JP2010256478A - 画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置と排紙オプションからなる画像形成システムにおいて、幅が狭い用紙の加熱定着は排紙オプション側に設けられた専用の定着器が行うことによって、幅の狭い用紙でも印字速度を落とすことなく、画像形成システムの最速速度で印字できるようにすること。
【解決手段】 未定着画像を加熱定着することが出来る定着装置をもった画像形成装置と、画像形成装置の定着装置より長手方向が短く、搬送する記録媒体の幅とほぼ同じ幅の定着装置をもった排紙オプションであり、排紙オプションの定着装置の温度が十分に温まっていない時には、画像形成装置に給紙を遅らせるように通知することを特徴とする画像形成システム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に係り、記録紙に形成された未定着のトナー画像を加熱定着する手段を備えた、画像形成装置本体に着脱可能な排紙オプションを有する画像形成システムに関するものである。

従来では、画像形成装置に搭載されている加熱装置内の加熱部材の温度制御を行うために、加熱体の温度検知手段を少なくとも１つ、加熱体に近接、もしくは接触させて配置し、その出力を元に画像形成装置の制御手段により加熱体に対する通電制御が行われている。従来の画像形成装置において、封筒や葉書の厚紙に印字を行う時、紙が厚いために熱が伝わりにくく定着性が低いことは知られている。また、最大通紙可能領域より幅の小さい紙を印字する時には、その非通紙部の温度上昇が問題となる場合もある。従来はこの対策のために、定着温度制御や加熱装置通過時の用紙の通過速度制御、単位時間当りの画像形成量を調整し、加熱装置を蓄熱させるような制御等が実施されている。

従来例として、下記特許文献１をあげることが出来る。

特開２００８−１７５８９１号公報

しかしながら、従来までの制御方法では、加熱装置の加熱体より幅が狭い用紙を通紙するときには、単位時間当りの画像形成量を制限したり、制御温度を落としたりすることによって問題を解決しようとしたため、単位時間当りに通紙できる用紙の枚数が少なくなってしまうという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みて考案されたものであって、封筒などの小サイズ用紙をスループットを落とすことなく通紙可能な画像形成システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成システムは、画像形成前に記録媒体を所定位置に前搬送を行う手段と、記録媒体に画像を転写する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された未定着画像を保持した記録媒体を加熱する加熱手段を持ち、前記記録媒体の搬送路面内において記録媒体搬送方向に交差する方向を前記加熱手段の長手方向としたとき、前記加熱手段の長手方向の中心が前記記録媒体の搬送中心となるように構成された加熱装置１と、記録媒体の搬送制御を実行する制御手段を有する画像形成装置と、前記画像形成装置に接続され、前記画像形成装置と双方向に通信を行う通信手段と、加熱装置１と同様に記録媒体を加熱する加熱手段を持ち、記録媒体の搬送路面内において記録媒体搬送方向に交差する方向を前記加熱手段の長手方向としたとき、前記加熱手段の長手方向の中心が前記記録媒体の搬送中心となるように構成された加熱装置２と、前記加熱装置２の搬送中心、その近傍、又は両端部に設置された温度検知手段と、前記温度検知手段により検知された温度情報に基づいて前記加熱装置２の制御を実行する制御手段とを有する排紙オプションから構成される画像形成システムにおいて、排紙オプションは、前記画像形成装置より最終到達温度を前記通信手段により通知してもらい、前記加熱装置２の温度制御を実施し、前記温度検知手段により得られた温度情報が、前記記録媒体の搬送可能温度に到達していない場合には、前記画像形成装置に対して、記録媒体の搬送開始を遅らせることを通知することを特徴とする。

請求項２に記載の画像形成システムは、前記加熱装置２の加熱手段の長手方向の長さは、前記画像形成装置にある加熱装置１の加熱手段の長手方向の長さより短いことを特徴とする。

以上説明したように、本出願に係る第一の発明によれば、搬送された用紙の熱定着は、排紙オプション内の加熱装置によって実施され、また、排紙オプション内の加熱装置の温度によって画像形成装置の給紙制御を変更させるため、画像形成装置内の加熱装置の温度は用紙を搬送するための必要最低限の温度でよいため、画像形成装置の制御負荷が小さくなる。

本出願に係る第二の発明によれば、排紙オプション内の加熱装置は、通紙しようとしている小サイズ紙にあわせた加熱体を備えているため、非通紙部の温度上昇に注意を払うことがないため、印字速度が遅くなることがない。

本発明の第１の実施例を示す画像形成システムの構成を示す断面図である。 プリンタと排紙オプションの制御部の構成図を示したものである。 定着装置と記録媒体の長手方向の位置関係と温度分布を示す図である。 排紙オプション内の定着装置と排紙オプションが接続された時のプリンタの定着装置の温度分布を示している。 プリンタ側の制御ブロック図である。 排紙オプション側の制御ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置と排紙オプションを、図を用いて説明する。

なお、本実施例では、画像形成装置の唯一の排紙口に排紙オプションが接続されている系を例としているが、排紙口を２つ持ち、一方に排紙オプションが接続されているような系にも適用できる。

本実施例では、Ａ３サイズまでの画像形成に対応している画像形成装置で、温度制御する温度検知手段以外に長手両端部付近に各々１個の温度検知手段を有し、その両端部の温度検知手段が別の紙サイズの最端部位置に設置している定着装置を有し、より多くの紙サイズに対応し、より多くの紙サイズを高いスループットで通紙出来る画像形成装置と、特定の紙サイズに限定した定着装置を有した排紙オプションからなる画像形成システムについて述べる。

図１は、本発明の第１の実施例を示す画像形成システムの構成を示す断面図である。レーザプリンタの例を示している。図２はプリンタと排紙オプションの制御部の構成図を示したものである。図３は定着装置と記録媒体の長手方向の位置関係と温度分布を示す図である。プリンタ本体１は、記録媒体を収納するカセット２を有している。カセット２から給紙ローラ３により記録媒体を繰り出し、給紙搬送ローラ４により記録媒体を搬送する。カセット２から搬送された記録媒体は、中間搬送ローラ６によりさらに搬送される。カセット２から給紙搬送された記録媒体は、点線部で示された搬送路５に添って搬送され、レジストローラ対７を通過し、ＴＯＰセンサ８により検知される。レジストローラ７は記録媒体の搬送を継続し、ＴＯＰセンサ８の下流に設けられているトナー像が形成されている感光ドラム９と転写ローラ１０からなる画像形成へ搬送される。感光ドラム９上のトナー像は、転写ローラ１０によって記録媒体に転写される。さらに、下流には記録媒体上に形成されたトナー像を加熱加圧定着する定着器１１が設けられており、定着器１１の下流には搬送状態を検知する定着排紙センサ１２及び記録媒体を排紙部へ搬送する定着排紙ローラ１３が設けられており、記録媒体はさらに、排紙ローラ１４により排紙積載トレイ部に接続されている排紙オプション１５に搬送される。排紙オプション１５に搬送された記録媒体は、定着器１１と同様に記録媒体を加熱加圧定着する定着器１６が設けられており、さらに下流には定着排紙ローラ１７が設けられており、記録媒体を排紙トレイ１８へ排出する。

画像形成システムの制御部の構成を、図２により説明する。

プリンタ制御部３０は、通信手段３２を保持しているＣＰＵ３１と発熱体３３とサーミスタ３４から構成される定着装置１１、給紙機構駆動回路３５から構成される。排紙オプション制御部３７は、通信手段３９を有しているＣＰＵ３８と発熱体４０とサーミスタ４１から構成される定着装置１６と搬送機構駆動回路４２から構成される。プリンタ制御部３０のＣＰＵ３１と排紙オプション制御部３７のＣＰＵ３８は通信手段３２、３９と通信線で接続されており、さらには排紙オプション制御部３７よりプリンタ制御部３０へ給紙許可通知信号線が接続されている。

次に、図３を用いて記録媒体が定着装置１１を通過中の温度分布を説明する。図３のＰは記録媒体を示し、矢印方向に搬送され、記録媒体の長手方向幅は７６ｍｍとする。これは、本実施例で用いたＡ３機の通紙可能最小紙である。太破線は通紙基準を示し、破線は記録媒体エッジの通過部を示す。５１は定着装置１１の発熱領域を示す。発熱体の長手幅は３２０ｍｍである。５２，５３，５４は温度検知手段であるサーミスタを，５５は安全素子であるサーモスイッチを示す。長手位置を規定する為、通紙基準を±０とし、サーミスタ５３は＋２０ｍｍ、サーモスイッチ５５は−２０ｍｍの位置に設置している。サーミスタ５３、サーモスイッチ５５は適正な位置より記録媒体を搬送すれば、必ず通紙領域内に入る位置に設置している。また、サーミスタ５４は−１２０ｍｍの位置に、サーミスタ５２は＋１４０ｍｍの位置に設置している。各サーミスタは制御部のＣＰＵと、サーモスイッチ５５はＡＣラインと接続している。サーミスタ５３は定着装置１１を一定温度に保つ為に用いられ、検出された抵抗値を温度制御部に伝達し所定の温度になるように発熱体をＯＮ／ＯＦＦ駆動させる。サーモスイッチはＣＰＵ暴走等の突発的な過電流の通電の際に緊急停止を行うために設置され、２５０℃で接続が遮断され、発熱体への通電を停止する。

適切な位置に記録媒体Ｐがセットされれば、図３のようにサーモスイッチ５５と温調を制御する温度検知手段のサーミスタ５３は通紙領域内に入る。このような場合は、サーミスタ５２、５４は所望の値となり、サーミスタ５３の温調温度が１８０℃の時の温度分布は図３の下図グラフのようになる。通紙領域は当然１８０℃であるが、非通紙部領域は発熱体の発熱と同時に昇温し、サーミスタ５４の位置では２２０℃程度を検知し、サーミスタ５２付近では端部からの放熱の為、２１５℃程度を検知する。この温度は通紙間隔、温調温度により変化する。このように各サーミスタが所望の適正温度であれば、ジョブを完結させる事が出来る。

上記構成のプリンタにおいて、記録媒体Ｐを連続で通紙していくと、図３下図の通紙部の温度低下が極端に激しくなる。そのため、サーミスタ５３で検知された温度情報からＣＰＵは定着性を確保するため、発熱体を駆動する。この時、プリンタは搬送方向中心を基準として定着器の両側を均等に加熱しているために非通紙部側の定着器の温度が異常に高くなる。その温度は、故障検知閾値まで達するので、ＣＰＵは通紙間隔を空けて、急激な温度低下を招かないようにしたり、定着器の温度を均一化するように制御して故障しないようにする。

図４は、排紙オプション内の定着装置１６と排紙オプションが接続された時のプリンタの定着装置１１の温度分布を示している。図４のＰは図３で説明した記録媒体Ｐと同じものである。図中にある線分の意味も同じである。６１は定着装置１６の発熱領域を示す。発熱体の長手幅は１００ｍｍとする。通紙可能最小紙とほぼ同じ長さとしている。６２は温度検知手段であるサーミスタを、６３は安全素子であるサーモスイッチを示す。長手位置を規定する為、通紙基準を±０とし、サーミスタ６２は＋２０ｍｍ、サーモスイッチ６３は−２０ｍｍの位置に設置している。サーミスタ６２、サーモスイッチ６３は適正な位置より記録媒体を搬送すれば、必ず通紙領域内に入る位置に設置している。サーミスタ６２は制御部のＣＰＵと、サーモスイッチ６３はＡＣラインと接続している。サーミスタ６２は定着装置１６を一定温度に保つために用いられ、検出された抵抗値を温度制御部に伝達し所定の温度になるように発熱体をＯＮ／ＯＦＦ駆動させる。

図５と図６を用いて記録媒体Ｐ搬送される時の制御を説明する。図５はプリンタ側の制御フローチャート、図６は排紙オプション側の制御フローチャートを示す。画像形成指示があると、まず、プリンタ１は、排紙オプション１５へ定着装置１６の目標温度を通信手段３２を使用して通知する（ステップＡ４０）。次に、プリンタの定着装置１１の温度制御を行う（ステップＡ４１）。この時、図４の(3)のように１５０℃程度を目標に温度制御を行う。この程度の温度であれば非通紙部の温度上昇が問題になることなく、未定着の画像を保持している記録媒体を搬送する場合に問題なく搬送できる必要最小限の熱量が得られる。次に、排紙オプションより給紙許可通知があるか判断する（ステップＡ４２）。給紙許可通知がなければ、１５０℃を目標にした温度制御を実行して待機する。給紙許可通知があった時には、プリンタの搬送機構を駆動して記録媒体の給搬送を実行する（ステップＡ４３）。その後、所定の画像形成動作を実行する（ステップＡ４４）。排紙オプション側は、プリンタより定着装置１６の目標温度を通知される（ステップＢ４０）。通知された目標温度に近づけるべく排紙オプションは、定着装置１６の温度制御を開始する（ステップＢ４１）。サーミスタ４１より温度情報を取得し（ステップＢ４２）、目標温度に到達したか判断する（ステップＢ４３）。目標温度に到達したら、プリンタへ給紙許可信号を通知する（ステップＢ４４）。次に、プリンタから搬送されてきた記録媒体の搬送を継続し、排紙処理を行う（ステップＢ４５）。

上記のような装置を用いると、プリンタは記録媒体の搬送に必要な必要最低限の熱量を持てばよく、実際の記録媒体への加熱定着は排紙オプション側の定着装置で行われる。排紙オプション側の定着装置の発熱体幅は、搬送しようとしている記録媒体の幅にほぼ等しく、非通紙部が小さいため、非通紙部の温度上昇に起因する装置故障を考慮する必要がない。そのため、従来までは最速な搬送速度が出せなかった記録媒体でも、最速の搬送速度で搬送を行えるようになる。

１ プリンタ
２ カセット
３ 給紙ローラ
４ 給紙搬送ローラ
６ 中間搬送ローラ
７ レジストローラ対
８ ＴＯＰセンサ
９ 感光ドラム
１０ 転写ローラ
１１ 定着器
１２ 定着排紙センサ
１３ 定着排紙ローラ
１４ 排紙ローラ
１５ 排紙オプション
１６ 定着器
１７ 定着排紙ローラ
１８ 排紙トレイ

Claims (2)

1. 画像形成前に記録媒体を所定位置に前搬送を行う手段と、記録媒体に画像を転写する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された未定着画像を保持した記録媒体を加熱する加熱手段を持ち、前記記録媒体の搬送路面内において記録媒体搬送方向に交差する方向を前記加熱手段の長手方向としたとき、前記加熱手段の長手方向の中心が前記記録媒体の搬送中心となるように構成された加熱装置１と、記録媒体の搬送制御を実行する制御手段を有する画像形成装置と、加熱装置１と同様に記録媒体を加熱する加熱手段を持ち、記録媒体の搬送路面内において記録媒体搬送方向に交差する方向を前記加熱手段の長手方向としたとき、前記加熱手段の長手方向の中心が前記記録媒体の搬送中心となるように構成された加熱装置２と、前記加熱装置２の搬送中心、その近傍、又は両端部に設置された温度検知手段と、前記温度検知手段により検知された温度情報に基づいて前記加熱装置２の制御を実行する制御手段とを有する排紙オプションであり、前記排紙オプションは前記画像形成装置に接続され、前記画像形成装置と双方向に通信を行う通信手段を備える排紙オプションであり、前記画像形成装置と共に構成する画像形成システムにおいて、排紙オプションは、前記画像形成装置より最終到達温度を前記通信手段により通知してもらい、前記加熱装置２の温度制御を実施し、前記温度検知手段により得られた温度情報が、前記記録媒体の搬送可能温度に到達していない場合には、前記画像形成装置に対して、記録媒体の搬送開始を遅らせることを通知することを特徴とする画像形成システム。
2. 前記加熱装置２の加熱手段の長手方向の長さは、前記画像形成装置にある加熱装置１の加熱手段の長手方向の長さより短いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。