JP3753856B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、定着手段を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の画像形成装置の典型的なものとしては、図８に示すようなものがあり、このものにおいて１はハウジング、２は原稿の載置板、３は光学系、４は感光体ドラムからなる像担持体、５は現像手段、６は転写チャージャ、７は帯電器、８はヒータ10を内蔵した定着ローラ９及び加圧ローラ11を有する定着手段、17は給紙手段をそれぞれ示す。そしてこのようなものにおいては、帯電〜露光〜現像〜転写〜定着の各工程が順次実施されて、給紙手段17からの用紙に原稿の画像が転写されたうえ定着されることとなる。
【０００３】
このようなものにおいては、帯電手段として近年オゾン発生量の少ない接触帯電方式のものが用いられるようになってきたが、コストや寿命の関係からコロナ放電による帯電手段がまだ広く使用されている。ところでこのような帯電手段を用いる帯電を反復して行うと、装置内に多量のオゾンを発生させ、これが像担持体４の表面に付着すると、高湿環境下でこの付着物が吸湿し、抵抗値が低下していわゆる「画像流れ現象」という異常画質を発生するという問題がある。
【０００４】
ところでこの画像流れ現象は、単に外気の湿度が高い場合だけでなく、装置全体が冷えている場合等に電源を投入して、定着手段８をオンすると装置内部に水蒸気を発生し、また定着手段８による定着時に用紙から水蒸気が発生し、これらの水蒸気が像担持体４と定着手段８との相対的な位置関係から、低温となっている像担持体４の表面に付着して、吸湿又は結露することによって発生することとなる。前記のような問題を解消するために、像担持体４の内部又はこの従来例にみられるように、装置内部にヒータ20を設置して、これに通電するようにしたものが実公平７−４６９３３号公報に開示されている。
【０００５】
しかしながらこのようなものは、画像形成には直接必要のないヒータ20をわざわざ設置しなければならなくて、構造が複雑となるのに加えて、その設置場所を特別に設けなければならなくて、コストが高くなる等の問題がある。そこでこのような問題を解決することに着目して、通常の定着手段８がヒータ10を有していることから、これの発熱を利用しようとすることが考えられ、しかもその設置場所として像担持体４の上部としようとするものが考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのようなものの作動制御は、図９に示すようになっていて、プリント・複写・印字作業時に定着温度を例えばほぼ170℃に設定し、（１）ここで画像形成装置の電源をオンして定着手段を加熱し（ステップＰ１）、（２）設定されている例えばほぼ15分の時間内に機械の作動があるとステップＰ１に復帰して加熱する。これに反してほぼ15分をすぎても機械の作動がないと、（３）定着手段の加熱がオフとなって像担持体が加熱されなくなり（ステップＰ３）、ついでプリント命令、複写作業、など本体作動命令がでると当初のステップＰ１に復帰して加熱し、本体作動命令がでないとステップＰ３に復帰して定着手段の加熱オフが継続する（ステップＰ４）。このようにして本体の不使用時に冷却することから、定着手段の発熱体を前記の問題を解消するための熱源として使用することができないとされている。
【０００７】
そこでこの発明の目的は、前記のような従来の定着装置のもつ問題を解消し、定着手段の発熱体を利用することによって、像担持体の表面に吸湿又は結露が発生するのを防止することができ、それによって吸湿又は結露の発生防止のために、ヒータをわざわざ設置しなくともよくて、構造が複雑となることがないのに加えて、その設置場所を特別に設けなくともよく、高コストとなることのない画像形成装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記のような目的を達成するために、搬送される用紙上の画像を該用紙に加熱定着する定着手段が装置本体の上部かつ像担持体よりも上方に位置する画像形成装置において、請求項１に記載の発明は、前記定着手段と像担持体との間には、像担持体の像転写位置と定着手段の加熱定着位置とを略直線状に結んだ用紙の搬送経路が形成されており、装置の不使用時に定着手段は、画像の加熱定着温度よりも低い一定の温度に制御されて、像担持体の温度を所定温度に上昇させる保温手段の役割を兼用し、像担持体における吸湿及び結露を防止したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記画像が加熱定着された用紙を装置外に排出する排紙ローラが、前記定着手段からの搬送経路の末端に配置され、この排紙ローラは、少なくとも、前記定着手段の最上部に相当する位置に設けられ、該排紙ローラの用紙に接しない側には、発生した水蒸気を装置外に放出させる間隙が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、装置の不使用時に定着手段が保温手段として作動している際、像担持体の温度が外気温度より一定温度高くなるように制御されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、装置の不使用時において、定着手段を保温手段として作動させるか否かが、選択可能となっていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、長時間継続される装置の不使用時において、装置の使用開始時刻を使用者が入力してタイマ設定するとともに、この使用開始時刻の前に定着手段が保温手段としての作動を開始する時刻を所定にタイマが規定しており、この作動を開始する時刻は、前記所定温度に像担持体を昇温させる最低限の温度に制御された定着手段が、該像担持体を該所定温度に昇温させる最小の時間に応じて設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面に示す各実施形態において、前記従来例及び相互においてそれぞれ同様な部材については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる部分について説明することとする。図１，２に示すこの発明の実施形態は、定着手段８が像担持体４の上部に設けられていて、12は定着分離爪、13は排紙センサ、14は排紙ローラ、15は定着サーミスタ、16は温度ヒューズをそれぞれ示す。
【００１４】
このようなものにおいて、定着手段８の温度は一般に150〜190℃に一定に制御されているものであるが、このような定着手段８を24時間オンすることによって、像担持体４の温度を上昇させ、装置内から発生した水蒸気を除去して、前記の像流れなどの結露、吸着に伴う異常画像の発生を防止することができるが、そのために不必要な電力を消費することはエネルギの無駄をすることとなる。ところで画像流れが発生する湿度は、図10に示されているように65％以上であり、したがって通常環境下において、装置内湿度が65％以下であれば、画像流れが発生しないことがわかる。
【００１５】
一方図11に示されていることから、定着温度を通常の前記の温度より低い70〜110℃、理想的にはエネルギの消費の観点から70〜90℃に保つことで充分に湿度が低減する等のことから、このような条件下では画像流れが発生しないで異常画像の発生するのを防止することができるということになる。
【００１６】
図３にはこの発明の第１実施形態の作動フローチャートが示されており、これを参照して第１実施形態の作動について説明する。このようなものにおいて、前記従来例と同様にして画像形成作動を行うこととなるが、そのステップ３が従来例のステップＰ３と相違することとなり、このステップ３に「待機モード」が設定され、この待機モードにおいて作業前にプリント・複写・印字作業時の定着手段の温度を一定のほぼ70℃に設定し、ステップ２においてほぼ15分をすぎても機械の作動があるときは従来例と同様となる。
【００１７】
これに反して機械の作動がないときには、従来例とは相違して図４に示す待機モードに入ってスタートし（ステップ６）、ここで定着手段８は温度がほぼ70℃となって（ステップ７）、３時間待機したうえ（ステップ８）、図示しない温度検知手段で像担持体４の温度Ｔｋと外気温度Ｔｇとを測定する（ステップ９）。そしてその差を出してその差Ｔｋ−Ｔｇ≧６であるか否かを判断し（ステップ10）、通常状態では定着手段の温度を前記のように設定することによって、定着手段の温度が＋６℃以上となって「イエス」の場合には、ステップ12でそのまま１時間待機した後ステップ９に復帰し、これとは反対に特殊な環境条件等で、定着手段の温度の設定温度がほぼ70℃では像担持体４の温度上昇が不十分で、前記の温度差が「ノー」の場合には、定着手段の温度の設定温度を10℃あげて像担持体４の温度を高くした後ステップ12に進む。
【００１８】
ところで通常感光体温度を外気温度より３〜12℃、理想的には５〜10℃高く維持することにより、異常画像の発生を防止することができ、この実施形態では図４に示すように６℃高くし、その結果図12に示すように装置内湿度が65％以下となって、画像流れが発生しないで異常画像の発生することがない。
【００１９】
ところで第１実施形態におけるような吸湿対策は、常に必ず必要なものではなく、使用環境、使用年月、既設等によって不要な場合がある。このような不要な場合に同様の対策を実行することは、無駄な電力消費をすることになり、省エネルギに反することとなる。そこでこのような無駄の発生を防止することができるのが、図５にその作動フローチャートが示されている発明の第２実施形態である。
【００２０】
この実施形態についてそのフローチャートを参照して説明する。この実施形態の制御はステップ１，２，３，４は、第１実施形態のステップ１，２，３，４と同様となっていて、異なるところはステップ２とステップ３との中間に、定着手段のヒータ10のオン、オフ手段を設け、このオン、オフ手段は通常装置本体に付設されているオペレーションパネル又は制御パソコン等に設けられた待機モード設定画面19の操作によって作動されるようになっている。
【００２１】
前記のようなステップ５において、オン、オフ手段によってヒータ10がオンの場合は、第１実施形態におけると同様にしてステップ３，４に進み、またヒータ10のオフの場合は、ステップ６において定着手段が０℃となってステップ４に進み、この後はプリント命令、複写作業、など本体動作命令がでると当初のステップ１に復帰し、この命令がでないとステップ５に復帰する。
【００２２】
さらに通常画像形成装置は日中使用し、夜間は停止していることが多い。図13に示すように定着温度を70℃に制御した場合で、３時間で画像流れを防止することができる。そこでこれを利用したのが、図６，７にその作動フローチャートが示されている発明の第３実施形態である。
【００２３】
この実施形態についてそのフローチャートを参照して説明する。この実施形態の第２の実施形態と異なるところはタイマを設け、制御の際のステップ１，２，３，４，５は、第２実施形態のステップ１，２，３，４，５と同様となっているが、ステップ２とステップ５との中間に、時刻検知ステップ７とタイムステップ８とを設けたところにあり、使用者が通常の作業開始時刻を入力するか、それより一定時刻、この実施形態では３時間前にオンとなるように構成する。
【００２４】
この実施形態について、その図６に示すフローチャートを参照して説明する。その作動においてステップ２をでるところで、スタート時刻Ｔｓを入力し、ステップ７で現在時刻Timeの検知を行い、現在時刻Timeとスタート時刻Ｔｓとの差Time−Ｔｓ≧３ｈであるか否かを判断し（ステップ８）、「イエス」の場合には、第２実施形態と同様にそのままステップ５，３，４に進み、これとは反対に「ノー」の場合には、ステップ７に復帰する。そしてステップ３，４，５，６については第２実施形態と全く同様となっている。
【００２５】
前記の際における「待機モード設定画面」の操作手順は、図７のフローチャートに示すとおりである。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は上記のようであって、搬送される用紙上の画像を該用紙に加熱定着する定着手段が装置本体の上部かつ像担持体よりも上方に位置する画像形成装置において、請求項１に記載の発明は、前記定着手段と像担持体との間には、像担持体の像転写位置と定着手段の加熱定着位置とを略直線状に結んだ用紙の搬送経路を形成して、装置の不使用時に定着手段が、像担持体の温度を所定に上昇させる保温手段の役割を兼ねており、しかもこの保温手段として作動する際の定着手段は、画像の加熱定着温度より低い一定の温度に制御されているので、定着作動時以外にも定着手段をオンして、像担持体の温度を外気の温度より高くしておくことによって、消費電力を抑制して、異常画像の発生を防止することができ、そのためにわざわざヒータを設置しなくともよくて、構造が複雑となることがないのに加えて、その設置場所を特別に設けなくともよく、高コストとなることがない等の効果がある。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、画像が加熱定着された用紙を装置外に排出する排紙ローラを、少なくとも、定着手段の最上部に相当する位置に設け、該排紙ローラの用紙に接しない側に、発生した水蒸気を装置外に放出させる間隙を形成しているので、上記した請求項１による効果を、より図れるという効果がある。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、装置の不使用時に定着手段が保温手段として作動している際、像担持体の温度が外気温度より一定温度高くなるように制御され、請求項４に記載の発明は、装置の不使用時において、定着手段を保温手段として作動させるか否かが、選択可能となっており、請求項５に記載の発明は、装置の不使用時において、保温手段としての定着手段が作動を開始する時刻を使用者が入力した使用開始時刻に基づき規定しているので、異常画像の発生を一層効果的に防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の正面図である。
【図２】同上の定着手段の正面図である。
【図３】この発明の第１実施形態の作動フローチャートである。
【図４】同上の待機モードの作動フローチャートである。
【図５】この発明の第２実施形態の作動フローチャートである。
【図６】この発明の第３実施形態の作動フローチャートである。
【図７】同上の待機モード設定画面における作動フローチャートである。
【図８】この発明と同種の従来の画像形成装置の図１と同様の正面図である。
【図９】同上の作動フローチャートである。
【図１０】温度と画像流れとの相関図である。
【図１１】定着温度制御と感光体温差との相関図である。
【図１２】温度差と湿度差との相関図である。
【図１３】定着温度制御（70℃）オン時間と画像流れとの相関図である。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ 原稿載置板
３ 光学系 ４ 像担持体
５ 現像手段 ６ 転写チャージャ
７ 帯電器 ８ 定着手段
９ 定着ローラ 10 ヒータ
11 加圧ローラ 12 定着分離爪
13 排紙センサ 14 排紙ローラ
15 定着サーミスタ 16 温度ヒューズ

Claims (5)

1. 搬送される用紙上の画像を該用紙に加熱定着する定着手段が装置本体の上部かつ像担持体よりも上方に位置する画像形成装置において、
   前記定着手段と像担持体との間には、像担持体の像転写位置と定着手段の加熱定着位置とを略直線状に結んだ用紙の搬送経路が形成されており、
   装置の不使用時に定着手段は、画像の加熱定着温度よりも低い一定の温度に制御されて、像担持体の温度を所定温度に上昇させる保温手段の役割を兼用し、像担持体における吸湿及び結露を防止したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像が加熱定着された用紙を装置外に排出する排紙ローラが、前記定着手段からの搬送経路の末端に配置され、この排紙ローラは、少なくとも、前記定着手段の最上部に相当する位置に設けられ、該排紙ローラの用紙に接しない側には、発生した水蒸気を装置外に放出させる間隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 装置の不使用時に定着手段が保温手段として作動している際、像担持体の温度が外気温度より一定温度高くなるように制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 装置の不使用時において、定着手段を保温手段として作動させるか否かが、選択可能となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 長時間継続される装置の不使用時において、装置の使用開始時刻を使用者が入力してタイマ設定するとともに、この使用開始時刻の前に定着手段が保温手段としての作動を開始する時刻を所定にタイマが規定しており、
   この作動を開始する時刻は、前記所定温度に像担持体を昇温させる最低限の温度に制御された定着手段が、該像担持体を該所定温度に昇温させる最小の時間に応じて設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。

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