JP2004191444A

JP2004191444A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004191444A
Application number: JP2002356257A
Authority: JP
Inventors: Makoto Izuhara; 良出原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of coping with and solving a problem caused by a temperature difference between a recording sheet and a non-heating member and transfer of a high-temperature recording sheet at the atmospheric temperature in real time. <P>SOLUTION: The image forming apparatus hardly having dew condensation of water vapor from the high-temperature sheet by passing through a fixing unit 8 on a guide member 15 because the temperature of the guide member 15 is controlled with a Peltier element 14 so that a detection temperature T of a temperature sensor 17 is T1<T<T2, hardly deforms a subsequent feeding recording sheet, hardly forms an abnormal image in double-sided printing, can prevent image separation and toner staining in contact with the guide member 15 by temperature control of the recording sheet, occurrence of clogging and damage due to softening of the film recording sheet, and prevent passing through an image forming part of the high-temperature recording sheet in double-sided printing, a gloss difference due to a temperature difference of the front and reverse faces of the recording sheet, quality lowering of a formed image due to a cleaning inferiority of a high-temperature photoreceptor, and sticking to the reverse face of the recording sheet on one sheet of a toner image of the recording sheet discharged and loaded on a tray. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタなどの画像形成装置では、感光体上に現像形成されるトナー像を記録シートに転写した後に、定着器により加熱と加圧を施して、トナー像を記録シートに定着させることにより画像形成を行なっている。
この場合、画像形成動作時に、装置を構成する加熱部材は加熱され、温度が上昇した状態にあるが、装置を構成する非加熱部材は低温度状態にあり、特に雰囲気温度が低い場合や電源投入からの時間が短い場合には、特に加熱部材と非加熱部材の温度差が大きく、このことに起因する問題が発生する。
具体的には、画像形成された記録シートが、定着器を通過する際に加熱されることにより、記録シート内部の水分が水蒸気となって、記録シートと共に搬送下流側に移送され、この水蒸気が低温度のガイド部材などに結露して水滴として付着すると、後から搬送される記録シートがこの水滴により変形することがあり、両面印刷時には、この変形に起因して形成される画像の品質が低下することがある。
この問題に対応するために、定着器直後の搬送経路にヒータを設け、ヒータを点灯し該搬送経路を加熱した後に定着器を作動させる定着装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、この種の画像形成装置では、定着器を通過し高温化された記録シートのその後の移送に基づく問題も発生する。
具体的には、高温化された記録シートでは、トナーの記録シートへの固着が不十分なので、記録シートが搬送下流側の部材に接触すると、記録シートの画像剥がれや、接触部材のトナー汚れが生じることがあり、フィルム材の記録シートでは、軟化によるシート詰まりや表面傷が発生することがある。また、両面印刷を行なう場合には、高温の記録シートが再度画像形成部を通過するので、表面と裏面とでの温度差に起因する画像の光沢差が生じたり、感光体の温度上昇で生じるクリーニング不良で形成画像の品質が低下することもある。
この問題に対しては、定着器の搬送下流側（定着器の記録シート搬送方向下流側。以下同じ）を空冷する画像形成装置が提案されている（特許文献２，３参照）。また、定着器の搬送下流側をペルチェ素子を用いて冷却する記録シート冷却装置（特許文献４参照）や、プリンタ（特許文献５参照）がそれぞれ提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２７４０５７号公報
【特許文献２】
特開平９−１７１３１１号公報
【特許文献３】
特開２０００−１８７４１７号公報
【特許文献４】
実開平５−２８６５７号公報
【特許文献５】
特開２００２−１０３７１６号公報
【０００５】
ところで、この種の画像形成装置では、電源投入後の経過時間、雰囲気温度、装置の機種、動作経年時間などに応じて、前述した記録シートと非加熱部材の温度差や、高温化された記録シートの移送に起因する問題の発生条件がリアルタイムで異なることが知られている。
従って、前述した問題を完全にに解決するためには、雰囲気温度にリアルタイムに対応して、適確な温度制御を行なうことが必要であるが、上記特許文献１ないし特許文献５には、対応する解決策の開示は認められない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述したこの種の画像形成装置の動作の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録シートと非加熱部材の温度差や高温化された記録シートの移送に起因する問題を、雰囲気温度に適確に対応して高精度で解決可能な画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、画像形成部での画像形成処理が終了し、加熱定着部で加熱定着処理されて排出される記録シートを搬送経路上で搬送する搬送手段と、前記記録シートの搬送下流方向で、前記搬送経路の前記加熱定着部の近傍に設けられ、前記記録シートの加熱或いは冷却を選択して実行し、前記記録シートの温度変更を行なう温度変更手段とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
このような手段によると、画像形成部での画像形成処理が終了し、加熱定着部で加熱定着処理されて排出される記録シートが、搬送手段によって搬送経路上で搬送されるが、記録シートの搬送下流方向で、搬送経路の加熱定着部の近傍に設けられた、温度変更手段によって、記録シートの加熱或いは冷却が選択して実行され、記録シートの温度変更が行なわれるために、低雰囲気温度での画像形成時、或いは電源投入直後の画像形成時に、記録シート内部から発生する水蒸気の低温部材での結露による記録シートの変形、両面印刷時の異常画像の形成、高温記録シートの画像剥がれ、トナー汚れの発生、フィルム材記録シートの詰まりや傷付き、両面印刷時の感光体の温度上昇によるクリーニング不良による異常画像形成などの問題を、雰囲気条件にリアルタイムに対応する制御により、完全に防止して常に高品質の画像形成が行なわれる。
【０００９】
同様に前記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、搬送手段が、温度変更手段での温度変更処理が施された記録シートを保持格納後、搬送方向を反転して画像形成部に搬送する両面印刷送り機能を有することを特徴とするものである。
このような手段によると、搬送手段が、温度変更手段での温度変更処理が施された記録シートを保持格納後、搬送方向を反転して画像形成部に搬送する両面印刷送り機能を有するので、記録シートの一面に画像形成を行なう場合に限らず、記録シートの両面に画像形成を行なう場合に対しても、請求項１記載の発明での作用が実行される。
【００１０】
同様に前記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、温度変更手段が、ペルチェ素子を導熱部材と、気流経路に配置される放熱部材とで挟持した構成を有することを特徴とするものである。
【００１１】
このような手段によると、温度変更手段が、ペルチェ素子を導熱部材と気流経路に配置される放熱部材とで挟持した構成なので、請求項１記載の発明での作用に加えて、全体を大幅に小型化した状態で温度変更が効率的に行なわれる。
【００１２】
同様に前記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、温度変更手段が、加熱定着部の記録シートの搬送下流側近傍の搬送経路の温度を検知し、検知温度に基づいてペルチェ素子の動作を制御する温度制御機能を有することを特徴とするものである。
【００１３】
このような手段によると、温度変更手段が、加熱定着部の記録シートの搬送下流側近傍の搬送経路の温度を検知し、検知温度に基づいてペルチェ素子の動作を制御するので、搬送経路の温度に対応して高精度の温度制御を行なうことにより、請求項３記載の発明での作用が、雰囲気温度により適確に対応する制御によってより高精度で行なわれる。
【００１４】
同様に前記目的を達成するために、請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明に、温度変更手段の温度制御機能の温度制御に基づき、ＯＮ−ＯＦＦ動作する開閉弁がさらに設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
このような手段によると、ペルチェ素子の駆動による温度制御に基づき、開閉弁ＯＮ−ＯＦＦ動作が行なわれることにより、請求項４記載の発明での作用がより効率的に実行される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を、図１ないし図５を参照して説明する。
図１は本実施の形態の全体構成を示す説明図、図２は図１の温度変更ユニットとその周辺部分の構成を示す説明図、図３は同温度変更ユニットの構成を示す一部切開斜視説明図、図４は同温度変更ユニットの温度制御機能部の構成を示すブロック図、図５は同温度変更ユニットの構成を示す説明図である。
【００１７】
本実施の形態では、図１に示すように、装置本体２５内の下部には、対応するサイズの記録シートがそれぞれ収納される給紙トレイ７ａ、７ｂが配設され、給紙トレイ７ａの上方に、画像形成部３０が配設されている。この画像形成部３０には、Ｂｌａｃｋ（ＢＫ）、Ｃｙａｎ（Ｃ）、Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ）、Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）にそれぞれ対応し、対応色の画像の潜像が形成される感光体２及び対応する感光体２の潜像を対応色のトナーで現像し、トナー像として顕像化する現像ユニット３とが、各色に対応して４組配置されている。
また、装置本体２５内において感光体２の近傍には、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色ごとに読み取った画像データに基づき、各感光体２に対応する色の潜像を露光形成する光学ユニット１が配設されている。
さらに、感光体２に近接対向して転写ベルト４が配設され、この転写ベルト４は、給紙トレイ７ａ、７ｂから、或いは手差し給紙トレイ６から、レジストローラ５を介して送り込まれる記録シートを、感光体２に対接させて搬送し、記録シートに、原稿画像の対応する色のトナー像を重畳することにより、記録シートに原稿画像を転写する機能を有している。
【００１８】
そして、転写ベルト４の搬送方向の端部に対向して、画像形成が行なわれた記録シートに定着処理を施す定着ユニット８が配設されおり、この定着ユニット８には、図２に示すように、搬送挿入される画像形成が行なわれた記録シートを挟持する定着ローラ８ａ及び加圧ローラ８ｂが設けられ、画像形成に使用されたトナーを記録シートに定着させる機能を有している。この定着ユニット８の記録シートの排出側近傍には、分離爪１３ａ、１３ｂが配置され、分離爪１３ａ、１３ｂに連続して、鉄、銅、アルミなどの高熱伝導性の部材で形成され、記録シートが搬送されるたガイド部材１５が配設されている。
【００１９】
本実施の形態では、このガイド部材１５の裏面側において、ガイド部材１５に連続して筐体が形成され、この筐体内に、加熱・冷却の温度制御を行なう温度変更ユニット９が配設されている。
この温度変更ユニット９には、図２、図３及び図５に示すように、ガイド部材１５の温度を検知する温度センサ１７が、ガイド部材１５の裏面に設けられ、筐体の一内側面には、流す電流の方向によって、一面が低温に他面が高温になるペルチェ素子１４の一面が取り付けられ、ペルチェ素子１４の他面には、気流経路を備えた放熱部材１９が取り付けられている。
さらに、放熱部材１９の気流経路方向の端部近傍には排気ファン１８が配設され、排気ファン１８と放熱部材１９の端部間には、ペルチェ素子１４によるガイド部材１５の冷却時に解放され、ペルチェ素子１４によるガイド部材１５の加熱時に閉鎖される弁２０が配設されている。
そして、図４に示すように、装置本体２５に設けられ、ガイド部材１５の温度を制御する制御部２１に、温度センサ１７から温度信号Ｆｔが入力され、この温度信号Ｆｔに基づいて、制御部２１からは、ペルチェ素子１４にはペルチェ素子１４の動作を制御する制御信号Ｆｃ１が、弁２０には弁２０の開閉を制御する制御信号Ｆｃ２が入力されるように構成されている。
【００２０】
また、ガイド部材１５の記録シートの搬送方向の端部には、排紙ローラ１６が配設され、一面印刷時には、排紙ローラ１６を通過した記録シートは、排紙経路２６を介して、装置本体２５の上部に設けられた排紙トレイ１１に搬送され、両面印刷時には、排紙ローラ１６を通過した記録シートは、反転経路２７を介して、図示せぬ保管トレイに一旦格納された後に、反転搬送経路２８を介して、再度転写ベルト４に送り込まれるように構成されている。
【００２１】
このような構成の本実施の形態の動作を、図６及び図７を参照して説明する。
図６は本実施の形態の動作を示す特性図、図７は本実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【００２２】
本実施の形態では、図７のフローチャートのステップＳ１で、オペレータの操作により画像形成を行なう印刷命令が入力されると、制御部２１が温度センサ１７から温度信号Ｆｔを取り込むことにより、ガイド部材１５の温度Ｔの検出が行なわれ、ステップＳ３に進んで、検出された温度Ｔが、予め設定された下限温度Ｔ１より低いか否かの判定が行なわれる。
【００２３】
この下限温度Ｔ１は、画像形成された記録シートが、定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂ間を通過して、加熱による温度上昇が行なわれるため、記録シート内部の水分が水蒸気となって、記録シートと共に搬送の下流側に移送され、ガイド部材１５などの非加熱部材に水滴として結露する下限温度であり、温度センサ１７の検出温度が下限温度Ｔ１以上であることが、水滴が発生しないための条件として予め設定されている。
記録シートから発生した水蒸気が、ガイド部材１５に水滴として結露すると、記録シートに水滴が付着し、記録シートが変形することがあり、両面印刷時には異常画像が形成されることもあるので、検出温度Ｔが下限温度Ｔ１より高いことが、正常な画像形成を行なうための第１の条件である。
【００２４】
図７のフローチャートに戻って、ステップＳ３で、温度センサ１７の検出温度Ｔが下限温度Ｔ１よりも低いと判定されると、ステップＳ４に進んで、制御部２１によって解放状態にある弁２０が閉じられ、排気ファン１８による冷却を避けた状態が設定された後に、ステップＳ５に進んで、ペルチェ素子１４に対して、ガイド部材１５との接触面が発熱する方向に電流を流す電圧が印加され、ガイド部材１５の温度が上昇して行く。ステップＳ５からは、ステップＳ２に戻って温度センサ１７による温度検知が継続して実施される。
【００２５】
また、ステップＳ３で、温度センサ１７の検出温度Ｔが下限温度Ｔ１よりも高いと判定されると、ステップＳ６に進んで、温度センサ１７の検出温度が上限温度Ｔ２よりも高いか否かの判定が行なわれる。
【００２６】
この上限温度Ｔ２は、定着ユニット８を通過した画像形成された記録シートが、高温状態のままであると、正常な画像形成を害なうことがあり、そのために予め設定される上限値である。
定着ユニット８を通過した記録シートが、定着直後の高温のままであると、トナーが記録シートに完全に固着しておらず、記録シートの搬送下流側のガイド部材１５やローラとの接触時に、画像剥がれやトナー付着の汚れが生じることがあり、記録シートがＯＨＰなどのフィルムシートの場合には、軟化によるシート詰まりや記録シート表面に傷が発生することがある。
また、両面印刷の場合には、高温の記録シートが再度画像形成部を通過することにより、表面と裏面とでの温度差に起因する画像の光沢差が生じたり、感光体の温度上昇によるクリーニング不良が生じたりすることによる画像品質の低下が発生することがあり、また、排紙トレイ或いは保管トレイに排出積載された記録シートのトナー像が、該記録シートの上に積載される記録シートの裏面に張り付くプロッキング現象が発生することがある。
このようにして、検出温度Ｔが上限温度Ｔ２より低いことが、正常な画像形成を行なうための第２の条件となる。
【００２７】
ここで、図７のフローチャートに戻って、ステップＳ６で、温度センサ１７の検出温度Ｔが上限温度Ｔ２より高いと判定されると、ステップＳ７に進んで、制御部２１によって、弁２０を解放したままで、ペルチェ素子１４への電圧の印加方向が反転され、ペルチェ素子１４にはガイド部材１５との接触面が冷却される方向に電流が流れ、ガイド部材１５の温度が低下して行く。ステップＳ７からは、ステップＳ２に戻って温度センサ１７による温度検知が継続して実施される。
【００２８】
そして、ステップＳ６において、温度センサ１７の検出温度Ｔが上限温度Ｔ２よりも低いと判定されると、ステップＳ８に進んで印刷動作がスタートし、画像形成部３０での画像形成動作が開始される。
先ず、光学ユニット１によって、原稿画像がＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色ごとに読み取られ、読み取られた画像データに基づき、光学ユニット１によって、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色に対応する感光体２に対して、対応する色の潜像がそれぞれ露光形成される。
次いで、画像形成部３０のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙにそれぞれ対応する現像ユニット３によって、対応する感光体２の潜像が対応色のトナーで現像されることにより、感光体にはそれぞれ対応する色の原稿画像がトナー像とし顕像化形成される。
【００２９】
そして、給紙トレイ７ａ、７ｂから、或いは手差し給紙トレイ６から、レジストローラ５を介して送り込まれる記録シートの移送と、ＢＫ色のトナー像が現像形成されている感光体２の時計回り方向の回転との同期を取ることにより、記録シートのＢＫ色画像の記録開始位置と感光体２のＢＫ色のトナー像の始点とが一致するようにして、記録シートの移送とＢＫトナー像が現像された感光体２の回転とが行なわれ、記録シートに原稿のＢＫトナー像が転写される。
次いで、ＢＫトナー像が転写形成された記録シートのＣ色画像の記録開始位置と、次の感光体２のＣ色のトナー像の始点とが一致するように、記録シートの移送とＣトナー像が現像された感光体２の回転とが行なわれ、記録シートのＢＫトナー像にＣトナー像が重畳転写される。
以下、同様にして、Ｙ色のトナー像が現像されている最終段の感光体２位置を通過した記録シートには、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色のトナー像が重畳転写されたカラー原稿画像が転写形成される。
このようにして、原稿のカラー画像が形成された記録シートは、定着ユニット８に移送され、１５０℃〜１６０℃に加熱された定着ローラ８ａと、加圧ローラ８ｂ間のニップ部に挿入され、加熱と加圧が施された状態で搬送され定着処理が行なわれる。
【００３０】
このようにして、定着処理が施された記録シートは、一面印刷が行なわれる場合には、排紙経路２６を介して排紙トレイ１１に送り込まれ、両面印刷が行なわれる場合には、反転ローラ１２を介して、図示せぬ保管トレイに一旦収納され、裏面印刷時に反転搬送経路２８を介して、裏面を表面にした状態で再度画像形成部３０に送り込まれ、記録シートの裏面に原稿裏面の画像形成が行なわれる。
【００３１】
このように行なわれる画像形成動作に際しては、すでに述べたようにして、定着ユニット８の搬送下流側のガイド部材１５の温度制御が行なわれ、図６（ｃ）に示すように、温度センサ１７の検出温度Ｔが下限温度Ｔ１より低いと、同図（ａ）に示すように弁２０を閉じた状態で、同図（ｂ）に示すように、ペルチェ素子１４による加熱が行なわれ、同図（ｃ）の時刻ｔ３で、温度センサ１７の検出温度Ｔが上限温度Ｔ２を越えると、弁２０が閉鎖されてペルチェ素子１４による冷却が行なわれ、温度センサ１７の検出温度Ｔが、常に、Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２を維持するように温度制御が行なわれる。
【００３２】
このようにして、本実施の形態によると、画像形成された記録シートが、定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂ間を通過した記録シートの温度上昇により、記録シート内部から発生する水蒸気が、記録シート搬送の下流側において、ガイド部材１５などの非加熱部材に水滴として結露することがないので、記録シートへの水滴付着による記録シートの変形を防止し、両面印刷時の異常画像の形成を防止することが可能になる。
また、定着ユニット８を通過した記録シートが、定着直後の高温から低温化されるので、記録シートの搬送下流側のガイド部材１５やローラへの接触時に、画像剥がれやトナー付着の汚れの防止、記録シートがＯＨＰなどのフィルムシートの場合の軟化によるシート詰まりや記録シート表面の傷の発生を防止することが可能になる。
さらに、両面印刷時に、高温の記録シートが再度画像形成部を通過することがなく、記録シートの表面と裏面とでの温度差に起因する画像の光沢差を防止し、感光体に温度上昇によるクリーニング不良の発生による形成画像の品質低下を防止することが可能になり、トレイに排出積載される記録シートのトナー像が、一枚上の記録シートの裏面に張りつくプロッキング現象の発生を防止することも可能になる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、画像形成部での画像形成処理が終了し、加熱定着部で加熱定着処理されて排出される記録シートが、搬送手段によって搬送経路上で搬送されるが、記録シートの搬送下流方向で、搬送経路の加熱定着部の近傍に設けられた温度変更手段によって、記録シートの加熱或いは冷却が選択して実行され、記録シートの温度変更が行なわれるために、低雰囲気温度での画像形成時、或いは電源投入直後の画像形成時に、記録シート内部から発生する蒸気の低温部材での結露による記録シートの変形、両面印刷時の異常画像の形成、高温記録シートの画像剥がれ、トナー汚れの発生、フィルム材記録シートの詰まりや傷付き、両面印刷時の感光体の温度上昇によるクリーニング不良による異常画像形成などの問題を、雰囲気条件にリアルタイムに対応することにより、完全に防止して常に高品質の画像形成を行なうことが可能になる。
【００３４】
請求項２記載の発明によると、搬送手段が、温度変更手段での温度変更処理が施された記録シートを保持格納後、搬送方向を反転して画像形成部に搬送する両面印刷送り機能を有するので、記録シートの一面に画像形成を行なう場合に限らず、記録シートの両面に画像形成を行なう場合に対しても、請求項１記載の発明で得られる効果を実現することが可能になる。
【００３５】
請求項３記載の発明によると、温度変更手段が、ペルチェ素子を導熱部材と気流経路に配置される放熱部材とで挟持した構成なので、請求項１記載の発明で得られる効果に加えて、全体を大幅に小型化した状態で、温度変更を効率的に行なうことが可能になる。
【００３６】
請求項４記載の発明によると、温度変更手段が、加熱定着部の記録シートの搬送下流側近傍の搬送経路の温度を検知し、検知温度に基づいてペルチェ素子の動作を制御するので、搬送経路の温度に対応して高精度の温度制御を行なうことにより、請求項３記載の発明で得られる効果を、雰囲気温度に適確に対応する制御によって、より高精度で実現することが可能になる。
【００３７】
請求項５記載の発明によると、ペルチェ素子の駆動による温度制御に基づき、開閉弁ＯＮ−ＯＦＦ動作が行なわれることにより、請求項４記載の発明で得られる効果をより効率的に実現することが可能になる。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の全体構成を示す説明図である。
【図２】図１の温度変更ユニットとその周辺部分の構成を示す説明図である。
【図３】同温度変更ユニットの構成を示す一部切開斜視説明図である。
【図４】同温度変更ユニットの温度制御機能部の構成を示すブロック図である。
【図５】同温度変更ユニットの構成を示す説明図である。
【図６】同実施の形態の動作を示す特性図である。
【図７】同実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１光学ユニット
２感光体
３現像ユニット
４転写ベルト
８定着ユニット
９温度変更ユニット
１４ペルチェ素子
１５ガイド部材
１７温度センサ
１８排気ファン
１９放熱部材
２０弁
２１制御部
３０画像形成部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine and a printer.
[0002]
[Prior art]
In image forming apparatuses such as copiers and printers, a toner image developed and formed on a photoconductor is transferred to a recording sheet, and then heated and pressed by a fixing device to fix the toner image on the recording sheet. An image is being formed.
In this case, during the image forming operation, the heating member forming the apparatus is heated and the temperature is increased, but the non-heating member forming the apparatus is in a low temperature state, particularly when the ambient temperature is low or when the power is turned on. If the time from the start is short, the temperature difference between the heated member and the non-heated member is particularly large, which causes a problem.
Specifically, the recording sheet on which the image is formed is heated when passing through the fixing device, so that the moisture inside the recording sheet turns into water vapor, and is transported together with the recording sheet to the downstream side of the conveyance. If condensation forms on the low-temperature guide member and adheres as water droplets, the recording sheet conveyed later may be deformed by the water droplets, and when duplex printing is performed, the quality of an image formed due to the deformation deteriorates. Sometimes.
In order to cope with this problem, a fixing device has been proposed in which a heater is provided in a transport path immediately after the fixing device, the heater is turned on, the transport path is heated, and then the fixing device is activated (see Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, in this type of image forming apparatus, a problem also occurs due to the subsequent transfer of the recording sheet that has passed through the fixing device and has been heated to a high temperature.
Specifically, in the case of a recording sheet heated to a high temperature, the toner is not sufficiently fixed to the recording sheet. Therefore, when the recording sheet comes into contact with a member on the downstream side of the conveyance, image peeling of the recording sheet and toner contamination of the contact member may occur. This may cause a recording sheet of a film material to cause sheet jamming and surface damage due to softening. In addition, when performing double-sided printing, since the high-temperature recording sheet passes through the image forming portion again, a gloss difference of the image due to a temperature difference between the front surface and the back surface occurs, or a temperature rise of the photoconductor occurs. The quality of the formed image may be deteriorated due to poor cleaning.
To cope with this problem, there has been proposed an image forming apparatus that air-cools the downstream side of the fixing unit (the downstream side of the fixing unit in the recording sheet conveyance direction; the same applies hereinafter) (see Patent Documents 2 and 3). Further, a recording sheet cooling device (see Patent Document 4) and a printer (see Patent Document 5) that cool the downstream side of the fixing device using a Peltier element have been proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-274057 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-171313 [Patent Document 3]
JP 2000-187417 A [Patent Document 4]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-28657 [Patent Document 5]
JP-A-2002-103716
By the way, in this type of image forming apparatus, the temperature difference between the above-described recording sheet and the non-heated member, the recording temperature of the non-heated member, It is known that the conditions under which a problem caused by the transfer of a sheet occurs differ in real time.
Therefore, in order to completely solve the above-mentioned problem, it is necessary to perform appropriate temperature control in response to the ambient temperature in real time. Disclosure of such a solution is not allowed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the current state of operation of this type of image forming apparatus described above, and its purpose is to cause a temperature difference between a recording sheet and a non-heating member or transfer of a heated recording sheet. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus which can solve the problem with high accuracy by accurately responding to the ambient temperature.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the image forming process is completed in the image forming unit, and the recording sheet that is heated and fixed in the heat fixing unit and discharged is conveyed on a conveying path. A means for changing the temperature of the recording sheet, which is provided in the conveying path downstream of the heating and fixing unit in the conveying path in the vicinity of the heating and fixing unit, selects and executes heating or cooling of the recording sheet, and changes the temperature of the recording sheet. Means.
[0008]
According to such a unit, the image forming process in the image forming unit is completed, and the recording sheet discharged after being subjected to the heat fixing process in the heat fixing unit is conveyed on the conveying path by the conveying unit. In the downstream direction of conveyance, heating or cooling of the recording sheet is selected and executed by a temperature changing means provided near the heating and fixing unit in the conveyance path, and the temperature of the recording sheet is changed. At the time of image formation, or at the time of image formation immediately after power-on, deformation of the recording sheet due to dew condensation on the low-temperature member of water vapor generated from the inside of the recording sheet, formation of an abnormal image during double-sided printing, image peeling of the high-temperature recording sheet, Problems such as toner smearing, clogging and scratching of the film recording sheet, and abnormal image formation due to poor cleaning due to a rise in the temperature of the photoconductor during double-sided printing are considered. The control corresponding to the real-time conditions, completely preventing all times a high-quality image formation is performed.
[0009]
Similarly, in order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the conveying unit conveys the recording sheet subjected to the temperature changing process by the temperature changing unit after holding and storing the recording sheet. The image forming apparatus has a double-sided printing feeding function of inverting the direction and conveying the sheet to the image forming unit.
According to such a means, since the carrying means has a double-sided printing feed function of reversing the carrying direction and carrying the same to the image forming unit after holding and storing the recording sheet subjected to the temperature changing process by the temperature changing means, The operation according to the first aspect of the present invention is performed not only when an image is formed on one side of a recording sheet but also when an image is formed on both sides of the recording sheet.
[0010]
Similarly, in order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the temperature changing means includes a Peltier element as a heat conducting member and a heat radiating member arranged in an air flow path. And a configuration sandwiched between the two.
[0011]
According to such a means, the temperature changing means has a configuration in which the Peltier element is sandwiched between the heat conducting member and the heat radiating member arranged in the airflow path. The temperature change is efficiently performed in a state where the size is reduced.
[0012]
Similarly, in order to achieve the above object, according to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the temperature changing means detects a temperature of a transport path near a downstream side of the recording sheet in the heating and fixing unit. And a temperature control function for controlling the operation of the Peltier element based on the detected temperature.
[0013]
According to such a means, the temperature changing means detects the temperature of the transport path near the transport downstream side of the recording sheet in the heating and fixing unit and controls the operation of the Peltier element based on the detected temperature. By performing high-precision temperature control corresponding to the above, the operation of the invention according to claim 3 is performed with higher accuracy by control that more accurately responds to the ambient temperature.
[0014]
Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, further comprising an on-off valve that is turned on and off based on the temperature control of the temperature control function of the temperature changing means. It is characterized by having.
[0015]
According to such a means, the on-off valve ON-OFF operation is performed based on the temperature control by driving the Peltier element, so that the operation according to the fourth aspect of the invention is more efficiently executed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the present embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the temperature changing unit and its peripheral parts in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially cut perspective view showing the configuration of the temperature changing unit. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a temperature control function unit of the temperature changing unit, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of the temperature changing unit.
[0017]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, paper feed trays 7a and 7b for storing recording sheets of corresponding sizes are provided in a lower portion inside the apparatus main body 25, and are provided above the paper feed tray 7a. The image forming unit 30 is provided in the printer. The image forming unit 30 includes a photoconductor 2 on which a latent image of an image of a corresponding color is formed, corresponding to Black (BK), Cyan (C), Magenta (M), and Yellow (Y). The developing unit 3 that develops the latent image of the body 2 with the toner of the corresponding color and visualizes the latent image as a toner image is provided in four sets corresponding to each color.
Further, an optical unit for exposing and forming a latent image of a color corresponding to each photoconductor 2 based on image data read for each color of BK, C, M, and Y in the vicinity of the photoconductor 2 in the apparatus main body 25. 1 is provided.
Further, a transfer belt 4 is disposed in close proximity to the photoreceptor 2, and the transfer belt 4 is provided with a recording sheet fed from a paper feed tray 7 a or 7 b or a manual paper feed tray 6 via a registration roller 5. Is transported in contact with the photoreceptor 2 and a document image is transferred to a recording sheet by superimposing a toner image of a corresponding color of the document image on the recording sheet.
[0018]
A fixing unit 8 for fixing a recording sheet on which an image has been formed is disposed to face an end of the transfer belt 4 in the transport direction. The fixing unit 8 has a structure as shown in FIG. Are provided with a fixing roller 8a and a pressure roller 8b for nipping the recording sheet on which the image to be conveyed and inserted is formed, and has a function of fixing the toner used for image formation to the recording sheet. Separating claws 13a and 13b are arranged in the vicinity of the recording sheet discharge side of the fixing unit 8, and are formed of a material having high thermal conductivity such as iron, copper, or aluminum so as to be continuous with the separating claws 13a and 13b. A guide member 15 to which the sheet is conveyed is provided.
[0019]
In the present embodiment, a housing is formed on the back side of the guide member 15 so as to be continuous with the guide member 15, and a temperature changing unit 9 for controlling the temperature of heating and cooling is provided in the housing. I have.
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the temperature change unit 9 is provided with a temperature sensor 17 for detecting the temperature of the guide member 15 on the back surface of the guide member 15, and on one inner surface of the housing. According to the direction of the flowing current, one surface of the Peltier device 14 whose one surface has a low temperature and the other surface has a high temperature is attached, and a heat dissipation member 19 having an airflow path is attached to the other surface of the Peltier device 14.
Further, an exhaust fan 18 is disposed near the end of the heat radiating member 19 in the airflow path direction, and is released between the exhaust fan 18 and the end of the heat radiating member 19 when the guide member 15 is cooled by the Peltier element 14, A valve 20 is provided which is closed when the guide member 15 is heated by the Peltier element 14.
Then, as shown in FIG. 4, a temperature signal Ft is input from the temperature sensor 17 to a control unit 21 provided in the apparatus main body 25 and controlling the temperature of the guide member 15, and based on the temperature signal Ft, the control unit From 21, a control signal Fc 1 for controlling the operation of the Peltier element 14 is input to the Peltier element 14, and a control signal Fc 2 for controlling the opening and closing of the valve 20 is input to the valve 20.
[0020]
A discharge roller 16 is provided at an end of the guide member 15 in the conveyance direction of the recording sheet. During one-sided printing, the recording sheet passing through the discharge roller 16 passes through the discharge path 26 to the apparatus. The recording sheet that has been conveyed to the paper discharge tray 11 provided at the upper part of the main body 25 and passed through the paper discharge rollers 16 during double-sided printing is temporarily stored in a storage tray (not shown) via the reversing path 27, It is configured to be fed into the transfer belt 4 again via the reverse conveyance path 28.
[0021]
The operation of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the operation of the present embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the present embodiment.
[0022]
In the present embodiment, when a print command for performing image formation is input by an operator's operation in step S1 of the flowchart of FIG. 7, the control unit 21 fetches a temperature signal Ft from the temperature sensor 17 so that the guide member 15 Is detected, the process proceeds to step S3, and it is determined whether the detected temperature T is lower than a preset lower limit temperature T1.
[0023]
The lower limit temperature T1 is such that the recording sheet on which an image is formed passes between the fixing roller 8a and the pressing roller 8b, and the temperature is increased by heating. Is the lower limit temperature at which water droplets are condensed as water droplets on a non-heating member such as the guide member 15 and the temperature detected by the temperature sensor 17 is equal to or higher than the lower limit temperature T1. Is set in advance.
When water vapor generated from the recording sheet is condensed as water droplets on the guide member 15, the water droplets adhere to the recording sheet and the recording sheet may be deformed, and an abnormal image may be formed during double-sided printing. The fact that T is higher than the lower limit temperature T1 is a first condition for performing normal image formation.
[0024]
Returning to the flowchart of FIG. 7, when it is determined in step S3 that the detected temperature T of the temperature sensor 17 is lower than the lower limit temperature T1, the process proceeds to step S4, where the control unit 21 closes the valve 20 in the open state. After the state in which the cooling by the exhaust fan 18 is avoided is set, the process proceeds to step S5, and a voltage is applied to the Peltier element 14 so that a current flows in a direction in which the contact surface with the guide member 15 generates heat. The temperature of the guide member 15 increases. From step S5, returning to step S2, the temperature detection by the temperature sensor 17 is continuously performed.
[0025]
If it is determined in step S3 that the detected temperature T of the temperature sensor 17 is higher than the lower limit temperature T1, the process proceeds to step S6 to determine whether the detected temperature of the temperature sensor 17 is higher than the upper limit temperature T2. Is performed.
[0026]
This upper limit temperature T2 may impair normal image formation if the recording sheet on which an image has passed through the fixing unit 8 remains in a high temperature state, and is therefore an upper limit value set in advance. .
If the recording sheet that has passed through the fixing unit 8 remains at a high temperature immediately after fixing, the toner is not completely fixed to the recording sheet, and when the recording sheet comes into contact with the guide member 15 and the roller on the downstream side of the conveyance of the recording sheet, When the recording sheet is a film sheet such as an OHP sheet, the recording sheet may be clogged due to softening or a scratch may be generated on the surface of the recording sheet.
Also, in the case of double-sided printing, a high-temperature recording sheet passes through the image forming section again, causing a difference in gloss of an image due to a temperature difference between the front surface and the back surface, or cleaning due to a rise in the temperature of the photoconductor. In some cases, the image quality may be degraded due to the occurrence of a defect, and the toner image of the recording sheet discharged and stacked on the sheet discharge tray or the storage tray may be damaged. A blocking phenomenon that sticks to the back surface may occur.
Thus, the fact that the detected temperature T is lower than the upper limit temperature T2 is the second condition for performing normal image formation.
[0027]
Here, returning to the flowchart of FIG. 7, when it is determined in step S6 that the detected temperature T of the temperature sensor 17 is higher than the upper limit temperature T2, the process proceeds to step S7, in which the control unit 21 releases the valve 20. As it is, the direction in which the voltage is applied to the Peltier element 14 is reversed, a current flows through the Peltier element 14 in a direction in which the contact surface with the guide member 15 is cooled, and the temperature of the guide member 15 decreases. From step S7, returning to step S2, the temperature detection by the temperature sensor 17 is continuously performed.
[0028]
If it is determined in step S6 that the detected temperature T of the temperature sensor 17 is lower than the upper limit temperature T2, the process proceeds to step S8, where the printing operation is started, and the image forming operation in the image forming unit 30 is started. .
First, a document image is read for each of BK, C, M, and Y by the optical unit 1, and based on the read image data, the photosensitive unit corresponding to each of the colors BK, C, M, and Y is read by the optical unit 1. A latent image of a corresponding color is formed on the body 2 by exposure.
Next, the developing units 3 corresponding to BK, C, M, and Y of the image forming unit 30 develop the latent images of the corresponding photoconductors 2 with toners of the corresponding colors, thereby corresponding to the photoconductors. The color original image is visualized and formed as a toner image.
[0029]
Then, the transfer of the recording sheet fed from the paper feed trays 7a and 7b or the manual paper feed tray 6 via the registration rollers 5, and the clockwise rotation of the photoconductor 2 on which the BK toner image is developed and formed. In synchronization with the rotation of the recording sheet, the recording start position of the BK color image on the recording sheet coincides with the starting point of the BK toner image on the photoconductor 2, so that the recording sheet is transported and the BK toner image is developed. The rotation of the photoconductor 2 is performed, and the BK toner image of the document is transferred to the recording sheet.
Next, the transfer of the recording sheet and the C toner image are performed such that the recording start position of the C color image on the recording sheet on which the BK toner image is transferred and formed coincides with the start point of the next C color toner image on the photoconductor 2. Is rotated, and the C toner image is superimposed and transferred on the BK toner image on the recording sheet.
In the same manner, a color original on which the toner images of BK, C, M, and Y are superimposedly transferred onto the recording sheet that has passed the position of the photoconductor 2 at the final stage where the Y toner image is developed An image is transferred and formed.
The recording sheet on which the color image of the document is formed is transferred to the fixing unit 8 and inserted into the nip between the fixing roller 8a heated to 150 ° C. to 160 ° C. and the pressure roller 8b. The sheet is conveyed while being heated and pressurized, and the fixing process is performed.
[0030]
The recording sheet on which the fixing process has been performed in this manner is sent to the paper output tray 11 via the paper output path 26 when one-sided printing is performed, and the reverse roller is used when double-sided printing is performed. 12, is temporarily stored in a storage tray (not shown), and is sent again to the image forming unit 30 with the back side up through the reversing conveyance path 28 when printing on the back side, and the back side of the document is printed on the back side of the recording sheet. Image formation is performed.
[0031]
During the image forming operation performed in this manner, as described above, the temperature of the guide member 15 on the downstream side of the conveyance of the fixing unit 8 is controlled, and as shown in FIG. When the detected temperature T is lower than the lower limit temperature T1, the heating is performed by the Peltier element 14 as shown in FIG. 2B with the valve 20 closed as shown in FIG. If the detected temperature T of the temperature sensor 17 exceeds the upper limit temperature T2 at time t3 in c), the valve 20 is closed to perform cooling by the Peltier element 14, and the detected temperature T of the temperature sensor 17 is always T1 < Temperature control is performed so as to maintain T <T2.
[0032]
As described above, according to the present embodiment, when the temperature of the recording sheet that has passed between the fixing roller 8a and the pressing roller 8b rises, the water vapor generated from the inside of the recording sheet is generated. On the downstream side of the conveyance, since there is no condensation as a water droplet on the non-heating member such as the guide member 15, the deformation of the recording sheet due to the adhesion of the water droplet to the recording sheet is prevented, and the formation of an abnormal image during duplex printing is prevented. It becomes possible.
Further, since the temperature of the recording sheet that has passed through the fixing unit 8 is lowered from the high temperature immediately after the fixing to the low temperature, it is possible to prevent image peeling and toner contamination when the recording sheet comes into contact with the guide member 15 or the roller on the downstream side of conveyance. In the case where the recording sheet is a film sheet such as an OHP, it is possible to prevent sheet clogging and scratches on the recording sheet surface due to softening.
Furthermore, at the time of double-sided printing, the high-temperature recording sheet does not pass through the image forming portion again, preventing the gloss difference of the image due to the temperature difference between the front and back surfaces of the recording sheet, and causing the photosensitive member to have a higher temperature. It is possible to prevent the deterioration of the quality of the formed image due to the occurrence of cleaning failure, and to prevent the occurrence of the blocking phenomenon in which the toner image of the recording sheet discharged and stacked on the tray sticks to the back of the upper recording sheet It is also possible to do.
[0033]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the invention, the image forming process in the image forming unit is completed, and the recording sheet that is subjected to the heat fixing process in the heat fixing unit and discharged is conveyed on the conveying path by the conveying unit. In the downstream direction of sheet conveyance, heating or cooling of the recording sheet is selected and executed by temperature changing means provided near the heating and fixing unit in the conveyance path, and the temperature of the recording sheet is changed. At the time of forming an image at a temperature or immediately after turning on the power, deformation of the recording sheet due to condensation of vapor generated from inside the recording sheet on a low-temperature member, formation of an abnormal image during double-sided printing, image peeling of a high-temperature recording sheet Problems such as toner contamination, clogging and scratching of the film recording sheet, and abnormal image formation due to poor cleaning due to a rise in the temperature of the photoconductor during duplex printing. By corresponding to the real time condition, it becomes possible to perform completely preventing constantly high quality image formation.
[0034]
According to the second aspect of the present invention, the conveying unit has a double-sided printing feed function of reversing the conveying direction and conveying the image to the image forming unit after holding and storing the recording sheet subjected to the temperature changing process by the temperature changing unit. Therefore, the effect obtained by the first aspect of the invention can be realized not only when the image is formed on one side of the recording sheet but also when the image is formed on both sides of the recording sheet.
[0035]
According to the third aspect of the present invention, the temperature changing means has a configuration in which the Peltier element is sandwiched between the heat conducting member and the heat radiating member arranged in the airflow path. It is possible to efficiently change the temperature in a state in which is greatly reduced in size.
[0036]
According to the fourth aspect of the present invention, the temperature changing unit detects the temperature of the conveyance path near the downstream side of the conveyance of the recording sheet in the heating and fixing unit, and controls the operation of the Peltier element based on the detected temperature. By performing high-precision temperature control corresponding to the temperature, the effect obtained by the invention described in claim 3 can be realized with higher accuracy by control that accurately corresponds to the ambient temperature. .
[0037]
According to the fifth aspect of the present invention, the on-off valve ON-OFF operation is performed based on the temperature control by driving the Peltier element, so that the effect obtained by the fourth aspect of the invention can be realized more efficiently. Will be possible.
[0038]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a temperature changing unit of FIG. 1 and a peripheral portion thereof.
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of the temperature changing unit.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a temperature control function unit of the temperature change unit.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of the temperature changing unit.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an operation of the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of the embodiment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 optical unit 2 photoreceptor 3 developing unit 4 transfer belt 8 fixing unit 9 temperature changing unit 14 Peltier element 15 guide member 17 temperature sensor 18 exhaust fan 19 heat radiating member 20 valve 21 control unit 30 image forming unit

Claims

Conveyance means for completing the image forming process in the image forming unit, conveying the recording sheet discharged after being subjected to the heat fixing process in the heat fixing unit on a conveying path,
A temperature changing unit that is provided near the heating and fixing unit in the conveyance path in the downstream direction of conveyance of the recording sheet, selects and executes heating or cooling of the recording sheet, and changes the temperature of the recording sheet. An image forming apparatus comprising:

2. The double-sided printing feed function of conveying means for reversing the conveying direction and conveying the image to the image forming unit after holding and storing the recording sheet subjected to the temperature changing process by the temperature changing means. Image forming apparatus.

3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the temperature changing unit has a configuration in which the Peltier element is sandwiched between a heat conducting member and a heat radiating member arranged in an air flow path.

4. The temperature changing unit according to claim 3, wherein the temperature changing unit has a temperature control function of detecting a temperature of a conveying path near a conveying downstream side of the recording sheet in the heating and fixing unit and controlling an operation of the Peltier element based on the detected temperature. The image forming apparatus according to any one of the preceding claims.

The image forming apparatus according to claim 4, further comprising an on-off valve that performs an ON-OFF operation based on temperature control of a temperature control function of the temperature changing unit.