JP2008044771A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】一旦矯正された用紙のカールの排出トレイ上での復元を確実に防止し得るとともに、装置コストの低減化を図ることができ、さらに用紙の排出トレイへの排出量がカールによって低下してしまうことを防止する。
【解決手段】互いに反対方向に向けて回転している定着ローラ136aと加圧ローラ136bとの間のニップ部Nへ転写処理の施された用紙Pが供給されることにより当該用紙Pのトナー像に定着処理を施す定着部136と、定着部136により定着処理が施された後に排出された用紙Pを順次積み重ねた状態で貯留するジョブセパレータトレイ162と、定着部136により定着処理が施されることにより形成した用紙Pのカールを矯正するカール矯正機構20とを備え、カール矯正機構20は、ジョブセパレータトレイ162に排出された用紙Pを対象としてカール矯正処理を施すようになっている。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成処理によりトナー像の転写された用紙を排出トレイへ排出するように構成された画像形成装置に関するものであり、特に用紙に形成されたカールの矯正を効果的に行うことで排出トレイの容量の向上を図り得るようにした画像形成装置に関するものである。
電子写真方式が採用された画像形成装置は、感光体ドラムの周面に所定の画像情報に基づく露光装置からの光線照射で静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を用紙に転写するようになされている。トナー像が転写された用紙は、定着装置でトナー像の定着処理が施され、その後排出トレイに排出されるようになっている。
前記定着装置は、内部に加熱用のヒータを備えた定着ローラと、周面がこの定着ローラの周面に当接するように対向配置された加圧ローラとを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙は、駆動回転している定着ローラと加圧ローラとの間のニップ部を通過することにより、定着ローラからの熱を得て定着処理が施される。
ところで、用紙が前記ニップ部を通過するに際し当該用紙の表面側(トナー像が転写された側)は、定着ローラによって加熱される一方、裏面側は、温度の低い加圧ローラに当接しているため用紙の表面側が熱膨張し、これによって定着装置から排出された用紙には、幅方向の両即部が加圧ローラの方向に向けて反った状態になる、いわゆるカールが形成される。そして、かかるカールが形成されると、用紙は上下方向に嵩高になるため、排出トレイは、予め設定された排出量を確保し得なくなるという不都合が生じる。
かかる不都合を解消するべく、特許文献1には、排出トレイに排出された用紙のカール量を検出するカール量検出センサを設けるとともに、カールを矯正する手段であるデカーラを設けてなるカール矯正機構が記載されている。そして、前記カール量検出センサが用紙のカールを検出したときには、前記デカーラを動作させてカールを矯正した後に用紙を排出トレイに排出し、引き続きカール量の検出を継続して排出トレイへ用紙を排出し得るか否かが判別され、排出し得なくなったときには用紙の排出が停止されるようになされている。
特開平9−240901号公報
しかしながら、特許文献1に記載のカール矯正機構にあっては、まず第1にデカーラが排出トレイの上流側に設けられているため、一旦デカーラにより矯正された用紙のカールは、当該用紙が排出トレイへ排出されるまでの搬送路において元に戻ってしまい、結局排出トレイにはカールの矯正が完了していない用紙が排出されてしまうという問題点を有している。
また、第2としてデカーラが一対のローラと、これら一対のローラ間に張設されたベルトと、このベルトの往きベルトを押圧するように配設された矯正ローラとを備えて構成されているため、カール矯正機構が大掛かりなものになって装置コストが嵩むという問題点を有している。
さらに、第3として排出トレイ上で検出したカール量により用紙の排出を停止させるようにしているため、排出トレイ上でのカール量が少なければさらに用紙の排出が可能であるのに、排出が停止されてしまい、これによって用紙の処理能力が低下するという問題点も存在する。
本発明は、かかる問題点を解消するためになされたものであり、排出トレイへ排出された用紙のカールに起因して排出トレイの容量が低下するのを防止した上で装置コストの低減化を図ることができる画像形成装置を提供することを目的としている。
請求項1記載の発明は、画像形成部における画像形成処理によりトナー像の転写された用紙を定着処理後に排出するように構成された画像形成装置において、前記トナー像の転写された用紙に加熱によるトナー像の定着処理を施す定着装置と、前記定着装置による定着処理後に排出された用紙を順次積み重ねた状態で貯留する排出トレイと、前記定着装置で定着処理が施されることにより形成した用紙のカールを矯正するカール矯正機構とが備えられ、前記カール矯正機構は、前記排出トレイに排出された用紙を対象としてカール矯正処理を施すものであることを特徴とするものである。
かかる構成によれば、トナー像が転写され、定着装置により定着処理が施された用紙が排出トレイに排出されて積み重ねられていく都度、カール矯正機構は、当該用紙のカールを排出トレイ上で矯正するため、従来のように排出トレイの上流側でカールが矯正された場合には、矯正後の用紙が排出トレイに到達するまでの間にカールが復元してしまい、排出トレイに排出された用紙が嵩高になって排出トレイの用紙積載能力が低下してしまうような不都合が生じることがなく、排出トレイの積載量が多くなる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記カール矯正機構は、前記排出トレイ上の用紙のカールを押さえつつ排出された用紙枚数の増加に応じて押さえ位置が上昇する用紙押さえ部材と、前記用紙押さえ部材の押さえ位置を検出する第1検出手段と、前記押さえ位置が予め設定された基準高さレベルを超えたことを前記第1検出手段が検出したとき前記画像形成部における用紙の単位時間当たりの処理枚数を先の用紙と後の用紙との搬送間隔を広げることにより低下させるべく制御する制御装置とを備えていることを特徴とするものである。
かかる構成によれば、用紙が排出トレイに排出される都度、用紙押さえ部材は、用紙のカールを押さえつつ押さえ位置が上昇していき、これによって排出トレイに貯留された用紙のカールは、用紙押さえ部材によって押圧されて矯正される。
そして、用紙押さえ部材の押さえ位置の上昇を検出する第1検出手段が設けられているとともに、押さえ位置が予め設定された基準高さレベルを超えたことを第1検出手段が検出したとき用紙の単位時間当たりの処理枚数を低下させるべく制御する制御装置が設けられているため、押さえ部材の押さえ位置が基準高さレベルを超えるとこのことを第1検出手段が検出し、この検出結果に基づき制御手段が用紙の単位時間当たりの処理枚数を低下させ、これによって用紙の搬送間隔が広げられる。
そして、用紙の搬送間隔が広げられると、定着ローラと加圧ローラとの押圧当接時間が長くなるため、定着ローラの熱が加圧ローラに伝熱される時間が長くなる。その結果、定着ローラと加圧ローラとの温度差が小さくなるため、両者間のニップ部を通過する用紙の表裏の温度差によって生じるカール量が少なくなる。
従って、排出トレイに排出された用紙束の高さレベルが第1検出手段の検出した基準高さレベルを超えると、その後に排出される用紙のカール量が少なくなって以後の排出トレイの積載容量が増加する。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記排出トレイに積み重ねられた用紙の高さレベルを検出する第2検出手段が設けられ、前記制御装置は、前記第2検出手段が前記排出トレイに用紙を積載可能な最大高さとして予め設定された最大高さレベルを検出したとき用紙の排出を停止させるべく制御することを特徴とするものである。
かかる構成によれば、制御装置は、用紙束が最大高さレベルになったことを第2検出手段が検出したとき用紙の排出を停止させるように制御するため、以後用紙が排出トレーへ排出されることはなく、従って、用紙を無理に排出することにより当該用紙が紙詰まりを起こすような不都合の発生が防止される。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、前記用紙押さえ部材は、前記排出トレイの上方位置に設けられた用紙排出方向に直交する用紙幅方向に延びる支持軸と、前記支持軸から垂下し、かつ、当該支持軸回りに回動自在に軸支されたカール押さえ板とを備え、前記用紙押さえ板は、前記排出トレイに排出された用紙の先端に押圧されることにより回動して当該用紙押さえ板の先端を潜らせた後に用紙のカールを押さえるように寸法設定されていることを特徴とするものである。
かかる構成によれば、用紙が排出トレイに排出されると、当該用紙の先端が自重で垂下しているカール押さえ板を用紙排出方向に向けて押圧し、これによるカール押さえ板の支持軸回りの回動によって用紙はカール押さえ板の下端縁部を潜って排出トレイ上に排出される。その後、カール押さえ板は、自重によって用紙のカールを支持軸回りに押さえる方向に向けて回動するため、排出トレイ上で用紙のカールが矯正される。
このように用紙押さえ部材を用紙幅方向に延びる支持軸と、支持軸回りに回動自在に自重で垂下した用紙幅方向一対のカール押さえ板とで構成することにより、用紙押さえ部材の構造を簡単なものとして部材コストの低減化に貢献した上で、排出トレイ上の用紙のカールが確実に矯正される。
請求項1記載の発明によれば、排出トレイに排出された用紙は、排出トレイ上で用紙押さえ部材によって押さえられてカールが矯正されるため、排出トレイの上流側でカールが矯正される場合に比較し、カールが復元することがない分排出トレイの積載容量を増加させることができる。
請求項2記載の発明によれば、排出トレイに排出された用紙束の高さレベルが第1検出手段の検出した基準高さレベルを超えると、制御装置の制御により用紙の単位時間当たりの処理枚数が低下させられることで、その後に排出される用紙のカール量が少なくなるため、以後の排出トレイの積載容量を増加させることができる。
請求項3記載の発明によれば、制御装置は、用紙束が最大高さレベルになったことを第2検出手段が検出したとき用紙の排出を停止させるように制御するため、以後用紙が排出トレーへ排出されることはなく、従って、用紙を無理に排出することにより当該用紙が紙詰まりを起こすような不都合の発生を確実に防止することができる。
請求項4記載の発明によれば、用紙押さえ部材を用紙幅方向に延びる支持軸と、支持軸回りに回動自在に自重で垂下した用紙幅方向一対のカール押さえ板とで構成することにより、用紙押さえ部材の構造を簡単なものとして部材コストの低減化に貢献した上で、排出トレイ上の用紙のカールを確実に矯正することができる。
図1は、本発明に係る複写機10の内部構造の一実施形態の概要を示す断面視の説明図である。なお、本実施形態においては、複写機10として複写処理の他にファクシミリ装置としての機能を備えた、いわゆる複合機が採用されている。
図1に示すように、複写機(画像形成装置)10は、箱形を呈した複写機本体11に原稿読取部12と、画像形成部13と、給紙部14と、胴内排出部15と、ジョブセパレータ排出部16とが設けられることによって構成されている。原稿読取部12は、複写機本体11の上部に設けられているのに対し、画像形成部13は、複写機本体11内の略中央部に設けられているとともに、給紙部14は、複写機本体11内における画像形成部13の下方位置に設けられている。また、胴内排出部15は、画像形成部13の直上位置に設けられているとともに、ジョブセパレータ排出部16は、この胴内排出部15と前記原稿読取部12との間に形成されている。
前記原稿読取部12は、光学的に読み取った原稿画像から画像データを生成するスキャナー等を有し、その上面に第1コンタクトガラスと第2コンタクトガラスとを備えている。第1コンタクトガラスは、複写機本体11の上面に開閉自在に設けられた原稿抑え121を開いてマニュアル操作で原稿をセットするときに使用されるものであり、複写機本体11の上面中央部の略全面を覆い得るように設けられている。これに対し第2コンタクトガラスは、原稿抑え121上に載置された複数枚の原稿を、自動的に順次読み取るときに使用されるものであり、原稿搬送機構の駆動で第2コンタクトガラスに接するようにして順次搬送される原稿から当該原稿の画像データがスキャナ部122で読み取られるようになっている。
前記給紙部14には、転写用の用紙Pが収納される挿脱自在の給紙カセット141が設けられている。かかる給紙部14は、給紙カセット141から画像形成部13へ用紙Pを搬送する搬送路142を備えている。また、前記給紙カセット141は、収納されている用紙Pを1枚ずつ繰り出させるピックアップローラ143を備えている。そして、前記搬送路142には、前記ピックアップローラ143によって繰り出された用紙Pを画像形成部13へ向けて送り出す給紙ローラ対144を備えている。
前記画像形成部13は、軸心回りに回転可能な感光体ドラム130を有し、この感光体ドラム130の周面に沿うように帯電部131と、露光部132と、現像部133と、転写部134と、クリーニング部135とが配設されている。また、感光体ドラム130の上方位置に定着部(定着装置)136が設けられている。
前記帯電部131は、感光体ドラム130の周面を所定電位に均一に帯電させるものであり、露光部132は、制御装置50から送信された画像データに基づきレーザービームを感光体ドラム130の表面に照射し、感光体ドラム130表面に静電潜像を形成するものである。
また、前記現像部133は、静電潜像にトナーを付着させて画像を顕在化させるものであり、転写部134は、顕在化したトナー像を用紙Pに転写するものであり、図1に示す例では転写ローラが採用されている。また、クリーニング部135は、画像転写後に感光体ドラム130の表面に残留しているトナーを清掃除去して清浄化し、つぎの静電潜像形成に備えるものである。
前記定着部136は、用紙Pに転写されたトナー像に定着処理を施すものであり、図1における左右方向に並設された定着ローラ136aと、加圧ローラ136bとを備えている。図1に示す例では、定着ローラ136aが右側に、加圧ローラ136bが左側にそれぞれ位置設定されている。定着ローラ136aは、図略の駆動手段の駆動力で軸心回りに図1における時計方向に向けて回転するとともに、加圧ローラ136bは、定着ローラ136aに従動して軸心回りに反時計方向に向けて回転するようになっている。
前記定着ローラ136aには、ハロゲンランプ等の通電発熱体が内装され、図略の電源装置からの電力がこの通電発熱体に供給されることにより当該通電発熱体が発熱し、定着ローラ136aが加熱されるようになっている。
前記加圧ローラ136bは、所定の付勢手段の付勢力で周面が定着ローラ136aの周面を押圧するようになっている。かかる加圧ローラ136bと前記定着ローラ136aとの当接位置に、前記画像形成部13から送り込まれた転写処理済みの用紙Pをニップするニップ部Nが形成されている。従って、転写処理済みの用紙Pがニップ部Nに到達すると、当該用紙Pは、定着ローラ136aの駆動回転に誘導されてニップ部Nを通って上昇し、このとき定着ローラ136aからの熱を得てトナー像の用紙Pへの定着処理が施されるようになっている。
このように構成された定着部136の出口の上方には、当該出口から導出された定着処理済みの用紙Pの搬出先を前記胴内排出部15と前記ジョブセパレータ排出部16との間で切り換える切換ガイド17が設けられ、この切換ガイド17の切り換え操作によって定着部136から導出された用紙Pは、胴内排出部15およびジョブセパレータ排出部16のいずれかに向けて排出されるようになっている。
前記胴内排出部15は、切換ガイド17の直右側位置に設けられた下部排出ローラ対151と、この下部排出ローラ対151の図1における右側に形成された胴内排出トレイ152とを有している。前記胴内排出トレイ152は、図1における右側から左側に向けて先下がりに傾斜した傾斜面を有し、これによって胴内排出トレイ152の左端部と前記下部排出ローラ対151との間に相当の高低差が形成されている。従って、定着部136における加熱による定着処理でたとえ用紙Pにカールが形成されても、当該カールに拘わらず用紙Pは下部排出ローラ対151を介し胴内排出トレイ152へ向けて順次支障なく排出されるようになっている。
前記ジョブセパレータ排出部16は、その上流端位置に配設された上部排出ローラ対161と、この上部排出ローラ対161の図1における直ぐ右側から右方に向けて延びるように設けられた平なジョブセパレータトレイ(排出トレイ)162とを備えている。
前記ジョブセパレータトレイ162は、複写機10がファクシミリ装置として使用されるとき、相手方のファクシミリ装置から送信された画像が画像形成部13で処理されることにより印刷された用紙Pを排出させるものである。なお、複写機10が本来の機能である原稿の複写処理のために使用されたときの用紙Pの排出先は、胴内排出トレイ152である。
このように、複写機10の用途に応じて用紙Pの排出先を異ならせることにより、排出された用紙Pが相手方のファクシミリ装置から伝送されたものであるのか、複写処理に係るものであるのかを容易に認識することが可能であり、排出された用紙が混同することによる事務の繁雑さを解消するようになされている。
そして、複写機10は、その本来の機能である複写処理を優先させた状態で設計されていることから、ファクシミリに係るジョブセパレータトレイ162の容量が複写処理に係る胴内排出トレイ152の容量より少なくされることが多く、これによってジョブセパレータトレイ162に排出された用紙Pは、カールが形成されていることの影響を受け易くその容量が胴内排出トレイ152の容量より少なくされる傾向にある。そこで、本実施形態おいては、ファクシミリ用の上部排出ローラ対161の直ぐ右側の若干上方位置に、後に詳述するカール矯正機構20の構成要素である用紙押さえ部材30が設けられ、これによる用紙Pのカール量の減少でジョブセパレータトレイ162の容量が少なくなることを防止している。
そして、上部排出ローラ対161と前記定着部136との間には、定着処理後の用紙Pを前記切換ガイド17を介してジョブセパレータトレイ162へ導くための搬出搬送路171が設けられ、切換ガイド17が用紙Pをジョブセパレータトレイ162側へ向かわせるように姿勢設定された状態(図1に実線で表示)で定着部136から送り出された用紙Pは、この搬出搬送路171を通ってジョブセパレータトレイ162へ向けて排出されるようになっている。
このような複写機10において、複写機本体11内の適所には、給紙部駆動源54、画像形成部駆動源55、帯電部用電源装置56および転写部用電源装置57が設けられている。前記給紙部駆動源54は、所定の駆動モータおよびギヤ機構を備えて構成され、給紙部14のピックアップローラ143および給紙ローラ対144に対し所定の駆動力を与えるようになっている。
前記画像形成部駆動源55も所定の駆動モータおよびギヤ機構を備えて構成され、感光体ドラム130、現像部133およびクリーニング部135に対して互いに同期した駆動力を与えるようになっている。
また、前記帯電部用電源装置56は、感光体ドラム130の駆動回転に同期して帯電部131の帯電ワイヤに所定の高圧電圧を印加するものであり、前記転写部用電源装置57も感光体ドラム130の駆動回転に同期して転写部134の転写ローラに所定の電圧を印加するものである。
以下、図2〜図4を基にジョブセパレータトレイ162を対象として設けられるカール矯正機構20について説明する。図2は、カール矯正機構20の一実施形態を示す斜視図である。また、図3は、図2のIII−III線断面図であり、図4は、図2のIV−IV線断面図である。なお、図2〜図4においてX−X方向を左右方向、Y−Y方向を前後方向といい、特に−X方向を左方、+X方向を右方、−Y方向を前方、+Y方向を後方という。
これらの図に示すように、カール矯正機構20は、前記ジョブセパレータトレイ162上の用紙Pのカールを押さえつつ排出された用紙枚数の増加に応じて押さえ位置が上昇する用紙押さえ部材30と、この用紙押さえ部材30の押さえ位置の上昇を検出する位置センサ40と、この位置センサ40の検出結果に基づき用紙Pにカールが形成され難い状態で当該用紙Pを搬送するように制御する制御装置50とを備えて構成されている。
前記用紙押さえ部材30は、ジョブセパレータトレイ162の左右の縁部が固定された幅方向一対の側板163(図2では右方の側板のみを示している。因みに、これら一対の側板163は、複写機本体11の構成要素である左右のフレーム板である。)間に架設された棒状の架設ロッド(支持軸)31と、この架設ロッド31の両側部に一体に固定された径方向に延びる左右一対(用紙幅方向一対)のカール押さえ板32と、右側のカール押さえ板32と対応する位置で架設ロッド31に一体的に固定された扇状遮光板33とを備えて構成されている。
前記架設ロッド31は、ジョブセパレータトレイ162の前縁部から立設された前壁164の上縁部より若干上方位置であって、かつ、ジョブセパレータトレイ162に積載され得る用紙束の最大高さレベルよりさらに若干上方位置に設けられている。前記前壁164は、上縁部が前記上部排出ローラ対161のニップ位置より若干下方に位置するように上下寸法が設定され、これによって上部排出ローラ対161からジョブセパレータトレイ162へ向けて搬送された用紙Pは、前壁164および架設ロッド31と干渉することなくジョブセパレータトレイ162上に排出されるようになっている。
前記カール押さえ板32は、鉄やステンレススチール等の比重の大きいある程度重い材料からなる矩形状の平板によって形成され、架設ロッド31回りに一体回転することにより架設ロッド31から自重で垂下した垂下姿勢S1(図2に実線で表示)と、ジョブセパレータトレイ162上に排出された用紙Pのカールを押圧して矯正する矯正姿勢S2(図2に二点鎖線で表示)との間で姿勢変更可能になっている。
かかるカール押さえ板32は、垂下姿勢S1に姿勢設定された状態で先端縁部がジョブセパレータトレイ162の上面から若干離間するように基端部から先端部までの長さ寸法が設定されている。また、カール押さえ板32の先端側には、当該先端側が架設ロッド31回りに反時計方向に向けて所定角度折り曲げられることによって形成した傾斜部321が設けられている。
前記扇状遮光板33は、カール押さえ板32の傾斜部321先端が用紙Pの処理枚数を低下させる基準として設定された処理枚数ダウン位置(基準高さレベル)T1(図3参照)に到達したか否か、およびカール押さえ板32の傾斜部321が最大積載位置T2(図3参照)に到達したか否かを前記位置センサ40に検出させるものである。
かかる扇状遮光板33は、円弧状に形状設定され、曲率中心が架設ロッド31の軸心と一致した状態でカール押さえ板32の後面側に当該カール押さえ板32と直交して設けられている。
このような扇状遮光板33の中心角は、本実施形態においては、180°より若干小さめに設定されているが、180°より小さめに設定されることに限定されるものではなく、状況によっては(すなわち、位置センサ40との相対的な位置関係によっては)180°より大きく設定してもよい。また、扇状遮光板33の曲率半径は、カール押さえ板32の架設ロッド31からの突出量の略1/2に設定されているが、略1/2であることに限定されるものではなく、状況に応じて適宜の寸法が設定される。
前記位置センサ40は、カール押さえ板32の先端が処理枚数ダウン位置T1に到達したことを検出する第1センサ(第1検出手段)401と、カール押さえ板32の先端が最大積載位置T2に到達したことを検出する第2センサ(第2検出手段)402とを備えている。
前記第1センサ401は、前記扇状遮光板33の架設ロッド31回りの回動軌跡を跨いだ状態で前記架設ロッド31の直上位置に設けられている。また、前記第2センサ402は、第1センサ401と同様に架設ロッド31の回動軌跡を跨いだ状態で第2センサ402の若干前方位置に設けられている。
かかる第1および第2センサ401,402は、側板163に固定される小さな箱形のケーシング41と、このケーシング41から扇状遮光板33の回動軌跡を跨ぐように下方に向けて突設された左方突設片42および右方突設片43と、前記左方突設片42の右方突設片43に対する対向面に設けられた発光素子421と、前記右方突設片43に前記発光素子421と対向するように設けられた受光素子431とを備えている。
従って、カール押さえ板32が第1センサ401の左右の突設片42,43間に侵入するまでの間は、第1センサ401の発光素子421から発光された光は受光素子431に受光され、これによってカール押さえ板32が処理枚数ダウン位置T1に到達していないことを示す件巣津信号が第1センサ401から制御装置50へ向けて出力されるようになっている。
一方、扇状遮光板33が第1センサ401の左右の突設片42,43間に侵入した時点で第1センサ401の発光素子421から照射された光が扇状遮光板33により遮光され、受光素子431が発光素子421からの光を受光しないことでカール押さえ板32が処理枚数ダウン位置T1に位置したことを示す検出信号が第1センサ401から制御装置50へ向けて出力されるようになっている。
また、カール押さえ板32が第2センサ402の左右の突設片42,43間に侵入するまでの間は、第2センサ402の発光素子421から発光された光は受光素子431に受光される。これによってカール押さえ板32が最大積載位置T2に到達していないことが第2センサ402により検出される。一方、扇状遮光板33が第2センサ402の左右の突設片42,43間に侵入した時点で第2センサ402の発光素子421から照射された光が扇状遮光板33により遮光される。これによって受光素子431が発光素子421からの光を受光しないことでカール押さえ板32が最大積載位置T2に位置したことが第2センサ402により検出される。
前記制御装置50は、位置センサ40(第1および第2センサ401,402)からの検出信号に基づき、画像形成部13における単位時間当たりの用紙Pの処理枚数を低下させることにより、用紙Pにおける定着部136でのカールの形成度合いを抑制させるように制御するものである。
なお、本発明においては、単位時間当たりの用紙Pの処理枚数の低下は、感光体ドラム130の回転数や定着ローラ136aの回転数を変化させるのではなく、給紙部14から画像形成部13へ送り込む用紙Pの搬送タイミングを遅らせることによって行われる。具体的には、先の用紙Pが給紙部14から画像形成部13へ送り出された後に、次の用紙Pが画像形成部13へ送り出されるまでの時間間隔が通常よりも延長される。
このようにされるのは、以下の理由による。すなわち、用紙Pにカールが形成されるのは、定着部136において、用紙Pが内部に加熱手段を有する高温の定着ローラ136aと、内部に加熱手段が存在しない加圧ローラ136bとによって押圧挟持された状態で定着ローラ136aからの熱を得て定着処理が施されるため、定着ローラ136aに当接した用紙Pの表面側の膨張量が加圧ローラ136bに当接した用紙Pの裏面側の膨張量より大きく、これによって用紙Pの両側部が表面側から裏面側に向けて撓んでいき、カールが形成されるのである。
従って、加圧ローラ136bの周面の温度を可能な限り定着ローラ136aの周面の温度に近づければ、用紙Pが定着ローラ136aと加圧ローラ136bとに挟持された状態で当該用紙Pの表裏の温度差が小さくなるため、用紙Pの表面側の膨張量と用紙Pの裏面側の膨張量とに大きな差がなくなり、これによって用紙Pのカール量が小さくなる。
そして、本発明では、かかる事実に着目し、加圧ローラ136bの周面の温度を定着ローラ136aの周面の温度に近づけさせるために、定着ローラ136aと加圧ローラ136bとの当接時間を長くするべく、単位時間当たりの用紙Pの処理枚数を低下させている(具体的な方策としては、給紙部14から画像形成部13へ送り込む用紙Pの搬送タイミングを遅らせるようにしている)のである。
但し、常に単位時間当たりの用紙Pの処理枚数を低下させると、用紙Pのカールを抑えることが可能になる反面、複写機10としての処理能力が低下するため、処理能力の低下との兼ね合いを考慮し、ジョブセパレータトレイ162に排出された用紙Pの高さに応じて(すなわち位置センサ40(第1および第2センサ401,402)の検出結果に応じて)単位時間当たりの用紙Pの処理枚数低下処置を制御装置50による制御の基に行うようにしている。
図5は、制御装置50による用紙Pの処理枚数低下制御の一実施形態を説明するためのブロック図である。制御装置50は、複写機10の駆動に関し全般的な制御を行うものであるが、図5には、その内の処理枚数低下制御に係る部分のみを示している。図5に示すように、制御装置50は、中央演算処理装置であるCPU(central processing unit)51と、読み取り専用の記憶装置であるROM(read only memory)52と、読み書き自在の記憶装置であるRAM(random access memory)53とを備えている。前記ROM52には、この制御を実行するためのプログラムや不変データ等が記憶されている。これに対し、前記RAM53は、制御途中で発生した各種のテンポラリーデータを記憶する領域として利用される。
前記CPU51は、第1および第2センサ401,402の検出信号が入力される遮光板位置判別部511と、この遮光板位置判別部511の判別結果に基づき各所に制御信号を出力する制御信号出力部512とを備えている。
前記遮光板位置判別部511は、前記第1および第2センサ401,402からの検出信号に基づき、用紙Pがジョブセパレータトレイ162に順次排出されることによってカール押さえ板32が処理枚数ダウン位置T1および最大積載位置T2のいずれに到達したかを判別するとともに、その判別結果を制御信号出力部512へ向けて出力するようになっている。
具体的には、ジョブセパレータトレイ162上に所定枚数の用紙Pが排出されたことによるカール押さえ板32の回動で扇状遮光板33が第1センサ401の左方突設片42と右方突設片43との間に入り込むと、発光素子421の発光がこの扇状遮光板33によって遮光される。この遮光により発光素子421の発光が受光素子431に到達せず、これによって第1センサ401は、カール押さえ板32が処理枚数ダウン位置T1に位置したことを検出し、この検出信号が遮光板位置判別部511に入力される。
そして、第1センサ401からの前記検出信号が入力されることにより、遮光板位置判別部511は、カール押さえ板32が処理枚数ダウン位置T1に到達したと判別し、この判別結果を制御信号出力部512へ向けて出力する。
そして、制御信号出力部512は、遮光板位置判別部511からのカール押さえ板32が処理枚数ダウン位置T1に到達した旨の判別結果が入力されると、給紙部駆動源54、画像形成部駆動源55、帯電部用電源装置56、露光部132および転写部用電源装置57に向けてそれぞれ所定の制御信号を出力する。これらの制御信号が入力された給紙部駆動源54、画像形成部駆動源55、帯電部用電源装置56、露光部132および転写部用電源装置57は予め設定された遅延モードの駆動を行う。これによって給紙カセット141から画像形成部13へ送り込まれる単位時間当たりの用紙Pの枚数が通常モードのときより減少され、先の用紙Pと後の用紙Pとの間の時間間隔が延長される(すなわち、先の用紙Pと後の用紙Pとの間の隙間寸法が長くなる)。
因みに、前記給紙部駆動源54は、前記ピックアップローラ143および給紙ローラ対144に駆動力を与えるものであり、遅延モードになると、ピックアップローラ143および給紙ローラ対144は、1枚の用紙Pを画像形成部13へ向けて送り出した後に予め設定された所定の時間が経過するまで停止されるようになっている。従って、先の用紙Pと後の用紙Pとの間には、通常モードのときより長尺の間隔が形成されることになる。因みにたとえ遅延モードのときでも、用紙Pの搬送速度そのものは通常モードの場合と同一である。
また、前記画像形成部駆動源55は、感光体ドラム130、現像部133の現像ローラやトナー攪拌用のスパイラルフィーダ等に互いに同期した駆動力を与えるものであり、遅延モードになると、前記給紙部14からの間隔の開いた給紙動作に同期して駆動・停止を繰り返すようになっている。
前記帯電部用電源装置56は、帯電部131の帯電ワイヤに高電圧を印加するものであり、遅延モードになるとこれに合わせて帯電ワイヤへの電圧印加のタイミングが通常モードの電圧印加のタイミングから遅延モードのタイミングに変更されるとともに、これと同期して露光部132からのレザー光線の照射タイミングも変更される。
前記転写部用電源装置57は、転写部134の転写ローラに所定の電圧(感光体ドラム130の周面のトナー像と逆極性の電荷を形成させる電圧)を印加して感光体ドラム130の周面に形成されているトナー像を静電気的に引き剥がし、この引き剥がしたトナー像を用紙Pに転写させるものである。かかる転写部用電源装置57も通常モードから遅延モードにモード変換されることにより、遅延したタイミングで感光体ドラム130の回転と同期しつつ転写ローラに電圧が印加されることになる。
これに対し、定着部136の定着ローラ136aおよび加圧ローラ136bについては、通常モードから遅延モードへのモード変換に拘わらず停止されることはなく、通常どおりに回転するようになっている。
従って、第1センサ401の検出結果に基づき遮光板位置判別部511が遅延モードにモード変換するべきタイミングを判別したとき(すなわち、カール押さえ板32が処理枚数ダウン位置T1へ到達したとき)は、制御信号出力部512からの前記各所に向けた制御信号の発信によって、給紙部14から画像形成部13へ送り込まれる用紙の間隔が通常モードのときより長くされ、これに合わせて感光体ドラム130や転写ローラ等の各部材の駆動が間欠的に行われるのに対し、定着部136は通常モードのときと同じに連続的に駆動される。
従って、画像形成部13を介して給紙部14に到達した用紙Pは、通常どおりに定着処理が施され、次の用紙Pが画像形成部13から送り込まれるまでに所定の時間が経過するため、その間に定着ローラ136aの周面が加圧ローラ136bの周面と直接当接し、これによる定着ローラ136a周面から加圧ローラ136b周面への直接的な伝熱によって両者間の温度差が小さくなる。
これによってカール押さえ板32が処理枚数ダウン位置T1に到達した時点以降にジョブセパレータトレイ162に排出される用紙Pは、その前のものよりカール量が小さくなっているため、ジョブセパレータトレイ162は、その後の容量が多くなる。
ついで、用紙Pのさらなる排出量の増加によるカール押さえ板32の回転で扇状遮光板33が第2センサ402により検出されると、この第2センサ402からの検出信号が遮光板位置判別部511に入力される。そうすると遮光板位置判別部511は、カール押さえ板32が最大積載位置T2に到達したと判別し、この判別結果を制御信号出力部512へ向けて出力する。
この判別結果が入力された制御信号出力部512は、給紙部駆動源54、画像形成部駆動源55、帯電部用電源装置56、露光部132および転写部用電源装置57にこれらの駆動を停止させるべき制御信号を出力するためこれらの駆動が停止される。これによってジョブセパレータトレイ162に積載能力以上の用紙Pが排出されて紙詰りが生じるような不都合の発生が防止される。
そして、本実施形態においては、複写機本体11の適所に表示部58が設けられ、遮光板位置判別部511からカール押さえ板32が最大積載位置T2に到達した旨の判別結果が入力された制御信号出力部512は、表示部58に向けて以後の用紙Pが排出されないことを示す、例えば、「ジョブセパレータトレイが満杯になったため、用紙の排出が停止されました。ジョブセパレータトレイから用紙を取り除いてください。」というようなコメントが表示されるようになっている。
このコメントに従ってジョブセパレータトレイ162から用紙Pが取り除かれると、制御信号出力部512は、給紙部駆動源54、画像形成部駆動源55等に向けてこれらを駆動させるべき制御信号を出力するため、これらの再駆動で残りの用紙Pがジョブセパレータトレイ162へ排出されることになる。なお、ジョブセパレータトレイ162から用紙Pを取り除いた後は、複写機10のモードは遅延モードから通常モードに戻される。
以下、図6を基に必要に応じて図1〜図5を参照しながら制御装置50によるモード変換制御のフローについて説明する。図6は、制御装置50による複写機10のモード変換の制御フローの一実施形態を示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおいては、複写機10がファクシミリ装置として利用され、相手方のファクシミリからデータが送信されることにより画像形成処理が施された1枚目の用紙Pがジョブセパレータトレイ162に排出される時点をスタート時点としている。
まず、ステップS1において、転写されたトナー像に対し定着部136で定着処理が施された用紙Pがジョブセパレータトレイ162へ排出される。このジョブセパレータトレイ162へ排出された用紙Pは、先端がジョブセパレータトレイ162に設けられたカール押さえ板32にまず衝突し、このカール押さえ板32を押し遣ることで架設ロッド31回りに回動させ、引き続きカール押さえ板32を潜り抜け、その後、カール押さえ板32の自重によって押圧されることにより用紙Pの幅方向両側部に形成されたカールが矯正される(ステップS2)。
ついで、ステップS3において、第1センサ401が扇状遮光板33を検出したか否かが、当該第1センサ401から出力される検出信号に基づき前記遮光板位置判別部511(図5)によって判別される。そして、検出されなかったとき(ステップS3でNO)にはステップS1に戻って次の用紙Pがジョブセパレータトレイ162に排出される一方、検出されたとき(ステップS3でYES)には、そのことで遮光板位置判別部511が通常モードから遅延モードにモード変更が必要と判別し、この判別結果に基づく制御信号出力部512からの関連機器に対する制御信号の出力によりステップS4が実行され、これによって複写機10における用紙Pの単位時間当たりの処理枚数が減少される。
この処理枚数の減少により、先の用紙Pと後の用紙Pとの間の間隔が広げられ、これにより定着ローラ136aと加圧ローラ136bとの直接接触の時間が増加されて両者間の温度差が小さくなるため、定着処理時に生じる用紙Pのカール量が減少する(ステップS5)。
このカール量が減少した用紙Pは、ジョブセパレータトレイ162に排出され(ステップS6)、引き続きカールがカール押さえ板32によって自重で押圧されることにより矯正される(ステップS7)。
ついで、第2センサ402が扇状遮光板33を検出したか否か、すなわち、画像形成処理を中止するべきか否かが当該検出信号が入力される遮光板位置判別部511によって判別され、第2センサ402が扇状遮光板33を検出しなかったとき(ステップS8でNO)にはステップS4に戻される一方、検出したとき(ステップS8でYES)には、遮光板位置判別部511の判別結果に基づき制御信号出力部512が各駆動機器(給紙部駆動源54、画像形成部駆動源55、帯電部用電源装置56、露光部132および転写部用電源装置57に向けて駆動を停止させるべき制御信号を出力する。これによって複写機10の画像形成処理は中止される(ステップS9)。
この駆動停止状態は、表示部58に表示出力される(ステップS10)ため、ユーザーは、この表示を視認することによって複写機10の画像形成処理が中止されたことを認識することができ、ジョブセパレータトレイ162から用紙Pを取り出す等の対応策を実行することができる。
以上詳述したように、本実施形態に係る複写機10は、互いに反対方向に向けて回転している定着ローラ136aと加圧ローラ136bとの間のニップ部Nへ転写処理の施された用紙Pが供給されることにより当該用紙Pのトナー像に定着処理を施す定着部136と、定着部136により定着処理が施された後に排出された用紙Pを順次積み重ねた状態で貯留するジョブセパレータトレイ162と、定着部136により定着処理が施されることにより形成した用紙Pのカールを矯正するカール矯正機構20とを備え、カール矯正機構20は、ジョブセパレータトレイ162に排出された用紙Pを対象としてカール矯正処理を施すようになっている。
かかる構成によれば、トナー像が転写され、定着部136により定着処理が施された用紙Pがジョブセパレータトレイ162に排出されて積み重ねられていく都度、カール矯正機構は、当該用紙Pのカールを押さえつつ、そのカール押さえ位置が上昇していき、これによって用紙Pのカールは、ジョブセパレータトレイ162上で矯正されるため、従来のようにジョブセパレータトレイ162の上流側でカールが矯正された場合には、矯正後の用紙Pがジョブセパレータトレイ162に到達するまでの間にカールが復元してしまい、ジョブセパレータトレイ162に排出された用紙Pが嵩高になってジョブセパレータトレイ162の用紙積載能力が低下してしまうような不都合が生じることがなく、ジョブセパレータトレイ162の積載量が多くなる。
このように、ジョブセパレータトレイ162に排出された用紙Pは、ジョブセパレータトレイ162上で用紙押さえ部材によって押さえられてカールが矯正されるため、ジョブセパレータトレイ162の上流側でカールが矯正される場合に比較し、カールが復元することがない分ジョブセパレータトレイ162の積載容量を増加させることができる。
そして、カール矯正機構20は、ジョブセパレータトレイ162上の用紙Pのカールを押さえつつ排出された用紙枚数の増加に応じて押さえ位置が上昇する用紙押さえ部材30と、用紙押さえ部材30の押さえ位置の上昇を検出する第1センサ401と、押さえ位置が予め設定された処理枚数ダウン位置T1を超えたことを第1センサ401が検出したとき当該検出結果に基づき用紙Pの単位時間当たりの処理枚数を低下させるべく制御する制御装置50とを備えている。
カール矯正機構20をこのように構成することにより、押さえ部材の押さえ位置が処理枚数ダウン位置T1を超えるとこのことを第1センサ401が検出し、この検出結果に基づき制御手段が用紙Pの単位時間当たりの処理枚数を低下させ、これによって用紙Pの搬送間隔が長くなる。
そして、用紙Pの搬送間隔が長くなると、定着ローラ136aと加圧ローラ136bとの押圧当接時間が長くなるため、定着ローラ136aの熱が加圧ローラ136bに伝熱される時間が長くなる。その結果、定着ローラ136aと加圧ローラ136bとの温度差が小さくなるため、両者間のニップ部Nを通過する用紙Pの表裏の温度差によって生じるカール量が少なくなる。
従って、ジョブセパレータトレイ162に排出された用紙束の高さレベルが第1センサ401の検出した処理枚数ダウン位置T1を超えると、制御装置50の制御により用紙Pの単位時間当たりの処理枚数が低下させられることで、その後に排出される用紙Pのカール量が少なくなるため、以後のジョブセパレータトレイ162の積載容量を増加させることができる。
また、ジョブセパレータトレイ162に積み重ねられた用紙Pの最大積載位置T2を検出する第2センサ402が設けられ、制御装置50は、第2センサ402が最大積載位置T2を検出したとき当該検出結果に基づき用紙Pの排出を停止させるべく制御するようになされているため、第2センサ402が最大積載位置T2を検出した以後、用紙Pがジョブセパレータトレイ162へ排出されることはなく、従って、用紙Pを無理に排出することにより当該用紙Pが紙詰まりを起こすような不都合の発生を確実に防止することができる。
さらに、用紙押さえ部材30は、ジョブセパレータトレイ162の上方位置に設けられた用紙P排出方向に直交する用紙幅方向に延びる架設ロッド31と、架設ロッド31から自重で垂下し、かつ、架設ロッド31回りに回動自在に軸支された用紙幅方向一対のカール押さえ板32とを備え、用紙押さえ板は、ジョブセパレータトレイ162に排出された用紙Pの先端に押圧されることにより回動した後に用紙Pのカールを押さえるべく寸法設定されている。
従って、用紙Pがジョブセパレータトレイ162に排出されると、当該用紙Pの先端が自重で垂下しているカール押さえ板32を用紙排出方向に向けて押圧し、これによるカール押さえ板32の架設ロッド31回りの回動によって用紙Pはカール押さえ板32の下端縁部を潜ってジョブセパレータトレイ162上に排出される。その後、カール押さえ板32は、自重によって用紙Pのカールを架設ロッド31回りに押さえる方向に向けて回動するため、ジョブセパレータトレイ162上で用紙Pのカールが矯正される。
このようにカール押さえ板32を用紙幅方向に延びる架設ロッド31と、架設ロッド31回りに回動自在に自重で垂下した用紙幅方向一対のカール押さえ板32とで構成することにより、カール押さえ板32の構造を簡単なものとして部材コストの低減化に貢献した上で、ジョブセパレータトレイ162上の用紙Pのカールを矯正することができる。
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
(1)上記の実施形態においては、画像形成装置としてファクシミリ装置としての機能を有する複合機としての複写機10を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置が複合機であることに限定されるものではなく、単能機としての複写機や単能機としてのファクシミリ装置であってもよいし、さらにコンピュータ等に接続されるプリンタであってもよい。
(2)上記の実施形態においては、カール矯正機構20がジョブセパレータトレイ162に設けられているが、本発明は、カール矯正機構20をジョブセパレータトレイ162に設けられることに限定されるものではなく、上記の実施形態における胴内排出トレイ152に設けてもよいし、上記の実施形態では採用されていない複写機本体11の頂部に設けられる排出トレイや機外に設けられる排出トレイを対象として設けてもよい。
(3)上記の実施形態においては、転写部134は、転写ローラを備えて構成されているが、本発明は、転写部134に転写ローラを採用することに限定されるものではなく、帯電ワイヤを採用してもよい。
(4)上記の実施形態においては、帯電部131は、帯電ワイヤを備えて構成されているが、本発明は、帯電部131に帯電ワイヤを採用することに限定されるものではなく、帯電ローラを採用してもよい。
(5)上記の実施形態においてはカール押さえ板32の位置を検出する位置センサ40として発光素子421および受光素子431を備えたいわゆるフォトセンサが採用されているが、本発明は、位置センサ40がフォトセンサであることに限定されるものではなく、カール押さえ板32の位置変更に応じて所定のスイッチをオン・オフさせる、いわゆるスイッチ式のセンサや、扇状遮光板33の姿勢変更に応じて当該扇状遮光板33の電気的な容量や抵抗値の変化でカール押さえ板32の位置を検出する容量式や抵抗式のセンサ等の各種のセンサを採用することができる。
(6)上記の実施形態においては、カール押さえ板32は、架設ロッド31に一対が設けられているが、本発明は、カール押さえ板32を一対で設けることに限定されるものではなく、架設ロッド31の略全長に亘って1つだけ設けてもよい。なお、このようにした場合、カール押さえ板32の中央部はカール矯正に加担することはないが、カール押さえ板32の中央部に自重でカールを矯正するカール押さえ板32のウエイトとしての役割を担わせることができる。
(7)上記の実施形態においては、カール押さえ板32は、ジョブセパレータトレイ162上の用紙Pを自重のみで押さえるようになされているが、これに加えてコイルバネや捻りバネ、さらには板バネ等の付勢手段の付勢力によっても用紙Pを押さえるようにしてもよい。こうすることによってカール押さえ板32を合成樹脂材料などの軽い材料で形成することができ、カール押さえ板32の材料の選択範囲が拡大する。また、付勢手段に代えて鉛などの重い金属をウエイトとしてカール押さえ板32に付設してもよい。
本発明に係る複写機の内部構造の一実施形態の概要を示す断面視の説明図である。 カール矯正機構の一実施形態を示す斜視図である。 図2のIII−III線断面図である。 図2のIV−IV線断面図である。 制御装置による用紙の処理枚数低下制御の一実施形態を説明するためのブロック図である。 制御装置による複写機のモード変換の制御フローの一実施形態を示すフローチャートである。
符号の説明
10 複写機(画像形成装置)
11 複写機本体 12 原稿読取部
121 原稿抑え 122 スキャナ部
13 画像形成部 130 感光体ドラム
131 帯電部 132 露光部
133 現像部 134 転写部
135 クリーニング部 136 定着部(定着装置)
136a 定着ローラ 136b 加圧ローラ
14 給紙部 141 給紙カセット
142 搬送路 143 ピックアップローラ
144 給紙ローラ対 15 胴内排出部
151 下部排出ローラ対 152 胴内排出トレイ
16 ジョブセパレータ排出部
161 上部排出ローラ対 162 ジョブセパレータトレイ(排出トレイ)
163 側板 164 前壁
17 切換ガイド 171 搬出搬送路
20 カール矯正機構 30 用紙押さえ部材
31 架設ロッド(支持軸) 32 カール押さえ板
321 傾斜部 33 扇状遮光板
40 位置センサ 401 第1センサ(第1検出手段)
402 第2センサ(第2検出手段)
41 ケーシング 42 左方突設片
421 発光素子 43 右方突設片
431 受光素子 50 制御装置
51 CPU 511 遮光板位置判別部
512 制御信号出力部 52 ROM
53 RAM 54 給紙部駆動源
55 画像形成部駆動源 56 帯電部用電源装置
57 転写部用電源装置 58 表示部
N ニップ部 P 用紙
S1 垂下姿勢 S2 矯正姿勢
T1 処理枚数ダウン位置(基準高さレベル)
T2 最大積載位置

Claims (4)

  1. 画像形成部における画像形成処理によりトナー像の転写された用紙を定着処理後に排出するように構成された画像形成装置において、
    前記トナー像の転写された用紙に加熱によるトナー像の定着処理を施す定着装置と、
    前記定着装置による定着処理後に排出された用紙を順次積み重ねた状態で貯留する排出トレイと、
    前記定着装置で定着処理が施されることにより形成した用紙のカールを矯正するカール矯正機構とが備えられ、
    前記カール矯正機構は、前記排出トレイに排出された用紙を対象としてカール矯正処理を施すものであることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記カール矯正機構は、前記排出トレイ上の用紙のカールを押さえつつ排出された用紙枚数の増加に応じて押さえ位置が上昇する用紙押さえ部材と、
    前記用紙押さえ部材の押さえ位置を検出する第1検出手段と、
    前記押さえ位置が予め設定された基準高さレベルを超えたことを前記第1検出手段が検出したとき前記画像形成部における用紙の単位時間当たりの処理枚数を先の用紙と後の用紙との搬送間隔を広げることにより低下させるべく制御する制御装置とを備えていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記排出トレイに積み重ねられた用紙の高さレベルを検出する第2検出手段が設けられ、
    前記制御装置は、前記第2検出手段が前記排出トレイに用紙を積載可能な最大高さとして予め設定された最大高さレベルを検出したとき用紙の排出を停止させるべく制御することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  4. 前記用紙押さえ部材は、前記排出トレイの上方位置に設けられた用紙排出方向に直交する用紙幅方向に延びる支持軸と、前記支持軸から垂下し、かつ、当該支持軸回りに回動自在に軸支されたカール押さえ板とを備え、
    前記用紙押さえ板は、前記排出トレイに排出された用紙の先端に押圧されることにより回動して当該用紙押さえ板の先端を潜らせた後に用紙のカールを押さえるように寸法設定されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
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