JP2019053164A - Image formation apparatus, method of controlling image formation apparatus, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法、およびプログラムに関する。さらに詳細には、定着装置を有する画像形成装置におけるヒータの加熱制御に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus, a control method for the image forming apparatus, and a program. More specifically, the present invention relates to heater heating control in an image forming apparatus having a fixing device.
従来から、トナー像を形成するプロセス部と、シートに転写されたトナー像をシートに熱定着させる定着装置と、を備える電子写真方式の画像形成装置では、定着装置のヒータに電力を供給する通電状態と電力を供給しない非通電状態とを切り替えて、定着装置の回転体の表面温度を設定温度に近づける加熱制御を行っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus that includes a process unit that forms a toner image and a fixing device that thermally fixes the toner image transferred to the sheet to the sheet, energization that supplies power to the heater of the fixing device The heating control is performed so that the surface temperature of the rotating body of the fixing device approaches the set temperature by switching between the state and the non-energized state in which power is not supplied.
定着装置の加熱制御を開示した文献としては、例えば特許文献1がある。特許文献1には、定着装置の加熱制御としてPID制御を行う画像形成装置であって、搬送速度が速いほど、所定周期内における通電状態の比率であるデューティ比が高くなるように、比例ゲインを大きくする構成が開示されている。
As a document disclosing the heating control of the fixing device, there is, for example,
定着装置の回転体の表面温度は、定着ニップ部での通紙と非通紙とを繰り返すことで変動する。そのため、特許文献1に開示されているように、搬送速度に基づいて比例ゲインを変更した場合であっても、連続印字中、回転体の表面温度の変動である所謂、温度リップルを抑えるには不十分である。定着装置の加熱制御として微分制御を行っている場合、微分ゲインを大きくすることで、温度変化に対する追従性が高められ、その結果として温度リップルを縮小できる。しかしながら、温度変化に対する追従性が高いと、デューティ比の変化が過敏になり、フリッカが発生し易くなる。
The surface temperature of the rotating body of the fixing device fluctuates by repeating paper passing and non-passing through the fixing nip portion. Therefore, as disclosed in
本発明は、前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、定着装置を備える画像形成装置であって、連続印字時の温度リップルの縮小と、フリッカの抑制と、のバランスを図る技術を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus including a fixing device, which provides a technique for balancing the reduction in temperature ripple during continuous printing and the suppression of flicker.
この課題の解決を目的としてなされた画像形成装置は、ヒータと、前記ヒータによって加熱される第1の回転体と、前記第1の回転体との間で定着ニップ部を形成する第2の回転体と、前記第1の回転体の表面温度に応じて異なる信号を出力する温度センサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度センサの信号に基づいて前記第1の回転体の表面温度を検出する検出処理と、前記第1の回転体の設定温度と前記第1の回転体の表面温度との差に基づく第1値と、単位時間当たりの前記第1の回転体の表面温度の変化量とシートの連続搬送時の紙間時間とに基づく第2値と、を用いて制御値を決定する制御値決定処理と、前記制御値決定処理にて決定された前記制御値を用いて、前記ヒータに供給する電力量を決定する電力決定処理と、を実行し、前記第2値の絶対値は、前記変化量が所定値であって前記紙間時間が第1の時間の場合、前記変化量が前記所定値であって前記紙間時間が前記第1の時間よりも短い第2の時間の場合と比較して、大きい、ことを特徴としている。 An image forming apparatus for solving this problem includes a second rotation that forms a fixing nip portion between a heater, a first rotating body heated by the heater, and the first rotating body. A body, a temperature sensor that outputs a different signal according to a surface temperature of the first rotating body, and a control unit, the control unit based on a signal from the temperature sensor. Detection processing for detecting a surface temperature of the first rotating body, a first value based on a difference between a set temperature of the first rotating body and a surface temperature of the first rotating body, and the first rotating body per unit time A control value determining process for determining a control value using a second value based on a change amount of the surface temperature and a sheet interval time during continuous conveyance of the sheet; and the control value determined in the control value determining process A power determination process for determining the amount of power supplied to the heater, and When the amount of change is a predetermined value and the time between sheets is the first time, the amount of change is the predetermined value and the time between sheets is the absolute value of the second value. Compared with the case of the second time shorter than the first time, it is characterized by being larger.
本明細書に開示される画像形成装置は、温度センサの信号に基づいて第1の回転体の表面温度を検出する。さらに、第1の回転体の設定温度と第1の回転体の表面温度との差に基づく第1値と、単位時間当たりの第1の回転体の表面温度の変化量とシートの連続搬送時の紙間時間とに基づく第2値と、を用いて決定した制御値を利用して、ヒータに供給する電力量を決定する。そして、画像形成装置は、変化量が同じ所定値であれば、紙間時間が長い場合には短い場合よりも第2値の絶対値を大きくする。 The image forming apparatus disclosed in the present specification detects the surface temperature of the first rotating body based on a signal from the temperature sensor. Furthermore, the first value based on the difference between the set temperature of the first rotating body and the surface temperature of the first rotating body, the amount of change in the surface temperature of the first rotating body per unit time, and the continuous conveyance of the sheet The amount of power to be supplied to the heater is determined using the control value determined using the second value based on the sheet interval time. Then, if the change amount is the same predetermined value, the image forming apparatus increases the absolute value of the second value when the time between sheets is long than when it is short.
すなわち、本明細書に開示される画像形成装置は、紙間時間が長い場合には、紙間時間が短い場合に比較して、絶対値の大きい第2値を用いる。第2値は、制御値のうち、単位時間当たりの第1の回転体の表面温度の変化量に基づく成分,つまり微分制御の成分であり、第2値の絶対値が大きいほど,温度変化に対する追従性が高まる。そして、紙間時間が長い場合には、紙間時間が短い場合に比較して、温度リップルが大きくなり易い。画像形成装置は、紙間時間が長い場合、第2値の絶対値を大きくして温度の変化に対する追従性を高めるので、温度リップルを抑制できる。一方、紙間時間が短い場合には、温度リップルが大きくなり難い。そのため、画像形成装置は、紙間時間が短い場合、紙間時間が長い場合に比較して温度の変化に対する追従性を低くすることで、フリッカの抑制を図る。これにより、連続印字時の温度リップルの縮小と、フリッカの抑制と、のバランスを図ることができる。 That is, the image forming apparatus disclosed in the present specification uses the second value having a larger absolute value when the paper interval time is long than when the paper interval time is short. The second value is a component based on the amount of change in the surface temperature of the first rotating body per unit time, that is, a component of differential control, among the control values. The larger the absolute value of the second value, the more the temperature value changes. Followability increases. When the paper interval time is long, the temperature ripple is likely to be larger than when the paper interval time is short. When the time between sheets is long, the image forming apparatus increases the absolute value of the second value and improves the followability to the temperature change, so that the temperature ripple can be suppressed. On the other hand, when the time between sheets is short, the temperature ripple is difficult to increase. For this reason, the image forming apparatus suppresses flicker by lowering the followability to a change in temperature when the paper interval time is short compared to when the paper interval time is long. As a result, it is possible to achieve a balance between reduction in temperature ripple during continuous printing and suppression of flicker.
上記装置の機能を実現するための制御方法、コンピュータプログラム、および当該コンピュータプログラムを格納するコンピュータにて読取可能な記憶媒体も、新規で有用である。 A control method, a computer program, and a computer-readable storage medium storing the computer program for realizing the functions of the above apparatus are also novel and useful.
本発明によれば、定着装置を備える画像形成装置であって、連続印字時の温度リップルの縮小と、フリッカの抑制と、のバランスを図る技術が実現される。 According to the present invention, an image forming apparatus including a fixing device, which realizes a technique for achieving a balance between reduction of temperature ripple during continuous printing and suppression of flicker.
以下、本発明にかかる画像形成装置を具体化した実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は、電子写真方式の画像形成機能を備えたプリンタに本発明を適用したものである。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Embodiments of an image forming apparatus according to the invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a printer having an electrophotographic image forming function.
本形態のプリンタ100は、図1に示すように、印刷前のシートSを収容する給紙トレイ11と、印刷済みのシートSを収容する排紙トレイ12と、トナー像を形成してシートSにそのトナー像を転写するプロセス部5と、トナー像をシートSに定着する定着部8と、を備えている。給紙トレイ11は、収容部の一例である。
As shown in FIG. 1, the
プロセス部5は、電子写真方式によりトナー像を形成し、シートSにトナー像を転写する。プロセス部5は、図1に示すように、感光体51と、帯電部52と、露光部53と、現像部54と、転写部55と、クリーナ56と、を有している。感光体51は、図1中で時計回りに回転され、帯電部52、露光部53、現像部54、転写部55、及びクリーナ56は、感光体51の周りに、感光体51の回転方向についてこの順で配置されている。
The
帯電部52は、例えば、スコロトロン帯電器であり、感光体51の表面をほぼ均一に帯電させる。露光部53は、例えば、レーザ露光器であり、感光体51にレーザ光を照射して部分的に露光し、感光体51上に画像データに基づく静電潜像を形成させる。現像部54は、トナーを収容し、感光体51上の静電潜像にトナーを供給することで現像して、感光体51上にトナー像を形成させる。転写部55は、感光体51上のトナー像を電気的に引き寄せ、シートSに転写させる。クリーナ56は、例えば、スポンジローラであり、転写後も感光体51上に残るトナー等を感光体51から除去する。
The
定着部8は、図1に示すように、シート搬送路13を挟んで両側に配置されている加熱部材81と加圧ローラ82とを備える。加熱部材81と加圧ローラとはともに、回転可能に設けられた回転体である。そして、加熱部材81と加圧ローラ82とは、互いに圧接され、加熱部材81と加圧ローラ82との間に定着ニップ部が形成される。加熱部材81は、第1の回転体の一例であり、加圧ローラ82は第2の回転体の一例である。定着部8は、プロセス部5によってトナー像が転写されたシートSを、定着ニップ部にて加熱しつつ搬送することにより、トナー像をシートSに熱定着させる。
As shown in FIG. 1, the
加熱部材81は、内部にヒータ810を備え、そのヒータ810によって加熱される。これによって、加熱部材81の表面が昇温し、その熱が、定着ニップ部を通過するシートSに与えられる。加熱部材81としては、例えば、ローラ部材、無端状のベルト部材を適用できる。また、ヒータ810としては、例えば、ハロゲンヒータ、セラミックヒータ、IHヒータ(誘導加熱部材)を適用できる。ヒータ810は、加熱部材81の表面を昇温できればよく、加熱部材81の内側に配置されて加熱部材81を内側から全体的に加熱してもよいし、加熱部材81の外側に配置されて加熱部材81の表面を直接加熱してもよい。
The
加圧ローラ82は、耐熱性を有するゴムローラであり、例えば、金属製の軸心に、シリコーンゴム等による弾性層と、離型性を有する離型層と、が被覆されたものである。加圧ローラ82は、不図示の押圧部材によって加熱部材81に向けて押圧されている。また、加圧ローラ82は、シートの搬送時、図1中で反時計回りに回転駆動され、加熱部材81は、加圧ローラ82の回転に従動して、図1中で時計回りに回転される。なお、加熱部材81が駆動側であってもよい。また、第2の回転体として,無端状のベルト部材を適用することもできる。
The
また、プリンタ100は、図1に示すように、加熱部材81の表面温度を検出するための温度センサ811を備えている。温度センサ811は、例えば、加熱部材81の軸方向の中央位置にて、加熱部材81の表面温度に応じて異なる信号を出力する。温度センサ811の検出位置は、シートSのサイズに関わらずシートが通過する領域の範囲内に配置されている。温度センサ811は、加熱部材81に対して接触する接触式であっても、加熱部材81に対して接触しない非接触式であってもよい。なお、プリンタ100は、さらに他の温度センサを備えていてもよい。
The
また、プリンタ100には、図1に示すように、給紙トレイ11から排紙トレイ12へ至るシートSの経路であるシート搬送路13が形成されている。そして、プリンタ100は、シート搬送路13に沿ってシートSを搬送するための各種の搬送部材を備えている。プリンタ100は、シートSを搬送する搬送部材として、例えば、ピックアップローラ21と、レジストローラ22と、排紙ローラ23と、を備える。また、定着部8や、プロセス部5の感光体51も、シートSを搬送する機能を有している。シート搬送路13は、搬送路の一例であり、ピックアップローラ21は、搬入部の一例である。
Further, as shown in FIG. 1, the
ピックアップローラ21は、所定のタイミングで回転駆動され、給紙トレイ11から1枚のシートSを引き出して、シート搬送路13に1枚ずつ搬入する。レジストローラ22は、プロセス部5のトナー像形成動作とタイミングを合わせて、ピックアップローラ21によって引き出されたシートSをプロセス部5へ向けて搬送する。排紙ローラ23は、印刷済みのシートSを排紙トレイ12へ排出する。
The
さらに、図1に示すように、シート搬送路13は、印刷経路13aと反転経路13bとを含んでいる。印刷経路13aは、給紙トレイ11から、プロセス部5と定着部8とをこの順に経由して、排紙トレイ12へ至る経路である。反転経路13bは、定着部8よりも下流側で印刷経路13aから分岐し、プロセス部5よりも上流側で印刷経路13aに合流する経路である。反転経路13bは、プロセス部5や定着部8を経由しないで、定着部8を通過したシートSを反転させて再びプロセス部5へと導くための経路である。
Further, as shown in FIG. 1, the
本形態のプリンタ100は、両面印刷が可能な装置であり、両面印刷を行う場合、給紙トレイ11から引き出したシートSを、まず印刷経路13aにて搬送し、プロセス部5と定着部8とにてシートSの一面に画像を形成する。一面に画像が形成されたシートSが印刷経路13aと反転経路13bとの分岐点を通過したら、プリンタ100は、シートSの搬送方向を反転して、シートSを反転経路13bに進行させる。さらに、プリンタ100は、そのシートSを、印刷経路13aと反転経路13bとの合流点から印刷経路13aに進行させ、再びプロセス部5と定着部8とを通過させることで、シートSの他面に画像を形成する。プリンタ100は、両面に画像を形成したシートSを排紙トレイ12に排出する。
The
また、プリンタ100は、シート搬送路13上に、シートSの通過を検知するためのシートセンサ71を備えている。シートセンサ71は、シートSの搬送方向において、印刷経路13aと反転経路13bとの合流点よりも下流側で、かつ、プロセス部5よりも上流側の位置に配置されている。シートセンサ71は、検知箇所におけるシートSの有無に応じて異なる信号を出力する。なお、プリンタ100は、シート搬送路13上に、複数のシートセンサ71を備えていてもよい。
In addition, the
続いて、プリンタ100の電気的構成について説明する。本形態のプリンタ100は、図2に示すように、CPU31と、ROM32と、RAM33と、NVRAM(不揮発性RAM)34と、を含むコントローラ30を備えている。また、プリンタ100は、プロセス部5と、シートセンサ71と、定着部8と、ネットワークインターフェース(ネットワークIF)37と、操作パネル40と、を備え、これらがコントローラ30に電気的に接続されている。
Next, the electrical configuration of the
ROM32には、プリンタ100を制御するための制御プログラムであるファームウェアや各種の設定、初期値等が記憶されている。RAM33は、各種の制御プログラムが読み出される作業領域として、あるいは画像データ等のデータを一時的に記憶する記憶領域として利用される。NVRAM34は、各種の設定値等が記憶される記憶領域として利用される。
The
CPU31は、ROM32から読み出した制御プログラムや各種センサから送られる信号に従って、その処理結果をRAM33またはNVRAM34に記憶させながら、プリンタ100の各構成要素を制御する。CPU31は、制御部の一例である。また、コントローラ30が制御部であってもよい。なお、図2中のコントローラ30は、CPU31等、プリンタ100の制御に利用されるハードウェアを纏めた総称であって、実際にプリンタ100に存在する単一のハードウェアを表すとは限らない。
The
ネットワークIF37は、ネットワークを介して接続された装置と通信を行うためのハードウェアである。プリンタ100は、ネットワークIF37を介して、例えば、外部装置から印刷ジョブを受信する。ネットワークIF37による通信方法は、無線でも有線でもよい。また、プリンタ100は、ネットワークIF37以外にも、USBインターフェース等の外部装置との通信手段を有していてもよい。
The network IF 37 is hardware for communicating with devices connected via the network. For example, the
操作パネル40は、ユーザに対する報知の表示と、ユーザによる指示入力の受け付けとを担うハードウェアである。操作パネル40は、例えば、液晶ディスプレイと、スタートキー、ストップキー、テンキー等から構成されるボタン群とを備える。プリンタ100は、操作パネル40を介しても印刷ジョブを受け付けることができる。
The
続いて、本形態のプリンタ100における、定着部8の温度制御について説明する。本形態のプリンタ100は、検出温度が設定温度に近づくようにヒータ810を制御する。検出温度は、温度センサ811の出力信号に基づいて取得される加熱部材81の表面温度である。設定温度は、検出温度の目標値である。具体的には、プリンタ100は、温度センサ811の出力信号と設定温度とに基づいて、ヒータ810へ供給する電力量を制御する。
Next, temperature control of the fixing
本形態のプリンタ100は、温度制御として、例えば、PD制御によるフィードバック制御を行う。すなわち、プリンタ100は、設定温度と検出温度との差に比例ゲインを乗じた比例成分に基づく比例(Proportional)制御と、温度変化量に微分ゲインを乗じた微分成分に基づく微分(Derivative)制御と、を併用して温度制御を行う。温度変化量は、検出温度の単位時間当たりの変化を表す量である。
The
具体的には、プリンタ100は、以下の式(1)で求められる制御値Yに基づいて、ヒータ810へ供給する電力量を切り替える。
Y = (設定温度−検出温度)×Kp − 温度変化量×Kd … (1)
上記の式(1)中の、Kpは、比例ゲインであり、Kdは、微分ゲインである。本形態では、比例ゲインKpは、正の固定値であり、微分ゲインKdは、正の可変値である。また、「(設定温度−検出温度)×Kp」は、比例成分値であり、「温度変化量×Kd」は、微分成分値である。比例成分値は、第1値の一例であり、微分成分値は、第2値の一例である。
Specifically, the
Y = (set temperature−detected temperature) × Kp−temperature change × Kd (1)
In the above equation (1), Kp is a proportional gain, and Kd is a differential gain. In this embodiment, the proportional gain Kp is a positive fixed value, and the differential gain Kd is a positive variable value. Further, “(set temperature−detected temperature) × Kp” is a proportional component value, and “temperature change amount × Kd” is a differential component value. The proportional component value is an example of a first value, and the differential component value is an example of a second value.
本形態のプリンタ100は、取得された制御値Yに基づいて、ヒータ810へ供給する電力のデューティ比Dを切り替えるデューティ制御を行う。例えば、図3に示すように、プリンタ100は、商用電源から供給される交流電圧のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号を生成し、ゼロクロス信号に基づいて、交流電圧の半波長単位での制御を行う波数制御により、ヒータ810への通電状態のオンとオフとを切り替える。
The
図3には、デューティ比60%の場合のヒータオン期間の例を示している。この図では、交流電圧の5半波長期間を1サイクルとし、1サイクル中の3半波長分の期間、すなわち、1サイクル中の60%の期間でヒータ810に電力を供給する例を示している。なお、ヒータ810に通電する期間は、1サイクル中の3半波長期間であればよく、図3に示したような連続期間に限らず、どの半波長の組合せとしてもよい。
FIG. 3 shows an example of the heater-on period when the duty ratio is 60%. This figure shows an example in which power is supplied to the
本形態のプリンタ100は、図3に示すように、5半波長期間を1サイクルとし、ヒータオン期間を0半波長〜5半波長の何れかとすることで、ヒータ810のデューティ比Dを、0%、20%、40%、60%、80%、100%のいずれかに切り替える。なお、デューティ比の選択肢は、上記の例に限らず、1サイクル期間も5半波長期間に限らない。1サイクル期間を変更すれば、プリンタ100は、さらに上記以外のデューティ比を選択できる。
As shown in FIG. 3, the
そして、プリンタ100は、前述した式(1)にて算出される制御値Yが大きいほど、ヒータ810に供給する電力のデューティ比Dを大きくする。例えば、図4に示すように、プリンタ100は、制御値Yとデューティ比Dとの対応関係を示す対応表815を、ROM32またはNVRAM34に記憶している。プリンタ100は、検出温度に基づいて制御値Yを取得し、対応表815を参照して、取得された制御値Yに対応するデューティ比Dを決定する。そして、プリンタ100は、次のサイクルにてヒータ810へ供給する電力のデューティ比Dを、決定したデューティ比Dに切り替える。
The
本形態のプリンタ100では、ヒータ810が加熱部材81の内部に設けられており、ヒータ810への通電を開始した後、検出温度が上昇し始めるまでに多少の時間を要する。また、例えば、検出温度が設定温度以上となったことでヒータ810への通電を停止したとしても、直ちに検出温度が下がり始めるとは限らない。さらに、前述したようにデューティ制御を行うことから、検出温度が変化してからヒータ810への供給電力が変更されるまでに、最大で1サイクル分の遅延がある。つまり、フィードバック制御では、制御の遅れが発生する。この制御の遅れが、温度リップルの原因の1つとなる。
In the
シートSが定着ニップ部を通過する際、シートSが定着ニップ部から熱を奪うことから、定着中には加熱部材81の表面温度が下がり易い。一方、加圧ローラ82は加熱部材81と同程度に昇温しており、シートSが定着ニップ部に存在しない紙間時間Tの期間中は、加熱部材81から奪われる熱の量は小さく、加熱部材81の表面温度が上昇しやすい。
When the sheet S passes through the fixing nip portion, the sheet S takes heat from the fixing nip portion, so that the surface temperature of the
「紙間時間」は、シートSの連続搬送の継続中におけるシートSの搬送方向について、先行するシートSの後端がシート搬送路13中の所定の箇所を通過した時点から、後続するシートSの先端が同じ箇所を通過するまでの時間を意味する。なお、連続搬送の継続中とは、プリンタ100が少なくとも2枚のシートSを所定の紙間時間Tで搬送している状態である。紙間時間Tは、特に、先行するシートSが定着ニップ部を通過してから、後続するシートSが定着ニップ部に進入するまでの時間である。紙間時間Tは、例えば、0.1秒〜10秒である。
The “inter-sheet time” is the subsequent sheet S from the time when the trailing end of the preceding sheet S passes a predetermined position in the
本形態のプリンタ100は、例えば、複数枚のシートSへの印刷を行う印刷ジョブを実行する際には、シートSを所定の間隔で連続して給紙し、連続搬送を行う。プリンタ100は、連続搬送の継続中には、所定の紙間時間Tの間隔を空けて、複数枚のシートSを連続して定着部8に通紙する。また、異なる印刷ジョブを跨ぐ場合でも、先行する印刷ジョブの最後のシートと後続の印刷ジョブの最初のシートとの紙間時間が、先行する印刷ジョブの紙間時間Tと同等となり、シートの連続搬送が継続されることもある。
For example, when executing a print job for printing on a plurality of sheets S, the
両面印刷では、一方の面への印刷の後、プリンタ100は、シートSを反転経路13bを経由してプロセス部5まで搬送する。そのため、一方の面への印刷と、同じシートSの他方の面への印刷との間には、反転経路13bを搬送するための所定の時間を要する。つまり、両面印刷では、片面印刷に比較して、紙間時間Tが長い。
In duplex printing, after printing on one surface, the
図5に、連続して両面印刷を行った場合の検出温度Qの変化の例を、ヒータ810のデューティ比D,通紙タイミングとともに示す。なお、図5や後述する同様の他の図(図6、図11、図12)では、連続印刷を開始して数十秒が経過した後の状態を示している。図5等では、通紙タイミングを図中下部に一点鎖線にて示している。通紙タイミングがオンの期間は、シートSが定着部8を通過している期間である。そして、通紙タイミングがオフの期間の長さが紙間時間Tである。また、図5等では、デューティ比Dを図中中段部に実線にて示している。
FIG. 5 shows an example of a change in the detected temperature Q when double-sided printing is continuously performed, together with the duty ratio D of the
両面印刷の場合、図5に示すように、紙間時間Tとして、シートSを反転経路13bにて搬送する期間である紙間時間Taと、1枚のシートSの両面への印刷の後、次のシートSの一面への印刷までの期間である紙間時間Tbとがある。そして、紙間時間Taは、紙間時間Tbに比較して長い。そして、例えば、図5に示すように、長い紙間時間Taの初期に検出温度Qが設定温度Pを下回っている場合、紙間時間Taに入った後も加熱が続き、検出温度Qが設定温度Pを大きく超えて上昇してしまうことがある。このようになると、図5に破線で示すように、検出温度Qが大きく変化し、温度リップルが大きくなる。
In the case of double-sided printing, as shown in FIG. 5, after printing on both sides of one sheet S, the sheet interval time T, which is a period during which the sheet S is conveyed by the reversing
一方、図5の例と同じ微分ゲインKdを用いて温度制御を行っても、片面印刷の場合には、図6に示すように、温度リップルは小さい。片面印刷における紙間時間Tcは、両面印刷における紙間時間Tbと同程度であり、紙間時間Taに比較して短い。紙間時間Tが短い場合には、先行するシートSが定着ニップ部を通過した後に加熱部材81の表面温度が上昇したとしても、短時間で後続のシートSが定着ニップ部に到達することから、後続のシートSによって熱が奪われるため、検出温度Qが上昇しすぎる可能性は小さい。
On the other hand, even if the temperature control is performed using the same differential gain Kd as in the example of FIG. 5, in the case of single-sided printing, the temperature ripple is small as shown in FIG. The inter-paper time Tc in single-sided printing is comparable to the inter-paper time Tb in double-sided printing, and is shorter than the inter-paper time Ta. When the sheet interval time T is short, even if the surface temperature of the
本形態のプリンタ100は、連続印刷の実行中において、紙間時間Tが長いほど、温度変化量が同じ値である場合の制御値Yの微分成分値の絶対値が大きい値となるように制御する。具体的には、本形態のプリンタ100は、紙間時間Tが長い場合には紙間時間Tが短い場合よりも、制御値Yの算出に用いる微分ゲインKdを大きくする。なお、制御値Yの微分成分値は、温度変化量と微分ゲインKdとの積であり、温度変化量が同じ値である場合、微分ゲインKdが大きいほど、微分成分値の絶対値は大きい値となる。
The
PD制御によるフィードバック制御では、制御値Yの微分成分値は、検出温度の変化に対する追従性を表す成分であり、微分ゲインKdが大きいほど、温度変化に対する感度が高い制御となる。つまり、本形態のプリンタ100は、紙間時間Tが長い場合には紙間時間Tが短い場合よりも、検出温度の変化に対する追従性が高い温度制御を行う。検出温度の変化に対する追従性が高い制御であれば、温度リップルを縮小できる可能性が高い。
In the feedback control by PD control, the differential component value of the control value Y is a component that represents the followability with respect to the change in the detected temperature. The greater the differential gain Kd, the higher the sensitivity to the temperature change. That is, the
なお、温度リップルを低下させるために微分ゲインKdを大きくすると、温度変化に対する追従性が高まるとともに、フリッカが発生しやすくなる。本形態のプリンタ100は、紙間時間Tが長い場合に微分ゲインKdを大きくし、紙間時間Tが短い場合には微分ゲインKdを大きくしないことから、紙間時間に関わらず一律に微分ゲインKdを大きくする場合に比較して、フリッカの発生を抑制できる。
Note that if the differential gain Kd is increased in order to reduce the temperature ripple, the followability to the temperature change is enhanced and flicker is likely to occur. The
続いて、上述した定着部8の温度制御を実現する温度制御処理の手順について、図7のフローチャートを参照しつつ説明する。温度制御処理は、連続して2枚以上の印刷を行う印刷指示を受け付けたことを契機に、CPU31によって実行される。
Next, the temperature control processing procedure for realizing the temperature control of the fixing
温度制御処理では、CPU31は、まず、印刷を開始する前に、温度制御を行う初期設定処理を実行する(S101)。初期設定処理の手順について、図8のフローチャートを参照して説明する。
In the temperature control process, the
初期設定処理では、CPU31は、印刷指示にて指定されている印刷設定に基づいて、シートSを搬送する搬送モードを取得する(S201)。本形態のプリンタ100は、例えば、連続印刷において、シートSを搬送するモードとして、図9に示すように、定型片面モード、小サイズ片面モード、間欠片面モード、定型両面モード、の4種類の搬送モードを備えている。図9に示すモードテーブル816は、搬送モードと微分ゲインKdとの対応関係を示す。
In the initial setting process, the
定型片面モードは、A4等の定型サイズで普通紙のシートSに対して、片面印刷を連続して実行する際の搬送モードであり、定型片面モードの紙間時間T0は、他の搬送モードの紙間時間に比較して短い。 The regular single-sided mode is a conveyance mode for continuously executing single-sided printing on a regular paper sheet S having a regular size such as A4. The sheet interval time T0 in the regular single-sided mode is the same as that in the other conveyance modes. Short compared to the time between papers.
小サイズ片面モードは、定型サイズのシートSよりも小サイズのシートを、定型片面モードと同じタイミングで搬入する場合の搬送モードである。つまり、小サイズ片面モードでは、ピックアップローラ21がシートSをシート搬送路13に搬入する搬入開始間隔は、定型片面モードの搬入開始間隔と等しい。なお、搬入開始間隔は、ピックアップローラ21が、N枚目のシートSの搬入を開始してから、N+1枚目のシートSの搬入を開始するまでの時間間隔である。小サイズ片面モードでは、給紙トレイ11に収容されたシートSの種類が、定型片面モードのシートSよりも搬送方向の長さが短い種類である。
The small size single-sided mode is a conveyance mode in which a sheet having a size smaller than the standard size sheet S is carried in at the same timing as the standard single-sided mode. That is, in the small size single-side mode, the carry-in start interval at which the
すなわち、小サイズ片面モードでは、シートSの搬入開始間隔が定型片面モードと同じであり、シートSの長さが短い分、定型片面モードよりも紙間時間は長い。つまり、小サイズ片面モードでの紙間時間T1は、定型片面モードの紙間時間T0より長い。この場合、小サイズのシートSが第2の種類のシートの一例であり、定型サイズのシートSが第1の種類のシートの一例である。紙間時間T1は、第1の時間の一例であり、紙間時間T0は、第2の時間の一例である。小サイズ片面モードの搬入開始間隔は、定型片面モードの搬入開始間隔と同じであり、いずれも、第1の時間間隔の一例である。 That is, in the small size single-sided mode, the sheet S carry-in start interval is the same as in the standard single-sided mode, and the time between sheets is longer than that in the standard single-sided mode because the sheet S is short. That is, the paper interval time T1 in the small size single-sided mode is longer than the paper interval time T0 in the standard single-sided mode. In this case, the small size sheet S is an example of the second type sheet, and the standard size sheet S is an example of the first type sheet. The inter-paper time T1 is an example of a first time, and the inter-paper time T0 is an example of a second time. The carry-in start interval in the small size single-sided mode is the same as the carry-in start interval in the regular single-sided mode, and both are examples of the first time interval.
間欠片面モードは、定型サイズのシートSを、定型片面モードよりも間隔を空けて給紙する場合の搬送モードである。間欠片面モードでは、ピックアップローラ21がシートSをシート搬送路13に搬入する搬入時間間隔は、定型片面モードよりも長い。間欠片面モードでは、定型片面モードと同じサイズのシートSであって、搬入時間間隔が長いことから、定型片面モードよりも紙間時間は長い。つまり、間欠片面モードでの紙間時間T2は、定型片面モードの紙間時間T0より長い。この場合、間欠片面モードが第1モードの一例であり、定型片面モードが第2モードの一例である。紙間時間T2は、第1の時間の一例であり、紙間時間T0は、第2の時間の一例である。間欠片面モードの搬入開始間隔は、第1の時間間隔の一例であり、定型片面モードの搬入開始間隔は、第2の時間間隔の一例である。
The intermittent single-side mode is a conveyance mode in the case where the standard-size sheet S is fed at a longer interval than the standard single-side mode. In the intermittent single-side mode, the carry-in time interval at which the
なお、本形態のプリンタ100では、図9に示すように、間欠片面モードでの紙間時間T2は、小サイズ片面モードの紙間時間T1より長い。プリンタ100は、例えば、定着部8の軸方向端部の温度が過昇温していると判断した場合、定着部8の温度が軸方向について均される時間を設けるために、間欠片面モードでのシートSの搬送を実行する。
In the
定型両面モードは、定型サイズのシートSに両面印刷を行うモードである。前述したように、両面印刷を行う場合には、一方の面への定着動作と他方の面への定着動作との間には、反転と搬送のための時間を要する。そのため、定型両面モードでの紙間時間T3は、他のモードでの紙間時間よりも長い。この場合、紙間時間T3は、第1の時間の一例であり、紙間時間T0またはT1またはT2は、第2の時間の一例である。 The regular duplex mode is a mode in which duplex printing is performed on a regular size sheet S. As described above, when performing duplex printing, it takes time for reversal and conveyance between the fixing operation on one side and the fixing operation on the other side. Therefore, the paper interval time T3 in the regular duplex mode is longer than the paper interval time in the other modes. In this case, the inter-paper time T3 is an example of a first time, and the inter-paper time T0, T1, or T2 is an example of a second time.
つまり、本形態では、各搬送モードの紙間時間は、定型片面モードの紙間時間T0<小サイズ片面モードの紙間時間T1<間欠片面モードの紙間時間T2<定型両面モードの紙間時間T3である。なお、搬送モードは、受け付けた印刷指示に含まれる印刷設定にて決定される。 That is, in this embodiment, the sheet interval time in each conveyance mode is the interval time T0 in the regular single-sided mode <interval interval time T1 in the small size single-sided mode <interval interval T2 in the intermittent single-sided mode <interval interval in the regular duplex mode T3. The transport mode is determined by the print setting included in the received print instruction.
そして、CPU31は、取得した搬送モードに対応する微分ゲインKdを決定する(S202)。プリンタ100は、図9に示すように、モードテーブル816にて、各搬送モードと微分ゲインKdとを対応付けて、例えば、ROM32またはNVRAM34に記憶している。つまり、CPU31は、制御値Yの算出に用いる微分ゲインKdの初期値を、モードテーブル816から読み出した値に決定する。
Then, the
これにより、プリンタ100は、例えば、シートの種類や両面印刷の有無等に基づいて搬送モードを取得し、搬送モードに対応する微分ゲインKdを決定できる。なお、プリンタ100は、後述するように、シートセンサ71の出力信号に基づいて紙間時間Tを実測することもできる。ただし、搬送モードに基づいて紙間時間Tを推定することで、紙間時間Tを実測する場合よりも、演算負荷を軽減できる。また、紙間時間Tを実測する場合、少なくとも2枚目のシートSの搬送を開始した後でなければ紙間時間Tを決定できないが、搬送モードに基づいて紙間時間Tを推定すれば、1枚目のシートSの搬送前から微分ゲインKdを決定できる。
Thereby, the
また、CPU31は、温度センサ811の出力信号に基づいて、検出温度を取得する(S203)。さらに、CPU31は、温度制御の設定温度を決定する(S204)。さらに、CPU31は、S203にて取得した検出温度と、S204にて決定した設定温度と、を使用して、デューティ比の初期値を決定し、温度制御を開始する(S205)。そして、CPU31は、検出温度が定着に適した温度に到達したら、ピックアップローラ21等の搬送部材を制御して、シートSの搬送を開始させ(S206)、初期設定処理を終了する。
Further, the
温度制御処理に戻り、CPU31は、温度検出タイミングであるか否かを判断する(S111)。CPU31は、所定のタイミングで定期的に、温度センサ811の出力信号に基づいて検出温度を取得する。つまり、温度検出タイミングであると判断した場合(S111:YES)、CPU31は、温度センサ811の出力信号に基づいて温度を検出し(S112),検出した温度をRAM33に記憶する。S112は、検出処理の一例である。温度検出タイミングではないと判断した場合(S111:NO)、CPU31は、S112をスキップする。
Returning to the temperature control process, the
さらに、CPU31は、デューティ比の変更タイミングであるか否かを判断する(S121)。前述したように、デューティ比は、1サイクルごとに設定されるため、CPU31は、デューティ比の変更を、1サイクルが終了した後であって、次のサイクルが始まる前に行う。そして、デューティ比の変更タイミングであると判断した場合(S121:YES)、CPU31は、デューティ変更処理を実行する(S122)。
Further, the
次に、デューティ変更処理の手順について、図10のフローチャートを参照して説明する。デューティ変更処理では、CPU31は、温度変化量Ydを算出する(S301)。CPU31は、直近の検出温度Cと、所定の変化時間Xだけ前に検出した検出温度Cdとを用いて、以下の式(2)にて、温度変化量Ydを求める。
Yd = (C−Cd)/X … (2)
なお、検出温度の測定誤差やノイズの影響を抑制するために、変化時間Xは、温度検出タイミングの間隔よりも、例えば10倍以上長い時間とすることが好ましい。
Next, the procedure of duty change processing will be described with reference to the flowchart of FIG. In the duty change process, the
Yd = (C−Cd) / X (2)
In order to suppress the measurement error of detection temperature and the influence of noise, it is preferable that the change time X is, for example, 10 times longer than the temperature detection timing interval.
そして、CPU31は、直近の検出温度と、S301にて求めた温度変化量Ydと、決定している微分ゲインKdとを用いて、前述した式(1)にて制御値Yを算出する(S302)。つまり、CPU31は、微分成分値を、温度変化量Ydと微分ゲインKdとの乗算にて求め、比例成分値から微分成分値を減じた結果を制御値Yとする。S302は、制御値決定処理の一例である。
Then, the
さらに、CPU31は、前述した対応表815(図4参照)を参照して、算出した制御値Yに対応するデューティ比Dを決定する(S303)。S303は、電力決定処理の一例である。さらに、CPU31は、サイクル期間の終了時に、ヒータ810に供給する電力のデューティ比Dを、S303にて決定したデューティ比Dに変更し(S304)、デューティ変更処理を終了する。
Further, the
温度制御処理に戻り、デューティ比Dの変更タイミングではないと判断した場合(S121:NO)、CPU31は、S122をスキップする。次に、CPU31は、シートセンサ71の出力信号が、シートの有を示す信号からシートの無を示す信号に変化したか否かを判断する(S131)。そして、シートセンサ71の出力信号が、シートの有を示す信号からシートの無を示す信号に変化したと判断した場合(S131:YES)、CPU31は、時間の計測を開始する(S132)。シートセンサ71の出力信号が、シートの有を示す信号からシートの無を示す信号に変化していないと判断した場合(S131:NO)、CPU31は、S132をスキップする。
Returning to the temperature control process, if it is determined that it is not the timing for changing the duty ratio D (S121: NO), the
そして、CPU31は、シートセンサ71の出力信号が、シートの無を示す信号からシートの有を示す信号に変化したか否かを判断する(S141)。そして、シートセンサ71の出力信号が、シートの無を示す信号からシートの有を示す信号に変化したと判断した場合(S141:YES)、CPU31は、S132にて計測を開始した後の経過時間に基づいて、実測の紙間時間Tを取得する(S142)。これにより、プリンタ100は、シートの連続搬送時のN枚目のシートの後端が所定位置(シートセンサ71の検知位置)を通過してから、N+1枚目の先端が同じ所定位置を通過するまでの時間である、実測値の紙間時間Tを取得できる。
Then, the
なお、両面印刷の場合には、同じシートSの一面目への印刷と二面目への印刷との間の紙間時間と、先行するシートSの二面目への印刷と後続するシートの一面目への印刷との間の紙間時間とは、異なる時間である。CPU31は、連続印刷にて,実測される紙間時間が複数種類である場合には、そのうちの最長の紙間時間を紙間時間Tとする。このようにすることで、より確実に温度リップルを抑制できる。
In the case of double-sided printing, the inter-sheet time between printing on the first side of the same sheet S and printing on the second side, printing on the second side of the preceding sheet S, and the first side of the subsequent sheet. The inter-paper time between printing on the paper is a different time. When there are a plurality of types of actually measured paper intervals in continuous printing, the
CPU31は、取得した実測の紙間時間Tに基づいて、微分ゲインKdを決定する(S143)。CPU31は、例えば、紙間時間Tに所定の係数を乗算して、微分ゲインKdを決定する。つまり、本形態では、微分ゲインKdと紙間時間Tとは、おおむね一次関数の関係にある。2枚目のシートSの搬送を開始した後であれば、CPU31は、シートセンサ71の出力信号に基づいて、紙間時間Tを実測できる。実測値を紙間時間Tとすることで、より適切な微分ゲインKdを決定できる。なお、微分ゲインKdと紙間時間Tとの関係は、一次関数の関係に限らず、例えば、二次関数であってもよい。
The
シートセンサ71の出力信号が、シートの無を示す信号からシートの有を示す信号に変化していないと判断した場合(S141:NO)、CPU31は、S142とS143とをスキップする。そして、CPU31は、印刷を終了したか否かを判断する(S151)。印刷を終了していないと判断した場合(S151:NO)、CPU31は、S111に戻って、各判断を繰り返し実行する。
When it is determined that the output signal of the
印刷を終了したと判断した場合(S151:YES)、CPU31は、ヒータ810への電力の供給を停止して(S152)、温度制御処理を終了する。なお、プリンタ100は、印刷の終了前にさらに次の印刷指示を受け付けている場合には、ヒータ810への電力の供給を停止しなくてもよい。
When it is determined that the printing is finished (S151: YES), the
なお、設定温度は、固定値ではなく、例えば、検出温度や搬送モードに基づいて、予め決まったパターンにて変化する温度としてもよい。設定温度の変化パターンの例としては、例えば、両面印刷の紙間時間Tにて低温とする、あるいは、印刷開始前の検出温度が低温の場合に一時的に定着に適した温度より高温とする、等の例がある。例えば、電源投入後初めての印刷の場合や、前回の印刷から時間が経過している場合のように、検出温度が定着に適した温度よりも大きく低温であれば、制御の開始からの初期における設定温度を高温としてデューティ比Dが大きくなる制御とし、印刷開始までの時間を短くすることが好ましい。 Note that the set temperature is not a fixed value, and may be a temperature that changes in a predetermined pattern based on, for example, the detected temperature or the conveyance mode. As an example of the change pattern of the set temperature, for example, the temperature is lowered at the paper interval time T for double-sided printing, or the temperature is temporarily higher than the temperature suitable for fixing when the detected temperature before printing is low. , Etc. For example, if the detected temperature is lower than the temperature suitable for fixing, such as when printing for the first time after turning on the power or when time has passed since the previous printing, It is preferable that the temperature is set to a high temperature and the duty ratio D is increased to shorten the time until the start of printing.
また、連続して両面印刷を行う場合には、例えば、図11に示すように、設定温度Pを変更してもよい。具体的には、シートSが定着ニップを通過していない期間である非通紙期間の初期の期間jで、設定温度Pを大きく低下させる制御を行ってもよい。非通紙期間は、第1の期間の一例である。一方、プリンタ100は、シートSが定着ニップを通過している期間である通紙期間では、設定温度Pを定着に適した温度とする。通紙期間は、第2の期間の一例である。
Moreover, when performing double-sided printing continuously, for example, as shown in FIG. 11, the set temperature P may be changed. Specifically, control may be performed to greatly reduce the set temperature P in the initial period j of the non-sheet passing period, which is a period during which the sheet S does not pass through the fixing nip. The non-paper passing period is an example of a first period. On the other hand, the
非通紙期間の長さは、紙間時間Taである。そして、期間jの長さは、紙間時間Taよりも短い。期間jで設定温度Pを低くすれば、比例成分値が急激に低下するのでデューティ比Dが急激に小さくなり、非通紙期間中に検出温度Qが上昇しすぎることを抑制できる。従って、設定温度Pを一定とした図5の例に比較して、図11の例では、温度リップルが小さくなっている。 The length of the non-paper passing period is the paper interval time Ta. The length of the period j is shorter than the paper interval time Ta. If the set temperature P is lowered in the period j, the proportional component value decreases rapidly, so the duty ratio D decreases rapidly, and it is possible to suppress the detected temperature Q from rising excessively during the non-sheet passing period. Therefore, the temperature ripple is smaller in the example of FIG. 11 than in the example of FIG. 5 where the set temperature P is constant.
この設定温度Pを本形態のプリンタ100に適用すると、例えば、図12に示すように、非通紙期間における検出温度Qの上昇をさらに抑制できることから、さらに温度リップルの小さい制御となる。なお、期間jは、非通紙期間の少なくとも一部の期間であればよい。ただし、期間jを非通紙期間の初期とすれば,他の期間とするよりも温度リップルを低下させる効果が大きいので好ましい。また、設定温度を変更する制御は、両面印刷に限らず、他の種類の印刷ジョブに適用してもよい。ただし、両面印刷のように紙間時間Tが長い印刷ジョブにて特に有効である。
When this set temperature P is applied to the
なお、上述した温度制御処理では、実測した紙間時間Tを用いて、微分成分値を算出するとした。つまり、紙間時間Tに所定の係数を乗算して微分ゲインKdを決定し(S143)、さらに、式(1)の微分成分値を、温度変化量Ydと微分ゲインKdとの乗算から求める(デューティ変更処理のS302)とした。しかし、微分成分値の取得方向は、乗算等の計算による方法に限らない。 In the temperature control process described above, the differential component value is calculated using the actually measured paper interval time T. That is, the differential gain Kd is determined by multiplying the paper interval time T by a predetermined coefficient (S143), and the differential component value of the equation (1) is obtained by multiplying the temperature change amount Yd and the differential gain Kd ( The duty change processing is S302). However, the acquisition direction of the differential component value is not limited to a method by calculation such as multiplication.
前述したように、デューティ比Dは限られた種類の値の中から選択されて決定されるものであり、制御値Yや微分成分値を厳密に求める必要はない。プリンタ100は、例えば、図13に示すように、温度変化量Ydと、紙間時間Tと、対応する微分成分値との関係を示す微分成分値表817をROM32またはNVRAM34に記憶し、この微分成分値表817から微分成分値を決定してもよい。なお、微分成分値表817中の微分成分値の数値は、大小関係を示すための一例であり、数値自体に特別の意味はない。
As described above, the duty ratio D is selected and determined from limited types of values, and the control value Y and the differential component value do not need to be determined strictly. For example, as shown in FIG. 13, the
図13に示すように、例えば、Yd=3の場合、紙間時間T=T0であれば微分成分値は−1であり、紙間時間TがT0より大きいT3であれば、微分成分値は−4である。つまり、温度変化量Ydが同じ所定値であって、紙間時間が長い場合の微分成分値の絶対値は、紙間時間が短い場合の微分成分値の絶対値よりも大きい。このように、微分成分値表817を用いれば、CPU31は、微分成分値を計算する必要が無い。
As shown in FIG. 13, for example, when Yd = 3, the differential component value is −1 if the paper interval time T = T0, and if the paper interval time T is T3 greater than T0, the differential component value is -4. That is, the absolute value of the differential component value when the temperature change amount Yd is the same predetermined value and the inter-paper time is long is larger than the absolute value of the differential component value when the inter-paper time is short. Thus, using the differential component value table 817, the
以上、詳細に説明したように、本形態のプリンタ100は、温度センサ811の出力信号に基づいて検出温度を取得し、検出温度と設定温度とを用いたPD制御により、ヒータ810に供給する電力量を制御する。そして、プリンタ100は、微分成分値を求めるための微分ゲインKdを、紙間時間Tが長いほど大きい値とする。つまり、温度変化量Ydが同じであれば、紙間時間Tが長いほど微分成分値の絶対値を大きくすることで、温度変化に対する追従性を高める。これにより、紙間時間Tが長いときのような温度リップルが大きくなり易い場合には、微分成分値の絶対値を大きくして温度変化に対する感度を上げて温度リップルを抑制し、紙間時間Tが短いときのような温度リップルが大きくなり難い場合には、微分成分値の絶対値を小さくして温度変化に対する感度を下げてフリッカを抑制する、といったような状況に応じた制御が可能になる。その結果、温度変化量に応じて一律に微分成分値を決定する場合と比較して、連続印字時の温度リップルの縮小と、フリッカの抑制と、のバランスが図られる。
As described above in detail, the
さらに、本形態のプリンタ100では、前述した式(1)(下記再掲)にて制御値Yを算出し、制御値Yを用いてヒータ810に供給する電力量を制御してもよい。
Y = (設定温度−検出温度)×Kp − 温度変化量×Kd … (1)
式(1)中の微分ゲインKdを紙間時間Tが長いほど大きい値とすれば、温度変化量が同じであれば、微分成分値の絶対値は紙間時間Tが長いほど大きい値となる。
Further, in the
Y = (set temperature−detected temperature) × Kp−temperature change × Kd (1)
If the differential gain Kd in the equation (1) is set to a larger value as the paper interval time T is longer, the absolute value of the differential component value is increased as the paper interval time T is longer if the temperature variation is the same. .
さらに、本形態のプリンタ100は、シートSの搬送モードとして、小サイズ片面モードを備え、小サイズ片面モードが選択された場合には、定型片面モードが選択された場合よりも、微分ゲインKdを大きくするとしてもよい。小サイズ片面モードの紙間時間T1は、定型片面モードの紙間時間T0よりも長い。シートの種類によって紙間時間を推定することで、紙間時間を毎回演算する場合よりも、演算負荷を軽減できる。
Furthermore, the
さらに、本形態のプリンタ100は、シートSの搬送モードとして、間欠片面モードを備え、間欠片面モードが選択された場合には、定型片面モードが選択された場合よりも、微分ゲインKdを大きくするとしてもよい。間欠片面モードの紙間時間T2は、定型片面モードの紙間時間T0よりも長い。動作モードによって紙間時間を推定することで、紙間時間を毎回演算する場合よりも、演算負荷を軽減できる。
Furthermore, the
さらに、本形態のプリンタ100は、シートSの搬送モードとして、定型両面モードを備え、定型両面モードが選択された場合には、定型片面モードが選択された場合よりも、微分ゲインKdを大きくするとしてもよい。定型両面モードの紙間時間T3は、定型片面モードの紙間時間T0よりも長い。両面印刷によって紙間時間を推定することで、紙間時間を毎回演算する場合よりも、演算負荷を軽減できる。
Furthermore, the
さらに、本形態のプリンタ100は、シートセンサ71の出力信号に基づいて、紙間時間を実測してもよい。つまり、プリンタ100は、シートの連続搬送時において、紙間時間を、シートセンサ71の出力信号がシートSの有を示す信号から無を示す信号に変化した時点から、シートセンサ71の出力信号がシートSの無を示す信号から有を示す信号に変化した時点までの時間としてもよい。実測値を紙間時間とすれば、より適切な制御値を決定できる。
Further, the
さらに、本形態のプリンタ100は、例えば、両面印刷において、非通紙期間の初期の期間jの設定温度Pを小さくしてもよい。非通紙期間の少なくとも一部で設定温度を小さくすることで、温度リップルをより低減できる。
Furthermore, the
さらに、本形態のプリンタ100は、前述した式(1)にて算出した制御値Yに基づいて、ヒータ810へ供給する電力のデューティ比Dを、制御値Yが大きいほど大きい値に切り替えてもよい。デューティ比Dを切り替えることで、ヒータ810に供給する電力量が適切に切り替えられる。
Furthermore, the
なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、プリンタに限らず、複合機、複写機、FAX装置等、電子写真方式による画像形成機能を備えるものであれば適用可能である。また、モノクロプリンタに限らず、カラープリンタに適用することもできる。 In addition, this Embodiment is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can be variously improved and modified without departing from the scope of the invention. For example, the present invention is not limited to a printer, and can be applied to any apparatus having an image forming function using an electrophotographic method, such as a multifunction machine, a copier, and a FAX apparatus. Further, the present invention can be applied not only to a monochrome printer but also to a color printer.
また、実施の形態では、定着部8として、加圧ローラ82が駆動側である例を示したが、加熱部材81側が駆動側であってもよい。また、両面印刷が可能なプリンタ100に限らず、片面印刷専用の装置であってもよい。その場合には、搬送モードに定型両面モードは含まれない。つまり、搬送モードは、実施の形態にてモードテーブル816に示した4種類に限らない。紙間時間の異なる搬送モードが、2種類以上有ればよい。また、小サイズ片面モードは、シートSのサイズによって、さらに細分化されていてもよい。
In the embodiment, the
また、ヒータ810に供給する電力量の制御は、実施の形態に記載した波数制御に限らない。例えば、交流電源の電圧波形の位相に基づく制御である位相制御を行ってもよいし、波数制御と位相制御とを組み合わせてもよい。
Further, the control of the amount of power supplied to the
また、実施の形態では、ヒータ810の温度制御として、PD制御を行うとしたが、さらに積分成分も加えたPID制御としてもよい。また、比例ゲインKpは固定値であるとしたが、可変値としてもよい。
In the embodiment, the PD control is performed as the temperature control of the
また、例えば、紙間時間Tの初期値を搬送モードに基づいて決定するとしたが、固定値としてもよい。つまり、微分ゲインKdの初期値は搬送モードによらない固定値として、搬送を開始してから、紙間時間Tの実測値に基づいて微分ゲインKdを変更するとしてもよい。この場合、搬送モードの判断やモードテーブル816は不要である。ただし、搬送モードに基づいて初期値を決定することで、初期から適切な制御となる。 For example, the initial value of the inter-paper time T is determined based on the transport mode, but may be a fixed value. That is, the initial value of the differential gain Kd may be a fixed value that does not depend on the transport mode, and the differential gain Kd may be changed based on the measured value of the inter-sheet time T after the transport is started. In this case, the determination of the transport mode and the mode table 816 are unnecessary. However, by determining the initial value based on the transport mode, appropriate control can be performed from the beginning.
また、例えば、紙間時間Tの実測は行わなくてもよい。つまり、印刷の終了まで、搬送モードに基づいて決定された微分ゲインKdを使用してもよい。この場合、温度制御処理のS131,S132,S141,S142,S143は、不要である。ただし、実測値に基づいた制御を行うことで、より精密な制御が可能となる。 For example, the actual measurement of the paper interval time T may not be performed. That is, the differential gain Kd determined based on the conveyance mode may be used until the end of printing. In this case, S131, S132, S141, S142, and S143 of the temperature control process are unnecessary. However, more precise control is possible by performing control based on actual measurement values.
また、両面印刷の場合、紙間時間中の少なくとも一部の期間にて設定温度を低下させるとしたが、低下させなくてもよい。ただし、設定温度を低下させることで、より温度リップルを縮小できるので好ましい。また、設定温度を低下させる期間は、紙間時間Tの開始時から紙間時間Tの終了時よりも前までの所定の期間としたが、これに限らない。 In the case of double-sided printing, the set temperature is lowered in at least a part of the time between sheets, but it is not necessary to lower it. However, it is preferable that the temperature ripple can be further reduced by lowering the set temperature. Further, the period during which the set temperature is lowered is a predetermined period from the start of the inter-paper time T to the end of the inter-paper time T, but is not limited thereto.
また、実施の形態に開示されている処理は、単一のCPU、複数のCPU、ASICなどのハードウェア、またはそれらの組み合わせで実行されてもよい。また、実施の形態に開示されている処理は、その処理を実行するためのプログラムを記録した記録媒体、または方法等の種々の態様で実現することができる。 The processing disclosed in the embodiments may be executed by a single CPU, a plurality of CPUs, hardware such as an ASIC, or a combination thereof. Further, the process disclosed in the embodiment can be realized in various modes such as a recording medium or a method in which a program for executing the process is recorded.
5 プロセス部
8 定着部
11 給紙トレイ
13 シート搬送路
21 ピックアップローラ
31 CPU
71 シートセンサ
81 加熱部材
810 ヒータ
811 温度センサ
82 加圧ローラ
100 プリンタ
5
71
Claims (10)
前記ヒータによって加熱される第1の回転体と、
前記第1の回転体との間で定着ニップ部を形成する第2の回転体と、
前記第1の回転体の表面温度に応じて異なる信号を出力する温度センサと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記温度センサの信号に基づいて前記第1の回転体の表面温度を検出する検出処理と、
前記第1の回転体の設定温度と前記第1の回転体の表面温度との差に基づく第1値と、単位時間当たりの前記第1の回転体の表面温度の変化量とシートの連続搬送時の紙間時間とに基づく第2値と、を用いて制御値を決定する制御値決定処理と、
前記制御値決定処理にて決定された前記制御値を用いて、前記ヒータに供給する電力量を決定する電力決定処理と、
を実行し、
前記第2値の絶対値は、前記変化量が所定値であって前記紙間時間が第1の時間の場合、前記変化量が前記所定値であって前記紙間時間が前記第1の時間よりも短い第2の時間の場合と比較して、大きい、
ことを特徴とする画像形成装置。 A heater,
A first rotating body heated by the heater;
A second rotating body that forms a fixing nip with the first rotating body;
A temperature sensor that outputs different signals according to the surface temperature of the first rotating body;
A control unit;
With
The controller is
A detection process for detecting a surface temperature of the first rotating body based on a signal from the temperature sensor;
The first value based on the difference between the set temperature of the first rotating body and the surface temperature of the first rotating body, the amount of change in the surface temperature of the first rotating body per unit time, and the continuous conveyance of the sheet A control value determining process for determining a control value using a second value based on the time between papers;
Using the control value determined in the control value determination process, a power determination process for determining the amount of power supplied to the heater;
Run
The absolute value of the second value is such that when the change amount is a predetermined value and the inter-sheet time is the first time, the change amount is the predetermined value and the inter-paper time is the first time. Larger than in the case of the second time shorter than,
An image forming apparatus.
前記制御部は、
前記制御値決定処理において、次の式(1)〜(3)を満たし、
(1)前記制御値=前記第1値−前記第2値
(2)前記第1値=(前記第1の回転体の設定温度−前記第1の回転体の表面温度)×比例ゲイン
(3)前記第2値=前記変化量×微分ゲイン
前記微分ゲインの値は、前記紙間時間が前記第1の時間の場合、前記紙間時間が前記第2の時間の場合と比較して、大きい、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The controller is
In the control value determination process, the following expressions (1) to (3) are satisfied:
(1) The control value = the first value−the second value (2) The first value = (set temperature of the first rotating body−surface temperature of the first rotating body) × proportional gain (3 ) The second value = the amount of change × the differential gain The value of the differential gain is larger when the paper interval time is the first time than when the paper interval time is the second time. ,
An image forming apparatus.
シートを収容する収容部と、
シートの搬送路と、
前記収容部に収容されているシートを前記搬送路に1枚ずつ搬入する搬入部と、
を備え、
前記制御部は、前記収容部に収容されたシートの種類が、第1の種類、または、前記第1の種類よりも搬送方向の長さが短い第2の種類である場合、シートの連続搬送時の前記搬入部による搬入開始間隔を第1の時間間隔に設定し、
シートの種類が前記第2の種類のシートである場合、前記紙間時間は前記第1の時間であり、
シートの種類が前記第1の種類のシートである場合、前記紙間時間は前記第2の時間である、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
An accommodating portion for accommodating the sheet;
A sheet conveyance path;
A carry-in unit for carrying the sheets stored in the storage unit one by one into the conveyance path;
With
When the type of the sheet stored in the storage unit is the first type or the second type whose length in the transport direction is shorter than the first type, the control unit continuously conveys the sheet. The loading start interval by the loading unit at the time is set to the first time interval,
When the sheet type is the second type sheet, the inter-paper time is the first time,
When the sheet type is the first type sheet, the inter-paper time is the second time.
An image forming apparatus.
シートを収容する収容部と、
シートの搬送路と、
前記収容部に収容されているシートを前記搬送路に1枚ずつ搬入する搬入部と、
を備え、
前記制御部は、シートの連続搬送時の前記搬入部による搬入開始間隔を第1の時間間隔として前記搬入部を動作させる第1モードと、前記搬入開始間隔を前記第1の時間間隔よりも短い第2の時間間隔として前記搬入部を動作させる第2モードと、を実行可能であり、
前記第1モードで前記搬入部が動作している場合、前記紙間時間は前記第1の時間であり、
前記第2モードで前記搬入部が動作している場合、前記紙間時間は前記第2の時間である、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
An accommodating portion for accommodating the sheet;
A sheet conveyance path;
A carry-in unit for carrying the sheets stored in the storage unit one by one into the conveyance path;
With
The control unit is configured to operate the carry-in unit with a carry-in start interval by the carry-in unit during continuous conveyance of sheets as a first time interval, and the carry-in start interval is shorter than the first time interval. A second mode in which the carry-in unit is operated as a second time interval, and
When the carry-in unit is operating in the first mode, the inter-paper time is the first time,
When the carry-in unit is operating in the second mode, the inter-paper time is the second time.
An image forming apparatus.
両面印刷の場合、前記紙間時間は前記第1の時間であり、
片面印刷の場合、前記紙間時間は前記第2の時間である、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
In the case of duplex printing, the inter-paper time is the first time,
In the case of single-sided printing, the inter-paper time is the second time.
An image forming apparatus.
シートの搬送路と、
前記搬送路の所定位置におけるシートの有無に応じて異なる信号を出力するシートセンサと、
を備え、
前記シートセンサがシートの有から無を検知したタイミングからシートの無から有を検知したタイミングまでの時間が前記紙間時間である、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
A sheet conveyance path;
A sheet sensor that outputs different signals depending on the presence or absence of a sheet at a predetermined position in the conveyance path;
With
The time from the timing at which the sheet sensor detects presence / absence of a sheet to the timing at which presence / absence of a sheet is detected is the time between sheets.
An image forming apparatus.
前記制御部は、
シートが前記定着ニップ部を通過していない第1の期間の少なくとも一部において、前記第1の回転体の前記設定温度を、シートが前記定着ニップ部を通過している第2の期間と比較して、小さくする、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The controller is
In at least part of the first period during which the sheet does not pass through the fixing nip portion, the set temperature of the first rotating body is compared with the second period during which the sheet passes through the fixing nip portion. And make it smaller,
An image forming apparatus.
前記制御部は、
前記電力決定処理では、
前記制御値決定処理にて決定された前記制御値を用いて、所定周期内における通電状態の比率であるデューティ比を決定し、さらに決定される前記デューティ比は、前記制御値決定処理にて決定された前記制御値が大きいほど大きい、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The controller is
In the power determination process,
Using the control value determined in the control value determination process, a duty ratio that is a ratio of energized states within a predetermined period is determined, and the duty ratio to be further determined is determined in the control value determination process The larger the control value is, the larger
An image forming apparatus.
前記ヒータによって加熱される第1の回転体と、
前記第1の回転体との間で定着ニップ部を形成する第2の回転体と、
前記第1の回転体の表面温度に応じて異なる信号を出力する温度センサと、
を備える画像形成装置の制御方法であって、
前記温度センサの信号に基づいて前記第1の回転体の表面温度を検出する検出ステップと、
前記第1の回転体の設定温度と前記第1の回転体の表面温度との差に基づく第1値と、単位時間当たりの前記第1の回転体の表面温度の変化量とシートの連続搬送時の紙間時間とに基づく第2値と、を用いて制御値を決定する制御値決定ステップであって、前記第2値の絶対値は、前記変化量が所定値であって前記紙間時間が第1の時間の場合、前記変化量が前記所定値であって前記紙間時間が前記第1の時間よりも短い第2の時間の場合と比較して、大きい前記制御値決定ステップと、
前記制御値決定ステップにて決定された前記制御値を用いて、前記ヒータに供給する電力量を決定する電力決定ステップと、
を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。 A heater,
A first rotating body heated by the heater;
A second rotating body that forms a fixing nip with the first rotating body;
A temperature sensor that outputs different signals according to the surface temperature of the first rotating body;
An image forming apparatus control method comprising:
A detection step of detecting a surface temperature of the first rotating body based on a signal of the temperature sensor;
The first value based on the difference between the set temperature of the first rotating body and the surface temperature of the first rotating body, the amount of change in the surface temperature of the first rotating body per unit time, and the continuous conveyance of the sheet A control value determination step for determining a control value using a second value based on a time between sheets, wherein the absolute value of the second value is a predetermined value when the amount of change is a predetermined value When the time is the first time, the control value determining step is larger than the case where the change amount is the predetermined value and the inter-paper time is a second time shorter than the first time. ,
Using the control value determined in the control value determining step, determining the amount of power to be supplied to the heater; and
A control method for an image forming apparatus.
前記ヒータによって加熱される第1の回転体と、
前記第1の回転体との間で定着ニップ部を形成する第2の回転体と、
前記第1の回転体の表面温度に応じて異なる信号を出力する温度センサと、
を備える画像形成装置に、
前記温度センサの信号に基づいて前記第1の回転体の表面温度を検出する検出処理と、
前記第1の回転体の設定温度と前記第1の回転体の表面温度との差に基づく第1値と、単位時間当たりの前記第1の回転体の表面温度の変化量とシートの連続搬送時の紙間時間とに基づく第2値と、を用いて制御値を決定する制御値決定処理であって、前記第2値の絶対値は、前記変化量が所定値であって前記紙間時間が第1の時間の場合、前記変化量が前記所定値であって前記紙間時間が前記第1の時間よりも短い第2の時間の場合と比較して、大きい前記制御値決定処理と、
前記制御値決定処理にて決定された前記制御値を用いて、前記ヒータに供給する電力量を決定する電力決定処理と、
を実行させることを特徴とするプログラム。 A heater,
A first rotating body heated by the heater;
A second rotating body that forms a fixing nip with the first rotating body;
A temperature sensor that outputs different signals according to the surface temperature of the first rotating body;
An image forming apparatus comprising:
A detection process for detecting a surface temperature of the first rotating body based on a signal from the temperature sensor;
The first value based on the difference between the set temperature of the first rotating body and the surface temperature of the first rotating body, the amount of change in the surface temperature of the first rotating body per unit time, and the continuous conveyance of the sheet A control value determination process for determining a control value using a second value based on a time interval between sheets, wherein the absolute value of the second value is a predetermined value when the change amount is a predetermined value. When the time is the first time, the control value determination process is larger than the case where the amount of change is the predetermined value and the time between sheets is a second time shorter than the first time. ,
Using the control value determined in the control value determination process, a power determination process for determining the amount of power supplied to the heater;
A program characterized by having executed.
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- 2017-09-14 JP JP2017176739A patent/JP6996182B2/en active Active
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