(57)【要約】【課題】像担持体の表面へのダメージが発生しても画像形成処理への悪影響を及ぼすことなく像担持体の温度管理精度を向上することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】静電潜像を形成する像担持体１５の内部に加熱体１６が配置され、加熱体１６の加熱に伴う像担持体１５の表面温度が温度センサ２０により検出され、像担持体１５に中間転写体８が当接されると共に、中間転写体８の移動方向と直交する幅方向における設定画像印字領域よりも外側にはみ出す像担持体１５と中間転写体８との当接部位のはみ出し幅をＷｔ、温度センサ２０の温度検出幅をＷｓとしたとき、Ｗｔ＞Ｗｓとなるように設定し、加熱体１６の設定加熱領域の端部を像担持体１５に対する中間転写体８の当接端部位置よりも外側に配置し、且つ、温度検出幅Ｗｓが設定画像印字領域よりも外側のはみ出し幅Ｗｔ内に配置されている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体の内部に配置された加熱体と、該加熱体の加熱に伴う前記像担持体の表面温度を検出するための温度センサと、前記像担持体に当接される転写体と、を備えた画像形成装置において、
前記転写体の移動方向と直交する幅方向における設定画像印字領域よりも外側にはみ出す前記像担持体と前記転写体との当接部位のはみ出し幅をＷｔ、前記温度センサの温度検出幅をＷｓとしたとき、Ｗｔ＞Ｗｓとなるように設定すると共に、
前記加熱体の設定加熱領域の端部を前記像担持体に対する前記転写体の当接端部位置よりも外側に配置し、且つ、前記温度検出幅Ｗｓが前記設定画像印字領域よりも外側のはみ出し幅Ｗｔ内に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記温度センサが前記像担持体の表面に接触してい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】
前記転写体が中間転写体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体は、転写ローラを介して前記像担持体に押圧されていることを特徴とする請求項３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、静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体の内部に配置された加熱体と、該加熱体の加熱に伴う前記像担持体の表面温度を検出するための温度センサと、前記像担持体に当接される転写体と、を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、転写紙の表面にトナー像を転写する像担持体を備えた画像形成装置が周知である。
【０００３】
この際、像担持体の表面に付着した放電生成物の吸湿によって形成される水和物に起因する像担持体の表面抵抗の低下に伴って表面電荷が移動してしまい、所謂画像流れ等の画像不良が発生してしまうという問題が生じていた。
【０００４】
そこで、このような画像流れの発生要因となる像担持体の表面の湿気を防止するため、中空の像担持体の内部に外部から摺動電極を介し給電・加熱する電熱式の加熱体を設けると共に、像担持体の表面温度を温度センサを用いて監視することによって像担持体の表面温度を所定温度となるように加熱体の加熱制御を行うようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、像担持体の温度検出方法としては、温度検出用のセンサと加熱体とを像担持体の内部に配置すると共にこれらを像担持体と一体的に回転可能とし、転写紙の搬送方向と直交する幅方向における設定画像印字領域内の像担持体の内面温度を検出する方法（例えば、特許文献２参照）、像担持体の外部に設けた接触式又は非接触式の温度検出用のセンサによって非設定画像領域外又は設定画像領域内の像担持体の表面温度を検出する方法（例えば、特許文献３参照）等が知られている。
【特許文献１】実開昭６０−０９２２６３号公報
【特許文献２】特公平０７−０８５１８８号公報
【特許文献３】特開昭５８−０６２６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記の如く構成された画像形成装置にあっては、例えば、近年の画像形成装置の小型化に伴って像担持体を小径化した場合、像担持体の内部に温度検出用のセンサ（や温度制御回路）を配置することが非常に困難となるという問題が生じていた。
【０００７】
また、像担持体の外部に接触式の温度検出用のセンサを配置した場合、その接触（摺擦）に伴って像担持体の表面にダメージが発生し易いことから、温度検出のセンサは非設定画像領域よりも外側に配置せざるを得ず、設定画像領域内における像担持体の表面の温度管理精度が低くなるという問題が発生していた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、像担持体による画像形成処理への悪影響を及ぼすことなく像担持体の温度管理精度を向上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】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体の内部に配置された加熱体と、該加熱体の加熱に伴う前記像担持体の表面温度を検出するための温度センサと、前記像担持体に当接される転写体と、を備えた画像形成装置において、前記転写体の移動方向と直交する幅方向における設定画像印字領域よりも外側にはみ出す前記像担持体と前記転写体との当接部位のはみ出し幅をＷｔ、前記温度センサの温度検出幅をＷｓとしたとき、Ｗｔ＞Ｗｓとなるように設定すると共に、前記加熱体の設定加熱領域の端部を前記像担持体に対する前記転写体の当接端部位置よりも外側に配置し、且つ、前記温度検出幅Ｗｓが前記設定画像印字領域よりも外側のはみ出し幅Ｗｔ内に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
この際、前記温度センサが前記像担持体の表面に接触していることが好ましく、前記転写体が中間転写体であることが好ましい。また、この中間転写体は、転写ローラを介して前記像担持体に押圧される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、像担持体による画像形成処理への悪影響を及ぼすことなく像担持体の温度管理精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置をカラー式のプリンタに適用し、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタの要部の拡大説明図、図３は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタの要部の拡大断面図、図４は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタにおける像担持体の表面温度分布を示すグラフ図、図５は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタにおける像担持体に対する加熱体の幅を長くした場合の像担持体の表面温度分布のグラフ図、図６は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタにおける温度センサの配設位置との関係を含む像担持体の表面温度分布のグラフ図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１は、プリンタ本体２の一面（例えば、正面）から引き出し可能な給紙カセット３と、プリンタ本体２の一面に起倒可能に設けられた手差し給紙トレイ４と、給紙カセット３又は手差し給紙トレイ４にセットされた転写紙（図示せず）を搬送する搬送経路５と、搬送経路５の上流端を構成する給紙ユニット部６と、搬送経路５の中途部に配置された二次転写ローラ７と、二次転写ローラ７と協働して転写紙の表面にトナー転写像を形成する無端ベルト状の中間転写体８と、中間転写体８の表面に必要に応じた各色（例えば、イエロー・マゼンダ・シアン・ブラック）のトナーをトナー像として転写する複数のトナー供給ユニット９と、搬送経路５の終端寄りに配置されて転写紙の表面に形成されたトナー転写像を定着させる定着ユニット１０と、定着後の転写紙を搬送経路５の下流端からプリンタ本体２の排紙トレイ部１１へと排出する排出部１２とを備えている。
【００１５】
トナー供給ユニット９は、本実施の形態では中間転写体８の搬送方向（矢印参照）に沿って４ヶ所に配置され、基本的には同一構成のものが配置されている。また、トナー供給ユニット９は、図２に示すように、各色のトナーを収納したトナーカートリッジ１３と、トナーカートリッジ１３に収納したトナーを供給する供給部１４と、表面に供給部１４からトナーが供給されるアルミ等から構成されたドラム状（管体状）の像担持体１５と、像担持体１５の内部に設けられて像担持体１５を加熱するヒータ等の加熱体１６と、中間転写体８を挟んで像担持体１５に対向配置された一次転写ローラ１７と、像担持体１５の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニング部１８と、像担持体１５の電荷を除去する除電部１９と、像担持体１５の表面に接触して像担持体１５の表面温度を検出するためのサーミスタ等の温度センサ２０と、像担持体１５の表面を帯電する帯電部２１と、像担持体１５の表面に所定の静電潜像を形成する露光部２２とを備えている。
【００１６】
加熱体１６は、像担持体１５の外部から電力を供給されて加熱する構成で、図示しない加熱制御ユニット又はプリンタ本体２の下部に配置された駆動制御ユニット２３（図１参照）によって温度センサ２０の出力値を監視して加熱体１６への供給電力を制御している。本実施の形態では、像担持体１５の表面温度が４０℃になるように制御している。
【００１７】
ここで、図３に示すように、画像形成幅の中心（搬送中心）Ｑを基準とし、プリンタ１で予め設定された画像形成の最大許容転写紙サイズ（例えば、Ａ３縦）を考慮して設定された設定画像印字端をＷｇ、一次転写ローラ１７の一端をＷｒ、加熱体１６の一端をＷｈとした場合、搬送中心Ｑと設定画像印字端Ｗｇとの距離Ｇの２倍が設定画像印字領域となり、搬送中心Ｑと一次転写ローラ１７の一端Ｗｒとの距離Ｒの２倍が像担持体１５に対する一次転写ローラ１７の当接領域となり、搬送中心Ｑと加熱体１６の一端Ｗｈとの距離Ｈの２倍が設定加熱領域となる。また、各距離Ｇ，Ｒ，Ｈは、距離Ｇ＜距離Ｒ＜距離Ｈとされ、像担持体１５は、さらに距離Ｈの設定加熱領域よりも幅広のものが使用されている。
温度センサ２０は、像担持体１５の両端（中間転写体８の移動方向＜転写紙の搬送方向＞と直交する幅方向）付近に配置され（一方のみ図示）ている。また、本発明の温度センサ２０は、距離Ｇ（設定画像印字領域）よりも外側にはみ出す像担持体１５と中間転写体８との当接部位のはみ出し幅をＷｔ、温度センサ２０の必要検出領域をＷｓとしたとき、Ｗｔ＞Ｗｓとなるように設定されている。ここで、中間転写体８は一次転写ローラ１７よりも幅広であり、一次転写ローラ１７が中間転写対８を像担持体に押圧することによって、中間転写体８は像担持体１５と当接しているので、はみ出し幅Ｗｔは距離Ｇ（設定画像印字領域）よりも外側にはみ出す一次転写ローラ１７の幅と等しくなる。
また、温度センサ２０は、加熱体１６の設定加熱領域の一端Ｗｈを像担持体１５に対する中間転写体８の当接端部位置よりも外側に配置し、且つ、温度検出幅Ｗｓが設定画像印字領域よりも外側のはみ出し幅Ｗｔ内に配置されている。 
ここで、加熱体１６の加熱に伴う像担持体１５の温度影響領域を調査するため、図３に示した状態から、中間転写体８と一次転写ローラ１７とを取り除き、像担持体１５の幅方向の像担持体表面温度を測定した。図４は、その測定結果を示す温度分布のグラフ図である。この図４に示すように、像担持体１５の端部付近から急激に温度が低下していることから、温度センサ２０によって像担持体１５の表面温度を精度良く監視するためには、加熱体１６の設定加熱領域内に温度センサ２０を配置する必要があることが分かる。
【００１８】
次に、中間転写体８の温度影響を調査するため、図３に示した状態から、像担持体１５に対する加熱体１６の設定加熱領域を幅広とし、像担持体１５の幅方向の表面温度分布を測定した。図５はその測定結果を示す温度分布のグラフ図である。この図５に示すように、中間転写体８と像担持体１５の当接領域よりも外側の領域では５℃程度の温度変化があり、像担持体１５の表面温度を精度良く監視するためには、中間転写体８と像担持体１５の当接領域に温度センサ２０を配置する必要があることが分かる。
【００１９】
そこで、上述したように、温度センサ２０を、Ｗｔ＞Ｗｓに設定すると共に、はみ出し幅Ｗｔ内に温度検出幅Ｗｓが位置するように温度センサ２０を配置し、像担持体１５の幅方向の表面温度分布を測定した。図６はその測定結果を示す温度分布のグラフ図である。この図６に示すように、はみ出し幅Ｗｔ内に接触式の温度センサ２０を設置した場合、略設定画像印字領域の表面温度を検出していることが分かる。
【００２０】
なお、これらの各実験は、アルミ製の像担持体１５の厚さを２．５ｍｍ、加熱体１６のワット数を３７Ｗ、ゴム製の中間転写体８の厚さを１．５ｍｍ、試験環境温度を２８℃、湿度を８０％、像担持体１５の加熱ターゲット温度を４０℃（検出温度４１℃）とそれぞれ設定して行った。
【００２１】
ところで、設定画像印字領域は常に中間転写体８と接触しているため、一定の熱量が中間転写体８等に奪われ続ける。
【００２２】
このため、設定画像印字領域内における像担持体１５の表面温度を検出するためには、中間転写体８と像担持体１５との接触領域を検出するのが好ましいことから、像担持体１５と中間転写体８との接触領域を設定画像印字領域よりも十分に幅広とする必要がある。また、その必要幅（＝はみ出し幅Ｗｔ）は、温度センサ２０の温度検出幅Ｗｓよりも幅広であることが好ましい。さらに、加熱源である加熱体１６の設定加熱領域（Ｈ×２）は、像担持体１５と中間転写体８との当接端部位置よりも外側にはみ出す必要がある。
【００２３】
そこで、上述したように、本実施の形態ではこれらを考慮して、温度センサ２０を、温度検出幅Ｗｓが設定画像印字領域外で且つ像担持体１５と転写体１６との当接領域中のはみ出し幅Ｗｔ内で像担持体１５の表面に接触するように配置することで、非設定画像印字領域に温度センサ２０を配置して像担持体１５にダメージが発生したとしても画像形成処理に悪影響を及ぼすことなく、設定画像印字領域内の像担持体１５の表面温度を精度良く監視することができる。
【００２４】
ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をカラー式のプリンタ１に適用して説明したが、例えば、モノクロ式のプリンタや複写機、或いはこれらを機能的に備えた複合機のように、画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタの要部の拡大説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタの要部の拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタにおける像担持体の表面温度分布を示すグラフ図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタにおける像担持体に対する加熱体の幅を長くした場合の像担持体の表面温度分布のグラフ図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー式のプリンタにおける温度センサの配設位置との関係を含む像担持体の表面温度分布のグラフ図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…プリンタ（画像形成装置）
８…中間転写体（転写体）
１５…像担持体
１６…加熱体
１７…中間転写ローラ
２０…温度センサ
Ｗｔ…はみ出し幅
Ｗｓ…温度検出幅
【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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