JP4948356B2 - カール矯正装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に搭載されて、オイル成分が付着した記録材のカールを矯正するカール矯正装置、詳しくは、軟質ローラの経時変化に起因するカール矯正量の変化を軽減させる制御に関する。

電子写真方式の画像形成装置における定着装置の下流に配置されて、トナー像を定着された記録材のカールを矯正するカール矯正装置が実用化されている。

特許文献１には、トナー像を定着された記録材を受け入れて記録材のカールを矯正するカール矯正装置が示される。ここでは、金属製の硬質ローラに、スポンジ組織のゴム材料を用いた軟質ローラを圧接してニップを形成しており、軟質ローラに対する硬質ローラの侵入量は、侵入量の調整機構によって可変に設定可能である。そして、硬質ローラの侵入量は、記録材の種類、定着温度、環境湿度、画像のトナー載り量等の画像形成条件に応じて自動的に設定され、カールが大きくなる画像形成条件では、侵入量が大きく設定される。

特開平０５−２２１５７４号公報

定着装置の下流側にカール矯正装置を配置した場合、画像形成枚数（矯正枚数）の増大に伴って、カールの矯正量が少しずつ過大になり、逆方向のカールが記録材に形成され始めることが判明した。

そして、カールの矯正量が過剰となったカール矯正装置を分解して軟質ローラを観察したところ、スポンジ組織のゴム材料がオイル成分を含んで膨潤し、軟質ローラの直径を増大させていることが判明した。

定着装置では、高温の定着部にトナー等が付着しないように、又は付着しても簡単に分離するように、ごく少量のオイルを絶えず定着部の表面に塗布している。また、定着部の汚れをウエブの摺擦で拭き取る定着装置の場合、ウエブに含浸させたオイルが定着部の表面に塗布される。

定着部の表面に付着したオイルは、記録材に付着してカール矯正装置に運ばれ、ニップのスポンジ組織の伸縮に伴ってスポンジ組織に吸い込まれ、オイルに親和性又は反応性のあるゴム材料を変質させていた。

本発明は、オイル成分が付着した記録材のカールを矯正し続けても、カールの矯正量が不適正にならないカール矯正装置を提供することを目的としている。

本発明のカール矯正装置は、硬質ローラと、前記硬質ローラに圧接してニップを形成し、前記硬質ローラよりも柔らかい軟質ローラと、前記軟質ローラと前記硬質ローラとの相対位置を可変に調整する調整機構と、を備え、オイル成分が付着した記録材を前記ニップに通過させて記録材のカールを矯正するものである。そして、前記軟質ローラのオイル成分の吸収に伴って発生する前記軟質ローラに対する前記硬質ローラの侵入量の変化を軽減するように、前記軟質ローラのオイル成分の吸収量を反映するパラメータに基づいて前記調整機構を制御する制御手段を備える。

別の本発明のカール矯正装置は、硬質ローラと、前記硬質ローラに圧接してニップを形成し、前記硬質ローラよりも柔らかい軟質ローラと、前記軟質ローラと前記硬質ローラとの相対位置を可変に調整する調整機構と、を備え、オイル成分が付着した記録材を前記ニップに通過させて記録材のカールを矯正するものである。そして、前記軟質ローラのオイル成分の吸収量を反映するパラメータである前記軟質ローラの表面位置を検知する検知手段と、前記軟質ローラのオイル成分の吸収に伴って発生する前記軟質ローラに対する前記硬質ローラの侵入量の変化を軽減するように、前記検知手段によって検知された前記表面位置に基づいて前記調整機構を制御する制御手段とを備える。

本発明のカール矯正装置は、軟質ローラのオイル成分の吸収量に基づいて、制御手段が調整手段を制御するので、カールの矯正量のオイル成分による変化が少なくなる。従って、オイル成分が付着した記録材のカールを矯正し続けても、カールの矯正量が不適正にならないカール矯正装置を提供できる。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、同じ画像形成条件に対する侵入量の設定を、新品状態と中古状態とで異ならせる限りにおいて、各実施形態の構成の一部又は全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、中間転写体を用いる画像形成装置に限らず、感光体から記録材へ直接転写する画像形成装置、記録材搬送体に担持された記録材へトナー像を転写する画像形成装置等でも実施できる。

実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の概略構成を示す縦断面である。

図１に示すように、カラープリンタ１００は、ロータリ現像装置を備えた１ドラム型中間転写方式の画像形成装置である。

像担持体としての感光体ドラム（以下、単に「感光体」という）１は、図示しないモータで駆動されて矢印Ａ方向に回転する。感光体１の周囲には、一次帯電器７、露光装置８、回転現像体１３、転写装置１０、クリーナ装置１２が配置されている。

回転現像体１３は、フルカラー現像のための４色分の現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋを内蔵する。現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、感光体１上の潜像をそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像する。

各色のトナーを現像する際には、駆動モータ４２の駆動によって回転現像体１３を矢印Ｒ方向に回転させる。そして、回転現像体１３に敷設された位置検出フラグ７３を回転現像体ＨＰセンサ６０で検出することで、回転現像体１３の基準位置を検出する。基準位置から回転現像体１３を所定の回転角度回転させることにより、当該色の現像装置が感光体１に当接するように位置合わせされる。

容器８０、８１、８２、８３は、現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋのトナーが減少した際に補給するトナーを保存している。容器８０、８１、８２、８３は、トナー補給経路８４、８５、８６、８７、８８を介して、トナー補給経路８８の位置に停止した現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにトナーを補給する。

駆動モータ４２は、回転現像体１３の回転を行うステッピングモータである。ソレノイド４３は、回転現像体１３の位置固定のロック機構を動作させる。ロック検知センサ７２は、ロック機構の動作を検出するフォトインタラプタである。

転写装置１０は、ベルト２を帯電させて感光体１に担持されたトナー像をベルト２に一次転写させる。クリーナ装置１２は、一次転写を逃れて感光体１上に残留したトナーを除去・回収する。残留したトナーを除去・回収された感光体１は、除電装置（不図示）で一様に０ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。

ベルト２は、駆動ローラ１７、テンションローラ１８、バックアップローラ１９からなるローラ類に掛け渡されていて、テンションローラ１８によって所定の張力が与えられている。

ベルト２を挟んでローラ１７と対向する位置には、ベルトクリーナ２２が当接／離間可能に設けられていて、二次転写後のベルト２上の残留トナーがクリーナブレードで掻き落とされる。

記録材カセット２３内に配置された記録材は、リフタモータ４０の動作により、ピックアップローラ２４に当接する位置まで引き上げられる。記録材カセット２３からピックアップローラ２４で搬送路に引き出された記録材は、ローラ対２５、２６によって、転写ローラ２１とベルト２とのニップ部（当接部）に給送される。

紙面高さセンサ５０は、記録材カセット２３内での紙面高さを検知する。搬送センサ５１〜５８は、搬送路上に配置されて、各ポイントでの記録材の有無又は記録材の搬送タイミングを検知する。カセット着脱センサ７０は、記録材カセット２３の着脱を検知する。ドア開閉スイッチ７１は、本体内部へのアクセスを可能とするドア４１の開閉に応じて動作して、駆動負荷への電力供給を遮断／接続させる。

カラープリンタ１００では、次のようにして画像が形成される。まず、帯電装置７に電圧を印加して感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体１上の画像部分が予定の露光部電位になるようにレーザースキャナからなる露光装置８で露光を行い潜像が形成される。

カラープリンタ１００の画像形成タイミングは、ベルト２上の所定位置を基準とする信号ＩＴＯＰを基準に制御されている。テンションローラ１８およびバックアップローラ１９の間には、基準位置を検知する反射型位置センサ３６が配置されている。露光装置８は、信号ＩＴＯＰを検知したタイミングで露光を開始する。露光装置８は、図示しない画像制御部で生成される画像信号に基づいて露光をオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。

現像装置１３Ｙ等の現像ローラには、各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、潜像は、現像ローラの位置を通過時にトナーで現像され、トナー像として可視化される。

感光体１上に現像された各色のトナー像は、転写装置１０によって中間転写体としてのベルト２に順次転写されて、４色のトナー像がベルト２上に重ね合わされる。

ベルト２上に担持された４色のトナー像は、転写ローラ２１とベルト２のニップ部で記録材に一括二次転写転写され、定着装置５で熱定着されてデカーラ３０１Ａへ排出される。

両面印刷の場合、フラッパ３２を動作させて、搬送ローラ２７の方向へ記録材を搬送する。搬送ローラ２８でフラッパ３３を越えるまで搬送を行った後、搬送ローラ２８を逆回転するとともにフラッパ３３を動作させることで、記録材を搬送ローラ２９方向へ搬送する。記録材は、搬送ローラ３０、３１で搬送して、記録材カセット２３からの搬送路に合流させることにより、１面目とは反対の面に画像形成される。

カラープリンタ１００は、広く普及している普通紙、再生紙と呼ばれる比較的薄手の紙から、光沢紙、コート紙と呼ばれる比較的厚手で特殊な用途の紙まで、種々の記録材を使用できる。

普通紙、再生紙は薄手であることから、トナー像を転写して定着装置５を通しても、カール（そり）量は比較的小さい。しかし、光沢紙、コート紙は厚手であること、表面がコーティングされていることなどから定着装置５を通した後に、非常に大きなカールが発生する。

そこで、カラープリンタ１００より排出された記録材は、カール矯正装置の一例であるデカーラ３０１Ａを通過してカールを矯正された後に、排紙トレイ３０２又は図示しないフィニッシャに排出される。

＜カール矯正装置＞
図２は第１実施形態のデカーラの概略構成を示す縦断面図、図３はデカーラの侵入量調整機構の概略構成の説明図、図４はデカーラの制御に関わる制御装置の概略構成の説明図である。

図２に示すように、デカーラ３０１Ａには、ステンレス製の硬質ローラ３０３、３０４と、スポンジ組織のウレタンゴム材料で弾性層が形成された軟質ローラ３０５、３０６とで形成されるローラ対が２組配置される。記録材の搬送方向Ｃの上流側（図中右側）には、硬質ローラ３０３と軟質ローラ３０５とがローラ対を形成し、下流側（図中左側）には、硬質ローラ３０４と軟質ローラ３０６とがローラ対の位置関係を反転して配置される。

図４を参照して図２に示すように、硬質ローラ３０３は、駆動モータ５１１によって駆動されて回転し、硬質ローラ３０４は、駆動モータ５１２によって駆動されて回転する。軟質ローラ３０５、３０６は、それぞれ圧接する硬質ローラ３０３、３０４に従動駆動されて回転する。

なお、駆動に関しては、この他に、軟質ローラ３０５、３０６を駆動して硬質ローラ３０３、３０４を従動させてもよく、硬質ローラ３０３、３０４と軟質ローラ３０５、３０６との両方を駆動してもよい。

ただし、軟質ローラ３０５、３０６を駆動側とすると、後述する直径の経時変化を相殺するための速度調整が必要になるので、硬質ローラ３０３、３０４を駆動側とすることが好ましい。また、駆動伝達機構を簡略化できることから、片側での駆動が好ましい。従って、第１実施形態では、硬質ローラ３０３、３０４を駆動して、軟質ローラ３０５、３０６を従動させた。

記録材は、用紙搬送ガイド３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２に案内されて、硬質ローラ３０３、３０４と軟質ローラ３０５、３０６とのニップにより挟持搬送される。

制御装置５０１は、記録材が完全に排出されたかどうかを、搬送経路の最下流に配置されたセンサ３１３によって検出する。制御装置５０１は、センサ３１３の出力を検知して、デカーラ３０１Ａを通過した記録材の枚数をカウントしてＲＡＭ５０４に記憶する。

図４を参照して図３に示すように、軟質ローラ３０５、３０６は、侵入量調整機構３２０、３３０によって、それぞれ方向Ａ、Ｂに移動され、硬質ローラ３０３、３０４に押し付けられる。

上流側の軟質ローラ３０５は、軸４０４を支点として支持された部材４０２に、軸４０６で支持される。部材４０２は、軸４１０を支点として支持されたカム４０８に当接して配置される。

カム４０８は、モータ５１３によって、軸４１０を支点に矢印Ｄ方向に回動されることにより、部材４０２を矢印Ｅ方向に移動させる。これにより、部材４０２は、軸４０４を支点にして矢印Ｆ方向に回動され、上流側の軟質ローラ３０５は、矢印Ａ方向に移動して硬質ローラ３０３に押し付けられる。

下流側の軟質ローラ３０６は、軸４０３を支点として支持された部材４０１に、軸４０５で支持される。部材４０１は、軸４０９を支点として支持されたカム４０７に当接して配置される。

カム４０７は、モータ５１４によって、軸４０９を支点に矢印Ｇ方向に回動されることにより、部材４０１を矢印Ｈ方向に移動させる。これにより、部材４０１は、軸４０３を支点にして矢印Ｉ方向に回動され、下流側の軟質ローラ３０６は、矢印Ｂの方向に移動して硬質ローラ３０４に押し付けられる。

図３を参照して図４に示すように、制御装置５０１には、ＣＰＵ５０２、ＲＯＭ５０３、ＲＡＭ５０４、Ｉ／Ｏ５０５がバス５０６によって接続される。上述したモータ５１１、モータ５１２、モータ５１３、モータ５１４は、Ｉ／Ｏ５０５に接続されたモータドライバ５０７、５０８、５０９、５１０にそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ５０２は、ＲＯＭ５０３から読み出した制御プログラムに従って、ＲＡＭ５０４を用いて必要な演算を実行し、Ｉ／Ｏ５０５を通じてモータ、センサ等の各種入出力を処理する。

モータ５１１は、上流側の硬質ローラ３０３を駆動し、モータ５１２は下流側の硬質ローラ３０４を駆動する。

モータ５１３は、カム４０８を駆動して上流側のローラ対の侵入量を調整し、モータ５１４は、カム４０７を駆動して下流側のローラ対の侵入量を調整する。つまり、カム４０８が駆動されることで上流側のローラ対において、上流側の軟質ローラ３０５と上流側の硬質ローラ３０３との相対位置が調整される。モータ５１４がカム４０７を駆動することで下流側のローラ対において、上流側の軟質ローラ３０６と下流側の硬質ローラ３０４との相対位置が調整される。モータ５１３、５１４は、位置制御に適したステッピングモータを使用し、調整量の一例であるパルス数で回転量を制御した。

ローラ対の侵入量を所定の値に調整するための構成として、センサ５１５、５１６がＩ／Ｏ５０５に接続されている。センサ５１５は、カム４０８の基準位置を検出し、センサ５１６は、カム４０７の基準位置を検出する。

制御装置５０１は、センサ５１５で検出した基準位置を基点にして、カム４０８をモータ５１３に供給するパルス数に応じた角度だけ回転させて、軟質ローラ３０５を位置制御して、上流側の硬質ローラ３０３の侵入量を決める。

制御装置５０１は、センサ５１６で検出した基準位置を基点にして、カム４０７をモータ５１４に供給するパルス数に応じた角度だけ回転させて、軟質ローラ３０６を位置制御して、下流側の硬質ローラ３０４の侵入量を決める。

制御装置５０１は、画像形成を開始する前に、画像形成条件に応じてローラ対の侵入量を予測的に設定して、定着された記録材を待ち受ける。カール矯正した記録材のカールの方向と量とを検知して侵入量にフィードバックする方式では、１枚目の記録材に致命的なカールが発生する可能性があるからである。１枚ごとに異なるカール量を正確に見積もって侵入量を適正に設定するには、数１０枚のカール量を平均する必要がある。しかし、大きくカールした記録材が排紙トレイ３０２に数１０枚積載されると、適正にカール矯正された記録材をその上に積載できなくなるからである。

制御装置５０１は、搬送経路の最下流に配置されたセンサ３１３によって記録材の後端を検出して、デカーラ３０１Ａを通過した記録材の通算枚数をカウントし、ＲＡＭ５０４に記憶する。

制御装置５０１は、軟質ローラ３０５、３０６を新品状態で使用開始して以降におけるカール矯正した記録材の通算枚数に基づいて、軟質ローラ３０５、３０６の耐用状態を見積もる。そして、カール矯正した記録材の通算枚数に応じてローラ対の侵入量を修正することにより、軟質ローラ３０５、３０６の半径の経時変化を相殺する。つまり、記録材の通算枚数に基づいて、軟質ローラ３０５、３０６のオイルの吸収量を推定する。そして推定した軟質ローラ３０５、３０６のオイルの吸収量に基づいて、軟質ローラ３０５、３０６と硬質ローラ３０３、３０４との相対位置を調整する。
＜画像形成条件に応じた侵入量の調整＞
図５はデカーラにおける記録材のカール矯正の説明図である。図５中、（ａ）は上流側のニップによるカール矯正、（ｂ）は下流側のニップによるカール矯正である。

図５の（ａ）に示すように、上流側に配置された硬質ローラ３０３と軟質ローラ３０５の矯正ニップＫＵでは、硬質ローラ３０３が軟質ローラ３０５にΔＵ侵入して、下向きに凸な矯正面が形成される。

上面にトナー像が転写・定着されて上向きに凸にカールした記録材Ｐ１は、矯正ニップＫＵを通過する過程で、軟質ローラ３０５によって、硬質ローラ３０３の下向きに凸な曲面に押し付けられて、上向きに凸なカールを除去される。

図５の（ｂ）に示すように、下流側に配置された硬質ローラ３０４と軟質ローラ３０６の矯正ニップＫＤでは、硬質ローラ３０４が軟質ローラ３０６にΔＤ侵入して、上向きに凸な矯正面が形成される。

上面にトナー像が転写・定着されて下向きに凸にカールした記録材Ｐ１は、矯正ニップＫＤを通過する過程で、軟質ローラ３０６によって、硬質ローラ３０５の上向きに凸な曲面に押し付けられて、下向きに凸なカールを除去される。

図１を参照して図４に示すように、制御装置５０１は、露光装置８に供給するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像データから、記録材に転写されるトナー載り量を計算する。

制御装置５０１は、操作者が設定した記録材の種類でＲＯＭ５０３のデータテーブルを参照して、記録材の坪量（単位面積当たり重量：ｇ／ｍ^２）を求める。

制御装置５０１は、トナー載り量と記録材の坪量とでＲＯＭ５０３のデータテーブルを参照して、定着後に予想される記録材のカールの向きと量とを求める。

設定手段の一例である制御装置５０１は、定着後に予想される記録材のカールの向きと量とに応じて、モータ５１３、５１４を作動させて、矯正ニップＫＵにおける侵入量ΔＵと矯正ニップＫＤにおける侵入量ΔＤとを設定する。

予想される記録材のカールが上向きに凸な場合、ΔＵ＞ΔＤに設定され、カール量が大きくなるにつれて、ΔＵは、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の４段階に増加される。

予想される記録材のカールが下向きに凸な場合、ΔＵ＜ΔＤに設定され、カール量が大きくなるにつれて、ΔＤは、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の４段階に増加される。

表１は、侵入量ΔＵ（ΔＤ）の設定０、１、２、３における侵入量Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と、上記基準位置からモータ５１３（５１４）に供給されるパルス数とを示している。

表１に示すように、侵入量ΔＵ（ΔＤ）の設定は、設定０から設定３まで４段階あり、それぞれに侵入量Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が予め決められている。侵入量Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に対応するカム４０８、４０７の回動角が、モータ５１３、５１４の駆動パルス数として割り付けられている。

なお、モータ５１３、５１４には、いうまでもなくＤＣモータ等も可能であり、この場合は、パルス数の代わりに駆動時間が割り付けられることとなる。

表２は、記録材の坪量とトナー載り量とに基づいて設定される侵入量の変換テーブルである。

記録材の坪量を最小のａから最大ｄまでの４段階に分け、トナー載り量を最小のＡから最大のＤまでの４段階に分け、各組み合わせに対して、表１で説明した設定０〜設定３が割り付けてある。

制御装置５０１は、画像形成ジョブを受信すると、設定された記録材の種類と受信した画像データとに基づいて、上述したように、侵入量ΔＵ（ΔＤ）を設定して画像形成を開始させる。表２に示すように記録材の坪量とトナー載り量とに応じた設定０、１、２、３が選択され、表１に示すように設定０、１、２、３に応じたパルス数の制御が実行される。

なお、ここでは、説明を簡単にするために、記録材の坪量とトナー載り量とに応じた調整を説明した。しかし、実際には、記録材の搬送速度、定着装置の構成、定着温度、記録材の材料、環境湿度、トナー材質（含有するワックスの種類、量）等の画像形成条件も加味して、侵入量ΔＵ（ΔＤ）を設定している。これらの画像形成条件も、定着後の記録材のカールの向きと量に影響しているからである。

＜通算枚数に応じた侵入量の補正＞
図６は軟質ローラの経時変化の説明図、図７は通算枚数に応じた侵入量の補正制御のフローチャートである。

図１に示すように、定着装置５では、内部の定着ローラの汚れを防止するためにオイルを塗布している。また、定着ローラの汚れをふき取るウエブと呼ばれる清掃部材が配置されていて、清掃部材にオイルが塗布されている。従って、定着装置５を記録材が通過する過程で定着ローラ表面のオイルが記録材の表面に付着し、下流のカール矯正装置３０１Ａを通過する過程で、スポンジ組織の軟質ローラ３０５、３０６がオイルを吸収する。

また、現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに充填されたトナーには、ワックス等の樹脂が含有されており、これらもオイルに溶解してオイル成分として軟質ローラ３０５、３０６に吸収される。

このため、カール矯正装置３０１Ａを通過する記録材の通算枚数が増えていくにつれ、軟質ローラ３０５、３０６は、オイル及びワックスで膨潤し、半径が大きくなっていく。半径が大きくなると、カールの矯正量が大きくなり、カール量が増えて記録材の積載の見映えが悪くなっていく。

図６の（ａ）に示すように、半径Ｔの軟質ローラ３０５の新品状態で、画像形成条件に応じて侵入量Ｌが設定されている。

図６の（ｂ）に示すように、画像形成の通算枚数が１万枚に達した軟質ローラ３０５の中古状態では、軟質ローラ３０５が半径Ｔ’に膨潤している。定着装置５のオイルを表面に含んだ記録材が通過するにつれて、そのオイルがスポンジ組織の軟質ローラ３０５に吸収され、蓄積して膨潤し続けた結果である。

このとき、画像形成条件に応じて、侵入量Ｌを設定すると、実質的な侵入量Ｌｒは、軟質ローラ３０５の半径Ｔの増加分だけ増えて、Ｌｒ＝Ｌ＋（Ｔ−Ｔ’）となる。

従って、実質的な侵入量Ｌｒを必要な侵入量Ｌに補正するためには、図６の（ｃ）に示すように、補正後の侵入量Ｌ’＝Ｌ−（Ｔ−Ｔ’）となるように侵入量Ｌを補正する。

軟質ローラ３０５の径の変化量Ｔ−Ｔ’は、実験的に得られた記録材の通算枚数に対応した数値として、表３に示す変換テーブルをＲＯＭ５０３に格納している。

表３に示すように、規定値の一例である通算枚数Ａまでは、上流側の侵入量ΔＵと下流側の侵入量ΔＤとについて、設定Ｎ（Ｎ＝０、１、２、３）に対するパルス数に、初期値Ｚｎ（Ｚｎ＝Ｚ０、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３）を使用する。

通算枚数Ａを超えて規定値の一例である通算枚数Ｂまでは、上流側の侵入量ΔＵについて、設定Ｎ（Ｎ＝０、１、２、３）に対するパルス数に、補正値Ｚａ１ｎ（Ｚａ１０、Ｚａ１１、Ｚａ１２、Ｚａ１３）を使用する。また、下流側の侵入量ΔＤについては、設定Ｎ（Ｎ＝０、１、２、３）に対するパルス数に、補正値Ｚａ１ｎより小さな補正値Ｚｂ１ｎ（Ｚｂ１０、Ｚｂ１１、Ｚｂ１２、Ｚｂ１３）を使用する。

上流側と下流側とで設定が違う理由は、一般的には、上流側のニップで先にオイルを吸収するので、上流側の軟質ローラ３０５の方が下流側の軟質ローラ３０６よりも膨潤量が大きくなり、補正する値も大きくなるからである。

通紙枚数Ｂを超えると、上流側の侵入量ΔＤについては、設定Ｎ（Ｎ＝０、１、２、３）に対するパルス数に、補正値Ｚａ２ｎ（Ｚａ２０、Ｚａ２１、Ｚａ２２、Ｚａ２３）を使用する。また、下流側の侵入量ΔＤについては、設定Ｎ（Ｎ＝０、１、２、３）に対するパルス数に、補正値Ｚａ２ｎより小さな補正値Ｚｂ２ｎ（Ｚｂ２０、Ｚｂ２１、Ｚｂ２２、Ｚｂ２３）を使用する。上流側と下流側とで設定が違う理由は、上述したとおりである。

補正値Ｚａ１ｎ、Ｚｂ１ｎ、Ｚａ２ｎ、Ｚｂ２ｎは、デカーラ３０１Ａ及び画像形成装置１００における軟質ローラ３０５、３０６の膨潤速度を左右する要因を加味して設定されている。具体的には、定着装置５において塗布されるオイルの量やオイルの種類、トナーの載り量、トナーに含有される樹脂の成分および量、デカーラ３０１Ａの構成、温度環境、軟質ローラ３０５、３０６の材質等である。

図１〜図４を参照して図７に示すように、制御装置５０１は、デカーラ３０１Ａを通過した記録材の通算枚数から軟質ローラ３０５、３０６の経時劣化を判断する。

制御装置５０１は、デカーラ３０１Ａを通過した記録材の通算枚数が所定枚数Ａを超えたかどうかを判断する（Ｓ１０１）。

所定枚数Ａを超えていない場合（Ｓ１０１のｎｏ）、制御装置５０１は、パルス数をＺｎに設定する（Ｓ１０２）。

通算枚数が所定枚数Ａを超えた場合（Ｓ１０１のｙｅｓ）、制御装置５０１は、通算枚数が所定枚数Ｂを超えたかどうかを判断する（Ｓ１０３）。

通算枚数が所定枚数Ｂを超えていない場合（Ｓ１０３のｎｏ）、制御装置５０１は、パルス数をＺａ１ｎ、Ｚｂ１ｎに設定する（Ｓ１０４）。

通算枚数が所定の値Ｂを超えた場合（Ｓ１０３のｙｅｓ）、制御装置５０１は、パルス数をＺａ２ｎ、Ｚｂ２ｎに設定する（Ｓ１０５）。

第１実施形態のデカーラ３０１Ａでは、軟質ローラ３０５、３０６経時変化による不具合を、制御のパルス数の補正で解消するので、膨潤して径が太くなった軟質ローラ３０５、３０６を使用し続けることができる。これまでは、交換するしかなかった膨潤した軟質ローラ３０５、３０６を交換２回分寿命延長して、記録材のカールを適正に矯正し続けることができ、ローラ交換のメンテナンスを減らせる。

画像形成条件に先立って、画像形成条件に応じて予測的にパルス数を設定するので、１枚目の記録材に致命的なカールやカールに起因するジャムを引き起さない。カール量を正確に見積もるために数１０枚の画像形成を待つ必要がない。この特徴を損なうことなく、記録材の通算枚数に応じて実質的な侵入量が所定値を維持するように、パルス量を補正することで、長く適切なカール矯正、記録材の搬送が可能となる。

従って、サービスマンにより定期的に行われるメンテナンスにおいて軟質ローラ３０５、３０６を交換する必要が無い、メンテナンスの頻度を少なくしたカール矯正装置を実現できる。

＜第１実施形態の変形例＞
図８は変形例１における通算枚数に対する侵入量調整の説明図である。

第１実施形態では、通算枚数に応じてパルス数を２段階に調整する制御を説明したが、変形例１では、通算枚数に応じてリアルタイムに制御する。

図８の（ａ）に示すように、軟質ローラ３０５、３０６を新品状態で使用開始して以降、カール矯正した記録材の通算枚数が増えるにつれて、新品状態からの半径の増加量が増える。これにより、軟質ローラ３０５、３０６に対する硬質ローラ３０３、３０４の実質的な侵入量ΔＵ、ΔＤが増加することは上述したとおりである。

そこで、制御装置５０１は、図８の（ｂ）に示すように、補正定数に通算枚数を乗じてパルス数の削減数を演算し、表１に示すパルス数から差し引いたパルス数で、侵入量ΔＵ、ΔＤを設定する。これにより、軟質ローラ３０５、３０６の径の変化に対応してリアルタイムにきめ細かくパルス数を調整して、一定のカール矯正効果を維持できる。

第１実施形態では、記録材の通算枚数が増えるにつれて、侵入量ΔＵ、ΔＤの制御量を小さくする制御を説明した。しかし、オイルの吸収によって組織が収縮して半径が経時的に減少するような軟質ローラ３０５、３０６の場合は、記録材の通算枚数が増えるにつれて、侵入量ΔＵ、ΔＤの制御量を大きくする制御となる。

第１実施形態では、記録材の通算枚数に応じて侵入量ΔＵ、ΔＤの制御量を変化させる制御を説明した。記録材の通算枚数は、検知が容易で、軟質ローラ３０５、３０６のオイル吸収量を比較的正確に反映しているからである。しかし、軟質ローラ３０５、３０６のオイル吸収量を反映するパラメータは、通算枚数には限らない。

変形例２では、デカーラ３０１Ａを通過した記録材の通算面積を演算して、侵入量ΔＵ、ΔＤの制御量を補正する。通算面積は、通算枚数ほど検知が容易ではないが、軟質ローラ３０５、３０６のオイルの吸収量（含浸量）をより正確に反映するからである。

変形例２では、制御装置５０１は、ジョブごとの記録材の枚数と、出力した記録材のサイズとから、デカーラ３０１Ａを通過した記録材の通算面積を算出して、ＲＡＭ５０４に記憶する。制御装置５０１は、ＲＡＭ５０４に記憶された通算面積に応じて、デカーラ３０１Ａのオイルの吸収量を推定し、ローラ対の侵入量を変化させる。ニップを通過した記録材の面積の通算量が所定面積を越えると、等しい画像形成条件に対応して設定されるパルス数を減らして、ローラ対の実質的な侵入量を一定に保つ。

変形例３では、制御装置５０１は、出力した記録材に形成した画像データのビデオカウントをカウントしてＲＡＭ５０４に記憶する。制御装置５０１は、ＲＡＭ５０４に記憶されたビデオカウント値に応じて、ローラ対の侵入量を変化させる。ビデオカウント値から、記録材に形成された画像の濃度積算値の積算量に基づいてデカーラのオイルの吸収量を推定する。そして、記録材に形成された画像の濃度積算値の積算量が所定量を越えると、等しい画像形成条件に対応して設定されるパルス数を減らして、ローラ対の実質的な侵入量を一定に保つ。

＜第２実施形態＞
図９は第２実施形態のデカーラの概略構成を示す縦断面図、図１０はデカーラの制御に関わる制御装置の概略構成の説明図である。

第２実施形態のデカーラ３０１Ｂは、図１に示すカラープリンタ１００に、第１実施形態のデカーラ３０１Ａを置き換えて設置される。

第２実施形態のデカーラ３０１Ｂは、軟質ローラ３０５、３０６の経時変化を、ローラの径を検出する測距センサ３１４、３１５にて判定する以外は、第１実施形態のデカーラ３０１Ａと同様に構成され、制御される。従って、図９〜図１１中、第１実施形態と共通する構成には、図１〜図６と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図９に示すように、軟質ローラ３０５の径の状態を監視するための測距センサ３１４が軟質ローラ３０５の近傍に、軟質ローラ３０６の径の状態を監視するための測距センサ３１５が軟質ローラ３０６の近傍にそれぞれ配置されている。測距センサ３１４、３１５は、軟質ローラ３０５、３０６の表面との距離を継続的に検知して、ローラ径の変化を監視するものである。測距センサ３１４、３１５は、軟質ローラ３０５、３０６の侵入にあわせて移動するように、軟質ローラ３０５、３０６が取り付けられている部材に固定して配置される。

図１０に示すように、軟質ローラ３０５、３０６のローラ径の経時変化を検出するために、それぞれ測距センサ３１４、３１５が配置されている。測距センサ３１４、３１５の出力は、Ａ／Ｄ５１７に接続され、Ａ／Ｄ５１７はＣＰＵ５０２に接続されている。

制御装置５０１は、測距センサ３１４、３１５の出力の変化を検知して、軟質ローラ３０５、３０６の半径の膨潤量を計算し、第１実施形態と同様に、半径の増加量に相当するだけ侵入量を制御するためのパルス数を減少させる。

＜通算枚数に応じた侵入量の補正＞
図１１は軟質ローラの経時変化の説明図、図１２は測距センサの出力に応じた侵入量の補正制御のフローチャートである。

図１１の（ａ）に示すように、半径Ｔの軟質ローラ３０５の新品状態では、測距センサ３１４によって距離Ｘが検知され、画像形成条件に応じて侵入量Ｌが設定されている。軟質ローラ３０５の近傍に、所定の距離Ｘをとって測距センサ３１４が配置され、測距センサ３１４は、軟質ローラ３０５と一緒に移動するように、軟質ローラ３０５の回転軸を支持する部材の上に取り付けられている。

図１１の（ｂ）に示すように、画像形成の通算枚数が１万枚に達した軟質ローラ３０５の中古状態では、軟質ローラ３０５が半径Ｔ’に膨潤した結果、測距センサ３１４によって距離Ｘ’が検知される。

これにより、侵入量Ｌは、軟質ローラ３０５の半径の増加分Ｘ−Ｘ’だけ増えて、Ｌ＋（Ｘ−Ｘ’）となる。従って、必要な侵入量Ｌを維持するためには、図１１の（ｃ）に示すように、補正後の侵入量Ｌ’＝Ｌ−（Ｘ−Ｘ’）となるように侵入量を補正する。

補正量については、表１、表２、表３のテーブルを用いた制御を採用してもよいが、変形例１で説明したように、測距センサ３１４の出力に応じてリアルタイムに補正することが好ましい。具体的には、軟質ローラ３０５の半径の変化量Ｔ−Ｔ’を、測距センサ３１４の読み値より判断して、軟質ローラ３０５の半径の増加分Ｘ−Ｘ’に対応する補正量Ｚ（Ｘ−Ｘ’）を、侵入量Ｌを発生させるための制御量Ｚより減ずる。

図１０を参照して図１２に示すように、制御装置５０１は、軟質ローラ３０５、３０６の経時変化を、軟質ローラ３０５、３０６の表面位置を検出する測距センサ３１４、３１５の出力変化から直接検知する。

制御装置５０１は、測距センサ３１４、３１５の出力を取り込んで初期の距離Ｘを読み取る（Ｓ１１１）。

制御装置５０１は、画像形成ごとに距離Ｘ’を読み取って（Ｓ１１２）、軟質ローラ３０５、３０６の半径の変化量（Ｘ−Ｘ’）を演算する。

制御装置５０１は、半径の変化量（Ｘ−Ｘ’）に相当するモータ５１３、５１４の駆動量Ｚ（Ｘ−Ｘ’）を所定の駆動量Ｚから減ずる（Ｓ１１３）。

第１実施形態の画像形成装置の概略構成を示す縦断面である。 第１実施形態のデカーラの概略構成を示す縦断面図である。 デカーラの侵入量調整機構の概略構成の説明図である。 デカーラの制御に関わる制御装置の概略構成の説明図である。 デカーラにおける記録材のカール矯正の説明図である。 軟質ローラの経時変化の説明図である。 通算枚数に応じた侵入量の補正制御のフローチャートである。 変形例１における通算枚数に対する侵入量調整の説明図である。 第２実施形態のデカーラの概略構成を示す縦断面図である。 デカーラの制御に関わる制御装置の概略構成の説明図である。 軟質ローラの経時変化の説明図である。 測距センサの出力に応じた侵入量の補正制御のフローチャートである。

符号の説明

３０１Ａ、３０１Ｂ カール矯正装置（デカーラ）
３０２ 排紙トレイ
３０３、３０４ 硬質ローラ
３０５、３０６ 軟質ローラ
３１３ センサ
３１４、３１５ 検知手段（測距センサ）
４０７、４０８ 調整機構（カム）
５０１ 制御手段（制御装置）
５０２ ＣＰＵ
５０３ ＲＯＭ
５０４ ＲＡＭ
５０５ Ｉ／Ｏ
５０６ バス
５０７、５０８、５０９、５１０ モータドライバ
５１１、５１２、５１３、５１４ モータ

Claims (4)

1. 硬質ローラと、
   前記硬質ローラに圧接してニップを形成し、前記硬質ローラよりも柔らかい軟質ローラと、
   前記軟質ローラと前記硬質ローラとの相対位置を可変に調整する調整機構と、を備え、
   オイル成分が付着した記録材を前記ニップに通過させて記録材のカールを矯正するカール矯正装置において、
   前記軟質ローラのオイル成分の吸収に伴って発生する前記軟質ローラに対する前記硬質ローラの侵入量の変化を軽減するように、前記軟質ローラのオイル成分の吸収量を反映するパラメータに基づいて前記調整機構を制御する制御手段を備えたことを特徴とするカール矯正装置。
2. 前記パラメータは、新品状態の前記軟質ローラを使用開始した以降における、
   （１）前記ニップを通過した記録材の枚数、
   （２）前記ニップを通過した記録材の面積、
   （３）前記ニップを通過した記録材に形成された画像の濃度積算値、
   のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のカール矯正装置。
3. 硬質ローラと、
   前記硬質ローラに圧接してニップを形成し、前記硬質ローラよりも柔らかい軟質ローラと、
   前記軟質ローラと前記硬質ローラとの相対位置を可変に調整する調整機構と、を備え、
   オイル成分が付着した記録材を前記ニップに通過させて記録材のカールを矯正するカール矯正装置であって、
   前記軟質ローラのオイル成分の吸収量を反映するパラメータである前記軟質ローラの表面位置を検知する検知手段と、
   前記軟質ローラのオイル成分の吸収に伴って発生する前記軟質ローラに対する前記硬質ローラの侵入量の変化を軽減するように、前記検知手段によって検知された前記表面位置に基づいて前記調整機構を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするカール矯正装置。
4. 前記ニップを形成する前記硬質ローラと前記軟質ローラとのローラ対が、前記硬質ローラと前記軟質ローラとの位置関係を反転して、記録材の搬送経路に２組配置され、
   前記制御手段は、記録材の搬送方向の上流側に位置する前記ローラ対における前記侵入量の調整量を、下流側に位置する前記ローラ対における前記侵入量の調整量よりも大きくすることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載のカール矯正装置。

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