JP2008129217A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像記録終了時の温度状況に応じてファンの駆動を最適に制御することにより、不要な冷却ファンの駆動を防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】プリントが終了すると、記録部近傍の温度が第一の閾値を越えているか否かを判定し、第一の閾値を越えていない場合、ファンを第一の所定時間継続運転した後、ファンを停止する（ステップ101〜104）。一方、温度が第一の閾値を越えている場合、ファンを第二の所定時間継続運転した後、温度が第二の閾値を越えているか否かを判定し、第二の閾値を越えていない場合、ファンを停止し、第二の閾値を越えている場合、さらに、ファンを第二の所定時間継続運転した後、再度温度が第二の閾値を越えているか否かを判定し、これを温度が第二の閾値より低くなるまで継続する（ステップ105〜107）。
【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置、特に、画像記録部近傍を冷却する機能を備えた画像形成装置に関する。

プリント画像情報に対応させて記録紙に付着させたトナーを定着部で加熱することにより記録紙に定着させる電子写真方式の画像形成装置においては、プリント画像情報に基づいて変調された光により感光体に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体にトナーを付着して現像する。この感光体に付着されたトナーを記録紙に転写した後、トナーの付着された記録紙を定着ヒータにより加熱される定着ローラに搬送し、定着ローラによってトナーを記録紙に定着させるようにしている。

このような熱定着部を有する電子写真方式の画像形成装置では、上記のように、転写されたトナー像を熱定着させるための定着装置がヒータを備えており、このヒータから発せられる熱で、画像形成装置内の温度が上昇し、クリーニング装置内に回収されたトナーや現像装置のトナー収納部に収容されたトナーの温度が上昇すると、画像形成装置に悪影響を及ぼすことがある。

すなわち、トナーの温度が所定温度より上昇するとトナーの物性が変化してしまうことがあり、このように物性が変化したトナーは流動性が悪化しているため、再利用する場合に画像ムラを生じさせたりする、という問題が生じる。

従来、このようなトナーの温度上昇を防止するため、常にファンを回転させて吸排気を行うことにより画像形成装置内部の冷却を図っていたが、機器内に高い温度上昇が見られないときでも、ファンを駆動させるため、不必要な電力を消費することになっていた。
また、このような冷却ファンは、外気を取り入れて冷却を行うため、機外の埃や汚れ等を画像形成装置内に取り込んでしまうので、常時ファンの駆動を行うことが、レンズやミラー等の光学部品を汚す原因ともなっていた。

さらに、冷却装置のファンを常に回転させると、画像形成装置が作動状態にあるとき、常時回転音が発生し、特に、画像形成が行われない待機状態においては、ファンの回転音のみが聞こえる状態になるため、比較的静かな室内で画像形成装置を使用する場合、この回転音が騒音として感じられる、という問題も生じている。
このため、画像形成装置内の温度を常時監視し、温度が所定温度以上になったときのみファンを駆動し、上記の所定温度より低い所定温度以下になった時、ファンを停止するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１４８１０５号公報

上記のように、従来の画像形成装置では、画像形成装置内の温度を監視し、温度が所定温度以上のときファンを駆動し、上記の所定温度より低い所定温度以下になった時、ファンを停止するようにしているが、このようにすると、画像形成装置内の温度が低い所定温度以下に下がるまで長時間ファンが駆動されるので、冷却ファンの動作による光学系汚れや騒音等が生じるとともに、不必要な電力を消費しなければならなかった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、画像記録終了時の温度状況に応じてファンの駆動を最適に制御することにより、不要な冷却ファンの駆動を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明の画像形成装置は、画像記録部と、画像記録部近傍の温度を検出する温度検出手段と、装置内部を冷却する冷却手段と、上記温度検出手段の検出出力に基づいて上記冷却手段を制御する制御手段とを備えた画像処理装置であって、画像記録終了時、検出温度が第１の閾値より低い時、上記制御手段が、上記冷却手段を第１の所定時間の間継続駆動した後、駆動を停止し、画像記録終了時、検出温度が上記第１の閾値より高い時、上記制御手段が上記冷却手段を第２の所定時間の間継続駆動し、上記第２の所定時間経過時に、検出温度が第２の閾値より高い時、さらに上記第２の所定時間の間継続駆動し、検出温度が第２の閾値より低い時、駆動を停止することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の画像形成装置は、請求項１に記載された画像形成装置において、上記第２の閾値が上記第１の閾値より高いことを特徴とし、
請求項２に係る発明の画像形成装置は、請求項１または請求項２に記載された画像形成装置において、上記第１の所定時間が上記第２の所定時間より短いことを特徴とする。

請求項１〜請求項３に係る発明の画像形成装置によれば、印字終了直後に冷却手段の制御、すなわち、ファン制御に使用する閾値温度と、印字終了後一定時間ファンを継続駆動した後のファン制御に使用する閾値温度が異なり、印字終了後一定時間ファンを継続駆動した後のファン制御に使用する閾値温度を高くすることにより、ファンの運転時間が短くなり、ファン駆動による騒音及び消費電力を低減することができる。
また、印字終了直後の温度が低い場合に、ファンを継続駆動する時間が短いので、印字終了直後の温度が高くなっていない場合には、最小限のファン駆動時間とすることが可能となる。

以下、本発明の画像形成装置を複写機能、ファクシミリ機能、プリント機能、スキャナ機能等を有するデジタル複合機に適用した実施例について説明する。
図１はデジタル複合機のハードウェア構成を示す概略ブロック図であり、図に示すように、デジタル複合機はＣＰＵ１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３、表示・操作部４、読取部５、画像メモリ６、記録部７、コーデック８、モデム９、ネットワーク制御ユニットＮＣＵ１０、ＬＡＮインターフェース（Ｉ／Ｆ）１１、温度検出部１２及びファン駆動部１３から構成され、各部がバス１４を介して接続されている。

ＣＰＵ１はバス１４を介してデジタル複合機のハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ２に記憶されたプログラムに基づいて各種のプログラムを実行し、ＲＯＭ２はデジタル複合機の動作に必要な種々のプログラムや操作メッセージ等を予め記憶している。また、ＲＡＭ３はＳＲＡＭ等で構成され、プログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。

表示・操作部４は、デジタル複合機の動作状態を表示したり、種々の機能の操作画面の表示を行う表示部と、デジタル複合機を操作するための複数のキーよりなり、読取部５はオートドキュメントフィーダー（ＡＤＦ）やフラットベッドスキャナ（ＦＢＳ）等の読取り用原稿載置台を備え、ＣＣＤ等を利用したスキャナで原稿を読み取り、ドットイメージデータを出力する。

また、画像メモリ６は、ＤＲＡＭ等を用いて構成され、送信すべき画像データまたは受信した画像データあるいは読取部５で読み取った画像データを記憶し、記録部７は電子写真方式等のプリンタ装置を備え、受信したデータ、コピー原稿データあるいは外部のパソコン等から送信されたプリントデータをプリントアウトする。

コーデック８は所定のプロトコルに対応して符号化・復号するものであり、読み取った原稿の画像データを送信するためにＭＨ、ＭＲまたはＭＭＲ方式により符号化し、外部から受信した画像データを復号する。
モデム９はバス１４に接続されており、ファクシミリ通信が可能なファクスモデムとしての機能を有し、このモデム９は同様にバス１４に接続されたＮＣＵ１０と接続されている。ＮＣＵ１０はアナログ回線の閉結及び開放の動作を行うハードウェアであり、必要に応じてモデム９を公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続する。

ＬＡＮインターフェース１１はＬＡＮに接続され、ＬＡＮからの信号を受信する一方、ＬＡＮに対して信号やデータを送信するものであり、信号変換やプロトコル変換などのインターフェース処理を実行する。
また、温度検出部１２は記録部７近傍の温度を検出するものであり、例えば、記録部７近傍に配置されたサーミスタの抵抗変化等を検知することにより記録部７近傍の温度を検出する。ファン駆動部１３は排気ダクトに設けられた冷却手段としてのファンを駆動する。

デジタル複合機は上記のような構成を備えており、ファクシミリ送信時には、原稿の画像データが読取部５で読み取られ、コーデック８で圧縮されて画像メモリ６に蓄積される。この圧縮された画像データが画像メモリ６から読み出されてモデム９で変調され、ＮＣＵ１０からＰＳＴＮを通して通信相手先に送信される。また、ファクシミリ受信時には、受信した画像データがモデム９で復調され、画像メモリ６に蓄積された後、コーデック８で復号されて記録部７により印刷される。

一方、図２はデジタル複合機の記録部、冷却機構及び温度検出部のみの構造を示す内部構造図であり、図に示すように、上部に排トナー搬送路２１を備えた感光体ドラムユニット２２と定着器ユニット２３よりなる記録部７の近傍に温度検出部１２に接続されたサーミスタ２４が設置されている。
なお、感光体ドラムユニット２２は、所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光ドラムを備え、この感光ドラムの回りに転写ロール、メモリ除去ブラシ、帯電器、画像露光装置等が配置され、この感光体ドラムユニット２２の用紙排出側に設けられた定着器ユニット２３は、ヒートローラとヒートローラに押し付けられて回転するニップローラよりなり、ヒータとしてのハロゲンランプがヒートローラの中心軸上に配されている。

また、冷却機構はファン２５と排気用のダクト２６により構成され、ファン２５はファン駆動部１３によって装置内部の冷却時に駆動されて、図示矢印方向に空気を吸引し、このファン２５が設置されたダクト２６のファン２５と反対側の位置に上記のサーミスタ２４が設置されている。

次に、図２に示す構造のデジタル複合機において、ダクト先端部、すなわち、サーミスタ２４の設置位置、感光体ユニット全体を覆うカバー部材であるドラムユニットカバーであって、排トナー搬送路２１が配置された部分を覆うドラムユニットカバー外面のカバー前部（装置本体前方側）、カバー中央部、カバー後部（装置本体後方側）にサーミスタを設置し、ファン制御条件を種々変更した場合の、印字終了後の各部の温度変化を検出した試験結果について説明する。

図３は、２０００枚印字終了直後に電源オフ、ファンオフとした場合の、各サーミスタの温度変化をプロットした試験結果であり、図に示すように、感光体ドラム上面で印字終了直後にドラムユニットカバー外面の測定温度が、設定限界温度（６３℃）を超えた。
ここでいう設定限界温度とは、トナーの温度が所定温度より上昇することによりトナーの物性が変化するときのドラムユニットカバー外面の測定温度である。これはドラムユニットカバー外面の測定温度が、設定限界温度を超えることによりトナーの物性変化が起こってしまうことを示し、ドラムユニットカバー外面の測定温度がこの温度以上になることを防ぐ必要がある。

また、図４は、２０００枚印字後にファン２５を３０分間連続して継続運転した場合の、各サーミスタの温度変化をプロットした試験結果であり、図に示すように、各サーミスタの温度は印字終了後も設定限界温度を超えないことが判る。
ただし、印字終了後数分間はファン運転にもかかわらず、機内温度は上昇した。

さらに、図５は、４００枚印字直後、２分後、７分後から等間隔でダクト先端部の温度をチェックし、５０℃によりファンの運転制御、すなわち、ダクト先端部の温度が５０℃以上であれば、ファンを継続運転し、５０℃以下になればファンを停止させた場合の、各サーミスタの温度変化をプロットした試験結果であり、図に示すように、ファンの運転時間は３０分以上になり、ファンの運転時間が長すぎ、騒音等の問題が起こる可能性があることが判る。

また、図６は、４００枚印字直後、２分後、７分後から等間隔でダクト先端部の温度をチェックし、５３℃によりファンの運転制御を行った場合の、各サーミスタの温度変化をプロットした試験結果であり、図に示すように、ファンの運転時間は短くなった（運転時間２分）が、ファン停止後、感光体ドラム上後部の温度が設定限界温度を超えた。

さらに、図７は、５００枚印字直後、２分後、７分後から等間隔でダクト先端部の温度をチェックし、印字直後は５０℃（ファン制御温度１）で、２分後以降は５８℃（ファン制御温度２）でファンの運転制御を行った場合の試験結果である。
すなわち、印字直後にダクト先端部の温度が５０℃以上であれば、ファンを継続運転し、５０℃以下であればファンを停止させ、２分経過後は、ダクト先端部の温度が５８℃以上であれば、ファンを継続運転し、５８℃以下であればファンを停止させた場合の、各サーミスタの温度変化をプロットした試験結果である。
この実験結果では、図に示すように、ファンの運転時間は７分で終了し、感光体ドラムの上面温度は設定限界温度を超えず、最適な制御となった。

本発明は、上記の実験結果に基づいてファンの駆動制御を行うものであって、以下、本発明を適用したデジタル複合機でのファン制御時のＣＰＵの作用を図８のフローチャートにより説明する。
記録部７におけるプリント動作が開始されると、ＣＰＵ１は、図８のフローチャートに示すファン制御プログラムを開始し、プリントが終了したか否かを判定する（ステップ１０１）。
なお、記録部７によるプリント動作中ファン２５は運転されている。

そして、プリントが終了したと判定すると、ＣＰＵ１は、温度検出部１２の検出結果に基づいてダクト２６の先端部の温度が５０℃を越えているか否かを判定し（ステップ１０２）、プリント直後のダクト２６の先端部の温度が５０℃を越えていないと判定した場合、タイマを駆動することにより、プリント終了後２分間が経過したか否かを判定し（ステップ１０３）、プリント終了後２分間が経過したと判定した場合、ファン駆動部１３に指示してファン２５を停止し（ステップ１０４）、ファン制御プログラムを終了する。

一方、ステップ１０２でプリント直後のダクト２６の先端部の温度が５０℃を越えていると判定した場合、ＣＰＵ１は、タイマを駆動することにより、プリント終了後７分間が経過したか否かを判定し（ステップ１０５）、プリント終了後７分間が経過したと判定した場合、温度検出部１２の検出結果に基づいてダクト２６の先端部の温度が５８℃を越えているか否かを判定する（ステップ１０６）。

ステップ１０６で７分間経過時にダクト２６の先端部の温度が５８℃を越えていないと判定した場合、ＣＰＵ１は、ファン駆動部１３に指示してファン２５を停止し（ステップ１０４）、ファン制御プログラムを終了する。
また、ステップ１０６で７分間経過時にダクト２６の先端部の温度が５８℃を越えていると判定した場合、ＣＰＵ１は、タイマを駆動することにより、さらに７分間が経過したか否かを判定し（ステップ１０７）、７分間が経過すると、ステップ１０６に戻って再度ダクト２６の先端部の温度が５８℃を越えているか否かを判定し、これをダクト２６の先端部の温度が５８℃より低くなるまで継続する。

以上のように、プリント終了直後に、ダクト２６の先端部の温度が５０℃を越えていない場合は、ファンを２分間だけ継続運転した後、停止させるので、騒音や電力消費を減らすことができる。
また、プリント終了直後に、ダクト２６の先端部の温度が５０℃を越えていた場合は、ファンを７分間継続運転し、７分間ファンを継続運転しても温度が５８℃以下にならない場合のみ、ファンの運転を継続するので、単に５０℃でファンの駆動、停止を制御するよりもファンの運転時間を短くすることができ、騒音や電力消費を減らすことができる。そして、図７の実験結果から明らかなように、ダクト２６の先端部の温度が５８℃を越えない時間までファンを運転することにより、感光体ドラムの上面温度が感光体ドラム部の臨界温度を超えないようにすることができるので、トナーの物性変化を防止し、トナー搬送性を悪化させることなく装置を動作させることができる。

なお、上記の実施例の制御温度、ファン継続運転時間は一例であり、適宜変更することが可能である。
また、上記の実施例では、本発明の画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合について説明したが、本発明の画像形成装置はファクシミリ装置やコピー機等の他の画像形成装置にも適用することができる。

デジタル複合機のハードウェア構成を示すブロック図である。 デジタル複合機の記録部、冷却機構及び温度検出部のみの構成を示す装置前方側から見た内部構造図である。 印字終了直後にファンオフとした場合の各部の温度変化をプロットした試験結果である。 印字後にファンを３０分間連続運転した場合の各部の温度変化をプロットした試験結果である。 ５０℃によりファンの運転制御を行った場合の各部の温度変化をプロットした試験結果である。 ５３℃によりファンの運転制御を行った場合の各部の温度変化をプロットした試験結果である。 印字直後は５０℃で、２分後以降は５８℃でファンの運転制御を行った場合の各部の温度変化をプロットした試験結果である。 ファン制御時のＣＰＵの作用を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＣＰＵ
２ ＲＯＭ
３ ＲＡＭ
４ 表示・操作部
５ 読取部
６ 画像メモリ
７ 記録部
８ コーデック
９ モデム
１０ ＮＣＵ
１１ ＬＡＮ Ｉ／Ｆ
１２ 温度検出部
１３ ファン駆動部
１４ バス
２１ 排トナー搬送路
２２ ドラムユニット
２３ 定着器ユニット
２４ サーミスタ
２５ ファン
２６ ダクト

Claims (3)

1. 画像記録部と、画像記録部近傍の温度を検出する温度検出手段と、装置内部を冷却する冷却手段と、上記温度検出手段の検出出力に基づいて上記冷却手段を制御する制御手段とを備えた画像処理装置であって、
   画像記録終了時、検出温度が第１の閾値より低い時、上記制御手段が、上記冷却手段を第１の所定時間の間継続駆動した後、駆動を停止し、
   画像記録終了時、検出温度が上記第１の閾値より高い時、上記制御手段が上記冷却手段を第２の所定時間の間継続駆動し、上記第２の所定時間経過時に、検出温度が第２の閾値より高い時、さらに上記第２の所定時間の間継続駆動し、検出温度が第２の閾値より低い時、駆動を停止することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載された画像形成装置において、
   上記第２の閾値が上記第１の閾値より高いことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された画像形成装置において、
   上記第１の所定時間が上記第２の所定時間より短いことを特徴とする画像形成装置。

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