特開 2024-14323 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014323

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20240125BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20240125BHJP

   G03G 21/20 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 555

G03G21/00 370

G03G21/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117055

(22)【出願日】2022-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116964

【弁理士】

【氏名又は名称】山形 洋一

(74)【代理人】

【識別番号】100120477

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 賢改

(74)【代理人】

【識別番号】100135921

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 昌彦

(74)【代理人】

【氏名又は名称】半田 淳一

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 哲哉

【テーマコード（参考）】

2H033

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H033AA03

2H033BA25

2H033BA27

2H033BA30

2H033BB18

2H033BB28

2H033BE00

2H033CA04

2H033CA17

2H033CA27

2H033CA44

2H270LA25

2H270LA72

2H270LA81

2H270LB01

2H270LD14

2H270LD15

2H270MA35

2H270MB46

2H270MH15

2H270PA07

2H270ZC04

2H270ZC06

(57)【要約】

【課題】幅の狭い記録用紙に続いてより幅の広い記録用紙の定着を行うと、端部においてホットオフセットやコールドオフセットが発生する場合がった。この場合、オフセットを解消するための時間を設ける必要があり、印刷効率の低下を招いていた。
【解決手段】定着ベルト５１と、Ｂ５及びＡ４の記録用紙３の通過領域内に配置される中央抵抗体５２ａと、Ａ４の記録用紙３ａが、通過する領域と通過しない領域とが混在する領域に配置される端部抵抗体５２ｂとを有する定着部１６と、中央抵抗体５２ａの領域の温度を検知する温度センサ６１と、印字率判断部１６２と幅狭／幅広切り替え判断部１６１とを備えてヒータ５２の温度を制御する温度制御部（１６０，６７，２３）とを有し、Ｂ５の後にＡ４の記録用紙を印刷するとき、Ｂ５の記録用紙３ｂの定着中に、端部抵抗体５２ｂに供給する電力の比率を変える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サイズの異なる記録媒体を印刷可能な画像形成装置において、
回転部材と、該回転部材の長手方向において、第１の記録媒体及び該第１の記録媒体より幅広の第２の記録媒体の通過領域内に配置されるメイン加熱体と、前記第２の記録媒体が、通過する領域と通過しない領域とが混在する領域に配置されるサブ加熱体と、前記回転部材の外周面と接触する加圧部材とを有し、前記回転部材と前記加圧部材との間に形成されるニップ部で、トナー像が転写された前記第１の記録媒体又は前記第２の記録媒体を挟持して通紙し、前記トナー像を加熱定着する定着部と、
前記回転部材の、前記メイン加熱体に対向する領域の温度を検知する温度検知手段と、
前記トナー像の印字率を求める印字率判断部と、前記長手方向において、印刷する記録媒体の幅を判断する幅狭／幅広判断部とを備え、前記温度検知手段が検知する温度に基づいて、前記メイン加熱体及び前記サブ加熱体に供給する電力のオン、オフを制御する温度制御部と
を有し、
前記温度制御部は、前記第１の記録媒体の後に前記第２の記録媒体を印刷するとき、前記第２の記録媒体の定着条件を満たすように、前記第１の記録媒体の定着中に、前記メイン加熱体に供給する電力に対する前記サブ加熱体に供給する電力の比率を変えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記メイン加熱体は、前記長手方向において、中央部に配置される中央抵抗体であり、前記サブ加熱体は、前記中央抵抗体の両端部に隣接して配置される一対の端部抵抗体であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記比率をｒａ、前記中央抵抗体に対するオンデューティをＤｍ［％］、印刷する記録媒体のサイズに基づいて設定された用紙サイズ係数をα（１≧α）、補正係数をβ［％］としたとき、前記比率ｒａを次式
ｒａ＝（Ｄｍ×α＋β）／Ｄｍ
で求め、前記補正係数βが、前記第１の記録媒体の定着中に変わることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記補正係数βは、定着する前記第１の記録媒体の枚数が増加するのに応じて段階的に減少することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記補正係数βは、前記第１の記録媒体に対する印刷データの各データ領域の印字率によって変化し、前記印字率が増加するのに応じて段階的に減少することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記定着条件は、前記第２の記録媒体の通過領域に対応する前記回転部材の温度が所定の温度範囲内に収まっていることであることを特徴とする請求項１又は２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、画像形成装置における定着装置の構成と温度制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の装置として、加熱ローラ内部に長手方向において、複数に分割されたヒータを備え、印刷画像領域に応じて対応するヒータを温度制御するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１３０６９号公報（第７頁、図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

幅の狭い記録用紙の定着に適した温度制御を続けた後、より幅の広い記録用紙の定着を行うと、幅の狭い記録用紙の非通紙領域における温度上昇や温度低下のため、端部においてホットオフセットやコールドオフセットが発生する場合がった。またこれらを防止するためには、用紙幅の幅狭／幅広切替のタイミングで、これ等のオフセットを解消するための時間を設ける必要があり、印刷効率の低下を招いていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明による画像形成装置は、サイズの異なる記録媒体を印刷可能な画像形成装置であって、
回転部材と、該回転部材の長手方向において、第１の記録媒体及び該第１の記録媒体より幅広の第２の記録媒体の通過領域内に配置されるメイン加熱体と、前記第２の記録媒体が、通過する領域と通過しない領域とが混在する領域に配置されるサブ加熱体と、前記回転部材の外周面と接触する加圧部材とを有し、前記回転部材と前記加圧部材との間に形成されるニップ部で、トナー像が転写された前記第１の記録媒体又は前記第２の記録媒体を挟持して通紙し、前記トナー像を加熱定着する定着部と、
前記回転部材の、前記メイン加熱体に対向する領域の温度を検知する温度検知手段と、
前記トナー像の印字率を求める印字率判断部と、前記長手方向において、印刷する記録媒体の幅を判断する幅狭／幅広判断部とを備え、前記温度検知手段が検知する温度に基づいて、前記メイン加熱体及び前記サブ加熱体に供給する電力のオン、オフを制御する温度制御部とを有し、
前記温度制御部は、前記第１の記録媒体の後に前記第２の記録媒体を印刷するとき、前記第２の記録媒体の定着条件を満たすように、前記第１の記録媒体の定着中に、前記メイン加熱体に供給する電力に対する前記サブ加熱体に供給する電力の比率を変えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、幅の狭い記録媒体の定着に適した温度制御を続けた後、より幅の広い記録媒体の印刷を行った場合でも、幅の狭い記録用紙の定着が終了した段階で、通紙領域の定着温度をより幅の広い記録媒体に適した範囲に収めることが可能となり、課題を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に基づく実施の形態１の画像形成装置としてのカラープリンタの要部構成を示す要部構成図である。

【図2】定着部の内部構成の概略説明図であり、（ａ）は、定着部を記録用紙の搬入側からみた定着ベルト及び加圧ローラと、これを温度制御する制御回路と、サイズの異なる記録用紙の通過領域の関係を示す説明図であり、（ｂ）は、ヒータの平面図である。

【図3】定着部を加圧ローラの回転軸方向からみた要部構成図である。

【図4】カラープリンタの制御系の構成を示すブロック図である。

【図5】各サイズの記録用紙を定着する時の、定着ベルトの表面の長手方向（Ｙ方向）の温度分布イメージ図である。

【図6】記録用紙が定着部を通過する際の、温度センサの温度推移を示す説明図であり、（ａ）は、定着部の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータの中央抵抗体及び一対の端部抵抗体の配置領域と、Ｂ５の記録用紙及びＡ４の記録用紙の各通過領域の位置関係を示し、（ｂ）は、各記録用紙が定着部のニップ部を通過する際の温度推移グラブである。

【図7】トナー濃度の低い記録用紙が定着部を通過する際の、温度センサの温度推移及びオンデューティを示す説明図であり、（ａ）は、定着部の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータの中央抵抗体及び一対の端部抵抗体の配置領域と、Ｂ５の記録用紙及びＡ４の記録用紙の各通過領域の位置関係を示し、（ｂ）は、各記録用紙が定着部のニップ部を通過する際の各領域の温度推移グラブを示し、（ｃ）は、各用紙が定着部のニップ部を通過する際のヒータのオンデューティを示す。

【図8】トナー濃度の濃い記録用紙が定着部を通過する際の、温度センサの温度推移及びオンデューティを示す説明図であり、（ａ）は、定着部の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータの中央抵抗体及び一対の端部抵抗体の配置領域と、Ｂ５の記録用紙及びＡ４の記録用紙の各通過領域の位置関係を示し、（ｂ）は、各記録用紙が定着部のニップ部を通過する際の各領域の温度推移グラブを示し、（ｃ）は、各用紙が定着部のニップ部を通過する際のヒータの同オンデューティを示す。

【図9】本発明においてトナー濃度の低い記録用紙が定着部を通過する際の、温度センサの温度推移及びオンデューティを示す説明図であり、（ａ）は、定着部の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータの中央抵抗体及び一対の端部抵抗体の配置領域と、Ｂ５の記録用紙及びＡ４の記録用紙の各通過領域の位置関係を示し、（ｂ）は、各記録用紙が定着部のニップ部を通過する際の各領域の温度推移グラブを示し、（ｃ）は、各用紙が定着部のニップ部を通過する際のヒータのオンデューティを示す。

【図10】本発明においてトナー濃度の濃い記録用紙が定着部を通過する際の、温度センサの温度推移及びオンデューティを示す説明図であり、（ａ）は、定着部の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータの中央抵抗体及び一対の端部抵抗体の配置領域と、Ｂ５の記録用紙及びＡ４の記録用紙の各通過領域の位置関係を示し、（ｂ）は、各記録用紙が定着部のニップ部を通過する際の各領域の温度推移グラブを示し、（ｃ）は、各用紙が定着部のニップ部を通過する際のヒータのオンデューティを示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

実施の形態１．
図１は、本発明に基づく実施の形態１の画像形成装置としてのカラープリンタ１の要部構成を示す要部構成図である。同図に示すように、カラープリンタ１は、本体部１ａとトップカバー部１ｂとから構成される。

【0009】

本体部１ａ内には、記録用紙格納部４、給紙ローラ５、走行系センサ６、第１レジストローラ７、走行系センサ８、第２レジストローラ９、走行系センサ１０、イエロー（Ｙ）用の画像形成ユニット２Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の画像形成ユニット２Ｍ、シアン（Ｃ）用の画像形成ユニット２Ｃ、ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット２Ｋ、定着部１６、走行系センサ１７、及び排出スタッカ部１８が、記録媒体としての記録用紙３の搬送経路の上流側から順に配置されている。

【0010】

尚、ここでの記録媒体としては、後述するように記録用紙格納部４ａに収容された幅広サイズ（ここではＡ４）の記録用紙３ａと、増設用の記録用紙格納部４ｂに収容された幅狭サイズ（ここではＢ５）の記録用紙３ｂとがあるが、特に区別する必要がないときには記録用紙３と称す場合がある。また記録用紙格納部４ａ及び増設用の記録用紙格納部４ｂ、給紙ローラ５ａ及び給紙ローラ５ｂについても、特に区別する必要がない場合には、それぞれ記録用紙格納部４及び給紙ローラ５と称す場合がある。

【0011】

各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（特に区別する必要のない場合には画像形成ユニット２と称す場合がある）と対向する位置には、転写ローラ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ（特に区別する必要のない場合には転写ローラ１５と称す場合がある）が配置されている。４つの転写ローラ１５と画像形成ユニット２が各々対向して配置された搬送経路には、この間において記録用紙３を搬送する搬送ベルト１１を有する搬送ベルトユニット２８が備えられている。

【0012】

カラープリンタ１によって印刷される記録用紙３は、記録用紙格納部４によって複数枚積層された状態で格納される。給紙ローラ５は、記録用紙格納部４から記録用紙３を１枚ずつ給紙し、第１レジストローラ７及び第２レジストローラ９は、記録用紙格納部４から給紙ローラ５により給紙された記録用紙３を搬送ベルトユニット２８まで搬送する。

【0013】

記録用紙３の搬送経路において、第１レジストローラ７及び第２レジストローラ９の直前に設置された走行系センサ６及び走行系センサ８は、記録用紙３が到達したことを検出して各レジストローラの動作タイミングを得、第２レジストローラ９の後段に配置された走行系センサ１０は、到達した記録用紙３を検出することにより、この記録用紙３への画像形成のタイミングを検知する。

【0014】

画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ対応する感光体ドラム１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ（特に区別する必要のない場合には感光体ドラム１４と称す場合がある）、及び現像剤収容部としての各トナーカートリッジ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ（特に区別する必要のない場合にはトナーカートリッジ１３と称す場合がある）を備えている。

【0015】

各感光体ドラム１４は、色毎に、静電気力によりドラム表面に印刷データに応じた静電潜像を形成可能な感光体ドラムであり、静電潜像が対応する色のトナーなどの現像剤により現像化され、記録用紙３へ転写するトナー像を保持する。

【0016】

画像形成ユニット２及びトナーカートリッジ１３は、それぞれ交換部品として交換が必要なため、画像形成ユニット２はカラープリンタ１本体に対して、トナーカートリッジ１３は画像形成ユニット２本体に対してそれぞれ着脱自在に構成されている。

【0017】

各転写ローラ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、搬送ベルト１１を介して、それぞれ感光体ドラム１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃと対峙して配設され、各感光体ドラム１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃの外周面に形成された各色のトナー像を、搬送ベルト１１によって搬送される記録用紙３の画像形成面に順次重ねて転写する。感光体ドラム１４及び転写ローラ１５は、本体部１ａ内に配置された高圧制御部１８０（図４参照）により高電圧が印加され、これにより静電気的に帯電／現像／転写といった電子写真プロセスを可能とする。

【0018】

定着部１６は、記録用紙３上に形成されたトナー像を熱と圧力により定着させる。記録用紙３の搬送経路において、この定着部１６の後段に配置される走行系センサ１７は、トナー画像が定着した記録用紙３を検知することにより、この記録用紙３が、最終的に排出スタッカ部１８に排出されたことを検知可能とする。

【0019】

上記した各走行系センサ６，８，１０，１７は、ケーブルを介して後述するプロセス制御部１５０（図４参照）に接続されている。また、各ローラ（給紙ローラ５、第１レジストローラ７、第２レジストローラ９、感光体ドラム１４、転写ローラ１５及び定着部１６）は、図示しないアクチュエータによりメカ的に駆動され、記録用紙３を搬送経路の下流方向へ搬送することを可能としている。

【0020】

一方トップカバー部１ｂには、ＬＥＤヘッド２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ（特に区別する必要のない場合にはＬＥＤヘッド２４とする）及び表示部２０が配置されている。

【0021】

ＬＥＤヘッド２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋは、それぞれ各画像形成ユニット２の感光体ドラム１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃに対向可能に配置され、受信される印刷データに応じて光を照射する露光部であり、トップカバー部１ｂの開閉を妨げないように変位可能に支持されている。ＬＥＤヘッド２４は、トップカバー部１ｂが閉じられると、感光体ドラム１４の表面に近接して露光可能となり、ケーブルを介して、カラープリンタ１の本体部１ａに接続される。

【0022】

表示部２０は、液晶表示パネル及びスイッチ等により構成されるプリント基板であり、カラープリンタ１の状態表示及びユーザによる入力操作を可能とする。液品表示パネルは、例えば２４文字×２行のキャラクタ（文字）を表示するものとする。

【0023】

濃度センサ２２は、濃度補正等の印字品位保持動作をする為に、搬送ベルト１１上に作成される特殊なパターンを読み取る光学式センサである。低圧制御部２３（図４参照）は、商用のＡＣ電源をＤＣ電源に変換するＡＣ－ＤＣ電源である。図示しない各基板に３．３Ｖ、５Ｖ、２４Ｖ等のＤＣ電源を供給する。また、後述するように定着部１６のヒータ５２（図２参照）にトライアック６５，６６を介して交流公称電圧６７（ＡＣ１００Ｖ）を供給する。

【0024】

またカラープリンタ１には、上段に記録用紙格納部４ａが、下段に増設用の記録用紙格納部４ｂが着脱可能に備えられている。ここでは、上段の記録用紙格納部４ａが第２の記録媒体としてのＡ４の記録用紙３ａを収容し、下段に増設用の記録用紙格納部４ｂが第１の記録媒体としてのＢ５の記録用紙３ｂを収容し、印刷要求に応じて択一的にＡ４の記録用紙３ａ又はＢ５の記録用紙３ｂを用紙搬送経路に送り込む。また各段に装着された記録用紙格納部４は図示しないカセット検出部によって検出され、各記録用紙格納部４が収容する用紙サイズ情報が、後述するプロセス制御部１５０（図４参照）に送信されるものとする。

【0025】

尚、図１中のＸ、Ｙ、Ｚの各方向は、記録用紙３が画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを通過する際の搬送方向をＸ方向とし、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの回転軸方向をＹ方向とし、これら両軸と直交する方向をＺ方向としている。また、後述する他の図においてＸ、Ｙ、Ｚの各方向が示される場合、これらの方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のＸＹＺ方向は、各図の描写部分が、図１に示すカラープリンタ１を構成する際の配置方向を示している。またここでは、Ｚ方向が略鉛直方向となるように配置されるものとする。

【0026】

図２は、定着部１６の内部構成の概略説明図であり、同図（ａ）は、定着部１６を記録用紙３の搬入側からみた定着ベルト５１及び加圧ローラ５３と、これを温度制御する制御回路と、サイズの異なる記録用紙３の通過領域の関係を示す説明図であり、同図（ｂ）は、ヒータ５２の平面図であり、図３は、定着部１６を加圧ローラ５３の回転軸方向からみた要部構成図である。

【0027】

これ等の図に示すように、定着部１６は、定着ベルト５１、ヒータ５２、加圧ローラ５３、温度センサ６１，６２，６３、熱拡散部材５４、及び図示しないヒータホルダ及び固定支持部材から構成される。

【0028】

回転部材、ベルト部材又は定着回転部材としての定着ベルト５１は、無端状の帯状部材であり、内部より図示しない固定支持部材により支持されている。定着ベルト５１は、内側より基材、ゴム層、離型層が設けられた構成であり、例えば、基材はポリイミド、ゴム層はシリコンゴム、離型層はフッ素系樹脂ＰＦＡ等の材質である。

【0029】

定着ベルト５１の内側に配置された加熱源としてのヒータ５２は、定着ベルト５１の長手方向（Ｙ方向）延在する長方形状の基体５２ｆと、基体５２ｆ上に形成される加熱体としての抵抗体とによって構成されている。抵抗体は、中央部のメイン加熱体としての中央抵抗体５２ａとその両端に隣接して配置された２つのサブ加熱体としての端部抵抗体５２ｂに分割されている。

【0030】

中央抵抗体５２ａは、幅狭サイズ（ここではＡ５の記録用紙３ｃの横置きサイズ）の記録媒体をサポートできる幅であり、抵抗体２５ａと２つの端部抵抗体５２ｂは、合わせて幅広サイズ（ここではＡ４の記録用紙３ａの横置きサイズ）の記録媒体をサポートできる幅としている。中央抵抗体５２ａと端部抵抗体５２ｂは、後述するように、オン／オフ制御されるトライアック６５，６６により、交流公称電圧６７から電力がそれぞれ独立に供給されて発熱する。交流公称電圧６７はＡＣ入力電圧であり、ここではＡＣ１００Ｖである。

【0031】

加圧部材又は加圧回転部材としての加圧ローラ５３は、金属材料から成る円筒状の部材周面をゴム弾性層で覆った構成を備え、定着ベルト５１に対向して配設されてこれとニップ部１６ａ（図６参照）を形成している。ゴム弾性層の材質は、例えばシリコンゴム等である。また加圧ローラ５３は、図３に示す矢印方向に回転駆動され、これによって圧接する定着ベルト５１を矢印方向に回転移動し、ニップ部で挟持する記録用紙３をＸ方向に搬送する。

【0032】

熱拡散部材５４は、定着ベルト５１の長手方向（Ｙ方向）、及び幅方向（Ｘ方向）に温度を均一に拡散する目的で、ヒータ５２と定着ベルト５１の間に配設される。熱拡散部材５４の材質は、例えば熱伝導率が高いアルミニウム等である。

【0033】

温度検知手段としての温度センサ６１は非接触式の温度検知センサである。中央部の通紙領域に設置され、定着ベルト５１の表面温度を検知する。温度センサ６２，６３は接触式サーミスタであり、非通紙領域（記録用紙３が通過しない領域）の両端部に設置され、加圧ローラ５３の表面温度を検知する。

【0034】

交流公称電圧６７の一端側端子は、中央抵抗体５２ａ及び２つの端部抵抗体５２ｂの、各一方の端部に接続された端子５２ｃに接続され、交流公称電圧６７の他端側端子は、トライアック６５及び６６の各可動端子に接続され、トライアック６５の固定端子は２つの端部抵抗体５２ｂの各他方の端部に接続された端子５２ｅに接続され、トライアック６６の固定端子は中央抵抗体５２ａの他方の端部に接続された端子５２ｄに接続されている。

【0035】

トライアック６５及び６６は、ヒータ５２の電力制御に用いられる半導体スイッチング素子であり、後述するように、温度センサ６１の検知結果に基づいて定着ベルト５１の温度が最適となるように、定着制御部１６０（図４）によってオン／オフ制御される。

【0036】

図４は、カラープリンタ１の制御系の構成を示すブロック図である。同図において、上位装置としてのＰＣ１００は、ＰＣ表示部１０１やＰＣ入力部１０２を有し、印刷データを作成し、作成した印刷データを、ＵＳＢ、ＬＡＮ等のＩ／Ｆを介してカラープリンタ１に送信する。また、ＰＣ１００は、前記Ｉ／Ｆを介してカラープリンタ１より出された指示を受信する。

【0037】

ＰＣ表示部１０１は、図示せぬアプリケーションで作成される印刷画像を表示し、カラープリンタ１から出された指示を表示させるための液晶ディスプレイ等である。ＰＣ入力部１０２は、図示せぬアプリケーション等を介して印刷データの画像を作成し、カラープリンタ１より出された指示に対する応答を入力するためのキーボード、マウス等である。

【0038】

中央制御部１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３を備え、これらの構成要素は内部バスにて接続されている。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２に記憶されている印刷処理プログラムに従って、ＲＡＭ１１３、プロセス制御部１５０を制御する。ＲＯＭ１１２は、印刷処理プログラムを記憶するために領域であり、カラープリンタ１の電源が切れてもデータを保持可能な不揮発性メモリである。ＲＡＭ１１３は、ＰＣ１００から入力された印刷データを記憶し、カラープリンタ１の電源が切られるとデータが消去される揮発性メモリである。

【0039】

プロセス制御部１５０は、走行系センサ６，８，１０，１７からなる走行系センサ群１９２から記録用紙３の位置情報を入力し、高圧制御部１８０、露光制御部１８５、モータ制御部１７０及び定着制御部１６０を有し、記録用紙３の搬送や帯電・現像・転写・定着等の印刷プロセスを適正に制御する。高圧制御部１８０及び露光制御部１８５は、記録用紙３にトナー画像を転写するために、各種ローラに印加する電圧、及び露光手段による露光を適正に制御する。

【0040】

即ち、帯電電圧制御部１８４は、感光体ドラム１４の表面を適正電圧に帯電するための帯電ローラ３３に帯電電圧を印加し、露光制御部１８５は、露光手段としてのＬＥＤヘッド２４により、受信される印刷データに応じて帯電され感光体ドラム１４の表面に光を照射して静電潜像を形成し、現像電圧制御部１８３は、現像ローラ３２によって静電潜像を現像化（トナー像）するための現像電圧を現像ローラ３２に印加し、供給電圧制御部１８２は、供給ローラ３１によって現像ローラ３２にトナーを供給するために供給電圧を供給ローラ３１印加し、転写制御部１８１は、転写ローラ１５によって、感光体ドラム１４の表面に形成されたトナー現像を記録用紙３に転写するために転写電圧を転写ローラ１５に印加する。

【0041】

定着制御部１６０は、定着ベルト５１の表面温度を適切にするための制御部である。温度センサ６１の検出結果に基づいて低圧制御部２３のトライアック６５，６６等をオン／オフ制御することにより交流公称電圧６７からヒータ５２に電力を供給し、定着ベルト５１の表面温度を所定の温度に制御する。後述するように、設定温度、オンデューティ補正パラメータなどのテーブルを保持し、そのパラメータによって定着制御を行うトライアック６５，６６は、オン時に固定端子と可動端子が導通する。尚、定着制御部１６０、交流公称電圧６７、及び低圧制御部２３が温度制御部に相当する。

【0042】

幅狭／幅広判断部としての幅狭／幅広切替え判断部１６１は、オンデューティ補正パラメータを保持し、用紙幅が異なるサイズの印刷ジョブが連続して印刷する場合に、幅狭から幅広への切替え時の定着制御、及び幅狭印刷の枚数計測を行い、更に切替え時の用紙幅情報をモータ制御部１７０に送信する。

【0043】

印字率判断部１６２は、ヒータ５２の発熱セルのオンデューティ補正パラメータを保持し、ＲＡＭ１１３に展開された印刷データの情報から各データ領域の印字率を判断し、判断結果に基づいて、各発熱セルのオンデューティを決定する。

【0044】

モータ制御部１７０は、カラープリンタ１内に配設されたメインモータ１９１を制御し、回転駆動する。具体的には、画像形成ユニット２、定着部１６、第１レジストローラ７、及び第２レジストローラ９を駆動する。更に幅狭／幅広切替え判断部１６１からの用紙幅情報に基づいて、Ａ４の記録用紙３ａを収容する記録用紙格納部４ａの給紙ローラ５ａ及びＢ５の記録用紙３ｂを収容する増設用の記録用紙格納部４ｂの給紙ローラ５ｂの何れかを選択し、選択された方の記録用紙３を送り出す。

【0045】

以上の構成において、先ずカラープリンタ１が実行する基本的な印刷動作について図１～図４を参照しながら説明する。

【0046】

カラープリンタ１は、上位装置としてのＰＣ１００からの印刷指示を受けると、制御プログラムに基づいて中央制御部１１０により各動作が制御され、印刷動作を実行する。まず、メインモータ１９１等の各アクチュエータが制御され、給紙ローラ５、第１レジストローラ７、第２レジストローラ９がメカ駆動することにより、記録用紙３が記録用紙格納部４からカラープリンタ内部へと搬送される。第１レジストローラ７及び第２レジストローラ９の駆動タイミングは、搬送される記録用紙３の位置が、走行系センサ６,８の走行系センサにより検知されることで決定される。

【0047】

走行系センサ１０で記録用紙３の先端が検知されると、印刷プロセス動作が開始される。これにより高圧制御部１８０が制御されて、感光体ドラム１４の帯電、現像に必要な電圧が画像形成ユニット２の帯電ローラ３３、現像ローラ３２等に印加される。感光体ドラム１４のドラム表面は、帯電ローラ３３によって均一に帯電され、更にＰＣ１００からの印刷データ信号に応じた記録光がＬＥＤヘッド２４より照射され、露光される。露光された感光体ドラム１４のドラム表面上には、印刷データが静電潜像として形成されていく。このとき、感光体ドラム１４及び転写ローラ１５は、各アクチュエータにより記録用紙３を下流方向（矢印Ｘ方向）へ搬送する方向に駆動されている。

【0048】

感光体ドラム１４のドラム表面上に形成された静電潜像は、現像ローラ３２により、トナーカートリッジ１３から供給されたトナーによって現像され、感光体ドラム１４のドラム表面上にトナー像が形成される。転写ローラ１５には、転写制御部１８１から所望の条件に応じた転写電圧が印加され、この転写ローラ１５により、感光体ドラム１４に形成されたトナー像が、搬送されてくる記録用紙３の表面に転写される。印刷データがカラー画像データであれば、（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）、（Ｋ）の各色に対応する画像形成ユニット２と転写ローラ１５によって各色のプロセス動作が実行され、記録用紙３の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写され、カラー画像が形成される。

【0049】

画像が形成された記録用紙３は、定着部１６まで搬送され、熱と圧力により定着される。定着部１６は、ヒータ５２を備えた定着ベルト５１と加圧ローラ５３とを有し、温度センサ６１により定着温度が検知され、後述するように適切な定着温度で定着が行われるように温度制御される。上記印刷プロセスを経た記録用紙３は、走行系センサ１７を通過し、排出スタッカ部１８に排出される。

【0050】

次に、定着部１６による定着動作について説明するが、先ず本発明を実施する前の問題点について説明する。

【0051】

＜非通紙温度上昇について＞
図５は、各サイズの記録用紙３を定着する時の定着ベルト５１の表面の長手方向（Ｙ方向）の温度分布イメージ図である。同図において、温度分布８１は、Ａ５の記録用紙３ｃ（横置き）を印刷したときの温度分布であり、温度分布８２は、Ａ４の記録用紙３ａ（横置き）を印刷したときの温度分布であり、温度分布８３は、Ｂ５の記録用紙３ｂ（横置き）を印刷したときの温度分布である。

【0052】

定着部１６は、記録用紙３上に形成されたトナー像を熱と圧力により定着させる。定着ベルト５１の表面温度は、長手方向の中央部に配置された非接触式の温度センサ６１で表面温度を検知され、定着制御部１６０により低圧制御部２３からヒータ５２に供給される電力を、トライアック６５，６６を介してオン／オフ駆動することにより所定の設定温度に制御される。所定の温度とは各媒体により決められた設定温度である。

【0053】

ヒータ５２は、中央部の中央抵抗体５２ａと両端部の端部抵抗体５２ｂとに分割されており、交流公称電圧（１００Ｖ）６７とトライアック６５，６６を介して接続されている。図２に示すように、トライアック６６は中央抵抗体５２ａに接続され、トライアック６５は２つの端部抵抗体５２ｂに接続されており、中央と端部とが夫々独立に制御可能となっている。

【0054】

中央抵抗体５２ａと各端部抵抗体５２ｂとの分割位置は、ターゲットにする記録用紙３のサイズにより決められており、ここでは図２、図５に示すように、中央抵抗体５２ａの長さがＡ５の記録用紙３ｃ（横置き）のサイズ幅となるようにし、２つの端部抵抗体５２ｂと合わせた最大長さでＡ４の記録用紙３ａ（横置き）のサイズ幅をサポートできるようにしている。中央抵抗体５２ａは、定着ベルト５１が設定温度となるようにオンデューティで駆動されるが、２つの端部抵抗体５２ｂは、中央抵抗体５２ａのオンデューティを基準に、記録用紙３のサイズにより異なる係数を乗じたオンデューティで駆動されるようにしている。

【0055】

即ち、２つの端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］は、中央抵抗体５２ａの実際のオンデューティをＤｍ［％］、用紙サイズによる用紙サイズ係数をαとすると、下式で決定される。
Ｄｓ＝Ｄｍ×α ・・・（１）
尚、ここでのオンデューティＤｍ［％］、Ｄｓ［％］は、所定時間当たりの各抵抗体への電圧の印可時間比率を表している。

【0056】

表１に示すように、例えば、Ａ４サイズのときの用紙サイズ係数はα１、Ｂ５サイズのときの用紙サイズ係数はα２、Ａ５サイズのときの用紙サイズ係数はα３であり、その関係は１≧α１＞α２＞α３である。

【表1】

【0057】

図５の各温度分布８１，８２，８３に示すように、ヒータ５２の、中央抵抗体５２ａと各端部抵抗体５２ｂとを分割して独立制御することにより、Ａ５の記録用紙３ｃ（横置き）のサイズ以下の記録用紙３を印刷するときの非通紙領域の温度上昇を抑えることができる。しかしながら、Ａ４の記録用紙３ａ（横置き）のサイズより小さく、且つ中央抵抗体５２ａの長さより大きいサイズ幅の記録用紙３、例えばＢ５の記録用紙３ｂ（横置き）の場合は、用紙幅に対して端部抵抗体５２ｂが露出する部分が多くなるので非通紙領域の温度上昇が大きくなる。尚、以後の説明では、記録用紙３は、横置き状態で印刷されるものとする。

【0058】

＜設定温度について＞
図６は、記録用紙３が定着部１６を通過する際の、温度センサ６１の温度推移を示す説明図であり、同図（ａ）は、定着部１６の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータ５２の中央抵抗体５２ａ及び一対の端部抵抗体５２ｂの配置領域と、Ｂ５の記録用紙３ｂ及びＡ４の記録用紙３ａの各通過領域の位置関係を示し、同図（ｂ）は、各記録用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際の温度推移グラブである。

【0059】

図６（ｂ）での時間軸における時刻は、Ｂ５の記録用紙３ｂ又はＡ４の記録用紙３ａが定着部１６のニップ部１６ａを通過する時刻を示している。従って、同図（ａ）に示すニップ部１６ａは、時間経過に従って相対的に右に移動する。例えば時刻ｔ０１では、Ｂ５の記録用紙３ｂの先端部がニップ部１６ａに至ったことを示し、時刻ｔ０３では、Ａ４の記録用紙３ａの先端部がニップ部１６ａに至ったことを示す。

【0060】

図６（ｂ）に示すように、設定温度Ｔｆは、定着に必要な良好温度範囲内に収まるように決められている。表２は、用紙の種類毎の、良好温度範囲の上限温度及び下限温度、設定温度、及びその時の印刷速度の数値例を示している。

【表2】

【0061】

良好温度範囲とは、それ以上の温度になるとホットオフセット等の印字不良が発生する上限温度Ｔｕ（ここでは１８０℃）と、それ以下の温度になると定着不良等の印字不良が発生する下限温度Ｔｌ（ここでは１５０℃）とで定められる温度範囲である。この良好温度範囲は印刷速度が異なる場合は各記録用紙毎に異なり、設定温度Ｔｆは、オーバーシュート、温度ドロップ等が発生しても良好温度範囲内に収まるように実験的に決められている。

【0062】

ここでは、印刷する記録用紙３として、同程度の厚さの、Ａ４の記録用紙３ａ及びＢ５の記録用紙３ｂとし、各記録用紙とも、同印刷速度（３５ｐｐｍ）、上限１８０℃／下限１５０℃、設定温度１６５℃としている。本実施の形態でのカラープリンタ１では、サポートする最大印刷サイズをＡ４横置きサイズ、最大印刷速度を３５ｐｐｍとし、更に用紙幅を切り替えながらの印刷を可能とし、Ｂ５サイズのような幅狭媒体も印刷速度３５ｐｐｍで十数枚程度は印刷できる仕様としている。

【0063】

尚、図６（ｂ）の温度推移グラフでは、時刻ｔ０３でＢ５の記録用紙３ｂの後端部が、また時刻ｔ０４でＡ４の記録用紙３ａの後端部が、それぞれニップ部１６ａを通過し、印刷を終了する制御としてヒータ５２をオフにしたため、次第に良好温度範囲よりも下に温度が下がっている。

【0064】

このような場合、Ｂ５サイズのような幅狭用紙からＡ４サイズのような幅広用紙への切り替え印刷を行う場合の問題点について考察する。

【0065】

＜トナー濃度が低い場合の幅狭から幅広への切替え＞
図７は、記録用紙３が定着部１６を通過する際の、温度センサ６１の温度推移及びオンデューティを示す説明図であり、同図（ａ）は、定着部１６の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータ５２の中央抵抗体５２ａ及び一対の端部抵抗体５２ｂの配置領域と、Ｂ５の記録用紙３ｂ及びＡ４の記録用紙３ａの各通過領域の位置関係を示し、同図（ｂ）は、各記録用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際の各領域の温度推移グラブを示し、同図（ｃ）は、各用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際のヒータ５２のオンデューティを示す。

【0066】

図７（ｂ）、（ｃ）での時間軸における時刻は、Ｂ５の記録用紙３ｂ又はＡ４の記録用紙３ａが定着部１６のニップ部１６ａを通過する時刻を示している。従って、同図（ａ）に示すニップ部１６ａは、時間経過に従って相対的に右に移動する。例えば時刻ｔ１では、Ｂ５の記録用紙３ｂの先端部がニップ部１６ａに至ったことを示し、時刻ｔ２では、数枚後のＢ５の記録用紙３ｂの後端部がニップ部１６ａに至ったことを示し、時刻ｔ３では、Ａ４の記録用紙３ａの先端部がニップ部１６ａに至ったことを示す。

【0067】

図７を参照しながら幅狭用紙から幅広用紙への切替え時の問題、即ち複数枚のＢ５の記録用紙３ｂでのトナー濃度の低い印刷の後に、複数枚のＡ４の記録用紙３ａサイズの印刷を行うときの問題について説明する。同図（ｂ）において、黒実線は領域Ａ（中央抵抗体５２ａのＢ５、Ａ４とも通過する領域）の温度推移、即ち温度センサ６１の検知温度である。点線は領域Ｂ（端部抵抗体５２ｂのＢ５、Ａ４とも通過する領域）の温度推移であり、二点鎖線は領域Ｃ（端部抵抗体５２ｂのＢ５は通過しないがＡ４は通過する領域）の温度推移である。同図（ｃ）には、中央抵抗体５２ａ及び端部抵抗体５２ｂのオンデューティを示し、更に端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］には、そのタイミングで使用される用紙サイズ係数をα１、α２、α３で示している。

【0068】

尚、領域Ｂ及び領域Ｃの温度は、考察のために、温度センサ６１と同じ条件で各領域に配置した試験用の温度センサで検知したもので、これ等の温度センサはカラープリンタ１に元々備えられているものではない。

【0069】

時刻ｔ０にＢ５の記録用紙３ｂの印刷ジョブを受信し、室温から設定温度１６５℃に向けて温度を上げていく。Ｂ５の記録用紙３ｂを印刷するために端部抵抗体５２ｂの用紙サイズ係数はα２となり、領域Ａの中央抵抗体５２ａのオンデューティＤｍ［％］よりも低くなるため、領域Ａが最も温度が高くなる。このとき領域Ｃよりも領域Ｂのほうが温度が高いのは、領域Ａからの伝熱で領域Ｂの温度が領域Ｃよりも高くなるためである。

【0070】

温度センサ６１で検知する温度が印刷可能温度（設定温度から－５℃ぐらい）となるとＢ５の記録用紙３ｂの通紙が開始され、時刻ｔ１で定着部１６のニップ部１６ａにＢ５の記録用紙３ｂが到達する。Ｂ５の記録用紙３ｂが通過する領域Ａ、Ｂは、記録用紙３による温度ドロップが発生するが、設定温度を維持するように制御される。この時、Ｂ５の記録用紙３ｂには文字などの低トナー濃度のものを印刷しているものとする。領域ＣにはＢ５の記録用紙３ｂが通過しないが、端部抵抗体５２ｂは、Ｂ５サイズに対応した用紙サイズ係数α２で制御されているので、温度は上昇していく。

【0071】

時刻ｔ２で複数枚のＢ５の記録用紙３ｂの印刷は終了するが、次のＡ４の記録用紙３ａの印刷ジョブを受信しているので、同設定温度１６５℃で、可能である最短の待ち時間Ｔ１後の時刻ｔ３で、通紙が開始されたＡ４の記録用紙３ａが定着部１６のニップ部１６ａに到達する。領域Ａ、Ｂは設定温度になるように維持され、領域ＣもＡ４サイズが通過する領域なので徐々に設定温度近辺に落ち着く。

【0072】

しかしながら、Ｂ５の記録用紙３ｂの複数枚の印刷が終了する時刻ｔ２の時点で、Ｂ５の記録用紙３ｂが通過しない領域Ｃの温度が良好温度範囲の上限温度Ｔｕを超え、Ａ４の記録用紙３ａの定着が開始される時刻ｔ３の時点でも上限温度Ｔｕを超えたままとなっている。

【0073】

従がって、Ｂ５の記録用紙３ｂからＡ４の記録用紙３ａへの切替え時に、Ａ４サイズの通紙領域となる領域Ｃの温度が良好温度範囲の上限温度Ｔｕを超えないようにするためには、切替え時の待ち時間Ｔ１を十分に確保する必要がある。ここで印刷時間の短縮のため等の理由により待ち時間Ｔ１を十分に確保しないと、領域Ｃの温度が上限温度Ｔｕ（ここでは１８０℃）を超えたままとなり、Ａ４の記録用紙３ａの一部領域にホットオフセット等の印字不良が発生しやすくなる。

【0074】

尚、時刻ｔ１後の印刷が１枚のＢ５の記録用紙３ｂのみで、その後すぐにＡ４の記録用紙３ａの印刷要求が来た場合、領域Ｃの温度の温度上昇が鈍いため、逆に領域Ｃの温度が下限温度Ｔｌ（ここでは１５０℃）に至らず、温度不足によるコールドオフセット等の印字不良が発生しやすくなる。

【0075】

＜トナー濃度が濃い場合の幅狭から幅広への切替え＞
図８は、記録用紙３が定着部１６を通過する際の、温度センサ６１の温度推移及びオンデューティを示す説明図であり、同図（ａ）は、定着部１６の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータ５２の中央抵抗体５２ａ及び一対の端部抵抗体５２ｂの配置領域と、Ｂ５の記録用紙３ｂ及びＡ４の記録用紙３ａの各通過領域の位置関係を示し、同図（ｂ）は、各記録用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際の各領域の温度推移グラブを示し、同図（ｃ）は、各用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際のヒータ５２の同オンデューティを示す。

【0076】

図８を参照しながら、幅狭用紙でトナー濃度（印字率２００％）の印刷を行う場合の幅狭用紙から幅広用紙への切替え時の問題を説明する。尚、図８（ｂ）、（ｃ）での時間軸と同図（ａ）でのニップ部１６ａの位置関係、同図（ｂ）における各線と同図（ａ）の印刷領域の関係、及び同図（ｃ）のオンデューティ及び用紙サイズ係数の表示方法は、図７の場合と同様なので、ここでの説明は省略する。

【0077】

時刻ｔ０時にＢ５の記録用紙３ｂの印刷ジョブを受信し、室温から設定温度１６５℃に向けて温度を上げていく。Ｂ５の記録用紙３ｂを印刷するために端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］の用紙サイズ係数はα２となり、領域Ａの中央抵抗体５２ａのオンデューティＤｍ［％］よりも低くなるため、領域Ａが最も温度が高くなる。このとき領域Ｃよりも領域Ｂのほうが温度が高いのは、領域Ａからの伝熱で領域Ｂの温度は領域Ｃよりも高くなるためである。

【0078】

温度センサ６１で検知する温度が印刷可能温度（設定温度から－５℃ぐらい）となるとＢ５の記録用紙３ｂの通紙が開始され、時刻ｔ１で定着部１６のニップ部１６ａにＢ５の記録用紙３ｂが到達する。Ｂ５の記録用紙３ｂが通過する領域Ａ、Ｂは、記録用紙３による温度ドロップが発生するが、設定温度を維持するように制御される。

【0079】

この時、Ｂ５の記録用紙３ｂには印字率２００％のトナー濃度で、例えば青色などが記録媒体幅全域に印刷されていると、領域Ａの中央抵抗体５２ａのオンデューティＤｍ［％］は低トナー濃度のものより増え、これに伴って端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］も低トナー濃度のものより増える。これは印字率が高くなったため、設定温度を維持するために必要なエネルギーが増えたためである。Ｂ５の記録用紙３ｂが通過しない領域Ｃは、オンデューティＤｓ［％］が増えた端部抵抗体５２ｂにより、低トナー濃度時よりもさらに温度が上昇していく。

【0080】

時刻ｔ２で複数枚のＢ５の記録用紙３ｂの印刷は終了するが、次のＡ４の記録用紙３ａの印刷ショブを受信しているので、同設定温度１６５℃で、可能である最短の待ち時間Ｔ１後の時刻ｔ３で、通紙が開始されたＡ４の記録用紙３ａが定着部１６のニップ部１６ａに到達する。領域Ａ、Ｂは設定温度になるように維持され、領域ＣもＡ４サイズが通過する領域なので徐々に設定温度近辺に落ち着く。

【0081】

しかしながら、Ｂ５の記録用紙３ｂの複数枚の印刷が終了する時刻ｔ２の時点で、Ｂ５の記録用紙３ｂが通過しない領域Ｃの温度が低トナー濃度時よりも更に良好温度範囲の上限温度Ｔｕを超え、Ａ４の記録用紙３ａの定着が開始される時刻ｔ３の時点でも上限温度Ｔｕを超えたままとなっている。

【0082】

従がって、Ｂ５の記録用紙３ｂからＡ４の記録用紙３ａへの切替え時に、Ａ４サイズの通紙領域となる領域Ｃの温度が良好温度範囲の上限温度Ｔｕを超えないようにするためには、切替え時の待ち時間Ｔ１を、低トナー濃度時よりも更に十分に確保する必要がある。ここで印刷時間の短縮のため等の理由により待ち時間Ｔ１を十分に確保しないと、領域Ｃの温度が上限温度Ｔｕ（ここでは１８０℃）を超えたままとなり、Ａ４の記録用紙３ａの一部領域に、Ｂ５サイズ低トナー濃度印刷の場合よりも強力なホットオフセット等の印字不良が発生しやすくなる。

【0083】

次に、上記の問題点を解決するための、本発明によるカラープリンタ１の印刷動作について、図９、図１０を参照しながら以下に説明する。

【0084】

＜トナー濃度が低い場合の幅狭から幅広への切替え＞
図９は、記録用紙３が定着部１６を通過する際の、温度センサ６１の温度推移及びオンデューティを示す説明図であり、同図（ａ）は、定着部１６の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータ５２の中央抵抗体５２ａ及び一対の端部抵抗体５２ｂの配置領域と、Ｂ５の記録用紙３ｂ及びＡ４の記録用紙３ａの各通過領域の位置関係を示し、同図（ｂ）は、各記録用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際の各領域の温度推移グラブを示し、同図（ｃ）は、各用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際のヒータ５２のオンデューティを示す。

【0085】

図９を参照しながら、本発明によるカラープリンタ１で、幅狭用紙でトナー濃度の低い印刷を行う場合の幅狭用紙から幅広用紙への切替え時の印刷動作を説明する。尚、図９（ｂ）、（ｃ）での時間軸と同図（ａ）でのニップ部１６ａの位置関係、同図（ｂ）における各線と同図（ａ）の印刷領域の関係、及び同図（ｃ）のオンデューティの表示方法は、図７の場合と同様なので、ここでの説明は省略する。但し、ここでは端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］には、そのタイミングで使用される用紙サイズ係数α１、α２、α３に加え、後述する補正係数β［％］も示している。

【0086】

端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］は、中央抵抗体５２ａの実際のオンデューティをＤｍ［％］、用紙サイズによる用紙サイズ係数をα、補正係数をβ［％］とすると、下式によって算出する。
Ｄｓ＝Ｄｍ×α＋β ・・・（２）
ここで、中央抵抗体５２ａに供給する電力に対する端部抵抗体５２ｂに供給する電力の比率をｒａとすると
ｒａ＝（Ｄｍ×α＋β）／Ｄｍ ・・・（３）
となる。

【0087】

表３は、種々の条件に応じて設定される端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］の補正係数β［％］の数値例を示している。

【表3】

同表に示すように、補正係数β［％］は、幅狭用紙（ここではＢ５の記録用紙３ｂ）の印刷時の印刷枚数、トナー濃度（以下、印字率と称す）に応じて適した数値が予め設定され、上式（２）に代入することによって、幅狭から幅広への用紙サイズ切替えを行った場合でも、定着部１６の各領域Ａ、Ｂ，Ｃでの温度が良好温度範囲内に収まるように端部抵抗体５２ｂのオンデューティを調整するものである。

【0088】

図９を参照しながら、複数枚のＢ５の記録用紙３ｂの低印字率印刷の後に複数枚のＡ４の記録用紙３ａの印刷を行うときの動作について説明する。同図（ｂ）において、黒実線は領域Ａ（中央抵抗体５２ａのＢ５、Ａ４とも通過する領域）の温度推移、即ち温度センサ６１の検知温度である。点線は領域Ｂ（端部抵抗体５２ｂのＢ５、Ａ４とも通過する領域）の温度推移であり、二点鎖線は領域Ｃ（端部抵抗体５２ｂのＢ５は通過しないがＡ４は通過する領域）の温度推移である。同図（ｃ）には、中央抵抗体５２ａ及び端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］を示し、更に端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］には、そのタイミングで使用される用紙サイズ係数α１、α２、α３及び補正係数βを示している。

【0089】

時刻ｔ０にＢ５の記録用紙３ｂの印刷ジョブを受信し、室温から設定温度１６５℃に向けて温度を上げていく。その際、上式（２）において、用紙サイズ係数αはＢ５サイズを印刷するためにα２となり、補正係数βは表３に示すように、ウォームアップ（表３ではＷｕｐと記載）の箇所に記載する＋１０％とする。これにより領域Ｂ，Ｃの温度もその分余計に上昇する（図７（ｂ）比較参照）。尚、ここでは、Ｂ５サイズ印刷用のウォームアップ中に上昇させたが、Ａ４サイズが印刷される直前でもよい。また、Ｂ５印刷を繰り返した結果、領域Ｃの温度がＡ４サイズ印刷前に良好温度範囲内に収まっているとされる場合にはこの上昇は不要である。

【0090】

温度センサ６１で検知する温度が印刷可能温度（設定温度から－５℃ぐらい）となるとＢ５の記録用紙３ｂの通紙が開始され、時刻ｔ１で定着部１６のニップ部１６ａにＢ５の記録用紙３ｂが到達する。Ｂ５の記録用紙３ｂが通過する領域Ａ、Ｂは、記録用紙３による温度ドロップが発生するが、設定温度を維持するように制御される。この時、Ｂ５の記録用紙３ｂには文字などの印字率２０％以下の印刷が行われるものとする。

【0091】

領域ＣにはＢ５の記録用紙３ｂが通過しないが、端部抵抗体５２ｂが、上式（２）においてＢ５サイズに対応した用紙サイズ係数α２及び補正係数β（＋１０％）で算出されたオンデューティＤｓ［％］で制御されるので、温度は上昇していく（図７（ｂ）比較参照）。

【0092】

時刻ｔ１１において、１枚目のＢ５の記録用紙３ｂの印刷が終了し、次の印刷もＢ５の記録用紙３ｂ（２枚目）で印字率が２０％以下であった場合は、表３に示すように補正係数βの値を＋１０％から＋５％に変更する。このように、時刻ｔ１１からＢ５の記録用紙３ｂの印刷が終わるまで、Ｂ５の記録用紙３ｂの印刷枚数及びその時の印字率に応じて表３に示す補正係数βの数値を選択し、上式（２）により端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］を演算し続けるので、オンデューティＤｓ［％］は、同図（ｃ）に示すように階段状に減っていく。

【0093】

時刻ｔ２で複数枚のＢ５の記録用紙３ｂの印刷は終了するが、Ｂ５の記録用紙３ｂの印刷中に端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］を調整し、領域Ｃも定着良好範囲内に収まるように制御していたため（図７（ｂ）比較参照）、可能である最短の待ち時間Ｔ１後の時刻ｔ３で、通紙が開始されたＡ４の記録用紙３ａが定着部１６のニップ部１６ａに到達しても、領域Ａ、Ｂ、Ｃは定着良好温度範囲内に収まる様に継続維持される。

【0094】

以上のようにＢ５サイズの記録用紙３ｂからＡ４サイズの記録用紙３ａへの切替え時に、Ａ４サイズの通紙領域である領域Ｃの温度が良好温度範囲の上限を超えないように制御できるため、最小の待ち時間Ｔ１でもＡ４の記録用紙３ａにホットオフセット等の印字不良が発生するのを防止できる。また時刻ｔ１後の印刷が１枚のＢ５の記録用紙３ｂのみで、その後すぐにＡ４の記録用紙３ａの印刷要求が来た場合でも、領域Ｃの温度が速やかに下限温度Ｔｌ以上に達するため、温度不足によるコールドオフセットも防ぐことができる。

【0095】

＜トナー濃度が濃い場合の幅狭から幅広への切替え＞
図１０は、記録用紙３が定着部１６を通過する際の、温度センサ６１の温度推移及びオンデューティを示す説明図であり、同図（ａ）は、定着部１６の長手方向（Ｙ方向）における、ヒータ５２の中央抵抗体５２ａ及び一対の端部抵抗体５２ｂの配置領域と、Ｂ５の記録用紙３ｂ及びＡ４の記録用紙３ａの各通過領域の位置関係を示し、同図（ｂ）は、各記録用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際の各領域の温度推移グラブを示し、同図（ｃ）は、各用紙が定着部１６のニップ部１６ａを通過する際のヒータ５２のオンデューティを示す。

【0096】

図１０を参照しながら、本発明によるカラープリンタ１で、トナー濃度の濃い印字率の高い印刷を行う場合の幅狭用紙から幅広用紙への切替え時の印刷動作を説明する。尚、図９（ｂ）、（ｃ）での時間軸と同図（ａ）でのニップ部１６ａの位置関係、同図（ｂ）における各線と同図（ａ）の印刷領域の関係、及び同図（ｃ）のオンデューティの表示方法は、図７の場合と同様なので、ここでの説明は省略する。但し、ここでは端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］には、そのタイミングで使用される用紙サイズ係数α１、α２、α３に加え、補正係数β［％］も示している。

【0097】

ここでも、端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］は、上式（２）によって算出され、幅狭から幅広へのサイズ切替えを行った場合でも、定着部１６の各領域Ａ、Ｂ，Ｃでの温度が良好温度範囲内に収まるように調整される。

【0098】

図１０を参照しながら、複数枚のＢ５の記録用紙３ｂの高印字率印刷の後に複数枚のＡ４の記録用紙３ａの印刷を行うときの動作について説明する。同図（ｂ）において、黒実線は領域Ａ（中央抵抗体５２ａのＢ５、Ａ４とも通過する領域）の温度推移、即ち温度センサ６１の検知温度である。点線は領域Ｂ（端部抵抗体５２ｂのＢ５、Ａ４とも通過する領域）の温度推移であり、二点鎖線は領域Ｃ（端部抵抗体５２ｂのＢ５は通過しないがＡ４は通過する領域）の温度推移である。同図（ｃ）には、中央抵抗体５２ａ及び端部抵抗体５２ｂのオンデューティを示し、更に端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］には、そのタイミングで使用される用紙サイズ係数α１、α２、α３及び補正係数βを示している。

【0099】

時刻ｔ０にＢ５の記録用紙３ｂの印刷ジョブを受信し、室温から設定温度１６５℃に向けて温度を上げていく。その際、上式（２）において、用紙サイズ係数αはＢ５サイズを印刷するためにα２となり、補正係数βは表３に示すように、ウォームアップ（表３ではＷｕｐと記載）の箇所に記載する＋１０％とする。これにより領域Ｂ，Ｃの温度もその分余計に上昇する（図８（ｂ）比較参照）。尚、ここでは、Ｂ５サイズ印刷用のウォームアップ中に上昇させたが、Ａ４サイズが印刷される直前でもよい。

【0100】

温度センサ６１で検知する温度が印刷可能温度（設定温度から－５℃ぐらい）となるとＢ５の記録用紙３ｂの通紙が開始され、時刻ｔ１で定着部１６のニップ部１６ａにＢ５の記録用紙３ｂが到達する。Ｂ５の記録用紙３ｂが通過する領域Ａ、Ｂは、記録用紙３による温度ドロップが発生するが、設定温度を維持するように制御される。この時、Ｂ５の記録用紙３ｂには青色などの印字率１００％以上の印刷が行われるものとする。

【0101】

この時、Ｂ５の記録用紙３ｂに印字率１００％以上の印刷が行われていると、領域Ａの中央抵抗体５２ａのオンデューティＤｍ［％］は低印字率の印刷時より増え、これに伴って端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］も低トナー濃度のものより増える。これは印字率が高くなったため、設定温度を維持するために必要なエネルギーが増えたためである。

【0102】

領域ＣにはＢ５の記録用紙３ｂが通過しないが、端部抵抗体５２ｂが、上式（２）においてＢ５サイズに対応した用紙サイズ係数α２及び補正係数β（＋１０％）で算出されたオンデューティＤｓ［％］で制御されるので、温度は上昇していく（図８（ｂ）比較参照）。

【0103】

時刻ｔ１１において、１枚目のＢ５の記録用紙３ｂの印刷が終了し、次の印刷もＢ５の記録用紙３ｂ（２枚目）で印字率が１００％以上であった場合は、表３に示すように補正係数βの値を＋１０％から０．０％に変更する。このように、時刻ｔ１１からＢ５の記録用紙３ｂの印刷が終わるまで、Ｂ５の記録用紙３ｂの印刷枚数及びその時の印字率に応じて表３に示す補正係数βの数値を選択し、上式（２）により端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］を演算し続けるので、オンデューティＤｓ［％］は、同図（ｃ）に示すように階段状に減っていく。

【0104】

時刻ｔ２で複数枚のＢ５の記録用紙３ｂの印刷は終了するが、Ｂ５の記録用紙３ｂの印刷中に端部抵抗体５２ｂのオンデューティＤｓ［％］を調整し、領域Ｃも定着良好範囲内に収まるように制御していたため（図８（ｂ）比較参照）、可能である最短の待ち時間Ｔ１後の時刻ｔ３で、通紙が開始されたＡ４の記録用紙３ａが定着部１６のニップ部１６ａに到達しても、領域Ａ、Ｂ、Ｃは定着良好範囲内になるように継続維持される。

【0105】

以上のようにＢ５の記録用紙３ｂからＡ４の記録用紙３ａへの切替え時に、Ａ４サイズの通紙領域である領域Ｃの温度が良好温度範囲の上限を超えないように制御できるため、最小の待ち時間でもＡ４の記録用紙３ａにホットオフセット等の印字不良が発生するのを防止できる。

【0106】

以上のようにＢ５サイズからＡ４サイズへの切替え時に、Ａ４通紙領域である領域Ｃの温度がＡ４サイズの良好範囲の上限を超えないように制御できるため、最小の待ち時間Ｔ１でもＡ４サイズの端部にホットオフセットなく印刷が可能となる。また、時刻ｔ１後の印刷が１枚のＢ５の記録用紙３ｂのみで、その後すぐにＡ４の記録用紙３ａの印刷要求が来た場合でも、領域Ｃの温度が速やかに下限温度Ｔｌ以上に達するため、温度不足によるコールドオフセットも防ぐことができる。

【0107】

尚、本実施の形態では、ヒータ５２において、抵抗体を、中央抵抗体５２ａと、その両端部に隣接して配置した１対の端部抵抗体５２ｂとで構成したが、これに限定されるものではなく、通紙領域の端部を基準に各サイズの記録媒体を通紙するものにおいては、中央抵抗体５２ａに相当するメイン抵抗体と端部抵抗体５２ｂに相当するサブ抵抗体とによって構成してもよいなど、種々の態様を取り得るものである。

【0108】

以上のように、実施の形態のカラープリンタ１によれば、幅狭の記録用紙を複数枚印刷（定着）した後、幅広の記録用紙を印刷（定着）する場合においても、幅狭の記録用紙の定着が終了する段階で、次の幅広の記録用紙の定着に適した定着温度にすることができるため、幅狭／幅広切替え時に余計な時間間隔を設ける必要がなく、印刷効率の低下を防止できる。

【0109】

また、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、画像形成装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0110】

上記した実施の形態では、本発明を、カラープリンタとしての画像形成装置に採用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、定着器を備える、複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ等の画像処理装置にも利用可能である。またカラープリンタについて説明したが、モノクロプリンタであってもよい。

【符号の説明】

【0111】

１ カラープリンタ、 １ａ 本体部、 １ｂ トップカバー部、 ２ 画像形成ユニット、 ３ 記録用紙、 ３ａ Ａ４の記録用紙、 ３ｂ Ｂ５の記録用紙、 ３ｃ Ａ５の記録用紙、 ４ 記録用紙格納部、 ４ｂ 増設用の記録用紙格納部、 ５ 給紙ローラ、 ６ 走行系センサ、 ７ 第１レジストローラ、 ８ 走行系センサ、 ９ 第２レジストローラ、 １０ 走行系センサ、 １１ 転写ベルト、 １３ トナーカートリッジ、 １４ 感光体ドラム、 １５ 転写ローラ、 １６ 定着部、 １６ａ ニップ部、 １７ 走行系センサ、 １８ 排出スタッカ部、 １９ 高圧電源、 ２０ 表示部、 ２２ 濃度センサ、 ２３ 低圧制御部、 ２４ ＬＥＤヘッド、 ２８ 搬送ベルトユニット、 ３１ 供給ローラ、 ３２ 現像ローラ、 ３３ 帯電ローラ、 ５１ 定着ベルト、 ５２ ヒータ、 ５２ａ 中央抵抗体、 ５２ｂ 端部抵抗体、 ５２ｃ 端子、 ５２ｄ 端子、 ５２ｅ 端子、 ５２ｆ 基体、 ５３ 加圧ローラ、 ５４ 熱拡散部材、 ６１ 温度センサ、 ６２ 温度センサ、 ６３ 温度センサ、 ６５ トライアック、 ６６ トライアック、 ６７ 交流公称電圧、 １００ ＰＣ、 １０１ ＰＣ表示部、 １０２ ＰＣ入力部、 １１０ 中央制御部、 １１１ ＣＰＵ、 １１２ ＲＯＭ、 １１３ ＲＡＭ、 １５０ プロセス制御部、 １６０ 定着制御部、 １６１ 幅狭／幅広切替え判断部、 １６２ 印字率判断部、 １７０ モータ制御部、 １８０ 高圧制御部、 １８１ 転写制御部、 １８２ 供給電圧制御部、 １８３ 現像電圧制御部、 １８４ 帯電電圧制御部、 １８５ 露光制御部、 １９１ メインモータ、 １９２ 走行系センサ群。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】