JPH01128073A

JPH01128073A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH01128073A
Application number: JP62286084A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Tsuchiya; 土屋　廣明
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1989-05-19
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: EP0316010B1; EP0316010A2; EP0316010A3; DE3850633T2; JP2578841B2; FR2623305B1; FR2623305A1; DE3850633D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子写真複写機等の如く、コロナ放電装置を
使用する電子写真プロセスによって記録シート上にトナ
ー像を形成する画像形成部と、該記録シート上のトナー
像を定着する定着部とを備えた画像形成装置に関するも
のである。

（従来の技術）上記型式の画像形成装置に使用されるコロナ放電装置と
しては、−船釣には、コロトロンと称される型式のもの
、およびスコロトロンと称される型式のものがある。コ
ロドロンと称されるものは、導体で形成されたシールド
板を放電線の囲りに配し、放電線としては、５０〜１０
０μｍφの導体細線を使用し、この放電線に高電圧を印
加することによりコロナ放電を発生させ、その電離イオ
ンにより、対象物を帯電もしくは除電するものである。

また、スコロトロンと称されるものは、上記のようなコ
ロナ放電装置における放電線と被帯電物または被除電物
との間にグリッド線を配置したものである。

このようなコロナ放電装置においては、コロナ放電線は
、放電による集塵効果のために、放電線自体の汚れを発
生させ、これが放電特性を劣化させ、帯電・除電特性に
ムラを生じたり、異常放電により、被帯電・除電物に損
傷を与えたりしていた。コロナ放電装置の寿命はこのコ
ロナ放電線の汚れに大きく依存しているため、これまで
汚れ防止策として各種の検討がなされてきた。

まず、コロナ放電装置を密閉状態にすることが考えられ
るが、密閉系ではコロナ放電により電離される分子の供
給がなくなるために、放電効率が低下し、放電特性を悪
化させることが分った。また実用的には密閉系を形成す
るのは難しく、例えば被帯電物とシールド板とのギャッ
プを極力狭くすることは可能であるが、塞ぐことはでき
ず、このためコロナ放電によって生ずるコロナ風が、ギ
ャップを通じて排出され、帯電器内は負圧になるために
１．空気の流入が生じ、これに汚れ分子が混入して放電
線は汚れることになる。このように、密閉系では上記の
コロナ放電装置における問題は解決できないことが分っ
た。次に帯電器内に気流を送り込む方法がある。気流は
予め防塵フィルター、静電フィルター等を介して汚れ分
子を除去することが前提である。この方法は、放電効率
を高く維持できることや、帯電器内の気流を一方向にで
きることなど有効であり、これまでに多くの機種におい
て用いられてきた。しかしながら、放電線に付着する汚
れ分子もしくは物質は、塵埃、現像装置に用いられてい
る現像剤、記録シートから生ずる紙粉、煙草の煙分子、
定着装置で用いられているシリコンオイルの蒸気、また
装置に用いられているシリコンゴム材質から発生するシ
リコンガスなとであるために、フィルターでこれらを除
去するには限度がある。そのため、フィルターを厚くし
たり、フィルターの密度を高くしたりすると、送風する
ためのファンに負担がかかる。またフィルターの目づま
りなど寿命の問題もある。このように放電線の汚れ防止
策は困難を極めていた。従って、放電線が多少汚れても
見かけ上の帯電特性を劣化させないための手段が考えら
れている。まず放電々流を大きくすることがある。これ
により放電線と感光体間を遠ざけることができるのでム
ラを低減できる。またグリッドを密にしたり、メツシュ
状にしたりグリッドにコロナ電流を多量に流したりして
ムラを低減することもできる。また、放電線もしくはシ
ールド板に交流電界を印加してムラを低減する方法も提
案されている。しかし、電流を大きくすると、異常放電
、リークの危険があり、またオゾン、窒素酸化物の増大
、高圧を印加するための高圧電源の大型化という問題が
生ずる。また電流を大きくとるために、集塵効果が増大
し、放電線、シールド板を汚しやすくする弊害がある。

交流電界を印加する場合には、装置の複雑化を生ずるこ
とになる。

次に放電線の寿命を延ばす方法として、放電線清掃具を
設けて手動もしくは自動で清掃することも実用化されて
いるが、前述のように現像剤、煙分子、シリコンガス等
の付着による汚れは、コロナ放電の電離エネルギーによ
り、コロナ線表面に酸化された状態で固着するために、
これを清掃具で除去するのは容易ではない。

さらに放電線を自動的に操り出して、汚れた放電線と交
換する方法も提案されているが、装置の大型化、高コス
ト化につながる。これらとは別に、装置の機内排気が従
来より行なわれてきた。その目的は、機内昇温対策であ
り、またコロナ放電生成物（オゾン、窒素酸化物等）の
排気である。昇温対策としては、例えば定着装置の近傍
に排熱（排気）ファンを設け、機内温度を測定すること
により、もしくは複写動作に同期させて、ファンのＯＮ
−ＯＦＦを行なう方法がとられていた。従って機内が低
温状態ならば定着器が加熱されていても排熱（排気）さ
れることはなかった。放電線汚れの物質の中で、特に放
電ムラ或いは異常放電を引き起こしやすいのは、放電線
付着物の分析より酸化ケイ素（ＳｉＯｚ）であることが
分った。また定着装置のローラ材質であるシリコンゴム
、離型剤として使用されているジメチルシロキサン（Ｓ
ｉオイル）を含んだウェッブクリーナ等は加熱によりＳ
ｉオイルを蒸発させ、これが放電線に付着し、コロナ放
電エネルギーにより酸化し、５ｉｎ２になることが分っ
た。

従って従来の排熱処理だけではＳｉオイルを除去するこ
とはできなかった。次にコロナ生成物の排気は主に放電
装置の近傍の排気を行なうもので、その目的は感光体の
劣化防止、および放電装置へのコロナ生成物の付着防止
、排気ガスはオゾンフィルタを介して機外に除去されて
いた。これもＳｉオイルの蒸気を除去することには至っ
ていない。

（発明が解決しようとしている問題点）上述のように放
電線汚れ防止策は従来例では不完全であり、かつ装置の
大型化、コスト高を生じた。また機内排気手段は排熱、
およびコロナ生成物の除去を目的としており、放電線汚
れ防止策には至っていなかった。

（問題点を解決するための手段）本発明はコロナ放電線への付着物の中で、特に放電ムラ
、異常放電の発生を起こすものがシリコン酸化物である
こと、その発生源がシリコンオイルであること、および
シリコンオイルが加熱されることにより蒸気となり、放
電線に付着し、コロナ放電にて、シリコン酸化物に変成
することに着目し、定着装置の加熱状態に応じて、定着
装置と放電装置の間に設けた排気手段を作動させ、且つ
定着装置と放電装置との間を実質的に空気の流通を遮断
することによりシリコンオイル蒸気が放電装置に至らな
いようにすることによって、放電線汚れを防止したもの
である。

すなわち、本発明による画像形成装置は、コロナ放電装
置を使用する電子写真プロセスによって記録シート上に
トナー像を形成する画像形成部と、該記録シート上のト
ナー像を定着する定着部とを備えた画像形成装置におい
て、画像形成部と定着部との間の霊囲気の流通を遮断す
る隔離手段と、定着部より発生する蒸発物を強制的に装
置外に排出する排気手段と、定着部の加熱状態を検知す
る検知手段とを備え、上記の検知された定着部の加熱状
態に応じて上記の排気手段を作動させることを特徴とす
るものである。

（実　施　例〕以下に、図示の実施例について本発明の詳細な説明する
。

第１図、第２図は本発明に係る画像形成装置の一実施例
を示す図で、図中、１は感光体ドラム、２は一次帯電器
、３は原稿台ガラス、４は照明装置、５．６はミラー、
７はレンズ、８は防塵ガラス、９は現像器、１０は転写
帯電器、１１は分離帯電器、１２は搬送ベルト、１３は
定着装置、１４はクリーニング装置を示す。

上記の画像形成装置において、感光体ドラム１は矢印で
示す方向に回転され、−成帯電器２によって均一に帯電
される。原稿台ガラス３上の原稿は、照明装置４により
照明され、ミラー５．６、レンズ７、防塵ガラス８を介
して感光体１上に結像され、感光体ドラム１上に静電潜
像が形成される。現像器９は潜像をトナーにより顕画化
し、このトナー像は転写帯電器１０により記録シート上
に転写される。記録シートは分離帯電器１１により感光
体ドラム１から剥離され、搬送ベルト１２に重なって、
定着装置１３に運ばれる。これにより記録シート上のト
ナー像は定着される。感光体ドラム１はクリーニング装
置１４を通過し、再び同じ工程に入る。

上記の装置において、定着装置１３は、上ローラ１５、
下ローラ１６のローラ対よりなる。上ローラ１５は円筒
状の金属（例えばアルミニウム）にテフロンコートした
ローラであり、その内部にはヒータ１７を有する定着ロ
ーラである。下ローラ１６は芯金にシリコンゴム層を設
けた加圧ローラである。定着ローラ１５のクリーニング
をするために、ウェブクリーナ１８が設けられている。

ウェブクリーナ１８は、シリコンオイルを含浸され、矢
印の方向に移動し、ウェッブローラ１９により、上ロー
ラ１５に圧接し、上ローラ１５の表面をクリーニングす
るとともに、離型剤としてのシリコンオイルを上ローラ
１５の表面に塗布する。

上記の画像形成装置は、コロナ放電装置を利用して、帯
電、露光、現像、転写工程を順次行なうことにより記録
シート上に顕画像を形成する画像形成部と、顕画像を保
持した記録シートを搬送した後、該顕画像を定着するた
めの定着部とを備えているが、上記のコロナ放電装置に
おいては、定着装置において使用されるシリコンオイル
が加熱されて蒸気となり、これが放電装置に至って放電
線に付着し、コロナ放電によりシリコン酸化物に変成し
、このために、放電ムラ、異常放電を生ずる。

本発明は、このようなコロナ放電装置におけるコロナ放
電線の汚れを防止しようとするものであって、画像形成
部と定着部との間に雰囲気の流通を遮断する隔離手段と
、定着部より発生する蒸発物を強制的に装置外に排出す
る強制排気手段と、定着部の加熱状態を検知する検知手
段とを備え、上記の検知された定着部の加熱状態に応じ
て上記の強制排気手段を作動させるようにしたものであ
る。

上記の隔離手段として、感光体ドラム１の周辺の帯電部
を含む画像形成部と定着部１３との間の気体の流入、流
出を遮断する隔壁２０゜２１が設けられ、これは装置の
側板２２．２３に当接している（第２図）。然して、定
着部で発生する蒸発物、特にシリコンオイルの蒸気を装
置外に強制的に排出する排気手段として、ダクト２４が
設けられ、このダクト２４は開口２５を有し、隔壁と上
側板２６間に滞留する気体を排出するための通路を構成
し、これは排気ファン２７に接続されている。さらに、
搬送ベルト１２間にダクト２８が設けられ、これは開口
２９を有し、別の排気ファン（図示せず）に接続される
。また、定着装置１３のまわりの排熱を行なう排熱ファ
ン３０が設けられる。

上記の定着部の加熱状態を検知する検知手段が設けられ
、上記の排気ファン２７は、この検知された加熱状態に
応じて作動される。加熱状態を検知する手段として、定
着部の温度を検知して、これに応じて排気ファンを作動
させることもで曇るし、或いは定着部への通電状態を検
知して、これに応じて排気ファンを作動させるようにす
ることもできる。このように排気ファンを作動させる装
置の一例を第３図にブロック図として示す。

第３図において、３２は定着ローラ１５の温度を検知す
る温度センサ、３３は測定回路、３４は温度制御回路、
３５は比較回路、３６は排気ファン２７の駆動回路、３
７はＤＣコントローラを示す。この装置において、温度
センサ３２は定着ローラの表面温度を検知し、測定回路
３３に人力する。測定回路３３からの出力は温度制御回
路３４に入力され、定着ローラのヒータ１７への通電を
コントロールする。又、測定回路３３からの出力は比較
回路３５に人力され、この比較回路３５は定着ローラの
表面温度を所定の温度と比較して、排気ファン２７を動
作させる駆動回路３６に信号を与える。温度制御回路３
４には、さらに、スタンバイ状態を示す信号がＤＣコン
トローラ３７より人力される。

以下、本発明装置における排気ファンの動作タイミング
について、第４図−第８図に示すタイミングダイアダラ
ムを参照して説明する。

第４図は定着ローラの温度レベルに応じて排気ファンの
作動時の出力が２段階にコントロールされるようにした
実施例におけるタイミングダイアダラムを示す。この図
において、ＯＮＩとして示すのは、排気ファンが最大回
転数の３分の２の速度で回転する状態、ＯＮ２として示
すのは排気ファンが最大回転数で回転する状態を示す。

第４図において、装置のメインスイッチ（本体電源）を
ＯＮとすると、定着ヒータ１７はＯＮ状態となる。ヒー
タのワッテージは８００Ｗである。メインスイッチがＯ
Ｎとなると同時に、定着ローラの表面温度はＴ１　（例
えば７０℃）、Ｔ２（例えば１５０℃）、Ｔ３（例えば
１８５℃）と上昇し、Ｔ３になるまで、ヒータ１７はＯ
Ｎ状態となる。定着ローラの温度がＴ３となると、定着
ヒータはＯＮ−ＯＦＦを繰返えす温度制御状態となり、
定着ローラ温度をＴ３に保つ。この途中、定着ローラ表
面温度がＴ１（−７０℃）に達したとき、排気ファンは
ＯＮＩの状態になり、最大回転数の３分の２の回転数で
回転する。定着ローラ表面温度がＴ　２　　（−１５０
℃）に達したとき、排熱ファンＯＮ２の状態になり回転
数が最大となり排気能力が増大する。次にコピーＯＮの
状態では排気ファンは前記状態を継続する。次に装置が
スタンバイ状態になると、定着ローラ表面温度はＴ　２
　　（−１４０℃）に降下して温調される。定着ローラ
表面温度がＴ２以下になるので排気ファンはＯＮＩの状
態になる。さらに、次にコピーＯＮの状態となると、定
着ヒータ温度に依存して排気ファンはＯＮ２の状態にな
る。最後にメインスイッチをＯＦＦとすると定着ローラ
表面温度が低下し、Ｔ２以下では排気ファンはＯＮＩに
、またＴ１以下では排気ファンはＯＦＦとなる。Ｔ１゜
Ｔ２の値は定着装置の構成・形状および材質により適当
に選択することができる。また使用するシリコンゴムロ
ーラ、シリコンオイルの蒸発特性に合せるのが良い。一
般に低粘度オイルを使用する場合はＴ１．　Ｔ２を低目
に設定するのが良い。本実施例ではｌ０ＱＯＱｃ　Ｓの
シリコンオイルをウェッブに含浸させたものを用いてい
る。シリコンオイルの特性として高温になるほど粘度が
低下すること、又高温はど蒸気圧が増大すること、さら
にシリコンオイルの粘度調整手段として、粘度の違った
オイルの混合を行なう場合もあり、これらＴ１．Ｔ２の
設定は装置本体の条件、オイルの特性など合せて決定す
ることが重要である。

本実施例では搬送部に設けた排気ファンも前述のファン
と同様に動作させることができる。

これらにより、本体内の空気流は、第１図。

第２図に示すように、定着器の入口からダクトの開口に
至る流れと防塵フィルター３１を介して一次帯電器に入
り、−成帯電器のコロナ風により排気された空気流をク
リーナの上部を通過させて、ダクトの開口に至らせる流
れの２通りが形成される。−成帯電器がコロナ放電を行
なわないとき（スタンバイ中）は−成帯電器からの排気
は弱くなる（もしくはなくなる）。隔壁２０．２１は例
えば記録シートが搬送路中で、ジャムした場合にはジャ
ム紙処理がしやすいように、搬送路から逃げる方向に移
動しても良い。又排気ダクトは上下設ける必要はなく、
例えば下側ダクト２８だけでも充分な効果がある。

第５図は排気ファンの作動のシーケンスの他の実施例を
示す。この実施例は、排気ファンを２段階に作動させな
いで、定着ローラ温度がＴ１以上になった時に、排気フ
ァンが常にＯＮ２の状態で作動するようにしたものであ
る。

第６図は、排気ファンの作動が、定着ローラへの通電開
始と同期して行なわれ、定着ローラへの通電終了からα
時間後に排気ファンの作動が終了するようにした実施例
を示す。すなわち、この実施例では排気ファンはメイン
スイッチＯＮに同期して動作開始し、メインスイッチＯ
ＦＦのα時間後のタイミング動作停止する。この場合に
は、第３図の駆動回路３６にはメインスイッチのＯＮ、
　ＯＦＦ信号と、メインスイッチのＯＦＦ後の時間を測
定するタイマー回路の信号が入力される。

第７図は２個のファンを設け、それぞれのファンの作動
時の出力を異なるものとした実施例を示す。すなわち、
第７図においては、排気ファン１はメインスイッチがＯ
Ｎとなって定着ローラの温度がＴ１になると作動を開始
し、スタンバイ状態においても作動を継続し、メインス
イッチがＯＦＦとなってから所定時間後に作動を停止す
る。また、排気ファン２はメインスイッチがＯＮとなり
、定着ローラ温度がＴ２となった時に、作動を開始し、
スタンバイ状態においては動作を停止し、次にコピーが
ＯＮとなると再び動作を開始し、メインスイッチＯＦＦ
と同期して作動を停止する。

第１図、第２図には図示してないが、メインスイッチを
ＯＦＦとした時においても保温の目的のために定着装置
の近傍に補助ヒータを設けることがある。第８図は、こ
のような補助ヒータを設けた場合における排気ファンの
作動のシーケンスを示す。図かられかるように、補助ヒ
ータはメインスイッチがＯＦＦの間、ＯＮでメインスイ
ッチがＯＮとなると、補助ヒータはＯＦＦとなる。然し
て、排気ファンは、補助ヒータがＯＮとなっている間、
ＯＮＩの状態にあり、装置の動作中にはＯＮ２の状態に
ある。すなわち、補助ヒータによる保温々度がＴ１以上
であれば、メインスイッチがＯＦＦとなっている間にも
排気ファンはＯＮとなっている。

前述のように、本発明による装置の特徴は定着装置入口
側から蒸発・排出されるシリコンオイルのガス体を隔壁
２０．２１と上側板２６により封じ込め、ダクト、２４
．２８を介して前述の排気ファン動作シーケンスにより
、機外に排出することにある。また定着装置の上部の排
熱は適当な方法により行なうのが望ましい。

〔発明の効果〕

本発明は加熱装置、例えば定着装置から発生するシリコ
ンオイル蒸気を隔壁間に封じ込め、ダクトを介して排気
すること、および排気タイミングを定着ヒータのＯＮ−
ＯＦＦに同期させること、もしくは装置本体のメインス
イッチの０Ｎ−ＯＦＦに同期させること、さらには定着
ローラもしくはその近傍の温度に応じて動作させること
により、コロナ放電線へのシリコンオイル蒸気の付着を
防止し、コロナ放電線の汚れを低減することにより、コ
ロナ放電装置の寿命を延ばすとともに、画質の安定化を
図る効果がある。また排気ファンとしては、従来より使
用されてしする搬送ファン（１１２送を安定化するため
のファン）を用いても良く、ファンの動作タイミングを
本発明のように変更することでその効果が発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の装置本体を示す図、第３図は
排気ファンの動作装置を示すブロック図、第４図ないし
第８図は、それぞれ排気ファンの動作のタイミングを示
すタイミングダイヤグラムである。１・・・感光体　　　　　　２・・・帯電器１３・・・
定着装置　　　　１５・・・定着口−ラ１７・・・定着
ヒータ　　　１８・・・ウェッブ２０．２１・・・隔壁
　　　２６・・・上側板２４．２８・・・ダクト　　２
５．２９・・・開口部２７・・・排気ファン第１図、９ｄ第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コロナ放電装置を使用する電子写真プロセスによ
って記録シート上にトナー像を形成する画像形成部と、
該記録シート上のトナー像を定着する定着部とを備えた
画像形成装置において、画像形成部と定着部との間の雰
囲気の流通を遮断する隔離手段と、定着部より発生する
蒸発物を強制的に装置外に排出する排気手段と、定着部
の加熱状態を検知する検知手段とを備え、上記の検知さ
れた定着部の加熱状態に応じて上記の排気手段を作動さ
せることを特徴とする画像形成装置。
（２）定着部の温度を検知する検知手段を設け、検知さ
れた定着部の温度に応じて排気手段を作動させるように
した特許請求の範囲第（１）項に記載の画像形成装置。
（３）定着部への通電状態を検知する手段を設け、通電
状態に応じて排気手段を作動させる特許請求の範囲第（
１）項に記載の画像形成装置。
（４）上記の排気手段は、定着部より発生する蒸発物を
排気するためのダクトおよびファンより成る特許請求の
範囲第（１）項に記載の画像形成装置。
（５）ファンの作動において、ファンを複数個設け、も
しくはファンの作動時の出力を複数段階設けた特許請求
の範囲第（１）項に記載の画像形成装置。
（６）ファンの作動が定着装置の温度のレベルに応じて
行なわれるようにした特許請求の範囲第（１）項に記載
の画像形成装置。
（７）ファンの作動が定着装置への通電開始と同期して
開始し、通電終了から所定の時間後に同期して停止する
ようにした特許請求の範囲第（１）項に記載の画像形成
装置。
（８）画像形成部と定着部を隔離する手段として隔壁を
設け、定着部より発生するシリコンオイル蒸気の画像形
成部への流入を遮断するようにファンおよびダクトを設
けた特許請求の範囲第（４）項に記載の画像形成装置。
（９）蒸発物を排気するためのダクトおよびファンが記
録シートを搬送するための吸引搬送ファンと兼用される
ようにした特許請求の範囲第（１）項に記載の画像形成
装置。