JP5116137B2 - 画像形成装置における定着装置の温度制御方法と装置 - Google Patents
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Description
電子写真方式で形成したトナー画像を担持した被記録材を、ヒータが配された定着ローラまたは定着ベルトと加圧部材とで加熱、加圧して定着させる定着装置を備え、
前記定着ローラまたは定着ベルトの測定温度に基づき、PID制御により前記定着ローラまたは定着ベルトを目標温度となるよう制御する画像形成装置における定着装置の温度制御方法において、
予め、前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合を記憶したテーブルを用意し、
連続画像形成枚数に対応して段階的に変化させて定めた前記定着ローラまたは定着ベルトの目標温度と、前記定着ローラまたは定着ベルトの測定温度との温度差が、設定された温度差範囲内の場合は前記PID制御に基づき、前記温度差範囲を外れた場合は前記温度差に基づいて直接、前記テーブルから対応する前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合を選択し、
該通電時間割合により前記ヒータへ通電して、前記定着ローラまたは定着ベルトを目標温度となるよう制御し、
前記目標温度は所定画像形成枚数を超えた場合に一定温度とし、前記PID制御を実施する前記設定温度差範囲を、目標温度が段階的に変化する前記所定画像形成枚数以下の場合と、一定温度とする前記所定画像形成枚数を超えた場合とで異ならせたことを特徴とする。
電子写真方式で形成したトナー画像を担持した被記録材を、ヒータが配された定着ローラまたは定着ベルトと加圧部材とで加熱、加圧して定着させる定着装置と、
該定着装置における定着温度をPID制御を用いて制御する定着温度制御手段と、
前記定着ローラまたは定着ベルトの温度を測定する温度測定手段とを有した画像形成装置における定着装置の温度制御装置において、
前記定着温度制御手段は、
前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合パターンを記憶した第1の記憶手段と、
連続画像形成枚数に対応し、段階的に変化させた前記定着ローラまたは定着ベルトの目標温度と、前記温度測定手段により測定した前記定着ローラまたは定着ベルトの測定温度と前記目標温度との温度差が、予め設定された温度差範囲内の場合は前記PID制御に基づき、設定された温度差範囲を外れた場合は前記温度差に基づいて直接、前記通電時間割合パターンを選択するよう構成された選択方法パターンとを記憶した第2の記憶手段とを有し、
前記温度差と前記選択方法パターンとにより前記第1の記憶手段から選択した前記通電時間割合パターンにより、前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合を選択し、前記定着ローラまたは定着ベルトを目標温度となるよう制御し、
前記目標温度を所定画像形成枚数を超えた状態で一定温度とし、前記選択方法パターンは、前記予め設定された温度差範囲を、目標温度が前記段階的に変化する状態と一定温度となった状態とで異ならせて構成したことを特徴とする。
Tm : 目標温度
Tn : 今回の検知温度
Tn−1 : 前回の検知温度
Tn−2 : 前々回の検知温度
とし、
En : 今回の偏差
En−1 : 前回の偏差
En−2 : 前々回の偏差
とすると
En=Tm−Tn ………………………………(1)
En−1=Tm−Tn−1 ………………………………(2)
En−2=Tm−Tn−2 ………………………………(3)
である。
Kp : PID演算の比例定数
Ki : PID演算の積分定数
Kd : PID演算の微分定数
ΔMV : 今回のDUTY変更差分
とし、前記(1)、(2)、(3)式を用いて今回のDUTY変更差分ΔMVを算出する式は下記(4)式となる。
ΔMV=Kp*(En−En−1)+Ki*En+Kd*{(En−En−1)−(En−1−En−2)}
………………………………(4)
In : 今回のDUTY
In−1 : 前回のDUTY
とすると、今回のDUTYは、次の(5)式で算出できる。
In=In−1+ΔMV[%] ………………………………(5)
従ってこの(5)式を用い、前記表1乃至表3においてPID制御として示した部分のDUTYを算出するわけである。
21 パターンメモリ
22 データメモリ
23 A/D変換器
24 インターフェイス
25 プログラムメモリ
26 タイマー
27 バス
80 温度制御装置
81 サーミスタ素子
82 スイッチング制御装置
83 スイッチング素子
84 交流電源
85 ゼロクロス検出器
Claims (8)
- 電子写真方式で形成したトナー画像を担持した被記録材を、ヒータが配された定着ローラまたは定着ベルトと加圧部材とで加熱、加圧して定着させる定着装置を備え、
前記定着ローラまたは定着ベルトの測定温度に基づき、PID制御により前記定着ローラまたは定着ベルトを目標温度となるよう制御する画像形成装置における定着装置の温度制御方法において、
予め、前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合を記憶したテーブルを用意し、
連続画像形成枚数に対応して段階的に変化させて定めた前記定着ローラまたは定着ベルトの目標温度と、前記定着ローラまたは定着ベルトの測定温度との温度差が、設定された温度差範囲内の場合は前記PID制御に基づき、前記温度差範囲を外れた場合は前記温度差に基づいて直接、前記テーブルから対応する前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合を選択し、
該通電時間割合により前記ヒータへ通電して、前記定着ローラまたは定着ベルトを目標温度となるよう制御し、
前記目標温度は所定画像形成枚数を超えた場合に一定温度とし、前記PID制御を実施する前記設定温度差範囲を、目標温度が段階的に変化する前記所定画像形成枚数以下の場合と、一定温度とする前記所定画像形成枚数を超えた場合とで異ならせたことを特徴とする画像形成装置における定着装置の温度制御方法。 - 前記目標温度と測定温度との温度差が前記設定された温度差範囲を外れたことにより、直接、単位時間当たりの通電時間割合を選択して温度制御した場合、前記温度差が設定された温度差範囲内に入ったとき、前記PID制御に基づき、前記テーブルから前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合を選択して前記定着ローラまたは定着ベルトを目標温度となるよう制御することを特徴とする請求項1に記載した画像形成装置における定着装置の温度制御方法。
- 前記PID制御を実施する前記設定温度差範囲は、前記目標温度が段階的に変化する前記所定画像形成枚数以下の場合よりも、一定温度とする前記所定画像形成枚数を超えた場合を広く設定したことを特徴とする請求項1に記載した画像形成装置における定着装置の温度制御方法。
- 前記選択された単位時間当たりの通電時間割合による前記ヒータへの通電は、交流における半波毎の単位時間当たりの通電波数を制御することで行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載した画像形成装置における定着装置の温度制御方法。
- 電子写真方式で形成したトナー画像を担持した被記録材を、ヒータが配された定着ローラまたは定着ベルトと加圧部材とで加熱、加圧して定着させる定着装置と、
該定着装置における定着温度をPID制御を用いて制御する定着温度制御手段と、
前記定着ローラまたは定着ベルトの温度を測定する温度測定手段とを有した画像形成装置における定着装置の温度制御装置において、
前記定着温度制御手段は、
前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合パターンを記憶した第1の記憶手段と、
連続画像形成枚数に対応し、段階的に変化させた前記定着ローラまたは定着ベルトの目標温度と、前記温度測定手段により測定した前記定着ローラまたは定着ベルトの測定温度と前記目標温度との温度差が、予め設定された温度差範囲内の場合は前記PID制御に基づき、設定された温度差範囲を外れた場合は前記温度差に基づいて直接、前記通電時間割合パターンを選択するよう構成された選択方法パターンとを記憶した第2の記憶手段とを有し、
前記温度差と前記選択方法パターンとにより前記第1の記憶手段から選択した前記通電時間割合パターンにより、前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合を選択し、前記定着ローラまたは定着ベルトを目標温度となるよう制御し、
前記目標温度を所定画像形成枚数を超えた状態で一定温度とし、前記選択方法パターンは、前記予め設定された温度差範囲を、目標温度が前記段階的に変化する状態と一定温度となった状態とで異ならせて構成したことを特徴とする画像形成装置における定着装置の温度制御装置。 - 前記選択方法パターンにおける前記温度差の設定温度範囲を、前記目標温度が段階的に変化する所定画像形成枚数以下の状態よりも、一定温度とする所定画像形成枚数を超えた状態において広く設定したことを特徴とする請求項5に記載した画像形成装置における定着装置の温度制御装置。
- 前記定着温度制御手段は、前記定着ローラまたは定着ベルトのヒータに接続された交流電源と、該交流電源の零クロスを検出する零クロス検出手段と、前記交流電源をON/OFFするスイッチング手段と、前記第1の記憶手段から選択された前記ヒータへの単位時間当たりの通電時間割合パターンに従い、前記零クロス検出手段が検出した零クロスのタイミンクで前記スイッチング手段をON/OFFさせるスイッチング制御手段とで構成されていることを特徴とする請求項5又は6に記載した画像形成装置における定着装置の温度制御装置。
- 前記定着ローラまたは定着ベルトの温度を測定する温度測定手段は、前記定着ローラまたは定着ベルトにおける被記録材の非通過領域に設置することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載した画像形成装置における定着装置の温度制御装置。
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