画像形成装置
【課題】定着部４の通紙領域外の表面温度Ｔに基づき、段階的に定着部４の温度を低下させる制御を行うことで、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、定着器の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着部４に加熱部材３１および加圧部材３２と、加熱部材３１を加熱する熱源３７と、加熱部材３１の通紙領域外の温度を検知する第２温度センサ４９を設ける。制御部５４は、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが予め設定された閾温度Ｔｘを超えた場合には、定着部４の定着温度を第１定着温度から、第１定着温度より低温に設定された第２定着温度に変更して、記録用紙の定着処理をする。定着温度が第２定着温度に変更されたのち、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、単位時間当たりの搬送枚数を減少させて記録用紙の定着処理をする。
【解決手段】定着部４に加熱部材３１および加圧部材３２と、加熱部材３１を加熱する熱源３７と、加熱部材３１の通紙領域外の温度を検知する第２温度センサ４９を設ける。制御部５４は、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが予め設定された閾温度Ｔｘを超えた場合には、定着部４の定着温度を第１定着温度から、第１定着温度より低温に設定された第２定着温度に変更して、記録用紙の定着処理をする。定着温度が第２定着温度に変更されたのち、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、単位時間当たりの搬送枚数を減少させて記録用紙の定着処理をする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録用紙にトナー画像を定着するための定着部を備えている画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な画像形成装置においては、用紙幅の異なる各種サイズの記録用紙に画像を形成することができるが、多くの場合、用紙搬送路に配置された各種処理ローラの軸方向中央部を基準位置にしてプリントを行う。そのため、定着部の加熱ローラを加熱するヒータの温度制御は、加熱ローラの軸方向中央部の周面温度（以下、単に中央部温度という。）を基準にして行うことが多い。このように、加熱ローラの中央部温度を基準にしてヒータの温度制御を行う場合には、葉書などの小サイズの記録用紙に対して定着処理を行うとき、記録用紙に熱が奪われる加熱ローラの中央部温度のみが降下し、軸方向端部の周面温度（以下、単に端部温度と言う。）が上昇しやすい。とくに小サイズの記録用紙の定着処理を連続して行う場合には、加熱ローラの軸方向両端が過昇温状態に陥りやすく、場合によっては、加熱ローラを支持する軸受が熱で破損し、あるいは加圧ローラが劣化するおそれがある。
【０００３】
上記のような不具合を解決するために、加熱ローラの端部温度検知用の温度センサを設け、該温度センサの検知温度に基づいて記録用紙の搬送状態を制御し、加熱ローラの端部温度の上昇を抑えるようにすることが従来から行われている。例えば、特許文献１の画像形成装置では、最小サイズの記録材が通過する通過領域外の定着手段の温度を検知する温度検知素子が設けられている。温度検知素子により検知された温度が、所定の搬送中断温度に達した際に、次の記録材の搬送を一時中断して定着手段の温度を降下させる。こののち、温度検知素子による検知温度が搬送再開温度まで降下したことを確認して、単位時間当たりの搬送枚数を減少させた状態で搬送を再開するようになっている。搬送を一時中断することにより、定着手段の通紙部と非通紙部の温度ムラを均して、搬送再開後の非通紙部の温度上昇を遅らせることができるので、定着手段の軸方向両端が過昇温状態に陥ることを防止できる。
【０００４】
特許文献２の画像加熱装置においては、記録材の通過範囲を外れた回転部材の長手方向端部に温度センサが設けられている。温度センサにより検知された温度が、設定された判断温度以上になった場合には、以降に給送される記録材の給送間隔を広げて、スループット（単位時間当たりの搬送枚数）を低下させた状態で記録材を搬送し、回転部材の長手方向端部の過剰な昇温を回避する。スループットを低下させた後は、前記判断温度を高温側に再設定して、その後所定期間内に、温度センサの検知温度が再設定された判断温度以上になった場合には、さらにスループットを低下させて以降の記録材を搬送する。このように、判断温度を高温側に再設定することにより、必要以上にスループットを低下させることなくプリントを行うことができるようにしながら、回転部材の長手方向端部が過昇温状態に陥ることを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５０３７４号公報（段落番号００４５、００４６、図４）
【特許文献２】特開２０１０−１９０９６７号公報（段落番号０１０２〜０１０８、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の画像形成装置では、温度検知素子により検知された温度が、所定の搬送中断温度に達した際に、次の記録材の搬送が一時中断され、検知温度が搬送再開温度に降下するまで記録材の搬送が行われない。そのため、設定枚数のプリントが終了していないにも拘らずプリントが停止されるので、とくに時間を争うユーザにとって不満の原因となりやすい。さらに、搬送再開後も単位時間当たりの搬送枚数を減少させた状態でプリントを行うので、プリント処理に時間が掛かる。また、少数枚しかプリントを行わない場合、あるいはプリント枚数が残り数枚である場合であっても、検知温度が搬送中断温度以上になった場合にはプリントが中断されるので、ユーザにストレスを与えやすい。
【０００７】
特許文献２の画像加熱装置の場合も、検知温度が設定された判断温度以上になると、次に搬送される記録材からスループットを低下させるので、プリント処理に時間が掛かる。したがって、プリントが終わるまでの時間が長くなり、ユーザにストレスを与えることになる。
【０００８】
本発明の目的は、定着部の通紙領域外の表面温度に基づき、段階的に定着器の温度を降下させる制御を行うことで、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、定着器の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを確実に防止できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、用紙搬送路６に記録用紙を供給する用紙供給部１６と、トナー画像を形成する画像形成部３と、トナー画像が形成された記録用紙を定着処理する定着部４を備えている。加えて、用紙供給部１６、画像形成部３、および定着部４の作動状態を制御する制御部５４を備えている。定着部４は、記録用紙を加熱し加圧する加熱部材３１および加圧部材３２と、加熱部材３１を加熱する熱源３７と、加熱部材３１の通紙領域の表面温度を検知する第１温度センサ４８と、加熱部材３１の通紙領域外の表面温度を検知する第２温度センサ４９とを備えている。制御部５４は、第１温度センサ４８で検知された温度に基づいて、予め設定された第１定着温度で定着処理をするように、熱源３７の発熱状態を制御するようになっている。制御部５４は、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが予め設定された閾温度Ｔｘを超えた場合には、定着部４の定着温度を前記第１定着温度から、該第１定着温度より低温に設定された第２定着温度に変更して、記録用紙の定着処理をするようになっている。制御部５４は、定着温度が前記第２定着温度に変更されたのち、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、単位時間当たりの搬送枚数を減少させて記録用紙の定着処理をすることを特徴とする。
【００１０】
制御部５４は、用紙供給部１６から用紙搬送路６に供給する記録用紙の供給間隔を広げることにより、単位時間当たりの搬送枚数を減少させるようになっている。
【００１１】
制御部５４は、第２温度センサ４９で検知された温度が予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、用紙搬送路６を搬送される記録用紙の搬送速度を低下させて記録用紙の定着処理をする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置の制御部５４は、加熱部材３１の通紙領域外の表面温度を検知する第２温度センサ４９で検知された温度Ｔに基づいて、定着部４の温度を降下させる制御を行うようにした。詳しくは、第２温度センサ４９で検知した温度が予め設定された閾温度Ｔｘを超えた場合には、第１段階の温度を降下させる制御として、定着部４の定着温度を第１定着温度から第１定着温度より低温に設定された第２定着温度に変更して、以降の記録用紙を定着処理するようにした。
【００１３】
上記のように、定着温度を第１定着温度より低温の第２定着温度に設定して定着処理を行うと、熱源３７から加熱部材３１への供給熱量を減じて、定着部４全体の温度を降下させることができる。これによれば、単位時間当たりの搬送枚数、および搬送速度は変更しないので、プリント作業の生産性が低下することなく、定着部４の通紙領域外の温度を降下させることができる。したがって、プリントが終わるまでの時間が長くなることを防止しながら、プリント作業を継続することができる。とくに残りプリント枚数が数枚の場合には、プリント作業を速やかに完了することができるので、ユーザにストレスを感じさせない画像形成装置を提供することができる。このとき、高温となった加熱部材３１の通紙領域外の熱が、通紙領域へと移動しながら定着処理が行われるので、定着温度を低温側に設定しても、問題なく定着処理を行うことができる。
【００１４】
加えて、本発明においては、定着温度が第２定着温度に変更されたのち、第２温度センサ４９で検知した温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、第２段階の温度を降下させる制御を行うようにした。詳しくは、用紙搬送路６を搬送される単位時間当たりの搬送枚数を減少させるようにした。これによれば、定着処理を行っている間、換言すれば、記録用紙が定着部４を通過している間は、加熱部材３１の熱が記録用紙に奪われ、通紙領域の温度を降下させることができる。このとき、熱源３７は温度が降下した通紙領域を定着温度に上昇させるために発熱するので、熱源３７から供給される熱量は、記録用紙が定着部４を通過する長さとほぼ比例する。したがって、単位時間当たりの搬送枚数を減少させることにより、記録用紙が定着部４を通過する長さを減じること、すなわち熱源３７から加熱部材３１に供給される熱量を減少させることができるので、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる。このように、まず、単位時間当たりの搬送枚数の低下が伴わない制御を行い、それでも加熱部材３１の通紙領域外の温度が上昇する場合には、単位時間当たりの搬送枚数を低下させるようにしたので、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、過昇温状態に陥ることを防止することができる。
【００１５】
単位時間当たりの搬送枚数を、用紙搬送路６に供給する記録用紙の供給間隔を広げることで減少させるようにしたので、記録用紙の定着処理の間隔を広くすることができる。これによれば、記録用紙が定着部４を通過していない間に、加熱部材３１の通紙領域外の熱を、記録用紙に熱が奪われることで低温になった通紙領域へと移動させることができる。したがって、加熱部材３１の温度ムラが解消され、加熱部材３１全体を設定された定着温度に近づけることができ、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる。また、排紙部５に排出される記録用紙の間隔は広くなるが、記録用紙が排出される速度は変わらないので、ユーザにプリント速度が遅くなったと感じさせることはなく、ストレスを与えることもない。
【００１６】
記録用紙の供給間隔を広げて単位時間当たりの搬送枚数を減少させたのち、第２温度センサ４９で検知した温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、第３段階の温度を降下させる制御を行うようにした。詳しくは、用紙搬送路６を搬送される記録用紙の搬送速度を低下させるようにした。このように、記録用紙の搬送速度を低下させると、単位時間当たりに定着器４を通過する記録用紙の長さが短くなるので、加熱部材３１から記録用紙へ奪われる熱量を減少させることができる。これにて、加熱部材３１の通紙領域の温度が降下しにくくなり、熱源３７からの熱量の供給を減少させることができる。また、加熱部材３１の温度ムラが生じにくくなる。したがって、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止でき、加熱部材３１を支持する軸受４０が熱で破損し、あるいは加圧部材３２が劣化するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の定着部の概略構成図である。
【図２】画像形成装置の概略構成図である。
【図３】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図４】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態） 図１から図７に、本発明に係る画像形成装置を、コピー機能とファクシミリ機能とを備えた複合機に適用した実施形態を示す。図２において複合機１は、記録用紙を収容する給紙カセット２と、給紙カセット２から送られた記録用紙上にトナー画像を形成する画像形成部３と、トナー画像が形成された記録用紙を加熱し加圧して定着処理する定着部４とを備えている。複合機１の内部には、給紙カセット２から画像形成部３および定着部４を経て排紙部５に至る用紙搬送路６が形成されている。排紙部５の上方には画像読取部７が配置されており、画像読取部７の前面には操作ボタンを備えた操作パネル８が設けてある。画像読取部７の上面には自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）９が設けてある。なお、本発明における前後、左右、上下とは、図１および図２に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。
【００１９】
給紙カセット２は、記録用紙を用紙搬送路６に繰り出すための給紙ローラ１３と、給紙ローラ１３に圧接して記録用紙の重送を防止する摩擦パッド１４とを備えている。用紙搬送路６における給紙ローラ１３と画像形成部３との間には、画像形成部３へ記録用紙を送給するレジストローラ対１５が設けられている。給紙カセット２と、給紙ローラ１３と、摩擦パッド１４とで用紙供給部１６が構成されており、給紙クラッチ１７（図３参照）を断続することにより給紙ローラ１３への動力を断続して、用紙搬送路６への記録用紙の給紙タイミングを調整することができる。
【００２０】
画像形成部３は感光体ドラム２１を中心にして構成してあり、画像形成時の感光体ドラム２１は、図２において反時計回転方向へ回転する。感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿ってコロナ帯電式の帯電器２２と、ＬＥＤヘッド２３と、現像器２４と、転写ローラ２５と、クリーニング部２６とが順に設けられている。ＬＥＤヘッド２３は、帯電器２２によって帯電された感光体ドラム２１の表面を露光して静電潜像を形成する。現像器２４は、キャリアとトナーとを主成分とする２成分現像剤を収容するハウジング２７と、ハウジング２７の開口部に配置される現像ローラ２８とを備えており、現像ローラ２８を介して感光体ドラム２１の表面にトナーを供給する。転写ローラ２５は、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー画像を記録用紙に転写する。クリーニング部２６は、感光体ドラム２１の表面の電荷および残留トナーを除去する。感光体ドラム２１および転写ローラ２５の回転により、トナー画像が形成された記録用紙は下流側の定着部４へ搬送される。
【００２１】
定着部４は、加熱ローラ（加熱部材）３１と加圧ローラ（加圧部材）３２とを備えており、両ローラ３１・３２が接触する部分に、記録用紙を加熱し加圧するニップ部３３が形成してある（図１参照）。画像形成時の加熱ローラ３１および加圧ローラ３２は、ニップ部３３に達した記録用紙を用紙搬送路６の下流側へ送り出す方向へ回転する。用紙搬送路６の終端には、記録用紙を排紙部５へ排出する排紙ローラ対３４が設けられている。
【００２２】
図１に示すように加熱ローラ３１は、熱伝導率が高いアルミニウム等の金属を素材にして、前後に長い円筒状に形成したものであり、加熱ローラ３１を加熱するためのヒータ（熱源）３７を内蔵している。ヒータ３７は、フィラメントが封入された管体３８と、管体３８の前後端に設けた端子３９とを一体に備えたハロゲンランプで構成されており、全体が加熱ローラ３１を軸方向（前後方向）に縦通する状態で配置してある。加熱ローラ３１の前後端は軸受４０で支持されており、ヒータ３７の前後端は、図示していない金属製のブラケットで支持してある。加熱ローラ３１の外周面には、トナーの剥離性を向上するために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）がコーティングしてある。
【００２３】
加圧ローラ３２は、前後に長い回転軸４２の外周面にシリコンゴム等からなる弾性体層４３を形成し、さらにその外周面に、加熱ローラ３１と同様のＰＴＦＥがコーティングしてある。回転軸４２の前後端部は弾性体層４３の前後面から突出しており、これら両端部を圧縮ばね４４で押付け付勢することにより、弾性体層４３が加熱ローラ３１に圧接して、両ローラ３１・３２の当接部分に、ローラ軸方向に長いニップ部３３が形成されている。
【００２４】
加熱ローラ３１の外周面には、サーミスタからなる第１、第２の温度センサ４８・４９が、ローラ表面に密着する状態で配置してあり、これらの温度センサ４８・４９で加熱ローラ３１の表面温度を検知している（図１参照）。詳しくは、第１温度センサ４８は、加熱ローラ３１の軸方向中央部に配置されて、加熱ローラ３１の通紙領域の中央部温度を検知する。第２温度センサ４９は、加熱ローラ３１の後端部（軸方向端部）の通紙領域外に配置されて、加熱ローラ３１の端部温度を検知する。
【００２５】
ニップ部３３の幅寸法（前後寸法）は、トナー画像を形成可能な最大サイズの記録用紙の幅寸法（短辺部の寸法）Ｗより大きく設定されている。加圧ローラ３２の弾性体層４３の前後寸法は、加熱ローラ３１の前後寸法よりも小さく設定されており、ニップ部３３の前後寸法は弾性体層４３の前後寸法に等しい。また、弾性体層４３の前後寸法は、ヒータ３７の管体３８の前後寸法よりも小さく設定されている。
【００２６】
図３に示すように、給紙ローラ１３、レジストローラ対１５、感光体ドラム２１、加熱ローラ３１および排紙ローラ対３４は、メインモータ５１の駆動力を受けて回転駆動される。メインモータ５１と給紙ローラ１３を繋ぐ動力伝達経路には、メインモータ５１から給紙ローラ１３への動力を断続する給紙クラッチ１７が設けられている。
【００２７】
用紙供給部１６、画像形成部３、定着部４、メインモータ５１、および給紙クラッチ１７の作動状態は、ＣＰＵ（制御部）５４で制御される。ＣＰＵ５４はシステムバス５３に接続されている。システムバス５３には、ＲＯＭ５５、ＲＡＭ５６、スキャナ５７、操作パネル８、ファクシミリ通信部５８、ローカルエリアネットワークインターフェース（ＬＡＮ Ｉ／Ｆ）５９、画像メモリ６０、およびプリント画像処理部６１などが接続されている。ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５５に記憶されたプログラムに基づいて、各種の演算処理を行う。ＲＯＭ５５には、プログラムの他に、用紙搬送路６内を搬送される記録用紙の搬送速度、記録用紙の画像形成部３への給紙間隔、定着部４での定着温度、閾温度Ｔｘ、等の情報が格納されている。搬送速度に関する情報には、プリント作業の開始時の初期値となる第１搬送速度と、それよりも低速の第２搬送速度とが含まれる。給紙間隔に関する情報には、プリント作業の開始時の初期値となる第１給紙間隔と、それよりも長い第２給紙間隔とが含まれる。定着温度に関する情報には、プリント作業の開始時の初期値となる第１定着温度と、それよりも低温の第２定着温度が含まれる。
【００２８】
ファクシミリ通信部５８は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）６２と接続されて、ＰＳＴＮ６２との接続および切断を行う。ＬＡＮ Ｉ／Ｆ５９はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）６３に接続されて、ＬＡＮ６３との送受信を行う。画像メモリ６０には、画像読取部７を構成するスキャナ５７で読み取られた画像データ、およびファクシミリ通信で受信した画像データなどが一時的に格納される。プリント画像処理部６１は画像メモリ６０に格納された画像データを基に、ＣＰＵ５４からの指令を受けてＬＥＤヘッド２３を駆動し、感光体ドラム２１上に静電潜像を記録する。
【００２９】
次に、図４から図７のフローチャートを用いて、プリント作業の開始から終了までの一連の流れを説明する。本発明では、生産性の低下に影響を与えない制御から実施し、制御を段階的に追加していくことでユーザにストレスを感じさせないようにしながら、定着部４の通紙領域外の温度が過昇温状態に陥ることを防止する。図４に示すように、プリント作業の開始指令を受けたＣＰＵ５４は、今回のプリント作業における総プリント枚数Ｎ１を残り印字枚数Ｎにセットする（Ｓ１）。搬送速度、給紙間隔、および定着温度をそれぞれ初期値の第１搬送速度、第１給紙間隔、および第１定着温度に設定し（Ｓ２〜Ｓ４）、メインモータ５１を駆動させて、定着部４のヒータ３７に通電して発熱させる。
【００３０】
第２温度センサ４９で検知される温度（加熱ローラ３１の通紙領域外の周面温度）Ｔが閾温度Ｔｘを超えているかどうかを確認する（Ｓ５）。閾温度Ｔｘを超えていなければ（Ｓ５でＮＯ）、ＣＰＵ５４は第１定着温度および第１給紙間隔で定着処理を行うよう給紙クラッチ１７を接続して、画像形成部３への給紙を開始し（Ｓ６）、残り印字枚数Ｎを１だけ減らす（Ｓ７）。残り印字枚数Ｎが０になるまで（Ｓ８でＮＯ）、第１搬送速度、第１定着温度、および第１給紙間隔でステップＳ５〜Ｓ８を繰り返す。残り印字枚数Ｎが０（Ｓ８でＹＥＳ）になったらプリント作業を終了する。
【００３１】
プリント作業中に第２温度センサ４９で検知される温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えた場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、定着温度を第２定着温度に再設定し（Ｓ９）、プリント作業を継続する（図４参照）。図５に示すように、ＣＰＵ５４は第２定着温度および第１給紙間隔で定着処理を行うよう給紙クラッチ１７を接続して、画像形成部３への給紙を開始し（Ｓ１１）、残り印字枚数Ｎを１だけ減らす（Ｓ１２）。残り印字枚数Ｎが０でない場合には（Ｓ１３でＮＯ）、温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えているかどうかを確認する（Ｓ１４）。温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えていない場合には（Ｓ１４でＮＯ）、第１搬送速度、第２定着温度、および第１給紙間隔でステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返す。残り印字枚数Ｎが０（Ｓ１３でＹＥＳ）になったらプリント作業を終了する。
【００３２】
上記のように、定着温度を第１定着温度より低温の第２定着温度に設定して定着処理を行うと、ヒータ３７から加熱ローラ３１への供給熱量を減じて、定着部４全体の温度を降下させることができる。これによれば、単位時間当たりの搬送枚数、および搬送速度は変更しないので、プリント作業の生産性が低下することなく、定着部４の通紙領域外の温度を降下させることができる。したがって、プリントが終わるまでの時間が長くなることを防止しながら、プリント作業を継続することができる。とくに残りプリント枚数が数枚の場合には、プリント作業を速やかに完了することができるので、ユーザにストレスを感じさせない画像形成装置を提供することができる。
【００３３】
第１段階の温度を降下させる制御、すなわち定着温度を第２定着温度に再設定したのちのプリント作業中に、第２温度センサ４９で検知される温度Ｔが、閾温度Ｔｘを再度超えた場合には（Ｓ１４でＹＥＳ）、給紙間隔を第２給紙間隔に再設定し（Ｓ１５）、プリント作業を継続する（図５参照）。図６に示すように、ＣＰＵ５４は第２定着温度および第２給紙間隔で定着処理を行うよう給紙クラッチ１７を接続して、画像形成部３への給紙を開始し（Ｓ２１）、残り印字枚数Ｎを１だけ減らす（Ｓ２２）。残り印字枚数Ｎが０でない場合には（Ｓ２３でＮＯ）、温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えているかどうかを確認する（Ｓ２４）。温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えていない場合には（Ｓ２４でＮＯ）、第１搬送速度、第２定着温度、および第２給紙間隔でステップＳ２１〜Ｓ２４を繰り返す。残り印字枚数Ｎが０（Ｓ２３でＹＥＳ）になったらプリント作業を終了する。
【００３４】
上記のように、定着温度が第２定着温度に変更されたのち、第２温度センサ４９で検知した温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、用紙搬送路６を搬送される単位時間当たりの搬送枚数を減少させるようにした。これによれば、定着処理を行っている間、換言すれば、記録用紙が定着部４を通過している間は、加熱ローラ３１の熱が記録用紙に奪われ、通紙領域の温度を降下させることができる。このとき、ヒータ３７は温度が降下した通紙領域を定着温度に上昇させるために発熱するので、ヒータ３７から供給される熱量は、記録用紙が定着部４を通過する長さとほぼ比例する。したがって、単位時間当たりの搬送枚数を減少させることにより、記録用紙が定着部４を通過する長さを減じること、すなわちヒータ３７から加熱ローラ３１に供給される熱量を減少させることができるので、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる。このように、まず、単位時間当たりの搬送枚数の低下が伴わない制御を行い、それでも加熱ローラ３１の通紙領域外の温度が上昇する場合には、単位時間当たりの搬送枚数を低下させるようにしたので、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、過昇温状態に陥ることを防止することができる。
【００３５】
詳しくは、単位時間当たりの搬送枚数を、用紙搬送路６に供給する記録用紙の供給間隔を広げることで減少させるようにしたので、記録用紙の定着処理の間隔を広くすることができる。これによれば、記録用紙が定着部４を通過していない間に、加熱ローラ３１の通紙領域外の熱を、記録用紙に熱が奪われることで低温になった通紙領域へと移動させることができる。したがって、加熱ローラ３１の温度ムラが解消され、加熱ローラ３１全体を設定された定着温度に近づけることができ、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる。また、排紙部５に排出される記録用紙の間隔は広くなるが、記録用紙が排出される速度は変わらないので、ユーザにプリント速度が遅くなったと感じさせることはなく、ストレスを与えることもない。
【００３６】
第２段階の温度を降下させる制御、すなわち搬送間隔を第２搬送間隔に再設定したのちのプリント作業中に、第２温度センサ４９で検知される温度Ｔが、閾温度Ｔｘを再度超えた場合には（Ｓ２４でＹＥＳ）、用紙搬送速度を第２搬送速度に再設定し（Ｓ２５）、プリント作業を継続する（図６参照）。図７に示すように、ＣＰＵ５４は第２定着温度および第２給紙間隔で定着処理を行うよう給紙クラッチ１７を接続して、画像形成部３への給紙を開始し（Ｓ３１）、残り印字枚数Ｎを１だけ減らす（Ｓ３２）。残り印字枚数Ｎが０でない場合には（Ｓ３３でＮＯ）、温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えているかどうかを確認する（Ｓ３４）。温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えていない場合には（Ｓ３４でＮＯ）、第２搬送速度、第２定着温度、および第２給紙間隔でステップＳ３１〜Ｓ３４を繰り返す。残り印字枚数Ｎが０（Ｓ３３でＹＥＳ）になったらプリント作業を終了する。
【００３７】
上記のように、記録用紙の供給間隔を広げて単位時間当たりの搬送枚数を減少させたのち、第２温度センサ４９で検知した温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、用紙搬送路６を搬送される記録用紙の搬送速度を低下させるようにした。このように、記録用紙の搬送速度を低下させると、単位時間当たりに定着器４を通過する記録用紙の長さが短くなるので、加熱ローラ３１から記録用紙へ奪われる熱量を減少させることができる。これにて、加熱ローラ３１の通紙領域の温度が降下しにくくなり、ヒータ３７からの熱量の供給を減少させることができる。また、加熱ローラ３１の温度ムラが生じにくくなる。したがって、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止でき、加熱ローラ３１を支持する軸受４０が熱で破損し、あるいは加圧ローラ３２が劣化するのを防止できる。
【００３８】
第３段階の温度を降下させる制御、すなわち搬送間隔を第２搬送間隔に再設定したのちのプリント作業中に、第２温度センサ４９で検知される温度Ｔが、閾温度Ｔｘを再度超えた場合には（Ｓ３４でＹＥＳ）、給紙を一旦停止して（Ｓ３５）、温度Ｔが十分降下するのを待ってからＳ２に戻って、プリント作業を再開する。このように、温度を降下させる制御を段階的に追加した場合でも、加熱ローラ３１の通紙領域外の温度が上昇し続けるときには、故障等の要因で温度が上昇している可能性がある。したがって、このような場合には、プリント作業を継続せずエラー表示等を操作パネル８上に表示して、プリント作業を中断することもできる。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、加熱ローラ３１の通紙領域外の表面温度を検知する第２温度センサ４９で検知された温度Ｔに基づいて、段階的に温度を降下させる制御を行うようにした。したがって、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、プリント作業を継続することができ、同時に、定着器の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止することができる。
【００４０】
上記の実施形態では、定着温度、搬送間隔、および搬送速度は、各段階で再設定した条件の状態でプリントを継続したがその必要はない。例えば、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが降下し、温度が安定したと判断した場合には、全てを初期値に再設定してプリントを継続してもよい。閾温度Ｔｘは同一の温度である必要はなく、各段階においてそれぞれ異なる温度に設定してもよい。加熱部材３１と加圧部材３２はローラである必要は無く、例えばローラ等に巻き掛けたベルトを適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
３ 画像形成部
４ 定着部
６ 用紙搬送路
１６ 用紙供給部
３１ 加熱部材（加熱ローラ）
３２ 加圧部材（加圧ローラ）
３７ 熱源（ヒータ）
４８ 第１温度センサ
４９ 第２温度センサ
５４ 制御部（ＣＰＵ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録用紙にトナー画像を定着するための定着部を備えている画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な画像形成装置においては、用紙幅の異なる各種サイズの記録用紙に画像を形成することができるが、多くの場合、用紙搬送路に配置された各種処理ローラの軸方向中央部を基準位置にしてプリントを行う。そのため、定着部の加熱ローラを加熱するヒータの温度制御は、加熱ローラの軸方向中央部の周面温度（以下、単に中央部温度という。）を基準にして行うことが多い。このように、加熱ローラの中央部温度を基準にしてヒータの温度制御を行う場合には、葉書などの小サイズの記録用紙に対して定着処理を行うとき、記録用紙に熱が奪われる加熱ローラの中央部温度のみが降下し、軸方向端部の周面温度（以下、単に端部温度と言う。）が上昇しやすい。とくに小サイズの記録用紙の定着処理を連続して行う場合には、加熱ローラの軸方向両端が過昇温状態に陥りやすく、場合によっては、加熱ローラを支持する軸受が熱で破損し、あるいは加圧ローラが劣化するおそれがある。
【０００３】
上記のような不具合を解決するために、加熱ローラの端部温度検知用の温度センサを設け、該温度センサの検知温度に基づいて記録用紙の搬送状態を制御し、加熱ローラの端部温度の上昇を抑えるようにすることが従来から行われている。例えば、特許文献１の画像形成装置では、最小サイズの記録材が通過する通過領域外の定着手段の温度を検知する温度検知素子が設けられている。温度検知素子により検知された温度が、所定の搬送中断温度に達した際に、次の記録材の搬送を一時中断して定着手段の温度を降下させる。こののち、温度検知素子による検知温度が搬送再開温度まで降下したことを確認して、単位時間当たりの搬送枚数を減少させた状態で搬送を再開するようになっている。搬送を一時中断することにより、定着手段の通紙部と非通紙部の温度ムラを均して、搬送再開後の非通紙部の温度上昇を遅らせることができるので、定着手段の軸方向両端が過昇温状態に陥ることを防止できる。
【０００４】
特許文献２の画像加熱装置においては、記録材の通過範囲を外れた回転部材の長手方向端部に温度センサが設けられている。温度センサにより検知された温度が、設定された判断温度以上になった場合には、以降に給送される記録材の給送間隔を広げて、スループット（単位時間当たりの搬送枚数）を低下させた状態で記録材を搬送し、回転部材の長手方向端部の過剰な昇温を回避する。スループットを低下させた後は、前記判断温度を高温側に再設定して、その後所定期間内に、温度センサの検知温度が再設定された判断温度以上になった場合には、さらにスループットを低下させて以降の記録材を搬送する。このように、判断温度を高温側に再設定することにより、必要以上にスループットを低下させることなくプリントを行うことができるようにしながら、回転部材の長手方向端部が過昇温状態に陥ることを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５０３７４号公報（段落番号００４５、００４６、図４）
【特許文献２】特開２０１０−１９０９６７号公報（段落番号０１０２〜０１０８、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の画像形成装置では、温度検知素子により検知された温度が、所定の搬送中断温度に達した際に、次の記録材の搬送が一時中断され、検知温度が搬送再開温度に降下するまで記録材の搬送が行われない。そのため、設定枚数のプリントが終了していないにも拘らずプリントが停止されるので、とくに時間を争うユーザにとって不満の原因となりやすい。さらに、搬送再開後も単位時間当たりの搬送枚数を減少させた状態でプリントを行うので、プリント処理に時間が掛かる。また、少数枚しかプリントを行わない場合、あるいはプリント枚数が残り数枚である場合であっても、検知温度が搬送中断温度以上になった場合にはプリントが中断されるので、ユーザにストレスを与えやすい。
【０００７】
特許文献２の画像加熱装置の場合も、検知温度が設定された判断温度以上になると、次に搬送される記録材からスループットを低下させるので、プリント処理に時間が掛かる。したがって、プリントが終わるまでの時間が長くなり、ユーザにストレスを与えることになる。
【０００８】
本発明の目的は、定着部の通紙領域外の表面温度に基づき、段階的に定着器の温度を降下させる制御を行うことで、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、定着器の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを確実に防止できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、用紙搬送路６に記録用紙を供給する用紙供給部１６と、トナー画像を形成する画像形成部３と、トナー画像が形成された記録用紙を定着処理する定着部４を備えている。加えて、用紙供給部１６、画像形成部３、および定着部４の作動状態を制御する制御部５４を備えている。定着部４は、記録用紙を加熱し加圧する加熱部材３１および加圧部材３２と、加熱部材３１を加熱する熱源３７と、加熱部材３１の通紙領域の表面温度を検知する第１温度センサ４８と、加熱部材３１の通紙領域外の表面温度を検知する第２温度センサ４９とを備えている。制御部５４は、第１温度センサ４８で検知された温度に基づいて、予め設定された第１定着温度で定着処理をするように、熱源３７の発熱状態を制御するようになっている。制御部５４は、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが予め設定された閾温度Ｔｘを超えた場合には、定着部４の定着温度を前記第１定着温度から、該第１定着温度より低温に設定された第２定着温度に変更して、記録用紙の定着処理をするようになっている。制御部５４は、定着温度が前記第２定着温度に変更されたのち、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、単位時間当たりの搬送枚数を減少させて記録用紙の定着処理をすることを特徴とする。
【００１０】
制御部５４は、用紙供給部１６から用紙搬送路６に供給する記録用紙の供給間隔を広げることにより、単位時間当たりの搬送枚数を減少させるようになっている。
【００１１】
制御部５４は、第２温度センサ４９で検知された温度が予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、用紙搬送路６を搬送される記録用紙の搬送速度を低下させて記録用紙の定着処理をする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置の制御部５４は、加熱部材３１の通紙領域外の表面温度を検知する第２温度センサ４９で検知された温度Ｔに基づいて、定着部４の温度を降下させる制御を行うようにした。詳しくは、第２温度センサ４９で検知した温度が予め設定された閾温度Ｔｘを超えた場合には、第１段階の温度を降下させる制御として、定着部４の定着温度を第１定着温度から第１定着温度より低温に設定された第２定着温度に変更して、以降の記録用紙を定着処理するようにした。
【００１３】
上記のように、定着温度を第１定着温度より低温の第２定着温度に設定して定着処理を行うと、熱源３７から加熱部材３１への供給熱量を減じて、定着部４全体の温度を降下させることができる。これによれば、単位時間当たりの搬送枚数、および搬送速度は変更しないので、プリント作業の生産性が低下することなく、定着部４の通紙領域外の温度を降下させることができる。したがって、プリントが終わるまでの時間が長くなることを防止しながら、プリント作業を継続することができる。とくに残りプリント枚数が数枚の場合には、プリント作業を速やかに完了することができるので、ユーザにストレスを感じさせない画像形成装置を提供することができる。このとき、高温となった加熱部材３１の通紙領域外の熱が、通紙領域へと移動しながら定着処理が行われるので、定着温度を低温側に設定しても、問題なく定着処理を行うことができる。
【００１４】
加えて、本発明においては、定着温度が第２定着温度に変更されたのち、第２温度センサ４９で検知した温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、第２段階の温度を降下させる制御を行うようにした。詳しくは、用紙搬送路６を搬送される単位時間当たりの搬送枚数を減少させるようにした。これによれば、定着処理を行っている間、換言すれば、記録用紙が定着部４を通過している間は、加熱部材３１の熱が記録用紙に奪われ、通紙領域の温度を降下させることができる。このとき、熱源３７は温度が降下した通紙領域を定着温度に上昇させるために発熱するので、熱源３７から供給される熱量は、記録用紙が定着部４を通過する長さとほぼ比例する。したがって、単位時間当たりの搬送枚数を減少させることにより、記録用紙が定着部４を通過する長さを減じること、すなわち熱源３７から加熱部材３１に供給される熱量を減少させることができるので、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる。このように、まず、単位時間当たりの搬送枚数の低下が伴わない制御を行い、それでも加熱部材３１の通紙領域外の温度が上昇する場合には、単位時間当たりの搬送枚数を低下させるようにしたので、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、過昇温状態に陥ることを防止することができる。
【００１５】
単位時間当たりの搬送枚数を、用紙搬送路６に供給する記録用紙の供給間隔を広げることで減少させるようにしたので、記録用紙の定着処理の間隔を広くすることができる。これによれば、記録用紙が定着部４を通過していない間に、加熱部材３１の通紙領域外の熱を、記録用紙に熱が奪われることで低温になった通紙領域へと移動させることができる。したがって、加熱部材３１の温度ムラが解消され、加熱部材３１全体を設定された定着温度に近づけることができ、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる。また、排紙部５に排出される記録用紙の間隔は広くなるが、記録用紙が排出される速度は変わらないので、ユーザにプリント速度が遅くなったと感じさせることはなく、ストレスを与えることもない。
【００１６】
記録用紙の供給間隔を広げて単位時間当たりの搬送枚数を減少させたのち、第２温度センサ４９で検知した温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、第３段階の温度を降下させる制御を行うようにした。詳しくは、用紙搬送路６を搬送される記録用紙の搬送速度を低下させるようにした。このように、記録用紙の搬送速度を低下させると、単位時間当たりに定着器４を通過する記録用紙の長さが短くなるので、加熱部材３１から記録用紙へ奪われる熱量を減少させることができる。これにて、加熱部材３１の通紙領域の温度が降下しにくくなり、熱源３７からの熱量の供給を減少させることができる。また、加熱部材３１の温度ムラが生じにくくなる。したがって、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止でき、加熱部材３１を支持する軸受４０が熱で破損し、あるいは加圧部材３２が劣化するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の定着部の概略構成図である。
【図２】画像形成装置の概略構成図である。
【図３】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図４】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態） 図１から図７に、本発明に係る画像形成装置を、コピー機能とファクシミリ機能とを備えた複合機に適用した実施形態を示す。図２において複合機１は、記録用紙を収容する給紙カセット２と、給紙カセット２から送られた記録用紙上にトナー画像を形成する画像形成部３と、トナー画像が形成された記録用紙を加熱し加圧して定着処理する定着部４とを備えている。複合機１の内部には、給紙カセット２から画像形成部３および定着部４を経て排紙部５に至る用紙搬送路６が形成されている。排紙部５の上方には画像読取部７が配置されており、画像読取部７の前面には操作ボタンを備えた操作パネル８が設けてある。画像読取部７の上面には自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）９が設けてある。なお、本発明における前後、左右、上下とは、図１および図２に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。
【００１９】
給紙カセット２は、記録用紙を用紙搬送路６に繰り出すための給紙ローラ１３と、給紙ローラ１３に圧接して記録用紙の重送を防止する摩擦パッド１４とを備えている。用紙搬送路６における給紙ローラ１３と画像形成部３との間には、画像形成部３へ記録用紙を送給するレジストローラ対１５が設けられている。給紙カセット２と、給紙ローラ１３と、摩擦パッド１４とで用紙供給部１６が構成されており、給紙クラッチ１７（図３参照）を断続することにより給紙ローラ１３への動力を断続して、用紙搬送路６への記録用紙の給紙タイミングを調整することができる。
【００２０】
画像形成部３は感光体ドラム２１を中心にして構成してあり、画像形成時の感光体ドラム２１は、図２において反時計回転方向へ回転する。感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿ってコロナ帯電式の帯電器２２と、ＬＥＤヘッド２３と、現像器２４と、転写ローラ２５と、クリーニング部２６とが順に設けられている。ＬＥＤヘッド２３は、帯電器２２によって帯電された感光体ドラム２１の表面を露光して静電潜像を形成する。現像器２４は、キャリアとトナーとを主成分とする２成分現像剤を収容するハウジング２７と、ハウジング２７の開口部に配置される現像ローラ２８とを備えており、現像ローラ２８を介して感光体ドラム２１の表面にトナーを供給する。転写ローラ２５は、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー画像を記録用紙に転写する。クリーニング部２６は、感光体ドラム２１の表面の電荷および残留トナーを除去する。感光体ドラム２１および転写ローラ２５の回転により、トナー画像が形成された記録用紙は下流側の定着部４へ搬送される。
【００２１】
定着部４は、加熱ローラ（加熱部材）３１と加圧ローラ（加圧部材）３２とを備えており、両ローラ３１・３２が接触する部分に、記録用紙を加熱し加圧するニップ部３３が形成してある（図１参照）。画像形成時の加熱ローラ３１および加圧ローラ３２は、ニップ部３３に達した記録用紙を用紙搬送路６の下流側へ送り出す方向へ回転する。用紙搬送路６の終端には、記録用紙を排紙部５へ排出する排紙ローラ対３４が設けられている。
【００２２】
図１に示すように加熱ローラ３１は、熱伝導率が高いアルミニウム等の金属を素材にして、前後に長い円筒状に形成したものであり、加熱ローラ３１を加熱するためのヒータ（熱源）３７を内蔵している。ヒータ３７は、フィラメントが封入された管体３８と、管体３８の前後端に設けた端子３９とを一体に備えたハロゲンランプで構成されており、全体が加熱ローラ３１を軸方向（前後方向）に縦通する状態で配置してある。加熱ローラ３１の前後端は軸受４０で支持されており、ヒータ３７の前後端は、図示していない金属製のブラケットで支持してある。加熱ローラ３１の外周面には、トナーの剥離性を向上するために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）がコーティングしてある。
【００２３】
加圧ローラ３２は、前後に長い回転軸４２の外周面にシリコンゴム等からなる弾性体層４３を形成し、さらにその外周面に、加熱ローラ３１と同様のＰＴＦＥがコーティングしてある。回転軸４２の前後端部は弾性体層４３の前後面から突出しており、これら両端部を圧縮ばね４４で押付け付勢することにより、弾性体層４３が加熱ローラ３１に圧接して、両ローラ３１・３２の当接部分に、ローラ軸方向に長いニップ部３３が形成されている。
【００２４】
加熱ローラ３１の外周面には、サーミスタからなる第１、第２の温度センサ４８・４９が、ローラ表面に密着する状態で配置してあり、これらの温度センサ４８・４９で加熱ローラ３１の表面温度を検知している（図１参照）。詳しくは、第１温度センサ４８は、加熱ローラ３１の軸方向中央部に配置されて、加熱ローラ３１の通紙領域の中央部温度を検知する。第２温度センサ４９は、加熱ローラ３１の後端部（軸方向端部）の通紙領域外に配置されて、加熱ローラ３１の端部温度を検知する。
【００２５】
ニップ部３３の幅寸法（前後寸法）は、トナー画像を形成可能な最大サイズの記録用紙の幅寸法（短辺部の寸法）Ｗより大きく設定されている。加圧ローラ３２の弾性体層４３の前後寸法は、加熱ローラ３１の前後寸法よりも小さく設定されており、ニップ部３３の前後寸法は弾性体層４３の前後寸法に等しい。また、弾性体層４３の前後寸法は、ヒータ３７の管体３８の前後寸法よりも小さく設定されている。
【００２６】
図３に示すように、給紙ローラ１３、レジストローラ対１５、感光体ドラム２１、加熱ローラ３１および排紙ローラ対３４は、メインモータ５１の駆動力を受けて回転駆動される。メインモータ５１と給紙ローラ１３を繋ぐ動力伝達経路には、メインモータ５１から給紙ローラ１３への動力を断続する給紙クラッチ１７が設けられている。
【００２７】
用紙供給部１６、画像形成部３、定着部４、メインモータ５１、および給紙クラッチ１７の作動状態は、ＣＰＵ（制御部）５４で制御される。ＣＰＵ５４はシステムバス５３に接続されている。システムバス５３には、ＲＯＭ５５、ＲＡＭ５６、スキャナ５７、操作パネル８、ファクシミリ通信部５８、ローカルエリアネットワークインターフェース（ＬＡＮ Ｉ／Ｆ）５９、画像メモリ６０、およびプリント画像処理部６１などが接続されている。ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５５に記憶されたプログラムに基づいて、各種の演算処理を行う。ＲＯＭ５５には、プログラムの他に、用紙搬送路６内を搬送される記録用紙の搬送速度、記録用紙の画像形成部３への給紙間隔、定着部４での定着温度、閾温度Ｔｘ、等の情報が格納されている。搬送速度に関する情報には、プリント作業の開始時の初期値となる第１搬送速度と、それよりも低速の第２搬送速度とが含まれる。給紙間隔に関する情報には、プリント作業の開始時の初期値となる第１給紙間隔と、それよりも長い第２給紙間隔とが含まれる。定着温度に関する情報には、プリント作業の開始時の初期値となる第１定着温度と、それよりも低温の第２定着温度が含まれる。
【００２８】
ファクシミリ通信部５８は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）６２と接続されて、ＰＳＴＮ６２との接続および切断を行う。ＬＡＮ Ｉ／Ｆ５９はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）６３に接続されて、ＬＡＮ６３との送受信を行う。画像メモリ６０には、画像読取部７を構成するスキャナ５７で読み取られた画像データ、およびファクシミリ通信で受信した画像データなどが一時的に格納される。プリント画像処理部６１は画像メモリ６０に格納された画像データを基に、ＣＰＵ５４からの指令を受けてＬＥＤヘッド２３を駆動し、感光体ドラム２１上に静電潜像を記録する。
【００２９】
次に、図４から図７のフローチャートを用いて、プリント作業の開始から終了までの一連の流れを説明する。本発明では、生産性の低下に影響を与えない制御から実施し、制御を段階的に追加していくことでユーザにストレスを感じさせないようにしながら、定着部４の通紙領域外の温度が過昇温状態に陥ることを防止する。図４に示すように、プリント作業の開始指令を受けたＣＰＵ５４は、今回のプリント作業における総プリント枚数Ｎ１を残り印字枚数Ｎにセットする（Ｓ１）。搬送速度、給紙間隔、および定着温度をそれぞれ初期値の第１搬送速度、第１給紙間隔、および第１定着温度に設定し（Ｓ２〜Ｓ４）、メインモータ５１を駆動させて、定着部４のヒータ３７に通電して発熱させる。
【００３０】
第２温度センサ４９で検知される温度（加熱ローラ３１の通紙領域外の周面温度）Ｔが閾温度Ｔｘを超えているかどうかを確認する（Ｓ５）。閾温度Ｔｘを超えていなければ（Ｓ５でＮＯ）、ＣＰＵ５４は第１定着温度および第１給紙間隔で定着処理を行うよう給紙クラッチ１７を接続して、画像形成部３への給紙を開始し（Ｓ６）、残り印字枚数Ｎを１だけ減らす（Ｓ７）。残り印字枚数Ｎが０になるまで（Ｓ８でＮＯ）、第１搬送速度、第１定着温度、および第１給紙間隔でステップＳ５〜Ｓ８を繰り返す。残り印字枚数Ｎが０（Ｓ８でＹＥＳ）になったらプリント作業を終了する。
【００３１】
プリント作業中に第２温度センサ４９で検知される温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えた場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、定着温度を第２定着温度に再設定し（Ｓ９）、プリント作業を継続する（図４参照）。図５に示すように、ＣＰＵ５４は第２定着温度および第１給紙間隔で定着処理を行うよう給紙クラッチ１７を接続して、画像形成部３への給紙を開始し（Ｓ１１）、残り印字枚数Ｎを１だけ減らす（Ｓ１２）。残り印字枚数Ｎが０でない場合には（Ｓ１３でＮＯ）、温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えているかどうかを確認する（Ｓ１４）。温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えていない場合には（Ｓ１４でＮＯ）、第１搬送速度、第２定着温度、および第１給紙間隔でステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返す。残り印字枚数Ｎが０（Ｓ１３でＹＥＳ）になったらプリント作業を終了する。
【００３２】
上記のように、定着温度を第１定着温度より低温の第２定着温度に設定して定着処理を行うと、ヒータ３７から加熱ローラ３１への供給熱量を減じて、定着部４全体の温度を降下させることができる。これによれば、単位時間当たりの搬送枚数、および搬送速度は変更しないので、プリント作業の生産性が低下することなく、定着部４の通紙領域外の温度を降下させることができる。したがって、プリントが終わるまでの時間が長くなることを防止しながら、プリント作業を継続することができる。とくに残りプリント枚数が数枚の場合には、プリント作業を速やかに完了することができるので、ユーザにストレスを感じさせない画像形成装置を提供することができる。
【００３３】
第１段階の温度を降下させる制御、すなわち定着温度を第２定着温度に再設定したのちのプリント作業中に、第２温度センサ４９で検知される温度Ｔが、閾温度Ｔｘを再度超えた場合には（Ｓ１４でＹＥＳ）、給紙間隔を第２給紙間隔に再設定し（Ｓ１５）、プリント作業を継続する（図５参照）。図６に示すように、ＣＰＵ５４は第２定着温度および第２給紙間隔で定着処理を行うよう給紙クラッチ１７を接続して、画像形成部３への給紙を開始し（Ｓ２１）、残り印字枚数Ｎを１だけ減らす（Ｓ２２）。残り印字枚数Ｎが０でない場合には（Ｓ２３でＮＯ）、温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えているかどうかを確認する（Ｓ２４）。温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えていない場合には（Ｓ２４でＮＯ）、第１搬送速度、第２定着温度、および第２給紙間隔でステップＳ２１〜Ｓ２４を繰り返す。残り印字枚数Ｎが０（Ｓ２３でＹＥＳ）になったらプリント作業を終了する。
【００３４】
上記のように、定着温度が第２定着温度に変更されたのち、第２温度センサ４９で検知した温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、用紙搬送路６を搬送される単位時間当たりの搬送枚数を減少させるようにした。これによれば、定着処理を行っている間、換言すれば、記録用紙が定着部４を通過している間は、加熱ローラ３１の熱が記録用紙に奪われ、通紙領域の温度を降下させることができる。このとき、ヒータ３７は温度が降下した通紙領域を定着温度に上昇させるために発熱するので、ヒータ３７から供給される熱量は、記録用紙が定着部４を通過する長さとほぼ比例する。したがって、単位時間当たりの搬送枚数を減少させることにより、記録用紙が定着部４を通過する長さを減じること、すなわちヒータ３７から加熱ローラ３１に供給される熱量を減少させることができるので、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる。このように、まず、単位時間当たりの搬送枚数の低下が伴わない制御を行い、それでも加熱ローラ３１の通紙領域外の温度が上昇する場合には、単位時間当たりの搬送枚数を低下させるようにしたので、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、過昇温状態に陥ることを防止することができる。
【００３５】
詳しくは、単位時間当たりの搬送枚数を、用紙搬送路６に供給する記録用紙の供給間隔を広げることで減少させるようにしたので、記録用紙の定着処理の間隔を広くすることができる。これによれば、記録用紙が定着部４を通過していない間に、加熱ローラ３１の通紙領域外の熱を、記録用紙に熱が奪われることで低温になった通紙領域へと移動させることができる。したがって、加熱ローラ３１の温度ムラが解消され、加熱ローラ３１全体を設定された定着温度に近づけることができ、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止できる。また、排紙部５に排出される記録用紙の間隔は広くなるが、記録用紙が排出される速度は変わらないので、ユーザにプリント速度が遅くなったと感じさせることはなく、ストレスを与えることもない。
【００３６】
第２段階の温度を降下させる制御、すなわち搬送間隔を第２搬送間隔に再設定したのちのプリント作業中に、第２温度センサ４９で検知される温度Ｔが、閾温度Ｔｘを再度超えた場合には（Ｓ２４でＹＥＳ）、用紙搬送速度を第２搬送速度に再設定し（Ｓ２５）、プリント作業を継続する（図６参照）。図７に示すように、ＣＰＵ５４は第２定着温度および第２給紙間隔で定着処理を行うよう給紙クラッチ１７を接続して、画像形成部３への給紙を開始し（Ｓ３１）、残り印字枚数Ｎを１だけ減らす（Ｓ３２）。残り印字枚数Ｎが０でない場合には（Ｓ３３でＮＯ）、温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えているかどうかを確認する（Ｓ３４）。温度Ｔが閾温度Ｔｘを超えていない場合には（Ｓ３４でＮＯ）、第２搬送速度、第２定着温度、および第２給紙間隔でステップＳ３１〜Ｓ３４を繰り返す。残り印字枚数Ｎが０（Ｓ３３でＹＥＳ）になったらプリント作業を終了する。
【００３７】
上記のように、記録用紙の供給間隔を広げて単位時間当たりの搬送枚数を減少させたのち、第２温度センサ４９で検知した温度Ｔが、予め設定された閾温度Ｔｘを再度超えた場合には、用紙搬送路６を搬送される記録用紙の搬送速度を低下させるようにした。このように、記録用紙の搬送速度を低下させると、単位時間当たりに定着器４を通過する記録用紙の長さが短くなるので、加熱ローラ３１から記録用紙へ奪われる熱量を減少させることができる。これにて、加熱ローラ３１の通紙領域の温度が降下しにくくなり、ヒータ３７からの熱量の供給を減少させることができる。また、加熱ローラ３１の温度ムラが生じにくくなる。したがって、定着部４の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止でき、加熱ローラ３１を支持する軸受４０が熱で破損し、あるいは加圧ローラ３２が劣化するのを防止できる。
【００３８】
第３段階の温度を降下させる制御、すなわち搬送間隔を第２搬送間隔に再設定したのちのプリント作業中に、第２温度センサ４９で検知される温度Ｔが、閾温度Ｔｘを再度超えた場合には（Ｓ３４でＹＥＳ）、給紙を一旦停止して（Ｓ３５）、温度Ｔが十分降下するのを待ってからＳ２に戻って、プリント作業を再開する。このように、温度を降下させる制御を段階的に追加した場合でも、加熱ローラ３１の通紙領域外の温度が上昇し続けるときには、故障等の要因で温度が上昇している可能性がある。したがって、このような場合には、プリント作業を継続せずエラー表示等を操作パネル８上に表示して、プリント作業を中断することもできる。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、加熱ローラ３１の通紙領域外の表面温度を検知する第２温度センサ４９で検知された温度Ｔに基づいて、段階的に温度を降下させる制御を行うようにした。したがって、ユーザにストレスを感じさせないようにしながら、プリント作業を継続することができ、同時に、定着器の通紙領域外が過昇温状態に陥ることを防止することができる。
【００４０】
上記の実施形態では、定着温度、搬送間隔、および搬送速度は、各段階で再設定した条件の状態でプリントを継続したがその必要はない。例えば、第２温度センサ４９で検知された温度Ｔが降下し、温度が安定したと判断した場合には、全てを初期値に再設定してプリントを継続してもよい。閾温度Ｔｘは同一の温度である必要はなく、各段階においてそれぞれ異なる温度に設定してもよい。加熱部材３１と加圧部材３２はローラである必要は無く、例えばローラ等に巻き掛けたベルトを適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
３ 画像形成部
４ 定着部
６ 用紙搬送路
１６ 用紙供給部
３１ 加熱部材（加熱ローラ）
３２ 加圧部材（加圧ローラ）
３７ 熱源（ヒータ）
４８ 第１温度センサ
４９ 第２温度センサ
５４ 制御部（ＣＰＵ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙搬送路に記録用紙を供給する用紙供給部と、トナー画像を形成する画像形成部と、トナー画像が形成された記録用紙を定着処理する定着部と、前記用紙供給部、前記画像形成部、および前記定着部の作動状態を制御する制御部とを備えた画像形成装置であって、
前記定着部は、前記記録用紙を加熱し加圧する加熱部材および加圧部材と、前記加熱部材を加熱する熱源と、前記加熱部材の通紙領域の表面温度を検知する第１温度センサと、前記加熱部材の通紙領域外の表面温度を検知する第２温度センサとを備えており、
前記制御部は、前記第１温度センサで検知された温度に基づいて、予め設定された第１定着温度で定着処理をするように、前記熱源の発熱状態を制御するようになっており、前記第２温度センサで検知された温度が予め設定された閾温度を超えた場合には、前記定着部の定着温度を前記第１定着温度から、該第１定着温度より低温に設定された第２定着温度に変更して、前記記録用紙の定着処理をするようになっており、
前記制御部は、前記定着温度が前記第２定着温度に変更されたのち、前記第２温度センサで検知された温度が予め設定された閾温度を再度超えた場合には、単位時間当たりの搬送枚数を減少させて前記記録用紙の定着処理をすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記用紙供給部から前記用紙搬送路に供給する前記記録用紙の供給間隔を広げることにより、単位時間当たりの搬送枚数を減少させる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２温度センサで検知された温度が予め設定された閾温度を再度超えた場合には、前記用紙搬送路を搬送される前記記録用紙の搬送速度を低下させて前記記録用紙の定着処理をする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項１】
用紙搬送路に記録用紙を供給する用紙供給部と、トナー画像を形成する画像形成部と、トナー画像が形成された記録用紙を定着処理する定着部と、前記用紙供給部、前記画像形成部、および前記定着部の作動状態を制御する制御部とを備えた画像形成装置であって、
前記定着部は、前記記録用紙を加熱し加圧する加熱部材および加圧部材と、前記加熱部材を加熱する熱源と、前記加熱部材の通紙領域の表面温度を検知する第１温度センサと、前記加熱部材の通紙領域外の表面温度を検知する第２温度センサとを備えており、
前記制御部は、前記第１温度センサで検知された温度に基づいて、予め設定された第１定着温度で定着処理をするように、前記熱源の発熱状態を制御するようになっており、前記第２温度センサで検知された温度が予め設定された閾温度を超えた場合には、前記定着部の定着温度を前記第１定着温度から、該第１定着温度より低温に設定された第２定着温度に変更して、前記記録用紙の定着処理をするようになっており、
前記制御部は、前記定着温度が前記第２定着温度に変更されたのち、前記第２温度センサで検知された温度が予め設定された閾温度を再度超えた場合には、単位時間当たりの搬送枚数を減少させて前記記録用紙の定着処理をすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記用紙供給部から前記用紙搬送路に供給する前記記録用紙の供給間隔を広げることにより、単位時間当たりの搬送枚数を減少させる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２温度センサで検知された温度が予め設定された閾温度を再度超えた場合には、前記用紙搬送路を搬送される前記記録用紙の搬送速度を低下させて前記記録用紙の定着処理をする請求項２記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３４１０７（Ｐ２０１２−２３４１０７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０４０２７（Ｐ２０１１−１０４０２７）
【出願日】平成２３年５月９日（２０１１．５．９）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月９日（２０１１．５．９）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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