特許 6462261 画像形成装置及び画像形成システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6462261

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】画像形成装置及び画像形成システム

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20190121BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20190121BHJP

   G03G 15/16 20060101ALI20190121BHJP

   G03G 15/20 20060101ALI20190121BHJP

   B41J 29/38 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   G03G21/00 370

   G03G21/14

   G03G15/16

   G03G15/20 555

   B41J29/38 Z

【請求項の数】4

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-154535(P2014-154535)

(22)【出願日】2014年7月30日

(65)【公開番号】特開2016-31485(P2016-31485A)

(43)【公開日】2016年3月7日

【審査請求日】2017年7月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208743

【氏名又は名称】キヤノンファインテックニスカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000718

【氏名又は名称】特許業務法人中川国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】徳永 誠士

【審査官】 岡▲崎▼ 輝雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２０８９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１２０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６７５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１３０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８５８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５９６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２１５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６６０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６６２１５５４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｂ４１Ｊ ２９／３８

Ｇ０３Ｇ １５／１６

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像形成装置の内部に配置され、前記内部の環境情報を検知する環境情報検知手段と、
前記画像形成装置の外部にて測定された環境情報を取得する環境情報取得手段と、
画像形成装置の電源をオンした以降に前記環境情報検知手段によって検知される前記内部の検知環境情報と、前記環境情報取得手段によって取得される、前記電源をオンするより前の所定時間内に前記外部にて複数回測定された環境情報のデータにより取得された取得環境情報と、に基づいて、記録媒体への画像形成に関する条件を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段によって制御される前記条件は、前記電源をオンした以降の前記検知環境情報と前記電源をオンするより前の前記取得環境情報の両情報が所定温度以上の際と、前記電源をオンした以降の前記検知環境情報と前記電源をオンするより前の前記取得環境情報の少なくとも一方の情報が所定温度未満の際と、で異なる、
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記電源をオンするより前に測定された前記取得環境情報に基づいて前記条件を制御した後は、前記取得環境情報を用いず、前記検知環境情報に基づいて前記条件を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記電源をオンしてから所定時間経過した場合、前記取得環境情報を用いず、前記検知環境情報に基づいて、前記条件を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置と、
前記画像形成装置の外部にて測定された環境情報のデータを前記環境情報取得手段が取得可能に格納する格納手段と、
を有することを特徴とする画像形成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式等の作像プロセス手段にて記録材上に画像を形成する画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式等の画像形成装置は、全世界で使用されるため、高温高湿、低温低湿など様々な環境下においても適切な画像を記録材上に形成できなければならない。そのため、画像形成装置内に温度や湿度を検知できる環境検知センサを備えており、環境検知センサが検知した温度あるいは湿度の情報をもとに様々な画像形成に関する制御を行っている（特許文献１、２）。

【0003】

具体的には、気温３０°Ｃ、湿度８０％のような高温多湿環境下にて画像形成装置が使用される場合、紙のカールや再転写を防止するため、プリント中の定着温調温度を下げ、転写バイアスを下げるといった制御を行う場合がある。また、気温１５°Ｃ、湿度１０％のような低温低湿環境下にて画像形成装置が使用される場合、定着性の低下や転写抜けを防止するため、プリント中の定着温調温度を上げ、転写バイアスを上げるなどの制御を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１７１２４７号公報

【特許文献2】特開平１１−１８４２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、画像形成装置内の環境検知センサのみの対応では、ユーザの使用状況に対応できないケースも出てくる。例えば、真冬のロシアの深夜は０°Ｃ以下に冷え込むことが日常である。翌朝、出社したユーザが、画像形成装置である複写機が設置されている部屋でエアコン等の暖房器具を使った場合、特性上、熱容量が小さな環境検知センサの検知温度はすぐに上がるのに対して、熱容量が大きな感光ドラムや定着器などは低温状態のままとなってしまうことがある。

【0006】

このようなケースでは、環境検知センサの検知温度が２０°Ｃ、感光ドラムや現像器、搬送路、定着器の温度が０°Ｃということも考えられる。そのような状態でユーザが複写機の電源をオンにすると、環境検知センサの温度に基いて、画像形成装置を通常のウォームアップの制御を行う。

【0007】

しかし、各種駆動ギアやモータなどは、極低温にもかかわらず、通常の駆動動作を行うとギア割れや回転負荷の増加によるモータの破損などの不具合を起こすおそれがある。

【0008】

さらに、故障までは至らなくても、定着器の定着ヒータの高熱が、まだ低温である搬送路や感光ドラムに伝導されることにより、結露が発生し画像不良を引き起こすおそれがある。

【0009】

一方、真夏に４０°Ｃを超える国や地域では、室内の気温が５０°Ｃ近くまで上昇してしまうことがある。その場合、複写機の周辺で冷房装置を用いた場合、複写機内の環境検知センサの温度はすぐに下がるものの、紙、トナーなどが熱いままの状態が懸念される。例えば、トナーや紙は４５°Ｃなのに、環境検知センサが２０°Ｃを検知していることが考えられる。

【0010】

現像器はトナーの流動性を考慮して、温度による適切な現像バイアスの設定を行っている。よって、この状態でプリントが実行されると、環境検知センサの検知温度により常温常湿の制御を行うため、トナーの流動性を無視した画像形成を行ってしまい、画像濃度が適切な濃度にならないおそれがある。

【0011】

さらに、定着器も、吸湿紙のカール対応のため、高温高湿の環境下では定着の温調温度を下げるなどを行っているため、上述のような検知が行われてしまった場合は、定着後の紙のカール量が大きくなってしまい、搬送路で通紙ジャムなどが発生するおそれもある。

【0012】

このような問題をなくすために、画像形成装置内の環境検知センサの熱容量を大きくし、周囲の冷暖房の影響を受けにくくするなどの対策も考えられる。しかし、環境検知センサの熱容量を大きくするためには、部品の追加、スペースの増加、コストの増加が避けられないうえ、熱容量が大きいと、周辺環境の温湿度を適切に検知するという環境センサの本来の機能が低下してしまう可能性がある。

【0013】

このように、画像形成装置の内部に配置される環境検知センサの検知情報だけでは、画像形成装置が置かれた環境に応じた適切な制御ができないおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記画像形成装置の内部に配置され、前記内部の環境情報を検知する環境情報検知手段と、前記画像形成装置の外部にて測定された環境情報を取得する環境情報取得手段と、画像形成装置の電源をオンした以降に前記環境情報検知手段によって検知される前記内部の検知環境情報と、前記環境情報取得手段によって取得される、前記電源をオンするより前の所定時間内に前記外部にて複数回測定された環境情報のデータにより取得された取得環境情報と、に基づいて、記録媒体への画像形成に関する条件を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段によって制御される前記条件は、前記電源をオンした以降の前記検知環境情報と前記電源をオンするより前の前記取得環境情報の両情報が所定温度以上の際と、前記電源をオンした以降の前記検知環境情報と前記電源をオンするより前の前記取得環境情報の少なくとも一方の情報が所定温度未満の際と、で異なる、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、画像形成装置が置かれた環境に応じた適切な制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の画像形成装置の実施形態に係るレーザビームを用いたプリンタの概略構成を示す図である。

【図2】図１に示すプリンタの定着装置の構成を示す断面図である。

【図3】図１に示すプリンタに設けられた中央制御装置と、プリンタに接続される通信ネットワークの構成を示すブロック図である。

【図4】図３に示す制御部の構成を示すブロック図である。

【図5】図１に示すプリンタの立ち上げ時の動作の詳細を示すフローチャートである。

【図6】図１に示すプリンタの氷溶解モードの動作を示すフローチャートである。

【図7】従来技術と比べた場合の本発明の実施形態の効果を示す表である。

【図8】本発明の他の実施形態のプリンタにおいて、現像装置のアンテナ電極式のトナー残量検知部の構成を示す回路図である。

【図9】本発明の他の実施形態のプリンタにおいて、氷溶解モードに移行する条件を示すフローチャートである。

【図10】本発明の他の実施形態のプリンタにおいて、氷溶解モードの動作を示すフローチャートである。

【図11】本発明のさらに他の実施形態のプリンタにおいて、紙の水分量及びヒータ制御温度と、カール量及び通紙不良の状態を示す図である。

【図12】本発明のさらに他の実施形態のプリンタにおいて、高温多湿下における紙のカールを抑制する動作を示すフローチャートである。

【図13】図１２に示す動作を環境センサの検知温湿度の範囲と外部の温湿度データベースサーバ３００から取得した温湿度の範囲とに応じて各モードが選択されることを示す表である。

【図14】本発明のさらに他の実施形態のプリンタにおいて、高温多湿モード、準高温多湿モード、通常制御モードにおけるヒータ制御温度、転写バイアス値、及び、現像バイアス電圧を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0019】

＜第１実施形態＞
（プリンタの全体構成）
図１は、本発明の画像形成装置の実施形態に係るレーザビームを用いたプリンタの概略構成を示す図である。

【0020】

プリンタ１００は、ＯＰＣやａ−Ｓｉ等の光導電層を有する像担持体としての感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１は、プリンタ１００の装置本体１０１によって回転自在に支持されており、メインモータ(不図示）によって矢印Ａの方向に所定の速度で回転駆動される。

【0021】

感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１を均一に帯電させる帯電ローラ２が設けられている。清掃ブラシ４０は、帯電ローラ２に所定の圧力で押圧され、帯電ローラ２からの駆動入力で回転することにより帯電ローラ２の表面を清掃する。レーザースキャナ３は、感光体ドラム１の表面をレーザ光により露光し、静電潜像を形成する。現像装置４は、現像スリーブ４ａにより感光体ドラム１の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナーにより顕像化する。転写ローラ５は、紙等のシート状の記録材Ｐに感光体ドラム１上に形成されたトナー画像を転写する。クリーニング装置６は、感光体ドラム１上に残留する未転写トナーをクリーニングブレード６ａによって回収する。

【0022】

装置本体１０１の下部には、記録材Ｐを収納した給紙カセット７が設けられており、感光体ドラム１の上部には定着装置８が設けられている。装置本体１０１の背面には、画像形成動作等を制御する制御基板９と帯電ローラ２や現像装置４等に高圧を印加する高圧基板１０が配置されている。制御基板９には、画像形成動作等を実行する指令を出すＣＰＵ９ａ、定着の温度制御等を実行するＣＰＵ９ｂ、プログラム等が格納されたメモリ９ｃが搭載されている。高圧基板１０には、帯電ローラ２に、帯電のための電圧を印加する帯電印加電源１０ａと、現像スリーブ４ａに、現像のための電圧を印加する現像印加電源１０ｂと、転写ローラ５に転写のための電圧を印加する転写印加電源１０ｃとが設けられている。プリンタの動作は、制御基板９のＣＰＵ９ａ、９ｂがメモリ９ｃから必要なプログラム、データを読み出して各種制御を実行することによって実現される。

【0023】

なお、定着装置８には、定着装置８内の部品を冷却するための冷却ファン１３が設けられており、ＣＰＵ９ｂにより制御される。

【0024】

また、プリンタ１００には、プリンタ１００の統括的な動作を制御する中央制御装置２０１が設けられている。また、プリンタ１００には、送受信装置２０４（環境情報取得手段）が設けられており、ルータ２０７に接続されたネットワークと中央制御装置２０１との間で通信を行うことができるようになっている。

【0025】

（定着装置の構成）
図２は、定着装置８の構成を示す断面図である。本実施形態では、エンドレスフィルムを用いたオンデマンド定着装置を例として挙げるが、他の構成の定着装置を用いることも可能である。

【0026】

定着フィルム１０と加圧ローラ１１は、加圧装置（不図示）により加圧され、定着ニップ部Ｎｆを形成している。加圧ローラ１１は、図示しない駆動装置によって回転駆動され、定着フィルム１０を摺動させ、記録材Ｐを矢印Ｂの方向へ搬送させる。ヒータ１２はヒータステイ１５により支持され、定着ニップ部Ｎｆを直接加熱している。ヒータ１２の温度はサーミスタ１４（温度検出手段）により常にモニターされている。

【0027】

例えば、次のように、サーミスタ１４から得られた温度データを元に、ヒータ１２の制御温度が決められている。すなわち、印刷ジョブが開始された場合、その時のサーミスタ１４の検知温度を読み取り、１００°Ｃ以上の検知温度であれば、前の印刷ジョブの直後で定着装置８が温まっていると判断し、ヒータ１２の制御温度を５°Ｃ下げるといった制御がなされている。

【0028】

なお、給紙カセット７に収納されている記録材Ｐは、感光体ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップＮｔにおいて、トナーの画像が形成され、定着フィルム１０と加圧ローラ１１との間の定着ニップ部Ｎｆにおいて定着処理がなされる。その後、記録材Ｐは、プリンタ１００の外へ排出される。

【0029】

（中央制御装置と通信ネットワークの構成）
図３は、プリンタ１００に設けられた中央制御装置２０１と、プリンタ１００に接続される通信ネットワークの構成を示すブロック図である。

【0030】

同図に示すように、中央制御装置２０１は、プリンタ１００の各部の動作を制御する制御部２０２と、温度、湿度等の環境情報を検知する環境検知部２０５と、プリンタ１００の内部環境の状態を判別する環境判別部２０３とを有している。また、中央制御装置２０１には、環境検知部２０５に異常が無いか否かを検知する異常検知部２０６が設けられている。

【0031】

なお、ルータ２０７には、インターネット等の外部ネットワーク２０８と会社等の内部イントラネット２０９とが接続されている。

【0032】

さらに、外部ネットワーク２０８には、各地域の月日及び時間毎の温湿度データがデータベースに格納されて、外部からアクセスがあると、特定の月日の特定の時間帯の温湿度データを提供することができる（送信可能である）温湿度データベースサーバ３００（送信手段）が接続されている。

【0033】

また、制御部２０２には、時計機能を有するタイマ２１０が接続されており、時刻を取得することが出来るようになっている。このタイマは、プリンタ１００の電源がオフになっている場合でも、内部のバッテリーにより月日及び時間のカウント動作を続けることができるようになっている。

【0034】

プリンタ１００の電源がオンされると、制御部２０２から、環境判別部２０３、送受信装置２０４、ルータ２０７、外部ネットワーク２０８を介して温湿度データベースサーバ３００にアクセスする。そして、プリンタ１００が置かれている地域を示す情報及び日付時間を示す情報を送信して、その地域、日付、時間に対応する温湿度データを取得する。

【0035】

この地域を示す情報は、プリンタ１００の操作パネル等からユーザが地域を入力することにより地域に対応して割り振られるようになっている。なお、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の受信機を内蔵し、この受信機からＧＰＳによる位置情報を取得して送るようにしても良い。また、プリンタ１００が接続しているインターネットのＩＰアドレスにより温湿度データベースサーバ３００がプリンタ１００の置かれている位置を検出するようにしてもよい。

【0036】

また、上述の説明では、プリンタ１００にタイマ２１０を設けて、日付、時間をプリンタ１００から温湿度データベースサーバ３００に送信するようにしている。しかし、プリンタ１００側からは地域を示す情報のみを送信し、温湿度データベースサーバ３００側で日付、時刻等を管理し、プリンタ１００からアクセスがあった日付及び時刻から一定の時間帯の温湿度データを送出するようにしても良い。

【0037】

一方、環境検知部２０５には、プリンタ１００の内部の気温及び湿度を検知する環境情報検知センサが設けられており、環境情報検知センサによって検知された気温及び湿度の情報は環境判別部２０３に常時送られるようになっている。

【0038】

そして、環境判別部２０３は、環境検知部２０５から送られてきたプリンタ１００の内部の気温及び湿度の情報と、温湿度データベースサーバ３００から送られてきた気温及び湿度の情報とを比較する。そして、環境検知部２０５の環境情報検知センサによって検知された気温及び湿度が適正なものであるかどうかを判別して制御部２０２に結果を通知する。そして、適正なものと判断される場合には、制御部２０２により通常の立ち上げ動作に移行し、不適正なものと判断された場合には、制御部２０２により氷溶解モード等の異常時モードに移行する。

【0039】

なお、上述の説明では、温湿度データベースサーバ３００を立ち上げ、温度及び湿度のデータベースを構築した。しかし、第３者が提供する天候の情報などを提供するホームページのデータを読むことで公表された一定の時間帯の温湿度データを入手するようにしても良い。

【0040】

内部イントラネット２０９に接続されているコンピュータ２１からプリント命令が発せられると、ルータ２０７、送受信装置２０４等を介して制御部２０２にプリント命令が送られ、画像形成の条件が判断される。

【0041】

画像形成条件の判断は、環境検知部２０５によって検知された温度と湿度のデータを元にする。たとえば、温度が３０°Ｃ、湿度が８０％に検知された際、定着バイアスを−５００Ｖに、転写バイアスを２ｋＶに、定着温調を１６０°Ｃにするなどの制御を行っている。

【0042】

異常検知部２０６は、常時、環境検知部２０５の異常がないか確認をしている。環境検知部２０５の環境センサが断線した場合などは、検知される電圧値が異常な値となってしまうため、環境検知装置故障と判断される。

【0043】

なお、プリンタ１００と、温湿度データベースサーバ３００と、外部ネットワーク２０８と、ルータ２０７とにより画像形成システムが構成される。

【0044】

図４は、制御部２０２の構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御部２０２は、プログラムの実行をするＣＰＵ４００と、プログラムやデータが格納されているＲＯＭ４０１と、プログラム実行時のワークエリア等として使われるＲＡＭ４０２を有する。そして、Ｉ／Ｏインターフェイス４０３を介して他の部分と接続されている。

【0045】

（プリンタの立ち上げ時の動作）
次に、プリンタ１００の立ち上げ時の動作の詳細について説明する。

【0046】

図５は、プリンタ１００の立ち上げ時の動作の詳細を示すフローチャートである。

【0047】

同図に示すように、例えば、前日の夜が極低温だった場合の次の朝にユーザが出社し、プリンタ１００の電源をオンにする（ステップＳ４０１）。すると、プリンタ１００の制御部２０２は、温湿度データベースサーバ３００にアクセスし、プリンタ１００が設置されている地域の気温データを６時間分とってくる（ステップＳ４０２）。たとえば、埼玉県三郷市に設置されたプリンタが午前１０時に電源オンにされたのであれば、埼玉県三郷市の午前４時〜午前１０時までの外気温データを温湿度データベースサーバ３００から取得する。

【0048】

取得した気温データの６時間の平均が０°Ｃ以上で、環境検知センサの温度が０°Ｃ以上で（ステップＳ４０３）、定着装置８のサーミスタ１４の検知温度が正常（ステップＳ４０４）である場合には、正常状態であり、通常の立ち上げモードに移行する（ステップＳ４０５）。一方、ステップＳ４０３及びステップＳ４０４の条件のうち一つでも満たしていない場合、プリンタ１００内の一部が氷点下になっている可能性がある。このため、氷結という異常状態を解消（氷結を消失）するための氷溶解モード（氷結消失手段）に移行する（ステップＳ４０６）。

【0049】

（氷溶解モードの動作）
図６は、氷溶解モードの動作を示すフローチャートである。

【0050】

同図に示すように、まず、加圧ローラ１１を回さずに、ヒータ１２の通電比率を５０％にし、サーミスタ１４の温度が１００°Ｃに達してから、冷却ファン１３を回しながら１０秒間待つ（ステップＳ５０１）。これにより、定着ニップ部Ｎｆの氷を溶かす。

【0051】

次に、加圧ローラ１１をニップ幅分（本実施形態の場合、約５ｍｍ）だけ回転させる（ステップＳ５０２）。回転させる量はニップ幅分が理想ではあるが、冷却時間短縮のため、定着ニップ部Ｎｆのニップ幅の１．５〜２倍程度の量でも構わない。そして、加圧ローラ１１がまだ１周分回転していない場合は（ステップＳ５０３）、冷却ファン１３を停止させ、ヒータの通電をオフし、サーミスタ１４の温度低下を確認する（ステップＳ５０５）。

【0052】

サーミスタ１４の温度低下が１秒間に３°Ｃ以上だった場合は（ステップＳ５０６）、ニップ部が凍っているとみなし、冷却ファン１３を回転させながらヒータ制御温度１００°Ｃにて５秒間待つ（ステップＳ５０７）。

【0053】

一方、サーミスタ１４の温度低下が１秒間に３°Ｃ未満であった場合は（ステップＳ５０６）、ニップ部は凍っていないとみなし、何もせずに、ステップＳ５０２に戻る。

【0054】

そして、以上のステップを繰り返し、ステップＳ５０３で、加圧ローラ１１が１周したと判断された場合には、氷溶解モードを終了する（ステップＳ５０４）。

【0055】

このように、図６に示す制御により、加圧ローラ１１の全面に張り付いた氷を溶かしていく。なお、加圧ローラ１１をニップ幅分回転させながら定着装置８の冷却ファン１３を回すことで、定着装置８内のニップ部の氷を溶かすのみでなく、プリンタ１００の内部に定着装置８の熱を循環させ、感光体ドラム１や搬送ギアの温度を上げる働きも持たせている。ヒータ制御温度を１００°Ｃとして、通常の印字動作温度（１８０°Ｃ）よりも下げているのは、高温の熱が、低温の他の部材に急激に伝達することでプリンタ内が結露することを防ぐためである。

【0056】

このように、ギア部や定着部は凍っているのに環境検知センサは常温を示すという今まで検知が困難であった状態を検知して氷を溶解することで、低温時の定着不良、ギアや定着装置、感光体ドラム等の破損を防止することができる。

【0057】

図７は、従来技術と比べた本実施形態の効果を示す表である。

【0058】

同図に示すように、従来技術では、極低温環境下（０°Ｃ）にてプリンタ本体の付近で暖房を入れて通紙させると、高い割合（１４／１００）でジャムが起こったが、本実施形態では、大幅にその割合を軽減させることができる。

【0059】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の他の実施形態であるプリンタについて説明する。以下、第１実施形態と異なる部分を説明し、第１実施形態と同一又は類似の部分については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0060】

第１実施形態においては、環境検知部２０５（環境情報検出手段）の環境検知センサのみでなく、定着装置８のサーミスタ１４によって、氷溶解モードに入るかどうか、氷溶解モードから抜けるかどうかを判断していた。

【0061】

しかし、サーミスタ１４も、ローラ定着のように、ローラの外周に接触する形式だった場合は、熱容量が小さいうえに外部に直接さらされているため、他の部材よりも非常に温度が上がりやすい。また、第１実施形態に示すベルト定着のように、ヒータ１２の内部にサーミスタ１４が存在する場合は、ヒータ１２の直下にあるうえ、周囲がヒータステイ１５など熱容量の大きな部材に覆われているため、周辺環境よりも温度が下がりにくい。たとえば、厚紙の吸湿紙を大量に流した後、極低温環境下に放置された場合、吸湿によって、ギア部や感光体ドラム１は凍りつきやすいものの、多くの部材で覆われたサーミスタ１４の温度は下がりにくい。

【0062】

このサーミスタ１４の検知温度が、感光体ドラム１やギアなど他の部材の温度と大幅に乖離していた場合、本来制御されるべき温度で制御されない可能性も出てくる。よって感光体ドラム１や現像装置４内の温度も判断の基準に入れた方が、故障検知の精度が良くなる。しかし、感光体ドラム１、現像装置４など、画像形成に影響がある全ての箇所に温度検知センサを置くことは、コスト、スペース等で非効率である。

【0063】

そこで、本実施形態では、新たに温度検知センサを置くのではなく、既存の構成を温度検知に用いるようにしている。すなわち、現像装置４内の温度検知に関しては、現像剤（トナー）の残量検知に用いられるアンテナ電極式のトナー残量検知装置を利用する。以下に、アンテナ電極式のトナー残量検知部について説明する。

【0064】

（現像容器内の温度の測定）
このような画像形成装置において、現像容器内に蓄えられているトナーは、画像形成動作が行われる度にその消費が進む。そのため、画像形成装置では、現像容器内にトナー残量検出部を設けて、現像容器内のトナー残量が所定量にまで減じたことを検出し、次のトナーの補給の必要性を表示してユーザに知らせるようにしている。このようなトナー残量検出部の構成としては、現像容器の内部に設けた現像スリーブと、この現像スリーブに対して平行に配置された棒状のアンテナ電極の間の誘導電圧を測定し、その誘電電圧から現像容器内のトナー残量を検出する構成が知られている。

【0065】

ここで、現像容器内に残っているトナーの残量に応じて、現像スリーブとアンテナ電極の間に生じる誘導電圧が変化する理由を説明する。

【0066】

図８は、現像装置４のアンテナ電極式のトナー残量検知部の構成を示す回路図である。

【0067】

同図に示すように、現像装置４の現像容器４ｂ内にアンテナ電極４ｃが設けられ、現像スリーブ４ａとの間で静電容量Ｃ２が生じる。交流電源ＡＣから電流が静電容量Ｃ２と抵抗Ｒ２とを流れ、アンテナ電極４ｃの電圧がアンテナ出力として測定される。なお、静電容量Ｃ２と抵抗Ｒ２とにより微分回路が構成される。

【0068】

交流電源ＡＣからの電圧は、基板に組み込まれたコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１とで構成される微分回路を介して基準出力から測定可能になっている。

【0069】

交流電源ＡＣからの出力は、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１を含む微分回路により測定された立ち上がりの電圧と、静電容量Ｃ２、抵抗Ｒ２を含む微分回路により測定された立ち上がりの電圧とを有する。そして、これらの電圧はピークホールド回路（不図示）で安定化させて、基準出力、アンテナ出力として出力させている。

【0070】

静電容量Ｃ２の値は、現像スリーブ４ａとアンテナ電極４ｃとの間の距離や、現像スリーブ４ａとアンテナ電極４ｃとの間に存在する物質の誘電率などによって変化する。

【0071】

現像スリーブ４ａとアンテナ電極４ｃは現像容器４ｂに固定されているので、両者間（電極間）の距離は変化しないが、現像容器４ｂ内のトナーの残量に応じて、現像スリーブ４ａとアンテナ電極４ｃとの間の空間に存在するトナーの量が変化する。このため、現像スリーブ４ａとアンテナ電極４ｃとの間の空間に存在するトナーの量の変化に応じて、アンテナ出力から出力される電圧が変化する。

【0072】

一方で、基準出力からの電圧は、トナーの残量に応じて変化しないため、図８に示すアンテナ出力と基準出力との間の電圧を測定することで、トナーの残量を測定することができる。

【0073】

ところで、基準出力には、今回の実施形態においては、図８の抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１の部品の温度特性のため、下記のような温度による依存性がある。

【0074】

基準電圧読み値＝基準電圧設定値−０．００１３×環境温度＋０．０２９９
例えば、設定電圧値が３．０Ｖで、環境温度が３０℃だった場合、基準電圧の読み値は、２．９３Ｖとなる。

【0075】

そのため、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１を現像容器４ｂの付近に設置しておき、基準電圧を測定すれば、現像容器４ｂ付近の温度をある程度の確度で予測することが可能である。

【0076】

（感光体ドラム付近の温度の測定）
以上のトナー残量検知部により現像器内の温度を検知するのと同時に、感光体ドラム１付近の温度も測定することが望ましい。感光体ドラム１付近の温度を測定するのに適切な既存技術は、ＡＴＶＣ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる転写電流の制御方法である。

【0077】

接触転写方式において、転写ローラ５は環境変化等により特性変化を生じるので、転写ローラ５に対する印加転写電圧を転写ローラ５の特性変化に対応させて適切に制御する方策が一般にとられる。その印加転写電圧制御方式の１つとしてＡＴＶＣ（自動転写電圧制御）方式がある。

【0078】

ＡＴＶＣは、転写部位が非画像領域時（非通紙時）のタイミングにおいて、転写ローラ５に流れる電流が予め設定された定電流値Ｉoとなるように転写バイアス印加手段を制御し（定電流モード）、この時の印加電圧Ｖtoを検出する。

【0079】

この検出した印加電圧Ｖtoを基に転写電圧Ｖtを決定する。例えば、
Ｖt＝ａ×Ｖto＋ｂ［ｋＶ］
なる算定式を用いて、転写電圧Ｖｔを算定する。

【0080】

そして、転写部位が画像領域時（通紙時）において算出した転写電圧Ｖtを定電圧制御で転写ローラ５に印加して像担持体側から記録媒体側へのトナー像の転写を実行させる（定電圧モード）。

【0081】

このような方法で転写電圧を決定することで、環境変化等による転写ローラ５の特性変化に関わらず、転写ローラ５に対する印加転写電圧を転写ローラ５の材質の特性変化に対応させて適切に制御して、常時良好な転写性を得ることが出来る。

【0082】

ここで、転写部位が非画像領域時のタイミングとは、「前回転時」の転写部位における像担持体非画像領域時（＝非通紙時）のタイミング、又は、「紙間時」の転写部位における像担持体非画像領域時（＝非通紙時）のタイミングである。なお、「前回転時」とは、スタンバイ（待機）状態にあるプリンタ１００の駆動がプリント開始信号に基づいて開始されてから１枚目の記録材Ｐの先端部が転写部位に到達するまでをいう。また、「紙間時」とは、連続給紙プリントモードの場合の記録媒体の後端部と次の記録媒体の先端部との間隔をいう。

【0083】

このような環境変動により変化する転写バイアスを利用すれば、感光体ドラム１を含めた転写ローラ付近の温度をある程度の確度で予測することが可能である。

【0084】

以上のように、第１実施形態のサーミスタの他に、現像容器４ｂ内のトナー残量検知部およびＡＴＶＣを用いることにより、さらに検知精度を高くすることができる。

【0085】

図９は、この二つの判断基準を追加した場合の氷溶解モードに移行する条件を示すフローチャートである。

【0086】

同図に示すように、第１実施形態と同様に、プリンタ１００の電源をオンにする（ステップＳ８０１）。すると、プリンタ１００の制御部２０２は、温湿度データベースサーバ３００にアクセスし、プリンタ１００が設置されている地域の気温データを６時間分とってくる（ステップＳ８０２）。

【0087】

取得した気温データの６時間の平均が０°Ｃ以上で、環境検知センサの温度が０°Ｃ以上である場合いは（ステップＳ８０３）、定着装置８のサーミスタ１４の検知温度が正常であるか否かが調べられる（ステップＳ８０４）。上述のようにサーミスタ１４自身が環境温度と乖離している可能性があるため、サーミスタ１４が正常であってもＡＴＶＣの検知電圧を確認する（ステップＳ８０５）。この値が閾値（本実施形態では１０Ｖ）以上あった場合は、最後にトナー残量検出の基準電圧値（本実実施形態では、１．５Ｖ）以下であるか否かを確認する（ステップＳ８０６）。ステップＳ８０３からステップＳ８０６の値の確認ですべて正常である場合には通常の立ち上げモードに移行する（ステップＳ８０７）。これらのステップのうち、１つでも正常値でない場合には、プリンタ１００内の一部が氷点下になっている可能性があるので、氷溶解モードに移行する（ステップＳ８０８）。

【0088】

図１０は、本実施形態の氷溶解モードの動作を示すフローチャートである。

【0089】

同図に示すように、まず、加圧ローラ１１を回さずに、ヒータ１２の通電比率を５０％にし、サーミスタ１４の温度が１００°Ｃに達してから、冷却ファン１３を回しながら１０秒間待つ（ステップＳ９０１）。これにより、定着ニップ部Ｎｆの氷を溶かす。

【0090】

次に、加圧ローラ１１をニップ幅分（本実施形態の場合、約５ｍｍ）だけ回転させる（ステップＳ９０２）。回転させる量はニップ幅分が理想ではあるが、冷却時間短縮のため、ニップ幅の１．５〜２倍程度の量でも構わない。そして、加圧ローラ１１がまだ１周分回転していない場合は（ステップＳ９０３）、冷却ファン１３を停止させ、ヒータの通電をオフし、サーミスタ１４の温度低下を確認する（ステップＳ９０４）。

【0091】

サーミスタ１４の温度低下が１秒間に３°Ｃ以上だった場合は（ステップＳ９０６）、ニップ部が凍っているとみなし、冷却ファン１３を回転させながらヒータ制御温度１００°Ｃにて５秒間待つ（ステップＳ９０７）。その後、ステップＳ９０２に戻る。

【0092】

一方、サーミスタ１４の温度低下が１秒間に３°Ｃ未満であった場合は（ステップＳ５０６）、ニップ部は凍っていないとみなし、何もせずに、ステップＳ９０２に戻る。

【0093】

一方、ステップＳ９０３で、加圧ローラ１１が１周分回転した場合には、ＡＴＶＣによる印加電圧Ｖtoのフィードバック電圧値の確認（ステップＳ９０７）及びトナー残量検知の基準電圧値の確認（ステップＳ９０８）がなされる。

【0094】

ここで、どちらかでも基準値よりも小さな値になっていた場合は、感光体ドラム１や現像容器４ｂ内の氷が溶解されていないとみなす。そして、ヒータ制御温度を１００°Ｃに設定して定着装置８を通常の速度の半分で回転させながら、冷却ファン１３を回す（ステップＳ９０９）。

【0095】

一方、ＡＴＶＣによる印加電圧Ｖto、トナー残量検知装置の基準電圧値を測定し、両者ともにあらかじめ決められた値をクリアした場合は氷溶解モードを終了する（ステップＳ９１０）。

【0096】

以上の手順を行うことにより、より精度の高い機内温度の検知を行うことができる。

【0097】

＜第３実施形態＞
次に本発明のさらに他の実施形態のプリンタについて説明する。以下、第１実施形態と異なる部分を説明し、第１実施形態と同一又は類似の部分については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0098】

第１実施形態及び第２実施形態では、環境温度検知部の温度の検出値が、実際のプリンタ１００内の温度よりも高いことが想定されて、氷溶解モードに移行するモードを設けていたが、実際の市場では以下のようなことも考えられる。

【0099】

真夏に、気温が４０°Ｃ、湿度が８０％を超えた日の昼、ＳＯＨＯで、午前中社員が外出していて室内でエアコンを使っていない場合、室内の温度が５０°Ｃを超える場合がある。午後に社員が帰社し、プリンタのそばにあるエアコンのスイッチを入れた場合は、環境検知センサの温度は常温常湿になりやすいものの、高温多湿にさらされた紙は水分を吸い取ってしまっている。

【0100】

現行技術では、高温多湿環境下では、吸湿した紙のカールなどを抑制するため、高温多湿環境下であると検知した場合には、通紙時のヒータ制御温度を下げるという制御を行っている。しかし、上述した状況を想定した場合には、高温多湿にさらされた紙が通紙されるにもかかわらず、環境検知センサが正常値を示していると、常温常湿時のヒータ制御温度にて通紙を行ってしまう。このため通紙不良や排紙積載への影響が強く出てしまう。

【0101】

図１１は、紙の水分量及びヒータ制御温度と、カール量及び通紙不良の状態を示す図である。同図に示すように、ヒータ温度が高く、水分量が多い場合には、カール量が大きく通紙不良が起こることがわかる。

【0102】

通紙不良が起こると、装置が停止することによる生産性の低下、ユーザが紙を引っ張って出すことによる装置の故障などの弊害がある。仮に通紙できたとしても、排紙トレイに積載された紙が大きくカールしていた場合、次に通紙された紙が、積載されていた紙の後端を押してしまうことによって、紙が丸まってしまうという問題も懸念される。

【0103】

図１２は、高温多湿下における紙のカールを抑制する動作を示すフローチャートである。

【0104】

同図に示すように、まず、プリント命令が発せられた場合に（ステップＳ１１０１）、外部の温湿度データベースサーバ３００から過去３時間分の温湿度データを取得する（ステップＳ１１０２）。そして、環境センサの検知温度が３０°Ｃ以上（所定値以上）かつ検知湿度が８０％以上（所定値以上）であった場合には（ステップＳ１１０３）、高温多湿モードに移行する（ステップＳ１１０４）。この高温多湿モードとは、従来から用いられているカール低減モードでもよい。

【0105】

ステップＳ１１０３の条件を満たさなかった場合でも、外気温が高温多湿であった場合は、温湿度センサと機内実温度の乖離の可能性もある。このため、温湿度データベースサーバ３００から得られた過去３時間分の平均気温が３０°Ｃ以上、かつ、平均湿度が７０％以上であるか否かが調べられる（ステップＳ１１０５）。そして、ステップＳ１１０５の条件を満足しない場合には、通常制御モードに移行する（ステップＳ１１０６）。一方、ステップＳ１１０５の条件を満足する場には、環境センサの検知温度が３０°Ｃ以下で、かつ湿度が７０％以下である状態を１時間以上維持していた場合は（ステップＳ１１０７）、通常制御モードに移行する（ステップＳ１１０６）。一方、ステップＳ１１０７の条件を満足しなかった場合には、準高温制御モードへ移行する（ステップＳ１１０８）。すなわち、ステップＳ１１０５で、平均気温が３０°Ｃ未満（所定値未満）で平均湿度が７０%未満（所定値未満）の場合に通常制御モード（通常モード）に移行する。

【0106】

図１３は、図１２に示す動作を環境センサの検知温湿度の範囲と外部の温湿度データベースサーバ３００から取得した温湿度の範囲とに応じて各モードが選択されることを示す表である。

【0107】

同図に示すように、プリンタ１００内の環境センサの検知は重要視するものの、仮に環境センサが常温常湿を示していても、外気温が高温多湿であれば、立ち上げから１時間までは準高温多湿モードにて制御される。

【0108】

図１４は、高温多湿モード、準高温多湿モード、通常制御モードにおけるヒータ制御温度、転写バイアス値、及び、現像バイアス電圧を示す表である。

【0109】

同図に示すように、準高温多湿モードでは、高温多湿モードと通常制御モードの中間値を採っている。これにより、実際には高温多湿であったのに、通常制御をされた場合の弊害、外気温が非常に高いにもかかわらず、室内が冷えていた場合の弊害を極力抑えることができる。

【符号の説明】

【0110】

４…現像装置
４ａ…現像スリーブ
４ｃ…アンテナ電極
５…転写ローラ
８…定着装置
１１…加圧ローラ
１２…定着ヒータ
２１…コンピュータ
１００…画像形成装置
１０１…装置本体
２０１…中央制御装置
２０２…制御装部
２０３…環境判別部
２０４…送受信装置
２０５…環境検知部
２０６…異常検知部
２０７…ルータ
２０８…外部ネットワーク
２０９…内部イントラネット
３００…温湿度データベースサーバ
Ｐ…記録材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】