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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−65402
公開日 平成11年(1999)3月5日
出願番号 特願平9−222490
出願日 平成9年(1997)8月19日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】岸田 正行 (外4名)
発明者 吉田 里志 / 小林 謙一 / 大熊 晴喜
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 露光により潜像が形成される感光体と、該感光体を帯電する帯電ローラと、該潜像をトナーにより現像しトナー像とする現像手段と、感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ローラを有し、少なくとも前記感光体及び現像手段を一体化してカートリッジとした画像形成装置において、該カートリッジ付近を昇温させる昇温手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記昇温手段は、前記転写ローラ内部に設けられたヒーターであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】 前記昇温手段は、前記転写ローラの芯金を加熱するヒーターであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項4】 前記昇温手段は、前記帯電ローラ内部に設けられたヒーターであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項5】 前記昇温手段は、前記帯電ローラの芯金を加熱するヒーターであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項6】 前記カートリッジ内部又はカートリッジ外部付近の温度を検知する温度センサーと、該温度センサーの検知結果に基づき、カートリッジ内の温度をトナー融解温度以下に制御する制御手段を有することを特徴とする請求項1乃至5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、像担持体としての電子写真感光体にトナー像を形成し、該トナー像を紙等の転写材に転写し、熱または圧によりトナーの定着を行う電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】感光体を有する熱定着方式の画像形成装置の動作原理を、本発明に係る図1を援用して説明する。
【0003】まず、プリント開始信号をCPU1が受けるとメインモータ25が駆動し、転写材としてのカット紙23を搬送する各ローラが回転を始める。定着器10が十分に暖まり描画準備が整うと給紙ソレノイドをON/OFFすることで給紙ローラ20を回転させて、カット紙23を1枚を搬送ローラ18へ送り、更にレジストローラ7まで送る。
【0004】ここで、カット紙23の先端と感光体8上の画像の先端を一致させる様なタイミングでレジストローラ7の回転を開始させる。感光体8上に形成されたトナー画像は転写ローラ9とのニップ部でカット紙23に転写され、定着器10と加圧ローラ11のニップ部でトナー画像を、加熱加圧定着して画像形成を行う。
【0005】その後、画像を形成されたカット紙23はFD排紙部17又はFU排紙部16に排紙される。この様な画像形成装置に於て、トナーを定着させるために熱を発するのは定着器10のみである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような感光体を有し、熱定着を行う画像形成装置において以下のような現象の恐れがある。
【0007】・感光体は汚れや異物に敏感なものであり、正常な画像を形成するためには、常に感光体表面をきれいに保つ必要がある。しかし、感光体をクリーニングするクリーナブレードでは完全にクリーニングが困難で、廃トナーや転写材の溶剤が感光体に蓄積してしまい、さらに廃トナーや転写材の溶剤が水分を含むと感光体表面に層を作ってしまい、正常に画像を形成することが出来なくなる可能性がある。
【0008】・吸湿した転写材にトナーを乗せ、定着器で熱定着を行おうと転写材に急激な熱をかけると、転写材内に含まれている水分が勢い良く水蒸気となり転写材表面の定着されていないトナーを吹き飛ばしてしまうと言う現象(以下、尾引きと称す)が発生する可能性がある。
【0009】・熱定着を行う画像形成装置では、プリント信号を受信しても定着器の温度が所定の温度にならない限り、プリントを開始しないため、1ページ目をプリントするのに時間がかかる。
【0010】本発明は、上記のような問題点を解決し、感光体周囲の水分を低減して良質の画像形成を可能にするとともに、定着器の立ち上げ時のウエイト時間を短縮できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本出願に係る発明の画像形成装置は、露光により潜像が形成される感光体と、該感光体を帯電する帯電ローラと、該潜像をトナーにより現像しトナー像とする現像手段と、感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ローラを有し、少なくとも前記感光体及び現像手段を一体化してカートリッジとした画像形成装置において、該カートリッジ付近を昇温させる昇温手段を有することを特徴とする。
【0012】前記昇温手段は、前記転写ローラ内部に設けられたヒーターとすることができる。
【0013】前記昇温手段は、前記転写ローラの芯金を加熱するヒーターとすることができる。
【0014】前記昇温手段は、前記帯電ローラ内部に設けられたヒーターとすることができる。
【0015】前記昇温手段は、前記帯電ローラの芯金を加熱するヒーターとすることができる。
【0016】前記カートリッジ内部又はカートリッジ外部付近の温度を検知する温度センサーと、該温度センサーの検知結果に基づき、カートリッジ内の温度をトナー融解温度以下に制御する制御手段を設けてもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
[実施形態1]図1は本発明に係る画像形成装置の一例の概略構成図であり、図2はカートリッジ(以下、CRGと略称する)部分を拡大した図である。図1において1はROM内蔵のワンチップマイコン(CPU)、2はレーザー駆動部、3はスキャナーモーター、4はポリゴンミラー、5は反射ミラーで、該ミラーからの露光により電子写真感光体としての感光ドラムに潜像が形成される。6はレジスト前センサー、7は感光ドラム上の画像とタイミングをとって転写材を給送するレジストローラ、9は感光ドラム上のトナー像を転写材に転写する手段としての転写ローラである。
【0018】10はトナー像を転写材に加熱加圧により定着する定着器の定着ローラー、11は転写材を定着ローラーに押圧する加圧ローラ、12はサーミスタ、13は排紙センサー、14はFU排紙ローラ、15はFD排紙ローラ、16はFU排紙トレイ、17はFD排紙トレイである。
【0019】18は転写材を搬送する搬送ローラ、19は転写材の積載手段としてのカセット、20は転写材をカセットから送り出す給紙ローラ、21は紙有無センサー、22は紙サイズ検知手段、23は転写材であるカット紙、24は搬送ガイド、25は駆動モーターである。
【0020】26は感光ドラム8を一次帯電する帯電ローラ、27は感光ドラム上の転写残トナーを除去するクリーニング手段としてのブレード、28は画像形成装置の筐体である。
【0021】図2において101は転写ローラヒーター、102は転写ローラ芯筒、103は図示しない容器内のトナーを感光ドラムへ向けて搬送し、感光ドラム上の潜像にトナーを付着させて現像する現像スリーブ、104は現像スリーブ上のトナー層厚を規制する現像ブレード、105はCRGであり、その他は図1と同様であるため割愛する。本実施形態におけるCRGは、感光ドラム8、帯電器26、クリーニングブレード27、現像スリーブ103等の現像手段が一体化された構成とされて画像形成装置本体に着脱自在とされているが、必ずしもこのような組み合わせ限らず、少なくとも感光ドラム及び現像手段を必須要件とし、これに現像手段、帯電手段等の他のプロセス要素を適宜組み合わせてCRGとすることができる。
【0022】本実施形態では、図2に示すように、転写ローラヒータ101を転写ローラ芯筒102内に設け、該ヒータによりCRG近傍を加熱するようにする。該転写ローラヒータは、CPU1の制御により発熱させる。この場合、転写ローラヒータ101は転写ローラ芯筒102の中心に設け、転写ローラ芯筒102と一緒に回転させてもよいし、CRG105に固定させてもよい。また、転写ローラヒータ101の温調はトナーの融点の80%以下が望ましく、転写ローラヒータ101を点灯するタイミングは常時通電状態、又は定着器のヒーターを点灯させるタイミングに同期させてもよい。
【0023】上記のように、転写ローラヒータ101を点灯させCRG付近の温度を高くすることにより、CRG付近の水蒸気量は増えることはないため、感光体上に蓄積された廃トナーや転写材の溶剤が水分を含んで、感光体表面に層を作ることがなくなる。さらに、転写材の溶剤の水分含有量が少なくなるので、定着時の水蒸気発生による尾引きを低減させることができ、またCRG近傍を加熱しておくことにより定着器の温調を低く設定でき、ファーストプリントタイムを早くすることができる。
【0024】[実施形態2]図3(a),図3(b)を用いて実施形態2を説明する。図3(a),図3(b)において201は転写ローラ芯金であり、その他は図1,2と同様であるため割愛する。
【0025】本実施形態では、転写ローラヒータ101を転写ローラ9の端部に設け、転写ローラヒータ101より熱を発し、転写ローラ芯金201を加熱する。転写ローラ芯金201に伝えられた熱は、熱伝導により転写ローラ芯金201の全体、さらに転写ローラ9にも伝わり、CRG付近の温度を上げることができる。芯金はヒートパイプで構成することができる。
【0026】実施形態1で述べたように、転写ローラヒータ101の温調はトナーの融点の80%以下が望ましく、転写ローラヒータ101を点灯するタイミングは常時通電状態、又は定着器のヒーターを点灯させるタイミングに同期させてもよい。
【0027】[実施形態3]図4は画像形成装置の実施形態3を示すCRG部分の概略構成図である。
【0028】図4において26は帯電ローラ、26−1は帯電ローラ芯筒、202は帯電ローラヒータである。
【0029】その他は前述の事例と同様であるため割愛する。
【0030】本実施形態では、図4に示すように、帯電ローラヒータ202を帯電ローラ芯筒26−1内に設ける。該ヒータはCPU1の制御により発熱させる。この場合、帯電ローラヒータ202は帯電ローラ芯筒26−1の中心に設け、帯電ローラ芯筒26−1と一緒に回転させてもよいし、帯電ローラ芯筒26−1内に独立して固定させてもよい。また、帯電ローラヒータ202の温調はトナーの融点の80%以下が望ましく、帯電ローラヒータ202を点灯するタイミングは常時通電状態、又は、定着器のヒーターを点灯させるタイミングに同期させてもよい。
【0031】上記のように、帯電ローラヒータ202を点灯させCRG付近の温度を高くすることにより、CRG付近の水蒸気量は増えることはないため、感光体上に蓄積された廃トナーや転写材の溶剤が水分を含んで、感光体表面に層を作ることがなくなる。
【0032】さらに、尾引きを低減させることや、ファーストプリントタイムを早くすることができる。
【0033】[実施形態4]図5を用いて実施形態4を説明する。図5において26−2は帯電ローラ芯金であり、202は帯電ローラヒータである。その他は前述の実施形態と同様であるため割愛する。
【0034】本実施形態では、帯電ローラヒータ202を帯電ローラ芯金26−2の端部に設け帯電ローラヒータ202より熱を発し、帯電ローラ芯金26−2を加熱する。帯電ローラ芯金26−2に伝えられた熱は、熱伝導により帯電ローラ芯金26−2の全体、さらに帯電ローラ26にも伝わり、CRG付近の温度を上げることができる。
【0035】又帯電ローラ芯金をヒートパイプで構成し、その端部をCRG外部の熱源よりの熱を加え熱交換により加熱しても良い。
【0036】前述のように、帯電ローラヒータ202の温調はトナーの融点の80%以下が望ましく、帯電ローラヒータ202を点灯させるタイミングは常時通電状態、又は、定着器のヒータを点灯させるタイミングに同期させてもよい。
【0037】[実施形態5]図6を用いて実施形態5を説明する。図5までの実施形態では、温度センサーはCRG付近の外側に設けられるが、本実施形態では図6に示すように画像形成装置本体のCRG内に温度センサーを設置したものであり、その他は全ては図5と同様であるため説明を割愛する。
【0038】本実施形態では、画像形成装置本体内のCRG内に温度センサー203を設けたもので、温度センサー203はサーミスタ等で構成され、温度変化を電気抵抗変化で検出するものである。温度センサー203で検知した温度を基に、即ち抵抗変化を電圧値に置き換えCPU1への入力とし、CPU1内で設定された基準電圧との比較により、CPU1より帯電ローラヒーター202のON/OFFを制御する。
【0039】この時、CRG付近の温度がトナーの融点の80%以下の温度であるように温調することが望ましい。
【0040】本実施形態では温度センサーをCRG内部のクリナー付近に設置したが、必要に応じてCRG内部の別の部分、またはプリンター筐体内部に設置する事も可能である。
【0041】なお、上記実施形態では、転写ローラヒータ及び帯電ローラヒータはそれぞれ単独に使用されたが、これら両者を併用するようにしてもよい。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、・CRG付近の温度を上げておくことにより、定着器で発生した水蒸気はCRGで結露する事はなく、CRG付近の水蒸気量も増えることはない。このため、感光体上に蓄積された廃トナーや転写材の溶剤が水分を含んで、感光体表面に層を作ることがなくなる。
【0043】・あらかじめCRG付近で熱をかけておくことにより、定着器において紙内にある水分が勢い良く水蒸気にならなくなるようにする事ができる。このため尾引きの発生が軽減できる。
【0044】・ CRG付近で熱をかけておくことにより、定着器の温調を低く設定することができるため、昇温させる時間が短縮され、結果として1ページ目のプリント時間を短くする事ができる。




 

 


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