JP2006349837A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子写真方式により記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。特に詳細には、画像形成装置の転写手段と定着手段の間で該記録材の搬送を制御する技術に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a recording material by electrophotography. In particular, the present invention relates to a technique for controlling the conveyance of the recording material between a transfer unit and a fixing unit of an image forming apparatus.
電子写真方式を用いた従来の画像形成装置においては、像担持体上のトナー像が記録媒体に転写部にて転写された後、この記録媒体が搬送ガイドを経て定着器のニップ部に導かれる。ここで、記録媒体の先端が定着器のニップ部に突入した状態では、その後端部がまだ転写部を通過していない場合がある。 In a conventional image forming apparatus using an electrophotographic system, a toner image on an image carrier is transferred to a recording medium by a transfer unit, and then the recording medium is guided to a nip portion of a fixing device through a conveyance guide. . Here, in a state where the leading edge of the recording medium has entered the nip portion of the fixing device, the trailing edge portion may not yet pass through the transfer portion.
一方、定着器に具備される加圧ローラの熱膨張や固体差、或いは経年変化によって定着器における紙搬送速度と転写部における紙搬送速度との間に差が生じる場合がある。このような場合において、定着器における紙搬送速度が転写部の紙搬送速度を上回ると、未定着トナー像を担持している記録媒体が定着器と転写部間で定着器側に引っ張られる現象が発生し、画像劣化を招く恐れがある。従って、転写部と定着器との間を搬送される記録媒体にたるみとしてのループを形成するように両搬送速度を制御すれば、上記現象の発生を未然に防止できる。逆に転写部における紙搬送速度が定着器紙搬送速度を上回り過ぎると、記録媒体に必要以上のループ(弛み)が形成される。必要以上のループが形成されることで、転写部における画像転写後の記録媒体の分離方向や、定着器への記録媒体の入射角等が不安定となるため、転写分離時の画像飛び散り、定着器でのオフセット等が発生する。従って、転写部と定着器との間では、記録媒体は適度なループを形成して搬送されることが望ましい。転写部と定着器との間で適度なループを形成するためには、転写部における紙搬送速度と定着器における紙搬送速度をほぼ等速に設定すること、或いは定着器における紙搬送速度を若干遅く設定することが必要となる。 On the other hand, there may be a difference between the paper conveyance speed in the fixing device and the paper conveyance speed in the transfer unit due to thermal expansion, solid difference of the pressure roller provided in the fixing device, or aging. In such a case, if the paper transport speed in the fixing unit exceeds the paper transport speed of the transfer unit, the recording medium carrying the unfixed toner image is pulled to the fixing unit side between the fixing unit and the transfer unit. This may cause image degradation. Therefore, if both transport speeds are controlled so as to form a loop as a slack in the recording medium transported between the transfer section and the fixing device, the above phenomenon can be prevented from occurring. Conversely, if the paper transport speed in the transfer section exceeds the fixing device paper transport speed, a loop (slack) more than necessary is formed on the recording medium. By forming more loops than necessary, the separation direction of the recording medium after image transfer in the transfer section and the incident angle of the recording medium to the fixing unit become unstable, so image scattering and fixing during transfer separation An offset or the like occurs in the instrument. Therefore, it is desirable that the recording medium is transported between the transfer unit and the fixing device while forming an appropriate loop. In order to form an appropriate loop between the transfer unit and the fixing unit, the paper conveyance speed in the transfer unit and the paper conveyance speed in the fixing unit are set to approximately the same speed, or the paper conveyance speed in the fixing unit is slightly set. It is necessary to set late.
このように、転写部と定着器との間で記録媒体に適度なループを形成して記録媒体が引っ張られる、或いは必要以上のループが形成され弛み過ぎるという現象の発生を防止し、画像劣化を解決する一手段として、転写部と定着器との間の搬送ガイドに記録媒体のループを検知するループ検知センサを設け、この結果から定着器の加圧ローラを駆動するモータの速度を切り換えて記録媒体のループ量を一定とするように制御する画像形成装置が提案されている。 In this way, an appropriate loop is formed on the recording medium between the transfer unit and the fixing device to prevent the phenomenon that the recording medium is pulled, or an excessive loop is formed and excessively loosened, thereby preventing image deterioration. As a means for solving this problem, a loop detection sensor for detecting a loop of the recording medium is provided in the conveyance guide between the transfer unit and the fixing device, and from this result, the speed of the motor for driving the pressure roller of the fixing device is switched to perform recording. An image forming apparatus that controls the loop amount of a medium to be constant has been proposed.
この種の画像形成装置としては特許文献1や特許文献2等に開示されているものがある。特許文献1は、未定着のトナー像を保持した記録媒体を搬送する搬送手段と、前記トナー像を1対のローラを用いて前記記録媒体上に定着する定着手段と、前記ローラの周速を、前記搬送手段が前記記録媒体を搬送する速度より遅い第1の周速と、この第1の周速より速い第2の周速とに切換制御する速度制御手段とを有し、前記記録媒体の先端が前記ローラに達する時点では前記ローラの周速を前記第1の周速とし、それから所定時間経過後に前記ローラの周速を前記第1の周速から前記第2の周速に切り換える構成の画像形成装置を提案した。
Examples of this type of image forming apparatus include those disclosed in Patent Document 1,
特許文献2は、像担持体を回転駆動する像担持体駆動装置と、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置の定着ローラを駆動させるローラ駆動装置とを備え、像担持体表面のトナー像を記録媒体へ転写する転写帯電器と上記定着ローラとの間隔が、転写材の長さ寸法より短く設定された画像形成装置において、前記トナー像が転写された記録媒体が、定着ローラに進入する直前から所定時間、ローラ駆動装置の駆動速度を像担持体駆動装置の駆動速度より遅くするように制御する手段を備える構成の画像形成装置を提案した。
特許文献3は、定着器と転写部との間の搬送ガイドに記録媒体のループを検知するループ検知センサを設け、記録媒体のループ量が所定量以下の場合には、転写部紙搬送速度よりも遅い第1の定着器紙搬送速度で制御し、ループ量が所定量以上と検知した場合には転写部紙搬送速度よりも早い第2の定着器紙搬送速度で制御する構成の画像形成装置を提案した。
In
特許文献4は、定着入り口ガイドそのものがバネ力を付勢されており、その揺動状態によって記録媒体のループ量を検出し定着モータへフィードバックさせる構成の画像形成装置を提案した。 Patent Document 4 proposes an image forming apparatus in which the fixing entrance guide itself is biased by a spring force, and the loop amount of the recording medium is detected based on the swinging state and fed back to the fixing motor.
特許文献5は、定着入り口ガイドにフラグ形状ループセンサを配置し、そのON−OFF出力によって記録媒体のループ量を検出し定着モータへフィードバックさせる構成の画像形成装置を提案した。
しかしながら、上記従来例技術は次のような問題点を有している。 However, the above prior art technique has the following problems.
転写部と定着部間の搬送ガイド上に紙のループ量を検出するフラグセンサを設ける場合、紙の挙動の安定化が、ループ量を適切に制御する上で非常に重要となる。 When a flag sensor for detecting the paper loop amount is provided on the conveyance guide between the transfer unit and the fixing unit, stabilizing the behavior of the paper is very important in appropriately controlling the loop amount.
ここで言う紙の挙動の安定化とは、周辺部材の帯電による影響をいかに受けずに紙が搬送されるかということであり、紙がその影響を受けた場合、転写部−定着部間の搬送路で紙が空中搬送気味になる場合が生じる。この周辺部材の帯電の影響は、センサフラグの出力によって定着モータの回転速度をコントロールしているループ制御中にも及ぼされる場合があり、そのような場合はループ制御が誤動作を起こし、印字面側が汚れるといった不具合が生じてしまう。 The stabilization of the paper behavior mentioned here means how the paper is transported without being affected by the charging of the peripheral members. When the paper is affected by this, between the transfer portion and the fixing portion. There is a case where the paper feels like being conveyed in the air on the conveyance path. The influence of the charging of the peripheral members may be exerted even during the loop control in which the rotation speed of the fixing motor is controlled by the output of the sensor flag. In such a case, the loop control causes a malfunction and the printing surface side is The problem of getting dirty will occur.
ここでループ制御の誤動作について詳述する。通常センサフラグを用いてループ量を検出する場合、適切なループが形成されていることを前提としている。しかし、周辺部材の帯電の影響、センサフラグに付随するバネの復元力などの要因によって紙が鉛直上方に持ち上がり、センサフラグが紙裏面から離れてしまうと、本来紙は弛み過ぎているため、定着部の紙搬送速度を速めなければならないが、センサフラグの出力としては、センサフラグが傾斜してないが故にループが少ないと判断して定着部の紙搬送速度を遅くしてしまう。 Here, the malfunction of the loop control will be described in detail. When the loop amount is detected using the normal sensor flag, it is assumed that an appropriate loop is formed. However, if the paper is lifted vertically by factors such as the influence of charging of the peripheral members and the restoring force of the spring attached to the sensor flag, and the sensor flag moves away from the back side of the paper, the paper is inherently too slack and fixed. However, since the sensor flag is not inclined, it is determined that there are few loops, and the paper conveyance speed of the fixing unit is reduced.
本来はセンサフラグの出力に応じて定着モータの回転速度をコントロールし紙の挙動(ループ)を安定化させることが目的であるが、その制御可能なレベルを超えて周辺部材の帯電などの影響が大きい場合には、上記したように画像不良が発生する。 Originally, the purpose is to stabilize the paper behavior (loop) by controlling the rotation speed of the fixing motor in accordance with the output of the sensor flag. If it is large, an image defect occurs as described above.
本発明の目的は、転写部と定着部間でのループ量の検出を安定して行い、常に適切な紙のループを形成することで画像不良のない画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that does not cause image defects by stably detecting a loop amount between a transfer unit and a fixing unit and always forming an appropriate paper loop.
本発明に係る画像形成装置は、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写し、かつ該媒体を搬送する転写手段と、該媒体上の未定着トナー像を定着させ、かつ該媒体を搬送する定着手段と、該転写手段より搬送される前記記録媒体を前記定着手段に案内する案内手段と、該案内手段により案内されている前記記録媒体に形成されるループの量を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じて、前記転写手段による前記記録媒体の搬送速度と前記定着手段による前記記録媒体の搬送速度の速度差を制御する制御手段と、前記案内されている前記記録媒体を前記案内手段に向かって引き寄せる力を生じさせる引力手段とを備える。 An image forming apparatus according to the present invention transfers a toner image on an image carrier to a recording medium and transports the medium; fixes an unfixed toner image on the medium; and transports the medium A fixing unit that guides the recording medium conveyed by the transfer unit to the fixing unit, and a detection unit that detects an amount of a loop formed on the recording medium guided by the guiding unit. A control unit that controls a difference between a conveyance speed of the recording medium by the transfer unit and a conveyance speed of the recording medium by the fixing unit according to a detection result of the detection unit; and the guided recording medium And an attraction means for generating a force for pulling the lens toward the guide means.
上記構成を備えた本発明装置によれば、転写手段と定着手段間で案内されている記録媒体に案内手段に向かって引き寄せる力を生じさせることで該媒体に安定して適切なループを形成することができ、よって画像飛び散りが発生することがない。 According to the apparatus of the present invention having the above-described configuration, an appropriate loop is stably formed on the recording medium that is guided between the transfer unit and the fixing unit by generating a force that draws the recording medium toward the guiding unit. Therefore, image scattering does not occur.
(実施形態1)
・装置構成
図1は画像形成装置の一例の概略構成図である。本実施形態の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用の複写機もしくはプリンタである。
(Embodiment 1)
Apparatus Configuration FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus. The image forming apparatus of the present embodiment is a copying machine or a printer using a transfer type electrophotographic process.
電子写真感光体である感光ドラム1が像担持体として用いられ、感光ドラム1は、図中、時計回り方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。画像形成装置本体メインモータM1は感光ドラム1等を駆動する。コントローラ32はCPU30によって制御され、モータM1の回転を制御する。
A photosensitive drum 1 which is an electrophotographic photosensitive member is used as an image carrier, and the photosensitive drum 1 is rotationally driven in the clockwise direction at a predetermined process speed (circumferential speed) in the drawing. The image forming apparatus main motor M1 drives the photosensitive drum 1 and the like. The
感光ドラム1はその回転過程で帯電ローラ2により所定の極性・電位に一様に一次帯電処理される。その帯電処理面に対して露光装置(不図示)により光像露光Lがなされて目的の画像情報の静電潜像が形成される。次いでその潜像が現像装置3によってトナー像として可視化される。
The photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the
そのトナー像が、感光ドラム1と、転写ローラ4の圧接ニップ部である転写部Tに給紙部(不図示)から所定のタイミングで給送されたコピー用紙等の記録紙(記録媒体)Pに順次転写されていく。本実施形態においてはマイナス極性に帯電したトナーをプラス極性の転写バイアスを印加することで記録媒体に転写させる。 A recording sheet (recording medium) P such as a copy sheet in which the toner image is fed at a predetermined timing from a sheet feeding section (not shown) to the photosensitive drum 1 and a transfer section T which is a pressure nip section of the transfer roller 4. Will be transferred sequentially. In the present embodiment, toner charged to a negative polarity is transferred to a recording medium by applying a transfer bias having a positive polarity.
転写部Tでトナー像の転写を受けた記録紙Pは感光ドラム面から分離されて搬送ガイド5上を搬送されて、後述する加熱式の定着器7へと向かう。そこでトナー像は加熱定着処理を受け、画像形成物(コピー,プリント)として出力されていく。
The recording paper P that has received the transfer of the toner image at the transfer portion T is separated from the surface of the photosensitive drum and is transported on the
記録紙Pへのトナー像転写後の感光ドラム面はクリーナ6にて転写残りトナー等の残存付着物の除去処理を受け、繰り返して作像に供される。 The surface of the photosensitive drum after the transfer of the toner image onto the recording paper P is subjected to a removal process of residual deposits such as transfer residual toner by the cleaner 6 and is repeatedly used for image formation.
転写部Tと定着器7の間の搬送ガイド5には、記録紙Pのループ量を検知する検知フラグ21が設けられている。検知フラグ21は、その一端を中心として揺動可能な棒状部材からなり、他端が搬送ガイド5の搬送面から突出するように配置されている。検知フラグ21はバネ部材(図示せず)により付勢され、記録紙Pに形成されたループ量に応じて揺動する。検知フラグ21の一端(検知フラグ21の揺動中心)には、搬送面の下方に向けて伸びるフラグが設けられており、このフラグは検知フラグ21の動きに連動して、記録紙Pのループ量が所定値を超えたか否かを検知するためのフォトインタラプタ22の光路を遮断/開放する。すなわち、フォトインタラプタ22は、検知フラグ21の揺動運動に応じてオン/オフする。フォトインタラプタ22と検知フラグ21は、互い協動してループ検知センサ20を構成する。
The
なお、ループ検知センサ20が検知するループ量とは、2点間の距離と、その2点間を実際に記録紙Pがループを持って結んだ距離との差分である。詳述すれば、定着器7の搬送速度Vfを、転写部Tの搬送速度Vtと同じ速度とした場合における、記録媒体上の2点間の距離と、記録紙Pがループを持つよう定着器7の搬送速度Vfを制御した場合における、記録媒体上の2点間の距離との差分である。従って、定着器7の搬送速度Vfを転写部Tの搬送速度Vtより遅くするとループ量が増加し、定着器7の搬送速度Vfを転写部Tの搬送速度Vtより速くするとループ量が減少する。
The loop amount detected by the
・定着器
定着器7は加圧部材駆動式・テンションレスタイプのフィルム加熱方式の加熱装置である(特開平4−44075〜44083号公報、特開平4−204980〜204484号公報等)。横長のステイ8は耐熱性樹脂製であり、下記のエンドレス耐熱性フィルム(定着フィルム)9の内面ガイド部材となる。
· Fuser fixing device 7 is a heating device of the pressure member driving type, tensionless type film heating system (JP-4-44075~44083 JP, No. Hei 4-204980~204484 Publication). The horizontally
エンドレス耐熱性フィルム9は、ヒータ40を含むステイ8に外嵌させてある。ヒータ40は、高熱伝導材であるアルミナ等でできた基板41の表面に、略中央部に長手に沿って例えばAg/Pd(銀パラジウム)等の電気抵抗材料(発熱体)42を厚み約10μm、幅1〜3mmにスクリーン印刷等により塗工し、その上に保護層43としてガラスやフッ素樹脂等をコートしている。
The endless heat resistant film 9 is fitted on the
加圧ローラ50は、ヒータ40との間でフィルム9を挟んで圧接ニップである定着ニップ部Nを形成し、フィルム9を駆動する。加圧ローラ50は、アルミニウム・鉄・ステンレス等の芯金51と、この軸に外装したシリコンゴム等の離型性のよい耐熱ゴム弾性体52からなる。本実施形態では肉厚3mm、外径20mmとした。また、表面には記録紙P、定着フィルム9の搬送性、トナーの汚れ防止の理由からフッ素樹脂を分散させたコート層を設けてある。
The
芯金51の端部が定着器駆動用モータM2により駆動されることで、図中、反時計回り方向に回転駆動され、その駆動力によりエンドレスの耐熱性フィルム9の内面がヒータ40に密着摺動しながら時計回り方向に回転駆動される。
The end of the cored
更に詳述すると、加圧ローラ50が回転駆動するとニップ部Nにおいてフィルム9に回転加圧ローラ50との摩擦力で移動力がかかり、フィルム9が加圧ローラ50の回転周速と略同速度をもってフィルム内面がヒータ40面(=保護層43面)を摺動しつつ時計回り方向に回転駆動される。
More specifically, when the
上記のフィルム駆動とヒータ40の発熱体層42への通電を行なわせた状態において、未定着トナー像を担持した記録紙Pが定着ニップ部Nに像担持面上向きで進入していくと、ニップ部Nにおいてフィルム内面に接しているヒータ40の熱エネルギーがフィルム9を介して記録紙Pに付与されることでトナーは瞬間的に溶融状態となる。そして、ニップ部Nにおいて溶融トナーを記録紙Pに加圧することでトナー像が永久固着される。
When the recording paper P carrying an unfixed toner image enters the fixing nip portion N upward with the film driving and the
・モータの駆動
感光ドラム1はメインモータM1により回転駆動される。転写ローラ4は感光ドラム1とギヤを介して接続されており、同様にメインモータM1を駆動源として回転駆動される。
Motor drive The photosensitive drum 1 is rotationally driven by the main motor M1. The transfer roller 4 is connected to the photosensitive drum 1 through a gear, and is similarly rotationally driven using the main motor M1 as a drive source.
定着器7の加圧ローラ50は、定着モータM2により反時計回り方向に回転駆動され、加圧ローラ50の回転に従動して定着フィルム9が回転される。メインモータM1、定着モータM2の各モータは、それぞれ対応するコントローラ32,33を介してCPU30により駆動制御される。
The
ここで、記録媒体の搬送速度がプロセススピードVp(=120mm/sec)となるように、上記したメインモータM1及び、定着モータM2がそれぞれ制御される。 Here, the main motor M1 and the fixing motor M2 are controlled so that the recording medium conveyance speed becomes the process speed Vp (= 120 mm / sec).
・ループ制御
転写ローラ4による記録紙Pの搬送速度と、定着器7の段定着ニップ部Nによる記録紙Pの搬送速度との速度差のループ制御について、図2のフローチャートを参照して説明する。
Loop control The loop control of the speed difference between the conveyance speed of the recording paper P by the transfer roller 4 and the conveyance speed of the recording paper P by the step fixing nip portion N of the fixing device 7 will be described with reference to the flowchart of FIG. .
画像形成を開始し(S22)、記録紙Pの先端が定着器7に突入すると(S24)、ループ制御(S26)が行われる。ループ制御において先ず、図3に示すように、定着モータM2の回転速度がR1に切り替えられ、定着ニップ部Nの搬送速度Vfが転写部Tの搬送速度Vtより遅い速度であるV1に設定される(S260)。 Image formation is started (S22), and when the leading edge of the recording paper P enters the fixing device 7 (S24), loop control (S26) is performed. In the loop control, first, as shown in FIG. 3, the rotation speed of the fixing motor M2 is switched to R1, and the conveyance speed Vf of the fixing nip portion N is set to V1, which is slower than the conveyance speed Vt of the transfer portion T. (S260).
ここで、定着モータM2の回転速度R1は、定着ニップ部Nでの搬送速度V1が、転写部Tの搬送速度V0より遅くなる回転速度である。速度V1は記録紙Pの種類、連続通紙枚数、定着温度制御状況に応じた各部品の熱膨張、加圧力のばらつき、ローラ径の公差等を考慮して、どのような状況においても必ずV0>V1となるように設定することが必要である。 Here, the rotation speed R1 of the fixing motor M2 is a rotation speed at which the conveyance speed V1 at the fixing nip portion N is slower than the conveyance speed V0 of the transfer portion T. The speed V1 is always V0 regardless of the situation in consideration of the type of the recording paper P, the number of continuous sheets to be passed, the thermal expansion of each component according to the fixing temperature control status, the variation of the applied pressure, the tolerance of the roller diameter, and the like. It is necessary to set so that> V1.
また記録紙Pの先端が定着器7に突入するタイミングは、CPU30により画像形成開始のタイミングから算定される。そして、記録紙Pの先端が検知フラグ21を経て定着ニップ部Nに挟持されると、定着ニップ部Nの搬送速度Vfが転写部Tの搬送速度V0より遅い速度V1に設定されている場合、転写部Nの記録媒体分離角度や定着器7の傾斜角度により、記録紙Pには下向きの凸ループが形成されることになる。また記録紙Pは、その下面が検知フラグ21上に支持された状態で搬送される。検知フラグ21は、上述したように、バネ部材により付勢されているので、記録紙Pのループ量が所定量を超えるまでは、フォトインタラプタ22をオンする位置まで揺動しないことになる。
The timing at which the leading edge of the recording paper P enters the fixing device 7 is calculated by the
記録紙Pがさらに進行すると、記録紙Pの上記ループ量が徐々に増す。このループ量が所定量を超えると、検知フラグ21が上記バネ部材の付勢力に抗しながら揺動し、フォトインタラプタ22がオンする。フォトインタラプタ22がオンしたことが検出されると(S262でyes)、CPU30は、記録紙Pのループ量が所定量を超えたと判断して、定着モータM2の回転速度をR1からR2に切り替える(S264)。これにより、定着ニップ部Nの搬送速度Vfは転写部Tの搬送速度V0より速いV2となるので、転写部Tと定着ニップ部N間での記録紙Pのループ量が徐々に減少する。
As the recording paper P further advances, the loop amount of the recording paper P gradually increases. When the loop amount exceeds a predetermined amount, the
ここでV2についても、前述したV1と同様に記録紙Pの種類、連続通紙枚数、定着温度制御状況に応じた各部品の熱膨張、加圧力のばらつき、ローラ径の公差等を考慮してどのような状況においても必ずV0<V2となるように設定することが必要である。 Here, V2 is also considered in the same manner as V1 described above, taking into account the type of recording paper P, the number of continuous sheets to be passed, the thermal expansion of each component according to the fixing temperature control status, the variation in pressure, the tolerance of the roller diameter, and the like. In any situation, it is necessary to set so that V0 <V2.
記録紙Pの後端が定着ニップ部Nを通過した(S266でyes)と判断されれば記録紙Pへの画像形成は終了であるが(S270)、通過していない(S266でno)と判断されれば終了していないのでステップS262に戻る。 If it is determined that the trailing edge of the recording paper P has passed through the fixing nip N (Yes in S266), image formation on the recording paper P is complete (S270), but has not passed (No in S266). If it is determined, the process is not completed, and the process returns to step S262.
そして、記録紙Pのループ量がある程度減少すると、検知フラグ21が復帰する方向に揺動し、フォトインタラプタ22がオフする。フォトインタラプタ22がオフしたことが検出されると(S262でno)、CPU30は、記録紙Pのループ量が所定量以下になったと判断して、定着モータM2の回転速度をR2からR1に切り替えたことが検出されると(S268)。これにより、定着ニップ部Nの搬送速度Vfは転写部Tの搬送速度V0より遅いV1となり、転写部Tと定着ニップ部N間での記録紙Pのループ量が再度増加する。
When the loop amount of the recording paper P is reduced to some extent, the
このように、フォトインタラプタ22のオン/オフに応じて定着モータM2の回転速度をV1(以後Lowと称す)とV2(以後Highと称す)で切り替えるループ制御を繰り返すことによって、転写部Tと定着ニップ部N間での記録紙Pのループ量を所定範囲内に保持しながら記録紙Pを搬送しつつ画像定着を行う。
In this way, by repeating the loop control for switching the rotation speed of the fixing motor M2 between V1 (hereinafter referred to as “Low”) and V2 (hereinafter referred to as “High”) in accordance with the on / off of the
上記の動作(S260〜268)を記録媒体後端が定着ニップ部Nを通過するまで繰り返すことで、転写部Tと定着ニップ部Nの間で記録紙に弛み(必要以上のループ)や引っ張り(ループ不足)の生じない搬送状態を維持することができる。 By repeating the above operation (S260 to 268) until the trailing edge of the recording medium passes through the fixing nip N, the recording paper is loosened (unnecessary loop) or pulled between the transfer portion T and the fixing nip N ( It is possible to maintain a conveyance state in which no shortage of loops occurs.
<従来例>
ここで、従来例における紙搬送挙動について説明する。
<Conventional example>
Here, the paper conveyance behavior in the conventional example will be described.
搬送ガイド5の材質にはPC−ABSを用い、記録紙Pと接触する面には、接触抵抗を軽減するための搬送ガイドリブ61が、搬送方向に形成されている。搬送ガイドリブ61間を埋める部材は特に設けず、図4の様に、長手方向中央部にループ検知センサ20が設けられる。
PC-ABS is used as the material of the
ここでは搬送ガイド5にループ検知センサ20を設けた場合について述べているが、樹脂で構成された定着入口ガイド62にループ検知センサ20を設ける場合も同じ考えが適用される。
Although the case where the
画像形成動作開始から画像形成動作終了までの流れにおけるループ制御と紙搬送挙動について、図5〜図9を用いて説明する。 The loop control and paper transport behavior in the flow from the start of the image forming operation to the end of the image forming operation will be described with reference to FIGS.
まず、画像形成装置の電源がONされた後、画像形成開始の信号が入力されると、前述したように未定着トナーが転写された記録紙Pの先端が、図5の様に転写ニップ部を抜ける。 First, when an image forming start signal is input after the power of the image forming apparatus is turned on, the leading end of the recording paper P onto which the unfixed toner has been transferred is transferred to the transfer nip portion as shown in FIG. Exit.
この後、記録紙Pはループ検知センサ20を通過して定着ニップNへと進入していくが、記録紙Pの挙動を安定化させる部材が無い従来例においては周辺環境(特に低湿環境)や画像形成に伴う周辺部材の摺擦、帯電部材からの影響など様々な要因によって、転写部Tと定着器7間の搬送スペース中に存在する周辺物質が帯電し、静電気による力のため、図6の様に記録紙Pの先端が搬送ガイド5に沿わず空中搬送気味になる。
Thereafter, the recording paper P passes through the
具体的には、図5に示すように転写部と定着部間の搬送スペース中に存在するトナーカートリッジのクリーナ6などの搬送面側モールド部材6aの影響を特に受けやすく、搬送スペース上部(主にモールド部材6a)が帯電されることによって、その影響を受けて記録紙Pが上側に引き付けられてしまう。なお、前述した部材以外にも搬送スペース上方にモールド部材が存在する場合には同様に、紙搬送の安定化を損なう影響を及ぼしてしまう。
Specifically, as shown in FIG. 5, it is particularly susceptible to the influence of the transfer surface
次に記録紙Pの先端が定着ニップ部Nに突入してループ制御が開始されると、まずLowスピードR1に設定される。ここで、記録紙Pが空中搬送気味で搬送された場合ループ検知センサ20が所定量傾斜せずにフォトインタラプタ22がオフの状態の場合は、ループ量が少ないと判断してそのままLowスピードR1が継続される。一方、空中搬送気味で搬送されてきつつも、ループ検知センサ20が所定量傾斜してフォトインタラプタ22がオンの状態の場合は、ループ量が多いと判断してすぐにHighスピードR2に切り替える。
Next, when the leading edge of the recording paper P enters the fixing nip portion N and the loop control is started, the low speed R1 is first set. Here, when the recording paper P is conveyed in the air, if the
その後は前述した通り紙搬送状態に応じたフォトインタラプタ22の出力を基にLowスピードR1とHighスピードR2のモータ回転速度を切り替えて、図7の様に記録紙Pに弛み(必要以上のループ)や引っ張り(ループ不足)を発生させずに搬送させていく。
After that, as described above, the motor rotation speeds of the low speed R1 and the high speed R2 are switched based on the output of the
しかし、上記のモータ回転速度切換の制御中に、周辺部材の帯電の影響を受けて記録紙Pが鉛直方向上側に静電的な力を受けると、図8の様に突発的にループ検知センサ20が記録紙Pをすり抜けて揺動し、誤作動してしまうことがある。 However, if the recording paper P receives an electrostatic force upward in the vertical direction under the influence of the charging of the peripheral members during the control of the motor rotation speed switching, the loop detection sensor suddenly occurs as shown in FIG. 20 may slip through the recording paper P and oscillate, causing malfunction.
この誤作動は、i)R1からR2への切り替え、i i)記録紙Pに働く鉛直方向上側への静電気力、iii)ループセンサバネの復元力、が重なったことで生じると考えられる。 This malfunction is considered to be caused by the overlap of i) switching from R1 to R2, i i) electrostatic force acting on the recording paper P upward in the vertical direction, and iii) restoring force of the loop sensor spring.
一度、ループ検知センサ20が記録紙Pをすり抜けて図8の状態になってしまうとフォトインタラプタ22の状態はOFFとなり、ループ量が大きいので本来はHighスピードR2に設定しなければいけないところを、誤ってLowスピードR1に設定してしまう。結果として更に上側へのたるみが増大し、図9の様に記録紙Pの印字面側が上方に設置されている樹脂部材と擦れてしまい、画像不良が発生する。
Once the
<本実施形態>
この実施形態1ではループ検知センサ20周辺の搬送ガイドリブ61間を図10のハッチングで示す様にSUS材からなる搬送板金63で埋め、更に、搬送板金63を接地することで、転写部Tから定着ニップNへ搬送ガイド5により案内されている記録紙Pに、記録紙Pを搬送ガイド5に向かって引き寄せる力を生じさせるように構成した。この力は、静電気に起因して記録紙Pと搬送板金63の間に作用する引力であると考えて良い。その他の構成、制御は従来例と同様である。
<This embodiment>
In the first embodiment, the gap between the
従来例と同様に、画像形成動作開始から画像形成動作終了までの流れにおけるループ制御と紙搬送挙動について、図2、図7、図11〜13を参照して説明する。 Similar to the conventional example, the loop control and the paper transport behavior in the flow from the start of the image forming operation to the end of the image forming operation will be described with reference to FIGS. 2, 7, and 11 to 13.
まず、画像形成装置の電源がONされた後、画像形成開始の信号が入力されると、前述したように未定着トナーが転写された記録紙Pの先端が、図11の様に転写ニップ部を抜ける。 First, when an image formation start signal is input after the image forming apparatus is turned on, the leading end of the recording paper P to which the unfixed toner has been transferred is transferred to the transfer nip portion as shown in FIG. Exit.
この後、記録紙Pは搬送ガイド5により案内されループ検知センサ20を通過して、定着ニップNへと進入していく(図2のS24)。この際、搬送ガイド5上に搬送板金63があるため記録紙Pが下側への静電引力を受けて挙動が安定化し、転写部Tと定着器7間の搬送スペース中に存在する周辺物質(上述したモールド部材等)が帯電しても、図12の様に記録紙Pの先端は搬送ガイド5に沿って案内される。
Thereafter, the recording paper P is guided by the
次に記録紙Pの先端が定着ニップ部Nに突入してループ制御(S26)が開始されると、まずLowスピードR1に設定される(S260)。ここで、記録紙Pは搬送ガイド5に沿って搬送されてきているので、ループ検知センサ20が所定量傾斜しフォトインタラプタ22がオンの状態であるため、ループ量が多いと判断してすぐにHighスピードR2に切り替える(S262,264)。
Next, when the leading edge of the recording paper P enters the fixing nip portion N and the loop control (S26) is started, the low speed R1 is first set (S260). Here, since the recording paper P has been transported along the
その後は前述した通り、紙搬送状態に応じたフォトインタラプタ22の出力を基にLowスピードR1とHighスピードR2のモータ回転速度を切り替えて(S262〜268)、図7の様に記録紙Pに弛み(必要以上のループ)や引っ張り(ループ不足)を発生させずに搬送させていく。
Thereafter, as described above, the motor rotation speeds of the low speed R1 and the high speed R2 are switched based on the output of the
本実施形態の構成では、上記のモータ回転速度切換の制御中に、周辺部材の帯電の影響を受けて記録紙Pが鉛直方向上側に静電的な力を受けても、突発的にループ検知センサ20が記録紙Pをすり抜けてしまうことはまったく発生しない。これは、従来例で説明したi)〜iii)による、記録紙Pを鉛直方向上側に持ち上げる上向きの力が加わったとしても、搬送ガイド5上の搬送板金63に向かって記録紙Pを下側に引き寄せる力が作用して上向きの力をキャンセルし、その結果ループ検知センサ20が記録紙Pをすり抜ける誤作動が生じないためと考えられる。
In the configuration of the present embodiment, even when the recording paper P receives an electrostatic force upward in the vertical direction under the influence of the charging of the peripheral member during the control of the motor rotation speed switching, the loop detection is suddenly detected. The
ここで記録紙Pに及ぼす静電引力について詳述する。記録紙Pは転写部においてトナーを記録紙上に転写させるためにプラスの電荷を紙裏に付与される。搬送スペース上部のクリーナ6などの搬送面側モールド部材はマイナスに帯電され記録紙Pを上方へ引き寄せる側への静電引力が働く。モールド部材がマイナスに帯電される要因は、樹脂の特性、部材間の摺擦、帯電部材からの影響による。 Here, the electrostatic attractive force exerted on the recording paper P will be described in detail. The recording paper P is given a positive charge on the back of the paper in order to transfer the toner onto the recording paper at the transfer portion. The conveying surface side mold member such as the cleaner 6 in the upper portion of the conveying space is negatively charged, and an electrostatic attractive force to the side that draws the recording paper P upward works. The factors that cause the mold member to be negatively charged are due to the characteristics of the resin, the friction between the members, and the influence from the charging member.
一方、搬送板金は接地されているため記録紙Pと搬送板金間においても静電引力によって、記録紙Pは下方へと引き寄せられる側へ力が働く。この、上方及び下方への2つの相反する方向への静電引力の相互作用、及び紙の自重によって記録紙Pの挙動が決まるが、本実施例の構成においては、搬送板金と記録紙Pの距離のほうが近い構成であり、静電引力としては下方への力が情報への力に打ち勝ち、上向きの力をキャンセルすることが可能となる。 On the other hand, since the conveying sheet metal is grounded, a force acts on the side where the recording sheet P is drawn downward by electrostatic attraction between the recording sheet P and the conveying sheet metal. The behavior of the recording paper P is determined by the interaction of the electrostatic attraction force in two opposite directions upward and downward, and the weight of the paper. In the configuration of this embodiment, the conveyance sheet metal and the recording paper P are separated from each other. The distance is closer, and as the electrostatic attractive force, the downward force can overcome the information force, and the upward force can be canceled.
従来例と本実施形態の構成において効果を定量的に確認すべく以下の条件で比較評価を行った。
検討環境:低温低湿(15℃/10%RH)
紙種:オフィスプランナー(A3)
画像パターン:ハーフトーン
通紙枚数:連続200枚
上記条件で通紙を行なってハーフトーン画像印字面が擦れて画像不良が発生した枚数をカウントした。その結果、従来例では200枚中52枚に画像不良が発生が見られた。本実施形態では画像不良の発生は見られなかった。
In order to quantitatively confirm the effect in the configuration of the conventional example and this embodiment, a comparative evaluation was performed under the following conditions.
Study environment: Low temperature and low humidity (15 ℃ / 10% RH)
Paper type: Office planner (A3)
Image pattern: Halftone Number of sheets passed: 200 sheets continuously The number of sheets that passed through the above conditions and the halftone image printing surface was rubbed and image defects occurred was counted. As a result, in the conventional example, an image defect was observed on 52 sheets out of 200 sheets. In this embodiment, no image defect was observed.
この結果からわかるように、搬送ガイド面に記録紙Pを鉛直方向下側に引き寄せる力を働かせることで記録紙Pの挙動が安定し、その結果、ループ検知センサ20を用いた制御が誤動作することなく制御可能になる。
As can be seen from this result, the behavior of the recording paper P is stabilized by applying a force that pulls the recording paper P downward in the vertical direction on the conveyance guide surface, and as a result, the control using the
本実施形態ではループ検知センサ20周辺の搬送ガイドリブ61間の一部に搬送板金63を配置したが、図13に示すように搬送ガイドリブ61間全てに搬送板金63を配置することで更に記録紙Pの挙動が安定する。
In the present embodiment, the
また、本実施形態にある搬送板金63を用いた構成の場合、紙裏の帯電量によっても静電気力が変わるため、転写ローラ4に印加する転写バイアスや、転写ローラ4の下流側に配置される除電針(不図示)に印加するバイアスを変更しても更なる効果が得られる。
In the case of the configuration using the conveying
(実施形態2)
本実施形態2では、図14の様にループ検知センサ20よりも搬送方向の下流側において搬送ガイドリブ61間に搬送板金63を配置した。その他の構成は実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, as shown in FIG. 14, the
比較例として、図15の様にループ検知センサ20よりも上流側の搬送ガイドリブ61間に搬送板金63を配置したものを実施した。
As a comparative example, as shown in FIG. 15, a
本実施形態の構成について、構成画像形成動作開始から画像形成動作終了までの流れにおけるループ制御と紙搬送挙動について、図5、図7〜9、図11、図15、図16を参照して説明する。 Regarding the configuration of the present embodiment, loop control and paper transport behavior in the flow from the start of the configuration image forming operation to the end of the image forming operation will be described with reference to FIGS. 5, 7 to 9, 11, 15, and 16. To do.
まず、未定着トナーが転写された記録紙Pの先端が転写ニップ部を抜ける際の紙搬送挙動は、図5(従来例)とほぼ同様である。 First, the paper conveyance behavior when the leading edge of the recording paper P onto which the unfixed toner has been transferred passes through the transfer nip portion is almost the same as that in FIG. 5 (conventional example).
この後、記録紙Pは搬送ガイド5により案内されループ検知センサ20を通過して、定着ニップNへと進入していく。この際、搬送板金63がループ検知センサ20の下流側にあるため、実施形態1ほどではないものの記録紙Pが鉛直方向下側への静電気力を受けて挙動が安定化し、転写部Tと定着器7間の搬送スペース中に存在する周辺物質が帯電しても、図16の様に記録紙Pの先端が搬送ガイド5に沿って搬送される。
Thereafter, the recording paper P is guided by the
次に記録紙Pの先端が定着ニップ部Nに突入してループ制御が開始されても実施形態1と同様に紙搬送状態に応じたフォトインタラプタ22の出力を基にLowスピードR1とHighスピードR2にモータ回転速度を切り替えて、図7に示した様に弛み(必要以上のループ)や引っ張り(ループ不足)を発生させずに搬送させていく。
Next, even when the leading edge of the recording paper P enters the fixing nip portion N and the loop control is started, the low speed R1 and the high speed R2 based on the output of the
図15に示す搬送板金構成の比較例においては、記録紙Pの先端が転写ニップTを抜ける際の紙搬送挙動は実施形態1(図11)と同様であり良好であった。しかし、記録紙Pがループ検知センサ20を通過して定着ニップNへと進入していくと、従来例(図8、図9)と同様に、突発的にループ検知セン20が記録紙Pをすり抜ける誤作動が生じ、印字面側が樹脂部材と擦れてしまった。
In the comparative example of the transport sheet metal configuration shown in FIG. 15, the paper transport behavior when the leading edge of the recording paper P passes through the transfer nip T is the same as that of the first embodiment (FIG. 11) and is good. However, when the recording paper P passes through the
本実施形態と比較例の構成における紙搬送挙動の違いは、推測ではあるが、ループ検知センサ20と記録紙Pが接する作用点と、ループ検知センサ20の支点と、搬送板金63との位置関係にあると考えられる。つまり、本実施形態では作用点を支点と搬送板金63とで上流側、下流側から挟むことでループ検知センサ20をより強く押さえ込むことができるものと推測される。逆に支点と搬送板金63が作用点に対して同じ上流側に配置される比較例のような構成は、作用点を下側に押さえ込む力が本実施形態よりも少ないと考えられる。
The difference in paper conveyance behavior between the configuration of the present embodiment and the comparative example is speculative, but the positional relationship between the operating point where the
比較例と本実施形態の構成において効果を定量的に確認すべく、実施形態1と同様の条件で比較評価を行った。その結果、比較例では200枚中20枚に画像不良が発生した。本実施形態では画像不良の発生は見られなかった。 In order to quantitatively confirm the effects in the configuration of the comparative example and the present embodiment, a comparative evaluation was performed under the same conditions as in the first embodiment. As a result, in the comparative example, image defects occurred on 20 sheets out of 200 sheets. In this embodiment, no image defect was observed.
上記結果より搬送ガイドリブ61間に配置する搬送板金63は、下流側に配置するほうが紙搬送安定化には効果があることが判る。
From the above results, it can be seen that the
紙搬送挙動を安定化させるためには、搬送板金63を搬送ガイドリブ61間全面に配置させて記録紙全面にわたり下向きの力を作用させることが好ましいが、本実施形態のようにループ検知センサ20の下流側に搬送板金63を設けることで、ループセンサを用いた制御が誤動作することなく制御可能とでき、かつ、部材コストを抑えることができる。
In order to stabilize the paper transport behavior, it is preferable to dispose the
(実施形態3)
実施形態3では搬送板金63は実施形態2と同様に図14の構成を用い、搬送板金63にバイアスを印加した。その他の構成及び制御は実施形態1と同様である。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the conveying
転写バイアスがプラス極性であるので、搬送板金63に印加するバイアスはマイナス極性として−1KVを印加した。転写バイアスがプラス極性であるので、転写部Tを通過した紙裏はプラスの極性を示すため、マイナス極性を選択することで記録紙Pはより搬送ガイド5に引き寄せられ、より安定して搬送される。
Since the transfer bias has a positive polarity, −1 KV was applied as a negative polarity as the bias applied to the
本実施形態の構成の効果を確認すべく実施形態1と同様の条件で評価を行った。その結果、本実施形態では200枚中に画像不良の発生は見られなかった。また紙搬送状態を確認したところ、実施形態1と同様の安定した挙動を示すことも確認された。 In order to confirm the effect of the configuration of the present embodiment, evaluation was performed under the same conditions as in the first embodiment. As a result, in this embodiment, no image defect was observed in 200 sheets. Moreover, when the paper conveyance state was confirmed, it was also confirmed that the same stable behavior as in the first embodiment was exhibited.
上記検討結果から判るとおり本実施形態の構成にすることで、搬送板金63の占有面積が少ない状態であっても搬送ガイド5側、すなわち鉛直方向下側へ記録紙Pを引き寄せる力を記録紙Pに作用させることが可能となり、その結果、搬送時の紙挙動を安定させることができるため、ループ検知センサ20を用いた制御が誤動作することなく制御可能になる。
As can be seen from the above examination results, by adopting the configuration of the present embodiment, even when the occupation area of the
1 感光ドラム(電子写真感光体)
2 帯電ローラ
3 現像装置
4 転写ローラ
5 搬送ガイド
6 クリーナ
7 定着装置
8 ステイ
9 定着フィルム
20 ループ検知センサ
21 検知フラグ
22 フォトインタラプタ
30 CPU
31 記憶装置
32,33 コントローラ
40 ヒータ
41 基板
42 発熱体層
43 保護層
44 サーミスタ
50 加圧ローラ
51 芯軸
52 ゴム部
61 搬送ガイドリブ
62 定着入口ガイド
63 搬送板金
1 Photosensitive drum (electrophotographic photosensitive member)
2 Charging
31
Claims (8)
該媒体上の未定着トナー像を定着させ、かつ該媒体を搬送する定着手段と、
該転写手段より搬送される前記記録媒体を前記定着手段に案内する案内手段と、
該案内手段により案内されている前記記録媒体に形成されるループの量を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じて、前記転写手段による前記記録媒体の搬送速度と前記定着手段による前記記録媒体の搬送速度の速度差を制御する制御手段と、
前記案内されている前記記録媒体を前記案内手段に向かって引き寄せる力を生じさせる引力手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 Transfer means for transferring the toner image on the image carrier to a recording medium and conveying the medium;
Fixing means for fixing an unfixed toner image on the medium and conveying the medium;
Guiding means for guiding the recording medium conveyed by the transfer means to the fixing means;
Detecting means for detecting the amount of loop formed in the recording medium guided by the guiding means;
Control means for controlling a speed difference between the conveyance speed of the recording medium by the transfer means and the conveyance speed of the recording medium by the fixing means according to a detection result of the detection means;
An image forming apparatus comprising: an attraction means for generating a force for drawing the guided recording medium toward the guide means.
前記引力手段は板状の金属部材からなり、該部材は前記複数の搬送部材の間に配置される、請求項1〜4のいずれかの画像形成装置。 The guide member has a plurality of conveying members for conveying the recording medium,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the attraction means is formed of a plate-shaped metal member, and the member is disposed between the plurality of conveying members.
The image forming apparatus according to claim 7, further comprising a transfer bias unit that applies a transfer bias voltage to the transfer unit, wherein the bias voltage has a polarity opposite to the transfer bias voltage.
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