(57)【要約】【課題】画像形成装置において、記録紙に発生するカール量をより小さくするための実験を繰り返し実行することなく、記録紙に発生するカール量を小さくすること。【解決手段】レーザプリンタ１において画像形成された記録紙３に発生するカール量に影響を及ぼす、加熱ローラ４１の制御温度ＴHR（℃）、剥離角θ（°）、加圧ローラ４２の直径ＤPR（ｍｍ）、およびニップ部の幅ＷNIP（ｍｍ）、の各要因の設定値（または寸法値）を、次の式を満たすよう予め設計する。  １１９≦０．５５ＴHR−２．３６θ−１．５９ＤPR＋８．６２ＷNIP≦１３４  なお、「剥離角θ」とは、加熱ローラ４１の中心軸に直交する平面において、ニップ部７４の最下流点における、加熱ローラ４１の接線に対して記録紙３が排出される方向がなす角を云う。【選択図】図３
2005070773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤からなる可視像をＡ４サイズの記録紙上に形成する像形成手段と、
加熱ローラと弾性体層を備え前記加熱ローラに対して押圧される加圧ローラとを有し、
前記像形成手段により可視像が形成された記録紙が、前記加熱ローラと前記加圧ローラとの押圧部に形成され、前記押圧部で前記弾性体層が圧縮されることにより前記加圧ローラ表面が前記加熱ローラ表面の形状に倣うように変形する部分であるニップ部を、その記録紙の四辺のうち短い辺の一方を先頭として通過する際に、前記可視像を前記記録紙に熱定着させ、前記可視像が定着した記録紙を前記加熱ローラおよび前記加圧ローラによる回転によって搬送するよう構成された定着手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記加熱ローラの制御温度ＴHR（℃）、前記加熱ローラの中心軸に直交する平面において、前記ニップ部の最下流点における、前記加熱ローラの接線に対して記録紙が排出される方向がなす剥離角θ（°）、前記加圧ローラの直径ＤPR（ｍｍ）、および前記ニップ部における前記加熱ローラの中心軸に直交する方向の幅ＷNIP（ｍｍ）、との間には、次の関係式（１）が成立するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
関係式（１）：１１４≦０．５５ＴHR−２．３６θ−１．５９ＤPR＋８．６２ＷNIP≦１４４
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記記録紙に形成された可視像がトナーにて形成されている場合において、前記加熱ローラの表面温度を、前記トナーの軟化点よりも高い値に設定された制御目標値となるよう制御する制御手段と、
前記ニップ部を通過した前記記録紙を検出する記録紙検出部と、
を備え、
前記制御手段は、
さらに、連続印字時において、前記記録紙検出部からの出力信号に基づいて、所定枚数の記録紙が前記ニップ部を通過したと判断した場合には、前記制御目標値をより低い値に設定し直すこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記制御目標値をより低い値に設定し直した後に、前記記録紙検出部からの出力信号に基づいて所定枚数の記録紙が前記ニップ部を通過したと判断したときには、先に設定し直した制御目標値をより低い値に設定し直すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の画像形成装置において、
計時手段を備え、
前記制御手段は、
さらに、前記制御目標値をより低い値に設定し直した後に、前記計時手段からの出力信号に基づいて所定時間が経過したと判断した場合には、先に設定し直した制御目標値をさらにより低い値に設定し直すこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記記録紙に形成された可視像がトナーにて形成されている場合において、前記加熱ローラの表面温度を、前記トナーの軟化点よりも高い値に設定された制御目標値となるよう制御する制御手段と、
計時手段と、を備え、
前記制御手段は、
さらに、前記計時手段からの出力信号に基づいて連続印字を開始してから所定時間が経過したと判断した場合には、前記制御目標値をより低い値に設定し直すこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記計時手段からの出力信号に基づいて前記制御目標値をより低い値に設定し直した後に所定時間が経過したと判断した場合には、先に設定し直した制御目標値をより低い値に設定し直すことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザービームプリンタなど電子写真方式により記録紙に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、記録紙に画像を形成する画像形成装置として、例えばレーザービームプリンタの様に、電子写真方式により記録紙に画像を形成する画像形成装置が知られている。この電子写真方式とは、帯電手段によって一様に帯電させた感光体に、レーザービームを照射する光学機構（スキャナ）により、画像情報に応じた選択的な露光を行って静電潜像を形成し、その静電潜像を現像手段によって現像してトナー像を形成し、その後、転写部においてトナー像を担持する像担持体（感光体あるいは中間転写体）上のトナー像を記録紙に転写し、さらに、記録紙に転写したトナー像を、定着器における加熱ローラと加圧ローラとの間に形成されるニップ部を通過させながら熱定着させることにより、画像形成を行う方式である。
【０００３】
この種の画像形成装置においては、画像形成された記録紙にカールが発生することがある。このようにカールが発生した記録紙を排紙トレイに積載すると、カールが発生していない記録紙を排紙トレイに積載する場合に比べて、少ない枚数の記録紙によって排紙トレイが一杯になる。そのため、このような画像形成装置の中には、加熱ローラの中心軸に直交する平面において、加熱ローラと加圧ローラとの間に形成されるニップ部の最下流点における、加熱ローラの接線に対して記録紙が排出される方向がなす剥離角とトナーの軟化点との間の相関関係に着目し、記録紙に発生するカール量が小さくなるよう剥離角およびトナーの軟化点を設定しているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２５５７６８号公報（第６頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、記録紙にカールが発生する原因としては、上述の剥離角以外にも様々な要因が影響していると考えられ、上述のように記録紙に発生するカール量が小さくなるよう剥離角およびトナーの軟化点を設定したにもかかわらず、剥離角以外の要因によって記録紙にカールが発生することがあった。なお、記録紙に発生するカール量に影響を及ぼす要因の具体例としては、上述の剥離角以外に、トナーの種類や、記録紙に付着したトナーの量、加熱ローラの制御温度、加圧ローラのローラ径、加熱ローラと加圧ローラとが接触するニップ部の幅、記録紙の曲げ強さなどが挙げられる。このように様々な要因によって記録紙にカールが発生するため、画像形成装置の試作段階において、上述した剥離角など各要因の微調整と、記録紙に生じたカール量の測定を繰り返すことにより、記録紙に発生するカール量が小さくなるよう剥離角など各要因を設定していた。このため、莫大な工数とコストがかかるという問題があった。
【０００５】
なお、上述のような記録紙に発生するカール量をより小さくするための実験は、使用が予想されるトナーの種類や記録紙の種類ごとに行っておく必要がある。また、上述のような実験を行うことにより設計仕様を決定した後でも、設計仕様を変更する際には上述のような実験を再び行う必要がある。さらに、画像形成装置製造業者においては、新しい機種を設計するごとに上述のような実験を行う必要がある。以上のような場合には、さらに莫大な工数とコストがかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像形成装置において、記録紙に発生するカール量に影響を及ぼす要因が剥離角以外にも存在することに着目することにより、記録紙に発生するカール量をより小さくするための実験を繰り返し実行することなく、記録紙に発生するカール量を小さくする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る画像形成装置は、現像剤からなる可視像をＡ４サイズの記録紙上に形成する像形成手段と、加熱ローラと弾性体層を備え前記加熱ローラに対して押圧される加圧ローラとを有し、前記像形成手段により可視像が形成された記録紙が、前記加熱ローラと前記加圧ローラとの押圧部に形成され、前記押圧部で前記弾性体層が圧縮されることにより前記加圧ローラ表面が前記加熱ローラ表面の形状に倣うように変形する部分であるニップ部を、その記録紙の四辺のうち短い辺の一方を先頭として通過する際に、前記可視像を前記記録紙に熱定着させ、前記可視像が定着した記録紙を前記加熱ローラおよび前記加圧ローラによる回転によって搬送するよう構成された定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記加熱ローラの制御温度ＴHR（℃）、前記加熱ローラの中心軸に直交する平面において、前記ニップ部の最下流点における、前記加熱ローラの接線に対して記録紙が排出される方向がなす剥離角θ（°）、前記加圧ローラの直径ＤPR（ｍｍ）、および前記ニップ部における前記加熱ローラの中心軸に直交する方向の幅ＷNIP（ｍｍ）、との間には、次の関係式（１）が成立するよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
関係式（１）：１１４≦０．５５ＴHR−２．３６θ−１．５９ＤPR＋８．６２ＷNIP≦１４４
なお、上述の関係式（１）については、後述する「発明を実施するための最良の形態」欄において詳細に説明するのでここでは詳細な説明は省略する。
【０００９】
従来は、画像形成装置の試作段階において、上述した剥離角など記録紙に発生するカール量に影響を及ぼす要因の微調整と、記録紙に発生したカール量の測定を繰り返すことにより、記録紙に発生するカール量が小さくなるよう剥離角など各要因を設定していた。これに対して本発明によれば、記録紙に発生するカール量に影響を及ぼす加熱ローラの制御温度ＴHR（℃）、剥離角θ（°）、加圧ローラの直径ＤPR（ｍｍ）、およびニップ部の幅ＷNIP（ｍｍ）、の関係式（１）を利用して各要因の設定値を予め適切に設定することができるので、記録紙に発生するカール量をより小さくするための実験を繰り返し実行することなく、記録紙に発生するカール量を小さくすることができる。
【００１０】
なお、加熱ローラの制御温度ＴHR（℃）、剥離角θ（°）、加圧ローラの直径ＤPR（ｍｍ）、およびニップ幅ＷNIP（ｍｍ）、との間には、次の関係式（２）が成立することがより好ましい。
【００１１】
関係式（２）：１１９≦０．５５ＴHR−２．３６θ−１．５９ＤPR＋８．６２ＷNIP≦１３４
なお、上述の関係式（２）については、関係式（１）と同様に、後述する「発明を実施するための最良の形態」欄において詳細に説明するのでここでは詳細な説明は省略する。
【００１２】
このようにすれば、加熱ローラの制御温度ＴHR（℃）、剥離角θ（°）、加圧ローラの直径ＤPR（ｍｍ）、およびニップ幅ＷNIP（ｍｍ）、との間に関係式（１）が成立するよう設定する場合に比べて、記録紙に発生するカール量のばらつきを小さくすることができる。
【００１３】
ところで、記録紙に形成された可視像がトナーにて形成されている場合において、トナー像を記録紙に熱定着させるには、記録紙がニップ部に搬送されるまでに加熱ローラの表面温度をトナーの軟化点まで上昇させる必要がある。そこで、加熱ローラの表面温度の目標値をトナーの軟化点よりも若干高めに設定することにより、記録紙がニップ部に搬送されるまでに、加熱ローラの表面温度をトナーの軟化点よりも高くする手法が一般的に採用されている。しかし、このような手法においては、加熱ローラの表面温度と加圧ローラの表面温度との間の温度差が大きくなり、ニップ部を通過した記録紙にはカールが発生するおそれがある。なお、加熱ローラの表面温度と加圧ローラの表面温度との間の温度差が大きいほど、その記録紙に発生するカール量が大きくなる傾向にある。また、記録紙がニップ部に存在しない間には、加熱ローラと加圧ローラとが接触しながら回転するので、加熱ローラの熱が加圧ローラに移り、加熱ローラの表面温度と加圧ローラの表面温度との間の温度差が小さくなるが、連続印字時には、加熱ローラと加圧ローラとの間に記録紙が存在する時間が長いため、加熱ローラの熱が加圧ローラに移りにくく、加熱ローラの表面温度と加圧ローラの表面温度との間の温度差が小さくなりにくい。
【００１４】
そこで、（イ）連続印字時において、所定枚数の記録紙がニップ部を通過した際には、加熱ローラの表面温度の目標値を下げることが考えられる。具体的には、請求項２のように、記録紙に形成された可視像がトナーにて形成されている場合において、加熱ローラの表面温度を、トナーの軟化点よりも高い値に設定された制御目標値となるよう制御する制御手段と、ニップ部を通過した記録紙を検出する記録紙検出部と、を備え、この制御手段は、さらに、連続印字時において、記録紙検出部からの出力信号に基づいて、所定枚数の記録紙が前記ニップ部を通過したと判断した場合には、制御目標値をより低い値に設定し直すことが考えられる。一例を挙げると、印刷を開始してから５枚の記録紙がニップ部を通過した際に加熱ローラの表面温度の目標値を２００℃から１９５℃に下げるといった具合である。なお、上述の「所定枚数」は、実験等により予め設定すればよい。このようにすれば、連続印字時において加熱ローラの熱が加圧ローラに移りにくくても、加熱ローラの表面温度と加圧ローラの表面温度との間の温度差を小さくできるので、ニップ部を通過する記録紙に発生するカール量をより小さく抑えることができる。また、加熱ローラの表面温度を一定に保つ場合に比べて、加熱ローラによる消費電力を、温度を下げる分低減することができる。
【００１５】
この場合、加熱ローラの表面温度の目標値を多段階にて下げるようにしてもよい。具体的には、（イー１）制御手段が、制御目標値をより低い値に設定し直した後に、記録紙検出部からの出力信号に基づいて所定枚数の記録紙がニップ部を通過したと判断したときには、先に設定し直した制御目標値をより低い値に設定し直すことが考えられる（請求項３）。一例を挙げると、印刷を開始してから５枚の記録紙がニップ部を通過した際に加熱ローラの表面温度の目標値を２００℃から１９５℃に下げ、その後印刷を開始してから３０枚の記録紙がニップ部を通過した際に加熱ローラの表面温度の目標値をさらに１９５℃から１９０℃に下げるといった具合である。また、（イ−２）計時手段を備え、制御手段が、さらに、制御目標値をより低い値に設定し直した後に、計時手段からの出力信号に基づいて所定時間が経過したと判断した場合には、先に設定し直した制御目標値をさらにより低い値に設定し直すことが考えられる（請求項４）。一例を挙げると、印刷を開始してから５枚の記録紙がニップ部を通過した際に加熱ローラの表面温度の目標値を２００℃から１９５℃に下げ、その後３分経過後に加熱ローラの表面温度の目標値をさらに１９５℃から１９０℃に下げるといった具合である。なお、上述の「所定時間」は、実験等により予め設定すればよい。このように加熱ローラの表面温度の目標値を多段階にて下げることにより、加熱ローラの表面温度の目標値を一度下げる場合に比べて、加熱ローラによる消費電力をさらに低減することができる。
【００１６】
また、（ロ）連続印字時において、印字開始から所定時間経過後に、加熱ローラの表面温度の目標値を下げることが考えられる。具体的には、請求項５のように、記録紙に形成された可視像がトナーにて形成されている場合において、加熱ローラの表面温度を、トナーの軟化点よりも高い値に設定された制御目標値となるよう制御する制御手段と、計時手段と、を備え、この制御手段は、さらに、計時手段からの出力信号に基づいて、連続印字を開始してから所定時間が経過したと判断した場合には、制御目標値をより低い値に設定し直すことが考えられる。一例を挙げると、印刷を開始してから１分経過後に、加熱ローラの表面温度の目標値を２００℃から１９５℃に下げるといった具合である。なお、上述の「所定時間」は、実験等により予め設定すればよい。このようにしても同様に、連続印字時において加熱ローラの熱が加圧ローラに移りにくくても、加熱ローラの表面温度と加圧ローラの表面温度との間の温度差を小さくできるので、ニップ部を通過する記録紙に発生するカール量をより小さく抑えることができる。また、加熱ローラの表面温度を一定に保つ場合に比べて、加熱ローラによる消費電力を、温度を下げる分低減することができる。
【００１７】
この場合、加熱ローラの表面温度の目標値を多段階にて下げるようにしてもよい。具体的には、（ロ−１）制御手段が、計時手段からの出力信号に基づいて制御目標値をより低い値に設定し直した後に所定時間が経過したと判断した場合には、先に設定し直した制御目標値をより低い値に設定し直すことが考えられる（請求項６）。一例を挙げると、印刷を開始してから１分経過後に、加熱ローラの表面温度の目標値を２００℃から１９５℃に下げ、その後３分経過後に、加熱ローラの表面温度の目標値をさらに１９５℃から１９０℃に下げるといった具合である。このように加熱ローラの表面温度の目標値を多段階にて下げることにより、加熱ローラの表面温度の目標値を一度下げる場合に比べて、加熱ローラによる消費電力をさらに低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうることは言うまでもない。
【００１９】
図１は、本発明が適用された画像形成装置としてのレーザプリンタ１の構成を表す概略斜視図である。また、図２は、レーザプリンタ１の概略断面図であり、図３は、レーザプリンタ１の定着器を示す説明図であり、図４（ａ）は、カールしていない記録紙を積載した状態を示す説明図であり、図４（ｂ）は筒カールした記録紙を積載した状態を示す説明図であり、図４（ｃ）は順カールした記録紙を積載した状態を示す説明図（１）である。
【００２０】
［レーザプリンタ１の構成の説明］
本実施例のレーザプリンタ１は、Ａ４サイズ（短辺２１０ｍｍ×長辺２９７ｍｍ）の記録紙を、その短辺を先頭にして送りつつ、このＡ４用紙に画像形成可能に構成されており、図１に示すように、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着され、記録紙３を積層して収納するための給紙トレイ６と、マルチパーパストレイ１４と、レーザプリンタ１により画像形成された記録紙３を、前記先頭の短辺を図中の手前側として載置し保持する排紙トレイ４６と、レーザプリンタ１の状態を表示する表示部６０と、レーザプリンタ１の動作設定等を行う操作部６１と、レーザプリンタ１のメインスイッチである電源スイッチ６３と、を備える。なお、以降、このレーザプリンタ１において、マルチパーパストレイ１４が本体ケーシング２に取り付けられている側（図１で手前側）を「前部」とし、同じくマルチパーパストレイ１４が本体ケーシング２に取り付けられている側とは反対側を「後部」とする。また、マルチパーパストレイ１４側から見たレーザプリンタ１の右側、左側をそれぞれ「右部」、「左部」とする。また、このレーザプリンタ１は、図２に示すように、本体ケーシング２内に、記録紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された記録紙３に所定の画像を形成するための画像形成部７０などを備える。
【００２１】
フィーダ部４は、上述の給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７と、給紙トレイ６の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パット９と、給紙ローラ８に対し記録紙３の搬送方向の下流側に設けられた紙粉取りローラ１０，１１と、紙粉取りローラ１０，１１に対し記録紙３の搬送方向の下流側に設けられたレジストローラ１２と、を備える。
【００２２】
用紙押圧板７は、給紙ローラ８に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、その裏側から図示しないバネによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板７は、記録紙３の積層量が増えるに従って、給紙ローラ８に対して遠い方の端部を支点として、バネの付勢力に抗して下向きに揺動される。
【００２３】
給紙ローラ８および給紙パット９は、互いに対向するように配設されており、給紙パット９は、自身（給紙パット９）の裏側に配設されたバネ１３により、給紙ローラ８側に押圧されている。用紙押圧板７上の最上位にある記録紙３は、用紙押圧板７の裏側から上述のバネにより給紙ローラ８に向かって押圧され、その給紙ローラ８の回転によって給紙ローラ８及び給紙パット９の間に挟まれた後、１枚毎に給紙される。
【００２４】
給紙された記録紙３は、紙粉取りローラ１０，１１によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、一対のローラから構成されており、記録紙３を所定のレジスト後に、画像形成部７０に送る。
【００２５】
このフィーダ部４は、更に、マルチパーパストレイ１４と、マルチパーパストレイ１４上に積層される記録紙３を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ１５およびマルチパーパス側給紙パット２５とを備えている。マルチパーパス側給紙ローラ１５およびマルチパーパス側給紙パット２５は、互いに対向して配設されており、マルチパーパス側給紙パット２５は、マルチパーパス側給紙パット２５の裏側に配設されるバネ２５ａによって、マルチパーパス側給紙ローラ１５に向かって押圧される。
【００２６】
そして、マルチパーパストレイ１４上に積層された記録紙３は、マルチパーパス側給紙ローラ１５の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ１５とマルチパーパス側給紙パット２５とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。
【００２７】
［画像形成部７０の構成の説明］
次に、画像形成部７０について説明する。本実施例の画像形成部７０は、スキャナユニット１６、像形成手段としてのプロセスユニット１７、定着手段としての定着器１８などを備える。
【００２８】
［スキャナユニット１６の構成の説明］
このうち、スキャナユニット１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられており、レーザ発光部（図示せず）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを備える。このスキャナユニット１６は、レーザ発光部から発光されるレーザビームを、一点鎖線で示すように、ポリゴンミラー１９、レンズ２０、反射鏡２２、反射鏡２３、レンズ２１、反射鏡２４の順に通過あるいは反射させて、後述するプロセスユニット１７の感光体としての感光ドラム２７の表面に照射する。
【００２９】
［プロセスユニット１７の構成の説明］
一方、プロセスユニット１７は、スキャナユニット１６の下方に配設されており、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ２６内に、感光ドラム２７、現像カートリッジ２８、スコロトロン型帯電器２９、転写ローラ３０、クリーニングローラ５１を備える。
【００３０】
このうち現像カートリッジ２８は、ドラムカートリッジ２６に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーボックス３４などを備える。トナーボックス３４内には、スチレン・アクリル共重合体であるトナーが充填されており、このトナーは、トナーボックス３４の中心に設けられた回転軸３５に支持されるアジテータ３６の回転により攪拌されて、トナーボックス３４の側部に開口されたトナー供給口３７から放出される。なお、トナーボックス３４の側壁には、トナーの残量検知用の窓３８が設けられており、回転軸３５に支持されたクリーナ３９によって清掃される。
【００３１】
また、トナー供給口３７の側方位置には、供給ローラ３３が矢印方向（反時計方向）に回転可能に配設されており、現像ローラ３１は、この供給ローラ３３に圧接された状態で、矢印方向（反時計方向）に回転可能に配設されている。
【００３２】
なお、供給ローラ３３には、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されている。また、現像ローラ３１には、金属製のローラ軸に、磁気特性を持たない導電性のゴム材料からなるローラが被覆されている。より具体的に説明すると、現像ローラ３１のローラ部は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素含有のウレタンゴムまたはシリコンゴムのコート層が被覆された構成にされている。このように構成された現像ローラ３１には、現像バイアスが印加される。
【００３３】
また現像ローラ３１の近傍には、層厚規制ブレード３２が配設されている。この層厚規制ブレード３２は、金属の板バネ材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコンゴムからなる断面半円形状のブレード押圧部を備えており、現像ローラ３１の近くにおいて現像カートリッジ２８に支持されている。この状態で、ブレード押圧部は、ブレード本体の弾性力によって現像ローラ３１上に圧接される。
【００３４】
ところで、トナー供給口３７から放出されるトナーは、供給ローラ３３の回転により、現像ローラ３１に供給され、この時、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。また、現像ローラ３１に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２のブレード押圧部と現像ローラ３１との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。
【００３５】
一方、感光ドラム２７は、現像ローラ３１の側方位置において、その現像ローラ３１と対向した状態で矢印方向（時計方向）に回転可能に配設されている。この感光ドラム２７は、表面部分に、ポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層を備えており、図示しないメインモータからの動力によって回転駆動される。
【００３６】
また、スコロトロン型帯電器２９は、感光ドラム２７の上方で、感光ドラム２７とは所定の間隔を隔てて配設されている。このスコロトロン型帯電器２９は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させる。
【００３７】
すなわち、感光ドラム２７の表面は、その感光ドラム２７の回転に伴い、まず、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電される。その後、感光ドラム２７は、スキャナユニット１６からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより感光ドラム２７の表面には、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００３８】
一方、現像ローラ３１の回転により現像ローラ３１に担持されかつ正帯電されたトナーは、感光ドラム２７に対向して接触する際に、感光ドラム２７の表面上に形成された静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２７の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより静電潜像は、可視像化される。
【００３９】
また、転写ローラ３０は、感光ドラム２７の下方において、この感光ドラム２７に対向するように配置され、矢印方向（反時計方向）に回転可能に支持されている。この転写ローラ３０には、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス（転写順バイアス）が印加される。そのため、感光ドラム２７の表面上に担持された可視像は、記録紙３が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間を通る間に記録紙３に転写される。
【００４０】
［定着器１８の構成の説明］
ところで、定着器１８は、プロセスユニット１７の側方下流側に配設されており、金属製の加熱ローラ４１、加熱ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２、これら加熱ローラ４１及び加圧ローラ４２の下流側に設けられた一対の搬送ローラ４３などを備える。
【００４１】
このうち加熱ローラ４１は、加熱するためのハロゲンランプを備えている。一方、加圧ローラ４２は、その表面に弾性体層を備えている。そして、図３に示すように、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との押圧部７２には、その押圧部７２で加圧ローラ４２の弾性体層が圧縮されることにより加圧ローラ４２の表面が加熱ローラ４１の表面の形状に倣うように変形する部分であるニップ部７４が形成される。このニップ部７４においては、プロセスユニット１７において記録紙３上に転写されたトナーを、記録紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させる。そして、熱定着処理が施された記録紙３は、搬送ローラ４３によって排紙パス４４に搬送される。また、搬送ローラ４３の隣には、定着器１８から搬送される記録紙３を検出するための用紙センサ７６が設けられている。なお、この用紙センサ７６は、記録紙検出手段に該当する。そして、排紙パス４４に送られた記録紙３は、排紙ローラ４５に送られて、排紙トレイ４６上に排紙される。なお、排紙トレイ４６に排紙された記録紙３にカールが発生することがある。なお、このようなカールとしては、（イ）記録紙３の四辺のうち、記録紙３の搬送方向に沿った一対の辺が上方に持ち上がり、記録紙３が筒状になった状態である「筒カール」（図４（ｂ）を参照。）や、（ロ）搬送される記録紙３の先頭部分が下方に垂れ下がるようにカールした状態である「順カール」（図４（ｃ）を参照。）などが挙げられる。
【００４２】
［その他構成の説明］
さて、このレーザプリンタ１には、記録紙３の両面に画像を形成するための反転搬送部４７が設けられている。この反転搬送部４７は、排紙ローラ４５と、反転搬送パス４８と、フラッパ４９と、複数の反転搬送ローラ５０とを備える。
【００４３】
このうち、排紙ローラ４５は、一対のローラからなり、正回転および逆回転の切り換えができるように構成されている。この排紙ローラ４５は、排紙トレイ４６上に記録紙３を排紙する場合正方向に回転するが、記録紙３を反転させる場合には、一旦正方向に回転した後逆方向に回転する。
【００４４】
また、反転搬送パス４８は、排紙ローラ４５から画像形成部７０の下方に配設される複数の反転搬送ローラ５０まで記録紙３を搬送することができるように、上下方向に沿って設けられており、その上流側端部が排紙ローラ４５の近くに配置され、その下流側端部が、反転搬送ローラ５０の近くに配置されている。
【００４５】
さらに、フラッパ４９は、排紙パス４４と反転搬送パス４８との分岐部分に揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁または非励磁により、排紙ローラ４５によって反転された記録紙３の搬送方向を、排紙パス４４に向かう方向から、反転搬送パス４８に向かう方向に切り換える。
【００４６】
また、反転搬送ローラ５０は、給紙トレイ６の上方において、略水平方向に複数設けられており、最も上流側の反転搬送ローラ５０は、反転搬送パス４８の後端部の近くに配置され、最も下流側の反転搬送ローラ５０は、レジストローラ１２の下方に配置されている。
【００４７】
［レーザプリンタ１の制御系の説明］
次に、レーザプリンタ１の制御系を図５のブロック図を参照しながら説明する。この制御系では、図５に示すように、給紙制御、帯電バイアス制御部、現像駆動制御部、現像バイアス制御部、転写バイアス制御部、トナークリーニングバイアス制御部および熱定着制御部がＣＰＵ４０１に接続されている。
【００４８】
このＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４１１およびＲＯＭ４１２を備えており、各部の制御を実行する。また、ＲＡＭ４１１には、各部を駆動制御するための一時的な数値が格納される。さらに、ＲＯＭ１１２には、給紙制御部などの各制御部を制御するための、メイン駆動制御プログラムなどの各種の制御プログラムが格納されている。
【００４９】
そして、本実施例のレーザプリンタ１では、ＣＰＵ４０１がメイン駆動制御プログラムを実行することにより、給紙制御部などの各制御部を制御し、給紙制御、帯電バイアス制御、現像駆動制御、現像バイアス制御、転写バイアス制御、トナークリーニングバイアス制御および熱定着制御を実行する。
【００５０】
なお、本実施例のレーザプリンタ１のその他の構成は、公知技術に従っているので、詳細な説明は省略する。
［カール量測定実験の説明］
次に、記録紙３に発生するカール量を測定する実験について、図３，４を参照して説明する。本出願人は、記録紙３に発生するカール量に影響を及ぼすと想定される要因のうちその設定値や寸法値を調整可能なものを挙げ、これらの要因の設定値を次に挙げる範囲内で個別に変化させ、設定ごとに２００枚の記録紙３の裏面へ印字率４％にて片面連続印字し、積み上げた２００枚の記録紙３に発生するカール量ΔｄCURLを測定する実験を行った。なお、記録紙３には、Ｍｏｄｏ社製「ＤａｔａＣｏｐｙ」（Ａ４サイズ８０ｇ記録紙）を使用した。また、実験場所の温度は２３℃であり、湿度は６０％であった。また、上述の各要因とその設置値（または寸法値）の変更範囲は次の通りである。
【００５１】
・加熱ローラ４１の制御温度ＴHR（℃）：１５５℃〜２２５℃
・剥離角θ（°）：−１０．３°〜１．７°
・加圧ローラ４２の直径ＤPR（ｍｍ）：２５ｍｍ〜３５ｍｍ
・ニップ部の幅ＷNIP（ｍｍ）：６．３ｍｍ〜７．８ｍｍ
なお、上述の「剥離角θ」とは、図３に示すように、加熱ローラ４１の中心軸に直交する平面において、ニップ部７４の最下流点における、加熱ローラ４１の接線に対して記録紙３が排出される方向がなす角を云う。
【００５２】
また、本実施例では、上述のカール量ΔｄCURLを次のように定義している。すなわち、上述のように連続印字した後に、机などに積み上げた２００枚の記録紙３の四隅のうち、記録紙３が搬送される際に先頭となる隅の一つにおける、机など設置面からの高さをｄCURL1（ｍｍ）とする。以下、他の隅を反時計回りに、ｄCURL2（ｍｍ）、ｄCURL3（ｍｍ）、およびｄCURL4（ｍｍ）とする（図４（ｂ）を参照。）。なお、積み上げた記録紙３にカールが発生していなかった場合における設置面からの高さを基準高さとしており、本実施例では３０ｍｍである（図４（ａ）を参照。）。
そして、式（１）のように、積み上げた記録紙３の四隅それぞれの高さから基準高さを引いた値を、各隅におけるカール量ΔｄCURLnとする。ただし、ｎは１〜４の自然数とする。
【００５３】
ΔｄCURLn＝ｄCURLn−３０・・・（１）
そして、式（１）にて算出した各隅のカール量ΔｄCURLnの平均値ΔｄCURLを、式（２）を用いて算出する。
【００５４】
ΔｄCURL＝（ΔｄCURL1＋ΔｄCURL2＋ΔｄCURL3＋ΔｄCURL4）／４・・・（２）
ここで、記録紙３に「筒カール」が発生している場合には、カール量ΔｄCURLの値が正となる。一方、記録紙３に「順カール」が発生している場合には、カール量ΔｄCURLの値が負となる。そして、排紙トレイ４６に記録紙３を蓄積する際の積載性や、印字された記録紙３の取り扱い易さなど実用面での観点から、カール量ΔｄCURLが次の式（３）を満たすことが望ましい。
【００５５】
−５≦ΔｄCURL≦１０・・・（３）
さて、カール量測定実験の結果に基づいて多変量解析法の重回帰分析を行うことにより各要因に対する回帰係数を算出し、次のような重回帰式（４）を導いた。
【００５６】
ΔｄCURL＝０．５５ＴHR−２．３６θ−１．５９ＤPR＋８．６２ＷNIP−１２４・・・（４）
なお、重回帰式とは、複数の変数を用いた一次式のことであり、次のような式（５）で表される。
【００５７】
ｙ＝ａ1 ｘ1 ＋ａ2 ｘ2 ＋・・・＋ａP ｘP ＋ａ0 ・・・（５）
ここで、ｙに相当する部分が「目的変数」であり、ｘ1 ，ｘ2 ，・・・，ｘP に相当する部分が「説明変数」であり、ａ0 に相当する部分が「定数項」であり、ａ1 ，ａ2 ，・・・，ａP に相当する部分が「回帰係数」である。
【００５８】
この場合、式（３）および式（４）より、次の式（６）が導かれる。なお、この式（６）は、特許請求の範囲における関係式（２）に相当する。
１１９≦０．５５ＴHR−２．３６θ−１．５９ＤPR＋８．６２ＷNIP≦１３４・・・（６）
そして、本実施例では、式（６）を満たすよう各部の構成を次のように設定している。
【００５９】
・加熱ローラ４１の制御温度ＴHR：１９０℃
・剥離角θ：１．０°
・加圧ローラ４２の直径ＤPR：３０ｍｍ
・ニップ部の幅ＷNIP：７．５ｍｍ
［印刷処理の説明］
次に、レーザプリンタ１の制御系が実行する印刷処理について、図１，２，６を参照しながら説明する。なお、図６は、レーザプリンタ１の制御系が実行する、加熱ローラの温度制御処理を示す説明図である。
【００６０】
まず、給紙トレイ６に積層された記録紙３を給紙する場合には、印刷処理が開始されると、給紙制御を実行する。具体的には、メインモータが、給紙ローラ８を所定のタイミングおよび所定の方向にて回転させる。給紙ローラ８が回転すると、給紙トレイ６の最上位にある記録紙３が、給紙ローラ８および給紙パッド９により１枚毎に給紙トレイ６から取り出される。ここで、プロセスユニット１７にて可視像を転写された記録紙３が定着部１８に送られるまでに、加熱ローラ４１の表面温度が、制御温度ＴHRよりも若干高めに設定された制御目標値となるよう加熱ローラ４１のハロゲンランプを加熱させる。なお、本実施例では、印字開始時における制御目標値を２００℃に設定している。また、印刷開始時（時刻Ｔ0）から画像形成開始時（時刻Ｔ1）までの間における加熱ローラ４１の温度制御処理については、公知技術に従っているので詳細な説明は省略する。
【００６１】
引き続き給紙ローラ８が回転すると記録紙３が搬送され、この記録紙３は、紙粉取りローラ１０，１１によって紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２に送られた記録紙３は、所定のレジスト後にレジストローラ１２の回転により画像形成部７０に送られる。
【００６２】
続いて、現像駆動制御を実行する。具体的には、画像形成部７０では、メインモータが、感光ドラム２７を所定の方向に回転させる。
続いて、帯電バイアス制御を実行する。具体的には、スキャナユニット１６が、図示しないレーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームを、ポリゴンミラー１９、レンズ２０、反射鏡２２、反射鏡２３、レンズ２１、反射鏡２４の順に通過あるいは反射させて、プロセスユニット１７の感光体ドラム２７の表面上に高速走査にて照射する。すると、画像データに基づく静電潜像が感光ドラム２７に形成される。
【００６３】
続いて、現像バイアス制御、および転写バイアス制御を実行する。具体的には、引き続き感光ベルト２０が移動すると、現像カートリッジ２８から供給されるトナーにより、回転する感光体ドラム２７における静電潜像が形成された部分にトナーが付着し、静電潜像に基づく可視像が感光ドラム２７上に形成される。
【００６４】
一方、給紙ローラ８によって搬送された記録紙３は、感光ドラム２７に可視像が形成されると、回転するレジストローラ１２により転写位置Ｐに搬送される（図６の時刻Ｔ1）。転写位置Ｐに搬送された記録紙３は、感光体ドラム２７と転写ローラ３０の間を通る。このとき、記録紙３が転写ローラ３０によって感光体ドラム２７に押し付けられ、感光体ドラム２７の上に形成された可視像が記録紙３に転写される。可視像が転写された記録紙３は定着部１８に送られる。なお、この可視像の転写は、転写バイアス制御に相当する。
【００６５】
なお、可視像を記録紙３に転写した後の感光体ドラム２７の表面は、クリーニングローラ５０によりクリーニングされる。なお、このクリーニングは、トナークリーニングバイアス制御に相当する。
【００６６】
続いて、熱定着制御を実行する。具体的には、まず、印刷処理を開始してから加熱ローラ４１のハロゲンランプを加熱させることにより、加熱ローラ４１の表面温度が、記録紙３が定着器１８に送られるまでに、制御目標値の初期設定値である２００℃付近となっている（図６の「熱定着開始時」を参照）。そして、定着器１８に送られた記録紙３は、回転する加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との押圧部７２に形成されるニップ部７４を通過し、これら加熱ローラ４１および加圧ローラ４２によって可視像が記録紙３に熱定着される。この際、加熱ローラ４１の表面温度が、記録紙３に熱が奪われて低下し（図６の「熱定着終了時」を参照）、再び上昇する。なお連続印字時には、加熱ローラ４１の表面温度がこのような温度の上昇および下降を繰り返す。さらに、熱定着処理が施された記録紙３は、搬送ローラ４３によって排紙パス４４に搬送される。そして、排紙パス４４に送られた記録紙３は、排紙ローラ４５に送られて、排紙トレイ４６上に排紙される。
【００６７】
また両面印刷を行う場合には、一方の面に画像が形成された記録紙３が搬送ローラ４３によって排紙パス４４から排紙ローラ４５に送られてくると、排紙ローラ４５は、記録紙３を挟んだ状態で正回転して、この記録紙３を一旦外側（排紙トレイ４６側）に向けて搬送し、記録紙３の大部分が外側に送られ、記録紙３の後端が排紙ローラ４５に挟まれた時、正回転を停止し逆回転する。このとき、フラッパ４９は、記録紙３が反転搬送パス４８に搬送されるように、搬送方向を切り換えて、記録紙３を前後逆向きの状態で反転搬送パス４８に搬送する。なお、フラッパ４９は、記録紙３の搬送が終了すると、元の状態に切り換えられる。次いで、反転搬送パス４８に逆向きに搬送された記録紙３は、反転搬送ローラ５０に搬送され、この反転搬送ローラ５０からレジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２に搬送された記録紙３は、裏返しの状態で、再び、所定のレジスト後に、画像形成部７０に向けて送られ、これによって、記録紙３の両面に所定の画像が形成される。
【００６８】
［加熱ローラ４１の温度制御処理の説明］
次に、レーザプリンタ１の制御系が実行する、片面連続印字時における加熱ローラ４１の温度制御処理について、図６を参照しながら説明する。
【００６９】
レーザプリンタ１において片面連続印字を行う場合には、上述のような印刷処理を所定間隔にて繰り返し実行する。この場合、印字開始初期においては、加熱ローラ４１の表面温度と加圧ローラ４２の表面温度との温度差が大きく、可視像が記録紙３に定着する強度が弱いため、制御目標値の初期設定値を制御温度ＴHRよりも若干高めに設定することにより充分な定着強度を確保している。しかし、加熱ローラ４１の表面温度と加圧ローラ４２の表面温度との温度差が小さくなり、可視像が記録紙３に定着する強度が強くなった際に、加圧ローラ４２の表面温度を高く維持すると、記録紙３に発生するカール量が大きくなる傾向がある。そこで、印字開始後に、制御目標値を初期設定値よりも下方の値に再設定している。具体的には、連続印字が開始されると、用紙センサ７６からの出力信号に基づいて、連続印字された記録紙３の枚数を数え始める。そして、図６に示すように、印字開始から５枚連続印字したときに制御目標値を２００℃から１９５℃に再設定する（図６の時刻Ｔ2）。このとき、制御目標値を再設定した場合に、計時手段としてのＣＰＵ４０１が計時を開始する。さらに、制御目標値を再設定してから３分経過したときに制御目標値を１９５℃から１９０℃に再設定する（図６の時刻Ｔ3）。
【００７０】
［効果］
このような本実施例のレーザプリンタ１によれば、次のような効果を奏する。すなわち、従来は、レーザプリンタの試作段階において、剥離角θなど記録紙３に発生するカール量に影響を及ぼす要因の微調整と、記録紙３に発生したカール量の測定を繰り返すことにより、記録紙３に発生するカール量が小さくなるよう剥離角θなど各要因を設定していた。これに対して本実施例のレーザプリンタ１によれば、記録紙３に発生するカール量に影響を及ぼす加熱ローラ４１の制御温度ＴHR（℃）、剥離角θ（°）、加圧ローラ４２の直径ＤPR（ｍｍ）、およびニップ部の幅ＷNIP（ｍｍ）、の各要因の設定値（または寸法値）を式（６）を満たすよう予め設定することができるので、記録紙３に発生するカール量をより小さくするための実験を繰り返し実行することなく、記録紙３に発生するカール量を小さくすることができる。
【００７１】
また、印字開始から所定枚数を連続印字したときに、制御目標値を初期設定値よりも下方の値に再設定しているので、記録紙３に発生するカール量を小さく抑え、且つ可視像が記録紙３に定着する強度を充分に確保することができる。また、制御目標値を初期設定値に維持する場合に比べて、加熱ローラ４１による消費電力を、温度を下げる分低減することができる。
【００７２】
［別実施例］
（１）上記実施例では、本発明をレーザプリンタ１に適用したが、これには限られず、例えばカラーレーザプリンタやトナージェット方式のプリンタのように、記録紙上に形成されたトナー像を熱定着させる構成を有する画像形成装置であれば、本発明を適用してもよい。
【００７３】
（２）上記実施例では、排紙トレイ４６に記録紙を蓄積する際の積載性や、印字された記録紙の取り扱い易さなど実用面での観点より、カール量ΔｄCURLが式（３）を満たすことと規定しているが、これには限られず、本体ケーシング２内における定着器１８の配置の制約や、排紙トレイ４６における記録紙３の積載量などの設計条件によっては許容範囲を広げ、カール量ΔｄCURLが次の式（６）を満たすよう規定してもよい。
−１０≦ΔｄCURL≦２０・・・（６）
この場合、式（４）および式（６）より、式（７）が導かれる。なお、この式（７）は、特許請求の範囲における関係式（１）に相当する。
【００７４】
１１４≦０．５５ＴHR−２．３６θ−１．５９ＤPR＋８．６２ＷNIP≦１４４・・・式（７）
このようにしても、上記実施例と同様の作用効果を奏する。
【００７５】
（３）上記実施例では、連続印字時において、印字開始から５枚連続印字したときに制御目標値を２００℃から１９５℃に再設定し、さらに、制御目標値を再設定してから３分経過したときに制御目標値を１９５℃から１９０℃に再設定しているが、これには限られず、記録紙３に発生するカール量を小さく抑え、且つ可視像が記録紙３に定着する強度を充分に確保することができるよう、制御目標値を切り替える時期、回数、およびその場合の制御目標値を実験等により様々に設定してもよい。例えば、制御目標値を切り替える時期を、一回目が印字開始から１０枚連続印字したとき、および二回目が印字開始から５０枚連続印字したときとすることや、制御目標値を切り替える時期を、３回以上の多段階にすることなどが考えられる。このようにしても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
【００７６】
（４）また、印字開始からの経過時間により、制御目標値を初期設定値よりも下方の値に再設定してもよい。一例を挙げると、用紙センサ７６からの出力信号に基づいて、連続印字における１枚目の記録紙４が定着器１８から搬送されたことを検出した場合に、計時手段としてのＣＰＵ４０１が計時を開始し、印字開始から１分経過したときに制御目標値を２００℃から１９５℃に再設定し、さらに、印字開始から３分経過したときに制御目標値を１９５℃から１９０℃に再設定するといった具合である。このようにしても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施例のレーザプリンタの構成を表す概略斜視図である。
【図２】実施例のレーザプリンタの構成を表す概略断面図である。
【図３】実施例のレーザプリンタの定着器を示す説明図である。
【図４】（ａ）はカールしていない記録紙を積載した状態を示す説明図であり、（ｂ）は筒カールした記録紙を積載した状態を示す説明図であり、（ｃ）は順カールした記録紙を積載した状態を示す説明図（１）である。
【図５】実施例のレーザプリンタの制御系のブロック図である。
【図６】実施例のレーザプリンタの制御系が実行する、加熱ローラの温度制御処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…レーザプリンタ、２…本体ケーシング、４…フィーダ部、６…給紙トレイ、７…用紙押圧板、８…給紙ローラ、１０，１１…紙粉取りローラ、１２…レジストローラ、１６…スキャナユニット、１７…プロセスユニット、１８…定着器、２６…ドラムカートリッジ、２７…感光ドラム、２８…現像カートリッジ、２９…スコロトロン型帯電器、３０…転写ローラ、３１…現像ローラ、３２…層厚規制ブレード、３３…供給ローラ、３４…トナーボックス、３６…アジテータ、３７…トナー供給口、４１…加熱ローラ、４２…加圧ローラ、４３…搬送ローラ、４４…排紙パス、４５…排紙ローラ、４６…排紙トレイ、５１ａ，５１ｂ…クリーニングローラ、７０…画像形成部、７２…押圧部、７４…ニップ部、７６…用紙センサ
【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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