(57)【要約】      （修正有）【課題】画像形成装置内に設けられたプロセス部材の温度を推定する際の精度を向上させること。【解決手段】感光ドラム上にトナー像を形成するカートリッジと、カートリッジにより形成された感光ドラム上のトナー像が転写された用紙を加熱、加圧して、トナー像を用紙に定着させる定着器と、定着器を覆う定着器カバーと、カートリッジ及び定着器による画像形成を制御するＣＰＵとを備える画像形成装置で、ＣＰＵは、カートリッジの温度を推定する処理と、定着器の近傍に配置され、定着器で発生する熱に応じて熱を発生させる定着器カバーの温度を推定する処理とを行う処理Ｓ５１０を有し、処理Ｓ５１０により推定された定着器カバーの温度に基づいて（Ｓ５０７、Ｓ５０８）、画像形成が終了した後のカートリッジの温度を推定する（Ｓ５０９）。【選択図】図５
2019184918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光ドラム上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により形成された前記感光ドラム上のトナー像が転写された記録材を加熱、加圧して、前記トナー像を前記記録材に定着させる定着部と、
前記定着部を覆うカバーと、
前記画像形成部、及び前記定着部による画像形成を制御する制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、前記画像形成部の温度を推定する第１の推定手段と、前記定着部の近傍に配置され、前記定着部で発生する熱に応じて熱を発生させる前記カバーの温度を推定する第２の推定手段と、を有し、
前記第１の推定手段は、前記第２の推定手段により推定される前記カバーの温度に基づいて、画像形成が終了した後の前記画像形成部の温度を推定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成が終了したときに前記第２の推定手段により推定される前記カバーの温度は、前記画像形成が終了したときに前記第１の推定手段により推定される前記画像形成部の温度よりも高い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】
前記第１の推定手段は、前記画像形成装置の画像形成状態、又は前記画像形成状態が終了した後のスタンバイ状態に応じた、前記画像形成部の温度が収束する収束温度、前記画像形成部の温度上昇又は温度下降に応じた温度変化率、及び前記第１の推定手段により推定された前記画像形成部の直近の温度に基づいて、前記画像形成部の温度を推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】
前記制御部は、前記画像形成装置が前記スタンバイ状態の場合、前記画像形成部の前記収束温度には、前記画像形成が終了したときに前記第２の推定手段により推定された前記カバーの温度を設定し、前記画像形成部の前記温度変化率には、前記画像形成が終了したときに前記第２の推定手段により推定された前記カバーの温度に基づいた温度変化率を設定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記画像形成装置が前記スタンバイ状態の場合、前記画像形成部の前記収束温度には、前記第２の推定手段により推定された前記カバーの直近の温度を設定し、前記画像形成部の前記温度変化率には、前記第２の推定手段により推定された前記カバーの直近の温度に基づいた温度変化率を設定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記画像形成装置が前記画像形成状態の場合、前記画像形成部の前記収束温度、及び前記温度変化率には、予め測定した前記画像形成部の収束温度及び温度変化率を設定することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２の推定手段は、前記画像形成装置の前記画像形成状態、又は前記スタンバイ状態に応じた、前記カバーの温度が収束する収束温度、前記カバーの温度上昇又は温度下降に応じた温度変化率、及び前記第２の推定手段により推定された前記カバーの直近の温度に基づいて、前記カバーの温度を推定する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】
前記制御部は、前記画像形成装置が前記画像形成状態、又は前記スタンバイ状態の場合、前記カバーの前記収束温度及び前記温度変化率には、予め測定した前記カバーの収束温度及び温度変化率を設定す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】
前記制御部は、前記画像形成装置の内部の空気の温度を推定する第３の推定手段を有し、
前記第３の推定手段は、前記画像形成装置の前記画像形成状態、又は前記スタンバイ状態に応じた、前記内部の空気の温度の収束する収束温度、前記内部の空気の温度の温度上昇、又は温度下降に応じた温度変化率、及び前記第３の推定手段により推定された前記内部の空気の温度の直近の温度に基づいて、前記画像形成装置の前記内部の空気の温度を推定することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記画像形成装置が前記画像形成状態、又は前記スタンバイ状態の場合、前記内部の空気の温度の前記収束温度及び前記温度変化率には、予め測定した前記画像形成装置の内部の空気の温度の収束温度及び温度変化率を設定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記画像形成装置が前記スタンバイ状態の場合、前記画像形成部の前記温度変化率には、前記第２の推定手段により推定された前記カバーの直近の温度、及び前記第３の推定手段により推定された前記内部の空気の温度の直近の温度に基づいた前記画像形成部の温度変化率を設定することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成装置は、前記画像形成装置の内部を冷却する冷却手段を備えていない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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に画像形成装置内に設けられた装置の温度変化を推定する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、連続して画像形成を行うと、画像形成に用いられるプロセス部材の温度が上昇し、その温度が高くなり過ぎた結果、画像不良が発生することが知られている。そのため、プロセス部材の近くに温度センサを設け、プロセス部材の温度を直接検出し、その温度が高くなり過ぎる前に画像形成動作を停止させるといった手法が用いられる。しかしながら、温度センサを配置するスペースの制約や、コストの制約などによって、プロセス部材の近くに温度センサを配置することができない場合もある。このような場合には、画像形成条件毎のプロセス部材の温度変化の特性を示す温度変化特性データを予め実験により求め、得られた温度変化特性データを用いてプロセス部材の温度変化を推定する手法が用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１では、次のような手法により、画像形成時のプロセス部材の温度を推定している。すなわち、所定時間、画像形成を継続したときの温度変化率と、画像形成を継続したときに収束する温度とを対応付けた温度変化特性データと、現在の推定温度とを用いて、画像形成時のプロセス部材の温度変化を推定している。温度変化特性データは、画像形成装置の状態に応じたデータが用いられる。例えば、画像形成時の温度変化を推定する場合は画像形成時用の温度変化特性データを用いて、画像形成を行っていないスタンバイ状態での温度変化を推定する場合はスタンバイ時用の温度変化特性データを用いて、プロセス部材の温度を推定している。その際、以下に示す式が用いられている。
ΔＣ＝（ｋ／ｍ）×（Ｃｘ−Ｃ）
Ｃ＝Ｃ＋ΔＣ
ここで、Ｃはプロセス部材の温度を表す温度カウンタのカウンタ値、Ｃｘは装置の温度変化が収束する収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値、ΔＣは温度カウンタ更新毎の温度変化分、ｋは温度変化率、ｍは更新周期に関わる定数を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７８１２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の温度推定手法が適用される画像形成装置は、冷却手段であるファンを備えている。そのため、従来の温度推定手法では、画像形成が開始されるとすぐに温度が上昇し、画像形成が終了するとすぐに温度が下降し始めるような、プロセス部材の温度変化が推定されることになる。しかしながら、ファンを備えていない画像形成装置では、プロセス部材の温度は、画像形成が終了し定着器の駆動が停止されてもすぐには下がらない。逆に、画像形成が終了した後も、更に少し温度が上昇し、その後、徐々に下降する現象が観察される。そのため、従来の温度推定手法では、精度良く、温度変化を推定することが難しい。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、画像形成装置内に設けられたプロセス部材の温度を推定する際の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）  感光ドラム上にトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成された前記感光ドラム上のトナー像が転写された記録材を加熱、加圧して、前記トナー像を前記記録材に定着させる定着部と、前記定着部を覆うカバーと、前記画像形成部、及び前記定着部による画像形成を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、前記制御部は、前記画像形成部の温度を推定する第１の推定手段と、前記定着部の近傍に配置され、前記定着部で発生する熱に応じて熱を発生させる前記カバーの温度を推定する第２の推定手段と、を有し、前記第１の推定手段は、前記第２の推定手段により推定される前記カバーの温度に基づいて、画像形成が終了した後の前記画像形成部の温度を推定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像形成装置内に設けられたプロセス部材の温度を推定する際の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１〜３の比較のための従来例の温度変化の推定結果を説明する図
【図２】実施例１〜３の画像形成装置の構成を示す断面図
【図３】実施例１の実際の温度変化を説明する図
【図４】実施例１〜３の画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図
【図５】実施例１の装置の温度変化を推定する制御シーケンスを示すフローチャート
【図６】実施例１の温度変化の推定結果を説明する図
【図７】実施例１の温度変化の推定結果を説明する図
【図８】実施例２の装置の温度変化を推定する制御シーケンスを示すフローチャート
【図９】実施例２の実際の温度変化と温度変化の推定結果を説明する図
【図１０】実施例３の装置の温度変化を推定する制御シーケンスを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
［従来の画像形成装置内部の温度変化の推定］
まず、後述する実施例との比較のために、従来の画像形成装置内部の温度変化を推定する手法を用いた温度推定について説明する。図１（ａ）は、画像形成装置の内部（機内）を冷却する冷却手段であるファンを備えた画像形成装置の内部に設けられたプロセス部材の温度変化を、上述した特許文献１での温度変化の推定手法で推定した結果を示す図である。図１（ａ）において、縦軸は温度（単位：℃）を示し、横軸は時間（単位：ｍｉｎ（分））を示す。また、プリンタ状態は画像形成装置の状態を示し、「印刷」はプリント中（画像形成動作中）を示し、「スタンバイ」は、画像形成を行っていない待機（スタンバイ）状態を示す。なお、後述する図１（ｂ）、（ｃ）においても、縦軸、横軸、プリンタ状態は同様であり、図１（ｂ）、（ｃ）での説明は省略する。
【００１３】
実線で示すグラフ１１０１は、プリンタ状態に応じて、温度変化推定手法により推定された温度変化を示すグラフである。また、破線で示すグラフ１１０２は、仮に画像形成動作を継続した場合の温度変化推定手法により推定された温度変化を示すグラフである。グラフ１１０２は、画像形成動作をそのまま継続した場合には、画像形成装置の内部に設けられたプロセス部材の温度が所定の温度に収束することを示している。また、グラフ１１０１より、印刷中（画像形成動作中）は温度が急速に上昇していき、画像形成動作が終了したスタンバイ状態では、温度が急速に下降していくことを示している。このように、従来の温度変化推定手法では、画像形成（印刷）が開始されると、すぐに温度が上昇し始め、画像形成（印刷）が終了すると、すぐに温度が下降し始めるという具合にプロセス部材の温度変化が推定されている。スタンバイ状態では、ファンが回転して画像形成装置の内部を冷却するため、すぐにプロセス部材の温度が下がると推定される。
【００１４】
図１（ｂ）は、冷却手段であるファンを備えていない画像形成装置の内部に設けられたプロセス部材の温度変化を実際に測定した結果を示すグラフである。実線で示すグラフ１１０３は、プロセス部材のプリンタ状態に応じた温度変化を示すグラフであり、破線で示すグラフ１１０４は、仮に画像形成動作をそのまま継続した場合のプロセス部材の温度変化を示すグラフである。このように、ファンを備えていない画像形成装置の内部に設けられたプロセス部材は、画像形成が停止した後もすぐには温度が下がらず、むしろ画像形成が停止してからも、更に温度が少し上昇し、その後、徐々に温度下降する現象が見られる。
【００１５】
詳しくは後述するが、画像形成を停止した後に実測したプロセス部材の温度上昇量には、次のような２つの特徴Ａ、Ｂが観察される。特徴Ａは、画像形成を停止したときの定着器カバーの温度と、プロセス部材との温度差が大きいほど、画像形成を停止した後のプロセス部材の温度上昇量は大きいという特徴である。特徴Ｂは、プロセス部材の画像形成を停止した後の温度上昇量は、画像形成動作が連続画像形成（連続印刷）の場合の方が間欠の画像形成（間欠印刷）の場合よりも大きいという特徴である。ところが、図１（ａ）に示す温度変化推定手法のグラフでは、このような特徴を正確に推定することができない。
【００１６】
図１（ｃ）は、従来の温度変化推定手法により推定された、ファンを備えていない画像形成装置の内部に設けられたプロセス部材の温度変化のグラフ（実線で示すグラフ１１０５）と、実際の温度変化のグラフ（破線で示すグラフ１１０６）を示している。グラフ１１０５で示す従来の温度変化推定手法は、推定されたプロセス部材の温度が実際のプロセス部材の温度よりも低い温度を推定した結果、実際のプロセス部材の温度が推奨動作温度の上限を超えないように、実際の温度よりも高い温度を推定する必要がある。そのため、グラフ１１０５で示す温度変化推定手法により推定された温度と、グラフ１１０６で示す実際の温度との温度差（図中、両方向矢印で示す）を生じさせている。その結果、プロセス部材の温度が推奨動作温度の上限を超えていないにもかかわらず、温度上昇による装置異常の発生を防止するために画像形成動作を停止させる昇温抑制シーケンスが、早めに起動されてしまい、生産性が低下することになる。
【実施例１】
【００１７】
［画像形成装置の全体構成］
図２は、実施例１が適用される画像形成装置１００の構成を示す断面図である。図２において、画像形成に用いられるプロセス部材であるカートリッジ１２０（画像形成部）は、感光ドラム１２２、帯電ローラ１２３、現像ローラ１２１、クリーニング装置１２５を有している。感光ドラム１２２は、有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできており、所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。帯電部である帯電ローラ１２３は、感光ドラム１２２の表面を所定の極性、所定の電位で一様に帯電する。露光部である光走査装置１０８は、画像読取装置（不図示）や外部コンピュータ等から入力された画像情報をデジタル画素信号に変換した信号を変調（オン／オフ変換）したレーザ光を出射する。出射されたレーザ光は、反射ミラー１０７によって偏向され、感光ドラム１２２上を走査し、感光ドラム１２２上に静電潜像を形成する。現像部である現像ローラ１２１は、感光ドラム１２２上に形成された静電潜像に、トナー容器１２４に格納されたトナー（現像材）を付着させ、トナー像を形成する。
【００１８】
次に、記録材である用紙Ｐは、用紙Ｐを格納する給紙部である給紙カセットから給紙ローラ１０２により１枚ずつ、搬送路へ給送され、搬送ローラ１０３、レジストレーションローラ１０４により搬送路を搬送される。そして、用紙Ｐは、トップセンサ１０５を経て、感光ドラム１２２へと更に搬送される。感光ドラム１２２と、転写ローラ１０６とが当接するニップ部では、感光ドラム１２２上（感光ドラム上）に形成されたトナー像が、用紙Ｐに転写される。転写部である転写ローラ１０６にトナー像とは逆極性の電圧を印加することにより、感光ドラム１２２上に形成されたトナー像は用紙Ｐに転写される。なお、用紙Ｐに転写されず、感光ドラム１２２上に残留したトナーは、クリーニング装置１２５により除去される。
【００１９】
このようにして、トナー像が転写された用紙Ｐは、感光ドラム１２２から分離されて定着器１３０へと搬送される。定着部である定着器１３０は、サーミスタ１３１、定着ヒータ１３２、定着フィルム１３３、加圧ローラ１３４、定着器カバー１３５を有している。定着器１３０において、定着ヒータ１３２により熱せられた定着フィルム１３３と加圧ローラ１３４により、用紙Ｐ上のトナー像は加熱、加圧され、用紙Ｐに定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、定着排出ローラ１１０、ＦＤローラ１１１を経てＦＤトレイ１１２へ排出される。
【００２０】
なお、トップセンサ１０５は、用紙Ｐを検知するセンサであり、給紙カセットから給送された用紙Ｐが搬送路を搬送されているかどうかを検知するために設けられている。また、定着排出センサ１０９は、定着器１３０の用紙Ｐの搬送方向の下流側に配置され、用紙Ｐが定着器１３０を通過することを検知するために設けられている。なお、トップセンサ１０５、定着排出センサ１０９は、それぞれフォトインタラプタと、その光路を遮る形で設置されたフラグにより構成されており、用紙Ｐがフラグを倒して、フォトインタラプタへの光路が確保されることで、用紙Ｐの通過を確認できる。また、画像形成装置１００は、装置内の温度（環境温度）を検知するために、温度センサ１３６を有している。
【００２１】
画像形成装置１００が長時間画像形成動作を行った場合、カートリッジ１２０の温度が推奨動作温度の上限を越えてしまうと、トナーが溶融してしまい、画像不良につながることがある。例えば、カートリッジ１２０に含まれるクリーニング装置１２５、特にクリーニングブレードの温度である。トナーは熱によって融ける性質を持つため、クリーニングブレードの温度がトナーの融点付近に到達する前に温度上昇を防止しなければ、ブレードと感光ドラム１２２が当接する位置にトナーの塊が融着してクリーニング不良を引き起こすおそれがある。本実施例の画像形成装置１００は、冷却手段であるファンを備えていないため、画像形成装置１００の内部温度の上昇を抑制するために昇温抑制シーケンスを起動し、画像形成動作を途中で停止することにより装置内を冷却させ、装置内部の温度を低下させる。
【００２２】
［カートリッジと定着器カバーの温度変化］
図３は、連続して画像形成を行った場合のカートリッジ１２０と、カートリッジ１２０よりも定着器１３０の近くに配置され、定着器１３０で発生する熱に応じて昇温する部材である定着器カバー１３５の実際の温度変化を示すグラフである。図中、実線で示すグラフが、カートリッジ１２０の温度変化を示すグラフであり、点線で示すグラフは、定着器カバー１３５の温度変化を示すグラフである。なお、縦軸、横軸、プリンタ状態については、上述した図１と同様であるため、説明を省略する。画像形成装置１００が画像形成動作中の印刷時には、カートリッジ１２０と定着器カバー１３５は、定着器１３０の定着フィルム１３３を加熱する定着ヒータ１３２により、それぞれの放熱量と発熱量が熱平衡となる温度に向けて温度上昇していく。画像形成装置１００の画像形成動作が終了し、スタンバイ状態に移行すると、定着ヒータ１３２による定着フィルム１３３の加熱が停止される。そのため、定着ヒータ１３２により加熱されなくなった定着器カバー１３５の温度は、降下していく。一方、カートリッジ１２０は、定着ヒータ１３２の加熱が停止されたため、定着ヒータ１３２は熱源ではなくなった。ところが、スタンバイ状態では、カートリッジ１２０よりは温度が高い定着器カバー１３５が、カートリッジ１２０の熱源となる。そのため、カートリッジ１２０は、定着器カバー１３５のようにすぐに温度が降下せずに、逆に、定着器カバー１３５の温度に収束するように、温度が変化することになる。そのため、図３に示すように、カートリッジ１２０は、画像形成動作が停止した後も、更に温度が上昇し、その後、定着器カバー１３５の温度変化に合わせて、徐々に温度が降下する現象となって現れる。なお、図３のグラフには示されていないが、最終的に、カートリッジ１２０の温度は、温度が降下していく定着器カバー１３５の温度と等しくなる。そして、その後、定着器カバー１３５、及びカートリッジ１２０の温度は、画像形成装置１００が設置された環境温度へと収束していく。本実施例では、画像形成装置１００は、ファンを備えていないため、カートリッジ１２０の温度変化は、画像形成装置１００の状態と、定着器カバー１３５の温度変化に応じて、推定するものとする。
【００２３】
［画像形成装置の制御装置の構成］
図４は、画像形成装置１００の制御装置の構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、２つの制御装置、すなわち画像形成制御部２００、及びコントローラ装置３００から構成されている。画像形成制御部２００は、画像形成装置１００の画像形成動作を制御する制御部であるＣＰＵ２０１、ＣＰＵ２０１により実行される制御プログラムを格納したＲＯＭ２０２、データ等を記憶するＲＡＭ２０３等により構成されている。ＣＰＵ２０１は、ビデオインタフェース制御回路２０４を介して、コントローラ装置３００と通信を行う。また、ＣＰＵ２０１は、時間を測定するタイマを有している。
【００２４】
コントローラ装置３００は、コントローラ装置３００を制御するＣＰＵ３０１、ＣＰＵ３０１により実行される制御プログラムを格納したＲＯＭ３０２、データ等を記憶するＲＡＭ３０３等により構成されている。ＣＰＵ３０１は、画像読取装置（不図示）や外部コンピュータ（不図示）から印刷ジョブや画像データを受信し、ビデオインタフェース制御回路３０４を介して、画像形成制御部２００に、印刷ジョブの画像データを含むジョブ情報やプリント指示を送信する。
【００２５】
［装置の温度推定の制御シーケンス］
図５は、画像形成装置１００内部に設けられた装置の温度を推定する制御シーケンスを示すフローチャートである。図５の処理は、画像形成装置１００の電源がオンされると起動され、画像形成制御部２００のＣＰＵ２０１により実行される。図５では、定着器１３０の近傍に設置されるカートリッジ１２０の温度と、定着器１３０の定着器カバー１３５の温度を推定する処理を示している。
【００２６】
ここで、図５の処理で用いられる各パラメータについて説明する。Ｃｃは、カートリッジ１２０の温度を表す温度カウンタのカウンタ値であり、Ｃｃｘは、カートリッジ１２０が収束する収束温度に対応する、カートリッジ１２０の温度カウンタのカウンタ値である。ΔＣｃは、更新時の温度変化分に相当する、カートリッジ１２０の温度カウンタのカウンタ値であり、ｋｃは、カートリッジ１２０の温度変化率である。Ｃｆは、定着器カバー１３５の温度を表す温度カウンタのカウンタ値であり、Ｃｆｘは、定着器カバー１３５が収束する収束温度に対応する、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値である。ΔＣｆは、更新時の温度変化分に相当する、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値であり、ｋｆは、定着器カバー１３５の温度変化率である。また、ｍは、温度カウンタの更新周期に関わる定数である。なお、本実施例では、温度カウンタでは、１℃を１００００で表現するものとする。
【００２７】
また、カウンタ値Ｃｃｘ、Ｃｆｘ、温度変化率ｋｃ、ｋｆは、カートリッジ１２０、定着器カバー１３５のプリント状態時、及びスタンバイ状態時に測定された実測データを元に決定され、予め、画像形成制御部２００のＲＯＭ２０２に格納されている。また、予め、プリント終了時の定着器カバー１３５の温度と、定着器カバー１３５の温度に応じた、その後のカートリッジ１２０の温度変化率ｋｃを予め実験により求めておく。そして、プリント終了時の定着器カバー１３５の温度と、実験により得られたカートリッジ１２０の温度変化率ｋｃとを対応付けたテーブルがＲＯＭ２０２に格納されている。
【００２８】
ステップ（以下、Ｓという）５００では、ＣＰＵ２０１は、温度センサ１３６より画像形成装置１００の装置内部の温度（環境温度）を取得する。そして、ＣＰＵ２０１は、カートリッジ１２０、定着器カバー１３５の各温度カウンタに、取得された温度に応じたカウンタ値を設定する初期化を行い、タイマをリセットしてスタートさせる。なお、初期化に関してはサーミスタ１３１等により取得した温度に応じて行ってもよい。また、ＣＰＵ２０１は、定着器カバー１３５の温度カウンタに設定されたカウンタ値をＲＡＭ２０３に設けたメモリＣｆ’に格納する。Ｓ５０１では、ＣＰＵ２０１はタイマを参照して、温度カウンタの更新タイミングが経過したかどうか判断する。更新タイミングは、画像形成装置１００の仕様に応じて決定すればよい。更新タイミングが大きすぎると、プリント動作中に温度推定処理が起動されず、正確な温度推定ができないため、少なくとも１枚の用紙Ｐの画像形成に要する時間よりも短くする必要がある。ここでは、更新タイミングは１秒とする。ＣＰＵ２０１は、更新タイミングが経過したと判断した場合には処理をＳ５０２に進め、更新タイミングが経過していないと判断した場合には、処理をＳ５０１に戻す。Ｓ５０２では、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置１００の状態（プリンタ状態）がプリント状態（画像形成状態）か、スタンバイ状態か判断する。ＣＰＵ２０１は、プリンタ状態がプリント状態であると判断した場合には処理をＳ５０３に進め、スタンバイ状態であると判断した場合には、処理をＳ５０６に進める。
【００２９】
Ｓ５０３では、ＣＰＵ２０１は、カートリッジ１２０の温度カウンタのカウンタ値を更新するため、次の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２より、プリント動作中のカートリッジ１２０の温度が収束する収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値、及び温度変化率を取得し、それぞれカウンタ値Ｃｃｘ、温度変化率ｋｃに設定する。また、ＣＰＵ２０１は、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値を更新するため、次の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２より、プリント動作中の定着器カバー１３５の温度が収束する収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値、及び温度変化率を取得し、それぞれカウンタ値Ｃｆｘ、温度変化率ｋｆに設定する。Ｓ５０４では、ＣＰＵ２０１は、第１の推定手段及び第２の推定手段である、温度カウンタを更新する処理を行うＳ５１０を起動して、カートリッジ１２０の温度カウンタ、及び定着器カバー１３５の温度カウンタを更新する。
【００３０】
Ｓ５１０ではＣＰＵ２０１は、カートリッジ１２０の収束温度Ｃｃｘ，温度変化率ｋｃ、及び定着器カバー１３５の収束温度Ｃｆｘ，温度変化率ｋｆを用いてカートリッジ１２０、定着器カバー１３５の温度カウンタを以下の（式１）〜（式４）により更新する。
ΔＣｃ＝（ｋｃ／ｍ）×（Ｃｃｘ−Ｃｃ）・・・（式１）
ΔＣｆ＝（ｋｆ／ｍ）×（Ｃｆｘ−Ｃｆ）・・・（式２）
Ｃｃ＝Ｃｃ＋ΔＣｃ・・・・・・・・・・・・・（式３）
Ｃｆ＝Ｃｆ＋ΔＣｆ・・・・・・・・・・・・・（式４）
なお、（式３）、（式４）の右辺に示すＣｃ、Ｃｆは、それぞれ前回の更新時に算出した直近のカートリッジ１２０、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値を指している。Ｓ５０５では、ＣＰＵ２０１は、Ｓ５０４で算出した定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値ＣｆをＲＡＭ２０３に設けたメモリＣｆ’に格納し、処理をＳ５０１に戻す。
【００３１】
Ｓ５０６では、ＣＰＵ２０１は、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値を更新するため、次の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２より、スタンバイ状態の定着器カバー１３５の温度が収束する収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値、及び温度変化率を取得し、それぞれカウンタ値Ｃｆｘ、温度変化率ｋｆに設定する。Ｓ５０７では、ＣＰＵ２０１は、Ｓ５０５の処理でメモリＣｆ’に保存された定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆを取得し、カートリッジ１２０の温度カウンタのカウンタ値Ｃｃｘに設定する。なお、この場合のメモリＣｆ’に保存された定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆは、画像形成動作が終了したときの、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値である。Ｓ５０８では、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に格納された、画像形成終了時の定着器カバー１３５の温度と、カートリッジ１２０の温度変化率ｋｃを対応付けたテーブルより、メモリＣｆ’に保存されたパラメータに基づいた温度変化率ｋｃを取得する。なお、この場合のパラメータは、画像形成動作が終了したときの定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆである。Ｓ５０９では、ＣＰＵ２０１は、上述した温度カウンタを更新する処理であるＳ５１０を起動して、カートリッジ１２０の温度カウンタＣｃ、及び定着器カバー１３５の温度カウンタＣｆを更新し、処理をＳ５０１に戻す。
【００３２】
［カートリッジと定着器カバーの温度変化］
図６は、図５に示す制御シーケンスにより温度カウンタを用いて推定されたカートリッジ１２０と定着器カバー１３５の温度変化を示すグラフである。図６において、縦軸は温度（単位：℃）を示し、横軸は時間（単位：ｍｉｎ（分））を示す。また、プリンタ状態は画像形成装置の状態を示し、「印刷」は画像形成動作中（プリント中）を示し、「スタンバイ」は、画像形成を行っていない待機状態（スタンバイ状態）を示す。実線は、カートリッジ１２０の温度を示す温度カウンタによる温度変化を示すグラフであり、図６では、カウンタ値を温度（℃）に変換して表示している。また、破線は、定着器カバー１３５の温度を示す温度カウンタによる温度変化を示すグラフであり、図６では、カウンタ値を温度（℃）に変換して表示している。図６では、画像形成を停止した後のカートリッジ１２０の温度は、すぐに低下せず、定着器カバー１３５の温度に収束するような温度変化を示しており、上述した図３の実測されたカートリッジ１２０の温度変化と同様の変化を示している。このように、図１（ａ）、（ｃ）で説明した従来の温度推定手法による温度変化に比べて、本実施例の温度変化推定手法では、精度の高い温度推定が行われていることがわかる。
【００３３】
図７は、図６よりも画像形成動作の期間が短い場合の、図５の制御シーケンスにより推定されたカートリッジ１２０と定着器カバー１３５の温度変化を示すグラフである。実線のグラフは、温度カウンタのカウンタ値を温度（℃）に変換したカートリッジ１２０の温度を示し、破線のグラフは、温度カウンタのカウンタ値を温度（℃）に変換した定着器カバー１３５の温度を示している。図７では、図６と比べて、画像形成動作の期間が短いため、画像形成終了時のカートリッジ１２０、定着器カバー１３５の温度は低い。そのため、画像形成終了後のカートリッジ１２０の温度上昇量は、図６では約０．７℃であるが、図７では約０．１℃である。図６、図７に示す画像形成終了後のカートリッジ１２０の温度上昇量の違いは、前述した特徴Ａを示している。すなわち、画像形成を停止したときの定着器カバー１３５の温度と、定着器カバー１３５近傍に配置された装置（カートリッジ１２０）との温度差が大きいほど、画像形成を停止した後の定着器近傍の装置（カートリッジ１２０）の温度上昇量は大きい。このように、図５に示す本実施例での制御シーケンスによる温度推定手法は、ファンを備えていない画像形成装置における特徴Ａにより示される実際の温度変化の特徴を表しており、従来例よりも精度の高い温度推定を行うことができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置内に設けられたプロセス部材の温度を推定する際の精度を向上させることができる。
【実施例２】
【００３５】
実施例１では、プリント動作終了後のスタンバイ状態での温度カウンタの更新処理において、カートリッジ１２０の収束温度Ｃｃｘ、温度変化率ｋｃを、プリント動作終了時の定着器カバー１３５の温度カウンタＣｆの値に基づいて設定していた。本実施例では、カートリッジ１２０の収束温度Ｃｃｘ、温度変化率ｋｃを、前回更新した定着器カバー１３５の温度カウンタＣｆの値に基づいて設定する例について説明する。なお、本実施例での画像形成装置１００や、画像形成制御部２００及びコントローラ装置３００の構成は実施例１と同様であり、ここでの説明を省略する。
【００３６】
［装置の温度推定の制御シーケンス］
図８は、画像形成装置１００内部に設けられた装置の温度を推定する制御シーケンスを示すフローチャートである。図８の処理は、画像形成装置１００の電源がオンされると起動され、画像形成制御部２００のＣＰＵ２０１により実行される。図８では、定着器１３０の近傍に設置されるカートリッジ１２０の温度と、定着器１３０の定着器カバー１３５の温度を推定する処理を示している。
【００３７】
また、図８の処理で用いられるカートリッジ１２０のカウンタ値Ｃｃ、収束温度に対するカウンタ値Ｃｃｘ、更新時の温度変化分に相当する温度カウンタのカウンタ値ΔＣｃ、温度変化率ｋｃは、実施例１の図５と同様であり、説明を省略する。また、定着器カバー１３５のカウンタ値Ｃｆ、収束温度に対するカウンタ値Ｃｆｘ、更新時の温度変化分に相当する温度カウンタのカウンタ値ΔＣｆ、温度変化率ｋｆも、実施例１の図５と同様であり、説明を省略する。なお、ｍは、温度カウンタの更新周期に関わる定数であり、本実施例でも、温度カウンタでは、１℃を１００００で表現するものとする。
【００３８】
また、カウンタ値Ｃｃｘ、Ｃｆｘ、温度変化率ｋｃ、ｋｆは、カートリッジ１２０、定着器カバー１３５のプリント状態時、及びスタンバイ状態時に測定された実測データを元に決定され、予め、画像形成制御部２００のＲＯＭ２０２に格納されている。更に、定着器カバー１３５の温度毎のカートリッジ１２０の温度変化率ｋｃを予め実験により求め、定着器カバー１３５の温度と、得られたカートリッジ１２０の温度変化率ｋｃを対応付けたテーブルがＲＯＭ２０２に格納されている。
【００３９】
図８において、Ｓ８００〜Ｓ８０３の処理は、実施例１の図５のＳ５００〜Ｓ５０３の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。また、Ｓ８０４の処理は、実施例１の図５のＳ５０６の処理と同様であり，ここでの説明を省略する。
【００４０】
Ｓ８０５では、ＣＰＵ２０１は、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆを、カートリッジ１２０の収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値Ｃｃｘに設定する。なお、この場合の定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆは、前回のＳ８０７の処理で更新された定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値である。Ｓ８０６では、ＣＰＵ２０１は、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆと、カートリッジ１２０の温度変化率ｋｃを対応付けたテーブルより、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆに対応する温度変化率ｋｃを取得する。Ｓ８０７の処理は、実施例１の図５のＳ５０４、Ｓ５０９の処理と同様に、温度カウンタを更新する処理であるＳ８０８を起動して、カートリッジ１２０の温度カウンタＣｃ、及び定着器カバー１３５の温度カウンタＣｆを更新する。また、Ｓ８０８の処理は、実施例１の図５のＳ５１０の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。
【００４１】
［カートリッジと定着器カバーの温度変化］
図９（ａ）は、図８の制御シーケンスにより温度カウンタを用いて推定されたカートリッジ１２０と定着器カバー１３５の温度変化を示すグラフである。図９（ａ）において、縦軸は温度（単位：℃）を示し、横軸は時間（単位：ｍｉｎ（分））を示す。また、プリンタ状態は画像形成装置の状態を示し、「印刷（間欠）」は間欠の画像形成動作を示し、「スタンバイ」は、画像形成を行っていない待機（スタンバイ）状態を示す。ここでの印刷（間欠）は、１分間に１枚の用紙Ｐへの印刷状態を指しているものとする。実線で示すグラフは、カートリッジ１２０の温度を示す温度カウンタのカウンタ値を温度（℃）に変換して、カートリッジ１２０の温度変化を示しているグラフである。また、点線で示すグラフは、定着器カバー１３５の温度を示す温度カウンタのカウンタ値を温度（℃）に変換して、定着器カバー１３５の温度変化を示しているグラフである。なお、間欠印刷の場合には、間欠印刷が開始されてから終了するまでの間に、画像形成動作を行っている状態の期間と、スタンバイ状態の期間が交互に繰り返されることになる。そのため、図９（ａ）に示すカートリッジ１２０、定着器カバー１３５の温度上昇率は、実施例１の連続印刷の場合の温度上昇率に比べて、緩やかになっている。
【００４２】
図９（ｂ）は、図９（ａ）と同様に、間欠の画像形成を行っているときのカートリッジ１２０と定着器カバー１３５の温度変化を実測したグラフである。実線で示すグラフがカートリッジ１２０の温度変化を示すグラフであり、点線で示すグラフが定着器カバー１３５の温度変化を示すグラフである。間欠印刷の場合には、連続印刷を行った場合の温度変化を表した実施例１の図６に比べて、カートリッジ１２０と定着器カバー１３５の温度差が小さいことがわかる。また、図９（ａ）に示す温度カウンタにより推定された温度変化は、図９（ｂ）に示す実際の温度変化と比べて、精度の高い温度推定が行われていることがわかる。
【００４３】
また、図９（ｂ）に示す間欠印刷が終了した画像形成動作の停止時のカートリッジ１２０の温度と、実施例１の図６に示す連続印刷が終了した画像形成動作の停止時のカートリッジ１２０の温度は、同じ温度である。その後、実施例１の図６の場合には、カートリッジ１２０の温度は、約０．７℃上昇したが、実施例２の図９（ａ）の場合には、約０．０２℃上昇しただけである。図６、図９（ａ）に示す画像形成終了後のカートリッジ１２０の温度上昇量の違いは、前述した特徴Ｂを示している。すなわち、画像形成を停止した後の定着器カバー１３５の近傍に配置された装置（カートリッジ１２０）の温度上昇量は、画像形成動作が連続画像形成（連続印刷）の場合（実施例１）の方が、間欠画像形成（間欠印刷）の場合（実施例２）よりも大きい。このように、図９（ａ）に示す本実施例での制御シーケンスによる温度推定手法は、ファンを備えていない画像形成装置における特徴Ｂにより示される実際の温度変化の特徴を表しており、従来例よりも精度の高い温度推定を行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置内に設けられたプロセス部材の温度を推定する際の精度を向上させることができる。
【実施例３】
【００４５】
実施例１、２では、カートリッジ１２０の温度変化に影響を与えるものとして、定着器カバー１３５だけを想定し、カートリッジ１２０の温度推定を行う例について説明した。実施例３では、カートリッジ１２０の温度変化に影響を与えるものとして、加熱源としては定着器カバー１３５を、放熱源としては画像形成装置１００内部の空気の２つを想定して、カートリッジ１２０の温度推定を行う例について説明する。
【００４６】
［装置の温度推定の制御シーケンス］
図１０は、画像形成装置１００内部に設けられた装置の温度を推定する制御シーケンスを示すフローチャートである。図１０の処理は、画像形成装置１００の電源がオンされると起動され、画像形成制御部２００のＣＰＵ２０１により実行される。図１０では、定着器１３０の近傍に設置されるカートリッジ１２０の温度と、定着器１３０の定着器カバー１３５の温度と、画像形成装置１００内部の空気の温度（以下、空気の温度ともいう）とを推定する処理を示している。
【００４７】
ここで、図１０の処理で新たに追加されたパラメータについて説明する。Ｃａは、空気の温度を表す温度カウンタのカウンタ値であり、Ｃａｘは、空気の温度を表す温度カウンタの、画像形成装置１００内部の空気が収束する収束温度に対応するカウンタ値である。ΔＣａは、更新時の温度変化分に相当する、空気の温度を表す温度カウンタのカウンタ値であり、ｋａは、画像形成装置１００内部の空気の温度変化率である。
【００４８】
なお、図１０の処理で用いられるカートリッジ１２０のカウンタ値Ｃｃ、収束温度に対するカウンタ値Ｃｃｘ、更新時の温度変化分に相当する温度カウンタのカウンタ値ΔＣｃ、温度変化率ｋｃは、実施例１の図５、実施例２の図８と同様であり説明を省略する。また、定着器カバー１３５のカウンタ値Ｃｆ、収束温度に対するカウンタ値Ｃｆｘ、更新時の温度変化分に相当する温度カウンタのカウンタ値ΔＣｆ、温度変化率ｋｆも、実施例１の図５、実施例２の図８と同様であり、説明を省略する。また、ｍは、温度カウンタの更新周期に関わる定数であり、本実施例でも、温度カウンタでは、１℃を１００００で表現するものとする。
【００４９】
また、カウンタ値Ｃｃｘ、Ｃｆｘ、Ｃａｘ、温度変化率ｋｃ、ｋｆ、ｋａは、カートリッジ１２０、定着器カバー１３５、画像形成装置１００内部の空気のプリント状態時、及びスタンバイ状態時に測定された実測データを元に決定されたカウンタ値である。これらのカウンタ値は、画像形成制御部２００のＲＯＭ２０２に格納されている。更に、定着器カバー１３５の温度と、空気の温度とに応じた、カートリッジ１２０の温度変化率ｋｃを予め実験により求めておく。そして、定着器カバー１３５の温度と、画像形成装置１００内部の空気の温度と、求められたカートリッジ１２０の温度変化率ｋｃを対応付けたテーブルがＲＯＭ２０２に格納されている。
【００５０】
Ｓ１０００〜Ｓ１００２の処理は、実施例２の図８のＳ８００〜Ｓ８０２の処理と同様であり、説明を省略する。Ｓ１００３では、ＣＰＵ２０１は、カートリッジ１２０の温度カウンタのカウンタ値を更新するため、次の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２より、プリント動作中のカートリッジ１２０が収束する収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値、及び温度変化率を取得し、それぞれカウンタ値Ｃｃｘ、温度変化率ｋｃに設定する。また、ＣＰＵ２０１は、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値を更新するため、次の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２より、プリント動作中の定着器カバー１３５が収束する収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値、及び温度変化率を取得し、それぞれカウンタ値Ｃｆｘ、温度変化率ｋｆに設定する。更に、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置１００内部の空気の温度カウンタのカウンタ値を更新するため、次の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２より、プリント動作中の画像形成装置１００内部の空気が収束する収束温度に対応するカウンタ値、温度変化率を取得し、それぞれカウンタ値Ｃａｘ、温度変化率ｋａに設定し、処理をＳ１００７に進める。
【００５１】
Ｓ１００４では、ＣＰＵ２０１は、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値を更新するため、次の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２より、スタンバイ状態の定着器カバー１３５が収束する収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値、及び温度変化率を取得し、それぞれカウンタ値Ｃｆｘ、温度変化率ｋｆに設定する。また、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置１００内部の空気の温度カウンタのカウンタ値を更新するため、次の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２より、スタンバイ状態の画像形成装置１００内部の空気が収束する収束温度に対応する温度カウンタのカウンタ値、及び温度変化率を取得し、それぞれカウンタ値Ｃａｘ、温度変化率ｋａに設定する。Ｓ１００５では、ＣＰＵ２０１は、定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆを、カートリッジ１２０の温度カウンタのカウンタ値Ｃｃｘに設定する。なお、この場合の定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆは、前回のＳ１００７の処理で更新された定着器カバー１３５の温度カウンタのカウンタ値である。Ｓ１００６では、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に格納された、定着器カバー１３５、画像形成装置１００内部の空気の温度カウンタのカウンタ値Ｃｆ、Ｃａと、カートリッジ１２０の温度変化率ｋｃを対応付けたテーブルより対応する温度変化率ｋｃを取得する。
【００５２】
Ｓ１００７では、ＣＰＵ２０１は、第３の推定手段である、温度カウンタを更新する処理を行うＳ１００８を起動して、カートリッジ１２０、定着器カバー１３５、及び画像形成装置１００内部の空気の各温度カウンタを更新し、処理をＳ１００１に戻す。
【００５３】
Ｓ１００８では、ＣＰＵ２０１は、以下の（式５）〜（式１０）を用いて、カートリッジ１２０、定着器カバー１３５、及び画像形成装置１００内部の空気の温度カウンタを更新する。
ΔＣｃ＝（ｋｃ／ｍ）×（Ｃｃｘ−Ｃｃ）・・・（式５）
ΔＣｆ＝（ｋｆ／ｍ）×（Ｃｆｘ−Ｃｆ）・・・（式６）
ΔＣａ＝（ｋａ／ｍ）×（Ｃａｘ−Ｃａ）・・・（式７）
Ｃｃ＝Ｃｃ＋ΔＣｃ・・・・・・・・・・・・・（式８）
Ｃｆ＝Ｃｆ＋ΔＣｆ・・・・・・・・・・・・・（式９）
Ｃａ＝Ｃａ＋ΔＣａ・・・・・・・・・・・・・（式１０）
なお、（式８）、（式９）、（式１０）の右辺に示すＣｃ、Ｃｆ、Ｃａは、それぞれ前回の更新時に算出したカートリッジ１２０、定着器カバー１３５、画像形成装置１００内部の空気の温度カウンタのカウンタ値を指している。以上説明した図１０に示す制御シーケンスは、実施例２の図８に示す制御シーケンスに基づいているが、実施例１の図５に示す制御シーケンスにも適用することは可能である。
【００５４】
上述したように、推定するカートリッジ１２０の温度変化に影響を与える熱源を増やすことで、カートリッジ１２０の温度カウンタＣｃのカウンタ値を算出する上で必要なパラメータ（収束温度Ｃｃｘ、温度変化率ｋｃ）を柔軟に設定することができる。これにより、カートリッジ１２０の温度カウンタＣｃによるカートリッジ１２０の温度の推定精度を向上させることができる。そして、カートリッジ１２０の温度推定の精度が向上すれば、前述したように、推定された装置の温度のマージンを多くとる必要がなくなり、その結果、実際に必要なタイミングよりも早く昇温抑制モードが起動されることを防ぐことができる。これにより、生産性の低下を防止することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置内に設けられたプロセス部材の温度を推定する際の精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００    画像形成装置
１２０    カートリッジ
１２２    感光ドラム
１３０    定着器
１３５    定着器カバー
２０１    ＣＰＵ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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