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JP3832906B2
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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式等の適宜の作像プロセス機構により記録紙(記録媒体)に目的の画像情報に対応した未定着画像を形成担持させ、該記録紙を定着器(画像加熱定着装置)に導入して記録紙上の未定着画像を熱定着させて画像記録物を出力させる、レーザプリンタ、複写機等の画像記録装置(画像形成装置)に関する。
【0002】
【従来の技術】
便宜上、転写式電子写真プロセスを用いたレーザプリンタを例にして説明する。該プリンタは、回転ドラム型を一般的とする電子写真感光体(像担持体、以下、感光ドラムと記す)を所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動させ、この回転感光ドラム面を帯電手段により所定の極性・電位に帯電し、その帯電面をレーザスキャナ部から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光で走査露光することで、回転感光ドラム面に目的の画像情報に対応した静電潜像を形成させる。その静電潜像を現像手段によりトナー画像として現像し、該トナー画像を、給紙部側から回転感光ドラムの転写部へ所定のタイミングで給紙させた記録紙に対して転写手段により転写させる。そしてこのトナー画像(未定着画像)の転写を受けた記録紙を定着手段に導入してトナー画像を記録紙に永久固着画像として定着させて画像形成物(プリント、コピー)として出力するものである。
【0003】
1)記録紙に形成担持させた未定着画像を定着させる定着手段としては、熱ローラ方式の定着器が一般的に用いられている。熱ローラ方式の定着器は、発熱源としてのハロゲンヒータを内蔵させ、該ハロゲンヒータの発熱で所定の温度に加熱温調される定着ローラ(熱ローラ)と、シリコンゴム等の耐熱性を有しかつ所定の弾性を有する素材により形成された加圧ローラとを圧接させて定着ニップ部を形成させ、該ローラ対を回転させ、定着ニップ部に、画像形成部で未定着トナー画像を形成担持させた記録紙を導入して挟持搬送させることで定着ローラから熱を加えると共に加圧してトナー画像を記録紙上に融着固定させるものである。しかし、該熱ローラ方式の定着器は、定着ローラの熱容量が大きく、発熱源としてのハロゲンヒータに通電して定着ローラを常温状態から所定の定着温度に立ち上がらせて温調状態にさせるまでにはかなりのウォーミングタイムを要しクイックスタート性に欠ける。また定着ローラを常温状態から所定の定着温度に一旦立ち上がらせた後はいつでも直ちに画像形成動作を実行できるようにするためにプリンタの不使用時にもハロゲンヒータに通電して定着ローラを余熱状態に維持する必要があること、発熱源としてのハロゲンヒータは電気エネルギーを一旦は光にエネルギー変換しているためエネルギー効率が悪いこと等から消費電力が大きいという問題がある。またプリンタの不使用時にもハロゲンヒータに通電して定着ローラを余熱状態に維持することは定着ローラからの放熱で機内を不必要に昇温させることにもなる。
【0004】
2)そこで近年は、クイックスタート化・省電力化の見地から、熱ローラ方式の定着器に代わって、オンデマンドタイプの定着器が主流となりつつある。
【0005】
オンデマンドタイプの定着器としては、例えばフィルム加熱方式の装置が知られている。この装置は、加熱部材としてセラミックヒータ等の低熱容量の加熱体とポリイミド等の薄い伝熱フィルム材を用いて加熱部材の熱容量を小さくしたものである。
【0006】
より具体的には特開昭63−313182号公報等に開示のように、加熱体(発熱源)としての一般にセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルムを挟ませて定着ニップ部を形成させ、該定着ニップ部の耐熱性フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた記録紙を導入して耐熱性フィルムと一緒に定着ニップ部を挟持搬送させることでセラミックヒータの熱を耐熱性フィルムを介して記録紙に与えて加熱してトナー画像を記録紙に熱定着させるものである。
【0007】
このようなフィルム加熱方式の定着器は、加熱体としてのセラミックヒータやフィルムに低熱容量のものを用いていて温度応答性が良いためヒータに対する通電により定着ニップ部を所要の定着温度に迅速に立ち上がらせて温調状態にすることができてクイックスタート性があり、通紙時以外はヒータに対する通電をオフすることが可能で省電力性がある。機内昇温も抑えることができる。
【0008】
加熱体を電磁誘導発熱性部材にする、あるいはフィルムを電磁誘導発熱性部材にし、交番磁界発生手段の発生交番磁界の作用でそれらを電磁誘導発熱(渦電流損による発熱)させて定着ニップ部で記録紙を加熱しトナー画像を記録紙に熱定着させる電磁誘導加熱方式の定着器も知られており、これらもオンデマンドタイプで、クイックスタート性、省電力性を有している。
【0009】
上述例のようなオンデマンドタイプの定着器では通常加圧ローラ側に駆動源を設けて加圧ローラを回転駆動させることで、加熱部材側の移動体としての耐熱性フィルムあるいは電磁誘導発熱性フィルムを従動移動させており、定着ニップ部に導入された記録紙は加圧ローラの回転駆動力で搬送力が与えられ定着ニップ部をフィルムとともに挟持搬送される(加圧ローラ駆動方式、特開平4−44075〜44083、204980〜204984号公報等)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
オンデマンドタイプの定着器は上記のようにクイックスタート性・省電力性があり有効なものであるが、加圧ローラ駆動方式の場合に次のような問題点がある。
【0011】
即ち、加圧ローラ駆動方式の定着器の場合は加圧ローラの径により定着ニップ部における記録紙搬送速度が支配されるため、記録開始初期で加圧ローラが冷えている状態時の加圧ローラ径(初期径)による定着ニップ部における記録紙搬送速度に比べて、連続記録を行ないその間に加圧ローラが加熱部材側の熱で次第に加熱されて熱膨張して初期径よりも径が大きくなった状態時の該加圧ローラ径による定着ニップ部における記録紙搬送速度が速くなる変動現象を生じる。
【0012】
そのため、記録動作を連続したときには、転写部(画像形成部)における記録紙搬送速度(所定のプロセススピード)に対して、定着器の定着ニップ部における記録紙搬送速度が速くなり両者に差を生じ、記録紙が転写部を所定のプロセススピードで搬送されてトナー画像転写を受けつつ転写部を通りその記録紙先端が定着器の定着ニップ部に到達して定着ニップ部に挟持されると、記録紙は転写部における所定のプロセススピードである記録紙搬送速度よりも大きくなった定着器の定着ニップ部における記録紙搬送速度をもって搬送されるようになる。
【0013】
そのため、記録紙先端が定着器の定着ニップ部に到達した時点における記録紙の、定着器の加圧ローラと転写部間領域部以降の記録紙領域部に対して転写されるトナー画像(記録画像)は、記録紙が転写部における所定のプロセススピードである記録紙搬送速度よりも大きい定着器定着ニップ部における記録紙搬送速度をもって引っ張られて搬送されるので記録紙搬送方向に引き延ばされてしまい画像延び(伸び)を生じたものとなる。場合によっては、その画像延びで画像後端部が記録紙後端から外れて欠損してしまうことになる。
【0014】
図11は記録枚数と記録画像延び率の関係の一例を示したグラフである。この画像記録装置では、30枚連続記録時点で記録画像が初期と比べて1%程度延びたものになり、その後は連続記録を続けても加圧ローラの熱膨張による径の増大勾配がほぼ0となり、画像延び率は飽和する。従って、1枚目の記録画像に対して30枚目の記録画像は、A4サイズであれば約3mm延びる。
【0015】
図12の左半図は1枚目の出力記録紙であり、この場合は、記録開始初期であることで定着器の加圧ローラは冷えていて初期径状態にあるので、定着器の定着ニップ部における記録紙搬送速度は、転写部における記録紙搬送速度とほぼ同じであり、記録紙はその先端が転写部から定着器の定着ニップ部に到達した後も転写部における記録紙搬送速度とほぼ同じ速度で定着ニップ部を搬送され、転写部における記録紙の引っ張り搬送はなく、従って記録紙に形成される記録画像は先端から後端の全領域部において実質的に延びは生じない。
【0016】
図12の右半図は30枚目の出力記録紙であり、この場合は、前述したようにそれまでの連続記録の間に加圧ローラが加熱部材側の熱で次第に加熱されて熱膨張して径が初期径よりも大きくなった状態となるために、転写部における記録紙搬送速度に対して、定着器の定着ニップ部における記録紙搬送速度が速くなるから、転写部を搬送され、先端が定着器の定着ニップ部に到達した時点における記録紙の、定着器の加圧ローラと転写部間領域部に対応する記録画像部分には画像延びはないけれど、それ以降の記録紙領域部に対応する記録画像部分は引っ張り搬送のために記録紙搬送方向に画像延びしたものとなる。そのため、仮にA4サイズの記録紙に後端まで2mmの画像を記録し続けると、30枚目では約3mm画像が延びて1mmの画像欠損が生じることになることになる。
【0017】
そこで本発明は、加圧ローラ駆動方式・オンデマンドタイプの定着器を画像定着手段として具備させた画像記録装置について、上記のような問題を解消する、即ち連続記録時の記録画像の延び防止、記録紙1ページ内での画像倍率の変化の低減等を目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像記録装置である。
【0019】
回転する像担持体と、ポリゴンミラーとポリゴンミラー駆動用モータを有し画像情報に応じて前記像担持体を走査するレーザスキャナと、記録紙を搬送する加圧ローラを有し前記像担持体から転写された未定着画像を担持する記録紙を定着ニップ部で挟持搬送して記録紙に未定着画像を加熱定着する定着手段と、前記像担持体と前記加圧ローラを含む記録紙搬送経路内の全ての記録紙搬送部材を駆動するメインモータと、を有し、前記像担持体から記録紙への画像転写位置と前記定着ニップ部との距離が装置に使用可能な少なくとも一つのサイズの記録紙の搬送方向サイズよりも短い画像記録装置において、
前記定着ニップ部で挟持搬送されている状態の一枚の記録紙が記録紙搬送経路内の所定位置を通過する時間を計測する計測手段と、前記メインモータと前記ポリゴンミラー駆動用モータを制御する制御手段を有し、前記制御手段は一枚の記録紙が前記所定位置を通過するのに要する計測時間がその記録紙が前記所定位置を通過するのに要する基準時間より短くなると前記ポリゴンミラー駆動用モータの駆動速度は変えずに前記メインモータの駆動速度を落とし、前記メインモータの前記駆動速度ダウンによって前記像担持体に形成する画像の像担持体回転方向の倍率を基準倍率より縮小し、前記画像転写位置で記録紙上に転写される画像の記録紙搬送方向の倍率が前記定着ニップ部の記録紙搬送速度上昇による記録紙の引っ張りによって前記基準倍率より拡大するのを抑えることを特徴とする画像記録装置。
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
〈作用〉
即ち本発明は、記録紙が所定位置を通過する時間を計測し、該計測結果に基づいて記録紙の搬送速度を変化させることにより、定着手段加圧ローラの熱膨張で生じる記録紙搬送速度変化を相殺し、記録画像の延びを防止するものである。
【0026】
【0027】
【0028】
【発明の実施の形態】
〈実施形態例1〉(図1〜図9)
(1)画像記録装置例
図1は画像記録装置の一例の概略構成図である。本例の画像記録装置1は転写式電子写真プロセス利用のレーザプリンタである。
【0029】
18は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(感光ドラム)であり、矢示の時計方向に所定の周速度(プロセススピード)にて回転駆動される。
【0030】
感光ドラム18はその回転過程で一次帯電ローラ19により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その回転感光ドラム18の一様帯電面に対してレーザスキャナ部8から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調制御(ON/OFF制御)されたレーザ光による走査露光Lがなされて、回転感光ドラム18面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。
【0031】
その形成潜像が現像器20でトナーにより現像されて可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、2成分現像法、FEED現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。
【0032】
一方、給紙ローラ5の駆動により給紙カセット2内に収容の記録媒体としての記録紙(転写材)Sが一枚宛繰り出され、給紙搬送ローラ対(レジストローラ)6により感光ドラム18と転写帯電ローラ21との圧接部である転写ニップ部Tに所定の制御タイミングにて給送される。7は給紙搬送ローラ対6よりも記録紙搬送方向下流側に設けた給紙センサであり、給紙された記録紙の搬送状態を検知する。
【0033】
転写ニップ部Tに記録紙Sが給紙されることで、その給送記録紙Sの面に感光ドラム18面側のトナー画像が順次に転写されていく。転写ニップ部Tを出た記録紙Sは回転感光ドラム18の面から順次に分離されて、トナー画像を熱定着させるための加熱装置としての定着器10に導入されてトナー画像の熱定着処理を受ける。本例の定着器10については次の(2)項で詳述する。
【0034】
定着器10を出た記録紙は排紙ローラ12により積載トレイ13にプリントアウトされる。
【0035】
また、記録紙分離後の回転感光ドラム18面はクリーナ22により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。
【0036】
本例のプリンタ1は、感光ドラム18・一次帯電ローラ19・現像器20・クリーナ22の4つのプロセス機器を一括してプリンタ本体に着脱自在のプロセスカートリッジ(画像形成部)9としてある。
【0037】
レーザスキャナ部8において、14はレーザユニットであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置30から送出される画像信号(画像信号VDO)に基づいて変調されたレーザ光を発光する。15はレーザユニット14からのレーザ光を感光ドラム18に走査するためのポリゴンミラー、15aは該ミラーの回転用モータ(ポリゴンモータ)、16は結像レンズ群、17は折り返しミラーである。3はカセット2内の記録紙Sの有無を検知するカセット紙有無センサ、4はカセット2の記録紙Sのサイズを検知するカセットサイズセンサ(複数個のマイクロスイッチで構成される)、11は排紙部の記録紙搬送状態を検知する排紙センサである。
【0038】
23はメインモータであり、給紙ローラ5に給紙ローラクラッチ24を介して駆動力を与えており、更に給紙搬送ローラ対6、感光ドラム18を含む画像形成部9内の各ユニット、定着器10、排紙ローラ12等にも駆動力を与えている。
26はプリンタ本体1を制御するプリンタ制御装置(エンジンコントローラ)であり、タイマ、ROM、RAM等を具備したMPU(マイクロコンピュータ)及び各種入出力制御回路等で構成されている。
【0039】
このプリンタ制御装置26は、内部通信手段であるビデオインターフェース27を介してビデオ制御装置(ビデオコントローラ)28と接続され、さらに該ビデオ制御装置28はセントロニクスインターフェース等の汎用インターフェース29を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置30に接続されている。
【0040】
ビデオ制御装置28は、外部装置30から汎用インターフェース29を介してプリンタ本体1に送信される画像情報をビデオ信号に変換し、ビデオインターフェース27を介してプリンタ制御装置26に送信する。
【0041】
(2)定着器10
図2は定着器10の要部の拡大横断面模型図である。本例の定着器10は特開平4−44075〜44083号公報、同4−204980〜204984号公報等に開示の所謂オンデマンドタイプ・テンションレスタイプ・加圧ローラ駆動式のフィルム加熱方式の装置である。
【0042】
即ち、加熱用移動体として円筒状(エンドレス)の耐熱性フィルム(定着フィルム)10cを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部はテンションフリー(テンションが加わらない状態)とし、該フィルム10cを加圧部材(加圧回転体)としての加圧ローラ10eの回転駆動力で回転駆動するようにしたものである。
【0043】
10dは横断面略半円弧状樋型の剛性・断熱性を有するフィルム内面ガイドステイ(ステー)であり、このステイの外側下面に長手に沿って低熱容量の加熱体としてのセラミックヒータ10aを固定支持させてある。円筒状フィルム10cはこのヒータ10aを含むステイ10dにルーズに外嵌させてある。
【0044】
加圧ローラ10eは、芯金10fと、この芯金の外周りに同心一体に形成した離型性に優れたシリコーンゴム層等の耐熱性弾性層10gからなり、不図示の軸受手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム10cを挟ませてヒータ10aと相互圧接させて配設してある。Nはその圧接ニップ部(加熱ニップ部・定着ニップ部)である。該加圧ローラ10eはメインモータ23より不図示の動力伝達系を介して回転駆動力が伝達されて矢示の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【0045】
この加圧ローラ10eの回転駆動による該ローラ10eとフィルム外面との摩擦力でフィルム10cに直接的に回転力が作用し(記録紙Sがニップ部Nに導入されたときは該記録紙Sを介してフィルム10cに回転力が間接的に作用)、該フィルム10cがセラミックヒータ10aの下面に圧接摺動しつつ矢示の時計方向に従動して回転する。
【0046】
フィルム内面ガイドステイ10dはフィルム10cの回転を容易にする。フィルム10cの内面とセラミックヒータ10aの面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させるとよい。
【0047】
セラミックヒータ10aの通電発熱体bに対する電力給電によりセラミックヒータ10aが加熱され、その発熱で回転フィルム10cがニップ部Nにおいて加熱される。そして、ニップ部Nの、フィルム10cと加圧ローラ10eとの間に記録紙Sが未定着トナー画像担持面をフィルム10c側にして導入されることで、該記録紙Sがフィルム10cに密着してフィルムと一緒の重なり状態で加圧ローラ10eの回転周速度に対応した速度にてニップ部Nを挟持搬送通過していく。
【0048】
この記録紙Sのニップ部通過過程でセラミックヒータ10aで加熱されたフィルム10cから記録紙Sに熱エネルギーが付与されて、記録紙S上の未定着トナー画像tが加熱溶融定着される。記録紙Sはニップ部N通過後フィルム10cの面から分離して排出される。
【0049】
フィルム10cは、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、その膜厚を総厚100μm以下、好ましくは20μm以上40μm以下がよい。材質としては、耐熱性、離型性、強度、耐久性等のある、PTFE、PFA、FEPの単層、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PFA、FEP等のフィルム表面に、PTFE、PFA、FEP等を離型層としてコーティングした複合層フィルム等である。
【0050】
加熱体としてのセラミックヒータ10aは、加熱ニップ部Nにおけるフィルム10cもしくは記録紙Sの搬送方向に対して垂直方向を長手とする、例えば幅10mm・厚み1mmの細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性のアルミナ等のヒータ基板a、該基板の表面側の短手方向中央部に基板長手に沿って、例えば、Ag/Pd(銀パラジウム)等の電気抵抗材料を厚み約10μm・幅1〜3mmにスクリーン印刷等により塗工して形成具備させた通電発熱体b、該通電発熱体の長手両端部の給電電極、通電発熱体bを形成したヒータ表面を被覆させたガラスやフッ素樹脂等の保護層c、ヒータ基板裏面側に具備させた、ヒータの温度検知手段としてのサーミスタd等からなる、全体に低熱容量の線状加熱体である。
【0051】
このセラミックヒータ10aを、通電発熱体bを形成具備させた表面側を下向きに露呈させて、フィルム内面ガイドステ10dの外側下面に固定支持させてある。
【0052】
セラミックヒータ10aは、通電発熱体bの両端部の給電電極に対する給電により該通電発熱体bが長手全長にわたって発熱することで昇温する。そのヒータ温度が温度検知手段たるサーミスタdで検知され、該サーミスタdの出力をA/D変換してプリンタ制御装置26に取り込み、その情報をもとにトライアック(図示せず)によりセラミックヒータ10aの通電発熱体bに通電するAC電圧を、位相、波数制御等により所望の値とすることで、セラミックヒータ10aの温度、即ち定着器の温度が所定の温度に維持されるように温度制御される。即ち、サーミスタdのヒータ検知温度が所定の設定温度より低いとセラミックヒータ10aが昇温するように、また高い場合はセラミックヒータ10aが降温するように通電発熱体bへの通電を制御することでセラミックヒータ10aの温度を定着時に所定の一定に保つように温調する。
【0053】
本例のようなフィルム加熱方式の加熱装置としての定着器10は、発熱源としてのセラミックヒータ10aや定着フィルム10cに低熱容量のものを使用できて昇温が迅速でクイックスタート性があり、かつ予熱通電の必要性がなくて省電力タイプのオンデマンド装置である。
【0054】
また本例のようなテンションレスタイプのフィルム加熱方式の定着器10は、フィルム回転駆動状態時にニップ部Nとこのニップ部Nよりもフィルム回転方向上流側のフィルム内面ガイドステイ外面部分とフィルムとの接触部領域のフィルム部分のみにテンションが作用し、残余の大部分のフィルム部分にはテンションが作用しない。そのため、フィルム回転駆動状態時におけるフィルム10cのステイ長手に沿う寄り移動力が小さく、フィルムの寄り移動規制手段ないしはフィルム寄り制御手段を簡単化することができる。例えばフィルムの寄り移動規制手段としてはフィルム端部を受け止めるフランジ部材のような簡単なものにすることができ、フィルム寄り制御手段は省略して装置のコストダウンや小型化を図ることができる。
【0055】
(3)ビデオインターフェース27
図3はビデオインターフェース27の構成を説明する模式図である。
【0056】
CPRDY;外部装置30が通信可能な旨を示す信号であり、ビデオ制御装置28からプリンタ制御装置26に送出される。
【0057】
PPRDY;プリンタ制御装置26が通信可能な旨を示す信号であり、プリンタ制御装置26からビデオ制御装置28に送出される。
【0058】
SBSY;ステータス有効信号であり、プリンタ制御装置26からビデオ制御装置28に送出される。
【0059】
CBSY;コマンド有効信号であり、ビデオ制御装置28からプリンタ制御装置26に送出される。
【0060】
SC;ステータス/コマンド信号であり、ステータス有効信号SBSYがTRUEの場合に、プリンタの内部状態を示すステータスデータとしてプリンタ制御装置26からビデオ制御装置28に送出され、コマンド有効信号CBSYがTUREの場合にビデオ制御装置28からプリンタに命令を示すコマンドデータとしてビデオ制御装置28からプリンタ制御装置26に送出される。
【0061】
CLK;ステータス/コマンド信号SCの同期クロックであり、ビデオ制御装置28からプリンタ制御装置26に送出される。外部装置30からのコマンド1つに対してプリンタ制御装置26はそのコマンドに対応するステータスを1つ返送する。
【0062】
即ち、上記SBSY,CBSY,SC,CLKの各信号でハンドシェーク形式のシリアル通信を行っている。
【0063】
RDY;レディ信号で、プリンタ制御装置26がプリント可能な状態のときTRUEとし、プリンタ制御装置26からビデオ制御装置28に送出される。
【0064】
PRINT;外部装置30がプリント開始を指示するときに、TRUEとなるプリント信号であり、ビデオ制御装置28からプリンタ制御装置26に送出される。
【0065】
TOP;プリンタ制御装置26がビデオ制御装置28に対して送出する画像出力の垂直方向(副走査方向/紙搬送方向)の同期をとる垂直同期信号である。
【0066】
HSYNC;プリンタ制御装置26からビデオ制御装置28に対して送出する画像出力の水平方向(主走査方向/レーザ走査方向)の同期をとる水平同期信号である。
【0067】
VDO;ビデオ制御装置28がプリンタ制御装置26に対して垂直同期信号TOP及び水平同期信号HSYNCに同期させてドットイメージをシリアルに送出するところの画像信号である。
【0068】
(4)シリアル通信の動作
図4は前記のシリアル通信の動作を示したタイミングチャートである。
【0069】
プリンタ本体1に電源が投入され、プリンタ制御装置26のイニシャライズ等が終了し、シリアル通信可能な状態となると、プリンタ制御装置26はPPRDYをTRUEとする。
【0070】
一方、ビデオ制御装置28も電源が投入され、イニシャライズ等が終了し、シリアル通信可能な状態となると、該ビデオ制御装置28はCPRDYをTRUEとする。また、該ビデオ制御装置28はPPRDYが所定時間TRUEであることを確認するとシリアル通信可能であると判断し、必要であれば、CBSYをTRUEとし、CLKに同期させて、SCラインから8ビットのコマンドを送信する。その後CBSYをFALSEとし、プリンタ制御装置26からのステータス返送を待機する。
【0071】
プリンタ制御装置26は、コマンドを受信すると、その内容に応じたステータスを返送すべくSBSYをTRUEとする。ビデオ制御装置28はSBSYのTRUEを検出すると、CLKの送信を開始し、プリンタ制御装置26はCLKに同期させてSCラインからステータスを返送し、SBSYをFALSEとする。尚、プリンタ制御装置26は、CPRDYのTRUEを所定時間確認すると、シリアル通信可能と判断し、コマンドを有効と判断する。
【0072】
(5)プリンタ1の通常プリント動作
図5の(a)・(b)はプリンタ1の通常プリント動作を示すタイミングチャートである。
【0073】
図5の(a)において、プリンタ制御装置26はプリント受付可能な状態となるとRDYをTRUEとし、プリント受付可能な旨をビデオ制御装置28に報知する。
【0074】
これを受けてビデオ制御装置28は外部装置30からのプリント要求が発生すれば、PRINTをTRUEとし、プリント開始を指示する。
【0075】
プリンタ制御装置26は、PRINTのTRUEを検出すると、メインモータ23及びレーザスキャナ部8のポリゴンモータ15aの駆動を開始する。
【0076】
メインモータ23を駆動すると、給紙搬送ローラ6、感光ドラム18、定着器10、一次帯電ローラ19、現像器20、転写ローラ21、及び排紙ローラ12に駆動が伝わる。この時、一次帯電ローラ19、現像器20、転写帯電ローラ21等に対する所定の高圧印加駆動も行なう。
【0077】
また、定着器10内のセラミックヒータ10aの加熱を開始し、サーミスタdで検出されるヒータ温度が170℃になるようにセラミックヒータ10aの通電発熱体bへの通電デューティを制御してヒータ(定着器)を温度調節する。
【0078】
プリンタ制御装置26はポリゴンモータ15aの回転が、定常状態となるt1秒後に給紙クラッチ24をt2秒間ONして給紙ローラ5を駆動し、記録紙Sを給紙搬送ローラ6に向けて給紙する。
【0079】
そして、プリンタ制御装置26は、記録紙Sの先端が給紙搬送ローラ6を通過して給紙センサ7に到達したことを検出すると、所定時間t3秒後に垂直同期信号TOPをビデオ制御装置28に送出する。
【0080】
ビデオ制御装置28はTOPに同期してtv秒後に1頁分の画像信号VDOの出力を開始する。
【0081】
また、この間プリンタ制御装置26は、水平同期信号HSYNCをレーザ走査に同期した所定のタイミングでビデオ制御装置28に送出するとともに、画像信号VDOに基づきレーザユニット14から発光するレーザ光を変調する。
【0082】
ビデオ制御装置28は、図5の(b)に示すように、水平同期信号HSYNCの立ち上がりに同期してth秒後に1走査分の画像信号VDOを出力する。
【0083】
以上のような動作により、記録紙Sは、給紙ローラ5、給紙搬送ローラ6、画像形成部9の転写ニップ部T、定着器10、排紙ローラ12へと順次搬送され画像記録がなされる。
【0084】
そして、記録紙Sの後端を排紙センサ11にて検出すると、定着器10のセラミックヒータ10aの温調を停止し、一次帯電ローラ19、現像器20、転写帯電ローラ21等に対する高圧印加駆動を停止する。それからt4秒後にメインモータ23、ポリゴンモータ15aを停止して、通常プリント動作を終了する。
【0085】
連続プリントモードの場合は、1のプリント動作の次に所定の紙間(インターバル、非画像記録期間)を設けて次のプリント動作が実行されるサイクルの繰り返しで所要枚数の連続プリントが実行され、最終枚目の記録紙Sの後端を排紙センサ11にて検出すると、定着器10のセラミックヒータ10aの温調を停止し、一次帯電ローラ19、現像器20、転写帯電ローラ21等に対する高圧印加駆動を停止する。それからt4秒後にメインモータ23、ポリゴンモータ15aを停止して、連続プリント動作を終了する。
【0086】
(6)メインモータ23の駆動制御
図6はプリンタ制御装置26のメインモータ23の駆動制御に関わる部分の回路図である。
【0087】
26aは1チップマイクロコンピュータで、ROM26b、RAM26c、タイマ26dを備えている。
【0088】
メインモータ23は4相のステッピングモータであり、A相、/A相、B相、/B相の巻き線は、その片方はそれぞれNPNトランジスタ31、32、33、34のコレクタに接続されており、もう片方は+24V電源に接続されている。NPNトランジスタ31、32、33、34のエミッタはGNDに接続されており、ベースはそれぞれMPUの出力ポートP0、P1、P2、P3に接続されている。なお、各NPNトランジスタ保護用のサージ吸収ダイオードは図中から省略してある。
【0089】
図7はメインモータ23を駆動する為の励磁パルスを示したタイミングチャートである。メインモータ23を回転させる場合、MPU26aは内蔵タイマ26dを用いて、励磁パルスの周波数を計算し、所定周波数で出力ポートP0、P1、P2、P3からA相、/A相、B相、/B相の励磁パルスを出力する。従って、励磁パルスの周波数を変化させることにより、メインモータ23の回転速度を変化させることができる。
【0090】
即ち、プリンタ制御装置26により励磁パルスの周波数を上げればメインモータ23の回転が速くなり、記録紙Sの搬送スピードが速くなる。逆に該周波数を下げればメインモータ23の回転が遅くなり、記録紙Sの搬送スピードが遅くなる。
【0091】
(7)画像延びの補正制御
前述したように、定着器10の加圧ローラ10eは連続してプリント動作を行ううちにセラミックヒータ10aからの熱により加熱されて昇温していき、熱膨張を生じて外径が初期径よりも増し、そのために連続プリント枚数(連続画像記録枚数)が多くなるにつれて転写部における記録紙Sの引っ張り搬送で画像が延びる。
【0092】
本形態例ではこの画像延びを補正するため、プリンタ制御装置26により、記録紙Sが所定位置(給紙センサ7の位置)を通過する時間を計測し、その時間に基づいてメインモータ23の回転速度を制御して記録紙Sの搬送速度を、段階的に遅くしていくものである。
【0093】
具体的には、例えばA4の記録紙Sを用いた場合、紙長が297mmであり、初期の搬送速度(転写部による記録紙Sの引っ張りが生じていないときの搬送速度)が25mm/sであれば、給紙センサ7がONとなる時間、即ちセンサ通過時間t5が11.88sである。
【0094】
そして、記録紙Sが引っ張られ搬送速度が速く(25.2mm/s)なると、センサ通過時間t5が11.78sとなる。よって本例では、メインモータ23の回転速度を低減して該記録画像の延びを抑制するものである。
【0095】
図8は上記制御のフローチャートである。
【0096】
連続プリント動作を行う場合には、まずセンサ通過時間t5を計測し、該計測した時間が正規の時間(基準時間:例えば11.88s)に比べ0.8%以上速く(11.78s)なっているか否かを判断し(ステップS1)、0.8%以上速くなっていれば、記録紙搬送速度を初期値に対して0.8%ダウンする(ステップS2)。
【0097】
次いで、センサ通過時間t5が更に0.8%以上速くなっているか、即ち正規の時間に対して1.6%程速くなっているか否かを判断し(ステップS3)、1.6%以上速くなっていればメインモータ23の駆動速度を初期速度に対して1.6%ダウンする(ステップS4)。
【0098】
1)即ち、メインモータ23を駆動制御してその回転速度をダウンさせると、給紙ローラ5から排紙ローラ12へ至る記録紙搬送経路を構成している、給紙ローラ5、給紙ローラ対6、感光ドラム18、転写帯電ローラ21、定着器10の加圧ローラ10e、排紙ローラ12の各回転周速度が通常の回転周速度よりもダウンして記録紙搬送速度が通常の搬送速度よりもダウンすることになる。
【0099】
2)そして感光ドラム18の回転周速度が露光手段(レーザスキャナ部)8による潜像形成速度に対して通常の回転周速度よりもダウンするので、感光ドラム18に形成される潜像・トナー画像は感光ドラム18の回転周速度のダウン量に相当する割合分だけ感光ドラム回転方向に縮められて形成されることになる。
【0100】
3)メインモータ23を駆動制御して記録紙搬送速度をダウンさせても連続プリント時における定着器10の定着ニップ部Nにおける記録紙搬送速度は加圧ローラ10eの径が熱膨張で増大しているので転写部Tにおける記録紙搬送速度よりも大きい状態にあり、記録紙Sは転写部Tにおいて引っ張り搬送される。
【0101】
4)そのため上記2)のように感光ドラム18面に感光ドラム回転方向に縮められて形成されたトナー画像は転写部Tにおいて引っ張り搬送される記録紙面に対して記録紙搬送方向に延ばされて転写されていく。
【0102】
つまり、連続プリント時においては上記制御フローチャートのように、定着器10の加圧ローラ10eの熱膨張に基づく外径増大による定着ニップ部Nにおける記録紙搬送速度の増加に対応させて、メインモータ23を駆動制御して記録紙搬送速度を適当割合でダウンさせることで、感光ドラム18面に縮められて形成されたトナー画像の縮み量分と転写時の画像延び量分とが相殺されて、記録紙面には延び補正されたトナー画像が転写形成されるのである。
【0103】
図9は記録画像の伸び率と、搬送速度ダウン率を示したグラフである。
【0104】
このグラフで分かるように本形態例では画像延びが0.8%以内に抑えられることになる。
【0105】
また、本実施例によれば、加圧ローラ10eのみの駆動速度を調整する機構や記録紙搬送速度を計測するためだけの特別なセンサ等を用いずに、簡易な構成で記録画像の延びの抑制を達成している。
【0106】
尚、本形態例では給紙センサ7を通過する時間に基づいて記録紙搬送速度を切り替える構成としたが、定着器10に近く、より影響を受けやすい排紙センサ11を通過する時間で判断してもよい。また、給紙センサ7を通過する時間と排紙センサ11を通過する時間の差分(例えば記録紙S後端が給紙センサ7に検知されてから排紙センサ11に検知されるまでの時間)に基づいて記録紙搬送速度を切り替えるか否か判断してもよい。
【0107】
また、本例において初期のセンサ通過時間t5は、例えば予め用紙サイズ毎にROM等に記憶しておき、用紙サイズセンサ4で検知した用紙サイズに応じ該ROMから読み出す。また、加圧ローラ10eが冷めている状態でセンサ通過時間t5を計測(例えばプリント開始から数枚目のプリント時に計測)してRAM等に記憶し、連続プリントを行っている間、該値を参照するようにする。
【0108】
本形態例では、センサ通過時間t5が所定の値に達したときに、該値に見合った記録紙搬送速度に切り換えているが、これに限らず、連続プリントを行った場合のプリント枚数が所定枚数に達したときに、センサ通過時間t5が初期値からどれくらい早くなったかを計測し、該計測値に見合った記録紙搬送速度に切り換えるものでも良い。
【0109】
【0110】
【0111】
【0112】
【0113】
【0114】
【0115】
【0116】
【0117】
【0118】
【0119】
【0120】
【0121】
〈その他〉
1)搬送速度を切り換えるタイミングを非露光時とすることで1ページ内での倍率の変更を1回に抑えることができる。
【0122】
2)画像形成部の転写手段21は転写コロナ帯電器など他の手段機器とすることもできる。
【0123】
3)画像形成部は実施形態例の電子写真プロセスに限らず、静電記録プロセスや磁気記録プロセスなど記録紙に目的の画像情報に対応した未定着画像を転写方式あるいは直接方式で形成担持させることのできる適宜の作像プロセス手段のものとすることができる。
【0124】
4)定着器10はセラミックヒータを用いる方式のものに限らず、電磁誘導加熱方式のものでも良い。
【0125】
図10の(a)と(b)はそれぞれオンデマンドタイプの電磁誘導加熱方式の定着器である。
【0126】
(a)のものは、前述図2のテンションレスタイプ・加圧ローラ駆動式のフィルム加熱方式の装置において加熱体としてのセラミックヒータ10aに代えて横長の電磁誘導発熱板10h(金属板、導電体、抵抗体、磁性体)をフィルム内面ガイドステイ10dに配設し、このガイドステイ10dの内側に、電磁誘導発熱板10hに対して交番磁界を作用させる、励磁コイル10iと励磁コア10jからなる交番磁界発生手段10kを具備させたものである。
【0127】
電磁誘導発熱板10hは交番磁界発生手段10kの発生交番磁界の作用で電磁誘導発熱(渦電流損による発熱)して加熱体として機能し、その発熱で、加圧ローラ10eの回転駆動に伴い回転するフィルム10cがニップ部Nにおいて加熱される。そして、ニップ部Nの、フィルム10cと加圧ローラ10eとの間に記録紙Sが未定着トナー画像担持面をフィルム10c側にして導入されることで、該記録紙Sがフィルム10cに密着してフィルムと一緒の重なり状態で加圧ローラ10eの回転周速度に対応した速度にてニップ部Nを挟持搬送通過していく。
【0128】
(b)のものは、前述図2のテンションレスタイプ・加圧ローラ駆動式のフィルム加熱方式の装置において、加熱体としてのセラミックヒータ10aは無しにし、フィルム10cを電磁誘導発熱性フィルムにする。またフィルムガイド10dの内側に、主としてニップ部Nの電磁誘導発熱性フィルム部分に対して交番磁界を作用させる、励磁コイル10iと励磁コア10jからなる交番磁界発生手段10kを具備させたものである。
【0129】
交番磁界発生手段10kの発生交番磁界により、電磁誘導発熱性フィルム10mが主としてニップ部Nの領域において電磁誘導発熱する。そして、ニップ部Nの、フィルム10mと加圧ローラ10eとの間に記録紙Sが未定着トナー画像担持面をフィルム10m側にして導入されることで、該記録紙Sがフィルム10mに密着してフィルムと一緒の重なり状態で加圧ローラ10eの回転周速度に対応した速度にてニップ部Nを挟持搬送通過していく。
【0130】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録紙を画像形成部に搬送して目的の画像情報に対応した未定着画像を形成させ、画像形成部から記録紙を、加圧ローラ駆動タイプの定着手段の定着ニップ部に導入して挟持搬送させることで記録紙上の未定着画像を加熱定着させる画像記録装置において、記録画像の延びの防止、及び記録紙紙1ページ内での画像倍率の変化の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態例1の画像記録装置(レーザプリンタ)の概略構成図
【図2】 定着器(フィルム加熱方式)の概略構成図
【図3】 ビデオインターフェースの模式図
【図4】 シリアル通信の動作タイミングチャート
【図5】 通常プリント動作のタイミングチャート
【図6】 モータ制御部分の回路図
【図7】 ステッピングモータ励磁パターンを示す図
【図8】 実施形態例1の記録紙搬送速度制御を示すフローチャート
【図9】 連続プリント枚数と画像の延び率と記録紙搬送速度低下率との関係を示したグラフ
【図10】 (a)・(b)はそれぞれ加圧ローラ駆動方式・オンデマンドタイプの他の定着器例の概略構成図
【図11】 従来例画像記録装置における連続プリント枚数と画像延び率を示したグラフ
【図12】 出力1枚目と、連続記録30枚目の各記録紙の記録画像状態の説明図
【符号の説明】
1 レーザプリンタ(画像記録装置)
8 レーザスキャナ部
9 画像形成部
T 転写部
10 定着器
10a セラミックヒータ(加熱体)
10c 耐熱性フィルム
10d フィルム内面ガイドステイ
10e 加圧ローラ(加圧搬送用回転体)
23 メインモータ
26 プリンタ制御装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention forms and supports an unfixed image corresponding to target image information on a recording paper (recording medium) by an appropriate image forming process mechanism such as an electrophotographic system, an electrostatic recording system, a magnetic recording system, etc. The present invention relates to an image recording apparatus (image forming apparatus) such as a laser printer, a copying machine, etc., which introduces the toner image into a fixing device (image heat fixing apparatus) and heat-fixes an unfixed image on a recording sheet to output an image recorded matter.
[0002]
[Prior art]
For convenience, a laser printer using a transfer type electrophotographic process will be described as an example. In the printer, an electrophotographic photosensitive member (image carrier, hereinafter referred to as a photosensitive drum) generally having a rotating drum type is driven to rotate at a predetermined peripheral speed (process speed), and the surface of the rotating photosensitive drum is charged. Rotate by charging with a laser beam modulated to correspond to the time-series electrical digital pixel signal of the target image information, which is charged to a predetermined polarity and potential, and the charged surface is output from the laser scanner unit. An electrostatic latent image corresponding to target image information is formed on the photosensitive drum surface. The electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing unit, and the toner image is transferred by the transfer unit to the recording paper fed from the paper feeding unit side to the transfer unit of the rotary photosensitive drum at a predetermined timing. . Then, the recording paper to which the toner image (unfixed image) is transferred is introduced into the fixing means, and the toner image is fixed on the recording paper as a permanently fixed image and output as an image formed product (print, copy). .
[0003]
1) As a fixing means for fixing an unfixed image formed and supported on a recording paper, a heat roller type fixing device is generally used. The heat roller type fixing device incorporates a halogen heater as a heat source, and a fixing roller (heat roller) heated to a predetermined temperature by the heat generated by the halogen heater, and a silicon roller. - A fixing nip is formed by pressing a pressure roller formed of a heat-resistant material having a predetermined elasticity, such as rubber, and the roller pair is rotated. A recording paper on which an unfixed toner image is formed and supported is introduced and nipped and conveyed, whereby heat is applied from a fixing roller and pressure is applied to fix the toner image on the recording paper. However, the heat roller type fixing device has a large heat capacity of the fixing roller, and energizes the halogen heater as a heat generation source until the fixing roller rises from a normal temperature state to a predetermined fixing temperature to be in a temperature controlled state. It takes considerable warming time and lacks quick start. In addition, the halogen heater is energized to keep the fixing roller in an overheated state even when the printer is not in use so that the image forming operation can be executed immediately whenever the fixing roller is raised from the normal temperature state to a predetermined fixing temperature. The halogen heater as a heat generation source has a problem that power consumption is large because electric energy is temporarily converted into light because of low energy efficiency. Further, even when the printer is not used, energizing the halogen heater to maintain the fixing roller in a preheated state causes the temperature inside the apparatus to be unnecessarily increased by heat radiation from the fixing roller.
[0004]
2) Therefore, in recent years, on-demand type fixing devices are becoming mainstream instead of heat roller type fixing devices from the viewpoint of quick start and power saving.
[0005]
As an on-demand type fixing device, for example, a film heating type device is known. In this apparatus, a heating member having a low heat capacity such as a ceramic heater and a thin heat transfer film material such as polyimide are used to reduce the heat capacity of the heating member.
[0006]
More specifically, as disclosed in JP-A-63-313182, a heat resistant film is generally sandwiched between a ceramic heater as a heating element (a heat generation source) and a pressure roller as a pressure member. Then, a fixing nip is formed, and a recording paper on which an unfixed toner image is formed and supported is introduced between the heat resistant film and the pressure roller of the fixing nip, and the fixing nip is formed together with the heat resistant film. By sandwiching and conveying, the heat of the ceramic heater is applied to the recording paper through a heat resistant film and heated to heat and fix the toner image on the recording paper.
[0007]
Such a film heating type fixing device uses a ceramic heater or a film having a low heat capacity as a heating element and has a good temperature response, so that the fixing nip portion is quickly raised to a required fixing temperature by energizing the heater. Therefore, the temperature can be controlled and quick start can be achieved, and the heater can be turned off when paper is not being fed, thereby saving power. In-machine temperature rise can also be suppressed.
[0008]
The heating element is an electromagnetic induction exothermic member, or the film is an electromagnetic induction exothermic member, and they generate electromagnetic induction heat (heat generation due to eddy current loss) by the action of the alternating magnetic field generated by the alternating magnetic field generating means. Also known are electromagnetic induction heating type fixing devices that heat the recording paper and heat-fix the toner image on the recording paper, and these are also on-demand types and have quick start and power saving.
[0009]
In an on-demand type fixing device as in the above example, a heat source film or electromagnetic induction heat generating film as a moving body on the heating member side is provided by providing a drive source on the pressure roller side and rotating the pressure roller. The recording paper introduced into the fixing nip portion is conveyed by the rotational driving force of the pressure roller, and is nipped and conveyed together with the film (pressure roller driving system, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 4). -44075 to 44083, 2042080 to 204984, etc.).
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the on-demand type fixing device is effective with quick start and power saving, but there are the following problems in the case of the pressure roller driving method.
[0011]
That is, in the case of a pressure roller driving type fixing device, the recording paper conveyance speed in the fixing nip portion is governed by the diameter of the pressure roller, so the pressure roller when the pressure roller is cold at the beginning of recording. Compared to the recording paper conveyance speed at the fixing nip portion due to the diameter (initial diameter), during continuous recording, the pressure roller is gradually heated by the heat of the heating member and thermally expanded, and the diameter becomes larger than the initial diameter. In this state, a fluctuation phenomenon occurs in which the recording paper conveyance speed at the fixing nip portion is increased due to the pressure roller diameter.
[0012]
For this reason, when the recording operation is continued, the recording paper conveyance speed in the fixing nip portion of the fixing device becomes higher than the recording paper conveyance speed (predetermined process speed) in the transfer unit (image forming unit), resulting in a difference between the two. When the recording paper is transported through the transfer section at a predetermined process speed and undergoes toner image transfer, the recording paper passes through the transfer section and reaches the fixing nip portion of the fixing device. The paper is conveyed at a recording paper conveyance speed in the fixing nip portion of the fixing device, which is higher than the recording paper conveyance speed which is a predetermined process speed in the transfer unit.
[0013]
Therefore, the toner image (recording image) transferred to the recording paper area after the pressure roller of the fixing device and the area between the transfer portions of the recording paper when the leading edge of the recording paper reaches the fixing nip portion of the fixing device. ) Is stretched in the recording paper transport direction because the recording paper is pulled and transported at a recording paper transport speed at the fixing unit fixing nip larger than the recording paper transport speed, which is a predetermined process speed in the transfer section. That is, the image is extended (elongated). Depending on the case, the rear end of the image may be detached from the rear end of the recording paper due to the image extension.
[0014]
FIG. These are graphs showing an example of the relationship between the number of recorded sheets and the recorded image extension rate. In this image recording apparatus, when 30 sheets are continuously recorded, the recorded image is extended by about 1% from the initial stage. After that, even if continuous recording is continued, the diameter increasing gradient due to the thermal expansion of the pressure roller is almost 0. Thus, the image extension rate is saturated. Therefore, the 30th recorded image is about 3 mm longer than the 1st recorded image if it is A4 size.
[0015]
FIG. The left half of the figure is the first output recording paper. In this case, since the pressure roller of the fixing device is cooled and in the initial diameter state at the beginning of recording, the fixing nip portion of the fixing device is The recording paper conveyance speed is almost the same as the recording paper conveyance speed in the transfer unit, and the recording paper is almost the same as the recording paper conveyance speed in the transfer unit even after the leading edge reaches the fixing nip part of the fixing device from the transfer unit. Thus, there is no pulling conveyance of the recording paper in the transfer nip portion, so that the recording image formed on the recording paper does not substantially extend in the entire area portion from the front end to the rear end.
[0016]
FIG. The right half of the figure is the 30th output recording paper. In this case, as described above, the pressure roller is gradually heated and thermally expanded by the heat on the heating member side during the continuous recording so far, and the diameter is increased. Is larger than the initial diameter, and therefore the recording paper conveyance speed at the fixing nip of the fixing device is faster than the recording paper conveyance speed at the transfer unit. When the recording paper reaches the fixing nip portion of the printer, the recording image portion corresponding to the region between the pressure roller and the transfer portion of the fixing device has no image extension, but corresponds to the subsequent recording paper region portion. The recorded image portion is an image extended in the recording paper conveyance direction for pulling conveyance. For this reason, if an image of 2 mm is continuously recorded on the A4 size recording paper to the rear end, the image of about 3 mm is extended and an image defect of 1 mm is generated at the 30th sheet.
[0017]
Accordingly, the present invention solves the above-described problems with respect to an image recording apparatus provided with a pressure roller driving system / on-demand type fixing device as an image fixing means, that is, prevents the extension of a recorded image during continuous recording, The purpose is to reduce the change in image magnification within one page of recording paper.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an image recording apparatus characterized by the following configuration.
[0019]
Rotate An image carrier; Has polygon mirror and polygon mirror drive motor The image carrier according to image information Laser scanner And a recording paper having a pressure roller for conveying the recording paper and carrying an unfixed image transferred from the image carrier. At the fixing nip Fixing means for nipping and conveying and fixing an unfixed image on recording paper by heating, the image carrier and the pressure roller All recording paper transport members in the recording paper transport path including Drive Maine A motor, The distance between the image transfer position from the image carrier to the recording paper and the fixing nip is shorter than the conveyance direction size of at least one size of recording paper that can be used in the apparatus. In the image recording device,
Said At the fixing nip In the state of being nipped and transported One piece Measuring means for measuring the time for the recording paper to pass a predetermined position in the recording paper transport path; and Maine Motor and said For polygon mirror drive Control means for controlling the motor, the control means It takes for a sheet of recording paper to pass through the predetermined position. Measurement time Reference time required for the recording paper to pass the predetermined position Than Short The above For polygon mirror drive Without changing the motor drive speed Maine Reduce motor drive speed Then, by reducing the drive speed of the main motor, the magnification of the image formed on the image carrier in the rotation direction of the image carrier is reduced from a reference magnification, and the recording paper is conveyed onto the recording paper at the image transfer position. The magnification in the direction is prevented from being larger than the reference magnification due to the pulling of the recording paper due to the increase in the recording paper conveyance speed in the fixing nip portion. An image recording apparatus.
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
<Action>
That is, the present invention Is Fixing by measuring the time for the recording paper to pass a predetermined position and changing the recording paper conveyance speed based on the measurement result means of Pressure roller This cancels the change in the recording paper conveyance speed caused by the thermal expansion of the recording paper and prevents the recording image from extending.
[0026]
[0027]
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Embodiment Example 1> (FIGS. 1 to 9)
(1) Image recording device example
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image recording apparatus. The image recording apparatus 1 of this example is a laser printer using a transfer type electrophotographic process.
[0029]
Reference numeral 18 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) as an image bearing member, which is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed (process speed).
[0030]
The photosensitive drum 18 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the primary charging roller 19 during the rotation process. By the laser beam modulated and controlled (ON / OFF control) corresponding to the time series electric digital pixel signal of the target image information output from the laser scanner unit 8 to the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 18. By performing scanning exposure L, an electrostatic latent image of target image information is formed on the surface of the rotary photosensitive drum 18.
[0031]
The formed latent image is developed with toner by the developing device 20 and visualized. As a development method, a jumping development method, a two-component development method, a FEED development method, or the like is used, and is often used in combination with image exposure and reversal development.
[0032]
On the other hand, a recording sheet (transfer material) S as a recording medium accommodated in the sheet feeding cassette 2 is fed to one sheet by driving the sheet feeding roller 5, and a photosensitive drum 18 is coupled with a sheet feeding / conveying roller pair (registration roller) 6. The sheet is fed at a predetermined control timing to a transfer nip T which is a pressure contact portion with the transfer charging roller 21. Reference numeral 7 denotes a paper feed sensor provided on the downstream side in the recording paper transport direction with respect to the paper feed transport roller pair 6 and detects the transport state of the fed recording paper.
[0033]
By feeding the recording sheet S to the transfer nip T, the toner image on the surface of the photosensitive drum 18 is sequentially transferred onto the surface of the feeding recording sheet S. The recording paper S exiting the transfer nip T is sequentially separated from the surface of the rotary photosensitive drum 18 and is introduced into a fixing device 10 as a heating device for heat-fixing the toner image to perform heat-fixing processing of the toner image. receive. The fixing device 10 of this example will be described in detail in the next section (2).
[0034]
The recording paper exiting the fixing device 10 is printed out on the stacking tray 13 by the paper discharge roller 12.
[0035]
Further, the surface of the rotating photosensitive drum 18 after separation of the recording paper is subjected to a removal process of adhering contaminants such as transfer residual toner by a cleaner 22 and is repeatedly subjected to image formation.
[0036]
In the printer 1 of this example, four process devices including a photosensitive drum 18, a primary charging roller 19, a developing device 20, and a cleaner 22 are collectively provided as a process cartridge (image forming unit) 9 detachably attached to the printer body.
[0037]
In the laser scanner unit 8, reference numeral 14 denotes a laser unit that emits laser light modulated based on an image signal (image signal VDO) sent from an external device 30 such as a personal computer. A polygon mirror 15 scans the photosensitive drum 18 with laser light from the laser unit 14, and 15a a motor for rotating the mirror (polygon mode). T) , 16 is an imaging lens group, and 17 is a folding mirror. 3 is a cassette paper presence / absence sensor that detects the presence or absence of the recording paper S in the cassette 2, 4 is a cassette size sensor (consisting of a plurality of microswitches) that detects the size of the recording paper S in the cassette 2, and 11 is a discharge It is a paper discharge sensor that detects the recording paper conveyance state of the paper section.
[0038]
23 is the main mode In A driving force is applied to the paper feed roller 5 through the paper feed roller clutch 24, and each unit in the image forming unit 9 including the paper feed / conveying roller pair 6 and the photosensitive drum 18, the fixing device 10, and paper discharge A driving force is also applied to the roller 12 and the like.
A printer control device (engine controller) 26 controls the printer main body 1 and includes an MPU (microcomputer) having a timer, a ROM, a RAM, and the like, various input / output control circuits, and the like.
[0039]
The printer control device 26 is connected to a video control device (video controller) 28 via a video interface 27 which is an internal communication means, and the video control device 28 is connected to a personal computer or the like via a general-purpose interface 29 such as a Centronics interface. The external device 30 is connected.
[0040]
The video control device 28 converts image information transmitted from the external device 30 to the printer main body 1 via the general-purpose interface 29 into a video signal, and transmits the video signal to the printer control device 26 via the video interface 27.
[0041]
(2) Fixing device 10
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional model view of the main part of the fixing device 10. The fixing device 10 of this example is a so-called on-demand type, tensionless type, pressure roller driving type film heating type device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-44075 to 44083, Japanese Patent Application No. 4-20420 to 204984, and the like. is there.
[0042]
That is, a cylindrical (endless) heat-resistant film (fixing film) 10c is used as a heating moving body, and at least a part of the circumference of the film is tension-free (a state in which no tension is applied), and the film 10c is added. It is configured to be rotationally driven by a rotational driving force of a pressure roller 10e as a pressure member (pressure rotator).
[0043]
Reference numeral 10d denotes a film inner surface guide stay (stay) having a substantially semicircular arc-shaped saddle shape having rigidity and heat insulation. I'm allowed. The cylindrical film 10c is loosely fitted on the stay 10d including the heater 10a.
[0044]
The pressure roller 10e includes a cored bar 10f and a heat-resistant elastic layer 10g such as a silicone rubber layer excellent in releasability formed concentrically and integrally on the outer periphery of the cored bar. The film 10c is sandwiched between the heaters 10a with a predetermined pressing force by means, and is arranged in mutual pressure contact with the heater 10a. N is the pressure nip (heating nip / fixing nip). The pressure roller 10e has a main mode. 2 3, the rotational driving force is transmitted through a power transmission system (not shown), and is rotationally driven in a counterclockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed.
[0045]
A rotational force acts directly on the film 10c by the frictional force between the roller 10e and the outer surface of the film by the rotation of the pressure roller 10e (when the recording paper S is introduced into the nip portion N, the recording paper S is The film 10c indirectly rotates), and the film 10c rotates by following the clockwise direction indicated by the arrow while sliding against the lower surface of the ceramic heater 10a.
[0046]
The film inner surface guide stay 10d facilitates the rotation of the film 10c. In order to reduce the sliding resistance between the inner surface of the film 10c and the surface of the ceramic heater 10a, a small amount of lubricant such as heat-resistant grease may be interposed between them.
[0047]
The ceramic heater 10a is heated by power supply to the energizing heating element b of the ceramic heater 10a, and the rotating film 10c is heated in the nip portion N by the generated heat. Then, the recording paper S is introduced between the film 10c and the pressure roller 10e in the nip portion N with the unfixed toner image carrying surface facing the film 10c, so that the recording paper S adheres to the film 10c. Then, the nip portion N is nipped and passed through at a speed corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 10e in an overlapping state with the film.
[0048]
Thermal energy is applied to the recording paper S from the film 10c heated by the ceramic heater 10a in the process of passing the nip portion of the recording paper S, and the unfixed toner image t on the recording paper S is heated and melted and fixed. After passing through the nip portion N, the recording paper S is separated from the surface of the film 10c and discharged.
[0049]
The film 10c has a total thickness of 100 μm or less, preferably 20 μm or more and 40 μm or less in order to reduce the heat capacity and improve the quick start property. The material is PTFE, PFA, FEP monolayer with heat resistance, releasability, strength, durability, etc., or PTFE, PFA on the film surface such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PFA, FEP. , A composite layer film coated with FEP or the like as a release layer.
[0050]
The ceramic heater 10a serving as a heating element has a long length in the direction perpendicular to the conveyance direction of the film 10c or the recording paper S in the heating nip portion N, for example, a long and thin heat resistance, insulation, and good heat. A heater substrate a made of conductive alumina or the like, and an electric resistance material such as Ag / Pd (silver palladium), for example, at a thickness of about 10 μm and a width of 1 to The heating heating element b formed by coating by screen printing or the like on 3 mm, the feeding electrodes at both longitudinal ends of the heating heating element, glass or fluororesin coated on the heater surface on which the heating heating element b is formed This is a linear heating body with a low heat capacity as a whole, comprising a protective layer c, a thermistor d as a heater temperature detection means provided on the back side of the heater substrate.
[0051]
This ceramic heater 10a is exposed downward on the surface side on which the energization heating element b is formed, so that the film inner surface guide step is exposed. I The outer bottom surface of 10d is fixedly supported.
[0052]
The ceramic heater 10a rises in temperature when the energization heating element b generates heat over the entire length by feeding power to the power supply electrodes at both ends of the energization heating element b. The temperature of the heater is detected by a thermistor d which is a temperature detecting means, and the output of the thermistor d is A / D converted and taken into the printer control device 26. Temperature control is performed so that the temperature of the ceramic heater 10a, that is, the temperature of the fixing device is maintained at a predetermined temperature by setting the AC voltage supplied to the energization heating element b to a desired value by phase, wave number control, or the like. . That is, by controlling energization to the energization heating element b so that the ceramic heater 10a is heated when the heater detection temperature of the thermistor d is lower than a predetermined set temperature, and when it is higher, the ceramic heater 10a is cooled. The temperature of the ceramic heater 10a is adjusted so as to keep a predetermined constant value during fixing.
[0053]
The fixing device 10 as a heating device of the film heating system as in this example can use a ceramic heater 10a or a fixing film 10c as a heat generation source having a low heat capacity, can be quickly raised in temperature, has a quick start property, and It is a power-saving on-demand device that does not require preheating energization.
[0054]
In addition, the tensionless type film heating type fixing device 10 as in this example includes a nip portion N, a film inner surface guide stay outer surface portion upstream of the nip portion N and the nip portion N in the film rotation direction, and the film. Tension acts only on the film portion in the contact area, and tension does not act on the remaining most film portion. Therefore, the shifting force along the stay length of the film 10c in the film rotation driving state is small, and the film shifting control means or the film shifting control means can be simplified. For example, the film shift movement restricting means can be as simple as a flange member for receiving the film end, and the film shift control means can be omitted to reduce the cost and size of the apparatus.
[0055]
(3) Video interface 27
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of the video interface 27.
[0056]
CPRDY: a signal indicating that the external device 30 can communicate, and is sent from the video control device 28 to the printer control device 26.
[0057]
PPRDY: A signal indicating that the printer control device 26 can communicate, and is sent from the printer control device 26 to the video control device 28.
[0058]
SBSY: a status valid signal, which is sent from the printer controller 26 to the video controller 28.
[0059]
CBSY: A command valid signal, which is sent from the video controller 28 to the printer controller 26.
[0060]
SC: Status / command signal, and when the status valid signal SBSY is TRUE, it is sent from the printer control device 26 to the video control device 28 as status data indicating the internal state of the printer, and when the command valid signal CBSY is TURE. The video control device 28 sends command data indicating a command to the printer from the video control device 28 to the printer control device 26.
[0061]
CLK: a synchronous clock of the status / command signal SC, which is sent from the video controller 28 to the printer controller 26. In response to one command from the external device 30, the printer control device 26 returns one status corresponding to the command.
[0062]
That is, handshake serial communication is performed using the SBSY, CBSY, SC, and CLK signals.
[0063]
RDY: When the printer control device 26 is ready to print with a ready signal, it is set to TRUE and is sent from the printer control device 26 to the video control device 28.
[0064]
PRINT; a print signal that becomes TRUE when the external device 30 instructs to start printing, and is sent from the video control device 28 to the printer control device 26.
[0065]
TOP: A vertical synchronizing signal for synchronizing the vertical direction (sub-scanning direction / paper conveying direction) of the image output sent from the printer control device 26 to the video control device 28.
[0066]
HSYNC: a horizontal synchronizing signal for synchronizing the horizontal direction (main scanning direction / laser scanning direction) of the image output sent from the printer control device 26 to the video control device 28.
[0067]
VDO: An image signal in which the video control device 28 serially sends dot images to the printer control device 26 in synchronization with the vertical synchronization signal TOP and the horizontal synchronization signal HSYNC.
[0068]
(4) Serial communication operation
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the serial communication.
[0069]
When the printer main body 1 is turned on, the initialization of the printer control device 26 is completed, and the serial communication is enabled, the printer control device 26 sets PPRDY to TRUE.
[0070]
On the other hand, when the video control device 28 is turned on, initialization and the like are completed, and the serial communication is ready, the video control device 28 sets CPRDY to TRUE. The video control device 28 determines that serial communication is possible when it confirms that PPRDY is TRUE for a predetermined time, and if necessary, sets CBSY to TRUE, synchronizes with CLK, and sets an 8-bit value from the SC line. Send a command. Thereafter, CBSY is set to FALSE, and a status return from the printer control device 26 is awaited.
[0071]
When the printer control device 26 receives the command, the printer control device 26 sets SBSY to TRUE to return a status corresponding to the content. When the video control device 28 detects SBSY TRUE, the video control device 28 starts transmission of CLK, the printer control device 26 returns the status from the SC line in synchronization with CLK, and sets SBSY to FALSE. When the printer control device 26 confirms CPRDY TRUE for a predetermined time, the printer control device 26 determines that serial communication is possible and determines that the command is valid.
[0072]
(5) Normal printing operation of the printer 1
5A and 5B are timing charts showing a normal printing operation of the printer 1. FIG.
[0073]
In FIG. 5A, when the printer control device 26 is ready to accept printing, RDY is set to TRUE, and the video control device 28 is notified that printing is acceptable.
[0074]
In response to this, when a print request from the external device 30 is generated, the video controller 28 sets PRINT to TRUE and instructs the start of printing.
[0075]
When the printer control device 26 detects PRINT TRUE, it starts driving the main motor 23 and the polygon motor 15 a of the laser scanner unit 8.
[0076]
When the main motor 23 is driven, the driving force is transmitted to the paper feeding / conveying roller 6, the photosensitive drum 18, the fixing device 10, the primary charging roller 19, the developing device 20, the transfer roller 21, and the paper discharge roller 12. At this time, predetermined high voltage application driving is also performed on the primary charging roller 19, the developing device 20, the transfer charging roller 21, and the like.
[0077]
Further, heating of the ceramic heater 10a in the fixing device 10 is started, and the heater (fixing) is controlled by controlling the energization duty to the energization heating element b of the ceramic heater 10a so that the heater temperature detected by the thermistor d becomes 170 ° C. Temperature).
[0078]
The printer control device 26 turns on the sheet feeding clutch 24 for t2 seconds after the rotation of the polygon motor 15a reaches a steady state to drive the sheet feeding roller 5 and feeds the recording sheet S toward the sheet feeding and conveying roller 6. Make paper.
[0079]
When the printer control device 26 detects that the leading edge of the recording paper S has passed through the paper feed roller 6 and reached the paper feed sensor 7, the printer control device 26 sends a vertical synchronization signal TOP to the video control device 28 after a predetermined time t3 seconds. Send it out.
[0080]
The video controller 28 starts outputting the image signal VDO for one page after tv seconds in synchronization with TOP.
[0081]
During this time, the printer control device 26 sends a horizontal synchronization signal HSYNC to the video control device 28 at a predetermined timing synchronized with the laser scanning, and modulates the laser light emitted from the laser unit 14 based on the image signal VDO.
[0082]
As shown in FIG. 5B, the video control device 28 outputs the image signal VDO for one scan after th seconds in synchronization with the rising of the horizontal synchronization signal HSYNC.
[0083]
Through the operation as described above, the recording sheet S is sequentially conveyed to the sheet feeding roller 5, the sheet feeding / conveying roller 6, the transfer nip T of the image forming unit 9, the fixing device 10, and the sheet discharging roller 12 to record an image. The
[0084]
When the trailing edge of the recording paper S is detected by the paper discharge sensor 11, the temperature control of the ceramic heater 10a of the fixing device 10 is stopped, and high voltage application driving to the primary charging roller 19, the developing device 20, the transfer charging roller 21 and the like is performed. To stop. Then, after t4 seconds, the main motor 23 and the polygon motor 15a are stopped, and the normal printing operation is finished.
[0085]
In the continuous print mode, a predetermined number of continuous prints are executed by repeating a cycle in which a predetermined print interval (interval, non-image recording period) is provided after one print operation and the next print operation is executed. When the trailing edge of the last recording sheet S is detected by the paper discharge sensor 11, the temperature control of the ceramic heater 10a of the fixing device 10 is stopped, and the high pressure applied to the primary charging roller 19, the developing device 20, the transfer charging roller 21, and the like. Stop applying drive. Then, after t4 seconds, the main motor 23 and the polygon motor 15a are stopped, and the continuous printing operation is finished.
[0086]
(6) Drive control of main motor 23
FIG. 6 is a circuit diagram of a portion related to the drive control of the main motor 23 of the printer control device 26.
[0087]
A one-chip microcomputer 26a includes a ROM 26b, a RAM 26c, and a timer 26d.
[0088]
The main motor 23 is a four-phase stepping motor, and the windings of the A-phase, / A-phase, B-phase, and / B-phase are connected to the collectors of NPN transistors 31, 32, 33, and 34, respectively. The other is connected to a + 24V power source. The emitters of the NPN transistors 31, 32, 33, and 34 are connected to GND, and the bases are connected to the output ports P0, P1, P2, and P3 of the MPU, respectively. The surge absorbing diode for protecting each NPN transistor is omitted from the drawing.
[0089]
FIG. 7 is a timing chart showing excitation pulses for driving the main motor 23. When rotating the main motor 23, the MPU 26a uses the built-in timer 26d to calculate the frequency of the excitation pulse, and from the output ports P0, P1, P2, P3 at the predetermined frequency, the A phase, / A phase, B phase, / B Outputs phase excitation pulses. Therefore, the rotational speed of the main motor 23 can be changed by changing the frequency of the excitation pulse.
[0090]
That is, if the frequency of the excitation pulse is increased by the printer control device 26, the rotation of the main motor 23 is accelerated and the conveyance speed of the recording paper S is increased. Conversely, if the frequency is lowered, the rotation of the main motor 23 is slowed down, and the conveyance speed of the recording paper S is slowed down.
[0091]
(7) Image stretch correction control
As described above, the pressure roller 10e of the fixing device 10 is heated by the heat from the ceramic heater 10a while continuously performing the printing operation, so that thermal expansion occurs and the outer diameter is larger than the initial diameter. Therefore, as the number of continuous prints (the number of continuous image recordings) increases, the image is extended by pulling and conveying the recording paper S in the transfer unit.
[0092]
In this embodiment, in order to correct this image extension, the printer control device 26 measures the time for which the recording paper S passes a predetermined position (position of the paper feed sensor 7), and the rotation of the main motor 23 based on the time. By controlling the speed, the conveyance speed of the recording paper S is gradually reduced.
[0093]
Specifically, for example, when A4 recording paper S is used, the paper length is 297 mm, and the initial transport speed (conveyance speed when the recording paper S is not pulled by the transfer unit) is 25 mm / s. If there is, the time when the paper feed sensor 7 is turned on, that is, the sensor passage time t5 is 11.88 s.
[0094]
When the recording paper S is pulled and the conveyance speed is high (25.2 mm / s), the sensor passage time t5 is 11.78 s. Therefore, in this example, the rotation speed of the main motor 23 is reduced to suppress the extension of the recorded image.
[0095]
FIG. 8 is a flowchart of the above control.
[0096]
When performing a continuous printing operation, the sensor passage time t5 is first measured, and the measured time is a regular time ( Reference time: For example, it is determined whether it is 0.8% or faster (11.78 s) compared to 11.88 s) (step S1), and if it is 0.8% or faster, the recording paper conveyance speed is set to the initial value. On the other hand, it is reduced by 0.8% (step S2).
[0097]
Next, it is determined whether or not the sensor passage time t5 is further accelerated by 0.8% or more, that is, whether or not the sensor passage time t5 is accelerated by 1.6% or more with respect to the regular time (step S3). If so, the driving speed of the main motor 23 is decreased by 1.6% with respect to the initial speed (step S4).
[0098]
1) That is, when the main motor 23 is driven and controlled to reduce its rotational speed, a recording paper conveyance path from the paper supply roller 5 to the paper discharge roller 12 is formed. 6. The rotational peripheral speeds of the photosensitive drum 18, the transfer charging roller 21, the pressure roller 10e of the fixing device 10 and the paper discharge roller 12 are lower than the normal rotational peripheral speed so that the recording paper transport speed is higher than the normal transport speed. Will also go down.
[0099]
2) Since the rotational peripheral speed of the photosensitive drum 18 is lower than the normal rotational peripheral speed with respect to the latent image forming speed by the exposure means (laser scanner section) 8, the latent image / toner image formed on the photosensitive drum 18 Is formed by being contracted in the photosensitive drum rotating direction by a proportion corresponding to the amount of reduction in the rotational peripheral speed of the photosensitive drum 18.
[0100]
3) Even if the recording paper conveyance speed is lowered by controlling the driving of the main motor 23, the recording paper conveyance speed at the fixing nip N of the fixing device 10 during continuous printing is increased by the thermal expansion of the diameter of the pressure roller 10e. Therefore, the recording paper S is higher than the recording paper conveyance speed in the transfer unit T, and the recording paper S is pulled and conveyed in the transfer unit T.
[0101]
4) Therefore, as in 2) above, the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 18 by being contracted in the rotational direction of the photosensitive drum is extended in the recording paper conveyance direction with respect to the recording paper surface pulled and conveyed in the transfer portion T. It will be transcribed.
[0102]
That is, during continuous printing, as shown in the control flowchart above, the main motor 23 corresponds to the increase in the recording paper conveyance speed in the fixing nip portion N due to the increase in the outer diameter based on the thermal expansion of the pressure roller 10e of the fixing device 10. Is controlled to reduce the recording paper conveyance speed by an appropriate ratio, so that the amount of contraction of the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 18 is offset from the amount of image extension during transfer, and recording is performed. The corrected toner image is transferred and formed on the paper surface.
[0103]
FIG. 9 is a graph showing the elongation rate of the recorded image and the conveyance speed down rate.
[0104]
As can be seen from this graph, the image extension is suppressed to within 0.8% in the present embodiment.
[0105]
Further, according to the present embodiment, the print image can be extended with a simple configuration without using a mechanism for adjusting the driving speed of only the pressure roller 10e, a special sensor for measuring the recording paper conveyance speed, or the like. Control is achieved.
[0106]
In this embodiment, the recording paper conveyance speed is switched based on the time passing through the paper feed sensor 7. However, the determination is based on the time passing through the paper discharge sensor 11 which is close to the fixing device 10 and is more susceptible. May be. Further, the difference between the time passing through the paper feed sensor 7 and the time passing through the paper discharge sensor 11 (for example, the time from when the trailing edge of the recording paper S is detected by the paper feed sensor 7 until the paper discharge sensor 11 is detected). Whether or not to switch the recording paper conveyance speed may be determined based on the above.
[0107]
In this example, the initial sensor passage time t5 is stored in advance in a ROM or the like for each paper size, for example, and is read from the ROM according to the paper size detected by the paper size sensor 4. In addition, the sensor passage time t5 is measured (for example, measured at the time of printing for a few sheets from the start of printing) in a state where the pressure roller 10e is cooled and stored in the RAM or the like, and this value is obtained during continuous printing. Make reference.
[0108]
In this embodiment, when the sensor passage time t5 reaches a predetermined value, the recording paper conveyance speed corresponding to the value is switched. However, the present invention is not limited to this, and the number of prints when continuous printing is performed is predetermined. It may be possible to measure how much the sensor passage time t5 is faster than the initial value when the number of sheets is reached, and to switch to the recording paper conveyance speed corresponding to the measured value.
[0109]
[0110]
[0111]
[0112]
[0113]
[0114]
[0115]
[0116]
[0117]
[0118]
[0119]
[0120]
[0121]
<Others>
1) By changing the conveyance speed switching timing to the non-exposure time, the change of the magnification within one page can be suppressed to one time.
[0122]
2) The transfer means 21 of the image forming unit can be other means such as a transfer corona charger.
[0123]
3) The image forming unit is not limited to the electrophotographic process of the embodiment, and forms and supports an unfixed image corresponding to target image information on a recording sheet such as an electrostatic recording process or a magnetic recording process by a transfer method or a direct method. Any suitable image forming process means can be used.
[0124]
4) The fixing device 10 is not limited to a type using a ceramic heater, but may be an electromagnetic induction heating type.
[0125]
FIG. (A) and (b) are on-demand type electromagnetic induction heating type fixing devices.
[0126]
FIG. 2A shows a tensionless type / pressure roller driven film heating type apparatus shown in FIG. 2, which is a horizontally long electromagnetic induction heating plate 10h (metal plate, conductor) instead of the ceramic heater 10a as a heating element. , Resistors, magnetic bodies) are arranged on the film inner surface guide stay 10d, and an alternating magnetic field consisting of an excitation coil 10i and an excitation core 10j that causes an alternating magnetic field to act on the electromagnetic induction heating plate 10h inside the guide stay 10d. The magnetic field generating means 10k is provided.
[0127]
The electromagnetic induction heat generating plate 10h functions as a heating element by electromagnetic induction heat generation (heat generation due to eddy current loss) by the action of the alternating magnetic field generated by the alternating magnetic field generating means 10k, and the heat generation rotates as the pressure roller 10e is driven to rotate. The film 10c to be heated is heated at the nip portion N. Then, the recording paper S is introduced between the film 10c and the pressure roller 10e in the nip portion N with the unfixed toner image carrying surface facing the film 10c, so that the recording paper S adheres to the film 10c. Then, the nip portion N is nipped and passed through at a speed corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 10e in an overlapping state with the film.
[0128]
In the film heating type apparatus of FIG. 2 which is the tensionless type and pressure roller driving type, the ceramic heater 10a as a heating element is omitted and the film 10c is an electromagnetic induction heat generating film. In addition, an alternating magnetic field generating means 10k including an exciting coil 10i and an exciting core 10j that causes an alternating magnetic field to act mainly on the electromagnetic induction heat generating film portion of the nip portion N is provided inside the film guide 10d.
[0129]
The electromagnetic induction heat generating film 10m generates electromagnetic induction heat mainly in the region of the nip portion N by the alternating magnetic field generated by the alternating magnetic field generating means 10k. Then, the recording paper S is introduced between the film 10m and the pressure roller 10e in the nip portion N with the unfixed toner image carrying surface facing the film 10m, so that the recording paper S adheres to the film 10m. Then, the nip portion N is nipped and passed through at a speed corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 10e in an overlapping state with the film.
[0130]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the recording paper is conveyed to the image forming unit to form an unfixed image corresponding to the target image information, and the recording paper is removed from the image forming unit. Fixing of pressure roller drive type fixing means Nip Part Introducing unfixed images on recording paper by nipping and conveying heating In the image recording apparatus to be fixed, it is possible to prevent the extension of the recorded image and to reduce the change in the image magnification within one page of the recording paper.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image recording apparatus (laser printer) according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing device (film heating method).
Fig. 3 Schematic diagram of video interface
FIG. 4 is an operation timing chart of serial communication.
FIG. 5 is a timing chart of normal printing operation.
FIG. 6 is a circuit diagram of a motor control part.
FIG. 7 is a diagram showing a stepping motor excitation pattern
FIG. 8 is a flowchart illustrating recording paper conveyance speed control according to the first exemplary embodiment.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the number of continuous prints, the image extension rate, and the recording paper conveyance speed reduction rate.
FIG. 10 (A), (b) is a schematic configuration diagram of another example of a fixing device of a pressure roller driving system / on-demand type
FIG. 11 Graph showing the number of continuous prints and the image extension rate in a conventional image recording apparatus
FIG. Explanatory drawing of the recording image state of each recording sheet of the first output and the 30th continuous recording
[Explanation of symbols]
1 Laser printer (image recording device)
8 Laser scanner section
9 Image forming section
T transcription part
10 Fixing device
10a Ceramic heater (heating body)
10c heat resistant film
10d Film inner surface guide stay
10e Pressure roller (rotating body for pressure conveyance)
23 Main motor
26 Printer control device

Claims (1)

回転する像担持体と、ポリゴンミラーとポリゴンミラー駆動用モータを有し画像情報に応じて前記像担持体を走査するレーザスキャナと、記録紙を搬送する加圧ローラを有し前記像担持体から転写された未定着画像を担持する記録紙を定着ニップ部で挟持搬送して記録紙に未定着画像を加熱定着する定着手段と、前記像担持体と前記加圧ローラを含む記録紙搬送経路内の全ての記録紙搬送部材を駆動するメインモータと、を有し、前記像担持体から記録紙への画像転写位置と前記定着ニップ部との距離が装置に使用可能な少なくとも一つのサイズの記録紙の搬送方向サイズよりも短い画像記録装置において、
前記定着ニップ部で挟持搬送されている状態の一枚の記録紙が記録紙搬送経路内の所定位置を通過する時間を計測する計測手段と、前記メインモータと前記ポリゴンミラー駆動用モータを制御する制御手段を有し、前記制御手段は一枚の記録紙が前記所定位置を通過するのに要する計測時間がその記録紙が前記所定位置を通過するのに要する基準時間より短くなると前記ポリゴンミラー駆動用モータの駆動速度は変えずに前記メインモータの駆動速度を落とし、前記メインモータの前記駆動速度ダウンによって前記像担持体に形成する画像の像担持体回転方向の倍率を基準倍率より縮小し、前記画像転写位置で記録紙上に転写される画像の記録紙搬送方向の倍率が前記定着ニップ部の記録紙搬送速度上昇による記録紙の引っ張りによって前記基準倍率より拡大するのを抑えることを特徴とする画像記録装置。
A rotating image carrier, a laser scanner that has a polygon mirror and a polygon mirror driving motor and scans the image carrier according to image information, and a pressure roller that conveys recording paper. In a recording paper conveyance path including a fixing means for nipping and conveying the recording paper carrying the transferred unfixed image at the fixing nip portion to heat and fix the unfixed image on the recording paper, and the image carrier and the pressure roller And a main motor for driving all the recording paper conveying members , and the distance between the image transfer position from the image carrier to the recording paper and the fixing nip portion is at least one size that can be used in the apparatus In an image recording apparatus shorter than the paper transport direction size ,
Controls the measuring means for measuring the time for a sheet of recording paper that is nipped and conveyed at the fixing nip portion to pass a predetermined position in the recording paper conveyance path, and controls the main motor and the polygon mirror driving motor. And a control unit that drives the polygon mirror when a measurement time required for a sheet of recording paper to pass the predetermined position becomes shorter than a reference time required for the recording sheet to pass the predetermined position. It driving speed of use the motor without changing overlooked the driving speed of the main motor, the magnification of the image bearing member rotational direction of the image formed on the image bearing member reduces from the reference ratio by the driving speed down the main motor The magnification in the recording paper conveyance direction of the image transferred onto the recording paper at the image transfer position is caused by the pulling of the recording paper due to the increase in the recording paper conveyance speed of the fixing nip portion. Image recording apparatus, characterized in that to suppress the Enlarge quasi magnification.
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