米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> キヤノン株式会社

発明の名称 電子写真画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−174942
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−363541
出願日 平成9年(1997)12月15日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】新井 一郎
発明者 増田 道晴 / 鈴木 良行 / 廣岡 和彦 / 船水 善浩 / 大弓 正志 / 鍛治 一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 プロセス手段を用いて電子写真感光体ドラムに画像を形成する電子写真画像形成装置において、電子写真感光体ドラムと、電子写真感光体ドラムを加熱する加熱手段と、前記電子写真感光体ドラムの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力に応じて前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記電子写真感光体ドラムの表面状態を検出する表面状態検出手段と、前記表面状態検出手段の出力に応じて前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、を有し、前記温度検出手段の検出温度と前記表面状態検出手段の出力が共に前記加熱手段を加熱する条件となったときに前記加熱手段が付勢されるように各加熱制御手段が連結されていることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項2】 前記表面状態検出手段は反射光の偏向の割合を利用して表面状態を検出する検出手段であり、電子写真感光体ドラムの結露による表面状態の変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項3】 加熱手段を付勢した状態における前記表面状態検出手段の出力により前記電子写真感光体ドラムの表面状態が異常と判断されている時は装置の動作を停止し、表示部に表示することを特徴とする請求項1に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項4】 更に、画像形成装置本体内の温度を検出する第二の温度検出手段と、画像形成装置本体内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記検出温度および湿度を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された温度及び湿度と現在の温度及び湿度を比較する比較手段と、前記比較手段の結果に応じて前記電子写真感光体ドラムを加熱する加熱手段を制御する加熱制御手段と、を有し、前記電子写真感光体ドラムの表面状態検出手段の出力とその時の温度および湿度を記憶することで、前記電子写真感光体ドラムの表面状態が変化する以前に前記加熱手段を動作させることを特徴とする請求項1に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項5】 前記記憶手段に記憶された温度及び湿度とは電子写真感光体ドラムの表面が結露するに到る前の結露条件に近い温度、湿度である請求項4に記載の電子写真画像形成装置。
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に関し、電子写真感光体ドラムや静電記録媒体等の像担持面上に導光して、その面上に例えば静電潜像からなる画像情報を形成するようにした複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等に好適な電子写真画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の画像形成装置に於いては、例えば潜像を形成する感光体などにはヒータが配置され、温度変化による感度のムラをなくして画質を安定させるために、温度制御が行われている。また、これは、北海道など低温環境下におかれた機械が夜間電源の通電をOFFされ、機械が冷え切った状態において、朝一番に夜間の置かれたストーブ又はエアコンを動作させられた場合、室内の温度に機械自身の温度上昇が追いつかず、機械の中、特に感光体上に結露を起こして画像不良を発生させる場合がある。したがって、装置が休止状態にある場合、低温環境下での電源投入直後の画質を確保するために、感光体はこのヒータにより一定温度に保たれている。また、装置が休止状態にある場合のこのヒータのON/OFFは、ユーザが選択していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来の方法ではヒータの制御はハード的にしか行われておらず、ヒータONであれば夜間ヒータに通電されっぱなしであったため、最近規制が厳しくなっている省エネ対策のための電力削減が困難な状況であった。
【0004】本発明は感光体面を結露させることなく、電力削減可能な感光体の加熱制御を行う電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】代表的な本発明はプロセス手段を用いて電子写真感光体ドラムに画像を形成する画像形成装置において、電子写真感光体ドラムと、電子写真感光体ドラムを加熱する加熱手段と、前記電子写真感光体ドラムの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力に応じて前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記電子写真感光体ドラムの表面状態を検出する表面状態検出手段と、前記表面状態検出手段の出力に応じて前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、を有し、前記温度検出手段の検出温度と前記表面状態検出手段の出力が共に前記加熱手段を加熱する条件となったときに前記加熱手段が付勢されるように各加熱制御手段が連結されていることを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【0006】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を説明する。図1は本発明を採用した画像処理の一例として示した電子写真画像形成装置全体の断面図である。基本的な動作について図1を用いて説明する。原稿給紙装置1上に積載された原稿は、1枚づつ順次原稿台ガラス2面上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナー部分のランプ3が点灯し、かつスキャナーユニット4が移動して原稿を照射する。原稿の反射光はミラー5,6,7を介してレンズ8を通過し、その後イメージセンサー部9に入力される。イメージセンサー部9に入力された画像信号は、直接、あるいは、一旦図示しない画像メモリに記憶され、再び読み出された後、露光制御部10に入力され、露光制御部10からの照射光によって中空ドラム状の感光体11上に作られた潜像は、現像器12、あるいは13によって現像される。上記潜像とタイミングを合わせて被転写紙積載部14、あるいは15より転写紙が搬送され、転写部16に於いて、上記現像されたトナー像が転写される。転写されたトナー像は定着部17にて被転写紙に定着された後、排紙部18より装置外部に排出される。
【0007】ここで本発明の構成について図2を用いて説明する。図2は上記画像形成装置の感光体部の詳細で、感光体11は円筒形のアルミニウム基体の表面に光導電層を施したものである。図において、19が感光体11を暖めるためのヒータ、24が感光体11の温度を検出する温度センサー、25が温度センサー24の出力によってヒータ19を制御する第一のヒータ制御基板、21が感光体の表面状態を検出する表面状態検出センサー、20が表面状態検出センサー21の出力に応じてヒータ19を制御するための第二のヒータ制御基板である。ヒータ19、温度センサー24及び第一のヒータ制御基板25は感光体11の内部に配置され、表面状態検出センサー21及び第二のヒータ制御基板25は感光体11の外部に配置されている。よって感光体11内部のヒータ19へのAC電力は、第二のヒータ制御基板20を経由し、図示されないスリップリング等の接点を通じて第一のヒータ制御基板25へ供給されている。ヒータ19は数十W程度の面状ヒータであり、AC電力を通電されることで熱を発生する。
【0008】図3に表面状態検出センサー21の構成を示す。表面状態検出センサー21は、発光素子31、第一の受光素子32、第二の受光素子33、偏向ビームスプリッター34、レンズ35、偏光フィルタ36からなる。従来の反射型センサーとの相違点は、2つの受光素子を持つ点と偏向ビームスプリッターを擁する点である。発光素子31から発光された光は、結像レンズ35、偏光フィルタ36を通じて感光体11に結像反射し、偏向ビームスプリッター34を通って第一の受光素子32と第二の受光素子33に入力される。この際発光素子31から発光し、上記光学系で反射した光は偏向ビームスプリッター34においてS波とP波に偏向され、S波が第一の受光素子32へ、P波が第二の受光素子33へと入力される。ここで、第一の受光素子32の受光出力をS、第二の受光素子の受光出力をPとすると、(S−P)/(S+P)
なる値は、反射する材料及び状態の違いで大きく変わってくることが知られている。図4は感光体11の結露状態の違いによる(S−P)/(S+P)の値の変化を示すグラフである。横軸が感光体11の結露状態の程度を示し、縦軸が(S−P)/(S+P)の値である。このグラフより、感光体11が結露を始めると(S−P)/(S+P)の値が減少し始めることがわかる。
【0009】図2の構成図を回路化したものを図5に示す。20が第二のヒータ制御基板であり、41は第一の受光素子32の受光出力Sをデジタル値に変換する第一のA/D変換器、42は第二の受光素子33の受光出力Pをデジタル値に変換する第二のA/D変換器、43は第一、第二のA/D変換器の出力を演算するマイクロプロセッサ、44はマイクロプロセッサ43の演算結果によってヒータ19への通電をON/OFFするスイッチである。また、25が第一のヒータ制御基板であり、45は温度センサー24の出力TをA/D変換するA/D変換器、46は温度センサー24の出力Tによって47のスイッチを制御するマイクロプロセッサ、47はマイクロプロセッサの出力に応じてヒータ19への通電ON/OFFするスイッチである。そして、48は感光体11の内部へのACの給電口であるスリップリングである。図5において、点線内が感光体11となる。
【0010】冬場など夜間比較的室温の下がる環境に装置がおかれた場合、画像形成装置自体も休止しており、画像形成装置の温度はかなり下がると考えられる。この状態で、朝エアコン等の暖房器具が作動した場合、室内温度及び湿度はあるところまで急激に上昇することになる。この時、画像形成装置は結露を起こす可能性があり、定着部17からあまり近くない感光体11も結露し、ウォームアップ時間内に結露が解消せず、結露したまま画像形成装置を作動させる可能性がある。そこで、感光体11に関しては、結露しないようにする必要があり、次に本発明の動作について説明を行う。
【0011】まず、感光体11の表面状態を検知するセンサー21及び感光体11を加熱するヒータ19、第一のヒータの制御基板25、第二のヒータ制御基板20は、画像形成装置本体の電源系と別系統で24時間通電されて常時作動している。即ち、機械が休止している状態においても電力が供給されている。この状態で、結露という現象が起こった場合、感光体11の表面に水滴が付着することになるので、表面状態、特に反射率が変わり、表面状態検出センサー21の出力に変化が生じる。また、第一、第二のA/D変換器41,42の出力は常に、マイクロプロセッサ43によって監視されている。そして、(S−P)/(S+P)の値が初期値(出荷時)の一定割合まで下がると、マイクロプロセッサ43から信号が出力されてスイッチ44はONする。この時、第一のヒータ制御基板25において、スイッチ47はすでにON状態にある。なぜならば、感光体11の温調温度は40℃前後であり、結露が起こるような状態ではこの温度をかなり下回る温度にあると考えられるからである。よって、ヒータ19への通電が開始される。そして、ヒータ19が通電されることによって結露を始めた感光体11が暖められはじめ、やがて結露が解除されると、(S−P)/(S+P)出力も上昇する。そして、(S−P)/(S+P)が変化開始前の値に戻ってある程度の時間が経過したら、スイッチ44がOFFし、ヒータ19の通電が解除される。再び、表面状態検出センサー21の出力に変化が生じた場合は、前記プロセスを繰り返す。また、この間に画像形成装置本体へ電源が投入された時には、表示部に警告表示を行い画像形成装置本体はコピー不可状態とする。そして、前記センサー21の出力が変化開始前に戻った状態で、スタンバイ状態に復帰する。
【0012】また、スイッチ44は画像形成装置本体の電源が投入されている間は、図示していないシステム制御部からの信号により、マイクロプロセッサ43からON信号を受けて通電状態となっている。そして、第一のヒータ制御基板25によりヒータ19は制御されることになり、ヒータ19は一定の温度に保たれることになる。
【0013】上記本発明の装置において問題となるのは、感光体11の表面状態のみ検出しているので、感光体11の表面の汚れと結露の差の判別方法だと考えられる。しかしながら、汚れによる感光体11の反射率の変化に関しては、表面状態検出センサー21の出力の時間変化の観測を行うことで判別できると考えられる。即ち、結露による前記センサー21の出力変化であれば、一定時間ヒータ19を作動させることで、前記センサー21の出力はもとに戻るはずであるが、汚れの場合は変化したまま変わらないはずである。よって、表面状態検出センサー21の出力の変化に応じてヒータ19を作動させ、一定時間経過しても前記センサー21の出力が変化しない場合は、図示していないシステム制御部にエラー信号を送り、感光体11の汚れという警告を表示部に行う。
【0014】また、上記問題点を解決するために、前記センサー21の出力と感光体11の温度を検出する温度センサー24の出力を合せて制御するという方法が考えられる。即ち、結露を起こすような環境の部屋においては、異常な高温高湿になるとは考えられず、結露は感光体11の温度の低い状態で起こると予想される。よって、表面状態検知センサー21の出力変化が生じた時に、感光体11の温度が一定温度以上であればそれは、感光体11の汚れと判断し、感光体11の汚れという警告を表示部に行えばよいことになる。
【0015】このように本発明の構成をとることによって、画像形成装置が稼動状態にある時は感光体11の温度に応じてヒータ19を制御し、画像形成装置が休止状態にある時は感光体11の表面状態を監視しながら、ヒータ19を制御することで、適正な時間のみヒータ19に通電することが可能となる。これによって、画像形成装置休止中の電力消費を少なくできる。
【0016】(実施の形態2)次に、本発明の実施の形態2について説明を行う。
【0017】実施の形態1においては、少なくとも結露してからヒータ19を作動させることになるので、結露中に装置本体の電源を投入されると、結露解除までコピーすることはできず、ウォームアップ時間の増加につながる可能性があるが、実施の形態2ではこの点に鑑みて結露する以前にヒータ19を作動させ、ウォームアップタイムの増加を防ぐことを目的とする。
【0018】実施の形態2の第二のヒータ制御回路50の構成を図6を用いて説明する。実施の形態1との異なる点は、第二のヒータの制御基板20内にも温度センサー及び湿度センサーを設けた点である。第一の温度センサー24の出力T1は、感光体11との接点を通じて、ヒータ制御回路50へ入力される。この時、画像形成装置は休止状態にあるので感光体11は静止しており、接点を通じても第一の温度センサー24の出力は正しく第二のヒータ制御基板20へと伝わる。
【0019】52はヒーター制御回路50内にある第二の温度センサー、53は同じく湿度センサー、54〜58は感光体11の表面状態を検出するセンサー21の出力S,P、各温度センサー24,52、湿度センサー53の出力T1,T2,Hをデジタル値に変換するA/D変換器、59は前記センサーの各出力を演算するマイクロプロセッサ、60は各センサーのデータを記憶するメモリ、61はマイクロプロセッサ59の演算結果によってヒータ19への通電をON/OFFするスイッチである。
【0020】次に、図7を用いて本実施の形態2の動作を説明する。まず、感光体11が結露した時にヒータ19を制御する方法を述べる。ステップS1でマイクロプロセッサ59はまず感光体11の表面状態を検出するセンサー21の出力S,Pから(S−P)/(S+P)を算出し、この値と所定値aとを比較する。この比較結果、算出値が所定値aよりも小さかった場合は、ステップS2へ進みヒータ19をONさせる。そして、ステップS3で引き続き(S−P)/(S+P)の値を監視し、(S−P)/(S+P)の値が初期値a0と等しくなった時にステップS4に進みヒータ19をOFFする。感光体11が結露する度にこの動作を繰り返す。そして、感光体11が結露した時の前記第一の温度センサー24の出力T1、前記第二の温度センサー52の出力T2、前記湿度センサーHの値をT10,T20,H0としてメモリ60に取り込んでおく。そして、それぞれの結露時の値に+αした値、T11,T21,H1を作成する(T11=T10+Δt1、T12=T20+Δt2、H1=H0+Δh)。次に各温度及び湿度センサーの出力に応じたヒータ19の動作について述べる。ステップS1で(S−P)/(S+P)の値が所定値aよりも大きいか等しい場合はステップS1−1へ進み、まず、T1,T2,Hの値を常に監視しておき、前記T11,T21,H1と現状のT1,T2,Hとの値を比較する。そして、これらの値が、T11>T1 かつ T21<T2 かつ H1<Hという条件になったならば、ステップS1−2へ進みヒータ19をONさせる。そして、しばらくヒータ19を加熱し、ステップS1−3で上記条件を監視し、各温度及び湿度センサーの出力が上記条件を満たさなくなった時に、ステップS4へ進みヒータ19をOFFする。このことは即ち、結露する条件の一歩手前でヒータ19をONすることになり、これによって感光体11が結露を開始する前に、結露防止のためのヒータ制御が可能となる。
【0021】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明の構成をとることによって、電子写真画像形成装置において、感光体を加熱するヒータを制御するにあたって、装置稼動中は感光体の温度に応じて、装置休止時には感光体の表面状態又は表面状態と温度を監視することで、最適な時間のみヒータの通電を行うことが可能となったので電子写真画像形成装置全体の電力の軽減に貢献することができることが可能となる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013