JP7453776B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）などの画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の表面に形成された静電潜像に対し、現像部により現像剤を付着させることで現像剤像を形成する。その後、現像剤像をシートに転写し、定着部により現像剤像をシートに定着させることで画像を形成する。

画像形成に伴って消費される現像剤は、現像剤補給装置によって現像部へ補給される。ここで特許文献１では、現像剤補給装置において、現像剤を収容する収容部材の回転部を回転させて回転が規制された非回転部まで現像剤を搬送し、非回転部から現像器へ現像剤を排出することで現像剤を現像器に補給する構成が記載されている。

特開２０１０－２５６８９３号公報

特許文献１に記載の構成では、収容部材の回転部と非回転部との接続部において両者が摺動して摩擦熱が発生し、摩擦熱により接続部の周囲の現像剤が加熱されて溶融するおそれがある。この場合、収容部材の回転部の回転が停止した後、溶融した現像剤が冷えて接続部に固着し、回転部の回転性を悪化させるおそれがある。また固着した現像剤が現像器に補給されると、現像器による現像品質が低下し、画像品質が低下するおそれがある。

ここで収容部材の回転部と非回転部との接続部の昇温を抑制する構成として、仮にファンを設ける場合、ファンを常に駆動させると、画像形成装置の消費電力が増加する。

そこで本発明はこのような現状に鑑み、現像剤を収容する収容部材における回転部と非回転部との接続部の昇温を抑制するとともに、これに伴う消費電力の増加を抑制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。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、感光体と、前記感光体に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像部と、前記現像部に補給される現像剤を収容する収容部材であって、回転することで内部の現像剤を搬送する筒状の回転部と、前記回転部の回転軸線方向において前記回転部と隣接して配置され、回転が規制され、前記回転部から搬送された現像剤を排出する排出部を有する非回転部と、前記収容部材の筐体の内部に配置され、前記回転部と前記非回転部との接続部に設けられた弾性体と、を有し、前記筐体の上面において前記弾性体と対向する位置に通気孔が形成された収容部材と、前記収容部材が装着される装着部と、前記収容部材の前記筐体の外部に設けられたファンと、前記ファンにより生成された気流を案内するダクトと、を備え、前記収容部材が前記装着部に装着された状態で、前記ダクトの出口と前記収容部材の前記通気孔とが対向した位置に配置され、前記ファンにより生成された気流が前記ダクトと前記通気孔を介して前記弾性体に送られる画像形成装置であって、前記画像形成装置の内部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度に基づいて前記弾性体の温度を予測し、前記弾性体の予測温度に応じて前記ファンの駆動を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置において、現像剤を収容する収容部材における回転部と非回転部との接続部の昇温を抑制するとともに、これに伴う消費電力の増加を抑制することができる。

画像形成装置の断面概略図である。 現像剤補給装置の断面図である。 現像剤補給装置の他の構成を示す断面図である。 補給容器の斜視図である。 補給容器の一部を切断した状態の斜視図である。 補給容器の一部を切断した状態の斜視図である。 補給容器の断面図である。 ホルダの斜視図である。 ホルダに装着された状態の補給容器の斜視図である。 補給容器の断面図である。 画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。 温度予測シーケンスのフローチャートである。 昇温抑制シーケンスのフローチャートである。 昇温抑制シーケンスのフローチャートである。 昇温抑制シーケンスのフローチャートである。

（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、画像形成装置Ａの断面概略図である。図１に示す様に、画像形成装置Ａは、シートＳに画像を形成する画像形成部１００が設けられている。画像形成部１００は、感光ドラム１０４（感光体）、帯電器２０３、現像器３（現像部）、転写器１１１、分離器１１２、レーザスキャナユニット１０３などを備える。

現像器３は、現像剤であるトナーを担持し、担持したトナーを感光ドラム１０４に供給する現像ローラ３ｆを有する。またトナーを撹拌する撹拌部材３ｃと、トナーを現像ローラ３ｆに搬送する搬送部材３ｄ、３ｅを有する。また現像ローラ３ｆに担持されるトナーに接触し、担持されるトナーの量を規制する現像ブレード３ｇと、現像ローラ３ｆに接触して配置され、現像器３からトナーが漏れることを防止する防止シート３ｈを有する。

また画像形成装置Ａは、現像器３にトナーを補給する現像剤補給装置９０を備える。現像剤補給装置９０の詳しい構成については後述する。本実施形態では、現像剤として乾式の一成分磁性トナーを用いるため、現像剤補給装置９０も一成分磁性トナーを補給する。なお、現像剤の種類はこれに限られず、一成分非磁性トナー、磁性キャリアと非磁性トナーを混合した二成分現像剤など、他の現像剤を使用してもよい。

また画像形成装置Ａには、原稿の画像を読み取る画像読取装置１５５が設けられている。画像読取装置１５５は、原稿台ガラス１０２に載置された原稿の画像を光学的に読み取って画像データに変換する。レーザスキャナユニット１０３は、画像読取装置１５５により読み取られた原稿の画像データに応じて感光ドラム１０４の表面にレーザ光Ｌを照射し、画像データに応じた静電潜像を形成する。

次に、画像形成装置Ａによる画像形成動作について説明する。まず図１１に示すＣＰＵ６１に画像形成ジョブ信号が入力されると、ピックアップローラ１０７、給送ローラ１２０によりシートカセット１０８に積載収納されたシートＳが搬送パス１０９を介してレジストローラ１１０に送り出される。その後、シートＳは、レジストローラ１１０によって所定のタイミングで感光ドラム１０４と転写器１１１との間の転写部に送り込まれる。

一方、画像形成部においては、まず帯電器２０３により感光ドラム１０４の表面が帯電させられる。次に、レーザスキャナユニット１０３が感光ドラム１０４の表面にレーザ光Ｌを照射することで、感光ドラム１０４の表面に静電潜像が形成される。その後、現像器３の現像ローラ３ｆに担持されたトナーが静電潜像に付着され、感光ドラム１０４の表面にトナー像が形成される。

次に、感光ドラム１０４の表面に形成されたトナー像は、転写器１１１に転写バイアスが印加されることでシートＳに転写される。次に、分離器１１２に分離バイアスが印加されることで、感光ドラム１０４からシートＳが分離される。その後、トナー像が転写されたシートＳは、搬送ベルト１１３により定着器１１４に搬送され、定着器１１４において加熱、加圧処理が施される。これによりトナー像がシートＳに定着される。トナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ１１６によって排出トレイ１１７に排出される。

＜補給装置＞
次に、現像剤補給装置９０の構成について説明する。

図２は、現像剤補給装置９０の断面図である。図２に示す様に、現像剤補給装置９０は、トナーが収容される補給容器１と、補給容器１が装着されて保持されるホルダ１０と、補給容器１から排出されるトナーを一時的に貯留し、貯留したトナーを現像器３へ供給するホッパ５０から構成される。補給容器１やホルダ１０の構成については後述する。

ホッパ５０は、補給容器１の排出口４ｂ１と連通し、補給容器１からトナーを受け入れる受入口５０ａと、現像器３に形成された不図示の開口部と連通し、現像器３にトナーを供給する供給口５０ｃを有する。またホッパ５０は、供給口５０ｃに向かってトナーを搬送する搬送スクリュー５０ｂと、ホッパ５０に収容されているトナーの量を検出するトナーセンサ７０を有する。

現像器３によるトナーの使用に伴い、トナーセンサ７０により検出されるトナーの量が所定未満となると、後述する補給容器１によるトナーの補給動作が開始され、補給容器１からホッパ５０にトナーが補給される。その後、トナーセンサ７０により検出されるトナーの量が所定以上となると、補給容器１による補給動作が停止される。このようにホッパ５０には一定量のトナーが貯留される。またホッパ５０から現像器３へは、所定のタイミングでトナーが補給される。

なお、本実施形態では、ホッパ５０を設ける構成について説明するものの、図３に示す様に、ホッパ５０を設けずに補給容器１から現像器３へ直接的にトナーを補給する構成としてもよい。これは次の理由による。即ち、本実施形態では、後述の通り、補給容器１に収容されたトナーが重力作用のみでは殆ど排出されず、ポンプ部８による容積可変動作により排出される構成である。従って、トナーの排出量のばらつきが少なく、ホッパ５０を設けなくても、トナーを現像器３へ安定的に補給できるためである。

なお、図３に示す構成は、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いる構成である。即ち、現像器３は、現像剤が撹拌される撹拌室３ｘと、撹拌室３ｘと連通し、現像ローラ３ｆが設けられる現像室３ｙを有する。撹拌室３ｘと現像室３ｙには、現像剤の搬送方向が互いに逆向きとなる撹拌スクリュー３ｂが設けられ、二成分現像剤はこれらの二つの部屋を循環搬送される。

＜補給容器＞
次に、補給容器１（収容部材）の構成について説明する。

図４は、補給容器１の斜視図である。図５は、補給容器１の一部を切断した状態の斜視図である。図６は、補給容器１の一部を切断した状態の斜視図であり、図５とは切り口を変えている。図７は、補給容器１の断面図である。ここで図６（ａ）、図７（ａ）は、補給容器１のポンプ部８が最も伸張されている伸張状態を示し、図６（ｂ）、図７（ｂ）は、補給容器１のポンプ部８が最も収縮されている収縮状態を示す。

図４～図７に示す様に、補給容器１は、円筒状の部材であり、その内部にはトナーが収容される。補給容器１の長手方向において、一端側にはホルダ１０に回転が規制されるフランジ部４が設けられ、他端側にはフランジ部４に対して回転する回転部２が設けられている。即ち回転部２の回転軸線方向において、回転部２とフランジ部４は互いに隣接して配置されている。補給容器１の筐体を構成するフランジ部４の筐体４ａと回転部２の筐体２ａは、ポリスチレン樹脂で形成されており、互いに相対移動が可能に構成されている。

回転部２の筐体２ａの内周面には、回転部２の回転中心に向かって内側に突出する螺旋状の凸部２ａ１が形成されている。また回転部２の筐体２ａの内周面には、傾斜リブ２ａ２が設けられている。また回転部２の筐体２ａの外周面には、ホルダ１０に取り付けられたギア３００（図８）と噛み合うギア部２ａ３が形成されている。回転部２は、ギア部２ａ３においてギア３００から駆動力が伝達されることで回転し、これにより回転部２の内部のトナーは螺旋状の凸部２ａ１によって傾斜リブ２ａ２まで搬送される。また傾斜リブ２ａ２は、回転部２の回転に伴ってトナーをすくい上げてフランジ部４に搬送する。

フランジ部４は、回転部２から搬送されるトナーを一時的に収容するための空間であるバッファ部４ｃを有する。バッファ部４ｃの下方には、トナーが排出される排出口４ｂ１（排出部）が形成されたシャッタ４ｂが設けられている。バッファ部４ｃとシャッタ４ｂとの間には、排出口４ｂ１から排出される前のトナーが貯留される貯留部４ｄが設けられている。

補給容器１がホルダ１０に装着される前の段階では、シャッタ４ｂが貯留部４ｄの下端部を閉塞することで、貯留部４ｄからホッパ５０へのトナーの排出が規制される。これに対して補給容器１がホルダ１０に装着されると、後述するようにシャッタ４ｂがスライド移動して貯留部４ｄと排出口４ｂ１とが連通し、貯留部４ｄからホッパ５０へのトナーの排出が可能となる。

またフランジ部４における回転部２との接続部には、発泡ウレタンで形成された環状の弾性体であるシール部材５が取り付けられている。シール部材５は、回転部２の筐体２ａの先端部２ａ４に圧接されており、回転部２とフランジ部４との接続部においてトナーや空気が漏れることを抑制する。これにより補給容器１の気密性が保たれて排出口４ｂ１を介した空気の出入りが適切に行われやすくなる。

またフランジ部４の筐体４ａの上面において、シール部材５と対向する位置には、通気孔４ａ１が形成されている。即ち通気孔４ａ１は、回転部２の回転軸線方向において、シール部材５と重なる位置に配置されている。通気孔４ａ１は、フランジ部４の筐体４ａの上面に形成され、筐体４ａの厚み方向に貫通する孔である。また通気孔４ａ１は、筐体４ａにおけるトナーを収容する空間であるバッファ部４ｃを形成する部分の外部に配置されているため、バッファ部４ｃを含む補給容器１におけるトナーを収容する空間の密封性は保たれる。通気孔４ａ１の機能については後述する。

またフランジ部４の内部には、ポンプ部８が設けられている。ポンプ部８は、往復動に伴って容積が変化する容積可変型のポンプであり、本実施形態では山折り部と谷折り部が周期的に交互に複数形成されたポリプロピレン樹脂製の蛇腹状ポンプを用いている。

ポンプ部８によりトナーを補給する際は、まずポンプ部８が収縮状態から伸張状態となる吸気動作が行われる。補給容器１の内部のトナーが収容される空間は、排出口４ｂ１を除いて密閉されており、また排出口４ｂ１はトナーにより閉塞されている。従って、吸気動作よる補給容器１の容積増加に伴って、補給容器１の内圧が減少して外気圧より低くなり、この気圧差によって補給容器１の外部の空気が排出口４ｂ１を介して内部に取り込まれる。

次に、ポンプ部８が伸張状態から収縮状態となる排気動作が行われる。この排気動作に伴って補給容器１の容積が減少し、補給容器１の内圧が上昇する。これにより補給容器１の内圧が外気圧より高くなり、この圧力差によって排出口４ｂ１からトナーが押し出されて排出される。この時、排出口４ｂ１からはトナーと共に空気も排出されるため、排気動作の後に補給容器１の内圧は低下する。

このようにポンプ部８は、補給容器１の容積を回転部２の回転軸線方向に変化させて吸気動作と排気動作を交互に行い、補給容器１の内部に向かう気流と外部に向かう気流を交互に発生させることでトナーの補給動作を行う。なお、ポンプ部８の吸気動作と排気動作に伴い、排出口４ｂ１の近傍のトナーには空気が含まれて嵩密度が低下し、トナーが流動化されて排出口４ｂ１の詰まりが抑制される。

またポンプ部８を往復動させる駆動力は、次に説明する構成により、補給容器１を回転させる駆動力から変換される。即ち図６に示す様に、回転部２の筐体２ａの外周面には、カム溝２ａ５が全周に亘って形成されている。カム溝２ａ５には、ポンプ部８と連結された係合部材７が係合している。回転部２が回転すると、係合部材７はカム溝２ａ５の形状に沿って移動する。ここでカム溝２ａ５には、回転部２が回転するにつれて係合部材７が回転部２の回転軸線方向の一方側に移動する溝部２ａ５ｘと、他方側に移動する溝部２ａ５ｙが含まれている。このような構成により、回転部２の回転に伴って係合部材７が回転部２の回転軸線方向に往復動し、係合部材７に連結されたポンプ部８が回転部２の回転軸線方向に往復動をする。

またカム溝２ａ５には、周方向にストレートに延びる溝部２ａ５ｚが含まれている。補給容器１の補給動作が終了し、回転部２の回転が停止する時、係合部材７が溝部２ａ５ｚに位置するように駆動の制御が行われる。これにより補給動作終了後の惰性によって回転部２が回転する場合でも、ポンプ部８が往復動しないため、補給容器１から排出されるトナーの量を均一化させることができる。

なお、図７に示す様に、本実施形態における補給容器１の回転軸線方向の各寸法は、回転部２の全長Ｌ１は約４６０ｍｍ、バッファ部４ｃの長さＬ２は約２１ｍｍ、ポンプ部８の伸張状態の全長Ｌ３は約４０ｍｍ、収縮状態の全長Ｌ４は約２４ｍｍである。また回転部２の外径Ｒ１は約６０ｍｍ、ポンプ部８の外径Ｒ２は約４５ｍｍである。またポンプ部８の伸縮時の容積変化量は５ｃｍ^３である。

また回転部２の筐体２ａやフランジ部４の筐体４ａ、ポンプ部８の材質は上述した材質に限られるものではない。即ち伸縮機能を発揮して容積変化に耐え得る素材であれば、例えばＡＢＳ樹脂、ポリエステル、ポリエチレンなどの他の樹脂や、金属、ゴム等の伸縮性材料としてもよい。回転部２の筐体２ａやフランジ部４の筐体４ａ、ポンプ部８を同じ材質とする構成や、両者を射出成形法やブロー成形法などにより一体的に成形する構成としてもよい。また回転部２の断面形状は円形に限られず、補給動作における回転動作に影響を与えなければ楕円形状や多角形状などの非円形状としてもよい。

＜ホルダ＞
次に、ホルダ１０の構成について説明する。

図８（ａ）は、ホルダ１０の斜視図である。図８（ｂ）はホルダ１０の断面図である。図８に示す様に、ホルダ１０は、補給容器１が装着される空間である装着部１０ａを有する。補給容器１は、装着部１０ａに対して、回転部２の回転軸線方向から挿入されることで装着される。また補給容器１の内部のトナーが無くなると、補給容器１は装着部１０ａから取り外され、新たな補給容器１が装着部１０ａに装着される。

またホルダ１０は、その底面から上方に突出し、フランジ部４の回転を規制する回転規制部１０ｂを有する。補給容器１がホルダ１０の装着部１０ａに装着されると、補給容器１のフランジ部４の筐体４ａの一部が回転規制部１０ｂに嵌合し、フランジ部４の回転が規制される。なお、ホルダ１０は補給容器１の回転部２の回転を規制する部分を有していないため、回転部２はホルダ１０に装着された状態で回転することができる。

またホルダ１０は、補給容器１が装着される際に補給容器１のフランジ部４のシャッタ４ｂと突き当たる突当部１０ｃを有する。シャッタ４ｂが突当部１０ｃに突き当たると、シャッタ４ｂは回転部２の回転軸線方向にスライド移動し、これに伴ってシャッタ４ｂに形成された排出口４ｂ１も移動し、貯留部４ｄと排出口４ｂ１とが連通する。

またホルダ１０に補給容器１が装着されると、補給容器１の排出口４ｂ１と、ホルダ１０に形成され、排出口４ｂ１から排出されたトナーが通過する通過口１０ｄが連通する。これにより補給容器１からホッパ５０までのトナーの経路が形成され、補給容器１からホッパ５０へトナーの排出が可能となる。なお、通過口１０ｄの直径は、トナーによるホルダ１０の汚れを可及的に防止するためにピンホールとして約２ｍｍに設定されている。

またホルダ１０には、補給容器１の回転部２に形成されたギア部２ａ３と噛み合うギア３００が取り付けられている。図１１に示すＣＰＵ６１がモータドライバ６６を介して駆動モータ６７を駆動させると、駆動モータ６７の駆動力が不図示の駆動ギア列を介してギア３００に伝達される。その後、この駆動力はギア３００から補給容器１の回転部２のギア部２ａ３に伝達されて回転部２が回転する。

なお、本実施形態では、補給動作を一度行う毎に補給容器１の回転部２が１８０度回転するように設定されている。またギア３００は一方向にのみ回転するように設定されているため、ＣＰＵ６１は駆動モータ６７の制御に際してＯＮ／ＯＦＦの切り替えのみを行う構成となっている。なお、補給容器１に駆動力を伝達する構成はこれに限られず、例えば公知のカップリング機構などを用いてもよい。

＜シール部材の冷却構成＞
ここで補給容器１において、シール部材５における回転部２との摺動部は、回転部２の回転に伴う摩擦により発熱する。これによりシール部材５が昇温し、シール部材５の周囲のトナーは加熱され、回転部２の回転状況やトナーの融点によってはトナーが溶融するおそれがある。このようにトナーが溶融する場合、回転部２の回転が停止した後、溶融したトナーが冷えてシール部材５に固着し、回転部２の回転性を悪化させるおそれがある。また固着したトナーが現像器３に補給されると、現像器３による現像品質が低下し、画像品質が低下するおそれがある。そこで本実施形態では、次に説明する構成により、シール部材５を冷却する。

図９は、ホルダ１０に装着された状態の補給容器１の斜視図であり、補給容器１とホルダ１０の一部を切断した状態の斜視図である。図９に示す様に、ホルダ１０には、ファン１５が設けられている。またホルダ１０には、ファン１５により生成された気流を案内するダクト部１０ｅが形成されている。

補給容器１がホルダ１０の装着部１０ａに装着された状態で、ダクト部１０ｅの出口１０ｅ１は、補給容器１におけるフランジ部４の筐体４ａに形成された通気孔４ａ１と対向する位置に配置されている。これによりファン１５により生成された気流は、ダクト部１０ｅと通気孔４ａ１を介してシール部材５に送り込まれ、シール部材５が冷却される。

このようにシール部材５が冷却することで、シール部材５の周囲のトナーが加熱されることを抑制し、トナーが溶融することを抑制することができる。従って、溶融したトナーが冷えてシール部材５に固着して回転部２の回転性を悪化させることや、固着したトナーが現像器３に補給されて画像品質が低下することを抑制することができる。

またフランジ部４の上面に通気孔４ａ１を形成することで、ファン１５が動作していない場合でも、シール部材５の昇温に伴って加熱されたシール部材５の空気が膨張して上昇し、通気孔４ａ１とダクト部１０ｅを通ってホルダ１０の外部まで排出される。従って、シール部材５の昇温に伴って加熱された空気がフランジ部４の筐体４ａの内部に留まってトナーが加熱されることを抑制することができる。

またファン１５に生成され、シール部材５に送り込まれた気流は、フランジ部４の下方へと抜けていくように構成されている。図１０は、補給容器１を回転部２の回転軸線に直交する断面で切断した断面図である。図１０において、ファン１５に生成され、シール部材５に送り込まれた気流は、黒色の矢印で示されている。

図１０に示す様に、フランジ部４の筐体４ａの外郭部４ａ２は、シール部材５や回転部２の筐体２ａと隙間を隔てて設けられている。つまり筐体４ａの内側において、筐体４ａにおけるトナーを収容する空間であるバッファ部４ｃを形成する部分の外部には、回転部２の回転方向の全域に亘って隙間が形成されている。従って、ファン１５に生成された気流は、通気孔４ａ１を介してシール部材５に送り込まれた後、フランジ部４の筐体４ａに沿って上記隙間を通り、フランジ部４の下方へ導かれる。このため、ファン１５に生成され、シール部材５に送り込まれた気流により、バッファ部４ｃに収容されたトナーを冷却することができ、トナーが溶融することを抑制することができる。

なお、本実施形態では、ホルダ１０に対してファン１５とダクト部１０ｅを一体的に設けるについて説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、ファン１５やダクト部１０ｅをホルダ１０とは別に設ける構成としても、上記同様の効果を得ることができる。

また本実施形態では、フランジ部４の筐体４ａに一つの通気孔４ａ１の形成する構成について説明したものの、本発明はこれに限られず、筐体４ａの剛性などに応じて通気孔４ａ１の数を適宜変更してもよい。但し、ダクト部１０ｅの出口１０ｅ１の断面積に対する通気孔４ａ１の断面積の比が低いと空気抵抗が大きくなって冷却効果も下がるため、上記比をできるだけ大きくするのが好ましい。

またファン１５を定着器１１４などが備えるヒータの近傍に配置する場合、高温の空気が補給容器１に取り込まれて冷却効果が下がる可能性がある。このため、できるだけ外気を直接取り込める位置にファン１５を配置するのが好ましい。またダクト部１０ｅの形状は適宜変更可能であるものの、例えば直線形状や緩やかな曲線形状など、できるだけ空気抵抗の少ない形状が好ましい。

＜制御部＞
次に、画像形成装置Ａのシステム構成について説明する。

図１１は、画像形成装置Ａのシステム構成の一部を示すブロック図である。図１１に示す様に、画像形成装置Ａは、演算処理を行うＣＰＵ６１（制御部）と、各種の制御プログラムなどが格納されているＲＯＭ６２と、ＣＰＵ６１が演算に用いるデータが一時的に格納されるＲＡＭ６３を備える。ＲＡＭ６３は、不揮発性メモリであり、画像形成装置Ａの電源をＯＦＦにしても記憶された情報が保持される。

また画像形成装置Ａは、その設置環境の温度を検出する機外温度センサ６９と、画像形成装置Ａの内部の温度を検出する機内温度センサ６８（温度検出部）を備える。機内温度センサ６８、機外温度センサ６９は、ＣＰＵ６１に接続されている。機内温度センサ６８、機外温度センサ６９は、画像形成装置Ａの電源がＯＮの状態で温度を逐次検出し、検出した温度情報をＣＰＵ６１に入力する。

またＣＰＵ６１には、モータドライバ６４、６６を介して、ファンモータ６５、駆動モータ６７が接続されている。またＣＰＵ６１には、トナーセンサ７０が接続されている。ＣＰＵ６１は、機内温度センサ６８、機外温度センサ６９、トナーセンサ７０の検出結果に基づいて、ＲＯＭ６２に格納された制御プログラムに従い、モータドライバ６４、６６を介して、ファンモータ６５や駆動モータ６７を制御する。

またＣＰＵ６１には、画像形成部１００の各デバイスや、画像形成部１００に向けてシートＳを給送するシート給送部１３０が接続されている。シート給送部１３０は、ピックアップローラ１０７、給送ローラ１２０、レジストローラ１１０など搬送パス１０９に配置される各ローラ等で構成される。ＣＰＵ６１は、シート給送部１３０を構成するローラを駆動させる不図示のモータを制御し、シートＳの給送の制御や、先行するシートＳと後行するシートＳとの間の間隔である紙間の設定を行う。

＜温度予測シーケンス＞
次に、後述する昇温抑制シーケンスで用いられるシール部材５の予測温度Ｔを算出する温度予測シーケンスについて、図１２のフローチャートを用いて説明する。図１２に示す様に、まずＣＰＵ６１は、画像形成装置Ａの電源がＯＮにされると、機内温度センサ６８により検出された温度情報を受信する（Ｓ１）。ＣＰＵ６１は、受信した温度情報に基づいて、シール部材５の周囲の予測温度ＴＡを、予めＲＯＭ６２に記憶された相関係数を用いて補正して算出する（Ｓ２）。なお、上記の相関係数を画像形成装置Ａが備えるヒータやファンの駆動状況に応じて変更することで、予測温度ＴＡの検出精度を向上させることができる。

次に、ＣＰＵ６１は、補給容器１の駆動情報を検出する（Ｓ３）。本実施形態では、ＣＰＵ６１は、補給容器１の駆動情報として、補給容器１の回転角度を検出する。上述した通り、補給容器１は一回の補給動作で１８０度回転するため、ＣＰＵ６１は、駆動モータ６７がステッピングモータの場合、補給動作を行う際のパルスから補給動作の回数をカウントし、所定時間内の補給容器１の回転角度を検出する。その後、ＣＰＵ６１は、補給容器１の駆動情報と、ＲＯＭ６２に予め記憶された補給容器１の回転抵抗の情報に基づいて、シール部材５における回転部２との摺動部分の発熱量Ｗを算出する（Ｓ４）。なお、補給容器１の駆動情報を検出する方法はこれに限られず、例えばフラグ式の光学センサや回転検出素子によって補給容器１の回転情報を検出する構成としてもよい。

次にＣＰＵ６１は、シール部材５の周囲の予測温度ＴＡと発熱量Ｗに基づいて、次の式１を用いてシール部材５の予測温度Ｔを算出する（Ｓ５）。式１において、Ｃはシール部材５の熱容量、Ｋはシール部材５の熱交換係数である。ＣＰＵ６１は、画像形成装置Ａの電源がＯＮの時、このようにシール部材５の予測温度Ｔを逐次算出する。

（式１）
Ｔ＝ＴＡ＋Ｗ／Ｃ－Ｋ×（Ｔ－ＴＡ）／Ｃ・・・（１）

なお、本実施形態では、機内温度センサ６８の検出温度と補給容器１の駆動情報に基づいてシール部材５の予測温度Ｔを算出する構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、例えば機内温度センサ６８ではなく、機外温度センサ６９により検出された温度情報に基づいてシール部材５の周囲の予測温度ＴＡを算出し、この予測温度ＴＡから式１を用いてシール部材５の予測温度Ｔを算出する構成としてもよい。また式１を用いるのではなく、機内温度センサ６８の検出温度とシール部材５の予測温度Ｔとを関連付けたテーブルを実験データから作成してＲＯＭ６２に記憶し、機内温度センサ６８の検出温度からシール部材５の予測温度Ｔを求める構成としてもよい。

＜昇温抑制シーケンス＞
補給容器１のシール部材５の昇温を抑制する昇温抑制シーケンスについて、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。

図１３に示す様に、まずＣＰＵ６１は、上述した温度予測シーケンスを実行し、シール部材５の予測温度Ｔの監視を開始する（Ｓ１１）。次に、ＣＰＵ６１は、予測温度ＴがＲＯＭ６２に予め記憶された閾値α１（第１閾値）より高いか否かを判定する（Ｓ１２）。本実施形態では、閾値α１は４２℃に設定されている。ＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α１より高いと判定する場合、モータドライバ６４に対してファンモータ６５の駆動を指示し、ファン１５を駆動させる（Ｓ１３）。

次に、ＣＰＵ６１は、新たに算出された予測温度Ｔが閾値α２（第３閾値）より高いか否かを判定する（Ｓ１４）。閾値α２は、閾値α１より高い温度であり、トナーの溶融が懸念される温度であり、本実施形態では４５℃に設定されている。ここでＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α２以下と判定する場合、予測温度Ｔが閾値α３（第２閾値）未満となるまでファン１５の駆動を継続させる（Ｓ１５）。閾値α３は、閾値α１及び閾値α２より低い温度であり、本実施形態では４０℃に設定されている。

次に、ＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α３以下と判定する場合、モータドライバ６４に対してファンモータ６５の駆動停止を指示する（Ｓ１６）。これによりファン１５の駆動が停止される。このようにシール部材５の予測温度Ｔに応じてファン１５を駆動させることで、ファン１５を常時駆動させる構成と比較して、消費電力を抑えつつ、シール部材５の昇温を抑制することができる。また画像形成装置Ａを静音化することができる。さらにファン１５を駆動させる温度である閾値α１よりも、駆動を停止させる温度である閾値α３を低い温度とすることで、ファン１５の駆動と駆動停止とが頻繁に繰り返されることを抑制することができる。

一方、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１４において予測温度Ｔが閾値α２より高いと判定する場合、画像形成動作を実行中であるか否かを判定する（Ｓ１７）。ここでＣＰＵ６１は、画像形成動作を実行中の場合、新たに算出された予測温度Ｔが閾値α４未満となるまで画像形成動作の停止を画像形成部１００に指示する（Ｓ１８、Ｓ１９）。閾値α４は、閾値α２より低い温度であり、本実施形態では４２℃に設定されている。その後、ＣＰＵ６１は、新たに算出された予測温度Ｔが閾値α４未満であると判定したタイミングで画像形成動作の再開を画像形成部１００に指示する（Ｓ２０）。

このようにファン１５を駆動させても温度が下がらず、トナーの溶融が懸念される場合に、予測温度Ｔが下がるまで画像形成動作を停止させる。このような構成により、ファン１５のみではシール部材５の昇温を抑制し切れない場合であっても、シール部材５の昇温の抑制を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を用いて説明を省略する。

本実施形態の構成は、第１実施形態の構成と、図１３に示す昇温抑制シーケンスにおけるステップＳ１３、Ｓ１６の部分のみ異なり、その他の構成は同様である。以下、本実施形態の昇温抑制シーケンスについて、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態で図１３を用いて説明した工程と同じ処理を行う工程については、同じ符号を付してその説明を省略又は簡略化する。

図１４に示す様に、ＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α１より高いと判定する場合、ステップＳ２１において、１分間当たりの画像形成枚数を通常よりも減少させるＣＰＭ規制モードを実行する。具体的には、ＣＰＵ６１は、シート給送部１３０を制御し、先行するシートＳと後行するシートＳとの間の間隔である紙間を長くして画像形成の生産性を低下させる。またＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α３以下と判定する場合、ステップＳ２２において、ＣＰＭ規制モードを解除する。

このようにシール部材５の予測温度Ｔが所定の温度より高い場合に単位時間当たりの画像形成枚数を減少させることで、トナーの使用量が減少し、現像剤補給装置９０によるトナーの補給動作の頻度が減少する。従って、補給容器１の回転する頻度も減少するため、シール部材５の昇温を抑制することができる。またシール部材５の昇温の抑制に際して他の部材を別途駆動させる構成ではないため、シール部材５の昇温の抑制に伴って消費電力が増加することもない。

なお、ＣＰＭ規制モードにより単位時間当たりの画像形成枚数を減少させる具体的な方法は、本実施形態の方法に限られるものではない。即ち、例えば現像剤補給装置９０によるトナーの補給間隔を強制的に長くしてダウンシーケンスに突入させる方法など、実質的に画像形成の生産性を低下させる構成としてもよい。またＣＰＭ規制モードではなく、現像剤補給装置９０によるトナーの補給間隔を強制的に長くして、補給容器１の回転する頻度を強制的に減少させ、シール部材５の昇温を抑制する構成としてもい。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置の第３実施形態について図を用いて説明する。第１実施形態、第２実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を用いて説明を省略する。

本実施形態では、昇温抑制シーケンスにおいて、ファン１５の制御とＣＰＭ規制モードの双方を実行する。以下、本実施形態の昇温抑制シーケンスについて、図１５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態、第２実施形態で図１３、図１４を用いて説明した工程と同じ処理を行う工程については、同じ符号を付してその説明を省略又は簡略化する。

図１５に示す様に、まずＣＰＵ６１は、上述した温度予測シーケンスにより、シール部材５の予測温度Ｔの監視を開始する（Ｓ１１）。次に、ＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α１（第１閾値）より高いと判定する場合、モータドライバ６４に対してファンモータ６５の駆動を指示し、ファン１５を駆動させる（Ｓ１２、Ｓ１３）。その後、ＣＰＵ６１は、新たに算出された予測温度Ｔが閾値α５（第２閾値）よりも高いか否か判定する（Ｓ３１）。閾値α５は、閾値α１より高く、閾値α２より低い温度であり、本実施形態では４３℃に設定されている。

ここでＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α５以下と判定する場合、予測温度Ｔが閾値α６（第３閾値）未満となるまでファン１５の駆動を継続させる（Ｓ３２）。閾値α６は、閾値α１～α５より低い温度であり、本実施形態では３９℃である。その後、ＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α６未満と判定する場合、モータドライバ６４に対してファンモータ６５の駆動停止を指示し、ファン１５の駆動を停止させる（Ｓ１６）。

一方、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３１において予測温度Ｔが閾値α５より高いと判定する場合、第２実施形態と同様のＣＰＭ規制モードを実行する（Ｓ２１）。次に、ＣＰＵ６１は、新たに算出された予測温度Ｔが閾値α２より高いか否かを判定する（Ｓ１４）。ＣＰＵ６１は、予測温度Ｔが閾値α２以下と判定する場合、予測温度Ｔが閾値α３未満の場合にはＣＰＭ規制モードを解除してステップＳ３２に移行する（Ｓ１５、Ｓ２２）。

これに対してＣＰＵ６１は、ステップＳ１４において予測温度Ｔが閾値α２（第４閾値）より高いと判定する場合、画像形成動作を実行中であるか否かを判定する（Ｓ１７）。ここでＣＰＵ６１は、画像形成動作を実行中の場合、新たに算出された予測温度Ｔが閾値α４未満となるまで画像形成動作の停止を画像形成部１００に指示する（Ｓ１８、Ｓ１９）。その後、ＣＰＵ６１は、新たに算出された予測温度Ｔが閾値α４未満であると判定したタイミングで画像形成動作の再開を画像形成部１００に指示する（Ｓ２０）。なお、この時の画像形成動作は、ＣＰＭ規制モードを実行した状態の画像形成動作である。

このように本実施形態の構成によれば、ファン１５を駆動させてもシール部材５の温度が下がらない場合にＣＰＭ規制モードを実行し、ＣＰＭ規制モードを実行してもシール部材５の温度が下がらない場合に画像形成動作を停止させる。このような構成により、ファン１５の駆動によりシール部材５の温度が下がらない場合に直ちに画像形成動作を停止させる構成と比較して、画像形成動作を停止させる頻度が減るため、ユーザビリティを向上させることができる。

なお、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の昇温抑制シーケンスにおいて、閾値α１～α６の大小関係に関しては上述した関係が好ましい。しかしながら、これらの具体的な値に関しては、トナーの耐熱性や補給容器１の構成、駆動条件（発熱量）などに応じて適宜変更してもよい。

１…補給容器（収容部材）
２…回転部
３…現像器（現像部）
４…フランジ部（非回転部）
４ａ…筐体（収容部材の筐体）
４ａ１…通気孔
４ｂ１…排出口（排出部）
５…シール部材（弾性体）
１０ａ…装着部
１０ｅ…ダクト部（ダクト）
１０ｅ１…出口（ダクトの出口）
１５…ファン
６１…ＣＰＵ（制御部）
６８…機内温度センサ（温度検出部）
１０４…感光ドラム（感光体）
Ａ…画像形成装置

Claims (14)

1. 感光体と、
   前記感光体に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像部と、
   前記現像部に補給される現像剤を収容する収容部材であって、回転することで内部の現像剤を搬送する筒状の回転部と、前記回転部の回転軸線方向において前記回転部と隣接して配置され、回転が規制され、前記回転部から搬送された現像剤を排出する排出部を有する非回転部と、前記収容部材の筐体の内部に配置され、前記回転部と前記非回転部との接続部に設けられた弾性体と、を有し、前記筐体の上面において前記弾性体と対向する位置に通気孔が形成された収容部材と、
   前記収容部材が装着される装着部と、
   前記収容部材の前記筐体の外部に設けられたファンと、
   前記ファンにより生成された気流を案内するダクトと、
   を備え、
   前記収容部材が前記装着部に装着された状態で、前記ダクトの出口と前記収容部材の前記通気孔とが対向した位置に配置され、前記ファンにより生成された気流が前記ダクトと前記通気孔を介して前記弾性体に送られる画像形成装置であって、
   前記画像形成装置の内部の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部により検出された温度に基づいて前記弾性体の温度を予測し、前記弾性体の予測温度に応じて前記ファンの駆動を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記弾性体の前記予測温度が第１閾値より高い場合に前記ファンを駆動させ、前記弾性体の前記予測温度が前記第１閾値より低い第２閾値未満の場合に駆動した状態の前記ファンの駆動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記弾性体の前記予測温度が前記第１閾値より高い第３閾値よりも高い場合、画像形成動作を停止させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度と、前記回転部の駆動情報に基づいて前記弾性体の温度を予測することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 感光体と、
   前記感光体に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像部と、
   前記現像部に補給される現像剤を収容する収容部材であって、回転することで内部の現像剤を搬送する筒状の回転部と、前記回転部の回転軸線方向において前記回転部と隣接して配置され、回転が規制され、前記回転部から搬送された現像剤を排出する排出部を有する非回転部と、前記収容部材の筐体の内部に配置され、前記回転部と前記非回転部との接続部に設けられた弾性体と、を有し、前記筐体の上面において前記弾性体と対向する位置に通気孔が形成された収容部材と、
   前記収容部材が装着される装着部と、
   画像形成装置の内部の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部により検出された温度に基づいて前記弾性体の温度を予測し、前記弾性体の予測温度が高い場合、低い場合よりも単位時間当たりの画像形成枚数を減少させるように前記画像形成装置を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記弾性体の前記予測温度が第１閾値より高い場合に単位時間当たりの画像形成枚数を減少させるモードを実行し、前記弾性体の前記予測温度が前記第１閾値より低い第２閾値未満の場合に前記モードを解除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. 前記制御部は、前記弾性体の前記予測温度が前記第１閾値より高い第３閾値よりも高い場合、画像形成動作を停止させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、シートを給送する給送部を制御し、先行するシートと後行するシートとの間の間隔を長くすることで、単位時間当たりの画像形成枚数を減少させることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度と、前記回転部の駆動情報に基づいて前記弾性体の温度を予測することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 感光体と、
    前記感光体に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像部と、
    前記現像部に補給される現像剤を収容する収容部材であって、回転することで内部の現像剤を搬送する筒状の回転部と、前記回転部の回転軸線方向において前記回転部と隣接して配置され、回転が規制され、前記回転部から搬送された現像剤を排出する排出部を有する非回転部と、前記収容部材の筐体の内部に配置され、前記回転部と前記非回転部との接続部に設けられた弾性体と、を有し、前記筐体の上面において前記弾性体と対向する位置に通気孔が形成された収容部材と、
    前記収容部材が装着される装着部と、
    前記収容部材の前記筐体の外部に設けられたファンと、
    前記ファンにより生成された気流を案内するダクトと、
    を備え、
    前記収容部材が前記装着部に装着された状態で、前記ダクトの出口と前記収容部材の前記通気孔とが対向した位置に配置され、前記ファンにより生成された気流が前記ダクトと前記通気孔を介して前記弾性体に送られる画像形成装置であって、
    前記画像形成装置の内部の温度を検出する温度検出部と、
    前記温度検出部により検出された温度に基づいて前記弾性体の温度を予測し、前記弾性体の予測温度に応じて前記ファンの駆動を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記弾性体の予測温度が第１閾値よりも高い場合、前記ファンを駆動させ、前記弾性体の前記予測温度が前記第１閾値より高い第２閾値よりも高い場合、前記第２閾値以下の場合よりも単位時間当たりの画像形成枚数を減少させるように前記画像形成装置を制御することを特徴とする画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記弾性体の前記予測温度が前記第１閾値より低い第３閾値未満の場合、駆動した状態の前記ファンの駆動を停止させることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記制御部は、前記弾性体の前記予測温度が前記第２閾値より高い第４閾値よりも高い場合、画像形成動作を停止させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成装置。
13. 前記制御部は、シートを給送する給送部を制御し、先行するシートと後行するシートとの間の間隔を長くすることで、単位時間当たりの画像形成枚数を減少させることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度と、前記回転部の駆動情報に基づいて前記弾性体の温度を予測することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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