(57)【要約】【課題】通紙される記録紙の状態を変えた場合においても適切に端部の定着不良の発生を抑制し、しかも消費電力を小さくすることの可能な定着装置を備えた画像形成装置の提供。【解決手段】紙間時間を９３ｍｓｅｃと２０７ｍｓｅｃの２種類に設定するようにして、ステップＳ５で定着ローラの表面温度が１７０℃を超えているか否かを判定し、超えている場合には、紙間時間を９３ｍｓｅｃとし、超えていない場合には、２０７ｍｓｅｃの紙間時間に設定すれば、１回目の通紙で定着ローラの端部の温度が低下しても、長い紙間時間の間に定着ヒータで昇温をはかることが可能となり、端部定着不良の発生を抑えることが可能となる。【選択図】図５
2008058832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、
前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ、前記紙間時間制御手段は、所定幅の記録紙より広幅の記録紙が通紙される場合の紙間時間を、前記所定幅の記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、
前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ、前記紙間時間制御手段は、所定の厚みを有する記録紙より厚い厚さを有する記録紙が通紙される場合の紙間時間を、前記所定厚みの記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、
前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ、前記紙間時間制御手段は、カラーモード印刷で記録紙が通紙される場合の紙間時間を、モノクロモード印刷で記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、
前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ、前記紙間時間制御手段は、未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間を、未定着トナー像を表面の側端部に担持していない記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、
前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ前記紙間時間制御手段は、カラーの未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間を、単色の未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定してい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、
前記紙間時間制御手段は、記録紙の厚みが所定厚みより厚いと判定された後に、カラーの未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間を、単色の未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定してい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、画像形成装置に係り、特に、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、画像データに基づいて変調された光により感光体に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体にトナーを付着させて現像する。この感光体に付着されたトナーを記録紙に転写し、トナーの付着された記録紙を定着ローラ等の定着手段に搬送して、定着手段によりトナーを記録紙に定着させている。この定着手段は、ハロゲンランプ等の定着ヒータによって加熱されて所定の定着温度に制御されて適切にトナーを記録紙上に定着できるようになっている。
従来の定着装置における定着温度の制御は、サーミスタ等の温度検出器を定着手段の表面の記録紙搬送方向と交差する方向（軸方向）の中央部及び端部に取り付け、これらの温度検出器で定着手段の表面温度を検出し、検出された表面温度に基づき定着手段内に取り付けられた定着ヒータをオン、オフしながら制御が行われている。
この場合に、軸方向で均一な発光分布を有するハロゲンランプのヒータで定着手段を加熱しても、定着手段の軸方向端部では放熱が大きいため、待機時の定着手段の表面温度には、軸方向で温度分布が生じ、端部の温度は、中央部よりも低温となってしまう。その結果、端部における熱量が不足し、定着不良が発生してしまう。そのために、一般的に、中央部よりも端部で発熱量の大きいヒータが使用されている。
【０００３】
しかしながら、連続通紙時の定着手段の軸方向温度分布は、通紙する記録紙の幅によって変化する。即ち、通紙時に通紙領域の温度を一定に制御すると、通紙領域外は、記録紙による吸熱がないため温度が上昇する、いわゆる端部温度上昇が生じる。特に、幅狭の小サイズの記録紙を使用したときには、連続通紙時における端部温度上昇が顕著となり、小サイズの記録紙を連続通紙直後に、幅広の大サイズの記録紙を通紙すると、端部温度が高いために、熱量過多となり、ホットオフセットが発生する不具合を生じる。
これらの問題を解決するために、連続して記録紙を通紙する際に、定着手段の温度に基づいて前回通紙した記録紙と次に通紙する記録紙との間の時間（紙間時間）を制御したり、通紙する記録紙のサイズや定着手段の温度に基づいて給紙のタイミングを制御することで、記録紙のサイズにかかわらず端部の昇温の影響を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１７６２６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載のものでは、通紙初期における端部の定着を確保するために、端部における定着設定温度を高くし、小サイズの記録紙の連続通紙時に紙間時間を長くして、端部における放熱を促進させて端部における定着温度を低下させるようにしているため、待機状態から通紙可能温度まで上昇させるのに比較的長時間を要し、初回の印刷が遅くなるだけでなく、この初回の印刷時間を短縮するには待機温度を高くする必要があり、消費電力が多くなる問題を招く。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、通紙される記録紙の状態を変えた場合においても適切に端部の定着不良の発生を抑制し、しかも消費電力を小さくすることの可能な定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ、前記紙間時間制御手段は、所定幅の記録紙より広幅の記録紙が通紙される場合の紙間時間を、前記所定幅の記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の発明は、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ、前記紙間時間制御手段は、所定の厚みを有する記録紙より厚い厚さを有する記録紙が通紙される場合の紙間時間を、前記所定厚みの記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３の発明は、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ、前記紙間時間制御手段は、カラーモード印刷で記録紙が通紙される場合の紙間時間を、モノクロモード印刷で記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４の発明は、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ、前記紙間時間制御手段は、未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間を、未定着トナー像を表面の側端部に担持していない記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５の発明は、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を定着手段および加圧手段で挟持し、加熱および加圧しながら通紙することにより未定着トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置は、前記定着手段の記録紙の搬送方向と交差する方向に沿って配設された定着手段の中央部の温度を検出する第１の温度検出手段及び定着手段の端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記定着手段の表面を加熱する定着ヒータと、前記各温度検出手段の検知温度に基づいて前記定着ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記第２の温度検出手段が検出する検知温度に基づいて、紙間時間を求め、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段とを備え、前記定着手段表面の端部の温度が定着手段表面の中央部の温度以下の温度となるように設定されており、かつ前記紙間時間制御手段は、カラーの未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間を、単色の未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記紙間時間制御手段は、記録紙の厚みが所定厚みより厚いと判定された後に、カラーの未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間を、単色の未定着トナー像を表面の側端部に担持した記録紙が通紙される場合の紙間時間より長く設定していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記構成を採用することによって、通紙される記録紙の状態を変えた場合においても適切に端部の定着不良の発生を抑制し、しかも消費電力を小さくすることの可能な定着装置を備えた画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明においては、通紙される記録紙のサイズの変動等、記録紙の状態が変動した場合においても、適切に端部の定着不良の発生を抑制するため、検討の結果、従来の広幅の記録紙を基準にして、定着手段の端部の温度制御する方法と異なり、逆に、狭幅の記録紙を基準として、定着手段の端部の温度制御を行い、広幅の記録紙を使用する際に、紙間時間を長くして、この紙間時間の間に定着手段の端部の温度を上昇させて、広幅の記録紙の端部で生じ易い定着不良の発生を抑制するようにしたものである。
このようにすることによって、従来のように、紙間時間を利用して定着装置の端部の放熱という無駄なエネルギーの発散を行う必要がなくなり、必要なときのみ定着装置の端部に熱を印加するようにするので、熱エネルギーの効率の良いものとすることができる。
このような機能は、狭幅の記録紙と広幅の記録紙の場合に限らず、厚手の記録紙と薄手の記録紙、カラー印刷とモノクロ印刷等の印刷モードの違い、記録紙の端部の画像の有無等定着手段の端部における熱量の変動が生じる場合にも有効となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明による一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。本実施例による画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備えている。なお、以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色は、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで表示している。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには、それぞれ、図示しないモータ等によって回転駆動される像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、これらの感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの外周に、後述する感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとが配設されている。また、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの回転軸が平行になるように且つ記録紙１００の移動方向Ｂに所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００１４】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方には、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光Ｌを走査しながら照射する光書込ユニット３が、下方には記録紙１００を担持して転写ロール６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋで各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋからトナー像を転写する各画像形成ユニットの転写部が設けられている。また、この転写部には、この転写部を通過するように搬送する無端状の転写搬送ベルト６０が駆動ローラ６２、ガイドローラ６１、６３、６４、６５、６６に張架され、矢印Ａ方向に駆動走行するベルト駆動装置としての転写ユニット６が配置されている。転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去されるようになっている。
【００１５】
転写ユニット６の側方にはベルト定着方式の定着装置７、排紙トレイ８等が備えられている。画像形成装置下部には、記録紙１００が載置された給紙カセット４ａ、４ｂを備えている。また、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイＭＦが備えられている。この他、トナー補給容器ＴＣが備えられ、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えられている。
現像手段としての現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、いずれも同様の構成からなり、使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置であり、トナーと磁性キャリアからなる現像剤が収容されている。現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、感光体ドラム１１に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成される。現像ローラは外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給される。
【００１６】
本実施例による画像形成装置は、光書込みユニット３から照射されたレーザ光Ｌによって、回転している感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に各色に対応する静電潜像を形成し、この潜像に対して、現像装置から供給される各色のトナーを静電気的に付着させてトナー画像を形成する。一方、給紙カセット４ａ、４ｂ、手差しトレイＭＦから供給された記録紙１００は、転写搬送ベルト６０によって、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと転写ロール６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋとの間を搬送され、転写ロール６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋを通過する。この際に、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに保持されている各色のトナー像が記録紙１００に転写される。このようにしてトナー象が転写された記録紙１００は、定着装置で加熱、加圧されてトナー像が定着され、矢印Ｂ方向に搬送排出される。
【００１７】
本実施例に係る画像形成装置においては、定着装置に特徴があり、図２に基づいて、この定着装置の具体的構成について説明する。
図２は、本実施例に係る定着装置７の概略構成を示す図で、７１は、内部にハロゲンヒータやＩＨ加熱源等の定着ヒータ７３を備えて表面が加熱されて回転可能に支持された定着ローラ、７２は、図示しない加圧手段の押力と共に定着ローラ７１に押圧して定着ローラ７１との間に所定のニップ幅を構成すると共に、例えばモータ８０によって定着ローラ７１を従動回転させながら回転する加圧ローラ、７５は、定着ローラ７１の表面中央部の温度を検出するサーミスタ等からなる第１の温度検出手段、７６は、第１の温度検出手段７５と共に定着ローラ７１の軸方向Ｄに沿って配設され、定着ローラ７１の表面端部の温度を検出するサーミスタ等からなる第２の温度検出手段、７４は、加圧ローラ７２の内部に取り付けられ、加圧ローラ７２を加熱するハロゲンヒータやＩＨ加熱源等殻なる加圧ヒータ、７７は、加圧ローラ７２の表面中央部の温度を検出するサーミスタ等からなる第３の温度検出手段、７８は、第３の温度検出手段７７と共に加圧ローラ７２の軸方向Ｄに沿って配設され、加圧ローラ７２の表面端部の温度を検出するサーミスタ等からなる第４の温度検出手段、７９は、記録紙１００の幅を検知する検知手段、８０は、加圧ローラ７２を回転駆動するモータ、８１は、前記第１〜４の温度検出手段７５、７６、７７、７８及び検知手段１００からの検出信号を入力し、これらの検出信号に基づいて定着ヒータ７３、加圧ヒータ７４、モータ８０等を制御して、定着ローラ７１や加圧ローラ７２の表面温度や紙間時間等を制御する制御装置である。なお、第２の温度検出手段７６及び第４の温度検出手段７８は、定着ローラ７１の最大通紙幅より外側の非通紙部に配置されている。
【００１８】
この定着装置７は、矢印Ｃ方向から搬送され、表面にトナー像を有する記録紙１００が定着ローラ７１と加圧ローラ７２とで、加熱、加圧されて記録紙１００上のトナー像を定着するようになっている。この定着処理の際に、後述するように、定着ローラ７１と加圧ローラ７２の表面温度が、第１の温度検出手段７５、第２の温度検出手段７６及び第３の検出手段７７、第４の検出手段によって検出されて、この検出温度に基づいて制御装置８１によって、それぞれのローラ７１、７２を加熱するヒータ７３、７４及びモータ８０を制御して定着ローラ７１の表面温度が適切に調整されている。
定着ローラ７１は、図３に示すような配光分布を有するように、定着ヒータ７３が設定されており、定着ローラ７１の中央部（軸方向距離＝０ｍｍの位置）よりその両端において温度が低くなるように設定されている。従って、狭幅の小サイズ（例えばＡ５サイズ）の記録紙を連続してこの定着ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過（通紙）させたとしても、非通紙の端部の部分は、比較的低温となっているため、端部温度上昇の発生を抑制することができる。
【００１９】
一方、加圧ローラ７２は、図４に示すような配光温度分布を有するように加圧ヒータが設定されており、加圧ローラ７２の中央部（軸方向距離＝０ｍｍの位置）よりも両端部において高温となるように設定されている。この加圧ローラ７２は、定着処理の開始時等の待機状態に加圧ヒータ７４を点灯し、図４に示す配光分布状態として加圧ヒータ７４で加圧ローラ７２を加温しておく。従って、待機中は、定着ローラ７１及び加圧ローラ７２のヒータ７３、７３の配光分布状態によって定着ローラ７１の表面温度の軸方向温度分布は均一にされている。しかし、この加圧ローラ７２の加圧ヒータ７４は、記録紙１００の通紙中はオフとされており、小サイズ連続通紙時には、定着ローラ７１の表面端部での温度上昇は発生しない。
【００２０】
次に、上記構成の定着装置７を使用して記録紙１００に定着処理を行う場合について説明する。図５は、定着処理開始時の紙間時間を制御する基本的な動作を示すフローチャートである。プリント信号ＯＮを入力したとき、加圧ローラ７２を回転するモータ８０の回転によって、定着ローラ７１が回転する（ステップＳ１）。続いて、定着ヒータ７３がＯＮ、加圧ヒータ７４がＯＦＦとなり、定着ローラ７１の表面温度が１８０℃になるまで定着ローラ７１が昇温される（ステップＳ２）。次に、第１の温度検出手段７５によって定着ローラ７１の表面中央部の温度が検出され、この温度が１７５℃を越しているか否かが判定され（ステップＳ３）、１７５℃を超えるまで定着ヒータ７４が点灯される。ステップＳ２でＹＥＳとなったときに、１枚目の給紙が開始され（ステップＳ４）、第２の温度検出手段７６で、定着ローラ７１の端部の温度が検出され、その温度が１７０℃を超えているか否かが判定される（ステップＳ５）。ＹＥＳの場合には、紙間時間を９３ｍｓｅｃとして通紙を行い（ステップＳ６）、２枚目の給紙を開始する（ステップＳ７）。この２枚目の給紙が最終紙であるか否かが判定され（ステップＳ８）、ＮＯであれば、ステップＳ５に戻り、再度定着ローラの端部温度が１７０℃を越しているか否かが判定され、ＮＯである場合には、紙間時間を２０７ｍｓｅｃにして定着ヒータ７３による昇温を行い（ステップＳ９）、次の枚数目の給紙を開始する。これらの動作を繰り返し、ステップＳ８で最終紙であると判定された場合には、定着ローラ７１の回転を停止させ、同時に、定着ヒータ７３と加圧ヒータ７４を待機状態に制御する（ステップＳ１０）。これで一連の定着処理は終了する。
【００２１】
この場合に、ステップＳ９を設けずに、紙間時間を９３ｍｓｅｃ一定で広幅の記録紙１００（例えばＡ４サイズ紙）を連続で処理を行った場合には、図６に示すように、定着ローラ７１の表面中央部の温度（曲線１）は、１００ｇ記録紙の定着下限温度１７０℃を超えるものの、定着ローラ７１の端部の温度（曲線２）は、１回目の通紙では、１７０℃を越すものの、Ｘで示す２〜５枚目では、１７０℃以下に低下し、端部定着不良が発生してしまう。
【００２２】
これに対し、前記図５に示すように、紙間時間を９３ｍｓｅｃと２０７ｍｓｅｃの２種類に設定するようにして、ステップＳ５で定着ローラの表面温度が１７０℃を超えているか否かを判定し、超えている場合には、紙間時間を９３ｍｓｅｃとし、超えていない場合には、２０７ｍｓｅｃの紙間時間に設定すれば、１回目の通紙で定着ローラの端部の温度が低下しても、長い紙間時間の間に定着ヒータで昇温をはかることが可能となり、端部定着不良の発生を抑えることが可能となる。
図７は、その結果を示し、紙間時間を２０７ｍｓｅｃに設定した場合の通紙時間と定着ロールの温度変化を示している。定着ローラ７１の表面中央部の温度（曲線３）は、１００ｇ記録紙の定着下限温度１７０℃を超えている。また、紙間時間を長く設定することによって、定着ローラ７１の端部の温度が昇温し（曲線４）、前記図６のＸで示した端部定着不良部分が１７０℃を超え（Ｙ部参照）、端部定着不良の発生が抑制されていることが明らかである。
【００２３】
一方、狭幅の記録紙１００（例えばＡ５サイズ紙）を連続で処理する場合には、定着ローラ７１の通紙領域が狭いために、定着ローラ７１を通紙しても定着ローラ７１の端部での温度低下がほとんど起こらず、下限温度１７０℃を超えた状況が維持されるので、紙間時間を９３ｍｓｅｃの状態で通紙を行っても端部定着不良が発生しない。
なお、上記試験においては、待機時の定着ローラの設定温度は、１７７℃、加圧ローラの設定温度は１５０℃、通紙時の定着ローラ７１の設定温度を１８０℃、安定時における線速は２７８ｍ／ｓｅｃ、フルカラー５５ｃｐｍで行っているが、これらの条件は固定的なものでなく、トナーの材料等によって、適宜変更可能である。従って、前記１７０℃や１８０℃の判定基準温度や紙間時間等も前記条件の変更等に伴い適宜変更されるものである。
上記結果から、記録紙１００の幅の長さに応じて、紙間時間を変更するようにすれば、エネルギー効率を良くしてしかも、端部定着不良の発生を抑制することが明らかとなる。
【００２４】
次に、この機能を利用して、紙幅の異なる記録紙１００を併用する場合における定着処理の方法について、図８に基づいて説明する。このフローチャートにおいては、前述の図５で示すフローチャートと基本的に同じであるが、同一工程については同一符号を付している。この図８で示すフローチャートにおいては、図５と相違する点は、ステップＳ４とステップＳ５の間に記録紙の幅が２１０ｍｍ（Ａ４サイズ紙）を超えるか否かの判断工程（ステップＳ１１）を追加している点である。このステップＳ１１で記録紙幅が２１０ｍｍを超えない場合（ＮＯ）は、定着ローラ７１の端部での温度のチェックを第２の温度検出手段７６によって行うことなく、紙間時間を９３ｍｍとして定着処理を行い、記録紙の幅が２１０ｍｍを超える場合には、端部の温度が低下して端部定着不良が生じる可能性があるため、定着ローラ７１の端部の温度を第２の温度検出手段７６によってチェックし、１７０℃以下の場合には、紙間時間を２０７ｍｓｅｃに変更するようにしている。このような、変更によって、小サイズの記録紙での処理後、大サイズの記録紙の処理が混在しても、適切な定着処理を行うことが可能となる。
【００２５】
なお、ステップＳ１１における記録紙の幅の検出は、前記図２で示す検知手段７９によらず、使用者の操作ボタンからの操作信号や給紙カセット４ａ、４ｂからの記録紙搬送検出信号等でも適切に行うことができる。
また、本実施例においては、第１及び第２の温度検出手段として、それぞれ１個の検出手段を使用しているが、１個に限らず、必要に応じてそれぞれ複数個を配設することもできる。さらに、温度検出手段としてサーミスタを使用したが、それ以外の接触式または非接触式の温度検出手段を使用することも可能である。
さらに、本実施例においては、加圧ローラ７２内に加圧ヒータ７４を内蔵したものを使用したが、加圧ヒータ７４を内蔵していないものであっても使用可能である。しかし、加圧ヒータ７４を内蔵したものを使用する場合には、定着ローラ７１の表面温度の制御が容易となるので好ましい。
また、本実施例においては、定着手段として定着ロールを例示したが、複数のローラ間に懸架したベルト状のものも使用可能である。
【実施例２】
【００２６】
図９は、本発明による他の実施形態の定着装置を使用した場合におけるフローチャートを示す図である。この実施例においては、記録紙１００の厚みの相違によって、端部定着不良の発生のし易さが異なることに着目したものである。即ち、図９から明らかなように、図５で示すフローチャートにおいて、ステップＳ４とステップＳ５との間に、記録紙１００の厚み、即ち用紙秤量が９０ｇを超えるか否かを基準として判定（ステップＳ１２）する工程を追加し、他は同一工程を使用している。この実施例においては、用紙秤量が９０ｇ以下の場合（ＮＯ）は、定着ローラ７１における端部での温度低下が少ないために、紙間時間を９３ｍｓｅｃで行い、９０ｇを越す場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５で定着ローラ７１の端部温度を第２の温度検出手段７６によってチェックし、１７０℃以下の場合には、紙間時間を２０７ｍｓｅｃに変更して処理を行うようにしたものである。この場合に、記録紙１００の厚み検出手段としては、前記図２の検知手段７９として、記録紙１００の厚みを検知するものや、使用者からの操作キー等からの入力信号を使用して制御装置８０で制御することが可能である。
本実施例に示すような厚みの異なる記録紙１００を混在させて使用しても適切な定着処理が可能となる。
【実施例３】
【００２７】
図１０は、本発明による他の実施形態の定着装置を使用した場合におけるフローチャートを示す図である。この実施例においては、記録紙１００上に印刷する印刷モード、即ち、モノクロ印刷かカラー印刷によって、定着時の熱容量の相違するために端部定着不良の発生のし易さが異なることに着目したものである。即ち、図１０から明らかなように、図５で示すフローチャートにおけるステップＳ４とステップＳ５との間に、印刷モードがフルカラー印刷か否かを基準として判定（ステップＳ１３）する工程を追加し、他は同一工程を使用している。この実施例においては、フルカラー印刷でない場合、即ち、モノクロ印刷の場合（ＮＯ）は、定着ローラ７１における端部での温度低下が少ないために、紙間時間を９３ｍｓｅｃで行い、フルカラー印刷の場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５で定着ローラ７１の端部温度を第２の温度検出手段７６によってチェックし、１７０℃以下の場合には、紙間時間を２０７ｍｓｅｃに変更して処理を行うようにしたものである。この場合に、印刷モードのチェックは、使用者からの操作キー等からの入力信号を使用して制御装置８０で制御することが可能である。
本実施例に示すような印刷モードの異なる状態で定着処理を併用する場合にも適切な定着処理が可能となる。
【実施例４】
【００２８】
図１１は、本発明による他の実施形態の定着装置を使用した場合におけるフローチャートを示す図である。この実施例においては、記録紙１００の側端部上の未定着トナー像の有無に応じて定着時の熱容量が相違し、この相違に基づいて、端部定着不良の発生のし易さが異なることに着目したものである。即ち、図１１から明らかなように、図５で示すフローチャートにおけるステップＳ４とステップＳ５との間に、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像が有るか否かを判定（ステップＳ１４）する工程を追加し、他は同一工程を使用している。この実施例においては、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像がない場合（ＮＯ）は、定着ローラ７１における端部での温度低下が少ないために、紙間時間を９３ｍｓｅｃで行い、トナー画像が有る場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５で定着ローラ７１の端部温度を第２の温度検出手段７６によってチェックし、１７０℃以下の場合には、紙間時間を２０７ｍｓｅｃに変更して処理を行うようにしたものである。この場合に、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像が有るか否かのチェックは、図２で示す定着装置２０の検知手段７９を使用することができるが、前述の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ内に検知手段を設けて、この検知手段からの検知信号に基づいて制御することが可能である。
【００２９】
この場合に、トナー画像のない領域を、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内に設定しているが、内側４０ｍｍの数値は絶対的なものでなく、必要に応じてこれよりさらに内側または外側に設定することも可能である。以下の実施例においても同様である。
本実施例に示すような最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像の有るものとないものが混在した記録紙について定着処理印を行う場合にも適切な定着処理が可能となる。
【実施例５】
【００３０】
図１２は、本発明による他の実施形態の定着装置を使用した場合におけるフローチャートを示す図である。この実施例においては、記録紙１００の側端部上の未定着トナー像の有無による定着時の熱容量の相違とこの記録紙１００の側端部上にトナー像がカラー像か否かによる熱容量の相違を考慮し、これらの相違に基づいて、端部定着不良の発生のし易さが異なることに着目したものである。即ち、図１２から明らかなように、前記図１１で示すフローチャートにおけるステップＳ１４とステップＳ５との間に、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像が有るか否かを判定（ステップＳ１４）する工程に加えて、さらに、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内に有るトナー画像がふるカラー像であるか否かの判定（ステップＳ１５）を追加し、他は同一工程を使用している。
【００３１】
この実施例においては、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像がない場合（ＮＯ）及び最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像があってもそのトナー画像がフルカラー像でない場合（ＮＯ）は、定着ローラ７１における端部での温度低下が少ないために、紙間時間を９３ｍｓｅｃで行い、トナー画像がフルカラー像である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５で定着ローラ７１の端部温度を第２の温度検出手段７６によってチェックし、１７０℃以下の場合には、紙間時間を２０７ｍｓｅｃに変更して処理を行うようにしたものである。この場合に、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像が有るか否かのチェック及びそのトナー像がフルカラー像であるか否かは、図２で示す定着装置２０の検知手段７９を使用することができるが、前述の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ内に検知手段を設けて、この検知手段からの検知信号に基づいて制御することが可能である。
本実施例に示すような最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像の有るものとないもの及びそのトナー像がフルカラー像のものとそうでないものが混在した記録紙について定着処理印を行う場合にも適切な定着処理が可能となる。
【実施例６】
【００３２】
図１３は、本発明による他の実施形態の定着装置を使用した場合におけるフローチャートを示す図である。この実施例は、前述の実施例２のケースをさらに発展させたもので、使用する記録紙１００の厚みの相違と記録紙１００の側端部上の未定着トナー像の有無とこのトナー像がフルカラー像であるか否かの相違に応じて端部定着不良の発生のし易さが異なることに着目したものである。即ち、図１３から明らかなように、図９で示すフローチャートにおいて、ステップＳ１２とステップＳ５との間に、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像が有るか否かを判定（ステップＳ１４）する工程と最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内に有るトナー画像がふるカラー像であるか否かの判定（ステップＳ１５）を追加し、他は同一工程を使用している。
【００３３】
この実施例においては、記録紙１００の秤量が９０ｇ以下の場合（ＮＯ）、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像がない場合（ＮＯ）及びそのトナー像がフルカラー像でない場合（ＮＯ）は、定着ローラ７１における端部での温度低下が少ないために、紙間時間を９３ｍｓｅｃで行い（ステップＳ６）、トナー画像が有る場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ５で定着ローラ７１の端部温度を第２の温度検出手段７６によってチェックし、１７０℃以下の場合には、紙間時間を２０７ｍｓｅｃ（ステップＳ９）に変更して処理を行うようにしたものである。
本実施例に示すような厚手の記録紙と薄手の記録紙との混在、最大記録紙幅の側端から内側４０ｍｍ以内にトナー画像の有るものとないものが混在及びこのトナー像がフルカラーであるものとそうでないものとの混在が生じた場合においても適切な定着処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明による実施例１に係る画像形成装置で使用される定着装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明による実施例１に係る定着装置の定着ヒータの配光分布をグラフで示す図である。
【図４】本発明による実施例１に係る定着装置の加圧ヒータの配光分布をグラフで示す図である。
【図５】本発明による実施例１に係る定着装置による定着処理のフローチャートである。
【図６】本発明による実施例１に係る定着装置の紙間時間を一定にした場合の定着ヒータの通紙時間と表面温度との関係をグラフで示す図である。
【図７】本発明による実施例１に係る定着装置の紙間時間を変更した場合の定着ヒータの通紙時間と表面温度との関係をグラフで示す図である。
【図８】本発明による実施例１に係る定着装置による定着処理のフローチャートである。
【図９】本発明による実施例２に係る定着装置による定着処理のフローチャートである。
【図１０】本発明による実施例３に係る定着装置による定着処理のフローチャートである。
【図１１】本発明による実施例４に係る定着装置による定着処理のフローチャートである。
【図１２】本発明による実施例５に係る定着装置による定着処理のフローチャートである。
【図１３】本発明による実施例６に係る定着装置による定着処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  画像形成ユニット、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  感光体ユニット、３  光書込みユニット、４ａ、４ｂ  給紙カセット、６  転写ユニット、７  定着装置、８  排紙トレイ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  現像装置、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ  感光体、１４  帯電装置、１５  クリーニング装置、６０  転写搬送ベルト、７１  定着ローラ、７２  加圧ローラ、７３  定着ヒータ、７４  加圧ヒータ、７５  第１の温度検出手段、７６  第２の温度検出手段、７７  第３の温度検出手段、７８  第４の温度検出手段、７９  検知手段、８０  モータ、８１  制御装置
【図１】
2008058832.tif 000003
【図２】
2008058832.tif 000004
【図３】
2008058832.tif 000005
【図４】
2008058832.tif 000006
【図５】
2008058832.tif 000007
【図６】
2008058832.tif 000008
【図７】
2008058832.tif 000009
【図８】
2008058832.tif 000010
【図９】
2008058832.tif 000011
【図１０】
2008058832.tif 000012
【図１１】
2008058832.tif 000013
【図１２】
2008058832.tif 000014
【図１３】
2008058832.tif 000015