(57)【要約】【課題】定着手段を通過後の用紙が冷えるときの用紙の温度ムラを低減し、ワックスムラによる画像不良がなく、高画質の画像をプリントする画像形成装置を提供すること。【解決手段】定着手段から排出された記録紙をガイド部に自由落下させ、停止部材にて停止された状態で冷却することによりワックスを固化させるので、ワックスムラがない高品質の画像をプリントすることができる。【選択図】図１
2009282105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに応じて像担持体上に形成されたトナー像を記録紙上に転写することで画像形成を行う画像形成装置であって、
前記記録紙上のトナー像を定着する定着手段と、
前記定着手段から排出された前記記録紙を案内するガイド部と、
前記ガイド部により案内された前記記録紙を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段による冷却位置に前記記録紙を停止させる停止部材と、
前記冷却位置に停止した前記記録紙の表面温度を検出する温度センサと、
前記冷却位置に停止した前記記録紙を挟持して前記記録紙を搬送する挟持ローラ対と、
前記挟持ローラ対の圧着動作及び圧着解除動作を実行するローラ対駆動部と、
少なくとも、前記ローラ対駆動部を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記温度センサにより検出した前記記録紙の表面温度が所定温度以上であれば、前記挟持ローラ対の圧着を解除し、前記冷却位置に停止した前記記録紙を前記挟持ローラ対により搬送せず、前記温度センサにより検出した前記記録紙の表面温度が所定温度未満であれば、前記挟持ローラ対を圧着し、前記冷却位置に停止した前記記録紙を前記挟持ローラ対により搬送するように、少なくとも前記ローラ対駆動部を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着手段から排出された前記記録紙は、前記定着手段からの搬送力と、自重による自由落下とにより前記ガイド部に進入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】
前記制御手段は、前記記録紙が前記冷却位置に停止したときに前記冷却手段を駆動するように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記冷却手段は、前記記録紙に風を送って冷却するものであり、
前記制御手段は、前記冷却手段が送風する風量を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着手段から排出された前記記録紙の先端が前記停止部材に当接するようにアシストするアシスト手段を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１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、画像形成装置に関し、特に定着通過後の記録紙の冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、写真などのカラー画像を用紙の両面にコピーしたり印字したりする電子写真方式を使った画像形成装置が広く使われている。このような画像形成装置に用いるトナーにはワックスが含有されている。このワックスは、用紙上のトナーを熱と圧力によって定着させる定着手段を通過する際に定着ローラへのオフセットを防止したり、カラー画像の光沢性を向上させたりする働きをする。
【０００３】
ところで、定着直後の記録紙は高温になっているため、記録紙に定着されたトナーに含まれるワックス成分が固化していない。このような状況で、定着直後の記録紙が排紙されたり、後処理装置で後処理されたりすると、排紙時や後処理時の各種ガイドや各種ローラとの摺動跡が生じて、ワックスムラとして視認され易い表面状態になる。
【０００４】
このようなワックスムラに起因する画像不良を解決するために、例えば特許文献１には定着後の搬送速度である第二搬送速度を、トナー占有面積率に応じて定める制御を行い、トナー占有面積率が所定の値以上の場合には第二搬送速度を低速にする制御を行っている。このような制御を行うことにより、排紙されるまでに通常より時間がかかり、記録紙上のトナーの温度が下がってワックス成分が固化するため、未固化ワックス成分に生じやすい排紙時や後処理時の摺動跡などの画像への悪影響を抑えることが可能になると記載されている。
【特許文献１】特開２００５−３３１６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年ワックスムラの主たる発生要因は、定着手段を通過後の用紙が冷えるときの用紙の温度ムラによって発生することが解明されている。
【０００６】
本発明の目的は、ワックスムラによる画像不良を解決するために、定着手段を通過後の用紙が冷えるときの用紙の温度ムラを低減し、高画質の画像をプリントする画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、下記構成により達成できる。
１．画像データに応じて像担持体上に形成されたトナー像を記録紙上に転写することで画像形成を行う画像形成装置であって、前記記録紙上のトナー像を定着する定着手段と、前記定着手段から排出された前記記録紙を案内するガイド部と、前記ガイド部により案内された前記記録紙を冷却する冷却手段と、前記冷却手段による冷却位置に前記記録紙を停止させる停止部材と、前記冷却位置に停止した前記記録紙の表面温度を検出する温度センサと、前記冷却位置に停止した前記記録紙を挟持して前記記録紙を搬送する挟持ローラ対と、前記挟持ローラ対の圧着動作及び圧着解除動作を実行するローラ対駆動部と、少なくとも、前記ローラ対駆動部を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記温度センサにより検出した前記記録紙の表面温度が所定温度以上であれば、前記挟持ローラ対の圧着を解除し、前記冷却位置に停止した前記記録紙を前記挟持ローラ対により搬送せず、前記温度センサにより検出した前記記録紙の表面温度が所定温度未満であれば、前記挟持ローラ対を圧着し、前記冷却位置に停止した前記記録紙を前記挟持ローラ対により搬送するように、少なくとも前記ローラ対駆動部を制御することを特徴とする画像形成装置。
２．前記定着手段から排出された前記記録紙は、前記定着手段からの搬送力と、自重による自由落下とにより前記ガイド部に進入することを特徴とする１に記載の画像形成装置。
３．前記制御手段は、前記記録紙が前記冷却位置に停止したときに前記冷却手段を駆動するように制御することを特徴とする１または２に記載の画像形成装置。
４．前記冷却手段は、前記記録紙に風を送って冷却するものであり、
前記制御手段は、前記冷却手段が送風する風量を制御することを特徴とする１乃至３の何れかに記載の画像形成装置。
５．前記定着手段から排出された前記記録紙の先端が前記停止部材に当接するようにアシストするアシスト手段を有することを特徴とする１乃至４の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、定着手段から排出された記録紙をガイド部に自由落下させ、停止部材にて停止された状態で冷却することによりワックスを固化させるので、ワックスムラがない高品質の画像をプリントすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。本画像形成装置は画像形成部ＧＨ、画像読取装置ＹＳ、定着手段９等で構成される。画像形成部ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、中間転写体６、２次転写手段７Ａ等で構成される。
【００１１】
画像形成部ＧＨの上部には、自動原稿送り装置５０１と原稿画像走査露光装置５０２からなる画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置５０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置５０２の光学系により原稿の片面または両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００１２】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに送られる。
【００１３】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、像担持体である感光体ドラム１Ｙの周囲に帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写手段７Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ、一次転写手段７Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ、一次転写手段７Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｂｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ、一次転写手段７Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。そして、帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００１４】
なお、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。
【００１５】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。定着手段９は、定着ローラ９３及び加圧ローラ９４を有し、定着ローラ９３と加圧ローラ９４との間に形成されたニップ部で記録紙Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着する。
【００１６】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されて、カラー画像合成されたトナー像が形成される。
【００１７】
記録紙収納手段である給紙トレイ２１内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段２０の給紙ローラ２２により１枚分離されて給紙され、給紙ローラ２３を経て、停止状態にあるレジストローラ２４へ給紙される。そこで一旦停止されて、その先端と中間転写体６上のトナー像との位置関係が正確に一致するタイミングで、そのレジストローラ２４が回転を開始することにより２次転写手段７Ａに給紙され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは定着手段９において加熱・加圧され、記録紙Ｐ上のカラートナー像が定着される。
【００１８】
一方、２次転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、中間転写体クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００１９】
なお、以上はカラー画像を形成する画像形成装置であったが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【００２０】
次に、本発明に係る定着手段９を通過後の記録紙Ｐの冷却について説明する。定着手段９から排出された記録紙Ｐは、定着手段９の搬送力によってそのままガイド部１１に進入する。ガイド部１１は、記録紙Ｐに風を送って冷却する冷却手段としての冷却ファン１１０と、記録紙Ｐを搬送するための挟持ローラ対１１１と、挟持ローラ対の圧着動作及び圧着解除動作を実行するローラ対駆動部を有している。さらに冷却ファン１１０の冷却位置に記録紙Ｐを停止させる停止部材１１２と、記録紙Ｐを反転部ＲＴ方向に搬送させるための切換爪部１１３と、排紙皿２６方向に搬送させるための排紙切換爪部１１４とを有している。さらに、記録紙Ｐの表面温度を測定するために、記録紙Ｐの先端と、後端に相当する位置に温度センサＳ１を設けている。温度センサＳ１は葉書サイズのような小サイズのものからＡ３サイズのような大きなサイズの記録紙に対応するために複数個有している。また挟持ローラ対１１１は、記録紙Ｐがガイド部１１に進入した際、ローラの圧着が解除された状態で待機している。
【００２１】
ガイド部１１に進入した記録紙Ｐは、自重で自由落下し停止部材１１２にて停止する。Ｓ２は、記録紙Ｐの先端が停止部材１１２に当接したことを検知するセンサである。この状態で本体装置が有する制御手段は、温度センサＳ１により検出した記録紙Ｐの表面温度が所定温度以上であれば、挟持ローラ対１１１の圧着を解除し、冷却位置に停止した記録紙Ｐを挟持ローラ対１１１により搬送しない。温度センサＳ１により検出した記録紙Ｐの表面温度が所定温度未満であれば、挟持ローラ対１１１を圧着し、冷却位置に停止した記録紙Ｐを挟持ローラ対１１１により記録紙Ｐをガイド部１１に進入した方向と反対方向へ搬送する。なお所定の値とは、記録紙Ｐのサイズや坪量などにより決定され、最適値を予め実験で求めその値をテーブルとして制御手段が有するメモリに記憶しておく。ユーザが記録紙Ｐのサイズなどを不図示の操作部から入力し、その入力信号を制御手段が受信した後、メモリに記憶されたテーブルに基づいて挟持ローラ対１１１を駆動させて記録紙Ｐを搬送する。具体的には、記録紙Ｐの表面温度が６０℃以下になったときに、挟持ローラ対１１１を駆動させている。
【００２２】
定着手段９から排出された直後の記録紙Ｐ上にあるトナーとその中に含まれているワックスは、熱によって半固定状態になっている。記録紙Ｐが冷えるに従ってトナーが記録紙Ｐ上に固着されるが、このとき記録紙Ｐに転写された写真画質のような高精細な画像が、搬送ローラなどを通過する際に温度が急激に下がると、ワックスの光沢性に変化が生じワックスムラとして現れる。本発明の画像形成装置では、定着手段９から排出された直後の記録紙Ｐに急激な温度変化を与えないようにすることによってワックスムラを回避している。
【００２３】
図２は、冷却ファン１１０を画像形成装置の底部に用いた第２の実施例である。図２において、図１と共通である部分は省略してある。また共通の機能を有する部品には同じ符号を付与し、その説明を省略する。
【００２４】
冷却ファン１１０を画像形成装置の底部に配置する構造では、ガイド部１１は記録紙Ｐを垂直位置から水平位置に方向を変えるためのコーナ部１２０が設けてある。符号１１５は、記録紙Ｐがコーナ部を通過させるために記録紙Ｐの後端を押して記録紙Ｐの先端が停止部材１１２に当接させるためのアシスト手段である。アシスト手段１１５は、不図示の駆動部から回転駆動する駆動ローラ１１６と従動ローラ１１７に張架され、矢印Ｘ方向に回転する無端状のベルト１１８と、ベルト１１８の一部に紙後端を押すための弾性体からなる押し爪１１９とが設けられている。
【００２５】
さらにガイド部１１には記録紙Ｐを所定の位置で搬送を停止する停止部材１１２と、記録紙Ｐの先端が停止部材１１２に当接したことを検知するセンサＳ２と、停止している記録紙Ｐを挟持搬送させる挟持ローラ対１１１と、記録紙Ｐの表面温度を測定する温度センサＳ１を複数個有している。
【００２６】
アシスト手段１１５は、記録紙Ｐがコーナ部１２０から停止部材１１２に到達するように記録紙Ｐの後端を押し爪１１９で押している。センサＳ２が記録紙Ｐを検知した時点でアシスト手段１１５の駆動が停止する。
【００２７】
挟持ローラ対１１１は記録紙Ｐが進入したときニップを解除している。記録紙Ｐの先端がセンサＳ２にて検知されると、画像形成装置が有する制御手段は、温度センサＳ１により検出した記録紙Ｐの表面温度が所定温度以上であれば、挟持ローラ対１１１の圧着を解除し、冷却位置に停止した記録紙Ｐを挟持ローラ対１１１により搬送しない。温度センサＳ１により検出した記録紙Ｐの表面温度が所定温度未満であれば、挟持ローラ対１１１を圧着し、冷却位置に停止した記録紙Ｐを挟持ローラ対１１１により記録紙Ｐをガイド部１１に進入した方向と反対方向へ搬送する。
【００２８】
次に、本発明に係る制御手段が行う制御について図３のフローチャートを用いて説明する。図３において、記録紙Ｐが停止部材１１２にて停止したことをセンサＳ２で検知し（ステップＳ１）、冷却ファン１１０を回転駆動させる（ステップＳ２）。記録紙Ｐの表面温度をセンサＳ１で測定（ステップＳ３）し、所定温度以下かどうかを判断する（ステップＳ４）。ステップＳ４がＹｅｓのときは冷却ファン１１０の回転を停止し（ステップＳ５）、挟持ローラ対１１１を圧着、回転させて記録紙Ｐをガイド部材１１に進入した方向と反対方向へ搬送させる（ステップＳ６）。ステップＳ４がＮｏのときは所定温度になるまで、冷却ファン１１０を回転させる。
【００２９】
ステップＳ６以降は、記録紙Ｐを反転部ＲＴ方向に搬送させるか、排紙皿２６方向に搬送させかの等のステップを行うが、その説明を省略する。
【００３０】
このように、本発明の画像形成装置では定着直後の記録紙Ｐのワックスムラによる画像不良を解決するために、定着手段から排出された記録紙Ｐをガイド部１１に自由落下させ、停止部材にて停止された状態で冷却することによりワックスを固化させることにより、ワックスムラがない高品質の画像をプリントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】冷却ファンを画像形成装置の底部に用いた第２の実施例である。
【図３】制御手段が行う制御についてのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
９  定着手段
１１  ガイド部
１１０  冷却ファン
１１１  挟持ローラ対
１１２  停止部材
１１５  アシスト手段
Ｓ１  温度センサ
Ｐ  記録紙
【図１】
2009282105.tif 000003
【図２】
2009282105.tif 000004
【図３】
2009282105.tif 000005