JPH09101712A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーボトルを交換してもウォーミングアッ
プを行う必要のない画像形成装置を提供する。 【解決手段】 開閉可能な本体パネルを有する本体に、
記録紙上にトナー像を形成する画像形成部と、そのトナ
ー像を定着させる定着装置と、前記本体パネルが開放さ
れたとき電力の供給を停止する制御部４８とが設けら
れ、トナーボトルの交換が表示された際には前記本体パ
ネルを開放させてトナーボトルの交換を行う画像形成装
置であって、前記ボトル交換が表示された際に本体パネ
ルを開放してトナーボトルを交換するとき、制御部４８
は定着装置のヒータ２８に電流を流して定着温度を維持
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、記録紙に形成さ
れたトナー像を定着ローラによって定着させる定着装置
を設けた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、非晶質と結晶質との間で相転
移が可能な相転移層を設けた定着ローラが知られている
（特開平７−１４０８２３号公報参照）。

【０００３】初めに、この定着ローラの構成と作用・効
果について説明する。

【０００４】《構成の説明》この定着ローラは、アルミ
ニウムなどの中空筒の芯金からなり、その中空部にはヒ
ータが配置され、芯金の外周面には相転移層、さらにそ
の外周りにはフッ素樹脂層などからなる保護層が形成さ
れており、この保護層は相転移層を保護すると共にトナ
ーの粘着を防止する離型層の役目を果たしている。

【０００５】《作用・効果の説明》このように構成され
た定着ローラは、芯金の中空部に設けたヒータに通電す
ることによって芯金が加熱されると、相転移層の非晶質
材料が結晶化温度に達したときに結晶化熱を放出して急
速に温度が上昇し、速やかに定着可能温度に到達する。

【０００６】よって、定着ローラに相転移層を用いた定
着装置は、電力の供給から定着可能となるまでのウォー
ミングアップ時間を短縮できるという効果がある。

【０００７】また、結晶化した相転移層をその融点以上
の温度まで加熱（一時的にヒータに大きな電力を供給す
る）し、これを冷却すると相転移層は非晶質に戻る。

【０００８】この非晶質に戻った相転移層を再度加熱
（ウォーミングアップ加熱）すると再び結晶化熱が発生
する。

【０００９】このように、相転移層を用いた定着ローラ
は、相転移層の熔融・冷却・加熱を繰り返すと、結晶化
熱も繰り返し利用できるという利点がある。

【００１０】このように、相転移層を有する定着ローラ
を用いた定着装置は、繰り返し結晶化熱を利用するか
ら、何らかの理由で定着装置への電力供給が断たれて
も、再度電力が供給されるときは、相転移層は必ず非晶
質であることが要求される。

【００１１】次に相転移層を有する定着ローラが用いら
れた定着装置を一般的な画像形成装置に適用した場合の
問題点を説明する。

【００１２】《一般的な画像形成装置の説明》例えば複
写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、回
転する感光ドラムを有し、この感光体ドラムの感光体部
位を帯電部によって一様に帯電させた後、露光部の露光
手段によって情報を静電潜像として記録し、その静電潜
像を現像部においてトナーを付着させてトナー像を形成
し、そのトナー像を転写部において搬送されてくる記録
シート上に転写させ、更にその記録シートを定着装置を
通過させてトナー像を熱定着する。

【００１３】このように画像形成装置は、帯電を行うた
めの強電部、記録シートを搬送する搬送部、トナー像を
熱定着させるための熱発生部等を有している。このた
め、装置全体は安全面から外壁で被われており、その外
壁の一面がメンテナンスのための開閉パネルとしている
のが一般で、紙のジャム処理若しくはトナー交換若しく
はその他点検作業等のメンテナンス時には本体パネル
（＝開閉パネル）を開放して行う。

【００１４】この時、安全面から電力の供給は本体パネ
ルが開放されると自動的に遮断され、メンテナンス終了
後に本体パネルが閉じられると再び電力が供給されるよ
うになっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】画像形成装置の表示部
にトナーボトルの交換が表示された場合、作業者は本体
パネルを開放してトナーボトルを交換するが、本体パネ
ルが開放されると定着装置や帯電部等への電力供給は断
たれるため、定着ローラの温度は低下し、相転移層は結
晶質のまま放冷されることとなる。

【００１６】このように、定着ローラの温度が低下する
と、トナーボトルの交換を行った後、定着ローラを再度
定着温度まで加熱するウォーミングアップを行わなけれ
ばならず、トナーボトルの交換後直ちに画像形成装置を
使用することができないという問題があった。

【００１７】また、相転移層が結晶質のまま放冷されて
しまうと、再度電力が供給されても結晶化熱を再度利用
できなくなるので、相転移層を再び非晶質に戻す溶融・
冷却を実行しなければならないという問題がある。

【００１８】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、トナーボトルを交換してもウォー
ミングアップを行うことを必要としない画像形成装置を
提供することにある。また、トナーボトル交換の際に相
転移層を再び非晶質に戻す溶融・冷却を実行することを
必要としない画像形成装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、開閉可能な本体パネルを有す
る本体に、記録紙上にトナー像を形成する画像形成部
と、そのトナー像を定着させる定着装置とが設けられ、
前記本体パネルが開放されたとき電力の供給が停止され
る画像形成装置であって、前記本体パネルを開放してト
ナーボトルの交換を行うとき、前記定着装置の温度を定
着温度に維持することを特徴とする。

【００２０】請求項２の発明では、前記定着装置は、芯
金上に非晶質と結晶質との間で相転移が可能な相転移層
を設けた定着ローラを備えていることを特徴とする。

【００２１】請求項３の発明では開閉可能な本体パネル
を有する本体に、記録紙上にトナー像を形成する画像形
成部と、そのトナー像を定着させる定着装置と、前記本
体パネルが開放されたとき電力の供給が停止される電力
停止手段とが設けられ、トナーボトルの交換が表示され
た際には前記本体パネルを開放させてトナーボトルの交
換を行う画像形成装置であって、前記ボトル交換が表示
された際に本体パネルを開放してトナーボトルを交換す
るとき、前記定着装置の温度を定着温度に維持する温度
維持手段を設けたことを特徴とする。

【００２２】請求項４の発明では、前記定着装置は、芯
金上に非晶質と結晶質との間で相転移が可能な相転移層
を設けた定着ローラを備えていることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる画像形成
装置の一つである複写機の実施の形態を図面に基づいて
説明する。

【００２４】図１において、１は複写機本体でこの本体
１内には、回転する感光ドラム(図示せず)と、感光ドラ
ムを帯電させる帯電部(図示せず)と、感光ドラムに静電
潜像を形成する露光部(図示せず)と、前記静電潜像にト
ナーを付着させてトナー像を形成する現像部(図示せず)
と、カセット２から搬送されてくるコピー用紙（記録
紙）３上に前記トナー像を転写する転写部(図示せず)
と、コピー用紙３に転写されたトナー像を加熱するとと
もに加圧してトナー像をコピー用紙３に定着させる定着
ユニット４等とが設けられている。そして、帯電部と露
光部と現像部と転写部とでコピー用紙３にトナー像を形
成する画像形成部が構成される。

【００２５】また、本体１内には、後述する定着ローラ
２１の相転移層２６を急令する冷却ファン２９が設けら
れている。

【００２６】本体１の上面の前側には操作部５が設けら
れており、操作部５には、コピー枚数や複写モード等を
設定する操作キー６Ａと、複写を実行させるスタートキ
ー６Ｂと、各種の表示を行うディスプレイ７等とが設け
られている。スタートキー６Ｂには緑色に点灯するラン
プが設けられており、本体１の装置が複写実行可能な状
態になるとランプ(図示せず)が点灯されスタートキー６
Ｂを操作すれば複写が実行されることを示す。

【００２７】本体１の側面には、メインスイッチＭ1と
予熱モードスイッチＭ2が設けられている。

【００２８】本体１の前面には、本体パネル８が開放可
能に設けられており、本体パネル８を開放することによ
りトナーボトル９の交換,ジャム処理,各種のメンテナン
ス等が行えるようになっている。

【００２９】本体パネル８の裏面の上部の両端側には磁
石１０,１０が取り付けられており、本体パネル８を閉
じた際には磁石１０,１０が本体１の前壁部１Ａに設け
た鉄板１１,１１に吸着して本体パネル８が閉じられた
状態に固定される。磁石１０,１０にはフック１２,１２
が設けられており、鉄板１１,１１および前壁部１Ａに
は貫通した孔１３,１３が設けられていて、本体パネル
８を閉じるとフック１２,１２が孔１３,１３に挿入され
る。

【００３０】前壁部１Ａには、本体パネル８の開閉を検
知する開閉センサ１６が設けられている。開閉センサ１
６は例えば圧電素子からなり、本体パネル８が閉じられ
ているときには本体パネル８の圧力が圧電素子に加わ
り、開放されているときには本体パネル８の圧力が圧電
素子に加わらないことにより本体パネル８の開閉を検知
するものである。

【００３１】前壁部１Ａの裏側には、ソレノイド１４,
１４が設けられており、ソレノイド１４,１４が作動す
ると図２に示すようにロッド１５,１５が突出して、孔
１３,１３に挿入されたフック１２,１２に係合する。こ
れにより本体パネル８が閉じられた状態にロックされ、
本体パネル８の開放が禁止される。

【００３２】定着ユニット４には、図３に示すように、
定着ローラ２１と圧着ローラ２２からなる定着装置２３
が設けられている。

【００３３】定着ローラ２１は、アルミニウムなどの中
空筒の芯金からなるローラ２５と、このローラ２５の外
周面に形成された相転移層２６と、相転移層２６を覆っ
たフッ素樹脂層などからなる保護層２７と、ローラ２５
の内周面に設けられたヒータ２８等とから構成されてい
る。

【００３４】相転移層２６は、例えばセレン・テルル合
金からなり、ヒータ２８によって加熱することにより非
晶質から結晶質へ、また、結晶質を加熱溶融して急冷す
ることにより非晶質へ相転移するようになっている。

【００３５】保護層２７は相転移層２６を保護するとと
もにトナーの粘着を防止する離型層の役目を果たす。

【００３６】図４は複写機の制御系の構成を示したブロ
ック図であり、図４において、４１はディスプレイ７に
各種の表示を行なわせるディスプレイ制御部、４２は入
出力装置、４３は紙づまりを検知するジャム検知手段、
４４はトナーがなくなったことを検知するトナー検知手
段、４５は廃トナー（感光ドラムに付着している残存ト
ナーを除去して溜めておいたトナー）が満杯か否かを検
知する廃トナー検知手段、４６は感光ドラムに付着して
いる残存トナーを除去するクリーニングブレードが汚れ
ているか否かを検知する汚れ検知手段である。

【００３７】４７は定着ローラ２１の相転移層２６を非
晶質から結晶質へ相転移させるプログラムや、結晶質を
溶融した後急冷して非晶質へ戻すプログラム等を記憶し
ているＲＯＭである。４８はＣＰＵ等からなる制御部
で、この制御部４８は定着ローラ２１の相転移層２６を
非晶質から結晶質へ、または結晶質から非晶質へ相転移
させるためにヒータ２８,冷却ファン２９の制御やソレ
ノイド１４,１４等の制御を行ったり、帯電部,現像部,
転写部,定着装置等への電力供給の制御を行ったりする
ものである。

【００３８】そして、制御部４８は、本体パネル８が開
放されたとき帯電部,現像部,転写部,定着装置等への電
力供給を停止する電力停止手段としての機能と、トナー
ボトル交換のとき定着ローラ２１の温度を一定に維持さ
せる温度維持手段としての機能を有している。

【００３９】次に、上記複写機の動作について説明す
る。先ず、メインスイッチＭ1をオンにする。このメイ
ンスイッチＭ1をオンにすると、定着ローラ２１のヒー
タ２８が通電されてローラ２５とともに相転移層２６が
加熱されていく。相転移層２６はメインスイッチＭ1が
オフされているときには非晶質化されているので、ヒー
タ２８によって相転移層２６が加熱されて結晶化温度に
達すると結晶化熱を放出する。この結晶化熱の放出によ
り定着ローラ２１は急速に温度が上昇し、速やかに定着
可能温度に到達する。すなわち、ウォーミングアップの
時間が短縮される。

【００４０】定着ローラ２１が定着可能温度に到達する
と、ヒータ２８は定着ローラ２１が定着可能温度を維持
するように一定温度に制御されるとともに、スタートキ
ー６Ｂのランプが点灯され、複写の実行が可能であるこ
とが表示される。そして、スタートキー６Ｂを押すと複
写の実行が行われる。

【００４１】複写の実行によりトナーボトル９のトナー
が消費されていき、トナーボトル９のトナーがなくなる
とトナー検知手段４４がこれを検知する。トナー検知手
段４４がトナーのないことを検知すると、図５に示すサ
ブルーチンの動作が行われる。

【００４２】図５において、ステップ１では（図におい
てステップはＳで表示する）、操作部５のディスプレイ
７にトナーボトル交換の表示が行われる。

【００４３】ステップ２では、本体パネル８が開放され
たか否かが判断される。すなわち、トナーボトル９の交
換のために本体パネル８が開放されたかが判断され、ノ
ーであればステップ２に戻り、イエスであればステップ
３へ進む。ステップ３では帯電部,現像部,転写部等への
電力供給を停止する。

【００４４】このように、本体パネル８が開放されると
帯電部,現像部,転写部等への電力の供給が停止されるの
で作業者の安全が確保される。

【００４５】そして、ステップ４では、定着ローラ２１
が定着温度を維持するようにヒータ２８の通電が制御さ
れる。このため、本体パネル８を開けてトナーボトル９
の交換を行っても定着ローラ２１は定着可能温度以下に
なることはない。

【００４６】ステップ５では、トナーボトル９が交換さ
れたか否かが判断され、ノーであればステップ５へ戻
り、イエスであればステップ６へ進む。トナーボトル９
の交換終了の判断はトナー検知手段４４がトナーを検知
したか否かで判断する。

【００４７】ステップ６では、本体パネル８が閉じられ
たか否か、すなわち開閉センサ１６が本体パネル８が閉
じられたことを検知したか否かが判断され、ノーであれ
ばステップ６へ戻り、イエスであればステップ７へ進
む。

【００４８】ステップ７ではディスプレイ７のナーボト
ル交換の表示を解除し、ステップ８で帯電部,現像部,転
写部等への電力供給を再開してサブルーチンの動作を終
了する。帯電部,現像部,転写部等への電力供給が再開さ
れれば、定着ローラ２１は定着可能温度に維持されてい
ることによりウォーミングアップを行うことなく直ちに
複写の実行が可能となる。

【００４９】このように、トナーボトル９の交換が表示
されている際に本体パネル８を開放しても、定着ローラ
２１は定着可能温度に維持されるので、定着ローラ２１
の相転移層２６は放冷されずに済む。このため、結晶化
熱を利用して定着ローラを加熱する必要がなく、相転移
層２６を再び非晶質に戻す溶融・冷却を実行する必要が
ない。このため、電力を節約することができる。

【００５０】複写中にジャムが発生した場合には、従来
と同様に、本体パネル８が開放されると帯電部,現像部,
転写部,定着装置２３等への電力の供給が停止される
が、上記と同様に定着ローラ２１のヒータ２８に定着可
能温度を保つ電流を流し続けるようにしてもよい。

【００５１】次に、点検作業を必要とするトラブルが発
生した場合について説明する。

【００５２】サービスマンを呼んで点検作業を行う必要
のあるサービスマンコールが発生すると、図６に示すサ
ブルーチンの動作が行われる。

【００５３】すわなわち、ステップ１１で点検作業要求
状態になると、例えば、排トナー検知手排４５が排トナ
ーの満杯を検知した場合や汚れ検知手段４６がクリーニ
ングブレードの汚れを検知した場合、ステップ１２で
は、ソレノイド１４,１４が作動されてロッド１５,１５
が突出される。この突出によりロッド１５,１５がフッ
ク１２,１２に係合し（図２参照）、本体パネル８が閉
じられた状態にロックされ、本体パネル８の開放が禁止
される。

【００５４】ステップ１３では、ヒータ２８の一定温度
制御が解除されるとともに、ヒータ２８は溶融制御され
る。すなわち、ヒータ２８には一定温度制御のときより
も大きな電流が流されて定着ローラ２１の層転移層２６
が加熱されていく。この加熱により、結晶質となってい
る相転移層２６は溶融していく。

【００５５】ステップ１４では、相転移層２６の溶融が
終了したか否かが判断され、ノーであればステップ１３
へ戻り、イエスであればステップ１５へ進む。溶融終了
の判断は相転移層２６の温度をサーミスタ(図示せず)で
測定して行うか、溶融を開始した時点からクロックパル
スをカウントして行う。

【００５６】ステップ１５では、ヒータ２８の通電がオ
フされるとともに冷却ファン２９が回転されて相転移層
２６の急冷が行われる。そして、ステップ１６では相転
移層２６の非晶質化が行われたかが判断され、ノーであ
ればステップ１５へ戻り、イエスであればステップ１７
へ進む。非晶質化の判断は相転移層２６の温度をサーミ
スタ(図示せず)で測定して行うか、冷却を開始した時点
からクロックパルスをカウントして行う。

【００５７】ステップ１７では、ソレノイド１４,１４
の動作を解除する。これにより、ソレノイド１４,１４
のロッド１５,１５が後退してフック１２,１２から外れ
て本体パネル８のロック状態が解除され、パネル８は開
放可能となる。そして、ステップ１８ではサービスマン
コールの表示がディスプレイ７に表示される。

【００５８】このように、相転移層２６の加熱中および
冷却中は本体パネル８の開放が禁止されるので、相転移
層２６の溶融・冷却が保証され、相転移層２６の結晶質
から非晶質への安定したサイクルが得られる。また、相
転移層２６の溶融時には熱に対する人体の安全が保て
る。

【００５９】ディスプレイ７にサービスマンコールが表
示されることにより、使用者はサービスマンを呼ばなけ
ればならないトラブルが発生したことが分かり、これに
より使用者はサービスマンを呼ぶこととなる。

【００６０】そして、点検作業は本体パネル８を開放し
て行われる。本体パネル８が開放されると、電源が切ら
れて作業者の安全が確保される。点検作業すなわち満杯
になった排トナーの処理や汚れたクリーニングブレード
の清掃処理が終了したら本体パネル８を閉じる。

【００６１】ステップ１９では、点検作業が終了したか
否かが判断される。これは、本体パネル８が閉じられた
ことと、排トナー検知手排４５が排トナーの満杯を検知
しなくたったことや汚れ検知手段４６がクリーニングブ
レードの汚れを検知しなくなったこととで判断される。

【００６２】ステップ１９でノーであればステップ１８
へ戻り、イエスであればステップ２０へ進む。ステップ
２０では、サービスマンコールの表示が解除される。

【００６３】ステップ２１では、定着ローラ２１のヒー
タ２８が通電されて相転移層２６が加熱される。相転移
層２６はステップ１６で非晶質化されていることによ
り、ヒータ２８によって相転移層２６が結晶化温度に達
すると結晶化熱を放出し、定着ローラ２１は急速に温度
が上昇し、速やかに定着可能温度に到達する。すなわ
ち、ウォーミングアップ時間は短縮される。

【００６４】定着ローラ２１が定着可能温度に到達する
と、ヒータ２８は定着ローラ２１が定着可能温度を維持
するように一定温度に制御されるとともに、スタートキ
ー６Ｂのランプが点灯され、複写の実行が可能であるこ
とが表示されるとともにサブルーチンは終了する。

【００６５】このように、点検作業の必要が発生した場
合、相転移層２６は加熱溶融された後急冷されて非晶質
に戻されるので、定着ローラ２１を定着可能温度まで再
度加熱するとき、相転移層２６の結晶化熱を再利用で
き、定着ローラ２１を速やかに定着可能温度に到達させ
ることができる。

【００６６】また、点検作業の必要が発生した場合、相
転移層２６を溶融・冷却して非晶質化した後にサービス
マンコールの表示を行っているので、使用者がこの表示
を見て本体パネル８を開放しても、相転移層２６はすで
に非晶質化しているので支障を来すことはない。

【００６７】上記実施の形態は、定着ローラ２１に相転
移層２６を設けた複写機について説明したが、相転移層
２６を設けない定着ローラを使用する画像形成装置に図
５の動作フローを適用してもよいことは勿論である。

【００６８】

【発明の効果】この発明によれば、本体パネルを開放し
てトナーボトルを交換しても定着装置は定着可能温度に
保たれるので、トナーボトルの交換後はウォーミングア
ップを行う必要がなく直ちに使用可能となる。また、定
着装置が定着可能温に保持されることにより、定着ロー
ラの相転移層は放冷されずに済み、トナーボトル交換の
際に相転移層を再び非晶質に戻す溶融・冷却を実行する
必要がなく、このため電力を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる複写機の本体パネルを開けた
状態を示した説明図である。

【図２】図１の本体パネルのロック状態を説明するため
の説明図である。

【図３】定着ローラの構成を示した断面図である。

【図４】複写機の制御系の構成を示したブロック図であ
る。

【図５】トナーボトル交換のときの動作を示したフロー
図である。

【図６】点検作業のときの動作を示したフロー図であ
る。

【符号の説明】 １ 複写機本体 ７ ディスプレイ ８ 本体パネル ９ トナーボトル ２１ 定着ローラ ２３ 定着装置 ２５ ローラ ２６ 相転移層 ２８ ヒータ ２９ 冷却ファン ４８ 制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉可能な本体パネルを有する本体に、記
   録紙上にトナー像を形成する画像形成部と、そのトナー
   像を定着させる定着装置とが設けられ、前記本体パネル
   が開放されたとき電力の供給が停止される画像形成装置
   であって、 前記本体パネルを開放してトナーボトルの交換を行うと
   き、前記定着装置の温度を定着温度に維持することを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記定着装置は、芯金上に非晶質と結晶質
   との間で相転移が可能な相転移層を設けた定着ローラを
   備えていることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】開閉可能な本体パネルを有する本体に、記
   録紙上にトナー像を形成する画像形成部と、そのトナー
   像を定着させる定着装置と、前記本体パネルが開放され
   たとき電力の供給が停止される電力停止手段とが設けら
   れ、トナーボトルの交換が表示された際には前記本体パ
   ネルを開放させてトナーボトルの交換を行う画像形成装
   置であって、 前記ボトル交換が表示された際に本体パネルを開放して
   トナーボトルを交換するとき、前記定着装置の温度を定
   着温度に維持する温度維持手段を設けたことを特徴とす
   る画像形成装置。
4. 【請求項４】前記定着装置は、芯金上に非晶質と結晶質
   との間で相転移が可能な相転移層を設けた定着ローラを
   備えていることを特徴とする請求項３の画像形成装置。