JP2006227481A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、トナー像を保持した転写材の定着を行う定着装置の搬送速度を可変速とした画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine, and more particularly to an image forming apparatus in which a conveying speed of a fixing device that fixes a transfer material holding a toner image is variable.
従来の画像形成装置、特に、転写材を垂直に近い縦方向に搬送する装置においては、搬送経路における転写材の弛みや引張りが搬送ローラを抜けた際に画質、特に画像上のずれ(転写ずれ)に大きく影響する。 In a conventional image forming apparatus, particularly an apparatus that conveys a transfer material in a vertical direction that is close to vertical, image quality, particularly image misalignment (transfer misalignment) when the transfer material is loosened or pulled in the conveyance path passes through the conveyance roller. ) Is greatly affected.
これはローラ転写やベルト転写のように転写ポイントにおける転写材の密着性が良好な転写方式よりも静電転写のように転写ポイントにおける転写材の密着性があまり良くない転写方式において顕著に現れる。 This is conspicuous in a transfer system such as roller transfer or belt transfer where transfer material adhesion at the transfer point is not so good as in electrostatic transfer.
この対策としては、ループ検出手段である弛み検知センサによって搬送位置の変化による定着速度と搬送速度の速度差を検知して定着と転写材との弛み量を一定に維持するする制御を行っていた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、定着速度が極端に遅い場合や、カールした転写材においては定着装置への挿入時の引っかかりによる挿入不良のため極端に転写材が弛んでしまう場合がある。この場合、搬送経路は一定の間隙しかないために用紙の逃げ場がなくなり、それまでU字形状であった転写材がS字形状へ急激に変化する。その結果、搬送位置が弛み状態を反映しない異常状態となり、弛み検知センサでは正常に検知できない問題が生じる。 However, there are cases where the fixing speed is extremely slow, or in the case of a curled transfer material, the transfer material is extremely loosened due to poor insertion due to catching when inserted into the fixing device. In this case, since the conveyance path has only a certain gap, there is no escape space for the sheet, and the transfer material, which has been U-shaped until then, rapidly changes to an S-shape. As a result, the conveyance position becomes an abnormal state that does not reflect the slack state, and the slack detection sensor cannot detect normally.
上記、特許文献1では、このような異常状態への対応には触れていない。 The above-mentioned Patent Document 1 does not touch on handling such an abnormal state.
本発明は、転写材搬送に上記のような異常状態へ対応する技術として提案するもので、転写材のカールの時間変化率の変動を検知し、定着速度を制御することによって安定した定着搬送を維持できる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention is proposed as a technique for dealing with the abnormal state as described above in the transfer material conveyance. By detecting the variation of the time change rate of the curl of the transfer material and controlling the fixing speed, the stable fixation conveyance can be achieved. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can be maintained.
像担持体と、当該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、当該トナー像を転写材上に転写する転写手段と、当該転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、定着速度制御手段と、搬送経路に搬送される転写材の弛みの程度を検知可能なループ検知手段と、当該ループ検知手段の出力に応じて前記弛みの量を一定に維持できるように定着速度制御を行う画像形成装置において、前記搬送経路を走行する転写材の略垂直方向で、かつ一方向への弛みが、逆方向に変化した場合には、定着速度制御を中止することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, an image forming unit that forms a toner image on the image carrier, a transfer unit that transfers the toner image onto a transfer material, and a fixing unit that fixes the toner image transferred onto the transfer material A fixing speed control means, a loop detection means capable of detecting the degree of looseness of the transfer material conveyed to the conveyance path, and fixing so that the amount of looseness can be maintained constant according to the output of the loop detection means. In the image forming apparatus that performs speed control, the fixing speed control is stopped when the slack in one direction of the transfer material traveling on the transport path changes in the opposite direction. Image forming apparatus.
定着装置への搬送経路において異常な転写材の弛みを検出した場合でも、定着速度制御に誤動作が生じないように制御されるので、安定した定着搬送が可能となる。 Even when abnormal loosening of the transfer material is detected in the conveyance path to the fixing device, the fixing speed control is performed so that no malfunction occurs, so that stable fixing conveyance is possible.
本発明に係わる実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係わる実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
図2は、図1の感光体、定着装置領域および搬送経路を拡大した図である。 FIG. 2 is an enlarged view of the photoconductor, the fixing device region, and the conveyance path of FIG.
図1において、画像形成装置1は、自動原稿搬送装置(通称ADFという)Aと、原稿画像読取部Bと、読み取った原稿画像を処理する画像制御部Cと、書き込みユニットを含む書き込み部Dと、転写部19を含む画像形成部Eと、定着装置Hと、画像を形成する転写材である記録紙Pを収納する収納部Fと、記録紙を反転させる自動反転給紙機構ADU等を備えている。
In FIG. 1, an image forming apparatus 1 includes an automatic document feeder (commonly referred to as ADF) A, a document image reading unit B, an image control unit C for processing a read document image, and a writing unit D including a writing unit. , An image forming unit E including a
最初に、自動原稿搬送装置Aは、原稿載置台26と、ローラR1を含むローラ群および原稿の移動通路を適宜切り換えるための切換手段等(参照記号なし)を含む原稿搬送処理部28とを主要素としている。
First, the automatic document feeder A mainly includes a document table 26 and a
原稿画像読取部Bは、自動原稿搬送装置Aにより搬送される原稿の画像を読み取るための読取部である。プラテンガラスGの下にあり、ランプ34、光路長を保って往復移動できる二つのミラーユニット30、31、固定の結像レンズ33、ライン状の撮像素子35等からなる。
The document image reading unit B is a reading unit for reading an image of a document conveyed by the automatic document conveying device A. Under the platen glass G, it comprises a
画像制御部Cは、読み取った原稿画像の処理の他に記録紙の搬送駆動も制御する制御部である。 The image control unit C is a control unit that controls recording paper conveyance driving in addition to processing of the read document image.
書き込み部Dは、レーザ光源40、ポリゴンミラー42等からなり、画像処理後の画像データに従って像担持体(感光体ともいう)10上に書き込みを行う書き込みユニット12を含む。
The writing unit D includes a
画像形成部Eは感光体10およびその周囲に帯電電極14、現像器16、転写電極18、分離電極20、クリーニング手段21等の画像形成手段を含む画像形成部である。記録紙Pの移動方向からみて、転写電極18の手前側に示す85はレジストローラであり、分離電極20の下流側に定着装置Hがある。
The image forming unit E is an image forming unit including an image forming unit such as a
図2において、定着装置Hは定着ローラ対91を備え、定着ローラ対91は記録紙の表面に接する定着ローラ911と、定着ローラ911に圧接しながら回転し記録紙の裏面に接する加圧ローラ912とで構成されている。定着ローラ911は、金属軸、ガラスパイプ等を基体とし、その外周に形成したPFA層等と、基体の内側には、ハロゲンヒータ等の加熱源94が配設されている。なお、分離爪93は定着ローラ911の外周面に巻き付こうとする記録紙Pの先端を剥がすための部材である。また、加圧ローラ912は金属軸を基体とし、外周はシリコンゴム等の弾性体で形成されている。感光体10からトナー像を転写された記録紙Pは、垂直方向上向きに搬送され、水平方向に隣接して配設された定着ローラ対91が形成する圧接部に挟持され、加熱および加圧により定着されて、更に、上方に搬送される。
In FIG. 2, the fixing device H includes a
図1に戻り、収納部Fは、画像を形成する記録紙Pを収納する給紙トレイ22、24のための収納部である。給紙トレイ24における参照記号Sは可動板であり、記録し束は、当該可動板Sによって押し上げられ、この結果、最上位紙が後述する送り出しローラに接触するようになっている。給紙トレイ22も上述の構成と同じ構成を有している。なお、給紙トレイの内、下段(実施の態様において給紙トレイは2段重ねであるので下段としたが、最下段の意味)に配置した給紙トレイ24の底部と装置本体の底壁との間に、所定の間隙を持った空間部25を形成してある。空間部25は、記録紙Pの両面に画像を形成する態様において使用するものであり、記録紙の表裏反転用の自動反転搬送路86と共同して記録紙の表裏反転を達成することに寄与する。
Returning to FIG. 1, the storage unit F is a storage unit for the
給紙トレイ22、24のそれぞれの先端部(給紙方向からみて、収納される記録紙Pの先端に対応する)上部に示す50および53はローラからなる給紙手段(以下、送り出しローラという)、51および54はフィードローラ、52および55は重送防止ローラである。73、75は搬送ローラである。
記録紙搬送切替レバー90は、記録紙の表面に画像形成された記録紙Pを複数の搬送経路の内の一方の搬送経路である排紙通路78に向かわせるか、又は、もう一方の搬送経路である湾曲搬送路部80を経由して自動反転搬送路86に向かわせるように制御される。
The recording paper
自動反転給紙機構ADUは、湾曲搬送路部80、反転搬送ローラ対81、82、83等で構成され記録紙の表裏を反転させる機構である。ただし、反転動作説明については省略する。
The automatic reversing paper feeding mechanism ADU is composed of a
揺動自在の記録紙搬送切替レバー90は、定着装置Hの記録紙搬送方向(矢印)下流の排紙通路78と湾曲搬送路部80との分岐点DP近傍に配設されており、通常の(反転搬送以外の)記録し搬送では、点線で示すような位置にあって、定着後の記録紙を排紙通路78へ導いている。
The swingable recording paper
排紙通路78は記録紙搬送方向下流にR状のガイド部(参照符号なし)を形成されており、当該R状のガイド部近傍に排出ローラ対79が配設されている。
The
表面(以下、ここでは、記録紙の定着ローラ911に接する面を表面といい、加圧ローラ912に接する面を裏面という。)にトナー像を形成された記録紙Pは定着装置Hの定着ローラ対91に圧接されて定着され、一対の記録紙ガイド部材95、96の間を通過して記録紙搬送切替レバー90が配設された前記分岐点DPに向かう。記録紙搬送切替レバー90はソレノイド等により構成される図示しない切替レバー駆動手段に連結されており、前記制御部からの指令により切替レバー駆動手段が駆動され、記録紙搬送切替レバー90が時計方向または反時計方向に回動される。
The recording paper P on which the toner image is formed on the front surface (hereinafter, the surface contacting the
プリント動作にあたって、不図示の感光体駆動モータの始動により感光体10は矢印で示す反時計方向に回転され、同時に帯電電極14の帯電作用により感光体10に電位の付与が開始される。
In the printing operation, the
感光体10は電位を付与されたあと、書込み部Dからの画像データに対応する画像の書込みが開始され、感光体10の表面に原稿画像に対応する静電潜像が形成される。
After the
前記の静電潜像は現像器16により非接触の状態で反転現像され、感光体10上にトナー像が形成される。
The electrostatic latent image is reversely developed in a non-contact state by the developing
一方、記録紙Pは、給紙トレイ22から送り出しローラ50によって送り出され、フィードローラ51で搬送され、さらに搬送ローラ75で送られ、レジストローラ85の上流近傍に配置されたレジストセンサ85Aで前記感光体10に形成される前記トナー像と同期がとられて、レジストローラ85で紙曲り等が抑制され一時停止する。その後、前記レジストローラ85は再び駆動を開始し、トナーと反対極性の直流電圧が印加されている転写電極18の転写領域Sに前記記録紙Pを給送し、前記トナー像が記録紙Pに転写される。その後、前記感光体10はクリーニング手段21によって残留トナーが清掃され、次の画像形成サイクルにはいる。
On the other hand, the recording paper P is fed from the
トナー像が転写された記録紙Pは、更に定着装置Hへと送られ、定着ローラ対91の加熱ローラ911と加圧ローラ912に挟持、加圧され定着されるわけだが、本画像形成装置では、定着速度の変化により転写と定着の間の搬送経路70で転写材に弛みや引っ張りによるカールの変化が生じるので、当該搬送経路70に弛み検知センサ70Bを配設し、この弛み(ループ)の量を動的にモニタ検知し、制御部Cで時間変化率を算出して、一定のループ量になるように定着速度をフィードバック制御している。
The recording paper P onto which the toner image has been transferred is further sent to the fixing device H, and is sandwiched between the
トナー像が定着された記録紙Pは、排紙通路78に沿って進み、定着排紙センサ91Aを通過完了するとフィードバック制御は停止し、さらに前記排紙ローラ79(図1参照)によって排紙棚Tへ積載される。
The recording paper P on which the toner image has been fixed advances along the
しかしながら、前述したように、定着速度が極端に遅い場合や、カールした転写材においては定着装置への挿入時の引っかかりによる定着ローラ91への挿入不良が生じ、極端に記録紙Pが弛んでしまう場合がある。この場合、搬送経路70は一定の間隙しかないために用紙の逃げ場がなくなり、それまでU字形状であった記録紙PがS字形状へ急激に変化し、異常状態が発生する。
However, as described above, when the fixing speed is extremely slow or when the curled transfer material is inserted into the fixing
ここで従来の技術での前記搬送経路70における記録紙のカールの状態の検知および定着速度の制御について図3、4を基に具体的に説明する。
Here, the detection of the curl state of the recording paper and the control of the fixing speed in the
図3は、吸引ファンと連通する吸引ガイドの透視図である。 FIG. 3 is a perspective view of the suction guide communicating with the suction fan.
図4は、転写と定着間の搬送経路を記録紙が搬送される状態を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the recording paper is conveyed along a conveyance path between transfer and fixing.
図4(a)、(b)において、正常な搬送状態においては、記録紙は、搬送経路70で、転写処理後は2点差線P1で示したように不図示の吸引ファンに連通する図3のようなダクト状の吸引ガイド70Aにやや引き寄せらながら、当該吸引ガイド70Aからの通過高さhを保ちつつ、弛み検知センサ70Bによって検知されながら走行し、定着ローラ対91に挟持される。弛み検知センサ70Bは記録紙の通過高さhを多段階に検知することが可能である。本実施の形態では記録紙の送り速度は250mm/secであり、通過高さhは2mm〜6mmの範囲となっていて、定着速度が相対的に速く引っ張られる傾向の場合には吸引ガイド70Aからの高さhはプラス側(図で左方向)にその出力がシフトする。図4(c)は、記録紙P2が引っ張りの頂点に達した状態を示し、トナー像がガイドおとび弛み検知センサ70Bに触れて画像擦れが生じている。逆に定着速度が遅く弛み傾向の場合にはマイナス側(図で右方向)にシフトする。記録紙の弛み状態は多すぎても、少なすぎても前述の転写ずれ等の画像不良が発生する。
4A and 4B, in a normal conveyance state, the recording paper communicates with a suction fan (not shown) as indicated by a two-point difference line P1 in the
従って、記録紙の弛み状態は多すぎても、少なすぎても、記録紙の汚れや搬送スリップによる画像不良問題が発生する。その画像不良問題を防ぐため、弛み量を一定にするように、検知出力に応じてフィードバック制御して、定着速度を可変している。すなわち、通過高さhが低い(右より)の場合には、定着速度を増速し、高い(左より)場合には減速させることにより弛みを一定化している。 Therefore, if the recording paper is too slack or too small, an image defect problem due to dirt or conveyance slip of the recording paper occurs. In order to prevent the image defect problem, the fixing speed is varied by performing feedback control according to the detection output so as to make the amount of slackness constant. That is, the slackness is made constant by increasing the fixing speed when the passing height h is low (from the right) and decelerating when the passing height h is high (from the left).
本発明は、前述したように、それまでU字形状であった記録紙P1が図4(d)の記録紙P3のようなS字形状へ急激に変化し、異常状態が発生した場合の対応に関するものである。 As described above, according to the present invention, when the recording paper P1 that has been U-shaped up to that point is suddenly changed to an S-shape like the recording paper P3 in FIG. 4D, an abnormal state occurs. It is about.
すなわち、記録紙がU字形状送りからS字形状に急激な変化すると、それに伴い弛み検知センサ70Bの出力も同様に急激に変化する。よって、出力の時間変化率を動的にモニタすることにより通常の弛み状態の変化によるものか、S字状態によるものかを制御部Cで判定することができる。
That is, when the recording paper suddenly changes from U-shaped feeding to S-shaped, the output of the
すなわち、本実施の形態では、正常な範囲内での定着と搬送の速度差は−0.5%〜+0.5%程度であり、その場合における検知高さ出力(通過高さhにおける)の変化率は、(記録紙の送り速度250mm/secの場合)およそ−5mm/sec〜+5mm/secであるが、前述のS字状態となった場合には50msecで高さ4mm程度と急激な変化が生じる。よって変化率が正常範囲外と判断できるー10mmsec以下の場合あるいは、+10mmsec以上の場合には異常と判定し、制御部Cは、フィードバック制御を停止し、標準の一定速度に切り替える。 That is, in this embodiment, the difference between the fixing speed and the conveyance speed within the normal range is about −0.5% to + 0.5%, and the detected height output (at the passing height h) in that case. The rate of change is approximately −5 mm / sec to +5 mm / sec (when the recording paper feed speed is 250 mm / sec). However, in the case of the S-shaped state described above, the change is abrupt as about 4 mm in 50 msec. Occurs. Therefore, it can be determined that the rate of change is out of the normal range-when it is 10 mmsec or less or when it is +10 mmsec or more, it is determined as abnormal, and the control unit C stops the feedback control and switches to a standard constant speed.
本発明は、この異常と判定した場合は、定着速度へのフィードバック制御を即時中止することを特徴としている。 The present invention is characterized in that when it is determined that the abnormality is present, the feedback control to the fixing speed is immediately stopped.
以下、本発明の搬送、定着駆動プロセスについてフロー図にて説明する。 Hereinafter, the conveyance and fixing driving process of the present invention will be described with reference to flowcharts.
図5は、搬送、定着駆動プロセスについてフロー図を示す。 FIG. 5 is a flowchart showing the conveyance and fixing driving process.
図5において、画像記録開始と同時にステップS1で、感光体ドラム、搬送駆動、定着駆動、それぞれのモータが回転を開始し、感光体ドラム上には画像形成が始まり、送り出しローラおよびフィード、搬送ローラは記録紙を給送し、定着ローラは回転する。ステップS2で、記録紙が、レジストローラ上流近傍に配置されたレジストセンサに記録紙先端が到達しONとなると、ステップS3でレジストローラの駆動クラッチがONとなり、記録紙はレジストローラに挟持、搬送され、感光体ドラムに形成されたトナー像と同期して転写領域Sを経て、定着ローラに挟持される。ステップS3でレジストセンサは記録紙が到達するまではOFF状態となっている。ステップS4で、記録紙は、定着ローラ下流近傍に配置された定着排紙センサに記録紙先端が到達しONとなると、ステップS5で、弛み検知センサ70Bが記録紙の弛みの変化の検知を開始し、ステップS6で、弛みの出力値からフィードバックする定着ローラの回転速度Vfを算出する。ステップS4で定着排紙センサは記録紙が到達するまではOFF状態となっている。ステップS7で、弛みの出力値から制御部で変化率を算出する。ステップS8で、前記変化率が所定の値、すなわち、S字形状に急激な変化をきたす値を超えた場合はYESで、フィードバック制御を停止し、定着速度を標準の一定速度の状態にする。また、S字形状に急激な変化をきたす値以下の場合は、ステップS9で、フィードバック制御を継続する。ステップS10で、レジストローラが記録紙の搬送を完了すると、レジストセンサはOFFとなり、定着速度を標準の一定速度の状態にする。また、ステップS10で、レジストセンサは、レジストローラが記録紙を挟持、搬送している間は、ON状態でフィードバック制御を継続する。
In FIG. 5, simultaneously with the start of image recording, in step S1, the photosensitive drum, conveyance drive, and fixing drive motors start to rotate, and image formation starts on the photosensitive drum. Feeds the recording paper and the fixing roller rotates. In step S2, when the leading end of the recording paper reaches the registration sensor arranged in the vicinity of the registration roller and is turned on, the registration roller driving clutch is turned on in step S3, and the recording paper is nipped and conveyed by the registration roller. In synchronization with the toner image formed on the photosensitive drum, the toner image is sandwiched by the fixing roller through the transfer region S. In step S3, the registration sensor is in an OFF state until the recording paper arrives. In step S4, when the leading end of the recording paper reaches the fixing paper discharge sensor disposed in the vicinity of the fixing roller in step S4 and is turned ON, in step S5, the
以上から、本発明によって、転写と定着の搬送領域で、記録紙が異常な弛み状態で搬送される不具合が回避され、安定した定着搬送が可能となる。 As described above, according to the present invention, the problem that the recording paper is conveyed in an abnormally slack state in the transfer and fixing conveyance area is avoided, and stable fixing conveyance is possible.
10 感光体
16 現像器
18 転写電極
70 搬送経路
70A 吸引ガイド
70B 弛み検知センサ
85 レジストローラ
85A レジストセンサ
91 定着ローラ対
91A 定着排紙センサ
C 制御部
H 定着装置
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