JP2016109787A - Image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing device.
電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を溶融して用紙(転写材)に定着させる定着装置を備えている。例えば熱ローラ方式の定着装置は、加熱部材である加熱ローラと加圧部材である加圧ローラとを有し、加熱ローラと加圧ローラとの圧接部分(定着ニップ部)で用紙を挟持搬送することにより用紙上の未定着トナー像を加熱し、用紙上にトナー像を定着させる。 An electrophotographic image forming apparatus includes a fixing device that melts and fixes a toner image onto a sheet (transfer material). For example, a heat roller type fixing device has a heating roller as a heating member and a pressure roller as a pressure member, and sandwiches and conveys a sheet at a pressure contact portion (fixing nip portion) between the heating roller and the pressure roller. As a result, the unfixed toner image on the paper is heated to fix the toner image on the paper.
加熱ローラの内部には、その軸方向に沿ってハロゲンランプ等の熱源が内装されていて、該熱源による輻射熱によって加熱ローラを内部から加熱する。近年、加熱ローラの温度が定着に適する所定温度に達するまで加熱するウォーミング時間の短縮や省エネルギー化を図るべく、加熱ローラの芯金が薄肉化されている。 Inside the heating roller, a heat source such as a halogen lamp is provided along the axial direction, and the heating roller is heated from the inside by radiant heat from the heat source. In recent years, the core of the heating roller has been thinned in order to shorten the warming time for heating until the temperature of the heating roller reaches a predetermined temperature suitable for fixing and to save energy.
加熱ローラの芯金の薄肉化の結果、軸方向への熱の移動量が減少してしまい、加熱ローラの軸方向の温度分布を均一化することが困難になっている。即ち、加熱ローラのうち用紙が通過する領域(通紙領域)では、用紙を加熱することで熱が消費されるが、通紙領域の外側である非通紙領域では、用紙に熱が奪われないため熱が蓄積される。その結果、加熱ローラ及びこれと圧接する加圧ローラの非通紙領域の温度が所定温度よりも高くなってしまう。 As a result of the thinning of the core of the heating roller, the amount of heat transferred in the axial direction decreases, making it difficult to make the temperature distribution in the axial direction of the heating roller uniform. In other words, heat is consumed by heating the paper in the area of the heating roller where the paper passes (paper passing area), but in the non-paper passing area outside the paper passing area, the paper is deprived of heat. There is no heat accumulated. As a result, the temperature of the non-sheet passing region of the heating roller and the pressure roller in pressure contact with the heating roller becomes higher than a predetermined temperature.
この対策として、特許文献1には、加熱部材と、該加熱部材に対し圧接して配置される加圧部材と、該加熱部材及び加圧部材の少なくとも1つに当接し被当接部の熱を均一化する熱均一化部材とを有する定着装置が開示されている。この定着装置には、熱均一化部材の外周面を清掃する清掃部材が配置されている。
As a countermeasure against this,
また、特許文献2には、加熱回転体と、加圧回転体と、内部に熱源を配設し該加熱回転体または該加圧回転体の表面に接する補助加熱回転体と、補助加熱回転体の表面に当接して補助加熱回転体の外周に付着した異物をかき落とすためのかきとり部材とを備え、トナー像を搭載した記録材を加熱及び圧接により定着する定着装置を有する画像記録装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a heating rotator, a pressurizing rotator, an auxiliary heating rotator that has a heat source disposed therein and is in contact with the surface of the heating rotator or the pressurizing rotator, and an auxiliary heating rotator. An image recording apparatus having a fixing device that includes a scraping member for scraping off foreign matter adhering to the outer surface of the auxiliary heating rotator in contact with the surface of the recording medium and fixing a recording material on which a toner image is mounted by heating and pressing. Has been.
しかし、上記のような定着装置においては、連続して複数の用紙に画像を形成する(以下「連続プリント処理」と称す)時に、加熱部材及び加圧部材の非通紙領域の温度が上昇する。それにより、表層に弾性層が形成された加圧部材の端部が膨張し、加圧部材の端部において用紙搬送速度(線速度)が速くなる。即ち、加熱部材及び加圧部材の中央部と端部とで、用紙搬送速度に差が生じ、そのため用紙の端部が中央部よりも速く送られる。とりわけ用紙搬送方向の剛度が弱い大サイズ(例えばA3サイズ以上)の用紙の後端側(以下「後半部分」と記す)に用紙搬送速度の歪が蓄積し、用紙の用紙搬送方向の後半部分にしわが発生しやすくなる。このしわは、用紙の後半部分において両端側が速く送られて伸びることで用紙が波状に変形し、その変形部分が定着ニップ部で押されて両端側に形成される。このようなしわは、「アバラしわ」と呼ばれている。用紙に形成された画像の状態によっては、さらにアバラしわの発生が顕著になる。 However, in the fixing device as described above, when images are continuously formed on a plurality of sheets (hereinafter referred to as “continuous printing process”), the temperature of the non-sheet passing region of the heating member and the pressure member rises. . As a result, the end portion of the pressure member having the elastic layer formed on the surface layer expands, and the sheet conveyance speed (linear velocity) increases at the end portion of the pressure member. That is, there is a difference in the sheet conveyance speed between the central portion and the end portion of the heating member and the pressure member, so that the end portion of the sheet is fed faster than the central portion. In particular, distortion of the sheet conveyance speed accumulates on the rear end side (hereinafter referred to as “second half portion”) of large size paper (eg, A3 size or more) whose stiffness in the sheet conveyance direction is weak, and the latter half of the sheet in the sheet conveyance direction. I am prone to wrinkles. This wrinkle is formed at the both end sides of the sheet in the latter half of the sheet by rapidly feeding and extending both ends to deform the sheet in a wave shape, and the deformed portion is pushed by the fixing nip portion. Such wrinkles are called “Avala wrinkles”. Depending on the state of the image formed on the paper, the occurrence of wrinkles becomes more significant.
図10は、アバラしわが発生しやすい画像パターン及びアバラしわの例を示す。
図10に示すようにアバラしわ202,203は、用紙搬送方向の剛度が弱い大サイズの用紙200の用紙搬送方向の後半部分に発生する。本願出願人は、用紙の用紙搬送方向の前半部分から後半部分にかけて徐々にトナーが減少し、かつ、用紙幅方向の中央部に対して手前側と奥側の端部のトナーが少なくなる画像201のような画像が用紙に形成された場合に、アバラしわ202,203がより発生しやすくなることを発見した。
FIG. 10 shows an example of image patterns and loose wrinkles that tend to cause loose wrinkles.
As shown in FIG. 10, the
特許文献1に記載の定着装置では、熱均一化部材の外周面を清掃する清掃部材を配置することで、熱均一化部材の加熱部材の温度分布を均一化する能力の低下を防止しているが、アバラしわ対策としては不十分である。また、特許文献2に記載の画像形成装置は、補助加熱回転体によって定着性を向上させているが、アバラしわ対策は行われていない。
In the fixing device described in
上記の状況から、連続プリント処理時に用紙にアバラしわが発生することを防止する手法が望まれていた。 From the above situation, there has been a demand for a method for preventing the occurrence of wrinkles on the paper during the continuous printing process.
本発明の一態様の画像形成装置は、ジョブデータに基づいて画像を形成する画像形成部と、加熱部材と加圧部材とを有し、搬送される用紙に形成された画像を該用紙に定着する定着部と、加熱部材又は加圧部材の通紙領域及び非通紙領域の温度を測定する温度測定部と、一定時間に出力されるページ数又は用紙枚数として表される生産性を制御する制御部とを備える。
上記制御部は、用紙に定着される画像を判別するとともに、温度測定部で測定された温度に基づいて加熱部材又は加圧部材の通紙領域と非通紙領域との温度差を算出し、判別した画像及び該温度差に応じて生産性を切り替える。
An image forming apparatus according to one embodiment of the present invention includes an image forming unit that forms an image based on job data, a heating member, and a pressure member, and fixes the image formed on the conveyed sheet to the sheet. A fixing unit that controls the temperature, a temperature measuring unit that measures the temperature of the sheet passing area and the non-sheet passing area of the heating member or the pressure member, and the productivity expressed as the number of pages or the number of sheets output in a certain time. And a control unit.
The control unit determines an image fixed on the paper and calculates a temperature difference between the paper passing region and the non-paper passing region of the heating member or the pressure member based on the temperature measured by the temperature measuring unit, Productivity is switched according to the determined image and the temperature difference.
少なくとも本発明の一態様の画像形成装置によれば、用紙に形成される画像についての判別結果と通紙条件(加熱部材又は加圧部材の通紙領域と非通紙領域との温度差)に応じて、アバラしわの発生頻度を前もって予測できるようになる。このアバラしわの発生頻度の情報を生産性の制御にフィードバックすることにより、定着部が用紙を挟持搬送する際の不良の発生を抑えられる。 According to at least the image forming apparatus of one embodiment of the present invention, the determination result regarding the image formed on the sheet and the sheet passing condition (temperature difference between the sheet passing region and the non-sheet passing region of the heating member or the pressure member) are used. Accordingly, the occurrence frequency of the loose wrinkles can be predicted in advance. By feeding back the information on the occurrence frequency of the loose wrinkles to the productivity control, it is possible to suppress the occurrence of defects when the fixing unit nipping and conveying the sheet.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明や各図において、同一要素または同一機能を有する要素には同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description and each drawing, the same elements or elements having the same functions are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
<1.第1の実施の形態>
[画像形成装置の構成例]
まず、本発明が適用される画像形成装置の概要について、図1を参照して説明する。
図1は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
<1. First Embodiment>
[Configuration example of image forming apparatus]
First, an outline of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
図1に示すように、画像形成装置1は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の4色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置1は、原稿搬送部10と、用紙収納部20と、画像読取部30と、画像形成部40と、中間転写ベルト50と、2次転写部70と、定着部80とを有する。
As shown in FIG. 1, the
原稿搬送部10は、原稿Gがセットされる原稿給紙台11と、複数のローラ12と、搬送ドラム13と、搬送ガイド14と、原稿排出ローラ15と、原稿排出トレイ16とを有している。原稿給紙台11にセットされた原稿Gは、複数のローラ12及び搬送ドラム13によって、画像読取部30の読取位置に1枚ずつ搬送される。搬送ガイド14及び原稿排出ローラ15は、複数のローラ12及び搬送ドラム13により搬送された原稿Gを原稿排出トレイ16に排出する。
The
画像読取部30は、原稿搬送部10により搬送された原稿G又は原稿台31に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。具体的には、原稿Gの画像がランプLによって照射される。原稿Gからの反射光は、第1ミラーユニット32、第2ミラーユニット33、レンズユニット34の順に導かれて、撮像素子35の受光面に結像する。撮像素子35は、入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、A/D変換されることにより画像データとして作成される。
The
また、画像読取部30は、画像読取制御部36を有している。画像読取制御部36は、A/D変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施して、制御部100のRAM103(図5参照)に格納する。なお、画像データは、画像読取部30から出力されるデータに限定されず、画像形成装置1に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したものであってもよい。
The
用紙収納部20は、装置本体の下部に配置されており、用紙のサイズや種類に応じて複数設けられている。この用紙は、給紙部21により給紙されて搬送部23に送られ、搬送部23によって転写位置を有する2次転写部70に搬送される。つまり、搬送部23は、給紙部21から給紙された用紙を2次転写部70へ搬送する機能を果たし、用紙を搬送する搬送経路を形成している。また、用紙収納部20の近傍には、手差部22が設けられている。この手差部22からは、用紙収納部20に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、OHPシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。図1においては、給紙部21により給紙される用紙にSの符号を付している。
The
画像読取部30と用紙収納部20との間には、画像形成部40と、中間転写ベルト50が配置されている。画像形成部40は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色のトナー画像を形成するために、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kを有する。
An
第1の画像形成ユニット40Yは、イエローのトナー画像を形成し、第2の画像形成ユニット40Mは、マゼンタのトナー画像を形成する。また、第3の画像形成ユニット40Cは、シアンのトナー画像を形成し、第4の画像形成ユニット40Kは、ブラックのトナー画像を形成する。これら4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第1の画像形成ユニット40Yについて説明する。
The first
第1の画像形成ユニット40Yは、ドラム状の感光体41と、感光体41の周囲に配置された帯電部42と、露光部43と、現像部44と、クリーニング部45を有している。感光体41は、不図示の駆動モータによって回転する。帯電部42は、感光体41に電荷を与え感光体41の表面を一様に帯電する。露光部43は、画像読取部30により生成された画像データ又は外部装置から送信された画像データに基づいて、感光体41の表面に対して露光走査を行うことにより感光体41上に静電潜像を形成する。
The first
現像部44は、例えばトナーとキャリアからなる2成分現像剤を用いて、感光体41に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体41の表面は、イエローのトナー画像が形成される。
The developing
なお、第2の画像形成ユニット40Mの現像部44は、感光体41にマゼンタのトナーを付着させ、第3の画像形成ユニット40Cの現像部44は、感光体41にシアンのトナーを付着させる。そして、第4の画像形成ユニット40Kの現像部44は、感光体41にブラックのトナーを付着させる。
The developing
感光体41上に形成されたトナー画像は、像担持体の一例である中間転写ベルト50に転写される。中間転写ベルト50は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト50は、不図示の駆動モータで感光体41の回転(移動)方向とは逆方向に回転駆動する。
クリーニング部45は、トナー画像が中間転写ベルト50に転写された後に、感光体41の表面に残留しているトナーを除去する。
The toner image formed on the
The
中間転写ベルト50における各画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kの感光体41と対向する位置には、1次転写部51が設けられている。この1次転写部51は、中間転写ベルト50にトナーと反対の極性の電圧を印加することで、感光体41上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト50に1次転写する。
A
そして、中間転写ベルト50が回転駆動することで、中間転写ベルト50の表面には、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kで形成されたトナー画像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト50上には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー画像が重なり合いカラーのトナー画像が形成される。
When the
また、中間転写ベルト50には、ベルトクリーニング装置53が対向している。このベルトクリーニング装置53は、用紙へのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト50の表面を清掃する。
A
中間転写ベルト50の近傍で、かつ搬送部23の用紙搬送方向の下流には、2次転写部70が配置されている。2次転写部70は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト50に接触させて、中間転写ベルト50の外周面上に形成されたトナー画像を用紙に2次転写する。2次転写部70は、2次転写ローラ61を有している。2次転写ローラ61は、中間転写ベルト50を挟んで対向ローラ52に圧接されている。2次転写ローラ61と中間転写ベルト50が接触する部分は、2次転写ニップ部となる。この2次転写ニップ部が、中間転写ベルト50の外周面上に形成されたトナー画像を用紙Sに転写する転写位置である。
A
2次転写部70における用紙の排出側には、定着部80が設けられている。この定着部80は、用紙を加圧及び加熱して、転写されたトナー画像を用紙に定着させる。定着部80は、例えば、一対の定着部材である加熱ローラ81(加熱部材の一例)及び加圧ローラ82(加圧部材の一例)で構成されている。加熱ローラ81及び加圧ローラ82は、互いに圧接した状態で配置されており、加熱ローラ81と加圧ローラ82とが接する位置には、圧接部として定着ニップ部Nが形成される。また、加圧ローラ82の外周に接する位置に、加圧ローラを加熱する外部加熱ローラ83(外部加熱部材の一例)が設けられている。
A fixing
加熱ローラ81の内部には、加熱部が設けられている。
A heating unit is provided inside the
用紙は、2次転写部70によりトナー画像が転写された面(定着対象面)が加熱ローラ81と向き合うように搬送され、定着ニップ部Nを通過する。したがって、定着ニップ部Nを通過する用紙には、加熱ローラ81と加圧ローラ82とによる加圧と、加熱ローラ81の熱による加熱が行われる。
The sheet is conveyed so that the surface (fixed target surface) onto which the toner image is transferred by the
加熱ローラ81の軸方向の中央部(通紙領域)の近傍には、非接触式の温度センサ111(温度測定部の一例)が配置されている。温度センサ111で検出される温度に基づいて、制御部100(図5参照)による加熱ローラ81の温調が行われる。また、加熱ローラ81の軸方向奥側の端部(通紙領域の外側)の近傍に、非接触式の温度センサ112(温度測定部の一例)が配置されている。温度センサ111,112で検出される温度は、制御部100による定着部80の生産性の制御に利用される。なお、温度センサ112は、接触式の温度センサでもよい。
A non-contact type temperature sensor 111 (an example of a temperature measuring unit) is disposed in the vicinity of the central portion (paper passing region) in the axial direction of the
定着部80の用紙搬送方向下流には、切換ゲート24が配置されている。切換ゲート24は、定着部80を通過した用紙の搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート24は、片面画像形成における画像形成面を上方に向けて排紙するフェースアップ排紙を行う場合に、用紙を直進させる。これにより、用紙は、一対の排紙ローラ25によって排紙される。また、切換ゲート24は、片面画像形成における画像形成面を下方に向けて排紙するフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙を下方に案内する。
A switching
フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート24によって用紙を下方に案内した後に、用紙反転搬送部26によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、表裏が反転されて画像形成面が下方に向いた用紙は、一対の排紙ローラ25によって排紙される。
両面画像形成を行う場合は、切換ゲート24によって用紙を下方に案内した後に、用紙反転搬送部26によって表裏を反転し、再給紙路27により再び2次転写部70の転写位置へ送られる。
When face-down paper discharge is performed, after the sheet is guided downward by the switching
When performing double-sided image formation, after the sheet is guided downward by the switching
一対の排紙ローラ25の下流側に、用紙を折ったり、用紙に対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。
A post-processing device that folds the paper or performs stapling processing or the like on the paper may be disposed on the downstream side of the pair of
[定着部の構成]
図2は、画像形成装置1の定着部80の構成例を示す。
図2に示す定着部80は、例えば特開2004−20803号公報(図2)に記載された定着装置を用いることができる。
[Configuration of fixing unit]
FIG. 2 shows a configuration example of the fixing
As the fixing
定着部80は、内部にハロゲンランプ等の熱源Haを有し加熱回転体である加熱ローラ81を備える。加熱ローラ81の回転軸は、定着部80の図示しないハウジングに回転自在に保持されている。この熱源Haからの輻射熱により加熱ローラ81の外周部が温められる。そして、加熱ローラ81の熱が用紙Sへ伝達されることにより、用紙S上のトナー像が熱定着される。
The fixing
また、定着部80は、加熱ローラ81に対向する加圧回転体である加圧ローラ82を有する。加圧ローラ82は、スプリング(図示略)等の弾性部材の付勢により加熱ローラ81を押圧しつつ、加熱ローラ81の回転に伴い従動回転する。
The fixing
加熱ローラ81は、圧接する加圧ローラ82との間に用紙Sを挟み込んで用紙Sを搬送して用紙S上に転写された未定着トナー像を加熱及び加圧し、用紙S上にトナー像を定着させる。
The
また、加熱ローラ81の外周には、加熱ローラ81表面をクリーニングするウェブWが当接されている。ウェブWの加熱ローラ81表面と当接する面の背面には、ウェブWを介して加熱ローラ81を圧接するバックアップローラ84が配設されている。バックアップローラ84の近傍には、ウェブ巻き取りローラ85とウェブ送り出しローラ86とが配設されている。
A web W for cleaning the surface of the
また、内部に熱源Hbを有し補助加熱回転体である外部加熱ローラ83が、加圧ローラ82の外周に接する位置に配設されている。外部加熱ローラ83は、定着部80の図示しないハウジングに回転自在に保持されると共に、図示しないスプリング等の弾性部材により加圧ローラ82の外周に圧接する方向に付勢され、加圧ローラ82の回転に伴い従動回転する。外部加熱ローラ83は、アルミニウム等の金属を用いて形成されており、加圧ローラ82を加熱する機能に加え、加圧ローラ82の温度分布を均一化する機能を有する。
An
また、加圧ローラ82の外周に接触するように配設した外部加熱ローラ83の外周近傍に、かきとりユニットKBと、温度検出センサSTとが設けられている。かきとりユニットKBは、かきとり部材KB1の先端を外部加熱ローラ83の外周に食い込ますように配設される。また、温度検出センサSTは、定着部80のハウジングに配設される。かきとりユニットKBは、かきとり部材KB1と、かきとり部材ホルダKB2とで構成される。
Further, a scraping unit KB and a temperature detection sensor ST are provided in the vicinity of the outer periphery of the
未定着のトナー像が転写された用紙Sが加熱ローラ81と加圧ローラ82とが圧接する定着ニップ部Nに挟み込まれたとき、熱と圧力により用紙S上のトナーが溶融し定着される。このとき、全てのトナーが用紙Sに定着されず、一部のトナーが加熱ローラ81に付着する場合がある。
When the sheet S on which the unfixed toner image is transferred is sandwiched between the fixing nip N where the
加熱ローラ81に付着したトナーは、その大部分はウェブWにより拭き取られるが、中にはウェブWをすり抜けて定着ニップ部Nに達するものがある。定着ニップ部Nに達したトナーには、加圧ローラ82を経て外部加熱ローラ83に転移し付着するものがある。
Most of the toner adhering to the
外部加熱ローラ83外周に配設されたかきとりユニットKBに含まれるかきとり部材KB1により、外部加熱ローラ83外周に付着したトナーや紙粉等の異物がかき落とされ、外部加熱ローラ83外周及び加圧ローラ82外周から除去される。
The scraping member KB1 included in the scraping unit KB disposed on the outer periphery of the
一方、外部加熱ローラ83の温度が低いときに当該外部加熱ローラ83を回転させると、外部加熱ローラ83とかきとり部材KB1との間に固化したトナーが挟み込まれ外部加熱ローラ83の表面に傷が付く恐れがある。
On the other hand, if the
これを防止するため、外部加熱ローラ83の温度が低下しトナーが固化するときの所定温度を予め画像形成装置1の制御部100(図5参照)のメモリに入力しておく。そして、温度検出センサSTにより検知された温度が当該所定温度に達したときには、制御部100から指令を発して、加圧ローラ82または加熱ローラ81が回転しないように制御(阻止)する。
In order to prevent this, a predetermined temperature when the temperature of the
また、温度検出センサSTにより検知された外部加熱ローラ83の温度が上昇しトナーが軟化する所定温度に達したときには、制御部100からの指令により加圧ローラ82または加熱ローラ81の回転の阻止を解除する。
Further, when the temperature of the
即ち、外部加熱ローラ83の外周近傍に設けた温度検出センサSTにより外部加熱ローラ83の温度を検知し、トナーが固化する温度では加熱ローラ81または加圧ローラ82の回転を停止する。これにより、外部加熱ローラ83を従動回転させることがなく、固化したトナーにより外部加熱ローラ83の表面に傷を付けることを防止できる。
That is, the temperature of the
定着部80を構成する加熱ローラ81、加圧ローラ82及び外部加熱ローラ83の仕様の一例を、以下に示す。
An example of the specifications of the
・加熱ローラ81 :直径70mm、アルミニウム芯金厚さ5mm、
表層PTFE(Poly Tetra Fluoro Etylene)コーティング
・加圧ローラ82 :直径70mm、弾性層6.5mm、
表層PFA(4フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(フッ素化樹脂共重合体))チューブ厚さ0.07mm
・ニップ幅 :11mm、荷重1400N
・用紙搬送速度、PPM :460mm/s、100ppm
・ヒータHa :2本(加熱ローラ81内部)
・外部加熱ローラ83 :直径30mm、アルミニウム芯金厚さ2mm、
表層PTFEコーティング
Heating roller 81:
Surface layer PTFE (Poly Tetra Fluoro Etylene) coating / pressure roller 82:
Surface layer PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (fluorinated resin copolymer)) tube thickness 0.07mm
-Nip width: 11mm, load 1400N
-Paper transport speed, PPM: 460 mm / s, 100 ppm
Heater Ha: 2 (inside heating roller 81)
External heating roller 83:
Surface layer PTFE coating
本実施の形態では、定着部80が外部加熱ローラ83を備える構成としたが、外部加熱ローラ83は本発明の本質ではない。
In the present embodiment, the fixing
[アバラしわが発生するメカニズムとアバラしわが発生しやすい画像パターンの例]
次に、図10のようなアバラしわが発生するメカニズムを詳細に説明する。
図3は、アバラしわが発生するメカニズムの説明に供する図である。
[Mechanism of generating loose wrinkles and examples of image patterns in which loose wrinkles are likely to occur]
Next, a mechanism for generating the loose wrinkles as shown in FIG. 10 will be described in detail.
FIG. 3 is a diagram for explaining the mechanism of occurrence of loose wrinkles.
用紙Sを定着部80に連続通紙すると、通紙領域の外側(非通紙領域)の加熱ローラ81の温度が徐々に上昇し始める。非通紙領域の温度が上昇すると、加熱ローラ81の軸方向に熱が拡散して、徐々に通紙領域と非通紙領域との境界領域A1,A2の温度も上昇し始める。
When the sheet S is continuously passed through the fixing
加熱ローラ81の境界領域A1,A2の温度が上昇すると、同時に加圧ローラ82の境界領域A1,A2の温度も上昇する。加圧ローラ82の境界領域A1,A2の温度が上昇すると、加圧ローラ82の表層に形成された弾性層(例えばゴム材料層)が熱膨張する。
When the temperature of the boundary areas A1 and A2 of the
弾性層が熱膨張すると、加圧ローラ82の両端部の用紙搬送速度(線速度)が速くなり、最終的に用紙Sの中央部の送り速度Vcと端部Veの送り速度に差が生じる。送り速度を表す矢印の長さは該送り速度の速さを表し、中央部が遅く、端部が速い。この送り速度の差により、用紙Sの後半部分の端部側に歪(中央部に対して端部が進行方向に引っ張られるような歪)が発生する。
When the elastic layer is thermally expanded, the sheet conveyance speed (linear speed) at both ends of the
また、用紙のトナーが形成されている部分(以下「トナー部」と称する)は、トナーが形成されていない白地部と比較して、加熱ローラ81が滑りやすくなり、トナー部における用紙Sの送り速度は遅くなる。用紙搬送方向(通紙方向)の前半部分から後半部分にかけて徐々にトナーが減少し、かつ、用紙幅方向の中央部に対して手前側と奥側の端部のトナーが少なくなる画像201のような画像パターンの場合、用紙の端部のトナーが少ないために、さらに用紙Sの中央部と端部の送り速度の差が助長される。また、用紙の前半部分より後半部分のトナーが少ないために、用紙の前半部分よりも後半部分の送り速度が速くなり、さらに歪みが大きくなる。
Further, the
また、加圧ローラ82の弾性層は温度が高いほど大きく熱膨張する。よって、加熱ローラ81の通紙領域と非通紙領域の温度差が大きくなるほど、加圧ローラ82の弾性層の熱膨張に差が生じ、用紙Sの中央部と端部の送り速度の差が大きくなる。
Further, the elastic layer of the
このように、トナーが用紙Sの前半部分から後半部分にかけて徐々に減っていくこと、用紙Sの幅方向の中央部に対して手前側及び奥側のトナーが少ないこと、加熱ローラ81の通紙領域と非通紙領域の温度差が大きくなることにより、用紙Sの後半部分に歪が蓄積される。その結果として、図10のようなアバラしわ202,203が発生しやすくなる。
As described above, the toner gradually decreases from the first half portion to the second half portion of the sheet S, the toner on the front side and the rear side is less than the central portion in the width direction of the sheet S, and the sheet passing through the
なお、本実施の形態では、加熱ローラ81の軸方向の中央部(通紙領域)と端部(非通紙領域)の近傍に温度センサ111,112を配置したが、温度センサ111,112をそれぞれ加圧ローラ82の中央部及び端部の近傍に配置してもよい。
In the present embodiment, the
[アバラしわの防止策]
次に、図4を参照してアバラしわの防止策について説明する。
図4は、加熱部材(加熱ローラ81)の中央部と端部との温度差の特性を生産性ごとに示したグラフである。図4において、横軸は時間(秒)、縦軸は加熱ローラ81の中央部と端部の温度差(℃)を表している。低温低湿環境(LL環境)下で、画像形成装置のウォームアップ完了後にプリントを開始してから1000プリント(1000枚の用紙に画像を形成・定着)が終了するまで、加熱ローラ81の中央部と端部との温度差を測定した。
[Abala wrinkle prevention measures]
Next, measures for preventing wrinkles will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a graph showing the characteristics of the temperature difference between the central portion and the end portion of the heating member (heating roller 81) for each productivity. In FIG. 4, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents the temperature difference (° C.) between the central portion and the end portion of the
生産性は、一定時間に出力されるページ数もしくは用紙枚数として表される。PPM(Page Per Minute)は、生産性を表す指標の一つであり、1分間に出力されるページ数(もしくは用紙枚数)である。PPMの値を小さくすると生産性が低下する。図4のPPMダウン時の特性は、生産性を通常の75%に落とした場合のデータである。 Productivity is expressed as the number of pages or the number of sheets output in a certain time. PPM (Page Per Minute) is one of indexes representing productivity, and is the number of pages (or the number of sheets) output per minute. When the value of PPM is decreased, productivity is lowered. The characteristic at the time of PPM down of FIG. 4 is data when productivity is reduced to 75% of the normal.
図4に示すように、PPMダウン時の加熱ローラ81の中央部と端部との温度差は、通常時の場合と比較して約6℃低くなっている。すなわち、生産性を低下させることで、連続プリント処理時における加熱ローラ81の中央部(通紙領域)と端部(非通紙領域)との温度差が小さくなる。生産性を低下させると、中央部において単位時間あたり用紙に奪われる熱量が減るために温度差が小さくなると考えられる。
As shown in FIG. 4, the temperature difference between the central portion and the end portion of the
そして、通紙領域と非通紙領域との温度差が小さくなると、加圧ローラ82の境界領域A1,A2の弾性層の温度上昇が抑えられ、加圧ローラ82の中央部と端部との用紙搬送速度の差が小さくなる。それにより、アバラしわの発生を抑えることができる。このような実験と考察を経て、本願出願人は、アバラしわが発生しやすい画像パターンや、通紙領域と非通紙領域との温度差が所定値以上であることを検知した場合に、生産性を低下させてアバラしわの発生を防止するという構成に想到した。
When the temperature difference between the paper passing area and the non-paper passing area is reduced, the temperature rise of the elastic layer in the boundary areas A1 and A2 of the
以下、第1の実施の形態に係る生産性を切り替えてアバラしわの発生を防止する方法を説明する。 Hereinafter, a method for preventing occurrence of loose wrinkles by switching productivity according to the first embodiment will be described.
[画像形成装置の制御系の構成]
画像形成装置1の制御系について図5を参照して説明する。
図5は、画像形成装置1の各部のハードウェア構成例を示すブロック図である。なお、このブロック図では、本発明の説明に必要な要素又はその関連要素を記載しており、画像形成装置1はこの例に限られない。
[Configuration of control system of image forming apparatus]
A control system of the
FIG. 5 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of each unit of the
画像形成装置1は、図5に示すように、制御部100を備えている。制御部100は、システムバス107を介して、通信部108、画像読取部30、画像処理部110、画像形成部40、給紙部21、用紙搬送機構109、及び定着部80に接続されている。さらに、制御部100は、システムバス107を介して、HDD(Hard Disk Drive)104、操作表示部105、温度センサ111,112に接続されている。
As illustrated in FIG. 5, the
制御部100は、例えばCPU(Central Processing Unit)101と、CPU101が実行するプログラムや各種データ等を記憶するためのROM(Read Only Memory)102と、CPU101の作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)103とを有する。なお、ROM102としては、例えば、電気的に消去可能なプログラマブルROMが用いられる。制御部100は、各ブロックの制御すなわち装置全体の制御を行う。
The
HDD104は、画像読取部30で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部105は、液晶表示装置(LCD)又は有機ELD(Electro Luminescence Display)等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部105は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部105は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、入力信号を制御部100に出力する。
The
画像読取部30によって生成された画像データや、画像形成装置1に接続された外部装置の一例であるPC(パーソナルコンピュータ)120から送信される画像データは、画像処理部110に送られ、画像処理される。画像処理部110は、受信した画像データに対し、必要に応じて、シェーディング補正、画像濃度調整、画像圧縮等の画像処理を行う。
Image data generated by the
画像形成部40は、画像処理部110によって画像処理された画像データを受け取り、画像データに基づいて用紙S上に画像を形成する。
The
給紙部21は、制御部100により駆動制御され、用紙収納部20に収納された用紙を搬送経路に送り出す。
The
定着部80は、制御部100により駆動制御され、定着ニップ部Nに搬送された用紙Sを挟持搬送しながら用紙Sを加熱及び加圧し、トナー画像を用紙Sに定着させる。
The fixing
用紙搬送機構109は、制御部100により駆動制御され、画像が形成される用紙Sの搬送を行う。搬送部23は用紙搬送機構109の一部である。この用紙搬送機構109は、画像形成装置1の給紙部21から定着部80の間に配置されたローラと、それぞれのローラを回転させる回転駆動部(不図示)とから構成される。回転駆動部としては、モータと各種の機構を組み合わせたものや、各種のアクチュエーターを採用することができる。制御部100は、用紙搬送機構109の各ローラの回転を制御して、給紙部21から定着部80へ連続して搬送される用紙Sの間隔(紙間距離)を調整する。
The
温度センサ111は、加熱ローラ81の通紙領域(図3参照)の温度を測定し、測定結果を温度データとして制御部100(CPU101)へ供給する。また、温度センサ112は、加熱ローラ81の非通紙領域(図3参照)の温度を測定し、測定結果を温度データとして制御部100(CPU101)へ供給する。
The
通信部108は、例えば外部の情報処理装置であるPC120から送信されるジョブデータを、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブデータを、システムバス107を介してCPU101に送る。
For example, the
なお、本実施の形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。 In this embodiment, an example in which a personal computer is applied as an external device has been described. However, the present invention is not limited to this, and various other devices such as a facsimile device can be applied as the external device. .
[制御部の機能]
図6は、画像形成装置1が備える制御部100の機能例を示すブロック図である。
制御部100のCPU101がROM102に記録されたプログラムを実行することで、各機能が実現される。
[Function of control unit]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional example of the
Each function is realized by the
図6に示すように、制御部100は、画像判別部100aと、温度差算出部100bと、生産性決定部100cとを有する。
As illustrated in FIG. 6, the
画像判別部100aは、PC120等の外部装置から供給されるジョブデータに含まれる画像データを分析し、画像パターンを判別する。判別結果は、生産性決定部100cに供給される。画像データは、画像読取部30で読み取って得た原稿画像の画像データやHDD104に記憶された画像データでもよい。画像判別部100aは、後述する図7に示すように、用紙Sの画像形成面を通紙方向に対して少なくとも2つ以上の領域に分割し、各々の領域に含まれる画像パターンの面積に基づいて画像パターンの判別を行う。また、画像判別部100aは、用紙Sの画像形成面を通紙方向に垂直な方向に対して少なくとも3つ以上の領域に分割し、各々の領域に含まれる画像パターンの面積に基づいて画像パターンの判別を行う。
The
温度差算出部100bは、温度センサ111と温度センサ112から供給される温度データに基づいて、加熱ローラ81の中央部(通紙領域)と端部(非通紙領域)との温度差を算出する。算出された温度差の情報は、生産性決定部100cに供給される。
The temperature
生産性決定部100cは、画像判別部100aから供給される画像パターンの判別結果と、温度差算出部100bから供給される加熱ローラ81の通紙領域と非通紙領域との温度差とに基づいて、画像形成装置1の生産性を切り替える。即ち、生産性決定部100cは、生産性指令値を決定し、用紙搬送機構109や定着部80等の各部に生産性指令値を出力する。より具体的には、生産性決定部100cは、画像パターン、並びに加熱ローラ81又は加圧ローラ82の通紙領域と非通紙領域との温度差の組み合わせが所定の条件を満たした場合に、生産性を低下させる制御を行う。
The
また、生産性決定部100cは、用紙サイズ等の用紙情報をジョブデータから取得し、上記所定の条件に用紙情報を反映して、生産性の切替えを行うようにしてもよい。即ち、生産性決定部100cは、画像パターン、加熱ローラ81又は加圧ローラ82の通紙領域と非通紙領域との温度差、並びに用紙サイズ等の組み合わせが所定の条件を満たした場合に、生産性を低下させる制御を行う。
Further, the
用紙搬送機構109や定着部80等の各部は、生産性指令値に基づいて、生産性を切り替える。即ち、定着部80へ連続通紙する用紙Sの間隔を調整(PPM制御)する。例えば、PPMダウンにより生産性を低下させる場合には、給紙部21が用紙収納部20から紙間距離を大きくとって用紙Sを給紙する。画像形成装置1の各部は、搬送される用紙Sの紙間距離に合わせて動作する。制御部100は、連続プリント処理が終了したらPPMダウンを解除し、生産性を元に戻す。
Each unit such as the
[画像パターンの分割例]
図7は、用紙Sの画像形成面を複数の領域に分割した例を示す。
図7に示す例では、用紙Sの画像形成面を用紙搬送方向に対して2つの領域に分割している。用紙Sの用紙搬送方向の前半部分を領域A、用紙Sの用紙搬送方向の後半部分を領域Bとしている。領域Aと領域Bの面積比は、1:1である。また、用紙Sの画像形成面を用紙搬送方向に垂直な方向に対して3つの領域に分割している。用紙Sの用紙搬送方向に垂直な方向の中央部を領域C、手前側の端部を領域D、奧側の端部を領域Eとしている。領域C、領域D、領域Eの面積比は、2:1:1である。
[Image pattern division example]
FIG. 7 shows an example in which the image forming surface of the paper S is divided into a plurality of regions.
In the example shown in FIG. 7, the image forming surface of the paper S is divided into two regions with respect to the paper transport direction. A first half portion of the paper S in the paper conveyance direction is an area A, and a second half portion of the paper S in the paper conveyance direction is an area B. The area ratio between the region A and the region B is 1: 1. Further, the image forming surface of the paper S is divided into three regions with respect to a direction perpendicular to the paper transport direction. A central portion of the sheet S in a direction perpendicular to the sheet conveyance direction is defined as a region C, an end portion on the front side is defined as a region D, and an end portion on the heel side is defined as a region E. The area ratio of the region C, the region D, and the region E is 2: 1: 1.
画像201の画像パターンについて領域A〜Eを用いて説明すると、画像201は、領域Aに含まれる画像の面積(印字部分の積算面積)が領域Bに含まれる画像の面積よりも大きい。また、画像201は、領域Cに含まれる画像の面積が、領域Dと領域Eに含まれる画像を足した面積よりも大きい。即ち、図10でも説明したように、画像201は、用紙搬送方向の前半部分から後半部分にかけて徐々にトナーが減少し、かつ、用紙幅方向の中央部に対して手前側と奥側の端部のトナーが少ない画像パターンであるということになる。このような画像パターンを持つ画像は、アバラしわが発生しやすい条件の一つを備たしている。
The image pattern of the
本実施の形態では、用紙Sの画像形成面を用紙搬送方向及び/又は用紙搬送方向に垂直な方向に対して分割した各々の領域に含まれる画像の面積の差分に基づいて画像の判別を行い、生産性の制御に利用する。以下、画像の判別について印字率を用いて説明する。一般に印字率は、印字されている用紙全体の面積に対する印字部分の積算面積の割合を百分率で表したものである。印字部分の積算面積は、あるページに出力する画像データのオン信号のドット数より換算される印字部面積(またはそのページの画像データのオン信号のドット数)として求められる。 In the present embodiment, image discrimination is performed based on the difference in image area included in each region obtained by dividing the image forming surface of the paper S with respect to the paper transport direction and / or the direction perpendicular to the paper transport direction. Used for productivity control. Hereinafter, image discrimination will be described using the printing rate. In general, the printing rate is expressed as a percentage of the integrated area of the printed portion with respect to the entire area of the printed paper. The integrated area of the print portion is obtained as the print portion area (or the number of dots of the ON signal of the image data of the page) converted from the number of dots of the ON signal of the image data output to a certain page.
図8は、画像パターンと生産性の組み合わせを示す条件テーブルの一例である。
図8に示す条件テーブルにおいて、「A−Bの差分」は、領域Aに含まれる画像の面積を元に算出される印字率[%]と領域Bに含まれる画像を元に算出される印字率[%]との差を表したものである。すなわち、「A−Bの差分」は、領域Aの印字率と領域Bの印字率との差である。また、「C−(D+E)の差分」は、領域Cの印字率と、領域Dと領域Eを合わせた印字率との差を表したものである。
FIG. 8 is an example of a condition table showing combinations of image patterns and productivity.
In the condition table shown in FIG. 8, “A−B difference” is a print rate [%] calculated based on the area of the image included in the area A and a print calculated based on the image included in the area B. It represents the difference from the rate [%]. That is, “A−B difference” is a difference between the printing rate of the region A and the printing rate of the region B. Further, “C− (D + E) difference” represents the difference between the printing rate of the region C and the printing rate of the region D and the region E.
例えば、図7の領域Aのうち領域Cに係る部分(ベタ画像)の印字率を100%としたとき、領域Aのうち領域D、領域Eに係る部分(面積は領域Cに係る部分の半分)の印字率はそれぞれ50%となる。これらを領域Aすなわち用紙Sの半分の面積を基準として再計算すると、領域Aのうち領域C、領域D、領域Eに係る部分の印字率はそれぞれ50%、12.5%、12.5%となる。 For example, when the printing rate of the portion (solid image) related to the region C in the region A of FIG. 7 is 100%, the portion related to the region D and the region E of the region A (the area is half of the portion related to the region C). ) Will be 50% respectively. If these are recalculated based on the area A, that is, half the area of the paper S, the printing ratios of the areas A, D, and E in the area A are 50%, 12.5%, and 12.5%, respectively. It becomes.
一方、領域Bのうち領域Cに係る部分の印字率は50%であり、領域Bのうち領域D、領域E(面積は領域Cに係る部分の半分)に係る部分の印字率はそれぞれ0%である。これらを領域Bすなわち用紙Sの半分の面積を基準として再計算すると、領域Bのうち領域C、領域D、領域Eに係る部分の印字率はそれぞれ25%、0%、0%となる。したがって、この場合の「A−Bの差分」は、75−25=50[%]、また「C−(D+E)の差分」は、75−(12.5+12.5)=50[%]となる。 On the other hand, the printing rate of the portion related to the region C in the region B is 50%, and the printing rate of the portion related to the region D and the region E (area is half of the portion related to the region C) of the region B is 0%. It is. When these are recalculated based on the area B, that is, half the area of the paper S, the print ratios of the areas B, C, D, and E are 25%, 0%, and 0%, respectively. Therefore, the “A−B difference” in this case is 75−25 = 50 [%], and the “C− (D + E) difference” is 75− (12.5 + 12.5) = 50 [%]. Become.
また、「中央部と端部の温度差」は、温度センサ111,112の温度データから算出した加熱ローラ81の通紙領域と非通紙領域との温度差である。「B4」は用紙サイズであり、大きさは257×364mmである。
The “temperature difference between the central portion and the end portion” is a temperature difference between the paper passing area and the non-paper passing area of the
さらに、「PPM制御」とは、連続通紙する用紙の紙間距離を調整して生産性を変化させることである。通常時の生産性を100%とした場合に、75%とは生産性を75%に低下させることをいう。この場合、通常の用紙の前端から連続する次の用紙の前端までの距離を100%とすると、75%の生産性の場合には先行する用紙の前端から次の用紙の前端までの距離が75%となる。図8の条件テーブルでは、PPMダウン時のダウン幅を、大、中、小の3段階としている。 Furthermore, “PPM control” is to change the productivity by adjusting the distance between sheets of continuously passing paper. When the normal productivity is 100%, 75% means that the productivity is reduced to 75%. In this case, assuming that the distance from the front edge of the normal paper to the front edge of the next continuous paper is 100%, in the case of 75% productivity, the distance from the front edge of the preceding paper to the front edge of the next paper is 75. %. In the condition table of FIG. 8, the down width when the PPM is down is set to three stages of large, medium, and small.
図8に示す条件テーブルは、ROM102又はHDD104に予め格納されている。制御部100は、用紙に形成される画像の画像パターン、並びに加熱ローラ81の通紙領域と非通紙領域との温度差の組み合わせが条件テーブルに登録された条件を満たした場合に、当該条件に対して設定された生産性へ切り替える制御を行う。
The condition table shown in FIG. 8 is stored in advance in the
図8の例では、(1)「用紙サイズ」がB4未満である場合には、PPM制御即ち生産性を切り替える制御は実施されない(生産性の維持)。また、(2)「用紙サイズ」がB4以上であっても、「A−Bの差分」と「C−(D+E)の差分」が30%未満かつ「中央部と端部の温度差」が15℃未満である場合には、PPM制御は行われない。さらに、(3)「用紙サイズが」B4以上かつ「A−Bの差分」が30%以上であっても、「C−(D+E)の差分」が30%未満及び「中央部と端部の温度差」が15℃未満である場合には、PPM制御は行われない。 In the example of FIG. 8, when (1) “paper size” is less than B4, PPM control, that is, control for switching productivity is not performed (maintaining productivity). (2) Even if the “paper size” is B4 or more, the “difference between AB” and the “difference between C− (D + E)” is less than 30% and the “temperature difference between the central portion and the end portion”. When the temperature is lower than 15 ° C., the PPM control is not performed. Furthermore, (3) even if the “paper size” is B4 or more and the “A−B difference” is 30% or more, the “C− (D + E) difference” is less than 30% and When the “temperature difference” is less than 15 ° C., the PPM control is not performed.
また、図8の条件テーブルによれば、「中央部と端部の温度差」が15℃未満である場合であっても、PPM制御が行われる。即ち、(4)「用紙サイズ」がB4以上で「中央部と端部の温度差」が15℃未満であるとき、「A−Bの差分」及び「C−(D+E)の差分」が30%以上である場合には、PPMダウン幅を中とする制御が実施される(生産性の低下)。また、(5)「用紙サイズ」がB4以上で「中央部と端部の温度差」が15℃未満であるとき、「A−Bの差分」が30%未満及び「C−(D+E)の差分」が30%以上である場合には、PPMダウン幅を小とする制御が実施される。 Further, according to the condition table of FIG. 8, PPM control is performed even when the “temperature difference between the central portion and the end portion” is less than 15 ° C. That is, (4) When “paper size” is B4 or more and “temperature difference between center and edge” is less than 15 ° C., “difference between AB” and “difference between C− (D + E)” is 30. If it is equal to or greater than%, control is performed with the PPM down width as medium (decrease in productivity). (5) When the “paper size” is B4 or more and the “temperature difference between the central portion and the end portion” is less than 15 ° C., the “A−B difference” is less than 30% and “C− (D + E)” When the “difference” is 30% or more, control for reducing the PPM down width is performed.
また、図8の条件テーブルによれば、「中央部と端部の温度差」が15℃以上である場合には必ずPPM制御が行われる。即ち、(6)「用紙サイズ」がB4以上で「中央部と端部の温度差」が15℃以上であるとき、「A−Bの差分」及び「C−(D+E)の差分」が30%以上である場合には、PPMダウン幅を大とする制御が実施される。また、(7)「用紙サイズ」がB4以上で「中央部と端部の温度差」が15℃以上であるとき、「A−Bの差分」が30%未満及び「C−(D+E)の差分」が30%以上である場合には、PPMダウン幅を中とする制御が実施される。さらに、(8)「用紙サイズ」がB4以上で「中央部と端部の温度差」が15℃以上であるとき、「A−Bの差分」及び「C−(D+E)の差分」が30%未満であっても、PPMダウン幅を小とする制御が実施される。 Further, according to the condition table of FIG. 8, when the “temperature difference between the central portion and the end portion” is 15 ° C. or more, the PPM control is always performed. That is, (6) When the “paper size” is B4 or more and the “temperature difference between the center and the end” is 15 ° C. or more, the “difference between AB” and the “difference between C− (D + E)” are 30 If it is greater than or equal to%, control is performed to increase the PPM down width. (7) When the “paper size” is B4 or more and the “temperature difference between the central portion and the end portion” is 15 ° C. or more, the “A−B difference” is less than 30% and “C− (D + E)” When the “difference” is 30% or more, the control with the PPM down width set as medium is performed. Further, (8) When “paper size” is B4 or more and “temperature difference between the central portion and the end portion” is 15 ° C. or more, “A−B difference” and “C− (D + E) difference” are 30. Even if it is less than%, control for reducing the PPM down width is performed.
図7の例では、用紙Sの画像形成面を6分割(用紙搬送方向に2分割、用紙搬送方向と垂直な方向に3分割)しているが、さらに細分化してもよい。用紙Sの画像形成面を細分化した場合でも、各領域に含まれる画像の面積(印字部分の積算面積)を元に算出される印字率の差分の考え方は図7及び図8の場合と同じである。すなわち、用紙搬送方向に対して細分化された複数の領域を、用紙Sの用紙搬送方向の前半部分と後半部分に区分する。このとき用紙Sの前半部分に該当する領域の面積と後半部分に該当する領域の面積の比は、1:1とする。そして、用紙Sの前半部分に該当する各領域を合わせた印字率と後半部分に該当する各領域を合わせた印字率との差分を算出する。 In the example of FIG. 7, the image forming surface of the paper S is divided into six (two divisions in the paper conveyance direction and three divisions in the direction perpendicular to the paper conveyance direction), but may be further subdivided. Even when the image forming surface of the paper S is subdivided, the concept of the difference in the printing ratio calculated based on the area of the image included in each region (the integrated area of the printing portion) is the same as in the case of FIGS. It is. In other words, the plurality of areas subdivided with respect to the paper transport direction are divided into a first half portion and a second half portion of the paper S in the paper transport direction. At this time, the ratio of the area corresponding to the first half of the sheet S to the area corresponding to the second half is 1: 1. Then, the difference between the print rate of the areas corresponding to the first half portion of the paper S and the print ratio of the areas corresponding to the second half portion is calculated.
また、用紙Sの画像形成面を用紙搬送方向に垂直な方向に対して細分化した場合も同様である。複数の領域を、用紙Sの幅方向の中央部と端部に区分する。このとき中央部に該当する領域の面積と端部に該当する領域の面積の比は、1:1とする。そして、用紙Sの中央部に該当する各領域を合わせた印字率と端部に該当する各領域を合わせた印字率との差分を算出する。 The same applies to the case where the image forming surface of the paper S is subdivided in the direction perpendicular to the paper transport direction. A plurality of regions are divided into a central portion and an end portion in the width direction of the paper S. At this time, the ratio of the area corresponding to the central portion and the area corresponding to the end portion is 1: 1. Then, the difference between the print rate of the areas corresponding to the central portion of the paper S and the print ratio of the areas corresponding to the end portions is calculated.
また、図8の条件テーブルでは、PPM制御におけるPPMダウン幅は3段階であるが、1段階でもよいし、3段階より多くてもよい。例えば、例えばPPM制御におけるPPMダウン幅が1段階の場合には、図4に示すようにPPMダウン幅を75%としている。PPMダウン幅は、実際のアバラしわの発生頻度等に応じて適宜設定することが望ましい。 Further, in the condition table of FIG. 8, the PPM down width in the PPM control is three steps, but may be one step or more than three steps. For example, when the PPM down width in the PPM control is one step, for example, the PPM down width is set to 75% as shown in FIG. It is desirable that the PPM down width is appropriately set according to the actual occurrence frequency of the loose wrinkles.
また、図8の条件テーブルでは、各領域に含まれる画像の面積(印字率)の差分に対するしきい値を30%としているが、この例に限定されない。また、加熱ローラ81の中央部と端部の温度差に対するしきい値を15℃としているが、この例に限定されない。さらにまた、用紙サイズのしきい値をB4としているが、この例に限定されない。これらのしきい値は、実際のアバラしわの発生頻度等に応じて適宜変更することが望ましい。
Further, in the condition table of FIG. 8, the threshold value for the difference in the area (printing rate) of the image included in each region is set to 30%, but is not limited to this example. Moreover, although the threshold value with respect to the temperature difference of the center part and the edge part of the
また、画像判別部100aが、画像を判別するのに使用するデータは、用紙の画像形成面を分割した各領域に含まれる画像の面積であるため、画像に写真や文字などの区別はない。また、画像の面積(印字率)に加え、トナー濃度を加味して、画像を判別するようにしてもよい。印字率とトナー濃度を加味した指標は、カバレッジと呼ばれる。一般に、カバレッジは、用紙1枚あたりのトナー使用量[%](トナー色が複数の場合にはその累計)をいうが、本実施の形態では一定領域あたりのトナー使用量として利用する。すなわち、用紙の画像形成面を分割した各領域のカバレッジの差分を計算し、計算結果を元に画像を判別する。例えば、画像形成面全体を黒ベタで塗りつぶした場合、ブラックトナーのカバレッジは100%である。
The data used by the
(アバラしわが発生しやすい画像パターンの他の例)
図9は、アバラしわが発生しやすい画像パターンの他の例を示す。
図9に示す用紙Sの画像形成面における領域A〜Eは、図7の領域A〜Eと同じである。図9において、用紙Sに用紙搬送方向に楕円形の画像210a,210bが形成されている。画像210aは、用紙Sの前半部分である領域Aにおいて、領域C,D,Eにわたって形成されている。また、画像210bは、用紙Sの後半部分である領域Bかつ中央部である領域Cに形成されており、その面積は画像210aの面積よりも非常に小さい。よって、画像210a及び画像210bからなる画像パターンは、用紙搬送方向の前半部分から後半部分にかけて徐々にトナーが減少し、かつ、用紙幅方向の中央部に対して手前側と奥側の端部のトナーが少ない画像パターンに該当する。
(Another example of an image pattern that tends to cause loose wrinkles)
FIG. 9 shows another example of an image pattern in which loose wrinkles are likely to occur.
Regions A to E on the image forming surface of the paper S shown in FIG. 9 are the same as the regions A to E in FIG. In FIG. 9,
以上のように構成される第1の実施の形態によれば、画像判別部100aによる画像判別結果と通紙条件(加熱ローラ81の通紙領域と非通紙領域との温度差)に応じて、アバラしわ(定着不良)の発生頻度を前もって予測できるようになる。このアバラしわの発生頻度の情報を生産性の制御にフィードバックすることにより、定着部80が用紙を挟持搬送する際の不良の発生を抑えられる。
According to the first embodiment configured as described above, according to the image determination result by the
また、用紙サイズをアバラしわが発生しやすい条件の一つとして、生産性の制御に反映することで、アバラしわが発生しやすい大サイズの用紙を通紙する際に、定着部80における不良の発生が抑えられる。 In addition, by reflecting the paper size on the productivity control as one of the conditions that the wrinkle is likely to occur, when the large size paper that is likely to generate the wrinkle is passed, Occurrence is suppressed.
<2.第2の実施の形態>
次に、本発明が適用される画像形成装置の第2の実施の形態について、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the image forming apparatus to which the present invention is applied will be described focusing on differences from the first embodiment.
上述したように。定着部80は、外部加熱ローラ83(図2参照)を備えている。外部加熱ローラ83がオフ状態である場合、加熱ローラ81と加圧ローラ82の温度差が広がるとともに、加圧ローラ82の温度分布の均一化が弱くなる。そのため、外部加熱ローラ83がオン状態である場合と比較すると、より用紙Sにアバラしわが発生しやすくなる。そこで、外部加熱ローラ83がオフ状態である場合には、図8の条件テーブルの各領域に含まれる画像の面積の差分に対するしきい値を30%から20%に下げる。このようにしきい値を厳しく設定することで、アバラしわが発生しやすい環境下においてアバラしわの発生を未然に防止することができる。
As mentioned above. The fixing
このしきい値の変更は、制御部100が、外部加熱ローラ83がオフ状態であることを検知して、自動的に条件テーブルのしきい値を下げるようにしてもよい。しきい値は任意に設定することができ、30%から20%への変更は一例である。
The threshold value may be changed by the
また、制御部100は、条件テーブルの各領域に含まれる画像の面積の差分に対するしきい値を下げるのと並行して、外部加熱ローラ83をオン状態としてもよい。制御部100は、温度検出センサST(図2)を用いて測定した外部加熱ローラ83の温度が、設定した温度に達したら条件テーブルの各領域に含まれる画像の面積の差分に対するしきい値を元の値(例えば30%)に戻す制御を行うようにしてもよい。
Further, the
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明した。しかしながら、上記実施の形態による発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。 The embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described above. However, the present invention is not limited by the description and drawings which form part of the disclosure of the invention according to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention described in the claims. Is possible.
上述した第1及び第2の実施の形態では、図8に示すように用紙情報に含まれる用紙サイズを加味して生産性を制御する構成を示したが、用紙サイズに限定されない。例えば、制御部100は、用紙の紙種、目方向、通紙方向、用紙の厚さなどの情報を元に、生産性の制御を行うようにしてもよい。目方向は用紙を構成する繊維の流れの方向であり、紙種は用紙の種類である。紙種、目方向、通紙方向、用紙の厚さなどにより、アバラしわの発生のしやすさに違いがある。なお、紙種、目方向、用紙の厚さなどは画像形成装置1が判別できないため、ユーザが操作表示部105を操作してそれらの情報を入力する。そして、生産性の制御にこれらの用紙情報を反映することにより、より精度の高い制御を実行できるようになり、定着部80において不良の発生がさらに抑えられる。
In the first and second embodiments described above, the configuration is shown in which the productivity is controlled in consideration of the paper size included in the paper information as shown in FIG. 8, but the present invention is not limited to the paper size. For example, the
上述した第1及び第2の実施の形態では、PPM制御により生産性を変更したが、用紙搬送速度を制御することにより生産性を変更してもよい。 In the first and second embodiments described above, the productivity is changed by the PPM control. However, the productivity may be changed by controlling the sheet conveyance speed.
また、上述した第1及び第2の実施の形態では、本発明をカラー画像を形成する画像形成装置に適用した例を説明したが、モノクロ画像を形成する画像形成装置に適用してもよい。 In the first and second embodiments described above, an example in which the present invention is applied to an image forming apparatus that forms a color image has been described. However, the present invention may be applied to an image forming apparatus that forms a monochrome image.
また、上述した実施の形態では熱ローラ方式の定着部を想定して説明したが、誘導加熱方式の定着部にも適用可能である。誘導加熱方式で用いられる加熱ローラの材質は、励磁コイルによって大きな渦電流(磁束密度)が発生するように、材質として炭素鋼やニッケル合金等の強磁性体が用いられている。これらは、ハロゲンランプ等を内包した加熱ローラの材質として一般に用いられてきたアルミニウム合金に比べて熱伝導率が低い。そのため、小幅サイズの用紙を通紙すると、該アルミニウム合金製の加熱ローラを使用した場合よりも非通紙部領域の温度上昇が顕著になる。 In the above-described embodiment, the heat roller type fixing unit has been described. However, the present invention is also applicable to an induction heating type fixing unit. The material of the heating roller used in the induction heating method is made of a ferromagnetic material such as carbon steel or nickel alloy so that a large eddy current (magnetic flux density) is generated by the exciting coil. These have lower thermal conductivity than an aluminum alloy that has been generally used as a material for a heating roller including a halogen lamp or the like. For this reason, when a sheet having a small width is passed, the temperature rise in the non-sheet passing portion region becomes more significant than when the aluminum alloy heating roller is used.
1…画像形成装置、 21…給紙部、 40…画像形成部、 80…定着部、 81…加熱ローラ、 82…加圧ローラ、 83…外部加熱ローラ、 100…制御部、 100a…画像判別部、 100b…温度差算出部、 100c…生産性決定部、 101…CPU、 102…ROM、 103…RAM、 109…用紙搬送機構、 106…画像処理部、 111,112…温度センサ、 S…用紙
DESCRIPTION OF
Claims (8)
加熱部材と加圧部材とを有し、搬送される用紙に形成された前記画像を該用紙に定着する定着部と、
前記加熱部材又は前記加圧部材の前記用紙が通過する通紙領域及び前記用紙が通過しない非通紙領域の温度を測定する温度測定部と、
一定時間に出力されるページ数又は用紙枚数として表される生産性を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記用紙に定着される前記画像を判別する画像判別部と、
前記温度測定部で測定された温度に基づいて前記加熱部材又は前記加圧部材の通紙領域と非通紙領域との温度差を算出する温度差算出部と、
前記画像判別部による前記画像の判別結果及び前記温度差算出部で算出された前記温度差に応じて前記生産性を決定する生産性決定部とを有する
画像形成装置。 An image forming unit that forms an image based on job data;
A fixing unit that includes a heating member and a pressure member, and fixes the image formed on the conveyed paper to the paper;
A temperature measuring unit that measures the temperature of the sheet passing region of the heating member or the pressure member and the non-sheet passing region where the sheet does not pass;
A control unit that controls productivity expressed as the number of pages or the number of sheets output in a certain period of time,
The control unit includes an image determination unit that determines the image fixed on the sheet;
A temperature difference calculation unit that calculates a temperature difference between a paper passing region and a non-paper passing region of the heating member or the pressure member based on the temperature measured by the temperature measuring unit;
An image forming apparatus, comprising: a productivity determining unit that determines the productivity according to a determination result of the image by the image determining unit and the temperature difference calculated by the temperature difference calculating unit.
請求項1に記載の画像形成装置。 The image discriminating unit divides the image forming surface of the paper into at least two regions with respect to the paper conveyance direction, and discriminates the image based on the area of the image included in each of the divided regions. The image forming apparatus according to 1.
請求項1に記載の画像形成装置。 The image determination unit divides the image forming surface of the paper into at least three regions with respect to a direction perpendicular to the paper conveyance direction, and the image is determined based on the area of the image included in each of the divided regions. The image forming apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の画像形成装置。 The image discriminating unit divides the image forming surface of the paper into at least two regions with respect to the paper transport direction, and the image determining surface of the paper is at least 3 with respect to a direction perpendicular to the paper transport direction. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image is discriminated based on an area of an image included in each of the divided areas.
請求項2乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。 The image discriminating unit is based on a difference in area of the image included in each region when the image forming surface of the paper is divided with respect to the paper transport direction and / or a direction perpendicular to the paper transport direction. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image is discriminated.
請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。 The productivity determining unit reduces the productivity when a combination of the image and a temperature difference between the paper passing area and the non-paper passing area of the heating member or the pressure member satisfies a predetermined condition. The image forming apparatus according to claim 1.
請求項6に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6, wherein the productivity determining unit further includes that the size of the sheet is equal to or larger than a predetermined size as the predetermined condition.
前記制御部は、前記生産性決定部が前記画像と前記温度差の組み合わせが前記所定の条件を満たすか否かを判断する際に用いる、前記用紙の画像形成面を分割した各々の領域に含まれる前記画像の面積の差分に対するしきい値を設定し、前記外部加熱部材による前記加圧部材の加熱が行われない場合には、前記しきい値を下げる
請求項5乃至7のいずれかに記載の画像形成装置。 An external heating member that contacts the outer periphery of the pressure member and heats the pressure member;
The control unit is included in each region obtained by dividing the image forming surface of the sheet, which is used when the productivity determining unit determines whether a combination of the image and the temperature difference satisfies the predetermined condition. The threshold value with respect to the difference of the area of the said image to be set is set, and when the said pressurizing member is not heated by the said external heating member, the said threshold value is lowered | hung. Image forming apparatus.
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