JP2017026739A - 画像形成装置、制御方法、および制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成装置100は、定着装置20を備える。定着装置20は、熱源を有する回転可能な加熱部と、加熱部に圧接される回転可能な加圧部とを含み、熱源を加熱することで加熱部と加圧部との間を通過する印刷物にトナー像を定着させる。画像形成装置100は、加熱部の回転動作に関する情報に基づいて、加熱部と加圧部との接触部分の第1温度を推定するための推定部152と、推定された温度に応じて加熱部の熱源に供給する電力を決定するための決定部158とを備える。
【選択図】図10
Description
好ましくは、画像形成装置は、動作時間が所定時間に達したとき、印刷が開始されたとき、印刷が終了したとき、当該画像形成装置への電力供給が終了したときのいずれかに動作時間を記憶する。
好ましくは、接触部分の近傍には、熱源が設けられていない。
他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法が提供される。画像形成装置は、定着装置を備える。定着装置は、熱源を有する回転可能な加熱部と、加熱部に圧接される回転可能な加圧部とを含み、熱源を加熱することで加熱部と加圧部との間を通過する印刷物にトナー像を定着させる。制御方法は、加熱部の回転動作に関する情報に基づいて、加熱部と加圧部との接触部分の第1温度を推定するステップと、推定された第1温度に応じて熱源に供給する電力を決定するステップとを備える。
本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
[画像形成装置100]
図1を参照して、実施の形態に従う画像形成装置100について説明する。図1は、画像形成装置100の装置構成の一例を示す図である。
図2〜図4を参照して、図1に示される定着装置20の構造についてさらに詳細に説明する。図2は、定着装置20の平面図である。図3は、図2中のIII−III線に沿った断面図である。図4は、図2中のIV−IV線に沿った断面図である。
図5および図6を参照して、加熱部30と加圧ローラ32との接触部分(すなわち、ニップ部)の温度推定方法について説明する。図5は、加熱部30の回転時間を計測する方法を説明するための図である。図6は、加熱部30の回転時間とニップ部の温度との関係を表わす図である。
画像形成装置100の内部の温度は、電源がオンされてからの時間(以下、「動作時間」ともいう。)が経過するほど高くなる。そのため、加熱部30の温度も、画像形成装置100の動作時間が長くなるほど温まりやすくなる。
変形例2では、画像形成装置100は、ニップ部の温度および加熱部30の温度を推定し、これらの温度に応じて加熱部30への供給電力を決定していた。本変形例では、画像形成装置100は、ニップ部の温度および加熱部30の温度の他にも、さらに他の情報を用いて加熱部30への供給電力を決定する。
式(1)に示される「A」は、所定枚数の印刷粒にトナーを定着させるために必要な単位時間当たりの熱量を表わす。ある局面において、印刷物のサイズが大きいほど、画像形成装置100は、「A」の値を大きくする。印刷物のサイズは、たとえば、印刷時の設定情報から得られる。他の局面において、所定時間内に定着装置20を通過する印刷物の枚数が多いほど、画像形成装置100は、「A」の値を大きくする。当該枚数は、設計時等に予め設定されていてもよいし、印刷時の設定情報から得られてもよい。さらに他の局面において、トナーの熱容量が大きいほど、画像形成装置100は、「A」の値を大きくする。
式(2)に示される「D(温度)」は、加熱部30の温度を入力とする関数であり、加熱部30からの放熱量を表わす。加熱部30の温度が高いほど、「D(温度)」は高くなる。すなわち、加熱部30の温度が高いほど、加熱部30からの放熱量が多くなる。
式(3)に示される「G(t+δ)」は、加熱部30の温度(「変形例1」参照)と相関のある関数であり、「t+δ」を入力とする関数である。「G(t+δ)」の出力値は、加熱部30の回転の有無に関わらず、画像形成装置100の動作時間を表わす「t+δ」で決まる。「t」は、画像形成装置100の電源がオンされてからの動作時間を表わす。すなわち、「t」は、電源がオンされてから(たとえば、朝一から)の音調時間を表わす。「δ」は、画像形成装置100の電源がオンされた時点から過去所定時間内の動作時間を表わす。
画像形成装置100は、上述の方法でデューティー比を決定し、定着装置20を制御することで、ニップ部の温度を安定させることができるものの、定着装置20の電力事情や、予め想定し得ない用紙の属性により、ニップ部の温度が定着装置20についての目標温度(設定温度)から乖離することがある。したがって、画像形成装置100は、サーミスタ36Aおよびサーミスタ36Bの少なくとも一方の検出温度が目標温度から乖離している場合にはデューティー比を補正する。以下では、サーミスタ36A,36Bを総称して、サーミスタ36ともいう。
補正後のデューティー比=補正前のデューティー比+検出温度による補正値+平均検出温度による補正値・・・(4)
式(4)に示される「検出温度による補正値」は、たとえば、図7に示されるテーブル41に基づいて決定される。
図9を参照して、ニップ部の推定温度に応じて加熱部30のデューティー比を制御することの有効性について説明する。図9は、本実施の形態に従うデューティー制御を行った場合における加熱部30の表面温度の変化と、本実施の形態に従うデューティー制御を行わなかった場合における加熱部30の表面温度の変化とを示す図である。
図10を参照して、画像形成装置100の機能について説明する。図10は、画像形成装置100の機能構成の一例を示すブロック図である。
図11を参照して、画像形成装置100の制御構造について説明する。図11は、画像形成装置100が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。図11の処理は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)としての制御装置18がプログラムを実行することにより実現される。他の局面において、図11の処理の一部または全部が、回路素子その他のハードウェアによって実行されてもよい。
図12を参照して、画像形成装置100のハードウェア構成の一例について説明する。図12は、画像形成装置100の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。図12に示されるように、画像形成装置100は、ROM(Read Only Memory)101と、CPU102と、RAM(Random Access Memory)103と、ネットワークI/F(インタフェース)104と、スキャナ106と、プリンタ107と、操作パネル108と、記憶装置120とを備える。
再び図2〜図4を参照して、印刷時における定着装置20の動作について説明する。
画像形成装置100の電源がオンされてから定着ベルト33および加圧ローラ32の表面を印刷可能な温度にする動作をウォームアップといい、ウォームアップにかかる時間をウォームアップ時間という。ウォームアップは、たとえば、電源が入れ直されたときや、ジャム処理の復帰時、カバーのクローズ時、スリープモードからの復帰時等に実行される。
図13を参照して、定着装置20の構成についての変形例について説明する。図13は、変形例に従う定着装置20の構成を示す図である。
以上のようにして、画像形成装置100は、回転時間や停止時間等の加熱部30の動作情報に基づいてニップ部の温度を推定するとともに、ニップ部の推定温度に応じて加熱部30の熱源に供給する電力を決定する。これにより、画像形成装置100は、ニップ部の温度を安定的に制御することができるので、印刷品質が改善され得る。
Claims (23)
- 画像形成装置であって、
定着装置を備え、
前記定着装置は、
熱源を有する回転可能な加熱部と、
前記加熱部に圧接される回転可能な加圧部とを含み、
前記熱源を加熱することで前記加熱部と前記加圧部との間を通過する印刷物にトナー像を定着させ、
前記加熱部の回転動作に関する情報に基づいて、前記加熱部と前記加圧部との接触部分の第1温度を推定するための第1推定部と、
推定された前記第1温度に応じて前記熱源に供給する電力を決定するための決定部とを備える、画像形成装置。 - 前記回転動作に関する情報は、前記加熱部の回転が開始されてからの回転時間と、当該回転の前に前記加熱部が停止していた停止時間とを含み、
前記第1推定部は、前記回転時間および前記停止時間に基づいて、前記第1温度を推定する、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、前記回転時間を計測するための第1計測部をさらに備え、
前記画像形成装置は、計測された前記回転時間を履歴として記憶する、請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記第1計測部は、前記加熱部の回転が開始されたから終了するまでの間の全部または一部を前記回転時間として計測する、請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、前記回転時間が所定値に達したとき、印刷が開始されたとき、印刷が終了したとき、当該画像形成装置への電力供給が終了したときのいずれかに前記回転時間を記憶する、請求項3または4に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、前記加熱部の回転の停止時刻を記憶し、
前記停止時間は、前記加熱部の回転が開始されたときに、当該回転の開始時刻と、記憶されている前記停止時刻とに基づいて算出される、請求項2〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第1推定部は、前記回転時間および前記停止時間と、前記接触部分の温度との関係を規定している予め定められた情報に基づいて前記第1温度を推定する、請求項2〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、当該画像形成装置の動作に関する情報に基づいて、前記接触部分とは異なる前記加熱部の部分の第2温度を推定するための第2推定部をさらに備え、
前記決定部は、前記第1温度および前記第2温度に応じて前記電力を決定する、請求項2〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置の動作に関する情報は、前記画像形成装置の電源がオンされてからの時間を表わす動作時間を含む、請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、前記動作時間を計測するための第2計測部をさらに備え、
前記画像形成装置は、前記動作時間を履歴として記憶する、請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記第2計測部は、前記加熱部への電力の供給が開始されてから現在までの間の時間の全部または一部を前記動作時間として計測する、請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記第2計測部は、前記動作時間の計測を開始する場合において、前記加熱部の温度が所定温度以下であるときに、前記動作時間をクリアする、請求項10または11に記載の画像形成装置。
- 履歴としての前記動作時間は、履歴としての前記回転時間以上である、請求項10〜12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、前記動作時間が所定時間に達したとき、印刷が開始されたとき、印刷が終了したとき、当該画像形成装置への電力供給が終了したときのいずれかに前記動作時間を記憶する、請求項10〜13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2推定部は、前記定着装置のウォームアップが開始されたときに、前記動作時間と前記第2温度との関係を規定している予め定められた情報に基づいて前記第2温度を推定する、請求項10〜14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、前記加熱部の温度を検出するためのセンサをさらに備え、
前記第2推定部は、前記センサによって検出される温度から前記第2温度を推定する、請求項8〜15のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記熱源は、前記接触部分から所定距離以上離れた位置に設けられている、請求項1〜16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記接触部分の近傍には、前記熱源が設けられていない、請求項1〜17のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記加熱部は、
内部に前記熱源を有する加熱ローラと、
前記加熱ローラに対向して配置されている定着ローラと、
前記加熱ローラおよび前記定着ローラに張架されている定着ベルトとを有し、
前記接触部分は、前記定着ローラと前記加圧部との間にある前記定着ローラ上の領域であり、
前記加熱ローラによって加熱される前記定着ローラ上の領域は、前記接触部分以外の領域である、請求項1〜18のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記加熱部の温度は、前記熱源に印加する電圧のデューティー比を調整すること、または、前記熱源に印加される電力値を調整することによって制御される、請求項1〜19のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記加熱部および前記加圧部は、常に接触している、請求項1〜20のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置の制御方法であって、
前記画像形成装置は、定着装置を備え、
前記定着装置は、
熱源を有する回転可能な加熱部と、
前記加熱部に圧接される回転可能な加圧部とを含み、
前記熱源を加熱することで前記加熱部と前記加圧部との間を通過する印刷物にトナー像を定着させ、
前記制御方法は、
前記加熱部の回転動作に関する情報に基づいて、前記加熱部と前記加圧部との接触部分の第1温度を推定するステップと、
推定された前記第1温度に応じて前記熱源に供給する電力を決定するステップとを備える、制御方法。 - 画像形成装置の制御プログラムであって、
前記画像形成装置は、定着装置を備え、
前記定着装置は、
熱源を有する回転可能な加熱部と、
前記加熱部に圧接される回転可能な加圧部とを含み、
前記熱源を加熱することで前記加熱部と前記加圧部との間を通過する印刷物にトナー像を定着させ、
前記制御プログラムは、前記画像形成装置に、
前記加熱部の回転動作に関する情報に基づいて、前記加熱部と前記加圧部との接触部分の第1温度を推定するステップと、
推定された前記第1温度に応じて前記熱源に供給する電力を決定するステップとを実行させる、制御プログラム。
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