JP2006017836A - 画像形成装置および内部温度監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内部の温度がトナーの融点温度を上回ると、トナーがカートリッジ内部で溶融し、形成する画像の画質を悪化させる。
【解決手段】トナーを用いて画像を可視化する画像形成装置において、装置本体の内部温度を温度センサ７０で計測し、その計測した内部温度が閾値温度Ｔを閾値時間以上継続して超えたことをコントローラ８０で検出したとき、その履歴を不揮発性メモリ８１に保存し、その保存した履歴を外部診断用ＰＣ９０で確認できるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置および内部温度監視方法に関し、特にトナーを用いて画像を可視化する複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置および当該装置本体の内部温度の監視方法に関する。

画像形成装置、例えば複写機において、装置のトラブルを解析するために、トナーを用紙に定着させる定着装置には高温に温度制御される加熱部が設けられていることから、当該定着装置の表面温度をモニターし、装置本体の動作の履歴データをハードディスクに記憶し、一定時間で記憶更新するとともに、所定のトリガー条件を満たした際に記憶更新を停止するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１４３３０３号公報

近年、ウォームアップ時間の短縮化および省エネルギー化を目的として、さらには特にカラードキュメントの複写時の生産性の向上を図るために、画像を可視化するためのトナーの低融点化が進んでいる。その一方、複写機の装置内部には、定着装置等の熱源が設けられていることから、内部温度が外気温プラスアルファの温度となり、場合によっては、トナーの融点温度を上回ることが考えられる。

装置内部の温度がトナーの融点温度を上回ると、トナーがカートリッジ内部で溶融し、形成する画像の画質を悪化させることになる。しかしながら、上記従来技術では、定着装置の表面温度をモニターし、その履歴を保存するものであるため、トナーの溶融によって画質が悪化したとしても、その画質悪化などのトラブルの原因がトナーの溶融によるものであると解析ことは不可能である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、形成した画像の画質が悪化するなどのトラブルが発生した際に、そのトラブルの原因がトナー溶融によるものであると容易にかつ確実にトラブル解析を行えるようにした画像形成装置および内部温度監視方法を提供することにある。

本発明による画像形成装置は、装置本体の内部温度を所定のタイミングで計測する温度検知手段と、前記温度検知手段で計測された前記内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことを検出する検出手段とを備える構成となっている。

上記構成の画像形成装置において、温度検知手段で計測された内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことを検出手段が検出した場合には、トナーがカートリッジ内部で溶融している可能性が高いと判断できる。したがって、形成した画像の画質が悪い場合において、内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことを検出手段が検出したときには、画質悪化の原因がトナーの溶融トラブルによるものとしてトラブル解析を行うことができる。

本発明によれば、トナーを用いて画像を可視化する画像形成装置において、形成した画像の画質が悪化するなどのトラブルが発生した際に、そのトラブルの原因がトナー溶融によるものであると容易にかつ確実にトラブル解析を行うことができるため、例えばメンテナンス時にその解析結果を基に、例えば装置本体内に設けられている冷却ファンの起動を開始する温度の設定値を下げるなどの対策を施すことができ、その結果、特にトナーの低融点化に対応可能になるため、ウォームアップ時間の短縮化および省エネルギー化、さらには複写時の生産性の向上に寄与できることになる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される例えばタンデム方式のデジタルカラー複写機を示す概略構成図である。図１から明らかなように、本適用例に係るデジタルカラー複写機は、画像読取部１０、画像形成部２０および給紙部３０などを備え、装置本体の例えば上面側には表示機能を持つ操作パネル部（ユーザＩ／Ｆ（インターフェース）表示部）４０を有する構成となっている。

画像読取部１０において、プラテンガラス１１上に載置された原稿５０の画像は、照明用ランプ１２からの照射光に基づく原稿面からの反射光である像光として、ミラー系１３を経由した後レンズ１４によって光学センサ、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサ１５の撮像面上に結像される。すると、ＣＣＤイメージセンサ１５は、原稿画像が例えばカラー画像の場合には、原稿５０の反射率情報をＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の信号として読取、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号を出力する。

画像形成部２０は、画像出力装置として、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色材ごとに画像形成エンジン２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋを有している。これら画像形成エンジン２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、例えば、図の右側から、即ち用紙搬送方向の上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に水平にかつ直列に配置されている。

画像形成エンジン２１Ｙにおいて、像担持体である感光ドラム２２Ｙの周囲には、Ｙの信号に応じて画素ごとにレーザビームのオンデューティ時間を決めるとともに、感光ドラム２２Ｙ上を露光して静電潜像を形成する露光源（画像書込装置）２３Ｙ、感光ドラム２２Ｙの表面を一様に帯電させるための帯電器２４Ｙ、感光ドラム２２Ｙ上の静電潜像を電子写真プロセスによってトナー像に現像するための現像器２５Ｙ、トナー像を用紙（記録紙）に転写させるための転写器２６Ｙ、転写後の残留トナーを回収するためのクリーナー２７Ｙなどが配置されている。現像器２５Ｙには、トナーを格納したカートリッジ（図示せず）が収納されている。

画像形成エンジン２１Ｙと同様に、画像形成エンジン２１Ｍの感光ドラム２２Ｍの周囲には、露光源２３Ｍ、帯電器２４Ｍ、現像器２５Ｍ、転写器２６Ｍ、クリーナー２７Ｍなどが配置され、画像形成エンジン２１Ｃの感光ドラム２２Ｃの周囲には、露光源２３Ｃ、帯電器２４Ｃ、現像器２５Ｃ、転写器２６Ｃ、クリーナー２７Ｃなどが配置され、画像形成エンジン２１Ｋの感光ドラム２２Ｋの周囲には、露光源２３Ｋ、帯電器２４Ｋ、現像器２５Ｋ、転写器２６Ｋ、クリーナー２７Ｋなどが配置されている。

上記構成の画像読取部１０および画素形成部２０を具備するタンデム方式のデジタルカラー複写機では、先ず、露光源２３ＹでＹ（イエロー）の信号が光信号に変換され、レーザビームの照射により感光ドラム２２Ｙ上に原稿画像に対応した静電潜像が形成される。このＹの潜像は、現像器２５Ｙによりトナー像に現像される。そして、給紙部３０の用紙トレイ３１から送り込まれ、用紙搬送ベルト６０によって搬送されてくる用紙に対して、転写機２６ＹがＹの静電潜像にトナー像を転写する。

続いて、露光源２３ＭがＭ（マゼンタ）の光信号を出力し、Ｍの静電潜像の形成、現像の各工程を経て、搬送ベルト６０によって搬送されてくる用紙に対してＭのトナー像を転写機２６Ｍによって転写する。以下同様にして、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の潜像形成、現像、転写が行われる。このようにして、搬送ベルト６０によって搬送されてくる用紙に対して４色の転写が順次行われる。そして、４色目の転写が終了すると、用紙は定着装置２８に送られてトナー像の溶融定着が行われ、一連の画像形成処理が完了する。

このデジタルカラー複写機には、その装置本体内部、好ましくは画像形成エンジン２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの近傍に、装置本体の内部温度を検知する温度センサ７０が設けられている。図1では、便宜上、温度センサ７０の配設位置を示したものであり、この位置に限られるものではない。温度センサ７０で検知された温度情報は、装置全体の制御を司るコントローラ８０（図１では、図示を省略）に供給される。

図２は、制御系の構成の一例を示すブロック図である。コントローラ８０は例えばＣＰＵによって構成されており、温度センサ７０で検知された温度情報を所定のタイミングでサンプリングする。すなわち、コントローラ８０は温度センサ７０と共に、装置本体の内部温度を所定のタイミングで計測する温度検知手段を構成している。コントローラ８０はさらに、装置本体の内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことを検出する検出手段としての機能をも持っている。

コントローラ８０には不揮発性メモリ８１が電気的に接続されている。この不揮発性メモリ８１は、装置全体の制御を行う際に用いる各種のパラメータを格納している。この不揮発性メモリ８１には、装置本体の内部温度の検出結果の履歴、即ち内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことをコントローラ８０が検出した場合にその履歴が保存される。不揮発性メモリ８１に保存された履歴については、例えばサービスマンがメンテナンス時に外部診断ツール、例えば診断用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）９０を装置本体に接続し、当該診断用ＰＣ９０によって確認することができる。

次に、温度センサ７０による装置本体の内部温度の検知に基づく一連の処理の手順について、図３のフローチャートに沿って説明する。なお、この一連の処理は、ＣＰＵによる制御の下に、装置本体の動作、具体的にはプリント動作の開始によって開始され、プリント動作の終了によって終了されるものとする。

プリント動作が開始されたら、先ず、温度センサ７０で検知された装置本体の内部温度の温度情報をサンプリングし（ステップＳ１１）、内部温度が所定の閾値温度Ｔ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。閾値温度Ｔは、不揮発性メモリ８１に保存されており、その値が可変となっている。内部温度が閾値温度Ｔ以上であれば、積算カウンタのカウント値Ｃをインクリメント（Ｃ＝Ｃ＋１）する（ステップＳ１３）。このカウント値Ｃも不揮発性メモリ８１に保存されており、装置電源がオフされても記憶保持される。

次に、積算カウンタのカウント値Ｃがカウンタ閾値Ｘ以上か否かを判断する（ステップＳ１４）。このカウンタ閾値Ｘも、不揮発性メモリ８１に保存されており、その値が可変となっている。そして、積算カウンタのカウント値Ｃがカウンタ閾値Ｘ以上であれば、その解析データを不揮発性メモリ８１に保存する（ステップＳ１５）。この解析データの内容としては、サンプリング温度が閾値温度Ｔを超えている期間の積算時間［分］、最高温度［℃］、最高温度の連続時間［分］、閾値温度Ｔ［℃］等である。

なお、最高温度［℃］については、今回のサンプリング温度を前回のサンプリング温度と比較し、高い方を前回のサンプリング温度として保持し、サンプリングごとにその処理を繰り返すことで、最終的に残った前回のサンプリング温度が最高温度［℃］となる。また、最高温度の連続時間［分］については、前回のサンプリング温度が今回のサンプリング温度よりも連続して高くなる期間を計測することによって得ることができる。

解析データを保存した後、内部温度のサンプリング開始から所定の時間ｔが経過したか否かを判断する（ステップＳ１６）。この所定の時間ｔは、内部温度のサンプリング周期であり、不揮発性メモリ８１に保存され、その値が可変となっている。ステップＳ１２で内部温度が閾値温度Ｔよりも低いと判断したとき、あるいはステップＳ１４で積算カウンタのカウント値Ｃがカウンタ閾値Ｘよりも小と判断したときは、積算カウンタのカウント値Ｃをリセット（Ｃ＝０）した後、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６でサンプリング周期ｔの経過を確認すると、プリント動作が継続中であるか否かを判断する（ステップＳ１８）。プリント動作が継続中であれば、ステップＳ１１に戻って、プリント動作が終了するまで上述した一連の処理を繰り返して実行する。プリント動作が終了したのであれば、上述した一連の処理を完了する。

ここで、一例として、ジョブがまたがる場合のタイミング関係について、図４のタイミングチャートを用いて説明する。図４のタイミングチャートには、装置本体の内部温度の変化、サンプリングタイミングおよび積算カウンタのカウント値Ｃの相互のタイミング関係を示している。

装置本体の内部温度は、装置電源が投入され（Ｐ-Ｏｎ）、スタンバイ状態に入った時点から徐々に上昇してある温度で一定となり、プリント動作が開始（Ｃｙｃｌｅ-Ｕｐ）されることでさらに徐々に上昇して閾値温度Ｔを超える。１つのジョブのプリント動作が終了（Ｃｙｃｌｅ-Ｄｏｗｎ）すると、内部温度は徐々に低下する。このとき、あまり時間をおかずに次のジョブのプリント動作が開始されると、内部温度は温度閾値Ｔを超えたまま再度上昇を開始し、当該ジョブのプリント動作が終了すると、再び徐々に低下し、所定時間が経過した後に温度閾値Ｔを下回る。

内部温度のサンプリングは、プリント動作の開始時点から開始され、プリント期間中所定のサンプリング周期ｔごとに繰り返して実行され、プリント動作が終了した時点で停止する。次のジョブのプリント動作が開始されると、１つ目のジョブの場合と同様にして、内部温度のサンプリング動作が行われる。

積算カウンタについては、先述したように、内部温度が閾値温度Ｔ以上となった時点でカウント動作が開始され、閾値温度Ｔ以上の状態が継続する限り、サンプリング周期ｔごとにそのカウント値Ｃがインクリメントされる。そして、１つのジョブのプリント動作が終了した時点で、積算カウンタのカウント値Ｃがカウンタ閾値Ｘが達したか否か、即ち内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたか否かの判断が行われる。

本例の場合には、１つ目のジョブのプリント動作が終了した時点では内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えることはなかったが、２つ目のジョブのプリント動作が引き続いて実行されたことで、内部温度が下がりきらずに再び上昇し、当該ジョブのプリント動作の途中で内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えるようになったときの様子を例に挙げて示している。

この場合には、２つ目のジョブのプリント動作が終了した時点で、内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えるようになった際の解析データ、具体的にはサンプリング温度が閾値温度Ｔを超えている期間の積算時間［分］、最高温度［℃］、最高温度の連続時間［分］、閾値温度Ｔ［℃］等が、不揮発性メモリ８１に格納されるとともに、積算カウンタのカウント値Ｃがリセットされることになる。

因みに、図５には、内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えることがない場合のタイミング関係を示している。ここでは、１つ目のジョブのプリント動作が開始され、内部温度が温度閾値Ｔを超えた後に徐々に低下する場合の様子を示している。この場合には、内部温度が温度閾値Ｔを下回った時点で積算カウンタのカウント値Ｃがリセットされることになる。そして、２つ目のジョブのプリント動作が開始され、内部温度が閾値温度Ｔ以上となった時点でカウント動作が再び開始されることになる。

上述したように、トナーを用いて画像を可視化する画像形成装置において、装置本体の内部温度を温度センサ７０で計測し、その計測した内部温度が閾値温度Ｔを閾値時間（＝カウンタ閾値Ｘ×サンプリング周期ｔ）以上継続して超えたことを検出するようにしたことにより、内部温度が閾値温度Ｔを閾値時間以上継続して超えた場合には、トナーがカートリッジ内部で溶融している可能性が高いと判断することできる。したがって、形成した画像の画質が悪い場合において、内部温度が閾値温度Ｔを閾値時間以上継続して超えたことを検出したときには、画質悪化の原因がトナーの溶融によるものとしてトラブル解析を行うことができる。

特に、解析データ（検出結果の履歴データ）を不揮発性メモリ８１に保存しておくことにより、形成した画像の画質が悪化するなどのトラブルが発生した際に、メンテナンス時にサービスマンは、診断用ＰＣ９０を装置本体に接続し、当該診断用ＰＣ９０によって不揮発性メモリ８１に保存されている解析データを確認し、そのトラブルの原因がトナー溶融によるものであると容易にかつ確実にトラブル解析を行うことができるため、その解析結果を基に、例えば装置本体内に設けられている冷却ファンの起動を開始する温度の設定値を下げるなどの対策を施すことができる。

このように、トナーの溶融に起因する画質悪化などのトラブルが発生した際に、そのトラブルの発生がトナーの溶融によるものであることを確実に特定できることにより、特にトナーの低融点化が進んだとしても、トナーの溶融に起因する画質悪化などのトラブルに対して対策を確実に施すことができるため、トナーの低融点化によるウォームアップ時間の短縮化および省エネルギー化、さらには複写時の生産性の向上に大きく寄与できることになる。

なお、上記実施形態では、装置本体の内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことをコントローラ８０が検出した場合にその履歴を不揮発性メモリ８１に保存するとしたが、この処理加えて、内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことをコントローラ８０が検出した場合に、その検出結果を操作パネル部（ユーザＩ／Ｆ表示部）４０に表示するようにすることも可能である。これによれば、画質不良などのトラブルが発生した際に、ユーザがその表示内容を見てサービスマンに知らせることで、サービスマンは事前にトラブルに発生原因を知ることができることになる。

また、装置本体の内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことをコントローラ８０が検出した場合に、コントローラ８０はその検出時点で装置本体の動作、例えばプリント動作を停止させるようにすることも可能である。これによれば、画質が悪い状態でのプリント動作をユーザに強いることを未然に防止できることになる。

さらに、トナーが格納されている消耗品容器（カートリッジ）に不揮発性の記憶媒体８２（図２を参照）を装着しておき、装置本体の内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことをコントローラ８０が検出した場合にその履歴を当該記憶媒体８２に記憶しておくようにすることも可能である。これによれば、製造元がトナーカートリッジを回収した際に、当該トナーカートリッジを使用していた複写機の動作環境をある程度把握できるため、その動作環境に適したトナーの開発に反映させることができる。

なお、上記実施形態では、タンデム方式のデジタルカラー複写機に適用した場合を例に挙げて説明したが、この適用例に限られるものではなく、多重転写方式など、他の方式の複写機、さらには複写機に限らず、プリンタ、ファクシミリ装置など、トナーを用いて画像を可視化する画像形成装置全般に適用可能である。

本発明が適用される例えばタンデム方式のデジタルカラー複写機を示す概略構成図である。 制御系の構成の一例を示すブロック図である。 装置本体の内部温度の検知に基づく一連の処理の手順を示すフローチャートである。 ジョブがまたがる場合のタイミング関係を示すタイミングチャートである。 内部温度が閾値温度を超える時間が閾値時間に未達の場合のタイミング関係を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０…画像読取部、１１…プラテンガラス、１４…レンズ、１５…ＣＣＤイメージセンサ、２０…画像形成部、２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ…画像形成エンジン、２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ…感光ドラム、２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ…露光源、２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ…帯電器、２５Ｙ，２５Ｍ，２３Ｃ，２５Ｋ…現像器、２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋ…転写器、２８…定着装置、３０…給紙部、４０…操作パネル部（ユーザＩ／Ｆ表示部）、５０…原稿、６０…用紙搬送ベルト、７０…温度センサ、８０…コントローラ、８１…不揮発性メモリ、８２…記憶媒体、９０…外部診断用ＰＣ

Claims (6)

1. 装置本体の内部温度を所定のタイミングで計測する温度検知手段と、
   前記温度検知手段で計測された前記内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことを検出する検出手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段の検出結果の履歴を保存する保存手段と、
   前記保存手段に保存された前記履歴を確認する確認手段とをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記検出手段の検出結果を表示する表示手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記検出手段の検出結果を受けて装置本体の動作を停止する制御手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. トナーが格納されている消耗品容器に装着され、前記検出手段の検出結果の履歴を記憶する記憶媒体をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置の装置本体の内部温度を所定のタイミングで計測し、
   この計測した前記内部温度が閾値温度を閾値時間以上継続して超えたことを検出する
   ことを特徴とする内部温度監視方法。
   

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