JP7211117B2 - 画像形成装置および搬送速度補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および搬送速度補正方法に関する。

画像形成装置において、用紙等の記録材に印刷する画像の品質を向上させるため、記録材の搬送速度を一定にする技術がある。この技術において、記録材の搬送中、記録材の搬送速度を決定する、定着ローラの回転速度を都度補正する制御が行われる。

特許文献１には、「加熱部材と定着部材に張架された無端ベルトと、加圧部材との間を搬送するときに記録材上のトナー画像を定着させ、前記定着ベルトを回転駆動する駆動回転体の速度が、回転検知手段を用いて検知した前記定着ベルトが架け回された従動回転体の回転速度に基づいて制御される定着装置において、前記駆動回転体の速度を変更するタイミングが、前記無端ベルトと前記加圧部材で形成される定着ニップを記録材が通過していないときであることを特徴とする定着装置」が開示されている。

特開２０１７－２２３７３１号公報（請求項１）

しかし、特許文献１を含む従来技術では、定着ローラの回転速度のさまざまな変動要因に対する補正について十分に開示されていない。このため、定着ローラの回転速度の補正の精度を向上させる余地が残されている。

上記事情に鑑みて、本発明では、定着ローラの回転速度の補正の精度を向上させ、記録材に印刷する画像の品質を向上させることを目的とする。

本発明の上記の目的は、下記の手段によって達成される。

（１）：記録材に画像を定着させる定着ローラを備える画像形成装置であって、前記記録材を搬送し、前記定着ローラと同径である搬送ローラと、前記記録材の搬送速度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記搬送ローラから取得される速度情報に対して、前記定着ローラの熱膨張に起因して発生した速度検知誤差を補正する誤差補正量を用いて、前記定着ローラの回転速度を補正し、前記制御部は、前記速度情報から得られる、非通紙時の前記搬送ローラの回転速度プロファイルと、前記速度情報から得られる、通紙時の回転速度プロファイルとの差異に基づいて、前記速度検知誤差を推測する、ことを特徴とする画像形成装置。

（２）：前記制御部は、前記通紙時の回転速度プロファイルを連続的に取得し、前記連続的に取得した通紙時の回転速度プロファイルから、前記定着ローラに関する特異点の位相変化を検出することで、前記誤差補正量を決定する、ことを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

（３）：前記特異点の位相は、複数回取得した前記通紙時の回転速度プロファイルの各々から判定する、ことを特徴とする（２）に記載の画像形成装置。

（４）：前記制御部は、熱膨張した前記定着ローラの周期に応じて、前記速度検知誤差の推測に要する、前記搬送ローラの回転数を決定する、
ことを特徴とする（１）から（３）のいずれか１項に記載の画像形成装置。
（５）：記録材に画像を定着させる定着ローラを備える画像形成装置であって、前記記録材を搬送し、前記定着ローラと同径である搬送ローラと、前記記録材の搬送速度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記搬送ローラから取得される速度情報に対して、前記定着ローラの熱膨張に起因して発生した速度検知誤差を補正する誤差補正量を用いて、前記定着ローラの回転速度を補正し、前記制御部は、熱膨張した前記定着ローラの周期に応じて、前記速度検知誤差の推測に要する、前記搬送ローラの回転数を決定する、ことを特徴とする画像形成装置。

（６）：記録材に画像を定着させる定着ローラを備える画像形成装置における搬送速度補正方法であって、前記記録材の搬送速度を制御する、前記画像形成装置の制御部は、前記記録材を搬送し、前記定着ローラと同径である搬送ローラから速度情報を取得するステップと、前記速度情報に対して、前記定着ローラの熱膨張に起因して発生した速度検知誤差を補正する誤差補正量を用いて、前記定着ローラの回転速度を補正するステップと、前記速度情報から得られる、非通紙時の前記搬送ローラの回転速度プロファイルと、前記速度情報から得られる、通紙時の回転速度プロファイルとの差異に基づいて、前記速度検知誤差を推測するステップと、を実行する、ことを特徴とする搬送速度補正方法。
（７）：記録材に画像を定着させる定着ローラを備える画像形成装置における搬送速度補正方法であって、前記記録材の搬送速度を制御する、前記画像形成装置の制御部は、前記記録材を搬送し、前記定着ローラと同径である搬送ローラから速度情報を取得するステップと、前記速度情報に対して、前記定着ローラの熱膨張に起因して発生した速度検知誤差を補正する誤差補正量を用いて、前記定着ローラの回転速度を補正するステップと、熱膨張した前記定着ローラの周期に応じて、前記速度検知誤差の推測に要する、前記搬送ローラの回転数を決定するステップと、を実行する、ことを特徴とする搬送速度補正方法。

本発明によれば、定着ローラの回転速度の補正の精度を向上させ、記録材に印刷する画像の品質を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成システムの概略構成を示す図である。 制御部の機能構成図である。 定着ローラおよび転写ローラに関し、開始位相が同じであるときの回転速度プロファイルのグラフ例であって、熱膨張が無い場合の例である。 定着ローラおよび転写ローラに関し、開始位相が同じであるときの回転速度プロファイルのグラフ例であって、熱膨張がある場合の例である。 定着ローラおよび転写ローラに関し、開始位相が異なるときの回転速度プロファイルのグラフ例であって、熱膨張が無い場合の例である。 定着ローラおよび転写ローラに関し、開始位相が異なるときの回転速度プロファイルのグラフ例であって、熱膨張がある場合の例である。 通紙時の回転速度プロファイルの時間推移を示すグラフであって、熱膨張が無い場合である。 通紙時の回転速度プロファイルの時間推移を示すグラフであって、熱膨張がある場合である。 位相差量－誤差補正量テーブルの例である。 ローラ回転数決定テーブルの例である。 定着ローラの回転速度補正処理のフローチャートである。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。

≪構成≫
［画像形成システムの詳細］
図１に示すように、画像形成システム１は、給紙装置１０、給紙調整装置２０、画像形成装置３０、排紙調整装置４０および巻取り装置５０を備える。これらの装置は、記録材の例である用紙としての連続紙Ｓの搬送方向の上流側から下流側へ順に連結されている。

給紙装置１０は、ロール状に巻かれた連続紙Ｓとしてのロール紙Ｒ０を収容および保持し、連続紙Ｓの搬送方向へ連続紙Ｓを供給する。

給紙調整装置２０は、連続紙Ｓをたるませて保持し、画像形成装置３０に対する連続紙Ｓの供給を調整する。すなわち、給紙調整装置２０は、給紙装置１０および画像形成装置３０の間の連続紙Ｓの微小な搬送速度の差、および連続紙Ｓの寄り等を吸収するバッファー機能を有する。

画像形成装置３０は、電子写真プロセス等の周知の作像プロセスを用いて、画像データに基づく画像を連続紙Ｓに形成する。

排紙調整装置４０は、連続紙Ｓをたるませて保持し、巻取り装置５０に対する連続紙Ｓの供給を調整する。すなわち、排紙調整装置４０は、給紙調整装置２０と同様に、画像形成装置３０および巻取り装置５０の間の連続紙Ｓの微小な搬送速度の差、および連続紙Ｓの寄り等を吸収するバッファー機能を有する。

巻取り装置５０は、排紙された連続紙Ｓをロール状に巻き取って、ロール紙Ｒ１を形成する。

以下では、連続紙Ｓとしてロール紙を使用する場合を例に挙げて説明するが、連続紙Ｓは、ロール紙に限定されず、例えば、交互に畳まれた形態のものであってもよい。また、連続紙Ｓの材質は、紙に限定されず、例えば、布やフィルム等であってもよい。また、連続紙Ｓは、接着剤が塗布されたラベルを、剥離紙に貼り合わせて構成されるラベル紙であってもよい。

［画像形成装置の詳細］
図１に示すように、画像形成装置３０は、制御部３１、記憶部３２、通信部３３、操作パネル３４、搬送部３５、画像形成部３６および定着部３７を備える。各構成要素は、信号をやり取りするためのバスを介して、相互に接続されている。

制御部３１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備え、プログラムに従い、上述した各構成要素の制御や各種の演算処理を実行する。例えば、制御部３１は、給紙装置１０、給紙調整装置２０、排紙調整装置４０および巻取り装置５０の制御部と通信して連携することによって、連続紙Ｓの搬送を制御する。

記憶部３２は、予め各種プログラムや各種データを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種プログラムや各種データを記憶するハードディスク等を備える。

通信部３３は、ユーザーのＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の他の機器と通信するためのインターフェースを備える。通信部３３は、例えば、ユーザーのＰＣから印刷ジョブを受信する。

操作パネル３４は、タッチパネルやテンキー、スタートボタン、ストップボタン等を備え、表示部として各種情報を表示したり、操作受付部として各種操作を受け付けたりする。

搬送部３５は、搬送路、搬送路に沿って配置された複数の搬送ローラ、および搬送ローラを駆動する駆動モータ（図示せず）を備え、搬送路に沿って連続紙Ｓを搬送する。

画像形成部３６は、搬送部３５によって搬送されてきた連続紙Ｓに、画像データに基づく画像を形成する。画像形成部３６は、各色の作像ユニット３６１、中間転写ベルト３６２、転写ローラ３６３および対向ローラ３６４等を備える。

各色の作像ユニット３６１は、各色のトナーによる画像を形成する。中間転写ベルト３６２は、複数のローラによって走行可能に支持された無端ベルトであり、一次転写領域において作像ユニット３６１によって転写された画像を、二次転写領域に搬送する。転写ローラ３６３は、二次転写領域に配置され、中間転写ベルト３６２を挟んで対向する対向ローラ３６４との間に、ニップ部を形成する。そして、転写ローラ３６３は、中間転写ベルト３６２によって搬送されてきた画像を、ニップ部を通過する連続紙Ｓに転写する。転写ローラ３６３は、中間転写ベルト３６２および対向ローラ３６４から、離間可能に構成される。

定着部３７は、画像形成部３６によって画像が形成された連続紙Ｓを加熱および加圧して、連続紙Ｓに画像を定着させる。定着部３７は、定着ローラ３７１と、加圧ローラ３７２と、加熱ローラ３７３と、定着ベルト３７４とを備える。定着ベルト３７４は、定着ローラ３７１と加熱ローラ３７３とを架け渡す無端のベルトである。加熱ローラ３７３は、例えばハロゲンヒータを用いた加熱手段であり、定着ベルト３７４を加熱する。定着ローラ３７１は、定着ベルト３７４の伝熱により加熱される。加圧ローラ３７２は、対向する定着ローラ３７１との間にニップ部を形成し、ニップ部を通過する連続紙Ｓが、加熱および加圧される。定着ローラ３７１は、加圧ローラ３７２から離間可能に構成されてもよい。

定着ローラ３７１、加圧ローラ３７２および転写ローラ３６３は、駆動モータによって駆動されることによって、搬送部３５に含まれ、連続紙Ｓを搬送する搬送ローラとしても機能する。すなわち、定着ローラ３７１および加圧ローラ３７２は、転写ローラ３６３よりも、連続紙Ｓの搬送方向の下流側における、定着部３７に配置される。また、転写ローラ３６３は、二次転写領域に配置される。

なお、画像形成システム１および画像形成装置３０は、上述した構成要素以外の構成要素を含んでもよいし、上述した構成要素のうちの一部の構成要素を含まなくてもよい。

［制御部の詳細］
図２に示すように、制御部３１は、速度検知部３１１と、補正値演算部３１２と、速度指令部３１３とを備え、連続紙Ｓの用紙搬送速度（搬送速度）を制御する。

速度検知部３１１は、転写ローラ３６３に対して配置されたエンコーダ３６５から速度情報を取得し、用紙搬送速度を検知する。用紙搬送速度は、定着ローラ３７１の回転速度で決定される。補正値演算部３１２は、定着ローラ３７１の回転速度を補正する。より詳細には、補正値演算部３１２は、定着ローラ３７１の回転速度を補正するための補正値を演算する。速度指令部１３は、補正値演算部３１２が演算した補正値を定着モータ３７５に出力する。

定着モータ３７５は、定着ローラ３７１の駆動モータであり、例えば、画像形成装置３０の内部に配置されている。入力された補正値に従って定着モータ３７５が定着ローラ３７１を回転させることで、制御部３１は、用紙搬送速度の制御の際、定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

エンコーダ３６５は、例えば、転写ローラ３６３の周方向に配置された複数の磁気部（図示せず）と、当該磁気部の有無（通過）を検知する磁気センサ（図示せず）とで構成することができる。エンコーダ３６５は、磁気センサが検知した信号に基づいて、用紙搬送速度を示す速度情報を速度検知部３１１に出力することができる。

（定着ローラの回転速度の補正）
連続紙Ｓに印刷する画像の品質を向上させるために、制御部３１は、用紙搬送速度を一定（基準速度）にするように制御する。用紙搬送速度は、定着ローラ３７１の回転速度によって決定される。よって、制御部３１は、定着ローラ３７１の回転速度を一定（基準速度）にするように、定着ローラ３７１の回転速度を補正する。定着ローラ３７１は、用紙搬送速度の制御における速度補正対象ローラとなる。

定着ローラ３７１の回転速度が変動する要因の一つとして、定着ローラ３７１の偏芯がある。定着ローラ３７１の回転速度には、定着ローラ３７１の偏芯量に応じた１回転周期変動が存在する。従来では、制御部３１が定着ローラ３７１の回転速度を検知し、１回転周期変動をキャンセルする補正量を求め、定着モータ３７５に出力することで、定着ローラ３７１の回転速度を一定にしていた。

しかし、画像形成処理を継続すれば、定着ローラ３７１は加熱され、熱膨張する。このため、従来の画像形成装置は、ローラ径の変化に起因して、定着ローラ３７１の回転速度の１回転周期変動を完全にキャンセルすることができなかった。結果として、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差が発生してしまい、従来の画像形成装置は、定着ローラ３７１の回転速度を適切に補正することができなかった。

本実施形態では、定着ローラ３７１の配置位置とは異なる位置に同径の搬送ローラを配置し、当該同径の搬送ローラの回転速度を検知することで、定着ローラ３７１の回転速度を補正する。本実施形態では、当該同径の搬送ローラとして転写ローラ３６３を採用して説明を続けるが、同径の搬送ローラは、転写ローラ３６３に限らず、連続紙Ｓの搬送に携わる他のローラであってもよい。
なお、定着ローラ３７１と搬送ローラとが「同径」であるとは、例えば、熱膨張なしの定着ローラ３７１の径と搬送ローラの径との差分が、熱膨張なしの定着ローラ３７１の径の±１０％以内であるとすることができるが、これに限定されない。

転写ローラ３６３には、エンコーダ３６５が配置されているため、制御部３１は、転写ローラ３６３の回転速度を検出することができる。エンコーダ３６５が配置される転写ローラ３６３は、用紙搬送速度の制御における速度検知用ローラとなる。

定着ローラ３７１と同様、転写ローラ３６３にも偏芯があるため、転写ローラ３６３の回転速度には、転写ローラ３６３の偏芯量に応じた１回転周期変動が存在する。このため、通紙時において、制御部３１の速度検知部３１１がエンコーダ３６５から取得した速度情報には、転写ローラ３６３の偏芯量に応じた１回転周期変動を示す情報が含まれる。定着ローラ３７１と異なり、定着ローラ３７１とは異なる位置に配置されている転写ローラ３６３は加熱されないため熱膨張しない。このため、制御部３１は、転写ローラ３６３の１回転周期変動を特定することができれば、転写ローラ３６３の１回転周期変動をキャンセルする補正量を求め、転写ローラ３６３の回転速度を補正することができる。

また、転写ローラ３６３は、定着ローラ３７１よりも、連続紙Ｓの搬送方向上流側に配置されているが、画像形成処理を継続すれば、制御部３１の速度検知部３１１がエンコーダ３６５から取得した速度情報には、定着ローラ３７１の偏芯量に応じた１回転周期変動を示す情報が含まれる。転写ローラ３６３は熱膨張しないため、制御部３１は、定着ローラ３７１の１回転周期変動を特定することができれば、定着ローラ３７１の１回転周期変動をキャンセルする補正量を求め、定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

また、定着ローラ３７１と転写ローラ３６３とを同径にすることで、熱膨張しない定着ローラ３７１の１回転周期変動の１周期を、転写ローラ３６３において事実上再現することができる。このため、定着ローラ３７１の偏芯の影響を、転写ローラ３６３の偏芯の影響で抑制し易くすることができ、定着ローラ３７１の回転速度の補正を単純化することができる。

（速度検知誤差の推測）
定着ローラ３７１は熱膨張するため、定着ローラ３７１の１回転周期変動は時間変化する。このため、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差が発生する。このような速度検知誤差を推測する手順について説明する。

まず、転写ローラ３６３の回転速度プロファイルを測定する（手順１）。具体的には、制御部３１は、非通紙時に転写ローラ３６３単体を駆動して回転させたときの速度情報をエンコーダ３６５から取得し、当該速度情報を解析することで、転写ローラ３６３の１回転周期変動を特定する。転写ローラ３６３の回転速度プロファイルの測定は、例えば、事前に行ってもよいし、給紙装置１０から連続紙Ｓを侵入させる際に行ってもよい。なお、エンコーダ３６５によって、転写ローラ３６３の回転の位相は特定される。

次に、通紙時の回転速度プロファイルを測定する（手順２）。具体的には、制御部３１は、転写ローラ３６３および定着ローラ３７１を含む搬送ローラ群によって連続紙Ｓが搬送されているときの速度情報をエンコーダ３６５から取得し、当該速度情報を解析する。解析結果は、転写ローラ３６３の１回転周期変動と、定着ローラ３７１の熱膨張によって時間変化した、定着ローラ３７１の１回転周期変動との合算を含む。

最後に、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルを取得することで、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差を推測する（手順３）。具体的には、手順２で測定した通紙時の回転速度プロファイルと、手順１で測定した転写ローラ３６３の回転速度プロファイルとの差異をとることで、制御部３１は、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルを取得することができる。定着ローラ３７１の回転速度プロファイルには、定着ローラ３７１の１回転周期変動が存在する。しかし、定着ローラ３７１の熱膨張に起因して定着ローラのローラ径は増大するため、定着ローラ３７１の１回転周期変動の周期は長くなる。定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差は、定着ローラ３７１の１回転周期変動の長周期化に伴う位相差として表現される。

なお、熱膨張の無い定着ローラ３７１および転写ローラ３６３は同径であるため、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差は、熱膨張によってローラ径が増大した、定着ローラ３７１のローラ１周期と、熱膨張しない転写ローラ３６３のローラ１周期との位相差として表現することができる。

上記手順１～手順３について、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂに示す各種グラフを参照して具体的に説明する。グラフの横軸は時間であり、縦軸は転写ローラ３６３または定着ローラ３７１の、１回転周期変動の変動量である。

図３Ａに示すように、仮に定着ローラ３７１の熱膨張が無く、かつ、（説明の便宜上）転写ローラ３６３および定着ローラ３７１の１回転周期変動の開始位相（時刻ｔ０における位相）が同じである場合について説明する。この場合、手順１によって、転写ローラ３６３の回転速度プロファイルを示す曲線Ａ１が求められ、手順２によって、通紙時の回転速度プロファイルを示す曲線Ｃ１が求められる。このとき、手順３によって、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルを示す曲線Ｂ１が、曲線Ａ１、Ｃ１の差異として求められる。

定着ローラ３７１の熱膨張が無いため、定着ローラ３７１は、転写ローラ３６３と同径である。よって、曲線Ａ１，Ｂ１に示すように、転写ローラ３６３および定着ローラ３７１の間で、１回転周期変動の位相が各時刻で同じになる。よって、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差は発生せず、制御部３１は、転写ローラ３６３の１周の平均速度を検出することで、定着ローラ３７１の回転速度を精度良く補正することができる。その結果、用紙搬送速度を一定（基準速度）にすることができる。
なお、曲線Ａ１，Ｂ１の間で、振幅が異なるのは、定着ローラ３７１の偏芯量が、転写ローラ３６３の偏芯量よりも大きい（という設定にしている）ためである。

図３Ｂに示すように、定着ローラ３７１が熱膨張し、かつ、（説明の便宜上）転写ローラ３６３および定着ローラ３７１の１回転周期変動の開始位相が同じである場合について説明する。この場合、手順１によって、転写ローラ３６３の回転速度プロファイルを示す曲線Ａ２が求められ、手順２によって、通紙時の回転速度プロファイルを示す曲線Ｃ２が求められる。このとき、手順３によって、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルを示す曲線Ｂ２が、曲線Ａ２、Ｃ２の差異として求められる。

定着ローラ３７１の熱膨張があるため、定着ローラ３７１のローラ径は、転写ローラ３６３のローラ径よりも大きい。よって、曲線Ａ１，Ｂ１に示すように、定着ローラ３７１の１回転周期変動の１周期は、転写ローラ３６３の１回転周期変動の１周期よりも大きくなり、定着ローラ３７１の１周期において、転写ローラ３６３の１周期から外れた位相差Ｄ２が発生する。この発生した位相差Ｄ２が、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差を生み出す。制御部３１は、位相差Ｄ２を定量的に評価することで、速度検知誤差を推測することができる。制御部３１は、補正値演算部３１２によって、推測した速度検知誤差を０にする補正値を演算する。また、制御部３１は、速度指令部３１３によって、演算した補正値を定着モータ３７５に出力する。よって、制御部３１は、定着ローラ３７１の回転速度に補正値をフィードバックすることで、定着ローラ３７１の回転速度を精度良く補正することができる。その結果、用紙搬送速度を一定（基準速度）にすることができる。

また、図４Ａに示すように、仮に定着ローラ３７１の熱膨張が無く、かつ、転写ローラ３６３および定着ローラ３７１の１回転周期変動の開始位相が異なる場合について説明する。この場合、手順１によって、転写ローラ３６３の回転速度プロファイルを示す曲線Ａ３が求められ、手順２によって、通紙時の回転速度プロファイルを示す曲線Ｃ３が求められる。このとき、手順３によって、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルを示す曲線Ｂ３が、曲線Ａ３、Ｃ３の差異として求められる。

定着ローラ３７１の熱膨張が無いため、定着ローラ３７１は、転写ローラ３６３と同径である。よって、曲線Ａ３，Ｂ３に示すように、開始位相は異なっていても、転写ローラ３６３および定着ローラ３７１の間で、１回転周期変動の位相が各時刻で同じになり、曲線Ｃ３が示す（１回転分以上、最大でも１．５回転分に及ぶ１周期の）周期変動が繰り返される。よって、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差は発生せず、制御部３１は、曲線Ｃ３の１周期分の転写ローラ３６３の平均速度を検出することで、定着ローラ３７１の回転速度を精度良く補正することができる。その結果、用紙搬送速度を一定（基準速度）にすることができる。

また、図４Ｂに示すように、定着ローラ３７１が熱膨張し、かつ、転写ローラ３６３および定着ローラ３７１の１回転周期変動の開始位相が異なる場合について説明する。この場合、手順１によって、転写ローラ３６３の回転速度プロファイルを示す曲線Ａ４が求められ、手順２によって、通紙時の回転速度プロファイルを示す曲線Ｃ４が求められる。このとき、手順３によって、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルを示す曲線Ｂ４が、曲線Ａ４、Ｃ４の差異として求められる。

定着ローラ３７１の熱膨張があるため、定着ローラ３７１のローラ径は、転写ローラ３６３のローラ径よりも大きい。よって、曲線Ａ４，Ｂ４に示すように、定着ローラ３７１の１回転周期変動の１周期は、転写ローラ３６３の１回転周期変動の１周期よりも大きくなり、図３Ｂと同様にして、開始位相の相異があっても、定着ローラ３７１の１周期において、転写ローラ３６３の１周期から外れた位相差（図示略）が発生する。この発生した位相差が、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差を生み出す。制御部３１は、位相差を定量的に評価することで、速度検知誤差を推測することができる。制御部３１は、補正値演算部３１２によって、推測した速度検知誤差を０にする補正値を演算する。また、制御部３１は、速度指令部３１３によって、演算した補正値を定着モータ３７５に出力する。よって、制御部３１は、定着ローラ３７１の回転速度に補正値をフィードバックすることで、定着ローラ３７１の回転速度を精度良く補正することができる。その結果、用紙搬送速度を一定（基準速度）にすることができる。

なお、制御部３１は、手順１で測定した、転写ローラ３６３の回転速度プロファイルによって、転写ローラ３６３の１回転周期変動の開始位相に相当するタイミングを特定することができる。また、制御部３１は、手順３で取得した、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルによって、定着ローラ３７１の１回転周期変動の開始位相に相当するタイミングを特定することができる。よって、図４Ｂを参照して説明した開始位相の相異の相異量を特定することができる。

（速度検知誤差の補正の詳細）
画像形成処理を継続すれば、定着ローラ３７１の熱膨張が継続する。熱膨張が継続すると、図４Ｂを参照して説明した位相差が時間変化する。このため、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差が時間変化する。制御部３１は、手順２で測定した、通紙時の回転速度プロファイルを連続的に取得し、解析することにより、速度検知誤差の時間変化を追跡することができ、速度検知誤差を補正することができる。

図５に示すような、仮に定着ローラ３７１の熱膨張が無い場合の通紙時の回転速度プロファイルを示す曲線Ｃ３の１周期の場合について説明する。図５中、点Ｑ１は、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルのピークに由来するピークである。定着ローラ３７１の回転速度プロファイルのピークは、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルの特異点の例である。特異点は、ピークに限らず、変曲点、最大値、最小値、極大値、極小値、ゼロクロス点であってもよい。

画像形成処理を継続すれば、図５に示すように、曲線Ｃ３の１周期は、１周期目→２周期目→３周期目→・・・のように推移する。ここで、定着ローラ３７１の熱膨張が無いため、定着ローラ３７１のローラ径は、転写ローラ３６３のローラ径と常時同径となる。このため、何周期目であっても曲線Ｃ３は同じ形状を示し、点Ｑ１の位置（位相）は常時同じとなる。定着ローラ３７１の熱膨張が無い場合、速度検知誤差は発生しない。

次に、図６に示すような、定着ローラ３７１の熱膨張がある場合の通紙時の回転速度プロファイルを示す曲線Ｃ４の１周期の場合について説明する。図６中、点Ｑ２は、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルのピークに由来するピークである。定着ローラ３７１の回転速度プロファイルのピークは、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルの特異点の例である。特異点は、ピークに限らず、変曲点、最大値、最小値、極大値、極小値、ゼロクロス点であってもよい。

画像形成処理を継続すれば、図６に示すように、曲線Ｃ４の１周期は、１周期目→２周期目→３周期目→・・・のように推移する。ここで、定着ローラ３７１の熱膨張があるため、定着ローラ３７１のローラ径は、転写ローラ３６３のローラ径よりも大きくなっていく。このため、曲線Ｃ４は時間経過とともに変化し、点Ｑ２の位置（位相）は、点Ｑ２が遅れて発生するように変化する。よって、制御部３１は、点Ｑ２の位置変化（位相変化）を解析することにより、回転速度プロファイルの１周期ごとの、熱膨張無しの定着ローラ３７１の回転速度プロファイルの位相に対する、熱膨張した定着ローラ３７１の回転速度プロファイルの位相の位相差量（以下、単に、「定着ローラ３７１の位相差量」または「位相差量」と呼ぶ場合がある）を判定することができる。

制御部３１は、通紙時における回転速度プロファイルの１周期ごとの、定着ローラ３７１の位相差量に応じて、定着ローラ３７１の回転速度に関する速度検知誤差の補正量（誤差補正量）を決定することができる。ここで、画像形成装置３０の記憶部３２（図１）は、図７に示す、位相差量－誤差補正量テーブルを記憶している。位相差量－誤差補正量テーブルは、転写ローラ３６３と定着ローラ３７１との間の開始位相差が180°以内のときに使用されるテーブルと、180°以上のときに使用されるテーブルとの２つで構成することができる。各テーブルの左欄（位相差量［°］。定着ローラ３７１の基準速度に基づき角度に換算。）には、転写ローラ３６３と定着ローラ３７１との間の位相差量の数値一覧が登録されている。各テーブルの右欄（誤差補正量［mm/s］）には、定着ローラ３７１の回転速度に関する速度検知誤差の誤差補正量の数値一覧が登録されている。
なお、位相差量－誤差補正量テーブルに登録されている数値は一例であり、適宜変更することができる。

制御部３１は、位相差量－誤差補正量テーブルを参照して、通紙時の回転速度プロファイルから判定した、定着ローラ３７１の位相差量に応じた誤差補正量を決定することができる。その結果、制御部３１は、決定した誤差補正量を用いて、定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

例えば、転写ローラ３６３と定着ローラ３７１との間の開始位相差が10°であった場合において、熱膨張なしの定着ローラ３７１の回転速度プロファイルのピークに対する、熱膨張した定着ローラ３７１の回転速度プロファイルのピークに由来するピークの位置が、位相差量として2°に相当したとき、制御部３１は、位相差量－誤差補正量テーブルを参照して、0.02［mm/s］の誤差補正量を決定し、定着ローラ３７１の回転速度を基準速度とするように補正する。

（位相差量の判定精度向上）
画像形成処理を継続すれば定着ローラ３７１は熱膨張するが、画像形成処理内容を変更しない限り、定着ローラ３７１の熱膨張は定常状態にあり、定着ローラ３７１は定常状態付近で微量の熱膨張および熱収縮を繰り返す。このとき、定着ローラ３７１の増大したローラ径は、定常値にあり、定常値付近で微量の増大および減少を繰り返すように揺らぐ。その結果、定着ローラ３７１の熱膨張が定常状態にあっても、回転速度プロファイルの１周期ごとの、定着ローラ３７１の位相差量は揺らぐ。

上記事情に鑑みて、制御部３１は、通紙時の回転速度プロファイルの１周期ごとの、定着ローラ３７１の位相差量を、通紙時の回転速度プロファイルの複数周期に亘って複数回取得する。また、制御部３１は、取得した複数の位相差量の平均値を算出する。つまり、通紙時の回転速度プロファイル中の定着ローラ３７１に関する特異点の位相は、複数回取得した通紙時の回転速度プロファイルの各々から判定する。よって、制御部３１は、通紙時の回転速度プロファイルの１周期ごとの、定着ローラ３７１の位相差量の判定精度を向上させることができる。

また、制御部３１は、位相差量－誤差補正量テーブル（図７）を参照して、算出した位相差量の平均値に応じた誤差補正量を決定することができる。その結果、制御部３１は、決定した誤差補正量を用いて、定着ローラ３７１の回転速度をより精度良く補正することができる。

（ローラ回転数の決定）
定着ローラ３７１が熱膨張することにより、定着ローラ３７１の周期が、定着ローラ３７１と同径であった転写ローラ３６３の周期より大きくなり、既に説明した、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差が生じる。しかし、定着ローラ３７１の位相差量の判定に用いた、熱膨張無しの定着ローラ３７１と同径である転写ローラ３６３の回転数を２以上にすることで、定着ローラ３７１の回転速度の速度検知誤差が低減するように速度検知誤差を測定し、定着ローラ３７１の回転速度の補正の精度を最適にすることができる。転写ローラ３６３の回転数を２以上にすることは、転写ローラ３６３の１回転分以上の時間を要して速度検知誤差を推測することを意味する。

例えば、画像形成装置３０の記憶部３２（図１）は、図８に示す、ローラ回転数決定テーブルを記憶している。ローラ回転数決定テーブルには、「周期［ms］」の欄と、「定着ローラ回転数」の欄と、「転写ローラ回転数」の欄と、「誤差［ms］」の欄が備わっており、周期［ms］ごとに、回転数と、誤差とが対応付けられている。ローラ回転数決定テーブル中の数値は、転写ローラ３６３の周期を100［ms］（熱膨張無しの定着ローラ３７１の周期と同じ）としたときに決定される数値である。

「周期［ms］」の欄には、熱膨張して変化する定着ローラ３７１の周期［ms］の数値が登録される。
「定着ローラ回転数」の欄には、定着ローラ３７１の位相差量の判定に用いる、熱膨張した定着ローラ３７１の回転数の数値が登録される。なお、図８の説明の便宜上、位相差量は、（図７に示すような）角度［°］ではなく、時間［ms］に換算して説明する。
「転写ローラ回転数」の欄には、定着ローラ３７１の位相差量の判定に用いる、熱膨張無しの定着ローラ３７１の回転数の数値が登録される。
「誤差［ms］」の欄には、周期［ms］、定着ローラ回転数、および、転写ローラ回転数に応じて決定される速度検知誤差の量が登録される。

ローラ回転数決定テーブル（図８）によれば、例えば、定着ローラ３７１の周期［ms］が100であった場合、定着ローラ３７１の１回転周期変動に対して、位相差量の判定に用いる、熱膨張無しの定着ローラ３７１の回転数を１とする。位相差量は、0(=100-100)［ms］であるが、転写ローラ３６３の１回転周期変動を１つ用いることで、誤差は、0(=100×1-100×1)［ms］となる。よって、制御部３１は、補正なしで（速度検知誤差に対する補正値0で）定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

また、ローラ回転数決定テーブル（図８）によれば、例えば、熱膨張した定着ローラ３７１の周期［ms］が110であった場合、定着ローラ３７１の１回転周期変動に対して、位相差量の判定に用いる、転写ローラ３６３の回転数を１とする。位相差量は、10(=110-100)［ms］であるが、熱膨張した定着ローラ３７１の１回転周期変動を１つ用い、かつ、転写ローラ３６３の１回転周期変動を１つ用いることで、誤差を、10(=110×1-100×1)［ms］にすることができる。よって、制御部３１は、誤差10［ms］を相殺する補正値を演算することで、定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

また、ローラ回転数決定テーブル（図８）によれば、例えば、熱膨張した定着ローラ３７１の周期［ms］が120であった場合、定着ローラ３７１の１回転周期変動に対して、位相差量の判定に用いる、転写ローラ３６３の回転数を１とする。位相差量は、20(=120-100)［ms］であるが、熱膨張した定着ローラ３７１の１回転周期変動を１つ用い、かつ、転写ローラ３６３の１回転周期変動を１つ用いることで、誤差を、20(=120×1-100×1)［ms］にすることができる。よって、制御部３１は、誤差20［ms］を相殺する補正値を演算することで、定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

また、ローラ回転数決定テーブル（図８）によれば、例えば、熱膨張した定着ローラ３７１の周期［ms］が130であった場合、定着ローラ３７１の１回転周期変動に対して、位相差量の判定に用いる、転写ローラ３６３の回転数を１とする。位相差量は、30(=130-100)［ms］であるが、熱膨張した定着ローラ３７１の１回転周期変動を１つ用い、かつ、転写ローラ３６３の１回転周期変動を１つ用いることで、誤差を、30(=130×1-100×1)［ms］にすることができる。よって、制御部３１は、誤差30［ms］を相殺する補正値を演算することで、定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

また、ローラ回転数決定テーブル（図８）によれば、例えば、熱膨張した定着ローラ３７１の周期［ms］が140であった場合、定着ローラ３７１の１回転周期変動に対して、位相差量の判定に用いる、転写ローラ３６３の回転数を３とする。位相差量は、40(=140-100)［ms］であるが、熱膨張した定着ローラ３７１の１回転周期変動を２つ用い、かつ、転写ローラ３６３の１回転周期変動を３つ用いることで、誤差を、-20(=140×2-100×3)［ms］にすることができる。よって、制御部３１は、誤差-20［ms］を相殺する補正値（絶対値比較で40［ms］よりも小さい）を演算することで、定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

また、ローラ回転数決定テーブル（図８）によれば、例えば、熱膨張した定着ローラ３７１の周期［ms］が150であった場合、定着ローラ３７１の１回転周期変動に対して、位相差量の判定に用いる、転写ローラ３６３の回転数を３とする。位相差量は、50(=150-100)［ms］であるが、熱膨張した定着ローラ３７１の１回転周期変動を２つ用い、かつ、転写ローラ３６３の１回転周期変動を３つ用いることで、誤差を、0(=150×2-100×3)［ms］にすることができる。よって、制御部３１は、補正なしで（速度検知誤差に対する補正値0で）定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

上記のように、転写ローラ３６３の回転数は、転写ローラ３６３の周期と、熱膨張した定着ローラ３７１の周期との最小公倍数に基づいて決定することで、誤差を低減することができる。ただし、位相差量の判定に用いる転写ローラ３６３の回転数が多いと、誤差の決定に要する時間が大きくなり、定着ローラ３７１に対する補正制御の応答性が低下する。このため、誤差の許容量を踏まえて回転数を決定することが好ましい。

≪処理≫
図９を参照して、本実施形態の処理として、定着ローラ３７１の回転速度補正処理について説明する。
まず、画像形成装置３０の制御部３１は、非通紙時の転写ローラ３６３の回転速度プロファイルを測定する（ステップＳ１）。ステップＳ１は、既に説明した手順１に相当する。

次に、画像形成装置３０の制御部３１は、連続紙Ｓの搬送を開始する（ステップＳ２）。次に、画像形成装置３０は、通紙時の回転速度プロファイルを測定する（ステップＳ３）。ステップＳ３は、既に説明した手順２に相当する。

次に、画像形成装置３０の制御部３１は、通紙時の回転速度プロファイルを解析して、特異点を取得する（ステップＳ４）。取得する特異点には、定着ローラ３７１の回転速度プロファイルのピークに由来するピーク（図６の点Ｑ２）が含まれる。

次に、画像形成装置３０の制御部３１は、特異点の位置変化量を検出する（ステップＳ５）。具体的には、画像形成装置３０の制御部３１は、通紙時の回転速度プロファイルを連続的に取得することで、特異点としてのピーク（図６の点Ｑ２）の移動量（特異点の位相変化）を検出する。

次に、画像形成装置３０の制御部３１は、検出した位置変化量に基づいて、定着ローラ３７１の位相差量を判定する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６において、定着ローラ３７１の位相差量を、通紙時の回転速度プロファイルの複数周期に亘って複数回取得し、取得した複数の位相差量の平均値を算出し、採用することができる。

次に、画像形成装置３０の制御部３１は、ローラ回転数決定テーブル（図８）を参照して、定着ローラ３７１の回転速度の補正の精度を最適にする、転写ローラ３０３の回転数を決定する（ステップＳ７）。なお、ステップＳ７は、定着ローラ３７１に対する補正制御の応答性を考慮して、省略してもよい。

次に、画像形成装置３０の制御部３１は、位相差量－誤差補正量テーブル（図７）を参照して、判定した位相差量に応じた誤差補正量を決定する（ステップＳ８）。次に、画像形成装置３０の制御部３１は、補正値演算部３１２によって、定着ローラ３７１のローラ偏芯に起因する１回転周期変動をキャンセルする補正量を、ステップＳ８で決定した誤差補正量で補正する（ステップＳ９）。なお、定着ローラ３７１のローラ偏芯に起因する１回転周期変動をキャンセルする補正量は、通紙時の回転速度プロファイルと、非通紙時の転写ローラ３６３の回転速度プロファイルとの差異をとって求めることができる。

最後に、画像形成装置３０の制御部３１は、速度指令部１３によって、ステップＳ９で求めた補正量を、定着ローラ３７１の回転速度にフィードバックする（ステップＳ１０）。
図９の処理によれば、定着ローラ３７１の熱膨張に起因する速度検知誤差の影響を除くようにして、定着ローラ３７１の回転速度を補正することができる。

本実施形態によれば、定着ローラ３７１の熱膨張に起因して発生した速度検知誤差の影響を取り除くことができる。
したがって、定着ローラ３７１の回転速度の補正の精度を向上させ、記録材に印刷する画像の品質を向上させることができる。

また、非通紙時の転写ローラ３６３の回転速度プロファイルと、通紙時の回転速度プロファイルとで速度検知誤差を推測することで、補正対象となる、定着ローラ３７１の回転速度を正確に捉えることができる。
また、定着ローラ３７１の位相変化を用いることで、速度検知誤差を定量的に評価することができる。
特に、特異点の位相を複数回判定することで、例えば、定着ローラ３７１の位相差量の平均値を取得することができ、当該平均値で、速度検知誤差の定量的な評価の精度を向上させることができる。
また、熱膨張した定着ローラ３７１の周期に応じて、速度検知誤差の低減を可能とする、転写ローラ３６３の回転数を決定することできるため、定着ローラ３７１の回転速度の補正の精度をより向上させることができる。

（変形例）
（ａ）本実施形態では、搬送対象となる記録材を連続紙Ｓとして説明したが、例えば、所定の寸法にカットされたカット紙を連続的に搬送する場合にも本発明を適用することができる。
（ｂ）本実施形態では、速度検知用ローラとして転写ローラ３６３を採り上げて説明したが、転写ローラ３６３以外の搬送ローラを速度検知用ローラとしてしてもよい。転写ローラ３６３は、定着ローラ３７１よりも搬送方向上流側に配置されている搬送ローラであるが、定着ローラ３７１よりも搬送方向下流側に配置されている搬送ローラを速度検知用ローラとしてしてもよい。

１ 画像形成システム
３０ 画像形成装置
３１ 制御部
３２ 記憶部
３７ 定着部
３１１ 速度検知部
３１２ 補正値演算部
３１３ 速度指令部
３６３ 転写ローラ（搬送ローラ）
３６５ エンコーダ
３７１ 定着ローラ
Ｓ 連続紙（記録材）

Claims (7)

1. 記録材に画像を定着させる定着ローラを備える画像形成装置であって、
   前記記録材を搬送し、前記定着ローラと同径である搬送ローラと、
   前記記録材の搬送速度を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記搬送ローラから取得される速度情報に対して、前記定着ローラの熱膨張に起因して発生した速度検知誤差を補正する誤差補正量を用いて、前記定着ローラの回転速度を補正し、
   前記制御部は、前記速度情報から得られる、非通紙時の前記搬送ローラの回転速度プロファイルと、前記速度情報から得られる、通紙時の回転速度プロファイルとの差異に基づいて、前記速度検知誤差を推測する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記通紙時の回転速度プロファイルを連続的に取得し、
   前記連続的に取得した通紙時の回転速度プロファイルから、前記定着ローラに関する特異点の位相変化を検出することで、前記誤差補正量を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記特異点の位相は、複数回取得した前記通紙時の回転速度プロファイルの各々から判定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、熱膨張した前記定着ローラの周期に応じて、前記速度検知誤差の推測に要する、前記搬送ローラの回転数を決定する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 記録材に画像を定着させる定着ローラを備える画像形成装置であって、
   前記記録材を搬送し、前記定着ローラと同径である搬送ローラと、
   前記記録材の搬送速度を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記搬送ローラから取得される速度情報に対して、前記定着ローラの熱膨張に起因して発生した速度検知誤差を補正する誤差補正量を用いて、前記定着ローラの回転速度を補正し、
   前記制御部は、熱膨張した前記定着ローラの周期に応じて、前記速度検知誤差の推測に要する、前記搬送ローラの回転数を決定する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 記録材に画像を定着させる定着ローラを備える画像形成装置における搬送速度補正方法であって、
   前記記録材の搬送速度を制御する、前記画像形成装置の制御部は、
   前記記録材を搬送し、前記定着ローラと同径である搬送ローラから速度情報を取得するステップと、
   前記速度情報に対して、前記定着ローラの熱膨張に起因して発生した速度検知誤差を補正する誤差補正量を用いて、前記定着ローラの回転速度を補正するステップと、
   前記速度情報から得られる、非通紙時の前記搬送ローラの回転速度プロファイルと、前記速度情報から得られる、通紙時の回転速度プロファイルとの差異に基づいて、前記速度検知誤差を推測するステップと、を実行する、
   ことを特徴とする搬送速度補正方法。
7. 記録材に画像を定着させる定着ローラを備える画像形成装置における搬送速度補正方法であって、
   前記記録材の搬送速度を制御する、前記画像形成装置の制御部は、
   前記記録材を搬送し、前記定着ローラと同径である搬送ローラから速度情報を取得するステップと、
   前記速度情報に対して、前記定着ローラの熱膨張に起因して発生した速度検知誤差を補正する誤差補正量を用いて、前記定着ローラの回転速度を補正するステップと、
   熱膨張した前記定着ローラの周期に応じて、前記速度検知誤差の推測に要する、前記搬送ローラの回転数を決定するステップと、を実行する、
   ことを特徴とする搬送速度補正方法。
   

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