JPH09230775A - 画像形成装置における光学系冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微塵や微粉末の侵入を防止しながら光学系を
充分に冷却することができるの画像形成装置における光
学系冷却装置を得る。 【解決手段】 結像光学系による原稿像を感光体１０上
に結像させて静電潜像を形成し、静電潜像を現像して得
られる可視像を画像形成に供し、静電潜像形成特性を検
知して適正な静電潜像が形成される原稿照明量が実現さ
れるように照明ランプ３への印加電圧を調整設定する光
源制御装置１７を有する。１以上の冷却ファン２０、２
１とその冷却ファン２０、２１の外気流入経路に静電防
止フィルタ２２、２３を有し、光源制御装置１７により
調整設定された印加電圧とコピー枚数を入力情報とし、
印加電圧が所定のある値以上、又は、コピー枚数が所定
のある値以上になった時に１以上の冷却ファン２０、２
１を駆動する冷却ファン駆動制御手段１９を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の光
学系に用いられる冷却装置に関するものであり、例え
ば、アナログ複写機やデジタル複写機及びレーザービー
ムプリンタ等に適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】照明ランプにより原稿を照明し、結像光
学系による原稿像を光導電性の感光体上に結像させて静
電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られる可視
像を画像形成に供する画像形成装置は、アナログ複写機
やデジタル複写機等に関連して広く知られている。

【０００３】このような画像形成装置において原稿を照
明する照明ランプは、一般にハロゲンランプ等、発光に
伴い高熱を発するものが用いられる。画像形成装置の内
部温度は、画像形成装置の置かれた環境温度に依存し、
照明ランプの発熱等の影響を受けて次第に上昇する傾向
がある。画像形成装置の内部温度が上昇すると感光体の
温度もそれに連れて上昇するが、感光体の光導電性は一
般に感光体温度の上昇と共に低下し、感光体温度が高く
なるに連れて、形成される静電潜像のコントラスト（画
像部と地肌部の電位差）は一般に低下する。

【０００４】この為、通常、照明ランプの発熱による画
像形成装置の内部の温度上昇の軽減を目的として、冷却
ファンにより光学系を冷却する事が行われている。冷却
ファンによる光学系の冷却方法としては、従来、サーミ
スタ等により検出する光学系近傍の温度を一定温度以下
とするように冷却ファンを制御する「温度制御方式」
や、冷却ファンの駆動効率を待機時と画像形成時とで切
り換える「冷却効率切り換え方式」、あるいは画像形成
プロセスの回数が一定回数以上になった場合のみ冷却を
行う「画像形成回数による制御方式」や、照明ランプの
光量変化量から温度上昇を予測して、予測温度が一定に
なった場合に冷却を行う「温度予測方式」等、種々の方
法が提案されている。

【０００５】一方、冷却ファンによる光学系の冷却は、
画像形成装置外部から冷却風を取り込んで冷却を行うも
のである為、冷却風と共に取り込まれる微塵が不可避的
に光学系のミラー面やレンズ面に付着する。また、冬季
に加湿器を用いるような環境に画像形成装置が置かれる
と、硝石灰に塩素が吸着された微粒子が発生し、この硝
石灰に塩素が吸着された微粒子が画像装置内に取り込ま
れると、白色の微粉末となって光学系のミラー面やレン
ズ面に付着する。このように、微塵や上記微粉末が光学
系のミラー面やレンズ面に付着すると、光学系における
光伝達効率が低下し、コントラストの高い静電潜像の形
成が出来なくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記微塵や微粉末の侵
入を防止する為、冷却ファンの外気流入経路に静電防止
フィルタなる微塵侵入防止フィルタを配備しその防止を
行っている。しかし、微塵侵入防止フィルタは微塵の侵
入を防ぐものの、冷却効率を低下させるため、汚れが激
しいと冷却ファンをいくら作動させても光学系内部の温
度上昇を迎えきれなくなる。従って、現状では、定期的
に光学系のミラー面やレンズ面等の点検、清掃、交換作
業をサービスマンが行っている。

【０００７】以上のような「冷却に伴う光学系の汚れ」
に起因する静電潜像形成機能の低下を補償する為、光学
系の汚れに応じて照明ランプの発光量を増大させて、感
光体へ到達する結像光の減少を補う事が行われている。
しかし、照明ランプの発光量が増大すると発熱量もまた
増大するので、例えば、上記「温度制御方式」では、照
明ランプの発光量の増大に伴う発熱量の増大により、冷
却ファンによる冷却時間が増大したり、冷却効率が低下
したりする事になり、結果的に微塵や微粒子を取り込む
量も増大して光学系の汚れ傾向に拍車をかける事になり
不都合がある。また、それと同時に静電防止フィルタが
汚れて冷却効率を低下させ、結局、悪循環が繰り返され
る。

【０００８】さらに、「冷却効率切り換え方式」や「画
像形成回数による制御方式」では、照明ランプの発光量
を変化させた場合に、適正な冷却効果を得る為に複雑な
制御手段が必要となる。同様に、「温度予測方式」で
も、光量変化による温度上昇を予測するのに複雑な回路
を必要とする。

【０００９】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、簡単な構成で、微塵や
微粉末の侵入を防止しながら光学系を充分に冷却するこ
とができる画像形成装置における光学系冷却装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
印加電圧に応じて発光量が変化し、かつ発光により発熱
する照明ランプにより原稿を照明し、結像光学系による
原稿像を光導電性の感光体上に結像させて静電潜像を形
成し、この静電潜像を現像して得られる可視像を画像形
成に供し、静電潜像形成特性を検知して適正な静電潜像
が形成される原稿照明量が実現されるように上記照明ラ
ンプへの印加電圧を調整設定する光源制御装置を有する
画像形成装置における、照明ランプの発熱による温度上
昇を軽減させるための光学系冷却装置であって、１以上
の冷却ファンとその冷却ファンの外気流入経路に静電防
止フィルタを有し、光源制御装置により調整設定された
印加電圧とコピー枚数を入力情報とし、印加電圧が所定
のある値以上、又は、コピー枚数が所定のある値以上に
なった時に１以上の上記冷却ファンを駆動する冷却ファ
ン駆動制御手段を有することを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、冷却ファンが２個
以上設けられており、照明ランプへの印加電圧が所定の
ある値以上、又は、コピー枚数が所定のある値以上にな
った時、印加電圧の増加、画像形成プロセス実行回数の
増加に段階的に応じて、駆動する冷却ファンの数を増や
す事を特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、冷却ファンが２個
以上設けられており、照明ランプへの印加電圧が所定の
ある値以上、又は、コピー枚数が所定のある値以上にな
った時、印加電圧の増加、画像形成プロセス実行回数の
増加に段階的に応じて、各冷却ファンが交互に駆動され
る事を特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、冷却ファンが２個
設けられていることを特徴とする。

【００１４】請求項５記載の発明は、冷却ファンの外気
流入経路に設けられた静電防止フィルタが、各冷却ファ
ンに個別に設けられている事を特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる画像形成装
置における光学系冷却装置の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。図１において、画像形成装置の
上側の部分には、複写すべき原稿が載置されるコンタク
トガラス１が設けられている。コンタクトガラス１の下
側には、照明ランプ３とミラー４が配置されている。照
明ランプ３とミラー４は、一体となっており、しかも、
水平方向（コンタクトガラス１の上面と平行な方向）に
移動できるようになっている。ミラー４は４５゜に斜設
され、原稿からの反射光を水平方向に反射する。

【００１６】ミラー４からの反射光路には、ダハミラー
５、５’が反射面を互いに９０゜にして、かつ、４５゜
に傾けて設けられている。下側のダハミラー５’の水平
方向右側には結像レンズ６が設けられており、さらに、
下側のダハミラー５’の水平方向右側で結像レンズ６よ
りも右側には、ダハミラー７、７’が、ダハミラー５、
５’と同じように反対面を互いに９０゜にして、かつ、
４５゜に傾けて設けられている。ダハミラー７’の左側
には、固定ミラー８が、ダハミラー７と同じ傾きで、か
つ、反射面を対向させて取り付けられている。さらに、
固定ミラー８の下方には、窓９が設けられている。以上
のようなコンタクトガラス１、照明ランプ３、ダハミラ
ー５、５’、ダハミラー７、７’、固定ミラー８、窓９
などの部材から画像形成装置の光学系が構成されてい
る。

【００１７】窓９の下側には感光体ドラム１０が設けら
れている。感光体ドラム１０の外周側の右上には電位計
１２が設けられており、感光体ドラム１０の外周側には
また、上記電位計１２から時計回りに、現像装置１３、
ベルト式の転写装置１４、電位計１５、クリーニングユ
ニット１６、帯電装置１１が設けられている。また、感
光体ドラムには温度センサーとしてサーミスタ２５が設
けられている。

【００１８】次に、上記画像形成装置の画像形成動作に
ついて説明する。まず、コンタクトガラス１上に原稿を
載置して図示しない操作部のスタートキーを押すと、照
明ランプ３はミラー４と一体に図の右方へ移動しつつ、
上記原稿を照明走査する。ミラー４の移動速度の１／２
の速度でダハミラー５、５’も図の右方に変位し、原稿
からの反射光束は、ミラー４で側方に反射され、ダハミ
ラー５、５’により折り返されて結像レンズ６を透過
し、固定ダハミラー７、７’により折り返されて、この
後、固定ミラー８により下方に反射される。固定ミラー
８に反射された光束は、仕切板２４に設けられた窓９を
介して光導電性の感光体ドラム１０上に原稿像を結像さ
れる。仕切板２４は、装置上部の露光光学系側からの迷
光が感光体１０に及ばない様にするとともに、露光光学
系において照明ランプ３から放射される熱が、なるべく
感光体１０に影響しないよう設けられている。

【００１９】感光体ドラム１０は、上記露光が行われる
時、時計回りに定速回転し、帯電装置１１により所定の
電位に均一帯電される。詳しく言うと、電位計１２によ
り感光体の帯電電位が検出され、検出電位が所定の電位
を与えるように帯電装置１１が制御される。このように
均一帯電された感光体１０に対して、窓９から原稿の像
が照射されると、原稿画像に対応した静電潜像が形成さ
れる。この静電潜像は現象装置１３により現像されて可
視像となる。この可視像は、ベルト式の転写装置１４に
おいてベルトで送られる転写紙Ｓに対して転写される。
可視像が転写された転写紙Ｓは、図示しない定着装置に
より可視像が定着され、定着後は装置外へ排出される。
転写後の感光体ドラム１０の面はクリーニングユニット
１６によって除電され、かつ、クリーニングされる。

【００２０】次に、本発明のポイントである光学系冷却
装置について説明する。図１、図２において、画像形成
装置の光学系には冷却ファン２０、２１が取り付けられ
ている。冷却ファン２０、２１は、光学系を囲む筺体の
一側部で、しかも、ダハミラー５、５’とダハミラー
７、７’との間の部分に設けられている。また、これら
冷却ファン２０、２１は、後述する制御手段１９と接続
されている。冷却ファン２０、２１の外部側には静電フ
ィルタ２２、２３が取り付けられている。

【００２１】さらに、画像形成装置には制御部３０が組
み込まれている。制御部３０は、制御手段１９と電源１
８、光源制御装置１７等の部材から構成されている。制
御部３０では、光源制御装置１７に電源１８と制御手段
１９が接続された形態となっており、電源１８は照明ラ
ンプ３と接続されている。さらに、光源制御装置１７に
は、感光体ドラム１０に設けられたサーミスタ２５や、
感光体ドラム１０の外周側に設けられた電位計１５が接
続されている。したがって電位計１５やサーミスタ２５
によって、感光体ドラム１０の静電潜像形成特性の検知
がなされ、これに基づき、光源制御装置１７では照明ラ
ンプ３への印加電圧の調整設定がなされるように構成さ
れている。

【００２２】制御手段１９は冷却ファン駆動用の制御手
段であり、前述したように冷却ファン２０、２１と接続
されている。なお、制御手段１９と光源制御手段１７
は、具体的にはＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニ
ット）やコンピュータ、あるいは、制御回路として構成
することができ、ハード的には同一ボード上に組み付け
ることも可能となっている。制御手段１９が冷却ファン
２０、２１を起動することにより、図２に示すように、
静電フィルタ２２、２３及び冷却ファン２０、２１を介
して装置外部から光学系内部に冷却風が取り入れられ、
かつ、光学系内部で冷却風が流通するため、照明ランプ
３の温度の上昇が抑えられる。

【００２３】次に、光源制御装置１７による、静電潜像
形成特性の検知と、照明ランプ３への印加電圧の調整設
定について説明する。図１において、感光体ドラム１０
の静電潜像形成特性の検知は、画像形成工程が行われな
い時になされる。この場合、感光体ドラム１０は、帯電
装置１１により所定の電位Ｖｏに均一に帯電され、次い
で、光学系により基準パターン２の像が照射される。な
お、基準パターン２は所定の基準濃度を有している。

【００２４】基準パターン２の照射により形成された静
電潜像は現像される事なく、そのまま移動し、電位計１
５により基準の地肌電位ＶＬとして検出される。電位計
１５により検出された電位ＶＬは光源制御手段１７に入
力される。光源制御手段１７では、電位差ΔＶ、即ち、
ΔＶ＝（Ｖｏ−ＶＬ）が算出される。電位Ｖｏは一定で
あるから、電位差ΔＶは電位ＶＬに応じて変化する。電
位差ΔＶが小さくなるほど、静電潜像形成特性は悪化す
る。

【００２５】このように、静電潜像形成特性が劣化する
主な原因は２つある。１つは光学系におけるミラー面や
レンズ面の汚れであり、もう１つは感光体ドラム１０の
温度上昇による光導電特性の低下である。そこで、光源
制御装置１７には、電位ＶＬとともに、サーミスタ２５
で検出される感光体１０の温度Ｔが入力されるようにな
っている。光源制御装置１７は、予め感光体温度Ｔと電
位差ΔＶとに応じ、目下の状況において適正な静電潜像
を形成するために照明ランプへ印加すべき印加電圧のテ
ーブル、もしくは、印加電圧を感光体温度Ｔと電位差Δ
Ｖに基づいて算出する為の演算式が記憶されており、感
光体温度Ｔと電位差ΔＶとの入力値に基づき適正な印加
電圧Ｖが決定される。そして、決定された印加電圧Ｖ
を、電源１８に設定し、照明ランプ３の印過電圧を調整
する。なお、電源１８は直流電源でも交流電源でもよ
い。以上が、照明ランプ３への印加電圧の調整設定であ
る。

【００２６】次に、上記調整設定のフローについて説明
する。図３において、電源がＯＮになると、サーミスタ
２５により感光体１０の温度Ｔが検出され、この温度Ｔ
が予め設定されたある値の温度ｔ（光導電特性の実質的
な劣化が始まる温度）と比較される。Ｔ≧ｔの条件が成
立する場合は、静電潜像形成特性が検出され、照明ラン
プ３への印加電圧の調整設定がなされる。照明ランプ３
への印加電圧の調整設定が完了したら。電源ＯＮの直後
のステップであるラベルＡにジャンプする。

【００２７】Ｔ＜ｔの時には、画像プロセスを実行した
回数Ｎ（計数器でカウントされ、印加電圧が新たに調整
設定されると０にリセットされる）が１０００回に達し
たか否かが判定される。なお、この判定は光源制御装置
１７でなされる。回数Ｎ＝１０００の条件が満たされる
時は、静電潜像形成特性が検出され、照明ランプ３への
印加電圧の調整設定がなされる。照明ランプ３への印加
電圧の調整設定が完了したら。電源ＯＮの直後のステッ
プであるラベルＡにジャンプする。

【００２８】回数Ｎ≠１０００の時は、前回に調整設定
された印加電圧が維持され、電源ＯＮの直後のステップ
であるラベルＡにジャンプする。

【００２９】次に、冷却ファン２０、２１の駆動制御に
ついて説明する。図４において、画像形成装置の電源が
ＯＮとなり、画像形成プロセスを実行するために制御部
のコピースタートキーがＯＮされると、照明ランプ３に
印加する印加電圧として電源１８に設定されているのと
同じ印加電圧Ｖが、光源制御装置１７から制御手段１９
に入力される。そしてステップでは、制御手段１９に
て、予め設定されている電圧のある値ｖと入力された印
加電圧Ｖとが比較される。

【００３０】もし、Ｖ＜ｖとなれば、照明ランプ３の発
光光量は比較的小さく、発熱量も小さいので（その様な
条件が満足されるように予めｖの設定を行う）、冷却フ
ァン２０、２１を駆動せず、即ち、冷却ファンをＯＦＦ
のままで、コピーをスタートさせる。

【００３１】また、制御手段１９にて、予め設定されて
いる電圧のある値ｖと入力電圧Ｖとを比較した場合、Ｖ
≧ｖが成立する場合は、照明ランプ３の発光光量は大き
いので、制御手段１９、冷却ファン２０、２１が駆動さ
れる。この後、コピー動作をスタートさせる。

【００３２】なお、図５に示すように、制御手段１９内
に、予め２つの印加電圧値ｖ、ｗ（ｗ＞ｖ）を設定して
おき、印加電圧調整設定ルーチンを経た後、入力電圧Ｖ
がｗ＞Ｖ≧ｖを満たす場合は一方の冷却ファン２０を駆
動し、また、ｗ＞Ｖを経てＶ≧ｗとなった時に両方の冷
却ファン２０、２１を共に駆動するようにしてもよい。
こうすることにより、照明ランプ３の発熱量に、より即
した冷却を行う事ができる。

【００３３】あるいは、予め設定される電圧のある値が
ｖのみの場合と、ｖ、ｗの２つの場合とも、入力電圧Ｖ
が、予め設定される印加電圧値ｖを超えた時、入力電圧
Ｖが増加するに連れて、冷却ファン２０や２１の回転数
を段階的に、あるいは、連続的に増加させてもよい。こ
うすることによって、照明ランプ３の発熱力に即した冷
却が可能となる。

【００３４】以上のような画像形成装置における光学系
冷却装置によれば、１以上の冷却ファン２０、２１とそ
の冷却ファン２０、２１の外気流入経路に静電防止フィ
ルタ２２、２３を有し、光源制御装置１７により調整設
定された印加電圧Ｖとコピー枚数Ｎを入力情報とし、印
加電圧Ｖが所定のある値以上、又は、コピー枚数Ｎが所
定のある値以上になった時に１以上の冷却ファン２０、
２１を駆動する制御手段１９を有しているため、光導電
性の感光体ドラム１に適正な静電潜像を形成すしつつ、
照明ランプ３０の発熱が一定になる時のみ冷却ファン２
０、２１が駆動され、照明ランプ３０の発熱に応じた適
切な冷却ができる。また、冷却ファンの駆動を必要最低
限に迎えることができ、むだなエネルギー消費を迎える
と共に、装置を簡素化することができる。

【００３５】２個の冷却ファン２０、２１が設けられて
おり、照明ランプ３への印加電圧が所定のある値以上、
又は、コピー枚数が所定のある値以上になった時、印加
電圧の増加、画像形成プロセス実行回数の増加に段階的
に応じて、各冷却ファン２０、２１が交互に駆動される
ため、各々の冷却ファン２０、２１を画像形成プロセス
実行回数の増加に対応して駆動させることとなり、静電
防止フィルタの一方的な汚れを防止することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、１以上の冷却ファンと
その冷却ファンの外気流入経路に静電防止フィルタを有
し、光源制御装置により調整設定された印加電圧Ｖとコ
ピー枚数Ｎを入力情報とし、印加電圧Ｖが所定のある値
以上、又は、コピー枚数Ｎが所定のある値以上になった
時に１以上の冷却ファンを駆動する制御手段を有してい
るため、光導電性の感光体ドラムに適正な静電潜像を形
成しつつ、照明ランプの発熱が一定になる時のみ冷却フ
ァンを駆動するので、照明ランプの発熱に応じた適切な
冷却が可能となる。また、冷却ファンの駆動を必要最低
限に迎えることができ、むだなエネルギー消費を抑える
と共に、装置を簡素化することが可能となる。

【００３７】さらに、２個以上の冷却ファンが設けられ
ており、照明ランプへの印加電圧が所定のある値以上、
又は、コピー枚数が所定のある値以上になった時、印加
電圧の増加、画像形成プロセス実行回数の増加に段階的
に応じて、各冷却ファンが交互に駆動されるため、各々
の冷却ファンを画像形成プロセス実行回数の増加に対応
して駆動させることとなり、静電防止フィルタの一方的
な汚れを防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像形成装置における光学系冷
却装置の実施の形態を示す断面略図。

【図２】同上平面図。

【図３】同上画像形成装置において照明ランプへの印加
電圧の調整設定を示すフロー図。

【図４】同上画像形成装置において冷却ファンの駆動制
御を示すフロー図。

【図５】同上画像形成装置において冷却ファンの駆動制
御の別の例を示すフロー図。

【符号の説明】

３ 照明ランプ １０ 感光体 ２０ 冷却ファン ２１ 冷却ファン ２２ 静電防止フィルタ ２３ 静電防止フィルタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印加電圧に応じて発光量が変化し、かつ
   発光により発熱する照明ランプにより原稿を照明し、結
   像光学系による原稿像を光導電性の感光体上に結像させ
   て静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られる
   可視像を画像形成に供し、静電潜像形成特性を検知して
   適正な静電潜像が形成される原稿照明量が実現されるよ
   うに上記照明ランプへの印加電圧を調整設定する光源制
   御装置を有する画像形成装置における上記照明ランプの
   発熱による温度上昇を軽減させるための光学系冷却装置
   であって、 １以上の冷却ファンとその冷却ファンの外気流入経路に
   静電防止フィルタを有し、上記光源制御装置により調整
   設定された印加電圧とコピー枚数を入力情報とし、上記
   印加電圧が所定のある値以上、又は、コピー枚数が所定
   のある値以上になった時に１以上の上記冷却ファンを駆
   動する冷却ファン駆動制御手段を有することを特徴とす
   る画像形成装置における光学系冷却装置。
2. 【請求項２】 上記冷却ファンは２個以上設けられてお
   り、照明ランプへの印加電圧が所定のある値以上、又
   は、コピー枚数が所定のある値以上になった時、印加電
   圧の増加、画像形成プロセス実行回数の増加に段階的に
   応じて、駆動する冷却ファンの数を増やす事を特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置における光学系冷却装
   置。
3. 【請求項３】 上記冷却ファンは２個以上設けられてお
   り、照明ランプへの印加電圧が所定のある値以上、又
   は、コピー枚数が所定のある値以上になった時、印加電
   圧の増加、画像形成プロセス実行回数の増加に段階的に
   応じて、各冷却ファンが交互に駆動される事を特徴とす
   る請求項１又は２記載の画像形成装置における光学系冷
   却装置。
4. 【請求項４】 上記冷却ファンは２個設けられているこ
   とを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置にお
   ける光学系冷却装置。
5. 【請求項５】 上記冷却ファンの外気流入経路に設けら
   れた静電防止フィルタは、各冷却ファンに個別に設けら
   れている事を特徴とする請求項１記載の画像形成装置に
   おける光学系冷却装置。