JP2016148706A - 画像形成装置および温度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射温度センサを用いて紙種が異なる用紙の温度を測定する場合でも、用紙温度を簡易かつ正確に測定する。【解決手段】画像形成装置１００は、制御部５０とサーモパイルセンサ１１０と温度センサ１１２とファン１２０とヒータ１２２とガイド板温度検知センサ１４０と外気温度検知センサ１５０と定着温度検知センサ１６０とを備える。制御部５０は、ガイド板温度Ｔ３、外気温度Ｔ４および定着温度Ｔ５、用紙Ｐの坪量等の情報を用いて搬送される用紙Ｐの推定用紙温度を算出し、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が推定用紙温度に近づくようにファン１２０やヒータ１２２を駆動制御する。制御部５０は、センサ温度Ｔ２が推定用紙温度に対して設定範囲内になると、サーモパイルセンサ１１０による用紙Ｐの用紙温度Ｔ１の測定を実行させる。これにより、紙種が異なる場合でも、用紙Ｐの温度を正確に測定できる。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置および温度測定装置に関する。

従来から、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を採用した画像形成装置が広く利用されている。画像形成装置では、温度および湿度等の環境条件の変動や、感光体や現像剤等の経時的な劣化、すなわち、耐久性の変化によって画像の濃度や印字位置が変動してしまうため、安定した画像形成を行うことができない場合がある。そのため、画像形成装置では、定着装置の下流側に設けた測色センサにより用紙上に形成した画像調整用のパッチを検知し、この検知結果を露光や帯電、現像バイアス等の画像形成条件にフィードバックすることにより画像の安定化を図る制御（画像安定化制御）を行っている。

しかしながら、従来の画像安定化制御では、定着装置を通過した用紙上のパッチを検知するので、定着装置の加熱により用紙やパッチの温度が変化することでサーモクロミズム現象が発生し、測定されるパッチの測色値がずれてしまう場合がある。ここで、サーモクロミズム現象とは、熱によってトナーの化学物質の結合が変化することで、トナー像の色が変わってしまう現象である。

この問題に対応するために、従来では、サーモパイルセンサ等の赤外放射温度測定センサを用いて用紙の温度を測定し、測定により得られた用紙温度に基づいて画像調整用のパッチの測色値を補正する制御が実施されている。この制御によれば、用紙の温度によらない正確な色測定を行うことができる。そのため、上述した制御においては、用紙Ｐの温度を正確に測定することが重要となっている。例えば、特許文献１には、感度のばらつきや変化に直接影響されずに、温度が計測可能な放射温度計測が記載されている。引用文献２には、測温の際の放射率の設定作業の効率化を図ることが可能な放射温度計が記載されている。

特開２００４−１５７００９号公報 特開平７−３２４９８１号公報

しかしながら、上記特許文献１および２等に記載される従来の赤外放射温度測定センサでは、以下のような問題がある。図５は、赤外放射温度測定センサとしてのサーモパイルセンサの特性を示す図である。横軸は接触型の熱電対により測定した用紙温度を示し、縦軸は接触型の熱電対により測定した用紙温度と非接触型のサーモパイルセンサにより測定した用紙温度との差（以下、熱電対とサーモパイルセンサとの温度差という）を示している。なお、Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙は、坪量や表面特性等が相違しているものとする。図５に示すように、熱電対により測定した用紙温度が５５℃である場合、熱電対とサーモパイルセンサとの温度差は、Ａ紙では約＋１℃となり、Ｂ紙では約−１℃となり、Ｃ紙では約−３℃となる。例えば、用紙温度が４．９℃ずれると、測色値でΔＥ７６＝１．００ずれることが知られている。

このように、非接触型のサーモパイルセンサを用いて用紙温度を測定した場合、用紙の種類により放射率が異なるため、熱電対との温度が大きく相違してしまい、測色値の精度として要求されている熱電対との温度差条件（例えば±３℃）を満足することができない。従来のように、測定する紙種に応じて放射率を補正することも考えられる。しかし、近年の市場においては、用紙の種類は膨大にあり、用紙毎に放射率を補正することは現実的に難しく、サーモクロミズム現象の補正に必要となる精度において、用紙温度を測定することが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、放射温度センサを用いて紙種が異なる用紙の温度を測定する場合でも、用紙温度を簡易かつ正確に測定することが可能な画像形成装置および温度測定装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、用紙に画像調整用のパッチを形成する画像形成部と、前記画像形成部により前記用紙に形成された前記パッチを定着処理する定着部と、前記定着部により定着処理された前記用紙の前記パッチの測色値を測定する測色センサと、前記定着部を通過した用紙の温度を非接触で測定する放射温度センサと、前記放射温度センサの温度を測定する温度センサと、前記放射温度センサの温度を調整する温度調整部と、画像を形成する際の画像形成条件に基づいて前記用紙の温度を推定し、当該推定した前記用紙の前記温度に前記温度センサにより測定された前記放射温度センサの前記温度が近づくよう前記温度調整部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記放射温度センサの前記温度が推定した前記用紙の前記温度に対して所定範囲内である場合、前記放射温度センサにより測定される用紙の温度を取得し、当該取得した前記用紙の前記温度に基づいて前記測色センサにより測定された前記測色値を補正するものである。なお、本発明において、放射温度センサの温度には、放射温度センサの内部の温度や、放射温度センサの近傍の温度が含まれる。

前記画像形成条件は、外気温度、前記定着部の温度、用紙を搬送方向に案内するガイド板の温度および用紙の坪量の少なくとも一つとすることができる。

前記温度調整部は、ファンおよびヒータの少なくとも一方とすることができる。

また、本発明に係る温度測定装置は、用紙の温度を非接触で測定する放射温度センサと、前記放射温度センサの温度を測定する温度センサと、前記放射温度センサの温度を調整する温度調整部と、画像を形成する際の画像形成条件に基づいて用紙の温度を推定し、当該推定した前記用紙の前記温度に前記温度センサにより測定された前記放射温度センサの前記温度が近づくよう前記温度調整部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記放射温度センサの前記温度が推定した前記用紙の前記温度に対して所定範囲内である場合、前記放射温度センサにより測定される前記用紙の温度を取得するものである。

本発明によれば、放射温度センサを用いて用紙の温度を測定する場合でも、用紙の種類による放射率の違いによって生じる温度測定の誤差を抑制することができるので、正確に用紙の温度を測定することができる。これにより、用紙の温度によらない正確な色測定を行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 画像形成装置の機能構成例を示すブロック図である。 ガイド板温度、外気温度および定着温度と、実際の用紙温度との関係を示す図である。 温度調整制御および画像安定化制御を実行する場合における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 サーモパイルセンサの特性を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

［画像形成装置１００の構成例］
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１００の構成の一例を示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型の画像形成装置と称されるものであり、自動原稿搬送部８０と装置本体１０２とを備えている。自動原稿搬送部８０は、装置本体１０２の上部に取り付けられ、搬送台上にセットされた用紙を搬送ローラー等により装置本体１０２の画像読取部９０に送り出す。

装置本体１０２は、操作表示部７０と、画像読取部９０と、画像形成部１０と、中間転写ベルト８と、給紙部２０と、レジストローラー３２と、定着部４４と、サーモパイルセンサ１１０と、測色センサ１３０と、自動用紙反転搬送ユニット６０（Auto Duplex Unit：以下ＡＤＵ６０という）とを有している。

操作表示部７０は、画像形成装置本体１０２の上部に取り付けられ、液晶パネル等からなる表示装置と位置入力装置とが組み合わされたタッチパネルと数字キーや決定キー等を含む複数の操作キーとを有している。操作表示部７０は、操作画面を表示したり、操作画面や操作キーのユーザー操作により入力された紙種や坪量等の画像形成条件を受け付けたりする。

画像読取部９０は、原稿台上に載置された原稿または自動原稿搬送部８０により搬送された原稿を走査露光装置の光学系により走査露光し、走査した原稿の画像をＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサにより光電変換して画像情報信号を生成する。画像情報信号は、図示しない画像処理部によりアナログ処理、アナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄという）変換処理、シューディング補正、画像圧縮処理等が行われた後に画像形成部１０に出力される。

画像形成部１０は、電子写真方式により画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙと、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍと、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃと、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋとを有している。本例では、それぞれ共通する機能名称、例えば、符号１０の後ろに形成する色を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して表記する。

画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置される帯電器２Ｙ、露光部３Ｙ、現像器４Ｙおよびクリーニング部６Ｙを有している。画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置される帯電器２Ｍ、露光部３Ｍ、現像器４Ｍおよびクリーニング部６Ｍを有している。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置される帯電器２Ｃ、露光部３Ｃ、現像器４Ｃおよびクリーニング部６Ｃを有している。画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置される帯電器２Ｋ、露光部３Ｋ、現像器４Ｋおよびクリーニング部６Ｋを有している。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム（像担持体）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、クリーニング部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に、区別が必要な場合を除き、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付さずに表記することとする。

帯電器２は、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電する。露光部３は、例えばＬＥＤアレイと結像レンズとを有するＬＰＨ（LED Print Head）やポリゴンミラー方式のレーザー露光走査装置により構成され、画像情報信号に基づいて感光体ドラム１上をレーザー光により走査して静電潜像を形成する。現像器４は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。これにより、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー像が形成される。

本例において画像形成部１０は、画像安定化制御を行う際に、用紙Ｐ上に画像調整用のパッチを形成する。パッチは、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に直線状に配列された複数のパッチから構成され、用紙搬送方向Ｄに沿って順に薄くまたは濃くなるように形成される。

中間転写ベルト８は、複数の一次転写ローラー７等により張架されると共に回動可能に支持されている。中間転写ベルト８の回動と併せて、一次転写ローラー７と感光体ドラム１とが回転し、一次転写ローラー７と感光体ドラム１との間に所定の電圧が印加されることにより感光体ドラム１に形成されたトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（一次転写）。

給紙部２０は、Ａ３やＡ４等の用紙Ｐが収容された複数の給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂを有している。各給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂからローラー２２，２４，２６，２８等によって搬送された用紙Ｐは、レジストローラー３２に搬送される。なお、給紙トレイの数は２つに限定されるものではない。また、必要に応じて大容量の用紙Ｐを収容することが可能な大容量給紙装置を単数または複数連結させても良い。

レジストローラー３２は、用紙Ｐの斜行や片寄りを補正した後、補正後の用紙Ｐを所定のタイミングで二次転写ローラー３４に搬送する。二次転写ローラー３４は、中間転写ベルト８上に重ね合わせて転写されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像を搬送される用紙Ｐに一括転写する（二次転写）。二次転写された用紙Ｐは用紙搬送方向Ｄの下流側の定着部４４に搬送される。

定着部４４は、加圧ローラーおよび定着ローラー等を有している。定着部４４は、二次転写ローラー３４でトナー像が転写された用紙Ｐに加圧、加熱処理を行うことにより用紙Ｐのトナー像を用紙Ｐに定着させる。

サーモパイルセンサ１１０は、定着部４４よりも用紙搬送方向Ｄの下流側に設けられ、定着部４４を通過した用紙Ｐの温度を測定する。測色センサ１３０は、サーモパイルセンサ１１０よりも用紙搬送方向Ｄの下流側に設けられ、用紙Ｐ上に形成された画像調整用のパッチの測色値を測定する。なお、サーモパイルセンサ１１０や測色センサ１３０については後述する。

定着部４４の用紙搬送方向Ｄの下流側には、用紙Ｐの搬送経路を排紙経路側またはＡＤＵ６０側に切り替えるための搬送路切替部４８が設けられている。搬送路切替部４８は、選択されている印刷モード（片面印刷モード、両面印刷モード、裏面印刷モード等）に基づいて搬送経路の切り替え制御を行う。

片面印刷モードで片面の印刷が終了した用紙Ｐ、または、裏面印刷モードや両面印刷モードで両面の印刷が終了した用紙Ｐは、図示しない排紙トレイに排出される。また、裏面印刷モードや両面印刷モードにおいて、用紙Ｐの裏面側に画像を形成する場合、表面側に画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラー６２等を介してＡＤＵ６０に搬送される。ＡＤＵ６０のスイッチバック経路では、ＡＤＵローラー６４の逆回転制御により用紙Ｐの後端を先頭にしてＵターン経路部に搬送され、Ｕターン経路部に設けられた搬送ローラー６６，６８等により表裏反転された状態で二次転写ローラー３４に再給紙される。

［サーモパイルセンサ１１０の特性］
次に、サーモパイルセンサ１１０の特性について図５を参照して説明する。なお、前提条件として、サーモパイルセンサ１１０の温度を例えば２０℃とする。サーモパイルセンサ１１０の温度は、周囲の温度に応じて変化するものとする。

図５に示すように、接触型の熱電対により測定された用紙Ｐの用紙温度が２０℃である場合には、接触型の熱電対により測定されたＡ紙の温度と非接触型のサーモパイルセンサ１１０により測定されたＡ紙の温度との差（以下、熱電対とサーモパイルセンサ１１０の温度差という）は約＋０．３となる。また、Ｂ紙における熱電対とサーモパイルセンサ１１０との温度差は約−０．２℃となり、Ｃ紙における熱電対とサーモパイルセンサ１１０との温度差は約＋０．３℃となる。したがって、各Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙における熱電対とサーモパイルセンサ１１０との温度差は、最大でも約±０．３℃以内に収まる。

これに対し、図５に示すように、接触型の熱電対により測定された用紙Ｐの温度が５５℃である場合、Ａ紙における熱電対とサーモパイルセンサ１１０との温度差は約＋１℃となり、Ｂ紙における熱電対とサーモパイルセンサ１１０との温度差は約−１℃となり、Ｃ紙における熱電対とサーモパイルセンサ１１０との温度差は約−３℃となる。したがって、各Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙における熱電対とサーモパイルセンサ１１０との温度差は、最大で−３℃程度となる。

このように、サーモパイルセンサ１１０の温度と用紙温度との差が大きい場合には、紙種の違いによる熱放射率の影響を大きく受けてしまうが、サーモパイルセンサ１１０の温度と用紙温度との差が小さい場合や等しい場合には、紙種の違いによる熱放射率の影響を受けにくいことが分かる。そこで、本発明では、定着部４４により加熱された用紙Ｐの温度を推定し、推定した温度にサーモパイルセンサ１１０の温度を近づける制御を行うことにより、紙種の違いによる放射率の影響を受けずに用紙温度を正確に測定している。

［画像形成装置１００の機能構成例］
図２は、本発明に係る画像形成装置１００の機能構成の一例を示す図である。図２に示すように、画像形成装置１００は、制御部５０と、サーモパイルセンサ１１０と、温度センサ１１２と、ファン１２０と、ヒータ１２２と、ガイド板温度検知センサ１４０と、外気温度検知センサ１５０と、定着温度検知センサ１６０と、測色センサ１３０とを備えている。サーモパイルセンサ１１０、温度センサ１１２、ファン１２０、ヒータ１２２、ガイド板温度検知センサ１４０、外気温度検知センサ１５０、定着温度検知センサ１６０、測色センサ１３０のそれぞれは、制御部５０に接続されている。

サーモパイルセンサ１１０は、放射温度センサの一例であり、定着部４４と測色センサ１３０との間の搬送経路Ｒの上方に設けられている。サーモパイルセンサ１１０は、自身の温度調整を効果的に行うために、筐体１１４の内部に配置されている。サーモパイルセンサ１１０は、用紙Ｐの温度を非接触で測定することが可能なセンサであり、定着部４４により加熱処理された用紙Ｐから放射される放射熱（赤外線）を検知することで用紙Ｐの温度（以下、用紙温度という）Ｔ１を測定する。サーモパイルセンサ１１０は、測定した用紙Ｐの温度情報ＳＴ１を制御部５０に供給する。温度情報ＳＴ１は、画像調整用のパッチの測色値を補正する際に用いられる。なお、本例では、サーモパイルセンサ１１０と対向した位置のガイド板２１２に開口部が形成されており、この開口部から用紙Ｐの放射熱が放射される。また、サーモパイルセンサ１１０と対向した筐体１１４の下部側に開口部を設けても良い。

温度センサ１１２は、例えばサーミスタから構成され、サーモパイルセンサ１１０の内部に設けられている。温度センサ１１２は、サーモパイルセンサ１１０自身の温度（以下、センサ温度という）Ｔ２を測定して温度情報ＳＴ２を制御部５０に供給する。温度情報ＳＴ２は、用紙Ｐの温度を推定する際に用いられる。なお、温度センサ１１２は、サーモパイルセンサ１１０の内部ではなく、サーモパイルセンサ１１０の近傍（周囲）に設けても良い。

ファン１２０は、筐体１１４の内部であって、サーモパイルセンサ１１０の周辺部に設けられている。ファン１２０は、制御部５０から供給される駆動信号に基づいて駆動し、サーモパイルセンサ１１０に風を当てることでサーモパイルセンサ１１０を冷却する。例えば、ファン１２０は、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が後述する用紙Ｐの推定温度よりも高い場合に用いられる。また、筐体１１４の内部の空気を循環させる際にファン１２０を用いても良い。なお、ファン１２０は、温度調整部の一例を構成している。

ヒータ１２２は、筐体１１４の内部であって、サーモパイルセンサ１１０の周辺部に設けられている。ヒータ１２２は、制御部５０から供給される駆動信号に基づいて駆動し、サーモパイルセンサ１１０を加熱する。例えば、ヒータ１２２は、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が後述する用紙Ｐの推定温度よりも低い場合に用いられる。なお、ヒータ１２２は、温度調整部の一例を構成している。

ガイド板温度検知センサ１４０は、例えばサーミスタから構成され、定着部４４よりも用紙搬送方向Ｄの下流側に設けられたガイド板２１２の表面部に取り付けられている。ガイド板温度検知センサ１４０は、ガイド板２１２の温度（以下、ガイド板温度という）Ｔ３を測定して温度情報ＳＴ３を制御部５０に供給する。温度情報ＳＴ３は、用紙Ｐの温度を推定する際に用いられる。

外気温度検知センサ１５０は、例えばサーミスタから構成され、外気温度Ｔ４を測定して外気温度情報ＳＴ４を制御部５０に供給する。なお、外気温度検知センサ１５０は、画像形成装置１００の内部に設置しても良いし、画像形成装置１００の外部に設置しても良い。温度情報ＳＴ４は、用紙Ｐの温度を推定する際に用いられる。

定着温度検知センサ１６０は、例えばサーミスタ等から構成され、定着部４４の周辺部に設けられている。定着温度検知センサ１６０は、定着部４４の周囲の温度（以下、定着温度という）Ｔ５を測定して温度情報ＳＴ５値を制御部５０に供給する。温度情報ＳＴ５は、用紙Ｐの温度を推定する際に用いられる。

測色センサ１３０は、サーモパイルセンサ１１０よりも用紙搬送方向Ｄの下流側に設けられ、発光部および受光部（例えばラインセンサ）等から構成されている。測色センサ１３０は、用紙Ｐに形成される画像調整用のパッチの測色値を測定し、測定したパッチの測色値情報Ｓｐを制御部５０に供給する。

制御部５０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)５２とＲＯＭ(Read Only Memory)５４とＲＡＭ(Random Access Memory)５６とを有している。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４等から読み出したソフトウェア（プログラム）を実行することにより画像形成装置１００の各部を制御し、サーモパイルセンサ１１０の温度調整制御（以下、温度調整制御という）や画像安定化制御等を含む画像形成処理に関連する機能を実現する。

制御部５０は、温度調整制御において、温度情報ＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５に加えて、画像形成を行う用紙Ｐの坪量Ｐtypeを取得し、取得したこれらの情報に基づいて用紙Ｐの温度を推定する（以下、推定用紙温度Ｔ６という）。坪量Ｐtypeは、操作表示部７０（図１参照）から取得したり、ネットワークを介して接続されるコンピュータ２００から送信されるジョブから取得したりする。

［用紙温度Ｔ１と定着温度Ｔ５等との関係］
図３は、ガイド板温度Ｔ３、外気温度Ｔ４および定着温度Ｔ５と、実際の用紙温度Ｔ１との関係を示す図である。図３の横軸は時間であり、縦軸は温度である。図３に示すように、ジョブが開始して定着部４４のウォームアップが完了すると、定着温度Ｔ５は高い温度で推移するが、ガイド板２１２はまだ温まっていないので、ガイド板温度Ｔ３は低く、実際の用紙温度Ｔ１も低くなっている。また、ジョブの開始から一定時間が経過し、ガイド板２１２が定着部４４の熱により温まってくるとガイド板温度Ｔ３も上昇し、これに伴い実際の用紙Ｐの用紙温度Ｔ１も上昇していく。また、図３では、外気温度Ｔ４が一定の温度で推移した例を示しているが、外気温度Ｔ４が変動した場合にもこれに伴って用紙Ｐの用紙温度Ｔ１が変動する。

さらに、図３には示していないが、用紙Ｐの坪量Ｐtypeによっても、用紙温度Ｔ１は影響を受ける。これは、例えば用紙Ｐの坪量Ｐtypeが大きくなると、自身が保持する熱量も多くなり、用紙温度Ｔ１も高くなるからである。このように、用紙温度Ｔ１は、定着温度Ｔ５や外気温度Ｔ４、ガイド板温度Ｔ３、坪量Ｐtype等の画像形成条件に大きく影響されることが分かる。そこで、本例では、ガイド板温度Ｔ３や外気温度Ｔ４、定着温度Ｔ５、坪量Ｐtypeの各情報を用いて用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６を算出する。推定用紙温度Ｔ６は、実際の用紙温度Ｔ１に対して±５℃の精度であることが好ましい。なお、ガイド板温度Ｔ３は、定着温度Ｔ５や外気温度Ｔ４から間接的に推定することもできる。そのため、定着温度Ｔ５、外気温度Ｔ４および坪量Ｐtypeの３種類の画像形成条件によって、推定用紙温度Ｔ６を算出するようにしても良い。

［画像形成装置１００の動作例］
図４は、本発明に係る温度調整動作時および画像安定化制御動作時における画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。画像形成装置１００の制御部５０は、ＲＯＭ５４等のメモリから読み出したプログラムを実行することにより、図４のフローチャートに示す動作シーケンスを実行する。本例では、制御部５０は、画像安定化制御を例えば朝一の電源オン時や所定の印刷枚数毎に実行するため、その実行前に温度調整制御を実行する。

図４に示すように、ステップＳ１００で制御部５０は、温度調整制御の開始に伴い、ガイド板温度検知センサ１４０からガイド板温度Ｔ３を取得し、外気温度検知センサ１５０から外気温度Ｔ４を取得し、定着温度検知センサ１６０から定着温度Ｔ５を取得し、画像形成する用紙Ｐの坪量Ｐtypeをコンピュータ２００や操作表示部７０から取得する。ステップＳ１００が終了したら、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０で制御部５０は、取得したガイド板温度Ｔ３等に基づいて、定着部４４により加熱処理された用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６を算出する。例えば、制御部５０は、取得したガイド板温度Ｔ３等の情報を下記式（１）に代入することにより推定用紙温度Ｔ６を算出する。ステップＳ１１０が終了したら、ステップＳ１２０に進む。

推定用紙温度Ｔ６＝Ｋａ×Ｔ４＋Ｋｂ×Ｔ５＋Ｋｇ×Ｔ３＋Ｋｐ×Ｐtype …（１）
Ｔ４：外気温度
Ｔ５：定着温度
Ｔ３：ガイド板温度
Ｐtype：坪量
Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｇ，Ｋｐ：重み付け係数
なお、重み付け係数は、実験によりガイド板温度Ｔ３等と実際の用紙温度Ｔ１とを測定し、図３に示したような各温度間の関連性を考慮等するにより得ることができる。

ステップＳ１２０で制御部５０は、温度センサ１１２により測定されたサーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２を取得する。ステップＳ１２０が終了したら、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０で制御部５０は、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２と、推定した用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６との差分値を算出する。ステップＳ１３０が終了したら、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０で制御部５０は、算出した差分値が予め設定した設定範囲以内であるか否かを判断する。設定範囲は、例えば±１０℃である。制御部５０は、差分値が設定範囲以内であると判断した場合、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が算出した用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６に近いかまたは略等しいため、サーモパイルセンサ１１０の温度調整制御が不要であるとしてステップＳ１７０に進む。一方、制御部５０は、差分値が設定範囲以内でないと判断した場合、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が算出した用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６とは一定の温度差があり（離れており）、サーモパイルセンサ１１０自身の温度調整が必要であるとしてステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０で制御部５０は、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が推定用紙温度Ｔ６に近づくように、つまり、センサ温度Ｔ２が推定用紙温度Ｔ６に対して設定範囲内となるように、算出した差分値に基づいてファン１２０またはヒータ１２２を駆動制御する。例えば、制御部５０は、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が推定用紙温度Ｔ６よりも低い場合、ヒータ１２２を駆動してサーモパイルセンサ１１０を加熱する。また、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が推定用紙温度Ｔ６よりも高い場合、ファン１２０を駆動してサーモパイルセンサ１１０を冷却する。ステップＳ１５０が終了したら、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０で制御部５０は、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６に対して予め設定された設定範囲内となったか否かを判断する。設定範囲は、例えば±１０℃である。制御部５０は、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６に対して所定範囲内になっていないと場合、ステップＳ１５０に戻り、センサ温度Ｔ２が設定範囲内となるようにファン１２０やヒータ１２２の駆動制御を継続して実行する。

一方、制御部５０は、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２が推定用紙温度Ｔ６に対して所定範囲内になったと判断した場合、ステップＳ１７０に進む。ステップＳ１７０でサーモパイルセンサ１１０は、制御部５０の制御に基づいて、定着部４４で加熱された用紙Ｐの用紙温度Ｔ１を測定する。これにより、サーモパイルセンサ１１０の温度を推定用紙温度Ｔ６に近づけた状態で用紙Ｐの温度を測定できるので、紙種が異なる場合であっても測定誤差を少なくできる。ステップＳ１７０が終了したら、ステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１８０で制御部５０は、画像形成部１０等を制御して用紙Ｐ上に画像調整用のパッチを形成する。用紙Ｐ上に形成された画像調整用のパッチは、定着部４４によって定着処理される。なお、ステップＳ１７０とＳ１８０とは処理の順番が逆であっても良い。つまり、用紙Ｐに画像調整用のパッチを形成した後にこの用紙Ｐを定着処理し、定着処理した用紙Ｐの用紙温度Ｔ１をサーモパイルセンサ１１０により測定するようにしても良い。この場合には、測定した用紙温度Ｔ１をリアルタイムで後述する測色値にフィードバックすることができる。

ステップＳ１９０で測色センサ１３０は、搬送されてくる用紙Ｐ上の画像調整用のパッチを測色する。ステップＳ２００で制御部５０は、測色センサ１３０により測定された測色値を、サーモパイルセンサ１１０により測定された用紙Ｐの用紙温度Ｔ１に基づいて補正する。具体的には、制御部５０は、用紙温度とその用紙温度での基準パッチの測色値（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）とが対応付けられたルックアップテーブルを予め作成する。例えば、２５℃と４０℃の２点の用紙温度でのパッチの測色値をルックアップテーブルに記憶させる。なお、２５℃は、測色値における基準温度とする。制御部５０は、サーモパイルセンサ１１０により測定された用紙温度Ｔ１が例えば３５℃である場合、ルックアップテーブルを参照して基準温度である２５℃の測色値を求める（補正する）。これにより、用紙温度に起因するサーモクロミズム現象を抑制することができ、高精度なカラーマッチングや色安定性を実現することができる。もちろん、上述した補正方法に限定されることはなく、その他の公知の技術を採用することもできる。続けて、制御部５０は、補正した測色値に基づいて露光量や現像バイアス等の画像形成条件を補正し、補正後の画像形成条件に基づいて画像形成部１０等を制御することにより用紙Ｐ上に所定の画像を形成する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２を用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６に近づくように温度制御を行うので、紙種の違いによる熱放射の影響を最小限に抑えることができる。これにより、用紙毎に放射率の補正を行う必要がないので、紙種が増えたとしても、正確かつ簡易に用紙Ｐの温度を測定することができる。その結果、サーモクロミズム現象の補正に必要となる精度で、用紙Ｐの温度を取得できるので、より高精度に画像安定化制御を実行することができる。

また、本実施の形態によれば、ガイド板温度Ｔ３や外気温度Ｔ４、定着温度Ｔ５、用紙Ｐの坪量Ｐtypeの各情報を用いて搬送される用紙Ｐの温度を推定するので、より正確かつ高精度に推定用紙温度Ｔ６を算出することができる。

さらに、ファン１２０やヒータ１２２を用いてサーモパイルセンサ１１０の温度を調整するので、迅速かつ効果的にサーモパイルセンサ１１０の温度を調整することができる。また、筐体１１４内にファン１２０等を収容するので、より効率的にサーモパイルセンサ１１０の温度を調整することができる。ファン１２０およびヒータ１２２は、装置環境や各構成の設定温度等に応じて設置する種類を選択することもできる。例えば、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２を推定用紙温度Ｔ６に合わせる際に、加熱する方が多い場合にはヒータ１２２のみを設置するようにしても良いし、その逆の場合にはファン１２０のみを設置するようにしても良い。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。上記実施の形態では、サーモパイルセンサ１１０のセンサ温度Ｔ２を用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６に近づける温度調整制御を画像形成装置１００に適用した例について説明したが、これに限定されることはない。例えば、図２に示した制御部５０、サーモパイルセンサ１１０、温度センサ１１２、ファン１２０、ヒータ１２２、ガイド板温度検知センサ１４０、外気温度検知センサ１５０、定着温度検知センサ１６０等を温度測定装置３００として構成し、この温度測定装置３００を画像形成装置１００の用紙搬送方向Ｄの下流側に接続される装置、例えば後処理装置内に設けることもできる。この場合、制御部５０は、温度調整制御後の用紙温度Ｔ１を取得して測色値にフィードバックすることで、測色値の温度変化によるずれを補正する。測色センサ１３０は、サーモパイルセンサ１１０の下流側に配置しても良いし、上流側の例えば画像形成装置１００内に配置しても良い。さらに、温度測定装置３００は、後処理装置以外にも用紙の正確な温度を測定する機能が必要な装置に適宜採用することができる。

また、用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６の算出方法は、上記実施の形態に限定されることはない。例えば、ガイド板温度Ｔ３、外気温度Ｔ４、定着温度Ｔ５および坪量Ｐtypeの全ての情報ではなく、これらの情報の少なくとも１つを用いて用紙Ｐの推定用紙温度Ｔ６を算出しても良い。また、上記式（１）以外の式やプログラム等を用いて推定用紙温度Ｔ６を算出しても良い。

１０ 画像形成部
４４ 定着部
５０ 制御部
１００ 画像形成装置
１１０ サーモパイルセンサ（放射温度センサ）
１１２ 温度センサ
１２０ ヒータ（温度調整部）
１２２ ファン（温度調整部）
１３０ 測色センサ

Claims (4)

1. 用紙に画像調整用のパッチを形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により前記用紙に形成された前記パッチを定着処理する定着部と、
   前記定着部により定着処理された前記用紙の前記パッチの測色値を測定する測色センサと、
   前記定着部を通過した用紙の温度を非接触で測定する放射温度センサと、
   前記放射温度センサの温度を測定する温度センサと、
   前記放射温度センサの温度を調整する温度調整部と、
   画像を形成する際の画像形成条件に基づいて前記用紙の温度を推定し、当該推定した前記用紙の前記温度に前記温度センサにより測定された前記放射温度センサの前記温度が近づくよう前記温度調整部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記放射温度センサの前記温度が推定した前記用紙の前記温度に対して所定範囲内である場合、前記放射温度センサにより測定される用紙の温度を取得し、当該取得した前記用紙の前記温度に基づいて前記測色センサにより測定された前記測色値を補正する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成条件は、外気温度、前記定着部の温度、用紙を搬送方向に案内するガイド板の温度および用紙の坪量の少なくとも一つである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記温度調整部は、ファンおよびヒータの少なくとも一方である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 用紙の温度を非接触で測定する放射温度センサと、
   前記放射温度センサの温度を測定する温度センサと、
   前記放射温度センサの温度を調整する温度調整部と、
   画像を形成する際の画像形成条件に基づいて用紙の温度を推定し、当該推定した前記用紙の前記温度に前記温度センサにより測定された前記放射温度センサの前記温度が近づくよう前記温度調整部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記放射温度センサの前記温度が推定した前記用紙の前記温度に対して所定範囲内である場合、前記放射温度センサにより測定される前記用紙の温度を取得する
   ことを特徴とする温度測定装置。

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