JP2005134449A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置設置環境を高精度に検出して、各種制御パラメータを適切に設定することができるようにする。
【解決手段】 装置内部を冷却する冷却ファン３２と、装置設置環境を検知する環境検知センサとして外気温度検知素子３３を備え、外気温度検知素子３３を冷却ファン３２の近傍に配置し、該外気温度検知素子３３の検知情報に基づいて装置各部の制御パラメータを変更する。その際、冷却ファン３２は、画像形成指令の入力に応じて駆動を開始するとともに、外気温度検知素子３３による装置設置環境の検知は、冷却ファン３２の駆動開始から所定時間経過後に行う。また、冷却ファン３２は、装置の動作待機時は停止するとともに、装置の記録動作開始と同時に駆動を開始する
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

従来、レーザープリンタ等の画像形成装置は、装置本体内に配置したサーミスタ等の温度センサや湿度センサによって温度や湿度といった装置設置環境を検出し、その装置設置環境情報に基づいて定着器の温度等の各種制御パラメータを適切に決定している。

その際、温度センサや湿度センサなどの環境検知センサを装置内部に配置している場合には、装置の自己昇温の影響を受けて温度センサの検出温度が高めになったり、記録材の加熱定着時に発生する水蒸気の影響を受けて湿度センサの検出値が外気と異なるものになる恐れがある。これらの防止のため、環境検知センサを装置の冷却ファンの近傍に配置し、環境検知センサに外気を吹き付けることにより、環境検知センサ周辺の温度や湿度の上昇を防止でき、外気温や湿度の検出精度を高める構成とすることができる。

また、より高精度に装置設置環境の検知を行うために、装置のスタンバイ待機時に冷却ファンを回転させる構成において、冷却ファンの回転開始から一定時間後の検出値を制御に用いる方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来例では、スタンバイ待機中に外気温度を検出している。
特開２００２−２５１１２１号公報

しかしながら、上記のような従来の画像形成装置にあっては、スタンバイ待機時に冷却ファンの駆動を停止させる構成とした場合には、スタンバイ中に装置内部が昇温するため、温度センサの検出温度は実際より高めになる。

また、記録材から発生した水蒸気は装置の停止後も装置内部に拡散するため、スタンバイ待機時に冷却ファンを停止させると装置内部の湿度は高めにシフトする。

そのような状態では、外気温度の検知を行っても正確な値は得られないため、冷却ファンの近傍に環境検知センサを配置する意味があまりない。

しかし、スタンバイ待機時に冷却ファンを回転駆動させることは、騒音及び省エネルギーの観点で好ましくなく、可能な限り避けるべきである。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、装置設置環境を高精度に検出して、各種制御パラメータを適切に設定することができる画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、装置内部を冷却する冷却ファンと、装置設置環境を検知する環境検知センサとを有し、前記環境検知センサを冷却ファン近傍に配置し、該環境検知センサの検知情報に基づいて装置各部の制御パラメータを変更するとともに、前記冷却ファンは、画像形成指令の入力に応じて駆動を開始するとともに、前記環境検知センサによる装置設置環境の検知は、前記冷却ファンの駆動開始から所定時間経過後に行うことを特徴とする。

また、前記冷却ファンは、装置の動作待機時は停止するとともに、装置の記録動作開始と同時に駆動を開始することを特徴とする。

また、加熱体の温度を温度検知素子により検出して制御し、前記加熱体の発する熱エネルギーを記録材に付与して排出する加熱装置を有し、前記加熱体の非加熱時の前記温度検知素子の検出値に応じて、環境検知センサによる装置設置環境の検知タイミングを変化させることを特徴とする。

また、前記加熱体の非加熱時の温度検知素子による温度検知タイミングは、画像形成指令の入力時であることを特徴とする。

また、前記環境検知センサは、温度センサであることを特徴とする。

また、前記環境検知センサは、湿度センサであることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置の制御方法は、装置内部を冷却する冷却ファンと、装置設置環境を検知する環境検知センサとを有し、前記環境検知センサを冷却ファン近傍に配置し、該環境検知センサの検知情報に基づいて装置各部の制御パラメータを変更する画像形成装置の制御方法であって、前記冷却ファンを、画像形成指令の入力に応じて駆動を開始させるとともに、前記環境検知センサによる装置設置環境の検知を、前記冷却ファンの駆動開始から所定時間経過後に行うようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、装置設置環境を高精度に検出して、各種制御パラメータを適切に設定することができる。

すなわち、装置のスタンバイ待機時やプリント動作直後などで装置内部の温湿度が外気と異なっている可能性があるときでも、冷却ファンによって環境検知センサ周辺が十分外気に均されてから装置接設置環境の検出を行うため、検出値をより正確なものにすることができ、したがって従来と比較して画像形成装置の各種パラメータをより適切な値に設定することができる。

また、スタンバイ待機時に冷却ファンを駆動しなくても良いため、騒音防止や省エネルギーを図ることができる。

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

図１は本発明の実施例による画像形成装置の概略構成を模型的に示す断面図である。ここでは、画像形成装置として、電子写真方式を用いたレーザープリンタ１の例を示している。

ホストコンピューター（図示せず）からプリント指令（画像形成指令）が入力されると、まずメインモーター２が駆動され、給紙カセット３から記録材Ｐが給紙ローラ４によって給紙されて、搬送路に送り込まれる。メインモーター２は感光ドラム７等の画像形成部や定着器１９の駆動も同時に行う。メインモーター２の駆動と同時に冷却ファン３２が回転駆動を開始し、装置内部の冷却を行う。

冷却ファン３２の近傍で、該冷却ファン３２によって送り込まれる外気が直接吹き付ける位置には、環境検知センサとして外気温度検知素子３３が設けられており、その検出値に基づいて装置の各種制御パラメータを変更する。本実施例では、定着器１９の制御温度を外気温に応じて切り替え、例えば外気温が高いときには制御温度を低く、また外気温が低いときには制御温度を高くする等の制御を行っている。

給紙カセット３から給紙された記録材Ｐは、搬送路上に配置された搬送ローラ対５によって安定した速度でもって確実に搬送される。この記録材Ｐの搬送状態はトップセンサ６によって検知され、記録材Ｐのトップセンサ６の位置の通過タイミングは、画像形成や定着温度制御等の各種タイミングの決定に利用される。

感光ドラム７は、帯電ローラ８によって一様で均一な帯電がなされた後、レーザー走査露光装置９より出力される画像信号に対応したレーザー光Ｌが照射されて、表面に静電潜像が形成される。このとき、レーザー走査露光装置９は、ポリゴンモーター１０により回転するポリゴンミラー１１にレーザー光Ｌを反射させ、その反射光をレンズ１２で焦点を絞り、折り返しミラー１３等で感光ドラム７上に照射する。

そして、感光ドラム７上の潜像は、現像装置１４によって選択的にトナーが付着させられてトナー像として可視化され、感光ドラム７の回転に伴って転写部Ｔへ搬送される。転写部Ｔでは、転写ローラ１５が記録材Ｐの裏面（背面）からトナーと逆極性の電界を加えることにより、トナー像を用紙に転写する。転写されずに感光ドラム７上に残った転写残トナーは、クリーニングブレード１６により廃トナー容器１７に収容される。

上記トナー像の転写を受けた記録材Ｐは、搬送ガイド１８に導かれて定着器１９へと案内される。加熱装置たる定着器１９は、定着ニップＮにおいて記録材Ｐに対して熱及び圧力を印加し、記録材Ｐ上に転写されたトナー像を記録材上に定着する。

定着器１９は、本実施例ではいわゆるフィルム加熱方式（特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報等）の加熱装置を用いており、加熱体としてのセラミックヒーター５１をヒーターホルダー５２に固定、支持させ、これを定着フィルム５３を介して加圧体としての加圧ローラ５４に不図示の加圧手段によって圧接している。定着フィルム５３は加圧ローラ５４の回転駆動によって従動回転し、ニップＮに導入された記録材Ｐを搬送する。ヒーター５１は通電によって発熱し、このヒーター５１の温度検知素子であるサーミスタ５５によって検出された値を基に、プリンタ制御装置２０がヒーター５１の温度制御を行っている。

このフィルム加熱方式は、ヒーターの熱容量が小さく、素早くヒーターを定着温度に立ち上げることができるが、その分外気温の影響を受けやすいため、外気温に応じて定着温度を変える制御を用いるとより好ましい定着性が得られる。

上記定着器１９のヒーター５１への通電開始は、メインモーター２の駆動開始とほぼ同時に行われる。そして、トナー像の定着された記録材Ｐは、排紙状態を検知する排紙センサ２１を通過し、排紙ローラ対２２によってトレイ２３上に排出される。この記録材Ｐの排出が完全に終了すると、メインモーター２を停止し、プリント動作を終了する。

この間、冷却ファンは３２は回転駆動され続けており、外気を装置内に取り込んで機内昇温を抑えているが、プリント動作が終了して装置の駆動が停止されると、所定時間の後に回転を停止する。したがって、装置のスタンバイ時には冷却ファン３２は非駆動状態となる。

図２は冷却ファン３２と外気温度検知素子３３の配置位置の一例を示す断面図である。

冷却ファン３２は、レーザープリンタ１の外装３５に取り付けられており、この外装３５にはルーバー３４が設けられている。外気温度検知素子３３は、冷却ファン３２よりも内側近傍に配置されており、冷却ファン３２の回転駆動によって矢印Ａ方向に吸い込まれた外気が直接吹き付けられるようになっている。

すなわち、冷却ファン３２によって生じる風の向きは、装置外部から内部に向かうものであり、本実施例の冷却ファン３２はいわゆる吸い込みタイプとなっている。そして、外気温度検知素子３３は、発熱源であるメインモーター２や定着器１９、あるいは電源基板（図示せず）等からの熱の影響を受けづらいように、それらから離れた位置に配置するのが好ましい。

上記外気温度検知素子３３は、常時温度をモニタできるが、プリント動作時の制御に反映させる値としては、プリント動作開始時の検出値を用いるのが適している。もしプリント動作開始時とそれ以前（例えば電源オン時）の検出値が異なっていた場合には、外気温の変化を想定するのが当然であり、したがって特別な場合を除いて、検出値は新しく更新されたものが最も外気温を反映していると考えるべきである。

ただし、プリント開始までのスタンバイ待機時の装置内部の昇温によって、外気温度検知素子３３の検出する温度が外気温と異なるものになっている可能性も少なくない。このため、本実施例では外気温の検出をプリント動作開始時ではなく、動作開始から所定時間経過後に行うようにしている。

図３は本実施例の外気温度検知のタイミングを示す図である。

まず、装置がプリント動作を開始し、メインモーター２が駆動を始めると、ほぼ同時に冷却ファン３２も駆動を始める。以降、上述したようにプリント動作が続けられる一方、外気温度検知素子３３による外気温度の検出が、プリント動作開始から所定時間ｔ１経過後に行われる。

このようにして、冷却ファン３２により外気温度検知素子３３の冷却を所定時間行った後の検出値は、外気が直接外気温度検知素子３３に吹き付けられたことによりスタンバイ中の装置の昇温の影響を極力排除した、より正確な値となる。

この外気温度検知素子３３による外気温の検出は、プリント動作開始以降、検出値を実際に装置の制御に使用するまでの間であれば、いつ行っても良い。本実施例のように、定着器１９の定着温度を外気温度検知素子３３の検出値に基づいて決定している場合は、記録材Ｐが定着器１９に到達するまでに外気温の検出が行われれば良い。

例えば、プリント動作開始から記録材Ｐが定着器１９に到達するまでの時間が５．０秒の場合、定着器１９を定着温度に制御するのは５．０秒後であれば良いから、所定時間ｔ１は５．０秒以内で任意の値をとることができる。ただし、記録材Ｐの突入までにある程度余裕を持たせて、定着器１９を定着温度に立ち上げるためには、５．０秒よりは１．０秒程度は短い時間に設定しておく方が良い。また、あまり時間ｔ１の値を長くすると、今度はプリント動作に伴う装置の昇温の影響がでてくるため、可能なかぎり短い方が好ましい。

このように、本実施例では、装置設置環境を高精度に検出して、各種制御パラメータを適切に設定することができる。

すなわち、外気温度検知素子３３により外気温の検出をプリント動作開始から所定時間経過後に行うため、装置内部の昇温の影響を極力排除した、より高精度の外気温測定が行える。そしてその結果、定着温度等の制御パラメータを外気温に応じて適切な値に設定することができる。

ここで、上記の例では外気温度検知素子３３の外気温の検出タイミングをメインモーター２の駆動開始後としたが、メインモーター２の駆動開始に先んじて冷却ファン３２のみを駆動して、外気温の検出を行っても良い。このときの外気温度検知のタイミングを図４に示す。

プリント信号が装置に入力されるとプリント動作が開始されるが、まず冷却ファン３２が駆動され、外気温度検知素子３３に外気を吹き付ける。このとき、メインモーター２やポリゴンモーター１０、定着器１９への通電加熱等、装置主要部の駆動は行わず、冷却ファン３２のみが駆動されている。そして、所定時間ｔ２が経過すると、これまで停止していた装置主要部の駆動が開始され、所定時間ｔ１が経過した時点で外気温度検知素子３３が外気温を検出する。

この場合、時間ｔ２の経過時点から記録材Ｐの給紙、画像形成、定着といった一連のプリント動作は行われており、検出した外気温は定着器１９の定着温度の設定に反映される。

この例では、装置主要部の駆動開始は外気温検出のタイミングｔ１よりも早いが、必要に応じて外気温の検出よりも遅いタイミング、あるいは外気温検出と同時に駆動を開始することも可能である。

そして、上記のようなシーケンスで外気温の検出を行うと、メインモーター２や定着器１９等の発熱源の駆動前に冷却ファン３２で外気温度検知素子３３を冷却することができるため、更に検出値を正確なものとすることができる。

なお本実施例では、装置の設置環境の検出例として温度センサにより外気温の検出を行ったが、湿度センサを用いて外気の湿度を検出しても良いことは言うまでもない。湿度の検出は温度の検出とまったく同様のシーケンスで行うことができ、その湿度情報に応じて、定着温度や転写電圧等のパラメータを適宜設定することができる。

レーザープリンタ１のような画像形成装置は、長時間のスタンバイ状態時よりもプリント動作時の方が装置内部の温度上昇が大きく、このためプリント動作直後に検出される外気温は誤差が大きい。特に、連続プリント動作直後に再度プリント動作を行う場合、前回のプリントから数分程度しか経過していないならば外気温としては前回のプリント時に検出した値を用いた方が良い。しかし、前回のプリント動作後に装置の電源のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）があり、前回の検出値や経過時間等のデータがクリアされている場合もあり得る。

このような場合には、プリント動作時の外気温の検出値に基づいて制御パラメータを設定するしかないが、装置内部の昇温が大きいときには、上述の実施例１のようなシーケンスでは冷却時間が足りず、正確な外気温検知ができない恐れがある。

本実施例では、そのような場合を想定してプリント動作開始時に装置の昇温状態を推測し、それに応じて冷却ファン３２による外気温度検知素子３３の冷却時間を変化させている。

すなわち、装置の昇温が高く連続プリントを行ってまだ間もないと推測されたときには、冷却時間を長くして外気温度検知素子を確実に冷却し、装置が昇温してないと推測されたときには、冷却時間を短くして素早くプリント動作を行うようにする。

図５に本実施例の外気温度検知のタイミング、図６に温度検知素子３３による検出値と冷却ファン３２の駆動時間のテーブルを示す。

まず、プリント信号が入力されると、定着器１９のサーミスタ５５の値が検知され、この検出値がプリンタ制御装置２０にフィードバックされる。サーミスタ５５の検出値が高ければ、前回のプリント動作によって定着器が加熱されてからまださほど時間は経過しておらず、装置内部の昇温は高いと推測でき、サーミスタ５５の検出値が通常の外気温とほとんど変わらない値ならば、しばらくプリントは行われておらず、装置内部の昇温も低いと推測される。

このサーミスタ５５の検出値に基づいて、プリンタ制御装置２０は図６のテーブルを参照し、プリント動作開始時の冷却ファン３２による冷却時間ｔ３及び外気温検出タイミングｔ４を設定する。

そして冷却ファン３２の駆動を開始し、時間ｔ３経過後にメインモーター２等の駆動を開始して、一連のプリント動作を行う。その後、プリント信号の入力から時間ｔ４が経過した時点で、外気温度検知素子３３による外気温の検出を行う。

このような構成とすると、装置の内部温度が高いと予測されたときほど冷却ファン３２による外気温度検知素子３３への冷却動作が長く行われるため、外気温度検知素子３３による外気温の検出精度を向上させることができる。

なお、上記の例では全ての条件において外気温の検出はメインモーター２の駆動開始後に行われるようにしたが、連続プリント直後のような、元々の装置内部の温度が高いような状態では、メインモーター２等、装置の主要部の駆動を行うと再び温度が上がりやすいため、冷却ファン３２によって冷却が行われていても外気温度検知素子３３の検出温度の精度が低くなる恐れがある。

したがって、外気温度検知素子３３の冷却を確実にするため、サーミスタ５５の検出温度が高いときには、外気温の検出はメインモーター２の駆動前に行った方がより好ましい。その一方で、サーミスタ５５の検出温度が低いときには、装置内部の温度が上がりづらいため、プリント時間の短縮という観点でメインモーター２の駆動開始後に外気温の検出を行った方が良い。

本実施例では、サーミスタ５５の検出温度に応じてそのような設定とすることもでき、例えば図７に示す冷却時間のテーブルに基づいて冷却時間ｔ３及び外気温検出タイミングｔ４を設定すれば良い。

図７のテーブルでは、サーミスタの検知温度が５０℃未満と５０℃以上７０℃未満の場合にメインモーター２の駆動開始後に外気温の検出を行い、７０℃以上のときにメインモーター２の駆動開始前に外気温の検出が行われるように、ｔ３、ｔ４が設定される。

本実施例では、外気温度検知素子３３の冷却時に冷却ファン３２の回転数を増し、冷却効果を高めるようにしている。図８に本実施例のタイミングチャートを示す。

プリント信号が入力されて、装置がプリント動作を開始すると、メインモーター２が駆動を始めると同時に、冷却ファン３２も駆動を始める。このとき、冷却ファン３２は、通常回転時の回転数Ｒ１（ｒｐｍ）よりも回転数の大きいＲ２（ｒｐｍ）で回転する。そして、所定時間ｔ５が経過したら外気温度検知素子３３によって外気温の検出が行われるとともに、冷却ファン３２の回転数を通常回転のＲ１（ｒｐｍ）に切り替える。

上記の冷却ファン３２の回転数の切り替えは、冷却ファン３２に供給する電圧を切り替える等すれば良い。

このような構成では、外気温度検知素子３３による外気温の検出までの間、冷却ファン３２の回転数を増してより強く外気温度検知素子を冷却するため、より正確に外気温の検知が可能になる。そして、冷却ファン３２は外気温の検出後に回転数を落とすため、冷却ファン３２の回転数を増すことによる騒音の増大をプリント動作開始時の数秒間のみに抑えることができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明では上述のように、画像形成装置の動作開始時に、冷却ファンが環境検知センサに十分外気を吹き付けてから環境検知センサによる装置設置環境の検出が行われるため、装置スタンバイ待機時の内部昇温や、記録動作に伴う温湿度の変化の影響を排除し、従来と比較してより正確な装置設置環境の検出を行うことができる。また、本発明ではスタンバイ待機時に冷却ファンの駆動を行わなくても正確な装置設置環境の検出が可能となるため、スタンバイ時の冷却ファンの回転による騒音の防止や省エネルギーを達成できる。

また、非加熱時の加熱体の温度から装置の動作履歴を判別し、これに応じて環境検知センサによる装置設置環境の検出タイミングを変化させるため、装置の動作直後など、装置内部の温湿度と外気との差が大きいときなどには冷却ファンによる環境検知センサへの外気の吹き付け時間を長くして、環境検知センサ周辺の温湿度を十分外気に均してから装置設置環境の検出を行うことができ、検出値を更に正確なものとすることができる。

本発明の実施例による画像形成装置の概略構成を示す断面図 実施例１の画像形成装置における外気温度検知素子の配置位置を示す断面図 実施例１の画像形成装置における外気温度検知のタイミングチャート 実施例１の画像形成装置における外気温度検知のタイミングチャート 実施例２の画像形成装置における外気温度検知のタイミングチャート 実施例２の画像形成装置における加熱装置の温度検知素子による検出値と冷却ファンの駆動時間とのテーブルを示す図 実施例２の画像形成装置における加熱装置の温度検知素子による検出値と冷却ファンの駆動時間とのテーブルを示す図 実施例３の画像形成装置における外気温度検知のタイミングチャート

符号の説明

１ レーザープリンタ（画像形成装置）
２ メインモーター
３ 給紙カセット
４ 給紙ローラ
５ 搬送ローラ対
６ トップセンサ
７ 感光ドラム
８ 帯電ローラ
９ レーザー走査露光装置
１０ ポリゴンモーター
１１ ポリゴンミラー
１２ レンズ
１３ 折り返しミラー
１４ 現像装置
１５ 転写ローラ
１６ クリーニングブレード
１７ 廃トナー容器
１８ 搬送ガイド
１９ 定着器
２０ プリンタ制御装置
２１ 排紙センサ
２２ 排紙ローラ対
２３ トレイ
３２ 冷却ファン
３３ 外気温度検知素子
３４ ルーバー
５１ セラミックヒーター
５２ ヒーターホルダー
５３ 定着フィルム
５４ 加圧ローラ
５５ サーミスタ
Ｐ 記録材
Ｌ レーザー光
Ｔ 転写部
Ｎ 定着ニップ

Claims (7)

1. 装置内部を冷却する冷却ファンと、装置設置環境を検知する環境検知センサとを有し、前記環境検知センサを冷却ファン近傍に配置し、該環境検知センサの検知情報に基づいて装置各部の制御パラメータを変更するとともに、
   前記冷却ファンは、画像形成指令の入力に応じて駆動を開始するとともに、前記環境検知センサによる装置設置環境の検知は、前記冷却ファンの駆動開始から所定時間経過後に行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記冷却ファンは、装置の動作待機時は停止するとともに、装置の記録動作開始と同時に駆動を開始することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 加熱体の温度を温度検知素子により検出して制御し、前記加熱体の発する熱エネルギーを記録材に付与して排出する加熱装置を有し、前記加熱体の非加熱時の前記温度検知素子の検出値に応じて、環境検知センサによる装置設置環境の検知タイミングを変化させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記加熱体の非加熱時の温度検知素子による温度検知タイミングは、画像形成指令の入力時であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記環境検知センサは、温度センサであることを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の画像形成装置。
6. 前記環境検知センサは、湿度センサであることを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の画像形成装置。
7. 装置内部を冷却する冷却ファンと、装置設置環境を検知する環境検知センサとを有し、前記環境検知センサを冷却ファン近傍に配置し、該環境検知センサの検知情報に基づいて装置各部の制御パラメータを変更する画像形成装置の制御方法であって、
   前記冷却ファンを、画像形成指令の入力に応じて駆動を開始させるとともに、前記環境検知センサによる装置設置環境の検知を、前記冷却ファンの駆動開始から所定時間経過後に行うようにしたことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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