(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＦＰを捕集するフィルターと記録媒体にトナー像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、
前記定着手段における定着温度と待機温度とを検出する温度検出手段と、
積算印刷枚数をカウントする枚数カウント手段と、
前記定着温度と前記待機温度と前記積算印刷枚数とに基づいて、前記フィルターの捕集済み総ＵＦＰ量を計算し、計算した前記捕集済み総ＵＦＰ量と予め設定された前記フィルターの捕集可能な総ＵＦＰ量とに基づいて、前記フィルターの交換時期を検出する検出手段とを備え、
前記定着温度に応じて設定された定着温度係数と、前記待機温度に応じて設定された待機温度係数と、前記積算印刷枚数に応じて設定された印刷枚数係数とを記憶した記憶手段を備え、
前記検出手段は、
前記捕集済み総ＵＦＰ量＝基準ＵＦＰ量×Σ（前記待機温度係数×前記定着温度係数×前記印刷枚数係数）を算出する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印刷枚数係数は、前記積算印刷枚数が多くなるほど低くなり、所定の積算印刷枚数に達した後は一定値となるように設定されている
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】
前記定着温度係数は、前記定着温度が高いほど高くなるように設定されている
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】
前記待機温度係数は、前記待機温度が低いほど高くなるように設定されている
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか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、ＵＦＰを捕集するＵＦＰ捕集フィルターを備えた画像形成装置に係り、特に、ＵＦＰ捕集フィルターの交換時期を検出する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の中には、超微細粒子であるＵＦＰ（Ultra Fine Particle）を捕集するＵＦＰ捕集フィルターを備えたものがある。このような画像形成装置では、熱によって記録紙にトナーを定着させる際に定着装置から発生するＵＦＰを、ＵＦＰ捕集フィルターにより捕集している。
【０００３】
ＵＦＰ捕集フィルターは、一定量以上のＵＦＰを捕集すると、捕集能力が低下するため、交換する必要がある。そのため、ＵＦＰ捕集フィルターを供給リールと巻き取りリールとの間に架け渡し、架け渡したＵＦＰ捕集フィルターが使用済みになると、巻き取りリールで巻き取って、供給リールから未使用のＵＦＰ捕集フィルターを送り出す技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、機内温度や画像印字率に応じてＵＦＰ発生量が変わることから、機内温度や画像印字率に応じてＵＦＰ捕集フィルターの巻き取り速度を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2012-032663号公報
【特許文献２】特開2011-112708号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術のように、機内温度や画像印字率に応じてＵＦＰ捕集フィルターを交換する場合では、ＵＦＰ捕集フィルターの交換時期が早すぎたり、遅すぎたりして、適切な時期にＵＦＰ捕集フィルターを交換できていなかった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置は、ＵＦＰを捕集するフィルターと記録媒体にトナー像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、前記定着手段における定着温度と待機温度とを検出する温度検出手段と、積算印刷枚数をカウントする枚数カウント手段と、前記定着温度と前記待機温度と前記積算印刷枚数とに基づいて、前記フィルターの捕集済み総ＵＦＰ量を計算し、計算した前記捕集済み総ＵＦＰ量と予め設定された前記フィルターの捕集可能な総ＵＦＰ量とに基づいて、前記フィルターの交換時期を検出する検出手段とを備え、前記定着温度に応じて設定された定着温度係数と、前記待機温度に応じて設定された待機温度係数と、前記積算印刷枚数に応じて設定された印刷枚数係数とを記憶した記憶手段を備え、前記検出手段は、前記捕集済み総ＵＦＰ量＝基準ＵＦＰ量×Σ（前記待機温度係数×前記定着温度係数×前記印刷枚数係数）を算出することを特徴とする。
また、前記印刷枚数係数は、前記積算印刷枚数が多くなるほど低くなり、所定の積算印刷枚数に達した後は一定値となるように設定されていてもよい。
また、前記定着温度係数は、前記定着温度が高いほど高くなるように設定されていてもよい。
また、前記待機温度係数は、前記待機温度が低いほど高くなるように設定されていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＵＦＰ捕集フィルターの適切な交換時期を検出することができる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の断面模式図である。
【図２】図１に示す定着部の模式図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】積算印刷枚数とＵＦＰ発生量の関係を示した図である。
【図５】定着温度とＵＦＰ発生量の関係を示した図である。
【図６】待機温度とＵＦＰ発生量の関係を示した図である。
【図７】温度係数テーブルを示した図である。
【図８】印刷枚数係数テーブルを示した図である。
【図９】ＵＦＰ捕集フィルターの性能とＵＦＰ量の計算値との関係を示した図である。
【図１０】図３に示す制御部によるＵＦＰ捕集フィルターの交換時期を検出する処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本発明の実施の形態の画像形成装置１００は、複写機能、印刷機能、スキャナー機能等を有する複合機であり、図１を参照すると、原稿読取部１２０と、原稿給送部１３０と、記録部１４０とを備えている。原稿読取部１２０は、記録部１４０の上部に配設され、原稿給送部１３０は、原稿読取部１２０の上部に配設されている。
【００１１】
画像形成装置１００の手前側には、画像形成装置１００の設定や動作指示を行う操作部５が配設されている。操作部５は、操作パネル５１、操作ボタン５２が設けられている。ユーザーは操作部５を操作して指示を入力することで、画像形成装置１００の各種の設定を行い、画像形成等の各種機能を実行させる。操作パネル５１は、操作入力を受け付ける各種操作キーを表示する表示部と、表示部の表示面に設けられ、操作者の指先やスタイラス等の押圧による入力を検知し、入力が検知された位置に対応する信号を出力することで、表示部に表示された操作キーへの操作を受け付けるタッチパネルとを備えている。操作ボタン５２としては、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン、テンキー等が設けられている。
【００１２】
原稿読取部１２０は、スキャナー１２１と、プラテンガラス１２２と、原稿読取スリット１２３とを備えている。スキャナー１２１は、露光ランプ及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー等から構成され、原稿給送部１３０による原稿ＭＳの搬送方向に移動可能に構成されている。プラテンガラス１２２は、ガラス等の透明部材により構成された原稿台である。原稿読取スリット１２３は、原稿給送部１３０による原稿ＭＳの搬送方向と直交方向に形成されたスリットを有する。
【００１３】
原稿給送部１３０は、可倒式に構成され、原稿給送部１３０を上方に持ち上げることで、プラテンガラス１２２の上面を開放させ、原稿ＭＳをプラテンガラス１２２に載置することができる。プラテンガラス１２２に載置された原稿ＭＳを読み取る場合には、スキャナー１２１は、プラテンガラス１２２に対向する位置に移動され、プラテンガラス１２２に載置された原稿ＭＳを走査しながら原稿ＭＳを読み取って画像データを取得する。
【００１４】
また、原稿給送部１３０は、原稿載置部１３１と、原稿排出部１３２と、原稿搬送機構１３３とを備えている。原稿載置部１３１に載置された原稿ＭＳは、原稿搬送機構１３３によって、１枚ずつ順に繰り出されて、原稿読取部１２０の原稿読取スリット１２３に対向する位置へ搬送され、その後、原稿排出部１３２に排出される。原稿給送部１３０により搬送された原稿ＭＳを読み取る場合には、スキャナー１２１は、原稿読取スリット１２３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット１２３を介し、原稿給送部１３０による原稿ＭＳの搬送動作と同期して原稿ＭＳを読み取って画像データを取得する。
【００１５】
記録部１４０は、画像形成部１５０を備えると共に、給紙部１６０と、搬送路１７０と、搬送ローラー１８１と、排出ローラー１８２と、画像形成装置１００の胴内排出空間に設けられた胴内排出トレイ１９０とを備えている。
【００１６】
給紙部１６０は、記録紙Ｐを収納する複数の給紙カセット１６１ａ〜ｄと、給紙カセット１６１ａ〜ｄから記録紙Ｐを１枚ずつ搬送路１７０に繰り出す給紙ローラー１６２とを備えている。給紙ローラー１６２、搬送ローラー１８１及び排出ローラー１８２が搬送部として機能し、記録紙Ｐが搬送される。給紙ローラー１６２によって搬送路１７０に繰り出された記録紙Ｐは、搬送ローラー１８１によって画像形成部１５０に搬送される。そして、画像形成部１５０によって記録が施された記録紙Ｐは、排出ローラー１８２に導かれて胴内排出トレイ１９０に印刷物として出力される。なお、本実施の形態では、４個の給紙カセット１６１ａ〜ｄが備えられている。
【００１７】
画像形成部１５０は、感光体ドラム１５１と、帯電部１５２と、露光部１５３と、現像部１５４と、転写部１５５と、クリーニング部１５６と、定着部１５７とを備えている。露光部１５３は、レーザー装置やミラー等を備えた光学ユニットであり、画像データに基づいてレーザー光を出力して、帯電部１５２によって帯電された感光体ドラム１５１を露光し、感光体ドラム１５１の表面に静電潜像を形成する。現像部１５４は、トナーを用いて感光体ドラム１５１に形成された静電潜像を現像する現像ユニットであり、静電潜像に基づいたトナー像を感光体ドラム１５１上に形成させる。転写部１５５は、現像部１５４によって感光体ドラム１５１上に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写させる。定着部１５７は、転写部１５５によってトナー像が転写された記録紙Ｐを加熱してトナー像を記録紙Ｐに定着させる。
【００１８】
図２に示すように、定着部１５７は、内部にヒーター５７２が設けられたヒートローラー５７１と、ヒートローラー５７１に圧接するプレスローラー５７３とを備えている。画像形成部１５０による画像形成動作が行われていない間、定着部１５７は、待機状態となり、ヒーター５７２がＯＦＦになるように設定されている。画像形成部１５０により画像形成動作が行われる際には、定着部１５７は、ヒーター５７２によりヒートローラー５７１を記録紙Ｐの種類に応じた温度（定着温度）にする。定着部１５７は、ヒーター５７２により熱せられたヒートローラー５７１とプレスローラー５７３との間に、トナー像が転写された記録紙Ｐを通過させ、記録紙Ｐを加熱してトナー像を記録紙Ｐに定着させる。画像形成動作が終了すると、ヒーター５７２がＯＦＦになって、定着部１５７は待機状態となり、ヒートローラー５７１の温度（待機温度）が徐々に低くなる。
【００１９】
また、図示していないが、画像形成装置１００には、定着部１５７から発生するＵＦＰを捕集するＵＦＰ捕集フィルターが設けられている。ＵＦＰ捕集フィルターは、画像形成装置１００の排気口に設けられてもよいし、定着部１５７の近傍に設けられてもよい。
【００２０】
図３には、画像形成装置１００の概略制御構成を示すブロック図が示されている。上述の操作部５、原稿読取部１２０、原稿給送部１３０、画像形成部１５０及び搬送部（給紙ローラー１６２、搬送ローラー１８１、排出ローラー１８２）は、制御部１に接続され、制御部１によって動作制御される。また、制御部１には、記憶部２と、画像処理部３と、温度検出部４と、枚数カウント部６とが接続されている。
【００２１】
記憶部２は、原稿読取部１２０によって原稿を読み取ることで取得された画像データが記憶される、半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段である。また、記憶部２には、画像形成動作により発生するＵＦＰ量を補正するＵＦＰ発生量補正係数２１が記憶されている。ＵＦＰ発生量補正係数２１については後述する。
【００２２】
画像処理部３は、画像データに対して所定の画像処理を行う手段であり、例えば、拡大縮小処理や、濃度調整、階調調整等の画像改善処理が行われる。
【００２３】
温度検出部４は、ヒートローラー５７１の表面温度を検出する機能を有する。温度検出部４は、定着部１５７が定着処理を行うときのヒートローラー５７１の定着温度と、画像形成動作が行われず定着部１５７が待機状態にあるときのヒートローラー５７１の待機温度を検出する。
【００２４】
枚数カウント部６は、印刷枚数をカウントして、積算印刷枚数を算出する機能を有する。
【００２５】
制御部１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。ＲＯＭには画像形成装置１００の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部１は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、操作部５から入力された所定の指示情報に応じて装置全体の制御を行う。また、制御部１は、定着部１５７における定着処理の際に、温度検出部４により検出された待機温度と定着温度と、枚数カウント部６によりカウントされた積算印刷枚数とに基づいて、ＵＦＰ捕集フィルターの交換時期を検出する検出手段として機能する。
【００２６】
図４は、積算印刷枚数とＵＦＰ発生量の関係を表した図である。ここでは、定着温度を１８０℃に固定し、５％の印字パターンを連続印刷したときのＵＦＰ量を測定した。以下では、所定枚数毎にそのときに発生したＵＦＰ量を測定している。その結果、ＵＦＰ発生量は、最初が最も多く、積算印刷枚数が10,000枚になるまでに徐々に低下し、10,000枚以降になるとほぼ一定値となった。このことから、ＵＦＰ発生量は、定着部１５７が新しいほど多くなり、積算印刷枚数が一定枚数を超えると安定する傾向にあることが分かった。
【００２７】
図５は、ヒートローラー５７１の定着温度とＵＦＰ発生量との関係を示した図である。ここでは、定着温度を１７０〜１９０℃に変化させて、それぞれ５％の印字パターンを連続1,000枚印刷したときのＵＦＰ量を測定した。その結果、定着温度が高いほど、発生するＵＦＰ量が多くなった。
【００２８】
図６は、ヒートローラー５７１の待機温度とＵＦＰ発生量との関係を示した図である。ここでは、定着部１５７が待機状態であってヒートローラー５７１の待機温度が０〜１８０℃であるときに、ヒートローラー５７１を所定の定着温度まで上げて、それぞれ５％の印字パターンを連続1,000枚印刷したときのＵＦＰ発生量を測定した。その結果、待機温度が低いほど、発生するＵＦＰ量が多くなった。ヒートローラー５７１の待機温度が低い状態でヒーター５７２をＯＮにすると、オーバーシュートが起きて、ヒートローラー５７１の定着温度が一時的に急上昇するためである。図５に示す実験結果からも、定着温度が高いとＵＦＰ発生量が増えることが分かっている。
【００２９】
図４〜図６の実験結果により、ＵＦＰ発生量は、積算印刷枚数と、ヒートローラー５７１の定着温度と待機温度とに影響することが分かった。そこで、積算印刷枚数と、定着温度と、待機温度とに基づいて、ＵＦＰ発生量を補正する補正係数としてＵＦＰ発生量補正係数２１を設けた。ＵＦＰ発生量補正係数２１には、定着温度係数と待機温度係数と印刷枚数係数とがあり、以下に具体的に説明する。
【００３０】
図７は、ヒートローラー５７１の定着温度と待機温度に応じてＵＦＰ発生量を補正する温度係数を示した温度係数テーブルＴ１であり、図８は、積算印刷枚数に応じてＵＦＰ発生量を補正する印刷枚数係数を示した印刷枚数係数テーブルＴ２である。温度係数テーブルＴ１は、予め定着温度係数と待機温度係数とを予め掛け合わせた温度係数が格納されている。温度係数テーブルＴ１では、定着温度が１８０℃で、待機温度が１００℃であるときが基準（係数値１）となるように設定されている。また、印刷枚数係数テーブルＴ２では、積算印刷枚数が10,000枚以降であるときが基準（係数値１）となるように設定されている。
【００３１】
図９は、画像形成装置１００に設けたＵＦＰ捕集フィルターの性能を調べ、上記の温度係数テーブルＴ１と印刷枚数係数テーブルＴ２とに基づいて計算したＵＦＰ量と対応させた図である。図９に示す（１）は、ＵＦＰ捕集フィルター無しのときに、定着温度を１８０℃に固定して、待機時間なしで20,000枚連続印刷したときの実際のＵＦＰ発生量を測定したグラフである。図９に示す（２）は、（１）の条件をＵＦＰ捕集フィルター有りにして、実際のＵＦＰ発生量を測定したグラフである。図９に示す（３）は、連続500枚印刷する毎に１０分間の待機時間を設け、待機温度が９０〜１１０℃で、定着温度が１７５〜１８５℃の場合において、上記の温度係数テーブルＴ１と印刷枚数係数テーブルＴ２とに基づいて計算したＵＦＰ量を示したグラフである。図９に示す（４）は、（３）の条件をＵＦＰ捕集フィルター有りにして、実際のＵＦＰ発生量を測定したグラフである。
【００３２】
（２）に示すように、画像形成装置１００にＵＦＰ捕集フィルターを付けた場合、積算印刷枚数18,000枚を超えたａ点あたりからＵＦＰ発生量が増えた。つまり、ＵＦＰ捕集フィルターの寿命がａ点にあることが分かった。そのため、ａ点までに発生したＵＦＰ量の積算総個数がＵＦＰ捕集フィルターの捕集可能な総ＵＦＰ個数となる。ここでは、（１）のｂ点がａ点に対応し、ｂ点時点までに測定されたＵＦＰ発生量の積算値は３．１Ｅ＋１２であった。（４）では、積算印刷枚数が12,000枚を超えたｃ点あたりからＵＦＰ発生量が増えた。（３）のｄ点がｃ点に対応し、ｄ点時点までに計算したＵＦＰ発生量の積算値は３．１Ｅ＋１２であった。このことから、温度係数テーブルＴ１と印刷枚数係数テーブルＴ２とに基づいて、ＵＦＰ発生量が正しく計算されていることが分かった。
【００３３】
なお、待機温度係数と定着温度係数と印刷枚数係数とは、ＵＦＰ捕集フィルターの性能に応じて適宜設定されればよい。
【００３４】
次に、図１０を参照して、上記の構成の画像形成装置におけるＵＦＰ捕集フィルターの交換時期を検出する処理の流れを説明する。なお、予めＵＦＰ捕集フィルターの捕集可能ＵＦＰ量（捕集可能な総ＵＦＰ量）と、画像形成動作により発生する基準となる基準ＵＦＰ量とが設定されているものとする。
【００３５】
制御部１は、定着処理部１５７が待機中であるか判定し（ステップｓ１１）、待機中でない場合（ステップｓ１１でＮｏ）、ステップｓ１４に処理を進める。待機中の場合（ステップｓ１１でＹｅｓ）、温度検出部４を介してヒートローラー５７１の待機温度を取得して（ステップｓ１２）、ヒーター５７２によりヒートローラー５７１が定着温度になるよう制御する（ステップｓ１３）。続いて、制御部１は、定着処理部１５７によって記録紙Ｐにトナー像を定着させる定着処理を行うとともに（ステップｓ１４）、温度検出部４を介してヒートローラー５７１の定着温度を取得する（ステップｓ１５）。つづいて、制御部１は、枚数カウント部６により積算印刷枚数をカウントさせる（ステップｓ１６）。
【００３６】
つづいて、制御部１は、温度係数テーブルＴ１を参照して、待機温度と定着温度に対応する温度係数を取得し（ステップｓ１７）、印刷枚数テーブルを参照して積算印刷枚数に対応する印刷枚数係数を取得する（ステップｓ１８）。なお、定着処理部１５７が待機中でなかった場合には、待機温度＝定着温度として待機温度係数が取得される。制御部１は、取得した温度係数と印刷枚数係数を乗じて、この定着処理におけるＵＦＰ発生量の補正係数を算出し（ステップｓ１９）、積算して積算補正係数を算出する（ステップｓ２０）。なお、積算補正係数は、本処理によって制御部１により補正係数が算出される毎に積算されて更新される。つづいて、制御部１は、積算補正係数に基準ＵＦＰ量を乗じて、この定着処理までに発生した総ＵＦＰ量を算出し（ステップｓ２１）、予め設定されたＵＦＰ捕集フィルターの捕集可能ＵＦＰ量から総ＵＦＰ量を差し引いて、ＵＦＰ捕集フィルターの捕集可能残量を算出する（ステップｓ２２）。制御部１は、算出した捕集可能残量に基づいてＵＦＰ捕集フィルターの交換時期を検出する（ステップｓ２３）。例えば、制御部１は、算出した捕集可能残量が所定量以下になった場合に、ＵＦＰ捕集フィルターの交換をユーザーに促してもよい。また、制御部１は、総ＵＦＰ量が捕集可能ＵＦＰ量まで所定値以内になった場合に、ＵＦＰ捕集フィルターの交換をユーザーに促してもよい。以上により、本処理が終了する。
【００３７】
なお、上記処理では、１枚印刷する毎にＵＦＰ捕集フィルターの交換時期を検出しているが、所定枚数毎に補正係数を求めて上記処理を行ってもよい。この場合、定着温度や待機温度についてはそれぞれの平均値によって温度係数を求めてもよい。また、定着温度係数、待機温度係数及び印刷枚数係数は、上記処理を行うタイミングに応じて適宜設定される。
【００３８】
これによれば、画像形成装置１００は、待機温度と定着温度と積算印刷枚数とによる画像形成状況に基づいて、ＵＦＰ捕集フィルターが捕集済みの総ＵＦＰ量を計算し、計算した捕集済み総ＵＦＰ量と予め設定されたＵＦＰ捕集フィルターの捕集可能ＵＦＰ量とに基づいて、ＵＦＰ捕集フィルターの適切な交換時期を検出することができる。
【００３９】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々様々に変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
１  制御部
２  記憶部
３  画像処理部
４  温度検出部
５  操作部
６  枚数カウント部
２１  ＵＦＰ発生量補正係数
５１  操作パネル
５２  操作ボタン
１００  画像形成装置
１２０  原稿読取部
１２１  スキャナー
１２２  プラテンガラス
１２３  原稿読取スリット
１３０  原稿給送部
１３１  原稿載置部
１３２  原稿排出部
１３３  原稿搬送機構
１４０  記録部
１５０  画像形成部
１５１  感光体ドラム
１５２  帯電部
１５３  露光部
１５４  現像部
１５５  転写部
１５６  クリーニング部
１５７  定着部
１６０  給紙部
１６１ａ〜ｄ  給紙カセット
１６２  給紙ローラー
１７０  搬送路
１８１  搬送ローラー
１８２  排出ローラー
１９０  胴内排出トレイ
５７１  ヒートローラー
５７２  ヒーター
５７３  プレスローラー
Ｔ１  温度係数テーブル
Ｔ２  印刷枚数係数テーブル
【図１】
0006005674.tif 000002
【図２】
0006005674.tif 000003
【図３】
0006005674.tif 000004
【図４】
0006005674.tif 000005
【図５】
0006005674.tif 000006
【図６】
0006005674.tif 000007
【図７】
0006005674.tif 000008
【図８】
0006005674.tif 000009
【図９】
0006005674.tif 000010
【図１０】
0006005674.tif 000011