JP2000267477A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真（または静電写真）装置に使用され
る温風定着における温度検出の応答性を速くし、安定し
た温度制御を行うことができる定着器を備えた画像形成
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 下搬送ガイド板３１上を搬送される用紙
１４の上方の定着器１６は、熱源１７、送風手段１８、
ハニカム構造の整流手段１が設けられる。温度検出手段
３２を整流手段１の側面に配置し、安定した温度検出を
行うようにした。温風をかき乱すことが無いので定着ム
ラも防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術を用
いた画像形成装置に関するものであり、特に、印字用紙
の搬送方向と直行する方向にトナー像を印字用紙へ転写
する直交転写方式の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザープリンタに代表されるよ
うに、解像度に優れ、鮮明な画像を形成することができ
るトナー方式の画像形成装置が普及している。このよう
なトナー方式の画像形成装置として、印字用紙の搬送方
向と直交する方向へトナー像担持体を移動させてトナー
像の転写を行う直交転写方式の画像形成装置が提案され
ている。以下に、このような直交転写方式の画像形成装
置の従来の技術について図面を参照しながら説明する。

【０００３】図４は従来の直交転写方式の画像形成装置
の要部模式図、図５は従来の直交転写方式の画像形成装
置の要部斜視図、図６は従来の直交転写方式の画像形成
装置の転写対向ローラの移動状態を示す要部断面図、図
７は従来の直交転写方式の画像形成装置の定着器周辺を
示す要部斜視図である。

【０００４】図４〜図７において、４はトナー像担持
体、５はトナー像担持体ローラ、６は変位ローラ、７は
転写対向ローラ、８は挟持ローラ、９は帯電器、１０は
現像器、１０ａはトナー、１０ｂは現像ローラ、１０ｃ
はトナー像、１１はトナー像担持体クリーニング手段、
１２は除電器、１３は露光器、１３ａは露光光線、１４
は用紙、１５は転写板、１６は定着器、３１は下搬送ガ
イド板である。定着器１６及び下搬送ガイド板３１で定
着部を形成している。

【０００５】図４に示すように、表面に有機光導電性材
料のコーティング層等を有するトナー像担持体４は、ト
ナー像担持体ローラ５と変位ローラ６と転写対向ローラ
７の間に張設され、矢印Ａの方向に回動可能となってい
る。トナー像担持体４の回動方向には、トナー像担持体
クリーニング手段１１、除電器１２、帯電器９、露光器
１３、現像器１０が順に配設され、現像器１０の内部に
はトナー１０ａが収納されている。また、用紙１４は転
写板１５上に支持され、図５に示すようにトナー像担持
体４が回動する矢印Ａの方向とは直交する矢印Ｂ方向に
搬送される。

【０００６】次に、上記構成を有する従来の直交転写方
式の画像形成装置の動作を説明する。画像形成装置の制
御部（図示せず）より画像形成動作が指示されると、ト
ナー像担持体ローラ５，変位ローラ６，転写対向ローラ
７が回転し、トナー像担持体４が矢印Ａの方向に回動を
始める。トナー像担持体４は、まず帯電器９によりその
表面が−６００Ｖ程度に均一に帯電された後、形成する
画像の内容に応じて露光器１３から照射される露光光線
１３ａによって、帯電された部分に静電潜像が形成され
る。

【０００７】トナー像担持体４の静電潜像が形成された
部分が現像器１０の位置に至ると、現像器１０に配設さ
れた現像ローラ１０ｂが回転するとともに、トナー像担
持体４に当接する。これにより、トナー像担持体４が現
像ローラ１０ｂと挟持ローラ８の間で挟持されて移動す
る間に、静電潜像が現像ローラ１０ｂの表面に付着した
トナー１０ａによって現像され、トナー像担持体４上に
トナー像１０ｃが形成される。

【０００８】上記動作により、図４に示した用紙１４の
画像形成領域Ｌに相当する範囲のトナー像１０ｃがトナ
ー像担持体４上に形成されると、トナー像担持体４から
用紙１４上へトナー像１０ｃの転写が行われる。トナー
像１０ｃの転写の際には、まずトナー像担持体４上に形
成されたトナー像１０ｃの先端部分ｐ１が用紙１４の画
像形成領域の端部ｐ２と略同位置となったところで、ト
ナー像担持体ローラ５，変位ローラ６，転写対向ローラ
７の回転が休止してトナー像担持体４の回動が止まる。

【０００９】次に、図５に示すように、用紙１４が転写
板１５上をトナー像担持体４の回動方向と直交する矢印
Ｂ方向に所定の位置まで搬送される。用紙１４の搬送が
終了すると、図６に示すように転写対向ローラ７が矢印
Ｃ方向に転写開始位置ｐ３から転写終了位置ｐ４まで用
紙１４に沿って平行移動するとともに、転写対向ローラ
７の移動に伴ってトナー像担持体４の張力を一定に保つ
ように変位ローラ６が矢印Ｄ方向に移動する。この転写
対向ローラ７の平行移動の間に、転写対向ローラ７によ
ってトナー像担持体４が順次用紙１４に押圧されるとと
もに、転写板１５に正の電圧が印加されることによっ
て、トナー像担持体４上の負に帯電したトナー像１０ｃ
が用紙１４上に転写される。

【００１０】このようにして、１回の転写が終了する
と、図５に示したトナー像担持体４の有効転写幅Ｍに相
当する距離だけ用紙１４が矢印Ｂ方向に搬送されるとと
もに、トナー像担持体４が回動する。再び、トナー像担
持体４上のトナー像１０ｃの先端部分が用紙１４の画像
形成領域Ｌの端部と略同位置となったところで、前述と
同様にしてトナー像１０ｃが用紙１４上に転写される。
この時、転写対向ローラ７は前回の転写終了位置ｐ４か
ら図６に示した矢印Ｃ方向とは逆方向に移動し、前回の
転写開始位置ｐ３まで用紙１４に沿って平行移動する。
転写後、用紙１４は、図５に示した有効転写幅Ｍと同じ
距離だけ矢印Ｂ方向に搬送される。また、トナー像担持
体４のトナー像１０ｃが転写された部分は、回動する際
に、トナー像担持体クリーニング手段１１により残留す
るトナー１０ａが除去された後、除電器１２により残存
する電荷が消失される。以上のようにしてトナー像担持
体４上へのトナー像１０ｃの形成と用紙１４へのトナー
像１０ｃの転写及び紙搬送が繰り返され、用紙１４は定
着器１６に至る。

【００１１】定着器１６は、図７に示すように熱源１７
と、熱源１７に空気を吹きつける送風手段１８（クロス
フローファン等、１９はファン駆動モータ）と下搬送ガ
イド板３１からなる。熱源１７としては、ハロゲンラン
プ、キセノンランプ、水銀ランプ、赤外線ヒータランプ
等の光照射型のものや、ニクロム線等を用いた抵抗加熱
型のもの等が使用される。いずれの場合も熱源１７で熱
せられた空気が、送風手段１８及び温風をガイドするガ
イド手段２０（断熱を兼ねる）により、用紙１４の方向
に送られる。トナーが転写された用紙１４が、下搬送ガ
イド板３１上を搬送され、温風でトナーが加熱融解さ
れ、用紙１４に定着される。温風の温度は、温度検出手
段３２により温風の温度を検出し、所定温度となるよう
にヒータをオン／オフ制御する。

【００１２】次に、整流手段（ハニカム積層体）につい
て、図３で説明する。ハニカム積層体の構造は、ライナ
ーと呼ばれる平板部１ａとコルゲートと呼ばれる波形の
板１ｂを段々に重ね合わせたものである。身近な例で
は、１段ではあるがダンボールがこの構造である。図３
において、大きな矢印（ＸまたはＹ）が風の入力を表
し、小さな矢印が風の出力を表す。ハニカム積層体の特
徴はその整流作用である。入力の風（大きい矢印）がハ
ニカム積層体に対して多少斜め（Ｙの場合）に入っても
出力の風（小さい矢印）は図で示したように真っ直ぐに
出てくる。このハニカム積層体を定着器１６の吹き出し
口に配置することにより、紙面に対し、必ず垂直に風を
当てることができる。以前の温風定着器では、部分的に
風が舞っていた為、垂直に当たっていない部分による定
着不良があったが、これを改善することができる。

【００１３】次に、ハニカム積層体の温度均一化作用で
ある。ハニカム積層体を金属等の熱伝導性の良い材料で
構成し、熱分布のある温風でも、表面積の極めて大きい
ことが特徴であるハニカム積層体に通すことにより、い
わば放熱板の効果と同じようにハニカム積層体部が均一
な温度になり、結果出てくる風の温度が均一になる。そ
のため、ハニカム積層体から出てくる温風は温度も均一
なものとなる。また、ハニカム積層体の部分で、熱容量
（ハニカム積層体の材質、板厚、表面積）を持つため連
続通紙などで系全体が急激に冷えるのを防止する効果も
ある。なお、この熱容量に関しては、熱源のワッテージ
や送風手段の風量または風速に応じて最適に選択する必
要がある。

【００１４】先ほども述べたが熱容量を大きくすること
は、連続通紙などで系全体が急激に冷えるのを防止する
効果も有るが、逆に暖まりづらい為、定着装置の立ち上
がり時間が長くなるという欠点がある。また、ハニカム
積層体は、ヒータにとっては放熱板と見なすこともでき
るため、そのヒータのワッテージに対し、定着温度まで
到達できないような熱容量のハニカム積層体では無意味
である。よって、その装置の仕様（ヒータのワッテー
ジ、紙送りのスピード、定着性、装置の立ち上がり時
間）に応じて、ハニカム積層体の熱容量を決定する必要
がある。送風手段は、定着動作中、常にオンする。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の直交転写方式の画像形成装置は以下のような課題を
有していた。この定着方式は、温風による加熱融解のみ
のため、温度制御のための温度検出手段を温風の吹き出
し口に配置する必要があった。温度検出手段には一般的
にサーミスタが用いられるが、空気の温度に対する反応
スピードは、定着ローラ等の固体物に接した場合の温度
検出に比べ遅くなる。このため、温風温度の制御が不安
定となる。また、たとえ空気の温度に対する反応スピー
ドの速いセンサが開発されたとしてもそれを吹き出し口
に配置しないといけないために温風の流れを乱してしま
うといった欠点もある。

【００１６】そこで本発明は、電子写真（または静電写
真）装置に使用される温風定着における温度検出の応答
性を速くし、安定した温度制御を行うことができる定着
器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、トナー像担持
体上のトナー像を用紙の搬送方向と直交する方向で用紙
上に転写する直交転写方式の画像形成装置であって、熱
源と、前記熱源に空気を吹きつける送風手段と、前記熱
源に暖められ前記送風手段によって送られた温風をガイ
ドする温風ガイド手段と、前記温風の流れを整流する整
流手段と、用紙を搬送する搬送ガイド板と、温風の温度
制御をする制御手段を有し、また前記整流手段から吹き
出される温風によりトナーを加熱融解して用紙に定着さ
せる定着器を有し、前記温風の温度制御における温度検
出手段を温風吹き出し部ではなく、整流手段の側面で且
つその温度検出手段に温風が当たらない位置に配置し
た。

【００１８】この構成により、温風定着における温度検
出の応答性を速くし、安定した温度制御を行うことがで
きる定着器を備えた画像形成装置を実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、トナー
像担持体上のトナー像を用紙の搬送方向と直交する方向
で用紙上に転写する直交転写方式の画像形成装置であっ
て、熱源と、前記熱源に空気を吹きつける送風手段と、
前記熱源に暖められ前記送風手段によって送られた温風
をガイドする温風ガイド手段と、前記温風の流れを整流
する整流手段と、用紙を搬送する搬送ガイド板と、温風
の温度制御をする制御手段を有し、また前記整流手段か
ら吹き出される温風によりトナーを加熱融解して用紙に
定着させる定着器を有し、前記温風の温度制御における
温度検出手段を温風吹き出し部ではなく、整流手段の側
面で且つその温度検出手段に温風が当たらない位置に配
置した。

【００２０】また請求項２に記載の発明は、前記整流手
段を熱伝導率の良い金属等の部材とし、整流手段全体の
温度を均一にするようにした。

【００２１】上記構成により、温風定着における温度検
出の応答性を速くし、安定した温度制御を行うことがで
きる定着器を備えた画像形成装置を実現できる。

【００２２】図１は本発明の一実施の形態における画像
形成装置の定着器周辺を示す要部断面図、図２は同画像
形成装置の電気系のブロック図、図３は同画像形成装置
の整流手段の１つであるハニカム積層体の斜視図であ
る。図１において、１８は、空気を吹きつける送風手段
（クロスフローファン等）で、１７は熱源、２０は温風
ガイド兼定着器外壁、１はハニカム積層体などの整流手
段、３２は温度検出手段であり、整流手段１の風の通ら
ない側面に配置される。以上により定着器１６が構成さ
れている。３１は、下搬送ガイド板、１４は用紙を表
す。太矢印は、空気の流れを表している。本実施の形態
における画像形成装置が従来の技術と異なるのは、温度
検出手段３２を従来の技術の温風吹き出し部ではなく、
整流手段１の風の通らない側面に配置したことである。

【００２３】図２において、２１は、この画像形成装置
全体を制御するマイクロプロセッサである。２８は送風
手段、２７はそのドライブ回路である。３２は、サーミ
スタ等の温度検出手段であり、２９は温度検出手段３２
からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器である。２４はハロゲンランプなどの熱源であり、
２３はそのドライブ回路である。これらすべてのドライ
ブ回路は、予めＲＯＭ２２に組み込まれたプログラムに
従い、マイクロプロセッサ２１で制御される。

【００２４】印字動作がスタートすると、図１において
まず、送風手段１８がスタートする。次に、熱源１７が
通電され、送風手段により送られてきた風が当たり、温
風となる。この温風は、整流手段１により整流される。
整流されたこの温風の温度は、整流手段１の側面に取り
付けられた温度検出手段３２で検出される温度をもとに
制御される。温度検出手段３２でモニタされ、Ａ／Ｄ変
換器２９でＡ／Ｄ変換されたデジタル値がマイクロプロ
セッサ２１で検知される。そして、温風の温度が所定値
になるまで待つ。温風温度が所定値に到達したら、未定
着トナーの乗った用紙１４を定着器１６内部に搬送する
動作を行う。定着器１６内部でトナーは融解し、用紙１
４が定着器１６外部に出る際に固まり定着が完了する。

【００２５】本発明の特徴は、温度制御の際、温風の温
度ではなく、整流手段（ハニカム積層体）の側面の温度
を使用することである。予め、温風吹き出し口での定着
に必要な温度を実験により測定し、その時のハニカム積
層体の側面温度との相関をとる。この実験が重要であ
り、この実験で使用する温度検出手段の応答スピードを
考慮しデータを取得する。整流手段（ハニカム積層体）
の側面での温度検出は固体物での温度検出であり、温度
検出手段の性能（応答スピード）が十分生かせる。ただ
し、この場合整流手段を熱伝導率の良い材質で構成する
必要がある。なぜならば、吹き出す温風と整流手段（ハ
ニカム積層体）の側面での温度変化に大きなタイムラグ
があると所望の温調制御ができないからである。この方
法の大きな利点は、温度検出手段の空気温度に対する応
答性の大きなバラツキを固体温度に対する小さなバラツ
キに押さえることができ、制御を安定させることができ
るということである。また、風の流れを乱さないように
配置できるため、定着ムラも防ぐことができる。

【００２６】以上、述べてきたように整流器（ハニカム
積層体）の側面に温度検出手段を組み込むことにより、
従来の技術に比較してより安定した定着を行うことが可
能となる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、温風方式
の定着で問題であった温度検出手段の応答の遅れによる
温度制御の不安定による定着不良や定着ムラの問題を解
決し、安定した定着を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置の
定着器周辺を示す要部断面図

【図２】本発明の一実施の形態における画像形成装置の
電気系のブロック図

【図３】本発明の一実施の形態における画像形成装置の
整流手段の１つであるハニカム積層体の斜視図

【図４】従来の直交転写方式の画像形成装置の要部模式
図

【図５】従来の直交転写方式の画像形成装置の要部斜視
図

【図６】従来の直交転写方式の画像形成装置の転写対向
ローラの移動状態を示す要部断面図

【図７】従来の直交転写方式の画像形成装置の定着器周
辺を示す要部斜視図

【符号の説明】

１ 整流手段 ４ トナー像担持体 ９ 帯電器 １０ 現像器 １２ 除電器 １３ 露光器 １４ 用紙 １６ 定着器 １７ 熱源 １８ 送風手段 ３２ 温度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 博史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 釘丸 忠大 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA18 BA31 BA32 BE02 CA02 CA04 CA07 CA27 CA30 CA44 CA48 CA53

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像担持体上のトナー像を用紙の搬送
   方向と直交する方向で用紙上に転写する直交転写方式の
   画像形成装置であって、熱源と、前記熱源に空気を吹き
   つける送風手段と、前記熱源に暖められ前記送風手段に
   よって送られた温風をガイドする温風ガイド手段と、前
   記温風の流れを整流する整流手段と、用紙を搬送する搬
   送ガイド板と、温風の温度制御をする制御手段を有し、
   また前記整流手段から吹き出される温風によりトナーを
   加熱融解して用紙に定着させる定着器を有し、前記温風
   の温度制御における温度検出手段を温風吹き出し部では
   なく、整流手段の側面で且つその温度検出手段に温風が
   当たらない位置に配置したことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】前記整流手段を熱伝導率の良い金属等の部
   材とし、整流手段全体の温度を均一にするようにしたこ
   とを特徴とする第１項記載の画像形成装置。