CN106125529A - 图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像形成装置。在开始图像形成动作时,定影部的加热辊很快收敛于目标控制温度,而且可以减小下冲、过冲、温度波动。在从待机状态开始图像形成动作时,切换到基于加热辊的检测温度使以固定的占空比对加热辊进行加热的加热器开启/关闭的第一定影控制,向加热器供给电力,此后,在检测到降低的所述检测温度到达了转为上升的下限值时,切换到根据检测温度和目标控制温度的温差变更占空比的第二定影控制,并向加热器供给电力。

Description

图像形成装置
技术领域
本发明涉及图像形成装置。
背景技术
在基于电子照相方式的图像形成装置中,为了使在纸张上形成的调色剂图像定影在纸张上而使用定影装置。定影装置由加热辊和与其压接的加压辊构成,将纸张输送到由两辊形成的定影捏合部,进行加热、加压处理。由此,将调色剂图像定影在纸张上。
通常,定影装置的温度控制对向对加热辊进行加热的加热器供给的电力进行控制,以使检测加热辊的表面温度的温度传感器的检测温度成为规定的目标控制温度。作为打印中的温度控制的方法,使用开启/关闭控制或PID控制(Proportional-Integral-Derivative Control:比例积分微分控制)。开启/关闭控制在检测温度不足目标控制温度的情况下将恒定的电力供给到加热器。在该开启/关闭控制中,产生过冲和下冲交替地产生的现象即温度波动,上述过冲是在加热辊的表面温度被加热至目标控制温度后温度进一步过剩地继续上升,上述下冲是在使上述温度返回时这次与上述过冲的情形相反的现象。PID控制根据检测温度与目标控制温度的温差、检测温度的变化,分多阶段地对供给电力进行切换控制。在开始打印并连续地对多张纸张开始定影的情况下、或在开始打印时加压辊未被充分地加热至其内部而使得加热辊的热量向加压辊转移那样的情况下,由于由加热器进行的热供给不足,因此,加热辊的温度在初期降低。在PID控制中,存在如下问题:与开启/关闭控制相比,上述那样的打印开始时的初期的温度降低变大。
在专利文献1中,公开有如下进行控制的图像形成装置:在从静止地被加热的待机状态使加热辊升温至纸张通过温度的恢复动作时,从加热辊开始旋转的时刻起,在规定时间的期间,进行基于开启/关闭控制的电力供给,在经过规定时间后,向基于PID控制的加热动作切换。
在先技术文献
专利文献1:日本特开2010-15130号公报
专利文献1中公开的技术根据从加热辊开始旋转起的经过时间将控制从开启/关闭控制切换到PID控制,因此在切换的时机过晚的情况下,产生初期的下冲变大的问题,相反,在切换的时机过早的情况下,产生过冲变大的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情形而作出,其目的在于提供一种图像形成装置,在开始图像形成动作时,定影部件很快收敛于目标控制温度,而且可以减小下冲、过冲、温度波动。
本发明的上述目的由下述方案实现。
(1)一种图像形成装置,具有:
供纸托盘,所述供纸托盘收纳纸张;
供纸输送部,所述供纸输送部输送所述供纸托盘所收纳的纸张;
图像形成部,所述图像形成部在所述供纸输送部输送的纸张上形成调色剂图像;
定影部件,所述定影部件使由所述图像形成部形成的调色剂图像加热定影在纸张上;
温度传感器,所述温度传感器检测所述定影部件的温度;
加热器,所述加热器加热所述定影部件;
电力供给部,所述电力供给部根据规定周期内的向所述加热器供给电力的开启区间的比率即占空比,对所述加热器的开启/关闭进行切换;以及
控制部,所述控制部基于所述温度传感器的检测温度确定所述占空比,以所确定的该占空比控制所述电力供给部以使电力供给到加热器,
所述控制部能够通过第一定影控制和第二定影控制对所述电力供给部进行控制,在所述第一定影控制中,在所述检测温度为目标控制温度以下的情况下,以固定的占空比使所述加热器开启,在所述检测温度比所述目标控制温度大的情况下,使所述加热器关闭;在所述第二定影控制中,根据所述检测温度和所述目标控制温度的温差来变更所述占空比,
在从对所述定影部件进行温度控制以使所述检测温度成为规定的控制温度的待机状态起开始图像形成动作时,通过所述第一定影控制向所述加热器供给电力,此后,在检测到降低的所述检测温度到达了由下降转为上升的下限值时,切换到所述第二定影控制并向所述加热器供给电力。
(2)在上述(1)所述的图像形成装置中,
所述定影部件具有加热辊和加压辊,所述加热辊由所述加热器加热,所述加压辊能够移动到与所述加热辊抵接而形成定影捏合部的抵接位置、以及与所述加热辊不接触的分离位置,
在所述待机状态下,所述控制部进行控制以使处于所述分离位置的所述加压辊静止并且使旋转的所述加热辊的所述检测温度成为所述规定的控制温度,随着开始图像形成动作的指示,使所述加压辊移动到所述抵接位置后开始驱动所述加热辊和所述加压辊。
(3)在上述(1)或上述(2)所述的图像形成装置中,
具有取得所述供纸托盘所收纳的纸张的种类信息的纸张信息取得部,
所述控制部具有:在所述第二定影控制中,用于根据温差确定所述占空比的多个控制表、或从温差确定所述占空比的计算式的多个控制参数,所述控制部根据从所述纸张信息取得部取得的纸张的种类信息,变更所述控制表或所述控制参数。
(4)在上述(3)所述的图像形成装置中,
所述纸张信息取得部包括纸张种类判定部,所述纸张种类判定部基于经过时间、以及所述第一定影控制开始时的所述检测温度和所述下限值的温差中的至少一方,判定所述纸张的种类,所述经过时间是从所述第一定影控制开始或对最初的纸张进行加热处理开始起直至检测到到达了所述下限值为止的时间。
(5)在上述(3)所述的图像形成装置中,
所述控制表或所述控制参数被设定成,纸张越厚,所述占空比越增高。
(6)在上述(1)或上述(2)所述的图像形成装置中,
具有检测主体内部的温度的机内温度传感器,
所述控制部具有:在所述第二定影控制中,用于根据温差确定所述占空比的多个控制表、或从温差确定所述占空比的计算式的多个控制参数,所述控制部根据所述机内温度传感器的检测温度,变更所述控制表或所述控制参数。
(7)在上述(6)所述的图像形成装置中,
所述控制表或所述控制参数被设定成,所述机内温度传感器的检测温度越低,所述占空比越增高。
(8)在上述(1)或上述(2)所述的图像形成装置中,
所述供纸输送部能够分多个阶段变更向所述定影部件输送的纸张的输送速度,
所述控制部具有:在所述第二定影控制中,用于根据温差确定所述占空比的多个控制表、或从温差确定所述占空比的计算式的多个控制参数,所述控制部根据所述输送速度,变更所述控制表或所述控制参数。
(9)在上述(8)所述的图像形成装置中,
所述控制表或所述控制参数被设定成,所述输送速度越快,所述占空比越增高。
发明的效果
根据本发明,如下进行控制:在从待机状态开始图像形成动作时,通过基于定影部件的检测温度使以固定的占空比加热定影部件的加热器开启/关闭的第一定影控制,向加热器供给电力,此后,在检测到降低的所述检测温度到达了由下降转为上升的下限值时,切换到根据检测温度和目标控制温度的温差变更占空比的第二定影控制,并向加热器供给电力。通过如上所述进行控制,可以提供一种图像形成装置,在开始图像形成动作时,定影部件很快收敛于目标控制温度,而且可以减小下冲、过冲、温度波动。
附图说明
图1是表示实施方式的图像形成装置10的概略结构的图。
图2是表示图像形成装置10的硬件结构的框图。
图3是主要表示电源部160的结构的示意图。
图4(a)~(b)是表示抵接位置以及分离位置处的定影部130的状态的图。
图5是表示第一实施方式的定影温度控制的流程图。
图6是表示各信号的时序图和加热辊135的温度推移的图。
图7是表示作为比较例的定影控制而仅使用开启/关闭控制的情况下的温度推移的图。
图8是表示作为比较例的定影控制而仅使用PID控制的情况下的温度推移的图。
图9是表示作为比较例而使用最初执行PID控制、此后切换到开启/关闭控制的定影控制的情况下的温度推移的图。
图10是表示作为比较例而在最初执行第一定影控制(开启/关闭控制)、此后在较早的时机切换到第二定影控制(PID控制)的情况下的温度推移的图。
图11是表示作为比较例而在最初执行第一定影控制(开启/关闭控制)、此后在较晚的时机切换到第二定影控制(PID控制)的情况下的温度推移的图。
图12是表示使用本实施方式的定影控制的情况下的温度推移的图。
图13是表示第二实施方式的定影温度控制的流程图。
图14是根据纸的种类确定控制参数的图表的例子。
图15是变形例中的根据机内温度传感器129的检测温度确定控制参数的图表的例子。
图16是变形例中的根据纸张输送速度确定控制参数的图表的例子。
附图标记说明
10 图像形成装置
110 控制部
120 图像形成部
129 机内温度传感器
130 定影部
L31、L32 加热器
131、132、133 温度传感器
135 加热辊(定影部件)
136 加压辊(定影部件)
140 存储部
150 操作显示部
160 电源部(电力供给部)
161、162 开关元件
165 零交叉检测部
170 定影驱动部
171 抵接/分离机构
180 供纸输送部
181、182 供纸托盘
190 信号线
90 商用交流电源
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。另外,在附图的说明中,针对相同的要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。另外,附图的尺寸比率为了便于说明而夸张地示出,有时与实际的比率不同。
图1是表示实施方式的图像形成装置10的概略结构的图。图2是表示图像形成装置10的硬件结构的框图。图3是主要表示电源部160的结构的示意图。
如图1、图2所示,图像形成装置10具有:控制部110、图像形成部120、定影部130、存储部140、操作显示部150、电源部160、定影驱动部170、供纸输送部180以及将它们电连接的信号线190。
控制部110具有CPU、RAM以及ROM,适当读出存储在ROM、存储部140等中的各种程序并在RAM上展开,使CPU执行上述各种程序,从而实现各种功能。另外,作为实现的功能之一,如图3所示有纸张信息取得部。纸张信息取得部包括纸张种类判定部。关于纸张种类判定部的内容,将在后面论述(图13等)。
图像形成部120具有与Y、M、C、K各色的调色剂对应的显影单元121Y~121K。由各显影单元121Y~121K经过带电、曝光、显影的处理而形成的调色剂图像依次重叠在中间转印带122上,由二次转印辊123转印到纸张S上。机内温度传感器129是测定图像形成装置10的主体内部的温度的温度传感器,检测定影部130周边的环境温度。
定影部130具有作为定影部件的加热辊135以及加压辊136,对输送到了两辊的定影捏合部处的纸张S进行加压、加热处理,将纸张S上的调色剂图像熔融定影在纸张S的表面。
图4(a)~(b)是表示定影部130的图。如该图所示,加热辊135从内侧起依次具有:由圆筒形的金属构成的金属芯135a、在其表面形成的由有机硅橡胶、发泡有机硅橡胶等原料构成的弹性层135b、以及氟树脂等的脱模层135c。在金属芯的内部配置有多个卤素灯的加热器L31、L32。与纸张S的输送方向正交的加热辊135的旋转轴方向(以下,简称为“宽度方向”)上的长度为能够在可输送的最大纸张宽度的纸张S上进行定影的足够的长度。多个加热器L31、L32也可以由与在装置中能够供纸的多个阶段的纸张宽度相应的不同的热量分布(配光特性)的加热器构成。例如,加热器L31是中央部的发热量比两端部大的发热量分布的中央加热器,加热器L32可以采用两端部的发热量比中央部大的发热量分布的端部加热器。另外,加热器的个数不限于两个,既可以是一个加热器,也可以使用三个以上的加热器。
加压辊136从内侧起依次具有:由圆筒形的金属构成的金属芯136a、在其表面形成的由有机硅橡胶、发泡有机硅橡胶等原料构成的弹性层136b、以及氟树脂等的脱模层136c。加压辊136的外径和轴向上的长度与加热辊135为相同程度。另外,也可以在加压辊136的金属芯的内侧也配置加热器。
温度传感器131~133检测加热辊135表面的温度。温度传感器131~133分别配置在宽度方向上的不同位置,例如中央部、里侧、跟前侧,测定加热辊135的宽度方向上的温度分布。作为温度传感器131~133,例如使用与加热辊135不接触地配置的热敏电阻。
存储部140是由HDD或SSD等半导体存储器构成的辅助存储装置。在存储部140中存储有用于从温度传感器131~133的检测温度计算占空比(duty ratio)的多种控制参数或控制表。
操作显示部150使触摸传感器重叠地配置在例如LCD(液晶显示器)的显示面上,显示操作画面或接受使用者的各种操作。使用者可以经由操作显示部150来设定在供纸托盘181、182中收纳的纸张的纸张种类信息。作为纸张种类信息,包括纸的品种、纸张种类(纸的重量)、纸的类型(铜版纸、普通纸)。所设定的纸张种类信息与供纸托盘181、182对应地存储在存储部140中。
电源部160作为电力供给部发挥作用,具有多个开关元件161、162、以及零交叉检测部165。电源部160如图3所示例如与电压为100V、频率为50/60Hz的商用交流电源90连接,向加热器L31、L32、图像形成装置10的各结构供给电力。零交叉检测部165在商用交流电源90的电压输出穿过0V的时机输出零交叉信号。另外,虽然在图3中省略记载,但加热器L31、L32分别与交流电源90并联,在各个电力线上与加热器L31、L32对应地分别设置有开关元件161、162。
控制部110控制电源部160来进行占空比控制(duty control)。占空比控制是如下的控制:使用零交叉信号,将商用交流电源90的半波的整数倍的规定期间作为控制周期向加热器L31、L32分多阶段地供给电力。作为该控制周期,例如是15半波长。若是50Hz的商用电源,则15半波长的控制周期相当于300msec。使零交叉信号同步地控制开关元件161(162)来以半波单位进行加热器L31(L32)的开启/关闭控制。若在控制周期内的15半波中的例如1半波的期间开启加热器L31,则占空比成为6.7%,若在15半波的期间(整个期间)开启加热器L31,则占空比成为100%。表示开启/关闭区间的组合的排列图案存储在存储部140中,上述开启/关闭区间的组合表示选择(开启)15半波中的哪个半波期间。
定影驱动部170具有驱动电机,由此,驱动加热辊135旋转,或驱动加热辊135和加压辊136双方旋转。另外,具有由凸轮机构和驱动源构成的抵接/分离机构171。
如图4所示,加压辊136沿将加热辊135和加压辊136的中心点连接的直线,借助抵接/分离机构171在箭头方向上下运动。在图4(a)所示的“抵接位置”,加压辊136朝向加热辊135以规定的压力进行作用,在两辊之间形成定影捏合部。对通过该定影捏合部的纸张S进行加压、加热定影处理。在图4(b)所示的“分离位置”,加热辊135向下方避让。在分离位置,加压辊136和加热辊135不接触。在“待机状态”下,设定为分离位置。在待机状态下,加压辊136静止,但加热辊135以比通常(图像形成时)的转速低的转速旋转。
供纸输送部180具有多个供纸托盘181、182以及由输送电机(未图示)驱动的多个输送辊对。在供纸托盘181、182的内部收纳很多纸张S。所收纳的纸张S一张一张地输送到下游侧的输送路径。基于供纸输送部180的纸张S的输送速度、以及基于定影驱动部170的定影捏合部位置处的纸张S的输送速度能够以多个阶段进行变更。例如,通过定影光泽强度的设定而变更为比通常速度快的“高速”和比通常速度慢的“低速”。在高速中,比通常的输送速度增速20%,在低速中,比通常的输送速度减速20%。光泽强度的设定可以经由操作显示部150由使用者选择。
(第一实施方式的定影温度控制)
接着,参照图5、图6说明第一实施方式的定影温度控制。图5是表示由控制部110执行的第一实施方式的定影温度控制的流程图,图6是表示各信号的时序图和加热辊135的温度推移的图。
在此,对控制部110控制的第一~第三定影控制进行说明。“第一定影控制”是如下的控制:在温度传感器131~133的检测温度为目标控制温度以下的情况下,以固定的占空比开启加热器L31、L32,在检测温度比目标控制温度(Tv1)大的情况下,使加热器L31、L32停止。例如在检测加热辊135的宽度方向中央的表面温度的温度传感器131的检测温度为目标控制温度(Tv1:例如180℃)以下的情况下,以占空比100%开启加热器L31、L32。“第二定影控制”是根据检测温度和目标控制温度(Tv1)的温度差变更占空比(0~100%)的控制。作为控制方法,可以应用与温度差成比例地使占空比增减的比例控制、将比例控制和积分控制组合而得到的PI控制、或将比例控制、积分控制以及微分控制组合而得到的PID控制。“第三定影控制”是待机时的加热器温度控制,是在比第一、第二定影控制的目标控制温度(Tv1)低或与其值相同的规定的控制温度(Tv2)下根据检测温度和控制温度(Tv2)的温度差变更占空比(0~100%)的控制。另外,以下为了便于说明,以相同的占空比控制加热器L31、L32,省略针对加热器L31、L32的单独控制的说明。实际上,在应用了不同的热量分布的加热器L31、L32的情况下,需要考虑温度传感器131~133的检测温度的组合(宽度方向上的温度分布)来确定各个加热器L31、L32的占空比。
在图5的步骤110中,定影部130处于待机状态。在图6中,相当于时刻t0之前的期间。此时,通过第三定影控制向加热器L31或加热器L32进行电力供给,加热辊135的温度被维持在控制温度(Tv2)。加压辊136的位置借助抵接/分离机构171设定在图4(b)所示的分离位置。在该待机状态下,由定影驱动部170仅驱动加热辊135旋转。由于即便在待机状态下也驱动加热辊135旋转,因此,可以将加热辊135圆周方向上的温度分布保持在均匀的状态。即,在开始图像形成动作的时刻,加热辊135圆周方向上的温度分布是均匀的。
在接下来的步骤S120中由使用者通过复印按钮(未图示)的操作等而输入了图像形成开始指示的情况下(S120:是),控制部110在步骤S130中将定影控制从第三定影控制切换到第一定影控制。而且,使加压辊136移动到抵接位置(图4(a)),在移动后再次驱动加热辊135和加压辊136旋转。步骤S120的“是”的判断相当于图6的时刻t0。在时刻t0开始图像形成动作,以后的期间成为图像形成动作执行状态。
时刻t0以后,通过第一定影控制以固定的占空比(例如都是100%)向加热器L31、L32供给电力。此后,通过图像形成部120将调色剂图像形成于在步骤S140中将纸张S从供纸托盘181一张一张地连续供给的纸张S的表面。将形成了调色剂图像的纸张S连续地输送到定影部130的定影捏合部,实施加热定影处理。
因向该纸张S实施的加热定影处理以及定影部130的驱动开始,导致加热辊135的温度降低。因驱动开始而导致温度降低是因为:在刚解除待机状态之后的时刻t0的时候,加压辊136的内部为比加热辊135低的温度,因此,热量因定影部130开始旋转而从加热辊135向加压辊136转移。另外,若在加压辊136的内部也配置加热器并且在待机状态下加压辊136的温度也维持在规定温度,则与该驱动开始相伴随的加热辊135的温度降低大致消失。在该情况下,仅通过与向纸张S实施的加热定影处理相伴随的从加热辊135向纸张S的热量的转移而产生温度降低。
在步骤S150中,控制部110判断检测温度是否到达了下限值。控制部110按照规定周期(例如每600msec)读入温度传感器131的检测温度。在步骤S150中,例如若本次的检测温度与紧挨着本次之前的检测温度相同或比其高、或读入的检测温度多次连续地恒定或增加,则能够判断为在解除待机状态而开始图像形成动作之后到达了最初转为上升的下限值。
在判断为到达了下限值的情况下(S150:是),以后,将定影控制从第一定影控制切换到第二定影控制而进行向加热器L31、L32的电力供给,之后结束(S160~结束)。
(效果)
以下,参照图7~图12说明本实施方式的效果。图7~图11是表示比较例中的加热辊135的温度推移的图,图12是表示实施例中的加热辊135的温度推移的图。图12与图1~图6中已说明的实施方式对应。在图7~图12的各图中,时刻t0表示被输入了图像形成开始信号的时机。另外,时刻t0以后表示下述情况下的加热辊135的检测温度的推移:与图6同样地使加压辊136的位置从分离位置变更为抵接位置后,开始旋转驱动,此后,进行各个图所示的定影控制来向加热器L31、L32供给电力以便成为目标控制温度(Tv1)。这些与图6相同。另外,下限温度是以品质上没有问题的程度能够在纸张表面定影调色剂的下限温度。另外,在图7~图11的各图中,最初对室温状态的定影部130进行预热使其升温至规定的控制温度(Tv2),此后,维持待机状态(参照图6)规定时间后,与图6同样地向定影部130连续地输送纸张S并定影。
图7是表示作为比较例的定影控制而仅使用开启/关闭控制的情况下的温度推移的图。在目标温度以下的情况下,以占空比100%开启加热器L31、L32。在刚经过时刻t0之后,加压辊136等定影部130的各部分的蓄热不充分,并且加压辊136的内部处于温度比加热辊135低的温度状态,因此,热量因定影部130开始旋转而从加热辊135向加压辊136转移,由此,温度在一定期间降低。在开启/关闭控制中,虽然不存在低于下限温度的情形,但存在产生过冲和下冲交替地产生的现象即温度波动的问题,上述过冲是在加热辊135被加热至目标控制温度后温度进一步过剩地继续上升(时刻t2前后),上述下冲是在使上述温度返回到目标温度时这次与上述过冲的情形相反的现象。
图8是表示作为比较例的定影控制而仅使用PID控制的情况下的温度推移的图。在使用根据目标温度和检测温度的温差而设定的占空比的PID控制中,在刚经过时刻t0之后,使用比开启/关闭控制中的占空比小的占空比(例如60~80%),因此,产生低于下限温度的下冲。另外,与图7所示的开启/关闭控制相比,暂时降低了的温度再次到达目标温度为止的时间(时刻t3)变长。
图9是表示作为比较例而使用如下的定影控制的情况下的温度推移的图,在该定影控制中,在刚经过时刻t0之后执行PID控制,在此后的时刻t4切换到开启/关闭控制。在该图所示的例子中,产生初期的下冲、到达目标温度后的过冲、以及温度波动等各种问题。
图10是表示作为比较例而使用如下的定影控制的情况下的温度推移的图,在该定影控制中,在刚经过时刻t0之后执行第一定影控制(开启/关闭控制),在此后的比到达下限值早的时机那样的规定的时机(时刻t5)切换到第二定影控制(PID控制)。在该情况下,向第二定影控制的切换过早,因此,可能会导致产生低于下限温度的下冲。
图11是表示作为比较例而使用如下的定影控制的情况下的温度推移的图,在该定影控制中,在刚经过时刻t0之后执行第一定影控制(开启/关闭控制),在此后的比到达下限值晚的时机那样的规定的时机(时刻t6)切换到第二定影控制(PID控制)。在该情况下,向第二定影控制的切换过晚,因此,到达了目标温度后产生过冲,会在直至上述过冲收敛为止的期间产生温度波动。
图12是表示使用作为实施例的本实施方式的定影控制的情况下的温度推移的图。在本实施方式的定影控制中,在刚经过时刻t0之后执行第一定影控制(开启/关闭控制),此后在到达了最初的下限值的时刻(时刻t7(相当于图6的时刻t1))切换到第二定影控制(PID控制)。在使用上述那样的定影控制的情况下,与图7~图11所示的比较例相比,不会产生低于下限温度的下冲以及到达了目标温度后的过剩的过冲。另外,最初到达目标温度的时间也可以比图8的比较例短。
(第二实施方式的定影温度控制)
参照图13、图14,说明第二实施方式的定影温度控制。图13是表示由控制部110执行的第二实施方式的定影温度控制的流程图。在该图的流程图中,S210、S220、S230、S240以及S250的各步骤直接与图5的流程图的S110~S150分别对应。
在图13的步骤S210~S230中,执行与图5的S110~S130相同的处理。在此后的步骤S231中记录此时的温度传感器131的检测温度(温度T1、参照图6)。与此同时开始计时器的计测。此后,在步骤S240中开始纸张S的输送。另外,计时器的计测也可以从最初的纸张到达了定影捏合部的时刻起开始。
此后,在步骤S250中,通过与前述步骤S150相同的处理,以规定周期读入温度传感器131的检测温度,根据该检测温度的推移来判断检测温度是否到达了转为上升的下限值。
在判断为到达了下限值的情况下(S250:是),在接下来的步骤S251中,记录此时的检测温度(温度T2、参照图6),使计时器停止(时刻t1)。此时计时器的计测值为tx(以下,称为“到达时间tx”)。
在步骤S252中,也作为纸张种类判定部(参照图3)发挥作用的控制部110从所记录的检测温度的温差(T1-T2)以及到达时间tx判定纸张种类。温差越大、而且到达时间越长,则判定是越厚的纸(重量越大)。例如若温差不足5℃且到达时间不足3sec,则判定是薄纸(例如单位面积重量50g/m2),若温差为10℃以上且到达时间为5sec以上,则判定是厚纸(例如单位面积重量128g/m2)。
在步骤S253中,根据判定出的纸张种类设定控制参数。图14是根据纸的种类确定作为控制参数的PID控制的P常数(比例项)的图表的例子。在该图所示的图表中,将控制参数的值设定成,纸张越厚,占空比越高。使用图14所示的图表,根据温差(T1-T2)和到达时间(tx)的组合来设定控制参数。例如,若温差为7℃且到达时间为4sec,则使用该图的图表将P常数设定为5。另外,在图14的例子中,仅例示出P常数,但关于I常数(积分项)、D常数(微分项),也可以设置相同的图表。
在接下来的步骤S260中,从第一定影控制切换到第二定影控制并执行以后的定影温度控制。此时使用的控制参数是在步骤S253中已设定的控制参数。例如若P常数为5,则可以使其与控制时的温度传感器131的检测温度和目标控制温度的温差相乘来确定占空比。
如第二实施方式那样,从温差(T1-T2)和到达时间(tx)判定纸张种类,根据该判定出的纸张种类设定在第二定影控制中使用的控制参数,从而可以将从控制参数算出的占空比设定为适当的值。在将控制参数设定得过大的情况下,会产生如下问题:产生到达了目标温度后的过剩的过冲;在将控制参数设定得过小的情况下,会产生直至到达目标温度为止太费时间的问题。在第二实施方式中,可以进行稳定且适当的定影温度控制而不会产生上述那样的问题。
(变形例)
在图13所示的第二实施方式中,从温差(T1-T2)和到达时间(tx)判定纸张种类,但也可以使用温差(T1-T2)和到达时间(tx)中的任一方进行纸张种类判定。虽然变得难以细微地判断多个阶段的纸张厚度(重量),但具有控制变得容易的这方面的优点。
另外,在图13的步骤S252中判定出的纸张种类信息与供给纸张的供纸托盘181(或182)对应地存储在存储部140中,以后,只要没有向供纸托盘181中补充别的纸,通过使用存储的该纸张种类信息,也可以省略S231、S251、以及S252的与纸张种类判定相关的各处理。进而,也可以省略纸张种类判定自身而使用由使用者从操作显示部150设定的纸张种类信息。在该情况下,操作显示部150以及控制部110协作地作为纸张信息取得部发挥作用。
(其他变形例)
在图13以及图14中,示出了根据纸张的种类(纸的厚度)设定作为控制参数的P常数的例子。在以下的变形例中,代替纸张的种类而使用机内温度或纸张输送速度作为其他因素。
图15是根据检测图像形成装置10的主体内部的温度的机内温度传感器129(参照图1)的检测温度来确定在第二定影控制中使用的作为控制参数的P常数时使用的图表。在该图表中,将控制参数的值设定成,机内温度传感器129的检测温度越低,则占空比越高。每次在图5的步骤S160中切换到第二定影控制时参照该图表,以后使用该图表的值执行第二定影控制。
图16是根据供纸输送部180以及定影部130处的纸张输送速度来确定在第二定影控制中使用的作为控制参数的P常数时使用的图表。该纸张输送速度根据基于使用者的指定的光泽强度的设定而变更。在该图表中,将控制参数的值设定成,纸张输送速度越快,则占空比越高。每次在图5的步骤S160中切换到第二定影控制时,参照该图表,以后使用该图表的值执行第二定影控制。
作为影响定影的温度推移的因素,有机内温度和纸张输送速度。机内温度作为推测时刻t0(参照图6等)时的加压辊136等定影部130的蓄热量的指标是有效的,因此,使用该机内温度传感器129的检测值。在蓄热量大时,因时刻t0以后的定影部130开始旋转而从加热辊135向加压辊136的热量的转移相对减少,因此,即便在初期(例如图12所示的区间内)向加热器L31、L32的电力供给量少,也可以充分地对加热辊135进行加热。所以,机内温度为上述因素之一。由于纸张输送速度影响每单位时间内通过定影捏合部的纸张量,因此,影响在定影捏合部被纸张S带走(向纸张S供给)的每单位时间内的热量。所以,纸张输送速度为上述因素之一。
在将控制参数设定得过大的情况下,会产生如下问题:产生到达了目标温度后的过剩的过冲;在将控制参数设定得过小的情况下,会产生到达目标温度为止太费时间的问题。通过根据机内温度或纸张输送速度将在第二定影控制中使用的控制参数设定为适当的值,可以进行稳定且适当的定影温度控制而不会产生这些问题。
另外,在图14~图16的例子中,根据纸张种类(温差、到达时间)、机内温度、纸张输送速度的各因素,来设定根据在第二定影控制中使用的检测温度和目标控制温度的温差确定占空比的计算式的控制参数。也可以代替上述情形而使用记述了检测温度和目标控制温度的温差与占空比的关系(相当于P控制)的控制表来进行设定。而且,也可以根据纸张种类(温差、到达时间)、机内温度、纸张输送速度的各因素准备多个该控制表,并将它们存储在存储部140中,根据各因素来选择供参照的控制表。
此外,本发明由发明要求保护的范围所记载的内容限定,可以进行各种各样的变形。

Claims (9)

1.一种图像形成装置,其特征在于,具有:
供纸托盘,所述供纸托盘收纳纸张;
供纸输送部,所述供纸输送部输送所述供纸托盘所收纳的纸张;
图像形成部,所述图像形成部在所述供纸输送部输送的纸张上形成调色剂图像;
定影部件,所述定影部件使由所述图像形成部形成的调色剂图像加热定影在纸张上;
温度传感器,所述温度传感器检测所述定影部件的温度;
加热器,所述加热器加热所述定影部件;
电力供给部,所述电力供给部根据规定周期内的向所述加热器供给电力的开启区间的比率即占空比,对所述加热器的开启/关闭进行切换;以及
控制部,所述控制部基于所述温度传感器的检测温度确定所述占空比,以所确定的该占空比控制所述电力供给部以使电力供给到加热器,
所述控制部能够通过第一定影控制和第二定影控制对所述电力供给部进行控制,在所述第一定影控制中,在所述检测温度为目标控制温度以下的情况下,以固定的占空比使所述加热器开启,在所述检测温度比所述目标控制温度大的情况下,使所述加热器关闭;在所述第二定影控制中,根据所述检测温度和所述目标控制温度的温差来变更所述占空比,
在从对所述定影部件进行温度控制以使所述检测温度成为规定的控制温度的待机状态起开始图像形成动作时,通过所述第一定影控制向所述加热器供给电力,此后,在检测到降低的所述检测温度到达了由下降转为上升的下限值时,切换到所述第二定影控制并向所述加热器供给电力。
2.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,
所述定影部件具有加热辊和加压辊,所述加热辊由所述加热器加热,所述加压辊能够移动到与所述加热辊抵接而形成定影捏合部的抵接位置、以及与所述加热辊不接触的分离位置,
在所述待机状态下,所述控制部进行控制以使处于所述分离位置的所述加压辊静止并且使旋转的所述加热辊的所述检测温度成为所述规定的控制温度,随着开始图像形成动作的指示,使所述加压辊移动到所述抵接位置后开始驱动所述加热辊和所述加压辊。
3.如权利要求1或2所述的图像形成装置,其特征在于,
具有取得所述供纸托盘所收纳的纸张的种类信息的纸张信息取得部,
所述控制部具有:在所述第二定影控制中,用于根据温差确定所述占空比的多个控制表、或从温差确定所述占空比的计算式的多个控制参数,所述控制部根据从所述纸张信息取得部取得的纸张的种类信息,变更所述控制表或所述控制参数。
4.如权利要求3所述的图像形成装置,其特征在于,
所述纸张信息取得部包括纸张种类判定部,所述纸张种类判定部基于经过时间、以及所述第一定影控制开始时的所述检测温度和所述下限值的温差中的至少一方,判定所述纸张的种类,所述经过时间是从所述第一定影控制开始或对最初的纸张进行加热处理开始起直至检测到到达了所述下限值为止的时间。
5.如权利要求3所述的图像形成装置,其特征在于,
所述控制表或所述控制参数被设定成,纸张越厚,所述占空比越增高。
6.如权利要求1或2所述的图像形成装置,其特征在于,
具有检测主体内部的温度的机内温度传感器,
所述控制部具有:在所述第二定影控制中,用于根据温差确定所述占空比的多个控制表、或从温差确定所述占空比的计算式的多个控制参数,所述控制部根据所述机内温度传感器的检测温度,变更所述控制表或所述控制参数。
7.如权利要求6所述的图像形成装置,其特征在于,
所述控制表或所述控制参数被设定成,所述机内温度传感器的检测温度越低,则所述占空比越增高。
8.如权利要求1或2所述的图像形成装置,其特征在于,
所述供纸输送部能够分多个阶段变更向所述定影部件输送的纸张的输送速度,
所述控制部具有:在所述第二定影控制中,用于根据温差确定所述占空比的多个控制表、或从温差确定所述占空比的计算式的多个控制参数,所述控制部根据所述输送速度,变更所述控制表或所述控制参数。
9.如权利要求8所述的图像形成装置,其特征在于,
所述控制表或所述控制参数被设定成,所述输送速度越快,则所述占空比越增高。
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