(57)【要約】【課題】  簡単な構成でありながら加熱定着部材表面の温度を迅速に低減させることを可能にした画像形成装置を提供するものである。【解決手段】  検知手段７による検知温度が設定温度の許容範囲を超えるダウンモード実行温度以上の条件であるか否かを判別し、ダウンモード実行温度以上の時にダウンモードと判別し、それ以外の時に通常モードと判別するモード判別手段８と、通常モード時には、記録材２に対し作像エンジン３による作像処理及び定着装置４による加熱定着処理を直ちに実行し、ダウンモード時には、作像エンジン３による作像処理を行わずに定着装置４に記録材２を空走行させると共にバイパス搬送経路６を介して作像エンジン３の転写部手前に戻した後、作像エンジン３による作像処理及び定着装置４による加熱定着処理を実行する作像制御手段９とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2006276531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された未定着画像を用紙に転写する作像エンジンと、表面が加熱されて記録材に接触する加熱定着部材を有し前記作像エンジンにて形成された記録材上の未定着画像を加熱定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、
通常の記録材搬送経路とは別に設けられ且つ定着装置通過後に作像エンジンの転写部位手前に記録材を戻すバイパス搬送経路と、
定着装置の加熱定着部材の表面温度を検知する検知手段と、
この検知手段による検知温度が設定温度の許容範囲を超えるダウンモード実行温度以上の条件であるか否かを判別し、ダウンモード実行温度以上の時にダウンモードと判別し、それ以外の時に通常モードと判別するモード判別手段と、
通常モード時には、記録材に対し作像エンジンによる作像処理及び定着装置による加熱定着処理を直ちに実行し、
ダウンモード時には、作像エンジンによる作像処理を行わずに定着装置に記録材を空走行させると共にバイパス搬送経路を介して作像エンジンの転写部手前に戻した後、作像エンジンによる作像処理及び定着装置による加熱定着処理を実行する作像制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
バイパス搬送経路は両面記録モード時に片面記録済みの記録材を反転させた後に作像エンジンの転写部位手前に戻す記録材反転戻し経路にて構成されている画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
ダウンモード実行温度は作像条件によって可変設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、
ダウンモード実行温度は記録材によって可変設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、
作像制御手段は記録材が空走行のため定着装置に進入してからバイパス搬送経路を経由して第一面に画像が転写され再度定着装置に進入するまでの間、加熱定着部材のヒータをオフにすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
作像制御手段は記録材が空走行のため定着装置に進入してからバイパス搬送経路を経由して第一面に画像が転写され再度定着装置に進入するまでの時間を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１記載の画像形成装置において、
作像制御手段は記録材が空走行のため定着装置に進入してからバイパス搬送経路を経由して第一面に画像が転写され再度定着装置から送出されるまでの時間を加熱制御時間とし、当該加熱制御時間に加熱定着部材の表面温度が一定の温度まで低下した場合に加熱制御温度としてヒータをオンにすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
加熱制御温度及び加熱制御時間は各記録材サイズによって設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７記載の画像形成装置において、
加熱制御温度及び加熱制御時間は記録材の紙種によって設定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録材上に形成された未定着トナー像を加熱定着部材により接触加熱して定着する定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した複写機等の画像形成装置では、例えば静電的に形成したトナー像を紙などの記録材に定着固定するために定着装置を用いている。この定着装置としては種々なものが提案されているが、加熱された加熱定着部材とこれに圧接する加圧定着部材とを備え、これら両ロールの圧接ニップ部にトナー像を静電的に担持する記録材を挿通させて該トナー像を記録材に定着固定するようなものが、熱効率、安全性、小型化等の観点から有効であり広く実用されている。
【０００３】
このような画像形成装置において、特に、白黒カラー複合機の場合、図１６に示すように、画像ディフェクトのない安定したトナー定着を行うことができる加熱定着部材の定着温度領域は白黒プリントに比べてカラープリントの方が狭い。
同図は、カラープリント及び白黒プリントにおける定着温度と、記録材上のトナーが加熱定着部材側に転移してしまう所謂オフセットのトナー量との関係を示したものである。同図において、ノンビジュアルオフセットとは画像には何ら影響を及ぼさない常時発生している微量のオフセットのことである。また、ホットオフセットとは加熱定着部材表面が適正温度より高い場合に発生するオフセットのことであり、コールドオフセットとは加熱定着部材表面が適正温度より低い場合に発生するオフセットのことである。
【０００４】
ここで、白黒プリントにおいて、ホットオフセットの発生温度はａ、コールドオフセットの発生温度はｂであり、白黒プリントの定着温度領域は温度ｂからａの範囲内を示している。
一方、カラープリントにおいては、ホットオフセットの発生温度がＡ２でありながら、カラー定着温度領域の最高温度はそれよりも低いＡ１となっている。これは、カラープリントにおいてはトナー量が多くなることによって、定着時により多くの熱量を要するものであり、当該熱量を得るために、最高温度をＡ１としながら定着スピードを下げて定着時間を長くする（図示外）ことで所定の熱量を確保しているものである。そのため、仮に加熱定着部材の表面温度をＡ１からＡ２の範囲に設定したとすると、オフセットは発生しないものの、トナーに与える熱量が高くなりすぎるため、画像ディフェクトが発生してしまう。
また、カラープリントのコールドオフセットの発生温度Ｂは、白黒プリントのコールドオフセットの発生温度ｂに比べて高い。これは、カラープリントにおけるトナー量の増加によって、最低限必要な熱量自体が高くなり、定着時間の増加だけでは所定の熱量が確保できず最低定着温度も高くなっていることを示している。
【０００５】
このように、加熱定着部材の定着温度領域は白黒プリントに比べてカラープリントの方が狭く、特に白黒プリントの定着最高温度ａに比べてカラープリントの定着最高温度Ａ１が低いため、白黒プリントとカラープリントにおいては待機時の設定温度が必然的に異なってしまう。
これに対し、白黒プリントとカラープリントの待機時の制御温度は共通であり、白黒プリントの連続生産性等を優先すると白黒プリントに対応した設定温度で待機することになる。そのため、このような待機状態からカラープリントのプリント命令を受けたとすると、カラープリントにとって当該定着温度が高すぎてしまい、画像ディフェクトの発生が懸念される。
【０００６】
また、このような不具合は白黒プリントからカラープリントプリントへの移行時だけでなく、連続プリントによる定着ジョブ終了後に加熱定着部材表面温度が一時的に高くなってしまう所謂オーバーシュート時において次のジョブが始まってしまう場合にも発生する虞れがある。
特に、図１７に示すように、例えば白黒プリントの用紙定着直後のオーバーシュート時にカラープリントが開始された場合、定着温度領域の最高温度Ａ１より高い温度でプリントジョブが始まってしまい、画像ディフェクトの発生は顕著である。すなわち、図中VIIの領域に示すように、ジョブ中は、随時送られてくる記録材に定着が行われることによって、加熱定着部材は記録材に熱を奪われ、その表面温度は安定している。ところが、ジョブが終了すると、図中VIIIの領域に示すように、加熱定着部材表面は余熱により一時的に高温になり、カラープリントの定着温度領域の最高温度Ａ１を超えてしまう。特に、そのときに次ジョブとしてカラープリントのジョブが開始されると、図中IXの領域に示すように、画像ディフェクトが発生してしまうものである。
【０００７】
このような技術的課題を解決するために、加熱定着部材表面の温度が所定の温度に下がるまでプリントを実行させないようにする手法があるが、所定の温度まで下がるのに数分を要しジョブ開始までの待機時間が長くなってしまい、装置の高速化の観点からすると好ましい解決策ではない。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１７４８９７号公報（発明の実施の形態、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、このような技術的課題を解決するために、特許文献２には、ラッチ機構を設けた冷却ロールを加熱定着部材に適宜接触させるようにした先行技術が開示されている。
しかしながら、この種の先行技術では、定着装置本体が大型化や複雑化してしまい、コストアップしてしまうことが免れないほか、冷却ロールの表面が汚れてしまうとその汚れが加熱定着部材に転移してしまい、結果として画像ディフェクトを発生させてしまうという技術的課題が生ずる。
【００１０】
本発明は、以上の技術的課題を解決するために為されたものであって、待機時の定着装置の制御温度が白黒プリントに設定されている状態からカラープリントが開始される場合や、連続プリント直後のオーバーシュート時に次のジョブが始まってしまう場合に発生する画像ディフェクトを防止すべく、簡単な構成でありながら加熱定着部材表面の温度を迅速に低減させることを可能にした画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明は、図１に示すように、像担持体１上に形成された未定着画像を用紙２に転写する作像エンジン３と、表面が加熱されて記録材２に接触する加熱定着部材５を有し前記作像エンジン３にて形成された記録材２上の未定着画像を加熱定着する定着装置４とを備えた画像形成装置において、通常の記録材搬送経路とは別に設けられ且つ定着装置４通過後に作像エンジン３の転写部位手前に記録材２を戻すバイパス搬送経路６と、定着装置４の加熱定着部材５の表面温度を検知する検知手段７と、この検知手段７による検知温度が設定温度の許容範囲を超えるダウンモード実行温度以上の条件であるか否かを判別し、ダウンモード実行温度以上の時にダウンモードと判別し、それ以外の時に通常モードと判別するモード判別手段８と、通常モード時には、記録材２に対し作像エンジン３による作像処理及び定着装置４による加熱定着処理を直ちに実行し、ダウンモード時には、作像エンジン３による作像処理を行わずに定着装置４に記録材２を空走行させると共にバイパス搬送経路６を介して作像エンジン３の転写部手前に戻した後、作像エンジン３による作像処理及び定着装置４による加熱定着処理を実行する作像制御手段９とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
このような技術的手段において、作像方式はトナー像を可視像化するものであれば適宜選定してよく電子写真方式や静電記録方式等を問わない。
また、転写方式は、像担持体１上に形成された未定着画像を直接記録材２に転写する方式でもよいし、中間転写体を介して一括転写する方式でもよい。更に、像担持体１は一つでも複数でもよい。
更にまた、作像エンジン３はフルカラー画像を作成するものに限られるものではなく、二色、三色などの複数色画像を作成するものや、単色画像を作成するものであってよい。
【００１３】
また、定着装置４は、加熱定着を対象とし、記録材２をニップ搬送する一対の加熱定着部材５を有していればよく、その態様はロール対構成のほか、ベルトとロールとの組み合わせであってもよいし、ベルト対構成であってもよい。
更に、本発明は、片面プリント、両面プリントを問わず、記録材２が定着装置４を通過後に作像エンジン３の転写部位手前に搬送されるバイパス搬送経路６を備えていれば、中間にトレイを設けた態様や、記録材２を反転させて戻す態様などの両面プリントに対応できる態様のほか、記録材２のプリント面を一定に保ったまま搬送する片面プリントのみを対象とした態様など適宜選定して差し支えない。
【００１４】
また、検知手段７としては、加熱定着部材５の表面温度を検知可能なものであれば適宜選定して差し支えなく、主として温度センサが挙げられる。
この検知手段７の検知情報に基づいて、モード判別手段８が設定温度の許容範囲を超えるダウンモード実行温度以上の条件であるか否かを判別すると共に、ダウンモード実行温度以上の時にダウンモードと判別し、それ以外の時に通常モードと判別するものである。
【００１５】
ここで、通常モードでは、バイパス搬送経路６を用いずに作像エンジン３による作像処理及び定着装置４による加熱定着処理を直ちに実行することにより、記録材２表面がプリントされる。
一方、ダウンモードでは、作像エンジン３による作像処理を行わずに定着装置４に記録材２を空走行させ、バイパス搬送経路６を経由して作像エンジン３の転写部手前に戻した後、作像エンジン３による作像処理及び定着装置４による加熱定着処理が行われるものである（以下、当該搬送経路ダミー走行という）。このように、定着装置４内を記録材２が空走行することにより、加熱定着部材５表面の余剰熱を記録材２に吸収させ、温度を低下させるものである。
更に、作像制御手段９は、モード判別手段８の判別するモードに応じて、作像エンジン３に対して記録材２表面への画像転写の有無の制御や、バイパス搬送経路６を挿通させるか否かの搬送経路の選択を行うほか、加熱定着部材５の表面温度について制御するものである。
【００１６】
また、バイパス搬送経路６は両面記録モード時に片面記録済みの記録材２を反転させた後に作像エンジン３の転写部位手前に戻す記録材反転戻し経路にて構成されることが好ましい。
このようなバイパス搬送経路６には、定着装置４を通過した記録材２を反転して直ちにシート転写部位に戻す所謂中間トレイレス式を採用した既存の装置を用いることができる。更に、このような記録材反転戻し経路を採用することにより、記録材２が一時的に収容される中間トレイなどを設ける必要はなく、装置の小型化という観点からしても好ましい。
【００１７】
更にまた、ダウンモード実行温度は作像条件に応じて可変設定されることが好ましい。すなわち、白黒プリント又はカラープリントによってダウンモード実行温度が可変設定されるものであり、各作像条件に応じたダウンモード実行温度を設定するものである。
更に、このダウンモード実行温度は記録材２によっても可変設定されることが好ましい。この場合、記録材２の紙種又はサイズによってダウンモード実行温度は可変設定されるものである。
これは、記録材２毎にホットオフセットの発生温度が異なることに基づく。具体的には、厚紙などの坪量の多い記録材２は普通紙に比べて熱容量が大きく、トナーを用紙に定着させるためには多くの熱量を必要とする。その結果、ホットオフセット領域の上限が上がり、ホットオフセットが発生し難くなるため、普通紙に比べて、ダウンモード実行温度が高くなる。
【００１８】
また、作像制御手段９は記録材２が空走行のため定着装置４に進入してからバイパス搬送経路６を経由して第一面に画像が転写され再度定着装置４に進入するまでの間、加熱定着部材５のヒータをオフにすることで温度を低下させることができる。
【００１９】
更に、この場合、作像制御手段９は記録材２が空走行のため定着装置４に進入してからバイパス搬送経路６を経由して第一面に画像が転写され再度定着装置４に進入するまでの時間を制御するようにすれば、記録材２が再度定着装置４内に進入する際に加熱定着部材５表面をより適温に保つことができる。
本態様は、記録材２によって坪量やプロセススピードが異なることにより加熱定着部材５の表面温度の低下量が異なるため、記録材２毎にヒータをオフにしている時間を設定するものである。これにより、加熱定着部材５の表面温度を下げきれなかったり、下げすぎてしまう事態を防止でき、各記録材２に対応して加熱定着部材５の温度をコントロールすることができる。
【００２０】
更にまた、作像制御手段９は記録材２が空走行のため定着装置４に進入してからバイパス搬送経路６を経由して第一面に画像が転写され再度定着装置４を送出されるまでの時間を加熱制御時間とし、当該加熱制御時間内に加熱定着部材５の表面温度が一定の温度まで低下した場合にヒータをオンにすることによって加熱定着部材５の表面温度を制御することが好ましい。
すなわち、記録材２が定着装置４内を空走行することによって、加熱定着部材５の表面温度が一定の温度まで低下してしまった場合に、当該温度を加熱制御温度としてヒータをオンにして温度低下を防止するものである。
更に、この場合、用紙を定着装置４に進入させてからダミー走行後に再度定着装置４を送出させるまでの時間を加熱制御時間とし、この加熱制御時間を制御することによって、より効果的に適温設定することができる。
本態様によれば、記録材２が定着装置４内へ再進入する際の温度の下がりすぎ、または、ヒータがオンにされた際の温度の上がりすぎを防ぐことができる。
【００２１】
更に、この場合、加熱制御温度及び加熱制御時間は各記録材２のサイズによって設定することが好ましい。
この場合、例えば、サイズの大きい記録材２を用いる場合は、サイズの小さい記録材２に比べて空走行時の定着部材の表面温度をより低下させることができるため、空走行によって加熱定着部材５の表面温度が適温を下回ってしまう虞れがある。本態様は、そのような事態を回避するために記録材２のサイズによって加熱制御温度及び加熱制御時間を設定するようにしたものである。
【００２２】
更にまた、制御温度及び制御時間は記録材２の紙種によって設定することが好ましい。
この場合、例えば、厚紙などの坪量の多い記録材２を用いる場合は、普通紙に比べて温度の低下が大きく、空走行によって加熱定着部材５の表面温度が適温を下回ってしまう虞れがある。本態様は、そのような事態を回避するために紙種によって加熱制御温度及び加熱制御時間を設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、待機時の定着装置の制御温度が白黒プリントに設定されている状態からカラープリントが開始される場合や、連続プリント直後のオーバーシュート時に次のジョブが始まってしまう場合に、作像処理を行わずに定着装置内に記録材を空走行させることによって加熱定着部材表面の温度を低減させことが可能なため、簡単な構成でありながら加熱定着部材表面の温度を迅速に低減させることができ、よって、画像ディフェクトを防止可能にした画像形成装置を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。同図において、本実施の形態の画像形成装置は、カラー画像を形成可能な画像形成ユニット２０を備えた装置本体１０と、装置本体１０の上部に原稿を読み取るための画像読取ユニット１１を配設すると共に、その上方に画像読取ユニット１１に原稿を送るための原稿送り装置１２を配設する一方、装置本体１０の画像形成ユニット２０の下方には、記録材としての用紙を供給する多段の給紙カセット５１〜５３を引き出し可能に配設したものである。
【００２５】
本実施の形態で用いられる画像形成ユニット２０は、例えば電子写真方式を採用したものであって、イエロ（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）及びブラック（Ｋ色）の４色の作像ユニット２１（２１ａ〜２１ｄ）を中間転写ベルト３０上に並列配置させた所謂タンデム型の構成となっている。そのため、夫々の作像ユニット２１（２１ａ〜２１ｄ）にて形成された各色のトナー像を中間転写ベルト３０上に順次一次転写させて多重化し、この多重化されたトナー像を二次転写装置３５にて給紙カセット５１〜５３から搬送された用紙上に一括転写させ、定着装置４０に導くようにしたものである。尚、４色の作像ユニット２１の配色はこの順番に限らず、他の順番であっても差し支えない。
【００２６】
本実施の形態における作像ユニット２１（２１ａ〜２１ｄ）は、各色成分トナー像を形成担持する感光体ドラム２２と、この感光体ドラム２２を帯電する帯電ロール等の帯電装置２３、帯電された感光体ドラム２２に潜像を形成するレーザ露光装置２４、感光体ドラム２２上の静電潜像を顕像化する現像装置２５、感光体ドラム２２上のトナー像を中間転写ベルト３０上に一次転写する例えば一次転写ロールからなる一次転写装置２６、感光体ドラム２２上に残留した残留トナーを清掃するクリーニング装置２７にて構成されている。尚、本実施の形態では、レーザ露光装置２４は、４色の作像ユニット２１全体を一つのレーザ露光装置２４にて露光するようになっている。
【００２７】
また、中間転写ベルト３０は、複数の張架ロール３１〜３３に張架され、例えば張架ロール３１を駆動ロールとして循環搬送されるものであり、例えば二次転写ロールからなる二次転写装置３５が張架ロール３３をバックアップロールとして対向配置されている。更に、この中間転写ベルト３０の張架ロール３２と対向する位置には、中間転写ベルト３０上の残留トナーを除去するベルトクリーニング装置３６が配設されている。
【００２８】
ここで、本実施の形態における用紙搬送系は次のようになっている。夫々の給紙カセット５１〜５３から略垂直上方に延びる垂直搬送路６１と、この垂直搬送路６１の下流側で、略水平に延びる主搬送路６２と、主搬送路６２の最下流近傍に略Ｙ字状に下方に延びる退避搬送路６３及びこの退避搬送路６３の途中から略水平に延びて垂直搬送路６１まで導く反転搬送路６４とで構成されている。
そして、主搬送路６２には、用紙の位置決め規制を行うレジストロール５４、中間転写ベルト３０上で多重化されたトナー像を一括転写する二次転写装置３５、トナー像が一括転写された用紙を搬送する搬送ベルト５５、トナー像を用紙に定着する定着装置４０及び装置本体１０の側方に設けられ用紙を収容する収容トレイ５７に用紙を排出する排出ロール５６等が設けられている。
尚、これらの搬送路６１〜６４には、用紙の搬送を確実にする搬送ロールや搬送ガイド等の搬送部材が適宜配設されている。
【００２９】
また、本実施の形態の定着装置４０は、図３のようになっている。同図において、ハロゲンランプ等のヒータ４２を内部に備える定着ロール４１と、定着ロール４１と転動して用紙を挟持搬送するエンドレスベルト４３と、エンドレスベルト４３の裏面側に接触して配置されて定着ロール４１とエンドレスベルト４３との間に剥離ニップ域を形成する剥離ニップ部材４７と、この剥離ニップ部材４７に上流側に配設され、定着ロール４１とエンドレスベルト４３との定着ニップ域を形成するプレニップ部材４６とを主要な構成要素としている。
【００３０】
本実施の形態における定着ロール４１は、機械的強度に優れ且つ熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属製の円筒状のコア４１ａと、このコア４１ａの表面に形成されたシリコーンゴム等の弾性層４１ｂと、この弾性層４１ｂの表面に被覆され、用紙上の未定着トナー像のオフセットを防止するために設けられた離型層４１ｃとで構成されている。
ここで、コア４１ａとしては、機械的強度と良好な熱伝導性を備えていれば特に材質は制限されず、例えばステンレス、鋼、黄銅等の金属や合金が使用できる。
また、弾性層４１ｂとしては、シリコーンゴムに限らず、耐熱性を備えていれば、例えばフッ素系ゴム等も使用でき、この弾性層４１ｂをコア４１ａの表面に形成する方法も特に制限されず、注入成形法やコーティング法等が採用できる。
更に、離型層４１ｃは、耐熱性があり、トナーに対する適度な離型性を備えるものであればよく、例えばフッ素系ゴムやフッ素系樹脂等が使用される。
更にまた、定着ロール４１内部のヒータ４２としては、コア４１ａ内部に収容できる形状、構造のものでれば特に制限されず、目的に応じて適宜選定して差し支えない。
【００３１】
また、本実施の形態では、定着ロール４１の周囲には、定着ロール４１の表面温度を計測する温度センサ４９が配設され、この温度センサ４９によって定着ロール４１の表面温度を制御するようにヒータ４２の温度制御を行っている。尚、温度センサ４９としては定着ロール４１の表面温度を計測できるものであれば特に制限されず、例えばサーミスタやポジスタ等の感温素子も使用できる。
【００３２】
そして、このエンドレスベルト４３の裏面側には、断面が略凹字状の金属等よりなる支持体４４の凹部に定着加圧部材を構成する剥離ニップ部材４７とプレニップ部材４６とが装着され、夫々エンドレスベルト４３と接触するようになっている。尚、図４中符号Ｓは、未定着トナー像が転写された用紙を示している。
更に、本実施の形態では、エンドレスベルト４３の内部で支持体４４の下部には、エンドレスベルト４３をスムーズに回転させるため、剛性且つ低熱伝導性の樹脂からなるベルト走行ガイド４５が設けられている。
【００３３】
特に、図４に示すように、本実施の形態においては、制御装置８０（モード判別手段及び作像制御手段に相当）が各検知信号に基づいて作像処理や定着装置４１のほか、記録材搬送系６０を制御するものである。
すなわち、制御装置８０には紙種切替スイッチ９０、サイズセンサ９１及び白黒プリント若しくはカラープリントを切り替える作像モード切替スイッチ９２からの操作信号のほか、温度センサ４９からの検知信号が入力可能に接続されている。この入力信号に基づいて、制御装置８０は通常モードかダウンモードかを判別するモード判別を行うと同時に、定着ロール４１のヒータの温度切替制御や記録材搬送系６０の選択のほか、作像処理の適否を判断し、実行すると共に、各装置に対して制御信号を送出するものである。
【００３４】
ここで、各切替スイッチ９０，９２及びサイズセンサ９１からの操作信号として、より具体的には、例えばユーザーインターフェース１００の画面に示される選択ボタンが挙げられ、図５を基に説明する。図５（ａ）に示すように、ユーザーインターフェース１００の通常画面には「基本コピー」１０１、「画質調整」１０２、「読み取り方法」１０３、「出力形式」１０４、「ジョブ編集」１０５の設定が変更可能に表示されおり、今、同図においては「基本コピー」１０１の画面が示されている。
更に、この画面では、「倍率選択」１１１、「用紙選択」１１２、「カラーモード」１１３の各設定についてボタン表示されており、同図において、「倍率選択」１１１が「１００％」１２１に、「用紙選択」１１２が「Ａ３」１２２に、「カラーモード」１１３が「白黒」１２３に選択されている。
ここで、特に、「カラーモード」１１３の設定において、選択したボタンは前述の作像モード切替スイッチ９２からの操作信号として、制御装置８０へ送出されるものである。
【００３５】
更に、例えば、「用紙選択」１１２の「他のトレイ」１２４から図示外の「トレイ５」を選択すると図５（ｂ）の画面に切り替わり、「用紙サイズ」１３１と「用紙種類」１３２が設定変更可能にボタン表示される。
この画面において、「用紙サイズ」１３１の設定としては「自動サイズ検知」１４１、「定形サイズ」１４２、「非定形サイズ」１４３がボタン表示されており、選択するボタンを押すと、前述の紙種切替スイッチ９０として所定の用紙サイズに設定される。このとき、この用紙サイズに対応した操作信号が制御装置８０に送られる。ここで、「自動サイズ検知」１４１を選択した場合はサイズセンサ９１で用紙のサイズが検知され、その検知信号が制御装置８０に送出される。
また、同様に、「用紙種類」１３２の設定には「普通紙」１４５、「再生紙」１４６、「厚紙１」１４７、「厚紙２」１４８、「ＯＨＰフィルム」１４９がボタン表示されており、選択するボタンを押すと、所定の紙種に設定される。この場合においても、当該紙種に対応した操作信号が前述した紙種切替スイッチ９０として制御装置８０に送出される。尚、同図に示す画面では表示されている用紙種類は上記５種類であるが、次ページ選択ボタン１５０を押すと、コート紙やその他の用紙も適宜選択することができる。
【００３６】
次に、本実施の形態における作動について、先ず、通常モードとダウンモードのモード判別について、図６に示す。
本実施の形態においては、特に、ユーザーインターフェース１００の用紙サイズ選択ボタン１５１、紙種選択ボタン１５２又は、カラーモードの選択ボタン１５３からの選択された設定情報は、操作信号として制御装置８０に送られ、これに基づき当該制御装置８０がダウンモード実行温度を決定する。また、これと同時に制御装置８０には定着ロール４１の表面温度を測定する温度センサ４９からの検知信号が入力される。このとき制御装置８０は、決定したダウンモード実行温度と温度センサ４９からの入力情報に基づいて、用紙をダミー走行させることによって所定の定着温度に低減することが可能か否かを判断し、可能な場合にはダウンモードに、それ以外の場合には通常モードに判別する。
【００３７】
この場合、ユーザーインターフェース１００の「用紙種類」１３２の選択によって、制御装置８０の決定するダウンモード実行温度は異なる。例えば、図７に示すように、普通紙のダウンモード実行温度が１９５℃に対し、厚紙の当該温度は２００℃に設定されているように、厚紙などの坪量の多い用紙は普通紙に比べて熱容量が大きく、トナーを用紙に定着させるためには多くの熱量を必要とする。その結果、ホットオフセット領域の上限が上がり、ホットオフセットが発生し難くなるため、普通紙に比べて、ダウンモード実行温度が高くなる設定されている。また、同図下表には参考値としてコート紙のダウンモード実行温度（１９０℃）を記載する。尚、同図に示す定着ロールの表面温度を示す曲線については後述する。
【００３８】
更に、ダウンモード実行温度は、例えば、図８に示すように、白黒モードのダウンモード実行温度が１９５℃に設定されている場合にカラーモードのダウンモード実行温度は１９０℃に設定されているように作像モードによっても異なるものである。これは、前述のように、画像ディフェクト防止の観点からカラープリントの定着温度は白黒プリントに比べて低く設定されるためである。尚、同図に示す定着ロールの表面温度を示す曲線については後述する。
また、図７，８において、コントロール温度とは定着ロール４１の表面温度を適正に保つための基準温度を示し、制御装置８０が当該コントロール温度を基準にして温度制御を行うものである。
このように、各紙種、各モードにおいてダウンモード実行温度は異なるため、制御装置８０は決定したダウンモード実行温度と温度センサ４９による検知情報とに基づき、ダウンモードか通常モードかを判別するものである。
【００３９】
次に、本実施の形態における通常モードの用紙搬送系の作動について、図２を用いて説明する。
給紙カセット５１〜５３のいずれかから送り出された用紙は、垂直搬送路６１を進み、主搬送路６２に設けられたレジストロール５４にて位置決め規制された後、二次転写装置３５へと進む。
一方、作像エンジン２１（２１ａ〜２１ｄ）によって中間転写ベルト３０上に多重転写された各色トナー像は、中間転写ベルト３０上を搬送され、二次転写装置３５に至る。
そして、二次転写装置３５にて、中間転写ベルト３０上の多重化されたトナー像は用紙上に一括転写される。トナー像が一括転写された用紙は、搬送ベルト５５によって搬送され、定着装置４０に至る。そして、定着装置４０によってトナー像が用紙上に定着され、そのまま主搬送路６２を進み、排出ロール５６から収容トレイ５７に排出される。
【００４０】
ここで、用紙への両面記録を行う場合には、定着装置４０にて定着を終えた用紙は、一旦主搬送路６２から退避搬送路６３側に退避する。そして、退避搬送路６３を十分進んだ後、用紙の後端が反転搬送路６４の入口を越えたところで、退避搬送路６３中の所定の搬送ロールが反転動作を行い、退避搬送路６３中の用紙は反転搬送路６４側に反転搬送される。反転搬送された用紙は、用紙の表裏を逆にした状態で再び主搬送路６２に搬送され、新たなトナー像が形成される。その後、定着装置４０から排出ロール５６を経て収容トレイ５７に排出される。
【００４１】
次に、本実施の形態におけるダウンモード時の用紙搬送系の作動について、図９を基に説明する。
図９（ａ）はダウンモードの用紙搬送経路を示している。
すなわち、給紙カセット５１〜５３から送り出された用紙は垂直搬送路６１を進み、主搬送路６２に搬送される。更に、この用紙は、二次転写装置３５において用紙の表面にはトナー像が転写されずに白紙の状態で定着装置４０に進入し、定着装置４０内を空走行した後、反転搬送路６４に導かれる。そして、同経路の退避搬送路６３にて反転搬送され、用紙の表裏を逆にして再度二次転写装置３５の手前まで搬送される。以下、このよう走行をダミー走行という。
一方、用紙がダミー走行している間に、作像エンジン２１（２１ａ〜２１ｄ）によって中間転写ベルト３０上に多重転写された各色トナー像は、中間転写ベルト３０上を搬送され、二次転写装置３５に至る。
そして、二次転写装置３５にて、中間転写ベルト３０上の多重化されたトナー像は用紙裏面を第一面として一括転写された後、定着装置４０に至る。その後、定着装置４０によってトナー像が用紙上に定着され後、排出される（図９（ｂ）参照）。
【００４２】
ここで、同図においては、片面プリントの際の用紙搬送経路を示しているが、両面プリントの場合は、第一面プリント後に再度反転搬送路６４を挿通させると共に、同経路の退避搬送路６３にて反転搬送させ、用紙の表裏を逆にして再度二次転写装置前まで搬送される。すなわち、退避搬送路６３にて反転搬送されると、用紙の表裏を逆にして、今度は用紙表面上を第二面として新たなトナー像が形成される。その後、定着装置４０にて定着された後、排出される。
【００４３】
更にまた、本実施の形態におけるダウンモード時の定着温度適温設定処理について、図１０に示す。
本実施の形態において、定着ロール４１は、定着装置４０内に用紙が進入してから、用紙が反転搬送路６４を経由して二次転写装置３５でトナー像が転写され、再度定着装置４０内に進入するまでの間、ヒータをオフにしている。
この場合、例えば定着ロール４１の表面温度は、図１１に示すような曲線を示す。同図は、定着ロール４１のヒータをオフにし且つダミー走行を行うことによりオーバーシュートで上昇した定着ロール４１の表面温度を低下させた際の温度曲線を示している。
すなわち、図中、Iの領域はオーバーシュートにより定着ロール４１の表面温度が上昇している領域を示している。また、IIの領域は定着装置４０内に用紙が進入してからダミー走行後に再進入するまでの間、ヒータをオフにすることによって定着ロール４１の表面温度が低下している様子を示している。更に、IIIの領域は定着装置４０内に用紙が再進入すると同時にヒータをオンにし、コントロール温度に近い温度に保持されている際の温度曲線を示している。
【００４４】
同図に示すように、定着装置４０内に用紙が進入してからダミー走行を経て再度進入するまでの間、ヒータをオフにすると共に、用紙が空走行し定着ロール４１表面の余剰熱を吸収することによって、定着ロール４１の表面温度を低下させるものである。このように、ダミー走行を行った用紙が再度定着装置４０内に進入するときには、コントロール温度に近い温度に保たれる。
また、本実施の形態において、用紙毎にプロセススピードや定着ロール４１の温度低減量が異なることから、定着ロール４１のヒータをオフにしている時間（図中IIの領域）を用紙毎に適宜可変設定した態様にすれば、定着ロール４１の温度をより良好に保つことができる。
【実施例１】
【００４５】
実施例１は、実施の形態１に係る画像形成装置を用い、ダウンモード時における制御装置の定着温度の制御において定着装置内に用紙が進入してから再度送出されるまでの時間を加熱制御時間とし、当該加熱制御時間内に定着ロールの表面温度が一定の温度まで低下した場合に加熱制御温度としてヒータをオンにするように温度制御及び時間制御した際の定着ロール４１の表面温度を測定したものである。本実施例における定着温度適温設定処理については図１２に示すフローチャートの通りである。
【００４６】
本実施例においてはコントロール温度を１９０℃、加熱制御温度を１８５℃、加熱制御時間を５秒に設定している。すなわち、用紙が定着装置内に進入してからダミー走行後に定着装置を再送出されるまでの時間を５秒に設定し、その間、ヒータをオフにする一方、定着ロールの表面温度が加熱制御温度１８５℃まで低下した時にはヒータをオンに温度制御するものである。
本実施例における定着ロールの表面温度について図１３に示す。
同図において、空走行のため定着装置内に用紙が進入するとヒータがオフになり温度が低下する。そして、ダミー走行後に再度定着装置に進入し通過するまでの５秒間に、定着ロールの表面温度が一定の温度（１８５℃）まで低下すると、ヒータがオンになり定着ロールは加熱される。本実施例によれば、ダミー走行後にトナー定着のため用紙が再度定着装置内を走行する間、定着ロールの表面温度はコントロール温度１９０℃に近い温度に保つことができる。
【実施例２】
【００４７】
実施例２は、実施の形態１に係る画像形成装置を用い、ダウンモード時における制御装置の定着温度の制御において用紙サイズによって加熱制御温度及び加熱制御時間を可変設定した際の定着ロールの表面温度を測定したものである。
本実施例は、普通紙についてコントロール温度を１８５℃に保ちながら、Ａ４の用紙では加熱制御温度を１８０℃、加熱制御時間を３．５秒に設定し、Ａ３の用紙では加熱制御温度を１７５℃、加熱制御時間を５秒に設定している。
【００４８】
本実例における定着ロールの表面温度について図１４に示す。    
同図に示すように、Ａ３とＡ４の用紙を比較すると、ヒータをオフにしてからの温度低下はＡ３の用紙の方が大きい。これは、用紙サイズの大きさ伴って温度低減量が増加するためである。
ここで、Ａ４の用紙は温度低減量が小さい分加熱制御温度を高温に設定すると共に加熱制御時間を短く設定している。このように加熱制御温度と加熱制御時間とのバランスを考慮して双方の値を設定することにより、再度用紙が定着装置に進入してトナー定着される際には定着ロールの表面温度を適温に保つことができる。
一方、Ａ３の用紙は、定着ロールの温度低減量が増加する分加熱制御温度を低温に設定すると共に加熱制御時間を長く設定している。このようにＡ３の用紙においても加熱制御温度と加熱制御時間とのバランスを考慮して設定することにより、トナー定着時に定着ロールの表面温度が適温に保たれるものである。
したがって、同図に示すように、用紙サイズによって温度曲線は異なるものの、夫々の用紙サイズに応じて加熱制御温度と加熱制御時間を設定すれば、ダミー走行後のトナー定着時に、よりコントロール温度に近い温度に保つことが可能である。
【実施例３】
【００４９】
実施例３は、実施の形態１に係る画像形成装置を用い、ダウンモード時における制御装置８０の定着温度の制御において加熱制御温度及び加熱制御時間を紙種によって可変設定した際の定着ロールの表面温度を測定したものである。
本実施例において、普通紙にあっては、各プロセススピードを２２０mmsec、コントロール温度を１８５℃、ダウンモード実行温度を１９５℃、加熱制御温度を１８０℃、加熱制御時間を３．５秒設定している。一方、厚紙にあっては、各プロセススピードを１１０mmsec、コントロール温度を１９０℃、ダウンモード実行温度を２００℃、加熱制御温度を１８５℃、加熱制御時間を７秒に設定している。
【００５０】
本実施例における定着ロールの表面温度について図１５に示す。
同図に示すように、普通紙と厚紙を比較すると、ヒータをオフにしてからの温度低下は厚紙の方が大きい。これは、紙種の坪量の増加に伴って温度低減量が大きくなるためである。
ここで、普通紙では温度低減量が小さい分加熱制御温度を高温に設定し、また、プロセススピードが速い分加熱制御時間を短く設定している。このように加熱制御温度及び加熱制御時間のバランスを考慮して双方の値を設定することにより、再度用紙が定着装置に進入してトナー定着される際には定着ロールの表面温度を適温に保つことができる。
一方、厚紙では温度低減量が大きい分加熱制御温度を低温に設定し、また、プロセススピードが遅い分加熱制御時間を長く設定している。このように厚紙においても加熱制御温度及び加熱制御時間のバランスを考慮して設定することにより、トナー定着時に定着ロールの表面温度を適温に保つことが可能である。
同図に示すように、紙種によって温度曲線は異なるものの、夫々の紙種に応じて加熱制御温度と加熱制御時間を設定すれば、ダミー走行後のトナー定着時に、よりコントロール温度に近い温度に保つことが可能である。
尚、同図下表において、参考値としてコート紙についての各設定値を記載している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の定着装置を示す説明図である。
【図４】実施の形態１で用いられる制御系を示すブロック図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は実施の形態１で用いられるユーザーインターフェースを示す説明図である。
【図６】実施の形態１に係る作像制御処理のフローチャート示す説明図である。
【図７】実施の形態１に係る画像形成装置において紙種によるダウンモード実行温度の違いを示すグラフである。
【図８】実施の形態１に係る画像形成装置において作像モードによるダウンモード実行温度の違いを示すグラフである。
【図９】（ａ）（ｂ）は実施の形態１に係る画像形成装置のダウンモードの作動を示す説明図である。
【図１０】実施の形態１に係る定着温度適温処理のフローチャート示す説明図である。
【図１１】実施の形態１に係る画像形成装置において定着ロールの表面温度を示すグラフである。
【図１２】実施例１に係る定着温度適温処理のフローチャート示す説明図である。
【図１３】実施例１の定着ロールの表面温度を示すグラフである。
【図１４】実施例２の定着ロールの表面温度を示すグラフである。
【図１５】実施例３の定着ロールの表面温度を示すグラフである。
【図１６】定着装置において、定着温度とオフセットトナー量の関係を示すグラフである。
【図１７】定着装置において、オーバーシュート時の加熱定着部材の表面温度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１…像担持体，２…記録材，３…作像エンジン，４…定着装置，５…加熱定着部材，６…バイパス搬送経路，７…検知手段，８…モード判別手段，９…作像制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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