JP4665627B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係わり、特に搬送され移動する転写紙上にトナー像を転写し、転写紙上のトナー像を定着手段によって定着し排出するようにした画像形成装置に関する。
複写機等の画像形成装置では、一様帯電がなされて回転する像担持体上に画像読取手段によって読取った画像情報に基づいて像露光を行い、静電潜像を形成し、1成分又は2成分現像剤を用いた現像手段によって現像を行い、静電潜像部分にトナーが付着してトナー像を形成する。像担持体上のトナー像は給紙トレイから排出・搬送され、同期して搬送される転写紙上に転写手段によって転写がなされる。転写されたトナー像を保持した転写紙は、分離手段によって像担持体から分離搬送され、定着手段によって定着がなされたのち機外に排出される。
また、両面画像形成時には、片面に画像の定着がなされた転写紙は反転搬送路を通って再度転写位置へと搬送され、転写紙裏面にトナー像の転写がなされた後、分離手段によって像担持体から分離搬送され、定着手段によって裏面トナー像の定着がなされたのち機外に排出される。
転写紙は、転写紙搬送路を搬送される過程において搬送路から外れ、紙詰まり(ジャム)を発生することがある。画像形成装置ではジャムが発生したと検知したときは、装置は直ちに動作を停止し、人手によって発生したジャム紙を取り除くことによって、再度画像形成を可能としている。
転写紙は給紙トレイ内に積層されていて1枚宛排出されるが、画像形成装置の設置場所や環境条件によっては転写紙は吸湿し、吸湿した転写紙は弾性が低下してコシが弱くなり、像担持体である感光体ドラムからの分離性が低下しジャムが発生する。
また、後に説明する実施例で示すような、感光体ドラムから分離した転写紙の搬送路が水平搬送の場合には、搬送経路の上側に沿うようにして分離搬送がなされるので、定着手段への挿入部で転写紙は定着手段のニップ部へと進入できず、ジャムが発生する。
また、転写紙表面の定着を終えて反転搬送路を転写紙が通紙する両面画像形成時には、定着手段を通過した転写紙は、定着手段を通紙する際生じるカールが大きいため、裏面トナー像転写後の搬送経路の途中で近傍の部材にぶつかりジャムを発生する。
ジャムが発生したときの対応については種々提示されている。特許文献1には、画像形成中にジャムが発生した場合、転写紙上には未定着トナーが付着しているので、未定着トナーによって人手や機内が汚染されるのを防止するのに、回転ノブを回転することで、未定着トナーのついた転写紙を定着し、機外に排出するようにした技術が開示されている。
近年は転写紙として、普通紙以外に印刷用コート紙や再生紙等多種の用紙が用いられるようになった。紙種や紙厚等によって物性が異なることから、画像形成条件を変更してこれに対応することもなされている。しかし、対応が不適切や不充分であったりするときはジャムが発生する。
例えば、特許文献2には、転写材の種類や環境に応じて適正な転写分離手段の除電電流を転写材に付与することによって、ジャムの発生を防止する技術が開示されている。
特開平6−186810号公報 特開平7−261564号公報
ジャムが発生したときには、紙詰まりした転写紙を人手によって除去し再びスタート釦を押釦することによって継続して画像形成が行われる。しかし、前記のように転写紙が吸湿状態にあるときは、ジャム紙を取り除いて再度画像形成を行っても繰り返し同様のジャムが発生することが多い。
また、転写紙の紙質に適応した条件で画像形成が行われていないときも、同様、繰り返しジャムが発生することとなる。
両面画像形成の場合にも、転写紙が1回目の定着手段を通過する際生じる転写紙のカールが十分除去されていないときは、1回のジャムに止まらず繰り返してジャムが発生することとなる。
本発明は、ジャムが発生して紙詰まりした転写紙を取り除いて再度画像形成を行うとき、繰り返して同様のジャムが発生することがないように自動的に対応処理を行う画像形成装置を提供することを目的とする。
前記の課題を解決し、かつ目的を達成するために、本発明は以下のように構成されている。
像担持体と、
該像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、
搬送路を搬送される転写紙上に前記トナー像を転写する転写手段と、
前記像担持体から転写紙を分離するための分離手段と、
転写紙上に転写されたトナー像を転写紙に定着するための定着手段と、
前記搬送路に設けられ、前記転写、分離手段と前記定着手段との間で転写紙の紙詰まりが発生したことを検知する通紙検知手段と、
転写紙の紙詰まりが発生したことを前記通紙検知手段が検知したときは、次以降の画像形成動作において画像形成条件を変更し、その後、通紙中の給紙トレイ内の転写紙が空になったことの検知時、又は前記定着手段の温度が所定値以下に低下したことの検知時に、前記変更を解除する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、紙詰まり(ジャム)が発生したとき、ジャムの発生原因となったであろうと推定される画像形成条件をジャムが発生しにくい方向に自動的に変更するよう制御することによって、再度同様のジャムは発生しにくい状態となって画像形成がなされることとなる。
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
(1) 本発明にかかわる画像形成装置について、図1及び要部を示す図2にて以下に述べる。
本発明にかかわる画像形成装置は、画像処理後の画像データに従ってドラム状の像担持体としての感光体11上に像露光を行うレーザ光学系からなる像露光手段としての露光装置13と、感光体11及びその周囲に、帯電手段としての帯電極12、現像剤担持体を有する磁気ブラシ型現像装置からなる現像手段としての現像器14、転写手段としての転写極15、分離手段としての分離極16、クリーニング手段としてのクリーニングユニット17と等の画像形成手段と、転写紙上(記録紙P上)のトナー像を定着する定着装置18とを有している。
不図示の画像読取装置により読み取られ、メモリに格納されている画像データが画像形成に応じて呼び出され、当該画像データに従って、例えば出力が490μW程度で半導体レーザからなるレーザ光学系を用いる露光装置13により、外径が80mmで負帯電OPCからなる感光体11上に像露光が行われる。
当該像露光に先立ち、矢印で示す時計方向にプロセル線速(線速度)357mm/sで回転される感光体11は、スコロトロン方式で帯電電圧が−750V程度の帯電極11のコロナ放電作用により所定の表面電位を付与されているが、像露光による潜像部位の電位が露光量に応じて減じ、結果として、画像データに応じた静電潜像が感光体11条に形成される。
静電潜像は、接触式現像で負帯電トナーを用い、現像バイアスが−600V(表面標準出力)程度で印加される現像器14に設けられ、マグネット固定でスリーブ外径が40mm程度の現像剤担持体としての現像ローラ14aにより、帯電極性と同極性(本実施形態においては現像に使用されるトナー極性をマイナス極性とし、帯電極性をマイナス極性とする)のトナーを用いて反転現像され、可視化されたトナー像とされる。
一方、感光体11上のトナー像の先端部が転写極15の転写領域に到達する前に、給紙トレイ21A、21B内の何れかから転写材としての記録紙Pが、送り出しローラ22により搬送路23を通って給送されてレジストローラ24に到達し、先端規制される。
記録紙Pは、トナー像、即ち感光体11上の画像領域と重畳するように、同期を取って回転を開始するレジストローラ24により、給紙ガイド板を通して転写手段である転写極15の転写領域に向けて搬送される。
転写領域において、感光体11上のトナー像は、コロトロン方式で正放電の転写電圧が印加される転写極15と、コロトロン方式で負放電の直流電圧にAC電圧が重畳された分離電圧が印加される分離極16の転写コロナ放電により記録紙P上への転写が行われ、当該記録紙Pは分離極16の分離コロナ放電による除電により感光体11から分離される。転写と同時にLED露光による分離補助手段16aを設けてもよい。
トナー像が転写された記録紙Pは、搬送部25を通してヒートローラー方式で熱源が誘導加熱或いはハロゲンランプからなる定着装置18に至り、定着装置18の加熱ローラ18aと加圧ローラ18bとの間で形成される定着ニップ部Nで加圧と加熱とにより、トナー像を形成するトナーが記録紙P上に定着され、排出路27に設けた排出ローラ28によって当該記録紙Pは、装置外部に排紙される。
また、両面画像形成時には、表面画像を有した記録紙Pは、搬送路切り替え部材26によって反転搬送路31へと導かれ、搬送路32によって反転された後、搬送路33を経てレジストローラ24へと導かれる。新たに感光体11上に形成された裏面のトナー像は、転写領域において反転した記録紙Pの裏面への転写が行われ、分離極16によって感光体11から分離される。分離した記録紙Pは、搬送部25を通して搬送され、定着装置18によって裏面画像の定着がなされたのち、排出ローラ28によって装置外部に排紙される。
転写後の感光体11の周面上に残った転写残トナーは、クリーニングブレード等を備えるクリーニングユニット17によってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。
なお、本実施形態の画像形成装置にあっては、更に次のような構成となっている。
感光体11周面の分離極16と、その下流に位置したクリーニングユニット17との間には、感光体周面に対して接離を可能とし、感光体周面に付着して移動する転写紙の剥離を行う例えばテフロン(登録商標)コートした樹脂部材から成る分離爪41aを備えた分離補助部材41が設けられている。
また、反転搬送路31には、定着装置18を通過する際生じた転写紙のカールを矯正するデカール部材42が設けられている。デカール部材42はハードローラ42aとソフトローラ42bとより成り、実施例としてハードローラ42aにはφ8mmのSUS棒、ソフトローラ42bにはφ20mmのシリコン発泡ローラが用いられ、押圧状態にあるデカール部材の間を転写紙が通過することによってカールの矯正が行われる。
転写紙の搬送路には、センサが設けられていて、転写紙の搬送制御やジャム検知に用いられる。
センサPS1はレジストローラ24の直前位置に設けられて、給紙トレイ21から排出した転写紙がレジストローラ24に到達したのを検知し、感光体11上のトナー像と搬送される記録紙が同期するのに用いられる。また、センサPS2は定着を終えて排出する転写紙の検知を行うもので、レジストローラ24によって搬送される転写紙が、所定時間内にセンサPS2によって転写紙先頭が通過するのを検知しないときは、転写から定着までの間にジャムが生じたことを検知する。また、分離補助部材41の近傍に設けられたセンサPS3は、転写紙が感光体11に巻き付くジャム事故をおこしたとき、これを検知する。
(2) 図3には電気制御系の概要を示している。110は演算制御処理を行うCPUで、RAM111、ROM112が接続されている。
ROM112には、演算基礎データをはじめ、両面画像形成プログラム、片面画像形成プログラムを記憶し、また本発明によるジャム発生時にその発生状況によって自動的に変更を行う定着条件変更プログラム、デカール条件変更プログラム、転分条件変更プログラムや分離補助部材動作変更プログラムと共にジャム対策復帰プログラムが記憶されている。
CPU110はインターフェース120を介して外部機器に接続されている。
インターフェース120の入力側には、ジャム検知を行うセンサPS2、分離ジャムを検知するセンサPS3や定着手段18の温度センサTS等センサ類が接続されている。出力側には、画像形成手段(11〜17、41)、給紙搬送手段(21〜33)、定着手段18やデカール手段42の駆動部や電源が接続されている。
図1に示した画像形成装置には、操作・表示部130が設けられていて、操作・表示部130にはプリント動作の開始を指示するスタート釦131や、両面/片面プリント選択釦132をはじめ、転写紙サイズを選択するサイズ選択釦やプリント枚数を指示するテンキーの他、画像濃度選択釦等が設けられている。
ユーザが操作・表示部130の両面/片面プリント選択釦132で両面又は片面プリントモードの何れかを選択すると、CPU110はROM112に記憶された両面画像形成プログラム又は片面画像形成プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムに従い、画像メモリ115に記録された画像情報を呼び出して画像形成を行う。
(3)本発明者らは本発明に先だって次のテストを行っている。
画像形成に当たって、画像濃度を高く維持し良好な画像とするために、転写電流を強く設定して転写率を上げる手段をとることが通常なされている。しかし、転写電流が強いと転写材の感光体への付着力が強くなり分離が不利になるため、分離電流も同時に強くする必要がある。
このような転写及び分離電流値設定で概ね問題になることは少ないが、吸湿した転写材や、先端にカールのついた転写材や、異なった紙種の転写材が通紙した場合に、感光体と転写材の分離が十分にできず、分離爪や分離爪を支持する分離補助部材に転写紙の先端がぶつかり、ジャムが発生してしまう。また、分離電流も強く設定するため、分離電流の過剰が原因となる画像不良(画像はじき)が発生する場合もある。
感光体からの転写材分離に有利な電流値設定とは、転写電流を弱くし感光体への転写材の付着力を弱める方向に設定することである。このことを確認するために、下記の通紙実験を行っている。
・通紙実験1
吸湿した転写材を(a)〜(c)の転写・分離電流値設定のもとで、両面通紙するテストを行っている。
(a) 画像濃度が十分確保できるよう転写電流を十分にかけた設定(本実施例では転写電流+80μA、分離電流−90μA)
(b) 先の(a)の設定から転写電流を10μA低くした設定(本実施例では転写電流+70μA、分離電流−90μA)
(c) 先の(a)の設定から転写電流を20μA低く、分離電流を10μA低くした設定(本実施例では転写電流+60μA、分離電流−80μA)
通紙結果は下記の通り評価された。
(a) 裏面通紙時に分離補助部材にカールした転写紙の先端がぶつかり、定着入り口まで到達することができないで、ジャムが発生することが認められた。
(b) ジャム発生はなかったが、画像はじきが発生するのが認められた。
(c) ジャムの発生もなく、良好な画像が得られた。
・通紙実験2
開封直後の吸湿していない転写紙を上記(a)〜(c)の転写・分離電流値設定のもとで、両面通紙するテストを行っている。
(a) 転写紙の挙動も安定し問題はなかった。
(b) 上記(a)と同様、転写紙の挙動も安定し問題はなかった。
(c) 画像濃度が僅かに低下していることが認められたが、通紙上は問題なかった。
上記の通紙実験1、2から、転写材の状態によっては適正とする転写・分離電流値が変わっていくことが判明した。
・カールの発生条件テスト
転写材は加熱ローラと加圧ローラとより成る定着手段の押圧状態にあるニップ部を通過することによりカールが発生する。この転写材のカールは反転搬送路に設けた押圧状態にあるハードローラとソフトローラとより成るデカール部材42を通過することにより矯正される。
テストは、吸湿状態にある転写材が定着手段とデカール部材とを通過直後のカール量を、定着温度とデカール部材の軸間間隔を変えて測定した。なおカール量は、平板上に排出された転写材の端面の高さを測定し、平均値をもって表示している。
Figure 0004665627
上記のテストから、定着温度を下げることにより、発生するカール量は低減することが確認された。また、デカール部材の軸間距離を狭くし、ニップ幅を広げることにより矯正後のカール量が低減されることも確認された。
(4) 本発明は、転写紙が画像形成時に転写〜定着間でジャム事故が発生したことを検知したときは、その後の画像形成に当たって再度同様のジャム事故が発生することのないよう、画像形成条件の変更を行う。変更を行う具体的な画像形成条件は、前記のテスト結果等に基づいて行われる。
図4は、本発明によるジャム発生時に行われる画像形成装置の制御フローチャートを示している。
CPU110は、画像形成中は絶えず転写紙の給紙搬送路に設けたセンサからの入力により、紙詰まり(ジャム)が発生したか否かのチェックを行っていて(S1)、ジャムが発生したと検知したときは、発生したジャム事故はセンサPS2からの入力に基づく転写〜定着間で生じた分離ジャムであるか否かのチェックを行う(S2)。
CPU110は、ジャム事故がセンサPS2以外のセンサからの入力によって検知したときは、紙詰まり箇所を求めてこれに対する対応が可能の場合は対応を行う(S3A)。ジャム事故がセンサPS2から所定時間内に通紙を検知しなかったとの入力に基づく分離〜定着間でのジャムのときは、ジャム事故が裏面通紙時に発生したか否かのチェックを行う(S3)。
表面通紙時にジャム事故が発生したときには、CPU110はROM112に記憶された転分条件変更プログラムを呼び出して転写条件及び分離条件の変更を行う。実施例としては通常+80μAの転写電流を転写時に印加していたのを、ジャム事故以後には+70μAの転写電流に変更し、分離条件についても−90μAの分離電流を−80μAの分離電流に変更する(S4A)。
CPU110は、転分条件変更(S4A)と共に、ROM112に記憶された分離補助部材動作変更プログラムを呼び出して分離補助部材動作条件の変更を行う(S5A)。実施例としては通常分離爪41aの感光体11への当接は、転写紙先端が分離爪41aの先端位置に到達する予定位置より15mm早い位置で当接を開始し、55mmの間当接を継続するよう制御を行っていたのを、当接開始位置には変更なく、当接範囲を90mmに延長する変更を、具体的には線速357mm/sによって除算した接離動作の時間制御の変更を行っている。
上記のステップ(S4A)、(S5A)の変更は、表面通紙時にジャム事故が発生した場合に限定されないで、裏面通紙時にジャム事故が発生した場合にも実行される。
ステップ(S4A)、(S5A)によって行った変更は、ジャム発生時から長時間経過して環境条件が変化した場合、又は使用していた転写紙を収納する給紙トレイ21が空になって、異なった状況下にある転写紙に変更された場合には、ステップ(S4A)、(S5A)による変更を解消して初期に設定された画像形成条件に復帰する。
即ち、ステップ(S5A)によって分離補助部材41の動作条件変更を行ったのち、CPU110はROM112に記憶されたジャム対策復帰プログラムを呼び出し、トレイエンプティ検知したか否かのチェック(S6A)、例えば給紙トレイ21の近傍に設けたトレイエンプティセンサ(図示せず)によるチェック、及び定着温度が所定温度低下まで低下したかを検知するチェック(S7A)、例えば温度センサTSによる検知温度が50℃以下にまで低下したか否かのチェックを行い、何れもNOの場合には何れかがYESの状態になるまで先に変更した画像形成条件を維持する。
ステップ(S6A)又はステップ(S7A)でYESの場合は、CPU110は転分条件復帰を行い(S8A)、実施例では転写電流を+80μAに、分離電流を−90μAに復帰するよう制御を行う。また併せて分離補助部材41の動作条件の復帰を行い(S9A)、実施例では分離爪41aの当接範囲を55mmとなる復帰を行うよう制御を行う。
ステップ(S3)において、裏面通紙時にジャム事故が発生したときは、CPU110はROM112に記憶された定着条件変更プログラムを呼び出して定着時に設定する定着温度の変更を行う(S4B)。実施例では195℃に設定されていた定着温度をジャム事故後は185℃に変更する。
CPU110は、定着条件変更(S4B)と共に、ROM112に記憶されたデカール条件変更プログラムを呼び出して、デカール部材42の軸間間隔を狭くする変更を行う(S5B)。実施例ではニップ幅2.1mmの押圧状態にあったデカール部材42を、ジャム事故後にはニップ幅は2.6mmとなるよう軸間間隔の変更を行う。
ステップ(S4B)、(S5B)によって行った変更は、ジャム発生時から長時間経過して環境条件が変化した場合、又は使用していた転写紙を収納する給紙トレイ21が空になって、異なった状況下にある転写紙に変更された場合には、ステップ(S4B)、(S5B)による変更を解消して初期に設定された画像形成条件に復帰する。
即ち、CPU110はROM112に記憶されたジャム対策復帰プログラムを呼び出し、トレイエンプティ検知したか(S6B)、定着温度低下検知したか(S7B)のチェックを行う。
その何れかにおいてYESのときは、CPU110は定着条件の復帰を行い(S8B)、定着温度の設定温度を195℃に復帰する制御を行い、デカール条件復帰を行い(S9B)、ニップ幅を2.1mmとする変更を行って、ジャム事故発生前の画像形成条件への条件復帰を行う。
なお、上記説明においては、ジャム事故発生後画像形成条件を変更することについて説明したが、ジャム事故後に画像形成条件の変更を行っても更に同一部所にジャム事故が発生したときは、更に先に行った画像形成条件の変更を強調して再度実施することも行われる。
上記の実施例で説明した本発明は次の効果を有している。
ジャム事故が発生したとき画像形成時の転写及び分離電流値を画質に影響のない程度に電流値を低減する方向に変更することによって、像担持体への転写紙の巻き付き事故や、定着手段直前での紙詰まりによるジャム事故の再発を防止することができる。
ジャム事故が発生したとき画像形成時の分離補助部材(分離爪)の像担持体への圧着条件を変更することによって、像担持体は圧着条件変更による損傷等の影響をほとんど受けることなく、像担持体への転写紙の巻き付きによるジャム事故の再発を防止することができる。
ジャム発生時に対処した転写及び分離電流値の変更や分離補助部材の動作条件の変更は、環境状態に基づく転写紙の吸湿や転写紙の紙質等が原因となったジャム事故の再発を防止する目的のもとに行ったものであるから、通紙中の給紙トレイが交換される時点、又は長時間の休止時間を経て定着手段の温度が低下した時点で、前記の変更を自動的に解除することによって、最良として最初に設定された画像形成条件でその後の画像形成がなされることとなる。
裏面画像を保持した転写紙にジャムが発生したとき、定着条件を自動的に変更することによって、定着時に生じた転写紙のカール量を減らして、像担持体への転写紙の巻き付き事故や、定着手段直前での紙詰まりによるジャム事故の再発を防止することができる。
裏面画像を保持した転写紙にジャムが発生したとき、デカール手段のデカール条件(例えば、押圧力、ニップ幅、軸間間隔等)を変更することで転写紙の定着時に生じたカール量を減らして、像担持体への転写紙の巻き付き事故や、定着手段直前での紙詰まりによるジャム事故の再発を防止することができる。
ジャム発生時に対処した定着条件の変更やデカール条件の変更は、環境や転写紙の紙質等が原因となって発生したジャムの再発を防止する目的のもとに行ったものであるから、通紙中の給紙トレイが交換された時点、又は長時間経過して定着手段の温度が低下した時点で、前記の変更を自動的に解除することによって、最良として設定された画像形成条件で、その後の両面画像形成が行われることとなる。
画像形成装置の構成図。 画像形成装置の要部を示す構成図。 電気制御系の概要を示すブロック図。 画像形成時に行われるフローチャート。
符号の説明
11 感光体
15 転写極
16 分離極
18 定着装置、定着手段
21 給紙トレイ
23 搬送路
24 レジストローラ
41 分離補助部材
41a 分離爪
42 デカール部材

Claims (5)

  1. 像担持体と、
    該像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、
    搬送路を搬送される転写紙上に前記トナー像を転写する転写手段と、
    前記像担持体から転写紙を分離するための分離手段と、
    転写紙上に転写されたトナー像を転写紙に定着するための定着手段と、
    前記搬送路に設けられ、前記転写、分離手段と前記定着手段との間で転写紙の紙詰まりが発生したことを検知する通紙検知手段と、
    転写紙の紙詰まりが発生したことを前記通紙検知手段が検知したときは、次以降の画像形成動作において画像形成条件を変更し、その後、通紙中の給紙トレイ内の転写紙が空になったことの検知時、又は前記定着手段の温度が所定値以下に低下したことの検知時に、前記変更を解除する制御手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 記画像形成条件の変更は、転写又は分離電流値の変更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. 前記画像形成装置、前記像担持体に圧着及び圧着解除を行って、転写紙の前記像担持体からの分離補助を行う分離補助部材を有し
    前記制御手段は、前記画像形成条件の変更として前記分離補助部材の動作条件を変更することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記画像形成装置は、表面トナー像の定着を終えた転写紙を反転搬送路を通って搬送し、転写紙の裏面に画像形成を行う両面画像形成を行う両面画像形成手段を有し、
    前記制御手段は、前記画像形成条件の変更として前記定着手段の定着条件を変更すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 前記画像形成装置は、転写紙のカールを矯正するデカール手段を有し、
    前記制御手段は、前記画像形成条件の変更として前記デカール手段のデカール条件を変更することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
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