(57)【要約】【課題】定着ベルトのエッジ磨耗によるプリント光沢縞の発生を抑制する。【解決手段】印刷装置において定着ベルトの運動速度を制御する装置１００は、定着ベルト１２０と、定着ベルト１２０を支持する、回転軸１２８，１３５を有する少なくとも１つの定着ベルトサポートローラ１３１と、定着ベルト１２０と接触して媒体シートの画像を定着する定着ニップ１３７を形成する加圧ローラ１３２と、定着ベルト１２０に結合され、少なくとも１つの定着ベルトサポートローラ回転軸１３５に対して定着ベルト１２０を軸方向に動かすよう構成されたベルト位置変更機構１５０と、ベルト位置変更機構１５０に結合され、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御するよう構成されたベルト位置変更制御モジュール１５２と、を備える。【選択図】図１
2011154368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ベルトと、
前記定着ベルトを支持する、回転軸を有する少なくとも１つの定着ベルトサポートローラと、
前記定着ベルトと接触して定着ニップを形成する加圧ローラであって、前記加圧ローラと前記定着ベルトが、前記定着ニップで媒体シートの画像を定着するよう構成されている、加圧ローラと、
前記定着ベルトに結合され、前記少なくとも１つの定着ベルトサポートローラ回転軸に対して前記定着ベルトを軸方向に動かすよう構成されたベルト位置変更機構と、
前記ベルト位置変更機構に結合され、前記定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御するよう構成されたベルト位置変更制御モジュールと、
を備える装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記少なくとも１つの定着ベルトサポートローラは前記定着ベルトが載るステアリングローラを含んでおり、
前記ベルト位置変更制御モジュールが、第１の方向において前記定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御し、前記第１の方向と反対の第２の方向において前記定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御するために、回転軸に対する前記ステアリングローラの角度を適応制御するように構成されており、
前記ベルト位置変更制御モジュールが、前記第２の方向における前記定着ベルトの軸方向運動速度の適応制御から独立して、前記第１の方向における前記定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御する、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、
前記定着ベルトの軸方向位置を検知するよう構成されたセンサをさらに備える、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、
前記ベルト位置変更制御モジュールは、前記定着ベルトの検知された軸方向位置に基づいて、前記定着ベルトが既知の距離を移動するのに要する時間を求めるよう構成されており、
前記ベルト位置変更制御モジュールは、前記定着ベルトが既知の距離を移動するのに要した時間に基づいて、前記定着ベルトの軸方向移動の速度を適応制御するよう構成されている、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示されるのは、印刷装置において、定着ベルトの運動速度を制御する装置および方法である。
【背景技術】
【０００２】
現在、画像出力デバイス、例えば、プリンタ、多機能媒体デバイス、電子写真機、インクジェットプリンタおよびその他デバイスが、媒体シート、例えば、紙、基板、透明フィルム、プラスチック、ボール紙またはその他媒体シートに画像を生成している。画像を生成するには、マーキング材料、例えば、トナー、インクジェットインクまたはその他マーキング材料を、媒体シートに適用して、媒体シートに潜像を形成している。そして、定着器（フューザ）が、熱および／または圧力を媒体シートに印加することにより、潜像を、媒体シートに固定または定着する。
【０００３】
定着器は、定着ニップで互いに接触する定着ベルトおよび加圧ロール等の回転部材を用いて圧力を印加する。媒体シートが、定着ニップに供給されて、媒体シートに潜像を固定する際に、圧力が、潜像と共に、媒体シートに印加される。
【０００４】
残念ながら、媒体シートエッジと定着ベルト間の繰り返しの接触の結果、定着ベルトに、エッジ摩耗としても知られている、摩耗領域が生じる。摩耗領域は、特に、あるシート幅の多くのシートを定着してから、大きなシート幅のシートを定着した後は、最終的に、得られるプリントに差のある光沢縞となる。例えば、差のある光沢縞は、幅１１インチの媒体シートを処理した後に、幅１４インチの媒体シートに生じる。定着器運転コストは、全体のプリンタマーキングエンジン運転コストの大部分であり、単色またはカラーといったプリントエンジンタイプや、オフィスや生産といった市場区分に係らず、エッジ摩耗は、定着不具合の主な原因である。エッジ摩耗は、定着部材の内側領域と外側領域の両方で生じ、いずれかの領域における摩耗のレベルで、エッジ摩耗寿命を判断することができる。
【０００５】
位置合わせ分配システムは、定着システム全体を前後に自動的に動かして、定着部材表面の広い領域にエッジ摩耗を広げて、得られるプリントのエッジ摩耗の認知を遅らせることができる。残念ながら、定着システムの移動させることは、定着ロールを加熱するのにより長いランプを必要とし、かつ、定着温度センサを媒体シートに対して移動させねばならない。これら２つの問題が、定着器の軸方向温度均一性、最終的なプリントの光沢軸方向均一性に悪影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６２４６８５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、定着ベルトの運動速度を制御して上記の問題を克服することができるとともに、その印刷装置にその他の利点を与える装置および方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
印刷装置において、定着ベルトの運動速度を制御する装置および方法が開示されている。装置は、定着ベルトおよび少なくとも１つの定着ベルトサポートローラを含むことができ、定着ベルトは、定着ベルトサポートローラによって支持されることができる。定着ベルトサポートローラは、回転軸を有することができる。装置は、定着ベルトと接触して定着ニップを形成する加圧ローラを有することができる。加圧ローラおよび定着ベルトは、定着ニップで、媒体シートの画像を定着するよう構成することができる。装置は、定着ベルトに結合したベルト位置変更機構を有することができる。ベルト位置変更機構は、定着ベルトサポートローラ回転軸に対して軸方向に定着ベルトを動かすように構成することができる。装置は、ベルト位置変更機構に結合したベルト位置変更制御モジュールを有することができる。ベルト位置変更制御モジュールは、定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御するよう構成することができる。
【０００９】
開示内容の利点および特徴が得られる方法を説明するために、概略を上述した開示内容のより具体的な説明を、添付の図面に示す具体的な実施形態を参照して行う。これらの図面は、開示内容の代表的な実施形態を図示するだけであり、その範囲を限定しようとするものとは考えられず、開示内容は、添付の図面を用いて、さらに具体的かつ詳細に記載および説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態による装置の一例である。
【図２】他の実施形態による装置の一例である。
【図３】他の実施形態による装置の一例である。
【図４】定着ベルトの運動速度を制御する方法の一例のフローチャートを示す。
【図５】定着ベルトの方向変更を制御する方法の一例のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、装置１００の一例である。装置１００は、プリンタ、多機能媒体デバイス、電子写真機、レーザープリンタ、固体または液体インクプリンタまたは媒体に画像を生成する任意のその他のデバイスであってよい。装置１００は、定着ベルト１２０を有することができる。定着ベルト１２０は、回転軸１２８を有することができる。装置１００は、少なくとも１つの定着ベルトサポートローラ１３１を有することができ、定着ベルト１２０は、定着ベルトサポートローラ１３１の表面に伴って移動する。少なくとも１つの定着ベルトサポートローラ１３１は、ステアリングローラを有する、またはステアリングローラとすることができる。少なくとも１つの定着ベルトサポートローラ１３１は、回転軸１３５を有することができる。サポートローラ回転軸１３５および／または定着ベルト回転軸１２８は、定着ベルト１２０の長さおよび構成に応じた任意の位置としてよい。定着ベルト回転軸１２８およびサポートローラ回転軸１３５は、本明細書においては、定着ベルト１２０の回転方向に対して垂直であるものとして、回転軸１２８に対する定着ベルト１２０の運動の座標系を与える。従って、特に別記しない限り、定着ベルト回転軸１２８と、サポートローラ回転軸１３５は、両方共、その回転方向に対して、定着ベルト１２０の横方向運動を示すのに区別なく用いることができる。
【００１２】
装置１００は、定着ベルト１２０を加熱するよう構成されたヒータ１４０を有することができる。装置１００は、定着ベルト１２０と接触して、定着ニップ１３７を形成する加圧ローラ１３２を有することができる。加圧ローラ１３２および定着ベルト１２０は、媒体シート１１２の画像を、シートが定着ニップ１３７を通過する際に、定着するよう構成することができる。ヒータ１４０を用いて、媒体シート１１２の画像を、シートが定着ニップ１３７を通過する際に、定着してもよい。ステアリングローラは、定着ニップ１３７に位置するサポートローラ１３１であってよい、または定着ニップ１３７に位置するローラとは別の部材であってもよい。
【００１３】
装置１００は、定着ベルト１２０を、少なくとも１つの定着ベルトサポートローラ回転軸１３５および／または定着ベルト回転軸１２８に対して軸方向に動かすよう構成されたベルト位置変更機構１５０を有することができる。ベルト位置変更機構１５０は、ソフトウェア制御態様、およびモータやその他アクチュエータ（図示せず）のようなハードウェア態様を有することができる。さらに、本明細書に記載した任意の機構またはモジュールは、コントローラに結合することができる、コントローラ内に配置することができる、メモリ内に配置することができる、自律的モジュールまたは機構とすることができる、ソフトウェアを有することができる、ハードウェアを有することができる、または画像生成デバイスのモジュールまたは機構に有用な任意のその他の形態とすることができる。
【００１４】
装置１００は、ベルト位置変更機構１５０に結合したベルト位置変更制御モジュール１５２を有することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、自律的モジュールとすることができる、装置１００の他のコントローラに含めることができる、ハードウェアとすることができる、ソフトウェアとすることができる、または定着ベルトの位置および動作を制御するのに有用な任意のその他のモジュールとすることができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御し、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を変更して、速度を軸方向運動の所望の速度に適応させる。さらなる例として、ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト回転軸１２８に対して、ステアリングローラの角度を適応制御して、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御することができる。
【００１５】
装置１００は、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を検知することのできるセンサ１６０を有することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト１２０の軸方向運動の検知した速度に基づいて、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御することができる。例えば、センサ１６０は、定着ベルト１２０の軸方向位置を検知することができ、ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルトの検知した軸方向位置に基づいて、定着ベルト１２０が、既知の距離移動するのに要する時間を求めることができる。すると、ベルト位置変更制御モジュール１５２が、定着ベルト１２０が、既知の距離移動するのに要する時間に基づいて、ステアリングローラを調節することにより、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御することができる。
【００１６】
センサ１６０は、定着ベルト１２０のエッジに結合した複合位置スイッチとすることができる。複合位置スイッチは、複合位置スイッチの位置に基づいて、定着ベルト１２０の軸方向位置を検知することができる。センサ１６０はまた、光学センサ、アナログセンサ、デジタルセンサまたは任意のその他センサとすることもできる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト１２０の検知された軸方向位置に基づいて、定着ベルト１２０が、軌道が外れているかどうか判断することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２はまた、ベルト位置変更機構１５０を制御して、定着ベルト１２０の検知された軸方向位置に基づいて、定着ベルト１２０の運動方向を逆向きにすることもできる。
【００１７】
センサ１６０は、定着ベルト１２０が、第１の軸方向位置に達したことを検知することができ、かつ、センサ１６０は、定着ベルトが、第２の軸方向位置に達したことを検知することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、ベルト位置変更機構１５０を制御して、定着ベルトが第１の軸方向位置に達したときのセンサ１６０の検出に基づいて、定着ベルト１２０を、第２の軸方向位置に指向することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２はまた、定着ベルト１２０が第２の軸方向位置に達したときのセンサ１６０の検出に基づいて、定着ベルト１２０を、第１の軸方向位置に指向することもできる。
【００１８】
ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御するために、定着ベルト１２０の検知された軸方向位置に基づき、定着ベルト回転軸１２８に対するステアリングローラ１３１の角度に基づいて、定着ベルト回転軸１２８に対するステアリングローラの角度を適応制御することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、第１の方向において、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御し、第１の方向とは反対の第２の方向において、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御することができる。ここでは、ベルト位置変更制御モジュール１５２は、第２の方向における定着ベルト１２０の軸方向運動速度の適応制御からは独立して、第１の方向における定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御する。例えば、定着ベルト１２０の運動速度は、定着ベルト１２０の検知された軸方向位置に基づいて判断することができ、ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト回転軸１２８に対するステアリングローラ１３１の角度に基づき、かつ、定着ベルト１２０の運動速度に基づいて、定着ベルト回転軸１２８に対して、ステアリングローラ１３１の角度を適応制御することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト１２０の軸方向運動速度を適応制御して、定着ニップ１３７の媒体シート１１２からの定着ベルト１２０のエッジ摩耗を軽減することができる。
【００１９】
関連実施形態によれば、装置は、媒体シート１１２を搬送するよう構成された媒体搬送部１１０を含むことができる。センサ１６０は、定着ベルト回転軸１２８および／またはサポートローラ回転軸１３５に対する定着ベルト１２０の軸方向位置を検知することができる。センサ１６０は、定着ベルト１２０のエッジに結合した複合位置スイッチとすることができ、複合位置スイッチは、複合位置スイッチの位置に基づいて、定着ベルト１２０の軸方向位置を検知するよう構成することができる。
【００２０】
ベルト位置変更制御モジュール１５２は、第１の方向から第２の方向への方向変更の軸方向位置を変更し、定着ベルト１２０が、異なる軸方向位置で、第１の方向から第２の方向へ方向が変更されるように構成することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２はまた、第１の方向から第２の方向への方向変更の時間を変えることにより、第１の方向から第２の方向への方向変更の軸方向位置を変更することもできる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、さらに、第１の方向から第２の方向への方向変更の時間を遅くすることにより、第１の方向から第２の方向への方向変更の軸方向位置を変更することもできる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、さらに、定着ベルト１２０が特定の軸方向位置に達したときを判断し、定着ベルトが、特定の軸方向位置に達したときの時間から、方向変更を遅らせることにより、第１の方向から第２の方向への方向変更の軸方向位置をさらに変更することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２はまた、定着ベルト１２０でのエッジ摩耗を減じるために、第１の方向から第２の方向への方向変更の軸方向位置を変更することもできる。
【００２１】
センサ１６０を用いる場合には、ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト１２０の検知された軸方向位置に基づいて、第１の方向から第２の方向への方向変更の軸方向位置を変更することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２はまた、定着ベルト１２０が特定の軸方向位置に達したときを判断し、定着ベルト１２０が、特定の軸方向位置に達したときの時間から、方向変更を遅らせることにより、定着ベルト１２０の検知した軸方向位置に基づいて、第１の方向から第２の方向への方向変更の軸方向位置を変更することもできる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、さらに、定着ベルト１２０が特定の軸方向位置に達したときを判断し、定着ベルト１２０が、特定の軸方向位置に達する度に、方向変更の遅延を変えることにより、定着ベルト１２０の検知された軸方向位置に基づいて、第１の方向から第２の方向への方向変更の軸方向位置を変更することができる。
【００２２】
ある実施形態によれば、定着ベルト１２０でのエッジ摩耗を分散させるために、定着ベルトステアリングを用いることができる。定着ベルト１２０が、軌道から外れたり、損傷するのを防ぐために、アクティブ定着ベルトステアリングを用いることができる。ステアリングの能力は、エッジ摩耗を軽減するために、高性能ベルト位置変更制御と組み合わせることができる。接触センサ等のセンサ１６０および高性能制御論理を用いて、定着ベルト移動速度および移動距離を制御することができる。
【００２３】
ベルト位置変更制御モジュール１５２の高性能制御では、ベルト位置変更機構１５０のための定位置を備えたステッピングモータ、少なくとも２つの位置を有するセンサ１６０等の１つ以上の接触センサ、およびロール１３１等のステアリングロールを用いることができる。
【００２４】
定着ベルト１２０は、広い摩耗表面を与えるために、ロール式定着器の定着ロール外周に比べて、長い外周を有している。エッジ摩耗軽減のために、ベルトステアリングと組み合わせた、装置１００におけるようなベルトロール式定着器のその他の利点は、定着器全体が親ねじを用いて動き、親ねじのバックラッシュによって、定着器を方向変更前のままとするという以前のやり方とは対照的に、定着ベルト１２０は、常に動いている、ということである。以前のやり方だと、端部の摩耗がひどくなり、画像品質にさらに悪影響を及ぼす可能性がある。ある定着器は、現在、定着器の移動に合計で３４ｍｍ使っており、装置１００のベルトロール式定着器は、エッジ摩耗目標を達成するために、それより短く使うようにすることができる。定着ベルト１２０は、１０ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲で移動することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、ベルトの移動速度を制限することができる。例えば、定着ベルト１２０の移動が、軸方向に遅すぎる場合には、全く動かなかったり、実際は、誤った方向に動くというリスクがある。また、定着ベルト１２０の移動が、軸方向に早すぎる場合には、後定着器紙位置合わせと、媒体しわの両方に悪影響を及ぼす可能性がある。従って、定着ベルト軸方向移動速度は、用途に応じて、所望の範囲内で制御することができる。
【００２５】
ある実施形態によれば、定着ベルト１２０を横断してエッジ摩耗を分配し、媒体シートでのエッジ摩耗に関連する欠陥を減じるために、エッジ摩耗平滑化を、定着ベルトステアリングと組み合わせることができる。エッジ摩耗断面は、軸方向に動かすときに、定着ベルト１２０の方向を変更する位置を変更することにより、平滑化することができる。これは、センサ１６０を用いて、定着ベルト１２０をステアリングして戻るときに、可変遅延を加えることにより行うことができる。可変遅延は、様々な振幅を組み込むことができ、ランダムとすることができる、正弦波形態とすることができる、鋸歯状とすることができる、または所望のエッジ摩耗断面の得られる任意のその他の可変遅延とすることができる。エッジ摩耗平滑化手段は、上述した高性能ステアリング制御の上部に組み込むことができる。
【００２６】
ステアリング機構の性質のため、定着ベルト１２０は、軸方向移動方向のエッジに近づくとき、中央に近づくときよりも、やや早く移動する場合がある。このように、定着ベルト１２０は、中央に留まるときよりも端部で使う時間の方が短くなる。すなわち、エッジ摩耗断面は、ステアリング機構自体の性質によって平滑化することができる。さらに平滑化を用いて、平滑なエッジ摩耗密度断面を形成して、一時的に差の生じる光沢を減じることができる。このさらなる平滑化は、定着ベルト１２０が方向を軸方向に変える位置を変えるステアリング機構に、可変遅延を加えることにより行うことができる。エッジ摩耗断面は、可変遅延の振幅およびそのタイプを変更することにより成形することができる。用いることのできる可変遅延の異なるタイプとしては、正弦波、鋸歯、ランダムおよびその他の可変遅延が挙げられる。例えば、エッジ摩耗断面は、最大振幅３秒で、正弦波タイプの可変遅延を用いて平滑化することができる。エッジ摩耗断面はまた、最大振幅１０秒で、遅延を用いて平滑化することもできる。これらの例をシミュレートしたところ、所望の結果が得られた。遅延は、定着ベルトの平均移動速度を維持するために、ベルト位置変更制御モジュール１５２への入力として用いることができる。例えば、遅延は、ベルトが、内側から外側へ、または外側から内側へ移動するのに要した時間から引くことができる。定着ベルト移動に可変遅延を用いることにより、定着ベルト１２０のエッジ摩耗を均すために、装置１００の高性能ステアリング技術を用いることができる。
【００２７】
図２は、関連実施形態による装置１００の一例である。いくつかの要素は、例示のためなので図示されていない。装置１００は、定着ベルト回転軸１２８およびエッジ１２２を有する定着ベルト１２０を有することができる。定着ベルトエッジ１２２を、定着ベルト１２０にエッジ摩耗を生じる媒体シートのエッジと混同してはいけない。装置１００は、ベルト位置変更機構１５０と、ベルト位置変更制御モジュール１５２を有することができる。装置１００は、内側端部のような第１の端部１０４と、外側端部のような第２の端部１０２とを有することができる。本実施形態によれば、装置１００は、スイッチとして複合位置スイッチ２６０を有することができる。複合位置スイッチ２６０は、定着ベルト１２０のエッジ１２２に結合させることができる。複合位置スイッチ２６０は、定着ベルト１２０の軸方向位置を検知することができる。軸方向位置検出の所望の解像度に応じて、定着ベルト軸方向位置の事実上正確な検出を行うことのできる他のスイッチを用いることができる。
【００２８】
ベルト位置変更機構１５０は、定着ベルト回転軸１２８に関して、第１の方向１２４および第１の方向１２４とは反対の第２の方向１２５に軸方向に定着ベルト１２０を動かすように構成することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト回転軸１２８に対して、ステアリングローラ（図示せず）の角度を適応制御して、定着ベルト１２０の軸方向１２４および１２５への運動速度を適応制御することができる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト１２０の軸方向１２４および１２５への運動速度を適応制御するために、定着ベルト１２０の検知された軸方向位置に基づいた定着ベルト回転軸１２８に対するステアリングローラの角度に基づいて、定着ベルト回転軸１２８に対するステアリングローラの角度を適応制御することができる。例えば、定着ベルト１２０の運動速度は、定着ベルト１２０の検出された軸方向位置に基づいて決定することができ、ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト回転軸１２８に対するステアリングローラの角度に基づき、かつ、定着ベルト１２０の運動速度に基づいて、定着ベルト回転軸１２８に対して、ステアリングローラの角度を適応制御することができる。
【００２９】
例えば、定着ベルト１２０が、内側限界♯１（ＩＢ１）に達すると、ステアリングローラが回転して、定着ベルト１２０を、外側端部１０２に向かって動かすことができる。定着ベルト１２０が、外側限界♯１（ＯＢ１)に達すると、ステアリングローラが回転して、定着ベルト１２０を、内側端部１０４に向かって動かすことができる。ステアリングローラステアリング角度は変えることができ、ベルト位置変更制御モジュール出力に応じて異なる。ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト１２０が、最初に、外側端部１０２に向かって確実に操縦されるようにするために、予め設定された大きなステアリング角度を最初は用いることができる。ＯＢ１センサを始動すると、ステアリングローラは、予め設定された大きな角度を用いて、定着ベルト１２０を、内側端部１０４に向かって動かすことができる。ＩＢ１センサを始動すると、ステアリングローラは、予め設定された大きな角度を用いて、定着ベルト１２０を、外側端部１０２に向かって戻すように動かすことができる。次の外側から内側へのステアリング角度は、制御アルゴリズムに応じて変えることができ、ベルトをＯＢ１からＩＢ１に動かすのに要した、前の１つ以上の時間、および入力として、前の１つ以上の外側から内側へのステアリング角度を用いることができる。次の内側から外側へのステアリング角度は、制御アルゴリズムに応じて変えることができ、ベルトをＩＢ１からＯＢ１に動かすのに要した、前の１つ以上の時間、および入力として、前の１つ以上の外側から内側へのステアリング角度を用いることができる。ステアリング角度を制御するために、異なるタイプの制御アルゴリズムを、ベルト位置変更制御モジュール１５２により用いることができる。
【００３０】
コントローラ♯１：角度［ｎ＋１］＝角度［０］−Ｋ＊Ｅ［ｎ］
【００３１】
コントローラ♯２：角度［ｎ＋１］＝角度［ｎ］−Ｋ＊Ｅ［ｎ］
【００３２】
コントローラ♯３：角度［ｎ＋１］＝角度［ｎ］＋（角度［ｎ］−角度［ｎ−１］）／（時間［ｎ］−時間［ｎ−１］）＊Ｅ［ｎ］
【００３３】
時間［ｎ］が所望の範囲外のときは、
コントローラ♯４：角度［ｎ＋１］＝角度［ｎ］＋（角度［ｎ］−角度［ｎ−１］）／時間［ｎ］−時間［ｎ−１］）＊Ｅ［ｎ］
時間［ｎ］が所望の範囲内のときは、
コントローラ♯４：角度［ｎ＋１］＝角度［ｎ］＋Ｋ＊Ｅ［ｎ］
【００３４】
エラーＥ［ｎ］＝（所望の移動時間）−時間［ｎ］であり、Ｋはゲインである。シミュレーションに基づいて、実験データに基づいて、正確なモデルに基づいて、またはその他によって求めることができる。
【００３５】
コントローラ♯１に勝るコントローラ♯２を用いる利点は、コントローラ♯２は、最後に用いたステアリング角度を覚えることができることである。用いた最後のステアリング角度を覚えることによって、所望の移動時間に達する時間を大幅に減じることができる。コントローラ♯３は、収束時間を大幅に増大するという利点を有する。コントローラ♯３は、最初に、予め設定された大きな角度で、２回目は、予め設定された小さな角度で、定着ベルト１２０を操作することができ、３回目の操作までに、少なくとも２回の反復に基づいて、必要なステアリング角度が分かるであろう。コントローラ♯３は、コントローラ♯２を用いるときの、１０〜２０回の反復に比べて、３〜４回の反復で収束することができる。コントローラ♯３は、ベルト移動時間におけるドリフトが、ノイズレベルより小さいときは相殺しないが、コントローラ♯２はそれができる。
【００３６】
４位置スイッチを、複合位置スイッチ２６０として用いる場合は、ＯＢ２およびＩＢ２を、リミットスイッチとして用いて、定着ベルト１２０が軌道を外れたら、装置１００をシャットダウンまたはその他操作して、定着ベルト１２０を通常位置に戻すのを判断することができる。その他の選択肢は、ＯＢ２かＩＢ２センサのいずれかが始動されたら、定着ベルト１２０を、予め設定された大きな角度で操作し、予め設定した短時間、例えば、数秒の間にセンサの動作が停止されない場合には、制御アルゴリズムでシャットダウンすることができる。定着ベルト１２０を戻し操作できない場合には、定着ベルト移動速度を、所望の範囲内に戻すために、制御アルゴリズムを再び有効にすることができる。
【００３７】
６位置スイッチを複合位置スイッチ２６０として用いる場合には、ＯＢ２およびＩＢ２位置のみを用いて、ベルトを予め設定された大きな角度で操作することができる。ＯＢ３かＩＢ３のいずれかが始動されたら、定着ベルト１２０の損傷を防ぐために、装置１００をシャットダウンすることができる。
【００３８】
新たな定着ベルトを据え付けるときは、ベルト位置変更制御モジュール１５２が採り得る少なくとも２つのやり方がある。第１のやり方は、ベルト位置変更制御モジュール１５２が、古いベルトについて用いる最後のステアリング角度を用いて、所望のベルトステアリング速度を得るために、コントローラ♯１、♯２、♯３または♯４のいずれかを用いるものである。しかしながら、新しいベルトは、これらのステアリング角度で必ずしも適正に挙動するとは限らず、軌道を外れる恐れがある。その場合は、４位置か６位置の接触センサを用いるときは、上述したような反応動作を用いることができる。第２のやり方は、さらなるステアリング制御をリセットして、ステアリング学習モードに入り、ベルト位置変更制御モジュール１５２が用いる第１のステアリング角度が、予め設定された大きなステアリング角度となるようにし、所望のベルトステアリング速度を得るために、コントローラ♯１、♯２、♯３または♯４のいずれかを用いるものである。コントローラ♯４は、第１のステアリング角度が、予め設定された大小角度とすることのできる学習モードに用いることができる。コントローラの収束時間は、大小角度を適切に設定することにより最適化することができる。
【００３９】
試験によれば、この制御技術が実現可能であることが分かる。コントローラ♯２は、モデル化により予測されたものと同じ時間内で安定なままで、収束することが確認された。また、コントローラ♯４は、３〜４回の反復内に、移動時間設定値の１０％以内に収束することが確認された。制御を行って、第１に、大きな設定角度で、次に、小さな設定角度で操作し、これら２つの第１の反復で、割線法を用いて、必要なステアリング角度を予測することができる。移動時間が、移動時間設定値の１０％以内である限りは、割線法を用いることができる。
【００４０】
図３は、関連実施形態による装置１００の一例である。いくつかの要素は、例示のためなので図示されていない。装置１００は、プロセス方向３９０に回転可能な定着ベルト１２０を有することができる。装置１００は、回転軸１３５を有することのできるステアリングローラ１３１を有することができる。装置１００は、内側端部のような第１の端部１０４と、外側端部のような第２の端部１０２とを有することができる。装置１００は、ベルト位置変更制御モジュール１５２を有することができる。装置１００は、ベルト位置変更機構として作用し得るステッピングモータ３５０を有することができる。装置１００はまた、センサ３６０を有することもできる。同じ要素は、他の図面に記載したものと同じように動作し得る。
【００４１】
動作の際、ベルト位置変更制御モジュール１５２は、定着ベルト回転軸に対して、ステアリングローラ１３１の角度を適応制御して、定着ベルト１２０の矢印３２４への軸方向運動の速度を適応制御することができる。例えば、ベルト位置変更制御モジュール１５２は、ステッピングモータ３５０を制御して、ステアリングベルト中心３８０の周囲の回転３８２および３８４を調節することができる。さらなる例として、定着ベルト１２０が第２の端部１０２で限界に達したのをセンサ３６０が検出すると、ステアリングローラ１３１が矢印３８４に回転して、定着ベルト１２０を、第１の端部１０４に向けて動かすことができる。
【００４２】
図４に、印刷装置の定着ベルトの運動速度を制御する方法の一例のフローチャート４００を示す。印刷装置は、定着ベルトと、定着ベルトが載る少なくとも１つの定着ベルトサポートローラと、定着ベルトの少なくとも一部を加熱するよう構成されたヒータと、定着ベルトと接触して、定着ニップを形成する加圧ローラとを有し、定着ベルトサポートローラは、回転軸を有することができる。少なくとも１つの定着ベルトサポートローラは、定着ベルトに結合したステアリングローラを有する、またはステアリングローラであってよい。
【００４３】
方法は工程４１０で開始される。工程４２０で、定着ベルトを、ヒータを用いて加熱することができる。工程４３０で、画像を、加圧ローラおよび定着ベルトを用いて、定着ニップで媒体シートに定着することができる。画像はまた、ヒータを用いて、定着ニップの媒体シートに定着することもできる。符合４４０で、定着ベルトを、少なくとも１つの定着ベルトサポートローラ回転軸に対して軸方向に動かすことができる。
【００４４】
工程４５０で、定着ベルトの軸方向運動速度を検出することができる。例えば、定着ベルトの軸方向位置を検出して、軸方向位置を用いて、定着ベルトの軸方向運動速度を求めることができる。さらなる例として、既知の距離を定着ベルトが移動するのに要する時間を、定着ベルトの検知した軸方向位置に基づいて求めることができる。また、定着ベルトが、第１の軸方向位置に達したことを検知することができる。
【００４５】
工程４６０で、定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御することができる。定着ベルトの軸方向運動速度は、回転軸に対してステアリングローラの角度を適応制御することにより、適応制御することができる。定着ベルトの軸方向運動速度は、定着ベルトの軸方向運動の検出された速度に基づいて、定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御することにより、適応制御することができる。定着ベルトの軸方向運動速度は、定着ベルトが既知の距離の移動に要する時間に基づいて、定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御することにより、適応制御することができる。また、定着ベルトが第１の軸方向位置に達したことの検知に基づいて、定着ベルトは、第２の軸方向位置に向かって、反対方向へ移動することができる。定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御して、定着ニップの媒体シートから、定着ベルトのエッジ摩耗を軽減することができる。工程４７０で、方法を終了することができる。
【００４６】
ある実施形態によれば、フローチャート４００の全工程が必要ではない。例えば、ある実施形態は、工程４３０の画像定着から独立させることのできる、工程４４０で定着ベルトを軸方向に動かす工程４４０、および、定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御する工程４６０を含む。さらなる例として、定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御する工程４６０は、画像を定着する工程４３０とは別のときに行う、または画像を定着する工程４３０と同時、またはその間に行ってよい。また、フローチャート４００は、反復して何度行ってもよい。例えば、フローチャート４００を、後の工程から前の工程に戻る、例えば、定着ベルトの軸方向運動速度を適応制御する工程４６０を実行した後、定着ベルトを動かす工程４４０に戻ってもよい。さらに、多くの工程は、典型的に、同時または並行なプロセスで行ってよい。
【００４７】
図５に、印刷装置の定着ベルトの方向変更を制御する方法の一例のフローチャート５００を示す。印刷装置は、定着ベルトと、定着ベルトが載る少なくとも１つの定着ベルトサポートローラと、定着ベルトの少なくとも一部を加熱するよう構成されたヒータと、定着ベルトと接触して、定着ニップを形成する加圧ローラとを有する。印刷装置は、センサを有していてもよい。センサは、定着ベルトのエッジに結合した複合位置スイッチであってもよい、アナログセンサであってもよい、デジタルセンサであってもよい、光学センサであってもよい、または定着ベルトの位置を検知することのできる任意のその他センサであってもよい。
【００４８】
方法は、工程５１０で開始される。５２０で、定着ベルトは、回転軸周囲を回転することができる。工程５３０で、定着ベルトを、ヒータを用いて加熱することができる。工程５４０で、画像は、加圧ローラおよび定着ベルトを用いて、定着ニップで媒体シートに定着されることができる。画像はまた、ヒータを用いて、定着ニップの媒体シートに定着されることもできる。工程５５０で、定着ベルトは、回転軸に対して、第１の方向において軸方向に動くことができる。工程５６０で、定着ベルトの軸方向位置は、センサを用いて検知することができる。定着ベルトの軸方向位置は、複合位置スイッチの位置に基づいて検知することができる。工程５７０で、定着ベルトの方向を、軸方向位置で反対にして、定着ベルトを、第１の方向とは反対の第２の方向に動かすことができる。
【００４９】
工程５８０で、第１の方向から第２の方向へ方向反転の軸方向位置を変更して、異なる軸方向位置で、定着ベルトの方向を第１の方向から第２の方向へ変更することができる。方向反転の軸方向位置は、第１の方向から第２の方向へ、方向変更の時間を変えることにより、変更することができる。方向反転の軸方向位置は、第１の方向から第２の方向へ、方向変更の時間を遅延することにより、変更することができる。方向反転の軸方向位置は、定着ベルトが特定の軸方向位置に達したことを判断し、定着ベルトが特定の軸方向位置に達したときの時間から、方向変更を遅延することにより、変更することができる。方向反転の軸方向位置を変更すると、定着ベルトのエッジ摩耗を減じることができる。
【００５０】
定着ベルトの軸方向位置を検知する場合には、方向反転の軸方向位置を、定着ベルトの検知された軸方向位置に基づいて、変更することができる。方向反転の軸方向位置は、定着ベルトが検知した軸方向位置に達したときから方向反転を遅延することにより、定着ベルトの検知された軸方向位置に基づいて変更することができる。方向反転の軸方向位置は、定着ベルトが、検知された軸方向位置に達する度に、方向反転の遅延を変えることにより、変更することができる。工程５８０で、方法を終了することができる。
【００５１】
上記の説明は、電子写真印刷に用いる定着器に関するものであるが、本明細書の教示および請求項は、媒体でのマーキング材料の任意の処理に適用できるものと考えられる。例えば、マーキング材料は、液体またはゲルインクおよび／または熱または放射線硬化性インクを含んでいてもよく、かつ／または媒体自体が、うまく印刷するために、温度等の特定の要件を有していてもよい。ある実施形態において、媒体でのインクの処理に必要な熱、圧力およびその他条件は、電子写真定着に好適なものとは異なる可能性がある。
【００５２】
ある実施形態によれば、媒体に対して、定着ベルトの高性能な制御された運動を、ベルトロール式定着器においてエッジ摩耗を軽減するために用いることができる。プロセス速度およびステアリングロール角度で、軸方向ベルト運動速度を制御することができる。プロセス速度が固定されると、ステアリングロール角度を用いて、ベルトウォークまたはベルト軸方向移動に対処することができる。角度が大きくなればなるほど、ベルトの移動が速くなる。複合位置接触スイッチを用いる等により、定着ベルトが既知の距離移動するのに要する時間が定まり、ウォーク速度を変更することができる。学習ルーチンを用いて、ベルトウォーク速度を実験的に測定し、ステアリングロール角度を調節して、所望の移動時間を得ることができる。角度が大きすぎて、定着ベルトの軸方向移動が早いと、定着ニップにおいて媒体がずれて、しわおよび／または位置ずれとなる可能性がある。角度が小さすぎて、ベルト軸方向移動が遅いと、ベルトが誤った方向に動き、かつ／またはエッジ摩耗制御がされ難くなる。また、センサは、内側と外側の両方について、区域外位置を含むことができる。ウォーク速度および距離が制御された状態になったら、いくつかの追加のエッジ平滑アルゴリズムを用いることができる。
【００５３】
実施形態は、プログラムされたプロセッサで実施してよい。しかしながら、実施形態は、汎用または専用コンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラおよび周辺集積回路素子、集積回路、例えば離散素子回路、プログラム可能論理デバイス等のハードウェア電子回路または論理回路で実施してもよい。概して、実施形態を実施可能な任意のデバイスを用いて、本開示内容のプロセッサ機能を実施してよい。
【符号の説明】
【００５４】
１００  装置、１０２  第２の端部、１０４  第１の端部、１１０  媒体搬送部、１１２  媒体シート、１２０  定着ベルト、１２２  定着ベルトエッジ、１２４、１２５  軸方向運動速度、１２８  回転軸、１３１  定着ベルトサポートローラ、１３２  加圧ローラ、１３５  サポートローラ回転軸、１３７  定着ニップ、１４０  ヒータ、１５０  ベルト位置変更機構、１５２  ベルト位置変更制御モジュール、１６０  センサ、２６０  複合位置スイッチ、３２４  軸方向運動、３５０  ステッピングモータ、３６０  センサ、３８０  ステアリングベルト中心３８０、３８２、３８４  回転、３９０  プロセス方向、４００  フローチャート、５００  フローチャート。
【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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