(57)【要約】【課題】加圧ローラーの表面温度に基づいて加圧ローラーの回転数を制御する場合と比べて、加圧ローラーの熱膨張による用紙の搬送速度の変動を抑制することを目的とする。【解決手段】定着装置９は、芯金２７２と芯金２７２の外周面に配置された弾性層２７３とを備え、回転駆動される加圧ローラー２７と、加圧ローラー２７に接触して従動回転し、加圧ローラー２７との間に、用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する定着ベルト２１と、定着ベルト２１を加熱するＩＨヒーター２３と、加圧ローラー２７の表面温度を検知するサーミスタ５１と、芯金２７２の温度を検知するサーミスタと、検知された表面温度と芯金の温度とを用いて加圧ローラー２７の回転数を制御する制御部と、を備える。【選択図】図２
2019184916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と前記芯金の外周面に配置された弾性層とを備え、回転駆動される加圧ローラーと、
前記加圧ローラーに接触して従動回転し、前記加圧ローラーとの間に、用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する回転部材と、
前記回転部材を加熱する加熱部と、
前記加圧ローラーの表面温度を検知する表面温度検知部と、
前記芯金の温度を検知する芯金温度検知部と、
検知された前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度とを用いて前記加圧ローラーの回転数を制御する加圧ローラー制御部と、を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧ローラー制御部は、前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度と前記弾性層の熱膨張係数とを用いて算出した前記加圧ローラーの径に基づいて、前記加圧ローラーの表面速度が基準速度に近づくように、前記加圧ローラーの回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧ローラー制御部は、前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度とを用いて、前記弾性層を同心円状に分割した複数の層毎の温度を算出し、算出された前記複数の層毎の温度と、前記熱膨張係数とを用いて、前記加圧ローラーの径を算出することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加圧ローラー制御部は、前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度との平均温度と、前記熱膨張係数と、を用いて前記加圧ローラーの径を算出することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記芯金温度検知部は、前記芯金の端面の温度を検知することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記芯金温度検知部は、前記芯金の端面に形成された凹部の温度を検知することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像を前記用紙に定着する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記定着装置よりも前記用紙の搬送方向下流側に配置され、回転駆動される駆動ローラーと前記駆動ローラーに接触して従動回転する従動ローラーと、を有する搬送装置と、
検知された前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度とを用いて前記駆動ローラーの回転数を制御する駆動ローラー制御部と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用紙に定着させる定着装置の一般的な構成は、回転駆動される加圧ローラーと、前記加圧ローラーに接触して従動回転し、前記加圧ローラーとの間に、用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する回転部材（定着ベルト、定着ローラー等）と、前記回転部材を加熱する加熱手段とを備え、加圧領域における熱と圧力によりトナーが用紙に定着される、というものである。
【０００３】
上記の定着装置においては、加圧ローラーを構成する部材の温度によって用紙搬送速度に変動が生じることが知られている。例えば、ゴム材などで形成された弾性層を有する加圧ローラーは、ゴム材が熱膨張することで径が大きくなる。加圧ローラーを一定の回転数で駆動させる場合には、加圧ローラーが高温になるにつれて径が大きくなることで加圧ローラーの周速度が増加し、その結果、用紙搬送速度が速くなってしまう。
【０００４】
そこで、従来、加圧ローラーの熱膨張による用紙搬送速度の変化を抑制する技術の検討が行われている。例えば、特許文献１に記載された定着装置は、定着ベルトの温度をサーミスタを用いて検知し、検知された温度に基づいて加圧ローラーの回転数を制御する。また、特許文献２に記載された定着装置は、加圧ローラー表面の温度をサーミスタを用いて検知し、検知された温度に基づいて加圧ローラーの熱膨張を予測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６３０３８号公報
【特許文献２】特開２００７−７２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された定着装置では、サーミスタは定着ベルトの温度を検知し、熱膨張する加圧ローラーの温度を直接検知するものではない。従って、検知の精度に欠け、精度よく定着装置の狭持搬送速度を補正することが困難である。
【０００７】
また、特許文献２に記載された定着装置では、熱膨張を予測するために専用のサーミスタを加圧ローラーに配設しているが、加圧ローラーの表面温度に基づいて熱膨張を予測しているため、定着ベルト方式などで用いられるゴム層の厚い加圧ローラーでは予測の精度に欠ける。これは、ゴム層の外周面と内周面との温度差が大きく、表面温度だけでは熱膨張が正確に予測しづらいためである。従って、精度よく定着装置の狭持搬送速度を補正することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮し、加圧ローラーの表面温度に基づいて加圧ローラーの回転数を制御する場合と比べて、加圧ローラーの熱膨張による用紙の搬送速度の変動を抑制することのできる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る定着装置は、芯金と前記芯金の外周面に配置された弾性層とを備え、回転駆動される加圧ローラーと、前記加圧ローラーに接触して従動回転し、前記加圧ローラーとの間に、用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する回転部材と、前記回転部材を加熱する加熱部と、前記加圧ローラーの表面温度を検知する表面温度検知部と、前記芯金の温度を検知する芯金温度検知部と、検知された前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度とを用いて前記加圧ローラーの回転数を制御する加圧ローラー制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る定着装置において、前記加圧ローラー制御部は、前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度と前記弾性層の熱膨張係数とを用いて算出した前記加圧ローラーの径に基づいて、前記加圧ローラーの表面速度が基準速度に近づくように、前記加圧ローラーの回転数を制御することを特徴としてもよい。
【００１１】
本発明に係る定着装置において、前記加圧ローラー制御部は、前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度とを用いて、前記弾性層を同心円状に分割した複数の層毎の温度を算出し、算出された前記複数の層毎の温度と、前記熱膨張係数とを用いて、前記加圧ローラーの径を算出することを特徴としてもよい。
【００１２】
本発明に係る定着装置において、前記加圧ローラー制御部は、前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度との平均温度と、前記熱膨張係数と、を用いて前記加圧ローラーの径を算出することを特徴としてもよい。
【００１３】
本発明に係る定着装置において、前記芯金温度検知部は、前記芯金の端面の温度を検知することを特徴としてもよい。
【００１４】
本発明に係る定着装置において、前記芯金温度検知部は、前記芯金の端面に形成された凹部の温度を検知することを特徴としてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像を前記用紙に定着する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置において、前記定着装置よりも前記用紙の搬送方向下流側に配置され、回転駆動される駆動ローラーと前記駆動ローラーに接触して従動回転する従動ローラーと、を有する搬送装置と、検知された前記加圧ローラーの表面温度と前記芯金の温度とを用いて前記駆動ローラーの回転数を制御する駆動ローラー制御部と、を備えることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加圧ローラーの表面温度に基づいて加圧ローラーの回転数を制御する場合と比べて、加圧ローラーの熱膨張による用紙の搬送速度の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る加圧ローラーの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る定着装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る加圧ローラーの回転数制御の流れ図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る弾性層の分割を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る加圧ローラーの温度分布を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る定着装置よりも用紙の搬送方向下流側の部分を拡大した断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る加圧ローラーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置及び定着装置について説明する。
【００２０】
まず、図１を参照して、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１はプリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。
【００２１】
プリンター１の装置本体２には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを送り出す給紙装置５と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部７と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置９と、トナー像が定着された用紙Ｓを搬送する搬送装置１０と、用紙Ｓを排紙する排紙装置１１と、排紙された用紙Ｓが受け止められる排紙トレイ１３と、が備えられている。さらに、装置本体２には、給紙装置５から、画像形成部７、定着装置９、搬送装置１０を経て排紙装置１１に向かう用紙Ｓの搬送経路１５が形成されている。
【００２２】
給紙装置５によって給紙カセット３から給紙された用紙Ｓは、搬送経路１５に沿って画像形成部７に搬送され、用紙Ｓにフルカラーのトナー像が形成される。用紙Ｓは搬送経路１５に沿って定着装置９に送られ、トナー像が用紙Ｓに定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは、搬送装置１０による搬送を経て、排紙装置１１から排紙トレイ１３に排出される。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照して、定着装置９の構成について説明する。図２は定着装置９の断面図である。図３は加圧ローラー２７の断面図である。定着装置９は、筒状の定着ベルト２１（回転部材の一例）と、定着ベルト２１を加熱するＩＨヒーター２３（加熱部の一例）と、定着ベルト２１の内周面に接触する押圧パッド２５と、押圧パッド２５との間に定着ベルト２１を挟持し、回転駆動される加圧ローラー２７と、加圧ローラー２７の表面温度を検知するサーミスタ５１（表面温度検知部の一例）と、加圧ローラー２７の芯金２７２の温度を検知するサーミスタ５３（芯金温度検知部の一例）と、を備える。以下の説明において、軸方向Ｘとは、加圧ローラー２７の軸方向（前後方向）を指す。本実施形態では、定着ベルト２１の下側に加圧ローラー２７が位置する姿勢で定着装置９が配置された例を示すが、定着装置９はいかなる姿勢で配置されてもよい。
【００２４】
定着ベルト２１は、軸方向Ｘを長手方向とする円筒状に形成されたベルトであり、所定の内径を有し、用紙Ｓの幅よりも長い幅を有する。定着ベルト２１は、可撓性を有する材料で形成され、基材層と、基材層の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。基材層は、Ｎｉ等の磁性金属や、ＣｕやＡｇ、Ａｌ等の金属を付与したポリイミド樹脂で形成される。弾性層は、シリコンゴム等で形成される。離型層は、ＰＦＡチューブ等で形成される。基材層の内周面に摺動層が形成される場合もある。摺動層は、ポリイミドアミドやＰＴＦＥ等で形成される。
【００２５】
定着ベルト２１は、押圧部材３３とベルトガイド３１によって支持される。押圧部材３３は、定着ベルト２１の中空部を貫通し、その両端がハウジング（図示省略）に固定されている。押圧部材３３の上部には、ベルトガイド３１が配置されている。ベルトガイド３１は、定着ベルト２１の内周面に沿う円弧状の断面を有し、バネ性を有する材料で形成されている。ベルトガイド３１は、定着ベルト２１の内周面に接触して定着ベルト２１を支持する。定着ベルト２１は、ベルトガイド３１に沿って回転可能である。なお、ベルトガイド３１の代わりに、定着ベルト２１の両端に内接する円弧状のフランジ部がハウジングに設けられていてもよい。
【００２６】
ＩＨヒーター２３は、コイル部２３ａと、コイル部２３ａを巻線状に保持するコイルボビン２３ｂと、アーチコア２３ｃと、を有している。ＩＨヒーター２３は、所定の間隔を隔てて定着ベルト２１の外周面を覆うように配置され、ハウジングに支持されている。コイル部２３ａに高周波の交流電圧を印加することにより磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト２１の基材層に渦電流が発生して基材層が発熱し、定着ベルト２１が加熱される。
【００２７】
押圧パッド２５は、軸方向Ｘを長手方向とする、扁平な直方体状の部材であり、液晶ポリマー等の樹脂で形成されている。押圧パッド２５は、支持部材３３の下部に配置されており、定着ベルト２１の内周面に接触する。
【００２８】
加圧ローラー２７は、軸２７１と、芯金２７２と、芯金２７２の外周面に設けられた弾性層２７３と、弾性層２７３の外周面に設けられた離型層２７４と、を有する。芯金２７２、弾性層２７３、離形層２７４の軸方向Ｘの長さは、定着ベルト２１の軸方向Ｘの長さと同等である。軸２７１は、芯金２７２の軸方向Ｘの両端から突き出ている。軸２７１及び芯金２７２は、ステンレス鋼やＡｌ合金等の金属で形成されている。弾性層２７３は、シリコンゴム等で形成されている。離型層２７４は、ＰＦＡチューブ等で形成されている。加圧ローラー２７の軸２７１には、ギア等の伝達機構（図示省略）を介して、モーター等の駆動源４１から駆動力が伝達される。加圧ローラー２７と押圧パッド２５とは、定着ベルト２１を挟持した状態で所定の荷重で互いに押圧され、加圧ローラー２７と定着ベルト２１との間に加圧領域Ｎが形成される。
【００２９】
サーミスタ５１は、非接触式の温度センサーである。サーミスタ５１は、定着装置９のハウジングから加圧ローラー２７の表面（離形層２７４の表面）に向かって伸びるように形成された支持部材５２によって支持され、加圧ローラー２７の表面に対向するように配置される。サーミスタ５１は、加圧ローラー２７の表面の温度を検知し、検知された温度を示す信号を出力する。
【００３０】
サーミスタ５３は、非接触式又は接触式の温度センサーである。サーミスタ５３は、定着装置９のハウジングから芯金２７２の端面に向かって伸びるように形成された支持部材５４によって支持され、芯金２７２の端面に対向するように配置される。サーミスタ５３は、芯金２７２の端面の温度を検知し、検知された温度を示す信号を出力する。
【００３１】
加圧領域Ｎよりも用紙Ｓの搬送方向Ｙの上流側には、用紙進入ガイド３７が配置されている。用紙進入ガイド３７は、搬送経路１５に沿って延びるように配置された部材であり、画像形成部７から搬送されてくる用紙Ｓの先端を加圧領域Ｎに案内する。加圧領域Ｎよりも用紙Ｓの搬送方向Ｙの下流側には、分離部材３９が配置されている。分離部材３９は、その先端が定着ベルト２１の近傍に位置するように配置され、定着ベルト２１から用紙Ｓを分離する。
【００３２】
次に、図４を参照して、定着装置９を制御するための構成について説明する。図４は、定着装置９の電気的構成を示すブロック図である。プリンター１は、制御部６１（加圧ローラー制御部の一例）と記憶部６３を有し、制御部６１には、駆動源４１、ＩＨヒーター２３、サーミスタ５１、サーミスタ５３が接続されている。制御部６１は、ＣＰＵ等の演算装置である。記憶部６３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置である。制御部６１は、記憶部６３に記憶された制御プログラムや制御用データを用いて、定着装置９の各部を制御する。サーミスタ５１は、加圧ローラー２７の表面温度を制御部６１に出力する。サーミスタ５３は、芯金２７２の温度を制御部６１に出力する。制御部６１は、駆動源４１の回転数と、ＩＨヒーター２３の温度を、制御信号により制御する。
【００３３】
次に、図２を参照して、定着装置９の定着動作を説明する。加圧ローラー２７が駆動されて回転すると、定着ベルト２１が加圧ローラー２７の回転方向と反対の方向に従動回転し、定着ベルト２１の内周面が押圧パッド２５の下面に対して摺動する。ＩＨヒーター２３に電力が供給されると、定着ベルト２１の基材層が発熱し、定着ベルト２１が加熱される。定着ベルト２１が所定の温度に達した後、トナーが転写された用紙Ｓが加圧領域Ｎに搬送される。加圧領域Ｎにおいて、用紙Ｓは定着ベルト２１と加圧ローラー２７とに挟持されて決められた搬送方向Ｙに搬送される。このとき、定着ベルト２１によってトナーが加熱及び加圧され、トナーが用紙Ｓに定着される。トナーが定着された用紙Ｓは、定着ベルト２１から分離されて、搬送経路１５に沿って搬送される。
【００３４】
ところで、上記の定着動作をある程度連続して行うと、定着ベルト２１から加圧ローラー２７へ伝達される熱により、加圧ローラー２７の弾性層２７３が熱膨張して加圧ローラー２７の径が拡大する。加圧ローラー２７の回転数が一定の場合、加圧ローラー２７の径が拡大すると、加圧ローラー２７の表面速度が速くなり、その結果、加圧領域Ｎにおける用紙搬送速度が速くなってしまう。用紙搬送速度が速くなると、画像形成部７における転写位置のずれ、定着装置９におけるトナー像の乱れ、定着装置９よりも下流側での用紙のたるみなどの不具合が生じるおそれがある。そこで、本実施形態に係る定着装置９は、加圧ローラー２７の回転数制御を行うように構成されている。
【００３５】
本実施形態に係る回転数制御は、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度とを用いて加圧ローラー２７の回転数を制御するものである。具体的には、制御部６１は、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度と弾性層２７３の熱膨張係数とを用いて算出した加圧ローラー２７の径に基づいて、加圧ローラー２７の表面速度が基準速度に近づくように、加圧ローラー２７の回転数を制御する。
【００３６】
次に、図５を参照して、加圧ローラー２７の回転数制御について詳細に説明する。図５は、加圧ローラー２７の回転数制御の流れ図である。プリンター１に画像形成ジョブが投入されたことを契機として、以下の処理が実行される。
【００３７】
最初に、定着ベルト２１の加熱前における加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度が検知される（ステップＳ０１）。具体的には、ステップＳ０１においては、ＩＨヒーター２３に電力が供給されておらず、定着ベルト２１と加圧ローラー２７の温度は、加熱前の定常状態にある。この状態で、サーミスタ５１から制御部６１へ加圧ローラー２７の表面温度が出力され、サーミスタ５３から制御部６１へ芯金２７２の温度が出力される。制御部６１は、出力された表面温度と芯金２７２の温度を記憶部６３に記憶させる。
【００３８】
次に、加圧ローラー２７の回転が開始される（ステップＳ０２）。具体的には、制御部６１が、基準回転数で加圧ローラー２７を回転させるための制御信号を駆動源４１に出力する。すると、駆動源４１から加圧ローラー２７へ駆動力が伝達され、加圧ローラー２７が基準回転数で回転する。このときの（定着ベルト２１の加熱前の）加圧ローラー２７の表面速度が基準速度である。定着ベルト２１は、加圧ローラー２７の回転方向と反対の方向に従動回転する。
【００３９】
次に、定着ベルト２１の加熱が開始される（ステップＳ０３）。具体的には、制御部６１がＩＨヒーター２３への電力供給を開始すると、定着ベルト２１の基材層が発熱し、定着ベルト２１が加熱される。制御部６１は、定着ベルト２１が所定の制御温度（例えば、１６０℃）となるように、電力を制御する。
【００４０】
次に、定着ベルト２１の加熱後における加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度が検知される（ステップＳ０４）。サーミスタ５１から制御部６１へ加圧ローラー２７の表面温度が出力され、サーミスタ５３から制御部６１へ芯金２７２の温度が出力される。制御部６１は、出力された加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度を記憶部６３に記憶させる。
【００４１】
次に、加圧ローラー２７の半径が算出される（ステップＳ０５）。具体的には、制御部６１は、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度とを用いて、弾性層２７３を同心円状に分割した複数の層毎の温度を算出し、算出された複数の層毎の温度と、弾性層２７３の熱膨張係数とを用いて、加圧ローラー２７の径を算出する。
【００４２】
図６及び図７を参照して、加圧ローラー２７の半径の算出方法について説明する。図６は、弾性層２７３の分割を示す図である。図７は、加圧ローラー２７の温度分布を示す図である。図６及び図７では、離形層２７４は省略されている。
【００４３】
図６に示されるように、同心円状の分割線（二点鎖線）により、弾性層２７３を厚みの等しい複数の層に分割する。ここで、
ｎ：弾性層２７３の分割数（ｎ≧２）、
Ｒβ：芯金２７２の半径（軸２７１を含む）、
Ｒｘ：熱膨張前の加圧ローラー２７の半径（軸２７１及び芯金２７２を含む）、
Ｒｎ＝（Ｒｘ−Ｒβ）／ｎ：分割された弾性層２７３の各層の厚み、
である。
【００４４】
図７に示される破線は、定着ベルト２１の加熱前（ステップＳ０１）における加圧ローラー２７と芯金２７２の温度である。この例では、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度がともにＴ０である。また、弾性層２７３の内部、及び、芯金２７２の内部では、それぞれ温度が一定であると仮定する。
【００４５】
図７に示される太い実線は、定着ベルト２１の加熱後（ステップＳ０５）における加圧ローラー２７と芯金２７２の温度である。
ここで、
Ｔβ：芯金２７２の温度、
Ｔｎ、Ｔｎ−１、・・・、Ｔｎ−（ｎ−１）：分割された弾性層２７３の各層の温度、
である。ただし、Ｔｎは、サーミスタ５１で検知された加圧ローラー２７の表面温度（実測値）であり、Ｔｎ−１、・・・、Ｔｎ−（ｎ−１）は、ＴｎとＴβを用いて算出された温度（推定値）である。また、分割された弾性層２７３の各層の内部、及び、芯金２７２の内部では、それぞれ温度が一定であると仮定する。この仮定の下では、分割された弾性層２７３の最も外側の層の温度は、加圧ローラー２７の表面温度Ｔｎに等しい。また、図７の二点鎖線で示されるように、分割された弾性層２７３の各層の境界における温度を結ぶ線は、傾きが正の直線で表されるものと仮定する。
【００４６】
加圧ローラー２７の半径の算出のために、制御部６１は、分割された弾性層２７３の各層（最も外側の層を除く）の温度の推定値Ｔｎ−１、・・・、Ｔｎ−（ｎ−１）を式（１）により算出する。
［数１］
Ｔｎ−１＝Ｔｎ−｛（Ｔｎ−Ｔβ）／ｎ｝×１
Ｔｎ−２＝Ｔｎ−｛（Ｔｎ−Ｔβ）／ｎ｝×２
・
・
・
Ｔｎ−（ｎ−２）＝Ｔｎ−｛（Ｔｎ−Ｔβ）／ｎ｝×（ｎ−２）
Ｔｎ−（ｎ−１）＝Ｔｎ−｛（Ｔｎ−Ｔβ）／ｎ｝×（ｎ−１）        ・・・式（１）
【００４７】
次に、制御部６１は、加熱後の加圧ローラー２７の半径Ｒｘ’を式（２）により算出する。
［数２］
Ｒｘ’＝  Ｒｎ｛１＋（Ｔｎ−Ｔ０）×γ｝
＋Ｒｎ｛１＋（Ｔｎ−１−Ｔ０）×γ｝
＋Ｒｎ｛１＋（Ｔｎ−２−Ｔ０）×γ｝
＋・・・
＋Ｒｎ｛１＋（Ｔｎ−（ｎ−２）−Ｔ０）×γ｝
＋Ｒｎ｛１＋（Ｔｎ−（ｎ−１）−Ｔ０）×γ｝
＋Ｒβ        ・・・式（２）
ここで、
γ：弾性層２７３の熱膨張係数
である。
【００４８】
次に、加熱後の加圧ローラー２７の表面速度が算出される（ステップＳ０６）。具体的には、制御部６１は、加熱後の加圧ローラー２７の表面速度Ｖｘを式（３）により算出する。
［数３］
Ｖｘ＝２×Ｒｘ’×π×Ｍ        ・・・式（３）
ここで、
Ｍ：加圧ローラー２７の基準回転数、
である。
【００４９】
次に、加圧ローラー２７の回転数が調整される（ステップＳ０７）。具体的には、制御部６１は、加圧ローラー２７の目標回転数Ｍ’を式（４）により算出し、目標回転数で加圧ローラー２７を回転させるための制御信号を駆動源４１に出力する。
［数４］
Ｍ’＝Ｍ×Ｖ／Ｖｘ        ・・・式（４）
ここで、
Ｖ：加圧ローラー２７の表面の基準速度、
である。以上の処理により、加圧ローラー２７の表面速度が、基準速度に近づくように調整される。
【００５０】
本実施形態の効果は、以下のとおりである。加圧ローラー２７の表面温度から熱膨張後の径を推定すると、加圧ローラー２７の表面から芯金２７２に至るまでの温度の低下が考慮されないため、径の推定値が過大になり、この径から求めた加圧ローラー２７の表面速度も過大となる。この表面速度に基づいて加圧ローラー２７の回転数を調整すると、回転数が下がり過ぎてしまう。
【００５１】
そこで、本実施形態に係る回転数制御では、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度とを用いて、弾性層２７３を同心円状に分割した複数の層毎の温度を算出し、算出された複数の層毎の温度と、弾性層２７３の熱膨張係数とを用いて、加圧ローラー２７の径を算出し、算出された径に基づいて、加圧ローラー２７の表面速度が基準速度に近づくように、加圧ローラー２７の回転数を制御する。この構成によれば、加圧ローラー２７の表面温度に基づいて加圧ローラー２７の径を算出する場合と比べて、算出される径の誤差を小さくすることができる。よって、この構成によれば、加圧ローラー２７の表面温度に基づいて加圧ローラー２７の回転数を制御する場合と比べて、加圧ローラー２７の熱膨張による用紙Ｓの搬送速度の変動を抑制することができる。
【００５２】
なお、上記実施形態の構成に加えて、搬送装置１０の搬送速度を制御する構成が備えられていてもよい。図８は、定着装置９よりも用紙Ｓの搬送方向Ｙ下流側の部分を拡大した断面図である。搬送装置１０は、定着装置９よりも用紙Ｓの搬送方向Ｙ下流側に配置され、回転駆動される駆動ローラー１０１と駆動ローラー１０１に接触して従動回転する従動ローラー１０３と、を有する。駆動ローラー１０１には、モーター等の駆動源（図示省略）から駆動力が伝達される。搬送経路１５における定着装置９と搬送装置１０との間の区間には、用紙Ｓの一面側と他面側とから用紙Ｓを挟むように互いに対向するガイド部材１５１が配置されている。
【００５３】
加圧ローラー２７の熱膨張により定着装置９における用紙搬送速度が速くなった場合、定着装置９と搬送装置１０との間で用紙Ｓがたわみ、用紙Ｓがガイド部材１５１に必要以上に接触して画像不良や用紙詰まりが発生するおそれがある。このような不具合を防止するために、制御部６１が駆動ローラー２７の回転数を制御するように構成されていてもよい（駆動部材制御部の一例）。具体的には、制御部６１は、検知された加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度とを用いて駆動ローラー１０１の回転数を制御する。より具体的には、制御部６１は、上記実施形態で示される手順で加圧ローラー２７の表面速度Ｖｘを算出し、駆動ローラー１０１の表面速度Ｖｙが加圧ローラー２７の表面速度Ｖｘに近づくように、駆動ローラー１０１の回転数を制御する。
【００５４】
最初に、制御部６１は、式（５）により、駆動ローラー１０１の表面速度Ｖｙを算出する。
［数５］
Ｖｙ＝２×ｒ×π×Ｎ        ・・・式（５）
ここで、
ｒ：駆動ローラー１０１の半径、
Ｎ：駆動ローラー１０１の基準回転数、
である。
【００５５】
次に、制御部６１は、式（６）により、駆動ローラー１０１の目標回転数Ｎ’を算出し、目標回転数で駆動ローラー１０１を回転させるための制御信号を駆動源に出力する。
［数６］
Ｎ’＝Ｎ×Ｖｙ／Ｖｘ        ・・・式（６）
【００５６】
搬送装置１０と同様に、排紙装置１１も駆動ローラーと従動ローラーを備える。搬送装置１０における上記の処理と同様の処理により、排紙装置１１の駆動ローラーの表面速度が加圧ローラー２７の表面速度Ｖｘに近づくように、駆動ローラーの回転数が制御されてもよい。
【００５７】
芯金２７２の温度は、芯金２７２の端面以外から検知されてもよい。図９は、加圧ローラー２７の断面図である。この例では、芯金２７２の端面に凹部２７５が形成されている。サーミスタ５５は、定着装置９のハウジングから芯金２７２の凹部２７５の内部に向かって伸びるように形成された支持部材５６によって支持され、芯金２７２の凹部２７５の内面に対向するように配置される。この構成によれば、芯金２７２の端部よりも芯金２７２の中心に近い位置の温度が検知されるから、端面の温度を検知する場合と比べて、端面からの放熱の影響を受けにくくすることができる。
【００５８】
上記実施形態では、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度とを用いて、弾性層２７３を同心円状に分割した複数の層毎の温度を算出し、算出された複数の層毎の温度と弾性層２７３の熱膨張係数とを用いて加圧ローラー２７の径を算出する例を示したが、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度との平均温度と弾性層２７３の熱膨張係数とを用いて加圧ローラー２７の径が算出されてもよい。
【００５９】
上記実施形態では、画像形成ジョブの投入を契機として回転数制御が実行される例が示されているが、他の事象を契機として回転数制御が実行されてもよい。例えば、１つのジョブの実行中又は連続する複数のジョブの実行中に定期的にステップＳ０４以降の処理が反復されてもよい。また、１つのジョブの実行中又は連続する複数のジョブの実行中に定期的にステップＳ０４の処理が実行され、加圧ローラー２７の表面温度及び芯金２７２の温度が所定の条件を満たした場合に図５のステップＳ０５以降の処理が実行されてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度とから加圧ローラー２７の半径と表面速度と目標回転数が算出される例を示したが、この算出過程の一部または全部がＬＵＴ（ルックアップテーブル）に置き換えられてもよい。例えば、加圧ローラー２７の半径を入力すると目標回転数を出力する１次元ＬＵＴ、加圧ローラー２７の表面温度と芯金２７２の温度を入力すると目標回転数を出力する２次元ＬＵＴ等が用いられてもよい。
【００６１】
加圧ローラー２７、定着ベルト２１（回転部材の一例）、ＩＨヒーター２３（加熱部の一例）を有する上記の定着装置９は、本発明の適用対象とする定着装置の一例に過ぎない。例えば、回転部材としてローラーを備える定着装置、回転部材として複数のローラーに掛け回されたベルトを備える定着装置等に本発明が適用されてもよい。また、加熱部としてハロゲンランプや面状ヒーター等を備える定着装置に本発明が適用されてもよい。
【００６２】
上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る定着装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００６３】
１  プリンター（画像形成装置）
７  画像形成部
９  定着装置
１０  搬送装置
２１  定着ベルト（回転部材）
２３  ＩＨヒーター（加熱部）
２７  加圧ローラー
２７２  芯金
２７３  弾性層
５１  サーミスタ（表面温度検知部）
５３  サーミスタ（芯金温度検知部）
６１  制御部（加圧ローラー制御部、駆動ローラー制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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