JP2001242745A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラの表面温度を有効に下げることの
できる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 第１のモードから第２のモードに画像形
成の動作モードの変更があった際には、電装ユニット９
周辺に外気を取り入れる吸気部１８を閉じ、定着器６周
辺に外気を取り入れる吸気部１７のみを開いて定着器６
周辺の空気を外部に排出することにより、定着ローラ７
の表面温度を下げる時に冷却ファン１６の冷却効果の全
てを定着器６に持っていくことが可能となり、定着器６
に備えられた定着ローラ７の表面温度を有効に下げるこ
とができる。従って、低密度画素での画像形成である第
１のモードから高密度画素である第２のモードに動作モ
ードが切り替わった際に、短時間で画像形成動作を再開
することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通常の第１の画素
密度で画像を形成する第１のモードと、第２モードより
も密な第２の画素密度で画像を形成する第２のモードと
を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームによる露光装置を備える静
電方式の画像形成装置においては、感光体上に形成され
る静電潜像の画像は、レーザビームによる主走査と感光
体の移動に伴う副走査方向との合成によって形成され
る。

【０００３】この静電潜像は、前述した感光体の副走査
方向のスピードの低下、すなわち感光体がドラム状の場
合、その回転速度を低下させ、ポリゴンミラーの線速度
を低下させることによって記録画素密度をより密に記録
させることができる。従って、記録画素密度の切り替え
によって画素密度の高い高品質の画像を得ることができ
る。

【０００４】例えば、２０ＰＰＭ（２０枚／分）程度の
処理能力を有する１ビーム方式（ＬＤが１個の構成）の
画像形成装置において、低密度画素（６００ｄｐｉ）で
画像形成を行う場合、画像クロックが２０ＭＨｚ前後、
ポリゴンモータの回転数が２５０００ｒｐｍ前後とな
る。また、高密度画素（１２０００ｄｐｉ）で画像形成
を行う場合、画像クロックが８０ＭＨｚ前後、ポリゴン
モータの回転数が５００００ｒｐｍ前後となる。また、
高画素密度時には用紙の搬送速度を半分の速度とするこ
とで、画像クロックを４０ＭＨｚ前後、ポリゴンモータ
の回転数を２５０００ｒｐｍ前後とすることができる。

【０００５】一方、熱ローラ定着方式の定着器について
見ると、一般に、熱ローラを含む上下ローラ対が転写紙
の搬送速度に同調するべく感光体の駆動速度に同期して
回転駆動される構造がとられている。従って、前述した
ように記録画素密度の切り替えによって画素密度の高い
高品質の画像を得る場合には、感光体の駆動速度を低速
度側に切り替えると同時に上下ローラ対の駆動速度も低
下させる。この駆動速度の低下した上下ローラ対による
転写トナー画像の定着においては、上下ローラ対による
ニップ（挟持）時間が長くなりトナー像に対して必要以
上の圧力と熱量が加わることとなる。

【０００６】この結果、トナーが過度に溶融して熱ロー
ラ表面との付着性が高くなり、熱ローラ表面にトナーが
付着転移して次の定着時に転写紙にこのトナーが再転写
することにより転写紙上を汚染してしまうといういわゆ
るオフセット現象を発生することがある。

【０００７】また、定着後の転写紙が排紙されて排紙ト
レイ上に積み重ねられると前回画像形成された転写紙上
のトナー像が冷却し切れず溶融状態のままとなって、こ
のトナーが次回に積み重ねられた転写紙の裏面に付着し
て裏面汚れや転写紙同士の接着を発生することがある。

【０００８】さらに、過度の加熱により転写紙に含まれ
る水分が失われて転写紙のカールを発生し、極端な場合
には転写紙が熱ローラと離型できずに上下ローラ対に付
着して巻き付き、紙詰まりを発生してしまうこともあ
る。

【０００９】このような不具合を防止するためには、
（１）定着ローラの温度を下げる、（２）ニップ幅を狭
くする、（３）ニップ圧を低くする等の方法があるが、
制御方法及び画像形成装置の構成から定着ローラの温度
を下げる方法が一般的となっている。

【００１０】本発明と技術分野が類似する従来例１とし
て、特開平９−２３３３１４号公報の“画像形成装置及
びその制御方法”がある。

【００１１】本従来例は、画素密度切り替えにより高画
質な記録画素密度で画像形成を行う場合に、定着器の温
度制御による長時間の待ち時間を発生することなく良好
な定着を行うことを可能にする画像形成装置を提供する
ことを目的としている。

【００１２】この目的を達成するために従来例１の画像
形成装置は、通常の第１の画素密度により画像形成する
第１モードと、この第１モードよりも密な第２の画素濃
度により画像形成する第２モードを有する画像形成装置
であって、第１モードと第２モードを選択する選択手段
と、熱ローラ温度を検出する温度検知センサを有する定
着器と、定着器を冷却する冷却手段と、選択手段による
第１及び第２の画素密度の変更により定着器の駆動速度
および設定温度を変更する制御手段とを備え、制御手段
は、選択手段により第１モードから第２モードに変更さ
れた時に、定着器の設定温度を第１モードでの高温の設
定温度Ｈ１から第２モードでの低温の設定温度Ｈ２に切
り替え、設定温度Ｈ１から設定温度Ｈ２の間の範囲に画
像形成の禁止及び許容を制御する所定の第２制御温度ｈ
２を設け、定着器の温度検知センサにより検知された熱
ローラ温度が第２制御温度ｈ２よりも高い場合には画像
形成を禁止し、冷却手段を駆動して定着器を冷却する制
御を行い、第２制御温度ｈ２以下の場合には画像形成を
許容する制御を行うことを特徴としている。

【００１３】即ち、上記の画像形成装置は、高速度での
印刷（低画素密度時：例えば６００ｄｐｉ）から低速度
での印刷（高画素密度時：例えば１２００ｄｐｉ）に切
り替えた場合、定着ローラの表面温度を下げるために専
用の冷却装置を備え、定着器内の定着ローラの表面温度
が所定の温度に下がるのを待ってから印刷を行ってい
た。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速度
での印刷を行うために搬送速度を１／２にした場合、定
着ローラの表面温度を５０℃近くも下げる必要があり、
この温度を下げるためには数分を必要とする。その間は
印刷をすることができず、ユーザを待たせることとな
る。

【００１５】また、上述した従来例１の画像形成装置の
ように、定着ローラの温度を下げるための専用の冷却装
置を設ける方法もあるが、定着器の形状が大きくなり、
コスト高となる。

【００１６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、定着ローラの表面温度を下げるための専用の冷却
装置を設けることなく、定着ローラの表面温度を有効に
下げることのできる画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の画像形成装置は、通常の第１の画素密度で
画像を形成する第１のモードと、第１のモードよりも密
な第２の画素密度で画像を形成する第２のモードとを有
し、第１のモード時には高速で、第２のモード時には低
速で用紙を搬送するように制御し、併せて前記第１のモ
ード時には用紙に転写されたトナー像を定着させる定着
器の設定温度を高く、第２のモード時には定着器の設定
温度を低く制御する制御手段を有する画像形成装置であ
って、第１のモードから第２のモードに画像形成の動作
モードの変更があっった際に、定着器周辺の空気のみを
外部に排出する換気手段を有することを特徴とする。

【００１８】請求項２記載の発明は請求項１記載の発明
において、換気手段は、画像形成装置内の空気を吸引し
て機外に排出する排気手段と、外気を取り入れて、排気
手段の排気作用により、電源を供給する電装ユニット周
辺に空気の流れを作る第１の換気口と、外気を取り入れ
て、排気手段の排気作用により、定着器周辺に空気の流
れを作る第２の換気口と、を有し、第１のモードから第
２のモードに画像形成の動作モードの変更があった際に
は、第１の換気口を閉じ、第２の換気口のみを開いて定
着器周辺の空気を外部に排出することを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照しながら本発
明の画像形成装置に係る実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図７を参照すると本発明の画像形成装置に係る一
実施の形態が示されている。

【００２０】図１には、本発明に係る画像形成装置の画
像形成部の構成が示されている。図１に示された感光体
ドラム１の表面は、図示しない高圧発生装置に接続され
た帯電チャージャにより、予め一様な正電位に帯電され
ている。また、図示しないレーザダイオードからのレー
ザ光が感光体ドラム１に照射されると、光導電現象で表
面の電荷が感光体ドラム１本体の機器アースに流れて消
滅する。ここで、原稿濃度の淡い部分はレーザダイオー
ドを弱く点灯し、原稿濃度の濃い部分はレーザダイオー
ドを強く点灯する。これにより、感光体ドラム１の表面
には、ポリゴンミラーによる主走査方向と感光体ドラム
１の回転による副走査とで原稿の濃淡に応じた静電潜像
が形成される。

【００２１】また、図１に示された現像部２は、図示し
ない高圧発生装置により所定の正電位にバイアスされ、
感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像して、原
稿の濃淡に応じたトナー像を感光体ドラム１の表面に形
成する。

【００２２】また、給紙カセット３には、それぞれ記録
紙が収納されている。給紙カセットの記録紙は、給紙コ
ロ４の給紙動作により繰り出される。

【００２３】転写チャージャ５は、図示しない負電圧の
高圧発生装置に接続されており、感光体ドラム１上のト
ナー像は、転写チャージャ５の作用により、送り出され
た記録紙に転写される。

【００２４】トナー像が形成された記録紙は、定着器６
に送られ、そこでトナー像が記録紙に固着され、機外に
排出される。

【００２５】次に、図２を参照しながら画像形成装置を
制御するＣＰＵによる定着ローラの温度制御方法につい
て説明する。

【００２６】一般的に、定着器６内の定着ローラ７は、
図３に示されるようにハロゲンヒータ１０により加熱さ
れている。この定着ローラ７の表面温度を図３に示され
たサーミスタ１１で検出し、ＣＰＵ１３に内蔵された図
示しないＡＤコンバータでその値を読み取る。

【００２７】ＡＤコンバータにて読み取った値が所定の
温度よりも低い時には、図２に示されるようにＣＰＵ１
３に内蔵された出力ポートからドライバ１４を介してト
ライアック１５をオンさせてハロゲンヒータ１０に通電
する。また、ＡＤコンバータにて読み取った値が所定の
温度の時、及び所定の温度よりも高い場合には、トライ
アック１５をオフさせてハロゲンヒータ１０への通電を
停止する。以上の制御により定着ローラ７の表面温度を
一定に保っている。

【００２８】上記構成からなる本実施形態は、高密度画
素の画像を形成する際の用紙の搬送速度を、低画素密度
の画像を形成する際の通常の用紙搬送速度の１／２に落
すことで高密度画素の画像の形成を行う画像形成装置で
ある。

【００２９】このため、高密度画素の画像を形成する際
には、用紙搬送用のモータの回転数を１／２に落してい
る。従って、ＬＤビームを走査するポリゴンモータの回
転数、及び画像クロックの周波数を１／２にして高密度
画像を形成することができる。

【００３０】また、用紙の搬送速度を１／２にした場
合、定着ローラの温度により高温オフセット、用紙のし
わ等の不具合を防止するために、定着ローラの温度を５
０℃近く下げなければならない。以下に、本実施形態の
特徴である定着ローラの温度制御方法について説明す
る。

【００３１】一般に、画像形成装置では、機内に熱がこ
もったり、素子及び外装の温度が規定値以上に上昇しな
いように、図４に示されるように冷却ファン１６により
定着器６の周辺、及び電装ユニット９（電源ユニット、
制御ボード等）周辺の熱い空気を図２に示された矢印方
向に排気している。なお、その際、外気は吸気部１７、
１８から吸引され、図４に示されたエアフローＡ，Ｂの
経路で機内を空冷している。

【００３２】また、図５には、吸気部１８の吸気口１９
の形状が示されている。図５に示されるように吸気口１
９には、第１の閉鎖部材２０と第２の閉鎖部材２１とが
設けられている。複数の第１の閉鎖部材２０は、部材２
２により所定の間隔をおいてつながれている。また、第
２の閉鎖部材２１は吸気口１９に所定の間隔をおいて固
定されている。このように配置された第１の閉鎖部材２
０と第２の閉鎖部材２１は、第２の閉鎖部材２１が上下
方向に移動可能な構成をとっており、図５のＢに示され
るように、第２の閉鎖部材２１の隙間を第１の閉鎖部材
２０によりふさぐことで、吸気口１９を閉鎖させる。

【００３３】また、図６には、上下方向に移動可能に配
置された第１の閉鎖部材２０を制御する制御部の構成が
示されている。吸気口１９を開く時には、ＣＰＵ１３の
出力ポートからドライバ２５をオンさせて、ソレノイド
２３を通電する。ソレノイド２３が通電するとアクチュ
エータ２４が、図６に示された矢印Ｘの方向に移動し、
第１の閉鎖部材２０が上方向に移動して吸気口１９が閉
鎖される。また、吸気口１９を開放する時には、ドライ
バ２５がオフとなり、ソレノイド２３への通電が遮断さ
れ、アクチュエータ２４が図６に示された矢印Ｙの方向
に移動し、図５のＡに示されるように第１の閉鎖部材２
０が自重又はバネの力で下に下がることで吸気口１９が
開放される。

【００３４】本実施形態は、低密度画素で画像形成を行
う場合（用紙が通常の搬送速度の時）には、図４に示さ
れた定着器６用の吸気部１７と共に電装ユニット９用の
吸気部１８を開放して機内の冷却を行う。この時の定着
ローラ８の表面温度は図７に示されたＡの温度となるよ
うに制御される。

【００３５】また、高画素密度で画像形成を行う場合
（用紙が通常の搬送速度の１／２の時）には、電装ユニ
ット９用の吸気部１８を閉鎖して、定着器６のみを冷却
するようにする。このためにＣＰＵ１３は、出力ポート
からドライバ２５をオンさせてソレノイド２３を通電さ
せ、アクチュエータ２４を矢印Ｘの方向に移動させる。
このアクチュエータ２４の移動により第１の閉鎖部材２
０が上方向に移動して、吸気部１８の吸気口１９が閉鎖
する。

【００３６】吸気部１８の吸気口１９を閉鎖したことに
より、冷却ファン１６は定着器６周辺のみの熱い空気を
排出することとなり、機内には図４に示されたエアフロ
ーＡの流れのみができる。

【００３７】従って、本実施形態の画像形成装置は、図
７に示されるように低密度画素での画像形成に必要な定
着ローラの温度Ａから、高密度画素での画像形成に必要
な定着ローラの温度Ｂに効率的に冷却することが可能と
なり、画像の形成動作が低密度画素から高密度画素に切
り替わった際の画像形成動作の再開を早めることができ
る。

【００３８】なお、定着ローラ８の表面温度を下げてい
る時には、定着ローラ８以外の冷却は行われないが、こ
の時は印刷動作を停止しているため、最も発熱している
電源ユニットの消費電力は少なく、一時的に冷却が行わ
れなくても問題を生じることはない。

【００３９】なお、上述した実施形態は本発明の好適な
実施の形態である。但し、これに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形
実施が可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように本発明の
画像形成装置は、通常の画素密度で画像を形成する第１
のモードから高密度画素で画像を形成する第２のモード
に動作モードの変更があった際に、用紙の搬送速度を通
常の搬送速度よりも低速にし、換気手段により定着器周
辺の空気のみを外部に排出することにより、定着器に備
えられた定着ローラの表面温度を有効に下げることがで
き、第１モードから第２モードへの切り替えの際に、短
時間で印刷を再開させることができる。

【００４１】また、第１のモードから第２のモードに画
像形成の動作モードの変更があった際には、電装ユニッ
ト周辺に外気を取り入れる第１の換気口を閉じ、定着器
周辺に外気を取り入れる第２の換気口のみを開いて定着
器周辺の空気を外部に排出することにより、定着ローラ
の表面温度を下げる時に換気手段の冷却効果の全てを定
着器に持っていくことが可能となり、定着器に備えられ
た定着ローラの表面温度を有効に下げることができる。
従って、低密度画素での画像形成である第１のモードか
ら高密度画素である第２のモードに動作モードが切り替
わった際に、短時間で画像形成動作を再開することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態の構成を
表す構成図である。

【図２】ＣＰＵによる温度制御構成を説明するための図
である。

【図３】定着ローラの構成を表す構成図である。

【図４】冷却ファンの配置及びこの冷却ファンによる画
像形成装置内での空気の流れを表す図である。

【図５】吸気部の吸気口の構造を表す構造図である。

【図６】第１の閉鎖部材の可動方法を説明するための図
である。

【図７】本発明における効果を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 現像部 ３ 給紙カセット ４ 給紙コロ ５ 転写チャージャ ６ 定着器 ７ 定着ローラ ８ 定着ローラ ９ 電装ユニット １０ ハロゲンヒータ １１ サーミスタ １３ ＣＰＵ １４ ドライバ １５ トライアック １６ 冷却ファン １７ 吸気部 １８ 吸気部 １９ 吸気口 ２０ 第１の閉鎖部材 ２１ 第２の閉鎖部材 ２２ 部材 ２３ ソレノイド ２４ アクチュエータ ２５ ドライバ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通常の第１の画素密度で画像を形成する
   第１のモードと、前記第１のモードよりも密な第２の画
   素密度で画像を形成する第２のモードとを有し、前記第
   １のモード時には高速で、前記第２のモード時には低速
   で用紙を搬送するように制御し、併せて前記第１のモー
   ド時には用紙に転写されたトナー像を定着させる定着器
   の設定温度を高く、前記第２のモード時には前記定着器
   の設定温度を低く制御する制御手段を有する画像形成装
   置であって、 前記第１のモードから前記第２のモードに画像形成の動
   作モードの変更があっった際に、前記定着器周辺の空気
   のみを外部に排出する換気手段を有することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記換気手段は、 画像形成装置内の空気を吸引して機外に排出する排気手
   段と、 外気を取り入れて、前記排気手段の排気作用により、電
   源を供給する電装ユニット周辺に空気の流れを作る第１
   の換気口と、 外気を取り入れて、前記排気手段の排気作用により、前
   記定着器周辺に空気の流れを作る第２の換気口と、を有
   し、 前記第１のモードから前記第２のモードに画像形成の動
   作モードの変更があった際には、前記第１の換気口を閉
   じ、前記第２の換気口のみを開いて前記定着器周辺の空
   気を外部に排出することを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。