JP2012242625A - Image forming apparatus and curl prediction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真技術等を用いた複写機、プリンタ、複合機等のトナーを溶融して作像する画像形成装置に関し、より詳細には、圧接した部材のニップ部にトナー像が担持された用紙を通過させ、トナー像を熱によって溶融し用紙上に定着させる定着装置において、用紙のカールを矯正するためのカール矯正装置を備える画像形成装置およびカール矯正装置を制御するためのカール量を予測するためのカール予測方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by melting toner in a copying machine, a printer, a multifunction machine, or the like using electrophotographic technology, and more specifically, a toner image is carried on a nip portion of a pressed member. In a fixing device that passes a heated paper and melts the toner image by heat and fixes the toner image on the paper, an image forming apparatus including a curl correcting device for correcting the curl of the paper and a curl amount for controlling the curl correcting device. The present invention relates to a curl prediction method for prediction.
従来より、電子写真方式を利用した画像形成装置においては、帯電装置で像担持体の表面に電荷を保持させ、画像情報に従って光照射装置よりレーザ光またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）光などを照射して、像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像装置のトナーにより顕像化して、転写装置によりこのトナー像を転写ベルトに転写し、その後紙に転写する。次に紙上に形成されたトナー像を、定着装置においてベルトまたはローラーの定着部材とベルトまたはローラーの加圧部材との間を通過させて加熱し記録媒体に定着させる。 Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, a charging device holds charges on the surface of an image carrier, and laser light or LED (Light Emitting Diode) light is irradiated from a light irradiation device according to image information. Thus, a latent image is formed on the image carrier, the latent image is visualized with toner of the developing device, and the toner image is transferred to a transfer belt by a transfer device, and then transferred to paper. Next, the toner image formed on the paper is heated between the fixing member of the belt or roller and the pressure member of the belt or roller in the fixing device to be fixed on the recording medium.
このような電子写真方式の定着装置においては、定着部材と加圧部材とのニップ部を出た紙が、加熱に起因して水分を奪われ、この脱水により収縮してしまう。このような定着装置では、その加熱ローラー側に熱源がある一方で、加圧側には熱源がなかったり、または熱源の出力が小さかったりする場合が多く、このような場合に紙の表裏において表面温度の差が生じてしまう。そして、この温度差により、紙の表裏の水分の蒸発に差が生じて、このため収縮差が生じ、この収縮差に依存してカールが発生する。カールした紙は、そのまま定着装置から排紙されてしまうと、定着後の搬送経路おける紙詰まりや、排紙部での収容上のかさばり等が発生し易くなってしまう。 In such an electrophotographic fixing device, the paper that has exited the nip portion between the fixing member and the pressure member is deprived of moisture due to heating and shrinks due to this dehydration. In such a fixing device, while there is a heat source on the side of the heating roller, there is often no heat source on the pressure side or the output of the heat source is small. The difference will occur. This temperature difference causes a difference in the evaporation of moisture between the front and back sides of the paper, resulting in a shrinkage difference, and curling occurs depending on the shrinkage difference. If the curled paper is discharged from the fixing device as it is, paper jams in the transport path after fixing, bulkiness on the storage in the paper discharge unit, and the like are likely to occur.
一方、用紙を狭持するニップ部では、接触面積を確保するため硬度が相違するローラーまたはベルトが接触し変形している。これにより充分なトナーの溶融がおこなわれるが、その副作用として、接触部の変形に倣い紙にカールが発生してしまう。従来より、このような定着時に発生するカールを矯正するために、カール矯正装置を使用することがある。 On the other hand, in the nip portion that holds the paper, rollers or belts having different hardnesses are in contact with each other and deformed in order to secure a contact area. As a result, the toner is sufficiently melted, but as a side effect, the paper is curled by the deformation of the contact portion. Conventionally, a curl correcting device is sometimes used to correct the curl that occurs during such fixing.
カール矯正装置としては、例えば弾性ローラーと、この弾性ローラーを押圧して湾曲したニップ搬送部を形成しながら回転する押圧ローラーとからなるローラーニップ方式のものが知られている。その他、ベルト支持ローラーに掛け回されて回転するベルトと、このベルトの支持ローラーとなる部分を押圧して湾曲したニップ搬送部を形成しながら回転する押圧ローラーとからなるベルトニップ方式のものが知られている。このようなカール矯正装置は、上記いずれの方式のものも、弾性ローラーまたはベルトと、押圧ローラーとの間の湾曲したニップ搬送部に定着後の用紙を通過させて、その用紙をカールした方向とは反対側の方向に湾曲変形させることにより、カールのない状態に矯正するようになっている。 As a curl correction device, for example, a roller nip type device including an elastic roller and a pressure roller that rotates while pressing the elastic roller to form a curved nip conveying portion is known. In addition, there is a belt nip type that is composed of a belt that is wound around a belt support roller and rotates, and a pressure roller that rotates while forming a curved nip conveying portion by pressing a portion that becomes the support roller of the belt. It has been. Such a curl correction apparatus, in any of the above-described methods, allows the paper after fixing to pass through a curved nip conveyance section between an elastic roller or belt and a pressing roller, and the direction in which the paper is curled. By curving and deforming in the opposite direction, the curl-free state is corrected.
このようなカール矯正装置は、定着後に発生するカールの状態が、用紙の種類やその用紙に形成する画像の濃度や、環境湿度などの違いにより異なる結果となるため、従来では、用紙の種類や画像濃度等の所定のパラメータに応じて、そのカール矯正装置により矯正するカール矯正量を調整するようにしている。 In such a curl correction device, the curl state that occurs after fixing varies depending on the type of paper, the density of the image formed on the paper, the environmental humidity, and so on. In accordance with predetermined parameters such as image density, the amount of curl correction to be corrected by the curl correction apparatus is adjusted.
例えば特開２００２−３１６７６１号公報（特許文献１）は、環境変化や用紙種別に対して的確なカール矯正を行うことを目的として、周囲の環境や用紙の種類に応じて矯正量を算出することを特徴とする画像形成装置を開示している。より具体的には、特許文献１の技術では、環境情報入力手段により印字手段の周囲の環境情報を取得し、この取得した環境情報に基づきカール矯正手段による媒体の湾曲矯正量を演算している。このことから、周囲の温度や湿度の変化といった環境変動があっても比較的正確な湾曲矯正量によるカール矯正を行えるようにしている。また特許文献１の技術では、あらかじめ入力済みの用紙の種類によっても、カール矯正のローラーを通る紙の巻き付け角度を調整できるようにすることができる。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-316761 (Patent Document 1) calculates a correction amount according to the surrounding environment and the type of paper for the purpose of performing accurate curl correction with respect to environmental changes and paper types. An image forming apparatus is disclosed. More specifically, in the technique of Patent Document 1, environmental information around the printing unit is acquired by the environmental information input unit, and the curving correction amount of the medium by the curl correcting unit is calculated based on the acquired environmental information. . For this reason, even if there are environmental fluctuations such as changes in ambient temperature and humidity, curl correction can be performed with a relatively accurate curvature correction amount. In the technique of Patent Document 1, the winding angle of the paper passing through the curl correction roller can be adjusted depending on the type of paper that has been input in advance.
さらに特許第４００９０５１号明細書（特許文献２）は、確実にカールを矯正することができるとともに、そのために用いられる構成の繁雑性をなくしてコストアップを防止し、さらには使用されるシートに発生するカールの度合いに関係なくそのカールを矯正することを目的として、紙の搬送方向上流側に位置するローラーが、シートの厚さもしくはシートのカール量に応じて上記巻き付け角度が変更可能であり、この巻き付き角度を複数段階に設定可能であることを特徴とするカール矯正装置を開示している。 Furthermore, the patent No. 4009051 (Patent Document 2) can correct the curl with certainty, eliminates the complexity of the structure used for that purpose, prevents the cost increase, and further occurs in the used sheet. For the purpose of correcting the curl regardless of the degree of curling, the roller positioned upstream in the paper transport direction can change the winding angle according to the thickness of the sheet or the curl amount of the sheet, This curl correcting device is characterized in that the winding angle can be set in a plurality of stages.
また特開２００７−３２８０５４号公報（特許文献３）は、定着装置にて定着されたシートの一方の面からの脱湿を抑制する第１の脱湿抑制手段と、定着装置にて定着されたシート２の他方の面からの脱湿を抑制する第２の脱湿抑制手段とを備え、定着装置により生成されるシートのカールを矯正するように上記第１および第２の脱湿抑制手段による脱湿抑制度合を異ならせることを特徴とするシート矯正装置を開示する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-328054 (Patent Document 3) is fixed by a fixing device and a first dehumidifying suppression means for suppressing dehumidification from one surface of a sheet fixed by the fixing device. And a second dehumidification suppression unit that suppresses dehumidification from the other surface of the sheet 2, and the first and second dehumidification suppression units correct the curl of the sheet generated by the fixing device. Disclosed is a sheet correction apparatus characterized by varying the degree of dehumidification suppression.
しかしながら、実際の定着装置周辺の環境においては、１００℃以上に熱せられた紙が通紙されるため、紙の水分が蒸発しており、画像形成部近傍とは異なった状態が形成されている。また定着装置の加熱定着ローラーの温度や、対向する加圧ローラーの温度は、常に一定というものではなく、朝まもなくの立ち上げ直後や、連続通紙時などに変動する。このような定着状態の変動は、画像形成部近傍の温湿度測定値や、紙種のみの情報からは把握することが困難である。したがって、上記特許文献１および特許文献２が開示する従来技術では、画像形成部近傍の温湿度測定値や紙種の情報に従ってカール矯正を制御したとしても、不確実なものとなってしまう。また上記特許文献３の技術も、朝まもなくの立ち上げ直後や連続通紙時にカール状態が変化し、また紙種によってカール状態が異なるような場合には、定着装置の加熱状態、紙種、通紙枚数等には充分に対応できず、カール矯正が不確実となってしまい、問題となっていた。 However, in the actual environment around the fixing device, paper heated to 100 ° C. or more is passed, so that the moisture of the paper is evaporated, and a state different from the vicinity of the image forming unit is formed. . Further, the temperature of the heat fixing roller of the fixing device and the temperature of the pressure roller facing each other are not always constant, and fluctuate immediately after startup in the morning or during continuous paper feeding. Such a change in the fixing state is difficult to grasp from temperature / humidity measurement values in the vicinity of the image forming unit and information on only the paper type. Therefore, in the conventional techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, even if curl correction is controlled according to temperature / humidity measurement values and paper type information in the vicinity of the image forming unit, it becomes uncertain. In the technique of Patent Document 3 described above, the curling state changes immediately after startup in the morning or during continuous paper feeding, and the curling state varies depending on the paper type. It was not possible to cope with the number of sheets sufficiently, and curling correction became uncertain, which was a problem.
さらに、従来の定着装置では、加熱定着ローラーを暖めるヒータに通電してから、熱の伝導および輻射などによって対向側の加圧ローラーを温めるが、画像形成装置の立ち上げ時には、対向側のローラーが温まりきらずに、画像面の加熱定着ローラー側と、対向側の加圧ローラーとの表面温度に差が生じてしまい、この温度差は、充分に温まった後の状態のものとも異なっている。また充分に温まった後であっても、連続して紙が通過すると、紙により定着装置の熱が奪われ、特に加熱手段がないまたは出力の小さい対向側の加圧ローラー等の温度は低下する。 Furthermore, in the conventional fixing device, the heater for heating the heat fixing roller is energized, and then the pressure roller on the opposite side is warmed by heat conduction and radiation, but when the image forming apparatus starts up, the roller on the opposite side is Without being fully heated, a difference occurs in the surface temperature between the heat-fixing roller side of the image surface and the pressure roller on the opposite side, and this temperature difference is different from that in a sufficiently warmed state. Even after the paper has been sufficiently warmed, if the paper passes continuously, the heat of the fixing device is taken away by the paper, and in particular, the temperature of the pressure roller on the opposite side where there is no heating means or a small output is lowered. .
図１０は実験的に求めた用紙の含水率と収縮率の関係を示す。含水率に比例して収縮率が増し、また、温度が高いほど収縮率が高くなる。含水率が高く温度が高いほど蒸発量が増しているためである。このことから、カールは用紙の厚さ方向の含水率分布と温度分布が分かれば、厚さ方向の収縮率分布が分かりカールが予測できることが分かる。 FIG. 10 shows the relationship between the moisture content of the paper and the shrinkage rate obtained experimentally. The shrinkage rate increases in proportion to the moisture content, and the shrinkage rate increases as the temperature increases. This is because the amount of evaporation increases as the moisture content increases and the temperature increases. From this, it can be seen that if the moisture content distribution and the temperature distribution in the thickness direction of the paper are known, the curl can be predicted by knowing the shrinkage rate distribution in the thickness direction.
用紙の温度および含水率の分布は、用紙の種類に対応する物性、加熱前の含水率、加熱定着ローラーおよび加圧ローラーの温度、加熱定着ローラーと加圧ローラーのニップ幅と用紙搬送速度から求められるニップ時間により計算で求めることが可能である。さらに、カール量は用紙の厚さと収縮率からバイメタルモデルで求めることが可能である。一方、カールの形成される方向は、用紙中の繊維の並びによって変化する。ここで、用紙の長手方向と繊維の長手方向がおおよそ一致するのが縦目、長手方向が用紙の幅方向におおよそ一致するのが横目とする。カールは繊維の幅方向の発生するため、縦目の用紙であれば幅方向に、横目の用紙であれば長方向にカールする。 The distribution of paper temperature and moisture content is determined from the physical properties corresponding to the paper type, moisture content before heating, the temperature of the heat fixing roller and pressure roller, the nip width of the heat fixing roller and pressure roller, and the paper conveyance speed. It is possible to calculate by the nip time to be calculated. Furthermore, the curl amount can be obtained by a bimetal model from the thickness of the paper and the shrinkage rate. On the other hand, the direction in which the curl is formed changes depending on the arrangement of the fibers in the paper. Here, it is assumed that the longitudinal direction of the paper and the longitudinal direction of the fibers approximately coincide with each other, and that the longitudinal direction substantially coincides with the width direction of the sheet is the lateral eye. Since the curl is generated in the width direction of the fiber, the paper is curled in the width direction if the paper is vertical and the paper is curled in the long direction if the paper is horizontal.
ここで、加熱定着ローラーと加圧ローラーとの温度差がある時のカールの生成メカニズムについて図１１を用いて説明する。図１１（Ａ）において、加熱定着ローラーと加圧ローラーとのニップ部において加熱定着ローラーの温度が高い場合、加熱定着ローラー側の水蒸気圧が高まる。用紙の繊維および、繊維間の空隙に含まれる水分はその圧力により、加圧ローラー側に移動する。その結果、低温の加圧ローラー側の含水率が高くなる。定着ニップから用紙が排出された図１１（Ｂ）では、含水率の高い加圧ローラー側から多くの水分が蒸発する。用紙からの水分蒸発量と収縮量の関係は、図１１（Ｄ）に示されるように、ほぼ比例関係にある。よって、多くの水分が蒸発した加圧ローラー側が加熱ローラー側より大きく収縮するため、図１１（Ｃ）のように加圧ローラー側にカールが発生する。実際、定着ニップの直後に、用紙の表と裏の近傍に湿度計を設置して測定を行うと、湿度の高い、すなわち蒸発量の多い側を内側にカールし、その湿度の差が大きいほどカールが大きいことが見出された。このように加熱定着ローラーと加圧ローラーの温度差が大きい時に、内部の水分移動によって含水率の偏りが増加し、カール量が大きくなる。 Here, the generation mechanism of curl when there is a temperature difference between the heat fixing roller and the pressure roller will be described with reference to FIG. In FIG. 11A, when the temperature of the heat fixing roller is high at the nip portion between the heat fixing roller and the pressure roller, the water vapor pressure on the heat fixing roller side increases. The moisture contained in the fibers of the paper and the gaps between the fibers moves to the pressure roller side by the pressure. As a result, the moisture content on the low pressure roller side is increased. In FIG. 11B in which the sheet is discharged from the fixing nip, a large amount of moisture evaporates from the pressure roller side having a high moisture content. The relationship between the amount of moisture evaporated from the paper and the amount of shrinkage is substantially proportional as shown in FIG. Therefore, the pressure roller side on which much water has evaporated contracts more than the heating roller side, so that curl occurs on the pressure roller side as shown in FIG. In fact, immediately after the fixing nip, when a hygrometer is installed in the vicinity of the front and back of the paper, the higher the humidity, that is, the more evaporated side curls inward, the greater the difference in humidity The curl was found to be large. Thus, when the temperature difference between the heat-fixing roller and the pressure roller is large, the moisture content unevenness increases due to internal moisture movement, and the curl amount increases.
従来技術では、画像形成装置の動作条件によって変化するカールを予測する手法が提示されておらず、正確なカール予測が不可能であった。そのため、実際のカール量に比較してカール抑制効果が低かったり、または抑制効果を高めに調整すると反対に過剰となり逆側にカールしてしまったりなどの問題を発生させてしまい、常時安定してカールを低減できる画像形成装置を実現することができなかった。 In the prior art, a method for predicting curl that changes depending on the operating conditions of the image forming apparatus has not been presented, and accurate curl prediction has been impossible. For this reason, the curl suppression effect is low compared to the actual curl amount, or if the suppression effect is adjusted to a high level, the problem will be excessive and the curl will occur on the opposite side. An image forming apparatus capable of reducing curl could not be realized.
本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、画像形成装置の動作状況の変化に伴う定着装置内の温度状態や用紙特性等の定着状態に影響を与える要因の変動に対応して、カールの発生機構に基づき適正かつきめ細やかなカール矯正を実現することが可能な、画像形成装置およびカール矯正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and the present invention affects the fixing state such as the temperature state in the fixing device and the sheet characteristics accompanying the change in the operation state of the image forming apparatus. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus and a curl correction method capable of realizing appropriate and fine curl correction based on a curl generation mechanism in response to fluctuations in factors.
本発明者等は、上記課題に鑑みて鋭意検討した結果、定着カールの大きさは、単に画像形成装置の設定環境と用紙の種類とによって決まるというものではなく、画像形成装置の稼動状況、より具体的には定着ニップでの用紙の表裏の温度、およびその温度差の変化により大きく影響を受け、上述のようなメカニズムが働き、大きなカールを発生させていることを見出し、本発明に至ったのである。上記メカニズムから考察すると、画像形成装置の動作状況に応じて、定着装置内の温度状態や用紙特性等の定着状態に影響を与える要因の変動を勘案し、きめ細かなにカール矯正装置を制御することが重要であることが見出された。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have determined that the size of the fixing curl is not simply determined by the setting environment of the image forming apparatus and the type of paper, Specifically, it has been greatly influenced by the temperature of the front and back sides of the paper at the fixing nip and the change in the temperature difference, and it has been found that the mechanism as described above works to generate a large curl, leading to the present invention. It is. Considering the above mechanism, the curl correction device should be finely controlled in consideration of fluctuations in factors affecting the fixing state, such as the temperature state in the fixing device and the paper characteristics, according to the operation status of the image forming apparatus. Was found to be important.
本発明では、上記課題を解決するために、シート状の用紙を対向するローラー対またはベルト対、あるいはローラーとベルトによるニップ部で挟持・搬送しながら加圧加熱する定着装置において、ローラー対、ベルト対、またはローラーおよびベルトの温度を測定する。そして、画像形成装置は、用紙搬送速度およびニップ幅から用紙加熱時間を計算し、さらに加圧加熱前に測定しておいた用紙の含水率、加圧加熱前の紙厚、用紙の厚さ方向の温度分布を取得し、用紙の厚さ方向の含水率分布を計算する。 In the present invention, in order to solve the above-described problems, in a fixing device that heats a sheet of paper while being held and conveyed by a roller pair or a belt pair facing each other or a nip portion between the roller and the belt, the roller pair and the belt Measure the temperature of the pair, or roller and belt. The image forming apparatus calculates the paper heating time from the paper conveyance speed and the nip width, and further measures the moisture content of the paper, the paper thickness before the pressure heating, the thickness direction of the paper measured before the pressure heating. Is obtained, and the moisture content distribution in the thickness direction of the paper is calculated.
そして本発明の画像形成装置は、水分の蒸発による用紙の収縮率を計算し、用紙の収縮率からカール量を取得する。取得されたカール量は、印刷処理における用紙の縦目と横目の紙目判断を反映させて、カール量の修正が行われ、紙目に対応するカール方向を加味してカール量を予測する。 The image forming apparatus of the present invention calculates the shrinkage rate of the paper due to evaporation of moisture, and acquires the curl amount from the shrinkage rate of the paper. The acquired curl amount is corrected by reflecting the vertical and horizontal paper eye judgment of the paper in the printing process, and the curl amount is predicted in consideration of the curl direction corresponding to the paper eye.
上記構成によれば、定着装置のローラーまたはベルトの温度や、加熱時間、用紙含水率、紙厚等から、用紙厚さ方向の温度分布と含水率分布を計算してカール生成状態を計算するため、機械内部での環境変動や定着装置における定着条件の変化、さらには用紙それぞれの厚みや吸湿状態などの種々の要因の影響を受け得るカール量を、高い精度で予測することが可能となり、ひいては高精度のカール矯正が実現される。 According to the above configuration, the curl generation state is calculated by calculating the temperature distribution and moisture content distribution in the paper thickness direction from the temperature of the roller or belt of the fixing device, the heating time, the paper moisture content, the paper thickness, etc. It is possible to predict with high accuracy the amount of curl that can be affected by various factors such as environmental fluctuations inside the machine, changes in fixing conditions in the fixing device, and the thickness and moisture absorption state of each sheet. High-precision curl correction is realized.
さらに本発明によれば、上記カール予測方法を用いて定着装置およびカール矯正装置とを備えた画像形成装置が実行するカール矯正量の調整をきめ細かく精度よく行うことが可能になり、カールの少ない高品質印刷、および、用紙のジャム等のない高信頼性の画像形成装置を実現可能になる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to finely and accurately adjust the curl correction amount executed by the image forming apparatus including the fixing device and the curl correction device by using the curl prediction method, and the amount of curl can be reduced. A high-reliability image forming apparatus free from quality printing and paper jams can be realized.
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明の実施形態は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下に説明する実施形態では、画像形成装置の一例として、カラー印刷機能を有する複合機について説明する。 Hereinafter, although embodiment of this invention is described, embodiment of this invention is not limited to the following embodiment. In the embodiments described below, a multifunction peripheral having a color printing function will be described as an example of an image forming apparatus.
図１は、本実施形態の複合機の概略構成を示す。図１に示す複合機１では、ブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびイエロー（Ｙ）の各カラー毎に、感光体ドラム３と、感光体ドラム３に電荷を帯電させる帯電ローラー４と、レーザダイオードやＬＥＤなどの光照射装置６と、モータにより高速定速度で回転駆動され、感光体ドラム３の主走査方向に光ビームを走査するポリゴンミラー５と、現像剤を保持する現像装置７とが、中間転写ベルト２に沿って並んで配置されている。図１に示す複合機１は、いわゆるタンデム方式の構成を採用している実施形態を例示している。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a multifunction machine according to the present embodiment. In the multifunction machine 1 shown in FIG. 1, for each color of black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y), the photosensitive drum 3 and the charging that charges the photosensitive drum 3 are charged. A roller 4, a light irradiation device 6 such as a laser diode or an LED, a polygon mirror 5 that is driven to rotate at a high speed and a constant speed by a motor and scans a light beam in the main scanning direction of the photosensitive drum 3, and a developer are held. A developing device 7 is arranged side by side along the intermediate transfer belt 2. The MFP 1 shown in FIG. 1 illustrates an embodiment that employs a so-called tandem configuration.
画像形成処理に際しては、まず感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に、それぞれ帯電ローラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにより負の電荷を付与し、一様に帯電する。書込画像信号に応じて光照射装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄからそれぞれ光ビームが出力され、ポリゴンミラー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを含む光学系を通して、帯電した感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面に照射され、光ビームの照射の有無および露光量に応じた電位分布が書き込まれる。 In the image forming process, first, negative charges are applied to the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d by the charging rollers 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively, so that they are uniformly charged. Light beams are output from the light irradiation devices 6a, 6b, 6c, and 6d in accordance with the written image signal, and charged photosensitive drums 3a, 3b, and 3c through an optical system including the polygon mirrors 5a, 5b, 5c, and 5d. , 3d is irradiated, and a potential distribution according to the presence or absence of light beam irradiation and the exposure amount is written.
書き込まれる静電潜像は、スキャナやパーソナルコンピュータから送信されたデータを処理した後に生成されるトナー原色であるブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびイエロー（Ｙ）の書込信号に応じて光ビームをオンオフ制御することによって形成される。形成された各静電潜像は、各感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが回動するにつれて現像装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ方向へと搬送され、トナーで現像される。そして、書きこみ信号に応じたトナー像が感光体ドラム３上に形成され、担持される。 The electrostatic latent image to be written is black (K), magenta (M), cyan (C) and yellow (Y), which are toner primary colors generated after processing data transmitted from a scanner or personal computer. It is formed by controlling the on / off of the light beam according to the signal. The formed electrostatic latent images are conveyed in the developing devices 7a, 7b, 7c, and 7d directions as the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d rotate, and are developed with toner. Then, a toner image corresponding to the writing signal is formed on the photosensitive drum 3 and carried.
一方、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの下方には、ローラー２１，２２に張架された中間転写ベルト２が中間転写体として配置されている。中間転写ベルト２は、図示の矢印方向に回転され、その裏側にローラー９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが接触し、それぞれ接続された電源３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって１次バイアスが印加されている。トナー像は、感光体ドラム３が回動するにつれて、中間転写ベルト２側に搬送され、ローラー９により感光体ドラム３と中間転写ベルト２とが接する位置で中間転写ベルト２上に転写される。各色のトナー像は、位置を合わせて重畳され、中間転写ベルト２上に多色画像のトナー像が形成される。感光体ドラム３のトナー像の転写が完了した部分は、外周面に残留したトナーが感光体クリーナにより払拭された後、除電装置により除電され、次の像形成プロセスへと供給される。 On the other hand, an intermediate transfer belt 2 stretched around rollers 21 and 22 is disposed as an intermediate transfer member below the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d. The intermediate transfer belt 2 is rotated in the direction of the arrow shown in the figure, and rollers 9a, 9b, 9c, and 9d are in contact with the back side thereof, and a primary bias is applied by power sources 31a, 31b, 31c, and 31d connected thereto, respectively. . As the photosensitive drum 3 rotates, the toner image is conveyed to the intermediate transfer belt 2 side, and is transferred onto the intermediate transfer belt 2 by the roller 9 at a position where the photosensitive drum 3 and the intermediate transfer belt 2 are in contact with each other. The toner images of the respective colors are superimposed at the same position, and a toner image of a multicolor image is formed on the intermediate transfer belt 2. After the toner image transfer on the photosensitive drum 3 is completed, the toner remaining on the outer peripheral surface is wiped off by the photosensitive cleaner, and then the charge is removed by the static eliminator and supplied to the next image forming process.
中間転写ベルト２上に転写された多色画像のトナー像は、２次転写部の転写ローラー２３方面に搬送される。一方、給紙カセット５１または給紙カセット５２内にセットされた用紙が、設定されたタイミングで転写ローラー２３方面に給紙され、搬送ローラー１２のところから、画像書込みに合わせて適切なタイミングにて送出される。給紙カセット５１および給紙カセット５２と搬送ローラー１２の間には、用紙の厚さを検知する用紙厚さ検知センサー４０６が配置される。搬送ローラー１２と転写ローラー２３間には、用紙表面近傍の温湿度を計測する温湿度センサー４１が配置される。温湿度センサー４１と用紙厚さ検知センサー４０６の配置は、用紙搬送方向に対し入れ替えても問題ない。 The multi-color toner image transferred onto the intermediate transfer belt 2 is conveyed toward the transfer roller 23 of the secondary transfer portion. On the other hand, the paper set in the paper feed cassette 51 or the paper feed cassette 52 is fed toward the transfer roller 23 at the set timing, and from the transport roller 12 at an appropriate timing according to image writing. Sent out. A sheet thickness detection sensor 406 that detects the sheet thickness is disposed between the sheet feeding cassette 51 and the sheet feeding cassette 52 and the transport roller 12. Between the transport roller 12 and the transfer roller 23, a temperature / humidity sensor 41 for measuring the temperature / humidity in the vicinity of the sheet surface is disposed. There is no problem even if the arrangement of the temperature / humidity sensor 41 and the sheet thickness detection sensor 406 is changed with respect to the sheet conveyance direction.
転写ローラー２３には、電源２５から電荷が供給され、ローラー１４とともに、給紙された用紙に中間転写ベルト２上のトナー像を一括して転写する。用紙は、中間転写ベルト２と接する位置まで搬送され、多色トナー像の転写を受ける。多色トナー像が形成された用紙は、加熱された定着装置の加熱部材である加熱定着ローラー３０と加圧ローラー３７との間のニップ部に供給される。そして、用紙と多色トナー像は加熱加圧され、用紙上に定着する。 Electric charges are supplied to the transfer roller 23 from the power supply 25, and together with the roller 14, the toner images on the intermediate transfer belt 2 are collectively transferred onto the fed paper. The sheet is conveyed to a position in contact with the intermediate transfer belt 2 and receives a multicolor toner image. The sheet on which the multicolor toner image is formed is supplied to a nip portion between the heat fixing roller 30 and the pressure roller 37 which are heating members of the heated fixing device. The paper and the multicolor toner image are heated and pressurized and fixed on the paper.
定着後の用紙は、カール矯正装置４０でカール矯正を受けた後、所定の搬送経路に沿って、排紙ローラーにより排紙トレイ５０上へ排紙される。一方、多色のトナー像を転写した後の中間転写ベルト２は、クリーニングブレードなどにより残留したトナー剤が除去された後、次の像形成プロセスへと供給される。なお、本実施形態では、定着部材および加圧部材として、加熱定着ローラー３０および加圧ローラー３７といったローラー状の部材を用いるものとして説明するが、他の実施形態では、ローラー状の部材に代えて、加熱部材としてベルト状の部材またはベルト状の部材とローラ状の部材とを適宜組み合わせて用い、構成することもできる。 The fixed sheet is subjected to curl correction by the curl correction device 40 and then discharged onto the discharge tray 50 by a discharge roller along a predetermined conveyance path. On the other hand, the intermediate transfer belt 2 after transferring the multicolor toner image is supplied to the next image forming process after the remaining toner agent is removed by a cleaning blade or the like. In the present embodiment, the description will be made assuming that roller-shaped members such as the heat-fixing roller 30 and the pressure roller 37 are used as the fixing member and the pressure member. However, in other embodiments, the roller-shaped member is used instead. A belt-shaped member or a belt-shaped member and a roller-shaped member may be used in combination as appropriate as the heating member.
温湿度センサー４１の湿度センサーとしては、例えば、高分子膜を誘電体としてコンデンサを形成し、水分の吸脱湿を静電容量の変化として電気信号に変換する静電容量式の湿度センサーや、基材の上に感湿性のある高分子材料と安定性のある金属とにより電極を構成し、電極での水分による抵抗の変化を電気信号に変換する電気抵抗式の湿度センサーなどを用いることができる。温湿度センサー４１の温度センサーや加熱定着ローラー３０お呼び加圧ローラー３７の温度センサーは、サーミスタや、バンドギャップ式温度センサーなどを用いることができる。なお、同じような性能を持つものであれば他の原理および構成のものを用いてもよい。 As the humidity sensor of the temperature / humidity sensor 41, for example, a capacitor is formed using a polymer film as a dielectric, and a moisture sensor of a capacitance type that converts moisture absorption / desorption into an electric signal as a change in capacitance, An electrode composed of a moisture-sensitive polymer material and a stable metal is formed on a substrate, and an electric resistance humidity sensor that converts a change in resistance due to moisture at the electrode into an electric signal is used. it can. As the temperature sensor of the temperature / humidity sensor 41 and the temperature sensor of the heating and fixing roller 30 and the pressure roller 37, a thermistor, a band gap temperature sensor, or the like can be used. Any other principle and configuration may be used as long as they have similar performance.
以下、図２を参照して、定着装置およびカール矯正装置の詳細について説明する。図２は、本実施形態の複合機における定着装置およびカール矯正装置の周辺の概略構成を示す。本実施形態の定着装置は、図２に示すように、加熱定着ローラー３０と、この加熱定着ローラー３０に対向する加圧ローラー３７とを含む。加熱定着ローラー３０は、パイプ状芯金３０ａの周面に耐熱性を有しかつ離型性の優れたフッ素樹脂（ＰＦＡ）などの樹脂層３０ｂが形成されている。そして、パイプ状芯金３０ａの内側にはヒータ３４が備えられ、樹脂層３０ｂの周面に接して温度センサー３６が配置されている。ヒータ３４は、ハロゲンヒータや、電磁誘導方式のヒータなど、如何なるものを用いることができる。加熱定着ローラー３０および加圧ローラー３７は、図２の矢印で示す方向に回転し、これらが圧接するニップ部３５に用紙Ｐを搬送および通過させる。ニップ部３５の用紙入口側には、用紙の先端をニップ部３５に向ける入口ガイド３３が設けられている。 Hereinafter, the details of the fixing device and the curl correcting device will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a schematic configuration of the periphery of the fixing device and the curl correcting device in the multifunction machine of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the fixing device of the present embodiment includes a heat fixing roller 30 and a pressure roller 37 facing the heat fixing roller 30. In the heat fixing roller 30, a resin layer 30b such as a fluororesin (PFA) having heat resistance and excellent releasability is formed on the peripheral surface of the pipe-shaped metal core 30a. And the heater 34 is provided inside the pipe-shaped metal core 30a, and the temperature sensor 36 is arrange | positioned in contact with the surrounding surface of the resin layer 30b. As the heater 34, any one such as a halogen heater or an electromagnetic induction heater can be used. The heat fixing roller 30 and the pressure roller 37 rotate in a direction indicated by an arrow in FIG. 2, and convey and pass the paper P to the nip portion 35 where they are in pressure contact. On the paper inlet side of the nip portion 35, an inlet guide 33 is provided to direct the front end of the paper toward the nip portion 35.
上述した定着装置は、画像転写後の用紙Ｐを入口ガイド３３で案内し、加熱定着ローラー３０と加圧ローラー３７とのニップ部３５に通過させ、転写された多色トナー像を熱および圧力で用紙Ｐ上に定着させる。このとき温度センサー３６は、加熱定着ローラー３０の表面温度を計測し、その計測信号に従って適宜温度制御を行い、ヒータ３４の通電／遮断または電流値等の制御を行うことにより、加熱定着ローラー３０の表面温度を一定に保っている。加熱定着ローラー３０の温度範囲は、１００℃〜１８０℃程度に設定され、一般的には概ね１６０℃前後に設定される。また、加圧ローラー３７側にも温度センサー３９を備え、加圧ローラー３７表面温度を測定可能に構成されている。 The fixing device described above guides the paper P after image transfer by the entrance guide 33 and passes it through the nip portion 35 between the heat fixing roller 30 and the pressure roller 37, and transfers the transferred multicolor toner image with heat and pressure. Fix on the paper P. At this time, the temperature sensor 36 measures the surface temperature of the heat-fixing roller 30, performs temperature control as appropriate according to the measurement signal, and controls the energization / interruption of the heater 34, the current value, etc. The surface temperature is kept constant. The temperature range of the heat fixing roller 30 is set to about 100 ° C. to 180 ° C., and is generally set to about 160 ° C. Further, a temperature sensor 39 is also provided on the pressure roller 37 side so that the surface temperature of the pressure roller 37 can be measured.
本実施形態の複合機１のＣＰＵ４６は、加熱定着ローラー３０側の温度センサー３６および加圧ローラー３７側の温度センサー３９の他、用紙搬送路上の温湿度センサー４１、用紙厚さ検知センサー４０６にも接続され、これらの温度、湿度、用紙厚さの出力値を取得する。なお、カール予測量の演算手法についての詳細は後述する。制御装置４７は、演算されたカール予測量に従った制御値を用いてカール矯正装置４０の動作を制御する。カール矯正装置４０は、用紙Ｐの搬送路を構成するエンドレスベルト４５と、該エンドレスベルト４５の展張面に対向当接し、用紙の搬送方向に対応する方向に回転する搬送駆動ローラー４２と、ばね４３と、カム４４とを含んで構成される。 In addition to the temperature sensor 36 on the heating and fixing roller 30 side and the temperature sensor 39 on the pressure roller 37 side, the CPU 46 of the multifunction machine 1 of the present embodiment also includes a temperature / humidity sensor 41 on the paper conveyance path and a paper thickness detection sensor 406. Connected and get the output value of these temperature, humidity and paper thickness. Details of the curl prediction amount calculation method will be described later. The control device 47 controls the operation of the curl correction device 40 using a control value according to the calculated curl prediction amount. The curl correcting device 40 includes an endless belt 45 that constitutes a conveyance path of the paper P, a conveyance driving roller 42 that is opposed to the expansion surface of the endless belt 45 and rotates in a direction corresponding to the conveyance direction of the paper, and a spring 43. And a cam 44.
カール矯正装置４０は、用紙に発生したカールを矯正するため、制御装置４７の制御の下、カム４４を駆動し、ばね４３によって力を加えることで、上記エンドレスベルト４５の搬送駆動ローラー４２の巻き付け角度を変更可能としている。これにより、カール予測量に応じたカール矯正が用紙Ｐに施される。なお、カール矯正装置４０も、図示した実施形態のものに限定されるものではなく、所定のカール矯正量を制御可能である限り、如何なる構成のカール矯正装置を用いることができることは言うまでもない。 The curl correction device 40 drives the cam 44 under the control of the control device 47 and applies a force by the spring 43 to correct the curl generated on the paper, thereby winding the transport driving roller 42 of the endless belt 45. The angle can be changed. Thereby, the curl correction according to the predicted curl amount is performed on the paper P. Note that the curl correction device 40 is not limited to the illustrated embodiment, and it is needless to say that any type of curl correction device can be used as long as a predetermined curl correction amount can be controlled.
以下、本実施形態の複合機１を含み構成される画像形成システムのハードウェア構成について説明する。図３は、本実施形態の複合機を含む画像形成システムのハードウェア構成１００を示す。図３に示すように、本実施形態の複合機１１０は、画像形成および用紙の搬送などの画像形成動作、カール矯正装置４０の動作を制御するＣＰＵ１１２と、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）などを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１１４と、ＣＰＵ１１２の実行空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１１６と、システム設定情報や後述するカール予測量を算出するためのカール算出用データ、カール予測量に応じてカール矯正装置４０を調整するための制御値算出用データなどを記憶するＮＶ−ＲＡＭ（Non Volatile-RAM）１１８とを含む。さらに複合機１１０は、オペレーション・パネルなどの表示装置１２０および入力装置１２２と、上記画像形成動作を行うためのプロッタ１２４と、画像読み取り動作を行うためスキャナ１２６と、複合機１１０をネットワーク１３０に接続させるＮＩＣ（Network Interface Card）１２８とをさらに含む。 Hereinafter, a hardware configuration of an image forming system including the multifunction machine 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 3 shows a hardware configuration 100 of an image forming system including the multifunction peripheral according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the multifunction peripheral 110 according to the present embodiment includes a CPU 112 that controls image forming operations such as image formation and paper conveyance, and the operation of the curl correction device 40, a BIOS (Basic Input / Output System), and the like. ROM (Read Only Memory) 114 for storing, RAM (Random Access Memory) 116 for providing an execution space for the CPU 112, curl calculation data for calculating system setting information and a curl prediction amount to be described later, and a curl prediction amount Accordingly, an NV-RAM (Non Volatile-RAM) 118 that stores control value calculation data and the like for adjusting the curl correction device 40 is included. Further, the multifunction device 110 connects the display device 120 and the input device 122 such as an operation panel, the plotter 124 for performing the image forming operation, the scanner 126 for performing the image reading operation, and the multifunction device 110 to the network 130. And a network interface card (NIC) 128 to be included.
図３に示した複合機１１０は、ＲＯＭ１１４や、ＮＶ−ＲＡＭ１１８やＳＤカード（図示せず）などの記憶装置に格納されたプログラム（図示せず）を読出し、ＣＰＵ１１２の作業領域を提供するＲＡＭ１１６のメモリ領域に展開することにより、後述の各機能部および各処理を実現する。 3 reads out a program (not shown) stored in a storage device such as a ROM 114, NV-RAM 118 or SD card (not shown), and provides a work area for the CPU 112. By developing in the memory area, each functional unit and each process described later are realized.
上記ネットワーク１３０は、イーサネット（登録商標）やＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）などのトランザクション・プロトコルによるＬＡＮ（Local Area Network）、ＶＰＮ（Virtual Private Network）や専用線を使用して接続されるＷＡＮ（Wide Area Network）などとして構成することができる。しかしながら、ネットワーク１３０の構成は、特に限定されるものではなく、図示しないルータを介して接続されるインターネットなどを含んでいてもよく、また有線または無線、またはこれらの混合のネットワークとして構成することができる。 The network 130 is connected using a LAN (Local Area Network), a VPN (Virtual Private Network), or a dedicated line using a transaction protocol such as Ethernet (registered trademark) or TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). WAN (Wide Area Network) or the like. However, the configuration of the network 130 is not particularly limited, and may include the Internet connected via a router (not shown), and may be configured as a wired or wireless network, or a mixed network thereof. it can.
ネットワーク１３０には、さらにサーバ装置１５０が接続され、サーバ装置１５０は、用紙の種類（各供給元から供給される種々の製品の別を含む。）などに応じてカール予測量を演算するための用紙収縮率データを一元管理し、複合機からの要求に応じて、適宜、カール算出用データの更新データを送信するサーバ機能を備える。 A server device 150 is further connected to the network 130, and the server device 150 calculates a predicted curl amount according to the type of paper (including various types of products supplied from each supply source) and the like. A server function is provided that centrally manages the sheet shrinkage rate data and appropriately transmits update data of curl calculation data in response to a request from the multifunction device.
サーバ装置１５０は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、ブレードサーバ、サーバ機能を備えた複合機などのコンピュータ装置として構成され、ＣＰＵ１５２、ＲＯＭ１５４、ＲＡＭ１５６、ディスプレイ装置などの表示装置１５８、マウスやキーボードなどの入力装置１６０と、ＮＩＣ１６２と、ＨＤＤ１６４とを備える。これにより、上述したカール算出用データの更新データを提供するサーバ機能を実現している。 The server device 150 is configured as a computer device such as a personal computer, a workstation, a blade server, or a multifunction device having a server function, and includes a CPU 152, a ROM 154, a RAM 156, a display device 158 such as a display device, and an input device such as a mouse and a keyboard. 160, NIC 162, and HDD 164. As a result, a server function for providing update data of the curl calculation data described above is realized.
図４は、本実施形態の複合機およびサーバ装置の機能ブロックを示す。図４に示すように、複合機の機能ブロック２００は、カール量予測部２０２と、カール矯正制御値決定部２０４と、カール矯正制御部２０６と、入力部２１６とを含んで構成される。入力部２１６は、給紙カセット５１，５２に現在セットされている用紙の種類の指定をオペレータより受けて、用紙情報２１４としてＲＡＭ１１６やＮＶ−ＲＡＭ１１８などの適切な記憶領域に保持する。用紙情報２１４は、給紙カセット毎に、用紙の種類を識別する種類識別値を保持する。この種類識別値は、給紙セットにセットされている用紙を特徴付けるものであり、種類識別値と指定される値には、用紙の種類が不明であることを示す値、上質紙、再生紙、セミ光沢紙、光沢紙、マット紙などの用紙の分類を示す分類値および縦目か横目かの情報を含むことができる。また、用紙厚さセンサー４０６を有しない場合は用紙の厚みを指定する厚み値も含む。 FIG. 4 shows functional blocks of the multifunction peripheral and the server device of this embodiment. As illustrated in FIG. 4, the functional block 200 of the multifunction peripheral includes a curl amount prediction unit 202, a curl correction control value determination unit 204, a curl correction control unit 206, and an input unit 216. The input unit 216 receives designation of the type of paper currently set in the paper feed cassettes 51 and 52 from the operator, and holds the paper information 214 in an appropriate storage area such as the RAM 116 or the NV-RAM 118. The paper information 214 holds a type identification value that identifies the type of paper for each paper feed cassette. This type identification value characterizes the paper loaded in the paper feed set. The value specified as the type identification value is a value indicating that the paper type is unknown, high quality paper, recycled paper, A classification value indicating the classification of paper such as semi-glossy paper, glossy paper, and matte paper, and information on vertical or horizontal eyes can be included. In addition, when the paper thickness sensor 406 is not provided, a thickness value that specifies the thickness of the paper is also included.
カール量予測部２０２は、用紙内温度分布演算部２０２a、用紙内含水率分布演算部２０２b、用紙表裏収縮率演算部２０２c、カール量演算部２０２dにより構成される。それぞれの計算方法については後述する。カール量予測部２０２は、加熱定着ローラー３０側の温度センサー３６および加圧ローラー３７側の温度センサー３９からの出力値を適宜取得し、かつ用紙情報２１４を読み出す。こらの各機能部は、定着に影響を与える温度、湿度、印刷時の環境条件および定着温度、印刷速度、紙種、紙厚、用紙含水率などの印刷条件を実測または計算し、カール量予測のための各種パラメータを提供する。 The curl amount prediction unit 202 includes a sheet temperature distribution calculation unit 202a, a sheet moisture content distribution calculation unit 202b, a sheet front / back shrinkage calculation unit 202c, and a curl amount calculation unit 202d. Each calculation method will be described later. The curl amount prediction unit 202 appropriately acquires output values from the temperature sensor 36 on the heating and fixing roller 30 side and the temperature sensor 39 on the pressure roller 37 side, and reads the sheet information 214. Each of these functional units measures or calculates printing conditions such as temperature, humidity, printing environmental conditions and fixing temperature, printing speed, paper type, paper thickness, paper moisture content that affect fixing, and predicts curl amount. Provides various parameters for.
また、用紙含水率演算部２０１は、用紙の温度湿度を温湿度センサー４１により取得し、用紙含水率を算出する関数、またはテーブルにより用紙含水率を求める。カール量予測部２０２は、この用紙含水率も読み出す。用紙情報２１４に含まれる情報のうち、用紙の厚さ情報は用紙厚さセンサー４０６より読み出し、用紙の加熱時間に相当するニップ時間は用紙情報２１４の情報よりニップ時間判断部２１８で演算、またはテーブル化されたデータを参照して取得する。たとえば、用紙厚さが厚い場合、搬送速度は遅くなりニップ時間が長くなる。さらに、用紙情報DB２０８から用紙の収縮率を取得してカール予測量を演算する。 Further, the sheet moisture content calculating unit 201 obtains the sheet moisture content by using a function or a table for obtaining the sheet moisture content by acquiring the temperature and humidity of the sheet by the temperature / humidity sensor 41. The curl amount prediction unit 202 also reads out the water content of the sheet. Of the information included in the paper information 214, the paper thickness information is read from the paper thickness sensor 406, and the nip time corresponding to the paper heating time is calculated by the nip time determination unit 218 from the information of the paper information 214, or a table. Refer to the obtained data and get it. For example, when the paper thickness is thick, the conveyance speed becomes slow and the nip time becomes long. Furthermore, the shrinkage rate of the paper is acquired from the paper information DB 208 and the predicted curl amount is calculated.
カール矯正制御値決定部２０４は、カール量予測部２０２が求めたカール予測量から、実際にカール矯正装置４０において所望の量のカール矯正を行うための制御値を決定する。複合機の機能ブロック２００は、カール予測量と上記制御値とを対応付ける制御値算出用テーブルを保持する制御値ＤＢ２１０を含む。制御値算出用テーブルは、所望の矯正量のカール矯正を行うために必要な、カール矯正装置４０の制御パラメータを定義づけるものである。カール矯正制御値決定部２０４は、制御値ＤＢ２１０の制御値算出用テーブルを参照し、カール予測量を用いて検索し、対応する制御値を求めることができる。 The curl correction control value determination unit 204 determines a control value for actually performing a desired amount of curl correction in the curl correction device 40 from the predicted curl amount obtained by the curl amount prediction unit 202. The functional block 200 of the multifunction machine includes a control value DB 210 that holds a control value calculation table that associates the predicted curl amount with the control value. The control value calculation table defines the control parameters of the curl correction apparatus 40 necessary for performing the curl correction of a desired correction amount. The curl correction control value determination unit 204 can search using the curl prediction amount with reference to the control value calculation table in the control value DB 210 to obtain a corresponding control value.
カール矯正制御値決定部２０４は、用紙情報２１４を参照して用紙が縦目であるか横目であるかを判断し、それに応じて制御値を修正する。なお、制御値はテーブル構造の制御値算出用データを用いずに、所定の関数を用いて算出することもできる。そして、カール矯正制御部２０６は、カール矯正制御値決定部２０４が決定した制御値に従ってカール矯正を行うようカール矯正装置４０を制御する。 The curl correction control value determination unit 204 refers to the paper information 214 to determine whether the paper is vertical or horizontal, and corrects the control value accordingly. The control value can also be calculated using a predetermined function without using the control value calculation data of the table structure. Then, the curl correction control unit 206 controls the curl correction device 40 to perform the curl correction according to the control value determined by the curl correction control value determination unit 204.
本実施形態の複合機の機能ブロック２００は、さらに、更新処理部２２０を含むことができる。更新処理部２２０は、市場に流通する用紙の新製品の発売や、仕様変更などの変化に対応するべく、用紙情報ＤＢ２０８内のデータの更新処理を行う。情報の内容としてはたとえば、用紙の熱物性、機械特性、厚さ、温度と含水率に対する収縮率の関数またはテーブル、用紙表面近傍の温湿度と含水率の関係式またはテーブル等である。更新処理部２２０は、例えば、入力部２１６から用紙情報２１４の設定が変更され、その種類識別値に対応するカール算出用データが無いことを検出した際に、設定変更の有無にかかわらずスケジュールされたタイミングで、またはオペレータからの指示があった際に、この更新処理を開始させる。 The functional block 200 of the MFP according to the present embodiment can further include an update processing unit 220. The update processing unit 220 performs data update processing in the paper information DB 208 in order to respond to changes such as the release of new paper products distributed in the market and changes in specifications. The contents of the information include, for example, thermal properties, mechanical characteristics, thickness, shrinkage function or table of temperature and moisture content, relational expression or table of temperature and humidity near the paper surface and moisture content, and the like. For example, when the setting of the paper information 214 is changed from the input unit 216 and the update processing unit 220 detects that there is no curl calculation data corresponding to the type identification value, the update processing unit 220 is scheduled regardless of whether the setting is changed. This update process is started at the timing when the operator gives an instruction.
本更新処理では、更新処理部２２０は、サーバ装置１５０側の用紙データ管理部２６０に対し、本複合機の機種識別値と、必要とするカール算出用データの種類識別値とを送信する。サーバ装置１５０側の用紙データ管理部２６０は、各機種に対応して、市場に流通する各種用紙毎にカール算出用データがデータベース化された統合用紙情報ＤＢ２６２にアクセスし、受信した機種識別値および種類識別値に対応するカール算出用データを取得し、複合機側の更新処理部２２０に更新データを送信する。更新処理部２２０は、更新データを取得して、用紙情報ＤＢ２０８内のデータを更新する。時間の経過とともに流通する製品自体の特性が変わっている可能性もあるため、このような変化に対応させるべく、更新されるカール算出用データに有効期限を定め、定期的に最新のものに更新されるよう構成することが好ましい。 In the update process, the update processing unit 220 transmits the model identification value of the multifunction peripheral and the type identification value of the necessary curl calculation data to the paper data management unit 260 on the server device 150 side. The paper data management unit 260 on the server device 150 side accesses the integrated paper information DB 262 in which curl calculation data is stored in a database for each type of paper distributed in the market corresponding to each model, and receives the received model identification value and The curl calculation data corresponding to the type identification value is acquired, and the update data is transmitted to the update processing unit 220 on the multifunction machine side. The update processing unit 220 acquires update data and updates data in the paper information DB 208. Since the characteristics of the product itself distributed may change over time, an expiration date is set for the curl calculation data to be updated, and updated to the latest one regularly. It is preferable to be configured.
以下、本実施形態の複合機が実行するカール矯正制御動作の処理について説明する。図５は、本実施形態の複合機が実行するカール矯正制御動作を示すフローチャートである。図５に示す動作は、用紙がセンサーまたは定着装置を通過する適切なタイミングに合わせてステップＳ１００から開始される。ステップＳ１１０では、ＣＰＵ４６は、各センサー３６、３９、４１、４０６からの出力値を取得する。 Hereinafter, the curl correction control process executed by the multifunction machine of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the curl correction control operation executed by the multifunction machine of this embodiment. The operation shown in FIG. 5 is started from step S100 in accordance with an appropriate timing when the sheet passes the sensor or the fixing device. In step S <b> 110, the CPU 46 acquires output values from the sensors 36, 39, 41, and 406.
ステップＳ１１２からステップＳ１１８では、ＣＰＵ４６は、用紙情報２１４を読み出し、現在のプロセスの給紙元の給紙カセットに指定される種類識別値を取得し、上記取得された出力値と、取得した種類識別値に対応するカール算出用データを用いて、カール予測量を求める。まず、ステップＳ１１２では加熱定着ローラー３０、加圧ローラー３７の温度、ニップ時間、用紙厚さ、用紙含水率、用紙情報に含まれる熱伝導率、比熱、密度、空隙率等を用いてニップ時間後の用紙の厚さ方向の温度分布を求める。 In step S112 to step S118, the CPU 46 reads out the paper information 214, acquires the type identification value specified for the paper source cassette of the current process, and acquires the acquired output value and the acquired type identification. The curl prediction amount is obtained using the curl calculation data corresponding to the value. First, in step S112, the temperature of the heat fixing roller 30 and the pressure roller 37, the nip time, the paper thickness, the paper moisture content, the thermal conductivity contained in the paper information, the specific heat, the density, the porosity, etc. are used after the nip time. The temperature distribution in the thickness direction of the paper is obtained.
ステップＳ１１４では、ステップＳ１１２で温度を計算すると同時にその温度分布を用いながら、温度による用紙内部の水蒸気圧勾配、および、含水率分布による水分移動を計算し、ニップ時間後の用紙内の含水率分布を計算する。ステップＳ１１６では、このようにした求めた用紙内部の温度分布と含水率分布を用い、用紙情報ＤＢ２０８内のデータ（関数またはテーブル）を参照して用紙表裏（加熱定着側と加圧側）の収縮率を求める。ステップＳ１１８では、用紙表裏の収縮率差と用紙厚さ、用紙のヤング率によりバイメタルモデルを用いてカール量を計算する。 In step S114, while calculating the temperature in step S112 and simultaneously using the temperature distribution, the water vapor pressure gradient inside the paper according to the temperature and the moisture movement due to the moisture content distribution are calculated, and the moisture content distribution in the paper after the nip time is calculated. Calculate In step S116, using the thus obtained temperature distribution and moisture content distribution inside the paper, the shrinkage rate of the paper front and back (heat fixing side and pressure side) is referred to by referring to data (function or table) in the paper information DB 208. Ask for. In step S118, the curl amount is calculated using a bimetal model based on the difference in shrinkage between the front and back of the paper, the paper thickness, and the Young's modulus of the paper.
ステップＳ１２０では、ＣＰＵ４６は、求められたカール予測量に応じてカール矯正装置４０の制御値を決定する。ステップＳ１２２では、決定された制御値に従って巻き付け角度を変更するようカール矯正装置４０を制御し、ステップＳ１２４で本動作を終了する。本カール矯正制御動作が終了した後、用紙はカール矯正装置４０に搬送され、設定済みの巻き付け角度にてカール矯正が行われ、排紙トレイ５０上に排紙される。 In step S120, the CPU 46 determines a control value of the curl correction device 40 according to the calculated curl prediction amount. In step S122, the curl correction device 40 is controlled so as to change the winding angle according to the determined control value, and the operation is terminated in step S124. After the curl correction control operation is completed, the paper is conveyed to the curl correction device 40, curled at a set winding angle, and discharged onto the paper discharge tray 50.
以下、カール予測量の算出方法についてより詳細に説明する。 Hereinafter, the calculation method of the curl prediction amount will be described in more detail.
ステップＳ１１８のカール量計算は式１に示すバイメタルモデルを用いる。用紙の厚さ方向を２分割して加熱定着側と加圧側の収縮率差によりカール量（曲率）Rを求める。Ehは加熱定着側のヤング率、Elは加圧側のヤング率、εhは加熱定着側の収縮率、εlは加圧側の収縮率、ｔは、用紙の厚さである。EhとElは同じ値としてもよい。 The bimetal model shown in Equation 1 is used for calculating the curl amount in step S118. A curl amount (curvature) R is obtained from a difference in shrinkage between the heat fixing side and the pressure side by dividing the sheet thickness direction into two. E h is the Young's modulus on the heat fixing side, E l is the Young's modulus on the pressure side, ε h is the shrinkage rate on the heat fixing side, ε l is the shrinkage rate on the pressure side, and t is the thickness of the paper. E h and El may be the same value.
このように用紙を厚さ方向に２分割する場合、用紙内の温度分布も加熱定着側と加圧側それぞれの厚さ方向の平均を求める。図６はその一例であり、横軸がニップ時間、縦軸が温度である。加熱定着側と加圧側で温度差があれば、用紙内の各層の平均温度にも差が出来る。 In this way, when the paper is divided into two in the thickness direction, the temperature distribution in the paper is also determined as the average of the thickness directions of the heat fixing side and the pressure side. FIG. 6 shows an example thereof, where the horizontal axis represents the nip time and the vertical axis represents the temperature. If there is a temperature difference between the heat fixing side and the pressure side, the average temperature of each layer in the paper can also be different.
用紙内の含水率分布も同様に厚さ方向に２分割し平均を求める。図７がその一例であり横軸がニップ時間、縦軸が含水率である。温度の高い加熱定着側は、ニップ開始直後から含水率が低下し０に向かう。これは、温度上昇により水蒸気圧が高まりそれにより水分が低温側に押し出されるためと、沸点を超えることで水分が蒸発してしまうためである。温度の低い加圧側は、ニップ開始後、加熱定着側からの水分移動により含水率が高まるが、その後は温度上昇により水分が蒸発して含水率は低下する。 Similarly, the moisture content distribution in the paper is divided into two in the thickness direction and the average is obtained. FIG. 7 shows an example, in which the horizontal axis represents the nip time and the vertical axis represents the moisture content. On the heat-fixing side where the temperature is high, the water content decreases immediately after the start of the nip and goes to zero. This is because the water vapor pressure increases due to the temperature rise, thereby pushing out the water to the low temperature side, and the water evaporates by exceeding the boiling point. On the pressure side where the temperature is low, the moisture content increases due to the movement of moisture from the heat-fixing side after the start of the nip.
用紙の収縮率は、図１０にも示したように、実験的に求めることができ、含水率に比例して収縮率が増し、また、温度が高いほど収縮率が高くなる。各種紙でこのようなデータを取得しておき、用紙情報DB２０８に記憶しておく。紙種については、上質紙、再生紙、コート紙等の大まかな分類でそれぞれ１種の紙で代表させてもよい。用紙の温度も、たとえば２０℃毎に計測し、その間の用紙温度での収縮率は線形補完して用いてもよい。また、収縮率は用紙の繊維の幅方向が長さ方向より数倍大きく、縦目の用紙であれば幅方向の収縮率を、横目の用紙であれば長手方向の収縮率を測定すればよい。 As shown in FIG. 10, the shrinkage rate of the paper can be obtained experimentally. The shrinkage rate increases in proportion to the moisture content, and the shrinkage rate increases as the temperature increases. Such data is acquired for various types of paper and stored in the paper information DB 208. The paper types may be represented by a single type of paper, each roughly classified as high-quality paper, recycled paper, and coated paper. The paper temperature may also be measured, for example, every 20 ° C., and the shrinkage rate at the paper temperature during that time may be linearly complemented. Further, the contraction rate is several times larger in the width direction of the paper fibers than the length direction. For longitudinal paper, the contraction rate in the width direction may be measured, and for lateral paper, the contraction ratio in the longitudinal direction may be measured. .
このように、本実施例は、用紙内の温度分布と含水率分布を計算し、その結果を用い、図１０に示す用紙温度と含水率と収縮率の関係から、用紙の加熱定着側（表）の収縮率εh、加圧側（裏）の収縮率εlを算出し、式１を用いてカール量を計算する。 As described above, in this embodiment, the temperature distribution and moisture content distribution in the sheet are calculated, and the results are used, and from the relationship between the sheet temperature, moisture content, and shrinkage shown in FIG. shrinkage epsilon h of) to calculate the shrinkage ratio epsilon l of pressure side (back), calculates the amount of curl using equation 1.
ここで図７に示す実験結果は、例えば図８に示す試験装置３００を用いて測定することができる。図８（Ａ）に示す試験装置３００では、まず試料ホルダ３０２に紙試料３０４を保持して鉛直下方に垂らす。紙試料３０４の両側には所定の温度に加熱されたプレート３０８が水平可動なように取り付けられている。プレート３０８の表面には加熱ヒータ３１０とその表面にゴム３１２が貼り付けられており、さらに温度センサー３１４で加熱表面近傍の温度計測が可能とされている。図示しない温度制御部にて所定の温度に制御が可能となっている。 Here, the experimental result shown in FIG. 7 can be measured using, for example, the test apparatus 300 shown in FIG. In the test apparatus 300 shown in FIG. 8A, first, the paper sample 304 is held in the sample holder 302 and hung vertically downward. A plate 308 heated to a predetermined temperature is attached to both sides of the paper sample 304 so as to be horizontally movable. A heater 310 and rubber 312 are attached to the surface of the plate 308, and a temperature sensor 314 can measure the temperature in the vicinity of the heating surface. The temperature control unit (not shown) can be controlled to a predetermined temperature.
紙試料３０４の下端には、数十グラム程度のおもり３１６が取り付けられており、そのおもりの下面の位置を測定可能な距離センサー３１８が設置されている。距離センサー３１８は、レーザー光を用いた非接触タイプが望ましく、１μｍ以下の分解能を有するものが望ましい。 A weight 316 of about several tens of grams is attached to the lower end of the paper sample 304, and a distance sensor 318 capable of measuring the position of the lower surface of the weight is installed. The distance sensor 318 is preferably a non-contact type using laser light, and preferably has a resolution of 1 μm or less.
この試験機の動作は、図８（Ｂ）に示すように、まず所定の加圧力で所定の時間だけプレート３０８で左右から紙試料３０４を加圧加熱する。その後、所定時間に経過した後、プレート３０８を退避させ、距離センサー３１８により、おもり下端の位置（高さ）を３０秒ほど計測する。この際、左右プレート温度は同一とし、その温度を用紙の温度として用いる。所定の時間後のおもりの変位をｈとし、紙試料３０４の初期長さをＬとすれば、収縮率εは、下記式（２）により算出することができる。 As shown in FIG. 8 (B), the test machine first pressurizes and heats the paper sample 304 from the left and right with the plate 308 for a predetermined time with a predetermined pressure. Thereafter, after a predetermined time has elapsed, the plate 308 is retracted, and the position (height) of the lower end of the weight is measured by the distance sensor 318 for about 30 seconds. At this time, the left and right plate temperatures are the same, and the temperature is used as the paper temperature. If the displacement of the weight after a predetermined time is h and the initial length of the paper sample 304 is L, the shrinkage rate ε can be calculated by the following equation (2).
上述したように、用紙に熱を与える加熱定着ローラー３０および加圧ローラー３７の表面温度、ニップ時間、用紙の含水率といった、用紙に発生するカールに対しより直接的に影響を与える要因の物理量を測定し、その測定値から物理現象に基づく温度分布計算、含水率分布計算を行い、用紙収縮率からバイメタルモデルを用いてカール量を予測することによって、カール量の予測を精度高く行うことが可能となり、ひいては高精度のカール矯正が実現される。 As described above, physical quantities of factors that directly affect the curl generated on the paper, such as the surface temperature of the heat-fixing roller 30 and the pressure roller 37 that apply heat to the paper, the nip time, and the moisture content of the paper. It is possible to predict the curl amount with high accuracy by measuring, calculating the temperature distribution and moisture content distribution based on the physical phenomenon from the measured value, and predicting the curl amount using the bimetal model from the paper shrinkage rate. As a result, highly accurate curl correction is realized.
図９は、本実施形態で好適に使用することができる用紙厚さ検知センサーの構成を示す図である。用紙厚さ検知センサー４０６は、厚さ検知ローラー４２０と、厚さ検知レバー４２２と、駆動ローラー４２６とを備える。厚さ検知ローラー４２０は、厚さ検知レバー４２２に取り付けられ、スプリング４２４により駆動ローラー４２６に押し付けられている。厚さ検知レバー４２２は、支点４２８を中心に回動可能に支持される。駆動ローラー４２６は駆動手段（図示せず。）により、図中矢印方向に回転し、転写紙を搬送する。変位センサー４３０は、厚さ検知レバー４２２の回転変位を計測する。駆動ローラー４２６は、用紙を搬送するための摩擦駆動力を確保するため、ゴムローラーが望ましく、また、厚さ検知精度を上げるためには硬度５０度（アスカーＡ型）以上が望ましい。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a paper thickness detection sensor that can be suitably used in the present embodiment. The paper thickness detection sensor 406 includes a thickness detection roller 420, a thickness detection lever 422, and a driving roller 426. The thickness detection roller 420 is attached to the thickness detection lever 422 and pressed against the driving roller 426 by a spring 424. The thickness detection lever 422 is supported so as to be rotatable about a fulcrum 428. The driving roller 426 is rotated in the direction of the arrow in the drawing by a driving means (not shown) to convey the transfer paper. The displacement sensor 430 measures the rotational displacement of the thickness detection lever 422. The driving roller 426 is preferably a rubber roller in order to secure a frictional driving force for transporting the paper, and a hardness of 50 degrees (Asker A type) or more is desirable in order to increase the thickness detection accuracy.
駆動ローラー４２６と厚さ検知ローラー４２０との間に用紙が入ると、厚さ検知ローラー４２０が押し上げられ、厚さ検知レバー４２２が回動する。そして、変位センサー４３０との距離が変化し、それに応じた出力が発生し、用紙の厚みに応じた出力値が出力される。このように、用紙厚さ検知センサー４０６を用いた場合、装置自体が用紙の厚みを計測するため、操作者がカセット毎の紙の厚み値を入力しておくというような操作者の手間が省かれ、作業性が向上する。さらに、入力ミスによる矯正不良も防止することができる。 When a sheet enters between the driving roller 426 and the thickness detection roller 420, the thickness detection roller 420 is pushed up and the thickness detection lever 422 rotates. Then, the distance from the displacement sensor 430 changes, an output corresponding to the distance is generated, and an output value corresponding to the thickness of the paper is output. As described above, when the sheet thickness detection sensor 406 is used, the apparatus itself measures the sheet thickness, so that the operator has to save the operator from inputting the sheet thickness value for each cassette. As a result, workability is improved. Furthermore, it is possible to prevent correction errors due to input errors.
なお、用紙厚さ検知センサー４０６は、任意の構成であり、第１の実施形態において説明したように、操作者から入力された、あるいは外部のパーソナルコンピュータ装置から入力された紙種、厚み等の情報を使用してもよい。 Note that the paper thickness detection sensor 406 has an arbitrary configuration, and as described in the first embodiment, the paper type, thickness, and the like input from an operator or input from an external personal computer device. Information may be used.
以上説明したように、上述した実施形態によれば、画像形成装置の動作状況の変化に伴う定着装置内の温度状態や用紙特性等の定着状態に影響を与える要因の変動に対応して、適正かつきめ細やかなカール矯正を実現することが可能な、画像形成装置およびカール矯正方法を提供することができる。また上述した実施形態によれば、用紙の種類が特定できない場合や、紙特性が変動する場合であっても、充分な精度でカール矯正を実現することが可能な、画像形成装置およびカール矯正方法を提供することができる。また、用紙の種類が特定できる場合に、より高い精度でカール矯正を実現することが可能となり、また高速印刷時にカールによるジャムトラブルの発生を最小化することを可能とすることができる。 As described above, according to the above-described embodiment, it is appropriate to cope with fluctuations in factors that affect the fixing state such as the temperature state in the fixing device and the paper characteristics accompanying the change in the operation state of the image forming apparatus. It is possible to provide an image forming apparatus and a curl correction method capable of realizing precise and precise curl correction. Further, according to the above-described embodiment, even when the paper type cannot be specified or the paper characteristics fluctuate, the image forming apparatus and the curl correction method capable of realizing the curl correction with sufficient accuracy. Can be provided. In addition, when the type of paper can be specified, it is possible to achieve curl correction with higher accuracy, and it is possible to minimize the occurrence of jam trouble due to curl during high-speed printing.
なお、上述した実施形態では、画像形成装置の一例として、複合機を用いて説明してきたが、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置など、圧接した部材のニップ部にトナー像が担持された用紙を通過させ、トナー像を熱によって溶融し用紙上に定着させる定着装置および、用紙のカール等の変形を矯正するためのカール予測の下にカール矯正を行うカール矯正装置を備える、如何なる画像形成装置として構成することができる。 In the above-described embodiment, a multifunction peripheral is used as an example of an image forming apparatus. However, a paper carrying a toner image is passed through a nip portion of a pressed member such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine. The image forming apparatus includes a fixing device that melts the toner image by heat and fixes the toner image on the paper, and a curl correction device that performs curl correction under a curl prediction for correcting the deformation of the paper. can do.
また上記機能は、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）、などのレガシープログラミング言語やオブジェクト指向プログラミング言語などで記述されたコンピュータ実行可能なプログラムにより実現でき、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ブルーレイディスク、ＳＤカード、ＭＯなど装置可読な記録媒体に格納して、あるいは電気通信回線を通じて頒布することができる。 The above functions can be realized by computer-executable programs written in legacy programming languages such as assembler, C, C ++, C #, Java (registered trademark), object-oriented programming languages, etc. ROM, EEPROM, EPROM, Store in a device-readable recording medium such as flash memory, flexible disk, CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, Blu-ray disc, SD card, MO, or distribute it through an electric communication line can do.
１…複合機、２…中間転写ベルト、３…感光体ドラム、４…帯電ローラー、５…ポリゴンミラー、６…光照射装置、７…現像装置、９…ローラー、１２…搬送ローラー、１４，２１，２２…ローラー、２３…転写ローラー、２５…電源、３０…加熱定着ローラー、３０ａ…パイプ状芯金、３０ｂ…樹脂層、３１…電源、３３…入口ガイド、３４…ヒータ、３５…ニップ部、３６…温度センサー、３７…加圧ローラー、３９…温度センサー、４０…カール矯正装置、４１…温湿度センサー、４２…搬送駆動ローラー、４３…ばね、４４…カム、４５…エンドレスベルト、４６…ＣＰＵ、４７…制御装置、５０…排紙トレイ、５１…給紙カセット、５２…給紙カセット、１００…ハードウェア構成、１１０…複合機、１１２…ＣＰＵ、１１４…ＲＯＭ、１１６…ＲＡＭ、１１８…ＮＶ−ＲＡＭ、１２０…表示装置、１２２…入力装置、１２４…プロッタ、１２６…スキャナ、１２８…ＮＩＣ、１３０…ネットワーク、１５０…サーバ装置、１５２…ＣＰＵ、１５４…ＲＯＭ、１５６…ＲＡＭ、１５８…表示装置、１６０…入力装置、１６２…ＮＩＣ、１６４…ＨＤＤ、２００…機能ブロック、２０１…用紙含水率演算部、２０２…カール量予測部、２０４…カール矯正制御値決定部、２０６…カール矯正制御部、２０８…用紙情報ＤＢ、２１０…制御値ＤＢ、２１４…用紙情報、２１６…入力部、２１８…ニップ時間判断部、２２０…更新処理部、２６０…用紙データ管理部、２６２…総合用紙情報ＤＢ、３００…試験装置、３０２…試料ホルダ、３０４…紙試料、３０６…湿度センサー、３０８…プレート、３１０…加熱ヒータ、３１２…ゴム、３１４…温度センサー、３１６…おもり、３１８…距離センサー、４０６…用紙厚さ検知センサー、Ｐ…用紙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multifunction machine, 2 ... Intermediate transfer belt, 3 ... Photosensitive drum, 4 ... Charging roller, 5 ... Polygon mirror, 6 ... Light irradiation apparatus, 7 ... Developing apparatus, 9 ... Roller, 12 ... Conveyance roller, 14, 21 , 22 ... roller, 23 ... transfer roller, 25 ... power source, 30 ... heat fixing roller, 30a ... pipe cored bar, 30b ... resin layer, 31 ... power source, 33 ... inlet guide, 34 ... heater, 35 ... nip part, 36 ... Temperature sensor, 37 ... Pressure roller, 39 ... Temperature sensor, 40 ... Curl correction device, 41 ... Temperature / humidity sensor, 42 ... Transport drive roller, 43 ... Spring, 44 ... Cam, 45 ... Endless belt, 46 ... CPU , 47 ... control device, 50 ... paper discharge tray, 51 ... paper feed cassette, 52 ... paper feed cassette, 100 ... hardware configuration, 110 ... multifunction peripheral, 112 ... CPU, 114 ... R M, 116 ... RAM, 118 ... NV-RAM, 120 ... display device, 122 ... input device, 124 ... plotter, 126 ... scanner, 128 ... NIC, 130 ... network, 150 ... server device, 152 ... CPU, 154 ... ROM DESCRIPTION OF SYMBOLS 156 ... RAM, 158 ... Display apparatus, 160 ... Input apparatus, 162 ... NIC, 164 ... HDD, 200 ... Function block, 201 ... Paper moisture content calculation part, 202 ... Curl amount prediction part, 204 ... Curl correction control value determination , 206 ... curl correction control part, 208 ... paper information DB, 210 ... control value DB, 214 ... paper information, 216 ... input part, 218 ... nip time determination part, 220 ... update processing part, 260 ... paper data management part 262 ... General paper information DB, 300 ... Test apparatus, 302 ... Sample holder, 304 ... Paper sample, 306 ... Humidity sensor , 308 ... plate, 310 ... heater, 312 ... rubber, 314 ... temperature sensor, 316 ... weight, 318 ... distance sensor, 406 ... sheet thickness detection sensor, P ... paper
Claims (8)
前記ローラー対、前記ベルト対、または前記ローラーおよびベルトの温度を測定する温度測定ステップと、
用紙搬送速度とニップ幅から用紙加熱時間を計算する加熱時間計算ステップと、
加圧加熱前の用紙の含水率を測定する含水率測定ステップと、
加圧加熱前の紙厚測定ステップと、
用紙の厚さ方向の温度分布を計算する温度分布計算ステップと、
用紙の厚さ方向の含水率分布を計算する含水率分布計算ステップと、
水分の蒸発による用紙の収縮率を計算する収縮率計算ステップと、
用紙の収縮率からカールを計算するカール計算ステップと、
用紙の縦目と横目の紙目判断ステップとを有し、
前記ローラー対、前記ベルト対、前記ローラーおよびベルトそれぞれの温度および温度差、用紙の含水率、用紙の厚さ、加熱時間から該温度分布計算ステップにより用紙の厚さ方向の温度分布を計算し、該含水率分布計算ステップにより用紙の厚さ方向の含水率分布を計算し、さらに、計算で求めた用紙の温度分布と含水率分布から該収縮率計算ステップにより用紙の収縮率を計算し、用紙の収縮率から該カール計算ステップでカール量を計算し、該紙目判断ステップでカール方向を規定してカール量を修正するカール予測方法。 This is a curl prediction method for predicting curl generated on paper in a fixing device that presses and heats sheet-like paper while being sandwiched and conveyed by a roller pair, a belt pair, or a pressure contact portion composed of a roller and a belt. And
A temperature measuring step for measuring the temperature of the roller pair, the belt pair, or the roller and belt;
A heating time calculating step for calculating the paper heating time from the paper conveying speed and the nip width;
A moisture content measuring step for measuring the moisture content of the paper before pressure heating;
Paper thickness measurement step before pressure heating,
A temperature distribution calculating step for calculating a temperature distribution in the thickness direction of the paper;
A moisture content distribution calculating step for calculating a moisture content distribution in the thickness direction of the paper;
A shrinkage rate calculating step for calculating the shrinkage rate of the paper due to evaporation of moisture;
A curl calculating step for calculating the curl from the shrinkage of the paper;
A paper grain judgment step for the vertical and horizontal eyes of the paper,
Calculate the temperature distribution in the thickness direction of the paper by the temperature distribution calculation step from the temperature and temperature difference of the roller pair, the belt pair, the roller and the belt, the moisture content of the paper, the thickness of the paper, and the heating time, A moisture content distribution in the thickness direction of the paper is calculated by the moisture content distribution calculating step, and a shrinkage rate of the paper is calculated by the shrinkage rate calculating step from the temperature distribution and moisture content distribution of the paper obtained by the calculation. A curl prediction method that calculates a curl amount in the curl calculation step from the shrinkage rate of the paper, and defines a curl direction in the paper eye determination step to correct the curl amount.
前記圧接部を構成する加熱部材の温度を測定する温度測定ステップと、
用紙搬送速度とニップ幅から用紙加熱時間を計算する加熱時間計算ステップと、
加圧加熱前の用紙の含水率を測定する含水率測定ステップと、
加圧加熱前の紙厚測定ステップと、
水分の蒸発による用紙の収縮率を計算する収縮率計算ステップと、
用紙の縦目と横目の紙目判断ステップと
を含み、
定着に影響を与える環境条件および印刷条件を使用して前記用紙のカール量を計算し、前記紙目判断の結果に応じてカール方向を規定してカール量を修正するカール予測方法。 A curl prediction method for predicting curl generated on a sheet by a fixing device that pressurizes and heats the sheet-like sheet while being sandwiched and conveyed by an opposing pressure contact part,
A temperature measuring step for measuring the temperature of the heating member constituting the press contact portion;
A heating time calculating step for calculating the paper heating time from the paper conveying speed and the nip width;
A moisture content measuring step for measuring the moisture content of the paper before pressure heating;
Paper thickness measurement step before pressure heating,
A shrinkage rate calculating step for calculating the shrinkage rate of the paper due to evaporation of moisture;
Including the step of judging the vertical and horizontal eyes of the paper,
A curl prediction method that calculates a curl amount of the paper using environmental conditions and printing conditions that affect fixing, and defines a curl direction according to a result of the paper eye judgment to correct the curl amount.
用紙の厚さ方向の温度分布を計算する温度分布計算ステップと、
用紙の厚さ方向の含水率分布を計算する含水率分布計算ステップと、
用紙の収縮率からカール量を計算するカール計算ステップと、
前記紙目の方向に応じて前記カール計算ステップによって計算された前記カール量を修正し、カール矯正のための制御値を決定する制御値決定ステップと
を含む、請求項２または３に記載のカール予測方法。 The curl prediction method further includes:
A temperature distribution calculating step for calculating a temperature distribution in the thickness direction of the paper;
A moisture content distribution calculating step for calculating a moisture content distribution in the thickness direction of the paper;
A curl calculation step for calculating the curl amount from the shrinkage of the paper;
4. The curl according to claim 2, further comprising: a control value determining step of correcting the curl amount calculated by the curl calculating step in accordance with a direction of the paper pattern and determining a control value for curl correction. Prediction method.
前記圧接部を構成する加熱部材の温度を測定する温度測定手段と、
用紙搬送速度とニップ幅から用紙加熱時間を計算する加熱時間計算手段と
加圧加熱前の用紙の含水率を測定する含水率測定手段と、
加圧加熱前の紙厚を測定する紙厚測定手段と、
前記用紙の厚さ方向の温度分布を計算する温度分布演算手段と、
前記用紙の厚さ方向の含水率分布を計算する含水率分布演算手段、
水分の蒸発による用紙の収縮率を計算する収縮率計算手段と、
前記用紙の収縮率からカール量を計算するカール量演算手段と、
印刷時の用紙の縦目と横目の紙目を判断する紙目判断手段と
を含み、
測定された前記温度および温度差、用紙の含水率、用紙の厚さ、加熱時間から計算される用紙の厚さ方向の温度分布、用紙の厚さ方向の含水率分布、前記温度分布と前記含水率分布とから取得された前記用紙の収縮率を使用して前記用紙のカール量を計算し、現在の印刷設定で紙目判断手段による横目か縦目の判断に応じてカール方向を規定してカール量を修正する、画像形成装置。 A fixing device that presses and heats a toner image on a sheet while fixing and conveying the sheet-like sheet between opposing pressure contact portions; and an image forming apparatus that corrects curl generated on the sheet that has passed through the fixing device. The image forming apparatus includes:
Temperature measuring means for measuring the temperature of the heating member constituting the press contact part;
A heating time calculating means for calculating the paper heating time from the paper conveying speed and the nip width; a moisture content measuring means for measuring the moisture content of the paper before pressure heating;
A paper thickness measuring means for measuring the paper thickness before pressure heating;
Temperature distribution calculating means for calculating a temperature distribution in the thickness direction of the paper;
A moisture content distribution calculating means for calculating a moisture content distribution in the thickness direction of the paper;
Shrinkage rate calculating means for calculating the shrinkage rate of the paper due to evaporation of moisture;
A curl amount calculating means for calculating a curl amount from the shrinkage rate of the paper;
A paper grain judging means for judging the vertical grain and the horizontal grain of the paper at the time of printing,
Measured temperature and temperature difference, paper moisture content, paper thickness, temperature distribution in the paper thickness direction calculated from heating time, moisture content distribution in the paper thickness direction, the temperature distribution and the water content The curl amount of the paper is calculated using the shrinkage rate of the paper obtained from the rate distribution, and the curl direction is defined in accordance with the judgment of the horizontal or vertical eye by the paper eye judging means in the current print setting. An image forming apparatus that corrects a curl amount.
前記圧接部を構成する加熱部材の温度を測定する温度測定手段と、
用紙搬送速度とニップ幅から用紙加熱時間を計算する加熱時間計算手段と
加圧加熱前の用紙の含水率を測定する含水率測定手段と、
加圧加熱前の紙厚を測定する紙厚測定手段と、
水分の蒸発による用紙の収縮率を計算する収縮率計算手段と、
印刷時の用紙の縦目と横目の紙目を判断する紙目判断手段と、
を含み、
定着に影響を与える環境条件および印刷条件を使用して前記用紙のカール量を計算するカール量計算手段を含むカール量予測部と、
前記紙目の方向に応じて計算された前記カール量を修正し、カール矯正のための制御値を決定する制御値決定手段と
を含む画像形成装置。 A fixing device that presses and heats a toner image on a sheet while fixing and conveying the sheet-like sheet between opposing pressure contact portions; and an image forming apparatus that corrects curl generated on the sheet that has passed through the fixing device. The image forming apparatus includes:
Temperature measuring means for measuring the temperature of the heating member constituting the press contact part;
A heating time calculating means for calculating the paper heating time from the paper conveying speed and the nip width; a moisture content measuring means for measuring the moisture content of the paper before pressure heating;
A paper thickness measuring means for measuring the paper thickness before pressure heating;
Shrinkage rate calculating means for calculating the shrinkage rate of the paper due to evaporation of moisture;
A paper eye judging means for judging the vertical eye and the horizontal eye of the paper at the time of printing;
Including
A curl amount prediction unit including a curl amount calculation means for calculating the curl amount of the paper using environmental conditions and printing conditions that affect fixing;
An image forming apparatus comprising: a control value determining unit that corrects the curl amount calculated according to the direction of the paper and determines a control value for curl correction.
前記用紙の厚さ方向の温度分布を計算する温度分布演算手段と、
前記用紙の厚さ方向の含水率分布を計算する含水率分布演算手段、
前記用紙の収縮率からカール量を計算するカール量演算手段と
を含む、請求項６または７に記載の画像形成装置。 The curl amount prediction unit
Temperature distribution calculating means for calculating a temperature distribution in the thickness direction of the paper;
A moisture content distribution calculating means for calculating a moisture content distribution in the thickness direction of the paper;
The image forming apparatus according to claim 6, further comprising: a curl amount calculating unit that calculates a curl amount from the shrinkage rate of the paper.
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