(57)【要約】【課題】従来の画像形成装置においては、画像形成できる最大サイズの記録紙（例えば、Ａ３サイズ）に合わせて、目標定着温度を設定していたため、副走査方向長さが短い記録紙（例えば、Ａ４ＲやＢ５Ｒ）へのトナーの定着には、充分に高い温度となっており、印字処理の所要時間等において無駄が生じており、記録紙にカールが発生し易くなっていた。【解決手段】画像形成装置２において、ヒートローラ７の加熱制御手段であるコントローラ３２に、記録紙の副走査方向長さと目標定着温度との対応テーブルを記憶させて、そのテーブルに基づいて、コントローラ３２は定着装置１６の目標定着温度Ｔを設定することとした。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙上に転写されたトナー画像をヒートローラにより加熱溶融させて、トナー画像の定着を行う画像形成装置であって、コントローラは記録紙の副走査方向長さに応じて、定着装置の目標定着温度を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録紙の副走査方向長さが短くなるにつれ、前記目標定着温度を低下させ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】
定型サイズ記録紙のサイズ及び／又は給紙方向により決定される副走査方向長さと、該副走査方向長さ毎における目標定着温度との対応テーブルを、コントローラに記憶させるとともに、該テーブルに基づいて、コントローラが目標定着温度を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録紙上に転写されたトナー画像をヒートローラにより加熱溶融させて、トナー画像の定着を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、帯電器により感光体ドラム表面を帯電させ、ＬＥＤヘッドによる感光体ドラム表面の静電潜像に、トナーを重ねて可視像化し、感光体ドラムと感光体ドラムに対向して設けられた転写ローラとの間に記録紙を搬送し、転写ローラに逆極性の電位を与える。すると、感光体ドラムと転写ローラとの間に形成された一様な電場の中で感光体ドラムから記録紙へトナーが移動して転写が行われる。
そして、転写後の記録紙は定着装置へと搬送され、そこで、記録紙をプレスローラによりヒートローラに向けて押圧し、記録紙上に転写されたトナーをヒートローラにより加熱溶融させて定着することとしている。
【０００３】
記録紙へのトナーの定着性は、ヒートローラによる加熱量、すなわち、ヒートローラの表面温度により変化し、この温度が高いほど定着性は向上する。一方、ヒートローラの温度が高いほど記録紙にカールが発生しやすくなってしまう。
そこで、トナーの定着性もよくカールの発生も少なくなる温度を、目標定着温度として設定して、この目標定着温度を維持するように、ヒートローラの温度制御が行われている。この温度制御は、ヒートローラ略中央部に温度検出手段を設けて、その温度検出手段により検出された温度が設定された目標定着温度より低いときはヒートローラの加熱を行い、高いときにはヒートローラの加熱を停止してヒートローラを冷却することにより行われている。
【０００４】
トナー定着の際には、記録紙が通過することによりヒートローラの熱が記録紙に奪われ、ヒートローラの表面温度が下降する。このことは、同じ一枚の記録紙の定着中であっても起こり、記録紙の先端側と後端側とを比べると、後端側のほうが定着温度が低くなり、トナー画像の定着性が悪くなる。このため、従来では、画像形成装置が記録できる最大サイズ（例えば、Ａ３）の記録紙の後端側でも、充分な定着性を得ることができるような温度を目標定着温度として設定していたのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように設定された目標定着温度は、前記最大サイズの記録紙に比べて副走査方向長さが短い記録紙（例えば、Ａ４ＲやＢ５Ｒ）に対するトナーの定着には、充分すぎる温度となっており、印字処理の所要時間等において無駄が生じていた。また、そのような高い温度で定着を行うため、記録紙にカールが発生し易くなるという不具合もあった。
そこで、本発明においては、記録紙の副走査方向の長さに応じて目標定着温度を設定することにより、上記課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
まず、請求項１においては、記録紙上に転写されたトナー画像をヒートローラにより加熱溶融させて、トナー画像の定着を行う画像形成装置であって、コントローラは記録紙の副走査方向長さに応じて、定着装置の目標定着温度を設定するものである。
【０００７】
また、請求項２においては、前記記録紙の副走査方向長さが短くなるにつれ、前記目標定着温度を低下させるものである。
【０００８】
更に、請求項３においては、定型サイズ記録紙のサイズ及び／又は給紙方向により決定される副走査方向長さと、該副走査方向長さ毎における目標定着温度との対応テーブルを、コントローラに記憶させるとともに、該テーブルに基づいて、コントローラが目標定着温度を設定するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る画像形成装置の一実施例について添付の図面を用いて説明する。
図１は本発明を採用した複合機の斜視図、図２は画像形成装置の構成を示す概略ブロック図、図３はヒートローラへのサーミスタの配置構成を示す図、図４はサーミスタの検出温度の経時変化を示す図、図５は目標定着温度テーブルを示す図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明を採用したファクシミリ機能とコピー機能とを有する複合機１の本体は給紙カセット５上に載置固定されており、本体内には、画像読取装置３と、画像形成装置２とが上下に配置されている。
この画像読取装置３の上方にはＡＤＦ装置（自動原稿搬送装置）４が付設され、ＡＤＦ装置４の前方（図１のＡ矢の方向）には外装カバー６が設けられ、画像形成装置２が被装されている。
【００１１】
図２に示すように、画像形成装置２の内部には用紙搬送路１２が形成されており、この用紙搬送路１２に沿い、後方へ向けて、現像装置１４、感光装置１５、定着装置１６が配置されている。これらの装置により、画像形成装置２が構成され、給紙カセット５から取り込まれた記録紙に画情報を転写し、定着が行われる。
【００１２】
現像装置１４は、トナーを収容するトナー室１９と、感光体ドラム２２にトナーを供給する現像ローラ２０と、現像ローラ２０にトナーを供給する供給ローラ２１とを備えている。
【００１３】
感光装置１５は、記録紙に接触してトナーを転写する感光体ドラム２２と、感光体ドラム２２に対向して配置される転写ローラ１７と、感光体ドラム２２の表面を負帯電させる帯電器１８とを備えている。また、感光体ドラム２２の上方には、感光体ドラム２２上に静電潜像を形成する発光体であるＬＥＤヘッド３０が配置される。
【００１４】
定着装置１６は、詳しくは後述するが、ヒートローラ７と、ヒートローラ７に対向して配置されるプレスローラ８とを備えている。
【００１５】
定着装置１６の下流側、用紙搬送路１２の終端部には、シートを排出トレイ２７上に繰り出すための排出ローラ２５と、排出ローラ２５に対向するプレスローラ２６とが配置されている。
【００１６】
次に、定着装置１６の構成について、図２、図３を用いて説明する。
定着装置１６は、定着熱ローラ方式で構成されており、ヒートローラ７とプレスローラ８とにより、トナー画像を保持した記録紙を、加熱および加圧しながら用紙搬送路１２に沿って挟持搬送し、トナー画像を記録紙に定着させる。
【００１７】
図２に示すように、ヒートローラ７およびプレスローラ８は、用紙搬送路１２を挟んで、対向配置される。中空のヒートローラ７はアルミ等の熱伝導性の良い金属で形成され、同軸上にハロゲンランプ等のランプヒータ９が内挿されている。ランプヒータ９が通電されて発生した熱がヒートローラ７の外周部に伝わってヒートローラ７が加熱され、ランプヒータ９が断電されると、ヒートローラ７が周囲空気によって冷却される。但し、ヒートローラ７を加熱する手段はハロゲンランプに限定されず、熱陰極蛍光ランプ等とすることもできる。
【００１８】
一方、プレスローラ８は、回転軸芯にシリコンゴムやエチレンプロピレンゴム等で形成されたゴム体を相対回転不能に圧着嵌合させて形成され、このプレスローラ８は、ヒートローラ７からの熱伝導によって間接的に加熱される。
【００１９】
図３に示すように、ヒートローラ７はその両端部を本体フレーム１０に固定された樹脂製の軸受１１に回転可能に軸支されている。温度検出手段としてのサーミスタ３１が、このヒートローラ７の中央部の表面に接して設けられ、このサーミスタ３１により検出された温度は、制御手段であるコントローラ３２に出力される。
このサーミスタ３１の検出温度が後述する目標定着温度Ｔを下回ると、コントローラ３２はランプヒータ９に通電してヒートローラ７を加熱し、サーミスタ３１の検出温度が目標定着温度Ｔを超えると、コントローラ３２はランプヒータ９を断電してヒートローラ７の加熱を禁止する。つまり、記録紙にトナー画像を定着させる場合には、コントローラ３２は、サーミスタ３１の温度検出値に基づいて、ヒートローラ７の表面温度が目標定着温度Ｔを維持するように、ランプヒータ９への通電による加熱と、断電による加熱停止とを行っている。
【００２０】
前記目標定着温度Ｔは、トナー画像の定着に適したヒートローラ７の温度であり、トナー画像が定着される記録紙の副走査方向の長さに応じて設定されている。ここで、「副走査方向の長さ」とは、用紙搬送路１２に沿った方向の記録紙の長さである。
この副走査方向長さが長いほど、記録紙とヒートローラ７とが当接する時間が長くなり、ヒートローラ７から記録紙によって奪われる熱の量が多くなり、これによるヒートローラ７の下降温度も大きくなる。逆に、副走査方向長さが短い場合には、ヒートローラ７から記録紙に奪われる熱量が少なく、ヒートローラ７の下降温度も小さくなる。
よって、副走査方向長さが短い記録紙にトナーの定着を行う場合には、長い記録紙の場合と比べて、目標定着温度Ｔを低く設定することが可能である。
そこで、本実施例では、記録紙の副走査方向長さが短い場合には、目標定着温度Ｔを低く設定することとし、副走査方向長さと目標定着温度との対応テーブルを、コントローラ３２のメモリ３２ａに記憶させている。
【００２１】
定型サイズ記録紙の場合、その副走査方向長さは、定型サイズの大きさと、記録紙の給紙方向とによって異なるものである。そして、記録紙の定型サイズ毎、記録紙の給紙方向毎に異なる副走査方向長さに基づいて、該副走査方向長さに対応する目標定着温度Ｔの設定が、事前の試行結果等によって行われている。このようにして設定された、副走査方向長さと目標定着温度Ｔとの対応が、目標定着温度テーブルであり、その目標定着温度テーブルの一例を図５に示している。この目標定着温度テーブルでは、記録紙の定型サイズ毎に、副走査方向長さが短くなれば、目標定着温度Ｔが低くなるよう設定されている。例えば、Ａ５サイズの記録紙の場合には、Ａ３サイズの記録紙の場合と比べて、副走査方向長さが短いため、目標定着温度Ｔが低く設定されている。
また、記録紙の給紙方向毎に、副走査方向長さが短くなれば、目標定着温度Ｔが低くなるよう設定され、横方向給紙の場合には、縦方向給紙の場合と比べて、副走査方向長さが短いため、目標定着温度Ｔが低く設定されている。
また、両者を組み合わせて用いることも可能である。組み合わせて用いることにより、副走査方向長さに応じた細かい目標定着温度Ｔの設定も可能となる。図５には、まとめて複数の副走査方向長さに対して温度設定した場合、及び、それぞれの副走査方向長さに対して温度設定した場合について例示している。
なお、ハガキや名刺等の厚さの異なる記録紙に対する目標定着温度Ｔを目標定着温度テーブルに設けることも可能である。
【００２２】
コントローラ３２は印字開始の指示により、ランプヒータ９に通電してヒートローラ７を加熱し、ヒートローラ７の表面温度を上昇させる。また、コントローラ３２は、記録紙のサイズ・給紙方向の検知によって、前記目標定着温度テーブルから目標定着温度Ｔを決定する。そして、ヒートローラ７の加熱を続け、サーミスタ３１の検出温度が決定された目標定着温度Ｔ近傍となって、ヒートローラ７が定着可能な状態となると、給紙カセット５内の記録紙を現像装置１４へ送り出すように制御している。記録紙にトナーの定着がなされると、ヒートローラ７の表面温度は下がる。
連続して印字を行う場合には、ヒートローラ７の加熱を続けて行い、一旦下がったヒートローラ７の表面温度を上昇させる。そして、サーミスタ３１の検出温度が目標定着温度Ｔを超えると、記録紙が給紙される。更に連続印字する場合には、このような制御が繰り返し行われる。なお、記録紙のサイズおよび給紙方向の検知は、ユーザからの入力指示、サイズ検出の結果、ファクシミリ機能における能力交換等により行っている。
【００２３】
図４、図５に示すように、コントローラ３２の目標定着温度テーブルでは、Ａ４横の目標定着温度Ｔ１は、Ａ４縦の目標定着温度Ｔ２よりも、低く設定されている。
このため、ランプヒータ９を通電し、ヒートローラ７を加熱して、サーミスタ３１の検出温度が目標定着温度Ｔに達するまでの所要時間は、Ａ４縦よりＡ４横のほうが短くなる。いわゆるＦＣＯＴ（ファーストコピータイム）が、図４における時刻ｔだけ短縮される。「ＦＣＯＴ」とは、印字開始の指示から一枚目の印字処理が終了するまでの時間である。
このように、記録紙のサイズ・給紙方向に応じて目標定着温度Ｔを設定することにより、従来のように、最大サイズの記録紙に合わせて目標定着温度を設定していた場合に比べて、ＦＣＯＴを短くすることができ、印字処理時間を短縮できるとともに、省エネルギー化が図られ、無駄を防止できる。また、目標定着温度Ｔをトナーの定着性を確保できる最低限の温度付近まで下げて設定することにより、定着性を維持したまま、カールの発生を抑えることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、請求項１に示す如く、記録紙上に転写されたトナー画像をヒートローラにより加熱溶融させて、トナー画像の定着を行う画像形成装置であって、コントローラは記録紙の副走査方向長さに応じて、定着装置の目標定着温度を設定するので、記録紙の副走査方向長さ毎に、トナー画像の定着性の維持と、カールの発生を抑制可能となる定着温度を目標として、温度制御を行うことが可能である。したがって、記録紙の副走査方向長さによって、トナー定着性のムラや、カール発生の有無等のバラツキが生じることがない。
【００２５】
請求項２に示す如く、前記記録紙の副走査方向長さが短くなるにつれ、前記目標定着温度を低下させるので、記録紙の副走査方向長さが短くなるにつれ、印字開始の指示から一枚目の印字処理が終了するまでの時間が短縮されるとともに、目標定着温度の低下により省エネルギー化が図られ、無駄を防止できる。
【００２６】
請求項３に示す如く、定型サイズ記録紙のサイズ及び／又は給紙方向により決定される副走査方向長さと、該副走査方向長さ毎における目標定着温度との対応テーブルを、コントローラに記憶させるとともに、該テーブルに基づいて、コントローラが目標定着温度を設定するので、コントローラにおいて、記録紙の副走査方向長さの判定や、該判定結果に基づく目標定着温度の設定等の処理作業の負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用した複合機の斜視図。
【図２】画像形成装置の構成を示す概略ブロック図。
【図３】ヒートローラへのサーミスタの配置構成を示す図。
【図４】サーミスタの検出温度の経時変化を示す図。
【図５】目標定着温度テーブルを示す図。
【符号の説明】
２　　　画像形成装置
７　　　ヒートローラ
８　　　プレスローラ
９　　　ランプヒータ
１６　　定着装置
３１　　サーミスタ
３２　　コントローラ
【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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