JP2013235059A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】イオンを外部に放出し、小型化・低コスト化が可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置1において、帯電器55は、感光体ドラム54を帯電させる。露光ユニット57は、光ビームを感光体ドラム54に照射して静電潜像を形成する。現像ユニット56は、感光体ドラム54上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。二次転写ローラ512は、現像ユニット56によって形成されたトナー画像を、供給ユニット4から搬送される記録媒体に転写する。定着ユニット513は、二次転写ローラ512からの記録媒体上にトナー画像を定着させる。高圧電源回路522は、画像形成動作時に、複数のバイアス電圧を生成して、帯電器55等に印加し、イオン発生モード時には前記帯電器55のみに高電圧を与えて、該帯電器からイオンを発生させる。
【選択図】図5

Description

本発明は、マイナスイオンを発生可能な画像形成装置に関する。
この種の画像形成装置として、従来、下記の特許文献1に記載のものがある。この画像形成装置において、像形成部は、ハウジング内部に設けられ、像担持体としての感光体ドラム、及び帯電装置等を含んでいる。この像担持体の表面は、帯電装置により帯電させられるとともに、該表面に画像データの変調光が照射され、これにより静電潜像が形成される。
また、ハウジングを構成する2側壁には、それぞれ吸気又は排気のための複数の換気窓が形成される。送風部材は、この複数の換気窓を介してハウジング内に所与の気流を発生させる。マイナスイオン発生装置は、排気用の換気窓に対向して配設され、マイナスイオンを発生する。また、プラズマ集塵装置は、吸気用の換気窓及びマイナスイオン発生装置にそれぞれ対向して配設され、一方の極性を持つイオンを発生させるイオン発生部と、この発生するイオンとは逆の極性に帯電されるフィルタと、を備えている。
特開2005−4144号公報(図4,図5参照)
しかしながら、従来の画像形成装置は、マイナスイオンを発生するために専用のマイナスイオン発生装置を備えているため、大型で高価になるという問題があった。
それゆえに、本発明の目的は、マイナスイオンを発生可能で、小型・低コストな画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、画像形成装置であって、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体を帯電させる帯電器と、入力データに基づき光ビームを生成して静電潜像担持体に照射し、静電潜像を形成する露光ユニットと、前記静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像して、トナー画像を形成する現像ユニットと、記録媒体を積載しており、画像形成動作時に記録媒体を取り出して搬送する供給ユニットと、前記現像ユニットによって形成されたトナー画像を、前記供給ユニットから搬送されてくる記録媒体に転写する転写部材と、前記転写部材から送られてくる記録媒体上にトナー画像を定着させて、該記録媒体上に画像を形成する定着ユニットと、画像形成動作時に、複数のバイアス電圧を少なくとも生成して、少なくとも前記帯電器及び前記現像ユニットに印加する高圧電源回路と、を備え、前記高圧電源回路はさらに、前記画像形成動作時以外のタイミングで実行されるイオン発生モード時に前記帯電器のみに高電圧を与えて、該帯電器からイオンを発生させる。
上記の通り、帯電器は、画像形成動作時には静電潜像担持体の帯電に、イオン発生モード時にはマイナスイオンの発生に用いられる。このように、本態様によれば、マイナスイオン発生のために専用の装置が不要となるので、小型・低コストな画像形成装置を提供可能となる。
本発明の各実施形態に係る画像形成装置を正面から見た模式図である。 図1の画像形成装置の内部構成を示す模式図である。 画像形成時における画像形成装置の要部の動作を示す模式図である。 画像形成時における画像形成装置内のエアフローを示す模式図である。 イオン発生時における画像形成装置の要部の動作を示す模式図である。 イオン発生時における画像形成装置内のエアフローを示す模式図である。 第1の実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第2の実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第3の実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第4の実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の各実施形態に係る画像形成装置1について、図1〜図10を参照して説明する。図面において、X軸、Y軸及びZ軸は、画像形成装置1の左右方向(横方向)、奥行き方向(前後方向)及び高さ方向(上下方向)を示す。また、図面において、参照符号の後に続くアルファベット大文字のY,M,C,Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒を表す添え字である。例えば、感光体ドラム54Yは、イエロー用の感光体ドラム54を意味する。
(画像形成装置の基本構成)
図1〜図6において、画像形成装置1は、電子写真方式及びタンデム方式を採用したカラープリンタ等であり、操作パネル2、スキャナ3、少なくとも1段の供給ユニット4、印刷ユニット5、及び排出トレイ66を備える。
操作パネル2は、操作手段の一例であり、ユーザにより操作される複数のボタンを含んでいる。ボタンとしては、図1に示すように、印刷処理を開始させるための印刷開始ボタン21や、イオン発生モードの実行を指示するためのモードボタン22がある。また、操作パネル2のアップダウンキーやテンキーにより、マイナスイオンを発生させる時間を設定可能である。なお、モードボタン22は、第1の実施形態では不要である。また、イオン発生時間に関しては第4の実施形態で説明される。
スキャナ3は、画像入力手段の一例であり、例えば、ADF(Automatic Document Feeder)により、ユーザによりセットされた原稿画像を自動的に内部に取り込む。スキャナ3は、内部に取り込んだ原稿画像を読み取って、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色で表す画像データを生成する。RGBの画像データは、後述の制御手段7により、YMCKの画像データに変換される。
供給ユニット4は、図2に示すように、供給トレイ41及び供給ローラ42を含む。供給トレイ41には、未印刷の記録媒体Sが複数枚積載される。供給ローラ42は、供給トレイ41から記録媒体Sを一枚ずつ取り出して、レジストローラを介して転写ニップ(後述)に向けて送り出す。
印刷ユニット5は、前面外装パネル51及び背面外装パネル52(図4や図6等を参照)を含む外装体の内部に設けられる。印刷ユニット5は、図2に示すように、各色の作像ユニット53を含み、各作像ユニット53は、感光体ドラム54、帯電器55及び現像ユニット56等を有する。印刷ユニット5はさらに、露光ユニット57、各色用の一次転写ローラ58、転写ベルト59、駆動ローラ510、従動ローラ511、二次転写ローラ512、及び定着ユニット513等を備えている。
帯電器55は、静電潜像担持体の一例である感光体ドラム54の周面を帯電させる。露光ユニット57は、YMCK各色の画像データを制御手段7から受け取り、各色用の画像データで変調された光ビームを内蔵の光源(図示せず)により生成する。各色の光ビームは、副走査方向に回転する対応色の感光体ドラム54の周面に、主走査方向に沿って照射される。これにより、各感光体ドラム54の周面には、各色の静電潜像が形成される。各色の現像ユニット56は、対応する感光体ドラム54周面上にトナーを供給して、対応色のトナー画像を形成する。
各色の一次転写ローラ58は、対応色のトナー画像を、感光体ドラム54の周面から、駆動ローラ510と従動ローラ511とに張り渡された転写ベルト59に転写する。転写ベルト59は、トナー像担持体の一例であり、該転写ベルト59上には、各色のトナー画像が重ね合わせられた合成トナー画像が生成される。
駆動ローラ510は、図示しないモータにより回転させられ、転写ベルト59を図2の矢印αの方向に駆動する。二次転写ローラ512は、転写部材の一例であり、転写ベルト59と当接して転写ニップを形成する。この転写ニップにおいて、前述の供給ローラ42から搬送されてくる記録媒体Sが導入される。また、合成トナー画像は、転写ベルト59が駆動させられることにより転写ニップの位置まで搬送される。二次転写ローラ512には、転写バイアス電圧が印加されており、合成トナー画像は、該転写バイアス電圧により二次転写ローラ512側へと引き寄せられ、転写ニップに導入された記録媒体Sに転写される(2次転写)。2次転写済みの記録媒体Sは、転写ニップから定着ユニット513に向けて送り出される。
定着ユニット513は、転写ニップからの記録媒体Sが導入されると、該記録媒体Sを加熱・加圧して、合成トナー画像を記録媒体Sに定着させる。定着済みの記録媒体Sは、印刷物として、排出ローラを介して排出トレイ6に排出され載置される。以上説明した、排出トレイ6へと印刷物が排出されるまでの一連の動作を、各実施形態では画像形成動作という。
(第1の実施形態)
次に、第1の実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図3や図5に示すように、各色の帯電器55は、例えばスコロトロン帯電器であり、対応する感光体ドラム54に沿って対向するよう配置され、Y軸に平行な中心軸を中心に回転移動するように構成されている。これら帯電器55は、放電電極514及びグリッド電極515を有する。放電電極514及びグリッド電極515には、高圧電源回路522によって帯電バイアス電圧Vc及びグリッド電圧Vgが印加される。
また、各帯電器の近傍には、帯電器移動手段516、帯電器位置検出手段517、エアーダクト518、ファン519、前面吸排気口520及び背面吸排気口521が設けられる。
帯電器移動手段516は、感光体保護手段の一例であり、制御手段7の制御下で、感光体ドラム54を保護すべく帯電器55を回動させるモータである。より具体的には、帯電器移動手段516は、画像形成動作の際、放電電極514及び感光体ドラム54の間にグリッド電極515が位置するように帯電器55を回動させる(図3参照)。以下、このようなグリッド電極515の位置を対向位置という。また、帯電器移動手段516は、イオン発生モードの実行中、グリッド電極515が対向位置から退避するよう、帯電器55を回動させる(図5参照)。以下、このようなグリッド電極515の位置を退避位置という。
帯電器位置検出手段517は、例えばフォトセンサからなり、グリッド電極515が対向位置にあるか退避位置にあるかを検出して、検出結果を制御手段7に出力する。
エアーダクト518は、Y軸に平行に延びる帯電器55の上方に配置され、該帯電器55を概ね全長に渡って覆っている。
ファン519は、エアーダクト518の後端と、Y軸方向に対向するように設けられる。ここで、エアーダクト518の後端とは、画像形成装置1の背面側の端部である。このファン519は、制御手段7の制御下で、Y軸に平行な中心軸を中心に順転又は逆転する。順転時、ファン519は、画像形成装置1の前面側からエアーを取り込んでその背面側に送り出す。逆転時、ファン519は、背面側からエアーを取り込んで前面側に送り出す。
また、前面吸排気口520は、エアーダクト518の前端とY軸方向に対向するように前面外装パネル51に形成され、背面吸排気口521は、ファン519に対向するよう背面外装パネル52に形成される。
また、高圧電源回路522は、画像形成動作時に、前述した帯電バイアス電圧Vc及びグリッド電圧Vgだけでなく、図3に示すように、現像バイアス電圧Vd及び一次転写バイアス電圧Vt等、各種バイアス電圧を生成し、現像ユニット56及び一次転写ローラ58等、対応する構成に印加する。他にも、高圧電源回路522は、イオン発生モードが実行されている間、図5に示すように、高電圧Viを生成し放電電極514に印加する。なお、この高圧電源回路522は、各色の帯電器55毎に設けられても良いが、画像形成装置1の小型化・低コスト化のためには、全色の帯電器55で共用されることが好ましい。
制御手段7は、マイコンやメモリ等から構成され、図2に示すように、画像形成装置1の各部を制御する。
次に、図7のフローチャートを参照して、本実施形態の画像形成装置1の動作を説明する。ユーザは、原稿画像をスキャナ3にセットし、さらに、操作パネル2を操作して、必要な情報を入力した後、印刷開始ボタン21を押下する。これにより、画像形成動作が開始される(S101)。
画像形成動作は前述したとおりであるため、ここでは、本実施形態の要部のみを説明する。S101においては、帯電器55のグリッド電極515は、図3、図4に示すように対向位置に位置し、高圧電源回路522は、図3に例示するように、例えば−6.5[kV]の帯電バイアス電圧Vc、グリッド電圧Vg、現像バイアス電圧Vd、及び一次転写バイアス電圧Vt等を生成し、放電電極514、グリッド電極515、現像ユニット56及び一次転写ローラ58に印加する。なお、Vcとして−6.5[kV]を例示したが、Vcの値は色毎で異なる場合が多い。
また、S101において、ファン519は順転する。その結果、図4に示すように、前面吸排気口520からエアーが画像形成装置1内に取り込まれる。取り込まれたエアーは、矢印で示すように、画像形成装置1の背面に向けてダクト内を流れて、ファン519を通じて背面吸排気口521から画像形成装置1の外部に排出される。
この画像形成動作が完了すると(S102)、高圧電源回路522は、制御手段7の制御下で、放電電極514、グリッド電極515、現像ユニット56及び一次転写ローラ58等への高電圧の印加を停止する(S103)。さらに、制御手段7は、感光体ドラム54、現像ユニット56に備わる現像ローラ、一次転写ローラ58等、各種回転体の回転を停止する(S104)。
S104の後、制御手段7は、帯電器移動手段516に対し制御信号を与えて帯電器移動手段516を駆動する(S105)。これにより、帯電器55は回動を開始し、グリッド電極515は対向位置から退避位置に向かい始める(S106)。帯電器位置検出手段517は、図5に示すように、グリッド電極515が退避位置に到達したことを検出すると、検出結果を制御手段7に出力する。この検出結果により、制御手段7は、帯電器55の回動完了を認識すると(S107)、ファン519を逆転させる(S108)。また、高圧電源回路522は、制御手段7の制御下で、イオン発生用の高電圧Vのみを生成し、放電電極514のみに印加する。ここで、高電圧Vは例えば−4.0[kV]である。これによって、画像形成装置1はイオン発生モードでの動作を開始する(S109)。これにより、帯電器55内ではマイナスイオンが生成され、図6に示すように、ファン519による送風により、生成されたマイナスイオンは、図6中の矢印で示すように、前面吸排気口520から画像形成装置1の外部に向けて放出される(S110)。なお、本印刷ユニット5ではマイナスイオンの他にオゾンも生成されるが、生成されたオゾンは、周知のオゾンフィルタにより除去される。
(第2の実施形態)
本実施形態は、第1の実施形態と比較して、画像形成装置1の動作が相違する。それ以外に両実施形態の間に相違点は無い。それゆえ、以下の説明において、第1の実施形態に相当する構成には同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。なお、この点については、第3及び第4の実施形態でも同様である。
以下、図8のフローチャートを参照して、本実施形態の画像形成装置1の動作を説明する。図8は、図7と比較すると、S201をさらに備える点で相違する。それ以外に両フローチャートの間に相違点はない。それゆえ、図8において、図7のステップに相当するものには同一のステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
ユーザは、スキャナ3への原稿画像のセット後、操作パネル2を操作して、必要な情報を入力した後、印刷開始ボタン21を押下する。また、ユーザがイオン発生モードの実行を望む場合、印刷開始ボタン21の他にモードボタン22も押下する。
印刷開始ボタン21の押下により、前述したS101〜S104が行われる。S104の後、制御手段7は、モードボタン22が押下されたか否かを判断する(S201)。制御手段7がYesと判断した場合、画像形成装置1ではS105以降の処理が行われる。また、S201でNoと判断した場合、画像形成装置1はS105以降の処理をスキップして、次の画像形成を待機する。
(第3の実施形態)
以下、図9のフローチャートを参照して、本実施形態の画像形成装置1の動作を説明する。図9は、図7と比較すると、S301〜S303をさらに備える点で相違するだけである。それゆえ、図9において、図7のステップに相当するものには同一のステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
ユーザは、スキャナ3への原稿画像のセット後、操作パネル2を操作して、必要な情報を入力した後、印刷開始ボタン21を押下する。また、ユーザがイオン発生モードの実行を望む場合、印刷開始ボタン21の他にモードボタン22も押下する。
印刷開始ボタン21の押下により、前述したS101〜S104が行われる。S104の後、制御手段7は、前述のS201と同様の処理を実行する(S301)。S301においてYesと判断した場合、制御手段7は、スリープモード(低消費電力モード)への移行の設定を解除する(S302)。その後、画像形成装置1ではS105以降の処理が行われる。また、S301でNoと判断した場合、画像形成装置1は、予め設定された移行条件(例えば、スリープモードへの移行時間)を満たせばスリープモードに入り(S303)、次の画像形成を待機する。
(第4の実施形態)
以下、図10のフローチャートを参照して、本実施形態の画像形成装置1の動作を説明する。図10は、図7と比較すると、S401〜S405をさらに備える点で相違するだけである。それゆえ、図10において、図7のステップに相当するものには同一のステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
ユーザは、スキャナ3への原稿画像のセット後、操作パネル2を操作して、必要な情報を入力した後、印刷開始ボタン21を押下する。また、ユーザがイオン発生モードの実行を望む場合、印刷開始ボタン21の他にモードボタン22も押下する。また、本実施形態では、マイナスイオン発生時間がデフォルトで、又はユーザが操作パネル2を操作することにより予め設定されている。
印刷開始ボタン21の押下により、前述したS101〜S104が行われる。S104の後、制御手段7は、前述のS301,S302と同様の処理を実行する(S401,S402)。S402の次に、画像形成装置1ではS105以降の処理が行われる。また、S110は上述のマイナスイオン発生時間の間実行され、このマイナスイオン発生時間が経過すると(S403)、画像形成装置1の電源をオフにする(S404)。
また、S401でNoと判断した場合、画像形成装置1は、前述のS303と同様に、予め設定された移行条件を満たせばスリープモードに入り(S405)、次の画像形成を待機する。
(画像形成装置の作用・効果)
以上の各実施形態によれば、画像形成動作中には、帯電器55は感光体ドラム54の周面の帯電に、イオン発生モードの実行時には、帯電器55はマイナスイオンの発生に用いられる。このように、各実施形態によれば、マイナスイオン発生のために専用の装置を備えなくとも、マイナスイオンの発生が可能となるので、小型で低コストな画像形成装置を提供することが可能となる。
また、各実施形態によれば、帯電器55が放電電極514とグリッド電極515とを有する場合において、イオン発生モードの実行時には、帯電器55の放電電極514に高電圧Viが印加され、グリッド電極515には高電圧が与えられない。これにより、画像形成装置1は、高電圧Viを効率的に利用して、マイナスイオンを発生させることが可能となる。
また、各実施形態によれば、画像形成動作時とマイナスイオン発生時とでは、放電電極514には異なる値の高電圧が印加される。各実施形態では、画像形成動作時の印加電圧は−6.5[kV]であり、マイナスイオン発生時の印加電圧は−4.0[kV]である。このように印加電圧を適切な値に変更することで、画像形成装置1の消費電力を適切なレベルに抑えることができる。
また、各実施形態によれば、ファン519の回転方向を制御することで、エアーダクト518と、ファン519と、前面吸排気口520と背面吸排気口521とを、画像形成動作時及びマイナスイオン発生時の双方で用いている。これにより、マイナスイオン放出のために専用のエアーダクト等が不要になるので、小型で低コストな画像形成装置を提供することが可能となる。
また、各実施形態によれば、保護手段の一例としての帯電器移動手段516は、マイナスイオン発生時、感光体ドラム54に対向しないようにグリッド電極515を退避させる。これにより、マイナスイオン発生時には使用しない感光体ドラム54へマイナスイオンを導かないようにして、該感光体ドラム54への電気的ストレスを与えることを避け、感光体ドラム54を保護することが可能となる。なお、各実施形態では、帯電器55を回動させることで感光体ドラム54を保護していたが、これに限らず、例えば、帯電器55を回動させずに、マイナスイオン発生時にグリッド電極515と感光体ドラム54の間に、感光体ドラム54を保護可能なシャッター部材を挿入しても構わない。
また、第2〜第4の実施形態では、モードボタン22が押下された場合に、イオン発生モードが実行される。このように、ユーザが望む場合にしかイオン発生モードは実行されないので、不要なイオン発生モードによる電力消費を抑えることができる。
また、特に第4の実施形態では、イオン発生モードにおいては、マイナスイオンの発生に必要な構成にのみ電力供給が行われ、さらには、設定時間の間だけマイナスイオンを発生する。これにより、不必要な電力消費を抑えることが可能となる。
本発明に係る画像形成装置は、小型化・低コスト化が可能であり、タンデム方式を採用したプリンタ、ファクシミリ、複写機及びこれらの複合機等に適用可能であり、また、タンデム方式以外にも4サイクル方式を採用したプリンタ等にも適用可能である。
1 画像形成装置
4 供給ユニット
5 印刷ユニット
51 前面外装パネル
52 背面外装パネル
53 作像ユニット
54 感光体ドラム(静電潜像担持体)
55 帯電器
56 現像ユニット
57 露光ユニット
512 二次転写ローラ
513 定着ユニット
514 放電電極
515 グリッド電極
516 帯電器移動手段
517 帯電器位置検出手段
518 エアーダクト
519 ファン(送風手段)
520 前面吸排気口
521 背面吸排気口
522 高圧電源回路
7 制御手段

Claims (7)

  1. 静電潜像担持体と、
    前記静電潜像担持体を帯電させる帯電器と、
    入力データに基づき光ビームを生成して静電潜像担持体に照射し、静電潜像を形成する露光ユニットと、
    前記静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像して、トナー画像を形成する現像ユニットと、
    記録媒体を積載しており、画像形成動作時に記録媒体を取り出して搬送する供給ユニットと、
    前記現像ユニットによって形成されたトナー画像を、前記供給ユニットから搬送されてくる記録媒体に転写する転写部材と、
    前記転写部材から送られてくる記録媒体上にトナー画像を定着させて、該記録媒体上に画像を形成する定着ユニットと、
    画像形成動作時に、複数のバイアス電圧を少なくとも生成して、少なくとも前記帯電器及び前記現像ユニットに印加する高圧電源回路と、を備え、
    前記高圧電源回路はさらに、前記画像形成動作時以外のタイミングで実行されるイオン発生モード時に前記帯電器のみに高電圧を与えて、該帯電器からイオンを発生させる、画像形成装置。
  2. 前記帯電器は放電電極とグリッド電極とを有しており、
    前記高圧電源回路は、
    前記画像形成動作時に、複数のバイアス電圧を少なくとも生成して、前記帯電器の放電電極、前記現像ユニット及び前記転写部材に印加するとともに、グリッド電圧を生成して、前記帯電器のグリッド電極に印加し、
    前記イオン発生モード時には、前記帯電器の放電電極のみに高電圧を与える、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記放電電極への印加バイアス電圧と、該放電電極への印加高電圧とでは電圧値が互いに異なる、請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記放電電極への印加バイアス電圧は−6.5[kV]で、該放電電極への印加高電圧は−4.0[kV]である、請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記画像形成装置は、
    前記画像形成装置の前面に設けられ、前面吸排気口が形成された前面外装パネルと、
    前記画像形成装置の背面に設けられ、背面吸排気口が形成された背面外装パネルと、
    前記前面吸排気口と前記背面吸排気口との間であって、かつ前記帯電器の上方に設けられたエアーダクトと、
    前記前面吸排気口又は前記背面吸排気口と対向するように設けられた送風手段と、をさらに備え、
    前記送風手段は、前記画像形成動作時には、前記背面吸排気口からエアーを排気するよう回転し、前記イオン発生モード時には、前記前面吸排気口からエアーを排気するよう回転する、請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記イオン発生モード時に、前記帯電器により発生したイオンを前記静電潜像担持体へと導かないように保護する保護手段をさらに備える、請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 前記高圧電源回路は、前記イオン発生モード時、予め設定された時間の間、前記帯電器のみに高電圧を与えて、該帯電器からイオンを発生させる、請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置。
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