JP2015082103A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の画像形成装置の構成を有効利用して、用紙に対して十分な吸湿低減対策を施すことができる画像形成装置の提供。【解決手段】画像形成部で形成したトナー画像を転写部で用紙に転写し、定着器で加熱、加圧により用紙に定着させる画像形成装置であって、給紙部の用紙をレジストローラを経て前記転写部から前記定着器に搬送し、排紙部に搬送する主搬送経路と、前記主搬送経路に対し前記定着器の下流側から分岐し、前記レジストローラの上流側で合流する両面搬送経路と、前記画像形成部における画像形成動作を行わずに、前記給紙部から前記主搬送経路を搬送されて前記定着器を通過した用紙を、前記両面搬送経路を経て前記レジストローラから前記主搬送経路に戻す空通紙動作が所定回数に達すると、前記画像形成部に画像形成動作を行わせ、前記空通紙処理が終了した用紙にトナー画像を転写させる低湿化処理制御部と、を有する。【選択図】図３

Description

この明細書に記載の実施形態は、画像形成装置において、用紙の吸湿による画像不良を低減する技術に関するものである。

従来、電子写真方式等の画像形成装置において、装置内の湿度が高いと画像不良を招くおそれがあることが知られている（特許文献１）。

電子写真方式の画像形成装置において、画像記録媒体である印刷用紙（以下、単に用紙とする）が水分を吸湿している割合（以下、吸湿割合という）が高い状態で印刷を実行すると、像担持体に担持されたトナー画像を用紙に転写する際に、用紙に対する画像転写不良等を生じさせ、印字不良を招くおそれがある。

そこで、画像形成装置の主電源がＯＦＦの状態においても、装置周囲の気温や湿度の影響を受けて、用紙が結露や吸湿しない様にするために、用紙を収納する給紙カセットについて、給紙カセット一段当たり、５〜１０Ｗ程度の結露防止ヒータ（ダンプヒータ）を配置し、このヒータに常時通電していた。

特開２０１３−１７４８０２号公報

しかしながら、用紙に対するこの様な吸湿低減対策では、画像形成装置の主電源がＯＦＦのときも結露防止ヒータにより電力が消費され続けるという問題がある。

本明細書に記載の実施形態の目的は、電子写真方式の画像形成装置の構成を有効利用して、用紙に対して十分な吸湿低減対策を施すことができる画像形成装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための画像形成装置の構成は、画像形成部で形成したトナー画像を転写部で用紙に転写し、定着器で加熱、加圧により用紙に定着させる画像形成装置に関する。

この画像形成装置は、給紙部の用紙をレジストローラを経て前記転写部から前記定着器に搬送し、排紙部に搬送する主搬送経路と、前記主搬送経路に対し前記定着器の下流側から分岐し、前記レジストローラの上流側で合流する両面搬送経路と、前記画像形成部における画像形成動作を行わずに、前記給紙部から前記主搬送経路を搬送されて前記定着器を通過した用紙を、前記両面搬送経路を経て前記レジストローラから前記主搬送経路に戻す空通紙動作が所定回数に達すると、前記画像形成部に画像形成動作を行わせ、前記空通紙処理が終了した用紙にトナー画像を転写させる低湿化処理制御部と、を有する。

実施形態に係る画像形成装置の概略図。 用紙の低湿化処理を行う動作部のブロック図。 図２の低湿化処理動作部の動作を説明するフローチャートを示す。

以下、実施形態の画像形成装置を図面に基づいて説明する。

図１は実施形態に係る画像形成装置の概略図、図２は用紙の低湿化処理動作を行う動作部のブロック図である。

図１において、ＭＦＰ（Multi Functional Peripheral）である画像形成装置１は、原稿台ガラス２の上面に配置した開閉カバー３に自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）が設けられている。原稿台ガラス２の下方には、副走査方向に速度Ｖで移動可能な移動部４に原稿照明ランプ５と第１の反射ミラー６を有する第１走査光学系と、対向する第２反射ミラー７と第３反射ミラー８とを一体に副走査方向に速度Ｖ/２で移動可能な第２走査光学系とが配置される。そして、例えば原稿台ガラス２上の原稿画像を読み取る場合には、第１走査光学系と第２走査光学系とを同方向に所定の速度で移動させながら原稿を走査し、原稿画像を結像レンズ９を介してＣＣＤ等の画像読取素子１０に結像させる。

カラーの画像形成部１２は、レーザー画像露光部１１と、イエロー色用の感光体ドラム２１と、マゼンタ色用の感光体ドラム２２と、シアン色用の感光体ドラム２３と、ブラック色用の感光体ドラム２４と、駆動プーリ３２と従動プーリ３１等のプーリに巻回され、矢印方向に無端回動する無端の転写ベルト３０と、感光体ドラム２１と転写ベルト３０を挟んで当接する一次転写ローラ４１と、感光体ドラム２２と転写ベルト３０を挟んで当接する一次転写ローラ４２と、感光体ドラム２３と転写ベルト３０を挟んで当接する一次転写ローラ４３と、感光体トラム２４と転写ベルト３０を挟んで当接する一次転写ローラ４４と、各感光体ドラム２１〜２４の周囲にそれぞれ配置された不図示の現像器、クリーニング装置や帯電器等により構成される。

レーザー画像露光部１１から各感光体ドラム２１〜２４に照射される画像露光光Ｂ１〜Ｂ４により、各感光体ドラム２１〜２４に静電潜像が形成され、各色の前記現像器により静電潜像を現像し、各一次転写ローラ４１〜４４により転写ベルト３０にトナー画像である現像像を順次転写して重ねる。そして、転写ベルト３０上に重ねられたトナー画像は、二次転写位置（転写ニップ部）３５で二次転写ローラ３３により、用紙Ｐに転写する。未定着トナー画像が転写された用紙Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２を有する定着器７０のニップ部を通過し、未定着トナー画像が定着される。

画像形成装置１には、複数の給紙カセット３４が上下方向に配置され、用紙Ｐが積載状態で収納されている。給紙カセット３４内の用紙Ｐは、主搬送部９１の主搬送経路９２を搬送され、レジストローラ７３、二次転写ローラ３３と転写ベルト３０との間のニップ部を通り、定着器７０を経て排紙ローラ７４から排紙トレイ７５に排紙される。主搬送部９１は、主搬送経路９２と、主搬送経路９２上に適宜の間隔を有して配置された搬送ローラ７６、搬送ローラ７６やレジストローラ７３を駆動するモータ等により構成される。

また、本実施形態の画像形成装置１には、用紙の第２面に印刷するための両面パス（両面搬送経路）５１を有する両面搬送部５０が設けられている。両面パス５１は、主搬送経路９２において、レジストローラ７３の下流側で主搬送経路９２に合流し、排紙ローラ７４と定着器７０との間でスイッチバックにより用紙が搬入される。

具体的には、フラッパー８０が両面パス５１の搬入側を閉じた状態において、主搬送経路９２を搬送された用紙は排紙ローラ７４により排紙され、用紙Ｐの後端部が排紙ローラ７４に達する前に、一旦排紙ローラ７４の回転駆動を停止する。そして、フラッパー８０を切り替えて主搬送経路９２を閉じ、両面パス５１の入口側を開き、排紙ローラ７４を逆回転させる。このため、排紙ローラ７４により用紙Ｐはその後端を今度は先端として両面パス５１に送り出す。両面パス５１を搬送される用紙Ｐは、レジストローラ７３を介して転写ニップ部３５に搬送され、定着器７０を通過して排紙ローラ７４に達する。

ここで、本実施形態においては、前記画像形成部１２において、レーザー画像露光部１１の出力を停止し、現像器や一次転写ローラ４１〜４４等の駆動を停止し、潜像およびトナー画像の形成に関する動作を停止する一方、転写ベルト３０の回転動作を行う動作（以下、空画像形成動作と称す）を可能とする。

この空画像形成動作を実行すると、給紙カセット３４内の用紙Ｐは、主搬送経路９２をレジストローラ７３から転写ニップ部３５を経て定着器７０を通過する。転写ニップ部３５を通過する際に、転写ベルト３０には、トナー画像が保持されていないので、用紙Ｐにはトナー画像が転写されず、未使用の用紙Ｐが定着器７０で加熱される。このため、用紙Ｐに吸湿されていた水分が蒸発し、トナー画像の転写の際に支障のない低湿状態とすることができる。そして、低湿状態の用紙Ｐに対し、トナー画像を転写するために、両面パス５１に低湿化処理された用紙Ｐを上記したスイッチバック動作により誘導し、レジストローラ７３まで搬送する。画像形成動作が指示されているので、転写ベルト３０上には未定着トナー画像が支持されており、この未定着画像が転写ニップ部３５で用紙Ｐに転写できるようにタイミングを合わせてレジストローラ７３が駆動される。レジストローラ７３により転写ニップ部３５に両面パス５１から送り出された低湿化処理済みの用紙Ｐは、未定着トナー画像が転写され、定着器７０で未定着トナー画像が用紙Ｐに定着されて排紙ローラ７４により排紙搬送される。

上記した説明は、画像形成部の空画像形成動作は１回とし、給紙カセット３４から給紙された用紙Ｐも両面パス５１を１回搬送される場合を例にしているが、用紙Ｐの吸湿割合、用紙Ｐの種類（厚紙か否か等）等を考慮し、用紙Ｐを定着器７０に複数回通紙して低湿化処理を行うことできる。ここで、用紙Ｐの種類を考慮するとは、用紙Ｐが厚紙であると吸湿量が多くなり、薄紙であると吸湿量が少なくなるという用紙Ｐの有する吸湿可能な吸湿量の特性を考慮するものである。

図１の説明に戻り、本実施形態では、給紙カセット３４にダンプヒータ６０を配置し、給紙カセット３４内に収納する用紙Ｐを加温して低湿化処理を可能としている。なお、ダンプヒータ６０は、主電源がＯＦＦの際にはＯＦＦとしており、ＯＮとする条件については後述する。

また、画像形成装置１の機体内には、感光体ドラム２４に近接配置されて画像形成部１２の温度を検出する例えばドラムサーミスタで構成される画像形成部温度センサ８１、画像形成装置１内の空気温度である雰囲気温度を検出する機体内温度センサ８２、画像形成装置１内の空気中の湿度である雰囲気湿度を検出する機体内湿度センサ８３を配置し、これらセンサで検出した情報を図２に示す低湿化処理動作部の制御部１００に取得される。

画像形成部温度センサ８１で検出した温度（画像形成部の温度）が機体内温度センサ８２で検出した画像形成装置内の雰囲気温度より低く、機体内湿度センサ８３で検出した装置内雰囲気湿度が所定の湿度よりも高い場合に用紙が吸湿している（以下、用紙吸湿状態）と判定する。

さらに、給紙カセット３４には、収納する用紙が厚紙かどうか、すなわち吸湿量が多くなる特性の用紙であるか否かの種別についての用紙情報が記憶され、制御部１００に取得される。なお、この用紙情報は画像形成装置１の操作部１０７を操作者が直接操作して、制御部１００に取得するようにしてもよい。

図２において、低湿化処理動作部は、装置全体を制御する制御部１００、ダンプヒータ６０、給紙カセット（用紙の種別情報）３４、定着器７０、主搬送部９１、両面搬送部５０、画像形成部１２、ドラムサーミスタ８１、機体内温度センサ８２、機体内湿度センサ８３、記憶部１０５、操作部１０７等の画像形成装置１の各コンポーネントは、バス１０６を介して接続される。

画像形成装置１の全体を制御する制御部（コントローラ）１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）あるいはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）からなるプロセッサ１０１、メモリ１０２を有する。

メモリ１０２は、例えば、半導体メモリであり、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３と、プロセッサ１０１に一時的な作業領域を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４とを有する。ＲＯＭ１０３には、画像形成装置１内が用紙吸湿状態か否かを判断するプログラム、第１除湿モードのプログラム、第２除湿モードのプログラム等を格納する。

第１除湿モードと第２除湿モードは、画像形成装置１の操作部１０７を操作者が選択することにより行う。前記用紙吸湿状態か否かは、画像形成部温度センサ８１で検出した温度、機体内温度センサ８２で検出した機体内雰囲気温度、および機体内湿度センサ８３で検出した機体内雰囲気湿度とに基づいて判定される。例えば画像形成部温度センサ８１の検出温度が機体内温度センサ８２で検出した機体内雰囲気温度よりも低く、かつ、機体内湿度センサ８３で検出した機体内雰囲気湿度が所定湿度以上の場合に用紙吸湿状態と判定できる。勿論、用紙吸湿状態の判定手法はこれらに限定されるものではなく、用紙Ｐの吸湿割合が高くなり、トナー画像の転写性等に影響を与えるような状態であれば用紙吸湿状態と判定することができる。

第１除湿モードは、前記空画像形成動作の実行で用紙Ｐを両面パス５１に１回又は複数回通紙させる空通紙を行わせる。前記空通紙の回数は、用紙の種別、用紙吸湿状態において、例えば結露の有無、温度情報、湿度情報に基づいて設定することができる。

第２除湿モードは、用紙吸湿状態と判定されるとダンプヒータ６０をＯＮとして、再度用紙吸湿状態か否かの再判定を行う。なお、ダンプヒータ６０のＯＮを開始してから、ダンプヒータ６０の加温による低湿化効果が表れる所定時間の経過後に用紙吸湿状態の再判定を行う。この場合、ダンプヒータ６０のＯＮ状態を継続させると、無駄な電力消費になるため、例えば用紙吸湿状態再判定で用紙吸湿状態ではないと判定されるとＯＦＦとする。

記憶部１０５は、アプリケーションプログラムおよびＯＳを記憶する。アプリケーションプログラムは、低湿化処理機能を実行するプログラムを含む。アプリケーションプログラムは、更には、Ｗｅｂクライアント用のアプリケーションプログラム（Ｗｅｂブラウザ）やその他のアプリケーションプログラムを有する。記憶部１０５としては、例えば、ハードディスクドライブやその他の磁気記憶装置、光学式記憶装置、フラッシュ・メモリ等の半導体記憶装置またはこれらの任意の組合せであってよい。

定着器７０は、未定着トナー画像を定着する際の定着温度と、両面搬送部５０による空通紙を行う際の加熱温度とを異ならせる、例えば加熱温度を定着温度よりも低く又は高くしても良い。

次に、図３に示すフローチャートを参照して用紙の低湿化処理動作を説明する。

先ず、Ａｃｔ１において、主電源がＯＮすると、Ａｃｔ２に進む。なお、主電源がＯＦＦの状態ではダンプヒータ６０はＯＦＦされている。

Ａｃｔ２において、ドラムサーミスタ８１、機体内温度センサ８２から温度情報を取得し、Ａｃｔ３において、機体内湿度センサ８３から湿度情報を取得し、Ａｃｔ４に進む。

Ａｃｔ４において、用紙が用紙吸湿状態であるか否かが判定される。用紙吸湿状態と判定されると、Ａｃｔ５に進み、用紙吸湿状態でなければＡｃｔ１７に進む。

Ａｃｔ５において、除湿モードが第１除湿モードであるか第２除湿モードであるかが判定され、第１除湿モードであるとＡｃｔ６に進み、第２除湿モードであるとＡｃｔ１８に進む。

Ａｃｔ６において、カセット情報を取得し、Ａｃｔ７に進む。Ａｃｔ６で取得する情報としては用紙が厚紙である場合、普通紙である場合等で、厚紙の場合には用紙に吸湿される水分量が多くなる。

Ａｃｔ７において、給紙カセット３４から搬送される用紙Ｐをトナー画像の転写を行うことなく、主搬送経路９２から転写ニップ部３５、定着器７０を経て両面パス５１に導き、再びレジストローラ７３に達する空通紙回数（Ｎ）の設定を行い、Ａｃｔ８に進む。この設定は、１回と固定することもでき、またカセット情報及び温湿度情報により、用紙Ｐの吸湿量が多く、所定の低湿度を得るには１回の空通紙では十分ではないと判断できるときには、これらの情報に基づいて空回転回数（Ｎ）を決定し、定着器７０に白紙の用紙Ｐを通紙して水分の蒸発を行わせる。

Ａｃｔ８において、給紙カセット３４から用紙Ｐを定着器７０を経た空通紙を行うために、主搬送部９１および両面搬送部５０のモータ等を駆動し、Ａｃｔ９に進む。

Ａｃｔ９において、空画像形成動作を行い、Ａｃｔ１０に進む。この空画像形成動作は画像を形成することは行わず、用紙Ｐが転写ニップ部３５を通過し、定着器７０に向けて搬送できるようにするために、転写ベルト３０を回転させる。

Ａｃｔ１０において、給紙カセット３４から用紙Ｐの搬送を開始する。用紙Ｐは主搬送経路９２を搬送され、定着器７０を経て排紙ローラ７４まで搬送され、Ａｃｔ１１に進む。

Ａｃｔ１１において、両面搬送部５０を駆動し、定着器７０による低湿化処理が施された用紙Ｐを両面パス５１に導いてレジストローラ７３まで搬送する空通紙を開始し、Ａｃｔ１２に進む。

Ａｃｔ１２において、空通紙回数が設定回数Ｎに達した否かを判定し、設定回数に達するとＡｃｔ１３に進む。

Ａｃｔ１３において、レジストローラ７３で用紙Ｐを待機させ、Ａｃｔ１４に進む。

Ａｃｔ１４において、画像形成動作を開始させ、レジストローラ７３の駆動により低湿化処理済みの用紙Ｐを転写ニップ部３５に向けて主搬送経路９２を搬送し、用紙Ｐに未定着トナー画像を転写し、Ａｃｔ１５に進む。

Ａｃｔ１５において、定着器７０でトナー画像を定着し、Ａｃｔ１６において排紙ローラ７４により排紙し、この動作を終了する。

一方、Ａｃｔ４において、用紙吸湿状態ではないとしてＡｃｔ１７に進むと、主搬送部９１のモータを駆動し、Ａｃｔ１４に進む。すなわち、給紙カセット３４に収納されている用紙Ｐは低湿化処理が不要である低湿状態であるため、白紙の用紙Ｐにトナー画像が転写され、トナー画像の定着が行われる。

また、Ａｃｔ５において、第２除湿モードが選択されている場合には、Ａｃｔ１１８においてダンプヒータ６０をＯＮとし、Ａｃｔ１９でＡｃｔ２と同様に温度情報を取得し、Ａｃｔ２０でＡｃｔ３と同様に湿度情報を取得する。そして、所定時間の経過後、Ａｃｔ２１に進んで用紙吸湿状態か否かの再判定をお行い、用紙吸湿状態ではなくなると、Ａｃｔ２２に進んでダンプヒータ６０をＯＦＦとし、Ａｃｔ６に進んで上述の動作を実行する。

したがって、本実施形態によれば、第１除湿モードを選択すると、用紙Ｐが吸湿していても、転写不良等の異常画像を発生することなく、良好な画像を用紙Ｐ上に形成することができる。

また、第２除湿モードを選択すると、画像形成装置１の温度が画像形成装置内の雰囲気温度より低く、且つ、画像形成装置１内の雰囲気湿度が高い場合、給紙カセット３４内の用紙Ｐは吸湿状態であると判断し、ダンプヒータ６０をＯＮとすることで、画像形成装置１内の雰囲気温度、画像形成装置１の温度が上昇し、画像形成装置１内の湿度が下がりはじめ、用紙Ｐの湿度も下がる。そして、結露点温度が十分高くなったと判断したところで、ダンプヒータ６０をＯＦＦし、印刷実行を受け付けるようになる。

給紙カセット３４から給紙された用紙Ｐは、二次転写ローラ３３を通過する際に画像の転写を行わず、白紙のまま定着器７０内の加熱ローラ７１、加圧ローラ７２を通過する。この時、定着器７０の熱により、吸湿した用紙Ｐの水分が蒸発し用紙Ｐの湿度が下がる。定着器７０を通過した用紙Ｐは、反転して両面搬送部５０に送られ、もう一度、二次転写ローラ３３を通過する。この二度目の二次転写ローラ通過時に、転写ベルト３０上に支持されているトナー画像が用紙Ｐに転写される。その後、用紙Ｐは、定着器７０内の加熱ローラ７１、加圧ローラ７２を通過する際に、画像が定着され、排紙トレイ７５に排紙される。

この様な印刷シーケンスをとることにより、用紙Ｐが吸湿していても、転写不良等の異常画像を発生することなく、良好な画像を用紙Ｐ上に形成することができる。また、用紙Ｐの吸湿を防止するために、画像形成装置１の主電源ＯＦＦ時にダンプヒータ６０をＯＮすることなく、ダンプヒータ６０をＯＮする時間を必要最低限にすることができる。

１１:レーザー露光ユニット
２１-２４:感光体ドラム
３０:転写ベルト
３３:二次転写ローラ
３４:給紙カセット
４１-４４:一次転写ローラ
５０:両面搬送部（自動両面ユニット）
６０:ダンプヒータ
７１:加熱ローラ
７２:加圧ローラ
７３:レジストローラ
８１:ドラムサーミスタ
８２:機体内温度センサ
８３:機体内湿度センサ
Ｐ:用紙

Claims (5)

1. 画像形成部で形成したトナー画像を転写部で用紙に転写し、定着器で加熱、加圧により用紙に定着させる画像形成装置であって、
   給紙部の用紙をレジストローラを経て前記転写部から前記定着器に搬送し、排紙部に搬送する主搬送経路と、
   前記主搬送経路に対し前記定着器の下流側から分岐し、前記レジストローラの上流側で合流する両面搬送経路と、
   前記画像形成部における画像形成動作を行わずに、前記給紙部から前記主搬送経路を搬送されて前記定着器を通過した用紙を、前記両面搬送経路を経て前記レジストローラから前記主搬送経路に戻す空通紙動作が所定回数に達すると、前記画像形成部に画像形成動作を行わせ、前記空通紙処理が終了した用紙にトナー画像を転写させる低湿化処理制御部と、
   を有する画像形成装置。
2. 画像形成装置の温度を検出する第１温度センサと、
   画像形成装置内の雰囲気温度を検出する第２温度センサと、
   画像形成装置内の雰囲気湿度を検出する湿度センサと、
   をさらに有し、
   前記低湿化処理制御部は、前記第１温度センサと、前記第２温度センサと、前記湿度センサの検出情報に基づいて、前記空通紙動作を行うか否かを判定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. 前記低湿化処理制御部は、前記第１温度センサと、前記第２温度センサと、前記湿度センサの検出情報に加えて、前記給紙部の用紙の吸湿可能な吸湿量に関する情報を入力情報として、前記空通紙動作の回数を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記給紙部に収納される用紙を加温するために設けられ、主電源スイッチがオフの状態では通電がオフされるヒータをさらに有し、
   前記低湿化処理制御部は、前記空通紙動作を行うと判定した場合に、前記ヒータへの通電を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記低湿化処理制御部は、前記第１温度センサと、前記第２温度センサと、前記湿度センサの検出情報に基づいて、用紙が低吸湿状態であると判定すると前記ヒータへの通電をオフすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。