JP2007147823A

JP2007147823A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007147823A
Application number: JP2005339859A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Suzuki; 修一鈴木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2025-11-25
Also published as: JP4807052B2

Abstract

【課題】定着装置のローラにおける用紙搬送速度の経時変化を考慮したローラ回転制御によって、安定した用紙搬送を実現できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、用紙に画像を構成するトナー像を転写する転写装置２と、転写装置２から送られた用紙を加熱ローラ３１および加圧ローラ３２から成る回転部材間に送り込みトナー像を用紙に加熱加圧する定着装置３とを備える画像形成装置１において、回転部材による用紙の処理数に対する用紙の送り速度の経時変化のデータを記憶する目ＭＲＩ１３と、回転部材による用紙の処理数を検知する定着装置カウンタ１２と、定着装置カウンタ１２によって検知した用紙の処理数に応じてメモリ１３から用紙の送り速度の経時変化のデータを読み取り、その経時変化を相殺するよう回転部材の回転速度を制御する制御部５とを備えるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、用紙等の媒体に、画像に対応したトナー像が転写され、それを媒体に加熱加圧によって定着させて出力する画像形成装置に関する。

電子写真方式によって画像を形成する複写機やプリンタ、複合機等の画像形成装置では、形成対象の画像に基づくトナー像を用紙等の媒体に転写し、これを定着装置によって加熱加圧することで媒体にトナー像を定着させている。

このような画像形成装置においては、トナー像を用紙に転写する転写装置の後段に定着装置が配置されており、転写装置から送り出される媒体を例えば一対のローラ間で挟み込み、媒体のトナー像に加熱加圧を与えている。定着装置としては、例えば一対のローラの一方側が加熱ローラ、他方側が加圧ローラとして設けられ、いずれか一方が回転して他方がこれに従動するようになっている。そして、これらのローラ間に媒体を通過させることでトナー像の定着を図っている（特許文献１参照）。

特開２００２−３７２８８８号公報

ここで、画像形成装置における転写装置から定着装置に至るまでの経路では、用紙送りスピードに差を設け、インタラクションによる用紙しわや像伸びが発生しないよう、ある程度ループが形成されるように設定されている。しかし、経時による定着装置の劣化によって用紙搬送量の遅れや、紙種による送り量の違いから、画像倍率の変化や画像ディフェクトが発生してしまうという問題が生じている。

本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、媒体に画像を構成するトナー像を転写する転写手段と、転写手段から送られた媒体を回転部材間に送り込みトナー像を前記媒体に加熱加圧する定着手段とを備える画像形成装置において、回転部材による媒体の処理数に対する媒体の送り速度の経時変化のデータを記憶する記憶手段と、回転部材による媒体の処理数を検知する検知手段と、検知手段によって検知した媒体の処理数に応じて記憶手段から媒体の送り速度の経時変化のデータを読み取り、その経時変化を相殺するよう回転部材の回転速度を制御する制御手段とを備えるものである。

このような本発明では、定着手段における回転部材の媒体の送り速度の経時変化のデータを予め記憶手段に記憶しており、制御手段によって定着手段での処理数に応じた経時変化のデータを読み取って、この経時変化を相殺するよう回転部材の回転速度を制御していることから、回転部材の経時変化に対応して媒体送り速度を安定させることができる。

したがって、本発明によれば、転写手段から定着手段に至るまでの経路での用紙ループ量を一定に保つことができ、縦倍率の変動やループ増大による画質ディフェクト（像こすれ、用紙後端のスミア）の発生を抑えることが可能となる。また、経時によるループ量変化を最小限に抑えることが可能なため、初期状態における転写〜定着間のループ量を充分確保することが可能となり、インターラクションによる紙しわに対する許容範囲を広げることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置を説明するブロック図である。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置１は、用紙等の媒体に画像を構成するトナー像を転写する転写装置２と、転写装置２から送られた媒体を一対のローラ間に送り込みトナー像を媒体に加熱加圧して定着させる定着装置３とを備えている。

転写装置２の転写ドラム２１はモータＭ１によって回転力が与えられ、定着装置３のローラはモータＭ２によって回転力が与えられる。いずれのモータも駆動回路４によって回転速度が制御される。このうち定着装置３は、内部にヒータＨを備えた加熱ローラ３１と、これに対向配置される加圧ローラ３２とによって構成され、加熱ローラ３１がモータＭ２によって回転し、加圧ローラ３２は加熱ローラ３１の回転に従動するようになっている。なお、本実施形態では加熱、加圧ともにローラを用いているが、いずれか一方が回転ベルトによって構成されていてもよい。また、モータＭ２によって回転力が与えられるローラも加熱ローラ３１に限定されず、加圧ローラ３２であってもよい。

本実施形態に係る画像形成装置１では、転写装置２の上方に定着装置３が配置され、転写装置２から用紙が上側に送り出されて定着装置３に達するようになっている。また、転写装置２と定着装置３との配置間隔は、転写装置２と定着装置３との両方で用紙をニップできる間隔になっている。これにより、転写装置２から送り出された用紙は完全に転写装置２から脱する前に定着装置３に到達し、一時的に転写装置２と定着装置３との両方でニップされる。この際、転写装置２の用紙送り速度に対して定着装置３の用紙送り速度を僅かに遅くすることによって、転写装置２と定着装置３との間で用紙にループが発生し、このループによって速度誤差を吸収して用紙のしわや画像形成の歪みを抑制することができるようになっている。

駆動回路４によるモータＭ１、Ｍ２の回転制御は制御部５の指示によって行われる。制御部５は、キースイッチやタッチパネルディスプレ等のユーザインタフェース１１からの情報、定着装置３の処理数をカウントする定着装置カウンタ１２からの情報およびメモリ１３に格納されたテーブルデータに基づいてモータＭ１、Ｍ２の回転を制御する。

特に、本実施形態では、メモリ１３に定着装置３のローラによる用紙の処理数に対する送り速度の経時変化のデータを予め格納しており、制御部５が定着装置カウンタ１２から送られる用紙の処理数に応じてメモリ１３から前記経時変化のデータを読み取り、その経時変化を相殺するよう定着装置３のモータＭ２の回転速度を制御する点に特徴がある。

図２は、定着装置の処理数に対する用紙の送り速度の変化割合を示す図である。すなわち、定着装置は先に説明したように加熱ローラと加圧ローラとが対向配置され、これらローラ間に用紙を挟み込むようにして送り出す機構となっている。したがって、ローラと用紙との間の摩擦力が変化すると用紙の送り速度に変化が発生する。実際には、処理数によって摩擦力が低下し、用紙送り速度が徐々に低下することになる。

図２に示す実線は、定着装置における用紙（表面）を処理した枚数に対する用紙送り速度の変化割合を示している。また、図２に示す破線は、定着装置における用紙（裏面）を処理した枚数に対する用紙送り速度の変化割合を示している。いずれも初期値を１００％とした場合の変化率を示している。ここで、破線で示す用紙の裏面とは、用紙の表面に印刷が施された状態の裏面紙のことである。表面に印刷が施されていることにより定着装置のローラと用紙との摩擦力が低下するため、表面の送り速度に比べて若干遅くなっている。この例では、最終的には、初期状態に対し処理枚数が増えるにつれ約0.4％搬送速度が低下している。

本実施形態では、このような定着装置での処理数に応じた用紙送り速度の変化（経時変化のデータ）を予め用意しておき、メモリ１３（図１参照）に格納しておく。この経時変化のデータは定着装置の種類（ローラの材質や大きさ等）によって各々異なるものである。

制御部５（図１参照）は、メモリ１３に格納された経時変化のデータを参照し、定着装置のローラの回転速度の経時変化を相殺するよう制御する。つまり、図１に示す定着装置３による処理数を定着装置カウンタ１２で検出しており、この検出値（処理数）によって制御部５はメモリ１３に格納された経時変化のデータを参照して、変化割合を取得する。そして、その変化割合と１００％（初期値）との差から送り速度が初期値となるようモータＭ２の回転速度を高める信号を駆動回路４に送る。これにより、定着装置３での用紙送り速度に経時変化があってもその経時変化を相殺して用紙を初期の段階と同じ速度で送ることが可能となる。

また、用紙の裏面を用いた画像形成を行う場合、例えばユーザインタフェース１１で、裏面紙を用いる旨の指示を受け付けている、もしくは用紙センサによって表面に印刷が施されている、または両面印刷が指定された場合の裏面側を印刷することを検知して、その場合には図２に示す破線のデータを用いるようにする。制御部５は、定着装置カウンタ１２で検出した処理数からこの破線のデータを参照して変化割合を取得し、これを相殺するよう定着装置３のローラ回転速度を制御する。これにより、裏面紙を使用した画像形成での定着装置３の経時変化を考慮した制御によって、その経時変化を相殺した用紙の送り速度制御を実現できることになる。

また、図３は、用紙の坪量（厚さ）に対する用紙送り量の変化率を示す図で、坪量（64g/m²）を基準（変化率１）とした場合の他の坪量（157g/m²、209g/m²）での変化率を示している。用紙の坪量が異なると定着装置のローラ間での摩擦力が変わるため、用紙の送り量に変化が生じる。本実施形態では、この坪量に応じた用紙送り量の変化率のデータをメモリ１３に記憶しておき、これを用いて先の経時変化による定着装置のローラ回転速度制御に反映させる。

例えばユーザインタフェース１１で用紙の坪量を設定した場合、この値を制御部５が参照し、メモリ１３に記憶された坪量に応じた用紙送り量の変化率を取得する。そして、制御部５が定着装置３の経時変化に伴う用紙送り速度の制御値を算出するにあたり、この変化率を係数として補正を施す。これにより、定着装置３の経時変化を相殺するローラ回転速度の制御とともに、搬送される用紙の坪量に対応したローラ回転速度の補正を施すことができ、経時変化および坪量に対応した正確なローラ回転制御を行うことが可能となる。

なお、上記の例では用紙の坪量に対する用紙送り量の変化率のデータを補正係数として用いているが、これ以外でも、例えば用紙の種類（コート紙、非コート紙といった紙種）による送り量の変化率のデータを補正係数として用いたり、上記坪量による変化率のデータと合わせて補正に用いるようにしてもよい。

制御部５での具体的な定着装置３のローラ回転制御方法としては、先ず、画像形成処理の指示がユーザインタフェース１１より与えられた段階で、画像形成に用いる用紙の条件（表裏の区別や紙種や坪量など）を取得するとともに、定着装置カウンタ１２で検知した処理数を取得する。

次いで、メモリ１３に予め格納された経時変化のデータを参照し、定着装置カウンタ１２での処理数に応じた用紙送り速度の変化割合を取得する。そして、その変化割合を相殺するよう駆動回路４に指示を与え、定着装置３のローラを駆動するモータＭ２の回転速度を制御する。この際、取得してある用紙の条件に応じて回転制御量に補正を施す。これにより、定着装置３に経時変化が発生しても用紙を初期の速度で送ることが可能となる。

以上のような制御部５での定着装置３のローラ回転制御によって、転写装置２から定着装置３に至るまでの経路での用紙ループ量を一定に保つことができ、縦倍率の変動やループ増大による画質ディフェクト（像こすれ、用紙後端のスミア）の発生を抑えることが可能となる。また、経時によるループ量変化を最小限に抑えることが可能なため、初期状態における転写〜定着間のループ量を充分確保することが可能となり、インターラクションによる紙しわに対する許容範囲を広げることが可能となる。

本実施形態は、ドラムタイプの転写装置２のほか、ベルトタイプの転写装置２、タンデム型の転写装置２など、各種の転写タイプの画像形成装置に適用可能である。

本実施形態に係る画像形成装置を説明するブロック図である。定着装置の処理数に対する用紙の送り速度の変化割合を示す図である。用紙の坪量（厚さ）に対する用紙送り量の変化率を示す図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…転写装置、３…定着装置、４…駆動回路、５…制御部、１１…ユーザインタフェース、１２…定着装置カウンタ、１３…メモリ、２１…転写ドラム、３１…加熱ローラ、３２…加圧ローラ、Ｈ…ヒータ

Claims

媒体に画像を構成するトナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段から送られた前記媒体を回転部材間に送り込み前記トナー像を前記媒体に加熱加圧する定着手段とを備える画像形成装置において、
前記回転部材による前記媒体の処理数に対する前記媒体の送り速度の経時変化のデータを記憶する記憶手段と、
前記回転部材による前記媒体の処理数を検知する検知手段と、
前記検知手段によって検知した前記媒体の処理数に応じて前記記憶手段から前記媒体の送り速度の経時変化のデータを読み取り、その経時変化を相殺するよう前記回転部材の回転速度を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記転写手段と前記定着手段との配置間隔は、前記転写手段と前記定着手段との両方で前記媒体をニップできる間隔である
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記定着手段は、前記転写手段の上方に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記記憶手段は、前記媒体の種類に応じて前記経時変化のデータを各々備えており、
前記制御手段は、前記媒体の種類に応じた前記経時変化のデータを前記記憶手段から読み取って前記回転部材の回転速度制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記記憶手段は、前記媒体の表裏に応じて前記経時変化のデータを各々備えており、
前記制御手段は、前記媒体の表裏に応じた前記経時変化のデータを前記記憶手段から読み取って前記回転部材の回転速度制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記記憶手段は、前記媒体の厚さに応じて前記経時変化のデータを各々備えており、
前記制御手段は、前記媒体の厚さに応じた前記経時変化のデータを前記記憶手段から読み取って前記回転部材の回転速度制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。