(57)【要約】【課題】用紙水分量を適切に制御する構成を含む画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、用紙を収納する給紙カセット１２４と、給紙カセット１２４に収納される用紙の枚数を検知する用紙残量検知センサ２０２と、給紙カセット１２４を加熱するヒータ１１１と、ヒータ１１１の発熱量を制御するヒータ駆動部２０４と、温度及び湿度を検知する環境センサ２０３と、ＣＰＵ１１９と、を備える。ＣＰＵ１１９は、給紙カセット１２４に収納される用紙の枚数に応じた、温度及び湿度と供給電力量との関係を表す複数のテーブルを格納するワークメモリ１２０を備える。ＣＰＵ１１９は、用紙残量検知センサ２０２の検知結果から給紙カセット１２４に収納される用紙の枚数に応じたテーブルを参照して、環境センサ２０３が検知した温度及び湿度に応じた供給電力量となるように、ヒータ駆動部２０４を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成に用いられる用紙を収納する収納手段と、
前記収納手段に収納される前記用紙の枚数を検知する第１検知手段と、
前記収納手段を加熱するヒータと、
前記ヒータへの供給電力量を制御することで、該ヒータの発熱量を制御する駆動手段と、
温度及び湿度を含む環境条件を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段により検知された前記用紙の枚数と、前記第２検知手段により検知された前記環境条件とに基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする、
画像形成装置。
【請求項２】
前記収納手段に収納される前記用紙の枚数に応じた、前記温度及び前記湿度と前記供給電力量との関係を表す複数のテーブルを格納する格納手段を更に備え有し、
前記制御手段は、前記第１検知手段の検知結果から前記収納手段に収納される用紙の枚数を確認し、確認した枚数に応じたテーブルを参照して、前記第２検知手段の検知結果が表す温度及び湿度に応じた供給電力量となるように、前記駆動手段を制御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】
前記格納手段は、前記供給電力量を前記駆動手段の駆動比率により表す前記テーブルを格納しており、
前記制御手段は、参照するテーブルに応じて、前記駆動比率を決定することで、前記供給電力量を決定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】
前記制御手段は、前記駆動比率に応じて前記駆動手段を駆動させることを特徴とする、
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２検知手段は、前記収納手段の内部に設けられることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１検知手段の検知した枚数が０枚の場合、前記制御手段は、前記駆動手段を停止することを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１検知手段の検知した枚数が０枚の場合、前記制御手段は、所定の報知手段によりユーザに前記収納手段から前記用紙が無くなったことを報知することを特徴とする、
請求項１〜６のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像形成に用いられる用紙を収納する収納手段と、
前記収納手段に収納される前記用紙の枚数を検知する第１検知手段と、
前記収納手段を加熱するヒータと、
前記ヒータへの供給電力量を制御することで、該ヒータの発熱量を制御する駆動手段と、
温度及び湿度を含む環境条件を検知する第２検知手段と、を備えた画像形成装置により実行される方法であって、
前記第１検知手段の検知結果から前記収納手段に収納される用紙の枚数を確認し、
前記第２検知手段の検知結果から前記環境条件を確認し、
確認した前記用紙の枚数及び確認した前記環境条件に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする、
温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等の画像形成装置に設けられる、用紙を収納する給紙カセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、その内外の環境条件（温度、湿度）が、設置環境、季節、時間等により変化する。このような環境条件の変化は、画像形成対象となる用紙の状態変化の要因となる。用紙は、通常、給紙カセットに収納されて、画像形成装置に給紙される。用紙は、給紙カセット内で乾燥或いは吸湿することで、抵抗率が変化する。吸湿する場合、用紙は抵抗率が低下する。抵抗率の低下した用紙は、画像の転写不良により画像不良が発生しやすくなる。特許文献１は、このような画像の転写不良を防止するために給紙カセット内にヒータを設け、用紙或いは給紙カセット内の空気を加熱して用紙を乾燥させる画像形成装置を提案する。ヒータは、画像形成装置内における実装の容易性から、給紙カセットの下面（画像形成装置の底板）に配置される。また、コストを抑制するために、ヒータへの供給電力を制御するための装置は、設けられないことが一般的である。そのために、ヒータには常時一定の電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１６２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
用紙は、給紙カセット内に大量に収納される。この場合、用紙の含む水分量（用紙水分量）が、ヒータからの距離が大きくなるほど多くなる。つまり、ヒータからの熱の伝わり方により、用紙水分量が、給紙カセット内の用紙の上段で最も多く、下段で最も少なくなる。用紙水分量が増加して用紙の抵抗値が低下すると、画像の転写時に用紙を伝わって搬送路に逃げる転写電流が増加する。そのために画像の転写効率が低下し、用紙上の画像濃度が低下する。
【０００５】
給紙カセット内の上段の用紙水分量を減少させるために、ヒータに供給する電力を多くしてヒータの発熱量を多くすると、給紙カセット内のすべての用紙水分量が減少する。用紙は、用紙水分量が減少することで抵抗値が増加する。この場合、用紙と用紙に転写する画像を担持する像担持体（例えば感光体）との間で放電が発生する可能性がある。この放電は、像担持体の局所的に抵抗値が小さい部分に転写電流が集中することにより発生する。放電の発生部分では、画像が用紙に転写されない。そのために画像不良が生じる。
【０００６】
以上のように、用紙水分量は、低下すると画像不良の要因となり、増加すると転写効率の低下の要因となる。画像不良及び転写効率の低下を許容可能な範囲に抑えるために、一般的に、画像形成装置における用紙水分量は、４〜８％が好ましいとされている。画像形成装置は、管理された環境条件（温度、湿度）下での使用が想定されている。そのために、ヒータの発熱量を調整することで、用紙水分量が４〜８％の範囲に収められる。しかし、画像形成装置が想定外の環境条件下で使用される場合、用紙水分量が４〜８％の範囲に収まらず、画像不良が発生する可能性がある。
【０００７】
本願発明は、上記の問題に鑑み、想定外の環境条件下であっても用紙水分量を適切に制御する構成を含む画像形成装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、画像形成に用いられる用紙を収納する収納手段と、前記収納手段に収納される前記用紙の枚数を検知する第１検知手段と、前記収納手段を加熱するヒータと、前記ヒータへの供給電力量を制御することで、該ヒータの発熱量を制御する駆動手段と、温度及び湿度を含む環境条件を検知する第２検知手段と、前記第１検知手段により検知された前記用紙の枚数と、前記第２検知手段により検知された前記環境条件とに基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、想定外の環境条件下であっても用紙水分量を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の背面側からの斜視図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、給紙カセットの説明図。
【図３】制御部の説明図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、駆動比率を決定するテーブルの例示図。
【図５】ヒータの温度制御処理を表すフローチャート。
【図６】制御部の別の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の画像形成装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の画像形成装置の背面側からの斜視図である。画像形成装置は、画像エンジン部１０１、画像読取部１０２、及び原稿給紙部１０３を備える。画像形成装置は、商用交流電源から電力を引き込むためのＡＣコード１０４を備える。ＡＣコード１０４は、仕向けによってプラグ形状が異なる。商用交流電源からの電力は、ＡＣコード１０４とインレット１０５とを介して画像形成装置の本体電源１１８に給電される。本体電源１１８は、商用交流電源から供給される電力に応じたＤＣ電力を出力する。本体電源１１８から出力されるＤＣ電力は、画像形成装置内に設けられる電源配電部であるリレーボード１１６を介して、システムコントローラ１１７やモータやソレノイド等の駆動負荷（不図示）に供給される。
【００１３】
システムコントローラ１１７は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、不揮発性メモリ、及びＩ／Ｏポートが、アドレスバスやデータバスにより接続されて構成される。Ｉ／Ｏポートは、画像エンジン部１０１による画像形成の主要部分である画像形成部１２５に接続される。具体的には、Ｉ／Ｏポートには、画像形成部１２５が備える不図示の、像担持体である感光体ドラム、現像ユニットを動作させるモータ、ソレノイド等の駆動負荷、用紙の位置を検知するセンサ等、定着装置が接続される。ＣＰＵは、Ｉ／Ｏポートを介してこられの画像形成部１２５の構成部品の動作を制御する。ＣＰＵの制御により、画像形成部１２５は、用紙への画像形成動作を実行する。画像形成部１２５の近傍には、画像形成装置の設置環境条件（温度、湿度）を検知するための環境センサ２０３が設けられる。
【００１４】
画像形成装置は、メイン電源スイッチ１２３を備える。メイン電源スイッチ１２３は、省エネモードへの移行や省エネモードからの復帰を指示するためのスイッチである。メイン電源スイッチ１２３の押下により、画像形成装置は、電力モードが切り替えられる。
【００１５】
画像エンジン部１０１は、画像が形成される用紙を収納する給紙カセット１２４を備える。給紙カセット１２４は、下部（画像形成装置本体の底板）にヒータ１１１が設けられる。ヒータ１１１は、給紙カセット１２４を加熱して、用紙の用紙水分量を調節する。ヒータ１１１は、所定の抵抗値を有する抵抗体で、供給される電力に応じて発熱量（消費電力）が決定される。画像形成装置は、ヒータ１１１への給電を可能とする環境スイッチ１２２を備える。環境スイッチ１２２がオンにされることで、ヒータ１１１への給電が可能になる。給紙カセット１２４には、給紙カセット１２４内の用紙の残量を検知するための用紙残量検知センサ２０２が設けられる。用紙残量検知センサ２０２は、画像形成時にユーザに用紙の補充を指示するために、従来から設けられている。
【００１６】
図２は、給紙カセット１２４の説明図である。図２（ａ）に示すように、給紙カセット１２４には、複数枚の用紙Ｓが収納される。給紙カセット１２４内の用紙Ｓは、上段、中段、下段に分けられる。給紙カセット１２４の下部にヒータ１１１が設けられる。図２（ｂ）は、ヒータ１１１に常時一定の電力を供給した場合の給紙カセット１２４内の用紙位置と、用紙水分量と、ヒータ１１１に供給される電力と、の関係を表す。用紙Ｓは、ヒータ１１１からの距離が大きくなるに従って、ヒータ１１１からの熱が伝わりにくくなる。そのために、用紙水分量は、除湿効果が小さくなる順に、上段＞中段＞下段となる。
【００１７】
図３は、画像形成装置において給紙カセット１２４内の用紙水分量を制御するための制御部の説明図である。ＣＰＵ１１９は、システムコントローラ１１７に備えられる。ＣＰＵ１１９は、不揮発性メモリであるワークメモリ１２０を備える。ＣＰＵ１１９には、給紙カセット１２４の用紙残量検知センサ２０２、環境センサ２０３、及びヒータ１１１への電力量を供給して駆動するヒータ駆動部２０４が接続される。ヒータ駆動部２０４により、ヒータ１１１への供給電力量が制御される。
【００１８】
ＣＰＵ１１９は、用紙残量検知センサ２０２及び環境センサ２０３のそれぞれから検知結果を取得する。ＣＰＵ１１９は、これらの検知結果に応じて、ヒータ駆動部２０４の駆動比率を制御することで、ヒータ１１１への供給電力量を制御する。駆動比率は、ワークメモリ１２０に予め格納されるテーブルにより決定される。テーブルは、環境温度及び湿度と、ヒータ１１１の駆動比率と、の対応を示すデータである。本実施形態では、用紙Ｓが吸湿し易い以下の３つの条件、１：用紙残量が多い場合、２：高湿環境の場合、３：低温環境の場合において、ヒータ駆動部２０４の駆動比率が高く設定される。
【００１９】
図４は、駆動比率を決定するテーブルの例示図である。ここでは、図４（ａ）〜図４（ｃ）の３つのテーブルを例示する。各テーブルは、例えば給紙カセット１２４内の用紙Ｓの残量によりいずれを用いるかが決定される。本実施形態では、給紙カセット１２４の用紙最大収納量を６００枚とし、用紙残量を４段階（４００枚以上、２００枚以上４００枚未満、１枚以上２００枚未満、無し）に分けて、使用するテーブルが決定される。図４（ａ）のテーブル（第１テーブル）は、用紙残量が４００枚以上のときに使用される。図４（ｂ）のテーブル（第２テーブル）は、用紙残量が４００枚未満、２００枚以上以上のときに使用される。図４（ｃ）のテーブル（第３テーブル）は、用紙残量が２００枚未満、１枚以上のときに使用される。ヒータ駆動部２０４の駆動比率は、用紙残量に応じたテーブルにおいて、環境条件（温度、湿度）に応じて決定される。本実施形態では、第１〜第３テーブルにおいて、「高温」を３０℃以上、「通常温度」を１５℃以上３０℃未満、「低温」を１５℃未満とする。また、「高湿」を５０％以上、「通常湿度」を２０％以上５０％未満、「低湿」を２０％未満とする。ＣＰＵ１１９は、第１〜第３テーブルのいずれかを用紙残量に応じて参照し、ヒータ駆動部２０４の駆動比率を決定することで、ヒータ駆動部２０４からヒータ１１１への供給電力量を決定することになる。ＣＰＵ１１９は、決定した駆動比率でヒータ駆動部２０４を駆動させる。
【００２０】
図５は、このような画像形成装置によるヒータ１１１の温度制御処理を表すフローチャートである。画像形成装置は、メイン電源スイッチ１２３がオンされる間、この処理を繰り返し行う。
【００２１】
ＣＰＵ１１９は、環境センサ２０３の検知結果を取得して、環境条件（環境温度、湿度）を確認する（Ｓ４０１）。ＣＰＵ１１９は、用紙残量検知センサ２０２の検知結果を取得して、給紙カセット１２４内の用紙残量を確認する（Ｓ４０２）。
【００２２】
用紙残量が４００枚以上である場合（Ｓ４０３：Y）、ＣＰＵ１１９は、ワークメモリ１２０に格納される第１テーブルを参照し、Ｓ４０１の処理で確認した環境温度、湿度に対応する駆動比率を決定する。ＣＰＵ１１９は、決定した駆動比率でヒータ駆動部２０４を駆動する（Ｓ４０４）。
【００２３】
用紙残量が２００枚以上且つ４００枚未満である場合（Ｓ４０３：N、Ｓ４０５：Y）、ＣＰＵ１１９は、ワークメモリ１２０に格納される第２テーブルを参照し、Ｓ４０１の処理で確認した環境温度、湿度に対応する駆動比率を決定する。ＣＰＵ１１９は、決定した駆動比率でヒータ駆動部２０４を駆動する（Ｓ４０６）。
【００２４】
用紙残量が１枚以上且つ２００枚未満である場合（Ｓ４０５：N、Ｓ４０７：Y）、ＣＰＵ１１９は、ワークメモリ１２０に格納される第３テーブルを参照し、Ｓ４０１の処理で確認した環境温度、湿度に対応する駆動比率を決定する。ＣＰＵ１１９は、決定した駆動比率でヒータ駆動部２０４を駆動する（Ｓ４０８）。
【００２５】
用紙残量が０枚の場合（Ｓ４０７：Y）ＣＰＵ１１９は、給紙カセット１２４内に用紙がないと判断する。この場合、ＣＰＵ１１９は、ヒータ駆動部２０４を停止する（Ｓ４０９）。ＣＰＵ１１９は、用紙Ｓが給紙カセット１２４から無くなったことを、表示装置等の報知装置により、ユーザに報知する。
【００２６】
以上の処理により、給紙カセット１２４内の用紙の枚数に応じたテーブルにより、温度及び湿度に応じた駆動比率が決定される。この駆動比率でヒータ駆動部２０４はヒータ１１１に供給する電力量を制御するために、ヒータ１１１は、給紙カセット１２４内の用紙枚数、温度、及び湿度に対応した最適な発熱量で発熱する。そのために給紙カセット１２４内の用紙の用紙水分量は、画像形成に最適な状態に保たれる。
【００２７】
なお、第１〜第３テーブルにおける環境温度及び湿度の区分けは、図４に示すものに限定するものではなく任意の値としても良い。また、給紙カセット１２４の用紙最大積載量（６００枚）、用紙残量を判別するための段階（４段階）も任意である。
【００２８】
図６は、画像形成装置において給紙カセット１２４内の用紙水分量を制御するための制御部の別の説明図である。図６では、環境センサ２０３が給紙カセット１２４の内部に設けられる。この場合、給紙カセット１２４内の環境条件（温度、湿度）が検知される。
【００２９】
給紙カセット１２４は、開閉されることで環境条件が急変することがある。例えば、低温且つ高湿環境に設置された画像形成装置の給紙カセット１２４内の空気がヒータ１１１により温められている状態で給紙カセット１２４の開閉が行われる場合である。この場合、給紙カセット１２４の開放時に、画像形成装置外と給紙カセット１２４内の空気が循環し、開閉前後で給紙カセット１２４の温度及び湿度が急変する。
【００３０】
図６では、給紙カセット１２４の開閉による環境変化に追従して制御を行うため、環境センサ２０３を給紙カセット１２４内に配置する。なお制御部の動作は、図３に示す制御部と同様であるので説明を省略する。
なお、環境センサ２０３は、複数設けられてもよい。例えば環境センサ２０３は、画像形成部１２５の近傍及び給紙カセット１２４内のいずれにも配置してもよい。この場合、ＣＰＵ１１９は、各環境センサ２０３の検知結果の平均値等により駆動比率を決定する。
【００３１】
以上のような本実施形態の画像形成装置は、既存の用紙残量検知センサ２０２及び環境センサ２０３の検知結果に応じて、ヒータ１１１に供給する電力の駆動比率を変更する。これにより画像形成装置は、コストアップせずに、想定外の環境下においても用紙水分量を適切に制御して、画像不良を抑制することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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