JP7183784B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
スとは、両面印刷の過程のうち、記録シートの片面を対象とした定着部材による熱定着の実行であり、前記両面印刷の排出順位において、前記トレイから定着部材までに存在する記録シートのうち、白紙とされるものの順位が、所定の順位よりも低順位である場合、前記判定手段は、前記白紙の記録シートが、前記記録シートの物性に影響しない温度下で、定着部材を通過するとの判定結果を下してもよい。
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、電子写真方式によるタンデム型のカラープリンターに適用した場合を例にして説明する。
図1は、プリンターである画像形成装置1000の外観を示す。図1に示す画像形成装置1000は、排出トレイ120、タッチパネルディスプレイ121を具備する。
露光部101は、不図示の帯電器によって帯電された感光体ドラム100Y、M、C、Kの周面を、レーザー光で走査することで、感光体ドラム100Y、M、C、Kの周面の電位レベルを低下させ、感光体ドラム100Y、M、C、Kの周面に、静電潜像を形成させる。こうして、感光体ドラム100Y、M、C、Kに形成される静電潜像には、図示しない端末装置から送信された画像データに基づくものと、図1におけるスキャナー122による光学的な読み取りで生成された画像データに基づくものとがある。
現像剤補給部200Y、M、C、Kは、補給ボトル201Y、M、C、Kを装着して、補給ボトル201Y、M、C、Kから排出される現像剤を現像装置300Y、M、C、Kに供給する。
現像装置300Y、M、C、Kは、撹拌スクリュー302Y、M、C、Kと、供給スクリュー303Y、M、C、Kとをそれぞれ回転することで、現像剤補給部200Y、M、C、Kから供給された現像剤に循環・撹拌を施す。磁性回転体であるスリーブ304Y、M、C、Kは、これら現像剤のうち、トナー粒子を引き寄せて感光体ドラム100Y、M、C、Kの周面に送り込む。こうして、トナー粒子を感光体ドラム100Y、M、C、Kの周面に送り込むことで、感光体ドラム100Y、M、C、Kの周面に形成された静電潜像を顕像化してトナー像を得る。
一次転写ローラー400Y、M、C、Kは、感光体ドラム100Y、M、C、K上に形成されたY、M、C、K色のトナー像を中間転写ベルト401に一次転写する。
ピックアップローラー502は、揺動アーム502aの自由端に設けられ、給紙カセット501に載置された用紙束501sの最上位に位置する用紙900を繰り出す。
定着部601は、定着ローラー602を加圧ローラー603に圧接することで、ニップ602nを形成する。定着ローラー602には、ハロゲンヒーター604、605が内挿されており、ニップ602nは、二次転写ローラー505により搬送されて来る用紙900を噛み込んで、ハロゲンヒーター604、605による用紙900の未定着トナー像に加熱と、加圧ローラー603による加圧とを用紙900に施し、用紙900に転写されたトナー像を用紙900に定着させる。
白紙センサー700は、二次転写位置505Aから定着ローラーのニップ602nに送り出される用紙900の紙面を読み取り、1紙面の画素からなる画像データを得る。こうして画像データが得られると、当該画像データにおいて、同一のRGB値が連続しており、かつそのRGB値が用紙の下地の色であるかどうかを判定する。ここでのRGB値とは、読み取られた画素の赤色成分の輝度、青色成分の輝度、緑色成分の輝度からなる。紙面全体にわたり、同じRGB値が連続していて、しかもそれが下地の色であれば、白紙センサー700が読み取った際の紙面の明暗分布が一様であり、紙面は画像が形成されていない白紙状態であると考えられる。紙面が白紙状態であることが認められると、白紙センサー700はその旨を示す検出信号を出力する。
図3は、画像形成装置1000の電気制御系統を示すブロック図である。本図に示すように、画像形成装置1000の電気制御系統は、ジョブ制御部801、不揮発メモリ801R,搬送制御部802、定着制御部803、センサー処理部804、RAM804R、再利用適否判断部805により構成される。
ジョブ制御部801は、画像形成に関する印刷ジョブがユーザから要求された際、印刷ジョブの内容を示すデータ(ジョブデータ)が発せられると、当該ジョブデータを不揮発メモリ801Rに書き込み、ジョブデータに含まれる画像データの各ページの内容のトナー像を形成するよう、露光部101に指示を発する。これと並行して、搬送制御部802に指示を発し、各ページのトナー像の転写先となる用紙900の搬送を開始させる。更に、定着制御部803に指示を発して、定着部601における定着ローラー602の加熱を開始させる。またジャムが発生した際、ジョブ制御部801はプリントジョブを中断する。中断にあたって、ローラー部材の回転を停止させ、ジャムの発生と、それを除去する手順のガイダンス表示とを行う。
搬送制御部802は、ジョブ制御部801から用紙搬送の開始が命じられると、ピックアップローラー502、給紙ローラー503の回転を開始させ、各ページの画像の転写先となる用紙900の繰り出しを開始させる。更に、タイミングローラー504の回転を開始させることで、用紙900を二次転写位置505Aに供給し、二次転写位置505Aや定着ローラーのニップ602nに順次供する。2ページ以降のページの転写先となる用紙900の繰り出しは、先行する用紙900の定着完了を待たずに開始される。そのため搬送経路には、複数用紙の搬送が、同時になされる。
定着制御部803は、ジョブ制御部801からの熱定着のオン/オフの指示に応じて、定着ローラー602、加圧ローラー603の回転駆動や、定着ローラー602に内挿されたハロゲンヒーター604、605の点灯を制御する。尚、搬送の途中で用紙900のジャムが発生し、搬送が中断すると、ハロゲンヒーター604、605の点灯をオフし、加熱を停止させる。
センサー処理部804は、ジャムによりジョブが中断した際、用紙の残留位置に、ページ番号と、ページの紙面状態とを対応付けて示す残留状態テーブル804Tを生成して、RAM804Rに書き込む。残留状態テーブル804Tにおけるページ番号は、対応する画像データがジョブデータにおいて何ページ目に存在するかを示す。残留状態テーブル804Tにおいて残留位置は、用紙センサーのセンサー番号と、位置区分とにより表現される。センサー番号とは、用紙センサー711~714のうち、用紙のジャムを検出したものの番号(図3に示すn1、n2、n3、n4、n5)である。位置区分は、センサー番号目に示される用紙の残留位置を、給紙トレイ501Aから二次転写位置505Aまでの区間、二次転写位置505Aから定着ローラーのニップ602nまでの区間、定着ローラーのニップ602n以降に区間に分類する。
再利用適否判断部805は、搬送制御部802による残留紙の排出が開始されると、白紙用紙900Wが排出順位において何番目に位置しているかを判定する。この順位が基準となるページ順位より高ければ、白紙用紙900Wは再利用に適さないとの判定結果を下す。この順位が基準となる順位と等しいか、基準となる順位より低ければ、再利用に適するとする。ここでの基準となる順位というのは、熱定着の目標温度に維持されている定着ローラーのニップ602nの温度を、当該目標温度の半分以下まで降下させるのに要するページ数である。
以降、画像形成装置1000の動作について説明する。尚、動作例において、再利用適否判断部805が基準とする順位は、第3位に設定されているものとする。
印刷ジョブの実行が要求されると、ジョブ制御部801は、ジョブデータに含まれる各ページの画像データに対応する静電潜像の形成を露光部101に命じるのと共に、搬送制御部802に用紙搬送を開始させ、また、定着制御部803に、定着ローラーのニップ602nのウォームアップ動作を開始させる。定着制御部803によるウォームアップ動作が開始されると、定着ローラーのニップ602nの温度は、図4の温度変化曲線602Hに示すように変化する。この温度変化曲線602Hに示すように、ウォームアップ期間において、定着ローラーのニップ602nの温度は、目標温度Tmax(本動作例では、200℃であるものとする)を上回るレベルまで上昇する。以降、1ページ目、2ページ目の用紙通紙が順次開始されてゆく。定着制御部803が温度制御を開始することで、各ページに対応する用紙の熱定着がなされている間も、定着ローラーのニップ602nの温度は、200℃近くの温度を維持する。
1ページ目、2ページ目の用紙が定着ローラーのニップ602nを通過する際、定着ローラーのニップ602nからの熱定着を受けることで、用紙の温度が上昇してゆく。こうして、熱定着を受けることで、用紙中の水分は、移動・蒸発のサイクルをなす。以下、定着ローラーのニップ602nの熱定着を受けることによる用紙に含まれる水分の移動・蒸発のサイクルについて説明する。用紙900は、図5に示すようなセルロース繊維11の複合体であり、繊維間に空隙10があり、また繊維内部にも隙間がある。
定着部601により熱定着がなされている間、ジョブ制御部801は、図6のステップS102~S103のループを実行する。このループは、ジャム、トラブルが発生したか(ステップS102)、ジョブが終了したか(ステップS103)の判定を行う。ここでのトラブルとは、画像形成装置1000の駆動系統の異常、通信異常、高温異常を原因としてジョブが中断することをいう。
図6のステップS115の処理は、より詳細なフローチャートに展開することができる。図8は、排出された用紙の再利用の適否判定の処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおいて、変数iは、白紙センサー700により検出された白紙用紙のそれぞれを特定する変数である。nは、白紙センサー700により検出される白紙用紙の枚数を示す。図8のフローチャートでは、ステップS201において、変数iを1に初期化した後ステップS202~S206のループに移行する。
以上のように本実施形態によれば、定着ローラーのニップ602の温度が、通常の定着温度の半分以下となる状況下で、定着ローラーのニップ602nを通過する白紙用紙を、再利用に適すると判定し、それ以外の状況で定着ローラーのニップ602nを通過する用紙は、再利用に適しないと判定するから、
当該用紙を再利用に供する際、印刷品位管理の観点から許容される範囲を越えるレベルまでカールするような用紙を再利用しない旨をユーザーに提示することができる。
第1実施形態では、片面モードの印刷ジョブにおける再利用の適否について判断した。これに対し第2実施形態では、両面モードの印刷ジョブが中断した際に、搬送経路に残留した用紙の排出を実行する。
(5-1)反転経路620
図10は、図2に示した画像形成装置1000のうち、用紙の搬送経路、及び、反転経路を抜き出して示す。図10における反転経路620は、排出部611、排出ローラー612、両面搬送ローラー620a、b、c、dを含む。
以下、両面印刷時における再利用適否判断部805の処理内容について説明する。再利用適否判断部805は、一旦定着ローラーのニップ602nを通過して、熱定着を経た用紙は、たとえ白紙であったとしても再利用に適さないとの判定結果を下す。用紙中の水分は、定着ローラーのニップ602nを通過する際、熱定着を受けることで反対側紙面に向けて移動し、当該反対側紙面を蒸発界面とした蒸発により、白紙用紙から抜け出ていると考えられるからである。一方、定着ローラーのニップ602nを通過していない用紙は、その排出順位に従い、再利用の適否を判断する。主経路520に残留した用紙、反転経路620に残留した用紙のそれぞれを、どのような順序で排出するかは、画像形成装置の設計マターであり、画像形成装置に異なる。ジョブ制御部801は、画像形成装置の機器固有のルールにより、どのような順序で用紙が排出されるかの排出順序を記憶しており、再利用適否判断部805は、この順位に従い、白紙状態用紙が、どのような順位になるかを判断する。
第1実施形態では、印刷ジョブ中断時に排出される残留紙の再利用の適否を判断した。これに対して第3実施形態は、手差しトレイ510を用いた印刷ジョブが、設定エラーにより中止された際に、搬送経路から排出される白紙用紙の再利用の適否を判断する。
図2における画像形成装置1000の構成のうち、手差しトレイ510からの給紙に特に関連するもの(紙種センサー701、サイズセンサー702)について説明する。
紙種センサー701は、手差しトレイ510の直後の位置に設けられた発光素子701Lと、第1受光素子701Rと、第2受光素子701Tとで構成される。用紙900の反射光量、透過光量が、第1受光素子701R、第2受光素子701Tによって求められると、紙種センサー701は、第1受光素子701Rによって検出された反射光量から、給紙ローラー503のニップ503nを通過した用紙900の光反射率を算出し、第2受光素子701Tによって検出された透過光量からは同じ用紙900の光透過率を算出する。
サイズセンサー702は、横置き、縦置きの用紙の後端が位置すべき位置に配された発光素子702L、受光素子702Rからなり、発光素子702Lが放った光が、可動トレイ510に載置された用紙の後端により遮られるかどうかを検出することで、手差しトレイ510から給紙された用紙の搬送中に、用紙サイズを検出する。
図11は、第3実施形態にかかる画像形成装置1000の電気制御系統の構成要素を示す。本図に示すように、第3実施形態に係る画像形成装置1000の電気制御系統は、図3に示した構成要素に加え、エラーチェック部806を具備する。また、ジョブ制御部801、再利用適否判断部805は、第3実施形態に特有の処理を実行する。
ジョブ制御部801は、用紙の給紙先として手差しトレイ510が選択され、用紙が載置された際、手差しトレイ510の用紙設定操作を受け付けるためのボタン(用紙設定ボタン)をタッチパネルディスプレイ121に表示させる。この用紙設定ボタンがタッチされると、図12(a)に示すような、紙種及び用紙サイズの設定画面が表示される。図12(a)の設定画面は、用紙の紙種選択GUI702T、702U、用紙サイズ選択GUI702Sを含む。
エラーチェック部806は比較器811、比較器812を含む。比較器811は、用紙サイズ選択GUI702Sにより設定された用紙のサイズと、サイズセンサー702により検出された用紙のサイズとを比較する。比較器812は、紙種選択GUI702Tを通じてユーザーにより設定された用紙の紙種の厚みと、紙種センサー701により検出された用紙の紙種の厚みとを比較する。紙種、用紙サイズが一致していない場合、図12(b)に示すエラー画面をタッチパネルディスプレイ121に行わせる。このエラー画面は、設定エラーが存在する旨のメッセージ510Mと、印刷ジョブの続行操作を受け付けるボタン510C、印刷ジョブの中止操作を受け付けるボタン510Sを含む。これらのボタン510C、510Sは、上述した設定エラーに拘わらず、印刷ジョブをそのまま継続するかどうかの意思確認をユーザーに問うものである。続行操作に対応するボタン510Cが押下された場合、そのまま搬送制御部802、定着制御部803に用紙搬送、熱定着を継続して行わせる。一方、印刷ジョブ中止操作ボタン510Sが押下された場合、実行中の印刷ジョブを示すジョブデータを削除し、搬送経路に残留した用紙の排出を行わせる。
再利用適否判断部805、比較器811、比較器812の比較結果に応じて、印刷ジョブ中止により、搬送経路から搬送される用紙が再利用に適さないかどうかを判定する。
r=2Wp/3・εp
用紙の歪み率εpの算出式は、以下の式5に示す通りであり、高温側紙面21の温度Lhと、低温側紙面22の温度Llとの差(Lh-Ll)を、加熱していないときの通常の用紙の長さLiで割ることにより算出される。また、用紙の歪み率εpは、高温側紙面の縮み率Rhと、低温側紙面の縮み率Rlとの差に等しい。
εp=(Lh-Ll)/Li =(Rh-Rl)
画像形成装置のメーカーが印刷品位の観点維持の観点から、問題が生じないとする歪み率εpの限度を定めて、この限度をεdとする。歪み率の限度εdは、以下の手順を経て定める。高温側紙面の縮み率Rh、低温側紙面の縮み率Rlは、以下の式6の計算式から算出される。式6においてSwは含水率、Amは高温/低温に固有な係数、Bmは、高温/低温に固有な定数となる、
(式6)
Rh(Rl)=Am(T)Sw+Bm
尚、上記の計算式における係数Am、定数Bmは、含水率や縮み率の実測に基づき決定される。具体的にいうと、用紙の使用が想定される複数の温度において含水率や縮み率を実測して、含水率や縮み率の時間的変化を得る。こうした時間的変化を直線補間する補間式を得て、その補間式から、計算式における係数Am、定数Bmを算出する。
101 露光部
120 排出トレイ
121 タッチパネルディスプレイ
122 スキャナー
200Y、M、C、K 現像剤補給部
300Y、M、C、K 現像装置
400 一次転写ローラー
400Y、M、C、K 一次転写ローラー
401 中間転写ベルト
402 駆動ローラー
403 従動ローラー
501 給紙カセット
501A、B、C 給紙カセット
502 ピックアップローラー
502a 揺動アーム
503 給紙ローラー
504 タイミングローラー
505 二次転写ローラー
505A 二次転写位置
510 可動トレイ
520 主経路
601 定着部
602 定着ローラー
603 加圧ローラー
604 ハロゲンヒーター
611 排出部
612 排出ローラー
620 反転経路
620a,b,c,d 両面搬送ローラー
700 白紙センサー
701 紙種センサー
702 サイズセンサー
711~714 用紙センサー
801 ジョブ制御部
801R 不揮発メモリ
802 搬送制御部
803 定着制御部
804 センサー処理部
804T 残留状態テーブル
805 再利用適否判断部
806 エラーチェック部
811 比較器
812 比較器
1000 画像形成装置
Claims (9)
- 搬送経路に設けられた定着部材に記録シートを通過させて、画像形成に関するジョブを実行するのと共に、特定の条件が満たされない場合、搬送経路に存在する記録シートを搬送経路から排出する画像形成装置であって、
搬送経路上に存在する記録シートの中から、記録面が白紙のものを検出する検出手段と、
前記白紙とされた記録シートは、前記排出にあたって、記録シートの含水率に関する物性に影響しない温度の下で前記定着部材を通過するかを、前記定着部材の温度と、前記白紙とされた記録シートに過去になされたプロセスとの関係に基づき判定する判定手段と、
前記白紙とされた記録シートは、新たに転写される画像の定着に適しているか否かを、前記判定手段の判定結果に従い、ユーザーに提示する提示手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記特定の条件とは、トレイから繰り出された記録シートが、前記搬送経路に設けられた転写部材によるトナー像の転写を経て、定着部材に供されることであり、
前記搬送経路にジャムが生じた場合、前記特定の条件は満たさないとされ、
前記過去になされたプロセスとは、白紙の記録シートに先行する記録シートの定着部材の通過であり、
前記白紙の記録シートに先行して前記定着部材を通過した記録シートの数が、所定の基準数に満たない場合、前記判定手段は、前記白紙の記録シートが、前記記録シートの物性に影響する温度下で、定着部材を通過するとの判定結果を下す
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記所定の基準数は、
前記記録シートの含水率に関する物性に影響しないとされる温度まで、熱定着がオフにされた後の定着部材の温度を低下させるのに要する、記録シートのシート数である
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記特定の条件とは、トレイから繰り出された記録シートが、搬送経路に設けられた転写部材及び定着部材による両面印刷に供されることであり、
前記両面印刷の過程で記録シートのジャムが生じた場合、前記特定の条件は満たさないとされ、
前記過去になされたプロセスとは、両面印刷の過程のうち、記録シートの片面を対象とした定着部材による熱定着の実行であり、
前記白紙の記録シートが、片面に熱定着を受けるために前記定着部材を通過している場合、前記判定手段は、前記白紙の記録シートが、前記記録シートの物性に影響する温度下で、定着部材を通過するとの判定結果を下す
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記特定の条件とは、トレイから繰り出された記録シートが、搬送経路に設けられた転写部材及び定着部材による両面印刷に供されることであり、
前記両面印刷の過程で記録シートのジャムが生じた場合、前記特定の条件は満たさないとされ、
前記過去になされたプロセスとは、両面印刷の過程のうち、記録シートの片面を対象とした定着部材による熱定着の実行であり、
前記両面印刷の排出順位において、前記トレイから定着部材までに存在する記録シートのうち、白紙とされるものの順位が、所定の順位よりも低順位である場合、前記判定手段は、前記白紙の記録シートが、前記記録シートの物性に影響しない温度下で、定着部材を通過するとの判定結果を下す
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記特定の条件とは、トレイから記録シートを繰り出して、搬送経路に設けられた転写部材、定着部材に供することであり、
前記ユーザーにより入力されたシート種別と、前記トレイから供給されるシート種別とが異なるとの設定エラーが存在していて、尚且つ、ユーザーがジョブの実行の中止を意図した場合、前記特定の条件は満たされないとされ、
前記ユーザーにより入力された記録シートの種別の厚みが、前記トレイから供給される記録シートの種別の厚みを上回る場合、前記判定手段は、前記排出された白紙の記録シートが、前記記録シートの物性に影響する温度下で、定着部材を通過するとの判定結果を下す
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記特定の条件とは、トレイから繰り出された記録シートが、搬送経路に設けられた転写部材によるトナー像の転写を経て、定着部材に供されることであり、
前記ユーザーにより入力されたサイズと、前記トレイから供給される記録シートのサイズとが異なるとの設定エラーが存在していて、尚且つ、ユーザーがジョブの実行の中止を意図した場合、前記特定の条件は満たされないとされ、
前記トレイからの記録シートの供給時に、前記ユーザーにより入力されたサイズが、前記トレイから供給される記録シートのサイズを上回る場合、前記判定手段は、前記白紙の記録シートが、前記記録シートの物性に影響する温度下で、定着部材を通過するとの判定結果を下す
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、ユーザーによる記録シートの手差し載置を検出した際、記録シートのサイズ入力をユーザーから受け付ける受付手段と、
前記手差し載置された記録シートのサイズを記録シートの搬送中に検出する検出手段とを備え、
前記設定エラーは、前記受付手段がユーザーから設定を受け付けた、記録シートのサイズと、前記検出手段により検出された記録シートのサイズとが異なることを原因として発生する、請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、記録シートの供給のためのトレイを複数有し、
前記提示手段は、複数のトレイのうちどれに、再利用に適するとされた記録シートを戻すべきかを、判定手段による判定結果に合わせて提示する
ことを特徴とする請求項1~8の何れかに記載の画像形成装置。
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