JP2023072225A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シートのループを検知可能な構成で、定着装置9に残留したシートの検知精度を向上させられる構成を提供する。【解決手段】シート検知部50は、二次転写部と定着フィルム91及び加圧ローラ92との間に配置され、シートを検知可能である。また、シート検知部50は、シートに接触して移動するフラグ51と、ループ検知センサS1と、残留シート検知センサS2とを有する。ループ検知センサS1は、フラグ51が第1位置に移動した場合に二次転写部と定着フィルム91及び加圧ローラ92とにより搬送されるシートがループを形成していることを検知する。残留シート検知センサS2は、フラグ51が第1位置と異なる第2位置に移動した場合に定着装置9にシートが残留していることを検知する。このようなシート検知部50は、画像形成装置本体に対して定着装置9と一体に着脱可能である。【選択図】図2

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。
画像形成装置では、感光ドラムや中間転写ベルトなどの像担持体に形成された画像を転写部においてシートに転写し、画像が転写されたシートを定着装置に搬送して、画像をシートに定着させる。この際、転写部と定着装置との間でシートの引っ張り合いが起きないように、シートにループを形成し、このループをセンサにより検知することで、転写部と定着装置のシート搬送速度を制御している(特許文献1)。また、特許文献1では、ループを検知するためのループセンサにより、定着装置に残留したシートを検知する点が開示されている。
特開2007-233372号公報
上述のように、特許文献1に記載の構成の場合、ループ検知部で残留シートの検知も行っていたが、小サイズのシートを検知するためには、ループ検知部のシートと接触する接触部をできるだけ定着装置のニップ部の入口に近づけることが求められる。一方、ループ検知は、シートの変形量を検知するため、残留シート検知を行う位置よりも上流側で接触部をシートに接触させることが求められる。
本発明は、シートのループを検知可能な構成で、定着装置に残留したシートの検知精度を向上させられる構成を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、画像を担持する像担持体と、転写部において、前記像担持体との間でシートを挟持しつつ搬送して、前記像担持体上の画像をシートに転写する転写部材と、一対の回転体を有し、前記転写部で画像が転写されたシートを前記一対の回転体により形成されるニップ部で挟持しつつ搬送して、シート上の画像をシートに定着する定着装置と、前記転写部と前記ニップ部との間に配置され、シートを検知可能なシート検知部であって、シートに接触して移動する移動部材と、前記移動部材が第1位置に移動した場合に前記転写部で画像が転写されたシートがループを形成していることを検知する第1センサと、前記移動部材が前記第1位置と異なる第2位置に移動した場合に前記定着装置にシートが残留していることを検知する第2センサと、を有するシート検知部と、前記シート検知部の信号に基づいて前記一対の回転体によるシートの搬送速度を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、シートのループを検知可能な構成で、定着装置に残留したシートの検知精度を向上させられる。
第1の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第1の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。 第1の実施形態に係るシートのループ検知状態を示す図。 第1の実施形態に係るシートの残留検知状態を示す図。 第1の実施形態に係るシートのループ検知動作のフローチャート。 第1の実施形態に係るシートの残留検知動作のフローチャート。 比較例に係るシートの残留検知状態を示す図。 比較例に係るシートのループ検知状態を示す図。 第2の実施形態に係る(a)シートがループしている状態を、(b)シートのループが解消した状態を、それぞれ説明する図。 第2の実施形態に係る(a)残留シート検知フラグが残留シートの後端に接触した状態を、(b)残留シート検知部により残留シートを検知した状態を、それぞれ説明する図。 第2の実施形態に係るシートの搬送軌跡とニップ部との関係を示す図。
<第1の実施形態>
第1の実施形態について、図1ないし図6を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1を用いて説明する。
[画像形成装置]
本実施形態の画像形成装置100は、それぞれ感光体としての感光ドラム3a、3b、3c、3dを有する4つの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを備えた電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置100は、画像形成装置本体100Aに接続された原稿読み取り装置(図示せず)又は画像形成装置本体100Aに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器からの画像信号に応じてトナー像(画像)をシート(記録材)に形成する。シートとしては、用紙、プラスチックフィルム、布などが挙げられる。また、画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。
なお、画像形成装置100が備える4つの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、代表して画像形成部Paについて説明し、その他の画像形成部については説明を省略する。
図1に示すように、画像形成部Paには、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム3aが配設されている。感光ドラム3aは、図中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム3aの周囲には帯電手段としての帯電ローラ2aと、現像装置1a、転写手段としての一次転写ローラ6a、クリーニング手段としてのクリーニング装置4aが配置されている。感光ドラム3aの図中上方には露光手段としての露光装置(本実施形態ではレーザースキャナ)5aが配置されている。
各画像形成部の図1の下方には、画像を担持する像担持体及び中間転写体としての無端状の中間転写ベルト20が配置されている。中間転写ベルト20は、複数のローラ13、14、15に張設されて、矢印A方向に周回移動(回転)するように構成されている。具体的には、駆動ローラ13が不図示のモータにより回転駆動されることで、中間転写ベルト20が回転する。そして、中間転写ベルト20は、後述するように中間転写ベルト20に一次転写されたトナー像を担持して搬送する。中間転写ベルト20を張架するローラのうちの二次転写内ローラ14と中間転写ベルト20を挟んで対向する位置には、転写部材としての二次転写外ローラ11が配置され、中間転写ベルト20上のトナー像をシートPに転写する二次転写部T2を構成している。即ち、二次転写外ローラ11は、二次転写部T2において、中間転写ベルト20との間でシートを挟持しつつ搬送して、中間転写ベルト20上(像担持体上)のトナー像をシートPに転写する。二次転写部T2のシート搬送方向下流には定着装置9が配置される。
画像形成装置100の下部には、シートPが収容されたカセット10が配置されている。カセット10から給送されたシートPは、不図示の給送ローラによりレジストレーションローラ12に向けて搬送される。そして、停止状態のレジストレーションローラ12にシートPの先端が突き当たり、ループを形成することでシートPの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト20上のトナー像と同期してレジストレーションローラ12を回転開始させ、シートPを二次転写部T2に搬送する。
上述のように構成される画像形成装置100により、例えば4色フルカラーの画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム3aの表面が帯電ローラ2aによって一様に帯電される。次いで、感光ドラム3aは、露光装置5aから発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光される。これにより、感光ドラム3a上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム3a上の静電潜像は、現像装置1a内に収容された現像剤としてのトナーによって顕像化され、可視像となる。
感光ドラム3a上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト20を挟んで配置される一次転写ローラ6aとの間で構成される一次転写部にて、中間転写ベルト20に一次転写される。この際、一次転写ローラ6aには一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム3a表面に残ったトナー(転写残トナー)は、クリーニング装置4aによって除去される。
このような動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部で順次行い、中間転写ベルト20上で4色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせてカセット10に収容されたシートPが二次転写部T2に搬送される。そして、二次転写外ローラ11に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト20上の4色のトナー像を、シートP上に一括で二次転写する。二次転写部T2で転写しきれずに中間転写ベルト20に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ24により除去される。
次いで、シートPは、ベルト搬送装置30を介して定着装置9に搬送される。ベルト搬送装置30は、例えば、シートPを吸着して搬送する搬送ベルトであり、二次転写部T2と定着装置9との間に配置されている。ベルト搬送装置30は、二次転写部T2から排出されたシートPの搬送姿勢を補助しつつ定着装置9に送り込むために配置されている。本実施形態では、ベルト搬送装置30はローラ間に張られたベルトで形成されているが、シートPをガイドするガイド部材のみの構成であっても良い。二次転写部T2を通過したシートPは、ベルト搬送装置30に受け渡され、ベルト搬送装置30により定着装置9へと搬送される。なお、ベルト搬送装置30を省略して、二次転写部T2を通過したシートPを直接、定着装置9に搬送するようにしても良い。
定着装置9は、一対の回転体としての定着フィルム91(第1回転体)及び加圧ローラ92(第2回転体)を備え、定着フィルム91と加圧ローラ92とで定着ニップ部を形成する。この定着装置9の定着ニップ部にトナー像が転写されたシートPを通過させることで、シートPが加熱、加圧される。そして、シート上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの画像としてシートPに定着される。その後、シートPは排出ローラにより機外に排出される。
一方、シートPの両面に画像を形成(両面印刷)する場合には、切換部材16を切り替えることでシートPをスイッチバック搬送路17にスイッチバックさせ、更に、搬送ローラ18によりシートPを両面搬送路19に搬送する。シートPは、表裏が反転された状態で両面搬送路19からレジストレーションローラ12まで搬送され、上述と同様に、シートPの裏面にトナー像が形成される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。
なお、本実施形態の画像形成装置100は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色または4色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することも可能である。
また、画像形成装置100には操作部としての操作パネルSが設けられており、操作パネルSは、ユーザにより操作される各種ボタンや操作スイッチ、及びユーザへのメッセージや、ジャム発生等のエラー表示などを行う表示部を備えている。また、画像形成装置100は、シートを検知可能な複数のシート検知センサを有する。これらのシート検知センサのうち、レジスト後センサ21は、レジストレーションローラ12を通過したシートPの先端が到達したことを検知するためのセンサである。二次転写後センサ22は、シートPの先端が二次転写部T2を通過したことを検知するためのセンサである。排出センサ23は、定着装置9のシートPが排出される側でシートPを検知するためのセンサである。
これらのセンサの信号は、制御部110に送られる。制御部110は、これらのシート検知センサを含む各種センサの信号を受信して、各部の制御を行う。また、入力された画像形成枚数やシートPの種類などのジョブ情報に応じて画像形成装置100全体を制御し、画像形成を行う。このような制御部110は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を有している。CPUは、ROMに格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、RAMには、作業用データや入力データが格納されており、CPUは、前述のプログラム等に基づいてRAMに収納されたデータを参照して制御を行う。
[定着装置]
定着装置9の詳細について、図2を用いて説明する。定着装置9は、定着部材としての定着フィルム91と、加圧部材としての加圧ローラ92を備える。定着フィルム91の内部には、内部に加熱する為の加熱部材102が配置され、定着フィルム91を所定の温度に加熱する。また、定着フィルム91内は、ステイ104が貫通するように配置されており、加熱部材102を支持した支持部材105がステイ104を介して不図示のバネなどの付勢部材により加圧ローラ92に向けて付勢されている。これにより、定着フィルム91と加圧ローラ92との間で、シートPを挟持して搬送するための定着ニップ部Nを形成する。
加熱部材102は、例えば、板状のセラミックヒータであり、定着ニップ部Nに配置されている。即ち、加熱部材102は、定着フィルム91を介して加圧ローラ92と対向するように、支持部材105に支持されている。また、定着フィルム91は、加圧ローラ92が回転駆動することで加圧ローラ92に従動して回転する。このような定着フィルム91及び加圧ローラ92は、筐体90の内部に配置される。
即ち、定着装置9は、筐体90、筐体90の内部に配置された一対の回転体としての定着フィルム91及び加圧ローラ92、入口ガイド93、シート検知部50を有する。筐体90は、シートPの入口と出口が開口しており、内部には定着フィルム91及び加圧ローラ92、入口ガイド93、シート検知部50が配置されている。入口ガイド93は、筐体90の入口と定着ニップ部Nとの間に配置され、筐体90の入口から進入し、未定着トナー像が担持されたシートPを定着ニップ部Nの入口に案内する。入口ガイド93に沿って導かれたシートPは、定着ニップ部Nにて定着フィルム91及び加圧ローラ92で挟持搬送されている間に、加熱、加圧される。これにより、シートPにトナー像が定着される。シート検知部50は、シートPにループが形成されていることを検知するループ検知センサと、定着装置9内にシートが残留していることを検知する残留シート検知センサの両方を兼ねるものである。詳しい説明は後述する。
また、定着装置9には回転速度が変更可能な定着モータMが取り付けられており、定着モータMにより加圧ローラ92を回転駆動している。制御部110は、定着モータMの回転速度を制御することで、定着ニップ部NでのシートPの搬送速度を制御可能である。なお、本実施形態の定着装置9は、定着ニップ部Nを形成する一対の回転体を定着フィルム91及び加圧ローラ92により構成したが、一対の回転体の構成はこれに限らない。例えば、一対の回転体の両方をローラとしても良いし、或いは、両方を複数のローラにより張架された無端状のベルトとしても良い。更には、一方を無端状のベルトとし、他方をローラとしても良い。また、加熱方式についても、上述のセラミックヒータに限らず、例えば、ローラ内にハロゲンヒータを配置する構成でも良いし、IH(電磁誘導加熱)を用いた構成であっても良い。
[シート検知部]
次に、シート検知部50の構成について、図2を用いて説明する。シート検知部50は、二次転写部Tと定着フィルム91及び加圧ローラ92との間に配置され、シートを検知可能である。具体的には、シート検知部50は、定着前搬送部としてのベルト搬送装置30と定着ニップ部Nとの間に配置されている。このようなシート検知部50は、移動部材及び揺動部材としてのフラグ51と、第1センサとしてのループ検知センサS1、第2センサとしての残留シート検知センサS2とを有する。フラグ51は、シートに接触して移動する。本実施形態では、フラグ51は、揺動中心となる回動軸50aを中心として揺動可能な揺動部材である。
フラグ51は、シートと接触可能な接触部52、第1フラグ部53、第2フラグ部54を有する。接触部52は、先端部が揺動中心よりも、定着ニップ部N側(ニップ部側)に位置するように配置されており、不図示のバネによってシートPによる押圧方向とは逆の方向に付勢される。具体的には、シート検知部50は、入口ガイド93の下方に配置されている。入口ガイド93は、例えば、フラグ51が通可能なように開口或いは切り欠きが形成された板状の部材であり、この開口或いは切り欠きから接触部52が上方に突出する。そして、ベルト搬送装置30から搬送されたシートPに接触部52が接触すると、接触部52がシートPによって下方に押圧されることで、回動軸50aを中心に図2の反時計方向に回転する。不図示のバネは、この接触部52を図2の時計方向に回転するように付勢している。
第1フラグ部53及び第2フラグ部54は、接触部52とは異なる位置で回動軸50aから突出するように設けられており、接触部52と共に回動軸50aを中心に揺動可能である。第1フラグ部53及び第2フラグ部54は、回動軸50aを中心とする回転方向の位相が異なる位置に配置され、接触部52、第1フラグ部53及び第2フラグ部54は、互いの位相位置が維持された状態で、回動軸50aを中心に揺動する。第1フラグ部53は、ループ検知センサS1が検知可能な位置に設けられ、第2フラグ部54は、残留シート検知センサS2が検知可能な位置に設けられている。
ループ検知センサS1は、フラグ51が第1位置に移動した場合に、二次転写部T2と定着フィルム91及び加圧ローラ92とにより搬送されるシートがループを形成していることを検知する。残留シート検知センサS2は、フラグ51が第1位置と異なる第2位置に移動した場合に定着装置9にシートが残留していることを検知する。ループ検知センサS1及び残留シート検知センサS2は、それぞれ発光部と受光部とが対向配置されたフォトインタラプタとしている。即ち、発光部から発光された光をフラグが遮光されることで第1フラグ部53及び第2フラグ部54の回動位置が検知可能となっている。ループ検知センサS1及び残留シート検知センサS2により検知された信号は制御部110に送られ、制御部110は、この信号に基づいて後述するような制御を行う。
[ループ検知と残留シート検知]
次に、本実施形態におけるループ検知と残留シート検知について、図3及び図4を用いて説明する。図3は、シート検知部50によりループ検知を行っている状態を示している。図3では、ベルト搬送装置30と定着装置9との間のシート搬送速度の差によりシートPにループが発生した状態L1と、ループが解消された状態L2とを示している。なお、ベルト搬送装置30は、二次転写部T2におけるシート搬送速度と略同じ速度でシートを搬送するように設計される。また、定着装置9におけるシート搬送速度も同様に、略同じ速度でシートを搬送するように設計される。しかしながら、定着装置9では、加圧ローラ92が回転駆動することで定着フィルム91が従動回転する。定着フィルム91は、加圧ローラ92の回転駆動に対して従動して回転する。すると、加圧ローラ92と定着フィルム91との間でわずかなスリップが生じる。これにより、ベルトの回転速度に誤差が生じる。ベルト搬送装置30も同様である。そのため、定着装置9でのシート搬送速度と、二次転写部T2でのシート搬送速度と、は異なる虞がある。このため、定着装置9におけるシート搬送速度がベルト搬送装置30におけるシート搬送速度よりも遅いと、定着装置9とベルト搬送装置30との間でシートが撓むループが発生し、定着装置9と二次転写部T2との間でシートの引っ張り合いが起きることはない。一方、ループが形成されていない状態で、定着装置9におけるシート搬送速度がベルト搬送装置30におけるシート搬送速度よりも速いと、定着装置9と二次転写部T2との間でシートの引っ張り合いが起き、二次転写部T2で転写画像にずれが発生する虞がある。
そこで、本実施形態では、シートPがループした場合に、第1フラグ部53を検知できるように、ループ検知センサS1を配置している。即ち、フラグ51の接触部52が状態L2のシートPに接触している状態(破線)では、第1フラグ部53がループ検知センサS1を遮光しない。一方、接触部52が状態L1のシートPに接触することで反時計方向に揺動して第1位置(実線)に位置した場合に、第1フラグ部53がループ検知センサS1を遮光する(センサONとなる)。
なお、図3では、フラグ51が第1位置(実線)に位置した場合に、第2フラグ部54が残留シート検知センサS2を遮光する(センサONとなる)構成となっている。したがって、制御部110は、ループ検知センサS1と残留シート検知センサS2の両方がセンサONとなった場合に、ベルト搬送装置30と定着ニップ部Nとの間にシートPのループが形成されていると判断する。なお、この状態で残留シート検知センサS2がセンサONとならないように、第2フラグ部54及び残留シート検知センサS2の位置を設定しても良い。
図4は、シート検知部50により残留シート検知を行っている状態を示している。ジャム時にシートPが定着ニップ部Nに残留した場合、フラグ51の接触部52が残留したシートPの後端に接触することで、フラグ51が反時計方向に回動して第2位置(実線)に位置した場合、第2フラグ部54が残留シート検知センサS2を遮光する(センサONとなる)。この際、第1フラグ部53はループ検知センサS1を遮光していない。このため、制御部110は、ループ検知センサS1がOFF、残留シート検知センサS2がONで、定着ニップ部Nにシートが残留していると判断する。なお、破線は、フラグ51の接触部52がシートPを検知していない状態を示す。
このように定着ニップ部Nにシートが残留している場合において、残留シートを検知できずに定着装置9を加熱してしまうと、定着ニップ部Nでトナーが融け、残留シートが定着フィルム91に張り付いて、定着装置9に動作不良を発生してしまう虞がある。このため、定着ニップ部に残留したシートは、定着装置の搬送パス上に配置されたセンサで検知する方法が一般的である。そして、定着ニップ部の前(上流)に配置されたセンサと、定着ニップ部の後(下流)に配置されたセンサが、定着ニップ部に近いほど、搬送方向の長さが短いシートに対して残留検知が可能となる。
したがって、本実施形態のように、シート検知部50が、シートのループ検知と、定着ニップ部の残留シート検知とを兼ねる場合、フラグ51が定着ニップ部Nにできるだけ近い位置に配置されることが好ましい。フラグ51の接触部52の先端が定着ニップ部Nの入口に近い位置に配置されていれば、搬送方向の長さが短いシートが定着ニップ部Nに残留した場合でも、この残留シートを検知し易くなる。
そこで、本実施形態では、ループ検知センサS1をフラグ51が第1位置に移動した場合にシートがループを形成していることを検知できるように、残留シート検知センサS2をフラグ51が第1位置と異なる第2位置に移動した場合に定着装置9にシートが残留していることを検知できるように、それぞれ配置するようにしている。このため、フラグ51が残留シート検知に適した位置とループ検知に適した位置とにある状態で、それぞれループ検知と残留シート検知を行える。このため、部品点数を増やすことなく、1つのフラグ51によって、シートのループの検知と、定着装置に残留したシートの検知の精度を向上させることができる。
また、本実施形態では、シート検知部50を画像形成装置本体100Aに対して定着装置9と一体に着脱可能としている。また、シート検知部50を定着装置9の筐体90の内部に配置している。具体的には、フラグ51の回動軸50aを定着装置9のフレームに直接、或いは、フレームに設けられた入口ガイド93に支持している。このフレームには、定着フィルム91及び加圧ローラ92も支持されている。
このようにシート検知部50を定着装置9と一体に着脱可能とすることで、フラグ51の接触部52を定着ニップ部Nに近づけやすくできる。即ち、シート検知部50と定着装置9とが画像形成装置本体100Aに対して別々に着脱可能な構成とした場合、フラグ51の接触部52との支持部と、定着フィルム91及び加圧ローラ92の支持部との間に複数の部品が介することになる。このため、これら複数の部品の公差を考慮して接触部52と定着フィルム91及び加圧ローラ92との位置関係を規定しなくてはならず、接触部52を定着ニップ部Nに近づけにくい。
一方、本実施形態のように、シート検知部50を定着装置9と一体に着脱可能とすることで、フラグ51の接触部52との支持部と、定着フィルム91及び加圧ローラ92の支持部との間に存在する部品の数を減らすことができる。このため、公差を考慮する部品点数が減って接触部52を定着ニップ部Nに近づけ易くなる。特に、フラグ51の回動軸50aと、定着フィルム91及び加圧ローラ92とを共通のフレームに支持することで、フラグ51の接触部52と定着ニップ部Nとの位置関係をより保証し易くなり、接触部52を定着ニップ部Nに近づけ易い。なお、フレームに設けられた入口ガイド93に回動軸50aを支持しても、入口ガイド93がある分、部品点数が増えるが、回動軸50aを定着装置9の各構成以外に個所に支持するよりも、接触部52を定着ニップ部Nに近づけ易い。この結果、定着ニップ部Nに残留したシートの長さが短くてもこの残留シートをフラグ51により検知し易くでき、シートのループを検知可能な構成で、定着装置9に残留したシートの検知精度を向上させられる。
なお、上述の説明では、シート検知部50が有するセンサはS1、S2の2つであるが、フラグの位置検知精度を上げるために配置するセンサの数を増やしても良い。また、上述の説明では、フラグ51に設けられた、フォトインタラプタにより検知されるためのフラグ部(遮光部)を2つ(第1フラグ部53及び第2フラグ部54)設けたフラグ51を示したが、フラグ51に設けるフラグ部は1つであっても良い。即ち、フラグ部1つでS1、S2を遮光させるようにしても良い。また、上述の説明では、残留シート検知センサS2を残留シートの検知に用いているが、ループ検知センサS1で検知される状態とは別のループ状態を検知する第2のループ検知センサとして用いても良い。
[ループ制御]
ここで、上述のシート検知部50を用いてシートのループ状態を検知して、定着装置9のシート搬送速度を制御するループ制御について説明する。制御部110は、シートの搬送時において、ループ検知センサS1によりシートのループを検知していない場合には、定着フィルム91及び加圧ローラ92によるシートの搬送速度を第1速度にする。一方、制御部110は、ループ検知センサS1によりシートのループを検知している場合には、定着フィルム91及び加圧ローラ92によるシートの搬送速度を第1速度よりも速い第2速度とする。
即ち、制御部110は、シートがループしていない状態では、加圧ローラ92を駆動する定着モータMの回転速度を遅くすることで、定着フィルム91及び加圧ローラ92でシートを搬送する速度をベルト搬送装置30によりシートを搬送する速度よりも低下させる。これにより、ベルト搬送装置30と定着ニップ部Nとで搬送されるシートにループを形成する。一方、制御部110は、シートがループしている状態では、加圧ローラ92を駆動する定着モータMの回転速度を速くすることで、定着フィルム91及び加圧ローラ92でシートを搬送する速度をベルト搬送装置30によりシートを搬送する速度よりも速くする。これにより、シートのループを大きくし過ぎずに、シートの搬送速度を確保する。
このような本実施形態のループ制御について、図5のフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、ジョブが開始されると、シートPがカセット10から給送されて、レジストレーションローラ12に向けて搬送される(S101)。次いで、各画像形成部においてシートの給送と同期して画像を形成し、二次転写部T2においてレジストレーションローラ12から搬送されてきたシートPに画像を転写する(S102)。こうして転写されたシートPは、二次転写部T2とベルト搬送装置30の回転により搬送され、定着装置9に到達する。
この時、定着装置9の搬送速度(定着フィルム91及び加圧ローラ92によるシート搬送速度)は、二次転写部T2におけるシート搬送速度よりも2%遅いVL(第1速度)に設定されている。これにより、シートPの搬送が進むにつれてベルト搬送装置30と定着装置9の定着ニップ部Nとの間にシートのループが形成される。
そして、制御部110は、シート検知部50の状況からシートにループが形成されているか否かを判断する(S103)。具体的には、ループ検知センサS1の出力がオフの状態、即ちシートPがループを形成しない状態で定着ニップ部Nを通過しているか、或は、シートPがベルト搬送装置30と定着ニップ部Nとの間でループを形成している状態(ループ検知センサS1の出力がオン)で定着ニップ部Nを通過しているかを判定する。
シートPがループを形成しない状態で定着ニップ部Nを通過している場合は(S103のNo)、定着装置9の搬送速度をVL(第1速度)にするべく定着モータMの回転を制御する(S104)。即ち、定着装置のシート搬送速度がVLであった場合には、このVLを維持し、定着装置のシート搬送速度が次述するVHであれば、VHからVLに定着装置のシート搬送速度を落とす。
一方、S103において、シートにループが形成されている場合は(S103のYes)、定着装置9の搬送速度を二次転写部T2におけるシート搬送速度よりも2%速いVH(第2速度)にするべく、一定時間hの間、定着モータMの回転を制御する(S105)。即ち、定着装置9のシート搬送速度をVHの状態で一定時間h(本実施形態では0.5秒)、シートPを搬送し、シートのループを解消する。その後、S103~105の制御を、シートPの後端が二次転写部T2を通過したことを二次転写後センサ22によって検知するまで繰り返す(S106)。なお、ループ検知センサの判定は誤検知防止のためにセンサ信号のオン状態が一定時間(例えば0.1s)続いた場合にループ状態と判定するようにしてもよい。
[残留シート検知制御]
次に、上述のシート検知部50を用いて定着ニップ部Nに残留したシートを検知して、エラーを通知する残留シート検知制御について説明する。制御部110は、装置の電源オン時にシート検知部50がシートを検知した場合には、定着装置9にシートが残留している旨を出力する。即ち、制御部110は、画像形成装置100の電源をONにした際に、残留シート検知センサS2がオンになっていた場合、操作パネルSに定着装置9にシートが残留している旨のエラー通知を表示する。なお、制御部110は、エラー通知を画像形成装置100に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部端末に出力しても良い。また、仮に、残留シート検知センサS2がオンになっていなくても、ループ検知センサS1がオンになっていれば、操作パネルSに定着装置9にシートが残留している旨のエラー通知を表示するようにしても良い。
このような本実施形態の残留シート検知制御について、図6のフローチャートを用いて具体的に説明する。図6は、画像形成装置100の電源オンの場合、及び印刷ジョブを実行しないアイドル状態でシートPの残留を検出する処理を説明するフローチャートである。画像形成装置100の電源オン時に、制御部110は、残留シート検知センサS2がオン状態、即ち、シートPを検出しているかどうかをみる(S201)。オン状態であれば(S201のYes)、定着装置9に残留シートが存在していると判断して残留シートがある旨のエラーであることをユーザに通知する(S202)。
一方、S201で、電源オン時に残留シート検知センサS2がシートPを検出しないときは(S201のNo)、通常の初期化処理及び画像形成ジョブの受信、画像形成ジョブの実行処理に進む(S203)。なお、画像形成ジョブとは、シートに画像形成するプリント信号(画像形成信号)に基づいて、画像形成を開始してから画像形成が完了するまでの動作である。初期化処理とは、画像形成動作前の準備動作として、感光ドラムの回転を開始し、各種電圧の順次立ち上げや、各種電圧の調整などを行う処理であり、所謂、前回転処理である。
次いで、制御部110は、画像形成ジョブを実行していない画像形成ジョブの待機状態にあるかどうかを判定する(S204)。待機状態であれば(S204のYes)、S201に進み、前述した電源オン時と同様に残留シートの判定を行い、ジャムエラーであることをユーザに通知するかを判断する。S204で待機状態でなければ(S204のNo)、S203に戻り通常処理を継続する。これにより、シートPの搬送が実施されていない状態でシートPが残留しているかを判断できる。
本実施形態では、1つのフラグ(移動部材)に2つの接触部を設ける構成で、ループ検知と残留検知を行うことを可能としている。これによってループ検知と残留検知とを独立したフラグ(移動部材)によって行う構成に比べて、部品点数を減らすことができる。
<第2の実施形態>
第2の実施形態について、図7ないし図11を用いて説明する。上述の第1の実施形態では、ループが形成されたシートも定着装置9に残留したシートも、フラグ51の接触部52の先端部で検知する構成について説明した。これに対して本実施形態では、ループが形成されたシートと定着装置9に残留したシートとをフラグ51Aの異なる2個所で検知するようにしている。
[比較例]
まず、図7及び図8に示す比較例について説明する。上述したように、残留シート検知において、フラグ51の接触部52の先端部が定着ニップ部Nに残留しているシートの後端に掛かっていれば、残留シートの検知が可能なため、接触部52の先端は定着ニップ部Nに近しい位置にあることが望ましい。
しかし、図7の比較例に示すように、フラグ51を回動軸50aから伸ばすことで接触部52の先端を定着ニップ部Nに近づけ、残留シートの検知性能を上げようとした場合、次のような問題が生じる虞がある。即ち、図8に示すように、接触部52の先端を定着ニップ部Nに近づけると、定着ニップ部Nの近傍でシートのループが発生した状態L1と、ループが解消された状態L2の軌跡の差が少ない領域でループの判定を行うこととなる。このため、シートPの搬送時の微小な挙動変化とループ発生との判別ができなくなる虞がある。
[本実施形態の構成]
そこで、本実施形態では、図9(a)~図10(b)に示すように、シート検知部50Aのフラグ51Aの先端部を屈曲させ、屈曲部52bをループ検知位置、先端部52aを残留紙検知位置と使い分けることで、ループ検知性能と残留シート検知性能を両立させている。即ち、本実施形態のシート検知部50Aは、フラグ51Aの形状が第1の実施形態と異なる。シート検知部50Aが、第1フラグ部53、第2フラグ部54、ループ検知センサS1及び残留シート検知センサS2を備えている点は、第1の実施形態と同様である。本実施形態のフラグ51Aは、揺動中心としての回動軸50aから延設される方向に対して先端部52aが折れ曲がるように屈曲した屈曲部52bを有する。屈曲部52bは、ループが形成されていることを検知するための第1接触部であり、先端部52aは、定着装置9にシートが残留していることを検知するための第2接触部である。
また、フラグ51Aは、フラグ51Aに設けられた第1フラグ部(遮光部)53によってループ検知センサS1がオンに切り替わる位置、即ちループを検知する位置において、屈曲部52bが最も搬送パスに近接するように屈曲部52bを配置している。即ち、フラグ51Aがループを検知する位置(第1位置、図9(a)でL1状態のシートPに接触している位置、実線で示す位置)に位置している場合に、屈曲部52bは先端部52aよりもシートが搬送される経路に近い側に位置する。これにより、ループを検知する際には屈曲部52bにより、残留シートを検知する際には(図10(b)で定着ニップ部Nに残留したシートPに接触している状態では)先端部52aによりそれぞれシートを検知可能となる。この結果、フラグ51Aの先端部を定着ニップ部Nに近づけて残留シート検知性能を上げても、ループ検知性能が低下することを抑制できる。以下、具体的に説明する。
[ループ検知動作及び残留シート検知動作]
次に、本実施形態のシート検知部50Aを用いて行う、ループ検知動作及び残留シート検知動作について、図9(a)~図10(b)を用いて説明する。
シート検知部50Aのフラグ51Aは、入口ガイド93上をシートPが通過する際に、シートPにより押圧されて回動軸50aを中心に回動する。フラグ51Aは不図示の回動バネによってシートPによる押圧とは逆の方向(図9(a)、(b)、図10(a)、(b)の時計周り方向)に回動力を付与されている。
フラグ51AのシートPに押圧される先端部52aは、中間転写ベルト26及びベルト搬送装置30により搬送されるシートPの搬送速度と、定着装置9により搬送されるシートPの搬送速度の差によりループが発生した状態L1(図9(a))と、ループが解消された状態L2(図9(b))の間を回動可能に配置されている。なお、ベルト搬送装置30は、二次転写部T2におけるシート搬送速度と略同じ速度でシートを搬送するように設計される。また、定着装置9におけるシート搬送速度も同様に、略同じ速度でシートを搬送するように設計される。しかしながら、定着装置9は加圧ローラ92を回転駆動することで定着フィルム91が回転する。定着フィルム91は加圧ローラ92の回転駆動に対して従動して回転することで、加圧ローラ92と定着フィルム91との間でわずかなスリップが生じる。これにより、定着フィルム91の回転速度に誤差が生じる。ベルト搬送装置30も同様である。そのため、定着装置9でのシート搬送速度と、二次転写部T2でのシート搬送速度と、は異なる虞がある。
二次転写部T2と定着ニップ部Nとが同時にシートを挟持搬送し、定着装置9でのシート搬送速度が二次転写部T2でのシート搬送速度よりも大きくなってしまった場合、定着装置9がシートを引っ張ってしまい、シート上の所望の領域に転写されない虞がある(転写ズレ)。この転写ズレを抑制するために、ループ検知センサによってシートのループ量を検知し、定着装置でのシート搬送速度を制御する。以下にその詳細を記載する。
ループ検知センサS1は、ループ検知センサS1の光を遮光するとループ検知センサS1がONし、ループ検知センサS1の光を透光するとOFFするようになっている。したがって、図9(a)に示すように、フラグ51Aの屈曲部52bが、ループが発生した状態L1の位置に到達したとき、第1フラグ部53がループ検知センサS1をONにするように、第1フラグ部53の位置が規定されている。
次いで、図9(b)の状態L2で示すように、シートのループが解消されると、第1フラグ部53がループ検知センサS1の光を透光させ、ループ検知センサS1がOFFする。そして、定着装置9のシート搬送速度を低下させて、再度、ループを形成する。
次に、図10(a)に示すように、ジャム時などに定着ニップ部NにシートPが残留した場合、フラグ51Aの先端部52aによりシートPの後端を検知する。本実施形態では、はがきや封筒のようなシート搬送方向の長さが150mm程度の小サイズのシートが定着ニップ部Nに残留した場合でも、この残留シートの検知ができるように、フラグ51Aの先端部52aを定着ニップ部Nの入口近傍まで延設させている。
次に、図10(b)に示すように、ジャムの発生などにより定着ニップ部NにシートPが残留した場合、シートPが定着ニップ部Nのニップ面の方向に倣うことで、シートPの後端が破線位置から実線位置まで下がる。すると、シートPの後端に接触している先端部52aが反時計回りに回動し、第2フラグ部54が残留シート検知センサS2の光を遮光する。なお、この状態でも、第1フラグ部53はループ検知センサS1の光を遮光していない状態である。第2フラグ部54が残留シート検知センサS2の光を遮光することで、残留シート検知センサS2がONとなり、定着ニップ部NにシートPが残留していることが検知される。
なお、上述の説明では、フラグ51Aに屈曲部52bを設けることでループ検知位置と残留シート検知位置を設けたが、屈曲部52bの代わりにフラグの途中に凸部を設けた構成や、フラグを二股にする構成を用いて、フラグにループ検知部(第1接触部)と残留シート検知部(第2接触部)を設けてもよい。
また、図11に示すように、定着ニップ部Nを、定着装置9の上流側に配置されたベルト搬送装置30のシート搬送軌跡L3に対し、定着ニップ部Nの下流がフラグ51Aから遠ざかるように傾きθを持たせて配置することが好ましい。即ち、ベルト搬送装置30により搬送されるシートの搬送軌跡L3を定着ニップ部Nの出口まで延長した場合に、定着ニップ部Nの入口よりも定着ニップ部Nの出口が搬送軌跡L3から離れるように、定着ニップ部Nにおいてシートを搬送する方向を搬送軌跡L3に対して傾斜させることが好ましい。これにより、定着ニップ部Nに残留したシートは、フラグ51Aを下方に倒すように定着ニップ部Nに保持されるため、フラグ51Aにより残留シートの検知が容易になる。なお、θは0~40度の範囲で設定することが望ましい。
<他の実施形態>
上述の実施形態では、ループ検知センサS1及び残留シート検知センサS2に検知される移動部材を、揺動部材としてのフラグ51としたが、移動部材は、揺動する以外に、シートと接触することでスライド移動するものであっても良い。例えば、移動部材を図3、4の上下方向に移動可能に配置し、ループ検知センサS1及び残留シート検知センサS2を上下に配置する。この際、ループ検知センサS1を残留シート検知センサS2の下方に配置すれば、図3、4で示した場合と同様に、ループ検知と残留シート検知の両方を1つの移動部材で行える。
また、上述の実施形態では、像担持体としての中間転写ベルト20からシートにトナー像を転写する中間転写方式について説明したが、感光ドラムから直接、シートにトナー像を転写する直接転写方式にも、本発明を適用可能である。この場合、感光ドラムが像担持体に相当する。
P・・・シート
N・・・定着ニップ部(ニップ部)
S・・・操作パネル
S1・・・ループ検知センサ(第1センサ)
S2・・・残留シート検知センサ(第2センサ)
T2・・・二次転写部(転写部)
9・・・定着装置
11・・・二次転写外ローラ(転写部材)
20・・・中間転写ベルト(像担持体)
30・・・ベルト搬送装置(搬送部)
50、50A・・・シート検知部
50a・・・回動軸(揺動中心)
51、51A・・・フラグ(移動部材、揺動部材)
52・・・接触部
52a・・・先端部(第2接触部)
52b・・・屈曲部(第1接触部)
53・・・第1フラグ部
54・・・第2フラグ部
90・・・筐体
91・・・定着フィルム(回転体)
92・・・加圧ローラ(回転体)
100・・・画像形成装置
100A・・・画像形成装置本体
110・・・制御部

Claims (12)

  1. 画像を担持する像担持体と、
    転写部において、前記像担持体との間でシートを挟持しつつ搬送して、前記像担持体上の画像をシートに転写する転写部材と、
    一対の回転体を有し、前記転写部で画像が転写されたシートを前記一対の回転体により形成されるニップ部で挟持しつつ搬送して、シート上の画像をシートに定着する定着装置と、
    前記転写部と前記ニップ部との間に配置され、シートを検知可能なシート検知部であって、シートに接触して移動する移動部材と、前記移動部材が第1位置に移動した場合に前記転写部で画像が転写されたシートがループを形成していることを検知する第1センサと、前記移動部材が前記第1位置と異なる第2位置に移動した場合に前記定着装置にシートが残留していることを検知する第2センサと、を有するシート検知部と、
    前記シート検知部の信号に基づいて前記一対の回転体によるシートの搬送速度を制御する制御部と、を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記シート検知部は、画像形成装置本体に対して前記定着装置と一体に着脱可能である
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記定着装置は、内部に前記一対の回転体が配置される筐体を備え、
    前記シート検知部は、前記筐体の内部に配置されている
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記転写部から搬送されたシートを前記ニップ部の入口に案内する入口ガイドを備え、
    前記シート検知部は、前記入口ガイドに設けられている
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記移動部材は、前記第1センサが検知可能な第1フラグ部と、前記第2センサが検知可能な第2フラグ部と、有する
    ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記移動部材は、揺動中心を中心として揺動可能な揺動部材であり、
    前記揺動部材は、先端部が揺動中心よりも、前記一対の回転体により形成されるシートを挟持するためのニップ部側に位置するように配置されている
    ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記揺動部材は、前記ループが形成されていることを検知するための第1接触部と、前記定着装置にシートが残留していることを検知するための第2接触部と、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。
  8. 前記揺動部材が前記第1位置に位置している場合に、前記第1接触部は前記第2接触部よりもシートが搬送される経路に近い側に位置する
    ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記揺動部材は、揺動中心から延設される方向に対して先端部が折れ曲がるように屈曲した屈曲部を有し、
    前記屈曲部が前記第1接触部であり、
    前記先端部が前記第2接触部である
    ことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
  10. 前記転写部と前記定着装置との間でシートの搬送を搬送する搬送部を備え、
    前記ニップ部においてシートを搬送する方向は、前記搬送部により搬送されるシートの搬送軌跡を前記ニップ部の出口まで延長した場合に、前記ニップの入口よりも前記ニップ部の出口が前記搬送軌跡から離れるように、前記搬送軌跡に対して傾斜している
    ことを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記制御部は、シートの搬送時において、前記第1センサによりシートのループを検知していない場合には、前記一対の回転体によるシートの搬送速度を第1速度にし、前記第1センサによりシートのループを検知している場合には、前記一対の回転体によるシートの搬送速度を前記第1速度よりも速い第2速度とする
    ことを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の画像形成装置。
  12. 前記制御部は、装置の電源オン時に前記シート検知部がシートを検知した場合には、前記定着装置にシートが残留している旨を出力する
    ことを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の画像形成装置。
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