JP2020008620A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機内温度を精度良く予測すること。【解決手段】画像形成装置の内部の温度変化の特性を示す昇温プロファイルに基づいて機内温度を予測する機内温度予測部４２と、複数の発熱ブロックＨＢ（１）〜ＨＢ（７）によって加熱された記録材Ｐの温度分布に基づいて昇温プロファイルを補正する予測方式調整部４５と、を備え、機内温度予測部４２は、予測方式調整部４５により補正された昇温プロファイルに基づいて機内温度を予測する。【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置内の温度を予測する技術に関する。

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、連続して記録材に画像形成動作を実行すると、画像形成装置内（以下、機内という）の温度が上昇する（以下、昇温するという）。ここで機内が過度に昇温すると、記録材に形成される画像の品質に影響を及ぼすことがある。昇温によって画像の品質に影響を及ぼす部材の一例として、感光ドラムや中間転写ベルト等の像担持体に残ったトナーをクリーニングするために用いられるブレードがある。ブレードは像担持体に当接することで、記録材に転写されずに像担持体に残ったトナーをクリーニングすることができるが、摩擦の影響によって昇温する。トナーは熱によって溶ける性質を持つため、ブレードの温度がトナーの融点付近に到達すると、ブレードの先端においてトナーの融着が発生し、クリーニング不良を引き起こす。つまり、溶けたトナーがブレードを通過して像担持体上に残り、次に形成される画像の品質に影響を及ぼすことがある。

そのため、例えば、機内の温度（以下、機内温度という）を予測し、予測した機内温度に応じて画像形成装置の動作モードを切り替える制御が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この制御では、画像形成装置の周囲の環境温度と予め設定された動作モード毎の昇温プロファイルに基づき、ブレードの温度を予測している。そして、ブレードの温度が前述したクリーニング不良を引き起こす可能性のある温度まで昇温する前に、画像形成装置の動作モードをブレードの昇温を抑制する昇温保護モードに切り替える。これによってブレードの過度な昇温を防いでいる。ここで、昇温保護モードとは、画像形成動作と休止動作とを一定時間毎に繰り返す間欠運転等が対応し、通常の動作モードに比べてスループットが低下する。

ところで、画像形成装置における熱源の１つとして定着装置がある。定着装置には、記録材に形成された画像を選択的に加熱する方法が用いられる場合がある（例えば、特許文献２参照）。このような定着装置では、記録材の搬送方向に直交する方向（以下、長手方向という）において、複数に分割された加熱領域毎に記録材を選択的に加熱することが可能である。

特許第４７８１２１７号公報 特開平０６−０９５５４０号公報

ここで、特許文献２に記載された構成を採用し、記録材を選択的に加熱した場合は、記録材全体を加熱した場合に比べ、記録材の昇温する位置や面積が限定されるため、記録材の温度分布に偏りが生じる。その結果、特に両面印刷の場合は、定着装置を通過して温度が上昇した記録材からプロセス部材に伝わる熱量が小さくなったり、伝わる領域が狭くなったりする。プロセス部材とは、画像形成に寄与する部材をいう。したがって、記録材に形成された画像を選択的に加熱する場合には、記録材の温度分布を考慮せずに機内温度を予測すると、次のような課題が生じる。すなわち、多くの使用環境において機内温度が画像品質に影響を及ぼす温度まで昇温していないにもかかわらず、装置の動作モードが昇温保護モードに切り替わる。つまり、クリーニング不良を引き起こす可能性のある温度に到達するタイミングに対してマージンを持った早いタイミングで画像形成装置のスループットが低下することになり、ユーザビリティーが低下するおそれがある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、機内温度を精度良く予測することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）記録材に画像を形成する画像形成手段と、記録材の搬送方向に直交する直交方向に複数の発熱部を有し、前記画像形成手段により記録材に形成された未定着のトナー像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記画像形成装置の内部の温度変化の特性を示すデータに基づいて前記画像形成装置の内部の温度を予測する予測手段と、前記複数の発熱部によって加熱された記録材の温度分布に基づいて前記データを補正する補正手段と、を備え、前記予測手段は、前記補正手段により補正された前記データに基づいて前記画像形成装置の内部の温度を予測することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、機内温度を精度良く予測することができる。

実施例１〜３の画像形成装置の断面図、定着装置の概略断面図 実施例１〜３のヒータの概略断面図 実施例１〜３の加熱領域を示す図 実施例１〜３の画像と画像加熱部を示す図 実施例１の制御部の機能ブロック図 実施例１〜３の昇温保護制御のフローチャート 実施例１〜３の機内温度実測値と昇温カウンタによる予測値とを示すグラフ 実施例２の制御部の機能ブロック図 実施例３の制御部の機能ブロック図

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［画像形成装置の概要］
実施例１では、画像形成装置として電子写真方式のレーザビームプリンタ１（以下、プリンタ１という）を示す。図１（ａ）は、実施例１のプリンタ１の構成図である。プリンタ１は、タンデム式のカラープリンタであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせることで、記録材Ｐにカラー画像を形成することができる。以下の説明において、特にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを区別する必要のない部材については、説明の便宜上、符号の添え字のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略することもある。プリンタ１は、カセット２、制御部３、供給ローラ４、搬送ローラ５、搬送対向ローラ６、を備える。プリンタ１は、感光ドラム１１、帯電ローラ１２、光学ユニット１３、現像ユニット１４、現像剤搬送ローラ１５、１次転写ローラ１６、ドラムクリーナ１０、を備える。プリンタ１は、中間転写ベルト１７、駆動ローラ１８、テンションローラ２３、２次転写ローラ１９（転写部）、２次転写対向ローラ２０、ベルトクリーナ２５、を備える。プリンタ１は、定着装置２１、排出ローラ２２、排出トレイ２４、フラッパ９１、反転ローラ９２、両面搬送ローラ９３、９４、環境センサ９５、を備える。

カセット２は記録材Ｐを収納する。制御部３はプリンタ１の動作を制御する制御部であり、ＣＰＵ８０とＲＯＭ８１とを有している。制御部３の機能について詳しくは後述する。搬送対向ローラ６はカセット２から記録材Ｐを供給する供給ローラである。搬送ローラ５は供給ローラ４によって供給された記録材Ｐを搬送するローラであり、搬送対向ローラ６は搬送ローラ５に対向するローラである。感光ドラム１１は、各色のトナーを担持する。帯電ローラ１２は、感光ドラム１１を一様に所定の電位に帯電する。光学ユニット１３は、帯電された感光ドラム１１に各色の画像データに対応したレーザ光を照射し、静電潜像を形成する。現像ユニット１４は、感光ドラム１１に形成された静電潜像を可視化し、トナー像を形成する。現像剤搬送ローラ１５は、現像ユニット１４内のトナーを感光ドラム１１へ送り出すローラである。１次転写ローラ１６は、感光ドラム１１に形成されたトナー像を中間転写ベルト１７に転写する（以下、１次転写という）。ドラムクリーナ１０は、１次転写後に感光ドラム１１に残ったトナーを除去するためのドラムクリーナである。

駆動ローラ１８は中間転写ベルト１７を駆動するローラであり、テンションローラ２３は中間転写ベルト１７にテンションをかけるローラである。２次転写ローラ１９は中間転写ベルト１７に１次転写されたトナー像を、搬送されてきた記録材Ｐに転写する（以下、２次転写という）。２次転写対向ローラ２０は２次転写ローラ１９に対向するローラである。ベルトクリーナ２５は２次転写後に中間転写ベルト１７に残ったトナーを除去するためのクリーナである。定着装置２１は、記録材Ｐを搬送しつつ、記録材Ｐに２次転写された未定着のトナー像を記録材Ｐに定着する。排出ローラ２２は、定着装置２１によって、トナー像が定着された記録材Ｐをプリンタ１の外部へ排出するローラである。排出トレイ２４は、記録材Ｐが排出されるトレイである。フラッパ９１、反転ローラ９２、及び両面搬送ローラ９３、９４は、記録材Ｐに対して両面印刷を実行する場合に用いられる。検知手段である環境センサ９５は、プリンタ１が設置されている周囲の環境（環境温度及び／又は環境湿度）を検知することができる。

［画像形成動作］
次に、プリンタ１の画像形成動作について説明する。まず、ホストコンピュータ（不図示）等から制御部３に、画像形成命令や画像データが入力される。すると、プリンタ１は画像形成動作を開始し、記録材Ｐは供給ローラ４によってカセット２から供給される。記録材Ｐは、中間転写ベルト１７上に形成されるトナー像とタイミングが合うように、２次転写ローラ１９及び２次転写対向ローラ２０によって形成される２次転写ニップ部へ向けて搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６によって搬送される。記録材Ｐがカセット２から供給される動作と共に、感光ドラム１１は帯電ローラ１２によって一定の電位に帯電される。そして、光学ユニット１３は、入力された画像データに併せて帯電された感光ドラム１１の表面をレーザビームによって露光して静電潜像を形成する。静電潜像を可視化するために、現像ユニット１４及び現像剤搬送ローラ１５によって現像を行う。感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像は、現像ユニット１４により夫々の色で現像される。感光ドラム１１は、夫々中間転写ベルト１７と接触しており、中間転写ベルト１７の回転と同期して回転する。現像された各色のトナー像は、１次転写ローラ１６により各感光ドラム１１から中間転写ベルト１７に順番に重畳して転写される。中間転写ベルト１７に転写されず感光ドラム１１に残ったトナーはドラムクリーナ１０によってクリーニングされる。そして、２次転写ローラ１９及び２次転写対向ローラ２０により中間転写ベルト１７に形成されたトナー像は記録材Ｐに転写される。記録材Ｐに転写されたトナー像は、定着装置２１によって加熱、加圧されることにより、記録材Ｐに定着される。記録材Ｐに転写されず中間転写ベルト１７に残ったトナーはベルトクリーナ２５によってクリーニングされる。以上が、記録材Ｐの第１面である表面への画像形成動作である。

記録材Ｐの第２面である裏面に画像形成を行わない場合（すなわち、片面印刷の場合）は、画像が定着された記録材Ｐはフラッパ９１により排出ローラ２２が設けられた搬送路へ導かれ、排出トレイ２４に排出される。この搬送路は図１（ａ）において実線で示される。一方、記録材Ｐの裏面にも画像形成を行う場合（すなわち、両面印刷の場合）は、記録材Ｐはフラッパ９１により反転ローラ９２が設けられた搬送路へ導かれる。この搬送路は図１（ａ）において点線で示される。反転ローラ９２は記録材Ｐを外部に排出する方向に搬送し、記録材Ｐの後端（記録材Ｐの搬送方向の上流側の端部）がフラッパ９１を通過してから所定時間が経過した後に逆回転する。そして、反転ローラ９２は記録材Ｐを両面搬送ローラ９３へ搬送する。両面搬送ローラ９３は記録材Ｐを両面搬送ローラ９４へ搬送し、記録材Ｐは両面搬送ローラ９４で挟持された状態で一旦停止する。その後、記録材Ｐは所定のタイミングで搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６へ再度、搬送され、表面と同様に裏面への画像形成が行われる。以上の動作によって記録材Ｐに両面印刷を実行することができる。

［定着装置の構成］
図１（ｂ）は、実施例１の定着装置２１の断面図である。定着装置２１は、エンドレスベルトとしての定着フィルム２１２と、定着フィルム２１２の内面に接触するヒータ３００と、定着フィルム２１２を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２１５と、金属ステー２１４と、を有する。

ヒータ３００は、耐熱樹脂製のヒータ保持部材２１１に保持されており、定着ニップ部Ｎ内に設けられた加熱領域を加熱することで、定着フィルム２１２を加熱する。ヒータ保持部材２１１は定着フィルム２１２の回転を案内するガイド機能も有している。ヒータ３００には、定着ニップ部Ｎを形成する側とは反対側に電極Ｅが設けられており、電気接点Ｃより電極Ｅに電力を供給している。金属ステー２１４は、加圧力（不図示）を受けて、ヒータ保持部材２１１を加圧ローラ２１５に向けて付勢する。また、ヒータ３００の異常発熱により作動してヒータ３００に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子２１３が、ヒータ３００に直接、又はヒータ保持部材２１１を介して間接的に当接している。

加圧ローラ２１５は、モータ（不図示）から動力を受けて矢印Ｒ１方向に回転する。加圧ローラ２１５が回転することによって、定着フィルム２１２が従動して矢印Ｒ２方向に回転する。定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを挟持搬送しつつ定着フィルム２１２の熱を与えることで、記録材Ｐ上の未定着のトナー像は定着処理される。なお、記録材Ｐは図１（ｂ）中、右側から定着ニップ部Ｎに搬送され、搬送方向における上流、下流は図に示す通りである。

［ヒータ］
次に、図２を用いて、実施例１のヒータ３００の構成を説明する。図２（Ａ）はヒータ３００の図１（ｂ）と同様の縦断面図、図２（Ｂ）はヒータ３００の各層の平面図、図２（Ｃ）はヒータ３００への電気接点Ｃの接続方法を説明する図である。図２（Ｂ）には、実施例１のプリンタ１における記録材Ｐの搬送基準位置Ｘを示す。搬送基準位置Ｘとは、記録材Ｐを搬送する際に、搬送方向に直交する方向（直交方向）におけるどの位置を基準として搬送路上を搬送させるかを決定している位置である。実施例１における搬送基準は中央基準となっており、記録材Ｐは搬送方向に直交する方向における記録材Ｐの中心線が搬送基準位置Ｘを沿うように搬送される。なお、搬送基準は他の基準としてもよい。また、図２（Ａ）は、搬送基準位置Ｘにおけるヒータ３００の縦断面図となっている。すなわち、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）に一点鎖線で示すＪ−Ｊ線における断面図である。

図２（Ａ）に示すように、ヒータ３００は、基板３０５、裏面層１、裏面層２、摺動面層１、摺動面層２、を有する。基板３０５はセラミックス製の基板である。裏面層１は、基板３０５上に設けられている。裏面層２は、裏面層１を覆う層である。摺動面層１は、基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられている。摺動面層２は、摺動面層１を覆う層である。

図２（Ｂ）に示すように、裏面層１は、ヒータ３００の長手方向（図中、左右方向）に沿って設けられている導電体３０１（３０１ａ、３０１ｂ）を有する。導電体３０１は、導電体３０１ａと導電体３０１ｂとに分離されており、導電体３０１ｂは、導電体３０１ａに対して記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。また、裏面層１は、導電体３０１ａ、３０１ｂに平行して設けられた導電体３０３（３０３−１〜３０３−７）を有する。導電体３０３は、導電体３０１ａと導電体３０１ｂとの間にヒータ３００の長手方向に沿って設けられている。更に、裏面層１は、発熱体３０２ａ（３０２ａ−１〜３０２ａ−７）と発熱体３０２ｂ（３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７）とを有する。発熱体３０２ａは、導電体３０１ａと導電体３０３との間に設けられており、導電体３０１ａ及び導電体３０３を介して電力が供給されることにより発熱する。発熱体３０２ｂは、導電体３０１ｂと導電体３０３との間に設けられており、導電体３０１ｂ及び導電体３０３を介して電力が供給されることにより発熱する。

導電体３０１と導電体３０３と発熱体３０２ａと発熱体３０２ｂとから構成される発熱部位は、ヒータ３００の長手方向に対して例えば７つの発熱ブロック（ＨＢ１〜ＨＢ７）に分割されている。すなわち、発熱体３０２ａは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７の７つの領域に分割されている。なお、実施例１では、発熱ブロックＨＢを長手方向において７つに均等に分割しているが、均等でなくてもよい。また、発熱体３０２ｂは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７の７つの領域に分割されている。更に、導電体３０３は、発熱体３０２ａ、３０２ｂの分割位置に合わせて、導電体３０３−１〜３０３−７の７つの領域に分割されている。なお、実施例１では発熱ブロックＨＢを７つのブロックとしたが、これに限定されない。また、以降、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７をＨＢ（１）〜ＨＢ（７）と表すこともある。ヒータ３００は、長手方向に複数の発熱部である発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を有する。また、裏面層１は、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、及びＥ８−１、Ｅ８−２）を有する。電極Ｅ１〜Ｅ７は、それぞれ導電体３０３−１〜３０３−７の領域内に設けられており、導電体３０３−１〜３０３−７を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７それぞれに電力供給するための電極である。電極Ｅ８−１、Ｅ８−２は、ヒータ３００の長手方向における端部に導電体３０１に接続するよう設けられており、導電体３０１を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に電力供給するための電極である。

裏面層２は、絶縁性を有する表面保護層３０７より構成されており（実施例１では例えばガラス）、導電体３０１、導電体３０３、発熱体３０２ａ、３０２ｂを覆っている（図２（Ａ）参照）。また、表面保護層３０７は、電極Ｅの箇所を除いて形成されており、言い換えれば、電極Ｅは表面保護層３０７によって覆われておらず外部に露出している。このため、ヒータ３００は、電極Ｅに対して、ヒータ３００の裏面層２側から電気接点Ｃを接続可能な構成となっている。

基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられた摺動面層１は、各発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の温度を検知するための温度検知手段であるサーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４、及びＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）を有している。摺動面層１には、各サーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４、及びＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）に対応して導電体ＥＴ（ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４、及びＥＴ２−５〜ＥＴ２−７）が設けられている。また、摺動面層１には、導電体ＥＧ（ＥＧ１及びＥＧ２）も設けられている。摺動面層２は、摺動性と絶縁性とを有する表面保護層３０８より構成されており（実施例１では例えばガラス）、摺動面層１のサーミスタＴＨ、導電体ＥＴ、導電体ＥＧを覆うと共に、定着フィルム２１２内面との摺動性を確保している。また、表面保護層３０８は、導電体ＥＴ及び導電体ＥＧに対して電気接点を設けるために、ヒータ３００の長手方向の両端部を除いて形成されている。すなわち、導電体ＥＴ（ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４、及びＥＴ２−５〜ＥＴ２−７）及び導電体ＥＧ（ＥＧ１及びＥＧ２）は、長手方向の両端部において外部に露出している。

続いて、各電極Ｅへの電気接点Ｃの接続方法を説明する。図２（Ｃ）は、各電極Ｅへ電気接点Ｃを接続した様子をヒータ保持部材２１１側から見た平面図である。ヒータ保持部材２１１には、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、及びＥ８−１、Ｅ８−２）に対応する位置に貫通穴が設けられている。各貫通穴位置において、電気接点Ｃ（Ｃ１〜Ｃ７、及びＣ８−１、Ｃ８−２）が、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、及びＥ８−１、Ｅ８−２）に対して、例えばバネによる付勢や溶接などの手法によって電気的に接続されている。

［加熱領域の構成］
図３は実施例１の長手方向に分割された７つの加熱領域Ａ（ｉ）（ｉ＝１〜７）を示す図であり、レターサイズ紙の大きさ（太実線）と対比して表示している。ここで、ｉは、ヒータ３００における発熱ブロックＨＢ（ｉ）や加熱領域Ａ（ｉ）の位置を示す情報であり、以下、位置情報ｉという。レターサイズ紙は長辺を搬送方向とした場合、搬送方向に直交する方向の長さ（以下、幅という）（レターサイズ幅）は２１６ｍｍとなる。また、記録材Ｐの搬送方向の長さをＬｂとする。加熱領域Ａ（ｉ）は、図２で説明したヒータ３００の発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に対応している。すなわち、発熱ブロックＨＢ１により加熱領域Ａ（１）が加熱され、発熱ブロックＨＢ２により加熱領域Ａ（２）が加熱され、・・・、発熱ブロックＨＢ７により加熱領域Ａ（７）が加熱される。１つの発熱ブロックＨＢ（ｉ）に対する加熱領域Ａ（ｉ）は、図３に示すように搬送方向に伸びる短冊状の領域である。実施例１において加熱領域Ａ（ｉ）の長手方向における全長は２２０ｍｍであり、各加熱領域Ａ（ｉ）の長手方向における長さは、加熱領域Ａ（ｉ）の全長を７で均等に分割した長さ（＝２２０ｍｍ／７）である。なお、加熱領域Ａ（ｉ）の長手方向における長さは発熱ブロックＨＢの長手方向における長さに対応している。このため、発熱ブロックＨＢの長手方向における長さが均等でない場合には、加熱領域Ａ（ｉ）の長手方向における長さも発熱ブロックＨＢの長さにあわせた長さとなる。

図４は、実施例１において記録材Ｐ上に形成される画像Ｐ１（網掛け部）、及び画像Ｐ１に対する画像加熱部ＰＲ（ｉ）（ｉ＝１〜７）を示す図である。画像加熱部ＰＲ（ｉ）とは、各加熱領域Ａ（ｉ）において画像データに基づく画像が形成された部分を加熱する領域であり、図中の画像Ｐ１（網掛け部）に対して重複している太枠（ＰＲ（３）〜ＰＲ（５））で示す。画像加熱部ＰＲ（ｉ）の搬送方向の長さをＬ（ｉ）（具体的にはＬ（３）〜Ｌ（５））とする。また、各加熱領域Ａ（ｉ）において画像加熱部ＰＲ（ｉ）を除いた区間を非画像加熱部ＰＰ（ｉ）（ｉ＝１〜７）とし、太枠で示す。つまり、加熱領域Ａ（ｉ）は、画像加熱部ＰＲ（ｉ）と非画像加熱部ＰＰ（ｉ）とで構成される。

実施例１では、画像Ｐ１は、加熱領域Ａ（３）〜Ａ（５）の一部に形成されている。よって、加熱領域Ａ（３）〜Ａ（５）には、搬送方向において、画像加熱部ＰＲ（３）〜ＰＲ（５）と、非画像加熱部ＰＰ（３）〜ＰＰ（５）とがそれぞれ存在する。画像加熱部ＰＲ（３）〜ＰＲ（５）の搬送方向における長さは、それぞれＬ（３）〜Ｌ（５）である。なお、非画像加熱部ＰＰ（３）〜ＰＰ（５）の搬送方向における長さは、それぞれ（Ｌｂ−Ｌ（３））〜（Ｌｂ−Ｌ（５））である。加熱領域Ａ（１）〜Ａ（２）及びＡ（６）〜Ａ（７）は、搬送方向における全域にわたって画像が形成されていない。このため、加熱領域Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（６）、Ａ（７）の全域が非画像加熱部ＰＰ（１）、ＰＰ（２）、ＰＰ（６）、ＰＰ（７）であり、画像加熱部ＰＲ（１）、ＰＲ（２）、ＰＲ（６）、ＰＲ（７）は存在しない。

［画像形成装置の制御部構成］
次に、制御部３の機能について説明する。図５は実施例１の制御部３の機能ブロック図である。これらの機能は制御部３に搭載されたＣＰＵ８０がＲＯＭ８１に記憶されているプログラムを実行することで実現される。制御部３は、昇温保護制御部４０（制御手段）、定着制御部３０、記憶制御部５０（記憶手段）を有している。この内、昇温保護制御部４０は、記録材Ｐに対する画像形成動作が実行された場合にプリンタ１の機内（内部）が過度に昇温することを防ぐ。昇温保護制御部４０は、機内温度設定部４１、機内温度予測部４２（予測手段）、昇温保護判断部４３、温度分布情報取得部４４（取得手段）、予測方式調整部４５（補正手段）を有している。詳しくは後述するが、機内温度設定部４１は環境センサ９５（検知手段）による検知結果であるプリンタ１の周囲の環境情報（温度、湿度）に基づいて、画像形成装置の内部の温度（以下、機内温度という）を設定する。温度分布情報取得部４４は、定着制御部３０から通知された記録材Ｐの加熱領域設定から、記録材Ｐの温度分布情報を取得する。更に、予測方式調整部４５は、温度分布情報（一例として加熱領域面積情報４５１を挙げている）に基づいて、昇温プロファイルを調整する。そして、機内温度予測部４２は、プリンタ１が電源オンされてから電源オフされるまでの間、予め設定された動作モード毎の昇温プロファイルに基づいて機内温度がどのように変動するかを予測する。

定着制御部３０が有する加熱領域設定部３１（設定手段）は、ホストコンピュータ（不図示）等から入力された画像データに基づき、加熱領域Ａ（ｉ）における画像加熱部ＰＲ（ｉ）と非画像加熱部ＰＰ（ｉ）を設定（以下、加熱領域設定という）する。更に、定着制御部３０は、加熱領域設定に応じて発熱ブロックＨＢ（ｉ）の発熱量の制御を行う。具体的には、定着制御部３０は、非画像加熱部ＰＰ（ｉ）が定着ニップ部Ｎを通過したときについては、上述の画像加熱部ＰＲ（ｉ）での温度より低い温度になるように各発熱ブロックＨＢ（ｉ）の温度を制御する。前述した機内温度予測部４２は、予測方式調整部４５が調整（補正）した昇温プロファイルに基づいて、機内温度がどのように変動するかを予測する。調整に利用される温度分布情報は、加熱領域設定に基づいて取得されているため、これを用いることにより機内温度の予測精度を向上させることができる。昇温保護判断部４３は、機内温度予測部４２によって予測された機内温度が所定の閾値に達しているか否かを判断し、所定の閾値に達していると判断した場合にはプリンタ１の動作モードを昇温保護モードに切り替える。ここで、昇温保護モードとは、画像形成動作と休止動作とを一定時間毎に繰り返す動作（以下、間欠運転という）等が対応する。間欠運転等の昇温保護モードでは、通常の動作モードに比べてプリンタ１のスループットが低下する。ここで、スループットとは、単位時間当たりにプリンタ１によって画像が形成される記録材Ｐの枚数で表される。記憶制御部５０は、ＲＯＭ８１やＲＡＭを有しており、昇温保護制御部４０が有する各種制御部が利用する情報を記憶する。

［昇温保護制御の概要］
次に、図５に記載した昇温保護制御部４０について詳細に説明する。昇温保護制御部４０は、記録材Ｐに両面印刷を実行する場合にプリンタ１の機内が過度に昇温することを防いでいる。プリンタ１の機内が過度に昇温すると、記録材Ｐに形成される画像の品質に影響を及ぼすことがあるためである。実施例１では、プリンタ１の機内温度として、プロセス部材であるドラムクリーナ１０やベルトクリーナ２５の温度に着目する。

ドラムクリーナ１０及びベルトクリーナ２５は、クリーニングする対象の像担持体（感光ドラム１１又は中間転写ベルト１７）に対してブレードを当接させることで、画像形成後に転写されずに像担持体に残ったトナーをクリーニング（清掃）している。このとき、ブレードは像担持体と摺擦するため、摩擦の影響によって昇温する。トナーは熱によって溶ける性質を持つため、ブレードの温度がトナーの融点付近に到達すると、ブレードの先端においてトナーの融着が発生し、クリーニング不良を引き起こす。つまり、溶けたトナーがブレードを通過し、次に形成される画像の品質に影響を及ぼすことがある。

したがって、ブレードの温度がクリーニング不良を引き起こす可能性のある温度まで上昇する前に、昇温保護制御部４０はプリンタ１の動作モードを昇温保護モードに切り替えるように制御する。ここで、昇温保護モードとは、ブレードの温度が上昇しないようにプリンタ１を動作させるモードであり、具体的には画像形成動作と休止動作とを一定時間毎に繰り返す間欠運転等が対応する。このように、プリンタ１の動作モードが昇温保護モードに切り替わると、スループットは低下する。

実施例１において昇温保護制御部４０は、図５の機能ブロック図で説明した通り、環境センサ９５によって検知されたプリンタ１の周囲の温度や湿度、予め設定された動作モード毎の昇温プロファイルに基づき、ブレードの温度を予測している。なお、ブレードの近傍に温度センサを配置してブレードの温度を直接検知した方が精度良くブレードの温度を検知できると考えられるが、装置が大型化する。また、この方法では、温度を検知したいブレードの数だけセンサを配置する必要があるため、コストアップとなる。したがって、実施例１では上述した予測制御を行う。

また、記録材Ｐに両面印刷を実行する場合、プリンタ１の機内温度を予測する上では表面にトナー像が定着され温められた記録材Ｐから、プリンタ１のプロセス部材に伝わる熱量を考慮する必要がある。実施例１のプリンタ１の場合、表面にトナー像が定着され温められた記録材Ｐが２次転写ニップ部（図１（ａ）参照）を通過することにより、記録材Ｐが持つ熱量が中間転写ベルト１７に伝わる。中間転写ベルト１７が昇温すると、それに伴ってベルトクリーナ２５のブレードも昇温する。また、中間転写ベルト１７が昇温すると、中間転写ベルト１７に当接している感光ドラム１１も昇温し、それに伴ってドラムクリーナ１０のブレードも昇温する。したがって、記録材Ｐに両面印刷を実行する場合は、記録材Ｐに片面印刷を実行する場合に比べて、プリンタ１の機内温度が上昇するスピードが速くなる。

ところで、実際に記録材Ｐからプロセス部材に伝わる熱量は、表面にトナー像が定着され温められた記録材Ｐの温度がどの程度上昇したかによって変化する。実施例１において昇温保護制御部４０は、図５の機能ブロック図で説明した通り、環境センサ９５から得られた情報、動作モードに応じた昇温プロファイルに加え、記録材Ｐの加熱領域設定に基づく温度分布情報を用いて、プリンタ１の機内温度を予測する。これによって、従来よりも精度良くプリンタ１の機内温度を予測することができる。

［昇温保護制御処理］
実施例１における昇温保護制御の流れを図６のフローチャートを用いて説明する。図６のフローチャートに基づく制御は、制御部３に搭載されたＣＰＵ８０がＲＯＭ８１に記憶されているプログラムに基づき実行する。

図６のフローチャートにおいて、まずプリンタ１の電源がオンとなった時点で、制御部３はステップ（以下、Ｓとする）１０１以降の処理を開始する。Ｓ１０１で制御部３は、環境センサ９５によってプリンタ１の周囲の環境情報（温度、湿度）（以下、環境温度Ｔｅとする）を検知し、昇温カウンタＣｕ（ｉ）の初期値を設定する。Ｓ１０２で制御部３は、所定時間毎に昇温カウンタＣｕ（ｉ）の更新を行うため、環境情報の検知又は前回の昇温カウンタＣｕ（ｉ）の更新から所定時間が経過したか否かを判断する。ここで、昇温カウンタＣｕ（ｉ）とは、プリンタ１の機内温度、実施例１においては記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）と対応する位置（位置情報ｉ）におけるドラムクリーナ１０のブレードの温度に対応するパラメータである。すなわち、昇温カウンタＣｕ（ｉ）は、加熱領域Ａ（ｉ）に対応して複数存在する。例えば、図２で説明したヒータ３００では７つの発熱ブロックＨＢ（１）〜ＨＢ（７）に対応する加熱領域Ａ（１）〜Ａ（７）に対して、昇温カウンタＣｕ（ｉ）は７つ（ｉ＝１〜７）存在する。このように、位置情報ｉにおける昇温カウンタをＣｕ（ｉ）、機内温度（ブレードの温度）をＴ（ｉ）と表す。制御部３は、Ｓ１０１において検知した環境温度Ｔｅに昇温カウンタＣｕ（ｉ）の値を加えることで、加熱領域Ａ（ｉ）と対応する位置におけるブレードの温度（機内温度）Ｔ（ｉ）を求めることができる（後述する式（３））。

Ｓ１０２で制御部３は、所定時間が経過していないと判断した場合、処理をＳ１０２に戻し、所定時間が経過したと判断した場合、処理をＳ１０３に進める。Ｓ１０３で制御部３は、動作モードを設定する。Ｓ１０４で制御部３は、機内温度の予測に用いる昇温プロファイルを、Ｓ１０３で設定した動作モードに基づいて設定する。ここで、動作モードとはプリンタ１の状態を示しており、例えば通常モードと昇温保護モードに大別される。また、通常モードは片面印刷、両面印刷、スタンバイ等のモードを含んでいる。昇温プロファイルとは、各動作モードを実行してから経過した時間に対して、ブレードの温度（機内温度）がどのように変化するか、すなわち温度変化の特性を示すデータである。この昇温プロファイルは、予め実験等によって得られた情報に基づいて動作モード毎に作成され、ＲＯＭ８１に記憶されている。昇温プロファイルについては後述する。

Ｓ１０５で制御部３は、動作モードが両面印刷であるか否かを判断する。Ｓ１０５で制御部３は、動作モードが両面印刷であると判断した場合、処理をＳ１０６に進め、動作モードが両面印刷ではないと判断した場合、処理をＳ１０８に進める。Ｓ１０６で制御部３は、加熱領域設定部３１によって設定された加熱領域設定（例えば、図４）に基づき、記録材Ｐの温度分布情報を取得する。Ｓ１０７で制御部３は、Ｓ１０６で取得した記録材Ｐの温度分布情報に基づき、Ｓ１０４で設定した昇温プロファイルを予測方式調整部４５により調整（補正）する。これにより、機内温度を予測する際に、記録材Ｐの温度分布が機内温度に与える影響を反映することができ、より精度良く機内温度（ブレードの温度）を予測できる。Ｓ１０８で制御部３は、Ｓ１０７によって調整された昇温プロファイルを用いて昇温カウンタＣｕ（ｉ）を更新する。なお、動作モードが両面印刷以外の場合は（Ｓ１０５ Ｎ）、制御部３は、Ｓ１０４で設定された昇温プロファイルをそのまま（補正することなく）利用して昇温カウンタＣｕ（ｉ）を更新する。ここで、現在の昇温プロファイルをＣｕ（ｉ，ｎ）、更新した後の昇温プロファイルをＣｕ（ｉ，ｎ＋１）とする。昇温プロファイルＣｕ（ｉ）の調整（補正）方法や、昇温カウンタＣｕ（ｉ）の更新方法について、詳しくは後述する。

Ｓ１０９で制御部３は、予測された機内温度（Ｓ１０８の昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ＋１））がＲＯＭ８１に記憶された保護閾値に達しているか否か、すなわち、昇温保護モードを実行する条件を満たしたか否かを判断する。ここで、保護閾値とは、実施例１においてはクリーニング不良が発生する温度よりも低い温度に設定されている。Ｓ１０９で制御部３は、機内温度が保護閾値に達していると判断した場合、処理をＳ１１０に進め、機内温度が保護閾値に達していないと判断した場合、処理をＳ１１１に進める。Ｓ１１０で制御部３は、プリンタ１の動作モードを昇温保護モードに切替え、昇温保護モードでの動作を実行する。実施例１では、昇温保護モードとして画像形成動作と休止動作とを一定時間毎に繰り返す間欠運転を実施する。ここで休止動作中は、駆動の必要がない全てのモータを停止させると共に、プリンタ１が冷却ファン（不図示）を有する場合には冷却ファンを例えば全速で駆動し、機内の冷却を図る。なお、実施例１では、複数の機内温度（昇温カウンタＣｕ（ｉ））のうち、少なくとも１つが保護閾値に達していた場合に昇温保護モードに切り替える。

一方、機内温度が保護閾値に達していない場合、Ｓ１１１で制御部３は、プリンタ１の動作モードを通常モードに切替え、通常の画像形成動作を実行し、処理をＳ１１２に進める。Ｓ１１２で制御部３は、昇温保護制御を終了させる条件（以下、終了条件という）を満たしたか否かを判断し、終了条件を満たしていないと判断した場合、すなわち昇温保護制御を継続する場合は処理をＳ１０２に戻す。Ｓ１１２で制御部３は、終了条件を満たしたと判断した場合、すなわち昇温保護制御を継続しない場合は、本フローチャートの制御を終了する。実施例１では、例えば、プリンタ１の電源がオフとなった時点で、昇温保護制御を終了する。

［昇温カウンタ］
実施例１では、機内温度（ブレードの温度Ｔ（ｉ））を所定時間毎に更新する昇温カウンタＣｕ（ｉ）によって表現する。昇温カウンタＣｕ（ｉ）は、プリンタ１の電源がオンとなった時点で初期値がセットされ、そこから所定時間毎に更新されていく。初期値は前回電源がオフとなった時点の昇温カウンタＣｕ（ｉ）に基づいて、電源がオンとなった時点までの経過時間に応じて決定される。例えば、機内温度が周辺環境と同じ温度になるまで十分に時間が経過していた場合、昇温カウンタＣｕ（ｉ）の初期値は０となる（Ｃｕ（ｉ）＝０）。一般的に、機内温度は、時間経過と共に温度変化率が減衰していき、やがてある温度に向かって収束する傾向がある。このような特性を持たせるため、実施例１では、式（１）に示すように、機内温度を予測するプロセス部材において、所定時間における昇温カウンタＣｕ（ｉ）の変化量ΔＣｕ（ｉ，ｎ）を算出する。昇温カウンタＣｕ（ｉ）の変化量ΔＣｕ（ｉ，ｎ）の算出には、加熱領域Ａ（ｉ）に対応する位置（位置情報（ｉ））の温度変動係数ｋ（ｉ）、収束カウンタＣｘ（ｉ）、現在の昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ）が用いられる。なお、実施例１において、温度を表すパラメータの単位は０．０００１℃である。ここで、ｎは更新のタイミングに対応する値（時間に対応するパラメータ）を示す。
ΔＣｕ（ｉ，ｎ）＝ｋ（ｉ）×（Ｃｘ（ｉ）−Ｃｕ（ｉ，ｎ））・・・式（１）

次に、式（２）を用いて、現在の昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ）に式（１）で求めた変化量ΔＣｕ（ｉ，ｎ）を加えることで、昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ＋１）を更新する。この演算は、図６のＳ１０８に相当するものである。
Ｃｕ（ｉ，ｎ＋１）＝Ｃｕ（ｉ，ｎ）＋ΔＣｕ（ｉ，ｎ）・・・式（２）

更に、機内温度Ｔ（ｉ）は、更新後の昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ＋１）と環境温度Ｔｅから式（３）を用いて算出される。
Ｔ（ｉ）＝Ｃｕ（ｉ，ｎ＋１）＋Ｔｅ・・・式（３）

その後、制御部３は、加熱領域Ａ（ｉ）に対応する機内温度Ｔ（ｉ）が第１の温度である保護閾値Ｔｓに達しているか（Ｔ（ｉ）≧Ｔｓ）否かを判断する。制御部３は、図２のヒータ３００の例では、７つの機内温度Ｔ（１）〜Ｔ（７）のうち少なくとも１つの機内温度Ｔ（ｉ）が保護閾値Ｔｓに達していた場合、プリンタ１の動作モードを第２の状態である昇温保護モードに切り替える。逆に、制御部３は、全ての機内温度Ｔ（ｉ）が第２の温度である復帰閾値Ｔｒを下回った場合（Ｔ（ｉ）＜Ｔｒ）には、プリンタ１の動作モードを第１の状態である通常モードに切り替える。実施例１では、例えば、保護閾値Ｔｓ＝４５００００（４５℃相当の値）、復帰閾値Ｔｒ＝４１００００（４１℃相当の値）を用いる。

実施例１では、図６のＳ１０４で説明した通り、動作モードに応じて昇温プロファイルを設定する。ここでの昇温プロファイルとは、昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ）の更新に用いられる温度変動係数ｋ（ｉ）と収束カウンタＣｘ（ｉ）である。温度変動係数ｋ（ｉ）は、一定時間における温度変動の大きさと向き（温度の上昇率又は下降率）を示すパラメータである。収束カウンタＣｘ（ｉ）は、その動作モードに移行してから所定の時間が経過した後に収束する温度、すなわち温度変動の収束値を示すパラメータである。特に、両面印刷時は、図６のＳ１０７において温度分布情報取得部４４によって取得された加熱領域設定に基づく温度分布情報を利用して、昇温プロファイルが調整（補正）される。これにより、記録材Ｐの温度分布が機内温度に与える影響が反映される。

［機内温度の実測値と予測値］
図７は環境温度Ｔｅ＝２５℃において、連続して両面印刷を行ったときの機内温度の実測値と、昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ）を用いた機内温度の予測値（Ｔ（ｉ））とを重ねたものである。図７において、横軸は時間（分）を示し、縦軸は機内温度（℃）を示す。また、破線が機内温度の実測値を示し、実線が実施例１の昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ）による機内温度の予測値（Ｔ（ｉ））を示す。ここで、機内温度の実測値はカートリッジに取り付けられた温度センサによって検知された温度であり、間接的にドラムクリーナ１０のブレードの温度を表している。また、カートリッジとは、感光ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ユニット１４、現像剤搬送ローラ１５、ドラムクリーナ１０をまとめて一体化したものであり、プリンタ１に対して着脱可能になっている。なお、光学ユニット１３、カートリッジ、１次転写ローラ１６、中間転写ベルト１７、ベルトクリーナ２５、２次転写ローラ１９等、記録材Ｐに未定着のトナー像を形成するために寄与する部材を画像形成手段とする。図７から分かるように、実施例１で機内温度の予測値に利用する昇温カウンタＣｕ（ｉ，ｎ）は、機内の昇温現象を精度良く近似することが可能である。

［温度分布情報に基づく調整（補正）］
実施例１では、図６のＳ１０７で制御部３は、記録材Ｐの加熱領域設定に基づく温度分布情報が機内温度に与える影響を考慮し、昇温プロファイルを調整（補正）する。具体的には、加熱領域Ａ（ｉ）における画像加熱部ＰＲ（ｉ）の搬送方向の長さをＬ（ｉ）、基準となる記録材Ｐの搬送方向の長をＬｂとし、式（４）を用いて画像加熱部ＰＲ（ｉ）の面積（以下、画像加熱部面積という）に基づく補正係数α（ｉ）を求める。ここで、実施例１では加熱領域Ａ（ｉ）の長手方向における長さは均等としている。
α（ｉ）＝Ｌ（ｉ）÷Ｌｂ・・・式（４）
なお、基準の昇温プロファイルとして、基準の温度変動係数をｋｂ（ｉ）、基準の収束カウンタをＣｘｂ（ｉ）とする。基準の昇温プロファイル（ｋｂ（ｉ），Ｃｘｂ（ｉ））は、画像加熱部ＰＲ（ｉ）の搬送方向の長さと記録材Ｐの搬送方向の長さが等しくなる（Ｌ（ｉ）＝Ｌｂ）条件で測定した値であり、実施例１ではＬｂ＝２７９．４ｍｍ（レターサイズ紙）を用いる。

実施例１では、Ｌ（ｉ）＜Ｌｂの場合（例えば、図４の場合）、表面にトナー像が定着され温められた記録材Ｐが機内温度に与える影響は基準に対して小さいと考えることができる。すなわち、記録材Ｐは、画像加熱部面積が小さいほど温度の上昇率が小さくなり、温度の収束値も低くなる。これを考慮して、式（５）のように画像加熱部面積による補正係数αに基づく昇温プロファイル（ｋ１（ｉ），Ｃｘ１（ｉ））を算出する。昇温プロファイル（ｋ１（ｉ），Ｃｘ１（ｉ））は、記録材Ｐの温度分布に基づき補正した後の昇温プロファイルである。
（ｋ１（ｉ），Ｃｘ１（ｉ））
＝α（ｉ）×（ｋｂ（ｉ），Ｃｘｂ（ｉ））・・・式（５）

以上のように調整された昇温プロファイルの設定例を、表１に示す。

表１は、左から片面印刷等の動作モード、画像加熱部面積による補正係数α（ｉ）（％で示す）、昇温プロファイルの温度変動係数ｋ１（ｉ）、昇温プロファイルの収束カウンタＣｘ１（ｉ）をそれぞれ示す表である。昇温プロファイルは、動作モードと関連付けられて記憶制御部５０のＲＯＭ８１に記憶されている。例えば、両面印刷の動作モードにおいて、基準（１００％）の昇温プロファイルは（ｋｂ（ｉ），Ｃｘｂ（ｉ））＝（０．００３２，２９００００）である。これは、環境温度Ｔｅに対して＋２９℃（収束温度）までの温度上昇が見込まれ、一定時間における温度変化の大きさが（収束温度−現在温度）×０．３２％であることを示している。これに対して、画像加熱部面積による補正係数α（ｉ）に応じて（９５％、８９％等）、式（５）の調整が行われている。

実施例１では、簡単のため、非画像加熱部ＰＰ（ｉ）が機内温度に与える影響は無視しているが、非画像加熱部ＰＰ（ｉ）が機内温度に与える影響を加味した補正係数を用いることも可能である。例えば、式（４）と同様に非画像加熱部ＰＰ（ｉ）の面積（以下、非画像加熱部面積という）による補正係数ε（ｉ）を算出し、α（ｉ）との重み付け平均の結果を、式（５）と同様の補正に用いてもよい。また、温度変動係数ｋ（ｉ）と収束カウンタＣｘ（ｉ）それぞれに、別の補正係数を用いてもよい。以上、記録材Ｐにおけるヒータ３００の加熱領域Ａ（ｉ）の面積に基づいて昇温プロファイルを補正する方法であればよい。

以上説明したように、実施例１においては、両面印刷時の機内温度を予測する際に、画像加熱部面積による補正係数α（ｉ）に応じて機内温度の予測に用いる昇温プロファイルを調整（補正）する。これにより、表面にトナー像が定着され温められた記録材Ｐの温度分布が機内温度に与える影響を考慮して、機内温度を予測することができる。そのため、不要な昇温保護モードの実行を減らし、ダウンタイムを削減することが可能となる。

なお、実施例１では、記録材Ｐがレターサイズ紙である例を示したため、画像加熱部ＰＲ（ｉ）の面積比率を搬送方向の長さの比率から計算することができた。他のサイズ紙においては、記録材Ｐの画像加熱部ＰＲ（ｉ）において、搬送方向に直交する方向の長さが加熱領域Ａ（ｉ）よりも短い場合がある。この場合は、画像加熱部ＰＲ（ｉ）の搬送方向の長さＬ（ｉ）のみでなく、搬送方向に直交する方向の長さＷ（ｉ）を用いて、面積比から画像加熱部面積による補正係数α（ｉ）を求めることができる。この場合においても、昇温プロファイルは加熱領域Ａ（ｉ）の面積に応じて補正される。

以上、実施例１によれば、機内温度を精度良く予測することができる。

実施例２は、加熱領域設定に基づく温度分布情報に基づいて昇温プロファイルを調整する際に、記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）に対応するプロセス部材の特性や構成に応じた補正も実施する。主な部分の説明は実施例１と同様であり、ここでは実施例１と異なる部分のみを説明する。

［加熱領域に対応するプロセス部材の特性や構成に基づく調整］
前述の通り、実施例１においては、画像加熱部面積による補正係数α（ｉ）に基づいて昇温プロファイルを補正した。しかしながら、記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）に対応するプロセス部材の特性や構成に応じて機内温度Ｔ（ｉ）の変動傾向が異なる場合がある。例えば、機内を冷却するファンから近い部材は機内温度の上昇カーブは緩やかになる。このように、プロセス部材は、ファンに近いほど温度の上昇率が小さくなり、所定の時間が経過した後に収束する温度が低くなる。また、昇温しやすい部材が使われている場合は、機内温度Ｔ（ｉ）の上昇カーブが急になる。したがって、実施例２では、実施例１における昇温プロファイルを、記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）に対応するプロセス部材の特性や構成に応じて補正する。具体的には、基準の昇温プロファイル（ｋｂ（ｉ），Ｃｘｂ（ｉ））に対して、式（６）を用いて補正後の昇温プロファイル（ｋ２（ｉ），Ｃｘ２（ｉ））を算出する。
（ｋ２（ｉ），Ｃｘ２（ｉ））
＝β（ｉ）×（ｋｂ（ｉ），Ｃｘｂ（ｉ））・・・式（６）

ここで、β（ｉ）は、加熱領域Ａ（ｉ）に対応するプロセス部材の特性や構成に応じた補正係数である。例えば、加熱領域Ａ（１）に対応する部材の近くに機内を冷却するファンが設置されている場合における補正係数β（ｉ）と補正後の昇温プロファイルの設定例を表２に示す。

表２は、左から加熱領域Ａ（ｉ）の位置情報ｉ、加熱領域Ａ（ｉ）に対応する部材の特性や構成による補正係数β（ｉ）、昇温プロファイルの温度変動係数ｋ２（ｉ）、昇温プロファイルの収束カウンタＣｘ２（ｉ）をそれぞれ示す表である。例えば、ファンの近くに設置されている、プロセス部材の加熱領域Ａ（１）、Ａ（２）に対応する位置では、補正係数β（１）が９０％、β（２）が９５％となっている。これに対して、ファンから遠くに設置されている、プロセス部材の加熱領域Ａ（３）〜Ａ（７）に対応する位置では、補正係数β（３）〜β（７）は基準の１００％となっている。また、補正係数β（ｉ）により補正された昇温プロファイルも、ファンとプロセス部材との位置関係に応じて補正される。具体的には、プロセス部材においてファンから遠い位置ほど昇温プロファイル（ｋ２（ｉ），Ｃｘ２（ｉ））が大きくなるように補正されている。

［画像形成装置の制御部構成］
実施例２における制御部３の機能ブロック図を図８に示す。実施例１との違いは、予測方式調整部４５が利用する情報に、プロセス部材特性及び構成情報４５２が追加されている点である。図５と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

以上説明したように、実施例２では加熱領域Ａ（ｉ）に対応するプロセス部材の特性や構成に応じて昇温プロファイルを補正する。更に、式（７）のように、実施例１と組み合わせて利用することも可能である。なお、組み合わせる方法は式（７）のみに限られるものではなく、補正係数α（ｉ）と補正係数β（ｉ）の影響度に応じた重み付けを行う等、別の方法を用いてもよい。
（ｋ２（ｉ），Ｃｘ２（ｉ））
＝α（ｉ）×β（ｉ）×（ｋｂ（ｉ），Ｃｘｂ（ｉ））・・・式（７）

以上説明したように、実施例２では、加熱領域Ａ（ｉ）に対応するプロセス部材の特性や構成に応じて昇温プロファイルを調整するため、機内の環境に合わせて機内温度を予測することができる。その結果、不要な昇温保護モードの実行を減らし、ユーザビリティーの低下を抑制することができる。

なお、実施例２のように昇温プロファイルを調整するだけではなく、保護閾値Ｔｓや復帰閾値Ｔｒを加熱領域Ａ（ｉ）に対応するプロセス部材の特性や構成に応じて変えることも可能である。更に、ファンの駆動状況などの制御状態によって補正係数β（ｉ）を可変にしてもよい。また、両面印刷以外の動作モードにおいても、加熱領域Ａ（ｉ）に対応するプロセス部材の特性や構成に応じて昇温プロファイルが異なる場合には実施例２の方法を適用することができる。

以上、実施例２によれば、機内温度を精度良く予測することができる。

実施例３は、加熱領域設定に基づく温度分布情報に基づいて昇温プロファイルを調整（補正）する際に、記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）の位置に応じた補正も実施する。主な部分の説明は実施例１と同様であり、ここでは実施例１と異なる部分のみを説明する。

［加熱領域の位置に基づく調整］
前述の通り、実施例１においては、画像加熱部面積による補正係数α（ｉ）に基づいて昇温プロファイルを補正した。しかしながら、表面にトナー像が定着され温められた記録材Ｐが再び２次転写ニップ部に到達するまでの温度変動は、記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）の位置に応じて異なる場合がある。例えば、記録材Ｐの端部は空気に触れる面積が大きく、熱が逃げやすい傾向にある。この場合は、記録材Ｐの端部に相当する機内温度Ｔ（ｉ）の上昇カーブは緩やかになる。

したがって、実施例３では、実施例１における昇温プロファイルを、記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）の位置に応じて補正する。具体的には、制御部３は、基準の昇温プロファイル（ｋｂ（ｉ），Ｃｘｂ（ｉ））に対して、式（８）のように各要素の比率に応じて補正後の昇温プロファイル（ｋ３（ｉ），Ｃｘ３（ｉ））を算出する。
（ｋ３（ｉ），Ｃｘ３（ｉ））
＝γ（ｉ）×（ｋｂ（ｉ），Ｃｘｂ（ｉ））・・・式（８）

ここで、γ（ｉ）は、加熱領域Ａ（ｉ）の位置に応じた補正係数である。記録材Ｐの両端部の熱が逃げやすく、機内温度に与える影響が小さくなる場合における補正係数γ（ｉ）と調整（補正）後の昇温プロファイルの設定例を表３に示す。

表３は、左から加熱領域Ａ（ｉ）を示す位置情報ｉ、加熱領域Ａ（ｉ）の位置による補正係数γ（ｉ）、昇温プロファイルの温度変動係数ｋ３（ｉ）、昇温プロファイルの収束カウンタＣｘ３（ｉ）をそれぞれ示す表である。例えば、ヒータ３００の両端部である加熱領域Ａ（１）、Ａ（７）では、熱が逃げやすいため、補正係数γ（１）、γ（７）は９０％となっている。これに対して、ヒータ３００の中央部である加熱領域Ａ（３）〜Ａ（５）では、補正係数γ（３）〜γ（５）は基準の１００％となっている。ヒータ３００の端部と中央部との間に位置する加熱領域Ａ（２）、Ａ（６）では、補正係数γ（２）、γ（６）は９５％となっている。また、補正係数γ（ｉ）により補正された昇温プロファイルも、加熱領域Ａ（ｉ）の位置に応じて補正されている。具体的には、長手方向における中央部の加熱領域（ｉ）ほど昇温プロファイル（ｋ３（ｉ），Ｃｘ３（ｉ））が大きくなるように補正されている。

実施例３における制御部３の機能ブロック図を図９に示す。実施例１との違いは、予測方式調整部４５が利用する情報に、加熱領域位置情報４５３が追加されている点である。実施例１と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。記録材Ｐは、長手方向において、端部の温度の上昇率が中央部の温度の上昇率に比べて小さく、端部における所定の時間が経過した後に収束する温度が中央部における所定の時間が経過した後に収束する温度よりも低い。実施例３では、記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）の位置に関する情報である加熱領域位置情報４５３を考慮して昇温プロファイルが補正される。

以上説明したように、実施例３では、記録材Ｐの加熱領域Ａ（ｉ）の位置に応じて昇温プロファイルを補正するので、表面にトナー像が定着され温められた記録材Ｐが再び２次転写ニップ部に到達するまでの温度変動を考慮することができる。したがって、更に精度良く機内温度を予測することができる。その結果、不要な昇温保護モードの実行を減らし、ユーザビリティーの低下を抑制することができる。

なお、記録材Ｐの温度分布は、表面にトナー像が定着され温められた記録材Ｐが再び２次転写ニップ部に到達するまでの時間τに応じて変動する。記録材Ｐに形成された画像を選択的に加熱する場合は、時間τが小さいほど温度分布の偏りが大きく、時間τが大きいほど温度分布が平坦に近づいていく。このような変動傾向を考慮する場合は、加熱領域Ａ（ｉ）の位置に応じた補正係数γをγ（ｉ，τ）のように定義し、τに応じた補正値を設定してもよい。

また、実施例３では、搬送方向に直交する方向の位置情報ｉを用いたが、搬送方向の位置情報ｊを用いて補正値を設定してもよいし、両者を組み合わせてもよい。例えば、補正係数γを例に説明すると、γ（ｊ）としてもよいし、γ（ｉ，ｊ）としてもよい。更に、実施例１や実施例２と組み合わせてもよい。

以上、実施例３によれば、機内温度を精度良く予測することができる。

なお、上記の実施例１乃至３においては、記録材Ｐに両面印刷を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。記録材Ｐに片面印刷を行う場合に本発明の制御を適用してもよい。

２１ 定着装置
４２ 機内温度予測部
４５ 予測方式調整部
ＨＢ 発熱ブロック

Claims (14)

1. 記録材に画像を形成する画像形成手段と、
   記録材の搬送方向に直交する直交方向に複数の発熱部を有し、前記画像形成手段により記録材に形成された未定着のトナー像を定着する定着手段と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記画像形成装置の内部の温度変化の特性を示すデータに基づいて前記画像形成装置の内部の温度を予測する予測手段と、
   前記複数の発熱部によって加熱された記録材の温度分布に基づいて前記データを補正する補正手段と、
   を備え、
   前記予測手段は、前記補正手段により補正された前記データに基づいて前記画像形成装置の内部の温度を予測することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置が配置された環境温度及び／又は環境湿度を検知する検知手段を備え、
   前記予測手段は、更に前記検知手段による検知結果に基づいて前記画像形成装置の内部の温度を予測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録材に形成される画像の位置に応じて前記複数の発熱部によって前記記録材が加熱される領域を設定する設定手段を備え、
   前記補正手段は、前記設定手段により設定された前記領域に基づいて前記記録材の温度分布を取得することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 記録材は、前記領域の面積が小さいほど温度の上昇率が小さくなり、所定の時間が経過した後に収束する温度が低くなることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成手段は、画像形成動作に寄与する部材を有し、
   前記補正手段は、前記直交方向における前記部材の温度に対する特性に基づいて前記データを補正することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置の内部を冷却するためのファンを備え、
   前記部材は、前記直交方向において前記ファンに近い位置ほど温度の上昇率が小さくなり、所定の時間が経過した後に収束する温度が低くなることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成手段は、トナー像を担持する像担持体と、画像形成後に前記像担持体に残ったトナーを清掃するためのブレードと、を有し、
   前記部材は、前記ブレードであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記補正手段は、前記直交方向における記録材の温度に対する特性に基づいて前記データを補正することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 記録材は、前記直交方向において、端部の温度の上昇率が中央部の温度の上昇率に比べて小さく、前記端部における所定の時間が経過した後に収束する温度が前記中央部における前記所定の時間が経過した後に収束する温度よりも低いことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成装置は、前記定着手段により第１面にトナー像が定着された記録材に、前記画像形成手段によって前記第１面とは異なる第２面に画像が形成される両面印刷を少なくとも含む動作モードで動作することが可能であり、
    前記補正手段は、前記動作モードが前記両面印刷である場合に前記データを補正することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記データを記憶する記憶手段を備え、
    前記データは、温度の上昇率又は下降率のデータ、及び所定の時間が経過した後に収束する温度のデータを含み、前記動作モードと関連付けられて前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記予測手段により予測された前記画像形成装置の内部の温度が第１の温度に到達した場合、画像形成動作を行う第１の状態から前記画像形成動作と前記画像形成動作を停止する休止動作とを繰り返す第２の状態に切り替える制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記予測手段は、前記複数の発熱部に対応する複数の温度を予測し、
    前記制御手段は、前記複数の温度のうち少なくとも１つが前記第１の温度に到達した場合に、前記第１の状態から前記第２の状態に切り替えることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記制御手段は、前記複数の温度のすべてが前記第１の温度よりも低い第２の温度を下回った場合、前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

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