JP2001296787A

JP2001296787A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001296787A
Application number: JP2000111151A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Kitajima; 健一郎北島; Yuichiro Toyohara; 裕一郎豊原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置のメイン電源がＯＦＦの間でも
独立して稼働できる発熱体を使用することで、画像形成
に影響を与えやすい、帯電部、現像手段及び像担持体の
周囲環境を一定の条件に維持し、常に安定した画像形成
を行うことが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】装置本体内の温度及び湿度から算出した
水分量に基づいて感光ドラム１Ｙ〜１Ｋへの印加電位及
び現像器４Ｙ〜４Ｋへの印加電位を制御する画像形成装
置において、装置本体のメイン電源がＯＦＦされてもこ
の装置本体とは独立に動作して、装置本体内の温度及び
湿度を所定の温度及び湿度に維持するために発熱する雰
囲気ヒーターＨ１，Ｈ２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
するものであり、特に好適には、白黒あるいはカラー複
写機、プリンター、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いた画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置において、像担持体
である感光ドラムは、環境条件により物性が変動するた
め帯電手段の条件変更によって、適正画像が得られるよ
う好適条件に電位が制御される。

【０００３】そして、画像形成において、レーザー露光
等の発光体により露光された感光ドラムの電位が低下
し、感光ドラムの帯電電位に応じて、電位が決定され
る。

【０００４】また、現像装置の現像スリーブには現像バ
イアス電源から電圧が供給され、白地部のカブリ取り電
位（以下、Ｖｂａｃｋ電位ともいう。）を、例えば２０
０Ｖ程度確保された値に設定される。このレーザー露光
電位と現像電位の電位差によって、現像スリーブ上のト
ナーが感光ドラムに移動し、顕像化される。

【０００５】従来技術では、周囲環境の変化の影響に応
じて、画像形成条件である感光ドラムの電位Ｖｄ、露光
部電位Ｖｌ、現像部の電位を決定する手段として、感光
ドラムの電位検知手段を用いてＶｄ及びＶｌの値を読み
込む方法や、感光ドラムや中間転写材上、転写材、記録
体上での濃度検知手段を用いる方法などが一般的に提案
され、実施されている。

【０００６】また、電位検知手段、濃度検知手段をもた
ない画像形成装置においても、周囲環境の温度／湿度検
知のみで画像形成条件を決定する方法も提案されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のかかる画像形成
装置は以下のような欠点があった。例えば、感光ドラム
の電位検知手段や濃度検知手段は高価であり、画像形成
装置の製品価格が高くなる。

【０００８】特に、複数の色を出力するカラー画像形成
装置は、複数の感光ドラム、現像装置を備えているため
さらに高価になる。

【０００９】また、電位検知手段、濃度検知手段を備え
ていない画像形成システムにおいては画像形成装置のメ
イン電源がＯＮされた後、画像形成装置内に備えられた
環境センサーで温度及び湿度を検出し水分量を計算する
ため、メイン電源ＯＦＦ時の周囲環境の変動履歴と、使
用する際の周囲環境に大きな差がある場合に画像形成条
件の条件設定精度が悪くなる不具合があった。

【００１０】ここで、電位検知手段、濃度検知手段を用
いない画像形成条件の決定方法の一例を解説する。

【００１１】まず、画像形成装置の温度／湿度検知手段
が測定した値を基に、周囲環境の水分量を計算する。こ
の水分量データを基に、現像剤の帯電状態から決定され
る必要現像コントラスト電位を、あらかじめ記憶してい
るデータから算出する。この算出された電位を以降、現
像Ｖｃｏｎｔとする。

【００１２】その後、地肌かぶり電位であるＶｂａｃｋ
電位を現像Ｖｃｏｎｔ電位に加え必要潜像コントラスト
電位（以降、潜像Ｖｃｏｎｔとする。）が決定される。

【００１３】この潜像Ｖｃｏｎｔ電位を得るために、あ
らかじめ記憶されている感光ドラムの電位と露光量に対
する露光部電位の関係より、必要潜像Ｖｃｏｎｔが得ら
れるＶｄか決定される。

【００１４】この時、計算によって求められたＶｌの値
と、算出の現像Ｖｃｏｎｔの値を足した値が現像スリー
ブの設定電位となる。一度、画像形成装置のメイン電源
がＯＮされた後は、環境が変動した場合でも追従できる
ように、画像出力命令がくる毎に周囲環境に合わせて条
件変更される。

【００１５】上記の従来技術のように、感光ドラムの電
位検知手段、又は濃度検知手段を備えていない画像形成
装置は、感光ドラムの環境（温度、湿度）による感度変
動を、実験値を基に得られたＶｄ−Ｖｌの環境テーブル
のみから予測値を基に画像形成時の各部の電位設定が行
われる。

【００１６】しかしながら、画像形成装置のメイン電源
がＯＦＦされた状態で、例えば、週末に電源ＯＦＦされ
た状態で週明けに立ち上がるような場合、使用される環
境の空調設備も切られている場合が多い。

【００１７】このような場合、画像形成装置のメイン電
源がＯＦＦされ、画像形成装置の使用されない期間に
（高温／高湿）の環境や、（低温／低湿）の環境を経由
した状況で、画像形成装置の周囲環境が室内の空調設備
等により快適な環境に変化しても、ほぼ密閉状態に近い
画像形成装置内の環境状態は、短時間で周囲環境の雰囲
気環境になじんでいない状況が十分考えられる。

【００１８】上記のような場合、環境データの読み取り
値のみから、画像形成条件を決定している画像形成装置
は、画像形成内の各プロセスの環境状態と、周囲環境の
状態のミスマッチにより、画像形成条件が適正値からず
れる可能性がある。

【００１９】この条件設定のズレが発生した場合、画像
濃度の適正値からのズレ、文字つぶれ等の画像不具合、
画像流れ等が発生する。

【００２０】これは周囲環境の温度／湿度（水分量）
が、現像剤や感光ドラムの特性に大きく影響を与えるた
めである。

【００２１】例えば、現像剤の場合、周囲環境の温度／
湿度の条件によって帯電性能、流動性などが変動する。
また、感光ドラムの場合は露光量とＶｌ電位の関係が変
動するためである。

【００２２】上述のような、画像形成装置の電源ＯＦＦ
された期間の環境履歴に関係なく、画像形成装置の立ち
上げ時、又は稼働中に画像形成装置内の環境を安定させ
る為、従来の技術では、例えば、特公平１１−１４３２
９４号に示されるような、感光ドラム内に発熱体を備
え、画像流れ等不具合が発生した場合、ユーザーが発熱
体のスイッチを画像形成装置の操作パネルより操作し、
約１０分間、低湿環境では５５℃±２℃で昇温させる手
法が提案されている。

【００２３】このような温度調整手段を用いる場合、第
一にユーザーは、無駄な画像を出力し画像のチェックを
行わなければならず、ユーザーの手間をかける欠点が存
在する。また、画像確認のために画像出力を行うことも
コスト的に無駄である。

【００２４】第２に、画像形成装置がネットワークプリ
ンターの様に、画像出力命令を行ったユーザーから離れ
た場所に存在している場合確認するのに時間がかかり、
かつ、ある一定量の画像出力を行った場合、その画像す
べてが利用できなくなりユーザーに多大な迷惑をかける
事になる。

【００２５】第３に、画像流れが発生した後、ユーザー
は感光ドラムを昇温する１０分と、画像形成温度である
３７℃±２℃の通常温度になるまで待機状態になり時間
的にも無駄が多い。

【００２６】また、複数の感光ドラムを用いたタンデム
構造の画像形成装置において、感光ドラム部分に発熱体
を備えた場合には、複数個の発熱体に電圧を供給する必
要があり感光ドラム部分の構成が複雑になる。

【００２７】さらに、感光ドラムの近傍に電位検知セン
サーを備える構成にするとさらに、画像形成システムの
価格増加につながる。

【００２８】従って、本発明の目的は、画像形成装置の
メイン電源がＯＦＦの間でも独立して稼働できる発熱体
を使用することで、画像形成に影響を与えやすい、帯電
部、現像手段及び像担持体の周囲環境を一定の条件に維
持し、常に安定した画像形成を行うことが可能な画像形
成装置を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る画像形成装置は、装置本体内の温度及
び湿度から算出した水分量に基づいて像担持体への印加
電位及び現像手段への印加電位を制御する画像形成装置
において、前記装置本体のメイン電源がＯＦＦされても
該装置本体とは独立に動作して、該装置本体内の温度及
び湿度を所定の温度及び湿度に維持するために発熱する
少なくとも１以上の発熱体を備えることを特徴とする。

【００３０】また、前記装置本体の電源をＯＮした後
に、前記発熱体の温度を段階的に変化させることを特徴
とする。

【００３１】また、前記発熱体が維持する所定の温度
が、前記装置本体の動作保証温度の上限温度以下である
ことを特徴とする。

【００３２】また、前記所定の温度及び湿度に維持され
る前記装置本体内に、前記像担持体を帯電させる帯電部
を備え、前記帯電部、現像手段及び像担持体が一体型の
カートリッジになっていることを特徴とする。

【００３３】また、前記装置本体内の温度及び湿度を検
知する環境センサーを備え、該環境センサーの検知結果
から前記水分量を算出し、該算出された水分量に基づい
て前記像担持体への印加電位及び現像手段への印加電位
が制御されることを特徴とする。

【００３４】このように本発明によれば、装置本体（す
なわち画像形成装置本体）が外部電源に接続された状態
で、画像形成装置のメイン電源を切られた状態（ＯＦ
Ｆ）であっても、装置本体と外部電源とが接続されてい
る場合には、画像形成装置のプロセス部分とは別に独立
して稼働することのできる発熱体（例えば雰囲気ヒータ
ー）を備える。

【００３５】そのため、周囲環境の温度、湿度の情報か
ら感光ドラム等の像担持体の潜像電位、現像スリーブ等
の現像手段の現像電位たる印加バイアス電位を決定し、
帯電、露光、現像、転写、定着を行って画像形成を行う
画像形成装置において、発熱体により、通常状態よりも
昇温された状態に温度制御される事で、画像形成装置内
の相対湿度を周囲環境よりもさげた状態に保つことがで
きる。

【００３６】そして、画像形成の主要部分「帯電部、現
像手段、像担持体」をまとめて調温／調湿しておくこと
で、周囲の温度及び湿度を検知する環境センサーが読み
込んだデータのみでの条件設定が可能になる。

【００３７】また、像担持体の温度制御を行うと、像担
持体の状態と、現像部（特に現像剤）の環境が異なるた
め、その後の画像形成装置内／外の環境変動が発生した
場合、さらに像担持体の温度を制御するための例えばド
ラムヒータを用いなければならない状況が発生する可能
性があるのに対し、本発明を用いれば、「帯電部、現像
部、感光ドラム」は常に同じ環境変化をするため制御を
簡素化できる。

【００３８】以上のように本発明は、常に環境センサー
の温度／湿度データのみで周囲環境の変化に応じて画像
形成条件を制御できることを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態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らのみに限定する趣
旨のものではない。

【００４０】また、以下の図面において既述の図面に記
載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。

【００４１】（第１の実施形態）以下、本発明に係る画
像形成装置の第１の実施形態について図面を参照して説
明する。図１に、本発明に係る画像形成装置の第１の実
施形態の全体構成図及び雰囲気ヒーターの概略図を示
す。

【００４２】図１の（ａ）にＬＥＤ露光器を用いた本実
施形態のカラー電子写真複写機であるカラー画像形成装
置が示されている。但し、この露光器は、レーザービー
ムを利用し、単色の複写機であっても本発明の実施にあ
たっては差し支えない。

【００４３】以下の説明は、便宜上図１の画像形成装置
を用いて説明する。図１の（ａ）に示されるカラー画像
形成装置は上部にデジタル画像リーダー部、下部にデジ
タルカラー画像プリンター部を有する。

【００４４】リーダー部において、原稿９を原稿台ガラ
ス１０に載せ、露光ＣＣＤ読み取りセンサー１１を露光
走査することにより得られる原稿９からのカラー色分解
画像信号を得る。

【００４５】このカラー色分解信号は、図示しない回路
を経由して、同じく図示しないビデオ処理ユニットにて
処理を施され、プリンター部に送出される。

【００４６】プリンタ部において、図示矢印方向に回転
する本発明の像担持体としての感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，
１Ｃ，１Ｋ（以下、省略して、感光ドラム１とする。）
が回転自在に支持されており、感光ドラム１の周りに
は、本発明の帯電部としての帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，
２Ｋ（以下、省略して、帯電器２とする。）、本発明の
現像手段としての現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（以
下、省略して、現像装置４）、転写ベルト５等の画像形
成手段が配置されている。

【００４７】感光ドラム１は、帯電器２により均一に帯
電され、感光ドラム１上に、例えばＬＥＤ露光器からな
る露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ（以下、省略して、
露光手段３）により色分解された光像、またはこれに相
当する光像が照射され、その外表面に潜像形成が行われ
る。

【００４８】ついで、感光ドラム１上の静電潜像は現像
装置４にて現像され、トナー像として顕像化される。

【００４９】給紙カセット１３Ｂ内の転写材Ｐは、給紙
ローラ１３Ａにより給紙され、レジストローラ１４及び
半導体帯電ローラ１５により転写ベルト５に搬送され
る。転写ベルト５上の転写材Ｐは、定着器７を経て搬送
トレイ８上に排出される。

【００５０】また、図１の（ａ）において、Ｆ１，Ｆ
２，Ｆ３は装置内の空気を循環及び排気するファンであ
る。また、Ｈ１，Ｈ２は、所定の温度で発熱する本発明
の発熱体としての雰囲気ヒーターであり、それぞれサー
モスイッチＳＷ１，ＳＷ２により所定の温度条件で動作
のＯＮ，ＯＦＦが制御される。

【００５１】また、図１の（ｂ）に示されるように、雰
囲気ヒーターＨ１，Ｈ２は電源Ｇ及びサーモスイッチＳ
Ｗ１，ＳＷ２と接続されている。

【００５２】また、Ｇは装置本体の電源であり、この装
置本体の電源ＧがＯＦＦに設定されると、上記雰囲気ヒ
ーターＨ１，Ｈ２へ電源が供給され、装置本体の電源Ｇ
がＯＮに設定されると、上記雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２
への電源が停止される。

【００５３】また、ＣＳ１，ＣＳ２はそれぞれ環境セン
サーであり、装置内部の温度及び湿度を検知してＣＰＵ
に送信する。ただし、本第１の実施形態では、ＣＳ１の
みが必須であるが、後述のする第２の実施形態の説明の
便宜によりＣＳ２も図１に示している。したがって、第
１の実施形態のみを実施する場合にはＣＳ２を削除して
も良い。

【００５４】また、上記各環境センサーＣＳ１，ＣＳ２
の位置は図１に示される位置に限定されるものではな
く、その他適宜な位置に配置しても良い。

【００５５】雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２の温度制御範囲
は、環境センサー等の情報を必要とすることなく、画像
形成装置稼働保証内の温度／相対湿度範囲において、画
像形成装置の動作保証範囲以下の温度に設定される。

【００５６】この温度設定値は、周囲環境に関係なく常
に一定温度であり、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２の温度制
御は、設定値の上下限を超えるとＯＦＦ／ＯＮされるサ
ーモスイッチを用いて行われることが複雑な制御を用い
る必要がないため好ましい。

【００５７】また、この雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２は、
画像形成装置内に設置されている感光ドラム１の個数、
配列状況、本体内の機構に応じて、少なくとも１つ以上
備えられている事が好ましい。

【００５８】更に、画像形成装置の構成によっては、複
数個備えた雰囲気ヒーターの温度設定値を、機内が均一
な温度になるように、構造にあわせて異なる温度設定値
にされる事が好ましい。

【００５９】また、原稿９の読み込み命令（通常、コピ
ーキーが押された状態）、又は、プリンターとして画像
形成装置が動作する場合、例えば、ＰＣから印刷ＪＯＢ
命令が送信されると、画像形成装置内に設置された図示
しない内部ＣＰＵの命令により、環境センサーＣＳ１の
温度／湿度情報を読み込み、この時の絶対水分量を計算
する。

【００６０】この水分量の値を基に、ＣＰＵは記録装置
から、この環境における必要現像Ｖｃｏｎｔ電位を算出
する。現像Ｖｃｏｎｔの値が、環境で変化するのは、現
像装置で用いるトナーの物性、例えば帯電性能が周囲の
雰囲気水分量で変化するためである。

【００６１】また、この現像Ｖｃｏｎｔの算出にあたっ
ては、あらかじめ、図２に示すような水分量と必要現像
Ｖｃｏｎｔ電位の関係を、テーブル化して記憶してお
き、前記水分量の結果に応じて線形補間により算出す
る。

【００６２】ここで、潜像電位、現像装置の現像スリー
プ電位の算出方法について図２及び図３を用いて説明す
る。図２に、適正濃度を得るための現像コントラスト電
位の環境変動のグラフを示し、図３に、適正濃度を得る
ための現像コントラスト電位の環境変動テーブル（表
１）を示す。

【００６３】例えば、図１の環境センサーＣＳ１によ
り、２３℃／５％と読み取られた場合、水分量は約１．
０［ｇ／ｋｇ］となる。

【００６４】この時、図２に示されるグラフから与えら
れる、図３に示される表１のテーブルによれば、必要現
像Ｖｃｏｎｔ電位は、現像Ｖｃｏｎｔ＝２８０Ｖであ
る。

【００６５】この必要現像Ｖｃｏｎｔに、地肌カブリ防
止電位であるＶｂａｃｋ電位を加えると、必要とする感
光ドラム１の表層に形成する潜像Ｖｃｏｎｔ電位が求め
られる。式であらわすと下記の様になる。

【００６６】必要潜像Ｖｃｏｎｔ＝必要現像Ｖｃｏｎｔ＋Ｖｂａｃｋ＝２８０Ｖ＋２００Ｖ＝４８０Ｖ……（１）

【００６７】次に、感光ドラム１の帯電電位、露光部電
位を設定する手順を説明する。必要現像Ｖｃｏｎｔが、
周囲環境の状態によって変化したのと同様に、感光ドラ
ム１の露光部電位も、感光ドラム１の露光感度が周囲環
境の相対湿度や水分量によって変化するため、環境に適
した値を求める必要がある。

【００６８】図４に、本実施形態の感光ドラム１におい
て、帯電電位Ｖｄに対する、露光部電位Ｖｌの周囲環境
の水分量による変化を実験的に求めた結果である、感光
ドラム１の帯電電位と露光部電位の環境変動の関係のグ
ラフを示す。

【００６９】図４の結果を、画像形成装置は、テーブル
データとして記憶している。環境センサーの読み取り値
によると、水分量１．０［ｇ／ｋｇ］で、算出した潜像
Ｖｃｏｎｔ＝４８０Ｖを得るためには、図３の結果よ
り、帯電電位：Ｖｄ＝７００Ｖと選択すると、露光部電
位Ｖｌ＝２２０Ｖが得られ、必要とする潜像Ｖｃｏｎｔ
＝４８０Ｖを満足させることができる。

【００７０】この結果、現像電位は、帯電電位Ｖｄ＝７
００Ｖから、非画像部電位Ｖｂａｃｋ＝２００Ｖを差し
引いた５００Ｖに設定されることにより、算出された必
要現像Ｖｃｏｎｔ＝２８０Ｖが正確に得られる事にな
る。現像バイアス電位Ｖ＝帯電電位Ｖｄ−Ｖｂａｃｋ ………（２）

【００７１】ここで、感光ドラムの帯電電位、露光部電
位、現像装置の現像電位を求める手順を整理する。ＳＴＥＰ１：環境センサーＣＳ１より温度／湿度情報を
読み込む。ＳＴＥＰ２：上記の情報から絶対水分量を算出する。ＳＴＥＰ３：上記水分量の値から、必要現像Ｖｃｏｎｔ
電位を算出する。ＳＴＥＰ４：必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位を算出する。潜像
Ｖｃｏｎｔ＝現像Ｖｃｏｎｔ＋ＶｂａｃｋＳＴＥＰ５：感光ドラムの帯電電位Ｖｄ，Ｖｌを上記水
分量データと、Ｖｄ，Ｖｌの関係テーブルより算出す
る。ＳＴＥＰ６：現像装置の現像バイアス電位を算出する。
現像バイアス電位Ｖ＝感光ドラムの帯電電位Ｖｄ−非画
像部電位Ｖｂａｃｋ

【００７２】以上の、制御フローを経由することによ
り、感光ドラム１、現像装置４の設定電位が決定され、
画像形成装置内に備えられている電位設定手段によって
電位制御される。

【００７３】ここで、本実施形態における帯電方式は、
着磁されたマグローラスリープに粉砕、又は、重合法に
より作成した磁性粒子（抵抗値１０⁴〜１０⁷Ωｃｍ）
を、マグローラに担持し、感光ドラム１の表面と一定距
離、例えば、３００〜６００μｍ程度に固定された状態
で、磁性粒子で磁気ブラシを作成し感光ドラム１の表面
と接触させ、印加バイアスに、ＡＣ成分を重畳したバイ
アスを印加した注入方式を採用している。

【００７４】本実施形態における注入方式を用いた場合
は、感光ドラム１の帯電電位Ｖｄの値と、マグローラの
ＤＣ成分バイアスがほぼ等しくなるため、Ｖｄｃ＝Ｖｄ
として求めることが可能となる。

【００７５】また、他の例として、スコロトロン放電方
式を用いる場合には、放電ワイヤーに、５ｋＶ程度印加
しておき、感光ドラムと、放電部分の中間位置に、流れ
込み電流を制御し、グリッドに所定の電位を印加する方
式や、ツェナーダイオードや、可変抵抗を設置して、抵
抗値制御でグリッド電位制御を行い所定の電位にするこ
とで、グリッドと感光ドラム表面の帯電電位を所定の電
位に設定する方式が取ることができる。

【００７６】本発明の実施においては、いずれの方式で
Ｖｄの設定の制御手段を用いても実施が可能である。

【００７７】一方、図１の（ａ）において、現像装置４
は、イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤、
ブラック現像剤の４色現像剤を各別に収納する４個の現
像器４Ｙ〜４Ｋを感光ドラム１の外周面に対向する位置
にある一定距離、例えば３００〜６００μｍ固定された
２成分現像剤を用いて潜像現像の現像を行う。

【００７８】本発明の実施にあたっては、前述した２成
分現像剤を用いる必要はなく、その他の現像方式を用い
ても差し支えない。

【００７９】一方、給紙カセット１３Ｂ内に収容された
転写材Ｐがレジストローラ１４により適当なタイミング
で給紙されて転写ベルト５に担持され、図示矢印方向に
搬送される転写材Ｐ上に転写ベルト５の下方に配置され
ている転写印加部材６Ｙ〜６Ｋによって転写電圧が印加
され、感光ドラム１上の上記トナー像が転写される。

【００８０】転写ベルト５は、誘電体シート等を張設し
て構成されており、この転写ベルト５には、吸着用の半
導体帯電ローラ１５と導体ローラによって転写材Ｐが吸
着される。感光ドラム１Ｙのイエローから、１Ｋのブラ
ックまで順次転写される。

【００８１】転写材Ｐ上に転写されたトナー像は、転写
ベルト５に担持されて、定着器７に搬送され、所定の熱
量、圧力を加えられ定着された後、搬送トレイ８へ搬送
される。

【００８２】次に、本発明の特徴的な部分である、雰囲
気ヒーターの配置、温度制御値、温度制御のタイミング
等について説明する。

【００８３】本実施形態の雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２
は、図１の（ａ）に示される構造である。図１に示され
るように雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２は、画像形成装置の
感光ドラム１の配列下方で、転写装置の下側と、定着器
に近い位置に配置されている。

【００８４】雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２は、電源Ｇによ
って発熱させられるが、この電源Ｇの回路は、画像形成
装置本体と、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２の２つに分離さ
れた状態になっており、画像形成装置のメインスイッチ
がＯＮされると雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２への電源供給
が停止される背反制御構成になっている。

【００８５】また、この雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２には
それぞれ、バイメタル構造のサーモースイッチが取り付
けられており、雰囲気ヒーター近傍の温度が、設定温度
上限を超えると回路が遮断されるしくみになっており、
また、その設定温度以下になると回路が接続されること
で温度制御を行っている。

【００８６】本実施形態では、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ
２の温度は、Ｈ１が４０±２℃、Ｈ２が５０±２℃の範
囲で制御されており、その発熱量は、雰囲気ヒーターＨ
１，Ｈ２とも４０Ｗである。

【００８７】この雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２の温度設定
値は、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２の本実施形態の設置位
置に対して、図１に示される様に配列された４つの感光
ドラムの周囲温度が、画像形成装置の動作保証温度であ
る約４０℃で均一になるように決められた値である。も
ちろん、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２において温度設定値
はこのように４０℃に限定されるものではなく、その他
の適宜な温度であってよい。

【００８８】従って、画像形成装置の構成、感光ドラム
の数、種類が異なれば、雰囲気ヒーターの個数、設置位
置、発熱量等は適時変更される。

【００８９】以上のような構成をとる事により、例え
ば、画像形成装置の画像保証温度範囲が、低湿環境側の
２３℃／５％（水分量＝１．０ｇ／ｋｇ）から、高湿環
境である３０℃／８０％（水分量＝２１．６ｇ／ｋｇ）
の範囲に設定された場合を想定すると画像形成装置のメ
イン電源ＯＦＦの期間中、画像形成装置内を４０℃に維
持することで、周囲環境の相対湿度よりも機内の相対湿
度を図５の表２に示すように小さくしておく事が可能と
なる。ここで、図５に、高温／高湿、低温／低湿条件下
で、発熱体稼動時の画像形成装置内の相対湿度のテーブ
ル（表２）を示す。

【００９０】上記の例に示した雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ
２の温度に維持された状態で、画像形成装置のメイン電
源がＯＮされると、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２への電源
供給が停止される。

【００９１】次に、画像形成装置の定着器７のヒーター
が所定の温度まで昇温されると同時に、画像形成装置内
に取り付けられている機内温度調節用の冷却ＦＡＮであ
るファンＦ１〜Ｆ３が稼働し、画像形成装置周囲の空気
が引き込まれた機内温度が周囲の雰囲気温度／湿度に近
い状態まで機内環境が撹拌される。

【００９２】この動作は、初期の画像形成装置の準備待
機時間として、数分行われる。この一連の動作により、
画像形成装置内の相対湿度は、周囲環境よりも低い状態
から相対湿度から周囲環境の相対湿度を上限値とする位
置まで増加することになる。

【００９３】特に、感光ドラム１の抵抗値が低下する高
温／高湿側での効果に有効である。周囲環境の絶対水分
量の小さい領域では、周囲環境との湿度に大差ないレベ
ルで保たれる。

【００９４】よって、感光ドラム周囲の環境状態は、画
像形成装置の周囲環境同等となるため、環境センサーＣ
Ｓ１が検知した温度、湿度の値で決定される、感光ドラ
ム１の帯電電位Ｖｄ，Ｖｌ、現像スリープの電位を精度
よく決定することが可能となる。

【００９５】従来であれば、電源をＯＮにした状態で
は、環境変動履歴が不明のままであるため画像形成装置
内と立ち上げ後の周囲環境とのミスマッチが発生し、現
像、潜像条件の選択ミスや高湿／高温下では画像流れ
や、濃度不良や、画像流れが初期状態で発生していた。

【００９６】また、従来の技術では、画像流れが発生し
たのを確認した後、発熱体の加熱ボタンを押していた作
業を省くことができ、画像形成装置の立ち上げと同時に
適正な像を得ることが可能となった。

【００９７】また、画像形成装置のメイン電源ＯＮ後
は、適時図１の定着器の温度調整と、冷却ファンＦ１〜
Ｆ３の動作により、周囲環境の空気との撹拌が行われる
ため、常時、環境センサーＣＳ１が検知する周囲環境に
近い状態の温度／湿度に感光ドラム１付近の状態が保た
れる。

【００９８】このように、本発明に係る画像形成装置の
第１の実施形態によれば、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２を
画像形成装置本体の駆動ＯＦＦ時において発熱させ、装
置内部の温度及び湿度を所定の温度及び湿度に維持して
おくことにより電源ＯＮ時の周囲の環境と画像読取装置
内部の環境とのずれを小さくしているため、現像、潜像
条件の選択ミスや高湿／高温下では画像流れや、濃度不
良や、画像流れの発生を防止することができる。

【００９９】（第２の実施形態）次に、本発明に係る画
像形成装置の第２の実施形態について説明する。前述の
第１の実施形態では、雰囲気ヒーターＨ１，２への電力
供給が、電源画像形成装置のメイン電源ＯＮと同時に遮
断されていた。

【０１００】本第２の実施形態の構成は、画像形成内部
に、もう一つの温度／湿度センサーである環境センサー
ＣＳ２（図１）を備えた以外は前述の第１の実施形態の
構成と略同様であるが、電源ＯＮ時に、第１の実施形態
で用いたサーモスイッチから、画像形成装置内部回路に
備えられている温度制御手段回路へ切り替える手段を備
え、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２への温度制御が、画像形
成装置内の温度／湿度センサーである環境センサーＣＳ
２の検知データを基に段階的に下げる事を特徴としてい
る。

【０１０１】画像形成装置のメイン電源ＯＮと同時に、
雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２の電源供給を停止し、定着温
度が所定になるまでの間に冷却ファンによって、外気が
画像形成装置内に進入させる際、周囲と、画像形成装置
内の温度／湿度の差が大きい場合と小さい場合が想定さ
れる。

【０１０２】特に、環境差が大きな場合、雰囲気ヒータ
ーＨ１，Ｈ２の温度設定を段階的に低下させていくこと
で、温度オーバーシュート等の発生を低減させた状態
で、第１の実施形態よりもなだらかに画像形成装置内の
雰囲気を外気になじませる効果がある。

【０１０３】本実施形態では、ＯＦＦ時の雰囲気センサ
ーＨ１，Ｈ２の温度である４０℃に対して、電源ＯＮの
周囲環境が環境センサーＣＳ１の検知により、例えば２
５℃と検知された場合、温度差１５℃を５℃ずつ、１分
毎に３段階で落ちるような制御を行っている。

【０１０４】その後、環境センサーＣＳ１，ＣＳ２の検
知データから計算した水分量が（０．５ｇ／ｋｇ）以内
になったところで、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２の電源供
給が停止される。

【０１０５】ここで、温度差に対する雰囲気ヒーター温
度低下速度、及び、雰囲気ヒーターへの電源供給を停止
する環境差（水分量差）は、使用するセンサーＣＳ１，
ＣＳ２の精度によるため固定された条件ではなく、環境
センサーの検知精度によって好適に決定される値であ
る。

【０１０６】また、雰囲気ヒーターＨ１，Ｈ２への温度
制御回路への切り替えは、雰囲気温度設定値と、環境セ
ンサーＣＳ１の温度差が大きい場合、ある一定以上の温
度差、例えば５℃以上の場合にのみ切り替えられる事が
好ましい。

【０１０７】ここで、上記各実施形態の説明では、感光
ドラム１、帯電器２及び現像装置４をそれぞれ別々の部
材としたが、本発明はこのような場合に限定するもので
はなく、これらを一体型のカートリッジとし、例えばプ
ロセスカートリッジのようにしても良い。

【０１０８】そして、感光ドラム１、帯電器２及び現像
装置４の寿命及び劣化が、上記カートリッジの寿命及び
劣化と略同じとする。

【０１０９】このようにすることにより、カートリッジ
の寿命までにおける、経由環境による画像出力の劣化等
を各構成部材で揃えることができ、ユーザーにとって装
置の運用コストを削減することができる。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、画像形成装置のメイン電源がＯＦＦ時に
稼働する画像形成装置内に設置された発熱体を備えるこ
とにより、画像形成装置内の主要構成部分である「帯電
部、現像手段、像担持体」をまとめて同じ環境になじま
せて、高温／高湿条件にさらされても画像形成装置内の
相対湿度を下げておくことで、感光ドラムの電位センサ
ーや、画像濃度検出センサーを用いることなく、温度／
湿度のみの情報で、感光ドラムの電位設定、現像装置の
バイアス電位設定を精度よく行うことが可能となり、濃
度不良や画像流れ等の画像不具合が発生しにくい画像形
成装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態の
全体構成図及び雰囲気ヒーターの概略図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態に
おいて用いられる、適正濃度を得るための現像コントラ
スト電位の環境変動のグラフである。

【図３】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態に
おいて用いられる、適正濃度を得るための現像コントラ
スト電位の環境変動テーブル（表１）である。

【図４】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態に
おいて用いられる、感光ドラムドラムの帯電電位と露光
部電位の環境変動の関係のグラフである。

【図５】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態に
おいて用いられる、高温／高湿、低温／低湿条件下で、
発熱体稼動時の画像形成装置内の相対湿度のテーブル
（表２）である。

【符号の説明】

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ帯電器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ露光手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ現像器５転写ベルト７定着器８搬送トレイ９原稿１０原稿台ガラス１１露光ＣＣＤ読み取りセンサー１３Ａ給紙ローラ１３Ｂ給紙カセット１４レジストローラ１５半導体帯電ローラＣＳ１，ＣＳ２環境センサーＦ１，Ｆ２，Ｆ３ファンＧ電源Ｈ１，Ｈ２雰囲気ヒーターＰ転写材ＳＷ１，ＳＷ２サーモスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体内の温度及び湿度から算出した
水分量に基づいて像担持体への印加電位及び現像手段へ
の印加電位を制御する画像形成装置において、前記装置本体のメイン電源がＯＦＦされても該装置本体
とは独立に動作して、該装置本体内の温度及び湿度を所
定の温度及び湿度に維持するために発熱する少なくとも
１以上の発熱体を備えることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記装置本体の電源をＯＮした後に、前記発熱体の温度を段階的に変化させることを特徴とす
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記発熱体が維持する所定の温度が、前記装置本体の動作保証温度の上限温度以下であること
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記所定の温度及び湿度に維持される前
記装置本体内に、前記像担持体を帯電させる帯電部を備え、前記帯電部、現像手段及び像担持体が一体型のカートリ
ッジになっていることを特徴とする請求項１から３のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記装置本体内の温度及び湿度を検知す
る環境センサーを備え、該環境センサーの検知結果から前記水分量を算出し、該
算出された水分量に基づいて前記像担持体への印加電位
及び現像手段への印加電位が制御されることを特徴とす
る請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装
置。