JP2021018326A - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】目標温度に対する定着装置の温度の追従性を維持しながらフリッカの悪化を抑制する。【解決手段】画像形成装置は、画像データに応じて形成されるトナー像を記録材に定着する定着部と、画像データの印字率に関する情報を取得する取得部と、定着部の温度を検知する検知部と、定着部の温度が目標温度を維持するように、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御により定着部に供給する電力を制御する制御部と、印字率に関する情報に基づいて、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御の制御ゲインの値を決定する決定部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタ、電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置、画像形成方法及びプログラムに関する。

電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置において、定着部の電力制御としてＰＩＤ制御を用いる場合、フリッカを改善するために記録紙が定着部に到達してから通過し終わるまでの一定期間にＰＩＤ制御の制御ゲインを低く設定している。或いは、記録紙が定着部の所定距離手前に到達してから通過し終わるまでの一定期間にＰＩＤ制御の制御ゲインを低く設定している。定着部の電力変動が発生することにより、同一電源供給網に接続されている他の電子機器にフリッカ（照明装置等のちらつき）が発生する場合がある。特許文献１には、ＰＩＤ制御ゲインを小さくすることにより、フリッカ値を低減することが開示されている。

特開２００２−２９６９５４号公報

しかし、ＰＩＤ制御ゲインを小さくした場合、目標温度に対する定着部の温度の追従性が悪化する。また、記録材にトナーが多く載っている領域、すなわち記録材における印字率が高い領域が定着部を通過する際、トナーの定着に要する熱量が大きいため、目標温度に対する定着部の温度の追従性を高めることが要求されている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、目標温度に対する定着部の温度の追従性を維持しながらフリッカの悪化を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
画像データに応じて形成されるトナー像を記録材に定着する定着部と、
前記画像データの印字率に関する情報を取得する取得部と、
前記定着部の温度を検知する検知部と、
前記定着部の温度が目標温度を維持するように、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御により前記定着部に供給する電力を制御する制御部と、
前記印字率に関する情報に基づいて、前記ＰＩ制御又は前記ＰＩＤ制御の制御ゲインの値を決定する決定部と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成方法は、
画像データに応じて形成されるトナー像を記録材に定着する定着部を備える画像形成装置の画像形成方法であって、
コンピュータが、
前記画像データの印字率に関する情報を取得する取得ステップと、
前記定着部の温度を検知する検知ステップと、
前記定着部の温度が目標温度を維持するように、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御により前記定着部に供給する電力を制御する制御ステップと、
前記印字率に関する情報に基づいて、前記ＰＩ制御又は前記ＰＩＤ制御の制御ゲインの
値を決定する決定ステップと、
を実行することを特徴とする。

本発明によれば、目標温度に対する定着部の温度の追従性を維持しながらフリッカの悪化を抑制することができる。

実施例１に係る画像形成装置の断面図 実施例１に係る画像形成システムの構成図 実施例１に係る画像形成装置の制御ブロック図 実施例１に係るタイミングチャート 記録材の印字率情報の説明図 実施例２に係るタイミングチャート

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。

（実施例１）
図１は実施例１の画像形成装置の断面図である。画像形成装置１００は、レーザービームプリンタ、複写機等の加熱定着装置を備える。実施例１では、レーザービームプリンタを備える画像形成装置１００を例示する。図１に示すように、画像形成装置１００は、有機感光体やアモルファスシリコン感光体により形成された感光ドラム１２２を有する。感光ドラム１２２は、時計回りの方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１２２は、帯電ローラ１２３によりその周面が所定の極性、電位に一様に帯電される。スキャナ１０８は、画像読取装置やコンピュータ等の画像信号発生装置（不図示）から入力された時系列デジタル画素信号に対応してレーザ光を変調（オン／オフ変換）する。スキャナ１０８から出力されたレーザ光の光路が反射ミラー１０７によって変更されて、感光ドラム１２２の帯電面にレーザ光が照射されることにより、走査露光が行われる。これにより、画像情報（画像データ）に対応した静電潜像が感光ドラム１２２に形成される。現像ローラ１２１がトナー容器１２４内のトナーを感光ドラム１２２の静電潜像に供給することにより、目的の画像に対応して形成された静電潜像がトナー像として現像される。このように、感光ドラム１２２には、画像データに応じてトナー画像が形成される。ここで、現像ローラ１２１、感光ドラム１２２、帯電ローラ１２３、トナー容器１２４及びクリーニング装置１２５は一つのカートリッジ１２０に収められており、カートリッジ１２０毎に画像形成装置１００の本体に対して着脱可能に構成されている。

画像形成装置１００には、記録材（記録用紙）Ｐが設置される給紙カセット１４０が設けられている。検知センサ１０１によって給紙カセット１４０内に記録材Ｐが有ることが検知されると、給紙ローラ１０２によって給紙カセット１４０から記録材Ｐが１枚給送される。記録材Ｐは、搬送ローラ１０３及びレジストレーションローラ１０４により搬送され、感光ドラム１２２に対して送り込まれ、記録材Ｐに感光ドラム１２２上のトナー像が転写される。転写ローラ１０６が、記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで、感光ドラム１２２から記録材Ｐにトナー像が転写される。このようにトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム１２２から分離された後、像加熱装置としての定着装置（定着部）１３０へ送り込まれる。記録材Ｐが、定着ニップ部１３２で挟持され、ヒータ（加熱装置）１３１、定着フィルム１３３、加圧ローラ１３４によって加熱、加圧さ
れることで、未定着のトナー像が記録材Ｐ上に定着される。すなわち、定着装置１３０は、画像データに応じて形成トナー像を記録材Ｐに定着する。トナー像が定着した記録材Ｐは、定着排紙ローラ１１０とＦＤローラ１１１により搬送されて、ＦＤトレイ１１２に排出される。搬送路に配置されたレジストレーションセンサ１０５、定着排紙センサ１０９が記録材Ｐを検知することで、記録材Ｐが正常に搬送されていることが確認される。

図２Ａを参照して、実施例１に係るプリンタ制御装置３０４について説明する。図２Ａは実施例１に係る画像形成システム（プリンタシステム）の構成図である。プリンタ制御装置３０４は、ホストコンピュータ３００と通信を行う画像形成装置１００に組み込まれている。ホストコンピュータ３００は、例えば、インターネットやローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等のネットワーク上のサーバーやパーソナルコンピュータであってもよいし、スマートフォンやタブレット端末等の携帯情報端末であってもよい。プリンタ制御装置３０４は、コントローラインターフェイス３０５を用いてホストコンピュータ３００と接続し通信を行う。

プリンタ制御装置３０４は、制御部２０２及び定着制御部２０３を備える。制御部２０２は、画像処理部３０３及びコントローラインターフェイス３０５を有する。画像処理部３０３は、コントローラインターフェイス３０５を介してホストコンピュータ３００から受信した画像データを含む情報を基に、文字コードのビットマップ化や中間調画像のディザ等によるハーフトーニング処理等を行う。また、画像処理部３０３は、コントローラインターフェイス３０５を介して定着制御部２０３のビデオインターフェイス３１０へ画像情報を送信する。画像情報には、スキャナ１０８の点灯タイミングを制御する情報と、定着装置１３０の温度を維持するための目標温度や転写バイアスなどのプロセス条件を制御するプリントモードと画像サイズ情報が含まれる。

制御部２０２は、スキャナ１０８の点灯タイミングの情報をＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、特定用途向け集積回路）３１４に送信する。ＡＳＩＣ３１４は、スキャナ１０８などの画像形成部の一部を制御する。一方、プリントモードや画像サイズなどの情報はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央演算処理装置）３１１へ送信される。ＣＰＵ３１１は、プロセッサとも呼ばれる。ＣＰＵ３１１は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。ＣＰＵ３１１は必要に応じてＲＡＭ３１３に情報をストアする、ＲＯＭ３１２もしくはＲＡＭ３１３に保存されたプログラムを使用する、ＲＯＭ３１２もしくはＲＡＭ３１３に保存された情報を参照するなどを行う。ＣＰＵ３１１は、ＲＯＭ３１２やＲＡＭ３１３を用いて、定着制御部２０３の各種制御を行う。さらに制御部２０２は、ユーザがホストコンピュータ３００上で行った指示に応じて、プリント命令、キャンセル指示などを定着制御部２０３に送信し、印字動作の開始や中止などの動作を制御する。

図２Ｂは、実施例１に係る画像形成装置１００の制御ブロック図である。画像形成装置１００は、制御部２０２及び定着制御部２０３を備える。制御部２０２は、画像形成装置１００の全体の制御を行う。定着制御部２０３は、定着駆動部２０５を制御し、定着駆動部２０５を介して定着駆動信号２０９を定着装置１３０に出力する。また、定着制御部２０３が、定着駆動部２０５の処理の一部又は全部を行ってもよい。定着制御部２０３は、定着装置１３０への供給電力を制御することで定着装置１３０を加熱制御する。定着装置１３０の内部に設けられたサーミスタ等の温度検知素子（不図示）が出力する温度情報２０８を温度検知部２０４が検知する。定着制御部２０３は、温度検知部２０４の検知結果に基づいて、定着装置１３０の温度が目標温度を維持するように、定着装置１３０への供給電力を制御する。例えば、温度情報２０８に応じて、定着制御部２０３が定着装置１３０に流れる電流を制御することで、定着装置１３０の温度を制御してもよい。また、定着
制御部２０３が、温度検知部２０４の処理の一部又は全部を行ってもよい。制御部２０２又は定着制御部２０３は、ホストコンピュータ３００から送信された画像形成条件情報等に基づいて目標温度を決定する。定着駆動部２０５は、温度検知部２０４によって検知された定着装置１３０の現在温度に基づいて定着装置１３０への供給電力量を決定する。また、定着制御部２０３は、ヒータ１３１の温度を検知してもよい。定着制御部２０３は、ヒータ１３１の温度が目標温度を維持するように、ヒータ１３１への供給電力を制御してもよい。例えば、サーミスタ等の温度検知素子（不図示）が出力する温度情報２０８に応じて、定着制御部２０３がヒータ１３１に流れる電流を制御することで、ヒータ１３１の温度を制御してもよい。また、制御部２０２が、定着制御部２０３、温度検知部２０４及び定着駆動部２０５の各処理の一部又は全部を行ってもよい。

ここで、ホストコンピュータ３００は前述のとおり画像形成条件を指示すると共に、印字率情報２１０を画像形成装置１００に送信する。印字率情報２１０は、画像データの印字率に関する情報を含む。画像データの印字率に関する情報は、画像データの印字率、画像データのトナー載り量、画像データの印字率の大きさを示す情報及び画像データのトナー載り量の大きさを示す情報のうちの少なくとも一つを含む。画像データの印字率に関する情報は、記録材Ｐの全面を対象として算出された値であってもよい。画像データの印字率に関する情報は、記録材Ｐを複数の部分に区分した場合における複数の部分の夫々を対象として算出された値であってもよい。画像データの印字率は、画像データに応じて記録材Ｐに形成されるトナー像の印字率である。例えば、記録材Ｐの全面を対象とする場合の画像データの印字率は、画像データに対応するトナー像を記録材Ｐに形成するときのピクセルカウント値を、記録材Ｐの全面にトナー像（ベタ画像）を形成するときのピクセルカウント値で割った値である。例えば、１枚の記録材Ｐを印刷するときの感光ドラム１２２に対するレーザ光の照射時間を、１ピクセルあたりの照射時間で除算することで、ピクセルカウント値を求めてもよい。例えば、画像データに対応するトナー像を記録材Ｐに形成したときのピクセルカウント値に１ピクセルあたりのトナー載り量を乗算することで、画像データのトナー載り量を求めてもよい。画像データの印字率の大きさを示す情報は、例えば、低印字率、中印字率、高印字率等の情報であってもよい。画像データのトナー載り量の大きさを示す情報は、例えば、トナー載り量が多い、トナー載り量が少ない等の情報であってもよい。送受信部２０６は印字率情報２１０を受信し、制御部２０２は、送受信部２０６を介して印字率情報２１０を取得する。画像データが複数の領域を有する場合、制御部２０２は、印字率情報２１０を画像データの複数の領域毎に取得する。制御部２０２は、取得部の一例である。制御部２０２は、ホストコンピュータ３００から受信した画像データに基づいて印字率情報２１０を算出することにより、印字率情報２１０を取得してもよい。センサ検知部２０７は、センサ２１２が出力する紙有無情報２１１を受信する。センサ２１２は、検知センサ１０１、レジストレーションセンサ１０５及び定着排紙センサ１０９の少なくとも一つを含む。制御部２０２は、センサ検知部２０７からの信号を受信することにより、記録材Ｐの搬送時に、記録材Ｐの先端が画像形成装置１００の所定位置に存在するかを把握することができる。

実施例１の画像形成装置１００では、定着装置１３０の温度が目標温度を維持するように、定着制御部２０３がＰＩ制御又はＰＩＤ制御により定着装置１３０に供給する電力を制御する。また、ヒータ１３１の温度が目標温度を維持するように、定着制御部２０３がＰＩ制御又はＰＩＤ制御によりヒータ１３１に供給する電力を制御してもよい。以下では、定着装置１３０の電力を制御する際のＰＩＤ制御について説明する。図３を参照して、実施例１に係るＰＩＤ制御のゲイン変更タイミングについて説明する。

図３は、２枚の記録材Ｐをプリントする動作を示している。プリントが開始されると、目標温度は通紙前温度に設定される。プリント開始時点でのＰＩＤ制御ゲインは制限なしの状態である。通紙前温度に基づいて、定着装置１３０に対する加熱制御が行われる。定
着装置１３０の温度（定着装置温度）が所定温度まで上昇したタイミングで、記録材Ｐが給紙される。ここで、ホストコンピュータ３００は、記録材Ｐの給紙が開始されるタイミングまでに、記録材Ｐの特定の領域毎の印字率情報を画像形成装置１００に対して送信する。

図４（Ａ）及び（Ｂ）は、１枚目の記録材Ｐ１の印字率情報及び２枚目の記録材Ｐ２の印字率情報の説明図である。図４（Ａ）に示すように、画像データに応じて低印字率のトナー像（画像）が記録材Ｐ１の領域Ａ１に形成されている。この場合、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率情報として、低印字率情報が画像形成装置１００に送信される。記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率情報は、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率、トナー載り量、印字率の大きさを示す情報及びトナー載り量の大きさ示す情報の少なくとも一つを含んでもよい。記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率は、記録材Ｐ１の領域Ａ１を複数の部分に区分した場合における複数の部分のうちの少なくとも二つの部分に形成されるトナー像の印字率のうちの最大値（最大印字率）であってもよい。記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率は、記録材Ｐ１の領域Ａ１を複数の部分に区分した場合における複数の部分のうちの少なくとも二つの部分に形成されるトナー像の印字率を平均化した平均値（平均印字率）であってもよい。

図４（Ｂ）に示すように、画像データの複数の領域のうちの第１の領域の画像に応じて高印字率のトナー像（第１のトナー像）が記録材Ｐ２の領域Ｂ１に形成されている。また、図４（Ｂ）に示すように、画像データの複数の領域のうちの第２の領域の画像に応じて中印字率のトナー像（第２のトナー像）が記録材Ｐ２の領域Ｂ２に形成されている。この場合、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率情報として、高印字率情報が画像形成装置１００に送信され、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率情報として、中印字率情報が画像形成装置１００に送信される。記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率情報は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率、トナー載り量、印字率の大きさを示す情報及びトナー載り量の大きさ示す情報の少なくとも一つを含んでもよい。記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１を複数の部分に区分した場合における複数の部分のうちの少なくとも二つの部分に形成されるトナー像に対応する画像データの印字率のうちの最大値（最大印字率）であってもよい。記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１を複数の部分に区分した場合における複数の部分のうちの少なくとも二つの部分に形成されるトナー像の印字率を平均化した平均値（平均印字率）であってもよい。記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率情報は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率、トナー載り量、印字率の大きさを示す情報及びトナー載り量の大きさ示す情報の少なくとも一つを含んでもよい。記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２を複数の部分に区分した場合における複数の部分のうちの少なくとも二つの部分に形成されるトナー像の印字率のうちの最大値（最大印字率）であってもよい。記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２を複数の部分に区分した場合における複数の部分のうちの少なくとも二つの部分に形成されるトナー像の印字率を平均化した平均値（平均印字率）であってもよい。なお、搬送方向Ｃ１に向かって、記録材Ｐ２の領域Ｂ１、Ｂ２が順番に並んでいる。

給紙された記録材Ｐ１は、搬送ローラ１０３及びレジストレーションローラ１０４等の搬送部により搬送され、レジストレーションセンサ１０５に到達（Ｔ３１）する。記録材Ｐ１がレジストレーションセンサ１０５に到達したタイミングで、目標温度が、通紙前温度から１枚目通紙時温度に変更される。１枚目通紙時温度は、通紙前温度よりも高い温度である。１枚目通紙時温度は、記録材Ｐ１の印字率情報と関連しない基準温度であってもよいし、記録材Ｐ１の印字率情報に応じた温度であってもよい。このタイミング（Ｔ３１）でのＰＩＤ制御ゲインは制限なしの状態（ＰＩＤ制御ゲインが制限されていない状態）である。ここで、ＰＩＤ制御ゲインをＫとする。ＰＩＤ制御ゲインＫはＰ制御、Ｉ制御、Ｄ制御のそれぞれの制御ゲインであるＰ（比例）制御ゲインＫｐ、Ｉ（積分）制御ゲインＫｉ、Ｄ（微分）制御ゲインＫｄのセットである。また、ＰＩＤ制御には、Ｐ制御ゲイン
Ｋｐ、Ｉ制御ゲインＫｉ、Ｄ制御ゲインＫｄのいずれかの制御ゲインが０の場合がある。例えばＤ制御ゲインＫｄが０の場合、一般的にＰＩ制御と呼称されるが、その場合もＰＩＤ制御の一部であるものとして扱ってもよい。制限なし状態におけるＰＩＤ制御のＰＩＤ制御ゲインをＫｒｅｆとする。また、制限状態におけるＰＩＤ制御のＰ制御ゲインＫｐ、Ｉ制御ゲインＫｉ、Ｄ制御ゲインＫｄの少なくとも一つに制限が設定される。

更に記録材Ｐ１が搬送され、定着装置１３０に到達したタイミング（Ｔ３２）で、ＰＩＤ制御ゲインが、制限なしの状態から制限状態（ＰＩＤ制御ゲインが制限された状態）３Ａに切り替わる（制御ゲインの値としては小さくなる）。制限状態３ＡにおけるＰＩＤ制御のＰＩＤ制御ゲインは、定着装置１３０を通過する記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率情報に基づいて決定されたＰＩＤ制御ゲインＫ１である。例えば、印字率情報とＰＩＤ制御ゲインとを対応付けたテーブルが画像形成装置１００の記憶部に格納されていてもよい。制御部２０２は、記憶部に格納されたテーブルを参照して、印字率情報に基づいてＰＩＤ制御ゲインの値を決定してもよい。ＰＩＤ制御ゲインＫ１は、記録材Ｐ１の特定の領域、ここでは低印字率領域においてフリッカの悪化を抑制しつつ、定着装置１３０の温度が目標温度を追従することが可能なゲイン制限を設定し、そのゲイン制限に基づいて算出されたＰＩＤ制御ゲインである。制御部２０２は、記録材Ｐ１の印字率情報に基づいてＰＩＤ制御ゲインＫ１の値を決定する。制御部２０２は、決定部の一例である。ＰＩＤ制御ゲインＫ１の値は、記録材Ｐ１の領域Ａ１に形成されたトナー像を記録材Ｐ１に定着する際のＰＩＤ制御の制御ゲインの値である。定着制御部２０３が、ＰＩＤ制御ゲインＫ１の値を決定してもよい。このように、定着制御部２０３は、ＰＩＤ制御ゲインＫ１の値を記録材Ｐ１が定着装置１３０に到達したタイミングから用いて、ＰＩＤ制御により定着装置１３０の電力制御を行う。

定着装置１３０に記録材Ｐ１が進入することにより、一時的に定着装置１３０の熱が記録材Ｐ１に奪われて、定着装置１３０の温度が目標温度よりも低下する。このとき、定着装置１３０に対して加熱制御が再度行われるが、この時のＰＩＤ制御は制御ゲインが制限された状態で行われる。そのため、制御ゲインが制限されていない状態のＰＩＤ制御と比較して、定着装置１３０が急激に加熱されずに定着装置１３０に対して加熱制御が行われる。ここで、一般的に、定着装置１３０への供給電力が急激に変化するとフリッカが悪化する。実施例１では、Ｔ３２のタイミングにおいて、ＰＩＤ制御の制御ゲインを制限することで、定着装置１３０への供給電力の変化を緩やかにして、フリッカの悪化を抑制している。

その後、１枚目の記録材Ｐ１がレジストレーションセンサ１０５を通過（Ｔ３３）し、続いて給紙搬送された２枚目の記録材Ｐ２がレジストレーションセンサ１０５に到達したタイミング（Ｔ３４）で、目標温度が２枚目通紙時温度に変更される。２枚目通紙時温度は、記録材Ｐ２の印字率情報と関連しない基準温度であってもよいし、記録材Ｐ２の印字率情報に応じた温度であってもよい。また、ホストコンピュータ３００は、記録材Ｐ２がレジストレーションセンサ１０５に到達するタイミングまでに、記録材Ｐ２における領域毎の印字率情報を画像形成装置１００に送信する。上記のように、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率情報として、高印字率情報が画像形成装置１００に送信され、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率情報として、中印字率情報が画像形成装置１００に送信される。

記録材Ｐ２の領域Ｂ１が定着装置１３０に到達（Ｔ３５）し、ＰＩＤ制御ゲインが、制限状態３Ａから制限状態３Ｂに切り替わる。制限状態３ＢにおけるＰＩＤ制御の制御ゲインは、定着装置１３０を通過する記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率情報（高印字率情報）に基づいて決定されたＰＩＤ制御ゲインＫ２である。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率情報に基づいてＰＩＤ制御ゲインＫ２の値を決定する。ＰＩＤ制御ゲインＫ２の値は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１に形成されたトナー像を記録材Ｐ２に定着する際のＰＩＤ
制御の制御ゲインの値である。このように、定着制御部２０３は、ＰＩＤ制御ゲインＫ２の値を記録材Ｐ２の第１の部分（領域Ｂ１）が定着装置１３０に到達したタイミングから用いて、ＰＩＤ制御により定着装置１３０の電力制御を行う。

次に、記録材Ｐ２の領域Ｂ２が定着装置１３０に到達（Ｔ３６）し、ＰＩＤ制御ゲインが、制限状態３Ｂから制限状態３Ｃに切り替わる。制限状態３ＣにおけるＰＩＤ制御の制御ゲインは、記録材Ｐ２の領域Ｂ２（中印字率領域）に基づいて決定されたＰＩＤ制御ゲインＫ３である。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率情報に基づいてＰＩＤ制御ゲインＫ３の値を決定する。ＰＩＤ制御ゲインＫ３の値は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２に形成されたトナー像を記録材Ｐ２に定着する際のＰＩＤ制御の制御ゲインの値である。このように、定着制御部２０３は、ＰＩＤ制御ゲインＫ３の値を記録材Ｐ２の第２の部分（領域Ｂ２）が定着装置１３０に到達したタイミングから用いて、ＰＩＤ制御により定着装置１３０の電力制御を行う。定着制御部２０３が、ＰＩＤ制御ゲインＫ２及びＫ３の値を決定してもよい。２枚目の記録材Ｐ２がレジストレーションセンサ１０５を通過（Ｔ３７）し、定着制御がＯＦＦ（Ｔ３８）になり、プリントが完了する。

画像データの印字率に関する情報（例えば、画像データの印字率）が大きくなるにつれて、ＰＩＤ制御ゲインＫの値が大きくなる。画像データの印字率に関する情報の値と、ＰＩＤ制御ゲインＫの値とが比例関係であってもよい。制御部２０２は、画像データの印字率に関する情報と所定値とを比較し、比較結果に基づいて、ＰＩＤ制御ゲインＫの値を決定してもよい。制御部２０２の処理の一例を以下に示す。制御部２０２は、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率に関する情報が所定値未満であるか否かを判定する。制御部２０２は、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率に関する情報が所定値未満である場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ１の値を第１の値と決定する。制御部２０２は、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率に関する情報が所定値以上である場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ１の値を第１の値よりも大きい第２の値と決定する。

制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率に関する情報が所定値未満であるか否かを判定する。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率に関する情報が所定値未満である場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ２の値を第１の値と決定する。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率に関する情報が所定値以上である場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ２の値を第１の値よりも大きい第２の値と決定する。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率に関する情報が所定値未満であるか否かを判定する。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率に関する情報が所定値未満である場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ３の値を第１の値と決定する。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率に関する情報が所定値以上である場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ３の値を第１の値よりも大きい第２の値と決定する。

制御部２０２の処理の他の一例を以下に示す。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率に関する情報に基づいて、ＰＩＤ制御ゲインＫ２の値を第１の値と決定する。制御部２０２は、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率に関する情報に基づいて、ＰＩＤ制御ゲインＫ２の値を第２の値と決定する。記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率に関する情報が記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率に関する情報よりも大きい場合（図４の場合）、第１の値は第２の値よりも大きい。一方、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率に関する情報が記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率に関する情報よりも小さい場合、第１の値は第２の値よりも小さい。

制御部２０２は、画像データの印字率に関する情報と、複数の所定値とを比較し、比較結果に基づいて、ＰＩＤ制御ゲインＫの値を決定してもよい。制御部２０２の処理の他の一例を以下に示す。ここでは、複数の所定値は、第１の所定値及び第２の所定値を含む。制御部２０２は、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率に関する情報が第１の所定値未満である
場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ１の値を第１の値と決定する。制御部２０２は、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率に関する情報が、第１の所定値以上であり、且つ第１の所定値よりも大きい第２の所定値未満である場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ１の値を第１の値よりも大きい第２の値と決定する。制御部２０２は、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率に関する情報が第２の所定値以上である場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ１の値を第２の値よりも大きい第３の値と決定する。制御部２０２は、記録材Ｐ１の領域Ａ１の印字率に関する情報と同様に、記録材Ｐ２の領域Ｂ１の印字率に関する情報に応じてＰＩＤ制御ゲインＫ２の値を決定し、記録材Ｐ２の領域Ｂ２の印字率に関する情報に応じてＰＩＤ制御ゲインＫ３の値を決定する。

記録材Ｐの領域の印字率が高いほど、ＰＩＤ制御ゲインＫｒｅｆ、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３の値が高くなる。ＰＩＤ制御ゲインＫ１、Ｋ２及びＫ３の各値は、制限なし状態のＰＩＤ制御におけるＰＩＤ制御ゲインＫｒｅｆ以下の値である。ＰＩＤ制御ゲインＫ１、Ｋ２及びＫ３に含まれるＰ制御ゲインＫｐ、Ｉ制御ゲインＫｉ及びＤ制御ゲインＫｄは、記録材Ｐの領域の印字率に応じて決定される。また、記録材Ｐの領域の印字率が高いほど、Ｐ制御ゲインＫｐ、Ｉ制御ゲインＫｉ及びＤ制御ゲインＫｄの値が高くなる。印字率が高い画像は、印字率が低い画像よりも定着に要する熱量が大きくなり、印字率が高い画像を記録材Ｐに定着する場合、印字率が低い画像を記録材Ｐに定着するよりも定着装置１３０の熱が奪われる。そのため、実施例１では、定着に要する熱量に応じたＰ制御ゲインＫｐ、Ｉ制御ゲインＫｉ及びＤ制御ゲインＫｄの値を決定することで、印字率が高い画像を記録材Ｐに確実に定着することが可能である。実施例１では、以下の（条件Ａ）及び（条件Ｂ）が成立する場合、ＰＩＤ制御ゲインＫｂの値がＰＩＤ制御ゲインＫａの値よりも大きいとしてもよい。
（条件Ａ）ＰＩＤ制御ゲインＫの各項の制御ゲインについて、Ｋｐａ＜Ｋｐｂ、Ｋｉａ＜Ｋｉｂ、Ｋｄａ＜Ｋｄｂのうちの少なくとも一つが満たされている。
（条件Ｂ）ＰＩＤ制御ゲインＫａを用いたＰＩＤ制御により電力制御を行った場合、ＰＩＤ制御ゲインＫｂを用いたＰＩＤ制御による電力制御と比較して、目標温度に対する定着装置１３０の温度の追従性が悪い。

実施例１によれば、ホストコンピュータ３００から画像形成装置１００に送信された印字率情報に応じて適切なＰＩＤ制御ゲインの値を決定することができる。記録材Ｐの各領域の印字率情報に基づいて、ＰＩＤ制御ゲインの制限状態の切り替えを行い、ＰＩＤ制御ゲインの制限を設定することで、フリッカの悪化を抑制することができる。これにより、目標温度に対する定着装置１３０の温度の追従性を維持しながらフリッカの悪化を抑制することができる。

（実施例２）
実施例１では、記録材Ｐが定着装置１３０を通過する際に、定着装置１３０を通過する記録材Ｐの領域の印字率情報に基づいて、ゲイン制限の切り替えを行っている。すなわち、実施例１では、記録材Ｐの領域毎の印字率に応じたＰＩＤ制御ゲインを決定することで、記録材Ｐの領域毎に最適なＰＩＤ制御ゲインを設定し、フリッカの悪化を抑制している。本実施例では、印字率情報、目標温度及び定着装置１３０の温度を用いることで、記録材Ｐが定着装置１３０に到達する前にゲイン制限を行い、記録材Ｐが定着装置１３０を通過していない場合においてもフリッカの悪化を抑制する。

以下では、実施例１と実施例２との相違点について説明し、実施例２における実施例１と同一の構成要素については、実施例１と同一の符号を付し、その説明を省略する。図５を参照して、実施例２に係るＰＩＤ制御のゲイン変更タイミングについて説明する。

図５は、図３と同様に、２枚の記録材Ｐをプリントする動作を示している。プリントが
開始されると、目標温度は通紙前温度に設定される。プリント開始時点でのＰＩＤ制御ゲインは制限なしの状態である。定着装置１３０の温度（定着装置温度）が所定温度まで上昇したタイミングで、記録材Ｐが給紙される。ここで、ホストコンピュータ３００は、記録材Ｐの給紙が開始されるタイミングまでに、記録材Ｐの特定の領域毎の印字率情報を画像形成装置１００に対して送信する。

給紙された記録材Ｐ１は、搬送ローラ１０３及びレジストレーションローラ１０４等の搬送部により搬送され、レジストレーションセンサ１０５に到達（Ｔ５１）する。記録材Ｐ１がレジストレーションセンサ１０５に到達したタイミングで、目標温度が、通紙前温度から１枚目通紙時温度に変更される。１枚目通紙時温度は、記録材Ｐ１の印字率情報と関連しない基準温度であってもよいし、記録材Ｐ１の印字率情報に応じた温度であってもよい。このタイミング（Ｔ５１）でのＰＩＤ制御ゲインは制限なしの状態（ＰＩＤ制御ゲインが制限されていない状態）である。ＰＩＤ制御ゲインの説明は実施例１で行っているため、ここではＰＩＤ制御ゲインの説明を省略する。

次に、定着装置１３０の温度が目標温度である１枚目通紙温度に近づいたタイミング（Ｔ５２）で、ＰＩＤ制御ゲインは、制限なしの状態から制限状態（ＰＩＤ制御ゲインが制限された状態）５Ａに切り替わる（制御ゲインの値としては小さくなる）。具体的には、目標温度と定着装置１３０の現在温度（検知温度）との差分をΔＴとし、このΔＴが閾値Ｔｔｈ以下である場合に、ＰＩＤゲインが制限された制限状態５Ａに切り替える。この場合、定着装置１３０の温度が目標温度に近づいた状態、且つ定着装置１３０に記録材Ｐが進入していない状態であり、定着装置１３０の温度変動が小さい。このため、制限状態５ＡにおけるＰＩＤ制御のＰＩＤ制御ゲインＫ０の値は、制限なし状態におけるＰＩＤ制御のＰＩＤ制御ゲインＫｒｅｆの値や通紙時のＰＩＤ制御ゲインの値よりも小さい。これに限定されず、ＰＩＤ制御ゲインＫ０の値は、通紙時のＰＩＤ制御ゲインの値と同じであってもよい。また、閾値Ｔｔｈは追従性を保障できる閾値を実験的に求めたものを用いるほか、画像形成装置１００の制御部２０２等が予め決められた処理に基づいて算出してもよい。このように、定着制御部２０３は、記録材Ｐ１が定着装置１３０に到達する前に所定の条件が満たされた場合、ＰＩＤ制御ゲインＫ０の値を所定の条件が満たされたタイミングから用いて、ＰＩＤ制御により定着装置１３０の電力制御を行う。所定の条件は、例えば、目標温度と定着装置１３０の温度との差分（ΔＴ）が閾値以下であるという条件である。

更に記録材Ｐ１が搬送され、定着装置１３０に到達したタイミング（Ｔ５３）で、ＰＩＤ制御ゲインは、制限状態５Ａから制限状態５Ｂに切り替わる。制限状態５Ｂにおいて使用されるＰＩＤ制御ゲインは、定着装置１３０を通過する記録材Ｐ１の領域の印字率に基づいて決定されたＰＩＤ制御ゲインＫ１である。ＰＩＤ制御ゲインＫ１は、記録材Ｐ１の特定の領域、ここでは低印字率領域においてフリッカの悪化を抑制しつつ、定着装置１３０の温度が目標温度を追従することが可能なゲイン制限を設定し、そのゲイン制限に基づいて算出されたＰＩＤ制御ゲインである。これ以降は実施例１と同様に１枚目の記録材Ｐ１、２枚目の記録材Ｐ２のプリント及び印字率に基づくＰＩＤ制御ゲインの切り替えを実施し（Ｔ５４〜Ｔ５８）、プリントが終了する（Ｔ５９）。

記録材Ｐの領域の印字率が高いほど、ＰＩＤ制御ゲインＫｒｅｆ、Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３の値が高くなる。ＰＩＤ制御ゲインＫ０、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３の各値は、制限なし状態におけるＰＩＤ制御のＰＩＤ制御ゲインＫｒｅｆ以下の値である。ＰＩＤ制御ゲインＫ０、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３に含まれるＰ制御ゲインＫｐ、Ｉ制御ゲインＫｉ及びＤ制御ゲインＫｄは、記録材Ｐの各領域の印字率に応じて決定される。実施例２におけるＰＩＤ制御ゲインの他の要素については、実施例１と同様である。

以上説明したように、実施例２では、ＰＩＤ制御ゲインを制限するタイミング及びＰＩＤ制御ゲインの値を印字率情報、目標温度及び定着装置１３０の温度によって決定する。これにより、記録材Ｐの各領域の印字率情報に応じて適切なＰＩＤ制御ゲインの制限を設定することができる。また、実施例１よりも早いタイミングでＰＩＤ制御ゲインに制限を設定することが可能となり、ＰＩＤ制御ゲインに制限を設定している区間が長くなる。その結果、フリッカの悪化を更に抑制することが可能となる。これにより、目標温度に対する定着装置１３０の温度の追従性を維持しながらフリッカの悪化を抑制することができる。

（変形例）
実施例１及び２では、画像形成装置１００がホストコンピュータ３００から印字率情報を取得する。この処理に限定されず、制御部２０２が、画像データに基づいて印字率又はトナー載り量を算出することにより、記録材Ｐの各領域の印字率情報を取得してもよい。

（その他の実施例）
本発明は、各実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

また、コンピュータが当該プログラムを実行する方法（画像形成方法）により、各実施例における各処理を実現してもよい。上記プログラムは、例えば、ネットワークを通じて、又は、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体等から上記コンピュータに提供されてもよい。上記プログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体等に記録してもよい。

１００…画像形成装置、１３０…定着装置、２０２…制御部、２０３…定着制御部、２０４…温度検知部

Claims (13)

1. 画像データに応じて形成されるトナー像を記録材に定着する定着部と、
   前記画像データの印字率に関する情報を取得する取得部と、
   前記定着部の温度を検知する検知部と、
   前記定着部の温度が目標温度を維持するように、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御により前記定着部に供給する電力を制御する制御部と、
   前記印字率に関する情報に基づいて、前記ＰＩ制御又は前記ＰＩＤ制御の制御ゲインの値を決定する決定部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録材を搬送する搬送部を備え、
   前記制御部は、前記決定部により決定された前記制御ゲインの値を、前記記録材が前記定着部に到達したタイミングから用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記決定部は、前記印字率に関する情報が所定値未満である場合、前記制御ゲインの値を第１の値と決定し、前記印字率に関する情報が前記所定値以上である場合、前記制御ゲインの値を前記第１の値よりも大きい第２の値と決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記決定部は、
   前記印字率に関する情報が第１の所定値未満である場合、前記制御ゲインの値を第１の値と決定し、
   前記印字率に関する情報が、前記第１の所定値以上であり、且つ前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値未満である場合、前記制御ゲインの値を前記第１の値よりも大きい第２の値と決定し、
   前記印字率に関する情報が前記第２の所定値以上である場合、前記制御ゲインの値を前記第２の値よりも大きい第３の値と決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記取得部は、前記印字率に関する情報を前記画像データの複数の領域毎に取得することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記取得部は、前記印字率に関する情報を前記画像データの複数の領域毎に取得し、
   前記決定部は、
   前記複数の領域のうちの第１の領域の前記印字率に関する情報に基づいて、前記第１の領域の画像に応じて形成される第１のトナー像を前記記録材に定着する際の前記制御ゲインの値を第１の値と決定し、
   前記複数の領域のうちの第２の領域の前記印字率に関する情報に基づいて、前記第２の領域の画像に応じて形成される第２のトナー像を前記記録材に定着する際の前記制御ゲインの値を第２の値と決定し、
   前記第１の領域の前記印字率に関する情報が、第２の領域の前記印字率に関する情報よりも大きい場合、前記第１の値は前記第２の値よりも大きく、
   前記第１の領域の前記印字率に関する情報が、第２の領域の前記印字率に関する情報よりも小さい場合、前記第１の値は前記第２の値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記記録材を搬送する搬送部を備え、
   前記制御部は、前記第１の値を、前記第１のトナー像が形成された前記記録材の第１の
   部分が前記定着部に到達したタイミングから用い、且つ前記第２の値を、前記第２のトナー像が形成された前記記録材の第２の部分が前記定着部に到達したタイミングから用いることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記記録材を搬送する搬送部を備え、
   前記制御部は、前記記録材が前記定着部に到達する前に所定の条件が満たされた場合、前記決定部により決定された前記制御ゲインの値を、前記所定の条件が満たされたタイミングから用いることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記所定の条件は、前記目標温度と前記定着部の温度と差分が閾値以下であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記印字率に関する情報は、前記記録材を複数の部分に区分した場合における前記複数の部分のうちの少なくとも二つの部分に形成されるトナー像に対応する画像データの印字率を平均化した平均値を含むことを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記印字率に関する情報は、前記記録材を複数の部分に区分した場合における前記複数の部分のうちの少なくとも二つの部分に形成されるトナー像に対応する画像データの印字率のうちの最大値を含むことを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の画像形成装置。
12. 画像データに応じて形成されるトナー像を記録材に定着する定着部を備える画像形成装置の画像形成方法であって、
    コンピュータが、
    前記画像データの印字率に関する情報を取得する取得ステップと、
    前記定着部の温度を検知する検知ステップと、
    前記定着部の温度が目標温度を維持するように、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御により前記定着部に供給する電力を制御する制御ステップと、
    前記印字率に関する情報に基づいて、前記ＰＩ制御又は前記ＰＩＤ制御の制御ゲインの値を決定する決定ステップと、
    を実行することを特徴とする画像形成方法。
13. 請求項１２に記載の画像形成方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

Images