JP2008233856A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】安全かつ簡易に行うことができる定着装置のクリーニング技術を提供する。
【解決手段】定着部材(421)に付着しているトナーを除去してクリーニングするクリーニングモードの実行および用紙の搬送を制御する制御部(60)と、を備える画像形成装置において、前記制御部は、クリーニングモードを実行する場合、用紙の搬送方向の先端が定着ニップ部に到達するより以前に、圧接部材(423)の圧着を解除し、用紙の先端が定着ニップ部を通過後に、圧接部材(423)を定着部材(421)に圧着するように制御する画像形成装置。
【選択図】図2

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機およびファクシミリなどの画像形成装置において、用紙にトナー像を定着する定着装置のクリーニングを行う技術に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を用紙上に転写し、定着装置で加熱することによりトナー像を用紙に定着する。
このような画像形成の過程で、定着装置に用紙が詰まって用紙ジャムを起こすことがある。定着装置における用紙ジャム発生の状況を図9に示す。図9は、画像形成装置におけるプリンタ部および該プリンタ部の定着装置でジャムを発生した用紙Pを示す概略断面図である。
図9に示すように、プリンタ部40は、画像形成部41、定着装置42を備えている。また、画像形成部41は、感光体ドラム51Y、51M、51C、51K、ローラに張架される中間転写ベルト43を有しており、2次転写位置Dで2次転写部材45によりトナー像を用紙に2次転写する。定着装置42は、定着部材と圧接部材を有する。定着部材は、定着ローラ421a、張架ローラ421bおよび張架される定着ベルト421から構成される。圧接部材としては加圧ローラ423が用いられる。
画像形成装置は、レーザー光を感光体ドラム51Y、51M、51C、51K上に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤で現像してトナー像を形成する。次いでこのトナー像は、中間転写ベルト43上に1次転写される。中間転写ベルト43上のトナー像は、当該中間転写ベルト43の駆動により、2次転写位置Dに到達する。2次転写位置Dに到達したトナー像は、用紙Pに2次転写される。用紙P上に転写された未定着のトナー像は、定着装置42に搬送され、トナー像が熱及び圧力で用紙P上に定着される。その後、画像形成された用紙Pは排紙される。
前述のような画像形成の過程において、図9に示すように定着装置42に用紙Pが巻き込まれ、用紙ジャムを起こす場合がある。この用紙ジャムにより、定着処理中に用紙Pが停止すると、一旦、用紙に定着されたトナーが再び定着ベルト421の熱により溶融し、定着ベルト421に再転移して付着することがあり、定着ベルト421に付着して残留する残留トナーは定着装置42のトナー汚れとなってしまう。
この残留トナーは、定着ベルト421などに付着したままとなり、定着ベルト421が
回転することによって再び定着ベルト421と加圧ローラ423のニップ部に到達し、定着装置42で加熱され溶融する。溶融したトナーは、次に処理される用紙に付着し、画像汚れを発生してしまう。
このようなトナー汚れを解消するためには、定着装置のクリーニングが必要である。ただし、定着装置は非常に高温となっており、操作者によるクリーニングは危険性を伴う場合がある。
そこで定着装置にクリーニングブレード等のクリーニング機構を備えた画像形成装置が提案されている。しかし、定着装置にクリーニング機構を設けた場合、クリーニング機構でのクリーニングによって定着ベルトが磨耗してベルトの劣化を招来し、ベルトの耐久性を損なうおそれがある。また、画像形成装置にクリーニング機構を設けると画像形成装置の製造が煩雑となったり、コスト増となる。
従って、定着装置のクリーニングは、クリーニング機構などを新たに設けることなくかつ安全であることが求められる。この点、図10に示すような従来の画像形成装置においては、クリーニングモードを設け、白紙を通紙して、定着装置のクリーニングを行う。ここで、図10を用いて従来の画像形成装置におけるクリーニングモードについて説明する。
図10は、従来の画像形成装置にかかるプリンタ部において、クリーニングモードの実行による通紙が行われている状態を示す概略断面図である。図10に示すように、感光体ドラム51Y、51M、51C、51Kにトナー像を形成せずに白紙画像を形成し、2次転写位置Dでトナー像が用紙に転写されないようにする。これにより、用紙Pは、2次転写位置Dにおいてトナー像が転写されない白紙の状態で定着装置42に搬送される。
次いで定着装置42は、ニップ部に到達した用紙Pに対し、通常の画像形成と同様に定着を行う。このとき定着ベルト421等に付着した残留トナーは、ニップ部で溶融し、白紙の用紙Pに再転移して定着される。その結果、定着ベルト421に付着する力よりも、用紙Pに付着する力が大きくなる。さらに用紙Pの腰の力による剥離力も加わり、定着ベルト421からトナーが剥がれ、図10に示すように定着ベルト421におけるトナー汚れのクリーニングを行うことができる(例えば、特許文献1)。
特開2003−274151号公報
しかし、特許文献1に記載の画像形成装置でのクリーニングモードの実行による通紙では、図9に示したように、溶融して接着性の大きいトナーを介して用紙Pの先端が定着ベルト421に付着して巻きこまれることがある。この場合、残留トナーによる用紙ジャムが発生してしまう。この残留トナーによる用紙ジャムの状況を図11を用いて説明する。図11は、画像形成装置におけるプリンタ部および当該プリンタ部の定着装置に巻き込まれた用紙を示す概略断面図である。
すなわち、通常は、図10のように溶融したトナーが、定着ベルト421等と用紙Pの双方に付着していても、用紙Pに付着する力と用紙P自体の腰の力による剥離力により、定着ベルト421からトナーが剥がれ、用紙Pが搬送方向(図10におけるX方向)に搬送されるように作用する。しかし、図11に示すように、用紙Pの先端に溶融した残留トナーが付着してしまうと、図9のように用紙Pの先端が残留トナーを介して定着ベルト421に巻きつき用紙ジャムを発生してしまう。
クリーニングモードによる通紙時に用紙ジャムが発生すると、定着装置のトナー汚れが解消できず、再度の通紙を行う必要があり、煩雑となる。更に、クリーニングモードによる通紙の効率が低下してしまう。
従来のクリーニングモードによる通紙時の用紙ジャムに対しては、定着ベルト421に巻き込まれないようにするために、専用クリーニングシートを用いて回避することも考えられる。しかしながら、クリーニングモードの実行による通紙をするたびに専用クリーニングシートをセットしなければならず、定着装置のクリーニングが煩雑となってしまう。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、画像形成装置における定着装置のクリーニングにおいて、定着装置の劣化や画像形成装置の製造コスト増を伴わずに、安全かつ簡易に行うことである。
上記の課題を解決するための本発明の画像形成装置は、用紙上にトナー像を形成する画像形成部と、定着部材および該定着部材に圧接される圧接部材および、前記定着部材に前記圧接部材を圧着および解除する解除部を有し、該定着部材と該圧接部材のニップ部にて加熱および加圧することによりトナー像を前記用紙に定着する定着装置と、前記用紙を搬送方向下流の2次転写位置へ給紙するレジストローラと、前記画像形成部にて前記用紙上に前記トナー像を形成しないで、給紙トレイから前記定着装置へ前記用紙を搬送し、前記定着部材に付着しているトナーを除去してクリーニングするクリーニングモードの実行および前記用紙の搬送を制御する制御部と、を備える画像形成装置において、前記制御部は、前記クリーニングモードを実行する場合、前記用紙の搬送方向の先端が前記ニップ部に到達するより以前に、前記圧接部材の圧着を解除し、該用紙の先端が該ニップ部を通過後に、該圧接部材を前記定着部材に圧着するように制御する。
本発明においては、制御部による定着部材のクリーニングモードの実行時において、用紙の先端が前記定着部材のニップ部に到達する以前に、定着部材の圧着を解除し、当該ニップ部を通過した後に、定着部材を圧着するように構成している。従って、クリーニングモードの実行による通紙時に定着部材を通過する用紙の先端が当該定着部材に付着して巻き込まれていることを防止することができ、クリーニングモードによる通紙時の用紙ジャムの発生を防止することができる。また、用紙の先端が通過した後に、定着部材を圧着することで、溶融した残留トナーが用紙に確実に付着し、定着部材のトナー汚れを除去することができる。結果として、画像形成装置における定着部材のクリーニングを、定着部材の劣化や画像形成装置の製造コスト増を伴わずに、安全かつ簡易に行うことができる。
[構成]
本発明にかかる実施形態では、カラー出力可能なプリンタ、複写機およびファクシミリ等を複合したカラー複合機を例とした画像形成装置について説明する。
画像形成装置10の構成について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる画像形成装置10の概略構成図である。また、図2は、本発明の実施形態にかかる画像形成装置10の定着装置42を示す図である。図2(a)は、圧着状態、(b)は圧着解除の状態を示す図である。また、図3は、本発明の実施形態にかかる画像形成装置10の制御の概略構成を示すブロック図である。
(画像形成装置)
図1に示すように、画像形成装置10は、自動原稿搬送装置20、読取部30およびプリンタ部40を有する。画像形成装置は、定着装置に付着した残留トナーのクリーニングを行うクリーニングモードにおいては白紙の通紙を行う。このクリーニングモードの実行時には、制御部60は、定着装置42の圧着状態を切り替える。以下、画像形成装置10の各部の構成について説明する。
自動原稿搬送装置20は、原稿トレイ21に積載された原稿2を1枚ずつ読取部30の読取位置に搬送し、読み取り後の原稿を排紙トレイ27に排出する。また、原稿2が両面原稿である場合、片面が読み取られた後の原稿2は、反転ローラ26により表裏が反転されて再び読取部30へ再搬送される。
自動原稿搬送装置20は、原稿トレイ21に積載された原稿2を最上部から順に給紙する給紙ローラ22と、読取位置となるスリットガラス31上に原稿2を搬送する搬送ローラ23と、原稿2を搬送ローラ23に沿って搬送する案内ローラ24とを備えている。また、スリットガラス31上を通過した原稿2の進行方向を切り替える切替爪25と、両面原稿の表裏を反転する反転ローラ26と、読み取りの完了した原稿2が排紙される排紙トレイ27などを有している。
読取部30は、原稿2のカラー画像を読み取る機能を有する。読取部30は、原稿2をレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の3色に分けて光学的に読み取り、読み取られた画像データをイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の濃度データに変換し、これら4色の画像データをそれぞれ出力するようになっている。
読取部30は、光源33とミラー34とからなる露光走査部35と、原稿2からの反射光を受光しその光強度に応じた電気信号を色別に出力するカラー方式のCCD(Charge Coupled Device)36と、原稿からの反射光をCCD36へ集光する集光レンズ37と、ミラー34からの反射光をCCD36へ導くミラー38とを備えている。
露光走査部35は、自動原稿搬送装置20によって給紙された原稿2を読み取るときは、スリットガラス31の下方の読取位置へ移動して停止し、搬送ローラ23によって搬送されてくる原稿2を読み取る。また、露光走査部35は、プラテンガラス32上に載置された原稿2を読み取る場合には、プラテンガラス32の下面に沿って左から右へと露光走査部35を走査し、プラテンガラス32上に載置された静止状態の原稿を読み取る。
プリンタ部40は、画像形成部41、定着装置42、用紙を給紙する給紙部70および給紙された用紙を搬送する搬送部80とを備えている。また、画像形成部41は、ベルト状の中間転写ベルト43、中間転写ベルト43上に単一色(Y、M、C、BK)のトナー像をそれぞれ形成する複数の像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、1次転写部材、クリーニング部44および2次転写部材45を備えている。
像形成ユニット50Yは、イエロー(Y)色のトナー像を中間転写ベルト43上に形成する。像形成ユニット50Mは、マゼンタ(M)色のトナー像を中間転写ベルト43上に形成する。像形成ユニット50Cは、シアン(C)色のトナー像を中間転写ベルト43上に形成する。像形成ユニット50Kは、ブラック(K)色のトナー像を中間転写ベルト43上に形成する。
像形成ユニット50Yは、静電潜像が形成される円筒状の感光体ドラム51Y、その周囲に配置された帯電装置52Y、現像装置53Yおよびクリーニング装置54Yを有する。また、レーザーダイオードと、ポリゴンミラーと、各種レンズおよびミラーなどで構成されたレーザーユニット55Yとを備えている。
感光体ドラム51Yは、駆動部に駆動されて矢印A方向に回転する。帯電装置52Yは、感光体ドラム51Yを一様に帯電する。レーザーユニット55Yは、イエロー色の画像データに応じてオンオフされるレーザー光を感光体ドラム51Yに照射して感光体ドラム51Y上に静電潜像を形成する。像形成ユニット50Yは、この静電潜像をイエロー色のトナーによって現像しトナー像を形成する。このトナー像は、1次転写位置で中間転写ベルト43に転写される。クリーニング装置54Yは、転写後に感光体ドラム51Yの表面に残留するトナーをブレード等にて除去し回収する。
像形成ユニット50M、50C、50Kは、トナーの色が相違することと、それぞれの色に対応する画像データでレーザー光がオンオフされる点を除いて像形成ユニット50Yと同一の構成を有する。なお、対応する構成要素には、数字部分が同一であって符号をYに代えてM、C、Kを付している。
中間転写ベルト43は、複数のローラを巻回して回動可能に支持されている。中間転写ベルト43は、駆動部により矢印Bの方向に周回する。周回する過程において、中間転写ベルト43上に(Y)、(M)、(C)、(K)の順に、像形成ユニット50Y、50M、50C、50Kで形成された各色のトナー像が形成される。このカラーのトナー像は中間転写ベルト43の周回経路の下端部に設けた2次転写部材45で中間転写ベルト43から用紙に一括して2次転写される。2次転写後に中間転写ベルト43上に残留しているトナーは、クリーニング部44によって除去される。
定着装置42は、定着部材である定着ベルト421、当該定着ベルト421を張架する定着ローラ421aと張架ローラ421bおよび圧接部材である加圧ローラ423を有する。また、定着装置42は、トナー像が転写された用紙P1を、定着ベルト421を介して定着ローラ421aと加圧ローラ423とで挟接し、加熱および圧着することにより定着する。定着装置42から排紙される用紙P1は、機外へ排紙されるか、反転経路80bへ搬送される。なお、定着装置42については図2を用いて詳細を後述する。
給紙部70は、複数の給紙トレイ71を有し、サイズや紙種の異なる用紙を収容する。各給紙トレイ71の下流側には、給紙トレイ71に収容された最上部の用紙を1枚ずつ搬送部80に向けて給紙する第1給紙ローラ72が設けられている。また、各給紙トレイ71の下流側には、給紙された用紙を検知する第1給紙センサ73が設けられている。
搬送部80は、給紙トレイ71から搬送された用紙を2次転写部材45及び定着装置4
2を通過させて機外の排紙トレイに排紙する通常経路80aと、定着装置42を通過した用紙の表裏を反転させて2次転写部材45の上流で再び通常経路80aへ合流させる反転経路80bとを含んでいる。各経路80a、80bは、最小サイズの用紙の送り方向サイズより短い間隔で多数の搬送ローラ81を有している。
搬送部80には、2次転写部材45の上流側に用紙の先端を検知する先端検知センサ82があり、さらに上流側にはレジストローラ83がある。レジストローラ83のさらに上流側には、用紙が到達したことを検知する第2給紙センサ84が配置されている。
給紙トレイ71から送り出された用紙は、レジストローラ83に突き当てられて一旦停止し、その後搬送が再開される。画像形成された用紙は、画像形成装置10の機外へ排出される。
(定着装置)
次に、図2を用いて、本実施形態にかかる定着装置42の概略構成について説明する。
定着装置42における定着ローラ421aは、加圧ローラ423と対向して配置されている。
定着ローラ421aは、内部に2本のハロゲンランプからなる熱源422を有し、定着処理における加熱部として機能する。また、加圧部材である加圧ローラ423は、第1のアーム424の凹部424aに両端の軸受部423aが支持され、第1のアーム424が回動軸424bを中心に回動する(図2(a)のC1、C2方向)ことで、定着ベルト421に圧接および解除が可能である。
第1のアーム424の中間部には、第2のアーム426の一端が回動軸426aに軸支されている。第2のアーム426は、カム427により押動され回動軸426aを中心に回動する。また、第1のアーム424における回動軸424bに対して反対側の端部と、第2のアーム426における回動軸に対して反対側の端部との間には、当該両端部に挟まれるように、加圧バネ425が嵌装されている。なお、当該カム427はモータ(不図示)などにより駆動される。
定着装置42の圧着方法は以下の通りである。すなわち、第2のアーム426がカム427により押動されて用紙の搬送経路方向(図2(b)におけるC1(反時計)方向)に回転すると、加圧バネ425が用紙の搬送経路側に移動する。これに伴って第1のアーム424も反時計方向に回転し、まず、加圧ローラ423が定着ローラ421aに接触する。さらにカム427が回転を続けて第2のアーム426をさらに押動すると、加圧ローラ423と定着ローラ421aのニップ部が加圧バネ425の圧縮力によって変形しながら圧着する。なお、トナー像が転写された未定着の用紙(不図示)は、図2(a)、(b)の右方から左方へ進み、定着ローラ421aと加圧ローラ423のニップ部を通過し、トナー像が溶融して定着される。
他方、定着装置42の圧着の解除方法は以下の通りである。カム427により第2のアーム426を用紙の搬送経路側と反対方向(図2(a)におけるC2方向)に回動させ、図2(a)から(b)の状態にする。これによって、加圧バネ425は伸びてさらに第1のアーム424の前記端部を点線Xの位置から実線Yの位置に下げ、第1のアーム424に保持された加圧ローラ423を、定着ローラ421aから離反させる。
[制御]
次に、図3を用いて、実施形態にかかる画像形成装置10の制御部および各部の概略構成について説明する。
画像形成装置10は、図3に示す制御部60、記憶部92、インターフェイス(I/F;Interface)91、表示操作部93および計時部94等を備える。
インターフェイス91は、外部端末U等からネットワーク100を介して送信された原稿データを受信して記憶部92に記憶する。ネットワーク100としては例えば、LAN(Local Area Network)等が挙げられる。
制御部60は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等から構成される。また、記憶部92には、あらかじめ制御プログラムが記憶され、CPUが当該制御プログラムを適宜RAM上に展開することにより、制御が実行される。具体的には、読取制御、送受信制御、画像処理制御、計時処理、給紙制御、表示制御、クリーニングモードの実行制御および通紙制御等を行うようになっている。各処理および制御については後述する。記憶部92には、画像データや、表示部93bに表示する表示画面のデータ等が記憶されている。
記憶部92は、インターフェイス91から受けた原稿データを記憶する。また、読取部30から読み取った原稿データを記憶する。これらの記憶された原稿データは、制御部60にて画像処理がなされて、記憶部92に記憶される。
表示操作部93は、操作部93aと、表示部93bとを備えて構成される。操作部93aとしては、例えば、タッチパネル等の表示および入力デバイスが用いられ、表示および入力を受ける。操作部93aは、ボタン等の操作デバイスを含んで構成される。また、操作部93aと表示部93bとを一体化してもよい。
計時部94は、計時機能を有し、後述する制御部60の各制御(給紙制御、クリーニングモードの実行制御、通紙制御、計時処理等)に用いられる計時信号を制御部60に送信する。この計時信号とは、例えば後述するクリーニングモードの実行制御、通紙制御に用いられる時間を計るために用いられる。
ここで、本実施形態の画像形成装置10における制御部60の各処理および各制御について以下に説明する。
(各部の制御)
制御部60は、自動原稿搬送装置20および読取部30の制御、原稿データの送受信や、記憶部92に格納されている原稿データついての圧縮処理または伸張処理等を行う。
(給紙制御)
制御部60による給紙制御では、画像形成時にレジストローラ83から用紙を2次転写部材45へ搬送する搬送開始タイミングを制御している。この搬送タイミングは、第2給紙センサ84による用紙P1の検知、レジストローラ83による用紙P1の搬送速度、レジストローラ83から定着装置42までの距離などに基づいて調整される。
(表示制御)
制御部60による表示制御では、原稿にかかるジョブ等に関する事項またはその他の事項について操作者が設定するための表示画面を、表示部93bに表示させる。ジョブ等に関する事項とは、例えば、出力画像データにかかる用紙についての項目(拡大・縮小倍率、用紙方向、出力用紙、給紙トレイなど)、出力順、出力方法および後処理などである。また、その他の事項とは、例えば、定着装置42をクリーニングするクリーニングモードの実行および実行の選択などである。
このクリーニングモードの実行の選択の一例としては、用紙ジャムが発生した後のクリーニングモードの実行の選択がある。制御部60は、定着装置42などに対して用紙ジャムが生じた場合に、搬送ローラ81や定着装置42の動作異常(例えば、搬送ローラ81による通常経路80aや反転経路80bへの搬送処理が実行不可能となっている状況など)を検知し、これに基づいて、用紙ジャムの発生を判断する。その際に制御部60は、例えば記憶部92から用紙ジャムの解消方法を表示する表示画面のデータを読み出し、表示部93bに表示させる。操作者が、表示部93bに表示される当該表示画面に従って用紙ジャムを解消させると、制御部60は各部のセンサ(不図示)などにより用紙ジャムの解消を検知する。
制御部60は、用紙ジャムの解消を検知すると、記憶部92からクリーニングモードの実行を選択する選択画面の表示データを読み出す。この選択画面について図4を用いて説明する。
図4は、クリーニングモードの選択画面を表す図である。操作者は操作部93aにより、図4に示すクリーニングモードの選択画面で、次に述べるクリーニングモードの実施または実実施を選択することができる。
すなわち、操作者により、図4に示す選択画面の実施キーYが選択されると、制御部60は、クリーニングモードを実行する。これに対し、未実施キーNが選択されると、制御部60は、クリーニングモードを実行しない。なお、クリーニングモードの選択画面における選択は、制御部60が用紙ジャムの解消を検知した後に限られず、操作者が表示操作部93により任意のタイミングで実行できるように構成してもよい。
(クリーニングモードの実行制御)
制御部60によるクリーニングモードの実行制御では、選択画面でのクリーニングモードの実施要求に応じて、定着装置42に付着したトナー汚れのクリーニングを、白紙の用紙の通紙により行う。このクリーニングモードの実行制御について図5を用いて説明する。図5(A)は、クリーニングモードの実行制御により、用紙P1が定着装置42のニップ部の手前に到達している状況を示す図である。また、図5(B)は、クリーニングモードの実行制御により、定着装置42のクリーニングが実行されている状況を示す図である。
制御部60はクリーニングモードの実行制御として、まずレジストローラ83により用紙P1を定着装置42に到達させる搬送タイミングを制御する。この用紙P1の搬送タイミングは、用紙P1の搬送速度、距離L1(図5参照)やセンサによる用紙P1の検知などに基づいて判断される。
制御部60により用紙P1の搬送タイミングが計られ、2次転写部材45に用紙P1が搬送される。クリーニングモードの実行制御では、2次転写部材45に到達した用紙P1に対してトナー像の転写が行われない。すなわち、画像形成時においては、像形成ユニット50Y、50M、50C、50Kなどによって中間転写ベルト43にトナー像が形成され、2次転写部材45を通過する用紙P1に対しトナー像が転写されるが、クリーニングモードの実行時においては、制御部60は、像形成ユニット50Y、50M、50C,50Kによるトナー像を形成しないように制御するため、中間転写ベルト43にもトナー像が転写されず、2次転写部材45を通過しても用紙P1にはトナー像が転写されず、白紙の状態で定着装置42へ搬送される。
また、制御部60によるクリーニングモードの実行制御では、図5(A)に示すように定着装置42に用紙P1が到達する以前に、制御部60は、定着装置42の加圧ローラ423を定着ローラ421aに対して離反させ、定着装置42における圧着状態を解除する制御を行う。
すなわち、制御部60は、レジストローラ83が用紙P1の搬送を開始した時点から、第1の時間が経過した時に、定着装置42の圧着を解除する。
この第1の時間は、レジストローラ83から定着装置42におけるニップ部の手前に用紙P1の先端が到達するまでに要する時間に相当する。第1の時間は、レジストローラ83からニップ部の手前までの距離L1(図5参照)と、レジストローラ83の搬送速度によって求められ、あらかじめ記憶部92に記憶されている。
このように、制御部60は、用紙P1がニップ部に到達する前に定着装置42の圧着を解除し、解除した状態で用紙P1の先端がニップ部を通過するので、用紙P1の先端が残留トナーを介して定着装置42に巻き込まれることを防止することができ、クリーニングモードの実行時での用紙ジャムの発生を防止することができる。これにより、溶融した残留トナーと、搬送されてきた用紙P1の先端とが同時にニップ部に到達した場合であっても、定着装置42の圧着が解除されているので(図5(B))、定着装置42を通過する用紙の先端部のみは加圧されずに通過するので、用紙P1の腰の力の作用により定着ベルト421に付着することがなく、巻き込まれる事態を防止することができる。従って、定着ベルト421におけるトナー汚れのクリーニングを行う際の用紙ジャムを回避することができる。
また、クリーニングモードの実行制御において制御部60は、用紙P1が定着装置42のニップ部へ到達する以前に定着装置42の圧着を解除し、用紙P1の先端がニップ部を通過した後に、定着装置42を再び圧着状態に復帰させる。
つまり、制御部60は定着装置42の圧着を解除した時点から、用紙P1の先端がニップ部の通過を完了するまでに要する第2の時間が経過した時に、定着装置42を再び圧着状態に復帰させる。
本実施態様では、制御部60は、レジストローラ83から用紙P1の搬送を開始した時点を基準とし、第1の時間と第2の時間を加算した時間が経過したタイミングで定着装置42を圧着状態に復帰しているが、定着装置42の圧着を解除した時点を基準として、第2の時間の経過後に、定着装置42を再び圧着状態に復帰させるタイミングとしてもよい。
また、第2の時間とは、ニップ部手前(制御部60が定着装置42の圧着を解除する位置)から、用紙P1の先端がニップ部の通過を完了する位置までの距離L2(図5(A)、(B))と、用紙P1の搬送速度で除算して求めた時間である。用紙P1の先端がニップ部の通過を完了する位置とは、例えば、用紙P1の後端がニップ部から10mm以上通過した位置であることが好ましい。当該距離であれば用紙P1の先端が巻き込まれず、1枚の用紙でより広範にクリーニングすることが可能となる。
このように、定着装置42の圧着状態を復帰させることにより、定着装置42のニップ部を通過する用紙P1は加圧された状態で当該ニップ部を通過し、定着ベルト421に付着した残留トナーは、用紙P1に転移して、定着ベルト421から除去される。したがって、定着装置42のトナー汚れを解消することができる。
また、制御部60は、クリーニングモードに使用する用紙P1の厚さに基づき圧着と解除の切り替えを制御することが好ましい。
例えば制御部60は、操作者が入力した用紙の情報、例えば当該用紙の斤量に基づいて、用紙P1の厚さを判断する。
制御部60は、用紙Pが所定の厚さかどうかを判断し、所定の厚さ以下であるときにのみ圧着と解除を行ない、所定の厚さを超える場合は切換を行なわないことが好ましい。この所定の厚さとは、普通紙に対する厚さであり、例えば用紙斤量が200g/m2である場合の厚さをいう。
用紙斤量が200g/m2を超える厚さの用紙では、定着装置42の圧着の解除を行わなくても、用紙P1の先端が定着装置42のニップ部に到達して、用紙の先端に残留トナーが付着した場合でも、当該用紙の腰の力が強いために用紙の先端が巻き込まれない。従って、クリーニングモード時において用紙ジャムが発生することはない。
(再通紙制御)
制御部60は、用紙P1の長さによって定着ベルト421の全体をクリーニングできない場合に、1枚目の用紙P1の次に、2枚目の用紙P2によってクリーニングする再通紙制御を実行する。
再通紙制御において制御部60は、1枚目の用紙P1の通紙においてクリーニングされない定着ベルト421の範囲を求め、当該クリーニングされない範囲について再度クリーニングモードを実行するために、以下の処理を行う。
予め記憶部92に記憶されている定着ベルト421の周方向の長さと、クリーニングモードに用いる用紙P1のサイズから導かれる搬送方向の長さL3(図6参照)とを比較する。この結果、用紙P1の長さL3が当該定着ベルト421の長さ以下となっている場合は、次の用紙P2によって再通紙制御を行う。なお、この周方向の長さとは、例えば図6における範囲A1と範囲A2を加算した長さである。
制御部60は、用紙P1の長さが定着ベルト421の長さ以下であった場合、再通紙制御を行う。このように再び行われるクリーニングモードの再通紙制御においては、次の用紙P2のレジストローラ83からの搬送開始タイミングの制御を行う。
この搬送開始タイミングとは、定着ベルト421のクリーニングを開始すべき部分がニップ部へ到達したときに、同時に用紙P2の先端部がニップ部を通過するように、レジストローラ83から用紙P2の搬送を開始するタイミングである。ここで図6を用いて制御部60における再通紙制御の搬送開始タイミングについて説明する。図6は、定着装置42における定着ベルト421、加圧ローラ423および用紙P1を示す概略図である。図7は、用紙P1を示す平面図である。
1枚目の用紙P1の長さL3(図7参照)が定着ベルト421の長さ以下であった場合、図6に示すように、1枚目の用紙P1によりクリーニングされた定着ベルト421は、クリーニングされた範囲A1とクリーニングされなかった範囲A2に分かれる。ここで、次の用紙P2でのクリーニングモードによる通紙は、クリーニングされなかった範囲A2に対して、次の用紙P2によりクリーニングする。したがって、当該搬送タイミングは、次の用紙P2の先端がニップ部に到達したときに、定着ベルト421のクリーニングの実施範囲A1とクリーニングの未実施範囲A2との境界部分で接触させる。また、境界部分より範囲A1側(図6のZ方向側)の位置で接触させ、用紙P1とP2のクリーニング範囲が一部重複することが好ましい。一部重複させることで、次の用紙P2によるクリーニングを行った際に、実施範囲A1の終端と未実施範囲A2の始端の境界部分において、隙間ができてしまうことを回避し、クリーニングの脱漏を防止することが可能となる。
すなわち、次の用紙P2の搬送開始タイミングは、次のように定められる。
制御部60は、用紙P1の搬送方向の長さL3を、レジストローラ83の搬送速度で除算して、用紙P1がニップ部を通過するのに要する第3の時間を予め記憶部に記憶しておく。
また、制御部60は、定着ベルト421の長さを定着ベルト421の回転速度で除算して、定着ベルト421が1周するのに要する第4の時間を求めてあらかじめ記憶部に記憶しておく。
制御部60は、予め記憶された第3の時間に第4の時間を加算した第5の時間を求める。レジストローラから1枚目の用紙P1の搬送を開始した時刻を基準にして、第5の時間の経過後を、レジストローラから次の用紙P2の搬送を開始する搬送開始タイミングとする。
また、制御部60は再通紙制御においても、定着装置42の圧着および解除の切替制御を行う。この切替制御については上述の通りであり、説明を省略する。
このように制御することによって、定着ベルト421の外周部分のクリーニングが実施される。したがって、操作者が定着装置42のクリーニング脱漏の有無を判断するという煩雑な作業を回避することができる。
また、1回目のクリーニングモードの実行により定着ベルト421の外周部分においてクリーニングの未実施領域があると判断されれば、制御部60は、再通紙制御を行うので、1枚の用紙のみでは定着装置42の残留トナーをクリーニングしきれないときでも、2枚目の用紙での再度のクリーニングモードによる通紙が実行される。したがって、通紙による定着装置のクリーニングの脱漏を回避し、クリーニングモードの実行による通紙を効率よく行うことができる。
次に、図8のフローチャートを用いて、本発明の実施形態にかかる画像形成装置10におけるクリーニングモードの実行のフローについて説明する。
定着装置42における用紙ジャムの発生後に、制御部60は、用紙ジャムの解消を判定する(S01)。制御部60は、用紙ジャムの解消を検知した場合(S01:Yes)、クリーニングモードの実行の選択画面(図4参照)を操作部93aに表示する(S02)。選択画面において、操作者により実施が選択されたか否かを判定する(S03)。実施が選択された場合(S03:Yes)、制御部60は、クリーニングモードの実行制御を開始する(S04)。一方、操作者により実施が選択されなかった場合(S03:N)、フローを終了し、クリーニングモードを実行しない。
制御部60は、ステップS04にてクリーニングモードの実行制御を開始する(S04)。
まず、制御部60は、搬送開始タイミングになったかについて判断する(S05)。
制御部60は、搬送開始タイミングとなっていない場合(S05;No)、S05の判定を繰り返す。搬送開始タイミングになった場合(S05;Yes)、レジストローラ83を制御して用紙P1の搬送を開始する(S06)。更に、搬送開始タイミングを起点として、タイマーをスタートする(S07)。
次に、制御部60は、クリーニングモードの実行に用いる用紙P1が所定の厚さ以下であるか否かを判定する(S08)。この所定の厚さの判定は、例えば操作者が入力した用紙の情報等によって用紙P1のサイズ、用紙斤量などのデータに基づき、所定の厚さ以下であるかについて判定する。例えば用紙P1の用紙斤量が200g/m2以下であるかに基づいて判定する。制御部60は、用紙P1が所定の厚さ以下でないと判定した場合(S08;No)、定着装置42の圧着と解除を切り替えることなく圧着状態のまま用紙Pを通紙し、フローを終了する。
制御部60は、用紙P1が所定の厚さ以下であると判定した場合(S08;Yes)、タイマーの時間が第1の時間となったか否かを判定する(S09)。この第1の時間は、レジストローラ83から用紙P1の搬送を開始した時点から、用紙P1の先端が定着部42のニップ部の手前に到達する時間であり、圧着を解除するための解除タイミングである。制御部60は、第1の時間が経過していないと判定した場合は(S09;No)、第1の時間が経過するまで判定を繰り返す。
制御部60は、第1の時間が経過したと判定し(S09;Yes)、定着装置42の圧着の解除タイミングが到来した場合、定着装置42のカム427を駆動させ、第2のアーム426、第1のアーム424を介して加圧ローラ423を定着ローラ421aから離反させて定着装置42の圧着を解除する(S10)。
次に、制御部60は、第1の時間に第2の時間を加算した時間が経過したか否かを判定する(S11)。この第2の時間は、定着装置42の圧着の解除時点から、用紙P1がニップ部を通過した後の位置に到達するまでの時間である。再度、圧着する位置は、用紙P1がニップ部を通過した後に、圧着を解除した位置からL2の距離の位置である。タイマーは、搬送開始時点からの時間をカウントしているので、第1の時間に第2の時間を加算した時間が圧着のタイミングとなる。制御部60は、第1の時間に第2の時間を加算した時間が経過していないと判定した場合(S11:No)、判定を繰り返す。制御部60は、第1の時間に第2の時間を加算した時間が経過したと判定した場合(S11:Yes)、定着装置42のカム427を駆動させ、第2のアーム426、第1のアーム424を介して加圧ローラ423を定着ローラ421aに再度、圧着する(S12)。加圧ローラの圧着後には、用紙P1が定着ベルト421に密着した状態でクリーニングモードが実行される。
次に、制御部60は、定着ベルト421上においてクリーニングが実施されていない領域が有るか否かを判定する(S13)。この判定は、1枚目のクリーニングモードの実行に用いられた用紙P1の長さL3が、定着ベルト421の長さ以下である場合に、クリーニングの未実施領域が有ると判定される(S13:Yes)。制御部60は、クリーニングの未実施領域が有ると判定した場合(S13:Yes)、2枚目の用紙P2によって再びクリーニングモードの実行制御を開始する(S14)。制御部60は、1枚目の用紙P1のレジストローラ83からの搬送開始時を起点として、定着ベルト421が一周するに要する第4の時間に、1枚目の用紙P1の搬送方向の長さL3の搬送に要する第3の時間を加算して、次の用紙P2の搬送開始タイミングとなる第5の時間を算出する(S15)。前記タイミングは、1枚目の用紙P1によりクリーニングされた領域A1の後端Bが再びニップ部に到達するタイミングと、次の用紙P2がニップ部に到達するタイミングが合致するタイミングである。次に、タイマーが第5の時間をカウントアップしたか否かを判定する(S16)。タイマーが第5の時間をカウントアップしない場合は、S16の判定を繰り返す(S16:No)。タイマーが第5の時間をカウントアップした場合(S16:Yes)、タイマーをクリアし(S17)、ステップS05に戻る。以降は、前述と同様の制御フローを実行する。
(作用効果)
以上説明した本実施形態にかかる画像形成装置の作用及び効果について説明する。
本発明の実施形態にかかる画像形成装置10は、操作者からのクリーニングモードの実行指示に応じて、制御部60により、用紙P1、P2が定着装置42のニップ部に到達する以前に、定着装置42の圧着を解除するように構成されている。
従って、画像形成装置10においてクリーニングモードによる通紙を行ったときに、用紙がレジストローラ83から搬送されて定着装置42のニップ部に到達し、定着ベルト421に付着した残留トナーと、搬送されてきた用紙P1の先端F1(図7参照)とが同時にニップ部に到達した場合であっても、定着部42の圧着が解除されているので、定着装置42を通過する用紙の先端部のみは加圧されずに通過し、用紙P1の先端に残留トナーが強固に付着して定着ベルト421に巻き込まれることを防止し、定着ベルト421におけるトナー汚れのクリーニングを行う時に用紙ジャムを回避することができる。
また、操作者が定着装置42のトナー汚れをクリーニングする必要がなくなり、画像形成装置10の内部が高温となっている場合に、操作者が当該内部のクリーニングをすることによる危険性を回避することができる。また、定着装置42の周囲にクリーニング機構を設ける必要がなく、製造コスト増を伴わず、クリーニング機構の当接によるベルトの磨耗、劣化等を防ぐことができる。また、画像形成装置内部の省スペース化を図ることが可能となる。
また、本実施形態にかかる画像形成装置10は、制御部60によるクリーニングモードの実行制御に応じて、用紙P1、P2の先端が定着装置42のニップ部を通過する第2の時間が経過すると、定着装置42の加圧ローラ423を定着ローラ421aに対して当接して押圧し、定着装置42を圧着状態に復帰させるようにしている。
したがって、用紙P1、P2の先端が通過する時のみ定着装置42の圧着を解除し、先端が通過した後は定着装置42を圧着状態に復帰させるので、ジャムを発生しないで、定着ベルト421のトナー汚れのクリーニングを行うことができる。
次に、本発明にかかる画像形成装置の変形例について、以下に説明する。
以上に述べた本実施形態にかかる画像形成装置10では、定着装置42の圧着の解除タイミングについて、用紙P1、P2のレジストローラ83からの搬送時間によって制御しているが、本発明はこの実施形態に限られない。
例えば、レジストローラ83と定着装置42との間に先端検知センサ82を設け、用紙P1の先端を検知したタイミングで、定着装置42の圧着を解除するように制御してもよい。このようなタイミングで定着装置42の圧着を解除することにより、定着装置42を通過する用紙の先端部のみは加圧されずに通過するので、定着装置42への巻きつきを確実に防止することができ、クリーニングモードによる通紙時の用紙ジャムを解消することができる。
また、本実施形態にかかる画像形成装置10では、定着装置42を再び圧着状態に復帰させるタイミングについて、用紙P1、P2の搬送時間によって制御しているが、本発明はこの実施形態に限られない。
例えば、定着装置42の下流にセンサを設けて用紙P1、P2の先端が到達したことを検知し、これに基づいて圧着状態への復帰タイミングを制御してもよい。このようなタイミングで復帰させることにより、用紙P1、P2の先端を確実に下流へ搬送させることができ、定着部42への巻きつきを防止し、クリーニングモードによる通紙時の用紙ジャムを解消することができる。
また、本実施形態にかかる定着装置42は、定着部材を定着ベルト421および定着ローラ421a、421bで構成しているが、定着部材を加熱ローラのみで構成してもよい。
また、この発明の実施形態にかかる画像形成装置10においては、制御部60が、2枚目の用紙P2によりクリーニングする場合、1枚目の用紙P1によってクリーニングされた範囲を、用紙P1のサイズから決まる搬送方向の長さによって算出するように構成されているが、本発明はこの実施形態に限られない。
例えば、定着装置42の周囲に残留トナーを検知するセンサを設け、このセンサの検知に基づいて、制御部60が、用紙P1によるクリーニングの実施範囲および未実施範囲を判断して、2枚目の用紙P2の搬送タイミングを制御してもよい。
この発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成図である。 この発明の実施形態にかかる画像形成装置の定着装置を示す概略図である。 この発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 この発明の実施形態にかかる画像形成装置における、クリーニングモードの実行選択画面を表す図である。 この発明の実施形態にかかる画像形成装置おけるクリーニングモードの実行制御を説明するための図である。 この発明の実施形態にかかる画像形成装置において、定着装置を示す概略図である。 クリーニングモードの実行による通紙に用いられる用紙を示す概略図である。 この発明の実施形態にかかる画像形成装置において、クリーニングモードの実行指示を受けた場合の画像形成装置の一連の動作を示すフローチャートである。 従来の画像形成装置におけるプリンタ部および該プリンタ部の定着装置に詰まった用紙を示す概略断面図である。 従来の画像形成装置にかかるプリンタ部において、クリーニングモードの実行による通紙が行われている状態を示すための概略断面図である。 画像形成装置におけるプリンタ部および該プリンタ部の定着装置に巻き込まれた用紙を示す概略断面図である。
符号の説明
10 画像形成装置
20 自動原稿搬送装置
30 読取部
40 プリンタ部
41 画像形成部
42 定着部
421 定着ベルト
421a 定着ローラ
422 熱源
423 加圧ローラ
423a 軸受部
424 第1のアーム
424a 凹部
424b 回動軸
425 加圧バネ
426 第2のアーム
426a 回動軸
427 カム
43 中間転写ベルト
45 2次転写部材
50Y 像形成ユニット
51Y 感光体ドラム
60 制御部
70 給紙部
71 給紙トレイ
72 第1給紙ローラ
73 第1給紙センサ
80 搬送部
80a 通常経路
81 搬送ローラ
82 先端検知センサ
83 レジストローラ
84 第2給紙センサ
91 インターフェイス
92 記憶部
93 表示操作部
100 ネットワーク
P1 用紙

Claims (6)

  1. 用紙上にトナー像を形成する画像形成部と、
    定着部材および該定着部材に圧接される圧接部材および、前記定着部材に前記圧接部材を圧着および解除する解除部を有し、該定着部材と該圧接部材のニップ部にて加熱および加圧することによりトナー像を前記用紙に定着する定着装置と、
    前記用紙を搬送方向下流の2次転写位置へ給紙するレジストローラと、
    前記画像形成部にて前記用紙上に前記トナー像を形成しないで、給紙トレイから前記定着装置へ前記用紙を搬送し、前記定着部材に付着しているトナーを除去してクリーニングするクリーニングモードの実行および前記用紙の搬送を制御する制御部と、を備える画像形成装置において、
    前記制御部は、前記クリーニングモードを実行する場合、前記用紙の搬送方向の先端が前記ニップ部に到達するより以前に、前記圧接部材の圧着を解除し、該用紙の先端が該ニップ部を通過後に、該圧接部材を前記定着部材に圧着するように制御することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記圧着は、前記ニップ部を通過後の所定時間後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. 前記定着装置の搬送方向下流に搬送ローラを設け、
    前記圧着は、前記搬送ローラに前記用紙の先端が到達した後であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記制御部は、前記クリーニングモードを実行する場合、前記用紙が所定の厚さ以下である場合に、前記ニップ部に到達するより以前に前記圧接部材の圧着を解除し、前記用紙が所定の厚さを超える場合、前記圧接部材の圧着を解除しないことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記定着部材は定着ベルトであり、
    前記制御部は、前記クリーニングモードを実行する場合、前記用紙の搬送方向の長さが、前記定着ベルトの周方向の長さより短い場合は、次の用紙を給紙して前記定着ベルトを、再度、クリーニングすることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御部は、前記レジストローラから前記定着装置へ前記次の用紙を給紙する場合、先の用紙が前記定着ベルトに接触しなかった部分に、該次の用紙が接触するタイミングで該次の用紙を給紙するように前記レジストローラの駆動開始タイミングを制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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