JP5945515B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＡＸ、プリンタ等の電子写真記録方式を利用した画像形成装置に関する。

従来、電子写真記録方式を利用した画像形成装置では、未定着トナー像を形成した用紙を定着装置に通紙させて、加熱加圧することによりトナー像を用紙に定着させている。このような定着装置として、円筒状芯金の内部に熱源が配された定着ローラに対して、加圧ローラが圧接されることによりニップ部を形成し、このニップ部に未定着トナー像を形成した用紙を通紙する定着装置があった。従来の定着装置においては、印刷要求時にその印刷速度で定着ローラを回転させ、定着装置に所定の温度制御を行い、用紙を通紙させて印刷処理を行っていた。

そして、従来の定着装置においては、定着ローラの表面と加圧ローラの表面に温度センサが設けられる。用紙の搬送開始によって、熱源により定着ローラに対して加熱が開始される。定着ローラが加熱されることによって、定着ローラの蓄熱量が徐々に増加する。そして、用紙が定着ローラに到達時、即ち定着ローラの通紙開始時には定着ローラの蓄熱量は定着するのに十分な値となるのが一般的である。

なお、特開平１０−１０４９９０号公報（特許文献１）には、薄手の用紙を印刷する場合において、オーバーシュート後に薄手の用紙の給紙を開始しなければならないための待ち時間を短縮する技術が開示されている。特許文献１は、サーミスタの検出温度が空転開始温度に到達したときメインモータを駆動させ、サーミスタの検出温度のオーバーシュート時間が短縮されるようにしたものである。

特開平１０−１０４９９０号公報

しかしながら、従来の定着装置によれば、定着ローラと加圧ローラの温度差が小さいと、回転時の定着ローラの温度低下が比較的少ないという現象が生じる。これは定着ローラと加圧ローラの温度差が大きいと、回転時の高温の定着ローラから低温の加圧ローラへ比較的多くの熱が移動する。そのため定着ローラの温度低下が比較的多くなるという現象と対比して説明できる。

定着ローラの温度低下が生じると、温度センサがこれを検知することにより、熱源により定着ローラに対して加熱が開始される。ところが、定着ローラと加圧ローラの温度差が小さい場合、回転時の定着ローラの温度低下が比較的少ないことから、熱源による定着ローラの加熱が十分に行われなくなる。その後、用紙が定着装置に到達した時点での定着ローラの蓄熱量が所定の値より少なくなる。その結果、用紙通紙後の定着ローラの熱は、今度は用紙に奪われることになり、定着ローラの温度低下が多くなって、定着不良（コールドオフセット）が発生するという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、定着ローラと加圧ローラの温度差が小さい場合でも、用紙通紙後の用紙による定着ローラの温度低下を抑え、定着不良を防止する画像形成装置を提供することを可能とするものである。

上記課題を解決するために本発明に関する画像形成装置は、媒体を加熱して該媒体上に形成される像を定着する定着手段と、前記定着手段を加熱する加熱手段と、前記定着手段に圧接され、前記媒体を前記定着手段に加圧する加圧手段と、前記定着手段の温度を検知する第１温度検知手段と、前記加圧手段の温度を検知する第２温度検知手段と、上位コントローラからの印刷要求を検知するとともに、前記定着手段の複数の回転速度を選択可能に制御する制御手段を備え、前記制御手段は、回転開始時における前記第１温度検知手段で検知する温度と前記第２温度検知手段で検知する温度との温度差を算出し、前記印刷要求による指示に基づき前記定着手段の前記回転速度を前記複数の回転速度のうちの一を選択して第１回転速度に設定し、更に、前記第１回転速度により前記定着手段の回転を開始し、前記温度差が所定の判定温度差以下のとき前記第１回転速度から前記第１回転速度より速い前記第２回転速度に変更するものとし、前記第２回転速度に変更するタイミングを選択された前記第１回転速度に応じて異ならせることを特徴とするものである。

上記構成を有する本発明によれば、定着手段の温度を検知する第１温度検知手段と、加圧手段の温度を検知する第２温度検知手段を設け、前記第１温度検知手段と第２温度検知手段の情報に応じて、前記定着手段の前記通紙開始までの前記回転速度を制御するようにした。このようにしたので、定着手段と加圧手段の温度差が小さい場合でも、用紙が定着手段に到達した時点での定着手段の蓄熱量を多くすることにより、定着不良を防止する画像形成装置を提供することが可能になる。

第１の実施の形態に関する画像形成装置１のブロック図である。 第１の実施の形態に関する画像形成装置１の構成図である。 第１の実施の形態に関する定着器６の構成を示す説明図である。 第１の実施の形態に関する定着器６の断面を示す説明図である。 第１の実施の形態に関する定着器モータ２１の回転速度Ｖの制御動作を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に関する上下温度差ΔＴ０と回転後の表面温度変化量Ｄの関係を示す説明図である。 第１の実施の形態に関する上下温度差ΔＴ０、回転後の表面温度変化量Ｄ、投入熱量Ｐ、通紙開始時蓄熱量Ｑの関係から回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを示す説明図である。 第１の実施の形態に関する最適通紙前回転速度ＶＡの算出方法を示す説明図である。 比較動作例を示す説明図である。 第１の実施の形態に関する動作例を示す説明図である。 第２の実施の形態に関する画像形成装置１のブロック図である。 第２の実施の形態に関する動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に関する環境温度（≒用紙温度）毎の定着ローラ６４の蓄熱量Ｑと回転後の表面温度変化量Ｄとの関係を示す説明図である。 第２の実施の形態に関する上下温度差ΔＴ０、回転後の表面温度変化量Ｄ、投入熱量Ｐ、通紙開始時蓄熱量Ｑの関係から回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを示す説明図である。 第２の実施の形態に関する環境温度毎に最適通紙前回転速度ＶＡ１、ＶＡ２又はＶＡ３を算出する方法を示す説明図である。 第２の実施の形態に関する動作例を示す説明図である。 変形例１に関する画像形成装置１のブロック図である。 変形例１に関する上下温度差ΔＴ０、回転後の表面温度変化量Ｄ、投入熱量Ｐ、通紙開始時蓄熱量Ｑの関係から回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを示す説明図である。 変形例２に関する画像形成装置１のブロック図である。 変形例２に関する上下温度差ΔＴ０、回転後の表面温度変化量Ｄ、投入熱量Ｐ、通紙開始時蓄熱量Ｑの関係から回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを示す説明図である。

（第１の実施の形態）
図２は第１の実施の形態に関する画像形成装置１の構成図である。画像形成装置１は、用紙搬送路２へ用紙Ｍを搬送する用紙搬送手段としての用紙搬送部４、記録光露光部材としてのＬＥＤヘッド３、記録光に応じたトナー像を形成するトナー像形成部５、用紙Ｍ上にトナーを定着させる定着器６からなる。そして、用紙搬送路２上の用紙位置を検出する書出しセンサ８を備える。用紙搬送路２には、用紙搬送順に書出しセンサ８、トナー像形成部５、定着器６と配置されている。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。

後述する印刷制御部１００が印刷要求を受けると、用紙搬送部４によって画像形成のタイミングに合わせて用紙Ｍをトナー像形成部５へ搬送する。ＬＥＤヘッド３は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Ｍ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Ｍが搬送されると、定着器６の熱と圧力によって用紙Ｍ上のトナー像が定着された後に排出される。

図１は第１の実施の形態に関する画像形成装置１のブロック図である。印刷制御部１００には、ＬＥＤヘッド３、トナー像形成部電源７、搬送モータ電源１７、定着モータ電源２０、書出しセンサ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及びヒータ電源１６が接続されている。更に、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、搬送モータ電源１７と用紙搬送モータ１８とが接続されている。更に、もう一方の定着モータ電源２０と定着器モータ２１とが接続され、ヒータ電源１６と定着器６の定着ヒータ６１が接続されている。

印刷制御部１００は、各部を制御することによって、印刷動作を制御する。ＬＥＤヘッド３は、記録信号に基づいて記録光をトナー像形成部５としての感光ドラムに向けて露光する。トナー像形成部５は記録光に応じたトナー像をその表面に形成する。トナー像形成部電源７はトナー像形成部５に電圧を印加する。用紙搬送モータ１８は、搬送モータ電源１７から供給される電力により回転し用紙Ｍを搬送する。定着器モータ２１は、定着モータ電源２０から供給される電力により回転し定着器６の後述する定着ローラ６４を回転させる。

更に、書出しセンサ８は用紙搬送路２上に設けられ用紙Ｍの搬送位置を検出する。定着器６は、後述するように定着手段としての定着ローラ６４を加熱する定着ヒータ６１が内蔵され、加圧手段としての加圧ローラ６３とともに用紙Ｍ上のトナー像を用紙Ｍに定着させる。ヒータ電源１６は定着ヒータ６１へ電力を供給する。第１温度検知手段としての定着ローラサーミスタ６２は、定着器６の定着ローラ６４の情報としての温度を検知する。そして、第２温度検知手段としての加圧ローラサーミスタ６５は、定着器６の加圧ローラ６３の情報としての温度を検知する。

また、印刷制御部１００は、モータ制御部１０１、速度設定部１０２、温度検知部１０３、加熱制御部１０４、比較部１０５及び温度差計算部１０６を内蔵する。まず、モータ制御部１０１は、用紙搬送モータ１８及び定着器モータ２１の動作を制御するために、搬送モータ電源１７及び定着モータ電源２０に供給する電力を制御する。モータ制御部１０１は、次に説明する速度設定部１０２が設定する回転速度Ｖに基づいて、搬送モータ電源１７及び定着モータ電源２０に供給する電力を制御する。

速度設定部１０２は、画像形成装置１の動作条件に合わせた最適な定着器モータ２１の回転速度Ｖを制御する。具体的には、速度設定部１０２は、後述する定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の情報としての温度差ΔＴ０に応じて、定着ローラ６４の通紙開始までの定着器モータ２１の回転速度Ｖを印刷速度Ｖｐｒｎに設定する（Ｓ１０４、Ｓ１１１）。そして、速度設定部１０２は後述する第２回転速度としての最適通紙前回転速度ＶＡを算出する（Ｓ１０７）。更に、速度設定部１０２は、算出した最適通紙前回転速度ＶＡを用いて、定着器モータ２１の回転速度Ｖを最適通紙前回転速度ＶＡに設定する（Ｓ１０９）。

温度検知部１０３は、定着ローラサーミスタ６２と加圧ローラサーミスタ６５から定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の表面温度を検知する。そして、温度差計算部１０６は後述する定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の温度差ΔＴ０を計算する。加熱制御部１０４は、定着器６を設定温度としての印刷可能温度範囲内に加熱制御するためにヒータ電源１６を制御する。即ち、加熱制御部１０４は、定着器６の定着ローラサーミスタ６２で検知した温度があらかじめ決定しておいた印刷可能温度範囲内であるかを判断する。判断の結果、加熱制御部１０４は、ヒータ電源１６から定着ヒータ６１への電力供給を停止することで定着ローラ６４の温度を低下させるか又はヒータ電源１６から定着ヒータ６１への電力供給を行うことで定着ローラ６４の温度を上昇させる。比較部１０５は印刷制御部１００の制御により、各種情報を比較する。

図３は第１の実施の形態に関する定着器６の構成を示す説明図である。定着器６は、用紙Ｍに熱を供給し更に搬送するための定着ローラ６４、前記定着ローラ６４を加熱する加熱手段としての定着ヒータ６１、加圧手段としての加圧ローラ６３、定着ローラ６４の表面温度を検知する第１温度検知手段としての定着ローラサーミスタ６２、加圧ローラ６３の表面温度を検知する第２温度検知手段としての加圧ローラサーミスタ６５からなる。

定着ローラ６４は円筒状に形成され、円筒状芯金の内部に定着ヒータ６１が配される。定着ローラ６４に対向して配置され、用紙Ｍに圧力を与える加圧ローラ６３が圧接されることによりニップ部を形成する。定着ローラ６４及び加圧ローラ６３が矢印Ｒ及びＲ´の方向に回転することにより、このニップ部に未定着トナー像を形成した用紙Ｍを通紙する。定着ヒータ６１はヒータ電源１６に接続され、ヒータ電源１６は印刷制御部１００に接続される。更に、定着ローラサーミスタ６２及び加圧ローラサーミスタ６５は印刷制御部１００に接続される。そして、印刷制御部１００の温度差計算部１０６は、定着ローラサーミスタ６２及び加圧ローラサーミスタ６５から検知された表面温度から、定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の温度差ΔＴ０を計算する。

図４は第１の実施の形態に関する定着器６の断面を示す説明図である。同図（ａ）は定着器６の縦断面図であり、同図（ｂ）は定着器６の長手方向中央部でのＡ−Ａ´断面図であり、同図（ｃ）は定着器６の長手方向端部でのＢ−Ｂ´断面図である。定着器６は、定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の回転支持部材としてのボールベアリング６６、前述した定着器モータ２１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ヤ６７を備える。

定着ローラ６４は加圧ローラ６３と接触してニップ部を形成する。定着ヒータ６１は定着ローラ６４の内部に非接触に設置される。定着ローラサーミスタ６２は定着ローラ６４の表面に接触し、加圧ローラサーミスタ６５は加圧ローラ６３の表面に接触している。
ただし、定着ヒータ６１は定着ローラ６４に接触して設置してもよい。更に、定着ローラサーミスタ６２及び加圧ローラサーミスタ６５は、定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の表面を非接触で設置してもよい。

ボールベアリング６６は定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の両端に接続されている。ギヤ６７は定着ローラ６４の片側端部に接続されている。定着ローラ６４は、外形が３０ｍｍで、鉄製の素管によって構成されている基体としての芯金と、この芯金を被覆するシリコンゴム製の厚さ１ｍｍの弾性層を有している。基体としての芯金はその両端でボールベアリングを介して回転可能に支持部材へ保持されており、更に片側に駆動伝達機構としてのギヤ６７と接続される。ギヤ６７が前述した定着器モータ２１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が回転駆動される。

定着器モータ２１（図１参照）は例えばパルスモータが使用される。本実施の形態の定着器モータ２１では制御用パルス発生器をモータ部に備えている。この定着器モータ２１は、モータ回転用の電源を供給し、速度に応じた周波数のクロック信号を印刷制御部１００から供給するとその速度に応じた回転速度Ｖで回転する機能を持つ。具体的には、第１回転速度と、第１回転速度よりも高速である第２回転速度である。そのため、印刷制御部１００は供給するクロック周波数を制御することで定着器モータ２１の回転速度Ｖを制御することができる。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を圧接する向きに押し付けられている。加圧ローラ６３は定着ローラ６４に当接しており、これによりニップ部が形成されている。そのため定着ローラ６４が回転すると、連れ回りにより加圧ローラ６３も回転する。

定着ローラサーミスタ６２、加圧ローラサーミスタ６５はともに温度に応じて自身の抵抗値が変化する素子である。印刷制御部１００の温度検知部１０３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、加圧ローラサーミスタ６５の温度を検知する。定着ローラサーミスタ６２は定着ローラ６４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の表面に接触している。前述した温度検知部１０３は以上により各サーミスタの出力を検知することで、定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の温度を検出することができる。本実施の形態では温度の増加に従って抵抗値が減少する特性の素子を用いている。

定着ヒータ６１は商用電源からの電力を供給すると発熱する発熱体であり、例えばハロゲンヒータを使用する。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。定着ローラ６４の構成部材は熱容量を持っていて、かつその熱容量が比較的大きいので、その内面から表面の間で熱の伝達遅れが発生する。そのため、定着ヒータ６１が発熱を開始して定着ローラ６４の芯金の加熱を開始してから、定着ローラ６４の表面温度が上昇するまでには時間的な遅れが生じる。

以下本実施の形態に関する定着器６の動作を図１、図５を用いて説明する。印刷制御部１００の加熱制御部１０４は印刷要求がない場合（待機状態）では、印刷要求が発生した場合にすぐに印刷できるように、定着器６の温度を良好に定着可能な温度（例えば１９５℃）に制御しておく。このとき定着ローラ６４は停止させた状態である。

印刷制御部１００は印刷要求を受けると、定着器６の温度が印刷可能か否かの判定を行う。印刷可能であると判断した場合は、画像形成のタイミングに合わせて、搬送モータ電源１７から用紙搬送モータ１８へ電力を供給することで、用紙搬送部４による用紙搬送を開始する。印刷制御部１００は、印刷可能ではないと判断した場合は、定着器６の温度が定着可能温度になるまで用紙搬送を行わない。こうして用紙Ｍを用紙搬送路２上のトナー像形成部５へ向けて搬送する。ＬＥＤヘッド３は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Ｍ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Ｍが搬送されると、定着器６の熱と圧力によって用紙Ｍ上のトナー像が定着された後に排出される。

加熱制御部１０４による定着器６の温度制御について説明する。加熱制御部１０４は定着器６の定着ローラサーミスタ６２で検知した温度があらかじめ決定しておいた印刷可能温度範囲内であるかを判断する。範囲内であれば、印刷制御部１００のモータ制御部１０１は、用紙搬送モータ１８を動作させるために、搬送モータ電源１７に電力を供給する。これにより用紙Ｍの搬送を開始する。

印刷可能温度範囲とは用紙Ｍへトナーを定着させることができる温度範囲であり、下限温度としてのＴ１と上限温度としてのＴ２を持つ。Ｔ１は例えば１７５℃であり、Ｔ２は例えば２０５℃である。上限温度Ｔ２よりも高い温度であった場合は、加熱制御部１０４はヒータ電源１６から定着ヒータ６１への電力供給を停止して定着ローラ６４の温度を低下させる（以下、これをクールダウンと言う）。下限温度Ｔ１よりも低い温度であった場合は、加熱制御部１０４はヒータ電源１６から定着ヒータ６１への電力供給を行うことで定着ローラ６４の温度を上昇させる（以下、これをウォームアップと言う）。以上のようにして、加熱制御部１０４が定着ローラ６４の温度を印刷可能温度範囲内に制御することで、用紙Ｍに適切な熱を与えて定着不良の発生を防止している。

次に本実施の形態での定着器モータ２１の回転速度Ｖの制御方法について説明する。図５は第１の実施の形態に関する定着器モータ２１の回転速度Ｖの制御動作を示すフローチャートである。本図を用いて動作を説明する。
Ｓ１０１：印刷制御部１００は、図示しない上位コントローラからの印刷要求の有無を検知し、印刷要求を検知した場合は印刷開始処理であるステップ１０２へ移行する。
Ｓ１０２：印刷制御部１００の温度検知部１０３は、定着ローラ６４の温度と加圧ローラ６３の温度を検出する。ここでは検出した温度をそれぞれＴｕｐ０、Ｔｌｗ０とする。このとき、定着器６の温度が定着可能温度であるときは、ステップ１０３へ移行するが定着器６の温度が定着可能温度でない場合は、定着器６の温度が定着可能温度になるまでウォームアップ動作を行い、定着器６の温度が定着可能温度になったらステップ１０３へ移行する。

Ｓ１０３：印刷制御部１００の温度差計算部１０６は、温度検知部１０３が検出したＴｕｐ０、Ｔｌｗ０を用いて、現在の定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の温度差ΔＴ０を以下の式から算出する。
ΔＴ０＝Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０
Ｓ１０４：印刷制御部１００は、図示しない上位コントローラからの印刷要求より、指示された印刷速度を抽出する。ここでは、指示された印刷速度をＶｐｒｎとする。そして、印刷制御部１００の速度設定部１０２は、定着器モータ２１の回転速度Ｖを第１回転速度としての印刷速度Ｖｐｒｎに設定する。

Ｓ１０５：次に印刷制御部１００は、定着器モータ２１の回転速度Ｖの変更を行う必要があるか判断するために、回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを選択する。
ΔＴｔｈ［Ｖｐｒｎ］
これは、通紙開始までの定着器モータ２１の回転速度Ｖを変更する必要があるかないかを判断するための定着ローラ６４及び加圧ローラ６３との温度差である。この回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈは印刷速度に応じてそれぞれ設定される値であり、実験から求められる値である。
例えば ΔＴｔｈ［２００ｍｍ／ｓ］＝５０℃
ΔＴｔｈ［１２５ｍｍ／ｓ］＝１００℃
ΔＴｔｈ［ ５０ｍｍ／ｓ］＝１５０℃ である。

ここで、図６、図７を用いて上記の回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈの求め方を説明する。図６は第１の実施の形態に関する上下温度差ΔＴ０と回転後の表面温度変化量Ｄの関係を示す説明図である。上下温度差ΔＴ０［℃］とは、定着ローラ６４及び加圧ローラ６３との温度差（以下、上下温度差ΔＴ０という）である。回転後の表面温度変化量Ｄ［℃］とは、待機状態から回転を開始した後の所定時間での定着ローラ６４の表面温度変化量Ｄである。本図は印刷速度を変えた場合の関係も示している。

上下温度差ΔＴ０が大きい場合とは定着ローラ６４及び加圧ローラ６３との温度差が大きい場合を示している。例えば、定着ローラ６４は１９５℃、加圧ローラ６３は９５℃及び上下温度差ΔＴ０は１００℃である。その状態で定着ローラ６４の回転を開始させると、温度の高い定着ローラ６４から温度の低い加圧ローラ６３へ熱が移動し、温度差が大きいために単位時間当たりの熱の移動量が大きくなる。つまり高温である定着ローラ６４の温度は大きく低下する。

これとは反対に上下温度差ΔＴ０が小さい場合は、例えば定着ローラ６４は１９５℃、加圧ローラ６３は１５０℃及び上下温度差ΔＴ０は４５℃である。単位時間当たりの熱の移動量が小さくなるため、高温である定着ローラ６４の温度低下は小さくなる。即ち、上下温度差ΔＴ０と定着ローラ６４の回転後温度変化量Ｄのマイナス値が比例関係にある。

更に、定着ローラ６４の回転速度Ｖが変化すると上記の表面温度変化量Ｄが変化する。即ち、回転速度Ｖが高速になると、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。そのため同じ上下温度差ΔＴ０では、回転速度Ｖが高速になるほど単位時間当たりの熱の移動量が多くなり（熱が奪われやすくなり）、温度の高い定着ローラ６４の温度低下が大きくなる。回転速度Ｖが低速であると定着ローラ６４から加圧ローラ６３に移動する熱が移動しにくくなる。

図７は第１の実施の形態に関する上下温度差ΔＴ０、回転後の表面温度変化量Ｄ、投入熱量Ｐ、通紙開始時蓄熱量Ｑの関係から回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを示す説明図である。投入熱量Ｐ［Ｗ］とは、回転開始から用紙Ｍが定着器６に到達するまでに加熱制御部１０４により定着ローラ６４へ投入される熱量である。即ち、回転後の表面温度変化量Ｄのとき、定着するための所定の温度にするのに必要な投入熱量Ｐである。通紙開始時蓄熱量Ｑ［Ｊ］とは、通紙開始時点において定着ローラ６４に蓄えられている熱量である。回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈは後述する。印刷速度が低速の場合を用いて説明するが、回転速度Ｖが高速の場合でも同様である。

上下温度差ΔＴ０が大きい場合では図６において説明した通り、回転を開始した後の所定時間での定着ローラ６４の表面温度変化量Ｄがマイナスに大きくなる。加熱制御部１０４は、定着ローラ６４の温度が設定温度としての印刷可能温度範囲となるように定着ヒータ６１への電力供給を行うことで投入熱量Ｐを多くする。そのため、前記回転後の表面温度変化量Ｄの低下が大きい場合は、より多く発熱させることとなる。図示のように、回転後の表面温度変化量Ｄと投入熱量Ｐは比例関係にある。ここで定着ローラ６４の構成部材の熱容量と熱抵抗のため、投入熱量Ｐが多いほど定着ローラ６４の内部に蓄積される通紙開始時蓄熱量Ｑが多くなる。図示のように、投入熱量Ｐと通紙開始時蓄熱量Ｑの関係も比例関係にある。

反対に、上下温度差ΔＴ０が小さい場合では同様にして、回転後の表面温度変化量Ｄが小さくなる。加熱制御部１０４は、定着ヒータ６１の投入熱量Ｐを少なくする。その結果、定着ローラ６４の内部の通紙開始時蓄熱量Ｑが小さくなる。以上を総合すると、回転を開始する時点の上下温度差ΔＴ０によって、定着ローラ６４の通紙開始時の蓄熱量Ｑが変化することとなる。即ち、上下温度差ΔＴ０が大きいと通紙開始時蓄熱量Ｑが多くなり、上下温度差ΔＴ０が小さいと通紙開始時蓄熱量Ｑが小さくなる。

通紙を開始すると、高温の（例えば１８０℃）定着ローラ６４と、低温の（例えば２５℃）用紙Ｍとがニップ部にて接触する。両者の温度差が大きいために高温の定着ローラ６４から用紙Ｍへ非常に多くの熱が移動する、つまり定着ローラ６４の熱が非常に多く奪われるので、その表面温度が急激に低下しようとする。
このとき、定着ローラ６４の通紙開始時蓄熱量Ｑが小さい場合では、用紙Ｍに熱が移動するとその蓄熱量Ｑが小さいため定着ローラ６４の内部から表面に供給する熱量が小さくなり、表面温度は急激に低下する。このとき加熱制御部１０４は定着ローラ６４の表面温度が低下したことを検知して定着ヒータ６１の発熱量を急激に上昇させるが、定着ローラ６４の熱伝達遅れがあるために、その熱量が定着ローラ６４の表面に到達するまで、表面温度が低下し続ける。そのため温度低下が大きくなる。

これに対し、通紙開始時の定着ローラ６４の蓄熱量Ｑが多い場合は、用紙Ｍに熱が奪われると同時に定着ローラ６４の内部に蓄熱した熱が表面に供給されるため、表面温度の低下は小さくなる。
温度低下が大きくなると定着に必要な熱量を用紙Ｍに与えることができなくなるため、定着不良が発生する。そのため、定着不良を防止するためには所定以上の蓄熱量Ｑが必要となり、そのためには投入熱量ＰＡ以上の熱量が必要であり、更にそのためには回転後表面温度変化量ＤＡ以上の温度低下が必要となる（この蓄熱量Ｑを最適蓄熱量ＱＡとする）。

ここで回転後表面温度変化量ＤＡとなるために必要な条件は、図６で説明したように印刷時の定着ローラ６４の回転速度Ｖ（以下これを印刷速度という）によって異なる。回転速度Ｖが高速の場合（ＶＨ）と回転速度Ｖが低速の場合（ＶＬ）について分けて説明する。
同図の回転速度Ｖが高速の場合（ＶＨ）は、まず、上下温度差ΔＴ０が前記回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ［ＶＨ］よりも大きい条件では、当該印刷速度Ｖでも最適蓄熱量ＱＡ以上の蓄熱量Ｑが得られるため、回転速度Ｖをより高速にして蓄熱量Ｑを増やす必要はない。

ところが、同図においてΔＴｔｈ［ＶＨ］で示す回転速度変更判定温度差以下の条件では、印刷速度をより高速にして蓄熱量Ｑを増やす必要がある。この印刷速度（回転速度）を変える必要があるか否かを切り分ける上下温度差ΔＴ０を回転速度変更判定温度差といい、速度ＶＨでの回転速度変更判定温度差をΔＴｔｈ［ＶＨ］と表示する。同様に図から回転速度Ｖが低速の場合（ＶＬ）は、回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ［ＶＬ］となるが、
ΔＴｔｈ［ＶＨ］＜ΔＴｔｈ［ＶＬ］となっており、回転速度Ｖによってその値が異なることが分かる。

これは回転速度Ｖが低速の場合は、高速の場合よりも、同じ上下温度差ΔＴ０の場合でも回転速度Ｖを上昇させる必要があることを示している。回転速度Ｖが低速の場合は加圧ローラ６３への熱の移動が少ないため、同じ上下温度差ΔＴ０で蓄熱量Ｑを増やすにはより高速に回転させる必要があることによる。
以上のようにして、印刷速度（回転速度）に応じた回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ［Ｖｐｒｎ］を求めることができる。

Ｓ１０６：印刷制御部１００は比較部１０５に対し、温度差計算部１０６が算出した上下温度差ΔＴ０と印刷制御部１００が選択した回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈとを比較するよう指示する。印刷制御部１００は比較部１０５の比較の結果が、
ΔＴ０≦ΔＴｔｈ である場合、即ち、上下温度差ΔＴ０が回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ以下の場合は、通紙前の回転速度Ｖを第１回転速度に対して、第１回転速度よりも高速である第２回転速度に変更する（ステップ１０７、１０９）。
ΔＴ０＞ΔＴｔｈ である場合、即ち、上下温度差ΔＴ０が回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを超える場合は、通紙前の回転速度Ｖを変更しない（ステップ１１２）。

Ｓ１０７：速度設定部１０２は以下の式により第２回転速度としての最適通紙前回転速度ＶＡを算出する。
ＶＡ＝Ａ×ΔＴ０＋Ｂ
ここで、係数Ａ及びＢは実験より求められる値であり、例えばＡ＝−１．５、Ｂ＝２７５である。そして、係数Ｂは上下温度差ΔＴ０から最適通紙前回転速度ＶＡを算出するために必要な係数であり、実験から求められる値である。例えば以下の数値となる。
Ｖｐｒｎ＝ＶＬ＝５０ｍｍ／ｓ、ΔＴ０＝１００℃の場合では、ΔＴｔｈ［５０ｍｍ／ｓ］＝１５０℃なのでステップ１０６より通紙前の回転速度Ｖを変更する必要があり、その最適通紙前回転速度ＶＡはステップ１０７より、
ＶＡ＝―１．５×１００＋２７５＝１２５ｍｍ／ｓとなる。

上記の算出式の求め方を、図８を用いて説明する。図８は第１の実施の形態に関する最適通紙前回転速度ＶＡの算出方法を示す説明図である。同図を用いて前記算出方法を説明する。同図は最適蓄熱量ＱＡが得られる条件での、上下温度差ΔＴ０と最適通紙前回転速度ＶＡとの関係を示す図である。これは図７においてＤＡとなる上下温度差ΔＴ０を速度毎に求め、上下温度差ΔＴ０と前記最適通紙前回転速度ＶＡの関係を表しており、この関係を数式化したものである。同図より、上下温度差ΔＴ０が小さいほど最適通紙前回転速度ＶＡが高速となることが明らかとなる。

次に、最適通紙前回転速度ＶＡの算出方法について説明する。例えば、上下温度差ΔＴ０が図７中のｄＴＡで、かつ印刷速度が低速ＶＬの場合を考える。このとき温度差ΔＴ０は、判定値ΔＴｔｈ［ＶＬ］よりも小さいために高速で回転させて蓄熱量を増やす必要がある。そのときに必要な回転速度Ｖは中速ＶＭである。低速ＶＬより高い中速ＶＭで回転させることで、最適蓄熱量ＱＡを得ることができることがわかる。これは図８の関係で算出式にｄＴＡを代入すると得られる。

Ｓ１０８：用紙Ｍが定着器６に到達するまでの時間を用紙搬送位置と印刷速度から算出し、その時間をＴａｒｒｉｖｅとする。印刷制御部１００は比較部１０５に対し、その時間Ｔａｒｒｉｖｅと所定時間Ｔｃｏｎｓｔとを比較するよう指示する。印刷制御部１００は、Ｔａｒｒｉｖｅ≦Ｔｃｏｎｓｔとなった場合にステップ１０９を実行する。
ここでＴｃｏｎｓｔとは、回転速度Ｖを高速に変更して温度が低下した後に、温度が回転速度変更時点の温度に回復するまでの時間であり、回転速度Ｖに寄らず定着器構成部材の熱特性で決定される値であり、例えば３．０秒である。本ステップでは、印刷速度が低速の場合でも通紙開始時に最適な蓄熱量が保持されるように、回転速度Ｖを変更する変更タイミングを印刷速度に応じて異ならせている。

以下その理由を説明する。印刷速度Ｖｐｒｎが高速の場合と低速の場合とでは用紙搬送部４による用紙Ｍの搬送の開始から定着器6での通紙開始までの時間が異なり、高速の方が前記時間は短くなる。そのため特に印刷速度が低速の場合に高速の場合と同じ変更タイミングで回転速度変更を行うと、通紙開始までに温度が上昇（回復）してしまい、より設定温度に近づくために投入熱量が減少し、結果として通紙開始時の定着ローラ６４の蓄熱量が低下してしまう。

そこで、回転速度Ｖを変更する変更タイミングを印刷速度Ｖｐｒｎに応じて異ならせる。即ち、速度設定部１０２は用紙Ｍの搬送位置と印刷速度Ｖｐｒｎから、定着器６での通紙開始時よりＴｃｏｎｓｔだけ前の時点で、回転速度Ｖを第２回転速度としての最適通紙前回転速度ＶＡに変更する。
Ｓ１０９：次に速度設定部１０２は、最適通紙前回転速度ＶＡの算出結果を用いて、モータ制御部１０１にて定着器モータ２１の回転速度Ｖを第２回転速度としての最適通紙前回転速度ＶＡに変更する。
Ｓ１１０：印刷制御部１００は、書出しセンサ８の出力から用紙Ｍが定着器６へ到達したか否かを判断する。これは、以下のような処理によって実現できる。

書出しセンサ８の出力変化を検出して書出しセンサ８の位置に用紙Ｍの先端が到達したことを検知すると、時間の計測を開始する。書出しセンサ８と定着器６との間の用紙搬送距離は決まっているため、その距離を用紙搬送速度で除算することで、書出しセンサ８の位置から定着器６の位置に到達するための時間が算出される。前記用紙Ｍの先端が書出しセンサ８に到達してからの経過時間を計測することで、定着器６への用紙到達を判断することができる。

Ｓ１１１：用紙先端が定着器６へ到達したことを検出すると、速度設定部１０２は定着器モータ２１の回転速度Ｖを第１回転速度としての印刷速度Ｖｐｒｎに切り替える。
Ｖ＝Ｖｐｒｎ
なお、用紙先端が定着器６へ到達したとき、速度設定部１０２が回転速度Vを印刷速度Ｖｐｒｎに変更することとしたが、これに限らない。即ち、ステップ１１０において、用紙Ｍが定着器６に到達する所定時間前を判断し、その後、回転速度Vを印刷速度Ｖｐｒｎに変更することとしてもよい。これは、前述のように用紙搬送時間が算出されているため、多少の誤差を含むので実際の制御を考慮するためである。
Ｓ１１２：その後、印刷制御部１００は印刷処理を行う。

以上の一連の処理を行うことで、上下温度差ΔＴ０が小さく、かつ印刷速度が異なる場合においても、必要な蓄熱量Ｑを定着ローラ６４に与えることができるため、通紙開始後の定着ローラ６４の過度の温度低下を防止することができる。よって、定着不良の発生を防止することができる。

図９は比較動作例を示す説明図である。同図（ａ）は上下温度差ΔＴ０が大きい場合でのタイムチャートを示し、同図（ｂ）は上下温度差ΔＴ０が小さい場合でのタイムチャートを示している。また同図の印刷速度Ｖｐｒｎは低速の場合ＶＬ（＝５０ｍｍ／ｓ）とする。以下、比較動作例を詳細に説明する。

図中Ａは、温度検知部１０３での検知結果である定着ローラ６４の表面温度を示す。オフセット限界とは、前記印刷可能温度範囲の下限温度T１（例えば１７５℃）である。設定温度とは、前記印刷可能温度範囲の上限温度T２（例えば２０５℃）である。図中Ｂは、速度設定部１０２での定着器モータ２１の回転速度Ｖ（設定値としての印刷速度Ｖｐｒｎ）を示す。図中Ｃは、加熱制御部１０４での定着ローラ６４への投入熱量Ｐを示す。図中Ｄは、定着ローラ６４の蓄熱量Ｑを示す。図中Ｅは、書出しセンサ８の検知結果をもとに算出した定着器６での通紙状態を示す。そして、図中Ｆは、書出しセンサ８の検知結果を示す。

同図において期間ＳＴ００及びＳＴ１０は、印刷制御部１００が印刷要求の有無を検知している状態（これを待機状態とする）を示し、図５のフローチャートにおけるステップ１０１に該当する。このとき定着器モータ２１は停止し、各センサの出力も用紙Ｍ無し状態であり、定着器６も非通紙状態である。

次に印刷制御部１００が印刷要求を受信すると、印刷制御部１００は定着ローラ６４を印刷速度Ｖｐｒｎで回転させる。定着ローラ６４が回転開始すると、定着ローラ６４のＡの表面温度が低下する。定着ローラサーミスタ６２がこれを検知し、Ｃの投入熱量が大になり、Ｄの蓄熱量が上昇する。よって、印刷制御部１００は定着ローラ６４の温度を設定温度に制御し、その後、用紙Ｍが定着器６へ到達すると通紙して定着処理を行う。

同図（ａ）に示す上下温度差ΔＴ０が大きい場合では、Ｂの回転速度Ｖが低速の場合でも上下温度差によって回転後の温度低下が大きくなる。定着ローラ６４のＡの表面温度はオフセット限界を下回るので、Ｃの投入熱量が大きくなる（期間ＳＴ０１）。そのため通紙開始時には必要十分なＤの蓄熱量が得られ、通紙後のＡの表面温度は低下が少なく、印刷可能温度範囲内である。従って、定着不良の発生もない（期間ＳＴ０２）。

しかし、同図（ｂ）に示す上下温度差Ｔ０が小さい場合では、回転後のＡの表面温度の低下（温度差大の時より低下しない）が小さいために、Ｃの投入熱量が小さくなる（期間ＳＴ１１）。そのため通紙開始時にＣの投入熱量は「大」に変化しＤの蓄熱量は上昇するが、蓄熱量が少なかったのでＣの投入熱量による供給が追いつかない。よって、必要なＤの蓄熱量が得られず、そのため通紙後の定着ローラ６４のＡの表面温度の低下が大きくなる。その結果、印刷可能温度範囲のオフセット限界を急激に下回る。従って、定着不良が発生していた（期間ＳＴ１２）。

次に図１０を用いて本実施の形態の動作例を説明する。図１０は第１の実施の形態に関する動作例を示す説明図である。図中Ａの表面温度、オフセット限界、設定温度、Ｂの回転速度Ｖ、Ｃの投入熱量、Ｄの蓄熱量、Ｅの通紙状態及びＦの書出しセンサ８の検知結果については、図９と同じであるので説明を省略する。期間ＳＴ２０では、図９に示す前記期間ＳＴ００及びＳＴ１０と同様に待機状態である。

次に印刷制御部１００が印刷要求を受信すると、温度検知部１０３に対し定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の温度を検知するよう指示する。図１０に示すように温度検知部１０３により検知される温度が定着可能温度であるので、温度差計算部１０６はこの指示を受けて上下温度差ΔＴ０を算出する。印刷制御部１００は定着器モータ２１の回転速度Ｖの変更を行う必要があるか判断するための回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ[Ｖｐｒｎ]を選択する。

回転速度Ｖを変更する必要があると判断すると、速度設定部１０２はその結果と印刷速度に応じて最適通紙前回転速度ＶＡを算出する。印刷制御部１００は速度設定部１０２に対し、定着ローラ６４を第１回転速度としてのＢの印刷速度Ｖｐｒｎで回転させる。かつ印刷制御部１００は加熱制御部１０４に対し、定着ローラ６４のＡの表面温度を設定温度としての印刷可能温度範囲内に加熱制御するために、ヒータ電源１６を制御させる。
用紙Ｍが定着器６へ到達するまでの時間がＴｃｏｎｓｔ以下となった時点で、速度設定部１０２の設定に基づき、モータ制御部１０１は第２回転速度としての前記最適通紙前回転速度ＶＡで定着器モータ２１を回転させる。このときＢの回転速度ＶＡは十分に高速になるため、Ｃの投入熱量が大きくなってそのため通紙開始時には必要十分なＤの蓄熱量が得られる（期間ＳＴ２１）。

その後、印刷制御部１００が書出しセンサ８の検知結果をもとに定着器６へ用紙Ｍが到達したことを検知すると、速度設定部１０２はモータ制御部１０１へ指示し、定着器モータ２１のＢの回転速度Ｖを第１回転速度としての印刷速度Ｖｐｒｎに変更する。その結果、通紙開始時のＤの蓄熱量Ｑは必要充分な量にできるので、通紙開始後に用紙Ｍの温度が低いために定着ローラ６４から移動する熱量は増加しても、定着ローラ６４の温度低下が抑えられる。従って、定着不良の発生も防止できる（期間ＳＴ２２）。
以上のことから本実施の形態によれば、通紙開始直後の温度低下を抑えることができるため、上下ローラの温度差が小さい場合でも定着不良の発生を抑えることができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同一構成要素は同一符号で示し、説明を省略する。図１１は第２の実施の形態に関する画像形成装置１のブロック図である。本実施の形態では速度設定方法が異なる印刷制御部２００を備えることが第１の実施の形態と異なる。具体的には速度設定部２０２が第１の実施の形態の速度設定部１０２と異なる。更に、環境温度検知手段としての環境温度センサ２１０を備えることが第１の実施の形態と異なる。環境温度センサ２１０は画像形成装置１内部に設置され、印刷制御部２００の温度検知部２０３と接続される。そして、環境温度センサ２１０は画像形成装置１内部の温度を検知する。温度検知部２０３は、定着ローラサーミスタ６２と加圧ローラサーミスタ６５から定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の表面温度を検知するとともに、環境温度センサ２１０から画像形成装置１内部の温度を検知する。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

図１２は第２の実施の形態に関する動作を示すフローチャートである。本図を用いて第２の実施の形態に関する動作を説明する。ステップ２０１〜２０４は第１の実施の形態のステップ１０１〜１０４とそれぞれ同様であるため説明を省略する。
Ｓ２０５：印刷制御部２００の温度検知部２０３は環境温度センサ２１０の検知結果としての環境温度Ｔｅｎｖを取得する。

Ｓ２０６：次に印刷制御部２００は、定着器モータ２１の回転速度Ｖの変更を行う必要があるか判断するために、環境温度Ｔｅｎｖに応じた回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを選択する。
Ｔｅｎｖ：高温の場合（例えばＴｅｎｖ≧３０℃） ΔＴｔｈ１［Ｖｐｒｎ］
Ｔｅｎｖ：常温の場合（例えば１５≦Ｔｅｎｖ＜３０℃） ΔＴｔｈ２［Ｖｐｒｎ］
Ｔｅｎｖ：低温の場合（例えば１５℃＞Ｔｅｎｖ）ΔＴｔｈ３［Ｖｐｒｎ］

上記各回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈは、実験で求められる値であり、例えば以下のようになる。
ΔＴｔｈ１［２００ｍｍ／ｓ］＝２０℃、ΔＴｔｈ１［１２５ｍｍ／ｓ］＝５０℃、ΔＴｔｈ１［５０ｍｍ／ｓ］＝８０℃
ΔＴｔｈ２［２００ｍｍ／ｓ］＝５０℃、ΔＴｔｈ２［１２５ｍｍ／ｓ］＝１００℃、ΔＴｔｈ２［５０ｍｍ／ｓ］＝１５０℃、
ΔＴｔｈ３［２００ｍｍ／ｓ］＝９０℃、ΔＴｔｈ３［１２５ｍｍ／ｓ］＝１５０℃、ΔＴｔｈ３［５０ｍｍ／ｓ］＝２１０℃。

ここで図１３、図１４を用いて前記回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈについて説明する。図１３は第２の実施の形態に関する環境温度（≒用紙温度）毎の定着ローラ６４の蓄熱量Ｑと通紙後の表面温度変化量との関係を示す説明図である。用紙Ｍが低温の場合と高温の場合とで比較すると、用紙Ｍが低温の場合ではニップ部にて定着ローラ６４と接したときに定着ローラ６４との温度差がより大きくなる。すると定着ローラ６４から用紙Ｍへ単位時間当たりに移動する熱量が増加するため、定着ローラ６４の温度がより減少しようとする。そのため、定着ローラ６４の蓄熱量Ｑが同じ場合では、用紙Ｍが低温の方が定着ローラ６４の表面温度変化量Ｄがより低下する。

図１４は第２の実施の形態に関する上下温度差ΔＴ０、回転後の表面温度変化量Ｄ、投入熱量Ｐ、通紙開始時蓄熱量Ｑの関係から回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを示す説明図である。同図は、前述の第１の実施の形態の図７において、用紙Ｍの温度差によって必要とされる定着ローラ６４の蓄熱量Ｑが異なることを示す。図７は用紙Ｍが常温の場合の必要となる最適蓄熱量ＱＡを表したものであり、図１４は、図７に対して用紙Ｍが高温の場合ＱＡ１と低温の場合ＱＡ３とでそれぞれ必要となる蓄熱量Ｑを追記したものである。

通紙後の温度変化を同一にするためには、用紙Ｍが低温の場合はより多くの蓄熱量Ｑが必要である（ＱＡ１＜ＱＡ３）。その結果、回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈも異なっている。
図１４の例では、Ｈ１＝ΔＴｔｈ１［ＶＨ］＜Ｈ２＝ΔＴｔｈ２［ＶＨ］＜Ｈ３＝ΔＴｔｈ３［ＶＨ］＜Ｍ２＝ΔＴｔｈ２［ＶＭ］＜Ｌ２＝ΔＴｔｈ２［ＶＬ］であり、印刷速度Ｖによってその値が異なる。以上のようにして、印刷速度（回転速度）に応じた回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ［Ｖｐｒｎ］を求めることができる。

Ｓ２０７：印刷制御部２００は比較部１０５に対し、温度差計算部１０６が算出した上下温度差ΔＴ０と、印刷制御部２００が選択した回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈとを比較するよう指示する。比較の結果が、
ΔＴ０≦ΔＴｐｒｎ［Ｖｐｒｎ、Ｔｅｎｖ］である場合は、回転速度を変更する（ステップ２０８以降へ）。
ΔＴ０＞ΔＴｐｒｎ［Ｖｐｒｎ、Ｔｅｎｖ］である場合は、通紙前の回転速度Ｖを変更しない（ステップ２１４）。

Ｓ２０８：印刷制御部２００は、環境温度Ｔｅｎｖに応じて、最適な速度算出係数Ａ、Ｂを選択する。速度設定部２０２は、その結果から以下の算出式を用いて最適通紙前回転速度ＶＡを算出する（ステップ２０９）。環境温度に応じて最適通紙前回転速度ＶＡ１、ＶＡ２又はＶＡ３を算出する式を選択する。

環境温度が高温の場合 ＶＡ１＝Ａ１×ΔＴ０＋Ｂ１
環境温度が常温の場合 ＶＡ２＝Ａ２×ΔＴ０＋Ｂ２
環境温度が低温の場合 ＶＡ３＝Ａ３×ΔＴ０＋Ｂ３
速度算出係数Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３及びＢ３は実験から求められる値であり、例えばＡ１＝−２．５、Ｂ１＝２５０、Ａ２＝−１．５、Ｂ２＝２００、Ａ３＝−１．２５及びＢ３＝３１２．５となる。
ステップ２０９〜２１４は第１の実施の形態のステップ１０７〜１１２とそれぞれ同様であるため説明を省略する。

図１５は第２の実施の形態に関する環境温度毎に最適通紙前回転速度ＶＡ１、ＶＡ２又はＶＡ３を算出する方法を示す説明図である。本図は環境温度毎の最適蓄熱量ＱＡ1、ＱＡ２及びＱＡ３が得られる条件での、上下温度差ΔＴ０と最適通紙前回転速度ＶＡ１、ＶＡ２及びＶＡ３との関係を示す説明図である。これは図１４において回転後表面温度変化量ＤＡ1、ＤＡ２又はＤＡ３となる上下温度差ΔＴ０を速度毎に求め、上下温度差ΔＴ０と前記速度の関係を表しており、この関係を数式化したものである。その他の処理は第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。同図より、環境温度センサ２１０が検出した画像形成装置１内部の温度が低いほど通紙前回転速度ＶＡが高速となることが明らかとなる。

次に図１６を用いて第２の実施の形態の動作例を説明する。図１６は第２の実施の形態に関する動作例を示す説明図である。同図（ａ）は低温環境（ＬＬ環境時）でのタイムチャートを示し、同図（ｂ）は高温環境（ＨＨ環境時）でのタイムチャートを示す。各項目は第１の実施の形態の図１０と同様であり、説明を省略する。
期間ＳＴ５０、ＳＴ６０は、印刷制御部２００が印刷要求の有無を検知している状態（待機状態）であり、図１２のフローチャートのステップ２０１を示す。次に、印刷制御部２００が印刷要求を受信すると、印刷制御部２００は温度検知部２０３に対し、定着ローラ６４及び加圧ローラ６３の温度を検知するよう指示する。図１６に示すように、温度検知部２０３により検知される温度が定着可能温度であるので、温度差計算部１０６はこの指示を受けて上下温度差ΔＴ０を算出する。印刷制御部２００が回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ［Ｖｐｒｎ］を選択して回転速度Ｖを変更する必要があると判断する。速度設定部２０２は、その結果と印刷速度に応じて最適通紙前回転速度ＶＡを算出する。

印刷制御部２００は速度設定部２０２に対し、定着ローラ６４を印刷速度Ｖｐｒｎで回転させる。かつ印刷制御部２００は加熱制御部１０４に対し、定着ローラ６４のＡの表面温度を設定温度としての印刷可能温度範囲内に加熱制御するために、ヒータ電源１６を制御させる。用紙Ｍが定着器６へ到達するまでの時間がＴｃｏｎｓｔ以下となった時点で、速度設定部２０２の設定に基づき、モータ制御部１０１は前記最適通紙前回転速度ＶＡで定着器モータ２１を回転させる。

このときＢの回転速度ＶＡ３は十分に高速になるため、回転後の温度差が大きくなって投入熱量が増える。（期間ＳＴ５１、ＳＴ６１）。ここで、（ａ）低温環境の場合では、（ｂ）高温環境の場合と比較してより多くの蓄熱量が必要となるため、変更する最適通紙前回転速度ＶＡはより高速となり、そのため投入熱量が高温環境の場合よりも多くなる。
その後、印刷制御部２００が書出しセンサ８の検知結果をもとに、用紙Ｍが定着器６へ到達したことを検知すると、速度設定部２０２はモータ制御部１０１へ指示し、定着器モータ２１のＢの回転速度Ｖを印刷速度Ｖｐｒｎに変更する。そして通紙を開始する。

ここで（ａ）低温環境の場合では、（ｂ）高温環境の場合よりも蓄熱量が多くなっており、用紙Ｍの温度がより低いために定着ローラ６４から移動する熱量は増加しても、蓄熱量に応じてより多くの熱量が供給されるために定着ローラ６４の温度低下は同一とできる。その結果通紙開始後の温度低下が抑えられ、定着不良の発生も防止できる。本実施の形態はその構成に制限されることがないことは第１の実施の形態と同様である。

（変形例１）
本実施の形態においては、環境温度＝用紙温度に応じて最適な蓄熱量Ｑを変えて、その結果、変更する回転速度Ｖを変えることを説明した。これに対し、印刷される用紙Ｍの厚みが変化することに対応して最適な蓄熱量Ｑ、回転速度Ｖを変えることも、定着不良防止のためには有効である。以下環境温度を一定として説明する。

図１７は変形例１に関する画像形成装置１のブロック図である。本変形例１に関する画像形成装置１は、印刷される用紙Ｍの厚みを設定する用紙厚設定手段としての用紙厚設定部２１１を備え、前記用紙厚設定部２１１は印刷制御部３００へ接続される。用紙厚設定部２１１は、操作者が入力可能な操作入力部を有し、当該操作入力部には図示しない厚紙ボタン及び薄紙ボタンを設ける。操作者が用紙厚設定部２１１の厚紙ボタン又は薄紙ボタンのいずれかを押下することにより、手動にて印刷される用紙Ｍの厚みを設定する。又は図示しない上位コントローラからの印刷要求の中に用紙厚さの指定が含まれているとき、当該用紙厚設定部２１１は、用紙厚検知部として印刷制御部３００に内蔵し、用紙厚検知部が印刷要求から用紙Ｍの厚さを検知するようにしてもよい。或いは用紙厚設定部２１１は、用紙厚検知部として図示しない一対のローラ間に搬送された用紙Ｍの厚さを自動的に検知するように構成してもよい。

また印刷制御部３００へ内蔵される速度設定部３０２も第２の実施の形態と異なる。図１８に示すようにその用紙厚に応じて最適な蓄熱量Ｑが変化することに対応して、印刷速度を変更する。これにより、用紙厚に関わらず通紙後の温度低下を一定に制御することができる。これは、用紙Ｍが厚くなることで用紙Ｍの体積が増える（用紙Ｍの面積はＡ４サイズなど同一であるため）ので、体積に比例する熱容量が増える。熱容量が増えると用紙Ｍが奪う熱量が増加するため定着ローラ６４の温度はより低下することになる。
そこで本変形例では、用紙厚に対応して増加される回転速度Ｖを変更することとする。具体的には、用紙Ｍが厚いほど同じ温度差でも回転速度Ｖを高速とすることで、通紙開始時の蓄熱量を増やし、通紙後の温度低下を抑えている。

図１８は変形例１に関する上下温度差ΔＴ０、回転後の表面温度変化量Ｄ、投入熱量Ｐ、通紙開始時蓄熱量Ｑの関係から回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを示す説明図である。同図は、前述の第１の実施の形態の図７において、用紙厚によって必要とされる定着ローラ６４の蓄熱量Ｑが異なることを示す。図７は用紙Ｍが常温の場合の必要となる最適蓄熱量ＱＡを表したものであり、図１８は、図７に対して用紙Ｍが薄紙の場合ＱＡ１２と厚紙の場合ＱＡ３２とでそれぞれ必要となる蓄熱量Ｑを示したものである。

通紙後の温度変化を同一にするためには、用紙Ｍが厚紙の場合はより多くの蓄熱量Ｑが必要である（ＱＡ１２＜ＱＡ３２）。その結果、回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈも異なっている。
図１８の例では、Ｈ１２＝ΔＴｔｈ１２［ＶＨ］＜Ｈ２２＝ΔＴｔｈ２２［ＶＨ］＜Ｈ３２＝ΔＴｔｈ３２［ＶＨ］＜Ｍ２２＝ΔＴｔｈ２２［ＶＭ］＜Ｌ２２＝ΔＴｔｈ２２［ＶＬ］であり、印刷速度Ｖによってその値が異なる。以上のようにして、印刷速度（回転速度）に応じた回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ［Ｖｐｒｎ］を求めることができる。

（変形例２）
変形例１と同様にして、印刷される用紙Ｍの枚数に応じて最適な蓄熱量Ｑ、変更する回転速度Ｖを変えることも、定着不良防止のためには有効である。以下環境温度及び用紙Ｍの厚さを一定として説明する。

図１９は変形例２に関する画像形成装置１のブロック図である。印刷要求のある印刷の枚数を検知する用紙枚数検知手段としての印刷枚数検知部２１２を備え、前記印刷枚数検知部２１２は印刷制御部４００に内蔵される。印刷枚数検知部２１２は、図示しない上位コントローラからの印刷要求の中に印刷枚数の指定が含まれているとき、当該印刷枚数検知部２１２は、印刷要求から印刷枚数を検知する。又は印刷枚数検知部２１２は、操作者が入力可能な操作入力部を有し、当該操作入力部には図示しない印刷枚数指定ボタンを設ける。操作者が印刷枚数検知部２１２の印刷枚数指定ボタンを押下することにより、手動にて印刷される印刷枚数を設定するようにしてもよい。

また印刷制御部４００へ内蔵される速度設定部４０２第２の実施の形態と異なる。図２０に示すように印刷枚数に応じて最適な蓄熱量が変化することに対応して、印刷速度制御を行うことで、印刷枚数に関わらず通紙後の温度低下を一定に制御することができる。これは印刷枚数が多くなることで一度の印刷中で用紙Ｍが連続的に奪う熱量が増加するので、印刷枚数に応じて必要となる熱量が増加する。また前述のように熱伝達遅れがありその遅れのほうが複数枚印刷にかかる時間と同等以上のため、定着ローラ６４の温度はより低下しようとする。

そこで本変形例では連続的に印刷する枚数に応じて回転速度Ｖを変更すること、具体的には印刷枚数が多いほど同じ温度差でも高速に回転させることで、通紙開始時の蓄熱量を増やし、通紙後の温度低下を抑えている。

図２０は変形例２に関する上下温度差ΔＴ０、回転後の表面温度変化量Ｄ、投入熱量Ｐ、通紙開始時蓄熱量Ｑの関係から回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈを示す説明図である。同図は、前述の第１の実施の形態の図７において、印刷枚数によって必要とされる定着ローラ６４の蓄熱量Ｑが異なることを示す。図７は用紙Ｍが常温の場合の必要となる最適蓄熱量ＱＡを表したものであり、図２０は、図７に対して印刷枚数１枚の場合ＱＡ１３と印刷枚数１０枚以上の場合ＱＡ３３とでそれぞれ必要となる蓄熱量Ｑを示したものである。

通紙後の温度変化を同一にするためには、印刷枚数１０枚以上の場合はより多くの蓄熱量Ｑが必要である（ＱＡ１３＜ＱＡ３３）。その結果、回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈも異なっている。図２０の例では、Ｈ１３＝ΔＴｔｈ１［ＶＨ］＜Ｈ２３＝ΔＴｔｈ２［ＶＨ］＜Ｈ３３＝ΔＴｔｈ３［ＶＨ］＜Ｍ２３＝ΔＴｔｈ２［ＶＭ］＜Ｌ２３＝ΔＴｔｈ２［ＶＬ］であり、印刷速度Ｖによってその値が異なる。以上のようにして、印刷速度（回転速度）に応じた回転速度変更判定温度差ΔＴｔｈ［Ｖｐｒｎ］を求めることができる。

以上のことから第２の実施の形態によれば、回転速度Ｖを高速とすることで、通紙開始時の蓄熱量を増やし、環境の温度変動（用紙Ｍの温度変動）によって発生する通紙後の低下温度を考慮して、通紙開始直後の温度低下を抑えることができる。このため、環境温度が変動した場合で上下ローラの温度差が小さい場合でも定着不良の発生を抑えることができる。
以上の実施の形態の説明では、実施の形態に関する画像形成装置１をプリンタとして説明したが、ＭＦＰやファクシミリ、複写装置にも本発明を適用可能である。

Ｍ 用紙
ΔＴ０ 上下温度差
ΔＴｔｈ 回転速度変更判定温度差
Ｖ 回転速度
Ｖｐｒｎ 印刷速度
１ 画像形成装置
４ 用紙搬送部
５ トナー像形成部
６ 定着器
８ 書出しセンサ
６１ 定着ヒータ
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 印刷制御部
１０１ モータ制御部
１０２ 速度設定部
１０３ 温度検知部
１０４ 加熱制御部
１０５ 比較部
１０６ 温度差計算部

Claims (5)

1. 媒体を加熱して該媒体上に形成される像を定着する定着手段と、
   前記定着手段を加熱する加熱手段と、
   前記定着手段に圧接され、前記媒体を前記定着手段に加圧する加圧手段と、
   前記定着手段の温度を検知する第１温度検知手段と、
   前記加圧手段の温度を検知する第２温度検知手段と、
   上位コントローラからの印刷要求を検知するとともに、前記定着手段の複数の回転速度を選択可能に制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、回転開始時における前記第１温度検知手段で検知する温度と前記第２温度検知手段で検知する温度との温度差を算出し、前記印刷要求による指示に基づき前記定着手段の前記回転速度を前記複数の回転速度のうちの一を選択して第１回転速度に設定し、
   更に、前記第１回転速度により前記定着手段の回転を開始し、前記温度差が所定の判定温度差以下のとき前記第１回転速度から前記第１回転速度より速い前記第２回転速度に変更するものとし、
   前記第２回転速度に変更するタイミングを選択された前記第１回転速度に応じて異ならせることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記定着手段での通紙開始時より所定の時間前の時点で前記第１回転速度を前記第２の回転速度に変更することにより、前記変更するタイミングを前記印刷要求により指示された印刷速度に応じて異ならせることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記第１回転速度から前記第２回転速度への前記変更の可否を判定するために前記印刷速度に応じて異なる前記判定温度差を前記印刷速度に応じて設定し、前記温度差と前記判定温度差とを比較することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１回転速度は前記印刷速度であり、前記第２回転速度は前記印刷速度より速いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置内部の温度を検知する環境温度検知手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１回転速度から前記第２回転速度への前記変更の可否を判定するために前記印刷速度に応じて異なる前記判定温度差を前記環境温度検知手段が検知する温度及び前記印刷速度に応じて設定し、前記温度差と前記判定温度差とを比較することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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