JPH03279988A - 画像形成装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、静電式画像形成装置、たとえば定着装置を
有する電子複写機に関する。

（従来の技術） 一般に、静電式画像形成装置は、原稿の画像を照明し、
その反射光を感光体に導く画像走査部、この画像走査部
からの光によって静電潜像が形成されると共に、原稿の
画像を再生する上記感光体を含む画像形成部、及び、こ
の画像形成部に対して被転写材、例えば、紙を補給し、
上記画像形成部で得られた画像を出力される給排出部を
備えている。

上述した画像走査部は、原稿或いは、被読取物が載置さ
れる原稿載置台、原稿を照明する照明装置、及び原稿か
らの反射光を伝達する光学装置を備えている。

また、画像形成部は、移動（回転）可能に形成され、上
記走査部によって伝達された光に対応する静電潜像を順
次生成する感光体、この感光体に対して電荷を帯電させ
る帯電装置、感光体に形成された潜像を顕像化する現像
装置、顕像化された画像を被転写材に転写する転写装置
、被転写材に転写された画像を固着される定着装置、及
び、感光体を初期状態に戻すクリーニング装置を備えて
いる。

一方、給排出部は、被転写材を収容する用紙カセット、
用紙を上記画像形成部へ供給する給紙装置、画像が転写
された用紙を排出する排出部を備えている。

上述した静電式画像形成装置では、光導電性を有する感
光体は、帯電装置を介して所定の電荷が与えられる。原
稿からの反射光即ち、光ビームは、複数の折り返しミラ
ー及び結像レンズなどの光学部材を介して感光体の表面
に結像される。この光ビームによって、感光体の表面に
静電潜像が生成され、現像装置を介してトナー等の顕像
剤が供給されて顕像化される。即ち、原稿の画像が複製
される。この画像は、給紙装置から供給される転写剤、
例えば紙などに転写され、定着装置を介して定着（一般
には、トナーは、熱溶融性であることから加熱と同時に
加圧する）されて、排出される。

上記感光体では、帯電装置により一定の電荷が表面に帯
電される。そして、光ビームによって感光体の表面に静
電潜像が生成され、現像装置を介して感光体に形成され
た潜像が顕像化される。ところで、静電式画像形成装置
が置かれている環境の温度が高い場合、感光体の電荷の
チャージアクセプタンスが減少する。すると、感光体の
表面の電位が低下し、この状態で潜像が顕像化されると
、感光体の表面の電位が低いため通常の状態に比してト
ナーの量が減少する。この為、形成される画像の濃度が
低下する。これを防止する方法として、感光体の環境温
度が温度センサにより検知され、この検知した温度から
帯電装置の帯電チャージャ出力を制御して、濃度をコン
トロールしている。

上記定着装置には、通常、ヒートローラが用いられ、被
転写材上のトナーを定着する為にヒートローラから一定
の熱量及び圧力が供給されている。

この為、環境温度が高いとヒートローラの温度も高くな
り、環境温度が低いとヒートローラの温度も低くなる。

環境温度が低いときに定着率が減少するので、環境温度
が低いときには十分な定着率を得る為に、ヒートローラ
の加熱に時間がかかる。

また、°環境温度が高くなると必要以上にヒートローラ
の温度が高くなってしまう。圧力に関しては、環境温度
が低いとヒートローラは十分な定着率を得る為に圧力を
高くする必要があり、環境温度が高いとローラの紙巻き
込みなどを防止させる為に圧力を低くする必要がある。

更に、省電力化および火災などに対する安全性の為にも
温度及び圧力を適切にさせることが必要である。

従来の定着装置は、上述のような環境温度に細かく対応
して温度及び圧力を調節できなかったので、環境温度に
よっては必要以上に高い温度及び圧力となってしまう問
題点があった。また、従来の定着装置は、環境温度によ
りトナーの定着率が変化するので、画像の濃度が環境温
度によって変化してしまう問題点があった。

（発明が解決しようとする課題） 従来、環境温度が変化しても従来の定着装置が環境温度
に細かく対応して温度及び圧力を調節できなかった為、
環境温度が低いと定着率が低下し、環境温度が高いと必
要以上に高い温度及び圧力となるという問題点があった
。この発明は、この問題点を除去すべくなされたもので
、少なくとも２つの温度センサにより検知された温度か
ら、定着装置が適切な温度及び圧力で被転写材にトナー
を定着できるので、環境温度に対する出力画像の濃度が
安定し、環境温度が低いときの立ち上がり時間が短縮さ
れると共に省電力化できる画像形成装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の画像形成装置にあっては、原稿台に載置され
た原稿を光学系により光学的に走査して電荷が付与され
た感光体に原稿の画像に対応した像を形成し、この像を
現像して被転写材へ転写する画像形成装置において、定
着圧力を調節することができる圧力調節手段を有し、被
転写材へ画像を定着させる為の定着手段と、環境温度を
検知する為の環境温度センサ及び、上記定着手段の温度
を検知する為の定着手段温度センサを含む少なくとも２
つの温度センサと、上記中なくとも２つの温度センサか
らの情報に応じて上記定着手段の温度を制御する為の制
御手段とから構成されている。

（作　用） この発明の画像形成装置の定着装置では、環境温度に対
応して熱量及び圧力を適切に制御できる。

（実施例） 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図、第２図はこの発明に係る第１実施例の画像形成
装置、たとえば複写機を概略的に示すものである。複写
機本体１の上面には、原稿Ｇを支承する原稿台（透明ガ
ラス）２が固定され、この原稿台２の近傍には、原稿カ
バー１ａの開閉状態を検知するカバー検知スイッチ３が
設けられている。この原稿台２には原稿Ｇのセット基準
となる固定スケール２ａが設けられている。

そして、上記原稿台２に載置された原稿Ｇは、露光ラン
プ４、ミラー５，６．７からなる光学系が、原稿台２の
下面に沿って矢印Ａ方向に往復動されることにより露光
走査されるようになっている。この場合、ミラー６．７
は光路長を保持するよう、ミラー５の１／２の速度にて
移動される。

上記光学系の走査による原稿Ｇからの反射光、つまり露
光ランプ４の光照射による原稿Ｇからの反射光は上記ミ
ラー５，６．７によって反射された後、変倍用レンズブ
ロック８を通り、さらにミラー９によって反射されて感
光体ドラム１０に導かれ、原稿Ｇの像が感光体ドラム１
０の表面に結像されるようになっている。

上記感光体ドラム１０は図示矢印Ｃ方向に回転され、ま
ず、帯電用帯電器１１によって表面が帯電される。この
後、露光部ｐｈにおいて画像がスリット露光されること
により、表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は
、現像器１２によってトナーが付着されることにより可
視像化される。

ただし、消去させたい部分には、予め消去アレイ１５０
を発光させて除電される。また、消去アレイ１５０には
、感光体ドラム１０の周囲の温度を検知する環境温度セ
ンサ５５が設けられている。

一方、用紙（被転写材）Ｐは、選択された上段給紙カセ
ット１３、あるいは下段給紙カセット１４から送出ロー
ラ１５、あるいは１６によって一枚ずつ取出され、この
取出された用紙Ｐは用紙案内路１７、あるいは１８を通
ってレジストローラ対１９へ案内され、このレジストロ
ーラ対１９によって転写部へ送られるようになっている
。

ここで、上記給紙カセット１３．１４は本体１の右側下
端部に着脱自在に設けられており、後述する操作パネル
においていずれか一方が選択できるようになっている。

なお、上記各給紙カセット１３．１４はそれぞれカセッ
トサイズ検知スイッチ６０ａ、６０ｂによってカセット
サイズが検知されるものである。このカセットサイズ検
知スイッチ６０ａ、６０ｂは、サイズの異なるカセット
の挿入に応じてオン／オフされる複数のマイクロスイッ
チにより構成されている。

上記転写部に送られた用紙Ｐは、転写用帯電器２０の部
分で感光体ドラム１０の表面と密着され、上記帯電器２
０の作用により感光体ドラム１０上のトナー像が転写さ
れる。この転写された用紙Ｐは、剥離用帯電器２１の作
用で感光体ドラム１０から静電的に剥離され、搬送ベル
ト２２によってその終端部に設けられた定着装置として
の定着ローラ対のプレスローラ２３ａ１フェザ−ローラ
２３ｂの間へ送られる。この定着ローラ対２３ａ、２３
ｂには、用紙Ｐが巻き付かないように剥離爪３１ａ、３
１ｂがそれぞれ設けられている。そして、ここを通過す
ることにより転写像が定着され、定着後の用紙Ｐは、排
紙ローラ対２４によって本体１外のトレイ２５に排出さ
れる。

また、転写後の感光体ドラム１０は、除電用帯電器２６
によって除電された後、クリーナ２７で表面の残留トナ
ーが除去され、さらに除電ランプ２８によって残像が消
去されることにより、初期状態に復帰されるようになっ
ている。なお、２９は本体１内の温度上昇を防止するた
めの冷却ファンである。上記のように構成された複写機
の各駆動部は、図示しないモータにより駆動される。

第３図は本体１に設けられた操作パネル３０を示すもの
である。３０ａは複写開始を指令する複写キー　３０ｂ
は複写枚数の設定などを行うテンキー　３０ｃは各部の
動作状態や用紙のジャムなどを表示する表示部、３０ｄ
は複写濃度を設定する濃度設定部、３０ｅはトータル複
写枚数を表示させるだめのカウント指令キー　３０ｆは
識別符号（ＩＤコード）が一致した場合のみ複写を許可
するＩＤ複写モードが設定されている場合において、各
ＩＤコードに対応した複写枚数を表示させるためのＩＤ
カウントキーである。

また、３０ｇは多重複写などを行う場合に操作する編集
キー　３０ｈは複写倍率を設定する場合に操作する倍率
設定キー　３０ｉは上段、下段給紙カセット１３．１４
を選択する場合に操作するカセット選択キー　３０には
たとえば前記編集キー３０ｇを操作し、この状態で複写
条件などを設定した場合、この設定した複写条件などを
記憶したり、あらかじめ記憶されている複写条件などを
読出す場合に操作するモードメモリキー　３０１は各モ
ードに応じた情報を得たい場合に操作するインフォメー
ションキーであり、たとえば用紙のジャムが発生した場
合にこのキー３０１を操作すると、後述する表示器３０
０にジャムを解除するための情報が表示されるようにな
っている。

さらに、３０ｍはファンクションチエツクキーであり、
このファンクションチエツクキー３０ｍを操作すると、
どのような機能が設定されているかを表示器３０ｏに表
示させることができる。

３０ｎは表示器３０ｏのコントラストを調整するための
ダイアルである。３００はたとえば液晶ドツトマトリク
スパネルからなる表示器であり、この表示器３０ｏには
、複写機の設定状態などが文字などによって表示され、
前記各種キー３０ｅ。

３０ｆ、３０ｇ〜３０ｍが操作された場合、それぞれに
対応する文字などの表示が行われるようになっている。

この表示器３００の両側部には、表示器３０ｏに表示さ
れる各種機能を選択する操作キー３０ｐ、３０ｑ、３０
ｒ、３０ｓ、３０ｔ。

３０　ｕ　ｓ　３０　ｖ　、　　３０　Ｗが配設されて
いる。

第４図には、定着装置が概略的に示されている。

定着装置は、プレスローラ２３ａ及びフェザ−ローラ２
３ｂを有している。プレスローラ２３ａには図示しない
モータが接続されている。プレスローラ２３ａの中心軸
の両端部３８にはそれぞれスプリング４０が係合されて
おり、スプリング４０の反対側端部にはそれぞれコロ４
２が設けられている。スプリング４０はプレスローラ２
３ａをｆ方向へ押圧している。コロ４２には偏心カム４
４がそれぞれ接触されており、この偏心カム４４は共通
軸４６に設けられている。この共通軸４６の一端部には
ステ・ンピングモータ４８が配置されている。ステッピ
ングモータ４８が回転されると偏心カム４４が回転され
、スプリング４０を押す力が変化するので、プレスロー
ラ２３ａに与えられるスプリング４０の圧力を調節する
ことができる。

プレスローラ２３ａの近傍にはプレスローラの温度を検
知する為の温度センサ５０が配置されている。この温度
センサ５０には、例えば、サーミスタ、熱雷対、赤外線
検出器などの種々の温度センサを用いることができる。

この温度センサ５０は、プレスローラ２３ａに直接接触
させることもできる。

第５図には、この発明にかかる定着装置のプレスローラ
２３ａの圧力調節回路のブロック図が示されている。感
光体ドラム１０の環境の温度検知に用いられている環境
温度センサ５５がこの圧力調節回路にも共通して用いら
れる。この環境温度センサ５５からの出力は、図示しな
いＡＤコンバータを介してＣＰＵ７０に送られる。ＣＰ
Ｕ７０には、環境温度に対応したプレスローラ２３ａの
適切な圧力が記憶されているＲＯＭ７２が接続されてお
り、ＲＯＭ７２の記憶と環境温度センサ５５からの入力
とから圧力の情報を出力する。

ＣＰＵ７０からの圧力の情報は圧力モータ駆動回路７４
に入力される。圧力を変化させる必要があれば、ＣＰＵ
７０から情報が圧力モータ駆動回路７４に入力されて、
圧力モータ駆動回路７４からステッピングモータ４８へ
電流が供給されてステッピングモータ４８が回転され、
所定の圧力がプレスローラ２３ａに与えられる。

第６図および第７図には、この第１実施例の定着装置の
環境温度に対するプレスローラ２３ａの圧力調節状態が
示されている。第６図では、環境温度に対するトナーの
定着率が示され、第７図では、環境温度に対するニップ
圧力が示されている。

実線Ｂおよび破線Ｂ−は、従来の定着装置の環境温度に
対する状態であり、実線Ａ、Ｂ、Ｃはこの発明に係る定
着装置の環境温度に対する状態である。従来の定着装置
では、環境温度が低い状態では、定着率が許容限界より
も低く、環境温度が高くなるにつれて、必要以上に圧力
が高くなっている。この為、低温時の状態、高温時の状
態の両方を適切にさせる妥協的な設定となっている。し
かし、この発明の定着装置では、環境温度が低い状態で
は定着率が低いので、従来の定着装置に比べて圧力を高
くして定着率を向上させ、ある程度の環境温度に上昇す
ると従来の定着装置と同様のニップ圧力に変化させ、更
に所定の温度以上になるとプレスローラ２３ａに与えら
れる圧力を減少させる。つまり、実線Ａから実線Ｂへ、
実線Ｂから実線Ｃへ定着装置のニップ圧力の状態が環境
温度に応じて変化される。このように、温度に応じてプ
レスローラ２３ａの圧力を変化させることにより、環境
温度の低い状態でも定着率を高めることができ、更に、
常にトナーの被転写材への定着率がほぼ一定に保たれる
ので濃度がほとんど変化しない転写が可能となる。また
、環境温度が低いとき、画像形成装置の電源を入れた後
の装置立ち上がり時間を短縮させることもできる。定着
装置の温度を必要以上に上げないので省電力化もできる
。

この発明では、第１の温度センサである環境温度センサ
により、感光体ドラム近傍の装置内の温度が検知できる
ので、これにより、定着装置の定着圧力が細かに制御さ
れる。この結果、温度による定着率の変化を殆ど防止で
きる。更には、ロラによる用紙の巻き込みも防止できる
。

次に、この発明の第２実施例を説明する。第２実施例は
、装置の構成が第１実施例とほぼ同様であり、よって、
共通する部分の部材の説明を省略する。第２実施例の第
１実施例と異なる部分は、第４図に示された第１実施例
の定着装置に設けられた圧力調節装置を有していないこ
とである。そして、この実施例にかかる定着装置は温度
調節回路を有していることである。この温度調節回路の
ブロック図が第８図に示されている。この温度調節回路
は、定着ローラの温度を検出する為に通常設けられたロ
ーラ温度センサ５０と、感光体ドラム１０の環境の温度
検知にも用いられている環境温度センサ５５とを有して
いる。ローラ温度センサ５０からの出力は、図示しない
ＡＤコンバータを介して比較器８２に入力される。また
、環境温度センサ５５からの出力は、図示しないＡＤコ
ンバータを介してＣＰＵ８４に送られる。比較器８２は
ＣＰＵ８４に双方向で接続されている。

ＣＰＵ８４には、環境温度に対応したプレスロラ２３ａ
の適切な温度が記憶されているＲＯＭ８６が接続されて
おり、ＲＯＭ８６の記憶と環境温度センサ５５およびロ
ーラ温度センサ５０からの入力とから図示しないヒータ
駆動回路へ信号を出力する。そして、ヒータ駆動回路か
ら定若器ヒタ８８へ加熱する為の電流が供給される。ま
た、ＣＰＵ８４には、ＲＡＭ９０が接続され、比較器の
基準値を外部から設定することができる。また、図示さ
れていないが、ＣＰＵ８４には、帯電器１１に高電圧を
供給する高電圧供給回路も接続され、環境温度センサ５
５からの信号で環境温度に応じた帯電器１１への高電圧
を制御している。

第９図および第１０図には、この実施例にががる定着装
置の環境温度に対するプレスローラ２３ａの温度調節状
態が示されている。第９図では、環境温度に対するトナ
ーの定着率が示され、第１０図では、環境温度に対する
プレスローラ２３ａの温度が示されている。実線Ｅおよ
び破線Ｅ−は、従来の定着装置の環境温度に対する状態
であり、実線り、Ｅ、、Ｆはこの発明に係る定着装置の
環境温度に対する状態である。従来の定着装置では、環
境温度が低い状態では、定着率が許容限界よりも低く、
環境温度が高くなるにつれて、必要以上に圧力が高くな
っている。この為、低温時の状態、高温時の状態の両方
を適切にさせる為の妥協的な設定となっている。しかし
、この発明の定着装置では、環境温度が低い状態では定
着率が低いので、従来の定着装置に比べて供給される熱
量を多くして定着率を向上させ、ある程度の環境温度に
上昇すると従来の定着装置と同様の熱量に変化させ、更
に、所定の温度以上になるとプレスローラ２３ａに与え
られる熱量を減少させる。

つまり、実線りから実線Ｅへ、実線Ｅから実線Ｆへ定着
装置の温度状態が環境温度に応じて変化される。このよ
うに、環境温度に応じてプレスローラ２３ａの温度を変
化させることにより、環境温度の低い状態でも定着率を
高めることができ、更に、常にトナーの被転写材への定
着率がほぼ一定に保たれるので濃度がほとんど変化しな
い転写が可能となる。また、環境温度が低いとき、画像
形成装置の電源を入れた後の装置立ち上がり時間を短縮
させることもできる。定着装置の温度を必要以上に上げ
ないので省電力化できる。この実施例では、環境温度セ
ンサを定着装置および帯電器の制御の両方にもちいてい
るのでコストを低減することもできる。

この発明では、第２の温度センサであるローラ温度セン
サの検知の他、第１の温度センサである環境温度センサ
により、感光体ドラム近傍の装置内の温度が検知できる
ので、これにより、定着装置の温度が細かに制御される
。この結果、温度による定着率の変化を殆ど防止できる
。更には、ローラによる用紙の巻き込みも防止できる。

この発明は上述の実施例に限定されるものではなく、定
着温度の異なるトナーを用いた場合や、異なる被転写紙
を用いた場合などに対応する為に、その特性を検知する
センサまたはスイッチを設けて、それぞれの最適な設定
条件で制御するようにすることもできる。上述の実施例
では、プレスローラの圧力、温度を適切に制御していた
が、この他に定着器を通過する被転写紙の定着速度を上
述の方法と同様に制御することができる。また、上述の
第１、第２実施例は、組み合わせて用いることができる
のは当然であり、組み合わせることにより°、より一層
の高い効果が得られる。この場合、共通の回路を用いて
温度及び圧力両方の制御を行うこともできる。

［発明の効果］ この発明によれば、環境温度に応じて定着装置の圧力、
温度を変化させることにより、環境温度の低い状態でも
トナーの定着率を高めることができ、更に、常にトナー
の被転写材への定着率がほぼ一定に保たれるので濃度が
ほとんど変化しない転写ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写機の構成を示す側段面図、第２図は複写機
の外観斜視図、第３図は操作パネルの構成を示す平面図
、第４図は複写機の定着装置の斜視図、第５図は第１実
施例の圧力制御装置のブロック図、第６図は環境温度と
定着率との関係のグラフ、第７図は環境温度とニップ圧
力との関係のグラフ、第８図は第１実施例の温度制御装
置のブロック図、第９図は環境温度と定着率との関係の
グラフ、第１０図は環境温度と定着装置の設定温度との
関係のグラフ。 ２３ａ・・・プレスローラ、２３ｂ・・・フェザ−ロー
ラ、４０・・・スプリング、４２・・・コロ、４４・・
・偏心カム、４８・・・ステッピングモータ、５０・・
・ロラ温度センサ、５５・・・環境温度センサ、７０・
・・ＣＰＵ、７２・・・ＲＯＭ、７４・・・圧力モータ
駆動回路、８４・・・ＣＰＵ、８６・・・ＲＯＭ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体に像を形成し、この像を現像して被転写
   材へ転写する画像形成装置において、被転写材へ画像を
   定着させる定着手段と、 装置本体内の温度を検知する第１の温度センサと、上記
   定着手段の温度を検知する第２の温度センサとを有する
   温度検知手段と、 この温度検知手段の第１の温度センサからの、装置本体
   内の温度の検知結果に応じて正確に上記定着手段の温度
   を制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）像担持体に像を形成し、この像を現像して被転写
   材へ転写する画像形成装置において、定着圧力を調節す
   ることができる圧力調節手段を有し、被転写材へ画像を
   定着させる定着手段と、装置本体内の温度を検知する第
   １の温度センサと、上記定着手段の温度を検知する第２
   の温度センサとを有する温度検知手段と、 この温度検知手段の第１の温度センサからの、装置本体
   内の温度の検知結果に応じて正確に上記定着手段の定着
   圧力を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とす
   る画像形成装置。