JP6107740B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等に適用される画像形成装置に関し、特にロール紙に画像形成を行う画像形成装置に関する。
感光体に形成したトナー像を用紙等の転写材に転写し、トナー像が転写された用紙を定着部において加熱・加圧することによってトナー像を用紙に定着させる電子写真方式の画像形成装置が普及している。
このような画像形成装置に用いられる定着部は、例えば加熱ローラで構成される定着部材と、その定着部材に対向する位置に設けられ、定着部材側に圧着して回転する対向ローラによって構成される加圧部材とで構成される。そして、定着部材と加圧部材との間のニップ部を未定着のトナー像を担持した用紙が通過することによって、トナー像が用紙に定着する。
従来、画像形成装置では、定着部における定着部材又は加圧部材側への用紙の巻き付きを防止するために様々な対応が採られている。例えば、「bishub PRESS C7000(株式会社コニカミノルタ社製)」では、定着部材への用紙の巻き付きを判断するために、定着部よりも、用紙の搬送方向下流側に用紙の有無を検知するアクチュエータを設ける構成が採用されている。この画像形成装置では、アクチュエータによって用紙を規定の時間検知できない場合には用紙が定着部材へ巻き付いたと判断される。
また、特許文献1では、トナーの粘着力によって用紙が定着部材に巻き付くジャムを防止するために、定着部材と用紙との間に圧縮した空気を吹き付け、用紙の定着部材からの分離を促す分離機構が設けられている。
一方、電子写真方式の画像形成装置において、転写材としてロール紙を用いる技術が提案されている(特許文献2参照)。特許文献2では、ロール紙の巻き残量が少なくなるにしたがってロール紙の巻き癖が強くなることに伴い、転写画像の白抜けが発生し易くなるという問題を解決するために、ロール紙の巻き残量に応じて像担持体からのロール紙の分離性を制御する構成が開示されている。
特開2012−63743号公報 特開2002−91237号公報
ところで、定着部では、弾性部材によって構成された定着部材や加圧部材で例えば100kgのニップ荷重をかけて用紙を挟むため、ロール紙のように搬送方向に長い用紙の中腹部でも定着部材又は加圧部材に巻き付く可能性がある。しかしながら、ロール紙の中腹において定着部材や加圧部材への巻き付きが起こった場合でもロール紙の搬送はとぎれることが無い。このため、従来の画像形成装置のように、定着部の下流側に用紙の有無を検知するアクチュエータを設ける構成では、ロール紙の定着部材や加圧部材への巻き付きを検知できない。
さらに、ロール紙は、セット状態の巻き方向や、ロール紙の巻き残量に依存してカール状態が大きく変わる。このため、ロール紙を用いる場合、常に同じ条件で用紙を定着部材又は加圧部材から分離するような分離機構を有する構成では、最適な分離性能は確保できない。
本発明は、上述の点に鑑み、画像形成装置において、定着部の定着部材及び加圧部材からロール紙を最適な条件で分離させ、定着部材及び加圧部材へのロール紙の巻き付きを防ぐことを目的とする。
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、定着部と、制御部とを備える。定着部は、所定の温度に加熱される定着部材と定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、トナー像をロール紙に定着させる。制御部は、ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、定着部材及び加圧部材への前記所定の巻き数で巻かれたロール紙の巻き付き防止制御を行う。
本発明の画像形成装置では、制御部が、ロール紙の搬送方向に対する巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、ロール紙の巻き付き防止制御を行う。これにより、常に最適な条件で定着部材及び加圧部材への巻き付きを防止することができる。
本発明によれば、ロール紙の定着部材及び加圧部材への巻き付きが防止される。
本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置が適用された画像形成システムの概略構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。 画像形成システムの制御系を示すブロック図である。
以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
1.第1の実施形態:巻き付き防止制御を、分離機構を制御することによって行う例
1−1.画像形成装置の構成
1−2.給紙装置の構成
1−3.制御系の構成
1−4.画像形成システムの制御方法
2.第2の実施形態:巻き付き防止制御を、予め設定された印字率を超えないように印刷動作を制御することによって行う例
〈1.第1の実施形態:巻き付き防止制御を、分離機構を制御することによって行う例〉
図1は、本実施形態に係る画像形成装置1が適用された画像形成システム100の概略構成図である。また、図2は、本実施形態に係る画像形成装置1の要部の概略構成図である。画像形成システム100は、本実施形態の画像形成装置1と、画像形成装置1にロール紙Sを供給する給紙装置2とを備える。
[1−1.画像形成装置の構成]
まず、画像形成装置1について説明する。画像形成装置1は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の4色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。
図1に示すように、本実施形態の画像形成装置1は、搬送部23と、画像形成部40と、中間転写ベルト50と、2次転写部70と、定着部10と、制御部60とを備える。
搬送部23は、2次転写部70の上流側に設けられた複数の搬送ローラで構成されており、給紙装置2から搬送されてきたロール紙Sを転写位置である2次転写部70に連続して搬送する。
画像形成部40は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色のトナー像を形成するために、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kを有する。
第1の画像形成ユニット40Yはイエローのトナー像を形成し、第2の画像形成ユニット40Mはマゼンタのトナー像を形成する。また、第3の画像形成ユニット40Cは、シアンのトナー像を形成し、第4の画像形成ユニット40Kは、ブラックのトナー像を形成する。これら4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは代表して第1の画像形成ユニット40Yについて説明する。
第1の画像形成ユニット40Yは、ドラム状の感光体41と、感光体41の周囲に配置された帯電部42と、露光部43と、現像部44と、クリーニング装置45とを有している。感光体41は、駆動モータ(図示を省略する)によって反時計回りに回転する。帯電部42は感光体41に電荷を与え感光体41の表面を一様に帯電する。露光部43は、外部から送信されてきた画像データに基づいて、感光体41の表面に対して露光走査を行い感光体41に静電潜像を形成する。
現像部44は、感光体41に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体41の表面には、イエローのトナー像が形成される。なお、第2の画像形成ユニット40Mの現像部44は、感光体41にマゼンタのトナーを付着させ、第3の画像形成ユニット40Cの現像部44は、感光体41にシアンのトナーを付着させる。そして、第4の画像形成ユニット40Kの現像部44は、感光体41にブラックのトナーを付着させる。
感光体41上に付着したトナーは、中間転写ベルト50に転写される。クリーニング装置45は、中間転写ベルト50に転写した後、感光体41の表面に残留しているトナーを除去する。
中間転写ベルト50は、無端状に形成されており、駆動モータ(図示を省略する)で感光体41の回転方向とは逆方向の時計回りに回転する。中間転写ベルト50における各画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kの感光体41と対向する位置には、1次転写部51が設けられている。この1次転写部51は、中間転写ベルト50にトナーと反対の極性を印加することで、感光体41上に形成されたトナー像を中間転写ベルト50に転写させる。
そして、中間転写ベルト50が回転することで、中間転写ベルト50の表面には、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kで形成されたトナー像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト50上には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合いカラー画像が形成される。
中間転写ベルト50の近傍で、かつ搬送部23の下流側には、2次転写部70が配置されている。2次転写部70は、中間転写ベルト50が張架された転写上ローラと、中間転写ベルト50を挟んで転写上ローラ側に押圧された転写下ローラからなる転写ローラ対71で構成されている。
2次転写部70では、搬送部23から搬送されてきたロール紙Sを転写下ローラで中間転写ベルト50側に押圧する。そして、2次転写部70は、搬送部23から送られてきた用紙S上に中間転写ベルト50に形成されたカラーのトナー像を転写する。クリーニング部52は、ロール紙Sに転写した後、中間転写ベルト50の表面に残留しているトナーを除去する。
定着部10は、定着ベルト6と、加圧部材である加圧ローラ3とを備える。定着ベルト6は、無端状の弾性部材で構成されており、図2に示すように、駆動ローラである定着ローラ4と従動ローラである加熱ローラ5に支持張架されている。なお、本実施形態の定着ベルト6が本発明の定着部材を構成する。
定着ベルト6は、例えばPI(ポリイミド)で構成される基体表層にPFA(テトラフルオロエチレン)がコーティングされた弾性部材で構成される。定着ローラ4は外径50〜90mmの円柱状の部材で構成され、芯金上に例えば10〜30mmの厚さの弾性層を有する。加熱ローラ5は、内部にハロゲンヒータ7を内蔵した外径50〜90mmの円柱状の部材で構成され、表面にPFTE(ポリテトラフルオロエチレン)がコーティングされている。
加熱ローラ5がハロゲンヒータ7に加熱されることによって定着ベルト6が加熱される。このとき、定着ベルト6は160℃〜210℃に制御される。そして、加熱された定着ベルト6は、定着ローラ4が回転駆動することによって図面時計回りに回転走行する。
加圧ローラ3は、外径50〜90mmの円柱状の部材で構成され、芯金上に例えば1〜20mmの厚さのウレタンゴムなどで構成される弾性層を有しており、図示しない加圧機構により定着ベルト6を挟んで定着ローラ4に圧接するように設けられている。加圧ローラ3は、回転走行する定着ベルト6に連動して回転する。本実施形態では、加圧ローラ3の表面の線速度は220〜500mm/sである。
なお、本実施形態では、加圧ローラ3は定着ベルト6に従動する例としたが、加圧ローラ3を駆動ローラとして構成してもよい。また、加圧ローラ3に加熱するヒータを設けてもよい。
そして、定着ベルト6と加圧ローラ3とが当接する部分でニップ部17が形成される。トナー像を担持したロール紙Sがニップ部17を通過することで、所定の温度に制御された定着ベルト6と加圧ローラ3によってトナーが溶融し、ロール紙Sに定着する。
第1分離機構11は、定着部10の用紙搬送方向下流側において定着ベルト6の近傍に設けられており、定着ベルト6に接触可能な第1分離爪14と、定着ベルト6側に空気を噴射する第1エア噴射部13とを備える。
第1エア噴射部13は、所望の風量の空気を送り出す軸流ファン13aと、軸流ファン13aから送られてきた空気がニップ部17から出てきたロール紙Sと定着ベルト6との間に噴射されるように導くノズル部13bとを備える。ノズル部13b先端の開口は、定着ベルト6の回転方向と直交する方向に沿って細長い形状に構成されており、その長手方向が、ニップ部17とほぼ並行となるように設けられている。これにより、ニップ部を17通過したロール紙Sに一様に空気を噴射することができる。ノズル部13bから噴射される空気の風量は、軸流ファン13aに供給する電流値を制御して軸流ファン13aの回転数を変えることにより調整することができる。
第1分離爪14は、第1エア噴射部13の空気の噴射位置に対して、ニップ部17とは反対側の位置において定着ベルト6に当接可能に設けられている。この第1分離爪14は、定着ベルト6に接触する側(先端側)に行くにしたがって薄くなるような断面が三角形状の部材で構成され、その先端側とは反対側の後端に設けられた支軸を回転軸として揺動可能に図示を省略する支持部材に支持されている。第1分離爪14は、図示を省略する移動機構によって、定着ベルト6に近づく方向及び離れる方向に移動可能に構成されており、定着ベルト6側に移動した場合には第1分離爪14の先端が定着ベルト6の表面に当接する。
第1分離爪14は、ロール紙Sの搬送方向に対して直交する幅方向に延在する部材で構成されてもよく、また、互いに離間してロール紙Sの幅方向に順に配置される複数の分離爪によって構成されてもよい。また、第1分離爪14は、耐熱性及び離型性に優れた材料を用いて形成され、例えば、PFAコーティングや、PTFEコーティングがなされた材料を用いて形成することができる。これにより、第1分離爪14にロール紙S上のトナーが付着して、そのトナーが固着することを防ぐことができる。
本実施形態では、第1エア噴射部13から空気が噴射されることによって、ロール紙Sが定着ベルト6から剥がれやすくなり、ロール紙Sが定着ベルト6側に巻き込まれるのを防ぐことができる。また、第1エア噴射部13からの空気の噴射によってロール紙Sが定着ベルト6から剥がれない場合においても、第1分離爪14が定着ベルト6に当接して定着ベルト6とロール紙Sとの間に入り込むことによって、ロール紙Sを機械的に定着ベルト6から剥がすことができる。
第2分離機構12は、定着部10の用紙搬送方向下流側において加圧ローラ3の近傍に設けられており、加圧ローラ3に接触可能な第2分離爪16と、加圧ローラ3側に空気を噴射する第2エア噴射部15とを備える。
第2エア噴射部15は、所望の風量の空気を送り出す軸流ファン15aと、軸流ファン15aから送られてきた空気がニップ部17から出てきたロール紙Sと加圧ローラ3との間に噴射されるように導くノズル部15bとを備える。ノズル部15b先端の開口は、加圧ローラ3の回転方向と直交する方向に沿って細長い形状に構成されており、その長手方向が、ニップ部17とほぼ並行となるように設けられている。これにより、ニップ部17を通過したロール紙Sに一様に空気を噴射することができる。ノズル部15bから噴射される空気の風量は、軸流ファン15aに供給する電流値を制御して軸流ファン5aの回転数を変えることにより調整することができる。
第2分離爪16は、第2エア噴射部15の空気の噴射位置に対して、ニップ部17側とは反対側の位置において加圧ローラ3に当接可能に設けられている。この第2分離爪16は、加圧ローラ3に接触する側(先端側)に行くにしたがって薄くなるような断面が三角形状の部材で構成され、その先端側とは反対側の後端に設けられた支軸を回転軸として図示を省略する支持部材に揺動可能に支持されている。第2分離爪16は、図示を省略する移動機構によって、加圧ローラ3に近づく方向及び離れる方向に移動可能に構成されており、加圧ローラ3側に移動した場合には第2分離爪16の先端が加圧ローラ3の表面に当接する。
第2分離爪16は、ロール紙Sの搬送方向に対して直交する幅方向に延在する部材で構成されてもよく、また、互いに離間してロール紙Sの幅方向に順に配置される複数の分離爪によって構成されてもよい。また、第2分離爪16は、耐熱性及び離型性に優れた材料を用いて形成され、例えば、PFAコーティングや、PTFEコーティングがなされた材料を用いて形成することができる。これにより、第2分離爪16にロール紙S上のトナーが付着して、そのトナーが固着することを防ぐことができる。
本実施形態では、第2エア噴射部15から空気が噴射されることによって、ロール紙Sが加圧ローラ3から剥がれやすくなり、ロール紙Sが加圧ローラ3側に巻き込まれるの
を防ぐことができる。また、第2エア噴射部15からの空気の噴射によってロール紙Sが加圧ローラ3から剥がれない場合においても、第2分離爪16が加圧ローラ3に当接して加圧ローラ3とロール紙Sとの間に入り込むことによって、ロール紙Sを機械的に加圧ローラ3から剥がすことができる。
図1に示す操作表示部65は、液晶表示装置(LCD)又は有機ELD(Electro Luminescence Display)等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部65は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部65は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付ける入力部としての役割を持つ。本実施形態では、ユーザは、操作表示部65において、後述する給紙装置2にセットされたロール紙本体20の巻き方向を入力する。
制御部60は、操作表示部65又は外部に接続されたパーソナルコンピュータ120(図3参照)からの指示に従って、画像形成装置1の各部を操作する。本実施形態は、制御部60が第1分離機構11及び第2分離機構12を制御する点が特徴的である。制御部60は、後述する給紙装置2から送られてくるロール紙Sの巻き残量に関する情報、及び、操作表示部65から入力されたロール紙本体20の巻き方向に関する情報に基づいて第1分離機構11及び第2分離機構12を制御する。この制御方法については後で詳述する。
[1−2.給紙装置の構成]
次に、給紙装置2について説明する。給紙装置2は、ロール紙設置部22と、搬送部21と、巻き残量計測部32とを備える。
ロール紙設置部22には、所望のロール紙本体20が設置されている。以下の説明では、ロール紙設置部22に設置された状態のロール紙を「ロール紙本体20」とし、ロール紙設置部22から搬送されたロール紙を「ロール紙S」として説明する。搬送部21は、複数の搬送ローラで構成されており、ロール紙設置部22から排出されたロール紙Sを画像形成装置1側に搬送する。
巻き残量計測部32は、セットされたロール紙本体20の巻き残量を計測する。巻き残量計測部32は、例えば、セットされたロール紙本体20表面を転がるコロ30とそのコロ30に接続されたアーム31とを備えるコロアクチュエータ33と、巻き残量算出部34とで構成することができる。コロアクチュエータ33では、ロール紙本体20の巻き残量が減ることによってコロ30がロール紙本体20の芯部に近づくため、アーム31が初期位置から傾く。本実施形態では、コロアクチュエータ33によってアーム31の傾き(角度)を計測し、巻き残量算出部34において、この計測値からロール紙本体20の巻き残量(ロール半径)を算出する。
[1−3.制御系の構成]
図3は、画像形成システム100の内部構成を示すブロック図である。図3に示すように、画像形成装置1は、制御部60と、画像処理部36と、画像形成部40と、操作表示部65と、搬送部23と、HDD64と、第1分離機構11と、第2分離機構12と、通信部66とを備える。また、給紙装置2は、搬送部21と、巻き残量計測部32と、通信部35とを備える。
制御部60は、例えばCPU(Central Processing Unit)61と、CPU61が実行するプログラム等を記憶するためのROM(Read Only Memory)62と、CPU61の作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)63と、を有する。なお、ROM62としては、通常電気的に消去可能なプログラマブルROMが用いられる。
制御部60は、画像処理部36、画像形成部40、操作表示部65、搬送部23、HDD64、第1分離機構11、第2分離機構12及び通信部66にそれぞれシステムバス107を介して接続され、装置全体を制御する。さらに、制御部60は、通信部66,35を介して給紙装置2の各部を制御する。
画像形成装置1に接続された外部装置の一例を示すPC(パーソナルコンピュータ)120から送信される画像データは、画像処理部36に送られ、画像処理部36において画像処理される。画像処理部36は、制御部60の制御のもと、受信した画像データに対し、必要に応じて、シェーディング補正、画像濃度調整、画像圧縮等の画像処理を行う。また、画像形成部40は、制御部60の制御のもと、画像処理部36によって画像処理された画像データを受け取り、画像データに基づいてロール紙S上に画像を形成する。
また、ユーザは、操作表示部65において、給紙装置2にセットされたロール紙本体20の巻き方向や、ロール紙Sの種類(紙種)等を入力する。
通信部66,35は、画像形成システム100を構成する各装置が接続されたネットワークに接続するための通信インターフェイスである。例えば、画像形成装置1と給紙装置2とは、それぞれの通信部66,35を介してシリアル通信を行う。
制御部60は、操作表示部65において入力されたロール紙本体20の巻き方向の情報、及び、通信部66,35を介して給紙装置2から送られてきたロール紙本体20の巻き残量に関する情報に応じて、第1分離機構11及び第2分離機構12を制御する。
ところで、ロール紙Sが定着部10に巻き付くかどうかは、ロール紙Sのカールの向きや大きさが大きく影響する。例えば、下凸状にカールしたロール紙Sは定着ベルト6(上ローラ)側に巻付き易く、反対に、上凸状にカールしたロール紙Sは加圧ローラ3(下ローラ)側に巻付き易い。このようなプリント前のロール紙Sのカールの向きは、給紙装置2にセットされたロール紙本体20の巻き方向に依存する。ここで、ロール紙本体20の巻き方向とは、ロール紙Sが搬送される際のロール紙本体Sの回転方向を指すものとする。さらに、カールの曲率の大きさは、セットされたロール紙Sの巻き残量に応じて変化し、巻き残量が少ない程、すなわち、芯部に近いロール紙Sほどカールの曲率が大きくなる。
本実施形態では、制御部60は、ロール紙本体20の巻き方向及び巻き残量に応じて、第1分離機構11又は第2分離機構12を制御することができるので、定着部10から排出されるロール紙Sの状態に合わせた最適な分離性能を確保することができる。以下に、第1分離機構11及び第2分離機構12の具体的な制御方法を示す。
[1−4.画像形成システムの制御方法]
次に、本実施形態の画像形成システム100の制御方法の一例について説明する。本実施形態では、図1に示すように、給紙装置2が画像形成装置1の右側に配置され、ロール紙本体20は給紙装置2に、左回りの向きでセットされた場合を例に説明する。ここで、「左回りの向き」とは、給紙装置2からロール紙Sが給紙される際に、ロール紙本体20が左回りに回転することを意味する。すなわち、本実施形態では、給紙装置2においてロール紙本体20が左回り(反時計回り)に回転することによって、ロール紙Sが右から左に搬送されて画像形成装置1内に搬送される。さらに、本実施形態では、使用前のロール半径(初期半径)が600mmで、最小値が300mmであるロール紙本体20を用いる場合を例に説明する。
まず、印刷開始(画像形成開始)に先立ち、ユーザが操作表示部65から給紙装置2にセットされたロール紙本体20の巻き方向を入力する。制御部60のROM62には、予め、第1分離機構11及び第2分離機構12の制御テーブルが複数格納されており、制御部60は、ユーザが操作表示部65から入力したロール紙本体20の巻き方向や、紙種などの条件に応じて、制御テーブルを選択する。本実施形態では、下記の表1に示す制御テーブルが選択される。
Figure 0006107740
印刷が開始されると、ロール紙本体20が左回りに回転することでロール紙Sが右から左に送り出され、画像形成装置1内に搬送される。画像形成装置1内では、2次転写部70をロール紙Sが通過することで中間転写ベルト50に担持されたトナー像がロール紙S表面に転写される。そして、未定着のトナー像を担持したロール紙Sが定着部10に送り込まれると、定着ベルト6及び加圧ローラ3の回転により、ロール紙Sがそのニップ部17に狭持されて搬送される。そして、ニップ部17を通過することによって、ロール紙Sにトナー像が定着する。
一方、給紙装置2では、印刷が開始されると、巻き残量計測部32では、ロール紙本体20の外周面に当接するコロアクチュエータ33のアーム31の角度の計測値からロール半径(巻き残量)が算出される。ロール半径は、画像形成システム100の稼働中、常時算出され、通信部35,66を介して画像形成装置1に送られる。
画像形成装置1では、制御部60が、給紙装置2から送られてきた巻き残量の算出値に基づいて、上述した表1の制御テーブルを参照し、第1分離機構11及び第2分離機構12を制御する。なお、本実施形態では、巻き残量計測部32を、コロアクチュエータ33と、巻き残量算出部34とで構成する例としたが、その他、ロール紙本体20のロール半径を計測できる構成であればどのような構成であってもよい。
表1に示すように、例えば、第1及び第2エア噴射部13,15から噴射される風量の調整は、「強」、「弱」、そして、エアの噴射を行わない「OFF」、の三段階で行う。第1分離爪14の調整は、定着ベルト6に当接する位置に移動させた状態(「当接」で示す)と、定着ベルト6から離れた位置に移動させた状態(「離間」で示す)とで調整する。第2分離爪16の調整は、加圧ローラ3に当接する位置に移動させた状態(「当接」で示す)と、加圧ローラ3から離れた位置に移動させた状態(「離間」で示す)とで調整する。
本実施形態では、ロール紙本体20が左回りでセットされている。この場合、ロール半径が600〜500mmであるときは、カール量がそれほど大きくないが、定着ベルト6側と加圧ローラ3側との両方に巻き付く可能性がある。この場合は、第1エア噴射部13及び第2エア噴射部15の風量を「弱」、第1分離爪14及び第2分離爪16を「当接」とする。一方、ロール半径が400〜300mmと小さい場合には、上凸カールの曲率が大きくなり、加圧ローラ3側に巻き付く可能性が高くなる。この場合は、第1エア噴射部13の風量を「OFF」、第1分離爪14を「離間」、第2エア噴射部15の風量を「強」、第2分離爪16を「当接」とする。
このように、ロール紙本体20の巻き方向やロール半径に応じて第1分離機構11及び第2分離機構12を制御することで、最適な分離性能を得ることができる。上述では、ロール紙本体20が左回りでセットされた場合について説明したが、ロール紙Sが右回りでセットされた場合については、表1の「右回り」の欄に記載された情報を用いて第1分離機構11及び第2分離機構12が制御される。
ここで、分離性能のみを考慮すると、常時、第1及び第2エア噴射部13,15の風量を「強」とし、第1及び第2分離爪14,16を「当接」とすることが好ましい。しかしながら、第1及び第2エア噴射部13,15から噴射される風量を強くすればするほど、定着ベルト6の熱が逃げ、定着性が落ちると共に、その熱が装置内に拡散して転写前のトナーの凝集や、各種センサの動作不良等の不具合を招くおそれがある。また、第1及び第2分離爪14,16が、それぞれ定着ベルト6、加圧ローラ3に当接する時間が長くなると、定着ベルト6や加圧ローラ3の表面に傷がつき、転写される画像に縦すじが発生する。したがって、分離能力を過度に高めると前述した弊害が大きくなる。
これに対し、本実施形態では、ロール紙Sの巻き方向やカール量(カールの曲率の大きさ)に応じて最適な分離制御を行うことができるので、定着ベルト6からの熱の発散による弊害や、定着部10への傷の発生による弊害を防ぐことができる。
ところで、ロール紙本体20のセット位置と画像形成装置1の定着部10との距離が遠い場合、あるタイミングにおいて測定されたロール半径と、そのタイミングにおいて定着部10に到達したロール紙Sがセット位置にあったときに測定されたロール半径との差が大きくなる。また、ロール紙Sの終端部に近づくに連れて巻き癖が強くなる。したがって、ロール紙Sの終端に近づき、ロール半径が小さくなった場合にも、あるタイミングにおいて測定されたロール半径と、そのタイミングにおいて定着部10に到達したロール紙Sがセット位置にあったときに測定されたロール半径との差が大きくなる。
そこで、巻き残量計測部32によって得られた測定値を、その測定した部分のロール紙Sが定着部10を通過したタイミングで第1分離機構11及び第2分離機構12の制御に反映させることが好ましい。この場合、例えば、予めユーザが給紙装置2のロール紙設置部22から画像形成装置1の定着部10までの距離を操作表示部65で設定し、当該距離の搬送時間をさかのぼった時点において巻き残量計測部32で測定された測定値をロール紙Sの巻き付き防止制御に反映させる。例えば、給紙装置2のロール紙設置部22から定着部10までの搬送距離が3000[mm]で、ロール紙Sの搬送速度が300[mm/s]場合、3000[mm]/300[mm/s]=10[s]だけさかのぼった時点の巻き残量計測部32の測定値を、現在定着部10にあるロール紙Sのロール半径と見なして、第1及び第2分離機構11,12を制御する。
このように、巻き付き防止制御時に定着部10近傍にあるロール紙Sが、ロール紙設置部22にあったタイミングで測定されたロール半径を、巻き付き防止制御時に反映させることができるので、より最適な分離性能を発揮することができる。
以上、本実施形態の画像形成装置1によれば、ロール紙本体20の巻き方向及びロール半径に応じて第1分離機構11及び第2分離機構12を制御することで、ロール紙Sの中腹部における定着ベルト6及び加圧ローラ3への巻き付きを防止することができる。
ところで、定着部10の用紙搬送方向下流側には、搬送コロ24が配置され、搬送コロによってロール紙Sが常時引張されており、ロール紙Sの定着ベルト6又は加圧ローラ3への巻き付きの防止が図られている。しかしながら、定着部10を通過した直後に大きな荷重でロール紙Sをニップしてしまうとトナー剥がれや光沢ムラなどが発生するため、定着部10の用紙搬送方向の下流側に配置された搬送コロ24の搬送力を大きくすることが困難である。したがって、搬送コロ24が配置されていたとしても、ロール紙Sのカールの大きさや紙種次第では定着ベルト6や加圧ローラ3に巻き付くおそれがある。
本実施形態では、第1分離機構11及び第2分離機構12によってロール紙Sの定着ベルト6及び加圧ローラ3への巻き付きが防止されるので、搬送コロ24の搬送力を強める必要がなく、トナー剥がれや、光沢ムラなどが発生するおそれがない。
なお、本実施形態では、エアによる分離性能は、第1エア噴射部13及び第2エア噴射部15から噴射される風量で調整したが、エアの風向きによって調整してもよい。例えば、第1エア噴射部13及び第2エア噴射部15から噴射されるエアの風向きを、定着ベルト6又は加圧ローラ3の接線に対して平行にするか垂直にするかで分離性能を調整することができる。
また、本実施形態の表1で示した制御テーブルは、画像形成装置1の右側に給紙装置2が配置され、ロール紙Sが右から左に搬送される場合のものである。したがって、画像形成装置1の左側に給紙装置2が配置された場合や、画像形成装置1の内部をロール紙Sが縦方向に搬送され、ロール紙Sの下側にトナー像が転写される場合等には、最適な制御は表1とは異なる。さらに、ロール紙Sの種類(紙種、坪量等)によっても、最適な制御は変わってくる。したがって、本実施形態の画像形成装置1では、様々な条件に対する制御テーブルが予め格納されており、制御部60は、ユーザが操作表示部65から入力した値に応じて使用する制御テーブルを選択する。
また、本実施形態では、ロール紙Sの巻き方向の情報及びロール半径の情報に応じて第1分離機構11及び第2分離機構12を制御する構成としたが、ロール紙Sの巻き方向の情報、又は、ロール半径の情報のどちらかに応じて、第1分離機構11及び第2分離機構12を制御してもよい。
〈2.第2の実施形態:巻き付き防止制御を、予め設定された印字率を超えないように印刷動作を制御することによって行う例〉
次に、第2の実施形態に係る画像形成システムについて説明する。本実施形態の画像形成システムは、制御方法のみが第1の実施形態と異なるものであり、その構成は図1と同様であるので、図1を用いて説明する。本実施形態は、熱で溶融したトナーの粘着力によるロール紙Sの定着ベルト6側への巻き付きを考慮する例である。
熱で溶けたロール紙S上のトナーは、のりの役割をするため、画像印字率が高いと粘着力が高くなり、定着ベルト6からの分離性能が落ちる。したがって、ロール紙本体20の巻き方向と、高い画像印字率とが合わさると、ロール紙の定着ベルト6からの分離性能が著しく悪化してしまう。
これを防止するため、本実施形態では、画像面側にある定着ベルト6に巻き付きやすくなるロール紙本体20の巻き方向(本実施形態では、下凸カールとなる右回り)の場合、下記の表2に示すように、ロール紙Sに形成する画像の印字率の上限を規制する。
Figure 0006107740
例えば、ロール半径が600〜500mmの範囲である場合には、ロール紙Sのカールの曲率はそれほど大きくなく、定着ベルト6に巻き付く可能性も低いため、印字率の上限を100%とする。反対に、ロール半径が400〜300mmの範囲である場合には、ロール紙Sのカールの曲率が大きく、定着ベルト6に巻き付く可能性が高いため、印字率の上限を80%とする。そして、表2に規定された印字率の上限よりも高い印字率の画像を出力しようとした場合には、ジャムの発生が懸念されるため、制御部60は、印刷を中止するか、操作表示部65において、印刷される画像の濃度を低下するように警告を表示する。すなわち、本実施形態では、制御部60は、ロール半径に応じて、予め定められた印字率を超えないように印刷動作を制御する。ここで言う印刷動作の制御としては、印刷の続行・中止の制御、印字濃度の制御の他、印字率の制御等が挙げられる。
本実施形態では、ロール紙Sの表面に画像が形成される場合を例に説明したが、ロール紙Sの裏面に画像が形成される場合には、表2の「ロール紙の巻き方向」の欄を「左回り」に読み替えることで同様の効果を得ることができる。
このように、本実施形態では、巻き付き防止制御は、制御部60がロール半径に応じて予め定められた印字率を超えないように画像形成装置1の各部を制御することで行われた。その他、ロール半径に応じて予め定められた印字率に応じて、第1の実施形態で説明した第1分離機構11及び第2分離機構12を制御する構成としてもよい。
例えば、ロール半径が550mmである場合には、通常は、表1のロール半径が[600〜500mm]の欄にしたがって制御するところ、印字率が90%よりも高い場合には、表1のロール半径が[500〜400mm]の欄にしたがって制御する。このように、印字率が所定の規定値より高い場合には、第1分離機構11及び第2分離機構12に適用される分離性能を一段高めるように構成してもよい。
その他、第1の実施形態と第2の実施形態とを同時に行うことで巻き込み防止制御を行ってもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。
第1及び第2の実施形態では、定着部材として定着ベルトを用いたベルト定着方式としたが、定着部材として定着ローラを用いたローラ定着方式であってもよい。また、定着部材の加熱手段は、ハロゲンランプなどのヒータに限られるものではなく、誘導加熱方式も採用可能である。
また、第1及び第2の実施形態ではカラー画像形成装置を例として説明したが、モノクロ画像形成装置に本発明を適用することもできる。また、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
1…画像形成装置、2…給紙装置、3…加圧ローラ、4…定着ローラ、5…加熱ローラ、6…定着ベルト、7…ハロゲンヒータ、10…定着部、11…第1分離機構、12…第2分離機構、13…第1エア噴射部、14…第1分離爪、15…第1エア噴射部、16…第2分離爪、17…ニップ部、20…ロール紙本体、21…搬送部、22…ロール紙設置部、23…搬送部、24…搬送コロ、32…巻き残量計測部、33…コロアクチュエータ、34…巻き残量算出部、35,66…通信部、36…画像処理部、40…画像形成部、41…感光体、42…帯電部、43…露光部、44…現像部、45…クリーニング装置、 50…中間転写ベルト、51…1次転写部、52…クリーニング部、60…制御部、65…操作表示部、70…2次転写部、71…転写ローラ対、100…画像形成システム

Claims (15)

  1. 所定の巻き数で巻かれたロール紙を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
    所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、前記トナー像をロール紙に定着させる定着部と、
    前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、前記定着部材及び前記加圧部材への前記所定の巻き数で巻かれたロール紙の巻き付き防止制御を行う制御部と
    を備える画像形成装置。
  2. 所定の巻き数で巻かれたロール紙を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
    所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、前記トナー像をロール紙に定着させる定着部と、
    前記ロール紙の巻き方向に応じて、前記定着部材及び前記加圧部材へのロール紙の巻き付き防止制御を行う制御部と
    を備える画像形成装置。
  3. 所定の巻き数で巻かれたロール紙を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
    所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、前記トナー像をロール紙に定着させる定着部と、
    前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、前記定着部材及び前記加圧部材へのロール紙の巻き付き防止制御を行う制御部と
    を備え、
    前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行い、
    前記分離機構は、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記定着部材から分離する第1分離機構と、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離機構と、で構成され、
    前記第1分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記定着部材から分離する第1分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第1エア噴射部とを有し、
    前記第2分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第2エア噴射部とを有し、
    前記第1分離爪は、前記制御部によって前記定着部材に当接する方向又は前記定着部材から離れる方向に移動するように制御され、
    前記第2分離爪は、前記制御部によって前記加圧部材に当接する方向又は前記定着部材から離れる方向に移動するように制御される
    画像形成装置。
  4. 所定の巻き数で巻かれたロール紙を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
    所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、前記トナー像をロール紙に定着させる定着部と、
    前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、前記定着部材及び前記加圧部材へのロール紙の巻き付き防止制御を行う制御部と
    を備え、
    前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行い、
    前記分離機構は、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記定着部材から分離する第1分離機構と、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離機構と、で構成され、
    前記第1分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記定着部材から分離する第1分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第1エア噴射部とを有し、
    前記第2分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第2エア噴射部とを有し、
    前記第1エア噴射部は、前記制御部によって噴射する空気の風量が制御され、
    前記第2エア噴射部は、前記制御部によって噴射する空気の風量が制御される
    画像形成装置。
  5. 所定の巻き数で巻かれたロール紙を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
    所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、前記トナー像をロール紙に定着させる定着部と、
    前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、前記定着部材及び前記加圧部材へのロール紙の巻き付き防止制御を行う制御部と
    を備え、
    前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行い、
    前記分離機構は、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記定着部材から分離する第1分離機構と、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離機構と、で構成され、
    前記第1分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記定着部材から分離する第1分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第1エア噴射部とを有し、
    前記第2分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第2エア噴射部とを有し、
    前記第1分離爪は、前記制御部によって前記定着部材に当接する方向又は前記定着部材から離れる方向に移動するように制御され、
    前記第2分離爪は、前記制御部によって前記加圧部材に当接する方向又は前記定着部材から離れる方向に移動するように制御され、
    前記第1エア噴射部は、前記制御部によって噴射する空気の風量が制御され、
    前記第2エア噴射部は、前記制御部によって噴射する空気の風量が制御される
    画像形成装置。
  6. 所定の巻き数で巻かれたロール紙を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
    所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、前記トナー像をロール紙に定着させる定着部と、
    前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、前記定着部材及び前記加圧部材へのロール紙の巻き付き防止制御を行う制御部と
    を備え、
    前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、予め前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に基づいて設定された印字率に応じて、印刷動作を制御することで行う
    画像形成装置。
  7. 所定の巻き数で巻かれたロール紙を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
    所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、前記トナー像をロール紙に定着させる定着部と、
    前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、前記定着部材及び前記加圧部材へのロール紙の巻き付き防止制御を行う制御部と
    を備え、
    前記ロール半径は前記ロール紙のセット位置で測定され、
    前記制御部は、前記巻き付き防止制御時に前記定着部近傍にあるロール紙が、前記セット位置にあったタイミングで測定されたロール半径を、前記巻き付き防止制御時に反映させる
    画像形成装置。
  8. 所定の巻き数で巻かれたロール紙を用いて画像形成を行う画像形成装置において、
    所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー像を担持するロール紙を通過させて、前記トナー像をロール紙に定着させる定着部と、
    前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に応じて、前記定着部材及び前記加圧部材へのロール紙の巻き付き防止制御を行う制御部と
    を備え、
    前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、予め前記ロール紙の巻き方向、及び/又は、ロール紙の残りのロール半径に基づいて設定された印字率に応じて、印刷動作を制御することで行い、
    前記ロール半径は前記ロール紙のセット位置で測定され、
    前記制御部は、前記巻き付き防止制御時に前記定着部近傍にあるロール紙が、前記セット位置にあったタイミングで測定されたロール半径を、前記巻き付き防止制御時に反映させる
    画像形成装置。
  9. 前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行う
    請求項1,2,6,7,8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  10. 前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行い、
    前記分離機構は、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記定着部材から分離する第1分離機構と、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離機構と、で構成される
    請求項1,2,6,7,8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  11. 前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行い、
    前記分離機構は、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記定着部材から分離する第1分離機構と、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離機構と、で構成され、
    前記第1分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記定着部材から分離する第1分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第1エア噴射部とを有し、
    前記第2分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第2エア噴射部とを有する
    請求項1,2,6,7,8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  12. 前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行い、
    前記分離機構は、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記定着部材から分離する第1分離機構と、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離機構と、で構成され、
    前記第1分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記定着部材から分離する第1分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第1エア噴射部とを有し、
    前記第2分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第2エア噴射部とを有し、
    前記第1分離爪は、前記制御部によって前記定着部材に当接する方向又は前記定着部材から離れる方向に移動するように制御され、
    前記第2分離爪は、前記制御部によって前記加圧部材に当接する方向又は前記定着部材から離れる方向に移動するように制御される
    請求項1,2,6,7,8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  13. 前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行い、
    前記分離機構は、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記定着部材から分離する第1分離機構と、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離機構と、で構成され、
    前記第1分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記定着部材から分離する第1分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第1エア噴射部とを有し、
    前記第2分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第2エア噴射部とを有し、
    前記第1エア噴射部は、前記制御部によって噴射する空気の風量が制御され、
    前記第2エア噴射部は、前記制御部によって噴射する空気の風量が制御される
    請求項1,2,6,7,8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  14. 前記巻き付き防止制御は、前記制御部が、前記ロール紙を前記定着部材又は前記加圧部材から分離する分離機構を制御することで行い、
    前記分離機構は、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記定着部材から分離する第1分離機構と、
    前記ニップ部を通過したロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離機構と、で構成され、
    前記第1分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記定着部材から分離する第1分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第1エア噴射部とを有し、
    前記第2分離機構は、前記ニップ部を通過した前記ロール紙を前記加圧部材から分離する第2分離爪と、前記ニップ部を通過した前記ロール紙と前記定着部材との間に空気を噴射する第2エア噴射部とを有し、
    前記第1分離爪は、前記制御部によって前記定着部材に当接する方向又は前記定着部材から離れる方向に移動するように制御され、
    前記第2分離爪は、前記制御部によって前記加圧部材に当接する方向又は前記定着部材から離れる方向に移動するように制御され、
    前記第1エア噴射部は、前記制御部によって噴射する空気の風量が制御され、
    前記第2エア噴射部は、前記制御部によって噴射する空気の風量が制御される
    請求項1,2,6,7,8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  15. 前記巻き付き防止制御は、画像の印字率に応じて行う
    請求項1〜14のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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