温度制御装置
【課題】本体装置（画像形成装置）の非稼動時に被加熱体（感光ドラム）の温度制御で消費される電力の削減を図る。
【解決手段】画像形成装置の稼動中には、トライアック９０５および通電制御手段（サーモパイル式温度センサ９０２、受け回路９０３、制御回路９０４）を使用して感光ドラム１４の温度を制御し、これによって、所要の温度制御精度を確保する。一方、画像形成装置の非稼動時には、サーマルリードスイッチ９０６を使って感光ドラム１４の温度を制御し、これによって、非稼動時の画像形成装置における電力消費を減少させることを可能にする。
【解決手段】画像形成装置の稼動中には、トライアック９０５および通電制御手段（サーモパイル式温度センサ９０２、受け回路９０３、制御回路９０４）を使用して感光ドラム１４の温度を制御し、これによって、所要の温度制御精度を確保する。一方、画像形成装置の非稼動時には、サーマルリードスイッチ９０６を使って感光ドラム１４の温度を制御し、これによって、非稼動時の画像形成装置における電力消費を減少させることを可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御装置に関し、特に、加熱手段によって加熱される被加熱体の温度を制御する温度制御装置に関する。
【０００２】
この温度制御装置は、例えば画像形成装置における感光体の温度制御を行う。
【背景技術】
【０００３】
電子写真技術を用いた従来の画像形成装置では、コロナ放電を用いて感光体表面を帯電させ、その後に露光、現像の過程を経ることで感光体表面に画像を形成することが行われており、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に広く使用されている。しかし、これらの電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の表面にオゾン生成物が付着し、とくに高湿時において画像流れ（画像がぼける現象）が生ずることが知られている。有機感光体（ＯＰＣ）のように比較的表面の磨耗しやすい感光体の場合は、表面に形成されたオゾン生成物等が研磨手段等によって磨耗除去されやすいが、あまり研磨効果を高めると、感光体としての機能が低下し、感光体の寿命が短くなってしまう。一方、アモルファスシリコン感光体のように非常に硬く、表面に形成されたオゾン生成物等が磨耗除去されにくいものもある。
【０００４】
ところで、感光体内部または近傍に感光体用ヒータを配置し、感光体表面の温度を概略３５℃〜４５℃程度に制御することが行なわれている。この感光体の温度制御は、様々な目的で行なわれているが、主要目的は、上記の高湿時に発生する画像流れの防止である。すなわち、コロナ帯電器内で発生したオゾンが感光体表面を化学的に変質させて親水基等が感光体表面に形成される。これによって、感光体表面が吸湿しやすくなり、高湿時に表面電位の横流れといった電子写真として致命的な現象が引き起こされる。そこで、上記温度制御を行い、感光体表面から水分を除去するようにして、画像流れが防止される。また、オゾンにより生成されたＮＯｘ等の物質が感光体表面に付着し、これが同様に吸湿性を高めるため、同様に上記温度制御を行い、水分を除去するようにする。
【０００５】
つぎに、感光体表面の温度を概略３５℃〜４５℃程度に制御する場合における従来の感光体温度制御装置について説明する。
【０００６】
図７は、従来の感光体温度制御装置の第１の構成例を示す図である。
【０００７】
この第１の構成例では、感光体ドラム２０１の内周面に加熱源としてのヒータ２０２を配置するとともに、ヒータ２０２の内部に温度検出手段としてのサーミスタ２０３を配置する。ヒータドライバ２０４は、サーミスタ２０３からの出力信号によりヒータ２０２の温度を制御する。サーミスタ２０３はヒータ２０２の内部に配置され、ヒータ２０２の温度を直接検出する。ヒータドライバ２０４も感光体ドラム２０１の内側に配置される。
【０００８】
図８は、従来の感光体温度制御装置の第２の構成例を示す図である。
【０００９】
この第２の構成例では、加熱源としてのヒータ２１２を感光体ドラム２１１の内周面に配置するとともに、温度検出手段としてのサーミスタ２１３を、感光体ドラム２１１の外側の表面近傍に配置する。サーミスタ２１３は、感光体ドラム２１１の表面の対流熱を検知する。ヒータドライバ２１４は、サーミスタ２１３からの出力信号によりヒータ２１２の温度を制御する。ヒータドライバ２１４も感光体ドラム２１１の外側に配置される。
【００１０】
この第２の構成例では、感光体表面の温度を検出するので、画像形成装置の動作に伴う感光体表面温度の変動を即座に検知して加熱源（ヒータ）を制御できるという利点がある。こうした非接触の温度検出手段として、上記の第２の構成例における対流熱を検知する非接触のサーミスタ２１３の他に、感光体表面から放射される赤外線量を検知して温度を検出する赤外線検知方式の温度センサを使用することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
図９は、赤外線検知方式の従来の温度センサの第１の構成例を示す図である。この温度センサはサーモパイル式温度センサである。
【００１２】
この温度センサ２２０は、２種類の異種金属もしくは半導体を多数直列に接続したサーモパイル素子２２１を使用する。サーモパイル素子２２１は冷接点と温接点とを備え、冷接点と温接点との温度差に相当する信号を出力する。ここで、サーモパイル素子２２１の冷接点を、基準となる熱容量の大きなヒートシンク２２２に当接させ、温接点を、熱容量が小さな部材である赤外線吸収部材２２３に当接させる。感光体表面から放出された赤外線はレンズ２２４を通して赤外線吸収部材２２３に集光される。なお、レンズ２２４の代わりにフィルタを用い、特定の赤外線波長のみが赤外線吸収部材２２３に吸収されるようにしてもよい。
【００１３】
ヒートシンク２２２内にはサーミスタ２２５が配置され、サーミスタ２２５は、ヒートシンク２２２の絶対温度（＝冷接点の絶対温度）を検出して、該温度に応じた信号を演算回路２２６に出力する。一方、演算回路２２６には、サーモパイル素子２２１から冷接点と温接点との温度差に相当する信号が入力され、演算回路２２６は、感光体表面の絶対温度を算出して出力する。
【００１４】
図１０は、赤外線検知方式の従来の温度センサの第２の構成例を示す図である。この温度センサはサーミスタ式非接触温度センサである。
【００１５】
この温度センサは、アルミ等の熱伝導性の高い材料から成るケース１００６で構成され、該ケース１００６の一面に開口部１００７が設けられる。開口部１００７を閉塞するように、ケース１００６の内部にフィルム１００８が設けられる。このフィルム１００８は、感光ドラムから放射される赤外光を吸収する樹脂製で耐熱性の高いフィルム部材で構成される。
【００１６】
フィルム１００８のケース１００６内面側には、フィルム１００８の温度を検知するためのサーミスタ素子１００９が接着剤等で密着して固定される。このサーミスタ素子１００９の近傍には、ケース１００６内の雰囲気温度を測定するためのサーミスタ素子１０１０が配設される。後述するように、サーミスタ素子１００９は赤外線検出用であり、サーミスタ素子１０１０は温度補償用である。
【００１７】
サーミスタ素子１００９，１０１０にはそれぞれリード線１０１１の各一方端が接続され、リード線１０１１の各他方端は、ケース１００６に設けたソケット（図示せず）にそれぞれ接続され、サーミスタ素子１００９，１０１０からの各出力信号が外部に取り出されるようになっている。
【００１８】
図１１は、図１０に示すサーミスタ素子１００９，１０１０を用いた温度検出回路を示す図である。
【００１９】
温度補償用サーミスタ素子１０１０と赤外線検出用サーミスタ素子１００９とは、抵抗Ｒ１，Ｒ２とともにブリッジ回路を構成する。ブリッジ回路の出力は、端子Ａ，Ｂ間から取り出され、端子Ａ，Ｂ間に発生する電位差が、上記温度センサに入力された赤外線の絶対量に相当する値を表す。
【００２０】
すなわち、ケース１００６の開口部１００７に取り付けたフィルム１００８に感光ドラムから赤外線が入射すると、フィルム１００８に赤外線が吸収されてフィルム１００８の温度が赤外線量に応じて上昇する。
【００２１】
そして、フィルム１００８の温度は、フィルム１００８裏面に密着固定された赤外線検出用サーミスタ素子１００９に伝導してサーミスタ素子１００９の抵抗変化として検出される。赤外線検出用サーミスタ素子１００９の抵抗は、サーミスタ素子１００９が設置された場所の環境温度の影響を受けている。そのため、温度補償用サーミスタ素子１０１０を用いてこの環境温度を検出し、ブリッジ回路が、その検出値を用いてその影響を排除している。
【００２２】
なお、ケース１００６をアルミ等の熱伝導性の高い材料で構成するのは、環境温度の変化に対する温度補償用サーミスタ素子１０１０の追従性を向上させるためである。
【特許文献１】特開平０６−１９４２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上記従来の感光体温度制御装置や温度センサにおいて、これらに用いられるサーミスタや赤外線検知方式の温度センサは、温度検出精度が高いものの、これらを使用して温度制御を行うためには、ＤＣ電源を必要とする。
【００２４】
ところで、感光ドラムの温度制御は、その画像形成装置の稼動中だけでなく、非稼動時にも行われる必要であるが、近年の省エネルギーに対する要求の高まりから、非稼動時の消費電力の削減が求められている。そうした非稼動時の消費電力を削減するために、１つ障害となるのがＤＣ電源や該ＤＣ電源で動作する感光体温度制御装置や温度センサであった。すなわち、ＤＣ電源は商用交流電源から変換して生成されるものであり、変換に無駄な電力が消費されてしまう。また、ＤＣ電源で動作する感光体温度制御装置や温度センサでの電力消費も非稼動時になくせるものならばなくしたいという要請もあった。しかし一方で、ＤＣ電源や感光体温度制御装置や温度センサは、感光ドラムの温度制御には欠かすことができないという事情もあった。
【００２５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、本体装置（画像形成装置）の非稼動時に被加熱体（感光ドラム）の温度制御で消費される電力の削減を図った温度制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、加熱手段によって加熱される被加熱体の温度を制御する温度制御装置において、前記被加熱体が搭載された本体装置の電源スイッチのオン／オフに基づいて稼動／非稼動し、交流電源を基に直流電源を生成する直流電源生成手段と、前記交流電源が供給されたとき、前記被加熱体の温度を検出し、該検出された温度に応じて前記加熱手段に前記交流電源からの通電／非通電を行う第１の通電手段と、前記交流電源が供給されたとき、前記加熱手段に前記交流電源からの通電／非通電を行う第２の通電手段と、前記直流電源生成手段から供給される直流電源により動作する通電制御手段であって、前記被加熱体の温度を検出し、該検出された温度に応じて前記第２の通電手段の通電／非通電を制御する通電制御手段と、前記直流電源生成手段からの直流電源の供給に応じて動作する切替手段であって、該直流電源が供給されているときは、前記第２の通電手段に対して前記交流電源を供給し、前記直流電源が供給されていないときは、前記第１の通電手段に対して前記交流電源を供給する切替手段とを有することを特徴とする温度制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、本体装置の稼動中には、第２の通電手段および通電制御手段を使用して被加熱体の温度を制御し、これによって、所要の温度制御精度を確保し、一方、本体装置の非稼動時には、第１の通電手段を使って被加熱体の温度を制御し、これによって、非稼動時の本体装置における電力消費を減少させることを可能にしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る温度制御装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００３０】
画像形成装置１では、原稿自動送り装置２が原稿（図示せず）を原稿台ガラス３上に搬送する。原稿は、原稿台ガラス３上に載置された際に、例えばハロゲンランプ等にて構成される原稿照明ランプ４によって照明され、これによって原稿画像の読取が行われる。
【００３１】
原稿照明ランプ４は、原稿からの反射光の軌道を変更するための走査ミラー５、６、７と共に、光学走査ユニット（図示せず）に保持される。光学走査ユニットは紙面と平行方向（図１における左右方向）へ往復運動を行い、これによって、原稿の全画像データが原稿照明ランプ４にて露光走査される。原稿からの反射光は、走査ミラー５、６、７を介して、光信号を電気信号に変換するためのＣＣＤユニット８へ導かれる。
【００３２】
ＣＣＤユニット８は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等から構成される撮像素子９と、反射光を撮像素子９に結像するための結像レンズ１０と、撮像素子９を駆動するＣＣＤドライバ１１とを備える。ＣＣＤユニット８では、反射光像に応じた、例えば８ビットのデジタルデータを、コントローラ部１２に出力する。
【００３３】
また画像形成装置１は、感光ドラム１４と、前露光ランプ１５と、一次帯電器１６と、レーザユニット１７と、現像器１８とを備える。
【００３４】
感光ドラム１４は、円筒状または円柱状の潜像担持体である。前露光ランプ１５は、感光ドラム１４の外周面を除電して次なる画像形成に備える除電装置である。一次帯電器１６は、感光ドラム１４の外周面を所定電位分布にコロナ帯電により帯電せしめて潜像形成に備えるための帯電器である。レーザユニット１７は、例えば半導体レーザ等により構成され、一次帯電器１６の帯電処理を受けた感光ドラム１４の外周面を、コントローラ部１２から入力された画像データに基づき露光する。これによって、与えられた画像データに応じた静電潜像を感光ドラム１４の外周面上に形成する。現像器１８は、感光ドラム１４の外周面上に形成された静電潜像に対して現像剤（トナー）を付与してトナー像を現像する現像手段である。
【００３５】
さらに、感光ドラム１４の周囲には、転写前帯電器１９と、転写帯電器２０と、分離帯電器２１と、クリーナ２２とが設けられる。
【００３６】
転写前帯電器１９は、転写前に、感光ドラム１４の外周面上に形成されたトナー像に対して高圧を付与する。転写帯電器２０は、例えばコロナ放電等にてトナー像を記録紙Ｐへと転写する。分離帯電器２１は、転写処理の終了した記録紙Ｐを感光ドラム１４の外周面から分離する。クリーナ２２は、転写終了後に感光ドラム１４の外周面上に残留した現像剤を除去して回収する。
【００３７】
すなわち、複数枚の記録紙Ｐを例えばサイズごとに分類して収納する給紙ユニット２３、２４、２５のいずれかから、記録紙Ｐが、タイミング調整を行うレジストローラ２６を経て、感光ドラム１４と転写帯電器２０との間の転写領域に搬送される。転写領域に達した記録紙Ｐに対して、転写帯電器２０のコロナ放電等により、感光ドラム１４の外周面上のトナー像が転写される。その後、記録紙Ｐは、分離帯電器２１により感光ドラム１４の外周面から分離される。
【００３８】
一方、転写処理の終了した感光ドラム１４は、外周面上に残留した現像剤をクリーナ２２により除去され、次の画像形成に備える。
【００３９】
更に、画像形成装置１は、熱供給及び圧力付与により定着処理を行う定着器２７と、上記転写領域にてトナー像を転写された記録紙Ｐを定着器２７へと搬送する搬送ベルト２８と、フラッパ２９と、中間トレイ３０と、ステイプルソータ３１または製本装置（グルーバインダ）３２とを備えている。
【００４０】
フラッパ２９は、コントロール部１２の制御に従い、定着器２７にて定着処理された記録紙Ｐを中間トレイ３０またはステイプルソータ３１（グルーバインダ３２が備えられているときはグルーバインダ３２）に送出するための選別器である。
【００４１】
中間トレイ３０は、搬送ローラ３３、３４、３５、３６を介して搬送されてきた記録紙Ｐを、同一面上に複数の画像を形成するモード、所謂、多重転写モードが実行されている場合には、表裏反転せずに再搬送ローラ３７へと搬送する。一方、同一の記録紙Ｐの両面に画像を形成するモード、所謂、両面複写モードが実行されている場合には、表裏反転して再搬送ローラ３７へと搬送するようになっている。
【００４２】
再搬送ローラ３７は、中間トレイ３０から搬送されてきた記録紙Ｐをレジストローラ２６へと搬送するようになっており、これによって、レジストローラ２６に達した記録紙Ｐは、再度転写領域へと搬送されて転写処理が行われる。
【００４３】
ステイプルソータ３１は、複数枚の記録紙Ｐに対して同一画像を連続して形成するモード、所謂、連続複写モードが実行されているときなどに、定着処理後の複数枚の記録紙Ｐをビン３１Ａの各々に１枚ずつ仕分けする装置である。ステイプルソータ３１が画像形成装置１に備えられている場合には、ステイプル部３１Ｂが、コントローラ部１２の制御に基づきステイプルの実行を行う。
【００４４】
一方、グルーバインダ３２は、定着処理の為された複数枚の記録紙Ｐを製本する装置であり、グルーバインダ３２が画像形成装置１に備えられた場合には、バインダ部３２Ａが、コントロール部１２の制御に基づき、定着処理の為された複数枚の記録紙Ｐより成る紙束に背表紙を糊付けして製本し、スタッカー３２Ｂに貯える。
【００４５】
図２は、コントローラ部１２の内部構成を示すブロック図である。
【００４６】
コントローラ部１２は、画像形成装置１全体の制御を行なうとともに、ユーザによる操作パネル１３の操作入力に従って、ＣＣＤユニット８から入力された画像データに対して画像処理を行う装置である。コントローラ部１２は、ＣＰＵ３８と、ＲＯＭ３９と、ＲＡＭ４０と、Ｉ／Ｏポート４１と、画像処理部４２とを有している。
【００４７】
ＣＰＵ３８は、画像形成装置１全体の制御を主として担う。ＲＯＭ３９は、画像形成装置１全体の制御手順を示す制御プログラムを記憶する。ＲＡＭ４０は、入力データの記憶や作業記憶領域の提供を行う。Ｉ／Ｏポート４１は、画像形成装置１を構成する各種入出力装置とコントローラ部１２との間のインターフェース処理を行う。画像処理部４２は、ユーザの操作パネル１３に対する操作入力に基づき、ＣＣＤユニット８から入力された画像データを画像処理する。
【００４８】
コントローラ部１２の有するＣＰＵ３８のアドレスバス（図示せず）及びデータバス（図示せず）は、バスドライバ・アドレスデコーダ回路４３を介してＲＯＭ３９、ＲＡＭ４０、Ｉ／Ｏポート４１及び画像処理部４２と接続される。
【００４９】
Ｉ／Ｏポート４１には、操作パネル１３と、モータ類４４と、電磁クラッチ類４５と、電磁ソレノイド類４６と、紙検知センサ類４７と、トナー残量検知センサ４８と、高圧ユニット５１と、ビーム検知センサ５２とが接続される。
【００５０】
モータ類４４、電磁クラッチ類４５及び電磁ソレノイド類４６は、画像形成装置１に備えられた光学走査ユニットなどを駆動する。紙検知センサ類４７は、例えば上記転写領域へ搬送された記録紙Ｐを検知するためのセンサである。トナー残量検知センサ４８は、現像器１８のトナーの収容量を検知するためのセンサである。高圧ユニット５１は、一次帯電器１６、転写前帯電器１９、転写帯電器２０及び分離帯電器２１へ高圧を出力する。ビーム検知センサ５２は、感光ドラム１４の外周面の非画像領域に設けられ、レーザユニット１７から照射されたレーザビームＬａを受光して検知するセンサである。
【００５１】
図３は、画像処理部４２の内部構成を示すブロック図である。
【００５２】
画像処理部４２にあっては、先ず、ＣＣＤユニット８より送られたデジタル画像信号に対して、シェーディング回路５３が画素間のバラツキを補正し、変倍回路５４が変倍処理を行う。すなわち、記録紙Ｐに画像を形成するモードが縮小コピーモードである場合には、画像データの間引き処理を行い、一方、拡大コピーモードの場合には、画像データの補間処理を行う。なお、シェーディング回路５３からはエラー信号がＩ／Ｏポート４１に対して出力される。
【００５３】
変倍回路５４から出力された画像データに対しては、エッジ強調回路５５により、例えば５×５画素のウインドウで２次微分を行う等の方法で、画像のエッジが強調される。
【００５４】
エッジ強調回路５５にてエッジ強調された画像データは輝度データであり、レーザユニット１７に画像データを出力するためには、これを濃度データに変換する必要がある。また、中間濃度等の画像の階調表現を記録紙Ｐに行うモードにも応じるために、γ変換回路５６がテーブルサーチにより、輝度データから濃度データへの変換を行う。その後、２値化回路５７により濃度データの２値化を行い、合成回路５８に出力する。
【００５５】
合成回路５８は、２値化回路５７から入力された画像データと、例えばＤＲＡＭ等により構成される画像用のメモリ５９に格納された画像データとを合成して、ＰＷＭ回路６０へ出力する。なお、メモリ制御部６１は、メモリ５９に対するリードライト制御を行う。
【００５６】
ＰＷＭ回路６０は、合成回路５８から入力された画像データに基づき、ユーザによる操作パネル１３への操作入力に基づき設定された画像形成のモードに応じたパルス幅変調を行い、レーザユニット１７へ出力する。
【００５７】
図４は、操作パネル１３の構成を示す平面図である。
【００５８】
操作パネル１３は、ユーザが手動操作にて入力した内容をコントローラ部１２に伝えたり、ユーザに対して情報表示を行ったりするための装置である。操作パネル１３から入力される操作内容としては、転写及び定着に関する動作モードの設定、画像形成が行われるシート状の転写材としての記録紙Ｐの枚数、記録紙Ｐに形成される画像の濃度等がある。
【００５９】
操作パネル１３は、タッチパネルで構成される表示部６３と、テンキー６４と、スタートキー６５と、リセットキー６６と、ストップキー６７と、クリアキー６８と、＃キー６９と、ＩＤキー７０と、余熱キー７１と、割り込みキー７２と、電源表示ランプ７３と、電源スイッチ７４とを有している。
【００６０】
表示部６３は、ユーザへ通知すべき情報がメッセージ等にて表示可能となっている。テンキー６４は、ユーザがコピー枚数等を入力するためのキーである。
【００６１】
スタートキー６５は、画像形成装置１に画像形成の開始を指示するためのキーであり、リセットキー６６は、モード等の設定を初期設定に戻すためのキーである。
【００６２】
ストップキー６７は、画像形成装置１の全動作を中断させるためのキーであり、クリアキー６８は、テンキー６４にて入力されたコピー枚数等を初期設定値に戻すためのキーである。
【００６３】
＃キー６９は、画像形成装置１に付属するオプションにて使用するためのキーであり、ＩＤキー７０は、特定のユーザのみが操作できるようにする機能、所謂、ＩＤ機能を設定するためのキーである。
【００６４】
余熱キー７１は、余熱モードの設定を行うためのキーであり、割り込みキー７２は、複写動作中に割り込んで別の画像形成を行わせるためのキーである。電源表示ランプ７３は、画像形成装置１への通電が為されていないことを「光」にて知らせるものである。
【００６５】
電源スイッチ７４は、画像形成装置１のオン／オフをユーザが操作するためのスイッチである。
【００６６】
図５は、レーザユニット１７の構成を示す斜視図である。
【００６７】
レーザユニット１７は、コントローラ部１２によって生成された画像データを光ビームに変換し、この光ビームを感光ドラム１４上に走査露光して画像データに対応した潜像を形成するための装置である。
【００６８】
レーザユニット１７は、レーザ発光部１０１と、ポリゴンミラー１０２と、ポリゴンミラー１０２を回転させるためのポリゴンモータ１０３と、結像レンズ１０４と、反射ミラー１０５と、ビーム検知センサ５２にレーザ発光部１０１からのレーザ光を入射させるためのＢＤ反射ミラー１０７とを有している。反射ミラー１０５で反射されたレーザ光は感光ドラム１４を露光走査し、感光ドラム１４に潜像を形成する。
【００６９】
レーザ発光部１０１は、８０μｍ間隔で２つの発光部（Ａレーザ、Ｂレーザ）をもつ半導体レーザであり、感光ドラム１４上で２本のレーザ光の走査線間隔が所定の値となるように傾けて配置されている。
【００７０】
次に、感光ドラム１４の表面温度を所定温度に保持するための温度制御装置を説明する。
【００７１】
図６は、感光ドラム１４用の温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【００７２】
図６において、感光ドラム１４の内部にヒータ９０１が設置される。ヒータ９０１の温度を一定に保持するための温度制御装置にはＡＣ電源９０８およびＡＣ／ＤＣ電源９０９（商用交流電源を直流電源に変換したもの）が設置される。ヒータ９０１にはＡＣ電源９０８が供給されるが、その供給経路としては、サーマルリードスイッチ９０６を経由する経路と、トライアック９０５を経由する経路との２つがある。それらの２つの経路のうちの一方を選択するためにリレー９０７が使用される。リレー９０７はＡＣ／ＤＣ電源９０９によって駆動され、ＡＣ／ＤＣ電源９０９がオンされて電力がリレー９０７に供給されたときだけ端子Ｔ２側に接続され、ＡＣ／ＤＣ電源９０９がオフされて電力が供給されないときは端子Ｔ１側に接続される。リレー９０７の端子Ｔ１にサーマルリードスイッチ９０６が接続され、端子Ｔ２にトライアック９０５が接続される。ＡＣ／ＤＣ電源９０９は、画像形成装置１に対する電源供給をオン／オフするための電源スイッチ７４がオンであるときオンとなり、電源スイッチ７４がオフであるときオフとなる。
【００７３】
電源スイッチ７４に対するユーザによるオフ操作によりＡＣ／ＤＣ電源９０９がオフされた場合、リレー９０７が端子Ｔ１側に接続される。これによってサーマルリードスイッチ９０６にＡＣ電源９０８が供給され、サーマルリードスイッチ９０６は、感光ドラム１４の温度を検知して、該温度が所定温度となるように、ヒータ９０１へのＡＣ電源供給のオン／オフ制御を行う。
【００７４】
一方、ＡＣ／ＤＣ電源９０９は、リレー９０７の他、サーモパイル式温度センサ９０２と、受け回路９０３と、制御回路９０４とに接続される。サーモパイル式温度センサ９０２は、図９に示す赤外線検知方式の従来の温度センサと同じ構成であるとする。
【００７５】
電源スイッチ７４に対するユーザによるオン操作によりＡＣ／ＤＣ電源９０９がオンされた場合、リレー９０７が端子Ｔ２側に接続される。そして、感光ドラム１４に対向して配置されたサーモパイル式温度センサ９０２が、感光ドラム１４の表面の温度を検知し、出力信号を受け回路９０３を介して制御回路９０４に送る。制御回路９０４では、サーモパイル式温度センサ９０２からの出力信号が示す温度が所定温度に達しているか否か判定して所定温度以下であれば、スイッチ手段であるトライアック９０５に通電を指示する。トライアック９０５は該指示に従い、ＡＣ電源９０８からヒータ９０１へ電力を供給し、感光ドラム１４表面の温度を上昇させる。所定温度よりも高ければ、トライアック９０５に通電停止を指示し、トライアック９０５は、ＡＣ電源９０８からヒータ９０１へ電力供給を停止し、感光ドラム１４表面の温度を下降させる。こうして、感光ドラム１４表面の温度を所定温度に保持する。
【００７６】
このように、電源スイッチ７４がオフされて、画像形成装置１が非稼動状態にある時は、ＡＣ／ＤＣ電源９０９がオフされて、リレー９０７によりサーマルリードスイッチ９０６が選択される。サーマルリードスイッチ９０６による、感光ドラム１４表面の温度制御の精度はサーモパイル式温度センサ９０２に比べて低いものの、画像形成装置１の非稼動時には感光ドラム１４表面の温度制御の精度が高くなくてもよいので、問題はない。むしろ、画像形成装置１の非稼動時にＡＣ／ＤＣ電源９０９がオフされているので、画像形成装置１の非稼動時における無駄な電力消費がない。
【００７７】
これに対し、電源スイッチ７４がオンされて、画像形成装置１が稼動状態になった時は、ＡＣ／ＤＣ電源９０９がオンされて、リレー９０７によりサーモパイル式温度センサ９０２を用いた温度制御が行われる。サーモパイル式温度センサ９０２を用いた温度制御は、サーマルリードスイッチ９０６を用いた温度制御よりも、特に温度検出精度において優れ、感光ドラム１４表面の温度を高精度に保持することが可能となる。
【００７８】
〔他の実施の形態〕
上記の実施の形態では、ＤＣ電源で動作する温度検出手段としてサーモパイル式温度センサ９０２を使用しているが、これに代わって、感光ドラム１４からの対流熱を検知する非接触サーミスタやサーミスタ式非接触温度センサを使用するようにしてもよい。また、上記の実施の形態では、画像形成装置の非稼動時に感光ドラム１４の温度制御を行う手段としてサーマルリードスイッチ９０６を使用したが、これに代わって、サーモスイッチを使用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る温度制御装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】コントローラ部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】画像処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】操作パネルの構成を示す平面図である。
【図５】レーザユニットの構成を示す斜視図である。
【図６】感光ドラム用の温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の感光体温度制御装置の第１の構成例を示す図である。
【図８】従来の感光体温度制御装置の第２の構成例を示す図である。
【図９】赤外線検知方式の従来の温度センサの第１の構成例を示す図である。
【図１０】赤外線検知方式の従来の温度センサの第２の構成例を示す図である。
【図１１】図１０に示すサーミスタ素子を用いた温度検出回路を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 画像形成装置（本体装置）
１４ 感光ドラム（被加熱体）
７４ 電源スイッチ
９０１ ヒータ（加熱手段）
９０２ サーモパイル式温度センサ（通電制御手段）
９０３ 受け回路（通電制御手段）
９０４ 制御回路（通電制御手段）
９０５ トライアック（第２の通電手段）
９０６ サーマルリードスイッチ（第１の通電手段）
９０７ リレー（切替手段）
９０８ ＡＣ電源（交流電源）
９０９ ＡＣ／ＤＣ電源（直流電源生成手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御装置に関し、特に、加熱手段によって加熱される被加熱体の温度を制御する温度制御装置に関する。
【０００２】
この温度制御装置は、例えば画像形成装置における感光体の温度制御を行う。
【背景技術】
【０００３】
電子写真技術を用いた従来の画像形成装置では、コロナ放電を用いて感光体表面を帯電させ、その後に露光、現像の過程を経ることで感光体表面に画像を形成することが行われており、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に広く使用されている。しかし、これらの電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の表面にオゾン生成物が付着し、とくに高湿時において画像流れ（画像がぼける現象）が生ずることが知られている。有機感光体（ＯＰＣ）のように比較的表面の磨耗しやすい感光体の場合は、表面に形成されたオゾン生成物等が研磨手段等によって磨耗除去されやすいが、あまり研磨効果を高めると、感光体としての機能が低下し、感光体の寿命が短くなってしまう。一方、アモルファスシリコン感光体のように非常に硬く、表面に形成されたオゾン生成物等が磨耗除去されにくいものもある。
【０００４】
ところで、感光体内部または近傍に感光体用ヒータを配置し、感光体表面の温度を概略３５℃〜４５℃程度に制御することが行なわれている。この感光体の温度制御は、様々な目的で行なわれているが、主要目的は、上記の高湿時に発生する画像流れの防止である。すなわち、コロナ帯電器内で発生したオゾンが感光体表面を化学的に変質させて親水基等が感光体表面に形成される。これによって、感光体表面が吸湿しやすくなり、高湿時に表面電位の横流れといった電子写真として致命的な現象が引き起こされる。そこで、上記温度制御を行い、感光体表面から水分を除去するようにして、画像流れが防止される。また、オゾンにより生成されたＮＯｘ等の物質が感光体表面に付着し、これが同様に吸湿性を高めるため、同様に上記温度制御を行い、水分を除去するようにする。
【０００５】
つぎに、感光体表面の温度を概略３５℃〜４５℃程度に制御する場合における従来の感光体温度制御装置について説明する。
【０００６】
図７は、従来の感光体温度制御装置の第１の構成例を示す図である。
【０００７】
この第１の構成例では、感光体ドラム２０１の内周面に加熱源としてのヒータ２０２を配置するとともに、ヒータ２０２の内部に温度検出手段としてのサーミスタ２０３を配置する。ヒータドライバ２０４は、サーミスタ２０３からの出力信号によりヒータ２０２の温度を制御する。サーミスタ２０３はヒータ２０２の内部に配置され、ヒータ２０２の温度を直接検出する。ヒータドライバ２０４も感光体ドラム２０１の内側に配置される。
【０００８】
図８は、従来の感光体温度制御装置の第２の構成例を示す図である。
【０００９】
この第２の構成例では、加熱源としてのヒータ２１２を感光体ドラム２１１の内周面に配置するとともに、温度検出手段としてのサーミスタ２１３を、感光体ドラム２１１の外側の表面近傍に配置する。サーミスタ２１３は、感光体ドラム２１１の表面の対流熱を検知する。ヒータドライバ２１４は、サーミスタ２１３からの出力信号によりヒータ２１２の温度を制御する。ヒータドライバ２１４も感光体ドラム２１１の外側に配置される。
【００１０】
この第２の構成例では、感光体表面の温度を検出するので、画像形成装置の動作に伴う感光体表面温度の変動を即座に検知して加熱源（ヒータ）を制御できるという利点がある。こうした非接触の温度検出手段として、上記の第２の構成例における対流熱を検知する非接触のサーミスタ２１３の他に、感光体表面から放射される赤外線量を検知して温度を検出する赤外線検知方式の温度センサを使用することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
図９は、赤外線検知方式の従来の温度センサの第１の構成例を示す図である。この温度センサはサーモパイル式温度センサである。
【００１２】
この温度センサ２２０は、２種類の異種金属もしくは半導体を多数直列に接続したサーモパイル素子２２１を使用する。サーモパイル素子２２１は冷接点と温接点とを備え、冷接点と温接点との温度差に相当する信号を出力する。ここで、サーモパイル素子２２１の冷接点を、基準となる熱容量の大きなヒートシンク２２２に当接させ、温接点を、熱容量が小さな部材である赤外線吸収部材２２３に当接させる。感光体表面から放出された赤外線はレンズ２２４を通して赤外線吸収部材２２３に集光される。なお、レンズ２２４の代わりにフィルタを用い、特定の赤外線波長のみが赤外線吸収部材２２３に吸収されるようにしてもよい。
【００１３】
ヒートシンク２２２内にはサーミスタ２２５が配置され、サーミスタ２２５は、ヒートシンク２２２の絶対温度（＝冷接点の絶対温度）を検出して、該温度に応じた信号を演算回路２２６に出力する。一方、演算回路２２６には、サーモパイル素子２２１から冷接点と温接点との温度差に相当する信号が入力され、演算回路２２６は、感光体表面の絶対温度を算出して出力する。
【００１４】
図１０は、赤外線検知方式の従来の温度センサの第２の構成例を示す図である。この温度センサはサーミスタ式非接触温度センサである。
【００１５】
この温度センサは、アルミ等の熱伝導性の高い材料から成るケース１００６で構成され、該ケース１００６の一面に開口部１００７が設けられる。開口部１００７を閉塞するように、ケース１００６の内部にフィルム１００８が設けられる。このフィルム１００８は、感光ドラムから放射される赤外光を吸収する樹脂製で耐熱性の高いフィルム部材で構成される。
【００１６】
フィルム１００８のケース１００６内面側には、フィルム１００８の温度を検知するためのサーミスタ素子１００９が接着剤等で密着して固定される。このサーミスタ素子１００９の近傍には、ケース１００６内の雰囲気温度を測定するためのサーミスタ素子１０１０が配設される。後述するように、サーミスタ素子１００９は赤外線検出用であり、サーミスタ素子１０１０は温度補償用である。
【００１７】
サーミスタ素子１００９，１０１０にはそれぞれリード線１０１１の各一方端が接続され、リード線１０１１の各他方端は、ケース１００６に設けたソケット（図示せず）にそれぞれ接続され、サーミスタ素子１００９，１０１０からの各出力信号が外部に取り出されるようになっている。
【００１８】
図１１は、図１０に示すサーミスタ素子１００９，１０１０を用いた温度検出回路を示す図である。
【００１９】
温度補償用サーミスタ素子１０１０と赤外線検出用サーミスタ素子１００９とは、抵抗Ｒ１，Ｒ２とともにブリッジ回路を構成する。ブリッジ回路の出力は、端子Ａ，Ｂ間から取り出され、端子Ａ，Ｂ間に発生する電位差が、上記温度センサに入力された赤外線の絶対量に相当する値を表す。
【００２０】
すなわち、ケース１００６の開口部１００７に取り付けたフィルム１００８に感光ドラムから赤外線が入射すると、フィルム１００８に赤外線が吸収されてフィルム１００８の温度が赤外線量に応じて上昇する。
【００２１】
そして、フィルム１００８の温度は、フィルム１００８裏面に密着固定された赤外線検出用サーミスタ素子１００９に伝導してサーミスタ素子１００９の抵抗変化として検出される。赤外線検出用サーミスタ素子１００９の抵抗は、サーミスタ素子１００９が設置された場所の環境温度の影響を受けている。そのため、温度補償用サーミスタ素子１０１０を用いてこの環境温度を検出し、ブリッジ回路が、その検出値を用いてその影響を排除している。
【００２２】
なお、ケース１００６をアルミ等の熱伝導性の高い材料で構成するのは、環境温度の変化に対する温度補償用サーミスタ素子１０１０の追従性を向上させるためである。
【特許文献１】特開平０６−１９４２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上記従来の感光体温度制御装置や温度センサにおいて、これらに用いられるサーミスタや赤外線検知方式の温度センサは、温度検出精度が高いものの、これらを使用して温度制御を行うためには、ＤＣ電源を必要とする。
【００２４】
ところで、感光ドラムの温度制御は、その画像形成装置の稼動中だけでなく、非稼動時にも行われる必要であるが、近年の省エネルギーに対する要求の高まりから、非稼動時の消費電力の削減が求められている。そうした非稼動時の消費電力を削減するために、１つ障害となるのがＤＣ電源や該ＤＣ電源で動作する感光体温度制御装置や温度センサであった。すなわち、ＤＣ電源は商用交流電源から変換して生成されるものであり、変換に無駄な電力が消費されてしまう。また、ＤＣ電源で動作する感光体温度制御装置や温度センサでの電力消費も非稼動時になくせるものならばなくしたいという要請もあった。しかし一方で、ＤＣ電源や感光体温度制御装置や温度センサは、感光ドラムの温度制御には欠かすことができないという事情もあった。
【００２５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、本体装置（画像形成装置）の非稼動時に被加熱体（感光ドラム）の温度制御で消費される電力の削減を図った温度制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、加熱手段によって加熱される被加熱体の温度を制御する温度制御装置において、前記被加熱体が搭載された本体装置の電源スイッチのオン／オフに基づいて稼動／非稼動し、交流電源を基に直流電源を生成する直流電源生成手段と、前記交流電源が供給されたとき、前記被加熱体の温度を検出し、該検出された温度に応じて前記加熱手段に前記交流電源からの通電／非通電を行う第１の通電手段と、前記交流電源が供給されたとき、前記加熱手段に前記交流電源からの通電／非通電を行う第２の通電手段と、前記直流電源生成手段から供給される直流電源により動作する通電制御手段であって、前記被加熱体の温度を検出し、該検出された温度に応じて前記第２の通電手段の通電／非通電を制御する通電制御手段と、前記直流電源生成手段からの直流電源の供給に応じて動作する切替手段であって、該直流電源が供給されているときは、前記第２の通電手段に対して前記交流電源を供給し、前記直流電源が供給されていないときは、前記第１の通電手段に対して前記交流電源を供給する切替手段とを有することを特徴とする温度制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、本体装置の稼動中には、第２の通電手段および通電制御手段を使用して被加熱体の温度を制御し、これによって、所要の温度制御精度を確保し、一方、本体装置の非稼動時には、第１の通電手段を使って被加熱体の温度を制御し、これによって、非稼動時の本体装置における電力消費を減少させることを可能にしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る温度制御装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００３０】
画像形成装置１では、原稿自動送り装置２が原稿（図示せず）を原稿台ガラス３上に搬送する。原稿は、原稿台ガラス３上に載置された際に、例えばハロゲンランプ等にて構成される原稿照明ランプ４によって照明され、これによって原稿画像の読取が行われる。
【００３１】
原稿照明ランプ４は、原稿からの反射光の軌道を変更するための走査ミラー５、６、７と共に、光学走査ユニット（図示せず）に保持される。光学走査ユニットは紙面と平行方向（図１における左右方向）へ往復運動を行い、これによって、原稿の全画像データが原稿照明ランプ４にて露光走査される。原稿からの反射光は、走査ミラー５、６、７を介して、光信号を電気信号に変換するためのＣＣＤユニット８へ導かれる。
【００３２】
ＣＣＤユニット８は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等から構成される撮像素子９と、反射光を撮像素子９に結像するための結像レンズ１０と、撮像素子９を駆動するＣＣＤドライバ１１とを備える。ＣＣＤユニット８では、反射光像に応じた、例えば８ビットのデジタルデータを、コントローラ部１２に出力する。
【００３３】
また画像形成装置１は、感光ドラム１４と、前露光ランプ１５と、一次帯電器１６と、レーザユニット１７と、現像器１８とを備える。
【００３４】
感光ドラム１４は、円筒状または円柱状の潜像担持体である。前露光ランプ１５は、感光ドラム１４の外周面を除電して次なる画像形成に備える除電装置である。一次帯電器１６は、感光ドラム１４の外周面を所定電位分布にコロナ帯電により帯電せしめて潜像形成に備えるための帯電器である。レーザユニット１７は、例えば半導体レーザ等により構成され、一次帯電器１６の帯電処理を受けた感光ドラム１４の外周面を、コントローラ部１２から入力された画像データに基づき露光する。これによって、与えられた画像データに応じた静電潜像を感光ドラム１４の外周面上に形成する。現像器１８は、感光ドラム１４の外周面上に形成された静電潜像に対して現像剤（トナー）を付与してトナー像を現像する現像手段である。
【００３５】
さらに、感光ドラム１４の周囲には、転写前帯電器１９と、転写帯電器２０と、分離帯電器２１と、クリーナ２２とが設けられる。
【００３６】
転写前帯電器１９は、転写前に、感光ドラム１４の外周面上に形成されたトナー像に対して高圧を付与する。転写帯電器２０は、例えばコロナ放電等にてトナー像を記録紙Ｐへと転写する。分離帯電器２１は、転写処理の終了した記録紙Ｐを感光ドラム１４の外周面から分離する。クリーナ２２は、転写終了後に感光ドラム１４の外周面上に残留した現像剤を除去して回収する。
【００３７】
すなわち、複数枚の記録紙Ｐを例えばサイズごとに分類して収納する給紙ユニット２３、２４、２５のいずれかから、記録紙Ｐが、タイミング調整を行うレジストローラ２６を経て、感光ドラム１４と転写帯電器２０との間の転写領域に搬送される。転写領域に達した記録紙Ｐに対して、転写帯電器２０のコロナ放電等により、感光ドラム１４の外周面上のトナー像が転写される。その後、記録紙Ｐは、分離帯電器２１により感光ドラム１４の外周面から分離される。
【００３８】
一方、転写処理の終了した感光ドラム１４は、外周面上に残留した現像剤をクリーナ２２により除去され、次の画像形成に備える。
【００３９】
更に、画像形成装置１は、熱供給及び圧力付与により定着処理を行う定着器２７と、上記転写領域にてトナー像を転写された記録紙Ｐを定着器２７へと搬送する搬送ベルト２８と、フラッパ２９と、中間トレイ３０と、ステイプルソータ３１または製本装置（グルーバインダ）３２とを備えている。
【００４０】
フラッパ２９は、コントロール部１２の制御に従い、定着器２７にて定着処理された記録紙Ｐを中間トレイ３０またはステイプルソータ３１（グルーバインダ３２が備えられているときはグルーバインダ３２）に送出するための選別器である。
【００４１】
中間トレイ３０は、搬送ローラ３３、３４、３５、３６を介して搬送されてきた記録紙Ｐを、同一面上に複数の画像を形成するモード、所謂、多重転写モードが実行されている場合には、表裏反転せずに再搬送ローラ３７へと搬送する。一方、同一の記録紙Ｐの両面に画像を形成するモード、所謂、両面複写モードが実行されている場合には、表裏反転して再搬送ローラ３７へと搬送するようになっている。
【００４２】
再搬送ローラ３７は、中間トレイ３０から搬送されてきた記録紙Ｐをレジストローラ２６へと搬送するようになっており、これによって、レジストローラ２６に達した記録紙Ｐは、再度転写領域へと搬送されて転写処理が行われる。
【００４３】
ステイプルソータ３１は、複数枚の記録紙Ｐに対して同一画像を連続して形成するモード、所謂、連続複写モードが実行されているときなどに、定着処理後の複数枚の記録紙Ｐをビン３１Ａの各々に１枚ずつ仕分けする装置である。ステイプルソータ３１が画像形成装置１に備えられている場合には、ステイプル部３１Ｂが、コントローラ部１２の制御に基づきステイプルの実行を行う。
【００４４】
一方、グルーバインダ３２は、定着処理の為された複数枚の記録紙Ｐを製本する装置であり、グルーバインダ３２が画像形成装置１に備えられた場合には、バインダ部３２Ａが、コントロール部１２の制御に基づき、定着処理の為された複数枚の記録紙Ｐより成る紙束に背表紙を糊付けして製本し、スタッカー３２Ｂに貯える。
【００４５】
図２は、コントローラ部１２の内部構成を示すブロック図である。
【００４６】
コントローラ部１２は、画像形成装置１全体の制御を行なうとともに、ユーザによる操作パネル１３の操作入力に従って、ＣＣＤユニット８から入力された画像データに対して画像処理を行う装置である。コントローラ部１２は、ＣＰＵ３８と、ＲＯＭ３９と、ＲＡＭ４０と、Ｉ／Ｏポート４１と、画像処理部４２とを有している。
【００４７】
ＣＰＵ３８は、画像形成装置１全体の制御を主として担う。ＲＯＭ３９は、画像形成装置１全体の制御手順を示す制御プログラムを記憶する。ＲＡＭ４０は、入力データの記憶や作業記憶領域の提供を行う。Ｉ／Ｏポート４１は、画像形成装置１を構成する各種入出力装置とコントローラ部１２との間のインターフェース処理を行う。画像処理部４２は、ユーザの操作パネル１３に対する操作入力に基づき、ＣＣＤユニット８から入力された画像データを画像処理する。
【００４８】
コントローラ部１２の有するＣＰＵ３８のアドレスバス（図示せず）及びデータバス（図示せず）は、バスドライバ・アドレスデコーダ回路４３を介してＲＯＭ３９、ＲＡＭ４０、Ｉ／Ｏポート４１及び画像処理部４２と接続される。
【００４９】
Ｉ／Ｏポート４１には、操作パネル１３と、モータ類４４と、電磁クラッチ類４５と、電磁ソレノイド類４６と、紙検知センサ類４７と、トナー残量検知センサ４８と、高圧ユニット５１と、ビーム検知センサ５２とが接続される。
【００５０】
モータ類４４、電磁クラッチ類４５及び電磁ソレノイド類４６は、画像形成装置１に備えられた光学走査ユニットなどを駆動する。紙検知センサ類４７は、例えば上記転写領域へ搬送された記録紙Ｐを検知するためのセンサである。トナー残量検知センサ４８は、現像器１８のトナーの収容量を検知するためのセンサである。高圧ユニット５１は、一次帯電器１６、転写前帯電器１９、転写帯電器２０及び分離帯電器２１へ高圧を出力する。ビーム検知センサ５２は、感光ドラム１４の外周面の非画像領域に設けられ、レーザユニット１７から照射されたレーザビームＬａを受光して検知するセンサである。
【００５１】
図３は、画像処理部４２の内部構成を示すブロック図である。
【００５２】
画像処理部４２にあっては、先ず、ＣＣＤユニット８より送られたデジタル画像信号に対して、シェーディング回路５３が画素間のバラツキを補正し、変倍回路５４が変倍処理を行う。すなわち、記録紙Ｐに画像を形成するモードが縮小コピーモードである場合には、画像データの間引き処理を行い、一方、拡大コピーモードの場合には、画像データの補間処理を行う。なお、シェーディング回路５３からはエラー信号がＩ／Ｏポート４１に対して出力される。
【００５３】
変倍回路５４から出力された画像データに対しては、エッジ強調回路５５により、例えば５×５画素のウインドウで２次微分を行う等の方法で、画像のエッジが強調される。
【００５４】
エッジ強調回路５５にてエッジ強調された画像データは輝度データであり、レーザユニット１７に画像データを出力するためには、これを濃度データに変換する必要がある。また、中間濃度等の画像の階調表現を記録紙Ｐに行うモードにも応じるために、γ変換回路５６がテーブルサーチにより、輝度データから濃度データへの変換を行う。その後、２値化回路５７により濃度データの２値化を行い、合成回路５８に出力する。
【００５５】
合成回路５８は、２値化回路５７から入力された画像データと、例えばＤＲＡＭ等により構成される画像用のメモリ５９に格納された画像データとを合成して、ＰＷＭ回路６０へ出力する。なお、メモリ制御部６１は、メモリ５９に対するリードライト制御を行う。
【００５６】
ＰＷＭ回路６０は、合成回路５８から入力された画像データに基づき、ユーザによる操作パネル１３への操作入力に基づき設定された画像形成のモードに応じたパルス幅変調を行い、レーザユニット１７へ出力する。
【００５７】
図４は、操作パネル１３の構成を示す平面図である。
【００５８】
操作パネル１３は、ユーザが手動操作にて入力した内容をコントローラ部１２に伝えたり、ユーザに対して情報表示を行ったりするための装置である。操作パネル１３から入力される操作内容としては、転写及び定着に関する動作モードの設定、画像形成が行われるシート状の転写材としての記録紙Ｐの枚数、記録紙Ｐに形成される画像の濃度等がある。
【００５９】
操作パネル１３は、タッチパネルで構成される表示部６３と、テンキー６４と、スタートキー６５と、リセットキー６６と、ストップキー６７と、クリアキー６８と、＃キー６９と、ＩＤキー７０と、余熱キー７１と、割り込みキー７２と、電源表示ランプ７３と、電源スイッチ７４とを有している。
【００６０】
表示部６３は、ユーザへ通知すべき情報がメッセージ等にて表示可能となっている。テンキー６４は、ユーザがコピー枚数等を入力するためのキーである。
【００６１】
スタートキー６５は、画像形成装置１に画像形成の開始を指示するためのキーであり、リセットキー６６は、モード等の設定を初期設定に戻すためのキーである。
【００６２】
ストップキー６７は、画像形成装置１の全動作を中断させるためのキーであり、クリアキー６８は、テンキー６４にて入力されたコピー枚数等を初期設定値に戻すためのキーである。
【００６３】
＃キー６９は、画像形成装置１に付属するオプションにて使用するためのキーであり、ＩＤキー７０は、特定のユーザのみが操作できるようにする機能、所謂、ＩＤ機能を設定するためのキーである。
【００６４】
余熱キー７１は、余熱モードの設定を行うためのキーであり、割り込みキー７２は、複写動作中に割り込んで別の画像形成を行わせるためのキーである。電源表示ランプ７３は、画像形成装置１への通電が為されていないことを「光」にて知らせるものである。
【００６５】
電源スイッチ７４は、画像形成装置１のオン／オフをユーザが操作するためのスイッチである。
【００６６】
図５は、レーザユニット１７の構成を示す斜視図である。
【００６７】
レーザユニット１７は、コントローラ部１２によって生成された画像データを光ビームに変換し、この光ビームを感光ドラム１４上に走査露光して画像データに対応した潜像を形成するための装置である。
【００６８】
レーザユニット１７は、レーザ発光部１０１と、ポリゴンミラー１０２と、ポリゴンミラー１０２を回転させるためのポリゴンモータ１０３と、結像レンズ１０４と、反射ミラー１０５と、ビーム検知センサ５２にレーザ発光部１０１からのレーザ光を入射させるためのＢＤ反射ミラー１０７とを有している。反射ミラー１０５で反射されたレーザ光は感光ドラム１４を露光走査し、感光ドラム１４に潜像を形成する。
【００６９】
レーザ発光部１０１は、８０μｍ間隔で２つの発光部（Ａレーザ、Ｂレーザ）をもつ半導体レーザであり、感光ドラム１４上で２本のレーザ光の走査線間隔が所定の値となるように傾けて配置されている。
【００７０】
次に、感光ドラム１４の表面温度を所定温度に保持するための温度制御装置を説明する。
【００７１】
図６は、感光ドラム１４用の温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【００７２】
図６において、感光ドラム１４の内部にヒータ９０１が設置される。ヒータ９０１の温度を一定に保持するための温度制御装置にはＡＣ電源９０８およびＡＣ／ＤＣ電源９０９（商用交流電源を直流電源に変換したもの）が設置される。ヒータ９０１にはＡＣ電源９０８が供給されるが、その供給経路としては、サーマルリードスイッチ９０６を経由する経路と、トライアック９０５を経由する経路との２つがある。それらの２つの経路のうちの一方を選択するためにリレー９０７が使用される。リレー９０７はＡＣ／ＤＣ電源９０９によって駆動され、ＡＣ／ＤＣ電源９０９がオンされて電力がリレー９０７に供給されたときだけ端子Ｔ２側に接続され、ＡＣ／ＤＣ電源９０９がオフされて電力が供給されないときは端子Ｔ１側に接続される。リレー９０７の端子Ｔ１にサーマルリードスイッチ９０６が接続され、端子Ｔ２にトライアック９０５が接続される。ＡＣ／ＤＣ電源９０９は、画像形成装置１に対する電源供給をオン／オフするための電源スイッチ７４がオンであるときオンとなり、電源スイッチ７４がオフであるときオフとなる。
【００７３】
電源スイッチ７４に対するユーザによるオフ操作によりＡＣ／ＤＣ電源９０９がオフされた場合、リレー９０７が端子Ｔ１側に接続される。これによってサーマルリードスイッチ９０６にＡＣ電源９０８が供給され、サーマルリードスイッチ９０６は、感光ドラム１４の温度を検知して、該温度が所定温度となるように、ヒータ９０１へのＡＣ電源供給のオン／オフ制御を行う。
【００７４】
一方、ＡＣ／ＤＣ電源９０９は、リレー９０７の他、サーモパイル式温度センサ９０２と、受け回路９０３と、制御回路９０４とに接続される。サーモパイル式温度センサ９０２は、図９に示す赤外線検知方式の従来の温度センサと同じ構成であるとする。
【００７５】
電源スイッチ７４に対するユーザによるオン操作によりＡＣ／ＤＣ電源９０９がオンされた場合、リレー９０７が端子Ｔ２側に接続される。そして、感光ドラム１４に対向して配置されたサーモパイル式温度センサ９０２が、感光ドラム１４の表面の温度を検知し、出力信号を受け回路９０３を介して制御回路９０４に送る。制御回路９０４では、サーモパイル式温度センサ９０２からの出力信号が示す温度が所定温度に達しているか否か判定して所定温度以下であれば、スイッチ手段であるトライアック９０５に通電を指示する。トライアック９０５は該指示に従い、ＡＣ電源９０８からヒータ９０１へ電力を供給し、感光ドラム１４表面の温度を上昇させる。所定温度よりも高ければ、トライアック９０５に通電停止を指示し、トライアック９０５は、ＡＣ電源９０８からヒータ９０１へ電力供給を停止し、感光ドラム１４表面の温度を下降させる。こうして、感光ドラム１４表面の温度を所定温度に保持する。
【００７６】
このように、電源スイッチ７４がオフされて、画像形成装置１が非稼動状態にある時は、ＡＣ／ＤＣ電源９０９がオフされて、リレー９０７によりサーマルリードスイッチ９０６が選択される。サーマルリードスイッチ９０６による、感光ドラム１４表面の温度制御の精度はサーモパイル式温度センサ９０２に比べて低いものの、画像形成装置１の非稼動時には感光ドラム１４表面の温度制御の精度が高くなくてもよいので、問題はない。むしろ、画像形成装置１の非稼動時にＡＣ／ＤＣ電源９０９がオフされているので、画像形成装置１の非稼動時における無駄な電力消費がない。
【００７７】
これに対し、電源スイッチ７４がオンされて、画像形成装置１が稼動状態になった時は、ＡＣ／ＤＣ電源９０９がオンされて、リレー９０７によりサーモパイル式温度センサ９０２を用いた温度制御が行われる。サーモパイル式温度センサ９０２を用いた温度制御は、サーマルリードスイッチ９０６を用いた温度制御よりも、特に温度検出精度において優れ、感光ドラム１４表面の温度を高精度に保持することが可能となる。
【００７８】
〔他の実施の形態〕
上記の実施の形態では、ＤＣ電源で動作する温度検出手段としてサーモパイル式温度センサ９０２を使用しているが、これに代わって、感光ドラム１４からの対流熱を検知する非接触サーミスタやサーミスタ式非接触温度センサを使用するようにしてもよい。また、上記の実施の形態では、画像形成装置の非稼動時に感光ドラム１４の温度制御を行う手段としてサーマルリードスイッチ９０６を使用したが、これに代わって、サーモスイッチを使用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る温度制御装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】コントローラ部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】画像処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】操作パネルの構成を示す平面図である。
【図５】レーザユニットの構成を示す斜視図である。
【図６】感光ドラム用の温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の感光体温度制御装置の第１の構成例を示す図である。
【図８】従来の感光体温度制御装置の第２の構成例を示す図である。
【図９】赤外線検知方式の従来の温度センサの第１の構成例を示す図である。
【図１０】赤外線検知方式の従来の温度センサの第２の構成例を示す図である。
【図１１】図１０に示すサーミスタ素子を用いた温度検出回路を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 画像形成装置（本体装置）
１４ 感光ドラム（被加熱体）
７４ 電源スイッチ
９０１ ヒータ（加熱手段）
９０２ サーモパイル式温度センサ（通電制御手段）
９０３ 受け回路（通電制御手段）
９０４ 制御回路（通電制御手段）
９０５ トライアック（第２の通電手段）
９０６ サーマルリードスイッチ（第１の通電手段）
９０７ リレー（切替手段）
９０８ ＡＣ電源（交流電源）
９０９ ＡＣ／ＤＣ電源（直流電源生成手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段によって加熱される被加熱体の温度を制御する温度制御装置において、
前記被加熱体が搭載された本体装置の電源スイッチのオン／オフに基づいて稼動／非稼動し、交流電源を基に直流電源を生成する直流電源生成手段と、
前記交流電源が供給されたとき、前記被加熱体の温度を検出し、該検出された温度に応じて前記加熱手段に前記交流電源からの通電／非通電を行う第１の通電手段と、
前記交流電源が供給されたとき、前記加熱手段に前記交流電源からの通電／非通電を行う第２の通電手段と、
前記直流電源生成手段から供給される直流電源により動作する通電制御手段であって、前記被加熱体の温度を検出し、該検出された温度に応じて前記第２の通電手段の通電／非通電を制御する通電制御手段と、
前記直流電源生成手段からの直流電源の供給に応じて動作する切替手段であって、該直流電源が供給されているときは、前記第２の通電手段に対して前記交流電源を供給し、前記直流電源が供給されていないときは、前記第１の通電手段に対して前記交流電源を供給する切替手段と
を有することを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
前記切替手段は、前記本体装置の電源スイッチのオン／オフに関係なく、前記交流電源を前記第１または第２の通電手段に対して供給することを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記本体装置は画像形成装置であり、前記被加熱体は感光体であることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記通電制御手段は、前記被加熱体の温度を検出するためにサーモパイル式温度センサを備えることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記サーモパイル式温度センサは、サーモパイル素子とサーミスタとを含むことを特徴とする請求項４記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記通電制御手段は、前記被加熱体の温度を検出するためにサーミスタを備えることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項７】
前記通電制御手段は、前記被加熱体の温度を検出するためにサーミスタ式非接触温度センサを備えることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項８】
前記第１の通電手段はサーマルリードスイッチであることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項９】
前記第１の通電手段はサーモスイッチであることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項１】
加熱手段によって加熱される被加熱体の温度を制御する温度制御装置において、
前記被加熱体が搭載された本体装置の電源スイッチのオン／オフに基づいて稼動／非稼動し、交流電源を基に直流電源を生成する直流電源生成手段と、
前記交流電源が供給されたとき、前記被加熱体の温度を検出し、該検出された温度に応じて前記加熱手段に前記交流電源からの通電／非通電を行う第１の通電手段と、
前記交流電源が供給されたとき、前記加熱手段に前記交流電源からの通電／非通電を行う第２の通電手段と、
前記直流電源生成手段から供給される直流電源により動作する通電制御手段であって、前記被加熱体の温度を検出し、該検出された温度に応じて前記第２の通電手段の通電／非通電を制御する通電制御手段と、
前記直流電源生成手段からの直流電源の供給に応じて動作する切替手段であって、該直流電源が供給されているときは、前記第２の通電手段に対して前記交流電源を供給し、前記直流電源が供給されていないときは、前記第１の通電手段に対して前記交流電源を供給する切替手段と
を有することを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
前記切替手段は、前記本体装置の電源スイッチのオン／オフに関係なく、前記交流電源を前記第１または第２の通電手段に対して供給することを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記本体装置は画像形成装置であり、前記被加熱体は感光体であることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記通電制御手段は、前記被加熱体の温度を検出するためにサーモパイル式温度センサを備えることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記サーモパイル式温度センサは、サーモパイル素子とサーミスタとを含むことを特徴とする請求項４記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記通電制御手段は、前記被加熱体の温度を検出するためにサーミスタを備えることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項７】
前記通電制御手段は、前記被加熱体の温度を検出するためにサーミスタ式非接触温度センサを備えることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項８】
前記第１の通電手段はサーマルリードスイッチであることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項９】
前記第１の通電手段はサーモスイッチであることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１５６１７９（Ｐ２００７−１５６１７９Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５２４４６（Ｐ２００５−３５２４４６）
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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