特許 6028664 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6028664

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20161107BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 535

   G03G21/14

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-83076(P2013-83076)

(22)【出願日】2013年4月11日

(65)【公開番号】特開2014-206588(P2014-206588A)

(43)【公開日】2014年10月30日

【審査請求日】2015年12月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001209

【氏名又は名称】特許業務法人山口国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】植田 忠行

(72)【発明者】

【氏名】笹本 能史

(72)【発明者】

【氏名】木俣 明則

(72)【発明者】

【氏名】志岐 卓信

(72)【発明者】

【氏名】西川 英史

(72)【発明者】

【氏名】宮島 聡司

【審査官】 佐藤 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１３３５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３５５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８１３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８３０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９８１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６８４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４７５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０９９３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０７１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０９５６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２２２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０３４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０４０８６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トナー画像が転写された用紙をニップ部を通過させることによりトナー画像を前記用紙に定着させる一対の定着ローラーを含む定着部と、
前記定着ローラーの角速度を検出する第１の角速度検出部と、
前記定着ローラーを駆動する駆動部と、
前記駆動部の角速度を検出する第２の角速度検出部と、
前記第１の角速度検出部により検出された角速度と前記定着ローラーの角速度の目標値との差、および前記第２の角速度検出部により検出された角速度と前記駆動部の角速度の目標値との差を検出部毎に設定された演算式を用いてＰＩ演算またはＰＩＤ演算を行い、前記駆動部の指令値を算出する演算部と、を備え、
前記演算部は、前記演算において、通紙する用紙のサイズ、坪量および剛度のうち少なくとも１つ以上の条件に応じて前記演算式のパラメーターを変更することで前記定着ローラーの角速度が一定となるよう定着制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記定着ローラーと一定の距離を介して設けられ、前記定着ローラーとの距離を測定する測距センサを備え、
前記演算部は、
前記測距センサにより測定された前記定着ローラーとの距離と前記定着ローラーとの距離の目標値の差を演算式を用いてＰＩ演算またはＰＩＤ演算すると共に、
前記演算において、通紙する用紙のサイズ、坪量および剛度のうち少なくとも１つ以上の条件に応じて前記演算式のパラメーターを変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記演算式は、前記パラメーターとして積分項を含み、
前記演算部は、通紙する用紙のサイズ、坪量、剛度に応じて前記演算式の前記積分項の値を変更する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記演算部は、用紙が前記定着部に突入するタイミングを判断し、前記用紙が前記定着部に突入する前後の間隔において前記演算式の前記パラメーターを変更する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記演算部は、用紙が前記定着部から抜けるタイミングを判断し、前記用紙が前記定着部から抜ける前後の間隔において前記演算式の前記パラメーターを変更する
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記演算式は、前記パラメーターとして比例項を含み、
前記演算部は、通紙する用紙が厚紙である場合の前記演算式の前記比例項を、通紙する用紙が薄紙である場合の前記演算式の前記比例項よりも大きな値とする
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記演算部は、前記定着ローラーの速度のＮ周前の平均速度を算出し、
前記第１の角速度検出部により検出された前記角速度と前記平均速度との差分値、および前記第２の角速度検出部により検出された前記角速度と前記平均速度との差分値を前記検出部毎に設定された前記演算式の入力値とする
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記用紙の姿勢を検出する姿勢検出部を備え、
前記演算部は、前記姿勢検出部により検出された前記用紙の姿勢に基づいて前記演算式の前記パラメーターを変更する
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項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、用紙に画像を形成する画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンタとしての機能、データ通信機能、およびサーバ機能等を備えた電子写真方式の画像形成装置が広く利用されている。図１３は画像形成装置５００の概略構成の一例を示し、図１４は定着部４００の概略構成の一例を示している。図１３に示すように、画像形成装置５００は、搬送部３００と、中間転写ベルト８００を有する転写部３４０と、定着部４００とを備えている。

【0003】

定着部４００は、加熱ローラー４６０と、定着ローラー４２０，４４０と、定着ベルト４８０とを有している。定着ローラー４２０には、図１４に示すように、定着ローラー４２０を回転させるための定着駆動モータ４２２がギア等を含む伝達手段４２４を介して接続されている。定着ローラー４２０の内部には、定着ローラー４２０を所定温度に加熱するためのヒータ４２０ａが設けられている。

【0004】

図１５Ａ〜図１５Ｅは、画像形成装置５００による画像形成時の用紙Ｐの搬送状態の一例を示している。図示しない給紙部から転写部３４０に搬送された用紙Ｐの表面には、中間転写ベルト８００に形成されたトナー画像が転写される（図１５Ａ）。トナー画像が転写された用紙Ｐは、所定速度で回転している定着部４００に突入する（図１５Ｂ）。定着部４００では、定着ベルト４８０および定着ローラー４２０にニップされた状態で加熱、加圧処理されることによりトナー画像が用紙Ｐの表面に定着される（図１５Ｃ，図１５Ｄ）。定着処理が終了すると、用紙Ｐの後端が定着部４００から抜け、その後図示しない排紙トレイ上に排出される（図１５Ｅ）。

【0005】

ここで、定着部４００においては、定着ローラー４２０の径交差や、定着ローラー４２０の温度変化による定着ローラー径の膨張によって、定着ローラー４２０の平均速度が変化してしまう場合がある。図１６は、定着ローラー４２０を構成する芯金と定着ローラー表面部との温度および時間の関係の一例を示している。縦軸は温度であり、横軸は時間である。図１６に示すように、定着ローラー表面部と芯金とは所定の温度上昇率で温度変化しており、この温度変化が定着ローラー４２０の速度変化の原因の一つとなっている。

【0006】

また、対向する定着ローラー４２０，４４０のそれぞれの弾性率の相違によっても、定着ローラー４２０の速度変動を引き起こす場合がある。これらのように、定着ローラー４２０に速度変動が発生すると、定着ローラー４２０の速度変動が上流側の転写部３４０にも影響し、転写部３４０において用紙Ｐの位置ずれを発生させ、これに起因して画像転写ずれが発生し、画質の低下を招くという問題がある。

【0007】

このような問題を回避するために、例えば特許文献１には、定着ローラーの周速度を検知する周速度検知手段を設けたり、定着ローラーの周速度を検知する周速度検知手段を設けたりし、各手段の検知信号に基づいて定着ローラーの周速度が所定値となるように定着ローラーの回転を制御する定着装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平９−３０５０５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上記特許文献１等における従来の定着装置では、以下のような問題がある。図１７は、用紙Ｐが定着部４００を通過する際における定着ローラー４２０の温度および時間の関係の一例を示している。縦軸は温度であり、横軸は時間である。図１７に示すように、用紙Ｐが定着部４００を通過すると、通過する用紙Ｐによって定着ローラー４２０の熱が奪われ、これにより定着ローラー４２０の表面温度が低下する。定着ローラー４２０に温度変動が発生すると、これに伴って定着ローラー４２０の径が変形することで定着ローラー４２０の速度が変動する。特に、用紙の坪量や剛度が大きい場合に、定着ローラー４２０の通過により定着ローラー４２０の熱が奪われやすく、速度変動を引き起こし易いという問題がある。

【0010】

また、以下に示す問題もある。図１８Ａは図１５Ｂに示した場合における用紙Ｐが定着部４００に突入する際の定着ローラー４２０の周速度を示し、図１８Ｂは図１５Ｅに示した場合における用紙Ｐが定着部４００から抜ける際の定着ローラー４２０の周速度を示している。図１８Ａに示すように、用紙Ｐが定着部４００に所定速度で突入する際の突発的な衝撃により、定着ローラー４２０の周速度（角速度）が変化する。これにより、定着部４００での位置ずれを引き起こし、その結果、転写ずれによる画質の低下を招くという問題がある。同様に、図１８Ｂに示すように、用紙Ｐが定着部４００から抜ける際の突発的な衝撃によっても、転写ずれによる画質の低下を招くという問題がある。

【0011】

これらの問題に対し、上記特許文献１等に開示される従来の定着装置では、定着ローラーの平均速度変化等を抑制することはできるが、用紙の定着部への突入時や抜け時に発生する突発的な衝撃による速度変動や、用紙が定着部を通過する際の温度低下による速度変動に対して対応することができない。そのため、従来の画像形成装置では、十分な高画質を得ることができないという問題がある。

【0012】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着部における突発的な速度変動や定着部の温度変化に基づく速度変動による転写部での画像ずれの発生を防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、トナー画像が転写された用紙をニップ部を通過させることによりトナー画像を用紙に定着させる一対の定着ローラーを含む定着部と、定着ローラーの角速度を検出する第１の角速度検出部と、定着ローラーを駆動する駆動部と、駆動部の角速度を検出する第２の角速度検出部と、第１の角速度検出部により検出された角速度と定着ローラーの角速度の目標値との差、および第２の角速度検出部により検出された角速度と駆動部の角速度の目標値との差を検出部毎に設定された演算式を用いてＰＩ演算またはＰＩＤ演算を行い、駆動部の指令値を算出する演算部とを備え、演算部は、演算において、通紙する用紙のサイズ、坪量および剛度のうち少なくとも１つ以上の条件に応じて演算式のパラメーターを変更することで定着ローラーの角速度が一定となるよう定着制御を行うものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、用紙のサイズ、坪量、剛度に応じて演算式のパラメーターを変更してＰＩまたはＰＩＤ演算制御を行うので、用紙の紙種に関係なく、定常的に定着ローラーの周速度を一定に保つことができる。これにより、定着ローラーの速度変動による転写ずれを防止することができ、その結果、高画質化の実現を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。

【図2】定着部の構成例を示す図である。

【図3】定着部の構成例を示す図である。

【図4】画像形成装置のブロック構成例を示す図である。

【図5】定着駆動制御時におけるＣＰＵのＰＩＤ演算制御例を示す図である。

【図6】第１の定常制御テーブルの構成例を示す図である。

【図7】第２の定常制御テーブルの構成例を示す図である。

【図8】衝撃タイミング制御テーブルの構成例を示す図である。

【図9】用紙の搬送位置に応じた定着駆動制御の変更タイミング例を示す図である。

【図10】定着駆動制御時における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。

【図11】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の定着駆動制御時におけるＣＰＵのＰＩＤ演算制御例を示す図である。

【図12】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の定着駆動制御時におけるＣＰＵのＰＩＤ演算制御例を示す図である。

【図13】従来における定着部の構成例を示す図である。

【図14】従来における定着部の構成例を示す図である。

【図15】画像形成動作時における用紙の搬送状態例を示す図である。

【図16】定着ローラーの温度変化例を示す図である。

【図17】用紙が定着部を通過する際の定着ローラーの温度変化例を示す図である。

【図18】用紙が定着部に突入する際および用紙が定着部から抜ける際の定着ローラーの周速度を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、以下に示す図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

【0017】

［画像形成装置の構成例］
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の構成の一例を示している。本発明に係る画像形成装置１００は、定着部４０の駆動制御を行う場合に、通紙する用紙Ｐのサイズ、坪量、剛度の少なくとも１以上の条件に応じてＰＩＤ演算制御の演算式のパラメーターを変更することで、定着ローラー４２等の回転角速度を一定に保つことを可能としている。

【0018】

図１に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型の画像形成装置と称されるものであり、自動原稿搬送部８０と装置本体部１０２とを備えている。自動原稿搬送部８０は、装置本体部１０２の上部に取り付けられ、搬送台上にセットされた用紙を搬送ローラー等により装置本体部１０２の画像読取部９０に送り出す。

【0019】

装置本体部１０２は、操作表示部７０と、画像読取部９０と、画像形成部１０と、中間転写ベルト８と、定着部４０と、自動用紙反転搬送ユニット６０（Auto Duolex Unit：以下ＡＤＵという）とを有している。

【0020】

操作表示部７０は、液晶パネル等からなる表示部と抵抗膜圧式や静電容量式からなる位置検出部とが組み合わされたタッチパネルと、タッチパネルの周辺部に設けられたテンキーやスタートキー等のキーボタンとを有している。操作表示部７０は、操作画面を表示したり、操作画面において入力された用紙サイズや坪量、剛度等の画像形成条件の設定を受け付けたりする。

【0021】

画像読取部９０は、原稿台上に載置された原稿を走査露装置の光学系により走査露光した後、ＣＣＤ(Charge Coupled Devices)イメージセンサにより走査した原稿の画像を光電変換して画像情報信号を生成し、この画像情報信号に所定の処理を行った後に画像形成部１０に出力する。

【0022】

画像形成部１０は、電子写真方式により画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙと、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍと、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃと、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋとを有している。この例では、それぞれ共通する機能名称、例えば、符号１０の後ろに形成する色を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して表記する。

【0023】

画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置される帯電部２Ｙ、書込部（露光部）３Ｙ、現像部４Ｙおよびクリーニング部６Ｙを有している。画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置される帯電部２Ｍ、書込部３Ｍ、現像部４Ｍおよびクリーニング部６Ｍを有している。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置される帯電部２Ｃ、書込部３Ｃ、現像部４Ｃおよびクリーニング部６Ｃを有している。画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置される帯電部２Ｋ、書込部３Ｋ、現像部４Ｋおよびクリーニング部６Ｋを有している。

【0024】

各色の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、同じ構成要素を備えているので、以下では画像形成ユニット１０Ｙ以外の色についての構成の説明は省略する。帯電部２Ｙは、感光体ドラム１Ｙの表面をほぼ一様に帯電する。書込部３Ｙは、例えばＬＥＤアレイと結像レンズとを有するＬＰＨ（LED Print Head）や、ポリゴンミラー方式のレーザ露光走査装置により構成され、モータ制御により副走査方向に回転する感光体ドラム１Ｙ上を画像情報信号に基づいてレーザ光により走査して静電潜像を形成する。現像部４Ｙは、感光体ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像をイエローのトナーにより現像する。これにより、感光体ドラム１Ｙ上には可視画像であるトナー像が形成される。

【0025】

中間転写ベルト８は、無端状のベルトであって、複数のローラーにより張架されると共に走行可能に支持されている。中間転写ベルト８がモータ制御により走行すると、中間転写ベルト８の転写位置に各感光体ドラム１Ｙに形成されたイエローのトナー像が転写される（一次転写）。イエローのトナー像が転写されると、中間転写ベルト８は下流（下方）側に配置された次の感光体ドラム１Ｍに移動する。

【0026】

イエローの場合と同様に、感光体ドラム１Ｍ上にはマゼンダのトナー像が形成される。感光体ドラム１Ｍ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト８上の転写位置に重ね合わされて転写される。このようにして、中間転写ベルト８が感光体ドラム１Ｃ，１Ｙにも移動していき、中間転写ベルト８上の転写位置にはシアンのトナー像、ブラックのトナー像が順に重ね合わせて転写されることで、カラー画像が形成される。

【0027】

給紙部２０は、Ａ３やＡ４等の各用紙サイズが収容された複数の給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂを有している。各給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂから一枚ずつ取り出された用紙Ｐは、搬送ローラー２２，２４，２６，２８およびループ作成ローラー３０を経由してレジストローラー３２に搬送される。なお、給紙トレイの数は２つに限定されるものではない。また、必要に応じて大容量の用紙Ｐを収容することが可能な大容量給紙装置を単数または複数連結させても良い。

【0028】

レジストローラー３２は、駆動ローラーおよび従動ローラーを有し、ループ作成ローラー３０によって用紙Ｐの先端が突き当てられることでループを形成して用紙Ｐの斜行を補正する。用紙Ｐは所定のタイミングで転写ローラーと従動ローラーとで構成される２次転写部３４に搬送される。

【0029】

２次転写部３４では、中間転写ベルト８の転写位置に各色のトナー像が重ね合わされることによって形成されたカラー画像が、給紙部２０から搬送されてくる用紙Ｐの表面に一括転写される（２次転写）。カラー画像が形成された用紙Ｐは定着部４０に搬送される。定着部４０は、２次転写部３４でトナー像が転写された用紙Ｐに加圧、加熱処理を行うことにより用紙Ｐの表面側のトナー像を用紙Ｐに定着させる。

【0030】

定着部４０の用紙搬送方向の下流側には、用紙Ｐの搬送経路を排紙経路側またはＡＤＵ６０側に切り替えるための搬送路切替部５０が設けられている。搬送路切替部５０は、例えばソレノイドやモータ等から構成され、選択されている印刷モード（片面印刷モード、両面印刷モード）に基づいて搬送経路の切り替え制御を行う。

【0031】

片面印刷モードで片面の印刷が終了した用紙Ｐ、または、両面印刷モードで両面の印刷が終了した用紙Ｐは、定着部４０で定着処理が施された後、定着部４０よりも用紙搬送方向の下流側に設けられた排紙ローラー５２により図示しない排紙トレイ上に排出される。

【0032】

また、両面印刷モードで用紙Ｐを２次転写部３４に再給紙する場合、表面側に画像が形成された用紙Ｐは、搬送路切替部５０を経由してＡＤＵ６０に搬送される。ＡＤＵ６０に搬送された用紙Ｐは、搬送ローラー６２等を介してスイッチバック経路に搬送される。スイッチバック経路では、ＡＤＵローラー６４の逆回転制御により用紙Ｐの後端を先頭にしてＵターン経路部に搬送され、Ｕターン経路部等に設けられた搬送ローラー６６，６８等により２次転写部３４に用紙Ｐの表裏反転された状態で再給紙される。２次転写部３４に再給紙された用紙Ｐは、用紙Ｐの表面側の場合と同様の画像形成処理が行われる。

【0033】

［定着部の構成例］
図２および図３は、定着部４０およびその周辺部の構成の一例を示している。図２に示すように、定着部４０は、定着ローラー４２，４４と、加熱ローラー４６と、定着ベルト４８とを備えている。定着ローラー４４は、芯金と芯金の外周を被覆するシリコーンゴム等からなる弾性層とから構成されている。

【0034】

加熱ローラー４６は、定着ローラー４４の上方側に所定の間隔を隔てて設けられている。加熱ローラー４６の内部には、定着ベルト４８を加熱するためのヒータ４６ａが設けられている。定着ベルト４８は、無端状のベルトであって、定着ローラー４４と加熱ローラー４６とによって張架されている。定着ベルト４８は、加熱ローラー４６のヒータ４６ａによって加熱されると共に、定着ローラー４４の回転に伴って回転する。

【0035】

定着ローラー４２は、芯金と芯金の外周を被覆するシリコーンゴム等からなる弾性層とから構成され、定着ローラー４４に対向して配置されている。定着ローラー４２には、図３に示すように、ギア等の伝達手段１２４を介して駆動部の一例である定着駆動モータ１２２が接続されている。定着ローラー４２は、定着駆動モータ１２２の駆動により回転する。定着ローラー４２の内部には、定着ローラー４２を加熱するためのヒータ４２ａが設けられている。定着動作時には、定着ローラー４２が定着ローラー４４に圧接されることで定着ローラー４２と定着ベルト４８と間にニップ部が形成される。２次転写部３４から搬送されてくる用紙Ｐは、ニップ部を通過することにより加熱、加圧処理され、トナー画像が用紙Ｐに定着される。

【0036】

用紙検出センサ１３２は、例えば透過型センサまたは反射型センサ（光センサ）から構成され、定着部４０よりも用紙搬送方向の上流側に設けられている。用紙検出センサ１３２は、定着部４０に搬送されてくる用紙Ｐを検出する。用紙検出センサ１３２による用紙Ｐの検出結果は、定着部４０に突入する用紙Ｐの突入タイミングや定着部４０を抜ける用紙Ｐの抜けタイミング等を予測する際に用いられる。

【0037】

定着ローラー角速度検出部１６２は、例えば定着ローラー４２に取り付けられ、回転している定着ローラー４２の回転角速度に基づく検出信号を検出する。定着ローラー角速度検出部１６２には、例えばエンコーダ等が用いられる。これにより、用紙Ｐが定着部４０に突入する際等の突発的な衝撃による定着ローラー４２の角速度変動を検出できる。なお、定着ローラー角速度検出部１６２は、第１の角速度検出部の一例を構成している。

【0038】

定着モータ角速度検出部１６４は、定着駆動モータ１２２に取り付けられ、回転駆動している定着駆動モータ１２２の回転角速度に基づく検出信号を検出する。定着モータ角速度検出部１６４には、例えばエンコーダ等が用いられる。これにより、用紙Ｐが定着部４０に突入する際等の突発的な衝撃による定着駆動モータ１２２の角速度変動を検出できる。なお、定着モータ角速度検出部１６４は、第２の角速度検出部の一例を構成している。

【0039】

測距センサ１７２は、定着ローラー４２の周面部と所定の間隔を隔てて設けられ、定着ローラー４２の周面部と測距センサ１７２との間の距離を測定する。この距離は、定着ローラー４２の温度変化によって変化するローラー径を算出する際に用いられる。

【0040】

[画像形成装置のブロック構成例]
図４は、画像形成装置１００のブロック構成の一例を示している。図４に示すように、画像形成装置１００は、装置全体の動作を制御する制御部としてのＣＰＵ(Central Processing Unit)１５０を備えている。ＣＰＵ１５０は、演算部の一例であり、例えば図示しないＲＯＭ(Read Only Memory)等に記憶されているプログラムを実行することにより定着駆動制御を含む画像形成処理を行う。ＣＰＵ１５０には、記憶部１１０と、パルス発生器１２０と、Ｉ／Ｏ１３０と、タイムカウンタ１６６と、Ａ／Ｄ変換器１７０とがそれぞれ接続されている。

【0041】

記憶部１１０は、例えば不揮発性の半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等から構成されている。記憶部１１０には、ＰＩＤ演算式の各パラメーターが格納される第１の定常制御テーブルＴB1、第２の定常制御テーブルＴB2、および衝撃タイミング制御テーブルＴB3が記憶されている。また記憶部１１０には、ＰＩＤ演算制御時に用いられる定着ローラー４２の回転角速度の目標値や、定着駆動モータ１２２の回転角速度の目標値等が記憶されている。なお、制御テーブルについては後述する。

【0042】

パルス発生器１２０は、ＣＰＵ１５０から供給される駆動指令値に基づいてパルス信号（例えばＰＷＭ信号）を生成し、生成したパルス信号を定着駆動モータ１２２に供給する。駆動指令値は、後述するように、ＰＩＤ演算制御により定着駆動モータ１２２が一定値（目標値）で回転する値に設定されている。定着駆動モータ１２２は、例えばブラシレスモータやステッピングモータ等から構成され、パルス発生器１２０から供給されるパルス信号に基づいて回転駆動する。

【0043】

用紙検出センサ１６０は、通過する用紙Ｐを検出し、この検出に基づく検出信号をＩ／Ｏ１３０に出力する。定着ローラー角速度検出部１６２は、定着ローラー４２の回転角速度を検出し、検出に基づく検出信号をタイムカウンタ１６６を介してＩ／Ｏ１３０に出力する。定着モータ角速度検出部１６４は、定着駆動モータ１２２の回転角速度を検出し、検出により得られた検出信号をタイムカウンタ１６６を介してＩ／Ｏ１３０に出力する。

【0044】

測距センサ１７２は、自身と定着ローラー４２の周面部との間の距離を測定し、測定により得られた距離情報をＡ／Ｄ変換器１７０に供給する。Ａ／Ｄ変換器１７０は、測距センサ１７２により測定された距離情報をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換により得られた距離データをＣＰＵ１５０に供給する。

【0045】

ＣＰＵ１５０は、定着ローラー角速度検出部１６２からＩ／Ｏ１３０を介して入力される検出信号を定着ローラー４２の回転角速度に変換し、定着モータ角速度検出部１６４からＩ／Ｏ１３０を介して入力される検出信号を定着駆動モータ１２２の回転角速度に変換する。また、ＣＰＵ１５０は、測距センサ１７２からＩ／Ｏ１３０を介して入力される距離情報から定着ローラー４２のローラー径を算出する。

【0046】

ＣＰＵ１５０は、得られた定着ローラー４２の回転角速度、定着ローラー４２の周面との間の距離（定着ローラー４２の径）および定着駆動モータ１２２の回転角速度を用いて、定着駆動モータ１２２の駆動速度を一定値に保つためのＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）演算制御を実行する。ＰＩＤ演算制御は、比例制御、積分制御および微分制御を組み合わせた制御である。

【0047】

ＰＩＤ演算制御は、衝撃タイミング制御と定常制御との二つの定着駆動制御モードを有している。衝撃タイミング制御は、用紙Ｐのサイズ、坪量、剛度に応じて、用紙Ｐが定着部４０に突入する際や、用紙Ｐが定着部４０から抜ける際等の突発的な衝撃により発生する定着ローラー４２の速度変動を抑制するための制御である。衝撃タイミング制御を実行する場合、演算式のパラメーターとして衝撃タイミング制御テーブルＴB3の各パラメーターが用いられる（図５，図８参照）。

【0048】

定常制御は、用紙Ｐが定着ローラー４２および定着ベルト４８によって完全にニップして搬送されている状態であって、定着ローラー４２の速度変動が小さい場合に実行される制御である。この定常制御は、用紙Ｐのサイズ、坪量、剛度に応じて、さらに第１の定常制御と第２の定常制御との二つのモードから構成されている。

【0049】

第１の定常制御は、坪量や剛度が大きい例えば厚紙を用いる場合であって、用紙Ｐが定着部４０を通過する際における定着ローラー４２の温度変化が大きくなる場合に適用される。第１の定常制御を実行する場合、演算式のパラメーターとして第１の定常制御テーブルＴB1の各パラメーターが用いられる（図５，図６参照）。第２の定常制御は、坪量や剛度が小さい例えば薄紙を用いる場合であって、用紙Ｐが定着部４０を通過する際における定着ローラー４２の温度変化が緩やかな場合に適用される。第２の定常制御を実行する場合には、演算式のパラメーターとして第２の定常制御テーブルＴB2の各パラメーターが用いられる（図５，図７参照）。

【0050】

［ＣＰＵのＰＩＤ演算制御例］
図５は、ＣＰＵ１５０におけるＰＩＤ演算制御の一例を示している。図５に示すように、減算器１５１には、定着ローラー角速度検出部１６２により検出された定着ローラー４２の回転角速度と、予め設定された定着ローラー４２の回転角速度の目標値とがそれぞれ入力される。減算器１５１は、定着ローラー４２の実際の回転角速度から定着ローラー４２の回転角速度の目標値を減算して偏差ｅ_１を算出し、この偏差ｅ_１をＰＩＤ制御部１５２に出力する。

【0051】

ＰＩＤ制御部１５２は、減算器１５１から出力された偏差ｅ_１を下記演算式（１）に入力することでＰＩＤ演算を行い、この演算により得られた制御値（操作量）Ｓ１を加算器１５５に出力する。なお、演算式（１）の各パラメーターの比例項Ｋp1，積分項Ｋi1，微分項Ｋd1は、用紙Ｐの搬送位置や用紙Ｐの紙種等に応じて、第１の定常制御テーブルＴB1、第２の定常制御テーブルＴB2または衝撃タイミング制御テーブルＴB3の中から適宜選択される。

【0052】

【数1】

【0053】

減算器１５３には、測距センサ１７２により検出された定着ローラー４２の周面部との間の距離と、予め設定された測距センサ１７２と定着ローラー４２の周面部との間の距離の目標値とがそれぞれ入力される。減算器１５３は、測距センサ１７２による実際の距離から目標値を減算して偏差ｅ_２を算出し、この偏差ｅ_２をＰＩＤ制御部１５４に出力する。

【0054】

ＰＩＤ制御部１５４は、減算器１５３から出力された偏差ｅ_２を下記演算式（２）に入力することでＰＩＤ演算を行い、この演算により得られた制御値Ｓ２を加算器１５５に出力する。なお、演算式（２）の各パラメーターの比例項Ｋp2，積分項Ｋi2，微分項Ｋd2は、用紙Ｐの搬送位置や用紙Ｐの紙種等に応じて、第１の定常制御テーブルＴB1、第２の定常制御テーブルＴB2、衝撃タイミング制御テーブルＴB3の中から適宜選択される。

【0055】

【数2】

【0056】

加算器１５５は、ＰＩＤ制御部１５２から出力された制御値Ｓ１とＰＩＤ制御部１５４から出力された制御値Ｓ２とを加算して制御値Ｓ３を算出し、この制御値Ｓ３を加算器１５７に出力する。

【0057】

減算器１５６には、定着モータ角速度検出部１６４により検出された定着駆動モータ１２２の回転角速度と、予め設定された定着駆動モータ１２２の回転角速度の目標値とがそれぞれ入力される。減算器１５６は、定着駆動モータ１２２の実際の回転角速度から定着駆動モータ１２２の回転角速度の目標値を減算して偏差ｅ_３を算出し、この偏差ｅ_３を加算器１５７に出力する。

【0058】

加算器１５７は、加算器１５５から出力された制御値Ｓ３と減算器１５６から出力された偏差ｅ_３とを加算して偏差（制御値）ｅ_４を算出し、この制御値ｅ_４をＰＩＤ制御部１５８に出力する。

【0059】

ＰＩＤ制御部１５８は、加算器１５７から出力された制御値ｅ_４を下記演算式（３）に入力することでＰＩＤ演算を行い、この演算により得られた制御値Ｓ４を変換部１５９に出力する。演算式（３）の各パラメーターの比例項Ｋp3，積分項Ｋi3，微分項Ｋd3は、用紙Ｐの搬送位置や用紙Ｐの紙種等に応じて、第１の定常制御テーブルＴB1、第２の定常制御テーブルＴB2、衝撃タイミング制御テーブルＴB3の中から適宜選択される。

【0060】

【数3】

【0061】

変換部１５９は、ＰＩＤ制御部１５８により得られた制御値Ｓ４を、例えば係数Ｋ（ゲイン）を用いて定着駆動モータ１２２の駆動に対応した駆動指令値に変換する。変換部１５９は、変換により得られた駆動指令値を定着駆動モータ１２２に出力する。定着駆動モータ１２２は、変換部１５９から出力された駆動指令値に基づいて回転駆動する。これにより、突発的な衝撃や温度変化等により定着ローラー４２等の速度変動が発生した場合でも、定着ローラー４２の周速度を一定の目標値に保つことができるようになる。

【0062】

［制御テーブルの構成例］
図６は、第１の定常制御テーブルＴB1の構成の一例を示している。第１の定常制御テーブルＴB1は、用紙Ｐの坪量や剛度が大きい場合に実行される第１の定常制御で用いられるテーブルである。第１の定常制御テーブルＴB1には、図５で示した演算式（１）の比例項Ｋp1、積分項Ｋi1および微分項Ｋd1の各パラメーターが記憶され、演算式（２）の比例項Ｋp2、積分項Ｋi2および微分項Ｋd2の各パラメーターが記憶され、演算式（３）の比例項Ｋp3、積分項Ｋi3および微分項Ｋd3の各パラメーターが記憶されている。

【0063】

図７は、第２の定常制御テーブルＴB2の構成の一例を示している。第２の定常制御テーブルＴB2は、用紙Ｐの坪量や剛度が小さい場合に実行される第２の定常制御で用いられるテーブルである。第２の定常制御テーブルＴB2には、図５で示した演算式（１）の比例項Ｋp1、積分項Ｋi1および微分項Ｋd1の各パラメーターが記憶され、演算式（２）の比例項Ｋp2、積分項Ｋi2および微分項Ｋd2の各パラメーターが記憶され、演算式（３）の比例項Ｋp3、積分項Ｋi3および微分項Ｋd3の各パラメーターが記憶されている。

【0064】

図８は、衝撃タイミング制御テーブルＴB3の構成の一例を示している。衝撃タイミング制御テーブルＴB3は、突発的な衝撃が発生する場合に実行される衝撃タイミング制御で用いられるテーブルである。衝撃タイミング制御テーブルＴB3には、図５で示した演算式（１）の比例項Ｋp1、積分項Ｋi1および微分項Ｋd1の各パラメーターが記憶され、演算式（２）の比例項Ｋp2、積分項Ｋi2および微分項Ｋd2の各パラメーターが記憶され、演算式（３）の比例項Ｋp3、積分項Ｋi3および微分項Ｋd3の各パラメーターが記憶されている。

【0065】

ここで、第１の定常制御テーブルＴB1のパラメーターと、第２の定常制御テーブルＴB2のパラメーターとを比較する。例えば、坪量や剛度が小さい薄紙を用いた場合には、用紙Ｐの定着部４０の通過により定着ローラー４２の温度が緩やかに変化し、この温度変化に基づく定着ローラー４２の速度変動は厚紙を用いた場合よりも緩やかとなる。そのため、第２の定常制御テーブルＴB2の積分項Ｋi1，Ｋi2，Ｋi3は、第１の定常制御テーブルＴB1の積分項Ｋi1，Ｋi2，Ｋi3よりも大きい値に設定されている。これにより、薄紙を用いる場合には、第２の定常制御テーブルＴB2を用いることで積分要素を重視したＰＩＤ演算制御を行うことができるようになる。

【0066】

一方、坪量や剛度が大きい厚紙を用いた場合には、用紙Ｐの定着部４０の通過により、定着ローラー４２の表面の温度変化が大きくなり、定着ローラー４２の速度変動は薄紙を用いた場合よりも大きくなる。そのため、第１の定常制御テーブルＴB1の比例項Ｋp1，Ｋp3は、第２の定常制御テーブルＴB2の比例項Ｋp1，Ｋp3よりも大きな値に設定されている。これにより、例えば厚紙を用いる場合には、第１の定常制御テーブルＴB1を用いることで比例要素を重視したＰＩＤ演算制御を行うことができるようになる。

【0067】

次に、第１および第２の定常制御テーブルＴB1，ＴB2のパラメーターと、衝撃タイミング制御テーブルＴB3のパラメーターとを比較する。例えば、坪量や剛度が大きい用紙（厚紙）を用いた場合には、用紙Ｐが定着部４０に突入するタイミングや、用紙Ｐが定着部４０から抜けるタイミングで突発的な衝撃が発生し、この衝撃により定着ローラー４２が速度変動する。この用紙Ｐの突入や抜け時の速度変動は、用紙Ｐが定着ローラー４２に完全にニップ状態で搬送される場合よりも大きくなる。そのため、衝撃タイミング制御テーブルＴB3の比例項Ｋp1，Ｋp3は、第１および第２の定常制御テーブルＴB1，ＴB2の比例項Ｋp1，Ｋp3よりも大きな値に設定されている。これにより、用紙Ｐのサイズ、坪量、剛度が大きい、例えば厚紙を用いる場合には、衝撃タイミング制御テーブルＴB3を用いることで比例要素を重視した制御量の多いＰＩＤ演算制御を行うことができるようになる。

【0068】

［ＰＩＤ演算制御の変更タイミング例］
図９は、用紙Ｐの搬送タイミング（搬送位置）に応じたＰＩＤ演算制御の変更タイミングの一例を示している。詳しくは、図９Ａは用紙検出センサ１６０による用紙Ｐの検出結果を示し、図９ＢはＰＩＤ演算制御の変更タイミングを示している。図９では、用紙Ｐの坪量や剛度が大きい厚紙を用いる場合について説明する。

【0069】

図９Ａに示すように、時刻ｍ１において最初の用紙Ｐの後端部が用紙検出センサ１６０を通過すると、用紙検出センサ１６０がオンとなり、このオン状態を示すオン信号がＣＰＵ１５０に出力される。ＣＰＵ１５０は、用紙検出センサ１６０からオン信号が出力されると、このオン信号をトリガとして予測制御を行う。予測制御とは、オン信号と用紙Ｐの搬送速度とに基づいて用紙Ｐが定着ローラー４２に突入する直前および突入した直後のタイミング（搬送位置）を予測し、予測した直前と直後の間の時間において制御状態を変化させる制御である。

【0070】

ＣＰＵ１５０は、図９Ｂに示すように、オン信号から一定時間Ｔ１が経過したら、次の用紙Ｐが定着ローラー４２に突入する直前の位置まで到達し、用紙Ｐの定着部４０への衝突による突発的な衝撃が発生すると判断する。ＣＰＵ１５０は、判断結果に基づいて定着駆動制御を衝撃タイミング制御に変更し、衝撃タイミング制御テーブルＴB3の各パラメーターを用いてＰＩＤ演算制御を実行する。

【0071】

ＣＰＵ１５０は、衝撃タイミング制御に変更した後、さらに時間（間隔）Ｔ２をカウントし、用紙Ｐが定着ローラー４２に突入する直前から定着ローラー４２に突入した直後の時間を予測する。微小時間Ｔ２が経過すると、用紙Ｐが定着ローラー４２によって完全にニップされて安定搬送されることで突発的な衝撃が収まったと判断し、定着駆動制御を衝撃タイミング制御から定常制御（第１の定常制御）に変更する。本例では、定常制御が時間Ｔ３の間実行される。用紙Ｐが搬送されていくと、時刻ｍ２において用紙Ｐの後端部が用紙検出センサ１６０を通過する。用紙Ｐ２の後端部が用紙検出センサ１６０を通過すると、用紙検出センサ１６０がオンとなり、このオン状態を示すオン信号がＣＰＵ１５０に出力される。

【0072】

ＣＰＵ１５０は、用紙検出センサ１６０からオン信号が出力されると、このオン信号をトリガとして予測制御を行う。ＣＰＵ１５０は、オン信号から一定時間Ｔ４をカウントし、時間Ｔ４が経過したら用紙Ｐが定着ローラー４２から抜ける直前の位置まで接近したと予測し、この予測結果に基づいて用紙Ｐの定着部４０への衝突による突発的な衝撃が発生すると判断する。ＣＰＵ１５０は、定着制御条件を定常制御から衝撃タイミング制御に変更し、衝撃タイミング制御テーブルＴB3の各パラメーターを用いてＰＩＤ演算制御を実行する。

【0073】

ＣＰＵ１５０は、衝撃タイミング制御に変更した後、さらに時間Ｔ５をカウントし、用紙Ｐが定着ローラー４２から抜ける直前から定着ローラー４２から抜ける直後の時間を予測する。時間Ｔ５が経過すると、用紙Ｐが定着部４０を通過したと判断して衝撃タイミング制御を終了する。

【0074】

続けて、定着駆動制御の他のタイミング制御例について説明する。図９Ｃは、図９Ｂとは異なる他のＰＩＤ演算制御の変更タイミングの一例を示している。定着駆動制御として衝撃タイミング制御が選択される場合、ＰＩＤ演算式の各パラメーターは定常制御のＰＩＤ演算式の各パラメーターに比べて大きな値に設定されている。そのため、衝撃タイミング制御の実行時間（長さ）によっては制御量（操作量）が大きくなり制御が不安定になる場合も考えられる。

【0075】

そこで、図９Ｂに示した衝撃タイミング制御を実行する時間Ｔ２，Ｔ５を短く設定することもできる。例えば、図９Ｃに示すように、時間Ｔ２のうち、最初の時間Ｔ２ａで衝撃タイミング制御を行い、次の時間Ｔ２ｂで定常制御を行い、次の時間Ｔ２ｃで衝撃タイミング制御を行っても良い。時間Ｔ２における定着制御の切り替えパターンは、図９Ｃに限定されるものではなく、種々のパターンを選択することができる。このように、制御値の大きい衝撃タイミング制御を瞬間的に行うことで、より安定した定着駆動制御を行うことができる。

【0076】

また、通紙する用紙Ｐの剛度、坪量が設定した基準値付近である場合には、制御の抑制力が働く図９Ｃの変更タイミングを採用するようにしても良い。一方、用紙Ｐの剛度、坪量が基準値を大きく超える場合には、制御量の大きい図９Ｂの変更タイミングを採用するようにしても良い。

【0077】

[画像形成装置の動作例]
図１０は、本発明に係る画像形成装置１００の定着駆動制御の動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、ステップＳ１００では、操作表示部７０等の入力部で画像形成処理の開始の指示（ジョブ情報）が受け付けられると、ＣＰＵ１５０は定着部４０等の各構成部に対して起動開始の指示を供給する。

【0078】

ステップＳ１１０でＣＰＵ１５０は、定着駆動モータ１２２を駆動させることで定着ローラー４２等を回転制御すると共に、ヒータＨ１等を作動させて定着ローラー４２等を所定温度に加熱させる。

【0079】

ステップＳ１２０でＣＰＵ１５０は、定着部４０の定着ローラー４２の回転速度や温度等が目標値となるように定着駆動制御を実行する。また、ＣＰＵ１５０は、用紙Ｐの搬送タイミングや用紙Ｐの紙種に応じて定着駆動制御を切り替える定着駆動制御モードをオンする。ＣＰＵ１５０には、各検出部により検出された定着ローラー４２や定着駆動モータ１２２の回転角速度、定着ローラー４２との間の距離情報が逐次供給される。なお、定着駆動制御モードを行うか否かは、例えば操作表示部７０で選択できるようにしても良い。

【0080】

ステップＳ１３０でＣＰＵ１５０は、定着部４０の定着ローラー４２等の回転速度（用紙Ｐの搬送速度）が目標速度まで到達したか否かを判断する。例えば、ＣＰＵ１５０は、定着ローラー４２の周辺部に設けられた速度センサの検出結果に基づいて定着ローラー４２等が目標速度等に到達したか否かを判断する。ＣＰＵ１５０は、定着部４０の回転速度等が目標速度まで到達したと判断した場合にはステップＳ１４０に進み、ステップＳ１４０では定着部４０の速度が安定したことが報告される。一方、ＣＰＵ１５０は、定着部４０の回転速度等が目標速度まで到達していないと判断した場合には目標速度に到達するまで定着駆動制御を実行する。

【0081】

ステップＳ１５０でＣＰＵ１５０は、定着部４０が目標速度等に到達したら、通紙する用紙Ｐの紙種を判断する。ＣＰＵ１５０は、例えばジョブ情報に含まれる用紙Ｐのサイズ、坪量、剛度、給紙トレイ等の情報に基づいて用紙Ｐが厚紙であるかまたは薄紙であるかを判断する。ＣＰＵ１５０は、用紙Ｐが厚紙であると判断した場合にはステップＳ１６０に進み、用紙Ｐが薄紙であると判断した場合にはステップＳ２４０に進む。

【0082】

ここで、用紙サイズについては、例えば封筒やハガキが選択された場合、サイズが小さい場合でも剛度や坪量が大きくなるので、用紙Ｐが厚紙であると判断することができる。また、坪量や剛度については、予め設定された基準値を超える場合に、用紙Ｐが厚紙であると判断することができる。また、用紙サイズ、坪量、剛度のうち複数の条件を考慮して、通紙する用紙Ｐが厚紙であるか否かを判断することもできる。さらに、搬送経路上に用紙の厚みや坪量等を検出するセンサを設け、このセンサの検出結果に基づいて通紙する用紙Ｐが厚紙であるかまたは薄紙であるかを判断しても良い。

【0083】

通紙する用紙Ｐが厚紙である場合には、定着駆動制御として衝撃タイミング制御および第１の定常制御が実行される。具体的には、ステップＳ１６０でＣＰＵ１５０は、用紙検出センサ１６０がオンしたか否かを判断する。ＣＰＵ１５０は、用紙検出センサ１６０がオンしたと判断した場合にはステップＳ１７０に進み、用紙検出センサ１６０がオンしていないと判断した場合には用紙検出センサ１６０の検出結果を継続して監視する。

【0084】

ステップＳ１７０でＣＰＵ１５０は、用紙検出センサ１６０がオンすると、用紙検出センサ１６０の検出信号をトリガとして第１のタイマーをオンし、予め設定された一定時間Ｔ１をカウントする（図９参照）。

【0085】

ステップＳ１８０でＣＰＵ１５０は、第１のタイマーがタイムアウトしたか否かを判断する。ＣＰＵ１５０は、第１のタイマーがタイムアウトしたと判断した場合にはステップＳ１９０に進み、第１のタイマーがタイムアウトしていないと判断した場合には第１のタイマーがタイムアウトするまでカウントを継続して行う。

【0086】

ステップＳ１９０でＣＰＵ１５０は、第１のタイマーがタイムアウトすると、用紙Ｐが定着ローラー４２の直前の位置に到達したと判断して定着駆動制御を衝撃タイミング制御に変更する。ＣＰＵ１５０は、衝撃タイミング制御において、衝撃タイミング制御テーブルＴB3を用いてＰＩＤ演算制御を実行する。これにより、用紙Ｐが定着ローラー４２に突入する際の突発的な衝撃による搬送速度の変動を抑制することができ、定着駆動モータ１２２の回転角速度、定着ローラー４２の周速度を一定に保つことができるようになる。

【0087】

ステップＳ２００でＣＰＵ１５０は、例えば第１のタイマーがタイムアウトした時点をトリガとして第２のタイマーをオンし、予め設定された一定時間Ｔ２をカウントする（図９参照）。

【0088】

ステップＳ２１０でＣＰＵ１５０は、第２のタイマーがタイムアウトしたか否かを判断する。ＣＰＵ１５０は、第２のタイマーがタイムアウトしたと判断した場合にはステップＳ２２０に進む。一方、ＣＰＵ１５０は、第２のタイマーがタイムアウトしていないと判断した場合には、第２のタイマーがタイムアウトするまでカウントを継続する。

【0089】

ステップＳ２２０でＣＰＵ１５０は、第２のタイマーがタイムアウトすると、定着駆動制御を衝撃タイミング制御から第１の定常制御に変更する。これは、用紙Ｐの定着ローラー４２への突入後は、用紙Ｐが定着ローラー４２にニップされて搬送されることで突入時よりも定着ローラー４２の速度変動が小さくなり安定した状態となるからである。一方、厚紙を用いているので、ＰＩＤ制御における制御量が若干大きい第１の定常制御を選択する。ＣＰＵ１５０は、第１の定常制御において第１の定常制御テーブルＴB1を用いて厚紙に対応したＰＩＤ演算制御を実行する。

【0090】

第１の定常制御が終了すると、ステップＳ２３０でＣＰＵ１５０は、印刷ジョブが終了したか否かを判断する。ＣＰＵ１５０は、印刷ジョブが終了したと判断した場合には、一連の画像形成動作を終了する。一方、ＣＰＵ１５０は、印刷ジョブが終了していないと判断した場合にはステップＳ１６０に戻る。ＣＰＵ１５０は、用紙Ｐが定着部４０から抜けるタイミングにおいても突発的に発生する衝撃による定着ローラー４２の速度変動を抑制するために、上述したステップＳ１６０〜Ｓ２２０の定着駆動制御を実行する（図９参照）。また、以降に搬送される次の用紙Ｐに対しても同様の定着駆動制御を実行する。

【0091】

なお、印刷ジョブにおいて次の用紙Ｐのサイズ、坪量、剛度が変更される場合にはステップＳ１５０に戻り、再度紙種を判断して定着駆動制御を実行するようにしても良い。

【0092】

これに対し、通紙する用紙Ｐが薄紙である場合には、定着駆動制御として第２の定常制御が実行される。薄紙の場合、定着ローラー４２への突入時や抜け時において厚紙よりも突発的な衝撃が発生し難い（小さい）ので、厚紙を用いた場合のように衝突タイミング制御を実行せずに定常制御のみが実行される。また、定常制御としては、第１の定常制御よりも制御値が小さい第２の定常制御が選択される。

【0093】

具体的には、ステップＳ２４０でＣＰＵ１５０は、用紙検出センサ１６０がオンしたか否かを判断する。ＣＰＵ１５０は、用紙検出センサ１６０がオンしたと判断した場合にはステップＳ２５０に進み、用紙検出センサ１６０がオンしていないと判断した場合には用紙検出センサ１６０の検出結果を継続して監視する。

【0094】

ステップＳ２５０でＣＰＵ１５０は、定着駆動制御を第２の定常制御に変更する。ＣＰＵ１５０は、第２の定常制御において第２の定常制御テーブルＴＢ２を用いて薄紙に応じたＰＩＤ演算制御を実行する。なお、ステップＳ１７０〜Ｓ２１０で説明したように、タイマーを用いて用紙Ｐが定着ローラー４２に突入する直前のタイミングで第２の定着制御に変更しても良い。

【0095】

ステップＳ２１０でＣＰＵ１５０は、印刷ジョブが終了したか否かを判断し、印刷ジョブが終了したと判断した場合には第２定常制御を含む画像形成処理の一連の動作を終了する。一方、印刷ジョブが終了していないと判断した場合にはステップＳ１６０に戻り、上述した定着駆動制御を実行する。

【0096】

以上説明したように、本実施の形態では、用紙Ｐの定着部４０への突入時や用紙Ｐの定着部４０からの抜け時に、定着駆動モータ１２２の回転速度を決める演算式のパラメーターを衝撃タイミング制御テーブルＴB3に変更して定着駆動制御を実行する。これにより、突入時等の突発的な衝撃による定着駆動モータ１２２の速度変動を抑制することができ、定着駆動モータ１２２の回転角速度を一定に保つことができる。その結果、２次転写部３４および定着部４０間で生じる転写ずれを防止することができ、画質の高画質化を図ることができる。

【0097】

また、本実施の形態では、通紙する用紙Ｐのサイズ、坪量、剛度に応じて、定着駆動モータ１２２の回転速度を決定する演算式のパラメーターを第１の定常制御テーブルＴB1または第１の定常制御テーブルＴB2に変更して定着駆動制御を実行している。これにより、定着ローラー４２の周速度を一定に保つことができ、２次転写部３４および定着部４０間で生じる転写ずれを防止して画質の高画質化を図ることができる。また、多くの紙種に対して高画質を確保することができる。

【0098】

さらに、本実施の形態によれば、定着駆動モータ１２２の回転角速度と、伝達手段１２４を介して接続される定着ローラー４２の回転角速度とを用いているので、用紙Ｐの定着ローラー４２への突入時等の突発的な衝撃をより高精度に検出することができる。これにより、２次転写部３４および定着部４０間で生じる転写ずれも高精度で防止することができる。

【0099】

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。上述した図５では、ＰＩＤ演算制御において、例えば定着ローラー角速度検出部１６２により検出された定着ローラー４２の回転角速度と目標値との差を演算して偏差ｅ１を得ていたが、これに限定されることはない。例えば、定着ローラー４２の回転周期のＮ周分における平均速度を算出し、この定着ローラー４２の平均速度を目標値に代えて用いることもできる。

【0100】

図１１は、定着駆動制御時の他のＰＩＤ演算制御の一例を示している。図１１に示すように、定着ローラー４２の回転角速度とＮ周前の平均速度との偏差ｅ_１を算出し、この偏差ｅ_１をＰＩＤ制御部１５２の入力値として用いる。同様に、定着駆動モータ１２２の回転角速度とＮ周前の平均速度との偏差ｅ_３を算出し、この偏差ｅ_３をＰＩＤ制御部１５８の入力値として用いる。このような構成によっても、上記実施の形態と同様に、定着駆動モータ１２２の回転角速度を一定とするような駆動指令値を算出することができる。なお、Ｎ周分の速度情報は、記憶部１１０に記憶させることができる。

【0101】

また、上述した実施の形態では、定着駆動制御としてＰＩＤ演算制御を行ったが、ＰＩ駆動制御を行うこともできる。図１２は、定着駆動制御時におけるＰＩ演算制御の一例を示している。なお、図５のＰＩＤ演算制御とは演算式のパラメーターとして微分項がないだけで、その他の演算は共通しているため、説明は省略する。このように、ＰＩ演算制御によっても、突入時等の突発的な衝撃による定着駆動モータ１２２の速度変動を抑制することができ、定着ローラー４２の周速度を一定に保つことができる。その結果、２次転写部３４および定着部４０間で生じる転写ずれを防止することができ、画質の高画質化を図ることができる。

【0102】

また、用紙Ｐの姿勢を検出する姿勢検出部を定着部４０の用紙搬送方向の上流側に設け、この姿勢検出部の用紙Ｐの検出結果に基づいてＰＩＤ演算制御の各パラメーターを変更するようにしても良い。例えば、用紙Ｐの一端が湾曲していたり、用紙Ｐが傾いていたりする場合には、定着部４０での突入による衝撃が大きくなると予測し、通紙する用紙Ｐが薄紙であっても衝撃タイミング制御に変更して定着駆動制御を行うことができる。具体的には、衝撃タイミング制御テーブルＴB3のパラメーターに変更してＰＩＤ演算制御を行う。

【0103】

さらに、上述した実施の形態では、定着ローラー４２の回転角速度と、定着駆動モータ１２２の回転角速度とに基づいて、突発的な衝撃による速度変動を検出していたが、これに限定されることなく、定着ローラー４２の回転角速度および定着駆動モータ１２２の回転角速度の何れか一方の回転角速度を用いて突発的な衝撃による速度変動を検出するようにしても良い。

【符号の説明】

【0104】

４０ 定着部
４２ 定着ローラー
１００ 画像形成装置
１２２ 定着駆動モータ（駆動部）
１５０ ＣＰＵ（演算部）
１６２ 定着ローラー角速度検出部（第１の角速度検出部）
１６４ 定着モータ角速度検出部（第２の角速度検出部）
Ｐ 用紙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】