(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに対してニップ搬送を行うシート搬送装置であり、
回転軸が互いに平行であり、かつ外周面が互いに接触してニップを形成し、少なくとも一方が弾性体層を含む第１ローラーと第２ローラーと、
前記第１ローラーと前記第２ローラーとの一方を駆動ローラーとして回転させ、他方を従動ローラーとして回転させる調整モードと、両方を互いに独立に回転させる実働モードとが切換可能であり、前記調整モードと前記実働モードとのいずれかで前記第１ローラーと前記第２ローラーとを目標の回転数で回転させる駆動部と、
前記第１ローラーと前記第２ローラーとの各周速度を測定する測定部と、
前記駆動部が前記第１ローラーと前記第２ローラーとを調整モードで回転させる間に前記測定部が測定した周速度に基づき、前記第１ローラーと前記第２ローラーとの周速度と前記ニップでの接線速度との間の関数関係を推定する推定部と、
前記推定部が推定した関数関係を利用して、前記駆動部が前記第１ローラーと前記第２ローラーとを実働モードで回転させる間、前記第１ローラーと前記第２ローラーとの各回転数の目標値を決定して前記駆動部に指示する決定部と、
を備えたシート搬送装置。
【請求項２】
前記推定部は、前記第１ローラーと前記第２ローラーとがシートを搬送する動作期間の合間に、前記駆動部に前記第１ローラーと前記第２ローラーとを調整モードで回転させるべき準備期間を設定し、
前記決定部は、前記動作期間中、前記駆動部に前記第１ローラーと前記第２ローラーとを実働モードで回転させる
ことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
【請求項３】
前記第１ローラーは弾性体層を含み、前記第２ローラーは前記第１ローラーに対して外周面の弾性が無視可能であり、
前記推定部は、前記準備期間に前記測定部が測定した周速度から前記第１ローラーの周速度と前記第２ローラーの周速度との比を求め、当該比を前記第１ローラーの周速度と前記ニップでの接線速度との間の比例係数として推定し、
前記決定部は当該比例係数を回転数の目標値の決定に利用する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート搬送装置。
【請求項４】
前記第１ローラーと前記第２ローラーとはいずれも弾性体層を含み、
前記推定部は前記準備期間において前記駆動部に前記第１ローラーと前記第２ローラーとを交互に駆動ローラーと従動ローラーとして回転させ、前記準備期間に前記測定部が測定した周速度から、駆動ローラーの周速度と従動ローラーの周速度との比を前記第１ローラーと前記第２ローラーとがそれぞれ駆動ローラーである場合について求め、前記第１ローラーが駆動ローラーである場合での比と前記第２ローラーが駆動ローラーである場合での比との相乗平均を、前記第１ローラーの周速度と前記ニップでの接線速度との間の第１比例係数と、前記第２ローラーの周速度と前記ニップでの接線速度との間の第２比例係数との比として推定し、
前記決定部は前記第１比例係数と前記第２比例係数との比を回転数の目標値の決定に利用する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート搬送装置。
【請求項５】
前記シート搬送装置が搭載されるシステムの環境条件または動作条件を検出する検出部と、
前記第１ローラーの前記ニップでの接線速度と前記第２ローラーの前記ニップでの接線速度との比の目標値を前記システムの環境条件または動作条件に対応付けた表を記憶した記憶部と、
を更に備え、
前記決定部は、前記検出部が検出した前記システムの環境条件または動作条件に対応する目標値を前記記憶部から検索し、当該目標値と前記推定部が推定した関数関係とを利用して、前記動作期間において前記測定部が測定した前記第１ローラーと前記第２ローラーとの少なくとも一方の前記ニップでの接線速度から前記第１ローラーと前記第２ローラーとの回転数の目標値を決定する
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のシート搬送装置。
【請求項６】
前記測定部は、前記動作期間中、前記第１ローラーと前記第２ローラーとの各周速度の測定を定期的に繰り返し、
前記決定部は、前記動作期間において前記測定部が周速度を測定する度に、当該周速度と前記推定部が推定した関数関係とを利用して回転数の目標値を更新する
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載のシート搬送装置。
【請求項７】
シートに画像を形成する作像部と、
前記作像部が画像を形成すべき、または形成したシートを搬送する請求項１から請求項６までのいずれかに記載のシート搬送装置と、
を備えた画像形成装置。
【請求項８】
前記作像部はシートに画像をトナーで形成し、
前記第１ローラーと前記第２ローラーとは、前記作像部から前記ニップに通紙されるシートに対して熱と圧力とを加えて、前記作像部が当該シートに形成したトナー像を熱定着させる
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシートの搬送技術に関し、特にニップ搬送に関する。
【背景技術】
【０００２】
「ニップ搬送」とは、ローラー、ベルト等の回転体を利用して、紙、フィルム、布、薄板等のシートを搬送する方式の１つである。ニップ搬送では、回転軸が互いに平行な回転体の対が外周面を互いに接触させた状態で互いに逆向きに回転する。両回転体の接触部（ニップ）では接線速度が同方向であるので、このニップへ片側から挿入されたシートは両回転体の外周面からの摩擦力でこのニップへ引き込まれて反対側へ送出される。ニップ搬送は、プリンター、コピー機等の画像形成装置を始め、スキャナー、自動販売機、現金自動預払機（ＡＴＭ）、自動券売機、自動改札機等、シートを処理対象とするシステムの多くで利用される。
【０００３】
これらのシステムではシート搬送装置が一般に、ソフトローラーを回転体そのものとして、または回転体であるベルトを駆動し、もしくは緊張させるローラー（「プーリー」と呼ぶ。）として利用する。「ソフトローラー」とは、アルミ等の金属製、または高硬度の樹脂製の円筒軸または円柱軸（「芯金」と呼ぶ。）のまわりをシリコーンゴム等の弾性体層で覆ったローラーをいう。これに対し、芯金のみで弾性体層を含まないローラーを「ハードローラー」という。ソフトローラーはハードローラーと比べて、たとえば、騒音が低い点、シートを損傷させにくい点、ＩＣカード等、紙厚が大きく、または材質の硬いシートでも搬送可能である点で有利である。ソフトローラーはまた外周面の高弾性によりニップ幅を拡大して外周面をシートに密着させやすい。これにより、ソフトローラーはレーザープリンター等、電子写真式の画像形成装置の定着部（たとえば、特許文献１〜３参照。）または転写部（たとえば、特許文献４、５参照。）でよく利用される。回転体とシートとの間の密着性が高いほど定着と転写とはいずれも効果が高いので、ソフトローラーはトナー像の高品質化にも有利である。しかし、この高密着性は逆に、シートがニップの出口でローラーの外周面から分離しにくいことにつながりやすく、ニップから離脱する際の反り（カール）に起因する皺（しわ）をシートに残しかねず、さらに紙詰まり（ジャム）を引き起こしかねない。
【０００４】
ローラーからのシートの分離しやすさ（分離性）を向上させるための工夫としてはたとえば次の技術が知られている。（１）ソフトローラーをハードローラーと組み合わせて、シートがニップから離脱する際にハードローラーの外周面と成す角度（以下、「離脱角」と呼ぶ。）を拡大する。（２）ローラーの外周面をフッ素樹脂等の離型層で覆う（たとえば、特許文献１参照）。さらに、ソフトローラーと、それと対を成す他のローラーとの間で周速度の差を制御することも有効である。大まかには、この差が大きいほどシートの分離性が高い。しかし、この差が過大であればシートの分離性がかえって低下する。それだけでなく、トナー像の画質が損なわれる危険性がある。したがって、周速度の差を適正な範囲内に維持することが、シートの高い分離性をトナー像の高画質と両立させるためには重要である。
【０００５】
たとえば、特許文献２に開示された技術では、加熱ローラー（「定着ローラー」ともいう。）と加圧ローラーとのシャフト間がギアで接続されることにより、両ローラーの一方が他方の従動ローラーとして設計される。このギアの比により両ローラーの回転数の間に１％〜７％の差が機械的に維持される。特許文献３に開示された技術では、加熱ローラーと加圧ローラーとの両方が独立に駆動される。この場合、各ローラーの回転数の制御目標値は、これらの間の差が画像データから推定されるシートの表裏間でのトナー量の差に起因するシートの反りを相殺するように決定される。特許文献４に開示された技術では、中間転写ベルトと転写ローラーとの両方が独立に駆動される。この場合、まずジョブ処理の合間に中間転写ベルトが回転すると共にその従動ローラーとして転写ローラーが回転し、そのときの転写ローラーの回転数が測定される。次に、この測定値がジョブ処理では転写ローラーの回転数の制御目標値に設定される。特許文献５に開示された技術では、中間転写ベルトと２次転写ベルトとの両方が独立に駆動される。このとき、各ベルトの周速度が光センサーで実測され、これらの実測値に基づいて各ベルトの駆動ローラーの回転数が独立に制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−０９２８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９９６９号公報
【特許文献３】特開２００４−０２９５６３号公報
【特許文献４】特開２０１０−１３４０６１号公報
【特許文献５】特開２０１１−０９５３６８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】岡本紀明、大谷和弘、三沢恵一郎、吉田賢治、「ゴムローラによる紙搬送の速度特性と支配メカニズムの解明」、日本機械学会論文集（Ｃ編）、６７巻６５４号（２００１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年のニップ搬送技術では、シートの搬送速度の上昇と搬送間隔（紙間）の短縮とに伴い、回転体の対の間で周速度の差を更に高精度に制御することが重要視されている。しかし、周知の技術はいずれもこの制御の高精度化には不十分である。実際、たとえば特許文献２〜４に開示された技術では各回転体の周速度がその駆動モーターの回転数を通して間接的に監視され、特許文献５に開示された技術ではその周速度が光センサーで直接的に監視される。これらの監視対象である回転体の周速度はいずれも、その回転体がソフトローラーである場合にはニップでの接線速度に対して誤差を含む。これは、ソフトローラーの外周面がその高弾性により厳密にはニップで潰れるように変形するのに伴い、ニップでの接線速度が正確には周速度から外れることによる（たとえば、非特許文献１参照）。シートの分離性、および転写と定着との画質に対する効果はいずれもニップでの接線速度で決まるので、これらの向上にはこの接線速度と周速度との間の誤差を更に高精度に把握することが必要である。しかし、この誤差を表す関数関係はたとえば、摩耗等の劣化に起因するソフトローラーの表面形状の経年変化、または、環境温度もしくは湿度の変化に起因するソフトローラーの半径もしくは弾性率の変化に応じて変化する。したがってこの関数関係を、シート搬送装置の製造時に行われる実験またはシミュレーションで一律に決めることはできない。それ故、周知の技術ではソフトローラーと他の回転体との間で、ニップでの接線速度の差を更に高精度に制御することは困難である。
【０００９】
本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、ニップでのソフトローラーの変形に起因するそのニップでの接線速度と周速度との間の関数関係を動的に決定してそのソフトローラーからのシートの分離性を、そのシートに形成された画像の高品質を維持したまま向上させることの可能なシート搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの観点におけるシート搬送装置は、シートに対してニップ搬送を行うシート搬送装置であり、回転軸が互いに平行であり、かつ外周面が互いに接触してニップを形成し、少なくとも一方が弾性体層を含む第１ローラーと第２ローラーと、これらのローラーを各回転軸のまわりに目標の回転数で回転させる駆動部であり、第１ローラーと第２ローラーとの一方を駆動ローラーとして回転させ、他方を従動ローラーとして回転させる調整モードと、第１ローラーと第２ローラーとの両方を互いに独立に回転させる実働モードとが切換可能であり、調整モードと実働モードとのいずれかで第１ローラーと第２ローラーとを目標の回転数で回転させる駆動部と、第１ローラーと第２ローラーとの各周速度を測定する測定部と、駆動部が第１ローラーと第２ローラーとを調整モードで回転させる間に測定部が測定した周速度に基づき、第１ローラーと第２ローラーとの周速度とニップでの接線速度との間の関数関係を推定する推定部と、推定部が推定した関数関係を利用して、駆動部が第１ローラーと第２ローラーとを実働モードで回転させる間、第１ローラーと第２ローラーとの各回転数の目標値を決定して駆動部に指示する決定部とを備えている。
【００１１】
推定部は、第１ローラーと第２ローラーとがシートを搬送する動作期間の合間に、駆動部に第１ローラーと第２ローラーとを調整モードで回転させるべき準備期間を設定してもよい。決定部は、その動作期間中、駆動部に第１ローラーと第２ローラーとを実働モードで回転させてもよい。
第１ローラーは弾性体層を含み、第２ローラーは第１ローラーに対して外周面の弾性が無視可能であってもよい。この場合、推定部は、準備期間に測定部が測定した周速度から第１ローラーの周速度と第２ローラーの周速度との比を求め、その比を第１ローラーの周速度とニップでの接線速度との間の比例係数として推定し、決定部はその比例係数を回転数の目標値の決定に利用してもよい。
【００１２】
第１ローラーと第２ローラーとはいずれも弾性体層を含んでもよい。この場合、推定部は準備期間において駆動部に第１ローラーと第２ローラーとを交互に駆動ローラーと従動ローラーとして回転させ、その準備期間に測定部が測定した周速度から、駆動ローラーの周速度と従動ローラーの周速度との比を第１ローラーと第２ローラーとがそれぞれ駆動ローラーである場合について求め、第１ローラーが駆動ローラーである場合での比と第２ローラーが駆動ローラーである場合での比との相乗平均を、第１ローラーの周速度とそのニップでの接線速度との間の第１比例係数と、第２ローラーの周速度とそのニップでの接線速度との間の第２比例係数との比として推定し、決定部は第１比例係数と第２比例係数との比を回転数の目標値の決定に利用してもよい。
【００１３】
このシート搬送装置は、それが搭載されるシステムの環境条件または動作条件を検出する検出部と、第１ローラーのニップでの接線速度と第２ローラーのニップでの接線速度との比の目標値をそのシステムの環境条件または動作条件に対応付けた表を記憶した記憶部とを更に備えてもよい。この場合、決定部は、検出部が検出したシステムの環境条件または動作条件に対応する目標値を記憶部から検索し、この目標値と推定部が推定した関数関係とを利用して、動作期間において測定部が測定した第１ローラーと第２ローラーとの少なくとも一方のニップでの接線速度から第１ローラーと第２ローラーとの回転数の目標値を決定してもよい。
【００１４】
測定部は、動作期間中、第１ローラーと第２ローラーとの各周速度の測定を定期的に繰り返し、決定部は、動作期間において測定部が周速度を測定する度に、その周速度と推定部が推定した関数関係とを利用して回転数の目標値を更新してもよい。
本発明の１つの観点における画像形成装置は、シートに画像を形成する作像部と、その作像部が画像を形成すべき、または形成したシートを搬送する上記のシート搬送装置とを備えている。
【００１５】
作像部はシートに画像をトナーで形成し、第１ローラーと第２ローラーとは、作像部からニップに通紙されるシートに対して熱と圧力とを加えて、作像部がそのシートに形成したトナー像を熱定着させてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による上記のシート搬送装置はまず、準備期間において第１ローラーを駆動ローラーとして回転させ、第２ローラーを従動ローラーとして回転させて各ローラーの周速度を測定し、それらの周速度とニップでの接線速度との間の関数関係を推定する。シート搬送装置は次に、この関数関係を利用して動作期間における第１ローラーと第２ローラーとの各回転数の目標値を決定する。したがって、第１ローラーと第２ローラーとのいずれかのニップでの形状がシステムの環境条件または動作条件の変動に応じて変化しても、それに伴うニップでの接線速度と周速度との間の関数関係の変化に従って各ローラーの回転数が変化し、ニップでの接線速度の差を適正な範囲内に維持する。こうしてこのシート搬送装置はそれらのローラーからのシートの分離性を、そのシートに形成された画像の高品質を維持したまま向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１が示す画像形成装置の内部構造を模式的に示す正面図である。
【図３】図２が示す画像形成装置が内蔵するシートの搬送経路を示す模式図である。
【図４】（ａ）は、図２が示す定着部の含むローラー対とそれらの駆動機構との模式的な斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）が示すローラー対の、直線(b)−(b)に沿った断面図である。
【図５】図１が示す画像形成装置の電子制御系統のブロック図である。
【図６】図５が示すシート搬送装置の電子制御系統のブロック図である。
【図７】図４が示す加熱ローラーの温度の経時的変化を示すグラフである。
【図８】（ａ）は、図４が示すローラー対のニップでの接線速度を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の示すニップに挟まれたシートの表裏が受ける摩擦力と、それらの間の差に起因してシートに作用する剪断力とを示す模式図である。
【図９】（ａ）は、図２が示す定着部の環境条件と動作条件とを表すパラメーターの値を、図８の（ａ）が示すローラー対からのシートの分離しにくさの指標値（ポイント）に対応付ける表であり、（ｂ）は、（ａ）が示すポイントの合計とニップ速度比の目標値との間の対応表である。
【図１０】（ａ）は、図４の示すローラー対がソフトローラーとハードローラーとの組み合わせである場合における周速度とニップでの接線速度とを示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の示すニップの拡大図である。
【図１１】（ａ）は、図４の示すローラー対がソフトローラーとハードローラーとの組み合わせである場合に図７が示す準備期間での周速度とニップでの接線速度とを示す模式図である。（ｂ）は、図４の示すローラー対がソフトローラー同士の組み合わせである場合、準備期間において加熱ローラーを駆動ローラーとし、加圧ローラーを従動ローラーとしたときでの周速度とニップでの接線速度とを示す模式図であり、（ｃ）は、同じ準備期間において加熱ローラーを従動ローラーとし、加圧ローラーを駆動ローラーとしたときでの周速度とニップでの接線速度とを示す模式図である。
【図１２】（ａ）は、図１１の（ａ）が示すソフトローラーとハードローラーとの組み合わせについて図７が示す動作期間での周速度とニップでの接線速度とを示す模式図であり、（ｂ）は、図１１の（ｂ）が示すソフトローラー同士の組み合わせについて動作期間での周速度とニップでの接線速度とを示す模式図である。
【図１３】図１１の（ａ）が示すソフトローラーとハードローラーとの組み合わせのうちソフトローラーの内部速度比を推定する処理のフローチャートである。
【図１４】図１１の（ｂ）が示すソフトローラー同士の組み合わせの間での内部速度比の比率を推定する処理のフローチャートである。
【図１５】動作期間におけるローラー対の回転制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［画像形成装置の外観］
図１は、本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図である。この画像形成装置１００は胴内排紙型の複合機（multi-function peripheral：ＭＦＰ）であり、スキャナー、カラーコピー機、およびカラーレーザープリンターの機能を併せ持つ。図１を参照するに、このＭＦＰ１００の筐体の上面には自動原稿送り装置（auto document feeder：ＡＤＦ）１１０が開閉可能に装着されている。ＡＤＦ１１０の直下に位置する筐体の上部にはスキャナー１２０が内蔵され、下部にはプリンター１３０が内蔵され、更にその底部には複数段の給紙カセット１３３が引き出し可能に取り付けられている。スキャナー１２０とプリンター１３０との間には隙間ＤＳＰが開けられ、その中に排紙トレイ４６が配置されている。この隙間ＤＳＰの奥には排紙口４２が設置され、そこから排紙トレイ４６へシートが排紙される。隙間ＤＳＰの横に位置する筐体の前面部分には操作パネル５１が取り付けられている。操作パネル５１の前面にはタッチパネルが埋め込まれ、その周囲に各種の機械的な押しボタンが配置されている。タッチパネルは、操作画面、各種情報の入力画面等のＧＵＩ画面を表示し、それの含むアイコン、仮想ボタン、メニュー、ツールバー等のガジェットを通してユーザーの入力操作を受け付ける。
【００１９】
［プリンターの構造］
図２は、プリンター１３０の構造を模式的に示す正面図である。図２にはプリンター１３０の要素が、あたかも筐体の前面を透かして見えているように描かれている。図２を参照するに、プリンター１３０は電子写真式のカラープリンターすなわちカラーレザープリンターであり、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０を含む。給送部１０から排紙部４０までは協働してＭＦＰ１００の画像形成部として機能し、画像データに基づいてシートに画像を形成する。
【００２０】
給送部１０は搬送ローラー群１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、１５を利用して、給紙カセット１１ａ、１１ｂ、または手差しトレイ１６からシートＳＨＴを１枚ずつ作像部２０へ給送する。シートＳＨＴの材質はたとえば紙または樹脂であり、紙種はたとえば、普通紙、上質紙、カラー用紙、または塗工紙であり、サイズはたとえば、Ａ３、Ａ４、Ａ５、またはＢ４である。
【００２１】
作像部２０は、給送部１０から送られたシートＳＨ２の上にトナー像を形成する。具体的には、４つの作像ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋのそれぞれがまず感光体ドラム２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋの表面を帯電させ、光走査部２６からのレーザー光を利用してその表面を画像データに基づいたパターンで露光する。これにより、その表面には静電潜像が作成される。各作像ユニット２１Ｙ、…は次にその静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する。得られた４色のトナー像は１次転写ローラー２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋと感光体ドラム２５Ｙ、…との間の電界によって感光体ドラム２５Ｙ、…の表面から順番に中間転写ベルト２３の表面上の同じ位置へ転写される。こうしてその位置に１つのカラートナー像が構成される。このカラートナー像は更に中間転写ベルト２３と２次転写ローラー２４との間の電界により、両者２３、２４の間のニップへ通紙されたシートＳＨ２の表面へ転写される。その後、シートＳＨ２に分離電圧が印加されることによりそのシートＳＨ２が２次転写ローラー２４から剥がされ、定着部３０へ送り出される。
【００２２】
定着部３０は、作像部２０から送り出されたシートＳＨ２の上にトナー像を熱定着させる。具体的には、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との間のニップへそのシートＳＨ２が通紙されるとき、加熱ローラー３１はそのシートＳＨ２の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー３２はそのシートＳＨ２の加熱部分に対して圧力を加えて加熱ローラー３１へ押し付ける。加熱ローラー３１からの熱と加圧ローラー３２からの圧力とにより、トナー像がそのシートＳＨ２の表面上に定着する。その後、定着部３０はこのシートＳＨ２を上部からガイド板４１に沿って排紙口４２へ送り出す。
【００２３】
排紙部４０は、定着部３０から送り出されたシートＳＨ２を、排紙ローラー４３によって排紙口４２から排出し、排紙トレイ４６に収容する。
［シート搬送部］
図２の示すとおり、ＭＦＰ１００では給送部１０と排紙部４０との他にも、中間転写ベルト２３の駆動ローラー２３Ｒ、２次転写ローラー２４、加熱ローラー３１、加圧ローラー３２等、作像部２０と定着部３０との一部がシートの搬送部として機能する。
【００２４】
図３は、この搬送部が構成するシートの搬送経路を示す模式図である。図３を参照するに、この搬送経路は次のように構成されている。まず、給紙カセット１１ａ、１１ｂ、および手差しトレイ１６からの３本の給紙経路が合流点ＭＰで１本の経路にまとまり、この経路が作像部２０と定着部３０とを貫いて排紙口４２へ繋がる。この搬送経路上には、図２の示すローラー群１２Ｐ、…に加えて複数の光学センサー１ＦＳ、２ＦＳ、ＣＳ、ＴＳ、ＥＳが設置されている。各光学センサー１ＦＳ、…はその設置場所を通過中のシートを検知する。具体的には、各光学センサーは発光部と受光部とを含む。発光部は赤外線等、所定波長の光を出射し、受光部はその波長の光を検出する。各光学センサーの設置場所を１枚のシートが通過する間、そのシートは発光部の出射光を受光部の手前で遮断し、または受光部へ向けて反射する。この出射光の遮断または反射に応じて受光部の出力が変化することから、各光学センサーの設置場所を通過中のシートが検知される。これらの検知を搬送部１０、…は後述の主制御部６０（図５参照）へ通知する。この通知に応じて主制御部６０は、ジャム等に起因して搬送のタイミングに異常が生じているか否かを判断する。
【００２５】
給送部１０と作像部２０との境界付近には合流点ＭＰよりも下流にタイミングローラー２７とタイミングセンサーＴＳとが設置されている。タイミングローラー２７は一般に停止しており、給紙カセット１１ａ、１１ｂ、および手差しトレイ１６のいずれから移動してくるシートもその場で一旦停止させる。タイミングローラー２７は更に、主制御部６０からの駆動信号が示すタイミングで回転を開始することにより、停止させていたシートをそのタイミングで作像部２０へ送り出す。これによりこのシートは中間転写ベルト２３の表面上のトナー像と同時に、中間転写ベルト２３と２次転写ローラー２４との間のニップを通過する。タイミングセンサーＴＳの出力が示すシートの通過タイミングに遅れがないか否かに応じて、それらのシートがタイミングローラー２７に正常なタイミングで到達しているか否かと、タイミングローラー２７から正常なタイミングで送出されたか否かとが判断される。
【００２６】
搬送経路の周辺には搬送ローラー群１２Ｐ、…に対する駆動モーター群Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、ＴＭ、ＭＭ、ＦＭ１、ＦＭ２、ＤＭが設置されている。各駆動モーターＭ１、…はたとえば直流ブラシレス（ＢＬＤＣ）モーターであり、ギア、ベルト等の伝達系統を通して駆動対象のローラーに回転力を与える。給紙カセット１１ａ、１１ｂの近傍では給送モーターＭ１、Ｍ２が給送ローラー群１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒを回転させる。２段目の給紙カセット１１ｂからの経路の近傍では縦搬モーターＭ３が縦搬ローラー１３を回転させる。手差しトレイ１６からの経路の近傍では給送モーターＭ４が給送ローラー１５を回転させる。給送部１０と作像部２０との境界付近ではタイミングモーターＴＭがタイミングローラー２７を回転させる。作像部２０ではメインモーターＭＭが中間転写ベルト２３の駆動ローラー２３Ｒを回転させる。定着部３０では、第１モーターＦＭ１が加熱ローラー３１を回転させ、第２モーターＦＭ２が加圧ローラー３２を回転させる。排紙部４０では排紙モーターＤＭが排紙ローラー４３を回転させる。
【００２７】
［定着部の構造］
図４の（ａ）は、図２が示す定着部３０の含むローラー対とそれらの駆動機構との模式的な斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）が示すローラー対の、直線(b)−(b)に沿った断面図である。図４を参照するに、定着部３０は、加熱ローラー３１、加圧ローラー３２、第１周速度センサー３３、第２周速度センサー３４、ヒーター３５、第１伝達機構３６、第２伝達機構３７、第１モーターＦＭ１、および第２モーターＦＭ２を含む。
【００２８】
加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とは回転軸が互いに平行に配置され、外周面が互いに接触している。この接触部すなわちニップＮＰは、図４の（ｂ）が示すように、両ローラー３１、３２の回転軸を含む仮想的な平面に対して垂直な方向（図４の（ｂ）では上下方向）に数ｍｍの幅で拡がっている。このニップＮＰに、作像部２０から送り出されたシートＳＨ２が挟み込まれる。
【００２９】
加熱ローラー３１は、芯金３１１、弾性体層３１２、および離型層３１３を含む。芯金３１１はたとえば直径数十ｍｍの円筒部材であり、主に、アルミ、鉄等の金属から成る。弾性体層３１２は、芯金３１１の外側を覆う、主にシリコーンゴム等、高弾性の耐熱性樹脂から成る層であり、その厚さはたとえば１ｍｍ未満である。離型層３１３は、弾性体層３１２の外側を覆うフッ素樹脂等の薄膜であり、加熱ローラー３１の外周面を形成している。芯金３１１の内側の中空部にはヒーター３５が設置されている。ヒーター３５は細い棒状のハロゲンランプであり、発光に伴う熱放射で芯金３１１を内側から加熱する。この熱が弾性体層３１２と離型層３１３とを通して外周面に伝わるので、その温度がたとえば摂氏百数十度〜数百度の範囲に維持される。この高温により、ニップＮＰに挟まれたシートＳＨ２の表面に付着したトナーが溶融する。この溶融したトナーがシートＳＨ２の表面から加熱ローラー３１の外周面へ転移する現象（オフセット現象）を離型層３１３は防止する役割を果たす。
【００３０】
加圧ローラー３２は、芯金３２１、弾性体層３２２、および離型層３２３を含む。芯金３２１はたとえば直径数十ｍｍの円筒部材であり、主に、アルミ、鉄等の金属から成る。弾性体層３２２は、芯金３２１の外側を覆う主にシリコーンゴム等、高弾性の耐熱性樹脂から成る層である。この層の厚さはたとえば数ｍｍであり、加熱ローラー３１の弾性体層３１２の厚さよりも大きい。離型層３２３は、弾性体層３２２の外側を覆うフッ素樹脂等の薄膜であり、加圧ローラー３２の外周面を形成している。加圧ローラー３２は、図４には示されていないバネまたは電磁石等の付勢部材から加熱ローラー３１に向かう力を受けている。これにより加圧ローラー３２はニップＮＰに位置する部分がたとえば１０6Ｐａ程度のオーダーの圧力で加熱ローラー３１へ押し付けられるので、図４の（ｂ）が示すようにその部分が窪むように変形する。加圧ローラー３２のこの圧力と変形とにより、ニップＮＰに挟まれたシートＳＨ２の部分には十分な熱量が加熱ローラー３１から伝わるので、その部分に付着したトナーが、むらを残すことなくシートＳＨ２の表面に定着する。
【００３１】
周速度センサー３３、３４はたとえばレーザードップラー速度計であり、測定対象にレーザー光を照射してその対象からの反射光を検出し、照射光と反射光との間に生じる周波数の差からその対象の速度を求める。第１周速度センサー３３は、加熱ローラー３１の外周面のうちニップＮＰから外れた部分の接線速度を測定し、第２周速度センサー３４は、加圧ローラー３２の外周面のうちニップＮＰから外れた部分の接線速度を測定する。「接線速度」とは、回転体の場合、その回転に伴ってその表面上の１点が描く軌跡の接線方向におけるその１点の速度をいう。この軌跡のうち半径が一定の円弧を成す部分における接線速度を特に「周速度」と呼ぶ。
【００３２】
モーターＦＭ１、ＦＭ２はたとえばＢＬＤＣモーターである。第１モーターＦＭ１はシャフトが第１伝達機構３６の一端に接続され、第１伝達機構３６の他端は加熱ローラー３１の芯金３１１の一端に接続されている。第２モーターＦＭ２はシャフトが第２伝達機構３７の一端に接続され、第２伝達機構３７の他端は加圧ローラー３２の芯金３２１の一端に接続されている。各伝達機構３６、３７はたとえばクラッチと複数のギアとを含む。クラッチはギアを各ローラー３１、３２の芯金３１１、３２１に分離可能に接続させる。ギアは各モーターＦＭ１、ＦＭ２のシャフトの回転数に対して接続先のローラー３１、３２の回転数を所定の割合に維持する。第１モーターＦＭ１は第１伝達機構３６を通してトルクを加熱ローラー３１へ伝えてそれを回転させる。第２モーターＦＭ２は第２伝達機構３７を通してトルクを加圧ローラー３２へ伝えてそれを回転させる。
【００３３】
加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との回転には調整モードと実働モードとの２通りの態様がある。「調整モード」では、いずれかの伝達機構３６、３７がクラッチでギアをローラー３１、３２の芯金３１１、３２１から分離する。これにより、両ローラー３１、３２の一方はモーターＦＭ１、ＦＭ２からのトルクを受けて駆動ローラーとして回転し、他方はニップＮＰで摩擦力を受けて従動ローラーとして回転する。「実働モード」では、いずれの伝達機構３６、３７もクラッチでギアをローラー３１、３２の芯金３１１、３２１に接続し続ける。これにより、両ローラー３１、３２が互いに独立に回転する。
【００３４】
［画像形成装置の電子制御系統］
図５は、ＭＦＰ１００の電子制御系統の構成を示すブロック図である。図５を参照するにこの系統では、ＡＤＦ１１０、スキャナー１２０、プリンター１３０に加えて操作部５０と主制御部６０とがバス９０を通して互いに通信可能に接続されている。
−プリンターの駆動部−
プリンター１３０の各要素１０、２０、３０、４０は駆動モーター群１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、４０Ａとそれらの駆動部１０Ｄ、２０Ｄ、３０Ｄ、４０Ｄとを含む。駆動モーター群１０Ａ、…は、図２、図３の示す搬送ローラー群１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、１５、２３Ｒ、２４、２７、３１、３２、４３、感光体ドラム２５Ｙ、…、および１次転写ローラー２２Ｙ、…を回転させる。各駆動部１０Ｄ、…は、ＭＦＰ１００に内蔵された１枚の印刷回路基板に実装された電子回路であり、駆動モーターに対する制御回路と駆動回路とを含む。制御回路は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ／ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）等の論理回路であり、モーターの回転数に対する目標値を設定して駆動回路に指示する。具体的にはたとえば、モーターからフィードバックされる実際の回転数に基づいてそのモーターに対する印加電圧の目標値を駆動回路に指示する。駆動回路はインバーターであり、パワートランジスター（ＦＥＴ）等のスイッチング素子を利用してモーターに電力を供給する。
【００３５】
駆動部１０Ｄ、…は更に多種多様なセンサーを利用してプリンター１３０の要素１０−４０の動作状態とシートの搬送状態とを監視し、それらの状態に応じて要素１０−４０を制御する。いずれかの要素１０、…から不具合を検出した場合、駆動部１０Ｄ、…はその不具合を主制御部６０へ通知する。これらのセンサーには、図３の示す光学センサー１ＦＳ、…に加え、感光体ドラム２５Ｙ、…、中間転写ベルト２３等の可動部材の位置または姿勢を検知するための位置センサー、それらの可動部材を駆動するアクチュエーターまたはその駆動回路の過熱を検知するための温度センサー、給紙カセット１１ａ、１１ｂにおける紙切れを検知するためのセンサー、作像ユニット２１Ｙ、…におけるトナー不足を検知するためのセンサー等が含まれる。定着部３０の駆動部３０Ｄは特に、定着部３０内に設置された温度センサーを通して加熱ローラー３１の温度を監視し、その温度の変化に応じてヒーター３５の発熱量を調節する。これにより、加熱ローラー３１の温度が目標値に維持される。
【００３６】
−操作部−
操作部５０はユーザーの操作または外部の電子機器との通信を通してジョブの要求と印刷対象の画像データとを受け付けて、それらを主制御部６０へ伝える。図５を参照するに操作部５０は操作パネル５１と外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）５２とを含む。操作パネル５１は、図１が示すように、押しボタン、タッチパネル、およびディスプレイを含む。操作パネル５１は、操作画面および各種パラメーターの入力画面等のＧＵＩ画面をディスプレイに表示する。操作パネル５１はまた、ユーザーが押下した押しボタンを識別し、またはユーザーが触れたタッチパネル上の位置を検出し、その識別または検出に関する情報を操作情報として主制御部６０へ伝える。特に印刷ジョブの入力画面がディスプレイに表示されている場合、操作パネル５１は、印刷対象のシートのサイズ、紙種、姿勢（縦置きと横置きとの別)、部数、カラー／モノクロの別、画質等、印刷に関する動作条件をユーザーから受け付けて、これらの条件を示す項目を操作情報に組み込む。外部Ｉ／Ｆ５２はＵＳＢポートまたはメモリーカードスロットを含み、それらを通してＵＳＢメモリー、ＨＤＤ等の外付けの記憶装置から直に印刷対象の画像データを読み込み、またはそれらの記憶装置へスキャナー１２０で取り込んだ画像データを書き出す。外部Ｉ／Ｆ５２はまた外部ネットワーク（図５は示していない。）に有線または無線で接続され、そのネットワーク上の他の電子機器から印刷対象の画像データを受信し、またはその電子機器へスキャナー１２０で取り込んだ画像データを送信する。
【００３７】
−主制御部−
主制御部６０は、ＭＦＰ１００に内蔵された１枚の印刷回路基板に実装された集積回路であり、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、およびＲＯＭ６３を含む。ＣＰＵ６１は１つのＭＰＵで構成され、各種ファームウェアを実行することにより、他の要素５０、１１０−１３０に対する制御主体としての多様な機能を実現する。たとえばＣＰＵ６１は操作部５０に操作画面等のＧＵＩ画面を表示させてユーザーの入力操作を受け付けさせる。この入力操作に応じてＣＰＵ６１は、稼動モード、待機モード、スリープモード等の動作モードのいずれかを選択して、その動作モードに応じた処理を各要素１１０、１２０、１３０に指示する。ＲＡＭ６２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の揮発性半導体メモリー装置であり、ＣＰＵ６１がファームウェアを実行する際の作業領域をＣＰＵ６１に提供すると共に、操作部５０が受け付けた印刷対象の画像データを保存する。ＲＡＭ６２は特に、操作部５０からの操作情報が示す印刷等の動作条件、ＣＰＵ６１が選択した現時点での動作モード、およびＣＰＵ６１がＭＦＰ１００内のセンサーを通して検出した温度、湿度等の環境条件を、他の要素から参照可能に保持する。ＲＯＭ６３は書き込み不可の不揮発性記憶装置と書き換え可能な不揮発性記憶装置との組み合わせで構成されている。前者はファームウェアを格納する。後者は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＳＳＤ等の半導体メモリー装置、またはＨＤＤを含み、ＣＰＵ６１に環境変数等の保存領域を提供する。
【００３８】
操作部５０がユーザーから印刷ジョブを受け付けたとき、主制御部６０はまず操作部５０に印刷対象の画像データをＲＡＭ６２へ転送させる。主制御部６０は次に、そのジョブの示す印刷条件に従い、給送部１０には給送すべきシートの種類とその給送のタイミングとを指定し、作像部２０には形成すべきトナー像を表す画像データを提供する。主制御部６０は特に、印刷条件の示す画質、消費電力、またはシートの紙種もしくは紙厚に応じてシートの搬送速度の目標値を選択してプリンター１３０の各要素１０、…に指示する。たとえば印刷対象の紙種が厚紙である場合、シートの搬送速度は普通紙である場合の値よりも低く設定される。これにより、駆動モーター群Ｍ１、…の消費電力量が搬送対象のシートの秤量にかかわらず安定化する。主制御部６０は更に定着部３０の駆動部３０Ｄにはジョブの処理における動作条件を通知する。動作条件にはたとえば、維持すべき加熱ローラー３１の目標温度、印刷対象のシートの秤量、形成対象の画像濃度（白黒（ＢＷ）比）、シート先端に残すべき余白のサイズが含まれる。
【００３９】
［シート搬送装置の電子制御系統］
図５が示す定着部３０の駆動部３０Ｄは、図４が示す、加熱ローラー３１、加圧ローラー３２、周速度センサー３３、３４、伝達機構およびモーターＦＭ１、ＦＭ２と共に、本発明の実施形態によるシート搬送装置２００を構成する。
図６は、このシート搬送装置２００の電子制御系統のブロック図である。図６を参照するに、駆動部３０Ｄは、制御回路２１０、第１駆動回路２２１、第２駆動回路２２２、および回転速度実測部２３０を含む。制御回路２１０は、ＭＰＵ／ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡ等の論理回路であり、モーターＦＭ１、ＦＭ２の各回転数に対する目標値を設定して各駆動回路２２１、２２２に指示する。制御回路２１０はまた、定着部３０の環境条件と動作条件とを検出する検出部としても機能する。環境条件にはたとえば、定着部３０内に設置された温度センサーと湿度センサーとが検出した加熱ローラー３１の温度と定着部３０内の雰囲気の湿度とが含まれる。動作条件には主制御部６０から通知された動作条件、すなわち、加熱ローラー３１の目標温度、印刷対象のシートの秤量等が含まれる。各駆動回路２２１、２２２はインバーターであり、ＦＥＴ等のスイッチング素子を利用してモーターＦＭ１、ＦＭ２に電力を供給する。回転速度実測部２３０は、各モーターＦＭ１、ＦＭ２に内蔵されたエンコーダーの出力信号ＦＧＰを監視し、これらの信号ＦＧＰから各モーターの実際の回転数Ｎｍｓを計算して制御回路２１０へフィードバックする。
【００４０】
図６を更に参照するに、シート搬送装置２００の電子制御系統は、測定部２４１、推定部２４２、決定部２４３、および記憶部２４４を含む。前の３つ２４１−２４３は、ＭＰＵ／ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡ等の論理回路である。記憶部２４４は書き込み不可の不揮発性記憶装置、または、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＳＳＤ、ＨＤＤ等の書き換え可能な不揮発性記憶装置である。これらの要素２４１−２４４は単一のチップに集積化され、駆動部３０Ｄと同じ印刷回路基板に実装されている。
【００４１】
測定部２４１は周速度センサー３３、３４の出力を監視し、これらの出力が表す加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との各周速度の測定値を推定部２４２へ通知する。推定部２４２は、駆動部３０Ｄが両ローラー３１、３２を調整モードで回転させる間に測定部２４１が測定した両ローラー３１、３２の周速度から、それらとニップＮＰでの接線速度との間の関数関係を推定する。決定部２４３はこの関数関係を利用して、駆動部３０Ｄが両ローラー３１、３２を実働モードで回転させる間、各回転数の目標値を決定して駆動部３０Ｄに指示する。決定部２４３は特に、加熱ローラー３１のニップＮＰでの接線速度と加圧ローラー３２のニップＮＰでの接線速度との比（以下、「ニップ速度比」と呼ぶ。）に対して目標値を選択し、この目標値を各ローラー３１、３２の回転数の目標値の決定に利用する。記憶部２４４は速度比表を記憶している。「速度比表」とは、両ローラー３１、３２の間でのニップ速度比の目標値と定着部３０の環境条件または動作条件との間の対応関係を規定する表をいう。この速度比表から決定部２４３は、制御回路２１０が検出した定着部３０の環境条件または動作条件に対応するニップ速度比の目標値を検索する。
【００４２】
［準備期間と動作期間］
「動作期間」とは、たとえばプリンター１３０による印字処理の実行に伴い、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とがシートを搬送する期間をいう。「準備期間」とは、推定部２４２が動作期間の合間に駆動部３０Ｄに両ローラー３１、３２を調整モードで回転させるべき期間をいう。
【００４３】
推定部２４２は準備期間を、ＭＦＰ１００の電源投入または稼動モードへの移行に応じて加熱ローラー３１の温度が稼動モードでの目標値に達した時点から印刷ジョブの処理、すなわち印字処理が実際に開始される時点までの期間に設定する。具体的には、推定部２４２は加熱ローラー３１の温度を監視し、その温度が稼動モードでの目標値に到達した時刻に準備期間の始点を設定する。
【００４４】
決定部２４３は、主制御部６０から印字処理の開始指示を受けた時刻を動作期間の始点に設定する。動作期間中、決定部２４３は駆動部３０Ｄに、両ローラー３１、３２の回転数の目標値を繰り返し指示して両ローラー３１、３２を実働モードで回転させる。
図７は、加熱ローラー３１の温度の経時的変化を示すグラフである。図７を参照するにＭＦＰ１００の電源投入時ｔ０、定着部３０の駆動部３０Ｄがヒーター３５を起動して加熱ローラー３１の温度を初期値Ｔ０から上昇させ始める。この温度はその後、第１時刻ｔ１で稼動モードでの目標値Ｔｔｇに到達する。ＭＦＰ１００の電源投入時ｔ０から第１時刻ｔ１までの期間ＷＵＴのように、加熱ローラー３１が昇温し続ける期間を「ウォームアップ期間」と呼ぶ。第１時刻ｔ１以後、駆動部３０Ｄは、主制御部６０から待機モードへの移行を指示されない限り、ヒーター３５の発熱量を加減して加熱ローラー３１の温度を稼動モードでの目標値Ｔｔｇに維持し続ける。第２時刻ｔ２では主制御部６０が印字処理の開始を各要素１０、…に指示する。この指示に応じて駆動部３０Ｄは両ローラー３１、３２によるシートの搬送処理とトナー像の定着処理とを開始する。この場合、第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２までの期間ＰＲＴを推定部２４２は準備期間に設定し、第２時刻ｔ２以降の期間ＤＲＴを決定部２４３は動作期間に設定する。
【００４５】
図７を更に参照するに、第３時刻ｔ３では印刷ジョブの終了に伴い、主制御部６０が稼動モードから待機モードへの移行を各要素１０、…に指示する。この指示に応じて定着部３０の駆動部３０Ｄはヒーター３５の発熱量を抑えて加熱ローラー３１の温度を待機モードでの目標値Ｔｗｔへ降下させてその値に維持する。こうして待機モードの期間ＷＴＴでは加熱ローラー３１の温度が待機モードでの目標値Ｔｗｔに維持される。その後、第４時刻ｔ４では、操作部５０による印刷ジョブの受け付けに応じて主制御部６０が待機モードから稼動モードへの移行を各要素１０、…に指示する。この指示に応じて駆動部３０Ｄがヒーター３５の発熱量を増加して加熱ローラー３１の温度を稼動モードでの目標値Ｔｔｇまで上昇させる。第４時刻ｔ４以降のウォームアップ期間ＷＵＴでは第５時刻ｔ５に加熱ローラー３１の温度が稼動モードでの目標値Ｔｔｇに再び到達する。第５時刻ｔ５以降、駆動部３０Ｄは主制御部６０から待機モードへの移行を指示されない限り、ヒーター３５の発熱量を加減して加熱ローラー３１の温度を稼動モードでの目標値Ｔｔｇに維持し続ける。第６時刻ｔ６では主制御部６０が印字処理の開始を各要素１０、…に指示する。この指示に応じて駆動部３０Ｄは両ローラー３１、３２によるシートの搬送処理とトナー像の定着処理とを開始する。この場合、第５時刻ｔ５から第６時刻ｔ６までの期間ＰＲＴを推定部２４２は準備期間に設定し、第６時刻ｔ６以降の期間ＤＲＴを決定部２４３は動作期間に設定する。
【００４６】
［加熱／加圧ローラーの回転制御］
−制御の概略−
シート搬送装置２００は加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との回転数を次のように制御する。まず、制御回路２１０が定着部３０の環境条件または動作条件を検出し、決定部２４３がこの条件に対応するニップ速度比の目標値を、記憶部２４４が記憶している速度比表から検索する。次に、推定部２４２が準備期間ＰＲＴにおいて駆動部３０Ｄに両ローラー３１、３２を調整モードで回転させ、測定部２４１が各ローラー３１、３２の周速度を測定する。このときの測定値から推定部２４２は、両ローラー３１、３２の周速度とニップＮＰでの接線速度との間の関数関係を推定する。続いて動作期間ＤＲＴではこの関数関係とニップ速度比の目標値とを利用して決定部２４３が、両ローラー３１、３２の少なくとも一方の周速度の測定値から各ローラー３１、３２の回転数の目標値を決定して駆動部３０Ｄに指示する。この指示に応じて駆動部３０Ｄは両ローラー３１、３２を実働モードで回転させ、各ローラー３１、３２の回転数が目標値と一致するようにモーターＦＭ１、ＦＭ２を制御する。
【００４７】
動作期間ＤＲＴ中、決定部２４３は定期的に各ローラー３１、３２の回転数の目標値の決定を繰り返す。これにより、各回転数が逐次補正されてニップ速度比が目標値に維持される。その結果、両ローラー３１、３２からのシートの高い分離性がトナー像の高画質と両立する。
−ニップ速度比がシートの分離性とトナー像の画質とに関係する理由−
図８の（ａ）は、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とのニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２を示す模式図であり、（ｂ）は、そのニップＮＰに挟まれたシートＳＨ２の表裏が受ける摩擦力ＦＦ１、ＦＦ２と、それらの間の差に起因してシートＳＨ２に作用する剪断力ＳＨＦとを示す模式図である。図８を参照するに、両ローラー３１、３２間ではニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２に差があるので、この差に起因して各ローラー３１、３２とシートＳＨ２との間の摩擦力ＦＦ１、ＦＦ２にも差が生じる。この差によりシートＳＨ２には表面に対して垂直な方向に剪断力ＳＨＦが生じる。各ローラー３１、３２の外周面に対する剪断力ＳＨＦの方向に応じてシートＳＨ２と各外周面との間の離脱角θ１、θ２の一方が拡がり、他方が狭まる。したがって、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２の差が適正な範囲に保たれていれば、いずれの離脱角θ１、θ２もある程度の大きさ以上に維持される。また、剪断力ＳＨＦが大きいほどニップＮＰに挟まれたシートＳＨ２の部分に付着したトナーからワックスが多量に滲み出す。これらの結果、大まかには、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２の差が大きいほどシートＳＨ２の分離性が高い。
【００４８】
しかし、その反面、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２の差が過大であればトナー像の画質が損なわれる危険性がある。これは、この差に起因するシートＳＨ２の表裏間での摩擦力ＦＦ１、ＦＦ２の差がトナーをシートＳＨ２の表面に沿って変位させることによる。このようなトナーの量が過大であるとトナー像の歪みが視認可能な程度にまで増大しかねない。また、ニップＮＰにシートが挟まれていないときには両ローラー３１、３２の外周面同士が直に擦れ合うので、接線速度ＶＮ１、ＶＮ２間の過大な差は両外周面間の摩擦力を過剰に増大させて各外周面に摩耗に起因する凹凸を増大させる。これらの凹凸もトナー像の歪みの原因となり得る。
【００４９】
このように、両ローラー３１、３２間におけるニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２の差は、ある程度大きければ両ローラー３１、３２にシートの高い分離性を維持させるが過大になるとトナー像の高画質を損なわせかねない。したがって、シートの高分離性とトナー像の高画質とを両立させるには、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２の差を適正な範囲内に維持することが重要である。この差がその適正な範囲に維持される場合におけるニップ速度比の値が目標値として速度比表に設定される。
【００５０】
−ニップ速度比の目標値の選択−
加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とにおけるシートの分離性は、印刷ジョブを処理する際の定着部３０の環境条件とその処理における動作条件とに依存する。したがって、これらの環境条件と動作条件とに応じて、両ローラー３１、３２間のニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２の間に確保すべき差の適正な範囲は変化する。この適正な範囲を速度比表はたとえば次のように規定する。
【００５１】
図９の（ａ）は、定着部３０の環境条件と動作条件とを表すパラメーターの値を、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とからのシートの分離しにくさの指標値（ポイント）に対応付ける表であり、（ｂ）は、（ａ）が示すポイントの合計とニップ速度比の目標値との間の対応表である。以下、前者を「採点表」と呼び、後者を「集計表」という。これらの表の組み合わせで速度比表は構成される。
【００５２】
図９の（ａ）を参照するに、ポイントは“１”から“６”までの整数値で表され、その値が大きいほどシートがローラーから分離しにくい。ポイントは各パラメーターと、たとえば次のように対応付けられる。（Ａ）定着部３０内の雰囲気の湿度が高いほどシートが多くの水分を含んで柔らかくなるのでローラーからは分離しにくい。したがって、湿度が高いほどポイントは大きい値に規定される。（Ｂ）シートは秤量が小さいほど柔らかいのでローラーからは分離しにくい。したがって、シートの秤量が小さいほどポイントは大きい値に規定される。（Ｃ）画像濃度（ＢＷ比）が高いほどシートに付着するトナーが多量であるのでローラーの表面に対するシートの表面の粘性が高く、シートはローラーから分離しにくい。したがって、画像濃度が高いほどポイントは大きい値に規定される。（Ｄ）シート先端の余白、すなわちトナーが付着していない領域が狭いほどローラーの表面に対するシート先端の粘性が高いので、シートはローラーから分離しにくい。したがって、シート先端の余白が狭いほどポイントは大きい値に規定される。（Ｅ）図７の示す準備期間ＰＲＴが短いほど、ウォームアップ期間ＷＵＴでの加熱により加熱ローラー３１の温度が稼動モードでの目標値Ｔｔｇに到達した時点ｔ１、ｔ５からの経過時間が短い。この時間が短いほど、加熱ローラー３１の外周面の温度分布にむらが残されている可能性が高いので、その外周面がシートにトナーを熱定着させる効果が低い。この効果が低いほどシートの表面には未定着のトナーが多量に残るのでローラーの表面に対するシートの表面の粘性が高く、シートはローラーから分離しにくい。したがって、準備期間が短いほどポイントは大きい値に規定される。
【００５３】
図９の（ｂ）を参照するに、ポイントの合計値が大きいほどニップ速度比の目標値は大きい。これは次の理由による。図９の（ａ）が示す採点表の規定から理解されるとおり、ポイントの合計値が高いほどローラーからシートを分離しにくくする条件が揃っている。したがって、ニップ速度比の目標値を高く設定することにより、両ローラ−３１、３２にトナー像の高画質の維持よりもシートの分離性の向上を優先させる。
【００５４】
なお、ポイントの合計値が“９”以下である等、十分に小さい場合、定着部３０の環境条件と動作条件とはローラーからのシートの分離がかなり容易であることを示す。この場合、ニップ速度比の目標値は“０”に設定される。これは、駆動部３０Ｄに加熱ローラー３１と加圧ローラー３１との一方を他方に従動させ続ければよいことを意味する。これにより両ローラー３１、３２は自律的にニップ速度比を実質的に“１”に等しい値に安定化させる。その結果、両ローラー３１、３２間の密着性が向上するので、トナー像の高画質が確実に維持される。
【００５５】
決定部２４３はニップ速度比の目標値を選択する際、制御回路２１０から定着部３０の環境条件と動作条件とを取得し、これらの条件を表すパラメーターの各値に対応するポイントを記憶部２４４の保管する採点表から検索する。たとえば、環境条件が「湿度＝７８％」を規定し、動作条件が「シートの秤量＝５２ｇ／ｍ2」、「画像濃度（ＢＷ比）＝８６％」、「シート先端の余白長＝２．７ｍｍ」、および「ウォームアップ終了時からの経過時間＝４５秒」を規定する場合、図９の（ａ）に丸で示すように、「湿度７０〜８０％」に応じてポイント“４”が検索され、「秤量５０〜６０ｇ／ｍ2」に応じてポイント“５”が検索され、「画像濃度≧８０％」に応じてポイント“６”が検索され、「余白２〜３ｍｍ」に応じてポイント“５”が検索され、「経過時間４０〜１００秒」に応じてポイント“３”が検索される。こうして検索したポイントを決定部２４３は合計し、その合計値に対応するニップ速度比の目標値を記憶部２４４の保管する集計表から検索する。たとえば図９の（ｂ）に丸で示すように、ポイントの合計値が４＋５＋６＋５＋３＝２３である場合には目標値“１．０３”が検索される。
【００５６】
−周速度とニップでの接線速度との間の関数関係の推定−
推定部２４２は準備期間ＰＲＴに加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とを回転させ、そのときの周速度の測定値から周速度とニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２との間の関数関係を推定する。この推定処理の詳細は、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とをソフトローラーとハードローラーとの組み合わせとみなして扱うことができる場合と、ソフトローラー同士の組み合わせとして扱うべき場合とで異なる。
【００５７】
＜ソフトローラーとハードローラーとの組み合わせの場合＞
図４の（ｂ）が示す例では、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とがいずれも弾性体層３２１、３２２を含むので、厳密にはソフトローラーである。したがって、いずれの外周面もニップＮＰでは潰れるように変形するので、ニップＮＰでの接線速度が正確には周速度から外れる。しかし、この例では更に、加熱ローラー３１の弾性体層３１２よりも加圧ローラー３２の弾性体層３２２が厚い。それ故、ニップＮＰでの変形は加熱ローラー３１よりも加圧ローラー３２で大きく、その変形に伴うニップＮＰでの接線速度と周速度との間の誤差も加熱ローラー３１よりも加圧ローラー３２で大きい。
【００５８】
この例に限らず、一般に定着部では加熱ローラーと加圧ローラーとの一方がソフトローラーである。他方はハードローラーである場合もあれば、ソフトローラーである場合もある。ソフトローラーとハードローラーとが組み合わされる場合、ニップでの変形がソフトローラーに比べてハードローラーでは無視できるので、ハードローラーではニップでの接線速度が周速度に等しいとみなせる。ソフトローラー同士が組み合わされる場合でも、弾性体層の厚さの差が十分に大きい等により外周面の弾性が一方のローラーに対して他方のローラーでは無視され得る。すなわち、ニップでの変形に伴う接線速度と周速度との間の誤差には、弾性の高いローラーに対して低いローラーでは無視可能な場合がある。
【００５９】
このように加熱ローラーと加圧ローラーとがソフトローラーとハードローラーとの組み合わせである場合、またはその組み合わせと同等とみなせる場合を想定する。具体的には図４の（ｂ）の例において加圧ローラー３２をそのままソフトローラーとして扱う一方、加熱ローラー３１をハードローラーとみなして扱う。
図１０の（ａ）は、加熱ローラー３１がハードローラーであり、加圧ローラー３２がソフトローラーである場合に両ローラー３１、３２の回転数Ｎ１、Ｎ２、周速度ＶＣ１、ＶＣ２、およびニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の示すニップＮＰの拡大図である。図１０を参照するに、ニップＮＰでは加熱ローラー３１の外周面は変形しない。したがって、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ１は周速度ＶＣ１と等しい：ＶＮ１＝ＶＣ１。これに対し、加圧ローラー３２の外周面は加熱ローラー３１の外周面に押し潰されて凹む。この凹みに伴って加圧ローラー３２の外周面の輪郭は、図１０の（ｂ）が破線で示す本来の円弧形状ＬＣから、一点鎖線で示す実際の曲線形状ＬＮへ変形する。いずれの形状ＬＣ、ＬＮもこれらを見込む中心角φは一定である。したがって加圧ローラー３２の回転数Ｎ２が一定であれば、加圧ローラー３２の外周面上の１点がいずれの形状ＬＣ、ＬＮに沿って移動する時間も等しい。一方、変形前の円弧形状ＬＣよりも変形後の曲線形状ＬＮは一般に長い：ＬＣ＜ＬＮ。これは、その曲線形状ＬＮの接線方向における速度、すなわちニップＮＰでの接線速度ＶＮ２が円弧形状ＬＣの接線方向における速度、すなわち周速度ＶＣ２よりも大きいことを意味する：ＶＮ２＞ＶＣ２。
【００６０】
このように加圧ローラー３２はソフトローラーであるので、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ２と周速度ＶＣ２との間に誤差が生じる。この誤差を表す関数関係として推定部２４２はたとえばニップでの接線速度ＶＮが周速度ＶＣに比例するとみなす：ＶＮ＝α×ＶＣ。この比例係数α、すなわち周速度ＶＣに対するニップでの接線速度ＶＮの比α＝ＶＮ／ＶＣを、以下、「内部速度比」と呼ぶ。
【００６１】
図１０についての説明のとおり、ハードローラーはニップでは変形しないのでニップでの接線速度ＶＮは周速度ＶＣに等しい：ＶＮ＝ＶＣ。したがって、ハードローラーの内部速度比αは実質的に“１”に等しい：α≒１。一方、ソフトローラーはニップで凹むのでニップでの接線速度ＶＮが周速度ＶＣよりも大きい：ＶＮ＞ＶＣ。したがって、ソフトローラーの内部速度比αは“１”よりも高い：α＞１。図１０の例では、加熱ローラー３１の内部速度比α１は実質的に“１”に等しく、加圧ローラー３２の内部速度比α２は“１”よりも高い：α１≒１、α２＞１。
【００６２】
ローラーの周速度ＶＣはローラーの半径Ｒに依存し、ニップでの接線速度はニップでの外周面の凹み具合に依存するので、内部速度比αはローラーの半径Ｒと弾性率との関数である。半径Ｒと弾性率とはたとえば、摩耗等の劣化に起因するローラーの表面形状の経年変化、環境温度の変化に伴う芯金の伸縮、または環境湿度の変化に伴う弾性体層の含む水分量の増減に応じて変動する。したがって、推定部２４２は内部速度比αを以下に述べるように、準備期間ＰＲＴごとに周速度ＶＣの新たな測定値から推定し直す。
【００６３】
推定部２４２はまず、準備期間ＰＲＴにおいて駆動部３０Ｄに加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とを調整モードで回転させる。具体的には、たとえば加熱ローラー３１を駆動ローラーとし、加圧ローラー３２を従動ローラーとする場合、駆動部３０Ｄはまず、第１伝達機構３６にはクラッチでギアを加熱ローラー３１の芯金３１１に接続させ、第２伝達機構３７にはクラッチでギアを加圧ローラー３２の芯金３２１から分離させる。この状態で駆動部３０Ｄは第１駆動回路２２１に第１モーターＦＭ１へ電力を供給させる。これにより、加熱ローラー３１は第１モーターＦＭ１からのトルクを受けて回転する。一方、加圧ローラー３２はニップＮＰを通して加熱ローラー３１から受ける摩擦力で回転する。
【００６４】
駆動部３０Ｄは両ローラー３１、３２をたとえば数回転させる。この間に測定部２４１は各ローラー３１、３２の周速度を周速度センサー３３、３４で測定する。この測定値を推定部２４２は測定部２４１から取得し、それらの比を加圧ローラー３２の内部速度比α２の推定値に設定する。この推定値はたとえば記憶部２４４に保存される。
図１１の（ａ）は、準備期間ＰＲＴでの加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との周速度ＶＣ１、ＶＣ２とニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２とを示す模式図である。図１１の（ａ）では、駆動ローラーである加熱ローラー３１が斜線で示され、従動ローラーである加圧ローラー３２が白抜きで示されている。加熱ローラー３１が第１モーターＦＭ１から受けるトルクにより回転数ＮＤで回転する場合、加圧ローラー３２はニップＮＰで加熱ローラー３１から受ける摩擦力により回転数ＮＦで回転する。
【００６５】
ここで、駆動ローラーのニップでの接線速度に対する従動ローラーのニップでの接線速度の比γを「滑り率」と呼ぶ。従動ローラーはニップで駆動ローラーから受ける摩擦力により回転するので、従動ローラーのニップでの接線速度は駆動ローラーのそれを超えることはない。すなわち、滑り率γは一般に“１”以下である：γ≦１。
図１１の（ａ）の例では、加圧ローラー３２はニップＮＰでの変形により加熱ローラー３１に十分に密着している。したがって、両ローラー３１、３２間では滑り率γが“１”に等しいとみなしてよい：γ≒１。すなわち、両ローラー３１、３２間ではニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２が実質的に等しい：ＶＮ１≒ＶＮ２。加熱ローラー３１はハードローラーであるので内部速度比α１が“１”に等しい。すなわち、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ１は周速度ＶＣ１に等しい：ＶＮ１＝α１×ＶＣ１＝ＶＣ１。一方、加圧ローラー３２はソフトローラーであるので、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ２は内部速度比α２と周速度ＶＣ２との積に等しい：ＶＮ２＝α２×ＶＣ２。したがって、加圧ローラー３２の内部速度比α２は次式（１）のとおり、両ローラー３１、３２の周速度ＶＣ１、ＶＣ２の比で表される：
α２＝ＶＮ２／ＶＣ２＝ＶＮ１／ＶＣ２＝ＶＣ１／ＶＣ２。              （１）
推定部２４２は式（１）の右辺に、測定部２４１から取得した準備期間ＰＲＴにおける各ローラー３１、３２の周速度の測定値を代入して加圧ローラー３２の内部速度比α２の推定値を算定する。
【００６６】
たとえば、加熱ローラー３１の周速度ＶＣ１の測定値が１５０ｍｍ／秒であり、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２の測定値が１４７ｍｍ／秒である場合、加圧ローラー３２の内部速度比α２の推定値は１５０／１４７＝１．０２である。
＜ソフトローラー同士の組み合わせの場合＞
図４の（ｂ）が示す加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とは実際にはいずれもソフトローラーであるので、いずれの外周面もニップＮＰでは潰れるように変形する。両ローラー３１、３２間で外周面の弾性が互いに無視できない場合、ニップＮＰでの変形に伴う接線速度と周速度との間の誤差も互いに無視できない。したがって、両ローラー３１、３２はそのままソフトローラー同士の組み合わせとして扱われる。
【００６７】
推定部２４２はまず、準備期間ＰＲＴにおいて駆動部３０Ｄに、両ローラー３１、３２を交互に駆動ローラーと従動ローラーとして回転させる。具体的にはたとえば、駆動部３０Ｄはまず、第１伝達機構３６にはクラッチでギアを加熱ローラー３１の芯金３１１に接続させ、第２伝達機構３７にはクラッチでギアを加圧ローラー３２の芯金３２１から分離させ、第１駆動回路２２１に第１モーターＦＭ１へ電力を供給させる。これにより、加熱ローラー３１は第１モーターＦＭ１からのトルクを受けて回転し、加圧ローラー３２は加熱ローラー３１との摩擦力で回転する。両ローラー３１、３２を数回転させた後、駆動部３０Ｄは、第１伝達機構３６にはクラッチでギアを加熱ローラー３１の芯金３１１から分離させ、第２伝達機構３７にはクラッチでギアを加圧ローラー３２の芯金３２１に接続させ、第２駆動回路２２２に第２モーターＦＭ２へ電力を供給させる。これにより、加圧ローラー３２は第２モーターＦＭ２からのトルクを受けて回転し、加熱ローラー３１は加圧ローラー３２との摩擦力で回転する。
【００６８】
駆動部３０Ｄは各ローラー３１、３２を駆動ローラーとしてたとえば数回ずつ回転させる。この間に測定部２４１は各ローラー３１、３２の周速度を周速度センサー３３、３４で測定する。これらの測定値を推定部２４２は測定部２４１から取得する。
推定部２４２は次に、準備期間ＰＲＴにおける各ローラー３１、３２の周速度の測定値から駆動ローラーの周速度と従動ローラーの周速度との比を、各ローラー３１、３２が駆動ローラーである場合について求める。推定部２４２は更に、これらの比の相乗平均を両ローラー３１、３２間での内部速度比の比率の推定値に設定する。この推定値はたとえば記憶部２４４に保存される。
【００６９】
図１１の（ｂ）は、準備期間ＰＲＴにおいて加熱ローラー３１を駆動ローラーとし、加圧ローラー３２を従動ローラーとしたときでの周速度ＶＣ１、ＶＣ２とニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２とを示す模式図である。図１１の（ｂ）では、駆動ローラーである加熱ローラー３１が斜線で示され、従動ローラーである加圧ローラー３２が白抜きで示されている。加熱ローラー３１が第１モーターＦＭ１から受けるトルクにより回転数ＮＤで回転する場合、加圧ローラー３２は加熱ローラー３１との摩擦力により回転数ＮＦで回転する。このとき、駆動ローラー＝加熱ローラー３１に対する従動ローラー＝加圧ローラー３２の滑り率γと加熱ローラー３１のニップＮＰでの接線速度ＶＮ１との積が加圧ローラー３２のニップＮＰでの接線速度ＶＮ２に等しい：γ×ＶＮ１＝ＶＮ２。また、各ローラー３１、３２のニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２は内部速度比α１、α２と周速度ＶＣ１、ＶＣ２との積に等しい：ＶＮ１＝α１×ＶＣ１、ＶＮ２＝α２×ＶＣ２。したがって、滑り率γは両ローラー３１、３２の内部速度比α１、α２と周速度ＶＣ１、ＶＣ２とを用いて次式（２）で表される：
γ＝ＶＮ２／ＶＮ１＝（α２×ＶＣ２）／（α１×ＶＣ１）
＝（α２／α１）×（ＶＣ２／ＶＣ１）。                            （２）
図１１の（ｃ）は、準備期間ＰＲＴにおいて加熱ローラー３１を従動ローラーとし、加圧ローラー３２を駆動ローラーとしたときでの周速度ＶＣ１*、ＶＣ２*とニップＮＰでの接線速度ＶＮ１*、ＶＮ２*とを示す模式図である。図１１の（ｃ）では、駆動ローラーである加圧ローラー３２が斜線で示され、従動ローラーである加熱ローラー３１が白抜きで示されている。加圧ローラー３２が第２モーターＦＭ２から受けるトルクにより回転数ＮＤ*で回転する場合、加熱ローラー３１は加圧ローラー３２との摩擦力により回転数ＮＦ*で回転する。このとき、加熱ローラー３１のニップＮＰでの接線速度ＶＮ１*は駆動ローラー＝加圧ローラー３２に対する従動ローラー＝加熱ローラー３１の滑り率γ*と加圧ローラー３２のニップＮＰでの接線速度ＶＮ２*との積に等しい：ＶＮ１*＝γ*×ＶＮ２*。また、各ローラー３１、３２のニップＮＰでの接線速度ＶＮ１*、ＶＮ２*は内部速度比α１*、α２*と周速度ＶＣ１*、ＶＣ２*との積に等しい：ＶＮ１*＝α１*×ＶＣ１*、ＶＮ２*＝α２*×ＶＣ２*。したがって、滑り率γ*は両ローラー３１、３２の内部速度比α１*、α２*と周速度ＶＣ１*、ＶＣ２*とを用いて次式（３）で表される：
γ*＝ＶＮ１*／ＶＮ２*＝（α１*×ＶＣ１*）／（α２*×ＶＣ２*）
＝（α１*／α２*）×（ＶＣ１*／ＶＣ２*）。                            （３）
ここで、両ローラー３１、３２のいずれが駆動ローラーであるかにかかわらず、両ローラー３１、３２間の滑り率と各ローラー３１、３２の内部速度比とは一定であることを仮定する：γ＝γ*、α１＝α１*、α２＝α２*。この仮定の下では式（２）、（３）から次のように式（４）が得られる：
（α２／α１）×（ＶＣ２／ＶＣ１）＝（α１*／α２*）×（ＶＣ１*／ＶＣ２*）
＝（α１／α２）×（ＶＣ１*／ＶＣ２*）
∴  α１／α２＝｛（ＶＣ２／ＶＣ１）×（ＶＣ２*／ＶＣ１*）｝1/2。  （４）
式（４）が表すとおり、両ローラー３１、３２間での内部速度比の比率α１／α２は加熱ローラー３１が駆動ローラーである場合における周速度の比ＶＣ２／ＶＣ１と加圧ローラー３２が駆動ローラーである場合における周速度の比ＶＣ２*／ＶＣ１*との相乗平均に等しい。推定部２４２は式（４）の右辺に、測定部２４１から取得した準備期間ＰＲＴにおける各ローラー３１、３２の周速度の測定値を代入して内部速度比の比率α１／α２の推定値を算定する。
【００７０】
たとえば、加熱ローラー３１が駆動ローラーであるときに測定された加熱ローラー３１の周速度ＶＣ１が１５０ｍｍ／秒であり、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２が１４４ｍｍ／秒であり、加圧ローラー３２が駆動ローラーであるときに測定された加熱ローラー３１の周速度ＶＣ１*が１５０ｍｍ／秒であり、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２*が１５０ｍｍ／秒である場合、内部速度比の比率α１／α２の推定値は｛（１４４／１５０）×（１５０／１５０）｝1/2＝０．９８＝１／１．０２である。
【００７１】
−ローラーの回転数の目標値の決定−
決定部２４３は、推定部２４２が推定した関数関係、具体的にはソフトローラーの内部速度比αまたは両ローラー３１、３２間での内部速度比の比率α１／α２を利用して、動作期間ＤＲＴにおける両ローラー３１、３２の周速度の測定値から、各ローラー３１、３２の回転数の目標値を決定する。この決定処理の詳細は、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とをソフトローラーとハードローラーとの組み合わせとみなして扱うことができる場合と、ソフトローラー同士の組み合わせとして扱うべき場合とで異なる。
【００７２】
＜ソフトローラーとハードローラーとの組み合わせの場合＞
たとえば加圧ローラー３２がソフトローラーである場合、推定部２４２はその内部速度比α２を推定する。この推定値を決定部２４３は次のように利用して、動作期間ＤＲＴに両ローラー３１、３２の周速度の測定値から各ローラー３１、３２の回転数の目標値を決定する。
【００７３】
図１２の（ａ）は、動作期間ＤＲＴでの加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との周速度ＶＣ１、ＶＣ２とニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２とを示す模式図である。図１２の（ａ）ではいずれのローラー３１、３２も駆動ローラーであるので、いずれも白抜きで示されている。加熱ローラー３１は第１モーターＦＭ１から受けるトルクにより回転数Ｎ１で回転し、加圧ローラー３２は第２モーターＦＭ２から受けるトルクにより回転数Ｎ２で回転する。このように両ローラー３１、３２は互いに独立に駆動されるので、両ローラー３１、３２間ではニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２が一般に異なる：ＶＮ１≠ＶＮ２。すなわち、ニップ速度比ＲＶＮが一般に“１”とは異なる：ＲＶＮ＝ＶＮ１／ＶＮ２≠１。加熱ローラー３１はハードローラーであるので、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ１は周速度ＶＣ１に等しい：ＶＮ１＝ＶＣ１。一方、加圧ローラー３２はソフトローラーであるので、ニップＮＰでの接線速度ＶＮ２は内部速度比α２と周速度ＶＣ２との積に等しい：ＶＮ２＝α２×ＶＣ２。したがって、ニップ速度比ＲＶＮは加圧ローラー３２の内部速度比α２と両ローラー３１、３２の周速度ＶＣ１、ＶＣ２とを用いて次式（５）で表される：
ＲＶＮ＝ＶＮ１／ＶＮ２＝ＶＣ１／ＶＮ２＝ＶＣ１／（α２×ＶＣ２）。  （５）
たとえば、加熱ローラー３１の回転数Ｎ１がシートの搬送速度に対応する値に固定される場合、決定部２４３は式（５）に、ニップ速度比ＲＶＮの目標値ＲＴＧ、推定部２４２から取得した内部速度比α２の推定値、および測定部２４１から取得した動作期間ＤＲＴにおける加熱ローラー３１の周速度ＶＣ１の測定値を代入して、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２の目標値を算定する。すなわち、この周速度ＶＣ２の目標値は次式（６）で表される：
ＶＣ２＝ＶＣ１／（α２×ＲＴＧ）。                                  （６）
たとえば、ニップ速度比の目標値ＲＴＧが“１．０３”であり、内部速度比α２の推定値が“１．０２であり、加熱ローラー３１の周速度ＶＣ１の測定値が１３５ｍｍ／秒である場合、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２の目標値は１３５／（１．０２×１．０３）＝１２８ｍｍ／秒と算定される。これに対し、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２の測定値が１３０ｍｍ／秒であれば、決定部２４３はこの周速度ＶＣ２の測定値に対する目標値の比１２８／１３０と加圧ローラー３２の現在の回転数Ｎ２との積を、このローラー３２の回転数の目標値に決定する。
【００７４】
＜ソフトローラー同士の組み合わせの場合＞
推定部２４２は両ローラー３１、３２間での内部速度比の比率α１／α２を推定する。この推定値を決定部２４３は次のように利用して、動作期間ＤＲＴに両ローラー３１、３２の周速度の測定値から各ローラー３１、３２の回転数の目標値を決定する。
図１２の（ｂ）は、動作期間ＤＲＴでの加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との周速度ＶＣ１、ＶＣ２とニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２とを示す模式図である。図１２の（ｂ）ではいずれのローラー３１、３２も駆動ローラーであるので、いずれも白抜きで示されている。加熱ローラー３１は第１モーターＦＭ１から受けるトルクにより回転数Ｎ１で回転し、加圧ローラー３２は第２モーターＦＭ２から受けるトルクにより回転数Ｎ２で回転する。各ローラー３１、３２のニップＮＰでの接線速度ＶＮ１、ＶＮ２は内部速度比α１、α２と周速度ＶＣ１、ＶＣ２との積に等しい：ＶＮ１＝α１×ＶＣ１、ＶＮ２＝α２×ＶＣ２。したがって、ニップ速度比ＲＶＮ＝ＶＮ１／ＶＮ２は次式（７）が表すとおり、両ローラー３１、３２間での内部速度比の比率α１／α２と周速度の比率ＶＣ１／ＶＣ２との積に等しい：
ＲＶＮ＝ＶＮ１／ＶＮ２＝（α１×ＶＣ１）／（α２×ＶＣ２）
＝（α１／α２）×（ＶＣ１／ＶＣ２）。                        （７）
たとえば、加熱ローラー３１の回転数Ｎ１がシートの搬送速度に対応する値に固定される場合、決定部２４３は式（７）に、ニップ速度比ＲＶＮの目標値ＲＴＧ、推定部２４２から取得した内部速度比の比率α１／α２の推定値、および測定部２４１から取得した動作期間ＤＲＴにおける加熱ローラー３１の周速度ＶＣ１の測定値を代入して、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２の目標値を算定する。すなわち、この周速度ＶＣ２の目標値は次式（８）で表される：
ＶＣ２＝（α１／α２）×（ＶＣ１／ＲＴＧ）。                        （８）
たとえば、ニップ速度比の目標値ＲＴＧが“１．０３”であり、内部速度比の比率α１／α２の推定値が１／１．０２であり、加熱ローラー３１の周速度ＶＣ１の測定値が１３５ｍｍ／秒である場合、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２の目標値は（１／１．０２）×（１３５／１．０３）＝１２８ｍｍ／秒と算定される。これに対し、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２の測定値が１３０ｍｍ／秒であれば、決定部２４３はこの周速度ＶＣ２の測定値に対する目標値の比１２８／１３０と加圧ローラー３２の現在の回転数Ｎ２との積をこのローラー３２の回転数の目標値に決定する。
【００７５】
動作期間ＤＲＴの開始時、駆動部３０Ｄは各ローラー３１、３２を実働モードで回転させ、各回転数をデフォルト値に制御する。すなわち、駆動部３０Ｄは加熱ローラー３１を第１モーターＦＭ１からのトルクによりデフォルトの回転数Ｎｄ１で回転させ、加圧ローラー３２を第２モーターＦＭ２からのトルクによりデフォルトの回転数Ｎｄ２で回転させる。これらのデフォルト値Ｎｄ１、Ｎｄ２はたとえばシートの搬送速度に基づいて設定される。各ローラー３１、３２の回転数Ｎ１、Ｎ２がデフォルト値Ｎｄ１、Ｎｄ２に安定化し、または安定化したとみなされる程度に時間が経過した時点で測定部２４１が各ローラー３１、３２の周速度ＶＣ１、ＶＣ２の測定を開始する。これらの周速度ＶＣ１、ＶＣ２の測定値、推定部２４２が推定したソフトローラーの内部速度比α、または両ローラー３１、３２間での内部速度比の比率α１／α２、およびニップ速度比の目標値ＲＴＧを上記のとおりに利用して決定部２４３は各ローラー３１、３２の回転数Ｎ１、Ｎ２の目標値を決定して駆動部３０Ｄに指示する。駆動部３０Ｄはこれらの目標値に各ローラー３１、３２の回転数Ｎ１、Ｎ２が一致するように各モーターＦＭ１、ＦＭ２を制御する。
【００７６】
たとえば、加熱ローラー３１の回転数Ｎ１がデフォルト値Ｎｄ１＝３２００ｒｐｍに固定され、加圧ローラー３２の回転数Ｎ２がデフォルト値Ｎｄ２＝３０００ｒｐｍである状態で、加圧ローラー３２の周速度ＶＣ２の目標値＝１２８ｍｍ／秒が算定され、その周速度ＶＣ２の測定値＝１３０ｍｍ／秒が得られた場合、加圧ローラー３２の回転数Ｎ２の目標値は次式（９）で表される：
Ｎ２＝（ＶＣ２の目標値）／（ＶＣ２の測定値）×Ｎｄ２
＝１２８／１３０×３０００ｒｐｍ＝２９５４ｒｐｍ。
駆動部３０Ｄはこの目標値に加圧ローラー３２の回転数Ｎ２が一致するように第２モーターＦＭ２を制御する。
【００７７】
［回転制御の流れ］
図１３は、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とがソフトローラーとハードローラーとの組み合わせである場合に推定部２４２がソフトローラーの内部速度比を推定する処理のフローチャートである。この処理は、図７が示すウォームアップ期間ＷＵＴに開始される。
【００７８】
ステップＳ１０１では、推定部２４２が加熱ローラー３１の温度を監視し、その温度が稼動モードでの目標値Ｔｔｇに到達したか否かを確認する。到達していれば処理がステップＳ１０２へ進み、到達していなければ処理がステップＳ１０１を繰り返す。
ステップＳ１０２では、加熱ローラー３１の温度が目標値Ｔｔｇに到達しているので、推定部２４２は駆動部３０Ｄに、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との一方を駆動ローラーとして回転させ、他方を従動ローラーとして回転させる。その後、処理はステップＳ１０３へ進む。
【００７９】
ステップＳ１０３では、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との各周速度ＶＣ１、ＶＣ２を測定部２４１が周速度センサー３３、３４で測定する。その後、処理はステップＳ１０４へ進む。
ステップＳ１０４では、推定部２４２が測定部２４１から各ローラー３１、３２の周速度の測定値ＶＣ１、ＶＣ２を取得し、式（１）に従ってそれらの比をソフトローラーの内部速度比αの推定値に算定する。その後、処理は終了する。
【００８０】
図１４は、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とがソフトローラー同士の組み合わせである場合に推定部２４２が両ローラー間での内部速度比の比率を推定する処理のフローチャートである。この処理は図１３が示す処理とは、ステップＳ１０４に代えてステップＳ１０２*、Ｓ１０３*、Ｓ１０４*を含む点で異なる。
ステップＳ１０１では、推定部２４２が加熱ローラー３１の温度を監視し、その温度が稼動モードでの目標値Ｔｔｇに到達したか否かを確認する。到達していれば処理がステップＳ１０２へ進み、到達していなければ処理がステップＳ１０１を繰り返す。
【００８１】
ステップＳ１０２では、加熱ローラー３１の温度が目標値Ｔｔｇに到達しているので、推定部２４２は駆動部３０Ｄに、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との一方を駆動ローラーとして回転させ、他方を従動ローラーとして回転させる。その後、処理はステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１０３では、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との各周速度ＶＣ１、ＶＣ２を測定部２４１が周速度センサー３３、３４で測定する。その後、処理はステップＳ１０２*へ進む。
【００８２】
ステップＳ１０２*では、推定部２４２は駆動部３０Ｄに、ステップＳ１０２で従動ローラーであった方を駆動ローラーとして回転させ、ステップＳ１０２で駆動ローラーであった方を従動ローラーとして回転させる。その後、処理はステップＳ１０３*へ進む。
ステップＳ１０３*では、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との各周速度ＶＣ１*、ＶＣ２*を測定部２４１が周速度センサー３３、３４で測定する。その後、処理はステップＳ１０４*へ進む。
【００８３】
ステップＳ１０４*では、推定部２４２が測定部２４１から各ローラー３１、３２の周速度の測定値ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ１*、ＶＣ２*を取得し、式（５）に従って両ローラー３１、３２間での周速度の比の相乗平均を内部速度比の比率α１／α２の推定値に算定する。その後、処理は終了する。
図１５は、動作期間における加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とに対する回転制御のフローチャートである。この処理は、制御回路２１０が定着部３０の環境条件または動作条件を検出したときに開始される。
【００８４】
ステップＳ１１１では、決定部２４３が制御回路２１０から定着部３０の環境条件と動作条件とを取得する。その後、処理はステップＳ１１２へ進む。
ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１で取得した条件に基づいて決定部２４３が、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とからのシートの分離しにくさを表すポイントを求める。具体的には決定部２４３はその条件が規定するパラメーターの各値に対応するポイントを、記憶部２４４の保管する採点表（図９の（ａ）参照。）から検索する。その後、処理はステップＳ１１３へ進む。
【００８５】
ステップＳ１１３では、決定部２４３はステップＳ１１２で検索したポイントを合計して、その合計値に対応するニップ速度比ＲＶＮ＝ＶＮ１／ＶＮ２の目標値ＲＴＧを、記憶部２４４の保管する集計表（図９の（ｂ）参照。）から検索する。その後、処理はステップＳ１１４へ進む。
ステップＳ１１４では、駆動部３０Ｄが各ローラー３１、３２に回転を開始させる。その後、処理はステップＳ１１５へ進む。
【００８６】
ステップＳ１１５では、測定部２４１が各ローラー３１、３２の周速度を測定する。その後、処理はステップＳ１１６へ進む。
ステップＳ１１６では、決定部２４３が推定部２４２からはソフトローラーの内部速度比αまたは内部速度比の比率α１／α２の推定値を取得し、測定部２４１からはステップＳ１１５での測定値を取得する。これらの値と、ステップＳ１１３で検索したニップ速度比の目標値ＲＴＧとを式（５）または式（７）に代入して決定部２４３は、両ローラー３１、３２の周速度の目標値を算定する。その後、処理はステップＳ１１７へ進む。
【００８７】
ステップＳ１１７では、決定部２４３はステップＳ１１５での周速度の測定値とステップＳ１１６で算定した周速度の目標値とに基づいて各ローラー３１、３２の回転数の目標値を決定して駆動部３０Ｄに指示する。この指示された目標値に各ローラー３１、３２の回転数を駆動部３０Ｄが一致させる。その後、処理はステップＳ１１８へ進む。
ステップＳ１１８では、主制御部６０から印刷ジョブの処理終了が指示されたか否かを制御回路２１０が確認する。指示されていれば処理が終了し、指示されていなければ処理がステップＳ１１５から繰り返される。
【００８８】
［実施形態の利点］
本発明の実施形態によるＭＦＰ１００では上記のとおり、シート搬送装置２００が準備期間ＰＲＴに加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との一方を駆動ローラーとして回転させ、他方を従動ローラーとして回転させ、各ローラー３１、３２の周速度の測定値から周速度とニップＮＰでの接線速度との間の関数関係を推定する。この関数関係とニップ速度比の目標値とを利用してシート搬送装置２００は、動作期間ＤＲＴに各ローラー３１、３２の周速度の測定値に基づいて各ローラー３１、３２の回転数の目標値を、ニップ速度比が目標値に一致するように決定する。
【００８９】
シート搬送装置２００は特に、上記の関数関係を規定するソフトローラーの内部速度比αまたは両ローラー３１、３２間での内部速度比の比率α１／α２を、準備期間ＰＲＴごとに各ローラー３１、３２の周速度の新たな測定値から推定し直す。したがって、ローラー３１、３２のニップＮＰでの形状が定着部３０の環境条件または動作条件の変動に応じて変化しても、それに伴う内部速度比の比率α１／α２の変化に従って各ローラー３１、３２の回転数が変化して、ニップ速度比を目標値に維持する。こうしてシート搬送装置２００はそれらのローラー３１、３２からのシートの分離性を、トナー像の高品質を維持したまま向上させることができる。
【００９０】
［変形例］
（A）本発明の上記の実施形態による画像形成装置１００はＭＦＰである。本発明の実施形態による画像形成装置はその他に、レーザープリンター、インクジェット等の他方式のプリンター、コピー機、スキャナー、ＦＡＸ等のいずれの単機能機であってもよい。画像形成装置はまた、定着処理を終えたシートをスイッチバックさせる正逆両回転が可能な反転ローラー、定着部３０からシートを裏返して作像部２０へ戻す反転経路等、両面印刷のための機構を含んでいてもよい。
【００９１】
（B）加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とはいずれも、弾性体層３２１、３２２を含むソフトローラーであり、さらに加熱ローラー３１の弾性体層３１２よりも加圧ローラー３２の弾性体層３２２が厚い。その他に、加熱ローラーと加圧ローラーとのいずれかが弾性体層を含まないハードローラーであってもよく、加熱ローラーの弾性体層が加圧ローラーの弾性体層よりも厚くてもよい。
【００９２】
（C）周速度センサー３３、３４はいずれもレーザードップラー速度計である。周速度センサーはその他に、撮像素子で検出対象の画像を連写して連続する画像間の変化からその検出対象の速度を割り出すセンサー等、他の非接触方式の速度センサーであってもよい。周速度センサーはまた、各ローラーの外周面に接触してその外周面との摩擦力で回転するロータリーエンコーダー等、接触方式の速度センサーであってもよい。
【００９３】
（D）加熱ローラー３１に内蔵されたヒーター３５はハロゲンランプである。ヒーターはその他に誘導加熱装置であってもよい。定着部３０はまた、加熱ローラー３１とヒーター３５との組み合わせに代えて、シートに接触する定着ベルトとそれを加熱する装置との組み合わせを備えていてもよい。この場合、定着ベルトを駆動し、または緊張させるプーリーと加圧ローラーとの組み合わせが行うニップ搬送に対して上記の実施形態による回転制御が適用されてもよい。
【００９４】
（E）伝達機構３６、３７はいずれも、モーターＦＭ１、ＦＭ２のシャフトとローラー３１、３２の芯金３１１、３２１との接続にギアを利用する。伝達機構はその他にベルトとプーリーとの組み合わせを利用してもよい。
（F）定着部３０の駆動部３０Ｄは調整モードでは、いずれかの伝達機構３６、３７にクラッチでギアを芯金３２１、３２２から分離させることにより、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との一方を他方に従動させる。その他に、たとえば電源から分離された各モーターＦＭ１、ＦＭ２を回転させる際のトルクが十分に小さければ、駆動部３０Ｄはいずれの伝達機構３６、３７にもクラッチを切らせることなく、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２との一方を他方に従動させてもよい。
【００９５】
（G）図１１の（ａ）の示すソフトローラーとハードローラーとの組み合わせでは、両ローラー間での滑り率γが“１”に等しいとみなされる。その他に両ローラー間の滑り率γが、製造時の実験またはシミュレーション等によって得られた値に設定似されてもよい。この場合、加熱ローラー３１に対する加圧ローラー３２の滑り率γと加熱ローラー３１のニップＮＰでの接線速度ＶＮ１との積が加圧ローラー３２のニップＮＰでの接線速度ＶＮ２に等しい：γ×ＶＮ１＝ＶＮ２。したがって、滑り率γの設定値と式（１）の右辺との積を加圧ローラー３２の内部速度比α２として推定すればよい。
【００９６】
図１１の（ｂ）、（ｃ）の示すソフトローラー同士の組み合わせでは、加熱ローラー３１が駆動ローラーである場合の滑り率γと、加圧ローラー３２が駆動ローラーである場合の滑り率γ*とが互いに等しいという近似の下で式（４）が導出される。その他に各滑り率γ、γ*が、製造時の実験またはシミュレーション等によって得られた値に設定されてもよい。この場合、各設定値と両ローラー３１、３２の周速度の測定値ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ１*、ＶＣ２*とを式（２）、（３）に代入して両ローラー３１、３２間での内部速度比の比率α１／α２、α１*／α２*を求め、それらの相乗平均または相加平均を内部速度比の比率の推定値として算定してもよい。
【００９７】
（H）上記の実施形態による回転制御は定着部３０の加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とを対象とする。この回転制御はその他に、給送部１０の搬送ローラー対１２Ｆ、１２Ｒ、排紙ローラー４３等、ニップ搬送を行うローラー対全般を対象としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、ニップ搬送に利用される回転体の制御に関し、上記のとおり、一方の回転体を他方に従動させたときの各回転体の周速度から周速度とニップでの接線速度との間の関数関係を推定し、この関数関係を利用して両回転体を互いに独立に回転させたときの各回転体の周速度の測定値から各回転体の回転数の目標値を決定する。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１００  画像形成装置
１０    給送部
２０    作像部
３０    定着部
２００  シート搬送装置
３０Ｄ  定着部の駆動部
２１０  制御回路
２２１  第１駆動回路
２２２  第２駆動回路
２３０  回転速度実測部
２４１  測定部
２４２  推定部
２４３  決定部
２４４  記憶部
３１    加熱ローラー
３２    加圧ローラー
３３    第１周速度センサー
３４    第２周速度センサー
３５    第１伝達機構
３６    第２伝達機構
ＦＭ１  第１モーター
ＦＭ２  第２モーター
ＦＧＰ  各モーターに内蔵のエンコーダーの出力信号
Ｎｍｓ  各モーターの実際の回転数
ＶＣ１  加熱ローラーの周速度
ＶＣ２  加圧ローラーの周速度
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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