JP2011141447A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材のゴム層から発生した超微粒子を捕捉することで、機内や周囲の環境の汚染を防止できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】定着部材３００は、円筒状または環状の基材３０１と、シートが圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもつゴム層３０２と、シートの剥離を助ける表層３０３との３層を含む。基材上３００で周方向に対して垂直な幅方向Ｃに関して、ゴム層の端部３０２ｅと表層の端部３０３ｅは、それぞれ基材の端部３０１ｅよりも内側に位置する。ダクト４０には、取込口４１からダクトの出口４５へ向かう気流を発生させる気流発生部４６と、ダクト４０内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気を冷却して、超微粒子Ｇを凝集させてミスト状態Ｇ′にする冷却部４３ｗ，４９とが設けられている。
【選択図】図２

Description

この発明は画像形成装置に関し、より詳しくは、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置に関する。

この種の電子写真方式の画像形成装置では、作像時に数種類の化学物質が放出されることが知られている。放出される化学物質（化学エミッション）のうち代表的なものとしては、感光体の帯電時に発生するオゾンや、現像または定着時に発生するトナー粉塵などが挙げられる。従来は、これらの化学エミッションの発生源に対策を施して発生量自体を下げるか、発生したものを機外に放出させないようにフィルタを設けるなどの対策がなされてきた。例えば、特許文献１（特開平５−１５０６０５号公報）では、発生したオゾンをオゾン分解装置へ導くための仕切板が機内に設けられている。

特開平５−１５０６０５号公報

しかしながら、最近、世界的な環境保護意識の高まりに伴って、電子写真方式の画像形成装置から、オゾンやトナー粉塵とは異なる超微粒子（Ultra Fine Particles；１００ｎｍ以下の粒径をもつ。）が発生することが問題視されるようになってきた。これまでは、画像形成装置の機内において、そのような超微粒子がどこから発生しているのか不明であったため、効果的な対策がとられてこなかった。このため、上記超微粒子によって、機内や周囲の環境が汚染されてきたと考えられる。

本願発明者が調査したところ、電子写真方式の画像形成装置では、そのような超微粒子が、主に定着装置で発生しており、より詳しくは、定着のためのニップ部を形成する定着部材（ローラやベルト）に含まれたゴム層から発生していることが分かった。

そこで、この発明の課題は、定着部材のゴム層から発生した超微粒子を捕捉することで、機内や周囲の環境の汚染を防止できる画像形成装置を提供することにある。

ここで、図７（Ａ）に例示するように、一般的な定着部材３００は、円筒状の芯金または環状の無端ベルトからなる基材３０１と、この基材３０１の外周面を覆うように設けられたゴム層３０２と、このゴム層３０２の外周面を覆うように設けられた表層３０３との３層からなっている。この例では、基材３０１の内部空間に、定着部材３００を所定の目標温度（１８０℃〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱するためのヒータ３０５が設けられている。ゴム層３０２は、シリコーンゴム材料からなり、上記定着温度に対する耐熱性と、ニップ部の長さを確保するための弾性をもつ。表層３０３は、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー）からなり、ニップ部を通過したシート（用紙などの記録材）の剥離を助ける。基材３０１の中心軸Ｃに沿った方向に関して、上記ゴム層３０２の端部３０２ｅと上記表層３０３の端部３０３ｅは、それぞれ上記基材３０１の端部３０１ｅよりも内側に位置している。

本願発明者による調査では、図７（Ｂ）に示すように、基材３０１やゴム層３０２等がヒータ３０５によって加熱されると（熱線を符号Ｈで示す）、ゴム層３０２をなすシリコーンゴム材料から、超微粒子としてシロキサン（符号Ｇで示す）が発生することが分かった。通常は、ＰＦＡなどからなる表層３０３は超微粒子を透過しにくい性質（ガスバリア性）をもつので、シロキサンＧはゴム層３０２の端部３０２ｅから噴出する。この噴出したシロキサンＧが画像形成装置の機内や周囲の環境を汚染する。

シロキサンとしては、ヘキサメチルジシロキサン（略語Ｌ２、分子式Ｃ_６Ｈ_１８Ｏ_１Ｓｉ_２）、ヘキサメチルシクロトリシロキサン（略語Ｄ３、分子式Ｃ_６Ｈ_１８Ｏ_３Ｓｉ_３）、オクタメチルトリシロキサン（略語Ｌ３、分子式Ｃ_８Ｈ_２４Ｏ_２Ｓｉ_３）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（略語Ｄ４、分子式Ｃ_８Ｈ_２４Ｏ_４Ｓｉ_４）、デカメチルテトラシロキサン（略語Ｌ４、分子式Ｃ_１０Ｈ_３０Ｏ_３Ｓｉ_４）、デカメチルシクロペンタシロキサン（略語Ｄ５、分子式Ｃ_１０Ｈ_３０Ｏ_５Ｓｉ_５）、ドデカメチルペンタシロキサン（略語Ｌ５、分子式Ｃ_１２Ｈ_３６Ｏ_４Ｓｉ_５）、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン（略語Ｄ６、分子式Ｃ_１２Ｈ_３６Ｏ_６Ｓｉ_６）などが挙げられる。

そこで、上記課題を解決するため、この発明の画像形成装置は、
円筒状または環状の定着部材と、上記定着部材を所定の目標温度に加熱する加熱源とを備え、搬送されるシートを上記定着部材の外周面に圧接して上記シートに画像を定着させる画像形成装置であって、
上記定着部材は、円筒状または環状の基材と、この基材の外周面を覆うように設けられ、上記シートが圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもつゴム層と、このゴム層の外周面を覆うように設けられ、上記シートの剥離を助ける表層との３層を含み、
上記基材上で周方向に対して垂直な幅方向に関して、上記ゴム層の端部と上記表層の端部は、それぞれ上記基材の端部よりも内側に位置し、
上記基材のうち、上記幅方向に関して少なくとも上記ゴム層の端部に面する位置に設けられ、上記ゴム層から発生した超微粒子を取り込むための取込口をもつダクトと、
上記取込口から上記ダクトの出口へ向かう空気の流れを発生させる気流発生部と、
上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気を冷却して、上記超微粒子を凝集させてミスト状態にする冷却部を備えたことを特徴とする。

この発明の画像形成装置では、定着部材が加熱源によって所定の目標温度（定着温度）に加熱される。搬送されるシートが上記定着部材の外周面に圧接されて上記シートに画像が定着される。上記定着部材が上記定着温度に加熱されると、上記定着部材の上記ゴム層からシロキサンなどの超微粒子（１００ｎｍ以下の粒径をもつ）が発生する。上記ゴム層の外周面は上記表層で覆われているので、上記超微粒子は上記ゴム層の端部から噴出しようとする。ここで、この画像形成装置では、上記ゴム層の端部から噴出しようとする超微粒子は、上記ゴム層の端部に面する位置に設けられた取込口から、上記ダクト内に取り込まれる。このとき、上記取込口が上記ゴム層の端部に面する位置に設けられていることから、上記超微粒子は比較的高濃度の状態で取り込まれる。上記ダクト内に取り込まれた上記超微粒子は、上記気流発生部が発生させる気流に乗って、上記取込口から上記ダクトを通して上記ダクトの出口へ向かって流れる。そして、上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気は、冷却部によって冷却される。このとき、上記超微粒子は比較的高濃度の状態にあることから、分子間力によって凝集して、より大きい粒径をもつクラスタを形成する。この結果、上記ダクト内を流れる空気は、上記超微粒子よりも大きい粒径をもつクラスタを含むミストの状態になる。ここで、上記クラスタは、上記超微粒子よりも大きい粒径をもつので、上記超微粒子に比して沈降速度が速い。したがって、上記ミストをなすクラスタは、上記ダクトの内壁に容易に落下し、付着して捕捉される。この結果、この画像形成装置によれば、機内や周囲の環境の汚染を防止できる。

一実施形態の画像形成装置では、上記冷却部は、上記ダクトの内部と外部との間の熱交換を許容する上記ダクトの壁面を含むことを特徴とする。

この一実施形態の画像形成装置では、上記ダクトの壁面を通して、上記ダクトの内部と外部との間の熱交換が許容される。したがって、上記ダクトの壁面を通して、上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気から上記ダクトの外部への放熱が行われる。この結果、上記超微粒子が凝集して、上記超微粒子よりも大きい粒径をもつクラスタを含むミスト状態になり、上記ダクトの内壁に捕捉される。

一実施形態の画像形成装置では、上記冷却部は、上記ダクトの上記取込口と上記出口との間の経路に設けられ、上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気から熱を奪う冷却用ファン、ペルチェ素子またはヒートパイプを含むことを特徴とする。

この一実施形態の画像形成装置では、上記冷却部を構成する冷却用ファン、ペルチェ素子またはヒートパイプによって、上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気から積極的に熱を奪うことができる。この結果、上記超微粒子が凝集して、上記超微粒子よりも大きい粒径をもつクラスタを含むミスト状態になり、上記ダクトの内壁に捕捉される。

一実施形態の画像形成装置では、上記ダクトは蛇行していることを特徴とする。

この一実施形態の画像形成装置では、上記ダクトは蛇行しているので、ストレートである場合に比して、上記ダクトの上記取込口と上記出口との間の経路が長くなる。したがって、上記ダクトの壁面を通して、上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気から上記ダクトの外部への放熱が、長い経路にわたって行われる。この結果、上記超微粒子の殆ど全部を、上記ダクトの内壁に捕捉することが可能となる。

一実施形態の画像形成装置では、上記ダクトの上記取込口と上記出口との間の経路のうち少なくとも一部分は、上記超微粒子を含んだ空気の流れに対して垂直な方向に関して、上記取込口の寸法よりも幅広になっていることを特徴とする。

この一実施形態の画像形成装置では、上記ダクトの上記取込口と上記出口との間の経路のうち少なくとも一部分は、上記超微粒子を含んだ空気の流れに対して垂直な方向に関して、上記取込口の寸法よりも幅広になっている。したがって、上記幅広になっている上記一部分では、上記超微粒子を含んだ空気の流れが比較的緩やかになる。したがって、上記ダクトの壁面を通して、上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気から上記ダクトの外部への放熱が、長い時間にわたって行われる。この結果、上記超微粒子の殆ど全部を、上記ダクトの内壁に捕捉することが可能となる。

一実施形態の画像形成装置では、上記ダクトの上記取込口は、上記超微粒子を含んだ空気の流れに対して垂直な方向に関して、上記基材の上記幅方向の寸法と実質的に等しい寸法を有することを特徴とする。

この一実施形態の画像形成装置では、上記定着部材の上記ゴム層の端部から噴出しようとする超微粒子だけでなく、上記定着部材の全域から噴出しようとする超微粒子も、上記取込口から上記ダクト内に取り込まれる。この結果、この画像形成装置によれば、機内や周囲の環境の汚染をさらに確実に防止できる。

一実施形態の画像形成装置では、上記ダクトの内部または出口に、上記凝集した超微粒子または未凝集の超微粒子を捕捉可能なフィルタ部材が設けられていることを特徴とする。

この一実施形態の画像形成装置では、たとえ上記ダクト内を流れる超微粒子の一部が上記ダクトの内壁に付着するのを免れたとしても、上記超微粒子が凝集してなるクラスタや未凝集の超微粒子は、上記ダクトの内部または上記出口に設けられたフィルタ部材によって捕捉される。この結果、この画像形成装置によれば、機内や周囲の環境の汚染をさらに確実に防止できる。

この発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成を示す図である。 上記画像形成装置に含まれた定着装置近傍の一態様を示す図である。 上記画像形成装置に含まれた定着装置近傍の別の態様を示す図である。 （Ａ）は、上記画像形成装置に含まれた定着装置近傍のさらに別の態様を示す図である。（Ｂ）は、（Ａ）中に示すダクトを斜め上方から見たところを示す図である。 （Ａ）は、上記画像形成装置に含まれた定着装置近傍のさらに別の態様を示す図である。（Ｂ）は、（Ａ）に示すものを左方向から見たところを示す図である。 上記画像形成装置に含まれた定着装置近傍のさらに別の態様を示す図である。 （Ａ）は定着ローラの一般的な構成を示す断面図、（Ｂ）は定着ローラのゴム層の端部から超微粒子としてのシロキサンが噴出する態様を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態のカラータンデム方式の画像形成装置１００の概略構成を示している。この画像形成装置は、スキャナ、コピー、プリンタなどの機能を備えた複合機であって、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）と呼ばれるものである。

この画像形成装置１００は、本体ケーシング１０１内の略中央に、２個のローラ１０２、１０６に巻回された周方向に移動する環状の中間転写体としての中間転写ベルト１０８を備えている。２個のローラ１０２、１０６のうち、一方のローラ１０２は図において左側に配置され、他方のローラ１０６は図において右側に配置されている。中間転写ベルト１０８はこれらのローラ１０２、１０６によって支持されて矢印Ｘ方向に回転駆動される。

中間転写ベルト１０８の下方には、図において左側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応する印字部としての作像ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋが並べて配置されている。

各作像ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、それらが取り扱うトナー色の違いを除いて全く同様に構成されている。具体的には、例えばイエローの作像ユニット１１０Ｙは、感光体ドラム１９０と、帯電装置１９１と、露光装置１９２と、トナーを用いて現像を行う現像装置１９３と、クリーナ装置１９５とを一体にして構成されている。中間転写ベルト１０８を挟んで感光体ドラム１９０と対向する位置に、１次転写ローラ１９４が設けられている。画像形成時には、まず帯電装置１９１によって感光体ドラム１９０の表面が一様に帯電され、続いて、露光装置１９２によって、図示されない外部装置から入力された画像信号に応じて感光体ドラム１９０の表面が露光されて、そこに潜像が形成される。次に、現像装置１９３によって、感光体ドラム１９０の表面上の潜像が現像されてトナー画像となる。このトナー画像は、感光体ドラム１９０と１次転写ローラ１９４との間の電圧印加によって、中間転写ベルト１０８に転写される。感光体ドラム１９０の表面上の転写残トナーは、クリーナ装置１９５によってクリーニングされる。

中間転写ベルト１０８が矢印Ｘ方向に移動するに伴って、各作像ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋによって中間転写ベルト１０８上に出力画像として４色のトナー画像が重ねて形成される。

中間転写ベルト１０８の左側には、中間転写ベルト１０８の表面から残留トナーを取り除くクリーニング装置１２５と、このクリーニング装置１２５によって取り除かれたトナーを回収するトナー回収ボックス１２６とが設けられている。中間転写ベルト１０８の右側には、用紙のための搬送路１２４を挟んで２次転写部材としての２次転写ローラ１１２が設けられている。搬送路１２４のうち２次転写ローラ１１２の上流側に相当する位置に搬送ローラ１２０が設けられている。中間転写ベルト１０８上のトナーパターンを検出するためのトナー濃度センサとしての光学式濃度センサ１１５が設けられている。

本体ケーシング１０１内の右上部には、トナーを用紙に定着させる定着部としての定着装置１３０が設けられている。定着装置１３０は、図１において紙面に対して垂直に延在する定着部材としての加熱ローラ１３２と加圧用部材としての加圧ローラ１３１とを備えている。加熱ローラ１３２は、加熱源としてのヒータ１３３によって所定の目標温度（この例では１８０℃〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱される。加圧ローラ１３１は、図示しないばねによって加熱ローラ１３２へ向かって付勢されている。これにより、加圧ローラ１３１と加熱ローラ１３２とは定着のためのニップ部を形成している。トナー像が転写された用紙９０がこのニップ部を通ることにより、その用紙９０にトナー画像が定着される。加圧ローラ１３１と加熱ローラ１３２の温度は、それぞれこの例ではサーミスタからなる温度センサ１３５，１３６によって検出される。

また、本体ケーシング１０１の下部には、出力画像が形成されるべき印字媒体としての用紙９０を収容した給紙口としての給紙カセット１１６Ａ，１１６Ｂが２段に設けられている。給紙カセット１１６Ａ，１１６Ｂにはそれぞれ、用紙を送り出すための給紙ローラ１１８と、送り出された用紙を検出する給紙センサ１１７とが設けられている。なお、簡単のため、給紙カセット１１６Ａにのみ用紙９０が収容された状態を示している。

本体ケーシング１０１内には、この画像形成装置全体の動作を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）からなる制御部２００が設けられている。

画像形成時には、制御部２００による制御によって、用紙９０は給紙ローラ１１８によって例えば給紙カセット１１６Ａから搬送路１２４へ１枚ずつ送り出される。搬送路１２４に送り出された用紙９０は、レジストセンサ１１４によってタイミングをとって、搬送ローラ１２０によって中間転写ベルト１０８と２次転写ローラ１１２との間のトナー転写位置へ送り込まれる。一方、既述のように、各作像ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋによって中間転写ベルト１０８上に４色のトナー画像が重ねて形成されている。上述のトナー転写位置に送り込まれた用紙９０に、この中間転写ベルト１０８上の４色のトナー画像が、２次転写ローラ１１２によって転写される。トナー像が転写された用紙９０は、定着装置１３０の加圧ローラ１３１と加熱ローラ１３２とが作るニップ部を通して搬送され、加熱および加圧を受ける。これにより、その用紙９０にトナー画像が定着される。そして、トナー画像が定着された用紙９０は、排紙ローラ１２１によって、排紙路１２７を通して本体ケーシング１０１の上面に設けられた排紙トレイ部１２２へ排出される。なお、この例では、両面印刷の場合に用紙９０を再びトナー転写位置へ送り込むためのスイッチバック搬送路１２８が設けられている。

（第１実施形態）
図２は、上記画像形成装置１００に含まれた定着装置近傍の一態様を、定着部材としての定着ローラ３００の中心軸Ｃに沿った方向（−Ｙ方向）から見たところを示している。

図２中に示す定着ローラ３００（図１中の加熱ローラ１３２に相当する）自体は、図７（Ａ）に示した一般的なものと同様に、円筒状の基材としての芯金３０１と、この芯金３０１の外周面を覆うように設けられたゴム層３０２と、このゴム層３０２の外周面を覆うように設けられた表層３０３との３層からなっている。芯金３０１の内部空間には、定着ローラ３００を所定の目標温度（この例では、１８０℃〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱する加熱源としてのヒータ（図１中のヒータ１３３に相当）が設けられている。

芯金３０１は、アルミニウムまたは鉄等の金属材料からなる。芯金３０１の厚さは、この例では厚さが０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度であるが、軽量化及びウォームアップ時間を考慮すると、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であるのがより望ましい。芯金３０１の外径は、この例では１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に設定されている。

ゴム層３０２は、シリコーンゴム材料からなり、上記定着温度に対する耐熱性と、用紙９０が圧接される領域の寸法（ニップ部の長さ）を確保するための弾性をもつ。ゴム層３０２の厚さは、０．０５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であるのが望ましく、この例では０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度である。

表層３０３は、この例ではＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂からなり、上記定着温度に対する耐熱性と、ニップ部を通過した用紙９０の剥離を助ける離型性と、さらにゴム層３０２から発生した超微粒子を透過しにくい性質（ガスバリア性）とをもつ。表層３０３の厚さは、５μｍ〜１００μｍの範囲内であるのが望ましく、この例では３０μｍ〜４０μｍ程度に設定されている。

芯金３０１の中心軸Ｃに沿った方向、すなわちこの定着ローラ３００に圧接されるべき用紙９０の幅方向に関して、ゴム層３０２の端部３０２ｅと表層３０３の端部３０３ｅは、図７（Ａ）に示したのと同様に、それぞれ芯金３０の端部３０１ｅよりも内側で、互いに同じ位置に位置している。

図２に示すように、この実施形態では、定着ローラ３００の近傍に、本体ケーシング１０１に対して図示しないフレームを介して支持されて固定されたダクト４０を備えている。ダクト４０は、上記定着温度に対する耐熱性をもつとともに、熱伝導性が良好なアルミニウムや鉄などの金属材料からなっている。

このダクト４０は、ゴム層３０２の端部３０２ｅに面する位置に設けられた取込口４１を有している。取込口４１の開口形状は、この例では矩形であるが、円形その他の形状でも良い。この例では、取込口４１の開口寸法は、定着ローラ３００の外径と同程度に設定されている。

さらに、このダクト４０は、この取込口４１から上方へ向かって鉛直方向（Ｚ方向）に延びる鉛直部４２と、この鉛直部４２の上部に連通し、鉛直部４２の上部から水平方向（Ｘ方向）にストレートに延びる水平部４３と、この水平部４３の末端に連通し、水平部４３の断面寸法よりも拡張された断面寸法を有する拡張部４４とを有している。鉛直部４２、水平部４３、拡張部４４の断面形状は、この例では矩形であるが、円形その他の形状でも良い。この例では、鉛直部４２、水平部４３、拡張部４４の各断面寸法は、取込口４１の開口寸法と同程度に設定されている。

拡張部４４の末端（図２における右端）は、ダクト４０の出口４５になっている。ダクト４０の出口４５は、この画像形成装置の本体ケーシング１０１の外部または内部へ開いている。

ダクト４０の取込口４１と出口４５との間の経路としての水平部４３には、この水平部４３内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａを冷却するための冷却部４９が付加されている。この例では、冷却部４９は、水平部４３内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａから、水平部４３の壁面４３ｗを通して熱を奪う冷却用ファン、ペルチェ素子またはヒートパイプからなっている。上述のようにダクト４０は熱伝導性が良好な金属材料からなっているので、ダクト４０の水平部４３の壁面を通して、ダクト４０の内部と外部との間の熱交換が許容される。

拡張部４４には、気流発生部としての排気ファン４６が設けられている。この排気ファン４６によって、取込口４１からダクト４０の出口４５へ向かう気流を発生させることができる。

このような構成を備えた画像形成装置では、定着ローラ３００がヒータ１３３によって１８０℃〜２００℃の範囲内の定着温度に加熱される。搬送される用紙９０が定着ローラ３００の外周面３０３ａに圧接されて用紙９０に画像が定着される。

定着ローラ３００が上記定着温度に加熱されると、定着ローラ３００のゴム層３０２からシロキサンなどの超微粒子Ｇ（１００ｎｍ以下の粒径をもつ）が発生する。ゴム層３０２の外周面は表層３０３で覆われているので、超微粒子Ｇはゴム層３０２の端部３０２ｅから噴出しようとする。

ここで、この画像形成装置では、ゴム層３０２の端部３０２ｅから噴出しようとする超微粒子Ｇは、ゴム層３０２の端部３０２ｅに面する位置に設けられた取込口４１から、ダクト４０内に取り込まれる。このとき、取込口４１がゴム層３０２の端部３０２ｅに面する位置に設けられていることから、超微粒子Ｇは比較的高濃度の状態で取り込まれる。ダクト４０内に取り込まれた超微粒子Ｇは、排気ファン４６が発生させる気流Ａに乗って、取込口４１からダクト４０の鉛直部４２、水平部４３を通してダクト４０の出口４５へ向かって流れる。そして、ダクト４０内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａは、この水平部４３の途中に設けられた冷却部４９によって冷却される。このとき、超微粒子Ｇは比較的高濃度の状態にあることから、分子間力によって凝集して、より大きい粒径をもつクラスタＧ′を形成する。この結果、ダクト４０の水平部４３（特に、冷却部４９よりも下流側の部分）内を流れる空気は、超微粒子Ｇよりも大きい粒径をもつクラスタＧ′を含むミストの状態になる。ここで、クラスタＧ′は、超微粒子Ｇよりも大きい粒径をもつので、超微粒子Ｇに比して沈降速度が速い。したがって、上記ミストをなすクラスタＧ′は、ダクト４０の水平部４３のうち、冷却部４９よりも下流側の部分の内壁４３ｉに容易に落下し、付着して捕捉される。この結果、この画像形成装置によれば、機内や周囲の環境の汚染を防止できる。

（第２実施形態）
図３は、上記画像形成装置１００に含まれた定着装置近傍の一態様を、定着部材としての定着ローラ３００の中心軸Ｃに沿った方向（−Ｙ方向）から見たところを示している。定着ローラ３００については、図２中に示したものと同じ物であるため、重複する説明を省略する。

この実施形態は、図２に示した第１実施形態におけるダクト４０に代えて、蛇行しているダクト５０を備えた点が異なっている。

このダクト５０は、ゴム層３０２の端部３０２ｅに面する位置に設けられた取込口５１を有している。取込口５１の開口形状は、この例では矩形であるが、円形その他の形状でも良い。この例では、取込口５１の開口寸法は、第１実施形態におけるのと同様に、定着ローラ３００の外径と同程度に設定されている。

さらに、このダクト５０は、この取込口５１から上方へ向かって鉛直方向（Ｚ方向）に延びる鉛直部５２と、この鉛直部５２の上部に連通し、±Ｚ方向に蛇行しながら、鉛直部５２の上部から概ね水平方向（Ｘ方向）に延びる水平部５３と、この水平部５３の末端に連通し、水平部５３の断面寸法よりも拡張された断面寸法を有する拡張部５４とを有している。鉛直部５２、水平部５３、拡張部５４の断面形状は、この例では矩形であるが、円形その他の形状でも良い。この例では、鉛直部５２、水平部５３、拡張部５４の各断面寸法は、取込口５１の開口寸法と同程度に設定されている。

拡張部５４の末端（図３における右端）は、ダクト５０の出口５５になっている。ダクト５０の出口５５は、この画像形成装置の本体ケーシング１０１の外部または内部へ開いている。拡張部５４には、気流発生部としての排気ファン５６が設けられている。

このダクト５０は、上記定着温度に対する耐熱性をもつとともに、熱伝導性が良好なアルミニウムや鉄などの金属材料からなっている。

この実施形態では、冷却部４９（図２参照）の付加は省略されているが、ダクト５０の蛇行している部分、つまり水平部５３の壁面５３ｗが実質的に冷却部として働く。すなわち、蛇行している水平部５３の壁面５３ｗを通して、ダクト５０内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａからダクト５０の外部への放熱が行われる。これにより、ダクト５０内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａが冷却される。このとき、超微粒子Ｇは比較的高濃度の状態にあることから、分子間力によって凝集して、より大きい粒径をもつクラスタを形成する。この結果、ダクト５０の水平部５３内を流れる空気は、超微粒子Ｇよりも大きい粒径をもつクラスタＧ′を含むミストの状態になる。ここで、クラスタＧ′は、超微粒子Ｇよりも大きい粒径をもつので、超微粒子Ｇに比して沈降速度が速い。したがって、上記ミストをなすクラスタＧ′は、ダクト５０の水平部５３の内壁５３ｉに容易に落下し、付着して捕捉される。この結果、この画像形成装置によれば、機内や周囲の環境の汚染を防止できる。

特に、ダクト５０は蛇行しているので、ストレートである場合に比して、ダクト５０の取込口５１と出口５５との間の経路が長くなる。したがって、水平部５３の壁面５３ｗを通して、ダクト５０内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａからダクト５０の外部への放熱が、長い経路にわたって行われる。この結果、上記超微粒子Ｇの殆ど全部を、ダクト５０の水平部５３の内壁５３ｉに捕捉することが可能となる。

（第３実施形態）
図４（Ａ）は、上記画像形成装置１００に含まれた定着装置近傍のさらに別の態様を、定着部材としての定着ローラ３００の中心軸Ｃに沿った方向（−Ｙ方向）から見たところを示している。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中に示すダクト６０を斜め上方から見たところを示している。

この実施形態は、図２に示した第１実施形態におけるダクト４０に代えて、幅広のダクト６０を備えた点が異なっている。

このダクト６０は、図４（Ａ）に示すように、ゴム層３０２の端部３０２ｅに面する位置に設けられた取込口６１を有している。取込口６１の開口形状は、この例では矩形である。この例では、取込口６１の開口寸法は、第１実施形態におけるのと同様に、定着ローラ３００の外径と同程度に設定されている。

さらに、このダクト６０は、この取込口６１から上方へ向かって鉛直方向（Ｚ方向）に延びる鉛直部６２を有している。鉛直部６２の断面形状は、この例では矩形である。この鉛直部６２は、図４（Ｂ）中に示すように、上方へ向かうにつれて、水平方向、この例では±Ｙ方向に断面寸法が次第に幅広になっている。

さらに、ダクト６０は、この鉛直部６２の上部に連通し、鉛直部６２の上部から水平方向（Ｘ方向）に延びる水平部６３を有している。水平部６３の開口形状は、この例では矩形である。水平部６３のＹ方向寸法Ｌ１は、取込口６１のＹ方向寸法よりも大きく、幅広になっている。より詳しくは、水平部６３のＹ方向寸法Ｌ１は、芯金３０１のＹ方向寸法（図５（Ａ）中に符号Ｌで示す）と実質的に等しく、この例では３００ｍｍ程度に設定されている。水平部６３のＺ方向寸法は、図２に示した第１実施形態におけるダクト４０の水平部４３のＺ方向寸法と同程度に設定されている。したがって、水平部６３の断面寸法は、第１実施形態におけるダクト４０の水平部４３の断面寸法よりも大きく設定されている。

さらに、このダクト６０は、図４（Ａ）に示すように、この水平部６３の末端に連通し、水平部６３の断面寸法よりも拡張された断面寸法を有する拡張部６４を有している。拡張部６４の断面形状は、この例では矩形である。この拡張部６４の末端（図４（Ａ）における右端）は、ダクト６０の出口６５になっている。ダクト６２の出口６５は、この画像形成装置の本体ケーシング１０１の外部または内部へ開いている。拡張部６４には、気流発生部としての排気ファン６６が設けられている。

このダクト６０は、上記定着温度に対する耐熱性をもつとともに、熱伝導性が良好なアルミニウムや鉄などの金属材料からなっている。

この実施形態でも、第２実施形態におけるのと同様に冷却部４９（図２参照）の付加は省略されているが、ダクト６０の幅広の部分、つまり水平部６３の壁面６３ｗが実質的に冷却部として働く。すなわち、幅広の水平部６３の壁面６３ｗを通して、ダクト６０内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａ（図４（Ａ）中に示す）からダクト６０の外部への放熱が行われる。これにより、ダクト６０内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａが冷却される。このとき、超微粒子Ｇは比較的高濃度の状態にあることから、分子間力によって凝集して、より大きい粒径をもつクラスタＧ′を形成する。この結果、ダクト６０の水平部６３内を流れる空気は、超微粒子Ｇよりも大きい粒径をもつクラスタＧ′を含むミストの状態になる。ここで、クラスタＧ′は、超微粒子Ｇよりも大きい粒径をもつので、超微粒子Ｇに比して沈降速度が速い。したがって、上記ミストをなすクラスタＧ′は、ダクト６０の水平部６３の内壁６３ｉに容易に落下し、付着して捕捉される。この結果、この画像形成装置によれば、機内や周囲の環境の汚染を防止できる。

特に、ダクト６０の取込口６１と出口６５との間の経路のうち、取込口６１よりも幅広になっている水平部６３では、超微粒子Ｇを含んだ空気の流れが比較的緩やかになる。したがって、水平部６３の壁面６３ｗを通して、ダクト６０内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａからダクト６０の外部への放熱が、長い時間にわたって行われる。この結果、上記超微粒子Ｇの殆ど全部を、ダクト６０の水平部６３の内壁６３ｉに捕捉することが可能となる。

なお、ダクト６０の水平部６３は幅広になっているが、水平部６３のＹ方向寸法Ｌ１は芯金３０１のＹ方向寸法と同程度であるから、装置の小型化の観点からの問題は少ない。

（第４実施形態）
図５（Ａ）は、上記画像形成装置１００に含まれた定着装置近傍のさらに別の態様を、定着部材としての定着ローラ３００の中心軸Ｃに対して垂直な方向（Ｘ方向）から見たところを示している。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示すものを、定着ローラ３００の中心軸Ｃに沿った方向（−Ｙ方向）から見たところを示している。

この実施形態は、図２に示した第１実施形態におけるダクト４０に代えて、幅広の取込口７１を有するダクト７０を備えた点が異なっている。

このダクト７０は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、ゴム層３０２の端部３０２ｅに面する位置に設けられた取込口７１を有している。取込口６１の開口形状は、この例では矩形である。この例では、図５（Ａ）に示すように、取込口７１のＹ方向寸法Ｌ２は、芯金３０１のＹ方向寸法Ｌと実質的に等しく、この例では３００ｍｍ程度に設定されている。図５（Ｂ）に示すように、取込口７１のＸ方向寸法Ｘ２は、定着ローラ３００の外径と同程度に設定されている。

さらに、このダクト７０は、図５（Ａ）に示すように、この取込口７１の中央部から上方へ向かって鉛直方向（Ｚ方向）に延びる鉛直部７２と、この鉛直部７２の上部に連通し、鉛直部７２の上部から水平方向（Ｘ方向）に延びる水平部７３と、この水平部７３の末端に連通し、水平部７３の断面寸法よりも拡張された断面寸法を有する拡張部７４とを有している。鉛直部７２、水平部７３、拡張部７４の断面形状は、この例では矩形であるが、円形その他の形状でも良い。この例では、鉛直部７２、水平部７３、拡張部７４の各断面寸法は、定着ローラ３００の外径と同程度に設定されている。

拡張部７４の末端（図５（Ａ）における右端）は、ダクト７０の出口７５になっている。ダクト７０の出口７５は、この画像形成装置の本体ケーシング１０１の外部または内部へ開いている。拡張部７４には、気流発生部としての排気ファン７６が設けられている。

このダクト７０は、上記定着温度に対する耐熱性をもつとともに、熱伝導性が良好なアルミニウムや鉄などの金属材料からなっている。

ダクト７０の取込口７１と出口７５との間の経路としての水平部７３には、第１実施形態におけるのと同様に、この水平部７３内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａを冷却するための冷却部７９が付加されている。この例では、冷却部７９は、水平部７３内を流れる超微粒子Ｇを含んだ空気Ａから、水平部７３の壁面を通して熱を奪う冷却用ファン、ペルチェ素子またはヒートパイプからなっている。上述のようにダクト７０は熱伝導性が良好な金属材料からなっているので、ダクト７０の水平部７３の壁面を通して、ダクト７０の内部と外部との間の熱交換が許容される。

なお、定着ローラ３００と加圧ローラ１３１は、本体ケーシング１０１に対して図示しないフレームを介して支持されて固定されたケーシング８０に収容されている。ケーシング８０は、定着ローラ３００を覆う断面コの字形状の第１のケーシング８１と、加圧ローラ１３１を覆う第２のケーシング８２とからなっている。第１のケーシング８１と第２のケーシング８２とは、隙間８０ａ，８０ｂを有して対向し、その隙間を用紙９０が通過できるようになっている。

この実施形態では、ゴム層３０２の端部３０２ｅから噴出しようとする超微粒子Ｇは、ゴム層３０２の端部３０２ｅに面する位置に設けられた取込口７１から、ダクト７０内に取り込まれる。ここで、取込口７１のＹ方向寸法Ｌ２は、芯金３０１のＹ方向寸法Ｌと同程度に設定されていることから、ゴム層３０２の端部３０２ｅからから噴出しようとする超微粒子Ｇだけでなく、定着ローラ３００の全域から噴出しようとする超微粒子Ｇも、取込口７１からダクト７０内に取り込まれる。取込口７１からダクト７０内に取り込まれた超微粒子Ｇは、第１実施形態におけるのと同様に、水平部７３の途中に設けられた冷却部７９によって冷却される。この結果、ダクト７０の水平部７３（特に、冷却部７９よりも下流側の部分）内を流れる空気は、超微粒子Ｇよりも大きい粒径をもつクラスタＧ′を含むミストの状態になる。そして、上記ミストをなすクラスタＧ′は、ダクト７０の水平部７３のうち、冷却部７９よりも下流側の部分の内壁に容易に落下し、付着して捕捉される。この結果、この画像形成装置によれば、機内や周囲の環境の汚染を防止できる。特に、定着ローラ３００の全域から噴出しようとする超微粒子Ｇもダクト７０内に取り込まれるので、機内や周囲の環境の汚染をさらに確実に防止できる。

（第５実施形態）
図６は、上記画像形成装置１００に含まれた定着装置近傍のさらに別の態様を、定着部材としての定着ローラ３００の中心軸Ｃに沿った方向（−Ｙ方向）から見たところを示している。図２に示した第１実施形態におけるのと同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

この実施形態では、ダクト４０の拡張部４４内で排気ファン４６の下流側に相当する出口４５に、この出口４５を塞ぐ態様でフィルタ部材４７が設けられている。このフィルタ部材４７は、定着ローラ３００のゴム層３０２から発生した超微粒子、特にシロキサンを捕捉可能なものである。

このフィルタ部材４７としては、例えば東洋紡株式会社製の静電フィルタであるエリトロン（東洋紡株式会社の登録商標）や独フロイデンベルグ社製のmicronAir（フロイデンベルグ社の登録商標）などの市販品を用いることができる。また、フィルタ部材の耐熱性を確保する観点からカーボンまたはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を主成分とする濾材を用いてもよい。

この実施形態では、たとえダクト４０内を流れる超微粒子Ｇの一部がダクト４０の内壁４３ｉに付着するのを免れたとしても、超微粒子Ｇが凝集してなるクラスタＧ′や未凝集の超微粒子Ｇは、ダクト４０の出口４５に設けられたフィルタ部材４７によって捕捉される。この結果、この画像形成装置によれば、機内や周囲の環境の汚染をさらに確実に防止できる。

なお、フィルタ部材４７は、ダクト４０の出口４５ではなく、ダクト４０の内部、例えばダクト４０の水平部４３のうち冷却部４９よりも下流側の部分に設けられていても良い。

また、この実施形態では、図２中に示したダクト４０にフィルタ部材４７設けたが、これに限られるものではない。図３、図４（Ａ）、図５（Ａ）に示したダクト５０、６０、７０にも、同様にフィルタ部材を設けることができ、同様の作用効果を奏することができる。

また、上述の各実施形態において、それぞれ気流発生部として排気ファン４６，５６，６６，７６を設けたが、これに限られるものではない。気流発生部としては、定着ローラ３００の温度上昇による上昇気流を利用しても良い。

また、上述の各実施形態では、定着部材は円筒状の定着ローラであるものとした。当然ながら、これに限られるものではなく、本発明は、定着部材が環状の定着ベルトである場合にも好ましく適用される。

また、上述の各実施形態における加圧ローラ１３１も、定着部材として考えることもできる。加圧ローラ１３１を構成する図示しないゴム層の端部に面してダクトを配置することで、機内や周囲の環境の汚染をさらに確実に防止できる。なお、定着ローラ３００だけでなく、加圧ローラ１３１にもヒータを内蔵しても良い。

また、この実施形態では、タンデム型のカラー画像形成装置に対して本発明を適用したが、これに限られるものではない。感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段の構成や配置は、本実施形態に限定されず、他の構成や配置であっても良い。本発明は、ロータリー配置型、直接転写方式など、他の方式の画像形成装置にも、広く適用することができる。

また、本発明は、プリンタ、複写機、ＦＡＸ、およびこれらの複合機や、データを加工・編集して印刷するハードコピーシステムにも適用できる。

４０、５０、６０、７０ ダクト
４７ フィルタ部材
４６、５６、６６、７６ 排気ファン
１３１ 加圧ローラ
１３２ 加熱ローラ
３００ 定着ローラ
３０１ 芯金
３０２ ゴム層
３０３ 表層

Claims (7)

1. 円筒状または環状の定着部材と、上記定着部材を所定の目標温度に加熱する加熱源とを備え、搬送されるシートを上記定着部材の外周面に圧接して上記シートに画像を定着させる画像形成装置であって、
   上記定着部材は、円筒状または環状の基材と、この基材の外周面を覆うように設けられ、上記シートが圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもつゴム層と、このゴム層の外周面を覆うように設けられ、上記シートの剥離を助ける表層との３層を含み、
   上記基材上で周方向に対して垂直な幅方向に関して、上記ゴム層の端部と上記表層の端部は、それぞれ上記基材の端部よりも内側に位置し、
   上記基材のうち、上記幅方向に関して少なくとも上記ゴム層の端部に面する位置に設けられ、上記ゴム層から発生した超微粒子を取り込むための取込口をもつダクトと、
   上記取込口から上記ダクトの出口へ向かう空気の流れを発生させる気流発生部と、
   上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気を冷却して、上記超微粒子を凝集させてミスト状態にする冷却部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記冷却部は、上記ダクトの内部と外部との間の熱交換を許容する上記ダクトの壁面を含むことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   上記冷却部は、上記ダクトの上記取込口と上記出口との間の経路に設けられ、上記ダクト内を流れる上記超微粒子を含んだ空気から熱を奪う冷却用ファン、ペルチェ素子またはヒートパイプを含むことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２または３に記載の画像形成装置において、
   上記ダクトは蛇行していることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２から４までのいずれか一つに記載の画像形成装置において、
   上記ダクトの上記取込口と上記出口との間の経路のうち少なくとも一部分は、上記超微粒子を含んだ空気の流れに対して垂直な方向に関して、上記取込口の寸法よりも幅広になっていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から５までのいずれか一つに記載の画像形成装置において、
   上記ダクトの上記取込口は、上記超微粒子を含んだ空気の流れに対して垂直な方向に関して、上記基材の上記幅方向の寸法と実質的に等しい寸法を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１から６までのいずれか一つに記載の画像形成装置において、
   上記ダクトの内部または出口に、上記凝集した超微粒子または未凝集の超微粒子を捕捉可能なフィルタ部材が設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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