特開 2024-154262 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】P2024154262

(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 21/00 20060101AFI20241023BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 530

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023068005

(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】竹谷 英雄

【テーマコード（参考）】

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H270LA26

2H270LA71

2H270LA91

2H270MB27

2H270SA09

2H270SA20

2H270SB21

2H270ZC03

2H270ZC04

(57)【要約】

【課題】 冷却装置を適切に制御して消費電力を小さくする画像形成装置を得る。
【解決手段】 画像形成装置は、現像装置３ａ～３ｄ、冷却装置１１、および制御部１１を備える。冷却装置１１は、冷却動作を行い冷却動作において現像装置３ａ～３ｄから吸熱するとともに排熱する。制御部４１は、現像装置３ａ～３ｄにおけるトナーについてのトナー比率および劣化度合いに基づいて、冷却装置１１の冷却動作のオン／オフを行う。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

現像装置と、
冷却動作を行い前記冷却動作において前記現像装置から吸熱するとともに排熱する冷却装置と、
前記現像装置におけるトナーについてのトナー比率および劣化度合いに基づいて、前記冷却動作のオン／オフを行う制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御部は、（ａ）前記トナー比率が第１閾値未満でありかつ前記劣化度合いが第２閾値未満である場合には、前記冷却動作をオフ状態とし、（ｂ）前記トナー比率が前記第１閾値以上であるか前記劣化度合いが前記第２閾値以上である場合には、前記冷却動作をオン状態と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】

前記制御部は、（ａ）前記現像装置の温度が第３閾値以上である場合、前記トナー比率および前記劣化度合いに拘わらず前記冷却動作をオン状態とし、（ｂ）前記現像装置の温度が、前記第３閾値より低い第４閾値未満である場合、前記トナー比率および前記劣化度合いに拘わらず前記冷却動作をオフ状態とし、（ｃ）前記現像装置の温度が前記第３閾値未満でありかつ前記第４閾値以上である場合、（ｃ１）前記トナー比率が前記第１閾値未満でありかつ前記劣化度合いが前記第２閾値未満であるときには、前記冷却動作をオフ状態とし、（ｃ２）前記トナー比率が前記第１閾値以上であるか前記劣化度合いが前記第２閾値以上であるときには、前記冷却動作をオン状態と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】

前記制御部は、前記劣化度合いとして、前記現像装置の駆動時間を使用し、
前記駆動時間は、前記現像装置内に前記トナーが補充された時点から現時点までの期間において、前記現像装置で現像バイアスが印加されている時間であること、
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、液冷システムの動作停止時期を予測し、その動作停止時期直前の所定期間における液冷システムの冷却能力を高めて、動作停止時期での温度を低くしている（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２０１０－１３９７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、動作停止時期直前の所定期間における液冷システムの冷却能力を高めるため消費電力が大きくなってしまう。

【0005】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、冷却装置を適切に制御して消費電力を小さく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、現像装置と、冷却動作を行い前記冷却動作において前記現像装置から吸熱するとともに排熱する冷却装置と、前記現像装置におけるトナーについてのトナー比率および劣化度合いに基づいて、前記冷却動作のオン／オフを行う制御部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、冷却装置を適切に制御して消費電力を小さく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における現像装置３ａの一例を示す断面図である。

【図3】図３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、冷却動作を行い、その冷却動作において、冷却液を循環させて現像装置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、現像装置３ａ～３ｄに設けられた伝熱部材を介して現像装置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。

【0019】

図２は、図１における現像装置３ａの一例を示す断面図である。なお、図２では、現像装置３ａについて図示しているが、現像装置３ｂ～３ｄについても同様の構成となっている。

【0020】

図２に示すように、現像装置３ａは、上述の現像ローラー４の他、筐体３１と、攪拌スクリュー３２と、磁気ローラー３３と、トナー比率センサー３４とを備える。

【0021】

現像装置３ａには、図示せぬトナーコンテナーが接続され、図示せぬトナー補給機構によってトナーコンテナーから補給口を介して筐体３１内へトナーが補給される。筐体３１内では、攪拌スクリュー３２によって非磁性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤が攪拌される。磁気ローラー３３は、その表面に２成分現像剤をブラシ状に保持する。２成分現像剤のうちのトナーが、磁気ローラー３３と現像ローラー４との間の電圧である搬送バイアスに応じて現像ローラー４に移行する。

【0022】

現像ローラー４は、磁気ローラー３３から移行してきたトナーをその表面にトナー薄層として保持する。つまり、現像ローラー４は、感光体ドラム１ａ上の静電潜像に付着すべきトナーを保持する現像ローラー４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラー４と感光体ドラム１ａの間の電圧である現像バイアスによって感光体ドラム１ａに移行する。感光体ドラム１ａは、その表面に、露光装置２ａによって静電潜像を形成される像担持体である。感光体ドラム１ａ上の静電潜像には、現像ローラー４から移行してきたトナーが付着する。

【0023】

また、図２に示すように、トナー比率センサー３４は、現像装置３ａの底面に設置され、現像装置３ａの筐体１１内の所定の測定位置における２成分現像剤のトナー比率（つまり、トナーとキャリアとの比：Ｔ／Ｃ比）を測定するセンサーである。具体的には、トナー比率センサー３４は、トナー比率に対応する２成分現像剤の比透磁率を検出する。

【0024】

図３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に示すように、図１に示す画像形成装置は、現像装置３ａ～３ｄの温度を検出する温度センサー３５と、コントローラー４１とをさらに備える。

【0025】

コントローラー４１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４１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。ここでは、コントローラー４１は、制御部４１ａとして動作する。

【0026】

制御部４１ａ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。

【0027】

さらに、制御部４１ａは、現像装置３ａ～３ｄにおけるトナーについてのトナー比率および劣化度合いに基づいて、冷却装置１１の冷却動作のオン／オフを行う。

【0028】

ここで、このトナー比率Ｔ／Ｃは、トナー比率センサー３４の出力（測定値）から特定される。また、この劣化度合いとして、現像装置３ａ～３ｄの駆動時間ｔが使用され、この駆動時間ｔは、現像装置３ａ～３ｄ内にトナーカートリッジからトナーが補充された時点から現時点までの期間において、現像装置３ａ～３ｄで現像バイアスが印加されている時間である。

【0029】

なお、上述の駆動時間は、現像装置３ａ～３ｄ内にトナーカートリッジからトナーが補充された時点でゼロにリセットされ、プリント中か否かに拘わらず現像バイアスが印加されている時間が累積的に計時されて駆動時間が測定される。

【0030】

具体的には、制御部４１ａは、（ａ）上述のトナー比率Ｔ／Ｃが第１閾値Ｔ／Ｃｔｈ未満でありかつ劣化度合い（駆動時間ｔ）が第２閾値（駆動時間ｔの閾値ｔｔｈ）未満である場合には、上述の冷却動作をオフ状態とし、（ｂ）トナー比率Ｔ／Ｃが第１閾値Ｔ／Ｃｔｈ以上であるか劣化度合い（駆動時間ｔ）が第２閾値（閾値ｔｔｈ）以上である場合には、冷却装置１１の冷却動作をオン状態とする。つまり、現像バイアスが印加された状態では現像装置３ａ～３ｄ内のトナーが劣化しやすいため、駆動時間ｔに基づいて、冷却装置１１の冷却動作がオン／オフされる。

【0031】

より具体的には、制御部４１ａは、（ａ）現像装置３ａ～３ｄの温度Ｔが第３閾値Ｔｔｈ１以上である場合、トナー比率Ｔ／Ｃおよび劣化度合い（駆動時間ｔ）に拘わらず、上述の冷却動作をオン状態とし、（ｂ）現像装置３ａ～３ｄの温度が、第３閾値Ｔｔｈ１より低い第２閾値Ｔｔｈ２未満である場合、トナー比率Ｔ／Ｃおよび劣化度合い（駆動時間ｔ）に拘わらず、上述の冷却動作をオフ状態する。そして、制御部４１ａは、（ｃ）現像装置３ａ～３ｄの温度Ｔが第３閾値Ｔｔｈ１未満でありかつ第２閾値Ｔｔｈ２以上である場合、（ｃ１）トナー比率Ｔ／Ｃが第１閾値Ｔ／Ｃｔｈ未満でありかつ劣化度合い（駆動時間ｔ）が第２閾値（閾値ｔｔｈ）未満であるときには、上述の冷却動作をオフ状態とし、（ｃ２）トナー比率Ｔ／Ｃが第１閾値Ｔ／Ｃｔｈ以上であるか劣化度合い（駆動時間ｔ）が第２閾値（閾値ｔｔｈ）以上であるときには、上述の冷却動作をオン状態とする。

【0032】

なお、閾値Ｔｔｈ１は、現像装置３ａ～３ｄにおけるトナー凝集や熱的損傷を防止するために設けられている。

【0033】

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。

【0034】

制御部４１ａ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、現像装置３ａ～３ｄが変化する。

【0035】

また、画像形成装置の起動後、制御部４１ａは、プリント中か否かに拘わらず定期的に以下の処理を実行し、冷却装置１１を制御する。

【0036】

まず、制御部４１ａは、温度センサー３５の出力に基づいて現像装置３ａ～３ｄの温度Ｔを特定し（ステップＳ１）、温度Ｔが閾値Ｔｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。温度Ｔが閾値Ｔｔｈ１以上である場合、制御部４１ａは、冷却装置１１を稼働させ冷却動作を実行させる（ステップＳ３）。

【0037】

一方、温度Ｔが閾値Ｔｔｈ１未満である場合、制御部４１ａは、温度Ｔが閾値Ｔｔｈ２（Ｔｔｈ２＜Ｔｔｈ１）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。温度Ｔが閾値Ｔｔｈ２未満である場合、制御部４１ａは、冷却装置１１を停止させる（ステップＳ５）。

【0038】

そして、温度Ｔが閾値Ｔｔｈ２以上である場合（つまり、温度Ｔが閾値Ｔｔｈ１未満でありかつ閾値Ｔｔｈ２以上である場合）、制御部４１ａは、トナー比率Ｔ／Ｃおよび劣化度合いを示す駆動時間ｔを特定し（ステップＳ６）、トナー比率Ｔ／Ｃが閾値Ｔ／Ｃｔｈ未満でありかつ駆動時間ｔが閾値ｔｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。

【0039】

トナー比率Ｔ／Ｃが閾値Ｔ／Ｃｔｈ未満でありかつ駆動時間ｔが閾値ｔｔｈ未満である場合、制御部４１ａは、現像装置３ａ～３ｄ内のトナーの状態がプリント画質に影響しにくいと判定し、冷却装置１１を停止させる（ステップＳ５）。

【0040】

一方、トナー比率Ｔ／Ｃが閾値Ｔ／Ｃｔｈ以上であるか駆動時間ｔが閾値ｔｔｈ以上である場合、制御部４１ａは、現像装置３ａ～３ｄ内のトナーの状態がプリント画質に影響しやすいと判定し、冷却装置１１を稼働させ冷却動作を実行させる（ステップＳ３）。

【0041】

以上のように、上記実施の形態によれば、冷却装置１１は、冷却動作を行い冷却動作において現像装置３ａ～３ｄから吸熱するとともに排熱する。制御部４１ａは、現像装置３ａ～３ｄにおけるトナーについてのトナー比率および劣化度合いに基づいて、冷却装置１１の冷却動作のオン／オフを行う。

【0042】

これにより、冷却装置１１が適切に制御され消費電力が小さくなる。つまり、トナー比率および劣化度合いに応じて、冷却動作の時間が短くなるため、消費電力が小さくなる。

【0043】

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。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0045】

３ａ～３ｄ 現像装置
１１ 冷却装置
４１ａ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】