JP2001228743A

JP2001228743A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001228743A
Application number: JP2000036560A
Authority: JP
Inventors: Motohide Shiozawa; 元英塩澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、第二像担持体を加熱するための加
熱手段を別途設けることなく、高温環境下での装置内の
過昇温の防止を図りつつ低温環境下の装置起動時におい
ても装置内温度を効率的に上昇させ第二像担持体の温度
を所定温度範囲内に維持し、装置内外温度差による第二
像担持体の結露や第二像担持体の電気抵抗変化による転
写不良等の画像不良の防止を図ることができる画像形成
装置を提供する。【解決手段】画像形成待機時に、ＣＰＵ１０を、排気
ファン１１及びヒータ９の動作を中断可能な第一休止モ
ードと、ヒータ９が画像形成装置内の温度を所定温度範
囲内に維持するよう動作すると共に排気ファン１１の動
作を中断可能な第二休止モードとのいずれかに切り換え
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタや複写機
等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真方式を採用する
複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置、特に
フルカラー画像形成装置の中には、第一像担持体たる感
光体と、第二像担持体たる中間転写体とを備え、感光体
の表面に形成された現像剤像を、一旦、中間転写体の表
面に一次転写させ、中間転写体から記録媒体に二次転写
させて画像を得る画像形成装置が知られており、実用に
供されている。

【０００３】かかる画像形成装置は、感光体の周囲に、
感光体の回転方向に沿って順に、一次帯電部材、露光部
材、現像装置たる現像器、中間転写体、クリーナーが配
設されている。又、中間転写体の周囲には、中間転写体
の回転方向に沿って順に、感光体の該回転方向下流側に
二次転写手段たる二次転写部材、必要に応じて中間転写
体のクリーニング手段等が配置されている。更に、中間
転写体と二次転写部材の対向部である二次転写部の記録
媒体搬送方向下流には、定着装置たる定着器が配設され
ている。

【０００４】かかる画像形成装置にあっては、先ず、コ
ロナ帯電器やローラ帯電器等の一次帯電部材によって感
光体の表面が一様に例えば−５５０Ｖに帯電される。次
いで、帯電された感光体表面にレーザー等の露光手段に
よって画像パターンが露光され、感光体表面の露光部の
表面電位が−１５０Ｖ程度まで減衰し、露光部と未露光
部には電位差が生じて感光体表面に静電潜像が形成され
る。そして、該静電潜像が形成された感光体表面に現像
器によってネガ帯電性の現像剤たるトナーが付与される
ことにより、帯電された現像剤が露光部に付着し、上記
静電潜像がトナー画像として可視画像化される。

【０００５】次に、中間転写体の感光体との対向部であ
る一次転写部で中間転写体にトナーと逆極性の電圧（一
次転写バイアス：Ｔｌ）が例えば＋３００Ｖの一定値で
印加されることにより、感光体上に現像されたトナー画
像が中間転写体に転写される。

【０００６】フルカラー画像形成では、上述の工程を複
数色のトナーについて位置合わせをしながら繰り返すこ
とで中間転写体表面に複数色の重なった画像が形成され
る。

【０００７】次に、二次転写部で転写ベルトにトナーと
逆極性の電流（二次転写バイアス：Ｔ２）が例えば＋２
０μＡの一定値で印加されることにより、中間転写体上
に形成された単色若しくは複数色のトナー画像が紙等の
記録媒体に転写される。更に、中間転写体からトナー像
の転写を受けた記録媒体は、二次転写ベルトによって吸
着搬送され定着装置たる定着器に送り込まれ、内蔵され
る加熱手段たるヒータや外部の加熱手段によって加熱さ
れる一対の定着体及び加圧体たるローラ対の間に通紙さ
れながら加熱及び加圧されることにより、上記トナー画
像が混色と同時に上記記録媒体に定着され、フルカラー
画像が得られる。

【０００８】よって、中間転写体を使用したフルカラー
画像形成装置は、一次転写工程を色毎に繰り返す際に紙
等の記録媒体の影響を受けることが無く、多色画像の安
定した形成が可能で、記録媒体を転写ドラムに巻き付け
る必要がないため、記録媒体の搬送経路を直線状に構成
でさるので薄紙、厚紙、封筒等の多種の転写材の使用が
可能であること等の利点を有する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
画像形成装置にあっては、中間転写体が一般的にゴムや
樹脂等に抵抗調整剤等を添加した弾性層とその表面に樹
脂等をコートした表層とからなるため、中間転写体がイ
オン導電剤を用いて抵抗調整されている場合、装置の雰
囲気温度によって電気的抵抗が一定とならず、低温環境
下では比較的高抵抗となり、高温環境下では比較的低抵
抗となってしまう。そのため、二次転写バイアスを定電
圧制御した場合、記録媒体の電気抵抗値、或いは記録媒
体に転写されるトナーの量によって電流量が一定になら
ないので、かかる画像形成装置では一般的に二次転写バ
イアスを定電流制御していることが多く、低温環境下で
中間転写体の電気抵抗が高くなるほど二次転写部での電
圧は高くなり、白い斑点状の転写不良や、再転写による
濃度低下等の画像不良となる虞があった。

【００１０】又、フルカラープリンタは、プリント時の
色ずれが印刷結果の品質低下となるため中間転写体上で
の各色の印字位置精度が要求されており、中間転写体の
変形による印字位置精度の狂いを抑えるためには、金属
等剛性のある芯金上に中間転写体を形成したドラム状中
間転写体が効果的である。しかし、芯金強度をもたせる
ために芯金を厚くするほど中間転写ドラム全体の熱容量
が大きくなってしまい、周囲の温度変化に追従しにくく
なってしまう。例えば、冬期の朝に装置の設置環境が暖
房によって短時間で温度上昇した場合に、中間転写体の
温度は室温変化に追従しきれずに室温と中間転写体の温
度差が生じ、中間転写体の表面に結霧が発生してトナー
画像の転写が良好に行われず、その結果画像不良となる
可能性があった。

【００１１】上述の画像不良を防止する手段として、機
内を暖めるための専用のヒータを設けたり、定着装置を
稼動させて機内を暖める画像形成装置が提案されてい
る。例えば、特開平１１−０３８８６１写公報において
は、排気手段を動作させて機外の空気を取り込むことで
機内、機外の温度差を小さくし、更に、定着装置の熱を
利用して機内を暖める方法を採っている。しかしなが
ら、上記方法では、冬の朝に装置の電源を入れた場合に
は、周囲の雰囲気温度が低いうちは排気手段の動作によ
って機外の冷たい空気を機内に取り込んでしまい機内の
濃度が低下する場合もある。又、同様の理由で、定着装
置の熱も効率的に機内の温度上昇に寄与しない場合があ
る。更に、機内、機外の温度差に基づいて定着装置を動
作させているため、夏期は機内の過昇温が懸念される。
特に、上述の画像形成装置のような構成の場合、即ち、
複数の現像器と１つの感光体と中間転写体とを用いた画
像形成装置の場合は、図５に示すように、現像器の下側
に定着器が配置される場合が多いが、上記構成において
機内の過昇温は現像器の温度上昇を招き現像器内のトナ
ーの固着につながる虞がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する本
発明は、記録媒体に現像剤像を形成する像形成手段と、
記録媒体に形成された現像剤像を加熱定着する定着手段
と、機内を冷却する冷却手段と、を有する画像形成装置
において、装置が休止状態の時に、前記定着手段の作動
および前記冷却手段の作動を共に停止状態にする第一休
止モードと、前記定着手段を設定温度に維持するように
制御し且つ前記冷却手段の作動を停止状態にする第二休
止モードと、を設定できることを特徴とする画像形成装
置。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。

【００１４】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態について説明する。

【００１５】図１は、本実施形態にかかる画像形成装置
の一例としてネガプロセスを用いたフルカラーレーザビ
ームプリンタ（以下、プリンタという）の概略構成を示
す断面図である。

【００１６】最初に、本実施形態にかかるプリンタの画
像形成工程について説明する。

【００１７】かかるプリンタは、図１に示すように、矢
印方向に回転する第一像担持体たる感光体１を備えてお
り、感光体１の周囲にその回転方向に沿って順に上流か
ら、感光体１の表面をマイナス極性に一様に帯電する一
次帯電器２、画像信号に基づいて感光体１を露光して静
電潜像を形成するレーザー露光装置３、静電潜像に現像
剤たるトナーを付着させて現像する現像手段たる現像器
４，５が配設されている。

【００１８】又、かかるプリンタは、感光体１の現像器
４，５との対向部である現像位置の上記回転方向下流側
に、第二像担持体たる中間転写体６が配設されている。

【００１９】更に、かかるプリンタは、中間転写体６の
回転方向下流側に、二次転写手段たる二次転写ベルト７
が配設され、二次転写ベルト７の紙搬送方向の下流には
定着手段たる定着器８が配設されている。

【００２０】又、かかるプリンタは、装置内の気体を外
部へ排出可能な排気手段（冷却手段）たる排気ファン１
１を備えている。

【００２１】かかるプリンタにあっては、先ず、例え
ば、感光体１表面が、一次帯電器２によって−５５０Ｖ
に均一に帯電された後、レーザー露光装置３によって画
像パターンが露光されて感光体１表面に静電潜像が形成
される。尚、露光後の感光体１表面は、未露光部分電位
（ＶＤ）が−５５０Ｖ、露光部分電位（ＶＬ）は−１５
０Ｖとなる。

【００２２】現像器４，５に備えられた現像スリーブ
（図示せず）に−３５０Ｖの現像バイアスが印加される
ことにより感光体１に負帯電性の現像剤たるネガトナー
が付与され、感光体１の表面電位の低いＶＬ部は現像さ
れ、上記静電潜像はトナー像として顕像化される。

【００２３】中間転写体６は、円筒状で導電性支持体と
して金属の芯金に、少なくともゴム、エラストマー、樹
脂からなる弾性層を有するローラ形状をなし、更にはそ
の弾性層の上層に一層以上の被覆層を有するドラム形状
のものである。又、本実施形態では、中間転写体６は、
一次転写手段を兼ねていて、感光体１とほぼ等速の周速
度で回転している。中間転写体６の芯金に一次転写バイ
アス（Ｔｌ）として＋３００Ｖが印加され、感光体１上
のトナー像は、感光体１と中間転写体６との間に形成さ
れる一次転写ニップ部において感光体１のＶＬ部と中間
転写体６との間に生じる４５０Ｖの電位差によって中間
転写体６に転写される。上記工程をイエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、フラック（Ｋ）の四色の
トナーについて繰り返すことで中間転写体６上に四色の
版が重なった画像が形成される。

【００２４】次に、二次転写ベルト７を中間転写体６に
加圧して２次転写ニップを形成し、中間転写体６上の画
像先端と同期させて紙等の記録媒体を２次転写ニップに
送り込む。そして、二次転写ベルト７に＋２０μＡの２
次転写バイアスが印加され、中間転写体６上のトナー画
像は紙に転写される。

【００２５】トナー像の転写された紙は定着器８に送り
込まれ、記録紙が定着器８を通過すると、熱及び圧力に
よってトナー像は混色と同時に紙に定着され、フルカラ
ー画像が得られる。

【００２６】次に、定着器８及び排気ファン１１につい
て詳細に説明する。

【００２７】定着器８は、互いに圧接回転する定着体た
る定着ローラ８１と、加圧体たる加圧ローラ８３と、加
熱手段たるヒータ８２とを備え、定着ローラ８１及び加
圧ローラ８３は互いに圧接回転し、定着ローラ８１はヒ
ータ８２によって加熱されている。

【００２８】又、定着器８は、定着ローラ８１の表面温
度を検知するセンサ９が設けられており、ＣＰＵ１０
は、センサ９の出力値が設定値を維持するようにヒータ
８２への電力の供給をＯＮ／ＯＦＦ制御している。本実
施形態では、プリント時に定着ローラ８１の温度が１８
０℃になるように制御されている。

【００２９】排気手段としての排気ファン１１は、装置
内の空気を機外に放出し、これによって装置の外装の吸
気Ｄや隙間等から機外の空気が機内に導入されるように
なっている。本実施形態では、定着器８が一定以上の温
度の場合に、排気ファン１１を動作させて機内の過昇温
を防止している（図２）。

【００３０】本実施形態にかかる排気ファン１１及びヒ
ータ８２は、サービスマンによって第一休止モード及び
第二休止モードの二つのモードのいずれかに切り換えら
れ駆動するようになっている。尚、休止モードとは、装
置を長時間使用しない時に自動的に設定されるもので、
装置の電源は入っているものの、節電のために消費電力
を極力抑えたモードであり、プリント命令が入った場
合、プリント可能になるまでしばらくの間待ち時間を必
要とする。

【００３１】ここで、第一休止モードについて説明す
る。

【００３２】第一休止モードの場合には、定着器８の温
調制御を停止し、現像器４，５周辺温度が十分に温度低
下するまで一定時間排気ファン１１を動作させ、その後
排気ファン１１が停止することでプリンタの未使用時の
消費電力の低減を図っている。

【００３３】室温５℃の環境下で装置を第一休止モード
にした場合の中間転写体６の温度は、時間とともに低下
して翌朝約１０時間後には最終的には室温とほぼ同じ５
℃になった（図３）。

【００３４】その後、装置の電源をＯＮして、定着器８
を通常の温調制御としたところ機内昇温により中間転写
体６の温度は約９℃になった。その状態で、画像出力を
行ったところ、２０μＡの定電流制御で二次転写した場
合の出力電圧は２．４ｋＶであり、トナーが転写された
画像部分には白い斑点状の転写不良や、再転写による濃
度低下等の画像不良が発生した。更に、装置の置かれて
いる環境を２５℃、５０％に加温、加湿して画像出力を
行ったところ中間転写体表面に結霧が発生し転写不良が
起こり、更に水滴によって中間転写体に表面にトナーが
付着し中間転写体のクリーニンク不良による画像不良が
発生した。

【００３５】尚、実験として装置の休止状態で定着器８
を通常のスタンバイ時の温調温度とし、機内昇温が起こ
らないように排気ファン１１を動作させて同じく５℃の
環境下で放置したところ、図３に示すように機内の温度
の下降はやや緩やかではあるものの約１０時間後には第
一休止モードと同じく機内温度はほぼ室温と同じになっ
た。この場合の画像不良や結露の発生状況も従来と同じ
であった。

【００３６】次に、第二休止モードについて説明する。

【００３７】先ず、現像器４，５周辺温度が十分に温度
低下するまで一定時間排気ファン１１を動作させる。そ
の後に機外の冷たい空気を機内に取り込まないように排
気ファン１１を停止させる。これによって、機内の温度
低下は緩やかになる。次に、定着器８の温度をプリント
時とは異なる温度に設定する。本実施形態で使用した画
像形成装置のトナーの軟化点温度は６０℃であるため、
排気ファン１１を動作させなくても機内の特に現像器
４，５周辺温度が軟化点以下となるように検討した結
果、このときの定着器８の温調温度を４０℃に設定し
た。

【００３８】上述の状態で室温５℃の環境下で装置を放
置した後の１０時間後の中間転写体６の温度は１２℃で
あった（図３）。

【００３９】次に、装置の電源をＯＮにして定着器８を
通常の温調制御としたところ機内昇温により中間転写体
６の温度は約１６℃になった。その状態で、画像出力を
行ったところ、２０μＡの定電流制御で二次転写した場
合の出力電圧は２．０ｋＶであり白い斑点状の転写不良
や、再転写による濃度低下等の画像不良は見られなかっ
た。又、設置環境を２５℃、５０％に加温、加湿しても
中間転写体表面に結露の発生はなく、画像不良も発生し
なかった。

【００４０】本実施形態では、第一休止モード又は第二
休止モードの切り換えをサービスマンの操作によってど
ららかを選択できるようになっており、上述のような低
温時の現象が起こりにくい春、夏、秋は第一休止モード
を使用し、冬期のみ第二休止モードを使用することが可
能である。これによって、装置の消費電力の低減を図り
つつ、低温環境下における中間転写体の結露、抵抗値変
化による画像不良を防止することができる。

【００４１】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
も構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００４２】本実施形態では、図４に示すように、中間
転写体６の温度を検知する温度検知手段たる濃度検知セ
ンサ１２を備えており、ＣＰＵ１０が、中間転写体６の
温度に基づいて第一休止モード又は第二休止モードに切
り換えるよう構成されている。

【００４３】例えば、プリンタの使用状態を２５℃、５
０％と想定した場合には１ｋｇの空気中の絶対水分量は
約１０．４ｇであり、この環境下における露点は約１４
℃である。従って、上記環境下において中間転写体６の
結露を防ぐためには中間転写体６の温度を１４℃以上に
すればよい。

【００４４】本実施形態では、モード切り換えの基準と
なる温度を１５℃とし、装置がどららかの電源ＯＦＦ状
態において中間転写体６の温度が１５℃以下になると第
二休止モードに入り、定着器８の温調制御が４０℃にな
る。一方、中間転写体６の温度が１５℃以上になると第
一休止モードに入り、定着器８の温調制御は中断され
る。

【００４５】これにより、サービスマンが休止モードの
切り替えを行わなくても、例えば気候の変化により急激
に気温の低下がおきた場合でも、第一の実施形態と同様
の効果が得られる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
置の休止状態における消費電力の低減を図りつつ、特に
低温環境における画像不良の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図２】図１の画像形成装置の外観を示しており、特に
排気ファンによる空気の流れを示した斜視図である。

【図３】低温環境において加熱手段及び冷却手段の駆動
を切り換えた場合の画像形成装置内の温度変化を示すグ
ラフである。

【図４】本発明の第二の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図５】従来の画像形成装置の概略構成を示す模式的断
面図である。

【符号の説明】

１感光体（第一像担持体）２一次帯電器３レーザー露光装置４，５現像器（現像手段）６中間転写体（第二像担持体，一次転写手段）７二次転写ベルト（二次転写手段）８定着器（定着手段）９センサ１０ＣＰＵ１１排気ファン（冷却手段）１２温度検知センサ（温度検知素子）８１定着ローラ８２ヒータ（加熱手段）８３加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に現像剤像を形成する像形成手
段と、記録媒体に形成された現像剤像を加熱定着する定
着手段と、機内を冷却する冷却手段と、を有する画像形
成装置において、装置が休止状態の時に、前記定着手段
の作動および前記冷却手段の作動を共に停止状態にする
第一休止モードと、前記定着手段を設定温度に維持する
ように制御し且つ前記冷却手段の作動を停止状態にする
第二休止モードと、を設定できることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】第二休止モード時の前記定着手段の設定
温度は現像剤像を加熱定着する際の設定温度と異なる請
求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】第一休止モードと第二休止モードは手動
で切り替え可能である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記像形成手段は、第一像担持体と、第
一像担持体に形成される潜像を現像する現像手段と、第
二像担持体と、第一像担持体から第二像担持体へ現像剤
像を転写させる第一転写手段と、第二像担持体から記録
媒体へ現像剤像を転写させる第二転写手段と、を有する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記装置は更に、装置内の温度を検知す
る温度検知素子を有し、この温度検知素子の検知温度に
応じて第一休止モードまたは第二休止モードが自動的に
設定される請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記温度検知素子は前記第二像担持体の
温度を検知する請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記装置はトナーを用いて画像形成する
ものであり、第二休止モードの前記定着手段の設定温度
はトナーの軟化点温度以下である請求項１に記載の画像
形成装置。