JPH11219097A - 画像形成装置の光学系冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置における光学系の適正な冷却を
必要に応じて行うことができ、粉塵の機内への侵入を抑
え得る画像形成装置の光学系冷却装置を提供する。 【解決手段】 画像形成プロセスを実行するためのコピ
ースタートキーＯＮにより、照明ランプ３に印加する印
加電圧として電源１８に設定してあるのと同じ値の印加
電圧Ｖが、光源制御装置１７から制御手段１９に入力さ
れ、制御手段１９は予め設定されている電圧値ｖと、入
力された電圧Ｖとを比較し、Ｖ＜ｖまたは画像形成プロ
セスコントロール実行せずの場合は、冷却ファン２０、
２１を駆動せずにＯＦＦのままとしてコピー動作をスタ
ートさせ、Ｖ≧ｖのときは照明ランプ３の発光光量が大
きいので冷却ファン２０、２１を駆動してコピー動作を
スタートさせる。

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
系冷却装置に関する。

【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
伴って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
特性は一般に感光体温度の上昇とともに低下し、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。
このため、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
系を冷却することが行われている。

【０００４】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」、照明ランプの光量変化量から温度上昇を予測し
て、予測温度が一定値以上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】例えば特開平２−１４４８８８号公報に開
示の照明装置では、光源の光量変化に応じて光源の加熱
または冷却を行う温度制御手段を設けることにより、所
望の発光量が正確且つ迅速に得られるようにしている。
また特開平３−１４４６２７号公報に開示の画像形成装
置では、形成する画像の画像情報を検知し、その画像情
報に基づいてクーリングファンの回転数または回転時間
を制御することにより、原稿台等を好適に冷却可能とし
ている。さらに特開平３−２３９２７２号公報に開示の
照明装置及び複写装置では、光源から光量を検知するた
めの検知手段を有し、光源への通電中、検知手段からの
検知量が所定値より小さい場合、冷却手段の駆動を禁止
することにより、光量の立ち上がりを速くし、複写動作
がスピーディに行えるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】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ため、冷却風とともに取り
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、これ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。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できなくなる。上
記微塵や微粉末の侵入を防止するため、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おこなっている。しかし、微塵の
侵入を防ぐ反面、冷却効率を低下させ且つ、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
上昇を抑えきれなくなるため、定期的に点検、清掃、交
換作業をサービスマンが行っている。

【０００７】こ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ため、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
に到達する結像光の減少を補うことが行われている。し
かしながら、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
したりすることになり、結果的に微塵や微粒子の取り込
む量も増大して光学系の汚れ傾向に拍車をかけることに
なり不都合がある。また、それと同時に静電防止フィル
タが汚れ冷却効率を低下させ、結局、悪循環が繰り返さ
れる。冷却ファンが作動すれば、消費電力の増大、騒音
増大という問題も指摘される。

【０００８】また、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ために複雑な制御手段
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】本発明は上述した従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、画像形成装置における光学系の適
正な冷却を必要に応じて行うことができ、粉塵の機内へ
の侵入を抑え得る画像形成装置の光学系冷却装置を提供
することを目的とする。また本発明は、エネルギー消費
を最小限に抑え、静音化可能で機構の簡単な画像形成装
置の光学系冷却装置を提供することをも目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置の
光学系冷却装置のうち請求項１に係るものは、上記目的
を達成するために、印加電圧に応じて発光量が変化する
とともに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、該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いて、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、該冷却ファ
ンの外気流入経路に配した静電防止フィルタとを有し、
上記冷却ファンを２段階以上の電圧で駆動制御可能なも
のとし、上記光源制御装置により印加電圧を調整設定す
る間隔を画像形成プロセス実行間隔としてコピー枚数に
て設定可能とし、該設定した画像形成プロセス実行間隔
を入力情報とし、該画像形成プロセス実行間隔が所定値
のときに上記１以上の冷却ファンを所定電圧で駆動制御
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】同請求項２に係るものは、上記冷却ファン
を２個以上設け、上記冷却ファン駆動制御手段が、上記
画像形成プロセス実行間隔が所定値以上のときにその値
に段階的に応じて、駆動する冷却ファンの数を増やす制
御を行うことを特徴とする。

【００１２】同請求項３に係るものは、上記冷却ファン
を２個以上設け、上記冷却ファン駆動制御手段が、上記
画像形成プロセス実行間隔が所定値以上のときにその値
に段階的に応じて、駆動する冷却ファンの電圧を変化さ
せる制御を行うことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明を適用した画像形成
装置の一例であるアナログ電子複写装置を、説明に必要
な部分のみ略示している概念図である。この複写装置
は、原稿ガラス１上に複写すべき原稿を載置し、照明ラ
ンプ３がミラー４と一体となって図の右方へ移動しつ
つ、上記原稿を照明走査する。原稿からの反射光束はミ
ラー４の移動速度の１／２の速度で図の右方変位するダ
ハミラー５により折り返され、結像レンズ６を透過する
と固定ダハミラ−７により折り返され、固定ミラ−８に
反射されると、仕切板２４に設けられた窓９を介して光
導電性の感光体１０上に原稿像を結像する。仕切板２４
は、装置上部の露光光学系の側からの迷光が感光体１０
に影響しないようにするとともに、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。

【００１４】感光体１０はドラム状で、上記露光が行わ
れるとき、図中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。即ち、電位計１２に
より感光体１０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、上記のように原稿
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。この静電潜像は現像装置１３により現像され
て可視像となる。転写紙Ｓは、感光体１０の回転による
可視像の移動に同期し、ベルト式の転写装置１４により
転写部へ送り込まれ、上記可視像を転写される。可視像
を転写された転写紙Ｓは、図示せぬ定着装置により可視
像を定着され、装置外へ排出される。以上が画像形成プ
ロセスとしてのあらましである。なお図中２は基準パタ
ーン、１５はトナー回収装置、１６は電位計、２５はサ
ーミスタである。

【００１５】また図１において、１７は光源制御装置、
１８は電源、１９は冷却ファン駆動制御手段、２０、２
１は冷却ファンを示す。光源制御装置１７は、具体的に
はＣＰＵやコンピュータ、あるいは制御回路として構成
でき、ハードウェア的にはこれら光源制御手段１７と制
御手段１９を、制御板として同一ボード上に組み付ける
構成とすることができる。

【００１６】図２は、図１の上部の露光光学系の部分に
おける、冷却ファン２０、２１と静電フィルタ２２、２
３の位置関係、及び冷却ファン２０、２１により冷却風
を通じた状態を示している。冷却ファン２０、２１を駆
動すると、装置外部から吸入される空気が冷却風として
図中の矢印のように流れ、光学系を冷却する。

【００１７】次に図１を参照して光源制御装置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
圧の調整設定を説明する。静電潜像形成特性の検知は画
像形成工程が行われないときに実行される。このとき、
感光体１０は帯電装置１１により所定の電位Ｖ０に均一
帯電され、次いで露光光学系により基準パターン２の像
を照射される。基準パターン２は所定の基準濃度を有し
ている。基準パターン２の照射により形成された静電潜
像は現像されることなく、そのまま移動し、電位計１６
により基準の地肌電位ＶＬとして検出される。電位計１
６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。

【００１８】光源制御装置１７は電位差ΔＶ＝（Ｖ０−
ＶＬ）を算出する。電位Ｖ０は一定であるから、電位差
ΔＶは電位ＶＬに応じて変化し、電位差ΔＶが小さくな
るほど静電潜像形成特性は悪くなる。このように、静電
潜像形成特性が劣化する主な原因は２つあり、１つは露
光光学系におけるミラー面やレンズ面の汚れであり、１
つは感光体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、上記電位ＶＬとと
もに、感光体１０の温度Ｔが入力される。温度Ｔはサー
ミスタ２５により検出される。

【００１９】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に基づき算出するため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を決定する。そして、決定された印加電圧Ｖを電
源１８に設定する。電源１８は直流電源でも交流電源で
もよい。

【００２０】以上が照明ランプ３への印加電圧の調整設
定である。この調整設定の一例につき、図３にフロー図
を示す。電源がＯＮになると（ステップ１）、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（ステップ２）。
比較の結果、感光体１０の温度Ｔが予め設定された温度
ｔ以上（Ｔ≧ｔ）のときには、常に上述の静電潜像形成
特性の検出が行われ（ステップ３）、照明ランプ３への
印加電圧の調整設定が行われる（ステップ４）。また、
感光体１０の温度Ｔが予め設定された温度ｔより低い
（Ｔ＜ｔ）ときには、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（ステップ５）。この判定は、光源制
御装置１７で行われる。Ｎ＝１０００の条件が満たされ
るときも、常に上述の静電潜像形成特性の検出が行わ
れ、照明ランプ３への印加電圧の調整設定が行われる。
またＴ＜ｔで且つＮ＜１０００のときは、前回に調整設
定された印加電圧を維持することになる（ステップ
６）。

【００２１】図４に冷却ファンの駆動制御のフロー図を
示す。複写装置の電源がＯＮの状態において（ステップ
１）、画像形成プロセスを実行するためのコピースター
トキーがＯＮされると（ステップ２）、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、制御手段１９は予め設定されている電圧値
ｖと、上記入力された電圧Ｖとを比較する（ステップ
３）。もし、Ｖ＜ｖまたは画像形成プロセスコントロー
ル実行せずの場合であれば、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
足されるように電圧ｖの設定を行う。）、冷却ファン２
０、２１を駆動せずに冷却ファンＯＦＦのままとしてコ
ピー動作をスタートさせる（ステップ４、６）。またＶ
≧ｖのときは、照明ランプ３の発光光量は大きいので、
制御手段１９は冷却ファン２０、２１を駆動し（ステッ
プ５）、そしてこの状態でコピー動作をスタートさせる
（ステップ６）。

【００２２】図５は、２つの画像形成プロセスコントロ
ール実行間隔をコピー枚数にて設定した場合の冷却ファ
ンの駆動制御のフロー図を示す。図１に示す制御手段１
９内に、予め２つの画像形成プロセスコントロール実行
間隔をコピー枚数ｘ、ｙ（ｘ＞ｙ）により設定してお
き、電源オン後（ステップ１）、印加電圧設定ルーチン
を経て（ステップ２）、入力電圧Ｖ≧ｖを満たし（ステ
ップ３）、画像形成プロセスコントロール実行間隔ｎが
ｎ≧ｘであって画像形成プロセスコントロールを実行す
るようになっており（ステップ４）、かつｘ＞ｎ≧ｙの
とき（ステップ５）は冷却ファン２０を駆動し（ステッ
プ６）、コピー動作をスタートさせる（ステップ９）。
画像形成プロセスコントロール実行間隔ｎがｙ＞ｎのと
きは冷却ファン２０、２１をともに駆動する（ステップ
７）ようにしてコピー動作をスタートさせる（ステップ
９）と、照明ランプ３の発熱量及び印加電圧上昇分に対
し、より即した冷却を行うことができる。冷却ファンを
作動させない条件は、入力電圧Ｖ＜ｖまたは画像形成プ
ロセスコントロールを実行しないモードを選択したとき
である（ステップ４、８）。

【００２３】なお画像形成プロセスコントロール実行間
隔が長くなるにつれ照明ランプ３への印加電圧が上昇す
る機会が少なくなるため、冷却ファン作動回数を減少さ
せることが可能になり、冷却ファン作動個数または作動
電圧を小さくすることができる。画像形成プロセスコン
トロール実行間隔は、例として、それぞれコピー枚数２
００枚、５００枚、１０００枚、またはプロセスコント
ロールを実行しないモードがあげられる。また、画像形
成プロセス実行間隔を入力条件とし冷却ファンの作動電
圧を変更させても良い。例えば、画像形成プロセスコン
トロール実行間隔ｎがｘ＞ｎ≧ｙのときは冷却ファン２
０及び／または２１の作動電圧を１５Ｖで作動させ、ｙ
＞ｎとなったときは冷却ファン２０及び／または冷却フ
ァン２１の作動電圧を定格の２４Ｖで作動させると、こ
れにより過剰な風量を必要とせず、冷却ファン作動時の
騒音防止またはエネルギー消費を抑えることができ、効
率的な光学装置内の冷却ができる。

【００２４】なお以上説明してきた本発明の実施形態
は、アナログ複写機やデジタル複写機等に関するものの
みであるが、本発明はこれに限定されず、熱源を有する
機械、装置の冷却装置に採用でき、上述してきた画像形
成装置は、複写機等に限定されるものではなく、広い意
味で解釈されるべきものである。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に係る画像形成装置の光学系冷
却装置は、以上説明してきたようなもので、光導電性の
感光体に適正な静電潜像を形成するという条件を満足し
つつ、照明ランプの発熱が一定になるときのみ冷却ファ
ンを駆動するので、冷却ファンの駆動を必要最低限に抑
えることができ、エネルギー消費を抑えるとともに、画
像形成装置を簡素化できるという効果がある。

【００２６】請求項２に係る画像形成装置の光学系冷却
装置は、上記共通の効果に加え、冷却ファンを２個以上
設けて画像形成プロセス実行間隔が所定値以上のときに
その値に段階的に応じて駆動する冷却ファンの数を増や
す制御を行うようにしたので、冷却ファンを駆動する際
に、照明ランプの発熱に応じた冷却を実現できるという
効果がある。

【００２７】請求項３に係る画像形成装置の光学系冷却
装置は、上記共通の効果に加え、冷却ファンを２個以上
設けて画像形成プロセス実行間隔が所定値以上のときに
その値に段階的に応じて駆動する冷却ファンの電圧を変
化させる制御を行うようにしたので、冷却ファンの回転
数を低くして騒音を最小限に抑えることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像形成装置の一例であるア
ナログ電子複写装置の概念図である。

【図２】図１の上部の露光光学系の部分における冷却フ
ァンと静電フィルタの位置関係及び冷却ファンにより冷
却風を通じた状態を示す概念図である。

【図３】照明ランプへの印加電圧の調整設定例のフロー
図である。

【図４】冷却ファンの駆動制御例のフロー図である。

【図５】２つの画像形成プロセスコントロール実行間隔
をコピー枚数にて設定した場合の冷却ファンの駆動制御
例のフロー図である。

【符号の説明】

１ 原稿ガラス ２ 基準パターン ３ 照明ランプ ４ ミラー ５ ダハミラ− ６ 結像レンズ ７ 固定ダハミラ− ８ 固定ミラ− ９ 窓 １０ 感光体 １１ 帯電装置 １２ 電位計 １３ 現像装置 １４ 転写装置 １５ トナー回収装置 １６ 電位計 １７ 光源制御装置 １８ 電源 １９ 冷却ファン駆動制御手段 ２０、２１ 冷却ファン ２２、２３ 静電フィルタ ２４ 仕切板 ２５ サーミスタ Ｓ 転写紙

Claims (3)

【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するとと
   もに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、該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いて、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、該冷却ファン
   の外気流入経路に配した静電防止フィルタとを有し、上
   記冷却ファンを２段階以上の電圧で駆動制御可能なもの
   とし、上記光源制御装置により印加電圧を調整設定する
   間隔を画像形成プロセス実行間隔としてコピー枚数にて
   設定可能とし、該設定した画像形成プロセス実行間隔を
   入力情報とし、該画像形成プロセス実行間隔が所定値の
   ときに上記１以上の冷却ファンを所定電圧で駆動制御す
   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
   像形成装置の光学系冷却装置。
2. 【請求項２】 上記冷却ファンを２個以上設け、上記冷
   却ファン駆動制御手段が、上記画像形成プロセス実行間
   隔が所定値以上のときにその値に段階的に応じて、駆動
   する冷却ファンの数を増やす制御を行うことを特徴とす
   る請求項１の画像形成装置の光学系冷却装置。
3. 【請求項３】 上記冷却ファンを２個以上設け、上記冷
   却ファン駆動制御手段が、上記画像形成プロセス実行間
   隔が所定値以上のときにその値に段階的に応じて、駆動
   する冷却ファンの電圧を変化させる制御を行うことを特
   徴とする請求項１の画像形成装置の光学系冷却装置。