JP7491058B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
前記第1の環境温度補正分と前記第2の環境温度補正分を含む環境温度補正量Z、温度飽和時間Tsat、非稼働時の温度低下の熱時定数C、稼働時間Ton,非稼働時間Toff、稼働時の補正比F1、非稼働時の補正比F2としたとき、前記環境温度補正量Zを、
Z=Z0×F1(Ton)×F2(Toff)
で算出し、ここで、
もしくは、その2次近似式である
で算定し、前記環境温度推定値Tpを、Tp=Td-Zで算定することを特徴とする。
前記第1の環境温度補正分と前記第2の環境温度補正分を含む環境温度補正量Z、温度飽和時間Tsat、非稼働時の温度低下の熱時定数C、稼働時間Ton,非稼働時間Toff、稼働時の補正比F1、非稼働時の補正比F2としたとき、前記環境温度補正量Zを、
Z=Z0×F1(Ton)×F2(Toff)として算定し、ここで、
もしくは、その2次近似式である
で算定し、かつ、前記飽和温度上昇量Z0がZO=a×Tp+bと表されるとき、前記環境温度推定値Tpを次式(2)で算定することを特徴とする。
図1Aは、本発明の画像形成装置100の一実施形態としてのカラーレーザプリンタの構成を概略的に示す構成図である。また図1Bは当該カラーレーザプリンタの原理を単純化して図示する。
次に、本実施形態に係るレーザプリンタの基本的動作について図1Aを参照して以下に説明する。最初に、片面印刷を行う場合について説明する。
図1Cは、画像形成装置100内の環境温度検知センサTHの配置例を示す。画像形成装置100の機内には気流導入部400が配設され、この気流導入部400で導入した外気で定着装置300などの内部機器が冷却される。定着装置300で定着された用紙は定着後搬送路35を搬送される。
図2Aで環境温度補正の前後の環境温度波形を見ると、外気検知温度Tdを補正量Zで補正することで、実環境温度Trealに近い環境温度推定値Tpが得られることが分かる。
稼働時としては、図3Aに示した待機持続時と、印字時がある。待機持続時は、図3Aに示したように外気検知温度が上昇し、時間Tsat経過(例えば150min)で飽和する(飽和温度上昇量Z0=例えば6℃程度)。
これに対して印字時は、機内換気装置がフルに稼働するため温度上昇は少ない(両面300枚印刷で3℃程度)。そのため、待機持続時に時間に比例して温度上昇する分(Tsat経過で飽和)を以下の数2で補正する。以下の補正量Zonが第1の環境温度補正分である。
数3は、外気検知温度Tdの上昇量が飽和温度上昇量に到達するまでは、稼働経過時間Ton_iに比例して補正量Zonが増大し、飽和温度上昇量に到達すると補正量Zonが
最大化(=Z0)して一定になることを表している。
これに対して非稼働時は、第2の環境温度補正分Zoffは経過時間に反比例して減少する。熱入力がない場合の機内機器の温度変化について考えると、T:機器の温度、Ti:機器の初期温度、Ta:環境温度,t:時間、C:熱時定数として、機器の温度Tは以下の理論式である数4で示される。
ただし、Toff>非稼働時間しきい値(=例えば6hr)では、F2はほぼ0になるのでF2=0と置き換えてよい。
図7A-図7Cは、画像形成装置の稼働・非稼働を複数回繰り返す場合を説明する図であり、図7Aは、稼働・非稼働を複数回(3回、i=3)繰り返した後に印刷する状態を示す。図7Bは、両面1枚印刷、スリープ移行1分設定、15分間隔繰り返し4回印刷時の外気検知温度Td、外気温度、定着ローラ310の長手方向中央温度の時間変化を示すグラフである。
(a)低温環境:外気検知温度<15℃ 定着目標温度=常温定着目標温度+低温加算(例えば5~10℃加算)
(b)常温環境:外気検知温度16~26℃ 定着目標温度=常温定着目標温度
(c)高温環境:外気検知温度>27℃ 定着目標温度=常温定着目標温度-高温減算(例えば5℃減算)
前記常温定着目標温度は、例えば150~180℃の範囲内で設定することができる(以下同様)。
2:00~13:30)
図7Cで補正なしの場合、外気検知温度が15℃を越える9:40くらいから定着目標温度の低温加算が入らなくなるが、本実施形態の補正を行うと環境温度推定値Tpが15℃未満となるため、常に低温加算する制御が入る。10℃環境で、150秒連続印字・60秒待機動作を3時間繰り返しても、環境温度推定値Tpが15℃を越えないため、定着目標温度の低温加算がはずれる動作となることを回避できる。
図8は、外気温度急激変化時(6℃~23℃まで4hr変化)の外気温度推定結果の例示であって、外気温度変化時において、稼働・非稼働が混在する時の補正前後の外気検知温度Tdの変化グラフである。前提条件として:
(a)6℃~10℃まで2hr変化(非稼働状態,図8の7:00~9:00)、
(b)10℃時点で稼働開始、稼働(6p印刷)・非稼働(スリープ60s)繰り返し(図8の9:00~14:00)を行った。
誤って検知して定着目標温度を下げることを防止できる。なお、印刷10P/J、省電力60sの繰り返しを12:00以降3時間行った場合も、図8と大きな差異はなく高温減算制御は入らなかった。
以上述べた環境温度推定方法(外気検知温度補正方法)を、図9のフローチャートで以下説明する。第1回目の電源ON時(S1)、保存されている非稼働時間は0である。電源ON時から稼働時間カウントを開始し(S2)、印刷受信があった場合は(S3)、外気検知温度Tdを検知し(S4)、稼働時間Ton_1を保存する(S4)。この稼働時間Ton_1を基に、環境温度補正量Zを算定する(S5)。外気検知温度Tdと算定補正量Zから、環境温度推定値Tpを算定する(S6)。
(a)低温環境(S7,S8):環境温度推定値Tp<低温しきい値(例えば15℃)
定着目標温度=常温定着目標温度+低温加算(例えば5~10℃加算)
(b)常温環境(S10,S11):環境温度推定値Tp:16~26℃
定着目標温度=常温定着目標温度
(c)高温環境(S12):環境温度推定値Tp>高温しきい値(例えば27℃)
定着目標温度=常温定着目標温度-高温減算(例えば5℃減算)
次に、環境温度推定方法の第2実施形態を図10A、図10Bを参照して説明する。図10Aは待機持続時、外気検知温度Tdの上昇量と環境温度との相関関係を示すグラフである。本実施形態は、待機持続時の外気検知温度Tdの上昇飽和量Z0(図2A、図2B参照)が、外気温度により異なる値を示すため、外気温度により異なる飽和値として算定する。
3K、3Y、3M、3C:ドラムクリーニング装置 4K、4Y、4M、4C:帯電装置
5K、5Y、5M、5C:現像装置 6K、6Y、6M、6C:トナーボトル
7:露光器 7a:ミラー
8:転写カバー 10:粉体収容器
15:転写装置 16:中間転写ベルト
17:従動ローラ 18:駆動ローラ
19K、19Y、19M、19C:一次転写ローラ 20:二次転写ローラ
21:ベルトクリーニング装置 31:レジストセンサ
32:給紙路 33:転写後搬送路
35:定着後搬送路 36:排紙路
37:排紙ローラ対 41:反転搬送路
42:切り替え部材 42a:揺動軸
43:反転搬送ローラ対 44:排紙トレイ
45:給紙ローラ 46:トレイ
60:給紙ローラ 100:画像形成装置
200:用紙給送装置 210:ローラ対
220:給送ローラ 230:分離ローラ
240:搬送ローラ 250:レジストローラ対
300:定着装置 310:定着ローラ
320:加圧ローラ 400:気流導入部
L:レーザ光 N:転写ニップ
P:用紙(シート部材) TM:転写部
TH:環境温度検知センサ
Claims (13)
- 環境温度検知センサで検知された外気検知温度Tdを使用して環境温度を推定する環境温度推定手段を有する画像形成装置において、前記環境温度推定手段は、
前記画像形成装置が稼働状態を継続する第1の経過時間Tonに基づいて当該第1の経過時間Tonの増大に比例する第1の環境温度補正分を演算すると共に、
前記画像形成装置が非稼働状態を継続する第2の経過時間Toffに基づいて当該第2の経過時間Toffの増大につれて減少する第2の環境温度補正分を演算し、
前記稼働状態とは、前記画像形成装置の定着装置のヒータの制御が行われる立ち上げ、待機、印字動作の状態であり、
前記非稼働状態とは、前記画像形成装置の定着装置のヒータの制御が行われない電源オフ又は省電力状態であり、
前記第1の環境温度補正分は、所定の飽和温度上昇量Z0を上限値とし、前記第1の環境温度補正分および前記第2の環境温度補正分から算出される環境温度補正量Zを使用して、環境温度推定値Tpを次式(1)に基づいて算定し、
前記第1の環境温度補正分と前記第2の環境温度補正分を含む環境温度補正量Z、温度飽和時間Tsat、非稼働時の温度低下の熱時定数C、稼働時間Ton,非稼働時間Toff、稼働時の補正比F1、非稼働時の補正比F2としたとき、前記環境温度補正量Zを、
Z=Z0×F1(Ton)×F2(Toff)
で算出し、ここで、
もしくは、その2次近似式である
で算定し、前記環境温度推定値Tpを、Tp=Td-Zで算定することを特徴とする画像形成装置。 - 環境温度検知センサで検知された外気検知温度Tdを使用して環境温度を推定する環境温度推定手段を有する画像形成装置において、前記環境温度推定手段は、
前記画像形成装置が稼働状態を継続する第1の経過時間Tonに基づいて当該第1の経過時間Tonの増大に比例する第1の環境温度補正分を演算すると共に、
前記画像形成装置が非稼働状態を継続する第2の経過時間Toffに基づいて当該第2の経過時間Toffの増大につれて減少する第2の環境温度補正分を演算し、
前記稼働状態とは、前記画像形成装置の定着装置のヒータの制御が行われる立ち上げ、待機、印字動作の状態であり、
前記非稼働状態とは、前記画像形成装置の定着装置のヒータの制御が行われない電源オフ又は省電力状態であり、
前記第1の環境温度補正分は、所定の飽和温度上昇量Z0を上限値とし、前記第1の環境温度補正分および前記第2の環境温度補正分から算出される環境温度補正量Zを使用して、環境温度推定値Tpを次式(1)に基づいて算定し、
前記第1の環境温度補正分と前記第2の環境温度補正分を含む環境温度補正量Z、温度飽和時間Tsat、非稼働時の温度低下の熱時定数C、稼働時間Ton,非稼働時間Toff、稼働時の補正比F1、非稼働時の補正比F2としたとき、前記環境温度補正量Zを、
Z=Z0×F1(Ton)×F2(Toff)として算定し、ここで、
もしくは、その2次近似式である
で算定し、かつ、前記飽和温度上昇量Z0がZO=a×Tp+bと表されるとき、前記環境温度推定値Tpを次式(2)で算定することを特徴とする画像形成装置。
- 稼働i回目、非稼働j回目の移行時点で、前記環境温度補正量Z(i,j)を保存し、
次回の稼働時は、Z(i+1,j)=Z(i,j)×F1(Ton_i+1),
次回の非稼働時は、Z(I,j+1)=Z(i,j)×F2(Toff_j+1)
として算定し、前記環境温度推定値Tpを、Tp=T-Zで算定することを特徴とする請求項1の画像形成装置。 - 前記画像形成装置が前記稼働状態と前記非稼働状態を繰り返す動作において、稼働n回、非稼働m回を行った場合に、前記環境温度推定値Tpを次式(3)で算定することを特徴とする請求項2の画像形成装置。
- 前記画像形成装置が前記稼働状態と前記非稼働状態を繰り返す動作において、稼働i回、非稼働j回を行った時点で、次式(4)で示す補正関数関F(i,j)を保存し、
次回i+1回目の稼働時、次回j+1回目の非稼働時、として算定し、前記環境温度推定値Tpを次式(5)で算定することを特徴とする請求項1又は4の画像形成装置。
- 非稼働時間が所定時間以上の場合に、補正比F2(Toff)=0、前記環境温度補正量Z=0とし、前記環境温度推定値Tp=外気検知温度Tdで算定することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項の画像形成装置。
- 非稼働時間が6時間以上の場合に前記環境温度推定値Tp=外気検知温度Tdで算定することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項の画像形成装置。
- 待機時の飽和温度上昇量Z0,温度飽和時間Tsat、非稼働時の温度低下の熱時定数Cについて、その値が略下記の値であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項の画像形成装置。
Z0=3~10(℃)
Tsat=30min~3.0hr
C=8000~12000(1/s) - 前記環境温度推定値Tpに基づいて前記定着装置の定着目標温度を算定するにあたり、(a)Tp<低温検知環境温度しきい値の場合は、前記定着目標温度=常温定着目標温度+低温加算温度、
(b)低温検知環境温度しきい値<Tp<高温検知環境温度しきい値の場合は、前記定着目標温度=常温定着目標温度、
(c)Tp>高温検知環境温度しきい値の場合は、前記定着目標温度=常温定着目標温度-高温減算温度、
として、それぞれ算定することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項の画像形成装置。 - 前記低温検知環境温度しきい値を15℃~19℃、前記高温検知環境温度しきい値を27~30℃、前記低温加算温度を5℃~15℃、前記高温減算温度を3℃~7℃に設定したことを特徴とする請求項9の画像形成装置。
- 環境温度10℃一定の環境において、印刷、待機の混在で3時間連続稼働時における稼働中の印刷時に、前記定着目標温度が、常に前記常温定着目標温度に前記低温加算温度が加算されることを特徴とする請求項9又は10の画像形成装置。
- 環境温度が6℃~23℃の範囲で少なくとも4時間推移する環境において、前記環境温度が10℃到達時から印刷10枚、省電力状態60秒の繰り返しを3時間行った場合に、前記定着目標温度が常に高温減算されないことを特徴とする請求項9の画像形成装置。
- 環境温度が25℃~27℃の範囲で印刷、待機の混在で少なくとも3時間連続稼働後に、6時間以上電源遮断又は省電力状態の非稼働状態を維持した後の電源ON直後の印刷時に、前記定着目標温度が高温減算されないことを特徴とする請求項9の画像形成装置。
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