画像形成装置
【課題】画像形成装置において、少なくとも一つの現像器については、現像モータの温度上昇をコスト上昇や現像器の大型化を招くことなく、簡単、安価に抑制する。
【解決手段】画像形成装置が機内環境温度センサと現像モータ温度上昇抑制制御部とを含んでおり、制御部は、画像形成装置動作状態と温度センサにより検出される機内環境温度の変化量とに基づいて、現像モータの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値（７０〔ｋ〕）以上であると判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行う。
【解決手段】画像形成装置が機内環境温度センサと現像モータ温度上昇抑制制御部とを含んでおり、制御部は、画像形成装置動作状態と温度センサにより検出される機内環境温度の変化量とに基づいて、現像モータの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値（７０〔ｋ〕）以上であると判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等で画像形成を行える、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式等の画像形成装置は、像担持体の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる。
【０００３】
ここで、「被転写体」とは、モノクロ画像形成装置では、記録紙等の記録媒体が一般的であり、カラー画像形成装置において像担持体上のトナー像を１次転写する中間転写体を採用している場合は、該中間転写体及び該中間転写体からトナー像が２次転写される記録媒体のいずれもが被転写体であると言える。なお、カラー画像形成装置の中には、像担持体上のトナー像を記録媒体へ直接転写する方式のものもある。
【０００４】
いずれにしても、電子写真方式等の画像形成装置において採用される現像器には、通常、像担持体上の静電潜像の現像に用いる現像ローラが含まれており、この現像ローラは現像モータで回転駆動される。
【０００５】
従来、このような現像器は、現像剤収容ホッパから供給される現像剤を貯めておき、現像ローラへ供給するバッファ部分を備えていたり、現像剤を攪拌する攪拌部材を備えているのが一般的であったが、今日の小型化、低コスト化の要請に応えるため、現像剤収容ホッパとバッファ部を相互に分割せずに一体化したり、現像剤攪拌部材を省略した現像器も提案されている。
【０００６】
ところが、このように現像剤収容ホッパとバッファ部を相互に分割せずに一体化したり、現像剤攪拌部材を省略したような簡素化された現像器では、現像剤が凝集しやすく、現像器駆動にあたり、現像モータの負荷が大きくなる傾向がある。
【０００７】
現像モータの負荷が大きくなると、現像モータを大型化してモータ出力を上げたり、駆動電流を増やしてモータ出力を上げればよいのであるが、現像モータを大型化することはモータコストを上昇させるので得策ではなく、現像器の小型化、低コスト化の観点からすると駆動電流を増加させる方が得策である。
【０００８】
しかし駆動電流を増加させると、モータ捲線温度が上昇し易くなり、それにより絶縁不良が発生する等してモータの動作不良を招く恐れがあるので、モータ温度上昇を抑制することが求められる。対策として、現像モータ自体に温度センサを設けることが考えられるが、この場合も、それだけコストが上昇してしまう。
【０００９】
モータ自体に温度センサを設けることなくモータ温度上昇を抑制する方法としては、例えば、特開２００５−２８９６２６号公報に、画像形成装置における原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）の駆動モータの温度上昇をモータのオン時間とオフ時間とから推定し、推定モータ温度が閾値以上になるとモータを停止させる方法が記載されている。
【００１０】
特開２００６−２１２８２６号公報には、サーマルプリンタの駆動モータの温度上昇を抑制する方法として、モータのオン時間とオフ時間とからモータ温度を推定して、推定モータ温度が閾値以上になるとモータ動作を停止させ、電源がオフされた場合は、電源オフ時のサーマルヘッド温度からモータ温度を推定し、その温度を基準として動作状況に応じてモータ温度を推定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２８９６２６号公報
【特許文献２】特開２００６−２１２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特開２００５−２８９６２６号公報に記載されている方法はＡＤＦ駆動モータの温度上昇抑制方法であり、特開２００６−２１２８２６号公報に記載されている方法はサーマルプリンタの駆動モータの温度上昇抑制方法である。
【００１３】
そこで本発明は、像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置において、少なくとも一つの現像器については、その現像モータの温度上昇を、今日の画像形成装置の低コスト化、小型化の要請からすると負担が大きすぎるコスト上昇や現像器の大型化を招くことなく、簡単、安価に抑制できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は前記課題を解決するため研究を重ね次のことに着目した。
電子写真方式、静電記録方式等の画像形成装置のように、像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置においては、画像形成のために現像モータにて現像器を駆動し、それに伴って現像モータ温度が上昇するとき、画像形成のために他の種々の部分も駆動され、画像形成装置内には、現像器自体からの発熱だけでなく、記録媒体搬送機構運転に伴う発熱、記録媒体に転写されたトナー像をそこに加熱加圧下に定着させるための定着装置からの発熱等があり、画像形成装置内温度（以下、これを「機内温度」と言うことがある。）が上昇する。すなわち、現像モータ温度上昇と機内温度上昇には相関関係がある。
【００１５】
そこで本発明は前記課題を解決するため次の画像形成装置を提供する。すなわち、
像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置であり、 画像形成装置内環境温度を検出する機内環境温度センサと、現像モータ温度上昇抑制制御部とを含んでおり、
現像モータ温度上昇抑制制御部は、少なくとも一つの現像器について、画像形成装置動作状態と前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行う画像形成装置である。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る画像形成装置は電子写真方式のものだけでなく、静電記録方式等の画像形成装置であってもよい。また、モノクロ画像形成装置であっても、カラー画像形成装置であってもよい。モノクロ画像形成装置の場合、通常、現像器は一つであるから、その現像器について、上記制御部が現像モータ温度上昇抑制制御を行うようにすればよい。
【００１７】
カラー画像形成装置の場合、それは所謂４サイクル型カラー画像形成装置のようなサイクル型カラー画像形成装置であっても、所謂タンデム型カラー画像形成装置であっても、さらに他のタイプのカラー画像形成装置であってもよい。いずれにしてもカラー画像形成装置では、それぞれが担当色トナーで静電潜像現像を行える複数の現像器を備えており、このように複数の現像器がある場合には、少なくとも一つの現像器について上記制御部が現像モータ温度上昇抑制制御を行うようにすればよい。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置によると、現像モータ温度上昇抑制制御部が、少なくとも一つの現像器については、画像形成装置動作状態と機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行う。
【００１９】
従って、制御対象現像モータが、例えば現像剤収容ホッパとバッファ部を相互に分割せずに一体化したり、現像剤攪拌部材を省略したような簡素化された現像器のためのものであり、現像剤が凝集しやすく、現像器駆動にあたり、現像モータの負荷が大きくなりやすく、これに対処するために駆動電流を増加させなければならない場合でも、簡単、安価に該現像モータ温度の上昇を抑制して安全に使用できる。
【００２０】
ここで「画像形成装置動作状態と機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータの温度上昇値を推定する」場合の「画像形成装置動作状態」としては、例えば画像形成装置の動作を予め幾つかに分類して複数定めておくことができる。
【００２１】
例えば、(1) 予め定めた時間連続的に画像形成を行う状態、(2) 該予め定めた時間に満たない断続的な画像形成の状態の２種類を定めておくことができる。そして、現像モータ温度上昇抑制制御においては、そのときの画像形成装置動作状態と機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータの温度上昇値を推定すればよい。
【００２２】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部は、前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量として、例えば、前記画像形成装置動作状態において該機内環境温度センサにより検出される温度の予め定めた単位時間当たりの変化量を採用することができる。
【００２３】
この場合、前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量が予め定めた変化量以下になると前記推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断する例を挙げることができる。
【００２４】
本発明に係る画像形成装置は、前記像担持体上に形成されるトナー像を１次被転写体である中間転写体に１次転写し、該中間転写体から２次被転写体である記録媒体に２次転写部材で２次転写できるものでもよい。
【００２５】
中間転写体上トナー像の記録媒体への２次転写は、通常、２次転写部材に２次転写電圧を印加して２次転写電界を形成することで行われるが、そのとき、２次転写部材の抵抗値が変動すると、転写電界も変動し、トナー像２次転写に影響がでる。そして、２次転写部材はその周囲環境温度に影響される。
【００２６】
そこで、２次転写部材の周囲環境温度に応じて２次転写電圧を調整できるようにする等のために、前記機内環境温度センサを該２次転写部材近傍位置に配置して、２次転写部材の周囲環境温度も測定できる状態としてもよい。
【００２７】
逆に、前記２次転写部材の温度を測定するための温度センサが設けられているのであれば、該温度センサに前記機内環境温度センサを兼ねさせてもよい。
【００２８】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部が行う前記現像モータ温度上昇抑制制御は様々に行えるが、１例として、画像生産性を予め定めた割合で低下させる画像形成装置制御を挙げることができる。
【００２９】
この場合、前記画像生産性を予め定めた割合で低下させる制御として、画像形成装置に予め定めた時間間隔で画像形成と画像形成禁止とを交互に実行させる制御を例示できる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明によると、像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置において、少なくとも一つの現像器については、その現像モータの温度上昇を、今日の画像形成装置の低コスト化、小型化の要請からすると負担が大きすぎるコスト上昇や現像器の大型化を招くことなく、簡単、安価に抑制できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置における現像装置の駆動機構を示す図である。
【図３】図１の画像形成装置の制御回路の概略を示すブロック図である。
【図４】画像形成装置動作状態に応じた現像モータ温度上昇値及び画像形成装置動作状態に応じた機内環境温度上昇の変化率の例を示す図である。
【図５】実際の現像モータ温度上昇抑制制御における機内環境温度の求め方の例を示す図である。
【図６】図３の制御回路における制御部の現像モータ温度上昇抑制制御動作を示すフローチャートである。
【図７】現像モータ温度上昇抑制制御例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示している。
図１に示す画像形成装置１０は所謂４サイクル型のカラー画像形成装置である。以下の説明では記録媒体は記録紙として説明する。
【００３３】
画像形成装置１０は、像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、その周囲に帯電器２、現像装置４、中間転写体６及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。帯電器２と現像装置４の間から感光体１へ画像露光を行なう画像露光装置３が設けられており、その下方に記録紙供給部９が設けられている。中間転写体６はここでは無端ベルト形態の中間転写ベルトである。
【００３４】
感光体１は感光体駆動モータ（図示省略）により図中時計方向に回転駆動される。帯電器２には出力可変の帯電用電源（図示省略）から所定のタイミングで感光体帯電電圧が印加される。
【００３５】
現像装置４は現像器ラック４０にカートリッジＫＣの形態のブラック現像器４Ｋ、カートリッジＣＣの形態のシアン現像器４Ｃ、カートリッジＭＣの形態のマゼンタ現像器４Ｍ及びカートリッジＹＣの形態のイエロー現像器４Ｙを搭載したものである。現像器ラック４０は、図２に示すように、２相励磁のステッピングモータ４０ｍによりギア列ｇ４〜ｇ７を介して図中反時計方向まわり（ＣＣＷ）に回転駆動可能である。現像器は９０度の等中心角度間隔で、ラック回転方向に現像器４Ｋ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｙの順序でラック４０に搭載されている。
【００３６】
各現像器は感光体１上の静電潜像を現像する現像ローラ４１を備えている。各現像器は現像剤を貯えておく部分と現像ローラ４１へ供給する現像剤を収容するバッファ部を一体化するとともに現像剤攪拌部材を省略した簡略化された構造のものである。
【００３７】
図１に示す例では、イエロー現像器４Ｙが感光体上静電潜像を現像する現像位置に配置されているが、各現像器は現像位置に配置されると２相励磁のステッピングモータである現像モータ４ｍによりギア列ｇ１〜ｇ３を介して図中反時計方向に回転駆動可能となる。該ギア列のうちギアｇ１は現像モータ４ｍの回転軸に、ギアｇ３は現像ローラ４１等の回転駆動のために現像器に搭載されている。
【００３８】
現像器を次の現像器へ入れ換えたり、初期位置へ戻したりするために現像器ラック４０を回転させるときには、それに同期させて現像モータ４ｍを回転させ、現像器ドッキングギァｇ２、ｇ３の破損を防止し、両者を正常にかみ合わせる。
【００３９】
各現像器はラック４０を回動させることで現像位置に配置されると既述のとおり現像モータ４ｍにて回転駆動可能な状態となり、現像ローラ４１は感光体１表面に臨み、出力可変の現像バイアス電源（図示省略）から現像バイアス印加が可能となる。
各現像器における現像剤は、本例ではトナーを主体とする１成分現像剤であり、各現像器は感光体１上の静電潜像を反転現像することができる。
【００４０】
中間転写ベルト６は駆動ローラ６１、これに対向する従動対向ローラ６２、感光体１に対向配置された１次転写ローラ６３、１次転写ローラ６３と共同して中間転写ベルト６を感光体１に当接させるローラ６４からなるローラ群に巻き掛けられている。
【００４１】
１次転写ローラ６３には図示省略の１次転写電源から１次転写電圧を印加できる。駆動ローラ６１を図示省略の転写ベルト駆動モータにより図中反時計方向まわりに回転駆動することで中間転写ベルト６を反時計方向回りに回転させることができる。
【００４２】
中間転写ベルト６の駆動ローラ６１に巻き掛けられた部分に対して２次転写部材７が配置されている。２次転写部材７は本例では２次転写ローラである。２次転写ローラ７は所定のタイミングで中間転写ベルト６に対し接離される。２次転写ローラ７には出力可変の２次転写電源ＰＷ（図３参照）から２次転写電圧を印加できる。
【００４３】
中間転写ベルト６の対向ローラ６２に巻き掛けられた部分に対して２次転写残トナー等を除去清掃するクリーニング装置６５が配置されている。このクリーニング装置６５には、中間転写ベルト６に当接されるクリーニングブレードＢＬが設けられている。
【００４４】
クリーニング装置６５には、中間転写ベルト６に対してクリーニングブレードＢＬを当接（圧接）させる状態と離隔させる状態とを切換える、ブレード駆動部ＢＬＤが設けられている。このブレード駆動部ＢＬＤは次のために設けられている。
【００４５】
すなわち、二つ以上の現像器を用いてカラー画像形成するとき、１色目のトナー像を中間転写ベルト６上に形成した後、次の２色目のトナー像、或いはさらに３色目のトナー像、或いはさらに４色目のトナー像を中間転写ベルト６に形成している間は、中間転写ベルト６上のトナー像を乱さないように中間転写ベルト６からクリーニングブレードＢＬを離隔させる。そして、目的とする全トナー像が記録紙Ｓに多重形成された後に、中間転写ベルト６をクリーニングするタイミングでクリーニングブレードＢＬを中間転写ベルト６に再び圧接させる。
【００４６】
２次転写ローラ７の上方には定着装置８が、さらにその下流側には記録紙排出ローラＲ３及び記録紙排出トレイＴが順次設けられている。定着装置８は熱源により加熱される定着ローラ８１とこれに対向する加圧ローラ８２を含んでいる。
【００４７】
２次転写ローラ７の下方にはタイミングローラ対Ｒ２及び記録紙収容部９からの記録紙Ｓをタイミングローラ対Ｒ２へ案内する案内ローラ対Ｒｌが配置されている。
【００４８】
なお、対向ローラ６２の近傍であって中間転写ベルト６に対向する位置には、中間転写ベルト６上のトナー量を検出する画像濃度調整用センサ６６が設けられている。この画像濃度調整用センサ６６は、光学式センサであって、投光部と受光部とを備え、投光部から対象物である中間転写ベルト６に向けて投光した光の反射光を受光部で検出して、受光部が受光した光量に対応した電圧を出力する。
【００４９】
以上ほか、中間転写ローラ７の近くに機内環境温度センサＴＳが配置されている。
【００５０】
以上説明した画像形成装置１０は図３に示す制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに動作する。 制御部Ｃｏｎｔには操作パネルＰＡが接続されている。ユーザーは、操作パネルＰＡにおいて画像形成枚数の設定、記録紙のサイズ、モノクロ画像形成モードかカラー画像形成モードかの画像形成モードの設定等を行える。
【００５１】
機内環境温度センサＴＳが検出する機内環境温度情報も制御部Ｃｏｎｔに入力される。 図示を省略した感光体駆動モータ及び中間転写ベルト駆動モータ、クリーニング装置６５のブレード駆動部ＢＬＤ、現像装置４における現像モータ４ｍ及び現像器ラック駆動モータ４０ｍ、出力可変の２次転写電源ＰＷ、定着装置８、記録媒体搬送機構等の各部は制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに所定のタイミングで動作するようになっている。
制御部Ｃｏｎｔ内には現像モータ温度上昇抑制制御部Ｃｃが含まれているが、これについては後ほど詳述する。
【００５２】
画像形成装置１０によると、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに４Ｋ、４Ｃ、４Ｍ及び４Ｙの現像器のうち１又は２以上を用いて記録紙Ｓ上にトナー画像を形成することができる。四つの現像器を用いてフルカラー画像を形成する例を以下に説明する。
【００５３】
先ず、必要に応じ、モータ４０ｍで現像器ラック４０を回動させてイエロー現像器４Ｙをその現像ローラ４１が感光体１に臨む現像位置に配置するとともに感光体１を図中時計方向に回転させ、中間転写ベルト６も回転させる。この段階では２次転写ローラ７は中間転写ベルト６から離隔させておく。
【００５４】
回転する感光体１の表面を帯電用電源から帯電用電圧が印加された帯電器２で一様に所定電位に帯電させ、その帯電域に画像露光装置３から折り返し反射ミラー３１、３２を経てイエロー画像のための画像露光を施してイエロー静電潜像を形成し、該潜像を現像器４Ｙで現像してイエロートナー像を形成する。このイエロートナー像を１次転写電圧が印加された１次転写ローラ６３により中間転写ベルト６上に１次転写する。
【００５５】
さらに、イエロートナー像の形成の場合と同様にして、マゼンタ現像器４Ｍを現像位置に配置して感光体１上にマゼンタトナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写し、次いでシアン現像器４Ｃを現像位置に配置して感光体１上にシアントナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写し、次いでブラック現像器４Ｋを現像位置に配置して感光体１上にブラックトナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写する。各色トナー像の感光体１への形成及び中間転写ベルト６への１次転写はこれらトナー像が重ねて中間転写ベルト６上に転写されるタイミングで行なう。
【００５６】
このカラー画像形成において中間転写ベルト６への１次転写が行なわれているときには、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、クリーニング装置６５のクリーニングブレードＢＬは、駆動部ＢＬＤにより、中間転写ベルト６から離隔されている。
【００５７】
一方、記録紙Ｓを記録紙供給部９から供給ローラ９１により引き出してタイミングローラ対Ｒ２へ向け供給し、記録紙先端がタイミングローラ対Ｒ２の出口側にある図示省略のタイミングセンサに検出されると、タイミングローラ対Ｒ２を停止させ、記録紙Ｓをそこで待機させておく。
【００５８】
そして、中間転写ベルト６上のトナー像が中間転写ベルト６の回転により２次転写ローラ７へ到達するに先立って該ローラ７１を中間転写ベルト６へ接触させ、ベルト６上のトナー像が２次転写領域に到達するタイミングで記録紙Ｓもタンミングローラ対Ｒ２で２次転写領域へ送り込む。
【００５９】
かくして記録紙Ｓに多重トナー像が２次転写される。多重トナー像が転写された記録紙Ｓは定着装置８でそのトナー像が定着され、記録紙排出ローラＲ３にて排出トレイＴに排出される。かくしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｓを得ることができる。
【００６０】
感光体１上の１次転写残トナー等はクリーニング装置５により除去清掃され、中間転写ベルト６上の２次転写残トナー等はクリーニング装置６５により除去清掃される。このとき、クリーニング装置６５のクリーニングブレードＢＬは、ブレード駆動部ＢＬＤにより、中間転写ベルト６に圧接される。
【００６１】
制御部Ｃｏｎｔに含まれる現像モータ温度上昇抑制制御部Ｃｃは、画像形成装置動作状態と機内環境温度センサＴＳにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータ４ｍの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行う。
【００６２】
ここでは、該画像形成装置動作状態として、
(1) ４分以上の連続プリント及び
(2) ４分未満の断続的なプリント
の２種類の動作状態を設定している。
【００６３】
現像モータ温度上昇抑制制御部Ｃｃは、機内環境温度センサＴＳにより検出される温度の変化量として、現状の画像形成装置動作状態においてセンサＴＳにより検出される温度の予め定めた単位時間当たりの変化量を採用する。
そして、その単位時間当たりの変化量が予め定めた閾値変化量以下になると推定現像モータ温度上昇値が予め定めた閾値温度上昇値以上になったと判断して、現像モータ温度上昇抑制制御の動作をする。
【００６４】
ここでは、「センサＴＳにより検出される温度の単位時間当たりの変化量が予め定めた閾値変化量以下になると推定現像モータ温度上昇値が予め定めた閾値温度上昇値以上になったと判断する」ときの該閾値変化量として、
(1) 画像形成装置動作状態が４分以上の連続プリントの場合に対して
０．０８〔Ｋ／分〕を、
(2) 画像形成装置動作状態が４分未満の断続的なプリントの場合に対して
０．０３〔Ｋ／分〕を、それぞれ設定してある。
【００６５】
このように単位時間あたりの閾値変化量（温度上昇変化率）を設定したのは次の理由による。
図１に示すタイプの画像形成装置を用いて、画像形成装置動作状態が「４分以上の連続プリント」のとき、「４分未満の断続的なプリント」のときのそれぞれについて現像モータの温度上昇値（温度上昇分）を測定する一方、機内環境温度センサにより機内環境温度を測定するとともに検出される機内環境温度の上昇の単位時間あたりの変化量（機内環境温度上昇の変化率）を算出したところ、概ね図４に示す結果となった。
【００６６】
そこで、現像モータ温度上昇値の上限を８０〔Ｋ〕として１０〔Ｋ〕分の安全をとって、許容上限閾値を７０〔Ｋ〕とし、各画像形成装置動作状態での現像モータ温度上昇値の変化を示すラインにおいて、閾値７０〔Ｋ〕以上をもたらす機内環境温度上昇変化率を求めたところ、「４分以上の連続プリント動作状態」では概ね０．０８〔Ｋ／分〕が、「４分未満の断続的プリント動作状態」では概ね０．０３〔Ｋ／分〕が得られた。よって、それらの変化率を各動作状態での単位時間あたりの閾値変化量として採用した。
【００６７】
実際に機内環境温度センサＴＳにより機内環境温度を検出する際には、該センサの分解能がそれほど良くないこともあり得ることを考慮して、制御部Ｃｃでは、図５に示すように、機内環境温度を２００〔ｍｓ（ミリ秒）〕間隔でサンプリングして５回の平均値を算出し、その平均値をさらに１０００〔ｍｓ〕間隔でサンプリングしてその５回の平均値を算出することで得られる値から、単位時間あたりの温度変化率を求め、現像モータ温度上昇値を推定する。
【００６８】
また、機内環境温度は、画像形成装置で画像形成を開始した当初からしばらくの間は冷えた状態から上昇することになり、緩やかにしか温度上昇せず、従って、機内環境温度上昇の変化率から推定すべき現像モータ温度上昇が未だ十分許容範囲にあるときでも、閾値変化率が算出されてしまうことがあり得る。
【００６９】
そこで制御部Ｃｃでは、機内環境温度センサＴＳにより検出される機内環境温度の単位時間あたりの変化量（変化率）を、
(1) 画像形成装置動作状態が４分以上の連続プリントの場合には変化量検出単位時間を４ 分に設定し、それにより得られる４分あたりの変化量から１分あたりの変化量を算出し 、それが０．０８〔Ｋ／分〕以下（４分当たりでみると０．３２〔Ｋ／４分〕以下）に なったか否かをみて、０．０８〔Ｋ／分〕以下になると現像モータ温度上昇値が閾値上 昇値（７０〔Ｋ〕）以上になったと判断し、
(2) 画像形成装置動作状態が４分未満の断続的なプリントの場合には変化量検出単位時間 を２分に設定し、それにより得られる２分あたりの変化量から１分あたりの変化量を算 出し、それが０．０３〔Ｋ／分〕以下（２分当たりでみると０．０６〔Ｋ／２分〕以下 ）になったか否かをみて、０．０３〔Ｋ／分〕以下になると現像モータ温度上昇値が閾 値上昇値（７０〔Ｋ〕）以上になったと判断し、
現像モータ温度上昇抑制制御を実行する。
【００７０】
現像モータ温度上昇抑制制御は、本例では、６０秒プリントしたら６０秒間強制的にプリントを中断して待機して画像生産性を低下させる制御である。この現像モータ温度上昇抑制制御により、簡単、安価に、現像モータ温度上昇値を、安全をみた許容範囲内に抑制できる。
【００７１】
図６はそのような制御を行う制御部Ｃｃの動作を示すフローチャートである。
図６に示すように、プログラムがスタートすると、プリントが２分以上連続したか否かを判断し（ステップＳ１）、２分以上連続すると、先ず、センサＴＳ検出温度の変化量検出単位時間を２分に設定し（ステップＳ２）、センサＴＳ検出温度の上昇率が０．０３〔Ｋ／分〕より大きいか否かを判断し（ステップＳ３）、大きいと（まだ推定現像モータ温度上昇値が閾値上昇値（７０Ｋ）に達していない状態であると）、プリントが４分以上連続している否かを判断し（ステップＳ４）、４分以上連続していると、センサＴＳ検出温度の変化量検出単位時間を４分に切り換え設定し（ステップＳ５）、次いでセンサＴＳ検出温度の上昇率が０．０８〔Ｋ／分〕より大きいか否かを判断し（ステップＳ６）、大きいと（まだ推定現像モータ温度上昇値が閾値上昇値（７０Ｋ）に達していない状態であると）、プリントジョブが終了か否かを判断し（ステップＳ７）、終了していないと、ステップＳ１へ戻る。
【００７２】
ステップＳ３で、センサＴＳ検出温度の上昇率が０．０３〔Ｋ／分〕以下であると、推定現像モータ温度上昇値が閾値上昇値（７０Ｋ）以上になったと判断し、ステップＳ８で現像モータ温度上昇抑制制御を実行する。
【００７３】
ステップＳ６で、センサＴＳ検出温度の上昇率が０．０８〔Ｋ／分〕以下であると、推定現像モータ温度上昇値が閾値上昇値（７０Ｋ）以上になったと判断し、ステップＳ８で現像モータ温度上昇抑制制御を実行する。
【００７４】
図７はこのように現像モータ温度上昇抑制制御を行った場合の二つの例を示している。上側の制御例において現像モータ冷却＆プリントと記されている部分が、現像モータ温度上昇抑制制御を行っている部分である。
なお、図７において「待機」とは定着装置８が温調制御下にあり、次のプリントを待ち受けている状態であり、
「スリープ」とは定着装置８がオフである、画像形成装置スリープ状態である。
【００７５】
以上説明した画像形成装置１０はプリンタであったが、本発明はプリンタ、複写機、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に適用できる。また、既述のとおり、本発明はモノクロ画像形成装置にも、タンデム型等のカラー画像形成装置にも適用できる。また、本発明は電子写真方式だけでなく、静電記録方式の画像形成装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、電子写真方式等の画像形成装置において、現像モータの温度上昇をコスト上昇や現像器の大型化を招くことなく、簡単、安価に抑制することに利用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 画像形成装置
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像装置
４０ 現像器ラック
４０ｍ モータ
ｇ４〜ｇ７ ラック回転駆動用ギア列
４Ｙ イエロー現像器
４Ｍ マゼンタ現像器
４Ｃ シアン現像器
４Ｋ ブラック現像器
４１ 現像ローラ
４ｍ 現像モータ
ｇ１〜ｇ３ 現像器駆動用ギア列
５、６５、クリーニング装置
ＢＬ クリーニングブレード
ＢＬＤ ブレード駆動部
６ 中間転写ベルト
６１ 駆動ローラ
６２ 従動対向ローラ
６３ １次転写ローラ
６４ ローラ
６６ 画像濃度調整用センサ
７ ２次転写ローラ
８ 定着装置
９ 記録紙供給部
ＴＳ 機内環境温度センサ
Ｃｏｎｔ 制御部
ＰＷ ２次転写電源
ＰＡ 操作パネル
Ｃｃ 現像モータ温度上昇抑制制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等で画像形成を行える、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式等の画像形成装置は、像担持体の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる。
【０００３】
ここで、「被転写体」とは、モノクロ画像形成装置では、記録紙等の記録媒体が一般的であり、カラー画像形成装置において像担持体上のトナー像を１次転写する中間転写体を採用している場合は、該中間転写体及び該中間転写体からトナー像が２次転写される記録媒体のいずれもが被転写体であると言える。なお、カラー画像形成装置の中には、像担持体上のトナー像を記録媒体へ直接転写する方式のものもある。
【０００４】
いずれにしても、電子写真方式等の画像形成装置において採用される現像器には、通常、像担持体上の静電潜像の現像に用いる現像ローラが含まれており、この現像ローラは現像モータで回転駆動される。
【０００５】
従来、このような現像器は、現像剤収容ホッパから供給される現像剤を貯めておき、現像ローラへ供給するバッファ部分を備えていたり、現像剤を攪拌する攪拌部材を備えているのが一般的であったが、今日の小型化、低コスト化の要請に応えるため、現像剤収容ホッパとバッファ部を相互に分割せずに一体化したり、現像剤攪拌部材を省略した現像器も提案されている。
【０００６】
ところが、このように現像剤収容ホッパとバッファ部を相互に分割せずに一体化したり、現像剤攪拌部材を省略したような簡素化された現像器では、現像剤が凝集しやすく、現像器駆動にあたり、現像モータの負荷が大きくなる傾向がある。
【０００７】
現像モータの負荷が大きくなると、現像モータを大型化してモータ出力を上げたり、駆動電流を増やしてモータ出力を上げればよいのであるが、現像モータを大型化することはモータコストを上昇させるので得策ではなく、現像器の小型化、低コスト化の観点からすると駆動電流を増加させる方が得策である。
【０００８】
しかし駆動電流を増加させると、モータ捲線温度が上昇し易くなり、それにより絶縁不良が発生する等してモータの動作不良を招く恐れがあるので、モータ温度上昇を抑制することが求められる。対策として、現像モータ自体に温度センサを設けることが考えられるが、この場合も、それだけコストが上昇してしまう。
【０００９】
モータ自体に温度センサを設けることなくモータ温度上昇を抑制する方法としては、例えば、特開２００５−２８９６２６号公報に、画像形成装置における原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）の駆動モータの温度上昇をモータのオン時間とオフ時間とから推定し、推定モータ温度が閾値以上になるとモータを停止させる方法が記載されている。
【００１０】
特開２００６−２１２８２６号公報には、サーマルプリンタの駆動モータの温度上昇を抑制する方法として、モータのオン時間とオフ時間とからモータ温度を推定して、推定モータ温度が閾値以上になるとモータ動作を停止させ、電源がオフされた場合は、電源オフ時のサーマルヘッド温度からモータ温度を推定し、その温度を基準として動作状況に応じてモータ温度を推定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２８９６２６号公報
【特許文献２】特開２００６−２１２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特開２００５−２８９６２６号公報に記載されている方法はＡＤＦ駆動モータの温度上昇抑制方法であり、特開２００６−２１２８２６号公報に記載されている方法はサーマルプリンタの駆動モータの温度上昇抑制方法である。
【００１３】
そこで本発明は、像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置において、少なくとも一つの現像器については、その現像モータの温度上昇を、今日の画像形成装置の低コスト化、小型化の要請からすると負担が大きすぎるコスト上昇や現像器の大型化を招くことなく、簡単、安価に抑制できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は前記課題を解決するため研究を重ね次のことに着目した。
電子写真方式、静電記録方式等の画像形成装置のように、像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置においては、画像形成のために現像モータにて現像器を駆動し、それに伴って現像モータ温度が上昇するとき、画像形成のために他の種々の部分も駆動され、画像形成装置内には、現像器自体からの発熱だけでなく、記録媒体搬送機構運転に伴う発熱、記録媒体に転写されたトナー像をそこに加熱加圧下に定着させるための定着装置からの発熱等があり、画像形成装置内温度（以下、これを「機内温度」と言うことがある。）が上昇する。すなわち、現像モータ温度上昇と機内温度上昇には相関関係がある。
【００１５】
そこで本発明は前記課題を解決するため次の画像形成装置を提供する。すなわち、
像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置であり、 画像形成装置内環境温度を検出する機内環境温度センサと、現像モータ温度上昇抑制制御部とを含んでおり、
現像モータ温度上昇抑制制御部は、少なくとも一つの現像器について、画像形成装置動作状態と前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行う画像形成装置である。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る画像形成装置は電子写真方式のものだけでなく、静電記録方式等の画像形成装置であってもよい。また、モノクロ画像形成装置であっても、カラー画像形成装置であってもよい。モノクロ画像形成装置の場合、通常、現像器は一つであるから、その現像器について、上記制御部が現像モータ温度上昇抑制制御を行うようにすればよい。
【００１７】
カラー画像形成装置の場合、それは所謂４サイクル型カラー画像形成装置のようなサイクル型カラー画像形成装置であっても、所謂タンデム型カラー画像形成装置であっても、さらに他のタイプのカラー画像形成装置であってもよい。いずれにしてもカラー画像形成装置では、それぞれが担当色トナーで静電潜像現像を行える複数の現像器を備えており、このように複数の現像器がある場合には、少なくとも一つの現像器について上記制御部が現像モータ温度上昇抑制制御を行うようにすればよい。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置によると、現像モータ温度上昇抑制制御部が、少なくとも一つの現像器については、画像形成装置動作状態と機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行う。
【００１９】
従って、制御対象現像モータが、例えば現像剤収容ホッパとバッファ部を相互に分割せずに一体化したり、現像剤攪拌部材を省略したような簡素化された現像器のためのものであり、現像剤が凝集しやすく、現像器駆動にあたり、現像モータの負荷が大きくなりやすく、これに対処するために駆動電流を増加させなければならない場合でも、簡単、安価に該現像モータ温度の上昇を抑制して安全に使用できる。
【００２０】
ここで「画像形成装置動作状態と機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータの温度上昇値を推定する」場合の「画像形成装置動作状態」としては、例えば画像形成装置の動作を予め幾つかに分類して複数定めておくことができる。
【００２１】
例えば、(1) 予め定めた時間連続的に画像形成を行う状態、(2) 該予め定めた時間に満たない断続的な画像形成の状態の２種類を定めておくことができる。そして、現像モータ温度上昇抑制制御においては、そのときの画像形成装置動作状態と機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータの温度上昇値を推定すればよい。
【００２２】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部は、前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量として、例えば、前記画像形成装置動作状態において該機内環境温度センサにより検出される温度の予め定めた単位時間当たりの変化量を採用することができる。
【００２３】
この場合、前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量が予め定めた変化量以下になると前記推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断する例を挙げることができる。
【００２４】
本発明に係る画像形成装置は、前記像担持体上に形成されるトナー像を１次被転写体である中間転写体に１次転写し、該中間転写体から２次被転写体である記録媒体に２次転写部材で２次転写できるものでもよい。
【００２５】
中間転写体上トナー像の記録媒体への２次転写は、通常、２次転写部材に２次転写電圧を印加して２次転写電界を形成することで行われるが、そのとき、２次転写部材の抵抗値が変動すると、転写電界も変動し、トナー像２次転写に影響がでる。そして、２次転写部材はその周囲環境温度に影響される。
【００２６】
そこで、２次転写部材の周囲環境温度に応じて２次転写電圧を調整できるようにする等のために、前記機内環境温度センサを該２次転写部材近傍位置に配置して、２次転写部材の周囲環境温度も測定できる状態としてもよい。
【００２７】
逆に、前記２次転写部材の温度を測定するための温度センサが設けられているのであれば、該温度センサに前記機内環境温度センサを兼ねさせてもよい。
【００２８】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部が行う前記現像モータ温度上昇抑制制御は様々に行えるが、１例として、画像生産性を予め定めた割合で低下させる画像形成装置制御を挙げることができる。
【００２９】
この場合、前記画像生産性を予め定めた割合で低下させる制御として、画像形成装置に予め定めた時間間隔で画像形成と画像形成禁止とを交互に実行させる制御を例示できる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明によると、像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置において、少なくとも一つの現像器については、その現像モータの温度上昇を、今日の画像形成装置の低コスト化、小型化の要請からすると負担が大きすぎるコスト上昇や現像器の大型化を招くことなく、簡単、安価に抑制できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置における現像装置の駆動機構を示す図である。
【図３】図１の画像形成装置の制御回路の概略を示すブロック図である。
【図４】画像形成装置動作状態に応じた現像モータ温度上昇値及び画像形成装置動作状態に応じた機内環境温度上昇の変化率の例を示す図である。
【図５】実際の現像モータ温度上昇抑制制御における機内環境温度の求め方の例を示す図である。
【図６】図３の制御回路における制御部の現像モータ温度上昇抑制制御動作を示すフローチャートである。
【図７】現像モータ温度上昇抑制制御例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示している。
図１に示す画像形成装置１０は所謂４サイクル型のカラー画像形成装置である。以下の説明では記録媒体は記録紙として説明する。
【００３３】
画像形成装置１０は、像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、その周囲に帯電器２、現像装置４、中間転写体６及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。帯電器２と現像装置４の間から感光体１へ画像露光を行なう画像露光装置３が設けられており、その下方に記録紙供給部９が設けられている。中間転写体６はここでは無端ベルト形態の中間転写ベルトである。
【００３４】
感光体１は感光体駆動モータ（図示省略）により図中時計方向に回転駆動される。帯電器２には出力可変の帯電用電源（図示省略）から所定のタイミングで感光体帯電電圧が印加される。
【００３５】
現像装置４は現像器ラック４０にカートリッジＫＣの形態のブラック現像器４Ｋ、カートリッジＣＣの形態のシアン現像器４Ｃ、カートリッジＭＣの形態のマゼンタ現像器４Ｍ及びカートリッジＹＣの形態のイエロー現像器４Ｙを搭載したものである。現像器ラック４０は、図２に示すように、２相励磁のステッピングモータ４０ｍによりギア列ｇ４〜ｇ７を介して図中反時計方向まわり（ＣＣＷ）に回転駆動可能である。現像器は９０度の等中心角度間隔で、ラック回転方向に現像器４Ｋ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｙの順序でラック４０に搭載されている。
【００３６】
各現像器は感光体１上の静電潜像を現像する現像ローラ４１を備えている。各現像器は現像剤を貯えておく部分と現像ローラ４１へ供給する現像剤を収容するバッファ部を一体化するとともに現像剤攪拌部材を省略した簡略化された構造のものである。
【００３７】
図１に示す例では、イエロー現像器４Ｙが感光体上静電潜像を現像する現像位置に配置されているが、各現像器は現像位置に配置されると２相励磁のステッピングモータである現像モータ４ｍによりギア列ｇ１〜ｇ３を介して図中反時計方向に回転駆動可能となる。該ギア列のうちギアｇ１は現像モータ４ｍの回転軸に、ギアｇ３は現像ローラ４１等の回転駆動のために現像器に搭載されている。
【００３８】
現像器を次の現像器へ入れ換えたり、初期位置へ戻したりするために現像器ラック４０を回転させるときには、それに同期させて現像モータ４ｍを回転させ、現像器ドッキングギァｇ２、ｇ３の破損を防止し、両者を正常にかみ合わせる。
【００３９】
各現像器はラック４０を回動させることで現像位置に配置されると既述のとおり現像モータ４ｍにて回転駆動可能な状態となり、現像ローラ４１は感光体１表面に臨み、出力可変の現像バイアス電源（図示省略）から現像バイアス印加が可能となる。
各現像器における現像剤は、本例ではトナーを主体とする１成分現像剤であり、各現像器は感光体１上の静電潜像を反転現像することができる。
【００４０】
中間転写ベルト６は駆動ローラ６１、これに対向する従動対向ローラ６２、感光体１に対向配置された１次転写ローラ６３、１次転写ローラ６３と共同して中間転写ベルト６を感光体１に当接させるローラ６４からなるローラ群に巻き掛けられている。
【００４１】
１次転写ローラ６３には図示省略の１次転写電源から１次転写電圧を印加できる。駆動ローラ６１を図示省略の転写ベルト駆動モータにより図中反時計方向まわりに回転駆動することで中間転写ベルト６を反時計方向回りに回転させることができる。
【００４２】
中間転写ベルト６の駆動ローラ６１に巻き掛けられた部分に対して２次転写部材７が配置されている。２次転写部材７は本例では２次転写ローラである。２次転写ローラ７は所定のタイミングで中間転写ベルト６に対し接離される。２次転写ローラ７には出力可変の２次転写電源ＰＷ（図３参照）から２次転写電圧を印加できる。
【００４３】
中間転写ベルト６の対向ローラ６２に巻き掛けられた部分に対して２次転写残トナー等を除去清掃するクリーニング装置６５が配置されている。このクリーニング装置６５には、中間転写ベルト６に当接されるクリーニングブレードＢＬが設けられている。
【００４４】
クリーニング装置６５には、中間転写ベルト６に対してクリーニングブレードＢＬを当接（圧接）させる状態と離隔させる状態とを切換える、ブレード駆動部ＢＬＤが設けられている。このブレード駆動部ＢＬＤは次のために設けられている。
【００４５】
すなわち、二つ以上の現像器を用いてカラー画像形成するとき、１色目のトナー像を中間転写ベルト６上に形成した後、次の２色目のトナー像、或いはさらに３色目のトナー像、或いはさらに４色目のトナー像を中間転写ベルト６に形成している間は、中間転写ベルト６上のトナー像を乱さないように中間転写ベルト６からクリーニングブレードＢＬを離隔させる。そして、目的とする全トナー像が記録紙Ｓに多重形成された後に、中間転写ベルト６をクリーニングするタイミングでクリーニングブレードＢＬを中間転写ベルト６に再び圧接させる。
【００４６】
２次転写ローラ７の上方には定着装置８が、さらにその下流側には記録紙排出ローラＲ３及び記録紙排出トレイＴが順次設けられている。定着装置８は熱源により加熱される定着ローラ８１とこれに対向する加圧ローラ８２を含んでいる。
【００４７】
２次転写ローラ７の下方にはタイミングローラ対Ｒ２及び記録紙収容部９からの記録紙Ｓをタイミングローラ対Ｒ２へ案内する案内ローラ対Ｒｌが配置されている。
【００４８】
なお、対向ローラ６２の近傍であって中間転写ベルト６に対向する位置には、中間転写ベルト６上のトナー量を検出する画像濃度調整用センサ６６が設けられている。この画像濃度調整用センサ６６は、光学式センサであって、投光部と受光部とを備え、投光部から対象物である中間転写ベルト６に向けて投光した光の反射光を受光部で検出して、受光部が受光した光量に対応した電圧を出力する。
【００４９】
以上ほか、中間転写ローラ７の近くに機内環境温度センサＴＳが配置されている。
【００５０】
以上説明した画像形成装置１０は図３に示す制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに動作する。 制御部Ｃｏｎｔには操作パネルＰＡが接続されている。ユーザーは、操作パネルＰＡにおいて画像形成枚数の設定、記録紙のサイズ、モノクロ画像形成モードかカラー画像形成モードかの画像形成モードの設定等を行える。
【００５１】
機内環境温度センサＴＳが検出する機内環境温度情報も制御部Ｃｏｎｔに入力される。 図示を省略した感光体駆動モータ及び中間転写ベルト駆動モータ、クリーニング装置６５のブレード駆動部ＢＬＤ、現像装置４における現像モータ４ｍ及び現像器ラック駆動モータ４０ｍ、出力可変の２次転写電源ＰＷ、定着装置８、記録媒体搬送機構等の各部は制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに所定のタイミングで動作するようになっている。
制御部Ｃｏｎｔ内には現像モータ温度上昇抑制制御部Ｃｃが含まれているが、これについては後ほど詳述する。
【００５２】
画像形成装置１０によると、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに４Ｋ、４Ｃ、４Ｍ及び４Ｙの現像器のうち１又は２以上を用いて記録紙Ｓ上にトナー画像を形成することができる。四つの現像器を用いてフルカラー画像を形成する例を以下に説明する。
【００５３】
先ず、必要に応じ、モータ４０ｍで現像器ラック４０を回動させてイエロー現像器４Ｙをその現像ローラ４１が感光体１に臨む現像位置に配置するとともに感光体１を図中時計方向に回転させ、中間転写ベルト６も回転させる。この段階では２次転写ローラ７は中間転写ベルト６から離隔させておく。
【００５４】
回転する感光体１の表面を帯電用電源から帯電用電圧が印加された帯電器２で一様に所定電位に帯電させ、その帯電域に画像露光装置３から折り返し反射ミラー３１、３２を経てイエロー画像のための画像露光を施してイエロー静電潜像を形成し、該潜像を現像器４Ｙで現像してイエロートナー像を形成する。このイエロートナー像を１次転写電圧が印加された１次転写ローラ６３により中間転写ベルト６上に１次転写する。
【００５５】
さらに、イエロートナー像の形成の場合と同様にして、マゼンタ現像器４Ｍを現像位置に配置して感光体１上にマゼンタトナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写し、次いでシアン現像器４Ｃを現像位置に配置して感光体１上にシアントナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写し、次いでブラック現像器４Ｋを現像位置に配置して感光体１上にブラックトナー像を形成し、これを中間転写ベルト６上に転写する。各色トナー像の感光体１への形成及び中間転写ベルト６への１次転写はこれらトナー像が重ねて中間転写ベルト６上に転写されるタイミングで行なう。
【００５６】
このカラー画像形成において中間転写ベルト６への１次転写が行なわれているときには、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、クリーニング装置６５のクリーニングブレードＢＬは、駆動部ＢＬＤにより、中間転写ベルト６から離隔されている。
【００５７】
一方、記録紙Ｓを記録紙供給部９から供給ローラ９１により引き出してタイミングローラ対Ｒ２へ向け供給し、記録紙先端がタイミングローラ対Ｒ２の出口側にある図示省略のタイミングセンサに検出されると、タイミングローラ対Ｒ２を停止させ、記録紙Ｓをそこで待機させておく。
【００５８】
そして、中間転写ベルト６上のトナー像が中間転写ベルト６の回転により２次転写ローラ７へ到達するに先立って該ローラ７１を中間転写ベルト６へ接触させ、ベルト６上のトナー像が２次転写領域に到達するタイミングで記録紙Ｓもタンミングローラ対Ｒ２で２次転写領域へ送り込む。
【００５９】
かくして記録紙Ｓに多重トナー像が２次転写される。多重トナー像が転写された記録紙Ｓは定着装置８でそのトナー像が定着され、記録紙排出ローラＲ３にて排出トレイＴに排出される。かくしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｓを得ることができる。
【００６０】
感光体１上の１次転写残トナー等はクリーニング装置５により除去清掃され、中間転写ベルト６上の２次転写残トナー等はクリーニング装置６５により除去清掃される。このとき、クリーニング装置６５のクリーニングブレードＢＬは、ブレード駆動部ＢＬＤにより、中間転写ベルト６に圧接される。
【００６１】
制御部Ｃｏｎｔに含まれる現像モータ温度上昇抑制制御部Ｃｃは、画像形成装置動作状態と機内環境温度センサＴＳにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における現像モータ４ｍの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行う。
【００６２】
ここでは、該画像形成装置動作状態として、
(1) ４分以上の連続プリント及び
(2) ４分未満の断続的なプリント
の２種類の動作状態を設定している。
【００６３】
現像モータ温度上昇抑制制御部Ｃｃは、機内環境温度センサＴＳにより検出される温度の変化量として、現状の画像形成装置動作状態においてセンサＴＳにより検出される温度の予め定めた単位時間当たりの変化量を採用する。
そして、その単位時間当たりの変化量が予め定めた閾値変化量以下になると推定現像モータ温度上昇値が予め定めた閾値温度上昇値以上になったと判断して、現像モータ温度上昇抑制制御の動作をする。
【００６４】
ここでは、「センサＴＳにより検出される温度の単位時間当たりの変化量が予め定めた閾値変化量以下になると推定現像モータ温度上昇値が予め定めた閾値温度上昇値以上になったと判断する」ときの該閾値変化量として、
(1) 画像形成装置動作状態が４分以上の連続プリントの場合に対して
０．０８〔Ｋ／分〕を、
(2) 画像形成装置動作状態が４分未満の断続的なプリントの場合に対して
０．０３〔Ｋ／分〕を、それぞれ設定してある。
【００６５】
このように単位時間あたりの閾値変化量（温度上昇変化率）を設定したのは次の理由による。
図１に示すタイプの画像形成装置を用いて、画像形成装置動作状態が「４分以上の連続プリント」のとき、「４分未満の断続的なプリント」のときのそれぞれについて現像モータの温度上昇値（温度上昇分）を測定する一方、機内環境温度センサにより機内環境温度を測定するとともに検出される機内環境温度の上昇の単位時間あたりの変化量（機内環境温度上昇の変化率）を算出したところ、概ね図４に示す結果となった。
【００６６】
そこで、現像モータ温度上昇値の上限を８０〔Ｋ〕として１０〔Ｋ〕分の安全をとって、許容上限閾値を７０〔Ｋ〕とし、各画像形成装置動作状態での現像モータ温度上昇値の変化を示すラインにおいて、閾値７０〔Ｋ〕以上をもたらす機内環境温度上昇変化率を求めたところ、「４分以上の連続プリント動作状態」では概ね０．０８〔Ｋ／分〕が、「４分未満の断続的プリント動作状態」では概ね０．０３〔Ｋ／分〕が得られた。よって、それらの変化率を各動作状態での単位時間あたりの閾値変化量として採用した。
【００６７】
実際に機内環境温度センサＴＳにより機内環境温度を検出する際には、該センサの分解能がそれほど良くないこともあり得ることを考慮して、制御部Ｃｃでは、図５に示すように、機内環境温度を２００〔ｍｓ（ミリ秒）〕間隔でサンプリングして５回の平均値を算出し、その平均値をさらに１０００〔ｍｓ〕間隔でサンプリングしてその５回の平均値を算出することで得られる値から、単位時間あたりの温度変化率を求め、現像モータ温度上昇値を推定する。
【００６８】
また、機内環境温度は、画像形成装置で画像形成を開始した当初からしばらくの間は冷えた状態から上昇することになり、緩やかにしか温度上昇せず、従って、機内環境温度上昇の変化率から推定すべき現像モータ温度上昇が未だ十分許容範囲にあるときでも、閾値変化率が算出されてしまうことがあり得る。
【００６９】
そこで制御部Ｃｃでは、機内環境温度センサＴＳにより検出される機内環境温度の単位時間あたりの変化量（変化率）を、
(1) 画像形成装置動作状態が４分以上の連続プリントの場合には変化量検出単位時間を４ 分に設定し、それにより得られる４分あたりの変化量から１分あたりの変化量を算出し 、それが０．０８〔Ｋ／分〕以下（４分当たりでみると０．３２〔Ｋ／４分〕以下）に なったか否かをみて、０．０８〔Ｋ／分〕以下になると現像モータ温度上昇値が閾値上 昇値（７０〔Ｋ〕）以上になったと判断し、
(2) 画像形成装置動作状態が４分未満の断続的なプリントの場合には変化量検出単位時間 を２分に設定し、それにより得られる２分あたりの変化量から１分あたりの変化量を算 出し、それが０．０３〔Ｋ／分〕以下（２分当たりでみると０．０６〔Ｋ／２分〕以下 ）になったか否かをみて、０．０３〔Ｋ／分〕以下になると現像モータ温度上昇値が閾 値上昇値（７０〔Ｋ〕）以上になったと判断し、
現像モータ温度上昇抑制制御を実行する。
【００７０】
現像モータ温度上昇抑制制御は、本例では、６０秒プリントしたら６０秒間強制的にプリントを中断して待機して画像生産性を低下させる制御である。この現像モータ温度上昇抑制制御により、簡単、安価に、現像モータ温度上昇値を、安全をみた許容範囲内に抑制できる。
【００７１】
図６はそのような制御を行う制御部Ｃｃの動作を示すフローチャートである。
図６に示すように、プログラムがスタートすると、プリントが２分以上連続したか否かを判断し（ステップＳ１）、２分以上連続すると、先ず、センサＴＳ検出温度の変化量検出単位時間を２分に設定し（ステップＳ２）、センサＴＳ検出温度の上昇率が０．０３〔Ｋ／分〕より大きいか否かを判断し（ステップＳ３）、大きいと（まだ推定現像モータ温度上昇値が閾値上昇値（７０Ｋ）に達していない状態であると）、プリントが４分以上連続している否かを判断し（ステップＳ４）、４分以上連続していると、センサＴＳ検出温度の変化量検出単位時間を４分に切り換え設定し（ステップＳ５）、次いでセンサＴＳ検出温度の上昇率が０．０８〔Ｋ／分〕より大きいか否かを判断し（ステップＳ６）、大きいと（まだ推定現像モータ温度上昇値が閾値上昇値（７０Ｋ）に達していない状態であると）、プリントジョブが終了か否かを判断し（ステップＳ７）、終了していないと、ステップＳ１へ戻る。
【００７２】
ステップＳ３で、センサＴＳ検出温度の上昇率が０．０３〔Ｋ／分〕以下であると、推定現像モータ温度上昇値が閾値上昇値（７０Ｋ）以上になったと判断し、ステップＳ８で現像モータ温度上昇抑制制御を実行する。
【００７３】
ステップＳ６で、センサＴＳ検出温度の上昇率が０．０８〔Ｋ／分〕以下であると、推定現像モータ温度上昇値が閾値上昇値（７０Ｋ）以上になったと判断し、ステップＳ８で現像モータ温度上昇抑制制御を実行する。
【００７４】
図７はこのように現像モータ温度上昇抑制制御を行った場合の二つの例を示している。上側の制御例において現像モータ冷却＆プリントと記されている部分が、現像モータ温度上昇抑制制御を行っている部分である。
なお、図７において「待機」とは定着装置８が温調制御下にあり、次のプリントを待ち受けている状態であり、
「スリープ」とは定着装置８がオフである、画像形成装置スリープ状態である。
【００７５】
以上説明した画像形成装置１０はプリンタであったが、本発明はプリンタ、複写機、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に適用できる。また、既述のとおり、本発明はモノクロ画像形成装置にも、タンデム型等のカラー画像形成装置にも適用できる。また、本発明は電子写真方式だけでなく、静電記録方式の画像形成装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、電子写真方式等の画像形成装置において、現像モータの温度上昇をコスト上昇や現像器の大型化を招くことなく、簡単、安価に抑制することに利用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 画像形成装置
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像装置
４０ 現像器ラック
４０ｍ モータ
ｇ４〜ｇ７ ラック回転駆動用ギア列
４Ｙ イエロー現像器
４Ｍ マゼンタ現像器
４Ｃ シアン現像器
４Ｋ ブラック現像器
４１ 現像ローラ
４ｍ 現像モータ
ｇ１〜ｇ３ 現像器駆動用ギア列
５、６５、クリーニング装置
ＢＬ クリーニングブレード
ＢＬＤ ブレード駆動部
６ 中間転写ベルト
６１ 駆動ローラ
６２ 従動対向ローラ
６３ １次転写ローラ
６４ ローラ
６６ 画像濃度調整用センサ
７ ２次転写ローラ
８ 定着装置
９ 記録紙供給部
ＴＳ 機内環境温度センサ
Ｃｏｎｔ 制御部
ＰＷ ２次転写電源
ＰＡ 操作パネル
Ｃｃ 現像モータ温度上昇抑制制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置であり、 画像形成装置内環境温度を検出する機内環境温度センサと、現像モータ温度上昇抑制制御部とを含んでおり、
現像モータ温度上昇抑制制御部は、画像形成装置動作状態と前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における使用現像モータの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部は、前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量として、前記画像形成装置動作状態において該機内環境温度センサにより検出される温度の予め定めた単位時間当たりの変化量を採用する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部は、前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量が予め定めた変化量以下になると前記推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断する請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体上に形成されるトナー像は、１次被転写体である中間転写体に１次転写し、該中間転写体から２次被転写体である記録媒体に２次転写部材で２次転写でき、前記機内環境温度センサは該２次転写部材近傍に配置されている請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記機内環境温度センサは、前記２次転写部材の温度を測定するための温度センサを兼ねている請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部が行う前記現像モータ温度上昇抑制制御は、画像生産性を予め定めた割合で低下させる画像形成装置制御である請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像生産性を予め定めた割合で低下させる制御は、画像形成装置に予め定めた時間間隔で画像形成と画像形成禁止とを交互に実行させる制御である請求項６記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像モータで駆動される現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写することができる画像形成装置であり、 画像形成装置内環境温度を検出する機内環境温度センサと、現像モータ温度上昇抑制制御部とを含んでおり、
現像モータ温度上昇抑制制御部は、画像形成装置動作状態と前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量とに基づいて、該画像形成装置動作状態における使用現像モータの温度上昇値を推定し、推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断すると現像モータ温度上昇抑制制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部は、前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量として、前記画像形成装置動作状態において該機内環境温度センサにより検出される温度の予め定めた単位時間当たりの変化量を採用する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部は、前記機内環境温度センサにより検出される温度の変化量が予め定めた変化量以下になると前記推定現像モータ温度上昇値が予め定めた温度上昇値以上になったと判断する請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体上に形成されるトナー像は、１次被転写体である中間転写体に１次転写し、該中間転写体から２次被転写体である記録媒体に２次転写部材で２次転写でき、前記機内環境温度センサは該２次転写部材近傍に配置されている請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記機内環境温度センサは、前記２次転写部材の温度を測定するための温度センサを兼ねている請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像モータ温度上昇抑制制御部が行う前記現像モータ温度上昇抑制制御は、画像生産性を予め定めた割合で低下させる画像形成装置制御である請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像生産性を予め定めた割合で低下させる制御は、画像形成装置に予め定めた時間間隔で画像形成と画像形成禁止とを交互に実行させる制御である請求項６記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１９７８１２（Ｐ２０１０−１９７８１２Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４３８２２（Ｐ２００９−４３８２２）
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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