(57)【要約】【課題】定着器の立ち上げ時間を短縮すること。【解決手段】画像形成装置は、被転写材にトナー画像を形成する画像形成部２７と、トナー画像が形成された被転写材を加熱して被転写材にトナー画像を定着する定着器５と、トナー画像を定着された被転写材を排出口１６から排出する排出ローラ１０と、排出ローラによって排出された被転写材が積載される排出トレイ７と、被転写材が排出されるとき排出口１６を開く蓋部材１４と、を備え、蓋部材は排出口のほぼ全域を覆うようになっている。【選択図】　　　図１
2004077826.tif 000002
【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画像形成手段と、
前記トナー画像が形成された前記シートを加熱して前記シートに前記トナー画像を定着する定着手段と、
前記トナー画像を定着されたシートを排出口から排出する排出手段と、
前記排出手段によって排出された前記シートが積載されるシート積載手段と、
前記シートが排出されるとき前記排出口を開く開閉蓋と、を備え、
前記開閉蓋は前記排出口のほぼ全域を覆うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記開閉蓋は、前記シートの上面に平行な回転中心軸を中心に回動可能であり、かつ前記シートに押されて前記排出口を開く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】
前記開閉蓋の開状態を検知する開検知手段と、
前記開検知手段が前記開閉蓋の開状態を所定時間以上継続して検知したとき前記シート積載手段に積載されている前記シートが満載であると判断する満載判断手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
シート排出時に前記シートの先端が当接する前記開閉蓋の部分は、柔軟性部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記開閉蓋を受け止めるストッパ部材を備え、前記開閉蓋と前記ストッパ部材とが互いに当接する部分の少なくとも一方が柔軟性部材であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記柔軟性部材は、シート状の部材であることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記柔軟性部材はゴム製であることを特徴とする請求項４又は５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、シートに画像を形成する複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の画像形成装置、特に、シートに転写したトナー画像をシートともに加熱してシートに定着する熱定着器を備えている画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置は、感光体ドラムにレーザー光等によって描かれた潜像を現像する現像器と、この現像器によって現像されたトナー像をシートに転写する転写器と、転写されたトナー像をシートに熱を加えて定着させる定着器等を備えたものが主流となっている。そして、機種によっては、定着器によってトナー画像を定着されたシートが積載される排出トレイの満載状態を検知する満載検知部を備えた画像形成装置がある。
【０００３】
画像形成装置の構成要素の１つである上記定着器は、ヒータによって加熱され、温度センサによって所定の温度に保たれて回転する定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で当接されて従動回転する加圧ローラとによって、シートを挟みながら回転して搬送して、シートに熱および圧力を加えて現像剤で形成されたトナー画像を溶融し、そのトナー画像をシートに定着するようになっている。定着器としては、このようなタイプのものが多い。
【０００４】
一方、排紙積載部である排出トレイのシート満載状態を検知して、ユーザに認知させる満載検知部は、例えば、図５に示すように、シート排出部１１１に設けられて回転中心軸１１２を中心に回転するフラッパ部材１１４と、回転中心軸１１２の端部に設けた検知板１１３と、検知板１１３によって光を遮断されるフォトインタラプタ方式のセンサＳ等を備えている。
【０００５】
フラッパ部材１１４は、図６に示すように、通常、排出トレイ上に積載されたシートＰの上面に先端部１１４ｂを当接させて安定するようになっている。検知板１１３は、センサＳを出入りすることでフラッパ部材１１４の状態を検知できるようになっている。したがって、満載検知部１１０は、排出されたシートが想定された高さにまで積み重なったときに、フラッパ部材１１４がその積載部の上部を検知して、検知板１１３とセンサＳとによってフラッパ部材１１４の状態を検知し、満載状態と判断することができる。
【０００６】
また、満載検知部１１０を、シート排出部１１１の上部で、かつシート排出部１１１の近傍に配置した場合、シートが排出される度に、フラッパ部材１１４が反応するため、満載検知部１１０は、フラッパ部材１１４が、あらかじめ決められた所定時間以上シートを検知し続けた場合、満載と判断する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の画像形成装置は、定着器がトナー像の定着のためシートを加熱するため、次の課題を有している。
【０００８】
定着ローラを所定温度に立ち上げるのに時間を要する。
【０００９】
スタンバイ時（待機状態）に定着ローラを所定温度保つため、必要消費電力が大きい。
【００１０】
また、近年の画像形成装置は、画像形成動作が高速化されている。また、高速化にともない排出トレイへの積載枚数が増大している。また、使用されるシートに再生シート等が使用されて定着器でのヒートカールの大きいシートの使用頻度も多くなっている。さらに、使用されるシートサイズもハガキからノビサイズシート等のさまざまな大きさのシートを使用できるようになってきている。
【００１１】
これらの理由によって、従来の満載検知部１１０のようにフラッパ部材１１４をシートの中央部の上面に当てているだけでは、ヒートカールしたシートを多数枚積載して、さまざまなサイズのシートであっても満載を完全に検知しようとすると、シートの排出高さを低く制限しないと、シート端部がシート排出口を塞ぐことがある。このため、カールの少ない排出シートは排出トレイの積載枚数と比較して小数枚しか積載できない（図６参照）。
【００１２】
本発明は、定着器である定着手段の立ち上げ時間を短縮すること、スタンバイ時の必要電力を少なくすること、さらに大容量トレイ上のさまざまなサイズのシートを適正に検知すること等のできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、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画像形成手段と、前記トナー画像が形成された前記シートを加熱して前記シートに前記トナー画像を定着する定着手段と、前記トナー画像を定着されたシートを排出口から排出する排出手段と、前記排出手段によって排出された前記シートが積載されるシート積載手段と、前記シートが排出されるとき前記排出口を開く開閉蓋と、を備え、前記開閉蓋は前記排出口のほぼ全域を覆うようになっている。
【００１４】
本発明の画像形成装置における、前記開閉蓋は、前記シートの上面に平行な回転中心軸を中心に回動可能であり、かつ前記シートに押されて前記排出口を開くようになっている。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、さらに、前記開閉蓋の開状態を検知する開検知手段と、前記開検知手段が前記開閉蓋の開状態を所定時間以上継続して検知したとき前記シート積載手段に積載されている前記シートが満載であると判断する満載判断手段と、を備えている。
【００１６】
本発明の画像形成装置における、シート排出時に前記シートの先端が当接する前記開閉蓋の部分は、柔軟性部材である。
【００１７】
本発明の画像形成装置は、前記開閉蓋を受け止めるストッパ部材を備え、前記開閉蓋と前記ストッパ部材とが互いに当接する部分の少なくとも一方は柔軟性部材である。
【００１８】
本発明の画像形成装置における、前記柔軟性部材は、シート状の部材である。
【００１９】
本発明の画像形成装置における、前記柔軟性部材はゴム製である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の画像形成装置を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態の画像形成装置の被転写材の搬送方向に沿った断面図である。
【００２２】
画像形成装置２０は、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する、平行に配置された４つの画像形成媒体である例えば感光体ドラム１９ａ（イエロー），１９ｂ（マゼンタ），１９ｃ（シアン），１９ｄ（ブラック）と、これらの４つの感光体ドラム１９ａ乃至１９ｄの上部に、４つの感光体ドラムを縦断する態様で配置された中間転写ベルト２等を備えている。各感光体ドラム１９ａ乃至１９ｄの周囲には、不図示の帯電器、現像器、クリーナが配置され、それらはプロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとしてユニット化されている。感光体ドラム１９ａ乃至１９ｄ、中間転写ベルト２、２次転写ローラ３等は、被転写材に画像を転写する画像形成手段である例えば画像形成部２７を構成している。
【００２３】
感光体ドラム１９ａ乃至１９ｄは、それぞれ不図示の帯電器により帯電されて、色分解したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の光像を露光装置６によって露光された後、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの潜像を形成される。それぞれの潜像は、現像器により現像されて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像となる。各色のトナー像は、感光体ドラム１９ａ乃至１９ｄから中間転写ベルト２へ順次転写される。
【００２４】
シートである例えば被転写材Ｐは、カセット４にあらかじめ収納されている。カセット４は、被転写材Ｐを補給したり、カセット４内で発生したジャムを処理したりすることができるように、図１中手前方向に引き出すことができるようになっている。
【００２５】
被転写材Ｐは、ピックアップローラ８によってカセット４から１枚ずつ送り出されて、レジストローラ９で画像形成タイミングを合わされた後、２次転写ローラ３と中間転写ベルト２で構成されるニップ部に送り込まれる。そして、被転写材Ｐは、中間転写ベルト２上のトナー像を順次転写される。トナー像を転写された被転写材Ｐは、定着手段である例えば定着器５に搬送されて、そこで熱および圧力を受けてトナー像を定着される。この結果、各色のトナー画像は、各色のトナーを溶融混色されて被転写材Ｐに定着されたフルカラーのプリント画像となる。最後に、被転写材Ｐは、定着器５の下流に設けた排出手段である例えば排出ローラ１０によってシート積載手段である例えば排出トレイ７に排出されて積載される。
【００２６】
図２は、本実施形態の画像形成装置に装備した定着器の概略構成を示す断面図である。
【００２７】
定着器５は、内部に加熱用のヒータ１１を有する定着体である定着ローラ１２と、定着ローラ１２に圧接する加圧体である加圧ローラ１３等を備えている。定着器５は、未定着トナー像を転写された被転写材を定着ローラ１２と加圧ローラ１３とで挟持搬送しながら定着ローラ１２からの熱によって加熱するとともに、定着ローラ１２及び加圧ローラ１３による加圧力により加圧することによって未定着のトナー像を被転写材に定着するようになっている。
【００２８】
定着ローラ１２と加圧ローラ１３は、アルミニウム、鉄等のパイプ状の芯金上にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱弾性体からなる弾性層を形成してから、その弾性層の表面にテトラフルオロスチレンパフルオロアルキルビニール共重合体（ＰＦＡ）又は４ふっ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を被覆して離型層を形成しあるローラ、若しくは、鉄製のパイプ状の芯金上に直接ＰＦＡ又はＰＴＦＥを被覆して離型層を形成してあるローラである。
【００２９】
加熱部材である定着ローラ１２と加圧ローラ１３との間には被転写材Ｐが通過するようになっている。被転写材Ｐ上のトナー像は、定着ローラ１２と加圧ローラ１３との間で加熱及び加圧されて被転写材に定着される。
【００３０】
定着ローラ１２の表面には、温度検知手段である温度検知素子１５が当接している。この温度検知素子１５によって定着ローラ１２の温度が検出される。本実施形態の画像形成装置２０は、温度検知素子１５からの温度情報に基づいてヒータ１１の作動を制御して、定着ローラ１２の表面温度を所定の設定温度（プリント温度）、又は非定着時の待機温度（スタンバイ温度）に保つようになっている。
【００３１】
図３に示す開閉蓋である例えば蓋部材１４は、排出トレイ７上の被転写材が満載であるか否かを検知する満載検知手段である満載検知部２１のアクチュエータである。蓋部材１４は、被転写材の上面に平行な回転中心軸１７，１７を中心に回動自在になっている。蓋部材１４は、通常は、被転写材排出口１６をほぼ全域覆ってストッパ部材である例えばストッパ２３に突き当たっている。
【００３２】
本実施形態の画像形成装置２０は、蓋部材１４が被転写材排出口１６のほぼ全域を覆っているので、装置本体２２の外部への定着器５の熱の逃げが減少して、定着ローラ１２の保温効果が向上する。
【００３３】
この結果、本実施形態の画像形成装置２０は、ヒータ１１を発熱する時間を短くすることができて、消費電力を押さえることができる。
【００３４】
さらに、定着器５の断熱効果が向上するため、定着ローラ１２を所定の温度に立ち上げる時間も短くすることができる。
【００３５】
また、蓋部材１４は、被転写材排出口１６をほぼ全域覆っているので、被転写材排出口１６から排出されるどのようなサイズの被転写材であっても、しかも被転写材がカールしていても、被転写材の幅方向全体を確実に押さえて、被転写材を略平坦にすることができるので、カールしている被転写材によって被転写材排出口１６が塞がれるようなことがなくなり、被転写材を確実に排出することができるようになるとともに、排出トレイ７の積載枚数を従来よりか多くすることができる。
【００３６】
蓋部材１４は、被転写材が排出されるとき、被転写材の排出力により図１の実線の位置から破線の位置に回転することによって被転写材の排出を許容する。回転中心軸１７の端部に設けた検知板１８は、フォトインタラプタ方式のセンサＳに出入りすることで蓋部材１４の開閉状態を検知できるようになっている。検知板１８と、センサＳは、開検知手段の１例である。
【００３７】
被転写材が排出されているとき、蓋部材１４の先端部１４ｂが排出されている被転写材に押し上げられるため矢印Ａ方向に回動する。また、蓋部材１４は、排出トレイ７上の被転写材が満載のとき、その被転写材の上に乗り、積載高さに応じて矢印Ａ方向に回動したままになっている。このとき、検知板１８がセンサＳを遮光すると、センサはＯＮ状態になる。被転写材が排出されていないとき、または、被転写材の積載枚数が少ないとき、先端部１４ｂは被転写材によって押し上げられないため、自重でストッパ２３に突き当たって安定した状態に落ち着いている。このとき、検知板１８がセンサＳから抜け出ているため、センサＳはＯＦＦ状態になっている。
【００３８】
本実施形態の画像形成装置におけるセンサＳには、フォトインタラプタを使用しているが、マイクロスイッチを使用してもよい。この場合、マイクロスイッチは検知板１８に押されて作動する。
【００３９】
次に、本実施形態の画像形成装置の動作を説明する。図４は、センサＳの動作タイミングチャートである。図４に、例えば、１枚目の被転写材が印字終了して排出されたときを「１排」と記した。図４において、センサＳがＯＮになっている期間は、被転写材が蓋部材１４を押し上げている間である。この場合センサＳは、被転写材の搬送方向長さに渡ってＯＮし続けている。そのときの検知時間をＴＡとする。仮に、被転写材の排出枚数がｎ枚になった時点で、排出トレイ７が満載の状態になるとする。すると、時刻ｔ１でセンサＳがＯＮし、排出トレイ７上の被転写材の積載枚数が所定の枚数になる。すると、蓋部材１４は被転写材に載ったままになっており、検知板１８はセンサＳを遮断したままになっている。このため、センサＳは、ＯＮのままになっている。
【００４０】
ここで、時刻ｔ１から所定時間Ｔｓ経過した時刻ｔ２の時点までセンサがＯＮ状態のままであれば、排出トレイ７上の被転写材が満載であると満載判断手段である例えば満載判断回路２４が判断する。所定時間Ｔｓは、被転写材が搬送方向の長さを通過するときに要する時間ＴＡに、さらに、検知誤差等の要因を除くための余裕分の時間を加えてある。所定時間Ｔｓが経過すると、満載判断回路２４は、装置本体２２の上部に設けた表示パネル２５に排出トレイ７が満載であることを表示する。
【００４１】
なお、満載判断回路２４には、上記所定時間Ｔｓを記憶することができるようになっており、この記憶してある所定時間と検知された所定時間とを比較して、検知された所定時間が記憶してある所定時間を超えたとき、満載判断を下すようになっている。また、この所定時間Ｔｓは、被転写材の厚み、サイズ等によって変更する必要があり、これに応じて満載判断回路２４に記憶される所定時間Ｔｓを変えることができるようになっている。
【００４２】
また、蓋部材１４の被転写材当接部１４ａとストッパ２３の当接部２３ａとの少なくとも一方は、柔軟性部材でできている。このことによって、被転写材が蓋部材１４を押して回動させるときに発生する当接音を減少させることができる。また、被転写材が排出トレイ７に排出された後、蓋部材１４が被転写材排出口１６を閉じるとき、ストッパ２３に当接する音も減少させることができる。ここで、柔軟性部材とは、例えば、ＰＥＴやポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）などのシート材である。また、ウレタンやシリコンなどのゴム材であってもよい。また、蓋部材１４をモールド製品にして、蓋部材１４のストッパ２３に当接する部分に、例えば上記の柔軟性部材を貼り付けてもよい。
【００４３】
さらに、蓋部材１４の先端が被転写材の上面を検知するようになっているので、再生紙等のカール量の大きい被転写材や上質のカール量の少ない被転写材であっても、さらには、さまざまなサイズの被転写材であっても、排出トレイ７に積載された被転写材の満載を確実に検知することができるとともに、各モードでの最適満載量を安定的に検知することができる。
【００４４】
本実施形態の画像形成装置２０は、被転写材排出口１６のほぼ全域を覆って被転写材排出口１６を開閉する蓋部材１４に、被転写材排出口１６から定着器５の熱が逃げるのを防止する断熱防止の役目と、排出トレイ７の満載検知のアクチュエータとの役目とを兼ねさせることで、簡単な構成で、定着器５の保温効果を向上させて、消費電力を押さえることができる。しかも、定着器５の定着ローラ１２を所定の温度に立ち上げる時間も短縮することができる。
【００４５】
また、再生紙等のカール量の大きい被転写材や上質紙等のカール量の小さい被転写材でも、確実に排出トレイ７に積載された最上位の被転写材の上面で排出トレイ７の満載を検知することができるため、各モードでの最適満載枚数を安定的に検知することができる。
【００４６】
さらに、蓋部材１４とストッパ２３との当接部１４ａ，２３ａを、柔軟性部材で構成することにより、排出される被転写材が蓋部材１４に当接する音や、被転写材が排出された後、蓋部材１４が被転写材排出口１６を閉じるときに当接部２３ａに当接する音を小さくして、蓋部材１４の開閉にともなう当接音をユーザが気にならない程度にすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、排出口のほぼ全域を開閉蓋が覆っているので、開閉蓋が定着手段の熱が逃げるのを防止する断熱防止の役目をして、定着手段の保温効果を向上させて、消費電力を押さえることができる。しかも、定着手段の所定の温度への立ち上がり時間を短縮することができる。
【００４８】
本発明の画像形成装置は、開閉蓋が、排出口のほぼ全域を覆い、かつシートの上面に平行な回転中心軸を中心に回動可能であるので、再生紙等のカール量の大きい被転写材や上質紙等のカール量の小さい被転写材であっても、被転写材の幅全体を押さえることができて、シート積載手段に積載されたシートが、カールしていることによって排出口を塞ぐことが少なくなって、シート積載手段のシート積載枚数を増やすことができる。
【００４９】
本発明の画像形成装置は、開検知手段と満載判断手段を備えているので、シート積載手段に積載されたシートの満載を確実に検知することができる。また、シートの積載状態を検知するのに開閉蓋を使用しているので、開閉蓋に定着手段の熱の逃げ防止の役目の他に、シート積載枚数検知のためのアクチュエータの役目をさせることができて、構造を簡単にすることができる。しかも、開閉蓋が、シート積載手段に積載された最上位のシートの上面を押さえるため、満載枚数を安定的に検知することができる。
【００５０】
本発明の画像形成装置は、シートの先端が当接する開閉蓋の部分に柔軟性部材を使用しているので、排出されるシートが開閉蓋に当接する音をユーザが気にならない程度の大きさにすることができる。
【００５１】
本発明の画像形成装置は、開閉蓋とストッパ部材とが互いに当接する部分の少なくとも一方に、柔軟性部材を使用しているので、開閉蓋の開閉にともなう当接音をユーザが気にならない程度の大きさにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の被転写材の搬送方向に沿った断面図である。
【図２】本発明の実施形態の画像形成装置に装備した定着器の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態の画像形成装置に装備した満載検知部の概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の画像形成装置における満載検知部のタイミングチャートの図である。
【図５】従来の満載検知部の概略斜視図である。
【図６】図５の満載検知部を被転写材の搬送方向から見た図である。
【符号の説明】
Ｐ　　　被転写材（シート）
Ｓ　　　センサ（開検知手段）
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ　　プロセスカートリッジ
２　　　中間転写ベルト
３　　　２次転写ローラ
５　　　定着器（定着手段）
７　　　排出トレイ（シート積載手段）
１０　　　排出ローラ（排出手段）
１１　　　ヒータ
１２　　　定着ローラ
１３　　　加圧ローラ
１４　　　蓋部材（開閉蓋）
１４ａ　　被転写材当接部
１４ｂ　　蓋部材の先端部
１６　　　被転写材排出口（排出口）
１７　　　回転中心軸
１８　　　検知板（開検知手段）
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ　　感光体ドラム
２０　　　画像形成装置
２１　　　満載検知部
２２　　　装置本体
２３　　　ストッパ（ストッパ部材）
２３ａ　　ストッパの当接部
２４　　　満載判断回路（満載判断手段）
２７　　　画像形成部（画像形成手段）
【図１】
2004077826.tif 000003
【図２】
2004077826.tif 000004
【図３】
2004077826.tif 000005
【図４】
2004077826.tif 000006
【図５】
2004077826.tif 000007
【図６】
2004077826.tif 000008