(57)【要約】【課題】定着ベルトが印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させる。【解決手段】印刷媒体に現像剤像を定着させる定着部と、該定着部を制御する制御手段とを有し、前記定着部は、回転可能な回転部材と、前記回転部材に接触して配置され、前記印刷媒体を前記回転部材とともに挟持して加圧する回転可能な加圧部材と、前記回転部材を加熱する加熱部と、前記回転部材の内周面の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記回転部材の回転量を算出する距離計算部と、前記温度検出手段が検出した温度に基づいて前記加熱部を制御し、前記回転部材の温度を目標温度に制御する温度制御部とを備え、前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度を前記温度検出手段から取得し、前記回転開始直前の温度と、前記距離計算部が算出した回転量とに応じて前記目標温度を設定する。【選択図】        図１
2014006470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体に現像剤像を定着させる定着部と、該定着部を制御する制御手段とを有し、
前記定着部は、
回転可能な回転部材と、
前記回転部材に接触して配置され、前記印刷媒体を前記回転部材とともに挟持して加圧する回転可能な加圧部材と、
前記回転部材を加熱する加熱部と、
前記回転部材の内周面の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記回転部材の回転量を算出する距離計算部と、
前記温度検出手段が検出した温度に基づいて前記加熱部を制御し、前記回転部材の温度を目標温度に制御する温度制御部とを備え、
前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度を前記温度検出手段から取得し、前記回転開始直前の温度と、前記距離計算部が算出した回転量とに応じて前記目標温度を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記回転部材は、ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
前記温度制御部は、前記温度検出手段から取得した前記回転部材の回転開始直前の温度から前記回転部材の内周面と外周面との温度差を導出し、前記温度差と前記距離計算部が算出した回転量とに応じて前記目標温度を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
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において、
前記回転部材が回転を停止した時間を計測する計時手段を備え、
前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度を前記温度検出手段から取得し、前記回転開始直前の温度と、前記距離計算部が算出した回転量とに応じて設定する前記目標温度に対して、前記計時手段により計測された前記回転部材の回転停止時間に応じて前記目標温度を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度から導出した前記回転部材の内周面と外周面との温度差と、前記距離計算部が算出した回転停止までの回転量とから前記回転部材の回転停止時の内周面と外周面との温度差を導出し、前回記転停止時の内周面と外周面との温度差と前記回転部材の回転停止時間とに応じて前記目標温度を補正することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷媒体に現像剤像を定着させる定着器を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、印刷画像に対応した現像剤像としてのトナーを印刷媒体に転写し、そのトナーを定着器で熱と圧力により印刷媒体に定着させている。
この定着器は、加熱体と上加圧ローラとベルト支持部材とに定着ベルトを張架して定着ベルトを加熱し、定着ベルト表面へのゴミ付着および印刷媒体が巻き付いた場合であっても定着ベルトの温度検知が正確に行えるように、定着ベルト内周面で温度検知を行い、その温度が所定の温度かつ一定の温度となるように加熱体のヒータの駆動を制御する。さらに、定着ベルトを介して上加圧ローラに下加圧ローラを押し当て、定着ベルトと下加圧ローラとの間に、トナーが転写された印刷媒体を通すことにより、トナーを熱と圧力により印刷媒体に定着させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３４３８９号公報（段落「００２０」〜段落「００２９」、図１、図２、図３、図４、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術においては、定着ベルトの内周面に温度検知手段を接触させると、定着ベルトおよび加熱された定着ベルトに接触する部材があることによって熱流が発生し、定着ベルトのおもて面と裏面とに温度差が生じる。そのため、目標温度の補正を行わない場合、定着ベルトが印刷媒体に与える熱量が不足または過多になってしまい、所謂コールドオフセットまたはホットオフセットが発生する等、印刷品位を低下させてしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、定着ベルトが印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明は、印刷媒体に現像剤像を定着させる定着部と、該定着部を制御する制御手段とを有し、前記定着部は、回転可能な回転部材と、前記回転部材に接触して配置され、前記印刷媒体を前記回転部材とともに挟持して加圧する回転可能な加圧部材と、前記回転部材を加熱する加熱部と、前記回転部材の内周面の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記回転部材の回転量を算出する距離計算部と、前記温度検出手段が検出した温度に基づいて前記加熱部を制御し、前記回転部材の温度を目標温度に制御する温度制御部とを備え、前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度を前記温度検出手段から取得し、前記回転開始直前の温度と、前記距離計算部が算出した回転量とに応じて前記目標温度を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
このようにした本発明は、定着ベルトが印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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
【図２】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断面図
【図３】第１の実施例における定着器の構成を示す説明図
【図４】第１の実施例におけるベルトサーミスタの構成を示す説明図
【図５】第１の実施例における定着ベルトのおもて面と裏面の温度推移を示すグラフ
【図６】第１の実施例における定着ベルトの移動量と表裏温度差の関係を示すグラフ
【図７】第１の実施例における定着ベルトの移動量と表裏温度差の関係を示すグラフ
【図８】第１の実施例における定着ベルトの回転直前のベルトサーミスタの検出温度と表裏温度差の最大の関係を示すグラフ
【図９】第１の実施例における温度制御処理の流れを示すフローチャート
【図１０】第１の実施例における目標温度設定処理の流れを示すフローチャート
【図１１】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
【図１２】第２の実施例における定着ベルトの回転停止時間と表裏温度差の最大の関係を示すグラフ
【図１３】第２の実施例における定着ベルト回転停止時の表裏温度差と係数の関係を示すグラフ
【図１４】第２の実施例における温度制御処理の流れを示すフローチャート
【図１５】第２の実施例における目標温度補正処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【実施例１】
【０００９】
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断面図である。
図２において、画像形成装置１は、例えば電子写真方式のプリンタであり、印刷媒体としての用紙を収容する給紙カセット２と、給紙カセット２から給紙された用紙を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、ＬＥＤヘッド３から照射された記録光に応じたトナー像を形成し、給紙カセット２から搬送された用紙上にトナー像を転写するトナー像形成部５と、トナー像形成部５で用紙上に転写されたトナー像を定着させる定着器６とからなる。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。
【００１０】
画像形成装置１は、印刷指示を受けると、用紙搬送部４によって画像形成タイミングに合わせて用紙をトナー像形成部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上に形成する。
その後、トナー像が形成された用紙は、定着器６に搬送され、定着器６の熱と圧力によって用紙上のトナーが定着された後、装置外へ排出される。
【００１１】
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の制御構成は、上述したＬＥＤヘッド３およびトナー像形成部５と、用紙を搬送する用紙搬送モータ１７と、定着器６の上加圧ローラを回転させて定着ベルトを回転させる定着モータ１８と、定着ベルトを加熱する定着ヒータ６１と、定着器６の温度を検知するベルトサーミスタ６７と、定着器（定着部）６を含む画像形成装置１全体の動作を制御する制御手段としての制御部１０とからなる。
【００１２】
制御部１０は、ＬＥＤヘッド３を制御するＬＥＤヘッド制御部１１と、トナー像形成部５を制御するトナー像形成処理部１２と、用紙搬送モータ１７を制御する用紙搬送モータ制御部１３と、定着モータ１８を制御する定着モータ制御部１４と、定着ベルトの回転量を算出する距離計算部１５と、ベルトサーミスタ６７が検知した温度に基づいて定着ヒータ６１を加熱・冷却制御し、定着器６の定着ベルトの温度を目標温度に制御する温度制御部１６とからなる。
また、制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御手段で構成され、メモリ等の記憶部に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて画像形成装置１全体の動作を制御する。
【００１３】
図３は第１の実施例における定着器の構成を示す説明図であり、図３（ａ）は定着器６の断面図、図３（ｂ）は定着器６を図３（ａ）の図中矢印Ａが示す用紙搬送方向から見た図である。
図３において、定着器６は、用紙を搬送するとともに加熱するための無端の回転可能な回転部材としての定着ベルト６４と、定着ベルト６４を加熱する加熱部としての定着ヒータ６１と、定着ベルト６４の内周面に接触するようにして配置され、用紙を定着ベルト６４とともに挟持して加圧する回転可能な加圧部材としての上加圧ローラ（第１の加圧部材）６３と、定着ベルト６４を介して上加圧ローラ６３の外周面と接触するように配置された下加圧ローラ（第２の加圧部材）６５と、定着ベルト６４の内周面に接触して定着ベルト６４を支持する部材としてのベルト支持部材６９と、ベルト支持部材６９に設けられ定着ベルト６４の内周面の温度を検出する温度検出手段としてのベルトサーミスタ６７とからなる。なお、本実施例において、印刷媒体に現像剤像を定着させる定着部としての定着器６は、図１に示す距離計算部１５および温度制御部１６とを含むものである。
【００１４】
定着ヒータ６１およびベルトサーミスタ６７は、図１に示す温度制御部１６に接続され、その温度制御部１６により制御される。
上加圧ローラ６３は、外径が４０ｍｍとされ、鉄製の金属中実シャフトによって構成されている基体としての芯金６３ａと、この芯金６３ａを被覆する耐熱多孔質スポンジ製の厚さ４ｍｍの弾性体層６３ｂを有している。
【００１５】
弾性体層６３ｂの材質は、熱伝導率が小さく断熱作用のある耐熱多孔質の弾性体であるから、定着ベルト６４の熱を奪うことを低減し、温度回復のために定着ベルト６４を回転させるプレ回転時間を短縮している。
また、弾性体層６３ｂが比較的低硬度であるため、用紙と定着ベルト６４とが接触する領域（以下、「ニップ部」という。）６６の図３（ａ）中矢印Ａが示す方向における幅であるニップ幅を十分に得ることができる。
上加圧ローラ６３は、図示しないギアを有しており、このギアが図１に示す定着モータ１８（用紙搬送部４）により回転駆動されることで回転する。
【００１６】
下加圧ローラ６５は、ばね等の図示しない弾性体により、上加圧ローラ６３の外周面に接触する方向へ押圧されている。下加圧ローラ６５は、定着ベルト６４を介して上加圧ローラ６３に対向する位置において上加圧ローラ６３に当接しており、これにより、定着ベルト６４を介して当接する上加圧ローラ６３との間でニップ部６６を形成している。
定着ベルト６４は、耐熱性の高いポリイミド樹脂で厚さ１００μｍの基体の表層上に２００μｍのシリコンゴム製の離型層が形成されたものであり、熱容量が小さく、熱応答性が良好にされている。なお、基体は、ステンレス製またはニッケル製の金属性でも、ゴム性であっても良い。
【００１７】
定着ヒータ６１は、例えばＳＵＳ４３０などの基板上に抵抗発熱体や電気絶縁層、電極、フッ素系樹脂による保護層等を形成したものである。この定着ヒータ６１は、図１に示す温度制御部１６に接続され、図示しない電源により電圧が印加されることにより発熱し、定着ベルト６４を加熱する。図１に示す温度制御部１６は、定着ヒータ６１の発熱タイミングを制御している。
なお、定着ヒータ６１に印加する電圧は例えば１００Ｖであり、定着ヒータ６１の出力は例えば１２００Ｗとする。
【００１８】
ベルト支持部材６９は、耐熱性の高いＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）であり、その形状は回転する定着ベルト６４の移動の妨げにならないように丸みを帯びており、定着ベルト６４の図中矢印Ｃが示す回転方向におけるニップ部６６の上流側、かつ定着ヒータ６１の下流側に配置されている。また、ベルト支持部材６９は、ベルトサーミスタ６７も支持している。
【００１９】
ベルトサーミスタ６７は、図３（ｂ）に示すように、ベルト支持部材６９の長手方向（幅方向）における中央部に保持され、定着ベルト６４の内周面に接触するように配置されている。なお、ベルトサーミスタ６７の詳細は後述する。
定着ベルト６４は、定着ヒータ６１、上加圧ローラ６３およびベルト支持部材６９に張架され、図１に示す定着モータ１８の駆動により図中矢印Ｂが示す方向に回転する上加圧ローラ６３の回転に伴って図中矢印Ｃが示す方向に回転する。
【００２０】
定着ベルト６４の近傍には、定着ベルト６４の回転数を検知するセンサ６８が配設されている。図１に示す距離計算部１５は、センサ６８により検出された定着ベルト６４の回転数から定着ベルト６４の回転量、すなわち移動量を算出する。
また、下加圧ローラ６５は、対向配置された上加圧ローラ６３の方向へ押圧され、定着ベルト６４を介して上加圧ローラ６３の外周面に接触し、上加圧ローラ６３の回転に従動して図中矢印Ｄが示す方向に回転する。
【００２１】
トナー画像形成部においてトナー像が形成された用紙は、図中矢印Ａが示す方向に搬送され、ニップ部６６において、定着ベルト６４の外周面に接触してその定着ベルト６４により加熱され、また上加圧ローラ６３と下加圧ローラ６５との圧力によってトナーが定着される。
なお、本実施例では、定着ヒータ６１、上加圧ローラ６３およびベルト支持部材６９と接触する定着ベルト６４の内周面を裏面といい、その反対面である定着ベルト６４の外周面をおもて面という。
【００２２】
図４は第１の実施例におけるベルトサーミスタの構成を示す説明図である。
図４において、ベルトサーミスタ６７は、温度を検知する部材としてのサーミスタ素子６７３と、サーミスタ素子６７３の検知結果を図１に示す温度制御部１６へ伝達する部材としてのサーミスタ用配線６７４と、サーミスタ素子６７３を被測定部としての定着ベルト６４に対して固定させる断熱部材６７２と、サーミスタ素子６７３を固定するための固定部材６７１とを備えている。
サーミスタ素子６７３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に示す温度制御部１６は、その抵抗値を検知してサーミスタ素子６７３の温度を検知する。本実施例では、温度の上昇にしたがって抵抗値が減少する特性の素子を用いるものとする。
【００２３】
断熱部材６７２は、サーミスタ素子６７３の温度検知に誤差を生じさせないために、材質はスポンジ等の断熱性の高いシリコンスポンジを使用し、固定部材６７１を介してサーミスタ素子６７３を被測定部としての定着ベルト６４に押し当てて接触させている。
サーミスタ用配線６７４は、その一端がサーミスタ素子６７３の両極に接続され、他端が図１に示す温度制御部１６に接続されている。図１に示す温度制御部１６は、サーミスタ用配線６７４を介してサーミスタ素子６７３の抵抗値の変化を検知する。
【００２４】
上述した構成の作用について説明する。
まず、定着ベルトのおもて面（外周面）と裏面（内周面）との温度差（以下、「表裏温度差」という。）の経時推移について図１、図４、図５、図６および図７を参照しながら説明する。
【００２５】
図５は第１の実施例における定着ベルトのおもて面と裏面の温度推移を示すグラフであり、定着ベルト６４のベルトサーミスタ６７による検出値が３０℃の時点から定着ヒータ６１を駆動し、ベルトサーミスタ６７が１７０℃を維持するようにした場合の、ベルトサーミスタ６７が検出する定着ベルト６４の裏面（内周面）の温度と、ベルトサーミスタ６７と対向配置した図示しない同タイプのサーミスタが検出する定着ベルト６４のおもて面（外周面）の温度との推移を示している。
なお、図５の横（ｘ）軸は定着ベルト６４の回転による移動量である回転量（ｍｍ×１０００）を示し、縦（ｙ）軸は定着ベルト６４の温度（℃）を示している。
【００２６】
図６は第１の実施例における定着ベルトの移動量と表裏温度差の関係を示すグラフであり、定着ベルト６４のベルトサーミスタ６７による検出値が３０℃の時点から定着ヒータ６１を駆動し、ベルトサーミスタ６７が１７０℃を維持するようにした場合の、定着ベルト６４のおもて面と裏面との表裏温度差の推移を示している。
なお、図６の横（ｘ）軸は定着ベルト６４の回転による移動量である回転量（ｍｍ×１０００）を示し、縦（ｙ）軸は定着ベルト６４の表裏温度差（℃）を示している。
【００２７】
定着ベルト６４が回転動作を繰り返すと、図５に示すように定着ベルト６４の回転による移動量が増加するに連れて表裏温度差がなくなり、図６に示すように定着ベルト６４の回転による移動量が増加するに連れて表裏温度差が０℃に減衰していく。
これは、ベルト支持部材６９および上加圧ローラ６３が回転する定着ベルト６４によって暖められ、定着ベルト６４と、ベルト支持部材６９および上加圧ローラ６３との温度差が減少し、定着ベルト６４からベルト支持部材６９および上加圧ローラ６３への熱移動が減少したため、定着ベルト６４の表裏温度差が減少することを示している。
【００２８】
図７は第１の実施例における定着ベルトの移動量と表裏温度差の関係を示すグラフであり、定着ベルト６４のベルトサーミスタ６７による検出値が１１５℃の時点から定着ヒータ６１を駆動し、ベルトサーミスタ６７が１７０℃を維持するようにした場合の、定着ベルト６４のおもて面と裏面との表裏温度差の推移を示している。
なお、図７の横（ｘ）軸は定着ベルト６４の回転による移動量である回転量（ｍｍ×１０００）を示し、縦（ｙ）軸は定着ベルト６４の表裏温度差（℃）を示している。
【００２９】
図７に示す表裏温度差の最大値は、定着ベルト６４の回転による移動量が略０の表裏温度差であり、図６に示す定着ベルト６４のベルトサーミスタ６７による検出値が３０℃の時点から定着ヒータ６１を駆動した場合の表裏温度差の最大値と比較して低いことが分かる。
これは、ベルトサーミスタ６７の検出温度が高いことからも分かるように、ベルト支持部材６９および上加圧ローラ６３の温度が、ベルトサーミスタ６７による検出値が３０℃の場合と比較して高いため、定着ベルト６４と、ベルト支持部材６９および上加圧ローラ６３との温度差が減少し、定着ベルト６４からベルト支持部材６９および上加圧ローラ６３への熱移動が減少したため、定着ベルト６４の表裏温度差の最大値が、ベルトサーミスタ６７による検出値が３０℃の場合と比較して減少することを示している。
【００３０】
図８は第１の実施例における定着ベルトの回転直前のベルトサーミスタの検出温度と表裏温度差の最大の関係を示すグラフであり、上述した回転駆動直前の定着ベルト６４のベルトサーミスタ６７による検出温度と表裏温度の最大の特性を示している。
図８の横（ｘ）軸は回転駆動直前の定着ベルト６４のベルトサーミスタ６７による検出温度（℃）、縦（ｙ）軸は表裏温度差（℃）の最大を示し、例えば、ｙ＝−０．０７７６ｘ＋１２．１１３の関係がある。
図８に示す定着ベルトの回転直前のベルトサーミスタの検出温度と表裏温度差の最大の関係から定着ベルト６４の裏面に接触するように配設されたベルトサーミスタ６７が検出した温度をもとに、温度制御部１６は定着ベルト６４の温度を制御する。
【００３１】
次に、定着器の動作について図１、図２および図３を用いて説明する。
制御部１０が印刷指示を受けると、制御部１０は印刷指示に含まれる印刷情報（用紙の厚さ、大きさ、種類）をもとに用紙にトナーを定着させるための設定温度を設定し、定着モータ制御部１４により定着モータ１８を駆動し、図示しないギアを介して図３に示す上加圧ローラ６３を図中矢印Ｂが示す方向へ回転させ、定着ベルト６４を図中矢印Ｃが示す方向へ回転させる。
【００３２】
上加圧ローラ６３および定着ベルト６４を回転させた制御部１０は、温度制御部１６により定着器６のベルトサーミスタ６７が検出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する。制御部１０は、印刷可能温度範囲内であると判定すると、用紙の搬送を開始するため、用紙搬送モータ制御部１３により用紙搬送モータ１７を駆動し、用紙搬送を開始する。
【００３３】
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温度の範囲であり、下側許容温度としてのＴＤ１と、上側許容温度としてのＴＤ２とで決定される。下側許容温度ＴＤ１は、例えば用紙にトナーを定着させるための設定温度−２０℃であり、上側許容温度ＴＤ２は、例えば用紙にトナーを定着させるための設定温度＋２０℃である。
【００３４】
また、下側許容温度ＴＤ１と上側許容温度ＴＤ２との中央値を目標温度Ｔ＿ｃｔｌとすると、定着の温度制御を行うための下側制御許容温度Ｔ１と上側制御許容温度Ｔ２とは、
下側許容温度ＴＤ１＜下側制御許容温度Ｔ１＜目標温度Ｔ＿ｃｔｌ
目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＜上側制御許容温度Ｔ２＜上側許容温度ＴＤ２
の関係を満足するように、値を設定している。
本実施例では、下側制御許容温度Ｔ１を目標温度Ｔ＿ｃｔｌ−１０℃、上側制御許容温度Ｔ２を目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＋１０℃としている。
【００３５】
次に、温度制御部が行う温度制御処理を図９の第１の実施例における温度制御処理の流れ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を参照しながら説明する。
Ｓ１０１：制御部１０が印刷指示を受けると、制御部１０は、定着モータ制御部１４により定着モータ１８を駆動し、図３に示す上加圧ローラ６３を図中矢印Ｂが示す方向へ回転させ、定着ベルト６４を図中矢印Ｃが示す方向へ回転させる。定着ベルト６４が回転を開始すると、温度制御部１６は、定着器６のベルトサーミスタ６７が検知している定着ベルト６４の初期ベルト温度を取得する。
【００３６】
なお、本実施例において、以降、温度制御部１６がベルトサーミスタ６７で定着ベルト６４の温度を検知する時間間隔は、例えば１００ｍ秒とする。また、温度制御部１６は、バックグラウンド処理で定着ベルト６４の温度を検知するものとする。
Ｓ１０２：温度制御部１６は、目標温度Ｔ＿ｃｔｌを設定する。なお、目標温度Ｔ＿ｃｔｌの設定処理の詳細は後述する。
Ｓ１０３：目標温度Ｔ＿ｃｔｌを設定した温度制御部１６は、定着器６のベルトサーミスタ６７が検知している温度を取得する。
【００３７】
Ｓ１０４：温度制御部１６は、取得したベルトサーミスタ６７の検知温度が、目標温度Ｔ＿ｃｔｌを基準として、下側制御許容温度Ｔ１を減算した温度以上であるか、すなわち、
ベルトサーミスタ６７の検知温度≧（目標温度Ｔ＿ｃｔｌ−下側制御許容温度Ｔ１）
を満足するかを判定し、満足すると判定すると以下に説明するように印刷を開始するとともに処理をＳ１０６へ移行し、満足しないと判定すると処理をＳ１０５へ移行する。
【００３８】
ここで、温度制御部１６がベルトサーミスタ６７の検知温度が“目標温度Ｔ＿ｃｔｌ−下側制御許容温度Ｔ１”以上であると判定すると、制御部１０は、印刷を開始し、用紙搬送モータ制御部１３により用紙搬送モータ１７を駆動して用紙の給紙および搬送を開始する。
用紙搬送部４は、画像形成のタイミングに合わせて用紙をトナー像形成部５へ搬送し、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上に形成する。
【００３９】
トナー像が形成された用紙は、用紙搬送部４によって定着器６へ搬送され、その定着器６の熱と圧力によって用紙上のトナー像が定着された後に装置外へ排出される。
Ｓ１０５：ベルトサーミスタ６７の検知温度が“目標温度Ｔ＿ｃｔｌ−下側制御許容温度Ｔ１”より小さいと判定した温度制御部１６は、定着ヒータ６１に電圧を印加して発熱させ、処理をＳ１０２へ移行する。
【００４０】
Ｓ１０６：ベルトサーミスタ６７の検知温度が“目標温度Ｔ＿ｃｔｌ−下側制御許容温度Ｔ１”以上であると判定した温度制御部１６は、取得したベルトサーミスタ６７の検知温度が、目標温度Ｔ＿ｃｔｌを基準として、上側制御許容温度Ｔ２を加算した温度以下であるか、すなわち、
ベルトサーミスタ６７の検知温度≦（目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＋上側制御許容温度Ｔ２）
を満足するかを判定し、満足すると判定すると処理をＳ１０８へ移行し、満足しないと判定すると処理をＳ１０７へ移行する。
【００４１】
Ｓ１０７：ベルトサーミスタ６７の検知温度が“目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＋上側制御許容温度Ｔ２”より大きいと判定した温度制御部１６は、定着ヒータ６１への電力供給を停止させ、発熱を停止させ、処理をＳ１０２へ移行する。
Ｓ１０８：温度制御部１６がベルトサーミスタ６７の検知温度が“目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＋上側制御許容温度Ｔ２”以下であると判定すると、制御部１０は、印刷終了などの定着ベルト６４の回転を停止させる指示があるか否かを判別し、指示がない場合は処理をＳ１０２へ移行してＳ１０２〜Ｓ１０８の処理を繰り返すことで、定着器６の定着ベルト６４の温度を目標温度に保つことができる。一方、制御部１０は、定着ベルト６４の回転を停止させる指示があると判別すると、本処理を終了する。
【００４２】
本実施例では、設定する目標温度Ｔ＿ｃｔｌを定着ベルト６４の回転量によって補正する。なお、目標温度Ｔ＿ｃｔｌは、制御部１０が受信した印刷設定や用紙の厚さや大きさによって図示しない記憶部であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等から目標温度を読み込むことにより、各用紙設定に応じた目標温度の設定が可能になっている。
【００４３】
上述したＳ１０２において温度制御部１６が行う目標温度設定処理を図１０の第１の実施例における目標温度設定処理の流れ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を参照しながら説明する。
Ｓ１１１：温度制御部１６は、定着ベルト６４のおもて面の目標温度である目標基準温度Ｔ＿ｄｅｆ（例えば、Ｔ＿ｄｅｆ＝１７０℃）を記憶部から読み込む。
【００４４】
Ｓ１１２：温度制御部１６は、図９のＳ１０１において計測したベルト温度（例えば、３０℃）から初期温度差Ｔｓ（例えば、Ｔｓ＝１０℃）を算出する。
初期温度差Ｔｓは、図８において説明した回転駆動直前の定着ベルト６４のベルトサーミスタ６７の検出温度と、表裏温度差の最大とにより算出される補正値である。
【００４５】
この初期温度差Ｔｓの値は、予め求めた図８に示すような関数を記憶部に保存しておき、温度制御部１６が回転駆動直前の定着ベルト６４のベルトサーミスタ６７の検出温度をもとに演算し、算出する。
このようにして、温度制御部１６は、ベルトサーミスタ６７から取得した定着ベルト６４の回転開始直前の温度から定着ベルト６４の内周面（裏面）と外周面（おもて面）との温度差である初期温度差Ｔｓを導出する。
【００４６】
Ｓ１１３：距離算出部１５は、ベルト回転起動からの定着ベルト６４の回転数をセンサ６８で検知し、定着ベルト６４の回転量（移動量）Ｘを算出する。
Ｓ１１４：温度制御部１６は、距離算出部１５によって算出された定着ベルト６４の回転量Ｘに応じて補正値Ｔｋ（例えば、回転量Ｘが５０００ｍｍ×１０００とすると、補正値Ｔｋ≒４℃）を算出する。
【００４７】
補正値Ｔｋは、図６および図７で説明したように、定着ベルト６４の回転量の増加に伴い表裏温度差が減少することを考慮し、初期温度差がＳ１１２で算出した初期温度差Ｔｓであって、定着ベルト６４の回転量の増加に伴い表裏温度差が減少する関数、すなわち図６および図７と相似な関数を記憶部に保存しておき、定着ベルト６４の回転量Ｘをもとに温度制御部１６が算出する。
【００４８】
温度制御部１６は、次の式１により、目標温度Ｔ＿ｃｔｌを算出し、設定する（例えば、目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＝１７０℃−４℃＝１６６℃）。
目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＝目標基準温度Ｔ＿ｄｅｆ−補正値Ｔｋ  ・・・（式１）
なお、本実施例では、補正値Ｔｋの値は近似関数によって求めた。その近似関数は、温度変化の特性に応じて対数近似した関数を使用したが、直線近似したものでも良い。
【００４９】
このようにして、温度制御部１６は、定着ベルト６４の回転開始直前の温度をベルトサーミスタ６７により取得し、定着ベルト６４の回転開始直前の温度と、距離計算部１５が算出した回転量とに応じて目標温度Ｔ＿ｃｔｌを算出し、本処理を終了して図９のＳ１０２の処理に戻り、目標温度Ｔ＿ｃｔｌを設定する。
【００５０】
以上のように定着ベルト６４の温度制御を行うことにより、定着ベルト６４の裏面検出温度と定着ベルト６４の回転量に応じて、目標温度を補正し、定着ベルト６４のおもて面の温度が目標温度に一定に保たれるので、印刷媒体に与える熱量が安定し、印刷品位が向上する。
なお、加圧ローラにヒータが備えられている場合も、上記と同様に実験により近似関数を得ることができるため、その近似関数を用いて上述した温度制御と同様の温度制御を行えば、印刷媒体に与える熱量が安定し、印刷品位が向上する。
【００５１】
以上説明したように、第１の実施例では、温度制御部が、定着ベルトの回転開始直前の温度をベルトサーミスタから取得し、定着ベルトの回転開始直前の温度と、制御部の距離計算部が算出した回転量とに応じて目標温度を設定して定着ベルトの温度制御を行うようにしたことにより、定着ベルトが印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させることができるという効果が得られる。
【実施例２】
【００５２】
第２の実施例の構成は、図１に示す第１の実施例の構成における制御部にタイマを追加したものとしている。その第２の実施例の構成を図１１の第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に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、画像形成装置の構成は第１の実施例と同様なのでその説明を省略する。
図１１において、画像形成装置１の制御部１０は、ＬＥＤヘッド制御部１１と、トナー像形成処理部１２と、用紙搬送モータ制御部１３と、定着モータ制御部１４と、距離計算部１５と、温度制御部１６と、タイマ２１とからなる。
計時手段としてのタイマ２１は、時間の経過を計測するものであり、本実施例では、定着ベルトが回転を停止した時間を計測する。
【００５３】
上述した構成の作用について説明する。
まず、定着ベルトの表裏温度差が存在する状態において、定着ベルトの回転駆動を停止し、所定時間が経過した後、再駆動する場合であって、所定時間が経過した後の定着ベルトの表裏温度差の変化を図３および図１２を用いて説明する。
【００５４】
図１２は第２の実施例における定着ベルトの回転停止時間と表裏温度差の最大の関係を示すグラフである。図１２の横（ｘ）軸は定着ベルトの回転停止時間（秒）、縦（ｙ）軸は表裏温度差の最大（℃）を示している。
図１２において、初期表裏温度差が１５℃、８℃、２℃の場合、表裏温度差の最大ｙ（℃）は、例えば以下の関数で近似される。
初期表裏温度差が１５℃の場合、ｙ＝１４．７１６ｅ-0.1376x
初期表裏温度差が８℃の場合、ｙ＝７．３５７８ｅ-0.1376x
初期表裏温度差が２℃の場合、ｙ＝１．８３９５ｅ-0.1376x
【００５５】
図１２に示すように、回転停止時の表裏温度差が大きいほど、定着ベルト６４の表裏温度差が大きい状態で０℃に減衰していく。定着ベルト６４が停止した場合は、定着ヒータ６１からの熱量は伝達されないため、定着ベルト６４は放熱するのみであり、放熱する熱量は定着ベルト６４に接触する部材および定着器６の内部温度との温度差によるため、停止時の定着ベルト６４の表裏温度差が大きいほど、所定の時間が経過するまでの温度低下は大きい。
なお、定着ベルト６４の熱容量が小さいため、表裏温度差が０℃付近になるまでの時間は２０秒程度である。
【００５６】
図１３は第２の実施例における定着ベルト回転停止時の表裏温度差と係数の関係を示すグラフである。図１２に示す近似関数の係数をＡとすると、定着ベルト６４の回転停止時の表裏温度差ｘと係数Ａ（ｙ）との間には線形な特性（例えば、ｙ＝０．９１９７ｘ＋０．６１３１）がある。
なお、本実施例では、図１２において、近似関数は、温度変化の特性に応じて対数近似した関数を使用したが、直線近似したものでも良い。
【００５７】
以上説明したことをもとに、定着ベルトの表裏温度差が存在する状態において、定着ベルトの回転駆動を停止し、所定時間が経過した後、再駆動する場合に、温度制御部１６が行う温度制御処理を図１４の第２の実施例における温度制御処理の流れ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２、図３および図１１を参照しながら説明する。
【００５８】
Ｓ２０１、Ｓ２０２：図９に示すＳ１０１、Ｓ１０２と同様の処理なので説明を省略する。なお、Ｓ２０２の目標温度設定処理は図１０に示す第１の実施例と同様の処理である。
Ｓ２０３：温度制御部１６は、目標温度補正処理を行う。なお、目標温度補正処理の詳細は後述する。
Ｓ２０４〜Ｓ２０９：図９に示すＳ１０３〜Ｓ１０８と同様の処理なので説明を省略する。
【００５９】
Ｓ２１０：温度制御部１６は、図１０に示すＳ１１４で算出した補正値Ｔｋを回転停止時温度差Ｔｓｌとして記憶部に記憶し、本処理を終了する。
この回転停止時温度差Ｔｓｌは、定着ベルト６４の回転開始直前の温度から導出した定着ベルト６４の内周面と外周面との温度差と、距離計算部１５が算出した回転停止までの回転量とから導出した定着ベルト６４の回転停止時の表裏温度差である。
【００６０】
次に、温度制御部１６が行う目標温度の補正処理を図１５の第２の実施例における目標温度補正処理の流れ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２、図３および図１１を参照しながら説明する。
Ｓ２１１：温度制御部１６は、目標基準温度Ｔ＿ｄｅｆ（例えば、Ｔ＿ｄｅｆ＝１７０℃）を記憶部から読み込む。
【００６１】
Ｓ２１２：温度制御部１６は、回転停止時温度差Ｔｓｌ（例えば、Ｔｓｌ＝４℃）を記憶部から読み込む。
Ｓ２１３：温度制御部１６は、定着ベルト６４が停止してからの経過時間をタイマ２１により取得し、定着ベルト６４の回転停止時間とする。例えば、タイマ２１により取得した定着ベルト６４の回転停止時間は５秒とする。
【００６２】
Ｓ２１４：温度制御部１６は、記憶部から読み取った回転停止時温度差Ｔｓｌに基づいて、図１３に示す特性により係数Ａ（例えば、回転停止時温度差Ｔｓｌ＝４℃とすると係数Ａ＝４）を決定し、図１２に示すグラフと相似する関数を利用して定着ベルト６４の回転停止時間に基づいて停止後補正値Ｔｋｌを算出する。例えば、停止後補正値Ｔｋｌは、回転停止時温度差Ｔｓｌ＝４℃のときの定着ベルト６４の回転停止時間＝５秒のときの値なので、図１２により、２℃となる。
【００６３】
さらに、温度制御部１６は、次の式２により、標基準温度Ｔ＿ｄｅｆ、補正値Ｔｋおよび停止後補正値Ｔｋｌを用いて目標温度Ｔ＿ｃｔｌを算出し、設定する（例えば、目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＝１７０℃−４℃−２℃＝１６４℃）。
目標温度Ｔ＿ｃｔｌ＝目標基準温度Ｔ＿ｄｅｆ−補正値Ｔｋ−停止後補正値Ｔｋｌ  ・・・（式２）
なお、補正値Ｔｋは図１０に示す目標温度設定処理で算出された値である。
【００６４】
このようにして温度制御部１６は、図１０に示す目標温度設定処理で設定された目標温度Ｔ＿ｃｔｌに対して、タイマ２１により計測された定着ベルト６４の回転停止時間に応じて算出した停止後補正値Ｔｋｌで補正し、定着ベルト６４の回転停止後の目標温度Ｔ＿ｃｔｌを算出、設定し、本処理を終了して図１４のＳ２０３の処理に戻る。
以上のように定着ベルト６４の温度制御を行うことにより、定着ベルト６４の表裏温度差が存在する状態において、定着ベルト６４の回転駆動を停止し、所定時間が経過した後、再駆動する場合であっても、定着ベルト６４のおもて面の温度が目標温度に一定に保たれるので、印刷媒体に与える熱量が安定し、印刷品位が向上する。
【００６５】
以上説明したように、第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、温度制御部が、タイマにより計測された定着ベルトの回転停止時間に応じて目標温度を補正するようにしたことにより、定着ベルトの表裏温度差が存在する状態において、定着ベルトの回転駆動を停止し、所定時間が経過した後、再駆動する場合であっても、印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させることができるという効果が得られる。
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、ファクシミリ装置、複写機、複合機（ＭＦＰ）等としても良い。
【符号の説明】
【００６６】
１    画像形成装置
２    給紙カセット
３    ＬＥＤヘッド
４    用紙搬送部
５    トナー像形成部
６    定着器
１０  制御部
１１  ＬＥＤヘッド制御部
１２  トナー像形成処理部
１３  用紙搬送モータ制御部
１４  定着モータ制御部
１５  距離計算部
１６  温度制御部
１７  用紙搬送モータ
１８  定着モータ
２１  タイマ
６１  定着ヒータ
６３  上加圧ローラ
６４  定着ベルト
６５  下加圧ローラ
６７  ベルトサーミスタ
６８  センサ
６９  ベルト支持部材
【図１】
2014006470.tif 000003
【図２】
2014006470.tif 000004
【図３】
2014006470.tif 000005
【図４】
2014006470.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014006470.tif 000008
【図７】
2014006470.tif 000009
【図８】
2014006470.tif 000010
【図９】
2014006470.tif 000011
【図１０】
2014006470.tif 000012
【図１１】
2014006470.tif 000013
【図１２】
2014006470.tif 000014
【図１３】
2014006470.tif 000015
【図１４】
2014006470.tif 000016
【図１５】
2014006470.tif 000017