JP2014092766A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】外部環境に急激な変化が生じた場合でも、画像欠陥が発生するのを抑制することを可能とした画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置の内部の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する第1の環境センサー111と、装置外部の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する第2の環境センサー112とを備え、第2の環境センサー112によって検知された温度又は湿度が第1の環境センサー111によって検知された温度又は湿度よりも高く、かつ第2の環境センサー112によって検知された温度又は湿度と第1の環境センサー111によって検知された温度又は湿度との差の少なくとも一方が第1の閾値以上である場合に、像保持体を帯電させる帯電装置に外部の空気を送る送風ファン92の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は送風ファン92を停止させる駆動回路103を備えるように構成した。
【選択図】図4

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。
従来、上記画像形成装置において、感光体ドラムの表面をコロナ放電によって帯電する帯電装置で帯電する際に、帯電装置から発生するオゾンや窒素酸化物等の放電生成物が感光体ドラムの表面に付着することに起因し、特に高温高湿時に静電潜像が乱れる画像欠陥が発生するのを抑制する技術としては、例えば、特許文献1乃至3等に開示されたものが既に提案されている。
特許文献1は、像担持体と、前記像担持体表面を帯電するコロナ帯電器と、前記コロナ帯電器にエアの流れを形成する送排気機構と、温度湿度検知手段とを備えた画像形成装置において、前記送排気機構は、画像形成中のエアの風速設定を、前記温度湿度検知手段が検知する水分量が所定以上の環境条件では減速させる切り換え手段を有するものである。
特許文献2は、a−Si感光層を備えた像担持体上に研磨剤を有するトナーを供給する現像手段と、像担持体表面をクリーニングするための回転体を備えたクリーニング手段と、装置外部の温湿度を検知する検知手段と、装置内部の温度を検知する検知手段とを備え、装置外部温湿度と装置内部温度と装置外部温度の温度差に基いて、現像手段から像担持体上に供給するトナー量、並びにクリーニング手段の回転時間を制御するものである。
特許文献3は、コロナ放電により像担持体を帯電させる帯電装置と、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に加熱定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、外気を上記の帯電装置内に導入する第1経路と、定着装置において加熱された空気を上記の帯電装置内に導入する第2経路とが設けられると共に、上記の第1経路と第2経路との切り換えを行う切換手段と、画像形成装置内の環境条件を検出する環境検出手段とが設けられ、この環境検出手段によって検出された湿度が所定値以上の場合に、上記の切換手段により、第2経路を通して定着装置において加熱された空気を帯電装置内に導入させるものである。
特開2004−271883号公報 特開2004−301948号公報 特開2009−186868号公報
ところで、この発明が解決しようとする課題は、外部環境に急激な変化が生じた場合でも、画像欠陥が発生するのを抑制することを可能とした画像形成装置を提供することにある。
すなわち、請求項1に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面をコロナ放電によって帯電する帯電手段と、
前記帯電手段に外部の空気を送る送風手段と、
装置内部の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する第1の検知手段と、
装置外部の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する第2の検知手段と、
前記第2の検知手段によって検知された温度又は湿度が前記第1の検知手段によって検知された温度又は湿度よりも高く、かつ前記第2の検知手段によって検知された温度又は湿度と前記第1の検知手段によって検知された温度又は湿度との差の少なくとも一方が第1の閾値以上である場合に、前記送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させる切替手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に記載された発明は、前記切替手段は、前記第1の検知手段によって検知された温度又は湿度の単位時間当たりの変動が第2の閾値以上である場合に、前記送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項3に記載された発明は、前記切替手段は、前記第1の検知手段によって検知された湿度が低湿側から高湿側へ変動した場合に、前記送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置である。
請求項4に記載された発明は、前記帯電手段の周囲の空気を外部に排出する排気手段を備え、
前記切替手段は、前記送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させる際に、前記排気手段の風量を予め定められた値よりも増加させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置である。
請求項5に記載された発明は、前記像保持体の回転速度を画像形成動作の終了後に画像形成時よりも増速させる第2の切替手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置である。
請求項1に記載された発明によれば、外部環境に急激な変化が生じた場合でも、画質欠陥が発生するのを抑制することができる。
請求項2に記載された発明によれば、外部環境に急激な変化が生じことを予測して、画質欠陥が発生するのを抑制することができる。
請求項3に記載された発明によれば、外部環境の湿度変動により画質欠陥が発生するのを抑制することができる。
請求項4に記載された発明によれば、送風手段の風量を減少させることによって二次的な障害が生じるのを抑制することができる。
請求項5に記載された発明によれば、帯電装置によって発生した放電生成物が像保持体の表面に付着するのを抑制することができる。
この発明の実施の形態1に係る画像形成装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。 帯電装置を示す斜視構成図である。 制御回路を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1及び2に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態2に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 機内の温度及び湿度の時間変化を示すグラフである。
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態1
図1はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置を示す概略構成図であり、図2は画像形成装置の要部を示す構成図である。
実施の形態1に係る画像形成装置1は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置1は、図1に示すように、現像剤4(図2参照)を構成するトナーで現像される複数のトナー像を順次形成する画像形成部10と、画像形成部10で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に被記録材の一例としての記録用紙5に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置20と、中間転写装置20の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙5を収容して搬送する給紙装置50と、中間転写装置20で二次転写された記録用紙5上のトナー像を定着させる定着装置40等を備えている。
この画像形成装置1は、例えば、記録用紙5に形成すべき原稿画像を入力する画像入力装置60を追加して装備させた場合にはカラー複写機として構成することができる。図中の1aは画像形成装置の本体を示し、この本体1aは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。また、図中の実線及び二点鎖線は、本体1a内において記録用紙5が搬送される主な搬送経路を示す。
画像形成部10は、例えば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー像と特別色S1,S2の2種類のトナー像とをそれぞれ形成する。上記特別色(S1,S2)の現像剤4(S1,S2)としては、例えば、上記4色では表現が困難又は不可能であった色材等で構成されるものが使用され、具体的には、上記4色以外の色のトナー、上記4色のトナーと同一の色であって彩度が異なるトナー、光沢を向上させる透明トナー、点字用の発泡性トナー、蛍光色トナー等である。
画像形成部10は、図1や図2に示すように、回転する像保持体の一例としての感光ドラム11を備えており、この感光ドラム11の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光ドラム11の像形成が可能な周面(像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置12と、感光ドラム11の帯電された周面に画像の情報(信号)に基づく光LBを照射して電位差のある(各色用の)静電潜像を順次形成する露光装置13と、その静電潜像を順次対応する色(Y,M,C,K,S1,S2)の現像剤4のトナーで現像してトナー像にする現像手段としての回転式の現像装置14と、その各トナー像を中間転写装置20に転写する一次転写装置15と、一次転写後における感光ドラム11の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を帯電させる清掃前帯電装置16と、その再帯電された付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置17と、感光ドラム11の清掃後における像保持面を除電する除電器18等である。
感光ドラム11は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層(感光層)を有する像保持面を形成したものである。この感光ドラム11は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Aで示す方向に回転するように支持されている。
帯電装置12は、感光ドラム11に接触しない状態で配置されるコロナ放電器(スコロトロン)等の非接触型の帯電装置で構成される。帯電装置12は、図3に示すように、長方形状の天板121とこの天板121の長手方向に沿って延びる長辺部から下方に垂れ下がった状態の側板122、123とを有した外観形状からなるシールドケース120(覆い部材)と、シールドケース120の長手方向における両端部(短辺部)にそれぞれ取り付けられる図示しない2つの端部支持体と、この2つの端部支持体の間に、シールドケース120の内部空間を通過してほぼ直線状に張り渡した状態で取り付けられる2本のコロナ放電ワイヤ124a、124bと、シールドケース120の下部開口部に、その下部開口部を覆ってコロナ放電ワイヤ124a、124bと感光ドラム11の周面との間に存在した状態で取り付けられる格子状のグリッド電極125(電界調整板)とを備えている、いわゆるスコロトロン型のコロナ放電器で構成されている。図2等に示す符号127は、2本のコロナ放電ワイヤが配置される空間を仕切る隔壁である。
また、帯電装置12は、コロナ放電ワイヤ124a、124bが、感光ドラム11の周面と所要の間隙(例えば放電ギャップ)をあけて対向する状態でかつ感光ドラム11の回転軸の方向に沿ってその像形成対象領域に少なくとも存在する状態になるよう配置される。また、帯電装置12は、画像形成時になると、図示しない電源装置から放電ワイヤ124a、124b(と感光ドラム11との間)に帯電用の電圧が印加される。帯電用電圧としては、現像装置14が反転現像を行うものである場合、その現像装置14から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。
さらに、帯電装置12は、その使用に伴ってコロナ放電ワイヤ124a、124bやグリッド電極125に、コロナ放電により生成される放電生成物、トナーの外添剤等の物質(不要物)が付着して汚染されることでコロナ放電が十分に又は均一に行われなくなって帯電むら等の帯電不良が発生することがある。また、帯電装置12におけるコロナ放電により生成される放電生成物が感光ドラム11の表面に付着すると、特に、高温高湿時などの環境下において感光ドラム11の表面に付着した放電生成物が吸湿し、感光ドラム11の表面に形成された静電潜像が乱れる所謂像流れと呼ばれる画像欠陥が発生することがある。このため、帯電装置12には、放電ワイヤ124a、124b及びグリッド電極125に不要物が付着するのを防止乃至抑制するとともに、感光ドラム11の表面に放電生成物等の不要物が付着するのを防止乃至抑制するため、放電ワイヤ124a、124b及びグリッド電極125、更には感光ドラム11の表面に対して空気を吹き付けるための送風装置90が併設されている。また、帯電装置12のシールドケース120の上面には、送風装置90からの空気を取り込むための開口部126が形成されている。開口部126は、その開口形状が長方形となるよう形成されている。送風装置90の構成については、後述する。
露光装置13は、画像形成装置1に入力される画像の情報に応じて構成される光(矢付き実線)LBを、帯電された後の感光ドラム11の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置13には、潜像形成時になると画像形成装置1に任意の手段で入力される画像の情報(信号)が送信される。
現像装置14は、図2に示すように、感光ドラム11の表面に形成される静電潜像を対応する色のトナーで順次現像する複数の現像器140を周方向に沿って備えている。図示された現像装置14は、感光ドラム11と対向する現像位置から反時計回り方向に沿ってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色と特別色(S1,S2)の6つの現像器140(Y,M,C,K,S1,S2)を備えている。
現像器140(Y,M,C,K,S1,S2)はいずれも、図2に示すように、同様の構成を有しており、開口部と現像剤4の収容室が形成された筐体141の内部に、現像剤4を保持して感光ドラム11と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール142と、現像剤4を攪拌しながら現像ロール142を通過させるよう搬送する2つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材143,144と、現像ロール142に保持される現像剤の量(層厚)を規制する層厚規制部材145などを配置して構成されたものである。この各現像器140には、その現像ロール142と感光ドラム11の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール142や攪拌搬送部材143,144は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記現像剤4としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。
現像装置14は、矢印Bで示す方向に回転可能に装着されており、感光ドラム11の表面に形成される静電潜像と対応する色の現像器140(Y,M,C,K,S1,S2)の現像ロール142が感光ドラム11と対向する現像位置へと移動することで、感光ドラム11の表面に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する。
一次転写装置15は、中間転写ベルト21を介して感光ドラム11の周面に接触して回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
ドラム清掃装置17は、図2に示すように、一部が開口する容器状の筺体170と、一次転写後の感光ドラム11の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板171と、清掃板171よりも感光ドラム11の回転方向上流側で感光ドラム11の周面に接触して回転するよう配置される回転ブラシロール172と、清掃板171で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材173等で構成されている。清掃板171としては、ゴム等の材料からなる板状の部材(例えばブレード)が使用される。
中間転写装置20は、図1に示すように、感光ドラム11の下方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置20は、感光ドラム11と一次転写装置15(一次転写ロール)の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Cで示す方向に回転する中間転写ベルト21と、中間転写ベルト21をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール22〜27と、ベルト支持ロール27に支持されている中間転写ベルト21の外周面(像保持面)側に配置されて中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に二次転写させる二次転写装置30と、二次転写装置30を通過した後に中間転写ベルト21の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃する清掃板28a(図2参照)を備えたベルト清掃装置28とで主に構成されている。
中間転写ベルト21としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール22は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール23,24,26は中間転写ベルト21の走行位置などを保持する従動ロールとして構成され、ベルト支持ロール25は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール27は二次転写のバックアップロールとして構成されている。
二次転写装置30は、図1に示されるように、中間転写装置20におけるベルト支持ロール27に支持されている中間転写ベルト21の外周面部分である二次転写位置において回転する二次転写ロールから構成されている。二次転写ロール30又は中間転写装置20の支持ロール27には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。
定着装置40は、表面温度が所定の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるドラム形態の加熱用回転体41と、この加熱用回転体41の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して従動回転するドラム形態の加圧用回転体42などを配置して構成されたものである。この定着装置40では、加熱用回転体41と加圧用回転体42が接触する接触部が所要の定着処理(加熱及び加圧)を行う定着処理部になる。
給紙装置50は、中間転写装置20の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置50は、所望のサイズ、種類等の記録用紙5を積載した状態で収容する複数(又は単数)の用紙収容体51と、用紙収容体51から記録用紙5を1枚ずつ送り出す送出装置52a、52bとで主に構成されている。用紙収容体51は、例えば、本体1aの正面(使用者が操作時に向き合う側面)側に引き出すことができるように取り付けられている。
給紙装置50と二次転写装置30との間には、給紙装置50から送り出される記録用紙5を二次転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対53〜57や図示しない搬送ガイド材で構成される給紙搬送路58が設けられている。給紙搬送路58において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対57は、例えば記録用紙5の搬送時期を調整するロール(レジストロール)として構成されている。また、本体1aに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置40から送り出される定着後の記録用紙5を本体1aの外部に排出するための用紙排出ロール対59が設けられている。
用紙排出ロール対59の用紙搬送方向に沿った下流側には、記録用紙5の搬送方向を排出方向Dと下方とに切り替える第1の切替部材81が配置されている。また、給紙装置50の側方には、第1の切替部材81によって搬送方向が下方へと切り替えられた記録用紙5の表裏を反転する反転通路82を備えている。反転通路82は、記録用紙5の搬送方向を矢印Eで示す方向と矢印Fで示す方向とに切り替え可能な搬送ロール83、84を備える。
また、反転通路82の上方部分であって第1の切替部材81よりも下方の位置には、記録用紙5の搬送方向を両面用搬送通路85の搬送方向である搬送方向Gへと切り替える第2の切替部材86が配置されている。両面用搬送通路85は、記録用紙5を給紙搬送路58の搬送ロール56まで搬送する複数の用紙搬送ロール対87や図示しない搬送ガイド材で構成されている。
なお、前述したカラー複写機として構成する場合において装備される画像入力装置60は、プリント対象の画像情報を有する原稿6の画像を読み取る画像読取装置であり、例えば、図1に示されるように本体1aの上部に配置される。この画像読取装置60は、原稿6を読み取り位置へと搬送する原稿搬送装置70を備える。
原稿搬送装置70は、原稿載せ部71に置かれた原稿6を一枚ずつ分離して搬送する分離ロール対72と、原稿6が画像読取装置60の読取部62を通過するよう搬送する搬送ロール対73〜75を備えた搬送経路76と、搬送経路76に沿って搬送された原稿6を排出する原稿排出部77とを有している。
画像読取装置60は、読み込むべき画像の情報を有する原稿6を載せる透明ガラス板等からなる原稿載せ板(プラテンガラス)61と、原稿載せ板61上に置かれた原稿6を移動することで読み取る読取部62とから主に構成されている。画像読取装置60は、原稿搬送装置70によって搬送される原稿6の画像を、読取位置に停止した読取部62によって読み取る。なお、原稿搬送装置70は、原稿載せ板61上に置かれた原稿6を押える原稿押え部材としても機能する。
また、画像読取装置60で読み取られて入力される原稿6の画像情報は、画像処理装置63により必要な画像処理が施される。まず、画像読取装置60では、読み取った原稿6の画像情報を例えば赤(R)、緑(G)及び青(B)の3色の画像データ(例えば、各8bitのデータ)として画像処理装置63に送信する。一方、画像処理装置63は、画像読取装置60から送信された画像データについて、シェーディング補正、位置ずれ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠けし、色/移動編集等の予め定められた画像処理を施す。また、画像処理装置63では、画像処理した画像信号を前記4色(Y,M,C,K)の各画像信号にそれぞれ変更した後、露光装置13に送信する。また、画像処理装置63では、4色(Y,M,C,K)以外の2つの特別色(S1,S2)のための画像信号も生成する。
なお、図1中、符号146Y,146M,146C,146K,146S1,146S2は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)、ブラック(K)及び特別色(S1,S2)のトナーを収容したトナーカートリッジを、符号88は手差し給紙部をそれぞれ示している。
<画像形成装置の基本的な動作>
以下、画像形成装置1による基本的な画像形成動作について説明する。
ここでは、最初に、画像形成部10において、4色(Y,M,C,K)のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作を代表して説明する。
画像形成装置1は、画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、画像形成部10、中間転写装置20、定着装置40等が始動する。
そして、画像形成部10においては、まず感光ドラム11が矢印Aで示す方向に回転し、帯電装置12が感光ドラム11の表面を所要の極性(実施の形態ではマイナス極性)及び電位に帯電させる。続いて、露光装置13が、帯電後の感光ドラム11の表面に対し、画像形成装置1に入力される画像の情報を各色成分(Y,M,C,K)に変換して得られる画像の信号のうち、第1色目(例えば、イエロー)の画像信号に基づいて発光される光LBを照射し、その表面に所要の電位差で構成される第1色目の静電潜像を形成する。
続いて、回転式の現像装置14のうち、第1色目の現像器140Yが感光ドラム11と対向する現像位置へと予め移動し、第1色目の現像器140Yが、感光ドラム11に形成された第1色目の静電潜像に対し、所要の極性(マイナス極性)に帯電された対応する色(Y)のトナーを供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、感光ドラム11に形成された第1色目の静電潜像は、その対応する第1色目のトナーで現像された例えばイエロー色(Y)のトナー像として顕像化される。
続いて、画像形成部10の感光ドラム11上に形成された第1色目のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置15が、その第1色目のトナー像を中間転写装置20の矢印Cで示す方向に回転する中間転写ベルト21に対して一次転写させる。
また、一次転写が終了した画像形成部10では、図2に示すように、清掃前帯電装置16が一次転写後の感光ドラム11の表面に残留するトナー等の付着物を再帯電した後、ドラム清掃装置17が再帯電された付着物を掻き取るように除去して感光ドラム11の表面を清掃し、最後に、除電器18が清掃後の感光ドラム11の表面を除電する。これにより、画像形成部10は次の第2色目の画像形成動作が可能な状態にされる。
以下同様に、画像形成部10においては、第2色目から第4色目までにわたり、感光ドラム11表面の帯電装置12による帯電、露光装置13による静電潜像の形成、現像装置14の対応する色の現像器140による静電潜像の現像の各工程が繰り返し行われ、感光ドラム11上に順次形成される第2色目から第4色目までのトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置15が、その第2色目から第4色目のトナー像を中間転写装置20の矢印Cで示す方向に回転する中間転写ベルト21に対して重ね合わせた状態で一次転写させる。
続いて、中間転写装置20では、中間転写ベルト21の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置50では、画像形成動作に合わせて所要の記録用紙5を給紙搬送路58に送り出す。給紙搬送路58では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対57が記録用紙5を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。
二次転写位置においては、中間転写ベルト21から離間していた二次転写ロール30が所要の時期に中間転写ベルト21の表面に接触し、中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置20では、ベルト清掃装置28が、二次転写後の中間転写ベルト21の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。なお、ベルト清掃装置28の清掃板28a及び二次転写ロール30は、最終色のトナー像が中間転写ベルト21上に多重(一次)に転写されるまで、中間転写ベルト21の表面から離されている。
続いて、トナー像が二次転写された記録用紙5は、中間転写ベルト21から剥離された後に定着装置40まで搬送される。定着装置40では、回転する加熱用回転体41と加圧用回転体42との間の接触部に二次転写後の記録用紙5を導入して通過させることにより、必要な定着処理(加熱及び加圧)をして未定着のトナー像を用紙5に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙5は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対59により、例えば本体1aの外部に設置される排出収容部80にむけて排出される。
また、記録用紙5の両面に画像を形成するときは、片面に画像を形成した記録用紙5をそのまま排出収容部80へ排出せずに、第1の切替部材81によって搬送方向を下方へと切り替えて反転通路82に搬送する。その後、記録用紙5は、反転通路82の搬送ロール82,83によって搬送方向を矢印Eで示す方向から矢印Fで示す方向へと反転され、第2の切替部材86により搬送方向を両面用搬送通路85へと切り替えて、両面用搬送通路85へ搬送される。更に、記録用紙5は、給紙搬送経路58を通してレジストロールとしての用紙搬送ロール対57により転写時期に合わせて二次転写位置に送り出され、裏面にトナー像が転写された後、定着装置40で定着処理を受けて、用紙排出ロール対59により排出収容部80に排出される。
以上の動作により、4色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙5が出力される。
次に、画像形成装置1において、例えば上記した通常の画像形成を行う際に、前記特別色S1,S2の現像剤で構成される特別色トナー像を併せて形成するときの動作について説明する。
この場合は、まず、画像形成部10において前述した場合と同様の画像形成動作が行われ、これにより画像生成部10の感光ドラム11に特別色トナー像(S1,S2)が順次形成される。続いて、画像形成部10で形成された各特別色トナー像は、前述した4色のトナー像に関する画像形成動作の場合と同様に、中間転写装置20の中間転写ベルト21に一次転写された後に、二次転写装置30により中間転写ベルト21から記録用紙5に(他の色のトナー像と併せて)二次転写される。最後に、特別色トナー像と他の色のトナー像が二次転写された記録用紙5は、定着装置40において定着処理がなされた後、本体1aの外部に排出される。
以上の動作により、前述した4色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像の全面又は一部に対して2つの特別色トナー像が重なり合って存在するように形成された記録用紙5が出力される。
この他、画像形成装置1が画像入力装置60を装備するカラー複写機である場合は、その基本的な画像形成動作が次のように行われる。
すなわち、この場合は、画像入力装置60に原稿6がセットされ、その画像形成動作(コピー)の要求の指令情報を受けると、画像入力装置60において原稿6の原稿画像が読み取られた後、その読み取られた原稿画像の情報が画像処理装置63において前述したような画像処理を施されて画像の信号として生成され、しかる後、その画像の信号が画像形成部10における露光装置13に順次送信される。これにより、画像形成部10では、その原稿6の画像情報に基づいた静電潜像の形成とトナー像の形成がそれぞれ行われる。それ以後は、前述した画像形成動作(プリント)の場合と同様の動作が行われ、最終的に、そのトナー像からなる画像が記録用紙5に形成されて出力される。
<画像形成装置の特徴部分の構成>
この実施の形態に係る画像形成装置1は、図2に示すように、帯電装置12に外部の空気を送る送風装置90と、帯電装置12に送られた空気を外部に排出する排気装置91とを備える。
送風装置90は、空気を送る回転ファンを有する送風機92と、その送風機92から送られる空気を取り入れて送風対象の帯電装置12まで導いて噴出させる送風ダクト93とを備えている。
送風機92としては、例えば輻流型の送風ファンが使用され、所要の風量の空気を送るように駆動制御される。また、送風ダクト93は、図2に示すように、送風機92から送られる空気を取り入れる入口94と、その入口94から取り入れた空気を吹き付けるべき長尺な帯電装置の長手方向の部分(シールドケースの上面)と向き合う状態で配置されてその空気を長手方向と直交する方向に沿って流れるように出す出口95と、その入口94と出口95の間をつないで空気を流すための通路空間が形成された本体部96とを有した形状のものである。
送風ダクト92の本体部96は、一端部が入口94を設けて開口され、送風機92の形状に対応した開口形状を有する角筒形状に形成された導入通路部961と、一端部が導入通路部961に対応した開口形状に形成され、他端部が出口95に対応した開口幅を有するよう全体が帯電装置12の長手方向に沿って拡張された第1の通路部962と、第1の通路部962に接続されて帯電装置12の長手方向に沿った角筒形状に形成された第2の通路部963とで構成されている。
第1の通路部962は、一端部が入口94に対応した上下方向に沿った開口高さh1を有しているのに対して、他端部が入口よりも低い開口高さh2となっており、第1の通路部962の底面は、入口から出口へ向けて傾斜した傾斜面を構成している。
また、第2の通路部963は、第1の通路部962によって帯電装置12の長手方向に沿って拡張された空気の流速が帯電装置12の長手方向に沿ってほぼ均一となるように抑制する平板状の抑制部964と、内部の通路空間を流れる空気の方向を帯電装置12へ向けて偏向する平板状の偏向部965とを内部に備えている。
一方、排気装置91は、感光ドラム11の回転方向に沿って露光装置13の露光部よりも下流側であってかつ現像装置14よりも上流側の位置に配置された排気ダクト97と、排気ダクト97の長手方向に沿った一端部に設けられた排気ファン(図示せず)とを備えている。排気ダクト97は、感光ドラム11側の端部であって感光ドラム11の回転方向に沿った上流側に、帯電装置12から放出される主にオゾンやNOxなどの放電生成物を排気するため、感光ドラム11の軸方向に沿って開口した開口部99aを有している。また、排気ダクト97は、感光ドラム11側の端部であって感光ドラム11の回転方向に沿った下流側に、現像器140から放出される現像クラウドを排気するため、感光ドラム11の軸方向に沿って開口した開口部99bを有している。
画像形成装置1は、図2に示すように、排気ダクト97の上部であって露光部側の位置に、装置本体1aの内部の感光ドラム11の周囲における温度及び湿度を検知する第1の検知手段としての第1の環境センサー111を備えている。さらに、画像形成装置1は、図1に示すように、例えば、手差し収容部88の下方であって、装置本体1aの外装カバーの内側に装置本体1aの外部の温度及び湿度を検知する第2の検知手段としての第2の環境センサー112を備える。なお、第1の環境センサー111及び第2の環境センサー112は、温度と湿度の双方を必ずしも検知する必要はなく、温度又は湿度の少なくとも一方を検知するものであっても良い。
図4はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
図4において、符号100は制御手段としてのCPUを示すものであり、CPU100は、例えば、ROM101に記憶されたプログラムに基づいてRAM102に記憶されたパラメータ等を参照しつつ画像形成装置1の諸動作を制御する。
また、符号111は画像形成装置1の内部の温度及び湿度を検知する第1の検知手段としての第1の環境センサーを、112は画像形成装置1の外部の温度及び湿度を検知する第2の検知手段としての第2の環境センサーをそれぞれ示している。
103はCPU100から出力される信号に基づいて吸気ファン92及び排気ファン98の風量を切り替えられるよう駆動する切替手段としての駆動回路を示している。駆動回路103は、例えば、吸気ファン92の風量を通常の風量と通常よりも低減させた第1の風量とに切り替えるよう駆動する。また、駆動回路103は、例えば、排気ファン98の風量を通常の風量と通常よりも増加させた第2の風量とに切り替えるよう駆動する。なお、駆動回路103は、吸気ファン92を通常よりも低減させた風量で駆動することに代えて、吸気ファン92を停止させるように構成しても良い。なお、駆動回路103は、感光ドラム11の回転速度をも切り替えるように構成されている。
<画像形成装置の特徴部分の動作>
この実施の形態に係る画像形成装置では、次のような動作が行われる。
CPU100は、図5に示すように、外部の装置から画像形成(プリント)動作の開始信号が入力されるとプリント動作を開始する。
CPU100は、第1の環境センサー111によって画像形成装置本体1a内部の温度及び湿度からなる内部環境を検知するとともに、第2の環境センサー112によって画像形成装置本体1aの外部の温度及び湿度からなる外部環境を検知する(ステップ101)。
次に、CPU100は、第1の環境センサー111によって検知された画像形成装置本体1aの内部の温度Tin及び湿度Hinと、第2の環境センサー112によって検知された画像形成装置本体1aの外部の温度Tout及び湿度Houtとに基づいて、外部の温度Tout及び湿度Houtと内部の温度Tin及び湿度Hinとの差分である温度差(Tout−Tin)及び湿度差(Hout−Hin)を演算し、装置本体1aの外部と内部との温度差(Tout−Tin)又は湿度差(Hout−Hin)の少なくとも一方が第1の閾値(Tsh1,Hsh1)以上か否かを判別する(ステップ102)。ここで、第1の閾値Tsh1は、例えば、5℃、第1の閾値Hsh1は、例えば、10%(相対湿度)程度にそれぞれ設定される。
ここで、外部の温度Tout及び湿度Houtと内部の温度Tin及び湿度Hinとの差分である温度差(Tout−Tin)及び湿度差(Hout−Hin)を演算している理由は、外部が高温又は高湿の環境にあって、内部が低温又は低湿の環境下においては、後述するように、吸気ファン92を通常の風量で動作させた場合、感光ドラム11の表面に結露が生じることによる画像欠陥が発生する虞れがあるためである。
そして、CPU100は、装置本体1aの内部と外部の温度差(Tout−Tin)及び湿度差(Hout−Hin)のいずれもが第1の閾値(Tsh1,Hsh1)未満であると判別すると、通常のシーケンスに基づいてプリント動作を実行する(ステップ103)。この通常のシーケンスでは、図6(a)に示すように、感光ドラム11の回転駆動を開始するとともに、感光ドラム11の開始から所要時間だけ遅れて帯電装置12によってコロナ放電を用いて感光ドラム11の表面を帯電した後、画像の露光及び現像工程等を実行する。
その際、CPU100は、感光ドラム11の回転開始と同期して吸気ファン92と排気ファン98を通常の風量で動作させることにより、外部の空気を帯電装置12に強制的に送るとともに、帯電装置12から放電生成物等の不要物を、帯電装置12に向けて噴出される空気とともに排気ダクト97を介して排気ファン98によって外部に排出する。なお、吸気ファン92及び排気ファン98は、感光ドラム11の回転を停止した後も、所要時間だけ駆動を継続した後に停止する。
このように、通常のシーケンスでは、吸気ファン92と排気ファン98を通常の風量で動作させることで、帯電装置12から発生した放電生成物が感光ドラム11の表面に付着するのを抑制することができる。そのため、高温高湿環境下においては、感光ドラム11の表面に付着した放電生成物が吸湿することによって静電潜像が流れる所謂像流れと呼ばれる画像欠陥が発生するのを防止乃至抑制することができる。
一方、CPU100は、図5に示すように、温度差(Tout−Tin)又は湿度差(Hout−Hin)の少なくともいずれか一方が第1の閾値(Tsh1,Hsh1)以上であると判別すると、結露防止シーケンスに基づいてプリント動作を実行する(ステップ104)。この結露防止シーケンスでは、図6(b)に示すように、感光ドラム11の回転駆動を開始するとともに、感光ドラム11の開始から所要時間だけ遅れて帯電装置12によってコロナ放電を用いて感光ドラム11の表面を帯電した後、画像の露光及び現像工程等を実行する。
ところで、画像形成装置本体1aの外部と内部の温度差(Tout−Tin)又は湿度差(Hout−Hin)の少なくともいずれか一方が第1の閾値(Tsh1,Hsh1)以上である場合としては、例えば、次のような場合が挙げられる。画像形成装置1は、種々の環境下において使用され、冬季などは、通常、低温低湿環境下において使用される場合が多い。しかしながら、冬季などにおいても、画像形成装置1が設置される環境では、暖房の使用により温度又は湿度の少なくとも一方が低温低湿環境よりも相対的に高い状況で使用されることがある。
特に、朝一番等の画像形成装置1の使用開始時は、画像形成装置1の内部が低温低湿状態にあるにもかかわらず、画像形成装置1が設置された室内は、暖房の使用が開始されると温度又は湿度の少なくとも一方が上昇する環境となる。
このとき、吸気ファン92及び排気ファン98を通常の風量で動作させた場合には、温度又は湿度の少なくとも一方が高い外部の空気が帯電装置12に強制的に送られ、温度の低い感光ドラム11の表面に温度又は湿度の少なくとも一方が高い外部の空気が噴出されて、感光ドラム11の表面に結露を生じる場合がある。
この状態で感光ドラム11の表面を帯電装置12により帯電した後に画像を露光して静電潜像を形成すると、感光ドラム11の表面に形成される静電潜像が結露によって流れる所謂像流れを発生することがある。
そこで、この実施の形態では、図6(b)に示すように、結露防止シーケンスにおいて、吸気ファン92の風量を通常の風量よりも低減させた状態(例えば、1/2程度)で動作させることにより、吸気ファン92によって装置本体1a外部の温度又は湿度の少なくとも一方が高い外部の空気が帯電装置12に送られるのを抑制し、温度の低い感光ドラム11の表面に結露が生じることに起因した像流れ等の画像欠陥が発生するのを防止乃至抑制することができる。
このとき、排気ファン98の風量を通常の風量よりも増加させた状態(例えば、1.5倍程度)で動作させることで、排気ファン98によって帯電装置12から発生する放電生成物を強制的に排気し、吸気ファン92の風量を通常の風量よりも低減させた状態で動作させた場合でも、放電生成物等の不要物が帯電装置12及び感光ドラム11の表面に付着するのをより一層防止乃至抑制することができる。
実施の形態2
図7はこの発明の実施の形態2に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
この実施の形態2に係る画像形成装置では、次のような動作が行われる。
CPU100は、図7に示すように、外部の装置から画像形成(プリント)動作の開始信号が入力されるとプリント動作を開始する。
CPU100は、第1の環境センサー111によって画像形成装置本体1a内部の温度及び湿度からなる内部環境を検知するとともに、第2の環境センサー112によって画像形成装置本体1aの外部の温度及び湿度からなる外部環境を検知する(ステップ201)。
次に、CPU100は、第1の環境センサー111によって検知された画像形成装置本体1aの内部の温度Tin及び湿度Hinと、第2の環境センサー112によって検知された画像形成装置本体1aの外部の温度Tout及び湿度Houtとに基づいて、外部の温度Tout及び湿度Houtと内部の温度Tin及び湿度Hinとの差分である温度差(Tout−Tin)及び湿度差(Hout−Hin)を演算し、装置本体1aの外部と内部との温度差(Tout−Tin)又は湿度差(Hout−Hin)の少なくとも一方が第1の閾値(Tsh1,Hsh1)以上か否かを判別する(ステップ202)。
そして、CPU100は、装置本体1aの内部と外部の温度差(Tout−Tin)及び湿度差(Hout−Hin)のいずれもが第1の閾値(Tsh1,Hsh1)未満であると判別すると、装置本体1aの内部の単位時間当たりの温度変動(ΔTin)又は湿度変動(ΔHin)のいずれかが第2の閾値(Tsh2,Hsh2)以上であるか否かを判別する(ステップ203)。ここで、第2の閾値Tsh2は、例えば、2℃/1時間、第2の閾値Hsh2は、例えば、20%/1時間程度にそれぞれ設定される。
次に、CPU100は、装置本体1aの内部の単位時間当たりの温度変動(ΔTin)及び湿度変動(ΔHin)のいずれもが第2の閾値(Tsh2,Hsh2)未満であると判別すると、通常のシーケンスに基づいてプリント動作を実行する(ステップ204)。この通常のシーケンスでは、図6(a)に示すように、実施の形態1と同様に、感光ドラム11の回転駆動を開始するとともに、感光ドラム11の開始から所要時間だけ遅れて帯電装置12によってコロナ放電を用いて感光ドラム11の表面を帯電した後、画像の露光及び現像工程等を実行する。
その際、CPU100は、感光ドラム11の回転開始と同期して吸気ファン92と排気ファン98を通常の風量で動作させることにより、外部の空気を帯電装置12に強制的に送るとともに、帯電装置12から放電生成物等の不要物を、帯電装置12に向けて噴出される空気とともに排気ダクト97を介して排気ファン98によって外部に排出する。なお、吸気ファン92及び排気ファン98は、感光ドラム11の回転を停止した後も、所要時間だけ駆動を継続した後に停止する。
このように、通常のシーケンスでは、吸気ファン92と排気ファン98を通常の風量で動作させることで、帯電装置12から発生した放電生成物が感光ドラム11の表面に付着するのを抑制することができる。そのため、高温高湿環境下においては、感光ドラム11の表面に付着した放電生成物が吸湿することによって静電潜像が流れる所謂像流れと呼ばれる画像欠陥が発生するのを防止乃至抑制することができる。
一方、CPU100は、図7に示すように、温度差(Tout−Tin)又は湿度差(Hout−Hin)の少なくともいずれか一方が第1の閾値(Tsh1,Hsh1)以上であると判別するか、あるいは装置本体1aの内部の単位時間当たりの温度変動(ΔTin)又は湿度変動(ΔHin)の少なくともいずれか一方が第2の閾値(Tsh2,Hsh2)以上であると判別すると、結露防止シーケンスに基づいてプリント動作を実行する(ステップ205)。この結露防止シーケンスでは、図6(c)に示すように、感光ドラム11の回転駆動を開始するとともに、感光ドラム11の開始から所要時間だけ遅れて帯電装置12によってコロナ放電を用いて感光ドラム11の表面を帯電した後、画像の露光及び現像工程等を実行する。
ところで、画像形成装置本体1aの外部と内部の温度差(Tout−Tin)又は湿度差(Hout−Hin)の少なくともいずれか一方が第1の閾値(Tsh1,Hsh1)以上であるか、あるいは装置本体1aの内部の単位時間当たりの温度変動(ΔTin)又は湿度変動(ΔHin)の少なくともいずれか一方が第2の閾値(Tsh2,Hsh2)以上である場合としては、例えば、次のような場合が挙げられる。画像形成装置1は、種々の環境下において使用され、冬季などは、通常、低温低湿環境下において使用される場合が多い。しかしながら、冬季などにおいても、画像形成装置1が設置される環境では、暖房の使用により温度又は湿度の少なくとも一方が低温低湿環境よりも相対的に高い状況で使用されることがある。
特に、朝一番等の画像形成装置1の使用開始時は、画像形成装置1の内部が低温低湿状態にあるにもかかわらず、画像形成装置1が設置された室内は、暖房の使用が開始されると温度又は湿度の少なくとも一方が上昇する環境となる。
このとき、画像形成装置本体1aの外部と内部の温度差(Tout−Tin)又は湿度差(Hout−Hin)の少なくともいずれか一方が第1の閾値(Tsh1,Hsh1)以上となる場合がある。
また、画像形成装置本体1aの外部と内部の温度差(Tout−Tin)又は湿度差(Hout−Hin)の少なくともいずれか一方が第1の閾値(Tsh1,Hsh1)以上とならない場合であっても、画像形成装置1が設置された室内の暖房の使用開始により、画像形成装置本体1aの内部における温度又は湿度の単位時間当たりの変動が第2の閾値(Tsh2,Hsh2)以上となる場合がある。
このような環境下において、吸気ファン92及び排気ファン98を通常の風量で動作させた場合には、温度又は湿度の少なくとも一方が高い外部の空気が帯電装置12に強制的に送られ、温度の低い感光ドラム11の表面に温度又は湿度の少なくとも一方が高い外部の空気が噴出されて、感光ドラム11の表面に結露を生じる場合がある。
この状態で感光ドラム11の表面を帯電装置12により帯電した後に画像を露光して静電潜像を形成すると、感光ドラム11の表面に形成される静電潜像が結露によって流れる所謂像流れを発生することがある。
そこで、この実施の形態では、図6(c)に示すように、結露防止シーケンスにおいて、吸気ファン92の風量を通常の風量よりも低減させた状態(例えば、1/2程度)で動作させることにより、吸気ファン92によって装置本体1a外部の温度又は湿度の少なくとも一方が高い外部の空気が帯電装置12に送られるのを抑制し、温度の低い感光ドラム11の表面に結露が生じることに起因した像流れ等の画像欠陥が発生するのを防止乃至抑制することができる。
このとき、排気ファン98の風量を通常の風量よりも増加させた状態(例えば、1.5倍程度)で動作させることで、排気ファン98によって帯電装置12から発生する放電生成物を強制的に排気し、吸気ファン92の風量を通常の風量よりも低減させた状態で動作させた場合でも、放電生成物等の不要物が帯電装置12及び感光ドラム11の表面に付着するのをより一層防止乃至抑制することができる。
また、この実施の形態2では、図6(c)に示すように、画像形成動作が終了した後、感光ドラム11の回転速度を通常の画像形成時に対して増速し、感光ドラム11を高速回転させる。
このように、画像形成動作が終了した後に感光ドラム11を高速回転(例えば、画像形成時に対して5〜10%増速)させることで、感光ドラム11の周囲の空気も感光ドラム11の周面の移動に伴って下流側に搬送され、オゾン等の放電生成物を強制的に排出することが可能となる。
なお、この実施の形態2においても、感光ドラム11の増速による放電生成物の排出モードを実行せずに、図6(b)に示すように、結露防止シーケンスのみを実行しても良いことは勿論である。
また、前記駆動装置は、第1の検知手段によって検知された湿度が低湿側から高湿側へ変動した場合に、送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させるように構成しても良い。
1a:画像形成装置本体、11:感光ドラム、12:帯電装置、90:送風装置、91:排気装置、103:駆動回路、111:第1の環境センサー、112:第2の環境センサー。

Claims (5)

  1. 静電潜像を保持する像保持体と、
    前記像保持体の表面をコロナ放電によって帯電する帯電手段と、
    前記帯電手段に外部の空気を送る送風手段と、
    装置内部の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する第1の検知手段と、
    装置外部の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する第2の検知手段と、
    前記第2の検知手段によって検知された温度又は湿度が前記第1の検知手段によって検知された温度又は湿度よりも高く、かつ前記第2の検知手段によって検知された温度又は湿度と前記第1の検知手段によって検知された温度又は湿度との差の少なくとも一方が第1の閾値以上である場合に、前記送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させる切替手段と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記切替手段は、前記第1の検知手段によって検知された温度又は湿度の単位時間当たりの変動が第2の閾値以上である場合に、前記送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記切替手段は、前記第1の検知手段によって検知された湿度が低湿側から高湿側へ変動した場合に、前記送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記帯電手段の周囲の空気を外部に排出する排気手段を備え、
    前記切替手段は、前記送風手段の風量を予め定められた値よりも減少させるか又は前記送風手段を停止させる際に、前記排気手段の風量を予め定められた値よりも増加させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記像保持体の回転速度を画像形成動作の終了後に画像形成時よりも増速させる第2の切替手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
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