JP2004133039A

JP2004133039A - 画像形成装置及び画像形成装置制御方法、制御プログラム及び当該プログラムを格納した情報記憶媒体

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Publication number: JP2004133039A
Application number: JP2002295016A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Samejima; 鮫島　啓祐
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: JP4298257B2

Abstract

【課題】従来の画像形成装置においては、現像剤の溶解・凝固をを防止するために断熱部材等を利用しているため、それらを追加するためのスペースを必要とし、装置自体のサイズが大きくなってしまうだけでなく、これらの断熱部材などによるコストアップを招いてしまう。
【解決手段】本発明は、温度検知手段により装置内の温度検知を行い、検知結果に応じて画像形成速度を切替えたり、装置の冷却時間を適応的に選択する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームプリンタや複写機などの、画像を形成する画像形成装置及びその制御方法、プログラム及び情報記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現像器内に格納されているトナー等を含む現像剤は高温にさらされると溶けたり固まったりしてしまって現像動作に著しい支障をきたすので、常に所定の温度を超えないように管理する必要がある。レーザービームプリンタや複写機などの画像形成装置では、このような温度管理のために現像器および現像スリーブ駆動手段の昇温を抑える目的で機内の温度検知を行うといった機能を備えておらず、現像器や現像スリーブ駆動手段の昇温を抑える場合には、専ら断熱部材や放熱部材や冷却ファン等の冷却手段に拠っている。
【０００３】
また、一般的には現像スリーブ駆動手段は、それ自体の温度によってトルクが影響を受け、現像スリーブ駆動手段の温度が高くなると現像スリーブ駆動手段自体のトルクが落ちるために、画像形成装置ではこのトルクダウンを見込んで本来必要とするトルク以上の実力を持つ現像スリーブ駆動手段を使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような画像形成装置においては、断熱部材や放熱部材を追加するためのスペースを必要とし、装置自体のサイズが大きくなってしまうだけでなく、これらの断熱部材および放熱部材によるコストアップを招いている。さらに、現像スリーブ駆動手段の出力トルクをスペックアップさせるために現像スリーブ駆動手段のコストアップも招いている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置本体のサイズを小型化し、コストも低く抑えることができる画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するために本発明にあっては、現像剤を収容する現像剤収容部と、画像情報信号に応じた潜像を担持する像担持手段と、前記像担持手段上に担持された潜像を前記現像剤収容部内の現像剤により現像して現像画像を生成するために、前記現像剤収容部のスリーブを駆動するためのスリーブ駆動手段と、前記現像画像を記録材へ転写して画像形成を行う転写手段とを利用して画像形成を行う画像形成装置であって、前記スリーブ駆動手段近傍における前記画像形成装置の温度を検知するための温度検知手段と、前記温度検知手段において検知された温度に応じて、前記画像形成装置における画像形成速度を設定する画像形成速度設定手段と、前記画像形成速度設定手段により設定された画像形成速度に応じて、前記画像形成装置における画像形成動作を制御する制御手段とを備える。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この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、この実施の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、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り、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。以下においては、カラー画像形成装置を例に実施形態を説明するが、その趣旨は、本発明をカラー画像形成装置に限定して適用するものではなく、単なる例示である。従って、本発明をモノクロ画像形成装置に適用することは当然に可能であり、また、それを想定するものである。
【０００８】
［第１の実施形態］
まず、図１に本発明を適用したカラー画像形成装置の一例を示す。本発明で用いた画像形成装置は、主な機能としては感光ドラム１００、光学ユニット１０１、帯電ローラ１０２、一次転写ローラ１０３、中間転写体テンションローラ１０４、中間転写体駆動ローラ１０５、中間転写体クリーニングローラ１０７、回転式現像器保持体１５０、回転現像器保持体駆動手段１６１、４つの現像手段１５１ａ〜ｄ、回転式現像器基準位置検知センサ１３１（以下ホームポジションセンサと記す）、搬送ベルト１２１、定着ユニット１２６、給紙トレイ２００、手差し給紙トレイ１２４、濃度及びタイミングセンサ１３０、２次転写ローラ１２０、排紙ローラ１６２、排紙トレイ１２５、上部排紙トレイ１２８、現像スリーブ駆動手段１４０、現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ａ〜ｃおよび温度検知手段１７０、装置冷却手段３００等を有している。
【０００９】
次に印字に至るまでの工程の概要について説明する。まず、感光ドラム１００上に配置している帯電器ローラ１０２によって感光ドラム１００の表面を所望の極性に均一に帯電（例えば−６００Ｖ）させる。次に画像同期信号を基準にコントローラから送出される画像データをもとに、光学ユニット１０１を用いてレーザＬで感光ドラム１００上を露光することにより感光ドラム上に潜像を形成させる。潜像を可視化する為のプロセス一例を挙げると、例えば感光ドラム１００上に形成された潜像を、Ｙ（イエロー）現像手段１５１ａの現像スリーブ１５２に所定の電圧を印加（例えば−３００Ｖ）しながら現像スリーブ駆動手段１４０を駆動させることで、現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ａ〜１４１ｃと現像スリーブギア１５３ａから１５３ｄのうちの所定の１つが動力を伝達させ現像スリーブ１５２ａから１５２ｄのうちの所定の１つが回転し、感光ドラム１００上の潜像をトナー等による現像剤による現像を行い、感光ドラム１００上に可視化されたトナー像を形成させる。
【００１０】
その後、一次転写ローラ１０３により感光ドラム１００上のトナー像を中間転写体に転写を行いとりあえず画像を保持させる。
【００１１】
同様にＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）についても、順次各色用現像手段１５１ｂ〜１５１ｄで感光ドラム１００上にそれぞれの画像データに応じた潜像をそれぞれの現像手段のスリーブとトナーにより現像を行うことによりトナー像の形成を行う。前期作業を各色ごとに順次中間転写体に形成画像を保持させる。
【００１２】
中間転写体上の各色の保持トナー像は、所定のタイミングで転写が行われるので中間転写体上で多重のトナー像となる。一方最後の画像形成色での現像が終了した後、所定のタイミングで２次転写ローラ１２０と中間転写体クリーニングローラ１０７を中間転写体駆動ローラ１０５に中間転写体を介して当接させる。中間転写体に当接させた後、それぞれのローラに高圧（例えば所定のタイミングでトナー像と反対極性（例えばプラス極性）の転写高圧（例えば＋１０００Ｖ）を２次転写ローラ１２０に印加して、またクリーニングローラ１０７には同様にプラス極性の電圧（例えば＋１０００Ｖと矩形波電圧（例えば１ＫＨｚ、２ＫＶｐｐ））印加を行い、中間転写体駆動ローラ１０５には例えば１次転写ローラ１０３と同極性同電位の電圧印加を行い、転写材の搬送を待つ。
【００１３】
さらに該トナー像を転写するために別途必要な所定のタイミングで、給紙トレイ２００からは給紙ローラ１２５もしくは手差し給紙トレイ１２４からは給紙ローラ１２３により転写材を摘出する。摘出した転写材はレジローラ１２２でいったん停止して、中間転写体上への最終色の画像形成終了を待つ。
【００１４】
最終色の画像形成が終了後所望のタイミングでレジローラ１２２は転写材の再搬送を開始する。搬送された転写材は当接した２次転写ローラと中間転写体駆動ローラ１０５で駆動されている中間転写体の間に搬送され、中間転写体上の多色多重トナー像は中間転写体駆動ローラ１０５と２次転写ローラ１２０に印加されているバイアスの電位差のより転写材上へ転写させる。その後、転写後に中間転写体上に残留するトナーはクリーニングローラ１０７によって除去もしくは再チャージを行い、中間転写体上の残留トナーは再チャージにより感光ドラム１００へ戻り、感光ドラム１００に接触しているブレードにより回収される。ブレードで回収された残留トナーは、不図示の駆動で廃トナーエリア１０８へ蓄積される。また、クリーニングローラ１０７に付着した残留トナーは、別途所定のプロセスで後に感光ドラム１００に回収させる。
【００１５】
転写材への転写が終了した後、クリーニングローラ１０７と２次転写ローラ１２０は中間転写体駆動ローラ１０５より離間させ、次の画像形成に備える。
【００１６】
なお、クリーニングされた感光ドラム１００は帯電ローラ１０２により再び感光ドラム１００の表面を所望の極性に均一に帯電させ、次の潜像形成及び現像工程に備える。また、残留トナーをクリーニングした中間転写体においても同様である。
【００１７】
一方、トナー像を転写させた転写材は搬送ベルト１２１から定着ローラ１２６で転写材へトナー像を定着させる。トナー像を定着した転写材は、上部排紙トレイ１２８もしくは下部排紙トレイ１２５へ排出される。
【００１８】
また、手差し給紙トレイ１２４はユーザの必要に応じ開閉でき、また転写材のサイズに応じてトレイ自体を伸縮させることが出来る。下部排紙トレイ１２５についても同様に排紙トレイのサブステイが伸縮可能である。また、上部排紙トレイも、転写材のサイズに応じて、不図示のストッパーガイドを伸縮することが可能である。また、濃度及びタイミングセンサ１３０は、本カラー画像形成装置に電源を入れる際のウォームアップ時もしくは所定タイミングで、各色トナー像の濃度制御を行うためのものである。また、タイミングについては不図示の中間転写体上の基準位置を反射もしくは透過の方法で読み取り、画像形成を行う際の基準を検知する手段として用いる。本発明では、濃度及びタイミングセンサ１３０と１つのユニットとして記載しているが、各々別ユニットであっても無論かまわない。また、温度検知手段１７０は、機内の温度を検知するためのものである。
【００１９】
以上が本発明に用いたカラー画像形成装置における印字工程の概要である。
【００２０】
図２と図３は、第１の実施形態に係る画像読取装置の要部構成を模式的に示す図であり、本発明の特徴的な構成である。図２は断面図であり、図３は正面図であり、図２と図３に割り振られた部品および部位に対する番号は共通のものを表すものである。取り付け板金１８０に現像スリーブ駆動手段１４０、回転が可能なように軸が取り付けられた現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ａ〜１４１ｃ、温度検知手段１７０、画像形成装置の動作をコントロールするコントロール基板１７１ａが取り付けられている。コントロール基板１７１ａは、温度検知手段コネクタ１７１ｂ及びＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む制御回路１７１ｃを備える。
【００２１】
また、図３に概念的に配した回転式現像器保持体中心線１５４を中心に回転動作をする回転式現像器保持体１５０に保持された現像手段１５１ａから１５１ｄの現像スリーブ駆動ギア１５３ａから１５３ｄのうちの所定の１つが現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ｃとかみ合わさる場所で停止して、現像動作を行う。
【００２２】
このため、現像スリーブ駆動手段１４０が回転動作を行うと現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ｃと現像スリーブ駆動ギア１５３ａから１５３ｄでかみ合わさっている現像手段１５１ａから１５１ｄの現像スリーブ１５２ａから１５２ｄのうちの所定の１つが回転する仕組みになっている。例えば、現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ｃと現像スリーブ駆動ギア１５３ａがかみ合っているとすると、現像手段１５１ａの現像スリーブ１５２ａが回転するといったものである。
【００２３】
現像動作を行う際、現像スリーブ１５２ａから１５２ｄを回転させることで現像スリーブ駆動手段１４０の温度が上昇する。この際、現像スリーブ駆動手段１４０を無制御のまま動作させ続けると温度上昇により現像手段１５１ａから１５１ｄの温度も上昇し、現像手段１５１ａから１５１ｄ内に格納されているトナー等による現像剤が溶けたり、固まったりしてしまうおそれがある。
【００２４】
また、現像スリーブ駆動手段１４０の温度が著しく高くなると現像スリーブ駆動手段１４０は駆動トルクの著しい減少を起こしたり、さらには破壊してしまうこともある。これらのように現像スリーブ駆動手段１４０や現像手段１５１ａから１５１ｄの温度上昇が所定の温度を超えてしまうと、現像動作を行うことが困難となる。
【００２５】
なお、このような問題は、特にカラー画像形成装置で使用する低融点のトナー等による現像剤を使用した装置で起こりやすい問題であり、発熱源及び発熱量は特定的ではないものの、他の一般的な画像形成装置にも起こりえる問題である。
【００２６】
そこで、本発明の実施形態では以下に説明するような処理を実行することにより、画像形成装置内の温度を管理する。より具体的には図７に示す処理のフローチャートを参照して説明する。
【００２７】
まず、画像形成動作を開始する際に温度検知手段１７０で画像形成装置内の温度検知を行い（ステップＳ７００）、設定温度を超えるかどうかを判定する（ステップＳ７０１）。ここにおける装置内の温度検知及び、検知された温度と設定温度との比較判定の手法については後述する。ここで設定温度を例えば５０度のように設定することができる。ここで、装置内の温度が設定温度よりも低い場合には、画像形成速度のモードを標準速度モードに設定する（ステップＳ７０２）。標準速度モードとは、１ページを単位とした画像形成動作を連続的に行う画像形成速度のモードをいう。
【００２８】
一方、装置内の温度が設定温度よりも高い場合には、１ページ分の画像形成動作が終了した後、直ちに次のページの画像形成動作に移行せず、一定の停止期間を設けることで、現像スリーブ駆動手段１４０の停止期間を設けて画像形成動作を下げるために、画像形成動作のモードを低速度モードに設定する。（ステップＳ７０３）。
【００２９】
このように装置内において設定温度よりも高い温度の検知に応じて、低速度モードへ切替えることにより、現像スリーブ駆動手段１４０が駆動されない時間を長くして、現像スリーブ駆動手段１４０の冷却時間を確保することができる。また、ＣＰＵは速度モードフラグを制御回路１７１ｃ内のＲＡＭのワークエリアに、例えば、標準速度モードでは“０”、低速度モードでは“１”のように書き込んでおき、画像形成動作において、このフラグを参照する。
【００３０】
図１０は、低速度モード時における画像形成動作を示したフローチャートである。まず画像形成動作を開始する際に、例えばユーザーＰＣ端末などの外部装置から入力された画像データを全て画像形成するため必要な印字枚数Ｎを設定する（ステップＳ１００１）。続いて、ステップＳ１００２において画像形成処理を行う。画像形成処理の詳細は上述の通りであるので、ここでは省略する。１ページ分の画像形成処理が終了すると、印字枚数ＮをＮ−１に更新した後、Ｎが０でないかを判定する（ステップＳ１００３、１００４）。ここでＮ＝０であった場合には、所定の印字枚数に想到する画像形成処理が終了したことになるので、ステップＳ１００５において画像形成終了フラグを立てて処理を終了する。
【００３１】
一方、Ｎが０でない場合には画像形成動作が低速度モードに設定されているか否かをステップＳ１００７において判定する。この判定は、制御回路１７１ｃのＲＡＭを参照して速度モードフラグが立っているかに基づいて行う。低速度モードに設定されていない（即ちフラグが０）場合には、ステップＳ１００２において次のページの画像形成動作を実行する。このような画像形成動作の流れが標準速度モードである。
【００３２】
一方、ステップＳ１００７で低速度モードに設定されている（即ちフラグが１）と判定された場合には、ステップＳ１００８においてＣＰＵは停止タイマーを始動する。この停止タイマーは、低速度モードにおける画像形成動作の停止時間を決定する手段であって、停止時間は例えば１０分と設定することができる。
【００３３】
また、停止時間は固定的に設定してもよいが、温度検知手段１７０において検知される温度に応じて、適応的に設定されても良い。例えば、温度検知手段１７０により検知される温度が設定温度よりも低い場合であっても、現像スリーブ駆動手段１４０の温度上昇を抑制するために、上記の設定時間より短い停止時間（例えば５分）を設けても良い。
【００３４】
ステップＳ１００９では、タイマーがカウントアップしたか否かを判定し、タイマーがカウントアップしたと判定された場合には、ステップＳ１００２において画像形成動作を再開する。
【００３５】
次に、画像形成動作を終了するか否かを判定する（ステップＳ７０４）。この画像形成動作の終了は、上記の図１０のフローチャートのステップＳ１００５において画像形成終了フラグが立てられているか否かにより判定する。もし、動作を終了しない場合は、画像形成動作が継続するので、現在の画像形成速度が標準速度モードと低速度モードのいずれのモードに設定されているかを判定する（ステップＳ７０５）。もし、標準速度モードが設定されている場合には、画像形成装置内の温度を温度検知手段１７０により再度検知して（ステップＳ７０６）、設定温度よりも高いか否かを判定する（ステップＳ７０７）。ここで、設定温度よりも低いと判定された場合には、ステップＳ７０４へ戻って、画像形成動作が終了するかどうかを監視する。
【００３６】
一方、ステップＳ７０７において設定温度よりも高いと判定された場合には、ステップＳ７０８において画像形成速度の設定を低速度モードへ切替えて、ステップＳ７０４へ戻って画像形成動作の終了を監視する。
【００３７】
次に、ステップＳ７０５において、画像形成速度が標準速度モードではなく、低速度モードに設定されていると判定された場合には、ステップＳ７０９において温度検知手段１７０により装置内の温度検知を行い、設定温度より低いか否かを判定する（ステップＳ７１０）。この結果、装置内の温度が設定温度よりも低くなっていれば、画像形成速度を標準速度モードへ戻す（ステップＳ７１１）。一方、依然として設定温度よりも高い状態が続いている場合には、低速度モードの設定は変更しない。
【００３８】
この結果、現像スリーブ駆動手段１４０および現像手段１５１ａから１５１ｄの温度を下げることが可能となる。さらに、温度検知手段１７０の温度が設定温度を下回ると画像形成速度を標準速度に復帰させることで、画像形成速度が下がる時間を減らすことができる。
【００３９】
また、この温度検知手段１７０は画像形成装置の動作停止時にも使用することがきる。画像形成装置が動作中には、冷却手段３００が動作して装置内の昇温を抑え、その結果として画像形成装置内の現像スリーブ駆動手段１４０および現像手段１５１ａから１５１ｄの温度を抑える効果があるが、画像形成装置を動作させ続けた時間によっては、画像形成装置の動作終了時にすぐに冷却手段３００を停止してしまうと装置内に熱がこもってしまい現像スリーブ駆動手段１４０および現像手段１５１ａから１５１ｄの温度が上昇することがある。
【００４０】
そこで、ステップＳ７０４において画像形成動作を終了すると判定された場合には、ステップＳ７１２に移行して温度検知手段１７０により装置内の温度検知を行い、装置内の温度が設定温度よりも高いか否かを判定する（ステップＳ７１３）。この結果、装置内の温度が設定温度よりも高いと判定された場合には、冷却手段３００を冷却手段設定時間１で動作させ（ステップＳ７１４）、一方、設定温度よりも低い場合には冷却手段３００を冷却手段設定時間２で動作させて（ステップＳ７１５）、画像形成動作を終了する（ステップＳ７１６）。なお、冷却手段設定時間１と冷却手段設定時間２はソフトウエアで任意に決定できるようになっている。冷却手段設定時間１は例えば１０分と設定することができ、一方、冷却手段設定時間２は、例えば５分から０の範囲で設定することができる。このように、冷却手段３００の動作時間をコントロールすることで現像スリーブ駆動手段１４０および現像手段１５１ａから１５１ｄにおける温度上昇を抑制することができる。
【００４１】
ステップＳ７００等における温度検知は、例えば図４に示される温度検知手段１７０で行うことができる。Ｖｃｃの電圧を抵抗Ｒ１０３と温度依存の抵抗値変動素子ＴＨ１０１とで分圧した電圧ＶｔｈとＶｃｃの電圧を抵抗Ｒ１０４と抵抗Ｒ１０５とで分圧した電圧Ｖ１とをコンパレート機能を持つＩＣ１０１ａで比較を行い、電圧Ｖ１が電圧Ｖｔｈよりも低い時はＩＣ１０１はＬＯＷを出力しＣＰＵのデジタルポートに入力する。
【００４２】
また、電圧Ｖ１が電圧Ｖｔｈよりも高い時はＩＣ１０１ａはＨＩＧＨを出力し、ＣＰＵのデジタルポートＤＰ１に入力する。このようにＣＰＵのデジタルポートＤＰ１に入力された信号がＬＯＷの時には画像形成は標準速度で行い、ＨＩＧＨの時には画像形成は低速度で行うといったようにＣＰＵで動作モードの切り替えコントロールを行う。
【００４３】
なお、画像形成速度を切り替える温度設定は、設定温度での電圧Ｖｔｈに合わせて基準電圧Ｖ１を設定するように抵抗Ｒ１０４とＲ１０５を決定することで行う。このようにして設定温度よりも検知温度が低い場合には画像形成は標準速度で行い、設定温度よりも高い場合には画像形成は低速度で行うことができる。
【００４４】
このように、本実施形態では温度検知手段１７０からＣＰＵへ入力される信号がＨＩＧＨ／ＬＯＷのいずれであるかによって、装置内の温度が設定温度よりも高いか低いかを判定することができる。
【００４５】
更に、画像形成動作終了後に冷却手段３００を継続して動作させる際の継続動作時間の設定時間は設定温度よりも高い時に使用する冷却手段設定時間１と、設定温度よりも低い時に使用する冷却手段設定時間２といった設定時間を設けている。
【００４６】
そこで、ＣＰＵのデジタルポートＤＰ１に入力された信号がＨＩＧＨの時には冷却手段設定時間１を選択し、ＣＰＵのデジタルポートＤＰ１に入力された信号がＬＯＷの時には冷却手段設定時間２を選択する。
【００４７】
以上のように、本実施形態では温度検知手段１７０による温度検知結果に応じて画像形成速度を切替えることにより、現像スリーブ駆動手段１４０および現像手段１５１ａから１５１ｄの温度を下げ、駆動トルクの著しい減少や駆動手段の破壊を防止すると共に現像剤の溶融・凝固を防止することができる。
【００４８】
さらに、本発明は現像スリーブ駆動手段近傍の温度検知手段を用いて実現できるので、断熱部材によるスペースやコストをかけることなく実施可能であるとともに、現像スリーブ駆動手段の昇温によるトルクダウンのために出力トルクをスペックアップさせコストアップに至るといったことも無くなる。
【００４９】
また、画像形成動作処理の終了時においても温度検知手段１７０による温度検知結果に応じて、適応的に冷却手段３００を駆動することにより装置内の昇温を抑えることが可能となる。
【００５０】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、画像形成速度を切替えるための基準となる設定温度を２つ有する。例えば、設定温度１と、それより低い温度となるような設定温度２の２つの設定温度を設け、検知温度が、設定温度１よりも高い場合には画像形成速度を標準速度から低速度に落とす。そして検知温度が設定温度２よりも低くなった場合には画像形成速度を低速度から標準速度にもどすといったヒステリシスを持ったコントロールを行うものである。以下、図８のフローチャートを参照して本実施形態における処理を説明する。
【００５１】
まず、画像形成動作を開始する際に温度検知手段１７０で画像形成装置内の温度検知を行い（ステップＳ８００）、設定温度１を超えるかどうかを判定する（ステップＳ８０１）。この設定温度１は例えば５０度のように設定することができる。ここで、装置内の温度が設定温度１よりも低い場合には、画像形成速度を標準速度モードに設定する（ステップＳ８０２）。一方、装置内の温度が設定温度１よりも高い場合には、画像形成動作を低速度モードに設定して、現像スリーブ駆動手段１４０の駆動を止める時間を増やす（ステップＳ８０３）。
【００５２】
次に、画像形成動作が終了するか否かを判定する（ステップＳ８０４）。もし、動作を終了しない場合は、画像形成動作が継続するので、現在の画像形成速度が標準速度と低速度のいずれのモードが設定されているかを判定する（ステップＳ８０５）。もし、標準速度モードで画像形成が行われている場合には、画像形成装置内の温度を温度検知手段１７０により再度検知して（ステップＳ８０６）、設定温度１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ８０７）。ここで、設定温度１よりも低いと判定された場合には、画像形成速度のモードを切替えることなくステップＳ８０４へ戻って、画像形成動作が終了するかどうかを監視する。
【００５３】
一方、ステップＳ８０７において設定温度よりも高いと判定された場合には、ステップＳ８０８において画像形成速度の設定を低速度モードへ切替えて、ステップＳ８０４へ戻って画像形成動作の終了を監視する。
【００５４】
次に、ステップＳ８０５において、画像形成速度が標準速度ではなく、低速度モードで実行されていたと判定された場合には、ステップＳ８０９において温度検知手段１７０により装置内の温度検知を行い、設定温度２より低いか否かを判定する（ステップＳ８１０）。この結果、装置内の温度が設定温度よりも低くなっていれば、画像形成速度の設定を標準速度モードへ切替える（ステップＳ８１１）。一方、依然として設定温度よりも高い状態が続いている場合には、低速度モードの設定を維持する。
【００５５】
この結果、現像スリーブ駆動手段１４０および現像手段１５１ａから１５１ｄの温度を下げることが可能となる。さらに、温度検知手段１７０の温度が設定温度を下回ると画像形成速度を標準速度に復帰させることで、画像形成速度が下がる時間を減らすことができる。
【００５６】
次に、ステップＳ８０４において画像形成動作を終了すると判定された場合には、冷却手段３００による画像形成装置の冷却処理に移行するが、ここでは２種類の設定温度に応じて、温度検知手段１７０の温度が設定温度１よりも高い時に使用する冷却手段設定時間１、設定温度１よりは低いが設定温度２よりは高いときに使用する冷却手段設定時間２、設定温度２よりも低い時に使用する冷却手段設定時間３といった３段階の設定時間を基準として使用する。
【００５７】
まず、ステップＳ８１２では温度検知手段１７０により装置内の温度検知を行い、装置内の温度が設定温度１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ８１３）。この結果、装置内の温度が設定温度１よりも高いと判定された場合には、冷却手段３００を冷却手段設定時間１で動作させる（ステップＳ８１４）。一方、設定温度１よりも低い場合には、ステップＳ８１５において設定温度２よりも高いかどうかを判定し、装置内の温度が設定温度２よりも高いと判定された場合には冷却手段３００を冷却手段設定時間２で動作させる（ステップＳ８１６）。ステップＳ８１５において、装置内の温度が設定温度２よりも低いと判定された場合には冷却手段３００を冷却手段設定時間３で動作させる。以上の３パターンのうちのいずれかの冷却処理が完了したら画像形成動作を終了する（ステップＳ８１８）。なお、冷却手段設定時間１から冷却手段設定時間３はソフトウエアで任意に決定できるようになっている。冷却手段設定時間１を例えば１０分、冷却手段設定時間２を例えば５分と設定することができ、冷却手段設定時間３は、例えば５分から０の範囲で設定することができる。このように、冷却手段３００の動作時間をコントロールすることで現像スリーブ駆動手段１４０および現像手段１５１ａから１５１ｄにおける温度上昇を抑制することができる。
【００５８】
図５は、第２の実施形態に係る画像形成装置のコントローラ部分を示す回路図である。画像形成動作時の回路の動作としては第１の実施形態と同様のため詳細は省略するが、コンパレート機能を持つＩＣ１０１ａから出力されＣＰＵのデジタルポートＤＰ１に入力される信号を設定温度１の信号とし、コンパレート機能を持つＩＣ１０１ｂから出力されＣＰＵのデジタルポートＤＰ２に入力される信号を設定温度２の信号として、例えば設定温度１のほうが設定温度２よりも高いとした２つの設定温度を設けた時、温度検知手段１７０が設定温度１を超えた場合にはＣＰＵのデジタルポート１にＨＩＧＨ信号、ＣＰＵのデジタルポート２にＬＯＷ信号が入力される。この信号入力をトリガとして画像形成速度を低速度にする。
【００５９】
画像形成速度が低速度に設定された結果、画像形成速度が下がり温度検知手段１７０により検知される装置内の温度が下がる。そして、装置内の温度が設定温度２を下回った時には、ＣＰＵのデジタルポート２にＨＩＧＨ信号が入力され、ＣＰＵのデジタルポート１にＬＯＷ信号が入力される。そして、この信号入力をトリガとして画像形成速度を標準速度に復帰するといったヒステリシスを持つものである。
【００６０】
また、画像形成動作終了後の継続した冷却手段３００の動作の３つの設定時間はＣＰＵのデジタルポート１にＨＩＧＨ信号、ＣＰＵのデジタルポート２にＬＯＷ信号が入力される時は冷却手段設定時間１が選択され、ＣＰＵのデジタルポート１にＬＯＷ信号、ＣＰＵのデジタルポート２にＬＯＷ信号が入力される時は冷却手段設定時間２が選択され、ＣＰＵのデジタルポート１にＬＯＷ信号、ＣＰＵのデジタルポート２にＨＩＧＨ信号が入力される時は冷却手段設定時間３が選択される。
【００６１】
以上のように、本実施形態では温度検知手段１７０により検知された装置内の温度を２つの設定温度を基準として判定することにより、画像形成動作処理の終了時において冷却手段３００を３段階の設定時間にて駆動することにより装置内の昇温をより効率的に抑えることが可能となる。
【００６２】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、図６に示される回路で実施する。これは、第１の実施形態や第２の実施形態で使用しているような設定温度の電圧と基準電圧をコンパレート機能を持つＩＣを通して比較した結果をＣＰＵのデジタルポートに入力するといった方法ではなく、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１０３と温度依存の抵抗値変動素子ＴＨ１０１で分圧された電圧ＶｔｈをＣＰＵのアナログポートＡＰに入力する方法により行うものである。電圧Ｖｔｈは、装置内の温度上昇によって抵抗値変動素子ＴＨ１０１の抵抗値は下がれば下がり、装置内の温度が下がれば抵抗値変動素子ＴＨ１０１の抵抗値が上がって電圧Ｖｔｈが高くなる。このアナログ電圧値をＣＰＵでデジタル値に変換し、所定の閾値と比較することにより温度の設定がＣＰＵ側で何通りにも設定できる。つまり、画像形成速度を切り替える設定温度を任意に設定したり、ヒステリシスを持った設定温度も任意に設定可能となる。
【００６３】
以下、図８のフローチャートを参照して本実施形態における処理を説明する。ステップＳ９００からステップＳ９１１までの処理は第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。但し、図９において装置内の温度が設定温度１と設定温度２より高いか低いかの判定は、その時点における装置内の温度に対応するアナログ値の電圧Ｖｔｈの値が、設定温度１及び設定温度２に対応する電圧Ｖｔｈよりも大きいか又は小さいかを基準として行われる。例えば、装置内の温度が上昇すれば抵抗値変動素子ＴＨ１０１の抵抗値が下がるのでＶｔｈも下がることになり、設定温度１に対応する電圧Ｖｔｈよりも低くなれば、装置内の温度は設定温度１よりも高くなったと判定することができる。
【００６４】
また、ステップＳ９０４において画像形成動作を終了すると判定された場合には、ステップＳ９１２に進んで装置内の温度検知を行い、即ち、その時点における装置内の温度に対応するアナログ値の電圧Ｖｔｈを取得し、取得したアナログ値に対応する冷却手段３００の駆動時間を選択して、その時間だけ冷却手段３００を駆動する（ステップＳ８１３）。従って、画像形成装置は、電圧Ｖｔｈの値に応じた冷却時間のテーブルを備えていても良いし、取得した電圧値に応じて冷却手段３００を駆動する時間をＣＰＵにおいて演算して取得しても良い。
【００６５】
このように、本実施形態においては抵抗値変動素子ＴＨ１０１のみを利用することにより温度検知手段１７０の構成の簡略化を可能とするだけでなく、装置内の温度管理のための制御をＣＰＵ側で何通りにも設定することが可能となる。また、検知された装置内の温度の値に応じて適応的に冷却手段３００の駆動時間を管理することができるので、より効果的に画像形成処理の制御を実行することができる。
【００６６】
［その他の実施形態］
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００６７】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００６８】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置内の温度を検知して、画像形成動作に一定の停止期間を設けて、現像手段及び現像スリーブ駆動手段の温度を制御することが可能となる。また、画像形成動作終了時においても、装置内の温度を検知して、冷却手段を駆動する期間を適応的に設定することが可能となる。
【００７０】
これにより、高温によって引き起こされる現像手段内に格納されているトナー等による現像剤の溶けや固まりを防ぎまた、現像スリーブ駆動手段の駆動トルクの著しい減少や破壊を防ぐことができ、円滑な現像動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１乃至第３の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成の一例を示した断面構成図である。
【図２】本発明の第１乃至第３の実施形態に係るカラー画像形成装置の要部構成の一例を示した断面構成図である。
【図３】本発明の第１乃至第３の実施形態に係るカラー画像形成装置の要部構成の一例を示した正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る温度検知手段の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る温度検知手段の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る温度検知手段の構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る画像形成速度の設定処理及び冷却手段の駆動制御処理のフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る画像形成速度の設定処理及び冷却手段の駆動制御処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る画像形成速度の設定処理及び冷却手段の駆動制御処理のフローチャートである。
【図１０】本発明の第１乃至第３の実施形態に対応する画像形成動作のフローチャートである。
【符号の説明】
感光ドラム１００、光学ユニット１０１、帯電ローラ１０２、一次転写ローラ１０３、中間転写体テンションローラ１０４、中間転写体駆動ローラ１０５、中間転写体クリーニングローラ１０７、回転式現像器保持体１５０、回転現像器保持体駆動手段１６１、４つの現像手段１５１ａ〜ｄ、回転式現像器基準位置検知センサ１３１、概念的に配した回転式現像器保持体中心線１５４、搬送ベルト１２１、定着ユニット１２６、給紙トレイ２００、手差し給紙トレイ１２４、濃度及びタイミングセンサ１３０、２次転写ローラ１２０、排紙ローラ１６２、温度検知手段１７０、現像スリーブ駆動手段１４０、現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ａ〜ｄ、冷却手段３００、排紙トレイ１２５及び上部排紙トレイ１２８、コントローラ基板１７１ａ、温度検知手段コネクタ１７１ｂ、制御回路１７１ｃ、取り付け板金１８０、温度検知手段取り付けビス１７２、現像スリーブ１５２ａ〜ｄ、現像スリーブ駆動ギア１５３ａ〜ｄ、電源電圧Ｖｃｃ、コンパレータ機能を持つＩＣ　１０１ａ〜ｂ、抵抗Ｒ１０１〜Ｒ１０７、温度依存の抵抗値変動素子ＴＨ１０１、ＣＰＵのデジタルポートＤＰ１〜２，ＣＰＵのアナログポートＡＰ、温度検知電圧Ｖｔｈ、設定温度１の電圧Ｖ１、設定温度２の電圧Ｖ２

Claims

現像剤を収容する現像剤収容部と、画像情報信号に応じた潜像を担持する像担持手段と、前記像担持手段上に担持された潜像を前記現像剤収容部内の現像剤により現像して現像画像を生成するために、前記現像剤収容部のスリーブを駆動するためのスリーブ駆動手段と、前記現像画像を記録材へ転写して画像形成を行う転写手段とを利用して画像形成を行う画像形成装置であって、
前記スリーブ駆動手段近傍における前記画像形成装置の温度を検知するための温度検知手段と、
前記温度検知手段において検知された温度に応じて、前記画像形成装置における画像形成速度を設定する画像形成速度設定手段と、
前記画像形成速度設定手段により設定された画像形成速度に応じて、前記画像形成装置における画像形成動作を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成速度設定手段は、
前記温度検知手段において第１の温度よりも高い温度が検知された場合には、前記画像形成装置における画像形成速度を第１のモードに設定し、
前記温度検知手段において第１の温度よりも低い温度が検知された場合には、前記画像形成装置における画像形成速度を第２のモードに設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１のモードでは、前記転写材毎の画像形成動作の間に所定の画像形成動作の停止期間が設定され、
前記制御手段は、
前記転写材毎の画像形成動作の終了時において、前記画像形成速度設定手段によって設定された画像形成速度が前記第１のモードであるか否かを判定するモード判定手段と、
前記モード判定手段において前記画像形成速度が前記第１のモードに設定されていると判定された場合に、前記停止期間を計測するための計測手段とを備え、
前記計測手段において前記停止期間が経過するまで前記画像形成装置における画像形成動作を停止するように制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記画像形成装置内の温度を低下させるための冷却手段と、
前記画像形成装置における画像形成動作の終了を判定する判定手段と、
前記冷却手段の駆動動作を制御するための冷却制御手段とを更に備え、
前記判定手段において前記画像形成装置の画像形成動作が終了すると判定された場合に、前記冷却制御手段が、前記冷却手段を一定期間駆動する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記冷却制御手段は、前記判定手段において前記画像形成装置の動作が終了すると判定され、前記温度検知手段において前記第１の温度より高い温度が検知された場合に、前記冷却手段を第１の冷却期間の間駆動する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記冷却制御手段は更に、前記温度検知手段において前記第１の温度より低い温度が検知された場合には、前記冷却手段を第２の冷却期間の間駆動することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記冷却制御手段は、前記判定手段において前記画像形成装置の動作が終了すると判定された場合に、さらに
前記温度検知手段において前記第１の温度より高い温度が検知された場合には、前記冷却手段を第１の冷却期間の間駆動し、
前記温度検知手段において前記第１の温度より低いが前記第２の温度より高い温度が検知された場合には、前記冷却手段を第２の冷却期間の間駆動し、
前記温度検知手段において前記第２の温度より低い温度が検知された場合には、前記冷却手段を第３の冷却期間の間駆動することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
現像剤を収容する現像剤収容部と、画像情報信号に応じた潜像を担持する像担持部と、前記像担持部上に担持された潜像を前記現像剤収容部内の現像剤により現像して現像画像を生成するために、前記現像剤収容部のスリーブを駆動するためのスリーブ駆動部と、前記現像画像を記録材へ転写して画像形成を行う転写部とを利用して画像形成を行う画像形成装置の制御方法であって、前記スリーブ駆動部近傍における前記画像形成装置の温度を検知するための温度検知工程と、
前記温度検知工程において検知された温度に応じて、前記画像形成装置における画像形成速度を設定する画像形成速度設定工程と、
前記画像形成速度設定工程において設定された画像形成速度に応じて、前記画像形成装置における画像形成動作を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
前記画像形成速度設定工程では、
前記温度検知工程において第１の温度よりも高い温度が検知された場合には、前記画像形成装置における画像形成速度が第１のモードに設定され、
前記温度検知項知恵において第１の温度よりも低い温度が検知された場合には、前記画像形成装置における画像形成速度が第２のモードに設定される
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置の制御方法。
前記第１のモードでは、前記転写材毎の画像形成動作の間に所定の画像形成動作の停止期間が設定され、
前記制御工程は、
前記転写材毎の画像形成動作の終了時において、前記画像形成速度設定工程のいて設定された画像形成速度が前記第１のモードであるか否かを判定するモード判定工程と、
前記モード判定工程において前記画像形成速度が前記第１のモードに設定されていると判定された場合に、前記停止期間を計測するための計測工程とを備え、
前記計測工程において前記停止期間が経過するまで前記画像形成装置における画像形成動作を停止するように制御する
ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の制御方法。
前記画像形成装置が前記画像形成装置内の温度を低下させるための冷却部を更に備え、
前記画像形成装置の制御方法が更に、
前記画像形成装置における画像形成動作の終了を判定する判定工程と、
前記冷却部の駆動動作を制御するための冷却制御工程とを更に備え、
前記判定工程において前記画像形成装置の画像形成動作が終了すると判定された場合に、前記冷却制御工程が、前記冷却部を一定期間駆動する
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
前記冷却制御工程では、前記判定工程において前記画像形成装置の動作が終了すると判定され、前記温度検知工程において前記第１の温度より高い温度が検知された場合に、前記冷却部を第１の冷却期間の間駆動する
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置の制御方法。
前記冷却制御工程においては更に、前記温度検知工程において前記第１の温度より低い温度が検知された場合には、前記冷却部を第２の冷却期間の間駆動することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置の制御方法。
前記冷却制御工程は、前記判定項知恵において前記画像形成装置の動作が終了すると判定された場合に、さらに
前記温度検知工程において前記第１の温度より高い温度が検知された場合には、前記冷却部を第１の冷却期間の間駆動し、
前記温度検知工程において前記第１の温度より低いが前記第２の温度より高い温度が検知された場合には、前記冷却部を第２の冷却期間の間駆動し、
前記温度検知工程において前記第２の温度より低い温度が検知された場合には、前記冷却部を第３の冷却期間の間駆動することを特徴とする請求項１１に記載の画像形
成装置の制御方法。
請求項８乃至請求項１４のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるための画像形成装置の制御プログラム。
請求項１５に記載の画像形成装置の制御プログラムを格納したコンピュータで読取り可能な情報記憶媒体。