JP2019168564A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内外の温度差が大きく結露が発生しうる環境において、従来の構成よりも短い時間で機内温度を高め、装置内の環境を外気の吸気によって結露が発生しない状態に移行するまでの時間を短縮することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】装置外部の環境を検知する外部環境センサと機内環境検知手段と外気温湿度と機内温度を取得し、装置内外の温度差が外気湿度における結露限界点を超えているとき、即ち外気を機内に取り入れると機内で結露が発生しうると判断される場合には、結露防止動作を実行する。結露防止動作は、給紙部からシートを給紙し、作像部でトナーを転写せずに白紙で定着器に搬送し、定着器で加熱したシートを両面搬送路に繰り返し搬送する。【選択図】図３

Description

本発明は、結露解消動作を実行する画像形成装置に関する。

画像形成装置が設置されるオフィス環境は、空調機器が稼働している時と、そうでない時とで大きく差がある。例えば、寒冷な条件下にあるオフィスで、空調機能を稼働させると、短い時間でオフィスの室温が上昇することがある。

画像形成装置は外装カバーによって密閉されているため、画像形成装置の内部環境は、オフィス環境の変化に対して、数十分〜数時間程度の時間差をもって追従する。この間、画像形成装置の内部温度と、外部温度であるオフィスの室温との間で大きな温度差が発生する。

このように画像形成装置の内外の温度差が大きい場合、画像形成装置の装置内部で結露が発生する場合がある。例えば以下のような状況である。画像形成装置にジョブを投入すると、モータドライバなど各種ＩＣチップが動作する。これらＩＣチップは動作中に自己発熱により温度が上昇するため、温度上昇を抑制する為に排気冷却ファンが回転する。この時、機外の比較的暖かい空気が排気冷却ファンによって機内にとりこまれる。

そして、機内に取り込まれた空気が、画像形成装置内部の低温部分に触れると、空気が急速に冷却されて、結露を発生させることがある。露光装置や感光体、転写体に結露が発生すると、結露により発生した水滴が付着し、レーザ光の散乱や帯電不良、転写不良が生じ、画像の抜け、かすれなどの現象として出現する。また、画像だけでなく、感光体などの回転体上に結露が発生することで、感光体に接触するブレードなどとの摩擦力が変動し、騒音、異音につながることもある。

このような問題に鑑みて、特許文献１では装置内外の環境を検出し、装置内外の温度差が外気湿度における結露限界点を超えているとき、排気冷却ファンを停止した状態で定着装置ヒータを駆動することで機内温度を高め、結露が生じないと判断された後に画像形成準備動作を行う提案がなされている。

特開２００４−０１３０１５号公報

トナーカートリッジや露光装置は、トナーの組成の保持や光路の安定化のため、定着ヒータの熱の影響を受けにくい箇所に配置される場合がある。そのような装置において、ファンを動かさずに定着ヒータの加熱により機内温度を高めるようすると、カートリッジや露光装置を結露しない程度の温度に上げるためには定着ヒータを長い時間加熱しなければならない。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、装置外部の環境を検知する外部環境センサと、機内の少なくとも温度を検知する機内環境検知手段と、前記外部環境センサおよび前記機内環境検知手段により取得した情報から、結露が発生するか否かの判断する判断手段と、シートの搬送とヒータの温度制御が可能な動作部の制御機能を持つ制御手段を有し、前記制御手段が機内で結露が発生すると判断した場合に、前記動作部が定着器１０７で加熱されたシートを搬送可能な搬送路に繰り返し搬送することを特徴とする。

装置内外の温度差が大きく結露が発生しうる環境において、従来の構成よりも短い時間で機内温度を高め、装置内の環境を外気の吸気によって結露が発生しない状態に移行するまでの時間を短縮できる。

画像形成装置１００の構成図 画像形成装置１００の制御ブロック図 結露防止動作を示すフローチャート 第２の実施形態における画像形成装置１００の構成図 第２の実施形態における画像形成装置１００の制御ブロック図 第２の実施形態における結露防止動作を示すフローチャート

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における画像形成装置１００の構成図である。外部から受信された印刷画像は画像処理が施され露光装置１０４へ送られる。露光装置１０４によって出力されたレーザ光は作像部１０５の感光ドラム１０６に照射され、感光ドラム１０６上に静電潜像が形成される。感光ドラム１０６上の静電潜像は現像ローラ１１４によりトナー像として現像される。そして現像されたトナー像はモータドライバ等を含む駆動制御部１１８の制御により給紙部１０１から供給されたシート１０２に転写される。

トナーが転写されたシート１０２は定着器１０７に搬送される。定着器１０７内では定着ヒータ１０９によって定着ローラ１０８が加熱されており、シート１０２は定着ローラ１０８と加圧ローラ１２０によって加熱、加圧され定着処理がなされる。定着ヒータ１０９近傍には機内環境検知手段であるサーミスタ１２１が設置されており、定着ヒータ１０９の温度が適時検知される。定着器１０７を通過したシート１０２は片面印刷においては排紙ローラ１１２によって画像形成装置１００から排出される。

一方両面印刷においては片面が印刷されたシート１０２はスイッチバックローラ１１０に搬送され、反転して両面パスに搬送される。両面パスに搬送されたシート１０２は両面待機エリア１１１に達すると、印刷枚数が２枚以上の場合には停止し、後続のシートが通過するまで待機する。印刷枚数が１枚の場合、あるいは後続のシートが通過した後にシート１０２は両面待機エリア１１１から搬出され、再度作像部１０５において裏面の画像を転写され、定着器１０７で加熱されて定着処理がなされた後に排紙ローラ１１２によって画像形成装置１００から排出される。

画像形成装置１００は装置内部の冷却を目的として機外の空気を機内に取り込む吸気ＦＡＮ１１５および機内の空気を機外に排出する排気ＦＡＮ１１６と、機外の温度情報を取得可能な外部環境センサ１１３および機内環境検知手段として定着ヒータ１０９の温度を測定可能なサーミスタ１２１を持つ。

また駆動制御部１１８はモータドライバ等の素子の温度を検知する素子温度検知部１１９を持ち、素子の温度が規定値を超えると吸気ＦＡＮ１１５および排気ＦＡＮの動作を制御して素子の冷却を行う。１１７は操作部であり、ユーザの操作受付および情報通知を行う。

図２は画像形成装置１００のブロック図である。ＣＰＵ２００は、画像形成装置の制御を行う制御手段であり、２０２は図１で説明した一連の画像形成プロセスを行う動作部である。

２０１はＣＰＵ２００が実行すべき制御内容を格納した記録部である。２０４は外部Ｉ／Ｆであり、ＴＣＰ／ＩＰ等のネットワークと接続されており、ネットワークに接続されたコンピュータ２０５などからプリントジョブの実行指示を受け取ることができる。プリントジョブ中には機内の昇温を抑制するためにＦＡＮ制御部２０３が吸気ＦＡＮ１１５および排気ＦＡＮ１１６を駆動する。

図３は第１の実施形態における結露防止動作を示すフローチャートである。装置の電源投入または休止状態からの復帰が行われる（Ｓ３０１）とＣＰＵ２００は、外部環境センサ１１３により外気温Ｋ１および外部湿度Ｈ１を、機内環境検知手段であるサーミスタ１２１により機内温度Ｋ２を取得する（Ｓ３０２）。ＣＰＵ２００は取得した外気温Ｋ１と外部湿度Ｈ１により結露温度Ｋ０を算出し、結露温度Ｋ０よりも機内温度Ｋ２が低い場合には、外気を機内に取り入れると機内で結露が発生しうると判断する（Ｓ３０３）。外気を機内に取り入れると機内で結露が発生しうると判断された場合にＣＰＵ２００は以下の通りに結露防止動作を実行する。

まず操作部１１７に”結露防止動作実行中”と表示しユーザに結露防止動作を行うことを通知する（Ｓ３０４）。そして記録部２０１に記録されている繰り返し搬送の実行時間と上昇する機内の温度の相関データから結露防止動作必要時間Ｔ１を算出する（Ｓ３０５）。そして両面待機エリア１１１にシート１０２があるか否かを確認し（Ｓ３０６）、両面待機エリア１１１内にシート１０２がある場合には両面待機エリア１１１のシート１０２を給紙し（Ｓ３０７）、ない場合には給紙部１０１からシート１０２を一枚給紙（Ｓ３０８）する。

給紙されたシート１０２は作像部１０５でトナーを転写せずに白紙で定着器１０７に搬送される。シート１０２は定着ヒータ１０９によって加熱され（Ｓ３０９）、加熱されたシート１０２は両面搬送路を通って両面待機エリアに搬送される（Ｓ３１０）。結露防止動作開始から経過した時間が結露防止動作必要時間Ｔ１未満であれば過熱されたシート１０２は両面待機エリア１１１から再度給紙される（Ｓ３１１）。再度給紙されたシート１０２は搬送路を通って定着器１０７に搬送されるが、この際に作像部１０５や露光装置１０４の近傍を通過する。

するとシート１０２の熱が搬送路およびその周辺に伝達され、作像部１０５や露光装置１０４の温度が上昇する（Ｓ３０７）。搬送されたシート１０２は搬送路および作像部１０５や露光装置１０４に熱を与えることで温度が低下するが、再び定着器１０７を通過することで再度加熱され（Ｓ３０９）、繰り返し熱を各部に与える。

この動作は、結露防止動作開始からの経過時間が結露防止動作必要時間Ｔ１に達するまで継続され、結露防止動作必要時間を経過すると両面待機エリア１１１に紙を停止させてスタンバイ状態へ移行する（Ｓ３１１）。この動作の間、ＦＡＮ制御部２０３は吸気ＦＡＮ１１５および排気ＦＡＮ１１６は動作させないため外気の流入による結露は抑制される。結露防止動作に使用されたシート１０２は両面待機エリア１１１に保持され、印刷ジョブが入力されると画像を印刷されて排紙される。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態の装置構成を示す構成図であり、図５は第２の実施形態における制御ブロック図である。第２の実施形態における画像形成装置１００は、サーミスタ１２１以外に機内環境検知手段として機内温度センサ１２２を持ち、機内温度を適時取得しながら結露防止動作が実行可能であることを特徴とする。

図６は第２の実施形態における結露防止動作を示すフローチャートである。結露防止動作中は吸気ＦＡＮ１１５および排気ＦＡＮ１１６が停止しているため、駆動制御部１１８中に備わるモータドライバ等の自己発熱部品の温度が上昇してもＦＡＮによる冷却が行われない。

そこで素子温度検知部１１９により検知される部品温度が規定値を超えた場合には部品温度が規定値を下回るまで結露防止動作の紙搬送を一時的に停止し、発熱による部品の故障や動作不良を抑制する（Ｓ４１０）。機内環境検知手段は第１の実施形態で説明した定着ヒータ１０９の温度を測定可能なサーミスタ１２１に限定されない。この例のように装置内部の結露が懸念される箇所に設置される機内温度センサ１２２でもよい。

機内温度センサ１２２を持つ第２の実施形態の構成では内部の環境を適時検知しながらシート１０２を繰り返し搬送するため結露防止動作必要時間Ｔ１を算出する必要がない。シート搬送による温度上昇によって機内温度Ｋ２が結露温度Ｋ０を上回ったことを機内温度センサ１２２が検知した時点でシート１０２を両面待機エリア１１１に停止して結露防止動作を終了する（Ｓ４１１）。

（第３の実施形態）
結露回避動作が必要な場合にはユーザが操作部１１７から結露回避動作の実行命令を行うことで、任意に白紙の繰り返し搬送を実施する。この際の繰り返し搬送時間は第２の実施形態あるいは第２の実施形態と同様、またはユーザの設定する時間である。

１００ 画像形成装置
１０４ 露光装置
１０５ 作像部
１０７ 定着器
１０９ 定着ヒータ
１１１ 両面待機エリア
１１３ 外部環境センサ
１２１ サーミスタ
１２２ 機内温度センサ
１１５ 吸気ＦＡＮ
１１６ 排気ＦＡＮ

Claims (11)

1. 装置外部の環境を検知する外部環境センサと、
   機内の少なくとも温度を検知する機内環境検知手段と、
   前記外部環境センサおよび前記機内環境検知手段により取得した情報から、結露が発生するか否かの判断する判断手段と、
   シートの搬送とヒータの温度制御が可能な動作部の制御機能を持つ制御手段と、を有し、
   前記制御手段が機内で結露が発生すると判断した場合に、前記動作部が定着器１０７で加熱されたシートを搬送可能な搬送路に繰り返し搬送することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記装置外部の環境は、外部の温度と外部の湿度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において搬送するシートに作像部で像を印刷せず、白紙で搬送することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記搬送路は両面搬送路であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３に記載の画像形成装置において、繰り返し搬送を行った白紙を印刷に使用することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１に記載の画像形成装置において、繰り返し搬送中は吸気ファンの吸気，および、排気ファンの機内の排気を停止することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１に記載の画像形成装置において、繰り返し搬送の時間と上昇する機内の温度の相関データを記録する記録部を持ち、繰り返し搬送前に取得した内部温度が結露温度を上回るのに必要な時間を算出して、その時間を上回るまで繰り返し搬送を行うことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記機内環境検知手段で適時温度を検知し、機内温度が結露温度を上回ると繰り返し搬送を停止することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項６に記載の画像形成装置において、繰り返し搬送中に機内の部品の温度が規定値以上に上昇した際にシートの搬送を一時停止し、規定値以下に温度が低下したのちに再度搬送をすることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１に記載の画像形成装置において繰り返し搬送実施中は結露防止動作を実施していることを通知することを特徴とする画像形成装置
11. 請求項１に記載の画像形成装置においてユーザの操作により任意に繰り返し搬送を実行可能であることを特徴とする画像形成装置。