JP2020071302A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置が大型化、高コスト化することなく、定着部の近傍に設置された電気部品を効率的に冷却する。【解決手段】定着部１２の近傍に設置されたドロワコネクタ５２、５３（電気部品）と、ドロワコネクタ５２、５３を冷却するファン４１、４２（冷却手段）と、ドロワコネクタ５２、５３の温度を推定する制御部１１０（温度推定手段）と、が設けられている。そして、制御部１１０によって推定した温度に基づいて、ファン４１、４２の冷却能力を調整している。【選択図】図５

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、画像形成装置の内部の温度を推定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１の画像形成装置は、吸気手段によって外気を画像形成装置の内部に吸い込んで、その外気の温度から画像形成装置内の温度を推定している。そして、その推定した温度に基づいてプロセス速度を可変することで、トナーの融解や廃トナーの詰りを抑止しようとしている。

従来の画像形成装置は、高温に達する定着部の近傍に設置された電気部品も、高温に達してしまって熱的な故障や劣化が生じてしまうことがあった。
このような不具合を解決するために、電気部品の温度を直接的に検知する温度センサを設置して、その温度センサの検知結果に基づいて電気部品を冷却する方策が考えられる。しかし、そのような場合、耐熱性に優れた温度センサを設置する必要があり、装置が高コスト化、大型化してしまうことになる。
また、定着部の近傍に設置された電気部品を必要以上に冷却してしまうと、その近傍の定着部も無駄に冷却されてしまって、定着部によっておこなわれる定着工程に影響してしまう可能性があった。
また、特許文献１の技術は、画像形成装置の内部に吸い込んだ外気の温度から内部温度を推定するものであるが、定着部から充分に離れた位置の内部温度を推定することはできても、定着部（電気部品）の近傍の高温に達する温度を精度良く推定することができなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置が大型化、高コスト化することなく、定着部の近傍に設置された電気部品を効率的に冷却することができる、画像形成装置を提供することにある。

この発明における画像形成装置は、シートの表面に形成された画像を加熱して定着する定着部と、前記定着部の近傍に設置された電気部品と、前記電気部品を直接的又は間接的に冷却する冷却手段と、前記電気部品の温度を推定する温度推定手段と、を備え、前記温度推定手段によって推定した温度に基づいて、前記冷却手段の冷却能力を調整するものである。

本発明によれば、装置が大型化、高コスト化することなく、定着部の近傍に設置された電気部品を効率的に冷却することができる、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す斜視図である。 画像形成装置を示す構成図である。 画像形成装置本体の装置側ドロワコネクタが定着部のユニット側ドロワコネクタに接続される直前の状態を示す概略斜視図である。 本体カバーの一部が取り外された画像形成装置を示す斜視図である。 画像形成装置に形成される通気経路を示す図である。 ファンの冷却能力を調整する制御を示すフローチャートである。 シートの種類と、ファンの回転数と、の関係の一例を示す表図である。 ファンの回転数を調整するときのファン稼働率を示す表図である。 変形例１としての、ファンの冷却能力を調整する制御を示すフローチャートである。 変形例２としての、ファンの冷却能力を調整する制御を示すフローチャートである。 定着温度の時間積分の一例を示すグラフである。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１、図２を用いて、画像形成装置１００における全体の構成・動作について説明する。
図１は、本実施の形態における画像形成装置１を示す概略斜視図であり、図２は、その概略断面図である。
本実施の形態における画像形成装置１００は、モノクロレーザプリンタである。

図２に示すように、画像形成装置１００には、ブラックのトナー（現像剤）によって画像を形成するためのプロセスカートリッジ１が着脱可能（交換可能）に設置されている。
プロセスカートリッジ１は、その表面に画像（トナー像）を担持する像担持体としての感光体２（感光体ドラム）と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ３（帯電部）と、感光体２上にトナー（現像剤）を供給して画像を形成する現像部４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング部８と、感光体２の表面を除電する除電部６と、が一体化されたユニットである。
また、画像形成装置１００において、プロセスカートリッジ１の感光体２の上方には露光部７が設けられている。露光部７は、ＰＣ（パソコン）などから画像形成装置１００に入力された画像データに基づいて、図２の時計方向に回転する感光体２の表面に露光光（レーザ光）を主走査方向にわたって照射して、感光体２上に画像データに対応した静電潜像を形成するものである。
また、プロセスカートリッジ１の感光体２の下方には転写ローラ１４（転写部）が設けられている。転写ローラ１４は、感光体２に当接して転写ニップ（画像形成部）を形成していて、転写ニップに搬送されるシートＰ上に感光体２上の画像を転写するものである。
これらのプロセスカートリッジ１、露光部７、転写ローラ１４などが、作像部として機能することになる。
なお、本実施の形態における画像形成装置１００には、作像部の近傍の温度を検知する温度センサ５５（図２参照）が設置されている。この温度センサ５５の検知果は、主として作像条件を調整するときに用いられる他、後述するファン４１、４２の冷却能力を調整する制御においても用いられる。

一方、画像形成装置１００の下部には、給紙トレイ１５に収納された用紙などのシートＰを給送する給送ローラ１６が配置されている。また、この給送ローラ１６の搬送方向下流側（シートＰが搬送される方向の下流側である。）であって、転写ニップの搬送方向上流側には、給送ローラ１６によって給送されたシートＰを一旦停止させてから所定のタイミングで搬送するタイミングローラ１７が配置されている。
また、転写ニップよりも搬送方向下流側には、シートＰの表面に形成（転写）された画像を加熱して定着する定着部１２が配置されている。定着部１２には、ハロゲンヒータ等の熱源１３（図５参照）を内包する定着ローラ１８や、この定着ローラ１８に対して所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ１９などが設けられている。また、定着部１２には、装置本体１００から電気部品としてのドロワコネクタ５２、５３を介して電力が供給されるが、これについては後で詳しく説明する。

以下、図２を用いて、本実施の形態における画像形成装置１００の基本動作について説明する。
まず、制御部からの給紙信号によって給送ローラ１６が回転すると、給紙トレイ１５に積載されたシートＰの最上位のシートＰのみが分離されてシート搬送経路へ送り出される。給紙トレイ１５から給送されたシートＰは、図２の一点鎖線で示す矢印方向に搬送されて、その先端がタイミングローラ１７のニップ部に到達すると、感光体２に形成された画像（トナー像）とタイミング（同期）をとるとともに、シートＰの先端スキューを補正するため、シートＰにたるみを形成した状態で待機する。

一方、作像部では、駆動機構によって感光体２が図２の時計方向に回転して、その表面の感光層が帯電ローラ３により一様な高電位に帯電される。そして、帯電された感光体２の表面は、露光部７により画像データに基づいて選択的に露光され、この露光により電位の減衰した低電位部と初期化による高電位部とからなる静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像が形成された感光体２の表面が、現像部４の現像ローラ５との対向位置に達すると、その表面にトナー薄層を形成した現像ローラ５からトナーが転移されてトナー像が形成（現像）される。

その後、トナー像が形成された感光体２の表面が転写ニップ（画像形成部）に達すると、タイミングローラ１７の位置で待機していたシートＰが、タイミングローラ１７の回転によってタイミング（同期）をとって転写ニップに向けて搬送される。そして、転写ローラ１４よって、転写ニップに送られたシートＰに感光体２上のトナー像が転写される。なお、シートＰに転写しきれなかった感光体２上の残留トナーは、クリーニング部８の位置で、感光体２に当接するクリーニングブレードによってクリーニングされる。そして、クリーニングされた感光体２の表面は、除電部６の位置で表面電位がクリアにされて、次のトナー像の形成に備えられる。

一方、転写ニップ（画像形成部）でトナー像が転写されたシートＰは、さらに破線矢印方向に搬送されて、定着部１２の位置に達する。そして、定着部１２に搬送されたシートＰは、定着ローラ１８と加圧ローラ１９とによって挟まれて、その表面に担持された画像（未定着トナー像）が加熱・加圧されて定着される（定着工程である）。そして、画像が定着されたシートＰは、定着部１２から送り出されることになる。
その後、定着部１２を通過した定着工程後のシートＰは、図２の一点鎖線矢印で示すように、排出経路２４を経て、排出反転ローラ２０によって排出口Ａから画像形成装置１００の外部に排出されて、排紙トレイ２１上にスタックされることになる。
こうして、画像形成装置１００における一連の画像形成動作（印刷動作）が終了する。

次に、図２、図３、図５等を用いて、画像形成装置本体１００に設置される定着部１２の構成・動作について詳述する。
図２、図３、図５に示すように、定着部１２は、定着ローラ１８（定着回転体）、熱源としてのヒータ１３、加圧ローラ１９（加圧回転体）、温度検知手段としてのサーモパイル５１、ユニット側ドロワコネクタ５２、等で構成されている。

ここで、定着ローラ１８は、ステンレス鋼などの金属材料からなる中空構造の芯金上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造のローラ部材であって、加圧ローラ１９に圧接してニップ部（定着ニップ）を形成している。定着ローラ１８は、駆動機構によって図２の時計方向に回転駆動される。
また、中空構造の定着ローラ１８の内部には熱源としてのヒータ１３が固設されている。ヒータ１３は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着部１２の側板に固定されている。そして、画像形成装置本体１００の電源（メインスイッチ）がオンされた状態で、電源ユニットからドロワコネクタ５２、５３を介してヒータ１３に電力が供給される。そして、制御部１１０により出力制御されたヒータ１３からの輻射熱によって定着ローラ１８が加熱されて、さらに加熱された定着ローラ１８の表面からシートＰ上のトナー像に熱が加えられる。
ヒータ１３の出力制御は、定着ローラ１８表面に非接触で対向するサーモパイル５１によるローラ表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。詳しくは、サーモパイル５１の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ１３に交流電圧が印加される。このようなヒータ１３の出力制御（オン・オフ制御）によって、定着ローラ１８の表面温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
また、加圧ローラ１９は、主として、芯金と、芯金の外周面に接着層を介して形成された弾性層と、からなる。加圧ローラ１９は、定着ローラ１８の回転にともない、図２の反時計方向に従動回転する。

ここで、定着部１２は、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。
詳しくは、図２の左方（又は、図５の右方）の本体カバーを開閉して、定着部１２が図２の左右方向（水平方向）を着脱方向として画像形成装置本体１００から取り出されたりセットされたりすることになる。そして、その定着部１２の着脱動作に連動して、画像形成装置本体１００に固定された本体側ドロワコネクタ５３に対して、定着部１２に固定されたユニット側ドロワコネクタ５２が接続されたり接続解除されたりすることになる。
また、本体側ドロワコネクタ５３は、装置本体１００の電源ユニット（電源部）にハーネスなどを介して接続されている。また、ユニット側ドロワコネクタ５２は、ヒータ１３やサーモパイル５１などにハーネスなどを介して接続されている。これにより、定着部１２が装置本体１００にセットされて、ドロワコネクタ５２、５３が接続された状態になると、装置本体１００の電源ユニットから定着部１２（ヒータ１３やサーモパイル５１などの被給電体）への電力供給が可能になる。

ここで、図４、図５等を参照して、本実施の形態における画像形成装置１００には、作像部やドロワコネクタ５２、５３を冷却するための冷却手段としての２つのファン（第１ファン４１と、第２ファン４２と、である。）が設置されている。
詳しくは、これらのファン４１、４２は、装置の高速化によって装置内が温度上昇したり、低融点トナーを用いたりすることにより、作像部で用いられるトナーが固着してしまうのを防止するなど、作像部を冷却するためのものである。さらに、これらのファン４１、４２は、高温に達する定着部１２の近傍に設置された電気部品としてのドロワコネクタ５２、５３が、高温によって故障したり劣化したりしないように、ドロワコネクタ５２、５３を冷却するためのものでもある。
図４を参照して、２つのファン４１、４２は、それぞれ、装置１００の側方に設けられた吸気口１００ｂ、１００ｃから装置内に外気を取り込む吸引ファンである。
そして、図２、図５に示すように、作像部（プロセスカートリッジ１）の上部には、装置内を効率よく冷却するためのダクト４３が設けられており、装置内に送り込んだ空気が拡散せず所望の場所に流動するように構成されている。このダクト４３の排気側には、別のダクト４４が接続されている。このダクト４４は、ドロワコネクタ５２、５３（電気部品）のすぐ上方に配置されているため、ドロワコネクタ５２、５３が冷却（空冷）されることになる。
また、本実施の形態における画像形成装置１００は、定着部１２と排紙トレイ２１との距離が近くなっており、排紙トレイ２１が定着部１２で生じた熱によって熱くなってしまう可能性がある。これに対して、定着部１２と排紙トレイ２１との間にダクト４４が設けられていて、その部分が冷却されることになるため、そのような不具合も生じにくくなる。
そして、図５において黒矢印で示すように、装置両側に配置されたファン４１、４２から吸引された空気は、ダクト４３、４４を経由して定着部１２の上方を流動した後に、定着部１２の下流側に流動して、排出経路２４を経由して排出口Ａから装置外に排気されることになる。
なお、本実施の形態における画像形成装置１００には、図４（Ｂ）、図５に示すように、上述した２つのファン４１、４２の他に、電源ユニットを冷却するためのファン３１も設置されている。

以下、本実施の形態における画像形成装置１００において、特徴的な構成・動作について詳述する。
先に図１〜図４を用いて説明したように、本実施の形態における画像形成装置１００には、シートＰの表面に形成された画像を加熱して定着する定着部１２が設置されている。
そして、その定着部１２の近傍には、電気部品としてのドロワコネクタ５２、５３が設置されている。このドロワコネクタ５２、５３は、画像形成装置本体１００から定着部１２（ヒータ１３等の被給電体である。）に電力を供給するための電気部品である。ドロワコネクタ５２、５３は、公知のものと同様に、互いに嵌合して電気的に接続されるコネクタ端子が複数設けられている。
さらに、画像形成装置１００には、ドロワコネクタ５２、５３（電気部品）を冷却する冷却手段としてのファン４１、４２が設けられている。このファン４１、４２は、ドロワコネクタ５２、５３の真上を通る通気経路Ｘを形成して、ドロワコネクタ５２、５３を直接的に冷却するものである。

ここで、図５を参照して、本実施の形態における画像形成装置１００の制御部１１０（演算部）は、ドロワコネクタ５２、５３（電気部品）の温度を推定する温度推定手段として機能するように構成されている。そして、本実施の形態では、温度推定手段としての制御部１１０によって推定した温度に基づいて、ファン４１、４２（冷却手段）の冷却能力を調整している。具体的に、制御部１１０（温度推定手段）によって推定した温度に基づいて、印刷動作中のファン４１、４２の回転数を調整している。

さらに詳しくは、本実施の形態では、定着部１２に搬送されるシートＰの種類（紙種）に応じて定着部１２の定着温度が調整されるように構成されている。具体的に、サーモパイル５１の定着温度の検知に基づいたヒータ１３のオン・オフ制御によって、定着温度は１７０〜２２０℃の範囲で制御される。そして、本実施の形態では、図７をも参照して、シートＰとして「普通紙１」、「普通紙２」のいずれかが搬送される場合には定着温度は低目に制御され、シートＰとして「厚紙１」、「厚紙２」、「中厚口紙」、「薄紙」のいずれかが搬送される場合には定着温度は中程度に制御され、シートＰとして「厚紙３」、「封筒１」、「封筒２」、「封筒３」、「ＯＨＰ」、「ハガキ」、「特殊紙１」、「特殊紙２」のいずれかが搬送される場合には定着温度は高目に制御される。

なお、シートＰの厚みは、「普通紙１」、「普通紙２」に比べて、「厚紙１」、「厚紙２」、「中厚口紙」が厚く、さらに「厚紙３」、「封筒１」、「封筒２」、「封筒３」、「ハガキ」が厚くなっている。シートＰの厚みが厚くなるほど、定着工程時に定着ニップでシートＰを加熱しにくくなり、トナーが溶融しにくくなるため、その分だけ定着温度を高く設定することになる。ここで、「薄紙」は、上述した紙種の中で最も厚みが薄いものであるが、定着ニップにおけるニップ圧が他の紙種に比べて小さくなってしまうため（場合によっては、シワの発生を減ずることを目的として減圧機構によってニップ圧を強制的に減圧するため）、定着温度を低目ではなくて中程度に設定して、ニップ圧の減少による加熱効率の低下分を補完している。また、「ＯＨＰ」、「特殊紙１」、「特殊紙２」は、加熱しにくい材料で形成されていて、定着温度を高目に設定している。

そして、温度推定手段としての制御部１１０によってシートＰの種類を検知して、検知したシートＰの種類によってファン４１、４２（冷却手段）の冷却能力を調整している。
詳しくは、ユーザーによって操作パネル１２０（又は、画像形成装置１００に接続されたＰＣなどの端末）に入力されたシートＰの情報（シートＰの種類に関する情報）が、制御部１１０によって把握（検知）される。そして、制御部１１０（温度推定手段）によって検知されるシートＰの種類が、定着温度が高く調整されるものである場合に、定着温度が低く調整されるものである場合に比べて、ファン４１、４２（冷却手段）の冷却能力を高く調整している。
なお、ファン４１、４２（冷却手段）の冷却能力は、印刷動作中（画像形成動作中）のファン４１、４２の回転数を増減することによって調整している。具体的に、ファン４１、４２の回転数が大きくなることで冷却能力が高められて、ファン４１、４２の回転数が小さくなることで冷却能力が減ぜられることになる。

以下、図６〜図８を用いて、ファン４１、４２の具体的な制御について説明する。
図６に示すように、まず、ＰＣなどの端末から画像形成装置１００の制御部１１０に印刷指示がされると（ステップＳ１）、給紙トレイ１５に収納されたシートＰが普通紙であるかが判別される（ステップＳ２）。その結果、シートＰが普通紙であるものと判別された場合には、加熱されやすく定着温度が低く調整されるシートであるものとして、ファン４１、４２の冷却能力が低く調整されて、その状態で印刷動作が実行される（ステップＳ６）。すなわち、印刷時におけるファン回転数の下限が「低」になるように設定される。

具体的には、図７の「普通紙１」、「普通紙２」に示すように、ファン４１、４２の回転数が、装置内温度（温度センサ５５で検知される作像部近傍の温度である。）が３０度未満であるときには「低」に、装置内温度が３０度以上で３２度未満であるときには「中」に、装置内温度が３２度以上であるときには「高」に、設定される。
図８に示すように、ファン回転数の設定が「低」のとき、第１ファン４１は稼働率０％で停止した状態で、第２ファン４２は稼働率４０％で稼働した状態に制御される。これに対して、ファン回転数の設定が「中」のとき、第１ファン４１は稼働率５０％で稼働した状態で、第２ファン４２は稼働率７０％で稼働した状態に制御される。また、ファン回転数の設定が「高」のとき、第１ファン４１は稼働率１００％で稼働した状態で、第２ファン４２も稼働率１００％で稼働した状態に制御される。
また、このように温度センサ５５で検知される作像部近傍の温度（装置内温度）に基づいて、ファン回転数を調整しているのは、定着部１２の近傍の温度が、定着部１２から充分に離れた位置の装置内温度の大きさにも影響するためである。特に、定着部１２の近傍の温度が低いときには、高いときに比べて、その影響の度合いが大きくなるため、図７の「普通紙１」、「普通紙２」に示すようなファン回転数の設定となっている。

そして、図６のステップＳ２において、給紙トレイ１５に収納されたシートＰが普通紙でないものと判別された場合には、印刷時におけるファン回転数の下限が「中」になるように設定される（ステップＳ３）。そして、給紙トレイ１５に収納されたシートＰが「厚紙１」、「厚紙２」、「中厚口紙」、「薄紙」のいずれかであるかが判別される（ステップＳ４）。その結果、シートＰが「厚紙１」、「厚紙２」、「中厚口紙」、「薄紙」のいずれかであるものと判別された場合には、やや加熱されにくく定着温度が中程度に調整されるシートであるものとして、ステップＳ３で設定したファン回転数のまま、ファン４１、４２の冷却能力が中程度に調整されて、その状態で印刷動作が実行される（ステップＳ６）。
具体的には、図７の「厚紙１」、「厚紙２」、「中厚口紙」、「薄紙」に示すように、ファン４１、４２の回転数が、装置内温度が３２度未満であるときには「中」に、装置内温度が３２度以上であるときには「高」に、設定される。

そして、図６のステップＳ４において、給紙トレイ１５に収納されたシートＰが「厚紙１」、「厚紙２」、「中厚口紙」、「薄紙」のいずれでもないものと判別された場合には、印刷時におけるファン回転数の下限が「高」になるように設定される（ステップＳ５）。すなわち、給紙トレイ１５に収納されたシートＰが「厚紙３」、「封筒１」、「封筒２」、「封筒３」、「ＯＨＰ」、「ハガキ」、「特殊紙１」、「特殊紙２」であって、非常に加熱されにくく定着温度が高く調整されるシートであるものとして、ファン４１、４２の冷却能力が高目に調整されて、その状態で印刷動作が実行される（ステップＳ６）。
具体的には、図７の「厚紙３」、「封筒１」、「封筒２」、「封筒３」、「ＯＨＰ」、「ハガキ」、「特殊紙１」、「特殊紙２」に示すように、ファン４１、４２の回転数が、装置内温度に関わらず「高」に設定される。

このように、本実施の形態では、制御部１１０（温度推定手段）によって推定した温度に基づいて、ファン４１、４２（冷却手段）の冷却能力を調整しているため、画像形成装置１００が大型化、高コスト化することなく、定着部１２の近傍に設置されたドロワコネクタ５２、５３（電気部品）を効率的に冷却することができる。

詳しくは、定着部１２はヒータ１３（熱源）を用いて高温で定着工程をおこなうため、そのままでは、定着部１２の近傍に設置されたドロワコネクタ５２、５３も、高温に達してしまって熱的な故障や劣化が生じてしまうことになる。
これに対して、本実施の形態では、ドロワコネクタ５２、５３の温度を直接的に検知するサーモパイルなどの温度センサを設置するのではなくて、温度推定手段によって定着部１２の近傍の高温に達する温度を精度良く推定して、その推定した温度に基づいて定着部１２の近傍のドロワコネクタ５２、５３を冷却するファン４１、４２の冷却能力を最適化している。そのため、画像形成装置１００が大型化、高コスト化したり、定着部１２の近傍が無駄に冷却されたりすることなく、ドロワコネクタ５２、５３を効率的に冷却することができる。

さらに補足すると、ファン４１、４２によって形成される通気経路Ｘは、ドロワコネクタ５２、５３の直上を通るため、直接的にドロワコネクタ５２、５３やそのコネクタ端子が冷却される。定着部１２の近傍においては、装置内で最も高温になる定着ローラ１８が主な発熱源であり、外気温の影響は小さい。また、定着ローラ１８は発熱源ではあるが、ヒータ１３によって素早く所定の定着温度に到達する定着ローラ１８に対して、その周辺の部品の温度変化は遥かに緩やかであり、定着ローラ１８の温度変化とは比例関係にない。具体的に、印刷動作中の定着ローラ１８の温度は１７０〜２２０℃程度になるが、印刷終了後は１０秒〜１分程度でヒータ１３が切れて、室温に向かって急激に温度が低下するのに対して、周辺の部品は余熱によって温度が数分程度上昇し続ける。このため、定着部１２の近傍に配置されたドロワコネクタ５２、５３の温度は、その温度を直接的に検知する温度センサを設置しない限り、推定するしかない。
ここで、ドロワコネクタ５２、５３（コネクタ端子）の温度の規格値は、定着温度に比べて大幅に小さい値（例えば、１０５℃程度である。）であるため、なるべく冷却することが好ましいが、同時に近傍の定着ローラ１８も必要以上に冷却されてしまうと、所定の定着温度を保つことが難しくなってしまう。その一方で、ドロワコネクタ５２、５３の温度が規格値を超えてしまうような状態で使用され続けた場合には、規格外の温度サイクルによる膨張と収縮の繰り返しで、ドロワコネクタ５２、５３（コネクタ端子）が変形して接続状態を保てなくなる不具合などが生じてしまうことになる。
このようなことからも、本実施の形態のもののように、ドロワコネクタ５２、５３の温度を高精度に推定して、その推定結果に基づいてファン４１、４２の冷却能力を最適に調整することが有用になる。

＜変形例１＞
図９は、変形例１としての、ファン４１、４２の冷却能力を調整する制御を示すフローチャートである。
変形例１は、定着部１２における熱源（ヒータ１３）のオン時間を求める手段を温度推定手段としている点が、シートＰの種類を検知する手段を温度推定手段としている本実施の形態のものと相違する。
変形例１において、制御部１１０におけるカウンタは、定着部１２の熱源としてのヒータ１３のオン時間を求めることで、電気部品としてのドロワコネクタ５２、５３の温度を推定する温度推定手段として機能するものである。
そして、そのヒータ１３のオン時間の大きさによってファン４１、４２（冷却手段）の冷却能力を調整している。詳しくは、制御部１１０（温度推定手段）によって求めたヒータ１３のオン時間が長い場合に、そのオン時間が短い場合に比べて、ファン４１、４２の冷却能力を高く調整している。具体的に、ファン４１、４２の冷却能力は、図８に記載した「低」、「中」の２段階で調整される。また、変形例１においても、本実施の形態と同様に、温度センサ５５で検知される装置内温度によってファン回転数が調整される
さらに詳しくは、図９に示すように、まず、ＰＣなどの端末から画像形成装置１００の制御部１１０に印刷指示がされると（ステップＳ１０）、定着部１２のオン時間（オン・オフが繰り返されるヒータ１３がオン状態になっていた累計時間である。）が所定の閾値Ｃ（例えば、７分である。）以下であるかが判別される（ステップＳ１１）。その結果、定着部１２のオン時間が閾値Ｃ以下であるものと判別された場合には、定着部１２の近傍のドロワコネクタ５２、５３がそれほど高温に達していないものとして、ファン４１、４２の冷却能力が低く調整されて、その状態で印刷動作が実行される（ステップＳ１３）。すなわち、印刷時におけるファン回転数の下限が「低」になるように設定される。
これに対して、ステップＳ１１で、定着部１２のオン時間が閾値Ｃ以下でないものと判別された場合には、定着部１２の近傍のドロワコネクタ５２、５３が高温に達しているものとして、ファン４１、４２の冷却能力が中程度に調整されるように、印刷時におけるファン回転数の下限が「中」に設定される（ステップＳ１２）。そして、その状態で印刷動作が実行される（ステップＳ１３）。
このような制御をおこなった場合にも、定着部１２の近傍に設置されたドロワコネクタ５２、５３を効率的に冷却することができる。
特に、このような制御は、定着部１２のオン時間の大きさによって定着部近傍の温度を推定するものであるため、ステップＳ１０の印刷指示がされる前にも定着部１２が稼働していて、既に定着部１２の近傍が蓄熱されて高温状態になっている場合に有用になる。そのような場合としては、装置が省エネモードへ移行せずに電源オン状態が続いて定着温度が一定に保たれているような場合や、印刷待機状態のまま放置されている場合などがある。
そのため、変形例１の制御を、本実施の形態における紙種による冷却能力の調整制御と組み合わせることで、さらに上述した効果が発揮されることになる。

＜変形例２＞
図１０は、変形例２としての、ファン４１、４２の冷却能力を調整する制御を示すフローチャートである。また、図１１は、定着温度の時間積分の一例を示すグラフである。
変形例２は、定着部１２の定着温度の時間積分値を求める手段を温度推定手段としている点が、シートＰの種類を検知する手段を温度推定手段としている本実施の形態のものと相違する。
変形例２において、制御部１１０における演算部は、定着部１２の定着温度の時間積分値を求めることで、電気部品としてのドロワコネクタ５２、５３の温度を推定する温度推定手段として機能するものである。
そして、その定着温度の時間積分値の大きさによってファン４１、４２（冷却手段）の冷却能力を調整している。詳しくは、制御部１１０（温度推定手段）によって求められる定着温度の時間積分値が大きい場合に、その時間積分値が小さい場合に比べて、ファン４１、４２の冷却能力を高く調整している。具体的に、ファン４１、４２の冷却能力は、図８に記載した「低」、「中」、「高」の３段階で調整される。また、変形例２においても、本実施の形態と同様に、温度センサ５５で検知される装置内温度によってファン回転数が調整される。
なお、上述した「定着温度の時間積分値」は、図１１を参照して、サーモパイル５１によって検知される定着温度の時間変化（定着温度の履歴）を制御部１１０の記憶部に記憶して、その履歴に基づいて制御部１１０の演算部で積分値として求めたものである。実際の制御フローとしては、図１０に示すように、装置１００の電源がオンされてから定着温度の履歴を取り続けて、一定周期で図１０のステップＳ２１〜Ｓ２５が実行されることになる。
さらに詳しくは、図１０に示すように、まず、画像形成装置１００の電源（メインスイッチ）がオンされると（ステップＳ２０）、サーモパイル５１による定着温度の検知が連続的におこなわれて、それに基づいて定着温度の履歴が記憶部に順次更新されながら記憶され、さらに定着温度の時間積分値が演算部で順次求められていく。そして、定着温度の時間積分値が所定の閾値Ｂ１（例えば、１８×１０⁴Ｋ・ｓである。）以下であるかが判別される（ステップＳ２１）。その結果、定着温度の時間積分値が閾値Ｂ１以下であるものと判別された場合には、定着部１２の近傍のドロワコネクタ５２、５３がそれほど高温に達していないものとして、ファン４１、４２の冷却能力が低く調整されて、その状態で印刷動作が実行される（ステップＳ２５）。すなわち、印刷時におけるファン回転数の下限が「低」になるように設定される。
これに対して、ステップＳ２１で、定着温度の時間積分値が閾値Ｂ１以下でないものと判別された場合には、印刷時におけるファン回転数の下限が「中」になるように設定される（ステップＳ２２）。そして、定着温度の時間積分値が所定の閾値Ｂ２（例えば、３６×１０⁴Ｋ・ｓである。）以下であるかが判別される（ステップＳ２３）。その結果、定着温度の時間積分値が閾値Ｂ２以下であるものと判別された場合には、定着部１２の近傍のドロワコネクタ５２、５３がやや高温に達しているものとして、ステップＳ２２で設定したファン回転数のまま、ファン４１、４２の冷却能力が中程度に調整されて、その状態で印刷動作が実行される（ステップＳ２５）。
これに対して、ステップＳ２３で、定着温度の時間積分値が閾値Ｂ２以下でないものと判別された場合には、定着部１２の近傍のドロワコネクタ５２、５３が非常に高温に達しているものとして、ファン４１、４２の冷却能力が高目に調整されるように、印刷時におけるファン回転数の下限が「高」に設定される（ステップＳ２４）。そして、その状態で印刷動作が実行される（ステップＳ２５）。
このような制御をおこなった場合にも、定着部１２の近傍に設置されたドロワコネクタ５２、５３を効率的に冷却することができる。
特に、このような制御は、定着温度の時間積分値の大きさによって定着部近傍の温度を推定するものであるため、電源オン後に省エネモードに移行するなどして定着温度が複雑に変化するような場合に有用になる。
そのため、変形例２の制御を、本実施の形態における紙種による冷却能力の調整制御や、変形例１における定着部１２のオン時間の長さによる冷却能力の調整制御、と組み合わせることで、さらに上述した効果が発揮されることになる。

以上説明したように、本実施の形態における画像形成装置１は、定着部１２の近傍に設置されたドロワコネクタ５２、５３（電気部品）と、ドロワコネクタ５２、５３を冷却するファン４１、４２（冷却手段）と、ドロワコネクタ５２、５３の温度を推定する制御部１１０（温度推定手段）と、が設けられている。そして、制御部１１０によって推定した温度に基づいて、ファン４１、４２の冷却能力を調整している。
これにより、装置１００が大型化、高コスト化することなく、定着部１２の近傍に設置されたドロワコネクタ５２、５３を効率的に冷却することができる。

なお、本実施の形態では、吸気用のファン４１、４２を用いて、ドロワコネクタ５２、５３（電気部品）の真上を通る通気経路Ｘを形成して、ドロワコネクタ５２、５３を直接的に冷却するように冷却手段を構成した。しかし、冷却手段の構成はこれに限定されることなく、例えば、排気用のファンを用いて通気経路を形成して、ドロワコネクタ５２、５３を冷却するように冷却手段を構成することもできる。また、ドロワコネクタ５２、５３（電気部品）を間接的に冷却するものを、冷却手段として用いることもできる。
また、本実施の形態では、定着部１２の近傍に設置された電気部品としてのドロワコネクタ５２、５３を冷却手段で冷却するように構成したが、冷却手段によって冷却する電気部品はこれに限定されることなく、定着部の近傍に設置されたその他の電気部品が設置されている場合には、その電気部品を冷却手段によって冷却するように構成することもできる。そして、そのような場合にも、温度推定手段による推定に基づいて、冷却手段の冷却能力が調整されることになる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願明細書等において、「定着部の近傍」とは、定着部の熱の影響を受けて温度変化する位置であり、定着部がなかったら画像形成装置の内部の温度変化とほぼ同等に温度変化する位置であるものと定義する。

１２ 定着部、
４１ 第１ファン（ファン、冷却手段）、
４２ 第２ファン（ファン、冷却手段）、
５１ サーモパイル（温度検知手段）、
５２ 本体側ドロワコネクタ（ドロワコネクタ、電気部品）、
５３ ユニット側ドロワコネクタ（ドロワコネクタ、電気部品）、
１００ 画像形成装置、
１１０ 制御部（温度推定手段）、
Ｐ シート。

特許第５１６１５３９号公報

Claims (9)

1. シートの表面に形成された画像を加熱して定着する定着部と、
   前記定着部の近傍に設置された電気部品と、
   前記電気部品を直接的又は間接的に冷却する冷却手段と、
   前記電気部品の温度を推定する温度推定手段と、
   を備え、
   前記温度推定手段によって推定した温度に基づいて、前記冷却手段の冷却能力を調整することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着部に搬送されるシートの種類に応じて前記定着部の定着温度が調整され、
   前記温度推定手段は、前記シートの種類を検知する手段であって、
   前記シートの種類によって前記冷却手段の冷却能力を調整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. 前記温度推定手段によって検知される前記シートの種類が、前記定着温度が高く調整されるものである場合に、前記定着温度が低く調整されるものである場合に比べて、前記冷却手段の冷却能力を高く調整することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記温度推定手段は、前記定着部の熱源のオン時間を求める手段であって、
   前記オン時間の大きさによって前記冷却手段の冷却能力を調整することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記温度推定手段によって求めた前記オン時間が長い場合に、前記オン時間が短い場合に比べて、前記冷却手段の冷却能力を高く調整することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記温度推定手段は、前記定着部の定着温度の時間積分値を求める手段であって、
   前記時間積分値の大きさによって前記冷却手段の冷却能力を調整することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記温度推定手段によって求めた前記時間積分値が大きい場合に、前記時間積分値が小さい場合に比べて、前記冷却手段の冷却能力を高く調整することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記冷却手段は、ファンであって、
   前記温度推定手段によって推定した温度に基づいて、印刷動作中の前記ファンの回転数を調整することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記電気部品は、画像形成装置本体から前記定着部に電力を供給するためのドロワコネクタであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。

Images