(57)【要約】【課題】プリンタが設置された部屋の室内気温が大きく変動した場合でも画像形成を良好に行うことが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】環境温度センサ２０は、プリンタ１００の環境温度を検知する。プリンタ１００の画像形成部１４０及び定着装置１１は、画像形成プロセスを実行して、シートＰに画像を形成する。制御部５０は、環境温度センサ２０による検知温度の変化速度に基づいて画像形成部１４０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境温度を検知する検知手段と、
画像を形成する画像形成手段と、
前記検知手段による検知温度の変化速度に基づいて前記画像形成手段を制御する制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検知手段による検知温度の上昇速度が大きいほど前記検知温度よりも低い温度を動作条件として前記画像形成手段を制御する、
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】
前記制御手段は、前記検知手段による検知温度の下降速度が大きいほど前記検知温度よりも高い温度を動作条件として前記画像形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検知温度の変化速度が所定値より低い場合は、前記検知温度に基づく動作条件で前記画像形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記検知温度の変化開始後第１所定時間に達するまでは、前記検知温度に基づく動作条件で前記画像形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記検知温度の変化開始後、前記第１所定時間より長い第２所定時間を超えると、前記検知温度に基づく動作条件で前記画像形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記検知温度が所定の温度範囲内の場合、前記検知温度に基づく動作条件で前記画像形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像を記録材に熱定着させる定着手段の温度を検知する定着温度検知手段を更に有し、
前記制御手段は、前記定着温度検知手段による検知温度が所定値を超えている場合、前記検知温度に基づく動作条件で前記画像形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記動作条件として、画像形成のための電圧出力値が温度に基づいて予め設定されている、
ことを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
画像を形成する画像形成手段を有する画像形成装置の画像形成方法であって、
コンピュータが、環境温度を検知する検知手段により温度を検知する検知工程と、
コンピュータが、前記検知手段による検知温度の変化速度に基づいて前記画像形成手段を制御する制御工程と、を有する、
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置、及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成手段の温度を画像形成条件にフィードバックする画像形成装置が広く用いられている。このような画像形成装置は、通常、筐体の外側の空気の温度を検知する環境温度センサの他に、画像形成手段の温度を検知する専用の温度センサを装備している。
【０００３】
特許文献１には、結露制御に用いる外気温度を正確に測定するために、環境温度センサの検知温度を、画像形成手段の温度を検知する専用の温度センサの検知温度に応じて補正して、画像形成手段の発熱の影響を除く制御が示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−６９０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像形成手段の温度を検知する専用の温度センサを装備すると、温度センサの配置及び配線を含めて製造コストが上昇するため、環境温度センサの検知温度に基づいて画像形成条件を設定することが提案された。画像形成装置が設置された部屋の室内温度が安定している場合、画像形成手段の温度と室内温度との間には強い関連性があるからである。
【０００６】
しかし、室内気温が大きく変動した場合、環境温度センサの検知温度と画像形成手段の実際温度との間に大きな温度差が発生して、環境温度センサの検知温度に基づいて設定された画像形成条件が不適切なものとなることが判明した。
【０００７】
本発明は、室内気温が大きく変動した場合でも画像形成を良好に行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、環境温度を検知する検知手段と、画像を形成する画像形成手段と、前記検知手段による検知温度の変化速度に基づいて前記画像形成手段を制御する制御手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、室内気温が大きく変動した場合でも画像形成を良好に行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プリンタの構成の説明図である。
【図２】プリンタの制御系の構成の説明図である。
【図３】環境温度センサの検知温度と画像形成部の実際温度との温度差の説明図である。
【図４】実施の形態１における高電圧の設定制御のフローチャートである。
【図５】温度予測処理のフローチャートである。
【図６】制御部による補正温度と画像形成部の実際温度との温度差の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
実施の形態１では電子写真方式のプリンタにおける画像形成プロセスに用いる高電圧の制御の実施の形態を説明する。
【００１３】
（プリンタ）
図１はプリンタの構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置の一例であるプリンタ１００は、自動原稿搬送装置１３０を装備した画像読取装置１２０を装置本体１１０の上部に配置した電子写真方式のマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）である。装置本体１１０は、外部のコンピュータから送られてくるジョブデータや画像読取装置１２０で取り込んだ原稿の画像情報に基づいてシートＰに画像を形成する。
【００１４】
画像形成手段の一例である画像形成部１４０及び定着装置１１は、記録材の一例であるシートＰに画像を形成する。画像形成部１４０は、感光ドラム１の周りに、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、及びドラムクリーニング装置６を配置している。感光ドラム１は、周面に感光層を有し、回転する。帯電ローラ２は、帯電電圧を印加されて感光ドラム１の周面を一様な電位に帯電させる。
【００１５】
露光装置３は、画像データを展開した走査線信号をＯＮ−ＯＦＦ変調した画像信号で半導体レーザーを作動させてレーザービームＬを発生する。露光装置３は、レーザービームＬにより感光ドラム１を走査露光して、画像の静電潜像を形成する。
【００１６】
現像装置４は、現像ローラ３３に現像剤を担持させて感光ドラム１との対向部へ搬送し、感光ドラム１の静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ５は、転写電圧を印加されて、転写部Ｎ１を通過するシートＰへ感光ドラム１のトナー像を転写する。
【００１７】
装置本体１１０の下部に給紙部１５０が配置される。給紙部１５０は、カセット１０に、規定のサイズに裁断されたシートＰを積載して収容する。ピックアップローラ２５は、カセット１０からシートＰを繰り出して分離部２６へ給送する。分離部２６は、カセット１０の最上位のシートＰのみをレジストローラ２８へ給送し、最上位のシートＰに重なった重送シートを分離して、カセット１０へ押し戻す。
【００１８】
レジストローラ２８は、感光ドラム１のトナー像にタイミングを合わせて転写部Ｎ１へシートＰを給送する。レジストローラ２８は、停止状態でシートＰを待機させて斜行を矯正した後に、回転してシートＰを転写部Ｎ１へ送り込む。転写部Ｎ１でトナー像を転写されたシートＰは、定着装置１１に搬送されて表面に画像を定着される。画像を定着されたシートＰは、排出ローラ１４により排出トレイ１５へ排出して積載される。
【００１９】
定着装置１１は、定着ローラ１３に加圧ローラ１２を当接させてシートＰのニップ部Ｎ２を形成している。定着装置１１は、画像形成部１４０においてトナー像を転写されたシートＰを下方から受け入れ、ニップ部Ｎ２で挟持して搬送することによりシートＰを加熱し、トナー像を融解して画像をシートＰに定着させる。
【００２０】
（制御部）
図２はプリンタの制御系の構成の説明図である。図１を参照して図２に示すように、制御部５０は、ＲＯＭ５１に記録されたプログラム及びデータをＲＡＭ５２に保持してＣＰＵ５３が必要な演算及び処理を実行することにより、装置本体１１０の各ユニットを統括的に作動させて画像形成プロセスを制御する。
【００２１】
操作パネル５７は、ユーザがプリンタ１００に対して各種入力／設定を行う。制御部５０は、外部のパソコン又は画像読取装置１２０からジョブデータを受信すると、ジョブデータに含まれる画像形成情報に応じて露光制御部５８を制御して、感光ドラム１にトナー像を形成する。また、給紙部１５０からシートＰを給送して感光ドラム１からトナー像を転写させる。
【００２２】
検知手段の一例である環境温度センサ２０は、環境温度を検知する。環境温度センサ２０は、装置本体１１０の外壁に配置され、プリンタ１００が置かれた室内の温度を検知する。制御部５０は、環境温度センサ２０の検知温度に基づいて感光ドラム１の温度を推定し、高電圧の出力値等の制御にフィードバックする。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１に示すように、画像形成部１４０の動作条件として、画像形成のための各種の電圧出力値が温度に基づいて予め設定されている。高電圧の出力値及び定着ローラの目標温度は、環境温度センサ２０の検知温度に基づく感光ドラム１の温度の推定値を２２℃以上のＡゾーンから９℃未満のＦゾーンまで６段階に分割し、各段階で高電圧等の設定内容を異ならせている。
【００２５】
（帯電バイアス）
帯電電源Ｄ２は、直流電圧（帯電バイアス）に交流電圧を重畳した帯電電圧を帯電ローラ２に印加することにより、直流電圧（帯電バイアス）の電位まで感光ドラム１を帯電させる。感光ドラム１の温度が上昇すると、感光体の電荷移動性が高まり、帯電ローラ２による帯電位置から転写ローラ５による転写位置（転写部Ｎ１）まで感光ドラム１が回転する間の感光ドラム１の電位低下が大きくなる。そのため、制御部５０は、９℃未満のＦゾーンから２２℃以上のＡゾーンまで、室内温度が高いゾーンほど、直流電圧（帯電バイアス）を高くする。
【００２６】
（現像バイアス）
現像電源Ｄ４は、直流電圧（現像バイアス）に交流電圧を重畳した現像電圧を現像ローラ３３に印加することにより、現像ローラ３３に担持された現像剤を感光ドラム１へ移転させる。感光ドラム１の温度が上昇すると、現像ローラ３３による現像位置から転写ローラ５による転写位置（転写部Ｎ１）まで感光ドラム１が回転する間の感光ドラム１の電位低下が大きくなる。そのため、制御部５０は、９℃未満のＦゾーンから２２℃以上のＡゾーンまで、室内温度が高いゾーンほど、直流電圧（現像バイアス）を高くする。
【００２７】
（転写バイアス）
転写電源Ｄ５は、直流電圧（転写バイアス）を転写ローラ５に印加することにより、感光ドラム１に担持された現像剤をシートに移転させる。感光ドラム１の温度が上昇すると、現像ローラ３３による現像位置から転写ローラ５による転写位置（転写部Ｎ１）まで感光ドラム１が回転する間の現像剤の帯電量の減少が大きくなる。そのため、制御部５０は、９℃未満のＦゾーンから２２℃以上のＡゾーンまで、室内温度が高いゾーンほど、直流電圧（転写バイアス）を低くする。
【００２８】
（定着ローラの目標温度）
定着温度検知手段の一例である定着サーミスタ５５は、画像を記録材に熱定着させる定着手段の一例である定着装置１１の温度を検知する。定着ローラ１３は、定着サーミスタ５５により表面温度を検知される。定着制御部６０は、定着サーミスタ５５の検知温度を目標温度に一致させるように定着ローラ１３に対する電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する。感光ドラム１の温度が上昇すると、定着装置１１のニップ部Ｎ２へ搬送されるシートの温度が上昇するため、目標温度が高いままだと、過熱状態となって定着ローラ１３に移転するトナーが増えてしまう。そのため、制御部５０は、９℃未満のＦゾーンから２２℃以上のＡゾーンまで、室内温度が高いゾーンほど、定着ローラの温度調整の目標温度を低くする。表１では、定着ローラの目標温度については図示を略している。
【００２９】
（冬季起動時の課題）
図３は環境温度センサの検知温度と画像形成部の実際温度との温度差の説明図である。図３は、冬の朝にオフィスや工場で暖房を入れた場合を想定して、室内温度を５℃から２３℃に上げて行った場合の環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０に配置した実験用温度センサの検知温度との関係を示している。実験用温度センサは、環境温度センサ２０と同じものを、実験用に感光ドラム１の近傍に設置して、感光ドラム１付近の実温度を測定している。
【００３０】
冬季の寒い時期になると、早朝、オフィスや工場の室内及びプリンタ１００は共に５℃以下に冷え切っている。その後、室内は、暖房を入れることによって急速に温度上昇する。しかし、密閉性のある装置本体１１０に収容されて板金等で覆われている画像形成部１４０の実際温度は、室内温度の急速な上昇に追従できない。
【００３１】
その結果、図３に示すように、環境温度センサ２０の検知温度（室内温度）と画像形成部１４０の実際温度（筐体内温度）との間に温度差が生じる。画像形成部１４０の実際温度は室内温度の変化に追従できず、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間に最大６℃の温度差が発生していた。
【００３２】
これにより、環境温度センサ２０で検知した室内温度に応じて画像形成部１４０で用いる高電圧を設定すると、表２に示すように、感光ドラム１の実際の温度に最適な電圧値とは異なる設定がされてしまい、画像不良が発生する場合がある。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２は、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度とを５分間隔でサンプリングし、それぞれのサンプリング時刻における環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度とをゾーンＡ〜Ｆで比較対照したものである。表２に示すように、サンプリング時刻３０分〜１２０分において、環境温度センサ２０の検知温度のゾーンＡ〜Ｆは、画像形成部１４０の実際温度のゾーンＡ〜Ｆとの間にずれが発生している。
【００３５】
このため、サンプリング時刻３０分〜１２０分に表１のように環境温度センサ２０の検知温度のゾーンＡ〜Ｆに応じて高電圧設定を行うと、画像形成部１４０の実際温度のゾーンＡ〜Ｆに応じて設定されるべき高電圧とは異なる高電圧が設定されてしまう。実際は画像形成部１４０の実際温度に従って高電圧を設定すべきところを、一段高い環境温度センサ２０の検知温度に従って高電圧が設定されてしまう。その結果、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度の温度差が大きいほど、高電圧の設定が不適切になる。そして、高電圧の設定の誤りによる画像不良が発生する可能性が高くなる。
【００３６】
表２の目標とのずれ欄には、環境温度センサ２０の検知温度に基づくゾーンと画像形成部１４０の実際温度に基づくゾーンとの差を数値で示している。ゾーンが同じ場合は、数値を０とし、ゾーンが１つ異なる場合は数値を１とし、ゾーンが２つ異なる場合は数値を２としている。そして、０分〜１２０分のそれぞれのサンプリング時刻における数値を積算することで総合的な温度推定の不正確さを評価している。表２に示すように、環境温度センサ２０の検知温度で画像形成部１４０の実際温度を推定した場合、０分〜１２０分のサンプリング時刻を通じた不正確さは２６である。
【００３７】
以上説明したように、冬季の寒い時期の早朝にオフィスや工場で暖房が開始されると、プリンタ１００においては、環境温度センサ２０の検知温度に基づいて表１に示すように高電圧の設定を行うと画像品質が低下する可能性が高くなる。このような課題に対して、従来は、環境温度センサ２０とは別に、感光ドラム１に近接した位置に専用の機内温度センサを設け、機内温度センサの検知温度に応じて画像形成部１４０で用いる高電圧を設定していた。しかし、環境温度センサ２０とは別に機内温度センサを設ける場合、温度センサの配置や配線を含めてコストがかかる。
【００３８】
そこで、実施の形態１では、従来の技術に存在する課題を鑑みて、環境温度センサ２０の検知温度に基づいて画像形成部１４０の実際温度をより正確に推定することを可能にしている。実施の形態１では、環境温度センサ２０の検知温度の上昇速度に応じて環境温度センサ２０の検知温度を補正することにより、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との温度差を減らしている。後述するように、これにより、０分〜１２０分のサンプリング時刻を通じた不正確さは表２の２６から表３の３にまで縮小した。
【００３９】
（実施の形態１の制御）
図１に示すように、環境温度センサ２０は、画像形成部１４０から離隔した位置で温度を検知している。このため、プリンタ１００が設置された室内の温度変化に伴って、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間には温度差が発生する。
【００４０】
制御手段の一例である制御部５０は、環境温度センサ２０による検知温度の変化速度に基づいて画像形成部１４０を制御する。このため、従来は考慮されていなかった検知温度の変化速度に応じた温度差を制御に取り入れて画像形成部１４０の動作条件のずれを修正することができる。制御部５０は、環境温度に基づく動作条件（電圧）にするのか、環境温度の「変化速度」に基づく動作条件（電圧）にするのかという選択を実行する。
【００４１】
制御部５０は、環境温度センサ２０による検知温度の上昇速度が大きいほど環境温度センサ２０の検知温度よりも低い温度を動作条件として画像形成部１４０を制御する。このため、環境温度の温度上昇時の温度差を制御に取り入れて画像形成部１４０の動作条件のずれを修正することができる。検知温度の上昇速度が大きいほど環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との温度差が増大する。
【００４２】
制御部５０は、温度上昇速度αが０．０５以上０．２未満の場合（例えば温度差４度／２５分＝０．１６）、環境温度が上昇している途中であって、画像形成部１４０の実際温度は、最新の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］に比較して３度低いと予測する。このため、高電圧の出力値は最新の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］−３℃という予測値に対応させて決定される。
【００４３】
制御部５０は、温度上昇率が０．２以上の場合（例えば温度差６度／２５分＝０．２４）、環境温度が急速に上昇しており、画像形成部１４０の実際温度は、最新の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］に比較して５度低いと予測する。このため、高電圧の出力値は最新の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］−５℃という予測値に対応させて決定される。
【００４４】
制御部５０は、環境温度センサ２０の検知温度の上昇の速度が所定値の一例である０．０５［℃／分］より低い場合は、画像形成部１４０の温度を環境温度センサ２０の検知温度と略同一に推定する。温度上昇速度αが０．０５未満の場合（例えば２５分前との温度差が１℃／２５分＝０．０４）、温度上昇はほとんど無いか緩やかであって、最新の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と画像形成部１４０の実際温度とが略一致している。このため、高電圧の出力値は最新の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］に基づいて決定しても差し支えない。
【００４５】
制御部５０は、環境温度センサ２０の検知温度の変化速度が所定値より低い場合は、環境温度センサ２０の検知温度に基づく動作条件で画像形成部１４０を制御する。環境温度センサ２０の検知温度の変化速度が所定値より低い場合は、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間に発生する温度差が小さくなり、無視できるからである。
【００４６】
制御部５０は、環境温度センサ２０の検知温度の変化開始後第１所定時間に達するまでは、環境温度センサ２０の検知温度に基づく動作条件で画像形成部１４０を制御する。室内の暖房開始後、第１所定時間に達するまでは空調システムの予熱等が行われて環境温度の上昇が緩慢だからである。制御部５０は、環境温度センサ２０の検知温度の上昇開始後第１所定時間の一例である２５［分］に達するまでは、画像形成部１４０の温度を環境温度センサ２０の検知温度と略同一に推定する。図３に示されるように、室内温度の上昇は、初期に緩やかでその後急峻になるからである。
【００４７】
制御部５０は、環境温度センサ２０の検知温度が所定の温度範囲内の場合、環境温度センサ２０の検知温度に基づく動作条件で画像形成部１４０を制御する。例えば、１５〜２０℃といった暖房の目標温度に近い環境温度の場合、暖房を開始しても、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間に目立った温度差が発生しないからである。環境温度センサ２０の温度が高いということは、暖房を使用することがないとも推定され得る。このため、環境温度センサ２０による検知温度が１５℃を超えている場合、画像形成部１４０の温度を環境温度センサ２０の検知温度と略同一に推定する。
【００４８】
制御部５０は、定着サーミスタ５５による検知温度が所定値の一例である４０℃を超えている場合、環境温度センサ２０の検知温度に基づく動作条件で画像形成部１４０を制御する。定着サーミスタ５５の温度が高いということは、直前にプリンタ１００が稼働していたということであり、画像形成部１４０の温度はすでに暖まっている。このため、ここから暖房を開始しても、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間に目立った温度差が発生しないからである。
【００４９】
図２に示すように、検知工程では、制御部５０が、環境温度を検知する環境温度センサ２０により温度を検知する。検知工程では、環境温度センサ２０の出力値である検知温度を５分おきにサンプリングして環境温度Ｔｍｐ−ｎ［℃］（ｎは０から５までの変数）を取得する。そして、Ｔｍｐ−０［℃］を最新のサンプリング値とし、Ｔｍｐ−１［℃］が５分前のサンプリング値、Ｔｍｐ−２［℃］が１０分前のサンプリング値、Ｔｍｐ−５が２５分前のサンプリング値となるように、順次繰り上げて５個のデータを更新し続ける。
【００５０】
制御工程では、制御部５０が、環境温度センサ２０による検知温度の変化速度に基づいて画像形成部１４０を制御する。制御工程では、ユーザからプリントジョブが入力された時点で、５個のデータに基づいて直前の２５分間の温度上昇速度αを計算する。
【００５１】
α＝（Ｔｍｐ−０［℃］−Ｔｍｐ−５［℃］）／２５
【００５２】
制御部５０は、計算した温度上昇速度αに応じて画像形成部１４０の実際温度を推定し、この推定温度を用いて画像形成部１４０の動作条件を設定する。制御部５０は、推定温度に基づいて、画像形成部１４０の温度に応じた画像形成条件を設定する。制御部５０は、推定温度に応じた高電圧の出力値を決定して画像形成部１４０に設定し、画像形成を実行させる。このため、温度上昇速度αに応じて環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との温度差が異なってくるという自然法則を、画像形成部１４０の動作条件として取り込むことができる。
【００５３】
（環境温度のサンプリング）
図４は実施の形態１における高電圧の設定制御のフローチャートである。図２を参照して図４に示すように、ＣＰＵ５３は、プリンタ１００の電源がＯＮされると経過時間（ｔ）をリセットして経過時間（ｔ）のカウントを開始する（Ｓ１１）。
【００５４】
ＣＰＵ５３は、環境温度センサ２０の出力を読み込んで、現在の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］を取得する（Ｓ１２）。ＣＰＵ５３は、定着制御部６０から定着サーミスタ５５が検知した定着温度Ｔｓ［℃］を取得する（Ｓ１３）。
【００５５】
ＣＰＵ５３は、直前にプリントが実行された等の動作によって装置本体１１０の内部が暖まっているか否かを定着温度Ｔｓ［℃］に基づいて確認する（Ｓ１４）。
【００５６】
ＣＰＵ５３は、定着温度Ｔｓ［℃］が４０℃以上である場合（Ｓ１４のＹＥＳ）、既に装置本体１１０の内部の空気は暖まっており、環境温度Ｔｍｐ−０と感光ドラム１の表面温度とは略一致していると判断する。このため、温度予測処理（Ｓ２１）は実行しないで、表１に示すように、現在の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］に基づいて高圧出力処理を実行する（Ｓ２２）。
【００５７】
ＣＰＵ５３は、定着温度Ｔｓ［℃］が４０℃未満の場合（Ｓ１４のＮＯ）、装置本体１１０の外部の温度が低いのか否かを環境温度Ｔｍｐ−０［℃］に基づいて確認する（Ｓ１５）。
【００５８】
ＣＰＵ５３は、環境温度Ｔｍｐ−０［℃］が１５℃以上の場合（Ｓ１５のＹＥＳ）、通常の室内環境であり、環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と感光ドラム１の温度との間に顕著な温度差が無いと判断する。このため、温度予測処理（Ｓ２１）は実行しないで、表１に示すように、現在の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］に基づいて高圧出力処理を実行する（Ｓ２２）。
【００５９】
ＣＰＵ５３は、環境温度Ｔｍｐ−０［℃］が１５℃未満の場合（Ｓ１５のＮＯ）、低温の室内環境であり、暖房による温度上昇の可能性があるので、温度予測処理（Ｓ２１）を実行する。
【００６０】
ＣＰＵ５３は、経過時間（ｔ）が５分間経過する毎に（Ｓ１６のＹＥＳ）、環境温度センサ２０の出力を読み込んで、最新の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］を取得する（Ｓ１７）。
【００６１】
ＣＰＵ５３は、環境温度Ｔｍｐ−０［℃］の取得に伴って、これまでに取得した環境温度Ｔｍｐ−ｎ［℃］を環境温度Ｔｍｐ−（ｎ＋１）［℃］に変更して保存する（Ｓ１８）。
【００６２】
ＣＰＵ５３は、経過時間（ｔ）の目標値を５分間追加する（Ｓ１９）。ＣＰＵ５３は、プリントジョブを受信するまで（Ｓ２０のＮＯ）、次の５分間の経過の判断と（Ｓ１６）、最新の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］の取得（Ｓ１７）と、を繰り返す。
【００６３】
ＣＰＵ５３は、環境温度Ｔｍｐ−ｎ［℃］を取得している間に、プリントジョブを受信すると（Ｓ２０のＹＥＳ）、温度予測処理（Ｓ２１）を実行し、予測した補正温度ＲＴｎ［℃］に基づいて高圧出力処理を実行する（Ｓ２２）。ＣＰＵ５３は、プリントジョブを実行して（Ｓ２３）、プリントジョブを終了する。
【００６４】
プリントジョブが実行されると、感光ドラム１の表面温度が上昇して、温度予測処理（Ｓ２１）で求められる補正温度ＲＴｎ［℃］から外れてしまう。このため、ＣＰＵ５３は、プリントジョブが実行されると、最新の環境温度Ｔｍｐ−ｎ［℃］の取得を終了する。
【００６５】
（温度予測処理）
図５は温度予測処理のフローチャートである。図２を参照して図５に示すように、制御部５０は温度予測処理Ｓ２１を実行する。ＣＰＵ５３は、環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と５分前の環境温度Ｔｍｐ−１［℃］とを比較して温度上昇中か否かを確認する（Ｓ３１）。
【００６６】
ＣＰＵ５３は、温度上昇中の場合（Ｓ３１のＹＥＳ）、環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と２５分前の環境温度Ｔｍｐ−５［℃］とを比較して、温度上昇が２５分以上継続しているか否かを確認する（Ｓ３２）。
【００６７】
ＣＰＵ５３は、温度上昇中でない場合（Ｓ３１のＮＯ）及び温度上昇が２５分間未満の場合（Ｓ３２のＮＯ）、補正温度ＲＴｎを環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と等しく予測する（Ｓ３８）。すなわち、実質的な環境温度Ｔｍｐ−０［℃］の補正は行わない。図３に示すように、温度上昇の開始から約２５分間は環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と画像形成部１４０の実際温度との間に温度差がほとんど生じないからである。
【００６８】
ＣＰＵ５３は、温度上昇が２５分以上の場合（Ｓ３２のＹＥＳ）、現在の環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と２５分前の環境温度Ｔｍｐ−５［℃］との温度差を求め、経過時間［分］で除して温度上昇率である傾きα［℃／分］を算出する（Ｓ３３）。
【００６９】
（（Ｔｍｐ−０）−（Ｔｍｐ−５））／２５  ・・・（式１）
【００７０】
ＣＰＵ５３は、傾きαが０．２以上の場合（Ｓ３４のＹＥＳ）、急な温度変化があったと判断する。ＣＰＵ５３は、環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と画像形成部１４０の実際温度との間の温度差が大きいと判断し、補正温度ＲＴｎを環境温度Ｔｍｐ−０［℃］よりも５℃低く予測する（Ｓ３６）。
【００７１】
ＲＴｎ＝（Ｔｍｐ−０）−５  ・・・（式２）
【００７２】
ＣＰＵ５３は、傾きαが０．２未満０．０５以上の場合（Ｓ３４のＮＯ、Ｓ３５のＹＥＳ）、急な温度変化には該当しないものの画像形成部１４０の実際温度との間の温度差が発生する程度の温度変化はあったと判断する。ＣＰＵ５３は、補正温度ＲＴｎを環境温度Ｔｍｐ−０［℃］よりも３℃低く予測する（Ｓ３７）。
【００７３】
ＲＴｎ＝（Ｔｍｐ−０）−３  ・・・（式３）
【００７４】
ＣＰＵ５３は、傾きαが０．０５未満の場合（Ｓ３４のＮＯ、Ｓ３５のＮＯ）、画像形成部１４０の実際温度との間の温度差が発生する程度の温度変化は無かったと判断する。ＣＰＵ５３は、補正温度ＲＴｎを環境温度Ｔｍｐ−０［℃］と等しく予測する（Ｓ３８）。
【００７５】
ＲＴｎ＝（Ｔｍｐ−０）      ・・・（式４）
【００７６】
ＣＰＵ５３は、最新の補正温度ＲＴｎが前回の補正温度ＲＴｎ−１よりも小さい場合（Ｓ３９のＹＥＳ）、前回の補正温度ＲＴｎ−１を使用する（Ｓ４０）。環境温度Ｔｍｐ−０［℃］が上昇しているにも関わらず、今回の補正温度が前回の補正温度ＲＴｎよりも小さくなるのは測定誤差と考えられるからである。ＣＰＵ５３は、最新の補正温度ＲＴｎが前回の補正温度ＲＴｎ−１以上の場合（Ｓ３９のＮＯ）、最新の補正温度ＲＴｎをそのまま予測値として採用する。
【００７７】
（実施の形態１の効果）
図６は制御部による補正温度と画像形成部の実際温度との温度差の説明図である。図６は、冬の朝にオフィスや工場で暖房を入れた場合を想定して、室内温度を５℃から２３℃に上げていった場合の制御部５０による補正温度と画像形成部１４０に配置した実験用温度センサの検知温度との関係を示している。実験用温度センサは、環境温度センサ２０と同じものを、実験用に感光ドラム１の近傍に設置して、感光ドラム１付近の実温度を測定した。
【００７８】
図６に示すように、制御部５０による補正温度は、画像形成部１４０に配置した実験用温度センサの検知温度に対して正確に追従している。図３に示すような高電圧設定に用いる温度と画像形成部１４０の実際温度との温度差は解消されている。
【００７９】
制御部５０は、補正温度をゾーンＡ〜Ｆに分割して表１に示すように異なる高電圧設定を割り当てている。制御部５０は、環境温度センサ２０で検知した環境温度Ｔｍｐ−０［℃］を補正温度ＲＴｎに補正し、補正温度ＲＴｎに応じて画像形成部１４０で用いる高電圧を設定する。その結果、表３に示すように、感光ドラム１の実際の温度に最適な電圧値が設定されて画像不良が発生し難くなった。
【００８０】
【表３】
2018077349.tif 000005
【００８１】
表３は、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度とを５分間隔でサンプリングしている。さらに、それぞれのサンプリング時刻における環境温度センサ２０の検知温度を補正して、補正温度と画像形成部１４０の実際温度とをゾーンＡ〜Ｆで比較対照している。表３に示すように、サンプリング時刻０分〜１２０分において、環境温度センサ２０の検知温度のゾーンＡ〜Ｆは、画像形成部１４０の実際温度のゾーンＡ〜Ｆとほぼ一致している。補正温度は、実際に高圧制御を行いたい感光ドラム１付近の温度に近付いている。補正温度を用いることで、高電圧の出力は、画像形成部１４０の実際温度に応じた目標値に近付いている。表２と比較して、サンプリング時刻０分〜１２０分を通じたゾーンのずれの累計は、合計２６から合計３まで改善している。
【００８２】
実施の形態１では、周期的に環境温度センサ２０の出力をサンプリングし、所定時間の環境温度の変化量（傾き）から急な温度変化が起きたと判断する。そして、急な温度変化が起きた場合、環境温度の変化量（傾き）に応じて画像形成部１４０の実際温度を予測して高電圧の制御を行う。これにより、急な温度変化による画像不良を防止可能な画像形成装置を提供することができた。すなわち、実施の形態１では、急な環境温度の変化による画像不良を防止できる。
【００８３】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、環境温度が上昇している過程での環境温度と画像形成部１４０の実際温度との温度差を温度予測処理により軽減した。これに対して、実施の形態２では、環境温度が下降している過程での環境温度と画像形成部１４０の実際温度との温度差を温度予測処理により軽減させる。
【００８４】
（環境温度の下降）
プリンタ１００が設置された室内の暖房がＯＦＦされて窓が大きく開かれると、室内温度が５℃以下にまで急低下する場合がある。また、３０℃を超える室内で強力な冷房が作動し始めた場合、室内温度が２０℃以下にまで急低下する場合も考えられる。
【００８５】
このような場合、環境温度の下降に画像形成部１４０の実際温度が追従して下降することができず、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間に温度差が発生してしまう。そして、環境温度センサ２０の検知温度に応じて画像形成部１４０で用いる各種の高電圧の設定を行った場合、高電圧の設定が不適切になって出力画像の品質が低下する可能性がある。
【００８６】
そこで、実施の形態２では、環境温度が低下した場合も、実施の形態１と同様な制御により環境温度の変化の傾き（温度の下降速度）を求め、傾きに応じて環境温度を補正して補正温度を算出する。
【００８７】
図２に示すように、制御部５０は、環境温度センサ２０による検知温度の下降速度が大きいほど環境温度センサ２０の検知温度よりも高い温度を動作条件として画像形成部１４０を制御する。このため、環境温度の温度下降時の温度差を制御に取り入れて画像形成部１４０の動作条件のずれを修正することができる。検知温度の下降速度が大きいほど環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との温度差が増大する。
【００８８】
制御部５０は、検知温度の下降速度が大きいほど環境温度センサ２０の検知温度よりも高い温度を推定する。環境温度が下がっていく場合、実施の形態１とは逆に、環境温度の下降の傾きに従って画像形成部１４０の実際温度を環境温度よりも高く予測する。
【００８９】
また、実施の形態１とは逆に、環境温度センサ２０による検知温度が所定の温度範囲の一例である２０℃を下回っている場合、画像形成部１４０の温度を環境温度センサ２０の検知温度と略同一に推定する。環境温度センサ２０の温度が低いということは、冷房を使用することがないと推定されるからである。
【００９０】
＜実施の形態３＞
実施の形態１では、環境温度センサ２０の検知温度の上昇開始後２５分に達するまでは環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間に温度差が発生し難いため、温度予測処理を行わなかった。同様に、図３に示すように、環境温度センサ２０の検知温度の上昇開始後１２０分を超えると、環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間に温度差が発生し難くなる。そこで、実施の形態３では、環境温度センサ２０の検知温度の上昇開始後１２０分を超えると、温度予測処理を行わない。
【００９１】
（長時間の温度上昇後）
図１を参照して図２に示すように、制御部５０は、環境温度センサ２０の検知温度の変化開始後、実施の形態１で説明した第１所定時間より長い第２所定時間を超えると、環境温度センサ２０の検知温度に基づく動作条件で画像形成部１４０を制御する。室内温度の温度上昇が第２所定時間を超えると、図３に示されるように、温度上昇が緩慢になって環境温度センサ２０の検知温度と画像形成部１４０の実際温度との間に発生する温度差が小さくなるからである。
【００９２】
制御部５０は、環境温度センサ２０の検知温度の上昇開始後、第２所定時間の一例である１２０［分］を超えると、画像形成部１４０の動作条件を環境温度センサ２０の検知温度に基づいて制御する。暖房開始後の温度変化が急峻な場合でも緩やかな場合でも温度上昇開始から１２０分を超えると、温度が飽和し、その後の熱拡散によって画像形成部の温度は室内温度に収束していると考えられるからである。
【００９３】
＜その他の実施の形態＞
本発明の画像形成装置は、実施の形態１で説明した具体的な構成及び制御には限定されない。実施の形態１の構成及び制御の一部又は全部を等価な代替手段に置き換えた別の実施の形態でも実施可能である。例えば、画像形成装置は、モノクロ複写機には限らず、プリンタ、ファックス、複合機、フルカラープリンタ等、他の画像形成装置で実施してもよい。また、表１〜３に記載された条件、説明した時間等の数値は、参考数値であって、本発明を限定する数値ではない。
【００９４】
実施の形態１では、電子写真方式の画像形成装置の実施の形態を説明した。しかし、本発明は、インクジェット方式、オフセット印刷方式、熱転写方式等の他の方式の画像形成装置においても実施可能である。
【００９５】
実施の形態１では、装置本体に設けた環境温度センサの検知温度に基づいて画像形成部の温度を推定した。しかし、温度センサは、室内温度を検知するものには限らない。例えば、給紙部の温度を検知するセンサのように、画像形成部から離隔して画像形成部の温度を直接検知することができないものであればよい。
【符号の説明】
【００９６】
１：感光ドラム、２：帯電ローラ、３：露光装置、４：現像装置、５：転写ローラ、６：ドラムクリーニング装置、１０：カセット、１１：定着装置（画像形成手段、定着手段）、１２：加圧ローラ、１３：定着ローラ、１４：排出ローラ、１５：排出トレイ、２０：環境温度センサ（検知手段）、３３：現像ローラ、５０：制御部（制御手段）、５１：ＲＯＭ、５２：ＲＡＭ、５３：ＣＰＵ（制御手段）、５５：定着サーミスタ（定着温度検知手段）、５７：操作パネル、５８：露光制御部、６０：定着制御部、１００：プリンタ（画像形成装置）、１１０：装置本体（筐体）、１２０：画像読取装置、１４０：画像形成部（画像形成手段）、１５０：給紙部、Ｄ２：帯電電源、Ｄ４：現像電源、Ｄ５：転写電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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