JP2021140069A - 微粒子捕集装置の清掃を有する画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】継続的に高い捕集効率で捕集装置を作動させることができる画像形成システムを提供する【解決手段】ハウジング空間を規定するハウジングと、ハウジング空間の微粒子を捕集する捕集装置７０と、捕集装置の捕集性能を検出する検出装置８０と、検出された捕集性能に基づいて捕集装置を清掃する清掃装置９０と、を備える画像形成システム。【選択図】図２

Description

画像形成システムは、印刷媒体を搬送する搬送装置と、静電潜像が形成される像担持体と、静電潜像を現像する現像装置と、トナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、トナー像を印刷媒体に定着させる定着装置と、印刷媒体を排出する排出装置と、を備える。

図１は、本明細書に開示された種々の例を実施するために使用することができる例示的な画像形成装置の概略図である。 図２は、画像形成装置の例の機能構成の一部を示すブロック図である。 図３は、捕集装置の例を示す斜視図である。 図４は、捕集装置の例を示す断面図である。 図５は、印刷枚数及び時間と微粒子の発生量との関係の例を示すグラフである。 図６は、表面電位と捕集率との関係の例を示すグラフである。 図７は、受光電流量と表面電位との関係の例を示すグラフである。 図８は、フィルタの例を示す斜視図である。 図９は、フィルタの例を示す斜視図である。 図１０は、フィルタの例を示す断面図である。 図１１は、フィルタの汚れの測定の例を示す斜視図である。 図１２は、図１１の一部を拡大した斜視図である。 図１３は、フィルタの汚れの測定の他の例を示す斜視図である。 図１４は、図１３の一部を拡大した斜視図である。 図１５は、帯電装置用清掃装置の例を示す模式図である。 図１６は、帯電装置用清掃装置の他の例を示す模式図である。 図１７は、帯電装置用清掃装置の他の例を示す模式図である。 図１８は、帯電装置用清掃装置の他の例を示す模式図である。 図１９は、フィルタ用清掃装置の例を示す模式図である。 図２０は、フィルタ用清掃装置の他の例を示す模式図である。 図２１は、フィルタ用清掃装置の他の例を示す模式図である。 図２２は、清掃制御部の制御処理の例を示すフローチャートである。 図２３は、印刷枚数と表面電位と捕集率との関係の例を示すグラフである。 図２４は、画像形成装置の他の例の機能構成の一部を示すブロック図である。 図２５は、定着装置と微粒子の発生量との関係の例を示すグラフである。 図２６は、印刷制御部の制御処理の例を示すフローチャートである。 図２７は、清掃制御部及び印刷制御部の制御処理の他の例を示すフローチャートである。 図２８は、画像形成装置の他の例の一部を示す概略図である。 図２９は、図２８における第一状態を示す概略図である。 図３０は、図２８における第二状態を示す概略図である。

以下、図面を参照して、例示的な画像形成システムについて説明する。画像形成システムは、プリンタ等の画像形成装置であってもよく、画像形成装置等に用いられる装置であってもよい。なお、図面に基づいて説明するにあたり、同一する要素又は同一の機能を有す類似する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

まず、画像形成装置の例の概略構成を説明する。図１は、例示的な画像形成装置の概略図である。図１に示す画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成装置１は、記録媒体である用紙Ｐを搬送する搬送装置１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写装置３０と、表面（周面）に静電潜像が形成される像担持体４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置５０と、用紙Ｐを排出する排出装置６０と、を備える。

搬送装置１０は、画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラ１１によりピックアップされて搬送される。搬送装置１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が転写ニップ領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して転写ニップ領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。

現像装置２０は、各色に対応して４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを像担持体４０に担持させる現像ローラ２４を備えている。現像装置２０では、現像剤として、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる。つまり、現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２４に担持させる。そして、現像ローラ２４の回転により現像剤が像担持体４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２４に担持された現像剤のうちのトナーが像担持体４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。

転写装置３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ニップ領域Ｒ２に搬送する。転写装置３０は、像担持体４０からトナー像が一次転写される転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３４，３５，３６，３７と、像担持体４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３７と共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３と、を備えている。

転写ベルト３１は、懸架ローラ３４，３５，３６，３７により循環移動する無端ベルトである。懸架ローラ３４，３５，３６，３７は、それぞれの軸線周りに回転可能なローラである。懸架ローラ３７は、軸線周りに回転駆動する駆動ローラであり、懸架ローラ３４，３５，３６は、懸架ローラ３７の回転駆動により従動回転する従動ローラである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から像担持体４０を押圧するように設けられる。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１を挟んで懸架ローラ３７と平行に配置されて、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３７を押圧するように設けられる。これにより、二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１との間に転写ニップ領域Ｒ２を形成する。

像担持体４０は、静電潜像担持体、感光体ドラム等とも呼ばれる。像担持体４０は、各色に対応して４個設けられている。各像担持体４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。像担持体４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３と、が設けられている。

帯電ローラ４１は、像担持体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、像担持体４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した像担持体４０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、像担持体４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって像担持体４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナー及びトナー充填量に応じたキャリアが充填されている。クリーニングユニット４３は、像担持体４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に像担持体４０上に残存するトナーを回収する。

定着装置５０は、加熱及び加圧する定着ニップ領域に用紙Ｐを通過させることで、転写ベルト３１から用紙Ｐに二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着装置５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５２と、加熱ローラ５２を押圧して回転駆動する加圧ローラ５４と、を備えている。加熱ローラ５２及び加圧ローラ５４は円筒状に形成されており、加熱ローラ５２は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間には接触領域である定着ニップ領域が設けられ、定着ニップ領域に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。

排出装置６０は、定着装置５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６２，６４を備えている。

続いて、画像形成装置１による印刷工程について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御部は、給紙ローラ１１を回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、帯電ローラ４１により像担持体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、受信した画像信号に基づいて、露光ユニット４２により像担持体４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。

現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、像担持体４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、像担持体４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の像担持体４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３７と二次転写ローラ３３とが対向する転写ニップ領域Ｒ２において、搬送装置１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。

積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着装置５０へ搬送される。そして、定着装置５０は、用紙Ｐが定着ニップ領域を通過する際に、用紙Ｐを加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間で加熱及び加圧することにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ６２，６４によって画像形成装置１の外部へ排出される。

図２は、画像形成装置１の例の機能構成の一部を示すブロック図である。図１及び図２に示す画像形成装置１は、捕集装置７０と、検出装置８０と、清掃装置９０と、清掃制御部１００と、印刷制御部１１０と、を備える。

図１、図３及び図４に示すように、捕集装置７０は、例えば、画像形成装置１のハウジング２に規定されるハウジング空間３において定着装置５０の近傍に配置され、ハウジング空間３に浮遊している微粒子５を捕集する。微粒子５は、例えば、５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度のサイズを有する粒子であり、ＵＦＰ（Ultrafine Particle：超微粒子）である。微粒子５は、例えば、定着装置５０によって加温されるトナー、用紙、定着装置５０の構成部品、又はその他の周辺部品から発生しうる。微粒子５の発生量が比較的多い定着装置５０の隣接位置に捕集装置７０を配置することにより、微粒子５を一層効果的に捕集することができる。

例示的な捕集装置７０は、帯電装置７１と、フィルタ７２と、ファン７３と、制御部７４とを備える静電集塵装置である。帯電装置７１は、例えば、第一電極（放電電極）７５と、一対の第二電極（対向電極）７６とを有するイオナイザである。第一電極７５及び第二電極７６は、一例として、ステンレス製である。

第一電極７５には、高電圧電源（図示省略）によって高電圧が印加される。第一電極７５は、放電のための複数の突起７５ａを備える。複数の突起７５ａは、例えば、等間隔に並んで配置されている。突起７５ａは、例えば、鋸刃状又は針状に形成されている。一対の第二電極７６は、接地されており、互いに向かい合うように配置されている。第一電極７５は、一対の第二電極７６の間に配置されている。なお、帯電装置７１の構成は図３の例に限定されず適宜変更可能である。

帯電装置７１では、第一電極７５に印加される電圧が所定値よりも小さい場合、第一電極７５と第二電極７６との間に電流が流れない。しかしながら、第一電極７５に印加される電圧が所定値以上である場合、放電現象が生じ、第一電極７５と第二電極７６との間に電流が流れる。帯電装置７１は、当該電流により、第一電極７５と第二電極７６との間を通過する微粒子５を帯電させる。第一電極７５に印加される電圧が大きくなるほど、第一電極７５と第二電極７６との間に流れる電流量（通電量）は大きくなる。

制御部７４は帯電装置７１を制御する。例えば、第一電極７５に印加される電圧の大きさは、制御部７４によって制御される。制御部７４は、例えば、高電圧電源を制御することにより、定電流制御を行う。すなわち、制御部７４は、第一電極７５と第二電極７６との間に流れる電流量が所定の目標値となるように、第一電極７５に印加される電圧の大きさを制御する。より詳細には、制御部７４は、例えば、高電圧電源に入力されるＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることにより、第一電極７５に印加される電圧の大きさを制御する。

帯電装置７１においては、使用に伴って第一電極７５の先端部が劣化する場合がある。先端部が劣化すると、電圧の印加量が同一であっても、第一電極７５と第二電極７６との間に流れる電流量が変化してしまうことがある。これに対し、定電流制御を行うことで、先端部が劣化した場合でも、電流量を目標値に安定的に調整することができる。

フィルタ７２は、例えば、エレクトレット処理が施された高分子シートの積層体であり、管状に形成された複数の通風路７２ａを有する。フィルタ７２の表面は、半永久的に帯電している。その結果、フィルタ７２は、帯電装置７１によって帯電した微粒子５を集めることができる。すなわち、フィルタ７２は、目が粗くても、クーロン力によって微粒子５を集めることが可能である。

エレクトレット処理とは、例えば、加熱溶融した高分子材料を、高電圧を印加しながら固化させることにより、高分子材料に帯電を保持する構造を持たせる処理である。フィルタ７２は、例えば、図３に示されるような単純な層構造を有していてもよいし、ハニカム構造を有していてもよいし、コルゲート構造を有していてもよい。

ファン７３は、微粒子５を移送するための気流７を発生させる気流発生部である。例えば、ファン７３は、ハウジング２の外部との空気流通が可能とされており、ハウジング２に形成された開口の内側に配置されていてもよい。例えば、ファン７３と定着装置５０との間に、帯電装置７１及びフィルタ７２が配置されている。ファン７３は、フィルタ７２から見て帯電装置７１の反対側に配置されていてもよい。ファン７３は、帯電装置７１で帯電した微粒子５がフィルタ７２に移送されるように、気流７を発生させる。ハウジング空間３には、ファン７３により発生される気流７が流れる空気流路８が形成されている。空気流路８は、ハウジング空間３の空気をハウジング２の外に排出するとともに、ハウジング空間３を浮遊する微粒子５をフィルタ７２に運ぶための経路である。帯電装置７１、フィルタ７２、及びファン７３は、空気流路８に沿って整列している。

制御部７４は、帯電装置７１に電気的に接続されており、帯電装置７１の動作を制御する。制御部７４は、例えば、第一電極７５に印加される電圧の大きさを制御すると共に、ファン７３の動作を制御してもよい。制御部７４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ７４ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部７４ｂとを備えるコンピュータによって構成されている。制御部７４は、上述した印刷工程を行うための画像形成装置１の制御部であってもよい。

一例として、記憶部７４ｂには、電流制御プログラム７４ｃが記憶されている。記憶部７４ｂは、例えば、電流制御プログラム７４ｃを格納した非一時的なコンピュータ読み取り可能記憶装置（記憶媒体）である。例えば、制御部７４は、電流制御プログラム７４ｃをプロセッサ７４ａに読み込ませて実行することにより、帯電装置７１への電流制御を実現する。

図５は、画像形成装置１による用紙Ｐの印刷枚数と、画像形成装置１の内部における微粒子５の発生量との関係を模式的に示すグラフである。図５に示すように、画像形成装置１の印刷枚数の増加に応じて微粒子５の発生量が増加する。微粒子５は、印刷を開始してから一定時間ｔ１が経過した後に発生する。一定時間ｔ１が経過すると微粒子５の発生量は徐々に増加し、印刷が終了する時間ｔ２になると微粒子５の発生量は徐々に減少する。印刷終了後には、例えば、複数の微粒子５が凝集したり、微粒子５が壁等に付着したりすることによって微粒子５の量が徐々に減少する。

検出装置８０は、捕集装置７０の捕集性能を検出する。捕集装置７０の捕集性能は、例えば、捕集装置７０で捕集できる微粒子５の捕集率である。微粒子５の捕集率は、例えば、図５に示した微粒子５の発生量に対する、捕集装置７０による微粒子５の捕集量の割合である。

図２に示すように、検出装置８０は、例えば、帯電装置用汚れ測定装置８１と、フィルタ用汚れ測定装置８２と、を有する。

帯電装置用汚れ測定装置８１は、捕集装置７０の捕集性能として、帯電装置７１の汚れを測定する。つまり、帯電装置用汚れ測定装置８１は、測定された汚れに基づいて捕集性能を検出するために、帯電装置７１の汚れを測定する。

帯電装置７１は、帯電装置７１の汚れによって変化する電気特性を有し、この電気特性によって、捕集装置７０の捕集性能が変化する。例えば、帯電装置７１に微粒子５やトナー等の異物が多く付着して帯電装置７１が汚れると、第一電極７５と第二電極７６との間の放電特性が悪くなって、捕集装置７０の捕集性能が低下する。このため、帯電装置７１の汚れと捕集装置７０の捕集性能とは相関関係があり、帯電装置７１の汚れは捕集装置７０の捕集性能の関数となる。

帯電装置用汚れ測定装置８１は、例えば、制御部７４の定電流制御により第一電極７５に印加される電圧の大きさをモニタすることにより、帯電装置７１の汚れを測定する。この場合、例えば、第一電極７５に印加される電圧の変化量が大きくなるほど、帯電装置７１の汚れが大きいと判断することができる。

フィルタ用汚れ測定装置８２は、捕集装置７０の捕集性能として、フィルタ７２の汚れを測定する。つまり、フィルタ用汚れ測定装置８２は、測定された汚れに基づいて捕集性能を検出するために、フィルタ７２の汚れを測定する。フィルタ用汚れ測定装置８２は、例えば、フィルタ７２の汚れを測定するために、フィルタ７２からの反射光を検出する光学センサ８３を有する、光学センサ８３は、例えば、受光強度に応じた受光電流を出力する受光素子を有する。光学センサ８３は、光を出射する発光素子を有してもよい。そして、光学センサ８３は、空気流路８に隣接して配置されて、フィルタ７２からの反射光を受光して、その受光強度に応じて電気信号を出力する。光学センサ８３としては、例えば、市販されている光学式反射型センサを用いることができる。

図６は、フィルタ７２の表面電位と、フィルタ７２による微粒子５の捕集率との関係の例を示すグラフである。図７は、フィルタ７２の表面電位と、フィルタ７２からの反射光の強度との関係の例を示すグラフである。図６及び図７において、表面電位がマイナスに反転している点は、突発的なトナー飛散によりフィルタ７２が汚れたものである。図７では、フィルタ７２からの反射光の強度として、光学センサ８３の受光電流量を示している。図６に示すように、フィルタ７２の表面電位とフィルタ７２による微粒子５の捕集率とには、フィルタ７２の表面電位が低下するとフィルタ７２による微粒子５の捕集率が低下するという相関関係がある。また、図７に示すように、フィルタ７２の表面電位とフィルタ７２からの反射光の強度との間には、フィルタ７２の表面電位が低下するとフィルタ７２からの反射光の強度が低下するという相関関係がある。そして、フィルタ７２に微粒子５やトナー等の異物が多く付着してフィルタ７２が汚れると、フィルタ７２の表面電位が低下して、捕集装置７０の捕集性能が低下する。このため、フィルタ７２の汚れと捕集装置７０の捕集性能とは相関関係があり、フィルタ７２の汚れは捕集装置７０の捕集性能の関数となる。

そこで、フィルタ用汚れ測定装置８２は、光学センサ８３によりフィルタ７２からの反射光を検出することで、フィルタ７２の汚れを測定して、捕集装置７０の捕集性能を検出する。この場合、例えば、光学センサ８３の受光電流量が小さくなるほど（フィルタ７２からの反射光が小さくなるほど）、フィルタ７２の汚れが大きいと判断することができる。

図８〜図１０に示すフィルタ７２は、フィルタ本体７２Ａと、フィルタ本体７２Ａを保持する枠体７２Ｂと、を有している。フィルタ本体７２Ａの外形は、矩形平板状に形成されている。枠体７２Ｂは、フィルタ本体７２Ａの外周を覆うとともに、気流７の方向におけるフィルタ本体７２Ａの上流側の一部を覆っている。

前述したように、空気流路８では、ファン７３により気流７が発生して微粒子５等の異物が運ばれる。このため、フィルタ本体７２Ａでは、フィルタ本体７２Ａのファン７３に対向する部分７２Ｃが、フィルタ本体７２Ａのファン７３に対向しない部分よりも汚れる。また、フィルタ本体７２Ａでは、気流７の方向におけるフィルタ本体７２Ａの上流側の部分７２Ｄが、気流７の方向におけるフィルタ本体７２Ａの下流側の部分よりも汚れる。

図１１及び図１２に示す例では、フィルタ７２に、フィルタ本体７２Ａのファン７３に対向する部分７２Ｃに至る凹部７２Ｅが形成されており、この凹部７２Ｅに、検出表面７２Ｆが形成されている。凹部７２Ｅは、光学センサ８３により検出表面７２Ｆからの反射光を受光するための光学経路である。凹部７２Ｅは、気流７の方向における上流側からフィルタ７２の中心部に向けて気流７の方向（空気流路８の方向）に延びるとともに、光学センサ８３側からフィルタ７２の中心部に向けて気流７の方向（空気流路８の方向）と直交する方向に延びている。検出表面７２Ｆは、光学センサ８３の検出対象となるフィルタ本体７２Ａの表面である。検出表面７２Ｆは、空気流路８の如何なる位置に位置していてもよく、例えば、フィルタ本体７２Ａのファン７３に対向する部分７２Ｃに位置している。

図１３及び図１４に示す例では、フィルタ本体７２Ａには、枠体７２Ｂから気流７の方向における上流側に突出する突出部７２Ｇが形成されており、この突出部７２Ｇに、検出表面７２Ｈが形成されている。突出部７２Ｇは、枠体７２Ｂから気流７の方向における上流側に突出するように、他の部分よりも、気流７の方向における上流側に延びている。検出表面７２Ｈは、光学センサ８３の検出対象となるフィルタ本体７２Ａの表面である。検出表面７２Ｈは、空気流路８の如何なる位置に位置していてもよく、例えば、フィルタ本体７２Ａのファン７３に対向する部分７２Ｃに位置している。

清掃装置９０は、捕集装置７０を清掃するための装置である。清掃装置９０は、検出装置８０で測定された捕集性能に基づく清掃制御部１００の駆動制御により、捕集装置７０を清掃する。

図２に示すように、清掃装置９０は、例えば、帯電装置用清掃装置９１と、フィルタ用清掃装置９２と、を有する。

帯電装置用清掃装置９１は、帯電装置７１を清掃するための装置である。帯電装置用清掃装置９１による帯電装置７１の清掃形態としては、例えば、帯電装置７１への振動、衝撃、超音波、衝撃波等の印可、ブラシによる物理的除去、帯電装置７１への逆電圧又はパルスの印可等が挙げられる。

図１５に示す帯電装置用清掃装置９１は、ソレノイドアクチュエータ９１Ａと、アーム９１Ｂと、を有する。アーム９１Ｂの中央部は、ピンにより軸支されている。アーム９１Ｂの一端は、ソレノイドアクチュエータ９１Ａに連結されている。アーム９１Ｂの他端は、コイルスプリング等の弾性伸縮部材９１Ｃにより帯電装置７１とは反対側に付勢されている。帯電装置７１の一端は、コイルスプリング等の弾性伸縮部材９１Ｄによりハウジング２に対して弾性支持されており、帯電装置７１の他端は、アーム９１Ｂの他端に当接されている。このため、帯電装置用清掃装置９１では、ソレノイドアクチュエータ９１Ａに給電されると、ソレノイドアクチュエータ９１Ａが、アーム９１Ｂを介して帯電装置７１を押す。一方、ソレノイドアクチュエータ９１Ａの給電が停止されると、ソレノイドアクチュエータ９１Ａが解放されて、弾性伸縮部材９１Ｃ及び弾性伸縮部材９１Ｄの弾性力により、帯電装置７１が戻される。これにより、帯電装置７１を振動させて、帯電装置７１から微粒子５を除去することができる。

図１６に示す帯電装置用清掃装置９１は、回転ブラシ９１Ｅを有する。回転ブラシ９１Ｅは、帯電装置７１に当接されて、モータ等の駆動装置により回転駆動されることで、帯電装置７１から微粒子５を物理的に除去する。この帯電装置用清掃装置９１では、回転ブラシ９１Ｅを移動させる移動機構９１Ｆを備えていてもよい。移動機構９１Ｆは、帯電装置７１を清掃しないときに、回転ブラシ９１Ｅを別の場所に移動させるものである。

図１７に示す帯電装置用清掃装置９１は、加振装置９１Ｇと、加振装置９１Ｈと、を有する。加振装置９１Ｇ及び加振装置９１Ｈは、帯電装置７１に、直接的に振動、衝撃、超音波、衝撃波を印可する装置である。加振装置９１Ｇ及び加振装置９１Ｈにより帯電装置７１に振動等を印可することで、帯電装置７１から微粒子５を除去することができる。加振装置９１Ｇと加振装置９１Ｈとは、互いに異なる方向に振動等を印可してもよく、同じ方向に振動等を印可してもよい。また、加振装置９１Ｇ及び加振装置９１Ｈの何れか一方のみであってもよい。

図１８に示す帯電装置用清掃装置９１は、電流制御部９１Ｊを有する。電流制御部９１Ｊは、帯電装置７１に逆電圧又はパルスを印可する制御装置である。帯電装置７１に付着している微粒子５は、帯電装置７１とは反対の極性に帯電しているため、帯電装置７１に逆電圧又はパルスを印可することで、帯電装置７１から微粒子５を除去することができる。

フィルタ用清掃装置９２は、フィルタ７２を清掃するための装置である。フィルタ用清掃装置９２によるフィルタ７２の清掃形態としては、例えば、フィルタ７２への振動、衝撃、超音波、衝撃波等の印可、ブラシによる物理的除去等が挙げられる。

図１９に示すフィルタ用清掃装置９２は、ソレノイドアクチュエータ９２Ａと、アーム９２Ｂと、を有する。アーム９２Ｂの中央部は、ピンにより軸支されている。アーム９２Ｂの一端は、ソレノイドアクチュエータ９２Ａに連結されている。アーム９２Ｂの他端は、コイルスプリング等の弾性伸縮部材９２Ｃによりフィルタ７２とは反対側に付勢されている。フィルタ７２の一端は、コイルスプリング等の弾性伸縮部材９２Ｄによりハウジング２に対して弾性支持されており、フィルタ７２の他端は、アーム９２Ｂの他端に当接されている。このため、フィルタ用清掃装置９２では、ソレノイドアクチュエータ９２Ａに給電されると、ソレノイドアクチュエータ９２Ａが、アーム９２Ｂを介してフィルタ７２を押す。一方、ソレノイドアクチュエータ９２Ａの給電が停止されると、ソレノイドアクチュエータ９２Ａが解放されて、弾性伸縮部材９２Ｃ及び弾性伸縮部材９２Ｄの弾性力により、フィルタ７２が戻される。これにより、フィルタ７２を振動させて、フィルタ７２から微粒子５を除去することができる。

図２０に示すフィルタ用清掃装置９２は、回転ブラシ９２Ｅを有する。回転ブラシ９２Ｅは、フィルタ７２に当接されて、モータ等の駆動装置により回転駆動されることで、フィルタ７２から微粒子５を物理的に除去する。このフィルタ用清掃装置９２では、回転ブラシ９２Ｅを移動させる移動機構９２Ｆを備えていてもよい。移動機構９２Ｆは、フィルタ７２を清掃しないときに、回転ブラシ９２Ｅを別の場所に移動させるものである。

図２１に示すフィルタ用清掃装置９２は、加振装置９２Ｇと、加振装置９２Ｈと、を有する。加振装置９２Ｇ及び加振装置９２Ｈは、フィルタ７２に、直接的に振動、衝撃、超音波、衝撃波を印可する装置である。加振装置９２Ｇ及び加振装置９２Ｈによりフィルタ７２に振動等を印可することで、フィルタ７２から微粒子５を除去することができる。加振装置９２Ｇと加振装置９２Ｈとは、互いに異なる方向に振動等を印可してもよく、同じ方向に振動等を印可してもよい。また、加振装置９２Ｇ及び加振装置９２Ｈの何れか一方のみであってもよい。

清掃制御部１００は、捕集装置７０及び検出装置８０に電気的に接続されており、検出装置８０で測定された捕集性能に基づいて、捕集装置７０を駆動制御する。清掃制御部１００は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ（不図示）と、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶部（不図示）とを備えるコンピュータによって構成されている。清掃制御部１００は、上述した印刷工程を行うための画像形成装置１の制御部等であってもよい。

清掃制御部１００は、例えば、検出装置８０により検出された捕集性能と予め設定された閾値性能とを比較する。閾値性能は、任意に設定される閾値であり、ドイツのブルーエンジェルマーク等の各国の環境認証機関により設定されている値に対応する閾値としてもよい。閾値性能は、例えば、清掃制御部１００内の記憶部に記録されている。そして、清掃制御部１００は、捕集性能が閾値性能を下回った場合に、清掃装置９０を駆動制御して作動させる。

図２２を参照して、清掃制御部１００の制御処理の例について説明する。清掃制御部１００は、まず、清掃制御部１００は、検出装置８０で検出した捕集性能を取得する（ステップＳ１）。次に、清掃制御部１００は、ステップＳ１で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っているか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ１で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、清掃制御部１００は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ１から繰り返す。一方、ステップＳ１で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、清掃制御部１００は、清掃装置９０を駆動制御して作動させる（ステップＳ３）。そして、清掃制御部１００は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ１から繰り返す。

図２３は、画像形成装置１による用紙Ｐの印刷枚数と、フィルタ７２の表面電位と、フィルタ７２による微粒子５の捕集率と、の関係の一例を模式的に示すグラフである。図２３に示す例では、領域Ａに示すように、印刷開始から、フィルタ７２の汚れと経時劣化によって、フィルタ７２の表面電位が低下するが、微粒子５の捕集率は大きく変化していない。その後、領域Ｂに示すように、４９０ｋＰＶ付近になると、突発的にトナーが飛散してフィルタ７２が汚れる。これにより、フィルタ７２の表面電位が低下するとともに、微粒子５の捕集率も大きく低下している。このとき、清掃制御部１００が、捕集性能が閾値性能を下回ったと判定して、清掃装置９０を駆動制御して作動させる。これにより、領域Ｃに示すように、フィルタ７２の表面電位が回復するとともに、微粒子５の捕集率も回復している。

以上説明したように、検出装置８０が捕集装置７０の捕集性能を検出するとともに、清掃装置９０が捕集装置７０の捕集性能に基づいて捕集装置７０を清掃することで、捕集装置７０の捕集性能が大きく低下するのを抑制することができる。このとき、清掃制御部１００が、捕集性能が閾値性能を下回った場合に清掃装置９０を作動させることで、効率的に捕集装置７０を清掃することができる。

また、検出装置８０では、フィルタ７２の汚れを測定することで、フィルタ７２の汚れに起因する捕集性能の低下を適切に検出することができる。そして、検出装置８０がフィルタ７２からの反射光を検出する光学センサ８３を有することで、フィルタ７２の汚れを測定することができる。

また、フィルタ７２に凹部７２Ｅが形成され、この凹部７２Ｅに光学センサ８３の検出対象となる検出表面７２Ｆが形成されていることで、様々な位置でフィルタ７２の汚れを測定することができる。このため、例えば、フィルタ７２の汚れやすい位置に検出表面７２Ｆを位置させることで、フィルタ７２の汚れをより適切に測定することができる。

また、フィルタ７２に突出部７２Ｇが形成され、この突出部７２Ｇに光学センサ８３の検出対象となる検出表面７２Ｈが形成されていることで、様々な位置でフィルタ７２の汚れを測定することができる。このため、例えば、フィルタ７２の汚れやすい位置に検出表面７２Ｈを位置させることで、フィルタ７２の汚れをより適切に測定することができる。

また、検出装置８０では、帯電装置７１の汚れによって変化する帯電装置７１の電気特性を測定することで、帯電装置７１の汚れを容易に測定することができるとともに、帯電装置７１の汚れに起因する捕集性能の低下を適切に検出することができる。

また、清掃装置９０では、フィルタ用清掃装置９２がフィルタ７２を振動させることで、フィルタ７２の汚れを適切に除去して、捕集性能を回復させることができる。

また、清掃装置９０では、帯電装置用清掃装置９１が帯電装置７１を振動させることで、帯電装置７１の汚れを適切に除去して、捕集性能を回復させることができる。

図２４は、画像形成装置の他の例の機能構成の一部を示すブロック図である。図２４に示す画像形成装置１は、捕集装置７０と、検出装置８０と、清掃装置９０と、清掃制御部１００と、印刷制御部１１０と、を備える。

印刷制御部１１０は、検出装置８０に電気的に接続されており、検出装置８０で測定された捕集性能に基づいて印刷制御を行う。印刷制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ（不図示）と、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶部（不図示）とを備えるコンピュータによって構成されている。印刷制御部１１０は、上述した印刷工程を行うための画像形成装置１の制御部等であってもよい。

印刷制御部１１０は、例えば、検出装置８０により検出された捕集性能と予め設定された閾値性能とを比較する。閾値性能は、任意に設定される閾値であり、ドイツのブルーエンジェルマーク等の各国の環境認証機関により設定されている値に対応する閾値としてもよい。閾値性能は、清掃制御部１００が捕集性能との比較対象とする閾値性能と同じであってもよい。閾値性能は、例えば、印刷制御部１１０内の記憶部に記録されている。そして、印刷制御部１１０は、捕集性能が閾値性能を下回った場合に、定着装置５０の最高温度が低くなるように印刷制御を行う。定着装置５０の最高温度とは、定着装置５０の最も温度が高い部分の温度をいう。

ところで、定着装置５０では、定着装置５０が昇温することにより微粒子５の元となる気化物質が蒸発して、微粒子５が発生する。つまり、定着装置５０の最高温度が高いほど、微粒子５の発生が促進され、定着装置５０の最高温度が低いほど、微粒子５の発生が抑制される。このため、印刷制御部１１０が定着装置５０の最高温度が低くなるように印刷制御を行うことで、微粒子５の発生が抑制される。

定着装置５０の最高温度が低くなる印刷制御としては、例えば、定着装置５０における用紙Ｐの通過速度を遅くする制御、連続印刷の枚数を制限する制御、印刷ジョブ間のインターバル時間を延長する制御等が挙げられる。

図２５に示すように、定着装置５０における用紙Ｐの通過速度を遅くすることで、定着装置５０の最高温度が低くなる。なお、図２５において、通常速度は、通常の速度で用紙Ｐが定着装置５０を通過する場合を示しており、１／３速度は、通常の速度の１／３の速度で用紙Ｐが定着装置５０を通過する場合を示している。このため、定着装置５０における用紙Ｐの通過速度を遅くすることで、定着装置５０の最高温度が低くなって、微粒子５の発生量を小さくすることができる。

また、連続印刷を行うほど、定着装置５０の昇温が大きくなる。このため、連続印刷の枚数を制限することで、定着装置５０の最高温度が低くなって、微粒子５の発生量を小さくすることができる。

また、印刷ジョブ間のインターバルが短いと、定着装置５０が十分に降温される前に次の印刷ジョブを行うことになって、定着装置５０の昇温が大きくなることがある。このため、印刷ジョブ間のインターバル時間を延長することで、定着装置５０の最高温度が低くなって、微粒子５の発生量を小さくすることができる。

図２６を参照して、印刷制御部１１０の制御処理の例について説明する。印刷制御部１１０は、まず、印刷制御部１１０は、検出装置８０で検出した捕集性能を取得する（ステップＳ１１）。次に、印刷制御部１１０は、ステップＳ１１で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、印刷制御部１１０は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ１１から繰り返す。一方、ステップＳ１１で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っている場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、印刷制御部１１０は、定着装置５０の最高温度が低くなるように印刷制御を行う（ステップＳ１３）。そして、印刷制御部１１０は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ１１から繰り返す。

図２７を参照して、清掃制御部１００及び印刷制御部１１０の制御処理の他の例について説明する。まず、印刷制御部１１０は、印刷ジョブを取得する（ステップＳ２１）。次に、清掃制御部１００及び印刷制御部１１０の少なくとも一方は、検出装置８０で検出した捕集性能を取得する（ステップＳ２２）。次に、清掃制御部１００及び印刷制御部１１０の少なくとも一方は、ステップＳ２２で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っているか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２２で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っていない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、清掃制御部１００は、通常の印刷制御により印刷ジョブを実行する。そして、清掃制御部１００及び印刷制御部１１０は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ２１から繰り返す。一方、ステップＳ２２で取得した捕集性能が予め設定された閾値性能を下回っている場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、清掃制御部１００及び印刷制御部１１０の少なくとも一方は、清掃装置９０の作動回数が予め設定されている閾値回数を上回っているか否かを判定する（ステップＳ２５）。清掃装置９０の作動回数が予め設定されている閾値回数を上回っていない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、清掃制御部１００は、清掃装置９０を駆動制御して作動させる（ステップＳ２６）。そして、清掃制御部１００及び印刷制御部１１０は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ１１から繰り返す。一方、清掃装置９０の作動回数が予め設定されている閾値回数を上回っている場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、印刷制御部１１０は、定着装置５０の最高温度が低くなる印刷制御により印刷ジョブを実行する（ステップＳ２７）。そして、清掃制御部１００及び印刷制御部１１０は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ２１から繰り返す。

以上説明したように、印刷制御部１１０が、捕集性能が閾値性能を下回った場合に定着装置５０の最高温度が低くなるように印刷制御を行うことで、微粒子５の発生を抑制することができる。これにより、例えば、清掃装置９０を作動させても捕集装置７０を十分に清掃できない場合にも、微粒子５の発生を抑制することで、微粒子５がハウジング２から排出されるのを抑制することができる。

図２８は、画像形成装置１の他の例の一部を示す概略図である。図２８に示す画像形成装置１は、ハウジング２の内外に通じる空気流路として、第一空気流路８Ａと、第二空気流路８Ｂと、を有する。また、この画像形成装置１は、ハウジング２の内外に通じる空気流路を、第一空気流路８Ａ及び第二空気流路８Ｂの間で切り替える切替装置１３０を備える。そして、第一空気流路８Ａ及び第二空気流路８Ｂのそれぞれに、捕集装置７０、検出装置８０、及び清掃装置９０が配置されている。切替装置１３０は、例えば、第一空気流路８Ａと第二空気流路８Ｂとを択一的に閉鎖可能な弁体と、この弁体を駆動制御する制御部と、を有する。この制御部は、上述した印刷工程を行うための画像形成装置１の制御部等であってもよい。

ここで、図２９に示すように、第一空気流路８Ａがハウジング２の内外に通じる空気流路となっている状態を第一状態といい、図２９に示すように、第二空気流路８Ｂがハウジング２の内外に通じる空気流路となっている状態を第二状態という。

切替装置１３０は、第一空気流路８Ａがハウジング２の内外に通じる空気流路となっている第一状態（図２９）である場合に、第一空気流路８Ａに配置された捕集装置７０の捕集性能が閾値性能を下回ると、ハウジング２の内外に通じる空気流路を第一空気流路８Ａから第二空気流路８Ｂに切り替えて、第二空気流路８Ｂがハウジング２の内外に通じる空気流路となっている第二状態（図３０）にする。これにより、気流７が第二空気流路８Ｂを通ってハウジング２内からハウジング２外に向かって流れるため、微粒子５は第二空気流路８Ｂに配置された捕集装置７０により捕集される。そして、清掃制御部１００は、第一空気流路８Ａに配置された清掃装置９０を作動させて、第一空気流路８Ａに配置された捕集装置７０を清掃する。

一方、切替装置１３０は、第二空気流路８Ｂがハウジング２の内外に通じる空気流路となっている第二状態（図３０）である場合に、第二空気流路８Ｂに配置された捕集装置７０の捕集性能が閾値性能を下回ると、ハウジング２の内外に通じる空気流路を第二空気流路８Ｂから第一空気流路８Ａに切り替えて、第一空気流路８Ａがハウジング２の内外に通じる空気流路となっている第一状態（図２９）にする。これにより、気流７が第一空気流路８Ａを通ってハウジング２内からハウジング２外に向かって流れるため、微粒子５は第一空気流路８Ａに配置された捕集装置７０により捕集される。そして、清掃制御部１００は、第二空気流路８Ｂに配置された清掃装置９０を作動させて、第二空気流路８Ｂに配置された捕集装置７０を清掃する。

以上説明したように、第一空気流路８Ａ及び第二空気流路８Ｂを設け、切替装置１２によりハウジング２の内外に通じる空気流路を第一空気流路８Ａ及び第二空気流路８Ｂの間で切り替えることで、第一空気流路８Ａと第二空気流路８Ｂとの間で、捕集装置７０による微粒子５の捕集と捕集装置７０の清掃とを切り替えることができる。これにより、継続的に高い捕集効率で捕集装置７０を作動させることができる。

本明細書に記載の全ての側面、利点及び特徴が、必ずしも、いずれかひとつの特定の例及び実施形態により達成される又は含まれるわけではないことは理解されたい。実際、本明細書において様々な例を記載し示したが、他の例もその配置及び詳細について修正することができることは明らかであるべきだ。ここに請求される保護主題の精神及び範囲に包含される全ての修正及び変形を請求する。

例えば、清掃制御部は、捕集性能が閾値性能を下回らない場合であっても、印刷ジョブの情報に基づいて、清掃装置９０を作動させてもよい。例えば、清掃制御部は、印刷ジョブの間に清掃装置９０を作動させて、捕集装置７０に少しの微粒子５が付着した段階で微粒子５を除去してもよい。この場合、清掃装置９による捕集装置７０の清掃力は小さくてもよい。例えば、清掃装置９が図１５又は図１９に示すような帯電装置７１又はフィルタ７２を振動させるものである場合は、捕集性能が閾値性能を下回った場合に比べて帯電装置７１又はフィルタ７２を小さく振動させてもよい。また、例えば、清掃制御部は、印字率、印刷枚数、積算使用時間等の情報に基づいて、微粒子５が付着してオゾン濃度が上昇してくるタイミングを予測し、当該タイミングで清掃装置９０を作動させてもよい。この場合、清掃装置９による捕集装置７０の清掃力は、印刷ジョブの間に作動させる場合に比べて大きくてもよい。

Claims (15)

1. ハウジング空間を規定するハウジングと、
   前記ハウジング空間の微粒子を捕集する捕集装置と、
   前記捕集装置の捕集性能を検出する検出装置と、
   検出された前記捕集性能に基づいて前記捕集装置を清掃する清掃装置と、
   を備える画像形成システム。
2. 前記捕集装置は、前記微粒子を帯電させる帯電装置と、帯電した前記微粒子を集めるフィルタと、を有し、集められた前記微粒子は、前記フィルタの汚れを形成し、
   前記検出装置は、測定された前記汚れに基づいて前記捕集性能を検出するために、前記フィルタの前記汚れを測定するフィルタ用汚れ測定装置を有する、
   請求項１に記載の画像形成システム。
3. 前記フィルタ用汚れ測定装置は、前記フィルタの前記汚れを測定するために、前記フィルタからの反射光を検出する光学センサを有する、
   請求項２に記載の画像形成システム。
4. 前記帯電装置及び前記フィルタは、前記微粒子を前記フィルタに運ぶために空気流路に沿って整列し、
   前記光学センサは、前記空気流路に隣接して配置される、
   請求項３に記載の画像形成システム。
5. 前記フィルタは、前記空気流路に配置される検出表面を含み、
   前記光学センサは、前記検出表面から反射される光を検出する、
   請求項４に記載の画像形成システム。
6. 前記フィルタは、空気流路の方向に延びる凹部を含み、
   前記検出表面は、前記凹部に形成される、
   請求項５に記載の画像形成システム。
7. 前記フィルタは、前記検出表面を形成するために前記フィルタから延びる突出部を含む、請求項５に記載の画像形成システム。
8. 前記清掃装置は、前記フィルタを振動させるフィルタ用清掃装置を有する、
   請求項２に記載の画像形成システム。
9. 前記清掃装置は、前記帯電装置を振動させる帯電装置用清掃装置を有する、
   請求項２に記載の画像形成システム。
10. 前記捕集装置は、帯電装置と、前記微粒子を運ぶための空気流路の方向における前記帯電装置の下流に配置されたフィルタと、を有し、前記空気流路は、前記微粒子の一部を前記帯電装置に集め、集められた前記微粒子の一部は、前記帯電装置に汚れを形成し、
    前記検出装置は、測定された前記汚れに基づいて前記捕集性能を検出するために、前記帯電装置の前記汚れを測定する帯電装置用汚れ測定装置を有する、
    請求項１に記載の画像形成システム。
11. 前記帯電装置は、前記帯電装置の汚れによって変化する電気特性を有し、
    前記帯電装置用汚れ測定装置は、前記帯電装置に形成された前記汚れを検出するために、前記帯電装置の前記電気特性を測定する、
    請求項１０に記載の画像形成システム。
12. 前記検出装置により検出された前記捕集性能と閾値性能とを比較し、前記捕集性能が前記閾値性能を下回った場合に、前記清掃装置を作動させる清掃制御部を備える、
    請求項１に記載の画像形成システム。
13. 定着装置と、
    印刷制御を行う印刷制御部と、を備え、
    前記印刷制御部は、前記検出装置により検出された前記捕集性能と閾値性能とを比較し、検出装置が検出した前記捕集性能が閾値性能を下回る場合に、前記定着装置の最高温度が低くなるように前記印刷制御を行う、
    請求項１に記載の画像形成システム。
14. 第一空気流路及び第二空気流路と、
    前記ハウジングの内外に通じる空気流路を、前記第一空気流路及び前記第二空気流路の間で切り替える切替装置と、を備え、
    捕集装置は、前記第一空気流路及び前記第二空気流路のそれぞれに配置されており、
    前記切替装置は、前記第一空気流路が前記ハウジングの内外に通じる前記空気流路となっている場合に、前記第一空気流路に配置された前記捕集装置の前記捕集性能が閾値性能を下回ると、前記ハウジングの内外に通じる前記空気流路を前記第一空気流路から前記第二空気流路に切り替える、
    請求項１に記載の画像形成システム。
15. ハウジング空間を規定するハウジングと、
    前記ハウジング空間の微粒子を捕集する捕集装置と、
    前記捕集装置の汚れに基づいて前記捕集装置の捕集性能を検出するために、前記捕集装置の前記汚れを測定する検出装置と、
    検出された前記捕集性能に基づいて前記捕集装置を清掃する清掃装置と、
    を備える画像形成システム。

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