JP2011133524A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】様々な種類のシートに対する画像形成を行う際、シートの厚さに拘わらず、搬送状態によって生じる画像劣化等の問題を抑え、搬送部間でのループ量を一定範囲に保ちながらシートを搬送できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】ループ検知部34Aでは、ソレノイド27が、シート搬送路33を搬送されるシートPに接触部26aが接触する際の接触力をシートPの種類に応じて変更する。これにより、画像形成を行う場合、シートの厚さに拘わらず、搬送状態によって生じる画像劣化等の問題を確実に抑えることができ、転写装置3と定着装置5との間でシートPのループ量を一定の範囲内に安定して維持しながら搬送することができる。
【選択図】図2
【解決手段】ループ検知部34Aでは、ソレノイド27が、シート搬送路33を搬送されるシートPに接触部26aが接触する際の接触力をシートPの種類に応じて変更する。これにより、画像形成を行う場合、シートの厚さに拘わらず、搬送状態によって生じる画像劣化等の問題を確実に抑えることができ、転写装置3と定着装置5との間でシートPのループ量を一定の範囲内に安定して維持しながら搬送することができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に関する。
従来、像担持体上の未定着のトナー像をシートに転写しながらシートを搬送する転写装置と、シート上のトナー像を加熱、加圧してシートに定着しながらシートを搬送する定着装置とを備えた電子写真方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、転写装置と定着装置との間にシート搬送速度差が生じて画像不良を起すことがあった。定着装置によるシート搬送速度が転写装置によるシート搬送速度よりも速いと、定着装置と転写装置との間でシートが引っ張られ、転写装置によるシートへの転写時に像ズレなどの画像の乱れが発生する場合がある。また、定着装置によるシート搬送速度が転写装置によるシート搬送速度よりも遅いと、両者間でシートが過大なループを形成し、シートが周囲の部材に強く押し付けられて擦れることで、搬送ガイド跡などの画像の乱れが発生し、画像劣化を招く場合がある。
そのため、このような画像形成装置では、搬送路を通過するシートに一定の弛みをもたせるように制御する方法が採用されている。図9に示すように、定着装置105と転写装置103との間の搬送ガイド120に、シートPのループを検知するセンサSを設けたものがある(特許文献1、2参照)。この技術では、センサSの検知結果に応じて、定着装置105によるシート搬送速度を、転写装置103によるシート搬送速度より遅い第1の速度と、転写装置103によるシート搬送速度より速い第2の速度とに切り換えて所定範囲内でループ量を維持する。
また、紙種によってそれぞれループの大きさを最適化するためのループ検知部を設けたものもある(特許文献3参照)。この技術におけるループ検知部では、検知用突起部をバネ等の付勢部材によりシートの裏面に接触させて、その位置の変化をフォトインタラプタ等で検知している。
しかし、特に特許文献3に記載の構成では次のような問題が生じることがある。つまり、検知用突起部がシートの裏面に接した状態で加圧されているので、シートに対する検知用突起部の接触力(押圧力)が大きい場合には、薄紙等の剛度(剛性)の低いシートが搬送される際、検知用突起部がシートの搬送を損なうことになる。その場合、シートの搬送状態が不安定となって、シートの印字面に擦れなどの画像劣化を生じる虞が高まる。
一方、薄紙にあわせて、シートに対する検知用突起部の接触力を小さく設定すると、厚紙等の剛性の高いシートが搬送される際には、シートのバタツキ等によって、検知用突起部でチャタリングが生じ、ループの位置が正確に検知できなくなる。その結果、シートを引っ張り過ぎたり、弛ませ過ぎたりすることで、転写装置での像ずれなどの画像弊害の発生確率が高まってしまう。つまり、シートに対する検知用突起部の接触力が大きいと薄紙を搬送する際に課題があり、接触力が小さいと厚紙を搬送する際に課題がある。
また、上記では転写装置と定着装置間でのシートのループ制御についての課題を述べたが、例えばレジストローラ対と転写装置との間におけるループ制御についても同様の課題がある。つまり、シートを引っ張り過ぎたり弛ませ過ぎたりで、搬送状態が不安定になると、シートが中間転写ベルト等の像担持体のトナー像に擦れたり、転写装置でシートにトナー像を転写する際に像ずれが起きたりする可能性が高まる。
そこで本発明は、様々な種類のシートに対する画像形成を行う際、シートの剛度に拘わらず、搬送状態によって生じる画像劣化等の問題を抑え、搬送部間でのループ量を一定範囲に保ちながらシートを搬送できる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、シートを搬送する上流側搬送部及びその下流側に配置される下流側搬送部と、前記上流側搬送部と前記下流側搬送部との間で形成されるシートのループを検知する接触式のループ検知部と、を備え、前記ループ検知部の検知信号に基づいて前記上流側搬送部及び前記下流側搬送部の少なくとも一方のシート搬送速度を制御してシートのループ量を一定の範囲内に維持しながら搬送する画像形成装置において、前記ループ検知部は、検知信号を出力するセンサと、前記上流側搬送部と前記下流側搬送部との間のシート搬送路内に、前記シート搬送路を搬送されるシートに接触するように突出し、シートに接触して移動することにより前記センサに検知信号を出力させるための接触部と、前記シート搬送路を搬送されるシートに前記接触部が接触する接触力を、前記シート搬送路を搬送されるシートの種類に応じて変更する接触力変更部と、を備えたことを特徴としている。
本発明によると、接触力変更部が、シート搬送路を搬送されるシートに接触部が接触する際の接触力をシートの種類に応じて変更するので、画像形成を行う際、シートの厚さに拘わらず、搬送状態によって生じる画像劣化等の問題を確実に抑えることができる。これにより、上流側搬送部と下流側搬送部との間でシートのループ量を一定の範囲内に安定して維持しながら搬送することができる。
<第1の実施形態>
まず、本発明に係る画像形成装置の全体の概略構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明を適用したカラーの画像形成装置(フルカラープリンタ)30の全体構成を示す概略図である。
まず、本発明に係る画像形成装置の全体の概略構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明を適用したカラーの画像形成装置(フルカラープリンタ)30の全体構成を示す概略図である。
画像形成装置30は、画像形成装置本体30aを備えている。画像形成装置本体30a内部には、一定の間隔をおいて一列に配設され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する像担持体(電子写真感光体)である感光体ドラムa〜dが4個配置された画像形成部39が設けられている。なお、感光体ドラムa〜dの各周囲には、それぞれ帯電部、現像部、クリーニング部が配置され、これら感光体ドラムa〜d、帯電部等がプロセスカートリッジ1(1a,1b,1c,1d)としてユニット化されている。
これらプロセスカートリッジ1a,1b,1c,1dの上部には、感光体ドラムa〜dと接触するようにして、中間転写体である中間転写ベルト12が配置されている。更に、中間転写ベルト12の内側には、1次転写部としての転写ローラ2(2a,2b,2c,2d)が中間転写ベルト12を介して各感光体ドラムa〜dに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト12は、2次転写対向ローラ3a等により支持されており、2次転写対向ローラ3aへの駆動入力によって回転する。
2次転写対向ローラ3aは、中間転写ベルト12を介して2次転写ローラ3bと当接可能に配置されており、2次転写対向ローラ3aと2次転写ローラ3bとにより2次転写部である転写装置3が構成される。また、転写装置3よりもシート搬送方向下流側には、定着ローラ24と加圧ローラ25を有する定着装置5が設置されている。
なお、図1において、6はプロセスカートリッジ1の下方に配置された露光装置であり、この露光装置6により、感光体ドラムa〜dへ画像信号に応じたレーザ光を照射して選択的な露光を行う。そして、このように感光体ドラムa〜dを露光することにより、帯電部によって帯電された各感光体ドラムa〜dの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。
なお、露光装置6は、レーザ光を発光する不図示の発光部材、発光部材からのレーザ光を感光体ドラムa〜dの長手方向(主走査方向)に走査するポリゴンミラー6aを有している。更に露光装置6は、各種レンズや各感光体ドラムa〜dに照射するための反射する反射ミラー6b等を有している。そして露光装置6は、筐体6cに形成されたスリットを介してレーザ光を各感光体ドラムa〜dへ光照射する。
次に、このような構成の画像形成装置30における画像形成動作について説明する。まず、画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセス速度で回転駆動される各感光体ドラムa〜dは、それぞれ帯電手段によって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置6は、外部から入力される画像情報をカラー色ごとに分解した画信号に応じて発光部材からレーザ光を発光する。そして、レーザ光を、ポリゴンミラー6a、反射ミラー6b等を経由して感光体ドラムa〜d上に照射し、感光体ドラム上に各色の静電潜像を形成する。
次に、まず感光体ドラムa上に形成された静電潜像に、イエローのトナーを付着させて感光体ドラムa上の静電潜像をイエロートナー像として可視像化する。このイエロートナー像は、感光体ドラムaと転写ローラ2aとの間の1次転写部にて、トナーと逆極性の1次転写バイアス(正極性)が印加された転写ローラ2aにより、駆動されている中間転写ベルト12上に1次転写される。
イエロートナー像が転写された中間転写ベルト12は、次にマゼンタのトナー像が形成された感光体ドラムb側に移動する。そして、感光体ドラムbに形成されたマゼンタトナー像が、中間転写ベルト12上のイエロートナー像上に重ね合わせて1次転写部にて転写される。
以下、同様にして、中間転写ベルト12上に重畳転写されたイエロー及びマゼンタトナー像上に感光体ドラムc,dで形成されたシアン及びブラックトナー像を各1次転写部にて順次重ね合わせる。これにより、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト12上に形成される。
次に、給紙カセット4に収納されたシートPが、ピックアップローラ8によってレジストローラ対9に搬送される。すると、このシートPは、レジストローラ対9により、中間転写ベルト12上に形成されたフルカラートナー像の先端が転写装置3に達するタイミングに合わせて、転写装置3に搬送される。そして、転写装置3に搬送されたシートPに、トナーと逆極性の2次転写バイアス(正極性)が印加された2次転写ローラ3bにより、フルカラーのトナー像が一括して2次転写される。なお、上記給紙カセット4、ピックアップローラ8及びレジストローラ対9により、シートを転写装置3に給送するシート給送装置40が構成されている。
トナー像が転写されたシートPは、搬送ガイド20に案内されて、定着装置5の定着ニップに導入され、内包するヒータ23により所定温度に加熱された定着ローラ24と、加圧ローラ25とによって加熱・加圧されて、シートPに定着される。なお、本画像形成装置30における定着ローラ24は、通常画像形成時にその表面温度が190℃となるように、ヒータ23の発熱が調整される。定着ローラ24は円筒状の金属の芯金上に弾性層を設けた部材からなり、具体的には、材質にSUSを用いた円筒状の芯金上に、厚み約1.5mmのシリコンゴム層を形成した上に、厚み70μmのPFA樹脂チューブを被覆して構成されている。定着ローラ24の外径は、30mmである。加圧ローラ25は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約1.5mmのシリコンゴム層を形成し、その上に厚み約70μmのPFA樹脂チューブを被覆して構成されており、その外径は30mmである。
これにより、各色のトナーが溶融混色して、シートPにフルカラーのプリント画像として定着される。その後、画像が定着されたシートPは、定着装置5の下流に設けられた排出ローラ対10,11によって排出トレイ7上に排出される。
次に、本実施形態の画像形成装置において、転写装置3と定着装置5との間で行うシートPのループ制御について、図2を参照して説明する。
画像形成装置30は、図2に示すように、転写装置3と定着装置5との間で形成されるシートPのループの大きさを検知する接触式のループ検知部34Aを有している。画像形成装置30は、加圧ローラ25を回転駆動する定着駆動部としての定着モータMを有している。定着モータMは、ステッピングモータであり、加圧ローラ25とそれに従動する定着ローラ24とによるシートPの搬送速度を、転写装置3の2次転写対向ローラ3aに対して複数の遅い速度または複数の速い速度に切換え可能に構成されている。また、画像形成装置30は、ループ検知部34Aの検知信号に基づいて定着装置5のシート搬送速度を切換えてシートPのループを一定の範囲内に維持させるように制御する制御部51を有している。
本画像形成装置30は、前述のように、画像形成部39と、この画像形成部39で形成されたトナー像を担持する像担持体である中間転写ベルト12とを有している。本実施形態では、上記転写装置3は、中間転写ベルト12が担持しているトナー像をシートPに転写しつつシートPを搬送する、つまりシートPを挟持しつつ搬送する上流側搬送部を構成している。また、上記定着装置5は、転写装置3でシートPに転写されたトナー像を定着しつつシートPを搬送する、つまりシートPを挟持しつつ搬送する下流側搬送部を構成している。
制御部51には、ループ検知部34Aのソレノイド27及びセンサSと、定着モータMと、シート情報取得部52と、環境情報取得部53とが接続されている。シート情報取得部52は、画像形成装置30の不図示の操作パネルやプリンタドライバから入力される情報や、レジストローラ対9の下流側に設けられているメディア検知部(不図示)などで検知した自動入力情報などを取得する。環境情報取得部53は、画像形成装置本体30aの周囲の水分量に係る環境情報を取得する。
制御部51は、ループ検知部34Aの検知信号に基づき、シート搬送速度を制御して、シートPのループ量を一定の範囲内に維持しながら搬送するように定着モータMの回転速度を制御する。本実施形態において、接触力変更部であるソレノイド27は、環境情報取得部53により取得された水分量が予め設定された基準水分量より大きい場合には、接触部26aの接触力を、水分量が基準水分量より小さい場合に比べて小さくするように制御される。これにより、それぞれの環境に適した設定を用いて画像形成を行うことができ、転写装置3と定着装置5間でのシートPのループ量を一定に保ち、シートPの搬送状態によって生じる画像劣化等を、より抑制することができる。この制御は、後述する他の実施形態においても同様に適用できることは勿論である。
なお、上記に限らず、制御部51が、ループ検知部34Aの検知信号に基づき、転写装置3の2次転写対向ローラ3aの駆動を制御することでシート搬送速度を制御し、シートPのループ量を一定の範囲内に維持しながら搬送するように構成することもできる。この場合も、同様の効果を得ることができる。
ここで、図3及び図4は、本実施形態におけるループ制御時のループ検知部34Aを示す図である。ループ検知部34Aは、先端に接触部26aを有しかつ後端にフラグ部26bを有するループ検知フラグ26と、フラグ部26bの変化に応じて検知信号を出力するセンサSと、ソレノイド27と、トーションバネ13とを有している。なお、符号42は、センサSの発光・受光部である。
接触部26aは、転写装置3と定着装置5との間のシート搬送路33(図2参照)内に、シート搬送路33を搬送されるシートPに接触するように突出し、シートPに接触してフラグ部26bが移動することによりセンサSに検知信号を出力させる。つまり、センサSはフォトインタラプタであり、転写装置3と定着装置55との間でシートPとの接触によって動作する単一のアクチュエータとしてのループ検知フラグ26の動きを検知する。言い換えると、センサSは、ループ検知フラグ26がシートPと当接して回転した際のフラグ部26bの変化に応じて、シートPへの接触状態を検出する。
ソレノイド27は、シート搬送路内を搬送されるシートPに接触部26aが接触する際のトーションバネ13による接触力(押圧力)を、プランジャ27aを本体27bから進退作動させる。これによりソレノイド27は、シート搬送路33を搬送されるシートPの種類に応じて接触力を変更する接触力変更部を構成する。
ループ検知フラグ26は、画像形成装置本体側に支持された軸部26cを支点にして図の時計回り方向と反時計回り方向とに回動するように構成されており、接触部26aとフラグ部26bとが軸部26cを含む一直線上に形成されている。ループ検知フラグ26は、画像形成装置本体30a側に支持された回転止め部材29によって、ホームポジションを超えて回転しないように規制されている(図3(a)参照)。
ループ検知部34Aは、接触部26aをシート搬送路33に向けて付勢する付勢部材としてのトーションバネ13を有している。トーションバネ13は、接触部26aをシート搬送路33に向けて移動付勢するもので、一端部が接触部26aの背面部に支持され、他端部がソレノイド27のプランジャ27aに支持されている。接触部26aは、トーションバネ13の付勢力によるシート搬送路33への最大移動位置が、画像形成装置本体30a側に固定された回転止め部材29によって規制されている。上記接触力変更部としてのソレノイド27が、シート搬送路33を搬送されるシートPの種類に応じて、トーションバネ13が接触部26aに付与する付勢力を変更する。つまり、本実施形態の接触力変更部は、シート搬送路33を搬送されるシートPの種類に応じて、トーションバネ13のねじり状態を変更することで上記接触力を変更する。
制御部51は、シートの種類、環境情報に応じて、ソレノイド27の動作を決定する。そして、トーションバネ13のアームをソレノイド27のプランジャ27aで押すことによって、トーションバネ13の支持点を変え、ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力(押圧力)を変更する。これにより、接触力が強く設定された状態での図3(a)に示すホームポジションにセットすることができる。この状態でシート搬送路33をシートPが通過すると、接触部26aのシートPに対する反力が強い状態で接触部26aがシートPに当接する図3(b)の状態となる。また、図3(c)のようにプランジャ27aが後退すると、シート搬送路33をシートPが通過する際に、接触部26aのシートPに対する反力が弱い状態で接触部26aがシートPに当接する状態となる。
以下、シートに関わる情報に応じたループ検知センサの接触力の選択、及びループ検知部の検知信号に基づくシートのループ制御の動作について詳しく説明する。
まず、プリントが開始されると、制御部51に予め設定されているシートPに関する情報に基づき、このシートPに関わる情報に応じた大きさの接触力が選択される。このシートPに関わる情報とは、シートPの厚さ及び種類に関する情報である。このシートPに関わる情報は、シート情報取得部52及び環境情報取得部53からの情報により、制御部51に画像形成前に設定される。
本実施形態では、上記接触力変更部は、シート搬送路33を搬送されるシートPの剛度が予め設定された基準剛度より小さい場合には、接触部26aの接触力を、シートPの剛度が基準剛度より大きい場合に比べて小さくする。即ち、60g/m2より大きい坪量のシートに対しては、図3(a),(b)に示すように、強い接触力(押圧力)の状態に設定され、また60g/m2以下の坪量のシートに対しては、図3(c)に示すように、弱い接触力の状態に設定される。また、高温多湿環境においては、シートの吸湿によって、全体的にシートの剛度(剛性)が低下するため、接触力を変更する坪量の閾値を70g/m2とする。これにより、様々な種類のシートを様々な環境下で画像形成する場合において、シートに対するループ検知部34Aの接触部26aによる接触力を最適化することができる。また、各シートの剛性に適した設定を用いて画像形成を行うため、転写装置3と定着装置5間でのシートPのループ量を一定に保ち、シートPの搬送状態によって生じる画像劣化等を、より抑制することができる。
シートPは、給紙カセット4からピックアップローラ8により1枚ずつ送り出され、停止しているレジストローラ対9でタイミングを合わせ、転写装置3に向かって搬送される。そして、2次転写ローラ3bに印加した2次転写バイアスによって、中間転写ベルト12上のトナー像がシートP上に転写される。トナー像が転写されたシートPは、搬送ガイド20に案内されて、ループを形成しながら、定着ローラ24及び加圧ローラ25で形成されるニップ部に突入する。
定着装置5にシートPの先端部分が突入するタイミングからループ制御が行われる。前述の図3(a)は、接触力設定において、シートPがまだ通紙されていない、或いはループが形成されていないホームポジションの状態である。ループ検知フラグ26はホームポジションの状態で、すでにトーションバネ13によって、図中で反時計回りに回転する方向に力が掛かっている。シートPが定着装置5のニップ部に突入するとき、定着装置5のシート搬送速度Vfは予め転写装置3(2次転写ローラ3b)のシート搬送速度Vtよりも遅い速度Vfl(定着モータMの回転速度Ml)に設定されている。このため、転写装置3と定着装置5との間でシートPのループは次第に大きくなる。次第に大きくなったシートPのループによりループ検知フラグ26が押されて揺動し、センサSが図4(b)に示すOFFの状態から図4(a)に示すONの状態となる。センサSがONになると、定着モータMは、定着装置5のシート搬送速度Vfが転写装置3のシート搬送速度よりも速い速度Vfh(定着モータMの回転速度Mh)になるように切り替わる。これにより、転写装置3と定着装置5との間で形成されるシートPのループは、次第に小さくなる。
一方、シートPのループに追従して揺動するフラグ部26bの揺動により、センサSが図4(a)のON状態から図4(b)のOFF状態に切り替わると、定着モータMが切り替わる。つまり、定着モータMは、再び定着装置5のシート搬送速度Vfが転写装置3のシート搬送速度よりも遅い速度Vfl(定着モータM1の回転速度Ml)なるように切り替わる。これにより、転写装置3と定着装置5との間で形成されるシートPのループは再び次第に大きくなる。
上記行程を繰り返すことによって、シートPのループを一定の範囲内に維持することができる。即ち、転写装置3(2次転写ローラ3b)と定着装置5との間でシートPのループ状態を、図2に示すループ状態にほぼ保つことができる。
そして、シートPの後端が2次転写ローラ3bを抜けると、シートPのループは開放されるため、センサSは、シートPのループを検知できなくなる。従って、制御部51に予め設定されたシートPの長さ情報に基づいて、シートPの後端が2次転写ローラ3bを抜けるタイミングでセンサSの信号読み取りを終了し、定着装置5は一定速度でシートPを搬送する。そしてシートPは、定着装置5、排出ローラ対10から順にシートPの後端が抜け、最終的に排出ローラ対11によって排出トレイ7に排出される。
定着装置5における定着ローラ24と加圧ローラ25のニップをシートPの後端が抜けると同時に後続のシートPが定着装置5に突入してくることに備えて、定着モータMは、低速側の回転速度Mlに切り替わる。また、必要であればループ検知フラグ26の接触力もソレノイド27の作動によって変更される。
[本実施形態の効果の確認]
次に、本実施形態を適用した場合の効果について説明する。本実施形態の定着装置5を用いて、画像の評価を行った。条件としては、温度30℃、湿度80%の環境であり、評価用のシートとしての薄紙には、十分に環境になじませたBOISE社製のBOISE CASCADE X−9(60g/m2 LTR)を用いて、ベタ黒プリント100枚通紙で評価を行った。また、評価用のシートとしての厚紙には、NEENAH PAPER社製のNEENAH CLASSIC CREST COVER(216g/m2 LTR)を用いた。画像はブラックで印字した格子パターン及びマゼンタのハーフトーン上にブラックの格子パターンを印字した画像を用い、画像の伸縮を測定した。
次に、本実施形態を適用した場合の効果について説明する。本実施形態の定着装置5を用いて、画像の評価を行った。条件としては、温度30℃、湿度80%の環境であり、評価用のシートとしての薄紙には、十分に環境になじませたBOISE社製のBOISE CASCADE X−9(60g/m2 LTR)を用いて、ベタ黒プリント100枚通紙で評価を行った。また、評価用のシートとしての厚紙には、NEENAH PAPER社製のNEENAH CLASSIC CREST COVER(216g/m2 LTR)を用いた。画像はブラックで印字した格子パターン及びマゼンタのハーフトーン上にブラックの格子パターンを印字した画像を用い、画像の伸縮を測定した。
比較例としては、シートPに対するループ検知フラグ26の接触力の変更を行わず、画像形成装置本体30a側に固定された図5に示すバネ受け部材28を用いて、接触部26aが紙種によらず一定の接触力(押圧力)を与える状態にした。図5は、比較例1、比較例2、比較例3における、ループ制御を行っている状態の図である。この場合、トーションバネ13は、一端部を接触部26aに支持され、他端部をバネ受け部材28によって支持されている。バネ受け部材28は、本実施形態におけるソレノイド27とは異なり、トーションバネ13に対する位置が固定されている。そして、ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力は、トーションバネ13のバネ定数を変えることで調節した。
本実施形態と比較例の画像評価結果を以下に示す。
「比較例1」
ループ検知押圧力設定:3mNに固定。
薄紙:問題なし。
厚紙:画像の部分的な伸縮が発生(最大1%程度が良好でない)。
「比較例2」
ループ検知押圧力設定:7mNに固定。
薄紙:こすれ画像発生(5枚/100枚中)。
厚紙:問題なし。
「比較例3」
ループ検知押圧力設定:5mNに固定。
薄紙:こすれ画像発生(2枚/100枚中)。
厚紙:画像の部分的な伸縮が発生(最大0.5%程度が良好でない)
「本実施形態」
ループ検知押圧力設定:3mNと7mNとの間で圧切り替え。
薄紙:問題なし。
厚紙:問題なし。
「比較例1」
ループ検知押圧力設定:3mNに固定。
薄紙:問題なし。
厚紙:画像の部分的な伸縮が発生(最大1%程度が良好でない)。
「比較例2」
ループ検知押圧力設定:7mNに固定。
薄紙:こすれ画像発生(5枚/100枚中)。
厚紙:問題なし。
「比較例3」
ループ検知押圧力設定:5mNに固定。
薄紙:こすれ画像発生(2枚/100枚中)。
厚紙:画像の部分的な伸縮が発生(最大0.5%程度が良好でない)
「本実施形態」
ループ検知押圧力設定:3mNと7mNとの間で圧切り替え。
薄紙:問題なし。
厚紙:問題なし。
以上のように、比較例1として、押圧力(接触力)を3mNで固定した場合には、薄紙に対しては問題がなかったが、厚紙に対しては、部分的に画像倍率が伸縮してしまった。これは、ループ検知フラグ26のシートに対する追従性が良好ではなく、ループの位置が正確に検知できなくなってしまい、シートを引っ張り過ぎてしまったり、弛ませ過ぎてしまったりすることで、2次転写部に影響を及ぼしてしまったためである。
逆に、接触力を7mNで固定した比較例2では、厚紙に対してはループ検知フラグ26もシートに追従できるようになり、画像弊害も発生しなかったが、薄紙に対しては、画像のこすれが発生してしまった。これは、ループ検知フラグ26のシートに対する接触力が強すぎるため、搬送状態が乱されてしまったためである。
また、接触力を5mNで固定した比較例3では、薄紙と厚紙両方ともに若干ではあるが画像弊害が発生してしまった。これは、薄紙と厚紙の各シートに対して最適なループ検知フラグの接触力にマージンがないことを示している。
これらに対し、本実施形態におけるシートに対するループ検知フラグ26の接触力の制御を行った例に関しては、画像弊害が生じることなく、良好な画像を得ることができた。ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力をシートPに応じて切り換えることで、それぞれのシートに適した設定値になっていると言える。
上述のように、本実施形態によれば、転写装置3と定着装置5との間でループが形成されたシートPに対するループ検知フラグ26の接触力を、適宜、シートPに適した大きさに選択することができる。このため、転写装置3と定着装置5との間でのシートPの搬送状態によって生じる種々の画像劣化を抑制することができる。厚紙等の剛度(剛性)の高いシートに対しては、接触部26aのシートに対する接触力を薄紙よりも強く設定することで、シートが多少ばたついたとしても、転写装置3と定着装置5との間でループが形成されたシートの搬送状態を精度よく検知し、制御できる。また、薄紙等の剛性の低いシートに対しては、接触部26aのシートに対する接触力を厚紙よりも弱く設定することで、転写装置3と定着装置5との間でシートがループを形成した際に、ループ検知フラグ26によって搬送状態を乱すことなく制御できる。
次に、画像形成装置30を使用する環境を変えた場合の本実施形態による効果について説明する。条件としては、温度23℃で湿度50%の環境と、温度30℃で湿度80%の環境の2種類で評価を行った。評価用のシートとして、十分に環境になじませたCanon社製のOffice Planner(68g/m2 A4)を用いて、ベタ黒プリント100枚通紙で評価を行った。
本実施形態の画像形成装置30で環境を変化させた際の画像評価結果を以下に示す。
「比較例4」
ループ検知押圧力設定:7mNに固定。
環境:温度23℃で湿度50%。
水分量:8.7g/m3。
画像弊害:なし。
「比較例5」
ループ検知押圧力設定:7mNに固定。
環境:温度30℃で湿度80%。
水分量:21.7g/m3。
画像弊害:こすれ画像発生(1枚/100枚中)。
「比較例6」
ループ検知押圧力設定:3mNに固定。
環境:温度30℃で湿度80%。
水分量:21.7g/m3。
画像弊害:問題なし。
「比較例7」
ループ検知押圧力設定:3mNに固定。
環境:温度23℃で湿度50%。
水分量:8.7g/m3。
画像弊害:画像の部分的な伸縮が発生(最大0.2%程度が良好でない)。
「本実施形態」
ループ検知押圧力設定:3mNに圧切り替え。
環境:温度30℃で湿度80%。
水分量:21.7g/m3。
画像弊害:問題なし。
「本実施形態」
ループ検知押圧力設定:7mNに圧切り替え。
環境:温度23℃で湿度50%。
水分量:8.7g/m3。
画像弊害:問題なし。
「比較例4」
ループ検知押圧力設定:7mNに固定。
環境:温度23℃で湿度50%。
水分量:8.7g/m3。
画像弊害:なし。
「比較例5」
ループ検知押圧力設定:7mNに固定。
環境:温度30℃で湿度80%。
水分量:21.7g/m3。
画像弊害:こすれ画像発生(1枚/100枚中)。
「比較例6」
ループ検知押圧力設定:3mNに固定。
環境:温度30℃で湿度80%。
水分量:21.7g/m3。
画像弊害:問題なし。
「比較例7」
ループ検知押圧力設定:3mNに固定。
環境:温度23℃で湿度50%。
水分量:8.7g/m3。
画像弊害:画像の部分的な伸縮が発生(最大0.2%程度が良好でない)。
「本実施形態」
ループ検知押圧力設定:3mNに圧切り替え。
環境:温度30℃で湿度80%。
水分量:21.7g/m3。
画像弊害:問題なし。
「本実施形態」
ループ検知押圧力設定:7mNに圧切り替え。
環境:温度23℃で湿度50%。
水分量:8.7g/m3。
画像弊害:問題なし。
比較例4として、押圧力(接触力)を7mNに固定した場合、23℃で50%の環境では問題なかったが、比較例5として、接触力を7mNに固定しかつ30℃で80%の環境では、こすれ画像が発生する可能性が高くなったしまった。これは高温多湿の環境においては、吸湿によってシートの剛性が低下し、ループ検知フラグ26の接触力によって、シートの搬送状態が乱されてしまうことに起因する。
次に、比較例6として、接触力を3mNに固定した場合、30℃で80%の環境では問題なかったが、比較例7として、接触力を3mNに固定しかつ23℃で50%の環境では、僅かではあるが部分的に画像倍率が伸縮してしまった。これは、30℃で80%の環境に比べて水分量が少なく、シートの剛性が上がることで、以下のようになったためである。つまり、ループ検知フラグ26のシートに対する追従性が良好でなくなり、ループの位置が正確に検知できなくなり、シートを引っ張り過ぎたり、弛ませ過ぎたりすることで、2次転写部に影響を及ぼし、画像倍率が部分的に伸縮してしまったためである。
これらに対し本実施形態では、シートに対するループ検知フラグ26の接触力を変更するシートの坪量の閾値を環境に応じて変更したため、いずれの環境下でも、画像弊害が生じることなく、良好な画像を得ることができた。これは、ループ検知フラグ26のシートに対する接触力を環境に応じて切り換えたことで、それぞれのシートの状態に適した設定値になったと言える。
なお、本実施形態においては、転写装置3と定着装置5との間でのシートのループ制御について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、レジストローラ対9と転写装置3との間でのループ制御についても同様に適応できる。その場合、上流側搬送部は、シート給送装置40から給送されたシートPを転写装置3に搬送する搬送装置としてのレジストローラ対9により構成される。また下流側搬送部は、中間転写ベルト12に担持しているトナー像を、レジストローラ対9で搬送されたシートPに転写しつつ搬送する転写装置3により構成される。この場合にも、上流側搬送部が転写装置3で且つ下流側搬送部が定着装置5である場合と同様の効果を得ることができる。
この場合、厚紙に対しては、シートPのループ量を精度よく検知し制御することで、シートPの搬送状態を安定化させることができる。その結果、シートPをレジストローラ対対9と転写装置3との間で引っ張り過ぎたり、弛ませ過ぎたりすることによる、転写装置3での像ズレを低減させることができる。また薄紙に対しては、搬送状態が不安定になってしまうことによる、シートPと中間転写ベルト上のトナー像との擦れなどが発生してしまう可能性を、低減することができる。
<第2の実施形態>
本第2の実施形態におけるループ制御実施時のループ制御部の状態を図6(a),(b)に示す。前述した第1の実施形態では、ソレノイド27が動作してトーションバネ13の他端部を押すことで、ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力を変更していた。しかし、接触力変更部を、シート搬送路33を搬送されるシートPの種類に応じて、トーションバネ13による上記付勢力を減少させる方向に荷重を加えるか又は解除することで接触力を変更するように構成することもできる。つまり、本実施形態におけるループ検知部34Bでは、トーションバネ13を受けるバネ受け部材28は固定とし、ループ検知フラグ26の重量を可変とすることで、ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力を可変にする。それ以外の部分は、第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
本第2の実施形態におけるループ制御実施時のループ制御部の状態を図6(a),(b)に示す。前述した第1の実施形態では、ソレノイド27が動作してトーションバネ13の他端部を押すことで、ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力を変更していた。しかし、接触力変更部を、シート搬送路33を搬送されるシートPの種類に応じて、トーションバネ13による上記付勢力を減少させる方向に荷重を加えるか又は解除することで接触力を変更するように構成することもできる。つまり、本実施形態におけるループ検知部34Bでは、トーションバネ13を受けるバネ受け部材28は固定とし、ループ検知フラグ26の重量を可変とすることで、ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力を可変にする。それ以外の部分は、第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
即ち、本実施形態では、図6(a),(b)に示すように、ループ検知フラグ26の回転中心である軸部26cを共通の回転中心とするように重量調節部材31が設けられている。これにより、ループ検知フラグ26の接触部26aとは逆側の重量が加減されることで、テコの原理によって、ループ検知フラグ26の接触部26aのシートPに対する接触力を変更することができる。
重量調節部材31は、ループ検知フラグ26の軸部26cを回転中心として径方向に延びるレバー状に形成され、図6(a)の状態ではフラグ部26b上から離れ、図6(b)の状態ではフラグ部26bに自重で載るように構成されている。ソレノイド27は、プランジャ27aを上方に向けた状態で画像形成装置本体30a側に支持されて、図6(a)の状態ではプランジャ27aを伸長して重量調節部材31の先端を持ち上げる。また、図6(b)の状態では、プランジャ27aを後退させて重量調節部材31をフラグ部26b上に載せる。
このように本実施形態では、圧制御部としてのソレノイド27の作動によって、ループ検知フラグ26の上に重量を加算するか否かが決定される。つまり、図6(a)の状態では、重量調節部材31の重量がフラグ部26b上に加算されていないため、ループ検知フラグ26の接触部26aのシートPに対する接触力は、図6(b)の状態に比べて強くなる。一方、図6(b)の状態では、重量調節部材31の重量がフラグ部26b上に加算されているので、ループ検知フラグ26の接触部26aのシートPに対する接触力は、図6(a)の状態に比べて弱くなる。
本実施形態によると、第1の実施形態と同様の効果が得られ、転写装置3と定着装置5との間でループが形成されたシートPに対するループ検知フラグ26の反力を、適宜、シートPに適した大きさに選択することができる。これにより、転写装置3と定着装置5との間でのシートPの搬送状態によって生じる種々の画像劣化を抑制することができる。
また本実施形態では、ソレノイド27の作動により重量調節部材31の重量を加算するか否かで接触部26aのシートPに対する接触力を変更しているため、ソレノイド27の位置に関して、第1の実施形態の場合ほど正確にする必要はない。従って、ソレノイド27の位置のばらつきによる接触力への影響をより少なくでき、ループ制御をより正確に実施できるという効果が得られる。なお、本実施形態の構成は、転写装置3と定着装置5間でのシートのループ制御についてだけでなく、レジストローラ対9と転写装置3間でのループ制御についても同様に適用することができる。
<第3の実施形態>
本第3の実施形態では、接触力変更部は、シート搬送路33を搬送されるシートPの種類に応じて、ループ検知部34Cのシート搬送路33に対する接触部26aの相対位置を変更することで接触力を変更するように構成している。本実施形態では、シート到達前のループ検知部34Cのホームポジションを図7(a),(b)に示し、ループ制御実施時にシートのコシによってループ検知フラグ26が動作した状態を図8(a),(b)に示す。
本第3の実施形態では、接触力変更部は、シート搬送路33を搬送されるシートPの種類に応じて、ループ検知部34Cのシート搬送路33に対する接触部26aの相対位置を変更することで接触力を変更するように構成している。本実施形態では、シート到達前のループ検知部34Cのホームポジションを図7(a),(b)に示し、ループ制御実施時にシートのコシによってループ検知フラグ26が動作した状態を図8(a),(b)に示す。
前述した第1の実施形態では、ソレノイド27の作動でループ検知フラグ26のシートPに対する接触力を可変にしていた。これに対し本実施形態では、ケーシング32内に収容された、センサSと、第1の実施形態とは形状の異なるループ検知フラグ26と、ケーシング32側に支持されてトーションバネ13の他端部を受けるバネ受け部材28とを備えている。ケーシング32は、図の右中央部を軸部41で回動可能に画像形成装置本体30a側に支持されており、ループ検知部34Cの全体を一体的に図7(a)の状態から図7(b)の状態に移行させることができる不図示の位置制御部を備えている。この位置制御部には、ロータリソレノイドを採用している。
本実施形態のループ検知フラグ26は、軸部26cを挟んで両側に突出する接触部26aとフラグ部26bを有している。接触部26aは、シートPと接触する側の重量が大きくなるように、接触部26aから斜め上方に延びる弦を有する半円形状に構成されており、トーションバネ13の一端部を半円形状部の基部付近で支持している。フラグ部26bは、接触部26aとのバランスをとりやすい「レ」の字状に形成されている。
図8(b)の状態では、ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力が図8(a)の状態に比べて強くなる。ループ検知フラグ26がセンサSの発光・受光部42を切るとき(遮蔽するとき)の、トーションバネ13による接触力は図8(a)と図8(b)では変わらない。しかし、ループ検知フラグ26がシートPと接触する側の重量が大きくなるような形状をしているため、図8(b)の回転した状態のほうが図8(a)に比べて、図中左回り方向の力の成分が大きくなるからである。この図中左回り方向の力の成分は、ループ検知フラグ26の接触部26aに掛かる重力によって、ループ検知フラグ26がシートPを押すように回転することによる。
本実施の形態によれば、上記により第1の実施形態と同様の効果が得られ、転写装置3と定着装置5との間でループが形成されたシートPに対するループ検知フラグ26の反力を、適宜、シートPに適した大きさに選択することができる。これにより、転写装置3と定着装置5との間でのシートPの搬送状態によって生じる種々の画像劣化を抑制することができる。
更に、本実施形態によると、ループ検知フラグ26及びセンサSを一体的に位置を変更することで、シートPのループ制御を行うポイントも移動できるという効果を得ることができる。それにより、シートPのループ量も可変にすることができる。例えば、厚紙を通紙したときの問題点として、シートPの後端が転写装置3を抜けた際に、ループが大きいと後端が跳ねて画像が乱れてしまうという画像不良が発生することがある。そのようなときに、本実施形態を用いて図7(b)の状態にすると、ループ検知フラグ26のシートPに対する接触力を厚紙用に強くしつつ、ループ量も小さく変えられるので、紙搬送も安定し、更に後端跳ね等の画像不良の発生を抑制することができる。なお、本実施形態の構成は、転写装置3と定着装置5間でのシートのループ制御についてだけでなく、レジストローラ対9と転写装置3間でのループ制御についても同様に適用することができる。
3…上流側搬送部,下流側搬送部(転写装置)、5…下流側搬送部(定着装置)、9…上流側搬送部,搬送装置(レジストローラ対)、12…像担持体(中間転写ベルト)、13…付勢部材(トーションバネ)、26…ループ検知フラグ、26a…接触部、26b…フラグ部、27…接触力変更部、28…バネ受け部材、29…回転止め部材、30…画像形成装置、31…重量調節部材、32…ケーシング、33…シート搬送路、34A,34B,34C…ループ検知部、39…画像形成部、40…シート給送装置、P…シート、S…センサ
Claims (9)
- シートを搬送する上流側搬送部及びその下流側に配置される下流側搬送部と、前記上流側搬送部と前記下流側搬送部との間で形成されるシートのループを検知する接触式のループ検知部と、を備え、前記ループ検知部の検知信号に基づいて前記上流側搬送部及び前記下流側搬送部の少なくとも一方のシート搬送速度を制御してシートのループ量を一定の範囲内に維持しながら搬送する画像形成装置において、
前記ループ検知部は、
検知信号を出力するセンサと、
前記上流側搬送部と前記下流側搬送部との間のシート搬送路内に、前記シート搬送路を搬送されるシートに接触するように突出し、シートに接触して移動することにより前記センサに検知信号を出力させるための接触部と、
前記シート搬送路を搬送されるシートに前記接触部が接触する接触力を、前記シート搬送路を搬送されるシートの種類に応じて変更する接触力変更部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記接触部を前記シート搬送路に向けて付勢する付勢部材を備え、
前記接触力変更部は、前記シート搬送路を搬送されるシートの種類に応じて、前記付勢部材が前記接触部に付与する付勢力を変更する、ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記付勢部材は、前記接触部を前記シート搬送路に向けて移動付勢するトーションバネであり、かつ前記接触部は、前記トーションバネの付勢力による前記シート搬送路への最大移動位置が規制され、
前記接触力変更部は、前記シート搬送路を搬送されるシートの種類に応じて、前記トーションバネのねじり状態を変更することで前記接触力を変更する、ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記接触力変更部は、前記シート搬送路を搬送されるシートの種類に応じて、前記付勢部材による前記付勢力を減少させる方向に荷重を加えるか又は解除することで前記接触力を変更する、ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記接触力変更部は、前記シート搬送路を搬送されるシートの種類に応じて、前記ループ検知部の前記シート搬送路に対する前記接触部の相対位置を変更することで前記接触力を変更する、ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 画像形成部と、前記画像形成部で形成されたトナー像を担持する像担持体と、を備え、
前記上流側搬送部は、前記像担持体が担持しているトナー像をシートに転写しつつシートを搬送する転写装置であり、
前記下流側搬送部は、前記転写装置でシートに転写されたトナー像を定着しつつシートを搬送する定着装置である、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 画像形成部と、前記画像形成部で形成されたトナー像を担持する像担持体と、シートを前記上流側搬送部に給送するシート給送装置と、を備え、
前記上流側搬送部は、前記シート給送装置から給送されたシートを前記下流側搬送部に搬送する搬送装置であり、
前記下流側搬送部は、前記像担持体に担持しているトナー像を、前記搬送装置で搬送されたシートに転写しつつ搬送する転写装置である、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記接触力変更部は、前記シート搬送路を搬送されるシートの剛度が予め設定された基準剛度より小さい場合には、前記接触部の接触力を、シートの剛度が前記基準剛度より大きい場合に比べて小さくする、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置本体の周囲の水分量に係る環境情報を取得する環境情報取得部を備え、
前記接触力変更部は、前記環境情報取得部により取得された水分量が予め設定された基準水分量より大きい場合には、前記接触部の接触力を、水分量が前記基準水分量より小さい場合に比べて小さくする、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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