JP2515826B2 - アモルファスシリコン感光体ドラムを有する電子写真複写機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、アモルファスシリコン感光体ドラムを有
する電子写真複写機に関するものである。

＜従来の技術＞ アモルファスシリコン膜を感光体層とする感光体ドラ
ムが、一部の高速複写用の電子写真複写機に採用され、
実用化されている。

アモルファスシリコン膜を感光体層とする感光体ドラ
ムは、その表面硬度が大きく、耐久性および対摩耗性に
優れており、ロングライフドラムとして高く評価されて
いる。また、アモルファスシリコンは、可視光領域全域
にわたって高い感光度を持つため、半導体レーザやカラ
ー複写用としても注目されている感光体である。

しかしながら、半面、アモルファスシリコン感光体ド
ラムは湿気に弱く、高湿度下では、トナーがドラム表面
に付着して、その感光特性を低下させ、いわゆる画像流
れにより複写した画像にぼけが生じるという欠点があっ
た。特に、連続複写などで感光体ドラムの表面がコロナ
チャージから発生するガスに冒されると、耐湿性が劣化
し、高湿度ぼけを起しやすいという欠点があった。

そのために、現在実用化されているアモルファスシリ
コン感光体ドラムを用いた電子写真複写機では、感光体
ドラム内にドラムヒータが内臓されており、このドラム
ヒータによって感光体ドラム温度を摂氏40度ないし50度
の室温に比べてかなり高い温度に保つことによって、感
光体ドラムまわりの相対湿度を低下させ、高湿度ぼけの
発生が回避されている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところが、朝一番に複写を行なう場合等では、メイン
スイッチをオンして所定のウォーミングアップ期間を経
て複写機が複写可能な状態になっても、上記ドラムヒー
タの立上がりが遅いために複写した画像にぼけが生じる
ことが多かった。これを防止しようとすれば、メインス
イッチのオン−オフに無関係に、複写機が商用電源に接
続されている状態ではドラムヒータに常時通電がされる
構造にし、ユーザに対し、夜間でも事務所等の電源を落
さないように依頼すればよいが、それでは具体的な対策
が講じられているとは言い難い。またかかる場合は、複
写機を駆動させない夜間においてもドラムヒータに常時
通電がされているため、消費電力面で問題が残る。

また、従来のアモルファスシリコン感光体ドラムを有
する複写機は、梅雨季のように比較的長期間高湿度下に
置かれたときには、電源投入後に複写を開始した場合の
初期画像には、第４図に示すような帯状のぼけが生じる
という問題があった。この原因は、第５図に示すよう
に、感光体ドラム41の表面に当接するように配置された
現像器42やクリーナ43が存在するからである。なぜなら
ば、感光体ドラム41の表面のうち、現像器42およびクリ
ーナ43に当接している領域は他の領域のように周囲に対
して開放されておらず閉鎖状態であるからである。しか
も、現像器42およびクリーナ43内にはトナーが存在し、
このトナーは高湿度下では水分を含んでおり、加熱され
るとその水分が蒸発する。したがって、湿度の高い日に
複写機の電源を投入し、ドラムヒータによって感光体ド
ラム41を加熱しても、現像器42およびクリーナ43で覆わ
れた表面領域は相変わらず高湿度下にあることに変わり
はなく、この表面領域における画像が上述した帯状ぼけ
として現われるのである。

これを防止するには、ドラムヒータ44の加熱温度をよ
り高くして、感光体ドラム41を短時間で乾燥させるとい
う方法も考えられなくはないが、それでは現像剤の高温
劣化を招いたり、感光体ドラム41まわりの部材の短寿命
化を招く等の新たな問題が生じ、かえって問題が多くな
る。

それゆえに、この発明は、アモルファスシリコン感光
体ドラムを比較的低い温度で加熱するという方式を採用
した上で、高湿度下であっても、電源投入直後の初期の
複写画像に帯状ぼけその他の画像流れが生じないように
改善された電子写真複写機を提供することを目的とす
る。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、アモルファスシリコン膜を感光体層とす
る感光体ドラムと、その感光体ドラムに内蔵されたドラ
ムヒータと、感光体ドラムの周囲に配置された除電ラン
プ、現像装置およびクリーニング装置と、複写された画
像を定着させるための定着装置と、装置全体に供給され
る電源のオン−オフを切換えるメインスイッチとを含む
電子写真複写機において、 少なくとも前記メインスイッチがオンされてから定着
装置が定着動作をするのに必要な所定の目標温度に達す
るまでのウォーミングアップ期間中に、前記ドラムヒー
タをオンするとともに、前記感光体ドラムを通常の複写
動作時の回転速度に比べて相対的に遅い回転速度で回転
させる第１制御手段、および、 ウォーミングアップ期間終了後、前記ドラムヒータの
オンを継続するとともに、感光体ドラムを通常の複写動
作時の回転速度で回転させ、かつ、除電ランプを点灯さ
せ、現像装置内の現像剤を撹拌させてエージング処理を
行う第２制御手段、 を設けたことを特徴とする電子写真複写機である。

またこの発明は、さらに、第１制御手段は、現像装置
に通常の複写動作時のバイアス電圧よりも高いバイアス
電圧を印加し、 第２制御手段は、現像装置に通常の複写動作時と同じ
バイアス電圧を印加することを特徴とする電子写真複写
機である。

＜作用＞ ウォーミングアップ期間中に、感光体ドラムは、ドラ
ムヒータにより加熱されつつ、画像形成動作時の回転速
度に比べて相対的に遅い速度で回転されるので、感光体
ドラムが画像形成動作時の回転速度で回転される場合に
比べて、感光体の表面が現像装置からクリーニング装置
に到達するまで、および、クリーニング装置から現像装
置に到達するまでの時間が相対的に長くなる。すなわ
ち、感光体ドラムの表面が開放された状態で加熱される
時間が長くなるので、感光体ドラムの表面は、より効果
的に乾燥されることになる。

また、ウォーミングアップが終了した時点では、ウォ
ーミングアップ開始前の現像装置やクリーニング装置内
の湿り気を帯びた空気は、湿り気がほとんど除去されて
比重が比較的少なくなっている。

このため、ウォーミングアップ終了後、エージング期
間中において、ドラムヒータをオンにした状態で、感光
体ドラムを通常の画像形成動作時の回転速度で回転させ
ると、感光体ドラムを画像形成動作時の回転速度に比べ
て相対的に遅い速度で回転させる場合に比べて、現像装
置やクリーニング装置内の空気が、感光体ドラムによっ
て温められつつ、回転する感光体ドラムの表面に生成さ
れる気流に乗って現像装置やクリーニング装置の外部に
より効果的に排出される。

さらに、ウォーミングアップ時には、現像装置内の現
像剤は撹拌されないので、現像剤の寿命低下を招かな
い。また、現像装置には通常の複写動作時のバイアス電
圧よりも高いバイアス電圧が印加されているから、現像
剤が感光体ドラム表面に付着することはない。

一方、エージング処理時には、除電ランプ点灯し、か
つ、現像装置内の現像剤を撹拌させ、現像装置に印加す
るバイアス電圧も通常の複写動作時のバイアス電圧にな
るようにするから、感光体ドラムを通常の画像形成装置
とほぼ同一の状態に設定することができ、実際の複写動
作に備えることができる。

＜実施例＞ 以下には、図面を参照して、この発明の一実施例につ
いて説明する。

第２図は、この発明の一実施例に係る電子写真複写機
の内部構造を示す概略図であり、第２図に示す複写機
は、光学系が移動するタイプになっている。

第２図を参照して、複写機本体１の上面には原稿載置
台２が設けられており、右側面下部には取外し可能な給
紙用のカセット３が装着されている。また、本体１の左
画面下部には複写が完了した転写紙を受ける受皿４が備
えられている。

複写機本体１の内部所定位置には区画板５が設けられ
ていて、本体内部は上部室６と下部室７とに区画されて
いる。そして、上部室６内には光学系８が設けられ、下
部室７には複写処理部９および用紙搬送部10が設けられ
ている。

光学系８は、光源11、平面反射鏡12,13,14、レンズ15
および平面反射鏡16を備えており、コピー動作時には光
源11および平面反射鏡12,13,13が矢印Ａ方向へ移動して
原稿載置台２上の原稿を走査露光する。このとき、光源
11および平面反射鏡12は一体的に移動し、平面反射鏡13
および14は光源11の移動量の２分の１の移動量となるよ
うにされている。

光源11で走査露光された原稿からの反射光は平面反射
鏡12,13,14で反射されてレンズ15で集光され、平面反射
鏡16で反射されてアモルファスシリコン感光体ドラム17
の表面に照射されるようになっている。

複写処理部９では、複写動作ごとに感光体ドラム17が
矢印Ｂ方向へ回転する。感光体ドラム17の周囲には、帯
電チャージャ18、現像装置19、転写チャージャ20、剥離
チャージャ21、クリーナ22および除電ランプ29が回転方
向に沿ってこの順で設けられている。なお、前述のもの
と同様、この実施例においても、現像装置19およびクリ
ーナ22は感光体ドラム17の表面に当接している。そし
て、帯電チャージャ18によって感光体ドラム17表面の感
光体層を一様に帯電させた後、走査露光された光が照射
されて感光体層に静電潜像が形成され、現像装置19によ
り感光体ドラム17表面にトナーを吸収させてトナー像を
形成し、搬送されてきた転写紙を感光体ドラム17表面に
密着させるとともに転写チャージャ20によってトナー像
を該転写紙に転写し、剥離チャージャ21により転写紙を
感光体ドラム17から剥離し、感光体ドラム17表面に残留
するトナーをクリーナ22によって回収し、除電ランプ29
で残った静電荷を除去する仕組みである。

用紙搬送部10では、給紙ローラ23によってカセット３
から転写紙Ｐが１枚ずつ取出され、レジストローラ対24
を介して感光体ドラム17の表面にい送られる。ここで前
述したようにトナー像が転写紙へ転写される。そして転
写紙は剥離チャージャ21で剥離されて搬送コンベア25で
搬送され、加熱定着ローラ26に与えられて、ここでトナ
ー像が定着された後、排出ローラ対27によって受皿４上
へ排出される。なお、加熱定着ローラ26に関連して、温
度センサ30が備えられており、当該温度センサ30によっ
て加熱定着ローラ26がトナー像を良好に定着可能な所定
温度範囲にあるか否かが検出される。

感光体ドラム17内には、ドラムヒータ28が備えられて
いて、後述するように、感光体ドラム17を所定の温度に
加熱している。

第３図は、上述したこの発明の一実施例に係るアモル
ファスシリコン感光体ドラム17を有する電子写真複写機
の制御ブロック図で、制御部31へ与えられる信号および
制御部31から出力される信号の種類が示されている。

第３図に示されるように、制御部31には、複写機のコ
ンセントが商用電源に接続されたことを表わす電源投入
信号、メインスイッチ33のオン／オフ信号、ドラムヒー
タ28の温度センサ34の検出信号、定着ローラ26の温度セ
ンサ30の検出信号が与えられる。制御部31では、これら
各入力信号に基づいて、ドラムヒータ28、感光体ドラム
17や現像装置19その他を駆動するためのメインモータ3
9、現像装置19にバイアス電圧を印加する現像バイアス
部40、定着ローラ26の加熱、除電ランプ29の点灯／消灯
を制御する。

第１図は、上述した第３図の制御部31から出力される
各被制御部への信号の切換を示すタイミングチャートで
ある。

第１図を参照して説明すると、複写機が商用電源に接
続されて、電源投入状態になったことに応答してドラム
ヒータ28が通電され、同時にメインモータ39によって感
光体ドラム17が回転開始される。このときの感光体ドラ
ム17の回転速度は、通常の複写時の回転速度に比べて十
分に低くされており、たとえば通常の複写時の回転速度
の５％〜50％という速度に設定されている。この理由
は、感光体ドラム17の回転により、それに連動して回転
する現像装置19内の撹拌機構によって現像剤があまり撹
拌されないようにし、現像剤の寿命低下を招かないよう
にするとともに、感光体ドラム17の周面に当接する部分
の摩耗をおさえるようにしたためである。

このように、電源投入に応じて、ドラムヒータ28によ
る加熱を開始するとともに、メインモータ39によって感
光体ドラム17を相対的に低速度で回転させるため、感光
体ドラム17の表面は均等に乾燥され、従来のように現像
装置19またはクリーナ22に当接する表面領域だけが高湿
度のまま残ってしまうということはない。また、感光体
ドラム17等の回転によって、現像装置19内等の湿った空
気が外気と交換される利点もある。

また、このとき、現像バイアス部40が制御されて現像
装置19に対して高バイアス電圧が印加される。これは、
感光体ドラム17が回転することにより、現像装置19内の
現像剤が、回転する感光体ドラム17表面に付着して、飛
散することを防止するためである。現像装置19内の現像
剤の穂が感光体ドラム17表面に当接している場合であっ
ても、現像装置19に高バイアスをかけることにより、そ
の穂10は感光体ドラム17表面に引張られて付着すること
はない。

次いで、メインスイッチ33がオンされることにより、
制御部31は定着ローラ26の加熱を開始して、複写機をい
わゆるウォーミングアップの状態とする。そして、定着
ローラの温度センサ30によって定着ローラ26の温度が目
標温度に達したことが検出されたとき、制御部31はウォ
ーミングアップ期間の完了を判断し、メインモータ39を
制御して感光体ドラム17を通常の複写処理時の速度、す
なわちそれまでの低速回路に比べて高速で回転させる。
それと連動して現像装置19内の現像剤が撹拌されエージ
ング処理が行なわれる。

また、エージング処理時には、除電ランプ29を点灯制
御して、感光体ドラム17表面の電荷を除去し、それに応
じて現像バイアス部40による現像装置19へのバイアス電
圧を低バイアス電圧に切換える。感光体ドラム17の表面
の電荷がなくなれば、現像装置19のバイアスを低くして
も、現像剤の穂が感光体ドラム17の表面に付着すること
はないからである。

エージング処理時およびその後の複写待機状態または
複写状態においては、定着ローラ26の温度は、温度セン
サ30の出力に基づいて所定の温度範囲に制御される。

また、ドラムヒータ28の温度も、ドラムヒータの温度
センサ34によって、所定の温度範囲に制御される。

このときのドラムヒータ28の設定温度範囲は、従来装
置に比較して、相対的に低く設定すればよく、たとえば
40度程度でよい（従来装置の場合、前述したように、40
度ないし50度、たとえば約47度に設定されている）。こ
れは、前述したように、ドラムヒータ28による加熱開始
と同時に感光体ドラム17が回転を始め、感光体ドラム17
の表面領域が一様に開放状態にさらされるため、低い加
熱温度によって効果的にかつ均等にドラム表面を加熱で
きるからである。また、回転ドラム17の回転に伴ない、
メインモータ39によって送風ファンも回転するので、高
湿度の空気が機外に排出され、感光体ドラム17の表面の
乾燥を助けるからである。

第１図に示す実施例では、電源投入と同時にドラムヒ
ータ28をオンし、メインモータ39によって感光体ドラム
17の低速回転を開始したが、メインスイッチ33のオンに
応答して上述の制御を開始してもよい。なぜならば、ド
ラムヒータ28の加熱と同時に感光体ドラム17を回転させ
ることにより、定着ローラ26が定着目標温度に達するま
でのウォーミングアップ期間中で、アルモファスシリコ
ンでできた感光体ドラム17の表面を十分に乾燥させるこ
とができ、複写の初期画像に帯状ぼけが生じるのを解消
可能であるからである。このように、メインスイッチの
オンに応答しドラムヒータ28による加熱を開始すると同
時に感光体ドラム17の低速回転を開始させ、メインスイ
ッチのオフによりそれらを停止させる構造にすれば、電
力消費量が少なく、かつ、感光体ドラム17表面の摩耗が
少なく、しかも現像剤の寿命低下の少ない装置とするこ
とができる。

なお、現像装置19内の現像剤の穂が感光体ドラム17表
面に当たらない非接触現像方式の装置が採用されている
場合においては、上述の電源投入からエージング前まで
の高現像バイアスの印加は不要である。

＜発明の効果＞ 以上のように、この発明は、第１制御手段によって、
少なくともメインスイッチがオンされてから装置が複写
可能な状態となるまでのウォーミングアップ期間中の動
作が制御され、かつその後、第２制御手段によりエージ
ング処理が行われるから、画像形成処理時における初期
画像の帯状ぼけや画像流れの発生を防止することができ
る。

また、第２制御手段により、感光体ドラムは通常の複
写動作時の回転速度で回転さされる。したがって、エー
ジング処理（画像形成にあたって、感光体を画像形成と
同様な状態に設定しておくために前疲労させる処理）時
において、感光体ドラムを通常の画像形成時とほぼ同一
の状態に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る動作信号のタイミ
ングを示すタイミングチャート、 第２図は、この発明の一実施例に係る複写機内部構造の
概略図、 第３図は、この発明の一実施例に係る複写機の制御部へ
の入力信号を示すブロック図、 第４図は、従来装置において複写の初期時に発生してい
た帯状ぼけを示す図解図、 第５図は、複写機における現像装置まわりの概略図を示
す。 図において、17……感光体ドラム、19……現像装置、26
……熱定着ローラ、28……ドラムヒータ、29……除電ラ
ンプ、30……熱定着ローラの温度センサ、33……メイン
スイッチ、39……メインモータを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−65052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−195559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2081（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−48073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−11859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−125956（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アモルファスシリコン膜を感光体層とする
   感光体ドラムと、その感光体ドラム内に内蔵されたドラ
   ムヒータと、感光体ドラムの周囲に配置された除電ラン
   プ、現像装置およびクリーニング装置と、複写された画
   像を定着させるための定着装置と、装置全体に供給され
   る電源のオン−オフを切換えるメインスイッチとを含む
   電子写真複写機において、 少なくとも前記メインスイッチがオンされてから定着装
   置が定着動作をするのに必要な所定の目標温度に達する
   までのウォーミングアップ期間中に、前記ドラムヒータ
   をオンするとともに、前記感光体ドラムを通常の複写動
   作時の回転速度に比べて相対的に遅い速度で回転させる
   第１制御手段、および、 ウォーミングアップ期間終了後、前記ドラムヒータのオ
   ンを継続するとともに、感光体ドラムを通常の複写動作
   時の回転速度で回転させ、かつ、除電ランプを点灯さ
   せ、現像装置内の現像剤を撹拌させてエージング処理を
   行う第２制御手段、 を設けたことを特徴とする電子写真複写機。
2. 【請求項２】請求項１記載の電子写真複写機において、 さらに、第１制御手段は、現像装置に通常の複写動作時
   のバイアス電圧よりも高いバイアス電圧を印加し、 第２制御手段は、現像装置に通常の複写動作時と同じバ
   イアス電圧を印加することを特徴とする電子写真複写
   機。