(57)【要約】      （修正有）【課題】薄紙印刷において定着ローラへの巻き付きを抑止する制御手段を提供する。【解決手段】画像形成装置において、記録材にトナー像を転写する転写手段と、記録材を加熱しトナー像を記録材に定着する定着手段と、記録材の表裏を反転して搬送する反転搬送手段と、記録材の厚みを検知する検知手段と、記録材の厚みが薄い場合には反転手段を経由するまで記録材にトナー像を転写しない制御を行う制御手段を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナー像を転写する転写手段と、
記録材を加熱してトナー像を定着する定着手段と、
記録材の表裏を反転して再度前記転写手段に搬送する反転搬送手段と、
記録材の坪量を入力可能な入力手段を有し、
記録材の坪量が規定値よりも低い場合に、１面目にトナー像を転写せずに前記定着手段に搬送して、前記定着手段において通常の片面印刷における定着温度よりも低い温度で加熱したのちに前記反転搬送手段を通して前記転写手段に搬送し、２面目にトナー像を転写し、前記定着温度よりも低い温度でトナー像の定着を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材にトナー像を転写する転写手段と、
記録材を加熱してトナー像を定着する定着手段と、
記録材の表裏を反転して再度前記転写手段に搬送する反転搬送手段と、
記録材の坪量を検知可能な紙厚検知手段を有し、
記録材の坪量が規定値よりも低い場合に、１面目にトナー像を転写せずに前記定着手段に搬送して、前記定着手段おいて通常の片面印刷における定着温度よりも低い温度で加熱したのちに前記反転搬送手段を通して前記転写手段に搬送し、２面目にトナー像を転写し、前記定着温度よりも低い温度でトナー像の定着を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
周囲の少なくとも湿度を検知可能な湿度検知手段を有し、前記坪量の規定値を湿度によって変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
２面目印刷後に再度反転搬送手段に記録材を搬送し、１面目にトナー像を転写し、定着を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着器を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置には、記録材上に転写された未定着トナー像を加熱定着する定着器が備わっている。定着器はハロゲンランプ等の加熱源が内蔵された定着ローラと、同じく加熱源が内蔵され加熱ローラに圧接する加圧ローラを備えている。そして、加熱ローラと加圧ローラにより形成されるニップ部に記録材を挟持搬送することによって、記録材に未定着トナー像を定着させる。このような構成において定着時に、記録材が、定着ローラから分離せず溶融状態のトナーとともに巻き付いてしまうことがある。そのため、記録材の先端に十分な余白を確保することにより、加熱部への記録材の巻き付きを防止する手法が用いられている。
【０００３】
記録材の先端に余白を確保する手法としては、記録材に画像を形成する際、原稿中の画像部分の大きさに応じて記録材上に適切な余白を形成することができる画像形成装置が知られている（特許文献１）。
【０００４】
定着ローラへの巻き付きは印刷環境（温度、湿度）に応じて変化する記録材に含まれる水分量や、記録材の厚さ、大きさ等の記録材の状態に依存し、特に記録材に含まれる水分量が多く、記録材が薄い場合に発生しやすいことが判明している。そこで記録材の水分量に関する水分量情報を取得する水分量情報取得部と、前記印刷設定情報及び前記水分量情報に基づいて前記記録材の先端から画像形成位置までの先端余白を予め定められた既定値よりも拡大することができる画像形成装置が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−１７２５２１号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１６５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、記録材に含まれる水分量が極端に多い場合や、記録材が極端に薄い場合には画像形成がなされていなくても加熱部へ記録材が巻き付く場合がある。これは紙に含まれる水分が加熱により蒸発することで生じる縮み量が紙の裏表で異なるために生じる紙のカールが一因であり、そのような印刷条件では先端余白を拡大しても加熱部への記録材巻き付きを防ぐことができない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、薄紙印刷において定着ローラへの巻き付きを抑止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
記録材にトナー像を転写する転写手段と、前記記録材を加熱しトナー像を記録材に定着する定着手段と、前記記録材の表裏を反転して搬送する反転搬送手段と、前記記録材の厚みを検出する検出手段と、前記記録材の厚みが薄い場合には反転手段を経由するまで前記記録材にトナー像を転写しない制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置によれば、薄紙印刷において定着ローラへの巻き付きを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の全体構成を説明する図である。
【図２】定着巻き付きについて説明する図である。
【図３】画像形成装置の制御構成を説明する図である。
【図４】画像形成装置の制御を説明するフローチャートである。
【図５】第２の実施形態の画像形成装置の全体構成を説明する図である。
【図６】第２の実施形態における画像形成装置の制御を説明するフローチャートである。
【図７】第２の実施形態の印刷動作選択における湿度と坪量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
＜第１の実施形態の構成＞
図１は第１の実施形態の画像形成装置１００の構成図である。
【００１３】
通常の印刷では、外部から受信された印刷画像は画像処理が施され露光装置１０４へ送られる。露光装置１０４によって出力されたレーザ光は画像形成部１０５の感光ドラム１０６に照射され、感光ドラム１０６上に静電潜像が形成される。感光ドラム１０６上の静電潜像は現像ローラ１０７によりトナー像として現像される。そして現像されたトナー像はモータドライバ等を含む駆動制御部１１７の制御により給紙部１０１から供給された記録材であるシート１０２に転写される。
【００１４】
トナー像が転写されたシート１０２は定着器１０８に搬送される。定着器１０８内では定着ヒータ１０９によって定着ローラ１１０がトナー像の定着に必要な温度Ｔ１に加熱されており、シート１０２は定着ローラ１１０と加圧ローラ１１１によって加熱、加圧され定着処理がなされる。
【００１５】
定着ヒータ１０９近傍には温度検知手段であるサーミスタ１１２が設置されており、定着ヒータ１０９の温度が適時検知される。温度制御部１１６はサーミスタ１１２により検知された温度が規定値よりも低い場合には定着ヒータ１０９に供給する電力を大きくして定着ヒータの温度を上昇させ、検知された温度が規定値よりも高い場合には定着ヒータ１０９に給電する電力を小さくして定着ヒータの温度を下降させ、定着ローラ１１０の温度をＴ１に保つように制御する。
【００１６】
定着器１０８を通過したシート１０２は片面印刷においては排紙ローラ１１３によって画像形成装置１００から排出される。
【００１７】
一方両面印刷においては片面が印刷されたシート１０２は反転搬送手段であるスイッチバックローラ１１４に搬送され、反転して両面搬送路に搬送される。両面搬送路に搬送されたシート１０２は両面待機エリア１１５に達すると、印刷枚数が２枚以上の場合には停止し、後続のシートが通過するまで待機する。印刷枚数が１枚の場合、あるいは後続のシートが通過した後にシート１０２は両面待機エリア１１５から搬出され、再度画像形成部１０５において裏面の画像を転写され定着器１０８に搬送される。定着器１０８に搬送されたシート１０２は定着ローラ１１０と加圧ローラ１１１によって加熱、加圧され定着処理がなされた後、シート１０２は排紙ローラ１１３によって画像形成装置１００から排出される。
【００１８】
１１８は操作部であり、ユーザの操作受付および情報通知を行う。
【００１９】
＜定着巻き付きについて＞
次に、記録材であるシート１０２の定着巻き付きの状態について図２を用いて説明する。シート１０２の定着巻き付きは、定着時にシート１０２が定着ローラから分離せずに巻き付いてしまう現象である。
【００２０】
図２の（ａ）は、給紙部１０１から給紙されたシート１０２が定着ローラ１１０によって加熱され、カールする様子を示す。給紙部１０１から給紙されたシート１０２の温度は周囲温度と同等であるため、シート１０２上に転写されたトナー像を定着させるためには比較的高い温度Ｔ１で加熱する必要がある。本実施例ではことのときのＴ１を２００℃とする。このときシート１０２が水分を含んでいると、定着ローラ１１０の加熱によって水分が蒸発し、シート１０２は収縮する。蒸発する水分の量は熱源である定着ローラ１１０側のほうが多いため、定着ローラ側のシート面は加圧ローラ１１１側のシート面に比べて多く収縮し、図２の（ａ）に示すように定着ローラ１１０側にカールする。
【００２１】
そしてカールしたシート１０２は定着ローラ１１０から分離されず、定着ローラ１１０に巻き付くと、本特許の課題である定着巻き付き状態になる。
【００２２】
＜定着巻き付きの抑止方法＞
定着ローラ１１０がシート１０２を過熱することによって生じるカールの量は定着ローラ１１０の温度に依存するため、定着ローラ１１０の温度がＴ１より低い温度Ｔ３であれば図２の（ａ）に示すように巻き付くことなく搬送可能である。本実施例ではこのときのＴ３を１５０℃とする。
【００２３】
ただし温度Ｔ３はトナー像を定着する温度に足りないため、１面目はトナー像を転写せずに白紙の状態で過熱を行う。
【００２４】
図２の（ｂ）は、定着器１０８で一度過熱されたシート１０２がスイッチバックローラ１１４によって表裏反転した後、両面搬送路を経由して再び定着器１０８に搬送されたときの様子を示す。加熱されたことでカールした後に表裏反転したシート１０２は図２の（ｂ）に示すように加圧ローラ１１１側にカールした状態で定着器１０８に搬送される。またこのときのシートは定着器１０８によって過熱されたことにより、給紙部１０１内に比べて温度が上昇している。そのため感光ドラム１０６によって転写されたトナー像はＴ１よりも低い温度Ｔ４で定着させることができる。本実施例ではこのときのＴ４を１７０℃とする。また定着ローラ１１０によって過熱されると、図２の（ａ）と同様にシート１０２は定着ローラ側にカールしようとするが、定着器１０８に搬送された時点でシート１０２は加圧ローラ１１１側にカールしているため、シート１０８のカールを矯正する方向に働くので、図２の（ａ）に示すように、給紙部１０１から搬送されたシートを温度Ｔ４で加熱した場合に比べてカール量は小さくなる。
【００２５】
＜第１の実施形態のブロック図＞
図３は第１の実施形態の画像形成装置１００のブロック図である。
【００２６】
２００は画像形成装置の制御を行うＣＰＵであり、２０２は図１で説明した一連の画像形成プロセスを行う動作部である。動作部には図１に示す温度制御部１１６および駆動制御部１１７とそれらによって制御されるヒータ１１９やモータ類によって構成される。
【００２７】
２０１はＣＰＵ２００が実行すべき制御内容を格納した記録部である。２０３は前記サーミスタ１１２等、動作の制御に必要な情報を取得する検知部である。
【００２８】
２０４は外部Ｉ／Ｆであり、ＴＣＰ／ＩＰ等のネットワークと接続されており、ネットワークに接続されたコンピュータ２０５などからプリントジョブの実行指示を受け取ることができる。
【００２９】
＜第１の実施形態のフローチャート＞
図４は第１の実施形態の印刷動作を示すフローチャートである。
【００３０】
（Ｓ１０１）操作者によって印刷ジョブが入力されると、給紙部１０１から給紙ローラ１０３によってシート１０２が給紙される。
【００３１】
（Ｓ１０２）ＣＰＵ２００は操作部１１８により入力されるシート１０２の情報からシート１０２の坪量を判定する。シート１０２の坪量が規定値以上であった場合、Ｓ１０３に遷移し通常の印刷動作を行い、坪量が規定値以下であった場合、Ｓ１０９に遷移し薄紙モードでの印刷を行う。
【００３２】
（Ｓ１０３）画像形成部１０５に坪量が規定値以上と判定されたシート１０２が搬送されると、感光ドラム１０６上に作像されたトナー像がシート１０２の表面に転写される。
【００３３】
（Ｓ１０４）定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２は比較的高い温度Ｔ１で加熱、加圧され、転写されたトナー像がシート１０２の表面に定着する。坪量が大きなシート１０２はコシが強いためカールが発生しても定着ローラ１１０から分離し、巻き付きは発生しない。
【００３４】
（Ｓ１０５）ＣＰＵは入力されたジョブが両面印刷か否かを判定する。両面印刷でない場合はＳ１１８に遷移する。
【００３５】
（Ｓ１０６）入力されたジョブが両面印刷であった場合、シート１０２はスイッチバックローラ１１４に搬送され、表裏反転して両面搬送路に搬送される。
【００３６】
（Ｓ１０７）表裏反転したシート１０２は再度画像形成部１０５に搬送され、感光ドラム１０６上に作像されたトナー像がシート１０２の裏面に転写される。
【００３７】
（Ｓ１０８）定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２は表面印刷時よりも温度が高いため、Ｔ１と比較して低いヒータ温度Ｔ２で加熱、加圧され、転写されたトナー像がシート１０２の裏面に定着する。
【００３８】
（Ｓ１０９）シート１０２の坪量が規定値以下と判定された場合、画像形成部１０５では感光ドラム１０６上にトナー像が形成されず、シート１０２の表面は白紙のまま画像形成部から搬送される。
【００３９】
（Ｓ１１０）白紙のまま定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２はＴ１と比較して低いヒータ温度Ｔ３で加熱、加圧される。温度Ｔ３で加熱されたシート１０２は図２（ａ）に示すようにＴ１で加熱した場合よりもカールが小さいため、定着ローラ１１０に巻き付くことなく搬送される。
【００４０】
（Ｓ１１１）白紙のまま加熱、加圧されたシート１０２はスイッチバックローラ１１４に搬送され、表裏反転して両面搬送路に搬送される。
【００４１】
（Ｓ１１２）表裏反転したシート１０２は再度画像形成部１０５に搬送され、感光ドラム１０６上に作像されたトナー像がシート１０２の裏面に転写される。
【００４２】
（Ｓ１１３）定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２はヒータ温度Ｔ４で加熱、加圧され、転写されたトナー像がシート１０２の裏面に定着する。このときシート１０２は図２（ｂ）に示すように定着器１０８に搬送された時点で加圧ローラ１１１側にカールしているため、定着ローラ１１０に巻き付くことなく搬送される。
【００４３】
（Ｓ１１４）ＣＰＵは入力されたジョブが両面印刷か否かを判定する。両面印刷でない場合はＳ１１８に遷移する。
【００４４】
（Ｓ１１５）入力されたジョブが両面印刷であった場合、シート１０２はスイッチバックローラ１１４に搬送され、表裏反転して両面搬送路に搬送される。
【００４５】
（Ｓ１１６）表裏反転したシート１０２は再度画像形成部１０５に搬送され、感光ドラム１０６上に作像されたトナー像がシート１０２の表面に転写される。
【００４６】
（Ｓ１１７）定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２はヒータ温度Ｔ５で加熱、加圧され、転写されたトナー像がシート１０２の表面に定着する。
【００４７】
（Ｓ１１８）画像が印刷されたシート１０２は排紙ローラ１１３に搬送され、排紙積載される。
【００４８】
このように坪量の小さな薄紙を印刷する場合には、トナー像を転写する前に定着器１０８で通常印刷時のヒータ温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ３で加熱し、定着器に巻きつかない程度にカールさせてから表裏反転して裏面に印刷を行うことで薄紙であるシート１０２が定着ローラ１１０に巻きつくことなく印刷が可能である。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について図を用いて説明する。
【００５０】
＜第２の実施形態の構成＞
図５は第２の実施形態の画像形成装置１００の構成図である。
【００５１】
第２の実施形態の画像形成装置１００は湿度検知部１２０および紙厚検知部１２１を有する。湿度検知部１２０および紙厚検知部１２１は図３のブロック図においては検知部２０３に属しており、取得した情報をＣＰＵ２００に通知する。
【００５２】
＜第２の実施形態のフローチャート＞
図６は第２の実施形態の印刷動作を示すフローチャートである。
【００５３】
（Ｓ２０１）操作者によって印刷ジョブが入力されると、給紙部１０１から給紙ローラ１０３によってシート１０２が給紙される。
【００５４】
（Ｓ２０２）ＣＰＵ２００は紙厚検知部１２１の情報からシート１０２の坪量を検知する。
【００５５】
（Ｓ２０３）ＣＰＵ２００は湿度検知部１２０の情報から周囲の湿度を検知する。前記湿度および坪量に応じてＣＰＵ２００は通常印刷を行うか、薄紙モードでの印刷を行うかを選択する。選択には図７に示すように湿度が低ければ坪量の小さな薄紙であるシート１０２であってもＳ２０４に遷移し通常の印刷動作を行い、湿度が高ければ比較的坪量の大きなシート１０２であってもＳ２１０に遷移し薄紙モードでの印刷を行う。
【００５６】
（Ｓ２０４）通常の印刷動作において画像形成部１０５にシート１０２が搬送されると、感光ドラム１０６上に作像されたトナー像がシート１０２の表面に転写される。
【００５７】
（Ｓ２０５）定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２は比較的高い温度Ｔ１で加熱、加圧され、転写されたトナー像がシート１０２の表面に定着する。坪量が大きなシート１０２はコシが強いためカールが発生しても定着ローラ１１０から分離し、巻き付きは発生しない。
【００５８】
（Ｓ２０６）ＣＰＵは入力されたジョブが両面印刷か否かを判定する。両面印刷でない場合はＳ２１９に遷移する。
【００５９】
（Ｓ２０７）入力されたジョブが両面印刷であった場合、シート１０２はスイッチバックローラ１１４に搬送され、表裏反転して両面搬送路に搬送される。
【００６０】
（Ｓ２０８）表裏反転したシート１０２は再度画像形成部１０５に搬送され、感光ドラム１０６上に作像されたトナー像がシート１０２の裏面に転写される。
【００６１】
（Ｓ２０９）定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２は表面印刷時よりも温度が高いため、Ｔ１と比較して低いヒータ温度Ｔ２で加熱、加圧され、転写されたトナー像がシート１０２の裏面に定着する。
【００６２】
（Ｓ２１０）薄紙モードでは画像形成部１０５では感光ドラム１０６上にトナー像が形成されず、シート１０２の表面は白紙のまま画像形成部から搬送される。
【００６３】
（Ｓ２１１）白紙のまま定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２はＴ１と比較して低いヒータ温度Ｔ３で加熱、加圧される。温度Ｔ３で加熱されたシート１０２は図２（ａ）に示すようにＴ１で加熱した場合よりもカールが小さいため、定着ローラ１１０に巻き付くことなく搬送される。
【００６４】
（Ｓ２１２）白紙のまま加熱、加圧されたシート１０２はスイッチバックローラ１１４に搬送され、表裏反転して両面搬送路に搬送される。
【００６５】
（Ｓ２１３）表裏反転したシート１０２は再度画像形成部１０５に搬送され、感光ドラム１０６上に作像されたトナー像がシート１０２の裏面に転写される。
【００６６】
（Ｓ２１４）定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２はヒータ温度Ｔ４で加熱、加圧され、転写されたトナー像がシート１０２の裏面に定着する。このときシート１０２は図２（ｂ）に示すように定着器１０８に搬送された時点で加圧ローラ１１１側にカールしているため、定着ローラ１１０に巻き付くことなく搬送される。
【００６７】
（Ｓ２１５）ＣＰＵは入力されたジョブが両面印刷か否かを判定する。
両面印刷でない場合はＳ２１９に遷移する。
【００６８】
（Ｓ２１６）入力されたジョブが両面印刷であった場合、シート１０２はスイッチバックローラ１１４に搬送され、表裏反転して両面搬送路に搬送される。
【００６９】
（Ｓ２１７）表裏反転したシート１０２は再度画像形成部１０５に搬送され、感光ドラム１０６上に作像されたトナー像がシート１０２の表面に転写される。
【００７０】
（Ｓ２１８）定着ローラ１１０に搬送されたシート１０２はヒータ温度Ｔ５で加熱、加圧され、転写されたトナー像がシート１０２の表面に定着する。
【００７１】
（Ｓ２１９）画像が印刷されたシート１０２は排紙ローラ１１３に搬送され、排紙積載される。
【００７２】
このように紙厚検知部１２０によりユーザがシート１０２の厚みを入力する必要がなくなり、湿度検知部によってシート１０２の含む水分量を予想することで、水分量が少ない条件では薄紙であっても通常の印刷を行うことで印刷時間を短縮し、水分量が多い条件では薄紙でなくとも１面目を白紙で加熱し、巻き付きを抑止することが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１００  画像形成装置、１０５  画像形成部、１０９  定着ヒータ、
１１０  定着ローラ、１１１  加圧ローラ、１１４  スイッチバックローラ、
１２０  湿度検知部、１２１  紙厚検知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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