JP6604026B2 - 画像形成装置、画像形成システムおよび制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成システムおよび制御方法に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を担持可能な像担持体（例えば、中間転写ベルト）と、像担持体と転写部材（例えば、転写ローラー）との間で形成された転写ニップに搬送された用紙に対してトナー像を転写させる転写部と、転写部により用紙上に転写されたトナー像を加熱して当該用紙に定着させる定着部とを備えている。

また、上記画像形成装置の前段および後段に、連帳ロール紙や折り畳み紙等の連続した用紙（以下、「長尺紙」と言う）を給紙する給紙装置と、画像形成装置によりトナー像が形成された長尺紙を収納する排紙装置とをそれぞれ接続した画像形成システムが実用化されている。

ところで、画像形成装置内の温度が低い状態において当該画像形成装置の電源が長時間オフされていると、転写部の温度低下により転写部材の電気抵抗値が増大する。転写部材の抵抗値が増大した状態で、高圧電源から転写部材に転写電圧を印加すると、転写部材から像担持体へ流れる転写電流が通常時と比べて減少するため、転写不良が発生するという問題があった。

上記問題に対処するために、転写部材に対する高圧電源の印加電圧を通常時と比べて増大させることが考えられるが、そうすると、高圧電源に対する性能要求が高くなり、コストアップにつながる。

特許文献１には、機内の温度に大きく影響される特性の転写ローラを用いた画像形成装置において、定着器の排熱を用いて加熱する手段を設けることにより、低温環境での転写ローラの温度を一定に維持させる技術が開示されている。

特開２００２−１４８９５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、低温環境において転写ローラに印加する転写電圧を増大させる必要はなくなるが、定着器の排熱を用いて転写ローラを加熱する手段を別途設ける必要があり、装置が大型化するという問題があった。さらに言えば、特許文献１に記載の技術は、転写ローラをピンポイントで加熱する構成でないため、加熱効率が悪いという問題もあった。

本発明は、装置の大型化やコストアップを招くことなく、低温環境における転写不良の発生を防止することが可能な画像形成装置、画像形成システムおよび制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、
トナー像を担持可能な像担持体と、
前記像担持体と転写部材との間で形成された転写ニップに搬送された長尺紙に対して前記トナー像を転写させる転写部と、
前記転写部により前記長尺紙上に転写されたトナー像を加熱して当該長尺紙に定着させる定着部と、
前記定着部側から前記転写部側に向けて、画像を形成するための前記長尺紙を移動させる移動部と、
前記転写部により前記長尺紙に対して最初の前記トナー像が転写される前において、前記長尺紙が前記定着部から発生した熱を蓄えた後に当該熱により前記転写部材を加熱させるために、前記定着部側から前記転写部側に向けて前記長尺紙を用紙搬送方向と逆方向に搬送させるように前記移動部の制御を行う制御部と、
を備える。

本発明に係る画像形成システムは、
画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
トナー像を担持可能な像担持体と、
前記像担持体と転写部材との間で形成された転写ニップに搬送された長尺紙に対して前記トナー像を転写させる転写部と、
前記転写部により前記長尺紙上に転写されたトナー像を加熱して当該長尺紙に定着させる定着部と、
前記定着部側から前記転写部側に向けて、画像を形成するための前記長尺紙を移動させる移動部と、
前記転写部により前記長尺紙に対して最初の前記トナー像が転写される前において、前記長尺紙が前記定着部から発生した熱を蓄えた後に当該熱により前記転写部材を加熱させるために、前記定着部側から前記転写部側に向けて前記長尺紙を用紙搬送方向と逆方向に搬送させるように前記移動部の制御を行う制御部と、
を備える。

本発明に係る制御方法は、
トナー像を担持可能な像担持体と、前記像担持体と転写部材との間で形成された転写ニップに搬送された長尺紙に対して前記トナー像を転写させる転写部と、前記転写部により前記長尺紙上に転写されたトナー像を加熱して当該長尺紙に定着させる定着部と、前記定着部側から前記転写部側に向けて、画像を形成するための前記長尺紙を移動させる移動部と、を備える画像形成装置における制御方法であって、
前記転写部により前記長尺紙に対して最初の前記トナー像が転写させられる前において、前記長尺紙が前記定着部から発生した熱を蓄えた後に当該熱により前記転写部材を加熱させるために、前記定着部側から前記転写部側に向けて前記長尺紙を用紙搬送方向と逆方向に搬送させるように前記移動部の制御を行う。

本発明によれば、装置の大型化やコストアップを招くことなく、低温環境における転写不良の発生を防止することができる。

本実施の形態における画像形成システムの全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態における画像形成システムにおける加熱制御動作を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成システム１００の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成システム１００が備える画像形成装置２の制御系の主要部を示す。画像形成システム１００は、図１において太線で示す長尺紙Ｐ、または所定の紙サイズにカットされた用紙（「カット紙」とも言う）Ｓを記録媒体として使用し、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓ上にトナー像を形成するシステムである。ここで、長尺紙Ｐとは、その搬送方向において例えば、画像形成装置２の本体幅を超える長さを有する用紙である。なお、長尺紙Ｐは、本発明の「蓄熱材」に相当する。

図１に示すように、画像形成システム１００は、長尺紙Ｐの搬送方向（以下、「用紙搬送方向」とも言う）に沿って上流側から、給紙装置１、画像形成装置２および排紙装置３が接続されて構成される。給紙装置１および排紙装置３は、長尺紙Ｐ上にトナー像を形成する場合に使用される。

給紙装置１は、画像形成装置２へ長尺紙Ｐを給紙する装置である。給紙装置１の筐体内では、図１に示すように、ロール状の長尺紙Ｐが支持軸に巻回されて回転可能に保持されている。給紙装置１は、支持軸に巻回された長尺紙Ｐを、複数の搬送ローラー対（例えば、繰り出しローラー、給紙ローラー等）を経由して、一定の速度で画像形成装置２へ搬送する。給紙装置１の給紙動作は、画像形成装置２が備える制御部１０１（図２を参照）によって制御される。

なお、給紙装置１において、長尺紙Ｐは必ずしもロール状に保持されている必要はなく、所定サイズ（例えば、２１０［ｍｍ］×１２００［ｍｍ］）の複数の長尺紙Ｐが保持されていても良い。

画像形成装置２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る。すなわち、画像形成装置２は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙装置１から給紙された長尺紙Ｐ、または、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することによりトナー像を形成する。

また、画像形成装置２には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置２は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０（本発明の「移動部」として機能）、定着部６０、圧接離間部７５，７７、温度検出部８０および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置２の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種の操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２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の入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２（本発明の「転写部」として機能）等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示す。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１（本発明の「像担持体」として機能）、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４（本発明の「転写部材」として機能）およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト４２１については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。

一次転写ローラー４２２は、芯金に発泡体を被覆したものである。発泡体としては、イオン導電性のＮＢＲ（ゴム材）とヒドリンゴムの発砲スポンジとが用いられる。一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、一次転写ローラー４２２と同様に、芯金に発泡体を被覆したものである。発泡体としては、イオン導電性のＮＢＲ（ゴム材）とヒドリンゴムの発砲スポンジとが用いられる。二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から長尺紙Ｐまたは用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。二次転写ローラー４２４と、中間転写ベルト４２１とは、圧接離間部７５（図２を参照）により所定の転写荷重で圧接される。圧接離間部７５は、公知の構成を有し、二次転写ローラー４２４と中間転写ベルト４２１とを圧接または離間させる。圧接離間部７５の駆動制御は、制御部１０１によって行われる。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写電圧を印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写電圧を印加し、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された長尺紙Ｐまたは用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

本実施の形態では、二次転写ローラー４２４の近傍に温度検出部８０が配置されている。温度検出部８０は、非接触式の温度センサーであり、二次転写ローラー４２４の表面温度を検出して制御部１０１に出力する。なお、温度検出部８０は、例えば熱電対、サーミスタ等の接触式の温度センサーであり、二次転写ローラー４２４に接触して配置されても良い。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓの裏面（定着面と反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた長尺紙Ｐまたは用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から長尺紙Ｐまたは用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する（ベルト加熱方式）。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とに所定のベルト張力（例えば、４０［Ｎ］）で張架されている。

定着ベルト６１は、トナー像が形成された長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに接触して、当該トナー像を長尺紙Ｐまたは用紙Ｓに定着温度（例えば、１６０〜２００［℃］）で加熱定着する。ここで、定着温度とは、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される長尺紙Ｐまたは用紙Ｓの紙種等によって異なる。

加熱ローラー６２は、加熱源（ハロゲンヒーター）を内蔵し、定着ベルト６１を加熱する。加熱源の連続的な点灯によって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

定着ローラー６３は、例えばアルミニウム等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコンゴム等からなる弾性層（例えば厚さ：１０［ｍｍ］）と、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂からなる表層（例えば厚さ：７０［μｍ］）とが順に積層形成された構成を有する。定着ローラー６３の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等）は、制御部１０１によって行われる。制御部１０１は、定着ローラー６３を時計回り方向に回転させる。定着ローラー６３が回転することにより、定着ベルト６１および加熱ローラー６２は、時計回り方向に従動回転する。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する（ローラー加圧方式）。加圧ローラー６４は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコンゴム等からなる弾性層と、ＰＦＡチューブからなる表層が順に積層形成された構成を有する。加圧ローラー６４と定着ベルト６１とは、圧接離間部７７（図２を参照）により所定の定着荷重（例えば、１０００［Ｎ］）で圧接される。圧接離間部７７は、公知の構成を有し、加圧ローラー６４と定着ベルト６１とを圧接または離間させる。このようにして、定着ベルト６１と加圧ローラー６４との間には、長尺紙Ｐまたは用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。加圧ローラー６４の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等）および圧接離間部７７の駆動制御は、制御部１０１によって行われる。制御部１０１は、加圧ローラー６４を反時計回り方向に回転させる。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２および搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓまたは長尺紙Ｐの傾きおよび片寄りを補正する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。また、給紙装置１から画像形成装置２へ給紙された長尺紙Ｐは、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が長尺紙Ｐの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された長尺紙Ｐまたは用紙Ｓは、排紙ローラー対５２ａを備えた排紙部５２により排紙装置３に搬送される。

排紙装置３は、画像形成装置２から搬送されてきた長尺紙Ｐを巻き取って収納する装置である。排紙装置３の筐体内では、例えば、図１に示すように、長尺紙Ｐが支持軸に巻回されてロール状に保持される。そのために、排紙装置３は、画像形成装置２から搬送されてきた長尺紙Ｐを、複数の搬送ローラー対（例えば、繰り出しローラー、排紙ローラー）を経由して、一定の速度で支持軸に巻き取る。排紙装置３の巻き取り動作は、画像形成装置２が備える制御部１０１によって制御される。また、排紙装置３に搬送される記録媒体が用紙Ｓの場合、排紙装置３内での搬送経路が切り替わって、例えば、長尺紙Ｐの巻き取り場所よりも上部に配置された用紙Ｓを排紙させるための排紙積載部へ搬送される。

ところで、画像形成装置２内の温度が低い状態において画像形成装置２の電源が長時間オフされていると、中間転写ユニット４２の温度低下により二次転写ローラー４２４自身の電気抵抗値が増大する。二次転写ローラー４２４は、イオン導電性のＮＢＲを用いているため、温度によって電気抵抗値が大きく変化する性質を有する。二次転写ローラー４２４の抵抗値が増大した状態で、高圧電源（図示せず）から二次転写ローラー４２４に二次転写電圧を印加すると、二次転写ローラー４２４から中間転写ベルト４２１上のトナー像と接触した記録媒体を介して中間転写ベルト４２１へ流れる転写電流が通常時（常温環境）と比べて減少するため、トナー像が記録媒体に十分転写されずに転写不良が発生するおそれがある。転写不良の発生を防止するために、二次転写ローラー４２４に対する高圧電源の印加電圧を通常時と比べて増大させることが考えられるが、そうすると、高圧電源に対する性能要求が高くなり、コストアップにつながる。例えば、中間転写ユニット４２の温度が低い場合（例えば、１０［℃］）、２５［℃］の場合と比べて、二次転写ローラー４２４に印加する二次転写電圧を通常時と比べて約２倍以上にする必要があり、その増加分だけ高圧電源のコストアップにつながる。

そこで本実施の形態では、制御部１０１は、画像形成装置２の電源がオンされ、その後に行われる定着ウォームアップが完了した場合、温度検出部８０から出力された二次転写ローラー４２４の表面温度を取得する。定着ウォームアップは、加熱ローラー６２に内蔵された加熱源に通電を行って加熱ローラー６２を加熱し、定着ベルト６１を目標温度まで昇温させる処理である。二次転写ローラー４２４の表面温度が所定温度より低い場合、制御部１０１は、長尺紙Ｐが定着部６０から発生した熱を蓄えた後に当該熱により二次転写ローラー４２４が加熱されるように、定着部６０側から中間転写ユニット４２側に向けて長尺紙Ｐを移動させる制御を行う。より具体的には、制御部１０１は、定着ニップで長尺紙Ｐを圧着して長尺紙Ｐをその用紙搬送方向と逆方向に搬送させる。その結果、定着ニップを通過して暖まった長尺紙Ｐは、二次転写ニップに到達して二次転写ローラー４２４に接触することにより、長尺紙Ｐの熱で二次転写ローラー４２４の表面温度を上昇させて電気抵抗値の低下を防止する。これにより、二次転写ローラー４２４に対する高圧電源の印加電圧を通常時と比べて増大させることなく、転写不良の発生を防止することができる。

次に、図３のフローチャートを参照し、本実施の形態における画像形成システム１００の転写部材を加熱させる加熱制御動作例を説明する。図３に示す加熱制御動作は、画像形成装置２の電源がオンされ、その後に行われる定着ウォームアップが開始することにより実行される。なお、長尺紙Ｐに対する画像形成処理を実行するために、画像形成システム１００の各装置（給紙装置１、画像形成装置２および排紙装置３）には長尺紙Ｐが既にセットされているものとする。すなわち、長尺紙Ｐは、二次転写ニップおよび定着ニップにおいて圧着されている。

まず、制御部１０１は、定着ウォームアップが終了したか否かについて判定する（ステップＳ１００）。判定の結果、定着ウォームアップが終了していない場合（ステップＳ１００、ＮＯ）、処理はステップＳ１００の前に戻る。

一方、定着ウォームアップが終了している場合（ステップＳ１００、ＹＥＳ）、制御部１０１は、温度検出部８０から出力された二次転写ローラー４２４の表面温度を取得し、その表面温度が所定温度より低いか否かについて判定する（ステップＳ１２０）。この判定の結果、表面温度が所定温度より低くない場合（ステップＳ１２０、ＮＯ）、処理はステップＳ２００に遷移する。

一方、表面温度が所定温度より低い場合（ステップＳ１２０、ＹＥＳ）、制御部１０１は、定着ニップで圧着されている長尺紙Ｐをその用紙搬送方向と逆方向に搬送させて二次転写ニップを通過させる処理を開始する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の処理によって、定着ニップを通過して暖まった長尺紙Ｐは、二次転写ニップに到達して二次転写ローラー４２４に接触することにより、長尺紙Ｐの熱で二次転写ローラー４２４の表面温度を上昇させる。なお、長尺紙Ｐを搬送させる場合、定着ニップで長尺紙Ｐを圧着した方が二次転写ローラー４２４の表面温度を上昇させる効果は大きくなるが、定着ニップを解除して、すなわち加圧ローラー６４と定着ベルト６１とを離間させて長尺紙Ｐを搬送させても良い。

長尺紙Ｐをその用紙搬送方向と逆方向に搬送させる速度は、画像形成処理時の用紙搬送速度より遅い速度であると、長尺紙Ｐの蛇行力が弱くなる観点で望ましい。ただし、あまりに搬送速度が遅いと、定着ニップで暖められた長尺紙Ｐが二次転写ニップに到達する前に冷却されてしまうおそれがあるため、適度な搬送速度が必要となる。

例えば、定着ベルト６１の制御温度が１８０［℃］、加圧ローラー６４の制御温度が９０［℃］、機内温度が１０［℃］、長尺紙Ｐがタックロール紙（表面基材コート紙、坪量：８４．９［ｇ／ｍ^２］、用紙幅：３３０［ｍｍ］）であるという条件において、定着ニップと二次転写ニップにて長尺紙Ｐを圧着して用紙搬送方向と逆方向に搬送（搬送速度：１５０［ｍｍ／ｓ］）させた場合について説明する。この場合、定着ニップを通過した後の長尺紙Ｐの裏面、すなわち二次転写ローラー４２４に接触する面の温度は約７５［℃］となり、長尺紙Ｐの冷却速度が約７．５［ｄｅｇ／秒］であり、二次転写ニップ−定着ニップ間の搬送距離が３００［ｍｍ］であると、搬送速度１５０［ｍｍ／ｓ］にて二次転写ニップ−定着ニップ間の長尺紙Ｐの通過時間は２［秒］であるため、二次転写ニップ直前の長尺紙Ｐの温度は約６０［℃］となる。二次転写ローラー４２４の温度を上昇させるために必要な長尺紙Ｐの搬送距離は、定着温度、機内温度、長尺紙Ｐの搬送速度、長尺紙Ｐの種類、中間転写ユニット４２の構成等によって異なり、上記条件にて二次転写ローラー４２４の温度を１０〜２０［℃］上昇させるためには、長尺紙Ｐの搬送距離は約３［ｍ］となった。

次に、制御部１０１は、温度検出部８０から出力された二次転写ローラー４２４の表面温度を取得し、その表面温度が所定温度以上になったか否かについて判定する（ステップＳ１６０）。この判定の結果、表面温度が所定温度以上になっていない場合（ステップＳ１６０、ＮＯ）、処理はステップＳ１６０の前に戻る。

一方、表面温度が所定温度以上になった場合（ステップＳ１６０、ＹＥＳ）、制御部１０１は、長尺紙Ｐをその用紙搬送方向と逆方向に搬送させる処理を終了する（ステップＳ１８０）。その後、処理はステップＳ２００に遷移する。

ステップＳ２００では、制御部１０１は、画像形成部４０を制御して、長尺紙Ｐに対する画像形成処理の実行を開始する。ステップＳ２００の処理が完了することによって、画像形成システム１００は図３における処理を終了する。

なお、図３に示すフローチャートでは、定着ウォームアップが終了した、すなわち定着ベルト６１が十分に暖まった後に、定着ニップで圧着されている長尺紙Ｐをその用紙搬送方向と逆方向に搬送させて二次転写ニップを通過させている。これは、定着ウォームアップが終了する前に、用紙搬送方向と逆方向に長尺紙Ｐを搬送させると、定着ウォームアップ中に長尺紙Ｐに余計な熱を奪われて、定着ウォームアップ時間が長くなる不都合を回避するためである。

また、長尺紙Ｐをその用紙搬送方向と逆方向に搬送させる距離が長くなる場合には、所定距離だけ長尺紙Ｐを搬送させたタイミングで、その搬送方向を反転し画像形成処理時と同じ搬送方向に長尺紙Ｐを搬送し続け、長尺紙Ｐが所定距離搬送されたら、用紙搬送方向と逆方向に再度搬送させる処理を繰り返しても良い。この繰り返しにより、長尺紙Ｐの節約にもつながる。例えば、長尺紙Ｐをその用紙搬送方向と逆方向に１［ｍ］搬送させた後、用紙搬送方向に１［ｍ］搬送させ、その後、用紙搬送方向と逆方向に１［ｍ］搬送させることによって、長尺紙Ｐの同じ箇所を用いて二次転写ローラー４２４を加熱できる量は２倍となる。

また、定着ニップで圧着させて用紙搬送方向と逆方向に搬送させた長尺紙Ｐは、当該定着ニップで圧力および熱を受けたことによるダメージを有して用紙変形が大きくなるため、画質を重視する場合には、二次転写ローラー４２４の加熱に使用した長尺紙Ｐは画像形成処理に使用しないことが望ましい。

また、長尺紙Ｐを定着ニップで暖めて用紙搬送方向と逆方向に搬送させる場合における定着ニップの圧着解除について、定着ニップを圧着した方が長尺紙Ｐへの熱供給量を多くすることができる。ただし、定着ニップを解除した状態で長尺紙Ｐを搬送させても、二次転写ローラー４２４を加熱することができる。ただし、定着ニップを解除した状態で長尺紙Ｐを搬送させる場合は長尺紙Ｐへの熱供給量が少ないため、搬送距離を長くする必要がある。

また、二次転写ローラー４２４を加熱するために使用する長尺紙Ｐは、排紙後の余った長尺紙Ｐ、排紙後の長尺紙Ｐがない場合は給紙装置１にセットされた長尺紙Ｐを一度排紙装置３まで搬送させて使用することが好ましい。

また、長尺紙Ｐを定着ニップで暖めて用紙搬送方向と逆方向に搬送させる場合、二次転写ニップを圧着した方が、長尺紙Ｐと二次転写ローラー４２４との密着度が増して長尺紙Ｐが蓄熱した熱が二次転写ローラー４２４に伝熱しやすくなる観点で好ましい。しかし、長尺紙Ｐが二次転写ローラー４２４に巻き掛けられながら搬送される構成である場合には、定着ニップと同様に二次転写ニップを解除した状態でも二次転写ローラー４２４を十分暖めることができる。そのため、二次転写ニップの圧着は必ずしも必須ではない。長尺紙Ｐを定着ニップで暖めて用紙搬送方向と逆方向に搬送させた後、用紙搬送方向に搬送させる場合、用紙搬送方向における二次転写ローラー４２４の上流側に位置する長尺紙Ｐが冷えている場合は、二次転写ローラー４２４を冷却しないため、二次転写ローラー４２４と中間転写ベルト４２１とを離間させる方が好ましい。ただし、長尺紙Ｐを用紙搬送方向と逆方向に搬送させた後、用紙搬送方向における二次転写ローラー４２４の上流側に位置する長尺紙Ｐが蓄熱した状態である場合には、二次転写ローラー４２４と中間転写ベルト４２１とを圧着させて長尺紙Ｐを搬送させても二次転写ローラー４２４の温度を上昇させることができる。

また、本実施の形態の加熱制御動作では、画像形成装置２の電源がオフの状態から電源をオンさせて定着ウォームアップが開始することにより実行されたが、例えば、スリープ状態のように、画像形成装置２の電源がオンの状態であるにも関わらず長時間使用されずに装置内の温度が低下して転写部材が冷えてしまった状態からでも加熱制御を実行させても構わない。

また、図３のフローチャートの処理の順番として、制御部１０１は、画像形成装置２の電源がオンされた後に、定着ウォームアップが終了したか否かについての判断の処理（ステップＳ１００）よりも前に温度検出部８０から出力された二次転写ローラー４２４の表面温度を取得しても構わない。

以上詳しく説明したように、本実施の形態では、画像形成装置２は、トナー像を担持可能な像担持体（中間転写ベルト４２１）と、像担持体と転写部材（二次転写ローラー４２４）との間で形成された二次転写ニップに搬送された用紙に対してトナー像を転写させる転写部（中間転写ユニット４２）と、転写部により用紙上に転写されたトナー像を加熱して当該用紙に定着させる定着部６０と、蓄熱可能な蓄熱材（長尺紙Ｐ）と、定着部６０側から転写部側に向けて蓄熱材を移動させる移動部（用紙搬送部５０）と、蓄熱材が定着部６０から発生した熱を蓄えた後に当該熱を放熱することにより転写部材が加熱されるように、画像形成処理前に、定着部６０側から転写部側に向けて蓄熱材を移動させる制御を行う制御部１０１とを備える。

このように構成した本実施の形態によれば、定着ニップを通過して暖まった長尺紙Ｐは、二次転写ニップに到達して二次転写ローラー４２４に接触することにより、長尺紙Ｐが蓄熱した熱で二次転写ローラー４２４の表面温度を上昇させて電気抵抗値の低下を防止する。したがって、二次転写ローラー４２４に対する高圧電源の印加電圧を通常時と比べて増大させることなく、転写不良の発生を防止することができる。また、二次転写ローラー４２４と同時に暖められた中間転写ベルト４２１が画像形成プロセス全体を暖めるため、イオン導電性ゴム材を使用した一次転写ローラー４２２の表面温度を上昇させて電気抵抗値の低下を防止することができる。一次転写ローラー４２２に対する高圧電源の印加電圧（一次転写電圧）を通常時と比べて増大させることなく、転写不良（一次転写不良）の発生を防止することができる。

また、本実施の形態では、従来技術のように二次転写ローラー４２４を加熱するための専用の構成を別途設けずに二次転写ローラー４２４を加熱することができるため、装置が大型化することを防止することができる。また、長尺紙Ｐは二次転写ローラー４２４に直接接触して加熱する、すなわち二次転写ローラー４２４をピンポイントで加熱する構成を採用しているため、二次転写ローラー４２４の加熱効率を良好にすることができる。

さらに言えば、定着ニップで加熱されている状態で長時間長尺紙Ｐを停止させていると、定着ニップに留まっている長尺紙Ｐへのダメージが大きく、用紙変形や焦げが発生するおそれがある。しかし、画像形成処理前に長尺紙Ｐを用紙搬送方向と逆方向に搬送させることによって、長尺紙Ｐへのダメージを低減することができる。

なお、上記実施の形態では、制御部１０１は、二次転写ローラー４２４の温度を取得し、当該取得した温度に応じて、長尺紙Ｐを定着ニップで暖めて用紙搬送方向と逆方向に搬送させるか否かについて決定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部１０１は、二次転写ローラー４２４の電気抵抗値を取得し、当該取得した電気抵抗値に応じて、長尺紙Ｐを搬送させるか否かについて決定しても良い。また、制御部１０１は、二次転写ローラー４２４に印加される二次転写バイアス（転写電圧）値を取得し、当該取得した二次転写バイアス値に応じて、長尺紙Ｐを搬送させるか否かについて決定しても良い。また、制御部１０１は、二次転写ローラー４２４に流れる転写電流値を取得し、当該取得した転写電流値に応じて、長尺紙Ｐを搬送させるか否かについて決定しても良い。

また、上記実施の形態において、長尺紙Ｐの代わりに、用紙Ｓを定着ニップに圧着させ、圧着された用紙Ｓをその用紙搬送方向と逆方向に搬送させても良い。また、必ずしも長尺紙Ｐまたは用紙Ｓのような紙媒体である必要はなく、紙媒体の代わりに熱を移動させる専用媒体として、例えば、蓄熱可能な蓄熱樹脂媒体を用紙搬送方向と逆方向に搬送させても良い。要は、蓄熱可能な蓄熱材を定着ニップに圧着させ、圧着された当該蓄熱材をその用紙搬送方向と逆方向に搬送させることによって二次転写ローラー４２４を加熱させれば良い。

また、上記実施の形態では、定着ニップは、上側定着部６０Ａが定着ベルト６１の他に定着ローラー６３および加熱ローラー６２を有するベルト定着方式により構成される例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、定着ニップは、上側定着部６０Ａが定着面側部材として機能する定着ローラー６３のみを有するローラー定着方式により構成されても良い。

また、上記実施の形態では、画像形成装置２の転写方式が、中間転写ベルト４２１と二次転写ローラー４２４との間に形成される二次転写ニップを通過する用紙Ｓにトナー像を転写するベルト転写方式である例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、画像形成装置２の転写方式は、感光体ドラムと転写ローラーとの間に形成される転写ニップを通過する長尺紙Ｐにトナー像を転写するローラー転写方式であっても良い。

また、上記実施の形態では、画像形成システム１００は、給紙装置１、画像形成装置２および排紙装置３を含んで構成される例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、画像形成システム１００は、画像形成装置２の他に後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置を含んで構成されても良い。また、画像形成システム１００は、２台の画像形成装置を直列に接続して両面印刷等を行う直列タンデム型の画像形成システムであっても良い。例えば、前段の画像形成装置（前段機）で用紙Ｓの表面にトナー像を形成し、後段の画像形成装置（後段機）により用紙Ｓの裏面にトナー像を形成する。この場合、制御部１０１は、前段機の定着ニップで長尺紙Ｐを圧着して長尺紙Ｐをその用紙搬送方向に搬送させて後段機の二次転写ニップを通過させる。その結果、定着ニップを通過して暖まった長尺紙Ｐは、後段機の二次転写ニップに到達して二次転写ローラー４２４に接触することにより、長尺紙Ｐの熱で二次転写ローラー４２４の表面温度を上昇させて電気抵抗値の低下を防止する。また、制御部１０１は、後段機の定着ニップで長尺紙Ｐを圧着して長尺紙Ｐをその用紙搬送方向と逆方向に搬送させて前段機の二次転写ニップを通過させても良い。

また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 給紙装置
２ 画像形成装置
３ 排紙装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７１ 通信部
７２ 記憶部
８０ 温度検出部
１００ 画像形成システム
１０１ 制御部
１０２ ＣＰＵ
１０３ ＲＯＭ
１０４ ＲＡＭ
４２１ 中間転写ベルト
４２４ 二次転写ローラー
Ｓ 用紙
Ｐ 長尺紙

Claims (9)

1. トナー像を担持可能な像担持体と、
   前記像担持体と転写部材との間で形成された転写ニップに搬送された長尺紙に対して前記トナー像を転写させる転写部と、
   前記転写部により前記長尺紙上に転写されたトナー像を加熱して当該長尺紙に定着させる定着部と、
   前記定着部側から前記転写部側に向けて、画像を形成するための前記長尺紙を移動させる移動部と、
   前記転写部により前記長尺紙に対して最初の前記トナー像が転写される前において、前記長尺紙が前記定着部から発生した熱を蓄えた後に当該熱により前記転写部材を加熱させるために、前記定着部側から前記転写部側に向けて前記長尺紙を用紙搬送方向と逆方向に搬送させるように前記移動部の制御を行う制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記定着部側から前記転写部側に向けて前記長尺紙を移動させて前記転写ニップを通過させる、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記定着部側から前記転写部側に向けて前記長尺紙を移動させた後に、前記転写部側から前記定着部側に向けて前記長尺紙を移動させる制御を複数回繰り返して実行する、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記転写部材の温度を取得し、当該取得した温度に応じて、前記転写部側から前記定着部側に向けて前記長尺紙を移動させるか否かについて決定する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記転写部材の電気抵抗値を取得し、当該取得した電気抵抗値に応じて、前記転写部側から前記定着部側に向けて前記長尺紙を移動させるか否かについて決定する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記転写部材に印加される転写電圧値を取得し、当該取得した転写電圧値に応じて、前記転写部側から前記定着部側に向けて前記長尺紙を移動させるか否かについて決定する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記転写部材に流れる転写電流値を取得し、当該取得した転写電流値に応じて、前記転写部側から前記定着部側に向けて前記長尺紙を移動させるか否かについて決定する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
   トナー像を担持可能な像担持体と、
   前記像担持体と転写部材との間で形成された転写ニップに搬送された長尺紙に対して前記トナー像を転写させる転写部と、
   前記転写部により前記長尺紙上に転写されたトナー像を加熱して当該長尺紙に定着させる定着部と、
   前記定着部側から前記転写部側に向けて、画像を形成するための前記長尺紙を移動させる移動部と、
   前記転写部により前記長尺紙に対して最初の前記トナー像が転写される前において、前記長尺紙が前記定着部から発生した熱を蓄えた後に当該熱により前記転写部材を加熱させるために、前記定着部側から前記転写部側に向けて前記長尺紙を用紙搬送方向と逆方向に搬送させるように前記移動部の制御を行う制御部と、
   を備える画像形成システム。
9. トナー像を担持可能な像担持体と、前記像担持体と転写部材との間で形成された転写ニップに搬送された長尺紙に対して前記トナー像を転写させる転写部と、前記転写部により前記長尺紙上に転写されたトナー像を加熱して当該長尺紙に定着させる定着部と、前記定着部側から前記転写部側に向けて、画像を形成するための前記長尺紙を移動させる移動部と、を備える画像形成装置における制御方法であって、
   前記転写部により前記長尺紙に対して最初の前記トナー像が転写される前において、前記長尺紙が前記定着部から発生した熱を蓄えた後に当該熱により前記転写部材を加熱させるために、前記定着部側から前記転写部側に向けて前記長尺紙を用紙搬送方向と逆方向に搬送させるように前記移動部の制御を行う、
   制御方法。

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