特開 2024-154261 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024154261

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/00 20060101AFI20241023BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20241023BHJP

【ＦＩ】

G03G15/00 303

G03G21/00 530

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023068004

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114971

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 修

(72)【発明者】

【氏名】小林 優也

【テーマコード（参考）】

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H270LA24

2H270LA71

2H270LA72

2H270MA14

2H270MA35

2H270MB27

2H270SA09

2H270SB16

2H270SB20

2H270SB23

2H270ZC03

2H270ZC04

(57)【要約】

【課題】 冷却液の減少に起因するプリント画質の低下を抑制する画像形成装置を得る。
【解決手段】 画像形成装置において、冷却装置１１は、冷却液を循環させて内部装置から吸熱するとともに排熱する。冷却液減少量推定部４２は、当該画像形成装置の稼働履歴に基づいて冷却液の減少量を推定する。制御部４１は、（ａ）内部装置に対して画像形成のプロセス制御を行い、（ｂ）推定された減少量に応じてプロセス制御を変更する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像形成装置において、
内部装置と、
冷却液を循環させて前記内部装置から吸熱するとともに排熱する冷却装置と、
当該画像形成装置の稼働履歴に基づいて前記冷却液の減少量を推定する冷却液減少量推定部と、
前記内部装置に対して画像形成のプロセス制御を行い、推定された前記減少量に応じて前記プロセス制御を変更する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記内部装置は、現像装置であり、
前記制御部は、前記減少量が所定の第１閾値を超えた場合、前記現像装置の現像バイアスを高くすること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

【請求項3】

定着器をさらに備え、
前記制御部は、前記減少量が前記第１閾値を超えた場合、前記現像装置の現像バイアスを高くするとともに、前記定着器の定着温度を高くすること、
を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記内部装置が設置されている内部空間に対する吸気または排気を行う空冷ファンをさらに備え、
前記制御部は、前記減少量が所定の第１閾値を超えた場合を、前記空冷ファンを稼働させること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記減少量が所定の第１閾値を超えた場合、前記プロセス制御を変更し、前記減少量が所定の第２閾値を超えた場合、前記冷却装置の動作を停止させ、
前記第２閾値は、前記第１閾値より大きいこと、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記冷却液減少量推定部は、（ａ）当該画像形成装置の稼働履歴として、当該画像形成装置の動作期間における複数の機内温度範囲のそれぞれについての累積時間と、当該画像形成装置の非動作期間の累積時間とを特定し、（ｂ）当該画像形成装置の動作期間における複数の機内温度範囲のそれぞれについての累積時間と、当該画像形成装置の非動作期間の累積時間とに基づいて、前記減少量を推定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ある画像形成装置は、液冷システムを備え、当該画像形成装置の稼働状況に応じて、液冷システムにおける熱交換器の冷却能力を変化させている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－１６９２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような液冷システムは、冷却液を循環させて吸熱および排熱を行っている。このような液冷システムにおける冷却液は、揮発などによって経時的に減少していく。冷却液が減少すると、冷却液の流量が小さくなって冷却効率が低下しプリント画質が低下する可能性がある。

【0005】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、冷却液の減少に起因するプリント画質の低下を抑制する画像形成装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る画像形成装置は、内部装置と、冷却液を循環させて前記内部装置から吸熱するとともに排熱する冷却装置と、当該画像形成装置の稼働履歴に基づいて前記冷却液の減少量を推定する冷却液減少量推定部と、前記内部装置に対して画像形成のプロセス制御を行い、推定された前記減少量に応じて前記プロセス制御を変更する制御部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、冷却液の減少に起因するプリント画質の低下を抑制する画像形成装置が得られる。

【0008】

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。

【図2】図２は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。

【図3】図３は、図１におけるタンク２２における冷却液の液位について説明する図である。

【図4】図４は、図１～図３に示す画像形成装置の動作について説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

【0011】

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式のプリント機能を有する装置である。

【0012】

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２および現像装置３ａ～３ｄを有する。感光体ドラム１ａ～１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体であり、感光体ドラム１ａ～１ｄ上には静電潜像が形成される。露光装置２は、感光体ドラム１ａ～１ｄに光（ここではレーザー光）を照射して感光体ドラム１ａ～１ｄ上に静電潜像を形成する装置である。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ～１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。

【0013】

現像装置３ａ～３ｄは、トナーカートリッジ内のトナーを現像ローラー４で感光体ドラム１ａ～１ｄ上の静電潜像に付着させて現像を行い、トナー画像を形成する。感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像装置３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

【0014】

中間転写ベルト５は、感光体ドラム１ａ～１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のトナー像を転写され担持する環状の像担持体である。中間転写ベルト５は、駆動ローラー６ａおよびテンションローラー６ｂに張架され、駆動ローラー６ａからの駆動力によって、感光体ドラム１ａとの接触位置から感光体ドラム１ｄとの接触位置への方向へ周回していく。

【0015】

２次転写ローラー７は、搬送されてくるプリントシート（プリント用紙など）を中間転写ベルト５に接触させ、中間転写ベルト５上のトナー像をプリントシートに２次転写する。トナー像を２次転写されたプリントシートは、定着器１０へ搬送される。定着器１０は、ヒーターを備え、ヒーターを使用して加熱加圧方式でトナー像をプリントシートに定着する。

【0016】

濃度センサー８は、中間転写ベルト５に光を照射し、その反射光（例えば正反射光と拡散反射光）を受光し、受光した反射光の光量に対応する電気信号を出力する反射型光学式センサーである。濃度センサー８は、キャリブレーション用トナー像（後述の調整用画像パターンなど）が中間転写ベルト５に１次転写された後、中間転写ベルト５上のそのトナー像の濃度を光学的に検出する。

【0017】

１次転写ローラー９ａ～９ｄは、それぞれ、中間転写ベルト５を挟んで、感光体ドラム１ａ～１ｄに対向して配置され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のトナー像を感光体ドラム１ａ～１ｄから中間転写ベルト５へ１次転写する。

【0018】

さらに、図１に示す画像形成装置は、液冷方式の冷却装置１１を備える。冷却装置１１は、冷却液を循環させて画像形成装置における内部装置（ここでは、現像装置３ａ～３ｄ）から吸熱するとともに排熱する。具体的には、冷却装置１１は、例えば図１に示すように、吸熱部２１、タンク２２、ポンプ２３、排熱部２４、および配管２５を備える。吸熱部２１は、内部装置に設けられた伝熱部材を介して内部装置（ここでは、現像装置３ａ～３ｄ）から冷却液へ熱を伝達させる。タンク２２は、冷却液を蓄積している。ポンプ２３は、冷却液に圧力を与えて、配管２５を介して冷却液を吸熱部２１および排熱部２４に循環させる。排熱部２４は、ラジエター、およびラジエターへの通風を行うファンを備える。また、タンク２２には、液漏れセンサー２２ａが設けられている。液漏れセンサー２２ａは、例えばＰＩ（Photo Interruption）センサーであって、タンク２２内の冷却液の液位が所定位置未満であるか否かを検出する。

【0019】

図２は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２に示すように、図１に示す画像形成装置は、コントローラー３１をさらに備える。

【0020】

コントローラー３１は、画像形成装置内の各部を電気的に制御する。コントローラー３１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロコンピューターなどを備え、ハードウェア処理およびソフトウェア処理の一方または両方を行う各種処理部として動作する。

【0021】

ここでは、コントローラー３１は、制御部４１および冷却液減少量推定部４２として動作する。

【0022】

制御部４１は、ユーザーにより指定された対象画像に対して所定の画像処理（ガンマ曲線による階調調整、ハーフトーニングなど）を行い、図１に示す機械的構成（感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２、現像装置３ａ～３ｄなど）による画像形成のプロセス制御（感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２、現像装置３ａ～３ｄなどへのパラメーターの設定）を行って、画像処理後の対象画像のプリントを実行する。

【0023】

冷却液減少量推定部４２は、当該画像形成装置の稼働履歴に基づいて上述の冷却液の減少量を推定する。なお、稼働履歴と冷却液の減少量との対応関係（導出式、変換テーブルなど）が予め実験などで特定されており、冷却液減少量推定部４２は、その対応関係に従って、当該画像形成装置の稼働履歴に対応する上述の冷却液の減少量を特定する。そして、制御部４１は、冷却液減少量推定部４２により推定された減少量に応じて上述のプロセス制御（設定すべきパラメーターの値）を変更する。

【0024】

具体的には、例えば、冷却液減少量推定部４２は、（ａ）当該画像形成装置の稼働履歴として、当該画像形成装置の動作期間における複数の機内温度範囲のそれぞれについての累積時間と、当該画像形成装置の非動作期間の累積時間とを特定し、（ｂ）当該画像形成装置の動作期間における複数の機内温度範囲のそれぞれについての累積時間と、当該画像形成装置の非動作期間（電源オフの期間およびスリープ期間、つまり室温の期間）の累積時間とに基づいて、減少量を推定する。

【0025】

例えば、非動作期間の累積時間をｔ０、第１機内温度範囲（温度Ｔ１以下の範囲）の累積時間をｔ１、第２機内温度範囲（温度Ｔ１より大きく温度Ｔ２以下の範囲）の累積時間をｔ２、第３機内温度範囲（温度Ｔ２より大きい範囲）の累積時間をｔ３としたとき、次式に従って、減少量ＤＣが導出される。

【0026】

ＤＣ＝ａ０×ｔ０＋ａ１×ｔ１＋ａ２×ｔ２＋ａ３×ｔ３

【0027】

ここで、ａ０、ａ１、ａ２およびａ３は、ｔ０、ｔ１、ｔ２およびｔ３のそれぞれについての重み係数であり、実験などで予め特定される。

【0028】

機内温度が高いほど冷却液の揮発量が増えるため、このように、機内温度に応じた重み係数ａ０、ａ１、ａ２およびａ３を使用することで、正確に減少量ＤＣが推定される。

【0029】

この実施の形態では、制御部４１は、推定された減少量が所定の第１閾値を超えた場合（つまり、冷却液の残量が少なくなった場合）、冷却能力が低下し現像装置３ａ～３ｄの温度上昇が発生していると推定し、プリント画質を維持するために現像装置３ａ～３ｄの現像バイアスを高くする。

【0030】

また、制御部４１は、推定された減少量がその第１閾値を超えた場合、現像装置３ａ～３ｄの現像バイアスを高くするとともに、定着器１０の定着温度を高くするようにしてもよい。

【0031】

さらに、当該画像形成装置では、内部装置が設置されている内部空間に対する吸気または排気を行う空冷ファン（図示せず）が設置されている。制御部４１は、推定された減少量がその第１閾値を超えた場合を、その空冷ファンを稼働させるようにしてもよい。これにより、冷却液の減少に起因する冷却能力の低下が補償される。

【0032】

また、制御部４１は、減少量が所定の第１閾値を超えた場合、上述のようにプロセス制御を変更し、その後、減少量が、第１閾値より大きい所定の第２閾値を超えた場合、冷却装置１１の動作を停止させる。

【0033】

図３は、図１におけるタンク２２における冷却液の液位について説明する図である。例えば図３に示すように、冷却液の減少量が第１閾値以下である場合、冷却液の液位は正常液位となっている。その後、経時的に冷却液が減少し、冷却液の減少量が第１閾値を超えると、冷却液の液位は第１液位より低くなる。さらに、その後、経時的に冷却液が減少し、冷却液の減少量が第２閾値を超えると、冷却液の液位は第２液位より低くなる。また、第２液位は、液漏れが検出される液位より高く設定されている。

【0034】

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。図４は、図１～図３に示す画像形成装置の動作について説明するフローチャートである。

【0035】

制御部４１は、定期的に機内温度を監視し、上述の累積時間をカウントしていく。なお、電源オフの期間の機内温度については、例えば、電源オンに切り替えられた直後の温度（つまり、室温）とされる。

【0036】

制御部４１は、ユーザーからの要求に従って、対象画像に対して所定の画像処理を行い、感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２、現像装置３ａ～３ｄなどを制御して、画像処理後の対象画像のプリントを実行する。このような動作によって、機内温度が変化する。

【0037】

また、制御部４１および冷却液減少量推定部４２は、定期的に、以下の処理を実行する。

【0038】

まず、制御部４１は、液漏れセンサー２２ａの出力に基づいて、冷却液の液漏れが検出されているか否かを判定する（ステップＳ１）。

【0039】

冷却液の液漏れが検出されていないと判定された場合、冷却液減少量推定部４２は、上述のようにして現時点での冷却液の減少量ＤＣを導出する（ステップＳ２）。

【0040】

制御部４１は、減少量ＤＣが第１閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ３）。

【0041】

減少量ＤＣが第１閾値を超えたと判定した場合、制御部４１は、上述のように、プリント画質の維持のためのプロセス制御の切り替え（現像バイアスの変更、定着温度の変更など）、および空冷ファンの稼働（ステップＳ４，Ｓ５）の他、ユーザー、管理者、サービスパーソンなどへの警告メッセージの送信（例えば電子メールの送信や、操作パネルでのメッセージの表示など）を行う（ステップＳ６）。

【0042】

また、制御部４１は、減少量ＤＣが第２閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ７）。

【0043】

減少量ＤＣが第２閾値を超えたと判定した場合、制御部４１は、ポンプ２３の過負荷に起因する故障を抑制するために、冷却装置１１の動作（ポンプ２３の動作）を停止させる（ステップＳ８）。

【0044】

他方、ステップＳ１において、冷却液の液漏れが検出されていると判定された場合、制御部４１は、減少量ＤＣに最大値を強制設定する（ステップＳ９）。これにより、減少量ＤＣが第１閾値を超えたと判定され、また、減少量ＤＣが第２閾値を超えたと判定されるため、上述のステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ８の処理が実行される。

【0045】

なお、ユーザー、管理者、サービスパーソンなどによるメンテナンスにより、冷却液の補充や冷却装置１１の交換などが行われた場合、上述の累積時間はゼロにリセットされる。

【0046】

以上のように、上記実施の形態によれば、冷却装置１１は、冷却液を循環させて内部装置から吸熱するとともに排熱する。冷却液減少量推定部４２は、当該画像形成装置の稼働履歴に基づいて冷却液の減少量を推定する。制御部４１は、（ａ）内部装置に対して画像形成のプロセス制御を行い、（ｂ）推定された減少量に応じてプロセス制御を変更する。

【0047】

これにより、液漏れセンサー２２ａ以外に残量検出用のセンサーを設けなくても冷却液の減少量が正確に推定され、冷却液の減少に起因するプリント画質の低下が抑制される。

【0048】

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

【0049】

例えば、上記実施の形態において、減少量ＤＣが第１閾値を超えたと判定された場合、複数シートへのプリント時のシート間の間隔を長くするようにしてもよい。これにより、機内温度の上昇が抑制される。

【0050】

また、上記実施の形態では、冷却装置１１は、現像装置３ａ～３ｄの冷却を行っているが、現像装置３ａ～３ｄおよび他の内部装置の冷却を行ってもよいし、現像装置３ａ～３ｄとは別の内部装置の冷却を行ってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、例えば、複合機などの画像形成装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0052】

３ａ～３ｄ 現像装置（内部装置の一例）
１０ 定着器
１１ 冷却装置
４１ 制御部
４２ 冷却液減少量推定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】