JP2005031550A - 定着装置の通紙制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小サイズの画像形成用紙の通紙直後に不均一化している加熱ローラの軸線方向での表面温度が迅速にかつ効率よく均一化されるようにし、小サイズの画像形成用紙の通紙直後の大サイズの画像形成用紙の定着不良を確実に解消しつつ、画像形成効率の向上およびユーザに対する待機時間の強要を不要にすることができる定着装置の通紙制御方法を提供する。
【解決手段】加熱ローラの軸線方向中央位置および側端部位置でそれぞれ表面温度を検出する２つのサーミスタを具備し、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に大サイズのＡ４サイズの画像形成用紙の画像形成要求がなされたとき、各サーミスタにより検出された加熱ローラの軸線方向での表面温度に所定の定着許容温度を超えかつ定着上限温度と定着下限温度との間でのバラツキが発生していれば、定着装置に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りとするように制御している。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に適用される定着装置において、その加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対し通紙される用紙の通紙制御方法に関し、詳しくは、小サイズ用紙の通紙直後における加熱ローラの軸線方向での表面温度の不均一性による大サイズ用紙の定着不良を防止する対策に係わる。

近年、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置においては、省電力化を目的として加熱ローラの薄肉化が開発・商品化されている。このような薄肉の加熱ローラは、ローラ自体が薄肉であるため、加熱ヒータの熱量が直接加熱ローラの表面に伝導し易くウォームアップ時間の短縮、熱応答性の改善など種々のメリットがある。

しかし、この薄肉の加熱ローラは、熱応答性が良すぎる余りに、通紙する用紙サイズによって加熱ローラの軸線方向で表面温度が不均一になることがある。例えば、通紙される用紙サイズが加熱ローラの軸線方向の長さよりも短い葉書や横送り（用紙の長手方向が用紙搬送方向と平行になる向き）されるＡ５サイズの用紙などの小サイズ用紙であれば、加熱ローラの小サイズ用紙が通紙される通紙領域では、小サイズ用紙の通紙によって表面温度が奪われるものの定着設定温度を保持して用紙上のトナーの定着性を確保しようとするが、加熱ローラの小サイズ用紙が通紙されない非通紙領域では、小サイズ用紙の通紙によって表面温度が奪われないために過昇温状態となり、その直後に小サイズ用紙の通紙領域から非通紙領域に跨るような大サイズ用紙が加熱ローラに対し通紙されると、その加熱ローラの小サイズ用紙の通紙領域と非通紙領域との間での表面温度の不均一性によって大サイズ用紙の定着不良を招くおそれがある。

そこで、従来より、小サイズ用紙の通紙領域に対応するように加熱ローラの中央部を加熱するメインヒータと、小サイズ用紙の非通紙領域に対応するように加熱ローラの両端部を加熱するサブヒータとの少なくとも２種類以上のヒータを加熱ローラの内部に内包し、サブヒータをＯＮまたはＯＦＦさせることによって、加熱ローラと加圧ヒータとの間のニップ部に通紙される用紙のサイズに応じた制御を行うような手法を講じたものが知られている。

また、その他の手法としては、大サイズ用紙の通紙を可能とする加熱ローラにおいて、小サイズ用紙の画像形成要求があったときに、加熱ローラに対する小サイズ用紙の通紙位置を軸線方向に変化させることによって、加熱ローラの軸線方向での表面温度を満遍なく奪うようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。
特開平０７−１２９０２７号公報

しかしながら、上記従来の２つの手法の何れにおいても、加熱ローラの軸線方向での表面温度が不均一であることが否めず、小サイズ用紙を通紙して定着を行った直後の大サイズ用紙の通紙方向によっては、加熱ローラの軸線方向での表面温度がさらに不均一化することになる。これは、加熱ローラの非通紙領域の減少にはなるものの、小サイズ用紙を過度に通紙して定着を行った直後の加熱ローラの軸線方向での表面温度の不均一化と結果的に同じであり、最終的に加熱ローラの非通紙領域での表面温度が定着上限温度（例えば２４０°Ｃ）を上回ってしまうことになる。

その場合、小サイズ用紙を通紙して定着を行った直後に不均一化している加熱ローラの軸線方向での表面温度が均一になるまでの間、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対し用紙を通紙させない、つまり画像形成要求を許可しないようにすることも考えられるが、これでは、画像形成効率の低下、並びにユーザに対し待機時間の強要を強いることになると共に、加熱ローラの表面温度の不均一性の解除には予想外の時間（ウォームアップ時間に比較した時間）が費やされることになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小サイズ用紙を通紙直後に不均一化している加熱ローラの軸線方向での表面温度が迅速にかつ効率よく均一化されるようにし、小サイズ用紙の通紙直後の大サイズ用紙の定着不良を確実に解消しつつ、画像形成効率の向上およびユーザに対する待機時間の強要を不要にすることができる定着装置の通紙制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対しその各ローラの軸線方向中央を基準に通紙させて用紙上に定着する定着装置における用紙の通紙制御方法として、上記加熱ローラの軸線方向複数箇所でそれぞれ表面温度を検出する表面温度検出手段を複数具備し、上記加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対し横送り（用紙の短手方向が用紙搬送方向と平行になる向き）で通紙された際にその加熱ローラの軸線方向全域に亘るような大サイズ用紙の画像形成要求がなされたとき、上記各表面温度検出手段により検出された加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度に定着上限温度と定着下限温度との間でのバラツキが発生していれば、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対する大サイズ用紙の通紙方向を横送りとするように制御している。

この特定事項により、小サイズ用紙の通紙直後に横送りで加熱ローラの軸線方向全域に亘るような大サイズ用紙の画像形成要求がなされたときに、その大サイズ用紙の通紙方向を横送りとするように制御され、小サイズ用紙の通紙直後に通紙される大サイズ用紙の通紙領域は、加熱ローラの軸線方向全域に亘ることになり、小サイズ用紙の通紙直後に昇温している加熱ローラの非通紙領域の表面温度が大サイズ用紙の通紙によって迅速にかつ効率よく下降し、大サイズ用紙の通紙方向によって加熱ローラの軸線方向での表面温度がさらに不均一化することがない。

その場合、各表面温度検出手段により検出された加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度には、定着上限温度（例えば２４０°Ｃ）と定着下限温度（例えば１７０°Ｃ）との間でのバラツキ（不均一）が発生しているので、小サイズ用紙の通紙直後に加熱ローラに対し大サイズ用紙が横送りで通紙されても、加熱ローラの軸線方向での表面温度のバラツキによって大サイズ用紙の定着不良を招くことがなく、大サイズ用紙の定着を確実に行える。

しかも、小サイズ用紙の通紙直後に加熱ローラの軸線方向での表面温度が均一になるまで大サイズ用紙の通紙不能、つまり画像形成要求を許可しないようにする必要がなくなり、画像形成効率の低下およびユーザに対し待機時間の強要を強いる必要がなく、加熱ローラの表面温度の不均一性の解除に時間を費やさずに済む。

これに対し、大サイズ用紙の搬送向きを選択可能にするものとして、以下の構成が掲げられる。

つまり、用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対しその各ローラの軸線方向中央を基準に通紙させて用紙上に定着する定着装置における用紙の通紙制御方法として、上記加熱ローラの軸線方向複数箇所でそれぞれ表面温度を検出する表面温度検出手段を複数具備し、上記加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対し横送りで通紙された際にその加熱ローラの軸線方向全域に亘るような大サイズ用紙の画像形成要求がなされたとき、上記各表面温度検出手段により検出された加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度に所定の定着許容範囲内でのバラツキが発生していれば、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対する大サイズ用紙の通紙方向を横送りまたは縦送りに選択可能に制御している。

この特定事項により、横送りで加熱ローラの軸線方向全域に亘るような大サイズ用紙の画像形成要求がなされたときに、各表面温度検出手段により検出された加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度に所定の定着許容範囲内でのバラツキ、例えば定着設定温度（約１９０°Ｃ）を基準にして定着上限温度（約２４０°Ｃ）および定着加減温度（約１７０°Ｃ）までの約５０％の範囲（約１８０°Ｃ〜２２０°Ｃ）内でのバラツキ（不均一）が発生していれば、その大サイズ用紙の通紙方向を横送りまたは縦送りに選択可能に制御しているので、小サイズ用紙の通紙直後に加熱ローラに対し大サイズ用紙が横送りまたは縦送り（用紙の長手方向が用紙搬送方向と平行になる向き）で通紙されても、加熱ローラの軸線方向での表面温度が所定の定着許容範囲内でのバラツキであるために大サイズ用紙の定着不良を招くことがなく、大サイズ用紙の定着を確実に行える。

しかも、小サイズ用紙の通紙直後に加熱ローラの軸線方向での表面温度が均一になるまで大サイズ用紙の通紙不能、つまり画像形成要求を許可しないようにする必要がなくなり、画像形成効率の低下およびユーザに対し待機時間の強要を強いる必要がなく、加熱ローラの表面温度の不均一性の解除に時間を費やさずに済む。

特に、加熱ローラの軸線方向での表面温度に所定の定着許容範囲を超えるバラツキが発生した場合の制御手法を示すものとして、以下の構成が掲げられる。

つまり、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対する大サイズ用紙の通紙方向を、制御部にメモリされている加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度が所定の定着許容範囲を超えるバラツキを発生させる際の通紙用紙サイズおよび通紙枚数により算出されたバラツキ発生予想データ、または各表面温度検出手段により検出された加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度が所定の定着許容範囲を超えるバラツキの発生に基づいて横送りとするように制御している。

この特定事項により、小サイズ用紙の通紙直後に縦送りで通紙されていた大サイズ用紙の通紙方向は、制御部にメモリされている通紙用紙サイズおよび通紙枚数により算出された所定の定着許容範囲を超えるバラツキ発生予想データ、または各表面温度検出手段により検出された所定の定着許容範囲を超えるバラツキの発生に基づいて横送りに変更されるので、大サイズ用紙の縦送りの通紙によって加熱ローラの通紙領域と非通紙領域との間での表面温度の所定の定着許容範囲を超えるバラツキの発生が大サイズ用紙の横送りによる加熱ローラの軸線方向での通紙領域の拡大により抑制され、加熱ローラの通紙領域での表面温度が定着上限温度を上回ることなく軸線方向で迅速に均一化されることになる。

更に、大サイズ用紙の通紙方向の制御に合わせて画像形成要求がなされた画像情報が通紙領域に合致するか否かを制御部で判定し、合致しないときは制御部によって画像情報を回転処理して通紙領域と合致するように処理している場合には、加熱ローラの軸線方向での表面温度のバラツキにより変更された大サイズ用紙の通紙方向に応じて画像情報が処理されることになり、通紙方向に影響されることなく円滑な画像形成を行うことが可能となる。

以上、要するに、小サイズ用紙の通紙直後に大サイズ用紙の画像形成要求がなされたときに、加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度に定着上限温度と定着下限温度との間でのバラツキが発生していれば、大サイズ用紙の通紙方向を横送りとするように制御することで、小サイズ用紙の通紙直後に通紙される大サイズ用紙の通紙領域を加熱ローラの軸線方向全域に亘らせて小サイズ用紙の通紙直後に昇温している加熱ローラの非通紙領域の表面温度を迅速かつ効率よく下降させ、大サイズ用紙の通紙方向によって加熱ローラの軸線方向での表面温度を均一させることができる。そして、加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度が定着上限温度と定着下限温度との間でのバラツキであるため、小サイズ用紙の通紙直後に加熱ローラに対し大サイズ用紙を横送りで通紙させても、加熱ローラの軸線方向での表面温度のバラツキによって大サイズ用紙の定着不良を招くことがなく、大サイズ用紙の定着を確実に行うことができる。しかも、小サイズ用紙の通紙直後に加熱ローラの軸線方向での表面温度が均一になるまで大サイズ用紙の画像形成要求を許可しないようにする必要がなく、画像形成効率の低下およびユーザに対し待機時間の強要を強いる必要もなくなって、加熱ローラの表面温度の不均一性の解除に時間を費やさずに迅速に画像形成動作を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本形態では、コピー機能、プリント機能、ファクシミリ機能を兼ね備えた複合機に本発明を適用した場合について説明する。

−複合機の全体構成の説明−
図１は本形態に係る複合機１（画像形成装置）の内部構成の概略を示している。この図１のように、本複合機１は、スキャナ部２、プリント部３及び原稿自動給紙部４を備えている。以下、各部について説明する。

−スキャナ部２の説明−
スキャナ部２は、透明なガラス等で成る原稿台４１上に載置された原稿の画像や原稿自動給紙部４により１枚ずつ給紙される原稿の画像を読み取って画像データを作成する部分である。このスキャナ部２は、露光光源２１、複数の反射鏡２２，２３，２４、結像レンズ２５、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）２６を備えている。

上記露光光源２１は、原稿自動給紙部４の原稿台４１上に載置された原稿や原稿自動給紙部４を搬送される原稿に対して光を照射するものである。各反射鏡２２，２３，２４は、図１に一点鎖線Ａで光路を示すように、原稿からの反射光を一旦図中左方向に反射させた後、下方に反射させ、その後、結像レンズ２５に向かうように図中右方向に反射させるようになっている。

原稿の画像読取動作として、上記原稿台４１上に原稿が載置された場合（「シート固定方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が原稿台４１に沿って水平方向に走査して、原稿全体の画像を読み取ることになる。一方、原稿自動給紙部４を搬送される原稿を読み取る場合（「シート移動方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が図１に示す位置に固定され、後述する原稿自動給紙部４の原稿読取部４２を原稿が通過する際にその画像を読み取ることになる。

上記各反射鏡２２，２３，２４で反射されて結像レンズ２５を通過した光は光電変換素子２６に導かれ、この光電変換素子２６において反射光が電気信号（原稿画像データ）に変換されるようになっている。

−プリント部３の説明−
プリント部３は、画像形成系３１と用紙搬送系３２とを備えている。

画像形成系３１は、露光手段としてのレーザスキャニングユニット３１ａ及びドラム型の静電潜像担持体としての感光体ドラム３１ｂを備えている。レーザスキャニングユニット３１ａは、上記光電変換素子２６において変換された原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射するものである。感光体ドラム３１ｂは、図１中に矢印で示す方向に回転し、レーザスキャニングユニット３１ａからのレーザ光が照射されることによってその表面に静電潜像が形成されるようになっている。

また、感光体ドラム３１ｂの外周囲には、上記レーザスキャニングユニット３１ａの他に、現像手段としての現像装置３１ｃ、転写手段としての転写ローラ３１ｄ、クリーニング装置３１ｅ、図示しない除電器、帯電手段としての帯電ローラ３１ｆが周方向に亘って順に配設されている。現像装置３１ｃは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成された静電潜像をトナー（顕像化物質）により可視像に現像するものである。転写ローラ３１ｄは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成されたトナー像を用紙としての画像形成用紙Ｐ（図２参照）に転写するものである。クリーニング装置３１ｅは、トナー転写後において感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーを除去するようになっている。除電器は、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷を除去するものである。帯電ローラ３１ｆとしては、静電潜像が形成される前の感光体ドラム３１ｂの表面に対し電源（図示せず）からの直流電圧を接触帯電により印加して帯電させる接触帯電方式のものが適用されている。

このため、画像形成用紙Ｐに画像を形成する際には、帯電ローラ３１ｆの接触によって感光体ドラム３１ｂの表面が所定の電位に帯電され、レーザスキャニングユニット３１ａが原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射する。その後、現像装置３１ｃが感光体ドラム３１ｂの表面にトナーによる可視像を現像し、転写ローラ３１ｄによって、トナー像が画像形成用紙Ｐに転写される。更に、その後、感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーはクリーニング装置３１ｅによって除去されると共に、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷が除電器によって除去される。これにより、画像形成用紙Ｐへの画像形成動作（印刷動作）の１サイクルが終了する。このサイクルが繰り返されることにより、複数枚の画像形成用紙Ｐに対して連続的に画像形成を行うことができるようになっている。

一方、用紙搬送系３２は、用紙カセット３３に収容された画像形成用紙Ｐを１枚ずつ搬送して上記画像形成系３１による画像形成を行わせると共に、画像形成された画像形成用紙Ｐを排紙トレイ３５へ排出するものである。この場合、用紙カセット３３に収容される画像形成用紙Ｐとしては、横送りで通紙されるＡ４サイズの用紙が最大サイズの画像形成用紙となり、この横送りで通紙されるＡ４サイズの画像形成用紙の他、縦送り（用紙の長手方向が用紙搬送方向と平行になる向き）で通紙されるＡ４サイズの画像形成用紙や、Ａ５サイズの画像形成用紙等の小サイズの画像形成用紙も収容されるようになっている。

また、上記用紙搬送系３２は、主搬送路３６と反転搬送路３７とを備えている。主搬送路３６は用紙カセット３３の排出側に対向していると共に他端が排紙トレイ３５に対向している。反転搬送路３７は、一端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側（図中下側）で主搬送路３６に繋がっていると共に、他端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側（図中上側）で主搬送路３６に繋がっている。

主搬送路３６の上流端（用紙カセット３３の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ａが配設されている。このピックアップローラ３６ａの回転により、用紙カセット３３に収容されている画像形成用紙Ｐを１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。

この主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側には、レジストローラ３６ｄ，３６ｄが配設されている。このレジストローラ３６ｄ，３６ｄは、感光体ドラム３１ｂ表面のトナー像と画像形成用紙Ｐとの位置合わせを行いながら画像形成用紙Ｐを搬送するものである。主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側には、画像形成用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９２との間のニップ部を通して定着させる定着装置３９が配設されている。更に、主搬送路３６の下流端には、画像形成用紙Ｐを排紙トレイ３５に排紙するための排出ローラ３６ｅが配設されている。

主搬送路３６に対する反転搬送路３７の上流端の接続位置には分岐爪３８が配設されている。この分岐爪３８は、図１に実線で示す第１位置とこの第１位置から図中反時計回り方向に回動して反転搬送路３７を開放する第２位置との間で水平軸回りに回動自在となっている。この分岐爪３８が第１位置にあるときには画像形成用紙Ｐが排紙トレイ３５に向けて搬送され、第２位置にあるときには画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７へ供給可能となっている。反転搬送路３７には搬送ローラ３７ａが配設されており、画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７に供給された場合（所謂スイッチバック搬送により画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７に供給された場合）には、この搬送ローラ３７ａによって画像形成用紙Ｐが搬送され、レジストローラ３６ｄの上流側で画像形成用紙Ｐが反転されて再び転写ローラ３１ｄに向かって主搬送路３６を搬送されるようになっている。つまり、画像形成用紙Ｐの裏面に対して画像形成が行えるようになっている。

−原稿自動給紙部４の説明−
次に、原稿自動給紙部４について説明する。この原稿自動給紙部４は、所謂自動両面原稿搬送装置として構成されている。この原稿自動給紙部４は、シート移動式として使用可能であって、原稿載置部としての原稿トレイ４３、中間トレイ４４、原稿排出部としての原稿排紙トレイ４５及び各トレイ４３，４４，４５間で原稿を搬送する原稿搬送系４６を備えている。

上記原稿搬送系４６は、原稿トレイ４３に載置された原稿を、原稿読取部４２を経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ搬送するための主搬送路４７と、中間トレイ４４上の原稿を主搬送路４７に供給するための副搬送路４８とを備えている。

主搬送路４７の上流端（原稿トレイ４３の排出側に対向する部分）には原稿ピックアップローラ４７ａ及び捌きローラ４７ｂが配設されている。捌きローラ４７ｂの下側には捌き板４７ｃが配設されており、原稿ピックアップローラ４７ａの回転に伴って原稿トレイ４３上の原稿のうちの１枚がこの捌きローラ４７ｂと捌き板４７ｃとの間を通過して主搬送路４７に給紙されるようになっている。主搬送路４７と副搬送路４８との合流部分（図中Ｂ部分）よりも下流側にはＰＳローラ４７ｅ，４７ｅが配設されている。このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは、原稿の先端とスキャナ部２の画像読取タイミングとを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するものである。つまり、このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは原稿が供給された状態でその原稿の搬送を一旦停止し、上記タイミングを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するようになっている。

原稿読取部４２は、プラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとを備え、ＰＳローラ４７ｅ，４７ｅから供給された原稿がプラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとの間を通過する際に、上記露光光源２１からの光がプラテンガラス４２ａを通過して原稿に照射されるようになっている。この際、上記スキャナ部２による原稿画像データの取得が行われる。上記原稿押え板４２ｂの背面（上面）には図示しないコイルスプリングによる付勢力が付与されている。これにより、原稿押え板４２ｂがプラテンガラス４２ａに対して所定の押圧力をもって接触しており、原稿が原稿読取部４２を通過する際にプラテンガラス４２ａから浮き上がることを阻止している。

プラテンガラス４２ａの下流側には、搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇが備えられている。プラテンガラス４２ａ上を通過した原稿が搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇを経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ排紙される構成となっている。

原稿排紙ローラ４７ｇと中間トレイ４４との間には中間トレイ揺動板４４ａが配設されている。この中間トレイ揺動板４４ａは、中間トレイ４４側の端部が揺動中心とされて、図中実線で示すポジション１とこのポジション１から上方へ跳ね上げられたポジション２との間で揺動可能となっている。中間トレイ揺動板４４ａがポジション２にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は原稿排紙トレイ４５へ回収される。一方、中間トレイ揺動板４４ａがポジション１にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は中間トレイ４４へ排出されるようになっている。この中間トレイ４４への排紙時には、原稿の端縁が原稿排紙ローラ４７ｇ，４７ｇ間に挟持された状態となっており、この状態から原稿排紙ローラ４７ｇが逆回転することによって原稿が副搬送路４８に供給され、この副搬送路４８を経て再び主搬送路４７に送り出されるようになっている。この原稿排紙ローラ４７ｇの逆回転動作は、主搬送路４７への原稿の送り出しと画像読取タイミングとを調整して行われる。これにより、原稿の裏面の画像が原稿読取部４２によって読み取られるようになっている。

−複合機の基本動作説明−
以上の如く構成された複合機１の動作として、先ず、本複合機１が、プリンタとして機能する場合には、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印刷データ（イメージデータやテキストデータ）を受信し、この受信した印刷データ（プリントデータ）を図示しないバッファ（メモリ）に一旦格納していく。このバッファへのプリントデータの格納と共に、バッファからのプリントデータの読み出しを順次行って、この読み出したプリントデータに基づき、上述したプリント部３の画像形成動作により画像形成用紙Ｐに画像形成が行われる。

また、本複合機１がスキャナとして機能する場合には、上記スキャナ部２によって読み取った原稿のスキャン画像データをバッファに一旦格納していく。このバッファへのスキャン画像データの格納と共に、バッファからホスト装置へのスキャン画像データの送信を順次行って、このホスト装置のディスプレイ等に画像表示する。

更に、本複合機１がコピー機として機能する場合には、上記スキャナ機能によって読み取った原稿画像データに基づきプリント部３の画像形成動作によって画像形成用紙Ｐに画像形成が行われることになる。

そして、本発明の特徴部分として、図２に示すように、定着装置３９は、加熱ローラ３９１および加圧ローラ３９２を収容する定着ユニット３９０を備えている。この定着ユニット３９０は、加熱ローラ３９１を収容する定着上フレーム３９０ａと、加圧ローラ３９２を収容する定着下フレーム３９０ｂとを備え、この各フレーム３９０ａ，３９０ｂがヒンジ（図示せず）を介して開閉可能に構成され、両フレーム３９０ａ，３９０ｂを閉塞させたときに加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９２とが接触するように対向配置されてなる。上記加熱ローラ３９１および加圧ローラ３９２は、各フレーム３９０ａ，３９０ｂに対し軸受け３９３，…を介して回転自在に支持されている。そして、上記加熱ローラ３９１の一端（図３では右端）には、駆動モータ３９４の出力ギヤ３９４ｇと噛合する駆動ギヤ３９１ｇが回転一体に連結されている。また、上記加圧ローラ３９２の一端（図３では右端）には、駆動ギヤ３９１ｇと噛合する従動ギヤ３９２ｇが回転一体に連結され、駆動モータ３９４の駆動力により加熱ローラ３９１および加圧ローラ３９２が回転するようになっている。この場合、両フレーム３９０ａ，３９０ｂの閉塞状態は、その軸線方向両端部に設けられたロックレバー（図示せず）によって保持されるようになっている。

上記加熱ローラ３９１の内部には、軸線方向中央部において画像形成用紙Ｐのセンタ基準に合わせてニクロム線を密に巻いたメインヒータ３９１ａと、このメインヒータ３９１ａの軸線方向両側部においてそれぞれニクロム線を密に巻いたサブヒータ３９１ｂとが収容されている。このメインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂは、図示しない制御部から通電されることによって所定の熱分布（中央部および左右両側部）で発光し、赤外線が放射され、加熱ローラ３９１の内周面を加熱するようになっている。そして、メインヒータ３９１ａとサブヒータ３９１ｂとは、制御部によってそれぞれ独立に温度制御される。なお、メインヒータ３９１ａとサブヒータ３９１ｂとの分割方法は、上記構成に限定されるものではなく、一方を基準とした分割方法など多数の分割方法が考えられる。

加熱ローラ３９１は、メインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂにより定着設定温度（ここでは１９０゜Ｃ）に加熱されて、定着装置３９のニップ部（加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９２との間のニップ部）に通紙された画像形成用紙Ｐを加熱するためのものである。この場合、定着装置３９のニップ部に通紙される画像形成用紙Ｐとしては、Ａ４の横送り（画像形成用紙Ｐの短手方向が用紙搬送方向と平行になる向き）が最大サイズの用紙となる。

また、図２に示すように、加熱ローラ３９１は、その本体である芯金３９１ｃと、画像形成用紙Ｐ上のトナーＴがオフセットするのを防止するために芯金３９１ｃの外周表面に形成された離型層３９１ｄとを備えている。

芯金３９１ｃには、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属、あるいはそれらの合金などが用いられる。なお、本実施形態の芯金３９１ｃとしては、直径４０ｍｍ、肉厚０．２５ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）よりなる薄肉のものを使用している。

離型層３９１ｄには、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが適している。尚、本実施形態の離型層３９１ｄとしては、フッ素樹脂が適用されている。

加圧ローラ３９２は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどの芯金３９２ａの外表面にシリコーンゴムなどの耐熱弾性材層３９２ｂを有するように構成されている。加圧ローラ３９２の耐熱弾性材層３９２ｂの表面には、加熱ローラ３９１の場合と同様のフッ素樹脂による離型層が形成されていてもよい。尚、本実施形態における加圧ローラ３９２としては、直径４０ｍｍで、シリコーンゴムからなる耐熱弾性体層３９２ｂと、ＰＦＡチューブからなる離型層３９２ｃが設けられており、図示しないばね等の弾性部材により加熱ローラ３９１に２００Ｎの力で圧接され、これにより、加熱ローラ３９１との間に幅が約６ｍｍのニップ部が形成されるよう構成されている。

そして、図２に示すように、上記加熱ローラ３９１の軸線方向の中央位置および側端部位置には、それぞれの箇所で表面温度を検出する表面温度検出手段としてのサーミスタ３９５（図では一方のみ示す）が設けられている。この各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向の中央位置および側端部位置での表面温度は、上記制御部に出力され、この制御部において、図４に示すように、加熱ローラ３９１の軸線方向での表面温度が定着設定温度ＴＡに保持されるようにメインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂへの通電を制御している。この場合、図４において、破線は、小サイズの画像形成用紙通紙直後の温度分布を示し、実線は、Ａ４サイズの画像形成用紙通紙直後の温度分布を示している。尚、図４中ＴＨは、２４０°Ｃに設定された定着上限温度であって、ＴＬは、１７０°Ｃに設定された定着下限温度である。

上記制御部では、定着装置３９に対し横送りで最大サイズとなるＡ４サイズの画像形成用紙を通紙させる画像形成要求がなされたとき、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲（例えば１８０°Ｃ〜２２０°Ｃの範囲）内でのバラツキが発生していれば、定着装置３９に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りまたは縦送りに選択可能に制御、つまり横送りで最大サイズとなるＡ４サイズの画像形成用紙が用紙カセット３３に対し横送りおよび縦送りのいずれの通紙方向に収容されていても定着装置３９に対する通紙を許可するように制御している。また、上記制御部では、定着装置３９に対しＡ４サイズの画像形成用紙を通紙させる画像形成要求がなされたとき、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲を超え上限定着温度と下限定着温度との間でのバラツキが発生していれば、定着装置３９に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りとするように制御、つまりＡ４サイズの画像形成用紙が用紙カセット３３に対し横送りの通紙方向に収容されているときに限り定着装置３９に対する通紙を許可するように制御している。この場合、制御部は、最大サイズのＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向の制御に合わせて画像形成要求がなされた画像情報が定着装置３９に対する通紙領域に合致するか否かを判定し、合致しないときは画像情報を画像処理部で回転処理して通紙領域と合致するように処理している。

ここで、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印刷データ（プリントデータ）に基づくプリント部３の画像形成動作により画像形成用紙Ｐに画像形成を行うまでの制御部による制御の流れを図５のフローチャート図に沿って説明する。

まず、図５のフローチャートのステップＳＴ１において、複合機１に対する画像形成要求、つまりパーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印刷データが受信されると、ステップＳＴ２で、定着装置３９に対する通紙サイズがＡ４サイズの画像形成用紙Ｐであるか否かを判定する。この判定は、用紙カセット３３に対し収容される画像形成用紙Ｐによって行われるようにしてもよい。

そして、上記ステップＳＴ２の判定が、通紙サイズがＡ４サイズの画像形成用紙ＰであるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ３において、定着装置３９に対する直前の通紙サイズが小サイズの画像形成用紙であったか否かを判定する。この判定は、その判定前に用紙カセット３３に対し収容されていた画像形成用紙Ｐによって行われるようにしてもよい。一方、上記ステップＳＴ２の判定が、通紙サイズがＡ４サイズの画像形成用紙ＰではないＮＯの場合には、後述するステップＳＴ８に進む。

上記ステップＳＴ３の判定が、直前の通紙サイズが小サイズの画像形成用紙であったＹＥＳの場合には、ステップＳＴ４において、小サイズの画像形成用紙の通紙後から加熱ローラ３９１の軸線方向でのバラツキが解消されて表面温度が均一化される所定の時間が経過しているか否かを判定する。一方、上記ステップＳＴ３の判定が、直前の通紙サイズが小サイズの画像形成用紙でないＮＯの場合には、後述するステップＳＴ８に進む。

上記ステップＳＴ４の判定が、小サイズの画像形成用紙の通紙後から加熱ローラ３９１の軸線方向での表面温度が均一化される所定の時間が経過していないＮＯである場合には、ステップＳＴ５で、定着装置３９に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向が横送り、つまりＡ４サイズの画像形成用紙が用紙カセット３３に対し横送りの通紙方向に収容されているか否かを判定する。一方、上記ステップＳＴ４の判定が、小サイズの画像形成用紙の通紙後から加熱ローラ３９１の軸線方向での表面温度が均一化される所定の時間が経過しているＹＥＳの場合には、後述するステップＳＴ８に進む。

上記ステップＳＴ５の判定が、定着装置３９に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向が縦送り、つまりＡ４サイズの画像形成用紙が用紙カセット３３に対し縦送りの通紙方向に収容されているＮＯである場合には、ステップＳＴ６において、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲（例えば１８０°Ｃ〜２２０°Ｃの範囲）を超え上限定着温度（例えば２４０°Ｃ）と下限定着温度（例えば１７０°Ｃ）との間でのバラツキが発生しているかを検出し、この検出結果に基づいて定着装置３９に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りに変更、つまりＡ４サイズの画像形成用紙を用紙カセット３３に対し横送りの通紙方向に収容してもよいか否かを判定する。一方、上記ステップＳＴ５の判定が、定着装置３９に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向が横送りつまりＡ４サイズの画像形成用紙が用紙カセット３３に対し横送りの通紙方向に収容されているＹＥＳの場合には、後述するステップＳＴ８に進む。

このステップＳＴ６の判定が、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲を超え上限定着温度と下限定着温度との間でのバラツキが発生しているために、定着装置３９に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りに変更、つまりＡ４サイズの画像形成用紙を用紙カセット３３に対し横送りの通紙方向に収容すべきであるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ７において、画像情報を画像処理部で回転処理して定着装置３９に対する画像形成用紙の通紙領域と合致するように処理する。一方、上記ステップＳＴ６の判定が、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲内でのバラツキが発生しているために定着装置３９に対するＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りに変更しなくてもよいＮＯの場合には、ステップＳＴ８に進む。

その後、ステップＳＴ８において、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印刷データ（プリントデータ）に基づいてプリント部３の画像形成動作により画像形成用紙Ｐに画像形成処理を行った後、ステップＳＴ９で、次の画像形成要求が有るか否かを判定する。つまり、パーソナルコンピュータ等のホスト装置からの印刷データ（プリントデータ）が複合機１に受信されているか否かを判定し、ホスト装置からの印刷データ（プリントデータ）が複合機１に受信されているＹＥＳの場合には、上記ステップＳＴ２に戻る一方、ホスト装置からの印刷データ（プリントデータ）が複合機１に受信されていないＮＯの場合には、待機状態に移行する。

このように、上記実施形態では、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に横送りで加熱ローラ３９１の軸線方向ほぼ全域に亘るようなＡ４サイズ（最大サイズ）の画像形成用紙の画像形成要求がなされたときに、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲内でのバラツキ、例えば定着設定温度（約１９０°Ｃ）を基準にして定着上限温度（約２４０°Ｃ）および定着加減温度（約１７０°Ｃ）までの約５０％の範囲（約１８０°Ｃ〜２２０°Ｃ）内でのバラツキ（不均一）が発生していれば、そのＡサイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りまたは縦送りに選択可能に制御しているので、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に定着装置３９に対しＡ４サイズの画像形成用紙が横送りまたは縦送りで通紙されても、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に昇温している加熱ローラ３９１の非通紙領域（軸線方向左右両側端部）の表面温度によってＡ４サイズの画像形成用紙の定着性能に悪影響を及ぼすことがなく、加熱ローラ３９１の軸線方向での表面温度のバラツキによってＡ４サイズの画像形成用紙の定着不良を招かずに定着を確実に行うことができる。

また、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に縦送りで通紙されていたＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向は、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲（１８０°Ｃ〜２２０°Ｃ）を超えかつ上限定着温度（例えば２４０°Ｃ）と下限定着温度（例えば１７０°Ｃ）との間でのバラツキが発生していれば、そのＡサイズの画像形成用紙の通紙方向が横送りに変更されるので、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に通紙されていたＡ４サイズの画像形成用紙の通紙領域は、加熱ローラ３９１の軸線方向ほぼ全域に亘るように変更され、Ａ４サイズの画像形成用紙の縦送りでの通紙直後に昇温している加熱ローラ３９１の非通紙領域（軸線方向左右両側端部）の表面温度がＡ４サイズの画像形成用紙の横送りでの通紙によって迅速にかつ効率よく下降し、Ａ４サイズの画像形成用紙の横送りによって加熱ローラ３９１の軸線方向での表面温度を速やかに均一化させることができる。

しかも、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に加熱ローラ３９１の軸線方向での表面温度が均一になるまでＡ４サイズの画像形成用紙の通紙不能、つまり画像形成要求を許可しないようにする必要がなくなり、画像形成効率の低下およびユーザに対し待機時間の強要を強いる必要がなく、加熱ローラ３９１の表面温度の不均一性の解除に時間を費やさずに迅速に画像形成動作を行うことができる。

更に、最大サイズのＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向の制御に合わせて画像形成要求がなされた画像情報が定着装置３９に対する通紙領域に合致するか否かを判定し、合致しないときは画像情報を画像処理部で回転処理して通紙領域と合致するように処理しているので、加熱ローラ３９１の軸線方向での表面温度のバラツキにより変更されたＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向に応じて画像情報が処理されることになり、通紙方向に影響されることなく円滑な画像形成を行うことができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲（１８０°Ｃ〜２２０°Ｃ）を超えかつ上限定着温度（例えば２４０°Ｃ）と下限定着温度（例えば１７０°Ｃ）との間でのバラツキが発生していれば、そのＡサイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りに変更するようにしたが、小サイズの画像形成用紙の通紙直後にＡ４サイズの画像形成用紙の画像形成要求がなされたときに、各サーミスタにより検出された加熱ローラの軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に定着上限温度（約２４０°Ｃ）と定着下限温度（約１７０°Ｃ）との間でのバラツキが発生していれば、直ちにＡサイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りにするようにしてもよい。

また、上記実施形態では、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に縦送りで通紙されていたＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向を、各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度に所定の定着許容範囲を超えかつ上限定着温度と下限定着温度との間でのバラツキが発生していれば、そのＡサイズの画像形成用紙の通紙方向を横送りに変更するようにしたが、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に縦送りで通紙されていたＡ４サイズの画像形成用紙の通紙方向が、制御部にメモリされている加熱ローラの軸線方向中央位置および側端部位置での表面温度が所定の定着許容範囲を超えるバラツキを発生させる際の通紙用紙サイズおよび通紙枚数により算出されたバラツキ発生予想データに基づいて横送りとするように制御されていてもよい。

しかも、上記実施形態では、サーミスタ３９５によって加熱ローラの軸線方向中央位置および側端部位置の２箇所の表面温度を検出するようにしたが、加熱ローラの軸線方向３箇所以上で表面温度が検出されるようにしてもよい。

更に、上記実施形態では、複合機１の定着装置３９に本発明を適用した場合について説明したが、コピー機能、プリント機能、またはファクシミリ機能を備えた画像形成装置の定着装置に本発明が適用されていても良いのはもちろんである。

本発明の実施形態に係わる定着装置を備えた複合機の概略構成を示す模式図である。 定着装置を側方から見た断面図である。 加熱ローラを横断面にした状態で示す定着装置の断面図である。 加熱ローラの軸線方向での表面温度分布を示す特性図である。 ホスト装置から送信された印刷データに基づくプリント部の画像形成動作により画像形成用紙に画像形成を行うまでの制御部による制御の流れを説明するフローチャート図である。

符号の説明

３９ 定着装置
３９１ 加熱ローラ
３９２ 加圧ローラ
３９５ サーミスタ（表面温度検出手段）
Ｐ 画像形成用紙（用紙）
Ｔ トナー

Claims (4)

1. 用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対しその各ローラの軸線方向中央を基準に通紙させて用紙上に定着する定着装置における用紙の通紙制御方法において、
   上記加熱ローラの軸線方向複数箇所でそれぞれ表面温度を検出する表面温度検出手段を複数具備し、
   上記加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対し横送りで通紙された際にその加熱ローラの軸線方向全域に亘るような大サイズ用紙の画像形成要求がなされたとき、上記各表面温度検出手段により検出された加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度に定着上限温度と定着下限温度との間でのバラツキが発生していれば、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対する大サイズ用紙の通紙方向を横送りとするように制御していることを特徴とする定着装置の通紙制御方法。
2. 用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対しその各ローラの軸線方向中央を基準に通紙させて用紙上に定着する定着装置における用紙の通紙制御方法において、
   上記加熱ローラの軸線方向複数箇所でそれぞれ表面温度を検出する表面温度検出手段を複数具備し、
   上記加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対し横送りで通紙された際にその加熱ローラの軸線方向全域に亘るような大サイズ用紙の画像形成要求がなされたとき、上記各表面温度検出手段により検出された加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度に所定の定着許容範囲内でのバラツキが発生していれば、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対する大サイズ用紙の通紙方向を横送りまたは縦送りに選択可能に制御していることを特徴とする定着装置の通紙制御方法。
3. 上記請求項２に記載の定着装置の通紙制御方法において、
   加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対する大サイズ用紙の通紙方向は、制御部にメモリされている加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度が所定の定着許容範囲を超えるバラツキを発生させる際の通紙用紙サイズおよび通紙枚数により算出されたバラツキ発生予想データ、または各表面温度検出手段により検出された加熱ローラの軸線方向複数箇所での表面温度が所定の定着許容範囲を超えるバラツキの発生に基づいて横送りとするように制御していることを特徴とする定着装置の通紙制御方法。
4. 上記請求項３に記載の定着装置の通紙制御方法において、
   制御部は、大サイズ用紙の通紙方向の制御に合わせて画像形成要求がなされた画像情報が通紙領域に合致するか否かを判定し、合致しないときは画像情報を回転処理して通紙領域と合致するように処理していることを特徴とする定着装置の通紙制御方法。
   

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