(57)【要約】【課題】スクリューポンプ内部発熱量が大きくなるタイミングを的確に把握することで、スクリューポンプを効率良く、素早く冷却する。【解決手段】液送ポンプ３０は制御部４０を備え、液送ポンプ３０の流量を制御する。トナー補給ユニットは、作像する画像によってトナー消費量が変わるため、駆動時間や駆動頻度が変わる。トナーボトル内のトナーを粉体ポンプ２でサブホッパ４内に搬送し、サブホッパ４内の搬送スクリューで現像ユニット１内にトナーを搬送するので、粉体ポンプ２での温度が上昇すると予測すると、液送ポンプ３０の流量を増やすことで粉体ポンプ２からの吸熱量を増やして、粉体ポンプ内の温度上昇を抑制する。これによって、粉体ポンプ２内でのトナーの温度上昇を低減して、トナーへの熱ストレスを低減する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー補給装置を冷却する冷却装置であって、
冷媒として使用する液体を循環させるポンプと、
上記液体を循環させる循環流路と、
を備え、
前記トナー補給装置による駆動制御によってポンプの出力（流量）を変えるポンプ出力可変手段を有する、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１の冷却装置において、
前記ポンプ出力可変手段が、
前記トナー補給装置の駆動時間及び／または駆動回数によって出力（流量）を変える、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２の冷却装置において、
前記ポンプが、
内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、
該ステータ内部で回転することにより該ステータの軸方向にトナーを移動させるロータとを備えたスクリューポンプであり、
該スクリューポンプによりトナー収納容器内のトナーを搬送する、
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれかの冷却装置を有し、画像形成装置に対してトナーを供給することを特徴とするトナー補給装置。
【請求項５】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷却装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載のトナー補給装置を備え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、トナー補給装置を冷却する冷却装置と、これを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリューポンプ（モーノポンプ）を使用するトナー搬送方式では、スクリューポンプを構成するロータ／ステータ間に摩擦熱が発生するため、スクリューポンプ通過中にこの摩擦熱がトナーに伝わり、ホタル等の異常画像につながることがある。また近年は、より低温でトナーを転写紙に定着する方向に進みつつあり、トナーが熱ストレスの影響を受けやすくなっている。そこで、スクリューポンプを冷却することで異常画像の発生を防止することが考えられている。
【０００３】
そのための一般的な冷却方法としては、ファン等でスクリューポンプの周辺に気流を流し、それによってスクリューポンプを冷却する方法（空冷）が知られている。
【０００４】
特許文献１には、現像装置を冷却する目的で、現像装置に液冷装置を着脱可能に装着する構成が開示されている。また、特許文献２には、トナー補給手段を冷却する目的で、トナー補給手段近傍の温度検知結果に応じて水冷装置を制御する構成が開示されている。
【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、スクリューポンプで発生する熱量は小さく、また、スクリューポンプ外との温度差が小さいため、今までの空冷方式ではスクリューポンプを効率良く冷却することが難しいという問題があった。
【０００６】
この点を特許文献１の技術では解決できておらず、スクリューポンプの発熱量が小さいことに起因して効率良く冷却することが難しいという問題がある。また、特許文献２の技術でも、スクリューポンプの発熱量が小さいため近傍に設置した温度検知手段でもスクリューポンプ内部の温度上昇を検知することが困難であり、そのため、内部発熱によってスクリューポンプ温度が上昇した時に内部発熱量を効率良く冷却することが難しいという問題がある。
【０００７】
そこで本発明においては、スクリューポンプ内から効率良く熱を奪って冷却することにより上記諸問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の冷却装置のうち請求項１に係るものは、トナー補給装置を冷却する冷却装置であって、冷媒として使用する液体を循環させるポンプと、上記液体を循環させる循環流路とを備え、前記トナー補給装置による駆動制御によってポンプの出力（流量）を変えるポンプ出力可変手段を有することを特徴とする。
【０００９】
同請求項２に係るものは、請求項１の冷却装置において、前記ポンプ出力可変手段が、前記トナー補給装置の駆動時間及び／または駆動回数によって出力（流量）を変えることを特徴とする。
【００１０】
同請求項３に係るものは、請求項１または２の冷却装置において、前記ポンプが、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、該ステータ内部で回転することにより該ステータの軸方向にトナーを移動させるロータとを備えたスクリューポンプであり、該スクリューポンプによりトナー収納容器内のトナーを搬送することを特徴とする。
【００１１】
同請求項４に係るものは、請求項１から３いずれかの冷却装置を有し、画像形成装置に対してトナーを供給することを特徴とするトナー補給装置である。
【００１２】
同請求項５に係るものは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷却装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
同請求項６に係るものは、請求項４に記載のトナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スクリューポンプ内部発熱量が大きくなるタイミングを的確に把握することで、スクリューポンプを効率良く、素早く冷却することができ、トナーの受けるダメージを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】トナー補給ユニットの一例を示す斜視図
【図２】粉体ポンプ及びサブホッパの駆動部を示す斜視図
【図３】粉体ポンプの断面図
【図４】冷却装置を示す斜視図
【図５】粉体ポンプの駆動率を使用して液送ポンプを制御する場合のフローチャート
【図６】サブホッパの駆動率を使用して液送ポンプを制御する実施例の場合のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
トナーを搬送する手段としてスクリューポンプを使用する場合、スクリューポンプの発熱量はいつも同じなわけではなく、画像濃度がトナー残量によって変化するので、スクリューポンプの発熱量が増える時に冷却装置の冷媒となる液体の流量を増やすことで前記目的を達成したものである。
【実施例】
【００１７】
＜実施例１＞
図１はトナー補給ユニットの一例を示す斜視図であり、トナーボトルから現像装置までのトナー補給構成を示す。図中１は現像ユニット、２は粉体ポンプ（スクリューポンプ）、３は駆動モータで、図示しないトナー容器から粉体ポンプ２によってサブホッパ４にトナーを搬送させ、サブホッパ４内の図示しない搬送スクリューによってサブホッパ４から現像ユニット１にトナーを補給する。図中５はトナー補給チューブ、６はトナー補給口、７は駆動シャフト、８は駆動シャフトギヤである。また図中の白ぬきの矢印Ｘは、図示しないトナーボトルからサブホッパ４へのトナーの流れを示している。
【００１８】
次に、図２において、粉体ポンプ及びサブホッパの駆動部について説明する。
駆動モータ３により回転駆動される駆動シャフト７により、駆動シャフトギヤ８を介して、粉体ポンプ駆動クラッチ９及びサブホッパ駆動クラッチ１０へ駆動力が伝達される。図示しない本体制御基板よる所定の制御により、粉体ポンプ駆動クラッチ９がオンの時には図示しないアイドラギヤを介して粉体ポンプ２が、サブホッパ駆動クラッチ１０がオンの時には図示しないアイドラギヤ列を介してサブホッパ４が回転駆動される。サブホッパ４のケース下部は現像ユニット１の図示しない現像開口部に接合しており、サブホッパ４内のスクリューの回転によって、現像開口部を通じてサブホッパ４から現像ユニット１へのトナー供給が行われる。
【００１９】
図３に粉体ポンプ２の断面図を示す。
粉体ポンプ２の主な構成部品は、金属製のロータ２１とゴム製のステータ２２である。ロータ／ステータは樹脂のカバー２３で覆われていて、ロータ２１の軸端は軸受２４で保持されている。図中２５はシール、２７はギヤ、２８は接続用のチューブである。
【００２０】
図４は上述のような構造、機構を用いた冷却装置を示す斜視図である。
図示の冷却装置は、液体を循環させる液送ポンプ３０と、液体の温度を調節する熱交換器（ラジエータ）３１、及び粉体ポンプ２をチューブ３２、３３で接続して構成してある。粉体ポンプ２に付属する液冷ジャケット３４は、チューブ３３で液送ポンプ３０と接続している。なお液冷ジャケット３４は粉体ポンプ２のカバーとなるべく密着させて設置することで冷却効率を上げることができる。
【００２１】
冷媒液は液送ポンプ３０で粉体ポンプ２側に送られ（図４中の矢印は冷媒液の流れを示す）、液冷ジャケット３４にて粉体ポンプ２の熱を吸収する。粉体ポンプ２で熱吸熱して高温になった冷媒液は、熱交換器３１で熱を放熱して液送ポンプ３０に戻る。
【００２２】
液送ポンプ３０は制御部４０を備えており、液送ポンプ３０の流量は制御部で制御する。図１に示したトナー補給ユニットは、現像ユニット１等の他の作像部とは異なり、作像中は常に同じ動作をするわけではなく、作像する画像によってトナー消費量が変わるため、駆動時間や駆動頻度が変わる。図１の例では、図示しないトナーボトル内のトナーを粉体ポンプ２でサブホッパ４内に搬送し、サブホッパ４内の搬送スクリューで現像ユニット１内にトナーを搬送するため、作像する画像によって粉体ポンプ２の駆動回数や駆動時間が変化する。すなわち、高画像濃度かつ高画像面積だとトナー消費量が多くなり、低画像濃度かつ低画像面積だとトナー消費量が少なくなる。また、サブホッパ４がなく、トナーボトル内のトナーを粉体ポンプ２で直接現像ユニット１へ搬送する補給構成でも、作像する画像によって駆動回数や駆動時間が変化する。
【００２３】
すなわち、トナー消費量が多い時は粉体ポンプ２の駆動回数や駆動時間等が増えるため、粉体ポンプ２内でロータ／ステータ間の摩擦熱の発生が増え、粉体ポンプ２内の温度が上がることが予想される。そこで本実施例では、粉体ポンプ２での温度が上昇すると予測すると、液送ポンプ３０の流量を増やすことで粉体ポンプ２からの吸熱量を増やして、粉体ポンプ内の温度上昇を抑制する。これによって、粉体ポンプ２内でのトナーの温度上昇を低減して、トナーへの熱ストレスを低減する。
【００２４】
図５に粉体ポンプの駆動率を使用して液送ポンプを制御する場合のフローチャートを示す。ここで使用する粉体ポンプの駆動率とは、粉体ポンプを単位時間あたりどのくらい駆動したかを示す。例えば、１０秒間のうち粉体ポンプが１０秒間駆動していれば粉体ポンプ駆動率は１となり、１０秒間のうち粉体ポンプが全く駆動しなければ粉体ポンプ駆動率は０となる。
【００２５】
各動作ステップについて以下に説明する。
ステップ１（図ではＳ１：以下、他のステップについても同様）：
トナー補給モータ（本実施例では駆動モータ３）がオンであればトナー補給中と判断する。そうでない場合はステップ５へ進む。
ステップ２：
トナー補給中と判断したら、モーノクラッチ（本実施例では粉体ポンプ駆動クラッチ９）の駆動率を計算して、閾値Ｃｏを上回るかどうか判定する。
ステップ３：
モーノクラッチの駆動率が閾値Ｃｏを上回っていれば液送ポンプ３０を高速で駆動し、ステップ１に戻る。
ステップ４：
モーノクラッチの駆動率が閾値Ｃｏを上回らない場合は液送ポンプを通常速度で駆動し、ステップ１に戻る。
ステップ５：
トナー補給モータがオフであればトナー補給終了と判断し、液送ポンプ３０を停止させる。
ステップ６：
トナー補給冷却を終了する。
【００２６】
＜実施例２＞
図６にサブホッパ４の駆動率を使用して液送ポンプ３０を制御する実施例の場合のフローチャートを示す。
ここで使用するサブホッパ４の駆動率とは、サブホッパクラッチ（本実施例ではサブホッパ駆動クラッチ１０）を単位時間あたりどのくらい駆動したかを示す。例えば、１０秒間のうちサブホッパクラッチが１０秒間駆動していればサブホッパ駆動率は１となり、１０秒間のうちサブホッパクラッチが全く駆動しなければサブホッパ駆動率は０となる。
【００２７】
各動作ステップについて以下に説明する。
ステップ１：
トナー補給モータがオンであればトナー補給中と判断する。そうでない場合はステップ５へ進む。
ステップ２：
トナー補給中と判断したら、サブホッパクラッチの駆動率を計算して、閾値Ｃｏを上回るかどうか判定する。
ステップ３：
サブホッパクラッチの駆動率が閾値Ｃｏを上回っていれば液送ポンプ３０を高速で駆動し、ステップ
ステップ１へ戻る。
ステップ４：
サブホッパクラッチの駆動率が閾値Ｃｏを上回らない場合は液送ポンプ３０を通常速度で駆動し、ステップ１へ戻る。
ステップ５：
トナー補給モータがオフであればトナー補給終了と判断し、液送ポンプ３０を停止させる。
ステップ６：
トナー補給冷却を終了する。
【００２８】
サブホッパ４から現像ユニット１へのトナー補給量が増えると、サブホッパ４内のトナーが早く無くなるため、粉体ポンプ２の駆動時間や駆動回数が増える。本発明の実施例に係る補給では、サブホッパ４の駆動状況を利用することで、粉体ポンプ２の駆動時間や駆動回数が増える前に粉体ポンプ２の温度上昇を予測して液送ポンプ３０を制御することができる。このため、粉体ポンプ２の駆動率を使用する実施例１の方法に比べて、粉体ポンプ２の温度上昇を減らすことができる。
【００２９】
＜実施例３＞
上述した本発明の実施例では、粉体ポンプ２とサブホッパ４の１回ごとの駆動時間は作像する画像濃度などによって変わるが、１回ごとの駆動時間は固定して、画像１枚に対する駆動回数を変えることで、画像濃度などに追従する補給方式もある。このような場合は、粉体ポンプのクラッチ駆動率は粉体ポンプクラッチ駆動回数、サブホッパクラッチ駆動率はサブホッパクラッチ駆動回数と読み替えることができる。
【００３０】
また上述した各実施例では、トナー補給動作の頻度を使って、粉体ポンプでの温度上昇を予測するため、粉体ポンプの温度検知装置等は必要としないためコスト面で有利である。各色１個以上必要な粉体ポンプの温度検知装置が不要なためである。
【００３１】
さらに、夏季など画像形成装置が高温環境で使われると、画像形成装置内の温度も高くなる。また、画像形成装置を何時間も連続して使用し続けると画像形成装置内の温度が上昇する。これらの場合には、トナーの温度も上昇して熱ストレスによる異常画像につながることがある。このような状況を避けるために、画像形成装置の周囲または画像形成装置内の温度がある一定温度を超えると液送ポンプの流量を増やすことでトナー温度を下げると、異常画像の防止により一層の効果がある。
【符号の説明】
【００３２】
１：現像ユニット
２：粉体ポンプ（スクリューポンプ）
３：駆動モータ
４：サブホッパ
５：トナー補給チューブ
６：トナー補給口
７：駆動シャフト
８：駆動シャフトギヤ
９：粉体ポンプ駆動クラッチ
１０：サブホッパ駆動クラッチ
２１：ロータ
２２：ステータ
２３：カバー
２４：軸受
２５：シール
２７：ギヤ
２８：接続用のチューブ
３０：液送ポンプ
３１：熱交換器（ラジエータ）
３２、３３：チューブ
３４：液冷ジャケット
４０：制御部
Ｘ：トナーボトルからサブホッパへのトナーの流れ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００７−２４９８５号公報
【特許文献２】特開２００８−６４９０１号公報
【図１】
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【図２】
2012173507.tif 000004
【図３】
2012173507.tif 000005
【図４】
2012173507.tif 000006
【図５】
2012173507.tif 000007
【図６】
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