JP2006133279A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の内部の温度を検出するための温度センサを新たに追加することなく、簡易な構成で冷却ファンの回転速度を最適に制御することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】演算処理装置９０に記録紙の連続印刷枚数を計測するカウンタが設置される。また、演算処理装置９０では、温度センサ５４により検出される定着ローラ５１の温度から記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を推測する。そして、両面印刷モードでは、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて、冷却ファン６０の回転速度が切り換わるタイミングに達するまでのカウンタの計測値が変更される。すなわち、両面印刷モードでは、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が低いときほど、冷却ファン６０の回転速度が切り換わるタイミングに達するまでのカウンタの計測値が多くなるように設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、画像形成装置の内部で生じる熱を画像形成装置の外部へ放熱する冷却ファンの回転速度を制御するものに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、その動作時に定着装置や露光装置が加熱される。すなわち、記録紙にトナーを定着させる定着装置において、記録紙が定着ローラを通過する際に、ヒータにより加熱された定着ローラによって記録紙に付着したトナーが溶融する。また、原稿への露光を行う露光装置においては、原稿の画像を読み取る際に露光ランプが点灯されることによってこの露光ランプが発熱する。このとき、定着ローラの熱や露光ランプの熱が周囲に放熱されて、画像形成装置の内部の各装置が加熱される。

これに対し、画像形成装置における定着装置や露光装置の近傍に冷却ファンを設け、この冷却ファンを駆動して画像形成装置の内部の熱を画像形成装置の外部へ放熱することにより、定着ローラの熱や露光ランプの熱が画像形成装置の内部に蓄熱して画像形成装置の内部の温度が過度に上昇し、現像装置の内部に収容されるトナーが固化したり、画像形成装置の内部の電子部品が破損したりするといった致命的損傷が生じることが抑制される。

しかしながら、画像形成装置に冷却ファンを設置する場合、冷却ファンの駆動による騒音の拡大や消費電力の増加等を防止するため、画像形成装置の内部の温度や画像形成装置の内部の温度変化に応じて冷却ファンの回転速度を最適に制御する必要がある。

このように冷却ファンの回転速度を制御するものでは、例えば、原稿の変倍率や連続してコピーを行う枚数に応じて冷却ファンの風量を切り換える複写機が提案されている（特許文献１参照）。この複写機では、原稿の変倍率が大きいときほど露光ランプの点灯時間が長くなって露光ランプからの放熱量が多くなり、画像形成装置の内部の温度上昇が大きくなる。また、連続してコピーを行う枚数が多くなるほど、画像形成装置の内部の温度上昇が大きくなる。このことから、上記複写機では、原稿の変倍率が大きいときほど、冷却ファンの風量が小から大に切り換わる時点における連続コピーを始めてからの経過枚数が少なくなるように設定される。

また、コンピュータ、プリンタ、音響機器等の筐体内部に設置される冷却ファンとして、この筐体内部に設置される温度センサによって感知される筐体内部の温度のデータをメモリに記憶するとともに、メモリに記憶された温度データを中央演算処理装置へ入力することで筐体内部の発熱源の発熱容量をファジィ理論に基づいて算出し、この発熱容量に応じて回転速度が決定される可変回転制御冷却用ファンが提案されている（特許文献２参照）。
特開平６−４２４９４号公報 特開平４−３７２９４１号公報

しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置では、複写開始時における画像形成装置の内部の温度を考慮した冷却ファンの回転速度の制御が行われていない。このため、複写開始時における画像形成装置の内部の温度が低いときに、画像形成装置の内部の温度が冷却ファンの風量を切り換える目安となる目標温度より充分に低いにもかかわらず冷却ファンの風量が小から大へ切り換わると、本来は画像形成装置の内部の温度が目標温度に達するまで冷却ファンの風量を小に保ったままでよいため、これにより冷却ファンの騒音が拡大したり消費電力が増加したりするという問題がある。

また、複写開始時における画像形成装置の内部の温度が高いときには、画像形成装置の内部の温度上昇を抑制するために必要な冷却ファンの風量が得られないために、冷却ファンの風量が小から大へ切り換わる時点における画像形成装置の内部の温度が冷却ファンの風量を切り換える目安となる目標温度よりも高い状態となり、即ち画像形成装置の内部が過熱状態となるおそれがあった。

これに対し、上記特許文献２の可変回転制御冷却用ファンを上記特許文献１の画像形成装置に設置すると、複写開始時における画像形成装置の内部の温度に依存することなく、発熱源の発熱容量を算出することで冷却ファンの回転速度を制御することができる。ところが、画像形成装置の内部に、画像形成装置の内部の温度を計測するための温度センサを新たに設置すると、この温度センサや温度センサに接続されるハーネスの分だけ部品コストが増加するという問題がある。また、メモリに記憶された温度のデータを中央演算処理装置へ入力するためのポートが新たに必要となり、画像形成装置の構成が複雑化するという問題もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像形成装置の内部の温度を検出するための温度センサを新たに追加することなく、簡易な構成で冷却ファンの回転速度を最適に制御することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、定着ローラと該定着ローラを加熱するためのヒータとを有するとともに前記ヒータにより加熱された前記定着ローラを通過する記録紙にトナーを定着させる定着部と、少なくとも前記定着部の熱を装置外部へ放熱することで装置内部を冷却する冷却部とを備える画像形成装置であって、記録紙の連続印刷が行われている間に前記冷却部の冷却能力を調整するとともに、記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測し、この温度に応じて前記冷却部の冷却能力を調整するタイミングを変更することを特徴とする。

このように構成された画像形成装置において、前記定着ローラの温度を検出する温度センサを備え、記録紙の連続印刷が開始されるときの前記温度センサの温度情報から記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測する。

ここで、温度センサにより検出される定着ローラの温度と画像形成装置の内部の温度との間には相関関係がある。すなわち、定着ローラの温度が低いときには、定着ローラからの放熱量が少ないために画像形成装置の内部の温度が低くなる。一方、定着ローラの温度が高いときには、定着ローラからの放熱量が多いために画像形成装置の内部の温度が高くなる。このように、温度センサの温度情報から記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を推測することができる。

また、このように構成された画像形成装置において、記録紙の連続印刷が開始される前における前記ヒータへの通電が停止されてから次に前記ヒータへの通電が開始されるまでの経過時間と、記録紙の連続印刷が開始される前における前記ヒータへの通電が開始されてから次に前記ヒータへの通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第１時間計測部を備え、前記第１時間計測部の計測値から記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測する。

ここで、画像形成装置の内部の温度の最低値ｔ_minを設定し、ヒータへの通電が開始されてからヒータへの通電が停止されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部の温度がどの様に上昇するかを予め測定する。また、画像形成装置の内部の温度の最高値ｔ_maxを設定し、ヒータへの通電が停止されてから次にヒータへの通電が開始されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部の温度がどの様に下降するかを予め測定する。そして、ヒータへの通電が開始されてからヒータへの通電が停止されるまでの経過時間及びヒータへの通電が停止されてから次にヒータへの通電が開始されるまでの経過時間と、画像形成装置の内部の温度との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して画像形成装置に記憶させる。また、画像形成装置の内部の温度の初期値を予め画像形成装置に記憶させる。

このように、画像形成装置の内部の温度の初期値と、第１時間計測部によるヒータへの通電が開始されてからヒータへの通電が停止されるまでの経過時間及びヒータへの通電が停止されてから次にヒータへの通電が開始されるまでの経過時間の計測値とから、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を推測することができる。

また、上述のそれぞれの画像形成装置において、日付を計測する日付計測部を備え、前記日付計測部の計測値に応じて記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測するものとしても構わない。

ここで、画像形成装置の内部は、画像形成装置の外部の熱の影響を受けやすいために、その温度が季節に応じて変化する。このため、季節ごとに記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を予め計測し、季節と画像形成装置の内部の温度との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して画像形成装置に記憶させることで、日付計測部の計測値から記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を推測することができる。

また、上述のそれぞれの画像形成装置において、発光部を備えるとともに感光ドラムへ向けて前記発光部からレーザ光を出射する露光部を備え、前記冷却部は、前記露光部の熱を装置外部へ放熱することで、装置内部を冷却するものとしても構わない。

このとき、記録紙の連続印刷が開始される前における前記発光部への通電が停止されてから次に前記発光部への通電が開始されるまでの経過時間と、記録紙の連続印刷が開始される前における前記発光部への通電が開始されてから前記発光部への通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第２時間計測部を備え、前記第２時間計測部の計測値から記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測する。

ここで、画像形成装置の内部の温度の最低値ｔ_minを設定し、発光部への通電が開始されてから発光部への通電が停止されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部の温度がどの様に上昇するかを予め測定する。また、画像形成装置の内部の温度の最高値ｔ_maxを設定し、発光部への通電が停止されてから次に発光部への通電が開始されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部の温度がどの様に下降するかを予め測定する。そして、発光部への通電が開始されてから発光部への通電が停止されるまでの経過時間及び発光部への通電が停止されてから次に発光部への通電が開始されるまでの経過時間と、画像形成装置の内部の温度との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して画像形成装置に記憶させる。また、画像形成装置の内部の温度の初期値を予め画像形成装置に記憶させる。

このように、画像形成装置の内部の温度の初期値と、第２時間計測部による発光部への通電が開始されてから発光部への通電が停止されるまでの経過時間及び発光部への通電が停止されてから次に発光部への通電が開始されるまでの経過時間の計測値とから、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を推測することができる。

尚、画像形成装置の動作時に、上記露光部では、半導体レーザなどの発光部だけでなく、ポリゴンミラーを駆動するためのモータも発熱する。よって、モータへの通電が開始されてからモータへの通電が停止されるまでの経過時間及びモータへの通電が停止されてから次にモータへの通電が開始されるまでの経過時間を第２時間計測部により計測し、この計測値から記録紙の印刷が行われるときの画像形成装置の内部の温度を推測するようにしてもよい。

また、上述のそれぞれの画像形成装置において、前記冷却部は冷却ファンであり、印刷を開始してからの記録紙の連続印刷枚数が所定値に達したところで前記冷却ファンの回転速度を切り換えて前記冷却部の冷却能力を調整するとともに、前記冷却部の冷却能力を調整するタイミングを記録紙の連続印刷枚数によって設定するものとしても構わない。

このように構成された画像形成装置において、記録紙の連続印刷が開始されると、記録紙からの放熱が行われ、記録紙の連続印刷枚数が増加するにつれて画像形成装置の内部の温度が上昇してゆく。そこで、記録紙の連続印刷枚数が所定値に達したところで、画像形成装置の内部の温度がある程度まで上昇していると判断し、冷却ファンの回転速度を切り換える。また、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて、冷却ファンの回転速度を切り換えるタイミングを記録紙の連続印刷枚数によって設定する。例えば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が高いほど、冷却ファンの回転速度が切り換わるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷枚数が少なくなるように設定する。

また、上述のそれぞれの画像形成装置において、前記冷却部は冷却ファンであり、印刷を開始してからの記録紙の連続印刷時間が所定値に達したところで前記冷却ファンの回転速度を切り換えて前記冷却部の冷却能力を調整するとともに、前記冷却部の冷却能力を調整するタイミングを記録紙の連続印刷時間によって設定するものとしても構わない。

このように構成された画像形成装置において、記録紙の連続印刷が開始されると、記録紙からの放熱が行われ、記録紙の連続印刷時間が増加するにつれて画像形成装置の内部の温度が上昇してゆく。そこで、記録紙の連続印刷時間が所定値に達したところで、画像形成装置の内部の温度がある程度まで上昇していると判断し、冷却ファンの回転速度を切り換える。また、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて、冷却ファンの回転速度を切り換えるタイミングを記録紙の連続印刷時間によって設定する。例えば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が高いほど、冷却ファンの回転速度が切り換わるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷時間が短くなるように設定する。

また、上述のそれぞれの画像形成装置において、感光ドラムに電気的作用を与えるための電荷を生成するチャージャと、前記チャージャの放電によって生成する放電生成物を装置外部へ排出する放電生成物排出用ファンと、記録紙の連続印刷が開始される前における前記チャージャへの通電が停止されてから次に前記チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間と、記録紙の連続印刷が開始される前における前記チャージャへの通電が開始されてから前記チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第３時間計測部とを備え、記録紙の連続印刷が行われている間に前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるとともに、前記第３時間計測部の計測値から記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の放電生成物の濃度を推測し、この放電生成物の濃度に応じて前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを変更するものとしても構わない。

ここで、画像形成装置内部の放電生成物の濃度の最低値Ｘ_minを設定し、チャージャへの通電が開始されてからチャージャへの通電が停止されるまでの経過時間に応じて画像形成装置内部の放電生成物の濃度がどの様に上昇するかを予め測定する。また、画像形成装置内部の放電生成物の濃度の最高値Ｘ_maxを設定し、チャージャへの通電が停止されてから次にチャージャへの通電が開始されるまでの経過時間に応じて画像形成装置内部の放電生成物の濃度がどの様に下降するかを予め測定する。そして、チャージャへの通電が開始されてからチャージャへの通電が停止されるまでの経過時間及びチャージャへの通電が停止されてから次にチャージャへの通電が開始されるまでの経過時間と、画像形成装置の内部の放電生成物の濃度との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して画像形成装置に記憶させる。また、画像形成装置内部の放電生成物の濃度の初期値を予め画像形成装置に記憶させる。

このように、画像形成装置内部の放電生成物の濃度の初期値と、第３時間計測部によるチャージャへの通電が開始されてからチャージャへの通電が停止されるまでの経過時間及びチャージャへの通電が停止されてから次にチャージャへの通電が開始されるまでの経過時間の計測値とから、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置内部の放電生成物の濃度を推測することができる。

尚、上記チャージャとしては、感光ドラムの表面に付着したトナーを記録紙へ転写させるためのチャージャ、記録紙に転写されたトナーを感光ドラムの表面から剥離させるためのチャージャ、記録紙へトナーが転写された後に感光ドラムの表面に残留するトナーを除電するためのチャージャ、或いは記録紙へトナーが転写された後に感光ドラムの表面を除電するためのチャージャ等が挙げられる。

また、チャージャの放電によって生成する放電生成物としては、オゾン（Ｏ₃）や窒素酸化物（ＮＯ_X）などが挙げられる。

このとき、印刷を開始してからの記録紙の連続印刷枚数が所定値に達したところで前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるとともに、前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを記録紙の連続印刷枚数によって設定する。

このように構成された画像形成装置において、記録紙の連続印刷が開始されると、チャージャから感光ドラムへ向けてコロナ放電が行われ、記録紙の連続印刷枚数が増加するにつれて画像形成装置内部の放電生成物の濃度が上昇してゆく。そこで、記録紙の連続印刷枚数が所定値に達したところで、画像形成装置内部の放電生成物の濃度がある程度まで上昇していると判断し、放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換える。また、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置内部の放電生成物の濃度に応じて、放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを記録紙の連続印刷枚数によって設定する。例えば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置内部の放電生成物の濃度が高いほど、放電生成物排出用ファンの回転速度が切り換わるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷枚数が短くなるように設定する。

また、このとき、印刷を開始してからの記録紙の連続印刷時間が所定値に達したところで前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるとともに、前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを記録紙の連続印刷時間によって設定する。

このように構成された画像形成装置において、記録紙の連続印刷が開始されると、チャージャから感光ドラムへ向けてコロナ放電が行われ、記録紙の連続印刷時間が増加するにつれて画像形成装置内部の放電生成物の濃度が上昇してゆく。そこで、記録紙の連続印刷時間が所定値に達したところで、画像形成装置内部の放電生成物の濃度がある程度まで上昇していると判断し、放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換える。また、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置内部の放電生成物の濃度に応じて、放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを記録紙の連続印刷時間によって設定する。例えば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置内部の放電生成物の濃度が高いほど、放電生成物排出用ファンの回転速度が切り換わるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷時間が短くなるように設定する。

本発明によれば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて冷却部の冷却能力を調整するタイミングを設定することにより、冷却部の冷却能力が常に一定に設定される場合よりも、冷却部で生じる騒音や画像形成装置の消費電力を低減することができる。また、例えば、汎用される定着ローラの温度を検出する温度センサの温度情報から画像形成装置の内部の温度を推測することで、画像形成装置の内部の温度を検出するための温度センサや、この温度センサに接続されるハーネスを画像形成装置に新たに追加する必要がない。従って、画像形成装置の部品コストを減少させることができるとともに、画像形成装置の構成を簡素化することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置は、本体部１と、記録紙の両面印刷を行うためにこの本体部１から搬送されてきた記録紙を反転させて再び本体部１へ搬送する反転部２とを備えており、記録紙の片面印刷又は両面印刷が可能に構成されている。そして、図１及び図２に示すように、この本体部１には、感光ドラム３と、この感光ドラム３の表面全体を帯電させる帯電装置１０と、感光ドラム３の表面にレーザ光を照射する露光装置２０と、感光ドラム３の表面のうちレーザ光が照射された部分にトナー３１を付着させることで現像を行う現像装置３０と、感光ドラム３の表面に付着したトナー３１を記録紙に転写する転写装置４０と、記録紙に転写されたトナー３１を記録紙に定着させる定着装置５０と、定着装置５０で生じる熱を画像形成装置の外部へ放熱することで画像形成装置の内部を冷却する冷却部としての冷却ファン６０とが設置されている。

また、図１に示すように、この本体部１には、給紙カセット７０と、給紙カセット７０から記録紙を送り出す給紙ローラ７１と、給紙ローラ７１から送り出された記録紙を搬送する搬送ローラ７２と、搬送ローラ７２を通過した記録紙の向きを矯正するとともに記録紙が搬送されるタイミングを調整する一対のレジストローラ７３と、一対のレジストローラ７３から感光ドラム３へ記録紙を搬送するとともに感光ドラム３を通過した記録紙を定着装置５０へ搬送する搬送ガイド７４と、定着装置５０を通過した記録紙の排出方向を切り換える排出方向切換ガイド７５と、排出方向切換ガイド７５を通過した記録紙を画像形成装置の外部へ排出する排紙ローラ７６と、排紙ローラ７６から画像形成装置の外部へ排出された記録紙を貯めておくための排紙トレイ７７とが設置されている。

また、図１に示すように、この反転部２には、排出方向切換ガイド７５を通過後の片面印刷された記録紙を搬送する搬送ローラ７８と、その間に搬送ローラ７８が設置されるとともに記録紙を下方へ搬送する搬送部７９と、搬送部７９を通過した記録紙が一時的に送り込まれる下段トレイ８０と、下段トレイ８０から送り出された記録紙を反転させる反転ローラ８１と、その間に複数の搬送ローラ７８が設けられるとともに反転ローラ８１を通過した記録紙を本体部１へ向けて搬送するための上段トレイ８２とが設置されている。

更に、図２に示すように、この画像形成装置は、定着ローラ５１の温度を検出する温度センサ５４の温度情報に基づいて画像形成装置の内部の温度を算出するとともに制御装置９２へ演算結果を出力する演算処理装置９０と、冷却ファン６０、帯電装置１０、露光装置２０、現像装置３０、転写装置４０、定着装置５０、演算処理装置９０、及び制御装置９２のそれぞれに電力を供給する電源装置９１と、画像形成装置の内部に設置された各装置の動作を制御する制御装置９２とを備えている。そして、この画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及び定着工程の各工程を順に行う。

このような構成の画像形成装置において、まず、帯電装置１０は、図１に示す帯電ローラ１１を備えており、この帯電ローラ１１は感光ドラム３に近接する位置に設置されるとともに、帯電した帯電ローラ１１の放電によって感光ドラム３の表面をマイナスに帯電させる。

また、図１に示すように、露光装置２０は、レーザ光を出射する発光部としての半導体レーザ（不図示）と、ミラーモータ（不図示）によって駆動するとともに半導体レーザから出射されるレーザ光を主走査方向へ偏向させるポリゴンミラー（不図示）とを備えている。そして、この露光装置２０は、露光工程において、半導体レーザから出射されたレーザ光をポリゴンミラーで反射させて主走査方向へ偏向させるとともにポリゴンミラーで反射したレーザ光を感光ドラム３へ照射し、感光ドラム３のうちレーザ光が当たった部分をプラスに帯電させることでこの部分に静電潜像を形成する。

また、図１に示すように、現像装置３０は、感光ドラム３の近傍に設けられており、トナー３１を感光ドラム３へ搬送するための現像ローラ３２を備えるとともに現像装置３０の内部にトナー３１が収容されている。そして、現像装置３０は、感光ドラム３の表面に形成された静電潜像にトナー３１を付着させることで現像を行う。

また、転写装置４０は、図１に示す転写ローラ４１を備えており、この転写ローラ４１と感光ドラム３との間に記録紙を挟むニップ部が形成されている。そして、転写装置４０は、このニップ部を記録紙が通過する際に、プラスに帯電した転写ローラ４１に感光ドラム３に付着したトナー３１を引き寄せることでこのトナー３１を記録紙に転写する。

更に、図１に示すように、定着装置５０は、定着ローラ５１と、この定着ローラ５１の内部に設置されるとともに該定着ローラ５１を加熱するための定着ヒータ５２と、加圧ローラ５３とを備えており、この定着ローラ５１と加圧ローラ５３との間に記録紙を挟むニップ部が形成されている。そして、定着装置５０は、このニップ部を記録紙が通過する際に、定着ローラ５１によって記録紙のトナー３１を溶解させるとともに加圧ローラ５３によって記録紙に圧力を加えることでトナー３１を記録紙に定着させる。

また、この定着装置５０は、図２に示すように、定着ローラ５１の温度を検出する温度センサ５４を備えおり、定着ヒータ５２及び温度センサ５４のそれぞれが制御装置９２に接続されている。そして、制御装置９２によって定着装置５０が駆動制御されているときには、温度センサ５４によって定着ローラ５１の温度が検出されるとともに温度センサ５４で検出された温度情報が制御装置９２に入力されることで、制御装置９２がこの温度情報に基づいて定着ヒータ５２の温度を制御する。

このように構成された画像形成装置において、記録紙の片面のみ印刷を行う片面印刷モードと記録紙の両面の印刷を行う両面印刷モードとの何れか一方がユーザによって指示されると、この指示に従った情報が図２に示す演算処理装置９０へ入力される。また、図２に示すように、この演算処理装置９０には定着ローラ５１の温度を検出する温度センサ５４が接続されており、温度センサ５４の温度情報が演算処理装置９０に入力される。そして、この演算処理装置９０は、温度センサ５４の温度情報から画像形成装置の内部の温度を算出するプログラムを備えている。

ここで、温度センサ５４により検出される定着ローラ５１の温度と画像形成装置の内部の温度との間には相関関係がある。すなわち、定着ローラ５１の温度が低いときには、定着ローラ５１からの放熱量が少ないために、画像形成装置の内部の温度が低くなる。一方、定着ローラ５１の温度が高いときには、定着ローラ５１からの放熱量が多いために、画像形成装置の内部の温度が高くなる。このように、温度センサ５４の温度情報から画像形成装置の内部の温度を推測することができ、演算処理装置９０に設けられた上記プログラムを実行することによって画像形成装置の内部の温度を算出することができる。

また、画像形成装置の動作時には、定着工程において定着ローラ５１により記録紙が加熱され、この記録紙からの放熱によって画像形成装置の内部の温度が上昇してゆく。このため、画像形成装置の内部が過熱状態となることを防止すべく、冷却ファン６０を所定の回転速度で駆動させることによって定着ローラ５１の熱を画像形成装置の外部へ放熱し、画像形成装置の内部の電子部品等に不具合が生じないように画像形成装置の内部の温度を予め設定した範囲の上限値より低い状態に保つ必要がある。

このため、図２に示す演算処理装置９０は、記録紙の連続印刷枚数を計測するカウンタ（不図示）を備えている。そして、演算処理装置９０は、両面印刷モードのときに、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を算出するとともにこの温度から記録紙の連続印刷が開始された後の画像形成装置の内部の温度変化を予想し、冷却ファン６０の回転速度が切り換わるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷枚数を設定する。そして、演算処理装置９０は、カウンタの計測値が設定された記録紙の連続印刷枚数に達すると、制御装置９２へ冷却ファン６０の回転速度を低速から高速へ切り換える旨の信号を出力する。このように、冷却ファン６０の回転速度が低速から高速へ切り換わることで冷却ファン６０の風量が増加し、冷却ファン６０の冷却能力が向上する。

具体的に、演算処理装置９０において算出された記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が低いときには、予め設定された画像形成装置の内部の温度の上限値と記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度との差が大きい。このため、記録紙の連続印刷が開始された後、制御装置９２から冷却ファン６０の回転速度を低速から高速へ切り換える旨の制御信号が冷却ファン６０へ出力されるまでの時間が長くなるように設定される。すなわち、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタの計測値が多くなるように設定される。

一方、演算処理装置９０において算出された記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が高いときには、予め設定された画像形成装置の内部の温度の上限値と記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度との差が小さい。このため、記録紙の連続印刷が開始された後、制御装置９２から冷却ファン６０の回転速度を低速から高速へ切り換える旨の制御信号が冷却ファン６０へ出力されるまでの時間が短くなるように設定される。すなわち、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタの計測値が少なくなるように設定される。

そして、演算処理装置９０の演算結果が図２に示す制御装置９２へ出力され、冷却ファン６０の回転速度を低速から高速へ切り換える旨の制御信号が制御装置９２から冷却ファン６０へ出力される。また、図２に示す電源装置９１には電圧制御回路（不図示）が内蔵されており、冷却ファン６０を所定の回転速度で回転させるために必要な電圧が電圧制御回路から冷却ファン６０へ与えられる。すなわち、冷却ファン６０の回転速度が電圧制御回路で発生する電圧値によって制御される。尚、この電圧制御回路は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）方式を用いることで実現することができる。

尚、この画像形成装置では、冷却ファン６０の回転速度を低速と高速との２段階に設定したが、これに限定されるものではなく、冷却ファン６０の回転速度を低速、中速、及び高速の３段階に設定してもよいし、これより多くの段階に設定してもよい。或いは、演算処理装置９０に記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度から最適な冷却ファン６０の回転速度を算出する関数を組み込み、この関数により決定される最適な冷却ファン６０の回転速度の値に基づいて冷却ファン６０を制御してもよい。この関数としては、画像形成装置の内部の温度が上昇するにつれて一定割合で冷却ファン６０の回転速度が上がるように構成されるものであってもよいし、或いは、画像形成装置の内部の温度が上昇するにつれて冷却ファン６０の回転速度の上がる割合が増加するように構成されるものであってもよい。

また、この画像形成装置において、記録紙の連続印刷枚数を計測するカウンタに代えて、記録紙の連続印刷が開始されてからの経過時間を計測するカウンタ（不図示）を演算処理装置９０に設置してもよい。このように構成された画像形成装置において、演算処理装置９０は、両面印刷モードのときに、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を算出するとともにこの温度から記録紙の連続印刷が開始された後の画像形成装置の内部の温度変化を予想し、冷却ファン６０の回転速度が切り換わるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷時間を設定する。そして、演算処理装置９０は、カウンタの計測値が設定された記録紙の連続印刷時間に達すると、制御装置９２へ冷却ファン６０の回転速度を低速から高速へ切り換える旨の信号を出力する。

また、この画像形成装置において、両面印刷モードに限らず片面印刷モードにおいても、上述のように冷却ファン６０の回転速度が切り換わるまでの記録紙の連続印刷枚数または連続印刷時間を設定し、カウンタの計測値が設定された記録紙の連続印刷枚数または連続印刷時間に達すると冷却ファン６０の回転速度が低速から高速へ切り換わるようにしてもよい。ここで、片面印刷モードでは、両面印刷モードよりも熱を有する記録紙が搬送される距離が短いために両面印刷モードよりも記録紙からの放熱量が少ない。よって、片面印刷モードでは、両面印刷モードよりも冷却ファン６０の回転速度が切り換わるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷枚数または連続印刷時間が長くなるように設定される。つまり、片面印刷モードでは、両面印刷モードよりも冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタの計測値が多くなるように設定される。

−画像形成装置の動作−
上記画像形成装置の動作について、図１〜図３を参照しながら説明する。

図２に示すように、画像形成装置の電源をＯＮにすると、電源装置９１から冷却ファン６０、帯電装置１０、露光装置２０、現像装置３０、転写装置４０、定着装置５０、演算処理装置９０、及び制御装置９２のそれぞれへ電力が供給されるとともに、制御装置９２からの制御信号により冷却ファン６０、帯電装置１０、露光装置２０、現像装置３０、転写装置４０、定着装置５０、及び演算処理装置９０がそれぞれ制御される。よって、図１に示す画像形成装置の本体部１において、上述した帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及び定着工程の各工程が順に行われる。

具体的に、画像形成装置の本体部１では、図１に実線の矢印で示すように、給紙ローラ７１によって給紙カセット７０から記録紙が送り出され、給紙カセット７０から送り出された記録紙が搬送ローラ７２へ搬送される。そして、搬送ローラ７２を通過した記録紙は、一対のレジストローラ７３の間を通過する際にその向きを矯正されるとともに感光ドラム３への搬送タイミングを調整された後、搬送ガイド７４を通って感光ドラム３と転写ローラ４１との間のニップ部へ送られる。

このように記録紙が感光ドラム３へ向かって搬送されるとき、まず、帯電装置１０が、帯電工程において帯電ローラ１１の放電により感光ドラム３の表面全体を帯電させる。そして、露光装置２０が、露光工程において、半導体レーザから出射されたレーザ光をポリゴンミラーで反射させて主走査方向へ偏向させるとともにポリゴンミラーで反射したレーザ光を感光ドラム３へ照射し、感光ドラム３のうちレーザ光が当たった部分をプラスに帯電させることでこの部分に静電潜像を形成する。

次に、現像装置３０が、現像工程において帯電したトナー３１を現像ローラ３２により搬送することで感光ドラム３の表面に形成された静電潜像にこのトナー３１を付着させて現像を行う。続いて、転写装置４０が、転写工程において感光ドラム３と転写ローラ４１との間のニップ部を通過する記録紙に感光ドラム３の表面に付着したトナー３１を転写する。そして、転写工程においてトナー３１が転写された記録紙は、搬送ガイド７４を通って定着装置５０における定着ローラ５１と加圧ローラ５３との間のニップ部へ送られる。

また、制御装置９２から定着ヒータ５２へ出力される制御信号をＯＮとすることで定着ヒータ５２への通電が行われて定着ヒータ５２が加熱され、この定着ヒータ５２によって記録紙にトナー３１を安定して定着させることが可能な温度まで定着ローラ５１が加熱される。そして、定着装置５０が、定着工程において定着ローラ５１と加圧ローラ５３との間のニップ部を通過する記録紙のトナー３１を溶解させるとともに加圧ローラ５３によって記録紙に圧力を加えることでトナー３１を記録紙に定着させる。そして、片面印刷モードのときには、排出方向切換ガイド７５が図１に実線で示す方向に切り換わり、定着工程においてトナー３１が定着した記録紙が、図１に実線の矢印で示すように排出方向切換ガイド７５を通過した後に排紙ローラ７６によって画像形成装置の外部へ送り出され、排紙トレイ７７へ排出される。

一方、両面印刷モードのときには、排出方向切換ガイド７５が図１に破線で示す方向に切り換わり、定着工程においてトナー３１が定着した記録紙が、図１に破線の矢印で示すように排出方向切換ガイド７５を通過した後に画像形成装置の反転部２へ搬送される。画像形成装置の反転部２において、記録紙は、搬送ローラ７８によって搬送部７９へ搬送され、その後に反転ローラ８１を通って一旦下段トレイ８０へ送り込まれる。下段トレイ８０へ送り込まれた記録紙は、再び反転ローラ８１へ搬送され、この反転ローラ８１を通過するときにその印刷面が反転する。反転ローラ８１を通過した記録紙は、上段トレイ８２上を複数の搬送ローラ７８によって搬送され、画像形成装置の本体部１へ再給紙される。

画像形成装置の本体部１へ再給紙された記録紙は、搬送ローラ７２を通って一対のレジストローラ７３へ搬送され、その後に搬送ガイド７４を通って感光ドラム３へ搬送される。そして、画像形成装置の本体部１において、上述した帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及び定着工程の各工程が順に行われる。このとき、反転ローラ８１で記録紙を反転させることで記録紙の印刷面が反転しているため、既に印刷された記録紙の面とは反対の面へ印刷が行われる。そして、定着工程においてトナー３１が定着した記録紙は、排出方向切換ガイド７５が図１に実線で示す方向に切り換わることで、図１に実線の矢印で示すように排出方向切換ガイド７５を通過した後に排紙ローラ７６によって画像形成装置の外部へ送り出され、排紙トレイ７７へ排出される。

このような動作を行う画像形成装置において、記録紙の連続印刷が行われているときの冷却ファン６０の回転速度の切換動作について以下で詳細に説明する。また、このとき、片面印刷モードでは冷却ファン６０の回転速度が常に一定に保たれ、両面印刷モードでは冷却ファン６０の回転速度が連続印刷の途中で切り換わるものとする。また、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングとしては、上述のように記録紙の連続印刷枚数と記録紙の連続印刷時間とによるものがあるが、以下の説明では、記録紙の連続印刷枚数により冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングを判定するものとする。

そして、図３に記録紙の連続印刷枚数と画像形成装置の内部の温度との関係を示す。尚、図３において、●印は片面印刷モード、■印は両面印刷モードを表す。また、画像形成装置の内部の電子部品等に不具合が生じないように予め設定した画像形成装置の内部の温度範囲の上限値をｔ₁とする。

まず、ユーザによって片面印刷モードが指示されると、カウンタによる記録紙の連続印刷枚数の計測値に関わらず、冷却ファン６０の回転速度を例えば３０００ｒｐｍとする制御信号が制御装置９０から冷却ファン６０へ出力される。また、このとき、電源装置９１の電源制御回路から冷却ファン６０の回転速度を３０００ｒｐｍとする電圧が冷却ファン６０へ供給される。そして、図３に示すように、カウンタの計測値が増加するにつれて記録紙からの放熱により画像形成装置の内部の温度が上昇してゆき、カウンタの計測値がある程度にまで達すると、その後の画像形成装置の内部の温度がほぼ一定に保たれる。

一方、ユーザによって両面印刷モードが指示されると、冷却ファン６０の回転速度を例えば３０００ｒｐｍとする制御信号が制御装置９０から冷却ファン６０へ出力される。また、このとき、電源装置９１の電源制御回路から冷却ファン６０の回転速度を３０００ｒｐｍとする電圧が冷却ファン６０へ供給される。そして、図３に示すように、カウンタの計測値が増加するにつれて記録紙からの放熱により画像形成装置の内部の温度が上昇してゆく。

この両面印刷モードでは、片面印刷モードよりも熱を有する記録紙が搬送される距離が長いために片面印刷モードよりも記録紙からの放熱量が多くなり、両面印刷モードにおける画像形成装置の内部の温度の上昇割合が、片面印刷モードにおける画像形成装置の内部の温度の上昇割合よりも大きくなる。このため、両面印刷モードでは、画像形成装置の動作中に画像形成装置の内部の温度が予め設定した上限値ｔ₁付近にまで上昇するのを防止すべく、冷却ファン６０の回転速度をカウンタによる記録紙の連続印刷枚数の計測値に応じて変更する必要がある。

そこで、ユーザによって両面印刷モードが指示されると、温度センサ５４によって定着ローラ５１の温度が検出され、この温度センサ５４の温度情報が演算処理装置９０へ入力される。また、演算処理装置９０では、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が温度センサ５４の温度情報に基づいて算出される。そして、演算処理装置９０で算出された記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて、制御装置９２から冷却ファン６０の回転速度を切り換える旨の信号が冷却ファン６０へ出力されるタイミングが設定される。尚、このタイミングは、予め製造時や実験時に計測された画像形成装置の内部の温度と記録紙の連続印刷枚数との関係に基づいて設定される。

具体的には、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を様々に変化させ、画像形成装置の内部の温度が冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングとなる温度に達するまでの記録紙の連続印刷枚数を予め計測して求めておく。そして、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度と、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷枚数との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して演算処理装置９０に記憶させる。尚、このデータテーブル及び数式は、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が高いほど冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷枚数が少なくなるように設定される。

このように演算処理装置９０を構成すると、図３に示すように、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が例えばｔ₂となるとき、上記データテーブルまたは数式から、画像形成装置の内部の温度が冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングとなる温度ｔ₃に達するまでの記録紙の連続印刷枚数がＳ₁枚に設定される。このとき、記録紙の連続印刷が開始されると、冷却ファン６０が３０００ｒｐｍの回転速度で動作する。その後、カウンタの計測値がＳ₁枚に達したところで、演算処理装置９０から制御装置９２へ冷却ファン６０の回転速度を例えば３６００ｒｐｍに切り換える旨の信号が出力される。よって、電源装置９１の電源制御回路から冷却ファン６０の回転速度を３６００ｒｐｍとする電圧が冷却ファン６０へ供給される。

そして、カウンタの計測値がＳ₁枚に達したときに画像形成装置の内部の温度が上限値であるｔ₁よりも低いｔ₃まで上昇するとともに、このとき冷却ファン６０の回転速度が３６００ｒｐｍに切り換わるため、その後における画像形成装置の内部の温度の上昇割合が冷却ファン６０の回転速度が常に３０００ｒｐｍである場合と比べて小さくなる。

このように、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度と冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷枚数との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して演算処理装置９０に記憶させることで、これらを用いて記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度から冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタの計測値を求めることができる。

また、演算処理装置をこのような構成とすることで、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度がｔ₂よりも低いとき、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタの計測値がＳ₁枚よりも多くなるように設定される。一方、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度がｔ₂よりも高いとき、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタの計測値がＳ₁枚よりも少なくなるように設定される。

−実施形態１の効果−
本実施形態によれば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて、冷却ファン６０の回転速度が切り換わるタイミングに達するまでの記録紙の連続印刷枚数を設定することにより、冷却ファン６０の回転速度が常に一定に設定される場合と比べて、冷却ファン６０の騒音や画像形成装置の消費電力を確実に低減することができる。また、汎用される定着ローラ５１の温度を検出する温度センサ５４の温度情報から画像形成装置の内部の温度を推測することで、画像形成装置の内部の温度を検出するための温度センサや、この温度センサに接続されるハーネスを画像形成装置に新たに追加する必要がない。従って、画像形成装置の部品コストを減少させることができるとともに、画像形成装置の構成を簡素化することができる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２は、上記実施形態１の画像形成装置の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態について、上記実施形態１と異なる点を説明する。

本実施形態の画像形成装置では、定着ヒータ５２への通電が停止されてから次に定着ヒータ５２への通電が開始されるまでの経過時間と定着ヒータ５２への通電が開始されてから定着ヒータ５２への通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第１時間計測部としてのカウンタ（不図示）が図２に示す演算処理装置９０に設置されている。

そして、カウンタによって計測される定着ヒータ５２への通電が停止されてから次に定着ヒータ５２への通電が開始されるまでの経過時間の計測値と定着ヒータ５２への通電が開始されてから定着ヒータ５２への通電が停止されるまでの経過時間の計測値とが演算処理装置に記憶される。

ここで、画像形成装置の内部の温度の最低値ｔ_minを設定し、定着ヒータ５２への通電が開始されてから定着ヒータ５２への通電が停止されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部の温度がどの様に上昇するかを予め測定する。また、画像形成装置の内部の温度の最高値ｔ_maxを設定し、定着ヒータ５２への通電が停止されてから次に定着ヒータ５２への通電が開始されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部の温度がどの様に下降するかを予め測定する。

そして、定着ヒータ５２への通電が開始されてから定着ヒータ５２への通電が停止されるまでの経過時間及び定着ヒータ５２への通電が停止されてから次に定着ヒータ５２への通電が開始されるまでの経過時間と、画像形成装置の内部の温度との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して演算処理装置９０に記憶させる。

また、画像形成装置の製造時に画像形成装置の内部の温度を計測し、この計測された画像形成装置の内部の温度を初期値として画像形成装置の製造時に予め演算処理装置９０に記憶させる。

このように、画像形成装置の内部の温度の初期値と、定着ヒータ５２への通電が開始されてから定着ヒータ５２への通電が停止されるまでの経過時間及び定着ヒータ５２への通電が停止されてから次に定着ヒータ５２への通電が開始されるまでの経過時間とから、記録紙の印刷が行われるときの画像形成装置の内部の温度を推測することができる。

そして、このように画像形成装置を構成することで、カウンタによる定着ヒータ５２への通電が停止されてから次に定着ヒータ５２への通電が開始されるまでの経過時間の計測値と定着ヒータ５２への通電が開始されてから定着ヒータ５２への通電が停止されるまでの経過時間の計測値とを演算処理装置９０に入力すれば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を算出することができる。

また、カウンタによる定着ヒータ５２への通電が停止されてから次に定着ヒータ５２への通電が開始されるまでの経過時間の計測値と定着ヒータ５２への通電が開始されてから定着ヒータ５２への通電が停止されるまでの経過時間の計測値とから算出された記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタによる記録紙の連続印刷枚数の計測値が設定される。

また、画像形成装置の動作時には、定着ヒータ５２だけでなく露光装置２０に設置される半導体レーザ（不図示）も発熱する。このため、半導体レーザの発熱による画像形成装置の内部の温度上昇を抑制するために、定着装置５０の近傍に設置される冷却ファン６０とは異なる冷却部としてのファン（不図示）が露光装置２０の近傍に設置される。そして、このファンを駆動することによって、半導体レーザの熱が画像形成装置の外部へ放熱される。

また、演算処理装置９０には、半導体レーザへの通電が停止されてから次に半導体レーザへの通電が開始されるまでの経過時間と半導体レーザへの通電が開始されてから半導体レーザへの通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第２時間計測部としてのカウンタ（不図示）が設置されている。そして、カウンタによって計測される半導体レーザへの通電が停止されてから次に半導体レーザへの通電が開始されるまでの経過時間の計測値と半導体レーザへの通電が開始されてから半導体レーザへの通電が停止されるまでの経過時間の計測値とが演算処理装置に記憶される。

ここで、画像形成装置の内部の温度の最低値ｔ_minを設定し、半導体レーザへの通電が開始されてから半導体レーザへの通電が停止されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部の温度がどの様に上昇するかを予め測定する。また、画像形成装置の内部の温度の最高値ｔ_maxを設定し、半導体レーザへの通電が停止されてから次に半導体レーザへの通電が開始されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部の温度がどの様に下降するかを予め測定する。

そして、半導体レーザへの通電が開始されてから半導体レーザへの通電が停止されるまでの経過時間及び半導体レーザへの通電が停止されてから次に半導体レーザへの通電が開始されるまでの経過時間と、画像形成装置の内部の温度との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して演算処理装置９０に記憶させる。

また、画像形成装置の製造時に画像形成装置の内部の温度を計測し、この計測された画像形成装置の内部の温度を初期値として画像形成装置の製造時に予め演算処理装置９０に記憶させる。

このように、画像形成装置の内部の温度の初期値と、半導体レーザへの通電が開始されてから半導体レーザへの通電が停止されるまでの経過時間及び半導体レーザへの通電が停止されてから次に半導体レーザへの通電が開始されるまでの経過時間とから、記録紙の印刷が行われるときの画像形成装置の内部の温度を推測することができる。

そして、このように画像形成装置を構成することで、カウンタによる半導体レーザへの通電が停止されてから次に半導体レーザへの通電が開始されるまでの経過時間の計測値と半導体レーザへの通電が開始されてから半導体レーザへの通電が停止されるまでの経過時間の計測値とを演算処理装置９０に入力すれば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を算出することができる。

また、カウンタによる半導体レーザへの通電が停止されてから次に半導体レーザへの通電が開始されるまでの経過時間の計測値と半導体レーザへの通電が開始されてから半導体レーザへの通電が停止されるまでの経過時間の計測値とから算出された記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタによる記録紙の連続印刷枚数の計測値が設定される。

尚、画像形成装置の動作時に、上記露光装置では、半導体レーザだけでなく、上述したポリゴンミラーを駆動するためのミラーモータも発熱する。よって、ミラーモータへの通電が開始されてからミラーモータへの通電が停止されるまでの経過時間及びミラーモータへの通電が停止されてから次にミラーモータへの通電が開始されるまでの経過時間をカウンタにより計測し、カウンタの計測値から記録紙の印刷が行われるときの画像形成装置の内部の温度を算出するようにしてもよい。

このように、本実施形態では、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に応じて冷却ファン６０の回転速度を切り換える構成としたが、画像形成装置の動作時に生成する放電生成物としてのオゾン（Ｏ₃）を装置外部へ排出する放電生成物排出用ファンとしてのオゾン排出用ファン（不図示）にも応用することができる。

ここで、画像形成装置の内部に、上述した帯電ローラ１１に代えて帯電チャージャ（不図示）が設置されるとき、帯電チャージャのコロナ放電によって感光ドラムの表面が帯電する。そして、画像形成装置の動作時には、帯電チャージャのコロナ放電によってオゾンが生成し、このオゾンが画像形成装置の内部に放出される。また、記録紙の連続印刷枚数が多くなるほどオゾンの発生量が増加し、画像形成装置の内部に滞留するオゾン量が増加することで画像形成装置の内部のオゾン濃度が上昇する。そこで、画像形成装置の内部に滞留するオゾンを画像形成装置の外部へ放出し、画像形成装置の内部のオゾン濃度を低い状態に保つため、画像形成装置の内部にオゾン排出用ファンが設置される。

また、この画像形成装置には、帯電チャージャへの通電が停止されてから次に帯電チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間と帯電チャージャへの通電が開始されてから帯電チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第３時間計測部としてのカウンタ（不図示）が図２に示す演算処理装置９０に設置されている。そして、カウンタによって計測される帯電チャージャへの通電が停止されてから次に帯電チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間の計測値と帯電チャージャへの通電が開始されてから帯電チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間の計測値とが演算処理装置に記憶される。

ここで、画像形成装置の内部のオゾン濃度の最低値Ｏ_minを設定し、帯電チャージャへの通電が開始されてから帯電チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部のオゾン濃度がどの様に上昇するかを予め測定する。また、画像形成装置の内部のオゾン濃度の最高値Ｏ_maxを設定し、帯電チャージャへの通電が停止されてから次に帯電チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間に応じて画像形成装置の内部のオゾン濃度がどの様に下降するかを予め測定する。

そして、帯電チャージャへの通電が開始されてから帯電チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間及び帯電チャージャへの通電が停止されてから次に帯電チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間と、画像形成装置の内部のオゾン濃度との関係を表すデータテーブルまたは数式を作成して演算処理装置９０に記憶させる。

また、画像形成装置の製造時に画像形成装置の内部のオゾン濃度を計測し、この計測された画像形成装置の内部のオゾン濃度を初期値として画像形成装置の製造時に予め演算処理装置９０に記憶させる。

このように、画像形成装置の内部のオゾン濃度の初期値と、帯電チャージャへの通電が開始されてから帯電チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間及び帯電チャージャへの通電が停止されてから次に帯電チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間とから、記録紙の印刷が行われるときの画像形成装置の内部のオゾン濃度を推測することができる。

そして、このように画像形成装置を構成することで、カウンタによる帯電チャージャへの通電が停止されてから次に帯電チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間の計測値と帯電チャージャへの通電が開始されてから帯電チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間の計測値とを演算処理装置９０に入力すれば、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部のオゾン濃度を算出することができる。

また、カウンタによる帯電チャージャへの通電が停止されてから次に帯電チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間の計測値と帯電チャージャへの通電が開始されてから帯電チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間の計測値とから算出された記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部のオゾン濃度に応じて、オゾン排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタによる記録紙の連続印刷枚数の計測値が設定される。

尚、画像形成装置の内部に、上述した帯電チャージャに限らず、記録紙の印刷面と反対側の面に正電荷を与えることで記録紙の印刷面にトナー３１を転写するとともに記録紙の印刷面と反対側の面に負電荷を与えることで記録紙を感光ドラム３の表面から剥離させる転写チャージャ（不図示）や、記録紙へトナー３１が転写された後に感光ドラム３の表面に残留するトナー３１の除電を行うとともに感光ドラム３の表面の除電を行う除電チャージャ（不図示）が設置されるとき、転写チャージャや除電チャージャのコロナ放電によってオゾンが生成する。

このため、転写チャージャのコロナ放電によって生成するオゾンを画像形成装置の外部へ排出するオゾン排出用ファンが画像形成装置の内部に設置されるとき、転写チャージャへの通電が開始されてから転写チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間及び転写チャージャへの通電が停止されてから次に転写チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間をカウンタにより計測し、カウンタの計測値から記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部のオゾン濃度を算出するようにしてもよい。

或いは、除電チャージャのコロナ放電によって生成するオゾンを画像形成装置の外部へ排出するオゾン排出用ファンが画像形成装置の内部に設置されるとき、除電チャージャへの通電が開始されてから除電チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間及び除電チャージャへの通電が停止されてから次に除電チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間をカウンタにより計測し、カウンタの計測値から記録紙の印刷が行われるときの画像形成装置の内部のオゾン濃度を算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、画像形成装置の動作時には、帯電チャージャ、転写チャージャ、或いは除電チャージャのコロナ放電によって、上述したオゾンに限らず、窒素酸化物（ＮＯ_X）などの放電生成物も生成する。このため、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置内部の窒素酸化物の濃度を算出するとともに、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置内部の窒素酸化物の濃度に応じて、この窒素酸化物を画像形成装置の外部へ排出するための放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを変更するようにしてもよい。

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３は、上記実施形態１の画像形成装置の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態について、上記実施形態１と異なる点を説明する。

本実施形態の画像形成装置では、日付を計測する日付計測部としてのカウンタ（不図示）が図２に示す演算処理装置９０に設置されている。ここで、画像形成装置の内部は、画像形成装置の外部の熱の影響を受けやすいために、その温度が季節に応じて変化する。そして、図４に示すように、定着ローラ５１の温度と記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度との関係が、夏期には一点鎖線で表され、春・秋期には実線で表されるとともに、冬期には破線で表される。

また、図４に示すように、温度センサ５４により検出された定着ローラ５１の温度がｔ₄のとき、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が夏期にｔ₇，春・秋期にｔ₇よりも低いｔ₆，冬期にｔ₆よりも低いｔ₅に、それぞれ変化する。すなわち、画像形成装置外部の温度は夏期が最も高く、春・秋期、冬期の順に低くなるために、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度も夏期、春・秋期、冬期の順に低くなる。一方、本実施形態の演算処理装置９０は、夏期、春・秋期、及び冬期の３つのモードそれぞれに応じて画像形成装置の内部の温度を補正する機能を備えており、カウンタの計測値から３つのモードのちの１つが選択される。

具体的に、この演算処理装置９０は、定着ローラ５１の温度から記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を算出するとともに、カウンタの計測値から選択された１つのモードに応じて記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を補正する。すなわち、この演算処理装置９０は、春・秋期を基準としたとき、定着ローラ５１の温度から算出された記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度に、例えば、夏期であれば＋Δｔを加えるとともに冬期であれば−Δｔを加えることで、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度が夏期にｔ₇、春・秋期にｔ₆、冬期にｔ₅となるようにそれぞれ補正する。

また、実施形態１で述べたように、記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度と冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタによる記録紙の連続印刷枚数の計測値との関係を表すデータテーブルまたは数式に、季節に応じて補正された記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を入力することで、冷却ファン６０の回転速度を切り換えるタイミングに達するまでのカウンタによる記録紙の連続印刷枚数の計測値が算出される。

尚、上記演算処理装置９０に、夏期、春・秋期、及び冬期の３つのモードに限らず、春期、夏期、秋期、及び冬期の４つのモードを設け、各モードに応じて記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を補正するように構成してもよい。或いは、上記演算処理装置９０に１〜１２月の１２個のモードを設け、各モードに応じて記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を補正するように構成してもよい。

また、上記実施形態２の画像形成装置において、演算処理装置９０に上述の日付を計測する日付計測部としてのカウンタ（不図示）を設置することで、カウンタの計測値から選択された各モードに応じて記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度を補正する構成としてもよい。

以上説明したように、本発明は、画像形成装置に関し、特に、画像形成装置の内部で生じる熱を画像形成装置の外部へ放熱する冷却ファンの回転速度を制御するものについて有用である。

本発明に係る画像形成装置の構造を示す概略図である。 本発明に係る画像形成装置の動作を示すブロック図である。 実施形態１に係る画像形成装置において、片面印刷モード及び両面印刷モードにおける記録紙の連続印刷枚数と画像形成装置の内部の温度との関係を表す図である。 実施形態３に係る画像形成装置において、季節毎における定着ローラの温度と記録紙の連続印刷が開始されるときの画像形成装置の内部の温度との関係を表す図である。

符号の説明

１ 本体部
２ 反転部
３ 感光ドラム
１０ 帯電装置
１１ 帯電ローラ
２０ 露光装置
３０ 現像装置
３１ トナー
３２ 現像ローラ
４０ 転写装置
４１ 転写ローラ
５０ 定着装置
５１ 定着ローラ
５２ 定着ヒータ
５３ 加圧ローラ
５４ 温度センサ
６０ 冷却ファン
７０ 給紙カセット
７１ 給紙ローラ
７２，７８ 搬送ローラ
７３ レジストローラ
７４ 搬送ガイド
７５ 排出方向切換ガイド
７６ 排紙ローラ
７７ 排紙トレイ
７９ 搬送部
８０ 反転ローラ
８１ 下段トレイ
８２ 上段トレイ
９０ 演算処理装置
９１ 電源装置
９２ 制御装置

Claims (11)

1. 定着ローラと該定着ローラを加熱するためのヒータとを有するとともに前記ヒータにより加熱された前記定着ローラを通過する記録紙にトナーを定着させる定着部と、少なくとも前記定着部の熱を装置外部へ放熱することで装置内部を冷却する冷却部とを備える画像形成装置であって、
   記録紙の連続印刷が行われている間に前記冷却部の冷却能力を調整するとともに、記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測し、この温度に応じて前記冷却部の冷却能力を調整するタイミングを変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着ローラの温度を検出する温度センサを備え、
   記録紙の連続印刷が開始されるときの前記温度センサの温度情報から記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録紙の連続印刷が開始される前における前記ヒータへの通電が停止されてから次に前記ヒータへの通電が開始されるまでの経過時間と、記録紙の連続印刷が開始される前における前記ヒータへの通電が開始されてから前記ヒータへの通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第１時間計測部を備え、
   前記第１時間計測部の計測値から記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 日付を計測する日付計測部を備え、
   前記日付計測部の計測値に応じて記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 発光部を備えるとともに感光ドラムへ向けて前記発光部からレーザ光を出射する露光部を備え、
   前記冷却部は、前記露光部の熱を装置外部へ放熱することで、装置内部を冷却することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 記録紙の連続印刷が開始される前における前記発光部への通電が停止されてから次に前記発光部への通電が開始されるまでの経過時間と、記録紙の連続印刷が開始される前における前記発光部への通電が開始されてから前記発光部への通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第２時間計測部を備え、
   前記第２時間計測部の計測値から記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の温度を推測することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記冷却部は冷却ファンであり、印刷を開始してからの記録紙の連続印刷枚数が所定値に達したところで前記冷却ファンの回転速度を切り換えて前記冷却部の冷却能力を調整するとともに、前記冷却部の冷却能力を調整するタイミングを記録紙の連続印刷枚数によって設定することを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の画像形成装置。
8. 前記冷却部は冷却ファンであり、印刷を開始してからの記録紙の連続印刷時間が所定値に達したところで前記冷却ファンの回転速度を切り換えて前記冷却部の冷却能力を調整するとともに、前記冷却部の冷却能力を調整するタイミングを記録紙の連続印刷時間によって設定することを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の画像形成装置。
9. 感光ドラムに電気的作用を与えるための電荷を生成するチャージャと、
   前記チャージャの放電によって生成する放電生成物を装置外部へ排出する放電生成物排出用ファンと、
   記録紙の連続印刷が開始される前における前記チャージャへの通電が停止されてから次に前記チャージャへの通電が開始されるまでの経過時間と、記録紙の連続印刷が開始される前における前記チャージャへの通電が開始されてから前記チャージャへの通電が停止されるまでの経過時間とを計測する第３時間計測部とを備え、
   記録紙の連続印刷が行われている間に前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるとともに、前記第３時間計測部の計測値から記録紙の連続印刷が開始されるときの装置内部の放電生成物の濃度を推測し、この放電生成物の濃度に応じて前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを変更することを特徴とする請求項１〜請求項８の何れかに記載の画像形成装置。
10. 印刷を開始してからの記録紙の連続印刷枚数が所定値に達したところで前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるとともに、前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを記録紙の連続印刷枚数によって設定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 印刷を開始してからの記録紙の連続印刷時間が所定値に達したところで前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるとともに、前記放電生成物排出用ファンの回転速度を切り換えるタイミングを記録紙の連続印刷時間によって設定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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