(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材を収容する複数の記録材収容部と、記録材収容部に収容された記録材のサイズ並びに収容方向を検出する検出手段と、記録材収容部から供給された記録材へ画像を形成する画像形成手段と、記録材に形成された画像を熱定着する定着部材と、定着部材の中央部と端部の温度を検知する２つの温度検知素子と、有する画像形成装置において、
所定サイズの記録材へ連続して画像を形成しているとき、２つの温度検知素子による検知温度の差が所定値以上となった場合、画像形成手段へ供給する記録材を所定サイズの記録材と同一サイズで且つ収容方向が９０°異なる記録材収容部の記録材へ切り換えるとともに画像形成方向を９０°回転させることにより連続画像形成動作を継続して実行する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
所定サイズの記録材へ連続して画像を形成しているとき、前記２つの温度検知素子による検知温度の差が前記所定値よりも小さい所定値以下となったとき、前記画像形成手段へ供給する記録材を元の記録材収容部の記録材へ戻すとともに画像形成方向を元に戻すことにより連続画像形成動作を継続して実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
記録材を収容する複数の記録材収容部と、記録材収容部に収容された記録材のサイズ並びに収容方向を検出する検出手段と、記録材収容部から供給された記録材へ画像を形成する画像形成手段と、記録材に形成された画像を熱定着する定着部材と、画像形成回数をカウントするカウント手段と、有する画像形成装置において、
所定サイズの記録材へ連続して画像を形成する場合、所定サイズの記録材に画像形成を所定回行う毎に、画像形成手段へ供給する記録材を所定サイズの記録材と同一サイズで且つ収容方向が９０°異なる記録材収容部の記録材へ切り換えるとともに画像形成方向を９０°回転させて行う画像形成を所定回挿入することにより連続画像形成動作を継続して実行する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成手段と、複数の記録材載置部を有する記録材供給手段と、加熱体を有する定着手段を備え、記録材供給手段から供給される記録材に画像形成手段で画像形成し、その画像を定着手段で加熱により定着するようにした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から種々の画像形成装置が知られており、中でも電子写真方式による画像形成装置が広く普及している。電子写真方式の画像形成装置には複写機、プリンタ（レーザビームやＬＥＤによるアナログまたはデジタルプリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサなどがあり、これらは通常、画像形成手段、複数の記録材載置部を有する記録材供給手段、及び加熱体を有する定着手段を備えている。
【０００３】
上記定着手段の加熱体として、ヒータで加熱される定着ローラが一般に使用され、その定着ローラに対向配置される加圧ローラとの間に記録材を通過させ、記録材上のトナー像を加熱により定着し永久画像を形成する。定着ローラに記録材が接して通過すると、その接触部分（通過部分）は記録材によって熱が奪われるのでその表面温度は低下する。そこで定着ローラの表面温度を定着に適した値に維持するようにヒータ制御が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、定着ローラにおける記録材通過部分の表面温度を定着に適した温度に維持すると、記録材が通過しない定着ローラの端部分は、記録材によって温度は熱を奪われないので該部分の表面温度は定着に適した温度より上昇し、定着ローラの中央部と端部の間に温度ムラを生じる。そしてこの温度ムラは記録材を連続通過させるときに大きくなり、端部が高温になって当該部分およびその周辺部分が熱損傷を受けるという問題がある。また非通過部分を過剰に加熱することにより電気エネルギーを無駄に消費するという問題もある。
【０００５】
そこで本発明は、特に連続して記録材を記録する際に、定着に適した温度を維持しつつ、非通過部分の温度上昇を抑制し、且つ電気エネルギーの無駄をなくすことを課題とし、そのための新しい画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る第１の代表的な構成は、記録材を収容する複数の記録材収容部と、記録材収容部に収容された記録材のサイズ並びに収容方向を検出する検出手段と、記録材収容部から供給された記録材へ画像を形成する画像形成手段と、記録材に形成された画像を熱定着する定着部材と、定着部材の中央部と端部の温度を検知する２つの温度検知素子と、有する画像形成装置において、所定サイズの記録材へ連続して画像を形成しているとき、２つの温度検知素子による検知温度の差が所定値以上となった場合、画像形成手段へ供給する記録材を所定サイズの記録材と同一サイズで且つ収容方向が９０°異なる記録材収容部の記録材へ切り換えるとともに画像形成方向を９０°回転させることにより連続画像形成動作を継続して実行する手段を有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するための本発明に係る第２の代表的な構成は、記録材を収容する複数の記録材収容部と、記録材収容部に収容された記録材のサイズ並びに収容方向を検出する検出手段と、記録材収容部から供給された記録材へ画像を形成する画像形成手段と、記録材に形成された画像を熱定着する定着部材と、画像形成回数をカウントするカウント手段と、有する画像形成装置において、所定サイズの記録材へ連続して画像を形成する場合、所定サイズの記録材に画像形成を所定回行う毎に、画像形成手段へ供給する記録材を所定サイズの記録材と同一サイズで且つ収容方向が９０°異なる記録材収容部の記録材へ切り換えるとともに画像形成方向を９０°回転させて行う画像形成を所定回挿入することにより連続画像形成動作を継続して実行する手段を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に図面により本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成図である。画像形成装置である電子写真方式のデジタル複写機は、画像形成手段と、複数の記録材載置部を有する記録材供給手段と、加熱体を有する定着手段を主要物として備えている。以下これら各部分を具体的に説明する。
【００１０】
（画像形成手段）
画像形成手段は露光部、潜像形成部、現像部および転写部により構成される。露光部は原稿載置台（原稿台）200、標準白色板260、細長い蛍光灯やハロゲンランプ等からなる露光ランプ201と第１のミラー202で構成される第１の可動体203、第２、第３のミラー204，205で構成される第２の可動体206、レンズ207、ＣＣＤラインセンサ208、露光制御部210及びそれを冷却する冷却ファン209を備えている。
【００１１】
潜像形成部は画像担持体であるドラム状の感光体240を備えている。現像部は現像器211により構成され、所定色の現像剤（トナー）を収容する容器とそのトナーを前記感光体240に供給する現像ローラ等を備えている。転写部は転写帯電器239により構成され、その電位により感光体240の表面に形成される現像像を記録材供給手段から供給される記録材上に転写する。
【００１２】
次に上記画像形成手段の動作を説明する。先ず第１の可動体203が移動しながらその露光ランプ201で原稿を照射すると、原稿面からの散乱光は第１、第２、第３のミラー202，204，205で反射されてレンズ207に達する。その際、第１の可動体203に対して第２の可動体206は１／２の移動速度とされ、照射した原稿面からレンズ207までの距離が常に一定に維持される。
【００１３】
レンズ207に達した原稿面の像は数千の受光素子がライン状に配列されたＣＣＤラインセンサ208で逐次ライン単位で光電変換され、その電気信号は図示しない信号処理部で処理され、ＰＷＭ変調されて出力される。
【００１４】
露光制御部210は前記ＰＷＭ変調された画像信号により半導体レーザを駆動し、その光ビーム（レーザビーム）を定速回転する感光体240の表面に照射する。その際、ドラム状の感光体240の軸方向と平行にポリゴンミラー（図示せず）で光ビームを偏向走査する。
【００１５】
標準白色板260はＣＣＤラインセンサ208の感度不均一や光源、光量の不均一等に起因する画像信号の出力レベルのバラツキ（シェーディング歪）を補正する際、そのシェーディング補正データを得るために使用されるものである。原稿のスキャンに先立って、ＣＣＤラインセンサ208がこの標準白色板260を数回スキャンし、それによって得た白色像データをシェーディング補正データとして用い、原稿画像をＣＣＤラインセンサ208でスキャンして得た画像信号のレベル不均一補正（シェーディング補正）を行う。
【００１６】
一方、感光体240は光ビームの照射に先立って前露光ランプ（図示せず）により表面の残量電荷を除去され、さらに一次帯電器228でその表面が均一に帯電される。したがって、定速回転する感光体240の表面には前記画像情報を含む光ビームを選択的に受けて静電潜像が形成される。その静電潜像は次いで現像器211により所定色のトナーで現像され、現像像として可視化される。そしてこの現像像は前記のように転写帯電器239の作用により、記録材供給手段から供給される記録材上に転写される。
【００１７】
図２はオプションとして原稿載置台（原稿台）200の上に装着し、原稿を自動送りする自動原稿送り装置（以下、ＡＤＦという）の断面図である。ＡＤＦは画像形成装置の本体に装脱着が可能で、図１の原稿台200に対して開閉可能なフタのような構造になっており、図２は閉じた状態であってＡＤＦが動作可能になっている。
【００１８】
図２において、１は原稿の位置決めを行うサイド規制部材、２、４はローラ押さえ、３は給紙ローラ、５は分離ローラ、６、７、13は原稿送り動作中の原稿の通過状態を検知するレバースイッチ、８，９はレジストローラ対、10は原稿押さえ、11，12は排紙ローラ、14は排紙トレー、17は原稿載置トレー部、18はストッパ、19はレバー、20は原稿が原稿台ガラス15に密着する位置である。なお15は本体側における原稿台ガラスで図１の原稿載置台200に相当し、16は本体側に設けた突き当て板である。そしてこのＡＤＦは図示しないケーブルによって本体と電気的に接続され、本体と連帯動作可能なようになっている。
【００１９】
次に上記ＡＤＦの動作について説明すると、先ず操作者が原稿載置トレー部17上に原稿面を下向きにして原稿面を載置し、サイド規制部材１をセットし、後述する操作部のコピースタートキー305を操作して記録動作等を起動させると、原稿送り開始信号が本体からケーブルを介してＡＤＦに送られ、原稿送り動作を開始する。
【００２０】
原稿送りに際しては、レバー18がローラ押さえ２を押し下げ、ストッパ19を上方に持ち上げ、給紙ローラ３が回転して原稿を送り出し、分離ローラ５と押さえローラ４は給紙ローラ３から受けた原稿を１枚ずつ分離して後方に送る。そしてレジストローラ対８，９が分離ローラ５から受けた原稿を原稿押さえ10と原稿台ガラス15の間に送る。なお原稿押さえ10はレジストローラ対８，９より供給された原稿を原稿台ガラス15上に導く作用を有する。また原稿が原稿台ガラス15に密着するように、原稿押さえ10は図示しないバネ部材で適度に原稿台ガラス15方向に加圧されている。
【００２１】
上記のようなＡＤＦを使用する場合は、図１に示す第１の可動体203は原稿が原稿台ガラス15に密着する位置20の下方に移動して停止している。そしてその状態でＡＤＦにより一定速度で移動する原稿面の画像をＣＣＤラインセンサ208でスキャン（光電変換）される。そしてスキャン後の原稿は排紙トレー14上に排出される。
【００２２】
（記録材供給手段）
記録材料供給手段は記録材を収容する複数の記録材載置部と、それら記録材載置部から前記画像形成手段に記録材を供給する記録材供給部を備えている。先ず記録材載置部について説明すると、図示のように上下に記録材載置部223、224が配置され、さらにその下側にも図示しない他の記録材載置部が配置される。
【００２３】
これら記録材載置部223，224はそれぞれ収容される定形サイズの記録材の種類または載置方向が予め決められており、例えば記録材載置部223はＡ４サイズ、記録材載置部224はＡ４Ｒサイズと決められる。しかし１つの記録材載置部に定型サイズの複数種の記録材または同一サイズであっても異なる向きに収容できるようにしてもよい。
【００２４】
前者のように記録材載置部ごとに記録材の種類または配置が決められている場合には、その記録材載置部の選択情報を記録材サイズ検知手段とすることができる。しかし後者の場合には特定の記録材載置部に収容されている記録材の種類および向きを検知するため、記録材載置部に特別な記録材サイズ検知手段が設けられる。そのような記録材サイズ検知手段としては、例えば記録材載置部内に設けられる記録材幅寄せ材の位置を検知する位置センサにより構成することができる。なお、記録材載置部223，224等には、記録材が収容されているか否かを検知する光学的センサ等の記録材検知手段が設けられる。
【００２５】
記録材供給部は、リフトアップ225，226、給送ローラ対229，230、232、233、234，235およびレジストローラ238を備えている。また図示しない第３、第４の記録材載置部を設置した場合に、その記録材を供給するために使用される給送ローラ対231が設けられる。さらに操作部上で手差し給紙モードを選択した場合に、使用される手差しトレー237、給送ローラ236が設けられる。
【００２６】
リフトアップ225，226は記録材載置部223，224に収容されている記録材を給送ローラ対229，232の位置まで持ち上げる動作を行う。給送ローラ対229，232は図示しない共通の駆動モータにより駆動され、ローラ回転方向の切り替えにより、記録材載置部223または224の一方から記録材を選択的に供給する。また、給送ローラ対229及び232の各ローラは、給紙と逆回転方向にトルクがかけられており、これにより記録材の重送を防止している。
【００２７】
給送ローラ対230，233，234，235は記録材載置部223，224からの記録材をレジストローラ238まで搬送するものである。レジストローラ238は感光体240に形成される現像像先端と記録材先端のタイミングを合わせて転写位置、すなわち転写帯電器239の位置に記録材を供給する。そして転写帯電器239の作用により感光体240上の現像像が記録材上に転写される。
【００２８】
記録材に転写後、感光体240に残存するトナーはクリーナ227により除去される。なお、一般に感光体240は曲率が大きいため転写された記録材はそれから分離しやすいが、除電針244を設けてその電圧により感光体240と記録材との間の吸着力を弱めることにより、分離をより容易にすることができる。
【００２９】
感光体240から分離された記録材は搬送ベルト241で定着手段30に搬送される。定着手段30は加熱ローラ（定着ローラ）213とそれに対向する加圧ローラ214を備えており、記録材は加熱体としての加熱ローラ213と加圧ローラ214の間を通過する際にトナーが加熱・加圧されて定着される。なお定着手段30の詳細は後述する。
【００３０】
定着手段30から排出される記録材は次いで１つの大ローラと２つの小ローラを組み合わせた給送ローラ215で方向フラッパー222に向かって搬送される。その際、記録材は給送ローラ215によってそのまき癖が矯正される。方向フラッパー222は、操作部で設定される動作モードに応じて記録材の方向を切り換える作用を有するもので、記録材の片面に１度の記録をするモード（片面記録）においては、給送ローラ212から排出口に向かう経路が選択される。すなわち記録材は方向フラッパー222にガイドされて排紙ローラ対216から排紙トレー242に排出し積載される。
【００３１】
両面記録の場合は、片面の定着を終えて排紙ローラ対216による排紙動作中、記録材の後端を残した状態で排紙ローラ対216を逆回転させる。それと共に方向フラッパー222の向きを切り換えて記録材を方向フラッパー222の下方を通過させ、排紙口から給送ローラ217へ記録材を送る。給送ローラ217は給送ローラ215と同様に構成され、記録材を中間トレー243に送ると共にそのまき癖を矯正する。記録材は次いで中間トレー243から給送ローラ218，219，221，235の順で前述の転写位置に搬送され、そこで記録材の裏面側の転写が行われ、その後定着されて排紙トレー242に排出される。
【００３２】
多重記録の場合には、給送ローラ215を通過した記録材は、方向フラッパー222の向きの切り換えにより図面上、方向フラッパー222の右側を通過し、給送ローラ217へ送られる。そして給送ローラ217は記録材を中間トレー243へ送る。その後記録材は中間トレー243から給送ローラ218，219，221，235の順で前述の転写位置に搬送され、そこで記録材は前回の転写面と同一面に再び転写される。
【００３３】
両面記録または多重記録のいずれにおいても、複数枚の記録をする場合には、先ず１枚目の記録材が給送ローラ218で挟まれて固定した状態で中間トレー243に積載する。２枚目の記録材が中間トレー243に到達すると、給送ローラ218は少し回転してその２枚目の記録材を挟み、その状態で２枚目の記録材は中間トレー243に積載する。３枚目以降の記録材も同様にして中間トレー243に積載される。その際、後から重ねられた記録材の先端は図３に示すように、給送方向に対して後方にずれた状態で重ねられる。
【００３４】
操作部で設定された枚数の記録材が中間トレー243に積載されると、中間トレー243から下流側への給送が開始される。すなわち、中間トレー243の記録材は先ず給送ローラ218，219から給送ローラ221へ給送され、その途中で分離レバー220が１枚目と２枚目の記録材の先端間に下降し、１枚目の記録材のみが給送ローラ221に給送され、次いで１枚目の記録材は転写位置に搬送されて転写される。また、２枚目以降の記録材は分離レバー220に乗り上げた後、給送ローラ218，219の逆回転により中間トレー243に戻される。以下、同様の操作を繰り返して中間トレー243に積載されていた全ての記録材が１枚ずつ転写位置に搬送される。
【００３５】
なお、記録材の搬送路の各所には記録材を検出するセンサが配置され、紙詰まりなどのエラー検知、及び各部の動作タイミングを図るために用いられる。第１のセンサ250は給送ローラ235の手前、第２のセンサ251はレジストローラ238の手前、第３のセンサ252は給送ローラ215の手前、第４のセンサ253は排紙ローラ対216と排紙口の間、第５のセンサ254は給送ローラ217の直後、第６のセンサ255は分離レバー220の手前に配置される。
【００３６】
（操作部）
図４は図１に示すデジタル複写機（画像形成装置）の操作部におけるキー配列の例である。図中、301は予熱モードのＯＮ、ＯＦＦに使用する予熱キー、302はプリンタなどのオプション装置を使用しているときに複数の機能の中からオプションモードを選択するときに使用するオプションキー、303は複数の機能の中からファックスモードを選択するときに使用するファックスモードキー、304は複数の機能の中からコピーモードを選択するときに使用するコピーモードキーである。
【００３７】
また、305はコピーの開始を指示するときに使用するコピースタートキー、306はコピーを中断または中止するときに使用するストップキー、307はモードごとに個別の設定画面を表示し且つ描画されたキーを利用して各種の詳細な設定を行うために使用される液晶とタッチセンサを含むタッチパネルである。
【００３８】
さらに、308はスタンバイ中に標準モードに復帰させるときに使用するリセットキー、309は装置の各機能を知りたいときに使用するガイドキー、310はユーザがシステムの基本設定を変更するときに使用するユーザモードキー、311はコピー中に割り込みをしてコピーしたいときに使用する割り込みキー、312は数値入力に使用するテンキー、313はその数値をクリアしたいときに使用するクリアキーである。
【００３９】
さらに、314はファクシミリ送信に際してワンタッチでダイヤルするために使用する20個のワンタッチ・ダイヤル・キーである。このワンタッチ・ダイヤル・キー314は各キー部分がくり抜かれ形状の２重のフタになっており、２枚のフタ316が閉じられた第１の状態、１枚目のフタだけ開いた第２の状態、及び２枚のフタが開いた第３の状態を検出する。これら３種類のフタの開閉状態と組み合わせによって、ワンタッチ・ダイヤル・キー314の動作が決定され、本実施形態ではキーが20×３＝60個存在する場合と同じ機能を有する。
【００４０】
さらに、315は電源ＯＮ時に点灯する主電源ランプ、317〜322は状況を表示するランプであり、これらランプについて説明すると、ランプ317および318はコピー動作中、ランプ319および320はファクシミリ動作中、ランプ321および322はオプション動作中の状態を示す。またランプ317，319，321は正常動作の状態を示し、ランプ318，320，322はエラーの状態を示す。さらに、ランプ317は点滅ならばコピー中、点灯ならば画像メモリ使用中であることを示す。ランプ319は点滅ならばファックス送受信中、点灯ならば画像メモリを使用中であることを示す。ランプ321は点滅ならばデータ受信中、点灯ならばデータ送信中であることを示す。そしてランプ318，320，322は各モードについて、点滅ならば紙詰まり、紙なし、またはトナーなしの状態を示し、点灯ならば故障の状態を示す。
【００４１】
（定着手段）
図５は定着手段30のブロック系統図であり、図６は定着手段30を構成する加熱体としての加熱ローラ213、および加圧ローラ214部分の正面図である。なお加熱ローラ213と加圧ローラ214は図１に示したものである。
【００４２】
これらの図において、31は細長いハロゲンランプなどのヒータ、32、33は温度検知手段であるサーミスタなどの第１および第２温度検知素子、34はサイリスタなどのヒータ駆動手段、35はパワー増幅器などの制御部、36はＣＰＵ（中央演算装置）、37はＲＯＭ（リードオンリメモリ）、38はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、39はカウント手段、40は記録材載置部の駆動手段、41は記録材サイズ検知手段、42は画像メモリ、Ｐは記録材、Ｔは記録材Ｐの表面に転写されたトナーである。
【００４３】
ＣＰＵ36，ＲＯＭ37、ＲＡＭ38、カウント手段39、記録材載置部の駆動手段40等はマイクロコンピュータ装置により構成され、第１温度検知素子32、第２温度検知素子33からの検知信号により制御部35を制御して加熱ローラ213の温度制御を制御し、記録材サイズ検知手段42からの検知信号またはカウント手段39からのカウントアップ信号により記録材載置部40の切換制御を駆動手段40で行い、さらに画像メモリ42の制御を行う。
【００４４】
画像メモリは図１に示す露光部を構成する信号処理部からの画像信号を画面単位で一時的に記憶しておくもので、後述するように記録材サイズの切り換えに際して画像を90度回転させて感光体に潜像形成させるために使用される。
【００４５】
そしてこれらの制御は予めＲＯＭ37，ＲＡＭ38などに格納されたプログラムにより実行されるが、その動作シーケンスは後述する。なお、上記マイクロコンピュータ装置は画像形成装置に共通に設けられるもので、定着手段30以外の他の制御も行うようになっている。
【００４６】
加熱ローラ213はアルミニウム、鉄などの金属製の筒体からなる芯金の表面にＰＦＴ，ＰＴＦＥ等の離型層を設けた細長い形状とされ、例えば外径18mm、肉厚1.8mmとされる。そして芯金の内部にヒータ31が装着される。加圧ローラ214は加熱ローラとの間を通過する記録材Ｐを加圧するバックアップ材である。なおこれら加熱ローラ213と加圧ローラ214は図示しない共通の駆動手段で駆動される。
【００４７】
加熱ローラ213の表面には第１温度検知素子32，第２温度検知素子33がその検知部を接触させて配置される。図６に示すように、第１温度検知素子32は加熱ローラ213の端部分の表面面温度を検知し、第２温度検知素子33は加熱ローラ213の中央部分の表面温度を検知する。なお本発明に係る定着手段30では、記録材のサイズ、方向にかかわらず加熱ローラ213の中心の基準位置ａを記録材のセンターが通過する、いわゆる中心基準構成を採用している。
【００４８】
図６(a)はＡ４サイズの記録材Ｐを縦方向にしてＡ４Ｒサイズとして供給する場合の記録材Ｐと第１温度検知素子32および第２温度検知素子33の位置関係を示すもので、図６(b)はＡ４サイズの記録材をそのままの横方向で供給する場合の同様な関係を示すものである。Ａ４Ｒサイズの記録材の場合は、第１温度検知素子32が非通紙部に位置し、第２温度検知素子33が通紙部分に位置する。またＡ４サイズの記録材の場合は、第１温度検知素子32、第２温度検知素子33が共に通紙部分に位置する。なおＡ３サイズの記録材の場合はＡ４サイズの記録材の場合と同様になる。
【００４９】
定着手段30のコストダウおよび小型化を図るには、加熱ローラ213および加圧ローラ214の外径を最小限にする必要があり、本実施形態では上記のように18mm程度に小さくしている。しかしこれらの外径を18mm程度まで小さくすると、両ローラにより形成されるニップが２mm程度と小さくなり、記録材Ｐに与えるエネルギーはかなり低いものとなる。
【００５０】
また装置効率を高めるためには、プロセススピード（感光体240のドラム周速度）Ｖｐおよび記録材のスループット（１分間に給送される記録材の枚数）を高める必要がある。本実施形態では例えばプロセススピードを50mm／秒、Ａ４サイズ記録材のスループットを８頁／分のような速い記録で行うことができる。
【００５１】
一方、装置を立ち上げてヒータ31を駆動すると、加熱ローラ213の表面温度は次第に上昇し定着に適した平常温度に達する。しかし装置立ち上げ時間はできるだけ短いことが望ましく、そのためには加熱ローラ213の表面温度の上昇速度は大きいほどよい。
【００５２】
上記のように、低いニップと高速記録の条件下に、低温環境でも装置を速やかに立ち上げて正常な定着性を確保するためには、装置立ち上げ直後の加熱ローラ213の表面温度を高めに設定することが望ましい。このように加熱ローラ213の表面温度を高めに設定すると、加圧ローラ214も速やかに温度上昇して装置立ち上げてから極めて短い時間で定着手段30に記録材Ｐを連続的に給送して定着を開始することができる。なお加熱ローラ213の表面温度は、図５に示す制御手段35でヒータ31の通電回数もしくは通電比率を制御することにより行われる。
【００５３】
例えば加熱ローラ213の表面温度が平常運転時に180℃の場合、装置立ち上げ時に200℃に設定すると、室温が15℃程度の環境下に装置を立ち上げたときでも、極めて短い時間で定着手段30に記録材Ｐを連続的に給送して定着を開始することができる。なおここで「記録材を連続的に給送する」とは、操作者がコピーの開始ボタンを１回押すだけで複数回の記録材を給送することを意味する。
【００５４】
図７は装置立ち上げ直後から平常運転に達するまでの加熱ローラ213の表面温度変化の１例である。時間ｔ１で装置の電源を入れて起動し、加熱ローラ213の表面温度が175℃になった時間ｔ２よりスタンバイ（待機）温調を行う。このスタンバイ温調を15分程度継続すると、加圧ローラ214も充分に温度上昇して安定した定着性が確保された状態に達するが、15分以内に、例えば時間ｔ３において記録開始ボタンが押された場合には、加熱ローラ213の表面温度を200℃に上昇させることにより、加圧ローラ214も速やかに温度上昇して安定な定着状態に達するので、その時点で記録材の定着が開始される。
【００５５】
そして装置立ち上げから15分程度経過した時間ｔ４になると、加圧ローラ214も十分に温度上昇するので、加熱ローラ213の表面温度設定を200℃から平常運転時の温度180℃に切り換える。このような温調を行うことにより、機内温度上昇を押さえながら低温環境でも迅速な装置立ち上げを行うことができる。
【００５６】
図８は装置の立ち上げ後15分間において、加熱ローラ213の表面温度を200℃とし、Ａ４の記録材Ｐをスループット８枚／分の速度で定着した際に測定した加熱ローラ213の表面温度分布である。図６から分かるように、幅の広い記録材Ｐを定着する場合には加熱ローラ213の表面温度分布は、中央の基準位置ａ付近が僅かに低下するだけで略フラットになる。そのため加熱ローラ213の両端部における軸受部の温度も200℃付近を越えることはない。
【００５７】
図９はＡ４Ｒのように縦型サイズを中央基準で同様に定着したときの加熱ローラ213の表面温度分布である。この場合は加熱ローラ213の両端における非通紙部分は記録材Ｐにより熱を奪われないので200℃を越えて240℃付近まで温度上昇する。
【００５８】
また、図10はＡ４Ｒサイズを端基準で同様に定着したときの加熱ローラ213の表面温度分布を参考までに示すものである。この場合は加熱ローラ213の片端における非通紙部分の温度は記録材Ｐにより熱を奪われないので200℃を越えて280℃付近まで上昇する。
【００５９】
さらに、図11(a)は封筒サイズの記録材Ｐを中央基準で縦方向に給送して定着する場合で、図11(b)はそれを端基準で縦方向給送して定着する場合である。図11(a)の場合の加熱ローラ213の表面温度分布は図９と同様な傾向になり、図11(b)の場合の加熱ローラ213の表面温度分布は図10と同様な傾向になる。
【００６０】
加熱ローラ213の軸受は通常ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）系の樹脂をベースとしたものが使用されており、その耐熱温度は230℃付近にある。そのため前記のように加熱ローラ213の表面温度を200℃に設定して運転したときに、例えばＡ４Ｒサイズの記録材を連続的に給送して定着すると、図９のように軸受部分の温度が耐熱温度である230℃を越えて240℃付近まで上昇するので好ましくない。同様に封筒サイズの記録材Ｐを図11のように中央基準で縦方向に給送して定着した場合も同様な問題を生じる。
【００６１】
上記のように加熱ローラ213の端部における表面温度が上昇すると、中央部と端部の間に温度勾配を生じ、その温度勾配が小さくなるように高温の端部から低温の中央部への熱エネルギー移動が起こる。しかしスループットが８枚／分のような高い速度で記録材が給送される場合には、移動する熱エネルギーよりもヒータ31から供給される熱エネルギーの方が大きいので、加熱ローラ213の非通紙部分に熱エネルギーが蓄積されて前記のような高温になる。
【００６２】
なお、温度検知素子32，33はその検知部を加熱ローラ213の表面に接触して温度検知をしているが、加熱ローラ213は内部からヒータ31で加熱されるので、その内側の温度は表面温度より通常高くなる。実測によればその温度差は最大で80℃程度になることもあり、軸受にとってより厳しい条件になると共に、その付近からの熱エネルギー損失、即ち電力損失も大きくなる。
【００６３】
このような問題を回避する方法として、例えば通紙部と非通紙部の温度差を減少させるために、熱エネルギーの移動よりもヒータ31からの熱エネルギーを減少させることが考えられる。ヒータ31からの熱エネルギーを減少させるには、ヒータ31の通電回数などを減少させて発熱量を押さえるか、スループットを下げればよい。しかし発熱量を押さえると装置立ち上げ時の定着性に影響し、スループットを下げると装置の処理能力が低下するという別の問題を生じる。
【００６４】
そこでこの実施形態では、図12に示すように、例えばＡ４Ｒサイズでの記録している場合に、非通紙部の温度を検知する温度検知素子32と通紙部の温度を検知する温度検知素子33の温度差が予め設定された値を越えたとき、制御手段を構成するＣＰＵ36（図５）は、記録材Ｐの供給をＡ４Ｒサイズで収容している記録材載置部からＡ４サイズで収容している記録材載置部に切り換え、且つ、画像を90度回転させる制御（切換モード）を行う。
【００６５】
封筒サイズの記録材Ｐを縦方向に通紙して記録することを要求される場合にも、それを横長にして通紙する同じサイズの記録材Ｐに切り換えて同様な制御により定着を行う。これらの制御により加熱ローラ213の表面温度分布は図８に示すようにフラットなものとなり、無駄な熱エネルギー消費が抑制されると共に、加熱ローラ213の軸受部分の保護を行うことができる。
【００６６】
図13は上記処理シーケンスを実行するフローチャートである。図４に示す操作部において、ステップＳ101（以下、単にＳ101と記載する）で操作者が出力（記録）枚数をセットし、コピースタートキー305を押す（Ｓ102）と、出力する記録材のサイズが決定される（Ｓ103）。ここではＡ４Ｒサイズの記録材を出力するものとする。
【００６７】
次に選択された記録材載置部に記録材が収容されているか否かが記録材検知手段からの検知信号を基に判断され（Ｓ104）、収容されている場合は当該記録材載置部から記録材の出力（供給）を開始し（Ｓ105）、収容されていない場合は図４の操作部に対し当該記録材載置部にＡ４Ｒサイズの記録材補給を促すメッセージを表示し、Ｓ111で記録材の補給が実行されてからＳ105の操作に移る。
【００６８】
次に連続出力動作中において、第１温度検知素子32と第２温度検知素子33により検知された温度の差が予め設定された第１の温度差値Ｔ℃以上になったか否かが判断され（Ｓ106）、Ｔ℃に達していない場合は出力を継続する。Ｔ℃以上になった場合には、Ａ４サイズの記録材を収容する記録材載置部に記録材が収容されているか否かが判断され（Ｓ107）、収容されている場合には次に感光体240に潜像形成すべき画像を前記画像メモリ42（図５）に記憶してそれを90度回転した状態で出力し（Ｓ108）、収容されていない場合は図４の操作部に対し当該記録材載置部にＡ４Ｒサイズの記録材補給を促すメッセージを表示し、Ｓ112で記録材の補給が実行されてからＳ108の操作に移る。
【００６９】
次いで記録材の出力をＡ４Ｒサイズの記録材載置部からＡ４サイズの記録材載置部に切り換え（Ｓ109）、さらに設定枚数の出力が終了したか否かが判断され（Ｓ110）、終了の場合は処理シーケンスを終了する。
【００７０】
（第２の実施形態）
図14は第２の実施形態によって記録材の切換処理を実行するシーケンスのフロ−チャートである。第１の実施形態では、第１温度検知素子32と第２温度検知素子33の温度差が予め設定された第１の温度差値Ｔ℃以上になったとき、記録材載置部の切り換え処理を行い、その状態を設定された出力枚数が完了するまで継続した。しかし第２の実施形態では、上記の切換後にその温度差が別に設定した第２の温度差値Ｔ0℃（ここでＴ0＜Ｔ）より小さくなったときに、再び元の記録材載置部に記録材出力を戻す操作を行い、以下、その一連の動作を繰り返すことに特徴がある。
【００７１】
図４に示す操作部において、Ｓ1301で操作者が出力（記録）枚数をセットし、コピースタートキー305を押す（Ｓ1302）と、出力する記録材のサイズが決定される（Ｓ1303）。ここではＡ４Ｒサイズの記録材を出力するものとする。
【００７２】
次に選択された記録材載置部に記録材が収容されているか否かが記録材検知手段からの検知信号を基に判断され（Ｓ1304）、収容されている場合は当該記録材載置部から記録材の出力（供給）を開始し（Ｓ1305）、収容されていない場合は図４の操作部に対し当該記録材載置部にＡ４Ｒサイズの記録材補給を促すメッセージを表示し、Ｓ1317で記録材の補給が実行されてからＳ1305の操作に移る。
【００７３】
次に連続出力動作中において、第１温度検知素子32と第２温度検知素子33により検知された温度の差が予め設定されたＴ℃以上になったか否かが判断され（Ｓ1306）、Ｔ℃に達していない場合は出力を継続する。Ｔ℃以上になった場合には、Ａ４サイズの記録材を収容する記録材載置部に記録材が収容されているか否かが判断され（Ｓ1307）、収容されている場合には次に感光体240に潜像形成すべき画像を前記画像メモリ42（図５）に記憶してそれを90度回転した状態で出力し（Ｓ1308）、収容されていない場合は図４の操作部に対し当該記録材載置部にＡ４サイズの記録材補給を促すメッセージを表示し、Ｓ1318で記録材の補給が実行されてからＳ1308の操作に移る。
【００７４】
次いで記録材の出力をＡ４Ｒサイズの記録材載置部からＡ４サイズの記録材載置部に切り換え（Ｓ1309）、出力を続行する（Ｓ1310）。そして出力中に常に上記温度差がＴ0℃より小さくなっているか否かが判断され（Ｓ1311）、小さくなければ出力を続行し、Ｔ0℃より小さくなったときにはＳ1312でＡ４Ｒ記録材を収容する記録材載置部に記録材が収容されているか否かが判断され、収容されていれば画像を回転し（Ｓ1313）、Ａ４サイズ記録材を収容する記録材載置部からＡ４Ｒサイズの記録材を収容する記録材載置部に切り換える（Ｓ1314）。また収容されていない場合は図４の操作部に対し当該記録材載置部にＡ４Ｒサイズの記録材補給を促すメッセージを表示し、Ｓ1319で記録材の補給が実行されてからＳ1313の操作に移る。
【００７５】
次いでＳ1315で設定枚数の出力が終了なされたか否かが判断され、終了していない場合はＳ1305に戻り、上記処理を繰り返し、終了と判断した場合は出力を終了（1316）し、シーケンスを終了する。
【００７６】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、特定の記録材載置部を偏ることなく平均化して使用するので、記録材補給が平均化される効果がある。
【００７７】
（第３の実施形態）
図15は第３の実施形態によって記録材の切換処理を実行するシーケンスのフロ−チャートである。第１および第２の実施形態では第１の温度検知素子32と第２温度検知素子33の温度差が予め設定された温度差値以上になったときに記録材載置部を切換制御しているが、第３の実施形態では出力した記録材の枚数に応じて記録材載置部を切換制御することに特徴がある。
【００７８】
前述のように、Ａ４Ｒサイズの記録材をスループット８枚／分の速度で出力すると、記録材の通紙部の温度検知素子32による検知温度は非通紙部の温度検知素子33による検知温度より低くなる。そして加熱ローラ213の表面温度が高温の端部から低温の中央部に熱エネルギーの移動が生じる。
【００７９】
しかし実験によれば、通紙方向に幅の狭い記録材（例えばＡ４Ｒサイズの記録材）の連続的な出力動作をする途中において、間欠的に幅の広い記録材（例えばＡ４サイズの記録材）を出力すると、加熱ローラ213の表面温度は図８のようなフラットになることが分かった。例えばＡ４Ｒサイズの記録材のコピーを100枚連続出力する場合であっても、Ａ４Ｒサイズの記録材を５枚連続出力した後にＡ４サイズの記録材の出力を15枚行い、以後この処理を繰り返して出力を終了させればよい。本実施形態はこのような知見に基づいている。
【００８０】
この例では図１の画像形成装置に図２のＡＤＦを装着して画像形成（記録処理）を行う場合について説明する。先ず操作者はＡＤＦに原稿をセット（Ｓ1401）し、次いで図４の操作部で出力（記録）枚数をセット（Ｓ1402）し、コピースタートキー305を押す（Ｓ1403）と、出力する記録材のサイズが決定される（Ｓ1404）。ここではＡ４Ｒサイズの記録材を出力するものとする。
【００８１】
次に選択された記録材載置部に記録材が収容されているか否かが記録材検知手段からの検知信号を基に判断され（Ｓ1405）、収容されている場合はカウンタ手段（以下、単にカウンタという）をセット（Ｓ1406）し、Ａ４Ｒサイズの記録材にて出力を開始する（Ｓ1407）。Ａ４Ｒサイズの記録材が収容されていない場合は図４の操作部に対し当該記録材載置部にＡ４Ｒサイズの記録材補給を促すメッセージを表示し、Ｓ1418で記録材の補給が実行されてからＳ1406に移る。
【００８２】
Ａ４Ｒサイズの記録材が１枚出力されるごとにカウンタをカウントアップ（Ｓ1408）し、Ｓ1408でそのカウント値Ｎが予め設定された第１のカウント値Ｘに達したか否かが判断される。そして設定値Ｘに達するまで上記出力が継続される。カウント値Ｎが第１のカウント値Ｘに達すると、Ｓ1410でＡ４サイズの記録材を収容する記録材載置部に記録材が収容されているか否かが判断され、収容されている場合には次に感光体240に潜像形成すべき画像を前記画像メモリ42（図５）に記憶してそれを90度回転した状態で出力し（Ｓ1411）、収容されていない場合は図４の操作部に対し当該記録材載置部にＡ４サイズの記録材補給を促すメッセージを表示し、Ｓ1419で記録材の補給が実行されてからＳ1411の操作に移る。
【００８３】
次いで記録材の出力をＡ４Ｒサイズの記録材載置部からＡ４サイズの記録材載置部に切り換え（Ｓ1412）その出力を行うと共に、カウンタをクリアして再び第２のカウント値Ｙをセット（Ｓ1413）する。そしてＡ４サイズの記録材が１枚出力されるごとにカウンタをカウントアップ（Ｓ1415）し、Ｓ1416でそのカウント値Ｎが予め設定された第２のカウント値Ｙに達したか否かが判断される。そして第２のカウント値Ｙに達するまで上記出力が継続される。
【００８４】
カウント値Ｎが第２のカウント値Ｙに達すると、Ｓ1417で設定枚数の出力が終了なされたか否かが判断され、終了していない場合はＳ1405に戻り、上記処理を繰り返し、終了と判断した場合は出力を終了しシーケンスを終了する。なお、第１のカウント値の設定と第２のカウント値の設定値をそれぞれ別のカウント手段で行うことも出来る。
【００８５】
この第３の実施形態によっても加熱ローラ213に無駄に消費される熱エネルギーを抑制できる。さらに特定の記録材載置部を偏ることなく平均化して使用するので、記録材補給が平均化される効果がある。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、記録幅の狭い記録材の連続コピー（記録）を要求されたときにも、定着手段における加熱ローラの非通紙部の無駄な熱エネルギー消費を抑制でき、結果として省エネルギーの画像形成装置を構成することができる。また加熱ローラの端部における軸受部分の高温化を防止して軸受寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】オプションとして図１における原稿載置台（原稿台）200の上に装着し、原稿を自動送りする自動原稿送り装置（ＡＤＦ）の断面図である。
【図３】図１における給送ローラ218部分の記録材の状態を説明する図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の操作部の外観図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の定着手段30のブロック系統図である。
【図６】図５における加熱ローラ213と加圧ローラ214の正面図である。
【図７】画像形成装置立ち上げ時における加熱ローラ213の温度変化を示す図である。
【図８】Ａ４サイズの記録材を中央基準で連続的に記録（出力）したときの加熱ローラ213の表面温度分布を示す図である。
【図９】Ａ４Ｒサイズの記録材を中央基準で連続的に記録（出力）したときの加熱ローラ213の表面温度分布を示す図である。
【図１０】Ａ４Ｒサイズの記録材を端基準で連続的に記録（出力）したときの加熱ローラ213の表面温度分布を示す参考図である。
【図１１】封筒サイズの記録材を中央基準または端基準で連続的に記録（出力）したときの加熱ローラ213の表面温度分布を示す図である。
【図１２】Ａ４Ｒサイズの記録材を90度回転してＡ４サイズの記録材として定着手段30に供給する説明図である。
【図１３】本発明にかかる第１の実施形態のシーケンスを実行するフローチャートである。
【図１４】本発明にかかる第２の実施形態のシーケンスを実行するフローチャートである。
【図１５】本発明にかかる第３の実施形態のシーケンスを実行するフローチャートである。
【符号の説明】
１  サイド規制部材
２、４  ローラ押さえ
３  給紙ローラ
５  分離ローラ
６、７，13  レバースイッチ
８、９  レジストローラ対
10  原稿押さえ
11、12  排紙ローラ
14  排紙トレー
15  原稿台ガラス
16  突き当て板
17  原稿載置トレー部
18  ストッパ
19  レバー
20       原稿密着位置
30  定着手段
31  ヒータ
32  第１温度検知素子
33  第２温度検知素子
34  ヒータ駆動手段
35  制御部
36  ＣＰＵ
37  ＲＯＭ
38       ＲＡＭ
39       カウンタ
40  記録材載置部駆動手段
41  記録材サイズ検知手段
42  画像メモリ
200  原稿載置台
201  露光ランプ
202  第１のミラー
203  第１の可動体
204  第２のミラー
205  第３のミラー
206  第２の可動体
207  レンズ
208  ＣＣＤラインセンサ
209  冷却ファン
210  露光制御部
211  現像器
213  加熱ローラ
214  加圧ローラ
215  給送ローラ
216  排紙ローラ対
217〜219  給送ローラ
221  給送ローラ
222  方向フラッパー
223、224  記録材載置部
225、226  リフトアップ
227  クリーナ
228    一次帯電器
229〜236  給送ローラ対
237  手差しトレー
238  レジストローラ
239  転写帯電器
240  感光体
241  搬送ベルト
242  排紙トレー
243  中間トレー
244  除電針
250〜255  第１〜第６のセンサ
260  標準白色板
301  予熱キー
302  オプションキー
303  ファックスモードキー
304  コピーモードキー
305  コピースタートキー
306  ストップキー
307  タッチパネル
308  リセットキー
309  ガイドキー
310  ユーザモードキー
311  割り込みキー
312  テンキー
313  クリアキー
314  ワンタッチ・ダイヤル・キー
315  主電源ランプ
316  ２枚のフタ
317 〜322  ランプ
【図１】
0003720725.tif 000002
【図２】
0003720725.tif 000003
【図３】
0003720725.tif 000004
【図４】
0003720725.tif 000005
【図５】
0003720725.tif 000006
【図６】
0003720725.tif 000007
【図７】
0003720725.tif 000008
【図８】
0003720725.tif 000009
【図９】
0003720725.tif 000010
【図１０】
0003720725.tif 000011
【図１１】
0003720725.tif 000012
【図１２】
0003720725.tif 000013
【図１３】
0003720725.tif 000014
【図１４】
0003720725.tif 000015
【図１５】
0003720725.tif 000016