JP5514708B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写されたトナー像を熱と圧力で用紙に定着させる定着器を備えた画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置は、印刷画像に対応したトナー像を転写部で用紙に転写させ、そのトナー像を定着ローラおよび加圧ローラの熱と圧力により用紙に定着する定着器を備え、その定着ローラおよび加圧ローラの温度差を縮めるため、非通紙時にそれぞれのローラの回転速度を変更し、定着器を通過する用紙のカールの発生を防止するようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３１６１９９号公報（段落「００４０」〜段落「００４８」、図６）

しかしながら、上述した従来の技術においては、加圧ローラの温度が上昇し過ぎると用紙へ与える熱量が過剰となり、トナー像が定着ローラに付着してしまう所謂ホットオフセットによる定着不良が発生するという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、用紙のカールを抑制するとともに定着不良の発生を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、用紙に熱を供給する定着手段と、前記定着手段に熱を供給する加熱手段と、前記定着手段に対向して配置され、用紙に圧力を与える加圧手段とを有する定着器を備えた画像形成装置において、前記定着手段の温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加圧手段の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記加熱手段で前記定着手段を設定温度に加熱する加熱制御手段と、前記加熱制御手段の設定温度を設定する温度設定手段と、前記定着手段の回転速度を変化させる回転速度制御手段とを備え、前記温度設定手段は、前記第２の温度検出手段の検出した温度に応じて前記定着手段の設定温度を第１の設定温度または第２の設定温度に設定し、前記回転速度制御手段は、前記定着手段を第１の設定温度または第２の設定温度に設定したことにより変動した、前記第１の温度検出手段で検出した温度と前記第２の温度検出手段で検出した温度との差に基づいて回転速度を制御し、前記回転速度制御手段は、前記第１の温度検出手段で検出した温度と前記第２の温度検出手段で検出した温度との差が大きいと回転速度を速くする制御を行うことを特徴とする。

このようにした本発明は、用紙のカールを抑制するとともに定着不良の発生を抑制することができるという効果が得られる。

第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図 第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図 第１の実施例における定着器の構成を示す概略斜視図 第１の実施例における定着器の構成を示す断面図 第１の実施例における印刷処理を示すフローチャート 第１の実施例における加圧ローラの温度と定着ローラの設定温度との関係を示すグラフ 第１の実施例における加圧ローラの上昇温度を示すグラフ 第１の実施例における定着ローラと加圧ローラとの温度差を示すグラフ 比較例の印刷動作を示すタイミングチャート 第１の実施例における印刷動作を示すタイミングチャート 第２の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図 第１の実施例における印刷用紙が奪う熱量が大きいときの定着動作を示すタイミングチャート 第２の実施例における印刷処理を示すフローチャート 第２の実施例における加圧ローラの上昇温度を示すグラフ 第２の実施例における上下温度差を示すグラフ 第２の実施例における印刷動作を示すタイミングチャート

以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。

図２は第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
図２において、１は画像形成装置であり、用紙トレイに収容された用紙を１枚ずつ分離して搬送する用紙搬送部４と、記録光露光部材としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッド３と、記録光に応じたトナー像を形成するトナー像形成部５と、用紙上にトナー像を定着させる定着器６とからなる、例えば電子写真方式のプリンタ等である。

また、画像形成装置１は用紙搬送部４が形成する用紙搬送路上に、搬送される用紙の位置を検出する書き出しセンサ８および搬出センサ９を備え、用紙搬送路の用紙搬送方向における上流から順に、書き出しセンサ８、トナー像形成部５、加熱ローラ６４および加圧ローラ６３からなる定着器６、および排出センサ９が配置され、ＬＥＤヘッド３はトナー像形成部５に隣接して配置されている。

画像形成装置１は、図示しない印刷制御部が上位装置としてのホストコンピュータ等から印刷指示を受けると、用紙搬送部４により用紙を１枚ずつ画像形成のタイミングに合わせてトナー像形成部５へ搬送する。ＬＥＤヘッド３は受けた印刷指示の印刷情報に応じた記録光をトナー像形成部５へ照射し、トナー像形成部５は照射された記録光に応じたトナー像を搬送された用紙上に形成する。その後、トナー像が形成された用紙は用紙搬送部４により定着器６へ搬送されると、定着器６の加熱ローラ６４および加圧ローラ６３の熱と圧力により用紙上のトナー像がその用紙に定着され、トナー像が定着された用紙は用紙搬送部４により画像形成装置１の外へ排出される。

図１は第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図１において、画像形成装置１は、印刷動作を制御する印刷制御部１００と、記録光露光部材としてのＬＥＤヘッド３と、記録光に応じたトナー像を形成するトナー像形成部５と、トナー像形成部５に電圧を印加するトナー像形成部電源７と、用紙を搬送する各ローラを回転させる用紙搬送モータ１８と、用紙搬送モータ１８に電力を供給するモータ電源１７と、定着器６のローラを回転させる定着器モータ２１と、定着器モータ２１に電力を供給するモータ電源２０と、搬送される用紙の位置を検出する書き出しセンサ８および排出センサ９と、図２に示す定着ローラ６４を加熱する定着ヒータ６１を内蔵する定着器６と、定着ヒータ６１へ電力を供給するヒータ電源１６と、定着器６の図２に示す定着部材としての定着ローラ６４の温度を検知する定着ローラサーミスタ６２と、図２に示す加圧部材としての加圧ローラ６３の温度を検知する加圧ローラサーミスタ６５とからなる。

印刷制御部１００は、演算手段および制御手段としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）および記憶手段としてのメモリ等により構成され、モータ制御部１０１と、温度検知部１０２と、温度設定部１０３と、加熱制御部１０４とを内蔵し、画像形成装置１が行う印刷動作を制御する。なお、印刷制御部１００は時間の経過を計測するタイマ等の計時手段を有している。

回転速度制御手段としてのモータ制御部１０１は、用紙搬送モータ１８の動作を制御するために、モータ電源１７から供給される電力と、定着器モータ２１の動作を制御するためにモータ電源２０から供給される電力とを制御する。用紙搬送モータ１８には図２に示す用紙搬送部４の各ローラが接続され、また定着器モータ２１には図２に示す定着ローラ６４が接続されており、モータ制御部１０１は用紙搬送部の給紙ローラを含む各ローラおよび定着ローラの回転速度を変化させる制御を行うことができるようになっている。なお、以下の実施例では、回転速度を周速度として説明する。

温度検知部１０２は、定着ローラサーミスタ６２より定着ローラの表面温度を検知し、また加圧ローラサーミスタ６５より加圧ローラの表面温度を検知する。
温度設定手段としての温度設定部１０３は、画像形成装置１の動作条件に合わせて定着器６の最適な温度を選択し、設定する。

加熱制御手段としての加熱制御部１０４は、温度検知部１０２の温度検知結果に基づいて、定着器６を温度設定部１０３で選択された設定温度に加熱するためにヒータ電源１６を制御する。したがって、加熱制御部１０４はヒータ電源１６を制御することにより、定着器６の定着ローラの加熱制御を行うことができるようになっている。

印刷制御部１００には、ＬＥＤヘッド３、トナー像形成部電源７、モータ電源１７、モータ電源２０、書き出しセンサ８、排出センサ９、定着ローラサーミスタ６２、加圧ローラサーミスタ６５、およびヒータ電源１６が接続されている。また、トナー像形成部電源７とトナー像形成部５とが接続され、モータ電源１７と用紙搬送モータ１８とが接続され、モータ電源２０と定着器モータ２１とが接続され、ヒータ電源１６と定着ヒータ６１とが接続されている。

図３は第１の実施例における定着器の構成を示す概略斜視図である。
図３において、定着器６は、用紙に熱を供給し、またその用紙を搬送するための定着手段としての定着ローラ６４と、定着ローラ６４に熱を供給して加熱する加熱手段としての定着ヒータ６１と、定着ローラ６４の外周面に接触するように対向配置され、用紙に圧力を与える加圧手段としての加圧ローラ６３と、定着ローラ６４の表面温度を検出する第１の温度検出手段としての定着ローラサーミスタ６２と、加圧ローラ６３の表面温度を検出する第２の温度検出手段としての加圧ローラサーミスタ６５とからなる。

なお、定着ローラ６４は図中矢印Ｃが示す方向へ、加圧ローラ６３は図中矢印Ｄが示す方向へ回転し、定着ローラ６４と加圧ローラ６３とにより用紙を挟持して搬送するとともに、熱と圧力で用紙に転写されたトナー像を用紙に定着させる。

ここで、定着器６の定着ローラ６４および加圧ローラ６３の構成を図４に基づいて説明する。図４は第１の実施例における定着器の構成を示す断面図である。なお、図４（ａ）は定着ローラおよび加圧ローラの断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡＡ´断面図（定着器の長手方向における中央部の断面図）、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＢＢ´断面図（定着器の長手方向における端部の断面図）である。

図４において、定着器６は、定着ローラ６４および加圧ローラ６３を回転可能に支持する回転支持部材としてのボールベアリング６６と、図示しない定着器モータからの駆動力を定着ローラ６４へ伝達する駆動力伝達手段としてのギア６７とを備えている。
定着ローラ６４は、その外周面が加圧ローラ６３の外周面と接触するように配置され、中空構造の内部に、定着ヒータ６１が定着ローラ６４の内側と非接触に配置されている。

図示しない定着ローラサーミスタ６２は、定着ローラ６４の外周面の表面に接触して配置されている。また、図示しない加圧ローラサーミスタ６５は、加圧ローラ６３の外周面の表面に接触して配置されている。
なお、定着ヒータ６１は、定着ローラ６４の内側に接触して配置されていても良い。また、図示しない定着ローラサーミスタ６２および加圧ローラサーミスタ６５は、それぞれ定着ローラ６４および加圧ローラ６３の外周面の表面に非接触として配置するようにしても良い。

ボールベアリング６６は、定着ローラ６４および加圧ローラ６３の回転軸の両端に接続され、定着ローラ６４および加圧ローラ６３を回転可能に支持している。
ギア６７は、定着ローラ６４の回転軸の片側に端部に接続され、図示しない定着器モータからの駆動力を定着ローラ６４の回転軸に伝達する。

定着ローラ６４は、例えば外径が３０ｍｍの鉄製の素管によって構成されている基体としての芯金６４ａと、この芯金６４ａを被覆するシリコンゴム製の厚さ１ｍｍの弾性層６４ｂとにより構成されたものである。基体としての芯金６４ａは、その両端でボールベアリング６６を介して回転可能に支持部材に支持されており、さらにその片側に駆動力伝達機構としてのギア６７を備えている。
このギア６７が、図示しない定着器モータからの駆動力により回転駆動されることで定着ローラ６４は回転駆動される。

加圧ローラ６３は、ばね等の図示しない弾性体により、定着ローラ６４に押圧する向きに付勢され、加圧ローラ６３の外周面は定着ローラ６４の外周面に押圧され、これにより加圧ローラ６３と定着ローラ６４との間で当接領域（ニップ部）を形成している。
加圧ローラ６３の回転軸６３ａは、その両端でボールベアリング６６を介して回転可能に支持部材に支持されている。

図３の説明に戻り、定着ローラサーミスタ６２および加圧ローラサーミスタ６５は、温度に応じて自身の抵抗値が変化する素子であり、図１に示す印刷制御部１００の温度検知部１０２はその抵抗値を検知することにより、定着ローラサーミスタ６２および加圧ローラサーミスタ６５の温度を検知することができるようになっている。

ここで、定着ローラサーミスタ６２は定着ローラ６４の外周面の表面に接触しており、同様に加圧ローラサーミスタ６５は加圧ローラ６３の外周面の表面に接触しているため、図１に示す温度検知部１０２は、定着ローラ６４および加圧ローラ６３の温度を検知することができるようになっている。
なお、本実施例では、定着ローラサーミスタ６２および加圧ローラサーミスタ６５は、温度の上昇に伴って抵抗値が減少する素子を用いている。

定着ヒータ６１は、商用電源からの電力を供給するとそれに応じて発熱する発熱体であり、例えばハロゲンヒータである。この定着ヒータ６１へ印加される電圧は、例えば１００Ｖであり、定着ヒータ６１の出力は、例えば８００Ｗとする。

上述した構成の作用について説明する。
まず、画像形成装置の動作の概略を図１に基づいて図２および図３を参照しながら説明する。
印刷制御部１００が上位装置等から印刷指示を受けると、モータ制御部１０１は定着器モータ２１によりギアを介して定着ローラ６４を回転させる。
次に、印刷制御部１００は、定着器６の定着ローラサーミスタ６２で検知した温度が、予め決定しておいた印刷可能温度範囲内であるか否かを判定し、その範囲内であれば用紙の搬送を開始する。

ここで、印刷可能温度範囲とは、用紙へトナーを定着させることができる定着ローラ６４の温度の下限温度から上限温度までの範囲であり、下限温度をＴ１、上限温度をＴ２とすると、その下限温度Ｔ１は、例えば１７５℃であり、上限温度Ｔ２は、例えば２０５℃である。
定着ローラサーミスタ６２で検知した温度が上限温度Ｔ２よりも高い温度であった場合、加熱制御部１０４は、ヒータ電源１６からヒータ６１への電力供給を停止し、定着ローラ６４の温度を低下させるクールダウンを行う。

一方、定着ローラサーミスタ６２で検知した温度が下限温度Ｔ１よりも低い温度であった場合、加熱制御部１０４は、ヒータ電源１６からヒータ６１へ電力供給を行い、定着ローラ６４の温度を上昇させるウォームアップを行う。
印刷制御部１００は、上述したクールダウンまたはウォームアップを行った後、定着器６の定着ローラサーミスタ６２で検知した温度が、予め決定しておいた印刷可能温度範囲内になると用紙の搬送を開始する。

印刷制御部１００は、画像形成のタイミングに合わせてモータ電源１７から用紙搬送モータ１８へ電力を供給することにより、用紙搬送部４による用紙搬送を開始し、同時にモータ電源２０から定着器モータ２１へ電力を供給することにより、定着器６の定着ローラ６４の回転を開始し、用紙をトナー像形成部５へ搬送する。
ＬＥＤヘッド３は、印刷指示の印刷情報に応じた記録光をトナー像形成部５へ照射し、トナー像形成部５は照射された記録光に応じたトナー像を用紙上に形成する。

その後、用紙搬送部４によって定着器６へ用紙が搬送されると定着器６の熱および圧力により用紙上のトナー像が定着され、トナー像が定着された用紙は画像形成装置１の外へ排出される。
上記の動作は、印刷指示が用紙１枚の場合について説明したが、実際にはより多くの枚数を連続して印刷することが多く、その場合、１枚目の用紙を給紙した後に用紙の搬送位置を常にセンサにより監視し、１枚目の用紙後端から所定の距離（間隔）をあけてから次の２枚目の用紙の給紙を開始する。

このように、前の用紙の後端から所定距離をあけて次の用紙の給紙を開始することを継続することにより、同一の用紙間距離（以下、「紙間」という。）を保持して通紙が行われることとなる。

紙間では、用紙が存在しないことにより印刷処理、画像形成処理は行われないため、紙間はより短い方が所定時間内に印刷される用紙の枚数が増えることにより、スループット、生産性（所定時間内に印刷される用紙の枚数）が増加する。しかし、この紙間は、用紙搬送の精度や画像形成の位置精度の制約から所定の距離とされており、例えば６０ｍｍである。
このようにして、印刷制御部１００が、定着部材である定着ベルト６４の温度を印刷可能温度範囲内に制御することにより、用紙に適切な熱を与え、印刷品位の低下を防止している。

次に、印刷制御部が行う印刷処理を図５の第１の実施例における印刷処理を示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図１、図２および図３を参照しながら詳細に説明する。
Ｓ１０１：印刷制御部１００は、図示しない上位装置から印刷指示としての印刷要求の受信を待機し、印刷要求の発生を検知すると処理をＳ１０２へ移行し、印刷開始処理を行う。

Ｓ１０２：印刷要求の発生を検知した印刷制御部１００は、定着器６が印刷可能な状態か否かを確認する。
まず、印刷制御部１００は、温度検知部１０２により定着ローラ６４の温度および加圧ローラ６３の温度を取得する。ここで、取得した定着ローラ６４の温度をＴｕｐ、加圧ローラ６３の温度をＴｌｗとする。

Ｓ１０３：印刷制御部１００は、取得した定着ローラ６４の温度Ｔｕｐ、加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗから現在の定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差（以下、「上下温度差」ともいう。）ΔＴ＝温度Ｔｕｐ−温度Ｔｌｗを算出する。
Ｓ１０４：温度設定部１０３は、定着ローラ６４の設定温度Ｔｓｐ＝Ｔｐ−Ａ×（加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗ−α）を算出する。

ここで、Ｔｐ〔℃〕は、加圧ローラ６３の温度がα〔℃〕のときにトナー像の定着性が良好となる定着ローラ６４の温度であり、またα〔℃〕は加圧ローラ６３の所定の温度であり、さらに係数Ａは最適な設定温度を算出するための係数である。このＴｐ〔℃〕、α〔℃〕および係数Ａの数値は実験から求められる数値であり、例えば、Ｔｐ＝１７０℃、α＝１２０℃、係数Ａ＝０．２５である。
したがって、加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗが１４０℃の場合、定着ローラ６４の設定温度Ｔｓｐ＝１７０−０．２５×（１４０−１２０）＝１６５℃となる。

ここで、加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗと定着ローラ６４の設定温度Ｔｓｐとの関係を図６に基づいて説明する。
連続的にトナー像を用紙に定着させる場合、用紙が加圧ローラ６３から奪う熱量が増加するため、加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗが低下する。用紙にトナー像を良好に定着させるためには所定の熱量が必要であり、加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗが低下した場合は、その低下した温度を補うため定着ローラ６４の設定温度Ｔｓｐを高く設定する。

一方、図示しない上位装置の処理等に時間がかかり、用紙にトナー像を定着させず、定着ローラ６４と加圧ローラ６３とを継続して回転させて上位装置の処理の完了を待つ状態が長く続くと、加圧ローラ６３は定着ローラ６４からより多くの熱量を受けるため温度Ｔｌｗが上昇する。加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗが上昇すると用紙へ与える熱量が過剰となるため、定着ローラ６４の設定温度Ｔｓｐを低く設定する。
したがって、図６に示すように、定着ローラ６４の設定温度Ｔｓｐ＝Ｔｐ−Ａ×（加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗ−α）の関係を満たすように、定着ローラ６４の設定温度Ｔｓｐを設定する。

Ｓ１０５：加熱制御部１０４は、定着ローラ６４の温度が温度設定部１０３で決定された設定温度Ｔｓｐとなるように定着ヒータ６１の制御を行う。
なお、上述したＳ１０２〜Ｓ１０５の処理は以降の処理においても行われるため、説明の便宜上まとめて定着器温度制御処理と呼ぶこととする。

Ｓ１０６：モータ制御部１０１は、Ｓ１０３において算出した定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴに応じて最適な定着ローラ６４の回転速度であるＶｍｏｔを以下の式を用いて算出する。

回転速度Ｖｍｏｔ＝Ｖ０＋Ｂ×（温度差ΔＴ−β）〔ｍｍ／ｓ〕
ここで、Ｖ０〔ｍｍ／ｓ〕は定着時の回転速度であり、β〔℃〕は回転速度Ｖ０の時に用紙のカールが最適となる定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差であり、比例定数としての係数Ｂは現在の定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差から紙間終了時にβまで定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差を変化させるのに必要な回転速度と温度差との関係を示す係数である。

Ｖ０〔ｍｍ／ｓ〕、Ｂおよびβ〔℃〕の数値は実験から求められるものであり、例えば、Ｖ０＝１４０、Ｂ＝１．２、β＝６０であり、回転速度Ｖｍｏｔ＝１４０＋１．２×（温度差ΔＴ−６０）〔ｍｍ／ｓ〕となる。
したがって、定着ローラ６４の温度Ｔｕｐが１７０℃、加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗが８０℃の場合、温度差ΔＴ＝９０となり、回転速度Ｖｍｏｔ＝１４０＋１．２×（９０−６０）＝１７６〔ｍｍ／ｓ〕となる。

ここで、定着ローラ６４の回転速度と加圧ローラ６３の温度変化の関係について図７に基づいて説明する。図７は第１の実施例における加圧ローラの上昇温度を示すグラフであり、定着ローラ６４の回転速度を変えたときの定着ローラ６４の回転経過時間（横軸）と加圧ローラ６３の上昇温度（縦軸）の関係を示している。

図７に示すように、同一の定着ローラ６４の回転経過時間（例えば、図中に示した通常紙間時）で比較すると、定着ローラ６４の高速回転時（回転速度＝Ｖ０＋ΔＶ）の方が、通常速度回転時（回転速度＝Ｖ０）より加圧ローラ６３の温度が上昇、すなわち回転速度が速い方が、より加圧ローラ６３の温度が上昇していることがわかる。

これは、定着ローラ６４の回転速度が速くなることで、温度の高い定着ローラ６４と温度の低い加圧ローラ６３とが接触する頻度が高まり、その結果定着ローラ６４の熱が、より頻繁に加圧ローラ６３へと移動するためである。

したがって、本実施例では、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差が大きいほど定着ローラ６４の回転速度をより速く設定し、温度差が小さい場合に定着ローラ６４の回転速度をより遅く設定することにより、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴを所定の温度差βへ近づけるように定着ローラ６４の回転速度を制御する。

Ｓ１０７：次に、印刷制御部１００は、温度検知部１０２の検知結果を用いて定着ローラ６４の温度Ｔｕｐが印刷可能温度範囲内にあるか否かを判定する。定着ローラ６４の温度Ｔｕｐが印刷可能温度範囲内にある場合、処理をＳ１０８へ移行し、一方定着ローラ６４の温度Ｔｕｐが印刷可能温度範囲外である場合、処理をＳ１０２へ移行し、定着器温度制御処理を継続する。

Ｓ１０８：定着ローラ６４の温度Ｔｕｐが印刷可能温度範囲内にあると判定した印刷制御部１００は、定着器６が印刷可能な状態であるため、用紙搬送部４による用紙の搬送およびトナー像形成部５による画像形成処理を開始する。

Ｓ１０９：印刷制御部１００は、書き出しセンサ８の出力から用紙が定着器６へ到達したか否かを判定し、定着器６へ到達していないと判定すると処理をＳ１０２へ移行し、定着器６へ到達したと判定すると処理をＳ１１０へ移行する。
用紙が定着器６へ到達したか否かの判定は、以下のような処理により実現することができる。

印刷制御部１００は、書き出しセンサ８の出力変化を検出して書き出しセンサ８の位置に用紙の先端が到達したことを検知すると時間の経過の計測を開始する。書き出しセンサ８と定着器６との間の用紙搬送距離は既定である為、その用紙搬送距離を用紙搬送速度で除算することにより、書き出しセンサ８の位置から定着器６の位置までに到達するに必要な時間が算出され、印刷制御部１００は、用紙の先端が書き出しセンサ８に到達してから経過時間を計測することで用紙が定着器６へ到達したか否かの判定を行うことができる。

Ｓ１１０：用紙の先端が定着器６へ到達したと印刷制御部１００により判定されるとモータ制御部１０１は、定着器モータ２１の回転速度Ｖｍｏｔを定着時（印刷用）の回転速度Ｖ０に変更する。
Ｓ１１１：加熱制御部１０４は、定着器６に通紙を行っている間は、上述した定着器温度制御処理を継続して行い、定着ローラ６４の温度を定着に最適な温度とする制御を行う。

Ｓ１１２：印刷制御部１００は、用紙搬送位置を排出センサ９の出力により検出し、定着器６が通紙状態か否かを判定し、通紙状態であると判定すると処理をＳ１１０へ移行し、非通紙状態であると判定すると処理をＳ１１３へ移行する。
定着器６が通紙状態であるか否かの判定は、以下のような処理により実現することができる。

印刷制御部１００は、排出センサ９の出力を検出することで用紙の先端が排出センサ９の位置へ到達したことを検出することができ、その後さらに用紙の搬送を継続し、排出センサ９の出力を検出することで用紙の後端が排出センサ９の位置を通過したことを検出することができる。排出センサ９は、定着器６よりも用紙搬送方向における下流側に位置しているため、排出センサ９により用紙後端を検知した時点で用紙が定着器６から排出されたと判定することができる。
なお、印刷制御部１００が書き出しセンサ８で用紙の後端の通過を検出した時点から書き出しセンサ８と定着器６との距離を通過するだけの時間が経過したことを計測して用紙が定着器６を通過したと判定するようにしても良い。

Ｓ１１３：印刷制御部１００により定着器６が非通紙状態であると判定されると、モータ制御部１０１は、Ｓ１０６と同様に定着ローラ６４の回転速度を定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴに応じて最適な定着ローラ６４の回転速度である回転速度Ｖｍｏｔ＝Ｖ０＋Ｂ×（温度差ΔＴ−β）〔ｍｍ／ｓ〕に変更する。

ここで、比較例と本実施例とを対比し、定着ローラ６４の回転速度を定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴ〔℃〕とβ〔℃〕、非通紙時の回転速度Ｖｍｏｔについて説明する。
まず、比較例のように、定着ローラ６４の回転速度を定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴが所定の温度差以下では回転速度をＶ０に設定し、所定の温度差より大きい場合は最高速度Ｖｍａｘで定着ローラ６４を回転させる場合を考える。

このとき、温度差ΔＴが所定の温度差よりも１℃でも大きい場合、最高速度Ｖｍａｘで定着ローラ６４を回転させるため、紙間終了後の定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴは所定の温度差よりも大幅に小さくなり、次の紙間では定着ローラ６４の回転速度はＶ０で回転されることになる。
そのため、さらに次の紙間では定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴが所定の温度差よりも大きくなる場合があり、その場合は再び最高速度Ｖｍａｘで定着ローラ６４を回転させることとなる。

以上の動作を繰り返すため、紙間における温度上昇が最小と最大を繰り返すこととなり、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差が大きく変動することとなる。定着ローラ６４の温度は温度制御部１０４により制御されるため、結果として加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗが大きく変動することとなり、用紙へ与える熱量が大きく変動することになる。

次に、本実施例では、図８に示すように、回転速度Ｖｍｏｔ＝Ｖ０＋Ｂ×（温度差ΔＴ−β）〔ｍｍ／ｓ〕とし、非通紙時の定着ローラ６４の回転速度Ｖｍｏｔを定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差（上下温度差）ΔＴに応じて変化させ、かつ温度差ΔＴに応じて連続的に定着ローラ６４の回転速度Ｖｍｏｔを変化させる。

この場合、例えば温度差ΔＴがβよりもやや大きい場合では、定着ローラ６４の回転数の増加は少ないため、紙間時の加圧ローラ６３の温度上昇は通常の回転速度Ｖ０の回転時よりもやや増加することとなる。反対に温度差ΔＴがβよりも大幅に大きい場合では、定着ローラ６４は通常の回転速度Ｖ０よりも大幅に速い速度で回転されるため、定着ローラ６４の回転数の増加は大きくなり、紙間時の加圧ローラ６３の温度上昇は通常の回転速度Ｖ０の回転時よりも大幅に増加する。

このように、本実施例では、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴと、βとの差分に応じて、その差分をなくすのに必要なだけの定着ローラ６４の回転速度の変化を発生させるため、結果として定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴの変動が少なくなる。
つまり、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴと、βとの差分に応じて、その差分をなくすのに必要なだけの定着ローラ６４の回転速度の変化を発生させるようにしたことにより、加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗの変動を少なくすることができ、用紙へ与える熱量が安定し、定着不良の発生を確実に防止することができる。

Ｓ１１４：印刷制御部１００は、要求された印刷処理が終了したか否かを判定し、終了したと判定すると印刷処理を終了し、終了していないと判定すると処理をＳ１１１へ移行し、定着器温度制御処理を再開する。
印刷処理の終了判定は、例えば図示しない上位装置から指示された印刷がすべて完了したか否かを確認することで行うことができる。

以上の一連の処理を行い、印刷中の定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴを所定の温度差以内に収めることにより、用紙のカールを抑えることができる。
また、定着ローラ６４の設定温度Ｔｓｐを加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗに応じて調整することにより、用紙へ与える熱量を常に一定にすることができ、定着不良を防止することができる。

本実施例の動作を図９の比較例の印刷動作を示すタイミングチャートおよび図１０の第１の実施例における印刷動作を示すタイミングチャートを用い、図１〜図３を参照しながらより詳細に説明する。

図９および図１０は、横軸に時間の経過を示し、図中上段は定着器６の定着ローラ６４の温度および加圧ローラ６３の温度を示し、図中中段以下は、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差（Ａ：上下温度差）、モータ制御部１０１による定着器モータ２１（定着ローラ６４）の回転速度（Ｂ：回転速度）、書き出しセンサ８の用紙検出結果（Ｄ：書き出しセンサ）、排出センサ９の用紙検出結果（Ｅ：排出センサ）、上記書き出しセンサ８および排出センサ９の検出結果を基に定着器６での通紙状態（Ｃ：定着器通紙状態）を示している。また、ＳＴ００〜ＳＴ０４は期間を示し、ＳＴ００は待機状態、ＳＴ０１は印刷待ち状態、ＳＴ０２は印刷状態、ＳＴ０３は印刷待ち状態、ＳＴ０４は印刷状態を示している。

まず、図９に基づいて比較例の動作を説明する。
期間ＳＴ００は、印刷制御部１００が上位装置からの印刷要求を待機している状態を示し、図５のＳ１０１に相当する。このとき、用紙搬送モータ１８は停止し、各センサの出力も用紙なしの状態であり、定着器６も非通紙状態である。
期間ＳＴ０１では、印刷制御部１００は、印刷要求を受信すると温度設定部１０３により定着ローラ６４の温度設定を行なった後、定着ローラ６４および加圧ローラ６３の回転を行い、印刷待ち状態とする。

モータ制御部１０１は、回転速度をＶｓに設定し、定着器モータ２１（定着ローラ６４および加圧ローラ６３）の回転を開始する。このとき用紙の搬送は行っておらず、定着ローラ６４および加圧ローラ６３の回転により定着ローラ６４から加圧ローラ６３へ熱が移動するため、加圧ローラ６３の温度が上昇する。なお、本比較例では、回転速度Ｖｓは印刷時の速度であり、一定である。
印刷制御部１００は、定着器６の定着ローラ６４の温度が印刷可能温度範囲内にあると判定すると用紙搬送および画像形成処理を開始する。

期間ＳＴ０２では、用紙搬送および画像形成処理を開始した印刷制御部１００は、印刷処理を行うが、印刷を行うと定着器６の通紙時に加圧ローラ６３の熱が用紙に奪われ加圧ローラ６３の温度は低下し、数枚の用紙を印刷すると加圧ローラ６３の温度は徐々に低下していく。これは、紙間の定着器６の非通紙時では、加圧ローラ６３は定着ローラ６４と接触するため定着ローラ６４から熱を受けて温度が上昇するが、その接触頻度は少なく、用紙に奪われる熱量のほうが多くなり、結果として加圧ローラ６３の温度は低下していくためである。

このとき、温度制御部１０４は、定着ローラ６４の温度を一定に保つように定着ヒータ６１を制御するため、定着ローラ６４の温度は一定に保たれる。その結果、図９に示すＡ：上下温度差は徐々に大きくなっていく。
このように、本比較例では、上下温度差が大きくなり、その上下温度差が用紙にカールが発生する温度差であるカール限界温度差を超えてしまい、印刷した用紙がカールしてしまう。なお、カール限界温度差は、例えば７０℃である。

期間ＳＴ０３では、図示しない上位装置の画像処理部での処理に時間がかかる場合等は、印刷制御部１００は、定着器温度制御処理および定着ローラ６４と加圧ローラ６３の回転を行い、印刷待ち状態とする。このとき、通紙を行うことなく、定着ローラ６４および加圧ローラ６３を回転させて待機状態とするので、加圧ローラ６３の温度は上昇していく。

期間ＳＴ０４では、印刷制御部１００は、用紙搬送および画像形成処理を開始し、印刷処理を行う。期間ＳＴ０３における待機状態が長時間継続し、加圧ローラ６３の温度が大きく上昇した状態で定着器６に通紙し、定着動作を行うと用紙へ与える熱量は大きくなり、本比較例のように定着ローラ６４の設定温度を変えずに印刷、定着を行った場合、加圧ローラ６３から用紙へ与える熱量が過多となり、定着ローラ６４の温度が相対的にホットオフセット発生温度を超えてしまい、ホットオフセットによる定着不良が発生してしまった。

次に、図１０に基づいて本実施例の動作を図中Ｔ１〜Ｔ２０で表す各タイミングに従って説明する。
Ｔ１：印刷制御部１００が上位装置からの印刷要求を待機している状態（期間ＳＴ１０）、すなわち用紙搬送モータ１８は停止し、各センサの出力も用紙なしの状態であり、定着器６も非通紙状態において、印刷要求を受信すると印刷制御部１００は、定着器温度制御処理、定着ローラ６４の回転速度の設定処理および定着ローラ６４と加圧ローラ６３の回転（図５に示すＳ１０２〜Ｓ１０７）を行い、印刷待ち状態（期間ＳＴ１１）とする。

本実施例では、図１０に示すＡ：上下温度差が大きいため、定着ローラ６４の回転速度を印刷速度Ｖ０より高速として回転させるものとする。その後、用紙の搬送を開始するまでの間も常に定着器温度制御処理および定着ローラ６４の回転速度の設定処理を行うため、上下温度差に応じて定着ローラ６４の回転速度が変更され、上下温度差が小さくなるに連れて定着ローラ６４の回転速度は徐々に低速になるものとする。

Ｔ２：印刷制御部１００は、定着ローラ６４の温度が印刷可能温度範囲内にあると判定すると、定着器６が印刷可能な状態であるため、用紙の搬送および画像形成処理を開始し、書き出しセンサ８は搬送された用紙を検出する。
Ｔ３：書き出しセンサ８の検出結果から用紙が定着器６へ到達したことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。

Ｔ４：排出センサ９の検出結果から用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。
Ｔ５：印刷制御部１００は、用紙の搬送および画像形成処理を継続し、書き出しセンサ８は搬送された２枚目の用紙を検出する。

Ｔ６：書き出しセンサ８の検出結果から２枚目の用紙が定着器６へ到達したことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。
Ｔ７：排出センサ９の検出結果から２枚目の用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。

Ｔ８：印刷制御部１００は、用紙の搬送および画像形成処理を継続し、書き出しセンサ８は搬送された３枚目の用紙を検出する。
Ｔ９：書き出しセンサ８の検出結果から３枚目の用紙が定着器６へ到達したことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。

Ｔ１０：排出センサ９の検出結果から３枚目の用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。
Ｔ１１：印刷制御部１００は、用紙の搬送および画像形成処理を継続し、書き出しセンサ８は搬送された４枚目の用紙を検出する。

Ｔ１２：書き出しセンサ８の検出結果から４枚目の用紙が定着器６へ到達したことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。
Ｔ１３：排出センサ９の検出結果から４枚目の用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。

このように印刷状態（ＳＴ１２）では、モータ制御部１０１が、紙間の定着器６の非通紙状態において、定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更することを繰り返すことにより、定着器６の非通紙時に加圧ローラ６３の温度を上昇させることができ、その結果、図１０に示すようにＡ：上下温度差を用紙にカールを発生させるカール限界温度差よりも小さく収めることができる。

４枚目の用紙を印刷した後、図示しない上位装置の画像処理部での処理に時間がかかる場合等は、印刷制御部１００は、定着器温度制御処理および定着ローラ６４と加圧ローラ６３の回転を行い、印刷待ち状態（期間ＳＴ１３）とする。

このとき、通紙を行うことなく、定着ローラ６４および加圧ローラ６３を回転させて待機状態とするが、本実施例では、非通紙時の定着ローラ６４および加圧ローラ６３の回転により加圧ローラ６３の温度が上昇しても、温度設定部１０３により、定着ローラ６４の設定温度が上下温度差に応じた最適な定着ローラ６４の設定温度に変更される。
また、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。

Ｔ１４：加圧ローラ６３の温度がさらに上昇するとモータ制御部１０１は、定着ローラ６４の回転速度を小さくなった上下温度差に応じた回転速度、すなわち定着速度Ｖ０より遅い回転速度に変更する。
その結果、再び印刷状態（ＳＴ１４）へ移行して定着器６に通紙を開始するときには、定着ローラ６４の設定温度は、高温の加圧ローラ６３の温度に対応した低温の温度設定になっており、また定着ローラ６４の回転速度は、小さくなった上下温度差に対応した低速の回転速度の設定になっており、用紙へ与える熱量は適正なものとなり、ホットオフセットを防止することができる。

さらに、その後の通紙により再び加圧ローラ６３の温度が低下しても定着ローラ６４の設定温度は低温の加圧ローラ６３の温度に対応した高温の温度設定になり、また定着ローラ６４の回転速度は大きくなった上下温度差に対応した高速の回転速度の設定となるため、熱量が不足することによるオフセットの発生も防止することができる。

Ｔ１５：印刷制御部１００は、図示しない上位装置の印刷指示により用紙の搬送および画像形成処理を開始し、書き出しセンサ８は搬送された用紙を検出する。
Ｔ１６：書き出しセンサ８の検出結果から５枚目の用紙が定着器６へ到達したことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。

Ｔ１７：排出センサ９の検出結果から５枚目の用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。
Ｔ１８：印刷制御部１００は、用紙の搬送および画像形成処理を継続し、書き出しセンサ８は搬送された６枚目の用紙を検出する。

Ｔ１９：書き出しセンサ８の検出結果から６枚目の用紙が定着器６へ到達したことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。
Ｔ２０：排出センサ９の検出結果から６枚目の用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部１００が検出すると、モータ制御部１０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。

以上説明したように、第１の実施例では、印刷中の定着ローラと加圧ローラとの温度差を所定の温度差以内に収めることにより、加圧ローラの内部に発熱体を備えない定着器であっても用紙のカールを抑えることができるという効果が得られる。
また、定着ローラの設定温度を加圧ローラの温度に応じて調整することにより、用紙へ与える熱量を常に一定にすることができ、ホットオフセット等による定着不良を防止することができるという効果が得られる。

さらに、定着ローラの回転速度を定着ローラと加圧ローラとの温度差に応じて調整することにより、ホットオフセット等による定着不良を防止することができるという効果が得られる。

第２の実施例の構成は、画像形成装置の制御構成における印刷制御部、モータ制御部および温度設定部が第１の実施例の構成と異なるものである。なお、画像形成装置および定着器の構成は上述した第１の実施例と同様であり、同一の符号を付してその説明を省略し、またその他の上述した第１の実施例と同様の部分も、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１１は第２の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図１１において、画像形成装置１は、印刷動作を制御する印刷制御部２００と、記録光露光部材としてのＬＥＤヘッド３と、記録光に応じたトナー像を形成するトナー像形成部５と、トナー像形成部５に電圧を印加するトナー像形成部電源７と、用紙を搬送する各ローラを回転させる用紙搬送モータ１８と、用紙搬送モータ１８に電力を供給するモータ電源１７と、定着器６のローラを回転させる定着器モータ２１と、定着器モータ２１に電力を供給するモータ電源２０と、搬送される用紙の位置を検出する書き出しセンサ８および排出センサ９と、図２に示す定着ローラ６４を加熱する定着ヒータ６１を内蔵する定着器６と、定着ヒータ６１へ電力を供給するヒータ電源１６と、定着器６の図２に示す定着部材としての定着ローラ６４の温度を検知する定着ローラサーミスタ６２と、図２に示す加圧部材としての加圧ローラ６３の温度を検知する加圧ローラサーミスタ６５とからなる。

印刷制御部２００は、演算手段および制御手段としてのＣＰＵおよび記憶手段としてのメモリ等により構成され、モータ制御部２０１と、温度検知部１０２と、温度設定部２０３と、加熱制御部１０４とを内蔵し、画像形成装置１が行う印刷動作を制御する。なお、印刷制御部２００は時間の経過を計測するタイマ等の計時手段を有している。

回転速度制御手段としてのモータ制御部２０１は、用紙搬送モータ１８の動作を制御するために、モータ電源１７から供給される電力と、定着器モータ２１の動作を制御するためにモータ電源２０から供給される電力とを制御する。用紙搬送モータ１８には図２に示す用紙搬送部４の各ローラが接続され、また定着器モータ２１には図２に示す定着ローラ６４が接続されており、モータ制御部２０１は用紙搬送部の各ローラおよび定着ローラの回転速度を変化させる制御を行うことができるようになっている。

さらに、用紙搬送制御手段としてのモータ制御部２０１は用紙搬送部の給紙ローラを含む各ローラを制御することにより、用紙トレイに収容された用紙を給紙するタイミングを変えて連続印刷中の非通紙時間（印刷する用紙間の時間間隔）を変更、すなわち用紙の搬送間隔を変化させることができるようになっている。
温度設定手段としての温度設定部２０３は、画像形成装置１の動作条件に合わせて定着器６の最適な温度を選択し、設定する。

印刷制御部２００には、ＬＥＤヘッド３、トナー像形成部電源７、モータ電源１７、モータ電源２０、書き出しセンサ８、排出センサ９、定着ローラサーミスタ６２、加圧ローラサーミスタ６５、およびヒータ電源１６が接続されている。また、トナー像形成部電源７とトナー像形成部５とが接続され、モータ電源１７と用紙搬送モータ１８とが接続され、モータ電源２０と定着器モータ２１とが接続され、ヒータ電源１６と定着ヒータ６１とが接続されている。

上述した構成の作用について説明する。
印刷制御部が行う印刷処理を図１３の第２の実施例における印刷処理を示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図１１、図２および図３を参照しながら説明する。
Ｓ２０１〜Ｓ２１２：図５におけるＳ１０１〜Ｓ１１２と同様の処理であるため説明を省略する。

Ｓ２１３：印刷制御部２００は、要求された印刷処理が終了したか否かを判定し、終了したと判定すると印刷処理を終了し、終了していないと判定すると処理をＳ２１４へ移行する。なお、印刷処理の終了判定は、例えば図示しない上位装置から指示された印刷がすべて完了したか否かを確認することで行うことができる。

Ｓ２１４：印刷制御部２００が印刷状態かつ非通紙状態であることを検出すると、モータ制御部２０１は用紙のカールの発生を抑えるのに最適な紙間Ｘ＿ｐ〔ｍｍ〕（用紙の搬送間隔）を以下の計算式により導出する。
加圧ローラ温度Ｔｌｗ＜γ〔℃〕の場合、Ｘ＿ｐ＝Ｃ×（γ−Ｔｌｗ）＋Ｘ０〔ｍｍ〕
加圧ローラ温度Ｔｌｗ≧γ〔℃〕の場合、Ｘ＿ｐ＝Ｘ０〔ｍｍ〕
これを、グラフに表すと図１５（ａ）のようになる。

ここで、γ〔℃〕は、定着ローラ６４の回転速度を変更することにより上下温度差を所定の範囲内に収めることができる加圧ローラ６３の所定の下限温度であり、Ｘ＿ｐ〔ｍｍ〕は加圧ローラ６３の温度がγ〔℃〕を下回ったときに用紙にカールを発生させないために必要な紙間であり、Ｘ０〔ｍｍ〕は加圧ローラ６３の温度がγ〔℃〕以上になったときに用紙にカールを発生させないために必要な紙間（用紙の搬送間隔）であり、また比例定数としての係数Ｃは最適の紙間を算出するための係数であり、Ｘ０、γおよびＣの数値は実験から求められ、例えばＸ０＝６０〔ｍｍ〕、γ＝６０〔℃〕、Ｃ＝１．５である。
したがって、Ｘ＿ｐ＝１．５×（６０−Ｔｌｗ）＋６０〔ｍｍ〕となり、例えば、加圧ローラ温度Ｔｌｗ＝３０〔℃〕の場合、Ｘ＿ｐ＝１．５×３０＋６０＝１０５〔ｍｍ〕となる。

ここで、紙間距離と加圧ローラ６３の温度変化の関係について図１４に基づいて説明する。図１４は第２の実施例における加圧ローラの上昇温度を示すグラフであり、紙間を変えたときの経過時間（横軸）と加圧ローラ６３の上昇温度（縦軸）の関係を示している。
図１４に示すように、通常紙間時（紙間＝ｘ０）と比較して紙間延長時（紙間＝ｘ０＋Δｘ）の方が、より加圧ローラ６３の温度が上昇していることがわかる。

これは、定着ローラ６４および加圧ローラ６３の回転時間が長くなることで、温度の高い定着ローラ６４と温度の低い加圧ローラ６３とが接触する時間が長くなり、その結果定着ローラ６４の熱が、より加圧ローラ６３へと移動するためである。
したがって、本実施例では、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差が大きいほど紙間を長く設定し、温度差が小さい場合に紙間をより短く設定することにより、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差ΔＴを所定の温度差へ近づけるように紙間を制御する。

Ｓ２１５：モータ制御部２０１は、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との上下温度差ΔＴに応じて最適な回転速度Ｖｍｏｔを第１の実施例と同様に以下の式を用いて算出する。
回転速度Ｖｍｏｔ＝Ｖ０＋Ｂ×（温度差ΔＴ−β）〔ｍｍ／ｓ〕
ここで、Ｖ０〔ｍｍ／ｓ〕は定着時の回転速度であり、β〔℃〕は回転速度Ｖ０の時に用紙のカールが最適となる定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差であり、係数Ｂは現在の定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差から紙間終了時にβまで定着ローラ６４と加圧ローラ６３との温度差を変化させるのに必要な回転速度と温度差との関係を示す係数である。

本実施例では、算出した回転速度Ｖｍｏｔに上限値および下限値を設けている。この回転速度Ｖｍｏｔの上限値は、例えば使用しているモータの種類や性能等の制限によって設定され、また回転速度Ｖｍｏｔの下限値は、例えば使用しているモータが発生する振動等により設定される。

図１５（ｂ）に示すように、加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗが上述したγより小さい場合、定着ローラ６４の回転速度は上限値となり、また加圧ローラ６３の温度Ｔｌｗがγ以上である場合、定着ローラ６４の回転速度は、Ｖｍｏｔ＝Ｖ０＋Ｂ×（温度差ΔＴ−β）〔ｍｍ／ｓ〕で算出される。また、算出された定着ローラ６４の回転速度が下限値に到達した場合、その下限値とする。なお、回転速度Ｖｍｏｔの上限値は、例えば２３０ｍｍ／ｓであり、下限値は、例えば５０ｍｍ／ｓである。

用紙の温度が非常に低い場合、用紙の厚みが非常に大きい場合、用紙の熱伝導率が非常に高い場合など、通常の用紙より多くの熱を（定着ローラ６４および）加圧ローラ６３から奪う状況においては、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との上下温度差を縮めるため高速で定着ローラ６４を回転させる必要が生じる場合があるが、その回転速度が上述した制限により実現できない場合も発生する。この場合、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との上下温度差が大きく広がり、用紙のカールが悪化することが懸念される。

例えば、図１２に示すように、給紙ローラの回転の停止時間をＷ（Ｗ＝（Ｘ０／Ｖｐ）〔ｓ〕）とした場合、すなわち紙間をＸ０ｍｍとした場合、加圧ローラ６３の熱が用紙により奪われ、加圧ローラ６３の温度が低下した場合（符号１２１が示す領域）、定着ローラ６４と加圧ローラ６３との上下温度差が大きく広がり（符号１２２が示す領域）、その上下温度差がカール限界を超えてしまうため、用紙にカールを発生させてしまう。

そこで、本実施例では、算出した定着ローラ６４の回転速度が上限に達した場合、その回転速度を上限速度に保ち、かつＳ２１４において算出した紙間の調整を行うことにより、用紙がより多くの熱量を（定着ローラ６４および）加圧ローラ６３から奪う状況になっても用紙のカールの悪化を防止することができる。
また、上下温度差および定着ローラ６４の回転速度の調整状況に応じて紙間を調整するため、スループットの低下を最小限に抑えることができる。

定着ローラ６４の回転速度の上限速度で対応することができる加圧ローラ６３の温度をγ〔℃〕と設定し、加圧ローラ６３の温度がγ〔℃〕を超えた場合（すなわち、定着ローラ６４の回転速度を上限速度にしても上下温度差を縮めることができない場合）、紙間の距離を増加させることにより、定着ローラ６４の回転速度を変更することだけで上下温度差を縮めることができない場合であっても上下温度差を適正な範囲に収めることができ用紙のカールの発生を防止することができる。

Ｓ２１６：加熱制御部１０４は、上述した定着器温度制御処理を継続して行い、定着ローラ６４の温度を定着に最適な温度とする制御を行う。
Ｓ２１７：印刷制御部２００は、用紙搬送位置を排出センサ９の出力により検出し、定着器６が通紙状態か否か、すなわち紙間が終了したか否かを判定し、紙間が終了し通紙状態であると判定すると処理をＳ２１０へ移行し、紙間が終了していない非通紙状態であると判定すると処理をＳ２１４へ移行する。

次に、本実施例の動作を図１６の第２の実施例における印刷動作を示すタイミングチャートの図中Ｔ３１〜Ｔ５５で表す各タイミングに従って、図１１、図２および図３を参照しながらより詳細に説明する。

Ｔ３１：印刷制御部２００が上位装置からの印刷要求を待機している状態（期間ＳＴ３０）、すなわち用紙搬送モータ１８は停止し、各センサの出力も用紙なしの状態であり、定着器６も非通紙状態において、印刷要求を受信すると印刷制御部２００は、定着器温度制御処理、定着ローラ６４の回転速度の設定処理および定着ローラ６４と加圧ローラ６３の回転（図１３に示すＳ２０２〜Ｓ２０７）を行い、印刷待ち状態（期間ＳＴ３１）とする。

本実施例では、図１６に示すＡ：上下温度差が大きいため、定着ローラ６４の回転速度を印刷速度Ｖ０より高速として回転させるものとする。その後、用紙の搬送を開始するまでの間も常に定着器温度制御処理および定着ローラ６４の回転速度の設定処理を行うため、上下温度差に応じて定着ローラ６４の回転速度が変更され、上下温度差が小さくなるに連れて定着ローラ６４の回転速度は徐々に低速になるものとする。

Ｔ３２：印刷制御部２００は、定着ローラ６４の温度が印刷可能温度範囲内にあると判定すると、定着器６が印刷可能な状態であるため、用紙の搬送および画像形成処理を開始し、モータ制御部２０１は給紙ローラを回転させて用紙の給紙を開始する。
Ｔ３３：書き出しセンサ８は搬送された用紙を検出する。

Ｔ３４：モータ制御部２０１は給紙ローラの回転を停止する。また、印刷制御部２００が書き出しセンサ８の検出結果から用紙が定着器６へ到達したことを検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。
Ｔ３５：印刷制御部２００は、給紙ローラの回転を停止してから所定の時間Ｗが経過したことを検知すると、モータ制御部２０１により給紙ローラを回転させて２枚目の用紙の給紙を開始する。ここで、時間Ｗは紙間をＸ０〔ｍｍ〕とする時間であり、給紙ローラの回転速度をＶｐ〔ｍｍ／ｓ〕とすると（Ｘ０／Ｖｐ）〔ｓ〕である。

Ｔ３６：排出センサ９の検出結果から用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。
Ｔ３７：印刷制御部２００は、用紙の搬送および画像形成処理を継続し、書き出しセンサ８は搬送された２枚目の用紙を検出する。

Ｔ３８：モータ制御部２０１は給紙ローラの回転を停止する。また、印刷制御部２００が書き出しセンサ８の検出結果から２枚目の用紙が定着器６へ到達したことを検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。
Ｔ３９：排出センサ９の検出結果から用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部２００が検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更するが、算出した回転速度が定着ローラの回転速度の上限値に達するものとする。

また、印刷制御部２００は、給紙ローラの回転を停止してから所定の時間Ｗ´が経過したことを検知すると、モータ制御部２０１により給紙ローラを回転させて３枚目の用紙の給紙を開始する。ここで、時間Ｗ´は、紙間を図１３のＳ２１４において算出したＸ＿ｐ〔ｍｍ〕とする時間であり、給紙ローラの回転速度をＶｐ〔ｍｍ／ｓ〕とすると（Ｘ＿ｐ／Ｖｐ）〔ｓ〕である。

Ｔ４０：印刷制御部２００は、用紙の搬送および画像形成処理を継続し、書き出しセンサ８は搬送された３枚目の用紙を検出する。
Ｔ４１：印刷制御部２００が書き出しセンサ８の検出結果から３枚目の用紙が定着器６へ到達したことを検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。また、モータ制御部２０１は給紙ローラの回転を停止する。

Ｔ４２：排出センサ９の検出結果から用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部２００が検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更するが、算出した回転速度が定着ローラの回転速度の上限値に達するものとする。

Ｔ４３：印刷制御部２００は、給紙ローラの回転を停止してから所定の時間Ｗ´が経過したことを検知すると、モータ制御部２０１により給紙ローラを回転させて４枚目の用紙の給紙を開始する。ここで、時間Ｗ´は、紙間を図１３のＳ２１４において算出したＸ＿ｐ〔ｍｍ〕とする時間であり、給紙ローラの回転速度をＶｐ〔ｍｍ／ｓ〕とすると（Ｘ＿ｐ／Ｖｐ）〔ｓ〕である。

Ｔ４４：印刷制御部２００は、用紙の搬送および画像形成処理を継続し、書き出しセンサ８は搬送された４枚目の用紙を検出する。
Ｔ４５：印刷制御部２００が書き出しセンサ８の検出結果から４枚目の用紙が定着器６へ到達したことを検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。また、モータ制御部２０１は給紙ローラの回転を停止する。

Ｔ４６：排出センサ９の検出結果から用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部２００が検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。

このように印刷状態（ＳＴ３２）では、モータ制御部２０１が、紙間の定着器６の非通紙状態において、定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更することを繰り返すことにより、定着器６の非通紙時に加圧ローラ６３の温度を上昇させることができ、その結果、図１６に示すようにＡ：上下温度差を用紙にカールを発生させるカール限界温度差よりも小さく収めることができる。

また、定着ローラ６４の回転速度が上限に達した場合、その回転速度を上限速度に保ち、かつ図１３のＳ２１４において算出した紙間の調整を行うことにより、用紙がより多くの熱量を（定着ローラ６４および）加圧ローラ６３から奪う状況になっても用紙のカールの悪化を防止することができる。

４枚目の用紙を印刷した後、図示しない上位装置の画像処理部での処理に時間がかかる場合等は、印刷制御部２００は、定着器温度制御処理および定着ローラ６４と加圧ローラ６３の回転を行い、印刷待ち状態（期間ＳＴ３３）とする。
このとき、通紙を行うことなく、定着ローラ６４および加圧ローラ６３を回転させて待機状態とするが、本実施例では、非通紙時の定着ローラ６４および加圧ローラ６３の回転により加圧ローラ６３の温度が上昇しても、温度設定部２０３により、定着ローラ６４の設定温度が上下温度差に応じた最適な定着ローラ６４の設定温度に変更される。

また、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。このとき、算出した定着ローラ６４の回転速度が上限値を超える場合、定着ローラ６４の回転速度をその上限値とする。

Ｔ４７：加圧ローラ６３の温度がさらに上昇するとモータ制御部２０１は、定着ローラ６４の回転速度を小さくなった上下温度差に応じた回転速度、すなわち定着速度Ｖ０より遅い回転速度に変更する。このとき、算出した定着ローラ６４の回転速度が下限値を超える場合、定着ローラ６４の回転速度をその下限値とする
その結果、再び印刷状態（ＳＴ３４）へ移行して定着器６に通紙を開始するときには、定着ローラ６４の設定温度は、高温の加圧ローラ６３の温度に対応した低温の温度設定になっており、また定着ローラ６４の回転速度は、小さくなった上下温度差に対応した低速の回転速度の設定になっており、用紙へ与える熱量は適正なものとなり、ホットオフセットを防止することができる。

さらに、その後の通紙により再び加圧ローラ６３の温度が低下しても定着ローラ６４の設定温度は低温の加圧ローラ６３の温度に対応した高温の温度設定になり、また定着ローラ６４の回転速度は大きくなった上下温度差に対応した高速の回転速度の設定となるため、熱量が不足することによるオフセットの発生も防止することができる。

Ｔ４８：印刷制御部２００は、図示しない上位装置の印刷指示により用紙の搬送および画像形成処理を開始し、書き出しセンサ８は搬送された用紙を検出する。
Ｔ４９：書き出しセンサ８の検出結果から５枚目の用紙が定着器６へ到達したことを印刷制御部２００が検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。また、モータ制御部２０１は給紙ローラの回転を停止する。

Ｔ５０：印刷制御部２００は、給紙ローラの回転を停止してから所定の時間Ｗが経過したことを検知すると、モータ制御部２０１により給紙ローラを回転させて６枚目の用紙の給紙を開始する。ここで、時間Ｗは紙間をＸ０〔ｍｍ〕とする時間であり、給紙ローラの回転速度をＶｐ〔ｍｍ／ｓ〕とすると（Ｘ０／Ｖｐ）〔ｓ〕である。

Ｔ５１：排出センサ９の検出結果から５枚目の用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部２００が検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更する。
Ｔ５２：モータ制御部２０１は給紙ローラの回転を停止する。また、印刷制御部２００が書き出しセンサ８の検出結果から６枚目の用紙が定着器６へ到達したことを検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。

Ｔ５３：排出センサ９の検出結果から用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを印刷制御部２００が検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を上下温度差に応じた回転速度に変更するが、算出した回転速度が定着ローラの回転速度の上限値に達するものとする。

また、印刷制御部２００は、給紙ローラの回転を停止してから所定の時間Ｗ´が経過したことを検知すると、モータ制御部２０１により給紙ローラを回転させて７枚目の用紙の給紙を開始する。ここで、時間Ｗ´は、紙間を図１３のＳ２１４において算出したＸ＿ｐ〔ｍｍ〕とする時間であり、給紙ローラの回転速度をＶｐ〔ｍｍ／ｓ〕とすると（Ｘ＿ｐ／Ｖｐ）〔ｓ〕である。

Ｔ５４：書き出しセンサ８の検出結果から７枚目の用紙が定着器６へ到達したことを印刷制御部２００が検出すると、モータ制御部２０１は定着ローラ６４の回転速度を定着速度Ｖ０に変更する。また、モータ制御部２０１は給紙ローラの回転を停止する。
Ｔ５５：排出センサ９の検出結果から用紙が定着器６の外へ排出され、定着器６が非通紙状態になったことを検出する。

なお、本実施例では、定着器６の温度に応じて紙間の距離を変更するようにしたが、ユーザの設定操作を受け付ける入力手段を備え、その設定操作により紙間の距離を変更するようにしても良い。この場合、印刷制御部２００に接続された入力手段を備え、ユーザの操作を受け付けた入力手段によりカール抑制設定が有効であることを検知すると紙間の距離を設定する処理を行い、一方入力手段によりカール抑制設定が無効であることを検知すると紙間の距離の変更は行わず（スループットを優先する紙間距離）、紙間での定着ローラ６４の回転速度と設定温度の制御のみを行うこととしても良い。

以上説明したように、第２の実施例では、加圧ローラの温度に応じて紙間の距離を変化させることにより、加圧ローラへ熱を与える時間を延ばすことができ、定着ローラの回転速度を変更することだけで上下温度差を縮めることができない場合であっても、定着ローラと加圧ローラとの上下温度差を適正な範囲に収めることができ、用紙のカールの発生を防止することができるという効果が得られる。

また、定着ローラの温度を加圧ローラの温度に応じて変化させることにより、用紙へ与える熱量の変動を小さく抑えることができ、定着不良の発生を防止することができる。
なお、第１の実施例および第２の実施例では、画像形成装置をプリンタとして説明したが、それに限られることなく、画像形成装置を複合機（ＭＦＰ）、ファクシミリ、複写機等としても良い。

１ 画像形成装置
３ ＬＥＤヘッド
４ 用紙搬送部
５ トナー像形成部
６ 定着器
７ トナー像形成部電源
８ 書き出しセンサ
９ 排出センサ
１６ ヒータ電源
１７、２０ モータ電源
１８ 用紙搬送モータ
２１ 定着器モータ
６１ 定着器ヒータ
６２ 定着ローラサーミスタ
６３ 加圧ローラ
６４ 定着ローラ
６５ 加圧ローラサーミスタ
１００、２００ 印刷制御部
１０１、２０１ モータ制御部
１０２ 温度検知部
１０３、２０３ 温度設定部
１０４ 加熱制御部

Claims (7)

1. 用紙に熱を供給する定着手段と、前記定着手段に熱を供給する加熱手段と、前記定着手段に対向して配置され、用紙に圧力を与える加圧手段とを有する定着器を備えた画像形成装置において、
   前記定着手段の温度を検出する第１の温度検出手段と、
   前記加圧手段の温度を検出する第２の温度検出手段と、
   前記加熱手段で前記定着手段を設定温度に加熱する加熱制御手段と、
   前記加熱制御手段の設定温度を設定する温度設定手段と、
   前記定着手段の回転速度を変化させる回転速度制御手段とを備え、
   前記温度設定手段は、前記第２の温度検出手段の検出した温度に応じて前記定着手段の設定温度を第１の設定温度または第２の設定温度に設定し、
   前記回転速度制御手段は、前記定着手段を第１の設定温度または第２の設定温度に設定したことにより変動した、前記第１の温度検出手段で検出した温度と前記第２の温度検出手段で検出した温度との差に基づいて回転速度を制御し、
   前記回転速度制御手段は、前記第１の温度検出手段で検出した温度と前記第２の温度検出手段で検出した温度との差が大きいと回転速度を速くする制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   前記温度設定手段は、前記第２の温度検出手段で検出した温度が高温になるにつれ、設定温度を低くすることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２の画像形成装置において、
   前記第１の温度検出手段で検出した温度と前記第２の温度検出手段で検出した温度との差をΔＴ℃、定着時の前記定着手段の回転速度をＶ０ｍｍ／ｓ、比例定数をＢ、前記定着手段の回転速度がＶ０ｍｍ／ｓにおける最適な前記定着手段の所定の温度と前記加圧手段の温度との差をβ℃としたとき、
   前記回転速度制御手段は、前記回転速度を、（Ｖ０＋Ｂ×（ΔＴ−β））ｍｍ／ｓとすることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項の画像形成装置において、
   前記用紙の搬送間隔を変化させる用紙搬送制御手段を備え、
   前記用紙搬送制御手段は、前記定着手段の回転速度が最大速度に設定されたとき、前記第１の温度検出手段および前記第２の温度検出手段で検出した温度に応じて前記用紙の搬送間隔を変化させることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   前記用紙搬送制御手段は、前記第１の温度検出手段で検出した温度と前記第２の温度検出手段で検出した温度との差に応じて前記用紙の搬送間隔を変化させることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５の画像形成装置において、
   前記用紙搬送制御手段は、前記第２の温度検出手段で検出した温度が小さくなるにつれ、前記用紙の搬送間隔を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６の画像形成装置において、
   前記第２の温度検出手段で検出した温度をＴｌｗ、定着手段の回転速度を変更することにより前記第１の温度検出手段で検出した温度と前記第２の温度検出手段で検出した温度との差を所定の範囲内に収めることができる前記加圧手段の下限温度をγ〔℃〕、前記加圧手段の温度が前記γ〔℃〕以上のときに用紙にカールを発生させない前記用紙の搬送間隔をＸ０〔ｍｍ〕、比例定数をＣとしたとき、
   前記用紙搬送制御手段は、Ｔｌｗ＜γ〔℃〕の場合、前記用紙の搬送間隔を、Ｃ×（γ−Ｔｌｗ）＋Ｘ０〔ｍｍ〕とすることを特徴とする画像形成装置。

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