JP2011013381A

JP2011013381A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2011013381A
Application number: JP2009156238A
Authority: JP
Inventors: Kohei Koshida; 越田　　耕平
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-20

Abstract

【課題】記録材の紙端によって生じる定着手段の表面傷及び画像ノビの防止を低コストかつ小型コンパクトな構造で実現することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像を記録材Ｐに定着させる定着手段５は、画像を記録材Ｐに転写する転写手段３に対して傾斜して配置され、第１のループ検知センサＳ１は、定着手段５、転写手段３、定着手段５の記録材通紙中心線及び転写手段３の記録材通紙中心線によって形成される領域のうち、転写手段３と定着手段５とが離れた側に設けられてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材に画像形成可能な電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像を現像して可視画像化する。そして、可視画像（トナー像）を記録材に静電気力を用いて転写させ、転写画像を熱により定着ローラ対で定着させることによって記録材に画像が記録形成されるようになっている。

ところで、定着ローラ対に、封筒や厚紙等の記録財が真っ直ぐな状態で多数枚通紙されると、定着ローラ対の表面の記録材の側端に対応する位置に傷が発生する場合がある。

これは、定着ローラ対の同一箇所に記録材の側端が摺擦を繰り返し、その位置で定着ローラ対に傷を付ける。そして、定着ローラの表面に削れや摺擦跡などのダメージを与える。

この傷が発生した状態で傷の位置が印字領域内であるような幅の広い記録材を通紙すると、定着時に定着ローラ対表面にオフセットした微量のトナーや紙粉が傷の部分に蓄積され、ある一定量以上蓄積すると記録材表面に付着し画像を汚す原因となり得る。

この現象は、通紙可能な最大サイズの記録材（以下、大サイズ紙と記す）と大サイズ紙よりも幅の狭い記録材（以下、小サイズ紙と記す）で封筒や厚紙等の厚い記録材とを交互に通紙するような場合に、特に顕著である。

そこで、作像手段を出た記録材を斜行させて定着手段の定着ニップ部に導入搬送させることで、記録材端部が定着部材と摺擦することに起因する傷の発生を防止している（特許文献１参照）。

ところで、定着手段の内部にはヒ−タが配置されており、定着ロ−ラの表面温度が所定の定着温度になるように温度制御が行われる。画像形成動作を連続して実行する場合は、１枚の記録材の定着処理により奪われたエネルギが十分に回復せず、定着ロ−ラの温度が低下したまま次の記録材の定着処理が開始される場合がある。

この場合、ヒ−タへの供給電力を増加（ヒ−タ容量の増加）させることで、比較的長時間の間隔でみれば、供給エネルギと消費エネルギとを均衡させることができる。しかし、画質を向上させるために定着ロ−ラの表面に耐熱ゴムなど熱応答性の悪い材料が使用されている場合は、一時的に定着ロ−ラの温度が低下してしまう。

このため、定着ロ−ラに発生する温度変化は定着ロ−ラの外径の変化を誘発し、定着ロ−ラ対を通過する記録材の搬送速度が変化することになる。また、記録材の熱容量の違い、即ち記録材が薄手の紙か厚手の紙か、ＯＨＰフイルムか等によっても画質や記録材の搬送速度が変化する。

そのため、定着手段の記録材搬送速度が転写手段の記録材搬送速度よりも大きい場合には、記録材がパス間で引っ張り合うことで転写ノイズ（転写時の画像の乱れ）の発生や複写倍率のずれが生じる。

さらに、定着手段の記録材搬送速度が転写手段の記録材搬送速度よりも小さい場合には、過大なループを形成することによって、搬送ガイド等へのこすれによる画像不良や転写ノイズ（転写時の画像の乱れ）が生じる。

そこで、転写手段と定着手段との間にループ検知手段を設け、転写手段と定着手段との間に生じる記録材のループが所定の高さ以上となった場合、記録材搬送速度を切り換えるものがある（特許文献２参照）。

特開2004−331311号公報特開平05−107966号公報

しかしながら、前記特許文献１において、記録材を斜行させて定着手段に導入させる場合、転写手段と定着手段の間に斜行手段を設けなければならず、装置の構造が複雑になり、コストアップや大型化を招く。

そこで、装置を小型化するため、転写手段と定着手段を相対的に斜めに配置すると、記録材のループに左右差が生じるので、片側のループが過小になり、転写手段と定着手段の間で記録材が引っ張られ、記録材の片側に画像のノビを生じてしまうことがある。

これは、転写手段と定着手段の間に特許文献２に示すループ検知手段を設けたとしても、記録材のループ高さの制御が難しく、記録材の片側に画像のノビを生じてしまう。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、記録材の紙端によって生じる定着手段の表面傷及び画像のノビの防止を低コストかつ小型コンパクトな構造で実現することができる画像形成装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、画像を記録材に転写する転写手段と、前記画像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記転写手段と前記定着手段の間で前記記録材のループ状態を検知する第１のループ検知センサとを有する画像形成装置において、前記定着手段は、前記転写手段に対して傾斜して配置され、前記第１のループ検知センサは、前記定着手段、前記転写手段、前記定着手段の記録材通紙中心線及び前記転写手段の記録材通紙中心線によって形成される領域のうち、前記転写手段と前記定着手段とが離れた側に設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、記録材の紙端によって生じる定着手段の表面傷及び画像ノビの防止が低コストかつ小型コンパクトな構造で実現することができる。

本発明の実施形態１に係る画像形成装置の断面図である。図１の画像形成装置の要部斜視図である。図１の画像形成装置の要部断面図である。図１の画像形成装置のループ制御を示すフローチャートである。本発明の実施形態２に係る画像形成装置の要部断面図である。本発明の実施形態２に係る画像形成装置の要部断面図である。本発明の実施形態３に係る画像形成装置の要部断面図である。本発明の実施形態４に係る画像形成装置の要部斜視図である。本発明の実施形態４に係る画像形成装置の要部斜視図である。図８、９の画像形成装置のループ制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置の断面図である。図１において、画像形成装置60には、４つの画像形成媒体である感光ドラムａ（イエロー）、ｂ（マゼンタ）、ｃ（シアン）、ｄ（ブラック）が平行に配設されている。そして、これら感光ドラムａ〜ｄの上部に、これを縦断する態様で配置された転写搬送手段である中間転写ベルト２を備える。

不図示のモータにより駆動される感光ドラムａ〜ｄの周囲には、それぞれ不図示の一次帯電器、現像器、転写帯電器が配置され、それらがプロセスカートリッジ１ａ〜１ｄとしてユニット化されている。また、感光ドラムａ〜ｄの下方にはポリゴンミラー等で構成される露光装置６が配置される。

感光ドラムａには、原稿のイエロー成分色の画像信号によるレーザー光が露光装置６のポリゴンミラー等を介して投射される。そして、感光ドラムａ上に静電潜像が形成され、これに現像器からイエロートナーを供給して現像し、静電潜像がイエロートナー像として可視化される。

このトナー像が感光ドラムａの回転にともなって、感光ドラムａと中間転写ベルト２とが当接する１次転写部位に到来する。そして、転写帯電部材２ａに印加した１次転写バイアスによって、感光ドラムａ上のイエロートナー像が中間転写ベルト２に転写される（１次転写）。なお、２ｂ〜２ｄは、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を転写するための転写帯電部材である。

中間転写ベルト２のイエロートナー像を担持した部位が画像形成部に移動すると、このときまでに画像形成部において上記と同様な方法で感光ドラムｂ上にマゼンタトナー像が形成される。そして、このマゼンタトナー像がイエロートナー像上から中間転写ベルト２に転写される。

同様に、中間転写ベルト２が移動するにつれて、画像形成部のそれぞれの１次転写部位においてシアントナー像、ブラックトナー像が、前記のイエロートナー像、マゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。

記録材Ｐはカセット４に収納されている。記録材Ｐは、カセット４からピックアップローラ８により１枚ずつ送り出され、レジストローラ９でタイミングを合わされる。その後、２次転写部位に達し、２次転写ローラ対３に印加した２次転写バイアスによって、中間転写ベルト２上の４色のトナー像が記録材Ｐ上に一括して転写される（２次転写）。

４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、２次転写ローラ対３から定着ローラ対５における搬送ガイドに案内されて定着ローラ対５に搬送される。そこで、熱および圧力を受けて定着される。

これにより、各色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定されたフルカラーのプリント画像とされる。その後、定着ローラ対５の下流に設けられた排出搬送ローラ対11によって排出トレイ７に排出される。

定着ローラ対５は、図２、３に示すように、２次転写ローラ対３に対し、所定角度Θ傾いた状態で配置されている。このため、記録材Ｐは角部から定着ローラ対５のニップへ進入するため、記録材Ｐの定着ニップ突入ショックによる画像不良を回避することができる。また、記録材Ｐの紙端と定着ローラ対５の相対位置関係が一枚の記録材Ｐ内で変化するため、記録材Ｐの端部によるローラ傷を回避することができる。

また、定着ローラ対５と２次転写ローラ対３との間は、装置をコンパクトにするため、搬送方向に最小記録材が双方同時にニップする間隔で配置している。

こうしたことから、互いのローラ間で記録材Ｐが引っ張り合いが生じると、２次転写ローラ対３での画像伸びが生じてしまう。したがって、定着ローラ対５と２次転写ローラ対３間で記録材Ｐにループを生じさせ、記録材Ｐが引っ張りあわないようあわないようにする構成が必要である。

このため、定着ローラ対５には、単独で駆動する定着モータＭが取り付けられている。記録材Ｐのループ状態を検出するため、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の間の搬送路20に記録材Ｐがループを形成する際に記録材Ｐの圧力により回転軸中心に回転運動を行う第１のフラグ51が取り付けられている。さらに、第１のフラグ51の回転動作を検知するための第１のループ検知センサＳ１が取り付けられている。

また、画像形成装置60は制御手段101を有し、この制御手段101はレジストローラ９の回転動作をさせるレジクラッチ10に制御情報を送信するとともに、第１のループ検知センサＳ１の検出情報に基づいて定着モータＭに制御情報を送信している。

この際、記録材Ｐのループは、上述のように定着ローラ対５が２次転写ローラ対３に対し、所定角度Θ傾いた状態で配置されていることから、記録材Ｐの搬送方向と垂直方向に左右差が発生する。このとき、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の距離が大きく離れている側のループ量が少なくなる。

また、記録材Ｐは種々のマテリアルや環境下でカール状態が変化することからループ量の左右の値が各条件下で変化してしまう。したがって、ループの小さい側を検出することが精度良く画像伸びを発生させないための必要条件となる。

そのため、第１のフラグ51は２次転写ローラ対３の記録材Ｐの通紙中心線Ｘ１と定着ローラ対５の記録材Ｐの通紙中心線Ｘ２とを結んだ線に対し、領域Ｒに配置されている。即ち、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の記録材通紙中心に対し、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の距離が離れた側に第１のフラグ51が配置されている。

図４において、レジストローラ９の駆動系のクラッチ13がＯＮする（ステップＳ１）と、レジストローラ９に駆動が伝わり、記録材Ｐが２次転写ローラ対３に向かって搬送される。

この際のクラッチ13がＯＮするタイミングと同時に、タイマ14のカウントが開始される（ステップＳ２）。その後、記録材Ｐの先端は、記録材Ｐにループを形成させるようにあらかじめ２次転写ローラ対３の記録材搬送速度よりも遅い記録材搬送速度ＶＬで設定している定着ローラ対５の定着ニップに到達する。

定着ローラ対５に記録材Ｐの先端部分が突入するタイミングをループ検知開始時間として、タイマ14の開始からの時間Ｔｓがメモリ100にあらかじめ設定されている（ステップＳ３）。

そして、ループ検知を開始し（ステップＳ４）、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の間の記録材Ｐのループ長さが所定値となる。記録材Ｐが２次転写ローラ対３から抜けるタイミング（タイマＴｅ）でない場合（ステップＳ５）、第１のフラグ51が揺動して第１のループ検知センサＳ１がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる（ステップＳ６）。また、記録材Ｐが２次転写ローラ対３から抜けるタイミング（タイマＴｅ）の場合は、ループ検知が終了する。

定着モータＭは定着ローラ対５の記録材搬送速度が２次転写ローラ対３の記録材搬送速度よりも速い速度ＶＨなるように速度が切り替わる（ステップＳ７）。

その後、第１のループ検知センサＳ１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる（ステップＳ８）と、定着モータＭは定着ローラ対５の記録材搬送速度が２次転写ローラ対３の記録材搬送速度よりも遅い速度ＶＬなるように速度が切り替わる（ステップＳ９）。

上記行程を繰り返すことによって、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の間で記録材Ｐは所定のループを保ちながら搬送される。

このように、本実施形態では、定着ローラ対５が２次転写ローラ対３に対して傾斜して配置される。そして、２次転写ローラ対３、定着ローラ対５、２次転写ローラ対３の記録材通紙中心線及び定着ローラ対５の記録材通紙中心線で形成される領域のうち、定着ローラ対５と２次転写ローラ対３との距離が離れた方に第１のループ検知センサＳ１が設けられる。これにより、記録材Ｐの紙端によって生じる定着ローラ対５の表面傷が低コストで小型コンパクトな構造で防止される。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

［実施形態２］
たとえば、図５に実施形態２に係る画像形成装置の要部断面図を示す。実施形態２では、カセット４における積載基準位置が記録材Ｐのサイズを問わず、位置規制手段であるサイド規制板４ａによって基準Ｚで設定されている。ここで、基準Ｚは第１のフラグ51が記録材Ｐの端部近傍のループを検出するように配置されている。

したがって、種々のサイズの記録材Ｐであっても、記録材Ｐのループの少ない側の記録材端部近傍の箇所を検出できるため、精度良くループ形成を行うことができる。

なお、この場合、図６に示すように、２次転写ローラ対３の搬送方向上流側の記録材通紙途中で斜走ローラ９ｂによって記録材Ｐを斜走させる。そして、記録材Ｐの側端を突き当て板９ａに突き当てる。これにより、記録材Ｐの通紙基準を基準Ｚに合わせてもよい。

［実施形態３］

また、図７に実施形態３に係る画像形成装置の要部断面図を示す。図７に示す画像形成装置は、記録材Ｐのサイズ情報に合わせて、第１のフラグ51と第１のループ検知センサＳ１を移動手段30によって移動させるものである。

移動手段30は、記録材Ｐのサイズ情報をサイズ情報入力手段32により入力した移動制御手段31が送信する出力情報に基づいて動作している。

そして、記録材Ｐの通紙基準は第１のフラグ51の位置に対して内側となっている。このため、移動制御手段31は矢印Ｙのように第１のフラグ51の先端位置が移動するように、第１のフラグ51と第１のループ検知センサＳ１を移動手段30によって所定量移動させる信号を発する。

したがって、種々のサイズの記録材Ｐであっても、記録材Ｐのループの少ない側の記録材端部近傍の箇所を検出でき、精度良くループ形成が行える。

［実施形態４］

図８、９に実施形態４に係る画像形成装置の要部斜視図を示す。実施形態１〜３においては、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の記録材通紙中心線に対し、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の距離が離れる側で記録材Ｐのループを制御していた。

しかし、定着ローラ対５にニップする記録材Ｐの先端は、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の距離が近い側にあるため、距離が近い側のループが過多になり、ガイド擦れ等の画像不良が生じる場合がある。

そこで、実施形態４では、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の距離が近い側に第２のフラグ52と第２のループ検知センサＳ２を設け、記録材先端部分のループを制御する。

また、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の距離が離れた側の記録材Ｐが定着ローラ対５にニップすると、第１のフラグ51と第１のループ検知センサＳ１を用いて制御する。

その際、第２のループ検知センサＳ２から第１のループ検知センサＳ１の制御に切り替えるタイミングは、クラッチ13がＯＮしたタイミングから所定時間のタイマ14のカウント値（Ｔａ）でよい。

ここで、記録材Ｐのループ制御を図10のフローチャートにより具体的に説明する。即ち、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の距離が近い側において、レジストローラ９の駆動系のクラッチ13がＯＮする（ステップＳ１）と、レジストローラ９に駆動が伝わり、記録材Ｐが２次転写ローラ対３に向かって搬送される。

次に、ループ検知を開始し（ステップＳ４）、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の間の記録材Ｐのループ長さが所定値となる。そして、記録材Ｐが２次転写ローラ対３から抜けるタイミング（タイマＴａ）でない場合（ステップＳ５）、第２のフラグ52が揺動して第２のループ検知センサＳ２がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる（ステップＳ６）。

そして、定着モータＭは定着ローラ対５の記録材搬送速度が２次転写ローラ対３の記録材搬送速度よりも速い速度ＶＨなるように速度が切り替わる（ステップＳ７）。

その後、第２のループ検知センサＳ２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる（ステップＳ８）と、定着モータＭは定着ローラ対５の記録材搬送速度が２次転写ローラ対３の記録材搬送速度よりも遅い速度ＶＬなるように速度が切り替わる（ステップＳ９）。

また、ステップＳ５において、第２のループ検知センサＳ２から第１のループ検知センサＳ１のループ制御に切り替わる。すると、記録材Ｐが２次転写ローラ対３から抜けるタイミング（タイマＴｅ）でない場合（ステップＳ１０）、第１のフラグ51が揺動して第１のループ検知センサＳ１がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる（ステップＳ１１）。なお、記録材Ｐが２次転写ローラ対３から抜けるタイミング（タイマＴｅ）の場合は、ループ検知が終了する。

定着モータＭは定着ローラ対５の記録材搬送速度が２次転写ローラ対３の記録材搬送速度よりも速い速度ＶＨなるように速度が切り替わる（ステップＳ１２）。

その後、第１のループ検知センサＳ１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる（ステップＳ１３）と、定着モータＭは定着ローラ対５の記録材搬送速度が２次転写ローラ対３の記録材搬送速度よりも遅い速度ＶＬなるように速度が切り替わる（ステップＳ１４）。

上記行程を繰り返すことによって、２次転写ローラ対３と定着ローラ対５の間で記録材Ｐはその先端から後端に渡って所定のループを保ちながら搬送される。

また、実施形態４においては、記録材Ｐの搬送位置を検出または算出可能な位置検出手段を設け、この位置検出手段による検出データの検出結果を基に第１のループ検知センサＳ１と第２のループ検知センサＳ２とを選択する制御手段を設けてもよい。

なお、この制御手段は記録材Ｐの先端が定着ローラ対５に到達してから一定時間、第１のループ検知センサＳ１を作動させる。そして、記録材Ｐが定着ローラ対５に搬送されているタイミングから記録材Ｐの後端が２次転写ローラ対３から抜けるまでの間、第２のループ検知センサＳ２を作動させるものである。

２中間転写ベルト
３２次転写ローラ対
５定着ローラ対
９レジストローラ
13 クラッチ
14 タイマ
20 搬送路
30 画像形成装置
51 第１のフラグ
52 第２のフラグ
101 制御手段
Ｍ定着モータ
Ｐ記録材
Ｓ１第１のループ検知センサ
Ｓ２第２のループ検知センサ

Claims

画像を記録材に転写する転写手段と、前記画像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記転写手段と前記定着手段の間で前記記録材のループ状態を検知する第１のループ検知センサとを有する画像形成装置において、
前記定着手段は、前記転写手段に対して傾斜して配置され、前記第１のループ検知センサは、前記定着手段、前記転写手段、前記定着手段の記録材通紙中心線及び前記転写手段の記録材通紙中心線によって形成される領域のうち、前記転写手段と前記定着手段とが離れた側に設けられたことを特徴とする画像形成装置。
前記第１のループ検知センサが設けられる領域に、前記記録材の通紙基準が設定されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記通紙基準は、前記記録材が収納されるカセットによって規制されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記通紙基準は、前記転写手段より前記記録材の搬送方向上流側に設けられた位置規制手段によって規制されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記第１のループ検知センサを移動させる移動手段と、前記記録材のサイズ情報に基づいて、前記移動手段を動作させる移動制御手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記定着手段、前記転写手段、前記定着手段の記録材通紙中心線及び前記転写手段の記録材通紙中心線によって形成される領域の前記転写手段と前記定着手段の距離が近い側に第２のループ検知センサが設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記記録材の搬送位置を検出または算出可能な位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果を基に、前記記録材の先端が前記定着手段に到達してから一定時間、前記第１のループ検知センサが作動し、前記記録材が前記定着手段に搬送されているタイミングから前記記録材の後端が前記転写手段から抜けるまでの間、前記第２のループ検知センサが作動するように、前記第１のループ検知センサと前記第２のループ検知センサとを選択する制御手段とを有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。