(57)【要約】【課題】感光体の正確な温度を簡単、且つ、迅速に求めることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】トナーと一連の電子写真プロセスを一体化し装置本体から着脱可能に構成したカートリッジと、このカートリッジ内部に内包されトナー像を現像する電子写真感光体と、前記カートリッジ取外し後に本体内に配置され前記電子写真感光体表面と接触しながら同時に回転する回転体と、前記回転体表面温度を検出する検出手段を具備する。又、トナーと一連の電子写真プロセスを一体化し装置本体から着脱可能に構成したカートリッジと、このカートリッジ内部に内包されトナー像を現像する電子写真感光体と、カートリッジ取外し後に本体内に配置され前記電子写真感光体表面と接触しながら同時に回転する回転体と、前記回転体表面温度を検出する検出手段とを具備し、前記表面温度検出値が所定値を超えた場合に画像形成動作を変化させる制御手段を有する。【選択図】図１
2005292550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと一連の電子写真プロセスを一体化し装置本体から着脱可能に構成したカートリッジと、このカートリッジ内部に内包されトナー像を現像する電子写真感光体と、前記カートリッジ取外し後に本体内に配置され前記電子写真感光体表面と接触しながら同時に回転する回転体と、前記回転体表面温度を検出する検出手段を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転体は、感光体に形成したトナー像を記録紙に転写する転写手段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３】
前記転写手段の表面温度度を検出する前記検出手段は記録紙の幅方向画像形成領域の外に配置することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナーと一連の電子写真プロセスを一体化し装置本体から着脱可能に構成したカートリッジと、このカートリッジ内部に内包されトナー像を現像する電子写真感光体と、カートリッジ取外し後に本体内に配置され前記電子写真感光体表面と接触しながら同時に回転する回転体と、前記回転体表面温度を検出する検出手段とを具備し、前記表面温度検出値が所定値を超えた場合に画像形成動作を変化させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記回転体は、感光体に形成したトナー像を記録紙に転写する転写手段であ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６】
前記転写手段の表面温度度を検出する前記検出手段は記録紙の幅方向画像形成領域の外に配置することを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、画像形成プロセス速度を変化させることにより画像形成動作を変化させることを特徴とする請求項４〜６の何れか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、記録紙の両面に画像形成可能な複写機及びプリンタ等の電子写真式画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のシート反転用両面ユニット（以下、両面ユニット）を備えた電子写真方式の画像形成装置は、シート（転写紙）の両面に画像を形成する際、次のような動作が行われていた。先ず、画像形成がスタートすると、給紙カセット等のシート収納部からシートを給紙する。それを感光体ドラムが設けられている作像部へ搬送し、そこで片面に画像（トナー像）を転写する。次に、高温に加熱された一対のローラで構成される定着器を通過することによって、そのシートにはトナー像が熱定着され、その後、シートは両面ユニットに搬送される。両面ユニットに搬送されたシートはスイッチバックした後、同ユニットを通過し、複数対のコロ等の搬送手段によって再び作像部に向けて搬送される。
【０００３】
この際、シートは表裏が反転され、先ず画像が形成されていない面に画像が形成される。その後、再びその面のトナー像が熱定着され、機外の排紙トレイ等に排出される。このようなシーケンスでは１面目の画像定着後の熱せられた記録紙が即時に感光体ドラムへ戻って来るので、その熱が感光体に伝わって感光体の温度が上昇し易い条件となる。感光体温度が上昇した場合に発生する問題点としては、感光体温度が所定の温度を超えた状態で画像形成を行うと画像濃度が低くなってしまう現象が挙げられる。又、感光体周辺部の温度上昇によって、周囲のトナーが常温よりも軟化していき、最悪の場合にはそのトナーの固着が発生する場合もある。特に近年は、プリンタの更なる高速化が求められており、そのために定着温度の高温度化、或は記録紙の循環時間短縮化等により上記問題はより深刻になることが予想される。
【０００４】
このような問題に対して従来例では特許文献１に記載されるように、感光体の周辺温度を検出し、所定値を超えた場合に印字動作を禁止したり、給紙間隔を広げたりすることで感光体の温度上昇を所定温度以下になるように制御を行っていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３４４８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来例では感光体の周囲温度を検知することによって画像形成動作を制御しているが、周囲温度を検知しているだけであるので、感光体自体の温度を正確に読み取ることが出来ないという問題があった。図４は感光体周辺部に配置された温度センサと、感光体の表面温度を実験的に接触検知した結果のグラフである。この実験では連続１２０分の両面印字後に８０分の印字停止区間を設け、その後、両面印字を再開している。感光体表面温度は印字開始と同時に大きく上昇していくが、周辺温度はゆっくりとした上昇を示すのが見て取れる。この２つの温度の間隔は印字開始後２０分程度の時に最大値Ｔ１と開き徐々に小さくなり、Ｔ２程度で落ち着き１回目の印字動作を終える。８０分の印字停止後、印字再開を行った直後に２つの温度はＴ３の開きを生じる。このときは１度目の印字直後とは違い感光体表面温度が既に高く、既に印字不良を起こす規定値に近づきつつある。周辺温度の測定でも温度差Ｔ３は徐々に収束していくが、収束し切る前に規定値を超えてしまうことが発生し、画像濃度が低くなってしまうという問題があった。
【０００７】
又、従来の周辺温度検知方式では感光体周辺に温度センサを配置する必要があるが、電子写真プロセスを一体化した一体式ＣＲＧでは所定枚数毎に交換が必要であり、この内部に温度センサを配置することはコスト的に問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、感光体の正確な温度を簡単、且つ、迅速に求めることができる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
又、本発明の他の目的は、一体式カートリッジの場合に本体内に留まる位置に温度センサを配置して安価な測定システムを構築することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、トナーと一連の電子写真プロセスを一体化し装置本体から着脱可能に構成したカートリッジと、このカートリッジ内部に内包されトナー像を現像する電子写真感光体と、前記カートリッジ取外し後に本体内に配置され前記電子写真感光体表面と接触しながら同時に回転する回転体と、前記回転体表面温度を検出する検出手段を具備したことを特徴とする。
【００１１】
又、本発明は、トナーと一連の電子写真プロセスを一体化し装置本体から着脱可能に構成したカートリッジと、このカートリッジ内部に内包されトナー像を現像する電子写真感光体と、カートリッジ取外し後に本体内に配置され前記電子写真感光体表面と接触しながら同時に回転する回転体と、前記回転体表面温度を検出する検出手段とを具備し、前記表面温度検出値が所定値を超えた場合に画像形成動作を変化させる制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、感光体と常時接触している回転体表面の温度を検知するように構成したため、感光体が回転し始めてすぐに感光体の温度を検出することが可能となり、又、温度センサの本体内での配置の自由度が高まり、一体式カートリッジの外に温度センサを配置することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面にも基づいて説明する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す側断面図である。尚、本実施の形態では、画像形成装置の一例としてレーザービームプリンタを例示している。
【００１６】
図１に示すように、画像形成装置本体１は、シート材Ｓを搬送する２１〜２３のローラ類等から成る搬送手段２、電子写真感光体４ａに画像を形成する画像形成カートリッジ４、前記電子写真感光体４ａに形成された画像をシート材Ｓに転写する転写手段７、画像情報に基づいた情報光を前記電子写真感光体４ａへ照射するスキャナユニット５、転写された画像をシート材Ｓに定着する定着手段６、定着手段６を抜けたシート材Ｓを排紙積載部９まで搬送するシート材搬送手段である排紙ローラ３２等を備えている。
【００１７】
画像形成カートリッジ４は、電子写真感光体４ａと、少なくとも１つのプロセス手段を備え、画像形成装置本体１に着脱自在なプロセスカートリッジとしてユニット化されている。ここで、プロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリーニングシートするためのクリーニング手段等がある。
【００１８】
画像形成装置１の片面印字動作では画像形成カートリッジ４を抜けたシート材Ｓは、定着手段６により画像を定着し、排紙ローラ３２を通って排紙積載部に順に積載されていく。両面印字動作の場合にはシート材Ｓ１の後端が定着手段６を抜けた所で排紙ローラ３２を停止させ、次に排紙ローラ３２を逆転させてシート材Ｓ１の後端を両面搬送手段１２に送り込む。両面搬送手段１２から再び搬送手段２に表裏が反転したシート材Ｓ１は、受け渡され、未だ画像が形成されていない２面目に画像が形成される。
【００１９】
次に、図２を用いて電子写真感光体４ａの温度を測定する構成を説明する。図２は本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す部分正面断面図である。
【００２０】
電子写真感光体４ａの下部には転写手段７が配置されている。この転写手段７と同軸線上の位置に回転体１３が配置され、その下部に温度検知サーミスタ１４が取り付けられている。電子写真感光体４ａと回転体１３は接触しているために電子写真感光体４ａの熱を回転体１３に熱伝達することが可能となっている。電子写真感光体４ａが回転し始めて半回転すると最も電子写真感光体４ａと近い位置にいた回転体表面部が温度検知サースタ１４によって検知され正確な温度を測定することが可能となる。
【００２１】
回転体１３の直径が約１０ｍｍで印字プロセスカートリッジが３００ｍｍ／ｓであった場合、電子写真感光体４ａの回転開始後約０．１秒後には正確な温度を測定することが可能である。回転体１３、温度検知サースタ１４は、電子写真感光体４ａの下部で、画像形成カートリッジ外側本体内部に配置されている。画像形成カートリッジは、所定の枚数で交換が必要となるが、温度検知サースタ１４の交換は必要ない構造となる。図３はこの実施形態での測定結果を示す感光体表面温度と回転体の表面温度の関係図である。
【００２２】
回転体表面温度は印字開始直後から感光体表面温度とほぼ連動して測定が可能である。印字停止期間中には正確な温度を測定することができないが、印字再開に伴い回転体が半回転すると応答し正確な値が読み取れている。２つの温度の差は高温域ではＴ４の温度差で一定となっているため、回転体表面温度を測定することで間接的に感光体表面温度を正確に測定することが可能となっていることが証明できている。このように応答性を良くするためには、回転体の材料として熱容量が小さい物質を選択した方が良い。
【００２３】
図４に回転体表面温度が規定値を超えた場合の制御プログラムの動作シーケンスフローチャート示す。
【００２４】
このシーケンスでは、感光体温度が規定値を超えた場合にプロセススピード半速にしている。半速のプロセススピードでは感光体と周辺パーツ（クリーニング手段、現像手段等）との摩擦が減り、且つ、単位時間に送られて来る２面目の熱せられたシート材も半分になり、合わせて感光体の温度が上がり難くなることを利用している。
【００２５】
次に、シーケンスを順に追うと、回転体表面温度が規定値（５８℃）を超えているかどうかの判断を行い（ステップＳ１）、規定値以内であれば通常の印字動作を行う（Ｓ２）、規定値以上であればプロセススピードを半分にして印字動作を行う（Ｓ３）。このように簡単な制御で可能であるのも全て感光体表面温度を正確に読み込めているためであり、従来例では必要であってマージン等を必要としないためである。
【００２６】
＜実施の形態２＞
図５は本発明の実施の形態２の概略構成を示す部分正面断面図である。
【００２７】
本実施の形態では、回転体として転写手段７を使用し、転写手段７の表面温度の測定を温度検知サーミスタ１４にて行う。しかしながら、転写手段７の電子写真感光体４ａに形成された画像をシート材Ｓに転写する本来の仕事を損なってはならない。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、転写手段７の画像形成領域の外側に温度検知サーミスタ１４を配置している。画像領域外であるため、転写性能に影響を及ぼすこともない。又、前述したように回転体には熱容量の小さな物質を使用した方が応答性に優れるが、転写ローラを用いる場合には更に発泡ゴムを用いることで熱容量の小さくすることが可能である。よって、この場合にも電子写真感光体４ａの表面温度を正確に読み取ることが可能となり、前記実施の形態１と同等の効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略構成を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略構成を示す部分正面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の場合の感光体表面温度と回転体表面温度の関係図である。
【図４】本発明の実施の形態１の動作シーケンスフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２の概略構成を示す部分正面断面図である。
【図６】従来例の場合の感光体表面温度と感光体周囲温度の関係図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  画像形成装置
２  搬送手段
４  画像形成カートリッジ
４ａ  電子写真感光体
５  スキャナユニット
６  定着手段
７  転写手段
９  排紙積載部
１２  両面搬送手段
１３  回転体
１４  温度検知サーミスタ
３２  排紙ローラ
Ｓ  シート材
【図１】
2005292550.tif 000003
【図２】
2005292550.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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