JP2020170110A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転部材近傍の温度検出に異常が生じても、画像の位置ずれを抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】投入された印刷ジョブの実行開始にあたって、CPUは、レジストローラの近傍に配置されたサーミスタに異常が無いと判定された場合に、サーミスタによる検出温度に基づいてレジストローラの回転駆動手段であるモータの回転速度を制御する。サーミスタに異常が有ると判定された場合において、前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間αが経過しているときは、CPUは、実質的に、環境センサによる検出温度に基づいてモータの回転速度を制御する。【選択図】図4
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
画像形成装置において、用紙(シート)に画像を転写する際に画像の位置がずれる場合がある。その要因の1つとして、画像形成装置内の温度が上昇すると、用紙を搬送する搬送ローラが熱膨張を起こして用紙の搬送性能が変化することが挙げられる。特に、用紙に画像(トナー像)を転写する転写位置へ用紙を搬送するタイミングを調整する回転部材であるレジストローラ(レジストレーションローラ)が熱膨張すると、副走査方向の画像位置ずれの要因となる。さらに、両面印刷の場合、表面印刷では先端側であった端部が裏面印刷では後端側の端部となるので、表裏間の画像位置ずれが一層大きくなる。上記問題を解消するために、特許文献1の画像形成装置は、レジストローラあるいはレジストローラ近傍の温度を検出する温度センサを設け、温度センサの出力に基づいてレジストローラの回転速度を制御している。
しかしながら、特許文献1は、温度センサに異常が発生した場合の対処を考慮していない。従って、温度センサに異常が発生すると、温度センサの出力に基づき決定されるレジストローラの回転速度が適切とならず、副走査方向の画像位置ずれが発生するおそれがあるという問題がある。
本発明は、回転部材近傍の温度検出に異常が生じても、画像の位置ずれを抑制することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持されたトナー像をシートへ転写する転写位置へ前記シートを搬送する回転部材と、前記回転部材を回転駆動する駆動手段と、前記回転部材の近傍の温度を検出する第1検出手段と、環境温度を検出する第2検出手段と、前記第1検出手段による検出温度に基づいて前記第1検出手段の異常の有無を判定する判定手段と、投入された印刷ジョブの実行開始にあたって、前記判定手段により前記第1検出手段に異常が無いと判定された場合に、前記第1検出手段による検出温度に基づいて前記駆動手段の回転速度を制御し、前記判定手段により前記第1検出手段に異常が有ると判定された場合において前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間が経過しているときは、前記第2検出手段による検出温度に基づいて前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、回転部材近傍の温度検出に異常が生じても、画像の位置ずれを抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置100は、原稿から読み取った画像データもしくはPC(パ―ソナルコンピュータ)などから受信した画像データに基づいて、給紙部110から給送される用紙(シート)に画像を印刷して、成果物としての印刷物を生成する。画像形成装置100における印刷プロセスの方式は電子写真方式である。なお、印刷プロセスの方式は限定されず、例えばインクジェット記録方式であってもよい。
画像形成装置100は、画像形成部120を有する。画像形成部120は、例えば、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの4色の画像を形成するための4つのステーションを有する。各ステーションの構成要素は共通である。各ステーションは、感光ドラム121(121a、121b、121c、121d)を有する。各ステーションは、原稿から読み取ったデータもしくはPCなどから受信したデータに応じたレーザ光を、対応する感光ドラム121に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像してトナー像を生成する。
各ステーションにおける感光ドラム121に形成されたトナー像は、像担持体である中間転写体130に重ねて転写される。中間転写体130に担持されたカラーのトナー像は、給紙部110から給送された用紙に二次転写部135(転写位置)にて転写される。一方、給紙部110より下流の搬送路において、二次転写部135の上流に、回転部材としてのレジストローラ115が配置されている。レジストローラ115は、二次転写部135に用紙を搬送すると共に、二次転写部135に用紙が突入するタイミングを調整する。二次転写部135を通過することでトナー像を転写された用紙は、定着装置140に搬送される。定着装置140にてトナー像が用紙に定着される。片面印刷の場合は、第1面に画像が形成された用紙は、成果物として機外に排出される。
両面印刷の場合は、第1面に画像が形成された用紙は、定着装置140を通過した後、反転パス150にてスイッチバックして両面パス160へと搬送され、その後、第1面と同様に第2面に関する転写および定着の処理が実施される。その後、用紙は、成果物として機外に排出される。
レジストローラ115の近傍には、サーミスタ136(第1の検出手段)が配置されている。サーミスタ136は、レジストローラ115の近傍の温度を検出し、検出信号を後述するASIC302(図2)に供給する。レジストローラ115付近の温度が上昇するとレジストローラ115が熱膨張することから、後述するように、サーミスタ136による検出温度に基づきレジストローラ115の回転速度が制御される。サーミスタ136がレジストローラ115の近傍に配置されるのは、サーミスタ136による検出温度に応じて二次転写部135への用紙の搬送タイミングを適切に調整するためである。
また、画像形成装置100の外装付近に、画像形成装置100周りの環境温度を検出する環境センサ170(第2検出手段)が配置されている。環境センサ170の配置位置は例示した位置に限定されないが、レジストローラ115の温度変化の影響を受けにくく、環境温度を検出できる位置であればよい。環境センサ170は、自身の周囲の温度を検出し、検出信号を後述するASIC302に供給する。
図2は、画像形成装置100の制御機構のブロック図である。画像形成装置100に、メインコントローラとしてのDCON基板300を有する。DCON基板300には、CPU301、ASIC302、モータ駆動回路303が搭載されている。CPU301とASIC302とはシリアル通信を行う。モータ304は、レジストローラ115を回転駆動する駆動手段である。モータ駆動回路303はモータ304を動作させる。ASIC302は、モータ駆動回路303を制御する。ASIC302には、環境センサ170およびサーミスタ136からの各検出信号が入力される。また、CPU301と操作部305とが接続されている。操作部305は不図示の表示部を有する。操作部305は、情報を入力したり表示したりすることができる。さらに、CPU301はタイマを内蔵しており、印刷ジョブの実行終了からの経過時間などを計測し、記憶することができる。
図3は、レジストローラ115近傍の検出温度とモータ304の回転速度との関係を示す図である。以降、サーミスタ136による検出温度(検出値)を「サーミスタ値」、環境センサ170により検出温度(検出値)を「環境センサ値」と称する。レジストローラ115またはその近傍の実際の温度を「ローラ実温度」と称する。サーミスタ値は検出温度であるので、ローラ実温度と一致しない場合がある。例えば、サーミスタ136が故障していると両者は一致しない。
サーミスタ値とモータ304の回転速度との関係は、不図示のROM等の記憶部にサーミスタテーブルとして予め格納されている。図4〜図6で詳述するように、CPU301は、サーミスタ136に異常が無い場合の通常のモータ制御においては、サーミスタ値に基づいてモータ駆動回路303を制御することで、レジストローラ115の回転速度をサーミスタ値に応じた値に制御する。また、CPU301は、サーミスタ136に異常があると判定した場合は、一定の条件の下で、環境センサ値に基づいてモータ駆動回路303を制御することで、レジストローラ115の回転速度を環境センサ値に応じた値に制御する。
通常のモータ制御においては、CPU301は、サーミスタ値が所定量Δx(例えば、約3°C)上がるごとに、モータ304の回転速度を所定値(例えば、1pps(パルス/秒))下げるよう制御する。すなわち、CPU301は、サーミスタ値が所定量Δxだけ変化する毎に、モータ304の回転速度を段階的に変化させる。モータ304の回転速度を段階的に変化させる温度範囲は、0°C以上60°C未満である。CPU301は、モータ304の回転速度について、−20°C以上0°C未満の温度範囲では0°C時の回転速度を維持し、60°C以上80°C満の温度範囲では60°C時の回転速度を維持する。この理由は、0°C未満または60°C以上に温度範囲においては、レジストローラ115のローラ径が温度に強く追従しない範囲だからである。
また、−20°C未満と80°Cを超える温度範囲は通常ありえない範囲として、サーミスタ136系統の異常と定義する。サーミスタ値が、所定範囲(−20°C以上80°C未満)から外れた場合は、CPU301は、サーミスタ136に異常が有ると判定する。サーミスタ136に異常が有ると判定される主な要因としては、コネクタ抜けや束線の線噛み等が挙げられる。
図4および図5は、ジョブ処理のフローチャートである。この処理は、DCON基板300が備えるROM等の記憶部に格納されたプログラムを、DCON基板300が備えるRAMにCPU301が展開して実行することにより実現される。この処理は、画像形成装置100のメイン電源が入れられると開始される。
まず、ステップS401では、CPU301は、初期化を実行する。例えば、CPU301は、各種設定値やカウンタ値などを初期値に設定する。ステップS402では、判定手段としてのCPU301は、サーミスタ値が上記所定範囲外となったか否かによって、サーミスタ136に異常が有るか否かを判別する。そしてCPU301は、サーミスタ136に異常が無いと判別した場合は、処理をステップS403に進め、サーミスタ136に異常が有ると判別した場合は、処理をステップS406に進める。
ステップS403では、CPU301は、ジョブスタートを検知するまで待機する。すなわち、CPU301は、印刷ジョブが投入され且つ、その印刷ジョブの実行開始の指示があるまで待つ。そして、CPU301は、ジョブスタートを検知すると、ステップS404で、サーミスタ136に異常が無い場合の通常のモータ制御を実行する。すなわち、CPU301は、モータ304の速度をサーミスタ値に応じた速度に設定する。これにより、レジストローラ115の回転速度がサーミスタ値に応じた値に設定される。そしてCPU301は、印刷ジョブの処理を開始すると共に、モータ304の速度がサーミスタ値に応じた値となるようにモータ駆動回路303を制御する。
次に、ステップS405で、今回投入された印刷ジョブの処理が終了したか否かを判別し、今回投入された印刷ジョブの処理が終了していない場合は、処理をステップS404に戻す。なお、ステップS404、S405の繰り返し中においても、サーミスタ値の取得とそれに応じたモータ304の速度の設定を実施してもよい。また、ステップS404、S405の繰り返し中においても、サーミスタ136の異常有無の判定を実施してもよく、サーミスタ136に異常が発生したと判定したら、その旨を報知したり、あるいは処理をステップS401に戻したりしてもよい。今回投入された印刷ジョブの処理が終了すると、CPU301は、図4、図5に示す本ジョブ処理を終了する。
ステップS406では、CPU301は、サーミスタ136が異常である旨を報知するために、アラーム通知を操作部305に表示する。なお、サーミスタ136が異常である旨を報知する態様は例示したものに限らず、例えば音声によってもよい。ステップS407では、CPU301は、ステップS403と同様の処理を実行する。そして、CPU301は、ジョブスタートを検知すると、ステップS408で、前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間αが経過しているか否かを判別する。ここで、前回の印刷ジョブの実行終了からの経過時間については、各印刷ジョブの実行終了から計時が開始され、次の印刷ジョブの開始後にリセットされる。所定時間αは、前回の印刷ジョブの実行終了から、画像形成装置100の内外の温度がほぼ同じになるのに必要な時間である。例えば、所定時間αは、前回の印刷ジョブの実行終了から、ローラ実温度が環境温度と略等しくなるのに必要と想定される時間と同等以上の時間に設定され、不図示のROM等の記憶部に予め記憶されている。
ステップS408での判別の結果、前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間αが経過している場合は、ローラ実温度は環境温度と略等しくなっていると判断できるので、CPU301は、処理をステップS410に進める。ステップS410では、CPU301は、現在のサーミスタ値を環境センサ値に置き換える。従って、環境センサ値が新たなサーミスタ値とされる。一方、前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間αが経過していない場合は、CPU301は、前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間αが経過するのを待ってから、処理をステップS410に進める。つまり、CPU301は、(所定時間α−前回の印刷ジョブの実行終了からの経過時間)だけ待機してから、処理をステップS410に進める。これにより、いずれの場合であっても、ローラ実温度が環境温度と略等しくなってからステップS410の処理が実行される。
ステップS411では、置換後のサーミスタ値に基づいて、CPU301は、モータ304の速度を、置換後のサーミスタ値に応じた速度に設定する。置換後のサーミスタ値は、実質的には環境センサ値である。従って、レジストローラ115の回転速度が、実質的には環境センサ値に応じた値に設定される。そしてCPU301は、印刷ジョブの処理を開始すると共に、モータ304の速度が置換後のサーミスタ値に応じた値となるようにモータ駆動回路303を制御する。
次に、ステップS412で、CPU301は、所定枚数βおよび中断時間γを示す情報を取得すると共に、枚数カウンタBを0にリセットする。所定枚数βを示す情報および中断時間γを示す情報は、予め実験等によって判明しており、不図示のROM等の記憶部に記憶されている。
ここで、所定枚数βは、レジストローラ115を用紙が所定枚数βだけ通過することでローラ実温度が所定量Δx(図3)だけ上昇すると想定される枚数と同等以下の枚数である。所定枚数βは、今回投入された印刷ジョブが片面印刷であるか両面印刷であるかによって異なる。例えば、片面印刷ジョブの場合の所定枚数βがPだとすると、両面印刷ジョブの場合の所定枚数βはP×kとなり、片面印刷ジョブの場合より大きい値となる(kは1より大きい係数)。片面印刷ジョブの場合に比べて所定枚数βが両面印刷ジョブの場合に多いのは、両面印刷ジョブ時は、第1面の定着を経た用紙が両面パス160を経由して再びレジストローラ115に戻ってくる際に、定着熱を運んでくるからである。
また、中断時間γは、レジストローラ115を用紙が所定枚数βだけ通過した後に印刷ジョブを中断することで、ローラ実温度が所定量Δxだけ低下すると想定される時間と同等以上の時間である。言い換えると、中断時間γは、所定枚数βだけ通紙したことでローラ実温度が所定量Δxだけ上昇した後に、印刷ジョブの中断によりローラ実温度が元に戻るのに充分な時間である。
次に、ステップS413では、CPU301は、レジストローラ115を用紙が通過するのを待つ。なお、CPU301は、レジストローラ115を用紙が通過したかどうかを、レジストローラ115付近に設けられた不図示の用紙検知センサの出力から判別してもよい。そして、レジストローラ115を用紙が通過すると、CPU301は、ステップS414で、枚数カウンタBをインクリメントする。そしてCPU301は、ステップS415で、今回投入された印刷ジョブの処理が終了したか否かを判別する。そして、今回投入された印刷ジョブの処理が終了した場合は、CPU301は、図4、図5に示す本ジョブ処理を終了する。一方、今回投入された印刷ジョブの処理が終了していない場合は、CPU301は、ステップS416で、枚数カウンタBが所定枚数βを超えたか否か(B>β)を判別する。
そして、枚数カウンタBが所定枚数βを超えていない場合は、CPU301は、処理をステップS415に戻す。しかし、枚数カウンタBが所定枚数βを超えた場合は、ステップS417で、CPU301は、現在の印刷ジョブの処理を中断時間γだけ中断する。これにより、ローラ実温度が低下する。その後、CPU301は、ステップS418で枚数カウンタBを0にリセットし、ステップS419で、中断中の印刷ジョブの処理を再開する。これにより、ローラ実温度を適切に低下させてから印刷ジョブの処理を再開することができる。その後、CPU301は、処理をステップS415に戻す。従って、今回投入された印刷ジョブの処理が終了するまでの間、レジストローラ115を用紙が所定枚数β通過する毎に、上記印刷ジョブを中断および再開する処理が繰り返される。これにより、ローラ実温度が上昇し過ぎないようにすることができる。
図6は、印刷ジョブの中断と再開が繰り返された場合のローラ実温度の遷移を示す図である。横軸は経過時間を示し、縦軸はローラ実温度を示す。図6において、上限温度Tと下限温度Uとの差は、所定量Δxと同等以下の値に相当する。上限温度Tと下限温度Uの範囲は、置換後のサーミスタ値に応じてモータ駆動回路303を制御する場合にモータ304の速度が一定となる温度範囲である。置換後のサーミスタ値がこの温度範囲に属すれば、モータ304の速度が切り替わることなく一定となる。
図6において、時点t1で印刷ジョブの処理が開始され、その後、所定枚数β通紙される(所定枚数βの通紙による時間が経過する)ことで、時点t2ではローラ実温度が所定量Δxだけ上昇し、上限温度Tとなる。時点t2からジョブ処理が中断時間γだけ中断されることで、ローラ実温度は所定量Δxだけ低下し、時点t3で下限温度Uとなる。時点t3で、印刷ジョブが再開され、再び、所定枚数β通過されることで、時点t4ではローラ実温度が上限温度Tとなる。時点t4からジョブ処理が中断時間γだけ中断されることで、ローラ実温度は時点t5で下限温度Uとなる。このように、結果として、ローラ実温度が上限温度Tに到達した後、中断時間γだけジョブ処理が中断されることでローラ実温度が下限温度Uに戻る、という処理が、印刷ジョブの終了まで繰り返される。
本実施の形態によれば、投入された印刷ジョブの実行開始にあたって、CPU301は、サーミスタ136に異常が無いと判定された場合に、サーミスタ値に基づいてモータ304の回転速度を制御する。サーミスタ136に異常が有ると判定された場合において、前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間αが経過しているときは、CPU301は、実質的に、環境センサ値に基づいてモータ304の回転速度を制御する。これにより、レジストローラ115近傍の温度検出に異常が生じても、画像の位置ずれを抑制することができる。従って、サーミスタ136に異常が発生しても、レジストローラ115近傍の過剰な温度上昇を抑えることができるので、レジストローラ115の熱膨張に起因する副走査方向の画像位置ずれを起こさないようにすることができる。
また、サーミスタ136に異常が有ると判定された場合において、前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間αが経過していないときは、CPU301は、前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間αが経過するのを待つ。その後、CPU301は、環境センサ値に基づいてモータ304の回転速度を制御する。しかも、所定時間αは、前回の印刷ジョブの実行終了から、ローラ実温度が環境温度と略等しくなるのに必要と想定される時間と同等以上の時間である。従って、レジストローラ115近傍が環境温度に略等しくなった状態で印刷ジョブを開始するので、レジストローラ115を適切な回転速度に制御することができる。また、所定枚数βは、レジストローラ115を用紙が所定枚数β通過することでローラ実温度が所定量Δx(図3)だけ上昇すると想定される枚数と同等以下である。これにより、サーミスタ136の異常時に、ローラ実温度の上昇を、モータ速度が切り替わらない範囲に収めることができる。
また、中断時間γは、レジストローラ115を用紙が所定枚数βだけ通過した後に印刷ジョブを中断することで、ローラ実温度が所定量Δxだけ低下すると想定される時間と同等以上である。これにより、所定枚数β通過するごとにジョブ処理を中断することによって、ローラ実温度を適切な温度まで低下させることができる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
115 レジストローラ
130 中間転写体
136 サーミスタ
170 環境センサ
301 CPU
304 モータ
130 中間転写体
136 サーミスタ
170 環境センサ
301 CPU
304 モータ
Claims (10)
- トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持されたトナー像をシートへ転写する転写位置へ前記シートを搬送する回転部材と、
前記回転部材を回転駆動する駆動手段と、
前記回転部材の近傍の温度を検出する第1検出手段と、
環境温度を検出する第2検出手段と、
前記第1検出手段による検出温度に基づいて前記第1検出手段の異常の有無を判定する判定手段と、
投入された印刷ジョブの実行開始にあたって、前記判定手段により前記第1検出手段に異常が無いと判定された場合に、前記第1検出手段による検出温度に基づいて前記駆動手段の回転速度を制御し、前記判定手段により前記第1検出手段に異常が有ると判定された場合において前回の印刷ジョブの実行終了から所定時間が経過しているときは、前記第2検出手段による検出温度に基づいて前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記投入された印刷ジョブの実行開始にあたって、前記第1検出手段に異常が有ると判定された場合において前回の印刷ジョブの実行終了から前記所定時間が経過していないときは、前回の印刷ジョブの実行終了から前記所定時間が経過するのを待ってから、前記第2検出手段による検出温度に基づいて前記駆動手段の回転速度を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第2検出手段による検出温度に基づいて前記駆動手段の回転速度を制御する場合、前記投入された印刷ジョブの処理が終了するまでの間、前記回転部材を前記シートが所定枚数だけ通過する毎に前記投入された印刷ジョブを中断および再開する処理を繰り返すことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第1検出手段または前記第2検出手段による検出温度に基づいて前記駆動手段の回転速度を制御する際、前記検出温度が所定量だけ変化する毎に前記駆動手段の回転速度を変化させ、
前記所定枚数は、前記回転部材を前記シートが前記所定枚数だけ通過することで前記回転部材の近傍の温度が前記所定量だけ上昇すると想定される枚数と同等以下の枚数であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記印刷ジョブを中断および再開する前記処理における中断時間は、前記回転部材を前記シートが前記所定枚数だけ通過した後に前記印刷ジョブを中断することで、前記回転部材の近傍の温度が前記所定量だけ低下すると想定される時間と同等以上の時間であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記所定枚数は、前記投入された印刷ジョブが両面印刷ジョブである場合の方が、片面印刷ジョブである場合よりも多いことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記所定時間は、前回の印刷ジョブの実行終了から、前記回転部材の近傍の温度が環境温度と略等しくなるのに必要と想定される時間と同等以上の時間であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記判定手段は、前記第1検出手段による検出温度が所定範囲から外れた場合に、前記第1検出手段に異常が有ると判定することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記判定手段により前記第1検出手段に異常が有ると判定された場合に、その旨を報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記回転部材は、前記シートの前記転写位置への搬送タイミングを調整するレジストローラであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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