(57)【要約】      （修正有）【課題】画像形成装置の装置本体に対して着脱されるプロセスカートリッジの部品を長寿命とし、且つ画像品質の低下を防止する。【解決手段】表面に静電潜像が形成される像担持体１１、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、トナーを収容するトナー容器の内の少なくとも２つの部品を着脱可能としたプロセスカートリッジ６とを有する。記録紙に画像を転写し定着する装置本体の内部にプロセスカートリッジ６が着脱自在に装着される。装置本体内部の温度または湿度の少なくとも一つの環境データを検知する検知センサと、プロセスカートリッジ６に対して空気流を供給する空気供給手段２２と、検知センサが検知する環境データの値がプロセスカートリッジ６内の部品の最適環境条件の範囲を逸脱したとき、プロセスカートリッジ６の内部またはその周辺を最適環境条件の範囲内とするように空気供給手段２２の駆動を制御する制御手段２３とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体、像担持体の表面を帯電させる帯電手段、像担持体表面の静電潜像をトナーによって現像する現像手段、像担持体から記録紙への転写を行うために現像されたトナー像が転写される転写手段、像担持体表面のトナーを除去するクリーニング手段、トナーを収容するトナー容器の内の少なくとも２つの部品を着脱可能としたプロセスカートリッジとを有し、記録紙に画像を転写し定着する装置本体の内部に前記プロセスカートリッジが着脱自在に装着される画像形成装置であって、
装置本体内部の温度または湿度の少なくとも一つの環境データを検知する検知センサと、
前記プロセスカートリッジに対して空気流を供給する空気供給手段と、
前記検知センサが検知する環境データの値がプロセスカートリッジ内の部品の最適環境条件の範囲を逸脱したとき、プロセスカートリッジの内部またはその周辺を最適環境条件の範囲内とするように空気供給手段の駆動を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】
前記検知センサがプロセスカートリッジに取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記装置本体の内部に複数のプロセスカートリッジを着脱可能に収容するカートリッジ収容室が設けられており、前記空気供給手段はカートリッジ収容室の内部に空気流を供給することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記装置本体の内部に複数のプロセスカートリッジが装着可能となっており、それぞれのプロセスカートリッジの内部に空気流が通過する空気通路が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記空気供給手段がプロセスカートリッジに取り付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項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、装置本体の内部にプロセスカートリッジを着脱可能に装着した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機やファクシミリ等の画像形成装置では、画像形成プロセスに用いる感光体やトナーボトル等の部品は消耗等によって使用限界があるため、プロセスカートリッジの形態で供給されている。プロセスカートリッジは、感光体などの像担持体や現像ユニットなどを内部に配置したユニットとなっており、画像形成装置に対して着脱可能となっていることにより、使用者が簡単に、間違いなく、しかもスピーディに必要な部品を交換することが可能となる。
【０００３】
特許文献１には、プロセスカートリッジにＩＣチップ等の記憶手段を設け、記憶手段が記憶している記録紙への累積画像枚数が使用限界画像枚数を超えたとき、プロセスカートリッジの交換を報知する構造とした画像形成装置が開示されている。これにより、部品の適正な管理や保守を行うことが可能となっている。
【特許文献１】特開２００２−１６９４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の画像形成装置では、部品の使用限界を記録紙への累積画像枚数によって把握するものであり、使用環境に対する配慮がなされていない。すなわち、画像形成装置では、設置場所によって温度や湿度等の環境条件が異なっていると共に、タンデム型画像形成装置のように各色毎にプロセスカートリッジを設けた場合には、実装条件によりプロセスカートリッジ内の部品の温度特性や実装周囲温度等が異なっており、これにより部品が劣化して早期に使用不可能となることもある。このような状態で画像形成を継続する場合には、画像品質が低下したり、装置全体が故障する問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、プロセスカートリッジ内の部品の使用環境を最適な雰囲気に保持する機構を用いることにより、プロセスカートリッジの部品を長寿命とするばかりでなく、画像品質の低下を防止することが可能な画像形成装置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】
【０００６】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体、像担持体の表面を帯電させる帯電手段、像担持体表面の静電潜像をトナーによって現像する現像手段、像担持体から記録紙への転写を行うために現像されたトナー像が転写される転写手段、像担持体表面のトナーを除去するクリーニング手段、トナーを収容するトナー容器の内の少なくとも２つの部品を着脱可能としたプロセスカートリッジとを有し、記録紙に画像を転写し定着する装置本体の内部に前記プロセスカートリッジが着脱自在に装着される画像形成装置であって、装置本体内部の温度または湿度の少なくとも一つの環境データを検知する検知センサと、前記プロセスカートリッジに対して空気流を供給する空気供給手段と、前記検知センサが検知する環境データの値がプロセスカートリッジ内の部品の最適環境条件の範囲を逸脱したとき、プロセスカートリッジの内部またはその周辺を最適環境条件の範囲内とするように空気供給手段の駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置であって、前記検知センサがプロセスカートリッジに取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置であって、前記装置本体の内部に複数のプロセスカートリッジを着脱可能に収容するカートリッジ収容室が設けられており、前記空気供給手段はカートリッジ収容室の内部に空気流を供給することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置であって、前記装置本体の内部に複数のプロセスカートリッジが装着可能となっており、それぞれのプロセスカートリッジの内部に空気流が通過する空気通路が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置であって、前記空気供給手段がプロセスカートリッジに取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、検知センサからの環境データの値がプロセスカートリッジ内の部品の最適環境条件の範囲を逸脱したとき、制御手段がプロセスカートリッジの内部またはその周辺を最適環境条件の範囲内とするように空気供給手段の駆動を制御するため、プロセスカートリッジ内の部品の劣化を防止して長寿命とすることができると共に、画像品質の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００１３】
（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明の実施の形態１を示し、図１は画像形成装置の断面図、図２はプロセスカートリッジの平面図、図３は制御を示すタイミングチャートである。
【００１４】
図１に示すように、画像形成装置１は、タンデムカラー画像形成装置であって、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びブラック（Ｋ）の４色によって記録紙にカラー画像を形成するようになっている。
【００１５】
装置本体２内部の下方には記録紙を収納した給紙トレー３が多段状に格納されている。給紙トレー３内の記録紙は、各給紙トレー３の出口側の複数のローラからなる搬送路４によって装置本体２の上部に配置された画像形成部に搬送されてカラー画像が転写される。
【００１６】
画像形成部は、レーザ露光ユニット５と、レーザ露光ユニット５の下方に横並び状に配置されたプロセスカートリッジ６と、プロセスカートリッジ６の下方に配置された転写ベルト７と、転写ベルト７の下方に配置されて記録紙を搬送する転写搬送ベルト９と、転写ベルト７の一端側に配置された定着ユニット８とを備えている。記録紙は、転写搬送ベルト９によって搬送されながら転写ベルト７から画像が転写された後、定着ユニット８内に導入されて画像の定着が行われた後、排出トレー１０に配置される。
【００１７】
プロセスカートリッジ６は、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの４色に対応するように４つが設けられるものであり、装置本体２における上述した部位に着脱可能に装着される。それぞれのプロセスカートリッジ６は、表面に静電潜像が形成される像担持体としてのドラム状の感光体１１を備えている。感光体１１は、レーザ露光ユニット５によって走査されるレーザ光が照射されることにより表面に静電潜像が形成される。
【００１８】
プロセスカートリッジ６には、この静電潜像を現像する現像手段としての現像ユニット１２が設けられている。現像ユニット１２は、各色のトナーを収容するトナー容器を備えており、トナーを感光体１１に供給することにより感光体１１上の静電潜像をそれぞれの色のトナーによって現像する。現像されたトナー像は転写手段としての転写ベルト７に転写され、転写ベルト７から記録紙に転写される。トナー像が転写された後の感光体１１の表面は、ブレード等からなるクリーニング手段によってクリーニングされた後、除電ランプから照射された光によって除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００１９】
図２は、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの各色に対応したプロセスカートリッジ６を示す。感光体１１及び現像ユニット１２の現像ローラ１５がカートリッジケース１４内に設けられている。感光体１１及び現像ローラ１５は、回転軸１１ａ及び１５ａを有しており、これらが回転することにより静電潜像の形成及び静電潜像の現像が行われる。図２においては、感光体１１及び現像ローラ１５のみを示しているが、クリーニング手段、トナー容器等がカートリッジケース１４内に収納されることによりプロセスカートリッジ６が構成されている。
【００２０】
以上に加えて、この実施の形態では、環境データを検知する検知センサとしての温度センサ１７及びプロセスカートリッジ６内に空気流を供給する空気供給手段が設けられている。温度センサ１７は、図２に示すように、それぞれのプロセスカートリッジ６の外面に取り付けられて装置本体２内の温度を検知するようになっている。空気供給手段としてはファンが用いられ、各プロセスカートリッジ６のカートリッジケース１４内に空気を供給するものであり、プロセスカートリッジ６近辺に配置される。空気供給手段としてのファンは、ファン制御部に接続されており、ファン制御部には温度センサ１７からの検知温度が入力される。ファン制御部は、温度センサ１７からの温度がプロセスカートリッジ６内の部品の最適雰囲気温度を逸脱したときには、プロセスカートリッジ６の内部を最適雰囲気温度となるようにファンを駆動する。
【００２１】
図３はこのファン制御部によるファン制御によって制御されるプロセスカートリッジ６の温度を示す。待機時、画像形成時を問わず、各プロセスカートリッジ６に実装された温度センサ１７の出力状態により、周辺温度をモニタリングしている。プロセスカートリッジ６内にユニット化されている感光体１１或いはトナー等の最適雰囲気温度のある温度幅以内に雰囲気温度がある場合には、プロセスカートリッジ６の周辺温度の制御は通常通り行われる。
【００２２】
装置本体２内の温度は画像形成を行った場合やその後は、最適雰囲気温度よりもある温度幅以上となる。この温度上昇によってプロセスカートリッジ６内の部品の最適雰囲気温度を超えたとき、ファンが高速回転してプロセスカートリッジ６への供給風量を増大する。これにより、プロセスカートリッジ６内の温度上昇を低減させることができる。
【００２３】
このような実施の形態では、プロセスカートリッジ６内の部品の劣化を防止して長寿命とすることができると共に、画像品質の低下を防止することができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２を示す。この実施の形態では、カートリッジ収容室２１を備えるものである。カートリッジ収容室２１は、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの各色に対応したプロセスカートリッジ６が着脱可能に収納されており、このカートリッジ収容室２１をレーザ露光ユニット５の下方に配置することにより、４つのプロセスカートリッジ６が横並び状に配置される。この場合、それぞれのプロセスカートリッジ６には、温度センサが取り付けられている。
【００２５】
カートリッジ収容室２１の内部において、それぞれのプロセスカートリッジ６の間には、隙間が形成されると共に、カートリッジ収容室２１の内面とプロセスカートリッジ６の外面との間にも隙間が形成されている。さらに、カートリッジ収容室２１の外面には、空気供給手段としてのファン２２が取り付けられている。このような構造では、ファン２２からの空気流がプロセスカートリッジ６及びカートリッジ収容室２１の間を流動することができると共に、隣接しているプロセスカートリッジ６の間を流動することができる。この場合、ファン２２は、ファン制御部２３に接続されることにより、その駆動が制御されるものである。
【００２６】
この実施の形態において、４つのプロセスカートリッジ６のそれぞれに取り付けられている温度センサ１７の一つからの出力値が最適温度幅以上となったとき、ファン制御部２３はファン２２を高速回転させる。これにより、カートリッジ収容室２１内の隙間を流動する空気の風量が大きくなり、プロセスカートリッジ６周囲の雰囲気温度を最適温度幅以内となるように制御することができる。この制御によって、全てのプロセスカートリッジ６の温度センサ１７からの出力値が最適温度幅となったとき、ファン制御部２３は通常の風量となるようにファン２２を制御する。
【００２７】
上記実施の形態１及びこの実施の形態２においては、４つのプロセスカートリッジ６を設けた場合について説明しているが、プロセスカートリッジ６の数や画像形成装置が白黒画像の場合であっても同様に適用することができる。
【００２８】
（実施の形態３）
図５及び図６は、本発明の実施の形態３を示す。この実施の形態では、図５に示すように、現像ローラを備えた現像ユニット１２がドラム状の感光体１１の左側の上部に配置され、感光体１１の表面をクリーニングするクリーニング手段２５が感光体１１の右側の上部に配置されている。
【００２９】
このようなプロセスカートリッジ６において、感光体１１、現像ユニット１２、クリーニング手段２５、その他の部品の間には、空気が流通する空気通路３１が形成されている。図６で示す形態においては、感光体１１と現像ローラ１５との間に設けた空気通路３１を示しているが、他の部品との間に空気通路３１を形成することができる。図５において、３２は空気通路３１からの空気を外部に排出するためのダクト孔である。
【００３０】
このような実施の形態では、プロセスカートリッジ６に取り付けた温度センサ１７からの出力値がプロセスカートリッジ６内の部品の最適温度幅を超えたとき、実施の形態２及び実施の形態３と同様に空気流がプロセスカートリッジ６の内部を流動する。この空気流は、部品間の空気通路３１を通過するため、短時間でプロセスカートリッジ６内の部品を最適温度幅以内にすることができる。
【００３１】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４を示す。この実施の形態では、プロセスカートリッジ６のカートリッジケース１４内に空気流を供給するファン２２を備えるものであり、このファン２２はカートリッジケース１４の外面に取り付けられている。また、プロセスカートリッジ６内の部品の間には、ファン２２からの空気流が流動する空気通路３１が形成されている。符号１７は、プロセスカートリッジ６に取り付けられた温度センサであり、プロセスカートリッジ６周囲における装置本体内部の温度を検知する。
【００３２】
このような実施の形態では、プロセスカートリッジ６にファン２２が直接に取り付けられると共に、空気通路３１がプロセスカートリッジ６内に形成されているため、プロセスカートリッジ６内の温度制御をさらに短時間で行うことができる。
【００３３】
以上の実施の形態では、検知センサとして温度を検知する温度センサ１７を用いているが、湿度を検知する湿度センサであっても良く、温度及び湿度を検知する温湿度センサであっても良い。また、プロセスカートリッジ６内に空気流を供給する環境データとしては、温度以外に湿度をデータとしても良く、温度及び湿度をデータとしても良い。また、プロセスカートリッジ６としては、転写手段を内部に有した構造であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の適用される画像形成装置の断面図である。
【図２】実施の形態１に用いるプロセスカートリッジの平面からの断面図である。
【図３】実施の形態１における制御を示すタイミングチャートである。
【図４】実施の形態２に用いるプロセスカートリッジの平面からの断面図である。
【図５】実施の形態３に用いるプロセスカートリッジの側面からの断面図である。
【図６】実施の形態３に用いるプロセスカートリッジの平面からの断面図である。
【図７】実施の形態４に用いるプロセスカートリッジの平面からの断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    画像形成装置
２    装置本体
６    プロセスカートリッジ
７    転写ベルト
１２    現像ユニット
１７    感光体
１４    カートリッジケース
１５    現像ローラ
１７    温度センサ
２５    クリーニング手段
２２    ファン
２３    ファン制御部
３１    空気通路
【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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