(57)【要約】【課題】１枚目の記録材も２枚目以降の記録材も適正な温度で定着できるように制御する画像形成装置。【解決手段】少なくとも、像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材を収納する記録材収納手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を備え、記録材収納手段から給送された記録材が転写手段及び定着手段を通過した後に、再度転写手段に到達可能な循環搬送路と、定着手段における定着温度を１枚目の記録材が定着される前においては適正な定着のために予め設定された所定の温度より高温に設定し、且つ、記録材収納手段から給送された１枚目の記録材を転写を行わずに転写手段を通過させると共に定着手段を通過させ、循環搬送路を搬送させた後に、１枚目の記録材に転写手段により転写を行うべく制御する制御手段と、を備えたこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材を収納する記録材収納手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を備えた画像形成装置において、
前記記録材収納手段から給送された記録材が前記転写手段及び前記定着手段を通過した後に、再度前記転写手段に到達可能な循環搬送路と、
前記定着手段における定着温度を１枚目の記録材が定着される前においては適正な定着のために予め設定された所定の温度より高温に設定し、且つ、前記記録材収納手段から給送された１枚目の記録材を転写を行わずに前記転写手段を通過させると共に前記定着手段を通過させ、前記循環搬送路を搬送させた後に、該１枚目の記録材に前記転写手段により転写を行うべく制御する制御手段と、
を備えた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、前記記録材収納手段から給送された１枚目の記録材が前記転写手段を通過した後に、前記像担持体上にトナー像が形成されるべく制御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】
前記循環搬送路においては、表裏が反転されずに記録材が搬送され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】
前記循環搬送路においては、表裏が反転されて記録材が搬送され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着手段による定着を適正な温度で行うことができる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体に形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録紙上に転写し、この後、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００３】
また、カラー画像を形成する場合には、原稿色に対応したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像を４個の感光体ドラムに形成し、顕像化された４色のトナー像を無端状ベルトからなる中間転写体に一次転写した後、記録紙上に二次転写して、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００４】
このようにトナー像を定着する定着装置として、ハロゲンランプ等の加熱手段を内蔵した定着ローラと、定着ローラを加圧する加圧ローラとによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置があり、このような定着装置は構成が簡便であるため、広く利用されている。
【０００５】
また、加熱された無端状のベルトを用いてトナー像を定着するベルト定着装置が知られており、このような定着装置はベルトを加熱する熱容量が小さくて済み、省エネになり、且つ、ウオーミングアップタイムが短縮するという利点がある。
【０００６】
ところで、定着装置においては、適正な定着を行うために定着ローラや定着ベルトを所定の温度範囲内に制御する必要がある。しかし、記録紙が定着装置に搬送されて定着されると、定着ローラ等は記録紙に熱を奪われ、定着温度が低下する。
【０００７】
この状態を図４に示す。図４は、３枚の記録紙を連続して定着した状態を示し、縦軸は定着温度、横軸は時間である。定着ローラ等に内蔵されたハロゲンランプ等は記録紙が搬送される初期状態では、オン・オフして所定の定着温度になるように制御されている。そして、１枚目の記録紙が定着されると、記録紙に熱を奪われて定着温度は大きく低下する。このような状態になると、ハロゲンランプ等はオン状態を維持して加熱し続けるので、２枚目の記録紙が定着されるまでの間に定着温度は若干上昇する。続いて、２枚目の記録紙が定着されると、再度定着温度が低下し、３枚目の記録紙が定着されるまでの間に定着温度は若干上昇し、３枚目の記録紙が定着されると、三度定着温度が低下する。
【０００８】
なお、４枚以降の記録紙を定着する場合には、次第に定着温度は一定の温度に飽和してゆく。無論、定着装置の形態や寸法によって、低下温度や飽和するまでの記録紙の枚数等は異なってくるが、概ねこのような傾向にある。
【０００９】
図４（Ａ）の場合は、１枚目の記録紙の定着時に適正温度内で定着されるが、２枚目以降の記録紙は適正温度より低温で定着される。このために、トナーが記録紙に充分に密着せず、低温オフセット不良となる虞がある。
【００１０】
このような問題を解決するために、初期状態では定着温度を適正温度より高温に設定することが考えられる。
【００１１】
このような状態を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）の場合、２枚目や３枚目の記録紙に関しては定着温度が適正温度より低下しないので、これらの記録紙は適正な定着が行われる。しかし、初期の定着温度が適正温度より高温であるので、１枚目の記録紙は定着過剰となり、画像ズレや光沢ムラの画像不良が発生する虞がある。
【００１２】
なお、記録紙による定着温度の低下を加味して、初期温度を高温に設定する画像形成装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２４２９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上の如く、記録紙の定着においては、１枚目の記録紙を適正に定着しようとすると、２枚目以降の記録紙が適正に定着されず、２枚目以降の記録紙を適正に定着しようとすると、１枚目の記録紙が適正に定着されないという問題が生ずる。
【００１４】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、１枚目の記録材も２枚目以降の記録材も適正な温度で定着できるように制御する画像形成装置を提案することを目的とする。
【００１５】
なお、特許文献１においては、初期温度を高温に設定することは記載されているが、上記の課題に関しては何ら記載されておらず、また、本発明を想起する技術も記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
１．少なくとも、像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材を収納する記録材収納手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を備えた画像形成装置において、
前記記録材収納手段から給送された記録材が前記転写手段及び前記定着手段を通過した後に、再度前記転写手段に到達可能な循環搬送路と、
前記定着手段における定着温度を１枚目の記録材が定着される前においては適正な定着のために予め設定された所定の温度より高温に設定し、且つ、前記記録材収納手段から給送された１枚目の記録材を転写を行わずに前記転写手段を通過させると共に前記定着手段を通過させ、前記循環搬送路を搬送させた後に、該１枚目の記録材に前記転写手段により転写を行うべく制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
２．前記制御手段は、前記記録材収納手段から給送された１枚目の記録材が前記転写手段を通過した後に、前記像担持体上にトナー像が形成されるべく制御することを特徴とする１に記載の画像形成装置。
３．前記循環搬送路においては、表裏が反転されずに記録材が搬送されることを特徴とする１又は２に記載の画像形成装置。
４．前記循環搬送路においては、表裏が反転されて記録材が搬送されることを特徴とする１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の画像形成装置によれば、定着装置が記録材によって温度低下しても、１枚目の記録材も２枚目以降の記録材も適正な温度で定着できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
先ず、本発明を用いた画像形成装置の一例を図１の構成図を参照して説明する。
【００１９】
図１に示す画像形成装置は、画像形成装置１００と画像読取装置２００とから構成されるカラー画像形成装置である。
【００２０】
画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、ベルト状の中間転写ベルト６、給紙手段２０、及び定着装置４０からなる。
【００２１】
画像形成装置１００の上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２とから成る画像読取装置２００が設置されている。
【００２２】
自動原稿送り装置２０１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２０２の光学系により原稿の片面又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。
【００２３】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、不図示の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れた後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００２４】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング装置５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング装置５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング装置５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング装置５Ｋを有する。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と露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００２５】
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）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を内包する。
【００２６】
中間転写ベルト６は、バックアップローラ６１等の複数のローラに巻回され、回転可能に支持されている。
【００２７】
画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色のトナー像は、回転する中間転写ベルト６上に一次転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラーのトナー像が形成される。
【００２８】
給紙手段２０の給紙カセット２１（記録材収納手段）内に収容された記録材（記録紙）Ｐは、給紙ベルト２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５，２６、レジストローラ２７等を経て、転写ローラ９（転写手段）に搬送され、中間転写ベルト６上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される（二次転写）。
【００２９】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置４０（定着手段）において加熱、加圧されることにより記録材Ｐ上のトナー像が定着され、排紙ローラ２８により搬送され、機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００３０】
一方、転写ローラ９により記録材Ｐにトナー像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、クリーニング装置８により残留トナーが除去される。
【００３１】
なお、定着処理された記録材Ｐを反転排紙する場合には、記録材Ｐは定着装置４０と排紙ローラ２８との中間に配置された分岐部３１の図示右側の搬送路を通過し、下方の第１搬送路Ｌ１に搬送された後、逆転搬送されて分岐部３１の図示左側の第２搬送路Ｌ２を通過し、排紙ローラ２８により装置外に排出される。
【００３２】
記録材Ｐの両面に複写する場合には、記録材Ｐの第１面に形成されたトナー画像が定着装置４０にて定着処理された後、記録材Ｐは第１搬送路Ｌ１を通過し、分岐部３２の図示左側を通過して、更に分岐部３２の下方に位置する第３搬送路Ｌ３に導入された後、逆転搬送され、分岐部３２の図示右側の搬送路を通過して、第４搬送路Ｌ４に搬送された後、給紙ローラ２６により搬送される。これにより、転写ローラ９により記録材Ｐの第２面にもトナー画像が形成され、定着装置４０により定着処理されて、排紙ローラ２８によって装置外に排出される。
【００３３】
以上の如き構成の画像形成装置において、定着装置４０の定着温度を図４（Ｂ）に示す如く、適正な定着のために予め設定された所定の温度より高温に設定しておく。これにより記録材Ｐによって熱が奪われて定着温度が低下しても、２枚目以降の記録材Ｐは適正温度で定着される。しかし、１枚目の記録紙Ｐは定着過剰となり、画像ズレや光沢ムラの画像不良が発生する虞がある。
【００３４】
そこで、例えば１枚のみの記録紙Ｐを給送して画像形成する場合は、記録紙Ｐは前述の如く給紙カセット２１から給紙ローラ２３，２４，２５，２６、レジストローラ２７等を経て、転写ローラ９に給送されるが、この時点では少なくとも中間転写ベルト６にはトナー像が形成されていないように制御する。従って、トナー像が中間転写ベルト６により転写されることなく記録紙Ｐは転写ローラ９を単に通過し、トナー像が付着していない状態で定着装置４０を通過する。このときに記録紙Ｐによって熱が奪われ、定着装置４０の定着温度は適正温度に低下する。その後、記録紙Ｐは、分岐部３１の図示右側の搬送路を通過し、下方の第１搬送路Ｌ１に搬送される。その後、分岐部３２の図示上側の搬送路を通過して、第４搬送路Ｌ４（循環搬送路）に搬送された後、上方に搬送される。
【００３５】
なお、給紙カセット２１から給送された直後の記録紙Ｐが転写ローラ９を通過した後に、中間転写ベルト６にトナー像の形成が開始され、記録紙Ｐの先端が少なくともレジストローラ２７に達したときは、中間転写ベルト６にトナー像が形成されているように制御する。従って、記録紙Ｐが再度転写ローラ９を通過する際に中間転写ベルト６によりトナー像が転写され、定着装置４０により適正温度で定着された後、分岐部３１の上部を通過して、排紙ローラ２８によって装置外に排出される。
【００３６】
また、複数枚の記録紙Ｐに連続して画像形成する場合は、１枚目の記録紙Ｐは給紙カセット２１から給送された後、前述と同様にトナー像が中間転写ベルト６により転写されることなく、転写ローラ９及び定着装置４０を通過する。これによって、定着装置４０の定着温度は適正温度に低下する。その後、１枚目の記録紙Ｐは、第１搬送路Ｌ１に搬送されて、第４搬送路Ｌ４に搬送される。この間に、２枚目の記録紙Ｐが給紙カセット２１から給送されるが、この記録紙Ｐの先端が少なくともレジストローラ２７に達したときは、中間転写ベルト６に最初の画像のトナー像が形成されている。従って、転写ローラ９にて最初の画像が２枚目の記録紙Ｐに転写され、２枚目の記録紙Ｐは定着温度が適正温度に低下した定着装置４０により定着されて装置外に排出される。
【００３７】
また、１枚目の記録紙Ｐが第４搬送路Ｌ４に搬送されたとき、３枚目の記録紙Ｐにトナー像が転写されたり、３枚目の記録紙Ｐが定着されたりしてもよい。
【００３８】
このようにして、２枚目以降の記録紙Ｐは第４搬送路Ｌ４を経由することなく、通常の搬送路で搬送される。
【００３９】
但し、１枚目の記録紙Ｐが給紙ローラ２６の位置に搬送されたときに、給紙カセット２１から給送された３枚目や４枚目の記録紙Ｐと衝突したり重なったりする虞がある。そこで、１枚目の記録紙Ｐが第４搬送路Ｌ４に搬送されたときは、３枚目や４枚目の記録紙Ｐの給紙カセット２１からの給送を一時停止して、１枚目の記録紙Ｐを割り込ませて搬送する。
【００４０】
なお、両面に画像形成する場合には、１枚目の記録紙の第１面が転写されることなく、第４搬送路Ｌ４に搬送され、その後に、第１面が転写されるようにすればよい。
【００４１】
次に、上記の如き１枚目の記録紙Ｐの搬送に関する制御を、図２のフローチャート及び図３のブロック図により具体的に説明する。
【００４２】
画像形成装置のウオーミングアップ時や待機時にはＣＰＵ等からなる制御手段５１は定着装置４０の定着温度を図４（Ｂ）に示す如く適正温度より高温に設定しておく。
【００４３】
手動操作や外部信号入力により画像形成開始の指示がなされたときは、その際の給紙枚数が１枚であるか２枚以上の複数枚かを制御手段５１が検出する（Ｓ１）。この検出は、オペレータが操作する操作部５２に設定された枚数や、画像読取装置２００や外部信号によって入力された画像を記憶する画像メモリ５３における画像数によって行う。
【００４４】
給紙枚数が１枚ならば（Ｓ１のＹ）、給紙カセット２１から給紙を開始する（Ｓ２）。なお、この時点では少なくとも中間転写ベルト６にはトナー像が形成されていない。従って、トナー像が中間転写ベルト６により転写されることなく記録紙Ｐは転写ローラ９を通過し（Ｓ３）、定着装置４０を通過し（Ｓ４）、定着温度を低下させる。制御手段５１が分岐部３１，３２における記録紙Ｐの搬送方向を定める分岐板を制御するので、記録紙Ｐは第１搬送路Ｌ１を通過し、第４搬送路Ｌ４を通過する（Ｓ５）。
【００４５】
なお、記録紙Ｐが転写ローラ９の下流側に位置するセンサＳを通過したならば、これを制御手段５１が検知し、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに露光を開始させる。これにより、中間転写ベルト６にトナー像の形成が開始され、記録紙Ｐの先端がレジストローラ２７に達した時点では、中間転写ベルト６にトナー像が形成されている。従って、記録紙Ｐは転写ローラ９によりトナー像が転写され（Ｓ６）、定着装置４０にて定着された後（Ｓ７）、そのまま排紙トレイ２９に排紙される（Ｓ８）。
【００４６】
一方、給紙枚数が複数枚ならば（Ｓ１のＮ）、給紙カセット２１から給紙を開始し（Ｓ１１）、その記録紙Ｐが１枚目ならば（Ｓ１２のＹ）、前述のフローＳ３からＳ８までとなる。また、その記録紙Ｐが２枚目以降ならば（Ｓ１２のＮ）、前述のフローＳ６からＳ８までとなる。
【００４７】
なお、図１に示した画像形成装置において、１枚目の記録紙Ｐが第１搬送路Ｌ１を通過して第３搬送路Ｌ３に搬送され、逆転搬送されて第４搬送路Ｌ４に搬送されるように構成してもよい。この場合は、第１搬送路Ｌ１と第４搬送路Ｌ４とを直接接続する分岐部３２の上部搬送路は不要になる。しかし、記録紙Ｐが第３搬送路Ｌ３を往復するので、搬送時間がより長くなる。また、１枚目の記録紙Ｐのみが表裏反転されて画像形成される。
【００４８】
従って、前述の如く第３搬送路Ｌ３を経由せずに第１搬送路Ｌ１から第４搬送路Ｌ４に直接搬送されるように構成することが望ましい。
【００４９】
なお、以上の画像形成装置においては、カラー画像の形成装置として説明したが、モノクロ画像の形成装置であってもよい。
【００５０】
また、定着装置としてはローラ定着装置であってもベルト定着装置であってもよい。
【００５１】
その他に、記録紙によっては適正温度の幅が広いものがある。このような記録紙に関しては、前述の如く１枚目の記録紙にトナー像を転写することなく定着装置を通過させて定着温度を低下させる必要がない。従って、設定した記録紙により、前述の如き制御を行うモードと、行わないモードとに切り換えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明に関するフローチャートである。
【図３】本発明に関するブロック図である。
【図４】記録紙による定着装置の温度低下を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
２１  給紙カセット
２３，２４，２５，２６  給紙ローラ
２７  レジストローラ
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ  露光手段
３１，３２  分岐部
４０  定着装置
６  中間転写ベルト
９  転写ローラ
Ｐ  記録紙
Ｌ１  第１搬送路
Ｌ３  第３搬送路
Ｌ４  第４搬送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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