JPS6252872B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトナー像をその支持材に加熱定着する
ように構成された電子写真装置に関する。

如上の電子写真装置に於いては、長時間（例え
ば夜間）装置を休止した後始動させた際に、所謂
ウオーミングアツプの時間が必要である。即ち装
置休止中に冷却した定着手段をヒータにより加熱
して、トナー像をその支持材に加熱定着できる前
もつて定められた温度（以後これを作動温度とい
う）に加熱せねばならないからである。かかる加
熱定着手段がそれを内蔵している電子写真装置の
始動とともに加熱開始されてから作動温度に達す
るまでの時間をウオーミングアツプ時間と呼ぶ
が、通常、電子写真装置では、このウオーミング
アツプが終了しない限り像形成プロセス（電子写
真感光体に所望の静電潜像を形成し、この潜像を
用いてトナー像を形成し、このトナー像を最終像
支持材上に付与し、そして定着するプロセス）は
開始できないように構成されている。

一方、上記像形成プロセスを解禁する前に、前
記加熱定着手段のウオーミングアツプに加えて、
電子写真感光体に潜像形成前準備処理を施してお
くと非常に良質の画像が得られる。ここで潜像形
成前準備処理というのは、長時間休止後の感光体
感度を回復し、また前歴を消去する為に、所望の
潜像を形成する前に比較的長時間感光体を均一に
照明し、あるいは更にコロナ放電を印加して表面
電位状態を均一にするような処理のことを言う。
いずれにせよ、従来かかる準備処理を行うように
構成された電子写真装置では、第１のタイマーに
よつて、加熱定着手段のウオーミングアツプ開始
時（即ち装置始動時）から所定時間経過後、上記
準備処理が開始されるようにし、そして第２のタ
イマーによつて所定時間経過後、上記準備処理を
終了せしめるように構成されている。上記第１の
タイマー及び第２のタイマーは、加熱定着手段の
ウオーミングアツプの終了と同時に感光体の準備
処理も終了することを目安として設定されるけれ
ども、しかし加熱定着手段のウオームアツプに要
する時間には外部環境の相違によつてかなりの差
が生ずる。例えば夏には短くて済み、冬には長く
かかる。而してウオームアツプが終了した時、ま
だ感光体の準備処理は終了していないという場合
が生じ、或いは感光体の準備処理は終了してもま
た定着手段のウオームアツプは終了していないと
いう場合が生じ、いずれにせよ効率が良くない。
そこで、前記第２タイマーを廃止し、第１のタイ
マーによつて感光体準備処理が開始された後は、
定着手段のウオーミングアツプ完了を検出してそ
れによつて準備処理を停止させることも考えられ
るが、ウオーミングアツプ時間が短時間で済んだ
際には感光体準備処理は不足気味となり、一方長
時間かかつた場合には過剰気味となつて、いずれ
にしても画像の質を低下させることとなる。

本発明は以上の不都合に鑑みてなされたもの
で、加熱定着手段のウオーミングアツプに要する
時間の長短にかかわらず、効率的に、かつ一定時
間で感光体の画像形成前準備処理を行えるように
した電子写真装置を提供するものである。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の一実施例たる電子写真複写機
の要部概略図である。図中１は矢印方向に回転す
るドラムであり、導電層、光導電層、表面透明絶
縁層を順に積層して成る電子写真感光体を周面に
有している。後述の定着器のウオーミングアツプ
が終了し、上記感光体の画像形成前準備処理が終
了して、複写機が複写待機状態、所謂スタンバイ
状態になつてから複写ボタンをONにすると、ド
ラム１が回転開始し、同時に第１コロナ放電器
２、第２コロナ放電器３が作動開始して感光体に
コロナ放電を印加する。また同時にランプ４，５
が点灯して感光体を均一に照明開始する。放電器
２の極性は前記光導電層の特性に応じて正又は負
に決められており、放電器３はA.C.又は放電器
２とは逆極性のD.C.コロナ放電をなす。またラ
ンプ４は放電器３がコロナ放電を印加している部
分に於ける感光体表面を、ランプ５は放電器３に
よるコロナ放電印加後に於ける感光体表面を均一
に照明する。以上、２、３、４、５の手段の作動
下にドラムを１回転程度回転させ（ドラムの前回
転と呼ぶ）、これによつて前記光導電層の安定化
を得て、次にランプ４を消灯してドラム１にレン
ズ６を介して被複写原稿の光像の露光を行う。こ
の光像露光位置は放電器３によるコロナ放電印加
位置である。如上の光像露光、及びランプ５によ
る露光を経て感光体上に形成された高コントラス
ト潜像は現像器７によつて現像され、これによつ
て形成されたトナー像はドラム回転に同期して搬
送される紙８に転写帯電器９の作用下で転写され
る。紙８は次いで定着器１０に搬送されてトナー
像はその支持紙８に加熱溶融定着される。一方、
像転写後の感光体表面クリーニング器１１によつ
てクリーニングされる。前記光像６の露光が終了
しても感光ドラム１は回転を続け、２回転程度回
転してから回転停止する。これを後回転と呼ぶ
が、この間に像の転写、及びそれに続く定着を終
了させるとともに、前記２、３、５の手段の作動
を続行させ、かつランプ４を再点灯し、かくして
感光体上の不均一な電位状態を消去し、安定化せ
しめている。

以上の工程は公知である。（第２図参照） 次に定着器１０を説明する。１２は紙８の未定
着トナー像支持面が圧接される、熱融着ローラ
で、複写ボタンONによつて不図示モータにより
回転駆動せしめられる。このローラ１２は金属パ
イプ周面に薄いシリコーンゴム層の如き離型材層
を有し、内部にヒータ１２′を有している。複写
機のメインスイツチをONすると、ヒータ１２′は
発熱し、これによりローラ１２周面はトナー像を
溶融定着できる温度にまで加熱されるものであ
る。１３は芯金ロールに厚いシリコーンゴム層を
設けた加圧ローラである。このローラ１３は融着
ローラ１２に圧接しており摩擦力によりローラ１
２に従動回転し、そしてローラ１２，１３はトナ
ー像支持紙８を挾持搬送してトナー像を定着す
る。尚、ローラ１３はローラ１２により加熱され
るものである。

１８はサーミスタの如き感熱素子でローラ１２
の周面に当接又は近接配置され、ローラ１２の周
面温度を検知するようになつている。この感熱素
子１８の信号は第３図に示す如く第１と第２と第
３と第４の比較手段１９，２０，２１，２２に印
加される。各手段１９〜２２は各々に設定されて
いる基準温度と素子１８の検知した温度を比較す
る。そして各手段１９〜２２の信号はマイクロコ
ンピユータ等の制御回路２４に印加され、そして
この制御回路２４は各手段１９〜２２の信号を受
け、予め組まれているプログラムに基いてヒータ
１２′、ドラム１の回転駆動モータ、ランプ４，
５、コロナ放電器２，３、を制御する。

即ち、複写機のメインスイツチをONするとヒ
ータ１２′に通電されてローラ１２は加熱及び回
転開始される。而してサーミスタ１８によりロー
ラ１２の周面温度が検出されるが、その信号は第
１比較手段１９に印加される。この比較手段１９
は、素子１８がローラ１２の周面温度が上昇して
行き、トナーを紙に溶融定着させる温度として前
もつて設定されている作動温度を越えたことを検
知した時、制御回路２４を介してヒータ１２′へ
の印加電力を降下させ、ヒータ１２′の発熱量を
落してローラ１２を冷却乃至一定温度に維持す
る。また手段１９はローラ１２の周面温度が降下
して来て上記作動温度を下回つたことを検知した
時、制御回路２４を介してヒータ１２′への印加
電力を増大し、ローラ１２を昇温させる。かくし
て手段１９はローラ１２の周面温度を作動温度に
維持する。

一方、第２比較手段２０は、感熱素子１８から
の信号により、ヒータ１２′の通電後ローラ１２
の周面温度が上昇して行き、予め定められた第１
の一定温度を越えたことを検出した時、制御回路
２４を介してドラム１の回転駆動モータを作動さ
せてドラム１を回転開始するとともに、ランプ
４，５を点灯して感光体表面を均一に照明開始す
る。これによつて複写機の長時間休止放置による
感光体の光メモリー変化に起因する潜像電位の経
時変化を防止できるようになる。

更に第３比較手段２１は、感熱素子１８からの
信号により、ローラ１２の周面温度が上記第１の
温度から更に上昇して行き、予め定められた第２
の一定温度を越えたことを検出した時、制御回路
２４を介して放電器２，３を作動させ、感光体に
コロナ放電印加を開始する。これによつて感光体
表面電位のむらを消去することができる。

そして第４比較手段２２は、感熱素子１８から
のの信号によりローラ１２の表面温度が更に上昇
して行つて作動温度（即ち、トナーを紙に溶融定
着させる温度）を越えたことを検出した時、制御
回路２４を介してドラム１の駆動モータを消勢し
てドラム回転を停止させ、かつコロナ放電器２，
３の作動を停止させ、ランプ４，５も消灯させ
る。そして、比較手段２２がローラ１２の表面温
度が上述の如く作動温度を越えたことを一旦検出
すると、リレースイツチ等の手段により感熱素子
１８と手段２０〜２２間の連絡を断とし、一旦メ
インスイツチをOFFにして再びONにした際、上
記連絡を続にするようになおしておく。いずれに
せよ、比較手段２２が上述の如くローラ１２の作
動温度到達を検出した時点で定着器のウオーミン
グアツプが完了する。

以上定着器１０のウオーミングアツプ中に於け
るドラム１の回転量は、前述した前、後回転の時
のそれに比べて相当多く、例えば10乃至20回転せ
しめられる。いずれにせよ、この時の前記の如き
４、５、２、３の手段の作動により、長時間休止
後の感光体感度は十分回復する。この時の感光体
に対する上記処理が画像形成前準備処理である。

さて、トナーの成分にもよるが、トナー像をそ
の支持材に加熱定着するには、熱融着ローラは一
般に150乃至200℃程度に加熱される。他方、本発
明の発明者は如上のローラ等の部材の温度上昇速
度は、この部材の温度が100℃以上になつておれ
ば、外部環境によらず（寒かろうが暑かろうが）
略一定であることを見出した。例えば複写機を休
止して一晩放置した室内温度が０℃であつても、
50℃であつても、メインスイツチをONにして熱
融着ローラを加熱開始した後、このローラが100
℃を越えると上記２つの場合でローラの温度上昇
の時間的割合はともに同じである。

そこで、前記実施例に於いて第２、第３比較手
段２０，２１に夫々比較準備値として設定される
温度を100℃より高くしておくと、手段２０，２
１を介しての前記各作動が夫々開始されてから手
段２２による前記各作動停止までの夫々の経過時
間は、外部環境によらず、夫々略一定となる。
尚、第２、第３比較手段２０，２１に夫々設定さ
れる上記比較基準温度を夫々T₂、T₃℃とする
と、100＜T₂＜T₃、の関係にすることが望まし
い。また、T₂＜T₃＜T₁（作動温度）であること
は言うまでもない。

いずれにせよ、ローラの温度がT₂から作動温
度T₁になるまでの時間、及びT₃から作動温度T₁
になるまでの時間は、外部環境によらず、夫々略
一定であり、また言うまでもなくローラが作動温
度になつた時に上記時間経過の完了点が来る。従
つて、効率が良く、また感光体への画像形成前準
備処理量も安定していて、良好な画像が形成でき
る。

数値データの一例を述べると、たとえば熱融着
ローラとして肉厚３mm程度のステンレス鋼製パイ
プ上に４弗化エチレン樹脂を50μ程度コートした
直径40mm、長さ330mmのローラを用い、内部に
100V750Wのハロゲンヒータを入れ、加熱する
と、ローラ表面温度がほぼ100℃以上で、外部環
境が10℃、20℃、30℃のいずれの時も略0.4℃/se
ｃ程度の割合でローラ表面温度が変化していた。

そこで、熱融着ローラの作動温度を180℃と定
め、それよりも10℃低い、170℃を画像形成準備
動作に入る設定温度T₂として、制御した。すな
わち、設定温度T₂に熱融着ローラ表面が達した
のをサーミスタによつて検知し、これにより光導
電層をCdSで形成した直径100mmの前述の如き感
光ドラムを200mm/secで回転させるとともに、波
長400〜1000nM（ナノメーター）の光を照度10万
ルクスで、熱融着ローラ表面温度が180℃に達す
るまでの間（約25秒）、前述の如き光照射を行な
つた。これにより、長時間放置による感光体の光
メモリー変化に起因する潜像電位の経時変化を防
止することができた。

さらに、熱融着ローラ表面が、177℃（この温
度をT₃とした）に達したとき、熱融着ローラが
180℃になるまでの間（約7.5秒）感光ドラム上に
前記の如く帯電させ、表面電位のムラをならすこ
とを行なうとより効果的であつた。言うまでもな
く、上記25秒、7.5秒は、前述の10℃、20℃、30
℃の例の外部環境について略同じであつた。

尚、以上の実施例では、熱融着ローラの温度を
検出し、それが作動温度に達した事を検知して感
光体の画像形成前準備処理と熱融着、加圧両ロー
ラの圧接解除を行つたが、前述のように、熱融着
ローラ表面温度がT₂、T₃から作動温度T₁にまで
達するまでの夫々の時間t₂，t₃は夫々外部環境に
よらず一定しているので、上記画像形成前準備処
理、及びローラの圧接解除はタイマーにより行つ
てもよい。即ち、例えば、時間t₂という一定時間
を設定したタイマー２５を使用し、熱融着ローラ
表面温度がT₂に達したら前記比較手段２１を介
して感光ドラムの回転と前記ランプの点灯を行う
とともにこのタイマー２５を始動し、そしてこの
タイマー２５の設定時間t₂が終了した時、制御手
段２４を介して前記両ローラの圧接解除、前記ド
ラムの回転停止、前記ランプの消灯、前記コロナ
放電器の消勢を行う。或いは時間t₃を設定したタ
イマーを用いても上記と同様にできる。ただし時
間t₃を設定したタイマーの始動は熱融着ローラ表
面が温度T₃になつた時に比較手段２１を介して
行われる。いずれにせよ、このようなタイマーを
使用する時前述した比較手段２２は不要である。

尚、加圧ローラにも熱源がある場合や前記例の
如くメインスイツチをONすると同時に熱融着、
加圧両ローラを相互圧接回転させる場合等には、
感熱素子をこの加圧ローラに接触、又は近接させ
て加圧ローラ温度を検出することにより間接的に
熱融着ローラの温度を検知するようにしてもよ
い。また熱融着ローラに圧接回転する熱源内蔵ロ
ーラを設け、このローラで熱融着ローラを加熱す
る場合、この熱源内蔵ローラの温度を検出して熱
融着ローラの温度を間接検知するようにしてよ
い。

また本発明はトナー像保持材を熱部材に直接圧
接させる前述のような定着器ばかりでなく、所謂
輻射加熱式定着器を備えた電子写真装置にも適用
できる。例えば第４図の如く加熱室を構成する箱
体２６内にハロゲンランプの如き輻射熱源２７を
配置し、そしてこの加熱室内を通つて循環運動す
る無端ベルト２８でトナー像支持材を搬送し、こ
の支持材に加熱室内で上記熱源２７の輻射熱を与
えてトナー像を定着するように構成された定着装
置を使用する電子写真複写機で、上記加熱室内の
トナー像支持紙搬送路近傍等（例えば、特開昭48
−55742号公報や特開昭49−73137号公報に記載さ
れているような従来周知の位置）に感熱素子を配
置して第３図のような手段を使用すれば、外部環
境の変化があつても効率よく、かつ安定的に画像
形成前準備処理が行える。

また本発明は表面に透明絶縁層を設けない電子
写真感光体使用の電子写真装置にも適用でき、こ
の場合前述の３、５の手段は不要である。

尚、複写終了後所定時間が経過するまでに次の
複写が行われないような場合自動的にメインスイ
ツチをOFFとする所謂オートシヤツトオフフ機
構を備えた電子写真装置に本発明は有用に適用で
きる。というのは、再びメインスイツチをONに
してから画像形成操作が可能となるまでの待ち時
間が本発明によれば効率的に短縮できるからであ
る。また斯かる機構を有する装置ではメインスイ
ツチが自動的にOFFとされて再びONにされる時
間もまちまちであるから定着手段のウオーミング
アツプに要する時間もまちまちとなるが、本発明
によればそれでも画像形成前熟備処理を安定的に
施すことができる。

なお、また本発明によれば、外部環境の変化に
よらず、画像形成準備動作のための時間を一定に
できるから、感光体の寿命にもより効果をもたら
すことが確認できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用できる電子写真装置例の
概略、第２図は本発明の一実施での各作動の時間
関係、第３図は制御手段の概略、第４図は定着器
の一例の概略、を夫々説明する為の図である。 １は感光ドラム、２，３はコロナ放電器、４，
５はランプ、１０は定着器、１８は感熱素子、で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トナー像を加熱定着手段により像支持材に定
   着するようにした電子写真装置に於いて、 上記加熱定着手段が加熱開始されてから所定の
   作動温度に達するウオーミングアツプ時間中に、
   上記加熱定着手段が所定の検出温度（但し、この
   検出温度は上記作動温度より低い）に達したこと
   を検出して、電子写真感光体に対し潜像形成前準
   備処理を開始するようにしたことを特徴とする電
   子写真装置。 ２ 前記潜像形成前準備処理は前記加熱定着手段
   が作動温度に達したことを検出して停止される、
   特許請求の範囲第１項記載の電子写真装置。 ３ 前記潜像形成前準備処理は一定時間後に停止
   せしめられる、特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の電子写真装置。 ４ 前記潜像形成前準備処理は電子写真感光体の
   均一な照明工程を有する、特許請求の範囲第１
   項、第２項又は第３項記載の電子写真装置。 ５ 前記潜像形成前準備処理は電子写真感光体へ
   のコロナ放電印加工程を有する、特許請求の範囲
   第４項記載の電子写真装置。