CN1258028A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

一种图像形成装置,在电子感光件上形成静电潜像,对静电潜像显影并形成显像,转印显像于记录媒质形成图像,图像形成装置包括,在图像形成装置内检测温度的温度传感器和控制形成图像的印刷速度的控制器,以便当温度传感器检测的温度等于或高于预定温度T1时降低印刷速度。

Description

图像形成装置

本发明涉及一种图像形成装置，如复印机，传真机或打印机，该装置使用电子照相方法。

附图8显示一种图像形成装置的基本结构，并且其中的工作概括将在下文描绘。

由主充电器101均匀地充电的静电潜象承载件100(下文称为感光件)通过图像曝光装置(无图示)而曝光102，使图像信息成为潜象，随后潜像由显影装置103显影成带有调色剂的可视图像。

记录媒质纸P随记录辊104和105选择的时间输送，并且在感光件上的调色剂图像由转印充电器106静电地转印到纸P。其后，记录纸上的调色剂在定影装置108内通过热量和压力定影，在定影装置内具有带热源的加热辊109和靠在加热辊上的压力辊110。

转印后，一些未转印的并保留在感光鼓100上的显影剂由清洗装置111刮除，并由废调色剂输送件112输送到储存部分，且作为潜像的保留下来的电荷由擦除器113清除。

在如上所述的图像形成装置中，当装置内的温度升高时，会出现各种问题。

来自定影装置108的热量会使显影装置103内的调色剂热变质，并且充电电位降低使图形密度降低，或者热量使清洗装置111内的废调色剂凝结，这导致废调色剂输送件112出现故障。

排除装置的热量并抑制装置内温度的升高的风扇46放置于图像形成装置内，以便不发生这些问题。

同样，在排除风扇附近，放置过滤器48以防止显影剂和纸粉从装置内部散出。

但是，长期使用该装置，少量调色剂和纸粉堆积在装置内，空气中的灰尘或类似物粘在过滤器并积在上面，因此它们降低了热量排除效率，从而由于装置内温度的升高可能会带来上述的麻烦。

针对上述问题，提出了一种方法，该方法检测装置内温度和湿度，控制风扇转速或功率，或者达到这样的控制，如改变热量排除的开口部分的面积，此处还提出了一种同时安装大量风扇和控制相应风扇的方法。

但是在上述方法中，必须有多种传感器和风扇以及复杂的控制机构，并且提高了成本，装置主机的庞大和噪声是不可避免的。

本发明的目的是提供一种图像形成装置，以解决现有技术的上述问题。

本发明的另一目的是提供一种长时期处理装置内温度升高的图像形成装置。

本发明的另一目的是提供一种处理装置内过滤器阻塞造成的温度升高的图像形成装置。

为达到上述目的本发明提出一种图像形成装置，该装置在电子照相感光件上形成静电潜像，给静电潜像显影，并形成显像，转印显像到记录媒质形成图像，该图像形成装置包括：检测图像形成装置内温度的温度检测装置；和控制形成图像的印刷速度的控制装置，以便当温度检测装置检测的温度等于或大于预定温度时，降低印刷速度。

因此，甚至当过滤器因长期使用而阻塞以及热量排除效率降低时，无需破坏装置主机的低成本和缩小，就能避免装置内温度的异常升高，这使消除产生异常图像和装置故障成为可能。

图1是本发明第一实施例的复印机的横截面图；

图2是图1所示的复印机从2侧看去的横截面图；

图3是第一实施例的控制图；

图4是本发明第二实施例的复印机的横截面图；

图5是是图4所示的复印机从5侧看去的横截面图；

图6是本发明第三实施例的复印机的横截面图；

图7是是图6所示的复印机从7侧看去的横截面图；

图8是常规技术的一种复印机的横截面图；

图9是与第二实施例相比较的一种复印机的横截面图；

图10是从图9所示的复印机的10侧看去的横截面图；

图11是与第三实施例相比较的一种复印机的横截面图；

图12是图11所示的复印机从12侧看去的横截面图；

【第一实施例】

图1表示一种复印机的横截面图，它是一种采用本发明第一实施例的图像形成装置。

通过充电辊201均匀充电的感光鼓100受到图像信息的影响，由此形成静电潜像，然后通过带有调色剂的显影装置103显影。

借助施加到转印辊206上的偏压，感光鼓100上的调色图像被静电转印到输送至由转印辊206和感光鼓100组成的转印部分的转印材料P上。

转印材料经过转印部分，输送到定影装置108，在此，转印材料被加热并被压印以在转印材料上固定调色图像。

在感光鼓上的没有转印的残留调色剂被清洗刀片刮除，该清洗刀片在清洗器111内靠在感光鼓上，并且储藏在清洗器内。

本实施例中的复印机处理速度是200毫米/秒，图像形成速度是30张/分钟。

为了防止在定影装置108中产生的热量充满机器内部，防止定影装置中的调色剂变质，而清洗器内的废的调色剂会造成坏图像产生，设置热量排除风扇46，该风扇由施加于其上的直流偏压驱动。

此外，热量排除风扇46的侧面设置了过滤器48，它防止少量调色剂和分散在机器内部的纸粉从机器内散出。

图1中箭头a和b表示机器内热量排除风扇旋转产生的气流的象征性的流向。但是在不同部位存在有少量的气流，如装置内部间隙和纸张供应和输送轨迹内的间隙。

图2是从图1的2侧看去的本实施例内的复印机的横截面图。

如图1和2所示，温度传感器25安装在定影装置的上部的后侧板上，当完成连续的图像形成(下文称作“连续纸张供应”)和完成适宜时间间隔内的图像形成(下文指“间歇纸张供应”)时，发现在本实施例的复印机内，温度传感器25所检测的温度在连续纸张供应时更高。还发现在连续纸张供应时，检测温度是恒定的，如供应大约1000张，达到一个饱和温度。

此外，温度传感器25检测的达到饱和温度取决于单位时间内图像形成纸张的数量，并且数量越小，饱和温度越低。

当采用上述装置时，改变施加到热量排除风扇的直流偏压值，设置风扇转速为几种型式，以给在机器内产生的气流量加载，在这种情况下进行连续纸张供应和改变传感器25的饱和温度，当置于显影装置附近的传感器25所检测的温度为40℃或高于40℃，产生下面的坏图像。

当检测的温度变成上述温度，定影装置内的调色剂变质，调色剂的充电能力下降，因此图形密度下降。

然而，上述坏图像对于传感器25检测温度达到饱和温度这一时间点时当场不会产生，在检测温度达到上述温度后，当热量和机械压力不断地施加到调色剂上时，产生坏图像。

在装置内当设置施加到热量排除风扇上的直流偏压值，以便当装置使用的初始阶段，完成连续纸张供应时，处于定影装置内的温度传感器25检测的温度不可能达到40℃，完成连续图像形成1000张，在温度传感器25检测温度达到饱和温度后，停止工作5小时，并且冷却该装置至室温，再一次完成连续图像形成1000张(这工艺叫作测试循环1)，如此继续下去，在机组内对于图像形成张数在约为100000张这一时间点，温度传感器25检测的温度超过40℃，并且由于上述的机理，图形密度降低。

这是由于作为转印材料输送的纸张产生纸粉，该纸粉和分散在装置内的调色剂被风扇和过滤器48吸收，因此过滤器被阻塞，风扇46的热量排除效率下降。

同样，当测试循环1继续时，过滤器阻塞加剧，当该装置继续在传感器25检测温度超过45℃的这一状态下工作时，在清洗器内部发生调色剂的凝结和废调色剂的输送件损坏。

因此，在本发明实施例中，设置了如图3所示的控制器，它防止了上述坏图像和装置故障。

温度检测传感器25检测的温度定义为Ts，下面描述根据Ts控制印刷工作的一个流程。

该流程的起动通过装置主机的主开关，该开关原是关闭的，并且印刷的张数由一个控制部分(图中未示出)或类似物指定，如图3所示，印刷工作开始(S201)，温度传感器25开始检测温度(S202)。判断在温度检测过程中温度传感器25所检测的温度Ts是否等于或低于预定的温度T1(S203)。在本发明实施例中，温度T1设置为发生图形密度降低时的温度40℃。

当温度传感器25检测的温度Ts不等于预定温度T1或比之高时，印刷工作以通常图像形成速度来完成(在本实施例中，30张/分钟)(S204)。此后，判断是否已印刷了指定的纸张数(S205)，当已经印刷了指定纸张数时，印刷结束(S206)，该流程也结束。另一方面，当没有印刷完指定张数，返回S202。

在S203，温度传感器25检测的温度Ts等于或高于预定温度T1，判断是否温度Ts等于或高于T2(S203)。预定温度T2比预定温度T1高，并且在本实施例中，温度T2为45℃，在这一温度引起输送件故障。

温度传感器25检测的温度Ts不等于或高于预定温度T2，即，当温度Ts在预定温度T1和预定温度T2之间时，控制器起作用，降低印刷速度(S208)。在本实施例中，降低的印刷速度是20张/分钟。以后将描述降低印刷速度的方法。

因此，印刷速度降低，而且图像形成装置中产生热量减少，因此根据装置内达到的温度的装置故障和坏图像能被防止。

随着印刷速度的降低，在印刷工作中当温度Ts比预定温度T1低时，印刷工作可以随着印刷速度返回到通常印刷速度而执行。同样，在本发明实施例中，当温度Ts处于预定温度T1和预定温度T2之间时，虽然印刷速度一次减到预定速度，但是，印刷速度可以在温度Ts的基础上连续减少，或可以逐步减少。

另一方面，当温度Ts等于或高于预定温度T2时，图像形成装置的主机工作停止，并且印刷工作也停止以防止任何主机的故障发生(S209)。因此，不但避免了坏图像产生而且装置的主机故障也能防止。

现在将描述一种降低印刷速度的具体实例。

在通常的印刷工作中，图像在记录纸上形成，而记录纸短间隔地连续输送(连续印刷工作)，但是通过延长当时记录纸间的间隔，印刷速度能降低。当连续地输送记录纸之间的间隔延长时，单位时间的印刷纸张数减少并且单位时间的定影所需热量减少了。

甚至当印刷速度正在减少时，风扇46的转速可以是恒定的，而且不控制转速和气流量。也可设计为如印刷速度一减少就给出更换过滤器48的警告，因此无需停止印刷工作，连续使用装置成为可能。

如上所述，温度传感器置于装置内的鼓的附近，实现由检测温度，印刷速度的控制，据此，甚至当长期使用过滤器阻塞并且热量排除风扇的热量排除效率减少时，能够避免这样的问题的产生，如图形密度的降低和废调色剂输送件故障。

【第二实施例】

图4是本发明第二实施例表示的复印机的横截面图。

图5是从图4的5侧看去的本发明实施例内的复印机的横截面图。

如图4和5所示，温度传感器125处于后侧板80上，在从电晕充电器301朝向热量排除风扇46的气流轨迹d附近。

在本发明实施例中，电晕充电器301用作主充电器。本实施例的复印机的复印速度为16张/分钟。

电晕充电器通过在小直径金属线上施加高电压来放电，并且这引起电线附近空气绝缘击穿(击穿)。在那时产生的臭氧氧化机器内空气中的物质并产生各种化合物。当这些化合物粘着在感光件表面时，这些化合物吸收高湿度环境里的湿气并且感光鼓表面阻值局部地减少，因此产生图像流(image flow)问题。

针对这一点的对策是，气流轨迹d的形成是从臭氧产生部分的主充电器301的邻近区域朝向热量排除风扇46，并且使用一个臭氧过滤器49，该过滤器放置在热量排除风扇侧面，并能吸收臭氧。

当在室温30℃、湿度80％的环境下重复进行实施例1的测试循环时，置于主充电器附近的传感器125检测的温度和图像流级别如下表1所示。

同样，为了与本实施例作比较，一个温度传感器126被放在侧板80上，在清洗器111下，并在定影装置108附近，如图9和10所示，并且实施例1的测试循环在室温30℃、湿度80％的环境下重复进行。此时传感器126检测的温度如下表1。

                               表1

	50,000张	100,000张	150,000张	200,000张
					传感器125	38℃	39℃	42℃	45℃
传感器126	44℃	44℃	44℃	46℃
					图像流	○	○	△	×

                                                      ○：好

                                                      △：中等

                                                      ×：坏

在纸张的耐久的数量之间，传感器126所检测的温度区别不大，并且该温度与图像流级别无关。这是由于传感器126的位置在定影装置108附近，并且传感器126易于直接受热的影响。

在另一方面，传感器125所检测的温度随着成倍的纸张数量的增加而增加，并且判定该温度与图像流级别有关。这是由于传感器125的位置远离定影装置，因此传感器125很难直接受到热量的影响，因此易于受到由于过滤器阻塞而引起的气流量的减少的影响，并且传感器125安装在产生大量臭氧的电晕充电器301附近，因此在传感器125位置上气流量的减少造成对图像流级别的影响。

可以看出当电晕充电器301产生的臭氧被臭氧过滤器49吸收时，处于电晕充电器附近的气流轨迹上的传感器125检测的温度通过长期使用而升高了，并且图像流的级别加重了。

因此，在本实施例中，制定了下面的控制方案，它与传感器125检测的温度Ts2一致。

当传感器125检测的温度Ts2等于或高于40℃时，延长图像形成纸张之间的间隔，而且复印的数量从16张/分钟减少到8张/分钟。

表2表示当在该装置内连续进500张纸时，传感器125检测温度Ts2、图像流和图像形成速度(下文指“cpm”)的状况，该装置为进200000张纸后采用上述的控制器的装置，和根据现有技术的装置。

                       表2

	纸张数	0	100	200	250	300	400	500
									常规技术实例	Ts2	30℃	35℃	39℃	40℃	42℃	44℃	45℃
cpm	16
								图像流		○	○	○	○	△	△	×

实施	Ts2	30℃	35℃	39℃	40℃	40℃	39℃	39℃
									例2	cpm	16			8
	图像流	○	○	○	○	○	○	○

                                                     ○：好

                                                     △：中等

                                                     ×：坏

在现有技术的装置内，传感器125检测的温度Ts2在进大约250张时是40℃。在这一状态下的图像流没有问题。但是，进大约300张时的检测温度Ts2是42℃，在这一状态下，一些图像流发生。当更大数量纸张供应时，在进500张后检测温度变为45℃，并且随温度升高，图像流和不正常图像出现。

相比，在本实施例内的有控制器的装置内，在第250张时，传感器125检测温度为40℃，复印速度从16张/分钟减为8张/分钟。电晕充电器采用高压，只有当印刷工作进行时电晕充电器昨产生臭氧。因此，当单位时间的复印数量减少时，定影装置108产生的热量减少，并且由主充电器301产生的臭氧量也降低了。因此，甚至在进300张后，检测的温度为40℃，图像流不发生。当纸张进一步继续以8张/分钟的速度输送，图像流甚至在输送500张后不发生。

如上所述，当电晕充电器产生的臭氧由臭氧过滤器吸收时，根据处于电晕充电器附近气流轨迹上的温度传感器125检测的温度来控制输送纸张数，在此甚至当由于长期使用臭氧过滤器阻塞时，能够避免由于温度升高出现的非正常图像，并且也能防止臭氧引起的图像流。

【第三实施例】

图6是本发明第三实施例的复印机的横截面图。

图7是是图6所示的复印机从7侧看去的横截面图。

如图6和7所示，在装置主机的纵向的下坡侧有一热排除风扇50，该风扇横跨清洗器111和定影装置108，并且在热量排除风扇50附近有一过滤器51。同样，在清洗器的下部，后侧板80和近鼓处设置一温度检测传感器127。

当曾经通过定影装置的转印材料被使用，并且该材料又立即在通过定影装置印刷时(双面印刷或多重印刷)，转印材料在相当高的温度状态下，在转印部分内与鼓接触。此时，热量从转印材料传输到鼓上，当使用这样的转印材料连续供应纸张时，鼓承受高温。清洗刀片130刮除的非转印调色剂一定程度地保留在清洗刀片130和鼓100之间的接触部分，但是由于鼓的温度的升高，该非转印调色剂变软，有时熔化并粘在鼓上。

当使用与室温几乎相同的温度的转印材料进行通常的复印工作时，清洗部分接收来自于定影装置和外部的主要热量，因此温度升高相对和缓。

但是，当使用的转印材料曾经通过过定影装置而承受高温时，鼓接收来自转印材料的热量，因此，鼓突然或局部升温，于是必须确定温度更快升高。

下表3表示在连续进纸过程中温度的改变。同样，为了对比，如图11和12所示，在清洗器的上部，后侧板80和近鼓处设置一传感器12B，以便从定影装置来的热量和风扇的冷却作用可以与温度传感器127处的热量基本相等，并且在连续进纸过程中检测温度变化。结果如表3所示。

                    表3

		0张	500张
				传感器127	单面	37℃	38℃
双面	44℃
		传感器128	单面		37℃		38℃
双面	40℃

在表3中，“单面”指图像形成使用的转印材料从来没有通过过定影装置的情况，“双面”指立即使用通过定影装置的转印材料的情况。

热量排除风扇的过滤器是新的。

在连续进100张单面纸张后，立即在500张纸上进行双面和单面成像。

在表3中，0张的温度是在连续形成100张图像后立即检测的温度。既然转印材料对温度无影响，在传感器127和128之间检测的温度无差别。同样，在进500单面纸时，能够看出传感器检测的温度无区别。

另一方面，当进500双面纸时，传感器127检测为44℃，传感器128检测为40℃。因此能看出置于转印材料和鼓之间的接触部分附近的传感器127对转印材料的热量的影响的检测比传感器128更灵敏。

因此，在本实施例中，根据置于清洗器下部后侧板80上和近鼓处的传感器127检测的温度Ts3，控制图像形成速度。

为了对比，下面试验在一个装置内进行，该装置没有实现与本实施例内的传感器127检测温度Ts3一致的图像形成速度的控制器。表4显示了，当在装置内安装200000张纸、使用耐久过滤器、在连续进100单面纸后立即继续形成500张双面图像时，传感器127和128检测的温度和在鼓上发生调色剂熔合的结果。

                             表4

	0张	300张	400张	500张
					传感器127	38℃	44℃	47℃	49℃
传感器128	38℃	42℃	42℃	43℃
					鼓熔合	○	○	△	×

                                ○：好，△：中等，×：坏

进纸400张时，由于温度升高，发生微小熔合，进纸500张时，不允许的熔合发生。

从这个结果，为使熔合不发生，当传感器检测是45℃或当传感器检测40℃时，必须降低图像形成速度，以减少单位时间来自转印材料到鼓的热传递。

因此，下面表5表示当连续进500双面纸十次时，使用装置1和2，装置内设置如下的与传感器127和128检测的温度一致的图像形成速度的控制器，这时的时间控制，在该时间控制点，复印速度降低和温度被检测，并且表5也显示在进500张纸后发生熔合的次数。

                            表5

	复印速度降低的时间控制10倍于平均数(误差)	发生熔合次数
			装置1(传感器127)	330张(±30张)	无
装置2(传感器128)	250张(±60张)	2次

装置1：当传感器127检测为45℃时，复印速度从30张/分钟减少到15张/分钟。

装置2：当传感器128检测为40℃时，复印速度从30张/分钟减少到5张/分钟。

在装置1中，在进大约300张后复印速度降低，但是熔合不发生。另一方面，在装置2中，复印速度在最早进纸190张后降低。同样，熔合发生两次。

如上所述，在能再一次印刷转印材料的装置内，该转印材料曾经通过过定影装置，无需特别使用用户指南使用这个转印材料，或无需使用复杂的传感器或控制器检测这样的转印材料，象传感器127的装置内的温度传感器置于清洗器下部内的鼓附近并且图像形成速度由检测温度控制，从而，无需竭力减少图像形成量，就能抑制熔合的发生。

根据上述实施例，在鼓附近设置温度传感器，并且实现根据检测温度控制印刷速度的控制器，据此甚至当过滤器长期使用后阻塞，而且热量排除风扇的热量排除效率降低。这此问题如图形密度的降低和废调色剂输送件故障能被防止发生。

同样，在装置内，其内的臭氧充电器产生的臭氧由臭氧过滤器吸收，在近电晕充电器的气流轨迹上的放置有温度传感器，并且根据温度传感器检测的温度控制进纸的张数，据此甚至当长期使用后过滤器阻塞时，由于温度升高出现的非正常图像能被防止，并且由臭氧产生的图像流也能防止。

此外，在能再一次印刷转印材料的装置内，该转印材料曾经通过过定影装置，无需特别使用用户指南使用这个转印材料，无需特别使用一个用户指南使用这个转印材料，或无需使用复杂的传感器或控制器检测这样的转印材料，装置内的温度传感器置于清洗器下部内的鼓附近并且图像形成速度由检测温度控制，从而，无需竭力减少图像形成量，能抑制熔合的发生。

Claims (13)

1、图像形成装置，包括电子照相感光件、把预定电位充给感光件的充电装置、在所述的感光件上形成静电潜像的曝光装置、用调色剂给所述潜像显影的显影装置、转印显影剂图像到转印材料的转印装置、在转印材料上固定调色剂的定影装置、在装置内实现热量排除的排除装置和与排除装置很接近的过滤器，所述图像形成装置还包括：

在感光件附近预定位置的温度传感器，其中当温度传感器检测的温度为Ts、相对于预定温度T1和T2，

如果Ts≥T1，则单位时间图像形成张数降低。

如果Ts≥T2，则图像形成工作停止。

2、根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于所述的温度传感器沿从充电装置到排除装置形成的气流轨迹放置。

3、根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于所述的温度传感器放置在清洗装置的下部，感光件附近。

4、一种图像形成装置，其在电子照相感光件上形成静电潜像，使所述的静电潜像显影，形成显像，并将显像转印到记录媒质上形成图像，所述图像形成装置包括：

在所述图像形成装置内检测温度的温度检测装置；

控制形成图像的印刷速度的控制装置，以便于当所述检测装置检测的温度等于或高于一个预定温度T1时降低印刷速度。

5、根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于所述的控制装置控制印刷速度，以便根据所述温度检测装置检测的温度连续地降低印刷速度。

6、根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于所述的控制装置控制印刷速度，以便根据所述温度检测装置检测的温度逐步地降低印刷速度。

7、根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于所述的控制装置控制形成图像的印刷操作，以便当所述温度检测装置检测的温度等于或高于一个高于预定温度T1的预定温度T2时，停止工作。

8、根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于所述的温度检测装置放置在移走残留在所述感光件上的显影剂的清洗装置内或附近。

9、根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于在所述检测装置检测过程中，在一段时间之后，当温度的升高率为某一预定值或更大时，所述的控制装置进行预定的过滤器更换，并且控制成象的印刷速度，以便当所述温度检测装置检测的温度等于或高于预定温度T1时，降低印刷速度。

10、一种在记录媒质上形成图像的图像形成装置，包括电子照相感光件，向在所述的感光件上形成的静电潜像供应显影剂以形成显像的显影装置，固定由所述显影装置形成的被转印到记录媒质上的显像的定影装置，使装置内部排热的排除装置，所述图像形成装置包括：

置于所述感光件附近的温度检测装置，以检测所述装置内部温度；

控制单位时间图像形成于其上的记录媒质之数量的控制装置，当所述温度检测装置检测的温度Ts等于或高于一个预定温度T1并小于一个高于温度T1的温度T2时减少记录媒质数量，当温度Ts等于或高于温度T2时控制形成图像的工作停止。

11、根据权利要求10所述的图像形成装置，其特征在于所述的温度检测装置处于从所述温度检测装置到所述排除装置形成的气流轨迹附近。

12、根据权利要求10所述的图像形成装置，其特征在于所述的温度检测装置在清洗装置下部附近。

13、根据权利要求10所述的图像形成装置，其特征在于所述的温度检测装置处于所述显影装置的上方。

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