(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境温度を取得する第１取得手段と、
熱源の温度を取得する第２取得手段と、
温度予測の対象部材に対する温度予測パラメータであって、前記熱源の温度の変化による収束温度の変化率である第１変化率と、前記環境温度の変化による収束温度の変化率である第２変化率と、基準とする環境温度である基準環境温度及び基準とする熱源の温度である基準熱源温度の組に対する収束温度である基準収束温度と、を含む前記温度予測パラメータを保持する保持手段と、
現在の動作状態が継続した際の前記対象部材の収束温度を求め、前記収束温度、前記環境温度及び前記温度予測パラメータに基づき前記対象部材の温度を予測する予測手段と、
前記予測した前記対象部材の温度に基づき動作状態を制御する制御手段と、
を備え、
前記予測手段は、前記第１変化率、前記第２変化率及び前記基準収束温度に基づき、前記第１取得手段が取得した環境温度及び前記第２取得手段が取得した熱源の温度の組に対する前記収束温度を求めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記熱源は、現像剤像を定着させるための熱源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。
【請求項３】
前記温度予測パラメータは、対象部材の温度変化の速さを示す温度変化係数を含み、
前記予測手段は、前記温度変化係数に基づく所定時間における前記対象部材の温度変化量を求め、当該温度変化量により前記対象部材の温度を予測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】
前記温度予測パラメータは、対象部材に対する複数の温度変化係数を含み、
前記予測手段は、当該対象部材の予測した温度に応じて、当該対象部材の温度の予測に使用する温度変化係数を切り替え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】
前記予測手段は、前記現在の動作状態が前記対象部材の温度を上昇させるものである場合、前記対象部材の予測した温度、前記収束温度及び前記環境温度に基づく温度変化率が第１閾値以下であると、前記複数の温度変化係数の内の第１温度変化係数を用いて前記対象部材の第１温度を予測し、前記温度変化率が前記第１閾値より大きいと、前記複数の温度変化係数の内の前記第１温度変化係数より小さい第２温度変化係数を用いて前記対象部材の前記第１温度より高い第２温度を予測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】
前記温度変化率は、前記収束温度と前記環境温度との第１差分に対する、前記対象部材の予測した温度と前記環境温度との第２差分の比であ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】
前記予測手段は、前記現在の動作状態が前記対象部材の温度を下降させるものである場合、前記対象部材の予測した温度が第２閾値以上であると、前記複数の温度変化係数の内の第３温度変化係数を用いて前記対象部材の温度を予測し、前記対象部材の予測した温度が前記第２閾値より小さいと、前記複数の温度変化係数の内の前記第３温度変化係数より小さい第４温度変化係数を用いて前記対象部材の温度を予測することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記対象部材は、画像形成されたシートの排出部の部材、前記シートを搬送するための動力源、現像剤を保持する現像容器、前記現像剤のクリーニング部材、および、前記画像形成装置に保持される電気基板上の素子の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記対象部材を冷却する冷却手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記対象部材の予測温度に応じて前記冷却手段による冷却の強さを制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記冷却手段はファンであり、
前記制御手段は、前記対象部材の予測温度に応じて前記ファンの回転速度を制御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】
前記制御手段は、前記対象部材の予測温度に応じて、前記画像形成装置を通常の画像形成を行う通常状態、又は、画像形成を行わないスタンバイ状態に設定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記対象部材の予測温度に応じて、シートに画像形成を行う際の、連続するシートの間隔を制御することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記保持手段は、前記画像形成装置の動作状態それぞれに対して、前記対象部材の温度予測パラメータを保持することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
環境温度を取得する第１取得手段と、
温度予測の対象部材に対する温度予測パラメータであって、前記対象部材の温度変化の速さを示す複数の温度変化係数を含む、前記温度予測パラメータを保持する保持手段と、
現在の動作状態が継続した場合の前記対象部材の収束温度を求め、前記収束温度、前記環境温度及び前記温度予測パラメータに基づき前記対象部材の温度を予測する予測手段と、
前記予測した前記対象部材の温度に基づき動作状態を制御する制御手段と、
を備え、
前記予測手段は、前記現在の動作状態が前記対象部材の温度を上昇させるものである場合、前記対象部材の予測した温度、前記収束温度及び前記環境温度に基づく温度変化率が第１閾値以下であると、前記複数の温度変化係数の内の第１温度変化係数を用いて前記対象部材の第１温度を予測し、前記温度変化率が前記第１閾値より大きいと、前記複数の温度変化係数の内の前記第１温度変化係数より小さい第２温度変化係数を用いて前記対象部材の前記第１温度より高い第２温度を予測することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
環境温度を取得する第１取得手段と、
温度予測の対象部材に対する温度予測パラメータであって、前記対象部材の温度変化の速さを示す複数の温度変化係数を含む、前記温度予測パラメータを保持する保持手段と、
現在の動作状態が継続した場合の前記対象部材の収束温度を求め、前記収束温度、前記環境温度及び前記温度予測パラメータに基づき前記対象部材の温度を予測する予測手段と、
前記予測した前記対象部材の温度に基づき動作状態を制御する制御手段と、
を備え、
前記予測手段は、前記現在の動作状態が前記対象部材の温度を下降させるものである場合、前記対象部材の予測した温度が第２閾値以上であると、前記複数の温度変化係数の内の第３温度変化係数を用いて前記対象部材の温度を予測し、前記対象部材の予測した温度が前記第２閾値より小さいと、前記複数の温度変化係数の内の前記第３温度変化係数より小さい第４温度変化係数を用いて前記対象部材の温度を予測することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の機内温度の予測技術と、予測した温度に基づく制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置内の温度（以下、機内温度）の予測方法として、様々な画像形成条件ごとに予め温度変化データを測定しておき、この温度変化データにより機内温度を予測するものがある。また、特許文献１は、環境温度に応じた閾値を設定し、予測した機内温度の変化量が閾値を超えると、間欠運転等、機内の昇温を抑制するための制御（以下、昇温抑制制御）を行うことを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、機内温度の予測には誤差が生じる。したがって、昇温抑制制御に切り替えるための閾値は、予測誤差を考慮してその値を小さくする必要がある。しかながら、予測誤差が小さいと、小さな閾値により必要以上に早く昇温抑制制御に切り替えられることになる。また、画像形成中に環境温度が低い状態から高い状態に変動すると、予測温度は実際の温度より高くなる傾向がある。その結果、昇温抑制制御へ必要以上に早く切り替わってしまう。
【０００５】
本発明は、機内温度を精度良く予測する画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、画像形成装置は、環境温度を取得する第１取得手段と、熱源の温度を取得する第２取得手段と、温度予測の対象部材に対する温度予測パラメータであって、前記熱源の温度の変化による収束温度の変化率である第１変化率と、前記環境温度の変化による収束温度の変化率である第２変化率と、基準とする環境温度である基準環境温度及び基準とする熱源の温度である基準熱源温度の組に対する収束温度である基準収束温度と、を含む前記温度予測パラメータを保持する保持手段と、現在の動作状態が継続した際の前記対象部材の収束温度を求め、前記収束温度、前記環境温度及び前記温度予測パラメータに基づき前記対象部材の温度を予測する予測手段と、前記予測した前記対象部材の温度に基づき動作状態を制御する制御手段と、を備え、前記予測手段は、前記第１変化率、前記第２変化率及び前記基準収束温度に基づき、前記第１取得手段が取得した環境温度及び前記第２取得手段が取得した熱源の温度の組に対する前記収束温度を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、機内温度を精度良く予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による画像形成装置の構成図。
【図２】一実施形態による画像形成装置の制御構成を示す図。
【図３】連続して画像形成を行った際の満載検出フラグの実測温度の例を示す図。
【図４】様々な画像形成モードで画像形成を行った際の満載検出フラグの実測温度の例を示す図
【図５】一実施形態による温度予測パラメータを示す図。
【図６】一実施形態による対象部材の実測温度と予測温度を示す図。
【図７】一実施形態による対象部材の実測温度と予測温度を示す図。
【図８】一実施形態による温度予測パラメータの説明図。
【図９】一実施形態による温度予測制御のフローチャート。
【図１０】一実施形態による昇温抑制制御のフローチャート。
【図１１】一実施形態による満載検出フラグの実測温度と予測温度を示す図。
【図１２】環境温度が変化した場合の予測温度を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１００の構成図である。画像形成装置１００は、画像形成装置１００本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ２００を備えている。プロセスカートリッジ２００は、像担持体である感光体２０１と、現像剤を収容する現像容器２０５と、帯電ローラ２０２と、現像ローラ２０３と、クリーニングブレード２０４と、を備えている。また、給紙カセット１１０は、画像形成装置１００本体から着脱可能であり、複数枚のシートＳを収容することができる。
【００１１】
画像形成の際、給紙ローラ１１１が回転し、これにより給紙カセット１１０に積載されたシートＳは、搬送ローラ対１０９に向けて給送される。搬送ローラ対１０９は、シートＳを感光体２０１と転写ローラ２０６とのニップ領域２０７に向けて搬送する。一方、プロセスカートリッジ２００においては、帯電ローラ２０２が感光体２０１の表面を一様な電位に帯電させる。露光部１０８は、画像データに従い、感光体２０１に光を照射して感光体２０１を露光し、これにより感光体２０１に静電潜像を形成する。現像ローラ２０３は、現像容器２０５の現像剤で感光体２０１の静電潜像を現像し、現像剤像として可視化する。転写ローラ２０６は、感光体２０１の現像剤像をシートＳに転写する。シートＳに転写されず、感光体２０１の表面に残留した現像剤は、クリーニング部材である、クリーニングブレード２０４によって除去される。
【００１２】
現像剤像の転写が行われたシートＳは、定着部１０３に搬送される。定着部１０３は、シートＳを加熱・加圧して、シートＳに現像剤像を定着させる。画像が定着されたシートＳは、排紙ローラ対１０６に向けて搬送され、排紙ローラ対１０６によって画像形成装置１００の排出部である排紙トレイ１０５へと排出される。なお、シートＳの両面に画像を形成する場合、シートＳが排出される前に排紙ローラ対１０６は反転制御される。これにより、シートＳは両面搬送路１１２に向けて搬送され、更に再給紙ローラ対１０７により搬送ローラ対１０９に向けて搬送される。満載検出フラグ１０４は、排紙トレイ１０５上に積載されたシートＳの後端を押さえ、シートＳが排紙ローラ対１０６の排出口を塞ぐのを防止する。
【００１３】
図２は、画像形成装置１００の制御構成を示す図である。制御部３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３１３、ＮＶＲＡＭ３０３を備えている。制御部３００は、後述する方法により機内温度を予測する予測部としても機能する。さらに、予測した機内温度により画像形成装置の動作を制御する。ＣＰＵ３０１は、画像形成装置１００の制御に必要な各種演算処理を行う。ＲＯＭ３０２は、固定の情報を記憶・保持する保持部であり、ＣＰＵ３０１の演算に必要なプログラムやパラメータ等の情報を格納している。ＲＡＭ３１３は、ＣＰＵ３０１が演算処理を行う際に一時的に記憶すべき情報を保持する保持部である。ＮＶＲＡＭ３０３は、電源供給が停止した場合においても情報が消えない不揮発性メモリであり、ＣＰＵ３０１により演算される機内の予測温度Ｔ等を保持する保持部である。
【００１４】
定着サーミスタ１０３ｂ、環境サーミスタ３０７、外部装置３１４、フォトインタラプタ３１１等は、入力インターフェース３０８を介して制御部３００に接続される。定着サーミスタ１０３ｂは、定着部１０３の温度を検出・取得する取得部である。環境サーミスタ３０７は、画像形成装置の電気基板に実装され、画像形成装置１００が設置されている環境温度Ｔｅを検出・取得する取得部である。フォトインタラプタ３１１は、赤外光を送受信する。このフォトインタラプタ３１１が送受信する赤外光は、図１の排紙トレイ１０５上にシートＳが一定量積載された場合、満載検出フラグ１０４により遮光される様に設けられる。フォトインタラプタ３１１は、赤外光の遮光を検出すると、排紙トレイ１０５のシートＳが所定値に達したことを示す信号を制御部３００に通知する。制御部３００は、フォトインタラプタ３１１が遮光を検出すると、例えば、本体動作を停止する。外部装置３１４は、印刷する画像データを画像形成装置に出力する。
【００１５】
また、制御部３００の出力信号は出力インターフェース３０９を介して定着部１０３のヒータ１０３a、露光部１０８、駆動モータ３０４、画像形成装置１００の構成要素を冷却するファン３０５、ユーザーインターフェースとしての表示部３０６に送信される。ヒータ１０３ａは、定着部１０３が現像剤像を定着させるための熱源であり、定着部１０３の温度制御に用いられる。駆動モータ３０４は、給紙ローラ１１１、搬送ローラ対１０９、感光体２０１、定着部１０３のローラ対、排紙ローラ対１０６、再給紙ローラ対１０７等の動力源である。表示部３０６は、画像形成装置の状態等をユーザーに表示する。
【００１６】
図３は、画像形成装置１００内の機内温度が環境温度Ｔeとほぼ同等の状態から連続して画像形成を行ったときの、満載検出フラグ１０４及び現像容器２０５の実測温度を示している。なお、図３の線aは満載検出フラグ１０４の温度であり、線ｂは現像容器２０５の温度である。なお、これら温度は、満載検出フラグ１０４及び現像容器２０５に熱電対を貼って取得した。なお、画像形成は、薄紙を給紙カセット１１０にセットし、通常速度及び両面印刷モードで行った。給紙カセット１１０内の薄紙が無くなると、１分程度で薄紙を給紙カセット１１０にセットし直して画像形成を再開し、時刻ｔ１において画像形成を終了した。その後、画像形成装置１００をスタンバイ状態、即ち画像形成の入力信号待ちの状態とした。
【００１７】
画像形成の開始後、その動作状態が継続すると、満載検出フラグ１０４の温度は、定着部１０３により加熱されたシートからの伝熱により時間と共に上昇する。なお、単位時間当たりの温度上昇量は満載検出フラグ１０４の温度が上昇するにつれて小さくなる。さらに、満載検出フラグ１０４の温度は、画像形成を継続しても、温度Ｔｚｍａｘ以上に上昇しない。時刻ｔ１において画像形成装置１００がスタンバイ状態に移行すると、満載検出フラグ１０４の温度は環境温度Ｔｅに向かって下降する。また、現像容器２０５の温度も、画像形成の開始後、時間と共に上昇する。単位時間当たりの温度上昇量は現像容器２０５の温度が上昇するにつれて小さくなる。さらに、現像容器２０５の温度は、画像形成を継続しても、温度Ｔｂｍａｘ以上には上昇しない。時刻ｔ１において画像形成装置１００がスタンバイ状態に移行すると、現像容器２０５の温度は環境温度Ｔｅに向かって下降する。図３には示していないが、クリーニングブレード２０４、駆動モータ３０４等の他の部材の温度も同様の挙動を示す。なお、以下の説明において、上述した温度ＴｚｍａｘやＴｂｍａｘといった、画像形成を継続することによる部材の収束温度を到達温度と呼ぶものとする。
【００１８】
図４は様々な画像形成モードで連続して画像形成を行ったときの満載検出フラグ１０４の実測温度を示している。図４において、線ｃは両面印刷モード、かつ、通常速度での温度変化を示し、線ｄは両面印刷モード、かつ、通常速度の半分の速度での温度変化を示している。また、線eは片面印刷モード、かつ、通常速度での温度変化を示し、線fは、片面印刷モード、かつ、通常速度の半分の速度での温度変化を示している。満載検出フラグ１０４の到達温度Ｔｚｍａｘは、画像形成モードごとに異なる値を示す。また、満載検出フラグ１０４の単位時間当たりの温度上昇量も画像形成モードごとに異なる値を示す。図４には示していないが、現像容器２０５、クリーニングブレード２０４、駆動モータ３０４等の他の部材も同様の挙動を示す。
【００１９】
図３及び図４に示す様に、画像形成装置１００の各部材の温度は画像形成により上昇する。例えば、満載検出フラグ１０４の温度が過度に上昇した状態で、ユーザーが満載検出フラグ１０４に触れた場合、ユーザーがやけどをする可能性がある。現像容器２０５の温度が過度に上昇すると、現像容器２０５内部に保持されている現像剤がガラス転位点を超え溶融し、画像不良を引き起こす可能性がある。クリーニングブレード２０４が過度に上昇すると、クリーニングブレード２０４が熱により捲れ上がりクリーニング不良を引き起こす可能性がある。駆動モータ３０４の温度が過度に上昇すると、駆動モータ３０４を駆動させる電気基板上の素子が破壊される可能性がある。
【００２０】
このため、画像形成装置１００は、昇温予測箇所として対象部材を設定し、対象部材の温度を予測する。本実施形態では、満載検出フラグ１０４、現像容器２０５、クリーニングブレード２０４、駆動モータ３０４を昇温予測箇所とする。しかしながら、画像形成装置に搭載される電気基板上の素子も昇温予測箇所とすることができる。本実施形態では、対象部材ごとに閾値温度Ｔｘを設定し、画像形成装置１００は、対象部材の予測温度Ｔが、対応する閾値温度Ｔｘを超えないようにその昇温抑制制御を行う。なお、環境温度を測定する環境サーミスタ３０７も画像形成により温度が上昇し、これにより実際の環境温度Ｔｅと環境サーミスタ３０７の検出温度Ｔｐとの間には誤差が発生する。画像形成装置１００は、この誤差を予測し、環境サーミスタ３０７の検出温度Ｔｐから環境温度Ｔｅを検出する。なお、この誤差の予測方法については、任意の方法を使用できるが、本発明と直接関係しないため説明を省略する。
【００２１】
以下、対象部材の温度予測方法について説明する。図５は、ＲＯＭ３０２に格納されている対象部材の温度を予測するための温度予測パラメータ（以下、単にパラメータと呼ぶ。）を示している。本実施形態においては、温度上昇時の温度予測に使用するパラメータとして、温度変化係数ｋ１と、切替昇温率Ｔｒｃとを用いる。ここで、温度変化係数ｋ１は、温度上昇時における温度上昇の速さを示す係数である。なお、切替昇温率Ｔｒｃについては後述する。また、温度下降時の温度予測に使用するパラメータとして、温度変化係数ｋ２と、切替温度Ｔｍｃとを用いる。ここで、温度変化係数ｋ２は、温度下降時における温度下降の速さを示す係数である。なお、切替温度Ｔｍｃについては後述する。また、温度予測において対象部材の到達温度を決定するが、このため、定着温度係数Ｋｆと、環境温度係数Ｋｅと、基準到達温度Ｔａｂと、基準温調温度Ｔｆｂと、基準環境温度Ｔｅｂとを、パラメータとして用いる。なお、これらパラメータは、対象部材に熱電対を貼り付けて温度変化を観測することで予め決定しておく。なお、図３及び図４にて説明した様に、対象部材の温度変化は、対象部材毎に異なり、さらに、同じ対象部材であっても画像形成装置１００の画像形成モード毎に異なる。したがって、パラメータは、画像形成モード及び対象部材の組み合わせ毎に予め取得してＲＯＭ３０２に格納しておく。
【００２２】
続いて、温度上昇時における対象部材の温度予測について説明する。図６（Ａ）の線ｇは、満載検出フラグ１０４の実測温度の温度上昇カーブである。なお、画像形成モードは、薄紙の両面印刷、かつ、通常速度とした。図６（Ａ）の線ｇ１、線ｇ２及び線ｇ３は、以下の式（１）による近似曲線である。
Ｔ＝Ｔａ−（Ｔａ−Ｔ０）×ｅ−ｋ1×ｔ    （１）
ここで、ｔは時刻、Ｔは対象部材の予測温度、Ｔａは到達温度、Ｔ０は初期温度（時刻ｔ＝０）、ｋ１は温度変化係数である。なお、図６（Ａ）では、到達温度ＴａはＴｚｍａｘであり、初期温度Ｔ０は環境温度Ｔｅである。また、線ｇ１、線ｇ２、線ｇ３は、それぞれ、ｋ１＝０．４、０．１６、０．０８としたときの近似曲線である。図６（Ａ）より、適切な温度変化係数ｋ１を選択することにより、線ｇに近い近似曲線が得られることが分かる。
【００２３】
また、図６（Ｂ）の線ｇ４は、予測温度Ｔが温度Ｔ２に達した時に温度速度係数ｋ１の値を切り替えたものである。具体的には、予測温度ＴがＴ２以下のときには温度変化係数ｋ１＝０．２１とし、予測温度がＴ２を超えると温度変化係数ｋ１＝０．１としたものである。予測温度がＴ２に達した時刻ｔ２以降の近似曲線は以下の式（２）で表される。
Ｔ＝Ｔａ−（Ｔａ−Ｔ２）×ｅ−ｋ1×（ｔ−ｔ２）  （２）
温度変化係数ｋ１を１つの値とする構成であっても良いが、本実施形態では、温度変化係数ｋとして複数の値を用い、予測温度Ｔの値に応じて温度変化係数ｋ１を切り替える。この構成により、対象部材の実際の温度上昇特性をより正確に近似することができる。本実施形態において、温度変化係数ｋ１の切り替えを切替昇温率Ｔｒｃにより制御する。具体的には、（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔａ―Ｔ０）の値が切替昇温率Ｔｒｃ以下であるか否かにより温度変化係数ｋ１を切り替える。図６（Ｂ）においては、Ｔｒｃ＝０．７５とし、（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔａ―Ｔ０）の値が０．７５以下では、温度変化係数ｋ１を０．２１とし、（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔａ―Ｔ０）の値が０．７５より大きいと、温度変化係数ｋ１を０．１としている。
【００２４】
続いて、温度下降時における対象部材の温度予測について説明する。図７（Ａ）の線ｈは、満載検出フラグ１０４の実測温度の温度下降カーブである。図７（Ａ）の線ｈ１、線ｈ２及び線ｈ３は、式（１）による近似曲線である。なお、式（１）の初期温度Ｔ０はＴｚｍａｘであり、到達温度Ｔａはスタンバイ時の到達温度であるＴｚｓである。また、線ｈ１、線ｈ２、線ｈ３は、それぞれ、ｋ２＝０．０３、０．０６５、０．１５としたときの近似曲線である。図７（Ａ）より、適切な温度変化係数ｋ２を選択することにより、線ｈに近い近似曲線が得られることが分かる。
【００２５】
また、図７（Ｂ）の線ｈ４は、予測温度Ｔが温度Ｔ３に達した時に温度変化係数ｋ２の値を切り替えたものである。具体的には、予測温度ＴがＴ３以上のときには温度変化係数ｋ２＝０．０８８とし、予測温度がＴ３を下回ると温度変化係数ｋ２＝０．０４５としている。温度変化係数ｋ２を１つの値とする構成であっても良いが、本実施形態では、温度変化係数ｋ２として複数の値を用い、予測温度Ｔの値に応じて温度変化係数ｋ２を切り替える。この構成により、対象部材の実際の温度下降特性をより正確に近似することができる。本実施形態において、温度変化係数ｋ２の切り替えを切替温度Ｔｍｃにより制御する。具体的には、予測温度がＴｚｓ＋Ｔｍｃの値以上であるか否かにより温度変化係数ｋ２を切り替えている。
【００２６】
図８（Ａ）は、定着部１０３の定着温度Ｔｆと、対象部材の到達温度Ｔａとの関係を示している。なお、画像形成モードは、薄紙、両面印刷及び通常速度とし、定着温度以外の条件は、総て同じとし、環境温度Ｔｅ＝Ｔｅｂで測定している。図８（Ａ）に示す様に、定着温度Ｔｆ＝Ｔｆｂにおける到達温度Ｔａ＝Ｔａｂである。本実施形態では、この環境温度Ｔｅｂで、定着温度Ｔｆｂのときの到達温度Ｔａｂを、それぞれ、基準環境温度Ｔｅｂ、基準温調温度Ｔｆｂ及び基準到達温度Ｔａｂと呼ぶ。基準温調温度Ｔｆｂを、基準熱源温度とも呼び、基準到達温度Ｔａｂを、基準収束温度とも呼ぶ。また、定着温度Ｔｆが高くなると、到達温度Ｔａも高くなる。図８（Ａ）の線ｍは、定着温度Ｔｆと到達温度Ｔａの関係を一次関数で近似したものである。この線ｍの傾きを定着温度係数Ｋｆと呼ぶ。定着温度係数Ｋｆとは、定着温度の変化に対する到達温度の変化率である。
【００２７】
図８(Ｂ)は、環境温度Ｔｅと到達温度Ｔａとの関係を示している。なお、図８（Ｂ）は、環境温度以外の条件を総て同じとし、定着温度Ｔｆ＝Ｔｆｂで測定したものである。図８（Ｂ）に示す様に、環境温度Ｔｅが高くなると、到達温度Ｔａも高くなる。図８（Ｂ）の線ｎは、環境温度Ｔｅと到達温度Ｔａの関係を一次関数で近似したものである。この線ｎの傾きを環境温度係数Ｋｅと呼ぶ。環境温度係数Ｋｅとは、環境温度の変化に対する到達温度の変化率である。
【００２８】
対象部材の到達温度Ｔａは、定着温度係数Ｋｆ、環境温度係数Ｋｅ、基準到達温度Ｔａｂ、基準温調温度Ｔｆｂ及び基準環境温度Ｔｅｂにより以下の式（３）で計算することができる。
Ｔａ＝Ｔａｂ＋Ｋｅ（Ｔｅ−Ｔｅｂ）＋Ｋｆ（Ｔｆ−Ｔｆｂ）  （３）
なお、Ｔｅは計算時の環境温度であり、Ｔｆは計算時の定着温度である。
【００２９】
図９は、本実施形態による対象部材の温度予測制御のフローチャートである。制御部３００は、所定時間Δｔ毎に、図９の処理を、対象部材それぞれに対して行う。つまり、制御部３００は、予測温度Ｔを所定時間Δｔ毎に更新する。まず、Ｓ１０で、制御部３００は、前回の予測温度をＲＡＭ３１３から読み出す。制御部３００は、Ｓ１１で、環境温度Ｔｅ及び定着温度Ｔｆを検出する。その後、制御部３００は、画像形成モードに応じたパラメータをＲＯＭ３０２から読出し、Ｓ１３で式（３）に従い到達温度Ｔａを求める。
【００３０】
続いて、Ｓ１４において、制御部３００は、前回の温度予測時からの温度変化量ΔＴを求める。例えば、画像形成時には、温度上昇時のパラメータを用いた式（１）を時間ｔで微分して、現在の単位時間当たりの温度変化を求め、これに所定時間Δｔを乗ずることで、制御部３００は温度変化量ΔＴを求める。具体的には、式（１）を時間で微分すると、
ｄＴ／ｄｔ＝ｋ１×（Ｔａ−Ｔ０）×ｅ−ｋ1×ｔ    （４）
が得られる。また、式（１）を変形すると、
（Ｔａ−Ｔ０）×ｅ−ｋ1×ｔ＝Ｔａ−Ｔ    （５）
が得られる。式（４）及び式（５）から、単位時間当たりの温度変化量を示す式（６）が以下の様に得られる。
ｄＴ／ｄｔ＝ｋ１×（Ｔａ―Ｔ）となる。    （６）
式（６）から所定時間Δｔでの温度変化量ΔＴは、
ΔＴ＝ｋ１×（Ｔａ―Ｔ）×Δｔ    （７）
で求めることができる。なお、スタンバイ時には、温度下降時のパラメータを用いる。制御部３００は、Ｓ１５において予測温度を更新してＲＡＭ３１３に格納する。具体的には、Ｓ１０で読み出した前回の予測温度に、Ｓ１４で求めた温度変化量ΔＴを加算することで予測温度を更新する。さらに、制御部３００は、所定の周期毎にＲＡＭ３１３に格納された予測温度をＮＶＲＡＭ３０３に書込む。これは、電源断時に備えたものである。
【００３１】
図１０は、本実施形態による昇温抑制制御のフローチャートである。なお、制御部３００は、図１０の処理を所定時間Δｔ毎に繰り返す。制御部３００は、Ｓ２０で、昇温抑制フラグが０であるか否かを判定する。昇温抑制フラグが１であることは昇温抑制動作中であることを示し、昇温抑制フラグが０であることは通常動作中、つまり、昇温抑制動作中ではないことを示している。なお、昇温抑制フラグの値は、例えば、ＲＡＭ３１３に格納される。昇温抑制フラグが０、つまり、通常動作中であると、制御部３００は、Ｓ２１で、総ての対象部材の予測温度Ｔが、対応する閾値Ｔｘ未満であるかを判定する。閾値Ｔｘの値は対象部材毎に異なる。また、対象部材の予測温度Ｔは、ＲＡＭ３１３に格納されている。総ての対象部材の予測温度Ｔが、対応する閾値Ｔｘ未満であると、制御部３００は、Ｓ２２で通常の画像形成を行う。
【００３２】
一方、Ｓ２１で予測温度Ｔが閾値Ｔｘ以上の対象部材があると、制御部３００は、Ｓ２４で昇温抑制フラグを１に設定して、Ｓ２５で昇温抑制動作を行う。昇温抑制動作とは、通常の画像形成動作より温度上昇を抑える動作をいう。例えば、制御部３００は、画像形成動作を中断して、画像形成装置をスタンバイ状態にする。つまり、制御部３００は、対象部材の予測温度に応じて、画像形成装置の状態を、通常の画像形成を行う通常状態と、画像形成を行わないスタンバイ状態に設定する。また、駆動モータ３０４の回転速度を制御し、画像形成装置１００のスループットを低下させた状態とすることもできる。つまり、制御部３００は、対象部材の予測温度に応じて、シートに画像形成を行う際、連続するシートの間隔を制御することができる。また、昇温抑制動作として、ファン等の冷却部材の冷却の強さを強くしても良い。つまり、制御部３００は、対象部材の予測温度に応じて、対象部材に対する冷却部材の冷却の強さを制御する。これは、冷却部材がファンであると、対象部材の予測温度に応じて、対象部材に対するファンの回転速度を変化させることに対応する。
【００３３】
また、Ｓ２０において昇温抑制フラグが１、つまり、昇温抑制動作中であると、制御部３００は、何れかの対象部材の予測温度Ｔが、閾値Ｔｘから値Ｒを減じた値より大きいかを判定する。値Ｒも、対象部材毎に異なる値であり、予めＲＯＭ３０２に格納されている。何れかの対象部材の予測温度Ｔが、値（Ｔｘ−Ｒ）より大きいと、制御部３００は、Ｓ２４及びＳ２５の処理により昇温抑制動作を継続させる。一方、総ての対象部材の予測温度が値（Ｔｘ−Ｒ）以下になると、制御部３００は、Ｓ２６で昇温抑制フラグを０に設定して、昇温抑制動作を終了する。その後、制御部３００は、Ｓ２０からの処理を行う。
【００３４】
図１１の線ｒ及び線ｐは、それぞれ、環境温度Ｔｅが摂氏２５度及び摂氏３３度の状態において画像形成を行ったときの満載検出フラグ１０４の実測温度である。なお、画像形成モードは、薄紙の両面印刷、かつ、通常速度とした。破線ｓ及び破線ｑは、それぞれ、図９の処理による、満載検出フラグ１０４の予測温度である。なお、破線ｓは、環境温度Ｔｅが摂氏２５度の場合であり、破線ｑは、環境温度Ｔｅが摂氏３３度の場合である。破線ｓ及び破線ｑは、それぞれ、実測温度を示す線ｒ及び線ｐとほぼ一致している。したがって、本実施形態では、昇温抑制動作への切替を判断する閾値Ｔｘに、予測誤差を考慮した大きなマージンを持たせる必要がない。つまり、必要以上に閾値Ｔｘを小さくする必要がない。したがって、必要以上に早く昇温抑制制御に切り替わることを防ぎ、昇温抑制制御となるまでの画像形成枚数を多くすることができる。また、環境温度Ｔｅが異なる状況であっても、実測温度と予測温度Ｔはほぼ一致している。したがって、様々な環境温度Ｔｅにおいて実測温度の温度上昇カーブを取得する必要がなく、簡易な手法で機内温度を精度良く予測することができる。
【００３５】
図１２は、環境温度Ｔｅが変化した場合の予測温度を示している。図１２において、線ｘは、環境温度Ｔｅであり、時刻ｔ３までの環境温度Ｔｅは摂氏２５度であり、時刻ｔ４以降の環境温度Ｔｅは摂氏３３度である。また、線ｙは、図９の処理による現像容器２０５の予測温度Ｔであり、線ｚは従来の昇温予測方法による現像容器２０５の予測温度Ｔである。なお、従来の昇温予測方法においては、環境温度Ｔｅに対する対象部材の温度上昇量と環境温度Ｔｅの和により予測温度Ｔを算出している。このため、従来手法による予測温度Ｔでは、環境温度Ｔｅが急減に変化する時刻ｔ３〜ｔ４において、予測温度Ｔも環境温度Ｔｅと同様に急減に変化する。一方で、図９の処理によると、時刻ｔ３〜ｔ４においても予測温度Ｔが急激に変化することはなく、時刻ｔ３から穏やかに上昇する。なお、現像容器２０５の実測温度は、線ｙと同様に、時刻ｔ３を起点に緩やかに上昇していた。つまり、本実施形態による温度予測により、環境温度Ｔｅの変動があっても、実際の温度との誤差を小さくできる。
【００３６】
以上、画像形成装置は、現在の動作状態が継続した際の対象部材の収束温度を求め、収束温度と、環境温度と、保持している温度予測パラメータと、に基づき対象部材の温度を予測する。なお、動作状態とは、画像形成状態や、スタンバイ状態であり、画像形成状態は、その画像形成モード毎に異なる画像形成状態である。具体的には、画像形成モードは、印刷を行うシートの種別、画像形成速度、両面印刷又は片面印刷であるかにより規定される。この構成により、機内温度を精度良く予測することができる。したがって、必要以上に早く昇温抑制制御に切り替わることを抑えることができる。
【００３７】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００３８】
３０７：環境サーミスタ、３１３：ＲＡＭ、３００：制御部
【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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【図１１】
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【図１２】
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