(57)【要約】【課題】ドラムヒータのオン／オフ状態を切り換える給電制御に起因した電気的ノイズが露光走査装置に入力された場合であっても、高画質な画像を得ることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ５５は、露光走査期間以外の期間において、スイッチ素子５３をオン状態に維持させる指令を行うので、ドラムヒータ３９のオン／オフ状態を切り換える給電制御は、露光走査に係る期間以外の期間に行われることになる。そのため、ドラムヒータ３９への給電制御に起因して電気的ノイズが発生したとしても、かかる電気的ノイズの発生時期が、露光走査期間と時間的に重なることはない。【選択図】  図４
2008281646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づく変調光により露光走査されて静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体を加熱するための加熱手段と、
前記像担持体の温度制御を実行する温度制御手段と、を備え、
前記温度制御手段は、
前記露光走査に係る期間以外の期間に、前記加熱手段への給電に係るオン／オフ状態の切り換えを行うことによって、前記像担持体の温度制御を実行する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置であって、
前記加熱手段は、前記像担持体の内側に設けられる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置であって、
前記加熱手段は、前記像担持体とともに、同像担持体の近傍を通過する用紙を加熱し得るように、前記像担持体の外側に設けられる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置であって、
前記像担持体の温度を検知する温度検知手段と、
前記露光走査に係る期間を取得する露光走査期間取得手段と、
前記露光走査期間取得手段で取得された前記露光走査に係る期間、前記温度検知手段で検知された前記露光走査開始直前における像担持体の温度、並びに、前記像担持体の目標温度に基づいて、前記加熱手段への給電量を設定する給電量設定手段と、
をさらに備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に係り、特に、加熱手段の給電制御に起因した電気的ノイズの発生期間が、露光走査期間と時間的に重ならないように隔離することを通じて、高画質な最終画像を得ることが可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、例えば、冬季などの低温環境に電源オフの状態で一晩以上放置された内部部品は冷えきっているため、電源オン直後において、感光体ドラムやミラー、レンズ等が結露することがある。この場合、ミラーやレンズ等において乱反射及び複屈折などが起こり、画像露光に異常をきたして感光体ドラム上の静電潜像に悪影響を及ぼす。また、例え画像露光が正常であったとしても、感光体ドラム表面が結露していると、やはり静電潜像に悪影響を及ぼす結果として、最終画像がぼやけたものになってしまう。
【０００３】
こうした課題を解決するためのアプローチのひとつとして、感光体ドラムの近傍に温度センサであるサーミスタを設置し、その検出温度に基づいて感光体ドラム内部のドラムヒータに給電して、感光体ドラムの温度を、予め設定した温度になるように制御する技術が知られている（特許文献１）。特許文献１の技術によれば、感光体ドラムに対する温度制御を適切に実行可能となる結果として、良好な最終画像を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、感光体ドラムの温度制御を行うにあたり、特許文献１に記載のように、単にドラムヒータのオン／オフ状態を切り換える給電制御を行った場合、かかるドラムヒータの給電制御に起因して電気的ノイズが発生する。この電気的ノイズは、感光体ドラム上に静電潜像を形成するための光走査装置に入力される。その結果、書き出し位置センサの検知不良などを招来して、最終画像に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−８４９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、ドラムヒータのオン／オフ状態を切り換える給電制御に起因した電気的ノイズが露光走査装置に入力されて、最終画像に悪影響を及ぼすおそれがあった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題に着目し、高画質な最終画像を得ることを目的として、画像データに基づく変調光により露光走査されて静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を加熱するための加熱手段と、前記像担持体の温度制御を実行する温度制御手段と、を備え、前記温度制御手段は、前記露光走査に係る期間以外の期間に、前記加熱手段への給電に係るオン／オフ状態の切り換えを行うことによって、前記像担持体の温度制御を実行する最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置によれば、画像データに基づく変調光により露光走査されて静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を加熱するための加熱手段と、前記像担持体の温度制御を実行する温度制御手段と、を備え、前記温度制御手段は、前記露光走査に係る期間以外の期間に、前記加熱手段への給電に係るオン／オフ状態の切り換えを行うことによって、前記像担持体の温度制御を実行するので、従って、加熱手段のオン／オフ状態を切り換える給電制御は、露光走査に係る期間以外の期間に行われることになる。そのため、加熱手段の給電制御に起因して電気的ノイズが発生したとしても、かかる電気的ノイズの発生時期が、露光走査期間と時間的に重なることはない。このように、加熱手段の給電制御に起因した電気的ノイズの発生期間が、露光走査期間と時間的に重ならないように隔離することを通じて、高画質な最終画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
高画質な最終画像を得るといった目的を、露光走査に係る期間以外の期間に、像担持体を加熱するための加熱手段への給電に係るオン／オフ状態の切り換えを行うことによって、像担持体の温度制御を実行する温度制御手段により実現した。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明に係る画像形成装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
［画像形成装置に設けられる感光体ドラム周辺の概略機構］
まず、本発明に係る画像形成装置に設けられる感光体ドラム周辺の概略機構について、図２を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る画像形成装置に設けられる感光体ドラム周辺の概略機構を示す正面断面図である。
【００１３】
同図に示すように、画像形成装置１１は、像担持体としての、円筒形状の金属基材よりなる電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」と呼ぶ。）１３と、この感光体ドラム１３の周面に沿うように、その直上位置から時計周り方向に向けて、帯電器１５、露光走査装置（Laser Scan Unit）１７、現像装置２１、転写器２３、除電器２５及びクリーニング装置２７をそれぞれ配設して構成されている。
【００１４】
感光体ドラム１３は、周面に静電潜像及びこの静電潜像に沿ったトナー像を形成させる際に用いられる。
【００１５】
帯電器１５は、時計方向に回転する感光体ドラム１３の周面に一様な電荷を形成させるものであり、帯電ローラ（不図示）の周面が感光体ドラム１３の周面と当接しながら従動回転しつつ感光体ドラム１３へ電荷を付与するように構成されている。なお、帯電ローラに代えてワイヤからのコロナ放電により感光体ドラム１３の周面に電荷を付与するコロナ放電方式を採用してもよい。
【００１６】
露光走査装置１７は、例えば、スキャナ（不図示）によって読み取られた原稿に係る画像データに基づき変調されたレーザ光を、回転中の感光体ドラム１３の周面に照射することで、同照射部分に係る電荷を消去することを通じて、感光体ドラム１３の周面に静電潜像を形成させる機能を有している。
【００１７】
現像装置２１は、感光体ドラム１３の周面にトナーを供給することによって、前記露光走査工程で静電潜像が形成された部分にトナーを付着させることを通じて、感光体ドラム１３の周面にトナー像を形成させる機能を有している。
【００１８】
転写器２３は、転写帯電器２３ａ及び分離帯電器２３ｂからなり、感光体ドラム１３の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して、前記現像工程で感光体ドラム１３の周面に形成されたトナー像を転写させるとともに、転写後の用紙Ｐを分離する機能を有している。
【００１９】
除電器２５は、感光体ドラム１１に対して光照射することで除電する機能を有している。除電器２５としては、例えば、波長６６０ｎｍの光を照射するＬＥＤアレイを用いることができる。
【００２０】
クリーニング装置２７は、前記転写工程後において、感光体ドラム１３の周面に残留しているトナーをブレード２９によりかき落として清浄化する機能を有している。このクリーニング装置２７によって清浄化された感光体ドラム１３の周面は、次回の画像形成処理のために再び帯電器１５における帯電域へと向かい、以下、同様の工程が繰り返しなされることになる。
【００２１】
以上のように構成された画像形成装置１１は、通常の画像形成処理において、帯電器１５により帯電され、露光走査装置１７からの照射光により静電潜像が形成される。そして、現像器２１により現像され、転写帯電器２３ａにおいて、転写紙給紙系３１からレジストローラ３３を介して搬送されてきた転写紙Ｐにトナー像を転写する。転写後の転写紙Ｐは、分離帯電器２３ｂにより分離され転写紙搬送系３５を通って定着装置３７に至り、ここで定着されて機外に排出される。一方、転写工程後において、感光体ドラム１３の表面１３ｂに残留する静電潜像は除電器２５によって消去された後、クリーニング装置２７のブレード２９によってかき落とされ、以上の各工程を経て、１回の画像形成処理が終了するように動作する。
【００２２】
［画像形成装置における電気的構成を示す機能ブロック図］
次に、本発明に係る画像形成装置における電気的構成を示す機能ブロックについて、図２を参照して説明する。
【００２３】
図２は、本発明に係る画像形成装置における電気的構成を示す機能ブロック図である。
【００２４】
図２に示すように、感光体ドラム１３の内面には、同ドラム１３の表面温度を、例えば４０°Ｃ等の予め設定される目標温度に加熱維持するためのドラムヒータ（本発明の「加熱手段」に相当する。）３９が設けられている。ドラムヒータ３９は、例えば、弾性を有する耐熱性の絶縁シート上に発熱コイル（不図示）を適宜の間隔で配置して構成されている。また、感光体ドラム１３の内側であって、発熱コイルに隣接する位置には、感光体ドラム１３の表面温度を検知するためのサーミスタ等からなるドラム温度センサ（本発明の「温度検知手段」に相当する。）４１が配置されている。なお、ドラムヒータ３９は、感光体ドラム１３における円筒基材の内側に丸めて挿入され、絶縁シートの弾性で広がりその内面に沿って密着して摩擦力で固定されている。さらに、感光体ドラム１３の内側には、適宜の絶縁断熱機構（不図示）に囲繞されるようにして、温度制御回路４３（本発明の「温度制御手段」の一部を構成するとともに、「給電量設定手段」に相当する。）が設けられている。温度制御回路４３は、ドラム温度センサ４１の検知結果等に基づいてドラムヒータ３９の温度制御を実行する機能を有している。
【００２５】
感光体ドラム１３の両端にはフランジ部４５が設けられている。また、同フランジ部４５の一端面側には、感光体ドラム１３に内蔵された温度制御回路４３に電気的に接続された同心円状の一対の電極リング４７が形成されている。
【００２６】
そして、装置本体側に設けられた電源４９から、その一対の電極リング４７に摺接する一対の電極ブラシ５１を介して、温度制御回路４３への給電がなされるように構成されている。また、温度制御回路４３宛に後述するＣＰＵから、露光走査に係る開始タイミング及び期間を含む露光走査データを転送するために、ＣＰＵと温度制御回路４３間は、電極リング（不図示）と、同電極リングに摺接する電極ブラシ（不図示）を介して信号線（不図示）で結ばれている。
【００２７】
ところで、ドラム温度センサ４１の出力信号が入力される温度制御回路４３は感光体ドラム１３に内蔵されているので、そのドラム温度センサ４１の出力信号用の電極リング４７及び電極ブラシ５１は設けられていない。ただし、本発明は、温度制御回路４３を装置本体側に設ける態様に適用してもよい。この場合、そのドラム温度センサ４１の出力信号用の電極リング及び電極ブラシを別途追加して設ければよい。
【００２８】
ドラムヒータ３９への給電に係るオン／オフ状態の切り換えを行うために、電源４９に温度制御回路４３等を介して接地してなる電気経路には、トランジスタ等のスイッチ素子（本発明の「温度制御手段」の一部を構成する。）５３が設けられている。このスイッチ素子５３は、後述するＣＰＵの指令に基づいて、ドラムヒータ３９への給電に係るオン／オフ状態の切り換えを行う機能を有している。
【００２９】
ドラムヒータ３９への給電制御に起因した電気的ノイズの発生期間が、露光走査期間と時間的に重ならないように隔離する制御を行うために、画像形成装置１１は、ドラムヒータ３９への給電制御を司るＣＰＵ５５と、プログラム等を記憶するためのＲＯＭ５７と、データ等を記憶するためのＲＡＭ５９と、インターフェイス回路６１と、を含んで構成されている。また、インターフェイス回路６１には、露光走査装置１７と、レジストローラ対３３と、レジストスイッチ６３と、ポリゴンモータ６５と、スイッチ素子５３と、がそれぞれ接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ５５（本発明の「温度制御手段」の一部を構成するとともに、「露光走査期間取得手段」及び「給電量設定手段」に相当する。）は、露光走査装置１７における露光走査に係る開始タイミング及び期間を含む露光走査データを取得し、同取得した露光走査データに基づいて、露光走査期間以外の期間において、スイッチ素子５３をオン状態に維持させる指令を行うとともに、露光走査データを温度制御回路４３宛に転送する。これを受けて、温度制御回路４３は、ＣＰＵ５５から転送されてきた露光走査データ、ドラム温度センサ４１で検知された露光走査開始直前における感光体ドラム１３の表面温度、並びに、予め設定される感光体ドラム１３の目標温度に基づいて、ドラムヒータ３９への給電量（具体的には、発熱コイルに与える給電電圧）を設定し、こうして設定した給電量をもって、ドラムヒータ３９への給電を行うように構成されている。
【００３１】
［画像形成装置の動作］
次に、本発明に係る画像形成装置の動作について、図３〜図５を参照して説明する。
【００３２】
図３は、本発明実施例に係る画像形成装置におけるドラムヒータのオン／オフタイミング制御に係る動作フローチャートを示し、図４は、ドラムヒータのオン／オフに係るタイミングチャートを示し、図５は、ドラムヒータ３９への給電量を設定する際に参照される給電量テーブル例を示す。
【００３３】
図３に示すように、ＣＰＵ５５は、装置１１における印刷ジョブデータの入力を監視している（ステップＳ１１）。このとき、印刷ジョブデータの入力を検知すると（ステップＳ１２）、ＣＰＵ５５は、入力検知した印刷ジョブデータから、露光走査に係る開始タイミング及び期間を含む露光走査データを取得し、同取得した露光走査データに基づいて、露光走査期間以外の期間において、スイッチ素子５３をオン状態に維持させる指令を行うとともに、露光走査データを信号線を介して温度制御回路４３宛に転送する。これを受けて温度制御回路４３は、ドラム温度センサ４１を介して、露光走査開始直前における感光体ドラム１３の表面温度Ｔｄを入力する（ステップＳ１３）。その後、温度制御回路４３は、ＣＰＵ５５から転送されてきた露光走査データのうち露光走査期間、ステップＳ１３で入力した露光走査開始直前における感光体ドラム１３の表面温度Ｔｄ、並びに、予め設定される感光体ドラム１３の目標温度Ｔｔに基づいて、ドラムヒータ３９への給電量（具体的には、発熱コイルに与える給電電圧）を設定し（ステップＳ１４）、こうして設定した給電量をもって、ドラムヒータ３９への給電を行う（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の給電処理中に、ＣＰＵ５５は、ステップＳ１２で入力検知した印刷ジョブデータに係る露光走査を開始させ、以下、通常の印刷ジョブを実行させた後、全ての処理を終了させる。
【００３４】
ここで、本発明では、印刷ジョブ実行時におけるドラムヒータ３９のオン／オフ状態を切り換える給電制御に起因した電気的ノイズの発生期間が、露光走査期間と時間的に重ならないように隔離されている点について、図４に示すタイミングチャートを参照して説明する。図４の例では、印刷ジョブの待機中における設定温度を２０°Ｃとし、印刷ジョブ実行中における目標温度を４０°Ｃとしている。同図によれば、露光走査装置１７における露光走査期間を除く期間では、目標温度４０°Ｃを維持するように、ドラムヒータ３９のオン／オフ状態を切り換える給電制御が繰り返し行われていることがわかる。
【００３５】
次に、ステップＳ１４におけるドラムヒータ３９への給電量設定について、図５を参照して説明すると、一般に、露光走査装置１７における露光走査期間では、印刷ジョブに係る用紙サイズ及びその向きに応じて、その時間的な長さが異なる。すなわち、例えば、印刷ジョブに係る用紙サイズがＡ４とＡ３とでは、その露光走査期間が大きく異なるし、また、印刷ジョブに係る用紙サイズがＡ４であった場合において、その向き（通紙方向）が縦と横とでは、その露光走査期間が大きく異なってくる。この際、かかる露光走査期間の長短に係る差異を全く考慮することなく、画一的なヒータ制御を実行したのでは、目標温度に対し、現在温度が過剰に上昇したり、目標温度に満たないといった事態を招来しかねない。そこで、ステップＳ１４におけるドラムヒータ３９への給電量設定では、ステップＳ１３で入力した露光走査開始直前における感光体ドラム１３の表面温度Ｔｄと、予め設定される感光体ドラム１３の目標温度Ｔｔ間の差分温度ΔＴ及び露光走査期間に基づいて、ドラムヒータ３９への給電量を設定するようにしている。
【００３６】
具体的には、例えば図５に示すように、ドラムヒータ３９への給電量に係る印加バイアスを、例えば、３０％、７０％、１００％等に異ならせたときの、給電開始時からの経過時間に対する温度特性を、予め実験により求めておく。ここで、ドラムヒータ３９への給電量に係る印加バイアスが３０％とは、例えば、印加基準電圧が２４Ｖであれば７．２Ｖであることを意味する。なお、ドラムヒータ３９への給電量に係る印加バイアスのバリエーションを用意するにあたっては、上述した３０％、７０％、１００％等の例に限定されることなく、さらにきめ細かい段階にわたる印加バイアスのバリエーションに対し、給電開始時からの経過時間に対する温度特性を対応付けて用意しておく態様を採用しても良い。
【００３７】
さて、かかる温度特性データを、上述した差分温度ΔＴ及び露光走査期間と関連付けてＲＡＭ５９における所定のアドレス領域に温度特性テーブルとして記憶させておく。具体的には、例えば、差分温度ΔＴが２０°Ｃと大きいときには短時間での温度上昇を見込める印加バイアスとして１００％を関連付ける一方、差分温度ΔＴが５°Ｃと小さいときには緩やかな温度上昇を見込める印加バイアスとして３０％を関連付ける。また、露光走査期間がＡ４−縦と比較的長いときには緩やかな温度上昇を見込める印加バイアスとして３０％を関連付ける一方、露光走査期間がＡ４−横と比較的短いときには速やかな温度上昇を見込める印加バイアスとして１００％を関連付ける。さらに、差分温度ΔＴ及び露光走査期間の組み合わせとして、差分温度ΔＴが２０°Ｃと大きく、かつ、露光走査期間がＡ４−横と比較的短いときには速やかな温度上昇を見込める印加バイアスとして１００％を関連付ける一方、差分温度ΔＴが５°Ｃと小さく、かつ、露光走査期間がＡ４−縦と比較的長いときには緩やかな温度上昇を見込める印加バイアスとして３０％を関連付けておく。
【００３８】
そして、ドラムヒータ３９への給電量を設定するにあたっては、差分温度ΔＴ及び露光走査期間に基づいて上述した温度特性テーブルを比較参照することで、適切なドラムヒータ３９への給電量に係る印加バイアスを読み出すとともに、読み出した給電量に係る印加バイアスを設定するようにしている。従って、ドラムヒータ３９への給電量を設定するにあたっては、差分温度ΔＴ及び露光走査期間に基づき最適化されたドラムヒータ３９への給電量に係る印加バイアスを得ることができる。
【００３９】
以上詳細に説明したように、ＣＰＵ５５は、露光走査期間以外の期間において、スイッチ素子５３をオン状態に維持させる指令を行うので、ドラムヒータ３９のオン／オフ状態を切り換える給電制御は、露光走査に係る期間以外の期間に行われることになる。そのため、ドラムヒータ３９への給電制御に起因して電気的ノイズが発生したとしても、かかる電気的ノイズの発生時期が、露光走査期間と時間的に重なることはない。従って、ドラムヒータ３９への給電制御に起因した電気的ノイズの発生期間が、露光走査期間と時間的に重ならないように隔離することを通じて、高画質な最終画像を得ることができる。
【００４０】
［その他］
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは技術思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う画像形成装置もまた、本発明における技術的範囲の射程に包含されるものである。
【００４１】
すなわち、例えば、本発明実施例において、感光体ドラム１３の内側に、ドラムヒータ３９を設ける例をあげて説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、ドラムヒータ３９を、感光体ドラム１３それ自体とともに、同感光体ドラム１３の近傍を通過する用紙を加熱し得るように、同感光体ドラム１３の外側に設けてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る画像形成装置に設けられる感光体ドラム周辺の概略機構を示す正面断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置における電気的構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明実施例に係る画像形成装置におけるドラムヒータのオン／オフタイミング制御に係る動作フローチャート図である。
【図４】ドラムヒータのオン／オフに係るタイミングチャート図である。
【図５】ドラムヒータ３９への給電量を設定する際に参照される給電量テーブル例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１  画像形成装置
１３  感光体ドラム（像担持体）
１７  露光走査装置
３９  ドラムヒータ（加熱手段）
４１  ドラム温度センサ（温度検知手段）
４３  温度制御回路（温度制御手段、及び給電量設定手段）
５３  スイッチ素子（温度制御手段）
５５  ＣＰＵ（温度制御手段、露光走査期間取得手段、及び給電量設定手段）
【図１】
2008281646.tif 000003
【図２】
2008281646.tif 000004
【図３】
2008281646.tif 000005
【図４】
2008281646.tif 000006
【図５】
2008281646.tif 000007