JP2023015579A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷動作の制限制御をより適切に実施する。【解決手段】画像形成装置１００は、画像を形成する作像部２０と、作像部２０を駆動させる駆動装置７４と、機外の温度を検知する機外温度センサ７１と、機内の温度を検知する機内温度センサ７２と、作像部２０の作業量を検知する作業量検知部７３と、作像部２０の動作を制御する制御部７０とを有する。制御部７０は、機外温度センサ７１で検出された温度が所定の環境温度閾値ＴＡ未満である場合は、作業量検知部７３によって検知された作像部２０の作業量に基づいて第一の印刷動作制限状態に移行する。第一の印刷動作制限状態は、作像部２０の作業量が所定の作業量閾値Ｐｔに到達するたびに駆動装置７４による作像部２０への駆動を所定期間に亘り一時的に停止させる。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置において、印刷品質に影響が出る場合に印刷動作を制限する技術がある。

特許文献１には、現像剤担持体の温度に対応して変化する現像装置の内部又は周辺の温度を検知し、その検知結果に基づいて、連続画像形成可能なページ数の制限及びその制限の解除を制御し、連続画像形成可能なページ数を制限する動作が実行される時間情報を通知する技術が記載されている。

レイアウト制約やコストとの兼ね合いにより、温度を制御したい発熱部と機内温度センサとの位置関係をずらす必要があることから、マシンの設置環境によって適切なタイミングで印刷動作を制限できない。

本発明は、印刷動作の制限制御をより適切に実施することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一観点に係る画像形成装置は、画像を形成する作像部と、前記作像部を駆動させる駆動装置と、機外の温度を検知する機外温度検知部と、機内の温度を検知する機内温度検知部と、前記作像部の作業量を検知する作業量検知部と、前記駆動装置の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記機外温度検知部で検出された温度が所定の環境温度閾値未満である場合は、前記作業量検知部によって検知された前記作業量に基づいて第一の印刷動作制限状態に移行し、前記第一の印刷動作制限状態は、前記作業量が所定の作業量閾値に到達するたびに前記駆動装置による前記作像部への駆動を所定期間に亘り一時的に停止させ、前記制御部は、前記機外温度検知部で検出された温度が前記環境温度閾値以上である場合は、前記機内温度検知部によって検出した機内温度に基づいて第二の印刷動作制限状態に移行し、前記第二の印刷動作制限状態は、前記機内温度が所定の第一閾値より高い場合に前記機内温度が前記第一閾値より低い第二閾値を下回るまで、前記駆動装置による前記作像部の駆動を停止する休止状態と、前記作像部を駆動する印刷状態とを繰り返す間欠動作を行う。

印刷動作の制限制御をより適切に実施することができる。

実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図 作像部の構成の一例を示す図 画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図 作像部の制御系の要部構成を示すブロック図 従来の印刷動作制限モードの一例のシーケンス図 従来の印刷動作制限モードの他の例のシーケンス図 本実施形態の印刷動作制限モードのシーケンス図 本実施形態の印刷動作制限モード制御のフローチャート 印刷動作制限モード制御のフローチャートの第一変形例 印刷動作制限モード制御のフローチャートの第二変形例

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

以下、タンデム方式といわれる二次転写機構を備える電子写真方式の画像形成装置を一例として、実施形態を説明する。

この画像形成装置は、コピー機能、プリント機能、ファクシミリ機能等を一つの筐体に搭載したＭＦＰ(Multifunction Peripheral/Printer/Product)である。また記録媒体には、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、オーバーヘッドプロジェクターシート（ＯＨＰシート）、カード、ハガキ等の厚紙又は封筒等が挙げられるが、ここでは用紙Ｐを記録媒体の一例として説明する。

＜画像形成装置１００の構成例＞
図１は、実施形態に係る画像形成装置１００の構成の一例を示す図であり、実施形態に係る画像形成装置１００の要部を示す断面図である。図１に示すように画像形成装置１００は、中央に中間転写ユニットを備え、中間転写ユニットは、無端ベルトである中間転写ベルト１０を備えている。中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４～１６に掛け廻され、時計廻りに回動駆動される。

また、画像形成装置１００は、３つの支持ローラ１４～１６のうちの第２の支持ローラ１５の左方に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニングユニット１７を備える。

第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５との間に配置された中間転写ベルト１０に対向するようにして、イエロー（Ｙ）の作像部、マゼンタ（Ｍ）の作像部、シアン（Ｃ）の作像部、及びブラック（Ｋ）の作像部から構成される作像部２０が設けられ、各色の作像部が中間転写ベルト１０の移動方向に沿って配置されている。

なお、各色の作像部は、使用するトナーの色が異なる点以外は同様の構成となっている。そのため、説明及び図面では、使用するトナーの色を示す「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」という添字は適宜省略して説明する。

作像部２０は、各色の感光体ドラム４０と、帯電ローラ１８と、現像ユニットと、クリーニングユニットとを備え、画像形成装置１００に対して着脱可能に装着されている。

画像形成装置１００には、画像形成装置１００の内部を保護するため、前方（紙面の手前側）に傾けて開閉可能なカバー部が設けられている。画像形成装置１００のユーザやメンテナンスを行うサービスマンは、カバー部を開けて画像形成装置１００の内部にアクセスし、作像部２０を画像形成装置１００内の所定箇所に着脱することができる。

この作像部２０は、例えば、感光体ドラム４０の寿命に応じて交換可能プロセスカートリッジドラムユニット（以下、ＰＣＤＵという）である。

また、画像形成装置１００は、作像部２０の上方には、光ビーム走査部２１を備える。光ビーム走査部２１は、各色の感光体ドラム４０に、画像形成のための光ビーム（レーザ光）を照射することで、各色の感光体ドラム４０に画像データに応じた静電潜像を形成することができる。

各色の感光体ドラム４０の静電潜像は現像ユニットにより現像され、現像された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０上に重ね合わせされて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上にカラーのトナー像が形成される。トナー像は、像担持体の一例としての中間転写ベルト１０に担持され、中間転写ベルト１０の移動方向に沿って移動される。なお、作像部２０の構成は、別途、図２を参照して詳述する。

また、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０の下方に２次転写ユニット２２を備えている。２次転写ユニット２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を架け渡し、中間転写ベルト１０を押し上げて第３の支持ローラ１６に押当てるようにして配置されている。２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像を、用紙Ｐ上に二次転写させることができる。

さらに、画像形成装置１００は、２次転写装置２２の側方に、定着ユニット２５を備えている。定着ユニット２５は、トナー像が二次転写された状態で搬送されてきた用紙Ｐ上のトナー像を、用紙Ｐに定着させる。定着ユニット２５は、無端ベルトである定着ベルト２６と、加熱ローラと、加圧ローラ２７とを備え、定着ベルト２６及び加圧ローラ２７による熱と圧力とにより、用紙Ｐの表面に転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させることができる。

また、画像形成装置１００は、２次転写ユニット２２、及び定着ユニット２５の下方に、表面に画像形成された直後の用紙Ｐの裏面にも画像形成するために、用紙Ｐの表裏を反転させて送り出すシート反転ユニット２８を備えている。

次に、画像形成装置１００において、用紙Ｐ上に画像が形成される一連の流れを説明する。

画像形成装置１００は、操作部（図示を省略）における「コピー」のスタートボタンが押されると、原稿自動搬送部であるＡＤＦ（Auto Document Feeder）４００の原稿給紙台３０上に原稿が載置されている場合には、ＡＤＦ４００に、原稿をコンタクトガラス３２上に向けて搬送させる。一方、原稿給紙台３０上に原稿が載置されていない場合には、コンタクトガラス３２上に手置きされた原稿を読むために、第１キャリッジ３３、及び第２キャリッジ３４を備える画像読み取りユニット３００を駆動させる。

画像読み取りユニット３００において、第１キャリッジ３３に含まれる光源は、コンタクトガラス３２に光を照射する。原稿面からの反射光は、第１キャリッジ３３に含まれる第１ミラーにより第２キャリッジ３４に向けて反射され、第２キャリッジ３４に含まれるミラーで反射される。そして、原稿面からの反射光は、結像レンズ３５により読取りセンサであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）３６の撮像面上で結像させられる。ＣＣＤ３６は原稿面の像を撮像し、ＣＣＤ３６により撮像された画像信号に基づいてＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各色の画像データが生成される。

また、画像形成装置１００は、「プリント」のスタートボタンが押された時や、ＰＣ（Personal Computer）等の外部装置から画像形成の指示があった時、ＦＡＸ（Facsimile）の出力指示があった時には、中間転写ベルト１０の回動駆動を開始させるとともに、作像部２０の各ユニットの作像準備を行う。

その後、画像形成装置１００は、各色の作像プロセスを開始する。各色用の感光体ドラム４０に各色の画像データに基づいて変調されたレーザが照射され、静電潜像が形成される。そして、静電潜像が現像された各色のトナー像が、中間転写ベルト１０上に、一枚の画像として重ね合わされて形成される。

その後、中間転写ベルト１０上のトナー画像の先端が２次転写ユニット２２に進入するタイミングで、用紙Ｐの先端が２次転写ユニット２２に進入するように、タイミングをはかって用紙Ｐが２次転写ユニット２２に送り込まれる。そして、２次転写ユニット２２により、中間転写ベルト１０上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット２５に送り込まれ、トナー像が用紙Ｐに定着される。

ここで、二次転写位置までの用紙Ｐの給紙について説明する。用紙Ｐは、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２のうちの１つが回転駆動することで、給紙ユニット４３に多段に備えられた給紙トレイ４４のうちの１つから繰り出される。その後、分離ローラ４５で１枚だけ分離され、搬送コロユニット４６に進入し、搬送ローラ４７により搬送される。その後、画像形成装置１００内の搬送コロユニット４８に導かれ、搬送コロユニット４８のレジストローラ４９に突き当てられて一時停止された後、上述したように、２次転写のタイミングに合わせて２次転写ユニット２２に向けて送り出される。

また、ユーザが手差しトレイ５１に用紙Ｐを差し込んで給紙することもできる。ユーザが手差しトレイ５１に用紙Ｐを差し込んだ場合には、画像形成装置１００は、給紙ローラ５０を回転駆動して手差しトレイ５１上の用紙Ｐの一枚を分離して手差し給紙路５３に引き込む。そして、上述したものと同様に、レジストローラ４９に突き当てて一旦停止させてから、上述した２次転写のタイミングに合わせて２次転写ユニット２２に送り出す。

定着ユニット２５で定着されて排出された用紙Ｐは、切換爪５５で排出ローラ５６に案内され、排出ローラ５６により排出されて、排紙トレイ５７上にスタックされる。或いは、切換爪５５でシート反転ユニット２８に案内され、シート反転ユニット２８により反転されて再び二次転写位置に導かれる。その後、用紙Ｐの裏面にも画像が形成された後、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出される。

一方、画像転写後の中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーは、中間転写体クリーニングユニット１７で除去され、再度の画像形成に備えられる。

画像形成装置１００は、このようにして、用紙Ｐにカラー画像を形成することができる。

＜作像部２０の構成例＞
次に、画像形成装置１００における作像部２０の構成について、図２を用いて説明する。

図２は、作像部２０の構成の一例を示す図であり、各色の作像部のうちの１つの構成例を示している。上述したように、その他の３色の作像部は、使用するトナーの色が異なる点を除き、同様の構成であるため、図示と説明を省略し、１つの作像部のみを説明する。 作像部２０は、感光体ドラム４０と、帯電ローラ１８と、現像器２９と、クリーニングブレード１３と、除電器１９と、一次転写ローラ６２とを備える。帯電ローラ１８には帯電用高圧電源１８１が電気的に接続され、一次転写ローラ６２には転写用高圧電源６２１が電気的に接続されている。

像担持体の一例としての感光体ドラム４０は、負帯電性の有機感光体であり、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。感光体ドラム４０は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層、すなわち表面層が順次積層されている。感光体ドラム４０の導電性支持体には、体積抵抗が１０１０Ωｃｍ以下の導電性材料等を用いることができる。

帯電ローラ１８は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなるローラ部材である。帯電用高圧電源１８１から所定の電圧が印加され、帯電ローラ１８に対向する感光体ドラム４０の表面を一様に帯電する。帯電ローラ１８の汚れを除去するクリーニングローラを、帯電ローラ１８に接触させて設けた構成としてもよい。

帯電ローラ１８と感光体ドラム４０との間には微小な空隙が設けられ、帯電ローラ１８は感光体ドラム４０に対し非接触な状態で配置されている。このような状態で感光体ドラム４０を帯電させる帯電方式は、非接触帯電方式と称される。

非接触帯電方式は、帯電ローラ１８と感光体ドラム４０を接触させて帯電させる接触帯電方式に比べ、感光体ドラム４０上に残留するトナーや潤滑剤などの異物が帯電ローラ１８に付着し難いため、異物の付着による帯電ムラを抑えることができる。但し、実施形態は、非接触帯電方式に限定されるものではなく、接触帯電方式に適用しても良い。帯電用高圧電源１８１は、帯電ローラ１８に帯電バイアスを印加する。

現像器２９は、感光体ドラム４０に対向する現像ローラ２９ａを有している。現像ローラ２９ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブとを備える。マグネットによって現像ローラ２９ａ上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ２９ａ上に現像剤が担持される。

クリーニングブレード１３は、感光体ドラム４０表面に付着する未転写トナー等の付着物を機械的に掻き取る。クリーニングブレード１３は、ウレタンゴム等のゴム材料からなり略板状に形成されたブレード状部材であり、感光体ドラム４０表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。

除電器１９は、トナー像が転写された後に、感光体ドラム４０表面の電荷を除去する。 帯電ローラ１８で一様に帯電された感光体ドラム４０は、画像データに応じて光ビーム走査部２１による光ビームで露光される。感光体ドラム４０表面には静電潜像が形成される。現像器２９は、感光体ドラム４０表面に形成された静電潜像に、トナーを付着させる。これにより感光体ドラム４０表面にトナー像が現像される。

転写用高圧電源６２１で生成された電圧が一次転写ローラ６２に印加されることで、感光体ドラム４０表面のトナー像は、中間転写ベルト１０に転写される。中間転写ベルト１０のトナー像は、二次転写ユニット２２で用紙Ｐに転写され、定着ユニット２５で用紙Ｐに定着される。感光体ドラム表面の残トナー等は、クリーニングブレード１３で除去される。また、感光体ドラム４０表面の電荷は、除電器１９により除去される。

＜画像形成装置１００のハードウェア構成例＞
次に、画像形成装置１００のハードウェア構成について説明する。図３は、画像形成装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図３に示すように、画像形成装置１００は、コントローラ９１０と、近距離通信回路９２０と、エンジン制御部９３０と、操作パネル９４０と、ネットワークＩ／Ｆ９５０と、制御基板９６０とを備える。

これらのうち、コントローラ９１０は、コンピュータの主要部であるＣＰＵ９０１と、システムメモリ（ＭＥＭ－Ｐ）９０２と、ノースブリッジ（ＮＢ）９０３と、サウスブリッジ（ＳＢ）９０４と、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)９０６と、記憶部であるローカルメモリ（ＭＥＭ－Ｃ）９０７と、ＨＤＤコントローラ９０８と、記憶部であるＨＤ９０９とを備える。また、ＮＢ９０３とＡＳＩＣ９０６との間をＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス９２１で接続した構成となっている。

これらのうち、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０１は、画像形成装置１００の全体制御を行う制御部である。ＮＢ９０３は、ＣＰＵ９０１と、ＭＥＭ－Ｐ９０２、ＳＢ９０４、及びＡＧＰバス９２１とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ－Ｐ９０２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）マスタ及びＡＧＰターゲットとを備える。

ＭＥＭ－Ｐ９０２は、コントローラ９１０の各機能を実現させるプログラムやデータの格納用メモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）９０２ａ、プログラムやデータの展開、及びメモリ印刷時の描画用メモリなどとして用いるＲＡＭ（Random Access Memory）９０２ｂとからなる。

なお、ＲＡＭ９０２ｂに記憶されているプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。

ＳＢ９０４は、ＮＢ９０３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。ＡＳＩＣ９０６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Integrated Circuit）であり、ＡＧＰバス９２１、ＰＣＩバス９２２、ＨＤＤ９０８およびＭＥＭ－Ｃ９０７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。

このＡＳＩＣ９０６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタ、ＡＳＩＣ９０６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）、ＭＥＭ－Ｃ９０７を制御するメモリコントローラ、ハードウェアロジック等により画像データの回転などを行う複数のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）、並びに、スキャナ部９３１及びプリンタ部９３２との間でＰＣＩバス９２２を介したデータ転送を行うＰＣＩユニットとからなる。

なお、ＡＳＩＣ９０６には、ＵＳＢのインタフェースや、ＩＥＥＥ１３９４（Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）のインタフェースを接続するようにしても良い。

ＭＥＭ－Ｃ９０７は、コピー用画像バッファ及び符号バッファとして用いるローカルメモリである。ＨＤ９０９は、画像データの蓄積、印刷時に用いるフォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。ＨＤ９０９は、ＣＰＵ９０１の制御にしたがってＨＤ９０９に対するデータの読出又は書込を制御する。

ＡＧＰバス９２１は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレータカード用のバスインタフェースであり、ＭＥＭ－Ｐ９０２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレータカードを高速にすることができる。

また、近距離通信回路９２０には、近距離通信回路９２０ａが備わっている。近距離通信回路９２０は、ＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信回路である。

更に、エンジン制御部９３０は、スキャナ部９３１及びプリンタ部９３２によって構成されている。なお、図２で説明した作像部２０は、このプリンタ部９３２に含まれている。

操作パネル９４０は、現在の設定値や選択画面等を表示させ、操作者からの入力を受け付けるタッチパネル等のパネル表示部９４０ａ、並びに、濃度の設定条件などの画像形成に関する条件の設定値を受け付けるテンキー及びコピー開始指示を受け付けるスタートキー等からなる操作パネル９４０ｂを備えている。

コントローラ９１０は、画像形成装置１００全体の制御を行い、例えば、描画、通信、操作パネル９４０からの入力等を制御する。スキャナ部９３１又はプリンタ部９３２には、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれている。

なお、画像形成装置１００は、操作パネル９４０のアプリケーション切り替えキーにより、ドキュメントボックス機能、コピー機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能となる。

ドキュメントボックス機能の選択時にはドキュメントボックスモードとなり、コピー機能の選択時にはコピーモードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリンタモードとなり、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。

また、ネットワークＩ／Ｆ９５０は、ネットワークを利用してデータ通信をするためのインタフェースである。近距離通信回路９２０及びネットワークＩ／Ｆ９５０は、ＰＣＩバス９２２を介して、ＡＳＩＣ９０６に電気的に接続されている。

＜作像部２０の制御系＞
図４は、作像部２０の制御系の要部構成を示すブロック図である。図４に示すように、画像形成装置１００は、作像部２０の制御系として制御部７０と、機外温度センサ７１（機外温度検知部）と、機内温度センサ７２（機内温度検知部）と、作業量検知部７３と、駆動装置７４と、を備える。

上述のように、作像部２０は、画像形成装置１００において画像を形成する要素である。駆動装置７４は、作像部２０を駆動させる要素である。駆動装置７４は、例えば図２に例示した作像部２０の構成要素のうち、感光体ドラム４０、現像ローラ２９ａ、帯電ローラ１８、一次転写ローラ６２、などに駆動力を付加する。駆動装置７４は、例えば駆動源としてモータを有し、ギヤ系などの動力伝達機構を介して動力を作像部２０の各構成要素に伝達する。

制御部７０は、駆動装置の動作を制御する。制御部７０は、例えば図４に示すように、機外温度センサ７１、機内温度センサ７２、及び作業量検知部７３から取得する画像形成装置１００及び作像部２０に関する各種情報に基づき、駆動装置７４への制御指令を出力して、これにより作像部２０の動作を制御する。

機外温度センサ７１は、画像形成装置１００の機外の温度を検知する。機外温度センサ７１は、例えば画像形成装置１００の外部筐体などに設置される。

機内温度センサ７２は、画像形成装置１００の機内の温度を検知する。機内温度センサ７２は、例えば図２に例示した作像部２０の各種要素の間隙などに設置される。

作業量検知部７３は、作像部２０の作業量を検知する。本実施形態では、「作業量」とは、作像部２０による連続印刷頁数に関する情報を含む。作業量検知部７３は、作像部２０の作業量を検知可能な画像形成装置１００の内部の任意の位置に設置される。

特に本実施形態では、制御部７０は、画像形成装置１００の機外の温度に基づいて、２つの印刷動作制限状態を切り替えるよう作像部２０を制御（印刷動作制限モード制御）することができる。

より詳細には、制御部７０は、機外温度センサ７１で検出された温度が所定の「環境温度閾値ＴＡ」未満である場合は、作業量検知部７３によって検知された作業量（すなわち作像部２０による連続印刷頁数）に基づいて「第一の印刷動作制限状態」に移行する。第一の印刷動作制限状態とは、作業量が所定の作業量閾値に到達するたびに（すなわち所定の連続印刷頁数に到達するたびに）、駆動装置７４による作像部２０への駆動を所定期間に亘り一時的に停止させる。

一方、制御部７０は、機外温度センサ７１で検出された温度が環境温度閾値ＴＡ以上である場合は、機内温度センサ７２によって検出した機内温度に基づいて「第二の印刷動作制限状態」に移行する。第二の印刷動作制限状態とは、機内温度が所定の機内温度閾値より高い場合に、機内温度が機内温度閾値を下回るまで、駆動装置７４による作像部２０の駆動を停止する休止状態と、作像部２０を駆動する印刷状態とを繰り返す間欠動作を行う。

制御部７０は、例えば画像形成装置１００の全体動作を制御するコントローラ９１０の一部として構成することができる。または、制御部７０は、コントローラ９１０とは別体として画像形成装置１００内に設けられる、ＣＰＵやＲＡＭなどを有する制御基板として構成することもできる。上述した制御部７０の各機能は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵの制御のもとで通信モジュール、入力装置、出力装置などの各種ハードウェアを動作させるとともに、ＲＡＭや補助記憶装置におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

なお、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することで実現する制御部７０の各機能を、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）やＦＰＧＡ（field programmable gate array）等の電子回路で実現するように構成することもできる。

なお、作業量検知部７３が検知し、制御部７０が「第一の印刷動作制限状態」への移行判断に用いる「作像部２０の作業量」としては、上記の連続印刷頁数以外の情報を用いてもよい。例えば、作像部２０の駆動装置７４の連続運転時間や、作像部２０の走行距離などの情報を用いてもよい。

＜印刷動作制限モード制御の説明＞
図５～図７を参照して、従来の印刷動作制限モードと、本実施形態の印刷動作制限モードとの相違点について説明する。

＜＜従来の印刷動作制限モード＞＞
図５は、従来の印刷動作制限モードの一例のシーケンス図である。図５の縦軸は作像部２０の温度Ｔ（℃）を示し、横軸は作像部２０の印刷時間ｓ（秒）を示す。図５中の実線のグラフＡは、作像部２０の内部の実際の温度を示す。点線のグラフＢは、機内温度センサ７２により計測された温度を示す。図５では、画像形成装置１００の機外の温度（環境温度）が３２℃の場合の機内温度の推移を例示している。

作像部２０（現像の軸受など）の温度が高くなると、トナーの固着などの不具合が生じる場合がある。このような不具合を生じさせないために、従来手法では、作像部２０の温度を検知する機内温度センサ７２が配置されており、機内温度センサ７２の値が閾値以上になると印刷動作を制限する印刷動作制限モードに入る。

図５に示すように、作像部２０の温度が所定の上限温度Ｔｄ（例えば４５℃）を超えないように、印刷時間ｓ１において、機内温度センサ７２で検知する検知温度が所定の第一閾値Ｔ１（例えばＴｄより低い４０℃）を超えると印刷動作制限モードに入る。

印刷動作制限モードでは、作像部２０の駆動を停止する休止状態と、印刷状態とを繰り返す間欠動作（例えば２５秒停止、２０ページ印刷）を実行し、生産性を落として、作像部の温度上昇を防いでいる。なお、このような従来手法の印刷動作制限モードを、本実施形態では上述のとおり「第二の印刷動作制限状態」と呼ぶ。

図５の例では印刷時間ｓ１～ｓ２の区間において印刷動作制限モードを続けることで、作像部２０の温度が低下し、印刷時間ｓ２において、機内温度センサ７２の値が所定の第二閾値Ｔ２（例えば第一閾値Ｔ１より低い３９℃）になれば、印刷動作制限モードを解除し、通常の連続印刷を再開する。

ここで、実際に制御したい作像部２０の温度（グラフＡ）と、機内温度センサ７２の値（グラフＢ）に乖離があり、さらに乖離量が環境温度によって変動してしまう点が、従来手法において最適な制御を行う上での課題になっている。図５に示すように、環境温度が３０℃を超えるような高温環境においては、グラフＡの印刷時間ｓ１直前の挙動Ａ１に示すように、作像部２０の温度上昇勾配が大きい状態で印刷動作制限モードに移行する。印刷動作制限モード状態では、休止中に作像部２０の駆動が停止するため、作像部２０の温度は低下するが、一定時間後に印刷を再開すると、作像部２０の温度は温度上昇勾配が大きい状態のため、作像部２０の温度は再び上昇する。この動作を続けて、徐々に作像部２０の温度と機内温度センサ７２による検知温度が低下し、検知温度がＴ２まで低下し、作像温度がＴｄに対して余裕がある温度まで下がったと判断されると、印刷動作制限モードが解除される。

＜＜従来手法の課題＞＞
図６は、従来の印刷動作制限モードの他の例のシーケンス図である。図６は、図５よりも環境温度が低い低温環境（例えば２８℃）における連続印刷時の作像部２０の実際の温度（グラフＡ）と、機内温度センサ７２の検知温度（グラフＢ）の推移を示している。図６の縦軸及び横軸は図５と同様である。

作像部２０は自身の回転による発熱で温度が上昇しており、作像部の実際の温度Ａは図５と図６との間での環境温度の違いによって温度の上昇勾配に大きな差はない。一方で、機内温度センサ７２は作像部２０の回転体に直接は取り付けられておらず、作像部２０の近傍の雰囲気温度を検知している。このため、機内温度センサ７２の検知温度Ｂは、図６の例のように環境温度が低下すると、その影響を受けて温度の上昇は緩やかになる。その結果、図６に示す低温環境では、例えば図６に領域Ｂ１で示すように、図５に示す高温環境と比べて、作像部２０の実際の温度Ａと、機内温度センサ７２の検知温度Ｂとの差が大きくなる。

図５に示した３２℃環境（高温環境）では、印刷時間Ｓ１において作像部２０の温度がＴｄまで上昇した際に、機内温度が第一閾値Ｔ１まで上昇して、印刷動作制限モードに突入する。しかし図６に示すように、２８℃環境（低温環境）では、作像部２０の温度がＴｄに到達した時点（印刷時間ｓ３）において、機内温度は第一閾値Ｔ１まで上昇しておらず、印刷動作制限モードに移行できない。これが従来手法の第１の課題である。

第１の課題により、印刷時間ｓ４において機内温度が第一閾値Ｔ１まで上昇した時には、作像部２０の温度はＴｄを超えてしまっており、トナーの凝集等による不具合のリスクが高くなってしまう。これを解決するためには第一閾値Ｔ１の温度閾値設定を下げることが必要になるが、第一閾値Ｔ１は３２℃環境（図５の高温環境）においても同様の値をとるため、３２℃環境のような高温環境においても生産性を悪化させることになってしまう。つまり、図５の高温環境において第１閾値Ｔ１を下げると、印刷時間Ｓ１よりも早いタイミングで印刷動作制限モードに入ってしまう。この場合、作像部２０の実際の温度がＴｄより充分に低く、実施が不要な区間でも印刷動作制限モードを実施することになり、その分だけ印刷量が低減してしまい、この結果生産性が悪化する。

また、２８℃環境（低温環境）で印刷動作制限モードに移行させる場合は、グラフＡの印刷時間ｓ４直前の挙動Ａ２に示すように、作像部２０の温度上昇勾配は図５に示した高温環境よりも小さい状態になっている。つまり、飽和状態に近い状態で印刷動作制限モードに入る。印刷動作制限モードの休止中に作像部２０の駆動が低下すると作像部２０の温度は低下する。一定時間後に印刷が再開すると、作像部２０の温度は再び上昇するが、作像部２０は飽和温度に近い温度になっており、また外気温が低くファンの冷却効率が高くなることから、再開後の温度上昇量は小さくなる。結果として、図６の低温環境では、印刷動作制限モード中の印刷時間ｓ４～ｓ５の区間では図５の高温環境と比較して温度下降量は大きくなる。作像部２０は駆動することで自身が発熱源となっていることから、駆動を低下させると温度は急激に低下する。

一方で、機内温度センサ７２は回転体には取り付けられないため、作像部２０の近傍に配置され、作像部２０の雰囲気温度を検知している。そのため印刷動作制限モード中の印刷時間ｓ４～ｓ５の区間では、機内温度センサ７２の検知温度の下降勾配は、作像部２０の実際の温度のものよりも小さくなる。その結果、印刷動作制限モード中に、作像部２０自体の温度は十分に低下しており、印刷動作制限モードを解除できる状態にあっても、機内温度センサ７２の検知温度が低下せず、印刷時間ｓ５において第二閾値Ｔ２に低下するまで印刷動作制限モードが継続されてしまう。これが従来手法の第２の課題である。

第２の課題により、ユーザの生産性が悪化してしまう。つまり、図６の低温環境では、本来は印刷時間ｓ５よりも早いタイミングで印刷動作制限モードから通常印刷に戻すことが可能であるが、実施が不要な区間でも印刷動作制限モードを実施することになり、その分だけ印刷量が低減してしまい、この結果生産性が悪化する。このように従来手法では、印刷の生産性が最適化できていないという問題がある。

＜＜本実施形態の印刷動作制限モード制御＞＞
図７は、本実施形態の印刷動作制限モードのシーケンス図である。図７に示すグラフの仕様は図５及び図６のものと同様である。また、図７は、図６と同様の低温環境の推移を示している。

本実施形態では、環境温度が低い場合には機内温度センサ７２の検知温度（グラフＢ）ではなく、印刷の継続枚数（または継続時間などの作業量に係る情報）によって一時的な休止を設けることを特徴とする。例えば、図７の印刷時間ｓ６のように、機内温度センサ７２の検知温度が第一閾値Ｔ１まで上昇していない場合であっても、例えば６００ページ（１０分相当）の連続印刷が行われると、所定時間（例えば３０秒）の休止を設ける。なお、このような本実施形態で新たに用いる印刷動作制限モードを、本実施形態では上述のとおり「第一の印刷動作制限状態」と呼ぶ。

前述のとおり、環境温度が低い場合は、作像部２０の駆動を停止した際の作像部２０の温度下降勾配が大きいため、短いスパンで連続的に休止と印刷を繰り返さなくても、３０秒程度の一時的な休止によって、グラフＡの印刷時間ｓ６直後の挙動Ａ３に示すように、作像部２０の実際の温度を十分に下げることが可能となり、その後の印刷時間を延ばすことができる。この動作を導入することにより、連続で印刷を継続する場合（図７のグラフＡの時刻ｓ６後の点線部分Ａ４）よりも、作像部２０の温度上昇を抑えることが可能となり、作像部２０の実際の温度を、固着などの不具合が生じる可能性が高くなるＴｄ以下の温度で保つことができるようになる。結果として、従来の短いスパンで休止と印刷を繰り返す生産性が大きく落ちる印刷動作制限モードに移行させる必要がなくなり、機内温度が高くなることによるトナーの固着などの不具合を防ぎつつ、ユーザの生産性の低下を最小限に抑えることが可能となる。

このように本実施形態では、環境温度によって２つの印刷動作制限モードを持ち、第１の制限モードでは印刷の継続枚数ないしは継続時間などの印刷動作の作業量に係る情報によって一時的な休止を設ける。つまり、画像形成装置１００の機外の環境温度の変化に基づいて、上述の「第一の印刷動作制限状態」と「第二の印刷動作制限状態」の２つの印刷動作制限状態を切り替える印刷動作制限モード制御を実施する。環境温度が相対的に高い場合には、機内温度センサ７２の検知温度に基づき第二の印刷動作制限状態を実施する。一方、環境温度が相対的に低い場合には、作業量検知部７３によって検知された作業量（すなわち作像部２０による連続印刷頁数などの情報）に基づき第一の印刷動作制限状態を実施する。本実施形態では、このような印刷動作制限モード制御によって、環境温度の変化によって無駄な印刷動作制限モードが実施されることを抑制でき、生産性の低下を最小限に抑えることができる。

＜印刷動作状態制限モード制御のフローチャート＞
図８は、本実施形態の印刷動作制限モード制御のフローチャートである。なお、図８では、作業量検知部７３が検知する作像部２０の作業量として連続印刷頁数が適用される。また、高温環境として３０℃環境、低温環境として２８℃環境を適用し、環境温度閾値ＴＡは２９℃の場合を例示する。図８に示すフローチャートの一連の処理は制御部により実施される。

ステップＳ１０１では、印刷動作が開始されると、印刷頁カウンタがリセットされ、印刷ページごとにカウンタが加算される。

ステップＳ１０２では、環境温度によって実施する印刷動作制限状態の選択を行う。具体的には環境温度が所定の環境温度閾値ＴＡ以下か否かを判定する。この例では環境温度閾値ＴＡ＝２９℃を設定する。環境温度がＴＡ以下である場合（Ｓ１０２の「はい」）には、２８℃環境（低温環境）であるのでＳ１０３に進み第１の印刷動作制限状態へ移行するかの判定を行う。一方、環境温度がＴＡより高い場合（Ｓ１０２の「いいえ」）には、３０℃環境（高温環境）であるのでＳ１０６に進み第２の印刷動作制限状態へ移行するかの判定を行う。

ステップＳ１０３では、連続印刷頁数が所定ページ数Ｐｔ以内か否かが判定される。制御部７０は例えばステップＳ１０１で挙げた印刷頁カウンタを参照して連続印刷頁数を検知する。連続印刷頁数が所定ページ数Ｐｔ以内の場合（Ｓ１０３の「はい」）には、ステップＳ１０４に進み連続印刷が継続される。一方、連続印刷頁数が所定ページ数Ｐｔより多い場合（Ｓ１０３の「いいえ」）には、ステップＳ１０５に進み第一の印刷動作制限状態が実行される。所定ページ数Ｐｔは「作業量閾値」に相当し、例えばＰｔ＝６００頁、第一の印刷動作制限状態の実行時間を３０秒に設定した場合、連続印刷状態にて６００ページごとに３０秒の休止が実行される。

ステップＳ１０４の処理が完了するとステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０５の処理が完了するとステップＳ１０１に戻る。

ＴＡ＝２９℃よりも高い環境においては、Ｓ１０６にて第2の印刷動作制限状態への移行を判定する。具体的には、機内温度が所定の第一閾値Ｔ１以下か否かが判定される。制御部７０は機内温度センサ７２から入力される温度情報を機内温度として使用する。この例では、第一閾値Ｔ１は４０℃と設定されている。機内温度がＴ１＝４０℃を超えた場合（ステップＳ１０６の「いいえ」）には、ステップＳ１０８に進み第二の印刷動作制限状態に移行し、機内温度が第二閾値Ｔ２（例えば第一閾値より低い３９℃に設定）を下回るまで（ステップＳ１０９の「はい」）継続される。

機内温度が第一閾値Ｔ１以下の場合（ステップＳ１０６の「はい」）には、ステップＳ１０７に進み連続印刷が継続される。ステップＳ１０４、ステップＳ１０７の連続印刷の処理の後、または、ステップＳ１０９にて第二の印刷動作制限状態のときに機内温度が第二閾値Ｔ２以下となった場合（Ｓ１０９の「はい」）には、ステップＳ１１０にて印刷ジョブが完了したか否かが判定される。印刷ジョブが完了した場合（Ｓ１１０の「はい」）には印刷動作を終了する。印刷ジョブが完了していない場合（Ｓ１１０の「いいえ」）にはステップＳ１０２に戻る。

同様に、ステップＳ１０９にて第二の印刷動作制限状態のときに機内温度が第二閾値Ｔ２より高くなった場合（Ｓ１０９の「いいえ」）には、ステップＳ１１１にて印刷ジョブが完了したか否かが判定される。印刷ジョブが完了した場合（Ｓ１１１の「はい」）には印刷動作を終了する。印刷ジョブが完了していない場合（Ｓ１１１の「いいえ」）にはステップＳ１０８に戻る。

第一の印刷動作制限状態における単位時間当たりの印刷可能枚数は、第二の印刷動作制限状態における単位時間当たりの印刷可能枚数よりも多い。このように、環境に応じた印刷動作制限状態の切り替えが実施できることにより、機内温度上昇と生産性の最適化が実現する。

なお、上述のとおり、作業量検知部７３が検知する作像部２０の作業量に係る情報は、連続印刷頁数以外を用いてもよい。例えば、作像ユニット（作像部２０）を駆動する駆動装置７４の連続運転時間や、作像ユニットの走行距離、などの情報を用いることができる。この場合、図８のステップＳ１０１やＳ１０３の「印刷頁」を「連続運転時間（例えば１０分）」や「走行距離」に置き換えれば同様の制御を実施できる。

図９は、印刷動作制限モード制御のフローチャートの第一変形例である。

図９のフローチャートでは、図８のフローチャートのステップＳ１０１とＳ１０２との間に、ステップＳ１０２１として環境温度が所定の下限値ＴＢ以下か否かの判定が追加されている。下限値ＴＢは、印刷動作制限モードを切り替えるための判断指標である環境温度閾値ＴＡより低い値が設定される（図７参照）。

環境温度が下限値ＴＢ以下の場合（Ｓ１０２１の「はい」）には、ステップＳ１１０に移動して、ステップＳ１０２の印刷動作制限モードの切り替え判断は行われない。環境温度が下限値ＴＢより高い場合（Ｓ１０２１の「いいえ」）には、ステップＳ１０２に進む。

つまり、図９のフローチャートでは、制御部７０は、機外温度センサ７１で検出された温度が環境温度閾値ＴＡ未満である場合でも、機外温度センサ７１で検出された温度が環境温度閾値ＴＡより低い所定の下限値ＴＢ未満である場合には、第一の印刷動作制限状態に移行しない。

環境温度が十分に低い場合は、連続印刷を長時間行っても、作像部温度はＴｄ（=４５℃）を超えることが無くなる。このため、この状況においては第一の印刷動作制限を行う必要性も無い。環境温度の下限値ＴＢを設定し、環境温度が環境温度閾値ＴＡから下限値ＴＢの間の時のみ第１の印刷動作制限を行うようにすることで、より効果的な生産性低下の防止を行うことができる。

まとめると、図９のフローチャートの処理では、環境温度による印刷動作制限の割り振りは下記の表のようになる。
（１）環境温度Ｔ＜ＴＢ：いかなる場合も印刷動作制限を行わない
（２）ＴＢ≦Ｔ＜ ＴＡ：条件を満たせば第一の印刷動作制限を行う
（３）ＴＡ≦Ｔ：条件を満たせば第二の印刷動作制限を行う

図１０は、印刷動作制限モード制御のフローチャートの第二変形例である。

図１０のフローチャートでは、図８、図９のフローチャートのステップＳ１０３とＳ１０５との間に、ステップＳ１０３１として機内温度が所定の第一閾値Ｔ１以下か否かの判定が追加されている。第一閾値Ｔ１の設定値は、ステップＳ１０６と同様である。

機内温度が第一閾値Ｔ１以下の場合（Ｓ１０３１の「はい」）には、ステップＳ１１０に移動して、ステップＳ１０５の第一の印刷動作制限モードは実行されない。機内温度が第一閾値Ｔ１より高い場合（Ｓ１０３１の「いいえ」）には、ステップＳ１０５に進む。

つまり図１０のフローチャートでは、制御部７０は、機外温度センサ７１で検出された温度が環境温度閾値ＴＡ未満である場合でも、機内温度センサ７２によって検出した機内温度が第一閾値Ｔ１以下である場合には、第一の印刷動作制限状態に移行しない。

図８、図９のフローチャートの処理では、外気温度がＴＢとＴＡの間にある時には、６００ページごとに第一の印刷動作制限が発生することになる。印刷動作制限は、作像部温度が目標のＴｄを超えないようにすればよいので、機内温度が低い連続印刷の初期段階から発動させる必要は無い。そこで、図１０のフローチャートでは、ステップＳ１０３１の判定の追加により、機内温度の制限を加えて機内温度が高いときにだけ第一の印刷動作制限を行うようにする。これにより、より効果的な生産性低下の防止を行うことができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１００ 画像形成装置
２０ 作像部
７０ 制御部
７１ 機外温度センサ（機外温度検知部）
７２ 機内温度センサ（機内温度検知部）
７３ 作業量検知部
７４ 駆動装置
ＴＡ 環境温度閾値
ＴＢ 下限値
Ｐｔ 所定ページ数（作業量閾値）
Ｔ１ 第一閾値
Ｔ２ 第二閾値

特開２０１４－１５７２６６号公報

Claims (6)

1. 画像を形成する作像部と、
   前記作像部を駆動させる駆動装置と、
   機外の温度を検知する機外温度検知部と、
   機内の温度を検知する機内温度検知部と、
   前記作像部の作業量を検知する作業量検知部と、
   前記駆動装置の動作を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記機外温度検知部で検出された温度が所定の環境温度閾値未満である場合は、前記作業量検知部によって検知された前記作業量に基づいて第一の印刷動作制限状態に移行し、前記第一の印刷動作制限状態は、前記作業量が所定の作業量閾値に到達するたびに前記駆動装置による前記作像部への駆動を所定期間に亘り一時的に停止させ、
   前記制御部は、
   前記機外温度検知部で検出された温度が前記環境温度閾値以上である場合は、前記機内温度検知部によって検出した機内温度に基づいて第二の印刷動作制限状態に移行し、前記第二の印刷動作制限状態は、前記機内温度が所定の第一閾値より高い場合に前記機内温度が前記第一閾値より低い第二閾値を下回るまで、前記駆動装置による前記作像部の駆動を停止する休止状態と、前記作像部を駆動する印刷状態とを繰り返す間欠動作を行う、
   画像形成装置。
2. 前記作業量は、前記作像部による連続印刷頁数を含む、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記作業量は、前記駆動装置の連続運転時間を含む、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第一の印刷動作制限状態における単位時間当たりの印刷可能枚数は、前記第二の印刷動作制限状態における単位時間当たりの印刷可能枚数よりも多い、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記機外温度検知部で検出された温度が前記環境温度閾値未満である場合でも、前記機外温度検知部で検出された温度が前記環境温度閾値より低い所定の下限値未満である場合には、前記第一の印刷動作制限状態に移行しない、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記機外温度検知部で検出された温度が前記環境温度閾値未満である場合でも、前記機内温度検知部によって検出した前記機内温度が前記第一閾値以下である場合には、前記第一の印刷動作制限状態に移行しない、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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