JP2006215306A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、画像形成装置内に使用される樹脂部品から発生する揮発性有機化合物を捕集するためのフィルターを効率的に使用し、前記フィルターの寿命を延命させることである。
【解決手段】装置内から装置外に空気を排出するための排気ファン５４と、前記排気ファン５４によって発生する空気流が通過するフィルター５８と、を有し、前記フィルター５８は空気内の揮発性有機化合物を捕集する画像形成装置において、装置の経時状況に関わる情報に基づき、前記排気ファン５４によって前記フィルター５８を通過する空気の量を制御することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に装置内において発生する揮発性有機化合物を捕集する機能を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置としては、複数の画像形成部を備え、各画像形成部でそれぞれ色の異なったトナー像を形成し、記録材担持体によって担持搬送される同一記録材上に前記各色トナー像を順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成する画像形成装置や、各色トナー像を中間転写体に順次重ね合わせて転写し、該中間転写体に重ね合わせて転写されたトナー像を記録材に一括転写してカラー画像を形成する画像形成装置など、種々提案されている。

この様な複数の画像形成部を備えるカラー画像形成装置は、タンデム型と呼ばれ、記録速度を速く設定できることから一般的なカラー画像形成装置の構成となっている。

しかしながら、近年、前述のカラー画像形成装置におけるプリントスピードの更なる高速化が進んでおり、装置内の発熱源とされる、モータ、電源等の電気ユニット、及び定着器等から発生される発熱の総量は増加している。

その対応のために、前記画像形成装置には装置内部を冷却するための吸気および排気用のファンやダクトが備えられている。前記吸気および排気用のファンやダクトによる装置内のエアーの流れとしては、装置外から取り込んだエアーを、前述の発熱源（モータ、電源等の電気ユニット、定着器等）に送り込み、熱を奪ったエアーを装置外に排気するようにしている。

また、前述のカラー画像形成装置において、記録材の両面に記録を行う場合、一方の面に記録が行われた記録材は、温度の高い定着器を通過して熱を持った状態で、再び前述の画像形成部を通過することとなる。これにより前記画像形成部が昇温するが、この画像形成部に対しても前述のファンやダクトを用いてエアーを送り込み、前述と同様にして、熱を奪ったエアーを装置外に排気するようにしている。

特開平２００３−１８６３２４号公報

前述したように、装置内部冷却のためのエアーの排気が行われる際に、装置内で発生する物質も排気される。近年では、環境的見地から前記装置内で発生する物質に対して、その排出量が規制されるようになってきている。

特開平２００３−１８６３２４号公報（特許文献１）には、加熱部である定着器にトナーやオイルから発生するホルムアルデヒドを吸着する部材を設けた画像形成装置が開示されている。また、装置によっては、排気口に集塵フィルターを取り付け、トナー粒子が装置外に排出されないようにしているものもある。

このように装置内発生物質の排出量が規制されるようになってきている中で、画像形成装置内に使用される樹脂部品から発生する微量な揮発性有機化合物も気にされるようになってきている。具体的には、前述の揮発性有機化合物の排出量を規制するＢＡＭ規格、ＵＬ規格、ＴＵＶ規格などの規格があり、画像形成装置においてもこれらの規格を満たす必要性が生じてきた。

前述の如き画像形成装置を構成する部品には、従来から樹脂が多く用いられている。前記画像形成装置を構成する部品に、樹脂を用いているのは、金属に比べて、形状の自由度があり、重量が軽いこと等の理由による。実際、装置内の総部品点数のうち、外装カバー、シートガイド、歯車など、約５割〜８割程度の部品に、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＰＥ、ＰＯＭ等の樹脂が使用されている。

前述の規格において排出量が規制されている揮発性有機化合物の一部が、前記画像形成装置内で使われているＡＢＳ、ＰＳ、ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＰＥ等を材料としている樹脂部品から発生している。それらの樹脂部品は駆動モータの発熱や電源の発熱、定着器の発熱、或いは両面記録時の熱せられた記録材の通紙などによる装置内昇温による熱にさらされることで、樹脂成分であるスチレン（沸点１４５．２℃）やベンゼン（沸点８０．１℃）といった化学物質が沸点に到達し、気体となって装置内に設けられた前記ファンやダクトを通して装置外に排気される。

前述したように、近年画像形成装置の高速化、両面記録の標準化が進み、装置内の発熱量が増し、装置内に配置された樹脂部品がいままで以上の熱にさらされるようになっている。その結果、前記樹脂部品から発生する揮発性有機化合物の量も無視できない量になっている。

これら樹脂部品から発生する揮発性有機化合物を捕集するために、活性炭素などを主成分とした捕集フィルターなどを使用することが効果的である。この種のフィルターは細孔と呼ばれる細かな孔にガス状物質を物理吸着させることにより揮発性有機化合物を捕集している。この捕集フィルターは、一定速度で回転する前記ファンの風速に応じた分だけ、排気エアー中に含まれる一定量の揮発性有機化合物を捕集している。

しかしながら、一般的に前記樹脂部品はモールド成型したものが使用され、該モールド成型された樹脂部品は、成型直後から微量ではあるものの揮発性有機化合物を発生し、その量は時間が経過するに従い減少していく傾向がある。したがって、これら樹脂部品が多く用いられた画像形成装置においても、前記樹脂部品から発生する揮発性有機化合物の量が使用初期から時間が経過するに従い減少していく傾向がある。すなわち、前記樹脂部品を多く用いた画像形成装置から発生する揮発性有機化合物の量は一定ではない。

このため、前記画像形成装置内に使用される多くの樹脂部品から発生する揮発性有機化合物が、前記一定速度で回転するファンによる前記フィルターの捕集量を超える場合、前述した様々な規格の規定値を超える量の揮発性有機化合物が、装置外へ排気されてしまう可能性がある。

一方、使用初期の揮発性有機化合物の発生量が前記フィルターの捕集量を超えない場合であっても、前記ファンが一定速度で回転する以上、前記フィルターの捕集量は一定であるため、前記排気エアー内の揮発性有機化合物を常に一定量捕集することとなる。すなわち、たとえ時間の経過とともに揮発性有機化合物が前記規定値以下に減少したとしても、装置内から装置外に排気されるエアー中の揮発性有機化合物を必要以上に捕集することとなる。このように必要以上の揮発性有機化合物を捕集することによって前記フィルターの捕集可能な期間が減少してしまい、その結果、前記揮発性有機化合物を捕集するフィルターとしての寿命が短くなってしまうなど、前記フィルターによる揮発性有機化合物の効率的な捕集が行えないという問題がある。

そこで、本発明の目的は、画像形成装置内に使用される樹脂部品から発生する揮発性有機化合物が、様々な規格の規定値を超える量、装置外へ排出されることを未然に防止することである。

また、本発明の他の目的は、前記フィルターによる揮発性有機化合物の効率的な捕集が行えるようにし、前記フィルターの寿命を延命させることである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、装置内から装置外に空気を排出するための排気手段と、前記排気手段によって発生する空気流が通過するフィルターと、を有し、前記フィルターは空気内の揮発性有機化合物を捕集する画像形成装置において、装置の経時状況に関わる情報に基づき、前記排気手段によって前記フィルターを通過する空気の量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置内に使用される樹脂部品から発生する揮発性有機化合物が、様々な規格の規定値を超える量、装置外へ排出されることを未然に防止できる。また、前記フィルターによる揮発性有機化合物の効率的な捕集が行え、前記フィルターの寿命を延命させるができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。

〔第１実施形態〕
図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について詳しく説明する。

まず図１を参照して、画像形成装置の全体構成について概要説明する。なお、図１は画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ１００の全体構成を示す縦断面図である。

同図に示す画像形成装置１００は、垂直方向に並設された４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。像担持体としての感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等が配設されている。３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）は帯電装置２と現像装置４の間で、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット、５は複数の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと対向し、感光体ドラム１上のトナー像を記録材としてのシートＳに転写させる転写手段としての静電転写ユニットである。

ここで、感光体ドラム１と、この感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化され、画像形成装置本体１００に対して着脱可能なプロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を形成している。そして、これらプロセスカートリッジ７や静電転写ユニット５によりシートに画像を形成する画像形成部を構成している。

なお、各プロセスカートリッジ７における各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成される。現像器内には、トナーを収納するトナー容器があり、トナー容器内にＬＥＤ光を透過することで、透過時間を検知し、トナー残量の検出を行っている。

前記静電転写ユニット５は、シートを担持搬送するシート担持体としての静電転写ベルト１１を有している。この静電転写ベルト１１は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ，１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより垂直方向に支持され、図中左側の外周面にシートＳを静電吸着して上記感光体ドラム１にシートＳを接触させるべく循環移動する。また前記静電転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が並設される。これにより、シートＳは静電転写ベルト１１により各転写位置まで搬送され、各転写ローラ１２により各感光体ドラム１上のトナー像が転写される。

給送部１６は、画像形成部にシートＳを給送するものであり、複数枚のシートＳがカセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ１８（半月ローラ）がカセット１７上最上部のシートＳを給送し、シートＳ先端はレジストローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給送されていく。

定着手段としての定着部２０は、シートＳに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接してシートＳに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。その下流には排出ローラ対２３があり、シートＳを装置本体外に排出する。

また、定着ローラ対２１と排出ローラ対２３との間には排出センサー（不図示）を配置しており、シートＳが確実に装置外に排出できたか、定着ローラ対２１に巻きついていないかをモニターしている。

また、静電転写ベルトユニット５の裏面部には、シートＳの両面に画像記録を行う際に用いる両面パスが形成されている。両面パスの入口部には、シートを排出部３１に排出するか又はシートを両面パスに導くかを切り替える切替フラッパ２４、前記切替フラッパ２４によって両面パスへ導かれたシートをスイッチバック搬送することの可能な搬送ローラ対２５、スイッチバック搬送されたシートを両面パス内へ搬送する搬送ローラ対２６が配置され、図中下方向にシートＳを搬送していく。両面パスの最下点にはシートの搬送方向を変えるべくＵターンパス３０が設けられ、Ｕターンパス３０に導かれたシートＳはレジストローラ対１９に再給送されていく。

画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが、記録タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラは、静電潜像にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

最上流にある感光体ドラム１周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点にシートＳの記録開始位置が一致するように、レジストローラ対１９が回転を開始してシートＳを静電転写ベルト１１へ給送する。

シートＳは静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、シートＳを静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。これにより、シートＳは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。

このように搬送されながらシートＳは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。

４色のトナー像を転写されたシートＳは、ベルト駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。シートＳは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対２３によって、排出部３１へ画像面を下にした状態で装置外に排出される。

両面記録の動作について説明する。プリンタ本体は、両面記録の信号を受け取ると、切替フラッパ２４によりシートＳが搬送ローラ対２５に導かれ、該シートＳが定着ローラ対２１を抜けたことを排出センサーにて検知する。その検出信号に基づいて、搬送ローラ対２５は逆回転を行い、搬送ローラ対２６にシートＳを導いていく。搬送ローラ対２６により両面パスに入ったシートＳは搬送ローラ対２８，２９により、Ｕターンパス３０を通り、レジストローラ対１９まで搬送されていく。その後、表面記録と同様の画像形成プロセスで裏面記録が完了し、表裏面に画像が記録されたシートＳは排出部３１に排出される。

なお、本画像形成装置１００には、外装カバーをはじめ、シートガイドやユーザーアクセス部など、その他多くの箇所に樹脂部品を使用している。この樹脂部品の材料としては、各部品に必要な機能に応じて、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）などを使い分けて使用している。

次に図２を用いて画像形成装置１００内のエアーフロー構成について説明する。図２は画像形成装置のエアーフロー構成を示す説明図であって、図２（ａ）は画像形成装置１００の上面図、図２（ｂ）はフィルターの斜視図である。

図２に示すように、画像形成装置本体１００の左側面部には、吸気軸流ファン５１を配置している。吸気軸流ファン５１（本実施形態では８０ｍｍ角の軸流ファン）は、左カバー５２に直接ビスにより固定されている。装置の外装をなす外装カバーの一部である左カバー５２は、ＡＢＳなどの樹脂によって成形されており、吸気軸流ファン５１近傍にルーバー５３を一体的に形成している。吸気軸流ファン５１は、外気を装置本体内に取り込む方向に回転しており、装置内の温度上昇を抑制するために、画像形成部や定着部２０などの装置昇温部に向けてエアー（空気）を吹き付けている。

また、画像形成装置本体１００の右奥部には、排気手段を構成する排気軸流ファン５４を配置している。排気軸流ファン５４（本実施形態では８０ｍｍ角の軸流ファン）は、装置内のエアーを装置外に排出する方向に回転しており、前記画像形成部や定着部２０などの装置昇温部に吹き付けて熱を奪ったエアー（空気）を装置外に向けて排出している。

また、排気軸流ファン５４は、ダクト部を一体的に形成したファンホルダ５５によって保持されている。このファンホルダ５５は、ＡＢＳなどの樹脂で成形されており、不図示のスナップフィットによって排気軸流ファン５４を固定している。

ファンホルダ５５の一端部は、装置の外装をなす外装カバーの一部である後カバー５６に一体的に形成されたルーバー５７と係合している。ファンホルダ５５の他端部は、画像形成装置１００内の昇温部となる画像形成部や定着部２０に向けられて配置されている。その結果、軸流ファン５１，５４は、図２（ａ）中矢印方向にエアフローを発生させ、装置外から装置内へ取り込んだエアーを装置内昇温部に吹き付け、該エアーを効果的に装置外に排気している。

ファンホルダ５５は、排気軸流ファン５４を保持するとともに、排気軸流ファン５４に近接する位置に捕集部材としてのフィルター５８を保持している。フィルター５８は、ファンホルダ５５に形成された不図示のスナップフィットによって固定されている。本実施形態のフィルター５８は、排気手段によって発生する空気流が通過するものであり、空気内の揮発性有機化合物を捕集するため活性炭が含有された活性炭フィルターである。

フィルター５８は、排気軸流ファン５４の風切り音を発生させないために、排気軸流ファン５４から所定の距離（本実施形態では約２０ｍｍ）を空けた位置に配置している。また、一般的に軸流ファンは、吸気側の風速が位置によらずほぼ均等であり、排気側は放射状の風力を発揮するため、その位置によって風速が異なるという特性をもっている。そこで本実施形態では、フィルター５８は、該フィルター５８内に均一にエアーを通過させるよう、排気軸流ファン５４に対してエアーフロー上流側に配置している。

前記フィルター５８は、排気軸流ファン５４と同じサイズ（本実施形態では８０ｍｍ角のサイズ）としている。フィルター５８の厚みは、必要とする寿命、及び捕集する必要のある揮発性有機化合物の量で適宜決定されるものであり、本実施形態では２０ｍｍに設定している。

また、前記フィルター５８は、その素材に活性炭を配合しており、その表面に微小な細孔をもち、フィルター５８内を通過するエアー内のスチレン、ベンゼン等の揮発性有機化合物を物理吸着することで捕集ができるものを使用している。

また、前記フィルター５８は、図２（ｂ）に示すようなハニカム構造をしており、図中矢印方向のエアーの流れを乱すことがなく、エアーをフィルター５８内に均等に通過させることができる。また、このフィルター５８はエアーと触れる表面積が最大限とれるため、該エアー内の揮発性有機化合物の捕集性能を向上させている。

次に図３を用いて、装置内の樹脂部品から発生する揮発性有機化合物の量に応じた、前記排気軸流ファン５４の可変制御について説明する。

本実施形態では、画像形成装置の使用初期には前記エアー内の規定値を超える揮発性有機化合物を捕集すべく排気軸流ファン５４の回転数を下げ、画像形成装置から出力されるシートの総出力枚数が多くなるに従い、フィルター５８による前記揮発性有機化合物の捕集量が減少するように排気軸流ファン５４の回転数を上げる制御を行っている。

画像形成装置１００は、前述したように多くの樹脂部品によって構成されている。その樹脂部品は空気内に絶えず揮発性有機化合物を排出している。

図３（ａ）は画像形成装置１００の使用時間と、画像形成装置１００に使用される樹脂部品から発生される揮発性有機化合物の量との関係を示している。

図３（ａ）からわかるように、多くの樹脂部品は成形された直後は多くの揮発性有機化合物を発生しているものの、時間が経過するとともにその発生量は低下しており、仮に製品寿命を５年とすると寿命後期にはその発生量はほとんどなくなってしまう。

次に図３（ｂ）にフィルター５８内を通過するエアーの風速と、フィルター５８が揮発性有機化合物を捕集する捕集効率との関係を示す。

図３（ｂ）に示すように、一般的に軸流ファン５４による風速が遅いほどフィルター５８による捕集効率が向上することが知られている。通常、装置内昇温抑制のために配置された軸流ファン５４は、ファンの最大風速となるように最大回転数（図３（ｂ）中一点鎖線部ａ）で使用される。しかしながら、最大回転数で回転された軸流ファン５４では、これよりも低い風速となる回転数で回転された場合に比べて、前記フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率が低く、フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集性能が十分に発揮できていない。

また、図３（ｂ）に本実施形態で採用している排気軸流ファン５４の最低速度を一点鎖線部ｂにて示す。図３（ｂ）からわかるように、ファン最低回転数時のフィルター５８による捕集効率は、軸流ファン５４の最大回転数時に対して、約２．７倍の捕集能力があることがわかる。そこで本実施形態では、図３（ａ）に示すよう画像形成装置内に使用される樹脂部品から発生される揮発性有機化合物の量に応じて排気軸流ファン５４による風速を変化させ、装置外に排気されるエアー中の揮発性有機化合物が規定値以下となるように、かつフィルター５８の寿命を延命させるように、フィルター５８による捕集効率を最適化している。

前記揮発性有機化合物の量に応じた前記排気軸流ファン５４の具体的な制御を図３（ｃ）に示す。図３（ｃ）は、装置使用時間と排気軸流ファン５４の回転数との関係を示したものである。図３（ｃ）に示すように、排気軸流ファン５４は、回転数を段階的に変更（本実施形態では５段階）して、その風速を段階的に変更する制御が行われる構成となっている。なお、この排気軸流ファン５４の制御は、画像形成装置全体の各部を制御する制御手段６０（図１参照）によって行われる。装置使用初期段階では、装置内部の樹脂部品から発生する揮発性有機化合物が、該揮発性有機化合物の排出量を規制するＢＡＭ規格、ＵＬ規格、ＴＵＶ規格などの規格の規定値よりも多いため、排気軸流ファン５４の回転数は、前記規定値を越える揮発性有機化合物を捕集し、排気するエアーの揮発性有機化合物が規定値以下となるようにすべく、低速の回転数で動作させ、前記フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を上げている。

画像形成装置１００は、前述の制御手段６０が有する、プリント枚数をカウントするカウンタと、該カウンタによってカウントされたプリント枚数を記憶する記憶部によって、総プリント枚数を記憶している。前記揮発性有機化合物の発生量は時間の経過に従って減少するため、前記画像形成装置１００の総プリント枚数がある所定の枚数に達した時、図３（ｃ）に示すように排気軸流ファン５４の回転数を１段階上げ風速を増加させ、フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を下げる制御を行っている。

その後も前記揮発性有機化合物の発生量は時間の経過に従って減少するため、総プリント枚数がある所定の枚数に到達する毎に、排気軸流ファン５４の回転数を上げて風速を増加させ、最終的に製品寿命末期には、排気軸流ファン５４の回転数が最大風速の回転数となるよう制御を行っている。

このように本実施形態では、制御手段（ＣＰＵ）６０によって装置の経時状況に関わる情報（ここでは記録材の総出力数）が把握され、この情報に基づき、制御手段６０によって排気軸流ファン５４によってフィルター５８を通過する空気の量が制御されるものであり、記録材の総出力数が増加するに従い、前記排気軸流ファン５４によって発生する空気流の速度が増加するものである。

なお、前記排気軸流ファンの回転数を変更する基準となる所定プリント枚数は、時間の経過に従って減少する前記揮発性有機化合物の発生量に応じて、実験的に求められるものであり、画像形成装置を構成する部品に使用される樹脂の種類、サイズ、肉厚、配置などによって異なる。このため製品毎に実験を行い決定していく必要がある。

このように、画像形成装置内に使用される樹脂部品から発生される揮発性有機化合物の量をあらかじめ把握し、時間の経過に従って減少する揮発性有機化合物の発生量に応じて、画像形成装置から排気されるエアー中の揮発性有機化合物が規定値以下となる分だけ、前記エアー中の揮発性有機化合物をフィルター５８により捕集するように、前記排気軸流ファン５４の風速（回転数）を制御し、前記フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を制御している。

これにより、画像形成装置内に使用される樹脂部品から発生する揮発性有機化合物が、様々な規格の規定値を超える量、装置外へ排出されることを未然に防止することできる。また、時間の経過に従って減少する前記揮発性有機化合物を必要以上に捕集することがないため、前記フィルター５８による揮発性有機化合物の効率的な捕集が行え、捕集可能な総量の決まっているフィルター５８の寿命を延命することができる。

また、装置寿命に対してフィルター５８の寿命を長く設定することが可能になり、従来ユーザーが行っていたフィルター５８の交換の必要がなくなり、ユーザーメンテナンス性を向上させることができる。

さらに、従来ユーザーによる交換性を配慮し、フィルター５８の配置は外装カバーに近接した場所である前記排気軸流ファン５４の排気側に限られていたが、本実施形態によれば前述したようにフィルター５８の寿命を装置寿命よりも長く設定することが可能であるため、フィルター５８の配置自由度が増し、排気軸流ファン５４の吸気側（上流側）への配置が可能になる。これにより、軸流ファンの特性からフィルター５８内に均一のエアーを通過させることが可能になり、フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を更に向上させることができる。

さらに装置内昇温抑制のための冷却ファンとしての排気軸流ファン５４の回転数を、揮発性有機化合物の発生量に応じて変化させることで、前記フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を最適化しているので、製品コストを上げることなく、製品寿命にわたり安定した揮発性有機化合物の捕集が可能である。

なお、本実施形態では、画像形成装置１００で出力された総プリント枚数に応じて排気軸流ファン５４の回転数を変更して捕集効率を制御しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前述の制御手段６０が、初めて電源が入れられた時点からの時間（タイマー値）を計測するタイマーを有し、該タイマー値を前記記憶部に記憶するようにして、このタイマー値に応じて所定時間毎に排気軸流ファン５４の回転数を変更して捕集効率を制御するようにしてもよい。

つまり、制御手段（ＣＰＵ）６０によって装置の経時状況に関わる情報（ここでは装置の使用時間）が把握され、この情報に基づき、制御手段６０によって排気軸流ファン５４によってフィルター５８を通過する空気の量が制御されるものであり、装置の使用時間が増加するに従い、前記排気軸流ファン５４によって発生する空気流の速度が増加するものである。

この構成によっても前記フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を変化させて該捕集効率の最適化を図ることができる。

また、前述した装置の経時状況に関わる情報としての総プリント枚数（記録材の総出力枚数）とタイマー値（装置の使用時間）の両方を元に、所定枚数、所定時間のうちより早く到達した方を用いて、排気軸流ファン５４の制御を行うことも効果的である。さらに、電源が入れられている総通電時間を計測し、その値に応じて捕集効率を制御するようにしてもよい。この構成によっても前記フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を変化させて該捕集効率の最適化を図ることができる。

〔第２実施形態〕
図４を用いて、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について詳しく説明する。図４は揮発性有機化合物の発生量に応じた排気軸流ファン５４の具体的な制御に関する説明図であり、図４（ａ）は装置使用時間と交換ユニット（消耗品）からの揮発性有機化合物の発生量との関係を示したものであり、図４（ｂ）は装置使用時間と排気軸流ファン５４の回転数との関係を示したものである。なお、第２実施形態に係る画像形成装置の概略構成は前述した実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略し、前述した説明を援用するものとする。以下、本実施形態の特徴である装置内の樹脂部品から発生する揮発性有機化合物の量に応じた、前記排気軸流ファン５４の可変制御について説明する。

本実施形態では、交換ユニットとしてのカートリッジ７を例示し、前記カートリッジ７の使用初期または前記カートリッジ７の交換があった際には規定値を超える揮発性有機化合物を捕集すべく前記排気軸流ファン５４の風速を下げ、前記カートリッジ７が消耗するに従い、フィルター５８による前記揮発性有機化合物の捕集量が減少するように前記排気軸流ファン５４の回転数を上げる制御を行っている。この制御は、前述した第１実施形態で説明した制御手段（ＣＰＵ）６０により行っている（図１参照）。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、交換ユニット（消耗品）であるカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）の寿命を検出する寿命検知手段を有し、ユーザーにカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）の交換を促している。

前記寿命検知手段の具体的な構成は、図６に示すように、カートリッジ７（７ａ〜７ｄ）はそれぞれトナー容器３０２に透明な窓部材３０３（３０３ａ，３０３ｂ）を設け、この窓部材３０３近傍に発光ＬＥＤ３０４と受光ＬＥＤ３０５を配置し、ＬＥＤ光の透過する時間を用い、トナー容器３０２内のトナー残量を検知する方式を採用している。この方式で確実にトナー量を検知するためには、窓部材３０３を適宜清掃する必要があり、この清掃手段としてトナー容器３０２内の攪拌翼３０６を利用している。実際には、攪拌翼３０６で清掃した後、光の透過時間が一定値以上になったところで、不図示の操作部における表示パネル上にトナー無しの警告を表示し、ユーザーにカートリッジ交換を促す構成としている。

なお、図６では、残量検知の説明をわかりやすくするため、発光ＬＥＤ３０４、受光ＬＥＤ３０５をカートリッジ７内に示しているが、ライトガイド用い、カートリッジの外側に配置しているのが一般的である。

上記構成の検出結果（トナー残量）により、画像形成装置１００は、現在使用されているカートリッジ７の使用状況を把握することができるとともに、ユーザーによって新品のカートリッジ７に交換されたか否かを把握することができる。

第１実施形態で樹脂から発生される揮発性有機化合物の量は、使用時間の経過とともに減少し、新しい樹脂は揮発性有機化合物の多いことを述べた。

本実施形態では、装置内で使用される樹脂部品のうち、装置寿命の前に交換を要する交換ユニット（カートリッジ７）の寿命に応じて、揮発性有機化合物の捕集効率を制御する構成としている。

図４（ａ）に装置内で使用される樹脂部品から発生する揮発性有機化合物のうち、カートリッジ７で使用される樹脂から発生される揮発性有機化合物の量を示す。図４（ａ）から読み取れるように、装置の使用時間の経過とともに装置内の樹脂から発生される揮発性有機化合物の量は減少するが、カートリッジ７が交換されるとその発生量は増加する。

図４（ｂ）に、前記揮発性有機化合物の捕集効率を最適化した場合の排気軸流ファン５４の制御を示す。本実施形態では排気軸流ファン５４の回転数を段階的（本実施形態では３段階）に設定しており、第１実施形態と同様に、使用初期段階では揮発性有機化合物の捕集効率を上げるべく、排気軸流ファン５４の回転数を最も低い回転数で動作させている。使用時間の経過とともに揮発性有機化合物の発生量は低下していくため、所定のトナー残量となった際に、前記排気軸流ファン５４の回転数を１段階上げて動作させ、フィルター５８による前記揮発性有機化合物の捕集効率を低下させる。更にカートリッジ７の寿命末期においては揮発性有機化合物の発生量が更に低下するため、前記排気軸流ファン５４の回転数を更に１段階上げて最大とし、フィルター５８による前記揮発性有機化合物の捕集効率を更に低下させる制御を行っている。

その後、画像形成装置１００は、前述したトナー残量検知により、ユーザーにカートリッジ交換を促し、カートリッジが交換されたことを認識すると、図４（ａ）に示すように再び揮発性有機化合物の発生量が増加する。このため、カートリッジ交換に伴う揮発性有機化合物発生量の増加に応じて、図４（ｂ）に示すように排気軸流ファン５４の回転数を再度、最も低い回転数にて動作させ、フィルター５８による前記揮発性有機化合物の捕集効率を上げるべく制御を行っている。その後は、前述したように、使用時間の経過とともに揮発性有機化合物の発生量は低下していくため、所定のトナー残量となる毎に、前記排気軸流ファン５４の回転数を１段階ずつ上げて動作させ、フィルター５８による前記揮発性有機化合物の捕集効率を低下させる。

このように本実施形態では、制御手段（ＣＰＵ）６０によって装置の経時状況に関わる情報（ここでは装置本体に着脱可能な交換ユニットの使用状況）が把握され、この情報に基づき、制御手段６０によって排気軸流ファン５４によってフィルター５８を通過する空気の量が制御されるものである。すなわち本実施形態では、交換ユニットが使用されるに従い、前記排気軸流ファン５４によって発生する空気流の速度が増加し、更に交換ユニットが新品に交換された場合、交換される前に比べ、前記排気軸流ファン５４によって発生する空気流の速度が減少するものである。

なお、本実施形態では、前記排気軸流ファン５４の回転数制御のための目安（すなわち交換ユニットの消耗度合い）として、カートリッジ７内のトナー残量を用いているが、前記第１実施形態にて説明した制御部のタイマーを用いて、カートリッジ７の使用時間を計測し、そのカートリッジ使用時間に基づいて前記排気軸流ファン５４の回転数制御を行うようにしてもよい。

上述したように、本実施形態によれば、交換ユニットから発生する揮発性有機化合物が、様々な規格の規定値を超える量、装置外へ排出されることを未然に防止することできる。また、前記交換ユニットの使用時間の経過または前記交換ユニットの交換に伴って増減する揮発性有機化合物を規定値以下となるように必要な分だけ捕集することができるため、前記フィルターによる揮発性有機化合物の効率的な捕集が行え、捕集可能な総量の決まっているフィルター５８の寿命を延命することができる。

〔第３実施形態〕
図５を用いて、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置について詳しく説明する。図５は揮発性有機化合物の量に応じた排気軸流ファン５４の具体的な制御に関する説明図であり、図５（ａ）は画像形成装置１００の使用時間と、画像形成装置１００に使用される交換ユニットを含む樹脂部品から発生される揮発性有機化合物の発生量との関係を示したものであり、図５（ｂ）は装置使用時間と排気軸流ファン５４の回転数との関係を示したものである。なお、第３実施形態に係る画像形成装置の概略構成は前述した実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略し、前述した説明を援用するものとする。以下、本実施形態の特徴である装置内の樹脂部品から発生する揮発性有機化合物の量に応じた、前記排気軸流ファン５４の可変制御について説明する。

本実施形態では、画像形成装置１００の使用初期、カートリッジ７の使用初期またはカートリッジ７の交換があった際には、規定値を超える揮発性有機化合物を捕集すべく前記排気軸流ファン５４の回転数を下げ、画像形成装置１００の使用時間が長くなるに従い、もしくはカートリッジ７が消耗するに従い、フィルター５８による前記揮発性有機化合物の捕集量が減少するように前記排気軸流ファン５４の回転数を上げる制御を行っている。この制御は、前述した第１実施形態で説明した制御手段（ＣＰＵ）６０により行っている（図１参照）。

図５（ａ）中一点鎖線部は、交換可能な消耗品であるカートリッジ７が交換されたことを示している。図５（ｂ）から読み取れるように、画像形成装置１００に使用される交換可能な消耗品を含む樹脂部品から発生される揮発性有機化合物の量は、画像形成装置の使用時間に従い低下するが、カートリッジ７を交換した直後、一時的に増加する。

次に、排気軸流ファン５４の制御について図１０を用いて説明する。

図５（ｂ）に示すように、排気軸流ファン５４は、第１実施形態と同様に、５段階の回転数で制御可能としている。装置使用初期段階では、図５（ａ）に示すように装置内部の樹脂から発生する揮発性有機化合物の量が多く、排気軸流ファン５４の回転数は、図５（ｂ）に示すように規定値を超える揮発性有機化合物を捕集すべく低速の回転数で動作させている。

画像形成装置１００は、総プリント枚数を記憶しており、その枚数がある所定枚数に達した時、すなわち揮発性有機化合物の減少に応じて、図５（ｂ）に示すように排気軸流ファン５４の回転数を１段階上げる。つまり排気軸流ファン５４による風速を増加させ、フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を低下させる制御を行っている。その後も、総プリント枚数がある所定枚数に到達する毎に、排気軸流ファン５４の回転数を１段階上げる。

図５（ｂ）中一点鎖線部でカートリッジ７が交換されたことを認識すると、揮発性有機化合物の発生量が一時的に増加するため、排気軸流ファン５４の回転数を１段階下げて、フィルター５８内を通過するエアーの風速を低下させ、該フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を上げている。その後もカートリッジ７の交換を認識する度に、排気軸流ファン５４の回転数を１段階下げ、フィルター５８による揮発性有機化合物の捕集効率を上げる制御を行って、装置内に発生する揮発性有機化合物の量に応じた最適の捕集効率となるよう制御を行っている。

このように本実施形態では、制御手段（ＣＰＵ）６０によって装置の経時状況に関わる情報（ここでは記録材の総出力枚数又は装置の使用時間と、装置本体に着脱可能な交換ユニットの使用状況）が把握され、この情報に基づき、制御手段６０によって排気軸流ファン５４によってフィルター５８を通過する空気の量が制御されるものである。具体的には、前述したように、交換ユニットが新品に交換された場合、交換される前に比べ、排気軸流ファン５４によって発生する空気流の速度が減少し、装置の使用時間（又は記録材の総出力枚数）が増加するに従い、もしくは交換ユニットが使用されるに従い、排気軸流ファン５４によって発生する空気流の速度が増加するものである。

このように、装置の使用時間及び消耗品の交換に応じて、すなわち装置に使用される樹脂部品から発生される揮発性有機化合物の発生量に応じて、最適な捕集効率にて前記揮発性有機化合物の捕集を行うことで、フィルター５８を効率的に使用することができる。その結果、捕集可能な総量がきまっているフィルター５８の寿命を延命することができる。また、装置に使用される交換可能な消耗品を含む樹脂部品から発生する揮発性有機化合物が、様々な規格の規定値を超える量、装置外へ排出されることを未然に防止することできる。

なお、本実施形態では、消耗品としてカートリッジ７を例示して説明したが、これに限定されるものでなく、定着器２０や静電転写ユニット５を消耗品として設定している製品においては、定着器２０や静電転写ユニット５の寿命、交換時期に応じて、上記制御を行うことでフィルター５８の効率的使用が可能になる。すなわち、本実施形態での制御が、揮発性有機化合物の発生源となる樹脂を使用しているその他の交換ユニットや交換部品について適用されることはいうまでもない。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、排気手段を構成する排気ファンの回転数を、装置内に使用される樹脂部品から発生する揮発性有機化合物の量に応じて、段階的に変更する制御を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば無段階に変更する制御であっても良い。

また前述した実施形態では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段（帯電装置），現像手段（現像装置），クリーニング手段（クリーニング装置）を一体に有するプロセスカートリッジを例示したが、これに限定されるものではなく、感光体ドラムの他に、前記帯電手段、前記現像手段、前記クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。

また前述した実施形態では、カラー画像が形成可能なカラー画像形成絵装置を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、モノクロ画像が形成可能なモノクロ画像形成装置であっても良い。

また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。或いは、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像をシートに一括して転写する画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る画像形成装置内のエアーフロー構成を示す説明図であり、（ａ）は画像形成装置の上面図、（ｂ）はフィルターの斜視図である。 （ａ）は揮発性有機化合物の発生量を示す図、（ｂ）はフィルターを通過するエアーの風速と捕集効率との関係を示す図、（ｃ）は排気軸流ファンの回転数制御を示す図である。 （ａ）は揮発性有機化合物の発生量を示す図、（ｂ）は排気軸流ファンの回転数制御を示す図である。 （ａ）は揮発性有機化合物の発生量を示す図、（ｂ）は排気軸流ファンの回転数制御を示す図である。 本発明に係るカートリッジの一実施形態を示す断面図である

符号の説明

５１ …吸気軸流ファン
５４ …排気軸流ファン（排気手段）
５５ …ファンホルダ
５８ …フィルター
６０ …制御手段
１００ …画像形成装置本体
３０４ …発光ＬＥＤ（寿命検知手段）
３０５ …受光ＬＥＤ（寿命検知手段）

Claims (9)

1. 装置内から装置外に空気を排出するための排気手段と、前記排気手段によって発生する空気流が通過するフィルターと、を有し、前記フィルターは空気内の揮発性有機化合物を捕集する画像形成装置において、
   装置の経時状況に関わる情報に基づき、前記排気手段によって前記フィルターを通過する空気の量を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 装置の経時状況に関わる情報は、画像が形成される記録材の総出力数であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録材の総出力数が増加するに従い、前記排気手段によって発生する空気流の速度が増加することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 装置の経時状況に関わる情報は、装置の使用時間であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 装置の使用時間が増加するに従い、前記排気手段によって発生する空気流の速度が増加することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 装置の経時状況に関わる情報は、装置本体に着脱可能な交換ユニットの使用状況に関わる情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 交換ユニットが使用されるに従い、前記排気手段によって発生する空気流の速度が増加することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 交換ユニットが新品に交換された場合、交換される前に比べ、前記排気手段によって発生する空気流の速度が減少することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
9. 前記フィルターは、前記排気手段によって発生する空気流に関して、前記排気手段の上流側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。

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