JP2021071619A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の熱劣化を適切に低減しつつ、印刷の生産性の低下を極力回避して、利便性を向上させる。【解決手段】本発明の画像形成装置１０は、現像装置２２と機内温度検出部４３と機外温度検出部４９と制御部４６とを備える。制御部４６は、第１クーリングモードに設定されているときに機内温度検出部４３が検出した機内温度が第１閾値温度以上である期間ｔａが最速画像形成周期Ｔｍ（秒）以上継続した場合（但し、１分間における最大印刷枚数Ｐｍａｘ（枚／分）、最速画像形成周期Ｔｍ＝６０／Ｐｍａｘとする）に、機内温度検出部４３が検出した機内温度と機外温度検出部４９が検出した機外温度とで決定される現像駆動デューティ比で間欠印刷を行う第２クーリングモードに設定してクーリング制御を行う。【選択図】図４

Description

本発明は、現像装置を備える画像形成装置に関し、特に現像装置のクーリング制御に関する。

画像形成装置の現像装置では、現像剤を撹拌しつつ搬送し、現像剤を、現像ローラーを介して像担持体の静電潜像に付与して、像担持体の静電潜像を可視像（現像剤の像）に現像している。例えば、画像形成装置において、連続印刷等により現像剤を担持搬送する現像装置が昇温した場合には、現像剤の熱劣化を防止するために、印刷動作を制限又は中断させて、現像装置の冷却が行われる。

例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、現像装置の内部又は周辺の温度を検知し、その検知温度が閾値温度以上になると、連続画像形成可能なページ数を所定ページ数以下に制限した間欠印刷動作モードとし、その後、間欠印刷動作モードにおいて検知温度が上記の閾値温度よりも低い解除温度未満になった場合に、連続画像形成可能なページ数の制限を解除している。

特許第５８６３０１１号公報

しかしながら、特許文献１では、連続印刷可能なページ数と現像剤の昇温要因となる発熱量とが完全に比例せず、連続印刷可能なページ数に制限した場合であっても、現像剤の温度が閾値温度を超過し、現像剤の熱劣化を防止できないことがある。更に、現像装置の検知温度と現像剤が最も高温に曝される部分の温度とが乖離している場合は、現像剤の温度が現像剤上限温度を超えて、現像剤を熱劣化させる可能性が高まる。だからと言って、閾値温度を下げてしまうと、現像剤の熱劣化が低減されるが、印刷が必要以上に制限・中断されてしまい、利便性が著しく阻害されるため、閾値温度を下げることは好ましくない。

また、近年の地球温暖化などの影響で、高温環境での使用事例が増加する一方で、環境規制に対応するために、現像剤の溶融粘度はより低温化している。このため、印刷が制限・中断されて利便性が阻害されるケースが増加することが予想される。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、現像剤の熱劣化を適切に低減しつつ、印刷の生産性の低下を極力回避して、利便性を向上させることを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、現像装置と機外温度検出部と制御部とを備える画像形成装置であって、前記現像装置は、像担持体に形成された静電潜像に現像剤を付与して、前記静電潜像を可視像に現像する現像ローラーと、前記現像剤を前記現像ローラーに沿って搬送しつつ撹拌する撹拌部材を有し、前記現像剤を前記現像ローラーに供給する現像剤収容部と、前記現像剤収容部の外壁面における前記現像ローラー及び前記撹拌部材を駆動する駆動入力部の周囲箇所に配置され、前記現像剤収容部の外壁面の温度を機内温度として検出する機内温度検出部と、を備え、前記機外温度検出部は、当該画像形成装置の外部の温度を検出し、前記制御部は、前記機内温度検出部が検出した機内温度が予め定められた第１閾値温度未満である場合に、連続印刷が可能な第１クーリングモードに設定してクーリング制御を行い、前記第１クーリングモードに設定されているときに前記機内温度検出部が検出した機内温度が前記第１閾値温度以上である期間ｔａが最速画像形成周期Ｔｍ（秒）以上継続した場合（但し、１分間における最大印刷枚数Ｐｍａｘ（枚／分）、最速画像形成周期Ｔｍ＝６０／Ｐｍａｘとする）に、当該機内温度検出部が検出した機内温度と前記機外温度検出部が検出した機外温度とで決定される現像駆動デューティ比で間欠印刷を行う第２クーリングモードに設定してクーリング制御を行うものである。

本発明によれば、現像剤の熱劣化を適切に低減しつつ、印刷の生産性の低下を極力回避して、利便性を向上させることができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。 本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム及び現像装置などを示す縦断面図である。 現像装置の現像剤収容部を示す横断面図である。 画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。 図４に示す駆動部の主要内部構成等を示す機能ブロック図である。 現像駆動デューティ比を特定するための参照テーブルを示す図である。 印刷可能時間と印刷待機時間との比で示される現像駆動デューティ比を説明するための図である。 画像形成装置における現像装置のクーリング制御を示すフローチャートである。 第１変形例における変更後の参照テーブルを示す図である。 第３変形例における現像装置のクーリング制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明にかかる一実施形態の画像形成装置を示す断面図である。画像形成装置１０は、画像読取部１１と、画像形成部１２とを備えている。

画像読取部１１は、原稿用紙の画像を光学的に読み取る撮像素子を有しており、この撮像素子のアナログ出力がデジタル信号に変換されて、原稿用紙の画像を示す画像データが生成される。

画像形成部１２は、上記画像データによって示される画像を記録紙に印刷するものであり、マゼンタ用の画像形成ユニット３Ｍ、シアン用の画像形成ユニット３Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット３Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット３Ｂｋを備えている。各画像形成ユニット３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂｋのいずれにおいても、感光体ドラム４の表面を均一帯電させ、感光体ドラム４の表面を露光して、感光体ドラム４の表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム４の表面の静電潜像を可視像（現像剤の像）に現像して、感光体ドラム４の表面の可視像を、中間転写ベルト５に転写する。これにより、カラーの可視像が中間転写ベルト５上に形成される。このカラーの可視像は、中間転写ベルト５と２次転写ローラー７の間のニップ域Ｎにおいて給紙部１４から搬送路８を通じて搬送されてきた記録紙Ｐに２次転写される。なお、感光体ドラム４は、特許請求の範囲における像担持体の一例となる。

この後、定着装置１５で記録紙Ｐが加熱及び加圧されて、記録紙Ｐ上の可視像が熱圧着により定着され、更に記録紙Ｐが排出ローラー１６を通じて排出トレイ１７に排出される。

図２は、各画像形成ユニット３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂｋにおける１組の感光体ドラム４及び現像装置２２などを示す縦断面図である。また、図３は、現像装置２２の現像剤収容部３１を示す横断面図である。

図２に示すように各画像形成ユニット３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂｋ毎に、感光体ドラム４、現像装置２２、及び１次転写ローラー６などが設けられている。感光体ドラム４の周囲には、感光体ドラム４の表面を除電する除電部２４、感光体ドラム４の表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニング部２５、感光体ドラム４の表面を均一に帯電させる帯電部２６、感光体ドラム４の表面に静電潜像を形成する露光部２３等が設けられている。現像装置２２には、現像ローラー２７、層規制部材２８、現像剤を収容した現像剤収容部３１、及び現像剤を循環搬送させる２本のスパイラルフィーダー３２等が設けられている。なお、スパイラルフィーダー３２は、特許請求の範囲における攪拌部材の一例となる。

本実施形態では、現像装置２２の現像剤収容部３１に収容されている現像剤として、一成分磁性トナーを用いている。現像ローラー２７は、アルミなどの金属からなるスリーブ、スリーブの内側に設けられた現像極及び層規制極等を有するマグネットなどを備えている。また、現像ローラー２７のスリーブ表面には、現像剤の搬送を安定化させるための予め定められた粗さの凹凸が形成されている。

層規制部材２８は、現像ローラー２７の表面の現像剤の層厚を規制する。具体的には、層規制部材２８は、磁性ブレード及びマグネットで構成され、現像ローラー２７内のマグネットの層規制極との間に磁場を生成し、現像ローラー２７のスリーブとの隙間により該現像ローラー２７の表面に現像剤の薄層を形成する。

図２及び図３に示すように現像剤収容部３１は、現像ローラー２７に対して並設されかつ隔壁２９で仕切られた２本の供給搬送路３１Ａ及び還流搬送路３１Ｂを有している。供給搬送路３１Ａと還流搬送路３１Ｂをそれぞれの両端の連結路３１Ｃ、３１Ｄを通じて接続して、現像剤が循環する循環搬送路を形成している。供給搬送路３１Ａ及び還流搬送路３１Ｂには、それぞれのスパイラルフィーダー３２が設けられている。各スパイラルフィーダー３２は、後述する図４に示す駆動部４７により矢印方向に回転駆動される。

供給搬送路３１Ａにおいて、現像剤は、該供給搬送路３１Ａのスパイラルフィーダー３２によって現像剤の搬送方向上流側から搬送方向下流側へと（現像ローラー２７の一端側から他端側へと）矢印方向に搬送されつつ撹拌されて、現像ローラー２７に供給され、一方の連結路３１Ｃを通じて還流搬送路３１Ｂへ送り出される。また、還流搬送路３１Ｂにおいて、現像剤は、該還流搬送路３１Ｂのスパイラルフィーダー３２によって供給搬送路３１Ａでの搬送方向とは逆方向に搬送されつつ撹拌され、他方の連結路３１Ｄを通じて供給搬送路３１Ａへと戻される。これにより、現像剤が循環搬送されながら現像ローラー２７に供給される。

現像剤収容部３１には、現像剤の補給口（図示せず）が設けられており、この補給口を通じての現像剤の補給により現像剤収容部３１に収容されている現像剤の量が維持される。

現像ローラー２７及び感光体ドラム４は、後述する図４に示す駆動部４７により矢印方向に回転駆動される。現像ローラー２７のスリーブ表面には現像剤が供給され、層規制部材２８により現像ローラー２７のスリーブ表面に現像剤の薄層が形成され、現像ローラー２７のスリーブ表面の現像剤が感光体ドラム４の表面に形成された静電潜像に付与されて、該感光体ドラム４の表面に可視像（現像剤の像）が形成される。

次に、画像形成装置１０の制御に係る構成について説明する。図４は、画像形成装置１０の主要内部構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように画像形成装置１０は、画像読取部１１、画像形成部１２、表示部４１、操作部４２、機内温度検出部４３、機外温度検出部４９、記憶部４４、冷却用ファン４８、及び制御ユニット４５などを備えている。これらの構成要素は、互いにバスを通じてデータ又は信号の送受信を可能とされている。

表示部４１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light-Emitting Diode）ディスプレイなどの表示装置である。

操作部４２は、ユーザーにより入力操作される、テンキー、決定キー、スタートキーなどのハードキーを備えている。

ここで、駆動部４７について、図５を用いてもう少し説明する。図５は、図４に示す駆動部の主要内部構成等を示す機能ブロック図である。駆動部４７は、第１モーター４７Ａと、第１モーター４７Ａの回転を現像ローラー２７及びスパイラルフィーダー３２に伝達する伝達状態と遮断する遮断状態とに切り換え可能な第１クラッチ４７Ｂと、第２モーター４７Ｅと、第２モーター４７Ｅの回転を感光体ドラム４に伝達する伝達状態と遮断する遮断状態とに切り換え可能な第２クラッチ４７Ｆと、を備える。第１モーター４７Ａ、第２モーター４７Ｅは、例えばステッピングモーターである。第１クラッチ４７Ｂ、第２クラッチ４７Ｆは、例えば電磁クラッチである。なお、第１モーター４７Ａは、特許請求の範囲におけるモーターの一例、第１クラッチ４７Ｂは、特許請求の範囲におけるクラッチの一例となる。

例えば、現像ローラー２７は、第１モーター４７Ａによる回転力が、伝達状態の第１クラッチ４７Ｂを介して当該現像ローラー２７に伝達されることにより、矢印方向に回転駆動される。スパイラルフィーダー３２は、図３に示すように、現像剤収容部３１の外壁面３１Ｅにおいて回転可能に軸支されている。各スパイラルフィーダー３２は、第１モーター４７Ａによる回転力が、伝達状態の第１クラッチ４７Ｂを介して当該各スパイラルフィーダー３２の軸部３２Ａに伝達されることにより、矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム４は、第２モーター４７Ｅによる回転力が、伝達状態の第２クラッチ４７Ｆを介して当該感光体ドラム４に伝達されることにより、矢印方向に回転駆動される。

機内温度検出部４３は、現像剤の周辺の温度を検出する温度センサーであり、画像形成装置１０の内部の予め定められた位置に配置されている。具体的には、機内温度検出部４３は、図３に示すように、現像剤収容部３１の外壁面３１Ｅにおける現像ローラー２７及びスパイラルフィーダー３２を駆動する駆動入力部（例えば、第１モーター４７Ａの回転が第１クラッチ４７Ｂを介して伝達される入力ギアＧ１）の周囲箇所に配置されており、現像装置２２の現像剤収容部３１の外壁面３１Ｅの温度を、画像形成装置１０の機内温度Ｔｉとして検出する。なお、入力ギアＧ１には、第１モーター４７Ａの回転力が第１クラッチ４７Ｂを介して伝達される構成であるため、第１モーター４７Ａ及び第１クラッチ４７Ｂからの熱が伝達されることから、現像剤収容部３１のうちで最も温度が高い箇所となっている。この機内温度Ｔｉは、現像装置２２の現像剤収容部３１に収容されている現像剤の温度に影響するので、機内温度Ｔｉが高くなるほど現像剤の温度も高くなる。

なお、現像剤の昇温原因としては、例えば、第１モーター４７Ａ又は第１クラッチ４７Ｂによる熱が、入力ギアＧ１を含むギア機構、スパイラルフィーダー３２の軸部３２Ａを介して当該スパイラルフィーダー３２及び現像ローラー２７に伝達されることなどが挙げられる。

機外温度検出部４９は、画像形成装置１０の外部の温度を検出する温度センサーであり、画像形成装置１０の外部の予め定められた位置に配置されている。例えば、機外温度検出部４９は、画像形成装置１０の筐体１０Ａの外面の予め定められた箇所（例えば、筐体１０Ａの上記吸込口の周囲箇所など）に配置されており、画像形成装置１０の外部の温度を、画像形成装置１０の機外温度Ｔｏとして検出する。

冷却用ファン４８は、画像形成装置１０の筐体１０Ａに形成された図示しない吸込口から当該画像形成装置１０の外部の空気を冷却風として取り込み、その取り込んだ冷却風を図２に示す現像ローラー２７のスリーブと感光体ドラム４の間のスペースＳＰ付近にかつ現像ローラー２７のスリーブ及び感光体ドラム４の長手方向に沿って流通させて、現像ローラー２７のスリーブ及び感光体ドラム４を冷却するためのファンである。冷却風は、画像形成装置１０の筐体１０Ａに形成された図示しない排気口から排気される。冷却風は、現像ローラー２７のスリーブ表面及び感光体ドラム４の表面に担持されている現像剤が吹き飛ばされない程度の微風とすることが可能である。例えば、冷却用ファン４８は、予め定められた第１回転速度で回転することで、上記の微風となる。

記憶部４４は、ＲＡＭ、大容量のＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置であり、各種のデータやプログラムを記憶している。記憶部４４は、図６に示すように、現像装置２２の現像駆動デューティ比を特定するための参照テーブルと、後述する第１閾値温度Ｔｆ及び第２閾値温度Ｔｓとを予め記憶している。図６は、現像駆動デューティ比を特定するための参照テーブルを示す図である。参照テーブルは、入力データである機内温度Ｔｉ及び機外温度Ｔｏと出力データである現像駆動デューティ比との対応関係を示すデータテーブルであり、例えば、ルックアップテーブルである。参照テーブルには、複数の機内温度Ｔｉ及び複数の機外温度Ｔｏが記憶されると共に、機内温度Ｔｉと機外温度Ｔｏとで一義的に決定される現像駆動デューティ比が、機内温度Ｔｉと機外温度Ｔｏとの組み合わせごとに対応して記憶されている。例えば、図６に示すように、機内温度Ｔｉが３９℃であり、機外温度Ｔｏが３０℃以上３５℃未満である場合には、現像駆動デューティ比が５０％に特定される。現像駆動デューティ比は、現像剤上限温度を超過しない範囲で予め設定されたものである。なお、参照テーブルにおける機外温度Ｔｏは、１℃刻みであってもよい。

図７は、印刷可能時間と印刷待機時間との比で示される現像駆動デューティ比を説明するための図である。現像駆動デューティ比は、予め定められた周期Ｔ（例えば６０秒）において印刷可能時間ｔが占める割合である。例えば、印刷可能時間ｔが１２秒であれば、現像駆動デューティ比は２０％となる。

制御ユニット４５は、プロセッサー、ＲＡＭ(Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成される。プロセッサーは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等である。この制御ユニット４５は、上記のＲＯＭ又は記憶部４４に記憶された制御プログラムが上記プロセッサーで実行されることにより、制御部４６として機能する。

制御ユニット４５は、画像形成装置１０の全体的な制御を司る。また、制御ユニット４５は、画像読取部１１、画像形成部１２、表示部４１、操作部４２、機内温度検出部４３、機外温度検出部４９、記憶部４４、及び冷却用ファン４８などと接続されており、これらの構成要素の制御や、各構成要素との間での信号またはデータの送受信を行う。

制御部４６は、種々の処理を実行する処理部としての役割を果し、また表示部４１を制御する機能を有する。

また、制御部４６は、画像形成部１２における駆動部４７を制御して、現像ローラー２７及び各スパイラルフィーダー３２と感光体ドラム４等を個別に回転駆動する。

更に、制御部４６は、冷却用ファン４８を制御して、冷却風を現像ローラー２７のスリーブ及び感光体ドラム４の長手方向に沿って流通させる。

制御部４６は、現像装置２２を冷却するためのクーリングモードとして、第１クーリングモード又は第２クーリングモードを設定する。

具体的には、制御部４６は、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが予め定められた第１閾値温度Ｔｆ（例えば、Ｔｆ＝３９℃）未満である場合（Ｔｉ＜Ｔｆ）に、連続印刷が可能な第１クーリングモードに設定してクーリング制御を行う。

また、制御部４６は、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ以上である場合（Ｔｉ≧Ｔｆ）に、参照テーブルを用いて、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉと機外温度検出部４９が検出した機外温度Ｔｏとで決定される現像駆動デューティ比で間欠印刷を行う第２クーリングモードに設定してクーリング制御を行う。具体的には、制御部４６は、第２クーリングモードでは、印刷要求に対して、予め定められた周期Ｔ毎に現像剤上限温度を超過しない範囲で設定された印刷可能時間ｔと印刷待機時間（Ｔ−ｔ）をセットとする現像駆動デューティ比で間欠印刷を行う。例えば、制御部４６は、図６に示すように、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが３９℃である場合、機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ以上であると判定し、機内温度Ｔｉが３９℃であり、機外温度Ｔｏが３２℃である場合には、参照テーブルを用いて、現像駆動デューティ比が５０％であると特定する。

また、制御部４６は、印刷可能時間ｔにおいて現像装置２２を駆動させ、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において現像装置２２を駆動させない。具体的には、制御部４６は、印刷可能時間ｔにおいて第１クラッチ４７Ｂを伝達状態にして現像ローラー２７及び各スパイラルフィーダー３２を駆動させ、且つ、第２クラッチ４７Ｆを伝達状態にして感光体ドラム４を駆動させ、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において第１クラッチ４７Ｂ及び第２クラッチ４７Ｆを遮断状態にして現像ローラー２７、各スパイラルフィーダー３２及び感光体ドラム４を駆動させない。

制御部４６は、第２クーリングモードに設定されているときに、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆよりも低い予め定められた第２閾値温度Ｔｓ（例えば、Ｔｓ＝３８．５℃）未満である場合に、第１クーリングモードに復帰させてクーリング制御を行う。

次に、画像形成装置１０における現像装置２２のクーリング制御について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。図８は、画像形成装置における現像装置のクーリング制御を示すフローチャートである。

まず、制御部４６は、機内温度検出部４３によって検出された現像装置２２の現像剤収容部３１の外壁面３１Ｅの温度を画像形成装置１０の機内温度Ｔｉとして取得し、この機内温度Ｔｉが予め設定されたファン動作閾値温度Ｔ１（例えば、３５℃）以上であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。制御部４６は、機内温度Ｔｉがファン動作閾値温度Ｔ１以上であると判定すると（Ｓ１０１「Ｙｅｓ」）、冷却用ファン４８を駆動させる（Ｓ１０２）。例えば、制御部４６は、冷却用ファン４８を上記の予め定められた第１回転速度で回転させる。一方、制御部４６は、機内温度Ｔｉがファン動作閾値温度Ｔ１未満であると判定すると（Ｓ１０１「Ｎｏ」）、冷却用ファン４８を停止させる（Ｓ１０３）。

制御部４６は、可視像を記録紙に記録する印刷ジョブ（印刷要求）の有無を判定する（Ｓ１０４）。制御部４６は、印刷ジョブが無いと判定すると（Ｓ１０４「Ｎｏ」）、本処理を終了させる。制御部４６は、印刷ジョブがあると判定すると（Ｓ１０４「Ｙｅｓ」）、機内温度検出部４３によって検出された機内温度Ｔｉが予め設定された第１閾値温度Ｔｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。

例えば、制御部４６は、機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ未満であると判定すると（Ｓ１０５「Ｙｅｓ」）、第１クーリングモードを設定する（Ｓ１０６）。制御部４６は、印刷ジョブについて連続印刷を画像形成部１２に実行させる（Ｓ１０７）。本実施形態では、第１クーリングモード及び第２クーリングモードにおいて、機内温度Ｔｉがファン動作閾値温度Ｔ１以上である場合に、冷却用ファン４８が第１回転速度で回転することで、連続印刷中においても上記の微風が現像ローラー２７のスリーブ及び感光体ドラム４の長手方向に沿って流され、現像ローラー２７のスリーブ及び感光体ドラム４を冷却することができる。

制御部４６は、印刷ジョブの終了か否かを判定する（Ｓ１０８）。制御部４６は、印刷ジョブの終了ではない場合（Ｓ１０８「Ｎｏ」）、すなわち、印刷ジョブについて連続印刷が終了していない場合、Ｓ１０５の処理に戻す。一方、制御部４６は、印刷ジョブが無い、すなわち連続印刷が終了したと判定すると（Ｓ１０８「Ｙｅｓ」）、本処理を終了させる。

ところで、上記のＳ１０５の処理において、制御部４６は、機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ未満でない、言い換えれば第１閾値温度Ｔｆ以上であると判定すると（Ｓ１０５「Ｎｏ」）、現像剤収容部３１の現像剤の温度が高いとみなし、第２クーリングモードを設定する（Ｓ１０９）。続いて、制御部４６は、機外温度検出部４９が検出した温度を、画像形成装置１０の機外温度Ｔｏとして取得する（Ｓ１１０）。そして、制御部４６は、検出された機内温度Ｔｉ及び機外温度Ｔｏと図６に示す参照テーブルとを用いて、検出された機内温度Ｔｉ及び機外温度Ｔｏによる現像装置２２の現像駆動デューティ比を特定する（Ｓ１１１）。例えば、制御部４６は、図６に示すように、機内温度Ｔｉが３９℃であり、機外温度Ｔｏが３０℃以上３５℃未満である場合には、現像駆動デューティ比を５０％に特定する。

制御部４６は、図７に示すように、現時点が印刷可能時間であるか否かを判定し（Ｓ１１２）、印刷可能時間であると判定すると（Ｓ１１２「Ｙｅｓ」）、特定された現像駆動デューティ比（ここでは５０％）で間欠印刷を現像装置２２などに実行させる（Ｓ１１３）。なお、制御部４６は、印刷可能時間でないと判定すると（Ｓ１１２「Ｎｏ」）、Ｓ１１２の処理に戻る。

制御部４６は、印刷ジョブの終了か否かを判定する（Ｓ１１４）。制御部４６は、印刷ジョブの終了ではない場合（Ｓ１１４「Ｎｏ」）、すなわち、印刷ジョブについて間欠印刷が終了していない場合、機内温度Ｔｉが第２閾値温度Ｔｓ未満であるか否かを判定する（Ｓ１１５）。制御部４６は、機内温度Ｔｉが第２閾値温度Ｔｓ未満であると判定すると（Ｓ１１５「Ｙｅｓ」）、Ｓ１０６の処理に進む。一方、制御部４６は、機内温度Ｔｉが第２閾値温度Ｔｓ未満でないと判定すると（Ｓ１１５「Ｎｏ」）、Ｓ１１０の処理に進む。一方、Ｓ１１４の処理において、制御部４６は、印刷ジョブが無い、すなわち間欠印刷が終了したと判定すると（Ｓ１１４「Ｙｅｓ」）、本処理を終了させる。

このように本実施形態の画像形成装置１０によれば、現像剤収容部３１の外壁面３１Ｅに、駆動源（例えば第１モーター４７Ａ及び第１クラッチ４７Ｂの少なくとも一方）からの動力入力部（例えば入力ギアＧ１）の温度が他の箇所よりも高温であり、かかる箇所の温度を機内温度Ｔｉとして機内温度検出部４３が検出するので、現像剤が最も高温に曝される部分の温度又はその近傍の温度を検出でき、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉと、現像剤が最も高温に曝される部分の温度との乖離を低減できる。また、制御部４６は、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ以上である場合に、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉと機外温度検出部４９が検出した機外温度Ｔｏとで決定される現像駆動デューティ比で間欠印刷を行う第２クーリングモードに設定してクーリング制御を行うので、現像剤の性能を維持し、画像品質を保証するための現像剤上限温度以内に現像温度を抑制でき、現像剤の熱劣化を適切に低減できる。このため、現像剤の劣化による画像不良や画像形成装置の損傷を防止できる。また、高温環境でも現像剤上限温度付近まで印刷を許可できるため、印刷の生産性の低下を極力回避して、利便性を向上させることができる。

また、制御部４６は、第２クーリングモードに設定されているときに、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆよりも低い第２閾値温度Ｔｓ未満である場合に、第１クーリングモードに復帰させてクーリング制御を行うので、第１閾値温度Ｔｆのみで第１クーリングモードに復帰させる構成に比べて、不安定なモード移行を低減することができ、第２クーリングモードから第１クーリングモードに復帰させる際における印刷動作挙動を低減することができる。

また、制御部４６は、第２クーリングモードでは、印刷要求に対して、予め定められた周期Ｔ毎に現像剤上限温度を超過しない範囲で設定された印刷可能時間ｔと印刷待機時間（Ｔ−ｔ）をセットとする現像駆動デューティ比で間欠印刷を行うので、現像剤上限温度以内に現像温度を抑制でき、現像剤の熱劣化を適切に低減できる。

また、制御部４６は、印刷可能時間ｔにおいて現像装置２２を駆動させ、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において現像装置２２を駆動させないので、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において現像装置２２が駆動することによる発熱を防止できる。このため、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）におけるクーリング効果を向上させることができる。

また、制御部４６は、印刷可能時間ｔにおいて第１クラッチ４７Ｂを伝達状態にして現像装置２２及びスパイラルフィーダー３２を駆動させ、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において第１クラッチ４７Ｂを遮断状態にして現像装置２２及びスパイラルフィーダー３２を駆動させないので、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において現像ローラー及びスパイラルフィーダー３２が駆動することによる発熱を防止できる。このため、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）におけるクーリング効果を向上させることができる。

また、記憶部４４は、入力データである機内温度Ｔｉ及び機外温度Ｔｏと出力データである現像駆動デューティ比との対応関係を示す参照テーブルを、予め記憶する。制御部４６は、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉと、機外温度検出部４９が検出した機外温度Ｔｏと、記憶部４４が記憶する参照テーブルとを用いて、現像駆動デューティ比を特定する。これにより、現像駆動デューティ比を好適に特定することができる。

上記実施形態では、機内温度検出部４３は、図３に示すように、現像剤収容部３１の外壁面３１Ｅにおける、現像ローラー２７及びスパイラルフィーダー３２を駆動する駆動入力部（例えば、第１モーター４７Ａの回転が第１クラッチ４７Ｂを介して伝達される入力ギアＧ１）の周囲箇所に配置され、現像剤収容部３１の外壁面３１Ｅの温度を、画像形成装置１０の機内温度Ｔｉとして検出するとしているが、これに限定されない。機内温度検出部４３は、図３に破線で示す箇所、すなわち、現像剤収容部３１の内壁面３１Ｆにおける、現像ローラー２７及びスパイラルフィーダー３２を駆動する駆動入力部（例えば、第１モーター４７Ａの回転が第１クラッチ４７Ｂを介して伝達される入力ギアＧ１）の周囲箇所に配置され、現像剤収容部３１の内壁面３１Ｆの温度を機内温度Ｔｉとして検出するとしてもよい。また、機内温度検出部４３は、現像剤収容部３１の内壁面３１Ｆにおける現像ローラー２７の支持箇所に配置され、現像ローラー２７のスリーブの表面温度を機内温度Ｔｉとして検出するとしてもよい。これらの場合には、現像剤収容部３１の内壁面３１Ｆにおけるスパイラルフィーダー３２の支持箇所の周囲箇所又は現像ローラー２７の支持箇所の周囲箇所の温度が他の箇所よりも高温であり、かかる箇所の温度を機内温度検出部４３が検出するので、現像剤が最も高温に曝される部分の温度又はその近傍の温度を検出でき、機内温度検出部４３が検出した機内温度と、現像剤が最も高温に曝される部分の温度との乖離を低減できる。

＜第１変形例＞
第１変形例の画像形成装置１０は、管理者による参照テーブルの設定値の変更を受け付け可能とするものである。具体的には、操作部４２は、管理者により入力操作がされる。管理者は、例えば、画像形成装置１０の設定変更の権限を有するサービスマン、監督者などである。記憶部４４は、管理者のみが知るパスワードなどの管理者確認情報を予め記憶している。制御部４６は、操作部４２に対する入力情報（例えば氏名及びパスワード）と、記憶部４４が記憶するパスワード（例えば氏名及び認証用パスワード）とが一致する場合に管理者と判定する。

そして、制御部４６は、管理者であると判定された場合に、操作部４２に対して参照テーブルの設定値の変更操作がされると、参照テーブルとは別に変更後の参照テーブルを記憶部４４に記憶させる。図９は、第１変形例における変更後の参照テーブルを示す図である。変更後の参照テーブルでは、機内温度Ｔｉが３９℃で、かつ、機外温度Ｔｏが２５℃以上４０℃未満の場合の３つの現像駆動デューティ比と、機内温度Ｔｉが４０℃で、かつ、機外温度Ｔｏが２５℃以上４０℃未満の場合の３つの現像駆動デューティ比とが変更されている。なお、第１閾値温度Ｔｆ、第２閾値温度Ｔｓの設定値を変更してもよい。

そして、制御部４６は、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉと、機外温度検出部４９が検出した機外温度Ｔｏと、図９に示す変更後の参照テーブルとを用いて、現像駆動デューティ比を特定する。

これにより、管理者により変更後の参照テーブルを記憶部４４に追加することができ、変更後の参照テーブルから現像駆動デューティ比を好適に特定することができる。

なお、画像形成装置１０は、複数種類の参照テーブルのうちから１つの参照テーブルを選択することが可能な構成であってもよい。例えば、記憶部４４は、画像形成装置１０の使用環境に対応する複数種類の参照テーブルとして、高温環境用参照テーブル、中温環境用参照テーブル及び低温環境用参照テーブルを予め記憶している。そして、制御部４６は、管理者であると判定された場合に、操作部４２に対して参照テーブルの選択操作がされると、当該選択操作された参照テーブルを有効な参照テーブルに登録し、当該登録した参照テーブルと機内温度Ｔｉと機外温度Ｔｏとを用いて、現像駆動デューティ比を特定する。また、制御部４６は、管理者が入力した当該画像形成装置１０の使用環境温度又は機外温度検出部４９が検出した機外温度Ｔｏが対応する参照テーブルを、複数種類の参照テーブルのうちから選択する。例えば、制御部４６は、管理者が入力した当該画像形成装置１０の使用環境温度が「高温」と入力された場合、「高温」に対応する高温環境用参照テーブルを、複数種類の参照テーブルのうちから選択する。これにより、画像形成装置１０の使用環境に適した参照テーブルを選択することができる。

＜第２変形例＞
上記実施形態では、制御部４６は、図８に示すＳ１０５の処理において、機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ以上なると、直ちに第１クーリングモードから第２クーリングモードに移行させ、Ｓ１１５の処理において、機内温度Ｔｉが第２閾値温度Ｔｓ未満なると、直ちに第２クーリングモードから第１クーリングモードに復帰させている。これに対して、第２変形例の画像形成装置１０では、第１クーリングモードにおいて機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ以上なった期間が、記録紙１枚印刷するのに必要な時間以上継続した場合に、第１クーリングモードから第２クーリングモードに移行させ、第２クーリングモードにおいて機内温度Ｔｉが第２閾値温度Ｔｓ未満なった期間が、記録紙１枚印刷するのに必要な時間以上継続した場合に、第２クーリングモードから第１クーリングモードに復帰させている。

制御部４６は、図８に示すＳ１０５の処理において、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ以上である期間ｔａが最速画像形成周期Ｔｍ（秒）以上継続した場合（但し、１分間における最大印刷枚数Ｐｍａｘ（枚／分）、最速画像形成周期Ｔｍ＝６０／Ｐｍａｘとする）に（Ｓ１０５「Ｎｏ」）、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉと機外温度検出部４９が検出した機外温度Ｔｏとで決定される現像駆動デューティ比で間欠印刷を行う第２クーリングモードに設定してクーリング制御を行う。例えば、画像形成装置１０の印刷能力が４０枚／分、つまり、４０枚機である場合には、１分間における最大印刷枚数Ｐｍａｘ＝４０（枚／分）であり、最速画像形成周期Ｔｍは、Ｔｍ＝６０／Ｐｍａｘの式より、Ｔｍ＝６０／４０＝１．５秒となるため、期間ｔａが１．５秒以上となると、第２クーリングモードに設定される。

上記の構成によれば、第１クーリングモードに設定されているときに、機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆ以上である期間ｔａが、最速画像形成周期Ｔｍ（秒）以上継続した場合、つまり、記録紙１枚印刷するのに必要な時間以上継続した場合に（Ｓ１０５「Ｎｏ」）、第１クーリングモードから第２クーリングモードに移行する（Ｓ１０９）ので、不安定なモード移行を防止することができ、第１クーリングモードから第２クーリングモードへの移行の際における印刷動作挙動を安定化させることができる。

また、制御部４６は、第２クーリングモードに設定されているときに、具体的には、図８に示すＳ１１５の処理において、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆよりも低い予め定められた第２閾値温度Ｔｓ未満である期間ｔｂが最速画像形成周期Ｔｍ（秒）以上継続した場合に（Ｓ１１５「Ｙｅｓ」）、第１クーリングモードに復帰させてクーリング制御を行う。例えば、画像形成装置１０が上記の４０枚機である場合には、期間ｔｂが１．５秒以上となると、第１クーリングモードに復帰される。

上記の構成によれば、第２クーリングモードに設定されているときに、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉが第１閾値温度Ｔｆよりも低い第２閾値温度Ｔｓ未満である期間ｔｂが最速画像形成周期Ｔｍ（秒）以上継続した場合に（Ｓ１１５「Ｙｅｓ」）、第１クーリングモードに復帰させて（Ｓ１０６）、クーリング制御を行うので、不安定なモード移行を防止することができ、第２クーリングモードから第１クーリングモードに復帰させる際における印刷動作挙動を安定化させることができる。

上記第２変形例との比較のために、上記第２変形例と同じ構成の画像形成装置１０において、機内温度検知時間をサンプリング周期1秒、つまり、最速画像形成周期Ｔｍ（秒）を、記録紙１枚印刷するのに必要な時間（＝１．５秒）よりも少ない時間である1秒とした場合には、第１クーリングモードと第２クーリングモードとの間の状態遷移が頻繁に行われるため、不規則な印刷に伴う騒音等の不快感をユーザーに与えることになることがわかった。

また、上記の実施形態及び各変形例では、図６に示す参照テーブルを用いているが、現像駆動デューティ比を算出するための関係式を用いるようにしてもよい。例えば、記憶部４４は、入力データである機内温度Ｔｉ及び機外温度Ｔｏを用いて現像駆動デューティ比を算出する関係式を予め記憶する。制御部４６は、機内温度検出部４３が検出した機内温度Ｔｉと、機外温度検出部４９が検出した機外温度Ｔｏと、前記関係式とを用いて、現像駆動デューティ比を算出する。この場合にも、現像駆動デューティ比を好適に算出することができる。

また、上記の実施形態及び各変形例では、図５に示す駆動部４７は、第１クラッチ４７Ｂ、第２クラッチ４７Ｆを備えているが、クラッチ無しの構成としてもよい。この場合には、制御部４６は、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において第１モーター４７Ａ、第２モーター４７Ｅの回転を停止させればよい。

＜第３変形例＞
上記実施形態では、制御部４６は、第１クーリングモード及び第２クーリングモードにおいて、機内温度Ｔｉがファン動作閾値温度Ｔ１以上である場合に、冷却用ファン４８が第１回転速度で回転するとしているが、これに限定されない。第３変形例における画像形成装置１０の制御部４６は、第２クーリングモードにおける印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において、冷却用ファン４８を、第１クーリングモード時の第１回転速度よりも大きい予め定められた第２回転速度で動作させる。

図１０は、第３変形例における現像装置のクーリング制御を示すフローチャートである。第３変形例では、図１０に示すＳ１２１〜Ｓ１２５が上記実施形態の図８に示すフローチャートと異なるため、Ｓ１２１〜Ｓ１２５について説明する。

制御部４６は、図１０に示すように、Ｓ１１１の処理後、冷却用ファン４８を第１回転速度で回転させる（Ｓ１２１）。制御部４６は、上記のＳ１１１の処理において特定された現像駆動デューティ比で間欠印刷を現像装置２２などに実行させる（Ｓ１２２）。すなわち、図７に示す印刷可能時間において、制御部４６は、冷却用ファン４８を第１回転速度で回転させると共に、特定された現像駆動デューティ比で間欠印刷を現像装置２２などに実行させる。制御部４６は、現時点が印刷可能時間であるか否かを判定し（Ｓ１２３）、印刷可能時間であると判定すると（Ｓ１２３「Ｙｅｓ」）、Ｓ１２３の処理に戻る。一方、制御部４６は、印刷可能時間でないと判定すると（Ｓ１２３「Ｎｏ」）、冷却用ファン４８を第２回転速度で回転させる（Ｓ１２４）。すなわち、図７に示す印刷待機時間において、制御部４６は、冷却用ファン４８を第２回転速度で回転させる。

そして、制御部４６は、印刷待機時間であると判定すると（Ｓ１２５「Ｙｅｓ」）、Ｓ１２４の処理に戻り、冷却用ファン４８の第２回転速度での回転を継続する。一方、制御部４６は、印刷待機時間でないと判定すると（Ｓ１２５「Ｎｏ」）、つまり、図７に示すように、印刷待機時間が終了すると、印刷ジョブの終了か否かを判定する（Ｓ１１４）。Ｓ１１４以降の処理については上記実施形態の場合と同じであるため、ここでの説明を省略する。

第３変形例によれば、制御部４６は、第２クーリングモードにおける印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において、冷却用ファン４８を、第１クーリングモード時の第１回転速度よりも大きい予め定められた第２回転速度で動作させるので、印刷待機時間（Ｔ−ｔ）におけるクーリング効果を更に向上させることができる。

また、冷却用ファン４８は、第１回転速度よりも大きい予め定められた第２回転速度で回転することで、上記の微風よりも強い風を供給でき、クーリング効果が高まる。

また、現像剤収容部３１に収容されている現像剤として、一成分磁性トナーなどの一成分の現像剤を例示しているが、トナーとキャリアを混合してなる二成分の現像剤であっても、本発明を適用できる。

また、上記実施形態などでは、本発明の画像形成装置の一実施形態として複合機を例示しているが、これは一例に過ぎず、コピー機、プリンター、ファクシミリ装置等であってもよい。

また、図１乃至図１０を用いて説明した上記実施形態の構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明を当該構成に限定する趣旨ではない。

４ 感光体ドラム（像担持体）
１０ 画像形成装置
２２ 現像装置
２７ 現像ローラー
３１ 現像剤収容部
３２ スパイラルフィーダー（攪拌部材）
４１ 表示部
４２ 操作部
４３ 機内温度検出部
４４ 記憶部
４６ 制御部
４７Ａ 第１モーター
４７Ｂ 第１クラッチ
４８ 冷却用ファン
４９ 機外温度検出部

Claims (7)

1. 現像装置と機外温度検出部と制御部とを備える画像形成装置であって、
   前記現像装置は、
   像担持体に形成された静電潜像に現像剤を付与して、前記静電潜像を可視像に現像する現像ローラーと、
   前記現像剤を前記現像ローラーに沿って搬送しつつ撹拌する撹拌部材を有し、前記現像剤を前記現像ローラーに供給する現像剤収容部と、
   前記現像剤収容部の外壁面における前記現像ローラー及び前記撹拌部材を駆動する駆動入力部の周囲箇所に配置され、前記現像剤収容部の外壁面の温度を機内温度として検出する機内温度検出部と、を備え、
   前記機外温度検出部は、当該画像形成装置の外部の温度を検出し、
   前記制御部は、前記機内温度検出部が検出した機内温度が予め定められた第１閾値温度未満である場合に、連続印刷が可能な第１クーリングモードに設定してクーリング制御を行い、前記第１クーリングモードに設定されているときに前記機内温度検出部が検出した機内温度が前記第１閾値温度以上である期間ｔａが最速画像形成周期Ｔｍ（秒）以上継続した場合（但し、１分間における最大印刷枚数Ｐｍａｘ（枚／分）、最速画像形成周期Ｔｍ＝６０／Ｐｍａｘとする）に、当該機内温度検出部が検出した機内温度と前記機外温度検出部が検出した機外温度とで決定される現像駆動デューティ比で間欠印刷を行う第２クーリングモードに設定してクーリング制御を行う画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記第２クーリングモードに設定されているときに、前記機内温度検出部が検出した機内温度が前記第１閾値温度よりも低い予め定められた第２閾値温度未満である期間ｔｂが前記最速画像形成周期Ｔｍ（秒）以上継続した場合に、前記第１クーリングモードに復帰させてクーリング制御を行う請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記第２クーリングモードでは、印刷要求に対して、予め定められた周期Ｔ毎に現像剤上限温度を超過しない範囲で設定された印刷可能時間ｔと印刷待機時間（Ｔ−ｔ）をセットとする前記現像駆動デューティ比で間欠印刷を行う請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記印刷可能時間ｔにおいて前記現像装置を駆動させ、前記印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において前記現像装置を駆動させない請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像装置は、モーターと、前記モーターの回転を前記現像ローラー及び前記攪拌部材に伝達する伝達状態と遮断する遮断状態とに切り換え可能なクラッチと、を備え、
   前記制御部は、前記印刷可能時間ｔにおいて前記クラッチを伝達状態にして前記現像装置及び前記攪拌部材を駆動させ、前記印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において前記クラッチを遮断状態にして前記現像装置及び前記攪拌部材を駆動させない請求項４に記載の画像形成装置。
6. 当該画像形成装置の外部の空気を冷却風として取り込んで、この取り込んだ冷却風を前記現像ローラー表面に沿って流す冷却用ファンを備え、
   前記制御部は、前記第２クーリングモードにおける前記印刷待機時間（Ｔ−ｔ）において、前記冷却用ファンを、前記第１クーリングモード時の第１回転速度よりも大きい予め定められた第２回転速度で動作させる請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
7. 入力データである機内温度及び機外温度と出力データである前記現像駆動デューティ比との対応関係を示す参照テーブルを、予め記憶する記憶部を、更に備え、
   前記制御部は、前記機内温度検出部が検出した機内温度と、前記機外温度検出部が検出した機外温度と、前記参照テーブルとを用いて、前記現像駆動デューティ比を特定する請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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