JP2012068308A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像プロセス部においてトナー画像が定着された記録シートを、一対の排紙ローラ24によって保持した後に、次に画像プロセス部においてトナー画像が定着された記録シートを一対の循環ローラ29によって保持する。排紙ローラ24および循環ローラ29のそれぞれによって保持された各記録シートは、ファンからの送風によって冷却され、排紙ローラ24にて保持された記録シートが、循環ローラ29によって保持された記録シートよりも先に排紙トレイ上に排出される。
【選択図】図4
Description
記録シートは、排紙トレイ上において、トナー画像が形成された面を下側にして載置される。複数枚の記録シートに連続してトナー画像を形成する場合には、排紙トレイ上において、記録シートが、順次トナー画像を下側に向けた状態で積載される。
また、記録シートの両面にトナー画像を形成する両面プリント時には、排紙トレイ上において積層状態になった各記録シートの相互に対向する面にトナー画像が存在するために、定着タッキングが発生しやすくなる。さらに、記録シートの坪量が大きい場合には、シートの自重により上側の記録シートのトナーが下側の記録シートに対して高圧力で押し付けられるために、定着タッキングが発生しやすくなる。
さらには、連続して画像形成動作を行う際の記録シートの搬送速度(システム速度)が速くなると、排紙トレイ上に排出される記録シートの搬送間隔が短くなるために、後続の記録シートのトナー画像が完全に乾燥する前に先行する記録シート上に積載されるおそれがあり、定着タッキングが発生しやすくなる。
また、特許文献2には、インクジェット方式によって画像が形成された記録媒体を、排紙ローラで一時的に保持した状態で、送風ファンによってインクを乾燥させるインク吐出型の画像記録装置が開示されている。
また、特許文献2に開示された構成でも、排紙ローラによって記録媒体を保持して送風ファンによって乾燥させている間は印刷動作を実行することができず、印刷効率が低下するという問題がある。しかも、インクの乾燥を速めるために、送風ファンによる送風量を増加させると、消費電力が増加し、また、大きな騒音が生じるおそれもある。
好ましくは、前記制御部は、前記第1排紙ローラおよび前記第2排紙ローラのそれぞれにて保持された記録シートが、当該第1排紙ローラおよび第2排紙ローラのそれぞれにて保持される次の記録シートが当該第1排紙ローラおよび第2排紙ローラに到達する直前に、前記排紙トレイ上に排出されるように、当該第1排紙ローラおよび第2排紙ローラをそれぞれ制御することを特徴とする。
好ましくは、前記制御部は、前記画像プロセス部によって記録シートの両面に画像を形成する場合に、両面に画像が形成された記録シートが前記第1排紙ローラによって保持された状態で、前記循環経路内において所定枚数の記録シートが収容された後に前記画像プロセス部によって片面に画像が形成された記録シートが前記循環ローラによって保持されるように、前記第1排紙ローラと前記循環ローラと前記ガイド部材とを制御することを特徴とする。
好ましくは、前記制御部は、前記画像プロセス部においてトナー画像が定着された記録シートの温度と、当該記録シートにおけるトナー量と、当該記録シートの種類と、当該記録シートが前記排紙ローラおよび循環ローラのそれぞれにて保持される時間とに基づいて前記ファンの送風量を制御することを特徴とする。
<画像形成装置の構成>
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラーデジタルプリンタ(以下、単に「プリンタ」とする)の構成を示す模式図である。このプリンタは、例えば、ネットワーク(例えばLAN)を介して外部の端末装置等から入力される画像データ等に基づいて、周知の電子写真方式により、記録シート上にトナー画像を形成する。
各画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kには、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の各色のトナーが供給されて収容されたハウジング内に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kがそれぞれ設けられており、ハウジング内の各色のトナーによって、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面にトナー画像を形成する。
画像形成ユニット10Yに設けられた感光体ドラム11Yは、中間転写ベルト18の下方において中間転写ベルト18に対向した状態で矢印Z方向に回転可能に配置されている。感光体ドラム11Yの下方には、感光体ドラム11Yに対向して帯電器12Yが配置されている。感光体ドラム11Yは、帯電器12Yによって表面が一様に帯電され、帯電された感光体ドラム11Yの表面に、画像形成ユニット10Yの下方に設けられたプリントヘッド13Yから照射されるレーザ光Lによって静電潜像が形成される。
モノクロ画像を形成する場合には、選択された1つの画像形成ユニット(例えばKトナー用の画像形成ユニット10K)のみが駆動されることによって、その画像形成ユニットに設けられた感光体ドラム上にトナー画像が形成されて、中間転写ベルト18における所定領域上に転写される。
図1に示すように、定着装置30の上方には、定着装置30を通過した記録シートPを、画像プロセス部Aの上方に設けられた排紙トレイ41に搬送する排出経路25が設けられている。排出経路25における排紙トレイ41側の端部には、排出経路25を搬送される記録シートPを排紙トレイ41上に排出する一対の排紙ローラ24が相互に対向して設けられている。
なお、連続してプリント動作を行う場合には、排紙モータ45は、記録シートPの後端部が通過する直前に停止される。これにより、一対の排紙ローラ24の間に位置する記録シートPの後端部が、一対の排紙ローラ24によって保持される。
分岐路23には、定着装置30から搬送される記録シートPを、表裏を反転した状態で、画像プロセス部Aのレジストローラ28に搬送する循環経路27が分岐している。循環経路27は、定着装置30に対して排出経路25による記録シートPの搬送方向とは反対側の側方を縦方向に通過して、レジストローラ28に達している。
なお、複数枚の記録シートPの両面に連続してトナー画像を形成する場合における記録シートPの搬送動作は従来と同様であり、本実施形態では、循環経路27内において2枚の記録シートPが収容された状態になると、その後は、給紙部Bの給紙カセット22から新たに搬送される記録シートPと、循環経路27内に収容された2枚の記録シートにおける先行の記録シートPとを、交互に転写ニップN1に搬送するようになっている。
制御部51には、外部の端末装置60から、各記録シートPに対するプリント動作に必要とされる各種情報が入力される。端末装置60から入力される情報は、各記録シートPに対する画像データ(カラーまたはモノクロに関する情報を含む)、記録シートPの種類(普通紙または厚紙等の厚さ)、記録シートPのサイズ、記録シートPのプリント枚数等である。
制御部51は、排紙ローラ24を回転および停止させる排紙モータ45と、循環ローラ29を正転、逆転、停止させる循環用モータ46と、ガイド部材26による記録シートPの案内方向を、排紙ローラ24側と循環ローラ29側とに切り替えるガイド切り替えモータ47とを、それぞれ制御する。また、制御部51は、ファン42が所定の送風量になるようにファン42をPWM制御する。
図4は、複数枚の記録シートPの片面に対するプリント動作を連続して実行する際に、制御部51にて実行されるトナー乾燥制御の処理手順を示すフローチャート、図5は、そのトナー乾燥制御において連続搬送される記録シートPの搬送状態を示す模式図である。
この場合のトナー乾燥制御では、給紙部Bの給紙カセット22から連続して搬送される複数枚の記録シートPのそれぞれに対するプリント動作が終了すると、奇数枚目の記録シートPを下側の排紙ローラ24にて保持し、当該奇数枚目の記録シートPの次に搬送される偶数枚目の記録シートPを、上側の循環ローラ29によって保持するようになっている。
図6は、停止時間判定制御の処理手順を示すフローチャートである。制御部51は、停止時間判定制御の実行が指示されると、まず、排紙ローラ24および循環ローラ29のいずれに記録シートPが保持されるかに基づいて、排紙ローラ24または循環ローラ29によって保持される時間(停止時間)を演算する(図6におけるステップS41参照、以下同様)。この停止時間は、奇数枚目の記録シートPが排紙ローラ24によって保持される場合と、偶数枚目の記録シートPが循環ローラ29によって保持される場合とで異なる。
このことから、奇数枚目の記録シートPが、排紙ローラ24によって保持することが可能な停止時間Toは、図7に示すように、記録シートPのサイズから得られる搬送方向長さLpと、連続搬送される記録シートPの間隔Lgpと、さらには、記録シートPの搬送速度(システム速度)Spとに基づいて、次の(1)式によって求めることができる。
但し、αは、給紙カセット22内の記録シートPがなくなってユーザが補給する場合等において、記録シートPの間隔Lgpが広がることを考慮して設定される補正時間であり、通常、0.5秒以下に設定される。
また、循環ローラ29によって保持される偶数枚目の記録シートPは、少なくとも、次の偶数枚目の記録シートPが、循環ローラ29に到達するまでの間は、循環ローラ29によって保持することが可能である。
制御部51は、端末装置60からの画像データによって得られる記録シートPのサイズから、記録シートPの搬送方向に沿った長さLpと、連続搬送される記録シートPの間隔Lgpとを、例えばROMに記憶されたテーブルから取得する。また、制御部51は、端末装置60からの画像データがカラー画像かモノクロ画像かに基づいて設定されるシステム速度Spを取得する。そして、奇数枚目の停止時間Toを(1)式により、偶数枚目の停止時間Teを(2)式により、それぞれ演算する。
図6のステップS41において、上述したようにして、停止時間ToまたはTeが演算されると、次に、ステップS42に進んで、記録シートPの搬送を停止する必要性(停止要因)の有無について判定される。停止要因としては、給紙カセット22内の記録シートPがなくなった場合、プリント動作がモノクロモードからカラーモードに切り替えられた場合等が考えられる。
停止時間延長制御によって奇数枚目の停止確保時間TK1または偶数枚目の停止確保時間TK2が得られると、図4のメインルーチンにおけるステップS14に戻る。
その後、排紙モータ45が駆動されることによって排紙ローラ24が回転され(ステップS15)、記録シートPの後端部が排紙ローラ24に達するまでの間、待機状態になる(ステップS16)。
1枚目の記録シートP1は、定着装置30を通過して排出経路25を搬送されている間は、ファン42からの送風が吹き付けられることによって冷却される。
なお、プリント動作のカウント値Nが1でなくて、カウント値が2以上であって、1枚目の記録シートPに対するプリント動作でない場合(ステップS18において「NO」)については後述する。
なお、ステップS21において、全ての記録シートPに対するプリントが終了していれば(ステップS21において「YES」)、プリント動作は終了することになる。
ステップS26における停止時間延長判定制御によって、2枚目の記録シートP2に対する停止確保時間TK2が得られると、その2枚目の記録シートP2上のトナー画像を乾燥させるために必要とされるファン42の回転速度を求めて、ファン42を求められた回転速度とするファン回転速度決定制御を実行する(ステップS27)。この場合のファン回転速度決定制御はステップS14のファン回転速度決定制御と同様であり、後述する。
この待機時間の間に、図5(b)に示すように、2枚目の記録シートP2が定着装置30を通過して、ガイド部材26によって分岐路23に案内されて循環ローラ29へと搬送される。また、その搬送の間に3枚目の記録シートP2がレジストローラ28にまで搬送される。
この場合、ファン42が、2枚目の記録シートP2を冷却するのに適した回転速度で駆動されているために、ファン42からの送風が、2枚目の記録シートP2に吹き付けられることにより、2枚目の記録シートP2が効率よく冷却されて、記録シートP2上のトナー画像が乾燥される。また、2枚目の記録シートP2の下方において、1枚目の記録シートP1も、一対の排紙ローラ24にて保持されているために、ファン42からの送風によって、2枚目の記録シートP2とともに冷却される。
その後、ステップS18において、カウント値Nが3であり、1枚目の記録シートPに対するプリント動作でないことにより(ステップS18において「NO」)、第2タイマーが停止確保時間TK2になったアップ状態であるかを確認する(ステップS19)。第2タイマーが停止確保時間TK2になっているか、あるいは、その後に第2タイマーが停止確保時間TK2になると(ステップS19おいて「YES」)、循環ローラ29を所定時間にわたって正転させて(ステップS20)、図5(d)に示すように、循環ローラ29によって保持された2枚目の記録シートP2を、排紙トレイ41上に排出する。
以後、同様の制御が繰り返されることにより、図5(e)に示すように、3枚目の記録シートP3が排紙ローラ24にて後端部が保持されて、図5(f)に示すように、ファン42による送風を受けている間に、4枚目の記録シートP4の後端部が、循環ローラ29にまで搬送されて、図5(f)に示すように、循環ローラ29にて保持される。その後、3枚目の記録シートP3が排紙トレイ41上に排出された後に、4枚目の記録シートP4が排紙トレイ41上に排出されて、図5(g)に示すように、排紙トレイ41上に積載される。
いずれの場合にも、プリント枚数が増加するほど、記録シートPの温度は上昇しているが、プリント枚数が少ない場合には、記録シートPの温度上昇率が大きく、プリント枚数が増加するほど、記録シートPの温度上昇率が小さくなる。
ステップS51において、それぞれのプリント動作毎に、定着後の記録シートPの温度が推定されると、そのプリント動作に対する画像データに基づいて、プリント画像のトナー量の割合を示すカバレッジ比(CW比)を算出する(ステップS52)。この場合、カラー画像のプリント時には、Y、M、C、Kの各色のトナー毎にそれぞれのカバレッジ比を算出して、算出されたY、M、C、Kの全てのカバレッジ比が加算される。
その後、得られた記録シートPの定着後の温度、カバレッジ比(CW比)、記録シートPの種類、停止確保時間TK1またはTK2に基づいて、図14に示すファン回転速度テーブルからファンの回転速度を決定する(ステップS55)。なお、図14に示すファン回転速度テーブルは、制御部51のROMに予め記憶されている。
従って、図4のステップS14において、上述したファン回転速度決定の制御が実行されることにより、その直後に実行されるプリント動作に対して最適な送風量になるように、ファン42の回転速度が制御されて駆動される。その結果、その後に、定着装置30を通過して排紙ローラ24にて保持される奇数枚目の記録シートPは、当該記録シートPを冷却するのに最適な送風量に制御されたファン42からの送風によって冷却されることになる。
次に、複数枚の記録シートPの両面に連続してプリントする場合のトナー乾燥制御について説明する。図15は、その場合のトナー乾燥制御の処理手順を示すフローチャート、図16は、そのトナー乾燥制御において連続搬送される記録シートPの搬送状態を示す模式図である。
本実施形態のプリンタでは、3枚以上の記録シートPの両面に連続してプリントする場合、循環経路27と、トナー画像の転写および定着させるための搬送経路とによって形成される環状経路(ガイド部材26〜循環経路27〜ガイド部材26)内に、3枚の記録シートPが収容された状態になる。このことから、以下においては、このような循環経路を3枚内蔵循環経路と称する。
制御部51は、画像プロセス部Aにおけるプリント枚数(プリント動作)をカウントするカウンタのカウント値Nが、4に達するまでは、トナー乾燥制御は実行しない(図15のステップS61参照、以下同様)。従って、図16(a)〜(d)に示すように、通常の両面プリント動作の場合と同様に、給紙カセット22から連続して搬送される3枚の記録シートPの第1プリント面に対するプリント動作を実行し、3枚の記録シートPをそれぞれ順番に循環経路27内へと搬送する。なお、この場合は、分岐路23を通過する記録シートPに対して、ファン42による送風が当てられる。
次いで、トナー乾燥制御において、プリントされた記録シートPを、排紙ローラ24によって保持した停止時間を延長する必要があるかの判定を行う制御(停止時間判定制御)を実行する(ステップS64)。この停止時間判定制御は、図6のフローチャートにおけるステップS41にて実行される停止時間の演算が異なること以外は、図6のフローチャートの処理手順と同様である。
T3=0.42×T1+α ・・・(3)
但し、T1は、3枚内蔵循環経路よりも短い1枚内蔵循環経路を有するプリンタにおける停止時間であり、この停止時間を基準としている。1枚内蔵循環経路は、ガイド部材〜循環経路〜ガイド部材の環状経路内に1枚の記録シートPしか収容することができない。また、(3)式における0.42の値は、予め設定された定数である。
T1={Lp+(2×Lgp)+La}÷Sp+Te+α ・・・(4)
但し、Lpは、記録シートPのサイズから得られる搬送方向長さ、Lgpは、連続搬送される記録シートPの間隔(いずれも図7参照)、Laは、1枚内蔵循環経路によって構成される環状経路の長さ(ガイド部材〜循環経路〜ガイド部材の長さ)、Spは、記録シートPの搬送速度(システム速度)である。また、Teは、前述した(2)式によって算出される偶数枚目の停止時間Teである。
T2=0.56×T1+α ・・・(5)
但し、0.56の値は、2枚内蔵循環経路を有するプリンタにおいて、排紙ローラ24にて記録シートPが保持された後に、次の記録シートPが排紙ローラ24に到達するまでに要する時間を、1枚内蔵循環経路における停止時間T1に対する割合として計算した理論値である。
以上の停止時間T1、T2、T3のそれぞれの演算式(3)、(4)、(5)と、A4サイズの記録シートPにおける各停止時間T1、T2、T3の一例について、図17の表にまとめている。
図15に示すフローチャートのステップS64では、ファン42によって送風する際のファン42の回転速度を決定する回転速度決定制御を実行する。この場合の制御は、図9に示すファン42の回転速度決定制御と同様であるが、図10〜図13に示されたグラフにおける両面プリントに基づいて、記録シートの温度が推定される。
記録シートPの後端部が排紙ローラ24に達すると(ステップS67において「YES」)、一対の排紙ローラ24の間に、1枚目の記録シートP1の後端部が挟まれた状態になるように、排紙モータ45を停止させて排紙ローラ24の回転を停止させる。これと同時に、排紙ローラ24の停止時間を計測する第1タイマーによる計時を開始する(ステップS68)。
なお、全てのプリント動作が終了した場合(ステップS69において「YES」)については、後述する。
その後、排紙ローラ24の停止時間を計測する第1タイマーがアップ状態になっているかを確認する(ステップS76)。第1タイマーがアップ状態になっていない場合には(ステップS76において「NO」)、アップ状態になるまで待機する。そして、第1タイマーがアップ状態になると(ステップS76において「YES」)、排紙モータ45により、排紙ローラ24が所定時間にわたって回転駆動されるとともに、循環用モータ46により、循環ローラ29が所定時間にわたって逆転される(ステップS77)。
このようにして全てのプリント動作が終了すると、ステップS69において「YES」となり、ステップS70において、第1タイマーがアップ状態になるまで待機し(ステップS70)、第1タイマーがアップ状態になることによって(ステップS70において「YES」)、排紙ローラ24が所定時間にわたって回転される(ステップS71)。これにより、排紙ローラ24にて保持された記録シートPが排紙トレイ41上に排出される。以上により、トナー乾燥制御は終了する。
なお、定着装置30としては、加熱ローラ32と加圧ローラ33とによって定着ニップN2を形成する構成に限らず、ベルトとローラ、ベルトとベルト、ベルトまたはローラと固定部材とによって定着ニップN2を形成する構成であってもよい。
さらに、上記実施の形態では、画像形成装置としてタンデム型カラーデジタルプリンタについて説明したがこれに限るものではなく、プリンタ、複写機、FAX、MFP(Multiple Function Peripheral)等の画像形成装置であってもよく、また、モノクロの画像形成装置であってもよい。
B 給紙部
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
23 分岐路
24 排紙ローラ
25 排出経路
26 ガイド部材
27 循環経路
28 レジストローラ
29 循環ローラ29
30 定着装置
32 加熱ローラ
33 加圧ローラ
41 排紙トレイ
42 ファン
51 制御部
Claims (9)
- 画像プロセス部において現像剤によって画像が形成された記録シートを排紙トレイ上に排出する一対の第1排紙ローラと、
前記第1排紙ローラの上方から、前記記録シートを前記排紙トレイ上に排出するように配置された一対の第2排紙ローラと、
画像プロセス部において現像剤によって画像が形成された記録シートを、前記第1排紙ローラと前記第2排紙ローラとのいずれか一方へ選択的に案内するガイド部材と、
前記第1排紙ローラによって前記排紙トレイ上に排出される記録シートが、回転停止状態になった前記第1排紙ローラによって保持された状態で、前記画像プロセス部から搬送される別の記録シートが回転停止状態になった前記第2排紙ローラによって前記排紙トレイの上方にて保持されるように、前記第1排紙ローラと前記第2排紙ローラと前記ガイド部材とをそれぞれ制御する制御部と、
前記第1排紙ローラおよび前記第2排紙ローラから、当該第1排紙ローラおよび第2排紙ローラのそれぞれによって保持された記録シートへ流れる気流を発生させるファンと、
有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、前記画像プロセス部において連続して搬送される記録シートの片面に画像が形成される場合に、奇数枚目に搬送される記録シートが前記第1排紙ローラにて保持されて、偶数枚目に搬送される記録シートが前記第2排紙ローラに保持されるように、前記第1排紙ローラと、前記第2排紙ローラと、前記ガイド部材とをそれぞれ制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記第1排紙ローラに保持された記録シートが、前記第2排紙ローラに保持された記録シートよりも先に前記排紙トレイ上に排出されるように、前記第1排紙ローラおよび第2排紙ローラを制御することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記第1排紙ローラおよび前記第2排紙ローラのそれぞれにて保持された記録シートが、当該第1排紙ローラおよび第2排紙ローラのそれぞれにて保持される次の記録シートが当該第1排紙ローラおよび第2排紙ローラに到達する直前に、前記排紙トレイ上に排出されるように、当該第1排紙ローラおよび第2排紙ローラをそれぞれ制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第2排紙ローラは、前記画像プロセス部から搬送される記録シートを、循環経路を通って前記画像プロセス部に循環させるために設けられた一対の循環ローラであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記画像プロセス部によって記録シートの両面に画像を形成する場合に、両面に画像が形成された記録シートが前記第1排紙ローラによって保持された状態で、前記循環経路内において所定枚数の記録シートが収容された後に前記画像プロセス部によって片面に画像が形成された記録シートが前記循環ローラによって保持されるように、前記第1排紙ローラと前記循環ローラと前記ガイド部材とを制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記画像プロセス部は、感光体上に形成されたトナー画像を記録シートに転写して定着することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記画像プロセス部においてトナー画像が定着された記録シートの温度と、当該記録シートにおけるトナー量と、当該記録シートの種類と、当該記録シートが前記排紙ローラおよび循環ローラのそれぞれにて保持される時間とに基づいて前記ファンの送風量を制御することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記画像プロセス部においてトナー画像が定着された記録シートの温度は、周囲の環境温度と、定着温度と、トナー画像の形成が記録シートの片面および両面のいずれかと、トナー画像がカラーおよびモノクロのいずれかと、記録シートの種類とに基づいて決定されることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
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