JP2008065146A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着装置から排出された記録媒体及び排紙ローラの温度上昇を抑え、記録媒体の波打ち現象を回避し、画像品質のよい画像を形成できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 温度センサ１５で下排紙ローラ１４の表面温度を検出し、検出された下排紙ローラ１４の表面温度に基づいて送風装置１６を駆動し、記録用紙Ｐの表面及び下排紙ローラ１４の表面温度を第２の所定温度（７５℃）未満に制御する。大量の連続コピーなどにより記録用紙Ｐの表面や下排紙ローラ１４の温度が第２の所定温度（７５℃）以上になる場合は、送風装置１６による送風に加えて、記録用紙Ｐの搬送間隔を第１の所定間隔（例えば３０ｍｍ）から第２の所定間隔（例えば６０ｍｍ）に拡大し、記録用紙Ｐの表面及び下排紙ローラ１４の温度を第２の所定温度未満になるように制御する。記録用紙Ｐの表面に排紙ローラのローラ痕を付着させず、波打ち現象を回避することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子複写機、プリンタやその複合機などの画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、帯電させた感光体上に画像信号で変調されたレーザ光を投射して画像の静電潜像を形成し、形成された静電潜像をトナーで現像して感光体上にトナー像を形成する。次に、このトナー像を記録媒体に転写し、記録媒体に転写されたトナー像を定着処理し、排紙トレイに排出する工程をとる。トナー像の定着処理は、加熱ローラと加圧ローラとを圧接し、その間をトナー像が転写された記録媒体を通過させ、記録媒体上のトナーを熱溶融して圧接する定着装置が広く使用されている。

また、画像形成装置の内部で、記録媒体を給紙トレイから作像ユニット、定着装置への搬送には、２本の搬送ローラにより記録媒体を挟んで搬送する構成のものが広く使用されている。搬送ローラの接触力は、搬送性能に重点をおいて強めに設定されており、どの位置にある搬送ローラでもほぼ一定の接触圧に調整されている。また、排紙トレイへの搬送に使用される排紙ローラの接触圧は、画像品質に重点をおいて弱めに設定されていた（特許文献１参照）。

また、排紙ローラの接触力が特定の接触圧に調整されていると、記録媒体の種類、即ち厚みが薄いときは上手く搬送されなかったり、記録媒体の厚みが厚いときは表面にローラ痕が付着する等の不都合があった。このような不都合への対処として、記録媒体の種類に応じて排紙ローラの接触圧を調整したり、軸間距離を調整するものが提案されている（特許文献１参照）。

一方、定着処理された記録媒体はかなり高温度で定着装置から排出されるから、定着処理された記録媒体の搬送方向を変更する屈曲ガイドを使用するものでは、屈曲ガイドに傷が付いたり、定着後の画像が安定していないときは画像はがれが発生する等の不都合があった。このような不都合への対処として、定着装置から排出された記録媒体に空気を吹き付け、記録媒体の表面温度を低下させるものが提案されている（特許文献２参照）。

また、定着処理された記録媒体はかなり高温度で定着装置から排出されるため、記録媒体が波打つ波打ち現象が発生する場合があった。このような不都合への対処として、記録媒体の表面温度を計測し、計測された表面温度に応じて搬送速度を調整するものが提案されている（特許文献３参照）。
特開平９−１１８４４９号公報。 特開２００２−３１１７５８号公報。 特開平１０−１２４７号公報。

排紙ローラや記録媒体に空気を吹き付け、定着処理された記録媒体の表面温度を低下させれば、記録媒体の波打ち現象の発生を抑えることができる。しかしながら、記録媒体に空気を吹き付ける構成では、その構成上の制約から記録媒体が排紙ローラを通過するとき冷却空気流を遮るから、十分な冷却効果を得ることができない。少量のコピーの場合は余り問題は生じないが、大量の連続コピーを行う場合は、記録媒体が排紙ローラを冷却する空気流を遮る時間が長くなり、排紙ローラの温度が上昇してしまう結果となる。このとき、排紙ローラの温度上昇を抑えるため、吹き付ける空気流量を多くすると記録媒体が空気流で煽られてばたつき、騒音を発生するという不都合があり、また、記録媒体の搬送速度を低下させると、コピーの生産性が低下してしまうという不都合がある。

この発明は、上記した課題を解決した画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、画像情報に基づいてトナー像を形成する作像手段と、画像を記録する記録媒体を前記作像手段に給紙する給紙手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を加熱定着処理する定着手段と、定着手段の下流側に配置された定着処理済みの記録媒体を排紙トレイに搬送する排紙手段と、制御手段とを備えた画像形成装置において、前記排紙手段は、一対の排紙ローラと、排紙ローラに空気を送風する送風装置と、排紙ローラの表面温度を検出する温度センサとを備え、前記制御手段は、検出された排紙ローラの表面温度に基づいて前記排紙手段の送風装置の駆動制御、及び給紙手段による記録媒体の搬送を制御することを特徴とする画像形成装置である。

そして、前記制御手段は、検出された排紙ローラの表面温度が第１の所定温度未満の場合は前記送風装置の駆動を停止し、第１の所定温度以上で第２の所定温度未満の場合は前記送風装置を駆動し、第２の所定温度以上の場合は前記送風装置を駆動すると共に前記給紙手段により給紙される記録媒体の搬送間隔を第１の所定間隔から第２の所定間隔に変更するものとする。

また、前記排紙手段を構成する一対の排紙ローラは上排紙ローラと下排紙ローラとからなり、前記温度センサは下排紙ローラ表面温度を検出するものとする。

また、前記排紙手段の送風装置は下排紙ローラに向かう吹出し口を備え、下排紙ローラに送風するほか下排紙ローラを通過する記録媒体に送風する送風装置である。

また、前記排紙手段の送風装置は、下排紙ローラに向かう複数の吹出し口を備え、排紙ローラを通過する記録媒体の搬送方向に直交する方向の幅に応じて最適の吹出し口が選択可能である。

この発明によれば、検出された排紙ローラの表面温度に基づいて送風装置の駆動制御、及び給紙手段による記録媒体の搬送を制御するもので、検出された排紙ローラの表面温度が比較的低温度である第１の所定温度未満の場合は送風装置の駆動を停止し、第１の所定温度以上で第２の所定温度未満の場合は送風装置を駆動し、第２の所定温度以上の場合は送風装置を駆動すると共に給紙される記録媒体の搬送間隔を第１の所定間隔から第２の所定間隔に変更するように制御される。

少量の画像形成作業では、冷却空気の吹き付けをしないので記録媒体のばたつきやファンの騒音は発生しない。また、中程度の画像形成作業では冷却空気の吹き付けのみが行われるから、記録媒体のばたつきやファンの騒音の発生を最小限に抑えることができる。さらに、大量の画像形成作業では、冷却空気の吹き付けと記録媒体の搬送間隔を拡げるから、この場合も、記録媒体のばたつきやファンの騒音の発生を最小限に抑えつつ記録媒体の表面温度の上昇を抑えることができる。これにより、定着処理された記録媒体の表面温度を低下させ、記録媒体の波打ち現象の発生を抑えることができる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。図１は、上記課題を解決するための、画像形成装置の定着装置から記録媒体を排紙トレイへ搬送する排紙ローラ付近の構成と制御の概要とを説明する概念図である。

図１において、定着手段を構成する定着装置１０は、定着ローラ１１ａ及び１１ｂを備える。排紙手段を構成する排紙装置１２は、上排紙ローラ１３、下排紙ローラ１４、下排紙ローラ１４の表面温度を検出する温度センサ１５、送風装置１６、排紙トレイ１７から構成される。Ｐは記録媒体（以下、記録用紙という）を示す。

なお、ここでは図示されていないが、作像手段において画像情報に基づいてトナー像が形成され、給紙手段を構成する給紙装置から給紙された記録用紙Ｐの上にトナー像が転写され、トナー像が転写された記録用紙Ｐが、上記した定着手段を構成する定着装置１０に搬送される。この構成は周知の画像形成装置であるからここでは説明を省略した。

定着装置１０の定着ローラ１１ａ、１１ｂの表面温度は通常は１７０℃〜１８０℃であるから、定着処理されて定着ローラ１１ａ、１１ｂを通過したばかりの記録用紙Ｐの表面温度も略同一温度と推定される。この後、上排紙ローラ１３と下排紙ローラ１４により記録用紙は排紙トレイ１７へ搬送される。また、温度センサ１５で検出された下排紙ローラ１４の表面温度は、記録用紙Ｐの表面温度と略同一であると推定される。以下、記録用紙Ｐの表面温度は、温度センサ１５で検出された下排紙ローラ１４の表面温度を指す。

記録用紙Ｐの表面に上下の排紙ローラのローラ痕が付着しないようにするためには、記録用紙Ｐの表面温度を７５℃以下にする必要があり、定着ローラ１１ａ、１１ｂを通過した記録用紙Ｐの表面及び下排紙ローラ１４に送風装置１６から空気を吹き付けて冷却するものとする。下排紙ローラ１４を冷却することで上排紙ローラ１３の温度も下げることができるから、ここでは下排紙ローラ１４を冷却している。

一方、連続して大量のプリントを作成したような場合は、記録用紙Ｐや下排紙ローラ１４に空気を吹き付けて冷却しても、記録用紙Ｐの表面温度が７５℃以下（以下、第２の所定温度という）にならない場合が予想される。このような場合は、記録用紙Ｐの搬送間隔を拡げることで、下排紙ローラ１４を空気流にさらして冷却し、表面温度が７５℃以下になるようにしている。

図２は、記録用紙Ｐの搬送間隔を拡げた場合の温度センサ１５で検出された下排紙ローラ１４の表面温度の変化を説明する図である。画像形成動作が開始され、定着装置から定着処理により加熱された記録用紙Ｐが下排紙ローラ１４を通過すると、記録用紙Ｐの熱が下排紙ローラ１４に伝達され、下排紙ローラ１４の表面温度は時間経過と共に室温から次第に上昇する。

図２において、線（ａ）は、記録用紙Ｐの搬送間隔を第１の所定間隔（例えば３０ｍｍ）で搬送した場合の下排紙ローラ１４の表面温度の変化を示すもので、下排紙ローラ１４の表面温度は時間経過と共に上昇し、７５℃（第２の所定温度）に接近していることを示している。また、線（ｂ）は、記録用紙Ｐの搬送間隔を先の例から２倍とした第２の所定間隔（例えば６０ｍｍ）で搬送した場合の下排紙ローラ１４の表面温度の変化を示すもので、下排紙ローラ１４の表面温度は時間経過と共に上昇するが、５０℃（以下、第１の所定温度という）未満に留まっていることが示されている。

このように、記録用紙Ｐの搬送間隔を拡げることにより、下排紙ローラ１４の表面温度、即ち記録用紙Ｐの表面温度を下げることができる。但し、時間当たりの画像形成枚数（生産性）は低下する。

そこで、この発明では、下排紙ローラ１４の表面温度を検出する温度センサ１５を設け、検出された下排紙ローラ１４の表面温度に基づいて送風装置１６を制御し、記録用紙Ｐの表面及び下排紙ローラ１４の表面温度を第２の所定温度（７５℃）未満に制御する。そして、大量の連続コピーなどにより、記録用紙Ｐの表面や下排紙ローラ１４の温度が第２の所定温度（７５℃）以上になる場合には、送風装置１６の制御に加えて記録用紙Ｐの搬送間隔を第１の所定間隔（例えば３０ｍｍ）から第２の所定間隔（例えば６０ｍｍ）に拡大する変更を行い、記録用紙Ｐの表面及び下排紙ローラ１４の温度を第２の所定温度（７５℃）未満になるように制御する。

なお、下排紙ローラ１４の表面温度が第１の所定温度（５０℃）未満の場合は、記録用紙Ｐや下排紙ローラを冷却する必要がないので送風装置１６を停止する。

図３は、上排紙ローラ１３、下排紙ローラ１４と、送風装置１６との配置を説明する斜視図で、ここでは上排紙ローラ１３、下排紙ローラ１４は、それぞれ複数、ここでは４個のローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが回転軸１３ｅ、１４ｅ上に設けられており、回転軸１３ｅ、１４ｅは図示しない駆動機構により回転駆動されるように構成されている。

送風装置１６は本体の一端にファン１６ｅが配置されており、複数の吹出口１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを備えて、下排紙ローラ１４の下側に配置され、複数の吹出口１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは下排紙ローラ１４の複数のローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに対向する位置に配置されている。また、吹出口１６ａ〜１６ｄには図示されていないが、吹出口を閉じるシャッタを設け、搬送される記録用紙の幅に応じて最適の吹出口を選択開口するようにしてもよい。

また、図３では、温度センサ１５が下排紙ローラ１４のローラ１４ｂに接触配置されて表面温度を検出するように構成されているが、記録用紙の幅に応じて最適のローラの決定すればよい。また、複数のローラにそれぞれ温度センサを配置し、検出された表面温度の平均値或いは最高温度を使用するようにしてもよい。

なお、上記した下排紙ローラ１４のローラの個数、送風装置１６のローラの吹出口の個数は一例であって、これに限られるものではない。

図４は、画像形成装置の制御装置２０の一例を説明するブロック図で、上記した記録用紙Ｐの表面温度に基づく送風装置の制御と記録用紙の搬送間隔の制御に関係する部分を中心に示した。

制御装置２０はＣＰＵ２１を中心に構成され、ＣＰＵ２１の入出力ポートには、帯電装置２２、作像装置２３、転写装置２４、定着装置２５、給紙装置２６、排紙装置２７等が接続され、また、操作パネル２８、温度センサ１５、その他のセンサ類２９が接続され、ＣＰＵ２１に内蔵されるソフトウエアにより制御される。

給紙装置２６には、給紙部から記録用紙Ｐを給紙するとき、温度センサ１５の検出結果に基づいて記録用紙の搬送間隔を変更する記録用紙搬送間隔制御部２６１が設けられている。排紙装置２７には、下排紙ローラ１４の表面温度を検出する温度センサ１５の検出結果に基づいて送風装置１６のファンを制御する送風装置（ファン）制御部２７１が設けられている。

図５は、上記した制御装置２０による下排紙ローラ１４の表面温度検出、送風装置１６のファン制御、記録用紙Ｐの搬送間隔の制御の一例を説明するフローチャートである。

図５のフローチャートを参照して制御装置２０による制御動作を説明する。制御動作の開始により送風装置１６のファンを起動し（ステップＰ１１）、上下排紙ローラ１３、１４に冷却用空気を吹き付け、記録用紙の搬送部にも冷却用空気を流す。

温度センサ１５で下排紙ローラ１４の表面温度Ｔを検出する（ステップＰ１２）。記録用紙Ｐの搬送間隔を第１の所定間隔（例えば３０ｍｍ）に設定して給紙制御を行う（ステップＰ１３）。

所定時間の経過を待って（ステップＰ１４）、検出された表面温度Ｔが第１の所定温度である５０℃未満か否かを判定する（ステップＰ１５）。表面温度Ｔが５０℃未満（Ｔ＜５０℃）であれば、送風装置１６のファンを一時停止し（ステップＰ１６）、所定時間の経過を待って（ステップＰ１７）、ステップＰ１１に戻る。ステップＰ１５の判定で表面温度Ｔが５０℃未満でないとき、即ち表面温度Ｔが５０℃を越えているときは、表面温度Ｔが第２の所定温度である７５℃未満か否かを判定する（ステップＰ１８）。表面温度Ｔが７５℃未満であればステップＰ１２に戻り、表面温度Ｔの検出と第１の所定間隔での給紙制御を行う。

ステップＰ１８の判定で、表面温度Ｔが７５℃未満でないとき、即ち表面温度Ｔが７５℃を越えているときは、送風装置１６のファンの駆動を継続しながら、記録用紙Ｐの搬送間隔を第１所定間隔（例えば３０ｍｍ）から第２の所定間隔（例えば６０ｍｍ）に変更設定し、給紙制御を行う（ステップＰ１９）。所定時間の経過を待って（ステップＰ２０）、表面温度Ｔが７５℃未満か否かを判定する（ステップＰ２１）。表面温度Ｔが７５℃未満でない場合はステップＰ１９に戻り、第２の所定間隔での給紙制御を継続する。

ステップＰ２１での判定で、表面温度が７５℃未満に低下した場合は、ステップＰ１２に戻り、表面温度Ｔの検出と第１の所定間隔での給紙制御を行う。

以上の制御を繰り返すことで記録媒体及び下排紙ローラの温度上昇を抑え、定着装置から排出され排紙トレイに搬送される記録用紙の波打ち現象を回避し、画像品質のよい画像を形成することができるほか、大量の連続コピーを行う場合でもコピーの生産性の低下を最小限に抑えることができる。

画像形成装置の定着装置から排出された記録媒体及び排紙ローラの温度上昇を抑え、記録媒体の波打ち現象を回避し、画像品質のよい画像を形成できる画像形成装置である。

画像形成装置の定着装置及び記録用紙を排紙トレイへ搬送する排紙ローラの温度制御の概要を説明する概念図。 記録用紙の搬送間隔を拡げた場合の温度センサで検出された下排紙ローラの表面温度の変化を説明する図。 上排紙ローラ、下排紙ローラと送風装置との配置を説明する斜視図。 画像形成装置の制御装置の一例を説明するブロック図。 制御装置による制御動作の一例を説明するフローチャート。

符号の説明

１０ 定着装置
１１ａ、１１ｂ 定着ローラ
１２ 排紙装置
１３ 上排紙ローラ
１４ 下排紙ローラ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ ローラ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ ローラ
１３ｅ、１４ｅ 回転軸
１５ 温度センサ
１６ 送風装置
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 吹出口
１６ｅ ファン
１７ 排紙トレイ

Claims (5)

1. 画像情報に基づいてトナー像を形成する作像手段と、画像を記録する記録媒体を前記作像手段に給紙する給紙手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を加熱定着処理する定着手段と、定着手段の下流側に配置された定着処理済みの記録媒体を排紙トレイに搬送する排紙手段と、制御手段とを備えた画像形成装置において、
   前記排紙手段は、一対の排紙ローラと、排紙ローラに空気を送風する送風装置と、排紙ローラの表面温度を検出する温度センサとを備え、
   前記制御手段は、検出された排紙ローラの表面温度に基づいて前記排紙手段の送風装置の駆動制御、及び給紙手段による記録媒体の搬送を制御すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、検出された排紙ローラの表面温度が第１の所定温度未満の場合は前記送風装置の駆動を停止し、第１の所定温度以上で第２の所定温度未満の場合は前記送風装置を駆動し、第２の所定温度以上の場合は前記送風装置を駆動すると共に前記給紙手段により給紙される記録媒体の搬送間隔を第１の所定間隔から第２の所定間隔に変更すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記排紙手段を構成する一対の排紙ローラは上排紙ローラと下排紙ローラとからなり、前記温度センサは下排紙ローラ表面温度を検出すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記排紙手段の送風装置は下排紙ローラに向かう吹出し口を備え、下排紙ローラに送風するほか下排紙ローラを通過する記録媒体に送風する送風装置であること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記排紙手段の送風装置は、下排紙ローラに向かう複数の吹出し口を備え、排紙ローラを通過する記録媒体の搬送方向に直交する方向の幅に応じて最適の吹出し口が選択可能であること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   
   
   

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