(57)【要約】【課題】熱ローラ定着方式の定着器を備えた画像形成装置において、用紙にトナー像を定着させる際、用紙はヒートローラによって一方面しか熱せられないため、カールが発生するので、カールを矯正して用紙を断面視直線状に矯正する。【解決手段】定着手段１６と排紙手段９との間の用紙通過領域を記録紙１０が通過しているときに、この領域を冷却する冷却手段を設け、該定着手段１６と排紙手段９との両方で記録紙１０を把持しているとき、該冷却手段を駆動するようにした。【選択図】　　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱定着式の定着手段を備えた画像形成装置であって、定着手段と排紙手段との間の用紙通過領域を冷却する冷却手段を備え、少なくとも前記領域を用紙が通過しているときに、該冷却手段を駆動する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記冷却手段は、前記定着手段と排紙手段との両方で用紙を把持しているときに、前記用紙通過領域を冷却する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記定着手段の下流側近傍位置に用紙通過検出手段を設け、用紙通過検出手段が用紙先端を検出したときにタイマによる時間計測を開始し、該タイマがタイムアップしたときに冷却手段を駆動する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記用紙通過検出手段が用紙後端を検出したときに冷却手段を停止することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱定着式の定着手段を備えた画像形成装置に関し、特に、定着後の記録紙のカールを防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像形成装置に備える用紙へのトナー定着手段として、加熱により定着させる熱定着式の定着器が公知である。このような熱定着式の定着器を、トナーと剥離性を持つ加熱されたローラを用紙に接触させて、トナーと用紙に熱供給する熱ローラ定着方式とした場合は、接触式であるため熱効率が良く、高速定着が可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記熱ローラ定着方式の定着器では、用紙に転写されたトナー像は、用紙の表面のみに加熱されたヒートローラを押し当てることによって定着される。このように、一方面にのみヒートローラが押し当てられるので、定着後の用紙がカールしてしまうという不具合があった。
そこで本発明は、ヒートローラ通過後の用紙が一方面のみ加熱、加圧されることによって発生するカールを矯正して、該用紙を断面視直線状に矯正する定着装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、熱定着式の定着手段を備えた画像形成装置であって、定着手段と排紙手段との間の用紙通過領域を冷却する冷却手段を備え、少なくとも前記領域を用紙が通過しているときに、該冷却手段を駆動するものである。
【０００５】
請求項２においては、前記冷却手段は、前記定着手段と排紙手段との両方で用紙を把持しているときに、前記用紙通過領域を冷却するものである。
【０００６】
請求項３においては、前記定着手段の下流側近傍位置に用紙通過検出手段を設け、用紙通過検出手段が用紙先端を検出したときにタイマによる時間計測を開始し、該タイマがタイムアップしたときに冷却手段を駆動するものである。
【０００７】
請求項４においては、前記用紙通過検出手段が用紙後端を検出したときに冷却手段を停止するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
これより、本発明の実施形態について説明する。
図１は画像形成装置４の構成を示す概略図、図２はカール矯正処理前における記録紙１０の搬送位置を示す定着手段１６等の配置構成を示す概略図、図３は同じくカール矯正処理中の概略図、図４は同じくカール矯正処理後の概略図、図５はカール矯正処理に関わる各装置のタイミング図であり、特に図５（ａ）はＰＤＳセンサ１１、図５（ｂ）はタイマ１３、図５（ｃ）は冷却ファン７のタイミング図を示す。
まず、本実施例の定着手段１６を適用した画像形成装置４について、図１及び図２を用いて説明する。
画像形成装置４の内部には、図１に示すように、給紙手段１８より引き出された用紙を搬送する用紙搬送路１２が形成されている。用紙搬送路１２の用紙搬送方向における上流側より下流側に沿って、給紙手段１８、現像手段１４、定着手段１６が設けられている。これらの手段により画像形成装置４が構成され、記録紙１０が前記各手段を経て、記録紙１０上に画像形成が行われる。
【０００９】
給紙手段１８は、記録紙１０を収納する給紙カセット２５と、給紙カセット２５内の記録紙１０を繰り出す給紙ローラ２６とを備えている。給紙ローラ２６は、モータにクラッチを介して駆動伝達可能に接続され、間欠的に駆動されて記録紙１０の繰り出しを行う。
【００１０】
現像手段１４は、用紙に接触してトナーを転写する感光体ドラム２２と、感光体ドラム２２に対向して配置される転写ローラ１７と、感光体ドラム２２の表面を負帯電させる帯電ローラ２３と、感光体ドラム２２の表面をクリーニングするブラシ２９と、感光体ドラム２２にトナーを供給する現像ローラ２０とを備えている。現像ローラ２０には、トナーを収容するトナー室１９より供給ローラ２１によりトナーが供給される。
【００１１】
また、感光体ドラム２２の上方には、感光体ドラム２２上に静電潜像を形成する発光体であるＬＥＤ３０が配置される。
ＬＥＤ３０は、画像形成装置４に付設の画像読取装置、もしくは通信回線等を経て接続される他の画像形成装置から送信された画像情報に基づいて、感光体ドラム２２に光を照射し、負帯電した感光体ドラム２２上の負電荷を適宜位置で取り除いて、静電潜像を形成する。
そして、感光体ドラム２２上の潜像部位に、現像ローラ２０より供給されたトナーが付着し、感光体ドラム２２と転写ローラ１７との間にニップした用紙にトナーの転写が行われる。
【００１２】
定着手段１６は、熱ローラ定着方式で構成されており、ヒートローラ３と、ヒートローラ３に当接する剥離爪５と、ヒートローラ３に対向して配置されるプレスローラ２４とを備えている。
ヒートローラ３およびプレスローラ２４は、用紙搬送路１２を挟んで対向配置され、該ヒートローラ３内の軸心位置にはハロゲンランプ等のランプヒータ１が内挿され、該ランプヒータ１にて発生した熱がヒートローラ３の外周部に伝わるように構成されている。
ヒートローラ３とプレスローラ２４とにより、トナー像を保持した（転写された）用紙を、加熱および加圧しながら用紙搬送路１２に沿って挟持搬送し、トナー像を用紙に定着させるものである。
この後、トナー像を定着された用紙は、ヒートローラ３の下流側（後方側）に配置された、排紙プレスローラ３６と排紙プレスローラ３６に対向して配置される排紙ローラ３７とからなる排紙手段９によって、ハウジング３９の排紙口から、排紙トレイ４０に排出される。
【００１３】
プレスローラ２４は、図示せぬ付勢機構によりヒートローラ３側に付勢される構成である。これに対しヒートローラ３は、長手方向の左右それぞれで、画像形成装置４内に設けるフレームに回動自在に設けられる。
【００１４】
これより、本実施例の画像形成装置４に備えるカール矯正処理機構の構成について、図２から図４を用いて説明する。
図２に示すように、用紙搬送路１２の、定着手段１６と排紙手段９との間の用紙通過領域を通過する用紙を冷却するための冷却手段として、冷却ファン７が設けられている。また、該冷却ファン７の駆動モータ２７の駆動は、制御手段２８によって制御される。
【００１５】
このため、熱定着式の定着手段１６で加熱され、カールが発生する状態に置かれた記録紙を、排紙トレイ４０に排出する前に、冷却することができる。したがって、記録紙１０が排紙トレイ４０に排出された時点では、カールが発生しないようにすることができる。
【００１６】
冷却ファン７は、記録紙１０を、定着手段１６及び排紙手段９の両方で把持しているときに駆動するようになっている。
このような構成にすることにより、前記記録紙１０が定着手段１６及び排紙手段９の両方に把持されている状態、すなわち記録紙１０に張力が加えられている状態のときに冷却ファン７によって冷却される。つまり、引き伸ばされた状態で冷却されてその状態に固定されるので、記録紙１０のカールが矯正される。
【００１７】
冷却ファン７の駆動開始・終了のタイミングを検出する手段として、定着手段１６の下流側近傍位置に、ＰＤＳセンサ１１が設けられている。ＰＤＳセンサ１１は、用紙搬送路１２の下流側近傍位置上の記録紙１０の有無を検出する用紙通過検出手段である。
【００１８】
まず、冷却ファン７の駆動開始タイミングの検出の仕組みについて説明する。制御手段２８にはタイマ１３が内蔵されており、ＰＤＳセンサ１１による記録紙１０の先端検出により、タイマ１３が時間計測を開始する。そして、タイマ１３が所定の時間計測を終了してタイムアップすると、タイマ１３から計測終了の信号が出力され、制御手段２８が冷却ファン７の駆動を開始させる。つまり、タイマ１３による時間計測の終了時が、冷却ファン７の駆動開始タイミングである。
ここで、冷却ファン７の駆動開始タイミングが、排紙手段９による記録紙１０のニップが完了する時点以降となるように、タイマ１３による計測時間が設定されている。そして、冷却ファン７が駆動する際には、記録紙１０が定着手段１６および排紙手段９の双方に把持されているようにしている。
なお、記録紙１０を挟持搬送するヒートローラ３やプレスローラ２４等のローラの回転は、パルスモータによって駆動するので、記録紙１０の搬送速度の予測は可能である。したがって、タイマ１３の計測時間を適宜設定することで、タイマ１３のタイムアップ時を、排紙手段９による記録紙１０のニップが完了時点（もしくはそれ以降）と合わせることが可能である。
【００１９】
以上のように、用紙搬送路１２上にＰＤＳセンサ１１を設け、該ＰＤＳセンサ１１による記録紙１０先端検出に基づいて、タイマ１３の時間計測を開始し、該タイマ１３のタイムアップに基づいて、冷却ファン７を駆動する構成としたので、定着手段１６および排紙手段９とで記録紙１０を挟持した状態で、記録紙１０の冷却を確実に開始することができる。
【００２０】
次に、冷却ファン７の駆動終了タイミングの検出の仕組みについて説明する。冷却ファン７の駆動終了タイミングは、ＰＤＳセンサ１１が記録紙１０の後端を検出した時点としている。ＰＤＳセンサ１１が記録紙１０の後端を検出すると、該検出信号に基づいて、制御手段２８は、冷却ファン７の駆動を停止させる。
【００２１】
ここで、ＰＤＳセンサ１１による記録紙１０の後端検出時とは、ＰＤＳセンサ１１による記録紙１０の検出が終了した（検出しなくなった）時点を意味する。ＰＤＳセンサ１１は、傾倒自在の検出部１１ａを備え、検出部１１ａは、記録紙１０の非検出状態では用紙搬送路１２に突出し、検出状態では記録紙１０に押されて用紙搬送路１２の下側に傾倒する。ＰＤＳセンサ１１は光センサであり、検出部１１ａの傾倒の有無により光通路の断接が切り替えられて、検出・非検出が判定される。つまり、本実施例では、ＰＤＳセンサ１１に備える検出部１１ａの傾倒開始と傾倒終了との両時点を検出することで、記録紙の前端および終端の検出を行う構成である。
【００２２】
以上のように、ＰＤＳセンサ１１が記録紙１０の後端を検出すると、冷却ファン７の駆動を終了するので、定着手段１６によるニップ解除のタイミング検出を、確実に行うことができ、定着手段１６による記録紙１０のニップが外れた時点で、記録紙１０の冷却を停止することができる。
【００２３】
本実施例では、冷却手段として冷却ファン７を採用しているが、これに限定するものではない。また、画像形成装置に電源基板を冷却するためのファンを備えている場合には、該ファンからの送風を一部利用する構成としてもよい。
尚、前記冷却ファン７は記録紙１０に直接向けて送風されるように配置する構成とすることが望ましいが、定着手段１６及び排紙手段９の間の用紙通過領域を漠然と冷却するだけでも、該記録紙１０のカールは矯正される。
したがって、定着手段と排紙手段との間の用紙通過領域が、冷却される構成であれば良く、冷却手段の配設位置や、冷却手段からの送風経路の構成等は、本実施例の構成に限定するものではない。
【００２４】
前記ＰＤＳセンサ１１、タイマ１３及び冷却ファン７における駆動状態の時間変化について、図５を用いて説明する。
図５において、横軸は時間であり、縦軸はカール矯正処理に関わる各装置のＯＮ・ＯＦＦ状態を示すものである。
前記ＰＤＳセンサ１１が記録紙１０の先端を検出した時刻をｔ１とする。時刻ｔ１にＰＤＳセンサ１１が作動し、タイマ１３を走らせる（時間計測を開始させる）。タイマ１３による計測時間はＴ１であり、時刻ｔ１より時間Ｔ１が経過すると、タイマ１３がタイムアップする時刻ｔ２となる。時刻ｔ２となると、制御手段２８は、冷却ファン７の駆動を開始させる。
そして、ＰＤＳセンサ１１が記録紙１０の後端を検出する時刻がｔ３である。時刻ｔ３になると、制御手段２８は、冷却ファン７の駆動は停止させる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間が、冷却ファン７により、前記用紙通過領域上の記録紙１０が冷却されるカール矯正処理時間である。
【００２５】
前記冷却ファン７、ＰＤＳセンサ１１及びタイマ１３の駆動の時間変化は、本実施例の構成に限定するものではない。記録紙１０が定着手段１６及び排紙手段９の両方に把持されているときに、該冷却ファン７が駆動するように構成されていればよい。
【００２６】
本実施例では、定着手段１６の下流側近傍位置にＰＤＳセンサ１１を設け、ＰＤＳセンサ１１による記録紙１０先端検出時を基準として、冷却ファン７の駆動開始タイミングを決定し、ＰＤＳセンサ１１による記録紙１０後端検出時に冷却ファン７の駆動停止タイミングを決定するようにしている。
前記基準を決定するためのＰＤＳセンサ１１の配置位置は、定着手段１６の下流側近傍位置に限定されるものではなく、例えば、定着手段１６の上流側近傍位置に設けてもよい。また、この構成の場合は、冷却ファン７の駆動開始タイミングを、ＰＤＳセンサ１１による記録紙１０先端検出時から、タイマ１３による所定時間経過後として、排紙手段９によるニップ開始時にあわせられる。
そして、前記冷却ファン７の駆動停止タイミングは、ＰＤＳセンサ１１による記録紙１０後端検出時から、タイマ１３による所定時間経過後として、定着手段１６によるニップ解除時にあわせることが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２８】
即ち、請求項１に示す如く、熱定着式の定着手段を備えた画像形成装置であって、定着手段と排紙手段との間の用紙通過領域を冷却する冷却手段を備え、少なくとも前記領域を用紙が通過しているときに、該冷却手段を駆動するので、
熱定着式の定着手段で加熱され、カールが発生する状態に置かれた記録紙を、排紙トレイに排出する前に、冷却することができる。したがって、記録紙が排紙トレイに排出された時点では、カールが発生しないようにすることができる。
【００２９】
請求項２に示す如く、前記冷却手段は、前記定着手段と排紙手段との両方で用紙を把持しているときに、前記用紙通過領域を冷却するので、
記録紙が定着手段及び排紙手段の両方に把持されている状態、すなわち記録紙に張力が加えられている状態のときに冷却手段によって冷却される。つまり、引き伸ばされた状態で冷却されてその状態に固定されるので、記録紙のカールが矯正される。
【００３０】
請求項３に示す如く、前記定着手段の下流側近傍位置に用紙通過検出手段を設け、用紙通過検出手段が用紙先端を検出したときにタイマによる時間計測を開始し、該タイマがタイムアップしたときに冷却手段を駆動するので、
記録紙の冷却を、定着手段および排紙手段とで記録紙を挟持した状態で、確実に開始することができる。
【００３１】
請求項４に示す如く、前記用紙通過検出手段が用紙後端を検出したときに冷却手段を停止するので、
定着手段によるニップ解除のタイミング検出を、確実に行うことができ、定着手段による記録紙のニップが外れた時点で、記録紙の冷却を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置４の構成を示す概略図。
【図２】カール矯正処理前における記録紙１０の搬送位置を示す定着手段１６等の配置構成を示す概略図。
【図３】同じくカール矯正処理中の概略図。
【図４】同じくカール矯正処理後の概略図。
【図５】カール矯正処理に関わる各装置のタイミング図である。
【符号の説明】
３　ヒートローラ
４　画像形成装置
７　冷却ファン
９　排紙手段
１０　記録紙
１１　ＰＤＳセンサ
１３　タイマ
１６　定着手段
２４　プレスローラ
【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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