JP2021144182A - 定着装置用の捕集装置を有する画像形成システム、及び、画像形成システム用の制御装置 - Google Patents

定着装置用の捕集装置を有する画像形成システム、及び、画像形成システム用の制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】浮遊粒子の個数に関わらず高い捕集率で浮遊粒子を捕集できる画像形成システムを提供する【解決手段】画像形成システムは、収容空間を提供するハウジングと、収容空間内に配置され、印刷媒体にトナー像を定着させる定着装置５０と、第１電極及び第２電極を含み、第１電極と第２電極との間で生じる放電によって定着装置から放出される浮遊粒子を帯電させるイオナイザと、帯電した浮遊粒子を捕集する粒子フィルタとを有する捕集装置７０と、定着装置の稼動履歴情報に基づいて、放電によって第１電極と第２電極との間に流れる電流量を制御する制御装置と、を備える。【選択図】図１

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。
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システムの概略図である。 イオナイザを備えた例示的な捕集装置の斜視図である。 制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 定着処理された印刷媒体の累積枚数と浮遊粒子の個数との関係を示すグラフである。 定着装置へ印加される電力のデューティ比と浮遊粒子の個数との関係を示すグラフである。 定着装置への印加電流と浮遊粒子の捕集率との関係を示すグラフである。 浮遊粒子の個数とイオナイザへの印荷電流とが関連付けられたテーブルの例を示す図である。 比較例によって得られた浮遊粒子の捕集率を示すグラフである。 実施例によって得られた浮遊粒子の捕集率を示すグラフである。 定着装置への印加電流の履歴の一例を示している。
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、例えば、プリンタ等の画像形成システムであるが、画像形成システムを構成する要素であってもよい。例えば、画像形成システムは、プリンタの一部として用いられる現像装置等であってもよい。以下、図面に基づいて説明するにあたり、同一の要素又は同一の機能を有する類似する要素には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
図１に示される画像形成システム１は、例えば、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成システム１は、例えば、収容空間Ｓを提供（画成）するハウジング２と、印刷媒体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、トナー像を印刷媒体Ｐに転写する転写装置３０と、静電潜像が形成される像担持体４０と、トナー像を印刷媒体Ｐに定着させる定着装置５０と、印刷媒体Ｐを排出する排出装置６０とを備える。搬送装置１０、現像装置２０、転写装置３０、像担持体４０、定着装置５０及び排出装置６０は、収容空間Ｓ内に収容されている。
搬送装置１０は、例えば、画像が形成される印刷媒体Ｐを搬送経路Ｒ１に沿って搬送する。印刷媒体Ｐは、例えば、積層された状態でカセットＫに収容され、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、例えば、印刷媒体Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して二次転写領域Ｒ２に印刷媒体Ｐを到達させる。
現像装置２０は、例えば、色ごとに４個設けられる。各現像装置２０は、例えば、トナーを像担持体４０に担持させる現像剤担持体２４を備える。現像装置２０では、例えば、現像剤として、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤が用いられる。現像装置２０では、トナー及びキャリアが所望の混合比になるように調整されて混合撹拌され、トナーが均一に分散する。これにより、最適な帯電量が付与された現像剤が調整される。この現像剤は、現像剤担持体２４に担持される。現像剤担持体２４は、回転することにより現像剤を像担持体４０と向かい合う領域まで搬送する。そして、現像剤担持体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、例えば、現像装置２０が現像したトナー像を二次転写領域Ｒ２に搬送する。転写装置３０は、例えば、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とを備える。
転写ベルト３１は、例えば、懸架ローラ３４，３５，３６，３７により循環移動する無端状のベルトである。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、例えば、軸線周りに回転駆動する駆動ローラである。懸架ローラ３４，３５，３６は、例えば、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、例えば、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、例えば、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部である二次転写領域Ｒ２を形成する。
像担持体４０は、静電潜像担持体、又は感光体ドラムであってもよい。像担持体４０は、例えば、色ごとに４個設けられる。各像担持体４０は、例えば、転写ベルト３１の移動方向に沿って並ぶように設けられる。像担持体４０の周上には、例えば、現像装置２０、帯電ローラ４１、露光ユニット４２及びクリーニング装置４３が設けられる。
帯電ローラ４１は、例えば、像担持体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電ローラ４１は、例えば、像担持体４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、例えば、帯電ローラ４１によって帯電した像担持体４０の表面を、印刷媒体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、例えば、それぞれの現像装置２０に向かい合うように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、例えば、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーがそれぞれ充填される。クリーニング装置４３は、例えば、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、例えば、加熱及び加圧する定着ニップ部に印刷媒体Ｐを通過させることで、転写ベルト３１から印刷媒体Ｐに二次転写されたトナー像を印刷媒体Ｐに溶融定着させる。定着装置５０は、例えば、印刷媒体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とを備える。
加熱ローラ５２及び加圧ローラ５４は、例えば、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部が設けられ、定着ニップ部に印刷媒体Ｐを通過させることにより、トナー像を印刷媒体Ｐに溶融定着させる。
定着装置５０は電源から電気エネルギーの供給を受けて動作する。画像形成システム１は、定着装置５０へ供給された累積電力量を計測するエネルギー計測部５５を備えていてもよい。また、画像形成システム１は、定着装置５０の温度を計測する温度計測部５６を備えていてもよい。排出装置６０は、例えば、定着装置５０によりトナー像が定着された印刷媒体Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６２，６４を備える。
続いて、画像形成システム１による印刷工程の一例について説明する。画像形成システム１に記録対象画像の印刷信号が入力されると、画像形成システム１の制御部（図示省略）は、給紙ローラ１１を回転させて、カセットＫに積層された印刷媒体Ｐをピックアップして搬送する。そして、受信した印刷信号に基づいて、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、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とが向かい合う領域において、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とが向かい合う二次転写領域Ｒ２において、搬送装置１０から搬送された印刷媒体Ｐに二次転写される。
積層トナー像が二次転写された印刷媒体Ｐは、定着装置５０へ搬送される。そして、定着装置５０は、印刷媒体Ｐが定着ニップ部を通過する際に、印刷媒体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、積層トナー像を印刷媒体Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、印刷媒体Ｐは、排出ローラ６２，６４によって画像形成システム１の外部へ排出される。
図１に示すように、画像形成システム１は、捕集装置７０を更に備える。捕集装置７０は、例えば、ハウジング２内において定着装置５０の近傍に配置され、ハウジング２内で浮遊する浮遊粒子５を捕集する。浮遊粒子５は、例えば、５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度のサイズを有しており、ＵＦＰ（Ultrafine Particle）とも呼ばれる。浮遊粒子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する。定着装置５０に近接する位置に捕集装置７０を配置することにより、定着装置５０によって発生する浮遊粒子５が効果的に捕集される。
図２は、例示的な捕集装置７０を示す図である。図２に示すように、捕集装置７０は、静電式の集塵装置であり、イオナイザ７１、粒子フィルタ７２、排気ファン７３及び制御装置７４を備えている。イオナイザ７１は、第１電極７５及び第２電極７６を有し、第１電極７５と第２電極７６との間で生じる放電によって電荷を放出する。第１電極７５及び第２電極７６は、例えばステンレスによって構成されている。
第１電極７５には、電源８０から高電圧が印加される。第１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２電極７６は、電気的に接地されており、互いに対向するように配置されている。第１電極７５は、一対の第２電極７６の間に配置されている。なお、イオナイザ７１の構成は図２に示す例に限定されるものではない。
イオナイザ７１では、第１電極７５に印加される電圧が所定値よりも小さい場合には、第１電極７５と第２電極７６との間に電流が流れない。一方、第１電極７５に印加される電圧が所定値以上である場合には、放電現象が生じて第１電極７５と第２電極７６との間に電流が流れる。これにより、収容空間Ｓに電荷が放出され、第１電極７５と第２電極７６との間を通過する浮遊粒子５が帯電される。第１電極７５に印加される電圧が大きくなるほど、第１電極７５と第２電極７６との間に生じる放電（電流）が大きくなり、収容空間Ｓに放出される電荷の量が増加する。
イオナイザ７１は、制御装置７４に電気的に接続され、制御装置７４によって制御される。例えば、第１電極７５に印加される電圧の大きさは、制御装置７４からの制御信号によって制御される。制御装置７４は、例えば、電源８０を制御することにより第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量（以下、「印加電流」ともいう。）の制御を行う。すなわち、制御装置７４は、第１電極７５と第２電極７６との間に流れる印加電流が目標電流量となるように、第１電極７５に印加される電圧の大きさを制御する。例えば制御装置７４は、電源８０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って第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量の大きさを制御する。
イオナイザ７１においては、使用に伴って第１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１電極７５と第２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、第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を制御することにより、第１電極７５の先端部に劣化が生じたした場合であっても電流量の変動が生じることを抑制することができる。
粒子フィルタ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。粒子フィルタ７２の表面は、半永久的に帯電している。その結果、粒子フィルタ７２は、イオナイザ７１によって帯電した浮遊粒子５を集めることができる。すなわち、粒子フィルタ７２は、目が粗くても、クーロン力によって浮遊粒子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。粒子フィルタ７２は、例えば、図２に示されるように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。
排気ファン７３は、浮遊粒子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、排気ファン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、排気ファン７３と定着装置５０との間に、イオナイザ７１及び粒子フィルタ７２が配置されている。排気ファン７３は、粒子フィルタ７２から見てイオナイザ７１の反対側に配置されていてもよい。排気ファン７３は、イオナイザ７１で帯電した浮遊粒子５が粒子フィルタ７２に移送されるように、気流７を発生させる。
制御装置７４は、イオナイザ７１に電気的に接続されており、イオナイザ７１の動作を制御する。制御装置７４は、例えば、第１電極７５に印加される電圧の大きさを制御すると共に、排気ファン７３の動作を制御してもよい。制御装置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である。
例えば、制御装置７４の記憶部７４ｂは、画像形成システム１で実行される制御プログラム（読み取り可能なデータ）Ｃを格納する非一時的なコンピュータ読み取り可能記憶装置である。例えば、制御装置７４は、記憶部７４ｂから制御プログラムＣを読み込み、当該制御プログラムＣをプロセッサ７４ａに実行させることにより、イオナイザ７１へ印加される電流を制御する。
より詳細には、制御装置７４は、定着装置５０の稼動履歴情報に基づいて収容空間Ｓ内の浮遊粒子５の推定数を求め、浮遊粒子５の推定数に基づいて捕集装置７０によって放出されるべき電荷の量を決定する。
図３を参照して、制御装置７４によって実行される処理について説明しつつ、制御装置７４の機能について詳細に説明する。図３は、制御装置７４によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図３に示すように、まず制御装置７４は、制御装置７４の記憶部７４ｂから定着装置５０の稼動履歴情報を取得する（ステップＳＴ１）。稼動履歴情報とは、定着装置５０の稼動履歴を示す情報であり、例えば定着装置５０によって定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎを含んでいる。定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎとは、定着装置５０によって積層トナー像を溶融定着させた印刷媒体Ｐの累積枚数であり、画像形成システム１の累計印刷枚数と一致している。すなわち、未使用の定着装置では定着処理された印刷媒体の累積枚数ｎが０であり、画像形成システム１によって印刷媒体Ｐに印刷処理が行われる毎に定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎが１ずつ増加する。定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎは、例えば制御装置７４によってカウントされ、記憶部７４ｂに格納されている。なお、制御装置７４は、定着装置５０が交換されたと判定されたときに累積枚数ｎを初期値にリセットしてもよい。
ここで、定着装置５０によって発生する浮遊粒子５の個数は、定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎによって変化する。図４は、定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎと定着装置５０によって発生する浮遊粒子の個数Ｎとの関係の一例を示すグラフである。図４に示すように、定着装置５０によって発生する浮遊粒子の個数Ｎは、定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎが増加するにつれて減少する性質がある。累積枚数ｎの増加に従って浮遊粒子の個数Ｎが減少する理由としては、定着装置５０によって定着処理が繰り返されることにより、浮遊粒子５の元となる気化物質が徐々に蒸発して減少するためであると考えられる。
次に、制御装置７４は、定着装置５０の稼動履歴情報に基づいて基準粒子数ＮＲを求める（ステップＳＴ２）。例えば、制御装置７４は、下記式（１）に示すように、定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎに基づいて基準粒子数ＮＲを算出する。
基準粒子数ＮＲ＝−３．０３×Ｌｏｇ［累積枚数ｎ］＋１７．７ ・・・（１）
基準粒子数ＮＲは、定着装置５０の稼動履歴情報に基づいて求められる稼動履歴パラメータである。式（１）に示すように、基準粒子数ＮＲは、定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎの対数に基づいて求められる。
次に、制御装置７４は、画像形成システム１の印刷条件を取得する（ステップＳＴ３）。画像形成システム１の印刷条件としては、印刷モード、印刷媒体Ｐの厚さ、及び、定着装置５０の動作速度が例示される。画像形成システム１の印刷条件は、例えば制御装置７４の記憶部７４ｂに格納されている。
定着装置５０によって放出される浮遊粒子５の個数は、定着装置５０へ供給される電力によっても変化する。図５の線Ｌ１は、通常の印刷速度で印刷処理を行う通常モードであるときの画像形成システム１の印刷モードと、定着装置５０へ印加される電力のデューティ比と、収容空間Ｓ内に放出される浮遊粒子５の個数との関係を示している。なお、デューティ比とは、一周期において定着装置５０へ電力が印加される時間が占める割合である。すなわち、デューティ比が大きいほど、定着装置５０へ印加される電力が増加して定着装置５０の発熱量が大きくなる。
図５に示すように、画像形成システム１の印刷モードが片面印刷モードである場合（領域Ａ１参照）には、画像形成システム１の印刷モードが両面印刷モードである場合（領域Ａ２参照）と比較して、定着装置５０へ印加される電力のデューティ比が増加すると共に、収容空間Ｓ内に放出される浮遊粒子５の個数が増加する。両面印刷モードでは、表面を印刷したときに印刷媒体Ｐが加熱されるので、裏面を印刷するときに定着装置５０へ印加される電力のデューティ比が抑制され、その結果、収容空間Ｓ内に放出される浮遊粒子５の個数が低減されるのである。
また、図５の線Ｌ２は、通常モードよりも低速で印刷処理を行う低速モードであるときの印刷媒体Ｐの厚さと、定着装置５０へ印加される電力のデューティ比と、収容空間Ｓ内に放出される浮遊粒子５の個数との関係を示している。図５に示すように、印刷媒体Ｐが厚紙の場合（領域Ａ３参照）には、印刷媒体Ｐが普通紙の場合（領域Ａ４参照）と比較して、定着装置５０へ印加される電力のデューティ比が増加すると共に、収容空間Ｓ内に放出される浮遊粒子５の個数が増加する。印刷媒体Ｐが厚紙である場合には、印刷媒体Ｐによって定着装置５０から奪われる熱量が多くなるので、定着装置５０の温度を設定値に維持するために電力のデューティ比が増加し、その結果、収容空間Ｓ内に放出される浮遊粒子５の個数が増加するのである。
さらに、図５の線Ｌ１及び線Ｌ２に示すように、画像形成システム１の印刷速度が低速モードである場合（線Ｌ２参照）には、画像形成システム１の印刷速度が通常モードである場合（線Ｌ１参照）と比較して、定着装置５０へ印加される電力のデューティ比が減少すると共に、定着装置５０によって放出される浮遊粒子５の個数が減少する。
上述のように、収容空間Ｓ内に放出される浮遊粒子５の個数は、定着装置５０へ供給される電力によって変化する特性がある。この特性に鑑み、制御装置７４は、制御装置７４は、印刷条件に基づいて、定着装置５０へ供給される電力に関連する発熱パラメータＫＨを決定する（ステップＳＴ４）。
制御装置７４は、定着装置５０へ供給される電力が大きいほど発熱パラメータＫＨを大きくする。例えば制御装置７４は、画像形成システム１の印刷モードが片面印刷モードである場合である場合には、画像形成システム１の印刷モードが両面印刷モードである場合よりも発熱パラメータＫＨを大きくする。例えば、制御装置７４は、片面印刷モードである場合である場合には、発熱パラメータＫＨを１．４に設定し、片面印刷モードである場合には発熱パラメータＫＨを１．０に設定してもよい。
また、制御装置７４は、印刷媒体Ｐの厚さが厚い場合には、印刷媒体Ｐの厚さが薄い場合よりも発熱パラメータＫＨを大きくする。例えば、印刷媒体Ｐが１５７［ｇ／ｍ２］の厚紙である場合には、発熱パラメータＫＨを７．５に設定してもよい。さらに、制御装置７４は、画像形成システム１の印刷速度が低速モードである場合には、画像形成システム１の印刷速度が通常モードである場合よりも発熱パラメータＫＨを小さくする。例えば、画像形成システム１の印刷速度が低速モードである場合には、発熱パラメータＫＨを０．３に設定してもよい。なお、制御装置７４は、印刷媒体Ｐの厚さ、画像形成システム１の印刷モード及び定着装置５０の動作速度に基づいてそれぞれ決定された複数のパラメータの積を発熱パラメータＫＨとして決定してもよい。
次に、制御装置７４は、稼動履歴情報及び発熱パラメータに基づいて浮遊粒子５の推定数ＮＥを求める（ステップＳＴ５）。例えば制御装置７４は、式（２）に示すように、基準粒子数ＮＲと発熱パラメータＫＨとの積に基づいて、浮遊粒子５の推定数ＮＥを算出する。
浮遊粒子の推定数ＮＥ＝基準粒子数ＮＲ×発熱パラメータＫＨ ・・・（２）
すなわち、定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎは多いほど基準粒子数ＮＲは小さくなるので、浮遊粒子の推定数ＮＥは小さくなる。また、印刷媒体Ｐの厚さは大きいほど発熱パラメータＫＨが大きくなるので、浮遊粒子の推定数ＮＥは大きくなる。一方、定着装置５０の動作速度は遅いほど発熱パラメータＫＨが小さくなるので、浮遊粒子の推定数ＮＥは小さくなる。さらに、画像形成システム１の印刷モードが両面印刷モードであるときには、片面印刷モードであるときよりも発熱パラメータＫＨが小さくなるので、浮遊粒子の推定数ＮＥは小さくなる。
次に、制御装置７４は、浮遊粒子５の推定数ＮＥに基づいて捕集装置７０によって放出されるべき電荷の量を決定する（ステップＳＴ６）。言い換えれば、制御装置７４は、稼動履歴情報と定着装置５０へ供給される電力とに基づいて第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を決定する。
図６は、捕集装置７０のイオナイザ７１への印加電流と浮遊粒子５の捕集率との関係を示している。ここで、浮遊粒子５の捕集率とは、捕集装置７０の起動前の浮遊粒子の個数に対する捕集装置７０の起動によって減少した浮遊粒子５の個数の割合を示しており、正の捕集率はハウジング２内の浮遊粒子５の個数が減少したことを表しており、負の捕集率はハウジング２の浮遊粒子５の個数が増加したことを表している。
図６に示すように、ハウジング２内に存在する浮遊粒子５の個数が多い場合には（線Ｇ１及び線Ｇ２参照）、イオナイザ７１へ電流を印加したときの浮遊粒子５の捕集率は正であり、収容空間Ｓ内の浮遊粒子５の個数は減少している。これに対して、収容空間Ｓ内のハウジング２内に存在する浮遊粒子５の個数が少ない場合には（線Ｇ３及び線Ｇ４参照）、イオナイザ７１に印加される電流を大きくしたとき（２０μＡ以上）の捕集率は負となり、収容空間Ｓ内の浮遊粒子５の個数は増加している。収容空間Ｓ内の浮遊粒子５は、ファンデルワールス力によって凝集して粒子径の大きな一つの浮遊粒子５として存在することがあるが、捕集装置７０からの電荷によって浮遊粒子５が過剰に帯電された場合には、近接する電荷間に作用するクーロン力によって凝集された浮遊粒子５が粒子径の小さな複数の浮遊粒子５に分解され、浮遊粒子５の個数が増加することがある。したがって、ハウジング２内の浮遊粒子５の個数を減少させるためには、凝集された浮遊粒子５が分解されないように適切な量の電荷を放出することが要求される。
上述の特性に鑑み、制御装置７４は、浮遊粒子の推定数ＮＥに基づいてイオナイザ７１に印加されるべき電流値を決定する。例えば、制御装置７４は、浮遊粒子５の個数とイオナイザ７１に印加されるべき電流値とが関連付けられたテーブルを参照し、浮遊粒子５の推定数ＮＥの増加に応じて印加電流が大きくなるようにイオナイザ７１への印加電流値を決定する。図７は、浮遊粒子５の個数とイオナイザ７１に印加されるべき電流値とが関連付けられたテーブルの一例を示している。
上記のように、例えば定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎが多いほど浮遊粒子の推定数ＮＥが小さくなるので、制御装置７４は、第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を小さくする。また、印刷媒体Ｐの厚さが厚いほど浮遊粒子の推定数ＮＥが大きくなるので、制御装置７４は、第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を大きくする。一方、定着装置５０の動作速度が遅いほど浮遊粒子の推定数ＮＥが小さくなるので、制御装置７４は、第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を小さくする。また、制御装置７４は、画像形成システム１の印刷モードが両面印刷モードである場合には、片面印刷モードである場合よりも浮遊粒子の推定数ＮＥが小さくなるので、第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を小さくする。
次に、制御装置７４は、印刷処理を実行する（ステップＳＴ７）。続いて、制御装置７４は、捕集装置７０を制御することにより、ステップＳＴ６において決定された量の電荷が放出されるようにイオナイザ７１に電流を印加する（ステップＳＴ８）。これにより、印刷処理によって収容空間Ｓ内に発生した浮遊粒子５が捕集装置７０から放出された電荷によって帯電される。帯電した浮遊粒子５は、排気ファン７３によって生成された気流７により移動し、粒子フィルタ７２に捕集される。その結果、画像形成システム１から排出される浮遊粒子５を減少させることができる。また、制御装置７４は、浮遊粒子５の推定数ＮＥの増加に応じてイオナイザ７１に印加されるべき電流を増加させることにより、イオナイザ７１の寿命を長くすることができる。
要求された印刷処理が完了すると、制御装置７４は印刷処理を終了し（ステップＳＴ９）、イオナイザ７１への電流の印加を停止する（ステップＳＴ１０）。
次に、実施例及び比較例に基づいて、画像形成システム１の作用効果についてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
比較例では、収容空間Ｓ内の浮遊粒子５の個数に関わらず一定の電流をイオナイザ７１に印加したときの浮遊粒子５の捕集率を評価した。一方、実施例では、基準粒子数ＮＲと発熱パラメータＫＨとに基づいて、収容空間Ｓ内の浮遊粒子５の推定数ＮＥを求め、図７に示すテーブルに基づいて浮遊粒子５の推定数ＮＥの増加に応じてイオナイザ７１に印加される電流が増加するように制御したときの浮遊粒子５の捕集率を評価した。
図８は、比較例によって得られた浮遊粒子５の捕集率を示し、図９は、実施例によって得られた浮遊粒子５の捕集率を示している。図８に示すように、イオナイザ７１の印加電流を一定とした場合には、収容空間Ｓ内の浮遊粒子５の個数が少ないときに浮遊粒子５の捕集率が負になる（すなわち、浮遊粒子５の個数が増加する）ことが確認された。この現象は、イオナイザ７１から放出される電荷の量が過剰となり、凝集された浮遊粒子５が複数の浮遊粒子に分解されたことに起因すると考えられる。これに対して、図９に示すように、浮遊粒子５の推定数ＮＥの増加に応じてイオナイザ７１に印加される電流が段階的に増加するように制御した場合には、ハウジング２内の浮遊粒子５の個数に関わらず高い捕集率で浮遊粒子５を捕集できることが確認された。
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、上記した例では、制御装置７４が、稼動履歴情報として定着処理された印刷媒体の累積枚数ｎを用いて浮遊粒子５の推定数ＮＥを求めているが、定着装置５０へ供給された累積電力量を用いて浮遊粒子５の推定数ＮＥを求めてもよい。図１０は、定着装置５０へ印加された電流値の履歴の一例を示している。制御装置７４は、定着装置５０へ供給された電流値の履歴に基づいて、定着装置５０へ供給された累積電力量ＥＡ（図１０の破線で囲われた領域）を求め、累積電力量ＥＡに基づいて浮遊粒子５の推定数ＮＥを求めてもよい。定着装置５０によって定着処理された印刷媒体Ｐの累積枚数ｎと同様に、定着装置５０によって発生する浮遊粒子５の個数は、定着装置５０へ供給された累積電力量ＥＡによって変化するので、定着装置５０へ供給された累積電力量ＥＡに基づいて浮遊粒子５の推定数ＮＥを求めることが可能である。
より詳細には、定着装置５０によって発生する浮遊粒子５の個数は、定着装置５０へ供給された累積電力量ＥＡが大きくなるにつれて減少する。したがって、制御装置７４は、累積電力量ＥＡが大きいほど第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を小さくしてもよい。なお、累積電力量ＥＡは、エネルギー計測部５５によって計測されたデータを用いてもよい。制御装置７４は、定着装置５０が交換されたと判定されたときに累積電力量ＥＡを初期値にリセットしてもよい。
また、例えば温度計測部５６によって計測された定着装置５０の温度又は画像形成システム１の累積使用時間を稼動履歴情報として用いて浮遊粒子５の推定数ＮＥを求めてもよい。
また、上述の例では、稼動履歴情報（例えば、累積枚数ｎ又は累積電力量ＥＡ）及び発熱パラメータＫＨに基づいて浮遊粒子５の推定数ＮＥを求めているが、発熱パラメータＫＨを用いずに浮遊粒子５の推定数ＮＥを求めてもよい。例えば、画像形成システム１が、両面印刷モード又は低速モードに対応していない場合には発熱パラメータＫＨを一定値として、稼動履歴情報に基づいて浮遊粒子５の推定数ＮＥを求めてもよい。
さらに、上述の例では、印刷モード、印刷媒体の厚さ、及び、定着装置の動作速度に基づいて、発熱パラメータＫＨを取得しているが、発熱パラメータＫＨは、定着装置５０に供給される電力に関連する少なくとも１つのパラメータを用いて求められればよい。
また上述の例では、印刷速度が低速モードのときに定着装置５０の動作速度が遅いと判定して第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を小さくしているが、例えば、定着装置５０における印刷媒体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、又は、印刷ジョブ間のインターバル時間を延長する制御が行われたときに、定着装置５０の動作速度が遅いと判定して第１電極７５と第２電極７６との間に流れる電流量を小さくしてもよい。
上述の例では、イオナイザ７１、粒子フィルタ７２、排気ファン７３及び制御装置７４を備える捕集装置７０について説明したが、捕集装置７０の構成は、収容空間Ｓ内に電荷を放出して浮遊粒子５を帯電させて捕集することができる限り、上述の構成に限定されるものではない。また、上述の例では、捕集装置７０が制御装置７４を備えているが、制御装置７４は、画像形成システム１全体を制御する画像形成システム用の制御装置であってもよい。

Claims (15)

  1. 収容空間を提供するハウジングと、
    前記収容空間内に配置され、印刷媒体にトナー像を定着させる定着装置と、
    第１電極及び第２電極を含み、前記第１電極と前記第２電極との間で生じる放電によって前記定着装置から放出される浮遊粒子を帯電させるイオナイザと、帯電した前記浮遊粒子を捕集する粒子フィルタとを有する捕集装置と、
    前記定着装置の稼動履歴情報に基づいて、前記放電によって前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を制御する制御装置と、
    を備える、画像形成システム。
  2. 前記定着装置の稼動履歴情報が、前記定着装置によって処理された前記印刷媒体の累積枚数を含み、
    前記制御装置は、前記累積枚数が多いほど前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を小さくする、請求項１に記載の画像形成システム。
  3. 前記定着装置の稼動履歴情報が、前記定着装置へ供給された累積電力量を含み、
    前記制御装置は、前記累積電力量が大きいほど前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を小さくする、請求項１に記載の画像形成システム。
  4. 前記制御装置は、前記稼動履歴情報と前記定着装置へ供給される電力とに基づいて前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を制御する、請求項１に記載の画像形成システム。
  5. 前記制御装置は、前記印刷媒体の厚さが厚いほど前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を大きくする、請求項４に記載の画像形成システム。
  6. 前記制御装置は、印刷モードが両面印刷モードである場合には、前記印刷モードが片面印刷モードである場合よりも前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を小さくする、請求項４に記載の画像形成システム。
  7. 前記制御装置は、前記定着装置の動作速度が遅いほど前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を小さくする、請求項４に記載の画像形成システム。
  8. 前記制御装置は、前記定着装置が交換されたと判定されたときに前記累積枚数を初期値にリセットする、請求項２に記載の画像形成システム。
  9. 前記制御装置は、前記定着装置が交換されたと判定されたときに前記累積電力量を初期値にリセットする、請求項３に記載の画像形成システム。
  10. 読み取り可能なデータを含む画像形成システム用の制御装置であって、
    前記画像形成システムのハウジング内に設けられた定着装置の稼動履歴情報に基づいて、前記ハウジング内に設けられた第１電極及び第２電極との間に流れる電流量を制御する、制御装置。
  11. 前記定着装置の稼動履歴情報が、前記定着装置によって処理された印刷媒体の累積枚数を含み、
    前記累積枚数が多いほど前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を小さくする、請求項１０に記載の制御装置。
  12. 前記定着装置の稼動履歴情報が、前記定着装置へ供給された累積電力量を含み、
    前記累積電力量が大きいほど前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を小さくする、請求項１０に記載の制御装置。
  13. 前記定着装置によって処理される印刷媒体の厚さが厚いほど前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を大きくする、請求項１０に記載の制御装置。
  14. 前記画像形成システムの印刷モードが両面印刷モードである場合には、前記印刷モードが片面印刷モードである場合よりも前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を小さくする、請求項１０に記載の制御装置。
  15. 前記定着装置の動作速度が遅いほど前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流量を小さくする、請求項１０に記載の制御装置。
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