JP2012018268A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において、冷却手段の起動／停止タイミングを制御することにより、画像形成後の次ジョブの所定幅以下のサイズの記録材の通紙における生産性低下を防止する。
【解決手段】記録材を通紙させる定着装置の全通紙領域のうち所定幅以下のサイズの記録材が通過しない非通紙領域を冷却する冷却装置６０と、この冷却装置６０の動作を制御する制御部３９を備える。制御部３９は、所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの発生後、最初の記録材が定着装置に進入する迄の間に冷却装置６０の起動を開始して、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの実行中は、冷却装置６０の動作を継続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を加熱定着する定着装置を搭載した、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真式や静電記録方式等の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、カールソンプロセスと呼ばれる手法により、用紙などの記録材上にトナー像を形成した後、このトナー像を固定画像として定着させる手法が一般的である。そのための定着方式として様々な方式が提案されているが、定着性の点から、トナー像を加熱して定着させる方式（熱定着方式）が一般的である。中でも加熱源を内包する回転体に直接トナー像を接触させて定着を行う方式が広く用いられている。

この熱定着方式においては、記録材（以下、用紙と記す）が通過する領域を含め、ローラあるいはフィルムなどの加熱回転部材上の温度分布を、軸線方向に対して均一化することが重要である。というのも、温度が所定温度よりも低い部分が存在した場合には定着不良が発生する恐れがある一方、高すぎる場合には加熱回転部材や近接部材が熱的損傷を受ける恐れがあるからである。

近年、例えばＡ３サイズ等の比較的大サイズの用紙（大サイズ紙）から、Ａ４Ｒ、Ｂ５サイズの様な通常良く使用される小サイズの用紙（小サイズ紙）まで、様々な用紙サイズに対応する画像形成装置が求められている。この為、加熱回転部材と加圧回転部材の軸方向の長さを、例えばＡ３サイズ等の比較的大サイズに対応するように構成する必要性がある。しかし、このような構成を採った際に、Ａ４Ｒ，Ｂ５等の幅が小さい小サイズの用紙が、定着装置を通過する場合、加熱回転部材の有効定着領域において用紙が通過しない非通紙領域が多くなる。このような小サイズの用紙を連続複写した際には、非通紙領域に対応する加熱回転部材表面から、用紙によって熱が奪われない為、非通紙領域の表面温度が非常に高くなる。

上述した非通紙部過昇温を解決するために、次のような提案がなされている。

従来例１：紙間で加熱回転部材への熱の供給を止め、非通紙領域の加熱回転部材の表面温度が、通紙領域の表面温度と同一になるように空回転等をして対応する。

従来例２：非通紙領域に供給される熱量が、小サイズ紙の定着を行う通紙領域に供給される熱量よりも少なくなる様に、加熱回転部材に内蔵されたヒータ等の加熱手段の配光比（発熱分布）を変える。

しかしながら、上述した従来例には次のような課題がある。

上記従来例１では、小サイズ紙の連続通紙時等に、通紙間隔である紙間で加熱回転部材の冷却の為の空回転が必要である為、紙間を広げることが必要となり、小サイズ紙を通紙する際の生産性が悪くなるという課題が生じる。近年、生産性に対するユーザの要求は次第に高くなっており、連続通紙時の生産性を落とすことはユーザの求める製品仕様を満たせなくなる恐れがある。

従来例２の様な構成を採用した場合、複数の用紙サイズに対応する為には、複数の配光を持ったヒータを配置する必要がありコストアップする懸念がある。

また、小サイズ紙の通紙時の非通紙領域の表面温度の上昇を防ぐ為に、特許文献１や２のように、非通紙領域を冷却風によって冷却する構成が提案されている。

特許文献１に記載の技術は、定着装置内の加圧ロールの周辺を仕切り板により通紙領域側と非通紙領域側とに仕切り、定着装置内部に配置した冷却用ファンから前記非通紙領域側の加圧ロールに冷却風を送風している。

特許文献２に記載の技術は、定着ロールを覆う天板の上方に冷却ファンを配置し、常時は天板の上側に送風して定着器周囲の昇温を防止する。定着領域を通過する用紙が小サイズ紙の場合には天板に設けた案内装置としての窓を開けて、回転する定着ロールの表面部分の非通紙領域に冷却風を流している。

特許文献３に記載の技術は、冷却ファンから非通紙領域に、冷却風を送風する際に、使用する用紙の幅に応じて、送風口の幅方向の長さを調節することによって、異なったサイズの用紙に対しても、非通紙部過昇温を防止している。

特許文献１〜３の提案においても次のような課題がある。すなわち、冷却風を加熱回転部材に送風する従来例では、冷却ファンを定着装置内部に設けるので、耐熱性の高い冷却ファンを使用する必要があり、そのためコストアップする懸念がある。また、比較的送風量の大きい冷却ファンが必要となり、定着装置自体が大きくなる。さらに、仕切り板を設けても冷却風が非通紙領域側から通紙領域に流れ込み、通紙領域の非通紙領域との境界付近で温度が低下して仕切り境界部分の定着温度が低くなって定着不良となる問題がある。

特開昭６０−１３６７７９号公報 特開平５−１８１３８２号公報 特開２００３−０７６２０９号公報 特開２００７−１８７８１６号公報

上記課題を解決する手段として、次のような構成の定着装置が提案されている（特許文献４参照）。この定着装置は、加熱回転部材の非通紙領域表面を冷却するために、加熱回転部材の非通紙領域表面に対向して送風口が形成された非通紙領域冷却用ダクトと、そのダクトに冷却風を送風する送風ファンを有する冷却装置を有する。冷却風を送風する冷却ファンは、非通紙領域の温度検出結果を用いて所定のタイミングで起動／停止（ＯＮ／ＯＦＦ）する制御手段を有する。そのため、耐熱性の高い冷却ファンを使用する事無く、低コスト／省スペースで、冷却ファン部の温度の過度の上昇を効率良く防止しでき、安全性にも優れた定着装置を提供できる。

しかしながら、従来のいずれの技術においても、端部冷却ファンを設けて冷却を行ったとしても、小サイズ紙の連続通紙の途中で端部の温度が昇温してしまうため、生産性を落としてしまうことがあった。

例えば、本願出願人が本発明前に行っていた先行技術としての冷却ファンの制御タイミングは次のようなものである。
ＯＮタイミング：定着装置への小サイズ紙の通紙開始後に、温度検知素子（ＴＨ＝サーミスタ）の温度を検知し、ＭＴＨ（中央）とＳＴＨ（端部）の温度差、すなわち通紙部と非通紙部の温度差が所定温度（例えば１０℃）を越えた時点で冷却手段を起動する。
ＯＦＦタイミング：印刷ジョブ終了後、当該通紙部と非通紙部の温度差が所定温度（１０℃）以下になったら冷却手段を停止させる。

しかし、このような制御方法では端部の昇温抑制が必ずしも満足できるものではなく生産性に影響が及ぶことがあるというのが現状であった。

本発明はこのような背景において、上記のような画像形成装置において、冷却手段の起動／停止タイミングを制御することにより、画像形成後の次ジョブの所定幅以下のサイズの記録材の通紙における生産性低下を防止することを目的とする。

本発明による画像形成装置は、記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する定着装置を備え、前記定着装置の温度が過昇温状態となったときに給紙搬送時間間隔を広げる紙間制御を行う画像形成装置において、記録材を通紙させる定着装置の全通紙領域のうち所定幅以下のサイズの記録材が通過しない非通紙領域を冷却する冷却手段と、前記冷却手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの発生後、最初の記録材が定着装置に進入する迄の間に前記冷却手段の起動を開始して、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの実行中は、前記冷却手段の動作を継続することを特徴とする。

このように画像形成の対象となる記録材サイズが前記所定幅以下のサイズであることが検出された後に、前記冷却手段の起動を、従来より早く画像形成が開始される前に開始して、前記所定幅以下のサイズの画像形成動作中、前記冷却手段の動作を継続することにより、前記紙間制御において前記過昇温状態へ到達する時間を遅延させることができる。その結果、前記所定幅以下のサイズの記録材が連続した場合でも非通紙領域の昇温の度合いを低減させることができる。

前記画像形成装置の一態様において、前記制御手段は、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの終了後、次の印刷ジョブとして、記録材サイズが前記所定幅を超えるサイズの記録材に対する印刷ジョブが発生したとき前記冷却手段の動作を停止する。また、他の態様において、前記制御手段は、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの終了後に、前記定着装置の全通紙領域の幅方向の中央と端部の温度差が所定温度以下になったとき、または、前記端部の温度が環境温度と一致したとき、前記冷却手段の動作を停止する。

本発明によれば、冷却手段の起動／停止タイミングを制御することにより、所定幅以下のサイズの記録材の通紙の際に定着装置における非通紙部過昇温が抑制される。その結果、画像形成後の次ジョブの所定幅以下のサイズの記録材の通紙における生産性の向上が図れる。

本発明に係る定着装置を備える画像形成装置要部の概略構成図である。 図１に示した画像形成装置の定着装置の拡大模式図である。 図２に示した加熱体の拡大模式図である。 図２に示した定着フィルムの層構成模式図である。 図２に示した加圧ローラの層構成模式図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置において冷却装置として冷却ファンを用いる例を示した図である。 通紙部と非通紙部の温度差に基づいて冷却を行う先行技術の説明図である。 本発明の実施の形態の動作の説明図である。 本発明の実施の形態における動作例１、２を包括的に含む本実施の形態における冷却ファン制御処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態における概略のハードウェア構成を示したブロック図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（１）画像形成装置例
図１に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の要部の概略構成を示す。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタである。但し、露光方式はレーザービームを利用したものに限るものではない。また、本発明の画像形成装置はプリンタに限るものでもない。例えば、複写機やファクシミリにも適用可能である。いずれの画像形成装置においてもその画像形成動作は「印刷」ともいう。定着装置は、記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する装置である。

図１において、電子写真感光体ドラム３１は、その周面に静電潜像を形成するための像担持体として機能する。電子写真感光体ドラムは以下、単にドラムと略記する。ドラム３１は、矢示の時計方向に所定のプロセススピード（画像形成速度）で回転駆動される。プロセススピードは特に限定するものではないが、例えば２３０ｍｍ／ｓｅｃである。

ドラム３１はその回転過程において、帯電ローラ３２に対する帯電バイアス印加電源Ｓ１から、帯電手段としての帯電ローラ３２を介して、所定の極性、電位に一様に一次帯電処理を受ける。

次いで、ドラム３１はその一次帯電面に、レーザースキャナ３３から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザー光による走査露光Ｌを受ける。これにより、露光明部のドラム電位が減衰して、ドラム周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

さらに、その静電潜像が、現像手段としての現像装置３４によりネガ現像剤（マイナス帯電トナー）によるトナー画像として反転現像（ドラム面の露光明部にトナーが付着）される。この現像は、現像バイアス印加電源Ｓ２から、現像ローラ（または現像スリーブ）３４ａを介して行われる。

次いで、そのトナー画像が、ドラム３１と、転写手段としての転写ローラ３５との間の圧接ニップ部である転写部３５ａにおいて、不図示の給紙部から所定のタイミングで給送されてきた用紙（記録材または転写材）Ｐの面に順次にトナー像が転写される。この転写は、転写バイアス印加電源Ｓ３から転写ローラ３５を介して行われる。本例では、転写バイアスが印加された転写ローラ３５により用紙Ｐの裏面がトナーの帯電極性（マイナス）とは逆極性であるプラスに帯電される。これにより、ドラム３１面側のマイナス極性のトナー画像が用紙Ｐ面側に静電気力で転写される。

転写部３５ａを通った用紙は除電針３６（或いは分離チャージャー）により除電され、ドラム３１面から分離される。さらに、定着装置３７へ搬送導入されて、トナー画像の加熱定着処理を受けてプリント物として出力される。定着装置３７は、画像形成装置が印刷可能な最大サイズの用紙を通紙させる全通紙領域のうち、所定幅以下のサイズの用紙が通過しない非通紙領域（通紙領域端部）を冷却する冷却手段としての冷却装置６０を内蔵している。両面プリントモードまたは多重プリントモードの場合には用紙は定着後、転写部３５ａへ再給送される（図示せず）。

用紙分離後のドラム３１面は、クリーニング装置３８により転写残りトナー等の残留付着物の除去を受けて、繰り返して作像に供される。

制御部３９は、ＣＰＵおよびメモリを有し、画像形成装置の各部の制御を行う。本例では、定着装置３７から温度等の検出信号を受けるとともに、定着装置３７へ、後述するヒータや冷却ファンなどの制御信号を出力する。

（２）定着装置３７
図２は定着装置３７の拡大模式図である。

ａ）定着装置の全体的構成と動作
本例の定着装置３７は所謂テンションレスタイプのフィルム加熱方式の装置である。即ち、定着フィルム２として円筒状（エンドレス状）のものを用い、このフィルムの周長の少なくとも一部はテンションフリー（テンションが加わらない状態）とし、このフィルム２を加圧回転体としての加圧ローラ９（圧接ローラ、バックアップローラ）の回転駆動力で回転駆動するようにしたものである。

横断面略半円弧状樋型の耐熱性、断熱性のステー３は加熱体支持部材兼フィルム内面ガイド部材として機能する。本例では耐熱モールド材でできたプラスチックステーである。加熱体（ヒータ）１はこのステー３の下面の略中央部にステー長手に沿って形成具備させた溝部に嵌入して耐熱性接着剤で固定支持されている。ステー３は加圧ローラ９の圧と加熱体１による撓みを抑えるために、ＦｅやＡｌ製の板金ステー３ａによってバックアップされている。

円筒状の定着フィルム２は、ステー３、加熱体１、板金ステー３ａからなるアセンブリにルーズに外嵌されている。

加圧ローラ９は、その芯金９ａの両端軸部を回転自由に軸受保持されている。定着フィルム２を外嵌させたステー３、加熱体１、板金ステー３ａからなるアセンブリを、加熱体１を下向きにして加圧ローラ９の上側に配置し、金属ステー３ａに不図示の付勢手段で総圧４〜２０ｋｇの押し下げ力を作用させる。これにより、加熱体１と加圧ローラ９とで定着フィルム２を挟持した状態で、加熱体１を加圧ローラ９の弾性に抗して圧接させている。定着フィルム２を挟む加熱体１と加圧ローラ９の間に定着ニップ部Ｎが形成される。

クリーニングローラ１０は、定着しきれなかった残留トナーを加圧ローラ９から除去し、加圧ローラ９の汚れが用紙を汚すのを防ぐ。熱伝導性の高い材質（Ａｌ等）でクリーニングローラを形成することにより、加圧ローラ９を清掃するだけでなく、非通紙部の過昇温を抑えて温度分布を均一にする効果も期待できる。

加圧ローラ９は不図示の駆動手段により不図示の動力伝達系を介して回転駆動力が伝達され、矢示のとおり反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ９の回転駆動により定着ニップ部Ｎにおけるこの加圧ローラ９と定着フィルム２外面との摩擦力で定着フィルム２に回転力が作用して定着フィルム２が加熱体１に密着摺動しながら矢示の時計方向ａにステー３の外回りを回転駆動される。定着ニップ部Ｎにおける加熱体１と定着フィルム２との摺動抵抗を低減するために両者間に耐熱性グリス等の潤滑剤を存在させるとよい。

印刷ジョブ（ＪＯＢ）が発生したとき、または、定着装置３７よりも用紙搬送方向上流側の用紙搬送路中に配設した記録材検知手段（図示せず）による記録材検知信号に基づいて、加圧ローラ９の回転駆動が開始され、また加熱体１のヒートアップが開始される。本明細書における印刷ジョブが発生したときとは、プリンタにおいてはホストコンピュータ（例えばＰＣ）からのプリントスタート信号が発生したとき、複写機においてはコピースタートボタンが押されたときまたは用紙カセットが選択されたとき、さらには、ファクシミリにおいては画像信号を受信したときである。

加圧ローラ９の回転による定着フィルム２の回転周速度が安定し、加熱体１の温度が所定温度にまで立ち上がった状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム２と加圧ローラ９との間に被加熱材としてのトナー画像Ｔを担持させた用紙Ｐがトナー画像担持面側を定着フィルム２側にして導入されることで、用紙Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム２を介して加熱体１に密着して定着ニップ部Ｎを定着フィルム２と一緒に移動通過していく。その移動通過過程において加熱体１の熱が定着フィルム２を介して用紙Ｐに付与されてトナー画像Ｔが用紙Ｐ面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは定着フィルム２の面から分離されて搬送される。

本例のテンションレスタイプのフィルム加熱方式の装置は、定着フィルム回転駆動状態時に定着ニップ部Ｎと、この定着ニップ部よりも定着フィルム２の回転方向上流側のステー３の外面部分と定着フィルム２との接触摺動部領域の定着フィルム２部分のみにテンションが作用し、残余の大部分のフィルム２部分にはテンションが作用しない。そのため、定着フィルム２の駆動トルクが小さい、定着フィルム２のステー３長手方向に沿う寄りの移動力が小さい等の特長がある。

ｂ）加熱体１
加熱体１は用紙Ｐの搬送方向に直交する方向を長手とする低熱容量の横長の線状加熱体である。本例ではセラミックヒータである。図３の加熱体１の拡大模式図に示すように、ヒータ基板１ａは、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向を長手とする、厚さ１．０ｍｍの良熱伝導性、絶縁性、高耐熱性、低熱容量の基板、例えばアルミナ等のセラミック基板である。通電発熱体層１ｂは、このヒータ基板１ａの一面（表面）側に基板幅方向の略中央部に基板長手に沿ってスクリーン印刷等で細帯状にパターン形成した層であり、例えば銀−パラジウムの層である。耐電圧ガラス層１ｃは、この通電発熱体層１ｂを覆うように形成された絶縁保護層である。導電層１ｅはこの耐電圧ガラス層１ｃの表面に形成した電極層である。温度検知素子１ｄはヒータ基板１ａの他方面（裏面）側に接触させて設けた、加熱体１の温度を検出するための素子、例えばサーミスタである。加熱体１の中央と端部の温度差（通紙領域と非通紙領域の温度差）を検出する場合、この温度検知素子１ｄは中央と端部の少なくとも２箇所に設置する。導電層１ｆはこの耐電圧ガラス層１ｃの表面に形成した温度検知素子１ｄの電極層である。

上記の加熱体１は、通電発熱体層形成面側である表面側を外側に露呈させて、ステー３の下面の略中央部にステー長手に沿って形成具備させた溝部に嵌入して耐熱性接着剤で固定支持されている。

耐電圧ガラス層１ｃの表面に形成した導電層１ｅは定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム２の内面に密着接触する。この導電層１ｅは図示しない整流素子（ダイオード）および抵抗器を介して接地してある。

通電発熱体層１ｂにはその長手両端部間に不図示のＡ／Ｃドライバで電力供給がなされる。これにより、通電発熱体層１ｂが発熱し、加熱体１全体が迅速に昇温する。この加熱体１の昇温が加熱体裏面側の温度検知素子１ｄで検知される。検知された加熱体温度は電気信号として不図示のＡ／Ｄコンバータに送られ、このコンバータを介して制御部３９（図１）に入力される。制御部３９はこの入力信号に基づいてＡ／Ｃドライバを制御し、加熱体温度が所定の適正温度に温調されるように通電発熱体層１ｂへの通電電力が制御される。

ｃ）定着フィルム２
定着フィルム２は、本例の場合は図４の層構成模式図に示すように、ベースフィルム層（基層）２ａ、プライマー層（接着層）２ｂ、コート層（離型層）２ｃの３層構成フィルムである。

ベースフィルム層２ａは、ポリイミド，ポリエーテルケトン，ポリエーテルスルフォン，ポリエーテルイミド，ポリパラバン酸等の耐熱性、絶縁性を有するものをベースとして、これに金属ホウ化粉末等の熱伝導率の高いフィラーを混合・分散させ、厚さ２０〜８０μｍ程度の円筒形状フィルムに成形したものである。

このベースフィルム層２ａの外周面にプライマー層２ｂを厚さ５μｍ程度に積層コートしてからＰＦＡ，ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂やシリコーン樹脂からなる厚さ５〜２０μｍ程度の離型層２ｃを形成したものである。

ベースフィルム層２ａと離型層２ｃの接着性が良い場合には、プライマー層２ｂを省略した２層構成フィルムでも支障はない。また、他の機能を持つ層をこれらの間に介在させる等して、２層以上の層で定着フィルム２を構成しても使用可能である。但し、定着性を維持するためにはなるべく全体厚みを薄くし、熱伝導性が良くなるような層構成が望ましい。

ｄ）加圧ローラ９
本例の加圧ローラ９は、図５の層構成模式図に示すように、Ｆｅ，Ａｌ等の金属の芯金９ａの周りにシリコーンゴム，フッ素ゴム等でできた弾性ゴム層９ｂを設け、さらにその外周に絶縁性離型層９ｃを設けてある。本例の加圧ローラ９の弾性ゴム層９ｂは、ゴム材中に、カーボンブラック，グラファイト等の導電性フィラーを分散させて低抵抗化（例えば１０^８Ωｃｍ以下）させてある。

絶縁性離型層９ｃは、ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ等の絶縁性のフッ素樹脂を厚さ２０〜１００μｍ程度にコーティングもしくはチューブ状にして被覆して形成具備させたものである。

以上の構成により、１分間に３０枚の割合で幅が１４８．５ｍｍ（Ａ５Ｒ）の用紙を１００枚流したところ、加熱体１の非通紙部の温度は２４０℃を超えてしまい、加圧ローラの非通紙部の温度は２００℃以上まで昇温した。

図６は本実施の形態に係る定着装置３７において冷却装置６０として冷却ファン６１を用いる例を示している。冷却ファン６１はフィルム２の両端部に別個に配置され、フィルム２の両端部に送風することにより冷却を行う。両冷却ファン６１は、制御部３９により起動／停止（すなわちＯＮ／ＯＦＦ）制御される。本実施の形態では、制御部３９は、所定幅以下のサイズの用紙に対する印刷ジョブの発生後、最初の用紙が定着装置に進入する迄の間に冷却ファン６１の起動を開始する。すなわち、小サイズの印刷指示が行われたとき、例えば、上述したような印刷ジョブが発生した際、画像形成の対象となる用紙のサイズが所定幅以下のサイズ（以下では単に「小サイズ」という）であることが検出されたとき直ちに、または、遅くとも、最初の用紙が定着装置３７に進入する迄の間に、冷却装置６０の起動を開始する（すなわち冷却ファン６１をＯＮする）。所定幅以下のサイズの用紙に対する印刷ジョブの実行中は、冷却ファン６１の動作を継続する。

本明細書において、「所定幅以下のサイズ」とは画像形成装置の利用可能な用紙の最大幅のサイズに対してそのサイズより幅の小さいサイズをいう。本発明は、特に、最大幅のサイズに対して２５％以上幅が小さいサイズに適用して好適である。このようなサイズは、図６に示す幅Ｓに対応し、例えば最大幅のサイズがＡ３縦である場合、Ａ４縦のサイズおよびこれ以下のサイズである。

プリンタの場合、ホストコンピュータから小サイズ紙の印刷指示が行われたとき、「小サイズであることが検出された」と判断することができる。複写機の場合、コピーする用紙サイズとして小サイズ紙が選択されたとき、「小サイズであることが検出された」と判断することができる。ファクシミリの場合、小サイズ紙の印刷ジョブが受信されたとき「小サイズであることが検出された」と判断することができる。これに対して、大サイズ紙が選択されたときは、冷却ファン６１はＯＮしない。

図１０に、本実施の形態の画像形成装置の概略ハードウェア構成を示す。

画像形成装置は、上述した定着装置３７、制御部３９の他、操作パネル２１、スキャナ部２２、通信部２３、給紙部２５、用紙サイズ検出部２６、用紙搬送部２７、画像記録部２８を有する。

操作パネル２１は、ユーザインタフェースのための液晶表示部、キー入力部等を有する。スキャナ部２２は、複写機能のためのイメージスキャナである。通信部２３は、プリンタインタフェースやファクシミリ機能のための通信を行う部位である。給紙部２５は、用紙カセットから用紙をピックアップして供給する部位である。用紙サイズ検出部２６は、用紙カセットの選択やホストコンピュータからの指示に基づいて、画像形成対象の用紙サイズを検出する手段であり、ハードウェアのセンサ等を設ける場合の他、用紙サイズ検出部２６の機能の一部または全部を制御部３９が担う場合もありうる。用紙搬送部２７は、給紙部２５から供給された用紙を画像記録部２８にまで搬送する部位である。画像記録部２８は、搬送されてきた用紙にトナー画像を記録する部位である。定着装置３７は、上述したようにトナー画像を熱定着する手段であり、加熱体１、温度検知素子１ｄおよび冷却装置６０を有する。

本実施の形態との比較のため、図７と図８において、加熱体１の通紙部と非通紙部の温度差に基づいて冷却を行う先行技術と、本実施の形態の動作とを対比して説明する。図７，図８において、細線グラフは従来の動作を示し、太線グラフは本実施の形態の動作を示している。

＜動作例１ 大サイズ通紙後の小サイズ通紙時制御＞
この動作例１として、大サイズ通紙後の小サイズ通紙時の動作例を考慮する。本実施の形態においてサイズとは印刷が行われる用紙の幅の大きさであり、予め定めた幅（所定幅）以下のサイズを小サイズとする。

先行技術の制御は次のとおりである。
（１）ファン＿ＯＮタイミング：定着装置への小サイズ紙の通紙開始後に通紙部と非通紙部の温度差が所定温度（例えば１０℃）を越えた時点ｔ１で冷却ファンを起動する。
（２）ファン＿ＯＦＦタイミング：印刷ジョブ枚数の用紙の通紙後、加熱体１の中央と端部の温度検知素子の温度差が所定温度（例えば１０℃）以下になったら冷却ファンを停止させる。

一方、本実施の形態における制御方法は、次のとおりである。
（１）大サイズ紙の通紙の際には冷却ファン（ＦＡＮ）は停止させておく。大サイズ紙の通紙による印刷が終了した後、小サイズの印刷ジョブが発生すると、直ちに、またはその後、遅くとも最初の用紙が定着装置３７に進入する迄の間に（典型的には小サイズの印刷ジョブが発生すると同時に）、冷却ファンを起動する制御を行う。「直ち」の起動を採用する場合にも、その時点で大サイズの画像形成動作中であれば、大サイズの画像形成動作の終了を待つ。
（２）小サイズ紙を連続通紙している際は、通紙枚数に関係なく冷却ファンを回転させておく。

図７，図８の例では、「印刷中（画像形成動作中）」とは、印刷ジョブの実行中であり、印刷ジョブ発生後の最初の用紙の給紙が開始されて、最後の用紙が排紙されるまでである。また、前の印刷ジョブの終了直後または終了前に次の印刷ジョブが発生した場合を示している。

その効果として、先行技術では連続した小サイズ通紙によりあるタイミングで、過度の端部昇温を防止するために給紙搬送時間間隔を広げる紙間制御（いわゆるスループットダウン：ＴＰＤ）を実施する温度であるＴＰＤ移行温度（本実施の形態では２４０℃）に到達するのに対し、本動作例ではＴＰＤ温度まで到達するまでの時間を先行技術より延長することができる（図７の時間Ｌ１）。その結果、先行技術より、小サイズ印刷の生産性が向上する効果が期待できる。なお、スループットダウンとは、通常、定着温度が過昇温状態（予定の温度より高い状態）になったときに連続する用紙の給紙搬送時間間隔を広げる制御をいい、端部の過昇温を防止する効果があるが、給紙搬送される用紙の間隔を拡げるため、時間当たりの印刷枚数が低下するデメリットがある。

＜動作例２ 小サイズ通紙後の小サイズ通紙時制御＞
動作例２として、小サイズ通紙後の小サイズ通紙時の冷却ファン制御を、先行技術と異なる手法で行った。

先行技術では上記のとおり、前ジョブで冷却ファンをＯＮさせていても通紙部と非通紙部の温度差が所定温度（例えば１０℃）以下になったらＯＦＦし、小サイズ紙の通紙開始後に通紙部と非通紙部の温度差が所定温度（例えば１０℃）を越えた時点ｔ２でＯＮする。

本実施の形態の制御は次のとおりである。
（１）ＦＡＮ＿ＯＮタイミング：小サイズの印刷ジョブが発生すると、画像形成開始前であっても直ちに、または、遅くとも最初の用紙が定着装置３７に進入する迄の間に、冷却ファンを起動する。上記のとおり、「直ち」の起動を採用する場合にも、その時点で大サイズの画像形成動作中であれば、大サイズの画像形成動作の終了を待つ。小サイズ紙の通紙中は冷却ファンは回転させておく。複数枚数の小サイズ紙を連続通紙している際は、枚数に関係なく冷却ファンを回転させておく。
（２）ＦＡＮ＿ＯＦＦタイミング：小サイズの印刷ジョブの終了後、次の印刷ジョブの用紙サイズが小サイズでないことが検出されたとき（例えば大サイズの印刷ジョブが発生したとき）、または、印刷ジョブの終了後に所定条件が満足されたときのいずれか早い時点で冷却ファンを停止させる。ここでいう「所定条件が満足された」とは例えば加熱体１の中央と端部の温度検知素子の温度差が所定温度（例えば１０℃）以下になった場合、あるいは、図示しない環境温度を検知する検知手段（センサ）により検知された環境温度と端部の温度とがほぼ一致した場合である。小サイズの印刷ジョブが終了した後、冷却ファンが停止されても、再び小サイズの印刷ジョブが発生すると、通紙部と非通紙部の温度差に関わらず冷却ファンを再度動作させる。

このように、動作例２では、基本的に、小サイズ紙の印刷が終了したあと、次の小サイズ紙の印刷が開始するまでの間の期間も冷却ファンの動作を継続することにより、この動作例２においても、ＴＰＤ温度まで到達するまでの時間を延長することができ（図８の時間Ｌ２）、小サイズ印刷の生産性が向上する効果が期待できる。また、小サイズの印刷ジョブの終了後に大サイズの印刷ジョブが発生したときには直ちに冷却ファンを停止させることにより、直ちに問題なく大サイズの印刷へ移行することができる。

図９に、このような動作例１、２を包括的に含む本実施の形態における冷却ファン制御処理のフローチャートを示す。この処理は上述した制御部３９のＣＰＵがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。

この処理は、画像形成装置の本体主電源がＯＮされたときに起動される。

まず、所定の初期動作を行った後、印刷ジョブの発生を待つ（Ｓ１１）。印刷ジョブが発生したら、紙幅サイズが小サイズか否か判断する（Ｓ１２）。

小サイズでない場合、冷却ファンはＯＦＦとし（Ｓ１３）、印刷動作を開始させる（Ｓ１４）。ステップＳ１３において、冷却ファンが既にＯＦＦ状態にあれば、その状態を維持する。印刷終了後（Ｓ１５）、次ジョブを待機する（Ｓ１６）。

ステップＳ１２において用紙幅が小サイズであれば、直ちに、または、最初の用紙が定着装置３７に進入する迄の間に冷却ファンをＯＮさせて（Ｓ２０）、印刷を開始する（Ｓ２１）。ステップＳ２０において、冷却ファンが既にＯＮ状態にあれば、その状態を維持する。印刷が終了したら（Ｓ２２）、次ジョブを待機する（Ｓ１６）。

次ジョブが発生したら、再度、用紙サイズを確認し（Ｓ１９）、小サイズか否かに応じて、上記ステップＳ１３またはＳ２０へ移行する。但し、次ジョブが小サイズと検出されたとき、その時点で大サイズの印刷中であれば（Ｓ２３）、大サイズの印刷終了を待って、ステップＳ２０へ移行する。すなわち、少なくとも大サイズの印刷における最後の用紙が定着装置３７から排出されるまで待機する。

ステップＳ１６において次ジョブがない場合、上述した「所定条件」が満足された場合、例えば、通紙部と非通紙部の温度差が所定温度以下となったとき（Ｓ１７ａ，Ｙｅｓ）あるいは端部の温度が環境温度とほぼ一致したとき（Ｓ１７ｂ，Ｙｅｓ）、冷却ファンがＯＮ状態であればＯＦＦとする（Ｓ１８）。このステップＳ１８において、冷却ファンが既にＯＦＦ状態にあれば、その状態を維持する。

このように、本実施の形態の冷却ファン制御処理では、小サイズの画像形成動作中、冷却ファンの動作を継続し、印刷ジョブの終了後、次の印刷ジョブの用紙サイズが小サイズでないことが検出されたとき、冷却ファンを停止させる。また、本発明において必須ではないが、次の印刷ジョブの用紙サイズが小サイズでないことが検出される前であっても前記所定条件が満足されたとき、冷却ファンを停止させる。換言すれば、印刷ジョブの終了後、次の印刷ジョブの用紙サイズが小サイズでないことが検出されるまで、または、印刷ジョブの終了後に前記所定条件が満足されるまでは冷却ファンの動作を継続する。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、冷却手段としての冷却ファンは、小サイズ紙の定着時にヒータの両端に非通紙部が生じる例に対応して、ヒータの両端に配置したが、ヒータの片端に非通紙部が生じる例では片端側にのみ配置する構成でよい。また、冷却手段の一例として冷却ファンを挙げたが、冷却ファンに限るものではなく利用可能な任意の冷却手段を採用することが可能である。

１…加熱体
２…定着フィルム
３…ステー
９…加圧ローラ
１０…クリーニングローラ
３１…電子写真感光体ドラム
３２…帯電ローラ
３３…レーザースキャナ
３４…現像装置
３５…転写ローラ
３５ａ…転写部
３６…除電針
３７…定着装置
３８…クリーニング装置
３９…制御部
６０…冷却装置
６１…冷却ファン

Claims (5)

1. 記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する定着装置を備え、前記定着装置の温度が過昇温状態となったときに給紙搬送時間間隔を広げる紙間制御を行う画像形成装置において、
   記録材を通紙させる定着装置の全通紙領域のうち所定幅以下のサイズの記録材が通過しない非通紙領域を冷却する冷却手段と、
   前記冷却手段の動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの発生後、最初の記録材が定着装置に進入する迄の間に前記冷却手段の起動を開始して、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの実行中は、前記冷却手段の動作を継続する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの終了後、次の印刷ジョブとして、記録材サイズが前記所定幅を超えるサイズの記録材に対する印刷ジョブが発生したとき前記冷却手段の動作を停止する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブの終了後に、前記定着装置の全通紙領域の幅方向の中央と端部の温度差が所定温度以下になったとき、または、前記端部の温度が環境温度と一致したとき、前記冷却手段の動作を停止する請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定幅以下のサイズとは画像形成装置の利用可能な用紙の最大幅のサイズに対してそのサイズより幅の小さいサイズである請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記所定幅以下のサイズの記録材に対する印刷ジョブが発生した際、前記所定幅を超えるサイズの画像形成動作中であれば当該画像形成動作の終了後に前記前記冷却手段の起動を開始する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。

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