JPH0785180B2 - 感光体ドラムの温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は非晶質シリコン系光導電体を感光層に用いた感
光体ドラムの温度制御装置に関する。

（従来の技術） 電子写真複写機の感光体ドラムは，アルミニウム等の円
筒状の導電性基板上に，光導電性の感光層をコーティン
グして用いられる。従来，この感光層としてはセレン系
感光体が一般的に使用されていた。このセレン系感光体
は，空気より比熱が小さいために，外気の冷え込み等に
より，感光体ドラム近傍の雰囲気よりも感光層自身がい
ち早く低温になる。感光層が雰囲気の温度より低温にな
ると，感光体表面近傍の水蒸気が結露して該表面に付着
する，いわゆる結露現象が生じる。この結露現象は複写
動作中に生じるものではなく，夜間のように，複写機を
長時間使用しないために機内温度が低下した場合に発生
する。このため，感光体ドラムには，結露防止用ヒータ
ーが取り付けられ，複写機を長時間使用しない場合に
は，このヒーターにより，セレン系感光層が結晶化しな
いような温度（通常は30〜35℃程度）に感光体ドラムを
保持し，結露を防止している。

近時，セレン系感光体に替わり非晶質シリコン系光導電
体が，電子写真複写機の感光体ドラムの感光層に使用さ
れている。該非晶質シリコン系光導電体は，表面硬度が
高く，長波長側の光に高感度を有しているため，高速で
の使用にも好適である。

しかし，非晶質シリコン系光導電体は，繰り返しの使用
により，感光体表面が湿度に敏感になり，水分を吸着し
やすくなる。このため，表面抵抗が下がり，表面電荷が
横方向に移動し，シヤープな静電潜像を形成することが
できない，いわゆる画像流れ現象が発生する。この画像
流れ現象は，前述のセレン系感光体とは異なり，表面温
度が45℃程度に低下すると発生するために，連続複写中
にも発生するおそれがある。このような画像流れ現象を
防止するために，感光体ドラム内に配設されるヒーター
により，感光層の表面を常時所定温度に保持する必要が
ある。

感光体ドラム内に配設されるヒーターは，従来，ステン
レス等の伝熱板と該伝熱板上に配設された１本のヒータ
ー線とを有し，該ヒーター線が内周側となるように伝熱
板が感光体ドラム内周面に密着される。該ヒーターは，
伝熱板によりヒーター線の熱を感光体ドラムに一様に伝
達し，感光層全体をヒーターの温度により所定の温度と
する。

該ヒーターは，所定の制御手段により制御され，感光層
を高温に維持する。該制御手段は，通常，感光体ドラム
外に配設されるため，感光体ドラムの回転時にはヒータ
ーの制御ができない。また，ヒーター線が１本であるた
め，制御の精度が悪く，制御のハンチングを招来するお
それがある。制御開始時に感光体ドラムを所定の温度に
まで上昇させるために比較的長時間を要するという欠点
もある。

ヒーターは，感光体ドラム内周面に配設されるため，ヒ
ーターの熱の一部はドラム内に放射される。このため，
該ヒーターによる感光体ドラムの加熱効率が悪く，感光
体ドラムが所定温度に加熱されるまでに長時間を要する
という問題もある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来の問題点を解決するものであり，その
目的は，非晶質シリコン系光導電体を感光層とする感光
体ドラムを，ハンチングを防止して高精度にて所定の温
度に制御し得る温度制御装置を提供することにある。本
発明の他の目的は，感光体ドラムの回転時にも感光層を
所定の温度に制御し得る感光体ドラムの温度制御装置を
提供することにある。本発明のさらに他の目的は，加熱
効率に優れ，感光層を短時間で所定の温度にまで昇温し
得る感光体ドラム用ヒーターを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は，円筒状の導電性基板外周面に，感光層として
非晶質シリコン系光導電体を積層した感光体ドラムの温
度制御装置であり，該感光体ドラム内周面に密着させて
配設された伝熱板，および該伝熱板の内周面に，該感光
体ドラム内周面のほぼ全域を各ヒーター線が通るように
並設された複数本のヒーター線を有するヒーターと，感
光体ドラムの温度を測定する測温器と，感光体ドラムを
予め設定された温度とすべく各ヒーター線を制御する制
御手段と，を有し，該制御手段は，感光体ドラムが設定
温度よりも低い所定温度未満のときはすべてのヒーター
線を用い，感光体ドラムが所定温度以上のときは一部の
ヒーター線のみを用いて制御し，そのことにより上記目
的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明の感光体ドラム用ヒーターは，例えば，第１図に
示す電子写真複写機に用いられる。該電子写真複写機
は，中央部に配設された感光体ドラム10と，該感光体ド
ラム10の周囲に配設された帯電装置20,露光装置30、現
像装置40,転写・分離装置50,クリーニング装置60および
除電装置61とを有する。

感光体ドラム10は，導電性基板11の外周面に，非晶質シ
リコン系光導電体を感光層12として積層したものであ
る。該感光体ドラム10は矢印Ｂで示す方向への回転可能
となっており，その上方に，帯電装置20が配設されてい
る。該帯電装置20は感光層12を一様に帯電する。該帯電
装置20の上方には，露光装置30が配設されている。機体
上面には，原稿が載置される原稿台70が配設されてい
る。該露光装置30は，矢印Ａで示す方向へ移動して，原
稿台70上に載置される原稿を露光し，その反射光を感光
体ドラム10の感光層12上へ導き，該感光層12上に静電潜
像を形成する。

感光層12の原稿像が露光される位置よりも，感光体ドラ
ム10回転方向下流側には，現像装置40,転写・分離装置5
0,クリーニング装置60および除電装置61が，順次，配設
されている。現像装置40は，感光層12上に形成された静
電潜像をトナーにて現像し，そのトナー像は転写・分離
装置50にて記録紙上へ転写される。クリーニング装置60
は，感光層12上の残留トナーを除去し，除電装置61は感
光層12上の残留電荷を消失させる。

感光体ドラム10の導電性基板11の内周面には，第２図お
よび第３図に示すように，ヒーター80が配設されてい
る。該ヒーター80は，第４図に示すように，例えばステ
ンレス製の平行四辺形状の伝熱板81と，該伝熱板81上に
蛇行するように接着された２本のヒーター線82aおよび8
2bとを有する。伝熱板81は，感光体ドラム10の内周面
に，各ヒーター線82aおよび82bが内周側に位置されて密
着している。また、ヒーター線82a,82bの各々は，第４
図に示すように並設されており，又第２図および第３図
の82にて示されるように感光体ドラム10の内周面のほぼ
全域を通るように設けられている。

感光体ドラム10内には，例えば断面が六角形状の中空の
断熱材90が配設される。該断熱材90は，感光体ドラムの
両端面に嵌着されているドラムフランジ14,14に架設さ
れた２本の支持杆91および91にて，該感光体ドラム10内
に同心状に懸架されており，該断熱材90は感光体ドラム
10内を同心状に分割する。この空隙の容積は，ヒーター
80が感光体ドラム10を短時間で昇温させ得るためには小
さいほど好ましいが，感光体ドラム10の雰囲気温度が低
い場合に，感光体ドラム10の保温効果を得るために，過
度に小さく設定しないことが好ましい。断熱材90の内部
空隙には，後述の電圧制御回路85等が配設される。

感光体ドラム10の一方の端部内周面には，第５図に示す
ように，感光体ドラム10の測温器としてのサーミスター
83が配設されている。該サーミスター83は，スポンジゴ
ム等の弾性部材86にて，導電性基板11内周面に押付けら
れている。該弾性部材86と感光体ドラム10内周面との間
にはポリイミドフィルムが介装され，サーミスター83
は，該フィルムを介して感光体ドラム内周面に当接して
いる。該弾性部材86は，ブラケット87に取付けられてい
る。該ブラケット87は感光体ドラム10の端部に嵌着され
た一方のドラムフランジ14に支持されている。

サーミスター83の出力は，第６図に示すように，制御回
路85に与えられる。該制御回路85は，前述した断熱材90
内に配設される。該制御回路85の出力は，各ヒーター82
aおよび82bへ与えられる。制御回路85は，サーミスター
83の出力に基づいてヒーター線82aおよび82bを制御し，
感光体ドラム10を予め設定された温度（例えば47℃）と
する。該制御回路85は，サーミスター83の検出温度が所
定値（例えば45℃）以下であれば，両ヒーター82aおよ
び82bに通電してこれらにより感光体ドラム10を昇温さ
せる。そして，サーミスター83の検出温度がその所定値
（45℃）以上になれば，一方のヒーター82bへの通電を
禁じ，他方のヒーター82aのみに通電し，該ヒーター82a
により感光体ドラム10を昇温させて設定値（47℃）とす
る。

このような構成の感光体ドラムの温度制御装置は，感光
体ドラム10の感光層12を，予め設定された温度，例えば
47℃に制御する。サーミスター83は感光体ドラム10の内
周面の温度を捉えており，例えば，制御開始時に，感光
体ドラム10内周面の温度が所定値，例えば45℃よりも低
くなっている場合には，制御回路85は，両ヒーター線82
aおよび82bに通電し，両ヒーター線82aおよび82bにより
感光体ドラム10全体の温度を上昇させる。従って，感光
体ドラム10は両ヒーター線82aおよび82bにて急速に加熱
される。そして，感光体ドラム10が所定温度45℃になっ
たことをサーミスター83が検出すれば，制御回路85は，
ヒーター線82bへの通電を禁じ，ヒーター線82aのみへ通
電する。これにより，感光体ドラム10は一つのヒーター
線82aのみによってその全体が加熱される。従って，感
光体ドラム10は緩やかに昇温させる。感光体ドラム10が
設定温度47℃になったことをサーミスター83が捉える
と，制御回路85は，ヒーター線82aへの通電を禁じ，感
光体ドラム10は47℃の設定温度とされる。感光体ドラム
10の温度が47℃より低下すれば，制御回路85はヒーター
線82aのみに通電して，感光体ドラムを47℃にまで昇温
する。感光体ドラム10の温度が45℃以下になれば,2本の
ヒーター線82aおよび82bにて昇温される。

（発明の効果） 本発明の温度制御装置は，このように，複数本のヒータ
ー線を用い，感光体ドラムが所定温度になるまではすべ
てのヒーター線を用いて感光体ドラムの全体を加熱し，
所定温度になると設定温度になるまでは一部のヒーター
線のみを用いて感光体ドラムの全体を加熱するため，制
御開始時に感光体ドラムを短時間で加熱でき，感光体ド
ラムを設定温度にするまでの時間を短縮できる。感光体
ドラムが設定温度近くになれば,1部のヒーター線にて制
御するため，感光体ドラムの温度上昇にすることがで
き，制御のハンチングを防止できる。

また，本発明の温度制御装置は，感光体ドラム内周面に
測温器を密着させて，感光体ドラム内周面の温度を直接
検出するようにしているため，感光体ドラム周囲の雰囲
気等に影響されず，正確に感光層の温度を検出できる。
測温器が弾性部材にて被覆されているため，感光体ドラ
ムの回転による気流の影響等も受けず，高精度の制御が
可能になる。感光体ドラム内を断熱材にて同心状に分割
することにより，ヒーターにより加熱される感光体ドラ
ム内の気体容積が減少し，ヒーターの感光体ドラムの加
熱効率が上昇する。該断熱材は感光体ドラムと一体とな
って回転し，該断熱材内に制御回路等を配設することに
より，感光体ドラム回転時にも温度制御ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は電子写真複写機の模式的断面図，第２図は感光
体ドラムの一部破断斜視図，第３図はその横断面図，第
４図はヒーターの展開斜視図，第５図は測温器の取付状
態を示す感光体ドラムの縦断面図，第６図はヒーターの
制御回路図である。 10……感光体ドラム,12……感光層,80……ヒーター,81
……伝熱板,82a,82b……ヒーター線,83……サーミスタ
ー,85……制御回路,90……断熱材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 21/20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状の導電性基板外周面に，感光層とし
   て非晶質シリコン系光導電体を積層した感光体ドラムの
   温度制御装置であり， 該感光体ドラム内周面に密着させて配設された伝熱板，
   および該伝熱板の内周面に，該感光体ドラム内周面のほ
   ぼ全域を各ヒーター線が通るように並設された複数本の
   ヒーター線を有するヒーターと， 感光体ドラムの温度を測定する測温器と， 感光体ドラムを予め設定された温度とすべく各ヒーター
   線を制御する制御手段と， を有し， 該制御手段は，感光体ドラムが設定温度よりも低い所定
   温度未満のときはすべてのヒーター線を用い，感光体ド
   ラムが所定温度以上のときは一部のヒーター線のみを用
   いて制御する 感光体ドラムの温度制御装置。
2. 【請求項２】前記測温器は，感光体ドラム内周面の温度
   を直接検出すべく，該感光体ドラム内周面に密着して配
   設されている特許請求の範囲第１項に記載の感光体ドラ
   ムの温度制御装置。
3. 【請求項３】前記測温器はサーミスターである特許請求
   の範囲第２項に記載の感光体ドラムの温度制御装置。
4. 【請求項４】前記感光体ドラム内には，該感光体ドラム
   と一体となって回転する中空の断熱材が配設されている
   特許請求の範囲第１項に記載の感光体ドラムの温度制御
   装置。
5. 【請求項５】前記制御手段は該断熱材内に配設されてい
   る特許請求の範囲第４項に記載の感光体ドラムの温度制
   御装置。