<画像形成装置の全体構成>
図1は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。この画像形成装置は、転写式電子写真プロセスを用いたレーザビーム走査露光方式のプリンタ部A、イメージリーダ部B、原稿給送装置C、フィニシャDを備えている。本例では、記録材に画像(未定着画像)を形成するための機器を総称して画像形成手段と呼び、この画像形成手段を構成する各種機器の詳細を以下に説明する。
原稿給送装置Cは、セットされた原稿Oを先頭頁から順に1枚ずつ、湾曲したパスを介してイメージリーダ部Bのプラテンガラス21上に画像面下向きで給送し、プラテンガラス21上を左から右へ搬送し、排紙トレイ22へ排出する。
このときイメージリーダ部Bのリーダスキャナユニット23はプラテンガラス21の下側において所定の定位置に保持された状態にあり、プラテンガラス21上を通過していく原稿の下向き面の画像を順次に流し読み方式で光電読み取りする。
すなわち、リーダスキャナユニット23はプラテンガラス21上を通過していく原稿の下向き面をプラテンガラス21を介してランプ24の光で照明し、その照明光の原稿面からの反射光をミラー25、26、27、レンズ28を介してイメージセンサ29に導いて結像し、原稿画像を光電読み取りする。
イメージセンサ29による原稿画像の光電読み取りは、原稿給送装置Cにより原稿をプラテンガラス21上に搬送して一旦停止させ、リーダスキャナユニット24、およびミラー26、27をプラテンガラス21の下面に沿って左から右へ移動させる、光学系移動方式で行うこともできる。
イメージセンサ29により読み取った原稿画像の電気的信号は画像処理が施されて露光制御部(レーザスキャナ)30へ送られる。露光制御部30は画像処理が施された原稿画像の電気的信号に対応して変調されたレーザ光Lを出力する。
31は像担持体としてドラム型電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)であり、矢印の時計方向に所定の速度にて回転駆動される。
感光ドラム1は回転状態において帯電器32により所定の極性・電位の一様帯電処理を受け、次いでその帯電処理面に上記の露光制御部30より出力されるレーザ光Lによる走査露光を受ける。
これにより、感光ドラム31面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。そしてその静電潜像は現像器33によりトナー像として現像される。
感光ドラム31上に形成されたトナー像は、転写部34において、該転写部34に、第1または第2の給紙カセット36・37、手差し給紙部38、両面搬送パス39、のいずれかから給送された記録材としてのシートSに転写される。
転写部34においてトナー像が転写されたシートSは感光ドラム31の面から分離されて定着装置40へ導入されてトナー像の定着処理を受ける。
シート分離後の感光ドラム1の面はクリーニング器35により転写残トナーや紙粉等の残留付着物の除去を受けて清掃されて繰り返して作像に供される。
画像加熱装置としての定着装置40を通過したシートは、片面画像形成モードの場合には、フラッパ41により一旦パス42に導き、シートの後端がフラッパ41を抜けた後にシートをスイッチバックさせてフラッパ41により排出ローラ43へ導く。これにより、シートは画像形成された面を下向きの状態(フェイスダウン)で排出ローラ43によりプリンタ部AからフィニシャD側に排出される。
尚、手差し給紙部38からOHPシートなどの硬いシートを供給して画像形成を行うモードのときには、パス42に導くことなく、即ち、定着装置40を出た該シートをフラッパ41の上側を通過せて画像形成面を上向きの状態(フェイスアップ)で排出ローラ43から排出させる。
また、シートの両面に画像形成する両面印刷モードの場合には、定着装置40にて1面目に定着処理が行われたシートをフラッパ41の上側を通過せて排出ローラ43へ導き、該シートの後端がフラッパ41を抜けた直後に該シートをスイッチバックし、フラッパ41によりパス42から両面搬送パス39へ導く。
そしてこの両面搬送パス39から再び転写部34へ表裏反転状態で給送することで、2面目に対するトナー像の転写を行わせ、再び定着装置40に導入して2面目に対するトナー像の定着処理を行わせる。
以後は上記した片面画像形成モードの場合と同様に排紙経路で両面画像形成済みのシートが排出ローラ43によりプリンタ部AからフィニシャD側に排出される。
フィニッシャDではシフト処理、綴じ処理、穴あけ等の処理等を行う。また、フィニシャD上には、インサータEが設けられており、表紙、合紙等をフィニシャDに給送する。また整合板44はシフトソートなど記録材をずらして出力する場合に搬送方向と垂直な角度に移動してトレイ45上の奥又は手前にシートを排出する。
<操作パネル>
次に、操作者により各種モードなどを設定するための操作部としての操作パネルについて説明する。図2は画像形成装置に設けられた操作パネル60の構成を示す図である。400は複写開始を指示するコピースタートキーである。
401は標準モードに戻すためのリセットキーである。402はガイダンス機能を使用するときに押下するガイダンスキーである。403は設定枚数等の数値を入力するテンキーである。404は数値をクリアするクリアキーである。405は連続コピー中にコピーを停止させるストップキーである。406はステープルモード、製本モードあるいは両面プリント設定等の各種モードの設定やプリンタの状態を表示する液晶表示部およびタッチパネルである。407は連続コピー中あるいはファックスやプリンタとして使用中に割り込んで緊急コピーをとるための割り込みキーである。408は個人別や部門別にコピー枚数を管理するための暗証キーである。409は画像形成装置本体の電源をON/OFFするためのソフトスイッチである。410は画像形成装置の機能を変更するときに使用する機能キーである。411は、オートカセットチェンジのON/OFFや省エネモードに入るまでの設定時間の変更など、予めユーザが項目を設定するユーザモードに入るためのユーザモードキーである。
450から452は記録材種類設定キー(画像形成に使用する記録材の種類を設定するための手段)であり、光透過性樹脂としてのオーバーヘッドプロジェクタ用トランスペアレンシーフィルム(以下、OHPシートと記す)、厚紙、表面もしくは表裏面に樹脂層を備えた紙である樹脂コート紙を設定するためのキーである。本実施形において厚紙は坪量110g/m2以上の記録材とする。また、453は両面印刷を行うためのキーである。
<定着装置>
図3は定着装置40の概略構成模型図と制御系のブロック図である。この定着装置40はベルト方式の熱圧定着装置である。
1は加熱源を内包した加熱部材(回転体)としての定着ローラである。この定着ローラ1は中空芯金3にシリコンゴム等の弾性層4を被覆し、更にその表層に離型層としてフッ素コート層5を被覆している。定着ローラ1の内部には、加熱源であるハロゲンランプ6が配置されている。
この定着ローラ1はその両端部を軸受部材を介して定着装置の奥側と手前側の側板(不図示)間に回転自由に支持させて配設してある。7は定着ローラ1の表面温度を検知する検温手段としてのサーミスタであり、通紙域中央部に対応する定着ローラ表面部分に接触させて配設してある。
8は定着ローラ1の下側に配設したベルトユニットである。このベルトユニット8は、ユニット枠体8aと、このユニット枠体8aの奥側と手前側の側板8b(手前側の側板は不図示)間に互いに並行に回転自在に軸受支持させて配設した、ベルト張架部材としての3本のローラ13・14・15と、この3本のローラ13・14・15間に掛け回した無端状の加圧ベルト10と、加圧ベルト10の内側に配設した加圧パッド部材11等のアセンブリである。
そして、ユニット枠体8aの奥側と手前側の側板8bをそれぞれ定着装置の奥側と手前側の側板に枢支することで、ベルトユニット8を定着装置の奥側と手前側の側板間において枢軸部8cを中心に定着ローラ1に対して上下揺動自由に支持させて配設してある。
加圧ベルト10はポリイミド等の耐熱性樹脂材料を無端ベルト状に成形したものである。
上記の3本のローラのうち、ローラ13は記録材入口側ローラであり、ベルトを加熱するための加熱源が内蔵されている。そして、ローラ14は加圧ベルト10に張りを与えるテンションローラ、ローラ15は記録材分離ローラである。
加圧パッド部材11はアルミニウムをブロック状にしたもので、ユニット枠体8aの奥側と手前側の側板8bに設けたバネ受け座17との間に設けた押し上げバネ18により、記録材入口側ローラ13と分離ローラ15との間の加圧ベルト部分の内面に押圧接触状態にさせている。
64はベルトユニット8の離間手段としての上下揺動機構であり、例えば、電磁ソレノイド−プランジャ機構、カム機構、レバー機構等で構成することができる。
この上下揺動機構64は制御回路部(制御手段)61による制御で、ベルトユニット8を枢軸部8cを中心に定着ローラ1に対して上下揺動する。
すなわち、この上下揺動機構64により、
(1)図3のように、ベルトユニット8を定着ローラ1に対して引き上げ方向に回動して分離ローラ15を定着ローラ1に対して加圧ベルト10を挟ませて圧接させると共に、該分離ローラ15と記録材入口側ローラ13との間の加圧ベルト部分の外面を定着ローラ1の下面に接触状態にした第1位置と(着動作)、
(2)図4のように、ベルトユニット8を定着ローラ1から引き下げ方向に回動して分離ローラ15と加圧ベルト10を定着ローラ1の下面から離間状態にした第2位置と(脱動作)、
に切り替え自在に構成されている。
上記の枢軸部8cを中心に定着ローラ1に対して上下揺動自由のベルトユニット8と、このベルトユニット8の上下揺動機構64とで、定着ローラ1から加圧ベルト10を接触及び離間させる接離機構を構成している。
図3のように、ベルトユニット8が第1位置に切り替えられている状態においては、分離ローラ15が加圧ベルト10を挟んで定着ローラ1に圧接し、記録材入口側ローラ13と分離ローラ15との間の加圧ベルト部分の外面が定着ローラ1の下面に接触し、該加圧ベルト部分をベルト加圧パッド部材11がバネ18の圧縮反力で定着ローラ1の下面に圧接させた状態になることで、定着ローラ1と加圧ベルト10との間に幅広の定着ニップ部Nが形成された状態になる。
シートS上の未定着トナー像tの定着処理は上記のようにベルトユニット8が第1位置に切換えられて定着ローラ1と加圧ベルト10との間に定着ニップ部Nが形成された状態においてなされる。
すなわち、定着ローラ1は制御回路部61により制御される駆動装置62によって矢印の時計方向に所定の速度にて回転駆動される。加圧ベルト10は定着ローラ1の回転駆動に伴い矢印の反時計方向に従動回転する。
定着ローラ1の加熱源であるハロゲンランプ6に電源部63から電力供給がなされて定着ローラ1が該ハロゲンランプ6からの輻射熱により加熱される。
その際、定着ローラ1の表面温度がサーミスタ7により検知され、その検知温度が電気信号として制御回路部61の温度調節回路部61aに入力される。
温度調節回路部61aはサーミスタ7から入力された定着ローラの温度に対応した電気信号が所定の温度に対応する電気信号に維持されるように電源部63からハロゲンランプ6への電力供給を制御して定着ローラ1の表面の温度を調節する。
また、加圧ベルト10がローラ13に内蔵された加熱源からの加熱を受けて、加圧ベルト10の温度が定着動作開始前までに所定の温度(上述した画像不良を防止するため定着ローラの温度よりも低い温度に設定されている)となるようにローラ13内の加熱源へ供給する電力が制御されている。そして、定着動作開始後も、加圧ベルト10の温度が所定の温度を維持するようにローラ13内の加熱源へ供給する電力が制御されている。
定着ローラ1が回転駆動され、それに伴い加圧ベルト10も従動回転し、また定着ローラ1がハロゲンランプ6により加熱され、所定の定着温度に温調された状態において、ベルトユニット8の記録材入口側ローラ13側から定着ニップ部Nに未定着トナー像を担持したシートSが導入されて定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程でシートSの未定着トナー像面が定着ローラ1の表面に密着してトナー像が定着ローラ1の熱で加熱され、シートSの面に加熱加圧定着される。シートSは定着ニップ部Nのシート出口部において定着ローラ1の弾性層4に対する分離ローラの食い込み(進入)により定着ローラ1の表面より分離されて排出搬送されていく。
19はベルト冷却手段としてのファンである。このファン19については後述する。
<定着制御>
以降図5〜7を用いて、複数の記録材に連続して画像形成する連続画像形成ジョブでの定着制御について説明する。なお、連続画像形成ジョブ中の紙間はほぼ所定の値を維持するように制御されている。即ち、紙間が所定の値をほぼ維持される画像形成ジョブのことを連続画像形成ジョブと呼ぶことにする。以下の定着制御は制御手段である制御回路部61が行う。
図5のフローチャートは、記録材種類設定手段において設定された記録材種類にしたがって、連続画像形成ジョブ中における脱着機構64の脱着動作の有無(定着ローラ1から加圧ベルト10を離間させる動作を実行するか否か)を決定するためのフローチャートである。
ステップS100で、操作パネル60上の記録材種類設定キーである、OHPシート(光透過性樹脂シート)選択キー450、厚紙選択キー451、コート紙(樹脂コート紙)キー452のいずれかにより、または各キーを組み合わせて、使用記録材の種類に応じたジョブのモードを設定する。なお、各キーを組み合わせるとは、例えば、厚紙コート紙や薄紙コート紙のことを指していて、厚紙キーとコート紙キーの双方が選択されているような状態である。
なお、本例における厚紙とは坪量が110g/m2以上の記録紙のことであり、コート紙とは表面または表裏両面の表層がアクリル樹脂やポリオレフィン樹脂などの樹脂にてコーティングされている記録紙のことであり、OHPシートとは光透過性を有する樹脂のことであり、具体的には高分子樹脂材にて構成されたフィルムをいう。
ここで、ステップS100のモード設定とは使用記録材の種類に応じたジョブのモードを設定する工程である。具体的には、「OHPシート」が選択されたときのジョブのモード、「厚紙」が選択されたときのジョブのモード、「コート紙」が選択されたときのジョブのモード、「普通紙」が選択されたときのジョブのモード、「薄紙」が選択されたときのジョブのモードというように、使用記録材の種類に応じた種々のジョブモードが有る。
モードが決定されると、モード毎に設定された記録材の搬送速度や定着ローラの温度等に変更が行われる。本例では、普通紙(坪量が110g/m2未満)の場合の記録材の搬送速度を1とすると、OHPシート、厚紙、樹脂コート紙では定着性を考慮して1/3の速度に設定され、OHPシート、厚紙、樹脂コート紙での紙間(第二の記録材間の間隔)は、自ずと、普通紙の場合の紙間(第一の記録材間の間隔)よりも長くなる。
S101では操作部にてコピースタートキー400が押圧されることで画像形成ジョブが開始される。なお、パーソナルコンピュータ等を画像形成装置にLANケーブルにてネットワーク接続することで、画像形成装置をプリンタとして使用する場合には、パーソナルコンピュータ等からの印刷命令により画像形成ジョブが開始される構成となる。
まず、S102で選択されている記録材の種類がOHPシートであるのかを判定する。OHPシートが設定されていない場合はS103へと移る。S103では厚紙が設定されているいかどうかを判定する。設定されていなければS104へと移る。S104ではコート紙が設定されているかどうかを判定する。
設定されていなければ、S106へ移り、記録材の種類が普通紙または薄紙であると判断して、連続画像形成ジョブ中の紙間において加圧ベルト10の脱着動作を実行しないことが決定され、連続画像形成ジョブ中の間は定着ローラと加圧ベルトを圧接したままとなる。
S102〜S104の間で一つでも設定されていると判定した場合は、S105へ移り、連続画像形成ジョブ中の紙間において加圧ベルト10の脱着動作を実行することを決定する。
普通紙や薄紙の場合にステップS106において「脱着動作無し」にする理由は、普通紙や薄紙の場合は加圧ベルト10が昇温しても、ブリスタ(火脹れ)による画像不良は生じる可能性が基本的には少ないからであり(トナーの載り量や用紙の水分量等の条件による)、また、脱着動作を頻繁に行うことによる脱着機構64の耐久寿命の低下を防止するためである。
本例では設定された記録材に応じて加圧ベルト10の脱着動作を実行するのかしないのかを決定することが目的であり、脱着動作を行う紙種は上述した例に限らず必要に応じて変更しても構わない。即ち、選択された記録材が加圧ベルトの昇温に伴いブリスタ(火脹れ)などの画像不良が発生する性質があるか否かに応じて、加圧ベルト10の脱着動作を実行するか否かを決めれば良い。
次に、脱着動作の有無が決定されたら、それぞれS200(図6)へ移る。
次に、図6は制御手段である制御回路部61が、連続画像形成ジョブ中において、前の記録材が定着ニップを通過してから次の記録材が定着ニップに到達するまでの期間、即ち、紙間(記録材間隔)にて、加圧ベルトの脱着制御を行う際のフローチャートである。複数の記録材に連続して画像形成を行うとき、上記期間に前記離間手段にて離間動作を実行可能である。以下に詳細について説明する説明する。
S200は、印字開始である。印字とは、感光体への潜像形成、この潜像の現像、現像された画像の記録材への転写までの一連の処理のことを指す。
S201で所定位置150(図1のレジストローラ位置)に記録材Sが到達したかを判定する。この判断は、レジストローラ位置に配設されている、記録材が到達したことを検知するシートセンサ(不図示)から制御回路部61が受信するシート有無検知信号P1(図3・図4)、あるいは給紙シーケンスによりなされる。
記録材がない場合はS202に移り加圧ベルト10が定着ローラ1に接触しているかどうかを判定する。
加圧ベルトが接触状態であればS203で加圧ベルト10の脱動作を行い、S204にて加圧ベルト冷却ファン19の駆動を開始しS201へと戻る。
加圧ベルトが定着ローラから離間した状態であればS205へ移り、加圧ベルト冷却ファンが駆動状態でなければS204にて加圧ベルト冷却ファン19を駆動しS201へ戻る。
加圧ベルト冷却ファン17が駆動中であればそのままS201へと戻る。
S201において所定位置150に記録材が到達するとS206へ移る。
即ち、印字開始時において、レジストローラ位置150に記録紙Sがない状態時には、記録紙ありが検知されるまで脱動作により定着ローラ1から加圧ベルト10を離間させて(図4)、さらには冷却ファン19を駆動して加圧ベルト10の昇温を防止している。
S206ではS100からS106で決定された脱着動作の有無によって処理が分かれる。
まず、加圧ベルト10の脱着動作が有りと決定されていた場合について説明する。
脱着動作がある場合、まずS207おいて加圧ベルト10が定着ローラ1に接触しているかどうかを判定する。
加圧ベルト10が定着ローラ1に接触していない場合は、S208へ移り記録材上の未定着トナー像の定着を行うため加圧ベルト10の着動作を行い、S209へと移る。
加圧ベルト10が定着ローラ1にあらかじめ接触していた場合は、そのままS209へと移る。
S209では加圧ベルト冷却ファン17が駆動中であるかを判定する。駆動中であればS210にて加圧ベルト冷却ファン17の駆動を中止しS211へと移る。駆動していない場合はS211へと移る。
S211では、記録材が定着ニップを通過する、即ち、定着処理が終了するのを待つ。
定着処理が終了した場合は、S212にてすべての印字処理が終了したかどうかを判定し、終了したと判定されたらS219へ、終了していない場合は、S213へと移る。
S213にて、後続紙との記録材間隔Lm(期間の長さ)を判断し、Lmが所定記録材間隔Lr以上(期間の長さが所定時間以上)である場合にはS201へと戻る。
S213にて、後続紙との記録材間隔Lmが所定記録材間隔Lr未満(期間の長さが所定時間未満)であればS207へと戻る。この場合、紙間での加圧ベルト10の脱動作は行われず加圧ベルトは定着ローラに圧接されたままとなる。
このような一連のフローが連続画像形成ジョブが終了するまで繰り返し行われ、S212にて印字処理が終了したことを判断したら、加圧ベルトを定着ローラから離間させ(S219)、そして、冷却ファンの駆動を開始され(S220)、一連のジョブが終了する(S221)。
次に、S206にて加圧ベルト10の脱着動作が無しと決定されていた場合について説明する。
脱着動作が無しと決定していた場合、S214にて加圧ベルト10が接触状態であるかを判断する。
接触状態であると判断した場合、S216へと移る。
接触状態でないと判断された場合は定着処理を行うため、S215にて加圧ベルト10の着動作を行いS216へと移る。
S216では加圧ベルト冷却ファン17が駆動中であるかどうかを判断し、駆動中であればS217にて駆動を中止しS218へ、駆動中でなければそのままS218へと移る。
次に、S218にてすべての印字処理が終了するのを待つ。この間、記録材間隔によらず加圧ベルトの脱動作は行わない。
すべての印字処理が終了したら、S219にて加圧ベルト10の脱動作を行い、S220にて加圧ベルト冷却ファン17を駆動し、S221にてジョブを終了する。
S206で加圧ベルト10の脱着動作が有りと決定されていた場合も、脱着動作が無しと決定されていた場合も、次のジョブまでのスタンバイ期間中は、定着ローラ1と加圧ベルト10の脱動作を行い、さらに加圧ベルト冷却ファン17にて加圧ベルト10を冷却することにより(S219、S220)、定着ローラ1の熱を不要に加圧ベルト10に与えることを防ぐと同時に加圧ベルト10を冷却でき、加圧ベルト10の温度を不要に高める事を防止することが出来る。なお、スタンバイモード時に次のジョブ開始信号が入力されると、スタンバイモードから通常のモードへ復帰し、上述した画像形成ジョブが開始されることになる。
以上の処理のように、使用記録材がOHPシート、厚紙、コート紙のように加圧ベルト10の昇温に起因してブリスタ等の画像不良が発生しやすいものである場合には、連続画像形成ジョブ中であっても紙間において定着ローラ1と加圧ベルト10の脱着動作を行う構成とすることで、定着ローラ1の熱を不要に加圧ベルト10に与えることを防止し、ブリスタ等の画像不良の発生を防止することができる。
従って、連続画像形成ジョブの途中から画像品質が低下してしまうのを防止することができる。言い換えれば、連続画像形成ジョブ中において高品質の画像を形成し続けることが可能となる。
次に図7のフローチャートを用いて、画像形成ジョブ中において画像形成装置に画像形成の続行が不能な異常事態が生じることにより画像形成ジョブを中断させる場合の脱着制御について説明する。この脱着制御も制御手段である制御回路部61が行う。
S300にて印字が開始されると、S301にてS100からS106で決定された脱着動作の有無によって処理を分ける。
脱着制御無しの場合はS313にて全印字処理が終了するのを待ち、S314にてジョブを終了する。
このとき、ジョブの状態に関わらず加圧ベルト10の脱着制御は行わない。
S301にて脱着制御有りの場合は、S303にてジョブが中止状態になるのかを待つ。
本例におけるジョブの中断は、画像形成ジョブ中に加熱手段以外(定着装置以外)で異常事態が発生した場合、例えば、記録材収容部としての給紙カセット内の紙無し、現像器内のトナー不足(トナー無し)、記録材搬送経路中での記録材のジャム等により行われる。なお、画像形成装置の異常状態としては、画像形成の続行が不能な事態であれば上述の例に限らず必要に応じて適宜設定することが可能である。
図3、図4において、P2は制御回路部61に入力する、紙無し信号、トナー不足信号、ジャム検知信号等である。制御回路部61はこの信号P2が入力されるとジョブを中断する。
ここで、ジョブを中断することが判定された場合は、S304にて加圧ベルトの接触状態を調べ、離間中であればS306へと移り、接触中であればS305にて加圧ベルト10の脱動作を行う。
次に、S306にて加圧ベルト冷却ファン17の駆動状態を調べ、駆動していればS308へ、駆動していなければS307にて加圧ベルト冷却ファン17を駆動する。
S308では、ジョブが再開されるのを待ち、再開された場合はS309にて再び加圧ベルト10の接触状態とS311に加圧ベルト冷却ファンの駆動状態を調べ、加圧ベルト10が離間状態であれば着動作を、加圧ベルト冷却ファン17が駆動中であれば駆動停止をしてS302へと戻る。
以上のように、画像形成装置において定着装置以外の他の箇所で何かしらの異常事態が発生した場合であっても、即ち、画像形成装置において異常事態が発生した箇所に関わらず、画像形成ジョブが一時中断されてから画像形成ジョブが再開されるまでの期間に加圧ベルト10の離間動作を実行することで加圧ベルト10が不必要に昇温するのを防止し、画像形成ジョブ再開後に形成する画像の品質が上記ブリスタ等により低下してしまうのを防止することができる。
図8は、フルカラー画像を形成することが可能な画像形成装置であり、実施例1と同様に本発明を適用することができる。本例においても、記録材に画像(未定着画像)を形成するための機器を総称して画像形成手段と呼び、この画像形成手段を構成する各種機器の詳細を以下に説明する。
図8において、1000は画像形成装置本体、1101は原稿載置台としてのプラテンガラスである。1102はスキャナであり、原稿照明ランプ1103や走査ミラー1104等から構成されている。スキャナ1102は不図示のモータによって所定方向に往復走査する。この往復走査中に原稿からの反射光が走査ミラー1104〜1106を介してレンズ1107を透過し、イメージセンサ部1108内のCCDセンサに原稿の画像が結像する。
1170は自動原稿給送装置(AutoDocumentFeeder,以下ADFと呼ぶ)であり、スキャナ1102で原稿を読み取ることができる位置まで、自動的に原稿を給送する。1171は、ADFの原稿載置台であり、最大100枚の原稿を載置することができる。1172は、ADFの原稿を給紙するための原稿給紙ローラである。117は、原稿給紙ローラ1172から給紙される原稿を両面読み取るための原稿両面反転ローラである。原稿給紙ローラ1172、あるいは原稿両面反転ローラ1173から搬送されてくる原稿を、プラテンガラス1101上に搬送するのが原稿搬送ベルトであり、原稿を読み取り位置で停止させたり、原稿の裏面を読み取る際には、原稿両面反転ローラ1173へと戻すように搬送したり、原稿排出口1175に排出するために搬送するように制御される。原稿排出口1175は、最大積載枚数は、原稿載置台1171と同様に100枚以上である。
1109はレーザやポリゴンスキャナ等で構成された露光制御部である。この露光制御部1109は、イメージセンサ部1108で電気信号に変換され、かつ、後述する所定の画像処理をされた画像信号に基づいて変調されたレーザ光1119を画像形成領域1110に臨む像担持体としての感光体ドラム1111に照射する。
感光体ドラム1111の周囲には、感光体ドラム1111上の電位を消去するための前露光ランプ1121、感光体ドラム1111に電位を負荷するためのワイヤーに高圧をかけることによってコロナ放電させる1次帯電器1112、感光体ドラム1111上にレーザ光1119により静電潜像された画像を現像するトナーが充填されている現像器1113〜1116が収容されており、各現像器1113〜1116を順次感光体ドラム1111に接するように移動させる現像ロータリ1117、感光ドラム1111上に現像された画像を一時的に保持する中間転写体1118に画像を転写する一次転写ローラ1122、クリーニング装置1120が配置されている。
感光体ドラム1111は不図示のモータによって回転しており、1次帯電器1112により所望の電位に帯電された後、露光制御部1109からのレーザ光1119が照射される。これにより、感光体ドラム1111上に静電潜像が形成される。この静電潜像に現像ロータリ1117によって、1色目の現像器1113が感光体ドラム1111へ接するように移動させ、現像器1113内のトナーを静電的に付着させ、感光体ドラム1111上に現像されたトナー像を形成できる。
現像ロータリ1117に収容されている4色の現像器によるトナーによって、フルカラーの画像を形成する場合には、感光体ドラム1111上に現像された1色目のトナー像は、1次転写ローラ1122により、転写媒体としての中間転写体1118へ一時的に転写され、現像ロータリ1117により、2色目の現像器1114が感光体ドラム1111に接する。このとき、中間転写体1118上に一次転写されている1色目の現像画像の先端と感光体ドラム1111上に現像される2色目の現像画像の先端が1次転写ローラ1122の位置で、完全に一致するタイミングで、再度、露光制御部1109から照射されるレーザ光1119により、静電潜像画像を形成する。そして、中間転写体1118上に一次転写されている1色目の現像画像の上に2色目の現像画像を重ね合わせる。
この重ね合わせを3色目、4色目と繰り返すことにより、中間転写体1118上に4色フルカラーの現像画像を転写する。
一方、第1の給紙カセット1133、第2の給紙カセット1134、第3の給紙カセット1135あるいは第4の給紙カセット1136からピックアップローラ1125、1126,1127,1128によって給紙された記録紙は、給紙ローラ1129、1130、1131、1132によってレジストローラ1143に向けて搬送される。停止しているレジストローラ1143の近傍まで搬送された記録紙は、中間転写体1118に結像されている未定着トナー画像を2次転写ローラ1123に転写バイアスがかけられ、画像先端と用紙先端が一致するようにレジストローラ1143が駆動され、用紙上に画像が転写される。その後、搬送ベルト1144に給送される。
一方、中間転写体1118では、2次転写ローラ1123によって用紙に転写されなかった残留トナーが残っており、中間転写体クリーナ1124によって、クリーニングが開始される。この中間転写体クリーナ1124は、着脱自在で2次転写された画像の残トナーの先端が中間転写体クリーナ1124に到達する直前に中間転写体1118に接し、次の未定着トナー画像の1色目の画像が1次転写ローラ1122によって、中間転写体1118に転写され、その画像先端が再び中間転写体クリーナ1124の直前に来たら、離れるように制御される。
また、1次転写ローラ1122によって、中間転写体1118に転写された画像も、感光体ドラム1111に残トナーがあり、こちらは、感光体ドラムクリーナ装置1120によって清掃される。この後、前露光ランプ1121によって感光体ドラム1111の残留電荷が消去される。
搬送ベルト1144によって定着器40に搬送される。記録紙に転写されたトナー像は、定着器40によって、加圧されると共に加熱されて定着する。その後、記録紙は内排出ローラ1147、外排紙ローラ1148によって画像形成装置本体1000の外部に排出される。
さらに、図8において、1146は排紙フラッパであり、記録紙の進路を搬送経路1138と排出経路1139の何れか一方に切り替える。記録紙の両面に画像を形成する両面記録(両面複写)の際には、排紙フラッパ1146を上方に上げることによって、内排紙ローラ1147から送り出される記録紙は進路が反転経路1139側に切り替えられる。記録紙は反転経路1139から両面反転搬送経路(スイッチバック搬送経路)1140に進入する。そして両面反転搬送経路に1140に進入させた後に進行方向が逆転される。これにより、記録紙は裏返された状態で再給紙経路1141に導かれる。1142は記録紙を画像形成領域1110に再給紙する再給紙ローラである。
1148は、排紙フラッパ1146の近傍に配置されており、この排紙フラッパ1146により進路を排出経路1138側に切り替えられた記録紙を画像形成装置本体1000の外部に排出する外排出ローラである。画像形成装置本体1000から記録紙を反転して排出する際には、排紙フラッパ1146を上方に上げることによって、内排紙ローラ1147から送り出される記録紙は進路が反転経路1139側に切り替えられる。記録紙は反転経路1139に進入する。そして、反転ローラ1149によって記録紙の後端が反転フラッパ1150を通過した状態の位置まで反転経路1139へ送り込む。この後、反転ローラ1149を逆転させ、また反転フラッパ1150により記録紙の進路を反転外排紙経路1151側に切り替える。これによって、記録紙を裏返して反転外排紙経路1151を経由して、排出ローラ1148側に送り出す。
次に画像形成モードについて説明する。フルカラーの画像を形成する場合、本実施例のような1つの感光体を用いて画像を形成する画像形成装置では、前述したようにフルカラー画像を形成するには中間転写体1118を4回転させ各色の画像を重ね合わせる必要がある。
この時、中間転写体1118上に形成することができる画像の数が中間転写体の周長によって決定される。
本例の中間転写体1118は168φで構成されており、現像ロータリによる現像器の切り替え時間を考慮し画像の副走査長(中間転写体の周方向)が472mmまでの画像が形成可能である。また、副走査長が472mmの半分である236mmまでの画像であれば中間転写体1118上に2ページ分の画像が形成可能となる。
ここで、副走査長236mm以下の画像を複数回連続して形成する時の画像形成モードを「2枚貼り」と呼び、副走査長が236mmより長く472mm以下の画像を複数回連続して形成する時の画像形成モードを「一枚貼り」と呼ぶことにする。
図9はフルカラーの画像形成時において脱着制御を行う際のフローチャートである。以下に詳細について説明する説明する。尚、本実施例における黒単色の画像形成は、上記実施例1と同様となる。
S500は、印字開始である。印字とは、実施例1に記載したように、潜像、現像、転写までの一連の処理のことを指す。
まず、S501にてS600(図10)へ進み、画像形成モードの設定を行う。S600からのフローについては後述する。
S502でレジストローラ1143の位置に記録材(用紙)が到達したか否かを判定する。記録材がない場合はS503に移り加圧ベルト10が定着ローラ1に接触しているかどうかを判定する。
加圧ベルトが定着ローラに接触状態であればS504で加圧ベルトの脱動作を行い、S505にて加圧ベルト冷却ファン17の駆動を開始し、S502へと戻る。
加圧ベルトが定着ローラから離間状態であればS506へ移り、加圧ベルト冷却ファンが駆動状態でなければS505にて加圧ベルト冷却ファンを駆動し、S502へ戻る。加圧ベルト冷却ファン17が駆動中であれば、そのままS502へと戻る。
レジストローラ1143の位置に記録材が到達するとS507へ移る。S507では図5のS100からS106で決定された脱着動作の有無によって処理が分かれる。
すなわち、本実施例2においても、前記実施例1と同様な操作パネルを有している。また、ベルトの脱着動作を実施するかしないかも実施例1と同様に図5のS100〜S106の処理によって決定する。
加圧ベルト10の脱着動作が有りと決定されていた場合について説明する。
脱着動作がある場合、まずS508おいて加圧ベルト10が定着ローラ1に接触しているかどうかを判定する。接触していない場合は、S509へ移り加圧ベルト10の着動作を行い、S510へと移る。
加圧ベルトが定着ローラにあらかじめ接触していた場合は、そのままS510へと移る。S510では加圧ベルト冷却ファン17が駆動中であるかを判定する。駆動中であればS511にて加圧ベルト冷却ファン17の駆動を中止し、S512へと移る。駆動していない場合はS512へと移る。
S512では、定着処理が終了するのを待つ。定着処理が終了した場合は、S513にてすべての印字処理が終了したかどうかを判定し、終了したと判定されたらS521へ、終了していない場合は、S514へと移る。
S514では、S600にて設定された画像形成モードを判定する。
ここで「2枚貼り」であると判定された場合は、S515へと進む。
画像形成モードが「2枚貼り」の場合は、2枚貼り時の2枚目の記録材が定着ニップを通過したかを判定する。未通紙の場合はS508へと戻る。
そして、「2枚貼り」の場合は、2枚連続で用紙が矢継ぎ早に定着装置40を通過することになるので、「2枚貼り」時の1枚目と2枚目の間の紙間にて加圧ベルト10の脱動作は行わずに、「2枚貼り」時の2枚目が定着ニップを通過してから次の「2枚貼り」時の1枚目(画像形成ジョブの3枚目)の記録材が定着ニップに到達するまでの期間に加圧ベルト10の脱動作を行う。即ち、「2枚貼り」時の2枚の記録材が定着ニップを通過する毎に、その紙間にて加圧ベルト10の脱動作が行われる。そして、加圧ベルトが離間した状態でS502へと戻る。
このように、全ての紙間で加圧ベルトの離間動作を逐次実行するのではなく、所定数の記録材が定着ニップを通過する毎に後続の記録材との紙間で離間動作を実行するのである。
一方、S514において、画像形成モードが「2枚貼り」でない、即ち、「1枚貼り」であると判定されたら、S502へと戻る。このとき、実施例1と同様に、記録材が定着ニップを通過してから後続の記録材が定着ニップに到達するまでの期間にベルトの離間動作が逐次実行される。即ち、連続画像形成ジョブ中の全紙間において逐次加圧ベルトの離間動作が実行される。
次に、S507にて加圧ベルト10の脱着動作が無しと決定されていた場合について説明する。脱着動作が無しと決定されていた場合、S516にて加圧ベルト10が接触状態であるかを判断し、接触状態であると判断した場合、S518へと移る。
接触状態でないと判断された場合はS517にて加圧ベルト10の着動作を行いS518へと移る。S518では加圧ベルト冷却ファン17が駆動中であるかどうかを判断し、駆動中であればS519にて駆動を中止しS520へ、駆動中でなければそのままS520へと移る。
次に、S520にてすべての印字処理が終了するのを待つ。この間、記録材間隔によらず加圧ベルトの脱動作は行わない。すべての印字処理が終了したらS521にて加圧ベルト10の脱動作を行いS522にて加圧ベルト冷却ファン17を駆動しS523にてジョブを終了する。
以上の処理のように、一つの画像形成ジョブ中においても定着ローラ1と加圧ベルト10の脱着動作を行い、さらに加圧ベルト10が脱状態のときに加圧ベルト冷却ファン17にて加圧ベルト10を冷却することにより、定着ローラ1の熱を不要に加圧ベルト10に与えることを防ぐのと同時に加圧ベルト10を冷却でき、加圧ベルト10の温度を不要に高める事を防止することが出来る。
次に、本実施例における画像形成モードの判定手段について、図10を用いて説明する。S501よりS600へと進むと、S601にて画像形成処理を実施する画像の副走査長を判定する。上述の通り本例における中間転写体は、記録材の副走査長が236mm以下の場合には2枚貼りモードが可能となる周長を有している。
よって、副走査長が236mm以下かどうかを判定する。236mm以下と判定されればS602へと進む。
S602では、画像形成処理を行う枚数の判定を行う。ここで、本画像形成ジョブでの記録材への画像形成処理枚数が2枚以上と判定された場合は、S603にて画像形成モードを2枚貼りモードと設定しS502へと戻る。
S601にて副走査長が236mmよりも大きいと判定された場合もしくは、S602にて本画像形成ジョブの画像形成処理枚数が1枚と判定された場合は、それぞれS604にて画像形成モードを一枚貼りモードと設定し、S502へと戻る。
上述したような、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーでフルカラー画像を形成する画像形成装置に限らず、同一色相で濃度の異なる濃色トナーと淡色トナーを併用してフルカラー画像を形成する画像形成装置にも同様に適用することができる。例えば、イエロー、濃マゼンタ、淡マゼンタ、濃シアン、淡シアン、ブラックの6種類のトナーを用いてフルカラー画像を形成する装置の場合、中間転写体を少なくとも6回転させねばならない構成となるので、上述した紙間がより長くなる傾向となるので、本発明を適用することによる効果が高い。
[変形例]
1)上記の実施例1、2においては、通紙使用する記録材の紙種を操作者が記録材の種類を設定する設定部において手動設定(操作者による設定指示がない場合は普通紙または薄紙であると認識して画像形成を行うことになっている)しているが、通紙された記録材の紙種を自動的に検知する紙種自動検知手段を配設して自動設定する装置構成にすることもできる。
2)定着ローラ1を加熱する構成としては上記実施例のような加熱手段を定着ローラの内部に配置して加熱する内部加熱方式に限られず、加熱手段を定着ローラの外部に配置して加熱する外部加熱方式、内部加熱・外部加熱方式を併用する構成にすることもできる。また電磁誘導加熱方式により定着ローラ自体を発熱させる構成にすることもできる。
3)定着ローラ1から加圧ベルト10を接触及び離間させる脱着機構は上記実施例の構成に限られず、任意に構成することができる。
4)ベルト冷却手段も、ファン19のような構成に限られず、その他、例えば、ベルトに接触して脱熱する放熱フィンやヒートパイプ等を用いた冷却装置でも構わない。
5)本例の定着装置には、未定着トナー像を記録材に仮定着する画像加熱装置、記録材上に仮定着された画像を再加熱して画像の光沢度を変更するための画像加熱装置も包含することができる。
6)記録材に画像を形成する画像形成手段の構成としては、上述した電子写真方式に限らず、静電記録、磁気記録等の各種の作像原理・プロセスの構成としても何ら構わない。
以上説明した各実施例によれば、連続画像形成ジョブの途中から画像品質が低下してしまうのを防止することができる。
1...定着ローラ、6...ハロゲンランプ、7...サーミスタ、10..加圧ベルト、11..加圧パッド部材、19...加圧ベルト冷却ファン、61...制御回路部、450...OHPシート設定キー、451...厚紙設定キー、452...コート紙設定キー、453...両面印刷設定キー