(57)【要約】【課題】記録材の第二の面へトナー像を転写する際の感光ドラムへ巻き付く方向のカール量を直接測定することなく正確に推定して、転写部を通過した記録材を像担持体から分離するための必要な制御を過不足なく実行できる画像形成装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ２２は、ニップ部ＴＮを通過した記録材に接触させた表面側温度センサ１９の検知温度と裏面側温度センサ２０の検知温度とに基づいて、ニップ部ＴＮを通過した記録材において加圧ローラ１１に巻き付く方向に発生するカールのカール半径を判断する。ＣＰＵ２２は、判断したカール半径に基づいて分離高圧回路２５及び転写高圧回路２６を制御して、分離除電針６の除電性能又は転写ローラ５の転写性能を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置を通過した記録材の第一の面の温度を検知する第一温度検知部と、
前記加熱装置を通過した記録材の第二の面の温度を検知する第二温度検知部と、
前記第一温度検知部と前記第二温度検知部の検知温度に基づいて記録材のカール状態を判断する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材をトナー像の帯電極性と逆極性に帯電させて、像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写させる転写装置と、
前記転写装置を通過した記録材から電荷を除去する除電装置と、を備え、
前記制御手段は、判断した記録材のカール状態に応じて、加熱後の記録材に対する前記転写装置の転写機能または前記除電装置の除電機能を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記加熱装置により加熱された記録材の前記第一の面と前記第二の面とを反転して前記転写装置へ搬送する反転搬送路を備え、
前記転写装置によって前記像担持体から前記第一の面にトナー像を転写されて前記加熱装置により加熱された記録材を前記反転搬送路によって前記転写装置へ再度搬送して前記像担持体から前記第二の面へトナー像を転写することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナー像を担持して回転する第一の像担持体と、
前記第一の像担持体に担持されたトナー像を記録材の前記第一の面に転写する第一の転写装置と、
前記第一の転写装置によって前記第一の面にトナー像が転写された記録材を加熱する第一の加熱装置と、
トナー像を担持して回転する第二の像担持体と、
前記第一の転写装置によって前記第一の面にトナー像が転写されて前記第一の加熱装置によって加熱された記録材の第二の面に前記第二の像担持体に担持されたトナー像を転写する第二の転写装置と、
前記第二の転写装置によって前記第二の面にトナー像が転写された記録材を加熱する第二の加熱装置と、を備え、
前記加熱装置は前記第一の加熱装置であって、前記像担持体は前記第二の像担持体であって、前記転写装置は、前記第二の転写装置であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱装置は、加熱回転体と加圧回転体とを圧接して形成されるニップ部において記録材を加熱し、
記録材の搬送経路に沿った前記ニップ部から前記第一温度検知部までの距離と前記ニップ部から前記第二温度検知部までの距離とが等しいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加熱装置は、加熱回転体と加圧回転体とを圧接して形成されるニップ部において記録材を加熱し、
記録材の搬送方向に直角な幅方向における前記ニップ部の中心を通る記録材の搬送方向に沿った中心線に対する前記第一温度検知部までの距離と前記第二温度検知部までの距離とが等しいことを特徴とする請求項１乃至５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】
加熱装置で第一の面（表面）を加熱した記録材の第二の面（裏面）へ像担持体からトナー像を転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転写部で像担持体から記録材へトナー像を転写した後に、トナー像が転写された記録材を定着装置のニップ部で加熱加圧して画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。画像形成装置では、記録材の第一の面にトナー像を転写して定着装置のニップ部を通過させた後に、同じ記録材を転写部に通過させて記録材の第二の面にもトナー像を転写する場合、いわゆる両面印刷をする場合がある。
【０００３】
このとき、定着装置のニップ部を通過した記録材に著しいカールが発生していると、同じ記録材に転写部を通過させて記録材の第二の面にトナー像を転写した後に記録材の先端から像担持体に巻き付いて、分離することが困難になる場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、環境条件を検知し、定着装置のニップ部を通過した記録材においてカールが著しくなる高湿度条件では、転写ニップ部に印加する転写電圧を一律に低下させて、記録材の像担持体からの分離を容易にしている。
【０００５】
また、特許文献２では、定着装置のニップ部を通過した記録材において実際に発生したカール量を測定し、閾値を超えるカール量が発生している場合は、転写部で記録材に印加する転写電圧を低下させて、記録材の像担持体からの分離を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３３３６５４号公報
【特許文献２】特開平１１−５９９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、高湿度条件に該当するか否かのみに頼るため、記録材に発生するカール量を正確に推定できない。そのため、高湿度条件に該当する場合は必要以上に転写電圧を大きく低下させる必要がある。転写電圧を大きく低下させるとトナー像の転写効率が低下して画像品質への影響を無視できなくなる。
【０００８】
特許文献２では、カール量を正確に測定しようとすると、カールが発生した記録材を自由な状態で保持できる大きなスペースが必要になる。そのため、画像形成装置が大型化する問題がある。
【０００９】
本発明は、第二の面へトナー像を転写される記録材の感光ドラムへ巻き付く方向のカール量を直接測定することなく、正確に判断できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１０】
また、推定したカール量に応じて転写部を通過した記録材を像担持体から分離するための必要な制御を実行できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、記録材を加熱する加熱装置と、前記加熱装置を通過した記録材の第一の面の温度を検知する第一温度検知部と、前記加熱装置を通過した記録材の第二の面の温度を検知する第二温度検知部と、前記第一温度検知部と前記第二温度検知部の検知温度に基づいて記録材のカール状態を判断する制御手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置では、加熱装置を通過した記録材の第一の面の温度と第二の面の温度とに基づいて記録材のカール状態を判断するから、高湿度条件に該当するか否かのみに頼るよりも正確に記録材のカール量を判断できる。そして、記録材のカール量を測定するための空間が不要である。
【００１３】
したがって、カール量を直接測定することなく正確に判断したカール量に応じて転写ニップ部を通過した記録材を像担持体から分離するための必要な制御を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】定着装置の構成の説明図である。
【図３】表面側温度センサと裏面側温度センサの配置の説明図である。
【図４】転写電圧及び除電電圧の制御系のブロック図である。
【図５】記録材の熱収縮率データの説明図である。
【図６】カールした記録材のパラメータの説明図である。
【図７】実施の形態１の制御のフローチャートである。
【図８】表面側温度センサと裏面側温度センサの検知温度の説明図である。
【図９】実施の形態２における表面側温度センサと裏面側温度センサの配置の説明図である。
【図１０】実施の形態２における記録材表面温度と記録材裏面温度の時間推移の説明図である。
【図１１】画像形成装置の別の構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
＜実施の形態１＞
（画像形成装置）
図１は実施の形態１の画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、感光ドラム１に形成したトナー像を記録材に転写するモノクロプリンタ、複写機、もしくはレーザプリンタである。
【００１７】
感光ドラム１は、アルミニウム円筒の基体周面にＯＰＣやａ−Ｓｉ等の感光層を形成され、不図示のモータに駆動されて矢印Ｒ１方向に回転する。感光ドラム１を囲んで、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５が配置される。
【００１８】
帯電ローラ２は、ローラ軸体（導電性支持体、芯金）を有する導電性弾性ローラである。帯電ローラ２は、ローラ軸線を感光ドラム１のドラム軸線に対して平行に配列し、両端部が軸受け部材を介して回転自在に支持され両端を所定の押圧力で押圧されて感光ドラム１に当接している。帯電ローラ２は、感光ドラム１に従動回転する。帯電ローラ２は、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加されて、感光ドラム１の周面を暗部電位ＶＤに帯電させる。帯電ローラ２によって感光ドラム１の周面は暗部電位ＶＤ＝−５００〜−８００Ｖに帯電される。
【００１９】
露光装置３は、画像データを走査線に展開した画像信号でＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで感光ドラム１の周面に走査して画像の静電像を形成する。露光装置３は、半導体レーザー(波長７８０ｎｍ）のレーザースキャナを用いて画像情報に基づいた画像露光を行う。露光によって露光部の電荷が除去され暗部電位ＶＤが明部電位ＶＬまで低下して静電像が形成される。
【００２０】
現像装置４は、非回転のマグネットローラ４ｍの周囲で回転する現像スリーブ４ｓに磁性トナーの一成分現像剤を担持させる。現像スリーブ４ｓは、アルミローラ表面にブラスト加工やカーボンをコートして所定の表面粗度に加工されている。現像装置４は、一成分磁性ネガトナーを用いた一成分反転ジャンピング現像方式である。直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４ｓに印加することで、現像スリーブ４ｓから感光ドラム１へトナーが移転して静電像をトナー像に現像する。現像スリーブ４ｓに高圧電源部から所定の直流電圧と所定の交流電圧を重畳した現像バイアス（ＡＣ＋ＤＣ帯電方式）を印加して、感光ドラム１上の静電像にトナーを移転することで、トナー像が現像（顕像化）される。
【００２１】
感光ドラム１上に現像されたトナー像は、感光ドラム１の回転に伴って転写部Ｔ２に移動する。一方、記録材カセット１７に収納された記録材１６は、給送ローラ１５によって取り出されて分離ローラ８で１枚ずつに分離されて、レジストローラ１０で待機する。
【００２２】
レジストローラ１０は、感光ドラム１のトナー像にタイミングを合わせて転写部Ｔ２へ記録材を給送する。転写部Ｔ２を通過してトナー像が転写された記録材は、表面に１面目の未定着トナー像を担持した状態で図示しない搬送ガイドに沿って定着装置１４に搬送される。トナー像を担持した記録材１６は、定着装置１４で加熱加圧されて表面に画像を定着された後に排出ローラ１３により画像形成装置１００の上面トレイ１０１へ排出される。
【００２３】
（両面印刷モード）
記録材の両面に画像を形成する両面印刷モードでは、定着装置１４で第一の面に画像を定着された記録材が排出ローラ１３で後端をニップされて上面トレイ１０１の上空に保持された状態で搬送停止される。記録材は、排出ローラ１３を逆転させて反転搬送路１０２へ送り込まれて、搬送ローラ１０３、１０４により搬送され、先端後端を反転して第二の面を感光ドラム１側にして再びレジストローラ１０で待機する。
【００２４】
感光ドラム１に第二の面の画像のトナー像が形成されて、レジストローラ１０によって転写部Ｔ２に記録材が給送されて第二の面にもトナー像が転写される。転写部Ｔ２を通過した記録材は定着装置１４へ搬送されて第二の面の画像も定着された後に、画像形成装置１００の上面トレイ１０１へ排出される。
【００２５】
（ドラムクリーニング装置）
ドラムクリーニング装置７は、感光ドラム１にクリーニングブレードを摺擦させて感光ドラム１の表面の転写残トナーを掻き取って回収する。記録材１６に転写されないで感光ドラム１の表面に残ったトナーは、クリーニングブレードによって除去される。ドラムクリーニング装置７に捕集されたトナーは、図示しない回収トナー搬送スクリューによって画像形成装置１００の筐体内に配置された回収トナーボックスに搬送される。
【００２６】
クリーニングブレードは注型タイプである。注型タイプとは、型にゴム材料などを流し込むことで所望の形状に成形するクリーニングブレードのタイプである。クリーニングブレードの一般的な材料は、例えばポリウレタン、スチレン−ブタジエン共重合体、クロロプレン、ブタジエンゴムである。エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等のエラストマー等適度の弾性と硬度を有する材料である。
【００２７】
特に、摩擦により感光体ドラム１を傷付けず、耐摩耗性の大きなポリウレタンが好ましい。更に、塑性変形歪が小さいことを考えて、２液性熱硬化型ポリウレタン材料を用いることもある。硬化剤としては、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ハイドロキノンジエチロールエーテル、ビスフェノールＡ、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の一般的なウレタン硬化剤を用いることができる。クリーニングブレードの短冊状のゴムの厚みは通常１．０ｍｍ〜４ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜２．０ｍｍが良い。
【００２８】
（定着装置）
図２は定着装置の構成の説明図である。図２に示すように、定着装置１４は、加熱部材のヒータ１８を内包する筒状回転体の定着ベルト１２と弾性を有する回転体の加圧ローラ１１とを圧接してニップ部ＴＮを形成する。ヒータ１８は、定着ベルト１２を貫通させて設けた非回転の梁部材１８Ｈに支持され、定着ベルト１２を介して記録材１６に担持されたトナーを加熱する。
【００２９】
ヒータ１８は、抵抗体及びアルミナで構成されるセラミックヒータであって、定着ベルト１２に当接する反対側の面の中央に温度調整用の温度センサが配置されている。定着ベルト１２は、表層にＰＦＡやＰＴＦＥをコートした厚さ４０〜１００μｍのポリイミドフィルムである。加圧ローラ１１は、回転金属軸体上に基層となるＥＰＤＭゴムやシリコンゴムあるいはフッ素ゴムを発泡させたスポンジゴム層の表面を、シリコンゴム、フッ素ゴムあるいはフッ素樹脂など耐熱性及び離型性を有する樹脂の表層で被覆してある。
【００３０】
定着装置１４は、プリント信号を受信すると、ヒータ１８に対する電力供給を開始する。温度調整用の温度センサ（１８ｓ：図４）が所定の目標温度を維持するように不図示の温度制御回路が電力供給を制御する。ヒータ１８の裏面が所定の設定温度になるようにヒータ１８の投入電力がＯＮ−ＯＦＦ制御される状態でニップ部ＴＮが所定温度範囲に加熱される。
【００３１】
（転写ローラ）
図１に示すように、転写ローラ５は、感光ドラム１に当接して記録材に対するトナー像の転写部Ｔ２を形成する。転写ローラ５にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、転写部Ｔ２を通過する記録材１６に感光ドラム１のトナー像が転写される。トナー像が転写された記録材１６は、分離除電針６により除電され、感光ドラム１の曲率の作用によって感光ドラム１から分離される。
【００３２】
転写部Ｔ２に記録材１６が搬送されるタイミングで転写高圧回路２６から転写ローラ５にトナーの帯電極性と逆極性の所定の直流電圧が印加されることで、感光ドラム１に担持されたトナー像が記録材１６に転写される。ここでは、トナーの帯電極性がマイナスなので、その逆極性に当たるプラスの直流電圧（１〜５ｋＶ）を転写ローラ５に印加している。
【００３３】
転写ローラ５は、金属軸体の外周に導電性発泡体層を配置した単層構造のスポンジローラである。金属軸体は、特に限定するものではなく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。金属材料は、鉄、アルミニウム等、特に限定するものではない。導電性発泡体層は、ＮＢＲゴム（アクリルニトリルブタジエンゴム）とヒドリンゴムの混合ゴムを発泡させたスポンジゴムを配設したイオン導電性材料である。
【００３４】
導電性発泡体層は、スポンジ硬度計で測定したアスカーＣ硬度が２０〜３５［°／５００ｇ荷重］の硬度範囲が好ましい。導電性発泡体層の電気抵抗値は、１０４〜１０８Ωが好ましく、特に好ましくは１０５〜１０７Ωである。導電性発泡体層は、イオン導電剤のマトリックス成分としてエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、 アクリル−ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等を採用可能である。イオン導電剤にはヒドリンゴムを混合可能であって、抵抗調整剤（電子導電系導電剤）、発泡剤、発泡助剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤を配合可能である。
【００３５】
電子導電系導電剤は、カーボンブラック、グラファイト、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの固溶体、酸化スズと酸化アンチモンの固溶体、酸化インジウムと酸化スズの固溶体等の金属酸化物等を混合可能である。電子導電系導電剤は、単独もしくは２種以上併せて用いられる。発泡剤は、ジニトロペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジット（ＯＢＳＨ）等を単独もしくは２種以上併せて用いる。
【００３６】
以上説明したように、画像形成装置１００は、加熱装置の一例である定着装置１４により加熱された記録材における第一の面と第二の面とを反転して転写ローラ５へ搬送する反転搬送路１０２を備える。転写ローラ５によって感光ドラム１から第一の面にトナー像を転写されて定着装置１４により加熱された記録材を反転搬送路によって転写ローラ５へ再度搬送して感光ドラム１から第二の面へトナー像を転写する。
【００３７】
加熱回転体の一例である定着ベルト（定着フィルム）１２は、記録材のトナー像が転写された面を加熱する。加圧回転体の一例である加圧ローラ１１は、定着ベルト１２との間にニップ部ＴＮを形成して記録材を加圧する。像担持体の一例である感光ドラム１は、記録材に転写するためのトナー像を担持して回転する。
【００３８】
転写装置の一例である転写ローラ５及び転写高圧回路２６は、感光ドラム１に当接した記録材をトナー像の帯電極性と逆極性に帯電させて感光ドラム１のトナー像を記録材に転写させる。転写ローラ５は、感光ドラム１に当接して回転する。転写電源の一例である転写高圧回路２６は、転写ローラ５にトナー像の帯電極性と逆極性の電圧を印加する。
【００３９】
除電装置の一例である分離除電針６及び分離高圧回路２５は、転写ローラ５を通過した記録材から電荷を除去し、感光ドラム１からの記録材の分離を容易にする。コロナ放電電極の一例である分離除電針６は、記録材の搬送方向における転写ローラ５の下流位置に配置される。除電電源の一例である分離高圧回路２５は、分離除電針６に電圧を印加することで記録材から電荷を除去する。
【００４０】
（記録材のカール）
トナー像が転写された記録材を定着装置１４で加熱加圧して記録材に画像を定着させる場合、定着装置１４で加熱加圧された記録材にカールが発生する場合がある。記録材の第一の面に画像を定着させる際に大きなカールが発生すると、記録材の第二の面にトナー像を転写後、分離する際に発生したカールによって記録材の先端から感光ドラム１に巻き付いて記録材のジャムに発展する可能性がある。そのため、記録材にカールが発生する場合には、転写電圧を低下させたり、除電針に印加する除電電圧を高めたりすることが望ましい。
【００４１】
しかし、一律に転写電圧の絶対値を下げると、トナー像の転写効率が低下して画像品質に影響を及ぼす可能性がある。除電針に印加する除電電圧の絶対値を一様に高めると不必要な放電を生じて記録材上の未定着画像が乱れる可能性がある。このため、記録材に発生するカールの状態を正確に見積もって必要十分な転写電圧及び除電電圧の制御を行うことが望ましい。しかし、同じ記録材であっても、同じ環境湿度であっても、記録材に発生するカールの状態は様々である。
【００４２】
そこで、実施の形態１では、定着装置１４のヒータ１８側となる記録材の第一の面と、加圧ローラ１１側となる記録材の第二の面とでそれぞれ表面温度を測定し、第一の面の表面温度と第二の表面温度とに基づいて記録材に発生するカールの状態を推定している。そして、推定されたカール状態が著しい場合に限って、転写電圧及び除電電圧を通常の値からシフトさせる制御を行うこととしている。
【００４３】
（転写電圧及び除電電圧の制御系）
図３は表面側温度センサと裏面側温度センサの配置の説明図である。図４は転写電圧及び除電電圧の制御系のブロック図である。
【００４４】
図３に示すように、表面側温度センサ１９は、定着装置１４のニップ部ＴＮの下流のヒータ１８側に配置されて記録材の第一の面の温度を検知する。裏面側温度センサ２０は、定着装置１４のニップ部ＴＮの下流の加圧ローラ１１側に配置されて記録材の第二の面の温度を検知する。
【００４５】
測定器２３は、表面側温度センサ１９で記録材の表側温度を測定し、裏面側温度センサ２０で記録材の裏側温度を測定する。測定器２３は、表面側温度センサ１９および裏面側温度センサ２０で検知した結果を測定する。
【００４６】
メモリ２１には、測定器２３で測定された測定結果が時系列に記録される。メモリ２１には、予め、記録材の熱収縮率データ、記録材のジャムが発生するカール半径の閾値、カール半径Ｒの計算式が記憶されている。
【００４７】
ＣＰＵ２２は、カール半径を演算し、演算したカール半径が閾値以下か判断する。ＣＰＵ２２は、メモリ２１に記録された記録材の表側温度と裏側温度、記憶された熱収縮率データから、カール半径を算出する。
【００４８】
ＣＰＵ２２は、算出したカール半径が閾値以下か否かを判断し、閾値以下の時のみＣＰＵ２２から高圧制御コントローラ２４に信号が送られ、転写高圧回路２６の出力を下げるか、分離高圧回路２５の出力を上げるかのどちらか一方、もしくは両方を行う。
【００４９】
高圧制御コントローラ２４は、ＣＰＵ２２の判断結果に応じて転写高圧回路２６と分離高圧回路２５の出力を変化させる。転写ローラ５は、転写高圧回路２６から電圧を印加される。分離除電針６は、分離高圧回路２５から電圧が印加される。
【００５０】
図５は記録材の熱収縮率データの説明図である。図６はカールした記録材のパラメータの説明図である。図４に示すように、カール半径Ｒを算出する計算式は、メモリ２１に記憶されていて、ＣＰＵ２２に読み出して使用される。カール半径Ｒを算出するための記録材の熱収縮率データは、メモリ２１に記憶されていて、ＣＰＵ２２に読み出して使用される。カール半径の計算式は、以下のように導入されている。
【００５１】
図５に示すように、ニップ部ＴＮにおける第一の面の画像の定着時に記録材１６が加圧ローラ側にカールする結果、続く第二の面のトナー像転写時に記録材が感光ドラムに巻き付き易くなって分離が困難になるとする。
【００５２】
このとき、記録材の線膨張係数（熱収縮係数）をαとし、ニップ部ＴＮを通過する前の記録材の搬送方向長さをＬとし、記録材の温度変化量（室温から検知温度までの温度差）をΔＴとすると、記録材の熱収縮量ΔＬは次式により表される。
ΔＬ    ＝Ｌ・α・ΔＴ
α・ΔＴ＝ΔＬ／Ｌ
【００５３】
図６に示すように、記録材の水分量と温度変化量（室温から検知温度までの温度差）による熱収縮率データの関係が、実験により求められてメモリ２１にテーブル化され記憶されている。熱収縮係数αは、記録材水分量と記録材の温度変化量ΔＴによる記録材熱収縮率データからの数値を代入することで、破線の傾きとして求められている。
【００５４】
図５に示すように、厚さｔ、搬送方向長さＬの記録材１６が定着装置のニップ部ＴＮを通過してΔＴの温度変化に晒された結果、両面の搬送方向長さがそれぞれＬｐ、Ｌｆに変化して、記録材１６の全体が半径Ｒ、角度θの円弧状にカールしたとする。
【００５５】
記録材表面側の熱収縮係数をα１とし、裏面側の熱収縮係数をα２とする。定着装置１４のニップ部ＴＮ通過前の記録材温度をＴ０とし、定着装置１４のニップ部ＴＮ通過後の記録材ピーク温度をＴ１、Ｔ２とする。記録材の厚さをｔとし、ニップ部ＴＮを通過した後の加圧ローラ１１側の記録材の搬送方向長さをＬｐとし、ヒータ１８側の記録材の搬送方向長さをＬｆとし、長さＬｐと長さＬｆの違いにより描ける円弧のなす角をθとする。
【００５６】
図５に示すように、ヒータ側の記録材収縮後長さＬｆは次式（１）で表される。
Ｌｆ＝Ｌ＋ΔＬ＝Ｌ＋Ｌ・α１・ΔＴ＝Ｌ（１＋α１（Ｔ２−Ｔ０））＝（Ｒ＋ｔ）θ  ・・・（１）
【００５７】
また、加圧ローラ側の記録材収縮後長さＬｐは次式（２）で表される。
Ｌｐ＝Ｌ＋ΔＬ＝Ｌ＋Ｌ・α２・ΔＴ＝Ｌ（１＋α２（Ｔ１−Ｔ０））＝  Ｒθ        ・・・（２）
【００５８】
上記式（１）、（２）から角度θが次式（３）により算出できる。
θ  ＝Ｌ／ｔ［α１（Ｔ２−Ｔ０）−α２（Ｔ１−Ｔ０）］                          ・・・（３）
【００５９】
上記式（３）に上記式（２）を代入することでカール半径Ｒが次式（４）により算出できる。
Ｒ  ＝ｔ（１＋α２（Ｔ１−Ｔ０））／［α１（Ｔ２−Ｔ０）−α２（Ｔ１−Ｔ０）］  ・・・（４）
【００６０】
ここで、記録材表面側は熱源となるヒータ１８側のため、記録材の水分量は小さくなる。そのため、メモリ２１にテーブル化され記憶されている図６の熱収縮率データから水分量の少ない５．５％のデータを上式の記録材表面側の熱収縮係数α１に代入する。また、記録材裏面側は熱源側でないため、記録材の水分量は大きくなる。そのため、メモリ２１にテーブル化され記憶されている図６の熱収縮率データから水分量の多い９．５％のデータを上式の記録材裏面側の熱収縮係数α２に代入する。このことで、カール半径Ｒが算出できる。
【００６１】
（実施の形態１の制御）
図７は実施の形態１の制御のフローチャートである。図２を参照して図７に示すように、コピースタートボタンがユーザーに押されると、画像形成が開始されて記録材１６が定着装置１４のニップ部ＴＮを通過する。
【００６２】
ＣＰＵ２２は、ヒータ１８により加熱された記録材が表面側温度センサ１９および裏面側温度センサ２０に到達して記録材の表面と裏面の温度変化を検知すると、測定器２３により記録材の表面側温度と裏面側温度の温度測定を開始する（Ｓ１）。
【００６３】
ＣＰＵ２２は、あらかじめメモリ２１に記憶された図６に示す記録材水分量と記録材温度変化による記録材熱収縮率データを参照する（Ｓ２）。
【００６４】
ＣＰＵ２２は、測定した記録材の表面側温度と裏面側温度、メモリ２１に記憶された記録材熱収縮率データから上記（４）式によりカール半径Ｒを算出する（Ｓ３）。
【００６５】
ＣＰＵ２２は、メモリ２１に記憶されているカール半径Ｒの閾値を参照し（Ｓ４）、算出したカール半径Ｒが閾値未満か否かを判断する（Ｓ５）。
【００６６】
ＣＰＵ２２は、閾値以下でカールが著しいと判断した場合（Ｓ５のＹＥＳ）、高圧制御コントローラ２４に信号を送って、転写高圧回路２６の出力低下又は分離高圧回路２５の出力上昇を実行させる（Ｓ６）。
【００６７】
ＣＰＵ２２は、閾値を超えてカールが軽微と判断した場合（Ｓ５のＮＯ）、転写高圧回路２６もしくは分離高圧回路２５の出力は変更しない（Ｓ７）。
【００６８】
ＣＰＵ２２は、画像形成動作が終了すると画像形成装置１００を停止させる。
【００６９】
以上説明したように、第一温度検知部の一例である表面側温度センサ１９は、ニップ部ＴＮを通過した記録材の定着ベルト１２に当接した面の温度を検知する。第二温度検知部の一例である裏面側温度センサ２０は、ニップ部ＴＮを通過した加熱後の記録材の加圧ローラ１１に当接した面の温度を検知する。
【００７０】
制御手段の一例であるＣＰＵ２２は、表面側温度センサ１９と裏面側温度センサ２０の出力に基づいて分離高圧回路２５を制御する。ＣＰＵ２２は、加熱装置の一例である定着装置１４から出力される記録材のカール状態を判断し、判断結果に基づいて除電機能を調整する。判断したカール半径が小さいほど、ジャムが発生し易くなるので、除電性能を高める。すなわち、ニップ部ＴＮを通過する過程で加圧ローラ１１に巻き付く方向に発生したカールのカール半径が第一半径の場合には、当該カール半径が第一半径よりも大きな第二半径の場合よりも分離除電針６における記録材の除電機能を高める。分離除電針６における記録材の除電性能を高める際には、分離除電針６に印加する電圧の絶対値を大きくする。
【００７１】
ＣＰＵ２２は、同時に、表面側温度センサ１９と裏面側温度センサ２０の出力に基づいて転写高圧回路２６を制御して転写機能を調整する。ＣＰＵ２２は、判断したカール半径が小さいほど、ジャムが発生し易くなるので、転写機能を低下させる。すなわち、ニップ部ＴＮを通過する過程で加圧ローラ１１に巻き付く方向に発生したカールのカール半径が第一半径の場合には、当該カール半径が第一半径よりも大きな第二半径の場合よりも転写ローラ５における転写機能を低くする。すなわち、転写ローラ５に印加する電圧の絶対値を小さくして、転写ローラ５における記録材の帯電性能を低くする。
【００７２】
（温度センサの配置）
図８は表面側温度センサと裏面側温度センサの検知温度の説明図である。図３に示すように、ニップ部ＴＮを通過した記録材１６の加圧ローラ１１側の面が裏面側温度センサ２０の２枚のフラグに接触して温度検知される。裏面側温度センサ２０は、記録材の表面に接触する２枚の金属フラグの先端部を接合して温度に応じた２枚のフラグの起電力差を測定する熱電対型の温度センサである。表面側温度センサ１９も同様に動作する。
【００７３】
図３の（ａ）に示すように、実施の形態１では、温度測定位置に記録材が到達した際、ニップ部ＴＮから表面側温度センサ１９までの搬送方向距離Ａと、ニップ部ＴＮから裏面側温度センサ２０までの搬送方向距離Ｂとが等しい。
Ａ＝Ｂ
【００７４】
図３の（ｂ）に示すように、実施の形態１では、ニップ部ＴＮの中心を通る記録材１６の中心線から表面側温度センサ１９までの距離ａと当該中心線から裏面側温度センサ２０までの距離ｂとが等しい。
ａ＝ｂ
【００７５】
実施の形態１では、表面側温度センサ１９と裏面側温度センサ２０とが記録材搬送幅方向の中心線上に設置される。記録材の搬送方向に沿った記録材の中心線から等しい距離の裏表の関係になるように温度センサのフラグが配置されている。
ａ＝ｂ＝０
【００７６】
図８に示すように、記録材がニップ部ＴＮを通過した後に、表面側温度センサ１９と裏面側温度センサ２０とが記録材の温度を検知する。図８は、実施の形態１における記録材表面温度と記録材裏面温度の時間推移の線図である。横軸は時間推移、縦軸は温度を示す。
【００７７】
定着装置１４から排出された記録材が表面側温度センサ１９及び裏面側温度センサ２０に到達すると、検知温度が上昇して、表面側温度のピーク値は１１５．３℃、裏面側温度のピーク値は９６．３℃となる。その際の表面側温度と裏面側温度との温度差はΔ＝１９．０℃となる。その後、時間が経過すると記録材表面と裏面の温度差分はΔ＝０℃なる。
【００７８】
つまり、図３の（ａ）に示すように、ニップ部ＴＮから記録材表面温度測定位置までの搬送方向距離Ａと、記録材裏面温度測定位置までの搬送方向距離Ｂとが等しくないと、同一時間での記録材印字面と非印字面の温度差分が正確に測定できなくなる。
【００７９】
また、記録材幅方向端部では、放熱や水分蒸発が記録材中央部とは異なる。このため、記録材の幅方向においても中心線上（ａ＝ｂ＝０）に設置、もしくは中心線からの幅方向位置が等しい距離（ａ＝ｂ）になるようフラグを設置したほうが記録材表面と記録材裏面の温度差分をより正確に測定できる。
【００８０】
（比較例１）
比較例１では、特許文献１に示すように、第一の面の画像定着時に発生する記録材のカールに起因して第二の面のトナー像転写時に発生するドラム巻き付きジャムを軽減する対策を実行する。画像形成装置１００の筐体内に温度湿度センサを配置して温度と湿度とを検知し、所定の高温高湿環境に合致した場合に第二の面のトナー像転写時の転写電圧の絶対値を低くする。記録材カセット１７の周囲の温度と湿度とを検知して、空気中の水分量が多いほど第二の面のトナー像転写時の転写電圧の絶対値を小さくする。
【００８１】
比較例１では、第一の面の画像定着時に発生するカール半径が大きくても小さくても、温度湿度センサにより温度と湿度を検知して高温高湿環境と判断された場合、二次転写ローラ５に印加する転写電圧を下げている。高温高湿環境と判断した場合、第一の面の画像定着時に発生するカール半径が大きくてトナー像転写時にドラム巻き付きジャムが発生しない場合でも二次転写ローラ５に印加する転写電圧を下げている。
【００８２】
比較例２では、温度湿度センサにより温度と湿度を検知して高温高湿環境と判断された場合、定着装置１４の温度調整の目標温度を低下させて第一の面の画像定着時に発生する記録材のカール低減を行っている。
【００８３】
つまり、比較例１では、高温高湿検知だけでカールを予測している。比較例２では、高温高湿検知時に転写電圧を下げる代わりに定着温度を下げている。
【００８４】
【表１】
2016090988.tif 000003
【００８５】
表１に示すように、比較例１は、転写ローラ５に印加する転写電圧を下げるため、第一の面の画像定着時に発生するカール半径が大きくても小さくても第二の面のトナー像転写時の感光ドラム１に対する巻き付きジャムは阻止できる。
【００８６】
しかし、比較例１では、高温高湿検知だけでのカール予測のため、予測精度が低かった。なぜならば、カール半径は、定着装置１４の加圧ローラ１１の温度によって変化するためである。そのため、カール半径が大きくて巻き付きジャムを考慮しなくてもよい場合でも、必要以上に転写電圧を下げる結果となって転写不良が発生した。比較例１では、高温高湿検知だけでカールを予測しているため、高温高湿環境では常に転写電圧が下げられて転写不良の弊害が発生し易くなった。
【００８７】
つまり、高温高湿検知だけでカールを予測している場合、高温高湿環境では常に転写電圧が下げられることにより、転写不良の弊害が発生し易くなった。
【００８８】
同様にして、比較例２も、高温高湿検知だけでカールを判断するため、予測精度が低かった。転写電圧を低下させないので、転写不良は発生しなかったが、必要以上に定着温度を下げる結果となって定着不良が発生した。
【００８９】
加圧ローラ１１の温度が高い場合にはもともとカール半径が大きくて、カール半径をさらに大きくする必要がなくても定着温度が下げられるため、定着不良が発生した。
【００９０】
一方、実施の形態１では、図８に示すように、表面側温度センサ１９と裏面側温度センサ２０の検出温度から第一の面の画像定着時に発生するカール半径を正確に判断できる。このため、加圧ローラ１１の温度が高い条件などカール半径が大きくて第二の面のトナー像転写時にジャムしにくい場合には、高温高湿環境であっても転写電圧を低下させないため、転写不良が発生しない。高温高湿環境であってもカール半径が大きい場合には定着温度を低下させないため、定着不良が発生しない。
【００９１】
（比較例３）
比較例３では、特許文献２に示すように、定着装置の加圧ローラ温度でのカール変化に対応する為に、記録材の搬送経路にカール高さ・形状を検知するセンサを設けてカール測定を行っている。
【００９２】
しかし、比較例３では、記録材の搬送経路に記録材のカールを自由にできるスペースが必要になる。画像形成装置１００の場合、そのようなスペースが無く、搬送経路のどこでも搬送ガイド部材で記録材を厚み方向に拘束しているため、第一の面の画像定着時の記録材の正確なカール高さを検知できない。記録材の搬送路には、カールした記録材でも搬送できるように搬送ガイド部材を設置しているためである。さらに、記録材の搬送経路で複数の搬送ローラによって拘束されている状態でも記録材の正確なカール半径は検知できない。
【００９３】
（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、ＣＰＵ２２は、表面側温度センサ１９の検知温度と裏面側温度センサ２０の検知温度とを代入してニップ部ＴＮを通過した記録材に発生するカールの方向とカール半径とを推定する推定式を有する。このため、表面側温度センサ１９と裏面側温度センサ２０の検知温度だけでカールの方向とカール半径とを推定できる。記録材ごとのばらつきに影響されない平均的なカール半径を推定できる。カール半径を実測する必要が無く、カール半径を実測するためのスペースやセンサが不要である。
【００９４】
実施の形態１では、ＣＰＵ２２は、推定式によって演算されたカール半径が予め定められた閾値よりも大きい場合は、演算されたカール半径にかかわらず分離除電針６に印加する電圧の絶対値を一定に保つ。このため、分離上の問題の無い状態で分離除電針６に印加する電圧を不必要に高めないで済む。
【００９５】
実施の形態１では、ＣＰＵ２２は、推定式によって演算されたカール半径が予め定められた閾値よりも大きい場合は、演算されたカール半径にかかわらず転写ローラ５に印加する電圧の絶対値を一定に保つ。このため、分離上の問題の無い状態で転写ローラ５に印加する電圧を不必要に下げないで済む。
【００９６】
実施の形態１では、記録材の搬送経路に沿ったニップ部ＴＮから表面側温度センサ１９までの距離とニップ部ＴＮから裏面側温度センサ２０までの距離とが等しい。このため、ニップ部ＴＮにおける記録材の両面の温度履歴を正確に反映したカール半径の推定が可能である。
【００９７】
実施の形態１では、記録材の搬送方向に直角な幅方向におけるニップ部ＴＮの中心を通る記録材の搬送方向に沿った中心線に対する表面側温度センサ１９までの距離と裏面側温度センサ２０までの距離とが等しい。このため、ニップ部ＴＮに沿った方向の温度分布の影響を回避した記録材の両面の温度履歴を正確に反映したカール半径の推定が可能である。
【００９８】
実施の形態１では、定着後の記録材の第一の面と第二の面の温度を測定し、測定した第一の面と第二の面の温度差と、予め記憶した熱収縮率データからカール半径を算出することで、カールの発生状態を正確に把握可能である。このため、定着装置１４の加圧ローラ１１が温度変化してカール半径が変化した場合でも最適な第二の面転写時の感光ドラム巻き付きジャム対策を実施できる。
【００９９】
実施の形態１では、上記構成において上記制御を行うことで、カール半径を正確に把握できるため、加圧ローラ１１の温度が高い条件などで、カール半径が大きくてジャムの原因とならない場合には、高温高湿環境であっても転写電圧を下げない。このため、転写電圧を下げることによる転写不良の弊害を無くすことができる。カール半径を正確に把握できるため、最適な第二の面のトナー像転写時の感光ドラム巻き付きジャム対策を実施できる。
【０１００】
＜実施の形態２＞
図９は実施の形態２における表面側温度センサと裏面側温度センサの配置の説明図である。図１０は実施の形態２における記録材表面温度と記録材裏面温度の時間推移の説明図である。
【０１０１】
図９に示すように、実施の形態２では、ニップ部ＴＮから記録材表面温度測定位置までの搬送方向距離Ａと、定着ニップから記録材裏面温度測定位置までの搬送方向距離Ｂとを異ならせるように表面側温度センサ１９と裏面側温度センサ２０を設ける。それ以外の構成及び制御については実施の形態１と同様であるため、図９中、実施の形態１と共通する構成には図３と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１０２】
図９に示すように、実施の形態２では、搬送方向距離Ｂが実施の形態１と同じであるが、搬送方向距離Ａは、実施の形態１よりも大きい。このため、図１０に示すように、記録材の裏面側温度の検知タイミングは実施の形態１と同一であるが、記録材の表面側温度の検知タイミングが裏面側温度の検知タイミングよりも０．４ｓｅｃ遅くなる。図１０は実施の形態１、２の両方における表面側温度と裏面側温度の時間推移を比較して表している。横軸は時間推移、縦軸は温度を示している。
【０１０３】
実施の形態２では、ニップ部ＴＮから表面温度測定位置までの搬送方向距離Ａと、ニップ部ＴＮから裏面温度測定位置までの搬送方向距離Ｂとが異なる。このため、表面側温度がピーク値に達するまでの時間と裏面側温度がピーク値に達するまでの時間とに差異が生じる。
【０１０４】
さらに、表面側温度測定位置は、裏面側温度測定位置よりもニップ部ＴＮから離れているため、その間の放熱により表面側温度のピークは、実施の形態１のよりも５℃低下する。そのため、記録材の表面側温度と裏面側温度との温度差分が正確に測定できなくなって、算出するカール半径と実際のカール半径とのずれが大きくなる可能性がある。
【０１０５】
そこで、実施の形態２では、図９のように、表面側温度測定位置が裏面側温度測定位置よりもニップ部ＴＮから離れている場合の放熱によるピーク値の温度低下分を補正する。
【０１０６】
例えば、記録材の表面側温度のピーク値が１１５．３℃と測定される位置から搬送方向に５０ｍｍ下流に離れている場合、搬送速度２３０ｍｍ／ｓｅｃであれば０．２２ｓｅｃ間で記録材の表面側温度ピーク値が５℃低下し、１１０．３℃となる。
【０１０７】
図４に示すように、ＣＰＵ２２は、ニップ部ＴＮからの距離差による温度差５℃を、あらかじめメモリ２１に記憶させておく。そして、ＣＰＵ２２でカール半径を算出する際にピーク値の温度低下分を加算して算出することにより、上記の推定式によって正確なカール半径を算出できる。
【０１０８】
＜その他の実施形態＞
図１１は画像形成装置の別の構成の説明図である。本発明は、ニップ部ＴＮの下流で記録材の第一の面と第二の面の温度を検知して転写装置と除電装置の少なくとも一方を制御する限りにおいて、実施の形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施の形態でも実施できる。したがって、実施の形態１、２に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置、寸法、角度などは、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定しない。
【０１０９】
実施の形態１では同じ画像形成装置において同じ転写部及び同じ定着装置を用いて第一の面と第二の面の画像形成を行った。しかし、図１１に示すように、画像形成部ＰＡにて第一の面にトナー像が転写されて定着装置１４Ａにて加熱された記録材に対して、画像形成部ＰＢにて第二の面にトナー像を転写して定着装置１４Ｂにて画像を加熱する構成としてもよい。両面搬送路を使用する実施の形態１よりも処理速度が高まるからである。
【０１１０】
感光ドラム１を帯電させる手段は、帯電ローラ２に限らない。感光ドラム１を一様に帯電させる手段であれば、手段によらず好適に用いることができる。感光ドラム１を露光する手段は、半導体レーザーでなくてもよい。ＬＥＤアレイ、光学系を用いた面画像の投影による露光でもよい。
【０１１１】
感光ドラム１を現像する手段は、感光ドラム１と現像スリーブ４ｓとを非接触に対向させる一成分非接触現像法、二成分非接触現像法には限らない。接触状態で現像する一成分接触現像法、トナーに磁性キャリアを混合した現像剤を磁気力により搬送して感光ドラム１に磁気穂を接触させる二成分接触現像法を採用してもよい。
【０１１２】
定着装置は、定着ベルトを用いたオンデマンド定着方式を採用しているが、これに限定されるものではない。トナー像を定着して画像を記録材１６上に強固に固定できる方法であれば、ローラ／ローラ方式、ローラ／ベルト方式、ベルト／ベルト方式、電磁誘導加熱方式でも構わない。
【０１１３】
転写部は、感光ドラム１に転写ローラ５を圧接する接触転写ローラ方式を採用しているが、これに限定されるものではない。像担持体の一例である中間転写ベルトに転写ブレードを加圧する方式でも構わない。
【符号の説明】
【０１１４】
１  感光ドラム、２  帯電ローラ、３  露光装置
４  現像装置、５  転写ローラ、６  分離除電針
７  ドラムクリーニング装置、８  分離ローラ
１０  レジストローラ、１１  加圧ローラ、１２  定着ベルト
１３  排出ローラ、１４  定着装置、１５  給送ローラ
１６  記録材、１７  記録材カセット、１８  ヒータ
１９  表面側温度センサ、２０  裏面側温度センサ、２１  メモリ
２２  ＣＰＵ、２３  測定器、２４  高圧制御コントローラ
２５  分離高圧回路、２６  転写高圧回路
【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】
2016090988.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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