JP2006091627A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 加熱定着されて高温となったシート材に対し、トナー付着量に基づいた効率的な冷却ができ、タッキングが防止できる画像形成装置の提供。
【解決手段】 シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、トナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、シート材上のトナー付着量に関する付着量情報を検出する手段と、シート材上のトナー付着量に関する付着量情報に基づいて冷却手段の冷却能力を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図4
【解決手段】 シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、トナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、シート材上のトナー付着量に関する付着量情報を検出する手段と、シート材上のトナー付着量に関する付着量情報に基づいて冷却手段の冷却能力を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図4
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に定着手段を有する画像形成装置に関する。
従来より、画像形成装置として、像担持体である感光体に潜像を形成し、前記潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、前記トナー画像をシート材(以下、記録紙ともいう。)に転写して定着手段により加熱定着し、前記トナー画像を記録紙に定着させた後、前記記録紙を記録紙搬送経路の排出手段により、シート積載部である排紙トレイに搬送し、積載させる電子写真方式の画像形成装置が知られている。
しかしながら、近年、高速且つ大量処理に対応する画像形成装置の開発が進み、高速でプリントした多量の記録紙が排紙トレイ上に積み重ねられた状態で置かれることが多い。排紙トレイ上の記録紙は、加熱定着時の熱をある程度温存し、さらに大量の記録紙の自重が作用しているのでトナー画像が隣接する記録紙に付着して、記録紙同士が貼り付くタッキングの問題を発生させた。記録紙同士が貼り付くと紙揃え性を悪化させたり、また貼り付いたトナー画像を剥離した部分は画像が抜けたり光沢が低下するのでトナー画像の仕上りに問題を呈した。
これらの問題の対策として、従来、ファン等により記録紙搬送経路上にある記録紙に直接送風して冷却しトナーの固化を早める方法が一般的に採られてきた。
さらに、冷却効果を高めるためにファンの風量を大きくした場合に生じるファンの能力アップによる消費電力の増加、或いは騒音の増加という問題を解決するため、定着後の記録紙の温度、装置外の温度及び湿度、プリントモード選択に係わる両面プリントと片面プリントとの違いに応じて冷却能力を変化させる方法が知られている(特許文献1参照)。
この従来技術は、定着後の記録紙の温度に着目して冷却能力を変化させることを技術思想としており、さらに定着後の記録紙の温度は、装置外の温度及び湿度、プリントモード選択に係わる両面プリントと片面プリントとの違いにより変化するので、これらの違いに応じて冷却能力を変化させるものである。
特開2004−45723号公報
しかしながら、近年、電子写真方式の画像形成装置では、シート材上のトナー付着量の異なる各種の画像データをプリントするようになってきている。また、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等のトナーの混合によりフルカラー画像を記録することが可能なフルカラー画像形成装置が主流になってきており、トナー付着量がモノクロに比べて大幅に増加する傾向にある。このように、モノクロでプリントした場合と、カラーでプリントした場合、あるいはハーフトーン画像とベタ画像をプリントした場合とでトナー付着量が大きく異なり、トナー付着量が多いほどタッキングが発生しやすくなる。
また、電子写真方式による画像形成は、いまやデジタル方式が主流となっている。デジタル方式による画像形成はコンピュータの出力装置として発展し、高速プリンターの低価格化に加えて、両面プリントユニットや、プリントと同時に画像形成した用紙を折り束ねて中綴じし高速で製本化を行う後処理ユニットなどのオプション機器の発展を促し、画像記録後の記録シートを排出して積載するシート積載部を複数有する画像形成装置、特に、穿孔処理、綴じ処理、折り処理、ソート処理などの各種後処理を行う後処理部(FNS)とそれに対応した複数のシート積載部を備えた画像形成装置も増えつつある。これらの装置では、後処理部を使用するか否か、あるいは、いずれの後処理を行うかにより、異なるシート積載部に排出される。よって、定着手段により加熱定着された後、シート排出手段により、シート積載部まで搬送される時間が、シート積載部により異なるので、タッキングの発生の仕方が異なってくる。即ち、シート材は、搬送時間が長いほど、積載部に積載されるまでの搬送中に自然冷却され易いので、積載部に積載される時の温度がより低くなり、タッキングが発生しにくくなるのである。
また、加熱定着後のシート材の温度が高い場合やトナー付着量の多い画像など、タッキングが発生しやすい条件では、消費電力の問題などにより、冷却能力を十分にあげることはできず、シート材を十分に冷却することはできない場合があった。特に後処理部を有する画像形成装置では、消費電力の増加に対する問題は大きい。
この様に、高速で大量のプリントを行う技術には、実用化に向けて達成すべき課題が残されており、上記特許文献にはこれらの課題を解決することの記載はなく、また定着後の記録シートの温度に着目して、冷却能力を変化させる方法では、タッキングの発生を十分に抑えることは困難であり、また効率的にシート材を冷却するという点でも不十分であることがわかった。
本発明は上記の問題点を解決し、加熱定着されて高温となった記録紙に対し、トナー付着量に関する付着量情報、シート積載手段の選択情報の違い等に対応した効率的な冷却を行い、タッキングを防止することできる画像形成装置を提供することを目的とする。
また、加熱定着後の記録紙の温度に応じて、効率的にタッキングを防ぐことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
また、加熱定着されて高温となった記録紙に対し、状況に応じて、限られた電力を有効に使い、効率的な記録紙の冷却を行い、タッキングを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の目的は、以下のような構成により達成される。
(請求項1)
シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、シート材上のトナー付着量に関する付着量情報を検出する付着量情報検出手段と、前記付着量情報検出手段で検出されたシート材上のトナー付着量に関する付着量情報に基づいて、前記冷却手段の冷却能力を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、シート材上のトナー付着量に関する付着量情報を検出する付着量情報検出手段と、前記付着量情報検出手段で検出されたシート材上のトナー付着量に関する付着量情報に基づいて、前記冷却手段の冷却能力を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
ここで、トナー付着量に関する付着量情報とは、トナー付着量自体、または、印字率などのトナー付着量に対応した情報をさす。
(請求項2)
前記制御手段は、前記付着量情報検出手段で第1の付着量情報が検出された場合の前記冷却手段の冷却能力に対して、前記付着量情報検出手段で第1の付着量情報よりもトナー付着量の多い第2の付着量情報が検出された場合の前記冷却手段の冷却能力を高くすること特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記付着量情報検出手段で第1の付着量情報が検出された場合の前記冷却手段の冷却能力に対して、前記付着量情報検出手段で第1の付着量情報よりもトナー付着量の多い第2の付着量情報が検出された場合の前記冷却手段の冷却能力を高くすること特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(請求項3)
シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、シート材を積載する複数のシート積載手段と、前記複数のシート積載手段の中から1つのシート積載手段を選択する選択手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を前記選択手段で選択されたシート積載手段に排出する排出手段と、前記選択手段で選択されたシート積載手段の選択情報に基づいて、前記冷却手段の冷却能力を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、シート材を積載する複数のシート積載手段と、前記複数のシート積載手段の中から1つのシート積載手段を選択する選択手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を前記選択手段で選択されたシート積載手段に排出する排出手段と、前記選択手段で選択されたシート積載手段の選択情報に基づいて、前記冷却手段の冷却能力を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
(請求項4)
前記複数のシート積載手段は、第1のシート積載手段と第1のシート積載手段よりも前記定着手段を通過した後のシート材が前記排出手段によりシート積載手段に排出されるまでの時間が長い第2のシート積載手段とを有し、前記制御手段は、前記選択手段で第2のシート積載手段が選択された場合の前記冷却手段の冷却能力に対して、前記選択手段で第1のシート積載手段が選択された場合の前記冷却手段の冷却能力を高くすることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
前記複数のシート積載手段は、第1のシート積載手段と第1のシート積載手段よりも前記定着手段を通過した後のシート材が前記排出手段によりシート積載手段に排出されるまでの時間が長い第2のシート積載手段とを有し、前記制御手段は、前記選択手段で第2のシート積載手段が選択された場合の前記冷却手段の冷却能力に対して、前記選択手段で第1のシート積載手段が選択された場合の前記冷却手段の冷却能力を高くすることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
(請求項5)
シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材の温度を検知する温度検知手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を積載するシート積載手段と、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度に基づいて、前記シート積載手段にシート材が積載されてから次のシート材が積載されるまでの時間間隔を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材の温度を検知する温度検知手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を積載するシート積載手段と、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度に基づいて、前記シート積載手段にシート材が積載されてから次のシート材が積載されるまでの時間間隔を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
(請求項6)
前記制御手段は、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度が第1の温度である場合の前記時間間隔に対して、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度が第1の温度よりも高い第2の温度である場合の前記時間間隔を長くすることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度が第1の温度である場合の前記時間間隔に対して、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度が第1の温度よりも高い第2の温度である場合の前記時間間隔を長くすることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
(請求項7)
シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、前記定着手段に供給する電力及び前記冷却手段に供給する電力を制御する制御手段とを有する画像形成装置であって、前記制御手段は、第1の電力供給モードと前記第1の電力供給モードよりも、前記定着手段に供給する電力が小さく、かつ、前記冷却手段に供給する電力が大きくなるように制御する第2の電力供給モードとを有すること特徴とする画像形成装置。
シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、前記定着手段に供給する電力及び前記冷却手段に供給する電力を制御する制御手段とを有する画像形成装置であって、前記制御手段は、第1の電力供給モードと前記第1の電力供給モードよりも、前記定着手段に供給する電力が小さく、かつ、前記冷却手段に供給する電力が大きくなるように制御する第2の電力供給モードとを有すること特徴とする画像形成装置。
(請求項8)
前記定着手段は、加熱手段を備える加圧ローラを有し、前記制御手段は、前記第2の電力供給モードにおいて、前記加圧ローラの加熱手段に供給する電力を前記第1の電力供給モードよりも小さくすることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
前記定着手段は、加熱手段を備える加圧ローラを有し、前記制御手段は、前記第2の電力供給モードにおいて、前記加圧ローラの加熱手段に供給する電力を前記第1の電力供給モードよりも小さくすることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
(請求項9)
シート材の両面に画像形成するモードとシート材の片面に画像形成するモードとを有し、前記制御手段は、シート材の両面に画像形成するモードの場合には、前記第2の電力供給モードを選択し、シート材の片面に画像形成するモードの場合には、前記第1の電力供給モードを選択することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の画像形成装置。
シート材の両面に画像形成するモードとシート材の片面に画像形成するモードとを有し、前記制御手段は、シート材の両面に画像形成するモードの場合には、前記第2の電力供給モードを選択し、シート材の片面に画像形成するモードの場合には、前記第1の電力供給モードを選択することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の画像形成装置。
(請求項10)
前記画像形成手段によるプリント枚数を設定するプリント枚数設定手段を有し、前記制御手段は、前記プリント枚数設定手段で設定された枚数のプリントがなされる間の所定のタイミングで、前記第1の電力供給モードから前記第2の電力供給モードに切り替えることを有することを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。
前記画像形成手段によるプリント枚数を設定するプリント枚数設定手段を有し、前記制御手段は、前記プリント枚数設定手段で設定された枚数のプリントがなされる間の所定のタイミングで、前記第1の電力供給モードから前記第2の電力供給モードに切り替えることを有することを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。
(請求項11)
前記画像形成手段によるプリントが開始されてからプリントがなされた枚数をカウントするプリント枚数カウント手段を有し、前記制御手段は、前記プリント枚数カウント手段によりカウントされた枚数に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
前記画像形成手段によるプリントが開始されてからプリントがなされた枚数をカウントするプリント枚数カウント手段を有し、前記制御手段は、前記プリント枚数カウント手段によりカウントされた枚数に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
(請求項12)
前記定着手段の温度を検知する温度検知手段を有し、前記制御手段は、前記温度検知手段で検知された前記定着手段の温度に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
前記定着手段の温度を検知する温度検知手段を有し、前記制御手段は、前記温度検知手段で検知された前記定着手段の温度に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
(請求項13)
前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材の温度を検知する温度検知手段を有し、前記制御手段は、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材の温度を検知する温度検知手段を有し、前記制御手段は、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
(請求項14)
前記温度検知手段は、赤外光により非接触で温度を検知する温度センサであることを特徴とする請求項5,12,13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記温度検知手段は、赤外光により非接触で温度を検知する温度センサであることを特徴とする請求項5,12,13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項15)
前記トナー画像を構成するトナーは、熱可塑性であり、軟化点は135℃以下、ガラス転移点は60℃以下であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記トナー画像を構成するトナーは、熱可塑性であり、軟化点は135℃以下、ガラス転移点は60℃以下であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
本発明に使用されるトナーは、少なくとも樹脂、着色剤、離型剤より構成される。
本発明で使用されるトナーの軟化点は、細管式レオメータ(島津製作所社製)を使用して測定される。具体的には、細管式レオメータ「FT−500C」(島津製作所社製)を用い、ダイスの細孔の径1mm、長さ1mm、荷重20kg/cm2、昇温速度6℃/minの条件下で1cm3の試料を溶融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの1/2に相当する温度を軟化点とする。
本発明で使用されるトナーを構成する樹脂のガラス転移点は、示差熱量分析装置(DSC)により測定され、ベースラインと吸熱ピークの傾きとの交点をガラス転移点とする。具体的には、示差走査熱量計を用い、100℃まで昇温しその温度にて3分間放置した後に降下温度10℃/minで室温まで冷却する。ついで、このサンプルを昇温速度10℃/minで測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインの延長線と、ピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との交点をガラス転移点とする。具体的な測定装置としては、例えばパーキンエルマー社製のDSC−7が挙げられる。
請求項1に記載の発明によれば、トナー付着量に関する付着量情報に基づいて、冷却手段の冷却能力を制御するので、トナー付着量に応じてタッキングの発生しやすさが異なる場合において、トナー付着量に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できる。
請求項2に記載の発明によれば、トナー付着量が異なる少なくとも2つの付着量情報が存在する場合において、タッキングが発生しやすい、所謂、トナー付着量が多い付着量情報が検出された場合に、冷却手段の冷却能力を高くするので、トナー付着量に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できる。
請求項3に記載の発明によれば、シート積載手段の選択情報に基づいて、冷却手段の冷却能力を制御するので、シート積載手段の違いによりタッキングの発生しやすさが異なる場合において、シート積載手段の選択情報に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できる。
請求項4に記載の発明によれば、定着手段を通過した後のシート材が排出手段によりシート積載手段に排出されるまでの時間が異なる少なくとも2つのシート積載手段を有する場合において、タッキングが発生しやすい、所謂、定着手段を通過した後のシート材が排出手段によりシート積載手段に排出されるまでの時間が短いシート積載手段が選択された場合に、冷却手段の冷却能力を高くするので、シート積載手段の選択情報に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できる。
請求項5に記載の発明によれば、加熱定着後のシート材の温度に基づいてシート積載手段に積載されるシート材の時間間隔を制御するので、シート材の温度の違いにより、タッキングの発生しやすさが異なる場合において、シート材の温度に応じて効率的にタッキングを防止できる。
請求項6に記載の発明によれば、タッキングが発生しやすい、即ち、加熱定着後のシート材の温度が高い場合に、シート積載手段に積載されるシート材の時間間隔を長くすることにより、シート積載手段に次のシート材が積載されるまでの間に前のシート材が自然冷却されやすくなるので、シート材の温度に応じて、プリント速度の低下を抑えつつ、効率的にタッキングを防止できる。
請求項7に記載の発明によれば、定着手段に供給する電力及び冷却手段に供給する電力を制御する制御手段を有する画像形成装置であって、制御手段は、第1の電力供給モードと第1の電力供給モードよりも、定着手段に供給する電力が小さく、かつ、冷却手段に供給する電力が大きくなるように制御する第2の電力供給モードとを有することにより、状況に応じて、定着手段の電力を下げられる場合に冷却手段に供給する電力を上げて冷却手段の能力を上げるので、限られた電力を有効に使い、消費電力の増加を抑えつつ、効率的に冷却ができ、タッキングを抑えられる。
請求項8に記載の発明によれば、加圧ローラの加熱手段へ供給する電力を小さくすることにより、定着手段に供給する電力を小さくするので、定着ローラの加熱手段へ供給する電力を小さくする場合に比べて、定着手段への供給電力の低下によるトナーの定着性への影響を低く抑えることができる。
請求項9に記載の発明は、以下の作用効果を有する。シート材の両面に画像形成する場合は、裏面に画像形成した後のシート材の温度は、片面に画像形成した後のシート材の温度より高い。よって、シートの両面に画像形成する場合は、片面に画像形成する場合より定着に要する熱量は低くてすむ。また、定着後のシート材の温度は、両面に画像形成する場合の方が、片面に画像形成する場合より高くなり、タッキングが発生しやすくなる。よって、シート材の両面に画像形成する場合には、第2の電力供給モードを選択し、前記シート材の片面に画像形成する場合には、第1の電力供給モードを選択することにより、シート材の両面に画像形成する場合に、定着手段の電力を冷却手段に振り分けることで限られた電力を有効に使うことができ、タッキングを抑えられる。
請求項10に記載の発明は、以下の作用効果を有する。複数枚分の連続プリントをする場合には、連続プリントの初期には、定着手段の加圧ローラに熱を奪われる等の原因から、特に定着手段の定着ローラの温度の落ち込みが激しく、定着の電力を必要とする。ただし、初期以外は、定着の電力は比較的少なくてすむ。逆に、定着後のシート材の温度は、連続プリント初期は、記録紙搬送経路のガイド板等に熱を奪われるため、それほど高くなく、プリント枚数が増えるにつれ高くなり、タッキングが発生しやすくなる。よって、プリント枚数設定手段で設定された枚数分の連続プリントをしている間の所定のタイミングで、第1の電力供給モードから第2の電力供給モードに切り替えることにより、連続プリントの途中で、定着の電力を冷却手段に振り分けることで限られた電力を有効に使うことができ、タッキングを抑えられる。
請求項11に記載の発明によれば、プリントがなされた枚数をカウントするプリント枚数カウント手段を有し、プリント枚数カウント手段によりカウントされた枚数に基づいて、電力振り分けのタイミングを決定するので、特別な手段を必要とせず、容易にタイミングを決定できる。
請求項12に記載の発明によれば、定着手段の温度に基づいて、電力振り分けのタイミングを決定するので、より正確に電力振り分けのタイミングを決定することができる。
請求項13に記載の発明によれば、トナーを加熱定着した後のシート材の温度に基づいて、電力振り分けのタイミングを決定するので、より正確に電力振り分けのタイミングを決定することができる。
請求項14に記載の発明によれば、前記温度検知手段は、赤外光により非接触で温度を検知する温度センサであるので、シート材、定着手段などの温度検知対象物からセンサに
トナーが転移付着したりすることなく、正確に温度の検知ができる。
トナーが転移付着したりすることなく、正確に温度の検知ができる。
請求項15に記載の発明によれば、前記トナーは、熱可塑性であり、軟化点は135℃以下、ガラス転移点は60℃以下であるので、比較的低温での定着が可能となり、省電力で、かつ、タッキングを抑えられる。
以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
本発明の実施の形態について説明する。
図1は画像形成部A、画像読み取り部B、画像処理部C(不図示)、定着手段8、後処理部FNS、制御手段100等からなる画像形成装置の全体構成図である。
画像データは、画像読み取り部Bで原稿から読み取られた後、画像処理部Cの記憶手段M2に記憶される。
画像形成部Aは、矢印RAの方向に回転する像担持体である感光体1の周囲に、帯電手段2、像露光手段(書き込み手段)3、現像手段4、パッチ濃度センサTS、転写手段5A、除電手段5B、分離爪5C、及びクリーニング手段6を配置した画像形成手段を有し、帯電手段2によって感光体1の表面に一様帯電を行った後に、画像処理部Cの記憶手段M2に記憶されている画像データに基づいて像露光手段3のレーザビームによって露光走査を行って潜像を形成し、該潜像を現像手段4により反転現像して感光体1の表面にトナー画像を形成する。また、この時、感光体1における画像形成部の回転方向下流側の非画像部にトナー濃度検出用のパッチ画像を形成しておき、現像手段4の下流に配置されたパッチ濃度センサTSにてパッチ画像の光学濃度を検出して、補給トナー容器(不図示)から画像形成部Aの現像手段4に、パッチ画像の光学濃度から予測されるトナー濃度に対応したトナー補給量の補給を行わせている。
一方、シート材である記録紙Sを収納する記録紙収納手段7Aから給紙された記録紙Sは転写位置へと送られる。転写位置において転写手段5Aにより前記トナー画像が記録紙S上に転写される。その後に、記録紙Sは除電手段5Bにより裏面の電荷が消去され、分離爪5Cにより感光体1から分離され、中間搬送部7Bにより搬送され、引き続き定着手段8により加熱定着され、記録紙搬送経路201にて冷却手段である回転速度可変の冷却ファン101A、101B(以下、総称して101と記す場合がある)により冷却された後、排紙ローラ7Cから排出される。また、冷却ファンを駆動するモーター等からなる冷却ファンの駆動手段701(不図示)も冷却手段を構成する。
なお、記録紙搬送経路201には、排出手段の1つである排紙ローラ7Cと排紙ローラ7C2が配置され、その排紙ローラの間に記録紙Sを挟んで上下方向にスリットを設けたガイド板(不図示)が設けられており、このスリットを通して冷却ファンから送風される。
記録紙Sの両面に画像形成を行う場合には、定着手段8により加熱定着された記録紙Sを、搬送路切り替え板7Dにより通常の排紙通路から分岐し、反転搬送路7Eにおいてスイッチバックして表裏反転した後、両面コピー搬送路7Fを経て給紙経路に導入される。記録紙Sは画像形成部においてトナー画像を転写された後、定着手段8により定着処理され、冷却ファン101により冷却された後、排紙ローラ7Cにより排出される。排紙ローラ7Cから排出された記録紙Sは、後処理部FNSの受入部10に送り込まれる。
また、複数枚分の両面プリントを行う場合は、記録紙収納手段7Aから記録紙Sを連続的に例えば5枚給紙し、感光体1上に形成されたトナー画像を当該記録紙Sの表面に連続的に転写させ、定着処理を施した後に、記録紙Sを循環せしめるために、搬送路切り替え板7Dにより通常の排紙通路から分岐し、反転搬送路7Eにおいてスイッチバックして表裏反転した後、実質的に記録紙Sを停止させることなく搬送を続けて、再度、転写領域に循環搬送せしめ、前記感光体1上に形成された他のトナー画像を記録紙Sの裏面に転写させ、定着処理後に冷却ファン101により冷却された後、排紙ローラ7Cから排出される。中間トレイに一時的に複数枚を積載してスタックすることのない、所謂、ノンスタック循環搬送方式で処理される。
上記における6枚目から10枚目の記録紙Sに対する画像形成は第2群として処理され、次の更なる記録紙5枚に対する画像形成は第3群として処理される。
このようなノンスタック循環搬送方式を使用する場合、前述した5枚の記録紙Sは循環搬送路中で、実質的に、常時、搬送状態にある。
ノンスタック循環搬送方式以外の方式では、裏表交互に画像形成する方式が知られている。
裏表交互に画像形成する方式では、連続する画像形成において、記録紙間隔が一定であるのに対し、ノンスタック循環搬送方式では、連続する所定枚数(上記例では5枚)の間隔は一定であるが、裏表が切り替わるとき(上記例では5枚目と6枚目との間)の間隔が広くなる。
従って、上記2つの方式で時間当たりの画像形成枚数を等しくするためには、ノンスタック循環搬送方式での前記連続する所定枚数の間隔は、裏表交互に画像形成する方式の記録紙間隔より短くする必要がある。
即ち、ノンスタック循環搬送方式の画像形成装置では、シート積載手段に積載されるシート材の時間間隔が短くなるので、裏表交互に画像形成する方式の画像形成装置に比べて、タッキングに対しては不利である。
一方、感光体1の画像形成後の表面は、分離爪5Cの下流においてクリーニング手段6により表面に残留している現像剤が除去される。
画像形成部Aの上部前面側には、表示と入力の両方の機能を有し、両面プリントまたは片面プリントのプリントモードの選択、プリント枚数、後処理部のモード、すなわち、後処理部のモードに対応した1つのシート積載手段の選択、プリントスタートの指示などの各種の設定等の指示操作を制御手段100に行う操作入力手段9が配置されている。画像形成部Aの上部には、原稿移動型読み取り方式の自動原稿送り装置を備えた画像読み取り部Bが設置されている。
図2は、本発明に係る後処理部FNS内における記録紙Sの搬送経路を示す構成図である。
後処理部FNSには、図示の上段に第1給紙手段20Aと第2給紙手段20Bと第1のシート積載手段である固定排紙台30が配置され、中段に穿孔手段40とシフト手段50と排紙手段60がほぼ水平をなす同一平面上に直列配置され、下段に綴じ処理部70と折り処理部80が傾斜面をなす同一平面上に直列配置されている。
また、後処理部FNSの図示左側面には、シフト処理済みの記録紙S及び端綴じ処理済みの記録紙束Saを積載する第2のシート積載手段である昇降排紙台61と、三つ折り又は二つ折りに折り畳み処理された処理済み記録紙束Sbを積載する固定排紙台62とが配置されている。
後処理部FNSは画像形成部Aから搬出された記録紙Sの受入部10が画像形成部Aの排紙ローラ7Cと合致するよう位置と高さが調節され設置されている。
受入部10には、画像形成部Aから画像形成済みの記録紙Sと、第1給紙手段20Aから供給される記録紙束間を仕切る合紙K1と、第2給紙手段20Bから供給される表紙用紙K2とが導入される。
第1給紙手段20Aの給紙皿内に収容された合紙K1は、給紙部21により分離、給送され、搬送ローラ22,23,24に挟持されて、受入部10に導入される。また、第2給紙手段20Bの給紙皿内に収容された表紙用紙K2は、給紙部25により分離、給送され、搬送ローラ23,24に挟持されて、受入部10に導入される。
なお、第1給紙手段20A、第2給紙手段20Bには、合紙K1、表紙用紙K2以外の用紙を装填する事もある。以下、合紙K1、表紙用紙K2を含めて記録紙または記録紙Sと称す場合がある。
受入部10の記録紙搬送方向下流側には、穿孔手段40が配置されている。穿孔手段40は、穿孔手段を記録紙幅方向に移動させる駆動手段、パンチ昇降駆動手段、記録紙幅検知手段等から成る。
穿孔手段40による穿孔位置の記録紙搬送方向上流側にはレジストローラ11が、記録紙搬送方向下流側には搬送ローラ12が、それぞれ配置されている。
図2に示すように、穿孔手段40の記録紙搬送方向下流側には、切り換え手段G1,G2から成る記録紙分岐手段が設けられている。切り換え手段G1,G2は図示しないソレノイドの駆動により三方の記録紙搬送路、即ち、上段排紙用の第1搬送路Y1、中段の第2搬送路Y2、下段の第3搬送路Y3の何れかに選択的に分岐させる。
(単純排紙モード)
操作入力手段9より後処理部のモードとして単純排紙モードが入力されると、複数のシート積載手段の中から第1のシート積載手段である固定排紙台30が選択される。上切り換え手段G1は第2搬送路Y2、第3搬送路Y3を遮断し、第1搬送路Y1のみを開放する。第1搬送路Y1を通過する記録紙Sは、搬送ローラ31に挟持されて上昇し、排出ローラ32により排出され、第1のシート積載手段である固定排紙台30上に載置され、順次積載される。
操作入力手段9より後処理部のモードとして単純排紙モードが入力されると、複数のシート積載手段の中から第1のシート積載手段である固定排紙台30が選択される。上切り換え手段G1は第2搬送路Y2、第3搬送路Y3を遮断し、第1搬送路Y1のみを開放する。第1搬送路Y1を通過する記録紙Sは、搬送ローラ31に挟持されて上昇し、排出ローラ32により排出され、第1のシート積載手段である固定排紙台30上に載置され、順次積載される。
(シフト処理モード)
操作入力手段9より後処理部のモードとしてシフト処理モードが入力されると、複数のシート積載手段の中から第2のシート積載手段である昇降排紙台61が選択される。切り換え手段G1は上方に退避し、切り換え手段G2は第3搬送路Y3を遮断し、第2搬送路Y2を開放し記録紙Sの通過を可能にする。記録紙Sは切り換え手段G1,G2の間に形成された通紙路を通過する。画像形成部Aより排出された画像形成済みの記録紙S、又は、第1給紙手段20Aから給送された合紙K1、或いは、第2給紙手段20Bから給送された表紙用紙K2は、切り換え手段G1,G2の中間通紙路を通過して、シフト手段50により用紙搬送方向に直交する方向に所定量移動されるようにシフト処理され、排紙手段60により排紙される。シフト手段50は所定の枚数毎に、搬送幅方向に記録紙Sの排紙位置を変えるシフト処理を行う。シフト処理済みの記録紙S、又はシフト処理をしない記録紙Sは、排紙手段60により機外の第2のシート積載手段である昇降排紙台61に排出され順次載置される。この昇降排紙台61は多数枚の記録紙Sを排紙するときには、順次下降するように構成されており、最大約3000枚(A4,B5)の記録紙Sを収容することが可能である。
操作入力手段9より後処理部のモードとしてシフト処理モードが入力されると、複数のシート積載手段の中から第2のシート積載手段である昇降排紙台61が選択される。切り換え手段G1は上方に退避し、切り換え手段G2は第3搬送路Y3を遮断し、第2搬送路Y2を開放し記録紙Sの通過を可能にする。記録紙Sは切り換え手段G1,G2の間に形成された通紙路を通過する。画像形成部Aより排出された画像形成済みの記録紙S、又は、第1給紙手段20Aから給送された合紙K1、或いは、第2給紙手段20Bから給送された表紙用紙K2は、切り換え手段G1,G2の中間通紙路を通過して、シフト手段50により用紙搬送方向に直交する方向に所定量移動されるようにシフト処理され、排紙手段60により排紙される。シフト手段50は所定の枚数毎に、搬送幅方向に記録紙Sの排紙位置を変えるシフト処理を行う。シフト処理済みの記録紙S、又はシフト処理をしない記録紙Sは、排紙手段60により機外の第2のシート積載手段である昇降排紙台61に排出され順次載置される。この昇降排紙台61は多数枚の記録紙Sを排紙するときには、順次下降するように構成されており、最大約3000枚(A4,B5)の記録紙Sを収容することが可能である。
(綴じ処理モード)
操作入力手段9より後処理部のモードとして綴じ処理モードが入力されると、複数のシート積載手段の中から第3のシート積載手段である記録紙載置台71が選択される。画像形成部A内で画像形成処理されて、後処理部FNSの受入部10に送り込まれた画像形成済みの記録紙Sは、穿孔手段40を通過し、切り換え手段G2の下方の第3搬送路Y3に送り込まれ、搬送ローラ13に挟持されて下方に搬送される。第3搬送路Y3において、記録紙Sは、搬送ローラ14により搬送され、記録紙先端部が入口搬送ローラ対15の周面に当接して停止され、待機状態になる。所定のタイミングをとって、入口搬送ローラ対15が駆動回転し、記録紙Sを挟持して搬送し、第3のシート積載手段である記録紙載置台71上に排出する。
操作入力手段9より後処理部のモードとして綴じ処理モードが入力されると、複数のシート積載手段の中から第3のシート積載手段である記録紙載置台71が選択される。画像形成部A内で画像形成処理されて、後処理部FNSの受入部10に送り込まれた画像形成済みの記録紙Sは、穿孔手段40を通過し、切り換え手段G2の下方の第3搬送路Y3に送り込まれ、搬送ローラ13に挟持されて下方に搬送される。第3搬送路Y3において、記録紙Sは、搬送ローラ14により搬送され、記録紙先端部が入口搬送ローラ対15の周面に当接して停止され、待機状態になる。所定のタイミングをとって、入口搬送ローラ対15が駆動回転し、記録紙Sを挟持して搬送し、第3のシート積載手段である記録紙載置台71上に排出する。
記録紙Sの後端部が入口搬送ローラ対15の挟持位置から排出された後には、記録紙Sはその自重により記録紙載置台71の傾斜面上を下降し、記録紙後端部が綴じ手段77近傍に設けた第1突き当て部材(記録紙端突き当て部材)72に当接して停止する。入口搬送ローラ対15の下流側に配置されて回動するエンドレス状の巻き込みベルト16は、記録紙Sの後端部付近に摺接して、第1突き当て部材72に送り込む。
記録紙載置台71の両側面に移動可能に設けた一対の上流側の第1幅整合部材73は、記録紙搬送方向と直交する方向に移動可能であり、記録紙Sが記録紙載置台71上に搬送される記録紙受け入れ時には、記録紙Sの幅より広く開放される。記録紙Sが記録紙載置台71上を搬送され、第1突き当て部材72に当接して停止するときには、第1幅整合部材73は、記録紙Sの幅方向の側縁を軽打して記録紙束Saの幅揃え(幅整合)を行う。この停止位置において、記録紙載置台71上に所定枚数の記録紙Sが積載、整合されると、綴じ手段77により綴じ合わせ処理が行われ、記録紙束Saが綴じ合わされる。
記録紙載置台71の記録紙積載面の一部には切り欠き部が形成されていて、駆動プーリと従動プーリに巻回された排出ベルト75が回動可能に駆動される。排出ベルト75の一部には、排出爪76が一体に形成されている。綴じ処理された記録紙束Saは、排出ベルト75の排出爪76により記録紙Sの後端部が押圧されて、排出ベルト75上に載せられ、記録紙載置台71の載置面上を滑走して斜め上方に押し上げられ、排紙手段60の排出ローラ61の挟持位置に進行する。また、必要に応じ、綴じ処理部70の綴じ手段77により、整合された記録紙束Saの搬送方向中央2箇所に綴じ針を打つ。折り処理部80で、折り板81、折りローラ82,83,84、搬送切り換え部材85、突き当て部材86等から成り、記録紙束Saの二つ折り処理、三つ折り処理を実施する。回転する排出ローラ61に挟持された記録紙束Saは、昇降排紙台61上に排出、積載される。
図3は、図1に示す画像形成装置全体の構成から、後処理部FNSを分離し、排紙ローラ7Cの先に、第4のシート積載手段である排紙トレイ300を設けた画像形成装置本体部を示す概略図である。これは、後処理部のモードとして後処理なしモードが選択された場合に該当する。
(後処理なしモード)
後処理部を使用しない場合であり、かつ使用者が後処理部FNSを分離し、排紙ローラ7Cの先に第4のシート積載手段である排紙トレイ300を設けて、画像形成装置本体部のみで使用する場合である。機能的には、前述の単純排紙モードと同じである。操作入力手段9より後処理部のモードとして後処理なしモードが入力されると、第4のシート積載手段である排紙トレイ300が選択される。排紙ローラ7Cから排出された定着、冷却後の記録紙Sは、そのまま第4のシート積載手段である排紙トレイ300に積載される。このモードの場合、定着手段8から、排紙トレイ300までの距離が短い、すなわち、定着手段8を通過した後に排出手段により排紙トレイ300に排出されるまでの時間が短いので、前述のように後処理部FNSをつけた場合に比べて、自然冷却がされにくく、タッキングがもっとも発生しやすい条件になる。
後処理部を使用しない場合であり、かつ使用者が後処理部FNSを分離し、排紙ローラ7Cの先に第4のシート積載手段である排紙トレイ300を設けて、画像形成装置本体部のみで使用する場合である。機能的には、前述の単純排紙モードと同じである。操作入力手段9より後処理部のモードとして後処理なしモードが入力されると、第4のシート積載手段である排紙トレイ300が選択される。排紙ローラ7Cから排出された定着、冷却後の記録紙Sは、そのまま第4のシート積載手段である排紙トレイ300に積載される。このモードの場合、定着手段8から、排紙トレイ300までの距離が短い、すなわち、定着手段8を通過した後に排出手段により排紙トレイ300に排出されるまでの時間が短いので、前述のように後処理部FNSをつけた場合に比べて、自然冷却がされにくく、タッキングがもっとも発生しやすい条件になる。
図4は、図1または図3に示す画像形成装置における定着手段8の近傍の詳細を示す模式図である。
定着手段8は、定着ローラ171と、これに当接し、定着ローラ171に対して記録紙Sを圧接させる加圧回転体としての加圧ローラ172とを備えている。
定着ローラ171は、フッ素樹脂等の離型性層501が金属基体502の表面に形成されてなり、ハロゲンランプよりなるメインの加熱手段H1、サブの加熱手段H2を内包している。
金属基体502は、アルミニウムやステンレス等から構成される。
加圧ローラ172は、発泡シリコンゴムやPFA等のフッ素樹脂、シリコンゴム等の耐熱材料からなる弾性被覆層503が金属基体504の表面に形成されてなり、ハロゲンランプよりなる加熱手段H3を内包している。
加熱手段H1,H2、H3のハロゲンランプは、その点灯状態がそれぞれ独立にオンーオフ制御できる構成になっており、オンーオフ制御により定着の温度を制御している。
加圧ローラ172には、加熱手段H3を設けなくてもよい。また定着ローラには、メインの加熱手段H1のみを設けるようにしてもよい。
記録紙Sを回転している定着ローラ171と加圧ローラ172との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナー画像が記録紙S上に溶融、固着される。
本発明に係る定着後の記録紙Sの温度検知手段である温度検知センサST1を、検知の方向がQ地点(定着手段8に対し記録紙搬送方向下流(以下、単に下流という。)で記録紙搬送経路201上に位置する地点)に向かうように配設し、冷却手段である回転速度可変の複数の冷却ファン101A、101Bを記録紙搬送経路201の上方と下方にそれぞれ設け、風の方向がR地点(Q地点の下流で記録紙搬送経路201上に位置する地点)に向かうように配設した構成としている。また、定着手段8の温度検知手段であるST2を定着手段8の上方に配置させ、定着ローラ171の温度を検知している。温度検知センサST1、ST2は、例えば、赤外光を用いた非接触で記録紙Sや定着ローラ171の表面温度を検知する温度センサからなる。
複数の冷却ファン101A,101Bは、制御手段100により、それぞれ独立に駆動しうる構成になっている。冷却ファン101は、101A、101Bの何れかのみを設けるようにしても良い。
また、冷却ファン以外の冷却手段としては、冷媒を流した冷却ダクトに記録紙を接触させる方法やペルチェ素子を用いる方法などがある。
記録紙搬送経路201において、冷却ファン101により冷却された記録紙Sは後処理部FNSの受入部10に送り込まれるか、あるいは、排紙トレイ300に積載される。
片面のトナー画像の定着を終えた記録紙Sは他面にもトナー画像を形成する両面画像形成を行い、或いは片面画像の状態で冷却ファン101により冷却された後、後処理部FNSの受入部10に送り込まれるか、あるいは、排紙トレイ300に積載される。
図5に本発明の画像形成装置のブロック図を示す。本発明に係る画像形成装置の機能的構成を図5を用いて説明する。図1、図2で説明した構成と同一のものには同じ符号を付けて、その説明を省略する。
本発明に係る画像形成装置は、画像形成装置の動作を統括制御する制御手段100を有する。
制御手段100の入力側には、プリントの枚数をカウントするプリント枚数カウント手段305、表示と入力の両方の機能を有し、両面プリントまたは片面プリントのプリントモードの選択、プリント枚数、後処理部のモード、すなわち、後処理部のモードに対応した1つのシート積載手段の選択、プリントスタートの指示などの各種の設定等の指示操作を前記制御手段100に行う操作入力手段9、トナー付着量に関する付着量情報を検出する付着量情報検出手段302、定着後の記録紙温度センサであるST1、定着手段温度センサであるST2、トナー付着量に関する付着量情報やシート積載手段の選択情報と冷却ファンの回転数や駆動する冷却ファンの数などとの関係を示す変換テーブルや定着後の記録紙の温度とシート積載手段に積載される記録紙の時間間隔の関係を示す変換テーブルやパッチ画像濃度とトナー補給量の関係を示す変換テーブルや第1の電力供給モードと第2の電力供給モードそれぞれにおける定着手段8と冷却ファンの駆動手段701への電力振り分けの割合や電力供給モードを切り替える際のタイミングであるプリント枚数や定着手段8の温度や定着後の記録紙の温度などの各パラメータを記憶する不揮発メモリーからなる記憶手段M3等を備えている。
制御手段100の出力側には、原稿画像を読み取って対応する画像データを取り込む機能を果たす画像読み取り部B、画像読み取り部からの画像データを入力した後、記憶手段M2に記憶し、フィルタ処理、階調調整、変倍処理等の画像処理を行う画像処理部C、画像処理部Cで処理された画像データに基づいて感光体1上にトナー画像を形成する画像形成部A、トナー画像が転写された記録紙を定着する定着手段8、定着後の記録紙を冷却する冷却ファン101、冷却ファンを駆動するモーター等からなる駆動手段701、電源のコンセントに差し込むプラグとつながっており、電源スイッチがONされた状態で定着手段8の加熱手段や冷却ファンの駆動手段701などの画像形成装置各部に所定の電力配分で電力を供給する電力供給手段212、後処理部FNS等を備えている。
制御手段100はCPU(中央演算回路)、記憶手段M1、図示しない演算ユニット、入出力インターフェイスなどから構成されるコンピューターシステムであり、前述の各構成の制御は、予め記憶手段M1に記憶させてあるプログラムを実行させることによりなされる。
以下に、発明の実施の形態についてフローチャートを用いて説明する。ここでは、1ページ分の原稿から画像データを読み込み、所定枚数の片面または両面のプリント(コピー)を行う場合を例に挙げて説明する。
(第1の実施の形態)
本発明に係る第1の実施の形態の画像形成装置の動作について、図6を用いて説明する。
本発明に係る第1の実施の形態の画像形成装置の動作について、図6を用いて説明する。
フローチャートの説明に先立ち、冷却能力とトナー付着量の閾値について説明する。
表1には、冷却ファン101の冷却能力と冷却ファン101A、101Bの駆動形態の変換テーブルを示す。冷却能力は、低い順に冷却能力1<冷却能力2<冷却能力3<冷却能力4である。
表2には、シート積載手段の選択情報またはトナー付着量に関する付着量情報、所謂、印字率やパッチ画像の光学濃度から推定したトナー付着量と冷却ファン101の最適の冷却能力の変換テーブルを示す。ここでトナー付着量の閾値Wは閾値Vより大きい。
制御手段100は、表1の冷却能力と冷却ファン101A、101Bの駆動形態の変換テーブルと表2のシート積載手段、インク付着量と冷却ファンの冷却能力の変換テーブルとから冷却ファン101の最適の冷却能力を算出する。ファンの冷却能力を変化させる方法としては、ファンの回転数を変えたり、複数のファンのうちの駆動するファンの数を変える方法がある。変換テーブルは、装置で想定されるトナー付着量の最小値と最大値を複数のランクに分け、トナー付着量が多いランクになるほど冷却ファン101の回転数を上げたり、冷却ファン101の駆動数を増やすことで冷却能力が高くなるようになっている。また、定着手段8を通過した後の記録紙Sがシート積載手段に排出されるまでの時間が短いシート積載手段が選択された場合に、冷却ファンの冷却能力を高くするようにテーブルを作成してある。この実施形態において、定着手段8を通過した後の記録紙Sがシート積載手段に排出されるまでの時間は、第1〜第3のシート積載手段がほぼ同じで、第4のシート積載手段のみが短い。そこで、テーブルは、第1〜第3のシート積載手段が選択された場合に比べて、第4のシート積載手段が選択された場合の方が、冷却ファン101の回転数を高くしたり、駆動する冷却ファン101の数を増やすことで冷却能力が高くなるようになっている。
ステップS100では、電力供給手段212の電源スイッチがONされ、装置本体に電力が供給されていて、定着手段8がウオーミングアップされている。
ステップS101では、操作入力手段9により、後処理部のモード、すなわち、後処理部での記録紙Sのシート積載手段の選択情報が入力される。ここで、複数のシート積載手段の中から、1つのシート積載手段が選択される。後処理部のモードとして単純排紙モードが選択されると図1の固定排紙台30が第1のシート積載手段として選択される。後処理部のモードとしてシフト処理モードが選択されると図1の昇降排紙台61が第2のシート積載手段として選択される。後処理部のモードとして綴じ処理モードが選択されると図1の記録紙積載台71が第3のシート積載手段として選択される。後処理部のモードとして後処理なしモードが選択されると図3の排紙トレイ300が第4のシート積載手段として選択される。
ステップS102では、操作入力手段9により、プリント枚数が入力される。
ステップS103では、操作入力手段9のプリントスタートスイッチがONされ、画像読み取り部Bから画像を読み込んで、画像データが入力される。入力された画像データが画像処理部Cの記憶手段M2に記憶され、画像処理される。
ステップS104では、トナー付着量に関する付着量情報を検出する付着量情報検出手段302が、画像処理部Cの記憶手段M2に記憶された1ページ分の画像データを解析し、トナー付着量に関する付着量情報である印字率を検出する。具体的には、1ページ分の画像データについて、1ページ分の印字領域内で、全く印字のない白紙の状態を印字率0%とし、完全にトナーで埋め尽くされている状態を100%とし、印字領域における印字面積と非印字面積の割合として定義する。例えば、白一色の画像は印字率0%であり、全領域が白以外の単一色のベタ画像は印字率100%であり、印字領域内の半分の面積が白色部分の無い画像で残りが白色画像の場合は印字率50%である。次に、2値画像を例にして印字率についてさらに説明する。例えば、256の画素値を有する画像データは、画像処理部Cにおいて、輝度・濃度変換を行う濃度変換回路、空間フィルタ処理及び階調補正回路により、処理された後に、誤差拡散回路により2値化される。2値化された画像データは記憶手段M2に記憶された後に、PWM回路においてPWM信号に変換される。これと独立して、計数回路は、画像データに基づいて、黒画素数(又は白画素数)と総画素数(白画素数+黒画素数)を計数し、黒画素数/総画素数(白画素数+黒画素数)×100を印字率として算出する。
ここでは、単一色の画像形成装置の例を示しているが、例えば、Y,M,C,Kの4色のトナーで画像形成するフルカラーの画像形成装置の場合は、最大でY,M,C,Kをそれぞれ印字率100%で印字した場合、最大で400%の印字率となる。この印字率から現像条件などを考慮した上で、トナー付着量を推定する。
ステップS105では、制御手段100は、表1に示す冷却能力を2に設定し、冷却ファン101A、101Bをともに低速回転で駆動させるべく、電力供給手段212から冷却ファンの駆動手段701に電力供給されるように制御する。
ステップS106では、制御手段100は、ステップS101で選択されたシート積載手段が第4のシート積載手段かどうかを判断する。第4のシート積載手段が選択されたなら(ステップS106でYES)、ステップS107の処理が実行され、第1〜第3のシート積載手段が選択されたなら(ステップS106でNO)、ステップS110の処理が実行される。
ステップS107では、制御手段100は、ステップS104で推定されたトナー付着量が、V以上かどうかを判断する。V以上ならば(ステップS107でYES)、ステップS108の処理が実行され、V以上でなければ(ステップS107でNO)、ステップS114の処理が実行される。
ステップS108では、制御手段100は、ステップS104で推定されたトナー付着量が、W以上かどうかを判断する。W以上ならば(ステップS108でYES)、ステップS109の処理が実行され、W以上でなければ(ステップS108でNO)、ステップS113の処理が実行される。
ステップS109では、制御手段100は、表1に示す冷却能力を4に設定し、冷却ファン101A、101Bをともに高速回転で駆動させるべく、電力供給手段212から冷却ファンの駆動手段701に電力供給されるように制御する。
ステップS110では、制御手段100は、ステップS104で推定されたトナー付着量が、V以上かどうかを判断する。V以上ならば(ステップS110でYES)、ステップS111の処理が実行され、V以上でなければ(ステップS110でNO)、ステップS112の処理が実行される。
ステップS111では、制御手段100は、ステップS104で推定されたトナー付着量が、W以上かどうかを判断する。W以上ならば(ステップS111でYES)、ステップS113の処理が実行され、W以上でなければ(ステップS111でNO)、ステップS114の処理が実行される。
ステップS112では、制御手段100は、表1に示す冷却能力を1に設定し、電力供給手段212から冷却ファンの駆動手段701に電力供給されないように制御し、冷却ファン101A、101Bを停止させる。
ステップS113では、制御手段100は、表1に示す冷却能力を3に設定し、冷却ファン101Aを低速回転で、101Bを高速回転で駆動させるべく、電力供給手段212から冷却ファンの駆動手段701に電力供給されるように制御する。
ステップS114では、画像形成部Aにて記録紙Sにトナー画像を形成する。
ステップS115では、記録紙Sを定着手段8にて定着する。
ステップS116では、定着後の記録紙Sが、冷却ファン101にて冷却される。
ステップS117では、冷却後の記録紙Sを、ステップS101で選択されたシート積載手段に排出する。
ステップS118では、制御手段100は、プリント枚数カウント手段にてカウントされたプリント枚数がステップS102で入力されたプリント枚数に到達したかどうかを判断する。到達していれば(ステップS118でYES)、ステップS119の処理が実行され、到達していなければ(ステップS118でNO)、ステップS114の処理が実行される。
ステップS119では、プリントが終了し、冷却ファン101を停止させ、プリント枚数カウント手段がリセットされる。
ステップS120では、各種の後処理がなされる。
ステップS121で、すべての動作が終了し、待機状態に入る。
第1の実施の形態では、画像データを解析して得られた印字率をトナー付着量に関する付着量情報として検出し、印字率から推定したトナー付着量に基づいて、冷却手段の冷却能力を制御するので、トナー付着量に応じてタッキングの発生しやすさが異なる場合にも、トナー付着量に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できる。また、タッキングが発生しやすい、所謂、定着手段を通過した後の記録紙Sがシート積載手段に排出されるまでの時間が短いシート積載手段が選択された場合に、前記冷却手段の冷却能力を高くするので、シート積載手段の選択情報に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できる。
第1の実施形態において、付着量を一定とした場合の定着手段8の定着ローラの温度とシート積載手段における記録紙Sの温度の関係を示す実験データについて、図7を用いて説明する。
図7において、横軸は定着手段8の定着ローラの温度、縦軸はシート積載手段に排出された直後の記録紙Sの温度を表す。図中の◆で表された点及び線P1は、後処理部のモードとしてシフト処理モードが選択され、第2のシート積載手段である図1の昇降排紙台61に排出された場合で、かつ、上側の冷却ファン101Aと下側の冷却ファン101Bを両方とも駆動した場合である。図中の■で表された点及び線P2は、上側の冷却ファン101Aと下側の冷却ファン101Bを両方とも駆動しなかった点を除いて、◆及び線P1と同じ条件の場合である。図中の▲で表された点及び線P3は、後処理部のモードとして後処理なしモードが選択され、第4のシート積載手段として図3の排紙トレイ300に排出された場合で、かつ、上側の冷却ファン101Aと下側の冷却ファン101Bを両方とも駆動した場合である。図中の×で表された点及び線P4は、上側の冷却ファン101Aを駆動しなかった点を除いて▲及び線P3と同じ条件の場合である。図中のЖで表された点及び線P5は、上側の冷却ファン101Aと下側の冷却ファン101Bを両方とも駆動しなかった点を除いて▲及び線P3と同じ条件の場合である。
上記データは、いずれも駆動した冷却ファンの回転数は低速回転で、記録紙Sの搬送速度は同じにしてある。
上記データは、いずれも駆動した冷却ファンの回転数は低速回転で、記録紙Sの搬送速度は同じにしてある。
図7より、同じ条件で比較すると、定着手段8を通過した後の記録紙Sがシート積載手段に排出されるまでの時間が長い昇降排紙台61に排出した場合の方が、定着手段8を通過した後の記録紙Sがシート積載手段に排出されるまでの時間が短い排紙トレイ300に排出した場合に比し、10℃〜20℃ほど記録紙Sの温度が低いことがわかる。記録紙Sの温度が低いほどタッキングは発生しにくくなる。昇降排紙台61に排出した場合は冷却ファン101A、101Bの両方を駆動しない場合でも、シート排紙トレイ300に排出して冷却ファン101A,101Bを駆動した場合と記録紙Sの温度は同じになる。定着手段8を通過した後の記録紙Sがシート積載手段に排出されるまでの時間が長いシート積載手段が選択された場合は、冷却手段の冷却能力を下げることで、シート積載手段の選択情報に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できることがわかる。
(第2の実施の形態)
本発明に係る第2の実施の形態の画像形成装置の動作について、図8を用いて説明する。
本発明に係る第2の実施の形態の画像形成装置の動作について、図8を用いて説明する。
ステップS200では、電力供給手段212の電源スイッチがONされ、装置本体に電力が供給されていて、定着手段8がウオーミングアップされている。
ステップS201では、操作入力手段9により、後処理部のモード、すなわち、後処理部での記録紙Sのシート積載手段の選択情報が入力される。ここで、複数のシート積載手段の中から、1つのシート積載手段が選択される。後処理部のモードとして単純排紙モードが選択されると図1の固定排紙台30が第1のシート積載手段として選択される。後処理部のモードとしてシフト処理モードが選択されると図1の昇降排紙台61が第2のシート積載手段として選択される。後処理部のモードとして綴じ処理モードが選択されると図1の記録紙積載台71が第3のシート積載手段として選択される。後処理部のモードとして後処理なしモードが選択されると図3の排紙トレイ300が第4のシート積載手段として選択される。
ステップS202では、操作入力手段9により、プリント枚数が入力される。
ステップS203では、操作入力手段9のプリントスタートスイッチがONされ、画像読み取り部Bから画像を読み込んで、画像データが入力される。入力された画像データが画像処理部Cの記憶手段M2に記憶され、画像処理される。
ステップS204では、画像形成部Aにて記録紙Sにトナー画像を形成し、感光体1の非画像形成部上にトナー濃度検出用のパッチ画像を形成する。
ステップS205では、トナー付着量に関する付着量情報検出手段302であるパッチ濃度センサTSにてパッチ画像の光学濃度を検出する。制御手段100は、記憶部M3のパッチ画像濃度ートナー補給量変換テーブルを読み出して、補給トナー容器(不図示)から画像形成部Aの現像手段4に、パッチ画像濃度に対応したトナー補給量の補給を行わせる。さらにトナー補給量からトナー付着量を推定する。
ステップS206では、1枚目のプリントかどうかが判断される。1枚目のプリントならば(ステップS206でYES)、ステップS207の処理が実行され、1枚目のプリントでなければ(ステップS206でNO)、ステップS216の処理が実行される。
ステップS207では、制御手段100は、表1に示す冷却能力を2に設定し、冷却ファン101Aと101Bをともに低速回転で駆動させるべく、電力供給手段212から排紙冷却ファンの駆動手段701に電力供給されるように制御する。
ステップS208では、制御手段100は、ステップS201で選択されたシート積載手段が第4のシート積載手段かどうかを判断する。第4のシート積載手段が選択されたなら(ステップ208でYES)、ステップS209の処理が実行され、第1〜第3のシート積載手段が選択されたなら(ステップS208でNO)、ステップS212の処理が実行される。
ステップS209では、制御手段100は、ステップS205で推定されたトナー付着量が、V以上かどうかを判断する。V以上ならば(ステップS209でYES)、ステップS210の処理が実行され、V以上でなければ(ステップS209でNO)、ステップS216の処理が実行される。
ステップS210では、制御手段100は、ステップS205で推定されたトナー付着量が、W以上かどうかを判断する。W以上ならば(ステップS210でYES)、ステップS211の処理が実行され、W以上でなければ(ステップS210でNO)、ステップS215の処理が実行される。
ステップS211では、制御手段100は、表1に示す冷却能力を4に設定し、冷却ファン101A、101Bをともに高速回転で駆動させるべく、電力供給手段212から冷却ファンの駆動手段701に電力供給されるように制御する。
ステップS212では、制御手段100は、ステップS205で推定されたトナー付着量が、V以上かどうかを判断する。V以上ならば(ステップS212でYES)、ステップS214の処理が実行され、V以上でなければ(ステップS212でNO)、ステップS213の処理が実行される。
ステップS213では、制御手段100は、ステップS205で推定されたトナー付着量が、W以上かどうかを判断する。W以上ならば(ステップS213でYES)、ステップS215の処理が実行され、W以上でなければ(ステップS213でNO)、ステップS216の処理が実行される。
ステップS214では、制御手段100は、表1に示す冷却能力を1に設定し、電力供給手段212から冷却ファンの駆動手段701に電力供給されないように制御し、冷却ファン101A、101Bを停止させる。
ステップS215では、制御手段100は、表1に示す冷却能力を3に設定し、冷却ファン101Aを低速回転で、101Bを高速回転で駆動させるべく、電力供給手段212から冷却ファンの駆動手段701に電力供給されるように制御する。
ステップS216では、記録紙Sを定着手段8にて定着する。
ステップS217では、定着後の記録紙Sが、冷却ファン101にて冷却される。
ステップS218では、冷却後の記録紙Sを、ステップS201で選択されたシート積載手段に排出する。
ステップS219では、制御手段100は、プリント枚数カウント手段にてカウントされたプリント枚数がステップS202で入力されたプリント枚数に到達したかどうかを判断する。到達していれば(ステップS219でYES)、ステップS220の処理が実行され、到達していなければ(ステップS219でNO)、ステップS204の処理が実行される。
ステップS220では、プリントが終了し、冷却ファン101を停止させ、プリント枚数カウント手段がリセットされる。
ステップS221では、各種の後処理がなされる。
ステップS222で、すべての動作が終了し、待機状態に入る。
第2の実施の形態では、画像形成後のパッチ画像の光学濃度をトナー付着量に関する付着量情報として検出し、このパッチ画像濃度をトナー補給量に変換し、さらにトナー補給量から推定したトナー付着量に基づいて、冷却手段の冷却能力を制御するので、トナー付着量に応じてタッキングの発生しやすさが異なる場合にも、トナー付着量に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できる。また、タッキングが発生しやすい、所謂、定着手段を通過した後の記録紙Sがシート積載手段に排出されるまでの時間が短いシート積載手段が選択された場合に、前記冷却手段の冷却能力を高くするので、シート積載手段の選択情報に応じて効率的な冷却ができ、騒音と消費電力の増加を抑えつつ、タッキングを防止できる。
この例では、1枚のプリント毎にパッチ画像を形成したが、例えば数枚のプリント毎に1回宛感光体1上の非画像領域にパッチ画像を形成し、下流に位置したパッチ濃度センサTSによってパッチ濃度の読み取りを行うようにしてもよい。
また、非磁性トナーと磁性キャリアを含む2成分現像剤を用いた現像方式の場合は、現像によってトナーのみが消費されるので、現像器内のトナーとキャリアとの比率(トナー濃度に対応)を、現像剤の透磁率を検出する手段により検知し、トナー補給量を算出するようにしてもよい。
(第3の実施の形態)
本発明に係る第3の実施の形態の画像形成装置の動作について、図9を用いて説明する。ここでは、図3に示す後処理部のない画像形成装置本体における例を示す。
本発明に係る第3の実施の形態の画像形成装置の動作について、図9を用いて説明する。ここでは、図3に示す後処理部のない画像形成装置本体における例を示す。
フローチャートの説明に先立ち、定着後の記録紙Sの温度の閾値について説明する。
表3に、定着後の記録紙Sの温度と排紙トレイ300に積載される記録紙Sの最適の時間間隔の変換テーブルを示す。
時間間隔は、短い順にS<M<Lとなっており、記録紙Sの温度の閾値Zは閾値Xより高い。ここでは、記録紙Sの温度が高い場合に、排紙トレイ300に積載される記録紙Sの時間間隔が長くなるように変換テーブルを作成してある。制御手段100は、画像形成装置の各部を制御し、排紙トレイ300に積載される記録紙Sの時間間隔が最適となる時間間隔で画像形成、排出を行わせるように各部を制御する。具体的には、例えば、画像形成部Aにて記録紙Sにトナー画像を形成した後に、次の記録紙Sにトナー画像を形成するまでの時間を長くすることにより、あるいは、画像形成部Aにて記録紙Sにトナー画像を形成した後に、シート積載手段である排紙トレイ300に排出されるまでの記録紙Sの搬送速度を遅くすることにより、シート積載手段である排紙トレイ300に記録紙Sが積載されてから次の記録紙Sが積載されるまでの時間を長くする。
ステップS300では、電力供給手段212の電源スイッチがONされ、装置本体に電力が供給されていて、定着手段8がウオーミングアップされている。また、操作入力手段9により、後処理部のモードとして後処理なしモードが選択入力され、シート積載手段として排紙トレイ300が選択されている。
ステップS301では、操作入力手段9により、プリント枚数が入力される。
ステップS302では、操作入力手段9のプリントスタートスイッチがONされ、画像読み取り部Bから画像を読み込んで、画像データが入力される。入力された画像データが画像処理部Cの記憶手段M2に記憶され、画像処理される。
ステップS303では、画像形成部Aにて記録紙Sにトナー画像を形成する。
ステップS304では、記録紙Sを定着手段8にて定着する。
ステップS305では、1枚目のプリントかどうかが判断される。1枚目のプリントならば(ステップS305でYES)、ステップS306の処理が実行され、1枚目のプリントでなければ(ステップS305でNO)、ステップS312の処理が実行される。
ステップS306では、記録紙温度センサST1にて定着後の記録紙Sの温度が検知される。
ステップS307では、制御手段100は、表3に示す排紙トレイ300に積載される記録紙Sの時間間隔をSに設定する。
ステップS308では、制御手段100は、ステップS306で検知された記録紙Sの温度がX以上かどうかを判断する。X以上なら(ステップ308でYES)、ステップS309の処理が実行され、X以上でないなら(ステップS308でNO)、ステップS312の処理が実行される。
ステップS309では、制御手段100は、ステップS306で検知された記録紙Sの温度がZ以上かどうかを判断する。Z以上なら(ステップ309でYES)、ステップS310の処理が実行され、Z以上でないなら(ステップS309でNO)、ステップS311の処理が実行される。
ステップS310では、制御手段100は、表3に示す排紙トレイ300に積載される記録紙Sの時間間隔をLに設定する。
ステップS311では、制御手段100は、表3に示す排紙トレイ300に積載される記録紙Sの時間間隔をMに設定する。
ステップS312では、定着後の記録紙Sを、排紙トレイ300に排出する。
ステップS313では、制御手段100は、プリント枚数カウント手段にてカウントされたプリント枚数がステップS301で入力されたプリント枚数に到達したかどうかを判断する。到達していれば(ステップS313でYES)、ステップS314の処理が実行され、到達していなければ(ステップS313でNO)、ステップS303の処理が実行される。
ステップS314では、プリントが終了し、プリント枚数カウント手段がリセットされる。
ステップS315では、すべての動作が終了し、待機状態に入る。
第3の実施形態では、タッキングが発生しやすい、即ち、加熱定着後の記録紙Sの温度が高い場合には、シート積載手段である排紙トレイ300に積載される記録紙Sの時間間隔を長くすることにより、排紙トレイ300上に次の記録紙Sが積載されるまでの間に前の記録紙Sが自然冷却されやすくなるので、記録紙Sの温度に応じて、プリント速度の低下を抑えつつ、効率的にタッキングを防止できる。
本実施形態と、前述の第1の実施の形態や第2の実施の形態を組み合わせても良い。
(第4の実施の形態)
本発明に係る第4の実施の形態の画像形成装置の動作について、図10を用いて説明する。ここでは、図3に示す後処理部のない画像形成装置本体における例を示す。
本発明に係る第4の実施の形態の画像形成装置の動作について、図10を用いて説明する。ここでは、図3に示す後処理部のない画像形成装置本体における例を示す。
フローチャートの説明に先立ち、電力供給モードについて説明する。
表4に、両面プリントか片面プリントのプリントモード、あるいは、連続プリントの前半と後半において、電力供給モードAから電力供給モードDのうちのいずれを選択するかのテーブルを示す。
定着手段8に供給する電力に対する冷却ファン101の駆動手段701に供給する電力の比率は、小さい順に電力供給モードA<電力供給モードB<電力供給モードC<電力供給モードDとなっている。電力供給モードAを第1の電力供給モードとしたとき、電力供給モードC及び電力供給モードBが第2の電力供給モードに該当し、電力供給モードCを第1の電力供給モードとしたとき、電力供給モードDが第2の電力供給モードに該当する。定着手段8へ供給する電力を下げるには、定着ローラの加熱手段H1、H2、加圧ローラの加熱手段H3に供給する電力を下げる、あるいは、サブの加熱手段H2に供給する電力をゼロにする、または、加熱手段H3に供給する電力をゼロにするなどの方法がある。
ステップS400では、電力供給手段212の電源スイッチがONされ、装置本体に電力が供給されていて、定着手段8がウオーミングアップされている。また、操作入力手段9により、後処理部のモードとして後処理なしモードが選択入力され、シート積載手段として排紙トレイ300が選択されている。
ステップS401では、両面プリントまたは片面プリントのプリントモードの選択が行われる。
ステップS402では、操作入力手段9により、プリント枚数が入力される。
ステップS403では、操作入力手段9のプリントスタートスイッチがONされ、画像読み取り部Bから画像を読み込んで、画像データが入力される。入力された画像データが画像処理部Cの記憶手段M2に記憶され、画像処理される。
ステップS404では、制御手段100は、ステップS401で入力されたプリントモードが両面プリントかどうかを判断する。両面プリントなら(ステップS404でYES)、ステップS405の処理が実行され、片面プリントなら(ステップS404でNO)、ステップS414の処理が実行される。
ステップS405では、制御手段100は、電力供給モードAに対する第2の電力供給モードである電力供給モードCにて、電力供給手段212から定着手段8、冷却ファンの駆動手段701に電力供給されるよう制御する。定着手段8はすでに電力を供給して作動させているので、電力供給を上記のモードに切り替える。
ステップS406では、画像形成部Aにて記録紙Sの表面にトナー画像を形成した後、記録紙Sを定着手段8にて定着を行う。さらに、画像形成部Aにて記録紙Sの裏面にトナー画像を形成した後、記録紙Sを定着手段8にて定着を行う。
ステップS407では、制御手段100は、連続プリントの途中で第1の電力供給モードから第2の電力供給モードに切り替える際のタイミングであるプリント枚数の所定値を記憶手段M3から読み出し、プリント枚数カウント手段でカウントされたプリント枚数が、上記読み出されたプリント枚数の所定値に到達しているかどうかを判断する。到達していれば(ステップS407でYES)、ステップS410の処理が実行され、到達していなければ(ステップS407でNO)、ステップS408の処理が実行される。
ステップS408では、制御手段100は、連続プリントの途中で第1の電力供給モードから第2の電力供給モードに切り替える際のタイミングである定着後の記録紙Sの温度T1を記憶手段M3から読み出し、記録紙温度センサST1で検知された記録紙Sの温度ST1が、上記読み出された温度T1に到達しているかどうかを判断する。到達していれば(ステップS408でYES)、ステップS410の処理が実行され、到達していなければ(ステップS408でNO)、ステップS409の処理が実行される。
ステップS409では、制御手段100は、連続プリントの途中で第1の電力供給モードから第2の電力供給モードに切り替える際のタイミングである定着手段8の温度T2を記憶手段M3から読み出し、定着手段温度センサST2で検知された定着手段8の温度ST2が、上記読み出された温度T2に到達しているかどうかを判断する。到達していれば(ステップS409でYES)、ステップS410の処理が実行され、到達していなければ(ステップS409でNO)、ステップS411の処理が実行される。
ステップS410では、制御手段100は、電力供給モードCに対する第2の電力供給モードである電力モードDで電力供給手段212から定着手段8、冷却ファンの駆動手段701へ電力が供給されるように制御する。
ステップS411では、定着後の記録紙Sが、冷却ファン101にて冷却される。
ステップS412では、冷却後の記録紙Sを、排紙トレイ300に排出する。
ステップS413では、制御手段100は、プリント枚数カウント手段にてカウントされたプリント枚数がステップS402で入力されたプリント枚数に到達したかどうかを判断する。到達していれば(ステップS413でYES)、ステップS424の処理が実行され、到達していなければ(ステップS413でNO)、ステップS406の処理が実行される。
ステップS414では、制御手段100は、第1の電力供給モードである電力供給モードAにて、電力供給手段212から定着手段8、冷却ファンの駆動手段701に電力供給されるよう制御する。定着手段8はすでに電力を供給して作動させているので、電力供給を上記のいずれかのモードに切り替える。
ステップS415では、画像形成部Aにて記録紙Sの片面にトナー画像を形成する。
ステップS416では、記録紙Sを定着手段8にて定着する。
ステップS417では、制御手段100は、連続プリントの途中で第1の電力供給モードから第2の電力供給モードに切り替える際のタイミングであるプリント枚数の所定値を記憶手段M3から読み出し、プリント枚数カウント手段でカウントされたプリント枚数が、上記読み出されたプリント枚数の所定値に到達しているかどうかを判断する。到達していれば(ステップS417でYES)、ステップS420の処理が実行され、到達していなければ(ステップS417でNO)、ステップS418の処理が実行される。
ステップS418では、制御手段100は、連続プリントの途中で第1の電力供給モードから第2の電力供給モードに切り替える際のタイミングである定着後の記録紙Sの温度T1を記憶手段M3から読み出し、記録紙温度センサST1で検知された記録紙Sの温度ST1が、上記読み出された温度T1に到達しているかどうかを判断する。到達していれば(ステップS418でYES)、ステップS420の処理が実行され、到達していなければ(ステップS418でNO)、ステップS419の処理が実行される。
ステップS419では、制御手段100は、連続プリントの途中で第1の電力供給モードから第2の電力供給モードに切り替える際のタイミングである定着手段8の温度T2を記憶手段M3から読み出し、定着手段温度センサST2で検知された定着手段8の温度ST2が、上記読み出された温度T2に到達しているかどうかを判断する。到達していれば(ステップS419でYES)、ステップS420の処理が実行され、到達していなければ(ステップS419でNO)、ステップS421の処理が実行される。
ステップS420では、制御手段100は、電力供給モードAに対する第2の電力供給モードである電力供給モードBで電力供給手段212から定着手段8、冷却ファンの駆動手段701へ電力が供給されるように制御する。
ステップS421では、定着後の記録紙Sが、冷却ファン101にて冷却される。
ステップS422では、冷却後の記録紙Sを、排紙トレイ300に排出する。
ステップS423では、制御手段100は、プリント枚数カウント手段にてカウントされたプリント枚数がステップS402で入力されたプリント枚数に到達したかどうかを判断する。到達していれば(ステップS423でYES)、ステップS424の処理が実行され、到達していなければ(ステップS423でNO)、ステップS415の処理が実行される。
ステップS424では、プリントが終了し、冷却ファン101を停止させ、プリント枚数カウント手段がリセットされる。
ステップS425では、すべての動作が終了し、待機状態に入る。
第4の実施の形態では、以下の作用効果を奏する。記録紙Sの両面に画像形成する場合は、裏面に画像形成した後の記録紙Sの温度は、片面に画像形成した後の記録紙Sの温度より高い。よって、記録紙Sの両面に画像形成する場合は、片面に画像形成する場合より定着に要する熱量は低くてすむ。また、定着後の記録紙Sの温度も、両面に画像形成する場合の方が、片面に画像形成する場合より高い。よって、記録紙Sの片面に画像形成する場合には、第1の電力供給モードを選択し、記録紙Sの両面に画像形成する場合には、第1の電力供給モードに比し定着手段8に供給する電力が小さく、かつ冷却手段に供給する電力が大きくなる第2の電力供給モードを選択することにより、記録紙Sの両面に画像形成する場合に、定着手段8の電力を冷却手段に振り分けることで限られた電力を有効に使うことができ、タッキングを抑えられる。
また、第4の実施の形態では、以下の作用効果を奏する。複数枚分の連続プリントする場合には、連続プリントの初期には、定着手段8の加圧ローラーに熱を奪われる等の原因から、特に定着手段8の定着ローラーの温度の落ち込みが激しく、定着の電力を必要とする。ただし、初期以外は、定着の電力は比較的少なくてすむ。逆に、定着後の記録紙Sの温度は、連続プリント初期は、記録紙搬送経路のガイド板等に熱を奪われるため、それほど高くなく、プリント枚数が増えるにつれ高くなる。よって、連続的にプリントしている間の所定のタイミングで、第1の電力供給モードから第2の電力供給モードに切り替えることにより、連続プリントの途中で、定着の電力を冷却手段に振り分けることで限られた電力を有効に使うことができ、タッキングを抑えられる。この実施形態では、トナーを加熱定着した後の記録紙Sの温度、又は、定着手段8の温度、又は、連続的にプリントされた枚数をカウントするカウント手段によりカウントされたプリント枚数のいずれかに基づいて、前記電力振り分けのタイミングを決定するので、より確実に電力振り分けのタイミングを決定することができる。
図11は、第4の実施形態において、500枚のプリント(コピー)を行った場合のプリント経過時間と定着手段8の定着ローラ温度の関係を示す実験データである。
図11において、横軸はプリント経過時間、縦軸は定着手段8の定着ローラの温度を表す。図中のt1で示される経過時間が約100(sec)のところで、1枚目のプリントがスタートし、図中のt4で示される経過時間が約400(sec)のところで500枚目のプリントが終了している。プリントスピードは、100(枚/分)である。
図11より、図中のt2で示される経過時間が約123(sec)のあたり、所謂、連続プリントの初期に定着ローラの温度の落ち込みが激しいことがわかる。その後、落ち込んだ温度が図中のt3で示される経過時間が約170(sec)付近で回復している。その後の温度の上下動は、ヒータのオンーオフ制御によるものである。定着手段8の温度に基づく、電力振り分けのタイミングは、温度が回復した約170(sec)以降に設定している。
本発明では、モノクロ画像だけではなく、カラー画像を得るための画像形成にも適用されるもので、例えば複数個の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットにてそれぞれ色の異なる可視画像(トナー画像)を形成してトナー画像を形成する画像形成方法である。
8 定着手段
9 操作入力手段
100 制御手段
101,101A、101B 冷却ファン
212 電力供給手段
302 付着量情報検出手段
305 プリント枚数カウント手段
A 画像形成部
B 画像読み取り部
C 画像処理部
FNS 後処理部
S 記録紙
ST1 記録紙温度センサ
ST2 定着手段温度センサ
TS パッチ濃度センサ
9 操作入力手段
100 制御手段
101,101A、101B 冷却ファン
212 電力供給手段
302 付着量情報検出手段
305 プリント枚数カウント手段
A 画像形成部
B 画像読み取り部
C 画像処理部
FNS 後処理部
S 記録紙
ST1 記録紙温度センサ
ST2 定着手段温度センサ
TS パッチ濃度センサ
Claims (15)
- シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、シート材上のトナー付着量に関する付着量情報を検出する付着量情報検出手段と、前記付着量情報検出手段で検出されたシート材上のトナー付着量に関する付着量情報に基づいて、前記冷却手段の冷却能力を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記付着量情報検出手段で第1の付着量情報が検出された場合の前記冷却手段の冷却能力に対して、前記付着量情報検出手段で第1の付着量情報よりもトナー付着量の多い第2の付着量情報が検出された場合の前記冷却手段の冷却能力を高くすること特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、シート材を積載する複数のシート積載手段と、前記複数のシート積載手段の中から1つのシート積載手段を選択する選択手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を前記選択手段で選択されたシート積載手段に排出する排出手段と、前記選択手段で選択されたシート積載手段の選択情報に基づいて、前記冷却手段の冷却能力を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記複数のシート積載手段は、第1のシート積載手段と第1のシート積載手段よりも前記定着手段を通過した後のシート材が前記排出手段によりシート積載手段に排出されるまでの時間が長い第2のシート積載手段とを有し、前記制御手段は、前記選択手段で第2のシート積載手段が選択された場合の前記冷却手段の冷却能力に対して、前記選択手段で第1のシート積載手段が選択された場合の前記冷却手段の冷却能力を高くすることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材の温度を検知する温度検知手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を積載するシート積載手段と、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度に基づいて、前記シート積載手段にシート材が積載されてから次のシート材が積載されるまでの時間間隔を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度が第1の温度である場合の前記時間間隔に対して、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度が第1の温度よりも高い第2の温度である場合の前記時間間隔を長くすることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- シート材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記シート材上のトナー画像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材を冷却する冷却手段と、前記定着手段に供給する電力及び前記冷却手段に供給する電力を制御する制御手段とを有する画像形成装置であって、前記制御手段は、第1の電力供給モードと前記第1の電力供給モードよりも、前記定着手段に供給する電力が小さく、かつ、前記冷却手段に供給する電力が大きくなるように制御する第2の電力供給モードとを有すること特徴とする画像形成装置。
- 前記定着手段は、加熱手段を備える加圧ローラを有し、前記制御手段は、前記第2の電力供給モードにおいて、前記加圧ローラの加熱手段に供給する電力を前記第1の電力供給モードよりも小さくすることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- シート材の両面に画像形成するモードとシート材の片面に画像形成するモードとを有し、前記制御手段は、シート材の両面に画像形成するモードの場合には、前記第2の電力供給モードを選択し、シート材の片面に画像形成するモードの場合には、前記第1の電力供給モードを選択することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段によるプリント枚数を設定するプリント枚数設定手段を有し、前記制御手段は、前記プリント枚数設定手段で設定された枚数のプリントがなされる間の所定のタイミングで、前記第1の電力供給モードから前記第2の電力供給モードに切り替えることを有することを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段によるプリントが開始されてからプリントがなされた枚数をカウントするプリント枚数カウント手段を有し、前記制御手段は、前記プリント枚数カウント手段によりカウントされた枚数に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記定着手段の温度を検知する温度検知手段を有し、前記制御手段は、前記温度検知手段で検知された前記定着手段の温度に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記定着手段によりトナー画像が加熱定着されたシート材の温度を検知する温度検知手段を有し、前記制御手段は、前記温度検知手段により検知されたシート材の温度に基づいて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記温度検知手段は、赤外光により非接触で温度を検知する温度センサであることを特徴とする請求項5,12,13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナー画像を構成するトナーは、熱可塑性であり、軟化点は135℃以下、ガラス転移点は60℃以下であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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