(57)【要約】【課題】主電源スイッチがオフされた後に、定着部の余熱によって定着部周辺に配置されている部材が塑性変形したり溶融固化することがなく、また装置設計および部材の材質選定などにおける制約が少なく、しかも冷却ファンを不必要に駆動させず省エネルギー化を図る。【解決手段】主電源スイッチ４０をオフしたと同時に冷却ファン２０の駆動を停止した場合の熱保護対象部材における上昇温度および熱保護対象部材の許容上限温度を予め測定して記憶部１０１に入力しておき、主電源スイッチ４０がオフにされたとき、温度センサ３０によって検出された外気温に熱保護対象部材の上昇温度を加えた温度が、許容上限温度以上の場合には冷却ファン２０を所定時間駆動させた後停止させ、許容上限温度未満の場合には主電源スイッチ４０がオフと同時に冷却ファン４０の駆動も停止させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置への通電をオン／オフする主電源スイッチと、転写部材に転写されたトナー像を熱定着する、発熱体を備えた定着部と、この定着部の周辺の熱を排出する冷却手段と、外気温を検出する温度センサと、装置内温度の影響を受ける熱保護対象部材と、前記主電源スイッチをオフしたと同時に前記冷却手段の駆動を停止した場合に前記熱保護対象部材における上昇温度および前記熱保護対象部材の許容上限温度を記憶した記憶部と、前記定着部の温度制御および前記冷却手段の駆動制御を行う制御部とを備え、
前記主電源スイッチがオフにされたとき、前記温度センサによって検出された外気温に前記熱保護対象部材の上昇温度を加えた温度が、前記許容上限温度以上の場合には前記冷却手段を所定時間駆動させた後停止させ、前記許容上限温度未満の場合には前記主電源スイッチがオフと同時に前記冷却手段の駆動も停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
装置への通電をオン／オフする主電源スイッチと、転写部材に転写されたトナー像を熱定着する、発熱体を備えた定着部と、この定着部の周辺の熱を排出する冷却手段と、外気温を検出する温度センサと、装置内温度の影響を受ける熱保護対象部材と、前記主電源スイッチをオフしたと同時に前記冷却手段の駆動を停止した場合に前記熱保護対象部材における上昇温度および前記熱保護対象部材の許容上限温度を記憶した記憶部と、前記定着部の温度制御および前記冷却手段の駆動制御を行う制御部とを備え、
前記制御部が、定着部の温度を、転写部材上のトナー像を熱定着するための定着用温度に保持する第１モードと、定着部の温度を定着用温度よりも低い温度に保持する第２モードとを有し、画像形成処理終了直後に第１モードから第２モードに定着部の温度制御を切り換え、
第２モードによる温度制御が所定時間経過した後に前記主電源スイッチがオフされた場合には、前記冷却手段の駆動も同時に停止させ、
第２モードによる温度制御が所定時間経過する前に前記主電源スイッチがオフされた場合には、前記温度センサによって検出された外気温に前記熱保護対象部材の上昇温度を加えた温度が前記許容上限温度以上のときは、前記冷却手段を所定時間駆動させた後停止させ、前記許容上限温度未満のときは、前記主電源スイッチのオフと同時に前記冷却手段の駆動も停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記発熱体への通電を停止させると共に、所定時間遅れて冷却手段の駆動を停止させる第３モードをさらに有し、第２モードによる温度制御が所定時間経過した後、第２モードから第３モードに定着部の温度制御を切り換える請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記熱保護対象物がトナーで、前記許容上限温度がトナーの溶融温度を基準とした温度である請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの電子写真プロセスを用いて画像形成を行う装置に関し、より詳細には、発熱体を有する定着部と定着部周辺の熱を排出する冷却手段とを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタなどの画像形成装置では、転写材上に転写されたトナー像を、ヒータなどの発熱体を備えた定着部において加熱及び加圧することによって転写材上にトナー像を溶融定着させている。このような画像形成装置は一般に、定着部の周辺に冷却用ファンを配設し、定着部から放散される熱を機外に排出して装置への熱的影響を抑えるようにしている。
【０００３】
ところで、画像形成装置の作動を終了する場合に、装置の主電源スイッチをオフすると同時に冷却用ファンも停止させる装置がある。定着部の発熱体への通電が停止されても定着部には余熱があるため、かかる装置では定着部周辺の温度が局部的に上昇する。このため、許容上限温度の高くない、ゴムや樹脂などを主成分とする部材が定着部周辺に配置されていると、部材が塑性変形したり溶融固化することがある。例えば定着部の周辺にトナーホッパーが配設されていると、装置内温度の上昇によってトナーがホッパー内で固まってしまうことがある。そこで前記装置では、許容上限温度の高い部材を定着部周辺に配置し、許容上限温度の高くない部材は定着部周辺から離れた所に配置するようにしているが、装置設計および部材の材質選定などにおける制約が大きく、装置の大型化やコストアップが問題となる。
【０００４】
一方、定着部の余熱を考慮して、装置の主電源スイッチがオフされた後、冷却用ファンを一定時間駆動させる装置もある。かかる装置によれば前記余熱による問題は解決されるものの、外気温など装置の環境条件によっては主電源スイッチオフ後の冷却ファンの作動が不要な場合にも冷却ファンが作動することになり、省エネルギーの観点から好ましくなかった。また静かなオフィス環境下において、冷却ファンの本来無用の駆動による騒音は好ましくなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３０５０９１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、主電源スイッチがオフされた後に定着部の余熱によって定着部周辺に配置されている部材が塑性変形したり溶融固化することがなく、また装置設計および部材の材質選定などにおける制約が少なく、しかも冷却ファンを不必要に駆動させることがなく省エネルギーに優れた画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によれば、装置への通電をオン／オフする主電源スイッチと、転写部材に転写されたトナー像を熱定着する、発熱体を備えた定着部と、この定着部の周辺の熱を排出する冷却手段と、外気温を検出する温度センサと、装置内温度の影響を受ける熱保護対象部材と、前記主電源スイッチをオフしたと同時に前記冷却手段の駆動を停止した場合に前記熱保護対象部材における上昇温度および前記熱保護対象部材の許容上限温度を記憶した記憶部と、前記定着部の温度制御および前記冷却手段の駆動制御を行う制御部とを備え、前記主電源スイッチがオフにされたとき、前記温度センサによって検出された外気温に前記熱保護対象部材の上昇温度を加えた温度が、前記許容上限温度以上の場合には前記冷却手段を所定時間駆動させた後停止させ、前記許容上限温度未満の場合には前記主電源スイッチがオフと同時に前記冷却手段の駆動も停止させることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００８】
また第２の発明によれば、装置への通電をオン／オフする主電源スイッチと、転写部材に転写されたトナー像を熱定着する、発熱体を備えた定着部と、この定着部の周辺の熱を排出する冷却手段と、外気温を検出する温度センサと、装置内温度の影響を受ける熱保護対象部材と、前記主電源スイッチをオフしたと同時に前記冷却手段の駆動を停止した場合に前記熱保護対象部材における上昇温度および前記熱保護対象部材の許容上限温度を記憶した記憶部と、前記定着部の温度制御および前記冷却手段の駆動制御を行う制御部とを備え、前記制御部が、定着部の温度を、転写部材上のトナー像を熱定着するための定着用温度に保持する第１モードと、定着部の温度を定着用温度よりも低い温度に保持する第２モードとを有し、画像形成処理終了直後に第１モードから第２モードに定着部の温度制御を切り換え、第２モードによる温度制御が所定時間経過した後に前記主電源スイッチがオフされた場合には、前記冷却手段の駆動も同時に停止させ、第２モードによる温度制御が所定時間経過する前に前記主電源スイッチがオフされた場合には、前記温度センサによって検出された外気温に前記熱保護対象部材の上昇温度を加えた温度が前記許容上限温度以上のときは、前記冷却手段を所定時間駆動させた後停止させ、前記許容上限温度未満のときは、前記主電源スイッチのオフと同時に前記冷却手段の駆動も停止させることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００９】
ここで、より省エネルギー化を図る観点からは、前記発熱体への通電を停止させると共に、所定時間遅れて冷却手段の駆動を停止させる第３モードを、前記制御部にさらに設け、第２モードによる温度制御が所定時間経過した後、第２モードから第３モードに定着部の温度制御を切り換えるようにするのが望ましい。
【００１０】
また前記熱保護対象部材としてトナーを選択し、前記許容上限温度をトナーの溶融温度を基準とした温度としてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置について図に基づいて詳述する。なお、本発明は以下説明する実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の画像形成装置を用いたカラーレーザプリンタ装置の概略構成図である。図１のプリンタ装置では、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、そしてブラック（Ｂ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成すると共に、ブラック（Ｂ）のトナーのみを用いてモノクロ画像をも形成する。感光体ドラム１の周りにはその回転方向に沿って、帯電器３と、前記４つ色を現像するための現像装置４，５，６，７と、クリーニング装置１０とが配設されている。そして各現像装置にはトナーを貯蔵するトナーホッパー４１，５１，６１，７１が取り付けられている。なお、黒色トナーは消費量が多くホッパー容量を大きくする必要があるため、現像装置７と離れた位置にトナーホッパー７１が設けられている。
【００１３】
感光体ドラム１は反時計回りに回転し、まず帯電器３により感光体ドラム１の表面は均一に帯電される。次に、光走査ユニットから感光体ドラム１の表面にレーザ光が照射されて、画像部分又は背景部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。そして現像装置４，５，６，７のいずれか１つの現像装置によって、感光体ドラム１上の静電潜像に所定の一色のトナーが供給され静電潜像が顕像化する。
【００１４】
感光体ドラム１上に形成されたトナー画像は、感光体ドラム１と接触し同じ周速度で回転している中間転写体１２上に１次転写される。転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、クリーニング装置１０におけるクリーニングローラ１５及びクリーニングブレード１７で感光体ドラム１の表面から除去される。そしてまた、帯電器３による感光体ドラム１の帯電に始まる一連の工程が他の１色について行われ、これが４色分繰り返される。
【００１５】
このような処理により、中間転写体１２の表面には４色のトナーが重ね合わされたカラー画像が形成される。なお、中間転写体１２上に４色のトナーが重ね合わされる間、中間転写体１２は４回転することになるが、この間は後述するクリーニング手段１１及び２次転写手段１３は中間転写体１２から離隔位置に退避している。
【００１６】
中間転写体１２が時計回りに回転し、中間転写体１２上のカラー画像がちょうど転写手段１３と対向する位置に到達するのに合わせて、給紙搬送装置（不図示）によって中間転写体１２と転写手段１３との間に用紙（転写部材）が搬送される。このとき、転写手段１３に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることにより、中間転写体１２上のカラー画像が用紙８上に転写される。そして、中間転写体１２上の転写されなかった残留トナーはクリーニング手段１１によって中間転写体１２上から除去される。一方、カラー画像が転写された用紙は、搬送ベルト９により定着部１４に搬送され、ここでカラー画像は加熱・加圧されて用紙に定着する。そして排紙経路を通って外部に排出される。定着部１４とトナーホッパー６１との間の背面側には冷却手段である冷却ファン２０が取り付けられている。また装置の右上部の背面には外気温を検出するための温度センサ３０が取り付けられている。
【００１７】
図２に、本発明に係る画像形成装置の制御構成を示すブロック図を示す。この画像形成装置は、タイマー機能を有するマイクロコンピュータ等からなる制御部１００を備え、この制御部１００により各部の動作制御が行われている。
【００１８】
操作部１５０は、プリント動作を開始させるためのプリントキー１５１、各原稿に対するプリント部数をセットするための部数セットキー１５２及びプリント倍率を設定するための倍率設定キー１５３等の各種の操作キーを備えている。
【００１９】
表示部１６０は、装置本体１の表面適所に配設され、ＬＣＤパネルやＬＥＤ等からなり、部数セットキー１５２でセットされた部数や倍率設定キー１５３で設定されたプリント倍率等を表示するものである。また、表示部１６０は、後述する第２モードや第３モードに移行するとその旨を表示するモード表示部１６１を備えている。
【００２０】
記憶部１０１は、制御プログラム等を記憶するＲＯＭ１０１ａや各種のデータを保管するＲＡＭ１０１ｂ等を備える。主電源スイッチをオフしたと同時に冷却ファンの駆動を停止した場合の熱保護対象部材の上昇温度および熱保護対象部材の許容上限温度はこの記憶部１０１に記憶されている。なお、前記上昇温度および許容上限温度について後で詳しく説明する。
【００２１】
制御部１００は、プリントキー１５１が押されると、倍率設定キー１５３等の操作キーの操作によって設定された内容に従って、転写手段１３、搬送ベルト９、定着部１４等からなる紙搬送部１２０と、感光体ドラム１、クリーニング装置１０、中間転写体１１、クリーニング手段１２、現像装置４，５，６，７等からなる画像形成部１３０と、スキャナ部１４０とを制御して画像形成動作を開始させるものである。
【００２２】
次に、主電源スイッチがオフにされたときの冷却ファンの駆動制御について説明する。制御部１００は、主電源スイッチ４０がオフにされた時、温度センサ３０によって検出された外気温に、記憶部１０１に記憶されている熱保護対象部材の上昇温度を加えた温度（以下、「予測最高温度」と記すことがある）と、同じく記憶部１０１に記憶されている熱保護対象部材の許容上限温度とを比較する。そして予測最高温度が許容上限温度よりも高ければ、冷却ファン２０の駆動を所定時間行う。これにより、定着部の余熱による熱保護対象部材の不具合発生を防止する。一方、予測最高温度が許容上限温度よりも低ければ、主電源スイッチのオフと同時に冷却ファン２０の駆動も停止させる。
【００２３】
ここで「熱保護対象部材」とは、定着部の余熱によって影響を受ける部材を意味し、画像形成装置の構造や部材の材質などから適宜定めればよい。図１に示した装置であれば、中間転写体１１を構成するゴムベルトやクリーニング手段１２を構成するファーブラシ、搬送ベルト９、クリーニングブレード１７、各種センサ、トナー等が材質の点から対象部材となり得る。通常は、定着部１４の周辺に配置された部材が熱保護対象部材となる。
【００２４】
また、「主電源スイッチをオフしたと同時に冷却ファンの駆動を停止した場合に熱保護対象部材における上昇温度」は、予備実験において、熱保護対象部材となり得る各部材に温度センサを取り付け、定着部が定着温度を保持している状態で主電源スイッチをオフする同時に冷却ファンの駆動を停止し、前記各部材の温度変化を温度センサで測定して得たものである。図３に、シアントナーを貯留したトナーホッパー６１の底面における温度変化を示す概略図を示す。画像形成装置の主電源がオンされると定着部１４のヒータ１４ａへ通電がなされ、定着部１４からの放熱によってトナーホッパー６１の温度は室温から徐々に上昇する。定着部１４が定着温度となったところで、トナーホッパー６１の温度も一定温度となる。そして、この状態のときに、ヒータ１４ａへの通電および冷却ファン２０の駆動を停止する。すると、トナーホッパー６１の温度は定着部１４の余熱によって徐々に上昇し、あるところで最高温度を示し、その後は放冷によって室温まで徐々に低下する。このときの最高温度と室温との差が前記の上昇温度Ｄである。したがって、この上昇温度Ｄは、定着用温度の設定温度や熱保護対象部材の定着部からの距離及び配設位置などにより変化するものである。
【００２５】
予備実験により得られた各種部材の上昇温度Ｄの一例を下記表１に示す。この予備実験の結果によれば、例えば各現像装置における最高温度はそれぞれ３６．５℃、３６．５℃、３７．１℃、３７．６℃であった（Ｎｏ．１〜４）。また、最も温度が高かったのは搬送ベルトの７０．５℃であった（Ｎｏ．８）。ここで、表１の右端欄に記載された許容上限温度に対して最も近い最高温度を示したのは、定着部１４の直上に配設されているトナーホッパー（シアン）（図１の符号６１）である（Ｎｏ．５）。したがって、この装置の場合には、熱保護対象部材をトナーホッパー中のシアントナーとし、その上昇温度Ｄを２１．３℃として記憶部に記憶させる。この場合、トナーホッパーの許容上限温度が４７℃であるから、外気温が２５．７℃未満であると、主電源スイッチのオフと同時に冷却ファンの駆動も停止されることになる。なお、熱保護対象部材の許容上限温度は、熱保護対象部材の材質などから適宜決定されるものであって、例えば熱保護対象部材がトナーの場合であれば、トナーの溶融温度を基準とし、これより１０℃程度低い温度とするのがよい。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
次に、本発明の画像形成装置の他の実施形態として、制御部が、定着部の温度を、トナー像を用紙に熱定着させるための定着用温度に保持する第１モードと、定着用温度よりも低い温度に保持する第２モードと、発熱体への通電を停止し、所定時間遅れて冷却ファンを停止させる第３モードとを備え、プリント処理の終了直後に第１モードから第２モードに温度制御を切り換え、そして操作部の操作キーに対する操作が所定時間継続して行われないときには、さらに第２モードから第３モードに温度制御を切り替える場合について説明する。
【００２８】
図４に、定着部の温度および冷却ファンの駆動強度の前記各モードによる変化を示す。第１モードでは、定着部は定着用温度に保持されると共に冷却ファンは高速で回転駆動される。プリント処理が終了すると、第１モードから第２モードに移行する。第２モードでは、定着部は、定着用温度よりも低い温度で保持され、冷却ファンは低速で回転駆動される。そして、第２モードの状態で操作キーに対する操作が所定時間（例えば２時間）継続して行われないと、第２モードから第３モードにさらに制御が切り替えられる。第３モードでは発熱体への通電が停止され、所定時間遅れて冷却ファンも停止される。なお、第２モード及び第３モードのときに操作部の操作キーに対する操作が行われると、第１モードに制御は切り替わる。このとき、定着部が定着用温度に復帰するまでプリント処理の開始を待機させ、定着用温度に復帰したときにプリント処理を開始させる。
【００２９】
定着部および冷却ファンがこのように制御される画像形成装置において、主電源スイッチがオフされる時期によって、冷却ファンの駆動を次のように制御する。図４において、制御モードが第１モードから第２モードへ移行してから所定時間経過する前に、主電源スイッチがオフされた場合には、前述の同様に、予測最高温度と許容上限温度とを比較し、予測最高温度が許容上限温度よりも高ければ、冷却ファン２０の駆動を所定時間行う一方、予測最高温度が許容上限温度よりも低ければ、主電源スイッチのオフと同時に冷却ファン２０の駆動も停止させる。
【００３０】
他方、図４において、制御モードが第１モードから第２モードへ移行してから所定時間経過した後に、主電源スイッチがオフされた場合には予想最高温度の如何に拘わらず冷却ファン２０の駆動を停止させる。第２モードでは定着部の設定温度が低く、第２モードで所定時間以上制御すると定着部の温度が設定温度にまで低下しているので、主電源スイッチのオフと同時に冷却ファンの駆動を停止させても、熱保護対象部材の温度が許容上限温度を超えるおそれはないからである。第３モードでは発熱体への通電が停止されているので、主電源スイッチのオフと同時に冷却ファンの駆動を停止させても、熱保護対象部材の温度が許容上限温度を超えるおそれはもちろんない。制御モードが第１モードから第２モードへ移行してからの前記所定時間は、一般に０．５〜２時間の範囲である。
【００３１】
以上、制御モードが第１モードから第３モードまである画像形成装置について説明したが、第１モードと第２モードしかない場合であっても前述の制御を行うことにより本発明の効果は当然ながら奏される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置では、主電源スイッチがオフにされたとき、温度センサによって検出された外気温に熱保護対象部材の上昇温度を加えた温度が、許容上限温度以上の場合には冷却手段を所定時間駆動させた後停止させ、許容上限温度未満の場合には主電源スイッチがオフと同時に冷却手段の駆動も停止させるようにしたので、主電源スイッチがオフされた後に定着部の余熱によって定着部周辺に配置されている熱保護対象部材が塑性変形したり溶融固化することがなく、しかも冷却ファンを不必要に駆動させることがなく省エネルギー化が図れる。また装置設計および部材の材質選定などに裕度を広げることができる。
【００３３】
また、定着制御のモードとして、転写部材上のトナー像を熱定着するための定着用温度に定着部の温度を保持する第１モードと、定着用温度よりも低い温度に保持する第２モードとを設け、画像形成処理終了直後に第１モードから第２モードに定着部の温度制御を切り換え、第２モードによる温度制御が所定時間経過した後に主電源スイッチがオフされた場合には、冷却手段の駆動も同時に停止させ、第２モードによる温度制御が所定時間経過する前に主電源スイッチがオフされた場合には、温度センサによって検出された外気温に熱保護対象部材の上昇温度を加えた温度が許容上限温度以上のときは、冷却手段を所定時間駆動させた後停止させ、許容上限温度未満のときは、主電源スイッチのオフと同時に冷却手段の駆動も停止させるようにすると、一層の省エネルギー化が図れる。さらに、発熱体への通電を停止させると共に、所定時間遅れて冷却手段の駆動を停止させる第３モードをさらに設け、第２モードによる温度制御が所定時間経過した後、第２モードから第３モードに定着部の温度制御を切り換えるようにすると、さらなる省エネルギー化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の制御構成例を示すブロック図である。
【図３】熱保護対象部材における温度変化例を示すグラフである。
【図４】各制御モードの時間的移行パターンおよび各制御モードでの定着部の温度設定および冷却ファンの強さを示す図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  光走査ユニット
３  帯電器
４，５，６，７  現像装置
８  用紙
９  搬送ベルト
１０  クリーニング装置
１１  中間転写体
１２  クリーニング手段
１３  転写手段
１４  定着部
２０  冷却ファン（冷却手段）
３０  温度センサ
４０  主電源スイッチ
１００  制御部
１５０  操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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