(57)【要約】【課題】大サイズ通紙時に端部温度が低い場合には、画像を回転するこことにより、小サイズに変更して通紙するも定着装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】小サイズ紙連続通紙時の端部温度上昇の発生を防止しすると共に、Ａ４横サイズ印刷作像開始時に、定着ローラ２５１端部温度が予め定める温度よりも低い場合には、Ａ４横サイズではなく、画像を９０度回転して作像し、Ａ４縦サイズで印刷することにより、定着不良を防止しする。プリントモードにより予め定める温度を変更し、カラープリントではＡ４横印刷可能な予め定める温度を高くし、モノクロプリントではＡ４横印刷可能な予め定める温度を低くすることにより、定着不良の発生しないモノクロプリント時にはＡ４横サイズにて通紙する。【選択図】      図２
2009047889.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、ローラ状又はフィルム状の定着部材と加圧部材とで挟持し、加熱及び／又は加圧しながら搬送するで定着させる定着装置を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記定着部材の長手方向に少なくとも２カ所の温度を検出する温度検出手段を備え、前記温度検出手段による検出で記録紙搬送方向を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置は、記録紙が通過できる領域を有する定着部材の中央部温度が予め定める温度以上であって、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度が予め定める温度以下の場合は、記録紙が定着部材の端部を通過しないように搬送される
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】
前記画像形成装置は、定着部材軸方向全体を通過する記録紙搬送方向のときに、画像形成動作開始時に定着部材端部の温度が予め定める温度以下の場合は、記録紙の搬送方向を回転させて定着部材軸方向の中央部のみを通過して定着させる
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。
【請求項４】
前記画像形成装置は、記録紙の大きさ、厚さで、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成装置は、記録紙の大きさがＡ４サイズで所定の厚さより厚い場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を高く設定し、記録紙が所定の厚さより薄い場合に、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を低くする
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は、フルカラー画像を形成する画像形成装置であって、フルカラー画像又はモノクロ画像によって、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置は、画像がフルカラー画像の場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を高く設定し、画像がモノクロ画像の場合に、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を低くする
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成装置は、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像の有無によって、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成装置は、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がある場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を高く設定し、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がない場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を低く設定する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成装置は、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がフルカラー画像又はモノクロ画像によって、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成装置は、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がフルカラー画像である場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を高く設定し、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がモノクロ画像の場合にＡ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を低くする
ことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成装置は、画像形成開始後に、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度が予め定める温度以下から予め定める温度以上になったときに、記録紙の搬送方向を縦送りから横送りに変更する
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくはトナーを熱と圧力とで記録紙上に定着する定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置における定着装置は、１対の定着部材と加圧部材との組合せで、記録媒体上のトナーを溶融加熱及び加圧して、記録媒体上に溶融固着させて定着させている。これらは、所定の温度にしてから定着動作を開始する。その待機時において、定着部材等を加熱するが、定着部材の軸方向温度分布があり、端部は放熱が大きいため、均一な発光分布のヒータで加熱すると端部の温度は中央部よりも低くなる。
この場合、端部熱量不足により定着不良が発生する不具合が生じることがあり、これを防止するため、一般的にヒータ端部は中央部よりも発熱量の多いものを用いる。加熱部材が、ハロゲンランプであれば、端部の光量をアップするようなものを用いる。
しかしながら、連続通紙時の定着部材の軸方向温度分布は、通紙する温度用紙サイズにより変化する。通紙時、通紙領域の温度を一定制御すると通紙領域外は記録紙による吸熱が無いため、温度が上昇する。特に、小サイズ（幅狭）用紙の連続通紙時に端部温度上昇は顕著であり、小サイズ連続通紙直後に大サイズを通紙すると、端部温度が高いため熱量過多となりホットオフセットが発生する不具合がある。したがって、前述のヒータ端部の光量をアップするようなハロゲンランプでは、逆に、不具合が生ずることになる。
これらの問題を解決するために、例えば、通紙初期は端部の定着を確保するために定着設定温度を高くし、小サイズ時の連続通紙時は定着設定温度を低くすることが提案されている。しかしながら、通紙初期の定着設定温度が高いため、待機状態から通紙可能温度に上昇するのに時間がかかり、画像形成動作開始による最初のプリント画像（ファーストプリント）ができるのが遅くなる。または、ファーストプリントタイムを確保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。また、小サイズ紙を連続通紙する場合には、その通紙枚数に応じて、または端部温度の検知によって紙間時間を長くし、端部温度の上昇を抑えることが提案されている。あるいは端部温度が上昇した場合は通紙を停止し冷却時間を設けるものが提案されている。しかしながら、大量通紙時に生産性が著しく低下するという不具合がある。
また、主として中央部を加熱する中央ヒータと、主として端部を加熱する端部ヒータを備え、中央部・端部に備えた温度検知手段によりそれぞれのヒータを制御し、端部音との不足・過昇を防止するものが提案されている。しかしながら、２本以上のヒータを使用することにより装置が大型化し、また構成が複雑になるためコストアップする。
【０００３】
これらの不具合を解消するために、定着部材端部の温度を検知して紙間時間や定着設定温度を変更するものとして、例えば、特許文献１では、連続して記録紙を通紙する際に、定着ローラ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紙間時間を制御すること、通紙する記録紙のサイズや定着ローラの温度に基づいて給紙のタイミングを制御することにより、記録紙のサイズにかかわらず端部の昇温の影響を低減して正確な温度制御と端部の昇温の抑制を行う画像形成装置が開示されている。また、特許文献２では、誘導加熱手段における誘導コイルを共振周波数の異なる複数の誘導コイルユニットで構成し、該誘導コイルユニットを前記共振周波数を含む複数周波数の電力を出力する可変周波数の高周波電源で駆動することにより、誘導コイルユニットにより発熱する発熱体の発熱量を制御する画像形成装置が開示されている。
しかし、これらはいずれも、小サイズ紙連続通紙時の端部温度上昇に対し、小サイズ紙通紙時は紙間時間を大きくして非通紙部の温度上昇を防止するための技術である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１７６２６号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、また、現在市場で使用されている用紙サイズを分析すると、Ａ４サイズが圧倒的に多く、このＡ４サイズ印刷時のファーストプリント時間や生産性の向上が、強く要望されている。さらに、Ａ４サイズ等の記録紙では、搬送方向によって、定着装置に対して接触するサイズが変わる。
なお、これは、Ａ４サイズに限定されることではなく、定着装置の軸方向の大きさ、記録紙サイズによって、接触する部分と接触しない部分とが生じることから、記録紙の搬送方向を制御することで、プリント時間、生産性を向上させることが、同様に、要望される。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、大サイズ通紙時に端部温度が低い場合には、画像を回転するこことにより、小サイズに変更して通紙するも定着装置を備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を、ローラ状又はフィルム状の定着部材と加圧部材とで挟持し、加熱及び／又は加圧しながら搬送するで定着させる定着装置を備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記定着部材の長手方向に少なくとも２カ所の温度を検出する温度検出手段を備え、前記温度検出手段による検出で記録紙搬送方向を制御することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、記録紙が通過できる領域を有する定着部材の中央部温度が予め定める温度以上であって、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度が予め定める温度以下の場合は、記録紙が定着部材の端部を通過しないように搬送されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、定着部材軸方向全体を通過する記録紙搬送方向のときに、画像形成動作開始時に定着部材端部の温度が予め定める温度以下の場合は、記録紙の搬送方向を回転させて定着部材軸方向の中央部のみを通過して定着させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置は、さらに、記録紙の大きさ、厚さで、前記予め定める温度を変えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、記録紙の大きさがＡ４サイズで所定の厚さより厚い場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を高く設定し、記録紙が所定の厚さより薄い場合に、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を低くすることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、フルカラー画像を形成する画像形成装置であって、フルカラー画像又はモノクロ画像によって、前記予め定める温度を変えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、画像がフルカラー画像の場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を高く設定し、画像がモノクロ画像の場合に、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を低くすることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像の有無によって、前記予め定める温度を変えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がある場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を高く設定し、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がない場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を低く設定することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がフルカラー画像又はモノクロ画像によって、前記予め定める温度を変えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がフルカラー画像である場合に、Ａ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を高く設定し、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像がモノクロ画像の場合にＡ４記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度を低くすることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、画像形成開始後に、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着部材の端部温度が予め定める温度以下から予め定める温度以上になったときに、記録紙の搬送方向を縦送りから横送りに変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上の解決する手段によって、本発明の画像形成装置では、記録紙の搬送方向に係わらず、画像形成動作を行うことができ、印刷時のファーストプリント時間や生産性を向上させることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
本発明の例としてフルカラー画像形成装置で説明する。図１は、この画像形成装置の４つの作像ユニットが並列配置された作像系の全体概略図である。
本発明の画像形成装置の一実施形態である複写機は、原稿を搬送する原稿搬送装置（ＡＤＦ）５００、原稿読み取り用のスキャナー部４００と、このスキャナー部から出力されるデジタル信号を電気的に画像処理部で処理して、該画像処理部から出力されるデジタル信号に基づいて画像を記録紙上に形成するプリンタ部３００からなっている。スキャナー部４００においては、原稿載置台上に置かれた原稿の画像は、照射ランプ、ミラー、レンズを介してカラーＣＣＤ３６によって読み取られ、そのデータが画像処理部に送られる。画像処理部においては、このデータに必要な処理が施され、画像信号に変換され、プリンタ部３００へ送られる。
【００１２】
プリンタ部３００においては、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラック作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋを４つ並列に配置すると共に、その４つの作像ユニット１０に対して１つの中間転写ベルト１０と１つの２次転写ローラ２３を配設している。この画像形成装置１００を構成する作像ユニット１０の一例としてイエローの作像ユニット１０Ｙの構成を示している。特に補足説明がない限り他のシアン作像ユニット１０Ｃ、マゼンタ作像ユニット１０Ｍ、ブラック作像ユニット１０Ｋも同等の構成・動作となっている。作像動作が開始されると、イエロー作像ユニット１０Ｙでは、静電潜像担持体である感光体１１は帯電装置１２により表面を一様に帯電される。そして帯電後の感光体１１には光書き込みの露光装置２０からの露光によりフルカラー原稿のイエロー成分画像の静電潜像が形成され、その静電潜像はイエロー現像装置１３Ｙによりイエロートナーで顕像化される。また、所定の時間差でシアン作像ユニット、マゼンタ作像ユニット、ブラック作像ユニット１０においても同様の作像動作が行われ、シアン，マゼンタ，ブラックの各色のトナー像が各感光体１１上に形成される。各作像ユニット１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋにおいて感光体１１上に形成されたトナー像Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋを、中間転写ベルト２１上で１つのフルカラー画像として重ねまとめるために、この中間転写ベルト２１の裏面側には各作像ユニット１０の感光体１１の対向位置に転写ローラ１４を配置し、転写ローラ１４に所定の転写バイアスを印加することによって、各作像ユニット１０のトナー像を順次中間転写ベルト２１に重ねて転写させる。
【００１３】
中間転写ベルト２１への転写後の各作像ユニット１０内の感光体１１は、図示しない光除電ユニットにより表面電位を除電され、感光体１１に残留した転写残トナーはクリーニング装置１５のクリーニングブレード１５１、１５２により除去され、前述の帯電装置１２で帯電される、といった一連の作像サイクルを繰り返す。ベルト転写後、感光体１１表面は光除電ユニットで除電された後、クリーニング装置１５においてトナーなどの残留物を除去している。クリーニング装置１５で除去されたトナーは廃トナー搬送経路を経て廃トナー収容槽に搬送される。
帯電装置１２は、感光体１１に対向配置される帯電部材１２ａを接触させて所定の直流電圧（ＤＣ）を印加させて感光体１１表面を均一帯電させる接触帯電方式であり、帯電部材には弾性樹脂ローラを用いている。感光体回転方向において感光体表面での露光位置から現像位置の間の感光体表面に対向した位置に非接触型の電位センサを設置し、所定の帯電電位および潜像電位になるように帯電バイアス値および露光量を調整する。
【００１４】
記録紙へのフルカラートナー像の記録紙への転写後に中間転写ベルト２１の表面に残留したトナーや紙粉等の付着物は、中間転写ベルトクリーニング装置２２の図示しないクリーニングブラシローラやクリーニングブレードにより除去され、先述の感光体廃トナーと同様に廃トナー収容部に搬送される。中間転写ベルト２１、転写ローラ、転写バイアス電源、ベルト駆動軸などを内包する転写ユニット内に設置されたテンションローラがカム機構によって転写ベルトにテンションを与えるもしくは解除することにより、転写ベルトは各作像ユニット１０の感光体１１と接触した状態と離間した状態に変更可能になっている。これにより機械動作時には各作像ユニットの感光体１１が回転するのに先立って接触状態に、機械停止時には感光体１１から離間した状態に状態にしている。中間転写ベルトへトナー像を転写した後、感光体表面は光除電ユニットで除電され、クリーニング装置１５において、最初に（クリーニングユニット内において感光体回転方向において上流位置）で感光体回転方向とカウンター方向にブラシローラを接触回転させて感光体上の残トナーおよび付着物を掻き乱して感光体１１との付着力を弱め、その下流位置においてゴム弾性体でできたブレードを感光体１１に接触させて、先述の乱されたトナーや付着物を除去している。
【００１５】
その後、中間転写ベルト２１に転写されたトナー像は、そして１つのフルカラー画像となった中間転写ベルト２１上のトナー画像を所定のバイアスが印加される２次転写ローラ２３との間にタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙上に転写させられる。転写装置としては、１次転写ローラ１４、２次転写ローラ２３、中間転写ベルト２１、ベルトクリーニング装置２２等を有している。その後、記録紙は定着装置２５に搬送され加熱・加圧されて記録紙上のトナー像が定着されフルカラー画像が出力される。
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態として加熱・加圧ローラを備える定着装置の構成を示す概略図である。
本発明の定着装置２５は、図１に示すように、定着ローラ２５１は、ステンレス、アルミニウム等の金属製の芯金の外周に、加圧ローラ２５２とニップを形成するために、例えば発泡シリコーンゴムや液状シリコーンゴム等の耐熱弾性材料で環状に成型加工された弾性層を備える。弾性層の表層には、転写紙及びトナーの離型性を良くするために離型層を設ける。離型層には、耐熱性があり表面エネルギーの小さい材料が使用され、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などの高分子樹脂からなる耐熱性チューブとして使用される。定着ローラ２５１の芯金中には定着ローラ２５１の温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ等の熱源２５１ａが配設される。
加圧ローラ２５２は、ステンレス、アルミニウム等の金属製の芯金の外周にフッ素系ゴム、シリコーンゴム等の耐熱弾性材料からなる弾性層を適度な厚みで備え、定着ローラ２５１と同様に、表層にフッ素系樹脂等からなる離型層を備える。また、加圧ローラ２５２は、定着ローラ２５１に向けて図示しないバネ等の加圧部材により押圧されており、弾性層を弾性変形させることにより定着ローラ２５１との間で、一定時間トナーを加圧・加熱できるニップ部を形成する。また、加圧ローラ２５２の芯金中には加圧ローラ２５２の温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ等の熱源２５２ａが配設されてもよい。
【００１６】
定着ローラ２５１にトナーとの離型性を良くしてオフセットの発生を防止するために、離型性を向上させるシリコーンオイル等のオイルを塗布する塗布ローラ２５５、定着ローラ２５１に付着したトナー、紙粉をクリーニングするクリーニング部材として、図示しないクリーニングローラを設ける。また、加圧ローラ２５２にも紙粉と記録しないときに接する定着ローラ２５１からトナーが付着することから、加圧ローラ２５２にクリーニングローラを設ける。さらに、定着ローラ２５１、加圧ローラ２５２等の定着装置２５における部材のヒータを制御するために、各部材の温度を検知するためにサーミスタ等の温度センサを設ける。ここでは、定着ローラ２５１の中央部と端部をそれぞれ測定するために、中央部温度検出手段２５３ａ、端部温度検出手段２５３ｂを少なくとも２カ所以上に設ける。
ここで、中央部とは、中央部を基準として搬送する記録紙のすべてが、記録紙の搬送方向に係わらず通過する領域をいう。端部とは、記録紙の大きさ、縦送り又は横送りの搬送方向によって、記録紙が通過する領域に入る場合と記録紙が通過する領域外になる場合との両方になる場合がある領域をいう。したがって、通過させる記録紙の種類が多ければ、端部になる場合とならない場合があり、その場合は、それぞれの領域に温度検出手段２５３ａ、ｂ、ｃを設けておく必要がある。
また、定着部材として、定着ローラ２５１のみを図２に示したが、複数の支持ローラに張架した無端状であるフィルム状の定着部材であっても良い。
【００１７】
本発明では、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を、ローラ状又はフィルム状の定着ローラ２５１と加圧ローラ２５２とで挟持し、加熱及び／又は加圧しながら搬送するで定着させる定着装置を備える画像形成装置１００において、温度検出手段２５３による検出で記録紙搬送方向を制御する。図２に示すように、中央部温度検出手段２５３ａ、端部温度検出手段２５３ｂで検出する温度に差がでる場合がある。定着ローラ２５１の加熱ヒータ２５１ａのハロゲンランプに電力を流すと、一様に発光したとしても、定着ローラ２５１の端部は中央部に比較して熱の放散が大きいことから、中央部より温度が低くなることが多い。例え、端部の発光量の多いハロゲンランプを用いても、中央部と端部とを完全に同じにすることは困難である。したがって、温度検出手段２５３で検出した温度に基づいて、画像形成動作に使用する記録紙の大きさ、搬送方向を決定し、画像形成動作において制御する。このときに、定着ローラ２５１の長手方向に少なくとも２カ所の温度を検出する温度検出手段２５３を備えている。少なくとも、２カ所以上なければ、温度差を検知することができない。したがって、本発明の画像形成装置１００のように、記録紙の大きさ、搬送方向を制御するには少なくとも２カ所以上の温度検出手段２５３を用いなければならない。
【００１８】
さらに、本発明の画像形成装置１００では、記録紙が通過できる領域を有する定着ローラ２５１の中央部温度が予め定める温度以上であって、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着ローラ２５１の端部温度が予め定める温度以下の場合は、記録紙が定着ローラ２５１の端部を通過しないように搬送される。トナーを記録紙に溶融し固着するには、それぞれの画像形成装置１００、トナーに合わせて、定着するために予め定める温度を設定しておく。トナーを定着させるために予め定める温度は、中央部と端部とで同じにしなくとも良い。定着ローラ２５１の熱の放散と、逆に、記録紙の中央部に対する熱の集中もあり、画像形成装置１００の構成によって異なってくることがある。
温度検出手段２５３で、中央部が予め定める温度以上になっていて定着可能であっても、端部が予め定める温度以上になっていないことがある。この場合、端部を通過しない記録紙の搬送で、画像形成動作を行うことができる。さらに、そのときに、同じ大きさの記録紙であっても、長い辺を先頭に送る横送りではなく、短い辺を先頭して送る縦送りで定着可能であれば、記録紙が端部を通過しない縦送りで画像形成動作を行うことができる。
定着ヒータ２５１ａのハロゲンランプに対す配光をストレートもしくは、端部が中央部よりも発熱量の低い構成にすることにより、小サイズ紙連続通紙時の端部温度上昇の発生を防止しすると共に、Ａ４横サイズ印刷作像開始時に、定着端部温度が予め定める温度よりも低い場合には、Ａ４横サイズではなく、画像を９０度回転して作像し、Ａ４縦サイズで印刷することにより、定着不良を防止しつつ、ファーストプリントタイムを短くすることができる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置１００では、記録紙の大きさ、厚さで、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える。これは、記録紙の大きさによって、例えば、Ａ４とＢ５では、記録全体の面積も異なり、同じ搬送速度であっても通過に要する時間が異なり、それぞれの記録紙の大きさに合わせて、定着ローラ２５１の中央部、端部の予め定める温度を設定する。これは、記録紙の厚さが違っても、同様に、定着ローラ２５１の中央部、端部の予め定める温度を設定する。
この時に、例えば、定着ヒータ２５１ａのハロゲンランプに対す配光をストレートもしくは、端部が中央部よりも発熱量の低い構成にすることにより、小サイズ紙連続通紙時の端部温度上昇の発生を防止しすると共に、Ａ４横サイズ印刷作像開始時に、定着端部温度が予め定める温度よりも低い場合には、Ａ４横サイズではなく、画像を９０度回転して作像し、Ａ４縦サイズで印刷することにより、定着不良を防止しする。通紙する紙厚さにより、予め定める温度を変更し、記録紙が所定の厚さより厚い場合には、Ａ４横印刷が可能な予め定める温度を高く、記録紙が所定の厚さより薄い場合には“Ａ４横印刷が可能な予め定める温度を低くすることにより、定着不良の発生しない薄紙通紙時にはＡ４横サイズにて通紙し、生産性を高く保つことができる。
【００２０】
また、本発明の画像形成装置１００が、フルカラー画像を形成する場合とモノクロ画像を形成する場合では、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える。
これは、フルカラー画像では、記録紙上に少なくとも黒トナー、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーの４種類のトナーが層を形成しており、これ全体を定着させる必要がある。これに対して、モノクロ画像は黒トナー１種類で画像形成していることから、２層以上になることがあるとしても、定着に必要な温度が異なり、従って、画像モードに対応してそれぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える。
この時に、例えば、定着ヒータ２５１ａのハロゲンランプに対す配光をストレートもしくは、端部が中央部よりも発熱量の低い構成にすることにより、小サイズ紙連続通紙時の端部温度上昇の発生を防止しすると共に、Ａ４横サイズ印刷作像開始時に、定着端部温度が予め定める温度よりも低い場合には、Ａ４横サイズではなく、画像を９０度回転して作像し、Ａ４縦サイズで印刷することにより、定着不良を防止しする。プリントモードにより予め定める温度を変更し、カラープリントではＡ４横印刷可能な予め定める温度を高くし、モノクロプリントではＡ４横印刷可能な予め定める温度を低くすることにより、定着不良の発生しないモノクロプリント時にはＡ４横サイズにて通紙し、生産性を高く保つことができる。
【００２１】
また、本発明の画像形成装置１００では、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像の有無によって、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える。画像形成装置１００が、スキャナーで原稿画像を読取り、その後にレーザ等の露光装置で書き込む場合は、読み取った時点、又は、書き込んだ時点で、記録端部に画像が存在するか否かを判断することができる。アナログ形式の画像形成装置１００では、これは判断することができない。しかし、デジタル形式の画像形成装置１００であれば、複写機タイプであればいずれの時点でも判断できるし、プリンタタイプであっても書き込み時に判断することができる。したがって、その判断をした時点で、記録紙端部に画像が存在しない場合は、記録紙の横送りで搬送して画像形成動作を行う。記録紙端部に画像が存在し、かつ、定着ローラ２５１の端部が予め定めた温度以上になっていない場合は、記録紙を縦送りの搬送で画像形成動作を行う。
更に、具体的には、例えば、定着ヒータ２５１ａ２５１ａのハロゲンランプに対す配光をストレートもしくは、端部が中央部よりも発熱量の低い構成にすることにより、小サイズ紙連続通紙時の端部温度上昇の発生を防止しすると共に、Ａ４横サイズ印刷作像開始時に、定着端部温度が予め定める温度よりも低い場合には、Ａ４横サイズではなく、画像を９０度回転して作像し、Ａ４縦サイズで印刷することにより、定着不良を防止しする。用紙端部の画像有無により予め定める温度を変更し、用紙端部に画像がある場合にはＡ４横印刷可能な予め定める温度を高くし、用紙端部に画像が無い場合にはＡ４横印刷可能な予め定める温度を低くすることにより、端部に画像がなく、端部定着不良の発生しない画像の場合はＡ４横サイズにて通紙し、生産性を高く保つことができる。
【００２２】
さらに、これらによって、画像形成開始後に、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着ローラ２５１の端部温度が予め定める温度以下から予め定める温度以上になったときに、記録紙の搬送方向を縦送りから横送りに変更することができる。記録紙の縦送りより横送りの方が、搬送する長さが短いことから、画像形成の生産性を高めることができる。また、加熱ヒータ２５１ａの制御は画像形成時も同時に行っており、端部で記録紙等に熱を奪われないことで、温度の上昇が記録紙が通過している中央部よりも早い。したがって、画像形成動作中に端部の温度が上昇し、予め定める温度以上にすることができる。その時に、紙送りの方向を変えることが可能になる。
さらに、具体的には、通紙開始時に定着ヒータ２５１ａ端部の温度が予め定める温度未満であり、Ａ４横サイズがＡ４縦サイズに変換されて印刷開始された場合、通紙中に定着ヒータ２５１ａ端部温度が予め定める温度以上になれば、以後はＡ４横サイズで印刷することにより、定着不良を防止しながらも、Ａ４印刷の生産性を最大限に向上させることができる。
【実施例】
【００２３】
本発明の画像形成装置に用いた定着装置は、図２に示している。定着ローラおよび加圧ローラにはそれぞれハロゲンヒータが配設されている。定着ヒータは図示されている温度検知サーミスタにより、中央部、端部が制御されている。また、加圧ヒータは図示されていない温度検知サーミスタにより制御されている。
図３は、定着ヒータの配光分布を示すグラフである。このときに、定着ヒータは配光分布は図３のようになっており、短部の配光は中央部と同等以下であり、小サイズ紙の連続通紙でも、短部温度上昇の不具合が発生しない。
図４は、加圧ヒータの配光分布を示すグラフである。加圧ヒータは定着ヒータと異なり、端部の発熱量を中央よりも大きくしている。待機時の軸方向温度分布を均一にすることが目的である。
加圧ヒータは待機中点灯し、加圧ローラを保温しているが、通紙中はOFFしているため、小サイズ連続通紙時の端部温度上昇は発生しない。
次に実際の通紙開始時の制御を説明する。
＜制御条件＞
安定時、線速２７８ｍｍ／ｓｅｃ、フルカラー５５ｃｐｍ
待機時の定着設定温度：１７７℃
通紙時の定着設定温度：１８０℃
待機時の加圧設定温度：１５０℃
【００２４】
図５は、対策前の端部定着不良の発生状況を示すグラフである。また、待機後にこのままの条件でＡ４サイズ紙を通紙したときの定着ローラ温度：Ａ４縦端部（加熱：C）、定着ローラ温度：Ａ４横端部（加熱：R）で、下図に示す。待機後にＡ４横通紙すると、Ａ４横端部において２枚目〜５枚目で定着下限温度よりも低いため、定着不良が発生している。一方、Ａ４縦端部位置の温度は定着下限温度よりも高いために定着不良は発生しない
【００２５】
（実施例１）
ここでは、画像形成装置が、記録紙の大きさで、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変えて、画像形成動作を行う制御した。
図６は、本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。
図６に示すように、画像形成動作を開始するために、プリントボタンをオンする。これによって、定着装置が回転動作を開始する。ほぼ同時に、定着ローラの加熱ヒータをオンする。定着ローラの、目標温度は、１８０℃に設定する。このときに、加圧ローラ側は、加熱しない。定着ローラの中央部が、予め定める温度１７５℃に達すると、端部温度を検知する。端部温度の予め定める温度１７０℃に達していないときには、定着ローラの中央部のみで定着するように、例えば、Ａ４を縦送りの搬送で画像形成動作を開始する。このときに、端部温度の予め定める温度１７０℃に達しているときには、定着ローラの中央部及び端部で定着するように、例えば、Ａ４を横送りの搬送で画像形成動作を開始して、生産性を高める。画像終了後は、画像形成動作を終了し、定着装置およびそのヒータを停止する。
この動作でＡ４横印刷すると、端部温度が低い場合はＡ４縦で通紙されるため、ファーストプリント時間が遅くなることなく、定着不良は発生しない。
また画像形成間隔が短い場合など、定着ローラ端部温度が定着性に対し十分温まっている場合にはＡ４横で通紙されるため、この場合は生産性は落ちない。
【００２６】
（実施例２）
ここでは、画像形成装置が、記録紙の厚さで、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変えて、画像形成動作を行う制御した。紙厚さにより予め定める温度を変更し、薄紙ではＡ４横印刷をＡ４縦印刷に変換しないことを特徴とする。同じ定着条件でも、記録紙の厚さが異なると定着性が異なる。紙厚が薄い記録紙では、紙厚の厚い記録紙に比べて少ない定着熱量で定着する。
図７は、本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。画像形成動作を開始するために、プリントボタンをオンする。これによって、定着装置が回転動作を開始する。ほぼ同時に、定着ローラの加熱ヒータをオンする。定着ローラの、目標温度は、１８０℃に設定する。このときに、加圧ローラ側は、加熱しない。定着ローラの中央部が、予め定める温度１７５℃に達すると、端部温度を検知する。端部温度の予め定める温度１７０℃に達していないときには、再度、定着ローラの中央部の温度を検知する。このときに、端部温度の予め定める温度１７０℃に達しているときには、記録紙の厚さを入力する。これは、使用者が、初めに、入力させるようにする。この記録紙の、例えば、厚さを坪量で表しているときには、９０ｇ以上では厚いので、定着ローラの予め定める温度（印刷許可温度）を１７０℃にし、９０ｇ未満で薄い場合は予め定める温度（印刷許可温度）を１５０℃にする。このときに、定着ローラの端部温度が予め定める温度（印刷許可温度）に達しているときには、定着ローラの中央部及び端部で定着するように、例えば、Ａ４を横送りの搬送で画像形成動作を開始して、生産性を高める。端部温度が予め定める温度１７０℃に達していないときには、定着ローラの中央部のみで定着するように、例えば、Ａ４を縦送りの搬送で画像形成動作を開始する。画像終了後は、画像形成動作を終了し、定着装置およびそのヒータを停止する。
定着ローラの中央部及び端部で定着するように、例えば、Ａ４を横送りの搬送で画像形成動作を開始して、生産性を高める。画像終了後は、画像形成動作を終了し、定着装置およびそのヒータを停止する。
このため、薄紙通紙時は、普通紙において端部定着不良発生する定着ローラ温度条件でも、定着が可能である。
【００２７】
（実施例３）
ここでは、画像形成装置が、フルカラー画像又はモノクロ画像によって、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える。これは、通紙モードにより予め定める温度を変更し、モノクロプリントの場合は、Ａ４横印刷をＡ４縦印刷に変換しない。記録紙上のトナー厚さにより、定着に必要な熱量が異なる。
図８は、本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。図７と同様に、フルカラー画像を形成するに際して、予め定める温度（印刷許可温度）を設定する。２色以上のトナーを重ねて作像するカラー画像に比べて、トナー単色で作像するモノクロプリントは、比較的低い定着熱量で定着可能である。
【００２８】
（実施例４）
ここでは、画像形成装置が、記録紙が縦送りで通過できる領域外に形成する画像の有無によって、それぞれ中央部と端部との予め定める温度を変える。用紙端部の画像有無により予め定める温度を変更し、画像が端部に無い場合は、Ａ４横印刷をＡ４縦印刷に変換しない。
図９は、本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。図７と同様に、記録紙端部、ここでは、Ａ４横幅方向の３０ｍｍ以内に画像があるか否かにより、予め定める温度（印刷許可温度）を設定する。
通紙初期に定着ローラ端部温度が低いために発生する不具合は、端部定着不良である。通紙する記録紙が、この低い定着ローラ温度の領域を通過するものであっても、そこにトナー像が無ければ問題は発生しない。
【００２９】
（実施例５）
フルカラープリントにおいて、端部の画像がトナー単色で構成されている場合は、Ａ４横印刷をＡ４縦印刷に変換しない。
図１０は、本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。同様に、Ａ４横幅方向の３０ｍｍ以内に画像があるか否かで、かつ、フルカラー画像か否かにより、予め定める温度（印刷許可温度）を設定する。
これによって、２色以上のトナーを重ねて作像するカラー画像に比べて、トナー単色で作像するモノクロプリントは、比較的低い定着熱量で定着可能である。
【００３０】
（実施例６）
ここでは、画像形成装置が、画像形成開始後に、記録紙が縦送りで通過できる領域外の定着ローラの端部温度が予め定める温度以下から予め定める温度以上になったときに、記録紙の搬送方向を縦送りから横送りに変更する。通紙開始時、端部温度が定着許可温度未満でＡ４横をＡ４縦に変換して通紙し、通紙途中で端部温度が上昇してＡ４横通紙に復帰する。
図１１は、本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。実施例１と同様に、画像形成動作を開始し、画像形成毎に定着ローラ端部の温度を検知して、定着ローラの端部温度が予め定める温度（印刷許可温度）に達しているときには、定着ローラの中央部及び端部で定着するように、例えば、Ａ４を横送りの搬送で画像形成動作を開始して、生産性を高める。
通紙中に定着ヒータ端部温度が予め定める温度以上になれば、以後はＡ４横サイズで印刷することにより、定着不良を防止しながらも、Ａ４印刷の生産性を最大限に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この画像形成装置の４つの作像ユニットが並列配置された作像系の全体概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一実施形態として加熱・加圧ローラを備える定着装置の構成を示す概略図である。
【図３】定着ヒータの配光分布を示すグラフである。
【図４】加圧ヒータの配光分布を示すグラフである。
【図５】対策前の端部定着不良の発生状況を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態である画像形成装置における画像形成動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１００  画像形成装置１００
２００  給紙装置
３００  画像形成本体
４００  スキャナ部
５００  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
１０  作像ユニット
１１  感光体
１２  帯電装置
１３  現像装置
１４  転写ローラ
１５  クリーニング装置
１６  潤滑材塗布装置
２０  露光装置
２１  中間転写ベルト
２２  ベルトクリーニング装置
２３  ２次転写ローラ
２４  搬送ベルト
２５  定着装置
２５１  定着ローラ
２５１ａ  定着ヒータ
２５２  加圧ローラ
２５２ａ  加圧ヒータ
２５３  温度検出手段
２５３ａ  中央部温度検出手段
２５３ｂ  端部温度検出手段
３０  読取ＣＣＤ
４０  給紙カセット
４２  ピックアップローラ
４５  搬送ローラ
４９  レジストローラ
【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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【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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