(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートにトナー画像を形成する像形成手段と、
前記像形成手段によりトナー画像が形成されたシートを熱により定着する定着手段と、
前記定着手段により定着されたシートが排出される排出トレイと、
シートを前記排出トレイへ排出するよう搬送する排出手段と、
前記排出手段により前記排出トレイへシートの排出中、シートの搬送を一時停止させ、所定の停止時間の経過後にシートの搬送を再開させる制御手段と、
前記排出手段により排出されるシートを検知するセンサと、
を有し、前記制御手段は、前記センサによりシートの先端を検知してから所定時間の経過後にシートの搬送を一時停止させ、シートの搬送を再開させるときの搬送トルクを、シートを一時停止する前の搬送トルクよりも大きくするよう、前記排出手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、シートの搬送を再開させるときに搬送トルクを大きくした後、搬送トルクを減少させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
シートの搬送を再開させるときの搬送トルクは、前記排出トレイへ積載されているシートに対する最大静止摩擦力を越えるトルクであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記排出手段はパルス幅変調信号により駆動されるモータを有し、前記制御手段は、パルス幅変調信号のデューティ比を一時停止前のデューティ比よりも大きくすることによりシートの搬送を再開するときの搬送トルクを大きくすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、シートの搬送を再開させるときに搬送トルクを大きくした後、前記一時停止する前の搬送トルクへ戻すことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定の停止時間は、前記排出手段が一時的にシートを停止したとしても、一時停止したシートに後続のシートが衝突しない時間であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定時間はシートの搬送方向の長さが長いほど長く設定されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱定着装置を用いて現像材を記録紙上に定着させ電子写真方式による画像を形成する画像形成装置に関し、特に記録紙排出後の整列性および積載性に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザービームプリンタや複写機に代表される、電子写真技術を用いた画像形成装置は、記録紙上に転写されたトナー像を、加熱定着装置を用いて記録紙に定着させ、排出トレイへ排出している。近年、画像形成装置においては高速化が図られ、定着器にて加熱された記録紙が十分に冷却されないうちに排出トレイに排出される。そのため、排出トレイ上に積載された記録紙はトナーが完全に冷却されないまま重なるために、記録紙同士が張り付くという問題がある。そこで、記録紙が排出トレイへ積載される前に排出途中で一旦停止させ、その一部を機外に露出させたり、冷却装置による冷却風で冷却させたりすることで、トナーを十分冷却した後に搬送再開し、排出トレイへ積載している。これにより、記録紙同士の張り付きを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６８３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、記録紙を冷却するために、排紙部で記録紙の搬送を一時停止させた場合、停止した記録紙の先端が垂れ下がるため、先行して排出トレイ上に積載されている記録紙に接触した状態で停止する。図５はプリンタの排紙部で記録紙搬送を一時停止した状態を示す模式図である。
【０００５】
排出トレイ１５へ排紙される記録紙１４の先端が排紙センサ１３により検知されると、所定のタイミングで排紙中の記録紙の搬送が一度停止される。このとき記録紙１４は図５に示す状態で停止し、記録紙１４の先端が既に排出トレイ１５上に積載された記録紙１６と位置１７の部分で接触する。
【０００６】
一度停止した記録紙１４を再度搬送する場合に、記録紙１４と記録紙１６の接触している部分１７では最大静止摩擦力が働く。この最大静止摩擦力は、搬送を一時停止しないで排出する場合に働く動摩擦力よりも大きな抵抗力となる。その結果、記録紙１４の先端が既に排出トレイ１５上に排出積載されている記録紙１６に引っ掛かり，記録紙１４が積載不良となったり、排紙センサ１３により積載トレイが満載でないのに、満載であると誤検知されるという可能性がある。
【０００７】
また、記録紙１４の先端が記録紙１６に接触する手前で搬送を一時停止することも可能ではあるが、その場合は記録紙１４の多くの部分が機内に残存しており、十分な冷却効果を得ることができなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、シートにトナー画像を形成する像形成手段と、前記像形成手段によりトナー画像が形成されたシートを熱により定着する定着手段と、前記定着手段により定着されたシートが排出される排出トレイと、シートを前記排出トレイへ排出するよう搬送する排出手段と、前記排出手段により前記排出トレイへシートの排出中、シートの搬送を一時停止させ、所定の停止時間の経過後にシートの搬送を再開させる制御手段と、前記排出手段により排出されるシートを検知するセンサと、を有し、前記制御手段は、前記センサによりシートの先端を検知してから所定時間の経過後にシートの搬送を一時停止させ、シートの搬送を再開させるときの搬送トルクを、シートを一時停止する前の搬送トルクよりも大きくするよう、前記排出手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、記録紙を冷却などの目的で排紙部にて一度搬送を停止、その後搬送を再開させて機外へ排出する場合においても、搬送不良を生じさせずに正常に記録紙を排紙積載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】画像形成装置の電気系統の構成を示すブロック図
【図３】シート搬送処理を示すフローチャート
【図４】シートに働く摩擦抵抗力と搬送トルクとモータのＰＷＭ制御タイミングを示したタイムチャート
【図５】課題を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明を適用できる画像形成装置としてのレーザービームプリンタ１の構成を示す断面図である。カセット３に収納されるシート２はピックアップローラ４により１枚ずつ給送され、レジストレーションローラ６まで搬送される。ピックアップローラ４とレジストローラ６の間にはセンサ５が設けられ、ピックアップローラ４から搬送されてきたシート２を検知する。
【００１３】
画像形成部８はレーザースキャナ部９から発せられたレーザー光によりトナー画像を形成する。レジストレーションローラ６まで搬送されたシート２は一旦停止され、画像形成部８での画像形成と同期してレジストレーションローラ６により転写ローラ７へ向けて搬送される。画像形成部８で形成されたトナー画像が転写ローラ７によりシート２へ転写され、シート２は定着装置１０へ搬送される。定着処理されたシート２は定着排出ローラ１１及び排出ローラ１２により搬送され、排出トレイ１５上に排紙される。排出トレイ１５上にはシートの満載を検知するセンサ１３が配置される。センサ１３は満載検知の他に、排出ローラ１２により排出されるシート２の先端を検知する機能も有している。
【００１４】
定着装置１０の詳細を説明する。定着装置１０は、加熱用ヒータ１０ａを内部に配された定着フィルム１０ｂと、加熱用ヒータ１０ａと定着ニップを形成して定着フィルム１０ｂに駆動を伝える加圧ローラ１０ｃ、シート２の搬送を監視する定着排紙センサ１０ｅを備える。加熱用ヒータ１０ａは定着ニップ部において、定着フィルム１０ｂを加熱する。加熱用ヒータ１０ａには温度を監視する温度センサ１０ｄ（たとえばサーミスタ）が接触するように配置されている。温度センサ１０ｄで測定した加熱用ヒータ１０ａの温度に応じて加熱用ヒータ１０ａが所定の温度になるように、温度制御回路（不図示）が加熱用ヒータ１０ａへの通電を制御する。
【００１５】
図２はプリンタ１における電気系統の構成を示すブロック図である。プリンタ１の動作を制御するＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０１ａ、ＲＡＭ１０１ｂ、タイマ１０１ｃを有する。ＣＰＵ１０１は、表示部１０２、定着駆動部１０３、搬送駆動部１０７、排紙駆動部１０４、センサ群１０５を備え、外部機器１０６と通信する機能を備えている。ＣＰＵ１０１は表示部１０２とやりとりして操作パネルの表示や操作入力の受信を行う。また、ＣＰＵ１０１は、定着駆動部１０３を制御して定着温度制御を行う。また、ＣＰＵ１０１は、搬送駆動部１０７と排紙駆動部１０４を制御してシートの搬送制御を行い、センサ群１０５からの入力信号を受信して搬送路上のシートの搬送状態を監視したり、搬送路上のシートの位置を特定したりする。排出駆動部はパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）により駆動されるＤＣモータを有しており、後述するように、ＣＰＵ１０１によりＰＷＭ信号のデューティが制御されることにより、搬送トルクが制御される。
【００１６】
図３はＣＰＵ１０１が実行するシート搬送の処理を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１０１は、カセット３から給送されたシート２がセンサ５で検知されるのを待つ（Ｓ２０１）。センサ５がシート２の先端を検知してオンになると、ＣＰＵ１０１は、内臓のタイマ１０１ｃをスタートさせる（Ｓ２０２）。次にＣＰＵ１０１は、センサ５がオフになるのを待つ（Ｓ２０３）。センサ５がシート２の後端を検知してオフになると、ＣＰＵ１０１は、タイマ１０１ｃを停止し、センサ５がオンになっていた時間Ｔｏｎとシート２の搬送スピードＶｓとからシート２の長さＬを決定する（Ｓ２０４）。長さ決定のための算出式は、
Ｌ＝Ｔｏｎ×Ｖｓ
である。本例ではシート２を搬送するスピードＶｓは１０５ｍｍ／ｓｅｃである。ゆえに例えばセンサ５が２ｓｅｃの間オンになっていたとすると、シート２の長さＬは２１０ｍｍと算出される。ＣＰＵ１０１は、シート２の長さが決定されると、排出センサ１３がオンになるのを待つ（Ｓ２０５）。排出センサ１３がシートの先端を検知し、オンになると、ＣＰＵ１０１は、所定時間が経過するのを待ち（Ｓ２０６）、所定時間経過後に排出中のシート２の搬送を一旦停止させる（Ｓ２０７）。この所定時間は測定したシートの長さ（搬送方向）に応じて決定され、シートの長さが長いほど所定時間は長くなる。例えば、シートの長さが２１０ｍｍ（Ａ４）である場合、シートの後端２０ｍｍが機内に残るようにして排出ローラ１２が停止される。即ち、ＣＰＵ１０１は、排出センサ１３がオンになってから約１．８１ｓｅｃ経過後に排出ローラ１２の駆動を停止させている。ＣＰＵ１０１は、その後排出ローラ１２の所定の停止時間が経過するのを待ち（Ｓ２０８）、所定の停止時間が経過後、排出ローラ１２を停止する直前の搬送トルクよりも大きなトルクで排出ローラ１２の駆動の再開をさせる（Ｓ２０９）。本実施形態では、排出ローラ１２の一時停止時間を２．０ｓｅｃとしている。本実施形態では、複数枚連続プリントを行う時のシートの搬送間隔が２．３ｓｅｃであり、排出ローラ１２が一時停止しても、一時停止しているシートと後続のシートとが衝突しないように一時停止時間が設定されている。
【００１７】
搬送再開時に停止直前よりも大きなトルクを得るために、本実施形態では、排出ローラ１２の駆動部である排紙駆動部１０４にＰＷＭ制御されたＤＣモータを用いている。ＣＰＵ１０１は、搬送再開後に所定の時間が経過するのを待つ（Ｓ２１０）。そして所定時間経過すると、ＣＰＵ１０１は、ＤＣモータのトルクが搬送停止動作直前の搬送トルクとなるように排紙駆動部１０４を制御する（Ｓ２１１）。その後ＣＰＵ１０１は、排出センサ１３がオフとなるのを待ち（Ｓ２１２）、排出センサ１３がオフになると、排出ローラ１２を停止させる（Ｓ２１３）。
【００１８】
なお、後続のシートがある場合は、排出ローラ１２の駆動が継続される。
【００１９】
図４はシート２にかかる摩擦抵抗力と搬送トルクとＤＣモータのＰＷＭ制御タイミングを表している。図中のＡの期間は排出中のシートの搬送を一時停止させる前の状態である。シート２に働く摩擦抵抗力は、動摩擦力であり、搬送トルクは動摩擦力以上となるトルクＱ１に設定されている。このときＤＣモータのＰＷＭ制御におけるデューティ比は５０％である。図中に示したＰＷＭ制御周期に対するＰＷＭ信号のオン幅で制御値を表している。図中Ｂの期間は、排出中のシートの搬送を一時停止させている状態である。ＰＷＭ制御値は０％であり、ＤＣモータの駆動は停止している。図中のＣの期間は、シートの搬送を再開した状態である。シート２に働く摩擦抵抗力は排出トレイ１５へ既に積載されているシートに対してシート２が動き出す直前をピークとする最大静止摩擦力である。搬送トルクは前述の最大静止摩擦力を上回るトルクＱ２を必要とする。もし、この搬送再開時の搬送トルクが最大静止摩擦力以下であれば、シート２の搬送が阻害されて、正常な排出や積載が行えない可能性がある。そこで、ＤＣモータのＰＷＭ制御値を１００％とし、最大静止摩擦力以上の搬送トルクＱ２を生じさせている。これにより、シートが摩擦力により搬送を阻害されることなく搬送が再開される。図中のＤの期間はＤＣモータの制御値を１００％から５０％へ復帰させた状態である。シートが動き始めるときだけ、最大静止摩擦力を上回るトルクＱ２を必要とするが、シートが動き始めた後は元のトルクＱ１で十分である。なお、シートが動き始めた後もトルクＱ２が維持されたままであると、後続のシートが排出ローラ１２へ到達する時点で定着排出ローラ１１や定着装置１０と搬送速度差が生じて、定着ムラやシートに皺が生ずる等の不具合が生じる。そのため、上記の期間Ｄでは、搬送トルクがＱ１に復帰するようＤＣモータが制御される。
【００２０】
以上説明したように、シートを冷却するために排出中のシートの搬送を一時停止させる場合でも、搬送再開時にシートに働く最大静止摩擦力による抵抗力よりも大きな搬送トルクで搬送を再開することで、シートの搬送不良を防止し正常な排紙を行うことができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  プリンタ
２  シート
１２  排出ローラ
１３  排出センサ
１０１  ＣＰＵ
１０４  搬送制御部
【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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