JP5501009B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。
転写部で画像が転写されたシートは定着部によって画像が定着される。転写部で転写された画像は定着部で定着されるまで未定着のままであるので、転写部と定着部との間では、シートの画像面側への接触を控えなければならない。そこで、転写部と定着部との間には、シートの画像面側に触れることなくシートを搬送するために、シートを吸引して搬送する吸引搬送部が設けられている(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照、)。
特開2007−78997号公報 特開平3−128851号公報 特開平11−65188号公報
近年、様々な種類のシートに画像を形成したいという要求が高まっている。上記画像形成装置において、剛度が高い(坪量が大きい)シートを搬送しようとした場合には以下課題がある。吸引搬送部における勾配の程度によってはシートが吸引搬送部に沿うことなく、ほぼ直線的な形状を維持したまま定着部に突入してしまう。シートの先端が定着器に突入するとき、シートの一部はまだ転写部に位置している。すると、シートが定着部に突入した際の衝撃が、シートを介して転写部に伝わってしまうことで、画像不良が発生する場合があった。
本願発明は、特に剛度が高いシートに画像を形成する場合でも、画像不良を起こすことを防ぐことを目的としている。
本発明の画像形成装置は、シートにトナー画像を転写する転写部と、シートに転写されたトナー画像をシートに定着する定着部と、前記転写部と前記定着部との間に設けられ、シートを搬送するための搬送部と、前記転写部から前記定着部へ向かって搬送されているシートの先端の速度が低下するように前記搬送部を移動させる移動部と、前記移動部によって前記搬送部を移動させている途中で前記転写部から前記定着部へ向かって搬送されているシートの先端が前記定着部に到達するように制御する制御部と、有することを特徴とする。
シートの先端が定着部に到達するときのシートの先端の速度が低下することによってシートの先端が定着部に突入するショックが小さいので、シートを介して転写部まで伝播するショックが少なくなる。よって転写部における像乱れ等が少なくなる。
本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す正面縦断面図である。 第1実施形態における定着前搬送部の構成を示す正面図である。 第1実施形態における定着前搬送部の構成を示す上面図である。 定着前搬送部アクティブ揺動制御及び定着ループ制御に係る制御ブロック図である。 定着前搬送部アクティブ揺動制御に係るフローチャートである。 第1実施形態において定着ループ制御に係るフローチャートである。 第1実施形態の制御状態を説明する定着前搬送部の正面図である。 第1実施形態の制御状態を説明する定着前搬送部の正面図である。 第1実施形態の制御状態を説明する定着前搬送部の正面図である。 第1実施形態の制御状態を説明する定着前搬送部の正面図である。 第1実施形態の制御状態を説明する定着前搬送部の正面図である。 第2実施形態において定着ループ制御に係るフローチャートである。 第2実施形態の制御状態を説明する定着前搬送部の正面図である。 第2実施形態の制御状態を説明する定着前搬送部の正面図である。 本発明の実施形態に係る変形例を説明図である。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機の概略構成図である。
図1において、100はカラー複写機、Pはカラー複写機本体(以下、装置本体と呼ぶ)である。装置本体Pには、画像形成部202、シートSを給送する給紙部203が設けられている。また、装置本体201の上部にはリーダ部Rが設けられている。
リーダ部Rにおいて、31は原稿台ガラス、32はその原稿台ガラス31に対して開閉可能な原稿圧着板である。原稿台ガラス31上にカラー原稿Oを画像面下向きで所定の載置基準に従って載置し、その上に原稿圧着板32を被せることで原稿Oをセットする。
なお、原稿圧着板32を原稿自動送り装置(ADF)にして、原稿台ガラス31上にシート状原稿を自動的に送る構成にすることもできる。
33は原稿台ガラス31の下面に沿って移動駆動される移動光学系である。この移動光学系33により原稿台ガラス31上の原稿Oの下向き画像面が光学的に走査される。その原稿走査光が光電変換素子(固体撮像素子)であるCCD34に結像されてRGB(レッド・グリーン・ブルー)の三原色で色分解読取りされる。読取られたRGBの各信号が(図示しない)画像処理部に入力される。
また、画像形成部202には、不図示のモータにより反時計回りの方向に回転する像担持体としての電子写真感光体ドラム1(以下、感光ドラムという)を備える。さらに画像形成部202には、帯電器2、レーザースキャナ3が配設されている。また、画像形成部202には、感光ドラム上の残トナーをクリーニングするクリーナ装置7、現像ユニット4等が配設されている。
感光ドラム1は反時計回りに所定の速度で回転駆動され、その表面が帯電手段としての帯電器2により所定の極性・電位に一様に帯電される。また、レーザースキャナ3は、レーザー出力部、ポリゴンミラー、結像レンズ、折り返しミラー等を有し、不図示の画像処理部から入力される画像情報信号に対応して変調されたレーザー光(光信号)を出力し、回転する感光ドラム1の帯電処理面を走査露光する。
そして、このようにレーザースキャナ3によって走査露光することにより、感光ドラム1の表面に静電潜像が形成される。なお、画像情報信号は、既述したリーダ部Rから読み込まれた画像情報以外にも、パソコンなどの外部機器より電送される画像情報より合成、形成されたものでももちろん構わない。
現像ユニット4は、回転中心401を中心に矢印Aで示す反時計回りに回転するロータリー41と、ロータリー41に装着されたフルカラー現像のためのブラック用現像器4a及び不図示のイエロー用、マゼンタ用、シアン用現像器4色の現像器を有している。
また、この現像ユニット4は、ロータリー41が所定の制御タイミングにて所定の角度、矢印方向に回転することにより、各色現像器が感光ドラム1と対向する現像位置に切り換えられるよう配置される。そして、この現像位置において、感光ドラム1と、現像器側の現像スリーブとの距離(SD距離)が或る決められた範囲内に保たれると共に、各色現像器により、1色毎、静電潜像を現像することにより感光ドラム上にトナー画像が順次形成される。
8は中間転写ベルトユニットである。中間転写ベルトユニット8は、4色のトナー画像を重ねて転写作像した後、シートSへ多色画像を転写する無端状の中間転写ベルト51を備える。また、中間転写ベルトユニット8は、感光ドラム1上に現像された各色のトナー画像を中間転写ベルト51に転写するための1次転写ローラ6を備える。
ここで、中間転写ベルト51は可撓性を有する誘電材製のエンドレスベルトであり、複数のローラ5a〜5g間に懸回張設されている。なお、この中間転写ベルト51は、例えばローラ5aを駆動ローラとして、感光ドラム1の回転速度とほぼ同じ速度で時計回りに回転駆動される。
また、この中間転写ベルト51の外面はローラ5b,5c間において感光ドラム1に接触しており、この接触部が1次転写ニップ部T1である。そして、この1次転写ニップ部T1において、中間転写ベルト51の感光ドラム1側と反対側に1次転写ローラ6が、中間転写ベルト51の内面に接して配設されている。
この1次転写ローラ6には、所定の制御タイミングにて、トナーと逆極性の1次転写電圧が印加されるようになっており、この1次転写電圧の印加により、感光ドラム1上に現像された各色のトナー画像が中間転写ベルト51に転写される。なお、この中間転写ベルト51上の残留トナーは中間転写ベルト51を挟んで設けられ、中間転写ベルト51を清掃する清掃部であるベルトクリーニングユニット16により掻き落とされるようになっている。
また、15は中間転写ベルト51からシートSへトナー画像を転写する2次転写外ローラであり、この2次転写外ローラ15は中間転写ベルト51に対して不図示の加圧制御機構により接離可能に設けられている。
この2次転写外ローラ15は、シートSへトナー画像を転写する際には、中間転写ベルト51が懸回張設されているローラ5a〜5gの内の1つのローラ5gに対して中間転写ベルト51を挟んで圧接する位置に移動する。そして、このように第1位置に移動することにより、中間転写ベルト51の外面との間に転写部としての2次転写ニップ部T2が形成される。また、2次転写外ローラ15は、シートSへのトナー画像の転写を行わない待機時には、中間転写ベルト51の外面から離間した第2位置に移動する。なお、2次転写ニップ部T2の下流側には、シート上の未定着画像を定着する定着器18が設けられている。転写部としての2次転写ニップ部T2と定着器18との間には、搬送部としての定着前搬送部17が設けられている。定着前搬送部17の構成については後に詳述する。
給紙部203には、シートSを収容して装置本体201に着脱自在な給紙カセット81〜83が設けられている。この給紙カセット81〜83に収納されたシートSはピックアップローラ11により送り出されるようになっている。
また、装置本体Pには、レジストローラ14と、後述するようにトナー画像が転写されたシートを定着器18に搬送する定着前搬送部17を備えている。ここで、レジストローラ14は、シートSの姿勢位置精度を高め、中間転写ベルト51上のトナー画像に合わせてシートSをタイミングよく送り出すためのものであり、2次転写ニップ部T2の上流側に設けられている。
次に、このような構成のカラー複写機100の画像形成動作について説明する。
まず原稿Oが、画像面が下方を向くようにして原稿台ガラス31に積載され、その上から原稿圧着板32により原稿Oが原稿台ガラス31に押え付けられると、移動光学系33が原稿を照らしながら移動し、原稿の画像面を走査する。そして、この原稿走査光がCCD34に結像されてRGB(レッド・グリーン・ブルー)の三原色で色分解読取りされる。
この後、読取られたRGBの各信号は不図示の画像処理部に入力され、画像処理部において種々の画像処理が施された後、レーザースキャナ3に画像情報信号として出力される。そして、レーザースキャナ3は、この画像情報信号を光信号に変調し、この変調した光信号を1色目の光信号としてレンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム上に照射する。なお、このとき感光ドラム1は、予め帯電器2により所定の極性・電位に一様に帯電されており、光信号が照射されることによって静電潜像が形成される。
次に、現像ユニット4内に配された複数の現像器のうち選択された1色目の色に対応した現像器により静電潜像が現像され、1色目のトナー画像が形成される。この後、感光ドラム上に形成されたトナー画像は1次転写ニップ部T1において1次転写ローラ6により中間転写ベルト51上に転写される。
ここで、カラーモードの場合には、トナー画像が転写された中間転写ベルト51は次のトナー画像が形成転写されるよう更に回転する。なお、この間、現像ユニット4は次の指定カラーの現像器を感光ドラム1に対向するよう矢印B方向に90°回転し、次の静電潜像を現像する準備をする。
そして、このようにして1色目の1次転写が終わった後、以降、1色目同様、2色目、3色目、4色目と潜像、現像、1次転写を繰り返すことにより中間転写ベルト51上に各色のトナー画像が順次重ねられていく。
一方、このような画像形成動作に並行して所定の制御タイミングで、給紙カセット81〜83に収容されたシートSが1枚分離されて送り出されてシート給紙パス13から、レジストローラ14へ送られる。
このときレジストローラ14は停止しており、停止した状態のレジストローラ14に当接することにより、シートSの斜行が補正される。この後、レジストローラ14により、タイミングが合わされて中間転写ベルト51と2次転写外ローラ15とにより構成される2次転写ニップ部T2に送られる。なお、このとき、2次転写外ローラ15は所定の制御タイミングで第1位置に移動している。
次に、シートSは、この2次転写ニップ部T2によって挟持搬送される。そして、この間、2次転写外ローラ15に所定の2次転写電圧が印加されることにより中間転写ベルト51上の複数色からなるトナー画像がシートS上に静電的に一括転写され、シートS上には未定着のトナー画像が形成(転写)される。
次に、このように2次転写ニップ部T2に送られ、2次転写外ローラ15によりトナー画像が転写されたシートSは、中間転写ベルト51の面から分離して定着前搬送部17によって定着器18へ搬送される。そして、この定着器18において加熱及び加圧されることにより、未定着トナー画像がシートS上に融着されて定着画像となる。
次に、トナー画像が定着されたシートSはシートパス19を通って排紙ローラ対91に搬送され、排紙トレイ20上に排出される。
次に、本実施例の定着前搬送部17及び関連する構成について詳細に述べる。
図2は、定着前搬送部17の構成を説明するための正面図である。また、図3は正面図である。
これらの図に示すように、定着前搬送部17は駆動ローラ17a、従動ローラ17b、17d、揺動ローラ17cの計4本からなるローラを前側板131、後側板132が回転自在に支持している。そして、前記4本のローラに無数の孔を有する無端状の搬送ベルト171、172、173、174が張架されている。また、搬送ベルト内側に設置された搬送フレーム108が前側板131、後側板132を支持する。搬送フレーム108内部に設置された吸引ファン115、125によって、通紙されるシートSは搬送ベルト171、172、173、174が有する無数の孔を介して図2中矢印B方向へ吸引される。つまり、搬送ベルト171、172、173、174の上面が定着前搬送部17の搬送面となっていて、この搬送面にシートを吸引ファン115、125によって吸引しながら、搬送ベルト171、172、173、174の回転でシートが搬送される。
さらに、搬送フレーム108には後述するループ制御時に使用するループ検知フラグ105とループ検知センサ106が設置されている。ループ検知フラグ105はループ検知フラグ回動軸1052を中心として回動可能となっている。シートのループ部分で押されることによって回動したループ検知フラグ105の位置に応じてループ検知センサ106が信号を出力するので、ループ検知センサ106はシートのループ量に応じた信号を出力することになる。
ここで、揺動ローラ17cは画像形成装置本体の本体前側板119と本体後側板129に両端部を回転自在に支持されている。そして揺動ローラ17cは、後述する揺動部材113、123と共に定着前搬送部17を装置本体に対して回動自在に設置している。
画像形成装置本体の本体前側板119には駆動モータ110が設置されている。搬送ベルト171、172、173、174は、駆動モータ110からの駆動が、駆動伝達ベルト114、アイドラプーリー109、駆動伝達ベルト124、駆動ローラ17aの順に伝達されることで回転する。そして、搬送ベルト171、172、173、174は、駆動ローラ17aが回転することにより図中矢印A方向へと回転し、シートSを搬送速度V2で吸引搬送する。ここで、アイドラプーリー109は揺動ローラ17cに設置されているが、揺動ローラ17cに対しては回転自在である。
一方、画像形成装置本体の本体後側板129には揺動モータ104が設置されている。揺動モータ104は、駆動伝達ベルト134を介し、本体前側板119と本体後側板129に両端部を回転自在に支持された揺動軸112を回転させる。揺動軸112には同一形状をした揺動カム111、121、揺動フラグ103が設けられている。揺動フラグ103の位相を本体前側板119に設置されたカム位相検知センサ106aで検知することにより、揺動カム111、121の位相を検出することが可能となっている。
揺動カム111、121は、定着前搬送部17の前側板131、後側板132に設けられた揺動部材113、123と接している。この揺動カム111、121の図2での矢印C方向への回転で、揺動軸17cを回動中心として図2での矢印D方向へ定着前搬送部17を揺動させることが可能となる。つまり、定着前搬送部17は、搬送されるシートの厚さ方向に移動される。
ここで、揺動部材113、123が揺動カム111、121の上死点に接している状態を定着前搬送部17のホームポジションである第1位置P1とする。また、揺動部材113、123が揺動カム111、121の下死点に接している状態を定着前搬送部17のリリースポジションである第2位置P2として図2の点線で示した。
定着前搬送部17が第1位置P1にある場合と第2位置P2にある場合とで、定着前搬送部17の搬送面である搬送ベルト171、172、173、174の上面の位置が異なり、定着前搬送部17のシート搬送角度(シート搬送方向)が変わる。定着前搬送部17が第1位置P1にある場合には定着前搬送部17はほぼ水平な第1方向にシートを搬送する。定着前搬送部17が第2位置P2にある場合には、定着前搬送部17が第1位置P1にあるときの搬送方向よりも下方に向いた第2方向へシートを搬送する。揺動カム111、121や揺動モータ104によって、吸引搬送部である定着前搬送部17の搬送面を移動させる移動部が構成される。
また、既述のように定着前搬送部17の通紙方向上流には2次転写外ローラ15と、中間転写ベルト51および2次転写ローラ内ローラ5gとによって形成される2次転写ニップ部T2がある。この2次転写ニップ部T2で挟持搬送されるシートSは搬送速度V1で搬送される。そして、2次転写ニップ部T2を抜けたシートSのシート搬送挙動を安定させるために2次転写出口ガイド101が本体に対して設置されている。
定着前搬送部17の通紙方向下流には定着ローラ181と加圧ローラ182とで構成された定着器18が設けられている。そして定着ローラ181と加圧ローラ182とで定着部としての定着ニップ部F1を形成している。定着ローラ181は定着モータからの駆動を受け、図中矢印E方向に回転する。定着ニップ部F1で挟持搬送されるシートSは搬送速度V3で搬送される。また、定着ニップ部F1に突入するシートSの挙動を安定させるためにガイド部材としての定着入口ガイド102が定着前搬送部17の通紙方向下流に設けられている。また、後述する定着前搬送部17のアクティブ揺動制御時にシートSの先端を検出するため、定着入口ガイド102の非通紙面側にシート検知手段としての定着入口センサ107が設置されている。
図4は、定着前搬送部17の動作制御を司る制御系のブロック図である。制御部としてのCPU701には、ユーザが操作する操作部が接続され、操作部702に設定されたシートの種類(メディア種類)に関する情報が入力される。また、ループ検知センサ106、定着入口センサ107、カム位相検知センサ106aからの出力信号がCPU701に入力される。さらにCPU701は、定着ローラ181を駆動する定着モータや揺動モータ104の動作を制御する。
CPU701が揺動モータ104の動作を制御することで定着前搬送部アクティブ揺動制御を実行することができる。ここでの定着前搬送部アクティブ揺動制御とは、シートSを定着前搬送部17が搬送中であって、シートSの先端が定着ニップ部F1に突入する直前に、定着前搬送部17の搬送面における下流側の部分を下方へ移動させる制御である。この定着前搬送部アクティブ揺動制御を行うことにより、シートが定着ニップ部F1に進入する直前でシートプロファイル(シート形状)を変化させることができる。そして、シートSの先端が定着ニップ部F1に突入する時の衝撃がシートSの先端に作用しても、この衝撃はシートプロファイルが変化することにより形成されたシートの弛み部分に吸収される。よって、2次転写ニップ部T2にシートを介して衝撃が伝播することが少なくなる。そして、像乱れ等が発生せず、また、搬送安定性を確保した画像形成装置を提供することが可能となる。
また、CPU701は、ループ検知部としてのループ検知センサ106からの信号に基づいて定着モータの動作を制御することで定着ループ制御を行うことができる。この定着ループ制御は、シートSに2次転写ニップ部T2と定着ニップ部F1との間で、シートSに形成されるループ量が所定量となりつづけるように定着ローラ181の回転速度(搬送速度)を制御することである。定着ループ制御を行うことにより、2次転写ニップ部T2と定着ニップ部F1間でのシートSの引っ張り合いやループ過多を防止し、像乱れ等の発生を抑制可能となる。
定着前搬送部17のシート搬送に係る動作を、図5の定着前搬送部アクティブ揺動制御の制御フローチャートおよび図6の定着ループ制御の制御フローチャート、並びに図2及び動作説明図である図7乃至図11を用いて以下詳細に説明する。
画像形成装置の操作部702に、通紙するシートSに関するサイズ、剛度、表面性等の情報が入力される。CPU701が前記情報を記憶部に記憶させ、プリント待機状態となる。
次に、ユーザーからプリント開始の入力があると、CPU701は揺動モータ104を回転させ、駆動を受けた揺動カム111及び121がそれぞれ揺動部材113、123と上死点で接するまで回転させて停止させる(Step1)。これにより定着前搬送部17は図2の実線で示された第1位置P1に位置する。なお揺動カム111及び121がそれぞれ揺動部材113、123と上死点で接する回動角度になったことは、カム位相検知センサ106aに基づいてCPU701が判断する。同時に、定着ローラ181が図2中矢印E方向に回転し、定着ニップ部F1におけるシート搬送速度V3が、転写部での搬送速度V1となるようにとなるように、CPU701は定着モータを一定速度で駆動させる。
ここで、定着前搬送部17がホームポジションである第1位置P1にあることにより、2転ニップ部T2を抜けるシートSに対して2次転写出口ガイド101と定着前搬送部17に設置された搬送ベルト171、172、173、174の搬送面が概ね直線状を成す。そして、シートSの搬送方向の長さが2次転写ニップ部T2から定着ニップ部F1までの距離より短い場合やシートSの剛度が一定値以上ある場合においても、シートSが定着前搬送部17でブリッジする心配が無く、搬送安定性を確保することが可能となる。ここで、シートがブリッジするとは、吸引によるシートの定着前搬送部17の搬送面への吸着が行われず、シートの先端側が定着入口ガイド102にシート後端側が2次転写出口ガイド101に支えられた状態となることである。シートがブリッジすると定着前搬送部17へのシートの吸着がなくなるので、シートが搬送されなくなってしまう。本実施形態では、第1位置にて、2次転写出口ガイド101と定着前搬送部17に設置された搬送ベルト171、172、173、174の搬送面が直線状であるので小サイズの厚い紙であってもブリッジを回避して安定したシート搬送がなされる。なお、剛度の高いシートを定着前搬送部17に沿わせるためにシートを吸引するファンの吸引力を増大させることも考えられるが、この場合にファンの大型化や必要電力のアップが必要となる。本実施形態では、ブリッジが生じずらい第1位置に定着前搬送部17を位置させることができるのでファンを大型化することなく構成できる。
定着前搬送部17に関しても、吸引ファン115、125が図2中矢印B方向へ吸引を開始し、駆動モータ110から駆動を受けた搬送ベルト171、172、173、174は図2中矢印A方向へシートSを速度V2で搬送可能に動作を開始する。ここでの搬送ベルト171、172、173、174の搬送速度V2は、2次転写ニップ部T2での搬送速度V1よりも高い速度に設定される。
ユーザーからのシートSに関する入力情報をもとに、CPU701がシートSの搬送方向の長さを判断する(Step2)。即ち、シートSの搬送方向の長さが2次転写部T2から定着ニップ部F1までの距離より長いかどうかをCPU701が判断する。
Step2においてシートSの搬送方向の長さが2次転写部T2から定着ニップ部F1までの距離より長いとCPU701が判断した場合には、シートの剛度が一定以上であるかどうかをCPU701が判断する(Step3)。
シートSの剛度(厚さ)が一定値以上である場合、Step4、5で定着前搬送部アクティブ揺動制御をCPU701は実行する。即ち、図7に示すように、シートSの先端SFが、定着ニップ部F1よりも上流側の所定位置である定着入口センサ107の検知位置に達したかどうかを定着入口センサ107からの出力に基づいてCPU701が判断する(Step5)。そして、図7に示すように、シートSの先端SFが定着入口センサ107の検知位置に到達したとCPU701が判断したら、CPU701は、揺動カム111、121が図7中矢印C方向へ回転するように揺動モータ104の駆動を開始する(Step6)。これよって揺動モータ104によって定着前搬送部17は第1位置P1から第2位置への移動を開始することになる。揺動カム111,121が回転することで、シートSの先端SFが定着ニップ部F1に到達する前に、図7の状態から、図8に示すように定着前搬送部17のシート搬送方向が下向きとなるように変更されていく。
このとき、シートの先端側は定着入口ガイド102によって支持されているのでシートの先端側は湾曲した形状に変形する。即ち、シートの2転ニップ部T2から定着前搬送部17の最下流までは直線状を成し、シートの先端側は、定着入口ガイド102の勾配に沿うようにV字形状(湾曲形状)を成すように変形する。
図8の状態からさらにCPU701が揺動カム111、121が図8中矢印C方向へ回転するように揺動モータ104を駆動したときの状態を図9に示す。揺動カム111、121の作用によって定着前搬送部17の搬送ベルト171、172、173、174が揺動しているときに、シートの先端が定着ニップ部F1に進入していく。定着前搬送部17の搬送ベルト171、172、173、174が揺動するのに伴って搬送ベルト171、172、173、174によって搬送されているシートに撓むような変形を生じる。また、シートSの剛度が一定以上の場合、シートは定着前搬送部17の搬送ベルト171、172、173、174の上面の下流側部分において搬送ベルト171、172、173、174の表面から離れる。そして、シートSと定着入口ガイド102、定着前搬送部17によって空間C1を形成するようになる。
なお、Step5のタイミングを定着入口センサ107のシート検知に基づいて決定する形態を例示した。しかし、図示しない、2転ニップ部T2とレジストローラ14間に配置したレジ後センサがシートを検知してからからシートの先端が定着ニップ部F1の直前に位置するだけの所定時間経過後に揺動モータ104の駆動を開始させてもよい。
搬送ベルト171、172、173、174を揺動させることでシートの先端側が撓みをように変形を生じている(変形が増大している)ときに、シートSの先端が定着ニップ部F1に突入させている。
シートに撓みが作られている(撓みが増大している)ときには、搬送ベルト171、172、173、174を揺動させない場合と比較してシートの先端は遅れる。搬送ベルト171、172、173、174を揺動させているときに、シートの先端が定着ニップ部に到達するので、搬送されているシートの先端が定着ニップ部F1に到達するときのシートの先端の速度が、搬送ベルト171、172、173、174を揺動させない場合と比較して、低下するようになる。つまり、搬送ベルト171、172、173、174を移動させながらシートの先端を定着ニップ部F1に到達するように制御部が制御することで、実質的にシート先端が定着ニップ部F1に突入する際の速度を低下させることができる。したがって、シートSが定着ニップ部F1に突入した際のシートSの先端に生じる衝撃が少なくなるので、シートを介して転写部に衝撃が伝播することがすくなくなる。
また、空間C1の形成とシートの先端側のV字形状によってシートSが定着ニップ部F1に突入した際のシートSに生じる衝撃が吸収される。よって衝撃がシートを介して2次転写ニップ部T2などに影響するこがとが少なくなる。したがって、シートSが定着ニップ部F1に突入した際のシートSに生じる衝撃がシートに形成される画像に対して影響を及ぼす事が少なくなる。
シート先端が定着ニップ部F1に進入した後、シートの後端が2次転写ニップ部T2を通過するまでCPU701が定着ループ制御を実行する(Step6、7)。定着ループ制御については後に説明する。シートの後端が2次転写ニップ部T2を通過したかどうかは、定着入口センサ107の検知タイミングとシートSの搬送方向長さ、定着入口センサ107と2次転写ニップ部T2との距離を元に、CPU701が判断する。
CPU701がシートSの後端SRが2転ニップ部T2を通過したと判断したら(Step7のY)。CPU701は、2次転写ニップ部T2での搬送速度V3がV1となるように定着ローラ181を回転させる定着モータを一定速度で駆動させる(Step8)。つまり、シートSに対して搬送速度差を生じさせる部材はなくなるため、CPU701はループ制御を終了させる。
そして、図12に示すように、定着入口センサ107の検知からの信号によってシートSの後端SRが定着入口センサ107の検知位置を通過したとCPU701が判断すると(Step9)、ジョブが終了であるかを判断する(Step10)。ジョブ終了であったら、揺動カム111、121が回転し、定着前搬送部17を再び図2中の第1位置P1へ戻るように、CPU701が揺動モータ104を駆動する。そして画像形成装置のプリント動作は終了する。
Step2においてシートSの搬送方向の長さが2次転写部T2から定着ニップ部F1までの距離より長くないとCPU701が判断した場合には、CPU701は定着ループ制御や定着前搬送部アクティブ揺動制御を実行しない。そして、定着ローラ181の搬送速度V3がV1となるよう定着モータを一定速度で駆動させてシートを搬送し(Step17)、Step9に移行する。この場合、定着前搬送部17は第1位置P1にあるので、シートSの定着前搬送部17に対するブリッジ等の心配が無く、搬送安定性を確保することが可能となる。
また、Step3において、シートの剛度が一定以上でないと判断した場合には、定着前搬送部アクティブ揺動制御を行わない。つまり、シートが定着前搬送部17に送られてくるより前に定着前搬送部17を第2位置P2へ位置させるようにCPU701が揺動モータ104を駆動する(Step16)。第2位置P2に位置したままで定着前搬送部17はシートを搬送することになる。そして、Step6に移行する。
シートの剛度が一定以上でない場合に、定着前搬送部アクティブ揺動制御を行わない理由は以下である。剛度が低いシートの場合、シートS先端の定着ニップ部F1突入による2次転写ニップ部T2速度ムラが発生しにくく、像乱れ等が発生しにくい。また、剛度が低いシート特有の定着ニップ部F1における挟持搬送時に発生し得る紙シワを防ぐように、定着ニップF1よりある程度上流側から定着入口ガイド102にシートSを沿わせるためである。
Step10でジョブが終了でない場合には、シートSの搬送方向の長さが2次転写部T2から定着ニップ部F1までの距離より長いかどうかをCPU701が判断する(Step12)。そして、シートSの搬送方向の長さが2次転写部T2から定着ニップ部F1までの距離より長くないとCPU701が判断した場合には、定着前搬送部17を第1位置P1へ位置させるようにCPU701が揺動モータを駆動させる(Step15)。その後、Step9へ移行する。
Step10でシートSの搬送方向の長さが2次転写部T2から定着ニップ部F1までの距離より長いとCPU701が判断した場合には、次のシートSの剛度が一定値以上であるかどうかをCPU701が判断する(Step13)。シートSの剛度が一定以上でないとCPU701が判断した場合には、Step16へ移行する。シートSの剛度が一定以上であるとCPU701が判断した場合には、定着前搬送部17を第1位置P1へ位置させるようにCPU701が揺動モータを駆動させ(Step14)、Step4へ移行する。
Step6における定着ループ制御は図6に示すとおりである。即ち、ループ検知フラグ105のセンサ遮蔽部1051がループ検知センサ106を遮蔽することでループ検知センサ106からON信号が出力されているかどうかをCPU701が判断する(Step31)。
ループ検知フラグ105がループ検知センサ106を遮蔽(センサON)している状態では2次転写ニップ部T2と定着ニップ部F1とでニップされたシートのループが小さいことで、ループ検知フラグ105が起立している状態である。そこで、ループ検知センサ106がONであるとCPU701が判断した場合には(Step31のY)、定着ニップ部F1での搬送速度V3を転写ニップ部T2でのシート搬送速度V1よりも低度となるようにCPU701が定着モータを制御する(Step32)。
一方、センサ遮蔽部1051がループ検知センサ106を遮蔽しない(センサOFF)場合には(Step31のN)、Step33に移行する。Step33では、定着ニップ部F1でのシート搬送速度V3が転写ニップ部T2でのシート搬送速度V1よりも大きくなるようにCPU701が定着モータを制御する。なお、シートSがループ検知センサ106上に無い場合はセンサONの状態である。
このように定着ループ制御を行うことによって、シートSが2転ニップ部T2と定着ニップ部F1に同時に狭持されている間、図10に示すように、シートSは被転写面側ループ形成空間CHと背面側ループ形成空間CLを消滅させることが無いようにしている。
Step32やStep33での定着モータの速度設定が終わると、所定時間経過したのを待って(Step34)、図5のStep7へ移行する。
ループ検知センサ106からの出力状態がON状態とOFF状態とに切り替わる境界位置について図10を用いて説明する。ループ検知センサ106からの出力が切り替わるループ検知フラグ105の位置は、定着モータが目標速度に達するまでの応答時間も考慮し、シートSの引っ張り限界プロファイルSHとシートSの押し込み限界プロファイルSLの中央となる位置に設定している。ここで、ループ検知センサ106のON、OFF状態が切り替わるシートの形状として図10中でシートプロファイルSCとして示した。
つまり、シートSはシートプロファイルSCを中心に、シートの形状が引っ張り限界シートプロファイルSH側となった場合には定着ニップ部F1での搬送速度V3を2次転写ニップ部での搬送速度V1よりも低速となるようにする。そして、シートSはシートプロファイルSCよりも、シートの形状が押し込み限界プロファイルSL側となった場合には、定着ニップ部F1での搬送速度V3を2次転写ニップ部での搬送速度V1よりも高速となるように定着モータの回転数をCPU701が制御する。
本第1実施形態では以下の効果を奏する。
定着前搬送部アクティブ揺動制御を搬送されるシート毎に行うことにより、効率的にシートプロファイルを変化させている。シートS先端が定着ニップ部F1に突入時の衝撃がシートSに作用しても、衝撃はシートプロファイルが変化することにより形成されたシートの弛み部分に吸収される。
また、搬送ベルト171、172、173、174が揺動している状態で、シートSの先端が定着ニップ部F1に突入する。搬送ベルト171、172、173、174を揺動させている状態では、本実施形態ではシートの先端側がV字形状となるように変形をし続ける。搬送ベルト171、172、173、174を揺動させてシートの先端側がV字形状となるように変形し続けている状態では、搬送されているシートの先端の位置は、搬送ベルト171、172、173、174を揺動させない場合(シートを変形させない場合)と比較して、搬送方向の上流側に後退することになる。よってシートがV字形状に撓わむように変形しているとき、シート先端の速度は、搬送ベルト171、172、173、174を揺動させない場合と比較して、低下した速度になる。したがって、搬送ベルト171、172、173、174を揺動させてシートの先端側が撓むような変形を生じているときに、シートSの先端が定着ニップ部F1に突入させることによって、実質的にシート先端が定着ニップ部F1に突入する際のシートの先端の速度を低下させることができる。したがってシートSが定着ニップ部F1に突入した際のシートSに生じる衝撃が少なくなるので、シートを介して転写部に衝撃が伝播することがすくなくなる。また、本実施形態ではシートの先端側がV字形状に変形しているので、そのシートのV字形状箇所によって、定着ニップ部F1に突入した際のシートSに生じる衝撃が吸収される。よって、定着ニップ部F1に突入した際のシートSに生じる衝撃がシートを介して転写部に衝撃が伝播することがすくなくなる。したがって像乱れ等が発生せず、また、搬送安定性を確保した画像形成装置を提供することが可能となる。
定着前搬送部アクティブ揺動制御を行うにあたって、シート先端を検知する定着入口センサ107からの出力に基づいて、定着前搬送部17の第2位置P2への移動を開始している。よって、シート先端の定着ニップ部F1への進入のタイミングに対して、タイミングよく定着前搬送部17のシート搬送方向の変更を実行することが可能となり、効率的にシートプロファイルを変化させることが可能となる。
また、定着ループ制御を行うことにより、2次転写ニップ部T2と定着ニップ部F1との間でシートSに一定のループを形成し続けることになる。したがって、2次転写ニップ部T2と定着ニップ部F1間でのシートSの引っ張り合いやループ過多を防止し、像乱れ等の発生を抑制可能となる。
定着前搬送部17の第1位置P1から第2位置P2への移動と、シートの先端側が定着入口ガイド102に支持されることとで、定着前搬送部17の搬送面の下流側部分とシートとが離れて、空間C1(図10参照)を形成するようになっている。したがって、シートが定着ニップ部F1に突入した際に生じるシートの歪みを開放することが可能となり、シートの先端の定着ニップ部F1に突入による衝撃が転写部などに伝達されることが少なくなる。よって、像乱れ等が発生しない画像形成装置を提供することが可能となる。また、C1空間を形成することにより、定着ループ制御時にシートのループ形成可能領域が増加し、定着ループ制御時の定着ローラ181の回転速度変化に対する応答時間が遅くてもよくなる。したがって、定着ローラ181を回転する定着モータのスペックダウンが可能となることによりコストダウンを図ることができる。
また、搬送するシートの物性または種類に応じて定着前搬送部17の移動条件を変化させている。つまり、所定の剛度(厚さ)以上シートを搬送する場合には、定着前搬送部アクティブ揺動制御を実行し、所定の剛度(厚さ)未満のシートを搬送する場合には、第2位置P2の状態のままで定着前搬送部17がシートを搬送する。そして、シートの搬送方向の長さが2次転写ニップ部T2と定着ニップF1の間の距離より短い場合は、第1位置P1の状態のままで定着前搬送部17がシートを搬送する。したがって、シートの剛度が低く、シート先端の定着ニップ部F1突入による衝撃が像乱れ等を発生が少ない場合や、シートの長さが小さい場合には、定着前搬送部アクティブ揺動制御を実行しないので、画像形成装置の消費電力を抑制することが可能となる。
(第2実施形態)
第1実施形態では、定着前搬送部アクティブ揺動制御として、シートSの先端が定着ニップ部F1に到達する直前に、定着前搬送部17がシートを搬送中に定着前搬送部17の下流側部分を下方に移動させた。しかし、定着前搬送部アクティブ揺動制御として、シートSの先端が定着ニップ部F1に突入する直前であって、定着前搬送部17がシートを搬送中に、定着前搬送部17の下流側部分を上方に移動するように定着前搬送部17を回動させてもよい。以下、第2実施形態として図12乃至図14を用いて説明する。なお、第1実施形態と構成が異なる点について詳述し、第1実施形態と同じ構成については詳細な説明を省略する。
本第2実施形態では、図13に示すように、揺動部材113、123がそれぞれ揺動カム111、121の下死点で接した位置を定着前搬送部17の第1位置P11とする。そして、揺動カム111、121の図13中矢印C方向への回転に伴って、定着前搬送部17は揺動軸17cを回動中心として図13中矢印D方向へ回動する。揺動カム111、121の上死点が揺動部材113、123に接するときの定着前搬送部17の位置を第2位置P22とする。
ここで、シートの先端が定着ニップ部F1に突入する直前に定着前搬送部17を第1位置P11から第2位置P22への回動を開始させる。このように定着前搬送部17がシートを搬送中に定着前搬送部17の搬送方向を切り換えることでシートSの先端側に逆V字形状(湾曲形状)が形成される。そして、定着前搬送部17を第1位置P11から第2位置P22へ動かしている途中でシートの先端を定着ニップ部F1に到達させるようにしている。本実施形形態においても、シートSが定着ニップ部F1に突入した際のシートSに生じる歪と衝撃を吸収することが可能となり、画像形成工程における2次転写部より上流側へ画像に対する影響を及ぼす事が少なくなる。
また、上記第1の実施形態での定着ループ制御(図6)の論理を本実施形態では図12に示すように反転するように構成している。
図12において、ループ検知フラグ105のセンサ遮蔽部1051がループ検知センサ106を遮蔽(センサON)しているかどうかをCPU701が判断する(Step35)。
ループ検知フラグ105がシートに押されて倒れていることでループ検知センサ106からの出力がOFF信号であるとCPU701が判断した場合には(Step35のY)、Step36に移行する。Step36では、定着ニップ部F1での搬送速度V3を転写ニップ部T2でのシート搬送速度V1よりも小さな速度となるようにCPU701が定着モータを制御する。
一方、センサ遮蔽部1051がループ検知センサ106を遮蔽していていてループ検知センサ106からの出力信号がOFFでない場合には(Step35のN)、Step37に移行する。Step37では、定着ニップ部F1でのシート搬送速度V3が転写ニップ部T2でのシート搬送速度V1よりも大きくなるようにCPU701が定着モータを制御するStep37。
そして、所定時間経過したのを待って(Step38)、ループ制御は終了となる。
シートSの先端が定着ニップ部F1に突入後の様子を、図14を用いて説明する。
シートSが2転ニップ部T2と定着ニップ部F1に同時に挟持されている間、図14に示すように、シートSは被転写面側ループ形成空間CLと背面側ループ形成空間CHを消滅させることがないようにされる。
ループ検知センサ106からの出力が切り替わるループ検知フラグ105の位置は、定着モータが目標速度に達するまでの応答時間も考慮し、シートSの引っ張り限界プロファイルSHとシートSの押し込み限界プロファイルSLの中央となる位置に設定している。ここで、ループ検知センサ106のON、OFF状態が切り替わるシートの形状として図11中でシートプロファイルSCとして示した。
シートSはシートプロファイルSCを中心に、シートの形状が引張り限界シートプロファイルSH側となった場合には定着ニップ部F1での搬送速度V3を2次転写ニップ部での搬送速度V1よりも小さくする。そして、シートSはシートプロファイルSCよりも、シートの形状が押し込み限界プロファイルSL側となった場合には、定着ニップ部F1での搬送速度V3を2次転写ニップ部での搬送速度V1よりも大きくなるように定着モータの回転数をCPU701が制御する。
本第2実施形態でも既述の第1実施形態と同様の効果を奏する。
なお、第1、第2実施形態では、吸引搬送ベルトにシートを吸引して搬送する形態を例示しているが、吸引を行わないで回転することでシートを搬送するベルトでシートを搬送する形態であってよい。この場合も、ベルトを移動させることによってシートに撓むような変形を生じさせながら、ベルトによって搬送されているシートの先端を定着ニップ部F1に到達させることで同様の効果が期待できる。
また、2次転写ニップ部T2と定着ニップ部F1との間に可動ガイドを、搬送部として、設けるようにしてもよい。この変形例を、図15(A),(B)に示した。2次転写ニップ部T2と定着ニップ部F1の間に設けられた、搬送部としての可動ガイド901は、回動軸901aを中心に揺動自在に支持されている。よって可動ガイド901は、搬送されるシートの厚さ方向に移動する。
可動ガイド901は、定着ニップ部F1へ向かうシートと接してシートをガイドする。シートの先端が、定着入口センサ107で検知されると、可動ガイドが図15(A)で示した位置から図15(B)で示した位置へと揺動を開始し、可動ガイド901が揺動しているときに、シートの先端が定着ニップ部F1に到達する。ここで、可動ガイド901が移動しているときには、搬送されているシートが撓むように変形する。よって、第1、第2実施形態と同様に、定着ニップ部F1にシートの先端が到達するときのシートの先端の速度が、低下する。したがって、シートの先端がシート定着ニップ部F1に突入するときの衝撃が緩和される。よってシートの先端が定着ニップ部F1に突入するときの衝撃がシートを介して2次転写ニップ部T2に伝わることが少なくなる。なお、可動ガイド901の揺動は、第1実施形態における定着前搬送部17を移動させる機構と同様に、モータによって駆動されるカムによって行われる。
17 定着前搬送部
18 定着器
104 揺動モータ104
111、121 揺動カム
T2 2次転写ニップ部

Claims (17)

  1. シートにトナー画像を転写する転写部と、
    シートに転写されたトナー画像をシートに定着する定着部と、
    前記転写部と前記定着部との間に設けられ、シートを搬送するための搬送部と、
    前記転写部から前記定着部へ向かって搬送されているシートの先端の速度が低下するように前記搬送部を移動させる移動部と、
    前記移動部によって前記搬送部を移動させている途中で前記転写部から前記定着部へ向かって搬送されているシートの先端が前記定着部に到達するように制御する制御部と、有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記搬送部は、シートを搬送面に吸引してシートを搬送し、
    前記制御部は、前記移動部によって前記搬送部の前記搬送面をシートの厚さ方向に移動させている途中で該シートの先端が前記定着部に到達するように、制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記搬送部と前記定着部との間に設けられ、シートをガイドする固定されたガイド部材を備え、
    前記移動部によって、シート搬送方向における前記搬送部の搬送面の下流側を下方に移動させることによって、前記ガイド部によってガイドされたシートの先端側が変形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. 前記搬送部と前記定着部との間に設けられ、シートをガイドするガイド部材を備え、
    前記移動部は、前記搬送部の搬送面におけるシート搬送方向の下流側の部分と、先端側が前記ガイド部材によってガイドされたシートとが離れるように前記搬送部を移動させることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御部は、搬送するシートの厚さが所定の厚さ以上の場合には、前記搬送部がシートを搬送している状態で、前記移動部が前記搬送部の搬送面の移動させ、
    前記制御部は、搬送するシートの厚さが所定の厚さ未満の場合には、前記搬送部がシートを搬送している状態で前記搬送部の搬送面を移動させる動作を実行しないことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記移動部は、シート搬送方向における前記搬送部の下流側を上方若しくは下方に移動させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 前記搬送部によるシートの搬送方向が第1方向となる第1位置と、前記2搬送部によるシートの搬送方向が前記第1方向よりも下方に向いた第2の方向となる第2位置と、に前記移動部は前記搬送部を揺動させ、
    前記制御部は、前記第1位置に位置した前記搬送部によって搬送されているシートの先端が前記定着部に到達する前に、前記移動部が前記搬送部の前記第1位置から前記第2位置への揺動を開始し、前記第1位置から前記第2位置へ前記搬送部を揺動させている途中で前記搬送部によって搬送されるシートの先端が前記定着部に到達するように制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 前記搬送部によるシートの搬送方向が第1方向となる第1位置と、前記搬送部によるシートの搬送方向が前記第1方向よりも上方に向いた第2の方向となる第2位置と、に前記移動部は前記搬送部を揺動させ、
    前記制御部は、前記第1位置に位置した前記搬送部によって搬送されているシートの先端が前記定着部に到達する前に、前記移動部が前記搬送部の前記第1位置から前記第2位置への揺動を開始し、前記第1位置から前記第2位置へ前記搬送部を揺動させている途中で前記搬送部によって搬送されるシートの先端が前記定着部に到達するように制御することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  9. シートの先端を検知したことに応じて信号を出力するシート検知部を有し、
    前記シート検知部からの信号に応じて、搬送されるシートの先端が前記定着部よりも上流側の所定位置に達したと判断したときに、前記移動部が前記搬送部の移動を開始するように前記制御部が制御することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。
  10. シートが前記転写部と前記定着部との両方に挟持された状態で前記転写部と前記定着部との間でのシートのループ量に応じた信号を出力するループ検知部を有し、
    前記ループ検知部からの信号に応じて、前記定着部のシート搬送速度が変更されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成装置。
  11. 前記転写部のシート搬送速度をV1、前記搬送部のシート搬送速度をV2、前記定着部のシート搬送速度をV3とするとき、V1<V2であり、且つ、前記ループ検知部からの出力に基づいて、前記定着部のシート搬送速度V3を、V1より高速とするか低速とするかを前記制御部が切り替えることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
  12. 前記移動部は、前記転写部から前記定着部へ向かって搬送されているシートに撓みを生じさせるように前記搬送部を移動させ、
    前記制御部は、搬送されるシートに撓みを生じさせるように前記搬送部を移動させている途中で該シートの先端が前記定着部に到達するように制御することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成装置。
  13. 前記搬送部は、吸引部によってシートが吸引され、回転することでシートを搬送する搬送ベルトを備え、
    前記移動部は、前記搬送ベルトを、シート搬送方向における前記搬送ベルトの上流側に設けられた揺動中心を中心にして揺動させ、
    前記制御部は、前記移動部によって前記搬送ベルトを前記揺動中心を中心にして揺動させている途中でシートの先端が前記定着部に到達するように制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  14. シートにトナー画像を転写する転写部と、
    シートに転写されたトナー画像をシートに定着する定着部と、
    吸引部によってシートが吸引され、回転することでシートを前記転写部から前記定着部へ搬送する搬送ベルトと、
    前記搬送ベルトを、シート搬送方向における前記搬送ベルトの上流側に設けられた揺動中心を中心にして揺動させる移動部と、
    前記移動部によって前記搬送ベルトを前記揺動中心を中心にして揺動させている途中でシートの先端が前記定着部に到達するように制御する制御部と、有することを特徴とする画像形成装置。
  15. 前記搬送ベルトと前記定着部との間に設けられ、シートをガイドする固定されたガイド部材を備え、
    前記移動部によって、シート搬送方向における前記搬送ベルトの搬送面の下流側を下方に移動させることによって、前記ガイド部によってガイドされたシートの先端側が変形することを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
  16. 前記搬送ベルトと前記定着部との間に設けられ、シートをガイドするガイド部材を備え、
    前記移動部は、前記搬送ベルトの搬送面におけるシート搬送方向の下流側の部分と、先端側が前記ガイド部材によってガイドされたシートとが離れるように前記搬送部を移動させることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
  17. 前記制御部は、搬送するシートの厚さが所定の厚さ以上の場合には、前記搬送ベルトがシートを搬送している状態で、前記移動部によって前記搬送ベルトを揺動させ、前記制御部は、搬送するシートの厚さが所定の厚さ未満の場合には、前記搬送ベルトがシートを搬送している状態の前記搬送ベルトを同道させる動作を実行しないことを特徴とする請求項14乃至16のいずれかに記載の画像形成装置。
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