JP2022131319A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部材の清掃や交換を必要とせずに、粒子状物質や揮発性及び準揮発性の有機化合物の大気中への排出を抑制することを目的とする。【解決手段】プリンター１は、搬送路１０に沿って搬送されるシートＳに画像を形成する作像装置と、搬送路１０の搬送方向Ｙ下流側の端部に設けられ、作像装置により画像が形成されたシートＳが排出される排紙口９ａと、作像装置と排紙口９ａとの間の搬送路１０に設けられ、作像装置により画像が形成されたシートＳを帯電させる帯電装置４０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。

画像形成装置から粉塵や揮発性有機化合物が排出されることが知られており、従来、これらに対する対策がなされてきたが、近年、揮発性有機化鉱物が凝集して生成される粒径１００ｎｍ未満の超微小粒子の排出が問題視されており、超微小粒子の排出を抑制する技術が検討されている。例えば、特許文献１では、定着装置の近傍に配置した排気ダクト内に、微粒子粉塵を静電的に回収する静電的集塵手段を設けることが提案されている。特許文献２では、定着ユニットの上部に設けられた排気ダクト内に、電界の作用で揮発性化学物質を引き寄せて捕集する捕集装置が提案されている。捕集装置は、マイナスの電圧を発生する電源装置と、プラスの電圧を発生する電源装置と、何れか一方の電源装置と選択的に接続されてマイナス或いはプラスの電圧が印加されることによりマイナス電位或いはプラス電位を有する電界発生捕集部材と、を備える。

特開２０１０－２８０３号公報 特開２００９－２８２４５５号公報

しかし、特許文献１で提案された構成では、排気ダクト内の気流に対向する形で電極が設けられているため、排気効率が低下する懸念がある。特許文献２で提案された構成では、排気ダクトの内壁に沿って電極が設けられているため、捕集効率が低いという問題がある。また、両者は、粒子が付着した電極を定期的に清掃又は交換する必要があるが、電極が排気ダクト内に設けられているため、作業がしにくいという問題がある。

本発明は、上記事情を考慮し、部材の清掃や交換を必要とせずに、粒子状物質や揮発性及び準揮発性の有機化合物の大気中への排出を抑制することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、搬送路に沿って搬送されるシートに画像を形成する作像装置と、前記搬送路の搬送方向下流側の端部に設けられ、前記作像装置により画像が形成された前記シートが排出される排紙口と、前記作像装置と前記排紙口との間の前記搬送路に設けられ、前記作像装置により画像が形成された前記シートを帯電させる帯電装置と、を備えることを特徴とする。

前記画像形成装置は、前記作像装置により形成された画像を前記シートに定着させる定着装置を備え、前記帯電装置は、前記定着装置と前記排紙口との間の前記搬送路に設けられていてもよい。

前記帯電装置は、前記シートの第１の部分を第１の極性に帯電させる第１帯電装置と、前記シートの前記第１の部分とは別の第２の部分を前記第１の極性とは逆の第２の極性に帯電させる第２帯電装置と、を含んでいてもよい。

前記第１の部分は、前記シートの一方の面であり、前記第２の部分は、前記シートの他方の面であってもよい。

前記画像形成装置は、前記帯電装置よりも前記搬送方向下流側において前記シートを除電する除電装置を備えていてもよい。

前記画像形成装置は、前記帯電装置よりも前記搬送方向下流側において前記画像形成装置内の空気を前記シートの帯電した面に吹き付ける送風機を備えていてもよい。

前記画像形成装置は、前記帯電装置と前記除電装置との間において前記画像形成装置内の空気を前記シートの帯電した面に吹き付ける送風機を備えていてもよい。

前記送風機は、前記シートの帯電した面に対して直角に送風してもよい。

本発明によれば、部材の清掃や交換を必要とせずに、粒子状物質や揮発性及び準揮発性の有機化合物の大気中への排出を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの排紙口９ａ付近の内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る帯電装置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る除電装置を示す図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る帯電装置を示す図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る除電装置を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係るプリンター１（画像形成装置の一例）について説明する。

最初に、プリンター１の全体の構成について説明する。図１は、プリンター１の外観を示す斜視図である。図２は、プリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。図３は、プリンター１の排紙口９ａ付近の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図２における紙面右側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

プリンター１は、直方体状のハウジング３を備えている。ハウジング３の内部の下部には、シートＳが収容される給紙部４と、給紙部４からシートＳを送り出す給紙ローラー５が設けられている。給紙部４の上方には、電子写真方式にてトナー像を形成する作像装置６が設けられ、作像装置６の上方には、トナー像をシートＳに定着させる定着装置７が設けられている。定着装置７の前方には、トナー像が定着されたシートＳを排紙口９ａを通じて排出する排紙ローラー対８と、排出されたシートＳが積載される排紙トレイ９が設けられている。

ハウジング３の内部には、給紙ローラー５から作像装置６、定着装置７を経て排紙ローラー対８に至る搬送路１０が設けられている。搬送路１０は、シートＳを通過させる間隙を空けて互いに対向する板状部材によって形成されており、シートＳを挟持して搬送する搬送ローラー対１７が搬送方向Ｙの複数箇所に設けられている。作像装置６よりも搬送方向Ｙ上流側には、レジストローラー対１８が設けられている。

作像装置６は、光の照射により電位が変化する感光体ドラム１１、放電により感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置１２、画像データに応じたレーザー光を出射する露光装置１３、感光体ドラム１１にトナーを供給する現像装置１４、及び、転写バイアスを発生する転写ローラー１５を備える。現像装置１４には、現像装置１４にトナーを供給するトナーコンテナ２０が接続されている。

定着装置７（図３参照）は、定着ローラー２１と、定着ローラー２１との間にシートＳを挟持して搬送する加圧ローラー２７と、定着ローラー２１を加熱するハロゲンヒーター２３と、を備えている。定着ローラー２１は、シートＳの２つの面のうち感光体ドラム１１側の面に接触する。

定着ローラー２１は、前後方向に貫通した中空部を有する円筒形の芯金と、芯金の外周面に形成された離形層（図示省略）と、を有する。芯金は、アルミニウム合金やステンレス鋼等の金属で形成された薄肉管である。離型層は、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）チューブ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）チューブ等で形成される。

加圧ローラー２７は、前後方向を長手方向とする円柱形又は円筒形の芯金と、芯金の外周面に形成された弾性層と、弾性層の外周面に形成された離形層（図示省略）と、を有する。芯金は、アルミニウム合金やステンレス鋼等の金属で形成される。弾性層は、シリコーンゴム等で形成される。離型層は、ＰＦＡチューブやＰＴＦＥチューブ等で形成される。加圧ローラー２７は、ばね等の付勢部材（図示省略）によって定着ローラー２１側に付勢されることで定着ローラー２１に押し当てられ、定着ローラー２１と加圧ローラー２７とが面接触する加圧領域Ｎを形成する。加圧ローラー２７は、モーター等の駆動部（図示省略）により駆動される。

ハロゲンヒーター２３は、左右方向を長手方向とする棒状のハロゲンランプであり、ガラス管と、ガラス管に収容されたフィラメントと、を備え、定着ローラー２１の中空部に配置される。

制御部２は、プロセッサーとメモリーとを備える。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。メモリーは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の記憶媒体を含む。プロセッサーは、メモリーに記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで各種処理を実施する。なお、制御部２は、ソフトウェアを用いない集積回路によって実現されてもよい。

プリンター１の基本的な画像形成動作は、次のとおりである。外部のコンピューター等からプリンター１に印刷ジョブが入力されると、給紙ローラー５が給紙部４から搬送路１０にシートＳを送り出し、回転が停止されたレジストローラー対１８がシートＳの斜行を補正し、レジストローラー対１８が所定のタイミングで作像装置６にシートＳを送り出す。作像装置６においては、帯電装置１２が感光体ドラム１１を所定の電位に帯電させ、露光装置１３が感光体ドラム１１に潜像を書き込み、現像装置１４がトナーコンテナ２０から供給されたトナーを用いて潜像を現像することでトナー像を形成し、転写ローラー１５がトナー像をシートＳに転写する。続いて、定着装置７がシートＳを挟持して搬送しながらトナー像を溶融させることでトナー像をシートＳに定着させ、排紙ローラー対８が排紙トレイ９にシートＳを排出する。

次に、帯電装置４０等の構成について詳細に説明する。プリンター１は、搬送路１０に沿って搬送されるシートＳに画像を形成する作像装置６と、搬送路１０の搬送方向Ｙ下流側の端部に設けられ、作像装置６により画像が形成されたシートＳが排出される排紙口９ａと、作像装置６と排紙口９ａとの間の搬送路１０に設けられ、作像装置６により画像が形成されたシートＳを帯電させる帯電装置４０と、を備える。

定着装置７においては、加熱された定着ローラー２１や潤滑油等に含まれるシリコーン系の物質から蒸発した揮発性有機化合物（ＶＯＣ、Volatile Organic Compounds）や準揮発性有機化合物（ＳＶＯＣ、Semi Volatile Organic Compounds）の粒子が凝集することで粒径１００ｎｍ以下の超微小粒子（ＵＦＰ、Ultrafine Particle）が発生することが知られている。また、トナーの組成によっては、加熱されたトナーからＵＦＰが発生する場合もある。そこで、プリンター１は、ハウジング３の外部へのＵＦＰ、ＶＯＣ、ＳＶＯＣ（以下、ＵＦＰ等という）の排出を抑制するために、以下の構成を備えている。

［帯電装置］
図４は、帯電装置４０を示す図である。帯電装置４０は、シートＳの第１の部分を第１の極性（例えば、正極性）に帯電させる第１帯電装置４１と、シートＳの第１の部分とは別の第２の部分を第１の極性とは逆の第２の極性（例えば、負極性）に帯電させる第２帯電装置４２と、を含む。第１帯電装置４１、第２帯電装置４２は、共通の構成を有し、左右方向を長手方向とする基部４０Ｂと、基部４０Ｂから突出した左右方向に並ぶ多数の電極針４０Ｅと、を備える。電極針４０Ｅの各々には、数千Ｖの電圧を電極針４０Ｅに印加する電源回路４０Ｃが接続されている。

第１帯電装置４１、第２帯電装置４２は、定着装置７と排紙ローラー対８との間の搬送路１０に対向している。第１帯電装置４１は、搬送路１０の下側（定着ローラー２１側）に設けられ、第２帯電装置４２は、搬送路１０の上側（加圧ローラー２７側）に設けられている。搬送路１０を構成する板状部材のうち下側の板状部材に、左右方向を長手方向とする矩形の第１開口部７１が設けられており、第１開口部７１を介して第１帯電装置４１の電極針４０Ｅの先端部が、搬送されるシートＳの下面（定着ローラー２１側の面）に対向する。また、搬送路１０を構成する板状部材のうち上側の板状部材に、左右方向を長手方向とする矩形の第２開口部７２が設けられており、第２開口部７２を介して第２帯電装置４２の電極針４０Ｅの先端部が、搬送されるシートＳの上面（加圧ローラー２７側の面）に対向する。

［送風機］
送風機５０は、例えば、ターボファン、シロッコファン等であり、羽根車５１と、羽根車５１を収容する円筒形のケーシング５２と、羽根車５１の接線方向に空気を吹き出させる給気管５３と、を備える。ケーシング５２の軸方向の側面の一方には吸気口５４が設けられている。送風機５０は、帯電装置４０と排紙ローラー対８との間の搬送路１０に対向している。送風機５０は、搬送路１０の下側と、搬送路１０の上側と、に設けられている。

搬送路１０を構成する板状部材のうち下側の板状部材に、左右方向を長手方向とする矩形の第１通気口７３が設けられており、第１通気口７３を介して下側の送風機５０の給気管５３の先端部が、搬送されるシートＳの下面に対向する。下側の送風機５０は、シートＳの下面に直角に空気を吹き付けるように配置されている。また、搬送路１０を構成する板状部材のうち上側の板状部材に、左右方向を長手方向とする矩形の第２通気口７４が設けられており、第２通気口７４を介して上側の送風機５０の給気管５３の先端部が、搬送されるシートＳの上面に対向する。上側の送風機５０は、シートＳの上面に直角に空気を吹き付けるように配置されている。

［除電装置］
図５は、除電装置６０を示す図である。除電装置６０は、シートＳの第１の部分を除電する第１除電装置６１と、シートＳの第２の部分を除電する第２除電装置６２と、を含む。第１除電装置６１、第２除電装置６２は、共通の構成を有し、左右方向を長手方向とする基部６０Ｂと、基部６０Ｂから突出した左右方向に並ぶ多数の電極針６０Ｅと、を備える。電極針６０Ｅの各々には、数千Ｖの電圧を電極針６０Ｅに印加する電源回路６０Ｃが接続されている。

第１除電装置６１、第２除電装置６２は、排紙ローラー対８よりも搬送方向Ｙ下流側に設けられている。第１除電装置６１の電極針６０Ｅの先端部が、排出されるシートＳの下面に対向する。第２除電装置６２の電極針６０Ｅの先端部が、排出されるシートＳの上面に対向する。

次に、帯電装置４０等の動作について説明する。プリンター１に印刷ジョブが入力されると、第１帯電装置４１、第２帯電装置４２、２つの送風機５０、第１除電装置６１、第２除電装置６２に電力が供給される。第１帯電装置４１、第２帯電装置４２においては、電極針４０Ｅへの電圧の印加により、電極針４０Ｅの先端からコロナ放電が発生する。コロナ放電によりシートＳと電極針４０Ｅとの間で電荷の移動が起こり、シートＳが帯電する。

第１帯電装置４１の電源回路４０Ｃは、正の電圧を電極針４０Ｅに印加する。シートＳの下面から第１帯電装置４１の電極針４０Ｅに電子が移動するため、シートＳの下面が正に帯電する。一方、第２帯電装置４２の電源回路４０Ｃは、負の電圧を電極針４０Ｅに印加する。第２帯電装置４２の電極針４０ＥからシートＳの上面に電子が移動するため、シートＳの上面が負に帯電する。プリンター１の内部に浮遊しているＵＦＰ等のうち、負に帯電したＵＦＰ等は、シートＳの下面に吸着され、正に帯電したＵＦＰ等は、シートＳの上面に吸着される。吸着されたＵＦＰ等は、シートＳを形成する繊維間の間隙に取り込まれる。

さらに、送風機５０がプリンター１の内部の空気をシートＳに吹き付けるから、ＵＦＰ等の吸着の効率が向上する。また、空気の吹き付けにより、シートＳの繊維間の間隙にＵＦＰ等が取り込まれやすくなる。

第１除電装置６１の電源回路６０Ｃは、負の電圧を電極針６０Ｅに印加する。電極針６０ＥからシートＳの下面に電子が移動するため、シートＳの下面が除電される。一方、第２除電装置６２の電源回路６０Ｃは、正の電圧を電極針６０Ｅに印加する。シートＳの上面から電極針６０Ｅに電子が移動するため、シートＳの上面が除電される。

以上説明した本実施形態に係るプリンター１によれば、作像装置６と排紙口９ａとの間の搬送路１０に設けられ、作像装置６により画像が形成されたシートＳを帯電させる帯電装置４０を備える。この構成によれば、シートＳにＵＦＰ等が吸着され、吸着されたＵＦＰ等がシートＳの繊維間の間隙に取り込まれるから、部材の清掃や交換を必要とせずに、ＵＦＰ等の大気中への排出を抑制することができる。

また、小型のプリンターほど外部への排気口が少なく、また、低価格帯のプリンターでは排気口が全くない場合もある。そのため、従来は、小型のプリンターでは、排出されるシートＳに引きずられてＵＦＰ等が外部に排出されやすいという問題があった。よって、本実施形態は、排気口が少ない又は排気口がない小型のプリンターに対して好適である。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、帯電装置４０は、定着装置７と排紙口９ａとの間の搬送路１０に設けられているから、定着装置７から発生するＵＦＰ等の大気中への排出を抑制することができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、帯電装置４０は、シートＳの第１の部分を第１の極性に帯電させる第１帯電装置４１と、シートＳの第１の部分とは別の第２の部分を第１の極性とは逆の第２の極性に帯電させる第２帯電装置４２と、を含むから、正に帯電したＵＦＰ等と負に帯電したＵＦＰ等の排出を抑制することができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、シートＳの第１の部分は、シートＳの一方の面であり、シートＳの第２の部分は、シートＳの他方の面であるから、ＵＦＰ等を吸着可能な面積を最大化することができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、帯電装置４０よりも搬送方向Ｙ下流側においてシートＳを除電する除電装置６０を備えるから、排出されたシートＳの貼り付きを防ぐことができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、帯電装置４０よりも搬送方向Ｙ下流側においてプリンター１内の空気をシートＳの帯電した面に吹き付ける送風機５０を備えるから、送風機５０を備えない場合と比べて、より多くのＵＦＰ等をシートＳに吸着させることができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、帯電装置４０と除電装置６０との間においてプリンター１内の空気をシートＳの帯電した面に吹き付ける送風機５０を備えるから、送風機５０を備えない場合と比べて、より多くのＵＦＰ等をシートＳに吸着させることができる。

また、本実施形態に係るプリンター１によれば、送風機５０は、シートＳの帯電した面に対して直角に送風するから、直角でない角度で送風する場合と比べて、より多くのＵＦＰ等をシートＳに吸着させることができる。

上記実施形態が以下のように変形されてもよい。

上記実施形態では、電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用した例が示されたが、インクジェット記録装置に本発明が適用されてもよい。インクジェット記録装置の場合、例えば、吐出されたインクを乾燥させる工程の後段に上記の帯電装置４０、送風機５０、除電装置６０が設けられても良い。

上記実施形態では、帯電装置４０が第１帯電装置４１と第２帯電装置４２とを含む例が示されたが、帯電装置４０は、第１帯電装置４１と第２帯電装置４２のいずれか一方であってもよい。

上記実施形態では、シートＳの第１の部分がシートＳの一方の面であり、シートＳの第２の面がシートＳの他方の面である例が示されたが、シートＳの第１の部分と第２の部分とがシートＳの同一面にあってもよい。具体的には、以下のとおりである。図６は、本変形例に係る帯電装置４０を示す図である。図７は、本変形例に係る除電装置６０を示す図である。本変形例に係る第１帯電装置４１及び第２帯電装置４２は、上記実施形態に係る第１帯電装置４１及び第２帯電装置４２よりも左右方向の長さが短く、第１帯電装置４１と第２帯電装置４２が左右に並べて配置され、第１帯電装置４１はシートＳの一方の面（例えば、下面）の左側の部分を帯電させ、第２帯電装置４２は、同一の面の右側の部分を帯電させる。また、本変形例に係る第１除電装置６１及び第２除電装置６２は、上記実施形態に係る第１除電装置６１及び第２除電装置６２よりも左右方向の長さが短く、第１除電装置６１と第２除電装置６２が左右に並べて配置され、第１除電装置６１はシートＳの一方の面の左側の部分を除電し、第２除電装置６２は、同一の面の右側の部分を除電する。この構成は、帯電装置４０等を配置可能な空間がシートＳの一方の面側にしかない場合に好適である。

上記実施形態では、プリンター１に除電装置６０が設けられている例が示されたが、除電装置６０は設けられていなくてもよい。また、上記実施形態では、プリンター１に送風機５０が設けられている例が示されたが、送風機５０は設けられていなくてもよい。また、上記実施形態では、送風機５０がシートＳの帯電した面に対して直角に送風する例が示されたが、送風の方向は、搬送方向Ｙ下流側又は上流側に傾斜していてもよい。

上記の定着装置７は一例にすぎず、定着装置７は、定着ローラー２１に代えて定着ベルトを備えていてもよい。また、定着装置７は、ハロゲンヒーター２３に代えて誘導加熱ヒーター、面状ヒーター等を備えていてもよい。

１ プリンター（画像形成装置）
６ 作像装置
９ａ 排紙口
１０ 搬送路
４０ 帯電装置
４１ 第１帯電装置
４２ 第２帯電装置
５０ 送風機
６０ 除電装置
６１ 第１除電装置
６２ 第２除電装置

Claims (8)

1. 搬送路に沿って搬送されるシートに画像を形成する作像装置と、
   前記搬送路の搬送方向下流側の端部に設けられ、前記作像装置により画像が形成された前記シートが排出される排紙口と、
   前記作像装置と前記排紙口との間の前記搬送路に設けられ、前記作像装置により画像が形成された前記シートを帯電させる帯電装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記作像装置により形成された画像を前記シートに定着させる定着装置を備え、
   前記帯電装置は、前記定着装置と前記排紙口との間の前記搬送路に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電装置は、
   前記シートの第１の部分を第１の極性に帯電させる第１帯電装置と、
   前記シートの前記第１の部分とは別の第２の部分を前記第１の極性とは逆の第２の極性に帯電させる第２帯電装置と、を含む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. 前記第１の部分は、前記シートの一方の面であり、
   前記第２の部分は、前記シートの他方の面であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電装置よりも前記搬送方向下流側において前記シートを除電する除電装置を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記帯電装置よりも前記搬送方向下流側において前記画像形成装置内の空気を前記シートの帯電した面に吹き付ける送風機を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記帯電装置と前記除電装置との間において前記画像形成装置内の空気を前記シートの帯電した面に吹き付ける送風機を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記送風機は、前記シートの帯電した面に対して直角に送風することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。

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