【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式による画像形成装置の排紙機構と排紙方法とに関し、より詳しくは、定着処理後の用紙にカールが発生するのを防止しまたは用紙のカール量を著しく低減させるための排紙機構と排紙方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電式複写機、レーザプリンタ等の電子写真方式による画像形成装置においては、用紙にトナー像を定着させる方式として、熱ローラ定着方式やフラッシュ定着方式が用いられている。これらの方式は、いずれの場合も用紙の一方の表面（画像形成面）をトナーの溶融温度にまで上昇させることを特徴とする。
かかる画像形成装置においては、形成画像の被転写材である用紙にカール（湾曲）が生じることが知られており、このカールに起因して紙詰まりが発生したり、用紙のストック性が悪化したりすることから、カールの発生を防止することが強く求められている。
【０００３】
特許文献１に記載の用紙排出装置は、複数のローラ（コロ）で用紙を押圧することによって、定着器の通過後に生じたカールを矯正することを特徴とする。しかしながら、用紙を強制的に押圧して湾曲させることによりカールを矯正する方法では、用紙が波打った状態になるといったおそれがあり、かえって用紙詰まりが発生し易くなるという問題がある。
特許文献２に記載の画像形成装置では、画像形成を用紙の片面のみにあるいは両面に行うかの相違により、または用紙の画像形成面を表にしてあるいは裏にして排紙するか（いわゆるＦ／Ｕ排出またはＦ／Ｄ排出）の相違により、定着器通過後の用紙の搬送経路が異なることに着目して、その搬送経路に応じて定着器の加熱ローラの温度を切り替えている。しかしながら、この画像形成装置によれば定着器の温度制御が複雑になるという問題があり、定着手段の設定温度によって定着不良や定着性のバラツキを招くおそれがある。
【０００４】
ところで、どのような場合に用紙にカールが発生するのかについては、特段の因果関係が知られているものではなく、例えば用紙の一方の面だけが乾燥するなどしてその表裏に湿度差が生じた場合にカールを生じたり、用紙の紙質や厚みによってカールを生じたり、用紙に形成された画像の内容（トナーの付着範囲、付着量等）によってカールを生じたりするなど、その原因は様々である。
特許文献３に記載の印刷装置（画像形成装置）では、カール矯正機能を別ユニットとし、カールの度合いが大きな用紙を使用するときにのみ当該ユニットを装着して、当該ユニット内で用紙を強制的に湾曲することにより、カールを矯正を行っている。しかしながら、カールの度合いは紙質にのみ影響されるものではないことから、ユニット装着の要否を判断することは一般的に困難である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２２７８７５号公報（図１〜７）
【特許文献２】
特開２００２−１３９９５３号公報（請求項１，図２〜４、図６，段落〔００１３〕）
【特許文献３】
特開平１１−１１７６５号公報（請求項１，段落〔０００７〕，段落〔０００９〕）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、電子写真方式による画像形成装置に用いられる、定着処理後の用紙にカールが生じるのを大幅に抑制し、またはカールの発生を防止することのできる排紙機構と、その排紙方法とを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
カールの程度については、一般に用紙が薄いと小さく、厚いと大きい傾向があるとされている。そこで、本発明者らは、かかる経験的事実に基づき、用紙の表裏での温度差に着目してさらに研究を重ねた結果、用紙の一方の面が急激に冷却されるなどして、その表と裏とで急激に温度差が生じたとき（急激な熱的負荷が加わったとき）には、用紙にカールが生じ易く、カールの程度が大きくなることを見出し、さらには、形成画像の印字率が大きい場合やカラー画像を形成する場合のように、トナーの定着に際して加えられる熱量が大きくなるほど、カールの程度が大きくなる傾向があることを見出した。さらに、本発明者らは、定着器の通過によって加熱された用紙を緩やかに除熱したときには、カールの程度を著しく低下させ、またはカールの発生を防止することができるという全く新たな事実を見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するための本発明に係る第１の画像形成装置の排紙機構は、電子写真方式による画像形成装置の定着器を通過した用紙を排紙部に搬送する排紙機構であって、当該画像形成装置内に、上記定着器を通過した用紙を一時的に貯留するための貯留トレイを備えることを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明に係る第２の画像形成装置の排紙機構は、電子写真方式による画像形成装置の定着器を通過した用紙を排紙部に搬送する排紙機構であって、上記定着器を通過した用紙を直接に排紙部へ搬送する第１排紙経路と、当該用紙を一時的に貯留する貯留トレイへ搬送する第２排紙経路と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記第１の画像形成装置の排紙機構によれば、定着器を通過して形成画像の定着処理が完了した用紙を、画像形成装置内に設けられた貯留トレイにて一時的に貯留させることができる。また、上記第２の画像形成装置の排紙機構によれば、定着器を通過して形成画像の定着処理が完了した用紙を、適宜、画像形成装置内に設けられた貯留トレイにて一時的に貯留させることができる。このように、貯留トレイにて一時的に用紙を貯留させることによって、定着器の通過後、直接に排紙部へと用紙を排出する場合に比べると、定着器内で加熱された用紙の冷却操作を緩やかに行うことができる。従って、カールが発生することのない温度または発生しにくい温度になるまで、用紙を徐冷させることができる。貯留トレイにて放冷された用紙は、これを画像形成装置の排紙部（排紙トレイ等）に排出した場合に急激かつ著しい温度変化（熱的負荷）を受けることのない程度にまで冷却・除熱した上で、当該排紙部へと排出させればよい。
【００１０】
すなわち、上記の排紙機構によれば、用紙の一方の面が急激に冷却されるといった急激な温度変化（熱的負荷）を与えることなく、用紙を排出することができる。しかも、上記第１および第２の画像形成装置の排紙機構によれば、従来のカール矯正方法のように用紙に形状的・物理的な負荷を与えることなく、安定した状態で用紙を排出させ、カールの発生を抑制または防止することができる。従って、本発明に係る第１および第２の画像形成装置の排紙機構は、カールの発生を抑制または防止し、紙詰まりや用紙のストック不良の発生を防止することのできる排紙機構として、静電式複写機、レーザプリンタ等の電子写真方式による画像形成装置等に好適である。
【００１１】
本発明に係る第１および第２の画像形成装置の排紙機構においては、貯留トレイを定着器の近傍に配置するのが好ましい。画像形成装置の定着器近傍は、加熱ローラからの熱によって、比較的暖かい領域となっている。従って、上記貯留トレイを定着器近傍に配置することによって、特別に専用の熱源を設けなくても、貯留トレイの温度環境を、用紙を徐冷するのに適したものとすることができる。
本発明に係る第１および第２の画像形成装置の排紙機構においては、
（ａ） 定着器を通過して貯留トレイ上に順次上から積み重ねられた用紙を、当該貯留トレイの底面側から順次搬送する分離給送ローラを備えるか、あるいは
（ｂ） 定着器を通過した用紙を上記貯留トレイに導き、または貯留トレイ上に既に用紙が搬送されている場合に新たに定着器を通過した用紙を当該貯留トレイの底面側から既搬送用紙の下側に潜り込ませる搬送ガイドと、貯留トレイ上に積み重ねられた用紙をその上側から搬送する分離給送ローラと、を備える
のが好ましい。
【００１２】
上記（ａ） および（ｂ） に示される、定着器を通過した用紙を貯留トレイ上に積み重ねていく方式に応じて、積み重ねられた用紙を搬送する方式や使用する分離給送ローラ等の搬送手段を上記のとおりに選択することによって、定着器を通過した用紙を、その通過した順序のままで排紙トレイに排出することができる。
上記（ａ） および（ｂ） に示される、貯留トレイ上に用紙を積み重ねていく方式のうち、上記（ｂ） に示す方式では、すでに積み重ねられた用紙の下側に新たな用紙を潜り込ませることによって、新たな用紙に用紙の荷重がかかることから、カールの発生を抑制する効果がより一層高くなる。
【００１３】
上記第２の画像形成装置において、第１の排紙経路と第２の排紙経路との分岐点には、それぞれの排紙経路を選択して用紙を案内する分岐レバーを設ければよい。
上記第１および第２の画像形成装置において、貯留トレイに一時的に貯留された用紙は、分離給送ローラによって排紙部へと排出されるまでに、当該貯留トレイから、直接に画像形成装置の外部へと取り出してもよい。ここで、貯留トレイにて用紙を積み重ねる方式が上記（ＩＩ）に示す方式である場合は、用紙が定着器を通過した順序に並んだ状態で貯留トレイから取り出すことができる。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明に係る第１の画像形成装置の排紙方法は、電子写真方式による画像形成装置での画像形成工程において、定着器を通過した用紙を貯留トレイにて一時保留し、冷却してから排出することを特徴とする。
上記第１の画像形成装置の排紙方法によれば、定着器を通過することによって形成画像の定着処理が完了した用紙を、画像形成装置内に設けられた貯留トレイにて一時的に貯留することから、定着器にて加熱された上記用紙の温度を、カールを発生させないまたは発生させにくい温度になるまで、貯留トレイ内にて徐々に冷却させることができる。貯留トレイに貯留された用紙は、前述の第１の排紙機構の場合と同様に、画像形成装置の排紙部（排紙トレイ等）に排出された場合に急激かつ著しい温度変化（熱的負荷）を受けることのない程度にまで冷却・除熱した上で、当該排紙部に排出すればよい。
【００１５】
従って、上記第１の排紙方法によれば、用紙の一方の面を急激に冷却させるといった急激な温度変化（熱的負荷）を与えることなく、かつ、従来のカール矯正方法のように用紙に形状的・物理的な負荷を与えることなく、安定した状態で用紙を排出することができ、カールの発生を抑制または防止することができる。
上記課題を解決するための本発明に係る第２の画像形成装置の排紙方法は、電子写真方式による画像形成装置での画像形成工程において、用紙の物性、形成画像の印字率、形成画像の濃度、画像形成処理時の定着条件および画像形成処理時の環境条件からなる群より選ばれる少なくとも１の条件に基づいて、定着器を通過した用紙を、直接排紙部へ排出するか、貯留トレイにて一時保留し、冷却してから排出するかを選択することを特徴とする。
【００１６】
上記第２の画像形成装置の排紙方法では、例えば（ｉ） 画像形成に使用する用紙の物性を検知して、用紙が薄い、放熱性が高い、用紙の水分含量が少ない等の理由により、その表裏で温度差を生じにくいと判断できる場合、（ｉｉ）形成画像の印字率や濃度を検知して、形成画像の印字率（トナー付着量）が著しく少ないか、あるいはトナー濃度が著しく低いものと判断される場合、（ｉｉｉ） 設定された定着条件を検知して、定着温度が低い、あるいは用紙に加えられる熱量が少ない（用紙を加熱させる程度が低い）と判断される場合、（ｉｖ）画像形成時の環境条件を検知して、高温環境にあるものと判断される場合、または上記（ｉ） 〜（ｉｖ）の条件のうち２以上の条件が重なる場合であって、カールを生じるおそれが低いと判断される場合には、貯留トレイを経ない第１の排紙経路に用紙を搬送することによって、用紙を排紙部へ直接に排出することができる。一方、上記（ｉ） 〜（ｉｖ）の条件に当てはまらず、それゆえカールを生じるおそれがあると判断される場合には、定着器にて加熱された用紙を第２の排紙経路に搬送し、貯留トレイにて一時保留し、冷却・除熱した上で、排紙部に排出すればよい。
【００１７】
従って、上記第２の排紙方法によれば、上記第１の排紙方法の場合と同様に、用紙の一方の面を急激に冷却させるといった急激な温度変化（熱的負荷）を与えることなく、かつ、従来のカール矯正方法のように用紙に形状的・物理的な負荷を与えることなく、安定した状態で用紙を排出することができ、カールの発生を抑制または防止することができる。しかも、上記第２の排紙方法によれば、貯留トレイを備える第２排紙経路に用紙を搬送するだけでなく、カールの発生状況等の場合に応じて、上記第１排紙経路を介して、直接に排紙トレイへと用紙を排出することができる。従って、貯留トレイ上での用紙の徐冷・除熱が不要である場合には、定着処理後の排紙操作をスムーズに行うことができる。
【００１８】
上述のとおり、本発明に係る第１および第２の画像形成装置の排紙方法は、カールの発生を抑制または防止し、紙詰まりや用紙のストック不良の発生を防止することのできる排紙方法として、静電式複写機、レーザプリンタ等の電子写真方式による画像形成装置等での適用に好適である。
本発明に係る画像形成装置の排紙機構および排紙方法において、貯留トレイに貯留された用紙は、カールを発生させることのない温度または発生させにくい温度にまで徐冷・除熱された上で、排紙部（排紙トレイ等）に排出される。ここで、用紙に「カールを発生させることのない温度」または「（カールを）発生させにくい温度」とは、用紙の種類・厚み、形成画像の内容（例えば用紙上でのトナーの付着量など）、画像形成時の気温・湿度等の環境条件、定着温度等の定着条件といった種々の要件に応じて変動することから、一義的に決定されるものではないが、一般的には、画像形成装置の排紙部における雰囲気の温度（通常、画像形成時の気温）との差が３０℃以下である範囲で、好ましくは２０℃以下である範囲で、より好ましくは１０℃以下である範囲で、適宜設定すればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置の排紙機構および排紙方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図６は、画像形成装置としてのデジタル型静電式複写機１０の内部構成を示す概略断面図である。静電式複写機１０は、その外形が略矩形状のハウジング１２により区画されている。ハウジング１２内には、原稿の画像を読み取るための画像読取部１８、被転写体としての用紙を送り出すための給紙部３４、原稿の画像に基づくトナー像を形成して用紙に転写するための画像形成部２２、転写されたトナー像を用紙に定着させるための定着部４８等が備えられている。
【００２０】
デジタル型静電式複写機１０による画像形成は、例えば下記の手順にて行われる。まず、原稿トレイ１４またはコンタクトガラス１６上に原稿を載置して、画像読取部１８に原稿の画像を読み取らせる。一方、画像形成部２２では、帯電器２６によって感光体ドラム２４の表面を帯電する。画像読取部１８で得られた画像情報はレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）２０に送られて、当該画像情報に応じたレーザ光を露光器２８から照射させることにより、感光体ドラム２４の表面が選択的に露光される。こうして感光体ドラム２４の表面に形成された静電潜像（図示せず）には、現像器３０からトナーが供給されることによって顕像化され、さらに、こうして得られたトナー像（図示せず）が転写器３２にて用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐは給紙部３４等から供給されるものであって、図６では、用紙カセット３６に収容された用紙Ｐがピックアップローラ３８と給紙ローラ４０とによって取り出され、搬送ローラ４２によって用紙搬送路４４を経由して画像形成部２２に搬送される。用紙Ｐは、これを所定のタイミングで送り出すレジストローラ４６によって転写器３２上へと搬送され、上述のとおり、転写器３２にてトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙は定着器４８へと導かれて、加熱ローラ５０と加圧ローラ５２との間を通過することによって定着処理がなされた後、排紙ローラ５４を介して、ハウジング２の外部に開放された排紙トレイ（排紙部）５６に排出される。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置の排紙機構および排紙方法は、図６に示す画像形成装置で表した場合に、その定着器４８にて定着処理がなされた後の用紙Ｐを、定着器４８から排紙トレイ（排紙部）５６にまで搬送する機構と、その搬送の方法とに関するものである。
図１〜図４は、いずれも本発明に係る画像形成装置の排紙機構を模式的に示す概略断面図である。
【００２２】
このうち、図１および図２に記載の排紙機構および当該機構による排紙方法では、定着器４８を通過した用紙Ｐを貯留トレイ６４上にて順次積み重ねて冷却した後、当該用紙Ｐをその下側から順次取り出して、排紙トレイ（排紙部）５６に排出することを特徴とする。図１の画像形成装置は、貯留トレイ６４を有する排紙経路のみを備えているのに対し、図２の画像形成装置は、貯留トレイ６４を有しない排紙経路（第１排紙経路）７４と、貯留トレイ６４を有する排紙経路（第２排紙経路）７６とを備えている。
【００２３】
図１に示す排紙機構の場合、コロ６０によって定着器４８（加熱ローラ５０と加圧ローラ５２との間）を通過した用紙Ｐは、搬送ガイド６２を介して、貯留トレイ６４に一旦排出される。貯留トレイ６４において、用紙Ｐは、定着器４８を通過した順序で下から上へと積み重ねられる。貯留トレイ６４に排出されてから所定の時間が経過した（すなわち、貯留トレイ６４において所定時間、貯留された）用紙Ｐは、ピックアップローラ６６によって分離給送ローラ６８に送られ、制動ブレード７０との作用により１枚ずつ分離されて、排紙ローラ５４を経由して排紙トレイ５６へと搬送される。
【００２４】
図２に示す排紙機構の場合、コロ６０によって定着器４８を通過した用紙Ｐは、経路切替レバー７２によって、貯留トレイを経由しない第１搬送経路７４か、貯留トレイ６４を経由する第２搬送経路７６のいずれかに振り分けられる。経路切替レバー７２による搬送経路７４，７６の選択は、例えば（Ｉ） 用紙Ｐの厚み、放熱性、水分含量等に応じて、当該用紙Ｐがその表裏で温度差を生じ易いものであるか否かを判断し、（ＩＩ）形成画像の印字率（トナー付着量）やトナー濃度が高いか否かを判断し、（ＩＩＩ） 定着条件の検知により定着温度が高いか否か、あるいは用紙に加えられる熱量が多いか否かを判断し、および／または（ＩＶ）画像形成時の環境条件の検知により温度環境が高いか否かを判断し、その上で、これらの条件を総合的に判断して決定すればよい。すなわち、前述のように、例えば（ｉ） 用紙Ｐが薄く、放熱性が高くまたは水分含量が少なく、その表裏で温度差を生じにくいものである場合、（ｉｉ）形成画像の印字率が著しく少ないか、トナー濃度が著しく低い場合、（ｉｉｉ） 画像形成時の定着温度が低いか、用紙に加えられる熱量が少ない場合、（ｉｖ）画像形成時の環境が高温環境である場合、または上記（ｉ） 〜（ｉｖ）の条件のうち２以上の条件が重なる場合において、カールを生じるおそれが低いと判断される場合には、貯留トレイ６４を経ない第１排紙経路７４に搬送することによって、用紙Ｐを排紙トレイ５６へ直接に排出すればよい。一方、上記（ｉ） 〜（ｉｉｉ） の要件等に当てはまらず、カールを生じるおそれがあると判断される場合には、定着器４８にて加熱された用紙を第２排紙経路７６に搬送し、貯留トレイ６４にて一時保留して徐冷（冷却）・除熱した上で、排紙トレイ５６に排出すればよい。
【００２５】
一方、図３および図４に記載の排紙機構および当該機構による排紙方法では、定着器４８を通過した用紙Ｐを貯留トレイ７８上に積み重ね、これを冷却した後、当該用紙Ｐをその上側から順次取り出して、排紙トレイ（排紙部）５６に排出することを特徴とする。新たに定着器４８から搬送された用紙Ｐは、既に貯留トレイ７８内にて積み重ねられた用紙Ｐの下側から順次追加される。図３の画像形成装置は、貯留トレイ７８を有する排紙経路のみを備えているのに対し、図４の画像形成装置は、貯留トレイ７８を有しない排紙経路（第１排紙経路）８６と、貯留トレイ７８を有する排紙経路（第２排紙経路）８８とを備えている。
【００２６】
図３に示す排紙機構の場合、コロ６０によって定着器４８を通過した用紙Ｐは、搬送ガイド６２を介して、貯留トレイ７８に一旦排出される。ここで用紙Ｐは、既に積み重ねられている用紙Ｐの下側へ潜り込ませることによって積み重ねられる。貯留トレイ７８に排出されてから所定の時間が経過した（すなわち、貯留トレイ７８において所定時間、貯留された）用紙Ｐは、ピックアップローラ８２によって分離給送ローラ８０に送られ、１枚ずつ分離されて、排紙ローラ５４を経由して排紙トレイ５６へと搬送される。
【００２７】
分離給送ローラ８０やピックアップローラ８２は、例えば用紙Ｐが積み重ねられている厚みに応じて、その位置を変動し得るものであってもよい。
また、例えば貯留トレイ７８’の底板９０を回動自在なものとして（図５（ａ） 参照）、用紙Ｐの搬送を行う際に、底板９０をコイルばね９２等によって付勢、回動させて、半コロ給紙ローラ９４によって用紙Ｐを搬送させる（図５（ｂ） 参照）という方法を採用することもできる。
【００２８】
図４に示す排紙機構の場合、コロ６０によって定着器４８を通過した用紙Ｐは、経路切替レバー８４によって、貯留トレイを経由しない第１搬送経路８６か、貯留トレイ７８を経由する第２搬送経路８８のいずれかに振り分けられる。経路切替レバー８４による搬送経路８６，８８の選択は、図２に示す排紙機構の場合と同じく、上記（Ｉ） 〜（ＩＩＩ） に示したような要件に応じて適宜判断すればよい。図１〜図４に記載の排紙機構および当該機構による排紙方法において、貯留トレイ６４，７８上での用紙Ｐの貯留時間は、用紙がカールを発生させることのない温度またはカールを発生させにくい温度へと除熱されるのに要する時間に設定される。この時間は、かかる温度を設定する場合と同様に、用紙の種類・厚み、形成画像の内容、画像形成時の気温・湿度等の環境条件、定着温度等の定着条件といった種々の要件に応じて変動するものであって、適宜設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排紙機構の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る排紙機構の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る排紙機構のさらに他の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る排紙機構のさらに他の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】貯留トレイ７８からの用紙Ｐの搬送方法の一例を示す概略断面図である。
【図６】従来の画像形成装置（静電式複写機）における内部構造の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置（静電式複写機）
４８ 定着器
５６ 排紙トレイ（排紙部）
６４，７８ 貯留トレイ
７４，８４ 第１排紙経路
７６，８６ 第２排紙経路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a paper discharge mechanism and a paper discharge method of an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly, to prevent curling of a sheet after a fixing process or to significantly reduce the curl amount of the sheet. Paper discharge mechanism and paper discharge method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as an electrostatic copying machine or a laser printer, a heat roller fixing method or a flash fixing method is used as a method for fixing a toner image on a sheet. These methods are characterized in that in any case, one surface (image forming surface) of the paper is raised to the melting temperature of the toner.
In such an image forming apparatus, it is known that curl (curvature) occurs on a sheet as a transfer material of a formed image, and the curl causes a paper jam or deteriorates a stock property of the sheet. Therefore, it is strongly required to prevent the occurrence of curl.
[0003]
The paper discharge device described in Patent Literature 1 is characterized in that the paper is pressed by a plurality of rollers (rollers) to correct the curl generated after passing through the fixing device. However, in the method of correcting the curl by forcibly pressing and bending the sheet, the sheet may be in a wavy state, and there is a problem that the sheet is likely to be jammed.
In the image forming apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-157, paper is discharged depending on whether the image is formed only on one side or both sides of the sheet, or whether the image is formed with the image forming side of the sheet facing up or back (so-called F / Paying attention to the fact that the conveyance path of the sheet after passing through the fixing device is different due to the difference of U discharge or F / D discharge), the temperature of the heating roller of the fixing device is switched according to the conveyance path. However, according to this image forming apparatus, there is a problem that the temperature control of the fixing device is complicated, and there is a possibility that a fixing failure may occur or a fixing property may vary depending on a set temperature of the fixing unit.
[0004]
By the way, no particular causal relationship is known as to when the paper curls.For example, only one side of the paper dries, causing a humidity difference between the front and back. There are various causes, such as curling due to the paper, curling depending on the paper quality and thickness of the paper, curling depending on the content of the image formed on the paper (toner adhesion range, adhesion amount, etc.). is there.
In the printing apparatus (image forming apparatus) described in Patent Literature 3, the curl correcting function is provided as a separate unit, and the unit is mounted only when using paper having a high degree of curl, and the paper is forcibly forced in the unit. The curl is corrected by curving the shape. However, since the degree of curling is not affected only by the paper quality, it is generally difficult to determine whether or not the unit needs to be mounted.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-3-227875 (FIGS. 1 to 7)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-139953 (Claim 1, FIGS. 2 to 4, FIG. 6, paragraph [0013])
[Patent Document 3]
JP-A-11-11765 (Claim 1, paragraph [0007], paragraph [0009])
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a paper discharge mechanism which can be used in an electrophotographic image forming apparatus and which can significantly suppress the occurrence of curl on a sheet after a fixing process or can prevent the curl from occurring. Paper ejection method.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
It is generally said that the degree of curl tends to be small when the paper is thin and large when the paper is thick. Therefore, based on such empirical facts, the present inventors focused on the temperature difference between the front and back sides of the paper and conducted further research, and as a result, one side of the paper was rapidly cooled and the surface was cooled. When there is a sudden temperature difference between the back and the back (when a sudden thermal load is applied), it is found that the curl easily occurs on the paper and the degree of the curl increases, and further, the printing of the formed image is performed. It has been found that the degree of curl tends to increase as the amount of heat applied when fixing the toner increases, as in the case where the rate is large or when a color image is formed. Furthermore, the present inventors have found a completely new fact that the degree of curl can be significantly reduced or the curl can be prevented when the paper heated by passing through the fixing device is gradually removed. Thus, the present invention has been completed.
[0008]
That is, a paper ejection mechanism of the first image forming apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problem is a paper ejection mechanism that conveys a sheet that has passed through a fixing device of an electrophotographic image forming apparatus to a paper ejection unit. The image forming apparatus further includes a storage tray for temporarily storing the sheet passing through the fixing device.
A paper ejection mechanism of the second image forming apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problem is a paper ejection mechanism that conveys a sheet passing through a fixing device of an electrophotographic image forming apparatus to a paper ejection unit. A first paper discharge path for directly transporting the paper passing through the fixing device to a paper discharge unit, and a second paper discharge path for transporting the paper to a storage tray for temporarily storing the paper. Features.
[0009]
According to the paper discharge mechanism of the first image forming apparatus, the sheet that has passed through the fixing device and has undergone the fixing process of the formed image is temporarily stored in a storage tray provided in the image forming apparatus. Can be. Further, according to the paper ejection mechanism of the second image forming apparatus, the sheet that has passed through the fixing device and has undergone the fixing process of the formed image is temporarily temporarily stored in a storage tray provided in the image forming apparatus. Can be stored. By temporarily storing the paper in the storage tray in this way, compared with the case where the paper is directly discharged to the paper discharge unit after passing through the fixing device, the cooling of the heated paper in the fixing device is performed. The operation can be performed slowly. Therefore, the sheet can be gradually cooled until a temperature at which curling does not occur or a temperature at which curling does not easily occur. The sheet cooled in the storage tray is cooled to such an extent that the sheet is not subjected to a sudden and remarkable temperature change (thermal load) when the sheet is discharged to a sheet discharge portion (sheet discharge tray or the like) of the image forming apparatus. After the heat is removed, the sheet may be discharged to the sheet discharge section.
[0010]
That is, according to the above-described paper discharging mechanism, the paper can be discharged without giving a sudden temperature change (thermal load) such that one surface of the paper is rapidly cooled. Moreover, according to the paper ejection mechanisms of the first and second image forming apparatuses, the paper can be ejected in a stable state without applying a physical and physical load to the paper unlike the conventional curl correction method. , Curling can be suppressed or prevented. Therefore, the paper ejection mechanism of the first and second image forming apparatuses according to the present invention is a paper ejection mechanism that can suppress or prevent the occurrence of curl and prevent the occurrence of paper jams and paper stock defects. It is suitable for an electrophotographic image forming apparatus such as an electrostatic copying machine and a laser printer.
[0011]
In the paper discharge mechanisms of the first and second image forming apparatuses according to the present invention, it is preferable that the storage tray is disposed near the fixing device. The vicinity of the fixing device of the image forming apparatus is a relatively warm region due to heat from the heating roller. Therefore, by disposing the storage tray in the vicinity of the fixing device, the temperature environment of the storage tray can be made suitable for gradually cooling the sheet without providing a special heat source.
In the paper ejection mechanisms of the first and second image forming apparatuses according to the present invention,
(A) a separating / feeding roller for sequentially transporting the paper sequentially stacked from above on the storage tray after passing through the fixing device, or (b) paper passing through the fixing device. A transport guide that guides the paper to the storage tray, or when the paper is already conveyed on the storage tray, the paper that has newly passed through the fixing device enters the lower side of the already conveyed paper from the bottom side of the storage tray, A separating and feeding roller that conveys the paper stacked on the storage tray from above.
[0012]
In accordance with the method shown in (a) and (b), in which the sheets passing through the fixing device are stacked on a storage tray, a method for conveying the stacked sheets, and a conveying means such as a separation feeding roller to be used. Is selected as described above, the sheets that have passed through the fixing device can be discharged to the discharge tray in the order in which they passed.
Of the methods for stacking sheets on the storage tray as shown in (a) and (b) above, the method shown in (b) above requires a new sheet to be inserted under the already stacked sheets. Thus, the load of the paper is applied to the new paper, and the effect of suppressing the occurrence of curling is further enhanced.
[0013]
In the second image forming apparatus, a branch lever that selects each of the discharge paths and guides the sheet may be provided at a branch point between the first discharge path and the second discharge path.
In the first and second image forming apparatuses, the sheet temporarily stored in the storage tray is directly discharged from the storage tray by the separation and feeding roller until the sheet is discharged to the sheet discharge unit. May be taken out. Here, when the method of stacking the sheets on the storage tray is the method shown in the above (II), the sheets can be taken out from the storage tray in a state where the sheets are arranged in the order of passing through the fixing device.
[0014]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a sheet discharging method for an image forming apparatus, wherein a sheet passing through a fixing device is temporarily held in a storage tray in an image forming step in an electrophotographic image forming apparatus. And discharged after cooling.
According to the paper discharging method of the first image forming apparatus, the paper on which the fixing processing of the formed image is completed by passing through the fixing device is temporarily stored in a storage tray provided in the image forming apparatus. Therefore, the temperature of the sheet heated by the fixing device can be gradually cooled in the storage tray until the temperature of the sheet does not or does not easily cause curling. When the paper stored in the storage tray is discharged to a paper discharge unit (a paper discharge tray or the like) of the image forming apparatus as in the case of the above-described first paper discharge mechanism, a rapid and remarkable temperature change (a thermal change) occurs. It is sufficient to cool and remove the heat to such an extent that the sheet does not receive the load, and then to discharge the sheet to the discharge section.
[0015]
Therefore, according to the first paper discharging method, a sudden temperature change (thermal load) such as one side of the paper is suddenly cooled, and the paper is curled as in the conventional curl correction method. The paper can be discharged in a stable state without applying a physical or physical load, and curling can be suppressed or prevented.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a sheet discharging method for an image forming apparatus, comprising: a sheet physical property, a print rate of a formed image, a print rate of a formed image, in an image forming process in an electrophotographic image forming apparatus. Based on at least one condition selected from the group consisting of a density, a fixing condition during image forming processing, and an environmental condition during image forming processing, the sheet that has passed through the fixing device is directly discharged to a sheet discharging unit or a storage tray. And temporarily selecting whether to discharge after cooling.
[0016]
In the paper discharging method of the second image forming apparatus, for example, (i) the physical properties of the paper used for image formation are detected, and the paper is thin, has high heat dissipation, and has a low water content. When it can be determined that a temperature difference is unlikely to occur between the front and back sides, (ii) the printing rate or density of the formed image is detected, and the printing rate (toner adhesion amount) of the formed image is extremely small or the toner density is extremely low. (Iii) If the set fixing conditions are detected and it is determined that the fixing temperature is low or the amount of heat applied to the paper is small (the degree of heating the paper is low), (iv) There is a possibility that curling may occur when the environmental conditions during image formation are detected and it is determined that the environment is in a high temperature environment, or when two or more of the above conditions (i) to (iv) overlap. Is determined to be low If that is by conveying the sheet to the first sheet discharge path not through the reservoir tray can be discharged directly into the paper to the discharge unit. On the other hand, if it is determined that the above conditions (i) to (iv) are not satisfied and therefore there is a risk of curling, the sheet heated by the fixing device is conveyed to the second sheet discharging path. Then, the sheet is temporarily held in a storage tray, cooled and heat is removed, and then discharged to a sheet discharge unit.
[0017]
Therefore, according to the second paper discharging method, as in the case of the first paper discharging method, a sudden temperature change (thermal load) such as one side of the paper is rapidly cooled. Further, the sheet can be discharged in a stable state without applying a shape and a physical load to the sheet unlike the conventional curl correction method, and curling can be suppressed or prevented. In addition, according to the second paper discharging method, not only the paper is conveyed to the second paper discharging path provided with the storage tray, but also the paper is transmitted through the first paper discharging path depending on the situation of curl or the like. Paper can be discharged directly to the paper discharge tray. Therefore, when it is unnecessary to gradually cool and remove the heat of the sheet on the storage tray, the sheet discharging operation after the fixing process can be performed smoothly.
[0018]
As described above, the paper discharging methods of the first and second image forming apparatuses according to the present invention can suppress or prevent the occurrence of curl and can prevent the occurrence of paper jams and paper stock defects. It is suitable for application to an electrophotographic image forming apparatus such as an electrostatic copying machine and a laser printer.
In the paper discharging mechanism and the paper discharging method of the image forming apparatus according to the present invention, the paper stored in the storage tray is gradually cooled and removed to a temperature at which curling does not occur or a temperature at which curling does not easily occur. Is discharged to a paper discharge unit (a paper discharge tray or the like). Here, the term "temperature at which curling does not occur" or "temperature at which (curling) does not easily occur" refers to the type and thickness of the paper, the content of the formed image (for example, the amount of toner adhered to the paper, etc.). ), It varies depending on various requirements such as environmental conditions such as temperature and humidity at the time of image formation, and fixing conditions such as fixing temperature, and is not uniquely determined. The difference from the temperature of the atmosphere (usually, the temperature at the time of image formation) in the paper discharge section of the apparatus is in a range of 30 ° C. or less, preferably in a range of 20 ° C. or less, more preferably in a range of 10 ° C. or less. May be set as appropriate.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a paper discharge mechanism and a paper discharge method of an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing the internal configuration of the digital electrostatic copying machine 10 as an image forming apparatus. The electrostatic copying machine 10 is partitioned by a housing 12 having a substantially rectangular outer shape. In the housing 12, an image reading unit 18 for reading an image of a document, a paper feeding unit 34 for feeding out a sheet as a transfer object, and a toner image based on an image of the document and transferring the sheet to a sheet. The image forming unit 22 includes a fixing unit 48 for fixing the transferred toner image to a sheet.
[0020]
Image formation by the digital electrostatic copying machine 10 is performed, for example, in the following procedure. First, a document is placed on the document tray 14 or the contact glass 16 and the image reading unit 18 reads an image of the document. On the other hand, in the image forming unit 22, the surface of the photosensitive drum 24 is charged by the charger 26. The image information obtained by the image reading unit 18 is sent to a laser scanning unit (LSU) 20, and a laser beam corresponding to the image information is irradiated from an exposure unit 28, so that the surface of the photosensitive drum 24 is selectively exposed. Exposed. The electrostatic latent image (not shown) formed on the surface of the photoconductor drum 24 is visualized by supplying toner from the developing device 30, and further, the toner image (not shown) Is transferred onto the paper P by the transfer device 32. The paper P is supplied from the paper feed unit 34 and the like. In FIG. 6, the paper P stored in the paper cassette 36 is taken out by the pickup roller 38 and the paper feed roller 40 and transported by the transport roller 42. The sheet is conveyed to the image forming unit 22 via the path 44. The sheet P is conveyed onto the transfer unit 32 by a registration roller 46 that sends it out at a predetermined timing, and the toner image is transferred by the transfer unit 32 as described above. The sheet on which the toner image is transferred is guided to a fixing device 48, where the sheet is subjected to a fixing process by passing between a heating roller 50 and a pressure roller 52, and then the housing 2 is discharged via a sheet discharging roller 54. The paper is discharged to a paper discharge tray (paper discharge unit) 56 opened to the outside.
[0021]
The paper discharging mechanism and the paper discharging method of the image forming apparatus according to the present invention, when represented by the image forming apparatus shown in FIG. And a method of transporting the paper to a paper discharge tray (paper discharge unit) 56.
1 to 4 are schematic cross-sectional views schematically showing a paper discharge mechanism of the image forming apparatus according to the present invention.
[0022]
In the paper discharge mechanism shown in FIGS. 1 and 2 and the paper discharge method using the mechanism, the papers P that have passed through the fixing device 48 are sequentially stacked on the storage tray 64 and cooled, and then the papers P are discharged. It is characterized in that the paper is sequentially taken out from the lower side and discharged to a paper discharge tray (paper discharge part) 56. The image forming apparatus of FIG. 1 has only a paper discharge path having a storage tray 64, whereas the image forming apparatus of FIG. 2 has a paper discharge path (first paper discharge path) 74 having no storage tray 64. And a paper discharge path (second paper discharge path) 76 having a storage tray 64.
[0023]
In the case of the paper discharge mechanism shown in FIG. 1, the paper P that has passed through the fixing device 48 (between the heating roller 50 and the pressure roller 52) by the roller 60 is once discharged to the storage tray 64 via the conveyance guide 62. You. In the storage tray 64, the sheets P are stacked from bottom to top in the order in which they passed the fixing device 48. The paper P, which has been discharged for a predetermined time after being discharged to the storage tray 64 (that is, stored for a predetermined time in the storage tray 64), is sent to the separation feeding roller 68 by the pickup roller 66, The sheets are separated one by one by the action and are conveyed to a discharge tray 56 via a discharge roller 54.
[0024]
In the case of the paper discharge mechanism shown in FIG. 2, the paper P that has passed through the fixing device 48 by the rollers 60 is moved by the path switching lever 72 to the first transport path 74 that does not pass through the storage tray or the second transport that passes through the storage tray 64. It is distributed to one of the routes 76. The selection of the transport paths 74 and 76 by the path switching lever 72 includes, for example, (I) determining whether or not the sheet P is likely to generate a temperature difference between the front and back sides according to the thickness, heat radiation, moisture content, etc. of the sheet P. (II) It is determined whether the printing rate (toner adhesion amount) of the formed image or the toner concentration is high, and (III) Whether the fixing temperature is high by detecting the fixing condition or whether the fixing temperature And / or (IV) determining whether the temperature environment is high by detecting environmental conditions during image formation, and then comprehensively determining these conditions. May be determined. That is, as described above, for example, (i) when the paper P is thin, has high heat dissipation or low moisture content, and hardly causes a temperature difference between the front and back sides, (ii) the printing rate of the formed image is extremely low. (Iii) when the toner density is extremely low, (iii) when the fixing temperature during image formation is low, or when the amount of heat applied to the paper is small, (iv) when the environment during image formation is a high-temperature environment, or when (i) If two or more of the conditions (iv) to (iv) overlap, if it is determined that the risk of curling is low, the paper is conveyed to the first paper discharge path 74 that does not pass through the storage tray 64, The sheet P may be directly discharged to the discharge tray 56. On the other hand, if it is determined that there is a possibility of curling without satisfying the requirements (i) to (iii) and the like, the sheet heated by the fixing device 48 is conveyed to the second sheet discharge path 76. It is sufficient that the sheet is temporarily held in the storage tray 64 to be gradually cooled (cooled) / removed, and then discharged to the sheet discharge tray 56.
[0025]
On the other hand, in the paper discharge mechanism shown in FIGS. 3 and 4 and the paper discharge method by the mechanism, the papers P that have passed through the fixing device 48 are stacked on a storage tray 78, and after cooling this, the papers P are , And are sequentially discharged to a discharge tray (discharge unit) 56. The paper P newly transported from the fixing device 48 is sequentially added from the lower side of the paper P already stacked in the storage tray 78. The image forming apparatus of FIG. 3 has only a paper discharge path having a storage tray 78, whereas the image forming apparatus of FIG. 4 has a paper discharge path (first paper discharge path) 86 having no storage tray 78. And a paper discharge path (second paper discharge path) 88 having a storage tray 78.
[0026]
In the case of the paper discharging mechanism shown in FIG. 3, the paper P that has passed through the fixing device 48 by the rollers 60 is once discharged to the storage tray 78 via the transport guide 62. Here, the sheets P are stacked by being sunk under the already stacked sheets P. The paper P, which has passed a predetermined time after being discharged to the storage tray 78 (that is, stored for a predetermined time in the storage tray 78), is sent to the separation feeding roller 80 by the pickup roller 82 and separated one by one. Then, the sheet is conveyed to a sheet discharge tray 56 via a sheet discharge roller 54.
[0027]
The positions of the separation feeding roller 80 and the pickup roller 82 may be changed in accordance with, for example, the thickness of the stacked sheets P.
Further, for example, the bottom plate 90 of the storage tray 78 'is made rotatable (see FIG. 5A), and when the paper P is conveyed, the bottom plate 90 is urged and rotated by a coil spring 92 or the like. Alternatively, a method in which the sheet P is transported by the half roller feed roller 94 (see FIG. 5B) can be adopted.
[0028]
In the case of the paper ejection mechanism shown in FIG. 4, the paper P that has passed through the fixing device 48 by the roller 60 is moved by the path switching lever 84 to the first conveyance path 86 that does not pass through the storage tray or the second conveyance that passes through the storage tray 78. Sorted to one of the routes 88. The selection of the transport paths 86 and 88 by the path switching lever 84 may be appropriately determined according to the requirements shown in the above (I) to (III), as in the case of the paper discharge mechanism shown in FIG. In the paper discharge mechanism shown in FIGS. 1 to 4 and the paper discharge method by the mechanism, the storage time of the paper P on the storage trays 64 and 78 depends on the temperature or the curl at which the paper does not curl. It is set to the time required for heat removal to a difficult temperature. This time depends on various requirements such as the type and thickness of the paper, the content of the formed image, environmental conditions such as temperature and humidity at the time of image formation, and fixing conditions such as fixing temperature, as in the case of setting the temperature. It fluctuates and is set as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a paper discharge mechanism according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the paper discharge mechanism according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing still another embodiment of the paper discharge mechanism according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing still another embodiment of the paper discharge mechanism according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a method of transporting a sheet P from a storage tray 78.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of an internal structure of a conventional image forming apparatus (electrostatic copying machine).
[Explanation of symbols]
10 Image forming apparatus (electrostatic copying machine)
48 fixing unit 56 paper discharge tray (paper discharge unit)
64, 78 Storage trays 74, 84 First discharge path 76, 86 Second discharge path
