JPH0325453A - 感光体ドラムの保温装置 - 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】 く産業上の利用分野〉 この発明は、複写機やプリンタ等に用いられる感光体ド
ラムのための保温装置に関するものである。

く従来の技術〉 静？ＩＳ複写機や静電プリンタ等に用いられる感光体ド
ラムは、その性質上、使用中は一定の温度に保つ必要が
ある。

このため、従来から、感光体ドラムの温度を検出するた
めの温度センサに関する提案、温度制御や保温ヒータに
関する提案が種々なされている。

たとえば、■特開昭６０−１２９７７２号公報には、温
度センサを感光体ドラム表面に対して非接触状態で保持
し、該温度センサ出力に基づいてヒータを制御する構成
が開示されている。

また、■特開昭５６−５４４７４号公報には、感光体ド
ラムが停止中は温度センサを感光体ドラム表面に対して
接触させ、該温度センサ出力に基づいて感光体ドラムの
温度制御を行う一方、感光体ドラムが駆動中は温度セン
サをドラム表面から離すようにした構威が開示されてい
る。

さらに、■特開昭５８−６２６６５号公報や特開昭６　
１　−　２　６　２　７　５．　１号公報には、温度セ
ンサを感光体ドラムの非画像領域に接触させるという構
成が開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述した従来の温度センサや保温制御に関する提案には
、それぞれ、次のような欠点があった。

まず、■の技術では、温度センサが感光体ドラムに非接
触状態であるから、温度センサが感光体ドラム周囲の温
度雰囲気の影響を受け易く、正確な感光体ドラムの温度
測定が困難であると共に、感光体ドラムの温度変化に対
する追従性も悪いという欠点がある。

また、■の構或では、感光体ドラム停止中はドラム温度
が一定に保たれるが、感光体ドラム駆動中は温度検出が
されないので、駆動中はドラム温度が変動するという欠
点がある。

さらに、■の構成の場合、感光体ドラムの非画像領域は
、通常、感光体ドラムの軸方向両端部にあり、該両端部
は放熱し易い部分であるから、その部分の温度を検出す
る温度センサの出力に基づいて単純に温度制御を行って
も、感光体ドラムを所望の温度に保ち難いという欠点が
あった。

この発明は、上述のような従来技術の種々の欠点を解消
して、感光体ドラムを所望の温度に正確に保温すること
のできる保温装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 この発明は、感光体ドラム内に配置され、該ドラムの軸
方向中央部に位置する部分に比べて両端部に位置する部
分の方が発熱体の分布密度が高くされた保温ヒータと、
感光体ドラム外周面の、軸方向両端部の画像形底に利用
されることのない非画像領域にそれぞれ接触され、感光
体ドラムの温度を測定するための少なくとも２つの温度
センサと、前記少なくとも２つの温度センサの出力に基
づいて、前記保温しータの通電制御する制御手段とを含
むことを特徴とする感光体ドラムの保温装置である。

また、この発明は、感光体ドラム内に、該ドラムの軸方
向に配列された複数の保温ヒータと、感光体ドラム外周
面の、軸方向両端部の画像形或に利用されることのない
非画像領域にそれぞれ接触され、感光体ドラムの温度を
測定するための少なくとも２つの温度センサと、前記少
なくとも２つの温度センサの出力に基づいて、前記複数
の保温ヒータを選択的に通電させる通電制御手段とを含
むことを特徴とする感光体ドラムの保温装置である。

く作用〉 感光体ドラムの非画像領域に接触された少なくとも２つ
の温度センサによって、感光体ドラムの温度は常に正確
にかつタイムラグなく検出できる。

制御手段によって保温ヒータへの通電が制御されるが、
制御は少なくとも２つ，の温度センサによって検出され
た正確なタイムラグのない感光体ドラム温度に基づいて
行われるので、温度制御は感光体ドラムの温度変化に迅
速に追従する。

この発明のある態様によれば、保温ヒータは、発熱体の
分布密度が中央部分に比べて両端部分の方が高くなって
いるので、感光体ドラムにおいて熱の逃げ易い軸方向両
端部を効果的に加熱でき、感光体ドラムの軸方向温度分
布を均等にできる。

また、この発明の他の態様によれば、保温ヒータは複数
あり、感光体ドラム内で軸方向に配列されているので、
複数の保温ヒータを選択的に通電することによって、軸
方向に温度の下った部分を加熱でき、軸方向の温度分布
を均等にできる。

く実施例〉 以下には、図面を参照して、この発明の実施例について
詳細に説明をする。

第１図は、この発明の一実施例の概略構成図である。

感光体ドラム１は、円筒状のたとえばアルミニウム管の
表面に感光体層が形威されたドラム本体２と、ドラム本
体２の両端に嵌込まれたフランジ３，４とを備えている
。各フランジ３．４は、それぞれ、ボールベアリング５
．６等で回転自在に保持されるようになっている。また
、一方のフランジ３には、駆動力が伝達され得るように
、ギャ７およびギヤ軸８が取付けられている。

ドラム本体２内には、その内周面に密着するように、保
温ヒータ１０が配置されている。保温ヒータ１０は、後
に詳述するが、可撓性のシート状の基板と、その基板に
配置された発熱ワイヤとを備えている。そして、発熱ワ
イヤの分布密度が、図示のように、ドラム本体２の軸方
向中央部に位置する部分が低く、両端部に位置する部分
が高くされているのである。

ドラム本体２は、その外周面に静電潜像が形成されるも
のであるが、軸方向両端部には画像形成に利用されるこ
とのない非画像領域１１．１２が存在する。この実施例
では、これら両端の非画像領域１１．１２に、それぞれ
、常時接触している２つの温度センサ１３．１４が設け
られ、該２つの温度センサ１３，１４によってドラム本
体２の表面温度をタイムラグなく検出できるようにされ
ている。

２つの温度センサ１３，１４の検出出力は制御部１５へ
与えられる。制御部１５は２つの温度センサ１３，１４
の出力に基づいて電源回路１６を制御し、保温ヒータを
オン／オフさせる。

ところで、従来技術でも説明したように、ドラム本体２
においては、その軸方向中央部よりも両端部の方が放熱
し易いという特性がある。なぜならば、ドラム本体２の
両端部には熱伝導体でできたフランジ３．４がそれぞれ
嵌込まれているから、ドラム本体２両端部の熱はこれら
フランジ３，４からボールベアリング５．６等へと逃げ
易いのである。

特に、装置本体の駆動機構（図示せず）と連結している
側の熱の伝導は大きくなる。

従って、ドラム本体２の非画像領域１１．１２に接触し
た温度センサ１３．１４で検出された温度が、ドラム本
体２の軸方向中央部の表面温度を正確に検出していると
は言い難く、ドラム本体２の軸方向中央部の表面温度は
、温度センサ１３．〕４で検出される温度よりもやや高
いのである。

そこで、このようなドラム軸方向の温度差分布に対処す
るために、この実施例では、保温ヒータ１０の発熱ヒー
タの分布密度をドラム軸方向に変化させているのである
。

第２図は保温ヒータ１０の具体例を示す図であり、保温
ヒータ１０を広げた状態の一部切欠展開図である。保温
，ヒータ１０は、たとえば薄いステンレス基板２０の片
面に発熱ワイヤ２１が蛇行状に配置され、その上を綿布
２２で覆った構造になっている。保温ヒータ１０は、ド
ラム本体２内に納められるときは、上辺２３が下辺２４
に対向して接するように、かつ、綿布２２側が内側とな
るようにまるめられる。

発熱ワイヤ２１は、長い１本または多数本の線が寄り合
わされたタングステン等のワイヤが被覆されたものであ
る。そして、発熱ワイヤ２１の分布密度は、ドラム軸方
向に、その中央部が低く左右両側部が高くされている。

具体的には、ドラム袖方向に基板２０の領域が３分割さ
れ、各領域毎に、発熱ワイヤは、上辺２３および下辺２
４に平行に配置された線分が等間隔で並ぶように蛇行状
に配置されている。そして、中央部は線分の間隔が相対
的に広くされて発熱ワイヤ２１の分布密度が低くされ、
両側部は線分の間隔が相対的に狭くされてワイヤ２１の
分布密度が高くされている。

このように発熱ワイヤ２１が配置されている結果、発熱
ワイヤ２１が通電された場合に、ドラム紬方向両側部の
発熱量がその中央部に比べて多くなる。よって、放熱し
易いドラム本体２両端部が効果的に加熱保温される。

それゆえ、この実施例によれば、２つの温度センサ１３
，１４の出力の平均値に基づいて保温ヒータ１０の通電
制御を行うだけで、保温ヒータ１０によってドラム本体
２の中央部よりも両端部がより多く加熱され、ドラム本
体２の表面温度をドラム軸方向に無関係にどの位置も一
定に保つことができる。

第３図は、保温ヒータ１０の他の具体例を示す一部切欠
展開図である。発熱ワイヤ２１の分布密度をドラム軸方
向中央部で低く、左右両側部で高くする場合、発熱ワイ
ヤ２１の蛇行状配置を、ドラム軸と直交方向の左辺２５
および右辺２６に平行された線分が平行に並ぶようにし
、平行な線分の間隔が中央部で相対的に広く、左右両端
部へ行くほど相対的に狭まるようにしてもよい。このよ
うな配置にした場合、ドラム軸方向に、両端部へ行くほ
ど徐々に発熱ワイヤ２１の分布密度を高くすることもで
きるという利点がある。

その他の構成については第２図と同様であり、ここでの
説明は省略する。

なお第２図および第３図に示す各保温ヒータ１０は、共
に、基板２０の形状が平行四辺形状をしている。つまり
、ドラム本体２の内径に対応する径の円筒を一定のリー
ド角θの螺旋方向に沿った切断線で切断して展開した形
状にほぼ相当する平行四辺形状にされている。このよう
な形状にすると、保温ヒータ１０をドラム本体２内部に
挿入し易く、または挿入状態で、保温ヒータ１０がドラ
ム本体２内面に良好に密着するという利点がある。

保温ヒータ１０の基板形状をこのようにすることの他の
特徴等については、本願出願人の先願に詳しく開示され
ている（特開昭６０−２５４５８７号公報参照）。

この発明に用いられる保温ヒータ１０は、上述のように
基板形状が平行四辺形状でなければいけないわけではな
く、長方形状であってもよい。

また、上述した保温ヒータ１０の各具体例では、発熱体
として１本の長い発熱ワイヤ２１を用い、該発熱ワイヤ
２１を蛇行状に配置すると共に、その配置間隔を調整し
て分布密度を変えたが、他の構成によって発熱体の分布
密度を変えてもよい。

たとえば、発熱体として発熱ワイヤではなく、発熱コイ
ルや面状発熱体を用いてもよい。

また、発熱ワイヤを用いる場合においても、１本の発熱
ワイヤを一筆書きの如く配置するのではなく、複数本の
発熱ワイヤを適当に接続して、ラダー状その他の形状に
配置してもよい。要は保温ヒータ１０における発熱体の
分布密度が、ドラム軸方向中央部で低く、左右両側部で
高くなっていればよい。

第４図はこの発明の他の実施例の概略構成を示す図であ
る。この実施例の特徴は、ドラム本体２内に配置された
保温ヒータが、ドラム本体２の軸方向に配列された３つ
の保温ヒータＨａ，ＨｂおよびＨｃからなっていること
である。そして、３つの保温ヒータＨａ，Ｈｂ，Ｈｅが
、２つの温度センサ１３，１４の出力に基づいて、選択
的に通電制御されるようになっていることである。

この通電制御の一例は次の通りである。

今、保持したいドラム本体２の温度、すなわち設定温度
をＴｏとし、温度センサ］３の検出温度をＴａ１温度セ
ンサ１４の検出温度をＴｂとすると、各温度センサ１３
，１４の検出温度Ｔａ，Ｔｂと設定温度ＴＯとの比較に
よって、以下の通りに保温ヒータＨａ，Ｈｂ，Ｈｃのオ
ン／オフを切換える。

■　Ｔａ＜ＴｏかつＴｂくＴＯ Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃを全てオン ■　Ｔａ＜ＴｏかツＴ　ｂ　−　Ｔ　ｏＨａをオン、Ｈ
ｂ，Ｈｃをオフ ■　ＴａｍＴｏかつＴｂくＴＯ Ｈｃをオン、Ｈａ，Ｗｂをオフ ■　ＴａｍＴｂｍＴｏ Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｅを全てオフ このような切換制御は、制御部１５において行われるが
、制御部１５をマイクロコンピュータを含む構成とした
場合、具体的には第５図に示すフローチャートまたは第
６図に示すフローチャートに従って、３つの保温ヒータ
Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃのオンオフ制御がなされる。

第５図のフローチャートを簡単に説明する。制御部１５
は温度センサ１３の検出温度Ｔａと設定温度ＴＯとを比
較し（ステップＳ　１　）　、Ｔ　ａ　＜　ＴＯであれ
ば保温ヒータＨａをオンし（ステップＳ２）、そうでな
ければ保温ヒータＨａをオフする（ステップＳ３）。

次に、制御部１５は、温度センサ１４の検出温度Ｔｂと
設定温度ＴＯとを比較し（ステップＳ４）Ｔｂ＜Ｔｏで
あれば保温ヒータＨｅをオンし（ステップＳ５）、そう
でなければ該保瓜ヒータＨｃをオフする（ステップＳ６
）。

さらに、制御部１５は、２つの温度センサ１３，１４の
各検出温度ＴａおよびＴｂが共に設定温度Ｔｏよりも低
いか否かを判別し（ステップＳ７）、共に設定温度より
低ければ保温ヒータＨｂをオンし（ステップＳ８）、そ
うでなければ該保温ヒータＨｂをオフする（ステップＳ
９）。

以上のステップ８１〜Ｓ９を繰り返すことによって、制
御部１５は保温ヒータＨａ，Ｈｂ，Ｈｃを選択的にオン
／オフさせて、感光体ドラム１の温度を一定温度Ｈｏに
保つ。

第６図のフローチャートも、温度センサ１３，１４の検
出温度Ｔａ，Ｔｂと設定温度Ｔｏとを比較することによ
って保温ヒータＨａ，Ｈｂ，Ｈｃのオン／オフを制御す
るものであり、その内容は図より明らかであるから、こ
こでの説明は省略する。

この実施例では、上述した■および■のように、温度セ
ンサ１３の検出温度ＴａがＴａくＴＯの場合または温度
センサ１４の検出温度ＴｂがＴｂ＜Ｔｏの場合に、それ
ぞれ、保温ヒータＨａだけをオンするか、または保温ヒ
ータＨｅだけをオンするようにしたが、これに代え、次
のようにさらに細かく制御してもよい。

温度センサ１３，１４の各検出温度Ｔａ，Ｔｂの平均値
を求め、その平均値と温度（Ｔｏ−（Ｚ）（但し、αは
予め定める微小温度）とを比較して、中央部の保温ヒー
タＨｂのオン／オフを切換えてるのである。

具体的には、（　Ｔ　ａ　＋　Ｔ　ｂ　）　／　２　＜
　Ｔ　ｏ　−　ａのとき、Ｈｂをオン、それ以外では、
Ｈｂをオフするのである。

いずれにしろ、このように複数の保温ヒータＨａ，Ｈｂ
，Ｈｃをドラム軸方向に配列し、それら保温ヒータＨａ
，Ｈｂ，Ｈｃの通電制御をすることで、ドラム本体２の
軸方向中央部に比べて両端部をより多く加熱でき、放熱
し易い両端部を適切に保温できる。よって、ドラム本体
２はその軸方向に均等な温度分布となる。

く発明の効果〉 この発明は、以上のように構成されているので、感光体
ドラムの表面温度を２つの温度センサに基づいて正確に
かつタイムラグなく行える。

また、保温ヒータは、発熱体の分布密度が変えられてい
たり、保温しータが複数設けられていて選択的に通電制
御されるので、感光体ドラムの放熱し易い部分を部分的
に効果的に保温することができる。よって、感光体ドラ
ム全体を正確に所望の温度に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る保温装置の概略構
成を示す図である。 第２図は、保温ヒータの具体例を示す一部切欠展開図で
ある。 第３図は、保温ヒータの他の具体例を示す一部切欠展開
図である。 第４図は、この発明の他の実施例に係る保温装置の概略
構成を示す図である。 第５図および第６図は、それぞれ、第４図の制御部の制
御動作を示すフローチャートである。 図において、１・・・感光体ドラム、２・・・ドラム本
体、３．４・・・フランジ、１０・・・保温ヒータ、１
５・・・制御部、１６・・・電源回路、２０・・・基板
、２１・・・発熱ワイヤ、を示す。 （ほか２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、感光体ドラム内に配置され、該ドラム の軸方向中央部に位置する部分に比べて 両端部に位置する部分の方が発熱体の分 布密度が高くされた保温ヒータと、 感光体ドラム外周面の、軸方向両端部 の画像形成に利用されることのない非画 像領域にそれぞれ接触され、感光体ドラ ムの温度を測定するための少なくとも２ つの温度センサと、 前記少なくとも２つの温度センサの出 力に基づいて、前記保温ヒータの通電制 御する制御手段と、 を含むことを特徴とする感光体ドラムの 保温装置。 ２、感光体ドラム内に、該ドラムの軸方向 に配列された複数の保温ヒータと、 感光体ドラム外周面の、軸方向両端部 の画像形成に利用されることのない非画 像領域にそれぞれ接触され、感光体ドラ ムの温度を測定するための少なくとも２ つの温度センサと、 前記少なくとも２つの温度センサの出 力に基づいて、前記複数の保温ヒータを 選択的に通電させる通電制御手段と、 を含むことを特徴とする感光体ドラムの 保温装置。