(57)【要約】【課題】装置内の温度が上昇した場合等であってもコストを上昇させることなくシートにおけるカールの発生を抑制すること。【解決手段】カール抑制装置７ａは、ヒータ２３を有する定着フィルム２２と、定着フィルム２２との間に定着ニップＮを形成し、定着ニップＮに搬送される用紙Ｐに画像を定着させる加圧ローラ２４と、定着ニップＮのシート搬送方向の下流側において、定着ニップＮから搬送される用紙Ｐの定着ニップＮにおける加圧ローラ２４側となる裏面に定着フィルム２２側となる表面より大きい熱量がヒータ２３より供給されるようにするカール抑制部１２と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を有する定着手段と、
前記定着手段との間に定着ニップを形成し、前記定着ニップに搬送されるシートに画像を定着させる加圧手段と、
前記定着ニップのシート搬送方向の下流側において、前記定着ニップから搬送されるシートの前記定着ニップにおける前記加圧手段側となる第１の面に前記定着手段側となる第２の面より大きい熱量が前記発熱体より供給されるようにする熱伝達手段と、
を有することを特徴とするカール抑制装置。
【請求項２】
前記熱伝達手段は、
前記第１の面と対向する第１の搬送路部材と前記第２の面と対向する第２の搬送路部材とを含み、
前記第１の搬送路部材の熱伝導性が前記第２の搬送路部材の熱伝導性よりも高い
ことを特徴とする請求項１記載のカール抑制装置。
【請求項３】
前記熱伝達手段は、
前記第１の面と対向する第１の搬送路部材と前記第２の面と対向する第２の搬送路部材とを含み、
前記第１の搬送路部材は、
前記第２の搬送路部材よりも前記発熱体に接近した位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカール抑制装置。
【請求項４】
前記熱伝達手段は、
前記第１の面と対向する第１の搬送路部材と前記第２の面と対向する第２の搬送路部材とを含み、
前記第１の搬送路部材は、
前記第２の搬送路部材よりもシートに接近した位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のカール抑制装置。
【請求項５】
発熱体を有する定着手段と、
前記定着手段との間に定着ニップを形成し、前記定着ニップに搬送されるシートに画像を定着させる加圧手段と、
前記定着ニップのシート搬送方向の下流側において、前記定着ニップから搬送されるシートの前記定着ニップにおける前記加圧手段側となる第１の面に前記定着手段側となる第２の面より大きい熱量が前記発熱体より供給されるようにする熱伝達手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記定着ニップを通過する前後のシートの含有水分の変化量と、前記定着ニップを通過した直後における前記第１の面の温度及び前記第２の面の温度と、に基づいて、前記シート搬送方向の先端が前記定着ニップを通過してからシートにカールの形成が開始されるまでのカール形成開始時間を予測するカール形成開始時間予測手段と、
前記熱伝達手段の温度を予測するガイド温度予測手段と、
前記カール形成開始時間と前記ガイド温度予測手段により予測した前記熱伝達手段の温度とに基づいて、シートの搬送条件を制御する制御手段と、
を更に有することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記搬送条件としてシートの搬送タイミングを制御する、
ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記搬送条件としてシートの搬送速度を制御する、
ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記搬送条件として前記定着ニップに搬送されるシートに画像を定着させる際の定着温調温度を制御する、
ことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１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、シートのカールを抑制するカール抑制装置及びこのカール抑制装置を備えた電子写真記録方式の複写機又はプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録方式を採用する複写機又はプリンタ等の画像形成装置の多くは、未定着トナー像を担持する用紙等のシートに定着処理を施すための手段として、熱定着方式を採用する定着部を備えている。
【０００３】
かかる定着部としては、フィルムガイドに沿って回転する定着フィルムと、定着フィルム内に配設されて定着フィルムを加熱するヒータ等の加熱源と、アルミニウムや鉄の芯金に耐熱弾性層を形成した加圧ローラと、を備えるものが知られている。定着フィルムは、バネ等により加圧ローラに圧接されている。定着フィルムと加圧ローラとの圧接により形成される圧接幅は、定着ニップと呼ばれる。
【０００４】
定着部では、未定着トナー像を担持した用紙を定着ニップに通紙して加熱及び加圧することにより、未定着トナー像を用紙に定着させる。定着部から搬出された用紙は、用紙ガイド部材により排紙側に案内され、排紙側に設けられた中間搬送ローラ及び排紙ローラの回転駆動作用によって、排紙トレイ上に排出される。
【０００５】
定着ニップに通紙される用紙は、定着部における加熱作用によって用紙の厚み方向に均一に含まれる水分が偏って蒸発し、蒸発量の多い側に向かって巻き込まれるようにして変形する。この定着時における水分蒸発量の差による用紙の変形は、カールと呼ばれる。
【０００６】
定着部においては、定着ニップを通過した用紙にカールを生じることに起因して、排紙トレイに排出された用紙の不揃いや落下を招いていた。また、定着部においては、定着ニップを通過した用紙にカールを生じることに起因して、排紙パスや両面パスなどの搬送路における紙詰まり、又は、両面印刷において感光ドラム等の像担持体の周方向に沿って用紙が巻き付くなどの紙詰まりを生じていた。
【０００７】
用紙にカールを生じることによるトラブルは、ユーザーの作業性や信頼性を著しく損なうものである。従って、定着部を通過した後の用紙に生じるカールを可能な限り抑えることが望ましい。
【０００８】
これに対して、従来、定着部を通過した後の用紙に生じるカールを矯正するために、定着部の下流側の搬送経路上に設けられたカール矯正機能を有するカール抑制装置が知られている。かかるカール抑制装置は、例えば、弾性体と弾性体若しくは金属とからなる少なくとも２本のローラ、又はローラとベルトとにより構成されている。このようなカール抑制装置では、一方のローラをバネ等で他方のローラ又はベルトに圧接して形成したニップ部に用紙を通過させることにより、用紙に生じたカールを矯正する。
【０００９】
特許文献１は、定着後の用紙を排紙部へ搬送するための一対のガイドのうち、一方のガイドの放熱性を他方のガイドの放熱性より高くすると共にガイドを冷却する冷却ファンを有するカール矯正装置を開示する。特許文献１に開示されているカール矯正装置は、定着後の用紙の放熱性の高いガイドに接する面の温度を低減することで、用紙の表面と裏面との温度差を低減し、用紙のカールを矯正している。特許文献１に開示されているカール矯正装置によれば、機械的手段によるカールの矯正によって装置が大型化することを防ぐことができる。
【００１０】
特許文献２は、定着後の用紙の一方の面を加熱して用紙の脱湿を促進する脱湿促進手段を設けて、用紙の表面と裏面との脱湿経過の差を低減することで、用紙の表面と裏面との収縮差を低減し、用紙のカールを矯正するカール矯正装置を開示する。特許文献２に開示されているカール矯正装置によれば、機械的手段によるカールの矯正によって用紙にダメージを与えることを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２５５２９６号公報
【特許文献２】特開２００７−２８６２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１においては、ガイドの放熱性を利用して用紙の片面を冷却し、カールを矯正するため、連続通紙した場合に画像形成装置の内部の温度が上昇した場合に、冷却性能が低下するためカール矯正効果も低下してしまうという課題を有する。特に、近年流通している環境に配慮した剛度の低い薄紙を連続通紙する場合においては、上記の課題が顕著となる。
【００１３】
また、特許文献２においては、脱湿促進手段を設けることにより画像形成装置が大型化すると共に構成が複雑化するため、コストアップの要因となるという課題を有する。
【００１４】
本発明の目的は、装置内の温度が上昇した場合等であってもコストを上昇させることなくシートにおけるカールの発生を抑制することができるカール抑制装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るカール抑制装置は、発熱体を有する定着手段と、前記定着手段との間に定着ニップを形成し、前記定着ニップに搬送されるシートに画像を定着させる加圧手段と、前記定着ニップのシート搬送方向の下流側において、前記定着ニップから搬送されるシートの前記定着ニップにおける前記加圧手段側となる第１の面に前記定着手段側となる第２の面より大きい熱量が前記発熱体より供給されるようにする熱伝達手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、発熱体を有する定着手段と、前記定着手段との間に定着ニップを形成し、前記定着ニップに搬送されるシートに画像を定着させる加圧手段と、前記定着ニップのシート搬送方向の下流側において、前記定着ニップから搬送されるシートの前記定着ニップにおける前記加圧手段側となる第１の面に前記定着手段側となる第２の面より大きい熱量が前記発熱体より供給されるようにする熱伝達手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、装置内の温度が上昇した場合等であってもコストを上昇させることなくシートにおけるカールの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る定着部の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るカール抑制装置の側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るカール矯正部材の性質の従来との比較図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るカール抑制装置の第１の変形例の側面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るカール抑制装置の第２の変形例の側面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るＣＰＵの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る搬送条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置Ｓ１の構成について、図１及び図２を参照しながら、詳細に説明する。
【００２１】
画像形成装置Ｓ１は、ここではレーザービームプリンタを例示する。画像形成装置Ｓ１は、感光ドラム１と、帯電ローラ２と、レーザースキャナ３と、現像装置４と、給紙カセット５と、給紙ローラ６と、転写ローラ９と、クリーニング装置１０と、を有している。また、画像形成装置Ｓ１は、定着部１１と、カール抑制部１２と、排出部１３と、排紙トレイ１４と、を有している。
【００２２】
感光ドラム１は、画像形成装置Ｓ１に回転自在に支持されている。感光ドラム１は、図示しないモータによって図１の矢印方向に回転駆動される。
【００２３】
帯電ローラ２は、感光ドラム１に対して所定の押圧力で押圧して接触し、感光ドラム１の回転に従動して回転する。帯電ローラ２は、図示しない高圧基板の帯電印加電源から直流電圧、又は直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧が帯電バイアスとして印加されることにより、感光ドラム１の表面を所定の極性及び電位で均一に帯電させる。
【００２４】
レーザースキャナ３には、図示しない画像読取り部からデジタル変換信号が入力する。レーザースキャナ３は、入力したデジタル変換信号に対応して変調されたレーザービームをレーザービーム発振器から射出して、感光ドラム１の表面を走査露光することにより、感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００２５】
現像装置４は、感光ドラム１に形成された静電潜像を現像して、感光ドラム１にトナー像を形成する。
【００２６】
給紙カセット５は、シートである用紙Ｐを収納している。
【００２７】
給紙ローラ６は、給紙カセット５に収納されている用紙Ｐを搬送路８ａに送り出す給紙動作を行う。
【００２８】
転写ローラ９は、感光ドラム１に対して所定の圧力で当接することにより転写ニップを形成している。転写ローラ９は、転写ニップにおいて、搬送路８ａから搬送されてきた用紙Ｐを挟持及び搬送することにより、感光ドラム１に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる。転写ローラ９は、トナー像を転写させた用紙Ｐを転写ニップから搬送路８ｂに搬送する。
【００２９】
クリーニング装置１０は、感光ドラム１上に残留する未転写トナーを回収する。
【００３０】
定着部１１は、用紙Ｐの搬送方向の感光ドラム１よりも下流に配置されている。定着部１１は、図２に示すように、金属ステー２１と、定着フィルム２２と、ヒータ２３と、加圧ローラ２４と、から構成されている。
【００３１】
金属ステー２１は、ヒータ２３を保持している。
【００３２】
定着手段である定着フィルム２２は、クイックスタートを可能にするために総厚２００μｍ以下の厚みの耐熱性フィルムである。定着フィルム２２は、加圧ローラ２４の回転駆動に伴って、加圧ローラ２４との摩擦力により加圧ローラ２４の回転に従動して回転する。定着フィルム２２は、定着ニップＮにおいて加圧ローラ２４から加圧されると共にヒータ２３と加圧ローラ２４との間に挟まれることで撓み、ヒータ２３の加熱面に密着した状態になる。
【００３３】
発熱体であるヒータ２３は、定着フィルム２２の内面に接触することにより定着ニップＮの加熱を行う。ヒータ２３は、図示しないＣＰＵにより温度制御されることにより、定着ニップＮの温度を所望の定着設定温度にする。
【００３４】
加圧手段である加圧ローラ２４は、金属製芯金２４ａと、金属製芯金２４ａの外側に形成される弾性層２４ｂと、によって構成されている。加圧ローラ２４は、図示しないバネによって定着フィルム２２に対して所定圧力で当接することにより、定着フィルム２２との間に定着ニップＮを形成している。加圧ローラ２４は、図示しない定着モータからの回転駆動力が金属製芯金２４ａの端部に設けられた図示しない駆動ギアを介して伝達されることにより回転する。
【００３５】
定着ニップＮは、搬送路８ｂから搬送されてきた用紙Ｐを挟持及び搬送しながら加熱及び加圧して、用紙Ｐに転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。定着ニップＮは、トナー像を定着させた用紙Ｐをカール抑制部１２に向けて搬送路８ｃに搬送する。
【００３６】
熱伝達手段であるカール抑制部１２は、搬送路８ｃに設けられていると共に定着ニップＮのシート搬送方向（以下、「搬送方向」と記載する）の下流側に設けられている。カール抑制部１２は、ヒータ２３により加熱されることにより、定着部１１の定着ニップＮにより挟持及び搬送される用紙Ｐのカールの発生を抑制する。ここで、ヒータ２３による加熱は、ヒータ２３からの輻射熱又は熱伝達による加熱を意味する。また、搬送方向は、用紙Ｐの搬送方向である。
【００３７】
カール抑制部１２は、定着ニップＮから搬送される用紙Ｐの定着ニップＮにおける加圧ローラ２４側となる裏面（第１の面）に定着フィルム２２側となる表面（第２の面）より大きい熱量がヒータ２３より供給されるようにする。カール抑制部１２は、カール抑制対向ガイド１２ａ及びカール抑制ガイド１２ｂを備えている。なお、カール抑制部１２の構成の詳細については後述する。
【００３８】
排出部１３は、搬送路８ｃにより搬送されるカール抑制部１２でカールの発生を抑制された用紙Ｐを排紙トレイ１４上に排出する。
【００３９】
排紙トレイ１４は、排出部１３から排出された用紙Ｐを積載する。
【００４０】
＜カール抑制装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係るカール抑制装置７ａの構成について、図３を参照しながら、詳細に説明する。
【００４１】
カール抑制装置７ａは、カール抑制部１２と、定着フィルム２２と、加圧ローラ２４と、を備えている。
【００４２】
カール抑制部１２は、用紙Ｐの表面と対向するカール抑制対向ガイド１２ａと、用紙Ｐの裏面と対向するカール抑制ガイド１２ｂと、を備えている。
【００４３】
第２の搬送路部材であるカール抑制対向ガイド１２ａは、用紙Ｐの搬送路に設けられている。カール抑制対向ガイド１２ａは、樹脂により形成されている。カール抑制対向ガイド１２ａは、ヒータ２３からの輻射熱又は熱伝達により加熱される。カール抑制対向ガイド１２ａを形成している材料は、ここではポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」と記載する）を例示する。また、カール抑制対向ガイド１２ａを形成している材料のＰＥＴは、ここでは熱伝導率が０．１４[Ｗ／ｍ・℃]であるものを例示する。
【００４４】
第１の搬送路部材であるカール抑制ガイド１２ｂは、用紙Ｐの搬送路においてカール抑制対向ガイド１２ａに対向して設けられ、カール抑制対向ガイド１２ａより熱伝導性の高い材料で形成されている。カール抑制ガイド１２ｂは、ヒータ２３からの輻射熱又は熱伝達により、カール抑制対向ガイド１２ａよりも加熱される。従って、カール抑制ガイド１２ｂは、用紙Ｐに対してカール抑制対向ガイド１２ａよりも大きな熱量を供給する。
【００４５】
カール抑制ガイド１２ｂを形成している材料は、ここではアルミニウムを例示する。また、カール抑制ガイド１２ｂを形成している材料のアルミニウムは、ここでは熱伝導率が２２２[Ｗ／ｍ・℃]のＡ１１００を例示する。
【００４６】
図４は、温調温度が２００［℃］、プロセススピードｖが１３７［ｍｍ／ｓｅｃ］及び用紙Ｐの搬送方向の定着ニップＮよりも１［ｍｍ］下流にカール抑制部１２を設けた場合における実験結果を示すものである。図４の条件において、ヒータ２３を加熱してから４［ｓｅｃ］経過した際に、加圧ローラ２４の温度は９０℃となった。なお、本実施の形態と比較する比較例では、樹脂で形成したカール抑制ガイドを使用している。
【００４７】
カール抑制ガイド１２ｂをアルミニウム（Ａ１１００）で形成した場合、用紙Ｐの先端がカール抑制ガイド１２ｂに近接する直前のカール抑制ガイド１２ｂの温度は、１１０［℃］であった。この場合において、用紙Ｐのカール抑制部１２を通過した直後の表面温度は１１０［℃］、裏面温度は１００［℃］、表面と裏面との温度差は１０［℃］及び用紙Ｐの排出後のカールの高さは１５［ｍｍ］であった。
【００４８】
一方、カール抑制ガイドを樹脂で形成した場合、用紙Ｐの先端がカール抑制ガイドに近接する直前の抑制ガイドの温度は９０［℃］であった。この場合において、用紙Ｐのカール抑制部を通過した直後の表面温度は１１０［℃］、裏面温度は８０［℃］、表面と裏面との温度差は３０［℃］及び用紙Ｐの排出後のカールの高さは３０［ｍｍ］であった。
【００４９】
図４より、本実施の形態のアルミニウムで形成したカール抑制ガイド１２ｂは、比較例の樹脂で形成したカール抑制ガイドと比較して、用紙Ｐに形成されるカールをより抑制することができる実験結果を得られた。
【００５０】
本実施の形態では、定着ニップＮの搬送方向の下流側において、定着ニップＮから搬送される用紙Ｐの定着ニップＮにおける加圧ローラ２４側となる裏面に定着フィルム２２側となる表面より大きい熱量がヒータ２３より供給されるようにする。これにより、装置内の温度が上昇した場合等であってもコストを上昇させることなく用紙Ｐにおけるカールの発生を抑制することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態において、カール抑制部１２の定着ニップＮからの距離は本実施の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【００５２】
また、本実施の形態において、カール抑制ガイド１２ｂをカール抑制対向ガイド１２ａより熱伝導性の高い材料で形成したが、ヒータ２３からの輻射熱及び熱伝達によりカール抑制ガイド１２ｂがカール抑制対向ガイド１２ａよりも加熱される構成であれば良い。
【００５３】
具体的には、図５に示すように、第１の搬送路部材であるカール抑制ガイド１２ｄを第２の搬送路部材であるカール抑制対向ガイド１２ｃよりもヒータ２３に接近した位置に設けてカール抑制装置７ｂを構成してもよい。この場合、カール抑制対向ガイド１２ｃとカール抑制ガイド１２ｄとを同等の熱伝導性を有する材料により形成することができる。なお、この場合であっても、カール抑制対向ガイド１２ｃを樹脂で形成し、カール抑制ガイド１２ｄをアルミニウム等の樹脂よりも熱伝導性の良好な材料で形成してもよい。
【００５４】
また、本実施の形態において、カール抑制ガイド１２ｂから用紙Ｐに供給される熱量がカール抑制対向ガイド１２ａから用紙Ｐに供給される熱量よりも大きければ、カール抑制ガイド１２ｂがカール抑制対向ガイド１２ａよりも加熱される構成にしなくてもよい。
【００５５】
具体的には、図６に示すように、第１の搬送路部材であるカール抑制ガイド１２ｆを第２の搬送路部材であるカール抑制対向ガイド１２ｅよりも用紙Ｐに接近した位置に設けてカール抑制装置７ｃを構成してもよい。この場合、カール抑制対向ガイド１２ｅとカール抑制ガイド１２ｆとを同等の熱伝導性を有する材料により形成することができる。なお、この場合であっても、カール抑制対向ガイド１２ｅを樹脂で形成し、カール抑制ガイド１２ｆをアルミニウム等の樹脂よりも熱伝導性の良好な材料で形成してもよい。
【００５６】
また、上記構成以外にも、カール抑制対向ガイドとカール抑制ガイドとの体積差による熱容量の差を設けて用紙Ｐのカールの発生を抑制しても良い。または、カール抑制対向ガイド及びカール抑制ガイドと用紙Ｐとを接触させると共に、カール抑制対向ガイドとカール抑制ガイドとの用紙Ｐに対する接触圧の差を設けて用紙Ｐのカールの発生を抑制してもよい。または、カール抑制対向ガイドとカール抑制ガイドとに設置角度の差を設けて用紙Ｐのカールの発生を抑制してもよい。更に、上記構成を適宜組み合わせて用紙Ｐのカールの発生を抑制してもよい。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２においてカール抑制装置及び画像形成装置Ｓ２の構成は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。
【００５８】
＜ＣＰＵの構成＞
本発明の実施の形態２に係るＣＰＵ１００の構成について、図７を参照しながら、詳細に説明する。
【００５９】
なお、図７において、図１と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
温度センサー４０は、加圧ローラ２４の表面に配設され、加圧ローラ２４の表面温度を測定する。温度センサー４０は、接触式の熱電対や非接触式の赤外線レーザーセンサを用いることができる。また、水分センサー４１は、定着部１１の上流に設けられ、定着前の用紙Ｐの含水率を測定する。水分センサー４１は、定着部１１の上流側に設ければ設置場所は特に限定されるものではなく、給紙カセット５や搬送路の途中に配設されていてもよい。
【００６１】
ＣＰＵ１００は、カール形成開始時間予測部１０１と、制御部１０２と、ガイド温度予測部１０３と、を有している。
【００６２】
カール形成開始時間予測部１０１は、水分センサー４１から入力した含水率Ｍ０の検出値と、温度センサー４０から入力した温度の検出値と、制御部１０２から読み出した定着条件に関する定着条件情報と、に基づいてカール形成開始時間を予測する。ここで、温度センサー４０で検出する温度は、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐである。また、カール形成開始時間は、用紙Ｐの搬送方向の先端が定着ニップＮを通過してから用紙Ｐにカールの形成が開始されるまでの時間である。
【００６３】
具体的には、カール形成開始時間予測部１０１は、定着条件情報に含まれる定着温調温度Ｔｈ及びプロセススピードｖを抽出する。カール形成開始時間予測部１０１は、定着温調温度Ｔｈ、プロセススピードｖ、水分センサー４１からの含水率Ｍ０の検出値及び温度センサー４０からの加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐの検出値を用いて、水分蒸発量Ｍ、紙表温度Ｔ１及び紙裏温度Ｔ２を求める。ここで、紙表温度Ｔ１は、定着ニップＮを通過した直後における用紙Ｐの定着フィルム２２に接した表面の温度である。また、紙裏温度Ｔ２は、定着ニップＮを通過した直後における用紙Ｐの加圧ローラ２４に接した裏面の温度である。
【００６４】
カール形成開始時間予測部１０１は、求めた水分蒸発量Ｍ、紙表温度Ｔ１及び紙表裏温度差（Ｔ１−Ｔ２）を用いて、カール形成開始時間ｔを求める。カール形成開始時間予測部１０１は、求めたカール形成開始時間ｔ及びプロセススピードｖを用いてカール形成開始距離Ｌを求める。カール形成開始時間予測部１０１は、紙表温度Ｔ１、紙裏温度Ｔ２、カール形成開始時間ｔ、及びカール形成開始距離Ｌに関するカール形成開始情報を制御部１０２に出力する。
【００６５】
制御部１０２は、図示しないサーミスタ等の温度検知素子の信号に応じて、ヒータ２３の通電発熱抵抗層に印加する電圧のデューティー比や波数等を制御してヒータ２３の温度調整を行うことにより、定着部１１の定着温調温度Ｔｈを設定する。制御部１０２は、定着部１１における用紙Ｐの搬送速度であるプロセススピードｖを制御する。
【００６６】
制御部１０２は、カール形成開始時間予測部１０１から入力したカール形成開始情報に含まれるカール形成開始距離Ｌが、用紙Ｐの先端が定着ニップＮからカール抑制部１２に搬送されるまでの搬送距離Ｙより小さいか否か判定する。制御部１０２は、カール形成開始距離Ｌが搬送距離Ｙより小さい場合に、ガイド温度Ｔｇが紙裏温度Ｔ２より小さいか否か判定する。制御部１０２は、ガイド温度Ｔｇが紙裏温度Ｔ２より小さい場合に、用紙Ｐの給紙を開始するタイミングを遅らせる（以下、「紙間を伸ばす」と記載する）ことにより搬送タイミングを制御する。ここで、ガイド温度Ｔｇは、カール抑制ガイド１２ｂの用紙Ｐの先端が近接する直前の表面温度である。
【００６７】
ガイド温度予測部１０３は、制御部１０２より定着条件情報を読み出して、定着条件情報に含まれる定着温調温度Ｔｈ及びプロセススピードｖを抽出する。ガイド温度予測部１０３は、カール形成開始時間予測部１０１より紙表温度Ｔ１及び紙裏温度Ｔ２を読み出す。ガイド温度予測部１０３は、抽出した定着温調温度Ｔｈ及びプロセススピードｖと、読み出した紙表温度Ｔ１及び紙裏温度Ｔ２と、ヒータ２３の加熱時間カウンタＣと、に基づいてガイド温度Ｔｇを算出し、算出したガイド温度Ｔｇを制御部１０２に出力する。ここで、加熱時間カウンタＣは、ヒータ２３の通電時間の総和である。
【００６８】
＜画像形成装置の動作＞
用紙Ｐの含水率が高い場合、定着フィルム２２のヒータ２３の温度が高い場合、又は用紙Ｐの搬送速度が低速の場合等の条件では、用紙Ｐが定着部１１を通過した直後にカールの形成が始まり、また、その形成速度も速い。従って、定着部１１の下流かつカール抑制部１２の上流で用紙Ｐが大きくカールする場合がある。本実施の形態では、このようなカールを生じないように用紙Ｐの搬送条件を制御する。
【００６９】
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置Ｓ２の動作について、図８を参照しながら、詳細に説明する。
【００７０】
画像形成装置Ｓ２は、画像形成装置Ｓ２に備えられている図示しないコピースタートボタンがユーザーに押された際にコピーを開始することにより動作を開始する。
【００７１】
まず、コピースタートボタンが押されることにより、ＣＰＵ１００の制御部１０２は、定着温調温度Ｔｈ及びプロセススピードｖ、加熱時間カウンタＣを設定する（Ｓ１）。
【００７２】
次に、定着部１１の定着フィルム２２及び加圧ローラ２４は、回転を開始する。（Ｓ２）。
【００７３】
次に、水分センサー４１は、用紙Ｐの含水率Ｍ０を測定する。また、温度センサー４０は、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐを測定する（Ｓ３）。
【００７４】
次に、カール形成開始時間予測部１０１は、定着温調温度Ｔｈ及びプロセススピードｖと含水率Ｍ０と表面温度Ｔｐとに基づいて、水分蒸発量Ｍと紙表温度Ｔ１と紙裏温度Ｔ２とを演算により求める（Ｓ４）。ここで、水分蒸発量Ｍは、定着ニップＮを通過する前後の用紙Ｐの含有水分の変化量である。
【００７５】
水分蒸発量Ｍは、定着温調温度Ｔｈ、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐ、プロセススピードｖ、用紙Ｐの含水率Ｍ０を変数としたＭ＝ｆ（Ｔｈ，Ｔｐ，ｖ，Ｍ０）の関数で演算することができる。例えば、水分蒸発量Ｍは、一次結合式である（１）式を用いた演算により求めることができる。なお、（１）式中のＡＭ、ＢＭ、ＣＭ、ＤＭは各変数の係数であり、ＥＭは定数項である。
【００７６】
Ｍ＝ＡＭ×Ｔｈ＋ＢＭ×Ｔｐ＋ＣＭ×ｖ＋ＤＭ×Ｍ０＋Ｅ１        （１）
【００７７】
また、紙表温度Ｔ１は、定着温調温度Ｔｈ、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐ、プロセススピードｖを変数としたＴ１＝ｆ（Ｔｈ，Ｔｐ，ｖ）の関数で演算することができる。例えば、紙表温度Ｔ１は、一次結合式である（２）式を用いた演算により求めることができる。（２）式中のＡ１、Ｂ１、Ｃ１は各変数の係数であり、Ｅ１は定数項である。
【００７８】
Ｔ１＝Ａ１×Ｔｈ＋Ｂ１×Ｔｐ＋Ｃ１×ｖ＋Ｅ１        （２）
【００７９】
また、紙裏温度Ｔ２は、定着温調温度Ｔｈ、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐ、プロセススピードｖを変数としたＴ２＝ｆ（Ｔｈ，Ｔｐ，ｖ）の関数で演算することができる。例えば、紙裏温度Ｔ２は、一次結合式である（３）式を用いた演算により求めることができる。（３）式中のＡ２、Ｂ２、Ｃ２は各変数の係数であり、Ｅ２は定数項である。
【００８０】
Ｔ２＝Ａ２×Ｔｈ＋Ｂ２×Ｔｐ＋Ｃ２×ｖ＋Ｅ２        （３）
【００８１】
次に、カール形成開始時間予測部１０１は、水分蒸発量Ｍと、紙表温度Ｔ１と、紙裏温度Ｔ２と、に基づいて、定着ニップＮを通過した後に用紙Ｐにおけるカールの形成が開始されるまでのカール形成開始時間ｔを演算により求める。また、カール形成開始時間予測部１０１は、カール形成開始時間ｔ及びプロセススピードｖより、定着ニップＮから用紙Ｐにカールの形成が始まるまでのカール形成開始距離Ｌを算出する（Ｓ５）。
【００８２】
カール形成開始時間ｔは、水分蒸発量Ｍ、紙表温度Ｔ１および紙表裏温度差（Ｔ１−Ｔ２）を変数としたｔ＝（Ｔ１，Ｔ１−Ｔ２，Ｍ）の関数で演算することができる。例えば、カール形成開始時間ｔは、一次結合式である（４）式を用いた演算により求めることができる。（４）式中のα、β、γは各変数の係数であり、εは定数項である。
【００８３】
ｔ＝α×Ｍ＋β×Ｔ１＋γ×（Ｔ１−Ｔ２）＋ε        （４）
【００８４】
例えば、定着温調温度Ｔｈが２００［℃］、プロセススピードｖが１３７［ｍｍ／ｓｅｃ］、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐが９０［℃］、及び含水率Ｍ０が９．５［％］の場合、カール形成開始時間予測部１０１は以下の演算を行う。即ち、カール形成開始時間予測部１０１は、（１）式乃至（３）式を用いた演算により、水分蒸発量Ｍとして４．０［％］、紙表温度Ｔ１として１１３．４［℃］、紙裏温度Ｔ２として９０．８［℃］を演算により求める。更に、カール形成開始時間予測部１０１は、上記の演算結果に基づいて、（４）式を用いて、カール形成開始時間ｔとして０．２［ｓｅｃ］を得る。
【００８５】
また、カール形成開始時間予測部１０１は、カール形成開始時間ｔとプロセススピードｖとを乗算してカール形成開始距離Ｌを求めることができる。例えば、画像形成装置Ｓ２において、定着温調温度Ｔｈが２００［℃］、プロセススピードｖが１３７［ｍｍ／ｓｅｃ］、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐが９０［℃］、及び含水率Ｍ０が９．５［％］の場合、カール形成開始距離Ｌは２７ｍｍとなる。
【００８６】
次に、制御部１０２は、カール形成開始距離Ｌが「０」より大きく、且つ、搬送距離Ｙより小さい（０＜Ｌ＜Ｙ）か否かを判定する（Ｓ６）。
【００８７】
制御部１０２は、カール形成開始距離Ｌが「０」である場合（Ｓ６：Ｎｏ）、又は、カール形成開始距離Ｌが搬送距離Ｙ以上である場合（Ｓ６：Ｎｏ）、給紙を開始し（Ｓ７）、通常の画像形成を行った後にコピー動作を終了する。
【００８８】
一方、ガイド温度予測部１０３は、カール形成開始距離Ｌが「０」より大きく、且つ、搬送距離Ｙより小さい場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、ガイド温度Ｔｇを求める（Ｓ８）。
【００８９】
ガイド温度Ｔｇは、定着温調温度Ｔｈ、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐ、プロセススピードｖ、加熱時間カウンタＣを変数としたＴｇ＝ｆ（Ｔｈ，Ｔｐ，ｖ，Ｃ）の関数で演算することができる。例えば、定着温調温度Ｔｈは、一次結合式である（５）式を用いた演算により求めることができる。なお、（５）式中のＡｇ、Ｂｇ、Ｃｇ、Ｄｇは各変数の係数であり、Ｅｇは定数項である。
【００９０】
Ｔｇ＝Ａｇ×Ｔｈ＋Ｂｇ×Ｔｐ＋Ｃｇ×ｖ＋Ｄｇ×Ｃｇ＋Ｅｇ        （５）
【００９１】
例えば、ガイド温度予測部１０３は、定着温調温度Ｔｈが２００［℃］、プロセススピードｖが１３７［ｍｍ／ｓｅｃ］、加圧ローラ２４の表面温度Ｔｐが９０［℃］、及び加熱時間カウンタが１［ｓ］の場合、以下の演算を行う。即ち、ガイド温度予測部１０３は、（５）式を用いた演算により、ガイド温度Ｔｇとして６０［℃］を得る。
【００９２】
次に、制御部１０２は、ガイド温度Ｔｇが紙裏温度Ｔ２より小さいか否か判定する（Ｓ９）。
【００９３】
制御部１０２は、ガイド温度Ｔｇが紙裏温度Ｔ２より小さい場合（Ｓ９：Ｙｅｓ）に、紙間を伸ばす制御を行い（Ｓ１０）、Ｓ８の動作に戻る。
【００９４】
例えば、画像形成装置Ｓ２において、紙裏温度９０．８［℃］、ガイド温度６０［℃］の場合、ガイド温度Ｔｇが紙裏温度Ｔ２より小さい。この場合、用紙Ｐの裏面をカール抑制ガイド１２ｂにて加熱することができず、紙表裏温度差を小さくする効果が減少し、カール抑制部１２の上流で用紙Ｐにカールの形成が開始される。これにより、定着部１１を通過した用紙による紙詰まり、耳折れ、又は紙しわを生ずる恐れがある。
【００９５】
そこで、制御部１０２は、図９に示すように、紙間を５０ｍｍから１００ｍｍに伸ばすことにより、搬送条件として用紙Ｐの搬送タイミングを制御する。この場合、（５）式より求めたガイド温度Ｔｇは１００［℃］となり、紙裏温度Ｔ２より大きい。これにより、用紙Ｐの裏面をカール抑制ガイド１２ｂにて加熱することで、紙表裏温度差を小さくする効果を増大させることができる。また、紙表裏温度差を小さくする効果を増大させることにより、カール抑制部１２を用紙Ｐが通過した後に用紙Ｐにカールの形成が開始されるため、定着部１１を通過した用紙による紙詰まり、耳折れ、又は紙しわを軽減することができる。
【００９６】
一方、制御部１０２は、ガイド温度Ｔｇが紙裏温度Ｔ２より大きい場合（Ｓ９：Ｎｏ）、紙間を伸ばすＳ１０の動作を行わずにＳ７の動作を行う。
【００９７】
このように、本実施の形態では、カール形成開始時間ｔとガイド温度Ｔｇとに基づいて、用紙Ｐの搬送条件を制御することにより、定着部１１の下流かつカール抑制部１２の上流で用紙Ｐにカールが形成されないようにする。これにより、本実施の形態によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、カールの形成された用紙Ｐがカール抑制部１２に搬送されることによる紙詰まり、用紙端部の耳折れ及び紙しわを確実に防ぐことができる。
【００９８】
なお、本実施の形態では、紙間を伸ばす制御をすることでカール形成開始時間ｔ、及びガイド温度Ｔｇを変化させた。しかしながら、本実施の形態において、カール抑制ガイド１２ｂから用紙Ｐに供給される熱量を、カール抑制対向ガイド１２ａから用紙Ｐに供給される熱量よりも大きくできれば紙間を伸ばす制御以外の制御でもよい。
【００９９】
具体的には、カール形成開始距離Ｌが「０」より大きく、且つ、搬送距離Ｙより小さい場合、カール形成開始距離Ｌが搬送距離Ｙ以上になるように、搬送条件であるプロセススピードｖ（用紙Ｐの搬送速度）を速くする制御を行ってもよい。これにより、定着部１１の下流かつカール抑制部１２の上流で用紙Ｐにカールが形成されないようにすることができる。
【０１００】
また、カール形成開始距離Ｌが「０」より大きく、且つ、搬送距離Ｙより小さい場合、搬送条件である定着温調温度Ｔｈを低減する制御を行ってもよい。これにより、定着部１１の下流かつカール抑制部１２の上流で用紙Ｐにカールが形成されないようにすることができる。
【０１０１】
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２において、カール抑制ガイド１２ｂをヒータ２３により加熱したが、カール抑制ガイド１２ｂを加熱するヒータを別途追加して、カール抑制対向ガイド１２ａよりもカール抑制ガイド１２ｂを加熱してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
Ｓ１  画像形成装置
Ｓ２  画像形成装置
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  レーザースキャナ
４  現像装置
５  給紙カセット
６  給紙ローラ
７ａ  カール抑制装置
７ｂ  カール抑制装置
７ｃ  カール抑制装置
８ａ  搬送路
８ｃ  搬送路
９  転写ローラ
１０  クリーニング装置
１１  定着部
１２  カール抑制部
１２ａ  カール抑制対向ガイド
１２ｂ  カール抑制ガイド
１３  排出部
１４  排紙トレイ
２１  金属ステー
２２  定着フィルム
２３  ヒータ
２４  加圧ローラ
２４ａ  金属製芯金
２４ｂ  弾性層
４０  温度センサー
４１  水分センサー
１００  ＣＰＵ
１０１  カール形成開始時間予測部
１０２  制御部
１０３  ガイド温度予測部
【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】
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【図８】
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【図９】
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