JP5823445B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電器とを備えている。この帯電器は、感光体ドラムの周囲に配置されていて、その動作時にはオゾンやＮＯｘと呼ばれる窒素酸化物を発生する。このとき、酸化力の強いオゾンが感光体表面を酸化させてその表面抵抗を低下させる。また、窒素酸化物が空気中の水分と反応することにより消散やアンモニウム等のイオン生成物が生成され、このイオン生成物は、水溶性であることから感光体ドラムの表面に付着すると大気中の水分を取り込んでその表面抵抗を低下させる。この結果、感光体ドラムの表面に形成される静電潜像のエッジ部の電位に横流れが生じて、印刷画像の画質が低下するという問題がある。

この問題を解決するべく、例えば特許文献１に示す画像形成装置では、感光体ドラムに発熱体を内蔵し、この発熱体からの発熱により感光体ドラムの表面を乾燥させて、感光体ドラムの表面抵抗の低下要因である水分を除去するようにしている。この画像形成装置は画像形成ユニットを１つだけ有するモノクロ機である。

特開２０００−１４７９８３号公報

ところで、近年、画像形成装置の省スペース化（小型化）の要求が高まる中、感光体ドラムやこれに付随する現像器やトナー回収容器等の部品を限られたスペース内に配置することが求められている。

しかしながら、特許文献１に示す画像形成装置において、省スペース化を図ろうとすると、感光体ドラムと、現像器及びトナー回収容器等の部品とが狭いスペース内に密集するため、現像器内及びトナー回収容器内のトナーが感光体ドラムの発熱体からの熱で凝縮するという問題がある。

そこで、発熱体を、感光体ドラムとは別体化してトナー凝縮の問題が生じない場所に配置することが考えられる。しかし限られたスペース内でこのような配置を実現しようとすると、発熱体を例えば転写ベルトの近傍に配置せざるを得ない場合が多い。特に、近年、開発が進むタンデムカラー機では、モノクロ機に比べて画像形成ユニットの数が多い分、スペース的な制約が大きく、設計レイアウト上、発熱体が転写ベルトの近傍に配置される場合が多い。

しかし、発熱体を転写ベルトの近傍に配置すると、転写ベルトが発熱体により局所的に加熱されてしまうため、転写ベルトが冷えやすい低温環境下において、発熱体によるベルトの加熱部分と非加熱部分とで表面温度が大きく異なってしまう。このため、転写ベルトの加熱部分と非加熱部分とでベルトの電気抵抗値に大きな差が生じて、延いては転写性能にも差が生じてしまう。この結果、印刷画像に筋画像が発生するなどして、印刷画像の画質が低下するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感光体ドラムの表面を加熱乾燥させる発熱体を備えた画像形成装置において、画像形成に影響を与える転写ベルト等の機能部材が発熱体により局所的に加熱されることに起因する印刷画像の画質低下を防止することにある。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電器と、上記感光体ドラムの表面に露光して静電潜像を形成する露光装置と、上記感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーによって現像してトナー像とする現像装置と、画像形成時に該トナー像を被転写体に転写させる転写部材と、感光体ドラムを加熱して乾燥させるための発熱体と、発熱体の作動を制御する加熱制御手段とを備えている。

そして、上記感光体ドラムの表面に当接する摺擦ローラー４０ａと、大気温度を検出する温度検出手段と、大気湿度を検出する湿度検出手段と、を備え、上記加熱制御手段は、上記湿度検出手段による検出湿度が第１閾湿度以上である場合において、上記温度検出手段による検出温度が閾温度以上であるときには、上記発熱体により上記感光体ドラムを加熱して乾燥させる発熱加熱制御を実行する一方、上記温度検出手段による検出温度が上記閾温度未満であるときには、上記現像装置により現像動作を行って上記感光体ドラムの表面にトナーを付着させると共に、該付着させたトナーを上記転写部材により被転写体に転写させることなく上記摺擦ローラーと感光体ドラムとの当接部に供給しつつ、該摺擦ローラーを駆動することで、上記感光体ドラムの表面を該トナーに含まれる研磨剤により研磨して、該研磨に伴い生じる摩擦熱によって上記感光体ドラムの表面を加熱して乾燥させる摺擦加熱制御を実行するように構成されている。

この構成によれば、湿度検出手段により検出される検出湿度が第１湿度以上である場合において、温度検出手段により検出される検出温度が閾温度以上であるときには（高温高湿環境下においては）、加熱制御手段により、発熱体を利用した発熱体加熱制御が実行される一方、該検出温度が上記閾温度未満であるときには（低温高湿環境下においては）、加熱制御手段により摺擦ローラーを利用した摺擦加熱制御が実行される。したがって、低温環境下において、転写ベルトなど画像形成に与える影響が大きい機能部材が発熱体によって局所的に加熱されるのを防止することができる。延いては、印刷画像の画質低下を抑制することができる。

上記加熱制御手段は、上記湿度検出手段による検出湿度が高い側の方が低い側に比べて、上記摺擦加熱制御の実行頻度を高くするように構成されていることが好ましい。

この構成によれば、大気湿度が高いほど、加熱制御手段により摺擦加熱制御が頻繁に実行される、よって、感光体ドラムの表面を確実に加熱乾燥させることができる。

上記加熱制御手段は、上記湿度検出手段による検出湿度が上記第１閾湿度以上である場合において、上記温度検出手段による検出温度が閾温度未満であったとしても、上記湿度検出手段による検出湿度が上記第１閾湿度よりも大きい第２閾湿度以上であるときには、上記発熱加熱制御を実行するように構成されていることが好ましい。

この構成によると、湿度検出手段による検出湿度が第１閾湿度以上であったとしても、該検出湿度が第２閾湿度以上となるような超高湿度環境下では、加熱制御手段により摺擦加熱制御を実行せずに発熱加熱制御が実行される。これにより、超高湿環境下では、感光体ドラム１０による吸湿防止を優先することで、印刷画像の画質が著しく低下するのを抑制することができる。

上記画像形成装置は、上記画像形成時に上記転写部材によって上記被転写体に転写されずに上記感光体ドラム上に残留した残留トナーを利用して、上記摺擦ローラーにより感光体ドラムの表面を研磨するクリーニング制御を実行するクリーニング制御手段をさらに備え、上記加熱制御手段による上記摺擦加熱制御の実行時における上記摺擦ローラーと上記感光体ドラムとの周速差は、上記クリーニング制御手段によるクリーニング制御の実行時における上記摺擦ローラーと上記感光体ドラムとの周速差よりも大きいことが好ましい。

この構成によれば、摺擦加熱制御の実行時には、摺擦ローラーと感光体ドラムとの周速差を大きくとることで、クリーニング制御の実行時に比べて摩擦熱の発生量を格段に高めることができる。

上記被転写部材は、転写ベルトであり、上記画像形成装置は、上記感光体ドラムを上記転写ベルトに沿って複数配置してなるタンデム機であることが好ましい。

タンデム機では、モノクロ機に比べてスペース的な制約が大きいため、発熱体を転写ベルトの近傍に配置せざるを得ない場合が多い。発熱体を転写ベルトの近傍に配置した場合、低温環境下において、発熱体による加熱部分と非加熱部分とでベルトの表面温度に大きな差が生じてしまう。このため、低温環境下において印刷画像の画質低下を生じ易く、本発明はかかる構成に対して特に有用である。

本発明によれば、画像形成に影響を与える転写ベルトなどの機能部材が発熱体により局所的に加熱されることに起因する印刷画像の画質低下を防止することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 図２は、画像形成部及びその側方のクリーニング装置を拡大して示す拡大図である。 図３は、制御系の構成を示すブロック図である。 図４は、コントローラーにおける感光体加熱制御を示すフローチャートである。 図５は、コントローラーにおける感光体加熱制御を示すマップである。 図６は、実施形態２を示す図４相当図である。 図７は、実施形態２を示す図５相当図である。 図８は、従来例、実施形態１及び実施形態２のそれぞれについて、印刷テストを行った結果を示す表である。 図９は、従来例を示す図５相当図である。

−全体構成−

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
≪実施形態１≫

図１は、実施形態における画像形成装置１を示している。この画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、中間転写ベルト７と、１次転写部８及び２次転写部９と、定着部１１と、光走査装置１５と、複数の画像形成部１６と、第１〜第４用紙搬送部２１〜２４とを備えている。

画像形成装置１の本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前のカットペーパー等の用紙（図示省略）を積載して収容している。そして、この用紙は、図１において給紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離して送り出される。

第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３の側方に設けられている。第１用紙搬送部２１は、本体２の左側面に沿って配置されている。そして、第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を本体２の左側面に沿って上方の２次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の右側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５には、給紙カセット３に入っていないサイズの用紙や、厚紙、或いはＯＨＰシート等が載置される。そして、手差し給紙部５の左方には第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から第１用紙搬送部２１まで略水平に延びて第１用紙搬送部２１に合流している。そして、第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙等を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に配置されている。ここで、画像形成装置１は、外部から送信された画像データを受信する。この画像データは、光走査装置１５に送られる。光走査装置１５は、画像データに基づいて制御されたレーザー光を画像形成部１６へ向けて照射する。

画像形成部１６は、光走査装置１５の上方に例えば４つ設けられている。各画像形成部１６の側方には、画像形成部１６に設けられた感光体ドラム１０をクリーニングするためのクリーニング装置４０（後で詳述する）が設けられている。また、感光体ドラムの１０の上端近傍には、該ドラム表面を加熱するための発熱体５０が設けられている。各画像形成部１６の上方には、無端状の中間転写ベルト７が設けられている。中間転写ベルト７は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動されるようになっている。

４つの画像形成部１６は、図１に示すように、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成部１６では、光走査装置１５によって照射されたレーザー光により原稿画像の静電潜像がそれぞれ形成され、この静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。画像形成部１６の詳細については後述する。

１次転写部８は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。１次転写部８は、画像形成部１６により形成されたトナー像を中間転写ベルト７表面に１次転写する１次転写ローラー８ａを有している。１次転写ローラー８ａには、転写バイアス電源６０ｃより転写バイアスが印加されている。各画像形成部１６のトナー像は、１次転写ローラー８ａに印加された転写バイアスによって、所定のタイミングで中間転写ベルト７に転写される。そうして、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

２次転写部９は、中間転写ベルト７の左側方に配置された２次転写ローラー１８を有している。２次転写ローラー１８は、転写バイアス電源６０ｃにより転写バイアスが印加されている。２次転写ローラー１８は、中間転写ベルト７との間で用紙Ｐを挟持する。そうして、中間ベルト７上のトナー像は、ト２次転写ローラー１８に印加された転写バイアスによって用紙Ｐへ転写されるようになっている。

定着部１１は、２次転写部９の上方に設けられている。２次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が２次転写された用紙Ｐを定着部１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。

定着部１１は、各々回転する加熱ローラー１９と、加圧ローラー２０とを有している。そして、定着部１１は、加熱ローラー１９と加圧ローラー２０とにより用紙Ｐを挟持することで、用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱及び加圧して用紙Ｐに定着させるようになっている。

定着部１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。

分岐部２７から用紙排出部２８に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部２９としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部２９において、定着部１１から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。
−画像形成部−

次に、図２を参照しながら画像形成部１６の詳細について説明する。

画像形成部１６は、感光体ドラム１０、帯電器２０、現像装置３０及び発熱体５０を有している。

感光体ドラム１０は円筒状をなしており、その外周面（表面）にはａ−Ｓｉ材料からなる感光層が全周に亘って形成されている。感光体ドラム１０は、その軸心部を貫通する軸部材（図示省略）により回転可能に支持されている。

帯電器２０は、感光体ドラム１０の下側に配置されている。感光体ドラム１０に摺接して該ドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラー２０ａと、帯電ローラー２０ａをクリーニングするための帯電クリーニングローラー２０ｂとを有している。帯電ローラー２０ａは帯電バイアス電源６０ｂ（図３参照）に接続されている。そして、帯電器２０は、帯電ローラー２０を介して感光体ドラム１０に帯電バイアスが印加されることで、感光体ドラム１０の表面が所定電位に帯電される。この状態で、感光体ドラム１０の表面に光走査装置１５よりレーザー光が照射されることで静電潜像が形成される。

現像装置３０は、感光体ドラム１０の側方に配置されている。現像装置３０は、２本のトナー搬送スクリュー３０ａと磁気ローラー３０ｂと現像ローラー３０ｃとを有している。現像ローラー３０ｃは、現像バイアス電源６０ａ（図３参照）に接続されている。現像装置３０は、磁気ローラー３０ｂの表面に起立する磁気ブラシを用いて現像ローラー３０ｃにトナー薄層を形成するとともに、現像ローラー３０ｃにトナーと同極性（正）の現像バイアスを印加することでドラム表面にトナーを飛翔させる。この飛翔したトナーが感光体ドラム１０の表面に形成された静電潜像に付着すると、静電潜像が現像されてドラム表面にトナー像が形成される。

−クリーニング装置−

次に、図２を参照しながらクリーニング装置４０の詳細について説明する。

クリーニング装置４０は、感光体ドラム１０の現像装置３０側とは反対側に配置されている。クリーニング装置４０は、摺擦ローラー４０ａ、クリーニングブレード４０ｂ、回収スクリュー４０ｃ、及びクリーニングケース４０ｄを有している。

摺擦ローラー４０ａは、感光体ドラム１０に所定の圧力で圧接されていて、不図示の駆動手段により感光体ドラム１０との当接部において同一方向に回転駆動される。そうして、摺擦ローラー４０ａは、トナー内に含まれる研磨剤を利用してドラム表面を研磨するクリーニング部材として機能する。この摺擦ローラー４０ａは、後述するように、感光体ドラム１０のクリーニング目的以外に、感光体ドラム１０の加熱目的にも利用される。

クリーニングブレード４０ｂは、感光体ドラム１０表面における摺擦ローラー４０ａとの当接部よりも回転方向下流側にてドラム表面に当接している。そして、クリーニングブレード４０ｂは、感光体ドラム１０の表面に付着したトナーを掻き取ってクリーニングケース４０ｄ内に落下させるように構成されている。クリーニングブレード４０ｂによって感光体ドラム１０表面から除去された残留トナーは、回収スクリュー４０ｃの回転に伴ってクリーニング装置４０の外部に排出される。
クリーニング装置４０と帯電器２０の間には不図示の除電ランプが配置されている。除電ランプは、感光体ドラム１０表面に光を照射することによりドラム表面の残留電荷を除去する。

上記発熱体５０は、転写ベルトの上側近傍で且つ感光体ドラム１０の表面に隣接する位置に配置されている。発熱体５０は、例えば面状のヒーターにより構成されている。発熱体５０は、平面視において現像器３０とクリーニング装置４０との間に配置されている。そうして、発熱体５０は、現像器３０やクリーニング装置４０などトナーが収容される機器から極力離れた位置に配置されている。これにより、発熱体５０からの発熱によりトナーが凝縮するのを防止している。

−制御系の構成−

次に、図３を参照しながら上記画像形成装置１の制御系の構成について説明する。画像形成装置１は、その全体動作を制御するコントローラー１００を有している。コントローラー１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を有するマイクロコンピューターにより構成されている。コントローラー１００は、画像入力部６１、操作部６２、大気温度センサー６３、大気湿度センサー６４、定着温度センサー６５、及び電源スイッチ６６等から入力される入力信号を基に、画像形成装置１内の機器や制御部品を制御する。この機器及び制御部品としては、上述した光走査装置１５、現像器３０、感光体ドラム１０、帯電器２０、クリーニング装置４０、１次転写ローラー８ａ、２次転写ローラー１８、発熱体５０、及びバイアス電源６０等が挙げられる。バイアス電源６０は、現像バイアス電源６０ａ、帯電バイアス電源６０ｂ、転写バイアス電源６０ｃを含んでいる。

画像入力部６１は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部端末から送信される画像データを受信してコントローラー１００に出力する。

操作部６２は、例えばタッチパネル式の液晶ディスプレイやテンキーを有している。そして、ユーザーが操作部６２を操作することで、印刷枚数などの各種の設定を行ったり、印刷開始指示を行ったりできるようになっている。操作部６２は、ユーザーによる操作を操作信号としてコントローラー１００に出力する。

大気温度センサー６３は、画像形成装置１の本体２内の大気温度（以下、機内温度という）を検出して、その検出信号をコントローラー１００に出力する。大気湿度センサー６４は、画像形成装置１の本体２内の大気湿度（以下、機内湿度という）を検出して、その検出信号をコントローラー１００に出力する。定着温度センサー６５は、定着部１１に設けられた加熱ローラー１９の温度を検出して、その検出信号をコントローラー１００に出力する。

電源スイッチ６６は、ユーザーが操作可能な押しボタン式のスイッチで構成されている。電源スイッチ６６は本体２内に設けられた電源に電気的に接続されており、ユーザーが電源スイッチ６６をオンすることで電源からコントローラー１００に電力が供給されるようになっている。

上記コントローラー１００は、不図示のＲＯＭ内に記憶された制御プログラムを実行することで、画像形成制御、モード切替制御、クリーニング制御、及び感光体加熱制御を実行する。

上記画像形成制御では、用紙を用紙搬送部２１〜２４によって搬送するとともに、搬送経路上に設けられた画像形成部１６、転写部８，９、及び定着部１１によって用紙に画像を印刷する。

上記モード切替制御では、画像形成装置１を通常電力モードと省電力用のスリープモードとに選択的に切り替える。具体的には、コントローラー１００は、ユーザーにより電源スイッチ６６がオン操作されて画像形成装置１の電源が投入されると、先ず画像形成装置１を通常電力モードで作動させる。通常電力モードでは、コントローラー１００及びコントローラー１００に接続された全ての機器に電力が供給される。コントローラー１００は、画像形成装置１の電源投入後、操作部６２からの操作信号を検出しない状態が所定時間以上続いた場合には、画像形成装置１を通常電力モードからスリープモードに切り替える。スリープモードでは、例えば、画像データを受信するための画像入力部６１にのみ電力が供給される。

上記クリーニング制御では、画像形成時に１次転写ローラー８ａによって中間転写ベルト７に転写されずに感光体ドラム１０の表面に残留した残留トナーを利用して、摺擦ローラー４０ａにより感光体ドラム１０の表面を研磨する。クリーニング制御では、コントローラー１００により摺擦ローラー４０ａの周速が感光体ドラム１０の周速よりも遅く制御され、その周速比（＝摺擦ローラー４０ａの周速／感光体ドラム１０の周速）は、本実施形態では例えば０．８とされている。

上記感光体加熱制御は、感光体ドラム１０の表面に水分が吸着されないように感光体ドラム１０を加熱乾燥させる制御である。

コントローラー１００は、感光体加熱制御として、発熱体５０を利用した発熱加熱制御と、摺擦ローラー４０ａを利用した摺擦加熱制御とのいずれかを選択的に実行する。

発熱加熱制御では、コントローラー１００より発熱体５０に対して加熱指令を行う。発熱体５０は、コントローラーからの加熱指令を受けると発熱して感光体ドラム１０の表面を加熱する。

摺擦加熱制御では、コントローラー１００により以下の処理を実行する。すなわち、先ず、現像装置３０により現像動作を実行させて感光体ドラム１０の表面にトナーを付着させる。具体的には、帯電ローラー２０ａにより感光体ドラム１０の表面を帯電させずに、現像ローラーに対して現像バイアス電源６０ａより現像バイアスを印加する。これにより、感光体ドラム１０の表面にはトナーがベタ画像状態（ソリッド画像状態）で付着する。

そうして、感光体ドラム１０の表面にトナーを付着させた後、該トナーを１次転写ローラー８ａにより中間転写ベルト７に転写させることなく上記摺擦ローラー４０ａと感光体ドラム１０との当接部に供給する。具体的には、例えば１次転写ローラー８ａに転写バイアスを印加せずに、又は、１次転写ローラー８ａに画像形成時とは逆極性の転写バイアスを印加するようにすればよい。

そして、トナーを摺擦ローラー４０ａと感光体ドラム１０との当接分に供給するのと並行して、摺擦ローラー４０ａを回転駆動させることにより、感光体ドラム１０の表面を該トナーに含まれる研磨剤により研磨して、該研磨により生じる摩擦熱によって該ドラム１０の表面を加熱して乾燥させる。摺擦ローラー４０ａの周速は、感光体ドラム１０の周速よりも遅く制御され、その周速比（＝摺擦ローラー４０ａの周速／感光体ドラム１０の周速）は、本実施形態では例えば０．７とされている。

したがって、摺擦ローラー４０ａと上記感光体ドラム１０との周速差は、摺擦加熱制御の実行時の方がクリーニング制御実行時に比べて大きいと言える。

次に、コントローラー１００における感光体加熱制御について、図４のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。

ステップＳＡ１では、湿度センサー６４から入力される検出信号を基に、機内湿度が予め設定した第１閾湿度（本実施形態では例えば６０%）以上であるか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはリターンする一方、ＹＥＳである場合にはステップＳＡ２に進む。

ステップＳＡ２では、電源スイッチ６６から入力される操作信号を基に、電源スイッチ６６がオフからオンに切替わった直後（機内が十分に暖まる前の状態であって、例えば電源スイッチ６６がオンからオフに切り替わった後、１０分以内）であるか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはステップＳＡ６に進む一方、ＹＥＳである場合にはステップＳＡ３に進む。

ステップＳＡ３では、温度検出センサー６３から入力される検出信号を基に、機内温度が予め設定した閾温度未満であるか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはステップＳＡ８に進む一方、ＹＥＳである場合にはステップＳＡ４に進む。

ステップＳＡ４では、湿度センサー６４から入力される検出信号を基に、機内湿度が第１閾湿度よりも大きい第２閾湿度（本実施形態では例えば９０%）未満であるか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはステップＳＡ８に進む一方、ＹＥＳである場合にはステップＳＡ５に進む。

ステップＳＡ５では、上述した摺擦加熱制御を実行し、しかる後にリターンする。

ステップＳＡ２の判定がＮＯである場合に進むステップＳＡ６では、上記スリープモードから通常電力モードへの切替わり（スリープモードからの復帰）を検出したか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはリターンする一方、ＹＥＳである場合にはステップＳＡ７に進む。

ステップＳＡ７では、定着温度センサー６５から入力される検出信号を基に、加熱ローラー１９の温度（つまりトナーの定着温度）が５０℃以上であるか否かを判定し、この判定がＮＯである場合には、画像形成装置１のスリープ時間が所定時間を超えたものとして（感光体ドラム１０の表面が再加熱を必要とするほど冷えているものとして）ステップＳＡ３に進む一方、ＹＥＳである場合には、画像形成装置１のスリープ時間が所定時間以下であるものとしてリターンする。

ステップＳＡ３及びＳＡ４の判定がＮＯである場合に進むステップＳＡ８では、上述した発熱加熱制御を実行し、しかる後にリターンする。

図５は、コントローラー１００による感光体加熱制御を視覚的に理解できるようにマップ化したものである。同図より、感光体加熱制御は、機内湿度が第１閾湿度（例えば６０％）未満の低湿環境下では実行されず、機内湿度が第１湿度以上となる高湿環境下において実行されることがわかる。そして、高湿環境下の中でも大気温度が閾温度（例えば２０℃）以上となる高温高湿環境下においては、発熱体５０を利用した発熱加熱制御が実行される一方、大気温度が閾温度（例えば２０℃）未満となる低温高室環境下においては、摺擦ローラー４０ａを利用した摺擦加熱制御が実行されることがわかる。

したがって、上記実施形態１では、中間転写ベルト７が冷えやすい低温高湿環境下においては、転写ベルト７の近傍に配置された発熱体５０を使用せずに、摺擦ローラー４０ａによる摩擦熱を利用して感光ドラム１０の表面を加熱することができる。よって、低温高湿環境下において発熱体５０により中間転写ベルト７が局所的に加熱されることで、発熱体５０によるベルトの加熱部分と非加熱部分とで表面温度が大きく異なるのを防止することができる。延いては、印刷画像に筋画像が発生するなどして、印刷画像の画質が低下するのを防止することができる。

ここで、上記実施形態１では、低温高湿環境下であっても、機内湿度が第２閾湿度（例えば９０％）以上となるような超高湿環境下では、摺接加熱制御ではなく発熱加熱制御が実行される。これにより、超高湿環境下では、感光体ドラム１０の表面の吸湿防止を優先することで、印刷画像の画質が著しく低下するのを抑制することができる。

また、上記実施形態１では、摺擦加熱制御の実行時の方が、クリーニング制御実行時に比べて、摺擦ローラー４０ａと感光体ドラム１０との周速差を大きくとるようにしている。これにより、摺擦加熱制御の実行時に発生する摩擦熱を増加させて、摺擦摩擦制御による感光体ドラム１０の加熱効果をより一層高めることができる。
《実施形態２》

図６は、実施形態２を示している。本実施形態２では、コントローラー１００における感光体加熱制御が上記実施形態１とは異なっている。

すなわち、本実施形態２では、コントローラー１００は、摺擦加熱制御を第１摺擦加熱制御と第２摺擦加熱制御との２つに分けて実行する。第１摺擦加熱制御と第２摺擦加熱制御とでは加熱時間が異なっており、第１摺擦加熱制御の方が、第２摺擦加熱制御に比べて加熱時間が長い。コントローラー１００は、機内湿度に応じて、第１摺擦加熱制御と第２摺擦加熱制御とを選択的に切り替えて実行する。

以下、実施形態２におけるコントローラー１００により実行される感光体加熱制御の詳細について、図６を参照しながら説明する。

ステップＳＢ１〜ＳＢ４の処理はそれぞれ、実施形態１におけるステップＳＡ１〜ＳＡ４と同じ処理であるため、その説明を省略する。

ステップＳＢ５では、大気湿度センサー６４から入力される検出信号を基に、機内湿度が予め設定した第３閾湿度（第１閾湿度よりも大きく第２閾湿度よりも小さい湿度であって、本実施形態では例えば７５％）未満であるか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはステップＳＢ１１に進む一方、ＹＥＳである場合にはステップＳＢ６に進む。

ステップＳＢ６では、第２摺擦加熱制御を実行する。この第２摺擦加熱制御の実行時間（加熱時間）は、本実施形態では例えば３分とされている。

ステップＳＢ７及びＳＢ８の処理はそれぞれ、実施形態におけるステップＳＡ６及びＳＡ７と同じ処理であるため、その説明を省略する。

ステップＳＢ８の判定がＮＯである場合に進むステップＳＢ９では、ステップＳＢ７で通常電力モードに復帰する直前にスリープモードが設定されていた時間（つまりスリープ時間）が、予め設定した第１設定時間（本実施形態では例えば６０分）を超えているか否かを判定し、この判定がＹＥＳである場合にはステップＳＢ６に進む一方、ＮＯである場合にはステップＳＢ１０に進む。尚、画像形成時には、トナーの定着温度が例えば１６０℃近くになるが、第１設定時間は、定着温度が１６０℃付近から５０℃を下回るまでに通常要する時間よりも短い。）

ステップＳＢ１０では、上記スリープ時間が、予め設定した第１設定時間よりも短い第２設定時間（本実施形態では例えば３０分）を超えているか否かを判定し、この判定がＮＯである場合にはリターンする一方、ＹＥＳである場合にはステップＳＢ１１に進む。

ステップＳＢ１１では、第１摺擦加熱制御を実行する。

ステップＳＢ３及びステップＳＢ４の判定がＮＯである場合に進むステップ１２では、発熱加熱制御を実行する。

図７は、本実施形態２における感光体加熱制御を視覚的に理解できるようにマップ化したものである。同図によれば、実施形態１とは異なり、低温高湿環境下において実行される摺擦加熱制御が第１摺擦加熱制御と第２摺擦加熱制御とに切り分けられている。具体的には、上記低温高湿環境下の中でも機内湿度が第３閾湿度（例えば７５％）を下回る低湿側では第２摺擦加熱制御が実行され、機内湿度が第３閾湿度（例えば７５％）以上となる高湿側では、第２摺擦加熱制御よりも加熱時間が長い第１摺擦加熱制御が実行されるようになっている。

したがって、上記実施形態２では、機内湿度が高いほど摺擦加熱制御の実行時間（つまり摺擦ローラー４０ａの回転駆動時間）を長くとって、感光体ドラム１０の表面を確実に乾燥させることができる。

また、上記実施形態２では、第１及び第２摺擦加熱制御は共に、画像形成装置１の電源投入直後に実行されるが、その後、画像形成装置１が通常電力モードからスリープモードに切り替わって通常電力モードに復帰する際の実行条件が異なっている。すなわち、第２摺擦加熱制御は、スリープ時間が第１設定時間（例えば６０分）を超える場合に実行されるのに対し（ステップＳＢ９）、第１摺擦加熱制御は、スリープ時間が第１設定時間よりも短い第２設定時間（例えば３０分）超える場合に実行される（ステップＳＢ１０）。

したがって、コントローラー１００による第１摺擦加熱制御の実行頻度は第２摺擦加熱制御の実行頻度よりも高くなる。換言すると、コントローラー１００による摺擦加熱制御の実行頻度は、機内湿度が高い側の方が低い側に比べて高くなる。これにより、機内湿度が高いほど、感光体ドラム１０の表面を頻繁に加熱して、該ドラム表面を確実に乾燥させることができる。
《実施例》

実施形態１及び２並びに従来例のそれぞれについて、低温環境下（機内温度１０℃）で実際に印刷テストを行った。図８は、この印刷テストの結果をまとめた表であり、図９は、従来例における感光体加熱制御を示すマップである。このマップに示すように、従来例では発熱体加熱制御のみが実行される。

図８の表中の「○」は、筋画像が未発生であることを意味し、「×」は、殆ど全ての用紙で筋画像が発生したことを意味し、「△」は、一部の用紙で筋画像が発生したことを意味している。この表によれば、機内湿度が１００％の環境下では、従来例及び実施形態１及び２のいずれの場合も筋画像が未発生であることがわかる。これは、機内湿度１００％の環境下では、いずれの場合もコントローラー１００により発熱加熱制御が実行されるためと考えられる。機内湿度が６０％及び８０％の環境下では、従来例の場合、筋画像が発生しているが、実施形態１及び２の場合、筋画像が未発生であることがわかる。これは、実施形態１及び２の場合、機内湿度が６０％及び８０％となる高湿環境下では従来例とは異なり、コントローラー１００により摺擦加熱制御が実行されるためと考えられる。

《他の実施形態》

上記各実施形態では、発熱体５０を、感光体ドラム１０とは別体で構成して、感光体ドラム１０の外部に設けるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば感光体ドラム１０に内蔵するようにしてもよい。

上記各実施形態では、画像形成装置１はタンデム機とされているが、これに限ったものではなく、例えばモノクロ機であってもよい。

上記各実施形態では、コントローラー１００により摺擦加熱制御を実行する際に、帯電器２０により感光体ドラム１０の表面を帯電させずに、現像装置３０により現像動作を行うことで、感光体ドラム１０の表面にトナーを付着させるようにしているが、これに限ったものではない。すなわち、例えば、帯電器２０により感光体ドラム１０の表面を帯電させた後、その表面全体を露光装置１５により露光した後、現像装置３０により現像動作を行うようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、機内湿度が第２閾湿度（例えば９０％）以上となるような超高湿環境下では発熱加熱制御を実行するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば超高湿環境下においても摺擦加熱制御を実行するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、画像形成装置に有用であり、特にタンデムカラー式の画像形成装置に有用である。

１ 画像形成装置
７ 中間転写ベルト（被転写部材）
８ａ １次転写ローラー（転写部材）
１０ 感光体ドラム
２０ 帯電器
３０ 現像装置
４０ａ 摺擦ローラー
５０ 発熱体
６３ 大気温度センサー（温度検出手段）
６４ 大気湿度センサー（湿度検出手段）
１００ コントローラー（加熱制御手段、クリーニング制御手段）

Claims (5)

1. 感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電器と、上記感光体ドラムの表面に露光して静電潜像を形成する露光装置と、上記感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーによって現像してトナー像とする現像装置と、画像形成時に該トナー像を被転写体に転写させる転写部材と、上記感光体ドラムを加熱して乾燥させるための発熱体と、該発熱体の作動を制御する加熱制御手段とを備えた、画像形成装置であって、
   上記感光体ドラムの表面に当接する摺擦ローラーと、
   大気温度を検出する温度検出手段と、
   大気湿度を検出する湿度検出手段と、を備え、
   上記加熱制御手段は、上記湿度検出手段による検出湿度が第１閾湿度以上である場合において、上記温度検出手段による検出温度が閾温度以上であるときには、上記発熱体により上記感光体ドラムを加熱して乾燥させる発熱加熱制御を実行する一方、上記温度検出手段による検出温度が上記閾温度未満であるときには、上記現像装置により現像動作を行って上記感光体ドラムの表面にトナーを付着させると共に、該付着させたトナーを上記転写部材により上記被転写体に転写させることなく上記摺擦ローラーと感光体ドラムとの当接部に供給しつつ、該摺擦ローラーを駆動することで、上記感光体ドラムの表面を該トナーに含まれる研磨剤により研磨して、該研磨に伴い生じる摩擦熱によって上記感光体ドラムの表面を加熱して乾燥させる摺擦加熱制御を実行するように構成されている、画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記加熱制御手段は、上記湿度検出手段による検出湿度が高い側の方が低い側に比べて、上記摺擦加熱制御の実行頻度を高くするように構成されている、画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   上記加熱制御手段は、上記湿度検出手段による検出湿度が上記第１閾湿度以上である場合において、上記温度検出手段による検出温度が上記閾温度未満であったとしても、上記湿度検出手段による検出湿度が上記第１閾湿度よりも大きい第２閾湿度以上であるときには、上記発熱加熱制御を実行するように構成されている、画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記画像形成時に上記転写部材によって上記被転写体に転写されずに上記感光体ドラム上に残留した残留トナーを利用して、上記摺擦ローラーにより上記感光体ドラムの表面を研磨するクリーニング制御を実行するクリーニング制御手段をさらに備え、
   上記加熱制御手段による上記摺擦加熱制御の実行時における上記摺擦ローラーと上記感光体ドラムとの周速差は、上記クリーニング制御手段によるクリーニング制御の実行時における上記摺擦ローラーと上記感光体ドラムとの周速差よりも大きい、画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記被転写部材は、転写ベルトであり、
   上記画像形成装置は、上記感光体ドラムを上記転写ベルトに沿って複数配置してなるタンデム機である、画像形成装置。

Images