紙Ｐの搬送や各ユニットの駆動を行っており、その動作を監視しているものが各種センサである。

そこで、制御ユニット２００は、各種センサ類２１４からの信号をもとに、モータ制御部２０７により各モータ２１２をコントロールする。また同時に、ＤＣ負荷制御部２０８により、クラッチ（ＣＬ）／ソレノイド（ＳＬ）２１３を動作させて画像形成動作を円滑に進めている。各種センサ類２１４には後述する定着装置５の冷却機構３００におけるシャッターＨＰセンサ３０５が含まれる。各モータ２１２には画像形成装置１００のメインモータ（不図示）や、後述する定着駆動モータＭ１、冷却機構３００におけるシャッター駆動モータＭ２等が含まれる。

また、高圧制御部２０５から各種高圧制御信号を高圧ユニット２０６に創出し、高圧ユニット２０６は各種帯電器である一次帯電器、転写帯電器、及び現像器内の現像ローラに適切な高圧を印加させている。

更に、後述するように、定着装置５の定着ローラ５１にはローラを加熱するための熱源である定着ヒータ（加熱部材）２１１が内蔵されており、そのヒータ２１１はＡＣドライバ２１０によってオン／オフ制御されている。ＡＣドライバ２１０内にはヒータ２１１に電力供給（給電）を行うヒータ給電手段（給電部）としてのヒータＳＷ２８０が備えられている。

また、定着ローラ５１にはその温度を測定するための温度検知部材としてのサーミスタ２０４（２０４ａ・２０４ｂ・２０４ｃ）が設けられている。そして、Ａ／Ｄ２０３によって、定着ローラ５１の温度変化に応じたサーミスタ２０４の抵抗値変化を電圧値に変換した後、デジタル値として制御ユニット２００に入力される。制御ユニット２００はこの温度データをもとに前述のＡＣドライバ２１０を制御する。

即ち、制御ユニット２００のＣＰＵ２０１ａはサーミスタ２０４の検知温度に基づいてヒータＳＷ２８０からヒータ２１１への供給電力を制御して定着ローラ５１の温度制御を行う温度制御部としても機能している。

また、後述する定着装置５の冷却機構３００におけるファン３０１（Ｌ・Ｒ）はファン制御部２１５によってオン／オフ制御されている。また、画像制御部２２０は、パソコン等の外部ホスト装置２５０から入力される画像データに対して処理を行い、画像形成部２２１へと送られる。

［定着装置］
本実施例の定着装置５は加熱ローラ方式の装置であり、図３は同装置５の横断左側面模式図、図４は縦断正面模式図である。

ここで、本実施例において、定着装置５若しくはその構成部材に関して、正面側とは用紙入口側から見た面、背面側とはその反対側（用紙出口側）の面、左右とは装置を正面側から見て左（一端側）又は右（他端側）である。上下とは重力方向において上又は下である。上流側と下流側は用紙搬送方向ａに関して上流側と下流側である。長手方向（または幅方向）や用紙幅方向とは、用紙搬送路面において、用紙搬送方向ａに直交する方向に実質平行な方向である。短手方向とは用紙搬送路面において、用紙搬送方向ａに実質平行な方向である。

この定着装置５は、用紙上（記録材上）の未定着のトナー像をニップ部Ｎで挟持搬送して加熱定着する加熱回転体（第１の回転体）としての定着ローラ５１を有する。また、定着ローラ５１との間にニップ部Ｎを形成して用紙Ｐを挟持搬送する加圧回転体（第２の回転体）としての加圧ローラ５２を有する。また、定着ローラ５１と加圧ローラ５２を収容した定着フレーム（筐体）５３を有する。また、端部昇温対策（非通紙部昇温対策）のために、定着ローラ５１の幅方向（長手方向）の一端側と他端側の非通紙部（記録材の非通過部）をそれぞれ冷却する冷却手段としての冷却機構３００を有する。

（１）定着ローラ５１
定着ローラ５１は円筒状（丸パイプ状）の剛性金属ローラであり、外周面にトナー離形層、或いは弾性層とトナー離形層が順に積層されて形成されている。ローラ中空部の中央部にはローラを加熱するためのヒータ（熱源）としてハロゲンヒータ２１１が配設されている。定着ローラ５１は一端側と他端側の軸部５１ａがそれぞれフレーム５３の幅方向の一端側と他端側の対向側板５３Ｌ・５３Ｒに対して軸受部材５４を介して回転可能に軸受支持されて配設されている。

定着ローラ５１の他端側の軸部５１ａには駆動ギアＧが固着されている。このギアＧに定着駆動モータＭ１の駆動力が駆動伝達機構（不図示）を介して伝達されることで定着ローラ５１が図３において矢印Ｒ５１の反時計方向に回転駆動される。

（２）加圧ローラ５２
加圧ローラ５２は芯金とその芯金周りに肉厚に形成された弾性層とを有する弾性ローラである。加圧ローラ５２は定着ローラ５１に対して実質平行に配列されており、一端側と他端側の軸部５２ａがそれぞれフレーム５３の一端側と他端側の対向側板５３Ｌ・５３Ｒに対して軸受部材５５を介して回転可能に軸受支持されて配設されている。

加圧ローラ５２の一端側と他端側の軸受部材５５はそれぞれの側の対向側板５３Ｌ・５３Ｒに対して定着ローラ５１に近づく方向と遠のく方向とにスライド移動可能に配設されている。その一端側と他端側の軸受部材５５がそれぞれ付勢機構（不図示）により定着ローラ５１に近づく方向に移動付勢されている。これにより、加圧ローラ５２が弾性層の弾性に抗して定着ローラ５１に対して所定の加圧力をもって押し付けられて、定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間に用紙Ｐの搬送方向ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成されている。

加圧ローラ５２は定着ローラ５１が前記のように駆動されることで定着ローラ５１の回転に従動して図３において矢印Ｒ５２の時計方向に回転する。

（３）冷却機構３００
冷却機構３００は、装置に使用可能な最大幅サイズの用紙よりも幅狭の小サイズ用紙が導入された際の定着ローラ５１の一端側と他端側の非通紙部（記録材の非通過部）の昇温（端部昇温）を冷却により緩和する機構部である。即ち、定着装置５に小サイズ用紙を連続通紙して多量に定着処理をした場合、ニップ部Ｎの通紙部領域（記録材の通過部）は用紙Ｐに熱が奪われるのに対して、非通紙部領域は熱が奪われない。そのため、非通紙部で非通紙部昇温が生じる。冷却機構３００はこの定着ローラ５１の両端部の非通紙部昇温領域を冷却する手段機構である。

本実施例の冷却機構３００は定着ローラ５１の非通紙部昇温領域を送風により冷却する送風冷却機構であり、定着ローラ５１の加圧ローラ５２側とは反対側に配設されている。

冷却機構３００はフレーム５３の一端側と他端側の対向側板５３Ｌ・５３Ｒ間に取り付けられた基板３０２を有する。この基板３０２の一端側と他端側に、それぞれ、開口部（送風口）３０３（Ｌ・Ｒ）が形成されている。また、基板３０２の外側には上記の開口部３０３（Ｌ・Ｒ）に対応した位置に吹き出し口を対応させて送風手段としての二つのファン３０１（Ｌ・Ｒ）とファン３１（Ｌ・Ｒ）の送風をそれぞれ開口部３０３（Ｌ・Ｒ）へ導くダクト３０１ａが配設されている。

また、基板３０２には、上記の一端側と他端側の開口部３０３（Ｌ・Ｒ）の開口幅を調整するための可動の調整部材としての一端側と他端側のシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）が配設されている。一端側と他端側のシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）はそれぞれラック部（不図示）を有しており、それらのラック部はピニオン３０６に噛合している。このピニオン３０６がステッピングモータ等で構成されるシャッター駆動モータＭ２によって正回転または逆回転される。

これにより、一端側と他端側のシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）が定着ローラ５１の幅方向において端部に向かう矢印Ｓ１方向または中央部に向かう矢印Ｓ２方向へと同期（連動）して用紙搬送の中央基準線（仮想線）Ｏを実質中心に対称移動する。即ち、対称移動制御されるシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）により開口部３０３（Ｌ・Ｒ）の開口幅がそれぞれ用紙搬送の中央基準線を中心に狭広制御される。

一端側と他端側のシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）の移動方向Ｓ１がそれぞれ開口部３０３（Ｌ・Ｒ）の開口幅をそれぞれ対称的に狭めていき、最終的に開口部３０３（Ｌ・Ｒ）を全閉する移動方向である。移動方向Ｓ２がそれぞれ開口部３０３（Ｌ・Ｒ）の開口幅をそれぞれ対称的に広げていき、最終的に開口部３０３（Ｌ・Ｒ）を全開する移動方向である。

Ｌ１は装置に使用可能な最大幅サイズの用紙の幅（最大通紙幅）を示しており、例えば３１０ｍｍ（Ａ３たて送り相当）である。なお、最大通紙幅Ｌ１は定格値であり、実際的には所定の許容範囲内においてＬ１よりも大きい幅の用紙も通紙可能である場合もある。

Ｌ２はＬ１よりも幅狭の所定の小サイズ用紙の幅を示しており、例えば２１０ｍｍ（Ａ４Ｒたて送り相当）を示している。本実施例の定着装置５は幅Ｌ２よりも更に小さい幅の用紙も通紙使用可能であるが、非通紙部昇温の緩和を上記の冷却機構３００により対応できる用紙幅サイズは上記のＬ１未満でＬ２以上である。

制御ユニット２００は装置に通紙する用紙の幅にあわせて、冷却機構３００のシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）およびファン３０１（Ｆ・Ｒ）を駆動制御する。この制御については後述する。

２０４ａ・２０４ｂ・２０４ｃは定着ローラ５１の表面温度を測定するためのサーミスタである。サーミスタ２０４ａは、定着ローラ５１の幅方向中央部の表面温度を検知する第一の温度検知部材である。以下、このサーミスタ２０４ａを第一サーミスタと記す。

サーミスタ２０４ｂは、幅Ｌ２の用紙の通紙領域境界線（仮想線）よりも少し内側部における定着ローラ表面温度を検知する第二の温度検知部材である。以下、このサーミスタ２０４ｂを第二サーミスタと記す。

サーミスタ２０４ｃは、幅Ｌ１の用紙の通紙領域境界線（仮想線）よりも少し内側部における定着ローラ表面温度を検知する第三の温度検知部材である。以下、このサーミスタ２０４ｃを第三サーミスタと記す。

（４）定着動作
前述したように、定着ローラ５１はモータ制御部２０７で制御されるモータＭ１の駆動力が駆動伝達機構を介して駆動ギアＧに伝達されることで矢印Ｒ５１の反時計方向に回転駆動される。この定着ローラ５１の回転駆動に従動して加圧ローラ５２が矢印Ｒ５２の時計方向に回転する。

また、定着ローラ５１のヒータ２１１にＡＣドライバ２１０内のヒータＳＷ２８０から給電がなされる。これにより、定着ローラ５１がヒータ２１１の熱により内側から加熱される。定着ローラ５１はこのヒータ２１１により最大通紙幅Ｌ１に対応する幅領域が加熱される。制御ユニット２００は定着ローラ５１の幅方向中央部の表面温度を検知する第一サーミスタ２０４ａから入力する検知温度情報に基づいて定着ローラ５１の表面温度を所定の定着温度に立ち上げる。そして、この定着温度が維持されるようにヒータ２１１に対する供給電力を制御して定着ローラ５１の表面温度を温調する。

この定着装置状態において、画像形成部２２１の二次転写位置Ｔ２から未定着のトナー像ｔを担持している用紙Ｐが導入され、ニップ部Ｎで挟持搬送される。これにより、トナー像ｔおよび用紙Ｐが加熱加圧されることで、トナー像ｔが熱融解して用紙Ｐに固着画像として定着される。ニップ部Ｎを挟持搬送された用紙Ｐはニップ部Ｎの用紙出口において定着ローラ５１の面から曲率分離して定着装置５から排出搬送されていく。

また、制御ユニット２００は装置に通紙される用紙の幅サイズにあわせて冷却機構３００のシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）とファン３０１（Ｆ・Ｒ）の駆動を制御して用紙が小サイズ用紙である場合における非通紙部昇温を緩和する。

［非通紙部昇温対策］
（１）冷却機構の制御
シャッター３０４（Ｌ・Ｒ）は通紙される用紙の幅サイズに応じて開口部３０３（Ｌ・Ｒ）の開口幅を広狭するように移動してファン３０１（Ｆ・Ｒ）による冷却が不要な定着ローラ部分を覆い隠す移動部材である。

シャッター３０４（Ｌ・Ｒ）は図４のように開口部３０３（Ｌ・Ｒ）を十分にふさいだ移動位置をホームポジション（ＨＰ）としている。冷却機構３００はシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）がそのホームポジションに位置していることを検知するセンサ（シャッターＨＰセンサ）３０５を有する。

制御ユニット２００は装置に通紙される用紙ＰがＬ１以上の幅の用紙であるときはシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）がシャッターＨＰセンサ３０５で検知される図４のホームポジションの位置に位置制御する。即ち、開口部３０３（Ｌ・Ｒ）がシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）で全閉状態にされる。

また、制御ユニット２００は装置に通紙される用紙Ｐが幅Ｌ１未満で幅Ｌ２以上の用紙である場合には、図５や図６のように、その用紙幅に対応する所定の位置までシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）をホームポジションからＳ２方向に移動させる。このシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）の移動はモータＭ２の駆動量Ｄを制御することでなされる。これにより、通紙される用紙の幅サイズに応じて開口部３０３（Ｌ・Ｒ）の開口幅を広狭されてファン３０１（Ｆ・Ｒ）による冷却が不要な定着ローラ部分が覆い隠される。

また、装置に通紙される用紙Ｐが幅Ｌ２よりも小さい幅の用紙である場合には、シャッター３０４（Ｌ・Ｒ）がホームポジションから開口部３０３（Ｌ・Ｒ）を全開した位置までＳ２方向に移動するようにモータＭ２の駆動量Ｄを制御する。

図７は上記シャッター３０４（Ｌ・Ｒ）のより詳細な移動制御フロー図である。制御ユニット２００は、画像形成装置１００のプリント動作が始まると、シャッターＨＰセンサ３０５がシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）を検知しているか判断する（Ｓ４０１）。センサ３０５がシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）を検知し、通紙される用紙Ｐの幅がＬ１以上である判断されると（Ｓ４０２）、冷却機構３００は正常と判断される（Ｓ４１０）。

装置に通紙される用紙Ｐの幅がＬ１未満と判断されると（Ｓ４０２）、定着ローラ５１が非通紙部になる領域に相当する移動量Ｄ分、モータＭ２の駆動量を制御して、シャッター３０４（Ｌ・Ｒ）をＳ２方向に移動させる（Ｓ４０３）。Ｓ４０３の制御に伴ってシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）がセンサ３０５に検知されなくなった場合（Ｓ４０４）は冷却機構３００は正常と判断される（Ｓ４１０）。また、Ｓ４０３の制御後もシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）がセンサ３０５で検知されている場合には（Ｓ４０４）、冷却機構３００は異常（冷却手段が故障）と判断される（Ｓ４１１）。

Ｓ４０１にて、シャッター３０４（Ｌ・Ｒ）がセンサ３０５により検知されなかった場合には、シャッター３０４（Ｌ・Ｒ）をセンサ３０５で検知されるホームポジションの位置まで戻すシーケンスがなされる。即ち、制御ユニット２００はシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）をホームポジションに戻すＳ１方向に移動させるようにモータＭ２を駆動制御する（Ｓ４０５）。この制御に伴ってセンサ３０５がシャッター３０４（Ｌ・Ｒ）を検知した場合（Ｓ４０６）、モータＭ２の駆動を停止して、前述したＳ４０２を実行する。

Ｓ４０５の制御の実行から所定時間（Ｔｍａｘ）を経過した後もセンサ３０５がシャッター３０４を検知しなかった場合は（Ｓ４０８）、モータＭ２を停止し（Ｓ４０９）、冷却機構３００は異常と判断される（Ｓ４１１）。

ここで、上記の所定時間Ｔｍａｘは、冷却機構３００が正常である場合において、シャッター（Ｌ・Ｒ）が開口部３０３（Ｌ・Ｒ）を全開した位置（図５）から開口部３０３（Ｌ・Ｒ）を全閉した位置（図４）に戻るに要する時間よりも長い時間である。

制御ユニット２００は、Ｓ４１０において、冷却機構３００が正常と判断した場合には、画像形成部２２１のプリント動作を続行する。また、Ｓ４１０において、冷却機構３００が異常と判断した場合には、画像形成部２２１のプリント動作を停止すると共に、定着装置５の異常を報知して点検を促すアラームや表示を操作部２０２や外部ホスト装置２５０の表示部にアナウンスする。

続いて、定着装置５の温度制御構成、非通紙部昇温が生じた際の温度推移、定着の温調制御フローを図８・図９を参照して説明する。

第一サーミスタ２０４ａは、定着ローラ５１の温調を行う為のサーミスタであり、定着ローラ５１の幅方向において、装置に使用可能な用紙のうちいずれの用紙も通過する通紙部（通過部）の温度を検知する。そしてその検知温度情報を制御ユニット２００にフィードバックしている。

第二サーミスタ２０４ｂは、通紙される用紙の幅がＬ２よりも小さい場合において冷却機構３００では冷却出来ない定着ローラ５１の非通紙部の温度を測定する為のサーミスタである。即ち、第二サーミスタ２０４ｂは、定着ローラ５１の幅方向において、装置に使用可能な記録材のうち最大幅サイズの用紙よりも幅狭の所定の用紙が通過しない非通過部の温度を検知する。

第三サーミスタ２０４ｃは通紙される用紙の幅がＬ１よりも小さくＬ２以上である場合において冷却機構３００で定着ローラ５１の非通紙部を冷却する際に用いるサーミスタである。即ち、第三サーミスタ２０４ｃは、定着ローラ５１の幅方向において、装置に使用可能な最大幅サイズの用紙よりも幅狭の用紙が給送されたときの非通紙部（非通過部）の温度を検知する。この第三サーミスタ２０４ｃの温度に応じてファン３０１（Ｆ・Ｒ）の動作が制御される。

制御ユニット２００は、第一サーミスタ２０４ａが所定の温度Ｔ３（定着可能温度：例えば１８０℃）未満で、且つ、第二サーミスタ２０４ｂが温度Ｔ３よりも高い所定の温度Ｔ２（例えば２４０℃）未満の時は、ヒータＳＷ２８０をＯＮする。

ここで、制御ユニット２００は、通紙する用紙の種類、環境、定着ローラ５１の温度などによりヒータＳＷ２８０のＯＮ Ｄｕｔｙ（すなわちヒータ２１１に対する通電比率）を決定するが、本実施例では便宜的に約７０％の通電としている。

通紙される用紙Ｐの幅がＬ２よりも小さい時は、その用紙Ｐにより第二サーミスタ２０４ｂ付近の定着ローラ５１の熱が奪われない。その為、第二サーミスタ２０４ｂ付近の定着ローラ５１の表面温度は上昇し、図８のα時点で、第二サーミスタ２０４ｂは所定の温度Ｔ２を超える。

そこで、制御ユニット２００はヒータＳＷ２８０を制御し、ヒータ２１１の通電を一時休止若しくは通電のＤｕｔｙを低下させる。本実施例では、便宜的にヒータ２１１の通電を休止として記載する。それにより定着ローラ５１の温度が全体的に下がる。

第一サーミスタ２０４ａでの定着可能温度Ｔ３を下回る場合、制御ユニット２００は画像制御部２２０を制御し、画像形成部２２１の動作を中断する。そして、用紙の給紙タイミング（給送タイミング）と温度制御部２０１ａでの制御を変更するダウンシーケンスモードを実行する。

ダウンシーケンスモードは、連続プリント中において、定着ローラ５１の通紙部の温度が定着性能を維持できる温度よりも下まわってしまうのを防ぐために用紙の搬送間隔を広げてプリントするシーケンスを行うモードである。あるいは定着ローラ５１の非通紙部の温度が規定温度より上回ってしまうのを防ぐために、用紙の搬送間隔を広げてプリントするシーケンスを行うモードである。つまり、連続プリント中において、用紙カセット（給送部）８からの用紙Ｐの給送タイミングと温度制御部での制御を変更してプリントするシーケンスを行うモードである。

図９に上記で説明した内容のフローチャートを示す。プリントスタートすると、図７で説明した冷却機構３００の動作及び異常確認が行われる（Ｓ７０１）。ファン３０１（Ｆ・Ｒ）の動作は図９のフローチャートから割愛しているが、第三サーミスタ２０４ｃの検知温度が温度Ｔ３以上で温度Ｔ２以下の所定の温度Ｔ２（例えば２２０℃）を上回らないように、ＯＮ／ＯＦＦ制御がされている。ファン３０１（Ｆ・Ｒ）がＯＮ制御されることで図４や図５のように定着ローラ５１の非通紙部に冷却風Ａが作用して送風冷却がなされる。用紙幅がＬ２未満の場合この動作は必ずしも実施する必要はない。

続いて、動作モード選択（Ｓ７１１）、温調動作が開始される（Ｓ７０２）。動作モード選択（Ｓ７１１）は後述する。温調が開始されると、第一サーミスタ２０４ａの温度がＴ１以下及び第二と第三サーミスタ２０４ｂ・２０４ｃの温度がＴ２以下か判断され（Ｓ７０３、Ｓ７０４）、その判断によりヒータＳＷ２８０がＯＮ若しくはＯＦＦされる（Ｓ７０５、Ｓ７０９）。

更に、第一サーミスタ２０４ａの温度がＴ３以上と判断されると（Ｓ７０６）、画像形成部２２１の動作が開始される（Ｓ７０７）。また、Ｔ３未満と判断されると画像形成部２２１の動作が中断される、若しくは開始されない（Ｓ７１０）。

上記の制御動作をプリント終了（Ｓ７０８）まで継続して行う。

続いて、画像形成装置１００における画像形成速度（プロセス速度）が異なる場合の非通紙部昇温の遷移と、生産性について図１０を用いて説明をする。

プロセス速度が通常速度（第一の画像形成速度での印刷）と通常速度よりもプロセス速度が遅い速度（第二の画像形成速度での印刷）の場合の２つのプロセススピードにおける定着の温調と、非通紙部昇温の遷移を図１０の（ａ）に示す。ここで、通常速度は、例えば、Ａ４横送りで５０ｐｐｍ相当である。以降、Ｎｏｒｍａｌと記す。遅い速度は、例えば、Ａ４横送りで２５ｐｐｍ相当である。以降、Ｈａｌｆと記す。

プロセス速度がＮｏｒｍａｌ時は、先に説明したとおり、第二サーミスタ２０４ｂの温度がＴ２に達するとダウンシーケンスに入り（α時点）、生産性（ｐｐｍ）が低下する。

一方で、プロセス速度がＨａｌｆ時は、Ｎｏｒｍａｌ時と同じ用紙を用いる場合、定着の温調温度を下げる事が出来る。例えばＨａｌｆ時の温度Ｔ１は１８０℃、Ｈａｌｆ時の温度Ｔ３は１６０℃程度に設定できる為に、ヒータＳＷ２８０のＯＮ ＤｕｔｙはＮｏｒｍａｌの時の７０％よりも小さく出来る（例えば４５％）。そのため、第二サーミスタ２０４ｂの温度がＴ２に達する時間も長くなり、時間βまでダウンシーケンスに入らず動作する事が可能となる。

本実施例では、プロセス速度がＮｏｒｍａｌ時は約１５枚程度で、Ｈａｌｆ時は約３０枚程度出力されるとダウンシーケンスに入る。

また、図１０の（ｂ）に示すように、ダウンシーケンスに入り最終的にたどり着く最低の生産性にも差があり、Ｎｏｒｍａｌ時よりもＨａｌｆ時の方が生産性が高い。本実施例では、Ｎｏｒｍａｌ時４ｐｐｍ、Ｈａｌｆ時８ｐｐｍ程度である。これは、フィルム加熱方式等のオンデマンド定着では、熱容量が低い為に特に顕著となる。

その結果、図１０の（ｃ）に示すように約２０枚以上連続して出力するジョブ（ＪＯＢ）に於いては、半速モードでの出力のほうが結果的に早く出力される。

図１１に図９にて説明を割愛したＳ７１１の動作モード選択に関して説明を行う。通紙される用紙Ｐの設定が普通紙など、プロセス速度がＮｏｒｍａｌ時は以下の制御を行う（Ｓ９００）。通紙される用紙Ｐの幅がＬ１（またはそれ以上）の場合は、非通紙部冷却をする必要がないので、プロセス速度をＮｏｒｍａｌとする。用紙幅がＬ１未満でＬ２以上の場合（Ｓ９０１、Ｓ９０２）、非通紙部を冷却する冷却機構３００が正常に動作すれば（Ｓ９０３）、プロセス速度をＮｏｒｍａｌとする（Ｓ９０４）。

Ｓ９０２にて用紙幅がＬ２未満と判断された場合若しくは、Ｓ９０３にて冷却機構３００に異常があると判断された場合、その用紙サイズでのプリントレングスが所定枚数Ｎ以上か判断される（Ｓ９０５）。プリントレングスは１回にプリントされる枚数（連続で実行されるプリント枚数）である。所定枚数Ｎ以上の場合はプロセス速度をＨａｌｆとし、それ以外はＮｏｒｍａｌとする。本実施例では、所定枚数Ｎは約２０枚である。

上記の装置構成と制御をまとめると次のとおりである。第一の画像形成速度での印刷モードを有する。第一の画像形成速度よりも低い第二の画像形成速度での印刷モードを有する。連続した画像形成時に第二サーミスタ２０４ｂの検知温度が第一サーミスタ２０４ａの温度検知部材よりも大きくなった場合に給送部８・９からの用紙の給送タイミングと温度制御部２０１ａでの制御を変更するダウンシーケンスモードを有する。制御ユニット２００は上記の３つのモードを切り替えて実行可能である。

そして、制御ユニット２００は装置に使用される記録材の種類とプリントレングスから第一の画像形成速度で印刷するか第二の画像形成速度で印刷するか判断する。

用紙の種類は、第二サーミスタ２０４ｂの配設位置が非通過部となるような幅の用紙である。プリントレングスは、第一の画像形成速度による印刷よりも第二の画像形成速度での印刷の方が生産性が高くなるプリントレングスである。

定着ローラ５１の幅方向において、装置に使用可能な最大幅サイズの用紙よりも小さい幅の記録材が給送されたときの非通過部の温度を検知する第三サーミスタ２０４ｃと、定着ローラ５１の非通紙部を冷却する冷却機構３００を有する。第二サーミスタ２０４ｂは定着ローラ５１の幅方向において冷却機構３００で冷却できない箇所に配置されている。制御ユニット２００は、冷却機構３００が故障したと判断した時、第二サーミスタ２０４ｂと共に第三サーミスタ２０４ｃでも定着ローラ５１の非通紙部の昇温を検知する。

同じ坪量の用紙の場合、プロセス速度に応じて、定着に必要な温度が異なる。単位面積当たりに与える熱量が重要なためである。Ｈａｌｆ時の場合は、Ｎｏｒｍａｌ時よりも低い温度で温調しているため、定着端部ローラ５１の非通史部の温度も上がりにくくダウンシーケンスに入るタイミングが遅くなり、更に最低の生産性（ｐｐｍ）も高い。ジョブのプリントレングスによっては、Ｈａｌｆで動作させたほうが生産性が高くなる。

上記の装置構成と制御により、定着装置の記録材の非通過部を有効に冷却出来ない場合でも、生産性の低下を最小限に抑える事が出来る。

《実施例２》
本発明の画像形成装置の第二の実施形態を説明する。図１〜図７で説明した画像形成装置構成、定着装置構成、冷却機構構成、及び非通紙部昇温によるダウンシーケンスに至るプロセスは、第二の実施形態においても同等の為説明を割愛する。

実施例１では、プリント動作を開始する時にプロセス速度をＮｏｒｍａｌにするか、Ｈａｌｆにするかの判断を行っているが、本実施例２ではダウンシーケンスに至ってからプロセス速度をＨａｌｆに切り替えるか否かを判断する。以下詳細を述べる。

プロセス速度をＮｏｒｍａｌからＨａｌｆに切り替える場合、システムにより異なるが１０秒程度プリント動作が停止する。理由としては、Ｎｏｒｍａｌ速度での作像された用紙が二次転写位置Ｔ２を通過するまで、画像形成ユニットＵ（ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫ）、中間転写ベルトユニット３、露光手段としてのレーザスキャナユニット２の速度を変えることが出来ないためである。

図１２は、プロセス速度がＮｏｒｍａｌのまま印刷を続けた場合と、ダウンシーケンスモードに入るタイミングでプロセス速度をＨａｌｆに切り替えた場合のプリント枚数を示す。ダウンシーケンスに入るタイミング（α時点）でプロセス速度がＮｒｏｍａｌからＨａｌｆ速度に切り替わる場合、切り替え中は用紙Ｐの出力は停止する為、１５枚付近で枚数の増加はない。その後、Ｈａｌｆの速度で動作させる事により、ダウンタイムに入るまでの時間が長くなり、最終的な生産性は向上する。

本実施例のケースでは、Ｎｏｒｍａｌで１５枚程度プリントするとダウンシーケンスモードに入るため、その後５枚以上プリントがある場合はＨａｌｆに移行するとメリットが大きくなる。

図１３に、普通紙（プロセス速度がＮｏｒｍａｌ）且つ、非通紙部の冷却機構３００では有効に冷却出来ない幅Ｌ２未満の用紙を通紙する場合のフローチャートを記載する。実施例１にて説明した非通紙部の冷却機構３００の動作を行い（Ｓ１００１）、温調を開始する（Ｓ１００２）。温調が開始されると、第一サーミスタ２０４ａの温度がＴ１以下、及び第二と第三サーミスタ２０４ｂ、２０４ｃの温度がＴ２以下か判断される（Ｓ１００３、Ｓ１００４）。その判断によりヒータ制御ＳＷ２８０がＯＮ若しくはＯＦＦされる（Ｓ１００５，Ｓ１００９）。

更に、第一サーミスタ２０４ａの温度がＴ３以上と判断されると（Ｓ１００６）、画像形成部２２１の動作が開始され（Ｓ１００７）、プリント終了と判断されるまで画像形成部２２１の動作を継続する（Ｓ１００８）。

Ｓ１００６にて温度Ｔ３未満と判断され、画像形成が開始されていない場合は（Ｓ１０１０）、画像形成開始可能温度まで定着温度を上げるためにＳ１００３に戻る。

Ｓ１０１０にて画像形成部２２１の動作が開始されていると判断された場合、残りのプリント枚数がＮ２枚以上（例えば５枚以上）ある場合は（Ｓ１０１１）、画像形成部２２１の動作を中断し、プロセス速度をＨａｌｆに切替える（Ｓ１０１２）。

その後、プリントが終了するまでプロセス速度がＨａｌｆでの画像形成部２２１の動作を継続する（Ｓ１０１３、Ｓ１０１４）。

Ｓ１０１１にて残りのプリント枚数がＮ２未満（例えば５枚未満）の場合は、プロセス速度がＮｏｒｍａｌのまま、プリント動作終了までダウンシーケンス動作を行う。

ここで、Ｓ１０１３、Ｓ１０１５はダウンシーケンスも含めた制御であるが、制御概要は図９で説明したものと本質は変わらない為、説明は割愛する。

上記の制御をまとめると次のとおりである。第一の画像形成速度での印刷モードを有する。第一の画像形成速度よりも低い第二の画像形成速度での印刷モードを有する。連続した画像形成時に第二サーミスタ２０４ｂの検知温度が第一サーミスタ２０４ａの温度検知部材よりも大きくなった場合に給送部８・９からの用紙の給送タイミングと温度制御部２０１ａでの制御を変更するダウンシーケンスモードを有する。制御ユニット２００は上記の３つのモードを切り替えて実行可能である。

そして、制御ユニット２００は、ダウンシーケンスモードの実行時、残りのプリントレングスから、第一の画像形成速度で印刷するか第二の画像形成速度で印刷するか判断する。

上記の装置構成と制御により、定着装置の記録材の非通過部を有効に冷却出来ない場合でも、生産性の低下を最小限に抑える事が出来る。

《他の実施例》
（１）定着装置５において、加熱回転体としての定着ローラ５１の加熱方式は実施例の加熱部材としてハロゲンヒータ２１１を用いた形態のものに限られない。ローラ内部又は外部に励磁コイルを配設してローラ５１を誘導加熱する方式、ローラ内周面や外周面に面状発熱体を配設してローラ５１を加熱する方式、接触式または非接触式の加熱部材によりローラ５１の外周面を外部加熱する方式などであってもよい。加圧回転体としての加圧ローラ５２も加熱部材で加熱する装置構成であってもよい。

（２）加熱回転体と加圧回転体はローラ体に限られない。少なくとも一方を無端状のベルト（フィルム）の形態にした定着装置構成であってもよい。例えば、加熱回転体を無端状の定着ベルトとし、その定着ベルトの内周面に摺接する加熱体としての例えばセラミックヒータを配設する。そして、ヒータに定着ベルトを介して加圧回転体としての加圧ローラや加圧ベルトを当接させてニップ部を形成させた定着装置構成であってもよい。

（３）定着装置の非通紙部冷却はファンで行う系（送風冷却）で説明したが、ヒートパイプや、その他の冷却手段でも同様の効果が得られる。

（４）画像形成装置の画像形成部２２１は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、記録材に対して直接方式でトナー像を形成する構成のものであってもよい。

（５）記録材の搬送は中央基準搬送に限られず、所謂片側基準搬送であってもよい。

１００・・画像形成装置、２２１・・画像形成部、８・９・・記録材の給送部、５・・定着装置、５１・・加熱回転体（定着ローラ）、２１１・・加熱部材（ヒータ）、２８０・・給電部、５２・・加圧回転体（加圧ローラ）、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、ｔ・・未定着のトナー像、２０４ａ・・第一の温度検知部材、２０４ｂ・・第二の温度検知部材、２０４ｃ・・第三の温度検知部材、２０１ａ・・温度制御部（ＣＰＵ）、２００・・制御部

Claims (5)

1. 給送部から給送される記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部でトナー像が形成された記録材をニップ部で挟持搬送して加熱定着する加熱回転体と、
   給電部から電力供給されて前記加熱回転体を加熱する加熱部材と、
   前記加熱回転体の幅方向において、装置に使用可能な記録材のうちいずれの記録材も通過する通過部の温度を検知する第一の温度検知部材と、
   前記加熱回転体の幅方向において、装置に使用可能な記録材のうち最大幅サイズの記録材よりも幅狭の所定の記録材が通過しない非通過部の温度を検知する第二の温度検知部材と、
   前記第一の温度検知部材と前記第二の温度検知部材の検知温度に基づいて前記給電部から前記加熱部材への供給電力を制御して前記加熱回転体の温度制御を行う温度制御部と、
   第一の画像形成速度での印刷と、前記第一の画像形成速度よりも遅い第二の画像形成速度での印刷と、連続した画像形成時に前記第二の温度検知部材の検知温度が前記第一の温度検知部材の検知温度よりも大きくなった場合に前記給送部からの記録材の給送タイミングと前記温度制御部での制御を変更するダウンシーケンスモードと、を切り替えて実行可能な制御部であって、前記ダウンシーケンスモードの実行時、残りのプリントレングスから、第一の画像形成速度で印刷するか第二の画像形成速度で印刷するか判断する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録材の種類は、前記第二の温度検知部材の配設位置が非通過部となるような幅の記録材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記プリントレングスは、前記第一の画像形成速度による印刷よりも前記第二の画像形成速度での印刷の方が生産性が高くなるプリントレングスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記加熱回転体の幅方向において、装置に使用可能な最大幅サイズの記録材よりも幅狭の記録材が給送されたときの非通過部の温度を検知する第三の温度検知部材と、
   前記加熱回転体の記録材の非通過部を冷却する冷却手段と、を有し、
   前記第二の温度検知部材は、前記加熱回転体の幅方向において前記冷却手段で冷却できない箇所に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記冷却手段が故障したと判断した時、前記第二の温度検知部材と共に前記第三の温度検知部材でも前記加熱回転体の記録材の非通過部の昇温を検知することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。