JP2014164072A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置が交換された場合であっても、駆動ローラの外径値に応じてモータを適正に制御することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】画像形成装置は、加熱部材Ｈと、当該加熱部材Ｈとの間でニップ部Ｎを形成するように構成される駆動ローラ（加圧ローラ１４０）とを有する定着装置１００と、駆動ローラを駆動するためのモータ５００と、制御装置５１０とを備える。定着装置１００には、予め測定された駆動ローラの外径値を記憶したメモリ１７０が設けられる。制御装置５１０は、メモリ１７０から外径値を読み出す読出処理と、読み出した外径値が大きい程、モータ５００の回転速度を小さくするように回転速度を補正する補正処理と、補正された回転速度に基づきモータ５００を回転駆動させる駆動処理とを実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱部材との間でニップ部を形成する駆動ローラを有する定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、画像形成装置の装置本体に設けられる定着装置として、無端状のベルトと、ベルト内に配置されるニップ板と、ニップ板との間でベルトを挟むことでベルトとの間でニップ部を形成する加圧ローラとを備え、加圧ローラに駆動力が入力され、ベルトが加圧ローラに従動回転するものが知られている（特許文献１参照）。具体的に、この技術では、画像形成装置の製造時に加圧ローラの外径を測定し、装置本体に設けたメモリにその外径値を記憶し、この外径値に基き、加圧ローラを駆動するモータを制御している。

特開２００２−３５１２４１号公報

しかしながら、従来技術では、装置本体にメモリが設けられているため、定着装置が交換されたときには、新たな定着装置に設けられた加圧ローラの外径値と装置本体に設けられたメモリに記憶している外径値が異なり、モータを良好に制御することができなくなるおそれがある。

そこで、本発明は、定着装置が交換された場合であっても、加圧ローラ（駆動ローラ）の外径値に応じてモータを適正に制御することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、加熱部材と、当該加熱部材との間でニップ部を形成するように構成される駆動ローラとを有する定着装置と、前記駆動ローラを駆動するためのモータと、制御装置と、を備える。
前記定着装置には、予め測定された前記駆動ローラの外径値を記憶したメモリが設けられる。
前記制御装置は、前記メモリから前記外径値を読み出す読出処理と、読み出した前記外径値が大きい程、前記モータの回転速度を小さくするように前記回転速度を補正する補正処理と、補正された回転速度に基づき前記モータを回転駆動させる駆動処理と、を実行するように構成されている。

この構成によれば、駆動ローラの外径値を記憶したメモリを定着装置に設けることで、駆動ローラの外径値とメモリに記憶された外径値を定着装置ごとに同じ値にすることができるので、定着装置が交換された場合であっても、駆動ローラの外径値に応じてモータを適正に制御することができる。

また、前記した構成において、前記メモリには、予め測定された前記加熱部材の加熱能力を記憶され、前記制御装置は、前記読出処理において、前記メモリから前記加熱能力を読み出し、前記補正処理において、読み出した前記加熱能力が大きい程、前記モータの回転速度を小さくするように前記回転速度を補正するように構成されていてもよい。

これによれば、加熱部材の加熱能力が大きい程、駆動ローラの外径が熱膨張により大きくなるので、これに応じて回転速度が小さくなるような補正を行うことで、駆動ローラの回転速度を外径に応じた適正な回転速度とすることができる。

また、前記した構成において、前記メモリには、予め測定された前記ニップ部の幅が記憶され、前記制御装置は、前記読出処理において、前記メモリから前記ニップ部の幅を読み出し、前記補正処理において、読み出した前記ニップ部の幅が大きい程、前記モータの回転速度を小さくするように前記回転速度を補正するように構成されていてもよい。

これによれば、ニップ部の幅が大きい程、駆動ローラの外径が熱膨張により大きくなるので、これに応じて回転速度が小さくなるような補正を行うことで、駆動ローラの回転速度を外径に応じた適正な回転速度とすることができる。

また、前記した構成において、前記定着装置には、前記加熱部材の温度を検出する温度検出器が設けられ、前記メモリには、予め測定された前記温度検出器の応答性が記憶され、前記制御装置は、前記読出処理において、前記メモリから前記応答性を読み出し、前記補正処理において、読み出した前記応答性に応じた前記駆動ローラの外径変化のオーバーシュートを打ち消すように前記回転速度を補正するように構成されていてもよい。

これによれば、応答性が低い程、駆動ローラの外径変化のオーバーシュートが大きくなるので、このオーバーシュートを打ち消すように回転速度を補正することで、駆動ローラの回転速度を外径変化に応じた適正な回転速度とすることができる。

また、前記した構成において、前記加熱部材は、ゴム層を有するベルトを備え、前記メモリには、予め測定された前記ゴム層の厚さが記憶され、前記制御装置は、前記読出処理において、前記メモリから前記ゴム層の厚さを読み出し、前記補正処理において、読み出した前記ゴム層の厚さが小さい程、前記モータの回転速度を小さくするように前記回転速度を補正するように構成されていてもよい。

これによれば、ゴム層の厚さが小さい程、加熱部材から駆動ローラへの伝熱量が大きくなり、駆動ローラの外径が熱膨張により大きくなるので、これに応じて回転速度が小さくなるような補正を行うことで、駆動ローラの回転速度を外径に応じた適正な回転速度とすることができる。

本発明によれば、定着装置が交換された場合であっても、駆動ローラの外径値に応じてモータを適正に制御することができる。

本発明の実施形態に係るカラーレーザプリンタを示す断面図である。 定着装置や制御装置等を示す図（ａ）と、図２（ａ）のＸ部分の拡大図（ｂ）である。 ニップ板と各温度センサを示す斜視図である。 連続印刷の場合の加圧ローラの外径変化を示すグラフ（ａ）と、加圧ローラの外径変化により変動する用紙の搬送速度を一定にするための基本の関数ｆ_０（ｔ）を示すグラフ（ｂ）である。 加圧ローラの外径値が基準の外径値よりも大きい場合における外径変化を示すグラフ（ａ）と、関数ｆ_１（ｔ）を示すグラフ（ｂ）である。 ハロゲンランプの加熱能力が基準値よりも大きい場合における外径変化を示すグラフ（ａ）と、関数ｆ_２（ｔ）を示すグラフ（ｂ）と、関数β（ｔ）を示すグラフ（ｃ）である。 センターサーミスタの応答性が基準値よりも低い場合における外径変化を示すグラフ（ａ）と、関数ｆ_３（ｔ）を示すグラフ（ｂ）と、関数−ｆ_０″（ｔ）を示すグラフ（ｃ）である。 ゴム層の厚さが基準値よりも大きい場合における外径変化を示すグラフ（ａ）と、関数ｆ_４（ｔ）を示すグラフ（ｂ）と、関数ε（ｔ）を示すグラフ（ｃ）である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、特に断りがないかぎり図１に示した上下方向を上下、図１における左側を前、右側を後、紙面の奥側を左、紙面の手前側を右として、各方向を示す。ここでの左右は、画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタ１の前側に立った者から見た方向を基準として規定してある。

図１に示すように、カラーレーザプリンタ１は、装置本体２内に、用紙５１を供給する給紙部５と、給紙された用紙５１に画像を形成する画像形成部６と、画像が形成された用紙５１を排出する排紙部７とを備えている。

給紙部５は、装置本体２内の下方において、装置本体２に対して前側からスライド操作により脱着される給紙トレイ５０と、給紙トレイ５０から用紙５１を前側から上に持ち上げ、後側へ反転させて搬送する給紙機構Ｍ１とからなる。

この給紙機構Ｍ１は、給紙トレイ５０の前側端部に設けられた、ピックアップローラ５２、分離ローラ５３、分離パッド５４などからなり、これらにより用紙５１が一枚ずつ分離されて上方へ送られる。上方へ向けて搬送された用紙５１は、紙粉取りローラ５５とピンチローラ５６の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路５７を通って後向きへ方向転換され、搬送ベルト７３の上に供給される。

画像形成部６は、スキャナ部６１、プロセス部６２、転写部６３および定着装置１００を備えている。

スキャナ部６１は、装置本体２の上部に設けられており、図示はしないが、レーザ発光部、ポリゴンミラー、複数のレンズおよび反射鏡を備えている。スキャナ部６１では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応させてレーザ発光部から発光されるレーザをポリゴンミラーで左右方向に高速で走査させ、複数のレンズおよび反射鏡を通過または反射させた後各感光体ドラム３１に照射している。

プロセス部６２は、スキャナ部６１の下方で、給紙部５の上方に配置されており、装置本体２に対して前後方向に引出可能となる感光体ユニット３と、感光体ユニット３の下部に設けられる４つのドラムサブユニット３０と、各ドラムサブユニット３０に装着される現像カートリッジ４０とを備えている。

ドラムサブユニット３０は、公知の感光体ドラム３１やスコロトロン型帯電器３２などを備えている。
現像カートリッジ４０は、内部にトナーが収容されており、公知の供給ローラ４１や現像ローラ４２や層厚規制ブレード４３などを備えている。

このようなプロセス部６２は、次のように機能する。現像カートリッジ４０内のトナーが供給ローラ４１により現像ローラ４２へ供給され、このときトナーが、供給ローラ４１と現像ローラ４２との間で正極性に摩擦帯電される。現像ローラ４２に供給されたトナーは、現像ローラ４２の回転に伴って層厚規制ブレード４３によって擦られ、一定厚さの薄層として現像ローラ４２の表面に担持される。

一方、ドラムサブユニット３０では、スコロトロン型帯電器３２がコロナ放電により感光体ドラム３１を一様に正極性に帯電させる。この帯電した感光体ドラム３１にスキャナ部６１からのレーザが照射されて、用紙５１に形成すべき画像に対応した静電潜像が感光体ドラム３１に形成される。

さらに感光体ドラム３１が回転すると、現像ローラ４２に担持されているトナーが感光体ドラム３１の静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体ドラム３１の表面のうち、レーザにより露光され電位が下がった部分に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、各色のトナーに対応して、反転現像によるトナー像が担持される。

転写部６３は、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３、転写ローラ７４およびクリーニング部７５を備えている。
駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後に離間して平行に配置され、これらの間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が巻き掛けられている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光体ドラム３１に接している。そして、搬送ベルト７３の内側には各感光体ドラム３１との間で搬送ベルト７３を挟み込む転写ローラ７４が配置されている。転写ローラ７４には、図示しない高圧基板から転写バイアスが印加される。画像形成時には、搬送ベルト７３により搬送されてきた用紙５１は、感光体ドラム３１と転写ローラ７４に挟持され、感光体ドラム３１上のトナー像が用紙５１に転写される。

クリーニング部７５は、搬送ベルト７３の下方に配置され、搬送ベルト７３に付着したトナーを除去し、その下方に配置されたトナー貯留部７６に除去したトナーを落下させるようになっている。

定着装置１００は、転写部６３の後方に設けられ、用紙５１上に転写されたトナー像を用紙５１上に熱定着している。なお、定着装置１００については、後で詳述する。

排紙部７において、用紙５１の排紙側搬送経路９１は、定着装置１００の出口から上に向かって延び前側に反転するように形成されている。排紙側搬送経路９１の途中には、用紙５１を搬送する複数の搬送ローラ９２が配置されている。装置本体２の上面には、印刷後の用紙５１を蓄積する排紙トレイ９３が形成されており、搬送ローラ９２により排紙側搬送経路９１から排出された用紙５１は、排紙トレイ９３に蓄積される。

なお、本実施形態において、用紙５１を搬送する搬送機構Ｍ２は、前述した給紙機構Ｍ１、各感光体ドラム３１、搬送ベルト７３、後述する加圧ローラ１４０、搬送ローラ９２、後述するモータ５００（図２参照）などによって構成されている。

＜定着装置の詳細構成＞
図２（ａ）に示すように、定着装置１００は、加熱部材Ｈと、駆動ローラの一例としての加圧ローラ１４０と、メモリ１７０とを備えている。加熱部材Ｈは、定着ベルト１１０と、ハロゲンランプ１２０と、ニップ板１３０と、反射板１５０と、ステイ１６０とを備えている。

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のベルトであり、図２（ｂ）に示すように、ステンレス綱製の素管１１１と、素管１１１の外表面に形成されたゴム層１１２とを有している。定着ベルト１１０の内部には、ハロゲンランプ１２０、ニップ板１３０、反射板１５０およびステイ１６０が設けられている。

ハロゲンランプ１２０は、輻射熱を発してニップ板１３０および定着ベルト１１０（ニップ部Ｎ）を加熱することで用紙５１上のトナーを加熱する部材であり、ニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。

ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける板状の部材であり、その下面が定着ベルト１１０の内周面に摺接するように配置されている。本実施形態において、ニップ板１３０は、金属製であり、例えば、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、アルミニウム板などを折り曲げることで形成されている。なお、ニップ板１３０をアルミニウム製とした場合には、ニップ板１３０の熱伝導性を向上させることが可能となっている。

図２および図３に示すように、ニップ板１３０は、板状部１３１と、前側屈曲部１３２と、後側屈曲部１３３と、３つの被検知部１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃとを有している。

板状部１３１は、上下方向に直交するとともに左右方向に長い長尺の板状の部材であり、加圧ローラ１４０との間で定着ベルト１１０を上下に挟み込むことで、加圧ローラ１４０と定着ベルト１１０との間にニップ部Ｎを形成している。そして、この板状部１３１は、ハロゲンランプ１２０の下方に配置されて、当該ハロゲンランプ１２０からの熱を定着ベルト１１０を介して用紙５１上のトナーに伝達する。

前側屈曲部１３２は、板状部１３１の前端側から上方に向けて略円弧状に屈曲するように形成され、ハロゲンランプ１２０と対向するように配置されている。
後側屈曲部１３３は、板状部１３１の後側の端縁から上方に向けて延びるように形成されている。詳しくは、後側屈曲部１３３は、板状部１３１の後側の端縁のうち左右方向における一端側から他端側まで延びるように形成されている。

３つの被検知部１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃは、それぞれ、サイドサーミスタ４００Ａ、サーモスタット４００Ｂおよびセンターサーミスタ４００Ｃにより温度が検知される部位である。３つの被検知部１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃは、後側屈曲部１３３の上端縁１３３Ａの一部から後側に延びるように形成されている。詳しくは、左右方向に延びる後側屈曲部１３３のうち略中央部分に２つの被検知部１３４Ｂ，１３４Ｃが配置され、左右方向外側の一端部に１つの被検知部１３４Ａが配置されている。

また、被検知部１３４Ｂ，１３４Ｃは、左右方向において、最小用紙通過範囲ＰＲ内に配置され、被検知部１３４Ａは、左右方向において、最小用紙通過範囲ＰＲ外に配置されている。ここで、最小用紙通過範囲ＰＲとは、カラーレーザプリンタ１で使用されうる用紙の中で、左右方向の幅が最小である用紙の通過範囲を指す。

また、サイドサーミスタ４００Ａ、センターサーミスタ４００Ｃは、検知した温度を制御装置５１０に送信するための温度検出器であり、被検知部１３４Ａ，１３４Ｃの温度を検出することでニップ部Ｎの温度を間接的に検出している。サーモスタット４００Ｂは、検知した温度が所定温度を超えると、機械的にハロゲンランプ１２０への電力供給を遮断するサーマルスイッチである。

なお、サイドサーミスタ４００Ａは、被検知部１３４Ａに接触して、被検知部１３４Ａの温度を検知する接触式のサーミスタであってもよいし、被検知部１３４Ａには接触しないで被検知部１３４Ａの温度を検知する非接触式のサーミスタであってもよい。
同様に、センターサーミスタ４００Ｃは、被検知部１３４Ｃに接触して、被検知部１３４Ｃの温度を検知する接触式のサーミスタであってもよいし、被検知部１３４Ｃには接触しないで被検知部１３４Ｃの温度を検知する非接触式のサーミスタであってもよい。

図２に示すように、加圧ローラ１４０は、ニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟むことで定着ベルト１１０との間にニップ部Ｎを形成する部材であり、ニップ板１３０の下方に配置されている。そして、ニップ部Ｎを形成するために、ニップ板１３０および加圧ローラ１４０の一方が他方に向けて付勢されている。そして、この加圧ローラ１４０は、装置本体２内に設けられたモータ５００から駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、ニップ板１３０との間で定着ベルト１１０および用紙５１を挟んだ状態で回転することで、当該定着ベルト１１０とともに回転して用紙５１を後方に搬送する。

反射板１５０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に向けて反射する部材であり、定着ベルト１１０の内側でハロゲンランプ１２０を囲うように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。この反射板１５０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視Ｕ字状に湾曲させて形成されている。

ステイ１６０は、ニップ板１３０を反射板１５０を介して支持することで加圧ローラ１４０からの荷重を受ける部材であり、定着ベルト１１０の内側でハロゲンランプ１２０や反射板１５０を囲うように配置されている。なお、ここでいう荷重は、ニップ板１３０が加圧ローラ１４０を付勢する構成においては、ニップ板１３０が加圧ローラ１４０を付勢する力の反力をいうものとする。このようなステイ１６０は、比較的剛性が高い、例えば、鋼板などを折り曲げることで形成されている。

前述したハロゲンランプ１２０や、加圧ローラ１４０を駆動するためのモータ５００は、制御装置５１０によって制御される。なお、モータ５００は、図示せぬギヤ機構を介して加圧ローラ１４０に駆動力を供給する他、図示せぬギヤ機構を介して供給ローラ４１や現像ローラ４２などにも駆動力を供給するように構成されている。

メモリ１７０には、基準条件下において予め測定された、加圧ローラ１４０の外径値、ハロゲンランプ１２０の加熱能力、ニップ部Ｎの幅、センターサーミスタ４００Ｃの応答性およびゴム層１１２の厚さが記憶されている。ここで、加熱能力とは、単位時間当たりの発熱量をいう。

なお、加圧ローラ１４０の外径値は、例えばレーザ変位計などによって測定すればよい。また、ハロゲンランプ１２０の加熱能力は、例えば熱電対でニップ部の温度勾配を実測すればよい。

また、ニップ部Ｎの幅は、例えば、黒ベタ印刷した用紙を一定時間の間加圧ローラ１４０と定着ベルト１１０との間で挟み込んで加熱した後、用紙を取り出し、加熱されることにより他の部分とは光沢が違う範囲を定規などで測定すればよい。また、センターサーミスタ４００Ｃの応答性は、例えば、所定の第１温度環境下においてニップ部Ｎの温度を立ち上げていく際において、センターサーミスタ４００Ｃで検出する検出温度が第１温度よりも高い第２温度に達するまでの時間を測定すればよい。また、ゴム層１１２の厚さは、例えば、定着ベルト１１０の総厚をマイクロメータなどで測定し、その総厚から予め測定している素管１１１の厚さを引けばよい。

また、メモリ１７０には、モータ５００の回転速度を補正するために、以下のような補正式が記憶されている。
Ｎ＝Ｎ_０＋ｆ_０（ｔ）−α（Ｄ−Ｄ_０）−β（ｔ）・（Ｗ−Ｗ_０）−γ（ｔ）・（Ｂ−Ｂ_０）−δ・ｆ_０″（ｔ）＋ε（ｔ）・（ｄ−ｄ_０）

上記補正式において、Ｎ_０は、モータ５００の基準の回転速度である。
ｆ_０（ｔ）は、印刷制御において、加圧ローラ１４０の外径が継時変化した場合であっても用紙５１の搬送速度が一定となるように、モータ５００の回転速度を補正するための基本の関数となる時間ｔの関数である。具体的には、例えば低温環境下において複数枚の用紙５１を連続印刷する場合には、加圧ローラ１４０の外径は、図４（ａ）に示すような波形で継時変化していく。そのため、連続印刷の場合には、図４（ｂ）に示すように、連続印刷時における外径変化の波形を反転したような波形の関数ｆ_０（ｔ）が設定される。なお、加圧ローラ１４０の外径変化の波形は、実験やシミュレーション等により得られるので、これに基いて関数ｆ_０（ｔ）を設定することができる。

また、例えば所定枚数分の印刷ジョブを間隔を空けて複数回行う間欠印刷の場合や、印刷指令を受けたときの温度環境が中温・高温の場合などにおいては、それぞれ加圧ローラ１４０の外径変化の波形が異なるので、それぞれ実験等により波形を得ておき、各波形に対して基本の関数を設定しておく。つまり、メモリ１７０には、加圧ローラ１４０の外径の継時変化を打ち消すような関数が、様々な環境に応じて複数種類記憶されている。

−α（Ｄ−Ｄ_０）は、加圧ローラ１４０の製造誤差による搬送速度への影響を打ち消すための補正項である。Ｄは、予め測定している加圧ローラ１４０の外径であり、Ｄ_０は加圧ローラ１４０の基準の外径であり、αは補正式における外径の誤差の寄与度を示す係数である。

詳しくは、図５（ａ）に実線で示すように、基準の外径値Ｄ_０が継時変化した場合に比べ、それよりも大きな外径値Ｄが継時変化する場合には、図に破線で示すように、その外径変化は、基準の外径値Ｄ_０の波形を上にオフセットしたような波形となる。そのため、このような大きな外径値Ｄの場合において搬送速度を一定にするための関数ｆ_１（ｔ）は、基準の外径値Ｄ_０に対応した基本の関数ｆ_０（ｔ）の波形を下にオフセットしたような波形、つまりｆ_０（ｔ）−α（Ｄ−Ｄ_０）となる。

以上により、前述したＮ＝Ｎ_０＋ｆ_０（ｔ）という関数に対して、外径の誤差を考慮したオフセット量に対応した−α（Ｄ−Ｄ_０）というような補正項を設けることで、外径の誤差による搬送速度への影響を低減することが可能となっている。詳しくは、−α（Ｄ−Ｄ_０）は、メモリ１７０に記憶された加圧ローラ１４０の外径値が大きい程、モータ５００の回転速度を小さくするような補正項となっている。

−β（ｔ）・（Ｗ−Ｗ_０）は、ハロゲンランプ１２０の加熱能力の誤差による搬送速度への影響を打ち消すための補正項である。Ｗは、予め測定しているハロゲンランプ１２０の加熱能力であり、Ｗ_０は、ハロゲンランプ１２０の基準の加熱能力であり、β（ｔ）は、補正式における加熱能力の誤差の寄与度を示す時間ｔの関数である。

詳しくは、図６（ａ）に実線で示すように、基準の加熱能力で加圧ローラ１４０を加熱したときの外径変化に比べ、それよりも大きな加熱能力で加圧ローラ１４０を加熱したときの外径変化は、図に破線で示すように、外径変化の初期において外径が基準時よりも大きく変化し、その後は、徐々に基準と略同じように変化する。そのため、図６（ｂ）に破線で示すように、加熱能力が基準よりも大きいときにおいて搬送速度を一定にするための関数ｆ_２（ｔ）は、図６（ａ）の破線の波形を反転したような波形、つまりｆ_０（ｔ）−β（ｔ）・（Ｗ−Ｗ_０）となる。ここで、β（ｔ）は、図６（ｃ）に示すように、外径変化の初期のみに加熱能力の誤差（Ｗ−Ｗ_０）の影響を打ち消すような関数であり、外径変化の初期におけるピーク値において最も補正の影響が大きくなるような関数に設定される。

以上により、前述したＮ＝Ｎ_０＋ｆ_０（ｔ）という関数に対して、加熱能力の誤差を考慮した−β（ｔ）・（Ｗ−Ｗ_０）というような補正項を設けることで、加熱能力の誤差による搬送速度への影響を低減することが可能となっている。詳しくは、−β（ｔ）・（Ｗ−Ｗ_０）は、メモリ１７０に記憶された加熱能力が大きい程、モータ５００の回転速度を小さくするような補正項となっている。

−γ（ｔ）・（Ｂ−Ｂ_０）は、ニップ部Ｎの幅の誤差による搬送速度への影響を打ち消すための補正項である。Ｂは、予め測定しているニップ部Ｎの幅であり、Ｂ_０は、ニップ部Ｎの基準の幅であり、γ（ｔ）は、補正式におけるニップ部Ｎの幅の誤差の寄与度を示す時間ｔの関数である。ここで、ニップ部Ｎの幅の誤差による搬送速度への影響は、加熱能力と同じように考えることができる。つまり、ニップ部Ｎの幅が大きい程、ニップ部Ｎから加圧ローラ１４０に伝達される熱量が大きくなるので、加熱能力と同義に考えることができる。そのため、ニップ部Ｎの幅の誤差の違いによる外径変化は、図６（ａ）と同じような波形となり、加熱能力のときの関数β（ｔ）と同じような外径変化の初期のみにニップ部Ｎの幅の誤差の影響を打ち消すような関数γ（ｔ）を設定すればよいことが分かる。

以上により、前述したＮ＝Ｎ_０＋ｆ_０（ｔ）という関数に対して、ニップ部Ｎの幅の誤差を考慮した−γ（ｔ）・（Ｂ−Ｂ_０）というような補正項を設けることで、ニップ部Ｎの幅の誤差による搬送速度への影響を低減することが可能となっている。詳しくは、−γ（ｔ）・（Ｂ−Ｂ_０）は、メモリ１７０に記憶されたニップ部Ｎの幅が大きい程、モータ５００の回転速度を小さくするような補正項となっている。

−δ・ｆ_０″（ｔ）は、センターサーミスタ４００Ｃの応答性の誤差による搬送速度への影響を打ち消すための補正項である。ｆ_０″（ｔ）は、基本の関数ｆ_０（ｔ）を２回微分した値であり、δは予め測定しているセンターサーミスタ４００Ｃの応答性に対応した当該補正項の寄与度を示す関数である。具体的に、δは、応答性が低い程、寄与度が高くなるような値に設定される。

詳しくは、図７（ａ）に実線で示すように、センターサーミスタ４００Ｃの応答性が基準値であるときの外径変化に比べ、それよりも応答性の低いセンターサーミスタ４００Ｃを用いたときの外径変化は、図に破線で示すように、外径変化の各ピーク値が基準値よりもプラス側またはマイナス側にオーバーシュートするようになっている。そのため、図７（ｂ）に破線で示すように、応答性が低いときにおいて搬送速度を一定にするための関数ｆ_３（ｔ）は、図７（ａ）の破線の波形を反転したような波形、つまりｆ_０（ｔ）−δ・ｆ_０″（ｔ）となる。なお、ｆ_０″（ｔ）を設けることで、基本の関数ｆ_０（ｔ）の変化の傾向を知ることができ、この傾向に対して応答性に対応した係数δをかけることで、応答性が低い程大きくなるオーバーシュート量を大きく補正して関数ｆ_０（ｔ）に近づくように補正を行うことが可能となっている。つまり、−δ・ｆ_０″（ｔ）は、メモリ１７０に記憶された応答性に応じた加圧ローラ１４０の外径変化のオーバーシュートを打ち消すような補正項となっている。

＋ε（ｔ）・（ｄ−ｄ_０）は、ゴム層１１２の厚さの誤差による搬送速度への影響を打ち消すための補正項である。ｄは、予め測定しているゴム層１１２の厚さであり、ｄ_０は、ゴム層１１２の厚さの基準値であり、ε（ｔ）は、補正式におけるゴム層１１２の厚さの誤差の寄与度を示す時間ｔの関数である。

詳しくは、図８（ａ）に実線で示すように、ゴム層１１２の厚さが基準値である場合の外径変化に比べ、ゴム層１１２の厚さがそれよりも大きな値であるときの外径変化は、図に破線で示すように、外径変化の初期において外径が基準時よりも小さく変化し、その後は、徐々に基準と略同じように変化する。これは、ゴム層１１２が厚い程、加圧ローラ１４０に伝達される熱量が小さくなるからである。

そのため、図８（ｂ）に破線で示すように、ゴム層１１２の厚さが基準値よりも大きいときにおいて搬送速度を一定にするための関数ｆ_４（ｔ）は、図８（ａ）の破線の波形を反転したような波形、つまりｆ_０（ｔ）＋ε（ｔ）・（ｄ−ｄ_０）となる。ここで、ε（ｔ）は、図８（ｃ）に示すように、外径変化の初期のみにゴム層１１２の厚さの誤差（ｄ−ｄ_０）の影響を打ち消すような関数であり、外径変化の初期におけるピーク値において最も補正の影響が大きくなるような関数に設定される。

以上により、前述したＮ＝Ｎ_０＋ｆ_０（ｔ）という関数に対して、ゴム層１１２の厚さの誤差を考慮した＋ε（ｔ）・（ｄ−ｄ_０）というような補正項を設けることで、ゴム層１１２の厚さの誤差による搬送速度への影響を低減することが可能となっている。詳しくは、＋ε（ｔ）・（ｄ−ｄ_０）は、メモリ１７０に記憶されたゴム層１１２の厚さが小さい程、モータ５００の回転速度を小さくするような補正項となっている。

＜制御装置＞
次に、制御装置５１０について詳細に説明する。
制御装置５１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えており、前述したセンターサーミスタ４００Ｃおよびサイドサーミスタ４００Ａからの入力と、印刷指令の内容と、メモリ１７０に記憶された情報に基づいて演算処理を行うことによって、モータ５００を制御している。なお、下記の制御で利用する温度検出器としては、サイドサーミスタ４００Ａおよびセンターサーミスタ４００Ｃのいずれであってもよいが、本実施形態ではセンターサーミスタ４００Ｃとする。

制御装置５１０は、メモリ１７０から外径値等の各種データや前述した補正式などの情報を読み出す読出処理と、読み出した情報に基いてモータ５００の回転速度を補正する補正処理と、補正された回転速度に基づきモータ５００を回転駆動させる駆動処理と、を実行するように構成されている。

詳しくは、制御装置５１０は、メモリ１７０から読み出した加圧ローラ１４０の外径値が大きい程、モータ５００の回転速度を小さくするように回転速度を補正している。これにより、加圧ローラ１４０の外径値に応じてモータ５００を適正に制御することが可能となっている。

また、制御装置５１０は、メモリ１７０から読み出した加熱能力が大きい程、モータ５００の回転速度を小さくするように回転速度を補正するように構成されている。これにより、加熱能力が大きい程大きく熱膨張する加圧ローラ１４０の外径に応じてモータ５００を適正に制御することが可能となっている。

また、制御装置５１０は、メモリ１７０から読み出したニップ部Ｎの幅が大きい程、モータ５００の回転速度を小さくするように回転速度を補正するように構成されている。これにより、ニップ部の幅が大きい程大きく熱膨張する加圧ローラ１４０の外径に応じてモータ５００を適正に制御することが可能となっている。

また、制御装置５１０は、メモリ１７０から読み出した応答性に応じた加圧ローラ１４０の外径変化のオーバーシュートを打ち消すようにモータ５００の回転速度を補正するように構成されている。これにより、応答性が低い程オーバーシュートが大きくなる加圧ローラ１４０の外径変化に応じてモータ５００を適正に制御することが可能となっている。

また、制御装置５１０は、メモリ１７０から読み出したゴム層１１２の厚さが小さい程、モータ５００の回転速度を小さくするように回転速度を補正するように構成されている。これにより、ゴム層１１２の厚さが小さい程大きく熱膨張する加圧ローラ１４０の外径に応じてモータ５００を適正に制御することが可能となっている。

具体的に、制御装置５１０は、図９に示すフローチャートを常時実行するように構成されている。

図９に示すように、制御装置５１０は、印刷指令を受けたか否かを判断し（Ｓ１）、印刷指令を受けていない場合には（Ｎｏ）、本制御を終了する。ステップＳ１において印刷指令を受けている場合には（Ｙｅｓ）、制御装置５１０は、センターサーミスタ４００Ｃにより温度を検出するとともに（Ｓ２）、モータ５００を所定の回転速度、例えば前述したＮ_０で駆動する（Ｓ３）。

ステップＳ３の後、制御装置５１０は、メモリ１７０から各種情報を読み出す（Ｓ４）。詳しくは、制御装置５１０は、メモリ１７０から、加圧ローラ１４０の外径値、ハロゲンランプ１２０の加熱能力、ニップ部Ｎの幅、センターサーミスタ４００Ｃの応答性およびゴム層１１２の厚さのデータや、補正式を読み出す。なお、補正式を読み出す際には、制御装置５１０は、ステップＳ１で検出した温度と、印刷指令の内容とに基いて、複数の中から１つの補正式を選択して読み出す。例えば、制御装置５１０は、印刷指令の内容が所定枚数以上の印刷を行うこと、すなわち連続印刷の場合には図４（ｂ）に示すような関数ｆ_０（ｔ）を有する補正式を選択する。また、例えば、制御装置５１０は、ステップＳ１で印刷指令を受けた後に他の印刷指令を複数受けている場合には、複数の印刷指令を所定の間隔を空けて行う間欠印字に対応した関数を有する補正式を選択する。

ステップＳ４の後、制御装置５１０は、読み出した各データと補正式とに基いて、モータ５００の回転速度を補正する（Ｓ５）。ステップＳ５の後、制御装置５１０は、ジョブ（印刷指令が１つの場合は１つの印刷指令、印刷指令が複数の場合は複数の印刷指令）が完了したか否かを判断する（Ｓ６）。

ステップＳ６において、制御装置５１０は、ジョブが完了していない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ５の処理に戻り、ジョブが完了している場合には（Ｙｅｓ）、モータ５００をＯＦＦにして（Ｓ７）、本制御を終了する。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
加圧ローラ１４０の外径値を記憶したメモリ１７０を定着装置１００に設けることで、加圧ローラ１４０の外径値とメモリ１７０に記憶された外径値を定着装置１００ごとに同じ値にすることができるので、定着装置１００が交換された場合であっても、加圧ローラ１４０の外径値に応じてモータ５００を適正に制御することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、補正式を用いてモータ５００の回転速度を補正したが、本発明はこれに限定されず、各データとモータの回転速度の関係を示すテーブルを用いてモータの回転速度を補正してもよい。なお、メモリには、前記実施形態のように各データを記憶させる必要はなく、少なくとも加圧ローラの外径値を記憶させればよい。

前記実施形態では、メモリ１７０に記憶した加圧ローラ１４０の外径値Ｄ、加熱能力Ｗ、ニップ部Ｎの幅Ｂ、センターサーミスタ４００Ｃの応答性δおよびゴム層１１２の厚さｄを一定の値としたが、本発明はこれに限定されず、これらの各データが継時変化することを考慮して各データを使用時間に応じて補正してもよい。

前記実施形態では、定着ベルト１１０やハロゲンランプ１２０等を有する加熱部材Ｈを例示したが、本発明はこれに限定されず、加熱部材は、例えば、円筒状の加熱ローラと、加熱ローラ内に設けられるハロゲンランプとで構成されていてもよい。

前記実施形態では、温度検出器としてセンターサーミスタ４００Ｃを例示したが、本発明はこれに限定されず、サイドサーミスタ４００Ａであってもよい。

前記実施形態では、カラーレーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

１ カラーレーザプリンタ
１００ 定着装置
１４０ 加圧ローラ
１７０ メモリ
５００ モータ
５１０ 制御装置
Ｈ 加熱部材
Ｎ ニップ部

Claims (5)

1. 加熱部材と、当該加熱部材との間でニップ部を形成するように構成される駆動ローラとを有する定着装置と、
   前記駆動ローラを駆動するためのモータと、
   制御装置と、を備え、
   前記定着装置には、予め測定された前記駆動ローラの外径値を記憶したメモリが設けられ、
   前記制御装置は、
   前記メモリから前記外径値を読み出す読出処理と、
   読み出した前記外径値が大きい程、前記モータの回転速度を小さくするように前記回転速度を補正する補正処理と、
   補正された回転速度に基づき前記モータを回転駆動させる駆動処理と、を実行するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記メモリには、予め測定された前記加熱部材の加熱能力が記憶され、
   前記制御装置は、
   前記読出処理において、前記メモリから前記加熱能力を読み出し、
   前記補正処理において、読み出した前記加熱能力が大きい程、前記モータの回転速度を小さくするように前記回転速度を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記メモリには、予め測定された前記ニップ部の幅が記憶され、
   前記制御装置は、
   前記読出処理において、前記メモリから前記ニップ部の幅を読み出し、
   前記補正処理において、読み出した前記ニップ部の幅が大きい程、前記モータの回転速度を小さくするように前記回転速度を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着装置には、前記加熱部材の温度を検出する温度検出器が設けられ、
   前記メモリには、予め測定された前記温度検出器の応答性が記憶され、
   前記制御装置は、
   前記読出処理において、前記メモリから前記応答性を読み出し、
   前記補正処理において、読み出した前記応答性に応じた前記駆動ローラの外径変化のオーバーシュートを打ち消すように前記回転速度を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記加熱部材は、ゴム層を有するベルトを備え、
   前記メモリには、予め測定された前記ゴム層の厚さが記憶され、
   前記制御装置は、
   前記読出処理において、前記メモリから前記ゴム層の厚さを読み出し、
   前記補正処理において、読み出した前記ゴム層の厚さが小さい程、前記モータの回転速度を小さくするように前記回転速度を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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