JP4355548B2

JP4355548B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4355548B2
Application number: JP2003331930A
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Inventors: 憲彦久保
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Publication date: 2009-11-04
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Description

本発明は、電子写真記録方式の画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置においては、例えば冬など低温環境のときに電源オフ（ＯＦＦ）の状態で一晩以上放置された場合、装置内部の部品は冷えきっているため、電源オン（ＯＮ）にした直後は感光ドラムやミラー、レンズ等の光学系部品が結露することがある。その結果、ミラー、レンズ等において乱反射、複屈折などが起こり、画像露光に異常を来して感光ドラム上の静電潜像が正しく形成されなかったり、また例え画像露光が正しく照射されたとしても、感光ドラム表面が結露しているとやはり静電潜像が正しく形成されず、最終的に得られる画像がぼやけたものになってしまったりしてしまう現象が生じる。また、これとは別に、帯電、露光、現像、転写、クリーニングといった画像形成プロセスを長期間反復することによって、感光ドラム表面は湿度に敏感になり、水分を表面に吸着しやすくなる。その結果、感光ドラム１の表面抵抗が下がり、表面電荷が横方向に移動することによって、画像がぼけるといういわゆる画像流れという現象を引き起こしてしまう。この現象は、特に湿度の高いときに顕著に現われる。その理由としては、一次帯電器や転写・分離帯電器、あるいは現像〜転写間や、転写・分離〜クリーナ間に現像剤の帯電を制御するために用いられる補助帯電器などに用いられるコロナ放電器により生じたオゾンやＮｏｘ等の放電生成物が感光ドラム表面に付着したり、現像剤に含まれる樹脂や添加物あるいは転写紙に含まれる添加剤等が付着し、これが水分を吸着したりするからである。また、この現象は朝一に発生しやすい。その理由としては、電源ＯＦＦ時には、一次排気ファンなど機内のファンが停止し、一次帯電器から発生し、機内に取り残されたオゾンやＮｏｘ等の放電生成物が感光体上に降り注ぎ、感光体表面に付着してしまうため、朝一の感光体が一番付着物の多い状態となっているからである。そこで、上記の問題の回避のため、あるいはより高画質を実現するために、光学系近傍や感光ドラム内部にヒータを設けて加温することにより、感光体表面上の水分吸着防止、光学系の安定化を図る方策がとられている。（例えば特許文献１参照）
一般的にドラム温度制御によると、ドラム表面温度は該ドラムの近傍のサーミスタのみで検出しており、また該サーミスタの出力値と予め設定した基準値である温調ターゲット温度とを比較して、ドラムヒータをＯＮ／ＯＦＦするものであるため、サーミスタ出力に応答して該ドラムヒータは１００％出力か、０％出力かのいずれかで駆動させるものがほとんどで、各色どのステーションも一斉にドラムヒータが点灯し、ドラム表面の温度をあげ、温調温度に達するという仕組みになっていた。

しかしながら、どのステーションも一斉にヒータが点灯するので、ドラムヒータには非常に多くの電力が一斉に必要となり、定着器が立ち上がる電源ＯＮ時には本体全体として非常に電力を消費するようになってしまう。ドラムヒータの消費電力を下げる試みとして、ドラムヒータの出力量をコピー中とスタンバイ状態とで切り替えるものが出願されている（例えば特許文献２参照）。

また、４連ドラム方式のカラー画像形成装置の場合、各ステーションの感光ドラムを常にリアルタイムでサーミスタの温度を測定し、温度の低いステーションいくつかについてのみヒータを点灯させ、その他のステーションは休止するというシーケンスをもつ機械も存在するが、確かにある一部のステーションしかヒータを点灯させないので、消費電力は常に低く抑えられるものの、各ステーションによって、サーミスタの認識温度とドラム表面の実際の温度との間のオフセット温度に、モード毎に差があるので、実際のドラム表面の温度が非常に高いステーションと低いステーションが存在してしまう。たとえば、第一ステーションは一般的に定着器からは遠く、本体の外装に近い側に寄っているので、感光体ドラム周りの雰囲気温度は若干低く、また昇温してもすぐに冷えやすい環境にある。従って、第一ステーションの非接触のサーミスタの温度は低くなる傾向にあり、ドラムヒータは多く点灯しようとするが、空気中の熱伝導が悪いので、ドラム表面の温度が上がっていても、雰囲気温度までは上がらないことが多く、ドラム表面は他のステーションより実際は高くなってしまっていることが多い。また逆に、第四ステーションは定着器に近いので、感光体ドラム周りの雰囲気温度は他のステーションよりも高くなりやすい環境にあり、第四ステーションのサーミスタの温度も高くなる傾向にあるが、ドラム表面の温度はそれほど上がっておらず、ドラムヒータの点灯が他のステーションより少ないために、他のステーションより実際温度が低くなってしまっていることが多い。このような不具合を解決するための手段として、ドラムの位置によって加熱手段動作シーケンスを替えるような特許が出ている（例えば特許文献３）。
特公平７−５０３５６号公報特開平７−２８１４８９号公報特開２００３−１６２１１３号公報

しかしながら、特許文献２のようにドラムヒータの消費電力を下げる試みとして、ドラムヒータの出力量をコピー中とスタンバイ状態とで切り替えるものが出願されているが、これはドラムヒータの出力量を替えるので、電力量を切り替えるシステムと複雑なソフトシーケンスが必要となり、装置としての初期コストが高くなってしまう。

また、特許文献３のように、各ステーションによって存在するサーミスタの認識温度とドラム表面の実際の温度との間のオフセット温度の差を解決するための手段として、ドラムの位置によって加熱手段動作シーケンスを替えるような特許が出ているが、これは逆にドラムヒータに割かれる最大消費電力を考慮したものではなく、あくまで各ステーションでドラムヒータの加熱時間を替えているだけである。

また、ドラムヒータを常時ＯＮするかＯＦＦするかで制御していると、温調ターゲット温度より高いか、低いか、いずれの場合もドラム表面温度はターゲット温度よりオーバーシュートを起こしやすくなり、一定温度に精度よく制御することは困難である。コピー中にオーバーシュートによりドラム表面の温度が過度に上がってしまうようなことがあれば、帯電電位の感度が変わって色味変動を生じたり、ドラム融着やフィルミング、ブレードの捲れなどの弊害を招いてしまったりする原因となる。ただでさえ、接触式のサーミスタはドラムを傷つけてしまうため、昨今は非接触式のサーミスタが主流となっており、ドラム表面の温度を精度よく測るのは困難となっている。非接触式のサーミスタでは、ドラム表面温度とサーミスタの温度には多少差があり、そのオフセット分を見込んで、サーミスタのターゲット温度を決定しなくてはならないが、なにぶん機内のエアフローや定着からの熱、放電等から発生する熱などの影響を各ステーションでさまざまに影響を受けるので、各ステーションの温度を一律に保つのも非常に大変である。

上記課題を解決するために、本発明では
（１）一列に配置された複数の像担持体と、
通電されることで前記複数の像担持体を加熱する複数の加熱手段と、
該複数の加熱手段に通電する通電手段と、
該複数の像担持体の温度を各々検知する複数の温度検知手段とを備え、
各温度検知手段の出力に基いて、各像担持体の温度を目標温度に近づけるように前記加熱手段への通電を制御する通電制御手段と、
前記温度検知手段の出力によらず前記加熱手段への通電を周期的に停止させるモードを有する画像形成装置であって、
前記通電制御手段は、前記複数の像担持体のうち、互いに隣接していない一対の像担持体と、互いに隣接しないその他の一対の像担持体と、が交互に加熱制御されるように、前記複数の加熱手段への通電タイミングを制御すること特徴とする。

一般的に、ドラム表面の温調はサーミスタの測定値に頼りがちであり、ドラムヒータを常に点灯させて、温調温度に達すれば切るというシーケンスを設けがちだが、非接触のサーミスタでは、空気中を温度が伝導してくる時間が考慮されておらず、ドラムヒータの熱と他から発生した熱でオーバーシュートし、ドラム表面の温度が実際には非常に高くなるステーションが存在する。本件は、各ステーションのドラムヒータにある時間切れる時間を設けながら温調することを特徴としているので、過度な熱のオーバーシュートを避けることができ、ドラム融着やフィルミング、ブレード捲れを防止できるという効果をもつ。そして、ドラムヒータはあるステーション毎にあくまで交互に点灯するので、ドラムヒータの最大消費電力は半分以下に抑えてやることを可能にしている。

また、従来の温調システムやソフトシーケンスを大きく変更するのではなく、あくまでもドラムヒータの点灯をあるステーションずつ交互に切り替えるだけなので、非常に安価で簡略な方法でドラム融着やフィルミング、ブレード捲れを防止できるという利点がある。

また、その結果、電子写真装置の信頼性を大きく向上させることと、かつ電子写真装置のプロダクテビィティーが画期的に飛躍しても対応可能なドラム温調制御方法を有している電子写真装置を提供することが可能となった。

次に、本発明の一実施例に係る画像形成装置について説明する。以下、本実施例は４連ドラム方式のカラー電子写真複写装置を用いて説明する。

（１）画像形成装置
図１は複写装置の全体構成を示す断面説明図である。

先ず図１を参照してカラー電子写真複写装置の概略構成について説明すると、装置本体１の内部には、プロセス手段を内蔵する画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが横方向に配置されており、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの下部にはベルト駆動ローラ１３，１４，１５に無端状の転写ベルト１３０が掛けわたされている。上記転写ベルト３は、図示しない駆動モーターによりベルト駆動ローラ１３を矢印の方向に回転させることにより回転させる。１０はカセットであって、被記録材である記録シートＰを収納しており、上記カセット１０内に収納された記録シートＰは、最上側より給送される。そしてレジストローラ対７によって斜行が補正されると共に、前記画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄと同期どりを行って転写ベルト１３０上に搬送する。１２は上記記録シートＰをレジストローラ対より転写ベルト１３０に導くための搬送ガイドである。

次に上記画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成を説明すると、像担持体である感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有し、その周囲にプロセス手段を構成する一次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ、クリーニング装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、前露光光源１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄが夫々設けられている。また上記感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上方には、レーザービームスキャナーが設けられている。

そして、上記感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上方には図１には図示していないドラムサーミスタと、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの内部には、ドラムヒータが設けられている。これらは図２に別途図示している。

上記一次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを露光するに先立って、ドラム表面を均一に帯電するものであり、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、露光されてドラム表面に形成された静電潜像にブラック，マゼンタ，イエロー，シアンの各色トナーを付着させて可視像化するものである。また転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに形成されたトナー像を記録シートＰに転写させるものであり、クリーニング装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは画像転写後にドラム面に付着している残留トナーを除去するものである。前露光光源１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄは感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面電位を除電するものであり、レーザービームスキャナーは半導体レーザー，ポリゴンミラー，ｆθレンズ等を有し、電気デジタル画像信号の入力を受けてその信号に対応して変調されたレーザービームを感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの母線方向に照射して露光するものである。

３２は、転写ベルト３上を搬送されてきた記録シートＰを分離するための分離帯電器であり、９は記録シートＰに転写された転写画像を定着させるための定着器であって、内部にヒータ等の加熱手段を有する定着ローラ５１とこれに圧接する加圧ローラ５２を有している。６３は装置外に排出された記録シートＰを積載するための排出トレイである。

次に画像形成動作について説明すると、画像形成作業開始信号が装置本体に入力されると、感光ドラム３ａは矢印の方向に回転し始め、一次帯電器２ａによって一様に帯電され、レーザービームスキャナーによって原稿画像のブラック成分に対応する画像信号によって変調されたレーザー光がドラム面に照射されて静電潜像が形成される（露光）。次に現像器１ａによってブラック色のトナーが供給されて前記潜像を可視像化したトナー像が形成される。

一方、カセット１０に収納された記録シートＰは、給送され、一時的に停止しているレジストローラ対によって斜行が補正された後、前記感光ドラム３ａに形成されたトナー像とのタイミングをとって、転写ベルト１３０上に搬送される。上記転写ベルト１３０に送り込まれた記録シートＰは、画像形成部Ｐａの転写部で転写帯電器２４ａによって転写帯電が行われて、トナー像が記録シートＰに転写される。上記工程が画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおいても同様に行われ、マゼンタ色トナー像，イエロー色トナー像，シアン色トナー像が順次記録シートＰに転写される。

画像転写が終了した記録シートＰは、転写ベルト１３０の左端部で分離帯電器３２によってＡＣ除電を受けながら転写ベルト１３０より分離され定着器９に搬送される。そして、上記定着器９によって画像定着が行われた記録シートＰは、装置外の排出トレイ６３に排出される。

尚、本実施例に係る電子写真複写機における最大画像幅はＡ４横の約２９０ｍｍであり、ドラム周速は２００ｍｍ／ｓｅｃである。

ところで、上記感光ドラム１は、導電性基材とその上に被覆された電荷発生層と更に、その上に被覆された電荷輸送層、また更にその上に被覆されたテフロン（R）を含有した離型性層を備えている。

前露光１１３としては、６６０ｎｍのピーク波長を主体とした発光ダイオード（素子ＧａＡｌＡｓ）を用いピーク波長の１／２になる半値幅は約２５ｎｍであり露光量としては、２０μＪ／ｃｍ２である。前露光１１３から図示していない一次帯電器までは約５０ｍｍ／ｓｅｃである。

定着装置９は、定着ローラ５１、加圧ローラ５２と、その各々をクリーニングする耐熱性クリーニング部材５４、５５と、ローラ５１、５２内に設置されたローラ加熱ヒータ５６、５７と、定着ローラ５１にジメチルシリコーンオイル等の離型剤オイルを塗布する塗布ローラ５０と、そのオイルの溜め５３と、加圧ローラ５２表面の温度を検知して定着温度を制御するサーミスタ５８とからなっている。４色のトナー像を転写された記録材Ｐはこの定着装置により、トナー像の混色及び記録材Ｐへの固定が行なわれて、フルカラーのコピー画像が形成される。

ところで、カラー用トナーの特性としては、先ず、二成分系現像剤としては、懸濁重合法により作製した重合トナーと、重合法により作製した樹脂磁性キャリアとの混合物を使用した。得られた現像剤のＴ／Ｄ比は８％であった。磁性キャリアとしては、１キロエルステッドの磁界中の磁化量が１００ｅｍｕ／ｃｍ３であり、且つ個数平均粒径が４０μｍであって、更に比抵抗が１０１３Ω・ｃｍのものを使用した。又、非磁性重合トナーは、トナーは粉砕法によって製造された粉砕トナーであって、重量平均粒径が８μｍであって、比重が１．０５ｇ／ｃｍ３の単位質量当たりの平均電荷量が２５μｃ／ｇであるトナーを用いた。

（２）ドラムヒータ制御
次に、本発明の一実施例に係るドラムヒータ制御について説明する。図２は感光ドラム３ａの周りの全体構成を示す断面説明図である。

感光ドラム３ａの周りには、ドラム表面の温度を管理するドラムサーミスタＩＩａが設けられており、非接触でドラム表面の温度を常に測定している。また、感光ドラム３ａの中心のドラム軸の中には、ドラムヒータＩａが設けられおり、感光ドラム３ａに熱を与えている。ドラムヒータＩａによって３ａのドラム表面が温められ、ドラムサーミスタＩＩａでの測定値が、所定の温調ターゲット以上の温度になっていれば、ドラムヒータＩａは加温を休止し、所定の温度より低ければ、所定のシーケンスで加温し続ける。

また、図１４は上記感光体ドラム３ａの後端部の構造、及び横側断面の構造を示す図を示す図であり、上記ドラム軸Ｃ内のドラムヒータＩａへの通電は後端フランジＶＩＩを通して行われる。フランジＶＩＩは絶縁層ＩＸａ、ＩＸｂ、ＩＸｃ、及び導電層Ｘａ、Ｘｂで構成されており、絶縁層ＩＸａはドラム軸Ｃと導電層Ｘａを絶縁するために設けられており、絶縁層ＩＸｂは導電層ＸａとＸｂを絶縁するために設けられている。また、絶縁層ＩＸｃは導電層Ｘｂと外部との間を絶縁するために設けられている。ドラムヒータを点灯させる場合には、画像形成装置本体に取り付けられている接触子ＶＩＩＩａ、ＶＩＩＩｂが後端フランジＶＩＩの回転に合わせて摺動することによって、ヒータ線にバイアスが印加される必要がある。詳細には接触子ＶＩＩＩａ、ＶＩＩＩｂにバイアス印加され、発生した電流は接触子ＶＩＩＩａから後端フランジＶＩＩの導電層Ｘｂに受け渡され、さらに導電層Ｘｂからニクロム線Ａを伝って、ドラムヒータIａ内に流れ込み、ヒータを点灯させる。そして、電流はニクロム線Ｂを通って、後端フランジＶＩＩの導電層Ｘａに受け渡され、接触子ＶＩＩＩｂに流れ込むことで、導通がとられている。該後端フランジＶＩＩは、ドラム軸Ｃ、及びその中にあるドラムヒータＩａと一体に保持されており、ドラム軸Ｃ、及びその中にあるドラムヒータＩａの回転に同機して回転する。ドラムヒータＩａとしては、大星電器製のＤＥＴ−６３０９（電圧２４０Ｖ、電力２５Ｖ）を用い、ドラムサーミスタＩＩａにはテクノセブン製のＦＨ７−７４０８を用いた。

続いて、図１５を用いて、本実施例におけるドラムヒータの制御方法について説明する。本実施例におけるドラムヒータの制御は全て、制御手段たるシステムコントローラＶＩによって統括的にコントロールされるようになっている。システムコントローラＶＩの内部構造は、かかる役割を担うために、ＣＰＵが搭載されており、ＣＰＵは、同様にシステムコントローラに搭載されたＲＯＭに格納されたプログラムによって、あらかじめ決められたドラム温調シーケンスに関わる様々なシーケンスを実行するようになっている。また、システムコントローラＶＩはそのシーケンス実行の際、一時的又は、恒久的に保存することが必要な書換可能データを格納するために、ＲＡＭも搭載されている。また、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内部にそれぞれ配置されたドラムヒータIａ、Iｂ、Iｃ、Iｄは加熱調節手段としてのヒータ制御部ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃ、ＩＶｄによって、ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御されている。この際感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄには、その温度を測定するための温度検知手段たるドラムサーミスタＩＩａ、ＩＩｂ、ＩＩｃ、ＩＩｄが設けられている。感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの温度変化に応じたサーミスタＩＩａ、ＩＩｂ、ＩＩｃ、ＩＩの抵抗変化がＡ／ＤＩＩＩａ、ＩＩＩｂ、ＩＩＩｃ、ＩＩＩｄによって電圧値に変換された後、デジタル値としてシステムコントローラVIに入力される。そして、システムコントローラVIに入力されたデジタル値が、所望の温度ターゲットに達しているか、否かで、ドラムヒータIａ、Iｂ、Iｃ、Iｄを点灯させるか、消灯させるかの判断をシステムコントローラVI内で行い、ヒータ制御部ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃ、ＩＶｄにおいて、電圧を印加するか否かを制御する。次に図６を参照して、本実施例におけるドラムヒータ温調シーケンスを説明する。本実施例においては、ある色ステーション毎交互に各色均等にある一定時間ずつ温調温度に達するまでヒータのＯＮとＯＦＦを繰り返し、該サーミスタが温調温度に達した色については、温調温度に達している間、該ステーションのヒータがＯＦＦするようにシーケンスが組まれているので、ドラムサーミスタＩＩａ、ＩＩｂ、ＩＩｃ、ＩＩｄの抵抗変化がそれぞれＡ／ＤＩＩＩａ、ＩＩＩｂ、ＩＩＩｃ、ＩＩＩｄによって電圧値に変換された後、デジタル値としてシステムコントローラVIに入力されると、システムコントローラVIは現在それぞれのドラムヒータが点灯が許可されたステーションなのか、休止しなければならないステーションなのかを判断する。もし、点灯が許可されたステーションであれば、そのステーションが所望の温調ターゲット温度に達しているか、否かで、ドラムヒータＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄを点灯か、消灯かの信号をヒータ制御部ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃ、ＩＶｄに送り、電圧印加するか否かを判断する、また、もし、休止しなければならないステーションであれば、そのまま休止する信号をヒータ制御部ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃ、ＩＶｄに送り、電圧を印加させないという制御を行うシステムで、ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの温調が行われている。すなわち第１、第３ステーションと、第２、第４ステーションのペアである一定時間ごとドラムヒータが交互点灯する場合において、第１、第３ステーションが点灯可能なタイミングである際には、ドラムサーミスタＩＩａ、ＩＩｃの抵抗変化がそれぞれＡ／ＤＩＩＩａ、ＩＩＩｃによって電圧値に変換された後、デジタル値としてシステムコントローラVIに入力され、システムコントローラＶＩは、第１、第３ステーションの感光体ドラム３ａ、３ｃの表面温度が、所望の温調ターゲット温度に達しているか否かを判断し、達していればヒータ休止の信号を、達していなければヒータ点灯の信号をヒータ制御部ＩＶａ、ＩＶｃに送って、ドラムヒータＩａ、Ｉｃの制御を行う。その際、第２、第４ステーションはドラムヒータＩｂ、Ｉｄを休止しなければならないタイミングなので、ヒータ休止の信号をヒータ制御部ＩＶｂ、ＩＶｄに送って、ドラムヒータＩｂ、Ｉｄの制御を行う。その逆に、第２、第４ステーションが点灯可能なタイミングである際にも同様である。また、１つのステーション毎に交互に点灯させる場合は、図１０に示すようなシーケンスとなる。

上記画像形成装置において、図３のように第１、第２ステーションと第３、第４ステーションがそれぞれペアを組んで、温調しており、第１、第２ステーションのドラムヒータが点灯可能な時間と第３、第４ステーションのドラムヒータが点灯可能な時間とが交互に１０ｓサイクルで存在するドラム温調シーケンスを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した（ここで、第１ステーションは、図１の画像形成部Ｐａに相当し、以下第、第３、第４ステーションはそれぞれＰｂ，Ｐｃ，Ｐｄに相当する）。

図４に本実施例に用いたドラムヒータ温調シーケンスのフローチャートを示す。

結果は、各ステーションのドラムヒータには必ずある一定時間休止状態の時間が存在するので、ヒータが常時点灯してドラム表面の温度を必要に異常に上げてしまうことがなく、与えられた休止時間にドラム表面の温度を下げることができた。さらに、電源ＯＮ時に発生する定着ユニットからの熱やコピー中に発生する駆動の熱や放電の熱がドラム表面に伝導し、ドラムヒータの熱と合わさっても、ドラムヒータが必ず切れるタイミングが与えれているので、オーバーシュートは常時点灯の時と比べて、それほど大きくはならず、ドラム表面の温度が過度に上昇するのを避けることができ、帯電、画像露光時の感度の変化やドラム融着、フィルミング、ブレードの捲れなどが発生するのを避けることが出来た。

また、複数の像坦持体の存在する画像形成装置においても、複数の該像坦持体が全て同時に点灯してしまうことはなく、あるステーションが点灯している間には、必ずあるステーションが休止している状態にあるので、本体の最大消費電力は低減できる。また、本件は電力量を低減するためにあくまで各ステーションごとにドラムヒータを点灯する時間と休止している時間を交互に与えてやるだけなので、電力量を切り替えるシステムや大幅なソフト変更は全く必要なく、ソフトのシーケンスを若干修正してやるだけで、従来のヒータ温調シーケンスはそのまま使え、非常に簡略的な方法である。

また、多くとも２色分しかドラムヒータは点灯せず、最大消費電力は４色点灯時の半分に抑えられる。

また、本実施例では４連ドラム方式に限定して説明したが、これに限るわけでなく例えば６色のステーションを有する場合には、２色が点灯している時間には、他の４色は必ず休止状態にあり、最大消費電力は６色点灯時の１／３に抑えられる。

また、複数でなく単一ドラムの場合においても、消費電力の抑制、並びにドラムヒータを点灯する時間と休止している時間を交互に与えてやることによるオーバーシュートを防止することができる。

上記画像形成装置において、図５のように第１、第３ステーションと第２、第４ステーションがそれぞれペアを組んで、温調しており、第１、第３ステーションのドラムヒータが点灯可能な時間と第２、第４ステーションのドラムヒータが点灯可能な時間とが交互に１０ｓサイクルで存在するドラム温調シーケンスを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。図６に本実施例に用いたドラムヒータ温調シーケンスのフローチャートを示す。

結果は、各ステーションのドラムヒータには必ずある一定時間休止状態の時間が存在するので、ヒータが常時点灯してドラム表面の温度を必要に異常に上げてしまうことがなく、与えられた休止時間にドラム表面の温度を下げることができた。さらに、電源ＯＮ時に発生する定着ユニットからの熱やコピー中に発生する駆動の熱や放電の熱がドラム表面に伝導し、ドラムヒータの熱と合わさっても、ドラムヒータが必ず切れるタイミングが与えられているので、オーバーシュートは常時点灯の時と比べて、それほど大きくはならず、ドラム表面の温度が過度に上昇するのを避けることができ、帯電、画像露光時の感度の変化やドラム融着、フィルミング、ブレードの捲れなどが発生するのを避けることが出来た。

また、ドラムヒータへの最大消費電力は、従来の半分近くに抑えられた。

さらに、第１、第３ステーションと第２、第４ステーションをそれぞれペアを組むことにより、同時にヒータが点灯するステーションは隣同士のステーションでなくすることができる。その為、自己のステーションのドラムヒータ熱に以外に、隣のステーションからの熱が伝達することによりドラム融着が助長されることを防止することができる。

上記画像形成装置において、図７のように第１、第２ステーションと第３、第４ステーションがそれぞれペアを組んで、温調しており、第１、第２ステーションのドラムヒータが点灯可能な時間と第３、第４ステーションのドラムヒータが点灯可能な時間とが交互に１ｍｉｎサイクルで存在するドラム温調シーケンスを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。図４に本実施例に用いたドラムヒータ温調シーケンスのフローチャートを示す。

上記画像形成装置において、図８のように第１、第３ステーションと第２、第４ステーションがそれぞれペアを組んで、温調しており、第１、第３ステーションのドラムヒータが点灯可能な時間と第２、第４ステーションのドラムヒータが点灯可能な時間とが交互に３ｍｉｎサイクルで存在するドラム温調シーケンスを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。図６に本実施例に用いたドラムヒータ温調シーケンスのフローチャートを示す。

上記画像形成装置において、図９のように第１、第２、第３、第４ステーションがそれぞれ別々に温調しており、第１、第２、第３、第４ステーションのドラムヒータそれぞれが点灯可能な時間が交互に１０ｓサイクルで存在するドラム温調シーケンスを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。図１０に本実施例に用いたドラムヒータ温調シーケンスのフローチャートを示す。

また、ドラムヒータへの最大消費電力は、従来の１／４近くに抑えられた。

上記画像形成装置において、図１２のように第１、第２、第３、第４ステーションが同じシーケンスで温調しており、第１、第２、第３、第４ステーションのドラムヒータそれぞれが点灯可能な時間と強制的に休止する時間を同じタイミングで有しているドラム温調シーケンスを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。

〔比較例１〕
上記画像形成装置において、図１１のように第１、第２、第３、第４ステーションが同じシーケンスで温調しており、第１、第２、第３、第４ステーションのドラムヒータそれぞれが点灯可能な時間を常に有しているドラム温調シーケンスを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。

結果は、サーミスタの温度とドラム表面温度の差が大きい第１ステーションで、実際のドラム表面温度が温調ターゲット温度より高いにも関わらず、ドラムサーミスタは温度が低いと認識し、ドラムヒータは点灯し続け、またコピー時の定着の熱や駆動、放電の熱によってドラム表面の熱はオーバーシュートし、第１ステーションのドラム表面の温度は異常に昇温してしまった。よって、約２万枚目の画像で、ドラム融着による画像欠陥が発生した。また、ドラムヒータの最大消費電力量もかなり大きかった。

〔比較例２〕
上記画像形成装置において、図１３のように第１、第２、第３、第４ステーションが別々シーケンスで温調しており、第１、第２、第３、第４ステーションの本体内での位置関係を考慮して、機内の雰囲気温度の高い第４ステーションに向かうほど、ドラムヒータの点灯時間を少なくし、雰囲気温度の低い第１ステーションに向かうほど、ドラムヒータの点灯時間を多くするというドラム温調シーケンスを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。

結果は、各ステーションのドラム表面の温度は、割合一定に保つことが出来たが、第１ステーションではドラムヒータは点灯し続けていたので、またコピー時の定着の熱や駆動、放電の熱によってドラム表面の熱はオーバーシュートし、第１ステーションのドラム表面の温度は異常に昇温してしまった。よって、約７万枚目の画像で、ドラム融着による画像欠陥が発生した。また、ドラムヒータの最大消費電力量もかなり大きかった。

本発明の実施例１〜６に係る４連ドラム方式のカラー電子写真複写装置の概略図である。本発明の実施例１〜６に係る感光ドラム周りの構成を示す断面概略図である。本実施例１に記載の各ステーションのドラムヒータの点灯タイミングを示す図である。本実施例１，３に記載のドラムヒータの温調シーケンスを示すフローチャートである。本実施例２に記載の各ステーションのドラムヒータの点灯タイミングを示す図である。本実施例２，４に記載のドラムヒータの温調シーケンスを示すフローチャートである。本実施例３に記載の各ステーションのドラムヒータの点灯タイミングを示す図である。本実施例４に記載の各ステーションのドラムヒータの点灯タイミングを示す図である。本実施例５に記載の各ステーションのドラムヒータの点灯タイミングを示す図である。本実施例５に記載のドラムヒータの温調シーケンスを示すフローチャートである。比較例１に記載の各ステーションのドラムヒータの点灯タイミングを示す図である。実施例６に記載の各ステーションのドラムヒータの点灯タイミングを示す図である。比較例２に記載の各ステーションのドラムヒータの点灯タイミングを示す図である。本実施例１〜６に係る感光体ドラムの後端部、及び横側断面を示す概略図である。本実施例１〜６に係るドラムヒータの温調制御システムを示す概略図である。

Claims

一列に配置された複数の像担持体と、
通電されることで前記複数の像担持体を加熱する複数の加熱手段と、
該複数の加熱手段に通電する通電手段と、
該複数の像担持体の温度を各々検知する複数の温度検知手段とを備え、
各温度検知手段の出力に基いて、各像担持体の温度を目標温度に近づけるように前記加熱手段への通電を制御する通電制御手段と、
前記温度検知手段の出力によらず前記加熱手段への通電を周期的に停止させるモードを有する画像形成装置であって、
前記通電制御手段は、前記複数の像担持体のうち、互いに隣接していない一対の像担持体と、互いに隣接しないその他の一対の像担持体と、が交互に加熱制御されるように、前記複数の加熱手段への通電タイミングを制御すること特徴とする画像形成装置。
前記温度検知手段は非接触サーミスタであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記通電制御手段は、前記温度検知手段が、前記目標温度に達しているか否かで、通電をＯＮまたはＯＦＦすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
請求項１乃至３において、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、
前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、
転写された画像を、前記転写材に加熱定着させる為の定着手段を有することを特徴とする画像形成装置。