JPH01167768A - 感光体の加熱温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は電子写真装置その他の像形成装置に使用される
感光体の加熱温度制御装置に係り、特に感光体を加熱す
る加熱手段を通電制御しながら、感光体を指定された目
標温度に基づいて加熱制御する加熱温度制御装置に関す
る。

「従来の技術」　　。

露光その他の手段により画像情報に応じた潜像を担持す
る感光体として近年ＯＰＣや非晶質シリコン等が多用さ
れているが、これらはいずれも吸湿性が強く、この為こ
れらを常温下で使用すると機内環境湿度に起因して感光
体表面が吸湿し、画像流れ等が生じ易い。

又ＯＰＣや非晶質シリコン以外の感光体においても、該
感光体は一般的にアルミその他の金属材で形成されたド
ラム状の支持体上に膜状に形成されている為に、その感
光体の温度はその周囲の機内温度ではなく、支持体の温
度に依存してしまう。

この為、寒冷時における暖房投入初期又は朝の気温上昇
の大なる時期において、環境温度の上昇に対して前記支
持体の温度上昇に時間差が生じ、冷却状態にある感光体
表面に加熱された含湿空気が接触する事により感光体表
面が結露し画像形成が不可能になる場合がある。

この為公知の画像形成装置にあっては、前記支持体内部
又は感光体表面近傍に加熱手段を設け、該加熱手段を通
電制御しながら、感光体を機内温度以上の所定温度に加
熱制御する加熱制御方式を採るものが多い。

しかしながら従来の加熱制御方式は、四季を問わず又寒
冷地や温暖地等の地域差を考慮せずに、感光体の加熱制
御温度を一定に保つように制御するものである為に、前
記加熱制御温度は一般的に高温多湿下における最悪条件
下に合わせて設定されており、この為冬期や寒冷地の場
合には不必要に感光体の温度を加熱維持させる事となり
、その分消費電力が無用に増大するとともに、ヒータ加
熱時間も長時間化しヒータ寿命が大幅に短縮する。更に
ウオームアツプタイムが長時間化する。

（使用可能になる迄時間がかかる。） 更に感光体を必要以上に加熱した状態で使用する事は感
光体の寿命劣化が早まるのみならず、感光体の温度上昇
により、コロナ放電器による感光体表面の帯電電位が低
下し、画像の低濃度化や画像の乱れにつながる。

かかる欠点を解消する為に１例えば特開昭５７−８８８
４４号において、感光体の温度を検出する為の温度検出
手段と、該検出手段の出力に対応したヒータの通電制御
手段（全波通電、半波通電）を複数個用意し、例えば電
源投入時における感光体の温度（以下感光体初期温度Ｃ
１という）が３０℃以下の場合には全波通電により加熱
し、感光体の加熱制御温度をＣ１＋１５℃前後の温度に
導き、又Ｃ１が３０〜４０℃の場合には半波通電により
加熱し、感光体の加熱制御温度をＣ１＋７．５℃前後の
温度に導き、更に４０℃以上の場合は加熱せず、これに
より、感光体初期温度が高くなる程、加熱制御温度を０
１に対し小又はＯに設定し、結果として感光体を除湿す
る場合に大きな要因となる相対湿度を環境温度Ｓ１に対
応した適切な値に維持し、前述した欠点を解消せんとす
る技術が提案されている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら前記従来技術は、環境温度Ｓ１に基づいて
前記感光体の通電加熱を行うものではなく、電源スィッ
チがＯＮされた時点の感光体初期温度に基づいて通電加
熱を行うものである為に、感光体の加熱制御動作中、言
い換えれば電源スィッチがＯＮされ、画像形成動作継続
中又はウオームアツプその他の画像形成動作待機中にお
ける環境温度の変化には同等考慮がなされていない。

この為、朝方の感光体初期温度が極めて低い時に設定し
た加熱制御温度が、室温が上昇した昼間においてもその
まま継続して使用する場合が多々発生し、特に冬期のよ
うに朝方と日中の温度差が２０℃以上ある場合において
は、不必要に感光体が加熱されてしまう事となり、前述
した従来技術の欠点が同等解消されない。

又ジャム等により電源を一時切断して再投入する場合は
感光体初期温度が環境温度より極めて高い状態にある為
に、該初期温度に基づいて加熱制御温度を設定すると、
加熱制御温度が不当に低くなり感光体表面の除湿が不完
全になるという問題が生じる。

かかる欠点を解消するには像形成装置内の環境温度を正
確に測定可能な位置に温度検知センサを設ければよい訳
であるが、装置内に温度検知センサを設けたのではいず
れも該センサ近傍にある部材の温度その他のノイズ温度
に影響されてしまい、環境温度を正確に測定するのが困
難であるとともに、結果として部品点数の増加とその配
置スペースに大きな制約を受ける。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、環境温度を直接
測定せずに、該環境温度等に対応した正確な感光体の加
熱温度制御を可能にし、これにょり感光体の体温の安定
化により画像流れ等を防止するとともに、不必要な感光
体の加熱を防止する事により加熱手段及び感光体自体の
長寿命化とともに、画像濃度の低下を防止し、結果とし
て高品質の画像形成が可能な感光体の温度制御装置を提
供する事を目的とする。

ｒ問題点を解決する為の手段」 本発明は、加熱手段より所定の熱エネルギー量を被加熱
体に付与する場合、又加熱手段よりの通電停止後、所定
の熱エネルギーを保持している被加熱体よりの奪熱が行
われる場合、例えその付与又は奪熱される熱エネルギー
量が一定であっても単位温度中における被加熱体の温度
上昇（下降）時間は一定とならずに、その周囲の環境温
度、該環境温度と被加熱体の温度差、及び環境湿度の複
合要因（以下環境温度等という）に依存して変動する点
に着目してなされたものであり、その特徴とする所は、 ■通電／切電サイクルを繰り返しながら感光体の加熱制
御を行う加熱手段を設けた点、 ■所定の加熱温度山間における加熱手段の通電又は切電
時間を時係数としてカウントするカウント手段とを設け
た点 この場合カウント手段がカウントする所定の加熱温度中
とは、加熱手段各サイクル毎の通電（切電）開始時点か
ら通電終了時点までの全加熱温度中に限定されるもので
はなくその通電（切電）途中における加熱温度中をも含
む。

けだし、前記加熱温度中を、感光体を前記加熱制御目標
温度域に維持する為の制御用温度中と同意にすると、加
熱手段が単なる０Ｎ１０ＦＦサイクル時間のみで制御さ
れている場合は特に問題とならないが、前記感光体を目
標値に緩やかに移行させる為に、連続的通電又は／切電
時間にパルス巾変調時間が加味されている場合には前記
環境温度等の検出精度が低下する恐れがある為に、連続
的通電又は切電時間途中における加熱温度中を採用する
のがよい。

尚、前記加熱手段は制御部側でカウント補正を行えば必
ずしも一定である必要はない。

■そして例えば前記カウント値が前回のカウント値と同
一又は許容範囲以内である場合には、前回の加熱制御目
標温度をそのまま保持して加熱制御を行い、又前記カウ
ント値が前回のカウント値の許容範囲以上である場合に
は、該カウント値に対応した加熱制御目標温度に変更す
る等、前記カウント値に基づいて感光体の加熱制御目標
温度を選択的に更新又は保持するよう構成した点。

尚、より高い精度を得るには前記カウント手段のカウン
ト周期を、加熱手段の印加電圧の変動に対応して調整可
能に構成するのがよい。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図乃至第３図はいずれも本発明の実施例に係り、第
１図は基本構成図、第２図はその制御回路図、第３図（
ａ）（ｂ）は温度制御動作を示すフローチャート図であ
る。

第１図において、　１は感光体４を加熱する加熱手段で
、例えば面ヒータを用い、該面ヒータを感光体４が支持
されるドラム部材の内周面側に配設してもよく、又棒状
ヒータを用い、該ヒータを感光体４周面上に対峙させて
配置させる事も出来る。

２はサーミスタその他の温度検知手段で、前記加熱手段
１よりの放射熱やオゾン除去の為に配置した送風器等の
風の流れに影響されない位置、例えば露光から現像まで
に位置する感光体４周面上に対峙して配置させるのがよ
い。

３はマイクロコンピュータからなる制御回路で、比較器
３１．　ＤＡコンバータ３２）制御部３３．タイマーと
して機能するカウント手段３４、ソリッドステートリレ
ー３５．　ＡＣ／ＤＣ＆電圧レベルコンバータ３６及び
Ｖ／Ｆコンバータ３７からなる。

ＡＣ：／ＤＣ＆電圧レベルコンバータ３Ｂは、前記加熱
手段１両端の印加電圧をモニターし検知精度向上の為に
その電圧変動を極力抑制するとともに、該調整された印
加電圧を交直変換し、該電源電圧の変動電圧に対応する
電圧信号をＶ／Ｆコンバータ３７に入力する。

Ｖ／Ｆコンバータ３７では前記電圧信号に基づいて、言
い変えれば加熱手段ｌに印加される電圧変動に対応させ
てカウント手段３４に送信するカウントクロック周期を
可変し、［（電圧変動）×（カウントクロック周期）］
が一定になるよう制御する。

カウント手段３４は、制御部３３からスタート信号を入
力する事によりＶ／Ｆコンバータ３７よりのクロック周
期に基づいてストップ信号が入力されるまでカウントを
継続するとともに、該ストップ信号の入力によりそのカ
ウント値を制御部３３に転送する。

比較器３１は、口Ａコンバータ３２を介して制御部３３
より、通電開始時に制御目標温度の選択の為に必要な第
１の検出区間開始／終了値Ｔｌ、Ｔ２　、加熱制御目標
値到達後、感光体の加熱制御目標温度Ａｔを選択的に更
新又は保持の為に必要な加熱温度中に対応する第２の検
出区間開始／終了値Ｔ３．Ｔ４、及び加熱制御目標値Ａ
ｔその他の各比較基準電圧と、温度検知手段２よりの検
知温度に対応した被比較電圧とを比較し、比較基準電圧
より被比較電圧が低い時はオン出力を又、前者が高い時
はオフ出力を制御部３３へ夫々転送可能に構成されてい
る。

ソリッドステートリレー３５は、制御部３３からのオン
／オフ信号に基づいて、加熱手段１の通電加熱制御を行
う。

制御部３３はＣＰＵで構成され、予め決められた制御プ
ログラムに基づき、感光体４を制御目標温度Ａｔにまで
加熱するまでに行われる環境温度等に対応した制御目標
温度Ａｔの選択、制御目標温度Ａｔ到到達後目目標温度
ｔを維持しながら環境温度等に対応した制御目標温度Ａ
ｔの選択、する為に行われる感光体４の通電制御等を行
う。

尚、図中５は電源スィッチ、６は加熱手段１の交流電源
である。

次にかかる回路図に基づく感光体の加熱制御ｌ動作につ
いて第３図のフローチャート図及び第４図のタイムチャ
ート図に沿って説明する。

先ず、第３図（ａ）において、電源スイツチ５投入によ
り加熱手段１の通電が開始され（５ＴＥＰ１）、温度検
知手段２により検知される感光体の温度Ｓが第１の検出
区間開始値ＴＩに達した後（ＳＴＥＰ２　）　、加熱手
段１の印加電圧の変動に対応して調整された周期に基づ
いてカウントを開始しく５ＴＥＰ３　）　、前記感光体
４の温度が検出区間終了値〒２に達した後（ＳｔＥＰ４
　）　、カウントを停止しそのカウント値を制御部３３
に転送しく５ＴＥＰ５　）　、該カウント値に基づいて
その環境温度等Ｃに対応する感光体４の最適加熱制御目
標温度Ａｔを算出又は選択しく５ＴＥＰ６　）　、該制
御目標温度Ａｔに到達するまで加熱手段１の通電を継続
する。　　（ＳＴＥＰ？）そして前記感光体４が制御目
標温度Ａｔに達した後（ＳＴＥＰ８　）は、ソリッドス
テートリレー３５を介して制御部３３からの信号に基づ
いてオン／オフ制御又はパルス幅制御を加味したオン／
オフ制御を行いながら前記制御目標温度Ａｔ及び制御目
標下限値Ａｔ−ｒの間の温度域を維持しながら所定の画
像形成が行われる。　　（ＳＴＥＰＩＯ） 尚、前記（制御目標下限値Ａｔ−ｒを含む）制御目標温
度Ａｔは、画像形成動作継続中又はウオームアツプその
他の画像形成動作待機中における環境温度の変化に対応
して更新又は保持動作を繰り返し、（ＳＴＥＰｌｏ）現
時点の環境温度等Ｃに対応した正確な感光体の加熱温度
制御がなされる。　　（ＳＴＥＰその制御動作を第３図
（ｂ）に基づいて説明するに、 先ず、感光体温度が制御目標温度Ａｔに到達後、制御部
３３よりソリッドステートリレー３５にオフ信号を送出
して加熱手段を切電し、該感光体温度Ｓが制御目標下限
値Ａｔ−ｒに達するまで切電状態を継続する。　　（Ｓ
ＴＥＰＩＩ） 感光体温度が制御目標下限値Ａｔ−ｒに達した後。

制御部３３よりソリッドステートリレー３５にオン信号
を送出して加熱手段１の通電が再開され（ＳＴＥＰ１２
）、温度検知手段２により検知される感光体４の温度が
第２の検出区間開始値に達した後（ＳＴＥＰ１３）、制
御部３３よりカウント手段３４へ送信された指令により
カウントが開始され（ＳＴＥＰ１４）　、前記温度が第
２の検出区間終了値に達するまで、調整された周期に基
づいてカウントされる。（ＳＴＥＰ１５）そして該終了
値到達後カウントを停止しそのカウント値Ｑを制御部３
３に転送する。　　（ＳＴＥＰｔｅ） そして制御部３３内では、前記カウント値Ｑが前回の通
電又は切電時間におけるカウント値Ｑｒと同一又は許容
範囲以内である場合には、前回の加熱制御目標温度Ａｔ
をそのまま保持して加熱制御を行い（ＳＴＥＰ１？）　
、又前記カウント値が前回のカウント値の許容範囲以上
である場合には、該カウント値に対応した加熱制御目標
温度Ａｔ（制御目標下限値Ａｔ−ｒを含む）に更新しく
５ＴＥＰ１８）　、制御目標用比較基準電圧データとし
て、ＤＡコンバータを介して比較器に転送し、以下これ
を繰り返す。

尚、電源スィッチ５のオフ、ジャム等の理由により前記
温度制御が中断する場合は、現在の制御目標温度Ａｔを
制御部３３内に退避記憶した後、前記制御動作を停止す
る。

「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、長時間に亙る画像形
成動作又はウェイト動作中に環境温度が変化した場合、
又室内の暖房途中に像形成装置に電源を投入した場合や
ジャム等により電源を一時切断し再投入する場合等のよ
うに感光体初期温度が環境温度と異なる場合、のいずれ
も場合であっても現時点の環境温度等に対応させて感光
体の最適加熱制御目標温度ＡＩに更新又は保持する事が
出来、而も該目標値は感光体と環境温度との温度差及び
環境湿度等を加味して設定されている為に、機内環境湿
度に起因して感光体表面が吸湿され易いＯＰＣや非晶質
シリコン等の加熱制御に極めて好適である。

従って本発明によれば感光体を安定して除湿する事が出
来る為に、画像流れ等を防止するとともに、常に現時点
の環境温度等Ｃに対応した制御目標温度Ａｔを得る事が
出来る為に、必要以上の感光体の加熱を、防ぎ感光体と
加熱手段の長寿命化とともに感光体を最も感度の良好な
状態に維持し得、更には大幅な省電力化も達成し得る。

区前記環境温度等を測定する温度検知手段は、感光体近
傍に１個程度配置するのみで足りる為に、環境温度を直
接測定する場合に比較して部品点数の低減と配置スペー
スに制約を受ける事がなく、而も感光体近傍の誤差が許
容される位置に温度検知手段を配置出来るので汎用性が
高い。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はいずれも本発明の実施例に係り、第
１図は基本構成図、第２図はその制御回路図、第３図（
ａ）（ｂ）は温度制御動作を示すフローチャート図、第
４図はそのタイムチャート図である。 第１図 アラームイｉ号 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）通電／切電サイクルを繰り返しながら感光体の加熱
   制御を行う加熱手段と、所定の加熱温度巾間における加
   熱手段の通電又は切電時間を、時係数としてカウントす
   るカウント手段とを有し、該カウント値に基づいて感光
   体の加熱制御目標温度を選択的に更新又は保持する事を
   特徴とする感光体の加熱温度制御装置 ２）特許請求の範囲第１項記載の感光体の加熱温度制御
   装置において、前記カウント値が前回の通電又は切電時
   間におけるカウント値と同一又は許容範囲以内である場
   合には、前回の加熱制御目標温度をそのまま保持して加
   熱制御を行い、又前記カウント値が前回のカウント値の
   許容範囲以上である場合には、該カウント値に対応した
   加熱制御目標温度に更新する事を特徴とする加熱温度制
   御装置 ３）前記カウント手段のカウント周期を、加熱手段の印
   加電圧の変動に対応して調整可能に構成した特許請求の
   範囲第１項記載の加熱温度制御装置