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(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】
(24)【登録日】2024-11-25
(45)【発行日】2024-12-03
(54)【発明の名称】定着装置、画像形成装置及び定着装置の温度制御方法
(51)【国際特許分類】
G03G 15/20 20060101AFI20241126BHJP
G03G 21/00 20060101ALI20241126BHJP
【ＦＩ】
G03G15/20 555
G03G21/00 502
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020029784
(22)【出願日】2020-02-25
(65)【公開番号】P2021135338
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-12-13
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100090527
【弁理士】
【氏名又は名称】舘野 千惠子
(72)【発明者】
【氏名】醒井 雅裕
(72)【発明者】
【氏名】足立 知哉
(72)【発明者】
【氏名】平田 健太郎
【審査官】早川 貴之
(56)【参考文献】
【文献】特開平０７－２１００２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１１６６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－３０９９６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｇ １５／２０
Ｇ０３Ｇ ２１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて該記録媒体上の画像を定着する定着装置において、過去の定着時における記録媒体が前記定着ニップを通過する際に前記定着部材及び前記加圧部材から抜熱される抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定手段と、
前記熱量外乱を取得する熱量外乱取得手段と、
取得された前記熱量外乱に基づき、前記定着部材の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御手段と、を備え、
連続印刷時に、
前記熱量外乱推定手段が、先行する記録媒体による抜熱量に基づき熱量外乱を予測し、
前記予見制御手段が、後行の記録媒体が前記定着ニップを通過する前にフィードフォワード信号を前記加熱源に入力することを特徴とする定着装置。
【請求項2】
加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて該記録媒体上の画像を定着する定着装置において、
過去の定着時における記録媒体が前記定着ニップを通過する際に前記定着部材及び前記加圧部材から抜熱される抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定手段と、
前記熱量外乱を取得する熱量外乱取得手段と、
取得された前記熱量外乱に基づき、前記定着部材の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御手段と、を備え、
前記定着ニップを通過した記録媒体の情報が、予め設定された記録媒体の情報と異なる場合、
前記予見制御手段は、前記定着ニップを通過した記録媒体による抜熱量から予測された熱量外乱に基づき、フィードフォワード信号を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項3】
連続印刷時に、前記熱量外乱推定手段が、先行する記録媒体による抜熱量に基づき熱量外乱を予測し、
前記予見制御手段が、後行の記録媒体が前記定着ニップを通過する前にフィードフォワード信号を前記加熱源に入力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】
前記定着ニップを通過した記録媒体の情報が、予め設定された記録媒体の情報と異なる場合、前記予見制御手段は、前記定着ニップを通過した記録媒体による抜熱量から予測された熱量外乱に基づき、フィードフォワード信号を変更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5】
前記記録媒体の情報が、記録媒体の厚さ及び記録媒体の長さのいずれかであることを特徴とする請求項２または４に記載の定着装置。
【請求項6】
請求項１から５のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項7】
加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて該記録媒体上の画像を定着する定着装置の温度制御において、過去の定着時における記録媒体が前記定着ニップを通過する際に前記定着部材及び前記加圧部材から抜熱される抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定工程と、
前記熱量外乱を取得する熱量外乱取得工程と、
取得された前記熱量外乱に基づき、前記定着部材の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御工程と、を有し、
連続印刷時に、
先行する記録媒体による抜熱量に基づき熱量外乱を予測する工程と、
予測された熱量外乱に基づき決定されたフィードフォワード信号を、後行の記録媒体が前記定着ニップを通過する前に前記加熱源に入力する工程と、を有することを特徴とする定着装置の温度制御方法。
【請求項8】
加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて該記録媒体上の画像を定着する定着装置の温度制御において、
過去の定着時における記録媒体が前記定着ニップを通過する際に前記定着部材及び前記加圧部材から抜熱される抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定工程と、
前記熱量外乱を取得する熱量外乱取得工程と、
取得された前記熱量外乱に基づき、前記定着部材の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御工程と、を有し、
前記定着ニップを通過した記録媒体の情報が、予め設定された記録媒体の情報と異なる場合、
前記定着ニップを通過した記録媒体による抜熱量から予測された熱量外乱に基づき、フィードフォワード信号を変更する工程を有することを特徴とする定着装置の温度制御方法。
【請求項9】
加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて該記録媒体上の画像を定着する定着装置の温度制御において、
過去の定着時における記録媒体が前記定着ニップを通過する際に前記定着部材及び前記加圧部材から抜熱される抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定工程と、
前記熱量外乱を取得する熱量外乱取得工程と、
取得された前記熱量外乱に基づき、前記定着部材の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御工程と、を有し、
電源電圧が、定格電圧より低い場合、
前記予見制御工程によるフィードフォワード制御のタイミングを早めることを特徴とする定着装置の温度制御方法
【請求項10】
加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて該記録媒体上の画像を定着する定着装置の温度制御において、
過去の定着時における記録媒体が前記定着ニップを通過する際に前記定着部材及び前記加圧部材から抜熱される抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定工程と、
前記熱量外乱を取得する熱量外乱取得工程と、
取得された前記熱量外乱に基づき、前記定着部材の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御工程と、を有し、
電源電圧が、定格電圧より低い場合、
前記予見制御工程によるフィードフォワード出力を抑制することを特徴とする定着装置の温度制御方法。
【請求項11】
連続印刷時に、先行する記録媒体による抜熱量に基づき熱量外乱を予測する工程と、
予測された熱量外乱に基づき決定されたフィードフォワード信号を、後行の記録媒体が前記定着ニップを通過する前に前記加熱源に入力する工程と、を有することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の定着装置の温度制御方法。
【請求項12】
前記定着ニップを通過した記録媒体の情報が、予め設定された記録媒体の情報と異なる場合、前記定着ニップを通過した記録媒体による抜熱量から予測された熱量外乱に基づき、フィードフォワード信号を変更する工程を有することを特徴とする請求項７、９または１０に記載の定着装置の温度制御方法。
【請求項13】
電源電圧が、定格電圧より低い場合、前記予見制御工程によるフィードフォワード制御のタイミングを早めることを特徴とする請求項７、８または１０に記載の定着装置の温度制御方法。
【請求項14】
電源電圧が、定格電圧より低い場合、前記予見制御工程によるフィードフォワード出力を抑制することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の定着装置の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、定着装置、画像形成装置及び定着装置の温度制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる定着装置として、加熱源によって加熱される定着部材と、対向する加圧部材とが互いに接触して形成された定着ニップに、紙やＯＨＰ等の記録部材を通過させ、該記録部材上のトナー画像を熱と圧力によって定着するものが知られている。定着装置では、定着部材が所定の目標温度（定着温度）となるように制御されている。
【0003】
近年、省エネルギー化のために、定着部材を低熱容量化することで急速加熱を可能とし、予備加熱時間を大幅に短縮し、大気中への不要な放熱を低減した定着装置が主流となってきている。このような定着装置では、安定した定着性を確保するために、定着部材の温度検知手段からの温度情報に基づいたフィードバック制御が行われる。
【0004】
しかしながら、従来のＰＩＤ制御等を用いたフィードバック制御では、記録媒体の通過による定着部材の抜熱を補償できず、トナーを溶融するために必要な熱量が不足し、画像オフセット等の不具合が発生するという問題があった。
定着部材の抜熱量は、通紙される記録部材の種類（サイズ、厚さ等）によって変化するため、記録部材の情報に基づいて適切な目標温度を設定し制御する必要がある。
定着部材の抜熱量は、通紙される記録部材の種類（サイズ、厚さ等）によって変化するため、記録部材の情報に基づいて適切な目標温度を設定し制御する必要がある。
【0005】
これに対し、記録媒体の通紙による定着部材の急速な温度低下を抑える目的で、予め取得した記録媒体の情報に基づいて、記録媒体が定着ニップに通紙される前から定着部材の加熱制御を行うフィードフォワード制御を併用した制御方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、予め設定されたものとは異なる種類の記録媒体が通紙された場合、対応する定着部材の適切な温度制御が行われないため、熱量が不足して画像オフセットが発生したり、熱量が過剰となって記録媒体にしわやカールが発生したりする等、画像の品質低下を招くおそれがある。
【0007】
そこで本発明は、予め設定されたものとは異なる種類の記録媒体が通紙された場合であっても、定着時の温度制御を適切に行うことができ、印刷画像の品質低下を防止可能な定着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】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップを形成する加圧部材とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて該記録媒体上の画像を定着する定着装置において、過去の定着時における記録媒体が前記定着ニップを通過する際に前記定着部材及び前記加圧部材から抜熱される抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定手段と、前記熱量外乱を取得する熱量外乱取得手段と、取得された前記熱量外乱に基づき、前記定着部材の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御手段と、を備え、連続印刷時に、前記熱量外乱推定手段が、先行する記録媒体による抜熱量に基づき熱量外乱を予測し、前記予見制御手段が、後行の記録媒体が前記定着ニップを通過する前にフィードフォワード信号を前記加熱源に入力することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、予め設定されたものとは異なる種類の記録媒体が通紙された場合であっても、定着時の温度制御を適切に行うことができ、印刷画像の品質低下を防止可能な定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部構成の説明図である。
【図2】本発明の実施形態に係る第１の定着装置の断面図である。
【図3】定着装置の一例を示す斜視図である。
【図5】定着ベルトモジュールの外観斜視図である。
【図7】定着装置の一例を示す側面図である。
【図8】定着装置の主要構成部材の長手方向の位置関係を示す説明図である。
【図9】加熱源の発熱パターンの例を示す平面図である。
【図10】本発明の実施形態に係る第２の定着装置の断面図である。
【図11】本発明の実施形態に係る第３の定着装置の断面図である。
【図12】本発明の実施形態に係る第４の定着装置の断面図である。
【図13】本発明の定着装置の温度制御方法に係る制御のブロック図である。
【図14】本発明の定着装置の温度制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図15】（Ａ）は実施例１及び比較例１の印刷結果の評価を示す表であり、（Ｂ）は実施例１の熱量外乱を示すグラフであり、（Ｃ）は実施例１のフィードフォワード信号（Ｃ）を示すグラフである。
【図16】（Ａ）は実施例２及び比較例２の印刷結果の評価を示す表であり、（Ｂ）は実施例２の熱量外乱を示すグラフであり、（Ｃ）は実施例２のフィードフォワード信号（Ｃ）を示すグラフである。
【図17】（Ａ）は実施例３及び比較例３の印刷結果の評価を示す表であり、（Ｂ）は実施例３の熱量外乱を示すグラフであり、（Ｃ）は実施例３のフィードフォワード信号（Ｃ）を示すグラフである。
【図18】（Ａ）は実施例４及び比較例４の印刷結果の評価を示す表であり、（Ｂ）は実施例４の熱量外乱を示すグラフであり、（Ｃ）は実施例４のフィードフォワード信号（Ｃ）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明に係る定着装置、画像形成装置及び定着装置の温度制御方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【0012】
［画像形成装置］
図１は、後述する本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態としてのレーザプリンタの要部構成の説明図であり、原理を単純化して図示したものである。
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、給紙手段４と、レジストローラ対６と、像担持体としての感光体ドラム８と、転写手段１０と、定着装置１とを備えている。
図１は、後述する本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態としてのレーザプリンタの要部構成の説明図であり、原理を単純化して図示したものである。
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、給紙手段４と、レジストローラ対６と、像担持体としての感光体ドラム８と、転写手段１０と、定着装置１とを備えている。
【0013】
給紙手段４は、記録媒体（以下、「用紙」ともいう）Ｓが積載状態で収容される給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４に収容された用紙Ｓを最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ１６を有している。
給紙コロ１６によって送り出された用紙Ｓはレジストローラ対６で一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム８の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体ドラム８上に形成されたトナー像の先端と用紙Ｓの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対６により転写部位Ｔへ送られる。
給紙コロ１６によって送り出された用紙Ｓはレジストローラ対６で一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム８の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体ドラム８上に形成されたトナー像の先端と用紙Ｓの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対６により転写部位Ｔへ送られる。
【0014】
感光体ドラム８の周りには、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１８と、図示しない露光手段の一部を構成するミラー２０と、現像ローラ２２ａを備えた現像手段２２と、転写手段１０と、クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング手段２４が配置されている。
【0015】
帯電ローラ１８と現像手段２２の間において、ミラー２０を介して感光体ドラム８上の露光部２６に露光光Ｌｂが照射され、走査されるようになっている。
プリンタにおける画像形成動作は従来と同様に行われる。
すなわち、感光体ドラム８が回転を始めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光部２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
この静電潜像は感光体ドラム８の回転により現像手段２２へ移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。
プリンタにおける画像形成動作は従来と同様に行われる。
すなわち、感光体ドラム８が回転を始めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光部２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
この静電潜像は感光体ドラム８の回転により現像手段２２へ移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。
【0016】
感光体ドラム８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位Ｔに進入してきた用紙Ｓ上に転写手段１０による転写バイアス印加により転写される。
トナー像を担持した用紙Ｓは定着装置１へ向けて搬送され、定着装置１で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。
トナー像を担持した用紙Ｓは定着装置１へ向けて搬送され、定着装置１で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。
【0017】
転写部位Ｔで転写されずに感光体ドラム８上に残った残留トナーは、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニング手段２４に至り、このクリーニング手段２４を通過する間にクリーニングブレード２４ａにより掻き落とされて清掃される。
その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
【0018】
【0019】
本実施形態の定着装置は、図２に示すように、加熱源であるヒータ５０によって加熱される定着部材（以下、「定着ベルト」ともいう）２８と、定着部材２８との間で定着ニップＮを形成する加圧部材（以下、「加圧ローラ」ともいう）３０とを備えている。
定着装置は、定着ニップＮに記録媒体Ｓを通過させて該記録媒体上の画像を定着する。
定着装置は、定着ニップＮに記録媒体Ｓを通過させて該記録媒体上の画像を定着する。
【0020】
定着ベルト２８は、例えば、外径が２５ｍｍで厚みが４０～１２０μｍのポリイミド（ＰＩ）製の基体を有している。また、定着ベルト２８の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５～５０μｍの離型層が形成される。基体と離型層の間には、厚さ５０～５００μｍのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。
また、定着ベルト２８の基体はポリイミドに限定されず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂や、ニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。内周面には、摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。
また、定着ベルト２８の基体はポリイミドに限定されず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂や、ニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。内周面には、摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。
【0021】
加圧ローラ３０は、例えば外径が２５ｍｍであり、中実の鉄製芯金３０ａと、この芯金３０ａの表面に形成された弾性層３０ｂと、弾性層３０ｂの外側に形成された離型層３０ｃとで構成されている。弾性層３０ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは、例えば３．５ｍｍである。弾性層３０ｂの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層３０ｃを形成するのが望ましい。
加圧ローラ３０は、付勢手段により定着ベルト２８に対して圧接している。
加圧ローラ３０は、付勢手段により定着ベルト２８に対して圧接している。
【0022】
定着ベルト２８の内側に、ステー６１及びヒータホルダ５３が軸線方向に配設されている。ステー６１は金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が加熱装置の両側板に支持されている。ステー６１は加圧ローラ３０の押圧力を確実に受けとめて定着ニップＮを安定的に形成する。
【0023】
ヒータホルダ５３は、加熱源であるヒータ５０の基材５０ｂを保持するためのもので、ステー６１によって支持されている。ヒータホルダ５３は好ましくはＬＣＰなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成することができ、これにより熱伝達が減って効率的に定着ベルト２８を加熱することができる。
ヒータホルダ５３の形状は、発熱抵抗体５０ａとの接触を回避するために、基材５０ｂの短手方向両端部付近の各２箇所のみを支持する形状にしている。これにより、ヒータホルダ５３に流れる熱量をさらに低減し、効率的に定着ベルト２８を加熱することができる。
ヒータホルダ５３の形状は、発熱抵抗体５０ａとの接触を回避するために、基材５０ｂの短手方向両端部付近の各２箇所のみを支持する形状にしている。これにより、ヒータホルダ５３に流れる熱量をさらに低減し、効率的に定着ベルト２８を加熱することができる。
【0024】
図３及び図４に本実施形態の定着装置（定着ユニット）の斜視図を示す。図４は、図３の分解斜視図である。
定着装置は、第１のフレーム部材７１と第２のフレーム部材７２とが接合された枠の内側に、加圧ローラ３０及び定着ベルト２８を含む定着ベルトモジュール２９が配設されている。
定着装置は、第１のフレーム部材７１と第２のフレーム部材７２とが接合された枠の内側に、加圧ローラ３０及び定着ベルト２８を含む定着ベルトモジュール２９が配設されている。
【0025】
第１のフレーム部材７１は、コの字型の板金で形成されている。本実施形態において、第１のフレーム部材７１は一枚の板金を曲げて形成されているが、例えば、側板と橋渡しの板のような２～３点の部材をネジなどで締結して形成されたものでもよい。
第１のフレーム部材７１にはＵ字状の切欠部が二箇所形成され、端部にすべり軸受からなる加圧軸受７３が設けられている。加圧軸受７３に加圧ローラの芯金３０ａが嵌合し、加圧ローラ３０が回転可能に保持される。なお、加圧軸受７３は玉軸受であってもよい。
加圧ローラ３０の一端には加圧ギヤ３９が設けられ、画像形成装置本体側に設けられたギヤと連結して回転する。
第１のフレーム部材７１にはＵ字状の切欠部が二箇所形成され、端部にすべり軸受からなる加圧軸受７３が設けられている。加圧軸受７３に加圧ローラの芯金３０ａが嵌合し、加圧ローラ３０が回転可能に保持される。なお、加圧軸受７３は玉軸受であってもよい。
加圧ローラ３０の一端には加圧ギヤ３９が設けられ、画像形成装置本体側に設けられたギヤと連結して回転する。
【0026】
定着ベルトモジュール２９は、第１のフレーム部材７１の切欠部にスライド挿入される。第１のフレーム部材７１と締結される第２のフレーム部材７２と定着ベルトモジュール２９との間には、加圧バネ（圧縮バネ）７６を設ける。加圧バネ７６により定着ベルトモジュール２９を加圧ローラ３０に付勢し、定着ニップＮを形成する。
加圧バネ７６は、定着ベルトモジュール２９を直接付勢してもよいし、間にレバー部材等を介してもよい。レバー部材を介すことにより、テコの原理で弱いバネで大きな加圧力を得ることができる。
加圧バネ７６は、定着ベルトモジュール２９を直接付勢してもよいし、間にレバー部材等を介してもよい。レバー部材を介すことにより、テコの原理で弱いバネで大きな加圧力を得ることができる。
【0027】
図５及び図６に定着ベルトモジュール２９の斜視図を示す。図６は、図５の分解斜視図である。
定着ベルトモジュール２９は、ヒータ５０、ヒータホルダ５３、左フランジ７４、右フランジ７５、及びこれらに内周面を支持された定着ベルト２８からなる。
定着ベルトモジュール２９は、ヒータ５０、ヒータホルダ５３、左フランジ７４、右フランジ７５、及びこれらに内周面を支持された定着ベルト２８からなる。
【0028】
ヒータ５０は、ヒータホルダ５３に装着される。
ヒータホルダ５３のヒータ５０が配設されていない面は、ヒータホルダ５３よりも剛性の高い板金からなるステー６１に支持される。ヒータホルダ５３の長手方向両端部には、フランジ（左フランジ７４、右フランジ７５）が設けられている。フランジは、定着ベルト２８の内周面に当接して回動をガイドするとともに、端部と突き当ることで蛇行を防止するように規制している。
ヒータホルダ５３のヒータ５０が配設されていない面は、ヒータホルダ５３よりも剛性の高い板金からなるステー６１に支持される。ヒータホルダ５３の長手方向両端部には、フランジ（左フランジ７４、右フランジ７５）が設けられている。フランジは、定着ベルト２８の内周面に当接して回動をガイドするとともに、端部と突き当ることで蛇行を防止するように規制している。
【0029】
ヒータ５０及びヒータホルダ５３は長手方向の位置決め形状Ｐ１を有し、ヒータホルダ５３と左フランジ７４は長手方向の位置決め形状Ｐ２を有している。位置決め形状Ｐ１及びＰ２は、長手方向一方端部側（本実施形態では左側）にのみ設けることで、熱膨張による変形の影響を緩和することができる。
ステー６１は、左フランジ７４及び右フランジ７５と、ガタつきを有した状態で嵌合する。
ステー６１は、左フランジ７４及び右フランジ７５と、ガタつきを有した状態で嵌合する。
【0030】
図１０に本実施形態の定着装置（定着ユニット）の側面図を示す。
加圧ローラ３０は、加圧ギヤ３９（図示省略）が画像形成装置本体のギヤと噛み合って回転することにより、図中矢印Ｄ１の方向に回転する。
定着ベルト（図示省略）２８は、加圧ローラ３０に従動して矢印Ｄ２の方向に回転する。定着ベルト２８は、定着ベルトモジュール２９を構成する部材と摺動する内周面にグリスやオイル等を介在させることにより、摺動性を高めることができる。
加圧ローラ３０は、加圧ギヤ３９（図示省略）が画像形成装置本体のギヤと噛み合って回転することにより、図中矢印Ｄ１の方向に回転する。
定着ベルト（図示省略）２８は、加圧ローラ３０に従動して矢印Ｄ２の方向に回転する。定着ベルト２８は、定着ベルトモジュール２９を構成する部材と摺動する内周面にグリスやオイル等を介在させることにより、摺動性を高めることができる。
【0031】
図９に、加熱源であるヒータ５０の概略構成を示す。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ異なる発熱体パターンの例を示したものである。
ヒータ５０は、ヒータ基材５０ｂ上に配置された発熱体５０ａ（素子５０１～５０８）を有し、さらに発熱体５０ａより抵抗値の小さな導体パターン５０ｄ、電極部（５０ｅ、５０ｆ）を有し、それらを覆うように絶縁層５２が形成されている。
ヒータ５０は、ヒータ基材５０ｂ上に配置された発熱体５０ａ（素子５０１～５０８）を有し、さらに発熱体５０ａより抵抗値の小さな導体パターン５０ｄ、電極部（５０ｅ、５０ｆ）を有し、それらを覆うように絶縁層５２が形成されている。
【0032】
ヒータ基板５０ｂの材料としては、耐熱性および絶縁性に優れたものが好ましく、例えば、アルミナや窒化アルミなどのセラミック、ガラス、マイカ等が挙げられる。また、金属などの導電材料の上に絶縁性材料を積層したものでもよい。
これらの中でも、コスト面では低コストのアルミやステンレス等が好ましい。一方、定着部材の均熱性を高め、画像品質を高める観点では、銅、グラファイト、グラフェン等の高熱伝導率の材料が好ましい。
本実施形態のヒータ基板５０ｂとしては、短手幅８ｍｍ、長手幅２７０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのアルミナ基材を使用している。
これらの中でも、コスト面では低コストのアルミやステンレス等が好ましい。一方、定着部材の均熱性を高め、画像品質を高める観点では、銅、グラファイト、グラフェン等の高熱伝導率の材料が好ましい。
本実施形態のヒータ基板５０ｂとしては、短手幅８ｍｍ、長手幅２７０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのアルミナ基材を使用している。
【0033】
発熱体５０ａは、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷等によりヒータ基板５０ｂに塗工し、その後の焼成することによって形成することができる。
本実施形態の発熱体５０ａの発熱体素子５０１～５０８は、それぞれ抵抗値を常温で８０Ωとした。
発熱体５０ａの材料は、上述の例以外に、銀合金（ＡｇＰｔ）や酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）の抵抗材料を用いてもよい。
本実施形態の発熱体５０ａの発熱体素子５０１～５０８は、それぞれ抵抗値を常温で８０Ωとした。
発熱体５０ａの材料は、上述の例以外に、銀合金（ＡｇＰｔ）や酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）の抵抗材料を用いてもよい。
【0034】
導電パターン５０ｄ及び電極部（５０ｅ、５０ｆ）は、銀（Ａｇ）または銀パラジウム（ＡｇＰｄ）をスクリーン印刷することにより形成される。
【0035】
絶縁層５２は、厚さ７５μｍの耐熱性ガラスにより形成される。
絶縁層５２は、ヒータ基材５０ｂ上の発熱体５０ａ及び導体パターン５０ｄを覆うように形成され、絶縁性とともに、定着ベルト２８の内周面との摺動性が確保される。
ヒータ５０は絶縁層５２側で定着ベルト２８に当接し、伝熱により定着ベルト２８の温度を上昇させ、定着ニップＮに搬送される用紙Ｓ上の未定着画像を加熱する。
絶縁層５２は、ヒータ基材５０ｂ上の発熱体５０ａ及び導体パターン５０ｄを覆うように形成され、絶縁性とともに、定着ベルト２８の内周面との摺動性が確保される。
ヒータ５０は絶縁層５２側で定着ベルト２８に当接し、伝熱により定着ベルト２８の温度を上昇させ、定着ニップＮに搬送される用紙Ｓ上の未定着画像を加熱する。
【0036】
発熱体５０ａは、長手方向に分割された複数の発熱体素子５０１～５０８からなるパターンを有し、各発熱体素子５０１～５０８は、それぞれ電気的に並列に接続されている。
発熱体５０ａは、ＰＴＣ（正の温度抵抗係数）特性を有する材料からなり、温度が上昇すると抵抗値が上昇（ヒータ出力が低下）する特徴を備えている。
これにより、発熱体５０ａの幅よりも狭い用紙Ｓを印刷した場合、用紙Ｓの紙幅より外側の発熱体素子は用紙Ｓに熱を奪われないため、温度が上昇し、抵抗値が上昇する。各発熱体素子５０１～５０８にかかる電圧は一定なので、相対的に紙幅より外側の発熱体素子の出力が低下し、温度上昇が抑制される。
発熱体素子を直列に接続した場合は、紙幅より外側の発熱体素子の温度上昇を抑制するために、連続印刷時に印刷速度を低下させる必要があるが、本実施形態のように発熱体素子を並列に接続した場合は、印刷速度を低下させる必要は無い。
発熱体５０ａは、ＰＴＣ（正の温度抵抗係数）特性を有する材料からなり、温度が上昇すると抵抗値が上昇（ヒータ出力が低下）する特徴を備えている。
これにより、発熱体５０ａの幅よりも狭い用紙Ｓを印刷した場合、用紙Ｓの紙幅より外側の発熱体素子は用紙Ｓに熱を奪われないため、温度が上昇し、抵抗値が上昇する。各発熱体素子５０１～５０８にかかる電圧は一定なので、相対的に紙幅より外側の発熱体素子の出力が低下し、温度上昇が抑制される。
発熱体素子を直列に接続した場合は、紙幅より外側の発熱体素子の温度上昇を抑制するために、連続印刷時に印刷速度を低下させる必要があるが、本実施形態のように発熱体素子を並列に接続した場合は、印刷速度を低下させる必要は無い。
【0037】
発熱体素子５０１～５０８を長手方向に並列に配置する場合は、各素子間に絶縁性を確保するための空間が生じ、発熱量低下が発生する。
このため、本実施形態では、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）のように各発熱体素子の端部を長手方向でオーバーラップさせた配置とすることにより、発熱量低下の影響を抑制する。
図９（Ａ）は、発熱体素子５０１～５０８の端部にＬ字状の切り欠きによる段部を形成し、当該段部を隣接する抵抗発熱体の端部の段部とオーバーラップさせている。
図９（Ｂ）は、発熱体素子５０１～５０８の端部に斜めの切り欠きによる傾斜部を形成し、当該傾斜部を隣接する抵抗発熱体の端部の傾斜部とオーバーラップさせている。
また、発熱体素子５０１～５０８は、所望の出力(抵抗値)が得られるように発熱体の材料を折り返して形成してもよい。
このため、本実施形態では、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）のように各発熱体素子の端部を長手方向でオーバーラップさせた配置とすることにより、発熱量低下の影響を抑制する。
図９（Ａ）は、発熱体素子５０１～５０８の端部にＬ字状の切り欠きによる段部を形成し、当該段部を隣接する抵抗発熱体の端部の段部とオーバーラップさせている。
図９（Ｂ）は、発熱体素子５０１～５０８の端部に斜めの切り欠きによる傾斜部を形成し、当該傾斜部を隣接する抵抗発熱体の端部の傾斜部とオーバーラップさせている。
また、発熱体素子５０１～５０８は、所望の出力(抵抗値)が得られるように発熱体の材料を折り返して形成してもよい。
【0038】
図８は、定着装置の主要構成部材の長手方向の位置関係を示す説明図である。
ヒータ５０の長手方向の発熱領域は、用紙Ｓの紙幅よりも長く設けることが好ましい。
図中、用紙Ｓよりも長い部分を「Ｌ」で示している。具体的には、本実施形態の定着装置で通紙可能な最大サイズであるレターサイズ２１６ｍｍ幅に対し、Ｌが０．５～７ｍｍ(発熱体５０ａの長さが２１７～２３０ｍｍ)であることが好ましく、Ｌが１．０～５ｍｍ(発熱体５０ａの長さが２１９～２２６ｍｍ)であることがより好ましい。
これにより、装置立ち上げ直後の長手方向端部の温度低下や、連続通紙時における紙幅より外側の過昇温の発生を防止することができる。
ヒータ５０の長手方向の発熱領域は、用紙Ｓの紙幅よりも長く設けることが好ましい。
図中、用紙Ｓよりも長い部分を「Ｌ」で示している。具体的には、本実施形態の定着装置で通紙可能な最大サイズであるレターサイズ２１６ｍｍ幅に対し、Ｌが０．５～７ｍｍ(発熱体５０ａの長さが２１７～２３０ｍｍ)であることが好ましく、Ｌが１．０～５ｍｍ(発熱体５０ａの長さが２１９～２２６ｍｍ)であることがより好ましい。
これにより、装置立ち上げ直後の長手方向端部の温度低下や、連続通紙時における紙幅より外側の過昇温の発生を防止することができる。
【0039】
ヒータ５０とヒータホルダ５３は、上述のように図中左側に位置決め形状Ｐ１及びＰ２を有している。
位置決め形状Ｐ１は、ヒータ５０の凹部にヒータホルダ５３の凸部が嵌合する構成である。
位置決め形状Ｐ２は、左フランジ７４に形成された溝部をヒータホルダ５３が挟む構成である。
位置決め形状Ｐ３は、第２のフレーム７２に形成された開口部に、画像形成装置本体の凸部が嵌合する構成である。
また、第１のフレーム部材７１の凸形状が第２のフレーム部材７２の孔部に嵌合して固定される。
これらの位置決めを設けることにより、ヒータ５０の位置精度が向上する。
位置決め形状Ｐ１は、ヒータ５０の凹部にヒータホルダ５３の凸部が嵌合する構成である。
位置決め形状Ｐ２は、左フランジ７４に形成された溝部をヒータホルダ５３が挟む構成である。
位置決め形状Ｐ３は、第２のフレーム７２に形成された開口部に、画像形成装置本体の凸部が嵌合する構成である。
また、第１のフレーム部材７１の凸形状が第２のフレーム部材７２の孔部に嵌合して固定される。
これらの位置決めを設けることにより、ヒータ５０の位置精度が向上する。
【0040】
給電コネクタ５４は、熱膨張による変形でヒータ５０との位置関係が変化しないよう、位置決め形状Ｐ１及びＰ２が設けられた側（図中、長手方向の左側）に設けることが好ましい。
また、加圧ギヤ３９のギヤ噛合により発生する熱によって温度が上昇しないよう、加圧ギヤ３９は給電コネクタ５４が設けられていない側（図中、長手方向の右側）に設けることが好ましい。また、このような配置とすることで、加圧ギヤ３９をフレーム側板に近づけることができ、剛性が高まるため芯金３０ａを細くすることが可能となり、軽量化や低コスト化を実現することができる。(加圧軸受７３に固定され、加圧ギヤ３９に力がかかる片持ち梁状態となる)。
また、加圧ギヤ３９のギヤ噛合により発生する熱によって温度が上昇しないよう、加圧ギヤ３９は給電コネクタ５４が設けられていない側（図中、長手方向の右側）に設けることが好ましい。また、このような配置とすることで、加圧ギヤ３９をフレーム側板に近づけることができ、剛性が高まるため芯金３０ａを細くすることが可能となり、軽量化や低コスト化を実現することができる。(加圧軸受７３に固定され、加圧ギヤ３９に力がかかる片持ち梁状態となる)。
【0041】
定着装置は、ヒータ５０、定着ベルト２８、加圧ローラ３０のいずれかの温度を接触もしくは非接触で測定する温度検知手段（サーミスタ）３４を有する。サーミスタ３４は、位置精度を高めるために位置決め形状Ｐ１及びＰ２が設けられた側（図中、長手方向の左側）に設けることが好ましい。
ヒータ５０の裏面にサーミスタ３４を接触または近接させる場合、ヒータ５０の裏面に別途ガラスやセラミック等からなる絶縁部材を設けてもよい。
ヒータ５０の裏面にサーミスタ３４を接触または近接させる場合、ヒータ５０の裏面に別途ガラスやセラミック等からなる絶縁部材を設けてもよい。
【0042】
サーミスタ３４により検知された温度は、電力制御部に入力される。電力制御部は、検知された温度に基いて、各発熱体素子５０１～５０８が所定目標温度になるように電極部（５０ｅ、５０ｆ）に対する供給電流を制御する。
電力制御部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータで構成することができる。
用紙Ｓを定着ニップＮに通紙すると、通紙による抜熱（用紙への熱移動分）が発生するので、抜熱量も考慮して供給電流を制御することで、定着ベルト２８の温度を所望の温度に制御することができる。
本発明に係る定着装置の温度制御方法の詳細は後述する。
電力制御部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータで構成することができる。
用紙Ｓを定着ニップＮに通紙すると、通紙による抜熱（用紙への熱移動分）が発生するので、抜熱量も考慮して供給電流を制御することで、定着ベルト２８の温度を所望の温度に制御することができる。
本発明に係る定着装置の温度制御方法の詳細は後述する。
【0043】
【0044】
第２の定着装置は、図１０に示すように、加圧ローラ３０と反対側に押圧ローラ４０を有し、当該押圧ローラ４０とヒータ５０との間で定着ベルト２８を挟んで加熱する。
定着ベルト２８の内側には、ニップ形成部材３２が設けられている。
ニップ形成部材３２は、定着ベルト２８を介して加圧ローラ３０と当接し、定着ニップＮを形成している。
定着ベルト２８の内側には、ニップ形成部材３２が設けられている。
ニップ形成部材３２は、定着ベルト２８を介して加圧ローラ３０と当接し、定着ニップＮを形成している。
【0045】
第３の定着装置は、図１１に示すように、ヒータ５０が定着ニップＮではない部位を加熱している。また、上述の第２の定着装置のように押圧ローラ４０を備えていない。このため、定着ベルト２８の内側に配設されたヒータ５０を、定着ベルト２８の曲率に合わせて湾曲させ、ヒータ５０と定着ベルト２８との周方向の接触部位を長くすることにより加熱される領域を確保している。
【0046】
第４の定着装置は、図１２に示すように、定着ニップである第１のニップＮ１と、加熱ニップである第２のニップＮ２とが設けられている。
すなわち、加圧ローラ３０の定着ベルト２８との当接部とは反対側に、ニップ形成部材３２とステー６１を配置し、これらを内包するように加圧ベルト３１を周回可能に配設している。加圧ベルト３１と加圧ローラ３０との間の定着ニップＮ１に用紙Ｓを通紙して、用紙Ｓ上のトナー像を加熱・定着する。
すなわち、加圧ローラ３０の定着ベルト２８との当接部とは反対側に、ニップ形成部材３２とステー６１を配置し、これらを内包するように加圧ベルト３１を周回可能に配設している。加圧ベルト３１と加圧ローラ３０との間の定着ニップＮ１に用紙Ｓを通紙して、用紙Ｓ上のトナー像を加熱・定着する。
【0047】
［定着装置の温度制御方法］
（装置構成）
本発明に係る定着装置は、記録媒体Ｓが定着ニップＮを通過する際に定着部材（定着ベルト）２８及び加圧部材（加圧ローラ）３０から抜熱される抜熱量を熱量外乱として取得する手段と、過去の定着時における記録媒体Ｓによる抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定手段と、熱量外乱推定手段により予測された熱量外乱に基づき、定着部材（定着ベルト）２８の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御手段と、を備える。
（装置構成）
本発明に係る定着装置は、記録媒体Ｓが定着ニップＮを通過する際に定着部材（定着ベルト）２８及び加圧部材（加圧ローラ）３０から抜熱される抜熱量を熱量外乱として取得する手段と、過去の定着時における記録媒体Ｓによる抜熱量に基づき熱量外乱を予測する熱量外乱推定手段と、熱量外乱推定手段により予測された熱量外乱に基づき、定着部材（定着ベルト）２８の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する予見制御手段と、を備える。
【0048】
本実施形態に係る温度制御は、フィードフォワード制御を行うものであり、熱量外乱を検知する手段と、熱量外乱を予測する手段と、予測された熱量外乱に基づき操作量を決定する手段を備える。フィードフォワード制御の信号の流れは、熱量外乱の検知から操作量の決定という一方向の制御方式であるため、目標温度を維持するためにフィードバック制御と併用する。
【0049】
図１３に、本発明に係る定着装置の温度制御の概要を示す。
図１３のブロック図に示す本実施形態に係る制御手段は、定着システム８０、ＦＢ（フィードバック）コントローラ８１、ＦＦ（フィードフォワード）コントローラ８２を備え、ＦＦコントローラとして熱量外乱推定手段８３、熱量外乱取得手段８４、予見制御手段８５を備えている。
記録媒体Ｓが定着ニップＮに通紙される前に、熱量外乱推定手段８３が熱量外乱を推定し、定着ベルト２８の温度変動（温度リップルや温度低下）を抑制するように予見制御手段８５からヒータ電力を入力する。
図１３のブロック図に示す本実施形態に係る制御手段は、定着システム８０、ＦＢ（フィードバック）コントローラ８１、ＦＦ（フィードフォワード）コントローラ８２を備え、ＦＦコントローラとして熱量外乱推定手段８３、熱量外乱取得手段８４、予見制御手段８５を備えている。
記録媒体Ｓが定着ニップＮに通紙される前に、熱量外乱推定手段８３が熱量外乱を推定し、定着ベルト２８の温度変動（温度リップルや温度低下）を抑制するように予見制御手段８５からヒータ電力を入力する。
【0050】
記録媒体Ｓの熱量外乱推定には、外乱オブザーバを用いる。
熱量外乱取得手段８４は、外乱オブザーバの予測した熱量外乱を取得する。
外乱オブザーバは、制御対象の定着システム８０に侵入する熱量外乱を制御対象の状態の一部として推定するものであり、制御対象の入力と出力を監視して熱量外乱を計測し、定着システム８０の制御にフィードバックする仕組みである。
熱量外乱推定手段８３は、定着システム８０に入力される入力（操作量）と、各部材の温度出力（制御量）に基づいて予測を行う。この予測情報は、次の印刷の際に用いられる。
熱量外乱取得手段８４は、外乱オブザーバの予測した熱量外乱を取得する。
外乱オブザーバは、制御対象の定着システム８０に侵入する熱量外乱を制御対象の状態の一部として推定するものであり、制御対象の入力と出力を監視して熱量外乱を計測し、定着システム８０の制御にフィードバックする仕組みである。
熱量外乱推定手段８３は、定着システム８０に入力される入力（操作量）と、各部材の温度出力（制御量）に基づいて予測を行う。この予測情報は、次の印刷の際に用いられる。
【0051】
本実施形態では、予測情報の熱量外乱に基づいて、定着システム８０に印加される熱量外乱を最小にするためのフィードフォワード信号（操作量である電力）を決定する。
熱量外乱を最小にすることにより、定着ベルト２８の通紙時における温度の変動（リップルや温度の落ち込み）を抑制し、目標温度と予測温度との偏差を縮小し、定着動作時の消費エネルギーを低減することができる。
これにより、安定した定着を実現することができ、印刷画像の品質低下を防止することができる。
熱量外乱を最小にすることにより、定着ベルト２８の通紙時における温度の変動（リップルや温度の落ち込み）を抑制し、目標温度と予測温度との偏差を縮小し、定着動作時の消費エネルギーを低減することができる。
これにより、安定した定着を実現することができ、印刷画像の品質低下を防止することができる。
【0052】
また、本実施形態の定着装置は、連続印刷時に、熱量外乱推定手段８３が、先行する記録媒体Ｓによる抜熱量に基づき熱量外乱を予測し、予見制御手段８５が、後行の記録媒体Ｓが定着ニップＮを通過する前にフィードフォワード信号を加熱源であるヒータ５０に入力する。
【0053】
定着ニップＮを通過した記録媒体Ｓの情報が、予め設定された記録媒体Ｓの情報と異なる場合、予見制御手段８５は、定着ニップＮを通過した記録媒体Ｓによる抜熱量から予測された熱量外乱に基づき、フィードフォワード信号を変更する。
ここで、記録媒体Ｓの情報とは、定着時の抜熱量に影響を与える要素であり、例えば、記録媒体Ｓの厚さ、記録媒体Ｓの長さ等が挙げられる。
ここで、記録媒体Ｓの情報とは、定着時の抜熱量に影響を与える要素であり、例えば、記録媒体Ｓの厚さ、記録媒体Ｓの長さ等が挙げられる。
【0054】
また、定着を行う際の電源電圧が定格電圧より低い場合は、予見制御手段８５によるフィードフォワード制御のタイミングを早めることが好ましい。
さらに、定着を行う際の電源電圧が定格電圧より低い場合は、予見制御手段８５によるフィードフォワード出力としての電力を抑制することが好ましい。
さらに、定着を行う際の電源電圧が定格電圧より低い場合は、予見制御手段８５によるフィードフォワード出力としての電力を抑制することが好ましい。
【0055】
（温度制御方法）
本発明に係る定着装置の温度制御方法は、定着ニップＮを通過する際に定着部材（定着ベルト）２８及び加圧部材（加圧ローラ）３０から抜熱される抜熱量を熱量外乱として取得する工程と、過去の定着時における記録媒体Ｓによる抜熱量に基づき熱量外乱を予測する工程と、熱量外乱推定手段８３により予測された熱量外乱に基づき、定着部材２８の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する工程と、を有する。
本発明に係る定着装置の温度制御方法は、定着ニップＮを通過する際に定着部材（定着ベルト）２８及び加圧部材（加圧ローラ）３０から抜熱される抜熱量を熱量外乱として取得する工程と、過去の定着時における記録媒体Ｓによる抜熱量に基づき熱量外乱を予測する工程と、熱量外乱推定手段８３により予測された熱量外乱に基づき、定着部材２８の温度変動を抑制するためのフィードフォワード信号を決定する工程と、を有する。
【0056】
図１４のフローチャートは、本実施形態の温度制御方法の流れの一例として、連続印刷時の制御の流れを示したものである。
まず、装置に対して記録媒体Ｓの情報（厚さやサイズ等）が設定され（ステップＳ００１）、連続印刷が開始される（ステップＳ００２）。
最初に通紙される記録媒体Ｓの印刷においては、ステップＳ００１で設定された情報に基づいて予測された熱量外乱に基づき温度制御された定着装置にて定着が行われる（ステップＳ００３及びＳ００４）。
まず、装置に対して記録媒体Ｓの情報（厚さやサイズ等）が設定され（ステップＳ００１）、連続印刷が開始される（ステップＳ００２）。
最初に通紙される記録媒体Ｓの印刷においては、ステップＳ００１で設定された情報に基づいて予測された熱量外乱に基づき温度制御された定着装置にて定着が行われる（ステップＳ００３及びＳ００４）。
【0057】
ステップＳ００４の１枚目（ｎ＝１）の印刷時における熱量外乱を取得し（ステップＳ００５）、この熱量外乱に基づき２枚目（ｎ＋１、ｎ＝１）の熱量外乱を予測する（ステップＳ００６）。予測された熱量外乱に基づきフィードフォワード信号を決定し（ステップＳ００７）、決定されたフィードフォワード信号を、２枚目の記録媒体Ｓが定着ニップＮを通過する前に前記加熱源に入力する。
【0058】
連続印刷を継続するか否かを判断し（ステップＳ００９）、印刷を継続する場合はステップＳ００５に戻り、以降、ステップＳ００６の先行する記録媒体（ｎ枚目）による抜熱量に基づき熱量外乱を予測する工程と、ステップＳ００７の後行の記録媒体（ｎ＋１枚目）の熱量外乱を予測する工程を行う。
印刷を継続しない場合は印刷を終了する。
印刷を継続しない場合は印刷を終了する。
【0059】
このように、本実施形態の温度制御方法では、連続印刷時に、先行する記録媒体Ｓによる抜熱量に基づき熱量外乱を予測する工程と、予測された熱量外乱に基づき決定されたフィードフォワード信号を、後行の記録媒体が定着ニップＮを通過する前に加熱源であるヒータ５０に入力する工程と、を有する。
ここで、定着ニップＮを通過した先行の記録媒体Ｓの情報が、予め設定された記録媒体Ｓの情報と異なる場合、実際に定着ニップＮを通過した記録媒体Ｓによる抜熱量から予測された熱量外乱に基づき、フィードフォワード信号を変更する工程を有する。
ここで、定着ニップＮを通過した先行の記録媒体Ｓの情報が、予め設定された記録媒体Ｓの情報と異なる場合、実際に定着ニップＮを通過した記録媒体Ｓによる抜熱量から予測された熱量外乱に基づき、フィードフォワード信号を変更する工程を有する。
【0060】
上述の構成により、予め設定されたものとは異なる種類の記録媒体が通紙された場合であっても、定着時の温度制御を適切に行うことができ、熱量が不足して画像オフセットが発生したり、熱量が過剰となって記録媒体にしわやカールが発生したりする等の印刷画像の品質低下を防止することができる。
【0061】
［実施例］
（実施例１）
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体に対する連続印刷を行った。
印刷に使用する記録媒体の情報として、紙厚の区分「薄紙（坪量が５９ｇ／ｍ２以下の記録媒体）」を選択し、画像形成装置に設定した。
一方、給紙トレイには、紙厚の区分では「厚紙」に該当する坪量が１０５ｇ／ｍ２以上の記録媒体をセットした。
（実施例１）
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体に対する連続印刷を行った。
印刷に使用する記録媒体の情報として、紙厚の区分「薄紙（坪量が５９ｇ／ｍ２以下の記録媒体）」を選択し、画像形成装置に設定した。
一方、給紙トレイには、紙厚の区分では「厚紙」に該当する坪量が１０５ｇ／ｍ２以上の記録媒体をセットした。
【0062】
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。
実際には「厚紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が不足し、１枚目ではコールドオフセット画像が生じた。
２枚目の印刷時においては、熱量外乱推定手段が１枚目の抜熱量から熱量外乱を高い精度で予測し、「厚紙」に対する定着に最適なフィードフォワード信号をヒータに入力したため、コールドオフセット画像は発生しなかった。同様に３枚目以降の印刷においてもコールドオフセット画像は発生しなかった。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１５（Ａ）に示す。表中「×」はコールドオフセット画像の発生を示し、「〇」はコールドオフセット画像が発生せず、良好な画像品質であることを示している。
実際には「厚紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が不足し、１枚目ではコールドオフセット画像が生じた。
２枚目の印刷時においては、熱量外乱推定手段が１枚目の抜熱量から熱量外乱を高い精度で予測し、「厚紙」に対する定着に最適なフィードフォワード信号をヒータに入力したため、コールドオフセット画像は発生しなかった。同様に３枚目以降の印刷においてもコールドオフセット画像は発生しなかった。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１５（Ａ）に示す。表中「×」はコールドオフセット画像の発生を示し、「〇」はコールドオフセット画像が発生せず、良好な画像品質であることを示している。
【0063】
なお、フィードフォワード信号は、定着ベルト２８や加圧ローラ３０の温度が十分に上昇した温度飽和状態で検出しやすい。温度飽和状態では、抜熱量に相当する電力がヒータ５０に入力されるためである。
本実施例は、事前に評価外の連続印刷を１０分間行って定着装置を温度飽和状態とした後、上述の連続印刷を行った。以下の実施例も同様である。
本実施例は、事前に評価外の連続印刷を１０分間行って定着装置を温度飽和状態とした後、上述の連続印刷を行った。以下の実施例も同様である。
【0064】
１～３枚目の印刷時に使用された熱量外乱を図１５（Ｂ）に示す。
１枚目の印刷時は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱を用いている。
２枚目の印刷時は、１枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。同様に３枚目の印刷時は、２枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。
１枚目の印刷時は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱を用いている。
２枚目の印刷時は、１枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。同様に３枚目の印刷時は、２枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。
【0065】
１～３枚目の印刷時に入力されたフィードフォワード信号を図１５（Ｃ）に示す。
フィードフォワード信号は、定着ベルト２８の温度変動を抑制するため、具体的には温度の落ち込みが最小となるように制御するための信号であり、ヒータ５０に入力される。
１枚目の印刷時の信号は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
２枚目の印刷時の信号は、１枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号であり、３枚目の印刷時の信号は、２枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
フィードフォワード信号は、定着ベルト２８の温度変動を抑制するため、具体的には温度の落ち込みが最小となるように制御するための信号であり、ヒータ５０に入力される。
１枚目の印刷時の信号は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
２枚目の印刷時の信号は、１枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号であり、３枚目の印刷時の信号は、２枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
【0066】
（比較例１）
本発明に係る温度制御を行う手段を有していない従来の定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体（普通紙）に対する連続印刷を行った。
実施例１と同様、印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「薄紙」を選択し、画像形成装置に設定した。給紙トレイには紙厚の区分では「厚紙」に該当する記録媒体をセットした。
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。
実際には「厚紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が不足し、すべての印刷画像においてコールドオフセット画像が生じた。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１５（Ａ）に示す。表中「×」はコールドオフセット画像の発生を示している。
本発明に係る温度制御を行う手段を有していない従来の定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体（普通紙）に対する連続印刷を行った。
実施例１と同様、印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「薄紙」を選択し、画像形成装置に設定した。給紙トレイには紙厚の区分では「厚紙」に該当する記録媒体をセットした。
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。
実際には「厚紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が不足し、すべての印刷画像においてコールドオフセット画像が生じた。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１５（Ａ）に示す。表中「×」はコールドオフセット画像の発生を示している。
【0067】
（実施例２）
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体に対する連続印刷を行った。
印刷に使用する記録媒体の情報として、紙厚の区分「厚紙（坪量が１０５ｇ／ｍ２以上の記録媒体）」を選択し、画像形成装置に設定した。
一方、給紙トレイには、紙厚の区分では「薄紙」に該当する坪量が５９ｇ／ｍ２以下の記録媒体をセットした。
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体に対する連続印刷を行った。
印刷に使用する記録媒体の情報として、紙厚の区分「厚紙（坪量が１０５ｇ／ｍ２以上の記録媒体）」を選択し、画像形成装置に設定した。
一方、給紙トレイには、紙厚の区分では「薄紙」に該当する坪量が５９ｇ／ｍ２以下の記録媒体をセットした。
【0068】
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「厚紙」の定着に適した温度（例えば、１５０℃）となるように制御された。
実際には「薄紙」が通紙されたことにより、熱量が過剰となり、１枚目ではホットオフセット画像の発生や記録媒体のカールや皺の発生が見られた。
２枚目の印刷時においては、熱量外乱推定手段が１枚目の抜熱量から熱量外乱を高い精度で予測し、「薄紙」に対する定着に最適なフィードフォワード信号をヒータに入力したため、ホットオフセット画像や記録媒体のカールや皺は発生しなかった。３枚目以降の印刷においても同様であった。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１６（Ａ）に示す。表中「△」はホットオフセット画像の発生及び記録媒体のカールや皺の発生を示し、「〇」は良好な画像品質であることを示している。
実際には「薄紙」が通紙されたことにより、熱量が過剰となり、１枚目ではホットオフセット画像の発生や記録媒体のカールや皺の発生が見られた。
２枚目の印刷時においては、熱量外乱推定手段が１枚目の抜熱量から熱量外乱を高い精度で予測し、「薄紙」に対する定着に最適なフィードフォワード信号をヒータに入力したため、ホットオフセット画像や記録媒体のカールや皺は発生しなかった。３枚目以降の印刷においても同様であった。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１６（Ａ）に示す。表中「△」はホットオフセット画像の発生及び記録媒体のカールや皺の発生を示し、「〇」は良好な画像品質であることを示している。
【0069】
１～３枚目の印刷時に使用された熱量外乱を図１６（Ｂ）に示す。
１枚目の印刷時は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱を用いている。
２枚目の印刷時は、１枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。同様に３枚目の印刷時は、２枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。
１枚目の印刷時は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱を用いている。
２枚目の印刷時は、１枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。同様に３枚目の印刷時は、２枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。
【0070】
１～３枚目の印刷時に入力されたフィードフォワード信号を図１６（Ｃ）に示す。
フィードフォワード信号は、定着ベルト２８の温度変動を抑制するため、具体的には温度の落ち込みが最小となるように制御するための信号であり、ヒータ５０に入力される。
１枚目の印刷時の信号は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
２枚目の印刷時の信号は、１枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号であり、３枚目の印刷時の信号は、２枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である
フィードフォワード信号は、定着ベルト２８の温度変動を抑制するため、具体的には温度の落ち込みが最小となるように制御するための信号であり、ヒータ５０に入力される。
１枚目の印刷時の信号は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
２枚目の印刷時の信号は、１枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号であり、３枚目の印刷時の信号は、２枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である
【0071】
（比較例２）
本発明に係る温度制御を行う手段を有していない従来の定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体（普通紙）に対する連続印刷を行った。
実施例２と同様、印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「厚紙」を選択し、画像形成装置に設定した。給紙トレイには紙厚の区分では「薄紙」に該当する記録媒体をセットした。
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「厚紙」の定着に適した温度（例えば、１５０℃）となるように制御された。
実際には「薄紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が過剰となり、すべての印刷画像においてホットオフセット画像が生じ、記録媒体にカールや皺が発生した。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１６（Ａ）に示す。表中「△」はホットオフセット画像の発生及び記録媒体のカールや皺の発生を示している。
本発明に係る温度制御を行う手段を有していない従来の定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体（普通紙）に対する連続印刷を行った。
実施例２と同様、印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「厚紙」を選択し、画像形成装置に設定した。給紙トレイには紙厚の区分では「薄紙」に該当する記録媒体をセットした。
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「厚紙」の定着に適した温度（例えば、１５０℃）となるように制御された。
実際には「薄紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が過剰となり、すべての印刷画像においてホットオフセット画像が生じ、記録媒体にカールや皺が発生した。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１６（Ａ）に示す。表中「△」はホットオフセット画像の発生及び記録媒体のカールや皺の発生を示している。
【0072】
（実施例３）
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体に対する連続印刷を行った。
印刷に使用する記録媒体の情報として、紙厚の区分「薄紙（坪量が５９ｇ／ｍ２以下の記録媒体）」を選択し、画像形成装置に設定した。
一方、給紙トレイには、紙厚の区分では「厚紙」に該当する坪量が１０５ｇ／ｍ２以上の記録媒体をセットした。
また、電源電圧を定格電圧より低い電圧とした。具体的には１００Ｖ仕様の画像形成装置において、８０Ｖ程度で印刷を行った。
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体に対する連続印刷を行った。
印刷に使用する記録媒体の情報として、紙厚の区分「薄紙（坪量が５９ｇ／ｍ２以下の記録媒体）」を選択し、画像形成装置に設定した。
一方、給紙トレイには、紙厚の区分では「厚紙」に該当する坪量が１０５ｇ／ｍ２以上の記録媒体をセットした。
また、電源電圧を定格電圧より低い電圧とした。具体的には１００Ｖ仕様の画像形成装置において、８０Ｖ程度で印刷を行った。
【0073】
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。ヒータの最大電力は１０００Ｗから６４０Ｗ程度に低下した。
実際には「厚紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が不足し、１枚目ではコールドオフセット画像が生じた。
２枚目の印刷時においては、熱量外乱推定手段が１枚目の抜熱量から熱量外乱を高い精度で予測し、「厚紙」に対する定着に最適なフィードフォワード信号をヒータに入力したため、コールドオフセット画像は発生しなかった。
なお、低電圧状態で薄紙を通紙したときに最適なフィードフォワード信号をヒータに入力するために、フィードフォワード制御を実施例１におけるタイミングより早めに開始し、フィードフォワード出力（電力）は実施例１よりも低い値となった。
同様に３枚目以降の印刷においてもコールドオフセット画像は発生しなかった。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１７（Ａ）に示す。表中「×」はコールドオフセット画像の発生を示し、「〇」はコールドオフセット画像が発生せず、良好な画像品質であることを示している。
実際には「厚紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が不足し、１枚目ではコールドオフセット画像が生じた。
２枚目の印刷時においては、熱量外乱推定手段が１枚目の抜熱量から熱量外乱を高い精度で予測し、「厚紙」に対する定着に最適なフィードフォワード信号をヒータに入力したため、コールドオフセット画像は発生しなかった。
なお、低電圧状態で薄紙を通紙したときに最適なフィードフォワード信号をヒータに入力するために、フィードフォワード制御を実施例１におけるタイミングより早めに開始し、フィードフォワード出力（電力）は実施例１よりも低い値となった。
同様に３枚目以降の印刷においてもコールドオフセット画像は発生しなかった。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１７（Ａ）に示す。表中「×」はコールドオフセット画像の発生を示し、「〇」はコールドオフセット画像が発生せず、良好な画像品質であることを示している。
【0074】
１～３枚目の印刷時に使用された熱量外乱を図１７（Ｂ）に示す。
１枚目の印刷時は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱を用いている。
２枚目の印刷時は、１枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。同様に３枚目の印刷時は、２枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。
１枚目の印刷時は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱を用いている。
２枚目の印刷時は、１枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。同様に３枚目の印刷時は、２枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。
【0075】
１～３枚目の印刷時に入力されたフィードフォワード信号を図１７（Ｃ）に示す。
フィードフォワード信号は、定着ベルト２８の温度変動を抑制するため、具体的には温度の落ち込みが最小となるように制御するための信号であり、ヒータ５０に入力される。
１枚目の印刷時の信号は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
２枚目の印刷時の信号は、１枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号であり、３枚目の印刷時の信号は、２枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
実施例１と比べて、信号入力のタイミングが早く、かつフィードフォワード出力（電力）は低くなっている。
フィードフォワード信号は、定着ベルト２８の温度変動を抑制するため、具体的には温度の落ち込みが最小となるように制御するための信号であり、ヒータ５０に入力される。
１枚目の印刷時の信号は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
２枚目の印刷時の信号は、１枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号であり、３枚目の印刷時の信号は、２枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
実施例１と比べて、信号入力のタイミングが早く、かつフィードフォワード出力（電力）は低くなっている。
【0076】
（比較例３）
本発明に係る温度制御を行う手段を有していない従来の定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体（普通紙）に対する連続印刷を行った。
実施例３と同様、印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「薄紙」を選択し、画像形成装置に設定した。給紙トレイには紙厚の区分では「厚紙」に該当する記録媒体をセットした。
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。
また、電源電圧を定格電圧より低い電圧とした。具体的には１００Ｖ仕様の画像形成装置において、８０Ｖ程度で印刷を行った。
実際には「厚紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が不足し、すべての印刷画像においてコールドオフセット画像が生じた。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１７（Ａ）に示す。表中「×」はコールドオフセット画像の発生を示している。なお、コールドオフセットの程度は実施例１よりも顕著であった。
本発明に係る温度制御を行う手段を有していない従来の定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体（普通紙）に対する連続印刷を行った。
実施例３と同様、印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「薄紙」を選択し、画像形成装置に設定した。給紙トレイには紙厚の区分では「厚紙」に該当する記録媒体をセットした。
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。
また、電源電圧を定格電圧より低い電圧とした。具体的には１００Ｖ仕様の画像形成装置において、８０Ｖ程度で印刷を行った。
実際には「厚紙」が通紙されたことにより、予測された熱量外乱と異なる抜熱量で定着の熱量が不足し、すべての印刷画像においてコールドオフセット画像が生じた。
１～３、５、７、１０枚目の印刷画像品質の評価結果を図１７（Ａ）に示す。表中「×」はコールドオフセット画像の発生を示している。なお、コールドオフセットの程度は実施例１よりも顕著であった。
【0077】
（実施例４）
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体に対する連続印刷を行った。
印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「薄紙（坪量が５９ｇ／ｍ２以下の記録媒体）」を選択した。また、紙サイズ区分として「不定型」を選択し、長さの値として「２００ｍｍ」を設定手段から入力した。
給紙トレイには、「薄紙」に該当し、かつ長さが上記設定した値よりも短い１５０ｍｍの記録媒体をセットした。
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体に対する連続印刷を行った。
印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「薄紙（坪量が５９ｇ／ｍ２以下の記録媒体）」を選択した。また、紙サイズ区分として「不定型」を選択し、長さの値として「２００ｍｍ」を設定手段から入力した。
給紙トレイには、「薄紙」に該当し、かつ長さが上記設定した値よりも短い１５０ｍｍの記録媒体をセットした。
【0078】
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。
実際には長さが「１５０ｍｍ」の記録媒体が通紙されたことにより、１枚目の記録媒体の後端が通過した後も差分の５０ｍｍを加熱するためのヒータ入力があった。
２枚目の印刷時においては、熱量外乱推定手段が１枚目の抜熱量から熱量外乱を高い精度で予測し、長さが「１５０ｍｍ」の記録媒体に対する定着に最適なフィードフォワード信号をヒータに入力したため、無駄な加熱が行われなくなった。同様に３枚目以降の印刷においても適切な加熱時間となった。
１～３、５、７、１０枚目の加熱時間の評価結果を図１８（Ａ）に示す。表中「△」は記録媒体通過後のヒータ入力がみられたことを示し、「〇」は適切なヒータ入力に記録媒体通過後にヒータ入力が終了し、無駄な加熱が行われなかったことを示している。
実際には長さが「１５０ｍｍ」の記録媒体が通紙されたことにより、１枚目の記録媒体の後端が通過した後も差分の５０ｍｍを加熱するためのヒータ入力があった。
２枚目の印刷時においては、熱量外乱推定手段が１枚目の抜熱量から熱量外乱を高い精度で予測し、長さが「１５０ｍｍ」の記録媒体に対する定着に最適なフィードフォワード信号をヒータに入力したため、無駄な加熱が行われなくなった。同様に３枚目以降の印刷においても適切な加熱時間となった。
１～３、５、７、１０枚目の加熱時間の評価結果を図１８（Ａ）に示す。表中「△」は記録媒体通過後のヒータ入力がみられたことを示し、「〇」は適切なヒータ入力に記録媒体通過後にヒータ入力が終了し、無駄な加熱が行われなかったことを示している。
【0079】
１～３枚目の印刷時に使用された熱量外乱を図１８（Ｂ）に示す。
１枚目の印刷時は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱を用いている。
２枚目の印刷時は、１枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。同様に３枚目の印刷時は、２枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。
１枚目の印刷時は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱を用いている。
２枚目の印刷時は、１枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。同様に３枚目の印刷時は、２枚目の印刷時に取得された熱量外乱に基づき予測された熱量外乱を用いている。
【0080】
１～３枚目の印刷時に入力されたフィードフォワード信号を図１８（Ｃ）に示す。
フィードフォワード信号は、定着ベルトの温度変動を抑制するため、具体的には通紙中の消費電力が最小となるように制御するための信号であり、ヒータに入力される。
１枚目の印刷時の信号は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
２枚目の印刷時の信号は、１枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号であり、３枚目の印刷時の信号は、２枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
フィードフォワード信号は、定着ベルトの温度変動を抑制するため、具体的には通紙中の消費電力が最小となるように制御するための信号であり、ヒータに入力される。
１枚目の印刷時の信号は、設定された情報に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
２枚目の印刷時の信号は、１枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号であり、３枚目の印刷時の信号は、２枚目の印刷に基づき予測された熱量外乱から決定された信号である。
【0081】
（比較例４）
本発明に係る温度制御を行う手段を有していない従来の定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体（普通紙）に対する連続印刷を行った。
実施例４と同様、印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「薄紙」を選択し、長さを「２００ｍｍ」として画像形成装置に設定した。給紙トレイには紙厚の区分では「薄紙」に該当する記録媒体であって、長さが「１５０ｍｍ」の記録媒体をセットした。
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。
実際には長さが「１５０ｍｍ」の記録媒体が通紙されたことにより、記録媒体の後端が通過した後も差分の５０ｍｍを加熱するためのヒータ入力があった。
１～３、５、７、１０枚目の加熱時間の評価結果を図１８（Ａ）に示す。表中「△」は記録媒体通過後にもヒータ入力がみられ、無駄な加熱があったことを示している。
本発明に係る温度制御を行う手段を有していない従来の定着装置を備えた画像形成装置にて１０枚の記録媒体（普通紙）に対する連続印刷を行った。
実施例４と同様、印刷に使用する記録媒体の情報として紙厚の区分を「薄紙」を選択し、長さを「２００ｍｍ」として画像形成装置に設定した。給紙トレイには紙厚の区分では「薄紙」に該当する記録媒体であって、長さが「１５０ｍｍ」の記録媒体をセットした。
印刷開始時、定着部材は設定された情報に基づき、「薄紙」の定着に適した温度（例えば、１２０℃）となるように制御された。
実際には長さが「１５０ｍｍ」の記録媒体が通紙されたことにより、記録媒体の後端が通過した後も差分の５０ｍｍを加熱するためのヒータ入力があった。
１～３、５、７、１０枚目の加熱時間の評価結果を図１８（Ａ）に示す。表中「△」は記録媒体通過後にもヒータ入力がみられ、無駄な加熱があったことを示している。
【0082】
以上のように、本発明に係る定着装置によれば、予め設定されたものとは異なる種類の記録媒体が通紙された場合であっても、定着時の温度制御を適切に行うことができ、該定着装置を備えた画像形成装置における印刷画像の品質低下を防止することができる。また定着動作時における無駄な加熱防止し、定着動作中の消費電力を低減することができる。
【符号の説明】
【0083】
１ 定着装置
２８ 定着部材（定着ベルト）
２９ 定着ベルトモジュール
３０ 加圧部材（加圧ローラ）
３０ａ 芯金
３０ｂ 弾性層
３０ｃ 離型層
３４ 温度検知手段（サーミスタ）
５０ 加熱源（ヒータ）
５０ａ 発熱体
５０ｂ ヒータ基材
５０ｄ 導電パターン
５０ｅ、５０ｆ 電極部
５２ 絶縁層
５３ ヒータホルダ
６１ ステー
８３ 熱量外乱推定手段
８５ 予見制御手段
Ｎ 定着ニップ
Ｓ 記録媒体
２８ 定着部材（定着ベルト）
２９ 定着ベルトモジュール
３０ 加圧部材（加圧ローラ）
３０ａ 芯金
３０ｂ 弾性層
３０ｃ 離型層
３４ 温度検知手段（サーミスタ）
５０ 加熱源（ヒータ）
５０ａ 発熱体
５０ｂ ヒータ基材
５０ｄ 導電パターン
５０ｅ、５０ｆ 電極部
５２ 絶縁層
５３ ヒータホルダ
６１ ステー
８３ 熱量外乱推定手段
８５ 予見制御手段
Ｎ 定着ニップ
Ｓ 記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【0084】
【文献】特開２０１１－９０３００号公報
【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】