(57)【要約】【課題】少なくとも比例制御と微分制御とによって定着部の温度制御を行っている最中に、微分制御の係数を設定し直すことによって、定着部の温度リップル及び照明機器のフリッカを抑制することが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置は、定着部の温度制御を、少なくとも比例制御と微分制御とによって行う制御装置を備える。制御装置は、定着部の検出温度と定着部の目標温度との温度差が第１温度差である時の微分制御の係数を、温度差が第１温度差と比べて大きい第２温度差である時の微分制御の係数よりも小さくする（Ｓ１３）。【選択図】図６
2019045600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに転写された現像剤を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱するヒータと、
前記定着部の温度制御を、少なくとも比例制御と微分制御とによって行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記定着部の検出温度と該定着部の目標温度との温度差が第１温度差である時の前記微分制御の係数を、該温度差が該第１温度差と比べて大きい第２温度差である時の該微分制御の係数よりも小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記温度差が所定値未満になったと判定した時に、前記微分制御の係数を０にすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
起動時からの経過時間が第１所定時間に到達した時に、前記温度差が前記所定値未満になったと判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記温度差が所定範囲内にある継続時間が第２所定時間に到達した時に、前記微分制御の係数を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記温度差が前記所定範囲外になることに応じて、前記微分制御の係数を大きくすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ヒータは、
前記定着部の中央部に配置されるメインヒータと、
前記定着部の両端部に配置されるサブヒータと、を備え、
前記制御装置による前記温度制御において参照される前記温度差と前記微分制御の係数とを対応付けるデータテーブルであって、
前記メインヒータの温度制御で使用されるメインヒータ用データテーブルと、
前記サブヒータの温度制御で使用されるサブヒータ用データテーブルと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記温度差の少なくとも一部の範囲において、同一の該温度差に対応付けられる前記メインヒータ用データテーブルの前記微分制御の係数が、前記サブヒータ用データテーブルの前記微分制御の係数よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記少なくとも一部の範囲は、
前記温度差が所定温度差以上の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記メインヒータ用テーブルにおいて前記微分制御の係数を０とする前記温度差の範囲は、前記サブヒータ用テーブルにおいて前記微分制御の係数を０とする前記温度差の範囲より狭く、
前記メインヒータ用テーブルにおける前記微分制御の係数と前記温度差の範囲との対応関係の数は、前記サブヒータ用テーブルにおける前記微分制御の係数と前記温度差の範囲との対応関係の数よりも多いことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷データに基づく画像をシートに印刷する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シートに転写された現像剤を加熱して定着させる画像形成装置に関して、種々の技術が提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載の温度制御装置では、比例制御、微分制御及び積分制御のうちの少なくともいずれか二つにより、定着体の温度を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６１０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、少なくとも比例制御と微分制御とによって定着体の温度を制御する場合において、微分制御の係数が比較的大きな状態のままで使用されると、定着体の温度上昇時では、定着体の温度リップルが抑制されるけれども、定着体の温度維持時では、温度制御装置と電源を共有する照明機器のフリッカが悪くなる。これに対して、微分制御の係数が比較的小さな状態のままで使用されると、定着体の温度上昇時には、定着体の温度リップルが大きくなるけれども、定着体の温度維持時には、照明機器のフリッカが抑制される。
【０００６】
つまり、定着体の温度リップルを抑制する観点から微分制御の係数を設定すると、照明機器のフリッカが悪くなり、照明機器のフリッカを抑制する観点から微分制御の係数を設定すると、定着体の温度リップルが大きくなる。そのため、定着体の温度リップルと照明機器のフリッカは、トレードオフの関係にあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、少なくとも比例制御と微分制御とによって定着部の温度制御を行っている最中に、微分制御の係数を設定し直すことによって、定着体の温度リップル及び照明機器のフリッカを抑制することが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するためになされた本願の画像形成装置は、シートに転写された現像剤を定着させる定着部と、定着部を加熱するヒータと、定着部の温度制御を、少なくとも比例制御と微分制御とによって行う制御装置と、を備え、制御装置は、定着部の検出温度と定着部の目標温度との温度差が第１温度差である時の微分制御の係数を、温度差が第１温度差と比べて大きい第２温度差である時の微分制御の係数よりも小さくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願の画像形成装置は、少なくとも比例制御と微分制御とによって定着部の温度制御を行っている最中に、微分制御の係数を設定し直すことによって、定着部の温度リップル及び照明機器のフリッカを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態であるプリンタの構成を概略的に示す模式図である。
【図２】同プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】同プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】メインヒータとサブヒータの位置を概略的に示す模式図である。
【図５】（ａ）は、メインヒータ用データテーブルを示す図である。（ｂ）は、サブヒータ用データテーブルを示す図である。
【図６】微分制御の係数処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】定着部の検出温度、目標温度、及び微分制御の係数の推移を示した図である。
【図８】定着部の検出温度及び目標温度の推移を示した図である。
【図９】定着部の検出温度及び目標温度の推移を示した図である。
【図１０】微分制御の係数処理の処理内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願に係る画像形成装置をプリンタに具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態のプリンタ１０の概略構成を示している。尚、以下の説明において、前後方向及び上下方向は、紙面に記載された通りである。
【００１２】
［プリンタの全体構成］
本実施形態に係るプリンタ１０は、電子写真方式のカラーレーザプリンタであり、シートＰに所望の画像を印字する。但し、プリンタ１０は、モノクロレーザプリンタでもよい。プリンタ１０は、本体筐体１１、操作パネル１３、３つの給紙トレイ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ、印刷部１７、及び定着部１９等を備えている。
【００１３】
本体筐体１１は、略箱型形状をなし、内部に印刷部１７や給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃ等を収容している。操作パネル１３は、例えば、タッチパネルであり、本体筐体１１の上面に設けられている。操作パネル１３は、プリンタ１０の動作状況の表示やユーザによる入力操作の受け付けを行う。ここでいうユーザによる入力操作には、例えば、印刷部１７による印字の中止を指示する操作の他、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃに補充したシートＰに係わるシート情報を入力する操作等を含む。
【００１４】
シート情報には、例えば、シートＰの厚さを示すシート種別がある。シート種別には、例えば、厚紙、普通紙、及び薄紙がある。
【００１５】
給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃの各々は、本体筐体１１内における下部に設けられており、画像の印字に供される複数のシートＰを収容している。例えば、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃの各々は、異なる厚さのシートＰをそれぞれ収納している。尚、以下の説明では、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃの各々を区別せずに総称して説明する場合には、給紙トレイ１５と表記する。
【００１６】
給紙トレイ１５は、本体筐体１１に対して前方側に引き出し可能に構成されている。また、給紙トレイ１５は、前方側に引き出した後、本体筐体１１に対して取り外し、及び取り付け可能に構成されている。ユーザは、給紙トレイ１５を本体筐体１１から引き出して、各給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃ上にシートＰを補充することができる。
【００１７】
本体筐体１１には、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃの各々に対応して設けられ、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃの取り付けの有無を検出するトレイセンサ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが設けられている。トレイセンサ２１Ａ〜２１Ｃは、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃの前方且つ上方に設けられている。トレイセンサ２１Ａ〜２１Ｃの各々は、例えば、光学式センサであり、各給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃに向けて発光し、反射光の強弱に応じた信号を制御装置５１（図２参照）に出力する。トレイセンサ２１Ａ〜２１Ｃは、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃが装着状態にある時と装着状態にない時とで、異なる強度の信号を制御装置５１に出力する。
【００１８】
また、本体筐体１１には、各給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃの各々に収納されたシートＰを給紙するための給紙ローラ２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃが設けられている。各給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃ上のシートＰは、給紙ローラ２３Ａ〜２３Ｃの各々によって一枚毎に分離され搬送経路３１へ搬送される。搬送経路３１に搬送されたシートＰは、印刷部１７まで搬送される。つまり、装着状態にある給紙トレイ１５内に収納されたシートＰは、給紙ローラ２３Ａ〜２３ＣでシートＰを印刷部１７に供給することが可能な位置にあると言える。
【００１９】
印刷部１７は、本体筐体１１内において給紙トレイ１５の上方に設けられ、シートＰに所望の画像を印字する。印刷部１７は、スキャナユニット３３、４つの画像形成ユニット３５、及びベルトユニット３７等を備えている。スキャナユニット３３は、本体筐体１１内の上部に設けられており、ポリゴンモータ、ポリゴンミラー、レーザ光源、反射ミラー、及びレンズ等（図示略）を備えている。スキャナユニット３３は、所望の画像に起因したレーザ光をレーザ光源から出射し、ポリゴンミラー、反射ミラー、及びレンズ等を介して、各画像形成ユニット３５の感光体ドラム３８の表面に静電潜像を生成する。
【００２０】
４つの画像形成ユニット３５は、スキャナユニット３３とベルトユニット３７との上下方向の間に設けられ、前後方向に沿って並設されている。各画像形成ユニット３５は、例えば、前方から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー色に対応している。画像形成ユニット３５は、帯電器（図示略）によって感光体ドラム３８の表面を一様に正極性に帯電させる。画像形成ユニット３５は、感光体ドラム３８の表面に生成された静電潜像に現像剤（トナー）を供給し、当該静電潜像を現像してトナー像を生成する。
【００２１】
ベルトユニット３７は、４つの画像形成ユニット３５の下方であって、給紙トレイ１５の上方に設けられている。ベルトユニット３７は、環状のベルトを回転させることで、シートＰを定着部１９へ搬送する。また、ベルトユニット３７の内側に転写ローラ３９が設けられている。転写ローラ３９は、負極性の転写バイアスを印加されることによって、感光体ドラム３８の表面のトナー像をシートＰへ転写する。
【００２２】
定着部１９は、ベルトユニット３７の後方に設けられ、シートＰに転写したトナー像を熱定着させる。定着部１９は、加熱ローラ４１、及びニップローラ４３を備えている。加熱ローラ４１は、ハロゲンランプ等のヒータ４９を備え、回転駆動可能に設けられている。ニップローラ４３は、加熱ローラ４１の下方に配置され、加熱ローラ４１を押圧するように接触している。定着部１９は、トナー像を坦持したシートＰを加熱しつつ、加熱ローラ４１とニップローラ４３とによって狭持することによって、シートＰを通過させる。
【００２３】
定着部１９の内部には、定着部１９の温度を検出するための温度センサ４７が設けられている。温度センサ４７は、加熱ローラ４１の軸方向に沿って、加熱ローラ４１に接触しない程度の近い位置に設けられている。温度センサ４７は、サーミスタ等であり、加熱ローラ４１の外周温度に応じた信号を出力する。
【００２４】
定着部１９の下流であって本体筐体１１の上部には、排紙トレイ４５が設けられている。搬送経路３１は、図１に示すように、給紙トレイ１５の給紙位置から印刷部１７を介して排紙トレイ４５までの略Ｓ字形状の経路を備えている。
【００２５】
［プリンタの電気的構成］
図２は、プリンタ１０の電気的構成を示している。プリンタ１０は、制御装置５１、タイマ５３、及びメモリ５５等を備えている。制御装置５１は、ＣＰＵ及びＲＡＭを備え、メモリ５５に格納された制御プログラムに基づく処理を実行することによって、プリンタ１０の各部を統括的に制御する。ここでいう各部とは、上記した操作パネル１３、印刷部１７、及び定着部１９（ヒータ４９を含む）等である。例えば、制御装置５１は、シートＰが定着部１９を通過中に、加熱ローラ４１の温度を目標温度に維持するように制御する。具体的には、加熱ローラ４１の温度は、目標温度を含んだ許容温度範囲内に収められる。目標温度は、例えば、１７５℃である。そのような条件では、加熱ローラ４１の温度は、１７０〜１８０℃の許容温度範囲内に収められる。尚、以下の説明では、加熱ローラ４１の温度は、定着部１９の検出温度と表記することがある。また、制御装置５１は、ＣＰＵで制御プログラムを実行するソフト処理に限らず、ＡＳＩＣ等の専用のハードウェアを備え、ハード処理を実行することによって、プリンタ１０の各部を制御する構成でもよい。
【００２６】
タイマ５３は、制御装置５１の信号を入力したことに応じて、時間の計測を開始又は停止する。タイマ５３は、時間の計測を開始すると、一定時間が経過する毎にタイマカウント値をカウントアップする。尚、タイマ５３は、制御装置５１に内蔵されたハードウェアであってもよいし、ＣＰＵで制御プログラムを実行するソフト処理で構成してもよい。
【００２７】
メモリ５５には、プリンタ１０を制御するための各種制御プログラムや、データテーブル、各種の設定データ等が記憶されている。メモリ５５には、シート情報及び印刷データが記憶されている。メモリ５５内のシート情報は、給紙トレイ１５及び印刷ジョブに対応付けられて記憶されている。このシート情報には、シートＰのシート種別など情報が設定されている。メモリ５５内の印刷データは、印刷ジョブに対応付けられて記憶されている。制御装置５１は、印字を行う際に、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃのうち、印刷ジョブに設定された給紙トレイからシートＰを供給し、印刷ジョブの印刷データに基づく画像を印刷部１７によって印字する。尚、図２中の「トレイ１〜３」は、給紙トレイ１５Ａ〜１５Ｃの各々に対応している。
【００２８】
操作パネル１３は、ユーザによるタッチパネルへの入力操作に応じた信号を制御装置５１に出力する。また、操作パネル１３は、制御装置５１からの指令に応じた画像を表示する。
【００２９】
トレイセンサ２１Ａ〜２１Ｃは、給紙トレイ１５の挿抜動作に応じた信号を制御装置５１に出力する。これにより、制御装置５１は、給紙トレイ１５の装着状態又は取り外し状態を検知することが可能となる。ここでいう、給紙トレイ１５の装着状態とは、本体筐体１１内に給紙トレイ１５の全体を収容した状態をいう。また、給紙トレイ１５の取り外し状態とは、例えば、本体筐体１１から給紙トレイ１５の一部又は全部を引き出した状態をいう。言い換えると、給紙トレイ１５の取り外し状態とは、給紙トレイ１５が装着状態にない状態をいう。尚、トレイセンサ２１Ａ〜２１Ｃは、光学式センサでなく、例えば、装着状態にある給紙トレイ１５に押下されるスイッチ式のセンサであってもよい。また、給紙ローラ２３Ａ〜２３ＣでシートＰを印刷部１７に供給することが可能な位置にシートＰがあるか否かを判断するために、トレイセンサ２１Ａ〜２１Ｃを用いて給紙トレイ１５が装着状態にあるか否かを検出するのに替えて、例えば、本体筐体１１における、装着状態にある給紙トレイ１５と対向する位置に設けられ、給紙トレイ１５内のシートＰの有無に応じた信号を制御装置５１に出力するセンサを用いて、給紙トレイ１５内のシートＰの有無を検出してもよい。
【００３０】
温度センサ４７は、加熱ローラ４１の外周温度に応じた信号を制御装置５１に出力する。これにより、制御装置５１は、加熱ローラ４１の外周温度を、定着部１９の検出温度として取得することが可能となる。
【００３１】
ゼロクロス検出回路５７及びヒータ制御回路５９は、制御装置５１が定着部１９の温度を制御する際に使用される。その詳細については、後述する。
【００３２】
図３は、定着部１９の温度制御を行うために必要な電気的構成を示している。
【００３３】
ゼロクロス検出回路５７は、交流電源である電源６１から印加される駆動電圧のゼロクロスポイントを検出して、その検出信号を制御装置５１に出力する。ゼロクロスポイントとは、駆動電圧波形において電圧が０（零）になるポイントである。このゼロクロスポイントにおいて電流値も０になる。ヒータ制御回路５９は、制御装置５１による制御の下で、ヒータ４９への通電をオン又はオフする。
【００３４】
このようにして、制御装置５１は、ゼロクロス検出回路５７の検出信号に基づいた位相制御又は波数制御をヒータ制御回路５９で行うことによって、ヒータ４９の通電比率を調節する。その際、制御装置５１は、比例制御と微分制御が組み合わされたＰＤ制御によって、温度センサ４７によって取得された定着部１９の検出温度と目標温度との温度差が０（零）になるように、ヒータ４９の通電比率を当該温度差に応じた通電比率に変更する。これにより、定着部１９の温度制御が行われる。
【００３５】
ＰＤ制御の操作量は、「温度差−温度勾配×微分制御の係数」を用いて求められる。従って、微分制御の係数が０（零）である場合は、比例制御（Ｐ制御）のみによって、定着部１９の温度制御が行われる。例えば、比例制御において、Ｔα＞Ｔβ＞０とし、検出温度が目標温度よりもＴα低いときに、ヒータ４９の通電比率がαに設定されてヒータ４９に通電され、検出温度が目標温度よりもＴβ低いときに、ヒータ４９の通電比率がαよりも小さいβに設定されてヒータ４９に通電される。温度差は、温度センサ４７によって取得された定着部１９の検出温度と目標温度との温度差である。温度勾配は、温度差を時間で割った値である。本実施形態では、制御装置５１は、後述する図６の微分制御の係数処理を実行することによって、微分制御の係数を温度差に応じて変更する。
【００３６】
尚、位相制御及び波数制御については、公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。また、以下の説明では、ヒータ４９の通電比率をデューティ比と表記することがある。
【００３７】
ヒータ４９は、メインヒータ４９Ｍとサブヒータ４９Ｓで構成される。そのため、定着部１９の温度制御は、メインヒータ４９Ｍとサブヒータ４９Ｓについて、それぞれ個別に行われる。メインヒータ４９Ｍに対して行われる定着部１９の温度制御では、加熱ローラ４１内のメインヒータ４９Ｍに対向して配置された第１温度センサ４７Ｍによって、定着部１９の検出温度が取得される。これに対して、サブヒータ４９Ｓに対して行われる定着部１９の温度制御では、加熱ローラ４１内のサブヒータ４９Ｓに対向して配置された第２温度センサ４７Ｓによって、定着部１９の検出温度が取得される。つまり、第１温度センサ４７Ｍと第２温度センサ４７Ｓは、温度センサ４７を構成する。
【００３８】
尚、以下の説明では、メインヒータ４９Ｍに対して行われる定着部１９の温度制御をメインヒータ４９Ｍの温度制御と表記することがあり、サブヒータ４９Ｓに対して行われる定着部１９の温度制御をサブヒータ４９Ｓの温度制御と表記することがある。
【００３９】
［メインヒータとサブヒータの位置］
図４は、定着部１９におけるメインヒータ４９Ｍとサブヒータ４９Ｓの位置を示している。図４において、上下方向及び左右方向は、紙面に記載された通りである。従って、図４の紙面に対する垂直方向は、前後方向である。メインヒータ４９Ｍは、加熱ローラ４１の軸方向（つまり、左右方向）における中央付近において、加熱ローラ４１に内設されている。これにより、メインヒータ４９Ｍは、定着部１９の中央部に配置されている。サブヒータ４９Ｓは、メインヒータ４９Ｍの軸方向（つまり、左右方向）における両側において、加熱ローラ４１に内設されている。これにより、サブヒータ４９Ｓは、定着部１９の両端部に配置されている。
【００４０】
［データテーブル］
図５は、メモリ５５に記憶されているデータテーブルの一例を示している。図５（ａ）のデータテーブルは、メインヒータ４９Ｍの温度制御で使用されるメインヒータ用データテーブルであって、温度差の範囲と微分制御の係数との対応関係を示している。ここでいう温度差とは、第１温度センサ４７Ｍによって取得された定着部１９の検出温度と目標温度との温度差である。
【００４１】
図５（ａ）のメインヒータ用データテーブルによれば、２０℃以上の温度差の範囲に対応する微分制御の係数は「１．０」である。以下、１６℃以上２０℃未満には「０．８」が対応し、１０℃以上１６℃未満には「０．６」が対応し、６℃以上１０℃未満には「０．４」が対応し、１℃以上６℃未満には「０．２」が対応し、０℃以上１℃未満には「０．０」が対応する。
【００４２】
従って、図５（ａ）のメインヒータ用データテーブルでは、温度差の範囲が、２０℃以上、１６℃以上２０℃未満、１０℃以上１６℃未満、６℃以上１０℃未満、１℃以上６℃未満、０℃以上１℃未満の順で小さくなるに連れて、微分制御の係数が、「１．０」、「０．８」、「０．６」、「０．４」、「０．２」、「０．０」の順で小さくなる。これにより、温度差が第１温度差である時の微分制御の係数は、温度差が第１温度差と比べて大きい第２温度差である時の微分制御の係数よりも小さい。具体的には、例えば、温度差が０．５℃である時の微分制御の係数の「０．０」は、温度差が０．５℃と比べて大きい２℃である時の微分制御の係数の「０．２」よりも小さい。
【００４３】
図５（ｂ）のデータテーブルは、サブヒータ４９Ｓの温度制御で使用されるサブヒータ用データテーブルであって、温度差の範囲と微分制御の係数との対応関係を示している。ここでいう温度差とは、第２温度センサ４７Ｓによって取得された定着部１９の検出温度と目標温度との温度差である。
【００４４】
図５（ｂ）のサブヒータ用データテーブルによれば、２０℃以上の温度差の範囲に対応する微分制御の係数は「１．５」である。以下、１０℃以上２０℃未満には「１．０」が対応し、０℃以上１０℃未満には「０．０」が対応する。
【００４５】
従って、図５（ｂ）のサブヒータ用データテーブルでは、温度差の範囲が、２０℃以上、１０℃以上２０℃未満、０℃以上１０℃未満の順で小さくなるに連れて、微分制御の係数が、「１．５」、「１．０」、「０．０」の順で小さくなる。これにより、温度差が第１温度差である時の微分制御の係数は、温度差が第１温度差と比べて大きい第２温度差である時の微分制御の係数よりも小さい。具体的には、例えば、温度差が５℃である時の微分制御の係数の「０．０」は、温度差が５℃と比べて大きい１５℃である時の微分制御の係数の「１．０」よりも小さい。
【００４６】
図５（ａ）のメインヒータ用データテーブルと図５（ｂ）のサブヒータ用データテーブルを比較すると、温度差が１℃以上である条件では、メインヒータ用データテーブルの微分制御の係数は、サブヒータ用データテーブルの微分制御の係数よりも小さい。例えば、１０℃の温度差を含む範囲に対応する微分制御の係数については、メインヒータ用データテーブルの微分制御の係数は「０．６」であり、サブヒータ用データテーブルの微分制御の係数は「１．０」である。
【００４７】
これは、メインヒータ４９Ｍは、サブヒータ４９Ｓと比較すると、熱容量が大きく、定着部１９の温度制御における温度勾配が緩やかなため、温度リップルが大きくないからである。
【００４８】
図５（ａ）のメインヒータ用データテーブルと図５（ｂ）のサブヒータ用データテーブルを比較すると、微分制御の係数が「０．０」である場合に対応する温度差の範囲は、メインヒータ用データテーブルの方よりも、サブヒータ用データテーブルの方が広い。具体的には、メインヒータ用データテーブルの温度差の範囲は０℃以上１℃未満であり、サブヒータ用データテーブルの温度差の範囲は０℃以上１０℃未満である。更に、温度差の範囲と微分制御の係数の対応関係の数は、メインヒータ用データテーブルの方よりも、サブヒータ用データテーブルの方が少ない。具体的には、メインヒータ用データテーブルは６個であり、サブヒータ用データテーブルは３個である。
【００４９】
これらは、サブヒータ４９Ｓは、メインヒータ４９Ｍを補助するためのヒータであり、メインヒータ４９Ｍと比較すると、消費電力が小さいので、サブヒータ４９Ｓの温度制御を細かく行う必要がないからである。
【００５０】
［微分制御の係数処理］
次に、シートＰの印字が行われる際の制御装置５１の処理について、図６を参照しつつ説明する。制御装置５１は、図６に示す微分制御の係数処理を、定着部１９の温度制御が行われている際に実行する。但し、図６に示す微分制御の係数処理は、メインヒータ４９Ｍの温度制御とサブヒータ４９Ｓの温度制御について、それぞれ個別に行われる。これにより、メインヒータ４９Ｍの温度制御とサブヒータ４９Ｓの温度制御は、それぞれ最適化される。
【００５１】
まず、図６のステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）１１において、制御装置５１は、定着部１９の温度制御を開始した時に、タイマ５３による経過時間の計測を開始する。その後、制御装置５１は、温度差に応じて微分制御の係数を決定する（Ｓ１３）。Ｓ１３の決定では、図５に示すデータテーブルが使用される。従って、温度差が第１温度差である時の微分制御の係数は、温度差が第１温度差と比べて大きい第２温度差である時の微分制御の係数よりも小さくされる。このようにして、ＰＤ制御における微分制御の係数は、Ｓ１３で決定された微分制御の係数に変更される。
【００５２】
Ｓ１３で、図５（ａ）に示すメインヒータ用データテーブルが使用される場合には、温度差が１℃未満であれば、微分制御の係数が「０．０」に決定される。また、図５（ｂ）に示すサブヒータ用データテーブルが使用される場合には、温度差が１０℃未満であれば、微分制御の係数が「０．０」に決定される。このようにして、微分制御の係数が「０．０」に決定されると、電源６１に接続された照明機器のフリッカが抑制されると共に、定着部１９の温度制御が、比例制御（Ｐ制御）のみによって行われるので、シンプルになる。
【００５３】
制御装置５１は、タイマ５３で計測中の経過時間が第１所定時間に到達したか否かを判定する（Ｓ１５）。制御装置５１は、経過時間が第１所定時間に到達していない場合に応じて（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１１の計測とＳ１３の決定を再度実行して繰り返す。これに対して、制御装置５１は、経過時間が第１所定時間に到達した場合に応じて（Ｓ１５：ＹＥＳ）、印字が終了したか否かを判定する（Ｓ１７）。
【００５４】
制御装置５１は、印字が終了した場合に応じて（Ｓ１７：ＹＥＳ）、図６に示す微分制御の係数処理を終了する。これに対して、制御装置５１は、印字が終了していない場合に応じて（Ｓ１７：ＮＯ）、温度差が第２所定時間継続して所定範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１９）。この判定は、温度差が所定範囲内にある継続時間をタイマ５３で計測することによって行われる。
【００５５】
制御装置５１は、温度差が第２所定時間継続して所定範囲内にない場合に応じて（Ｓ１９：ＮＯ）、Ｓ１７の判定又はＳ１９の判定を再度実行して繰り返す。これに対して、制御装置５１は、温度差が第２所定時間継続して所定範囲内にある場合に応じて（Ｓ１９：ＹＥＳ）、微分制御の係数を小さくする（Ｓ２１）。これにより、ＰＤ制御における微分制御の係数は、小さな値に変更される。このようにすれば、定着部１９の温度リップルが安定している際において、定着部１９の温度制御は、微分制御よりも比例制御に影響され易くなるので、定着部１９の温度をより速く目標温度に近づけることが可能である。
【００５６】
制御装置５１は、温度差が第２所定時間継続して所定範囲外にあるか否かを判定する（Ｓ２３）。この判定は、温度差が所定範囲外にある継続時間をタイマ５３で計測することによって行われる。制御装置５１は、温度差が第２所定時間継続して所定範囲外にない場合に応じて（Ｓ２３：ＮＯ）、Ｓ１７の判定又はＳ１９の判定を再度実行して繰り返す。これに対して、制御装置５１は、温度差が第２所定時間継続して所定範囲外にある場合に応じて（Ｓ２３：ＹＥＳ）、微分制御の係数を大きくする（Ｓ２５）。これにより、ＰＤ制御における微分制御の係数は、大きな値に変更される。このようにすれば、目標温度が変更された際において、定着部１９の温度制御は、比例制御よりも微分制御に影響され易くなるので、温度リップルの抑制を図りながら、変更された目標温度に定着部１９の温度を近づけることが可能である。尚、Ｓ２３の判定においては、第２所定時間継続の条件を除外してもよい。その後、制御装置５１は、図６に示す微分制御の係数処理を終了する。
【００５７】
［まとめ］
図７は、図６に示す微分制御の係数処理が実行された際の、メインヒータ４９Ｍの温度制御の一例を示している。従って、図７のグラフでは、図５（ａ）のメインヒータ用データテーブルに従って、微分制御の係数が変更されている。
【００５８】
図７のグラフによれば、メインヒータ４９Ｍの温度制御が開始された際は、温度差が２０℃以上あることから、「１．０」を微分制御の係数とするＰＤ制御が行われる。その後は、定着部１９の検出温度が目標温度に近づくに連れて、温度差が小さくなる。そのため、微分制御の係数は、温度差が１℃以上６℃未満の範囲に収まるまで、温度差に応じた値（「０．８」、「０．６」、「０．４」）に変更される。つまり、微分制御の係数は、段々と小さくなる。
【００５９】
温度差が１℃以上６℃未満の範囲に収まると、微分制御の係数が「０．４」より小さい「０．２」に変更される。その後、しばらくの間は、定着部１９の温度リップルが殆ど１℃以上６℃未満の温度範囲に収まるので、微分制御の係数は殆ど「０．２」のままである。そして、温度差が更に小さくなり、温度差が０℃以上１℃未満の範囲に収まると、微分制御の係数が「０．２」より小さい「０．０」に変更される。その後は、定着部１９の温度リップルが殆ど０℃以上１℃未満の温度範囲に収まるので、微分制御の係数は殆ど「０．０」のままである。
【００６０】
つまり、メインヒータ４９Ｍの温度制御が開始された際は、微分制御の係数が大きな値とされ、温度差が小さくなるに連れて、微分制御の係数も小さくなる。これにより、定着部１９の温度上昇時において、定着部１９の温度リップルが抑制される。更に、温度差が小さくなって特定範囲内に収まり続けると、微分制御の係数が「０．０」になるまで小さくなる。これにより、定着部１９の温度維持時において、電源６１に接続された照明機器のフリッカが抑制される。
【００６１】
図８は、微分制御の係数が「０．０」に固定された際の、メインヒータ４９Ｍの温度制御の一例を示している。つまり、メインヒータ４９Ｍの温度制御は、比例制御（Ｐ制御）のみによって行われる。図８のグラフでは、図７のグラフと比較すると、定着部１９の温度上昇時において、定着部１９の検出温度が激しくオーバーシュートし、その後の定着部１９の温度リップルも大きい。
【００６２】
図９は、微分制御の係数が「１．０」に固定された際の、メインヒータ４９Ｍの温度制御の一例を示している。図９のグラフでは、図７のグラフと比較すると、定着部１９の温度上昇時において、定着部１９の温度リップルが殆ど同じに抑制される。しかしながら、図９のグラフには明示されていないが、定着部１９の温度上昇時から定着部１９の温度維持時に移行すると、デューティ比の変動が大きくなるので、電源６１に接続された照明機器のフリッカが悪くなる。なぜなら、微分制御の係数が、大きな値の「１．０」で固定されているからである。
【００６３】
以上より、本実施形態では、制御装置５１は、定着部１９の温度制御をＰＤ制御で行っている最中に、図６に示す微分制御の係数処理を実行することによって、微分制御の係数を設定し直し、定着部１９の温度リップル及び照明機器のフリッカを抑制している。
【００６４】
ちなみに、本実施形態において、プリンタ１０は、「画像形成装置」の一例である。
【００６５】
［変更例］
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、制御装置５１は、図６に示す微分制御の係数処理を実行する際において、温度差が第２所定時間継続して所定範囲内にある場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、温度差が所定値未満であることに応じて、微分制御の係数を０（零）にまで小さくしてよい（Ｓ２１）。これにより、電源６１に接続された照明機器のフリッカが抑制されると共に、定着部１９の温度制御が、比例制御（Ｐ制御）のみによって行われるので、シンプルになる。
【００６６】
また、制御装置５１は、図６に示す微分制御の係数処理に代えて、図１０に示す微分制御の係数処理を実行してもよい。図１０に示す微分制御の係数処理は、以下に記載する箇所を除いて、図６に示す微分制御の係数処理と同じである。以下の説明において、図１０に示す微分制御の係数処理は、図６に示す微分制御の係数処理と同じ部分には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００６７】
図１０に示す微分制御の係数処理において、制御装置５１は、経過時間が第１所定時間に到達した場合に応じて（Ｓ１５：ＹＥＳ）、微分制御の係数を０（零）にまで小さくする（Ｓ１０１）。その後、制御装置５１は、図１０に示す微分制御の係数処理を終了する。これにより、定着部１９の温度制御の開始から第１所定時間が経過すると、電源６１に接続された照明機器のフリッカが抑制されると共に、定着部１９の温度制御が、比例制御（Ｐ制御）のみによって行われるので、シンプルになる。
【００６８】
更に、制御装置５１は、定着部１９の温度制御の開始からの経過時間によって、微分制御の係数が「０．０」に決定される温度差の範囲に温度差が収まっているか否かの判定を行っているので、定着部１９の温度制御が簡略される。このような判定は、図６及び図１０に示す微分制御の係数処理のＳ１３において行ってもよい。
【００６９】
また、本実施形態では、制御装置５１は、比例制御、微分制御、及び積分制御が組み合わされたＰＤＩ制御によって、定着部１９の温度制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０  プリンタ
１９  定着部
４９  ヒータ
４９Ｍ  メインヒータ
４９Ｓ  サブヒータ
５１  制御装置
Ｐ    シート
【図１】
2019045600.tif 000003
【図２】
2019045600.tif 000004
【図３】
2019045600.tif 000005
【図４】
2019045600.tif 000006
【図５】
2019045600.tif 000007
【図６】
2019045600.tif 000008
【図７】
2019045600.tif 000009
【図８】
2019045600.tif 000010
【図９】
2019045600.tif 000011
【図１０】
2019045600.tif 000012