JP2006301279A

JP2006301279A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006301279A
Application number: JP2005122639A
Authority: JP
Inventors: Akira Yonekawa; 亮米川
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】画像形成装置において、電源投入時に冷却ファンを確実に動作させつつ、定着ローラの予熱時間を短縮する。
【解決手段】時間Ｔ０において、レーザビームプリンタの電源が投入されると同時に、制御部は、冷却ファンに通常の駆動電圧の略２倍の駆動電圧Ｖ１を第１所定時間だけ印加して冷却ファンの回転を確実に開始させる。その後、制御部は、冷却ファンの駆動電圧を通常の駆動電圧の略１／５倍〜１／２倍程度（第２の駆動電圧Ｖ２）まで低下させ、第２所定時間が経過したときに通常の駆動電圧Ｖ０になるように漸増させる。これにより、電源投入当初に冷却ファンが回転し始めた後には、冷却ファンの回転数が抑えられ、定着ローラの冷却が制限され、その結果、定着ローラの温度が短時間に上昇する。
【選択図】図３

Description

本発明は、感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録紙に転写して定着させる画像形成装置に関するものである。

従来から、いわゆるレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、記録紙に転写されたトナー像を定着させるための定着ローラの温度を適正化するための技術が、種々提案されている。例えば、特許文献１には、電源投入時の定着ローラの温度が低い場合には、定着ローラを冷却するための冷却ファンの回転数を抑えることにより、予熱時間の短縮を図った画像形成装置が示されている。また、特許文献２には、定着ローラの温度に基いて冷却ファンの回転数を制御するように構成された画像形成装置が示されている。
特開２００１−１８８４５８公報特開平７−９２８８８号公報

しかしながら、画像形成装置の電源投入時には、定着ローラの温度が低いため、単にその温度に基いて冷却ファンの回転数を制御した場合、冷却ファンの駆動電圧が低すぎて、冷却ファンが正常に回転しない場合がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電源投入時においても冷却ファンを確実に動作させつつ、定着ローラの予熱時間を短縮することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、表面に感光体が塗布された感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を均一に帯電させる帯電手段と、感光体の表面にレーザビームを走査させながら照射して潜像を形成する露光手段と、感光体の表面のうち潜像が形成された部分にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、感光体ドラムの回転方向の現像手段よりも下流側の所定の転写位置において、感光体ドラムの表面に対向するように設けられ、感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録紙の上に転写させる転写手段と、トナー像が転写された記録紙に所定の熱及び圧力を与えてトナー像を記録紙上に定着させる定着手段と、定着手段を加熱するための加熱手段と、加熱手段によって加熱された定着手段の周囲温度を検出する温度検出手段と、定着手段の過熱を防止するために、該定着手段を冷却する冷却ファンと、上記各部を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、制御手段は、装置の電源投入時に、冷却ファンを第１所定時間だけ通常運転時の駆動電圧よりも高い第１電圧で駆動し、その後、該冷却ファンの駆動電圧を通常運転時の駆動電圧よりも低い第２電圧に低下させ、さらに、該冷却ファンの駆動電圧を第２所定時間を費やして第２電圧から通常運転時の駆動電圧まで漸増させると共に、温度検出手段が定着手段の予熱に十分な第１温度を検出したとき、加熱手段に予熱電圧の供給を停止させ、その後、第１温度よりも低く、定着手段の予熱が必要な第２温度まで定着手段の周辺温度が低下したことを検出したとき、加熱手段に予熱電圧の供給を再開させ、これにより、冷却ファンを確実に動作させながら、定着手段の予熱時間の短縮を可能にしたものである。

請求項２の発明は、表面に感光体が塗布された感光体ドラムと、感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録紙の上に転写させる転写手段と、トナー像が転写された記録紙に所定の熱及び圧力を与えてトナー像を記録紙上に定着させる定着手段と、定着手段を加熱するための加熱手段と、加熱手段によって加熱された定着手段の周囲温度を検出する温度検出手段と、定着手段の過熱を防止するために、該定着手段を冷却する冷却ファンと、上記各部を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、制御手段は、装置の電源投入時に、冷却ファンを第１所定時間だけ通常運転時の駆動電圧よりも高い電圧で駆動した後、冷却ファンを通常運転時の駆動電圧よりも低い電圧で駆動し、その後、通常運転時の駆動電圧まで増加させることにより、冷却ファンを確実に動作させながら、定着手段の予熱時間の短縮を可能にしたものである。

請求項１の発明によれば、制御手段が、装置の電源投入時に、冷却ファンを非常に短い第１所定時間だけ通常運転時の駆動電圧よりも高い第１電圧で駆動するので、冷却ファンを電源投入時の初期状態から確実に動作させることができる。また、その後、冷却ファンの駆動電圧を通常運転時の駆動電圧よりも低い第２電圧に低下させ、さらに、冷却ファンの駆動電圧を第２所定時間を費やして第２電圧から通常運転時の駆動電圧まで漸増させるので、定着手段の温度が低いときは冷却ファンの回転数が抑えられる。これにより、定着手段の冷却が抑制されるので、常時一定の回転数で冷却ファンを駆動する場合と比べて、定着手段の予熱時間の短縮を図ることができる。また、制御手段は、温度検出手段が第１温度を検出したとき、加熱手段に予熱電圧の供給を停止させ、温度検出手段が第２温度まで定着手段の周辺温度が低下したことを検出したとき、加熱手段に予熱電圧の供給を再開させるので、定着手段の温度を適正範囲内に制御することができる。

請求項２発明によれば、制御手段が、装置の電源投入時に、冷却ファンを非常に短い第１所定時間だけ通常運転時の駆動電圧よりも高い電圧で駆動するので、冷却ファンを電源投入時の初期状態から確実に動作させることができる。さらに、冷却ファンの駆動電圧を通常運転時の駆動電圧よりも低い電圧に低下させ、その後、冷却ファンの駆動電圧を通常運転時の駆動電圧まで増加させるので、定着手段の温度が低いときは冷却ファンの回転数が抑えられる。これにより、定着手段の予熱時間の短縮を図ることができる。

本発明を実施するための最良の実施形態による画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタについて図面を参照して説明する。図１は、レーザビームプリンタ１の一構成例を示している。レーザビームプリンタ１は、表面に感光体が塗布されている感光体ドラム２と、感光体ドラム２の周囲に回転方向Ａの上流側から下流側に向って順次配置されているクリーナ３、帯電器（帯電手段）４、レーザスキャンユニット（露光手段）５、現像ブラシ（現像手段）６、及び転写ローラ（転写手段）７と、転写ローラ７に対して記録紙Ｐの搬送方向Ｂの下流側に配置されている定着ローラ（定着手段）８と、記録紙Ｐが装填される給紙トレイ９と、プリント済みの記録紙Ｐが堆積される排紙トレイ１０と、記録紙Ｐを搬送するための記録紙搬送機構（搬送手段）１１と、装置各部の制御を司る制御部（制御手段）１２等によって構成されている。上記各部品は、レーザビームプリンタ１の底部等に配されている金属フレーム１３に装着されている。また、金属フレーム１３には、上記各部品を覆い、レーザビームプリンタ１の外装を形成するキャビネット１４が装着され、その上部には、記録紙搬送機構１１に詰まった記録紙Ｐを除去するため又は後述するトナーカートリッジ１７を交換するためのドア部材１５が開閉自在に設けられている。

感光体ドラム２の近傍には、感光体ドラム２の周辺温度を検出するための温度センサ１９が設けられており、この温度センサ１９によって検出された温度は、露光、現像、転写に際して制御部１２にフィードバックされる。クリーナ３は、感光体ドラム２の表面に付着している１行程（１回転）前のトナー及び紙粉を除去し、ドラム表面を清掃する。帯電器４は、クリーナ３によって清掃された感光体ドラム２の表面を均一に帯電させる。レーザスキャンユニット５は、帯電器４によって帯電された感光体ドラム２の表面にレーザビームＬを走査させながら照射して潜像を形成する。レーザスキャンユニット５は、電源装置（図示せず）によって給電され、発光のための発光電圧が印加される。現像ブラシ６は、トナーが充填されたトナーカートリッジ１７に装着されており、感光体ドラム２の表面のうち潜像が形成された部分にトナーを付着させてトナー像を形成する。転写ローラ７は、感光体ドラム２の表面に対向するように設けられ、記録紙Ｐを感光体ドラム２の表面に押圧しながら記録紙Ｐの表面を帯電させて、感光体ドラム２の表面に形成されたトナー像を記録紙Ｐの上に転写させる。転写ローラ７には、記録紙Ｐの表面を帯電させるための転写電圧が電源装置より印加される。定着ローラ８は、相対向する位置に配置されたローラ１８と共に記録紙Ｐを挟み込んで、記録紙Ｐに熱と圧力を加えてトナーを定着させる。トナー定着のための熱は、定着ローラ８に内蔵されているヒータ（加熱手段：図示せず）から供給される。ヒータには、電源装置によって発生された定着電圧が印加される。

定着ローラ８の近傍には、定着ローラ８の周辺温度を検出するための温度センサ３０が設けられている。また、キャビネット１４の側面で定着ローラ８に対向する位置には、連続してプリントを行ったときの定着ローラ８の過熱を防止するために定着ローラ８を冷却するための冷却ファン３１が設けられている。冷却ファン３１は、定着ローラ８の周辺の熱気をキャビネット１４の外部に排出することにより、又はキャビネット１４の外部の空気を取り込んで定着ローラ８に吹き付けることにより、定着ローラ８を冷却する。

記録紙搬送機構１１は、ピックアップローラ１１ａ、搬送ローラ１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、給紙トレイ９の近傍に配置され、載置された記録紙Ｐをピックアップローラ１１ａに押圧する紙積載板２０と、紙積載板２０をピックアップローラ１１ａの側に付勢するコイルばね２１等を有している。

給紙トレイ９と紙積載板２０とによって、記録紙Ｐを載置するための記録紙載置面２３が連続的に形成される。ユーザが、給紙トレイ９の側から複数枚の記録紙Ｐを積層状態で挿入することにより、記録紙載置面２３の上に記録紙Ｐが載置される。

ピックアップローラ１１ａは、記録紙載置面２３に対向配置され、記録紙載置面２３の上に載置された記録紙Ｐのうち最上のものを、搬送ローラ１１ｂに送り出す。搬送ローラ１１ｂは、ピックアップローラ１１ａによって送り出された記録紙Ｐを搬送ローラ１１ｃに送り出す。搬送ローラ１１ｃ、１１ｄは、搬送ローラ１１ｂと転写ローラ７との間で互いに対向するように配置され、搬送ローラ１１ｂによって送り出された記録紙Ｐを転写位置まで搬送する。

図２は、レーザビームプリンタ１の電源投入時に、冷却ファン３１に対して特別な回転数制御を行わなかった場合の冷却ファン３１に印加される駆動電圧、ヒータに印加される定着電圧、及び温度センサ３０によって検出される定着ローラ８の周辺の温度の推移を示している。冷却ファン３１に印加される駆動電圧、ヒータに印加される定着電圧は、制御部１２によって制御される。図２に示した場合においては、時間Ｔ０において、レーザビームプリンタ１の電源が投入されると同時に、冷却ファン３１には所定の駆動電圧Ｖ０が印加され、その後も継続的に駆動電圧Ｖ０が印加される。その結果、定着ローラ８の温度の上昇が遅くなり、定着ローラ８の予熱に十分な温度に達し、定着ローラ８の周辺温度がそれに対応する第１温度Ｐ１に達するまでには、長時間に亘ってヒータに定着電圧を印加する必要がある。また、ヒータによる加熱を停止した後における定着ローラ８の温度低下が激しいので、定着ローラ８の予熱が必要な第２温度Ｐ２まで定着ローラ８の周辺温度が低下した後、ヒータによる加熱を再開した後も、定着ローラ８の温度の上昇が遅くなる。

これに対して、図３は、レーザビームプリンタ１の電源投入時に、冷却ファン３１の回転数制御を適正に行った場合の冷却ファン３１に印加される駆動電圧、ヒータに印加される定着電圧、及び温度センサ３０によって検出される定着ローラ８の周辺の温度の推移を示している。この場合は、時間Ｔ０において、レーザビームプリンタ１の電源が投入されると同時に、冷却ファン３１には通常の駆動電圧の略２倍の駆動電圧Ｖ１が第１所定時間だけ印加され、冷却ファン３１の回転を確実に開始させる。ここで上記第１所定時間とは、確実に冷却ファン３１が回転し始める時間であり、例えば１秒程度である。その後、冷却ファン３１の駆動電圧を通常の駆動電圧の略１／５倍〜１／２倍程度（第２の駆動電圧Ｖ２）まで低下させる。そして、第２所定時間が経過したときに通常の駆動電圧になるように漸増させる。ここで上記第２所定時間とは、例えば、温度センサ３０によって検出された定着ローラ８の周辺温度に基いてヒータの定着電圧のオン／オフが複数回繰り返される程度の時間である。

上記のように冷却ファンに印加する電圧を制御することにより、電源投入当初に冷却ファン３１が回転し始めた後には、冷却ファン３１の回転数が抑えられ、定着ローラ８の冷却が制限される。その結果、図２に示した場合と比較しても、定着ローラ８の温度が短時間に上昇する。また、ヒータによる加熱を停止した後における定着ローラ８の温度低下が緩やかなので、定着ローラ８の予熱が必要な温度Ｐ２まで、定着ローラ８の周辺温度が低下した後、ヒータによる加熱を再開した後も、定着ローラ８の温度が速やかに上昇する。

以上のように、本実施形態のレーザビームプリンタ１によれば、制御部１２が、レーザビームプリンタ１の電源投入時に、冷却ファン３１を第１所定時間だけ通常運転時の駆動電圧Ｖ０よりも高い第１電圧Ｖ１で駆動するので、冷却ファン３１を電源投入時の初期状態から確実に動作させることができる。また、その後、冷却ファン３１の駆動電圧を通常運転時の駆動電圧よりも低い第２電圧Ｖ２に低下させ、さらに、冷却ファン３１の駆動電圧を第２所定時間を費やして第２電圧から通常運転時の駆動電圧Ｖ０まで漸増させるので、定着ローラ８の温度が低いときは冷却ファン３１の回転数が抑えられる。これにより、定着ローラ８の冷却が抑制されるので、常時一定の回転数で冷却ファン３１を駆動する場合と比べて、定着ローラ８の予熱時間の短縮を図ることができる。また、制御部１２は、温度センサ３０が第１温度Ｐ１を検出したとき、ヒータに予熱電圧の供給を停止させ、温度センサ３０が第２温度Ｐ２まで定着ローラ８の周辺温度が低下したことを検出したとき、ヒータに予熱電圧の供給を再開させるので、定着ローラ８の温度を適正範囲内に制御することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも、レーザビームプリンタの電源投入時に、冷却ファン３１を所定時間だけ通常運転時の駆動電圧Ｖ０よりも高い電圧で駆動した後、通常運転時の駆動電圧よりも低い電圧で駆動し、その後、通常運転時の駆動電圧まで増加させる構成であればよい。また、その駆動電圧は、図３に示したように漸増的に増やされる構成に限られることなく、段階的に増やされるように構成されていてもよい。

本発明の一実施形態によるレーザビームプリンタの構成を示す図。同レーザビームプリンタの電源投入時に、冷却ファンに対して特別な回転数制御を行わなかった場合の冷却ファンに印加される駆動電圧、ヒータに印加される定着電圧、及び温度センサによって検出される定着ローラ周辺の温度の推移を示す図。同レーザビームプリンタの電源投入時に、冷却ファンの回転数制御を適正に行った場合の冷却ファンに印加される駆動電圧、ヒータに印加される定着電圧、及び温度センサによって検出される定着ローラ周辺の温度の推移を示す図。

符号の説明

１レーザビームプリンタ（画像形成装置）
２感光体ドラム
４帯電器（帯電手段）
５レーザスキャンユニット（露光手段）
６現像ブラシ（現像手段）
７転写ローラ（転写手段）
８定着ローラ（定着手段）
１２制御部（制御手段）
３０温度センサ（温度検出手段）
３１冷却ファン

Claims

表面に感光体が塗布された感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの表面を均一に帯電させる帯電手段と、
前記感光体の表面にレーザビームを走査させながら照射して潜像を形成する露光手段と、
前記感光体の表面のうち潜像が形成された部分にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体ドラムの回転方向の前記現像手段よりも下流側の所定の転写位置において、前記感光体ドラムの表面に対向するように設けられ、前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録紙の上に転写させる転写手段と、
トナー像が転写された記録紙に所定の熱及び圧力を与えてトナー像を記録紙上に定着させる定着手段と、
前記定着手段を加熱するための加熱手段と、
前記加熱手段によって加熱された前記定着手段の周囲温度を検出する温度検出手段と、
前記定着手段の過熱を防止するために、該定着手段を冷却する冷却ファンと、
上記各部を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、
装置の電源投入時に、前記冷却ファンを第１所定時間だけ通常運転時の駆動電圧よりも高い第１電圧で駆動し、その後、該冷却ファンの駆動電圧を通常運転時の駆動電圧よりも低い第２電圧に低下させ、さらに、該冷却ファンの駆動電圧を第２所定時間を費やして第２電圧から通常運転時の駆動電圧まで漸増させると共に、
前記温度検出手段が前記定着手段の予熱に十分な第１温度を検出したとき、前記加熱手段に予熱電圧の供給を停止させ、その後、前記第１温度よりも低く、前記定着手段の予熱が必要な第２温度まで前記定着手段の周辺温度が低下したことを検出したとき、前記加熱手段に予熱電圧の供給を再開させ、
これにより、前記冷却ファンを確実に動作させながら、前記定着手段の予熱時間の短縮を可能にしたことを特徴とする画像形成装置。
表面に感光体が塗布された感光体ドラムと、
前記感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録紙の上に転写させる転写手段と、
トナー像が転写された記録紙に所定の熱及び圧力を与えてトナー像を記録紙上に定着させる定着手段と、
前記定着手段を加熱するための加熱手段と、
前記加熱手段によって加熱された前記定着手段の周囲温度を検出する温度検出手段と、
前記定着手段の過熱を防止するために、該定着手段を冷却する冷却ファンと、
上記各部を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、装置の電源投入時に、前記冷却ファンを第１所定時間だけ通常運転時の駆動電圧よりも高い電圧で駆動した後、前記冷却ファンを通常運転時の駆動電圧よりも低い電圧で駆動し、その後、通常運転時の駆動電圧まで増加させることにより、前記冷却ファンを確実に動作させながら、前記定着手段の予熱時間の短縮を可能にしたことを特徴とする画像形成装置。