JP2004219875A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像形成装置内の粉塵（トナーや紙粉等）の飛散量を検出し、前記検出結果に応じてファンの強さや現像条件（例えばスリーブの回転速度や電界強度等）を最適化することで、出力紙の汚れを防止し、更に帯電器の寿命を延ばすことが出来る。
【解決手段】画像形成装置のフィルタの近傍に風速センサと磁気センサとを配置し、フィルタの目詰まりと画像形成装置雰囲気中の粉塵、特に磁性体のトナーの飛散量を検出する。
【選択図】 図１
【解決手段】画像形成装置のフィルタの近傍に風速センサと磁気センサとを配置し、フィルタの目詰まりと画像形成装置雰囲気中の粉塵、特に磁性体のトナーの飛散量を検出する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタ装置や画像複写装置に係わり、特に多重画像を形成するのに有効な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置を図１５に示す。像担持体（１０）に一次帯電器（１１）で電位を印加して潜像装置（１２）で画像を形成しする。前記画像へ現像器（１３）で可視化させ、像担持体上のトナーを転写帯電器（１５）で転写紙（２０）へ転写、分離帯電器（１６）で分離させ、図示しない定着器で紙へトナーを定着させる。一般的な画像形成装置では、現像器（１３）からのトナーや転写紙（２０）を搬送する搬送ベルト（１９）上に残っている紙粉、像担持体上の残トナーを回収するクリーナ（１７）からの廃トナー、コロナ方式の一次帯電器（１１）や転写分離帯電器（１５，１６）からの放電生成物、定着器からのオイル、画像形成装置外から進入するタバコの灰、カーペットの繊維、空気中の塵等などさまざまな粉塵が充満している。
【０００３】
これらの粉塵によってさまざまな問題が発生する。例えば、粉塵、特にオイルや放電生成物が一次帯電器の放電ワイヤやグリッド線に付着すると放電ムラによる異常画像（縦スジ）が発生する。一般的な一次帯電器は、前記異常画像を防ぐために放電ワイヤの表面を清掃する部材が取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。しかし、清掃能力を超える粉塵が付着した場合、異常画像が発生し、放電ワイヤや清掃部材などの部材を交換しなければ放電ムラを除去することが出来なくなってしまう。その結果、部品コストやサービスマンの交換コストが増大する。つまり、一次帯電器にとって粉塵の除去は重要な問題の一つである。
【０００４】
また、画像形成装置内の粉塵が、紙を搬送するベルトや転写ガイド（１４）に付着すると、転写紙（２０）の表裏が汚れてしまい、ユーザに不快感を与えてしまう。また、粉塵が像担持体に付着すると、像担持体上に画像を形成するための必要な電荷を保持できなくなり、局部的に画像の濃度が低下する現象や、クリーニングが正常に働かず像担持体上にトナーが残り、画像に縦スジなどの画像不良発生する。更に、画像形成装置内のトナー濃度検知センサや感光電位センサなどのセンサ部が粉塵で覆われると、異常動作を起こす危険性もある。これらの問題を発生させないために、定期的に画像形成装置内を清掃しなければならない。
【０００５】
センサ部から粉塵を防ぐ従来技術として、画像形成装置内の光センサが飛散トナーからの汚れを防止するために、隙間を設けている（例えば、特許文献２参照）。また、センサ部にシャッタを設けている。共に特別な形状が必要なため、新たなコストがかかってしまう（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
前記粉塵を除去するための一般的な手段として、排気手段の一つであるファンと、粉塵除去手段の一つであるフィルタとを組み合わせた方式（公知）がある。画像形成装置内の空気をファンで吸引し、フィルタで粉塵を除去している。更に、外気からのタバコの灰やカーペットの繊維などの粉塵を除去するために外気フィルタを使用しる場合もある。これらのフィルタは、サービスマンによって一定期間毎に清掃または交換をしているのが原状である。また、高速機では、ファンの出力を数段階で変更できる機構を設けている画像形成装置もある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−３５１４２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８２０６１号公報
【特許文献３】
特開平２００１−１００５９７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、十分でかつ効率よく粉塵を除去することが出来ていない。例えば、各サービスマンが定期メンテの時にフィルタを点検し、必要であれば交換ならびに清掃を実施しているため、汚れを見逃してしまう危険性がある。更に、画像形成装置の環境が一時的に粉塵の多い環境、例えば喫煙室等、へ移動した場合、一気にフィルタの目詰まりが発生してしまう欠点がある。また、高速機で粉塵の除去力を増加させるためにファンの出力を上げた場合、消費電力や騒音の増加が生じ、使用者へ不快感を与えてしまう欠点がある。
【０００９】
そこでこの発明の目的は、前記欠点を解決し、フィルタの目詰まりを事前に検知して操作者へ伝え、画像形成装置内を粉塵で汚さず、かつ、画像形成装置内の部材の寿命を延ばす画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記目的を達成するために、第１の発明は像担持体上に可視画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された像担持体上の画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体上の現像剤を記録媒体に定着させる定着手段と、前記画像形成手段と前記転写手段と前記定着手段を含む画像形成装置内の空気を外部へ排気する排気手段と、前記画像形成装置内の粉塵を除去する粉塵除去手段と、前記画像形成装置内の風速を検知する風速検知手段と、前記画像形成装置内の粉塵に含まれる磁性体を検知する磁気検知手段と、を具備した画像形成装置において、前記風速検知手段と前記磁気検知手段とを、前記粉塵除去手段から１０ｍｍ以上１００ｍｍ未満の位置に配置し、かつ、前記風速検知手段は前記排気手段と前記粉塵除去手段との間であることを特徴とする画像形成装置を提供することである。
【００１１】
第２の発明は、前記風速検知手段と前記磁気検知手段の少なくとも一方の検知結果に応じて、前記排気手段と前記画像形成手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする画像形成装置を提供することである。
【００１２】
第３の発明は、文字を表示する操作部を具備し、前記風速検知手段と前記磁気検知手段の少なくとも一方の結果を前記操作部に表示させることを特徴とする画像形成装置を提供することである。
【００１３】
第４の発明は、前記風速検知手段と磁気検知手段を複数個具備することを特徴とする画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施例▲１▼）
次に、風速検知手段と磁気検知手段の検知結果に応じて、排気手段と画像形成手段を変更する実施例▲１▼を示す。
【００１５】
上記説明で、粉塵除去手段の一つであるフィルタの目詰まりを事前に検知することは非常に重要であることがわかった。下記にフィルタの目詰まりを検知する方式について述べる。最も簡単な方式として、画像形成装置内に風速を測定する風速検知手段を設けて、定期的に前記風速検知手段からの出力値をある一定値と比較し、十分な粉塵を回収する能力があるかどうか判断するやり方がある。ここで重要なのは、風速検知手段の配置である。
【００１６】
図１６に風速検知手段と粉塵排除手段の配置の一例を示す。風速検知手段（４）を粉塵排除手段であるフィルタ（１）と排気手段であるファン（２）の間に配置することで上記目詰まりを検知することができる。
【００１７】
図１に、画像形成装置を使用し転写紙が通過する枚数である耐久枚数に対する風速検知手段による風速の測定結果を示す。実験では、画像比率ならびに現像条件、転写紙の種類等固定し、実験のばらつきをなくしている。この結果から耐久枚数が増加するほど風速が低下していることがわかる。しかも、ある枚数を境に急激に低下している。これは、耐久で画像形成装置内の粉塵急激に増加すると共に、フィルタに粉塵が付着し目詰まりをおこしていることを示している。
【００１８】
図２に、耐久枚数と画像形成装置内の粉塵の量との関係の実験結果を示す。検討では、画像比率や転写紙の種類などを固定し、ある一定間隔毎に画像形成装置内の粉塵を採取した。更に、実際に画像を出力し、粉塵の影響も調査した。結果、ある一定枚数通紙すると画像形成装置内の粉塵が加速的に増加している。これは、上記説明と同様、フィルタに粉塵が目詰まりを起こしていることを示している。また、今回の実験では、一次帯電器に粉塵が付着し最も画像にスジが見分けられやすいハーフトーンの画像と写真画像を使用し、画像への影響を判断した。結果、粉塵量がある一定量に達した場合、画像へスジが発生することがわかった。つまり、画像への影響は、画像形成装置内の粉塵量と耐久枚数である時間の積分で表すことができる。
【００１９】
これらの結果から、風速検知手段による検出結果と耐久枚数によりフィルタの目詰まり度合いを算出することが出来ることが証明された。
【００２０】
次に、上記で説明したファンの出力による弊害について述べる。
【００２１】
図１より、ファンの出力を２倍に増やした場合、フィルタの目詰まりを示す耐久性、つまり耐久枚数が１．２倍へ増加していることがわかる。当然の結果だが、ファンの出力を上げることで粉塵の回収能力を増加させ、フィルタの目詰まりの寿命を延ばしている。しかしながら、ファンの出力を２倍にした場合、消費電力や騒音が増加する欠点がある。
【００２２】
図３にファンの出力の大きさを表す電力に対する、騒音と消費電力の関係の一例を示す。風速は、低出力電力でほぼ比例関係にあるが、高出力電力では空気抵抗を受けるため、増加割合を表す傾きが減少してしまう。また、騒音は、空気抵抗の影響で、低出力電力に比べ高出力電力の方が、変化量を増加させる傾向がある。現在の画像形成装置において、省エネの観点から低エネルギー効率の製品が優先して購入する動きがすでに始まっている。このような状況でファンの電力を増加させ画像形成装置全体のエネルギー効率を増加させることは、非常に問題がある。よって、ファンの使用電力を下げた方が良いと考えられる。また、騒音に関しても、より静かな製品が好まれるのは当然である。
【００２３】
粉塵除去手段の一つであるフィルタの材質や目の粗さの設定も非常に重要である。粉塵は、数μｍのトナーから数ｍｍの繊維まで、さまざまな形状の物質で構成されている。画像形成装置において、一般的に用いられているのフィルタとして不職布が挙げられる。繊維を数層重ね、トナーやオゾン等の微分を回収する能力が非常に高い。しかし、大粒径の粉塵が大量に回収された場合、一気に回収能力が低下してしまう欠点がある。大粒径の粉塵は画像形成装置内からよりもむしろ外気から繊維や紙粉等の大粒径の粉塵が画像形成装置内に進入することが多い。このため、一般の画像形成装置は、外部からの粉塵を排除するために新たなフィルタを設置しているのが原状である。よって、排気と吸引のフィルタの選定は非常に重要である。
【００２４】
上記より、画像形成装置内の空気を外部へ排気する排気手段の一つであるファンの出力電力と、粉塵を除去する粉塵除去手段の一つであるフィルタの粗さの設定は、ファンの消費電力や騒音を考慮して決定する必要があるといえる。
【００２５】
次に、ファンの出力電力をフィルタの目詰まりに応じて設定する手段について述べる。
【００２６】
粉塵の回収能力を安定させかつ消費電力や騒音を抑えるためには、風速をフィルタの目詰まりに応じて制御することが望ましいことは上記で述べた。図４に、耐久枚数に対する風速検知手段による風速値とファンの出力電力の関係を示す。耐久初期は、フィルタの目詰まりがほとんど無いため出力電力を低く設定する。耐久が進み耐久枚数が増加すると、それに伴いフィルタの目詰まりが増加し風速が低下する。そのため、ファンの出力電力を必要な風速が得られる水準まで増加させる。これを数回続けることで、低消費電力かつ低騒音で画像形成装置内の粉塵を除去する効果を持続させることができる。この実験では、ファンの風速について、画像へのスジが発生する風速より１．５倍へ、ファンによる騒音を５０ｄＢ以下の条件で検討を実施した。
【００２７】
上記より、フィルタの目詰まり度に応じてファンの出力電力を最適化することは、非常に効果的であることがわかった。
【００２８】
次に、粉塵の発生を減少させる方式について述べる。
【００２９】
粉塵の発生を減少させるためには、どのような物質の粉塵がどのくらいの割合で存在するかを検出する必要がある。先にも述べたが、粉塵は、様々な物質で構成されている。磁性体で出来ているトナーや、炭酸カルシウムの転写紙などさまざまな物質がある。前記風速検出方式は、粉塵の中でどのような物質が多いか判断できない。図６に画像形成装置内の粉塵の分析結果を示す。今回は、ファンならびにフィルタは用いず、耐久初期と耐久後期の２回測定を実施した。この結果から、トナーや紙粉が特に多いことや、耐久でトナーの飛散の割合が増加していることが分かる。粉塵の成分であり、かつ転写紙の汚れの原因であるトナー量を検出することは、フィルタの寿命を向上させるために非常に重要である。
【００３０】
そこで、トナーの磁力を検出する磁気検知方式（以下、磁気センサと呼ぶ）を提案する。一成分磁性体トナーは磁性体と樹脂でほとんどが構成されている。磁力を測定する磁気センサとして、インダクタンス方式がある。２成分現像の画像形成装置で濃度を安定化させるため像担持体上の磁性量の測定でも使われている。また、現像器内のトナー量を検出するために現像器裏に設置し、磁性量を測定している実施例もある。
【００３１】
図５にインダクタンス方式による信号値と磁性体量との関係を示す。磁気センサの検出信号である電圧値に対して磁性体の量、つまりトナーの量がほぼ比例関係であることが分かる。この実験では、画像形成装置で主に用いられている１成分磁性トナーを採用している。しかし、トナー量が多い場合、磁気センサ信号が変化しない現象がみられる。これは、磁気センサにトナーが積もり、センサ部を覆ってしまうためである。この結果、ある一定範囲のトナーに関してのみ、磁性体の信号値の大きさによって雰囲気中の粉塵内にあるトナー量を検出することができることがわかる。
【００３２】
トナーの飛散は主に現像器やクリーナが原因といわれている。また、画像形成装置の画像比率や放置環境、単位時間当たりのコピー枚数、耐久枚数等によりトナーの飛散量が変化することは公知である。この飛散量の変化を検出するためには、定期的に検出した上記磁気センサの信号値を比較することで判断することができる。
【００３３】
更に、画像形成装置内の空気を外部へ排除する排出手段と空気の流れを検出する風速検知手段による検出結果と上記磁気検知センサの検出結果を組み合わせることで、画像形成装置内の雰囲気中における粉塵内のトナー量の割合を算出することができる。
【００３４】
次に、飛散トナー量を削減する方法について述べる。
【００３５】
現像器からのトナー飛散量を減らす方法として、トナーを潜像のある像担持体上へ飛ばすためにトナーコートされている現像スリーブの回転スピードを下げることや、飛散トナー回収手段を設けることなどが挙げられる。図７に前記現像スリーブの回転スピードとある一定体積中の粉塵に含まれるトナー量との関係を示す。実験は、現像空回転器を使用し、スリーブ上のトナーコート状態、トナーの物性値、環境は一定で行った。結果、スリーブの回転スピードが増加する程トナー飛散量も増加している。つまり、トナー飛散量を削減する場合、スリーブの回転スピードを低下させることが非常に有効である。また、高速機では、飛散トナー量特に反転成分のトナーを回収する機構を現像機より下流側に設置している。この回収機構による回収能力を向上させることでも飛散トナーを削減するために非常に有効である。
【００３６】
しかしながら、上記方法にはいくつかの弊害がある。スリーブの回転スピードを低下させると、画像の濃度や線幅が減少し、画像品位自体が低下してしまう。そのため、他の現像条件を適正化する必要が生じる。図８は、現像スリーブの回転スピードと現像条件の一つである現像スリーブと像担持体の間の電界強度との組み合わせで、紙面上の画像濃度へどのように影響するか示したグラフである。トナーの飛散量を減らすために現像スリーブの回転スピードを下げても、電界強度をある一定量増加させることでトナーの載り量、つまり濃度や線幅を満足させることができる。しかしながら、スリーブ上のトナー量は限られているため、スリーブの回転スピードの下限は存在することに注意しなければならない。一例を挙げると、飛散が多い場合、スリーブの回転スピードを０．８倍へ落とし、電界強度を１．２倍にすることで対応できる。本実験のデータでは、スリーブ上のトナー量を約１．５ｇ／ｃｍ＾２、環境や耐久変動を抑えて検討を実施しているため、すべての画像形成装置に当てはまるとは限らず、あくまでも一例である。また、長期間、低速でスリーブを回転し続けると、スリーブ上のトナーのＱ／Ｍが低下する。電界強度を強くしても、トナーが像担持体へ飛翔しなくなり、画像濃度や線幅を満足することができない。更に、トナー補給持の濃度も著しく低下してしまう。図９に耐久によるトナーの載り量の変化を示す。スリーブの回転速度を下げ、かつ電界強度を上げることでスリーブ上のＱ／Ｍが低下し、トナー補給時の濃度低下が生じていることが分かる。これらの弊害を未然に防ぐために、スリーブの低速回転は、短期間で実施すべきである。
【００３７】
上記フィルタと上記風速検知手段ならびに磁気センサの配置場所の重要性について下記に述べる。上記説明から、上記風速検知手段（４）はファン（２）とフィルタ（１）との間へ配置すべきことは述べた。また、上記の説明から、磁気検知手段の一つである磁気センサ（３）はフィルタより画像形成装置内部へ設置したほうが良いことがわかる。正確な風速を検出するためには、複数の風速検知手段を設置し、複数箇所の風速を検出することである。しかし、かなりコストかかる欠点がある。一つの風速検知手段で正確に風速を測定するためには、ある一定範囲内に風速検知手段を配置すればよい。例えば、前記風速検知手段のセンサにもよるが、フィルタに近すぎる場合フィルタの局部的な目詰まりを検知し、誤検知をおこす危険性がある。逆に遠すぎると、画像形成装置内の空気のよどみや対流が発生し、正確な風速が測定できない場合がる。一般的な画像形成装置内の風速は１〜１０ｍ／ｓｅｃであるため、上記空気の対流や目詰まりの誤検知を防ぐためには、フィルタからの距離を１０〜１００ｍｍの範囲内に配置すべきである。
【００３８】
また、磁気センサも同様である。フィルタに近すぎる場合、フィルタの目詰まりで十分な風速が得られず、飛散トナーを正確に計ることができない。また、遠すぎる場合、エアーフローがフィルタの面に対して鉛直方向でないことが発生するため、正確にトナー量を検知することができない。よって、磁気センサの設置領域をフィルタから１０〜１００ｍｍの範囲内にすべきである。
【００３９】
上記説明から、風速検知手段と磁気検知手段の検知結果に応じて、排気手段と画像形成手段を最適化する実施例▲１▼のブロック制御図を図１２に示す。
【００４０】
画像形成装置本体のコントローラ（３１）からの信号で、磁気検知手段（３２）と風速検知手段（３３）による測定が始まる。両者測定結果を演算回路（３４）へ送信し、記憶装置（３５）に保存されている旧データとの比較ならびに、排気手段の最適な制御値を計算する。前記計算結果を排気手段切り替え装置（３６）へ転送し、排気手段（３７）の制御値を変更する。更に、前記演算回路から、最適な画像形成条件を算出し、図示しない画像形成手段切り替え装置へ信号を転送後、実際に図示しない画像形成手段の制御値を変更する。
【００４１】
次に、実施例▲１▼のブロック制御図を元にしたフローチャートを図１０に示す。
【００４２】
画像形成装置の主電源を入れた直後に記憶装置に保存されているカウント数＜ｃ＞を読み出す。カウント数が、１０００以上の場合、風速検知手段である風速センサと磁気検知手段である磁気センサの検知を開始している。次に、風速センサと排気手段の制御について述べる。風速センサの検知信号＜Ｖ１＞と前回の信号値＜Ｖ０＞とを比較し、排気手段の制御を変更するかどうかの判断を実施している。これは、風速の誤検知を防ぐため、Ｖ１＜Ｖ０の場合、制御は変更しないことにしている。逆に、Ｖ１＞Ｖ０の場合は、差分＜ΔＶ＞演算回路で計算し、値に応じて排気手段の制御値を変更している。本実施例では、差分＜ΔＶ＞が１０以内のとき、排気手段であるファンの出力電力係数＜Ｗ＞を１０ＵＰさせている。この値は、出力電力値を制御する係数である。また１０以上の時は出力電力係数＜Ｗ＞を２０ＵＰさせている。計算終了後、風速センサの検出信号＜Ｖ１＞と排気手段であるファンの出力電力係数＜Ｗ＞を記憶装置に保存している。
【００４３】
次に、磁気検知手段である磁気センサの検知による画像形成手段の制御について述べる。上記風速センサによるファンの出力電力係数の最適化終了後、磁気センサの検知を実施する。これは、磁気センサの検知信号の検出ばらつきを少なくし、かつ、検出回数を減らすためである。磁気センサで検知した信号値＜Ｂ１＞を上記風速センサと同じく前回の信号値＜Ｂ０＞と比較を実施する。ここで、Ｂ１＜Ｂ０の時、磁気センサの検出値が少ないと判断し、以後のスリーブ速度係数＜Ｅ＞、電界強度係数＜Ｄ＞の制御は実施しないこととした。Ｂ１＞Ｂ０の時、上記風速センサで検出した差＜ΔＶ＞と初期値＜Ｂ０＞、測定値＜Ｂ１＞を計算することで、単位時間あたりに磁気センサの検出量＜ΔＢ＞を算出出来る。つまり、前記結果＜ΔＢ＞のほとんどが、画像形成装置内に飛散している磁性体、つまりトナーを示している。ΔＢ＜１０の場合、飛散を減らすためスリーブの回転速度係数＜Ｅ＞を１０減少させ、濃度ならびに線幅を増加させるために電界強度係数＜Ｄ＞を１０増加させている。また、１０＜ΔＢの場合は、回転速度係数＜Ｅ＞を２０減少、電界強度係数＜Ｄ＞を２０増加させている。ここで電界強度係数＜Ｄ＞とスリーブ速度係数＜Ｅ＞の値は、あくまでも各制御係数である。上記制御により、ファンの寿命が従来の１．５倍へ増加し十分な効果があることがわかった。
【００４４】
上記実施例の結果、風速検知手段の一つである風速センサによる風速の検知と、磁気検知手段の一つである磁気センサによる磁性体量の検知により、排気手段の一つであるファンの出力電力の強さや画像形成手段の一つであるスリーブの回転速度、または電界強度などの現像方式を適正化することで、画像形成装置内の粉塵を適切に除去できフィルタの寿命を従来に比べ延ばすことができる。
【００４５】
また、本実施例の制御値ならびに制御項目はあくまでも一例であり、画像形成装置によって、より最適な条件がある場合もある。
【００４６】
（実施例▲２▼）
次に、風速検知手段と磁気検知手段による風速と磁力を検知した結果を元に、粉塵排除手段の一つであるフィルタの寿命や画像形成装置内のトナー飛散量を操作部へ表示する実施例▲２▼を示す。
【００４７】
上記説明より、フィルタの寿命を延ばすためにはファンの出力電力を大きくすることで対応できることがわかっている。しかしながら、ファンの出力電力が増加しすぎると騒音を発生し、使用者へ不快感を与えてしまう。更に、上記説明から、現像器からのトナー飛散を少なくするために、画像形成手段の一つであるスリーブ速度を遅くし、かつ電界強度を強くすると、Ｑ／Ｍが低下し耐久性が悪くなることもわかっている。
【００４８】
本実施例▲２▼では、これらのファンの出力電力とスリーブ速度ならびに電界強度の上限を設定し、その値を超えた場合、弊害が生じる前に使用者へ伝えることを特徴としている。
【００４９】
次に、実施例▲２▼の制御を示すブロック図（図１３）について説明する。実施例▲２▼では、実施例▲１▼にくらべ、演算回路（３４）の結果を、操作部（３８）へ表示させている。
【００５０】
次に、実施例▲２▼のブロック図に基づいたフローチャート（図１１）について説明する。実施例▲２▼では、実施例▲１▼にくらべ、操作部への表示を実施している。ファンの出力電力係数が１００以上１５０以下の時は、フィルタの目詰まりがかなり進行しているため、“もうすぐフィルタ交換です”との警告表示を実施すること、また１５０以上の時は、フィルタの目詰まりで風速が低下し画像へ影響を及ぼす可能性があるため、“フィルタ交換をしてください”との警告表示を実施している。これらの操作部への表示の結果、フィルタの目詰まりを未然に防止することが出来る。
【００５１】
また、磁気センサによる検知結果からの制御値がスリーブ速度係数は５０以下、電界強度係数は１５０以上の場合、画像形成装置内のトナーの飛散量が多いと判断し、操作部へ“本体を調査してください”との表示を行う。結果、フィルタの目詰まりが防止する前の段階で画像形成装置内のトナー飛散量が増加した場合、操作部へ警告を発することで、転写紙の汚れを防止することができる。
【００５２】
上記実施例の結果、風速検知手段の一つである風速センサによる風速の検知と、磁気検知手段の一つである磁気センサによる磁性体量の検知により、排気手段の一つであるファンの出力電力の強さや画像形成手段の一つであるスリーブの回転速度、または電界強度などの現像方式を適正化し、かつ、粉塵排除手段の一つであるフィルタの寿命、ならびに画像形成装置内のトナーの飛散量を操作部へ表示することで、画像形成装置内の粉塵を適切に除去できフィルタの寿命を従来に比べ延ばし、かつフィルタの目詰まりや転写紙の汚れを未然に防止することができる。
【００５３】
また、本実施例の制御値、制御項目、表示例などはあくまでも一例であり、画像形成装置によって、より最適な条件、または例がある場合もある。
【００５４】
（実施例▲３▼）
次に、複数個の風速検知手段、磁気検知手段、粉塵排除手段、排気手段を具備した場合の画像形成装置の制御について述べる。
【００５５】
一般の画像形成装置には、一次帯電器ファン、転写分離ファン、定着ファン、ポリゴンミラー冷却ファン、等数々のファンを具備しているものも多い。各ファンは、それぞれの役割がある。一次ファンは、一次帯電器のワイヤ表面に付着する粉塵を除去する役割がある。転写分離ファンは、転写部を通過する転写紙がドラムから分離させるために吸引している。これらの各ファンによって、排気手段の制御をそれぞれ最適化することは、各フィルタの寿命を延ばすために非常に重要である。
【００５６】
本実施例では、２個の排気手段であるファンを具備した場合の風速検知手段と磁気検知手段の検出結果に応じて、ファンの制御を行っている。
【００５７】
次に、本実施例▲３▼のブロック図（図１４）について説明する。実施例▲３▼は実施例▲２▼と異なり、磁気検知手段（３２−ａ−ｂ）、風速検知手段（３３−ａ−ｂ）、排気手段切り替え装置（３６−ａ−ｂ）、排気手段（３７−ａ−ｂ）がそれぞれ、一次ファン用（ｂ）、転写分離ファン用（ａ）の２種類を具備している。更に、各ファンのフィルタの目詰まりを検出しファンの出力電力を調整していることが特徴である。上記制御を実施することで、各フィルタの寿命を、１．２〜１．５倍に延ばすことが出来る。
【００５８】
上記実施例の結果、風速検知手段の一つである複数の風速センサによる風速の検知と、磁気検知手段の一つである複数の磁気センサによる磁性体量の検知により、排気手段の一つである複数のファンの出力電力や画像形成手段の一つであるスリーブの回転速度、または電界強度などの現像方式を適正化することで、画像形成装置内の粉塵を適切に除去でき各フィルタの寿命を従来に比べ延ばすことができる。
【００５９】
また、本実施例の制御値ならびに制御項目はあくまでも一例であり、画像形成装置によって、より最適な条件がある場合もある。
【００６０】
【発明の効果】
風速検知手段と磁気検知手段の結果に応じて、排気手段と画像形成手段を制御することで粉塵除去手段の寿命を従来に比べ、延ばすことができる。
【００６１】
風速検知手段と磁気検知手段の結果から、粉塵除去手段の寿命と、画像形成装置内の磁性体の粉塵量を算出し、操作部へ表示することで、粉塵除去手段の寿命を超える使用や、転写紙への汚れの防止ができる。
【００６２】
複数個の風速検知手段と磁気検知手段の結果に応じて、複数個の排気手段と画像形成手段を制御することで、各粉塵除去手段の寿命を従来に比べ、延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐久による風速の変化を示す図
【図２】耐久による粉塵量の変化を示す図
【図３】ファンの出力電力に対する騒音、風速との関係を示す図
【図４】実施例▲１▼の耐久による風速とファンの出力電力の制御を示す図
【図５】磁気センサの検知信号とトナー量との関係を示す図
【図６】画像形成装置内の粉塵の種類と割合を示す図
【図７】現像スリーブの回転速度とトナー飛散量との関係を示す図
【図８】現像スリーブの回転速度と紙面上のトナーの載り量との関係を示す図
【図９】耐久によるトナーの載り量の変化を示す図
【図１０】実施例▲１▼のフローチャート
【図１１】実施例▲２▼のフローチャート
【図１２】実施例▲１▼のブロック制御図
【図１３】実施例▲２▼のブロック制御図
【図１４】実施例▲３▼のブロック制御図
【図１５】従来の画像形成装置
【図１６】実施例▲１▼の構成図
【符号の説明】
１ 粉塵排除手段（フィルタ）
２ 排気手段（ファン）
３ 磁気検知手段（磁気センサ）
４ 風速検知手段
５ 空気の流れ
１０ 像担持体
１１ 一次帯電器
１２ 露光装置
１３ 現像器
１４ 転写ガイド
１５ 転写帯電器
１６ 分離帯電器
１７ クリーニング装置
１８ 前露光装置
３１ コントローラ
３２ 磁気検知手段（ａ，ｂ）
３３ 風速検知手段（ａ，ｂ）
３４ 演算回路
３５ 記憶装置
３６ 排気手段切り替え装置（ａ，ｂ）
３７ 排気手段（ａ，ｂ）
３８ 操作部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタ装置や画像複写装置に係わり、特に多重画像を形成するのに有効な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置を図１５に示す。像担持体（１０）に一次帯電器（１１）で電位を印加して潜像装置（１２）で画像を形成しする。前記画像へ現像器（１３）で可視化させ、像担持体上のトナーを転写帯電器（１５）で転写紙（２０）へ転写、分離帯電器（１６）で分離させ、図示しない定着器で紙へトナーを定着させる。一般的な画像形成装置では、現像器（１３）からのトナーや転写紙（２０）を搬送する搬送ベルト（１９）上に残っている紙粉、像担持体上の残トナーを回収するクリーナ（１７）からの廃トナー、コロナ方式の一次帯電器（１１）や転写分離帯電器（１５，１６）からの放電生成物、定着器からのオイル、画像形成装置外から進入するタバコの灰、カーペットの繊維、空気中の塵等などさまざまな粉塵が充満している。
【０００３】
これらの粉塵によってさまざまな問題が発生する。例えば、粉塵、特にオイルや放電生成物が一次帯電器の放電ワイヤやグリッド線に付着すると放電ムラによる異常画像（縦スジ）が発生する。一般的な一次帯電器は、前記異常画像を防ぐために放電ワイヤの表面を清掃する部材が取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。しかし、清掃能力を超える粉塵が付着した場合、異常画像が発生し、放電ワイヤや清掃部材などの部材を交換しなければ放電ムラを除去することが出来なくなってしまう。その結果、部品コストやサービスマンの交換コストが増大する。つまり、一次帯電器にとって粉塵の除去は重要な問題の一つである。
【０００４】
また、画像形成装置内の粉塵が、紙を搬送するベルトや転写ガイド（１４）に付着すると、転写紙（２０）の表裏が汚れてしまい、ユーザに不快感を与えてしまう。また、粉塵が像担持体に付着すると、像担持体上に画像を形成するための必要な電荷を保持できなくなり、局部的に画像の濃度が低下する現象や、クリーニングが正常に働かず像担持体上にトナーが残り、画像に縦スジなどの画像不良発生する。更に、画像形成装置内のトナー濃度検知センサや感光電位センサなどのセンサ部が粉塵で覆われると、異常動作を起こす危険性もある。これらの問題を発生させないために、定期的に画像形成装置内を清掃しなければならない。
【０００５】
センサ部から粉塵を防ぐ従来技術として、画像形成装置内の光センサが飛散トナーからの汚れを防止するために、隙間を設けている（例えば、特許文献２参照）。また、センサ部にシャッタを設けている。共に特別な形状が必要なため、新たなコストがかかってしまう（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
前記粉塵を除去するための一般的な手段として、排気手段の一つであるファンと、粉塵除去手段の一つであるフィルタとを組み合わせた方式（公知）がある。画像形成装置内の空気をファンで吸引し、フィルタで粉塵を除去している。更に、外気からのタバコの灰やカーペットの繊維などの粉塵を除去するために外気フィルタを使用しる場合もある。これらのフィルタは、サービスマンによって一定期間毎に清掃または交換をしているのが原状である。また、高速機では、ファンの出力を数段階で変更できる機構を設けている画像形成装置もある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−３５１４２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８２０６１号公報
【特許文献３】
特開平２００１−１００５９７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、十分でかつ効率よく粉塵を除去することが出来ていない。例えば、各サービスマンが定期メンテの時にフィルタを点検し、必要であれば交換ならびに清掃を実施しているため、汚れを見逃してしまう危険性がある。更に、画像形成装置の環境が一時的に粉塵の多い環境、例えば喫煙室等、へ移動した場合、一気にフィルタの目詰まりが発生してしまう欠点がある。また、高速機で粉塵の除去力を増加させるためにファンの出力を上げた場合、消費電力や騒音の増加が生じ、使用者へ不快感を与えてしまう欠点がある。
【０００９】
そこでこの発明の目的は、前記欠点を解決し、フィルタの目詰まりを事前に検知して操作者へ伝え、画像形成装置内を粉塵で汚さず、かつ、画像形成装置内の部材の寿命を延ばす画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記目的を達成するために、第１の発明は像担持体上に可視画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された像担持体上の画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体上の現像剤を記録媒体に定着させる定着手段と、前記画像形成手段と前記転写手段と前記定着手段を含む画像形成装置内の空気を外部へ排気する排気手段と、前記画像形成装置内の粉塵を除去する粉塵除去手段と、前記画像形成装置内の風速を検知する風速検知手段と、前記画像形成装置内の粉塵に含まれる磁性体を検知する磁気検知手段と、を具備した画像形成装置において、前記風速検知手段と前記磁気検知手段とを、前記粉塵除去手段から１０ｍｍ以上１００ｍｍ未満の位置に配置し、かつ、前記風速検知手段は前記排気手段と前記粉塵除去手段との間であることを特徴とする画像形成装置を提供することである。
【００１１】
第２の発明は、前記風速検知手段と前記磁気検知手段の少なくとも一方の検知結果に応じて、前記排気手段と前記画像形成手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする画像形成装置を提供することである。
【００１２】
第３の発明は、文字を表示する操作部を具備し、前記風速検知手段と前記磁気検知手段の少なくとも一方の結果を前記操作部に表示させることを特徴とする画像形成装置を提供することである。
【００１３】
第４の発明は、前記風速検知手段と磁気検知手段を複数個具備することを特徴とする画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施例▲１▼）
次に、風速検知手段と磁気検知手段の検知結果に応じて、排気手段と画像形成手段を変更する実施例▲１▼を示す。
【００１５】
上記説明で、粉塵除去手段の一つであるフィルタの目詰まりを事前に検知することは非常に重要であることがわかった。下記にフィルタの目詰まりを検知する方式について述べる。最も簡単な方式として、画像形成装置内に風速を測定する風速検知手段を設けて、定期的に前記風速検知手段からの出力値をある一定値と比較し、十分な粉塵を回収する能力があるかどうか判断するやり方がある。ここで重要なのは、風速検知手段の配置である。
【００１６】
図１６に風速検知手段と粉塵排除手段の配置の一例を示す。風速検知手段（４）を粉塵排除手段であるフィルタ（１）と排気手段であるファン（２）の間に配置することで上記目詰まりを検知することができる。
【００１７】
図１に、画像形成装置を使用し転写紙が通過する枚数である耐久枚数に対する風速検知手段による風速の測定結果を示す。実験では、画像比率ならびに現像条件、転写紙の種類等固定し、実験のばらつきをなくしている。この結果から耐久枚数が増加するほど風速が低下していることがわかる。しかも、ある枚数を境に急激に低下している。これは、耐久で画像形成装置内の粉塵急激に増加すると共に、フィルタに粉塵が付着し目詰まりをおこしていることを示している。
【００１８】
図２に、耐久枚数と画像形成装置内の粉塵の量との関係の実験結果を示す。検討では、画像比率や転写紙の種類などを固定し、ある一定間隔毎に画像形成装置内の粉塵を採取した。更に、実際に画像を出力し、粉塵の影響も調査した。結果、ある一定枚数通紙すると画像形成装置内の粉塵が加速的に増加している。これは、上記説明と同様、フィルタに粉塵が目詰まりを起こしていることを示している。また、今回の実験では、一次帯電器に粉塵が付着し最も画像にスジが見分けられやすいハーフトーンの画像と写真画像を使用し、画像への影響を判断した。結果、粉塵量がある一定量に達した場合、画像へスジが発生することがわかった。つまり、画像への影響は、画像形成装置内の粉塵量と耐久枚数である時間の積分で表すことができる。
【００１９】
これらの結果から、風速検知手段による検出結果と耐久枚数によりフィルタの目詰まり度合いを算出することが出来ることが証明された。
【００２０】
次に、上記で説明したファンの出力による弊害について述べる。
【００２１】
図１より、ファンの出力を２倍に増やした場合、フィルタの目詰まりを示す耐久性、つまり耐久枚数が１．２倍へ増加していることがわかる。当然の結果だが、ファンの出力を上げることで粉塵の回収能力を増加させ、フィルタの目詰まりの寿命を延ばしている。しかしながら、ファンの出力を２倍にした場合、消費電力や騒音が増加する欠点がある。
【００２２】
図３にファンの出力の大きさを表す電力に対する、騒音と消費電力の関係の一例を示す。風速は、低出力電力でほぼ比例関係にあるが、高出力電力では空気抵抗を受けるため、増加割合を表す傾きが減少してしまう。また、騒音は、空気抵抗の影響で、低出力電力に比べ高出力電力の方が、変化量を増加させる傾向がある。現在の画像形成装置において、省エネの観点から低エネルギー効率の製品が優先して購入する動きがすでに始まっている。このような状況でファンの電力を増加させ画像形成装置全体のエネルギー効率を増加させることは、非常に問題がある。よって、ファンの使用電力を下げた方が良いと考えられる。また、騒音に関しても、より静かな製品が好まれるのは当然である。
【００２３】
粉塵除去手段の一つであるフィルタの材質や目の粗さの設定も非常に重要である。粉塵は、数μｍのトナーから数ｍｍの繊維まで、さまざまな形状の物質で構成されている。画像形成装置において、一般的に用いられているのフィルタとして不職布が挙げられる。繊維を数層重ね、トナーやオゾン等の微分を回収する能力が非常に高い。しかし、大粒径の粉塵が大量に回収された場合、一気に回収能力が低下してしまう欠点がある。大粒径の粉塵は画像形成装置内からよりもむしろ外気から繊維や紙粉等の大粒径の粉塵が画像形成装置内に進入することが多い。このため、一般の画像形成装置は、外部からの粉塵を排除するために新たなフィルタを設置しているのが原状である。よって、排気と吸引のフィルタの選定は非常に重要である。
【００２４】
上記より、画像形成装置内の空気を外部へ排気する排気手段の一つであるファンの出力電力と、粉塵を除去する粉塵除去手段の一つであるフィルタの粗さの設定は、ファンの消費電力や騒音を考慮して決定する必要があるといえる。
【００２５】
次に、ファンの出力電力をフィルタの目詰まりに応じて設定する手段について述べる。
【００２６】
粉塵の回収能力を安定させかつ消費電力や騒音を抑えるためには、風速をフィルタの目詰まりに応じて制御することが望ましいことは上記で述べた。図４に、耐久枚数に対する風速検知手段による風速値とファンの出力電力の関係を示す。耐久初期は、フィルタの目詰まりがほとんど無いため出力電力を低く設定する。耐久が進み耐久枚数が増加すると、それに伴いフィルタの目詰まりが増加し風速が低下する。そのため、ファンの出力電力を必要な風速が得られる水準まで増加させる。これを数回続けることで、低消費電力かつ低騒音で画像形成装置内の粉塵を除去する効果を持続させることができる。この実験では、ファンの風速について、画像へのスジが発生する風速より１．５倍へ、ファンによる騒音を５０ｄＢ以下の条件で検討を実施した。
【００２７】
上記より、フィルタの目詰まり度に応じてファンの出力電力を最適化することは、非常に効果的であることがわかった。
【００２８】
次に、粉塵の発生を減少させる方式について述べる。
【００２９】
粉塵の発生を減少させるためには、どのような物質の粉塵がどのくらいの割合で存在するかを検出する必要がある。先にも述べたが、粉塵は、様々な物質で構成されている。磁性体で出来ているトナーや、炭酸カルシウムの転写紙などさまざまな物質がある。前記風速検出方式は、粉塵の中でどのような物質が多いか判断できない。図６に画像形成装置内の粉塵の分析結果を示す。今回は、ファンならびにフィルタは用いず、耐久初期と耐久後期の２回測定を実施した。この結果から、トナーや紙粉が特に多いことや、耐久でトナーの飛散の割合が増加していることが分かる。粉塵の成分であり、かつ転写紙の汚れの原因であるトナー量を検出することは、フィルタの寿命を向上させるために非常に重要である。
【００３０】
そこで、トナーの磁力を検出する磁気検知方式（以下、磁気センサと呼ぶ）を提案する。一成分磁性体トナーは磁性体と樹脂でほとんどが構成されている。磁力を測定する磁気センサとして、インダクタンス方式がある。２成分現像の画像形成装置で濃度を安定化させるため像担持体上の磁性量の測定でも使われている。また、現像器内のトナー量を検出するために現像器裏に設置し、磁性量を測定している実施例もある。
【００３１】
図５にインダクタンス方式による信号値と磁性体量との関係を示す。磁気センサの検出信号である電圧値に対して磁性体の量、つまりトナーの量がほぼ比例関係であることが分かる。この実験では、画像形成装置で主に用いられている１成分磁性トナーを採用している。しかし、トナー量が多い場合、磁気センサ信号が変化しない現象がみられる。これは、磁気センサにトナーが積もり、センサ部を覆ってしまうためである。この結果、ある一定範囲のトナーに関してのみ、磁性体の信号値の大きさによって雰囲気中の粉塵内にあるトナー量を検出することができることがわかる。
【００３２】
トナーの飛散は主に現像器やクリーナが原因といわれている。また、画像形成装置の画像比率や放置環境、単位時間当たりのコピー枚数、耐久枚数等によりトナーの飛散量が変化することは公知である。この飛散量の変化を検出するためには、定期的に検出した上記磁気センサの信号値を比較することで判断することができる。
【００３３】
更に、画像形成装置内の空気を外部へ排除する排出手段と空気の流れを検出する風速検知手段による検出結果と上記磁気検知センサの検出結果を組み合わせることで、画像形成装置内の雰囲気中における粉塵内のトナー量の割合を算出することができる。
【００３４】
次に、飛散トナー量を削減する方法について述べる。
【００３５】
現像器からのトナー飛散量を減らす方法として、トナーを潜像のある像担持体上へ飛ばすためにトナーコートされている現像スリーブの回転スピードを下げることや、飛散トナー回収手段を設けることなどが挙げられる。図７に前記現像スリーブの回転スピードとある一定体積中の粉塵に含まれるトナー量との関係を示す。実験は、現像空回転器を使用し、スリーブ上のトナーコート状態、トナーの物性値、環境は一定で行った。結果、スリーブの回転スピードが増加する程トナー飛散量も増加している。つまり、トナー飛散量を削減する場合、スリーブの回転スピードを低下させることが非常に有効である。また、高速機では、飛散トナー量特に反転成分のトナーを回収する機構を現像機より下流側に設置している。この回収機構による回収能力を向上させることでも飛散トナーを削減するために非常に有効である。
【００３６】
しかしながら、上記方法にはいくつかの弊害がある。スリーブの回転スピードを低下させると、画像の濃度や線幅が減少し、画像品位自体が低下してしまう。そのため、他の現像条件を適正化する必要が生じる。図８は、現像スリーブの回転スピードと現像条件の一つである現像スリーブと像担持体の間の電界強度との組み合わせで、紙面上の画像濃度へどのように影響するか示したグラフである。トナーの飛散量を減らすために現像スリーブの回転スピードを下げても、電界強度をある一定量増加させることでトナーの載り量、つまり濃度や線幅を満足させることができる。しかしながら、スリーブ上のトナー量は限られているため、スリーブの回転スピードの下限は存在することに注意しなければならない。一例を挙げると、飛散が多い場合、スリーブの回転スピードを０．８倍へ落とし、電界強度を１．２倍にすることで対応できる。本実験のデータでは、スリーブ上のトナー量を約１．５ｇ／ｃｍ＾２、環境や耐久変動を抑えて検討を実施しているため、すべての画像形成装置に当てはまるとは限らず、あくまでも一例である。また、長期間、低速でスリーブを回転し続けると、スリーブ上のトナーのＱ／Ｍが低下する。電界強度を強くしても、トナーが像担持体へ飛翔しなくなり、画像濃度や線幅を満足することができない。更に、トナー補給持の濃度も著しく低下してしまう。図９に耐久によるトナーの載り量の変化を示す。スリーブの回転速度を下げ、かつ電界強度を上げることでスリーブ上のＱ／Ｍが低下し、トナー補給時の濃度低下が生じていることが分かる。これらの弊害を未然に防ぐために、スリーブの低速回転は、短期間で実施すべきである。
【００３７】
上記フィルタと上記風速検知手段ならびに磁気センサの配置場所の重要性について下記に述べる。上記説明から、上記風速検知手段（４）はファン（２）とフィルタ（１）との間へ配置すべきことは述べた。また、上記の説明から、磁気検知手段の一つである磁気センサ（３）はフィルタより画像形成装置内部へ設置したほうが良いことがわかる。正確な風速を検出するためには、複数の風速検知手段を設置し、複数箇所の風速を検出することである。しかし、かなりコストかかる欠点がある。一つの風速検知手段で正確に風速を測定するためには、ある一定範囲内に風速検知手段を配置すればよい。例えば、前記風速検知手段のセンサにもよるが、フィルタに近すぎる場合フィルタの局部的な目詰まりを検知し、誤検知をおこす危険性がある。逆に遠すぎると、画像形成装置内の空気のよどみや対流が発生し、正確な風速が測定できない場合がる。一般的な画像形成装置内の風速は１〜１０ｍ／ｓｅｃであるため、上記空気の対流や目詰まりの誤検知を防ぐためには、フィルタからの距離を１０〜１００ｍｍの範囲内に配置すべきである。
【００３８】
また、磁気センサも同様である。フィルタに近すぎる場合、フィルタの目詰まりで十分な風速が得られず、飛散トナーを正確に計ることができない。また、遠すぎる場合、エアーフローがフィルタの面に対して鉛直方向でないことが発生するため、正確にトナー量を検知することができない。よって、磁気センサの設置領域をフィルタから１０〜１００ｍｍの範囲内にすべきである。
【００３９】
上記説明から、風速検知手段と磁気検知手段の検知結果に応じて、排気手段と画像形成手段を最適化する実施例▲１▼のブロック制御図を図１２に示す。
【００４０】
画像形成装置本体のコントローラ（３１）からの信号で、磁気検知手段（３２）と風速検知手段（３３）による測定が始まる。両者測定結果を演算回路（３４）へ送信し、記憶装置（３５）に保存されている旧データとの比較ならびに、排気手段の最適な制御値を計算する。前記計算結果を排気手段切り替え装置（３６）へ転送し、排気手段（３７）の制御値を変更する。更に、前記演算回路から、最適な画像形成条件を算出し、図示しない画像形成手段切り替え装置へ信号を転送後、実際に図示しない画像形成手段の制御値を変更する。
【００４１】
次に、実施例▲１▼のブロック制御図を元にしたフローチャートを図１０に示す。
【００４２】
画像形成装置の主電源を入れた直後に記憶装置に保存されているカウント数＜ｃ＞を読み出す。カウント数が、１０００以上の場合、風速検知手段である風速センサと磁気検知手段である磁気センサの検知を開始している。次に、風速センサと排気手段の制御について述べる。風速センサの検知信号＜Ｖ１＞と前回の信号値＜Ｖ０＞とを比較し、排気手段の制御を変更するかどうかの判断を実施している。これは、風速の誤検知を防ぐため、Ｖ１＜Ｖ０の場合、制御は変更しないことにしている。逆に、Ｖ１＞Ｖ０の場合は、差分＜ΔＶ＞演算回路で計算し、値に応じて排気手段の制御値を変更している。本実施例では、差分＜ΔＶ＞が１０以内のとき、排気手段であるファンの出力電力係数＜Ｗ＞を１０ＵＰさせている。この値は、出力電力値を制御する係数である。また１０以上の時は出力電力係数＜Ｗ＞を２０ＵＰさせている。計算終了後、風速センサの検出信号＜Ｖ１＞と排気手段であるファンの出力電力係数＜Ｗ＞を記憶装置に保存している。
【００４３】
次に、磁気検知手段である磁気センサの検知による画像形成手段の制御について述べる。上記風速センサによるファンの出力電力係数の最適化終了後、磁気センサの検知を実施する。これは、磁気センサの検知信号の検出ばらつきを少なくし、かつ、検出回数を減らすためである。磁気センサで検知した信号値＜Ｂ１＞を上記風速センサと同じく前回の信号値＜Ｂ０＞と比較を実施する。ここで、Ｂ１＜Ｂ０の時、磁気センサの検出値が少ないと判断し、以後のスリーブ速度係数＜Ｅ＞、電界強度係数＜Ｄ＞の制御は実施しないこととした。Ｂ１＞Ｂ０の時、上記風速センサで検出した差＜ΔＶ＞と初期値＜Ｂ０＞、測定値＜Ｂ１＞を計算することで、単位時間あたりに磁気センサの検出量＜ΔＢ＞を算出出来る。つまり、前記結果＜ΔＢ＞のほとんどが、画像形成装置内に飛散している磁性体、つまりトナーを示している。ΔＢ＜１０の場合、飛散を減らすためスリーブの回転速度係数＜Ｅ＞を１０減少させ、濃度ならびに線幅を増加させるために電界強度係数＜Ｄ＞を１０増加させている。また、１０＜ΔＢの場合は、回転速度係数＜Ｅ＞を２０減少、電界強度係数＜Ｄ＞を２０増加させている。ここで電界強度係数＜Ｄ＞とスリーブ速度係数＜Ｅ＞の値は、あくまでも各制御係数である。上記制御により、ファンの寿命が従来の１．５倍へ増加し十分な効果があることがわかった。
【００４４】
上記実施例の結果、風速検知手段の一つである風速センサによる風速の検知と、磁気検知手段の一つである磁気センサによる磁性体量の検知により、排気手段の一つであるファンの出力電力の強さや画像形成手段の一つであるスリーブの回転速度、または電界強度などの現像方式を適正化することで、画像形成装置内の粉塵を適切に除去できフィルタの寿命を従来に比べ延ばすことができる。
【００４５】
また、本実施例の制御値ならびに制御項目はあくまでも一例であり、画像形成装置によって、より最適な条件がある場合もある。
【００４６】
（実施例▲２▼）
次に、風速検知手段と磁気検知手段による風速と磁力を検知した結果を元に、粉塵排除手段の一つであるフィルタの寿命や画像形成装置内のトナー飛散量を操作部へ表示する実施例▲２▼を示す。
【００４７】
上記説明より、フィルタの寿命を延ばすためにはファンの出力電力を大きくすることで対応できることがわかっている。しかしながら、ファンの出力電力が増加しすぎると騒音を発生し、使用者へ不快感を与えてしまう。更に、上記説明から、現像器からのトナー飛散を少なくするために、画像形成手段の一つであるスリーブ速度を遅くし、かつ電界強度を強くすると、Ｑ／Ｍが低下し耐久性が悪くなることもわかっている。
【００４８】
本実施例▲２▼では、これらのファンの出力電力とスリーブ速度ならびに電界強度の上限を設定し、その値を超えた場合、弊害が生じる前に使用者へ伝えることを特徴としている。
【００４９】
次に、実施例▲２▼の制御を示すブロック図（図１３）について説明する。実施例▲２▼では、実施例▲１▼にくらべ、演算回路（３４）の結果を、操作部（３８）へ表示させている。
【００５０】
次に、実施例▲２▼のブロック図に基づいたフローチャート（図１１）について説明する。実施例▲２▼では、実施例▲１▼にくらべ、操作部への表示を実施している。ファンの出力電力係数が１００以上１５０以下の時は、フィルタの目詰まりがかなり進行しているため、“もうすぐフィルタ交換です”との警告表示を実施すること、また１５０以上の時は、フィルタの目詰まりで風速が低下し画像へ影響を及ぼす可能性があるため、“フィルタ交換をしてください”との警告表示を実施している。これらの操作部への表示の結果、フィルタの目詰まりを未然に防止することが出来る。
【００５１】
また、磁気センサによる検知結果からの制御値がスリーブ速度係数は５０以下、電界強度係数は１５０以上の場合、画像形成装置内のトナーの飛散量が多いと判断し、操作部へ“本体を調査してください”との表示を行う。結果、フィルタの目詰まりが防止する前の段階で画像形成装置内のトナー飛散量が増加した場合、操作部へ警告を発することで、転写紙の汚れを防止することができる。
【００５２】
上記実施例の結果、風速検知手段の一つである風速センサによる風速の検知と、磁気検知手段の一つである磁気センサによる磁性体量の検知により、排気手段の一つであるファンの出力電力の強さや画像形成手段の一つであるスリーブの回転速度、または電界強度などの現像方式を適正化し、かつ、粉塵排除手段の一つであるフィルタの寿命、ならびに画像形成装置内のトナーの飛散量を操作部へ表示することで、画像形成装置内の粉塵を適切に除去できフィルタの寿命を従来に比べ延ばし、かつフィルタの目詰まりや転写紙の汚れを未然に防止することができる。
【００５３】
また、本実施例の制御値、制御項目、表示例などはあくまでも一例であり、画像形成装置によって、より最適な条件、または例がある場合もある。
【００５４】
（実施例▲３▼）
次に、複数個の風速検知手段、磁気検知手段、粉塵排除手段、排気手段を具備した場合の画像形成装置の制御について述べる。
【００５５】
一般の画像形成装置には、一次帯電器ファン、転写分離ファン、定着ファン、ポリゴンミラー冷却ファン、等数々のファンを具備しているものも多い。各ファンは、それぞれの役割がある。一次ファンは、一次帯電器のワイヤ表面に付着する粉塵を除去する役割がある。転写分離ファンは、転写部を通過する転写紙がドラムから分離させるために吸引している。これらの各ファンによって、排気手段の制御をそれぞれ最適化することは、各フィルタの寿命を延ばすために非常に重要である。
【００５６】
本実施例では、２個の排気手段であるファンを具備した場合の風速検知手段と磁気検知手段の検出結果に応じて、ファンの制御を行っている。
【００５７】
次に、本実施例▲３▼のブロック図（図１４）について説明する。実施例▲３▼は実施例▲２▼と異なり、磁気検知手段（３２−ａ−ｂ）、風速検知手段（３３−ａ−ｂ）、排気手段切り替え装置（３６−ａ−ｂ）、排気手段（３７−ａ−ｂ）がそれぞれ、一次ファン用（ｂ）、転写分離ファン用（ａ）の２種類を具備している。更に、各ファンのフィルタの目詰まりを検出しファンの出力電力を調整していることが特徴である。上記制御を実施することで、各フィルタの寿命を、１．２〜１．５倍に延ばすことが出来る。
【００５８】
上記実施例の結果、風速検知手段の一つである複数の風速センサによる風速の検知と、磁気検知手段の一つである複数の磁気センサによる磁性体量の検知により、排気手段の一つである複数のファンの出力電力や画像形成手段の一つであるスリーブの回転速度、または電界強度などの現像方式を適正化することで、画像形成装置内の粉塵を適切に除去でき各フィルタの寿命を従来に比べ延ばすことができる。
【００５９】
また、本実施例の制御値ならびに制御項目はあくまでも一例であり、画像形成装置によって、より最適な条件がある場合もある。
【００６０】
【発明の効果】
風速検知手段と磁気検知手段の結果に応じて、排気手段と画像形成手段を制御することで粉塵除去手段の寿命を従来に比べ、延ばすことができる。
【００６１】
風速検知手段と磁気検知手段の結果から、粉塵除去手段の寿命と、画像形成装置内の磁性体の粉塵量を算出し、操作部へ表示することで、粉塵除去手段の寿命を超える使用や、転写紙への汚れの防止ができる。
【００６２】
複数個の風速検知手段と磁気検知手段の結果に応じて、複数個の排気手段と画像形成手段を制御することで、各粉塵除去手段の寿命を従来に比べ、延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐久による風速の変化を示す図
【図２】耐久による粉塵量の変化を示す図
【図３】ファンの出力電力に対する騒音、風速との関係を示す図
【図４】実施例▲１▼の耐久による風速とファンの出力電力の制御を示す図
【図５】磁気センサの検知信号とトナー量との関係を示す図
【図６】画像形成装置内の粉塵の種類と割合を示す図
【図７】現像スリーブの回転速度とトナー飛散量との関係を示す図
【図８】現像スリーブの回転速度と紙面上のトナーの載り量との関係を示す図
【図９】耐久によるトナーの載り量の変化を示す図
【図１０】実施例▲１▼のフローチャート
【図１１】実施例▲２▼のフローチャート
【図１２】実施例▲１▼のブロック制御図
【図１３】実施例▲２▼のブロック制御図
【図１４】実施例▲３▼のブロック制御図
【図１５】従来の画像形成装置
【図１６】実施例▲１▼の構成図
【符号の説明】
１ 粉塵排除手段（フィルタ）
２ 排気手段（ファン）
３ 磁気検知手段（磁気センサ）
４ 風速検知手段
５ 空気の流れ
１０ 像担持体
１１ 一次帯電器
１２ 露光装置
１３ 現像器
１４ 転写ガイド
１５ 転写帯電器
１６ 分離帯電器
１７ クリーニング装置
１８ 前露光装置
３１ コントローラ
３２ 磁気検知手段（ａ，ｂ）
３３ 風速検知手段（ａ，ｂ）
３４ 演算回路
３５ 記憶装置
３６ 排気手段切り替え装置（ａ，ｂ）
３７ 排気手段（ａ，ｂ）
３８ 操作部
Claims (4)
- 像担持体上に可視画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された像担持体上の画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体上の現像剤を記録媒体に定着させる定着手段と、前記画像形成手段と前記転写手段と前記定着手段を含む画像形成装置内の空気を外部へ排気する排気手段と、前記画像形成装置内の粉塵を除去する粉塵除去手段と、前記画像形成装置内の風速を検知する風速検知手段と、前記画像形成装置内の粉塵に含まれる磁性体を検知する磁気検知手段と、を具備した画像形成装置において、
前記風速検知手段と前記磁気検知手段とを、前記粉塵除去手段から１０ｍｍ以上１００ｍｍ未満の位置に配置し、かつ、前記風速検知手段は前記排気手段と前記粉塵除去手段との間であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１記載の画像形成装置において、前記風速検知手段と前記磁気検知手段の少なくとも一方の検知結果に応じて、前記排気手段と前記画像形成手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１又は２記載の画像形成装置において、文字を表示する操作部を具備し、前記風速検知手段と前記磁気検知手段の少なくとも一方の結果を前記操作部に表示させることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置において、前記風速検知手段と磁気検知手段を複数個具備することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003009232A JP2004219875A (ja) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003009232A JP2004219875A (ja) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | 画像形成装置 |
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|---|---|
| JP2004219875A true JP2004219875A (ja) | 2004-08-05 |
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| JP2003009232A Withdrawn JP2004219875A (ja) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | 画像形成装置 |
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| JP (1) | JP2004219875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008015198A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 送風システム |
-
2003
- 2003-01-17 JP JP2003009232A patent/JP2004219875A/ja not_active Withdrawn
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