(57)【要約】【課題】  機内温度を精度良く予測し、ユーザビリティーの低下を抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の画像形成装置は、定着手段を含む画像形成手段と、環境の温度を検知する第１の検知手段と、温度変化特性を示すデータを記憶する記憶手段と、記録材の昇温量を検知する第２の検知手段と、前記画像形成手段によって記録材の両面に画像を形成する場合、前記記録材の昇温量に基づいて、前記データを調整する調整手段と、前記環境の温度と、調整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予測手段と、予測された前記温度が所定の閾値に到達したと判断すると、単位時間当たりに前記画像形成手段によって画像が形成される記録材の枚数が少なくなるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。【選択図】  図７
2017111241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材を加熱して記録材に画像を定着する定着手段を含み、記録材に画像を形成する画像形成手段と、を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置が設置されている環境の温度を検知する第１の検知手段と、
前記画像形成装置の内部の温度変化特性を示すデータを記憶する記憶手段と、
前記定着手段によって加熱され画像が定着されたことによる記録材の昇温量を検知する第２の検知手段と、
前記画像形成手段によって記録材の両面に画像を形成する場合、前記第２の検知手段によって検知された前記記録材の昇温量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記データを調整する調整手段と、
前記第１の検知手段によって検知された前記環境の温度と、前記調整手段によって調整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予測手段と、
前記予測手段によって予測された前記温度が所定の閾値に到達したと判断すると、単位時間当たりに前記画像形成手段によって画像が形成される記録材の枚数が少なくなるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の検知手段は、記録材に超音波を送信する送信手段と、前記送信手段から送信され、記録材を介した超音波を受信して、受信した超音波に応じた信号を出力する受信手段と、を含み、
前記定着手段が記録材の第１面に画像を定着する前に、前記受信手段が記録材を介した超音波を受信して出力した第１の信号と、前記定着手段が記録材の第１面に画像を定着した後、かつ前記定着手段が記録材の第２面に画像を定着する前に、前記受信手段が記録材を介した超音波を受信して出力した第２の信号に基づいて、前記第２の検知手段は前記記録材の昇温量を検知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】
前記第２の検知手段は、記録材に画像を転写する転写手段と、前記転写手段によって記録材に画像を転写する際に流れる電流値を検知する電流検知手段と、を含み、
前記転写手段が記録材の第１面に画像を転写する際に、前記電流検知手段が検知した第１の電流値と、前記転写手段が記録材の第２面に画像を転写する際に、前記電流検知手段が検知した第２の電流値に基づいて、前記第２の検知手段は前記記録材の昇温量を検知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４】
前記調整手段は、前記第２の検知手段によって検知された前記記録材の昇温量が高い場合に、前記画像形成装置の内部の温度が上昇するスピードが速くなるように前記データを調整し、前記記録材の昇温量が低い場合に、前記画像形成装置の内部の温度が上昇するスピードが遅くなるように前記データを調整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】
前記調整手段は、単位時間当たりに前記画像形成手段によって画像が形成される記録材の枚数が多い場合に、前記画像形成装置の内部の温度が上昇するスピードが速くなるように前記データを調整し、前記記録材の枚数が少ない場合に、前記画像形成装置の内部の温度が上昇するスピードが遅くなるように前記データを調整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】
前記調整手段は、前記画像形成手段によって画像が形成される記録材のサイズが大きい場合に、前記画像形成装置の内部の温度が上昇するスピードが速くなるように前記データを調整し、前記記録材のサイズが小さい場合に、前記画像形成装置の内部の温度が上昇するスピードが遅くなるように前記データを調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記調整手段は、前記第２の検知手段によって前記記録材の昇温量を検知してから、前記記録材が前記画像形成装置の内部にある所定のプロセス部材に到達するまでの期間の長さが短い場合に、前記画像形成装置の内部の温度が上昇するスピードが速くなるように前記データを調整し、前記期間の長さが長い場合に、前記画像形成装置の内部の温度が上昇するスピードが遅くなるように前記データを調整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】
前記画像形成手段は、像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像が記録材に転写された後、前記像担持体に残っているトナーをクリーニングするブレードを含み、
前記予測手段は、前記ブレードの温度を予測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】
前記所定の閾値とは、トナーの融点よりも低く、前記ブレードにおいてクリーニング不良が発生する温度よりも低い温度であ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】
前記制御手段は、前記予測手段によって予測された前記温度が所定の閾値に到達したと判断すると、前記画像形成手段によって記録材に画像を形成する画像形成動作と前記画像形成手段によって記録材に画像を形成しない休止動作を一定時間ごとに繰り返すように制御することを特徴とする請求項１乃至９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、電子写真方式の画像形成装置において、機内の温度を予測する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、機内温度が昇温する。ここで画像形成装置の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。
【０００３】
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などの像担持体に残ったトナーをクリーニングするクリーニングブレードがある。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、次に形成される画像の品質に影響を及ぼすことがある。
【０００４】
特許文献１には、画像形成装置の機内温度を予測し、温度に応じて装置の動作モードを切り替える制御が記載されている。特許文献１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、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を一定時間ごとに繰り返す間欠運転などが対応し、通常の動作モードに比べてスループットが低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８６５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、記録材に両面印刷を実行する場合、機内温度を予測する上では一度定着部を通過して温度が上昇した記録材から、画像形成装置のプロセス部材に伝わる熱量を考慮する必要がある。例えば、特許文献１に記載されたタンデム式のカラーレーザビームプリンタの場合、１面目にトナー像が定着され暖められた記録材が二次転写ニップ部を通過することにより、記録材がもつ熱量が中間転写ベルトに伝わる。中間転写ベルトが昇温すると、それに伴ってベルトクリーナも昇温する。従って、記録材に両面印刷を実行する場合は、記録材に片面印刷を実行する場合に比べて、画像形成装置の機内温度が昇温するスピードが速くなる。
【０００７】
ところで、実際に記録材からプロセス部材に伝わる熱量は、１面目にトナー像が定着された記録材がどの程度昇温したかによって変化する。記録材がどの程度昇温したかは、記録材の種類やサイズ、個体バラつきなど様々な要因によって変化するため、予測することは困難である。従って、複数ある条件の中から最も昇温するスピードが速い条件に対応した昇温プロファイルを設定することが一般的である。
【０００８】
このような昇温プロファイルを設定した場合、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、マージンをも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していた。
【０００９】
本発明の目的は、機内温度を精度良く予測し、ユーザビリティーの低下を抑制する画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、記録材を加熱して記録材に画像を定着する定着手段を含み、記録材に画像を形成する画像形成手段と、を有する画像形成装置において、前記画像形成装置が設置されている環境の温度を検知する第１の検知手段と、前記画像形成装置の内部の温度変化特性を示すデータを記憶する記憶手段と、前記定着手段によって加熱され画像が定着されたことによる記録材の昇温量を検知する第２の検知手段と、前記画像形成手段によって記録材の両面に画像を形成する場合、前記第２の検知手段によって検知された前記記録材の昇温量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記データを調整する調整手段と、前記第１の検知手段によって検知された前記環境の温度と、前記調整手段によって調整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予測手段と、前記予測手段によって予測された前記温度が所定の閾値に到達したと判断すると、単位時間当たりに前記画像形成手段によって画像が形成される記録材の枚数が少なくなるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、機内温度を精度良く予測し、ユーザビリティーの低下を抑制する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】
【００１２】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】制御部の機能ブロック図である。
【図３】超音波センサ制御部のブロック図である。
【図４】超音波センサの駆動信号と、受信波形の一例を示す図である。
【図５】超音波センサの出力波形の一例を示す図である。
【図６】記録材の温度と演算係数の関係を示す図である。
【図７】昇温保護制御に関するフローチャートである。
【図８】機内温度の実測値と昇温カウンタによる予測値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例１】
【００１４】
（画像形成装置の構成）
本実施例では、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と表記する）を示す。図１は、本実施例におけるプリンタ１の構成図である。
【００１５】
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）、マゼンダ（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。２は記録材Ｐを収納するカセットである。３はプリンタ１の動作を制御する制御部であり、ＣＰＵ８０とＲＯＭ８１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。４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。５は供給ローラ４によって供給された記録材Ｐを搬送する搬送ローラであり、６は搬送ローラ５に対向する搬送対向ローラである。
【００１６】
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、各色のトナーを担持する感光ドラムである。１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを一様に所定の電位に帯電する帯電ローラである。１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、帯電された感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ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光学ユニットである。１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ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ユニットである。１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、現像ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ内のトナーを感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋへ送り出す現像剤搬送ローラである。１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに形成されたトナー像を中間転写ベルト１７に一次転写する一次転写ローラである。１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、一次転写の後に感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ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。
【００１７】
１８は中間転写ベルト１７を駆動する駆動ローラであり、２５は中間転写ベルト１７にテンションをかけるテンションローラである。１９は中間転写ベルト１７に一次転写されたトナー像を、搬送されてきた記録材Ｐに二次転写する二次転写ローラ（転写部）であり、２０は二次転写ローラ１９に対向する二次転写対向ローラである。２８は二次転写の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ベルトクリーナである。２１は、記録材Ｐを搬送しつつ、記録材Ｐに二次転写されたトナー像を記録材Ｐに定着する定着ユニット（定着部）である。２２は、定着ユニット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の外部へ排出する排出ローラである。
【００１８】
９１はフラッパ、９２は反転ローラ、９３と９４は両面搬送ローラであり、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。９０は超音波センサであり、送信部３１と受信部３２を有する。超音波センサ９０は記録材Ｐの特性として記録材Ｐの坪量を検知することができる。９５は環境センサであり、プリンタ１が設置されている周囲の環境（温度、湿度）を検知することができる。プリンタ１の機内温度に影響されず周囲の環境を検知できるように、環境センサ９５の近くにファン（不図示）を設けて、外気を積極的に取り込むようにしても良い。これらの部材の詳細な説明については後述する。
【００１９】
（画像形成装置の動作）
次に、プリンタ１の画像形成動作について説明する。まず、不図示のホストコンピュータ等から制御部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、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０によって形成される二次転写ニップ部（不図示）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。
【００２０】
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１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって一定の電位に帯電される。そして、入力された画像データにあわせて光学ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、帯電された感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ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１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ及び現像剤搬送ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによって現像を行う。感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにより夫々の色で現像される。感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ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、一次転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにより中間転写ベルト１７に順番に一次転写される。中間転写ベルト１７に一次転写されず感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに残ったトナーはドラムクリーナ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによってクリーニングされる。
【００２１】
そして、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ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に二次転写される。記録材Ｐに二次転写されたトナー像は、定着ローラ等から構成される定着ユニット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に二次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２８によってクリーニングされる。
【００２２】
記録材Ｐの裏面に画像形成を行わない場合は、画像が定着された記録材Ｐをフラッパ９１により排出ローラ２２が設けられた搬送路へ導き、排出トレイ２６に排出する。この搬送路は図１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は、記録材Ｐをフラッパ９１により反転ローラ９２が設けられた搬送路へ導く。この搬送路は図１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でニップ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へ再搬送され、表面と同様に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。
【００２３】
（制御部の機能ブロック図）
次に、制御部３の機能について説明する。図２は本実施例における制御部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。
【００２４】
図２に示す通り、制御部３は昇温保護制御部４０と超音波センサ制御部３０（以下、センサ制御部３０と表記する）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、昇温保護判断部４３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によって検知したプリンタ１の周囲の温度や湿度に基づいて、記録材Ｐに対する画像形成動作を開始する時点における機内温度を設定する。そして、機内温度予測部４２は記録材Ｐに対する画像形成動作が開始されると、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いて機内温度がどの程度昇温するか予測する。
【００２５】
本実施例においては、プリンタ１の機内温度を精度良く予測するために、画像が形成された記録材Ｐが実際にどの程度昇温したかを検知している。センサ制御部３０は記録材温度算出部３６を有しており、超音波センサ９０の動作を制御しつつ、超音波センサ９０から得られた検知結果によって記録材Ｐの昇温量を検知している。前述した機内温度予測部４２は、センサ制御部３０から通知された記録材Ｐの昇温量に基づいて、機内温度がどの程度昇温するか予測する。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、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を一定時間ごとに繰り返す間欠運転などが対応し、通常の動作モードに比べてスループットが低下する。
【００２６】
以下、超音波センサ９０によって記録材Ｐの坪量と記録材Ｐの昇温量を検知する方法について説明する。
【００２７】
（超音波センサの構成）
超音波センサ９０について説明する。超音波センサ９０は記録材Ｐの坪量を検知することができる。ここでいう坪量とは、記録材Ｐの単位面積当たりの質量であり、単位は［ｇ／ｍ２］で表わされる。図１のプリンタ１において、記録材Ｐの坪量を検知する超音波センサ９０は、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０よりも記録材Ｐの搬送方向において上流側に配置されている。
【００２８】
超音波センサ９０は超音波を送信する送信部３１と超音波を受信する受信部３２を有しており、記録材Ｐを搬送する搬送路を挟むように送信部３１と受信部３２が配置されている。また、送信部３１は二次転写ローラ１９と共に二次転写ユニット２３により保持されている。二次転写ユニット２３は、回転軸２４を支点に開閉動作が可能であり、これにより、搬送中の記録材Ｐが二次転写ユニット２３付近で滞留した場合でも、ユーザにより滞留した記録材Ｐを簡単に除去することができる。また、制御部３は前述した通り、超音波の送受信動作や記録材Ｐの坪量の検知動作を行うセンサ制御部３０を備えている。制御部３は、センサ制御部３０によって得られた坪量の検知結果に応じて、様々な画像形成条件の制御を行っている。ここでいう画像形成条件とは、例えば記録材Ｐの搬送速度、一次転写ローラ１６や二次転写ローラ１９に印加する電圧値、定着ユニット２１で記録材Ｐに画像を定着する際の温度等である。さらに制御部３は、画像形成条件として画像を転写する際における一次転写ローラ１６や二次転写ローラ１９の回転速度を制御してもよい。さらに制御部３は、画像形成条件として画像を定着する際における定着ユニット２１が有する定着ローラの回転速度を制御してもよい。
【００２９】
送信部３１と受信部３２は同様の構成であり、機械的変位と電気信号の相互変換素子である圧電素子（ピエゾ素子ともいう）及び電極端子から成る。送信部３１では、電極端子に所定周波数のパルス電圧を入力すると圧電素子が発振して音波が発生する。途中に記録材Ｐが存在する場合、発生した音波は空気中を伝わり、記録材Ｐに到達する。音波が記録材Ｐまで到達すると、音波によって記録材Ｐが振動する。記録材Ｐが振動することにより音波が伝達され、さらに、音波は空気中を伝わって受信部３２に到達する。このように、送信部３１から送信された音波は、記録材Ｐを介して減衰し、受信部３２に到達する。受信部３２の圧電素子は、受信した音波の振幅に応じた電圧値を電極端子に出力する。これが圧電素子を用いて超音波を送受信する場合の動作原理である。
【００３０】
（超音波センサ制御部のブロック図）
次に、超音波センサ９０を用いた記録材Ｐの坪量の検知方法について、図３（ａ）のブロック図を用いて説明する。本実施例では、送信部３１および受信部３２は、３２ｋＨｚの周波数の超音波を送受信する。超音波の周波数は予め設定されるものであり、送信部３１及び受信部３２の構成、検知精度等に応じて適切な範囲の周波数を選択すればよい。センサ制御部３０は、超音波を送信するための駆動信号を生成し、駆動信号を増幅する機能を持った送信制御部３３、受信部３２で受信した超音波を電圧値として検知し、信号を処理する機能を持った受信制御部３４を有する。さらに、センサ制御部３０は各部の制御及び記録材Ｐの坪量の検知を行う検知制御部６０を有する。
【００３１】
検知制御部６０より測定開始を示す信号が駆動信号制御部３４１に入力される。駆動信号制御部３４１は入力信号を受け取ると、所定周波数の超音波を送信するために、駆動信号生成部３３１に対して、駆動信号の生成を指示する。駆動信号生成部３３１では、予め設定された周波数を持つ信号を生成し、出力する。駆動信号生成部３３１により生成される駆動信号の波形を図４（ａ）に示す。本実施例では、１回の測定で、３２［ｋＨｚ］のパルス波を５パルス連続して出力する。そして、所定の時間、パルス波の出力を休止して、音波が十分に減衰してから再度パルス波を出力して次の測定を行う。これにより、記録材Ｐや周囲の部材による反射波等の外乱の影響を低減して、送信部３１が照射した直接波のみを受信部３２で受信できる。このような信号はバースト波と呼ばれている。増幅部３３２は、信号のレベル（電圧値）を増幅し、送信部３１へ出力する。
【００３２】
受信部３２は、送信部３１から送信された超音波、または、記録材Ｐを介して減衰した超音波を受信して、受信制御部３４の検知回路３４２に受信信号を出力する。図３（ｂ）に示すように、検知回路３４２は増幅部３５１と半波整流部３５２を有している。本実施例において増幅部３５１は、送信部３１と受信部３２との間の検知位置２００に記録材Ｐが存在しない状態と、記録材Ｐが存在する状態で受信信号の増幅率を可変できるようにしている。ここで、検知位置２００とは、記録材Ｐが搬送される領域に存在する仮想的な位置であり、送信部３１から送信された超音波が照射される位置である。記録材Ｐが検知位置２００に搬送されると、送信部３１から送信された超音波は記録材Ｐに到達する。そして、受信部３２は記録材Ｐを介して減衰した超音波を受信することができる。例えば、図３（ａ）に示すように送信部３１の中心と受信部３２の中心を結ぶ仮想的な線１００と記録材Ｐが搬送される領域が交わる位置を検知位置２００とすることができる。記録材Ｐは搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６によって検知位置２００に搬送される。また、半波整流部３５２は、増幅部３５１において増幅された信号に対して半波整流を行っている。しかしながら、それぞれこれに限定されるものではない。
【００３３】
図４（ｂ）に受信部３２での受信信号の波形、図４（ｃ）に半波整流後の信号の波形を示す。検知回路３４２で生成された信号はＡ−Ｄ変換部３４３でアナログ信号からデジタル信号へ変換される。ピーク検知部３４４では、変換されたデジタル信号に基づいて信号のピーク値（極大値）を検知する。タイマ３４５では、駆動信号制御部３４１が駆動信号の生成を指示したタイミングでカウントが開始され、ピーク検知部３４４がピーク値を検知するまでの時間を測定する。そして、ピーク検知部３４４が検知した値と、タイマ３４５によって測定された時間はそれぞれ記憶部３４６に保存される。
【００３４】
以上の動作を、送信部３１と受信部３２の間の検知位置２００に記録材Ｐが存在しない状態と、記録材Ｐが存在する状態でそれぞれ所定の間隔で所定回数実施する。演算部３４７では、記録材Ｐが存在しない状態でのピーク値の所定回数の平均値Ｖａと、記録材Ｐが存在する状態でのピーク値の所定回数の平均値Ｖｐの比から演算係数を算出する。本実施例では、演算係数をＶｐ／Ｖａの計算式によって算出する。演算係数は坪量に相当する値であり、演算部３４７で算出された演算係数に基づいて、検知制御部６０は記録材Ｐの坪量を検知する。制御部３は坪量の検知結果に基づきプリンタ１の画像形成条件を制御する。また、制御部３は検知制御部６０によって記録材Ｐの坪量を検知することなく、演算係数の値から直接的にプリンタ１の画像形成条件を制御してもよい。
【００３５】
本実施例における記録材Ｐの受信信号の波形を図５に示す。使用した記録材Ｐは坪量６０［ｇ／ｍ２］の記録紙である（以下、単に紙と記載する）。横軸は送信部３１から超音波を送信してからの経過時間に相当するカウンタ、縦軸は超音波の振幅に相当する出力値である。本実施例では、タイマ３４５のカウンタ周波数は３［ＭＨｚ］（０．３３３［μｓｅｃ］間隔）、ピーク検知部３４４の分解能はＡＤ１２ビットの３．３［Ｖ］（０．８０６［ｍＶ］間隔）である。また、送信部３１と受信部３２との間の検知位置２００に紙が存在する状態でも安定したデータを取得できるように、紙が存在する状態における検知回路３４２の増幅率を１６倍に設定している。実線、破線の波形は夫々、紙なし時、紙あり時の波形を表わしている。以下、紙なしとは送信部３１と受信部３２との間の検知位置２００に紙が存在しない状態を示し、紙ありとは送信部３１と受信部３２との間の検知位置２００に紙が存在する状態を示す。
【００３６】
図５において周期的にピーク値があらわれるのはバースト波を入力しているためである。また、紙の有無によってピーク値が検知されるタイミングが異なっているのは、紙があることによって超音波が減衰し、超音波の速度が遅くなるためである。図５が示すように、最初の２つのピーク値（図のｎ＝１、２）の値は小さく、紙の有無、種類により安定したピーク値が得られない場合がある。一方で、超音波を送信してから所定時間が経過すると反射波などの外乱の影響を受けるため、必要な振幅を得られる範囲で可能な限り早いピーク値を取得することが望ましい。従って、本実施例では図５のｎ＝３のピーク値を用いて坪量検知を行う。
【００３７】
（記録材の温度と演算係数の関係）
実際に本実施例の構成で得られた記録材Ｐの温度と演算係数の関係を図６（ａ）に示す。使用した記録材Ｐは坪量７５［ｇ／ｍ２］の紙と、坪量５２［ｇ／ｍ２］の紙である。また、これらの紙の温度は１５℃、２３．５℃、３０℃の３段階で測定している。
【００３８】
図６（ａ）に示す通り、紙の温度と演算係数は線形性を保っていることが分かる。そのため、紙の温度差は同一の紙の演算係数の差分と対応付けることができる。また、紙の温度が高いと演算係数は小さくなり、紙の温度が低いと演算係数は大きくなっている。この理由は、紙が熱を持つことにより周囲の気温が上昇し、空気密度が低下するためである。
【００３９】
図６（ｂ）は坪量７５［ｇ／ｍ２］の紙の両面に画像を定着する際に、１面目に画像を定着する前と２面目に画像を定着する前それぞれについて演算係数を算出した結果を示すものである。以下、１面目に画像を定着する前に算出した演算係数を１面目の演算係数、１面目に画像を定着した後であって、２面目に画像を定着する前に算出した演算係数を２面目の演算係数と定義する。図６（ｂ）において、２面目の演算係数は１面目に比べ小さくなっている。これは、定着ユニット２１から得た熱によって紙の温度が上昇しているためである。従って、本実施例の構成で演算係数を算出することで、１面目と２面目の演算係数の差分に基づき紙の昇温量を求めることができる。
【００４０】
本実施例においては、便宜上１面目と２面目の演算係数の差分の絶対値を０．０１で割ると紙の昇温量を求めることができる関係にある。例えば、図６（ｂ）の場合、（０．９９−０．８３）÷０．０１＝１６、従って昇温量は１６℃となる。昇温量の大きさは記録材Ｐの１面目に画像を定着する際の定着温度や記録材Ｐの熱容量などによって異なるが、定着ユニット２１を通過することによって記録材Ｐの温度は上昇する。尚、本実施例では演算係数の差分と昇温量の関係が温度値に関係なく１：１００で一定である場合を例に説明している。しかし、状況によっては演算係数の差分と昇温量は本例とは異なった関係になることがある。そのような場合でも、演算係数から昇温量を求める方法を実情に合わせて設定することで、各種状況に対応できる。
【００４１】
（昇温保護制御）
次に、図２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。本実施例においては、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１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋやベルトクリーナ２８の温度に着目する。
【００４２】
図１に記載されたドラムクリーナ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ及びベルトクリーナ２８は、クリーニングする対象の像担持体に対してブレードを当接させることで、転写されずに像担持体に残ったトナーをクリーニングしている。この時、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。
【００４３】
従って、昇温保護制御部４０は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昇温する前に、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、ブレードの温度が昇温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を一定時間ごとに繰り返す間欠運転などが対応する。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。
【００４４】
本実施例において昇温保護制御部４０は、図２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、直接ブレードの近くに温度検知センサを配置する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、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。従って、本実施例では上記の予測制御を行う。
【００４５】
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一度定着ユニット２１を通過して温度が上昇した記録材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。本実施例のプリンタ１の場合、１面目にトナー像が定着され暖められた記録材Ｐが二次転写ニップ部（不図示）を通過することにより、記録材Ｐがも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２８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、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋも昇温し、それに伴ってドラムクリーナ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのブレードも昇温する。従って、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の機内温度が昇温するスピードが速くなる。
【００４６】
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、１面目にトナー像が定着された記録材Ｐがどの程度昇温したかによって変化する。本実施例において昇温保護制御部４０は、図２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の昇温量の情報を用いて、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。
【００４７】
（フローチャート）
本実施例における昇温保護制御の流れを図７のフローチャートを用いて説明する。図７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。
【００４８】
図７のフローチャートにおいて、まずプリンタ１に対して画像形成の指示が通知されると、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）を検知する（Ｓ１０１）。次に、制御部３は所定時間毎に昇温カウンタの更新を行うため、環境情報の検知又は前回の昇温カウンタの更新から所定時間が経過したかを判断する（Ｓ１０２）。ここで、昇温カウンタとは、プリンタ１の機内温度、本実施例においてはドラムクリーナ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのブレードの温度に対応するパラメータである。Ｓ１０１において検知した環境温度に昇温カウンタの値を加えることで、ブレードの温度を求めることができる。
【００４９】
Ｓ１０２において所定時間が経過していた場合、制御部３は動作モードに応じた昇温プロファイルを設定する（Ｓ１０３）。ここで、動作モードとはプリンタ１の状態を示しており、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、スタンバイなどのモードを含んでいる。昇温プロファイルとは、画像形成動作を開始してから経過した時間に対して、ブレードの温度がどのように変化するか、すなわち温度変化特性を示すデータである。この昇温プロファイルは、予め実験などによって得られた情報を基に動作モード毎に作成され、ＲＯＭ８１に記憶されている。
【００５０】
動作モードが両面印刷である場合、制御部３は超音波センサ９０によって得られた記録材Ｐの昇温量の情報を用いて、Ｓ１０３で設定した昇温プロファイルを調整する（Ｓ１０４）。これにより、記録材Ｐの昇温量の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。その後、制御部３はＳ１０４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を更新する（Ｓ１０５）。Ｓ１０４における昇温プロファイルの調整方法や、昇温カウンタの更新方法について詳しくは後述する。
【００５１】
次に、制御部３は予測された機内温度がＲＯＭ８１に記憶された保護閾値に達しているか否かを判断する（Ｓ１０６）。ここで、保護閾値とは、本実施例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。機内温度が保護閾値に達していた場合、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り替える（Ｓ１０７）。本実施例では、昇温保護モードとして画像形成動作と休止動作を一定時間ごとに繰り返す間欠運転を実施する。ここで休止動作中は、駆動の必要が無い全てのモータを停止させると共に、冷却ファンを全速で駆動し、機内の冷却を図る。
【００５２】
一方、機内温度が保護閾値に達していない場合、制御部３はプリンタ１の動作モードを切り替えることなく、そのままの通常モードで画像形成動作を継続させる（Ｓ１０８）。最後に、制御部３は画像形成動作を継続するか否かを判断し（Ｓ１０９）、継続する場合はＳ１０２の制御に戻り、継続しない場合は本フローチャートの制御を終了する。
【００５３】
（昇温カウンタ）
本実施例では、機内温度（ブレードの温度）を所定時間毎に更新する昇温カウンタで表現する。昇温カウンタはプリンタ１の電源がオンとなった時点で初期値がセットされ、その時点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の値をもとに、電源がオンとなった時点までの経過時間に応じて決定する。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、初期値は０となる。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、本実施例では式１に示すように、温度変動係数ｋ、収束カウンタＣｘ、現在の昇温カウンタＣ（ｎ）を用いて所定時間における昇温カウンタ変化量ΔＣを算出する。
ΔＣ＝ｋ（Ｃｘ−Ｃ（ｎ））  ・・・式１
【００５４】
次に、式２を用いて、現在の昇温カウンタＣ（ｎ）に昇温カウンタ変化量ΔＣを加えることで、昇温カウンタＣ（ｎ＋１）を更新する。本演算は、図７のＳ１０５に相当するものである。
Ｃ（ｎ＋１）＝Ｃ（ｎ）＋ΔＣ  ・・・式２
【００５５】
本実施例では、図７のＳ１０３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、昇温カウンタ更新に用いる温度変動係数ｋと収束カウンタＣｘである。特に、両面印刷時は、図７のＳ１０４においてトナー像の定着による記録材Ｐの昇温量に応じて昇温プロファイルを調整することで、記録材Ｐの昇温量が機内昇温に与える影響を反映する。
【００５６】
図８は環境温度２５℃において、連続して両面印刷を行った時の機内温度の実測値と、昇温カウンタを用いた機内温度の予測値を重ねたものである。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検知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。図８から分かるように、本実施例で利用する昇温カウンタは、機内の昇温現象を精度良く近似することが可能である。
【００５７】
（記録材の昇温量の反映）
本実施例では、図７のＳ１０４において、記録材Ｐの昇温量が機内昇温に与える影響を考慮し、昇温プロファイルを調整する。具体的には、前述の通り、超音波センサ９０で測定した１面目と２面目の演算係数の差分から記録材Ｐの昇温量を算出する。次に、式３を用いて、基準の昇温量に対する両面昇温比率Ｒを求める。
Ｒ＝ΔＴｔ／ΔＴｂ  ・・・式３
【００５８】
尚、ΔＴｔは検知対象の記録材Ｐの昇温量、ΔＴｂは基準の昇温量である。基準の昇温量とは、記録材Ｐの種類やサイズ、個体バラつきなど様々な要因を考慮した上で、両面印刷を実行した場合に起こりうる最大の記録材Ｐの昇温量を示す。ΔＴｂは昇温プロファイル設計時に予め測定しておくものであり、この場合の昇温プロファイルを基準の昇温プロファイル（ｋｂ，Ｃｘｂ）とする。
【００５９】
本実施例では、ΔＴｔ＜ΔＴｂの場合、記録材Ｐの昇温量が機内昇温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。これを考慮して、式４のように両面昇温比率Ｒに応じて調整後の昇温プロファイル（ｋ１，Ｃｘ１）を算出する。
（ｋ１，Ｃｘ１）＝Ｒ×（ｋｂ，Ｃｘｂ）  ・・・式４
【００６０】
以上のように調整した昇温プロファイルの設定例を表１に示す。両面印刷の動作モードにおいて、基準の昇温量に対する昇温プロファイルは（ｋｂ，Ｃｘｂ）＝（０．００３２，２９００００）であり、両面昇温比率Ｒに応じて式４の調整を行っている。尚、両面昇温比率Ｒは１枚毎に求めても良いし、複数枚の平均を利用しても良い。
【００６１】
【表１】
2017111241.tif 000003
【００６２】
以上説明したように、本実施例においては、両面印刷時の機内温度を予測する際に、超音波センサ９０で測定した１面目と２面目の演算係数の差分から記録材Ｐの昇温量を算出する。そして、その結果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する。これにより、１面目にトナー像が定着され暖められた記録材Ｐが機内昇温に与える影響を考慮して、機内温度を精度良く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。
【００６３】
さらに、想定以上の記録材Ｐの昇温量が発生した場合でも昇温プロファイルを調整することにより、異常昇温とそれに起因するトラブルを回避可能となる。また、記録材Ｐの坪量を検知する超音波センサ９０によって、記録材Ｐの昇温量を検知することができるため、記録材Ｐの昇温量を検知するための専用のセンサを別途配置する必要がなく、コストを削減することができる。
【実施例２】
【００６４】
実施例１においては、超音波センサ９０によって記録材Ｐの昇温量を求め、両面昇温比率Ｒに基づいて昇温プロファイルを調整していた。しかしながら、両面昇温比率Ｒが同じ場合でも、プリント生産性や画像形成の対象となる記録材Ｐのサイズ（面積）が異なれば、機内温度へ与える影響が変化する。そのため本実施例においては、実施例１における昇温プロファイルを、プリント生産性や記録材Ｐのサイズに応じてさらに補正する。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。
【００６５】
プリント生産性、すなわち画像形成速度や記録材Ｐの搬送速度が速い場合、単位時間当たりに二次転写ニップ部を通過する記録材Ｐの枚数は増加する。そのため、単位時間当たりに記録材Ｐからプロセス部材に伝わる熱量は増加する。従って、プリント生産性が高いほど、機内温度が昇温するスピードは速くなる。また、記録材Ｐのサイズが大きいほど、一度に多くの熱量がプロセス部材に伝わる。従って、記録材Ｐのサイズが大きいほど、機内温度が昇温するスピードは速くなる。
【００６６】
本実施例においては以下のように昇温プロファイルを補正する。両面昇温比率１００％、生産性１００％、ＬＴＲサイズを基準の昇温プロファイル（ｋｂ，Ｃｘｂ）として、式５のように各要素の比率に応じて調整後の昇温プロファイル（ｋ２，Ｃｘ２）を算出する。
（ｋ２，Ｃｘ２）＝Ｒ×α×β×（ｋｂ，Ｃｘｂ）  ・・・式５
【００６７】
ここで、αはプリント生産性、βはＬＴＲサイズに対する面積比率である。以上のように調整した昇温プロファイルの設定例を表２に示す。簡単のため、表１における動作モードが両面印刷の場合のみを抜粋している。
【００６８】
【表２】
2017111241.tif 000004
【００６９】
プリント生産性は、プリンタ１に対して両面印刷の指示が通知された際に制御部３によって自動的に設定される。また、画像が形成された記録材Ｐをプリンタ１から受け取り、記録材Ｐに対して所定の後処理を実施する不図示の後処理装置がプリンタ１に搭載されているかどうかによっても生産性は変化する。さらには、その後処理装置で実施する後処理のモード（スタックモード、ステイプルモード）によっても生産性は変化する。
【００７０】
記録材Ｐのサイズは、通知された印刷情報の中に含まれている場合は制御部３がその情報を利用する。また、プリンタ１に設けられたオペレーションパネル（不図示）からユーザが記録材Ｐのサイズを入力できるような構成であってもよい。もしくは、プリンタ１の搬送路中に記録材Ｐを検知するセンサを配置して、そのセンサの検知結果に基づいて記録材Ｐのサイズを検知するような構成であってもよい。具体的には、センサによって記録材Ｐの先端（搬送方向において下流側の端部）を検知してから、記録材Ｐの後端（搬送方向において上流側の端部）を検知するまでの期間と、搬送速度に基づいて、記録材Ｐの搬送方向におけるサイズを検知することができる。
【００７１】
以上説明したように、本実施例ではプリント生産性や記録材Ｐのサイズに応じて昇温プロファイルを補正するので、実施例１よりもさら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。
【実施例３】
【００７２】
実施例１においては、超音波センサ９０によって記録材Ｐの昇温量を求め、両面昇温比率Ｒに基づいて昇温プロファイルを調整していた。しかしながら、超音波センサ９０によって記録材Ｐを検知して記録材Ｐの昇温量を求めてから、その記録材Ｐが再び二次転写ニップ部に到達するまでの間に、記録材Ｐの温度が変化する可能性がある。そのため本実施例においては、実施例１における昇温プロファイルを、記録材Ｐが超音波センサ９０によって検知されてから、二次転写ニップ部に再度搬送されるまでの経過時間に基づいて補正する。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。
【００７３】
記録材Ｐに両面印刷を行う場合、１面目にトナー像が定着されることによって記録材Ｐの温度は一旦上昇するが、時間が経過すると共に記録材Ｐの温度は１面目にトナー像が定着される前の温度（環境温度に近い温度）に向かって下がっていく傾向がある。従って、経過時間が長いほど記録材の温度は低くなり、機内温度が昇温するスピードは遅くなる。
【００７４】
本実施例においては以下のように昇温プロファイルを補正する。両面昇温比率１００％、基準の経過時間で記録材Ｐが搬送された場合の基準の昇温プロファイル（ｋｂ，Ｃｘｂ）として、式６のように各要素の比率に応じて調整後の昇温プロファイル（ｋ３，Ｃｘ３）を算出する。
（ｋ３，Ｃｘ３）＝Ｒ／γ×（ｋｂ，Ｃｘｂ）  ・・・式６
【００７５】
ここで、γは基準の経過時間に対する実際の経過時間の比率である。実際の経過時間とは、記録材Ｐが超音波センサ９０によって検知されたタイミングから、記録材Ｐの先端が二次転写ニップ部に到達するタイミングまでの期間である。これらはいずれも、記録材Ｐの２面目に画像を形成する場合のタイミングである。なお、記録材Ｐの熱容量は記録材Ｐの坪量に比例するため、記録材Ｐの坪量によって経過時間と温度変化の関係が異なる。そのため、超音波センサ９０によって検知された記録材Ｐの坪量に応じてγ値の調整を行っても良い。
【００７６】
また、記録材Ｐの昇温量をより忠実に近似する場合は、表３に示すように１面目のトナー像の定着を起点とした演算係数の変化量を予め測定しておき、経過時間から検知対象の記録材Ｐの昇温量ΔＴｔを直接補正してもよい。例えば、１面目のトナー像の定着から３．０秒後に超音波センサ９０によって２回目の記録材Ｐの検知が行われ、３．５秒後に記録材Ｐの２面目にトナー像が二次転写される場合を考える。この場合、超音波センサ９０による検知から二次転写までに０．４６−０．４１＝０．０５の演算係数の変化が生じる。すなわち、記録材Ｐの温度はこの期間で０．０５÷０．０１＝５℃低下したと考えることができる。従って、２面目のトナー像を二次転写する際における記録材Ｐの昇温量をΔＴｔ’＝ΔＴｔ−５として式３を計算することも可能である。
【００７７】
【表３】
2017111241.tif 000005
【００７８】
実際の経過時間は、搬送路上に配置された搬送ローラによって記録材Ｐを搬送する際に、スリップなどが発生すると変化する可能性がある。このような実際の経過時間を求めるために、二次転写ニップ部よりも搬送方向において上流側の位置に記録材Ｐを検知するセンサを設け、記録材Ｐの先端の到達タイミングを検知してもよい。また、このように別途センサを配置しなくとも、超音波センサ９０によって記録材Ｐの先端の到達タイミングを検知してもよい。
【００７９】
以上説明したように、本実施例では記録材Ｐが二次転写ニップ部に到達するまでの経過時間に応じて昇温プロファイルを補正するので、実施例１よりもさら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。
【００８０】
（変形例）
記録材Ｐの昇温量の算出は上記の実施例のように超音波センサ９０を用いる構成に限られるものではない。例えば、記録材Ｐの温度が上昇すると、記録材Ｐの抵抗値も大きくなることが知られている。そのため、二次転写ローラ１９に所定の電圧を印加し、記録材Ｐにトナー像を転写する際に記録材Ｐに流れる電流を検知する電流検知部を設ける。そして、記録材Ｐの１面目にトナー像を転写する際に流れる電流値と、記録材Ｐの２面目にトナー像を転写する際に流れる電流値をそれぞれ検知し、記録材Ｐの昇温量を求めてもよい。この構成によっても、記録材Ｐの昇温量を検知するための専用のセンサを別途配置する必要がなく、コストを削減することができる。しかしながら、本発明において、記録材Ｐの昇温量を直接検知するセンサを別途配置する構成を除外するものではない。
【００８１】
また、上記の実施例２及び３では、記録材Ｐの昇温量以外のパラメータに基づいて、プリンタ１の機内温度の昇温プロファイルを調整していた。しかし、実施例２及び３に記載されたパラメータに限定されるものではない。記録材Ｐの１面目にトナー像を定着する際の定着投入電力に基づいて、昇温プロファイルを調整してもよい。
【００８２】
また、上記の実施例においてはプリンタ１の機内温度として、特にドラムクリーナ１０やベルトクリーナ２８のブレードに着目していた。しかし、これに限定されない。過度に昇温すると画像品質に影響を与える他のプロセス部材としては、光学ユニット１３がある。光学ユニット１３であるレーザスキャナが昇温すると、スキャナのフレームの微妙な熱膨張や熱収縮によって、感光ドラム１１に照射されるレーザ光の位置がずれる場合がある。これによって、記録材Ｐに形成される画像の位置がずれてしまうという問題が発生する。従って、プリンタ１の機内温度として、光学ユニット１３の温度を予測し、必要に応じてプリンタ１の動作モードを切り替えるように制御してもよい。
【００８３】
また、上記の実施例においては、昇温保護モードとして間欠運転の例のみを示した。しかし、プリンタ１の機内温度を昇温させなければよく、これに限定されない。例えば、通常の動作モード時に比べて、プリント生産性を落とすように制御してもよい。具体的には、画像形成速度や記録材Ｐの搬送速度を遅くする、又は画像を形成する間隔を広げるように制御する。もしくは単位時間当たりのファン（不図示）の回転数を増加させて、冷却効果を高めるように制御してもよい。
【００８４】
また、上記の実施例においては、レーザビームプリンタの例を示したが、本発明を適用する画像形成装置はこれに限られるものではない。記録材を加熱することによって、記録材に形成された画像を定着する工程を含む装置であればよく、インクジェットプリンタ等、他の記録方式のプリンタ、又は複写機でもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  レーザビームプリンタ
３  制御部
２１  定着ユニット
３０  超音波センサ制御部
３１  送信部
３２  受信部
４０  昇温保護制御部
９０  超音波センサ
９５  環境センサ
【図１】
2017111241.tif 000006
【図２】
2017111241.tif 000007
【図３】
2017111241.tif 000008
【図４】
2017111241.tif 000009
【図５】
2017111241.tif 000010
【図６】
2017111241.tif 000011
【図７】
2017111241.tif 000012
【図８】
2017111241.tif 000013