JP2001343884A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱の影響によるトナーカートリッジ内におけ
るトナーの固着を防止して、トナーカートリッジの材料
レベルでのリサイクルを可能にする。 【解決手段】 廃トナータンク８の内部壁面に温度セン
サ１８を取り付け、温度センサ１８の検出温度がトナー
溶融温度以下に設定された設定温度を超えたときに、プ
リント動作を停止してファン１７を駆動して廃トナータ
ンク８を有するカートリッジを所定時間冷却し、冷却終
了後、再度プリント動作を開始する。その後、プリント
動作が継続する場合には所定枚数毎にプリント動作を停
止してファン１７を駆動して冷却を行う。

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，複写
機，ファクシミリ装置等に適用される電子写真方式の画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に電子写真方式のプリンタは、給
紙手段より送り出された転写紙に感光体上の粉体トナー
を転写ローラよって転写させ、定着手段によって定着さ
せて機外に排出させることによって画像を転写紙にプリ
ントする。ここで連続プリントを長時間継続させた場
合、定着手段の発熱のために装置内の温度が上昇し、そ
の影響によりトナーが固化するおそれがある。

【０００３】このようなトナー固化を防止するために従
来においては、特開平１０−１０９５５号公報記載の画
像形成装置がある。この公報には、装置本体の現像部に
温度センサを設けてトナーの温度を測定し、温度センサ
が所定温度を検知した場合に現像部の温度を低下させる
ことにより、温度上昇によって現像部のトナーに悪影響
が及ばないように構成したものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
感光体をクリーニングするクリーニング手段は転写手段
に対して感光体の回転方向下流側に配置されており、ま
た、定着手段は転写手段に対して転写紙搬送方向下流側
に配置されているため、定着手段に対して比較的近い位
置にクリーニング手段が配置されている。

【０００５】特に、近年、メンテナンスの容易化を図る
ために、現像手段に供給するための新規トナーを収納す
る新規トナータンクと、感光体をクリーニングするクリ
ーニング手段と、クリーニングした際の廃トナーを収納
する廃トナータンクとを一体化して装置本体に対して着
脱可能なカートリッジ体として構成したものがある。こ
のようなトナーカートリッジを装置本体に装着したと
き、一般的に、廃トナータンク側に定着手段が配置され
るようになる。

【０００６】このような構成の場合において、連続プリ
ントを続けると定着手段の発熱のためにトナーカートリ
ッジにおける廃トナータンク側が熱せられ、内部に収納
された廃トナーが溶融温度まで上昇した場合に廃トナー
タンクの内部でトナーが溶融し、プリント動作終了後に
廃トナータンクの内部温度が低下すると、廃トナータン
クの内部壁面にトナーが固着するようになる。

【０００７】ここで、トナーカートリッジを構成する材
料の溶融温度はトナー溶融温度（約７０℃）よりも高い
ために、仮に、廃トナータンクの内部において廃トナー
が溶融したとしても廃トナータンクの外部には影響がな
く、記録装置にダメージを与えることはない。そのため
画像記録において問題はなくそのままプリント動作を継
続させることが可能である。

【０００８】しかしながら、クリーニング手段あるいは
トナーカートリッジの材料リサイクルを考えた場合、材
料にトナーの固着があれば、クリーニング手段あるいは
トナーカートリッジの材料におけるトナーの含有量が増
加するためリサイクルに不都合が生じる。

【０００９】本発明は、このような問題を解決し、熱の
影響によるトナーカートリッジ内におけるトナーの固着
を防止して、トナーカートリッジの材料レベルでのリサ
イクルを可能にした画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、内部にトナーを収納しかつ装置本体に対し
て着脱可能に構成したカートリッジ体と、電子写真プロ
セスによってトナー像が転写された用紙に加圧／加熱し
て用紙にトナー像を定着させる定着手段とを備えた電子
写真方式の画像形成装置において、前記カートリッジ体
の内部の温度を測定する温度検知手段を設けたことを特
徴とする。このように構成したことにより、温度検知手
段の検知結果に基づいて、カートリッジ体の内部のトナ
ーが溶融しないようにするためにカートリッジ体の冷却
が必要な旨の情報を得ることができるようになる。

【００１１】また本発明は、前記温度検知手段の検知結
果に基づいて前記カートリッジ体の内部温度がトナー溶
融温度未満になるように前記カートリッジ体の冷却制御
を行う制御手段を設けたことを特徴とする。このように
構成したことにより、温度検知手段の検知結果に基づい
て、カートリッジ体を自動的に冷却することが可能にな
る。

【００１２】また本発明は、前記カートリッジ体を冷却
する冷却手段を設け、前記制御手段は、前記カートリッ
ジ体の内部温度がトナー溶融温度未満になるように前記
温度検知手段の検知結果に基づいて前記冷却手段の動作
制御を行うことを特徴とする。このように構成したこと
により、冷却手段を駆動させることによってカートリッ
ジの冷却を促進させることができる。

【００１３】また本発明は、前記制御手段は、前記カー
トリッジ体の内部温度がトナー溶融温度未満になるよう
に前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記定着手段
の加熱制御を行うことを特徴とする。このように構成し
たことにより、定着手段の加熱を停止させることによ
り、カートリッジの温度上昇を抑止することができる。

【００１４】また本発明は、前記温度検知手段を、前記
カートリッジ体における前記冷却手段による冷却が直接
作用する部位以外の部位の内部壁面に取り付けたことを
特徴とする。このように構成したことにより、冷却動作
中におけるカートリッジ内の温度検知結果に対する影響
を低減させることができる。

【００１５】また本発明は、冷却動作を開始する際の設
定温度を７０℃としたことを特徴とする。このように構
成したことにより、トナー溶融温度が約７０℃であるた
め、トナーが溶融する直前にカートリッジの温度を下げ
ることができる。

【００１６】また本発明は、前記温度検知手段の検知結
果が設定温度を超えた場合に記録動作を停止し、冷却動
作に入ることを特徴とする。このように構成したことに
より、冷却動作によって、転写紙が転写手段から定着手
段までの間に、転写紙が担持するトナー像に悪影響を及
ぼすことを防止できる。

【００１７】また本発明は、前記温度検知手段を、前記
定着手段に接近した場所に設けたことを特徴とする。こ
のように構成したことにより、カートリッジ体において
温度が高くなりやすい部位の温度を検知することができ
る。

【００１８】また本発明は、前記カートリッジ体を、電
子写真感光体を清掃するクリーニング手段としたことを
特徴とする。このように構成したことにより、クリーニ
ング手段内の廃トナーの溶融、固化を防止できる。

【００１９】また本発明は、前記カートリッジ体を、電
子写真感光体を清掃するクリーニング手段と、電子写真
感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段に新規
トナーを供給するトナー供給手段とを一体化した構成と
し、前記クリーニング手段内部に前記温度検知手段を設
けたことを特徴とする。このように構成したことによ
り、クリーニング手段内の廃トナーの溶融、固化を防止
できる。

【００２０】また本発明は、前記カートリッジ体を、電
子写真感光体と、電子写真感光体表面を帯電させる帯電
手段または電子写真感光体に形成された静電潜像を現像
する現像手段の中の少なくとも１つと、電子写真感光体
を清掃するクリーニング手段とを一体化した構成とし、
前記クリーニング手段内部に前記温度検知手段を設けた
ことを特徴とする。このように構成したことにより、ク
リーニング手段内の廃トナーの溶融、固化を防止でき
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施形態の装置に係るプ
リンタの全体構成を示す説明図である。本実施形態のプ
リンタは、露光部Ａ、作像部Ｂ、給紙部Ｃ、転写部Ｄお
よび定着部Ｅから主に構成されている。

【００２３】作像部Ｂは、感光体１と、感光体１を帯電
させる帯電部と、感光体１にトナーを供給する現像部
と、感光体１を清掃するクリーニング部とを一体化し、
装置本体に対して着脱可能なカートリッジ体として構成
されている。帯電部は、帯電ローラ２を感光体１に当接
または近接配置させることによって構成されている。現
像部は、感光体１に当接する現像ローラ３、現像ローラ
３に新規トナーを搬送する補給ローラ４、現像ローラ３
に当接してトナー薄層を形成させるドクターブレード
５、新規トナーを収納するトナータンク６によって構成
されている。クリーニング部は、感光体１に当接して感
光体１を清掃するクリーニングブレード７、クリーニン
グブレード７によって掻き取られたトナー等を蓄積する
廃トナータンク８によって構成されている。

【００２４】作像部Ｂの外装ケースの中央下部には感光
体１が配置され、感光体１の上部に帯電ローラ２が設け
られ、感光体１の一方の側部に現像ローラ３が配置さ
れ、他方の側部にクリーニングブレード７が配置されて
いる。トナータンク６および廃トナータンク８は作像部
Ｂの外装ケースの一部であり、感光体１の側部に配置さ
れている。

【００２５】露光部Ａは、画像データに基づいて変調さ
れたレーザ光を出射し、このレーザ光が帯電ローラ２と
現像ローラ３との間の感光体１面を走査するようなレー
ザ光学系によって構成されている。

【００２６】転写部Ｄには、転写ローラ９が備えられて
おり、作像部Ｂがプリンタ本体に装着された際に、現像
ローラ３とクリーニングブレード７との間における感光
体１面に転写ローラ９が当接する。

【００２７】給紙部Ｃには、転写紙をセットする給紙台
１０と、給紙台１０の転写紙を１枚ずつ分離搬送する給
紙ローラ１１と、給紙ローラ１１によって給紙された転
写紙を転写部Ｂに搬送する搬送ローラ１２とが備えられ
ている。

【００２８】定着部Ｅには、ヒートローラ１３と、ヒー
トローラ１３の下方に配置されかつヒートローラ１３に
当接して従動する加圧ローラ１４とが備えられており、
転写部Ｄを通過した転写紙における画像記録面にヒート
ローラ１３が当接する。

【００２９】また、プリンタ本体には定着部Ｅを通過し
た転写紙を外部に排出する排出ローラ１５と、作像部Ｂ
の着脱の際に作像部Ｂをガイドするガイドレール１６
と、作像部Ｂと定着部Ｅとの間に空気流を形成させるフ
ァン１７とが備えられている。ファン１７は作像部Ｂと
定着部Ｅの一方の側部に対向して設けられており、ファ
ン１７による空気流は、作像部Ｂおよび定着部Ｅの間の
空間を長手方向に沿って移動し、作像部Ｂと定着部Ｅの
他方の側部から流出する。

【００３０】作像部Ｂをガイドレール１６に沿ってプリ
ンタ本体に装着した時、感光体１に転写ローラ９が当接
し、廃トナータンク８が定着部Ｅの隣に位置するように
なる。また、廃トナータンク８の内部壁面には温度セン
サ１８が取り付けられており、温度センサ１８の取付位
置は、廃トナータンク８の長手方向の中央部でかつ作像
部Ｂをプリンタ本体に装着した時に定着部Ｅに対して最
も近くなる位置に設定されている。

【００３１】図２は温度センサの取付構造を示す説明図
であり、温度センサ１８は、サーミスタからなり、廃ト
ナータンク８の内部壁面にねじ止めされている。温度セ
ンサ１８から２本のリード線が延びており、このリード
線を介して温度情報が後述するＣＰＵに伝達される。

【００３２】次に作像動作について説明する。感光体１
が帯電ローラ２によって帯電され、露光部Ａから出射さ
れたレーザが露光されることによって感光体１の表面に
静電潜像が形成される。この静電潜像に現像ローラ３が
粉体トナーを供給することにより、感光体１上の静電潜
像が現像されてトナー像化する。このトナー像が転写部
Ｄによって転写紙に転写され、定着部Ｅにおいて転写紙
にトナー像を定着させた後に、転写紙は排出ローラ１５
によって外部に排出される。感光体１上に残留したトナ
ーはクリーニングブレード７によって掻き取られ、廃ト
ナータンク８内に蓄積させる。そして、クリーニングさ
れた感光体１の表面は帯電ローラ２によって帯電され、
次の作像動作が行われる。

【００３３】図３は図１の装置の制御系を示すブロック
図であり、２０はＣＰＵ、２１は各種回転部材を回転さ
せるメインモータ、２２はメインモータ２１を駆動制御
する駆動ドライバ、２３はファン１７を駆動制御するフ
ァンドライバ、２４はヒートローラ１３の加熱源となる
定着ヒータ、２５は定着ヒータ２４を駆動制御するヒー
タドライバ、２６はタイマーを示す。

【００３４】作像部Ｂが本体に装着された際に、温度セ
ンサ１８とＣＰＵ２０とが電気的に接続される。ＣＰＵ
２０は温度センサ１８の出力結果に基づいて廃トナータ
ンク８内の温度を求める。温度センサ１８が設定温度を
検知した場合には、ＣＰＵ２０は、駆動ドライバ２２を
制御して、記録途中のプリント動作が終了した時点で強
制的にプリント動作を止め、タイマー２６にセットされ
た設定時間のインターバルを取得する。このインターバ
ルにおいてファン１７を回転させて定着部Ｅと作像部Ｂ
との間に送風して作像部Ｂの外装を冷却する。そしてイ
ンターバルが終了した時点で冷却動作を停止して、再び
プリント動作を開始させる。

【００３５】本実施形態においては、１０枚／分のプリ
ント速度でカートリッジ内の温度センサ１８の設定温度
を５５℃としたものであり、給紙から排紙までの連続プ
リントを継続して行うと、定着部Ｅの熱により作像部Ｂ
における廃トナータンク８の内壁の温度が上昇する。そ
して、温度センサ１８が５５℃を検知すると、プリント
動作を止め、タイマー２６の管理の基に２分のインター
バルを取得する。このインターバルの間に、ＣＰＵ２０
はファン１７を回転させて機内を冷却させる。そして、
タイマー２６が２分間を計時した後、再びプリント動作
を開始させる。その後、所定の時間間隔をおいて２分の
インターバルを取得するという間欠モードに切り替えら
れる。

【００３６】図４は図１の装置におけるプリント枚数と
廃トナータンクの内部温度との関係を示すグラフ、図５
は図１の装置における冷却時間と廃トナータンクの内部
温度との関係を示すグラフである。

【００３７】図４によれば、連続プリント１００枚の時
点で温度センサ１８が５５℃を検知して冷却動作が実行
される。ファン１７による冷却については、図５に示す
ように２分間の冷却により温度センサ１８が４５℃を検
知するようになる。そして、図４に示すように、再びプ
リント動作を開始すると連続プリント１５０枚で再び温
度センサ１８が５５℃に達し、２分のインターバルを取
ってカートリッジ温度を４５℃に下げてから再びプリン
ト動作を開始する。その後も連続プリント動作が継続す
る場合には５０枚のプリントを行う毎にカートリッジ温
度が５５℃に達するようになる。

【００３８】そこで、本実施形態においては、プリント
動作開始時には温度センサ１８が５５℃を検知するまで
プリント動作を継続する連続モードに設定し、温度セン
サ１８が５５℃を検知した後には２分の冷却時間おいて
５０枚連続プリント動作を行うという間欠モードに設定
するというモード切替がＣＰＵ２０によって行われるよ
うに構成されている。なお、間欠モードによる動作中で
あっても温度センサ１８が５５℃を検知した場合には強
制的にインターバルを取得して冷却動作を実行する。

【００３９】このように構成したことにより、トナー溶
融温度は約70℃であるため、廃トナータンク８内の温度
がトナー溶融温度を超えることがなくなる。したがっ
て、廃トナータンク８内にトナーの溶融および固着は発
生しないために、材料のリサイクルが可能になる。ま
た、温度センサ１８の取付位置が廃トナータンク８の長
手方向中央部の内壁であり、ファン１７からの気流が直
接当たる廃トナータンク８の一側部から離れた位置であ
るため、廃トナータンク８内の温度を正確に検知するこ
とができる。

【００４０】以上、本実施形態の装置について説明した
が、本発明は上述した構成に限るものではない。例え
ば、上述した本実施形態においては、最初に温度センサ
１８が５５℃を検出した時点でインターバルを取り、以
降、５０枚毎にインターバルを取っているが、最初のイ
ンターバル以降も温度センサ１８が５５℃を検出した時
点でインターバルを取るようにしても良い。また、特に
プリンタあるいはプリンタ機能を有する画像形成装置の
場合には、ホストコンピュータから印字する総ページ数
が画像データとともに送られてくるため、その総ページ
数を利用し、最初に温度センサ１８が５５℃を検出した
時点で残りのページ数を算出して、残り僅かであればイ
ンターバルを取らずにプリント動作を継続させて、プリ
ント動作を早めに終了させても良い。

【００４１】また、上述した本実施形態においては、フ
ァン１７によって冷却させているが、それに限らず、定
着ヒータ２４の発熱を停止させて廃トナータンク８を自
然冷却させても良いし、さらに、ファン１７の回転を開
始させるとともに定着ヒータ２４の発熱を停止させ、イ
ンターバル終了前に定着ヒータ２４の発熱を開始させ
て、次のプリント動作に備えるようにしても良い。

【００４２】また、上述した本実施形態においては、廃
トナータンク８に温度センサ１８を設けたが、それに限
らず、トナータンク６にも温度センサ１８を設け、いず
れかか一方の温度センサ１８が５５℃を検出した時点で
インターバルを取るようにしても良い。

【００４３】また、上述した本実施形態においては、感
光体、帯電部、現像部およびクリーニング部を一体化し
たカートリッジ体に温度センサを設けたが、それに限ら
ず、クリーニング部のみをユニット化して本体に対して
着脱可能に構成したもの、あるいはクリーニング部と現
像部のトナータンクとを一体にしてユニット化して本体
に対して着脱可能に構成したものにおける廃トナータン
クに温度センサを設けても良い。

【００４４】また、上述した本実施形態においては、画
像形成装置をプリンタとした場合について説明したが、
複写機、ファクシミリ装置、あるいはそれらの機能を備
えた複合機についても適用可能であることは言うまでも
ない。

【００４５】

【発明の効果】以上、説明したように構成された本発明
によれば、トナーを収納するカートリッジ体の内面に温
度センサを設けたことにより、カートリッジ体の内部温
度を測定し、温度センサの検出温度がトナーの溶融開始
温度以下に設定した設定温度を超えた場合に、トナーカ
ートリッジを冷却するような制御を行うことが可能にな
る。その結果、カートリッジ内でトナーが溶融し、再度
固化することによるカートリッジ内におけるトナー固着
が発生しないために、カートリッジの材料リサイクルが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の装置に係るプリンタの全
体構成を示す説明図

【図２】温度センサの取付構造を示す説明図

【図３】図１の装置の制御系を示すブロック図

【図４】図１の装置におけるプリント枚数と廃トナータ
ンクの内部温度との関係を示すグラフ

【図５】図１の装置における冷却時間と廃トナータンク
の内部温度との関係を示すグラフ

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電ローラ ３ 現像ローラ ４ 補給ローラ ５ ドクターブレード ６ トナータンク ７ クリーニングブレード ８ 廃トナータンク ９ 転写ローラ １０ 給紙台 １１ 給紙ローラ １２ 搬送ローラ １３ ヒートローラ １４ 加圧ローラ １５ 排出ローラ １６ ガイドレール １７ ファン １８ 温度センサ ２０ ＣＰＵ ２１ メインモータ ２２ 駆動ドライバ ２３ ファンドライバ ２４ 定着ヒータ ２５ ヒータドライバ ２６ タイマー Ａ 露光部 Ｂ 作像部 Ｃ 給紙部 Ｄ 転写部 Ｅ 定着部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA11 DA39 DE10 EA12 EC10 ED25 ED27 EE02 EJ15 EK03 EK09 FA30 FA35 FB19 HB15 JA11 JB13 JB17 JB23 JC07 ZA09 2H033 AA24 BB00 CA03 CA04 CA05 CA08 CA27 CA44 2H034 BF00 CA04 CA08 2H071 BA04 BA13 DA06 DA08 DA13 DA15 DA31 DA32

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にトナーを収納しかつ装置本体に対
   して着脱可能に構成したカートリッジ体と、電子写真プ
   ロセスによってトナー像が転写された用紙に加圧／加熱
   して用紙にトナー像を定着させる定着手段とを備えた電
   子写真方式の画像形成装置において、前記カートリッジ
   体の内部の温度を測定する温度検知手段を設けたことを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記温度検知手段の検知結果に基づいて
   前記カートリッジ体の内部温度がトナー溶融温度未満に
   なるように前記カートリッジ体の冷却制御を行う制御手
   段を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記カートリッジ体を冷却する冷却手段
   を設け、前記制御手段は、前記カートリッジ体の内部温
   度がトナー溶融温度未満になるように前記温度検知手段
   の検知結果に基づいて前記冷却手段の動作制御を行うこ
   とを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記カートリッジ体の
   内部温度がトナー溶融温度未満になるように前記温度検
   知手段の検知結果に基づいて前記定着手段の加熱制御を
   行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記温度検知手段を、前記カートリッジ
   体における前記冷却手段による冷却が直接作用する部位
   以外の部位の内部壁面に取り付けたことを特徴とする請
   求項３または４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 冷却動作を開始する際の設定温度を７０
   ℃としたことを特徴とする請求項２，３，４または５記
   載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記温度検知手段の検知結果が設定温度
   を超えた場合に記録動作を停止し、冷却動作に入ること
   を特徴とする請求項２，３，４または５記載の画像形成
   装置。
8. 【請求項８】 前記温度検知手段を、前記定着手段に接
   近した場所に設けたことを特徴とする請求項１，２，
   ３，４，５，６または７記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記カートリッジ体を、電子写真感光体
   を清掃するクリーニング手段としたことを特徴とする請
   求項１，２，３，４，５，６，７または８記載の画像形
   成装置。
10. 【請求項１０】 前記カートリッジ体を、電子写真感光
    体を清掃するクリーニング手段と、電子写真感光体に形
    成された静電潜像を現像する現像手段に新規トナーを供
    給するトナー供給手段とを一体化した構成とし、前記ク
    リーニング手段内部に前記温度検知手段を設けたことを
    特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８
    記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記カートリッジ体を、電子写真感光
    体と、電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段または
    電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手
    段の中の少なくとも１つと、電子写真感光体を清掃する
    クリーニング手段とを一体化した構成とし、前記クリー
    ニング手段内部に前記温度検知手段を設けたことを特徴
    とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８記載
    の画像形成装置。