JP6107852B2 - 画像形成装置及び搬送速度制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置及び搬送速度制御方法に関する。
従来、感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙に転写し、転写されたトナー像を加熱定着することで、用紙上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。
電子写真方式の画像形成装置において、長尺用紙(例えば、ロール紙)を搬送する際、搬送路に設けられたローラー間で用紙たるみ(ループ)を設けると、用紙姿勢が自在となるため、紙シワや蛇行が発生する。従って、搬送下流側に設けられたローラーほど線速が速くなるように設定することで、用紙にテンションを付与して紙シワや蛇行の発生を抑制している。
上記の画像形成装置において、印刷処理を行う際、定着装置により用紙に高熱を与えて画像の定着を行うため、定着装置の加熱搬送ローラーに熱膨張又は収縮が発生し、加熱搬送ローラーの外径が変化する。例えば、印刷途中は加熱搬送ローラーの温度が徐々に上昇して熱膨張が発生するため、加熱搬送ローラーの外径が大きくなる。その結果、定着装置の搬送速度が、搬送方向上流に配置された転写部の搬送速度に対して徐々に速くなるという現象が発生する。
定着装置の搬送速度が転写部の搬送速度に対して速くなると、中間転写ベルトに対する用紙の搬送速度が変動し、中間転写ベルトが用紙に引っ張られて中間転写ベルトの速度が変動する。その結果、印刷される画像の搬送方向の倍率が変動したり、画像の転写位置の変化による色ずれが発生したりして、印刷品質が低下する。特に、色ずれは、印刷開始直後から時間が経過する毎に色ずれ量が大きくなる現象であるため、ユーザーが品質の悪化を視認可能となり、印刷物の商品価値を大きく損なうという問題がある。
定着装置の搬送速度が転写部の搬送速度に対して速くなると、中間転写ベルトに対する用紙の搬送速度が変動し、中間転写ベルトが用紙に引っ張られて中間転写ベルトの速度が変動する。その結果、印刷される画像の搬送方向の倍率が変動したり、画像の転写位置の変化による色ずれが発生したりして、印刷品質が低下する。特に、色ずれは、印刷開始直後から時間が経過する毎に色ずれ量が大きくなる現象であるため、ユーザーが品質の悪化を視認可能となり、印刷物の商品価値を大きく損なうという問題がある。
上記の問題は、加熱搬送ローラーの外径に応じた速度で加熱搬送ローラーを駆動することで、解決することができる。加熱搬送ローラーの外径は、加熱搬送ローラーの温度に依存するため、非接触型よりも測定精度がよい接触型の温度センサーを用いる必要がある。
接触型温度センサーを用いたものとして、加熱搬送ローラーの中央部に温度センサーを配置して用紙が存在する部分の温度を測定し、その温度情報と用紙有無情報及びサイズ情報とに基づいて加熱搬送ローラー端部の温度を推定して温度制御する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、定着ベルトの幅方向の中央部及び端部に温度センサーを配置して温度を測定し、温度分布の解析情報に基づいて加熱搬送ローラーの温度を予測し、予測温度に基づいて回転駆動速度を補正する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
接触型温度センサーを用いたものとして、加熱搬送ローラーの中央部に温度センサーを配置して用紙が存在する部分の温度を測定し、その温度情報と用紙有無情報及びサイズ情報とに基づいて加熱搬送ローラー端部の温度を推定して温度制御する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、定着ベルトの幅方向の中央部及び端部に温度センサーを配置して温度を測定し、温度分布の解析情報に基づいて加熱搬送ローラーの温度を予測し、予測温度に基づいて回転駆動速度を補正する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、接触型温度センサーは、加熱搬送ローラーに密着されてローラー表面を傷付けるため、特許文献1記載の技術のように用紙が搬送される幅内に配置すると、裏面画像に悪影響を及ぼす虞がある。
また、特許文献2記載の技術では、接触型温度センサーを、加熱搬送ローラーではなく定着ベルトに配置しているため、加熱搬送ローラーの実際に用紙が搬送される部分の温度を正確に測定することができず、安定した速度で用紙を搬送することができないという問題がある。
また、特許文献2記載の技術では、接触型温度センサーを、加熱搬送ローラーではなく定着ベルトに配置しているため、加熱搬送ローラーの実際に用紙が搬送される部分の温度を正確に測定することができず、安定した速度で用紙を搬送することができないという問題がある。
本発明は、安定した速度で用紙を搬送して画像への悪影響を低減することが可能な画像形成装置及び搬送速度制御方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
トナー像が一次転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに押圧されて従回転することで、前記トナー像を長尺の用紙に二次転写する転写ローラーと、前記転写ローラーにより二次転写されたトナー像を前記用紙に定着させる定着装置と、を備える画像形成装置において、
前記定着装置は、
前記用紙の下面側に配置される加熱搬送ローラーと、
前記加熱搬送ローラーと対向するように、前記用紙の上面側に配置される定着ローラーと、を備え、
前記加熱搬送ローラー及び前記定着ローラーを加熱して圧接することにより形成されたニップ部に前記用紙を通過させることで前記用紙を加熱及び加圧して、前記トナー像を前記用紙に定着させるとともに、前記用紙を搬送方向下流側に搬送し、
前記加熱搬送ローラーの用紙搬送幅の外側には、接触型の温度検出センサーが配置され、
前記温度検出センサーにより取得された温度情報及び前記用紙の用紙幅情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの前記用紙との接触部の温度を推定する温度推定部と、
前記温度推定部により推定された温度に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御する速度制御部と、
を備えることを特徴とする。
トナー像が一次転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに押圧されて従回転することで、前記トナー像を長尺の用紙に二次転写する転写ローラーと、前記転写ローラーにより二次転写されたトナー像を前記用紙に定着させる定着装置と、を備える画像形成装置において、
前記定着装置は、
前記用紙の下面側に配置される加熱搬送ローラーと、
前記加熱搬送ローラーと対向するように、前記用紙の上面側に配置される定着ローラーと、を備え、
前記加熱搬送ローラー及び前記定着ローラーを加熱して圧接することにより形成されたニップ部に前記用紙を通過させることで前記用紙を加熱及び加圧して、前記トナー像を前記用紙に定着させるとともに、前記用紙を搬送方向下流側に搬送し、
前記加熱搬送ローラーの用紙搬送幅の外側には、接触型の温度検出センサーが配置され、
前記温度検出センサーにより取得された温度情報及び前記用紙の用紙幅情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの前記用紙との接触部の温度を推定する温度推定部と、
前記温度推定部により推定された温度に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御する速度制御部と、
を備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、
前記速度制御部は、前記温度推定部により推定された温度に基づいて前記加熱搬送ローラーの外径を推定し、当該推定された外径に基づいて前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御することを特徴とする。
前記速度制御部は、前記温度推定部により推定された温度に基づいて前記加熱搬送ローラーの外径を推定し、当該推定された外径に基づいて前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記温度推定部は、前記加熱搬送ローラーの前記用紙端部との接触部の温度を推定することを特徴とする。
前記温度推定部は、前記加熱搬送ローラーの前記用紙端部との接触部の温度を推定することを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記加熱搬送ローラーは、用紙幅毎に前記接触部の外径が異なるクラウン形状に形成され、
前記速度制御部は、更に、前記接触部の軸方向の位置に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御することを特徴とする。
前記加熱搬送ローラーは、用紙幅毎に前記接触部の外径が異なるクラウン形状に形成され、
前記速度制御部は、更に、前記接触部の軸方向の位置に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記速度制御部は、更に、前記用紙の用紙厚情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御することを特徴とする。
前記速度制御部は、更に、前記用紙の用紙厚情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の画像形成装置において、
前記速度制御部は、用紙種及び坪量毎に用紙厚を対応付けた用紙厚テーブルを参照して、前記用紙厚情報を取得することを特徴とする。
前記速度制御部は、用紙種及び坪量毎に用紙厚を対応付けた用紙厚テーブルを参照して、前記用紙厚情報を取得することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記温度推定部は、
画像形成途中においては、画像形成開始時の前記温度情報及び現在の前記温度情報に基づいて、前記接触部の温度を推定し、
複数のジョブが連続して画像形成される場合であって、前ジョブと現ジョブの間の時間が所定時間以下の場合、前ジョブの画像形成開始時の温度情報及び現ジョブの画像形成開始時の温度情報に基づいて、現ジョブの画像形成開始時の前記接触部の温度を推定するとともに、現ジョブの画像形成途中においては、前記現ジョブの画像形成開始時の前記接触部の温度及び現在の前記温度情報に基づいて、現ジョブの画像形成途中の前記接触部の温度を推定することを特徴とする。
前記温度推定部は、
画像形成途中においては、画像形成開始時の前記温度情報及び現在の前記温度情報に基づいて、前記接触部の温度を推定し、
複数のジョブが連続して画像形成される場合であって、前ジョブと現ジョブの間の時間が所定時間以下の場合、前ジョブの画像形成開始時の温度情報及び現ジョブの画像形成開始時の温度情報に基づいて、現ジョブの画像形成開始時の前記接触部の温度を推定するとともに、現ジョブの画像形成途中においては、前記現ジョブの画像形成開始時の前記接触部の温度及び現在の前記温度情報に基づいて、現ジョブの画像形成途中の前記接触部の温度を推定することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記加熱搬送ローラーの回転速度は、前記中間転写ベルトの速度よりも速いことを特徴とする。
前記加熱搬送ローラーの回転速度は、前記中間転写ベルトの速度よりも速いことを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置を用いた搬送速度制御方法であって、
前記温度検出センサーにより取得された温度情報及び前記用紙の用紙幅情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの前記用紙との接触部の温度を推定するステップと、
前記推定された温度に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御するステップと、
を含み、
画像形成途中においては、画像形成開始時の前記温度情報及び現在の前記温度情報に基づいて、前記接触部の温度を推定することを特徴とする。
請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置を用いた搬送速度制御方法であって、
前記温度検出センサーにより取得された温度情報及び前記用紙の用紙幅情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの前記用紙との接触部の温度を推定するステップと、
前記推定された温度に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御するステップと、
を含み、
画像形成途中においては、画像形成開始時の前記温度情報及び現在の前記温度情報に基づいて、前記接触部の温度を推定することを特徴とする。
本発明によれば、安定した速度で用紙を搬送して画像への悪影響を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態に係る画像形成装置1は、図1に示すように、給紙装置1Aと、画像形成装置本体1Bと、巻取装置1Cと、を備えて構成される。
給紙装置1Aは、例えば、ロール紙や連続用紙等の長尺用紙(本実施形態ではロール紙R)を収容し、画像形成装置本体1Bからの指示に従って、長尺用紙を給紙する。本実施形態において、長尺用紙とは、二次転写ローラー46(図2参照)及び二次転写対向ローラー461(図2参照)間、並びに加熱搬送ローラーF1(図2参照)及び定着ローラーF2(図2参照)間に、同時にニップ可能な長さを少なくとも有する用紙のことである。給紙装置1Aから画像形成装置本体1Bへと給紙された長尺用紙は、所定の搬送路により画像形成部40(図2及び図3参照)に搬送される。
画像形成装置本体1Bは、給紙装置1Aから給紙された長尺用紙に画像を形成する。
巻取装置1Cは、画像形成装置本体1Bにより画像が形成され、送出された長尺用紙を巻き取る。
給紙装置1Aは、例えば、ロール紙や連続用紙等の長尺用紙(本実施形態ではロール紙R)を収容し、画像形成装置本体1Bからの指示に従って、長尺用紙を給紙する。本実施形態において、長尺用紙とは、二次転写ローラー46(図2参照)及び二次転写対向ローラー461(図2参照)間、並びに加熱搬送ローラーF1(図2参照)及び定着ローラーF2(図2参照)間に、同時にニップ可能な長さを少なくとも有する用紙のことである。給紙装置1Aから画像形成装置本体1Bへと給紙された長尺用紙は、所定の搬送路により画像形成部40(図2及び図3参照)に搬送される。
画像形成装置本体1Bは、給紙装置1Aから給紙された長尺用紙に画像を形成する。
巻取装置1Cは、画像形成装置本体1Bにより画像が形成され、送出された長尺用紙を巻き取る。
画像形成装置本体1Bは、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置であり、図2及び図3に示すように、自動原稿搬送部20、スキャナー部30、画像形成部40、給紙部50、記憶部60、操作表示部70、制御部100等を備えて構成される。
自動原稿搬送部20は、原稿Dを載置する載置トレイや原稿Dを搬送する機構及び搬送ローラー等を備えて構成され、原稿Dを所定の搬送路に搬送する。
スキャナー部30は、光源や反射鏡等の光学系を備えて構成され、所定の搬送路を搬送された原稿D又はプラテンガラスに載置された原稿Dに光源を照射し、反射光を受光する。また、スキャナー部30は、受光した反射光を電気信号に変換して制御部100に出力する。
スキャナー部30は、光源や反射鏡等の光学系を備えて構成され、所定の搬送路を搬送された原稿D又はプラテンガラスに載置された原稿Dに光源を照射し、反射光を受光する。また、スキャナー部30は、受光した反射光を電気信号に変換して制御部100に出力する。
画像形成部40は、イエロー作像部Y、マゼンタ作像部M、シアン作像部C、ブラック作像部K、中間転写ベルトT、定着装置F等を備えて構成される。
各作像部YMCKは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を感光体ドラム41に形成し、感光体ドラム41に形成されたYMCK各色のトナー像を中間転写ベルトTに一次転写する。
なお、各作像部YMCKの構成及び動作は何れも同様であるため、以下、イエロー作像部Yを例に挙げて、画像形成部40が行う一連の画像形成動作について説明する。
各作像部YMCKは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を感光体ドラム41に形成し、感光体ドラム41に形成されたYMCK各色のトナー像を中間転写ベルトTに一次転写する。
なお、各作像部YMCKの構成及び動作は何れも同様であるため、以下、イエロー作像部Yを例に挙げて、画像形成部40が行う一連の画像形成動作について説明する。
感光体ドラム41は、表面がフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散させた有機半導体層及び電荷輸送層により構成される感光体層により構成される。
帯電装置42は、感光体ドラム41を一様に帯電する。
露光装置43は、制御部100からの画像データDyに基づいて感光体ドラム41の非画像領域を露光して露光した部分の電荷を除去し、感光体ドラム41の画像領域に静電潜像を形成する。
現像装置44は、感光体ドラム41に形成された静電潜像上に現像剤であるトナーを供給し、感光体ドラム41にイエローのトナー像を形成する。
帯電装置42は、感光体ドラム41を一様に帯電する。
露光装置43は、制御部100からの画像データDyに基づいて感光体ドラム41の非画像領域を露光して露光した部分の電荷を除去し、感光体ドラム41の画像領域に静電潜像を形成する。
現像装置44は、感光体ドラム41に形成された静電潜像上に現像剤であるトナーを供給し、感光体ドラム41にイエローのトナー像を形成する。
一次転写ローラー45は、感光体ドラム41に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルトTに一次転写する。
なお、他の作像部MCKも同様に、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写ベルトTに一次転写する。これにより、中間転写ベルトT上にYMCK各色のカラーのトナー像が形成される。
なお、他の作像部MCKも同様に、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写ベルトTに一次転写する。これにより、中間転写ベルトT上にYMCK各色のカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルトTは、複数のローラーに懸架され回転可能に支持された半導電性エンドレスベルトであり、ローラーの回転に伴って回転駆動される。
この中間転写ベルトTは、一次転写ローラー45により、対向するそれぞれの感光体ドラム41に圧着される。一次転写ローラー45のそれぞれには印加された電圧に応じた転写電流が流れる。これにより各感光体ドラム41の表面に現像された各トナー像は、それぞれ各一次転写ローラー45により順次中間転写ベルトTに一次転写される。
この中間転写ベルトTは、一次転写ローラー45により、対向するそれぞれの感光体ドラム41に圧着される。一次転写ローラー45のそれぞれには印加された電圧に応じた転写電流が流れる。これにより各感光体ドラム41の表面に現像された各トナー像は、それぞれ各一次転写ローラー45により順次中間転写ベルトTに一次転写される。
二次転写ローラー(転写ローラー)46は、中間転写ベルトTに押圧されて従回転することで、当該中間転写ベルトTに転写されて形成されたYMCK各色のトナー像を給紙部50の給紙トレイ51〜53から搬送されてきた用紙P又は給紙装置1Aから給紙されたロール紙(用紙)Rに二次転写する。二次転写ローラー46は、中間転写ベルトTを介して二次転写対向ローラー461に当接して配置され、二次転写ローラー46と二次転写対向ローラー461との間で形成される転写ニップを用紙(用紙P又はロール紙R)が通過することにより、中間転写ベルトT上のトナー像が、用紙に二次転写される。
なお、二次転写ローラー46は、図4(A)及び図4(B)に示すように、二次転写対向ローラー461に対して圧着又は離間可能な構成となっており、アイドリング状態では離間している。
なお、二次転写ローラー46は、図4(A)及び図4(B)に示すように、二次転写対向ローラー461に対して圧着又は離間可能な構成となっており、アイドリング状態では離間している。
定着装置Fは、用紙の下面側に配置される加熱搬送ローラーF1と、上面側に配置される定着ローラーF2及び加熱ローラーF3と、定着ベルトF4と、を備えて構成されている。定着装置Fは、加熱搬送ローラーF1及び定着ローラーF2を加熱して圧接することにより形成されたニップ部に用紙を通過させることで用紙を加熱及び加圧して、転写されたトナー像を用紙に定着させるとともに、当該用紙を搬送方向下流側に搬送する。
加熱搬送ローラーF1は、ゴムにより円筒状に形成され、加熱ローラーF3と同様、内部に高出力ヒーターを備えている。加熱搬送ローラーF1は、用紙の搬送方向に対して順方向に回転し、搬送されてきた用紙の非定着面を加熱及び加圧する。なお、加熱搬送ローラーF1は、図4(A)及び図4(B)に示すように、定着ローラーF2に対して圧着又は離間可能な構成となっており、アイドリング状態では離間している。
定着ローラーF2は、加熱搬送ローラーF1よりも硬度が低い、スポンジ状の発泡ゴムにより円筒状に形成され、用紙の搬送方向に対して順方向に回転し、搬送されてきた用紙の定着面を、定着ベルトF4を介して加熱及び加圧する。
加熱ローラーF3は、内部に高出力ヒーターを備えており、用紙の搬送方向に対して順方向に回転し、定着ベルトF4を介して定着ローラーF2を加熱する。
定着ベルトF4は、用紙幅よりも幅広に形成され、定着ローラーF2及び加熱ローラーF3によって張架されている。定着ベルトF4は、加熱搬送ローラーF1により搬送される用紙に従動して回転する。従って、用紙の搬送速度は、加熱搬送ローラーF1の外径により決定される。
定着ローラーF2は、加熱搬送ローラーF1よりも硬度が低い、スポンジ状の発泡ゴムにより円筒状に形成され、用紙の搬送方向に対して順方向に回転し、搬送されてきた用紙の定着面を、定着ベルトF4を介して加熱及び加圧する。
加熱ローラーF3は、内部に高出力ヒーターを備えており、用紙の搬送方向に対して順方向に回転し、定着ベルトF4を介して定着ローラーF2を加熱する。
定着ベルトF4は、用紙幅よりも幅広に形成され、定着ローラーF2及び加熱ローラーF3によって張架されている。定着ベルトF4は、加熱搬送ローラーF1により搬送される用紙に従動して回転する。従って、用紙の搬送速度は、加熱搬送ローラーF1の外径により決定される。
また、加熱搬送ローラーF1の軸方向端部、即ち、用紙搬送幅の外側には、接触型の温度センサーF11が設けられている(図5参照)。温度センサーF11は、加熱搬送ローラーF1が定着ローラーF2(定着ベルトF4)に圧着された状態において、定着ベルトF4よりも軸方向外側に配置されている。
本実施形態では、用紙の中心が加熱搬送ローラーF1の中心を通る構成であるため、温度センサーF11と用紙の温度センサーF11側端部との間の距離は用紙幅により異なる。例えば、図5に示すように、用紙幅h1の広い用紙P1の場合、温度センサーF11との距離g1は短くなり、用紙幅h2の狭い用紙P2の場合、温度センサーF11との距離g2は長くなる。
本実施形態では、用紙の中心が加熱搬送ローラーF1の中心を通る構成であるため、温度センサーF11と用紙の温度センサーF11側端部との間の距離は用紙幅により異なる。例えば、図5に示すように、用紙幅h1の広い用紙P1の場合、温度センサーF11との距離g1は短くなり、用紙幅h2の狭い用紙P2の場合、温度センサーF11との距離g2は長くなる。
また、加熱搬送ローラーF1に内蔵されたヒーターは、中央部、中央部の外側及び端部の3カ所を各々独立して加熱できる構造となっており、用紙幅に合わせて加熱範囲が制御されている。加熱搬送ローラーF1は、所定の温度を保つように、ヒーターにより温度制御されている。
本実施形態では、搬送される用紙の用紙幅毎に、印刷(画像形成)中の用紙と加熱搬送ローラーF1との接触部の温度を測定し、温度センサーF11から得られる温度情報と接触部の温度との関係を解析して、温度センサーF11から得られる温度情報を接触部の温度に補正するための補正係数を決定する。
ここで、加熱搬送ローラーF1は、図6(A)及び図6(B)に示すように、用紙幅を問わず、用紙と接触する部分のうち用紙端部近辺(図中E1、E2)の温度が最も高くなる(温度分布U1、U2参照)ため、その部分の外径が最も大きくなって用紙の搬送速度を決定する。また、用紙幅は、用途に合わせて自在に変更可能であり、用紙幅の外側に配置された温度センサーF11が検知する温度は、用紙幅により変化する。従って、例えば、搬送される用紙の用紙幅毎に、印刷中の用紙端部と加熱搬送ローラーF1との接触部の温度を測定し、温度センサーF11から得られる温度情報と接触部の温度との関係を解析して、温度センサーF11から得られる温度情報を接触部の温度に補正するための補正係数を決定するようにしてもよい。
そして、この用紙幅毎に設定される補正係数を用いることで、加熱搬送ローラーF1の熱膨張計算に使用する接触部の温度を推定する。
本実施形態では、搬送される用紙の用紙幅毎に、印刷(画像形成)中の用紙と加熱搬送ローラーF1との接触部の温度を測定し、温度センサーF11から得られる温度情報と接触部の温度との関係を解析して、温度センサーF11から得られる温度情報を接触部の温度に補正するための補正係数を決定する。
ここで、加熱搬送ローラーF1は、図6(A)及び図6(B)に示すように、用紙幅を問わず、用紙と接触する部分のうち用紙端部近辺(図中E1、E2)の温度が最も高くなる(温度分布U1、U2参照)ため、その部分の外径が最も大きくなって用紙の搬送速度を決定する。また、用紙幅は、用途に合わせて自在に変更可能であり、用紙幅の外側に配置された温度センサーF11が検知する温度は、用紙幅により変化する。従って、例えば、搬送される用紙の用紙幅毎に、印刷中の用紙端部と加熱搬送ローラーF1との接触部の温度を測定し、温度センサーF11から得られる温度情報と接触部の温度との関係を解析して、温度センサーF11から得られる温度情報を接触部の温度に補正するための補正係数を決定するようにしてもよい。
そして、この用紙幅毎に設定される補正係数を用いることで、加熱搬送ローラーF1の熱膨張計算に使用する接触部の温度を推定する。
即ち、画像形成部40は、YMCK各色のトナー像が二次転写された用紙を定着装置Fにより加熱及び加圧し、その後所定の搬送路(排紙ローラー80等)に通して機外に排出する。
以上が画像形成部40による一連の画像形成動作である。
以上が画像形成部40による一連の画像形成動作である。
ここで、用紙を搬送する各搬送ローラーの速度は、「排紙ローラー80>加熱搬送ローラーF1>中間転写ベルトT>図示しない上流搬送ローラー」となるように設定されている。これにより、ロール紙R搬送時は常にロール紙Rにテンションが加わるようになっている。なお、印刷時は、図示しない上流搬送ローラーは駆動せず、ロール紙Rに従動して回転するようになっている。
クリーニング装置47は、一次転写後の感光体ドラム41表面に残留する残留トナーや紙紛等の残留物を除去する。また、クリーニング装置48は、二次転写後の中間転写ベルトTに残留する残留物を除去する。
クリーニング装置47及びクリーニング装置48は、何れも感光体ドラム41又は中間転写ベルトTに残留する残留物を除去する点で同一であり、同様の構成及び動作を行う。
クリーニング装置47及びクリーニング装置48は、何れも感光体ドラム41又は中間転写ベルトTに残留する残留物を除去する点で同一であり、同様の構成及び動作を行う。
給紙部50は、複数の給紙トレイ51〜53を備えて構成され、各給紙トレイ51〜53に種類の異なる複数の用紙Pを収容する。給紙部50は、所定の搬送路により収容される用紙Pを画像形成部40に給紙する。
記憶部60は、例えば、HDD(Hard disk drive)、半導体メモリなどにより構成され、プログラムデータや各種設定データ等のデータを制御部100から読み書き可能に記憶する。また、記憶部60は、用紙種及び坪量毎に用紙厚を対応付けた用紙厚テーブルを記憶する(図7参照)。
操作表示部70は、例えば、タッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD)で構成され、表示部71及び操作部72として機能する。
表示部71は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、各機能の動作状況等の表示を行う。また、ユーザーによるタッチ操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
操作部72は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。ユーザーは、操作表示部70を操作して、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定及び用紙設定等の画像形成に関する設定、用紙搬送指示、並びに装置の停止操作などを行うことができる。
表示部71は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、各機能の動作状況等の表示を行う。また、ユーザーによるタッチ操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
操作部72は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。ユーザーは、操作表示部70を操作して、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定及び用紙設定等の画像形成に関する設定、用紙搬送指示、並びに装置の停止操作などを行うことができる。
制御部100は、CPU、RAM、ROM等を備えて構成され、CPUはROMに記憶されている各種プログラムをRAMに展開し、展開された各種プログラムと協働して、自動原稿搬送部20、スキャナー部30、画像形成部40、給紙部50、記憶部60、操作表示部70等の画像形成装置本体1Bの各部、給紙装置1A及び巻取装置1Cの動作を統括的に制御する(図3参照)。例えば、制御部100は、スキャナー部30からの電気信号を入力して各種画像処理を行い、画像処理により生成されたYMCK各色の画像データDy、Dm、Dc、Dkを画像形成部40に出力する。また、制御部100は、画像形成部40の動作を制御して用紙に画像を形成する。
次に、本実施形態に係る画像形成装置1の動作について、図8のフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、給紙装置1Aから給紙されたロール紙Rに画像を形成する場合を例示して説明する。
まず、制御部100は、二次転写ローラー46及び加熱搬送ローラーF1を離間させた状態(図4(A)参照)で、ロール紙Rを微速搬送させる(ステップS101)。具体的には、制御部100は、印刷を開始するにあたり、定着ベルトF4及び加熱搬送ローラーF1を所定の温度まで昇温させる際、二次転写ローラー46及び加熱搬送ローラーF1を離間させた状態で、排紙ローラー80及び二次転写ローラー46よりも上流に配置された図示しない搬送ローラー等により、ロール紙Rを搬送路の下側に配置されたローラーに沿って微速搬送させる。これにより、定着ベルトF4や加熱搬送ローラーF1の熱がロール紙Rの一部分に加わり続けることがなくなるため、用紙焦げの発生を抑制することができる。
次に、制御部100は、定着ベルトF4の温度が第1温度に到達したか否かを判定する(ステップS102)。ここで、第1温度とは、印刷開始に必要な温度のことである。
第1温度に到達したと判定した場合(ステップS102:YES)は、次のステップS103へと移行する。
一方、第1温度に到達していないと判定した場合(ステップS102:NO)は、ステップS101へと移行して、第1温度に到達するまでロール紙Rの微速搬送を継続させる。
第1温度に到達したと判定した場合(ステップS102:YES)は、次のステップS103へと移行する。
一方、第1温度に到達していないと判定した場合(ステップS102:NO)は、ステップS101へと移行して、第1温度に到達するまでロール紙Rの微速搬送を継続させる。
次に、制御部100は、二次転写ローラー46及び加熱搬送ローラーF1をそれぞれ対向する二次転写対向ローラー461及び定着ローラーF2に圧着させ(図4(B)参照)、ロール紙Rを印刷速度で搬送させる(ステップS103)。
次に、制御部100は、温度センサーF11の値を取得する(ステップS104)。以降、温度センサーF11の値は、所定の間隔で定期的に取得される。なお、所定の間隔には特に制限はなく、例えば、10秒間隔で取得するようにしてもよいし、1秒間隔で取得するようにしてもよい。ステップS104で取得された温度センサーF11の値は、記憶部60に記憶される。
次に、制御部100は、画像が形成された用紙に画像を定着させる際の加熱搬送ローラーF1の回転速度である定着速度を決定する(ステップS105)。印刷開始時は、加熱搬送ローラーF1を離間してロール紙Rを微速搬送していたため、二次転写ローラー46及び加熱搬送ローラーF1を圧着して間もないステップS105の段階では、加熱搬送ローラーF1の軸方向温度はほぼ均一な状態である。従って、制御部100は、ステップS104で取得された温度センサーF11の値(温度情報)に基づいて、定着速度を決定する。
印刷開始時の定着速度V1は、定着速度の初期値である基準速度をV0、加熱搬送ローラーF1のローラー径(仕様値)をDn、印刷開始時のローラー径をDs、用紙厚をQとした場合、数式(1)で算出することができる。なお、制御部100は、記憶部60に記憶された用紙厚テーブルを参照して、用紙厚Q(用紙厚情報)を取得する。
数式(1):V1=V0×(Dn/(Ds+Q))
ここで、印刷開始時のローラー径Dsは、ステップS104で取得された温度センサーF11の値である現在の温度(印刷開始時温度)をT1、ローラー径測定時の温度(常温)をT0、ローラー径の熱膨張係数をLとした場合、数式(2)で算出することができる。
数式(2):Ds=Dn+(T1−T0)×L
数式(1):V1=V0×(Dn/(Ds+Q))
ここで、印刷開始時のローラー径Dsは、ステップS104で取得された温度センサーF11の値である現在の温度(印刷開始時温度)をT1、ローラー径測定時の温度(常温)をT0、ローラー径の熱膨張係数をLとした場合、数式(2)で算出することができる。
数式(2):Ds=Dn+(T1−T0)×L
本実施形態では、基準速度V0が315.8mm/s(中間転写ベルトTの速度は315mm/s)、ローラー径(仕様値)Dnがφ60mm、ローラー径測定時温度(常温)T0が24℃、熱膨張係数Lが0.0049mm/℃、の条件で補正を行うものとする。
この場合、印刷開始時の定着速度V1=315.8×(φ60/(φ60+(T1−24)×0.0049+Q))[mm/s]となる。
この場合、印刷開始時の定着速度V1=315.8×(φ60/(φ60+(T1−24)×0.0049+Q))[mm/s]となる。
次に、制御部100は、ジョブの印刷を開始する(ステップS106)。
次に、制御部100は、取得された温度センサーF11の値が、その直前に取得された温度センサーF11の値から変化しているか否かを判定する(ステップS107)。
温度センサーF11の値が変化していると判定した場合(ステップS107:YES)は、次のステップS108へと移行する。
一方、温度センサーF11の値が変化していないと判定した場合(ステップS107:NO)は、ステップS109へと移行する。
次に、制御部100は、取得された温度センサーF11の値が、その直前に取得された温度センサーF11の値から変化しているか否かを判定する(ステップS107)。
温度センサーF11の値が変化していると判定した場合(ステップS107:YES)は、次のステップS108へと移行する。
一方、温度センサーF11の値が変化していないと判定した場合(ステップS107:NO)は、ステップS109へと移行する。
次に、制御部100は、定着速度を補正する(ステップS108)。印刷途中は、加熱搬送ローラーF1を定着ローラーF2に圧着してロール紙Rを搬送するため、加熱搬送ローラーF1のロール紙Rとの接触部の熱は用紙に奪われて温度が低下する。一方、加熱搬送ローラーF1のロール紙Rと接触しない部分(端部)は、対向する定着ベルトF4からの加熱により温度が上昇する(図6等参照)。即ち、温度センサーF11が配置された加熱搬送ローラーF1端部の温度は、軸方向温度がほぼ均一な印刷開始時とは異なる。従って、制御部100は、最新の温度センサーF11の値と、ステップS104で取得された温度センサーF11の値(印刷開始時温度T1)との差分に基づいて、定着速度を補正する。
印刷途中の定着速度V2は、印刷途中のローラー径をDpとした場合、数式(3)で算出することができる。
数式(3):V2=V0×(Dn/(Dp+Q))
ここで、印刷途中のローラー径Dpは、最新の温度センサーF11の値である現在の温度(印刷途中現在温度)をT2、補正係数をWとした場合、数式(4)で算出することができる。
数式(4):Dp=Ds+(T2−T1)×W×L
数式(3):V2=V0×(Dn/(Dp+Q))
ここで、印刷途中のローラー径Dpは、最新の温度センサーF11の値である現在の温度(印刷途中現在温度)をT2、補正係数をWとした場合、数式(4)で算出することができる。
数式(4):Dp=Ds+(T2−T1)×W×L
即ち、制御部100は、温度検出センサーF11により取得された温度情報及び用紙の用紙幅(用紙幅情報)に基づいて、加熱搬送ローラーF1の用紙との接触部の温度を推定する温度推定部として機能する。また、制御部100は、温度推定部として、印刷途中においては、印刷開始時の温度情報(印刷開始時温度T1)から印刷開始時の接触部の温度(T1×W)を推定し、現在の温度情報(印刷途中現在温度T2)から現在の接触部の温度(T2×W)を推定している。
そして、制御部100は、温度推定部により推定された温度(T1×W、T2×W)に基づいて、加熱搬送ローラーF1の回転速度(定着速度)を制御する速度制御部として機能する。また、制御部100は、速度制御部として、更に、用紙の用紙厚情報に基づいて、加熱搬送ローラーF1の回転速度を制御する。より詳細には、制御部100は、温度推定部により推定された温度に基づいて、まず、印刷途中のローラー径Dpを算出し(数式(4)参照)、当該算出された印刷途中のローラー径Dpに基づいて、印刷途中の定着速度V2を算出する(数式(3)参照)。
そして、制御部100は、温度推定部により推定された温度(T1×W、T2×W)に基づいて、加熱搬送ローラーF1の回転速度(定着速度)を制御する速度制御部として機能する。また、制御部100は、速度制御部として、更に、用紙の用紙厚情報に基づいて、加熱搬送ローラーF1の回転速度を制御する。より詳細には、制御部100は、温度推定部により推定された温度に基づいて、まず、印刷途中のローラー径Dpを算出し(数式(4)参照)、当該算出された印刷途中のローラー径Dpに基づいて、印刷途中の定着速度V2を算出する(数式(3)参照)。
本実施形態では、ロール紙Rの用紙幅が330mm、用紙幅330mm時の補正係数Wが1/3、の条件で補正を行うものとする。
この場合、印刷途中の定着速度V2=315.8×(φ60/(φ60+((T1−24)+(T2−T1)/3)×0.0049+Q))[mm/s]となる。
この場合、印刷途中の定着速度V2=315.8×(φ60/(φ60+((T1−24)+(T2−T1)/3)×0.0049+Q))[mm/s]となる。
次に、制御部100は、ジョブの印刷が終了したか否かを判定する(ステップS109)。
ジョブの印刷が終了したと判定した場合(ステップS109:YES)は、次のステップS110へと移行する。
一方、ジョブの印刷が終了していないと判定した場合(ステップS109:NO)は、ステップS107へと移行して、温度センサーF11の値が変化しているか否かを判定する。
ジョブの印刷が終了したと判定した場合(ステップS109:YES)は、次のステップS110へと移行する。
一方、ジョブの印刷が終了していないと判定した場合(ステップS109:NO)は、ステップS107へと移行して、温度センサーF11の値が変化しているか否かを判定する。
次に、制御部100は、二次転写ローラー46及び加熱搬送ローラーF1を離間させた状態(図4(A)参照)で、ロール紙Rを微速搬送させる(ステップS110)。これにより、加熱搬送ローラーF1端部は、対向する定着ベルトF4から加熱されなくなるため、温度が低下していく。
次に、制御部100は、定着ベルトF4の温度が第2温度に到達したか否かを判定する(ステップS111)。ここで、第2温度とは、ロール紙Rの搬送を停止しても用紙焦げが発生しない程度の温度のことである。
第2温度に到達したと判定した場合(ステップS111:YES)は、処理を終了する。
一方、第1温度に到達していないと判定した場合(ステップS111:NO)は、ステップS110へと移行して、第2温度に到達するまでロール紙Rの微速搬送を継続させる。
第2温度に到達したと判定した場合(ステップS111:YES)は、処理を終了する。
一方、第1温度に到達していないと判定した場合(ステップS111:NO)は、ステップS110へと移行して、第2温度に到達するまでロール紙Rの微速搬送を継続させる。
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、定着装置Fは、用紙の下面側に配置される加熱搬送ローラーF1と、加熱搬送ローラーF1と対向するように、用紙の上面側に配置される定着ローラーF2と、を備える。加熱搬送ローラーF1の用紙搬送幅の外側には、接触型の温度検出センサーF11が配置される。温度検出センサーF11により取得された温度情報及び用紙の用紙幅情報に基づいて、加熱搬送ローラーF1の用紙との接触部の温度を推定する温度推定部(制御部100)と、温度推定部により推定された温度に基づいて、加熱搬送ローラーF1の回転速度を制御する速度制御部(制御部100)と、を備える。
従って、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、加熱搬送ローラーF1の用紙との接触部の温度をより正確に推定することができるので、安定した速度で用紙を搬送することができ、色ずれ等の画像への悪影響を低減することができる。また、用紙と接触しない位置に温度検出センサーF11が配置されるので、用紙の裏面画像を傷付けることなく定着速度を制御することができる。
従って、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、加熱搬送ローラーF1の用紙との接触部の温度をより正確に推定することができるので、安定した速度で用紙を搬送することができ、色ずれ等の画像への悪影響を低減することができる。また、用紙と接触しない位置に温度検出センサーF11が配置されるので、用紙の裏面画像を傷付けることなく定着速度を制御することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、速度制御部は、温度推定部により推定された温度に基づいて加熱搬送ローラーの外径を推定し、当該推定された外径に基づいて加熱搬送ローラーF1の回転速度を制御するので、加熱搬送ローラーF1の熱膨張に合わせて定着速度を適切に制御することができ、画像への悪影響をより確実に低減することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置1において、温度推定部により、加熱搬送ローラーF1の用紙端部との接触部の温度を推定させることで、用紙と接触する部分のうち温度が最も高くなる用紙端部近辺(図中E1、E2)の温度を利用して定着速度を制御することができ、用紙の搬送速度をより精度よく制御することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、速度制御部は、更に、用紙の用紙厚情報に基づいて、加熱搬送ローラーF1の回転速度を制御するので、用紙厚分の増速にも対応して用紙の搬送速度を更に安定させることができ、画像への悪影響を更に低減することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、速度制御部は、用紙種及び坪量毎に用紙厚を対応付けた用紙厚テーブルを参照して、用紙厚情報を取得するので、環境誤差や製造誤差を低減することができ、搬送速度制御の精度を向上させることができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、加熱搬送ローラーF1の回転速度は、中間転写ベルトTの速度よりも速いので、中間転写ベルトTの速度が速くなることにより発生する倍率変動や色ずれの発生に対応することができ、印刷物の商品価値を十分に確保することができる。
以上に示したとおり、本発明は、印刷処理を行う際、加熱により加熱搬送ローラーF1の外径が膨張して定着速度が速くなるという課題に対し、加熱搬送ローラーF1の温度情報から推定した印刷開始時の接触部の温度(T1×W)及び現在の接触部の温度(T2×W)に基づいて、印刷途中のローラー径Dpを算出した上で(数式(4)参照)、印刷途中の定着速度V2を制御している(数式(3)参照)。
これにより、加熱搬送ローラーF1の熱膨張に合わせて定着速度V2を適切に制御することができるので、定着速度が速くなるという課題を解決することができる。
これにより、加熱搬送ローラーF1の熱膨張に合わせて定着速度V2を適切に制御することができるので、定着速度が速くなるという課題を解決することができる。
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(変形例1)
変形例1に係る画像形成装置1では、例えば、図9及び図10に示すように、実施形態の画像形成装置1と比べ、加熱搬送ローラーF101及び定着ローラーF201の形状が異なっている。なお、説明の簡略化のため、実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
変形例1に係る画像形成装置1では、例えば、図9及び図10に示すように、実施形態の画像形成装置1と比べ、加熱搬送ローラーF101及び定着ローラーF201の形状が異なっている。なお、説明の簡略化のため、実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
定着ローラーF201は、図9に示すように、軸方向における両端部の外径が中央部の外径よりも大きいクラウン形状に形成され、定着ベルトF4のよたりを防止している。
加熱搬送ローラーF101は、定着ローラーF201と対をなす逆クラウン形状に形成されている。従って、加熱搬送ローラーF101は、図10に示すように、搬送される用紙の用紙幅が狭いほど用紙との接触部の外径が小さくなる。例えば、図10に示すように、用紙幅h3の最も広い用紙P3の場合、外径Z3は最も大きいφ60mmとなり、用紙幅h4が次に広い用紙P4の場合、外径Z4は次に大きいφ59.98mmとなり、用紙幅h5の最も狭い用紙P5の場合、外径Z5は最も小さいφ59.96mmとなる。
また、変形例1では、用紙の中心が加熱搬送ローラーF101の中心を通る構成であるため、温度センサーF11と用紙の温度センサーF11側端部との間の距離は用紙幅により異なる。例えば、図10に示すように、用紙幅h3の最も広い用紙P3の場合、温度センサーF11との距離g3は最も短くなり、用紙幅h4が次に広い用紙P4の場合、温度センサーF11との距離g4は次に短くなり、用紙幅h5の最も狭い用紙P5の場合、温度センサーF11との距離g5は最も長くなる。
加熱搬送ローラーF101は、定着ローラーF201と対をなす逆クラウン形状に形成されている。従って、加熱搬送ローラーF101は、図10に示すように、搬送される用紙の用紙幅が狭いほど用紙との接触部の外径が小さくなる。例えば、図10に示すように、用紙幅h3の最も広い用紙P3の場合、外径Z3は最も大きいφ60mmとなり、用紙幅h4が次に広い用紙P4の場合、外径Z4は次に大きいφ59.98mmとなり、用紙幅h5の最も狭い用紙P5の場合、外径Z5は最も小さいφ59.96mmとなる。
また、変形例1では、用紙の中心が加熱搬送ローラーF101の中心を通る構成であるため、温度センサーF11と用紙の温度センサーF11側端部との間の距離は用紙幅により異なる。例えば、図10に示すように、用紙幅h3の最も広い用紙P3の場合、温度センサーF11との距離g3は最も短くなり、用紙幅h4が次に広い用紙P4の場合、温度センサーF11との距離g4は次に短くなり、用紙幅h5の最も狭い用紙P5の場合、温度センサーF11との距離g5は最も長くなる。
加熱搬送ローラーF101は、用紙と接触する用紙端部近辺の外径が用紙の搬送速度を決定する。即ち、搬送される用紙の用紙幅(軸方向の位置)により、搬送速度が変化する。
変形例1では、搬送される用紙の用紙幅毎に設定される補正係数を用いることで、用紙幅毎に用紙との接触部の外径が異なる加熱搬送ローラーF101の熱膨張計算に使用する接触部の温度を推定する。
接触部の外径は、用紙幅と対応するため、用紙幅毎に変更する。なお、用紙幅情報は、オペレーターにより手動で入力されるようにしてもよいし、搬送時に自動的に判別するようにしてもよい。この用紙幅情報を、用紙幅毎に接触部の外径及び補正係数を対応付けた用紙幅テーブルと照合することで、当該用紙幅に対応する接触部の外径が取得される。用紙幅テーブルは、記憶部60に記憶されている。
変形例1では、搬送される用紙の用紙幅毎に設定される補正係数を用いることで、用紙幅毎に用紙との接触部の外径が異なる加熱搬送ローラーF101の熱膨張計算に使用する接触部の温度を推定する。
接触部の外径は、用紙幅と対応するため、用紙幅毎に変更する。なお、用紙幅情報は、オペレーターにより手動で入力されるようにしてもよいし、搬送時に自動的に判別するようにしてもよい。この用紙幅情報を、用紙幅毎に接触部の外径及び補正係数を対応付けた用紙幅テーブルと照合することで、当該用紙幅に対応する接触部の外径が取得される。用紙幅テーブルは、記憶部60に記憶されている。
次に、変形例1に係る画像形成装置1の動作について、図11のフローチャートを参照して説明する。なお、変形例1でも、実施形態と同様、給紙装置1Aから給紙されたロール紙(転写紙)Rに画像を形成する場合を例示して説明する。
ステップS201〜ステップS204の処理は、実施形態に係る画像形成装置1の動作について示す図8のステップS101〜ステップS104の処理と同様であるので、説明を省略する。
次に、制御部100は、用紙幅情報から加熱搬送ローラーF101の用紙との接触部の外径を取得する(ステップS205)。具体的には、制御部100は、記憶部60に記憶された用紙幅テーブルを参照して、加熱搬送ローラーF101の用紙との接触部の外径を取得する。
次に、制御部100は、定着速度を決定する(ステップS206)。具体的には、制御部100は、ステップS204で取得された温度センサーF11の値及びステップS205で取得された加熱搬送ローラーF101の外径に基づいて、定着速度を決定する。変形例1では、実施形態で使用した数式(1)〜数式(4)において、加熱搬送ローラーF1のローラー径(仕様値)Dnの値が、ステップS205で取得された加熱搬送ローラーF101の外径の値に置き換えられる。
ステップS207〜ステップS212の処理は、図8のステップS106〜ステップS111の処理と同様であるので、説明を省略する。
以上のように、変形例1に係る画像形成装置1によれば、加熱搬送ローラーF101は、用紙幅毎に接触部の外径が異なるクラウン形状に形成され、速度制御部は、更に、接触部の軸方向の位置に基づいて、加熱搬送ローラーF101の回転速度を制御する。
従って、変形例1に係る画像形成装置1によれば、用紙幅毎に接触部の外径が異なる場合であっても安定した速度で用紙を搬送することができるので、定着装置Fの設計の自由度を確保しつつ、画像への悪影響を低減することができる。
従って、変形例1に係る画像形成装置1によれば、用紙幅毎に接触部の外径が異なる場合であっても安定した速度で用紙を搬送することができるので、定着装置Fの設計の自由度を確保しつつ、画像への悪影響を低減することができる。
なお、上記変形例1では、加熱搬送ローラーF101を逆クラウン形状に形成し、定着ローラーF201をクラウン形状に形成するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、加熱搬送ローラーF101をクラウン形状に形成し、定着ローラーF201を逆クラウン形状に形成するようにしてもよい。
また、加熱搬送ローラーF101と定着ローラーF201とが対となる形状であれば、クラウン形状以外の形状であってもよい。
また、加熱搬送ローラーF101と定着ローラーF201とが対となる形状であれば、クラウン形状以外の形状であってもよい。
(その他の変形例)
例えば、上記実施形態では、1つのジョブが印刷される場合を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、複数のジョブが連続的に印刷される場合にも、本発明を適用することが可能である。
ロール紙Rのような長尺用紙は、紙間が存在しないため、印刷終了後は加熱搬送ローラーF1を離間して微速搬送させることで、用紙焦げの発生を抑制している。その結果、加熱搬送ローラーF1は、軸方向にみて用紙が搬送されている部分は低温となり、用紙が搬送されていない部分は高温となる。従って、加熱搬送ローラーF1の温度が軸方向で一定になるまで冷却されるには、所定の時間を要する。
例えば、上記実施形態では、1つのジョブが印刷される場合を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、複数のジョブが連続的に印刷される場合にも、本発明を適用することが可能である。
ロール紙Rのような長尺用紙は、紙間が存在しないため、印刷終了後は加熱搬送ローラーF1を離間して微速搬送させることで、用紙焦げの発生を抑制している。その結果、加熱搬送ローラーF1は、軸方向にみて用紙が搬送されている部分は低温となり、用紙が搬送されていない部分は高温となる。従って、加熱搬送ローラーF1の温度が軸方向で一定になるまで冷却されるには、所定の時間を要する。
図12は、加熱搬送ローラーF1各部の温度変化を示す図である。図12中の実線は、取得された温度センサーF11の値であり、T4は、印刷途中の用紙部(用紙との接触部以外の部分)の温度である。
加熱搬送ローラーF1の冷却に要する所定時間を閾値(ここでは、100秒とする)として、連続するジョブ間の時間が100秒を超える場合は、加熱搬送ローラーF1の温度が軸方向で一定になっているので、単一ジョブの連続と見做して、図12(A)に示すように、印刷開始時の用紙との接触部の温度(印刷開始時温度T1)には、温度センサーF11の値をそのまま使用する。印刷途中の用紙との接触部の温度T3は、印刷途中現在温度をT2とした場合、数式(5)で算出することができる。
数式(5):T3=T1+(T2−T1)/3
また、ジョブ間の時間が0秒、即ち、完全に連続している場合は、図12(B)に示すように、前ジョブと現ジョブとの間で温度変化がみられないため、2つのジョブを1つのジョブと見做して、用紙との接触部の温度を継続して数式(5)により算出させる。
加熱搬送ローラーF1の冷却に要する所定時間を閾値(ここでは、100秒とする)として、連続するジョブ間の時間が100秒を超える場合は、加熱搬送ローラーF1の温度が軸方向で一定になっているので、単一ジョブの連続と見做して、図12(A)に示すように、印刷開始時の用紙との接触部の温度(印刷開始時温度T1)には、温度センサーF11の値をそのまま使用する。印刷途中の用紙との接触部の温度T3は、印刷途中現在温度をT2とした場合、数式(5)で算出することができる。
数式(5):T3=T1+(T2−T1)/3
また、ジョブ間の時間が0秒、即ち、完全に連続している場合は、図12(B)に示すように、前ジョブと現ジョブとの間で温度変化がみられないため、2つのジョブを1つのジョブと見做して、用紙との接触部の温度を継続して数式(5)により算出させる。
一方、連続するジョブ間の時間Jが100秒以下の場合は、加熱搬送ローラーF1の温度が軸方向で一定になっていないので、図12(C)に示すように、印刷開始時の用紙との接触部の温度(現ジョブの印刷開始時温度T6)を、印刷途中の用紙との接触部の温度を算出する際の方法を用いて算出する。具体的には、現ジョブの印刷開始時温度T6は、数式(5)の印刷途中現在温度T2を、現ジョブの印刷開始時の温度センサーF11の値T5に置換することで、算出することができる(数式(6)参照)。
数式(6):T6=T1+(T5−T1)/3
即ち、制御部100は、複数のジョブが連続して印刷される場合であって、前ジョブと現ジョブの間の時間が所定時間以下の場合、前ジョブの印刷開始時の温度情報T1及び現ジョブの印刷開始時の温度情報T5に基づいて、現ジョブの印刷開始時の接触部の温度T6を推定する。
この場合、現ジョブの印刷途中の用紙との接触部の温度T7は、数式(7)で算出することができる。
数式(7):T7=T6+(T2−T6)/3
即ち、制御部100は、複数のジョブが連続して印刷される場合であって、前ジョブと現ジョブの間の時間が所定時間以下の場合、現ジョブの印刷途中においては、現ジョブの印刷開始時の接触部の温度T6及び現在の温度情報T2に基づいて、現ジョブの印刷途中の接触部の温度T7を推定する。
数式(6):T6=T1+(T5−T1)/3
即ち、制御部100は、複数のジョブが連続して印刷される場合であって、前ジョブと現ジョブの間の時間が所定時間以下の場合、前ジョブの印刷開始時の温度情報T1及び現ジョブの印刷開始時の温度情報T5に基づいて、現ジョブの印刷開始時の接触部の温度T6を推定する。
この場合、現ジョブの印刷途中の用紙との接触部の温度T7は、数式(7)で算出することができる。
数式(7):T7=T6+(T2−T6)/3
即ち、制御部100は、複数のジョブが連続して印刷される場合であって、前ジョブと現ジョブの間の時間が所定時間以下の場合、現ジョブの印刷途中においては、現ジョブの印刷開始時の接触部の温度T6及び現在の温度情報T2に基づいて、現ジョブの印刷途中の接触部の温度T7を推定する。
これにより、加熱搬送ローラーF1の温度が軸方向で一定になっていない状態でジョブの印刷が開始された場合であっても安定した速度で用紙を搬送することができるので、冷却のための待機時間を設ける必要がなくなり、ジョブ印刷の生産性を確保しつつ、画像への悪影響を低減することができる。
また、上記実施形態では、用紙の用紙厚情報に基づいて、加熱搬送ローラーF1の回転速度を制御するようにしているが、これに限定されるものではない。即ち、用紙の用紙厚情報を参照することなく、加熱搬送ローラーF1の回転速度を制御するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、用紙厚テーブルを参照して用紙厚情報を取得するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、オペレーターにより用紙毎に用紙厚を手動で入力するようにしてもよいし、搬送時に自動的に判別させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、加熱搬送ローラーF1の回転速度が、中間転写ベルトTの速度よりも速くなるようにしているが、これに限定されるものではない。即ち、加熱搬送ローラーF1の回転速度が中間転写ベルトTの速度より遅くてもよいし、等速であってもよい。
また、上記実施形態では、印刷開始時の接触部の温度(T1×W)と現在(印刷途中)の接触部の温度(T2×W)との差分に基づいて印刷途中のローラー径Dpを算出するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、現在の接触部の温度(T2×W)と印刷途中現在温度T2が取得される1つ前に温度センサーF11により取得された温度T21から推定された接触部の温度(T21×W)との差分に基づいて印刷途中のローラー径Dpを算出するようにしてもよい。この場合、印刷途中のローラー径Dpは、印刷途中現在温度T2が取得される1つ前に温度情報が取得されたときに算出されたローラー径をDsaとした場合、数式(8)で算出することができる。
数式(8):Dp=Dsa+(T2−T21)×W×L
数式(8):Dp=Dsa+(T2−T21)×W×L
その他、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
1 画像形成装置
1A 給紙装置
1B 画像形成装置本体
20 自動原稿搬送部
30 スキャナー部
40 画像形成部
41 感光体ドラム
42 帯電装置
43 露光装置
44 現像装置
45 一次転写ローラー
46 二次転写ローラー(転写ローラー)
47、48 クリーニング装置
T 中間転写ベルト
F 定着装置
F1、F101 加熱搬送ローラー
F11 温度センサー
F2、F201 定着ローラー
F3 加熱ローラー
F4 定着ベルト
50 給紙部
60 記憶部
70 操作表示部
100 制御部(温度推定部、速度制御部)
1C 巻取装置
R ロール紙(用紙)
1A 給紙装置
1B 画像形成装置本体
20 自動原稿搬送部
30 スキャナー部
40 画像形成部
41 感光体ドラム
42 帯電装置
43 露光装置
44 現像装置
45 一次転写ローラー
46 二次転写ローラー(転写ローラー)
47、48 クリーニング装置
T 中間転写ベルト
F 定着装置
F1、F101 加熱搬送ローラー
F11 温度センサー
F2、F201 定着ローラー
F3 加熱ローラー
F4 定着ベルト
50 給紙部
60 記憶部
70 操作表示部
100 制御部(温度推定部、速度制御部)
1C 巻取装置
R ロール紙(用紙)
Claims (9)
- トナー像が一次転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに押圧されて従回転することで、前記トナー像を長尺の用紙に二次転写する転写ローラーと、前記転写ローラーにより二次転写されたトナー像を前記用紙に定着させる定着装置と、を備える画像形成装置において、
前記定着装置は、
前記用紙の下面側に配置される加熱搬送ローラーと、
前記加熱搬送ローラーと対向するように、前記用紙の上面側に配置される定着ローラーと、を備え、
前記加熱搬送ローラー及び前記定着ローラーを加熱して圧接することにより形成されたニップ部に前記用紙を通過させることで前記用紙を加熱及び加圧して、前記トナー像を前記用紙に定着させるとともに、前記用紙を搬送方向下流側に搬送し、
前記加熱搬送ローラーの用紙搬送幅の外側には、接触型の温度検出センサーが配置され、
前記温度検出センサーにより取得された温度情報及び前記用紙の用紙幅情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの前記用紙との接触部の温度を推定する温度推定部と、
前記温度推定部により推定された温度に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御する速度制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記速度制御部は、前記温度推定部により推定された温度に基づいて前記加熱搬送ローラーの外径を推定し、当該推定された外径に基づいて前記加熱搬送ローラー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。
- 前記温度推定部は、前記加熱搬送ローラーの前記用紙端部との接触部の温度を推定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記加熱搬送ローラーは、用紙幅毎に前記接触部の外径が異なるクラウン形状に形成され、
前記速度制御部は、更に、前記接触部の軸方向の位置に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記速度制御部は、更に、前記用紙の用紙厚情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記速度制御部は、用紙種及び坪量毎に用紙厚を対応付けた用紙厚テーブルを参照して、前記用紙厚情報を取得することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記温度推定部は、
画像形成途中においては、画像形成開始時の前記温度情報及び現在の前記温度情報に基づいて、前記接触部の温度を推定し、
複数のジョブが連続して画像形成される場合であって、前ジョブと現ジョブの間の時間が所定時間以下の場合、前ジョブの画像形成開始時の温度情報及び現ジョブの画像形成開始時の温度情報に基づいて、現ジョブの画像形成開始時の前記接触部の温度を推定するとともに、現ジョブの画像形成途中においては、前記現ジョブの画像形成開始時の前記接触部の温度及び現在の前記温度情報に基づいて、現ジョブの画像形成途中の前記接触部の温度を推定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記加熱搬送ローラーの回転速度は、前記中間転写ベルトの速度よりも速いことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置を用いた搬送速度制御方法であって、
前記温度検出センサーにより取得された温度情報及び前記用紙の用紙幅情報に基づいて、前記加熱搬送ローラーの前記用紙との接触部の温度を推定するステップと、
前記推定された温度に基づいて、前記加熱搬送ローラーの回転速度を制御するステップと、
を含み、
画像形成途中においては、画像形成開始時の前記温度情報及び現在の前記温度情報に基づいて、前記接触部の温度を推定することを特徴とする搬送速度制御方法。
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