JP2002214858A - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外気温などの環境状態を周囲部品の影響を受け
ずに検知し、良好な環境制御を行い、良好な画像を得る
ことのできる電子写真画像形成装置を提供する。 【解決手段】電子写真画像形成装置１において、各種構
成部品に与える制御量に影響を与える温度を検知するセ
ンサ２を、メディアを収納する収納容器３の脇に設置す
る。センサからの温度情報は制御基板５に入力し画質制
御を行う。温度検知センサは、特にメディア検知を行う
メディア検知センサの基板上に設置すると良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真画像形成
装置の温度センサにおいて、温度センサの設置場所及び
その読みとり方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真画像形成装置において、各制御
部品は演算手段であるマイコンやゲートアレイによって
状態量が演算され、適切な制御を行うための制御量が与
えられる。制御量の変わるものとして、感光体帯電電
圧，現像バイアス電圧，感光体へ転写する第一転写電
圧，紙へ転写する第二転写電圧，定着温度、そのほか各
種制御量があるが、これらの制御量は外気温によって影
響を受ける。これまで外気温を測定する外気温センサ
は、電源脇、もしくはモータ脇，パネル脇などの制御基
板上に実装されていた。

【０００３】環境制御は少なくとも１カ所の温度センサ
の読みとり値より行っている。例えば、現像機脇の温度
検知は、特開平５−１４２８８５号公報などに記載され
ており、感光体への帯電電圧や感光ドラムの回転数など
を制御している。感光体ユニット脇の温度検知は、特開
平１１−６５２４３号公報などに記載されており、転写
バイアスなどを制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】画像形成装置の制御量
に影響を与える外気温センサは、従来、画像形成装置の
上面のパネル脇や、側面の電源やモータなどの脇の制御
基板に実装されているため、少なからず各部品の温度上
昇の影響を受けていた。特に駆動モータやスキャナモー
タなどの駆動部品や定着器の近くにおいては、各部品が
発熱するものであり、外気温とは異なる温度を測定する
状態にあった。パネルなどはこのような部品の上方に配
置する部品であり、雰囲気が徐々に変わってしまってい
た。また電源においては、画像形成装置の動作状態によ
り変化し、特に印刷状態において多く発熱するため、や
はり外気温などの環境を検知するには難があった。

【０００５】本発明の目的は、外気温などの環境状態
を、従来の温度センサよりも周囲部品の影響を受けずに
検知し、良好な環境制御を行い、良好な画像を得ること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】帯電器と、帯電器により
帯電される感光体と、感光体に露光して電気潜像を形成
する露光手段と、電気潜像に対して着色媒体であるトナ
ーを供給する現像機と、電気潜像上に付着したトナーを
感光体から中間転写体に転写し、更に紙やOHPなどのメ
ディアに転写した後、定着器においてトナーを定着し、
印刷画像を得る電子写真画像形成装置において、各種構
成部品に与える制御量に影響を与える温度検知センサ
を、メディアを収納する収納容器の脇に設置する。

【０００７】温度検知センサは、特にメディア検知を行
うメディア検知センサ脇に設置する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１を用いて実施例を説明する。

【０００９】電子写真画像形成装置であるプリンタ１も
しくは複写機は、帯電器２８と、帯電器により帯電され
る感光体６と、感光体に露光して電気潜像を形成する露
光手段２９と、電気潜像に対して着色媒体であるトナー
を供給する現像機４と、電気潜像上に付着したトナーを
感光体から転写する中間転写体９と、更に転写ローラ１
０を用いて紙やＯＨＰなどのメディアに転写した後トナ
ーを定着する定着器１１とで構成されるのが一般的であ
る。転写しきれなかったトナーはクリーニング部材１２
で除去される。紙やＯＨＰなどのメディアは収納容器で
あるカセット３からピックローラ７などを用いて、レジ
ストローラ８へ搬送され、印刷プロセスにあわせて中間
転写体９と転写ローラ１０の間に搬送され転写、定着器
１１を通り、印刷画像となる。

【００１０】それぞれの構成部品は、温度環境や湿度環
境によって制御量を変化させなければ良好な画像を得る
ことができない。特に温度環境に関しては、画像濃度に
対して大きな影響を与えるので、できるだけ正しく検知
する必要がある。

【００１１】図６は、モータ脇の温度と紙カセットの温
度の変化を説明する図である。モータ脇の温度は、セン
サ位置Ｋに示すような温度変化をする。待機状態では温
度上昇は比較的少ないものの、印刷状態になったときに
モータが駆動することによって発熱し、モータ脇に置い
た温度センサは温度の上昇を検知している。それに対し
て紙カセット温度は温度上昇が少ない。従って紙カセッ
トの周囲に設置したセンサは、センサ位置Ｌに示すよう
な温度になるので外気温などの周囲温度を良好に知るこ
とができる。

【００１２】本発明の第一の実施例は、紙やＯＨＰなど
の用紙を収納する収納容器３（以下、紙カセットと呼
ぶ）脇、特に紙カセットを支持するカセットガイドに、
温度センサ２を設置し、温度情報を制御基板５へ入力す
る場合について説明する。

【００１３】例えば図２の斜線部に示す位置が適当であ
る。紙カセット３は一般に画像形成装置の下方や側面に
配置され、画像形成装置の機能部品であるモータや定着
器などから遠い位置に配置されており、紙カセットは画
像形成装置の中で比較的温度上昇のない構成部品となっ
ているからである。

【００１４】紙カセット自体に温度センサを設置するの
が理想的であるが、紙カセットの着脱を考えると温度セ
ンサを設置することはできない。そこで紙カセット脇に
存在するカセットガイドに温度センサ２を設置し、紙カ
セットに準ずる温度を検知することによって周囲環境温
度を読みとるようにした。

【００１５】この周囲環境温度をどのように利用する
か、説明する。

【００１６】先ず周囲温度は帯電現象に影響を与えるた
め、トナーの帯電や感光体への帯電、紙への帯電及び除
電などの状態を変えてしまう。構成部品順に説明を行う
と、感光体６では周囲温度により感光体表面電位のレベ
ルが変わり、温度が高いとき電荷の移動度が良好となる
ため、画像濃度が濃くなる方向へ変化してしまう。帯電
器２８は温度の上昇とともに放電し易くなり帯電が良好
にでき、画像品質を向上する。現像機４では温度上昇と
ともにトナーの帯電量が高くなる場合が多く、現像量が
多くなるため、現像バイアスを低くするなどの制御が必
要となる。同様に転写ローラ１０においては転写電圧の
調整が必要となっている。除電においては除電器３０の
構成により異なるが、除電に必要なイオンの発生量が変
わるため、適切な制御を与える必要がある。

【００１７】また周囲温度はトナーが定着させるときの
定着温度を変化させてしまう。低温環境では紙などのメ
ディアが低温であるため、定着器１１において所定温度
で定着しようとしても紙１枚通しただけでも、定着器の
温度の下がり具合が高温環境に比べて大きくなってしま
う。従って低温環境では高温環境よりも多くの熱量を定
着器に与える必要がある。

【００１８】以上のような環境制御を行うためには、本
実施例のような温度が変化しにくい位置での測定が必要
である。また本実施例の位置に温度センサを取り付ける
ことにより良好な画像を得ることができる。

【００１９】温度センサは、熱電対やサーミスタなどの
電気部品が安価であり望ましい。そのほか、赤外線セン
サなど用いてもよい。温度センサからの温度情報は、電
気配線を用いて制御基板上の演算手段であるマイコンや
ゲートアレイに入力され、演算の後、制御量として各制
御部品に出力される。

【００２０】ここでサーミスタを用いた温度検知の一例
を図３に示す。温度検知は、制御基板１７と離れた位置
にある温度センサ基板１８において行う。サーミスタ１
５はプルアップ抵抗１４に接続され、抵抗分圧された電
圧をマイコンなどのアナログ入力ポート１３に入力し、
温度を検知するとよい。この方法ではサーミスタを抵抗
体としており、マイコンなどの電源と同じ供給源を用い
ることで、電源電圧が変動しても安定して温度を検出で
きる。サーミスタ１５の一方の端子を接地１６におく
と、容易に構成できる。

【００２１】例えば、プルアップ抵抗には４.７ｋΩ 程
度のものを用い、サーミスタ１５には２５℃環境で凡そ
１０ｋΩ程度のものを用いる。５Ｖ電源を用いた通常の
環境で２Ｖから４Ｖ程度で変化するので、マイコンやゲ
ートアレイのアナログ入力も行いやすい。この抵抗値は
用途により異なるものを用いてもよい。

【００２２】本発明の実施例のように前記のようなサー
ミスタを用いた構成を用いると、マイコンやゲートアレ
イのアナログ入力値をチェックすることによって、サー
ミスタの断線や基板組立上の短絡，断線を検知できる。
例えば前記構成の場合、断線が起きたときはプルアップ
抵抗により５Ｖとなる。また短絡が起きたときは接地さ
れ、０Ｖ付近の電圧値がマイコンやゲートアレイに入力
される。これより通常の外気温で入力される２Ｖ〜４Ｖ
ではない５Ｖなり０Ｖのとき、異常と検出できる効果を
有する。同様にサーミスタが５Ｖに接続され、プルダウ
ン抵抗が接続されている場合にも検出することができ
る。他に熱電対を用いた場合、放射温度計を用いた場合
など他の温度センサを用いた場合でも所望の範囲外で検
出された場合は、異常と検知するようにする。

【００２３】温度検知が異常となった場合の実施例は、
温度をあらかじめ決めた所定の温度で環境制御するよう
にする。例えば温度が標準環境（例えば２０℃）にあっ
た場合と同じ環境制御にすることが望ましい。高温環境
もしくは低温環境の温度として環境制御を行ってもよい
が、画像濃度制御で中間的な値である標準環境での制御
が好ましい。

【００２４】温度検知が異常の場合の実施例として他
に、プリンタを停止させる場合がある。プリンタの停止
の方法は、以下のいずれでも良い。先ずプリンタの主制
御基板上にあるマイコンやゲートアレイが異常状態を検
出し、そのままプリンタを停止させる方法がある。この
場合、プリンタが温度検知異常である旨、保守報知を行
う必要がある。他に温度情報をプリンタコントローラや
パソコンに与え、プリンタコントローラやパソコンが温
度検知異常である旨報知する方法がある。後者の場合パ
ソコンと接続しているため、パソコン上に温度検知手段
たる温度センサが異常であることを報知するとともに、
対応方法を報知するとよい。例えば前述の所定温度の環
境制御で動作させるなり、サービスマンコールにしても
よい。

【００２５】以下、別の実施例について説明を行う。

【００２６】上記実施例は、図５に示すように紙カセッ
トの装着方向に対して両側面、望ましくはその手前側
（ＡやＥ）について説明していた。これは真の外気温を
知ることが容易なためである。この位置は紙を搬送した
り、感光体ベルトを回転させるなどの印写プロセスに必
要なモータから離れた位置にあり、また最大の熱源であ
る定着器から最も遠い位置にある。さらにレーザユニッ
トなどを冷却する風の吸気口近くにあり、真の外気温を
知るに適した位置である。

【００２７】それに対して別の実施例として紙カセット
装着方向の奥側（Ｂ，Ｃ，Ｄ）に温度センサを取り付け
ても良い。これは紙が実際にトナーと接触する点に近い
場所で温度検出するので、現像，転写，除電に適切な環
境制御を与えることができる。実際のプリンタ内部の温
度上昇は、レーザユニットや現像機などにおいても発生
しており、実際に現像や転写，除電をする位置での温度
は、外気温度より数℃高い温度になりやすい。温度セン
サを当該位置にすることによってより適切な環境制御を
与えることができる。

【００２８】上記実施例はプリンタ本体に温度センサを
１つ設置する場合について記載したが、温度センサを複
数個置いてもよい。例えば前記の手前側位置（Ａ）と奥
位置（Ｂ）の両方に置いてもよい。このようにすると、
位置（Ａ）の温度センサを用いて定着などの環境制御を
行い、位置（Ｂ）の温度センサを用いて転写などの環境
制御を行うと適切な環境制御ができ、より良い画像品質
が得られる。

【００２９】別の実施例として、カセットガイドに装着
されているメディアサイズ検知用センサ基板にサーミス
タをとりつけ、温度を検知する方法がある。この方法に
よるとサーミスタなどの温度センサのみを搭載したセン
サ基板を新たに作る必要が無いため、製造コストを低減
することができる。図４に示すように制御基板１９より
メディア関係のセンサ２１を機能させるための信号線２
３と、温度センサであるサーミスタ２２を機能させる信
号線２４を、センサ２１とサーミスタ２２を搭載した温
度センサ基板２０に接続して温度を検知する。そのほか
の実施例として、メディア種類検知用，メディア有無検
知用などのセンサ基板にサーミスタなどの温度センサを
搭載することによって上記同様、製造コストを低減でき
る。紙などを収納する収納容器脇に配置されている基板
のいずれに搭載しても同様の効果を得ることができる。
ただし温度センサはモータなどの動作する部品やドライ
バなどの制御部品の近くには置かないことが望ましい。
図５で示す電源側２５やモータ側２６の構成部品位置に
は設置しないことが望ましい。

【００３０】所望のセンサ基板にサーミスタなどの温度
センサを設置することができない場合、サーミスタ基板
など別の基板を作り設置しても良いが、紙カセットの支
持部材であるガイドなどにセンサ基板とサーミスタ基板
を併置するなどすると、製造コストを押さえることがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の実施例によれば、発熱しやすい
モータや電源などの部品から離れた紙カセット周囲に温
度センサが存在するので、外気温に近い温度を検出する
ことができ、適切な温度検出による適切な制御ができる
ため、高品位な画像品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明する縦断面図である。

【図２】本発明の実施例を説明する斜視図である。

【図３】本発明の一実施例を説明するサーミスタを用い
た温度センサ基板の回路図である。

【図４】メディア関係のセンサとサーミスタを搭載した
基板を説明する図である。

【図５】温度センサ位置を説明する水平断面図である。

【図６】センサ位置によって異なる温度上昇を説明する
図である。

【符号の説明】

１…プリンタもしくは複写機、２…温度センサ、３…メ
ディア収納容器（紙カセット）、４…現像機（トナ
ー）、５…制御基板、６…感光体（ユニット）、７…ピ
ック（給紙）ローラ、８…レジストローラ、９…中間転
写体、１０…転写ローラ、１１…定着器、１２…クリー
ニング部材、１３…マイコン（のアナログポート）、１
４…プルアップ抵抗、１５…温度センサ（サーミス
タ）、１６…接地、１７，１９…制御基板、１８，２０
…温度センサ基板、２１…メディア関係センサ、２２…
温度センサ（サーミスタ）、２３，２４…ハーネス、２
５…電源側構成部品、２６…モータ側構成部品、２７…
収納容器（紙カセット）、２８…帯電器、２９…露光装
置、３０…除電器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 一好 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 高野 裕一 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 Ｆターム(参考） 2H027 DA11 DA13 DC02 DC07 DC10 EA01 EA03 EA05 EA12 EK03 GA32 GA42 GB07 GB09 JA11 JA12 JC12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電器と、帯電器により帯電される感光体
   と、感光体に露光して電気潜像を形成する露光手段と、
   電気潜像に対して着色媒体であるトナーを供給する現像
   機と、電気潜像上に付着したトナーを感光体から中間転
   写体に転写し、更に紙やOHPなどのメディアに転写した
   後、定着器においてトナーを定着し、印刷画像を得る電
   子写真画像形成装置において、 各種構成部品に与える制御量に温度の因子を入れるとと
   もに、温度を検知する温度検知手段を、メディアを収納
   する収納容器の脇に設置することを特徴とする電子写真
   画像形成装置。
2. 【請求項２】前記請求項１記載の電子写真画像形成装置
   において、 前記温度検知手段を、収納容器を支持する支持部材内部
   に設置することを特徴とする電子写真画像形成装置。
3. 【請求項３】前記請求項１記載の電子写真画像形成装置
   において、 前記温度検知手段を、メディアの有無、もしくはメディ
   ア種類の検知、もしくはメディアサイズの検知を行う検
   知手段とともに設置することを特徴とする電子写真画像
   形成装置。
4. 【請求項４】前記請求項１乃至３のいずれかに記載の電
   子写真画像形成装置において、 前記温度検知手段で測定した温度情報を演算し、所望の
   温度範囲外の温度を検出したとき、温度検知手段の異常
   として、所定の温度での環境制御で動作させることを特
   徴とする電子写真画像形成装置。
5. 【請求項５】前記請求項１乃至３のいずれかに記載の電
   子写真画像形成装置において、 前記温度検知手段で測定した温度情報を演算し、所望の
   温度範囲外の温度を検出したとき、温度検知手段の異常
   として、プリンタを停止させることを特徴とする電子写
   真画像形成装置。