(57)【要約】【課題】  無駄な電力を消費する事がなく、熱源近傍であってもセンサの読み取り精度が落ちないようにする。【解決手段】  センサの周りをケーシングし、ケースにサーモモジュール（ペルチェ素子）を接触させた構成において、ケース外の環境変化に応じて、サーモモジュール（ペルチェ素子）への電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する。【選択図】        図４
2006337145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサの周りをケースにてケーシングし、前記ケースにサーモモジュールを接触させた検出装置において、
ケース外近傍の環境変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて、前記サーモモジュールへ通電する電流のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
センサの周りをケースにてケーシングし、前記ケースにサーモモジュールを接触させた検出装置において、
前記センサを駆動するタイミングに応じて、前記センサを冷却するために前記サーモモジュールへ通電し、前記センサを駆動しないときには前記サーモモジュールをＯＦＦするように通電を制御する制御手段とを有することを特徴とする検出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記サーモモジュールへ通電する電流のＯＮ／ＯＦＦを制御するＰＷＭ信号を出力し、前記検出結果に応じて前記ＰＷＭ信号のＯＮ期間を変化させることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記制御手段は、通電を制御するために、前記センサを駆動するタイミングに応じて、冷却効果を高める為に前記ＰＷＭ信号のＯＮ期間を長くし、前記センサを駆動後、または駆動しないときには、ＯＮ期間を短くすることを特徴とする請求項２に記載の検出装置。
【請求項５】
センサの周りをケーシングし、
ケースにサーモモジュールを接触させた構成において、
ケース外の環境変化に応じて、サーモモジュールへの電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする検出装置の制御方法。
【請求項６】
センサ近傍にサーモモジュールを配置した構成において、
前記センサの監視タイミングに応じて、センサを監視する時にセンサを冷却し、センサを監視しない時は冷却しないようサーモモジュールへの電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする検出装置の制御方法。
【請求項７】
センサ近傍にサーモモジュールを接触させた構成において、
環境変化あるいは、前記センサの監視タイミングに応じて、ＯＮ／ＯＦＦ信号からなるＰＷＭ信号をサーモモジュールに入力し、センサの監視タイミング前にセンサへの冷却効果を高める為に、サーモモジュールへのＰＷＭ信号のＯＮ期間を長くし、センサ監視後はＯＮ期間を短くすることを特徴とする検出装置の制御方法。
【請求項８】
センサ近傍にサーモモジュールを接触させた構成において、
環境変化あるいは、前記センサの監視タイミングに応じて、ＯＮ／ＯＦＦ信号からなるＰＷＭ信号をサーモモジュールに入力し、センサでの監視物が熱を運ぶ場合、監視タイミング前にセンサへの冷却効果を高める為に、サーモモジュールへのＰＷＭ信号のＯＮ期間を長くし、センサ監視後はＯＮ期間を短くすることを特徴とする検出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の定着装置近傍に配置されたセンサ等、外部からの熱の影響を受けやすい検出装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のサーモモジュール（ペルチェ素子）を用いた冷却方法として、ＣＰＵやレーザー等の自己発熱を放熱する為に、ペルチェ素子をＩＣ表面に接触させている装置が一般的に考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、画像形成装置の定着装置など、熱源近傍には用紙検出のセンサを配置せず、熱の影響が少ない位置に用紙検出用のセンサを配置していた。
【特許文献１】特開平１０−２００２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、定着装置近傍では、空気中の温度が高温であるために、センサを配置しても、高温（９０℃以上）の為、センサの規格を超えてしまう。また、センサ寿命も短くなるという問題があった。
【０００５】
また、定着装置近傍にセンサを配置していないと、定着装置内のローラに用紙が巻き付いた時も検出ができず、紙詰まり後の処理に時間がかかっていた。
【０００６】
そこで本発明は、２種類の金属の接合部に電流を流すと、片方の金属からもう片方へ熱が移動するという「ペルチェ効果」を利用した素子を利用して、このような課題および他の課題の少なくとも１つを解決する検出装置及びその制御方法を提供することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【０００８】
（１）センサの周りをケースにてケーシングし、前記ケースにサーモモジュールを接触させた検出装置において、ケース外近傍の環境変化を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記サーモモジュールへ通電する電流のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを有することを特徴とする検出装置。
【０００９】
（２）センサの周りをケースにてケーシングし、前記ケースにサーモモジュールを接触させた検出装置において、前記センサを駆動するタイミングに応じて、前記センサを冷却するために前記サーモモジュールへ通電し、前記センサを駆動しないときには前記サーモモジュールをＯＦＦするように通電を制御する制御手段とを有することを特徴とする検出装置。
【００１０】
（３）センサの周りをケーシングし、ケースにサーモモジュールを接触させた構成において、ケース外の環境変化に応じて、サーモモジュールへの電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする検出装置の制御方法。
【００１１】
（４）センサ近傍にサーモモジュールを配置した構成において、前記センサの監視タイミングに応じて、センサを監視する時にセンサを冷却し、センサを監視しない時は冷却しないようサーモモジュールへの電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする検出装置の制御方法。
【００１２】
（５）センサ近傍にサーモモジュールを接触させた構成において、環境変化あるいは、前記センサの監視タイミングに応じて、ＯＮ／ＯＦＦ信号からなるＰＷＭ信号をサーモモジュールに入力し、センサの監視タイミング前にセンサへの冷却効果を高める為に、サーモモジュールへのＰＷＭ信号のＯＮ期間を長くし、センサ監視後はＯＮ期間を短くすることを特徴とする検出装置の制御方法。
【００１３】
（６）センサ近傍にサーモモジュールを接触させた構成において、環境変化あるいは、前記センサの監視タイミングに応じて、ＯＮ／ＯＦＦ信号からなるＰＷＭ信号をサーモモジュールに入力し、センサでの監視物が熱を運ぶ場合、監視タイミング前にセンサへの冷却効果を高める為に、サーモモジュールへのＰＷＭ信号のＯＮ期間を長くし、センサ監視後はＯＮ期間を短くすることを特徴とする検出装置の制御方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ケース外の環境温度に応じてペルチェ素子の電流を制御する事により冷却効果を高める制御であるが、外部環境温度が上昇した時のみ電流ＯＮする事になり、常時電流ＯＮに対し、無駄な電力を消費する事がなく、熱源近傍であってもセンサの読み取り精度が落ちる事がない。ここでセンサ自体は、センサ監視時以外で温度が上昇しても、冷却すれば読み取り精度は復活する為、冷却はセンサ監視時のみで良い。
【００１５】
またセンサを監視するときのみペルチェ素子の冷却効果を高める為に電流ＯＮする事で、無駄な電力を最小限に抑える事ができ、センサに対する寿命および感度を保つ事ができる。
【００１６】
またセンサに対する電流ＯＮ／ＯＦＦをデューティ制御する事により、外部の温度あるいは、センサ監視するときの冷却効果を温度に応じて柔軟に制御する事ができる。
【００１７】
また熱をもった移動物体を監視するセンサにおいても、移動物体の熱に応じてセンサ監視時に電流ＯＮ／ＯＦＦデューティを変える事ができ、電力消費、センサの読み取り精度が落ちないように常時制御ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【実施例】
【００１９】
＜本体断面説明＞
図１は、本発明を実施した画像形成装置の要部断面図である。本実施の形態の画像形成装置は電子写真方式とし、光学系１Ｒにて原稿の画像を読み取り、画像出力部１Ｐにて光学系１Ｒからの画像情報より画像を転写材Ｐに形成し、更に、画像出力部１Ｐに複数の画像形成部を並列に配し、且つ、中間転写方式を採用したカラー画像出力装置１として説明していく。
【００２０】
画像出力部１Ｐは大別して、画像形成部１０（４つのステーション１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが並設されており、その構成は同一である）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、及び制御部７０から構成される。
【００２１】
更に、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、露光部である光学系の露光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、折り返しミラー１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。
【００２２】
一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、露光部１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線を折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。
【００２３】
更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、これを「トナー」と称する）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像（現像像）を、中間転写体である中間転写ベルト３１の画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄに転写する。
【００２４】
感光ドラム１１ａ〜１１ｄが回転して、画像転写領域Ｔａ〜Ｔｄを通過した下流で、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより、中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００２５】
給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂ、手差しトレイ２７、カセット２１ａ、２１ｂ内もしくは手差しトレイ２７より転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６から送り出された転写材Ｐをレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送するための給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４、及び、画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂで構成される。
【００２６】
中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１は、巻架ローラとして、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２、中間転写ベルト３１の回動に従動する従動ローラ３３、ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写対向ローラ３４に巻架される。これらのうち駆動ローラ３２と従動ローラ３３との間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルト３１とのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって矢印Ｂ方向へ回転駆動される。
【００２７】
一次転写平面Ａは各画像形成部１０ａ〜１０ｄに対向し、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト３１の一次転写面Ａに対向するようにされている。よって一次転写面Ａに一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄが位置することになる。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５ａ〜３５ｄが配置されている。二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。又、中間転写ベルト３１上の二次転写領域Ｔｅの下流には、中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングブレード５１、及び廃トナーを収納する廃トナーボックス５２が設けられている。
【００２８】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａと、そのローラ４１ａに加圧される４１ｂ（このローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）、及び上記ローラ対４１のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３、また、上記ローラ対４１から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５等から構成される。
【００２９】
制御部７０より画像形成動作開始信号が発せられると、選択された用紙サイズ等により選択された給紙段から転写材Ｐの給紙を開始する。
【００３０】
次に装置の動作に即して説明を加える。
【００３１】
制御部７０より画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送される。その時レジストローラ２５ａ、２５ｂは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０ａ〜１０ｄが画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ、２５ｂは回転を始める。レジストローラ２５ａ、２５ｂの回転は、転写材Ｐと、画像形成部１０より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが、二次転写領域Ｔｅにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００３２】
一方、画像形成部１０では、制御部７０からの画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向Ｂにおいて、一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー像（現像像）が、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。
【００３３】
一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部１０間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストレーション（画像位置）を合わせて次のトナー像が転写されることになる。他の色の一次転写領域Ｔａ、Ｔｂについても同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上に一次転写される。
【００３４】
その後転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入、中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に、高電圧を印加させる。そして、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー像が転写材Ｐの表面に一括転写される。その後転写材Ｐは搬送ガイド４３によって、定着ローラ対４１のニップ部まで正確に案内される。そして定着ローラ対４１の熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ローラ４４、４５により搬送され、転写材Ｐは機外に排出される。
【００３５】
この種の画像形成装置における、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ間の機械的取り付け誤差および各露光部１３ａ〜１３ｄによって発生するレーザービーム光の光路長誤差、光路変化、ＬＥＤの環境温度による反り等の理由により各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上で形成された各カラー画像のレジストレーションのずれ、つまり色ずれ（レジずれ）を補正するために、転写領域Ａ面上で、すべての画像形成部１０の下流の位置で、駆動ローラ３２にてベルト３１が折り返される前の位置に、レジずれを検知するレジセンサ６０が設けられている。
【００３６】
＜定着装置＞
図２は本発明を実施した定着装置の要部断面図である。
【００３７】
図２において、１は定着上ローラであり、定着ローラ内部にはヒータを配置している。上定着ローラ１の外部には定着ローラサーミスタ３を備え、用紙通紙の為に温調する時には、定着ローラサーミスタ３で温度を監視しながら、ヒータを点灯／消灯し、所定温度で安定するように制御する。また、上定着ローラ１は用紙通紙の為に回転駆動し、図中矢印の方向に用紙を搬送するように回転する。上定着ローラ１に接触した形で表現されているのが、定着下ローラ２であり、上定着ローラ１に従動駆動され、同じ方向に回転する。用紙通紙時には、上定着ローラ１が温調しながら回転することで、上定着ローラ１と下定着ローラ２の間に通紙される用紙に熱を加え、定着させる。また、４は定着装置に突入する用紙を検出する定着前センサであり、５は定着装置を用紙が通過したことを検出する定着後センサ、６は上定着ローラ１に巻き付いてしまった用紙を検出する巻き付き検知センサである。
【００３８】
図３は、定着前センサ４、定着後センサ５、巻き付き検知センサ６のセンサ構造を示す断面図であり、センサ７は反射型センサであり、発光部８と受光部９を備え、発光部８が点灯すると、対向する物体の反射光を受光部９が受光し、物体の有無を検出する構成になっている。
【００３９】
図４は、図３の反射型センサ７をケーシングした図であり、ケース１１０により反射型センサ７をケーシングし、そのケースの外側にペルチェ素子１１１を配置する。ケース１１０は発光／受光側は透明部材になっている。
【００４０】
図５は、環境温度に依存したセンサ冷却方法を示すフローチャートであり、上定着ローラ１近傍に配置された定着ローラサーミスタ３の温度はＴ１以上になると、上定着ローラ１の熱が定着前センサ４、定着後センサ５、巻き付き検知センサ６それぞれのセンサに伝わり、正常な用紙検知ができなくなるため、各センサのペルチェ素子１１１に電流を流す。これにより各センサをケーシングしているケース１１０の温度が低下し、中に配置されたセンサは外温の影響を受けず、正常な用紙検知ができる。また、定着ローラサーミスタ３の温度はＴ１未満になった場合は、外温が各センサが正常に用紙検知できる温度になるため、無駄な電力を消費しない為に、各センサのペルチェ素子１１１に流す電流をＯＦＦにする。
【００４１】
図６は、センサの監視タイミングに依存したセンサ冷却方法を示すフローチャートであり、コピースタートすると、用紙先端がどの位置にいるかを監視し、定着前センサ４の監視を始める時期になったとき（２０１）、定着前センサ４をケーシングしているケース１１０に接触配置されたペルチェ素子１１１に電流を流し、定着前センサ４が正常に用紙検知できる温度にセンサ近傍温度を冷却する（２０２）。定着前センサ４で用紙先端が到達するのを監視し（２０３）、定着前センサ４が用紙先端を検出すると、センサ４に関わるペルチェ素子１１１の電流をＯＦＦする（２０４）と共に、次に用紙が到達する定着後センサ５、巻き付き検知センサ６それぞれのセンサをケーシングしているケース１１０に接触配置されたペルチェ素子１１１に電流を流し、それぞれのセンサが制御に用紙検知できる温度にセンサ近傍温度を冷却する（２０５）。
【００４２】
定着後センサ５、巻き付き検知センサ６それぞれのセンサで用紙先端が到達するのを監視し（２０６）、定着後センサ５が用紙先端を検出するとセンサ５、センサ６に関わるペルチェ素子１１１の電流をＯＦＦする（２０７）と共に次の用紙に備える。巻き付き検知センサ６が用紙先端を検出するとセンサ５、センサ６に関わるペルチェ素子１１１の電流をＯＦＦする（２０７）と共に紙詰まりとして図示しない表示部に警告表示し、所定の処理を行い画像形成動作を終了する。
【００４３】
図７は、デューティ制御を使った冷却方法を示すフローチャートであり、コピースタートすると、定着ローラサーミスタ３の温度を監視し（２１０）、Ｔ２以上になると、その熱の影響を受ける定着前センサ４、定着後センサ５をケーシングケース１１０に接触配置されたペルチェ素子１１１にＯＮデューティ４０％で電流を流し、定着前センサ４、定着後センサ５が正常に用紙検知できる温度にセンサ近傍温度を冷却する（２１１）。また、巻き付き検知センサ６のペルチェ素子１１１にはＯＮデューティ８０％で電流を流し、センサ近傍温度を冷却する（２１１）。ここで、巻き付き検知センサ６は、上定着ローラ１近傍に配置されているが、定着前センサ４、定着後センサ５は、上定着ローラ１から離れた位置に配置されている為、巻き付き検知センサ６に対してはより冷却性を高める為にデューティ比をあげて冷却効果を高めている。
【００４４】
定着前センサ４で用紙先端が到達するのを監視し（２１２）、定着前センサ４が用紙先端を検出すると、その後定着装置を通過した用紙が定着後センサ５に到達する時には、用紙自体が熱を帯びているため、センサ５近傍の温度は用紙通過中一時的に上昇する為に、定着後センサ５のペルチェ素子１１１にはＯＮデューティ８０％で電流を流し、用紙が無い時に比べ冷却効果をあげる（２１３）。その後定着後センサ５で用紙後端が通過するのを監視し（２１４）、用紙後端が通過すると、定着後センサ５近傍の温度が下がる為、定着後センサ５のペルチェ素子１１１に対して電流設定をＯＮデューティ４０％に戻す（２１５）。
【００４５】
以上述べてきたように、外部から熱の影響を受けるセンサに対し、センサをケーシングし、ケーシングしたケースに接触配置してペルチェ素子を制御する事により、センサが正常に動作する温度にセンサ近傍を安定させる事ができる。また、ペルチェ素子への電流供給を必要時以外は行わない事により、無駄な電力を消費する事がない。例えば定着装置のような熱源近傍にはセンサ配置する事ができなかったが、本発明のようにペルチェ素子を配置し、用紙搬送あるいは影響を受ける環境温度に応じて最適な冷却制御を行う事により、熱源近傍にセンサを配置する事ができ、より早急に異常を検出できるようになる。また、センサ自体は、センサ監視時以外で温度が上昇しても、冷却すれば読み取り精度は復活する為、冷却はセンサ監視時のみ行えば良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】定着装置を備えたコピー機の断面図である。
【図２】本発明にかかる実施例の定着装置を示す図である。
【図３】本発明にかかる実施例のセンサを示す図である。
【図４】本発明にかかる実施例のセンサおよびケーシングを示す図である。
【図５】本発明の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
７      反射型センサ
８      発光部
９      受光部
１１０  ケース
１１１  ペルチェ素子
【図１】
2006337145.tif 000003
【図２】
2006337145.tif 000004
【図３】
2006337145.tif 000005
【図４】
2006337145.tif 000006
【図５】
2006337145.tif 000007
【図６】
2006337145.tif 000008
【図７】
2006337145.tif 000009