JP7225592B2 - 搬送装置、検出方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、媒体を搬送する装置、媒体の搬送異常発生の予兆を検出する方法およびその検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

プリンタやMFP(Multi Function Peripheral)等の画像形成装置は、媒体としての紙を搬送するために、紙を給紙する給紙ユニット、トナー像を転写する転写ユニット、紙にトナー像を定着させる定着ユニット等を備えている。

例えば、定着ユニットは、加圧ローラと加熱ベルトまたはローラの２つの部品を含み、加圧ローラは、モータにより回転し、加熱ベルトまたはローラは、加圧ローラに従動して回転する。このため、加圧ローラと加熱ベルトまたはローラとの間には、摺動摩擦が発生する。この摩擦が上昇すると、加熱ベルトまたはローラにかかる負荷は大きくなり、負荷が大きくなると、加圧ローラと加熱ベルトまたはローラとの間で滑り（スリップ）が発生する。このスリップの発生により、紙詰まり（JAM）や定着ユニットの機構破損等の問題が発生する。

そこで、スリップの発生を検知するスリップ検知手段を設け、スリップが発生していると検知された場合、プロセス線速を限定し、紙に最適な搬送力を与える技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来の技術では、スリップが発生していることを検知するものであるため、スリップ等の媒体の搬送異常が発生することを予測することはできなかった。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、媒体の搬送異常が発生することを予測することができるシステム、方法、プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、媒体を搬送する装置であって、
第１の回転体と、
第１の回転体に動力を与えて回転させる駆動手段と、
第１の回転体の回転に伴って回転し、第１の回転体との間に搬入された媒体を、第１の回転体とともに一定の方向に搬送する第２の回転体と、
駆動手段が第１の回転体に与える動力および第２の回転体の回転に関連する情報を取得する取得手段と、
取得手段により取得された情報に基づき、媒体の搬送異常発生の予兆があるかどうかを判断する判断手段と
を含む、搬送装置を提供する。

本発明によれば、媒体の搬送異常が発生することを予測することができる。

画像形成装置の第１の構成例を示したブロック図。 定着装置の第１の構成例を示した図。 加熱ベルトにかかる力およびその経時変動について説明する図。 加熱ベルトの回転速度と加熱ベルトにかかる負荷の経時変動を例示した図。 スリップが発生する条件について説明する図。 粘度と回転速度との関係を例示した図。 モータ回転速度と駆動トルクとの関係およびその経時変動を例示した図。 スリップ発生の予兆を検出する処理の流れを示したフローチャート。 トルク情報および回転速度情報を取得するタイミングについて説明する図。 画像形成装置の第２の構成例を示したブロック図。 定着装置の第２の構成例を示した図。 加熱ベルトに塗布されるグリスの温度特性について説明する図。 トルク低下率の算出方法について説明する図。 トルク情報および温度情報を取得するタイミングについて説明する図。 画像形成装置の第３の構成例を示したブロック図。 切り替え判定閾値について説明する図。 取得する情報の内容を説明する図。 画像形成装置の第４の構成例を示した図。

図１は、画像形成装置の第１の構成例を示したブロック図である。画像形成装置は、定着装置１０と、コントローラとを含んで構成される。画像形成装置は、そのほか、画像を形成するための媒体を供給するユニット、画像を形成する画像形成部、形成した画像を媒体に転写する転写ユニット等を含むことができる。媒体としては、紙、はがき、フィルム等を用いることができる。

例えば、電子写真方式の画像形成装置では、画像形成部は、感光体ドラム、現像ユニット、露光装置等から構成され、コントローラの制御の下、露光装置により感光体ドラムの表面に光を照射して、肉眼では見えない潜像を形成し、現像ユニットによりトナーを付着し、肉眼で見える画像に顕像化する。それを転写ユニットにより媒体に転写する。

定着装置１０は、媒体に転写された画像を媒体に定着させるため、画像が転写された媒体を加熱および加圧する。このため、定着装置１０は、媒体を加熱するための定着部材１１と、媒体を加圧するための加圧部材１２と、加圧部材１２に動力を与えて回転させる駆動手段１３とを含む。定着部材１１と加圧部材１２は、いずれも軸を中心として回転し、その間に媒体を引き込み、媒体を一定の方向に搬送する回転体とされる。

画像形成装置は、加圧部材１２に与える動力に関連する情報として、トルク情報を取得するトルク計測手段１４と、定着部材１１の回転に関連する情報として、回転速度情報を取得する回転速度計測手段１５とをさらに備える。

コントローラは、CPU、ROM、RAM、HDD等をハードウェアとして含み、画像形成装置を制御し、ユーザからの画像形成の指示を受けて、画像を形成する処理を実行する。コントローラは、判断手段１６としても機能し、トルク計測手段１４により取得されたトルク情報と、回転速度計測手段１５により取得された回転速度情報とに基づき、媒体の搬送異常発生の予兆があるかどうかを判断し、その予兆を検出する。

ここでは、２つの回転体を備える装置として、定着装置１０を一例として挙げて説明するが、これに限られるものではなく、２つの回転体を備える装置としては、２つのローラを備え、紙等を搬送する給紙ユニットや転写ユニット等であってもよい。また、２つの回転体を使用し、媒体を搬送する装置であれば、画像形成装置に限定されるものではない。

図２を参照して、定着装置１０の具体的な構成について説明する。定着部材１１は、加熱ベルト２０と、熱源２１とから構成される。加圧部材１２は、加熱ベルト２０に対向し、隣接して配置される加圧ローラ２２により構成される。

加圧ローラ２２には、加圧ローラ２２を回転させるために動力を与える駆動手段１３としてのモータ２３が設けられる。モータ２３には、定着処理を制御するための画像形成制御手段２４と、トルク計測手段１４と、回転速度計測手段１５とが接続される。画像形成制御手段２４は、コントローラにより実現され、モータ２３を制御する情報を生成し、モータ２３に入力する。モータ２３は、回転軸を有し、回転軸を回転させ、その回転軸に連結される加圧ローラ２２を回転させる。加熱ベルト２０は、加圧ローラ２２の回転に伴って回転（従動）する。

媒体としての紙２５は、加熱ベルト２０と加圧ローラ２２との間に一方から搬入され、加圧ローラ２２の回転により引き込まれ、他方から排出される。紙２５が搬入される側と排出される側には、紙が通過したことを検知するための用紙通過センサ２６、２７が設けられる。

加圧ローラ２２は、一定の方向に回転し、紙２５を引き込み、紙２５を加圧しながら他方へと排出させる。このとき、加熱ベルト２０は、加圧ローラ２２とは反対方向に回転し、熱源２１により加熱され、回転により熱を紙２５に伝達し、紙２５を加熱する。

加熱ベルト２０の表面には、搬入される紙２５に対して適切な摩擦を与え、対向する加圧ローラ２２により適切に加圧されるように、グリス等の潤滑剤が塗布される。

図３を参照して、加熱ベルト２０にかかる力およびその経時変動について説明する。モータ２３は、画像形成制御手段２４からの制御情報を受けて作動し、加圧ローラ２２に動力を与えて加圧ローラ２２を回転させる。加圧ローラ２２の回転により加熱ベルト２０が従動し、回転する。このとき、図３（ａ）に示すように、加熱ベルト２０には、加熱ベルト２０を動かそうとする力Fと、加圧ローラ２２に押される力Nと、力Fの方向とは反対の方向に摩擦力F’とが作用する。

力Fは、静止摩擦係数をμとすると、式１のように表され、摩擦力F’は、動摩擦係数をμ’、グリスの粘度をη、回転速度をvとすると、式２のように定常摩擦力（μ’N）と粘性摩擦力（ηv）の和で表される。

モータ２３が加圧ローラ２２を回転させるために必要な力は、駆動トルクTとして与えられ、図３（ｂ）に示すように、駆動トルクTは、回転速度vに比例する。ちなみに、図３（ｂ）では、マシンの動作可能な速度範囲でないと印刷を実行することができないことから、印刷速度の範囲が一定の回転速度の範囲とされている。

ここで、図４（ａ）を参照し、加熱ベルト２０の回転速度と加熱ベルト２０にかかる負荷の経時変動について説明する。加熱ベルト２０にかかる負荷（加熱ベルト２０を動かそうとする力F）は、摩擦力F’にほぼ等しい。摩擦力F’のうち、定常摩擦力は、回転速度による変動はなく、小さい。このため、摩擦力F’は、粘性摩擦力に依存し、回転速度vに比例して大きくなる。図４（ａ）に示すように、回転速度vと摩擦力F’との関係を示す回転速度特性は、一定の傾きをもった直線で表すことができる。

しかしながら、定着装置１０の使用により経年劣化が生じ、グリスも劣化し、減少すると、粘度ηの値が小さくなり、図４（ｂ）に示すように、その傾きが小さくなる。また、グリスの劣化や減少により、定常摩擦力が大きくなる。このため、加熱ベルト２０全体の摩擦力F’が大きくなる。

再び図３（ｂ）を参照して、駆動トルクTは、モータトルクT_motorとし、式３のように与えられる。式３中、T_aは、加圧側のモータ軸換算トルクで、T_bは、加熱側のモータ軸換算トルクで、kは、減速比で、Fは、加熱ベルト２０の負荷トルクで、rは、加熱側の半径で、T_otherは、軸受けにかかるトルク等のその他のトルクである。

T_aおよびT_otherは、粘性摩擦および定常摩擦の経時変動に対して微小変動であるため、一定とみなすことができる。このことから、経時変動による駆動トルクの負荷上昇は、加熱ベルト２０の負荷変動分と考えることができ、駆動トルクの経時変動は、加熱ベルト２０にかかる負荷の経時変動と相対的に等しい。このため、駆動トルクTと回転速度vとの関係を示す回転速度特性も、同じく一定の傾きをもった直線で表される。回転速度特性は、経年劣化により、初期状態を示す破線から、一定の期間が経過した後の実線、さらに一定の期間が経過し、グリスが劣化し、減少した一点鎖線へとその傾きが小さくなり、駆動トルクT自体が大きくなる。

次に、図３（ｃ）を参照し、スリップの発生について説明する。加熱ベルト２０を動かそうとする力Fの最大値F₀は、最大静止摩擦係数をμ₀とすると、μ₀Nで表される。F₀は、F以上の値で、FとF’は、ほぼ等しい値であることから、F₀-F’は通常、0以上の値となる。

しかしながら、F’は、図４にも示したように、経年劣化によりその値が大きくなることから、F₀-F’は、0より小さい値になり得る。F₀-F’<0のとき、すなわちF₀<F’のとき、摩擦力が加熱ベルト２０を動かそうとする力を超え、スリップが発生して、加熱ベルト２０が回転しなくなる状態になる。このことから、F₀-F’が0に近づくにつれてスリップしやすい状態になり、0を超えると、スリップが発生することになる。このため、スリップ発生条件を、式４のように与えることができる。

力Fや摩擦力F’は、その経時変動が駆動トルクTの経時変動と相対的に等しいことから、スリップ発生条件を駆動トルクTで与えることも可能である。例えば、図５（ａ）に示すように、任意の駆動トルクTをすべる条件（閾値）として設定し、その駆動トルクを超えたときにスリップが発生したと検知することができる。

図５（ｂ）に示す力Fの経時変動を参照してみると、力Fがその最大値F₀になるまでは、力Nがほぼ一定であることから、力Fは、静止摩擦係数μが最大静止摩擦係数μ₀へと大きくなるにつれて増加する。この間は、力Fが加熱ベルト２０の摩擦力とほぼ等しい状態で、このときの摩擦力は、静止摩擦力と呼ばれる。

摩擦力が最大値F₀を超えると、スリップが発生し、摩擦力は小さくなる。この小さくなった摩擦力は、動摩擦力と呼ばれる。

図５（ｃ）に示す粘度ηの経時変動を参照してみると、使用開始から一定の期間が経過するまでは、ほぼ一定の粘度となるが、当該一定の期間が経過すると、粘度が低下し始める。この粘度の低下は、上記の摩擦力が最大値F₀を超えても続く。この最大値F₀の時点での粘度ηをすべる条件（閾値）として設定し、その粘度を下回ったときにスリップが発生したと検知することもできる。

しかしながら、すべる条件を駆動トルクで与えると、高い回転速度でスリップが発生したことを検知すると、低い回転速度ではスリップが発生しない正常動作可能な状態であっても、一律にスリップ発生と判断されてしまう。このことは、粘度も同様である。これは、駆動トルクも、粘度も、回転速度に依存するからである。

そこで、式４を、粘度ηをすべる条件としての閾値η_NGとして式５のように展開し、式６のように閾値η_NGを回転速度vの関数として導出する。この関数は、図６に示すように、粘度ηが回転速度vに反比例している。このように閾値を回転速度の関数として導出し、その関数を用いることで、回転速度に応じて適切にスリップ発生の有無を判断することが可能となる。

閾値は、上記の最大値F₀の時点での粘度とすると、その粘度を下回るとすぐにスリップが発生するので、余裕を見て、一定の値を加味した値とすることができる。この場合、粘度が高い方が安全側であるため、最大値F₀の時点での粘度に一定の値を加算して閾値を算出する。

駆動トルクの経時変動は、スリップが発生する前は、加熱ベルト２０にかかる負荷の経時変動と相対的に等しく、この負荷は、定常摩擦力（μ’N）が回転速度による変動がないことから、粘性摩擦力（ηv）に依存する。このため、少なくとも２つの異なる時点で駆動トルクと回転速度とを計測し、それらの情報を取得することで、図７に示すように、その傾きから、特性値としての粘度ηを算出し、算出した粘度ηを閾値η_NGと比較し、閾値η_NG以上であれば、スリップ発生なしと、閾値η_NG未満であれば、スリップが発生するおそれがある（スリップ発生の予兆あり）と判断することができる。

すなわち、特性値η_(m)は、式７により算出することができ、スリップ発生条件は、式８で表すことができる。式７中、T_A(m)は、計測した少なくとも２つの異なる時点のうちの１つの時点Aでの駆動トルクであり、T_B(m)は、T_A(m)とは異なる時点Bでの駆動トルクである。mは、0を含む正の整数である。v_Aは、時点Aでの回転速度で、v_Bは、時点Bでの回転速度である。

閾値は、式６で算出される閾値に限らず、設計段階で得られた閾値を記憶手段に記憶しておき、必要に応じて読み出して使用してもよい。また、粘度は、グリスの経年劣化により変化するため、閾値は、画像形成装置の製造後の使用開始からの経過時間に応じて変更されるものであってもよい。

図８を参照して、スリップ発生の予兆を検出する処理について説明する。この処理は、ステップ８００から開始し、ステップ８０１では、マシンが動作可能な速度の範囲内かどうかを判断する。その速度外である場合、その速度内に入るまで、この判断が繰り返される。その速度内であると判断した場合、ステップ８０２へ進む。

ステップ８０２では、予め設定した時間、例えばN（0を除く正の整数）秒が経過したかを判断する。N秒が経過していない場合、経過するまで待つ。経過したところで、ステップ８０３へ進む。ステップ８０３では、トルク計測手段１４により駆動トルクを計測し、トルク情報を取得し、回転速度計測手段１５により回転速度を計測し、回転速度情報を取得する。

ステップ８０４では、予め設定した時間、例えばN秒が経過したかを判断する。ここでは、ステップ８０２と同じN秒としているが、N秒とは異なるM（0を除く正の整数）秒としてもよく、適切な時間を設定することができる。N秒が経過していない場合、経過するまで待つ。経過したところで、ステップ８０５へ進む。ステップ８０５では、トルク計測手段１４により駆動トルクを計測し、トルク情報を取得し、回転速度計測手段１５により回転速度を計測し、回転速度情報を取得する。

ステップ８０６では、ステップ８０３およびステップ８０５で取得したトルク情報および回転速度情報を用い、特性値を算出する。ステップ８０７では、回転速度情報を用い、上記式５により閾値を算出する。そして、算出された特性値と閾値とを比較し、特性値が閾値以上であるかを判断する。特性値が閾値以上であれば、ステップ８０８へ進み、スリップが発生しないので、印刷を実行する。そして、印刷終了により、ステップ８１０で処理を終了する。

ステップ８０７で特性値が閾値未満であると判断された場合、ステップ８０９へ進み、スリップが発生する予兆があるため、ユーザに対してその旨を通知する。通知後、印刷を実行することなく、ステップ８１０で処理を終了する。このようにして、スリップ発生の予兆を検出することができる。

上記の例では、駆動トルクの経時変動が、加熱ベルト２０にかかる負荷の経時変動と相対的に等しいものとし、粘度ηを特性値とし、閾値を設け、スリップが発生する予兆があるかどうかを判断した。その粘度ηは、任意のモータ回転速度のときの駆動トルクを２点取得し、その傾きとして算出した。しかしながら、取得する駆動トルクは、３点以上であってもよく、３点以上を繋ぎ合わせて近似曲線とし、その近似曲線から特性値を算出してもよい。粘度ηは、近似曲線を直線近似し、得られた直線の傾きとして算出することができる。

しかしながら、これに限られるものではなく、μ₀、μ’、N等を設計値から算出し、算出したこれらの値を用いて粘度ηを算出してもよい。これらの値は、これらの値を計測する計測手段を用いて計測してもよい。また、特性値は、粘度ηに限られるものではなく、取得した２点における駆動トルクの差分であってもよい。

トルク情報および回転速度情報を取得するタイミングであるが、図９に示すように、１点目を、例えば１日の始業時や画像形成装置の起動時等の印刷開始前とし、２点目を、印刷開始時、印刷中、印刷ジョブ間の印刷待機時等とすることができる。１日の始業時に取得することで、バラツキの少ない条件で取得することができる。印刷待機時に取得することで、ユーザの大幅な時間ロスなしに、リアルタイムの情報を取得することができる。

３点目以降は、印刷ジョブ毎に取得することができる。なお、印刷ジョブ毎に印刷開始時という同じタイミングではなく、別のジョブでは印刷待機中等、２以上のタイミングを組み合わせたものを採用してもよい。また、１回の印刷で出力する枚数が多い場合、任意の枚数を印刷する毎に取得してもよい。

これまでは、粘度ηや差分を特性値として算出し、スリップ発生の予兆を検出することについて説明してきた。これは、傾きや差分からグリスの劣化や減少を捉え、加熱ベルト２０の負荷変動を捉えるもので、負荷変動は、それを構成する成分、例えば粘性摩擦と定常摩擦とから捉えることも可能である。

粘度η_(m)は、上記式７により算出される。加圧ローラに押される力をN、静止摩擦係数をμ_(m)、動摩擦係数をμ’_(m)、モータ回転速度をvとすると、定常摩擦μ’_(m)Nは、式９のように表すことができる。式９中、F_(m)は、静止摩擦力である。

最大値F₀のときの粘度ηは、閾値η_NGであるから、そのときの定常摩擦μ’_NGNは、式９を使用して、式１０のように表すことができる。

式９および式１０を変形し、式８に代入し、整理すると、式１１に示すような静止摩擦力に対する定常摩擦の割合の値を用いたスリップ発生条件を得ることができる。このため、特性値として定常摩擦の値を算出し、このスリップ発生条件を用いて、スリップ発生の予兆があるかどうかを判断することができる。

図１０は、画像形成装置の第２の構成例を示したブロック図である。図１０に示す画像形成装置は、図１に示した装置と同様、定着装置１０と、コントローラとを含んで構成される。定着装置１０は、定着部材１１と、加圧部材１２と、駆動手段１３とを含み、さらに、定着部材１１の表面温度を計測する温度計測手段３０を備える。また、画像形成装置は、トルク計測手段１４と、回転速度計測手段１５とを備える。

コントローラは、判断手段１６として機能し、特性値算出手段３１と、記憶手段３２としても機能する。

特性値算出手段３１は、回転速度計測手段１５により取得された回転速度情報と、温度計測手段３０により取得された温度情報との少なくとも一方から、加熱ベルト２０の回転状態や加熱状態を表す特性値を算出する。

記憶手段３２は、搬送異常として、紙２５のスリップが発生するときの特性値に対し、一定の値を余裕度として加味した閾値を記憶する。判断手段１６は、特性値算出手段３１により算出された特性値と、記憶手段３２に記憶された閾値とを比較し、スリップが発生する予兆があるかどうかを判断する。

記憶手段３２は、閾値として、スリップが発生するときの特性値に一定の値を加味した値を記憶しているので、判断手段１６は、算出された特性値が閾値以上か否かを判断することで、実際にスリップが発生しているかどうかではなく、その予兆があるかどうかを判断することができる。

画像形成装置は、判断手段１６の判断結果を通知する通知手段３３を備えることができる。通知手段３３は、画像形成装置が備える操作パネル等の表示部に、「予兆あり」、「予兆なし」等を表示させることにより、ユーザに結果を通知することができる。通知手段３３は、ユーザのほか、保守／サービス区にいるサービスマンに対して通知することもできる。これにより、正確にベルトスリップ状態を通知することができ、効果的な部品交換を実現することができる。

図１１を参照して、定着装置１０の具体的な構成について説明するが、図２に示した構成と同様の部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。加熱ベルト２０には、加熱ベルト２０の表面に近隣して、加熱ベルト２０の表面温度を検知するための温度センサ２８が設けられる。温度センサ２８は、温度計測手段３０として機能し、温度を計測し、温度情報を出力する。なお、温度センサ２８は、加熱ベルト２０側ではなく、加圧ローラ２２側に設け、加圧ローラ２２の表面温度を検知してもよい。

図１２を参照して、加熱ベルト２０に塗布されるグリスの温度特性について説明する。グリスは、温度が上昇すると、粘度が下がる。画像形成装置を設置し、使用を開始した頃の初期状態では、加熱ベルト２０の温度を上げるにつれて負荷が下がり、駆動トルクが下がる傾向を示す。長期間の使用により、グリスの劣化や減少が生じてくると、温度によるトルク低下率が減少してくる。この低下率は、低温時と高温時の少なくとも２点での駆動トルクを計測すれば算出することができる。このことから、低下率を特性値として採用することができる。

図１３を参照して、低下率の算出方法について説明する。加熱ベルト２０の温度を変え、任意の温度で任意の回転速度のときの駆動トルクを２点取得する。そして、図１３に示すように、温度に対する駆動トルクをプロットし、その傾きq_(m)を求める。傾きq_(m)は、取得した２点のトルクをT_A(m)、T_B(m)とし、各点での温度をK_A、K_Bとすると、式１２により算出することができる。

スリップ発生条件は、傾きq_(m)が負の傾きであり、傾きq_(m)が閾値q_NG以上の場合にスリップ発生の予兆があると判断することができることから、式１３のように表すことができる。

閾値q_NGは、温度K_A、K_Bで最大値F₀のときの粘度η_NG(KA)、η_NG(KB)とある一定の回転速度vとを用い、式１４により求めることができる。

この閾値q_NGも、スリップが発生するときの低下率とすると、その低下率を上回るとすぐにスリップが発生するので、余裕を見て、一定の値を減算した値とすることができる。

この場合も、取得する駆動トルクは３点以上であってもよく、３点以上を繋ぎ合わせて近似曲線とし、その近似曲線から特性値を算出してもよい。低下率は、近似曲線を直線近似し、得られた直線の傾きとして算出することができる。

トルク情報および温度情報を取得するタイミングであるが、図１４に示すように、１点目を、例えば画像形成装置の起動時等の印刷開始前とし、２点目を、印刷開始時や印刷待機中等とすることができる。３点目以降は、印刷ジョブ毎に取得することができる。なお、印刷ジョブ毎に印刷開始時という同じタイミングではなく、別のジョブでは印刷待機中等、２以上のタイミングを組み合わせたものを採用してもよい。また、１回の印刷で出力する枚数が多い場合、任意の枚数を印刷する毎に取得してもよい。

温度情報を取得するタイミングは、通常の印刷動作において、一定以上の温度変化があるタイミングとしてもよい。温度変化があるタイミングとしては、熱源２１が起動と停止（ON/OFF）で切り替わるタイミングや、熱源２１はON状態であるが、強弱で発生する熱量が大きく変化するタイミング等が挙げられる。このようなタイミングで取得することで、温度特性を捉えやすくなる。

また、温度については、図１４に示すように特別な測定モードを設け、印刷動作とは異なるタイミングおよび制御で測定することができる。異なるタイミングとは、例えば印刷完了後の指定されたタイミングで、画像形成装置の電源OFF時や１日の終業時等である。異なる制御とは、印刷とは関係なく、ある一定の速度で加熱ベルト２０を回転させ、温度情報を取得する制御である。このようなモードを設け、異なるタイミングで取得することで、温度特性を捉えやすくなる。

図１５は、画像形成装置の第３の構成例を示したブロック図である。図１５に示す装置は、図１０に示した装置と同様、定着装置１０を含み、定着装置１０は、定着部材１１と、加圧部材１２と、駆動手段１３とを備えている。また、画像形成装置は、トルク計測手段１４と、回転速度計測手段１５と、温度計測手段３０と、特性値算出手段３１と、記憶手段３２と、通知手段３３とを備えている。なお、これらの手段については既に説明したので、ここではその説明を省略する。

図１５に示す装置は、さらに紙２５の通過を検知する媒体検知手段としての用紙通過検知手段３４と、その通過時間を計算する演算手段としての用紙通過時間演算手段３５とを備えている。

用紙通過検知手段３４は、定着装置１０へ紙２５が搬入される入口側と、紙２５が排出させる出口側とに設けられ、紙２５の通過を検知する。用紙通過時間演算手段３５は、用紙通過検知手段３４による入口側での紙２５の通過の検知を受けて、時間の計測を開始し、出口側での紙２５の通過の検知を受けて、時間の計測を終了し、定着装置１０を紙２５が通過する時間を算出する。用紙通過時間演算手段３５は、算出した時間から、加熱ベルト２０の回転速度を算出する。

回転速度計測手段１５で計測される回転速度は、モータ２３の回転速度で、スリップが発生していない場合は、加熱ベルト２０の回転速度にほぼ等しい。しかしながら、スリップが発生すると、これらの回転速度は異なってくる。スリップ発生の予兆を検出する上では、まだスリップが発生していないことを確認することができるほうが望ましい。この例では、用紙通過検知手段３４等を使用して回転速度を算出し、スリップが発生していないことを確認することができるようにしている。

ところで、計測される駆動トルクは、図１６に示すように、時間の経過に伴って上昇する。これは、グリスの粘性が劣化、減少し、加圧ローラ２２と加熱ベルト２０の間の摩擦が減少してすべりやすくなり、より多くのトルクを与えないと、初期状態と同じように加熱ベルト２０を回転させることができないからである。

トルク情報等の取得は、これまでに説明してきたように、印刷開始前と印刷開始後の少なくとも２つの時点で行われる。しかしながら、初期状態では、ほぼスリップは発生しないことから、初期状態と一定の期間使用したときの状態で同じ頻度で情報の取得を行い、予兆を検出する必要はない。そこで、図１６に示すように、一定期間が経過したところで、取得する頻度を変え、経過するまではその頻度を少なく、経過した後はその頻度を多くことができる。これにより、無駄な情報の取得をなくし、演算負荷を低減させることができる。また、スリップ発生の可能性が高いトルクの負荷が大きくなったところで、細かく情報を取得し、スリップ発生の予兆を検出することができる。

頻度を変える基準は、切り替え判定閾値として与えることができ、切り替え判定閾値は、画像形成装置の製造後の使用開始からの経過時間であってもよいし、駆動トルクの値（絶対値）であってもよい。駆動トルクの値を採用する場合、計測されたトルクの絶対値が所定の値を超えるかどうかにより、取得する頻度を変えることができる。

また、頻度を変えるほか、取得する情報の内容も変えてもよい。初期状態では、ほぼスリップが発生しないことから、スリップが発生しないことを確認できる程度の少ない情報でよいが、一定の期間が経過した後は、確実にスリップ発生の予兆を検出するために、より多くの情報が必要となるからである。

取得する情報の内容は、図１７に示すような内容とすることができる。この内容は一例であるので、これに限られるものではない。図１７に示す例では、取得する情報の項目として、印刷開始前のトルク情報および回転速度情報、印刷中のトルク情報および回転速度情報、印刷開始前のトルク情報および温度情報、特別な測定モードでのトルク情報および温度情報の４つが挙げられている。

切り替え判定閾値未満の場合、最小限の情報として、印刷開始前のトルク情報および回転速度情報を１日１回取得するように設定されている。一方、切り替え判定閾値以上の場合、それに加えて、印刷中のトルク情報および回転速度情報を印刷待機時または１００枚印刷する毎に、印刷開始前のトルク情報および温度情報を１日１回、特別な測定モードでのトルク情報および温度情報を１日１回取得するように設定されている。

このように１つまたは複数の情報を取得し、１つまたは複数の特性値を算出して、スリップ発生の予兆を検出することができる。ちなみに、複数の特性値を用いて判断する場合、いずれか１つでもスリップ発生条件を満たせば、予兆ありと判断することができる。

モータ２３が与える動力に関連する情報としてトルク情報を、加熱ベルト２０の回転に関連する情報として回転速度情報もしくは温度情報またはそれらの両方を取得し、スリップ発生の予兆を検出することについて説明してきた。取得する情報は、加熱ベルト２０の回転に関連する情報であれば、回転速度情報、温度情報に限られるものではなく、例えば加圧ローラ２２に押される力N（加熱ベルト２０にかかる圧力）の情報であってもよい。

力Nからは、式１０により特性値としての粘度ηを算出することができ、式６により閾値η_NGを算出することができる。

図１８は、画像形成装置の第４の構成例を示したブロック図である。画像形成装置は、定着装置１０を含み、定着装置１０は、定着部材１１と、加圧部材１２と、駆動手段１３とを備えている。また、画像形成装置は、トルク計測手段１４と、回転速度計測手段１５と、温度計測手段３０と、特性値算出手段３１と、記憶手段３２と、通知手段３３とを備えている。さらに、画像形成装置は、用紙通過検知手段３４と、用紙通過時間演算手段３５とを備えている。これらの手段については既に説明したので、ここではその説明を省略する。

この例では、加圧部材１２を構成する加圧ローラ２２に押される力Nを計測する圧力計測手段３６を備える。圧力計測手段３６は、取得した圧力情報を特性値算出手段３１へ出力し、特性値算出手段３１が粘度η等の特性値を算出する。

以上のようにして、紙２５等の媒体のスリップ等の搬送異常が発生することを予測することができる。これにより、スリップ等が発生する前に処置を行い、紙等の無駄を防ぎ、余分な画像形成等の実施を回避することができる。

これまで本発明を、搬送装置および検出方法として上述した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。したがって、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

よって、本発明では、上記の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、そのプログラムが記録された記録媒体、そのプログラムを、ネットワークを介して提供するサーバ装置等も提供することができるものである。

１０…定着装置
１１…定着部材
１２…加圧部材
１３…駆動手段
１４…トルク計測手段
１５…回転速度計測手段
１６…判断手段
２０…加熱ベルト
２１…熱源
２２…加圧ローラ
２３…モータ
２４…画像形成制御手段
２５…紙
２６、２７…用紙通過センサ
２８…温度センサ
３０…温度計測手段
３１…特性値算出手段
３２…記憶手段
３３…通知手段
３４…用紙通過検知手段
３５…用紙通過時間演算手段
３６…圧力計測手段

特開２０１７－１０７１４３号公報

Claims (13)

1. 媒体を搬送する装置であって、
   第１の回転体と、
   前記第１の回転体に動力を与えて回転させる駆動手段と、
   前記第１の回転体の回転に伴って回転し、前記第１の回転体との間に搬入された前記媒体を、前記第１の回転体とともに一定の方向に搬送する、内部に熱源を含み、表面に潤滑剤が塗布された第２の回転体と、
   前記駆動手段が前記第１の回転体に与える動力および前記第２の回転体の回転に関連する情報として、前記駆動手段が備える回転軸を回転する力の情報と、前記回転軸の回転速度の情報もしくは前記表面の温度の情報またはその両方を取得する取得手段と、
   前記取得手段により２以上の時点で取得された前記情報から、前記回転速度に対する前記力の変化の割合もしくは該力の差分、または前記表面の温度に対する前記力の変化の割合もしくは該力の差分を、前記動力と前記第２の回転体の回転との関係を表す特性値として算出する特性値算出手段と、
   前記特性値算出手段により算出された前記特性値に基づき、前記媒体の搬送異常発生の予兆があるかどうかを判断する判断手段と
   を含み、
   前記特性値算出手段は、前記回転速度または前記表面の温度に対する前記力の変化の割合もしくは該力の差分を用いて、前記第２の回転体の回転に抵抗する力を構成する第１の成分と第２の成分とを算出し、前記第１の成分と前記第２の成分の比を前記特性値として算出する、搬送装置。
2. 前記判断手段は、前記特性値を前記回転速度または前記表面の温度に応じた閾値と比較し、比較結果に基づき、前記予兆があるかどうかを判断する、請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記閾値は、前記搬送装置の使用開始からの経過時間に応じて変更される、請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記取得手段は、前記媒体の搬送開始が指示される前の予め指定されたタイミングで前記情報を取得する、請求項１～３のいずれか１項に記載の搬送装置。
5. 前記取得手段は、前記媒体の搬送開始が指示された後の搬送待機中に前記情報を取得する、請求項１～４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. 前記取得手段は、前記媒体の搬送中の予め指定されたタイミングで前記情報を取得する、請求項１～５のいずれか１項に記載の搬送装置。
7. 前記取得手段は、前記媒体の搬送が終了した後の予め指定されたタイミングで前記情報を取得する、請求項１～４のいずれか１項に記載の搬送装置。
8. 前記第２の回転体は、内部に、起動と停止の切り替え、または発熱量に応じた切り替えを可能にする熱源を含み、表面に潤滑剤が塗布されており、
   前記取得手段は、前記第２の回転体の表面温度に一定以上の変化があったタイミングで、前記第２の回転体の回転に関連する情報として、前記表面の温度の情報を取得する、請求項１～４のいずれか１項に記載の搬送装置。
9. 前記取得手段は、取得した前記情報もしくは前記搬送装置の使用開始からの経過時間またはその両方に応じて、取得する情報および頻度の少なくとも１つを切り替える、請求項１～８のいずれか１項に記載の搬送装置。
10. 前記媒体の搬送異常の予兆がある旨を通知する通知手段を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の搬送装置。
11. 媒体の搬送異常発生の予兆を検出する方法であって、
    駆動手段により第１の回転体に動力を与えて該第１の回転体を回転させるステップと、
    前記第１の回転体の回転に伴って、内部に熱源を含み、表面に潤滑剤が塗布された第２の回転体を回転させるステップと、
    前記第１の回転体と前記第２の回転体との間に前記媒体を搬入し、一定の方向に搬送するステップと、
    前記第１の回転体に与える動力および前記第２の回転体の回転に関連する情報として、前記駆動手段が備える回転軸を回転する力の情報と、前記回転軸の回転速度の情報もしくは前記表面の温度の情報またはその両方を取得するステップと、
    前記取得するステップで２以上の時点で取得された前記情報から、前記回転速度に対する前記力の変化の割合もしくは該力の差分、または前記表面の温度に対する前記力の変化の割合もしくは該力の差分を、前記動力と前記第２の回転体の回転との関係を表す特性値として算出するステップと、
    前記算出するステップで算出された前記特性値に基づき、前記媒体の搬送異常発生の予兆があるかどうかを判断するステップと
    を含み、
    前記算出するステップでは、前記回転速度または前記表面の温度に対する前記力の変化の割合を用いて、前記第２の回転体の回転に抵抗する力を構成する第１の成分と第２の成分とを算出し、前記第１の成分と前記第２の成分の比を前記特性値として算出する、方法。
12. 前記判断するステップでは、前記特性値を前記回転速度または前記表面の温度に応じた閾値と比較し、比較結果に基づき、前記予兆があるかどうかを判断する、請求項１１に記載の方法。
13. 請求項１１または１２に記載の方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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