JP2006195294A - Image forming apparatus and image fixing method - Google Patents

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政治 横野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus that has a fixing device capable of smoothly rising a fixing temperature up to a warmup completion temperature by detecting the voltage of a commercial power source and by switching the control coefficient of PID control based on the detected voltage of the commercial power source. <P>SOLUTION: The circuit block includes: a fixing heater relay control section 11 that controls power source supply to a fixing heater 15 such that power is supplied when a power source is ON and it is turned OFF when the fixing heater 15 becomes abnormal; a zero cross detecting section 12 that detects the zero cross of an AC voltage and uses a zero cross signal as a reference for the timing of turning ON/OFF the heater; a fixing heater control section 13 that controls supply of power to the fixing heater by using a triac in response to a heater control signal; an AC voltage detecting section 14 converting from an AC voltage to a DC voltage so that a commercial voltage is detected on the side of a control substrate by a transformer; and a DC power source 18 for supplying the DC voltage to each part via the control substrate 8. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像形成装置及び画像定着方法に関し、さらに詳しくは、トナー像を記録紙に転写して定着する定着ヒータの制御方法に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus and an image fixing method, and more particularly to a control method of a fixing heater for transferring and fixing a toner image onto a recording sheet.

従来から画像形成装置に使用される定着ヒータへの給電に際しては、定着部の温度をサーミスタ等により監視し、単位時間当たりの通電時間と無通電時間のデューティーを制御することにより温度制御を行っている。その温度制御の方法としては、目標温度と過去の温度履歴により、PID(Proportional Integration and Differential)制御にて単位時間当たりの通電時間と無通電時間のデューティーを決定する方法が用いられる。しかし、この制御方法では、抵抗値の異なる定着ヒータや電源電圧が各ユーザ先において異なる条件であっても同一条件で温度制御を行っていたため、商用電源のAC入力電圧が定格以上であった場合、本来ならばウォームアップ終了時間が短いはずが、定格入力電圧時よりも時間的に長く掛かってしまうといった問題がある。
従来技術として特許文献1には、入力される外部電源からの電力をオン/オフ制御してヒータ用電源として定着用ヒータに供給するヒータ用電源供給手段と、入力電圧検出手段が検出する外部電源の入力電圧が所定の上限電圧値以下か否かを検出する入力電圧監視手段と、その入力電圧監視手段が、前記外部電源の入力電圧が所定の上限電圧値以上であると検出した場合は、前記ヒータ用電源供給手段からの前記定着用ヒータへの電力供給を停止すると共に前記プロッタの動作を禁止する異常電圧対応手段とを備えた画像記録装置について開示されている。
また特許文献2には、ゼロクロス信号のパルス幅twを検知して、パルス幅の中央部(tw/2)となる時間を算出し、ゼロクロス信号がオフからオンとなる立ち上がりエッジの時間から(パルス幅/2)の時間を遅延させた時間のタイミングで、トリガをかけて位相をα、βとずらして位相制御を行う画像形成装置について開示されている。
特開2000−29348公報 特開平10−186908号公報
Conventionally, when power is supplied to a fixing heater used in an image forming apparatus, the temperature of the fixing unit is monitored by a thermistor or the like, and the temperature is controlled by controlling the energization time per unit time and the duty of the non-energization time. Yes. As the temperature control method, a method is used in which the energization time per unit time and the duty of the non-energization time are determined by PID (Proportional Integration and Differential) control based on the target temperature and the past temperature history. However, in this control method, since the temperature control is performed under the same conditions even if the fixing heaters and power supply voltages having different resistance values are different for each user, the AC input voltage of the commercial power supply is above the rating. However, the warm-up end time should be short, but it takes longer time than the rated input voltage.
As a conventional technique, Patent Document 1 discloses a heater power supply unit that supplies power to a fixing heater as a heater power source by controlling on / off of power from an input external power source, and an external power source that is detected by an input voltage detection unit. Input voltage monitoring means for detecting whether or not the input voltage is less than or equal to a predetermined upper limit voltage value, and when the input voltage monitoring means detects that the input voltage of the external power source is greater than or equal to a predetermined upper limit voltage value, An image recording apparatus including an abnormal voltage countermeasure unit that stops power supply from the heater power supply unit to the fixing heater and prohibits the operation of the plotter is disclosed.
Further, Patent Document 2 detects the pulse width tw of the zero-cross signal, calculates the time at which the pulse width is in the center (tw / 2), and calculates the time from the rising edge time at which the zero-cross signal is turned on (pulse). An image forming apparatus is disclosed in which a phase is controlled by shifting a phase by α and β by applying a trigger at a timing of a delay time of width / 2).
JP 2000-29348 A JP-A-10-186908

しかし、特許文献1に開示されている従来技術は、外部電源の入力電圧が所定の上限電圧値以上であると検出した場合は、ヒータ用電源供給手段からの定着用ヒータへの電力供給を停止するため、入力電圧変動の許容範囲が狭いといった問題がある。
また特許文献2に開示されている従来技術は、ゼロクロスポイントを正確にする発明であり、電圧変動に対するゼロクロスポイントのずれは少なくなるが、電圧変動による定着温度制御については言及していない。
本発明は、かかる課題に鑑み、商用電源の電圧を検出し、検出した商用電源の電圧に基づいてPID制御における制御係数を切り換えることにより、スムーズにウォームアップ終了温度まで定着温度を立ち上げることが可能な定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
However, the prior art disclosed in Patent Document 1 stops power supply from the heater power supply means to the fixing heater when it detects that the input voltage of the external power supply is equal to or higher than a predetermined upper limit voltage value. Therefore, there is a problem that the allowable range of the input voltage fluctuation is narrow.
The prior art disclosed in Patent Document 2 is an invention that makes the zero cross point accurate, and the shift of the zero cross point with respect to the voltage fluctuation is reduced, but the fixing temperature control by the voltage fluctuation is not mentioned.
In view of such problems, the present invention can smoothly raise the fixing temperature to the warm-up end temperature by detecting the voltage of the commercial power supply and switching the control coefficient in the PID control based on the detected commercial power supply voltage. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with a fixing device that can be used.

本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、トナー像を記録紙に転写して可視像を形成し、該可視像を定着ヒータにより記録紙に定着させる画像形成装置において、前記定着ヒータの定着温度を一定温度に制御する温度制御手段と、前記定着ヒータに供給する商用電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記定着ヒータにより加熱された定着部の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記温度制御手段は、前記温度検出手段により検出した温度結果に基づいて、単位時間当たりの前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間の比率を決定する手段としてPID制御を使用する場合、前記電圧検出手段により前記商用電源の電圧を検出し、該検出電圧の結果に基づいて前記PID制御の制御係数を切り換えるように制御することを特徴とする。
定着部に定着ヒータを使用した場合、定着部の温度制御はサーミスタ等により定着部の温度を検知してフィードバックループにより制御している。また、温度検出手段により検出した温度結果に基づいて、単位時間当たりの定着ヒータへの通電時間と無通電時間の比率を決定する手段としてPID制御を使用している場合、その制御係数によって定着ヒータへの通電時間と無通電時間の比率を変化させることができる。本発明では、この制御係数を商用電源の電圧に基づいてPID制御の制御係数を切り換えるものである。
請求項2は、前記制御係数を変更するタイミングは、電源投入時のウォームアップ時であることを特徴とする。
電源を投入したときは、一般に定着温度は低くなっている。そのため、電源投入時は所定の定着温度になるまで定着ヒータをONするウォームアップが行われる。このウォームアップは比較的時間が長いため、この時間を利用して制御係数を変更するものである。
In order to solve this problem, the present invention provides an image forming apparatus in which a toner image is transferred to a recording paper to form a visible image, and the visible image is fixed to the recording paper by a fixing heater. Temperature control means for controlling the fixing temperature of the fixing heater to a constant temperature, voltage detection means for detecting the voltage of a commercial power source supplied to the fixing heater, and temperature for detecting the temperature of the fixing portion heated by the fixing heater Detecting means, and the temperature control means is a PID control as means for determining a ratio between the energizing time and the non-energizing time per unit time based on the temperature result detected by the temperature detecting means. The voltage detection means detects the voltage of the commercial power supply, and controls to switch the control coefficient of the PID control based on the result of the detection voltage. To.
When a fixing heater is used for the fixing unit, temperature control of the fixing unit is performed by detecting the temperature of the fixing unit with a thermistor or the like and controlling with a feedback loop. Further, when PID control is used as a means for determining the ratio between the energizing time and the non-energizing time per unit time based on the temperature result detected by the temperature detecting means, the fixing heater is determined by the control coefficient. The ratio of the energization time to the non-energization time can be changed. In the present invention, the control coefficient for PID control is switched based on the voltage of the commercial power supply.
According to a second aspect of the present invention, the timing for changing the control coefficient is a warm-up time when the power is turned on.
When the power is turned on, the fixing temperature is generally low. Therefore, when the power is turned on, warm-up is performed to turn on the fixing heater until a predetermined fixing temperature is reached. Since this warm-up takes a relatively long time, the control coefficient is changed using this time.

請求項3は、前記制御係数を変更するタイミングは、低電力モード又は省エネルギーモードから復帰のウォームアップ時であることを特徴とする。
通常モードにおいて画像形成動作が所定の時間行われない場合、低電力モード又は省エネルギーモードに移行する。このときは定着ヒータはOFFされる。そして画像形成動作を開始するコマンド(例えば、原稿挿入等)が発行されると、低電力モード又は省エネルギーモードから通常モードに復帰するために、定着ヒータがONしてウォームアップが行われる。このウォームアップは比較的時間が長いため、この時間を利用して制御係数を変更するものである。
請求項4は、前記制御係数を変更するタイミングは、待機温度から画像形成可能温度へ移行する時のウォームアップ時であることを特徴とする。
低電力モード又は省エネルギーモードでない場合、通常モードの場合でも省エネルギーとするために、所定の時間画像形成動作が発生しないと定着器の温度を低くする待機温度モードがある。本発明はこの待機温度モードから画像形成動作が発生して画像形成可能温度へ移行する時のウォームアップ時に制御係数を変更するものである。
請求項5は、トナー像を記録紙に転写して可視像を形成し、該可視像を定着ヒータにより記録紙に定着させる画像定着方法において、前記定着ヒータの定着温度を一定温度に制御する温度制御ステップと、前記定着ヒータに供給する商用電源の電圧を検出する電圧検出ステップと、前記定着ヒータにより加熱された定着部の温度を検出する温度検出ステップと、を備え、前記温度制御ステップにおいては、前記温度検出ステップにより検出した温度結果に基づいて、単位時間当たりの前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間の比率を決定する手段としてPID制御を使用する場合、前記電圧検出ステップにより前記商用電源の電圧を検出し、該検出電圧の結果に基づいて前記PID制御の制御係数を切り換えるようにしたことを特徴とする。
本発明は請求項1と同様の作用効果を奏する。
According to a third aspect of the present invention, the timing for changing the control coefficient is a warm-up time for returning from the low power mode or the energy saving mode.
When the image forming operation is not performed for a predetermined time in the normal mode, the mode is shifted to the low power mode or the energy saving mode. At this time, the fixing heater is turned off. When a command for starting an image forming operation (for example, document insertion) is issued, the fixing heater is turned on and warmed up in order to return from the low power mode or the energy saving mode to the normal mode. Since this warm-up is relatively long, the control coefficient is changed using this time.
According to a fourth aspect of the present invention, the timing for changing the control coefficient is a warm-up time when shifting from the standby temperature to the image formable temperature.
When not in the low power mode or the energy saving mode, there is a standby temperature mode in which the temperature of the fixing device is lowered when an image forming operation does not occur for a predetermined time in order to save energy even in the normal mode. The present invention changes the control coefficient at the time of warm-up when an image forming operation occurs from this standby temperature mode and the temperature shifts to an image formable temperature.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image fixing method, a toner image is transferred to a recording paper to form a visible image, and the visible image is fixed on the recording paper by a fixing heater, and the fixing temperature of the fixing heater is controlled to a constant temperature. A temperature control step, a voltage detection step for detecting a voltage of a commercial power source supplied to the fixing heater, and a temperature detection step for detecting a temperature of the fixing unit heated by the fixing heater, the temperature control step In the case of using PID control as means for determining the ratio of the energization time to the fixing heater per unit time and the non-energization time based on the temperature result detected in the temperature detection step, the voltage detection step The voltage of the commercial power supply is detected, and the control coefficient of the PID control is switched based on the result of the detected voltage.
The present invention has the same effect as that of the first aspect.

請求項1、5の発明によれば、制御係数によって定着ヒータへの通電時間と無通電時間の比率を変化させることができるPID制御において、この制御係数を商用電源の電圧に基づいて切り換えるので、商用電源の電圧が変動してもスムーズに定着温度を制御することができる。
また請求項2では、電源投入時のウォームアップ時に制御係数を変更するので、電源投入から通常モードに移行するまでに制御係数の変更が完了して、即座に電圧変動に対して定着温度制御を対応することができる。
また請求項3では、低電力モード又は省エネルギーモードから復帰のウォームアップ時に制御係数を変更するので、低電力モード又は省エネルギーモードから復帰してから通常モードに移行するまでに制御係数の変更が完了して、即座に電圧変動に対して定着温度制御を対応することができる。
また請求項4では、待機温度から画像形成可能温度へ移行する時に制御係数を変更するので、待機温度から画像形成可能温度へ移行するまでに制御係数の変更が完了して、即座に電圧変動に対して定着温度制御を対応することができる。
According to the first and fifth aspects of the invention, in the PID control in which the ratio of the energization time to the non-energization time to the fixing heater can be changed by the control coefficient, the control coefficient is switched based on the voltage of the commercial power supply. Even if the voltage of the commercial power source fluctuates, the fixing temperature can be controlled smoothly.
Further, in claim 2, since the control coefficient is changed at the time of warm-up when the power is turned on, the change of the control coefficient is completed before the transition from the power on to the normal mode, and the fixing temperature control is immediately performed for the voltage fluctuation. Can respond.
Further, in claim 3, since the control coefficient is changed at the time of warm-up returning from the low power mode or the energy saving mode, the change of the control coefficient is completed after returning from the low power mode or the energy saving mode to shifting to the normal mode. Thus, the fixing temperature control can be immediately responded to the voltage fluctuation.
According to the fourth aspect of the present invention, since the control coefficient is changed when the standby temperature is shifted to the image formable temperature, the change of the control coefficient is completed before the transition from the standby temperature to the image formable temperature, and the voltage fluctuation is immediately caused. On the other hand, it is possible to cope with fixing temperature control.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は本発明の実施形態に係るプリンタ装置の一例を示すブロック構成図である。このプリンタ装置100は、各色感光体ドラム、トナー供給部を備え、感光体ドラム上の画像を記録紙上に転写する作像部1と、転写紙に転写された画像を定着させる定着部2と、レーザーダイオードにより感光体ドラムにレーザーを照射し感光体ドラム上にトナーを付着させる部分とトナーを付着させない部分を制御して感光体ドラム上に画像を作像する光書込部3と、ユーザ又は作業者が、プリンタの状態を設定する為の部分である操作部4と、プリンタ装置100を制御する為のプログラム及び固定パラメータが記憶保持されているROM5と、カラープリンタの初設定を記憶保持され、バッテリーでバックアップされているRAM6と、LAN等でホストと接続されており、外部とのI/Fを制御している部分で外部からの印字データ等の入出力データを制御している通信I/F7と、プリンタ装置を制御する部分でありCPUも含まれバス9を介して各部を制御しているコントローラ8と、を備えて構成される。尚、このプリンタ装置100の画像形成動作は公知のプリンタ装置と同様であるので説明を省略する。
図2は本発明の定着部2の定着ヒータを制御する回路ブロック図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回路ブロックは、定着ヒータ15に対する電源の供給を制御する部分であり、電源ON時に通電するようになっており、定着ヒータ15が異常となったときにOFFされるように制御される定着ヒータリレー制御部11と、AC電圧のゼロクロスを検出し、ゼロクロス信号は、ヒータのON/OFF時のタイミングの基準として用いるゼロクロス検出部12と、ヒータ制御信号によりトライアックを用いて定着ヒータに対する通電を制御している定着ヒータ制御部13と、商用電圧をトランスにより制御基板側で検出できるようにAC電圧からDC電圧へ変換しているAC電圧検出部14と、制御基板8を介して各部へDC電圧を供給しているDC電源部18と、を備えて構成される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a printer apparatus according to an embodiment of the present invention. The printer apparatus 100 includes photosensitive drums for each color and a toner supply unit. The image forming unit 1 transfers an image on the photosensitive drum onto a recording paper, and a fixing unit 2 fixes the image transferred onto the transfer paper. An optical writing unit 3 for forming an image on the photosensitive drum by controlling a portion where the toner is applied to the photosensitive drum by irradiating the photosensitive drum with a laser diode and a portion where the toner is not attached to the photosensitive drum; The operator stores the operation unit 4 that is a part for setting the printer state, the ROM 5 that stores programs and fixed parameters for controlling the printer apparatus 100, and the initial settings of the color printer. The RAM 6 is backed up by a battery, and is connected to the host via a LAN or the like. A communication I / F7 for controlling the input and output data etc., also includes portions a and CPU for controlling the printer device configured to include a controller 8 that controls each unit through a bus 9, a. Note that the image forming operation of the printer apparatus 100 is the same as that of a known printer apparatus, and a description thereof will be omitted.
FIG. 2 is a circuit block diagram for controlling the fixing heater of the fixing unit 2 of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. This circuit block is a part that controls the supply of power to the fixing heater 15, and is energized when the power is turned on. The fixing heater is controlled to be turned off when the fixing heater 15 becomes abnormal. Relay controller 11 detects zero cross of AC voltage, zero cross signal is used as reference for timing of heater ON / OFF, and cross heater is used to control energization of fixing heater using heater control signal The fixing heater control unit 13, the AC voltage detection unit 14 that converts the AC voltage into the DC voltage so that the commercial voltage can be detected on the control board side by the transformer, and the DC voltage to each part via the control board 8. And a DC power supply unit 18 for supplying power.

次に図2を参照して定着部2の制御動作について説明する。電源が投入されると、商用電源17からDC電源部18に商用電源17が供給され、AC電圧を所定のDC電圧に変換して各部に供給する。それにより制御基板(コントローラ)8が起動して、AC電圧検出部14によりAC電圧がDC電圧のレベルに変換されてAC電圧検出電圧14aとして入力される。コントローラ8はそのレベルを検出してレベルに応じた制御係数を選択して定着ヒータ15のデューティーを決定してPID制御する(詳細は後述する)。またコントローラ8はリレー制御信号11bを出力して、定着ヒータリレー制御部11内のリレー11aをONとする。それにより、商用電源17がリレー11aの接点を介して定着ヒータ15に供給される。定着ヒータ15の他端は定着ヒータ制御部13に接続されているので、コントローラ8がゼロクロス検出部12により検出されたゼロクロス検出信号12aに基づいて、定着ヒータ制御信号13aを出力して定着ヒータ制御部13を制御して定着ヒータ15をON/OFFする。
定着部2に定着ヒータ15を使用した場合、定着部2の温度制御はサーミスタ等により定着部2の温度を検知してフィードバックループにより制御している。また、サーミスタ等により検出した温度結果に基づいて、単位時間当たりの定着ヒータ15への通電時間と無通電時間の比率を決定する手段としてPID制御を使用している場合、その制御係数によって定着ヒータ15への通電時間と無通電時間の比率を変化させることができる。本発明では、この制御係数を商用電源17の電圧に基づいてPID制御の制御係数を切り換えるものである。
Next, the control operation of the fixing unit 2 will be described with reference to FIG. When the power is turned on, the commercial power source 17 is supplied from the commercial power source 17 to the DC power source unit 18 to convert the AC voltage into a predetermined DC voltage and supply it to each unit. As a result, the control board (controller) 8 is activated, and the AC voltage is converted into a DC voltage level by the AC voltage detector 14 and input as the AC voltage detection voltage 14a. The controller 8 detects the level, selects a control coefficient corresponding to the level, determines the duty of the fixing heater 15, and performs PID control (details will be described later). Further, the controller 8 outputs a relay control signal 11b to turn on the relay 11a in the fixing heater relay control unit 11. Thereby, the commercial power source 17 is supplied to the fixing heater 15 through the contact of the relay 11a. Since the other end of the fixing heater 15 is connected to the fixing heater control unit 13, the controller 8 outputs a fixing heater control signal 13 a based on the zero cross detection signal 12 a detected by the zero cross detection unit 12 to control the fixing heater. The fixing heater 15 is turned on / off by controlling the section 13.
When the fixing heater 15 is used for the fixing unit 2, the temperature control of the fixing unit 2 is controlled by a feedback loop by detecting the temperature of the fixing unit 2 with a thermistor or the like. Further, when PID control is used as means for determining the ratio of the energization time to the fixing heater 15 per unit time and the non-energization time based on the temperature result detected by a thermistor or the like, the fixing heater is determined by the control coefficient. The ratio of the energization time to 15 and the non-energization time can be changed. In the present invention, this control coefficient is switched based on the voltage of the commercial power supply 17.

ここでPID制御について説明する。定着ヒータ15の温度リップルを抑えるためと定着ヒータの温度オーバーシュートをなくすためにPID制御を用いている。PID制御により、定着ヒータ15への単位時間当たりの通電時間のデューティーを制御している。PID制御によるデューティー算出式は、式(1)を用いる。設定されるデューティー:MVnは、
MVn=MV(n−1)+ΔMV…式(1)
として設定される。
但し、
MVn:今回のデューティー
MV(n−1):前回のデューティー
ΔMV:温度履歴によりPID演算式による算出値。式(2)に一例を示す。
ΔMV=KP*(Buff1−Buff0)+KDM*(2*Buff1−Buff0−Buff2)/KDD+KIM*(Target−Buff0)/KID…式(2)
KP:PID演算の比例定数
KIM:PID演算の積分定数の分子
KID:PID演算の積分定数の分母
KDM:PID演算の微分定数の分子
KDD:PID演算の微分定数の分母
Buff0:今回の定着ヒータ温度
Buff1:前回の定着ヒータ温度
Buff2:前前回の定着ヒータ温度
Target:目標定着温度
KP、KIM、KID、KDM、KDD(以下、PID係数)については、AC電圧の検出値により、入力下限電圧から定格電圧まで使用する電源ONからウォームアップ終了温度、省エネ又は低電力モードからウォームアップ終了温度、待機時からプリント可能温度まで定着ヒータを温度上昇させる時のそれぞれをPID係数として保持している。また、同様に定格電圧から入力上限電圧まで使用する電源ONからウォームアップ終了温度、省エネ又は低電力モードからウォームアップ終了温度、待機時からプリント可能温度まで定着ヒータを温度上昇させる時のそれぞれをPID係数として保持している。
Here, PID control will be described. PID control is used to suppress the temperature ripple of the fixing heater 15 and to eliminate the temperature overshoot of the fixing heater. The duty of the energization time per unit time to the fixing heater 15 is controlled by PID control. Formula (1) is used as a duty calculation formula by PID control. Duty to be set: MVn is
MVn = MV (n−1) + ΔMV (1)
Set as
However,
MVn: current duty MV (n−1): previous duty ΔMV: a value calculated by the PID calculation formula based on the temperature history. An example is shown in Formula (2).
ΔMV = KP * (Buff1−Buff0) + KDM * (2 * Buff1−Buff0−Buff2) / KDD + KIM * (Target−Buff0) / KID (2)
KP: PID operation proportional constant KIM: PID operation integration constant numerator KID: PID operation integration constant denominator KDM: PID operation differential constant numerator KDD: PID operation differential constant denominator Buff0: current fixing heater temperature Buff1: Previous fixing heater temperature Buff2: Previous previous fixing heater temperature Target: Target fixing temperature KP, KIM, KID, KDM, KDD (hereinafter referred to as PID coefficient) are rated from the input lower limit voltage according to the detected value of the AC voltage. The PID coefficient is stored as the PID coefficient when the temperature of the fixing heater is raised from the power-on to the voltage to the warm-up end temperature, from the energy saving or low power mode to the warm-up end temperature, and from the standby state to the printable temperature. Similarly, the PID is used when the temperature of the fixing heater is increased from the power ON to the warm-up end temperature from the rated voltage to the input upper limit voltage, the energy-saving or low-power mode to the warm-up end temperature, and the standby to printable temperature. Retained as a coefficient.

図3は本発明のPID制御における制御係数の切り換え方法を説明するフローチャートである。定着ヒータへの通電開始命令が発行されると(S1)、AC電圧検出電圧14aを検知してAC電圧の検出を行う(S2)。その結果、AC電圧が定格電圧以下か否かの判断を行い(S3)、定格電圧以下であれば(S3でYESのルート)、更に装置の電源がONされているか否かを判断し(S4)、電源がONであれば(S4でYESのルート)、電源ONで且つAC電圧が定格電圧以下の制御係数を選択する(S5)。またステップS4で電源がOFFであれば(S4でNOのルート)、低電力または省エネモードであるか否かを判断し(S6)、低電力または省エネモードであれば(S6でYESのルート)、低電力または省エネモードで且つAC電圧が定格電圧以下の制御係数を選択する(S7)。またステップS6で低電力または省エネモードでなければ(S6でNOのルート)、待機モードで且つAC電圧が定格電圧以下の制御係数を選択する(S8)。
一方、ステップS3で定格電圧以上であれば(S3でNOのルート)、更に装置の電源がONされているか否かを判断し(S9)、電源がONであれば(S9でYESのルート)、電源ONで且つAC電圧が定格電圧以上の制御係数を選択する(S10)。またステップS9で電源がOFFであれば(S9でNOのルート)、低電力または省エネモードであるか否かを判断し(S11)、低電力または省エネモードであれば(S11でYESのルート)、低電力または省エネモードで且つAC電圧が定格電圧以上の制御係数を選択する(S12)。またステップS11で低電力または省エネモードでなければ(S11でNOのルート)、待機モードで且つAC電圧が定格電圧以上の制御係数を選択する(S13)。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a control coefficient switching method in the PID control of the present invention. When an energization start command is issued to the fixing heater (S1), the AC voltage detection voltage 14a is detected to detect the AC voltage (S2). As a result, it is determined whether or not the AC voltage is equal to or lower than the rated voltage (S3). If the AC voltage is equal to or lower than the rated voltage (YES route in S3), it is further determined whether or not the apparatus is turned on (S4). ), If the power is ON (YES route in S4), a control coefficient with the power ON and the AC voltage below the rated voltage is selected (S5). If the power is OFF in step S4 (NO route in S4), it is determined whether or not it is in low power or energy saving mode (S6). If it is in low power or energy saving mode (YES route in S6). Then, the control coefficient is selected in the low power or energy saving mode and the AC voltage is equal to or lower than the rated voltage (S7). If it is not the low power or energy saving mode in step S6 (NO route in S6), the control coefficient is selected in the standby mode and the AC voltage is equal to or lower than the rated voltage (S8).
On the other hand, if the voltage is equal to or higher than the rated voltage in step S3 (NO route in S3), it is further determined whether or not the apparatus is powered on (S9). If the power source is ON (YES route in S9). Then, a control coefficient with the power ON and the AC voltage equal to or higher than the rated voltage is selected (S10). If the power is OFF in step S9 (NO route in S9), it is determined whether or not it is in a low power or energy saving mode (S11), and if it is in a low power or energy saving mode (YES route in S11). Then, the control coefficient is selected in the low power or energy saving mode and the AC voltage is equal to or higher than the rated voltage (S12). If it is not the low power or energy saving mode in step S11 (NO route in S11), the control coefficient is selected in the standby mode and the AC voltage is equal to or higher than the rated voltage (S13).

このように装置の状態がどのような状態であるか判断を行うことにより、制御係数を適切な値に切り換えることができる。尚、制御係数を切り換えるタイミングとして、電源を投入したときは、一般に定着温度は低くなっている。そのため、電源投入時は所定の定着温度になるまで定着ヒータをONするウォームアップが行われる。このウォームアップは比較的時間が長いため、この時間を利用して制御係数を切り換える。また、通常モードにおいて画像形成動作が所定の時間行われない場合、低電力モード又は省エネルギーモードに移行する。このときは定着ヒータはOFFされる。そして画像形成動作を開始するコマンド(例えば、原稿挿入等)が発行されると、低電力モード又は省エネルギーモードから通常モードに復帰するために、定着ヒータがONしてウォームアップが行われる。このウォームアップは比較的時間が長いため、この時間を利用して制御係数を切り換える。また、低電力モード又は省エネルギーモードでない場合、通常モードの場合でも省エネルギーとするために、所定の時間画像形成動作が発生しないと定着器の温度を低くする待機温度モードがある。本発明はこの待機温度モードから画像形成動作が発生して画像形成可能温度へ移行する時のウォームアップ時に制御係数を切り換える。   Thus, by determining what the state of the apparatus is, the control coefficient can be switched to an appropriate value. As a timing for switching the control coefficient, when the power is turned on, the fixing temperature is generally low. Therefore, when the power is turned on, warm-up is performed to turn on the fixing heater until a predetermined fixing temperature is reached. Since this warm-up takes a relatively long time, the control coefficient is switched using this time. When the image forming operation is not performed for a predetermined time in the normal mode, the mode is shifted to the low power mode or the energy saving mode. At this time, the fixing heater is turned off. When a command for starting an image forming operation (for example, document insertion or the like) is issued, the fixing heater is turned on to warm up in order to return from the low power mode or the energy saving mode to the normal mode. Since this warm-up takes a relatively long time, the control coefficient is switched using this time. Further, when not in the low power mode or the energy saving mode, in order to save energy even in the normal mode, there is a standby temperature mode in which the temperature of the fixing device is lowered when the image forming operation does not occur for a predetermined time. In the present invention, the control coefficient is switched at the time of warm-up when an image forming operation occurs from this standby temperature mode to shift to an image formable temperature.

本発明の実施形態に係るプリンタ装置の一例を示すブロック構成図。1 is a block configuration diagram illustrating an example of a printer apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の定着部2の定着ヒータを制御する回路ブロック図。The circuit block diagram which controls the fixing heater of the fixing part 2 of this invention. 本発明のPID制御における制御係数の切り換え方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the switching method of the control coefficient in the PID control of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

8 制御基板、11 定着ヒータリレー制御部、12 ゼロクロス検出部、13 定着ヒータ制御部、14 AC電圧検出部、15 定着ヒータ、18 DC電源部
8 control board, 11 fixing heater relay control section, 12 zero cross detection section, 13 fixing heater control section, 14 AC voltage detection section, 15 fixing heater, 18 DC power supply section

Claims (5)

トナー像を記録紙に転写して可視像を形成し、該可視像を定着ヒータにより記録紙に定着させる画像形成装置において、
前記定着ヒータの定着温度を一定温度に制御する温度制御手段と、前記定着ヒータに供給する商用電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記定着ヒータにより加熱された定着部の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記温度制御手段は、前記温度検出手段により検出した温度結果に基づいて、単位時間当たりの前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間の比率を決定する手段としてPID制御を使用する場合、前記電圧検出手段により前記商用電源の電圧を検出し、該検出電圧の結果に基づいて前記PID制御の制御係数を切り換えるように制御することを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus in which a toner image is transferred to a recording paper to form a visible image, and the visible image is fixed on the recording paper by a fixing heater.
Temperature control means for controlling the fixing temperature of the fixing heater to a constant temperature, voltage detection means for detecting the voltage of a commercial power source supplied to the fixing heater, and temperature for detecting the temperature of the fixing portion heated by the fixing heater Detecting means,
When the temperature control means uses PID control as means for determining the ratio of the energization time to the fixing heater per unit time and the non-energization time based on the temperature result detected by the temperature detection means, An image forming apparatus, characterized in that a voltage of the commercial power source is detected by a detecting unit, and control is performed so as to switch a control coefficient of the PID control based on a result of the detected voltage.
前記制御係数を変更するタイミングは、電源投入時のウォームアップ時であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the timing for changing the control coefficient is a warm-up time when power is turned on. 前記制御係数を変更するタイミングは、低電力モード又は省エネルギーモードから復帰のウォームアップ時であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the timing for changing the control coefficient is a warm-up for returning from the low power mode or the energy saving mode. 前記制御係数を変更するタイミングは、待機温度から画像形成可能温度へ移行する時のウォームアップ時であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the timing for changing the control coefficient is a warm-up time when the temperature is shifted from the standby temperature to the image-formable temperature. トナー像を記録紙に転写して可視像を形成し、該可視像を定着ヒータにより記録紙に定着させる画像定着方法において、
前記定着ヒータの定着温度を一定温度に制御する温度制御ステップと、前記定着ヒータに供給する商用電源の電圧を検出する電圧検出ステップと、前記定着ヒータにより加熱された定着部の温度を検出する温度検出ステップと、を備え、
前記温度制御ステップにおいては、前記温度検出ステップにより検出した温度結果に基づいて、単位時間当たりの前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間の比率を決定する手段としてPID制御を使用する場合、
前記電圧検出ステップにより前記商用電源の電圧を検出し、該検出電圧の結果に基づいて前記PID制御の制御係数を切り換えるようにしたことを特徴とする画像定着方法。
In an image fixing method in which a toner image is transferred to a recording paper to form a visible image, and the visible image is fixed on the recording paper by a fixing heater.
A temperature control step for controlling the fixing temperature of the fixing heater to a constant temperature; a voltage detection step for detecting a voltage of a commercial power supply supplied to the fixing heater; and a temperature for detecting the temperature of the fixing portion heated by the fixing heater. A detection step;
In the temperature control step, when PID control is used as a means for determining a ratio between the energization time and the non-energization time per unit time based on the temperature result detected in the temperature detection step,
An image fixing method, wherein the voltage of the commercial power source is detected by the voltage detecting step, and the control coefficient of the PID control is switched based on the result of the detected voltage.
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