(57)【要約】      （修正有）【課題】印刷物間の品位の差の抑制と生産性の維持を両立できる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置によって像担持体に現像されたトナー像をシートに転写し、画像を形成する画像形成手段と、現像装置に隣接して配置され、当該配置位置の温度を検出する温度検出部と、現像装置内のトナーを冷却するために現像装置へ送風するファンと、温度検出部の検出温度から予測される現像装置内のトナーの予測温度と閾値温度に基づいて、ファンの回転数を制御する制御部と、予測温度に基づいて画像形成手段によって形成されるトナー像の濃度の補正を行う補正手段と、を有し、制御部は、予測温度が閾値温度以上となる場合に、予測温度が閾値温度未満である場合よりもファンの回転数を増加させ、画像形成手段の画像形成動作の開始前において、閾値温度を第一温度とし、画像形成手段の画像形成動作の開始後において、閾値温度を第一温度よりも高い第二温度とする。【選択図】図８
2018106181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、トナーを担持するトナー担持体を有し、前記トナー担持体が担持するトナーによって前記像担持体に形成される静電潜像を現像する現像装置と、を備え、前記現像装置によって現像されたトナー像をシートに転写することによってシート上に画像を形成する画像形成手段と、
前記現像装置に隣接して配置され、当該配置位置の温度を検出する温度検出部と、
前記現像装置内のトナーを冷却するために前記現像装置へ送風するファンと、
前記温度検出部の検出温度から予測される前記現像装置内のトナーの予測温度と閾値温度に基づいて、前記ファンの回転数を制御する制御部と、
前記予測温度に基づいて前記画像形成手段によって形成されるトナー像の濃度の補正を行う補正手段と、を有し、
前記制御部は、前記予測温度が前記閾値温度以上となる場合に、前記予測温度が前記閾値温度未満である場合よりも前記ファンの回転数を増加させ、
前記画像形成手段の画像形成動作の開始前において、前記制御部が設定する前記閾値温度は第一温度であり、
前記画像形成手段の画像形成動作の開始後において前記制御部が設定する前記閾値温度は前記第一温度よりも高い第二温度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、トナーを担持するトナー担持体を有し、前記トナー担持体が担持するトナーによって前記像担持体に形成される静電潜像を現像する現像装置と、を備え、前記現像装置によって現像されたトナー像をシートに転写することによってシート上に画像を形成する画像形成手段と、
前記現像装置に隣接して配置され、当該配置位置の温度を検出する温度検出部と、
前記現像装置内のトナーを冷却するために前記現像装置へ送風するファンと、
前記温度検出部の検出温度から予測される前記現像装置内のトナーの予測温度と閾値温度に基づいて、前記ファンの回転数を制御する制御部と、
前記予測温度に基づいて前記画像形成手段によって形成されるトナー像の濃度の補正を行う補正手段と、を有し、
前記制御部は、前記予測温度が前記閾値温度以上となる場合に、前記ファンを停止状態から回転させ、
前記画像形成手段の画像形成動作の開始前において、前記制御部が設定する前記閾値温度は第一温度であり、
前記画像形成手段の画像形成動作の開始後において、前記制御部が設定する前記閾値温度は前記第一温度よりも高い第二温度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
少なくとも前記現像装置を有し、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体と電気的に接続される接点基板をさらに備え、
前記第一温度検出部は、前記接点基板上に設けられ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】
シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、トナーを担持するトナー担持体を有し、前記トナー担持体が担持するトナーによって前記像担持体に形成される静電潜像を現像する現像装置と、を備え、前記現像装置によって現像されたトナー像をシートに転写することによってシート上に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成装置が設置された環境の温度を検出する温度検出部と、
前記現像装置内のトナーを冷却するために前記現像装置へ送風するファンと、
前記温度検出部の検出温度から予測される前記現像装置内のトナーの予測温度と閾値温度に基づいて、前記ファンの回転数を制御する制御部と、
前記予測温度に基づいて前記画像形成手段によって形成されるトナー像の濃度の補正を行う補正手段と、を有し、
前記制御部は、前記予測温度が前記閾値温度以上となる場合に、前記予測温度が前記閾値温度未満である場合よりも前記ファンの回転数を増加させ、
前記画像形成手段の画像形成動作の開始前において、前記制御部が設定する前記閾値温度は第一温度であり、
前記画像形成手段の画像形成動作の開始後において前記制御部が設定する前記閾値温度は前記第一温度よりも高い第二温度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、トナーを担持するトナー担持体を有し、前記トナー担持体が担持するトナーによって前記像担持体に形成される静電潜像を現像する現像装置と、を備え、前記現像装置によって現像されたトナー像をシートに転写することによってシート上に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成装置が設置された環境の温度を検出する温度検出部と、
前記現像装置内のトナーを冷却するために前記現像装置へ送風するファンと、
前記温度検出部の検出温度から予測される前記現像装置内のトナーの予測温度と閾値温度に基づいて、前記ファンの回転数を制御する制御部と、
前記予測温度に基づいて前記画像形成手段によって形成されるトナー像の濃度の補正を行う補正手段と、を有し、
前記制御部は、前記予測温度が前記閾値温度以上となる場合に、前記ファンを停止状態から回転させ、
前記画像形成手段の画像形成動作の開始前において、前記制御部が設定する前記閾値温度は第一温度であり、
前記画像形成手段の画像形成動作の開始後において、前記制御部が設定する前記閾値温度は前記第一温度よりも高い第二温度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成動作の終了後において、前記制御部が設定する前記閾値温度は、前記第一温度であ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】
前記画像形成動作の開始時間は、前記画像形成装置が印刷ジョブを受信してから、当該印刷ジョブの一枚目の画像に対応する静電潜像が前記現像装置によって現像される現像位置に到達するまでの間のいずれかの時間であ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】
前記ファンからの送風を、前記現像装置の外面に案内するダクトをさらに備え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】
前記第二温度は、前記現像装置の内部のトナーの凝集塊が増加する温度より低い温度に設定されることを特徴とする請求項１乃至８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、電子写真方式によって画像形成を行う複写機やプリンタ等の画像形成装置に係り、特に装置内の温度上昇を防ぐための冷却部を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置を連続で稼働すると装置機内の部品が昇温する。昇温する部品として、トナー撹拌により摩擦熱が発生しやすい現像装置や、トナーをシートに定着する定着装置、電源、モーター部などがある。
【０００３】
今日、一般に使用されるトナーは、熱定着性のトナーである。熱定着式のトナーを扱う場合の温度は、定着前の画像形成を最適に行うために適当とされる温度であり、その許容される温度範囲は一般的に狭い。このため、トナー自身の摩擦熱や装置機内の部品の昇温の影響を受けてトナーの温度が上昇すると、トナーの帯電量が低下し、画像濃度が落ちるなど、印刷物の品位が低下する場合があった。
【０００４】
この種の熱対策のため、装置内にトナー温度検知センサを設置し、検知したトナー温度の上昇に応じて、トナーの帯電量を調整し、画像濃度等の画像形成を制御するものがあった（特許文献１）。
【０００５】
しかし、近年、画像形成装置の小型化・低コスト化が進み、トナー温度検知センサでトナーの温度を直接検知することは、スペース上およびコスト上困難になっている。このため、近年は、温度検知センサをトナーの温度が間接的に伝熱する場所に配置し、その場所の温度からトナーの温度を予測式を使って予測する手法がとられている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２４７５０３
【特許文献２】特開２００７−３２２５３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のようにトナーから離れた場所にトナー温度検知センサを配置すると、トナーの熱がセンサに到達するまでに、熱が伝熱するための時間差が発生する。この結果、実際のトナーの温度変化に対し、センサで検知した温度変化は時間的に遅れて追従することとなる。
【０００８】
例えば、長時間連続印刷されるなどで、画像形成装置内部のトナーの温度が高くなり、内部と外気との温度差ができた場合に、トナーを冷却するため冷却ファンの送風量を上昇させると、相対的に温度の低い外気の機内への流入が増加する。すると、トナーの温度変化は緩やかになる。この時、トナー温度検知センサは、前記の伝熱の時間差により、実際のトナーの温度変化に対して遅れて追従する。これにより、センサの検知結果から予測した予測温度と実温度の間に誤差が生じてしまう。
【０００９】
前記の誤差が発生すると、特許文献１のような画像温度に応じて適切に制御をすることが困難になる。例えば、同一原稿の複製印刷物でありながら、冷却ファンの送風量変化の前後で濃度変化が大きくなるなどの問題が発生する場合がある。これによって、同時に印刷した印刷物の中で品位の差が生じたり、前記品位の差を防止するために画像調整が頻発し、印刷物の生産性が低下したりすることがある。このように、従来の技術では、品位と生産性の両立が困難であるという課題があった。
【００１０】
この品位の差が、印刷物ごとの差異が比較されやすい同一原稿の複製印刷中に発生すると、印刷物間で比較しやすいために、僅かな差異でもユーザーには認識されやすい。だからといって、これを回避するために大きな安全率を見込んであらかじめ送風量を大きく設定すると、運転騒音や電力消費が大きくなるし、そもそも温度検知センサを配置して送風量を切り替える意味が無い。
【００１１】
本発明の目的は、冷却ファンの送風量変更による予測温度と実温度の差を抑制することで、印刷物間の品位の差の抑制と生産性の維持を両立することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、シート上に画像を形成する画像形成装置であって、像担持体と、トナーを担持するトナー担持体を有し、前記トナー担持体が担持するトナーによって前記像担持体に形成される静電潜像を現像する現像装置と、を備え、前記現像装置によって現像されたトナー像をシートに転写することによってシート上に画像を形成する画像形成手段と、前記現像装置に隣接して配置され、当該配置位置の温度を検出する温度検出部と、前記現像装置内のトナーを冷却するために前記現像装置へ送風するファンと、前記温度検出部の検出温度から予測される前記現像装置内のトナーの予測温度と閾値温度に基づいて、前記ファンの回転数を制御する制御部と、前記予測温度に基づいて前記画像形成手段によって形成されるトナー像の濃度の補正を行う補正手段と、を有し、前記制御部は、前記予測温度が前記閾値温度以上となる場合に、前記予測温度が前記閾値温度未満である場合よりも前記ファンの回転数を増加させ、前記画像形成手段の画像形成動作の開始前において、前記制御部が設定する前記閾値温度は第一温度であり、前記画像形成手段の画像形成動作の開始後において前記制御部が設定する前記閾値温度は前記第一温度よりも高い第二温度であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、冷却ファンの送風量変更による予測温度と実温度の差を抑制することで、印刷物間の品位の差の抑制と生産性の維持を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】フルカラーレーザー画像形成装置本体の断面図。
【図２】プロセスカートリッジの冷却方法の概略図。
【図３】機内センサを有するプロセスカートリッジの接点部の詳細図。
【図４】制御部の説明図。
【図５】冷却ファンの送風量を変更しない場合の画像形成装時のトナー温度の推移を示すグラフ。
【図６】冷却ファンの送風量を変更した場合の画像形成時のトナーの実温度と予測温度の差を示すグラフ。
【図７】第１実施形態の冷却ファン制御を行った場合のトナーの実温度と予測温度の差を示すグラフ。
【図８】第１実施形態の冷却ファンの送風量制御を示すフローチャート。
【図９】第２実施形態の冷却ファン制御を行った場合のトナーの実温度と予測温度の差を示すグラフ。
【図１０】第２実施形態の冷却ファンの送風量制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本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。
【００１６】
＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置の一実施形態について、図１を参照して説明する。図１はフルカラーレーザー画像形成装置本体の断面図である。画像形成装置５００本体（装置本体）は、トナー画像を形成する画像形成部１を有する。
【００１７】
画像形成部１は、４ドラムフルカラー方式であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を形成するプロセスカートリッジ１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）を有する。各色のトナー画像を形成する構成は同様であるため、以下の説明では、必要な場合を除き、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添え字を省略して説明する。
【００１８】
画像形成装置５００本体は、その他、シートＳを画像形成部１へと給送する給送装置２、定着部を構成する定着装置３、定着後のシートを搬送・排出する排出部４、排出されたシートを積載するシート積載部５、原稿を読み取る原稿読取装置７で構成される。
【００１９】
次に、各部の詳細構成を画像形成部１から説明する。画像形成部１には、各プロセスカートリッジ１０（現像装置）に対応するように、４色のフレッシュトナーを貯蔵するフレッシュトナー貯蔵部ＦＴ（ＦＴＹ、ＦＴＭ、ＦＴＣ、ＦＴＫ）が配置される。
【００２０】
プロセスカートリッジ１０は、それぞれ感光体ドラム１１（像担持体）を有するとともに、感光体ドラム１１に作用する次のプロセス手段を有する。プロセス手段としては、感光体ドラム１１に所定の電圧を印加して帯電させる不図示の帯電部と、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像するための不図示の現像部とがある。また、感光体ドラム１１上で転写されきらなかったトナーをクリーニングする不図示のクリーニング部がある。
【００２１】
プロセスカートリッジ１０の下部には、レーザスキャナ１２が配置される。レーザスキャナ１２は、感光体ドラム１１上に静電潜像を描く。また、プロセスカートリッジ１０の上方には中間転写ユニット１３が配設される。中間転写ユニット１３は、中間転写ベルト１３ａ、駆動ローラ１３ｂ、テンションローラ１３ｃ、感光体ドラム１１に中間転写ベルト１３ａを接触させる４つの一次転写ローラ１３ｄ、アイドラローラ１３ｅ、アイドラローラ１３ｆにて懸架される。
【００２２】
中間転写ベルト１３ａは、フィルム状部材で構成され、駆動ローラ１３ｂの駆動力により矢印方向に回転する。一次転写ローラ１３ｄによって所定の転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム１１上の各色のトナー画像を順次、中間転写ベルト１３ａに多重転写する。これにより、中間転写ベルト１３ａ上にフルカラートナー画像を形成する。
【００２３】
一方、このトナー画像形成動作に並行して、給送装置２より、シートＳが給送され、シートＳはシート搬送路２０に搬送される。シートＳは、シート搬送路２０に備えられた不図示のレジストローラによって斜行補正をされると共に、中間転写ベルト１３ａ上のトナー画像と位置合わせをされる。
【００２４】
位置合わせ後、シートＳは二次転写外ローラ２１と駆動ローラ１３ｂのニップによって構成される二次転写部に送り込まれる。二次転写部において、二次転写外ローラ２１に印加した二次転写バイアスによって、トナー画像が中間転写ベルト１３ａからシートＳに転写される。
【００２５】
その後、シートＳは駆動ローラ１３ｂの駆動力によって搬送され、定着装置３へ送られる。定着装置３に送られたシートＳは、定着装置３によって、熱と圧力を加えられ、各色のトナーが溶融し、シートＳにフルカラーの可視画像が定着される。
【００２６】
定着装置３の上部には排出部４が配置されている。排出部４には、排出路４０、排出ローラ対４１、両面反転路４２、反転ローラ対４３を備える。排出部４より排出されたシートはシート積載部５に画像面を下にして積載される。
【００２７】
画像形成装置５００本体の正面には、画像形成装置５００本体の雰囲気温度を計測する第二センサ１０１（第二温度検知部）が配設される。第二センサ１０１で検知された設置環境温度のデータは、送風により装置内部を冷却する冷却ファン８０（冷却部）の送風量制御や、トナー濃度等の画像形成制御に使用される。
【００２８】
画像形成装置５００の画像形成動作について説明する。まず、原稿読取装置７で読み取られた画像データは、制御装置３００に送信され、画像情報として保存される。
【００２９】
画像形成部１では、感光体ドラムの表面を不図示の帯電部によって、所定の極性・電位に一様に帯電させる。その後、レーザスキャナ１２から制御装置３００に保存された画像情報に基づいて、レーザー光を射出する。射出されたレーザー光は、感光体ドラム１１上を走査される。これにより、感光体ドラム１１上には静電潜像が形成される。
【００３０】
この後、フレッシュトナー貯蔵部ＦＴよりフレッシュトナーを供給された現像部から、静電潜像に対してトナーが供給される。これにより静電潜像は現像され、トナー画像化する。静電潜像の現像は、現像位置、つまり感光体ドラム１１と現像スリーブとが対向して形成される現像ニップにおいて行われる。
【００３１】
プロセスカートリッジ１０内の現像部には、トナーとキャリアが所定比率で混合される現像剤が収納される。トナートキャリアは撹拌スクリューで摩擦帯電され、現像スリーブに供給される。現像ブレードにコートする現像剤を所定厚みにするため、現像部は不図示の規制ブレードを有する。これにより、現像スリーブには所定厚みのトナーとキャリアが混合された現像剤がコートされる。
【００３２】
現像スリーブによって感光体ドラム１１上に担持されたトナー画像は、感光体ドラム１１の回転に伴って、中間転写ベルト１３ａとの接点部の一次転写部に搬送される。一次転写ローラ１３ｄには一次転写バイアスが印加される。このため、一次転写部において、トナー画像が中間転写ベルト１３ａに転写される。前記動作が４個のプロセスカートリッジ１０で順次行われる。そして、中間転写ベルト１３ａにトナー画像を多重転写することで、フルカラートナー画像が形成される。転写されずに残ったトナーは、画像形成部の不図示のクリーニング部によって感光体ドラム表面からかき取られる。
【００３３】
画像形成部１の温度が上がる要因として、感光体ドラム１１と感光体ドラム１１を支持する軸受けの摩擦熱、また、感光体ドラム１１とクリーニング部の摺擦による摩擦熱がある。その他の要因として、現像スリーブと現像剤を帯電させスリーブにトナーを供給するスクリューを支持する軸受けの摩擦熱や、現像スリーブとにより発生する摩擦熱がある。
【００３４】
従って、画像形成部１は感光体ドラム１１、クリーニング部、現像スリーブ、現像スクリューとそれらを支持する軸受け、現像部でトナーを収納する現像容器を含んだ構成について述べる。
【００３５】
＜プロセスカートリッジの冷却について＞
本実施形態の特徴的な構成を有する温度検知部の配置と、プロセスカートリッジ１０の冷却方法を図を用いて説明する。図２はプロセスカートリッジの冷却方法の概略図である。図３は機内センサを有するプロセスカートリッジの接点部の詳細図である。
【００３６】
図２に示すように、冷却ファン８０は機内に外気を取り込む吸気ファンである。冷却ファン８０によって取り込まれた外気は、ダクト８１に流入する。ダクト８１は、矢印８２に示すように、各プロセスカートリッジ１０の下面に外気を案内するように構成される。このように、外気を冷却ファン８０にて吸入して空気の流れを形成し、それをプロセスカートリッジ１０の下面に導入することで、間接的にプロセスカートリッジ１０内のトナーを冷却している。
【００３７】
図２において、プロセスカートリッジ１０の背面に搭載された不図示のメモリタグにして、画像形成装置側の接点部９０が接触する。接点部９０は、図３に示すように、接点基板９１（９１Ｙ、９１Ｍ、９１Ｃ、９１Ｋ）を有する。前記メモリタグは使用枚数等の各プロセスカートリッジ１０の固有情報を記録する。そして、画像形成装置５００は、それぞれの接点基板９１と前記メモリタグを経由して、前記メモリタグから各プロセスカートリッジ１０の固有情報を受け取る。
【００３８】
図３に示すように、ブラック接点基板９１Ｋ上には、プロセスカートリッジ１０の周囲の温度を計測する第一センサ１００（第一温度検知部）が配置される。第一センサ１００は、プロセスカートリッジ１０に隣接して、その外部に配置される。このため、プロセスカートリッジ１０内のトナーに接触することはなく、トナー温度を直接検知するわけではない。このため、第一センサ１００による検出温度に基づき、後述するトナー温度予測方法によって、プロセスカートリッジ１０内のトナー温度を予測する。
【００３９】
＜冷却ファンと画像形成制御＞
図を用いて冷却ファンの制御を説明する。図４は制御部の説明図である。画像形成装置５００は、トナー温度予測制御の結果に基づき、画像形成部１の画像濃度等の画像形成制御、および冷却ファン８０の送風量の制御を行っている。
【００４０】
図４に示すように、ＣＰＵ３０１およびメモリー３０２からなる制御装置３００が、画像形成装置５００本体の画像形成動作の指示を出すとともに、冷却ファン８０を制御する。制御装置３００には、入力信号として、第一センサ１００と第二センサ１０１からの検出温度信号、および外部のＰＣ２００からの印刷ジョブが入る。
【００４１】
メモリー３０２の内部には、第一センサ１００と第二センサ１０１の検出温度からなる温度予測式が格納される。温度予測式は、第一センサ１００の検出温度Ｔｓと第二センサ１０１の検出温度Ｔｅを用いて、後述するプロセスカートリッジ内のトナーの予測温度Ｔを演算するために用いられる。
【００４２】
ＣＰＵ３０１は、メモリー３０２に格納された予測式を用いて予測温度Ｔの演算後、所定の閾値に基づいて、冷却ファン８０の回転数（送風量）の指令値および、画像濃度等の画像形成制御の指示を出す。
【００４３】
本実施形態では、冷却ファン８０はパルス変調幅を変化させることができるＰＷＭ制御を用いて、仮想的に入力電圧を制御している。画像形成動作時における、冷却ファン８０の送風量設定は、低風量側から、Ｍ０（送風量ゼロ）、Ｍ１（ファンの最大送風量の半分）、Ｍ２（ファンの最大送風量）の３段階で構成される。
【００４４】
後述する予測式によって予測したトナー温度があらかじめ規定した閾値以下の場合は、冷却ファン８０の送風量をゼロにして、ファンの稼働音を抑制し静音化を行う。逆に、トナー温度が高くなり、一定の温度閾値を超えると、冷却ファン８０の送風量を上昇させ、トナーの温度上昇を抑制する。合わせて、画像形成制御はトナー温度予測の結果に基づき、常時可変的にトナーの帯電量調整を行っている。
【００４５】
＜トナー温度予測＞
本実施形態のトナー温度の予測式を説明する。図５は冷却ファンの送風量を変更しない場合の画像形成時のトナー温度の推移を示すグラフである。図５では、冷却ファン８０の送風量を変更せずに、画像形成装置５００の印刷時の状態を示している。具体的には、第二センサ１０１の検出温度Ｔｅの推移（Ｌ１）、第一センサ１００の検出温度Ｔｓの推移（Ｌ２）、プロセスカートリッジ内部のトナーの実温度の推移（Ｌ３）、トナーの予測温度Ｔの推移（Ｌ４）を示す。なお、トナーの予測温度Ｔとは、各温度センサの値からトナーの実温度を予測した値である。縦軸はトナー温度であり、横軸は印刷時間である。
【００４６】
図５において、第二センサ１０１での検出温度Ｔｅ（検知結果）は、ほぼ同一温度である。この場合、本実施形態におけるプロセスカートリッジ１０内のトナーの予測温度Ｔを以下の予測式（式  １）、
Ｔ＝α（Ｔｓ−Ｔｅ）＋Ｔｅ＋ｔ  …（式  １）
を用いて予測する。なお、ｔは任意のオフセット温度、αは任意の温度係数である。ｔとαは画像形成装置の構成によって任意に決定され、本実施形態ではｔ＝２℃、α＝２を用いている。ただし、本予測式は本実施形態の構成に基づいて作成されたものであり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００４７】
第二センサ１０１は、図１に示すように、プロセスカートリッジ１０内部のトナーから離れた箇所に配置される。このため、プロセスカートリッジ１０内部のトナーの実温度に対して同じ印刷時間での温度上昇量が少ない。この場合、プロセスカートリッジ１０内部のトナー温度を、前記の予測式（式  １）を用いて予測している。
【００４８】
＜冷却ファンの送風量制御による検知誤差の発生メカニズム＞
次に冷却ファン８０の送風量を変化させた場合の画像形成装置の温度推移を、図を用いて説明する。図６は冷却ファンの送風量を変更した場合の画像形成時のトナーの実温度と予測温度の差を示すグラフである。図６において、第二センサ１０１の検出温度Ｔｅの推移（Ｌ１ａ）、第一センサ１００の検出温度Ｔｓの推移（Ｌ２ａ）、プロセスカートリッジ内部のトナーの実温度の推移（Ｌ３ａ）、トナーの予測温度Ｔの推移（Ｌ４ａ）を示す。
【００４９】
冷却ファンの送風量を変更した場合の画像形成装置５００の動作を説明する。画像形成装置５００の制御装置３００は、外部ＰＣ２００より印刷ジョブを受け取り、画像形成動作を開始する。
【００５０】
なお、以下の説明で、画像形成動作の開始は、印刷ジョブを受信してから、ジョブ一枚目の画像の先端が現像ニップに到達するまでの間のいずれかの時間に設定される。本実施形態では、印刷ジョブに応じてＣＰＵが画像形成動作の開始を判断している。また、画像形成動作の終了は、印刷ジョブ信号を受信してから、ジョブの最後の画像が現像ニップを通過してから後回転が終了する間のいずれかの時間に設定される。本実施形態では、後回転終了の信号に応じてＣＰＵが画像形成動作の終了を判断している。
【００５１】
図６に示す時間Ｓ１までの間はトナーの予測温度が低い。このため、冷却ファン８０を停止させ、低温用の画像形成制御を行う。その後、印刷中にトナーの予測温度が閾値温度Ｔ１（第一温度）になった時間Ｓ１において、プロセスカートリッジ１０内のトナーの昇温が進んだと制御装置３００が判断する。ここで、制御装置３００は、冷却ファン８０の送風量を上昇させ、最大送風量の半分で稼働させる。このように、トナー温度上昇の抑制が始まる。これを、中高温用の画像形成制御と呼ぶ。その後、時間Ｓ３において外部ＰＣ２００より受け取った印刷ジョブの画像形成動作を終了する。
【００５２】
図６に示すように、冷却ファン８０の送風量を上昇させた時間Ｓ１から時間Ｓ２（Δｓとした時間）において、実温度の推移（Ｌ３ａ）と予測温度の推移（Ｌ４ａ）の間に誤差が生まれている。これは、前述のようにトナーとセンサが離れて配置されているために、トナーの温度が機内センサに伝熱するまでの時間差が生じて、送風量変化に対して機内センサの検出温度の変化が遅れて追従しているためである。
【００５３】
前記のような実温度と予測温度との誤差が発生すると、前述の画像形成制御に影響を及ぼす。その結果、例えば、同一の内容の印刷物でありながら、冷却ファン８０の送風量上昇の前後で、印刷物の濃度や品位の差が変化してしまう。
【００５４】
この誤差は、特に冷却ファン８０の動作を停止状態から送風量を上昇させる場合に、より顕著に表れる。それは、画像形成動作により機内の温度が上昇することにより、外気との温度差が顕著となったところで、冷却ファン８０動作の開始によって、機外の相対的に冷たい空気が急速に流入するためである。冷たい空気が急速に流入することにより、トナーが急速に冷えることで第一センサ１００の温度と第二センサ１０１の差分がより広がってしまうためである。
【００５５】
＜冷却ファンの送風量制御＞
〔第１実施形態〕
次に本実施形態の特徴となる冷却ファン８０の送風量制御の一形態を図を用いて説明する。図７は第１実施形態の冷却ファン制御を行った場合のトナーの実温度と予測温度の差を示すグラフである。図７において、第二センサ１０１の検出温度の推移（Ｌ１ｂ）、第一センサ１００の検出温度の推移（Ｌ２ｂ）、プロセスカートリッジ内部のトナーの実温度の推移（Ｌ３ｂ）、トナーの実温度を予測した予測温度Ｔの推移（Ｌ４ｂ）を示す。
【００５６】
図８は第１実施形態の冷却ファンの送風量制御を示すフローチャートである。図８に示すように、画像形成装置５００を稼働すると（Ｆ１０１）、外部ＰＣ２００から印刷ジョブを受け取った制御装置３００は、第一センサ１００の検出温度Ｔｓと第二センサ１０１の検出温度Ｔｅの検出温度信号を受け取る。そして、制御装置３００は、メモリー３０２に格納された前述の予測式を用いて、ＣＰＵ３０１がトナーの予測温度Ｔを算出する（Ｆ１０２）。
【００５７】
算出したトナーの予測温度Ｔに基づき、制御装置３００は、以下に説明する手順に従って冷却ファン８０の稼働を開始する。なお、制御装置３００には、冷却ファン８０の送風量設定を切り替える基準となる閾値温度Ｔ１があらかじめ設定されている。
【００５８】
ここで、予測温度ＴがＴ＜Ｔ１であれば（Ｆ１０３）、トナー温度はまだ上昇していないと認識し、冷却ファン８０の送風量設定をＭ０（送風量ゼロ）とする（Ｆ１０４）。これにより、冷却ファン８０の稼働を最小に抑え、稼働音を抑制することができる。
【００５９】
一方、予測温度ＴがＴ≧Ｔ１であれば（Ｆ１０５）、送風量設定をＭ１（ファンの最大送風量の半分）として、冷却ファン８０を最大送風量の半分で稼働させる（Ｆ１０６）。これにより、画像形成装置５００の適切な冷却をすることができる。以上のように、本実施形態では、後述するように、送風量設定をＭ２にしない。このように、冷却ファン８０の送風量に上限を設けることで、冷却ファン８０の稼働音を抑制している。
【００６０】
画像形成動作が始まっても、画像形成装置５００の動作は、予測温度Ｔが閾値温度Ｔ１になるまで（時間Ｓ１まで）、図６の時の動作と同じである。制御装置３００は、予測温度Ｔと、予め設定されている閾値温度Ｔ２と比較し、冷却ファン８０の送風量を制御する。閾値温度Ｔ２は予め設定してもよいし、画像形成装置の使用に応じて変更される設定であってもよい。
【００６１】
図８のフローチャートに示すように、画像形成処理が開始後（Ｆ１０７）、再びトナーの予測温度Ｔを算出し（Ｆ１０８）、もしＴ＜Ｔ２であれば（Ｆ１０９）、冷却ファン８０の設定値を維持する。これにより、画像形成中の冷却ファン制御が抑制され、トナーの実温度と予測温度の間の差分の発生を抑制することができる。一方、Ｔ＜Ｔ２でなければ、冷却ファン８０の送風量設定をＭ１とする。これらの結果、印刷物の中での品位の差が生じにくく、かつ送風量を抑制することができる。
【００６２】
その後、画像形成処理を終了した場合（Ｆ１１１）、再びトナーの予測温度Ｔを算出する（Ｆ１１２）。トナーの予測温度Ｔが閾値温度Ｔ１未満だった場合は、送風量設定をＭ０にする（Ｆ１１４）。一方、トナーの予測温度Ｔが、Ｔ１≦Ｔだった場合（Ｆ１１５）、送風量設定をＭ１にする（Ｆ１１６）。
【００６３】
その後、待機状態に入り（Ｆ１１７）、ファン稼働を維持したまま次の印刷ジョブを一定時間待ってから（Ｆ１１８）、画像形成装置の動作を停止する（Ｆ１１９）。待機中に再度印刷ジョブが開始された場合は、フローチャートの先頭に戻り、画像形成処理の開始前に閾値温度Ｔ１を超えていれば、冷却ファン８０の送風量は最大送風量の半分のまま印刷を再開する。それは、画像形成処理の開始前にあらかじめ送風量を上昇させておくことで、印刷中のファンの送風量変化を回避するためである。
【００６４】
閾値温度Ｔ１や閾値温度Ｔ２の温度設定は、適宜、状況に応じて設定可能である。例えば、閾値温度Ｔ２の設定方法としては、想定される一日の印刷枚数から一度の画像形成動作での最大印刷枚数を仮定し、その印刷枚数での温度上昇量分を閾値温度Ｔ１に加えた温度設定にするなどの設定としてもよい。
【００６５】
第１実施形態においては、画像形成動作の前の非画像形成動作時は、閾値温度Ｔ１である第一温度以上である場合に冷却ファン８０の駆動を開始した。一方、画像形成動作中は、第一温度よりも高い第二温度以上（閾値温度Ｔ２以上）である場合に冷却ファン８０の駆動を開始した。
【００６６】
〔第２実施形態〕
第２実施形態の冷却ファン８０の送風量制御を図を用いて説明する。図９は第２実施形態の冷却ファン制御を行った場合のトナーの実温度と予測温度の差を示すグラフである。図９においては、第二センサ１０１の検出温度（Ｌ１ｃ）、第一センサ１００の検出温度（Ｌ２ｃ）、プロセスカートリッジ内のトナーの実温度（Ｌ３ｃ）、各温度センサの値からトナーの実温度を予測した予測温度Ｔ（Ｌ４ｃ）、の温度推移を示す。
【００６７】
図９の温度を参照しつつ、図１０を用いて冷却ファン８０の送風量制御について説明する。図１０は第２実施形態の冷却ファンの送風量制御を示すフローチャートである。第２実施形態では、第１実施形態に対して送風量設定Ｍ２が追加され、送風量設定が３段階になっている。加えて、閾値温度Ｔ３及び、閾値温度Ｔ４の２つが追加設定されている。
【００６８】
図１０に示すように、画像形成装置の稼働が開始すると（Ｆ２０１）、外部ＰＣ２００から印刷ジョブを受け取った制御装置３００は、第一センサ１００の検出温度Ｔｓと第二センサ１０１の検出温度Ｔｅの検出温度信号を受け取る。
【００６９】
制御装置３００のＣＰＵ３０１は、前記検出温度信号に基づいてトナーの予測温度Ｔを算出する（Ｆ２０２）。トナーの予測温度Ｔの算出は、前記検出温度信号に基づいてメモリー３０２に格納された前述の予測式を用いて行う。算出したトナーの予測温度に基づき、制御装置３００は、以下のように冷却ファン８０の稼働を制御する。
【００７０】
予測温度ＴがＴ＜Ｔ１である場合（Ｆ２０３）、制御装置３００は、トナー温度はまだ上昇していないと認識する。この場合、冷却ファン８０の送風量設定をＭ０（送風量ゼロ）とする（Ｆ２０４）。これにより、冷却ファン８０の稼働を最小に抑え、稼働音を抑制する。
【００７１】
予測温度ＴがＴ１≦Ｔ＜Ｔ３であれば（Ｆ２０５）、送風量設定をＭ１として（Ｆ２０６）、冷却ファン８０を最大送風量の半分で稼働させる。これにより、画像形成装置の冷却が開始する。また、予測温度ＴがＴ３＜Ｔの場合（Ｆ２２０）には、送風量設定をＭ２として、冷却ファン８０を最大送風量で稼働させる（Ｆ２２１）。この場合のみが、画像形成装置の冷却能力が最大になるように設定される。
【００７２】
その後、画像形成動作が始まってからの画像形成装置５００の動作は、予測温度Ｔが閾値温度Ｔ１になるまで（時間Ｓ１まで）、図６の時の動作と同じである。具体的には、図１０のフローチャートに示すように、画像形成処理の開始後（Ｆ２０７）、制御装置３００は、予測温度Ｔと、予め設定されている閾値温度Ｔ４とを比較し、冷却ファン８０の送風量を制御する。なお、閾値温度の関係はＴ１＜Ｔ３＜Ｔ４である。
【００７３】
そして、画像形成中は、閾値温度Ｔ４になるまで上述の冷却ファン８０の送風量を維持する（Ｆ２０８、Ｆ２０９、Ｆ２１１）。これにより、画像形成中の冷却ファン８０の稼働が抑制される。また、冷却ファン８０の稼働を抑制することで、第一センサ１００の検出温度が急激に低下することがなくなる。このため、トナーの実温度と予測温度の間の差分の発生を抑制することができる。この結果、印刷物の中での品位の差を生じにくくすることができる。
【００７４】
画像形成処理中に、予測温度Ｔが閾値温度Ｔ４を超えた場合（Ｆ２０９）は、印刷中であっても冷却ファン８０の送風量設定を上昇させる。この時の送風量設定は、直前の送風量設定にかかわらず、送風量設定を一律、Ｍ２に設定する（Ｆ２１０）。このように、閾値温度Ｔ４を超えた場合は、冷却ファン８０の最大送風量で機内を冷却していく。なお、直前の送風量設定がＭ０の場合は、Ｍ１、Ｍ２と段階的に切り替える制御でもよい。この場合は、非画像形成時よりも切替温度の閾値温度が高く設定されていればよい。
【００７５】
閾値温度Ｔ４は、少なくとも、温度上昇によるトナーの凝集塊が増加する温度より低い温度に設定される。これは、閾値温度Ｔ４以上の温度になる場合は、印刷物の品位の維持より、トナーが高温になることで発生する凝集塊によるプロセスカートリッジの破損防止を優先するためである。
【００７６】
画像形成処理中は、予測温度Ｔが閾値温度Ｔ４未満のときは、トナー画像の品位維持のため、画像形成前の送風量を維持する。このように、本実施形態においても、画像形成処理中の送風量変化を極力抑制している。
【００７７】
次に、画像処理が一旦終了した時点（Ｆ２１１）で、制御装置３００は、閾値温度をＴ１及び閾値温度Ｔ３に戻す。このため、図９に示す時間Ｓ３（第１実施形態に対応）を超えて時間Ｓ４において、画像処理が終了した場合、トナーの予測温度Ｔを算出すると（Ｆ２１２）、Ｔ３≦Ｔとなる。この場合、送風量設定をＭ２とし（Ｆ２２３）、冷却ファン８０を最大送風量で稼働させる。
【００７８】
図９に示す時間Ｓ５の時点では予測温度Ｔが閾値温度Ｔ３を下回る。この場合、本実施形態での予測温度Ｔが、Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ３となるため（Ｆ２１５）、送風量設定をＭ１に変更し（Ｆ２１６）、冷却ファン８０の送風量を最大送風量の半分で稼働させることになる。
【００７９】
その後、待機状態に入り（Ｆ２１７）、ファン稼働を維持したまま次の印刷ジョブを一定時間待ってから（Ｆ２１８）、画像形成装置の動作を停止する（Ｆ２１９）。
【００８０】
待機中に再度印刷ジョブが開始された場合は、フローチャートの先頭に戻る。そして、例えば、トナーの予測温度Ｔ（Ｆ２０２）が、画像形成処理開始前に閾値温度Ｔ１を超えていれば（Ｆ２０５）、冷却ファン８０の送風量を最大送風量の半分に設定する（Ｆ２０６）。あるいは、トナーの予測温度（Ｆ２０２）が、閾値温度Ｔ３を超えていれば、最大送風量のＭ２に設定し、印刷を再開する（Ｆ２０７）。
【００８１】
以上のように、本実施形態においても、画像形成開始前にあらかじめ冷却ファン８０の送風量を上昇させておくことで、印刷中のファンの送風量変化を回避する。また、上述の実施形態では、稼働中の送風量変化を極力抑制することで、予測温度と誤差を抑制し、印刷物間の品位の差の抑制と生産性の維持を図ると同時に稼働音の低減を実現する。
【００８２】
第２実施形態においては、画像形成動作の前の非画像形成動作時は、閾値温度Ｔ１及び閾値温度Ｔ３である第一温度以上である場合に、冷却ファン８０の駆動を開始し又は第一速度であるＭ１よりも高い第二速度であるＭ２に増加させた。一方、画像形成動作中は、第一温度よりも高い第二温度以上（閾値温度Ｔ４以上）である場合に冷却ファン８０の駆動を開始した。
【００８３】
〔他の実施形態〕
上述の実施形態においては、冷却ファン８０の送風量設定を、Ｍ０（送風量ゼロ）、Ｍ１（ファンの最大送風量の半分）、Ｍ２（ファンの最大送風量）の２段階、または３段階で構成したが、段階的に複数存在すればよく、これに限るものではない。各段階の送風量、および設定段階の数は任意であり、最低でも２段階の送風量設定があれば実施可能である。送風量を変更させる方式もパルス幅変調に限定されるものではない。
【００８４】
また、上述の実施形態においては、画像形成処理が開始した時点において新たな閾値を設けたが、これに限るものではない。すなわち、いかなる送風量設定において新たな閾値を設けるかは任意である。例えば、複数ある送風量設定の閾値のうちの一つだけに新たな閾値を設けるのでもよいし、新たに設定する閾値が、送風量設定ごとに異なるものであってもよい。
【００８５】
また、上述の実施形態では、複数の温度センサの検知結果に基づいて、風量を制御する例を説明したが、温度センサが１つの場合であっても本発明を適用することはできる。その場合は、画像形成中の方が非画像形成時よりも風量を増加する閾値温度が高く設定すればよい。
【符号の説明】
【００８６】
Ｔ…予測温度
１…画像形成部
１０…プロセスカートリッジ
１１…感光体ドラム
８０…冷却ファン
１００…第一センサ
１０１…第二センサ
３００…制御装置
３０１…ＣＰＵ
３０２…メモリー
５００…画像形成装置
【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】
2018106181.tif 000009
【図８】
2018106181.tif 000010
【図９】
2018106181.tif 000011
【図１０】
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