特許 7528758 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20240730BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20240730BHJP

   G03G 15/20 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 530

G03G21/00 370

G03G21/14

G03G15/20 510

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020202898

(22)【出願日】2020-12-07

(65)【公開番号】P2022090475

(43)【公開日】2022-06-17

【審査請求日】2023-11-28

(73)【特許権者】

【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】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒田 龍朗

(72)【発明者】

【氏名】安藤 賢志

【審査官】鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０３１５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５６５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録媒体にトナー像を形成する画像形成部と、
前記記録媒体の搬送方向に対し前記画像形成部の下流側に配置され、加熱装置により加熱される被加熱回転体と、前記被加熱回転体に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、で構成される定着部材を有し、前記定着ニップ部を通過する前記記録媒体を加熱および加圧することにより前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、
前記被加熱回転体の表面温度である定着温度を検知する定着温度センサーと、
前記定着部材を含む前記記録媒体の搬送部材を駆動させる駆動装置と、
印字枚数を累積してカウントする印字枚数カウント部と、
前記加熱装置に電圧を印加する定着電圧電源と、
前記駆動装置および前記定着電圧電源を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置外部の温度である機外温度を検知する機外温度センサーを備え、
前記制御部は、基準速度での連続印字枚数が上限枚数を超えたときに、単位時間当たりの印字枚数を段階的に低下させて前記画像形成装置内部の温度である機内温度の上昇を抑制するクーリングモードを実行可能であり、
前記制御部は、前記定着温度センサーにより検知された前記定着温度と、前記機外温度センサーにより検知された前記機外温度との温度差に基づいて前記上限枚数を設定す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、直前の印字動作終了から前記加熱装置へ電圧を印加しない状態が一定時間継続したとき、前記定着温度と前記機外温度との温度差に基づいて前記上限枚数を再設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記クーリングモードは、単位時間当たりの印字枚数が異なる複数のモードを有し、
前記制御部は、前記機外温度が高いほど前記クーリングモードのうち単位時間当たりの印字枚数が少ないモードを選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記記録媒体のサイズが小さいほど前記クーリングモードのうち単位時間当たりの印字枚数が少ないモードを選択することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記基準速度での連続印字枚数が前記上限枚数を超えたとき、前記記録媒体の搬送速度を前記基準速度よりも低下させて前記クーリングモードを実行することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記基準速度での連続印字枚数が前記上限枚数を超えたとき、所定枚数の印字後に印字動作を所定時間停止させる間欠印字動作により前記クーリングモードを実行することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記制御部は、直前の印字動作終了からの経過時間が所定時間よりも短いとき、または前記記録媒体のサイズが所定サイズよりも小さいとき、前記定着温度と前記機外温度の温度差に基づいて設定された前記上限枚数から減算して前記上限枚数を再設定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記制御部は、印字動作１回当たりの実印字枚数に仮想の印字分を加算した加算印字枚数をカウントする印字枚数加算処理を実行し、前記上限枚数を前記加算印字枚数で除算して算出された印字回数に前記実印字枚数を乗算した減算印字枚数を前記上限枚数として再設定することを特徴とする請求項７に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、記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着装置を備えた複写機、プリンター等の画像形成装置に関し、特に、部品点数を追加することなく、装置内部の温度上昇を抑制する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の電子写真方式の画像形成装置においては、帯電装置により均一に帯電された感光体ドラム等の像担持体上に露光装置からレーザー照射を行うことにより、帯電を部分的に減衰させた所定の静電潜像を形成し、現像装置により静電潜像にトナーを付着させてトナー像とした後、転写手段を用いてトナー像を用紙（記録媒体）上に転写し、定着装置により未定着トナーを加熱、加圧して永久像とする画像形成プロセスが実行される。

【0003】

ところで、定着装置からの放熱により画像形成装置の機内温度が高くなると、画像形成装置の動作不良が発生するおそれがある。従来は、機内温度を検出し、検出結果に応じて印字動作の停止や冷却ファンによる冷却を行うなどして機内温度の上昇を抑制していた。

【0004】

例えば特許文献１には、装置本体の電源のＯＮ又はＯＦＦを切り替える電源切替手段と、発熱素子を備え、発熱素子への通電に基づいて印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドと、装置本体の電源がＯＮ又はＯＦＦのいずれの状態にあるかにかかわらず、前回サーマルヘッドによる印刷を行った時点からの時間経過に従ってカウント値をカウントする経過時間カウント手段と、経過時間カウント手段によりカウントされたカウント値が所定値に到達した場合に、次回のサーマルヘッドによる印刷を許可する印刷許可手段と、を有する印刷装置が開示されている。

【0005】

また、特許文献２には、被印字テープに印字形成する１つの単位印字データを取得し、取得された単位印字データに対応した単位印字イメージを搬送速度と同期した印刷速度で搬送方向に沿って複数個繰り返して形成するように、サーマルヘッド及び搬送ローラーを連携して制御し、印刷物の作成を指示する作成指示信号を入力し、装置の配置された環境温度と、１つの単位印字データにおける印字率と、作成される１つの印刷物長さと、に応じて印刷速度を可変することにより、サーマルヘッドの温度上昇を回避してクーリング実行を回避するようにした印刷物作成装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１０－２７４４３７号公報

【文献】特開２０１６－１３６３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１、２の方法は、いずれもサーマルヘッドを用いた感熱印刷方式の画像形成装置について記載されており、印字停止時間を設けたり印字速度を低下させたりすることでサーマルヘッドの温度上昇を回避している。しかし、ユーザーの使用性を考慮すると、機械が故障しない範囲で印字停止や印字速度の低下を回避して、なるべく生産性を高く確保する必要があった。

【0008】

本発明は、上記問題点に鑑み、機内温度の上昇による動作不良や画像不良を抑制するとともに、一定の生産性を維持可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、画像形成部と、定着装置と、定着温度センサーと、駆動装置と、印字枚数カウント部と、定着電圧電源と、制御部と、機外温度センサーと、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、記録媒体にトナー像を形成する。定着装置は、記録媒体の搬送方向に対し画像形成部の下流側に配置され、加熱装置により加熱される被加熱回転体と、被加熱回転体に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、で構成される定着部材を有し、定着ニップ部を通過する記録媒体を加熱および加圧することによりトナー像を記録媒体に定着させる。定着温度センサーは、被加熱回転体の表面温度である定着温度を検知する。駆動装置は、定着部材を含む記録媒体の搬送部材を駆動させる。印字枚数カウント部は、印字枚数を累積してカウントする。定着電圧電源は、加熱装置に電圧を印加する。制御部は、駆動装置および定着電圧電源を制御する。機外温度センサーは、画像形成装置外部の温度である機外温度を検知する。制御部は、基準速度での連続印字枚数が上限枚数を超えたときに、単位時間当たりの印字枚数を段階的に低下させて画像形成装置内部の温度である機内温度の上昇を抑制するクーリングモードを実行可能である。制御部は、定着温度センサーにより検知された定着温度と、機外温度センサーにより検知された機外温度との温度差に基づいて上限枚数を設定する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の第１の構成によれば、クーリングモードに移行するまでの基準速度での連続印字の上限枚数が定着温度と機外温度との温度差に基づいて設定されるため、定着温度が十分に低くなっている場合は上限枚数を緩和して画像形成装置の処理効率（生産性）を適正に変更することができる。また、機外温度は機外温度センサーにより、定着温度は定着温度センサーにより検知され、クーリングモードへの適切な移行によって画像形成装置内部が十分に冷却される。そのため、機内温度を検知するための温度センサーや冷却ファン等の冷却機構を別途設ける必要がなく、画像形成装置の小型化、低コスト化にも寄与する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の側面断面図

【図2】画像形成装置１００に搭載される定着装置１５の側面断面図

【図3】画像形成装置１００の制御経路の一例を示すブロック図

【図4】本実施形態の画像形成装置１００におけるクーリングモードの設定変更制御例を示すフローチャート

【図5】図４におけるクーリングモードの設定手順の一例を示すフローチャート

【図6】図４におけるクーリングモードの実行までに基準速度で印字可能な上限枚数の設定手順の一例を示すフローチャート

【図7】印字動作中におけるクーリングモードの決定制御例を示すフローチャート

【図8】図７における印字枚数加算の設定手順の一例を示すフローチャート

【図9】クーリンドモードの１パターンである第２モードの実行手順を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の側面断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００内には、帯電、露光、現像および転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Ｐが配設されている。画像形成部Ｐには、感光体ドラム５の回転方向（図１の時計回り方向）に沿って、帯電装置４、露光装置（レーザー走査ユニット等）７、現像装置８、転写ローラー１４、クリーニング装置１９が配設されている。

【0013】

画像形成動作を行う場合、メインモーター（図３参照）により時計回り方向に回転する感光体ドラム５の表面が帯電装置４によって均一に帯電される。そして、原稿画像データに基づく露光装置７からのレーザービームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像装置８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像装置８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。なお、画像データはパソコン（図示せず）等から送信される。また、感光体ドラム５の回転方向に対しクリーニング装置１９の下流側には、感光体ドラム５表面の残留電荷を除去する除電装置（図示せず）が設けられている。

【0014】

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、用紙（記録媒体）が給紙カセット１０または手差し用紙トレイ１１から用紙搬送路１２およびレジストローラー対１３を経由して搬送され、転写ローラー１４（画像転写部）により感光体ドラム５の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は感光体ドラム５から分離され、定着装置１５に搬送されてトナー像が定着される。定着装置１５を通過した用紙は、用紙搬送路１６により画像形成装置１００の上部に搬送され、排出ローラー対１７により排出トレイ１８に排出される。

【0015】

図２は、図１の画像形成装置１００に搭載される定着装置１５の側面断面図である。定着装置１５は、定着ローラー対２０と、定着進入ガイド２３と、用紙検知センサー２４と、分離板２５と、定着温度センサー３３とを備えている。なお、図２においては定着装置１５のハウジングは記載を省略している。

【0016】

定着ローラー対２０は、定着駆動モーター（図３参照）により図２において時計回り方向に回転する定着ローラー２１と、定着ローラー２１に従動して反時計回り方向に回転する加圧ローラー２２とで構成される。加圧ローラー２２は図示しない付勢手段により所定の圧力で定着ローラー２１に圧接されて定着ニップ部Ｆを形成しており、定着ニップ部Ｎを通過する用紙上の未定着トナーを定着させる。

【0017】

本実施形態に用いる定着ローラー２１の構成としては、例えば、直径３０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ、クラウン量（軸方向中央部と両端部の直径差）０．１ｍｍの円筒状のアルミニウム製の芯金の外周面にＰＦＡ樹脂（テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）のコート層（離型層）を積層したものが挙げられる。また、加圧ローラー２２の構成としては、アルミニウム製の芯金にシリコーンゴム層（弾性層）を積層し、ＰＦＡチューブ（離型層）で被覆したものが挙げられる。

【0018】

定着ローラー２１内にはヒーター２６が内蔵されている。なお、本実施形態ではヒーター２６としてハロゲンヒーターを用いているが、ハロゲンヒーターに代えて、励磁コイルとコアとを有する誘導加熱部を備えたＩＨヒーターを用いて定着ローラー２１の外部から加熱する構成としても良い。

【0019】

用紙搬送方向（図２の右から左方向）に対し定着ニップ部Ｆの上流側には、用紙を定着ニップ部Ｆへ案内するための定着進入ガイド２３が設けられている。また、定着ニップ部Ｆの下流側には、用紙の通過を検知する用紙検知センサー２４が配置されている。用紙検知センサー２４は、例えば、用紙搬送路上に突出して用紙の通過により揺動する定着アクチュエーターと、定着アクチュエーターの揺動によりＯＮまたはＯＦＦされるＰＩ（フォトインタラプター）センサーとで構成される。

【0020】

定着ローラー２１の回転方向（時計回り方向）に対し定着ニップ部Ｆの下流側には、定着ローラー２１から用紙を分離する分離板２５が配置されている。分離板２５は、定着ローラー２１の軸方向に延びる板状部材であり、定着処理後の用紙を定着ローラー２１の表面から分離する。

【0021】

用紙搬送方向に対し分離板２５の上流側端部（図２では右下端部）であって幅方向（図２の紙面と垂直な方向）の両端縁には、一対の間隔規制部材２７が固定されている。間隔規制部材２７が定着ローラー２１の外周面の軸方向両端部に当接することにより、分離板２５の上流側端部と定着ローラー２１の表面との間隔が所定間隔に設定される。

【0022】

転写ローラー１４（図１参照）によりトナー像が転写された用紙は図２の左方向に進み、ハウジングの上流側開口部より定着装置１５内に搬入され、定着進入ガイド２３に沿って定着ローラー対２０の定着ニップ部Ｆに案内される。用紙が定着ニップ部Ｆを通過するとき、所定の温度および圧力により加熱、加圧され、用紙上のトナー像が永久像とされる。その後、用紙は分離板２５により定着ローラー２１から分離されてハウジングの下流側開口部より定着装置１５の外部に搬送され、排出ローラー対１７（図１参照）から画像形成装置１００の外部に排出される。

【0023】

定着ローラー２１の回転方向に対し定着ニップ部Ｆの上流側には、サーミスター等から成る定着温度センサー３３が配置されている。定着温度センサー３３は、定着ローラー２１の軸方向中央部に対向配置され、定着ローラー２１の表面温度を非接触状態で検知する。

【0024】

定着ローラー２１の回転方向に対し定着ニップ部Ｆの下流側にはサーモスタット３５が配置されている。サーモスタット３５は定着ローラー２１の軸方向中央部に対向配置され、所定温度以上になった場合にヒーター２６への通電を遮断する。

【0025】

定着温度センサー３３による検知結果は制御部９０（図３参照）に送信され、ヒーター２６に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦすることにより定着温度の制御を行う。また、温度センサー３３の検知結果に基づいて、後述するように画像形成装置１００のクーリングモードの実行条件を変更する。

【0026】

図３は、画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。また、既に説明した部分については説明を省略する。

【0027】

画像入力部４０は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部４０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。メインモーター４１は、感光体ドラム５を回転駆動する。定着駆動モーター４３は、定着装置１５の定着ローラー２１を回転駆動する。

【0028】

電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、転写電圧電源５４、定着電圧電源５５と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。これらの各電源は、電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は帯電装置２ａ～２ｄ内の帯電ローラー２０に、現像電圧電源５３は現像装置３ａ～３ｄ内の現像ローラー３０およびトナー供給ローラー３１に、転写電圧電源５４は一次転写ローラー６ａ～６ｄおよび二次転写ローラー９に、定着電圧電源５５は定着ローラー２１内のヒーター２６に、それぞれ所定の電圧を印加する。

【0029】

機外温度センサー６０は、画像形成装置１００外部の温度を検知するものであり、例えば発熱部分の影響を受けにくい図１の給紙カセット１０側方の吸気ダクト（図示せず）近辺に設置される。

【0030】

操作部７０には、液晶表示部７１、各種の状態を示すＬＥＤ７２が設けられており、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

【0031】

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部７０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。

【0032】

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。

【0033】

一時記憶部９４は、画像入力部４０より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター９５は、印字枚数を累積してカウントする。

【0034】

上述したように、連続印字時における定着装置１５からの放熱により画像形成装置１００の機内温度が高くなると、現像装置８内の現像剤の現像性が低下し、画像不良が発生するおそれがあった。また、現像装置８内のトナーやクリーニング装置１９内の廃トナーが凝集し、トナーの搬送不良が発生するおそれもあった。

【0035】

そこで、本実施形態の画像形成装置１００では、基準速度で連続印字可能な上限枚数を設定するとともに、連続印字枚数が上限枚数を超えたときに、生産性（単位時間当たりの印字枚数）を段階的に低下させて画像形成装置１００内部の温度（機内温度）の上昇を抑制するクーリングモードを実行可能としている。以下、本実施形態の画像形成装置１００におけるクーリングモードの設定および制御について詳細に説明する。

【0036】

図４は、本実施形態の画像形成装置１００におけるクーリングモードの設定変更制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図３、および後述する図５、図６を参照しながら、図４のステップに沿ってクーリングモードの設定手順について説明する。

【0037】

画像形成装置１００の電源がオンされると、制御部９０は、機外温度センサー６０により検知された機外温度Ａおよび定着温度センサー３３により検知された定着温度Ｂを取得する（ステップＳ１）。次に、制御部９０は取得された機外温度Ａに基づいてクーリングモードの設定を行う（ステップＳ２）。

【0038】

図５は、図４におけるクーリングモードの設定手順の一例を示すフローチャートである。制御部９０は、機外温度Ａが２９℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。Ａ＜２９である場合は（ステップＳ２１でＹｅｓ）、用紙サイズがＡ４グループであるときクーリングモードを第１モードに設定し、用紙サイズが小サイズグループであるときクーリングモードを第２モードに設定する（ステップＳ２２）。具体的には、第１モードは感光体ドラム５、定着ローラー対２０、レジストローラー対１３、排出ローラー対１７を含む搬送ローラーの線速（以下、プロセス線速という）を基準速度（全速モード）の３／４に低下させる。第２モードはプロセス線速を基準速度の３／４に低下させるとともに、２枚印字毎に２０秒間印字動作を停止させる。

【0039】

用紙サイズによってクーリングモードを変更する理由は、幅方向サイズが所定値以下である場合は連続通紙によって定着ローラー２１の非通紙領域の温度上昇が発生し、機内温度が上昇し易くなるためである。即ち、用紙サイズが小さい場合はより冷却効果の高いクーリングモードに設定する。なお、ここでいう「Ａ４グループ」とは、Ａ４Ｒサイズ、ＬＴＲサイズ、ＬＧＬサイズ、Ａ５Ｅサイズ、１６Ｋサイズ。Ｆｏｌｉｏサイズの用紙である。「小サイズグループ」とは、Ｂ５Ｒサイズ、Ａ５Ｒサイズ、Ｅｘｅｃｔｉｖｅサイズの用紙である。用紙サイズは画像形成装置１００に設けられた用紙サイズ検知センサー（図示せず）によって検知されるか、或いは操作部７０やパソコンから入力される。

【0040】

機外温度Ａが２９℃以上である場合は（ステップＳ２１でＮｏ）、制御部９０は機外温度Ａが３４℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。２９≦Ａ＜３４である場合は（ステップＳ２３でＹｅｓ）、用紙サイズがＡ４グループであるときクーリングモードを第２モードに設定し、用紙サイズが小サイズグループであるときクーリングモードを第３モードに設定する（ステップＳ２２）。具体的には、第３モードはプロセス線速を基準速度の３／４に低下させるとともに、１枚印字毎に２５秒間印字動作を停止させる。

【0041】

機外温度Ａが３４℃以上である場合は（ステップＳ２３でＮｏ）、制御部９０は機外温度Ａが３８℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。３４≦Ａ＜３８である場合は（ステップＳ２３でＹｅｓ）、用紙サイズがＡ４グループ、小サイズグループの両方でクーリングモードを第４モードに設定する（ステップＳ２６）。具体的には、第４モードはプロセス線速を基準速度の３／４に低下させるとともに、１枚印字毎に１２０秒間印字動作を停止させる。

【0042】

機外温度Ａが３８℃以上である場合は（ステップＳ２５でＮｏ）、制御部９０は印字動作を停止する（ステップＳ２７）。機外温度Ａおよび用紙サイズに応じて設定されるクーリングモードをまとめると、表１のようになる。

【0043】

【表1】

【0044】

図４に戻って、制御部９０は取得された機外温度Ａおよび定着温度Ｂに基づいて、基準速度で印字可能な上限枚数の設定を行う（ステップＳ３）。図６は、図４におけるクーリングモードの実行までに基準速度で印字可能な上限枚数の設定手順の一例を示すフローチャートである。制御部９０は、定着温度Ｂと機外温度Ａとの温度差Ｃを算出する（ステップＳ３１）。

【0045】

次に、制御部９０は温度差Ｃが１０℃以下であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。Ｃ≦１０である場合は（ステップＳ３２でＹｅｓ）、制御部９０は上限枚数Ｘを３００枚に設定する（ステップＳ３３）。温度差Ｃが１０℃を超える場合は（ステップＳ３２でＮｏ）、制御部９０は温度差Ｃが２０℃以下であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。１０＜Ｃ≦２０である場合は（ステップＳ３４でＹｅｓ）、制御部９０は上限枚数Ｘを１５０枚に設定する（ステップＳ３３）。

【0046】

温度差Ｃが２０℃を超える場合は（ステップＳ３４でＮｏ）、制御部９０は温度差Ｃが４０℃以下であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。２０＜Ｃ≦４０である場合は（ステップＳ３６でＹｅｓ）、制御部９０は上限枚数Ｘを５０枚に設定する（ステップＳ３７）。温度差Ｃが４０℃を超える場合は（ステップＳ３６でＮｏ）、制御部９０は上限枚数Ｘを０枚に設定する（ステップＳ３８）。

【0047】

なお、クーリングモードと同様に上限枚数Ｘも用紙サイズによって変更される。具体的には、小サイズグループの上限枚数ＸはＡ４グループの１／２とする。温度差Ｃおよび用紙サイズに応じて設定される上限枚数をまとめると、表２のようになる。

【0048】

【表2】

【0049】

図４に戻って、制御部９０はＲｅａｄｙ状態に移行し（ステップＳ４）、ヒーター２６のＯＦＦ状態からの経過時間Ｔ（秒）を計測する（ステップＳ５）。そして、制御部９０は印字命令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ６）。印字命令が入力された場合は印字動作を実行する（ステップＳ７）。その後、ステップＳ４に戻り経過時間Ｔをリセット（Ｔ＝０）し、次のＲｅａｄｙ状態に移行する。クーリングモードへの移行を含む印字動作については後述する。

【0050】

ステップＳ６で印字命令が入力されない場合は（ステップＳ６でＮｏ）、制御部９０は経過時間Ｔが１２００秒（＝２０分）以上となったか否かを判定する（ステップＳ７）。Ｔ＜１２００である場合は（ステップＳ７でＮｏ）、ヒーター２６に通電されたか否かを判定する（ステップＳ８）。ヒーター２６に通電されなかった場合は（ステップＳ８でＮｏ）ステップＳ５に戻り、そのまま経過時間Ｔの計測および印字命令の待機状態を継続する。ヒーター２６に通電された場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）ステップＳ４に戻り、経過時間Ｔをリセットして次のＲｅａｄｙ状態に移行する。

【0051】

ステップＳ７においてＴ≧１２００である場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）ステップＳ１に戻り、機外温度Ａおよび定着温度Ｂを再取得してクーリングモードおよび上限枚数の再設定を行った後、上記と同様の制御を実行する（ステップＳ１～Ｓ６）。

【0052】

ステップＳ７で２０分毎に機外温度Ａおよび定着温度Ｂを再取得して温度差Ｃを算出する目的は、ヒーター２６へ通電がオフされてからの定着装置１５周辺の温度低下を監視するためである。定着装置１５周辺が十分冷却されていれば、温度差Ｃは０に近づき、基準速度で連続印字可能な上限枚数Ｘを緩和できるためである。

【0053】

図７は、印字動作中におけるクーリングモードの決定制御例を示すフローチャートである。後述する図８、図９を参照しながら、図７のステップに沿ってクーリングモードを含む印字動作の実行手順について説明する。印字命令が入力されると（図４のステップＳ６）、制御部９０は直前の印字終了時からの経過時間（ＪＯＢ間の時間）、および用紙サイズに基づいて印字枚数加算設定を行う（ステップＳ４１）。

【0054】

図８は、図７における印字枚数加算の設定手順の一例を示すフローチャートである。制御部９０は、直前の印字終了時からの経過時間Ｔｉｎｔ（秒）が３０秒未満であるか否かを判定する（ステップＳ４１１）。Ｔｉｎｔ＜３０である場合は（ステップＳ４１１でＹｅｓ）、実際の印字１枚につき仮想の印字分３枚を加算して印字枚数をカウントする（３枚加算）。即ち、ＪＯＢ１回当たりの実際の印字枚数をＺ、加算処理された印字枚数をＺ１とすると、Ｚ１＝Ｚ＋３となる（ステップＳ４１２）。

【0055】

ステップＳ４１１でＴｉｎｔ≧３０である場合は（ステップＳ４１１でＮｏ）、制御部９０は用紙サイズが小サイズグループであるか否かを判定する（ステップＳ４１３）。用紙サイズが小サイズグループである場合は（ステップＳ４１３でＹｅｓ）、実際の印字１枚につき仮想の印字分２枚を加算して印字枚数をカウントする（１枚加算）。即ち、ＪＯＢ１回当たりの実際の印字枚数（実印字枚数）をＺ、加算処理された印字枚数（加算印字枚数）をＺ１とすると、Ｚ１＝Ｚ＋２となる（ステップＳ４１４）。

【0056】

ステップＳ４１３で用紙サイズが小サイズグループでない場合は（ステップＳ４１３でＮｏ）、印字枚数加算処理を行わずに処理を終了する。印字枚数加算処理なし、３枚加算、および１枚加算の場合の、ＪＯＢ１回当たりの印字枚数Ｚ、印字回数Ｎ、上限枚数Ｘの関係を表３～表５に示す。

【0057】

【表3】

【0058】

【表4】

【0059】

【表5】

【0060】

表３は、印字枚数加算なしの場合のＪＯＢ１回当たりの印字枚数Ｚ、印字回数Ｎ、上限枚数Ｘの関係を示しており、直前の印字終了時からの経過時間Ｔｉｎｔが３０秒以上であって用紙サイズがＡ４グループである場合に対応する。この場合、累積印字枚数は実印字枚数Ｚ×印字回数Ｎである。従って、上限枚数は実印字枚数Ｚによらず３００枚に設定される。

【0061】

表４は、３枚加算の場合のＪＯＢ１回当たりの印字枚数Ｚ、印字回数Ｎ、上限枚数Ｘの関係を示しており、直前の印字終了時からの経過時間Ｔｉｎｔが３０秒未満である場合に対応する。この場合、計算上の累積印字枚数は加算印字枚数Ｚ１（実印字枚数Ｚ＋３）×印字回数Ｎとなるが、実際の印字枚数はＺ×Ｎである。

【0062】

例えば、ＪＯＢ１回当たりの実印字枚数Ｚが１枚である場合、加算印字枚数Ｚ１は１＋３＝４（枚）であるから、印字回数Ｎ（Ｘ／Ｚ１）＝３００／４＝７５となり、実際の累積印字枚数（減算印字枚数）はＺ×Ｎ＝１×７５＝７５（枚）となる。また、ＪＯＢ１回当たりの印字枚数Ｚが３枚である場合、加算後の印字枚数Ｚ１は３＋３＝６（枚）であるから、印字回数Ｎ＝３００／６＝５０となり、減算印字枚数はＺ×Ｎ＝３×５０＝１５０（枚）となる。

【0063】

表５は、２枚加算の場合のＪＯＢ１回当たりの印字枚数Ｚ、印字回数Ｎ、上限枚数Ｘの関係を示しており、用紙サイズが小サイズグループである場合に対応する。この場合、計算上の累積印字枚数は加算印字枚数Ｚ１（実印字枚数Ｚ＋２）×印字回数Ｎとなるが、実際の印字枚数はＺ×Ｎである。

【0064】

例えば、ＪＯＢ１回当たりの実印字枚数Ｚが１枚である場合、加算印字枚数Ｚ１は１＋２＝３（枚）であるから、印字回数Ｎ（Ｘ／Ｚ１）＝３００／３＝１００となり、減算印字枚数はＺ×Ｎ＝１×１００＝１００（枚）となる。また、ＪＯＢ１回当たりの実印字枚数Ｚが３枚である場合、加算印字枚数Ｚ１は３＋２＝５（枚）であるから、印字回数Ｎ＝３００／５＝６０となり、減算印字枚数はＺ×Ｎ＝３×６０＝１８０（枚）となる。

【0065】

経過時間Ｔｉｎｔが３０秒未満である場合、用紙サイズが小サイズグループである場合は、上記のように算出された減算印字枚数を上限枚数Ｘに設定するため、上限枚数ＸはＪＯＢ１回当たりの実印字枚数Ｚによって変動する。

【0066】

図７に戻って、制御部９０は累積印字枚数ΣＺが上限枚数Ｘを超えたか否かを判定する（ステップＳ４２）。ΣＺ≦Ｘである場合は（ステップＳ４２でＮｏ）プロセス線速を基準速度に維持して印字動作を行い、処理を終了する。ΣＺ＞Ｘである場合は（ステップＳ４２でＹｅｓ）クーリングモードに移行する。制御部９０はメインモーター４１、定着駆動モーター４３に制御信号を送信し、プロセス線速を３／４速（基準速度の３／４）に変更する（ステップＳ４３）。

【0067】

次に、制御部９０は機外温度Ａが２９℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ４４）。Ａ＜２９である場合は（ステップＳ４３でＹｅｓ）、用紙サイズが小サイズグループであるか否かを判定する（ステップＳ４５）。用紙サイズが小サイズグループである場合は（ステップＳ４５でＹｅｓ）印字２枚毎に２０秒間印字動作を停止させる第２モードでクーリングモードを実行する（ステップＳ４６）。用紙サイズがＡ４グループである場合は（ステップＳ４５でＮｏ）３／４速で連続印字を行う第１モードでクーリングモードを実行する（ステップＳ４７）。

【0068】

図９は、クーリンドモードの１パターンである第２モードの実行手順を示すフローチャートである。第２モードが実行されると、制御部９０は第２モード中の連続印字枚数Ｚａをカウントする（ステップＳ４６１）。そして、連続印字枚数Ｚａが２を超えるか否かを判定する（ステップＳ４６２）。Ｚａ＞２（Ｚａ＝３）である場合は（ステップＳ４６２でＹｅｓ）印字動作を停止し、停止時間Ｔａを計測する（ステップＳ４６３）。次に、停止時間Ｔａが２０秒を超えたか否かを判定し（ステップＳ４６４）、２０秒を超えている場合は（ステップＳ４６３でＹｅｓ）Ｚａをリセット（Ｚａ＝０）し（ステップＳ４６５）、印字が終了したか否かを判定する（ステップＳ４６６）。

【0069】

一方、ステップＳ４６２でＺａ≦２である場合は（ステップＳ４６２でＮｏ）印字動作を停止せずに印字が終了したか否かを判定する（ステップＳ４６６）。印字が終了している場合は（ステップＳ４６６でＹｅｓ）第２モードを終了する。印字が継続している場合は（ステップＳ４６６でＮｏ）ステップＳ４６１に戻り、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ４６１～Ｓ４６６）。なお、後述する第３モードおよび第４モードについても、連続印字枚数Ｚａの上限および停止時間Ｔａが異なる以外は第２モードと同様の手順で実行される。

【0070】

図７に戻って、ステップＳ４４でＡ≧２９である場合は（ステップＳ４４でＮｏ）、機外温度Ａが３４℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ４８）。２９≦Ａ＜３４である場合は（ステップＳ４８でＹｅｓ）、用紙サイズが小サイズグループであるか否かを判定する（ステップＳ４９）。用紙サイズが小サイズグループである場合は（ステップＳ４９でＹｅｓ）印字１枚毎に２５秒間印字動作を停止させる第３モードでクーリングモードを実行する（ステップＳ５０）。用紙サイズがＡ４グループである場合は（ステップＳ４９でＮｏ）印字２枚毎に２０秒間印字動作を停止させる第２モードでクーリングモードを実行する（ステップＳ５１）。

【0071】

ステップＳ４８でＡ≧３４である場合は（ステップＳ４８でＮｏ）、機外温度Ａが３８℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。３４≦Ａ＜３８である場合は（ステップＳ５２でＹｅｓ）、用紙サイズに係わらず印字１枚毎に１２０秒間印字動作を停止させる第４モードでクーリングモードを実行する（ステップＳ５３）。ステップＳ５２でＡ≧３８である場合は（ステップＳ５２でＮｏ）印字動作を停止する（ステップＳ５４）。

【0072】

上記の制御例によれば、クーリングモードに移行するまでの基準速度での連続印字の上限枚数Ｘが定着温度Ｂと機外温度Ａとの温度差Ｃに基づいて設定されるため、定着温度Ｂが十分に低くなっている場合は上限枚数Ｘを緩和して画像形成装置１００の処理効率（生産性）を適正に変更することができる。また、機外温度Ａは機外温度センサー６０により、定着温度Ｂは定着温度センサー３３により検知され、クーリングモードへの適切な移行によって画像形成装置１００の内部が十分に冷却される。そのため、機内温度を検知するための温度センサーや冷却ファン等の冷却機構を別途設ける必要がなく、画像形成装置１００の小型化、低コスト化にも寄与する。

【0073】

また、機外温度Ａおよび用紙サイズに基づいてクーリングモードを第１～第４モードに変更することにより、画像形成装置１００の機内温度の上昇を抑制しつつ、生産性を極力維持することができる。さらに、機外温度が一定温度（３８℃）以上である場合は印字動作を停止することで、機内温度の上昇による動作不良や画像不良を未然に防止することができる。なお、ここではクーリングモードを４段階に変更したが、３段階或いは５段階以上に変更してもよい。

【0074】

さらに、直前の印字終了時からの経過時間Ｔｉｎｔおよび用紙サイズに基づいて、実際の印字枚数に仮想の印字分を加算して印字枚数をカウントする印字枚数加算処理を実行することにより、経過時間Ｔｉｎｔが短い場合や用紙サイズが小さい場合等、機内温度が上昇し易い場合はクーリングモードに移行するまでの上限枚数を少なくすることができる。

【0075】

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、定着ローラー２１と加圧ローラー２２とで形成される定着ニップ部Ｆに未定着トナー画像を担持した用紙を挿通することによってトナーを定着する熱ローラー定着方式の定着装置１５を例に挙げて説明したが、定着ローラー２１に代えて無端状の定着ベルトを備え、定着ベルトとこれに圧接される加圧部材とで形成される定着ニップ部に未定着トナー画像を担持した用紙を挿通することによってトナーを定着するベルト定着方式の定着装置にも適用可能である。

【0076】

また、上記実施形態では、プロセス線速を基準速度から３／４速に低下させるとともに、所定枚数の印字毎に印字動作を所定時間停止させる間欠印字動作を組み合わせることによりクーリングモードを実行したが、プロセス線速の低下、または間欠印字動作のみでクーリングモードを実行してもよい。

【0077】

また、本発明は図１に示したようなモノクロプリンターに限らず、カラープリンター、モノクロおよびカラー複写機、デジタル複合機、或いはファクシミリ等、定着装置を備えた他の画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本発明は、定着ローラーや加圧ローラー等の定着部材を備えた定着装置に利用可能である。本発明の利用により、機内温度の上昇による動作不良や画像不良を抑制するとともに、一定の生産性を維持可能な画像形成装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0079】

１５ 定着装置
２０ 定着ローラー対（定着部材）
２１ 定着ローラー（被加熱回転体）
２２ 加圧ローラー（加圧部材）
２６ ヒーター（加熱装置）
３３ 定着温度センサー
４１ メインモーター（駆動装置）
４３ 定着駆動モーター（駆動装置）
５５ 定着電圧電源
６０ 機外温度センサー
７１ 液晶表示部
９０ 制御部
９５ カウンター（印字枚数カウント部）
１００ 画像形成装置
Ｐ 画像形成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】