JP2002040887A

JP2002040887A - 画像形成装置及びその制御方法

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Publication number: JP2002040887A
Application number: JP2000219016A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tsunemi; 常見　　健夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】種々のヒータを有する画像形成装置におい
て、装置全体のピーク電力の低減、つまり装置内の光学
系ヒータ、ドラムヒータ、カセットヒータ等の全体のピ
ーク電力の低減と、装置内の各機能や定着性の確保、転
写抜け・画像流れ・ぼけ等の画像不良の防止を図る。【解決手段】各ヒータへ供給する電力を、画像形成装
置の動作モードに応じて制御する。動作モードは、本体
スイッチのオン，オフあるいは定着手段の温度で規定さ
れるモードか、あるいは定着手段への印加バイアス、リ
ーダ部の原稿照明ランプのオン，オフ、また、装置の動
作モードと装置の周囲環境や加熱対象物の温度との組み
合わせに応じて現されるモードとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式や静
電記録方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置、特に
ヒータの制御を装置の状態に応じて変える画像形成装置
及びその制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２０は一般的な電子写真方式の画像形
成装置の概略構成を示す断面図である。

【０００３】図２０において、１は像担持体である感光
ドラムで、この感光ドラム１の表面は一次コロナ帯電器
２によって一様に例えば−７００Ｖに帯電される。その
後、原稿に対応した画像露光であるレーザ露光Ｌが感光
ドラム１上に照射されて、感光ドラム１上に静電潜像が
形成される。

【０００４】次いで、現像装置３によって上記静電潜像
が現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像
は、レジストローラ対４により所定のタイミングで給送
された転写材Ｐに、感光ドラム１に対向配置された転写
帯電器５によって転写される。

【０００５】そして、このトナー像の転写を受けた転写
材Ｐは分離帯電器６によって感光ドラム１から分離され
た後、定着装置７に搬送され、ここでトナー像の定着を
受けることによって最終画像が得られる。

【０００６】また、感光ドラム１上に残留した転写残ト
ナーはドラムクリーニング装置８によって除去され、更
に前露光ランプ９による光照射によって残留電位が除電
されて、次の画像形成に備えられる。

【０００７】なお、転写材Ｐは、本例では３つの収納部
（カセット）１０，１１，１２より選択されて給送され
る。また、手差しトレイ１３からは最小給紙サイズのも
のから最大給紙サイズの間の任意のサイズの転写材が収
納、給紙できるようになっている。

【０００８】従来、上記のような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１や不図示のミラー、レンズ等の光学系部品が結
露することがある。

【０００９】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
うという現象が生じる。

【００１０】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。

【００１１】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Ｎｏ_x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、これが水分を吸着するからで
ある。

【００１２】また、感光体温度によって帯電電位や画像
露光時の感度が変化するということもある。

【００１３】また、より高画質な画像形成を行おうとす
る場合は、露光用の半導体レーザやミラー、レンズ等の
光学系部品の温度を一定にして、温度による膨張、収縮
を抑えてレーザ光量や位置精度を高めることが効果的で
ある。

【００１４】更に、給紙カセット内に収容された転写材
が吸湿すると、電気抵抗が下がって該転写材を通じて転
写電流が分離帯電器に干渉したり、ガイド部材や給送ロ
ーラ等を通じてリークするために、転写効率が低下する
といういわゆる転写抜けといった現象が生じる。

【００１５】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
ム内部やその近傍、また給紙カセット内や近傍にヒータ
を設けて加温することにより、感光体表面上の水分吸着
防止及び帯電電位と感度の安定化、光学系の安定化、転
写材の吸湿防止を図る方策がとられている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の画像形成装置にあっては、次のような問題
点があった。

【００１７】すなわち、下記に述べる種々の理由によ
り、装置全体が必要とする消費電力量が増大することが
求められている一方で、電源から得られる電力量には上
限がある。

【００１８】消費電力量の増大の理由（１）装置の高速化単位時間当たりに得られる画像枚数が多くなるほど、定
着装置から転写材に与える電力量が増大する。また、複
写式の画像形成装置（コピー機）においては、リーダ部
の原稿照明ランプも高速で動かして原稿をスキャンする
ため、必要光量が増大する。

【００１９】（２）装置の大型化画像形成ができる大きさが、例えばＡ４，Ｂ４，Ａ３，
Ａ３伸びサイズと大きくなっていくに従って、装置は大
型化し、特に消費電力の大きい原稿照明ランプや定着装
置の大きさが大きくなり、これとほぼ比例して消費電力
もアップする。また、装置の大型化、高速化に伴い、各
種の駆動装置（モータやクラッチなど）もより、大型
化、強力化され、電力アップの要因となる。

【００２０】（３）装置の高機能化及び高画質化部品点数の増加に伴い、消費電力もアップする。一方
で、電源から得られる電力量の上限としては、次のよう
になる。

【００２１】（イ）例えば、日本の一般家庭、オフィス
では、交流１００Ｖ、コンセント１つ当たりの電流量が
１５Ａになっており、従って電力上限は１５００Ｗであ
る。

【００２２】（ロ）一部のオフィス棟では、３相交流の
２００Ｖ，１５Ａも使われてはいるが、必ずしも一般的
でなかったり、新規に導入するのに工事が必要であった
り、またより大型の画像形成装置に対しては充分ではな
い。

【００２３】そして、上記問題点に対して、装置全体の
力率改善による電流値の削減、より小さい消費電力で必
要光量が得られる照明ランプの開発、より小さい消費電
力で必要なパワーや速度が得られるモータやクラッチの
開発、電気部品の集積化による消費電力低減などの努力
がなされているが、必ずしも充分ではない。

【００２４】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、安価な構成で、装置全体としてのピーク
電力を低減することができ、安定した画像形成動作が可
能な画像形成装置及びその制御方法を提供することを目
的としている。

【００２５】また、装置の各構成や画質への影響を最小
限に抑え、転写抜け、画像流れ、画像ぼけなどの画像不
良を防止することを目的とするものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置及びその制御方法は、次のように構成したものであ
る。

【００２７】（１）像担持体に形成された潜像を現像し
て転写材に転写する画像形成装置であって、装置内に設
置されたヒータを該装置の動作モードに応じて制御する
ようにした。

【００２８】また、上記装置の動作モードは、該装置の
電源のオン，オフ、定着器の温度、定着器への印加バイ
アス、あるいは画像読み取り用の照明ランプのオン，オ
フによって規定されるモードであるようにした。

【００２９】（２）像担持体に形成された潜像を現像し
て転写材に転写する画像形成装置であって、装置内に設
置されたヒータを該装置の動作モードと周囲の環境状態
との組み合わせに基づいて制御するようにした。

【００３０】また、上記周囲の環境状態は、温度状態あ
るいは湿度状態であるようにした。

【００３１】（３）像担持体に形成された潜像を現像し
て転写材に転写する画像形成装置であって、装置内に設
置されたヒータを該装置の動作モードと加熱対象物の温
度との組み合わせに基づいて制御するようにした。

【００３２】また、上記ヒータの一部は、転写材、像担
持体あるいは光学系部材を加熱するものであるものとし
た。

【００３３】（４）像担持体に形成された潜像を現像し
て転写材に転写する画像形成装置であって、装置内に設
置されたヒータの加熱対象物の温度状態によって該ヒー
タへの電力供給を制御するようにした。

【００３４】また、上記ヒータの加熱対象物あるいは近
傍の温度を検知する温度センサを有し、該温度センサの
検知結果に基づいて前記ヒータへの電力供給を制御する
ようにした。

【００３５】また、上記装置内部あるいは近傍の少なく
とも温度を検知する環境センサと、ヒータの加熱対象物
あるいは近傍の温度を検知する温度センサを有し、前記
環境センサと温度センサの検知結果に基づいて前記ヒー
タへの電力供給を制御するようにした。

【００３６】また、上記ヒータは、転写材、像担持体あ
るいは光学系部材を加熱するものであるようにした。（５）像担持体に形成された潜像を現像して転写材に転
写する画像形成装置の制御方法であって、装置内に設置
されたヒータを該装置の動作モードに応じて制御するよ
うにした。

【００３７】また、上記装置の動作モードは、該装置の
電源のオン，オフ、定着器の温度、定着器への印加バイ
アス、あるいは画像読み取り用の照明ランプのオン，オ
フによって規定されるモードであるようにした。

【００３８】（６）像担持体に形成された潜像を現像し
て転写材に転写する画像形成装置の制御方法であって、
装置内に設置されたヒータを該装置の動作モードと周囲
の環境状態との組み合わせに基づいて制御するようにし
た。

【００３９】また、上記周囲の環境状態は、温度状態あ
るいは湿度状態であるようにした。

【００４０】（７）像担持体に形成された潜像を現像し
て転写材に転写する画像形成装置の制御方法であって、
装置内に設置されたヒータを該装置の動作モードと加熱
対象物の温度との組み合わせに基づいて制御するように
した。

【００４１】また、上記ヒータの一部は、転写材、像担
持体あるいは光学系部材を加熱するものであるものとし
た。

【００４２】（８）像担持体に形成された潜像を現像し
て転写材に転写する画像形成装置の制御方法であって、
装置内に設置されたヒータの加熱対象物の温度状態によ
って該ヒータへの電力供給を制御するようにした。

【００４３】また、上記ヒータの加熱対象物あるいは近
傍の温度を検知し、その検知結果に基づいて前記ヒータ
への電力供給を制御するようにした。

【００４４】また、装置内部あるいは近傍の温度を検知
するとともに、ヒータの加熱対象物あるいは近傍の温度
を検知し、その検知結果に基づいて前記ヒータへの電力
供給を制御するようにした。

【００４５】また、上記ヒータは、転写材、像担持体あ
るいは光学系部材を加熱するものであるようにした。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面につ
いて説明する。

【００４７】〔実施例１〕図２０は本発明を適用可能な
画像形成装置の構成を示す断面図であり、詳細は前述の
通りであるので説明は省略する。なお、本発明は電子写
真方式の画像形成装置の他に、静電記録方式の画像形成
装置にも適用可能であり、その場合は像担持体は感光ド
ラム１ではなく、静電ドラムとなる。

【００４８】また、本実施例では、図２１に示すように
感光ドラム１の内部に電熱線等から成るドラムヒータ１
４を持っており、近傍に配置した温度センサ１５によっ
て感光ドラム表面の温度を検知している。

【００４９】図２２は上記感光ドラム１の後端部の構造
を示す図であり、上記ドラムヒータ１４への通電は後端
フランジ１６を通して行われる。また、画像形成装置本
体に取り付けられている接触子１７が後端フランジ１６
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。

【００５０】更に、本実施例では、図２０に示す画像形
成装置において、図示していないが、レーザ光量の安定
とミラー、レンズ等の結露によるくもりを防止するため
に、光学系部材にヒータを有している。また、転写材の
吸湿防止のために、給紙カセットである収納部１０〜１
２の上部近傍にもカセットヒータを有している。

【００５１】上記のように構成された画像形成装置にお
いて、本体メインスイッチ（ＳＷ）をオフからオンにし
たときの各ヒータ（定着装置７のモータ、ドラムモータ
１４、転写材Ｐを加熱するカセットヒータ（デッキヒー
タ）、光学系部材を加熱する光学系ヒータ）の制御シー
ケンスを図１に示す。

【００５２】メインスイッチのオンと同時にほぼ室温状
態にあった定着装置７にバイアスが印加されて温度が上
昇していく。そして、所定の温度、例えば１８０℃に到
達したと定着装置７内の温度センサが検知すると、定着
装置７への通電が一時ストップしてスタンバイＯＫの状
態（コピー可能状態）となる。以降は、定着装置外へ熱
が流出して温度が下がるのを補償するため、時々定着装
置７へ短時間の通電がなされる。

【００５３】ここで、上記の画像形成装置において、使
用可能電力が例えば１５００Ｗ、消費電力が定着装置７
で最大９００Ｗ、また複写モード時の原稿照明、給紙搬
送などの駆動部、電気部品の制御部などの画像形成に最
低限必要なものの消費電力の語形が６００Ｗとすると、
定着装置７に通電されているときには最大１５００Ｗに
なり得る。したがって、余力電力はなくなるため、図１
に示すように、定着装置７へ通電されている時間は各ヒ
ータのバイアスをオフにすることで、電力の問題を解決
することができる。

【００５４】なお、上記実施例においても、本体メイン
スイッチのオンからスタンバイＯＫに到る全時間原稿照
明ランプをオンする必要はないが、原稿照明ランプは通
電開始から必要光量を得るまでに若干時間がかかること
が多いために、スタンバイＯＫとなる少し前（実際には
定着温度で制御可）にオンさせることを前提にしてい
る。また、立ち上げ時間中に各部調整のためドラム・現
像器・定着器を回しているので、画像形成中とほぼ同じ
消費電力と仮定している。なお、メインスイッチのオン
からスタンバイＯＫまでの時間に電力に余裕があれば、
制御は複雑になるが、各ヒータへ通電するようにしても
良い。

【００５５】〔実施例２〕例えば、使用可能電力が１５
００Ｗで、原稿照明、駆動部、電気部品等の合計電力が
最大５５０Ｗ、定着装置７が最大８５０Ｗの画像形成装
置の場合、余力電力は最低でも１００Ｗある。したがっ
て、図２の制御シーケンスに示すように、ドラムヒー
タ、カセットヒータ、光学系ヒータの各ヒータの合計が
２００Ｗであれば、定着装置７が通電している時間には
それぞれ半分の電力を供給することで、画像形成装置全
体の最大電力の問題を解決することができる。本実施例
では、実施例１に比べて、各ヒータが完全にオフになる
時間がないために、各加熱対象物の温度低下を防ぐこと
ができる。

【００５６】〔実施例３〕実施例２と同様に、例えば使
用可能電力が１５００Ｗで、原稿照明、駆動部、電気部
品等の合計電力が最大５５０Ｗ、定着装置７が最大８５
０Ｗであり、各ヒータは、ドラムヒータが５０Ｗ、カセ
ットヒータ（デッキヒータ）が合計８０Ｗ、光学系ヒー
タが７０Ｗの画像形成装置の場合、各ヒータの合計で使
用できる余力電力は最低時で１００Ｗである。

【００５７】但し、各ヒータの間で優先順位があるとす
る。例えば、カセットヒータは短時間であれば転写材Ｐ
の温度が急激に低下するわけではないので完全にオフに
しても良く、また一方で、光学系ヒータの通電がオフに
なると比較的早く特にレーザ光量が不安定になって画像
不良につながったり、ドラムヒータの通電がオフになる
と感度が変わって電位変動、すなわち画像濃度が変化し
てしまう。

【００５８】したがって、本実施例では図３に示すよう
に、定着装置７へ電力が供給されている間は、ドラムヒ
ータを５０Ｗから３０Ｗへ、カセットヒータ（デッキヒ
ータ）を８０Ｗから０Ｗへ、光学系ヒータは７０Ｗのま
まと制御することにより、画像形成装置全体の最大電力
の問題を解決することができる。

【００５９】また、本実施例では実施例２と比較して、
各ヒータ全体で使用可能な電力を優先順位を付けて配分
することにより、画像不良や濃度変動、その他感光ドラ
ム１の電位変動に伴う諸問題をより小さくすることが可
能となる。

【００６０】なお、各ヒータの中でどれを優先して電力
を配分するかは画像形成装置により異なるため、上記実
施例の制御に限定するものではなく、適宜変更可能であ
る。

【００６１】〔実施例４〕画像形成装置の各部、各ヒー
タの電力は実施例３と同じであり、また各ヒータ全体で
使用可能な電力は最低時で１００Ｗである。この電力
を、図４の制御シーケンスに示すように、ドラムヒータ
と光学系シーケンスの間で交互に時分割制御して使用し
ても良い。

【００６２】但し、ドラムヒータがオンのときは５０
Ｗ、光学系ヒータがオンのときは７０Ｗが消費される。
このとき、残りの３０Ｗをカセットヒータにまわしても
良いし、またドラムヒータ、光学系ヒータそれぞれの時
分比（ａ／ｂ）を適宜変えるようにしても良い。

【００６３】〔実施例５〕前述の各実施例では装置の電
源のオン，オフによって規定される動作モードに応じて
各ヒータを制御するようにしたが、原稿読み取り用の原
稿照明ランプのオン，オフに応じて各ヒータを制御する
ようにしても良い。図５に本実施例の画像形成装置がス
タンバイＯＫ状態（コピー可能状態）にあるときに、コ
ピーボタンがオンされて複数枚の画像を連続して形成す
る場合の各ヒータの制御シーケンスを示す。

【００６４】定着装置７は、そのローラ温度がセンサに
よって検知されて温度制御されており、転写材Ｐが通紙
されると、熱が奪われて温度低下するために直ぐに電力
が供給され、ある時間がたつと温度が回復して通電は１
度オフされた後、温度をモニタしながらのオン，オフ制
御が繰り返される。そして、所定枚数の画像形成が終了
すると、定着装置７への通電は停止する。その後は、所
定温度を保つために時々オンされる。

【００６５】ここで、上記画像形成装置において、例え
ば使用可能電力を１５００Ｗ、原稿照明、駆動部、電気
部品等の合計電力を６００Ｗ、定着装置７の電力を９０
０Ｗとすると、各ヒータへの余力電力はなくなる。

【００６６】したがって、図５に示すように定着装置７
へ電力供給されている間は各ヒータへのバイアスをオフ
にすることで、画像形成装置全体のピーク電力の問題を
解決することができる。

【００６７】〔実施例６〕前述のように例えば使用可能
電力が１５００Ｗで、原稿照明、駆動部、電気部品など
の合計電力が５５０Ｗ、定着装置７が８５０Ｗであり、
各ヒータは、ドラムヒータが５０Ｗ、カセットヒータ
（デッキヒータ）が合計８０Ｗ、光学系ヒータが７０Ｗ
の画像形成装置の場合、各ヒータの合計で使用できる余
力電力は最低時で１００Ｗである。

【００６８】ここで、実施例３と同様に、各ヒータ間で
優先順位があるとして、図６に示すように定着装置７に
電力が供給されている間は、例えばドラムヒータを５０
Ｗから４０Ｗへ、カセットヒータ（デッキヒータ）を８
０Ｗから０Ｗへ、光学系ヒータを７０Ｗから６０Ｗへと
制御することにより、画像形成装置全体のピーク電力の
問題を解決することができる。

【００６９】また、実施例５と比較して、各ヒータ全体
で使用可能な電力を優先順位を付けて配分することによ
り、画像不良や濃度変動、その他感光ドラム１の電位変
動に伴う諸問題もより小さくすることが可能となる。

【００７０】なお、各ヒータの中でどれを優先して電力
を配分するかは画像形成装置により異なるため、上記実
施例の制御に限定するものではなく、適宜変更可能であ
る。

【００７１】また、ドラムヒータ及び光学系ヒータは、
制御対象物の温度をモニタして温度制御すれば、電力的
にバイアス印加可能時であっても図６の破線で示すよう
にオフにすれば良い。

【００７２】〔実施例７〕実施例５においては、複数枚
の画像形成をするのに同数回の原稿スキャンを行ってお
り、その間原稿照明ランプはオンしている。

【００７３】本実施例では、メモリ機能を有しており、
同一の原稿を１度スキャンして、複数枚の画像形成をす
る場合はメモリに格納されたデータを読み出して行うタ
イプの画像形成装置となっている。各部、各ヒータの電
力条件は、実施例５と同じとする。

【００７４】図７の制御シーケンスにおいて、最初に原
稿をスキャンして読み込む間だけ原稿照明ランプはオン
される。この間は定着装置７にも電力が供給されている
ので、各ヒータへのバイアスはオフとすることで、画像
形成装置全体のピーク電力の問題は解決できる。

【００７５】ここで、原稿照明ランプが例えば２００Ｗ
とすると、各ヒータの電力の合計と等しくなるので、原
稿スキャン終了と同時に各ヒータへバイアスを印加する
ことが可能となり、各部の温度低下はより小さく抑えら
れる。なお、図７における破線は、温度制御によりバイ
アスをオフにすることができることを示している。

【００７６】〔実施例８〕本実施例は、スキャン機能を
持たない画像形成装置（プリンタ）、あるいはマルチフ
ァンクション画像形成装置でプリンタモードが選択され
た場合の例であり、図８にその制御シーケンスを示す。

【００７７】本実施例で、各部、各ヒータの電力は実施
例５と同様とすると、定着装置７に電力が供給されてい
る間も原稿照明ランプはオフとなっており、常に電力に
は余裕がある。したがって、各ヒータには常にバイアス
印加が可能である。図８における破線は温度制御により
バイアスのオフが可能であることを示している。

【００７８】なお、マルチファンクション画像形成装置
においては、コピー、プリンタ、ＦＡＸ（ファクシミ
リ）の各モードでヒータバイアス制御を変えるようにし
ても良い。

【００７９】〔実施例９〕実施例８と同様の画像形成装
置であっても、定着装置７に電力が供給されている間の
各ヒータへの電力余力が小さい場合、図９の制御シーケ
ンスに示すように、各ヒータへのバイアスを小さくする
ことで、画像形成装置本体のピーク電力の問題は解決さ
れる。また、各ヒータ間の電力配分は適宜調整可能であ
る。

【００８０】〔実施例１０〕実施例９と同じ電力条件の
場合、図１０の制御シーケンスに示すように、各ヒータ
への優先度を考慮して、カセットヒータ（デッキヒー
タ）はオフにし、ドラムヒータと光学系ヒータとで時分
割で交互に余力電力を使うようにしても同様の効果が得
られる。

【００８１】〔実施例１１〕各部、各ヒータへの電力が
実施例６と同じとすると、各ヒータ合計への余力電力は
１００Ｗとなる。

【００８２】ここで、実施例３あるいは６で述べたよう
に、各ヒータ間の優先度を考慮して、例えば光学系ヒー
タ、ドラムヒータ、カセットヒータと順位付けを行う
と、定着装置７に電力が供給されている間は、図１１の
制御シーケンスに示すように、基本的には光学系ヒータ
を７０Ｗから６０Ｗ（温度制御あり）へ、ドラムヒータ
を５０Ｗから４０Ｗ（温度制御あり）へ、カセットヒー
タを８０Ｗから０Ｗへとするが、光学系ヒータとドラム
ヒータの温度制御でバイアスがオフされて電力が更に余
った分をカセットヒータに回すように制御する。

【００８３】例えば、図１１においてｔ１，ｔ３，ｔ４
の時刻ではドラムヒータがオフになるので、４０Ｗがカ
セットヒータに供給される。また、ｔ２の時刻では光学
系ヒータがオフになるので、６０Ｗがカセットヒータに
供給される。更に、図示していないが、ドラムヒータ、
光学系ヒータともオフになる時間は、余力電力１００Ｗ
のうち８０Ｗがカセットヒータに供給される。

【００８４】上記制御により、画像形成装置本体のピー
ク電力の問題を解決できる。また、余力電力をより有効
に使うことができるため、各加熱対象物の温度低下をよ
り防止することができ、安定した画像形成が可能とな
る。

【００８５】〔実施例１２〕図２０の画像形成装置にお
いて、本実施例の各動作状況における各ヒータのオン，
オフ制御シーケンスを図１２に示す。また、装置の置か
れている環境状態を検知する雰囲気センサ（温湿度セン
サ）で読み取った温湿度計により計算される水分量によ
って、３つの領域（多，中，少）に分け、それぞれの領
域での各動作状況におけるヒータ電力供給の優先順位
（，，）の一例を図２に示す。

【００８６】装置が通常の温湿度状況下（水分量中）に
ある場合の制御シーケンスが図１２で示されており、各
ヒータのオン，オフ制御について以下に説明する。

【００８７】（１）メインスイッチオフ時カセット内の転写材Ｐに対して外気との密閉性を完全に
保つことは事実上困難であるため、吸湿防止のためにカ
セットヒータ（ペーパーデッキがあればデッキヒータも
含む）を優先してオンする。ドラムヒータ及び光学系ヒ
ータはオフでも良いが、電力的には余裕があるので必要
により温度制御しながらオンしても良い。あるいは図１
２に示すように５０％程度、通電しておいても良い。

【００８８】（２）メインスイッチオン〜スタンバイこの間は定着装置７にも大きな電力が供給されるので、
その他の各ヒータで使える電力は比較的小さくなる。

【００８９】この間、カセットヒータは短時間であれば
転写材Ｐの温度が急激に低下するわけではないので、完
全にオフにしても良い。また一方で、光学系の温度が低
いとレーザ光量が不安定になったり、ドラム温度が低い
と画像流れといった問題が発生しやすいため、この時間
領域ではドラムヒータ１４及び光学ヒータを優先する。

【００９０】（３）スタンバイ中この領域では装置電力に余裕があり、更にいつでもコピ
ーオンに備えるために全てのヒータをオンさせる。

【００９１】（４）コピー中この領域では定着装置７や原稿照明ランプへの電力消費
が多いために、各ヒータで使用可能な電力は少なくな
り、例えば、光学系ヒータを１００％オン、ドラムヒー
タ１４を７０％オン、カセットヒータを４０％オンとな
るように電力を制御する。

【００９２】またこの領域では、レーザ光量安定のため
に光学系ヒータを優先し、更にドラム温度が変動すると
帯電性、感度も変わり、画像濃度に影響するため、ドラ
ムヒータ１４を次に優先する。

【００９３】なお、光学系ヒータ、ドラムヒータ１４と
も温調制御し、所定の温度にあればヒータの通電はオフ
にしたり電力を小さくできるので、余裕電力をカセット
ヒータへ回すように制御している。

【００９４】（５）コピー終了後上記（３）のスタンバイと同じ制御に戻る。

【００９５】次に、図１３に示す優先順位について説明
する。

【００９６】空気中の水分量が多い（湿度が高い）場合
や中間領域の場合、各動作状況でのヒータの電力配分優
先度は図１２に示すのと同様である。

【００９７】水分量が少ない（湿度が低い）場合には、
転写材Ｐは吸湿されないので、カセットヒータはオフに
するか優先順位を下げても良い。なお、メインスイッチ
オン〜スタンバイＯＫまでの立ち上げ中は、低湿環境下
では画像流れも発生しにくいので、更に光学系ヒータを
第１優先にしても良い。

【００９８】このように、本実施例では各ヒータ全体で
使用可能な電力を優先順位を付けて配分することによ
り、全体の電力低減とともに画像不良や濃度変動、その
他感光ドラム１の電位変動に伴う諸問題をより小さく抑
えることが可能となる。

【００９９】なお、各ヒータの中でどれを優先して電力
を配分するかは画像形成装置により異なるため、上記の
実施例の制御に限定するものではなく、適宜変更可能で
ある。

【０１００】〔実施例１３〕本実施例は、図１４に示す
ように、４つの画像形成ユニット２１〜２４を有した多
色画像形成装置のドラムヒータの制御に具現化したもの
である。

【０１０１】各画像形成ユニット２１〜２４は各々の感
光ドラム１ａ〜１ｄを有しており、その周囲に図示して
いないが一次帯電器、露光手段、現像器、転写電界形成
手段、クリーナが配置され、イエロー（Ｙ），マゼンタ
（Ｍ），シアン（Ｃｙ），ブラック（Ｂｋ）の各画像が
形成される。更に、各画像形成ユニット２１〜２４を貫
通する態様にて各感光ドラム１ａ〜１ｄの下方に転写材
担持部材である無端状の転写ベルト２５が配置されてい
る。

【０１０２】なお、図１４における各画像形成ユニット
２１〜２４の構成は図２０に示す画像形成ユニットと同
じであるので、感光ドラム１ａ〜１ｄ及び転写電界形成
手段のみを示している。

【０１０３】転写材Ｐは給紙ローラにより給紙された
後、転写ベルト２５により各画像形成ユニット２１〜２
４の転写部に搬送され、各色トナー像が順次転写され
る。そして、転写ベルト２５から分離して定着装置７に
至り、ここでトナー像が定着固定されて外部に排出され
る。

【０１０４】本実施例においては、転写電界形成手段と
して転写ブラシ２６ａ〜２６ｄを用いている。この転写
ブラシ２６ａ〜２６ｄは、各色のステーションとも基台
２７ａ〜２７ｄ、ベースフィルム２８ａ〜２８ｄ、ブラ
シ２９ａ〜２９ｄ、及びカバーフィルム３０ａ〜３０ｄ
から成っている。

【０１０５】上記カバーフィルム３０ａ〜３０ｄは、上
流側に電界が及ぶことにより、感光ドラム１ａ〜１ｄと
転写材Ｐが接触する前に現像剤であるトナーが転写材Ｐ
に転写されるのを防止する。また、感光ドラム１ａ〜１
ｄの中にはそれぞれドラムヒータ（図示せず）が入って
おり、その近傍には表面温度を測定するための温度セン
サ（図示せず）を有している。

【０１０６】また、図１４中３１〜３４は転写ベルト２
５を図の矢印方向に回転させるためのローラ、３５は分
離帯電器である。

【０１０７】上記構成の画像形成装置において、装置全
体のピーク電力削減のため、装置立ち上げ時あるいはコ
ピー時など電力に余裕のない時間領域では、図１５に示
すように各ヒータのオン，オフを総合的に制御する。す
なわち、各感光ドラム１ａ〜１ｄのうち、温度の最も低
いステーションのドラムヒータのみ通電するようにす
る。この温度は時間とともに変化するので、適宜例えば
０．５秒とか１秒毎に温度を比較し、その時点でオン，
オフ制御を見直せば良い。

【０１０８】また、各感光ドラム１ａ〜１ｄのドラムヒ
ータの制御としては、ある瞬間に１つのステーションの
みオンさせるのではなく、図１６に示すように１つのス
テーション当たりの電力を５０％にする代わりに、温度
の低い２つのステーションのヒータをオン可能なように
制御するようにしても良い。

【０１０９】また、装置全体で電力に余裕がある装置の
場合、あるいは余裕のあるモードの場合には、図１６に
示すように電力を５０％ではなく、１００％にする。す
なわち、常に温度の低い２つのステーションのドラムヒ
ータをオンするようにしても良い。

【０１１０】なお、上記説明においては、ドラム温度が
例えば４０℃になるように温度制御しているため、ドラ
ム表面温度がそれを超えた場合はヒータをオフにする。
したがって、上記制御をしていても全ステーションが制
御目標温度を超える場合などは、全ステーションのドラ
ムヒータはオフになるのは言うまでもない。

【０１１１】また、上記説明では、４つのステーション
の感光ドラム１ａ〜１ｄのうち、最も温度の低い１つあ
るいは２つのステーションのドラムヒータをオン可能な
ように制御したが、電力に余裕があれば３つのステーシ
ョンをオン可能なようにしても良い。

【０１１２】更に、各ステーションの感光ドラム表面温
度を比較してオン可能とするステーションを切り換える
タイミングも、上記のように０．５秒や１秒に限定され
るものではなく、適用する画像形成装置によって適宜変
更が可能である。

【０１１３】このように、本実施例では複数あるドラム
ヒータへ供給する電力を、温度を比較して低温にある一
部のドラムヒータのみに与えることにより、ドラムヒー
タ全体のピーク電力を下げることができる。同時に、全
ステーションの温度バランスがとれているので、例え全
体が目標温度に達していなくても、各ステーションの感
光ドラム１ａ〜１ｄの帯電性や感度が変わらないので、
色味、色バランスの変動の少ない画像を得ることが可能
となる。また、種々の画像不良も最小限に抑えることが
可能である。

【０１１４】〔実施例１４〕上述の実施例１３では、複
数のドラムヒータを有する画像形成装置において、温度
の低いドラムヒータを優先的にオン可能なように制御し
たが、本実施例では、図１７に示すようにドラムヒータ
はオン，オフ制御ではなく、０〜１００％まで１０％き
ざみで電力量を制御するようにしている。この場合、目
標温度から大きく離れているステーション、つまり温度
の低いステーションにより多くの電力を供給する。

【０１１５】本実施例では、ドラムヒータへの電力供給
は細かく制御できるが、制御の切替タイミングを細かく
とれない装置や、電気ノイズ発生防止のためオン，オフ
制御を回避したい装置の場合に有効である。

【０１１６】〔実施例１５〕上述の実施例１２〜１４に
おいては、画像形成装置本体の昇温（電気部品の排熱、
機械的摩擦、定着装置７からの影響など）により、各ス
テーションの感光ドラム１ａ〜１ｄの温度は図１８に示
すような勾配を有することを前提にして、各ステーショ
ンのドラムヒータの制御シーケンスを説明した。すなわ
ち、比較的温度の低いＹ，Ｍステーションのドラムヒー
タにより多くの電力供給を行うシーケンス例となってい
る。

【０１１７】しかし、もし定着装置７からの熱の影響を
受けにくい画像形成装置の場合、例えば図１９に示すよ
うに中央部のＭ，Ｃｙステーションは熱が逃げにくいの
で、山型の温度分布になりやすい。Ｙ，Ｂｋステーショ
ンとＣｙ，Ｍステーションがそれぞれ同程度の温度にな
る傾向があれば、温度センサも２つだけ（例えばＹとＣ
ｙのみ）にして、ドラムヒータへの電力供給制御もＹ，
ＢｋステーションとＣｙ，Ｍステーションのそれぞれを
ペアにして制御しても良い。この場合、センサの個数及
びその他の部品点数の低減、制御系の簡易化を図ること
ができる。

【０１１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各ヒータのオン，オフタイミングや大きさなどの制御を
装置の動作モードに応じて変えることにより、装置全体
のピーク電力を一定値以下に抑えることができ、安定し
た画像形成動作が可能となる。

【０１１９】また、装置の周囲環境や加熱対象物の温度
なども考慮して制御を行うことにより、各ヒータの通電
に優先順位を付けることができ、必要以上に通電をオフ
にしたり小さく抑えることがなくなり、装置全体の電力
上限の中でより効果的なヒータ加熱を行うことができ
る。

【０１２０】また、限られた電力の中で各ヒータへの電
力供給をより必要性の高い所へ重点的に行うことがで
き、装置の各機能や画質への影響を最小限に抑え、転写
抜け、画像流れ、画像ぼけなどの画像不良を防止するこ
とができる。

【０１２１】また、環境センサや温度センサの検知結果
に基づいて、その時点での各ヒータへ供給する電力の必
要状況を総合的に判断して制御することで、ヒータ全体
のピーク電力を低減し、且つ装置の各機能や画質への影
響を最小限に抑えることが可能となる。

【０１２２】更に、複数の感光ドラムを有する多色画像
形成装置の場合、各色のステーションの帯電電位、感度
を一定にすることができ、色味の変化を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図２】本発明の実施例２の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図３】本発明の実施例３の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図４】本発明の実施例４の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図５】本発明の実施例５の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図６】本発明の実施例６の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図７】本発明の実施例７の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図８】本発明の実施例８の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図９】本発明の実施例９の各ヒータの制御シーケン
スを示す図

【図１０】本発明の実施例１０の各ヒータの制御シー
ケンスを示す図

【図１１】本発明の実施例１１の各ヒータの制御シー
ケンスを示す図

【図１２】本発明の実施例１２の各ヒータの制御シー
ケンスを示す図

【図１３】実施例１２の電力供給の優先順位を示す図

【図１４】本発明の実施例１３の構成を示す断面図

【図１５】実施例１３の各ヒータの制御シーケンスを
示す図

【図１６】実施例１３の各ヒータの制御シーケンスを
示す図

【図１７】本発明の実施例１４の各ヒータの制御シー
ケンスを示す図

【図１８】本発明の実施例１５の各感光ドラムの表面
温度分布を示す図

【図１９】本発明の実施例１５の各感光ドラムの表面
温度分布を示す図

【図２０】電子写真方式の画像形成装置の構成を示す
断面図

【図２１】内側にヒータを持つ感光ドラムを示す断面
図

【図２２】感光ドラムの後端部の構造を示す図

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）１ａ感光ドラム１ｂ感光ドラム１ｃ感光ドラム１ｄ感光ドラム２一次コロナ帯電器３レジストローラ対４現像装置５転写帯電器６分離帯電器７定着装置８クリーニング装置９前露光ランプ１０収納部１１収納部１２収納部１３手差しトレイ１４ドラムヒータ１５温度センサ１６後端フランジ１７接触子２１画像形成ユニット２２画像形成ユニット２３画像形成ユニット２４画像形成ユニット２５転写ベルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に形成された潜像を現像して転
写材に転写する画像形成装置であって、装置内に設置さ
れたヒータを該装置の動作モードに応じて制御すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】装置の動作モードは、該装置の電源のオ
ン，オフによって規定されるモードであることを特徴と
する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】装置の動作モードは、定着器の温度によ
って規定されるモードであることを特徴とする請求項１
記載の画像形成装置。
【請求項４】装置の動作モードは、定着器への印加バ
イアスによって規定されるモードであることを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】装置の動作モードは、画像読み取り用の
照明ランプのオン，オフによって規定されるモードであ
ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】像担持体に形成された潜像を現像して転
写材に転写する画像形成装置であって、装置内に設置さ
れたヒータを該装置の動作モードと周囲の環境状態との
組み合わせに基づいて制御することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項７】周囲の環境状態は、温度状態であること
を特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】周囲の環境状態は、湿度状態であること
を特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】像担持体に形成された潜像を現像して転
写材に転写する画像形成装置であって、装置内に設置さ
れたヒータを該装置の動作モードと加熱対象物の温度と
の組み合わせに基づいて制御することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１０】ヒータの一部は、転写材を加熱するも
のであることを特徴とする請求項１ないし９何れか記載
の画像形成装置。
【請求項１１】ヒータの一部は、像担持体を加熱する
ものであることを特徴とする請求項１ないし９何れか記
載の画像形成装置。
【請求項１２】ヒータの一部は、光学系部材を加熱す
るものであることを特徴とする請求項１ないし９何れか
記載の画像形成装置。
【請求項１３】像担持体に形成された潜像を現像して
転写材に転写する画像形成装置であって、装置内に設置
されたヒータの加熱対象物の温度状態によって該ヒータ
への電力供給を制御することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１４】ヒータの加熱対象物あるいは近傍の温
度を検知する温度センサを有し、該温度センサの検知結
果に基づいて前記ヒータへの電力供給を制御することを
特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】装置内部あるいは近傍の少なくとも温
度を検知する環境センサと、ヒータの加熱対象物あるい
は近傍の温度を検知する温度センサを有し、前記環境セ
ンサと温度センサの検知結果に基づいて前記ヒータへの
電力供給を制御することを特徴とすることを特徴とする
請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１６】ヒータは、転写材を加熱するものであ
ることを特徴とする請求項１３ないし１５何れか記載の
画像形成装置。
【請求項１７】ヒータは、像担持体を加熱するもので
あることを特徴とする請求項１３ないし１５何れか記載
の画像形成装置。
【請求項１８】ヒータは、光学系部材を加熱するもの
であることを特徴とする請求項１３ないし１５何れか記
載の画像形成装置。
【請求項１９】像担持体に形成された潜像を現像して
転写材に転写する画像形成装置の制御方法であって、装
置内に設置されたヒータを該装置の動作モードに応じて
制御するようにしたことを特徴とする画像形成装置の制
御方法。
【請求項２０】装置の動作モードは、該装置の電源の
オン，オフによって規定されるモードであることを特徴
とする請求項１９記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２１】装置の動作モードは、定着器の温度に
よって規定されるモードであることを特徴とする請求項
１９記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２２】装置の動作モードは、定着器への印加
バイアスによって規定されるモードであることを特徴と
する請求項１９記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２３】装置の動作モードは、画像読み取り用
の照明ランプのオン，オフによって規定されるモードで
あることを特徴とする請求項１９記載の画像形成装置の
制御方法。
【請求項２４】像担持体に形成された潜像を現像して
転写材に転写する画像形成装置の制御方法であって、装
置内に設置されたヒータを該装置の動作モードと周囲の
環境状態との組み合わせに基づいて制御するようにした
ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項２５】周囲の環境状態は、温度状態であるこ
とを特徴とする請求項２４記載の画像形成装置の制御方
法。
【請求項２６】周囲の環境状態は、湿度状態であるこ
とを特徴とする請求項２４記載の画像形成装置の制御方
法。
【請求項２７】像担持体に形成された潜像を現像して
転写材に転写する画像形成装置の制御方法であって、装
置内に設置されたヒータを該装置の動作モードと加熱対
象物の温度との組み合わせに基づいて制御するようにし
たことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項２８】ヒータの一部は、転写材を加熱するも
のであることを特徴とする請求項１９ないし２７何れか
記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２９】ヒータの一部は、像担持体を加熱する
ものであることを特徴とする請求項１９ないし２７何れ
か記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項３０】ヒータの一部は、光学系部材を加熱す
るものであることを特徴とする請求項１９ないし２７何
れか記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項３１】像担持体に形成された潜像を現像して
転写材に転写する画像形成装置の制御方法であって、装
置内に設置されたヒータの加熱対象物の温度状態によっ
て該ヒータへの電力供給を制御するようにしたことを特
徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項３２】ヒータの加熱対象物あるいは近傍の温
度を検知し、その検知結果に基づいて前記ヒータへの電
力供給を制御するようにしたことを特徴とする請求項３
１記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項３３】装置内部あるいは近傍の温度を検知す
るとともに、ヒータの加熱対象物あるいは近傍の温度を
検知し、その検知結果に基づいて前記ヒータへの電力供
給を制御するようにしたことを特徴とすることを特徴と
する請求項３１記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項３４】ヒータは、転写材を加熱するものであ
ることを特徴とする請求項３１ないし３３何れか記載の
画像形成装置の制御方法。
【請求項３５】ヒータは、像担持体を加熱するもので
あることを特徴とする請求項３１ないし３３何れか記載
の画像形成装置の制御方法。
【請求項３６】ヒータは、光学系部材を加熱するもの
であることを特徴とする請求項３１ないし３３何れか記
載の画像形成装置の制御方法。