JP3577452B2

JP3577452B2 - Image forming device

Info

Publication number: JP3577452B2
Application number: JP2000231335A
Authority: JP
Inventors: 伸吾坂戸
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: JP2002040876A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関する。更に詳しくは、そこで用いられるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体ドラムのヒータ制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、表面に感光層が塗布され円筒形状の感光体ドラムの周囲に、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、除電装置等が配置された画像形成部を有し、感光体ドラム上に形成されたトナー画像を用紙上に写し取り画像形成が行なわれる。
【０００３】
上記の画像形成部における画像形成の基本プロセスを説明すると、まず感光体ドラムは一定速度で一方向に回転しながら、帯電装置のコロナ放電により表面が一様に帯電される。その帯電された表面は回転方向の下流側において露光装置から画像情報の露光光が照射されて静電潜像が形成される。さらにその下流側に配置された現像装置によって、静電潜像にトナーが付着されトナー画像が形成される。転写装置では搬送されてきた用紙がドラム表面と接触し、逆電位の印荷によりトナー画像が用紙に写し取られる。転写装置で用紙に転写されず感光体ドラム表面に残留したトナーはクリーニング装置でブレード部材により掻き取られて回収される。その後の感光体ドラム表面には除電装置にて均一な光が照射され残留電位が消去される。
【０００４】
上記の感光体ドラムは円筒基材の表面に数十μｍの感光層が形成されたものであるが、感光層は構成する主材料により有機感光体、セレン砒素感光体、アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記す）感光体等に分類できる。有機感光体は比較的安価であるが、磨耗し易すく寿命が短く頻繁に交換する必要がある。また、セレン砒素感光体は有機感光体に比べて長寿命であるが、毒性を有する物質であるため取り扱いが面倒である欠点を持つ。一方、ａ−Ｓｉ感光体は有機感光体に比べて高価であるが、無害な物質で取り扱いが容易なこと長寿命である特性から、環境対策の観点やトータルコストで優れる点などから注目され近年需要が増加してきている。
【０００５】
ａ−Ｓｉ感光体は、一般的に図３に示すような構成と特性を有している。図３（ａ）に示すように、ａ−Ｓｉ感光体は円筒基材２ａの表面にプラズマＣＶＤ法などによって、ａ−Ｓｉの光導電層２ｂとａ−ＳｉＣ（アモルファスシリコンカーバイド）の表面保護層２ｃが積層形成される。プラズマＣＶＤ法では、出発原料ガスとしてシランガス、メタンガス、水素ガス、ジボランガス、酸化窒素ガスが注入された反応容器内に、各膜の添加物質に応じて各種ガスを導入してプラズマにより反応させて積層形成する。光導電層２ｂは２０〜８０μｍ程度の膜であり、光に反応して導電性を生じる。表面保護層２ｃはａ−ＳｉＣ系の無機高抵抗材料からなる０．３〜１μｍ程度の高硬度の膜であり、光導電層の表面電位と静電潜像の電位分布を維持する機能を持つ。
【０００６】
また、ａ−Ｓｉ感光体は光導電層の厚さ等により図３（ｂ）に示すようにで特性が変化する。光導電層の厚さを８０μｍ程度にすると（図中Ａ）、高い表面電位が得られるが温度による影響が大きくなる。光導電層の厚さを３０μｍ程度にすると、温度の影響を受けにくいが膜が薄いために暗減衰が速くなり、表面電位を高く維持できずに表面電位が低く抑えられる特性を有している。
【０００７】
また、ａ−Ｓｉ感光体を用いた電子写真方式の画像形成装置では、使用環境によってときどき画像流れと呼ばれる現象が発生する。画像流れとは、画像がかすれたようになったり、あるいは画像の周囲が滲んだようになる現象である。画像流れの発生要因は、空気中の水分が感光体ドラムの表面に吸着して表面抵抗が低下し、形成された静電潜像の電荷が周面方向に流れて電位の低下したり境界が不明確になるためと考えられる。
【０００８】
感光体ドラム表面へ水分が吸着される要因としては、ａ−Ｓｉ感光体表面の分子構造は水分を吸着しやすい構造を有していることが上げられる。さらに、感光体表面上にて画像形成プロセスが繰り返されると、帯電装置のコロナ放電により発生するオゾンが紙粉等と反応し硝酸イオンやアンモニウムイオンなどの放電生成物を生じ、それが感光体表面に付着して水分を吸着する影響が考えられる。このような条件の中で高湿環境に置かれると、ドラム表面に水分画像流れを生じるレベルまで感光体の表面抵抗が低下する現象が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成装置では性能の安定化と画像流れの対策として、感光体ドラムの内部にドラムヒータを設けて加熱して、表面を常に一定温度に保持することで空気中の水分の吸着を防止することがおこなわれていた。しかし、環境問題に対応する必要性が高まる中で、画像形成装置の待機時や使用時における消費電力の低減が強く求められる状況になってきている。感光体ドラムに設けられるヒータの制御においても、常時作動させるのではなく環境条件やａ−Ｓｉ感光体の特性を考慮した効果的な制御により消費電力を低減することが求められる。
【００１０】
そこで本発明はａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成装置において、温度検知手段と湿度検知手段を設けて画像形成装置が置かれている環境雰囲気の温度と湿度を測定し、適切なタイミングでドラムヒータを作動させ、作業効率を低下させることなく画像流れ等を確実に防止するとともに、消費電力を低減して経済的な装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置においは、画像形成部にはａ−Ｓｉ感光体ドラムが用いられ、その周囲に帯電装置・現像装置・転写装置・クリーニング装置・除電装置などが配置されて画像形成が行われる。感光体ドラムは円筒形状に形成され、その内面に沿ってドラムヒータが設けられている。また、画像形成装置の内部には湿度検知手段と温度検知手段が設けられており、常に画像形成装置が設置されている環境の雰囲気中の湿度と温度を検知している。その各検知手段の信号は画像形成装置の動作を制御する制御手段に送られて判断され、ドラムヒータのオンオフ動作の制御を行う。
【００１２】
請求項１にかかわる画像形成装置は、定着装置の熱源や原稿読取り部の光源などからの放熱や、冷却ファンによる周辺空気の複雑な移動等の影響を受けずに室内の雰囲気温度や湿度を正しく測定するために、用紙収納段の給紙方向と逆側の側板と外装カバーとの隙間部分に設けられた前記湿度検知手段と前記温度検知手段により、前記画像形成装置が置かれた環境の湿度と温度が検知され、その測定結果に基づき必要な場合を判断して感光体ドラム内部に設置されたヒータ装置を作動させるため、ムダな電力の消費が抑えられ経済的である。
【００１３】
請求項２にかかわる画像形成装置は、温度検知手段と湿度検知手段の検知結果に応じて画像流れが発生する環境であると判断した場合には、直ちにヒータ装置を作動させ、感光体ドラム表面に水分が吸着されている場合でも画像流れが発生しない状態にまで調整される時間に設定された既定時間作動させたのちに、画像形成動作を許可する制御手段を有する。また、画像流れが発生しないと判断される場合はヒータ装置を作動させず定着などの温度が安定すると直ちに画像形成動作を許可する。これにより、装置の使用開始時においても画像流れの発生を防ぎ良好な画像を形成することが可能である。また、画像流れを発生させない良好な環境に設置されていた場合は、短時間で画像形成動作可能な状態になる効果がある。
【００１４】
請求項３にかかわる画像形成装置は、湿度検知手段による湿度と温度検知手段による温度の測定結果に応じて絶対湿度を判断して温度を確認してヒータ装置を作動させるので、画像流れを防止するとともにヒーター装置の作動を最小限に抑えて消費電力を低減することが可能である。また、消費電力の大きい画像形成動作中にヒート装置を停止させるので、最大消費電力を低く抑えることが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。実施例は画像形成装置としての複写装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ａ−Ｓｉ感光体を電子写真プロセスとして採用するレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ＦＡＸ等の各種画像形成装置に適用できる。
【００１６】
図１は本発明を採用した複写装置の全体を示す概略図である。下部には画像形成する用紙を収納する複数の用紙収納段１１が配置されている。その上方には、用紙の両面に画像を形成する場合に、片面に画像が形成された用紙を一時的にスタックして反転するための両面装置６である。その上方には画像形成部１２と定着装置８が配置される。収納段から送り出された用紙は搬送路に沿って搬送され画像形成部１２を通過する際に感光体ドラム２の表面に接触してトナー画像を写し取り、さらに下流に搬送され定着装置８により用紙上のトナー画像が熱融着される。画像形成部１２の上方には画像読取り装置１０と画像出力装置９が配置される。また、最上部前方には複写条件の設定や複写動作の開始等を支持する操作パネル１８が設けられ、その後方には原稿搬送装置７が設置されている。また、用紙収納段１１の給紙方向と逆側の側板と外装カバーとの隙間部分には温度検知手段２０と湿度検知手段２２が設けられている。これらの装置や電子部材は本体制御手段４０（図示せず）により制御される。
【００１７】
ここで、温度検知手段２０と湿度検知手段２２の設置位置について説明を補足する。複写装置１の上部は定着装置の熱源や原稿読取り部の光源などからの放熱があり、さらに冷却ファンにより周辺空気が複雑に移動するため、それらの影響を受けずに室内の雰囲気温度や湿度を正しく測定することは困難である。図１における温度検知手段２０と湿度検知手段２２の設置場所は、近くに熱源がなくファンによる空気が流れ込むこともない。また、樹脂カバーで覆われているだけであり、一部には隙間があるため外部の空気との循環もなされ、外部環境の温度と湿度の変化に追随したズレの小さい測定値が得られる。
【００１８】
次に、図２において画像形成部１２について更に詳しく説明する。画像形成部１２は感光体ドラム２を中心に帯電装置１３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置３、除電装置１４が配置されている。また現像装置４の上流には感光体ドラム表面の電位を測定する電位センサー１６が設置されている。
【００１９】
帯電装置１３にはコロナ放電のためのチャージワイヤーが張設され、そのチャージワイヤ−―に接してフェルト製の清掃部材が帯電装置１３の長さ方向にスライド移動可能に支持されている。清掃部材は小型モータとロープなどを用いた駆動機構によりチャージワイヤーに沿って接しながら往復移動し、ワイヤ−に付着したトナーや紙粉などを除去する。
【００２０】
現像装置４にはキャリヤとトナーの混合された２成分現像材が収納され、攪拌しながらトナーを帯電している。現像剤の一部は感光体ドラム２に対向して配置され回転する現像スリーブ４ａの表面に磁力で保持された状態で接しており、ここで感光体ドラム２表面の静電潜像にトナーが付着する。現像剤中のトナーの比率は（以下トナー濃度と表記する）トナコンセンサー４ｂ（図示せず）により検知され、その出力値をモニターしながら感光体ドラム表面に付着して消費されたトナーはトナータンクから補給される。トナコンセンサー４ｂは現像剤の透磁率を測定してトナー濃度を判断しているが、温度と湿度の影響でその検出値は若干変化するため補正が必要である。また、温度と湿度により帯電や転写などの画像形成プロセスの電気的特性が若干変化するが、その影響による用紙上に転写された画像の変化を補正するためにトナー濃度の変更が行われる。それらの補正は、温度検知手段２０と湿度検知手段２２により雰囲気の温度と湿度を検出値し、予め本体制御手段に記憶された補正データに基づき実行される。
【００２１】
転写装置５には転写ベルト５ａが張設され、感光体ドラム２の周速と同じ速度で移動される。転写ベルト５ａに内側には転写ローラ５ｂが配置されており、転写ベルト５ａを感光体ドラム２方向に押圧しており、画像形成時には高電圧が印加され、転感光体ドラム２と転写ベルト５ａの間を通過する用紙にトナー画像を写し取る。
【００２２】
クリーニング装置３には、毛状部材で形成されクリーニングブラシ３ａと、ウレタンゴムで形成されたクリーニングブレード３ｂが感光体ドラム２表面に接して設けられている。クリーニングブラシ３ａは回転駆動され、感光体ドラム表面に残留したトナーを掃き落とし、更にクリーニングブレード３ｂは残ったトナーを掻き落としている。
【００２３】
次に、感光体ドラム２は、アルミニウム合金の円筒基材２ａの表面にａ−Ｓｉの導電感光層２ｂとａ−ＳｉＣの表面保護層２Ｃが形成されており、回転自在に支持され図１において時計方向に回転する。感光層の厚さは約３０μｍであり、電圧と温度の特性は図３（ｂ）のＣとほぼ同じである。感光体ドラム２の外観寸法は直径が約１００ｍｍでありＡ３サイズの用紙に画像形成が可能な幅方向の長さを有している。
【００２４】
また、図２、４に示すように感光体ドラム２の円筒基材２ａの内部にはドラムヒータ１７が配設されている。ドラムヒータ１７は弾性を有する耐熱性の絶縁シート上に発熱コイル１７ａが適当な間隔で配置され、中央付近にはヒータ温度センサー１７ｂが配置されている。ドラムヒータ１７は丸めて感光体ドラム２の円筒基材の内部に挿入され、シートの弾性で広がりその内面に沿って密着して摩擦力で固定される。また、感光体ドラム２の両端にはフランジ３０が圧入され、そのボス部にベアリング３１が装着されて画像形成部に設けられた軸受部で回転自在に支持される。一端側のフランジ３１のにはドラムヒータ１７への電力供給の端子３２と温度センサーの出力信号読取り端子３３が取り付けらている。端子３２，３３の一端側には発熱コイル１７ａとヒータ温度センサー１７ｂが接続され、他端側は外部のボス部に固定された円盤状の電極板３４、３５とアースされた共通の電極板３６に連結されている。電極板３４、３５、３６の周面には電極３７、３８、３９が常に接触し、感光体ドラム２の回転中も電気的に連結している。また、
【００２５】
ドラムヒータ１７は、後で説明するように必要に応じて作動されるが、作動時にはヒータ温度センサー１７ａの温度検知に基づき感光体ドラム２を一定温度に維持するように発熱コイル１７ａへの通電がオンオフされる。その制御温度はａ−Ｓｉ感光体の特性と水分除去の目的から約４０〜５０℃の範囲であり、範囲の中央付近の４５℃前後が望ましいがドラムヒータ１７の制御におけるオーバーシュート等を考慮して、複写装置１では４３℃に設定されている。
【００２６】
次に、ドラムヒータ１７の作動制御について説明する。図５は複写装置１の動作制御に関する電気的な構成を示すブロック図である。複写装置１内の各電子部材を制御して画像形成を実行させる制御手段４０は中央演算装置（ＣＰＵ）４１、プログラム記憶装置（ＲＯＭ）４２、可変記憶装置（ＲＡＭ）４３などから構成される。ＣＰＵ４１は電源投入信号や操作パネル１８からの入力信号に応じてＲＯＭ４２に記憶された各制御プログラムを読取り、その命令に従って各種電子機器への作動指示を出したり、検知手段の出力値を読取り規定値との比較して判断する。また、必要に応じて操作パネル１８上での設定や検知手段の出力値や処理枚数やタイマーのカウント数などデータを一時的にＲＡＭ４３に保管する。制御プログラムには電源投入時制御４４、待機状態制御４５、コピー動作制御４６、ドラムヒータ制御４７、電位補正制御４８、定着温度制御４９、トナー濃度制御５０、環境モニター制御５１などがある。
【００２７】
図６は装置本体への電源投入時における電源投入時制御４４の流れを説明するフローチャートである。また、図７は電源投入時からコピー可能状態になるまでの安定するまでの装置の動作状態を示すタイミングチャートである。複写装置１の電源スイッチをオンするとステップＳ１において温度検知手段２０の出力値が読取られて、既定値（ドラムヒータ１７の設定温度：４３℃）との大小が比較される。小さい場合（４３℃より低い温度）はステップＳ２に進み湿度検知手段２２の出力値が読取られ、温度検知手段２０の出力値に応じてあらかじめ決められた設置値との大小が確認される。湿度検知手段２２の出力値が高い（湿度が高い）場合は、ステップＳ３においてドラムヒータ１７が作動されるとともにタイマーＴＭ１がスタートする。
【００２８】
ステップＳ４においてタイマーＴＭ１は時間ｔ１が経過するまでカウントする。時間ｔ１は想定される環境条件で最も画像流れが発生しやすいと考えられる環境（３５℃、８５％程度を想定）に長時間放置されていた場合にも、ドラムヒータ１７の作動により感光体ドラム表面の表面抵抗が画像流れを生じないレベルまでに回復されるに十分な時間に設定される。複写装置１では約１０分に設定されている。タイマーＴＭ１がｔ１に達するとステップＳ５においてタイマーＴＭ１をクリアーして、ステップＳ６の電位補正に進む。
【００２９】
また、電源投入時にはステップＳ１０が先の温湿度検知と並行して開始される。ステップＳ１０では帯電装置１３のチャージワイヤーの清掃が開始されるとともに、定着装置８に設けられた定着ローラ８ａを加熱するための定着ランプ８ｂが点灯される。定着ローラ８ａの表面には近接して定着温度センサー８ｃが配置されており定着ローラ８ａの表面温度が測定される。ステップ１１においては、定着ローラ８ａがトナーの溶融する温度である一次安定温度ＴＲ１（約１６５℃）に達するかがモニターされる。次にステップＳ１２においてタイマーＴＭ１が作動しているかが確認される。温度と湿度の条件によりドラムヒータ１７が作動していない場合、ＴＭ１はクリアーされた状態であり、その時はステップＳ６に進み電位補正が開始される。
【００３０】
ステップＳ６の電位補正では、画像形成部１２の各装置が駆動される。ここで、画像形成部１２を駆動するモータＭ１は定着装置８も駆動しており定着ローラ８ａも同時に回転する。また、帯電装置１３には電圧が印加され、そのコロナ放電により帯電された感光体ドラム２表面の電位が電位センサー１６により測定される。ここで、測定された表面電位が最適値から外れている場合は、電位補正制御４８はズレ量を補正すべく帯電装置に印加する電圧値の調節量を予測して、電圧制御装置に指示をだす。再度電位センサー１６の測定値が読取られて最適値からのズレが確認され、外れている場合は再度調整が実行され、最適値の一定範囲になるまで繰り返され電位補正が終了する。
【００３１】
また、定着装置は一次安定温度ＴＲ１に達した後も定着ローラは加熱され続けており、ステップＳ２０に進んでトナー画像を用紙に定着するのに最適の温度である二次安定温度ＴＲ２（約１９５℃）に達するかがモニターされる。二次安定温度ＴＲ２に達すると、ステップＳ２１に進みＴＲ２を維持するように定着ランプはオンオフ制御が開始される。また、ステップＳ２２でタイマーＴＭ１がクリアされているかが確認され、クリアされていればステップＳ２３，２４において定着装置が一定時間ｔ２の間駆動される。ｔ２は定着ローラの温度分布を均一にするために行われる。ここでは約３０秒に設定されている。それが終了すると、コピー可能状態となる。なお、画像形成部１２と定着装置８をそれぞれ独立したモータで駆動する構成として、それぞれ単独で必要時のみ回転させることも可能である。
【００３２】
コピー可能状態以降のドラムヒータ１７の制御について、図８にフローチャートを示す。本体制御手段４０は環境モニター制御４９を一定時間間隔で実行し温度検知手段２０と湿度検知手段の２２の出力値を確認し、予め設定された温度Ｔ１と、Ｔ１以下の場合において各温度に応じて設定されている湿度Ｈ１の値を比較してドラムヒータの作動を判断させ、その結果に応じた信号をドラムヒータ制御４７に送信する。またコピー動作制御は、コピー開始時とコピー終了時の信号をドラムヒータ制御手段に送信する。ドラムヒータ制御４７はそれらの信号に基づき、ドラムヒータ１７を作動させる。
【００３３】
これにより、電源投入状態においては常に環境中の水分量が確認され必要時にのみドラムヒータ１７が作動され画像流れが防止されムダな電力消費も抑えられる。またコピー中は、感光体ドラム２はクリーニングブレード３ｂの摩擦熱や除電装置１４のランプの熱などで上昇するのを考慮してドラムヒータ１７を停止させるため、更に消費電力のムダがなくなる。
【００３４】
ここで、実施例の複写装置１における画像流れの発生状況と本発明の画像流れ防止の効果についての、いくつかの環境条件で実験した結果を図９に示す。使用している感光体はａ−Ｓｉであり、その膜厚は約３０μｍである。過去の経験から、画像流れは温度と湿度の関係により発生することが予測されたため、温度と湿度から求めた絶対湿度を画像流れの発生基準に設定した。図１０には温度と相対湿度と絶対湿度の関係をグラフ化して示す。先ず、幾つかの環境を設定してドラムヒータを作動させない場合について複写装置１における画像流れの発生状況の確認を行った。その結果と過去の経験的な知識から、画像流れを発生限界と想定される絶対湿度を１７．８ｇ／ｍ^３と予測した。そして、それに基づいて環境モニター制御５１の判断基準の値を設定し、温度検知手段２０と湿度検知手段２２の出力を利用して上記で説明した電源投入時とコピー可能状態移行のドラムヒータ１７の制御を行い再度各環境において画像流れ発生の確認実験を行った。結果としてある程度の効果は得られたが、いくつかの環境においては画像流れが発生する場合があった。
【００３５】
実験結果から予測されるのは、実際の環境温湿度と複写装置１内に設けられた温度・湿度検知手段の測定値において、変化に対する時間的な遅れ等のために差異が生じることなどである。よって、放置状態の複写装置１に電源が投入されファンなどが作動して感光体ドラムの周辺に流れ込む外気の絶対湿度が予測値よりも高くなっている可能性が考えられる。また、ａ−Ｓｉ感光体表面の水分との結合特性の影響や、放電生成物の感光体表面への付着状態などの影響等が相互に作用するものと考えられる。これらの要因により、画像流れの発生と絶対湿度の関係には画像形成装置の構成や使用状況などによりある程度のバラツキが避けられないと考えられる。
【００３６】
温度検知手段と湿度検知手段を感光体ドラムの近傍に設けることも考えられるが、空気の流れがあるために場所による違いや変化の激しさが想定され正確な測定が困難であることが予測される。よって、温湿度検知手段の設置場所としては図１に示す位置が、スペースの確保も容易で設計上の便利さがあり、外部環境温度を最も近似的に反映する上で有効な位置と考えられる。しかし、実環境の温湿度変化に対する遅れや多少の差異は避けられず予測は困難である。よって、ドラムヒータ１７を作動させる絶対湿度を設定する場合に、多少消費電力の削減効果は低下する可能性があるが、測定値の誤差を想定して低めに設定する必要があることがわかる。
【００３７】
そこで、ドラムヒータ作動の境界値の再検討をおこなった。大部分の画像形成装置が利用されるのは空調された事務所などであり、そのような快適な環境においては画像流れは発生しないことが経験的に知られている。そこでの環境条件は一般的に２５℃以下で６０％以下と予想される。図１０より、２５℃／６０％の絶対湿度は１３．４ｇ／ｍ^３である。そこで、ドラムヒータ１７の作動条件を絶対湿度１３．５ｇ／ｍ^３に設定して、本発明の制御を行い再度環境実験を実施した。
【００３８】
この確認実験においては、画像流れは発生せず、ほぼ満足できる結果が得られた。ドラムヒータを作動させる絶対湿度の設定値や作動時の制御温度は、感光体の特性や機械の構成などの影響を受けるものであり、この値よりも高く設定できる可能性もある。しかし、一般的に画像形成装置を使用する環境が空調された事務所であることを考えれば、その環境から外れた時にのみドラムヒータを作動させる設定でも消費電力の低減等の経済的な効果は十分に得られると考えられる。特に湿度が下がる季節においては大きな効果が得られる。さらに、設置する部屋の環境や季節に合わせて、画像流れ発生の危険性や経済性を考慮して、最適なドラムヒータの作動の絶対湿度や温度の設定値を変更したり、幾つかの環境を想定してそれぞれに対応した最適の設定値を既定した設定モードを設け、利用者が選択できるようにすることも可能である。
【００３９】
ドラムヒータ１７の消費電力は感光体ドラムのサイズや環境温度で影響を受けるが、実施例の複写装置１においては通電時のワット数は約７０Ｗである。よって、本発明のドラムヒータ制御によればコピー中の最大消費電力が削減できるとともに、消費電力の削減も図れる。
【００４０】
【発明の効果】
以上に説明した実験から、ａ−Ｓｉ感光体を用いた電子写真方式の画像形成装置では感光体温度を一定に維持するためと画像流れを防止するためにドラムヒータを常に点灯させていたが、温度特性の影響を受け難い薄膜タイプのａ−Ｓｉ感光体では温度と湿度から画像流れが発生する危険性のある環境を予測することが可能であり、必要時にのみドラムヒータを作動させることが可能である。また、コピー動作中は感光体ドラムに他からの熱が与えられるためドラムヒータを停止させても問題ないことがわかる。そこで本発明の画像形成装置が置かれた環境の雰囲気温度と湿度の検知結果によって作動するドラムヒータ制御を用いれば、画像流れが確実に防止できるとともに消費電力を低減させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いた複写装置の主ナ構成を説明するための概略図である。
【図２】図１に示した複写装置の感光体ドラムとその周辺の画像形成部の構成を示す概略図である。
【図３】（ａ）ａ−Ｓｉ感光体の構成を示す概略図である。（ｂ）ａ−Ｓｉ感光体の温度と表面電位の関係における特性データを示すグラフである。
【図４】感光体ドラム内部に設けられたドラムヒータの構成を説明する為のドラム軸方向における概略断面図である。
【図５】図１の複写装置における動作制御に関する電気的な構成を説明するブロック図である。
【図６】図１の複写装置における電源投入時からコピー可能状態になるまでの制御を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１の複写装置における電源投入時からコピー可能状態になるまでのドラムヒータなどの動作状態を示すタイミングチャートである。
【図８】図１の複写装置におけるコピー可能状態以後のドラムヒータの制御について説明するフローチャートである。
【図９】図１の複写装置に本発明の制御手段を用て、各環境において画像流れ現象の発生を確認した実験結果である。
【図１０】温度と相対湿度における絶対湿度値を示す湿り空気線図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
２感光体ドラム
３クリーニング装置
４現像装置
５転写装置
１２画像形成部
１３帯電装置
１４除電装置
１５転写部
１６電位センサー
１７ドラムヒータ
２０温度検知手段
２２湿度検知手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile. More specifically, the present invention relates to heater control of an amorphous silicon (a-Si) photosensitive drum used therein.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus, an image in which a charging device, an exposure device, a developing device, a transfer device, a cleaning device, a static elimination device, and the like are arranged around a cylindrical photosensitive drum having a photosensitive layer coated on a surface thereof. A toner image formed on the photosensitive drum is formed on a sheet by forming a toner image on the sheet.
[0003]
The basic process of image formation in the image forming section will be described. First, the surface of the photosensitive drum is uniformly charged by corona discharge of the charging device while rotating in one direction at a constant speed. The charged surface is irradiated with exposure light for image information from the exposure device on the downstream side in the rotation direction, and an electrostatic latent image is formed. Further, the toner is adhered to the electrostatic latent image by a developing device disposed further downstream thereof to form a toner image. In the transfer device, the conveyed sheet comes into contact with the drum surface, and the toner image is transferred onto the sheet by imprinting of the opposite potential. The toner remaining on the surface of the photosensitive drum without being transferred to the paper by the transfer device is scraped off by the blade member and collected by the cleaning device. Thereafter, the surface of the photoconductor drum is uniformly irradiated with light by a static eliminator to eliminate the residual potential.
[0004]
The above-mentioned photosensitive drum has a photosensitive layer of several tens of μm formed on the surface of a cylindrical substrate, and the photosensitive layer is made of an organic photosensitive member, a selenium arsenic photosensitive member, amorphous silicon (hereinafter a- (Described as Si). Organic photoreceptors are relatively inexpensive, but are prone to wear, have a short life, and require frequent replacement. Further, the selenium arsenic photoreceptor has a longer life than the organic photoreceptor, but has a drawback that it is troublesome to handle because it is a toxic substance. On the other hand, the a-Si photoreceptor is more expensive than the organic photoreceptor, but has recently been attracting attention from the viewpoint of environmental measures and excellent total cost due to its harmless substance, easy handling, and long life. Demand is increasing.
[0005]
The a-Si photoreceptor generally has a configuration and characteristics as shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the a-Si photoreceptor has a photoconductive layer 2b of a-Si and a surface protective layer of a-SiC (amorphous silicon carbide) formed on the surface of the cylindrical base 2a by a plasma CVD method or the like. 2c is formed by lamination. In the plasma CVD method, various gases are introduced into a reaction vessel into which silane gas, methane gas, hydrogen gas, diborane gas, and nitric oxide gas are injected as starting material gases, depending on the additive material of each film, and are reacted by plasma to form a stack. Form. The photoconductive layer 2b is a film having a thickness of about 20 to 80 μm, and generates conductivity in response to light. The surface protective layer 2c is a high hardness film of about 0.3 to 1 μm made of an a-SiC-based inorganic high-resistance material and has a function of maintaining the surface potential of the photoconductive layer and the potential distribution of the electrostatic latent image. .
[0006]
Further, the characteristics of the a-Si photoconductor change as shown in FIG. 3B depending on the thickness of the photoconductive layer and the like. When the thickness of the photoconductive layer is about 80 μm (A in the figure), a high surface potential can be obtained, but the influence of the temperature becomes large. When the thickness of the photoconductive layer is set to about 30 μm, it is hardly affected by temperature, but has a characteristic that dark decay is fast because the film is thin, and the surface potential cannot be maintained high and the surface potential can be suppressed low. .
[0007]
Further, in an electrophotographic image forming apparatus using an a-Si photoreceptor, a phenomenon called image deletion sometimes occurs depending on the use environment. The image deletion is a phenomenon in which an image is blurred or the periphery of the image is blurred. The cause of the image deletion is that the moisture in the air is adsorbed on the surface of the photoreceptor drum and the surface resistance is reduced, and the electric charge of the formed electrostatic latent image flows in the circumferential direction to lower the potential or to reduce the boundary. It is thought to be unclear.
[0008]
The reason why moisture is adsorbed on the surface of the photosensitive drum is that the molecular structure of the surface of the a-Si photosensitive member has a structure that easily adsorbs moisture. Further, when the image forming process is repeated on the surface of the photoreceptor, ozone generated by corona discharge of the charging device reacts with paper powder and the like to generate discharge products such as nitrate ions and ammonium ions, which are generated on the surface of the photoreceptor. The effect of adsorbing moisture on the surface is considered. If the drum is placed in a high-humidity environment under such conditions, a phenomenon occurs in which the surface resistance of the photoreceptor decreases to a level at which a moisture image flows on the drum surface.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional image forming apparatus using an a-Si photoreceptor, as a measure for stabilizing performance and preventing image deletion, a drum heater is provided inside the photoreceptor drum to heat it, and the surface is always maintained at a constant temperature. Attempts have been made to prevent the adsorption of moisture in the air. However, as the necessity of dealing with environmental problems increases, it is becoming increasingly necessary to reduce power consumption during standby and use of the image forming apparatus. In the control of the heater provided on the photoconductor drum, it is required that the power consumption be reduced by effective control in consideration of environmental conditions and characteristics of the a-Si photoconductor, instead of always operating the heater.
[0010]
Accordingly, the present invention provides an image forming apparatus using an a-Si photoreceptor, in which a temperature detecting unit and a humidity detecting unit are provided to measure the temperature and humidity of the environmental atmosphere in which the image forming apparatus is placed, and to detect the drum at an appropriate timing. An object of the present invention is to provide an economical apparatus that operates a heater to reliably prevent image deletion and the like without lowering work efficiency, and that reduces power consumption.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the image forming apparatus of the present invention, an a-Si photosensitive drum is used for an image forming section, and a charging device, a developing device, a transfer device, a cleaning device, a static eliminator, and the like are arranged around the drum to form an image. Is The photoconductor drum is formed in a cylindrical shape, and a drum heater is provided along an inner surface thereof. A humidity detecting unit and a temperature detecting unit are provided inside the image forming apparatus, and always detect the humidity and the temperature in the atmosphere of the environment where the image forming apparatus is installed. The signals from the respective detecting means are sent to a control means for controlling the operation of the image forming apparatus, and are judged to control the on / off operation of the drum heater.
[0012]
An image forming apparatus according to claim 1, In order to accurately measure the ambient temperature and humidity in the room without being affected by heat radiation from the heat source of the fixing device or the light source of the document reading section, or the complicated movement of the surrounding air by the cooling fan, the supply of the paper Provided in the gap between the side plate opposite to the paper direction and the exterior cover By the humidity detecting means and the temperature detecting means, Of the environment where the image forming apparatus is placed Humidity and temperature are detected, a necessary case is determined based on the measurement results, and the heater device installed inside the photoconductor drum is operated. Therefore, wasteful power consumption is suppressed and it is economical.
[0013]
In the image forming apparatus according to claim 2, when it is determined that the environment is such that image deletion occurs in accordance with the detection results of the temperature detection unit and the humidity detection unit, the heater device is immediately activated and the surface of the photosensitive drum is moved. Control means is provided for permitting an image forming operation after operating for a predetermined time set to a time adjusted to a state where image flow does not occur even when moisture is adsorbed. When it is determined that the image deletion does not occur, the image forming operation is permitted as soon as the temperature of the fixing or the like is stabilized without operating the heater device. As a result, even at the start of use of the apparatus, it is possible to prevent the occurrence of image deletion and to form a good image. In addition, when the apparatus is installed in a favorable environment in which image deletion does not occur, there is an effect that an image forming operation can be performed in a short time.
[0014]
Claim 3 The image forming apparatus according to the present invention determines the absolute humidity according to the measurement result of the humidity by the humidity detecting means and the temperature by the temperature detecting means, confirms the temperature, and operates the heater device. Can be minimized and power consumption can be reduced. In addition, since the heating device is stopped during the image forming operation that consumes a large amount of power, the maximum power consumption can be reduced.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Although the embodiment is a copying apparatus as an image forming apparatus, the present invention is not limited to this, and various types of images such as a laser beam printer, an LED printer, and a facsimile that employ an a-Si photosensitive member as an electrophotographic process. Applicable to forming equipment.
[0016]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an entire copying apparatus employing the present invention. At the lower part, a plurality of paper storage stages 11 for storing paper for image formation are arranged. Above it is a double-sided device 6 for temporarily stacking and reversing sheets on which images are formed on one side when forming images on both sides of the sheet. Above this, the image forming unit 12 and the fixing device 8 are arranged. The sheet sent out from the storage stage is conveyed along the conveyance path, contacts the surface of the photosensitive drum 2 when passing through the image forming section 12 to capture a toner image, is conveyed further downstream, and is conveyed further downstream by the fixing device 8. The upper toner image is thermally fused. Above the image forming unit 12, an image reading device 10 and an image output device 9 are arranged. An operation panel 18 is provided at the front of the uppermost portion to support setting of copy conditions and start of a copy operation, and a document feeder 7 is provided behind the operation panel 18. Further, a temperature detecting means 20 and a humidity detecting means 22 are provided in a gap portion between the side plate of the sheet storage stage 11 opposite to the sheet feeding direction and the exterior cover. These devices and electronic members are controlled by main body control means 40 (not shown).
[0017]
Here, a supplementary explanation will be given on the installation positions of the temperature detecting means 20 and the humidity detecting means 22. The upper part of the copying apparatus 1 radiates heat from the heat source of the fixing device and the light source of the document reading unit, and the surrounding air moves in a complicated manner by the cooling fan. It is difficult to measure correctly. The installation location of the temperature detection means 20 and the humidity detection means 22 in FIG. 1 has no heat source nearby and air does not flow in by the fan. In addition, since it is only covered with the resin cover, and there is a gap in a part thereof, circulation with external air is also performed, and a measured value with a small deviation following changes in temperature and humidity of the external environment can be obtained.
[0018]
Next, the image forming unit 12 will be described in more detail with reference to FIG. In the image forming section 12, a charging device 13, a developing device 4, a transfer device 5, a cleaning device 3, and a static elimination device 14 are arranged around the photosensitive drum 2. A potential sensor 16 for measuring the potential of the surface of the photosensitive drum is provided upstream of the developing device 4.
[0019]
A charging wire for corona discharge is stretched on the charging device 13, and a cleaning member made of felt is slidably supported in the length direction of the charging device 13 in contact with the charging wire. The cleaning member reciprocates while contacting along the charge wire by a driving mechanism using a small motor and a rope or the like, and removes toner, paper powder, and the like attached to the wire.
[0020]
The developing device 4 contains a two-component developer in which a carrier and a toner are mixed, and charges the toner while stirring. A part of the developer is in contact with the surface of the rotating developing sleeve 4 a which is disposed opposite to the photosensitive drum 2 and is held by magnetic force. Here, toner is applied to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 2. Adhere to. The ratio of toner in the developer is detected by a toner sensor 4b (not shown) (hereinafter, referred to as toner concentration), and while monitoring the output value, the toner adhered to the surface of the photosensitive drum is consumed. Replenished from tank. The toner sensor 4b measures the magnetic permeability of the developer to determine the toner concentration. However, the detection value slightly changes due to the influence of temperature and humidity, and thus needs to be corrected. Further, the electrical characteristics of the image forming process such as charging and transfer slightly change depending on the temperature and humidity, and the toner density is changed in order to correct the change of the image transferred on the sheet due to the influence. These corrections are performed based on the correction data stored in the main body control means in advance by detecting the temperature and humidity of the atmosphere by the temperature detection means 20 and the humidity detection means 22.
[0021]
A transfer belt 5 a is stretched over the transfer device 5 and is moved at the same speed as the peripheral speed of the photosensitive drum 2. A transfer roller 5b is disposed inside the transfer belt 5a, and presses the transfer belt 5a in the direction of the photosensitive drum 2. When an image is formed, a high voltage is applied to the transfer roller 5b. The toner image is transferred to a sheet passing through the gap.
[0022]
The cleaning device 3 is provided with a cleaning brush 3a made of a bristle member and a cleaning blade 3b made of urethane rubber in contact with the surface of the photosensitive drum 2. The cleaning brush 3a is rotationally driven to sweep off toner remaining on the surface of the photosensitive drum, and the cleaning blade 3b scrapes off remaining toner.
[0023]
Next, the photosensitive drum 2 has a conductive photosensitive layer 2b of a-Si and a surface protective layer 2C of a-SiC formed on the surface of a cylindrical base material 2a of an aluminum alloy, and is rotatably supported in FIG. Rotate clockwise. The thickness of the photosensitive layer is about 30 μm, and the voltage and temperature characteristics are almost the same as those of C in FIG. The outer dimensions of the photoreceptor drum 2 are about 100 mm in diameter, and have a length in the width direction capable of forming an image on A3 size paper.
[0024]
Also, as shown in FIGS. 2 and 4, a drum heater 17 is disposed inside the cylindrical substrate 2a of the photosensitive drum 2. In the drum heater 17, heating coils 17a are arranged at appropriate intervals on an elastic heat-resistant insulating sheet, and a heater temperature sensor 17b is arranged near the center. The drum heater 17 is rolled and inserted into the cylindrical base material of the photosensitive drum 2, spreads by the elasticity of the sheet, and adheres along the inner surface thereof and is fixed by frictional force. Further, flanges 30 are press-fitted at both ends of the photosensitive drum 2, and bearings 31 are mounted on bosses thereof, and are rotatably supported by bearings provided in the image forming unit. A terminal 32 for supplying power to the drum heater 17 and an output signal reading terminal 33 for the temperature sensor are attached to the flange 31 on one end side. A heating coil 17a and a heater temperature sensor 17b are connected to one end of the terminals 32 and 33, and a common electrode plate 36 grounded to disk-shaped electrode plates 34 and 35 fixed to an external boss portion at the other end. It is connected to. Electrodes 37, 38, 39 are always in contact with the peripheral surfaces of the electrode plates 34, 35, 36, and are electrically connected even during rotation of the photosensitive drum 2. Also,
[0025]
The drum heater 17 is operated as necessary as will be described later. During operation, the heating coil 17a is energized so as to maintain the photosensitive drum 2 at a constant temperature based on the temperature detection of the heater temperature sensor 17a. It is turned on and off. The control temperature is in the range of about 40 to 50 ° C. in view of the characteristics of the a-Si photoreceptor and the purpose of removing moisture, and is preferably around 45 ° C. near the center of the range. The temperature is set to 43 ° C. in the copying apparatus 1.
[0026]
Next, operation control of the drum heater 17 will be described. FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration relating to the operation control of the copying apparatus 1. The control means 40 for controlling each electronic member in the copying apparatus 1 to execute image formation includes a central processing unit (CPU) 41, a program storage device (ROM) 42, a variable storage device (RAM) 43, and the like. The CPU 41 reads each control program stored in the ROM 42 in response to a power-on signal or an input signal from the operation panel 18, issues an operation instruction to various electronic devices according to the command, reads an output value of the detection means, and reads a specified value. Judge by comparing with. Further, if necessary, data such as settings on the operation panel 18, output values of the detection means, number of processed sheets, and counts of the timer are temporarily stored in the RAM 43. The control program includes a power-on control 44, a standby state control 45, a copy operation control 46, a drum heater control 47, a potential correction control 48, a fixing temperature control 49, a toner density control 50, an environment monitor control 51, and the like.
[0027]
FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of the power-on control 44 when power is supplied to the apparatus main body. FIG. 7 is a timing chart showing the operation state of the apparatus from when the power is turned on to when the apparatus becomes stable until the copy becomes possible. When the power switch of the copying machine 1 is turned on, the output value of the temperature detecting means 20 is read in step S1, and the value is compared with a predetermined value (the set temperature of the drum heater 17: 43 ° C.). If it is smaller (temperature lower than 43 ° C.), the process proceeds to step S2, where the output value of the humidity detecting means 22 is read, and the magnitude of the output value determined in accordance with the output value of the temperature detecting means 20 is confirmed. If the output value of the humidity detecting means 22 is high (humidity is high), the drum heater 17 is operated and the timer TM1 is started in step S3.
[0028]
In step S4, the timer TM1 counts until the time t1 has elapsed. The photosensitive drum is operated by the drum heater 17 even when the drum heater 17 is left for a long time in an environment in which image deletion is most likely to occur under the assumed environmental conditions (35 ° C., about 85%). The time is set to be sufficient for the surface resistance of the surface to be restored to a level that does not cause image deletion. In the copying apparatus 1, the time is set to about 10 minutes. When the timer TM1 reaches t1, the timer TM1 is cleared in step S5, and the process proceeds to the potential correction in step S6.
[0029]
When the power is turned on, step S10 is started in parallel with the previous temperature and humidity detection. In step S10, the cleaning of the charge wire of the charging device 13 is started, and the fixing lamp 8b for heating the fixing roller 8a provided in the fixing device 8 is turned on. A fixing temperature sensor 8c is arranged close to the surface of the fixing roller 8a, and measures the surface temperature of the fixing roller 8a. In step 11, it is monitored whether the fixing roller 8a reaches a primary stable temperature TR1 (about 165 ° C.) at which the toner melts. Next, in step S12, it is confirmed whether the timer TM1 is operating. If the drum heater 17 is not operating due to the temperature and humidity conditions, TM1 is in a cleared state, and at that time, the process proceeds to step S6, and the potential correction is started.
[0030]
In the potential correction in step S6, each device of the image forming unit 12 is driven. Here, the motor M1 that drives the image forming unit 12 also drives the fixing device 8, and the fixing roller 8a also rotates at the same time. Further, a voltage is applied to the charging device 13, and the potential of the surface of the photosensitive drum 2 charged by the corona discharge is measured by the potential sensor 16. Here, when the measured surface potential is out of the optimum value, the potential correction control 48 predicts an adjustment amount of the voltage value applied to the charging device to correct the deviation amount, and instructs the voltage control device. Soup The measured value of the potential sensor 16 is read again to confirm the deviation from the optimum value, and if it is out of the range, the adjustment is executed again, and the potential correction is repeated until the optimum value is within a certain range.
[0031]
The fixing device continues to heat the fixing roller even after reaching the primary stable temperature TR1, and the process proceeds to step S20, where the secondary stable temperature TR2 (approximately 195), which is the optimal temperature for fixing the toner image on the paper, is used. ° C) is monitored. When the temperature reaches the secondary stable temperature TR2, the process proceeds to step S21, and the ON / OFF control of the fixing lamp is started so as to maintain TR2. In step S22, it is confirmed whether the timer TM1 is cleared. If the timer TM1 is cleared, the fixing device is driven in steps S23 and S24 for a predetermined time t2. t2 is performed to make the temperature distribution of the fixing roller uniform. Here, it is set to about 30 seconds. When the process is completed, a copy-enabled state is established. The image forming unit 12 and the fixing device 8 may be driven by independent motors, and may be independently rotated only when necessary.
[0032]
FIG. 8 is a flowchart showing the control of the drum heater 17 after the copying is enabled. The main body control means 40 executes the environmental monitor control 49 at regular time intervals, confirms the output values of the temperature detection means 20 and the humidity detection means 22, and responds to the preset temperature T1 and each temperature when the temperature is T1 or less. The operation of the drum heater is determined by comparing the preset value of the humidity H1 and a signal corresponding to the result is transmitted to the drum heater control 47. In the copy operation control, a signal at the start of copying and a signal at the end of copying are transmitted to the drum heater control means. The drum heater control 47 operates the drum heater 17 based on these signals.
[0033]
Thus, when the power is turned on, the amount of moisture in the environment is always checked, and the drum heater 17 is operated only when necessary, thereby preventing image deletion and suppressing unnecessary power consumption. Further, during copying, the drum heater 17 is stopped in consideration of the fact that the photosensitive drum 2 rises due to frictional heat of the cleaning blade 3b and heat of the lamp of the static eliminator 14, so that waste of power consumption is further reduced.
[0034]
Here, FIG. 9 shows the results of experiments conducted under several environmental conditions on the occurrence of image deletion in the copying apparatus 1 of the embodiment and the effect of preventing image deletion according to the present invention. The photoreceptor used is a-Si, and its thickness is about 30 μm. Based on past experience, it was predicted that image deletion would occur due to the relationship between temperature and humidity. Therefore, the absolute humidity obtained from the temperature and humidity was set as a reference for image deletion. FIG. 10 is a graph showing the relationship between temperature, relative humidity, and absolute humidity. First, the situation of occurrence of image deletion in the copying apparatus 1 was confirmed in the case where some environments were set and the drum heater was not operated. Based on the results and past empirical knowledge, the absolute humidity at which image deletion was assumed to be the generation limit was set to 17.8 g / m. ³ Predicted. Then, the value of the criterion of the environmental monitor control 51 is set based on the value, and the output of the temperature detecting means 20 and the humidity detecting means 22 is used for the drum heater 17 at the time of power-on and the copy-enabled state described above. The control was performed, and an experiment was conducted again to confirm the occurrence of image deletion in each environment. As a result, some effects were obtained, but in some circumstances, image deletion might occur.
[0035]
What is predicted from the experimental results is that a difference occurs between the actual environmental temperature and humidity and the measured value of the temperature / humidity detecting means provided in the copying apparatus 1 due to a time delay or the like with respect to a change. . Therefore, it is conceivable that the absolute humidity of the outside air flowing into the vicinity of the photosensitive drum becomes higher than the predicted value when the power is turned on to the copying apparatus 1 in the idle state and the fan or the like is operated to flow around the photosensitive drum. In addition, it is considered that the influence of the bonding characteristics of the a-Si photoconductor surface with moisture and the influence of the state of adhesion of the discharge products to the photoconductor surface interact with each other. Due to these factors, it is considered that a certain degree of variation in the relationship between the occurrence of image deletion and the absolute humidity is unavoidable depending on the configuration of the image forming apparatus, the usage state, and the like.
[0036]
Although it is conceivable to provide the temperature detecting means and the humidity detecting means near the photoconductor drum, it is expected that accurate measurement will be difficult due to the presence of air flow, which may cause differences between locations and severe changes. You. Therefore, it is considered that the position shown in FIG. 1 is effective as a place for installing the temperature / humidity detecting means in which the space is easily secured and the design is convenient, and the external environment temperature is most approximately reflected. . However, it is difficult to predict the delay and some differences with respect to the temperature and humidity changes in the actual environment. Therefore, when the absolute humidity for operating the drum heater 17 is set, the effect of reducing the power consumption may slightly decrease, but it can be seen that it is necessary to set a lower value in consideration of an error in the measured value.
[0037]
Therefore, the boundary value of the drum heater operation was reexamined. Most image forming apparatuses are used in air-conditioned offices and the like, and it is empirically known that no image deletion occurs in such a comfortable environment. Environmental conditions there are generally expected to be 60% or less at 25 ° C or less. From FIG. 10, the absolute humidity at 25 ° C./60% is 13.4 g / m. ³ It is. Therefore, the operating condition of the drum heater 17 is changed to an absolute humidity of 13.5 g / m. ³ , The control of the present invention was performed, and an environmental experiment was performed again.
[0038]
In this confirmation experiment, image deletion did not occur, and almost satisfactory results were obtained. The set value of the absolute humidity for operating the drum heater and the control temperature at the time of operation are affected by the characteristics of the photoreceptor and the configuration of the machine, and may be set higher than this value. However, considering that the environment in which the image forming apparatus is used is generally an air-conditioned office, even if the drum heater is operated only when the environment deviates from the environment, economic effects such as reduction in power consumption can be obtained. It is thought that it can be obtained sufficiently. In particular, a great effect can be obtained in a season in which the humidity decreases. Furthermore, in consideration of the risk of image deletion and the economical efficiency, the setting values of the absolute humidity and temperature for optimal operation of the drum heater may be changed in accordance with the environment and season of the installation room. It is also possible to provide a setting mode in which optimal setting values corresponding to the respective settings are set in consideration of the above, so that the user can select the setting mode.
[0039]
The power consumption of the drum heater 17 is affected by the size of the photosensitive drum and the environmental temperature. In the copying apparatus 1 according to the embodiment, the wattage when energized is about 70 W. Therefore, according to the drum heater control of the present invention, the maximum power consumption during copying can be reduced, and the power consumption can be reduced.
[0040]
【The invention's effect】
From the experiments described above, in the electrophotographic image forming apparatus using the a-Si photoreceptor, the drum heater was always turned on in order to keep the photoreceptor temperature constant and to prevent image deletion. With thin-film type a-Si photoreceptors that are not easily affected by temperature characteristics, it is possible to predict the environment where there is a risk of image deletion from temperature and humidity, and it is possible to operate the drum heater only when necessary It is. In addition, it can be seen that there is no problem even if the drum heater is stopped because heat is applied to the photosensitive drum during the copying operation. Therefore The image forming apparatus of the present invention operates according to the detection result of the ambient temperature and humidity of the environment where the image forming apparatus is placed. When the drum heater control is used, image deletion can be reliably prevented and power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a main configuration of a copying apparatus using the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a photosensitive drum and an image forming unit around the photosensitive drum of the copying apparatus shown in FIG.
FIG. 3A is a schematic diagram illustrating a configuration of an a-Si photosensitive member. (B) A graph showing characteristic data in the relationship between the temperature and the surface potential of the a-Si photoconductor.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view in the drum axis direction for explaining the configuration of a drum heater provided inside the photosensitive drum.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an electrical configuration related to operation control in the copying apparatus of FIG. 1;
FIG. 6 is a flowchart for describing control in the copying apparatus of FIG. 1 from when the power is turned on to when a copying operation is enabled.
FIG. 7 is a timing chart showing an operation state of a drum heater and the like in the copying apparatus shown in FIG.
FIG. 8 is a flowchart illustrating control of a drum heater after a copy enabled state in the copying apparatus of FIG. 1;
9 is an experimental result of confirming occurrence of an image deletion phenomenon in each environment by using the control unit of the present invention in the copying apparatus of FIG. 1;
FIG. 10 is a psychrometric chart showing absolute humidity values at temperature and relative humidity.
[Explanation of symbols]
1 Image forming apparatus
2 Photoconductor drum
3 Cleaning device
4 Developing device
5 Transfer device
12 Image forming unit
13 Charging device
14 Static eliminator
15 Transfer unit
16 Potential sensor
17 Drum heater
20 Temperature detection means
22 Humidity detection means

Claims

An image forming apparatus of a system in which an electrostatic image formed on the surface of an a-Si photosensitive drum is formed into a toner image by a developing device and then transferred onto a sheet, wherein the image forming device is provided inside the image forming device. Both of the detecting means for detecting the ambient temperature and humidity of the environment in which is placed are provided in the gap between the side plate on the opposite side to the paper feeding direction of the paper storage stage and the outer cover, and the photosensitive drum is Is provided with a drum heater device for increasing the surface temperature, and has control means for activating the drum heater device based on the detection results by the temperature detection unit and the humidity detection unit when the power of the image forming apparatus is turned on. An image forming apparatus comprising:

When the control unit determines that it is necessary to operate the heater device based on the detection results of the humidity detection unit and the temperature detection unit when power is turned on, an image can be formed after operating the drum heater device for a predetermined time. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus shifts to a state.

The control means determines the absolute humidity from the detection result of the humidity detecting means and said temperature sensing means, according to claim 1及至2 absolute humidity is equal to or operating the drum heater device is equal to or greater than the default value Any of the image forming apparatuses.

Wherein, during the image forming process according to claim 1 to 3 or of the image forming apparatus and maintains the drum heater device in a stopped state.