JPH11184179A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感光体の耐久が進んだ後に、装置内温度が過度
になることを防止して感光体表面にトナーが融着するこ
となく常に良好な画像が得られる画像形成装置を提供す
る。 【解決手段】 感光体の感光層の厚みを接触式の帯電手
段を利用したり、感光体の回転数、転写材の枚数等から
検知し、その厚みが所定の値まで減少した時点から、排
気ファンの回転速度、または回転時間を上げたりする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、レーザービ
ームプリンター等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の画像形成装置には、帯電
手段で一様に帯電した像担持体表面に原稿画像あるいは
入力した画像信号に対応した画像露光を照射し、像担持
体表面に静電潜像を形成し、静電潜像を現像手段でトナ
ー像に現像し、トナー像を転写手段で転写材に転写し、
定着手段で転写材上のトナー像を該転写材上に定着して
出力する電子写真方式の複写機やプリンターがある。

【０００３】このような画像形成装置においては、駆動
用のモータ等の電気部品、原稿照明用ランプあるいは定
着装置のヒータなど、装置内の昇温を促す要素が多々存
在する。そのため装置内の温度が異常に上昇し、現像装
置内のトナーのブロッキング（固化）又は感光体その他
の部材が熱的損傷を受ける等、装置内の各部に種々の影
響を与えることを免れない。そこでこのような事態を回
避するために、一般に画像形成装置には、排気ファンが
配設されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の画像形
成装置において、顕画化像を形成するトナーの母体とな
る樹脂は、４０℃〜８０℃付近にガラス転移点を持つ。

【０００５】従って、感光体周辺温度が４０℃以上の状
況下で画像形成を続けると、感光体表面上のトナーが軟
化し、固着してしまうという現象が生じる。この現象は
特に高温の環境下で発生しやすい（以下この現象を融着
現象と称す）。

【０００６】一般に、トナー像の転写プロセスを終えた
後には、感光体表面に残留している転写残トナーがクリ
ーニング手段によって除去され次の画像形成プロセスに
備える。

【０００７】この場合、クリーニング手段としては、板
状の弾性材料を感光体表面に接触させて転写残トナーを
かきとる方法が広く実用されている。特にこのようなク
リーニング手段を有する場合は装置内温度が上昇すると
融着を発生しやすい。すなわち、装置内温度が上昇する
と、クリーニング部材の先端と感光体表面の摩擦によっ
て発生する熱が増大し、クリーニング部材の先端と感光
体表面の界面に存在するトナーが軟化して、その軟化し
たトナーが感光体表面になすりつけられ融着となってし
まう。

【０００８】感光体表面に絶縁材料であるトナーが融着
する現象は、感光体の機能に対して致命的である。そこ
で融着を防止する手段として、前記した排気ファン等に
より装置内温度の上昇を抑えることが有効である。

【０００９】しかしながら、画像形成を繰り返すにつれ
て、感光体の表面がトナーやクリーニング部材により削
られると、感光体の表面粗さが大きくなり、軟化したト
ナーが固着しやすくなる。すなわち感光体の耐久が進む
と僅かな温度上昇によっても融着が発生しやすくなる場
合がある。

【００１０】この対策として初めから排気ファンの能力
を上げておくことが考えられるが、この方法によると排
気ファン自体の寿命が短くなるという問題がある。

【００１１】又、その寿命を延ばすためには排気ファン
自体のコストが高くなり実用的ではない。

【００１２】そこで本発明は上記した従来技術の課題を
解決するためになされたもので、その目的とするところ
は感光体の耐久が進んだ後に、装置内温度が過度になる
ことを防止して感光体表面にトナーが融着することなく
常に良好な画像が得られる画像形成装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００１４】（１）像担持体表面を一様に帯電処理する
帯電手段と、一様に帯電した前記像担持体表面に原稿画
像あるいは入力した画像信号に対応した画像露光を照射
して静電潜像を形成する画像露光手段と、前記静電潜像
に対応したトナー像を形成する顕画像手段と、前記トナ
ー像を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体の感
光層の厚みを検知する検知手段とを有する具備する画像
形成装置において、前記検知手段による検知結果に応じ
て、前記像担持体周辺の温度制御を行うようにしたもの
である。

【００１５】（２）前記帯電手段は帯電バイアスを印加
した帯電部材を感光体に当接させて感光体表面を帯電す
る接触式帯電装置であり、前記検知手段は、前記帯電部
材が前記像担持体の非画像領域に対応している時に、前
記帯電部材に所定の検知用の電圧を印加し、この時に前
記帯電部材から前記像担持体に流れる電流量を測定する
手段とするものである。

【００１６】（３）前記検知手段は、前記像担持体の回
転数をカウントする手段とするものである。

【００１７】（４）前記検知手段は、通過する転写材の
枚数をカウントする手段とするものである。

【００１８】（５）装置内を冷却するための冷却ファン
を有し、前記検知手段による検知結果に応じて、前記排
気ファンの回転速度を変化させるようにしたものであ
る。

【００１９】（６）装置内を冷却するための冷却ファン
を有し、前記検知手段による検知結果に応じて前記排気
ファンの回転時間を変化させるようにしたものである。

【００２０】（７）前記冷却ファンを複数有し、前記検
知手段による検知結果に応じて、作動させる前記冷却フ
ァンの数を変化させるようにしたものである。

【００２１】（８）前記検知手段による検知結果に応じ
て、装置内の温度がある値より大きくなった時は所定の
時間画像形成動作を停止するゆおにしたものである。

【００２２】上記した構成の画像形成装置によれば、像
担持体の感光層の厚みを検知し、その検知結果に応じて
感光体周辺の温度制御を行う。

【００２３】例えば、像担持体の感光層の膜厚が所定の
値まで減少した時点から排気ファンの回転速度又は回転
時間を上げることにより装置内の温度上昇を抑えて、像
担持体表面にトナーが融着することを防止できる。

【００２４】また、感光層の膜厚が所定の値まで減少し
た時点から作動させる排気ファンの数を増やすことによ
り、装置内の温度上昇を抑えて、像担持体表面にトナー
が融着することを防止できる。

【００２５】また、像担持体の感光層の膜厚が所定の値
まで減少した時点から所定の時間画像形成動作を停止す
ることにより装置内の温度上昇を抑えて、像担持体表面
にトナーが融着することを防止できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は本発明の
実施の形態（１〜６）の画像形成装置の概略図である。
この画像形成装置は電子写真プロセス利用の転写式のレ
ーザービームプリンタもしくは複写機である。

【００２７】図１において、１は像担持体としてのドラ
ム型の電子写真感光体（以下、感光体と称す）であり、
矢示の時計方向に所定のプロセススピードをもって回転
駆動される。感光体１はその回転過程で一次帯電装置２
より所定の極性・電位に均一に帯電される。本実施の形
態では、感光体をマイナスに帯電処理する。

【００２８】本実施の形態の一次帯電装置２は接触帯電
ローラーであり、感光体の回転に伴い従動回転する。そ
して、電源３から所定のバイアス電圧を印加することで
回転感光体１の周囲が接触帯電式で所定の極性・電位に
帯電処理される。

【００２９】次いで、その帯電処理面に対して、レーザ
ースキャナ等の像露光手段１０により目的の画像情報の
像露光処理がなされて感光体１面に目的の画像情報の静
電潜像が形成される。

【００３０】その静電潜像が現像装置６の現像スリーブ
６ａに薄層状に担持されたトナーによって現像されて可
視画像（トナー画像）となる。現像スリーブ６ａは不図
示のクラッチにより制御され、画像領域において回転す
る。そして、電源７より所定のバイアス電圧（直流電
圧、振動電圧。以後現像バイアスと称する）が印加され
ることで、感光体にトナーが供給される。なお、本実施
の形態においては、マイナスに帯電したトナー（ネガト
ナー）を用い、反転現像を行う。

【００３１】そして、トナー画像が感光体１とこれに接
触させた転写部材１２との間の接触ニップ部である転写
部において、該転写部に給紙部側から所定のタイミング
で給送された転写材１４に対して順次に転写されてい
く。なお、本実施の形態の転写部材１２は、接触帯電転
写ローラーであり、感光体に圧接させてあり、感光体１
の回転に従動して回転する。

【００３２】一方、転写材１４はこの転写部に給送され
ていく。転写部に転写材１４の先端が突入すると、転写
ローラー１２に電源からの所定の転写用のバイアスが印
加され、転写ローラー１２が接触している転写材裏面が
トナーと逆極性に接触帯電式で帯電されて感光体１のト
ナー画像が転写材表面に転写される。

【００３３】転写部を通ってトナー画像の転写を受けた
転写材１４は、感光体１の面から分離されて像定着手段
１６に送られ、転写トナー画像が転写材１４上に永久固
着画像として定着され、プリントあるいはコピーとして
機外へ排出される。

【００３４】他方、前記転写部通過後の感光体１面はク
リーナー部１３によって残留現像剤やその他の付着物が
除去されてクリーニングされ、さらに除電器（除電ラン
プ）１５によって除電されて初期化され、繰り返して作
像に供される。

【００３５】なお、接触帯電式の帯電ローラーおよび転
写ローラーはそれぞれギア等を取り付け、モーター等の
駆動手段により強制駆動されるようにしても良い。

【００３６】感光体削れ量検知手段について以下に説明
する。

【００３７】本実施の形態においては、感光体１の導電
基体１ｂとアースとの間に、感光体１の削れ量を検知す
るための検出手段として、感光体１に流れる電流を測定
するための抵抗Ｒを持つ検知回路１６を設けている。帯
電ローラー２に所定の交流または直流の検知用の電圧を
印加したときに、抵抗Ｒの端子間電圧を測定することに
よって、感光体１の感光層の膜厚を検知するよう構成し
ている。

【００３８】図２は、帯電ローラー２に、７５０Ｖの直
流電圧に１．５ｋＶｐｐの交流電圧を重畳して印加した
ときに、測定される直流電流量を示したものである。

【００３９】これを見ればわかるように、感光層の膜厚
が減少するにつれて、感光体１に流れる電流量は増加し
ている。

【００４０】一般に、感光層が初期から１０μｍ削れた
時点から表面粗さが大きくなり、融着が発生しやすくな
る。例えば、本実施の形態においては、感光層の初期膜
厚が３０μｍであるため、耐久が進んで膜厚が２０μｍ
になったとき、すなわち検知電流が２８μＡを超えたと
きから、融着が発生しやすくなると判断できる。

【００４１】なお、本実施の形態においては感光体１の
導電基体１ｂとアースとの間に、検知回路１６を設ける
場合を述べたが、これに限らず、帯電ローラー２と高圧
電源３との間、もしくは高圧電源３とアースとの間に前
述した検知回路１６を設けてもよい。

【００４２】次に温度制御を説明する。

【００４３】図１において、排気装置は、排気ファン１
７と、排気ファン１７を駆動制御する排気ファン制御装
置１８から構成されている。図３に示すように、排気フ
ァンは画像形成開始と同時に所定の速度（この速度を全
速と称する）で回転を始め、画像形成終了まで回転を続
ける。

【００４４】画像形成を行っていないとき（これをスタ
ンバイ時と称する）には、排気ファンは停止している
か、または低速（この速度を半速と称する）で常時回転
している。

【００４５】本実施の形態においては、前述の感光体膜
厚検知結果に応じて、排気ファンの回転速度を制御す
る。

【００４６】すなわち、耐久初期は排気ファンに低い電
圧を印加し、排気を行う。一方、感光体の耐久が進ん
で、感光体の膜厚があらかじめ決められた値より小さく
なったと検知した場合は、排気ファンに高い電圧を印加
して、初期よりも回転速度を上げて排気を行う。

【００４７】このような構成にすることで、排気ファン
１７に対する負荷を最小限にとどめた上で、感光体の耐
久が進んだ後に、装置内温度が過度になることを防止し
て、感光体表面にトナーが融着することなく常に良好な
画像を得ることが可能になった。

【００４８】排気ファン１７の回転速度を上げる制御
は、画像形成中またはスタンバイ時のいずれか、もしく
はその両方に対して行える。

【００４９】［実施の形態２］本実施の形態の基本的な
構成は上記した実施の形態１と同様で、実施の形態１と
異なるのは、本実施の形態においては、前述の感光体膜
厚検知結果に応じて、排気ファンの回転時間を切り替え
るようにした点にある。

【００５０】図３に示すように、耐久初期には、画像形
成開始と共に排気ファンを全速で回転し始め、画像形成
終了と共にその速度を半速にするか、または停止する。
その後、感光体の膜厚があらかじめ決められた値より小
さくなったと検知した場合は、画像形成終了後に排気フ
ァンが全速で回転する回転時間を延長する。あるいは、
感光体の膜厚があらかじめ決められた値より小さくなっ
たと検知した時点から、常時排気ファンを全速で回転さ
せてもよい。

【００５１】このような構成にすることで、排気ファン
に対する負荷を最小限にとどめた上で、感光体の耐久が
進んだ後に、装置内温度が過度になることを防止して、
感光体表面にトナーが融着することなく常に良好な画像
を得ることが可能になった。 ［実施の形態３］本実施の形態の基本的な構成は実施の
形態１と同様で、実施の形態１と異なるのは、本実施の
形態においては、装置内に２個の排気ファンを設け、前
述の感光体膜厚検知結果に応じて、作動させる排気ファ
ンの数を数えるようにしたものである。

【００５２】すなわち、耐久初期は１個の排気ファンを
作動させ、排気を行う。その後感光体の耐久が進んで、
感光体の膜厚があらかじめ決められた値より小さくなっ
たと検知した時点から、２個の排気ファンを作動させて
排気を行う。

【００５３】このような構成にすることで、排気ファン
に対する負荷を最小限にとどめた上で、感光体の耐久が
進んだ後に、装置内温度が過度になることを防止して、
感光体表面にトナーが融着することなく常に良好な画像
を得ることが可能になった。また、排気ファンの数は２
個に限るものではなく、装置の構成に合わせて複数個の
ファンを設ければよい。

【００５４】［実施の形態４］本実施の形態の基本的な
構成は実施の形態１と同様である。

【００５５】図４に示すように、画像形成により装置内
の温度が上昇した後にしばらく放置すると、装置内の温
度は徐々に下がっていく。

【００５６】本実施の形態においては、感光体近傍に温
度センサ１９を設けている。前述の検知手段により、感
光体の膜厚があらかじめ決められた値より小さくなった
と検知した後、感光体近傍の温度がある値に達した場合
には、強制的にコピーまたはプリント動作を一定時間停
止する。

【００５７】このような構成にすることで、感光体の耐
久が進んだ後に、装置内温度が過度になることを防止し
て、感光体表面にトナーが融着することなく常に良好な
画像を得ることが可能になった。

【００５８】［実施の形態５］排気ファンを複数個具備
している場合は、それらの排気ファンに対して同一の制
御を行う必要はなく、その一部に対してのみ回転数や回
転時間等の制御を行ってもよい。すなわち、各々の排気
ファンで別々の制御を行えば、より効果的に本出願の目
的を達成することができる。

【００５９】すなわち、実施の形態１、２、３および４
を組み合わせて使用することにより、より効率のよい本
発明の実施が行える。

【００６０】［実施の形態６］実施の形態１において
は、接触帯電の場合に対する感光体膜厚検知の方法につ
いて述べたが非接触帯電等の場合についても本発明は適
用できる。

【００６１】この場合、感光体の膜厚を検知する手段と
して、感光体の回転数をカウントする方法が用いられ
る。すなわち、感光体の回転数をカウントし、所定の回
転数に達したときから、排気ファンにより感光体周辺の
温度制御を行う。

【００６２】図５に示すように、感光体近傍にはフォト
センサ２０等の回転数を検出する手段が設けられてい
る。

【００６３】図６は、感光体の回転数に対する感光体の
削れ量を表したものである。前記したように、感光層が
初期から１０μｍ削れた時点から表面粗さが大きくな
り、融着が発生しやすくなる。従って、本実施の形態に
おいては、回転数が約４０万回に達したときから、融着
が発生しやすくなると判断できる。

【００６４】また、感光体の回転数をカウントするかわ
りに、通過する転写材の枚数、すなわち耐久枚数そのも
のをカウントする方法を用いてもよい。

【００６５】この場合、図７に示すように耐久枚数が３
万枚に達したときから、融着が発生しやすくなると判断
できる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体の感光層の厚みを検知し、その検知結果に応じ
て感光体周辺の温度制御を行う。

【００６７】すなわち、感光層の膜厚が所定の値まで減
少した時点から排気ファン等の冷却ファンの回転速度ま
たは回転時間を上げるため、像担持体の耐久が進んだ後
も、装置内の温度上昇を抑えて、像担持体表面にトナー
が融着することなく常に良好な画像を得ることができ
る。

【００６８】また感光層の膜厚が所定の値まで減少した
時点から、作動させる冷却ファンの数を増やすため、像
担持体の耐久が進んだ後も、装置内の温度上昇を抑え
て、像担持体表面にトナーが融着することなく常に良好
な画像を得ることができる。

【００６９】また、感光層の膜厚が所定の値まで減少し
た時点から、所定の時間画像形成動作を強制的に停止す
るため、像担持体の耐久が進んだ後も、装置内の温度上
昇を抑えて、像担持体表面にトナーが融着することなく
常に良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態（１〜６）における画像形
成装置の概略構成図。

【図２】感光体の膜厚に対する検知電流を示す図。

【図３】本発明の実施の形態２、３における排気ファン
の回転シーケンスを示す図。

【図４】本発明の実施の形態４における装置本体内の温
度変化を示す図。

【図５】本発明の実施の形態６における画像形成装置の
概略構成図。

【図６】実施の形態６における感光体削れ量と感光体の
回転数との関係を示す図。

【図７】 実施の形態６における感光体削れ量とコピー
・プリント枚数との関係を示す図。

【符号の説明】

１…感光体ドラム ２…接触帯電部材としての帯電ローラー ３…帯電バイアス印加電源 ６…現像手段 １０…画像露光手段 １２…転写手段
（転写ローラー） １４…転写材 １７…排気ファ
ン（冷却ファン） １８…排気ファン制御装置 １９…温度セン
サ ２０…感光体回転数検知用のフォトセンサ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体表面を一様に帯電処理する帯電
   手段と、一様に帯電した前記像担持体表面に原稿画像あ
   るいは入力した画像信号に対応した画像露光を照射して
   静電潜像を形成する画像露光手段と、前記静電潜像に対
   応したトナー像を形成する顕画像手段と、前記トナー像
   を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体の感光層
   の厚みを検知する検知手段とを有する具備する画像形成
   装置において、 前記検知手段による検知結果に応じて、前記像担持体周
   辺の温度制御を行うことを特徴とした画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記帯電手段は帯電バイアスを印加した
   帯電部材を感光体に当接させて感光体表面を帯電する接
   触式帯電装置であり、前記検知手段は、前記帯電部材が
   前記像担持体の非画像領域に対応している時に、前記帯
   電部材に所定の検知用の電圧を印加し、この時に前記帯
   電部材から前記像担持体に流れる電流量を測定する手段
   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。
3. 【請求項３】 前記検知手段は、前記像担持体の回転数
   をカウントする手段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。
4. 【請求項４】 前記検知手段は、通過する転写材の枚数
   をカウントする手段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。
5. 【請求項５】 装置内を冷却するための冷却ファンを有
   し、前記検知手段による検知結果に応じて、前記排気フ
   ァンの回転速度を変化させることを特徴とする請求項
   １、２、３または４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 装置内を冷却するための冷却ファンを有
   し、前記検知手段による検知結果に応じて前記排気ファ
   ンの回転時間を変化させることを特徴とする請求項１、
   ２、３または４に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記冷却ファンを複数有し、前記検知手
   段による検知結果に応じて、作動させる前記冷却ファン
   の数を変化させることを特徴とする請求項５または６に
   記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記検知手段による検知結果に応じて、
   装置内の温度がある値より大きくなった時は所定の時間
   画像形成動作を停止することを特徴とした請求項１、
   ２、３または４に記載の画像形成装置。