(57)【要約】【課題】  定着装置への搬送経路で、記録紙に異常な弛みを生じさせない定着搬送速度を維持できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  像担持体と、当該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、当該トナー像を転写材上に転写する転写手段と、当該転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、定着速度制御手段と、搬送経路に搬送される転写材の弛みの程度を検知可能なループ検知手段と、当該ループ検知手段の出力に応じて前記弛みの量を一定に維持できるように定着速度制御を行う画像形成装置において、前記搬送経路を走行する転写材の略垂直方向で、かつ一方向への弛みが、逆方向に変化した場合には、定着速度制御を中止することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、当該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、当該トナー像を転写材上に転写する転写手段と、当該転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、定着速度制御手段と、搬送経路に搬送される転写材の弛みの程度を検知可能なループ検知手段と、当該ループ検知手段の出力に応じて前記弛みの量を一定に維持できるように定着速度制御を行う画像形成装置において、前記搬送経路を走行する転写材の略垂直方向で、かつ一方向への弛みが、逆方向に変化した場合には、定着速度制御を中止することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、トナー像を保持した転写材の定着を行う定着装置の搬送速度を可変速とした画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置、特に、転写材を垂直に近い縦方向に搬送する装置においては、搬送経路における転写材の弛みや引張りが搬送ローラを抜けた際に画質、特に画像上のずれ（転写ずれ）に大きく影響する。
【０００３】
これはローラ転写やベルト転写のように転写ポイントにおける転写材の密着性が良好な転写方式よりも静電転写のように転写ポイントにおける転写材の密着性があまり良くない転写方式において顕著に現れる。
【０００４】
この対策としては、ループ検出手段である弛み検知センサによって搬送位置の変化による定着速度と搬送速度の速度差を検知して定着と転写材との弛み量を一定に維持するする制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１ー２６７２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、定着速度が極端に遅い場合や、カールした転写材においては定着装置への挿入時の引っかかりによる挿入不良のため極端に転写材が弛んでしまう場合がある。この場合、搬送経路は一定の間隙しかないために用紙の逃げ場がなくなり、それまでＵ字形状であった転写材がＳ字形状へ急激に変化する。その結果、搬送位置が弛み状態を反映しない異常状態となり、弛み検知センサでは正常に検知できない問題が生じる。
【０００６】
上記、特許文献１では、このような異常状態への対応には触れていない。
【０００７】
本発明は、転写材搬送に上記のような異常状態へ対応する技術として提案するもので、転写材のカールの時間変化率の変動を検知し、定着速度を制御することによって安定した定着搬送を維持できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
像担持体と、当該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、当該トナー像を転写材上に転写する転写手段と、当該転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、定着速度制御手段と、搬送経路に搬送される転写材の弛みの程度を検知可能なループ検知手段と、当該ループ検知手段の出力に応じて前記弛みの量を一定に維持できるように定着速度制御を行う画像形成装置において、前記搬送経路を走行する転写材の略垂直方向で、かつ一方向への弛みが、逆方向に変化した場合には、定着速度制御を中止することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
定着装置への搬送経路において異常な転写材の弛みを検出した場合でも、定着速度制御に誤動作が生じないように制御されるので、安定した定着搬送が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係わる実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明に係わる実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００１２】
図２は、図１の感光体、定着装置領域および搬送経路を拡大した図である。
【００１３】
図１において、画像形成装置１は、自動原稿搬送装置（通称ＡＤＦという）Ａと、原稿画像読取部Ｂと、読み取った原稿画像を処理する画像制御部Ｃと、書き込みユニットを含む書き込み部Ｄと、転写部１９を含む画像形成部Ｅと、定着装置Ｈと、画像を形成する転写材である記録紙Ｐを収納する収納部Ｆと、記録紙を反転させる自動反転給紙機構ＡＤＵ等を備えている。
【００１４】
最初に、自動原稿搬送装置Ａは、原稿載置台２６と、ローラＲ１を含むローラ群および原稿の移動通路を適宜切り換えるための切換手段等（参照記号なし）を含む原稿搬送処理部２８とを主要素としている。
【００１５】
原稿画像読取部Ｂは、自動原稿搬送装置Ａにより搬送される原稿の画像を読み取るための読取部である。プラテンガラスＧの下にあり、ランプ３４、光路長を保って往復移動できる二つのミラーユニット３０、３１、固定の結像レンズ３３、ライン状の撮像素子３５等からなる。
【００１６】
画像制御部Ｃは、読み取った原稿画像の処理の他に記録紙の搬送駆動も制御する制御部である。
【００１７】
書き込み部Ｄは、レーザ光源４０、ポリゴンミラー４２等からなり、画像処理後の画像データに従って像担持体（感光体ともいう）１０上に書き込みを行う書き込みユニット１２を含む。
【００１８】
画像形成部Ｅは感光体１０およびその周囲に帯電電極１４、現像器１６、転写電極１８、分離電極２０、クリーニング手段２１等の画像形成手段を含む画像形成部である。記録紙Ｐの移動方向からみて、転写電極１８の手前側に示す８５はレジストローラであり、分離電極２０の下流側に定着装置Ｈがある。
【００１９】
図２において、定着装置Ｈは定着ローラ対９１を備え、定着ローラ対９１は記録紙の表面に接する定着ローラ９１１と、定着ローラ９１１に圧接しながら回転し記録紙の裏面に接する加圧ローラ９１２とで構成されている。定着ローラ９１１は、金属軸、ガラスパイプ等を基体とし、その外周に形成したＰＦＡ層等と、基体の内側には、ハロゲンヒータ等の加熱源９４が配設されている。なお、分離爪９３は定着ローラ９１１の外周面に巻き付こうとする記録紙Ｐの先端を剥がすための部材である。また、加圧ローラ９１２は金属軸を基体とし、外周はシリコンゴム等の弾性体で形成されている。感光体１０からトナー像を転写された記録紙Ｐは、垂直方向上向きに搬送され、水平方向に隣接して配設された定着ローラ対９１が形成する圧接部に挟持され、加熱および加圧により定着されて、更に、上方に搬送される。
【００２０】
図１に戻り、収納部Ｆは、画像を形成する記録紙Ｐを収納する給紙トレイ２２、２４のための収納部である。給紙トレイ２４における参照記号Ｓは可動板であり、記録し束は、当該可動板Ｓによって押し上げられ、この結果、最上位紙が後述する送り出しローラに接触するようになっている。給紙トレイ２２も上述の構成と同じ構成を有している。なお、給紙トレイの内、下段（実施の態様において給紙トレイは２段重ねであるので下段としたが、最下段の意味）に配置した給紙トレイ２４の底部と装置本体の底壁との間に、所定の間隙を持った空間部２５を形成してある。空間部２５は、記録紙Ｐの両面に画像を形成する態様において使用するものであり、記録紙の表裏反転用の自動反転搬送路８６と共同して記録紙の表裏反転を達成することに寄与する。
【００２１】
給紙トレイ２２、２４のそれぞれの先端部（給紙方向からみて、収納される記録紙Ｐの先端に対応する）上部に示す５０および５３はローラからなる給紙手段（以下、送り出しローラという）、５１および５４はフィードローラ、５２および５５は重送防止ローラである。７３、７５は搬送ローラである。
【００２２】
記録紙搬送切替レバー９０は、記録紙の表面に画像形成された記録紙Ｐを複数の搬送経路の内の一方の搬送経路である排紙通路７８に向かわせるか、又は、もう一方の搬送経路である湾曲搬送路部８０を経由して自動反転搬送路８６に向かわせるように制御される。
【００２３】
自動反転給紙機構ＡＤＵは、湾曲搬送路部８０、反転搬送ローラ対８１、８２、８３等で構成され記録紙の表裏を反転させる機構である。ただし、反転動作説明については省略する。
【００２４】
揺動自在の記録紙搬送切替レバー９０は、定着装置Ｈの記録紙搬送方向（矢印）下流の排紙通路７８と湾曲搬送路部８０との分岐点ＤＰ近傍に配設されており、通常の（反転搬送以外の）記録し搬送では、点線で示すような位置にあって、定着後の記録紙を排紙通路７８へ導いている。
【００２５】
排紙通路７８は記録紙搬送方向下流にＲ状のガイド部（参照符号なし）を形成されており、当該Ｒ状のガイド部近傍に排出ローラ対７９が配設されている。
【００２６】
表面（以下、ここでは、記録紙の定着ローラ９１１に接する面を表面といい、加圧ローラ９１２に接する面を裏面という。）にトナー像を形成された記録紙Ｐは定着装置Ｈの定着ローラ対９１に圧接されて定着され、一対の記録紙ガイド部材９５、９６の間を通過して記録紙搬送切替レバー９０が配設された前記分岐点ＤＰに向かう。記録紙搬送切替レバー９０はソレノイド等により構成される図示しない切替レバー駆動手段に連結されており、前記制御部からの指令により切替レバー駆動手段が駆動され、記録紙搬送切替レバー９０が時計方向または反時計方向に回動される。
【００２７】
プリント動作にあたって、不図示の感光体駆動モータの始動により感光体１０は矢印で示す反時計方向に回転され、同時に帯電電極１４の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。
【００２８】
感光体１０は電位を付与されたあと、書込み部Ｄからの画像データに対応する画像の書込みが開始され、感光体１０の表面に原稿画像に対応する静電潜像が形成される。
【００２９】
前記の静電潜像は現像器１６により非接触の状態で反転現像され、感光体１０上にトナー像が形成される。
【００３０】
一方、記録紙Ｐは、給紙トレイ２２から送り出しローラ５０によって送り出され、フィードローラ５１で搬送され、さらに搬送ローラ７５で送られ、レジストローラ８５の上流近傍に配置されたレジストセンサ８５Ａで前記感光体１０に形成される前記トナー像と同期がとられて、レジストローラ８５で紙曲り等が抑制され一時停止する。その後、前記レジストローラ８５は再び駆動を開始し、トナーと反対極性の直流電圧が印加されている転写電極１８の転写領域Ｓに前記記録紙Ｐを給送し、前記トナー像が記録紙Ｐに転写される。その後、前記感光体１０はクリーニング手段２１によって残留トナーが清掃され、次の画像形成サイクルにはいる。
【００３１】
トナー像が転写された記録紙Ｐは、更に定着装置Ｈへと送られ、定着ローラ対９１の加熱ローラ９１１と加圧ローラ９１２に挟持、加圧され定着されるわけだが、本画像形成装置では、定着速度の変化により転写と定着の間の搬送経路７０で転写材に弛みや引っ張りによるカールの変化が生じるので、当該搬送経路７０に弛み検知センサ７０Ｂを配設し、この弛み（ループ）の量を動的にモニタ検知し、制御部Ｃで時間変化率を算出して、一定のループ量になるように定着速度をフィードバック制御している。
【００３２】
トナー像が定着された記録紙Ｐは、排紙通路７８に沿って進み、定着排紙センサ９１Ａを通過完了するとフィードバック制御は停止し、さらに前記排紙ローラ７９（図１参照）によって排紙棚Ｔへ積載される。
【００３３】
しかしながら、前述したように、定着速度が極端に遅い場合や、カールした転写材においては定着装置への挿入時の引っかかりによる定着ローラ９１への挿入不良が生じ、極端に記録紙Ｐが弛んでしまう場合がある。この場合、搬送経路７０は一定の間隙しかないために用紙の逃げ場がなくなり、それまでＵ字形状であった記録紙ＰがＳ字形状へ急激に変化し、異常状態が発生する。
【００３４】
ここで従来の技術での前記搬送経路７０における記録紙のカールの状態の検知および定着速度の制御について図３、４を基に具体的に説明する。
【００３５】
図３は、吸引ファンと連通する吸引ガイドの透視図である。
【００３６】
図４は、転写と定着間の搬送経路を記録紙が搬送される状態を示す図である。
【００３７】
図４（ａ）、（ｂ）において、正常な搬送状態においては、記録紙は、搬送経路７０で、転写処理後は２点差線Ｐ１で示したように不図示の吸引ファンに連通する図３のようなダクト状の吸引ガイド７０Ａにやや引き寄せらながら、当該吸引ガイド７０Ａからの通過高さｈを保ちつつ、弛み検知センサ７０Ｂによって検知されながら走行し、定着ローラ対９１に挟持される。弛み検知センサ７０Ｂは記録紙の通過高さｈを多段階に検知することが可能である。本実施の形態では記録紙の送り速度は２５０ｍｍ／ｓｅｃであり、通過高さｈは２ｍｍ〜６ｍｍの範囲となっていて、定着速度が相対的に速く引っ張られる傾向の場合には吸引ガイド７０Ａからの高さｈはプラス側（図で左方向）にその出力がシフトする。図４（ｃ）は、記録紙Ｐ２が引っ張りの頂点に達した状態を示し、トナー像がガイドおとび弛み検知センサ７０Ｂに触れて画像擦れが生じている。逆に定着速度が遅く弛み傾向の場合にはマイナス側（図で右方向）にシフトする。記録紙の弛み状態は多すぎても、少なすぎても前述の転写ずれ等の画像不良が発生する。
【００３８】
従って、記録紙の弛み状態は多すぎても、少なすぎても、記録紙の汚れや搬送スリップによる画像不良問題が発生する。その画像不良問題を防ぐため、弛み量を一定にするように、検知出力に応じてフィードバック制御して、定着速度を可変している。すなわち、通過高さｈが低い（右より）の場合には、定着速度を増速し、高い（左より）場合には減速させることにより弛みを一定化している。
【００３９】
本発明は、前述したように、それまでＵ字形状であった記録紙Ｐ１が図４（ｄ）の記録紙Ｐ３のようなＳ字形状へ急激に変化し、異常状態が発生した場合の対応に関するものである。
【００４０】
すなわち、記録紙がＵ字形状送りからＳ字形状に急激な変化すると、それに伴い弛み検知センサ７０Ｂの出力も同様に急激に変化する。よって、出力の時間変化率を動的にモニタすることにより通常の弛み状態の変化によるものか、Ｓ字状態によるものかを制御部Ｃで判定することができる。
【００４１】
すなわち、本実施の形態では、正常な範囲内での定着と搬送の速度差は−０．５％〜＋０．５％程度であり、その場合における検知高さ出力（通過高さｈにおける）の変化率は、（記録紙の送り速度２５０ｍｍ／ｓｅｃの場合）およそ−５ｍｍ／ｓｅｃ〜＋５ｍｍ／ｓｅｃであるが、前述のＳ字状態となった場合には５０ｍｓｅｃで高さ４ｍｍ程度と急激な変化が生じる。よって変化率が正常範囲外と判断できるー１０ｍｍｓｅｃ以下の場合あるいは、＋１０ｍｍｓｅｃ以上の場合には異常と判定し、制御部Ｃは、フィードバック制御を停止し、標準の一定速度に切り替える。
【００４２】
本発明は、この異常と判定した場合は、定着速度へのフィードバック制御を即時中止することを特徴としている。
【００４３】
以下、本発明の搬送、定着駆動プロセスについてフロー図にて説明する。
【００４４】
図５は、搬送、定着駆動プロセスについてフロー図を示す。
【００４５】
図５において、画像記録開始と同時にステップＳ１で、感光体ドラム、搬送駆動、定着駆動、それぞれのモータが回転を開始し、感光体ドラム上には画像形成が始まり、送り出しローラおよびフィード、搬送ローラは記録紙を給送し、定着ローラは回転する。ステップＳ２で、記録紙が、レジストローラ上流近傍に配置されたレジストセンサに記録紙先端が到達しＯＮとなると、ステップＳ３でレジストローラの駆動クラッチがＯＮとなり、記録紙はレジストローラに挟持、搬送され、感光体ドラムに形成されたトナー像と同期して転写領域Ｓを経て、定着ローラに挟持される。ステップＳ３でレジストセンサは記録紙が到達するまではＯＦＦ状態となっている。ステップＳ４で、記録紙は、定着ローラ下流近傍に配置された定着排紙センサに記録紙先端が到達しＯＮとなると、ステップＳ５で、弛み検知センサ７０Ｂが記録紙の弛みの変化の検知を開始し、ステップＳ６で、弛みの出力値からフィードバックする定着ローラの回転速度Ｖｆを算出する。ステップＳ４で定着排紙センサは記録紙が到達するまではＯＦＦ状態となっている。ステップＳ７で、弛みの出力値から制御部で変化率を算出する。ステップＳ８で、前記変化率が所定の値、すなわち、Ｓ字形状に急激な変化をきたす値を超えた場合はＹＥＳで、フィードバック制御を停止し、定着速度を標準の一定速度の状態にする。また、Ｓ字形状に急激な変化をきたす値以下の場合は、ステップＳ９で、フィードバック制御を継続する。ステップＳ１０で、レジストローラが記録紙の搬送を完了すると、レジストセンサはＯＦＦとなり、定着速度を標準の一定速度の状態にする。また、ステップＳ１０で、レジストセンサは、レジストローラが記録紙を挟持、搬送している間は、ＯＮ状態でフィードバック制御を継続する。
【００４６】
以上から、本発明によって、転写と定着の搬送領域で、記録紙が異常な弛み状態で搬送される不具合が回避され、安定した定着搬送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係わる実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す図で、
【図２】図１の感光体、定着装置領域および搬送経路を拡大した図である。
【図３】吸引ファンと連通する吸引ガイドの透視図である。
【図４】転写と定着間の搬送経路を記録紙が搬送される状態を示す図である。
【図５】搬送、定着駆動プロセスについてフロー図を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１０  感光体
１６  現像器
１８  転写電極
７０  搬送経路
７０Ａ  吸引ガイド
７０Ｂ  弛み検知センサ
８５  レジストローラ
８５Ａ  レジストセンサ
９１  定着ローラ対
９１Ａ  定着排紙センサ
Ｃ  制御部
Ｈ  定着装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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