(57)【要約】【課題】装置本体の昇温の影響を受けるような場所に環境検知手段を配置して使用しても正確に周囲の環境温度を検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】被記録材Ｐの上に形成されたトナー像を熱定着する定着手段１４を備えた画像形成装置Ａであって、前記画像形成装置は内部に環境検知手段２６を備え、前記環境検知手段の検知した環境情報に基づいて画像形成条件を制御する制御手段を有する画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成開始時に、前記環境検知手段から得られるであろう環境情報を予測し、前記予測した環境情報と前記環境検知手段が検知した環境情報とから、画像形成装置が置かれた環境情報を求めて、前記求めた環境情報に基づいて画像形成条件を制御する手段であることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2008275842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材の上に形成されたトナー像を熱定着する定着手段を備えた画像形成装置であって、前記画像形成装置は環境検知手段を備え、前記環境検知手段の検知した環境情報に基づいて画像形成の条件を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、画像形成の開始時に、前記環境検知手段から得られるであろう環境情報を予測し、前記予測した環境情報と前記環境検知手段が検知した環境情報とから、画像形成装置が置かれた環境情報を求めて、前記求めた環境情報に基づいて画像形成の条件を制御する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、画像形成の終了時には、前記環境検知手段の検知した環境情報と、前記求めた環境情報、画像形成の動作時間、印字モードに基づいて前記求めた環境情報を補正する制御を行い、その後、画像形成の開始時には前記補正された環境情報と、前記画像形成の終了時からの経過時間、前記画像形成の終了時に前記環境検知手段の検知した環境情報から前記補正された環境情報をさらに補正する制御を行う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】
前記印字モードは、プロセススピードの異なる印字モード、定着の条件の異なる印字モード、片面印字の印字モード、又は両面印字の印字モードのいずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成の条件は前記定着手段の定着の制御条件であ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５】
前記環境情報は気温であ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６】
前記画像形成装置は、作像プロセスを複数回行うことにより画像を形成するカラー画像形成装置であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項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、電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式等の適宜の作像プロセスにより被記録材に対して転写方式あるいは直接方式にて未定着トナー像を形成担持させ、その未定着トナー像を熱定着手段にて被記録材に定着させる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置における定着手段としては、近年の省エネルギー化の要望を受けてベルト定着方式の定着装置が採用されるようになってきている。ベルト定着方式の定着装置は、発熱手段としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に、耐熱性を有する薄いベルトを挟ませて定着ニップを形成する。そして、ベルトと加圧ローラとを共に回転させることで被記録材を搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像の定着を行うものである（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
このベルト定着方式の定着装置では、従来の熱ローラ方式の定着装置に比べ、加熱部材であるベルトの熱容量が非常に小さいため、発熱手段からの熱エネルギーを定着プロセスで効率よく使用することができる。このため、画像形成装置の電源投入からプリント可能状態までの待ち時間を短くすることができるいわゆるクイックスタートが可能である。さらに、加熱部材の熱容量が小さく、プリント待機中に加熱部材を予熱する必要がないため、画像形成装置の消費電力を低く抑えることができ省エネルギー化が可能である。
【０００４】
このような、ヒータによるベルト定着方式の定着装置は３０秒以下で定着可能温度まで立ち上げが可能である。このようにしてプリント開始から被記録材の排出が終了するまでの時間を短くしようとすると、未定着トナー像が形成された被記録材が定着装置に到達する時には、定着装置の昇温が定着に最適な温度になっていなければならない。
【０００５】
しかし、前述のようにベルト定着方式の加熱部材は熱容量が小さいために、画像形成装置を使用する環境の温度（以後、「環境温度」と呼ぶ）によっては、加熱部材が熱量過多あるいは熱量不足となりやすい。例えば環境温度が高温であると加熱部材が熱量過多となって、定着時に画像の一部がベルト側に残ってしまうホットオフセットを発生させることがある。一方、環境温度が低温であると紙やトナー等の温度も低温となるため、加熱部材は定着時に熱量不足となって定着不良が発生することがある。
【０００６】
そのため、画像形成装置の置かれた環境温度を環境検知手段を用いることで検知して最適な定着温度に設定する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献５】特開２００１−２２２１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
画像形成の条件である定着温度を最適に設定するためには、環境検知手段により検知される環境情報は、常に画像形成装置が置かれた環境温度を正確に検知した結果でなければならない。
【０００８】
しかしながら、近年の画像形成装置には高速化と小型化が要求されている。高速化に対応するためには定着装置の定着温度を高く設定する必要があり発熱量が増加する。さらに高速化のためには、画像形成装置を駆動するモータ類を大型化する必要がありこれも発熱量を増加させる。その一方、画像形成装置を小型化するためには、画像形成装置の構成部品を高密度で実装する必要がある。その結果、熱を十分に外部に逃がすような構成や環境検知手段を発熱する部品から遠ざけるといった断熱構成がとれない状況になる。これにより環境検知手段が本体の昇温の影響を受けないで常に正確に環境情報を検知することは非常に困難で定着温度設定が不適切な設定になってしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は以上の点に着目してなされたものであり、装置本体の昇温の影響を受けるような場所に環境検知手段を配置して使用しても正確に周囲の環境温度を検知することができる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】
【００１０】
本発明は、上述の目的を達成するため、以下の構成を備えるものである。
【００１１】
被記録材の上に形成されたトナー像を熱定着する定着手段を備えた画像形成装置であって、前記画像形成装置は環境検知手段を備え、前記環境検知手段の検知した環境情報に基づいて画像形成の条件を制御する制御手段を有する画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成の開始時に、前記環境検知手段から得られるであろう環境情報を予測し、前記予測した環境情報と前記環境検知手段が検知した環境情報とから、画像形成装置が置かれた環境情報を求めて、前記求めた環境情報に基づいて画像形成の条件を制御する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、装置本体の昇温の影響を受けるような場所に環境検知手段を配置して使用しても正確に周囲の環境温度を検知可能な画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１４】
以下に図１〜図７を参照して、実施例１に係る画像形成装置について詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
［全体構成］
まず画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概要説明する。
【００１６】
図１は電子写真式の画像形成装置の一態様であるプリンタエンジンＡの全体構成を示す縦断面図である。感光ドラム１は、不図示の駆動手段によって、同図中、矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３が配置される。そして、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット４、感光ドラム１上のトナー像を転写材Ｐに転写させる転写ローラ６、転写後の感光ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置２５等が配設されている。
【００１７】
ここで、感光ドラム１と帯電装置２、クリーニング装置２５は感光ドラムユニット５を形成し、感光ドラムユニット５はさらに現像ユニット４と一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリッジ７を形成している。
【００１８】
スキャナユニット３は、感光ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナユニットモータ（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９に照射される。ポリゴンミラー９で反射した画像光は、結像レンズ１０を介して帯電済みの感光ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
【００１９】
感光ドラム１に対向する転写ローラ６には、例えば金属の芯金を体積抵抗率１０７〜１０１１Ω・ｃｍ程度に調整したＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、ウレタンゴム、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）等の弾性体で覆ったものがある。転写ローラ６には不図示の電源から正極性のバイアスが印可され、このバイアスによる電界により、感光ドラム１に接触中の転写材Ｐに、感光ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。
【００２０】
給紙部８は、画像形成部に転写材Ｐを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Ｐが給紙カセット１１に収納されている。画像形成時には給紙ローラ１２（半月ローラ）、レジストローラ対１３が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット１１内の転写材Ｐを１枚毎に分離給送するとともに、転写材Ｐ先端はレジストローラ対１３に突き当たり一旦停止し、ループを形成する。その後、転写ローラ６と感光ドラム１とで形成されるニップへと給紙されていく。２４はレジセンサで、ここを転写材Ｐが横切った時点を基準に画像形成が行われる。
【００２１】
定着装置１４は、定着ベルト方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の定着装置で、転写材Ｐに転写されたトナー像を定着させるものである。回転体としての円筒状の定着ベルト１４１と、これに圧接して転写材Ｐに熱及び圧力を与える加圧ローラ１４２とからなる（定着装置の構成は後で詳述する）。すなわち、感光ドラム１上のトナー像が転写された転写材Ｐは定着装置１４を通過する際に定着ベルト１４１と加圧ローラ１４２とで搬送されるとともに、熱及び圧力を与えられる。これによってトナー像が転写材Ｐ表面に定着される。定着された転写材Ｐは、排紙ローラ対１５によって、排紙部１６から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００２２】
制御装置ＢはプリンタエンジンＡの動作を制御するもので、ＣＰＵ１７、ＲＡＭ（読み書き可能なメモリ）１８、ＲＯＭ（読み出し専用のメモリ）１９、ＥＰＲＯＭ（読み書き可能な不揮発性メモリ）２７、時計２８を有している。ＲＯＭ１９には、画像形成装置を制御するためのプログラムや各種データが書き込まれており、ＲＡＭ１８は画像形成装置を制御するにあたって取り込んだデータの保存等に使われる。さらにＣＰＵ１７には環境センサ２６が接続されている。環境センサ２６は温度センサで、プリンタエンジンＡ内の温度情報がＣＰＵ１７に取り込まれる。時計２８は不図示のバッテリでバックアップされ画像形成装置の電源がオフになっても動作する。
【００２３】
［プロセスカートリッジ］
本実施例に係るトナーを収容したプロセスカートリッジについて図２及び図３により詳細に説明する。図２は実施例１に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す縦断面図であり、図３は実施例１に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す斜視図である。
【００２４】
プロセスカートリッジ７は、感光ドラム１と、帯電手段及びクリーニング手段を備えた感光ドラムユニット５、及び感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４に分かれている。
【００２５】
感光ドラム１は、アルミシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。
【００２６】
感光ドラムユニット５では、感光ドラム１が軸受３１ａ、３１ｂを介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けてられている。感光ドラム１の周上には、感光ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電装置２、及び感光ドラム上に残ったトナーを除去するためのクリーニングブレード６０が配置される。さらにクリーニングブレード６０によって感光ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５３に順次送られる。そして一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【００２７】
現像ユニット４は、感光ドラム１に当接して矢印方向に回転する現像ローラ４０、及びトナーが収容されたトナー容器４１と現像枠体４５とから構成される。現像ローラ４０は軸受部材を介して回転自在に現像枠体４５に支持され矢印Ｙ方向に回転する。また現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３と現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器４１内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構４２が設けられている。
【００２８】
そして現像ユニット４は、その両端に取り付けられた軸受部材４７、４８にそれぞれ設けられた支持軸４９を中心に、ピン４９ａによって現像ユニット４全体が感光ドラムユニット５に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。そして、プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）の状態においては、支持軸４９を中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光ドラム１に当接するよう、加圧ばね５４によって常に付勢されている。さらに現像ユニット４のトナー容器４１には、現像ローラ４０を感光ドラム１から離間させる際にプリンタ本体Ａの離間手段（後述）が接触するためのリブ４６が一体的に設けられている。
【００２９】
［定着装置］
本実施例に係る定着装置について図４により詳細に説明する。図４は実施例１に係るベルト加熱方式の定着装置の概略構成を示す縦断面図である。
【００３０】
１４１は第一の回転体（第一の定着部材）としての定着ベルトであり、ベルト基材として円筒状に形成したＳＵＳを用い、その上に、弾性層としてシリコーンゴム層を形成した上に、さらに最表面層としてＰＦＡ樹脂チューブを被覆してある。
【００３１】
１４２は第二の回転体（第二の定着部材）としての加圧ローラである。１４３は加熱体保持部材としての、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒータホルダ、１４４は加熱体（熱源）としての定着ヒータであり、ヒータホルダ１４３の下面に該ホルダの長手に沿って配設してある。定着ベルト１４１はこのヒータホルダ１４３にルーズに外嵌させてある。定着ヒータ１４４はアルミナの基板上に、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって均一な厚さの膜状に塗布することで抵抗発熱体を形成した上に耐圧ガラスによるガラスコートを施した、セラミックヒータである。
【００３２】
ヒータホルダ１４３は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、定着ヒータ１４４を保持し、定着ベルト１４１をガイドする役割を果たす。
【００３３】
加圧ローラ１４２は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、シリコーンゴム層を形成し、その上にＰＦＡ樹脂チューブを被覆してある。この加圧ローラ１４２は芯金の両端部を不図示の装置フレームに回転自由に軸受保持させて配設してある。定着ヒータ１４４とヒータホルダ１４３を加圧ステー１４５によって、定着ベルト１４１を介して加圧ローラ１４２の弾性層に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部１４６を形成させてある。加圧機構は、圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、記録材Ｐの除去が容易な構成となっている。
【００３４】
１４７と１４８は第一と第二の温度検知手段としてのメインとサブの２つのサーミスタである。第一の温度検知手段としてのメインサーミスタ１４７はヒータホルダ１４３の上方において定着ベルト１４１の内面に弾性的に接触させてあり、定着ベルト１４１の内面の温度を検知する。第二の温度検知手段としてのサブサーミスタ１４８は定着ヒータ１４４の裏面に接触させてあり、定着ヒータ裏面の温度を検知する。
【００３５】
［駆動構成］
次にプロセスカートリッジ７をプリンタ本体Ａに装着した際の動作機構について詳細に説明する。
【００３６】
前述したように、プロセスカートリッジ７は単体の状態では図２のように現像ローラ４０が常に感光ドラム１に当接した状態になっている。
【００３７】
一方、プリンタ本体Ａのプロセスカートリッジ７の挿入方向奥側には、現像ユニット４の付勢力に抗して現像ローラ４０を感光ドラム１から離間させるためのカム２０ａ（図１）が配置されている。カム２０ａは不図示の駆動手段により回転され、カム２０ａがリブ４６を上げることで現像ローラ４０は感光ドラム１から離間し、カム２０ａがリブ４６の押し上げを解除すると現像ローラ４０が感光ドラム１に当接する。通常プロセスカートリッジをプリンタ本体に装着するとカム２０ａがリブ４６を押し上げ現像ローラ４０が感光ドラム１から離間するようになっている。
【００３８】
従って、プロセスカートリッジ７を装着した状態で長時間使用しない場合、現像ローラ４０は感光ドラム１に対して常に離間された状態になるので、現像ローラ４０を長期間感光ドラム１に当接させることで発生するローラ層の永久変形を確実に防止できる。画像形成装置本体Ａに装着されたプロセスカートリッジ７の感光ドラム１及び現像ローラ４０は不図示のモータにより別々に駆動が可能である。
【００３９】
［画像形成装置の動作］
本実施例の画像形成装置では一定の環境下で画像形成動作を連続して行うと、低圧電源や高圧電源、モータ、定着装置などからの発熱の影響により環境センサ２６自体が昇温する。そのため、ＣＰＵ１７に取り込まれる環境センサ２６の検知温度は図５に示すように画像形成動作時間に応じて上昇していく。この昇温曲線は環境温度によって例えば図５の（ａ）〜（ｃ）のように変わる。また、紙の種類や坪量に応じた印字モードが設定されている時には、定着温調やプロセススピード等を変えることがあり、その時には昇温曲線が図５とは異なったものとなる。そこで本実施例では所定の温度間隔で環境温度毎に印字モード別の昇温曲線をあらかじめ用意している。なお、環境温度が用意している昇温曲線の温度間隔の間にある場合は環境温度の前後の温度の昇温曲線から内挿によりその環境温度に対応した昇温曲線を求めることができる。これにより、画像形成動作開始時の気温である環境温度Ｔｅｎｖと画像形成動作時間とから、昇温した環境センサが検知する昇温分ΔＴの予想を行うことができる。
【００４０】
画像形成終了時に環境センサの検知温度Ｔｓｅｎｓ−ｅｎｄと予測した環境センサの検知温度Ｔｅｎｖ＋ΔＴを比較し、環境センサの計測誤差（±２℃程度）より少ない差の場合は環境温度に変化はないと考えられるのでＴｅｎｖを環境温度とする。一方、環境センサの計測誤差以上の差がある場合は画像形成終了までに環境温度が変化したことが予想できる。この時はＴｅｎｖ＝Ｔｓｅｎｓ−ｅｎｄ−ΔＴと補正して環境温度Ｔｅｎｖを求める。この環境温度Ｔｅｎｖを補正する一連の動作を環境検知シーケンス１と呼ぶことにする。
【００４１】
一方、画像形成動作が終了すると、熱の発生がなくなるため環境センサ２６の検知温度は低下を始め、図６に示すような降温曲線を描くようになる。この曲線は昇温した時の環境センサ２６の温度Ｔｓｅｎｓ−ｅｎｄと画像形成装置の置かれている環境温度Ｔｅｎｖと画像形成動作終了時からの経過時間によって決まる。そこで、昇温曲線と同様に所定の温度間隔でＴｓｅｎｓ−ｅｎｄ毎に環境温度Ｔｅｎｖ別の降温曲線をあらかじめ用意している。これはＴｓｅｎｓ−ｅｎｄとＴｅｎｖとをパラメータとする理論式を用いても良い。
【００４２】
画像形成動作を再び実行する時はこの降温曲線から予測される環境センサ２６の現在の検知温度Ｔｇと実際の検知温度Ｔｓｅｎｓ−ｓｔａｒｔとを比較する。そして、センサの計測誤差（±２℃程度）以上の差がある場合にはＴｅｎｖ＝Ｔｅｎｖ＋（Ｔｓｅｎｓ−ｓｔａｒｔ−Ｔｇ）によって補正して環境温度Ｔｅｎｖを求める。
【００４３】
この環境温度Ｔｅｎｖを修正する一連のシーケンスを環境検知シーケンス２と呼ぶことにする。
【００４４】
以上のシーケンスを使うことで環境センサが昇温しても環境温度Ｔｅｎｖを正確に予想することができる。そこで、本実施例では以下のパラメータをＥＰＲＯＭ２７に格納し、必要に応じて読み出すことで環境温度Ｔｅｎｖの補正を行う。
【００４５】
Ｔｅｎｖ：環境温度
ΔＴ：Ｔｅｎｖからの昇温度合い
Ｔｓｅｎｓ−ｅｎｄ：画像形成動作終了時の実際の環境センサ検知温度
ｔｅｎｄ：画像形成動作の終了時刻
次に本実施例の画像形成動作について図１及び図７により詳細に説明する。図７は実施例１に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【００４６】
画像形成装置本体へプリント信号が入力されると、画像形成動作が開始される（Ｓｔａｒｔ，Ｓ７００）。ＣＰＵ１７は画像形成動作時間を計測するため時計２８から得られる時刻を記憶し（Ｓ７０１）、次にＥＰＲＯＭ２７からＴｓｅｎｓ−ｅｎｄとｔｅｎｄ、Ｔｅｎｖを読み出して（Ｓ７０２）環境検知シーケンス２を実行する。そして、現在画像形成装置が置かれている環境温度Ｔｅｎｖを求める（Ｓ７０３）。
【００４７】
次に環境温度Ｔｅｎｖから、定着装置１４を所定の温度に制御する定着温調のターゲット温度Ｔｔを設定し（Ｓ７０４）、定着装置１４の温調と感光ドラム１の回転、スキャナユニット３の回転を開始する（Ｓ７０５）。
【００４８】
次に、感光ドラム１が回転を始めて所定時間後に帯電バイアスの印加を開始する（Ｓ７０６）。定着装置の温度Ｔが所定の温度Ｔｔに到達したら（Ｓ７０７）、現像ローラ４０の回転と現像バイアスの印加を開始する（Ｓ７０８）。
【００４９】
そして、所定時間後に現像ローラ４０を感光ドラム１に当接させ（Ｓ７０９）、次に転写材のピックアップを行い（Ｓ７１０）、画像形成を行う（Ｓ７１１）。
【００５０】
画像形成動作が終了すると時計２８から得られる現在の時刻とあらかじめ記憶していた画像形成動作開始時の時刻とから、画像形成動作にかかった時間が求められる（Ｓ７１２）。そして、環境検知シーケンス１が実行されＴｅｎｖの補正が行われる（Ｓ７１３）。最後に、ＥＰＲＯＭ２７にＴｅｎｖ、ΔＴ、Ｔｓｅｎｓ−ｅｎｄ、ｔｅｎｄを書き込んで（Ｓ７１４）画像形成を終了する（Ｓ７１５）。
【００５１】
以上のようにすることで、画像形成装置本体内の昇温の影響を受けて環境センサ自体が昇温しても正しい環境温度を求めることができ、適切な定着器の制御条件である定着温度を設定できる。
【実施例２】
【００５２】
以下に、実施例２について説明する。本実施例は実施例１を作像プロセスを複数回行うことにより画像を形成するカラー画像形成装置に適用したものである。なお、実施例１と同様な構成、作用のものは同一の番号を付し説明は省略する。
【００５３】
［全体構成］
本実施例に係る画像形成装置について図８により詳細を説明する。図８は実施例２に係るカラー画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタＣの全体構成を示す縦断面図である。
【００５４】
同図に示すカラー画像形成装置Ｃは、実施例１で説明したプロセスカートリッジにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納したプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを垂直に重ねた構成になっている。
【００５５】
スキャナユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと同様に垂直に重ねられ、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと略水平方向に配置されている。
【００５６】
次にすべての感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト２３が配設される。静電転写ベルト２３は厚さ５０〜３００μｍ、体積抵抗率１０９〜１０１６Ω・ｃｍ程度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の樹脂材料が用いられる。また、厚さ０．５〜２ｍｍ、体積抵抗率１０９〜１０１６Ω・ｃｍ程度のクロロプレーンゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ウレタンゴム等のゴム材料も用いられる。さらに、必要に応じて、これらの材料にカーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２等の導電性充填材を分散させて、体積抵抗率を１０７〜１０１１Ω・ｃｍ程度に調整することもある。
【００５７】
この静電転写ベルト２３は、垂直方向に４軸のローラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｐを静電吸着して上記感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに転写材Ｐを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｐは静電転写ベルト２３により転写位置まで搬送され、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の各トナー像がそれぞれ転写される。
【００５８】
この静電転写ベルト２３の内側に当接し、４個の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが並設される。
【００５９】
転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成されたトナー像を、静電転写ベルト２３上の転写材Ｐに静電的に転写するものである。例えば金属の芯金を体積抵抗率１０５〜１０８Ω・ｃｍ程度に調整したＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、ウレタンゴム、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）等の弾性体で覆った構成にしたものを用いることができる。これら転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄには不図示の電源から正極性のバイアスが印加され、このバイアスによる電界により、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに接触中の転写材Ｐに、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の負極性のトナー像が転写される。
【００６０】
制御装置ＢはプリンタエンジンＢの動作を制御するもので、ＣＰＵ１７、ＲＡＭ（読み書き可能なメモリ）１８、ＲＯＭ（読み出し専用のメモリ）１９、ＥＰＲＯＭ（読み書き可能な不揮発性メモリ）２７、時計２８を有している。ＲＯＭ１９には、画像形成装置を制御するためのプログラムや各種データが書き込まれており、ＲＡＭ１８は画像形成装置を制御するにあたって取り込んだデータの保存等に使われる。さらにＣＰＵ１７には環境センサ２６が接続されている。環境センサ２６は温度センサと湿度センサとからなり、プリンタエンジンＢ内の温度情報と湿度情報がＣＰＵ１７に取り込まれる。時計２８は不図示のバッテリでバックアップされ画像形成装置の電源がｏｆｆになっても動作する。
【００６１】
［駆動構成］
次に各プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄをプリンタ本体Ｃに装着した際の動作機構について詳細に説明する。
【００６２】
実施例１ではプロセスカートリッジの挿入方向奥側には、現像ユニット４の付勢力に抗して現像ローラ４０を感光ドラム１から離間させるためのカム２０ａがあった。本実施例では同時に４色の現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの離間、当接が行えるように離間板２０ｂが配置されている。この離間板２０ｂは不図示の駆動モータにより上下に移動することができる。そして、離間板２０ｂが上に上がれば各現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは対応の各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから離間し、下に下がれば現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに当接する。
【００６３】
各プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのプリンタ本体Ｃへの装着の際には、離間板２０ｂは押し上げられた状態となっている。従ってプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの挿入動作に沿って現像ユニットに設けられたリブ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄが離間板２０ｂに乗り上げる。そして、現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと所定間隙だけ離間された状態となる。この離間状態は電源オフ時及び現像が行われていない状態で常に維持される。
【００６４】
従って、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを装着した状態で長時間使用しない場合であっても、現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対して常に離間された状態になる。そのため、現像ローラを長期間感光ドラムに当接させることにより発生するローラ層の永久変形を確実に防止することができる。プリンタ本体Ｃに装着されたプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ及び現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは不図示のモータによってそれぞれ独立して駆動が可能である。
【００６５】
［画像形成の動作］
次に本実施例の画像形成動作について図８と図９により詳細に説明する。図９は実施例２に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【００６６】
画像形成装置本体へプリント信号が入力されると、画像形成動作が開始される（Ｓｔａｒｔ，Ｓ９００）。ＣＰＵ１７は画像形成動作時間を計測するため時計２８から得られる時刻を記憶し（Ｓ９０１）、次にＥＰＲＯＭ２７からＴｓｅｎｓ−ｅｎｄとｔｅｎｄ、Ｔｅｎｖを読み出す（Ｓ９０２）。そして、環境検知シーケンス２を実行し、現在画像形成装置が置かれている環境温度Ｔｅｎｖを求める（Ｓ９０３）。
【００６７】
次に環境温度Ｔｅｎｖから、定着装置１４を所定の温度に制御する定着温調のターゲット温度Ｔｔを設定し（Ｓ９０４）、定着装置１４の温調と感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの回転、スキャナユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの回転を開始する（Ｓ９０５）。
【００６８】
次に、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが回転を始めて所定時間後に帯電バイアスの印加を開始する（Ｓ９０６）。定着装置の温度Ｔが所定の温度Ｔｔに到達したら（Ｓ９０７）、現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの回転と現像バイアスの印加を開始する（Ｓ９０８）。
【００６９】
そして、所定時間後に現像ローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにそれぞれ当接させ（Ｓ９０９）、次に転写材のピックアップを行う（Ｓ９１０）。転写材はバイアス印加された吸着ローラ２１により抵抗値を検知され（Ｓ９１１）、検知された抵抗値と環境センサ２６から取り込んだ（Ｓ９１２）温湿度データから最適な転写バイアスが選ばれて（Ｓ９１３）、画像形成が行われる（Ｓ９１４）。
【００７０】
画像形成動作が終了すると時計２８から得られる現在の時刻とあらかじめ記憶していた画像形成動作開始時の時刻とから、画像形成動作にかかった時間が求められる（Ｓ９１５）。そして、環境検知シーケンス１が実行されＴｅｎｖの補正が行われる（Ｓ９１６）。最後に、ＥＰＲＯＭ２７にＴｅｎｖ、ΔＴ、Ｔｓｅｎｓ−ｅｎｄ、ｔｅｎｄを書き込んで（Ｓ９１７）画像形成を終了する（Ｓ９１８）。
【００７１】
カラー画像形成装置は高圧電源の数が多く、モータの数や出力が増えて発熱量はモノクロの画像形成装置よりもさらに増加する。その一方、本体の小型化は進められているため本実施例のようにすることで、画像形成装置本体内の昇温の影響を受けて環境センサ自体が昇温しても正しい環境温度を求めることができ、適切な定着器の制御条件である定着温度を設定できる。
【００７２】
また、近年の画像形成装置では両面ユニットを搭載し両面印字可能としたものがある。両面印字は一度加熱定着された転写材が再び画像形成装置内に戻ってくるため片面印字の時よりも昇温しやすく、また飽和温度も片面印字の時よりも高くなる傾向がある。そこで、両面印字可能な画像形成装置においては、印字モード別の昇温曲線として両面印字時の昇温曲線を追加して環境センサの昇温を予想すればよい。
【００７３】
上記各実施例では本体にバッテリでバックアップされた時計を備えていたが、時計を備えていない画像形成装置では定着器に備えられたサーミスタの温度を計測して定着器の降温状態を検知することにより電源がオフされていた時間を予測することができる。
【００７４】
なお、本発明に係る画像形成装置は上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲で種々に変更可能である。
【００７５】
すなわち、プロセスカートリッジの構成は実施例のようなものでなくてもよく、プロセスカートリッジの構成を取らなくてもよい。
【００７６】
また、定着装置、感光ドラム、スキャナユニットの起動タイミングや現像ローラの当接と転写材のピックアップのタイミングは上記の順番以外でもよい。
【００７７】
また、上記各実施の形態においては画像走査方式のスキャナユニットを用いたがＬＥＤアレイを用いた露光装置を使ってもよい。
【００７８】
さらに、感光ドラム上のトナー像を転写材上に直接転写する方式のカラー画像形成装置以外にも中間転写体方式のカラー画像形成装置でもよい。
【００７９】
また、タンデム型のカラー画像形成装置以外にも従来よく知られている１つの感光ドラムに対して複数の現像装置を備えたカラー画像形成装置にも本発明は適用できる。
【００８０】
そして、画像形成装置は転写方式の装置に限られず、被記録材として感光紙や静電記録紙等を用いてこれらに直接にトナー画像を形成担持させる直接方式の画像形成装置でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】実施例１に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す横断面図である。
【図３】実施例１に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】実施例１に係る定着装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図５】実施例１に係る環境センサの昇温曲線を示す図である。
【図６】実施例１に係る環境センサの降温曲線を示す図である。
【図７】実施例１に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【図８】実施例２に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図９】実施例２に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ      感光ドラム
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ      帯電装置（帯電ローラ）
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ      スキャナユニット
４      現像装置
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ      転写ローラ
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ      プロセスカートリッジ
１４      定着装置（定着手段に対応）
２０ａ    カム
２０ｂ    離間板
２３      静電転写ベルト
２６      環境センサ（検知手段に対応）
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ      現像ローラ
１４１      定着ベルト
１４２      加圧ローラ
Ａ、Ｃ      画像形成装置エンジン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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