(57)【要約】【課題】  定着ニップ部においてシートの搬送される速度が目標速度から乖離することによって生じる画像不良を抑制する【解決手段】  感光ドラム３０１と、シートを挟持しながら搬送する転写ニップ部を形成する転写ローラ３０２と、定着ニップ部を形成する定着ローラ１４０及び加圧ローラ３１２と、加圧ローラ３１２を目標回転速度に基づいて駆動する定着モータ２０８と、定着モータ２０８を調整用回転速度に基づいて駆動させて調整用画像をシートに印刷するＣＰＵ２０１と、搬送方向においてシート上の調整用画像の間隔４１３の長さの情報を取得する操作部１００とを有し、ＣＰＵ２０１は、操作部１００から取得された情報に基づいて目標回転速度を生成する。【選択図】  図９
2018180123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成する画像形成手段と、
シートを挟持しながら搬送する転写ニップ部を形成し、前記画像形成手段により形成された前記画像を前記シートに転写する転写手段と、
前記転写手段により前記シートを挟持しながら搬送する定着ニップ部を形成する定着部材を有し、前記画像を前記シートに定着する定着手段と、
前記定着部材を第１駆動条件に基づいて駆動して前記定着ニップ部により前記シートが搬送される速度を制御する駆動手段と、
前記画像形成手段に調整用画像を形成させ、前記転写手段に前記調整用画像を前記シートに転写させ、前記駆動手段を制御して前記定着部材を第２駆動条件に基づいて駆動させ、前記定着手段に前記調整用画像を前記シートに定着させる制御手段と、
前記シートが搬送される搬送方向において前記シート上の前記調整用画像の長さに関する情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記情報に基づいて前記第１駆動条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写ニップ部と前記定着ニップ部とに挟持された前記シートの撓みを検知する検知手段をさらに有し、
前記駆動手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて前記第１駆動条件を調整し、
前記駆動手段は、前記定着手段が前記シートに前記調整用画像を定着する場合、前記検知手段の検知結果によらず、前記第２駆動条件に基づいて制御されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動手段が前記第２駆動条件に基づいて制御された際の前記シートの搬送速度は、前記駆動手段が前記第１駆動条件に基づいて制御された際の前記シートの搬送速度より速い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。
【請求項４】
前記生成手段は、複数の第１駆動条件を記憶した記憶部を有し、
前記生成手段は、前記記憶部に記憶された前記複数の第１駆動条件の中から前記取得手段により取得された前記情報に基づいて前記第１駆動条件を選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記調整用画像は、前記搬送方向に直交する複数のライン画像を含み、
前記シート上の前記調整用画像の長さは、前記複数のライン画像の間隔に対応することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数のライン画像は、前記搬送方向において、前記シートの先端から所定長さ以上後端側に形成されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記定着手段が定着処理を前回実行してから経過した時間を測定し、前記時間が所定時間未満ならば前記調整用画像の形成を禁止することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１駆動条件が更新できないことを報知する報知手段をさらに有し、
前記報知手段は、前記定着手段が定着処理を前回実行してから経過した時間が所定時間未満ならば、前記第１駆動条件が更新できないことを報知することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は定着部材を駆動する駆動手段の駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、画像データに基づいて感光体を露光して感光体上に静電潜像を形成し、静電潜像を現像剤を用いて現像し、感光体上に画像を形成する。さらに、画像形成装置は、感光体上の画像をシートに転写し、画像が担持されたシートを定着器へ搬送し、この画像をシートに定着させる。定着器は、定着ニップ部において熱と圧力をシートに供給して画像をシートに定着させる。
【０００３】
ここで、定着器が供給可能な熱量は予め決まっている。そのため、定着ニップ部を通過するシートの搬送速度は目標搬送速度より速すぎても、目標搬送速度より遅すぎても、シートに定着された画像に画像不良が発生してしまう。従って、定着ニップ部を通過するシートの目標搬送速度は、シートの厚みやシートの材質によって予め決められている。
【０００４】
また、画像形成装置は、画像がシートへ転写される位置から定着ニップ部までの距離を短くすることによって小型化が実現される。そのため、画像がシートへ転写される位置と定着ニップ部との両方に跨ってシートが搬送される。
【０００５】
ところで、定着器へ搬送されるシートの速度よりも定着ニップ部を通過するシートの速度が遅ければシートは撓む。特に、画像形成装置が長尺紙に画像を定着する場合、シートの撓み量は増加してしまう。もし撓んだシートの一部分が未転写の画像に接触すれば画像不良が発生してしまう。そこで、定着ニップ部を通過するシートの目標搬送速度を、シートのサイズに基づいて可変する画像形成装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４３８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シートの撓み量はシートを搬送する定着部材の寸法によっても影響を受けてしまう。例えば、定着部材の寸法誤差が原因となって、定着部材の駆動源を所定の駆動条件に基づいて駆動しても、定着ニップ部におけるシートの搬送速度が目標搬送速度とならない可能性がある。
【０００８】
また、定着部材の寸法は定着器の発する熱によって変化する。例えば、連続して複数のシートに画像を定着する場合、定着部材が熱膨張して定着部材の寸法が増加してしまう。そのため、定着部材の駆動源を所定の駆動条件に基づいて駆動しても、定着ニップ部におけるシートの搬送速度が目標搬送速度と異なってしまう。つまり、連続して複数のシートに画像を定着している間に搬送速度が変動してしまい、突然画像不良が発生する可能性があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、定着ニップ部においてシートの搬送される速度が目標搬送速度から乖離することによって生じる画像不良を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、画像を形成する画像形成手段と、シートを挟持しながら搬送する転写ニップ部を形成し、前記画像形成手段により形成された前記画像を前記シートに転写する転写手段と、前記転写手段により前記シートを挟持しながら搬送する定着ニップ部を形成する定着部材を有し、前記画像を前記シートに定着する定着手段と、前記定着部材を第１駆動条件に基づいて駆動して前記定着ニップ部により前記シートが搬送される速度を制御する駆動手段と、前記画像形成手段に調整用画像を形成させ、前記転写手段に前記調整用画像を前記シートに転写させ、前記駆動手段を制御して前記定着部材を第２駆動条件に基づいて駆動させ、前記定着手段に前記調整用画像を前記シートに定着させる制御手段と、前記シートが搬送される搬送方向において前記シート上の前記調整用画像の長さに関する情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記情報に基づいて前記第１駆動条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、定着ニップ部においてシートの搬送される速度が目標搬送速度から乖離することによって生じる画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略断面図
【図２】画像形成装置の制御ブロック図
【図３】転写ニップ部と定着ニップ部とに挟持された用紙の模式図
【図４】調整用画像の模式図
【図５】操作部に表示される画面の概略図
【図６】定着ローラの搬送特性を示した特性図
【図７】用紙の搬送速度の変化を示した特性図
【図８】画像形成動作を示すフローチャート図
【図９】調整モードの処理を示すフローチャート図
【図１０】加圧ローラの直径と速度補正値との対応関係を示した表
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置はプリンタ１１０と、ユーザが操作および設定を行うための操作部１００とを備える。
【００１４】
プリンタ１１０は、アルミシリンダの表面に感光層が形成された感光ドラム３０１を有する。感光ドラム３０１は感光体として機能する。感光ドラム３０１の周囲には、帯電器１２１、露光装置１２２、現像器１２３、転写ローラ３０２、ドラムクリーナ１２４が配置されている。
【００１５】
帯電器１２１は感光ドラム３０１に接触して感光ドラム３０１を帯電する帯電ローラを備える。なお、帯電器１２１は、感光ドラム３０１に対して非接触に設けられたコロナ帯電器でもよく、又は、感光ドラム３０１に接触する磁気ブラシを備えた帯電器であってもよい。
【００１６】
露光装置１２２は、帯電器１２１により帯電された感光ドラム３０１に画像データに基づく露光光を照射して静電潜像を形成する。なお、画像データは、外部装置から外部Ｉ／Ｆ２０５（図２）を介してプリンタ１１０に入力される。
【００１７】
現像器１２３は、ブラックの現像剤を収容している。さらに、現像器１２３は、磁気力によって現像剤を担持する現像スリーブを有する。現像器１２３は、現像スリーブが回転することによって感光ドラム３０１へ現像剤を供給し、感光ドラム３０１上の静電潜像をトナー像として可視化する。なお、現像剤は、例えば、磁性体のトナーから構成される一成分現像剤とする。
【００１８】
転写ローラ３０２は回転駆動される金属ローラである。転写ローラ３０２は感光ドラム３０１を押圧することで転写ニップ部を形成する。転写ニップ部にシート（用紙）が搬送されると、転写ローラ３０２には不図示の高圧電源から転写電圧が印加される。これによって、感光ドラム３０１上のトナー像が用紙へ転写される。
【００１９】
ドラムクリーナ１２４は、ウレタンゴムから構成されるクリーニングブレードを備える。ドラムクリーナ１２４は、クリーニングブレードを感光ドラム３０１の表面に押し当てて感光ドラム３０１上の現像剤を除去する。
【００２０】
プリンタ１１０は、これらの他に、用紙が積載される手差しトレイ２１０、用紙を収容する給紙カセット１５０、用紙にトナー像を定着させる定着器１２５、用紙のたわみ量を検知するループセンサ３０５を備える。ピックアップローラ２１１は手差しトレイ２１０に積載された用紙を給紙して搬送する。また、ピックアップローラ１５１は給紙カセット１５０に収容された用紙は給紙して搬送する。
【００２１】
本実施形態において、給紙カセット１５０にはＡ３（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）以下の用紙が収容可能である。一方、ユーザが用紙の搬送される方向の長さが４２０ｍｍより長い長尺用紙に画像を形成したい場合、ユーザは手差しトレイ２１０に長尺用紙を積載する。これによって、画像形成装置は長尺用紙にも画像を形成することが可能である。なお、ユーザがＡ３以下の用紙に画像を形成したい場合、ユーザは手差しトレイ２１０に当該用紙を積載してもよい。
【００２２】
レジストレーションローラ１６１は、給紙カセット１５０又は手差しトレイ２１０から搬送された用紙を停止させ、感光ドラム３０１上の画像が転写ニップ部に侵入するタイミングに同期して用紙を搬送する。
【００２３】
定着器１２５は、定着ヒータ３１１を備える定着ローラ１７０と、定着ローラ１７０を押圧する加圧ローラ３１２を有する。加圧ローラ３１２は定着ローラ１７０を押圧することで定着ニップ部を形成する。定着ローラ１７０と加圧ローラ３１２とは定着ニップ部を形成する定着部材に相当する。定着器１２５は、用紙上のトナー像を加熱及び加圧して、トナー像を用紙に定着する。定着ニップ部を通過した用紙は画像形成装置の上部１９６又は排紙トレイ２００へ排紙される。
【００２４】
次に、画像形成装置の動作を説明する。感光ドラム３０１は帯電器１２１によりその表面を一様に帯電される。次いで、露光装置１２２が画像データに基づいて感光ドラム３０１を露光する。これによって、感光ドラム３０１の表面には静電潜像が形成される。感光ドラム３０１上の静電潜像は、現像器１２３によりブラックのトナー像として顕像化される。
【００２５】
感光ドラム３０１上のブラックのトナー像は、感光ドラム３０１の矢印方向への回転に伴い転写ニップ部へ搬送される。転写ローラ３０２も感光ドラム３０１の回転に従って矢印方向へ従動回転する。ピックアップロー１５１は給紙カセット１５０に収容された用紙を１枚ずつ給紙する。あるいは、ピックアップローラ２１１が手差しトレイ２１０に積載された用紙を１枚ずつ給紙する。給紙された用紙は搬送ローラによってレジストレーションローラ１６１まで搬送される。レジストレーションローラ１６１まで搬送された用紙は、搬送タイミングが調整されてブラックのトナー像と接触するように転写ニップ部へと送り出される。このとき、レジストレーションローラは、用紙の搬送速度を調整してもよい。
【００２６】
感光ドラム３０１上のブラックのトナー像と用紙とが転写ニップ部へ進入すると、不図示の高圧電源から転写ローラ３０２に転写電圧が印加される。これによって、感光ドラム３０１上のブラックのトナー像は用紙に転写される。用紙に転写されずに感光ドラム３０１に残留した現像剤はドラムクリーナ１２４により除去される。
【００２７】
トナー像が担持された用紙は定着器１２５へと搬送され、定着ローラ１７０と加圧ローラ３１２に挟持、搬送されながら定着ヒータ３１１によって加熱される。これによって、トナー像が用紙に定着される。その後、トナー像が定着された用紙は排紙ローラにより上部１９６又は排紙トレイ２００に排出される。
【００２８】
図２は画像形成装置の制御ブロック図である。図２において、ＣＰＵ２０１は画像形成装置全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ２０２には、画像形成装置で実行する複数の処理を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１が処理のために使用するシステムワークメモリである。ＥＥＰＲＯＭ２０４は不揮発性の記憶媒体である。ＣＰＵ２０１はＥＥＰＲＯＭ２０４へ情報を書き込んだり、ＥＥＰＲＯＭ２０４から情報を読み出すことができる。
【００２９】
外部Ｉ／Ｆ２０５はＰＣ、サーバ、スキャナなどの外部装置から入力されたデータをＣＰＵ２０１へ転送する。ＣＰＵ２０１は外部Ｉ／Ｆ２０５を介して入力された画像データに基づいてプリンタ１１０（図１）を制御して用紙に画像を形成する。帯電器１２１、露光装置１２２、現像器１２３、及び定着ヒータ３１１は図１において説明されているので、その説明を省略する。
【００３０】
定着モータ２０８は加圧ローラ３１２（図１）を回転させるための駆動源である。定着ローラ１７０（図１）は、定着モータ２０８が加圧ローラ３１２（図１）を回転することによって従動回転する。定着モータ２０８の回転数（回転速度）はＣＰＵ２０１によって制御される。なお、定着ローラ１７０（図１）は、定着モータ２０８からギアを介して駆動力が伝達される構成としてもよい。
【００３１】
ドラムモータ２０９は感光ドラム３０１（図１）を回転させるための駆動源である。ドラムモータ２０９の回転数（回転速度）はＣＰＵ２０１によって制御される。転写ローラ３０２（図１）は、ドラムモータ２０９が感光ドラム３０１を回転することによって従動回転する。なお、転写ローラ３０２（図１）は、ドラムモータ２０９からギアを介して駆動力が伝達される構成としてもよい。
【００３２】
ループセンサ３０５は、転写ニップ部と定着ニップ部とによって搬送される用紙のたわみ量を検知する。ループセンサ３０５はフラグと発光素子と受光素子とを備える。用紙がたわんでフラグの一端が押下されると、フラグの他端が発光素子から受光素子までの光路を遮る位置へ移動する。この場合、受光素子の受光量は所定量未満となる。ループセンサ３０５は受光素子の受光量が所定量未満ならばオン信号を出力する。また、用紙のたわみ量が所定量以下の場合、フラグの他端は光路を遮らない位置にある。この場合、受光素子の受光量は所定量以上となる。ループセンサ３０５は受光素子の受光量が所定量以上ならばオフ信号を出力する。
【００３３】
次に、転写ニップ部から定着ニップ部へと搬送される用紙の挙動について図３に基づいて説明する。図３は、転写ニップ部及び定着ニップ部の近傍の要部概略図である。転写ニップ部と定着ニップ部との間には搬送ガイド３０３、及び３０４が設けられている。
【００３４】
感光ドラム３０１と転写ローラ３０２とにより搬送された用紙の先端が定着ニップ部に到達するまで、用紙は破線３０８に示すように、搬送ガイド３０４に沿って搬送される。用紙は重力方向において下側にたわんだ状態で搬送される。このとき、用紙に転写されたトナー像は搬送ガイド３０３に接触しない。用紙の先端が定着ニップ部に突入した後、用紙の挙動は、転写ニップ部における用紙の搬送速度と定着ニップ部における用紙の搬送速度との関係によって異なる。
【００３５】
定着ニップ部における用紙の搬送速度が転写ニップ部における用紙の搬送速度より速い場合、用紙の先端が定着ニップ部に突入した後に用紙のたわみ量は減少する。そして、用紙は、定着ニップ部と転写ニップ部とに引っ張られた状態となる。
【００３６】
ここで、定着ニップ部の圧力は転写ニップ部の圧力より大きい。そのため、定着ニップ部における用紙の搬送速度が転写ニップ部における用紙の搬送速度より速い場合、転写ニップ部において用紙が搬送方向へスリップする可能性がある。転写ニップ部において用紙がスリップした場合、転写ニップ部において用紙に転写されるトナー像が搬送方向に伸びてしまったり、用紙に転写されたトナー像が汚れてしまう。
【００３７】
また、定着ニップ部における用紙の搬送速度が転写ニップ部における用紙の搬送速度より遅い場合、用紙の先端が定着ニップ部に突入した後に用紙のたわみ量は増加する。たわみ量が増加し続けると用紙は破線３０９に示すように重力方向において上側へたわむ。
【００３８】
用紙のたわみ量が増加し続けると、用紙に転写されたトナー像が搬送ガイド３０３に接触してしまう。これによって、用紙に転写されたトナー像が汚れてしまう可能性がある。また、定着ニップ部の圧力は転写ニップ部の圧力より大きいので、転写ニップ部において用紙が搬送方向と逆方向へスリップしてしまう。これによって、用紙に転写されたトナー像が搬送方向に縮んでしまったり、用紙に転写されたトナー像が汚れてしまう可能性がある。
【００３９】
そこで、ＣＰＵ２０１（図２）はループ制御を実行して、転写ニップ部と定着ニップ部との両方を通過している用紙の挙動を適正範囲３０６に制御する。ループ制御とは、ループセンサ３０５の検知結果に基づいて定着モータ２０８（図２）の回転速度を調整する制御である。
【００４０】
ＣＰＵ２０１（図２）は、用紙の先端が定着ニップ部に突入した後、ループセンサ３０５の出力信号を取得する。そして、ＣＰＵ２０１（図２）は、ループセンサ３０５からオン信号が出力されたことに応じて、定着モータ２０８（図２）の回転速度を１％増加する。一方、ＣＰＵ２０１（図２）は、ループセンサ３０５からオフ信号が出力されたことに応じて、定着モータ２０８（図２）の回転速度を１％減少する。これによって、用紙は実線３０７に示すように適正範囲３０６に収まるように搬送される。
【００４１】
しかしながら、加圧ローラ３１２の直径３１０の寸法誤差によって、ループ制御が実行されても、用紙の挙動は適正範囲３０６に制御できない。あるいは、加圧ローラ３１２の表面が摩耗して直径３１０が変化した場合、ループ制御が実行されても、用紙の挙動は適正範囲３０６に制御できない。また、加圧ローラ３１２が熱膨張して直径３１０が増加した場合、用紙の挙動は適正範囲３０６に制御できない。
【００４２】
ここで、図６はプリンタ１１０が連続して複数の用紙に画像を印刷した場合に生じる直径３１０の変化を示した遷移図である。図６において横軸は連続印刷枚数であり、縦軸はローラ径（直径３１０）を示している。横軸の連続印刷枚数０の時のローラ径は、定着ローラ１７０が室温から定着温度まで温度上昇した直後の加圧ローラ３１２のローラ径を示している。横軸の連続印刷枚数０の時のローラ径は、例えば、前回印刷処理（定着処理）が実行されてから３０分以上経過した後に定着ヒータ３１１が発熱し、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２の直径である。
【００４３】
加圧ローラ３１２のローラ径は熱膨張によって増加する。そのため、定着モータ２０８の回転速度が所定速度に制御されていれば、加圧ローラ３１２による用紙の搬送距離はローラ径に基づいて変化する。つまり、ローラ径が増加するほど画像の伸び量も増加する。そのため、前述のループ制御が実行された場合であっても、用紙に形成された画像が用紙の搬送方向へ伸びてしまう可能性がある。図６において、加圧ローラ３１２のローラ径が３１．１５ｍｍより大きくなると、用紙上の画像が搬送方向へ伸びてしまう。これを画伸びと称す。
【００４４】
また、加圧ローラ３１２のローラ径が目標ローラ径の下限値より小さい場合、加圧ローラ３１２による用紙の搬送距離は減少する。そのため、前述のループ制御が実行された場合であっても、用紙が転写ニップ部において逆送して用紙上の画像に擦れが発生する可能性がある。ローラ径が目標ローラ径よりも小さければ小さいほど擦れが発生する範囲は増加する。図６において、加圧ローラ３１２のローラ径が３０．２２５ｍｍより小さくなると、用紙上の画像に擦れが発生する。
【００４５】
加圧ローラ３１２は連続印刷枚数が増加するほど定着ヒータ３１１から供給される熱量も増加する。そのため、加圧ローラ３１２のローラ径は、図６に示すように、連続印刷枚数が１７００枚に達するまで増加し続ける。本実施形態に記載の加圧ローラ３１２の温度は、連続印刷枚数が１８００枚に達すると安定する。また、本実施形態に記載の加圧ローラ３１２のローラ径は、２９．８５ｍｍ以上３１．９０ｍｍ以下の範囲に設計されている。
【００４６】
曲線６０１は、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．９０ｍｍの場合、連続印刷枚数が増加することでローラ径が膨張する様子を示している。定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．９０ｍｍの場合、連続印刷枚数が１００枚を越えた後に画伸びが発生してしまう。
【００４７】
曲線６０２は、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．５９９ｍｍの場合、連続印刷枚数が増加することでローラ径が膨張する様子を示している。定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．５９９ｍｍの場合、加圧ローラ３１２が熱膨張しても画伸びは発生しない。
【００４８】
曲線６０３は、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．２２５ｍｍの場合、連続印刷枚数が増加することでローラ径が膨張する様子を示している。定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．２２５ｍｍの場合、加圧ローラ３１２が熱膨張しても画伸びは発生しない。
【００４９】
曲線６０４は、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が２９．８５ｍｍの場合に連続印刷枚数が増加することでローラ径が膨張する様子を示している。定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が２９．８５ｍｍの場合、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後に出力された画像には擦れが発生してしまう。
【００５０】
つまり、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．２２５ｍｍ以上３０．６０ｍｍ未満の範囲６１２では、画像形成装置から出力される画像に擦れが発生しない。さらに、加圧ローラ３１２のローラ径が範囲６１２に含まれていれば、加圧ローラ３１２が熱膨張しても画伸びは発生しない。
【００５１】
一方、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．６０ｍｍ以上の範囲６１１では画伸びが発生する。また、定着ローラ１７０の表面温度が定着温度に達した直後の加圧ローラ３１２のローラ径が３０．２２５ｍｍ未満の範囲６１３では、画像形成装置から出力される画像に擦れが発生する。
【００５２】
そこで、本実施形態に記載の画像形成装置は、定着モータ２０８の目標回転速度を補正するための調整モード（キャリブレーション）を実行可能とする。ここで、定着モータ２０８の目標回転速度は、プリンタ１１０が用紙に出力画像を形成するときの回転速度に相当する。定着モータ２０８の目標回転速度は第１駆動条件に相当する。なお、プリンタ１１０が用紙に出力画像を形成するとき、ドラムモータ２０９は目標回転速度に基づいて駆動する。感光ドラム３０１の直径と加圧ローラ３１２の直径とが異なるので、ドラムモータ２０９の目標回転速度は定着モータ２０８の目標回転速度と異なる。
【００５３】
図４（ａ）は調整用画像データ４０１の模式図である。図４（ｂ）は図４（ａ）に示した調整用画像データに基づいて用紙に印刷されたテストシート４１１の模式図である。ここで、画像形成装置がテストシート４１１を出力するとき、ドラムモータ２０９は目標回転速度に基づいて駆動する。一方、画像形成装置がテストシート４１１を出力するとき、定着モータ２０８は目標回転速度（第１駆動条件）より２０％速い調整用回転速度（第２駆動条件）に基づいて駆動する。調整用回転速度は第２駆動条件に相当する。
【００５４】
図４（ａ）に示す調整用画像データは、間隔４０３ごとにライン画像４０２が用紙に印刷されるような画像データである。間隔４０３は、例えば、２０ｍｍとする。ライン画像４０２の長手方向は用紙が搬送される方向と直交する方向である。ライン画像４１２は図４（ａ）に示した調整用画像データに基づいて用紙に印刷された画像である。用紙の搬送速度が目標速度よりも速くなるほど、用紙の後端に印刷されたライン画像４１２の間隔４１３は長くなる。
【００５５】
なお、領域４１４は、用紙の先端が定着ニップ部に突入する前に、転写ニップ部においてライン画像４１２が用紙に転写された領域に相当する。そのため、領域４１４に形成されたライン画像４１２の間隔は２０ｍｍである。一方、領域４１５は、用紙の先端が定着ニップ部に突入した後に、転写ニップ部においてライン画像４１２が用紙に転写された領域に相当する。領域４１５は、用紙が搬送される搬送方向においてテストシート４１１の先端から所定長さ以上後端側の領域に相当する。調整用回転速度は目標回転速度より２０％速い。そのため、領域４１５に形成されたライン画像４１２の間隔は２０ｍｍより広い。
【００５６】
領域４１５に形成されたライン画像４１２の間隔は定着ニップ部におけるテストシート４１１の搬送速度によって決まる。そして、定着ニップ部におけるテストシート４１１の搬送速度は加圧ローラ３１２のローラ径と加圧ローラ３１２の回転速度によって定まる。つまり、領域４１５に形成されたライン画像４１２の間隔４１３は、領域４１４に形成されたライン画像４１２の間隔よりも２０％長くなるはずである。
【００５７】
しかし、領域４１５に形成されたライン画像４１２の間隔４１３は、領域４１４に形成されたライン画像４１２の間隔に対して正確に２０％長くならない。この誤差は、加圧ローラ３１２のローラ径と理想的なローラ径との差によって生じる。そこで、本実施形態に記載の画像形成装置は、加圧ローラ３１２のローラ径を間隔４１３の長さに基づいて決定し、定着モータ２０８の回転速度の目標値をローラ径に基づいて補正する。
【００５８】
図７はテストシート４１１の搬送速度の遷移を示したグラフである。縦軸は搬送速度を示しており、横軸は用紙の移動時間を示したものである。タイミングＴ１は、テストシート４１１の先端が転写ニップ部に到達したタイミングに相当する。タイミングＴ２は、テストシート４１１の先端が定着ニップ部に到達したタイミングに相当する。
【００５９】
調整モードにおいて、ドラムモータ２０９は目標回転速度にて感光ドラム３０１を回転する。搬送速度７０２は、定着ローラ１７０と加圧ローラ３１２とが用紙を搬送していない状態での用紙の搬送速度に相当する。また、調整モードにおいて、定着モータ２０８は調整用回転速度にて感光ドラム３０１を回転する。搬送速度７０１は、定着ローラ１７０と加圧ローラ３１２とが用紙を搬送している状態での用紙の搬送速度に相当する。速度差７０３は、定着ニップ部において用紙が搬送されている状態での用紙の搬送速度と、定着ニップ部において用紙が搬送されていない状態での用紙の搬送速度との差に対応する。
【００６０】
画像形成装置は、加圧ローラ３１２の正確な大きさを特定するため、調整モードにおいて定着ニップ部における用紙の搬送速度を転写ニップ部における用紙の搬送速度よりも速くする。つまり、定着ローラ１７０と加圧ローラ３１２とがテストシート４１１を転写ニップ部から引っ張りながら搬送する。これは調整モードにおいて故意に画伸びを発生させるためである。これによって、加圧ローラ３１２のローラ径が理想的なローラ径であれば間隔４１３は所定間隔となる。そして、画像形成装置は、実際の間隔４１３と所定間隔との差に基づいて、加圧ローラ３１２の実際のローラ径を求めることができる。
【００６１】
図１０は加圧ローラ３１２のローラ径と定着モータ２０８の回転速度の補正量との対応関係を示した表である。画像形成装置は、加圧ローラのローラ径が３０．２２５ｍｍ以上３０．６０ｍｍ未満ならば、定着モータ２０８の回転速度を補正せずに目標回転速度に設定する
画像形成装置は、加圧ローラ３１２のローラ径が３０．６０ｍｍ以上ならば、定着モータ２０８の回転速度を前回の目標回転速度より遅くする。これによって、転写ニップ部と定着ニップ部での用紙の引っ張りを抑制して画伸びの発生を抑制できる。また、画像形成装置は、加圧ローラ３１２のローラ径が３０．２５５ｍｍ未満ならば、定着モータ２０８の回転速度を前回の目標回転速度より速くする。これによって、定着ニップ部と転写ニップ部とに挟持された用紙の撓みを低減して擦れの発生を抑制できる。
【００６２】
図５は操作部１００の画面５００に表示される画像の模式図である。画面５００はタッチパネルとなっている。図５（ａ）に示すモード開始画面には、調整モードのタブ５０２、テストチャートのサムネイル画像５０３、調整開始ボタン５０４、及びキャンセルボタン５０５が表示される。サムネイル画像５０３にはテストチャートの模式図が表示される。ユーザがキャンセルボタン５０５に触れると、画面５００には図５（ｃ）に示すページ設定画面が表示される。
【００６３】
図５（ａ）に示すモード開始画面においてユーザが調整開始ボタン５０４に触れると、画面５００は図５（ｂ）に示すデータ入力画面へ変化する。図５（ｂ）はユーザがテストシート４１１の間隔４１３の測定値を入力するための画面である。図５（ｂ）に示すデータ入力画面には、タブキー５０２、サムネイル画像５０３、入力値ウィンドウ５０６、テンキー５０７、ＯＫボタン５０８、及びキャンセルボタン５０９が表示される。サムネイル画像５０３には、ユーザが測定する位置を示唆するメッセージも表示される。ユーザがテンキー５０７を用いて測定値を入力すると、入力値ウィンドウ５０４には入力された値が表示される。ユーザがＯＫボタン５０８に触れると、調整モードの調整処理が実行される。なお、ユーザがキャンセルボタン５０９に触れると、画面５００には図５（ｃ）に示すページ設定画面が表示される。
【００６４】
図５（ｃ）に示すページ設定画面には、タブキー５０２、ラジオボタン５１０、及び印刷設定を変更可能なダイアログボックスが表示される。ユーザが調整モードに対応するタブキー５０２に触れると、画面５００は図５（ａ）に示すモード開始画面に変化する。ラジオボタン５１０は、ループ制御の実行を許可するか否かを選択するために使用される。ラジオボタン５１０が選択されている場合、ＣＰＵ２０１は、プリンタ１１０が画像データに基づいて出力画像を形成している間、ループ制御を実行する。つまり、画像形成装置は、プリンタ１１０が出力画像を形成する間、定着モータ２０８の回転速度を自動的に変更する。
【００６５】
一方、ラジオボタン５１０が選択されていなければ、ＣＰＵ２０１は、プリンタ１１０が画像データに基づいて出力画像を形成している間、ループ制御の実行を禁止する。そのため、画像形成装置は、プリンタ１１０が出力画像を形成する間、定着モータ２０８の回転速度を目標回転速度に維持する。つまり、ラジオボタン５１０が選択されていない場合、ＣＰＵ２０１は、ループセンサ３０５の出力信号にかかわらず定着モータ２０８を目標回転速度に基づいて制御する。
【００６６】
図８は、主電源がオンされた後のＣＰＵ２０１（図２）の動作を説明するフローチャート図である。以下ではＣＰＵ２０１（図２）が実行する画像形成処理を、図１、図２、図５、及び図８に基づいて説明する。なお、図８に示すフローチャートの処理はＣＰＵ２０１がＲＯＭ２０２に格納されたプログラムを読み出すことにより実行される。
【００６７】
ＣＰＵ２０１は、主電源がオンされた後、ＥＥＰＲＯＭ２０４に記憶された目標回転速度を読み出す（Ｓ１００）。そして、ＣＰＵ２０１は、定着モータ２０８とドラム２０９とに目標回転速度を設定する。ステップＳ１００において、ＥＥＰＲＯＭ２０４は、目標回転速度を記憶する記憶部として機能する。
【００６８】
次いで、ＣＰＵ２０１は、調整モードが選択されたか否かを判定する（Ｓ１０１）。ステップＳ１０１において、例えば、ユーザが操作部１００の画面５００に表示された調整モードのタブキー５０２に触れると、ＣＰＵ２０１は処理を調整モードの実行処理へ移行する（Ｓ１０２）。そして、ステップＳ１０２において調整モードの実行処理が完了すると、ＣＰＵ２０１は処理をステップＳ１００へ移行する。
【００６９】
また、ステップＳ１０１において、調整モードが選択されていなければ、ＣＰＵ２０１は、印刷ジョブが入力されたか否かを判定する（Ｓ１０３）。印刷ジョブとは、外部Ｉ／Ｆ２０５を介して画像形成装置へ入力された画像データと印刷開始コマンドとの両方を含む。ステップＳ１０３において、印刷ジョブが入力されていなければ、ＣＰＵ２０１は処理をステップＳ１０１へ移行する。つまり、ＣＰＵ２０１は、調整モードが選択されるか、印刷ジョブが入力されるまで、ステップＳ１０１の処理とステップＳ１０３の処理とを繰り返す。
【００７０】
ステップＳ１０３において印刷ジョブが入力されると、ＣＰＵ２０１は、画像データに基づき画像形成処理を開始する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４において、ＣＰＵ２０１は、帯電器１２１、露光装置１２２、現像器１２３、定着モータ２０８、ドラムモータ２０９、定着ヒータ３１１を制御して図１において説明した画像形成処理を実行する。
【００７１】
なお、ＣＰＵ２０１は、印刷ジョブにおいてループ制御を実行するコマンドが入力されていれば、ループセンサ３０５の出力信号に基づいて定着モータ２０８の目標回転速度を調整しながら画像形成処理を実行する。
【００７２】
そして、ＣＰＵ２０１は、印刷ジョブに含まれたすべての画像が用紙に形成されたか否かを判定する（Ｓ１０５）。プリンタ１１０が印刷ジョブに含まれたすべての画像を用紙に形成し終えた後、ＣＰＵ２０１は画像形成処理を終了させる。また、ＣＰＵ２０１は、プリンタ１１０が印刷ジョブに含まれたすべての画像を用紙に形成し終えた場合、処理をステップＳ１０１へ移行してもよい。
【００７３】
次に、調整モードの実行処理について図１、図２、図５、図８、及び図９を用いて説明する。なお、図９に示すフローチャートの処理はＣＰＵ２０１がＲＯＭ２０２に格納されたプログラムを読み出すことにより実行される。
【００７４】
調整モードの実行処理が開始されると、ＣＰＵ２０１は操作部１００の画面５００に図５（ａ）に示すモード開始画面を表示する（Ｓ２００）。そして、ＣＰＵ２０１は、調整開始が指示されたか否かを判定する（Ｓ２０１）。モード開始画面においてユーザが調整開始ボタン５０４に触れると、ＣＰＵ２０１は調整開始が指示されたと判定する。
【００７５】
一方、ＣＰＵ２０１は調整開始が指示されていなければ、キャンセルが指示されたか否かを判定する（Ｓ２０２）。モード開始画面においてユーザがキャンセルボタン５０５に触れると、ＣＰＵ２０１はキャンセルが指示されたと判定する。ステップＳ２０２において、ユーザがキャンセルボタン５０５に触れると、ＣＰＵ２０１は調整モードの実行処理を終了し、図８に示すステップＳ１０１へ処理を移行する。
【００７６】
ＣＰＵ２０１は、調整開始が指示されるか、キャンセルボタン５０５が押されるまで、画面５００にモード開始画面を表示しながらステップＳ２０１の処理とステップＳ２０２の処理とを繰り返す。
【００７７】
ステップＳ２０１において、ユーザが調整開始を指示した場合、ＣＰＵ２０１は加圧ローラ３１２の温度が所定温度以下か否かを判定する（Ｓ２０３）。ステップＳ２０３において、定着ヒータ３１１に前回電力供給が行われてから所定時間以上が経過していれば、ＣＰＵ２０１は加圧ローラ３１２の温度が所定温度以下であると判定する。また、ＣＰＵ２０１は加圧ローラ３１２の温度を検知する温度検知センサの検知結果に基づいて加圧ローラ３１２の温度が所定温度以下か否かを判定してもよい。あるいは、ＣＰＵ２０１は、定着器１２５が定着処理を前回実行してから経過した時間を計測し、計測時間が所定時間未満ならば加圧ローラ３１２の温度が所定温度以下であると判定してもよい。所定時間は、例えば、３０分である。
【００７８】
ステップＳ２０３において、加圧ローラ３１２の温度が所定温度より高いと判定されれば、ＣＰＵ２０１は定着モータ２０８の目標回転速度を補正せずに操作部１００の画面５００に禁止画面を表示する（Ｓ２０４）。禁止画面には、例えば、目標回転速度の補正処理が実行できないことをユーザに報知するためのメッセージが表示される。そして、ＣＰＵ２０１は、処理をステップＳ２００へ移行する。
【００７９】
ステップＳ２０３において、加圧ローラ３１２の温度が所定温度以下ならば、ＣＰＵ２０１はテストシート４１１を印刷するために調整用画像データをプリンタ１１０へ転送する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５において、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶された調整用画像データを読み出して、露光装置１２２へ出力する。ＣＰＵ２０１は、帯電器１２１、露光装置１２２、現像器１２３、定着モータ２０８、ドラムモータ２０９、定着ヒータ３１１を制御して調整用画像データに基づき調整用画像を用紙に形成する（Ｓ２０６）。ステップＳ２０６においてプリンタ１１０が調整用画像を用紙に形成する場合、ＣＰＵ２０１は定着モータ２０８の回転速度が調整用回転速度となるように定着モータ２０８を回転駆動させる。
【００８０】
ＣＰＵ２０１は、テストシート４１１（調整用画像が形成された用紙）を作成した後、画面５００にデータ入力画像を表示させる（Ｓ２０７）。そして、ユーザによる測定値の入力が完了するまで待機する（Ｓ２０８）。ステップＳ２０８において、ユーザがＯＫボタン５０８に触れると、ＣＰＵ２０１はユーザによる測定値の入力が完了したと判定する。なお、入力値が適正な範囲でなければ、ＣＰＵ２０１は定着モータ２０８の目標回転速度を補正せずに操作部１００の画面５００に禁止画面を表示してもよい。ここで、適正な範囲とは、例えば、１５ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲とする。
【００８１】
次いで、ＣＰＵ２０１は、操作部１００を介して入力された間隔４１３の長さに基づいて加圧ローラ３１２の直径３１０を決定する（Ｓ２０９）。
【００８２】
例えば、定着モータ２０８がデフォルトの目標回転速度に基づいて駆動した場合、定着ニップ部における用紙の搬送速度は２００ｍｍ／ｓｅｃとする。また、定着モータ２０８が調整用回転速度に基づいて駆動した場合、定着ニップ部における用紙の搬送速度は２４０ｍｍ／ｓｅｃとする。このとき、テストシート４１１のライン４１２の間隔４１３の理論値は２４ｍｍとなる。
【００８３】
ここで、加圧ローラ３１２のローラ径が３０ｍｍならば、加圧ローラ３１２の外周は約９４．２５ｍｍである。つまり、加圧ローラ３１２は１秒間に２．５４７回転しながらテストシート４１１を搬送する。
【００８４】
そして、調整モードにおいて実際にプリンタ１１０から出力されたテストシート４１１の間隔４１３が２５ｍｍならば、定着ニップ部における用紙の搬送速度は式（１）に基づいて２５０ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【００８５】
Ｘ＝２５ｍｍ÷２４ｍｍ×２４０ｍｍ／ｓｅｃ＝２５０ｍｍ／ｓｅｃ  ・・・（１）
定着ニップ部における用紙の搬送速度が２５０ｍｍ／ｓｅｃならば、加圧ローラ３１２のローラ径（直径３１０）は式（２）に基づいて３１．２５９ｍｍである。
【００８６】
φ＝２５０ｍｍ／ｓｅｃ÷π÷２．５４７回転／ｓｅｃ＝３１．２５９ｍｍ  ・・・（２）
ステップＳ２０９にてローラ径が決定されると、ＣＰＵ２０１は図１０に示した加圧ローラ３１２のローラ径と定着モータ２０８の回転速度の補正量との対応関係を示した表を参照して目標回転速度を決定する（Ｓ２１０）。補正量が例えば＋２％ならば、ＣＰＵ２０１は目標回転速度を前回の目標回転速度よりも２％速くする。一方、補正量が例えば−４％ならば、ＣＰＵ２０１は目標回転速度を前回の目標回転速度よりも４％遅くする。
【００８７】
ＣＰＵ２０１は、ステップＳ２１０にて目標回転速度を更新した後、当該更新された目標回転速度をＥＥＰＲＯＭ２０４へ記憶させ、画面５００にページ設定画面を表示させ、調整モードの実行処理を完了する。ステップＳ２１０において、ＣＰＵ２０１は目標回転速度を生成する生成手段として機能する。
【００８８】
本実施形態に記載の画像形成装置は、定着ニップ部における用紙の搬送速度を画像形成処理が実行される際の搬送速度より速い速度に制御した状態でテストシート４１１を印刷する。搬送方向においてテストシート４１１の後端側に印刷された画像の伸び量は加圧ローラ３１２のローラ径によって変化する。そのため、本実施形態によれば、後端側に印刷されたラインの間隔４１３に基づいて加圧ローラ３１２のローラ径を求めることができ、加圧ローラ３１２を回転する定着モータ２０８の回転速度の目標値を求めることができる。
【００８９】
また、本実施形態に記載の画像形成装置は間隔４１３に基づきローラ径を求めているが、間隔４１３に基づいて目標回転速度を決定する構成としてもよい。また、本実施形態に記載の調整用画像は、用紙の搬送方向に直交する方向が長手方向となるライン４１２としたが、この構成に限定されない。調整用画像は、例えば、用紙の搬送方向と平行な矢印であってもよい。
【００９０】
また、本実施形態に記載の画像形成装置はユーザが調整開始ボタン５０４を押下するとプリンタ１１０がテストシート４１１を印刷する構成とした。しかしながら、プリンタ１１０は、例えば、外部Ｉ／Ｆ２０５を介して調整開始コマンドが入力された場合に、テストシート４１１を印刷する構成としてもよい。
【００９１】
また、本実施形態に記載の画像形成装置は、操作部１００の画面５００に、ページ設定画面、モード開始画面、及びデータ入力画面が表示可能な構成とした。しかしながら、例えば、画像形成装置と通信可能なＰＣのモニタに前述の画面が表示できる構成としてもよい。この構成とした場合、ＣＰＵ２０１は、外部Ｉ／Ｆ２０５を介して、ＰＣから入力されたコマンドに基づいてプリンタ１１０にテストシート４１１を印刷させたり、測定値を取得する。
【００９２】
また、本実施形態に記載のプリンタ１１０は、ブラックの現像剤を用いてモノクロ画像を形成する構成としたが、プリンタ１１０は複数の色の画像を形成可能なフルカラープリンタであってもよい。フルカラープリンタが定着モータ２０８の目標回転速度を補正する場合、ＣＰＵ２０１がフルカラープリンタを制御してテストシート４１１を印刷する。テストシートに形成される調整用画像は、フルカラープリンタが形成可能ないかなる色の画像であってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１００  操作部
１７０  定着ローラ
２０１  ＣＰＵ
２０８  定着モータ
２０９  ドラムモータ
３０１  感光ドラム
３０２  転写ローラ
３１２  加圧ローラ 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018180123.tif 000009
【図８】
2018180123.tif 000010
【図９】
2018180123.tif 000011
【図１０】
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