JP2014089426A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
揮発性有機化合物の発生を有効に防止する。
【解決手段】
記録媒体の種類に基づいて、記録媒体が画像形成された場合に記録媒体から発生する揮発性有機化合物の量を予測して算出する第１の算出手段と、第１の算出手段によって算出された前記揮発性有機化合物の量が所定の値よりも大きい場合に、発生する前記揮発性有機化合物の量を低減させる低減手段とを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、熱定着方式を採用した、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置には、シート上に転写された未定着トナー像を定着させる定着装置が備えられている。定着装置は、互いが圧接して定着ニップ部を形成する定着部材及び加圧部材と、これらのうち少なくとも一方の部材を加熱する加熱手段とを備えている。そして、加熱手段で加熱された定着ニップ部に未定着トナー像を担持したシートを挿通することにより、未定着トナーを加熱、加圧してシート表面に定着する熱定着方式が広く採用されている。

このような熱定着方式が採用された定着装置では、加熱した定着部材及び／または加圧部材の表面が１６０℃〜２３０℃になるように温度調整されており、定着装置及びその周辺も同様に高温となる。定着装置が高温になると、ハウジングなどを構成する合成樹脂や、トナーの付着を防止し、シートの剥離性を高めるために定着部材表面に塗布されたシリコーンオイルや、トナーに含有する樹脂成分も高温にさらされることとなる。その結果、それらの樹脂やオイルから揮発性有機化合物（以下、「ＶＯＣ」と記すことがある）が揮発する。このＶＯＣは、トナーから揮発する割合が特に高い。そして、揮発したＶＯＣは異臭を発し、不快感を生じさせる原因となり得るので、画像形成装置外部に拡散するのを防止する必要がある。

一方、画像形成装置において印刷に使用されるシートとしては、所謂コピーシートと呼ばれる普通紙のほかに、封筒、ラベル紙といった特殊紙が使用されることがある。封筒やラベル紙は、接着剤を使用しているので、それらのシートから発生するＶＯＣが普通紙より多くなる。したがって、より多くのＶＯＣが発生したときには、それに対応して、ＶＯＣの捕集効率を高める必要がある。そこで、ＶＯＣの発生量が変化した場合であっても、ＶＯＣを効果的に捕集することができ、画像形成装置外部への拡散を防止することが可能な手法が提案されている。

特許文献１に記載された画像形成装置では、普通紙より多くのＶＯＣを発生し得る封筒やラベル紙といった特殊紙が印刷に使用された場合に、ＶＯＣ発生量を検知する検知手段を有し、この検知手段の検知結果に基づいて定着温度を低下させてＶＯＣの発生量を抑制している。

特許文献２に記載された画像形成装置では、同様の場合に、ＶＯＣの発生量を検知する検知手段の検知結果に基いてＶＯＣ除去フィルタを通過させる風量を調整している。

特開２００７−１９９２８４号公報 特開２００７−１１７４２１号公報

上述した従来例においては、ＶＯＣ検知手段により、実際に発生したＶＯＣを検出して、この検出結果に基づいてＶＯＣを低減するように制御するため、検出前からＶＯＣの発生を低減することができないという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、シート上の未定着トナー像を加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置において、実際にＶＯＣを検知する前であってもＶＯＣの発生の低減を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記記録媒体の種類に基づいて、前記記録媒体が画像形成された場合に前記記録媒体から発生する揮発性有機化合物の量を予測して算出する第１の算出手段と、前記第１の算出手段によって算出された前記揮発性有機化合物の量が所定の値よりも大きい場合に、発生する前記揮発性有機化合物の量を低減させる低減手段とを具備することを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、第１の算出手段により、記録媒体の種類に基づいて、記録媒体が画像形成された場合に前記記録媒体から発生する揮発性有機化合物の量が予測して算出される。そして、低減手段により、その予測した揮発性有機化合物の量が所定の値よりも大きい場合に、発生する揮発性有機化合物の量が低減される。このため、実際に揮発性有機化合物が発生する前であっても揮発性有機化合物の量を低減するための処理の実行が可能であり、より効果的に揮発性有機化合物の発生を抑制することができる。

本発明の画像形成装置の実施形態のプリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。 本発明の実施形態のプリンタのＶＯＣ発生量の予測動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態のプリンタにおいて、ＶＯＣ発生量の予測動作に用いられる、シートの種類と、シートの単位面積当たりのＶＯＣの発生量の関係を示すグラフである。 本発明の実施形態のプリンタにおいて、ＶＯＣ発生量の予測動作に用いられる、稼働時間とローラ部分等から発生するＶＯＣの発生量を示すグラフである。 本発明の実施形態のプリンタにおいて、ＶＯＣ発生量の予測動作に用いられる、トナーを新たに補給してからの経過時間とトナー単位量当たりのＶＯＣ発生量との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態のプリンタにおいて、トナーのノリ量及びトナーを新たに補給してからの経過時間と、トナーからのＶＯＣ発生量の関係を示すグラフである。 本発明の実施形態のプリンタにおいて、ＶＯＣ発生量の総和と一定値との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態のプリンタにおいて、トナーのノリ量を通常よりも少なくする処理の例を示す図である。図８（ａ）は、１００％の濃度の画像データを示しており、図８（ｂ）は、５０％の濃度に間引きした様子を住めす図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜実施形態１＞
（画像形成装置の全体構成）
本発明の画像形成装置の実施形態に係るプリンタについて、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ画像形成動作を説明する。

図１は、プリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。図１において右方がプリンタの正面側、左方が背面側である。

図１に示すように、プリンタ１の本体２の内部下方には、給送カセット３が備えられている。給送カセット３の内部には、シートＰが積まれて収容されている。給送カセット３のシート搬送方向下流部上方には、給送カセット３用の給送装置４が配置されている。この給送装置４により、シートＰは図１において給送カセット３の右上方に向けて送り出される。なお、給送カセット３は、本体２の正面側、すなわち図１において右方に、水平にスライド移動させて引き出し／収納が自在である。

プリンタ１の本体２の正面中央部には、手差給送トレイ５が備えられている。手差給送トレイ５は、手差給送トレイ５の下端に設けられ、横方向に略水平に延びる支軸を中心に回動可能になっている。手差給送トレイ５は、その支軸を中心として上端がプリンタ１の手前側、すなわち図１において右方に開閉自在であり、開放し、展開することにより、その上面にシートＰ（記録媒体）などを載置することが可能である。

手差給送トレイ５は、給送カセット３に入っていないサイズのシートや、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ手で載置して、プリンタ１内に送り込みたい場合に用いられる。手差給送トレイ５に載置されたシートは、給送装置６により、本体２内に向けて送り出される。

給送カセット３及び手差給送トレイ５のシート搬送方向下流には、シート搬送路７、レジストローラ８、画像形成部９、及び転写ローラ１０が配置されている。給送カセット３又は手差給送トレイ５から送り出されたシートＰは、シート搬送路７を通りレジストローラ８の箇所に到達する。レジストローラ８は、シートＰの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部９で形成されるトナー像とのタイミングを計り、シートＰを転写ローラ１０の箇所へと送り出す。

外部のコンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様などの画像データ信号がプリンタ１に送信され、この画像データに基づき、画像形成部９上方に備えられた光走査装置１１にて制御されるレーザ光Ｌ（図中一点鎖線）が、像担持体である感光体ドラム１２上に照射される。これにより、感光体ドラム１２上に原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、レジストローラ８によって同期をとって送られてきたシートＰに、感光体ドラム１２と転写ローラ１０とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。

画像形成部９及び転写ローラ１０のシート搬送方向下流には、定着装置１３が備えられている。転写ローラ１０にて未定着トナー像を担持したシートＰは、定着装置１３へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱定着されて定着される。

定着装置１３の下流には、シート搬送路１４、シート排出口１５、及びシート排出部１６が配置されている。定着装置１３から排出されたシートＰは、シート搬送路１４を通って上方へ送られ、シート排出口１５から、本体２上面に設けられたシート排出部１６に排出される。

プリンタ１の正面上方には操作パネル２０が備えられている。ユーザは、この操作パネル２０から、印刷シートサイズや印刷枚数、シート種類などの各種印刷条件を選択、入力して設定することが可能である。特にシート種類に関しては、一般的にコピーシートとして使用される普通紙のほかに特殊紙が選択可能であり、特殊紙としてはさらに封筒、ラベル紙といった細かい選択が可能である。

さらに、定着装置１３の排出側には定着装置１３の排出口付近の空気を導くための排気ダクト１７と排気ダクト１７によって導かれた空気を本体２の外部へ排出する排気ファン１８とが設けられている。なお、排気ダクト１７の排気される空気の通路には、揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと記す。）を除去するためのフィルタ１７ａが設けられている。

また、プリンタ１には、制御部（図示省略）が備えられている。制御部は、操作パネル２０で選択、入力された情報などに基づいて、予めプログラムされた手順に従い、給送装置４及び６や画像形成部９、定着装置１３、排気ファン１８などの各構成要素を制御して印刷動作を実行させる。

（ＶＯＣ発生量の予測）
続いて、上記のプリンタ１において印刷を行う場合の、ＶＯＣ発生量の予測の動作について説明する。

図２はＶＯＣ発生量の予測動作を示すフローチャートである。

まず、ユーザがシートの印刷を行う際に、操作パネル２０からシートの種類及びサイズを入力すると、これらのデータＤ１は、制御部に読み込まれる（ステップＳ２０１）。そして、制御部は、データＤ１に基いてシートから発生するＶＯＣ発生量Ｑ１を予測する（ステップＳ２０２、第１の算出手段）。

図３は、シートの種類（基づく対象）と、シートの単位面積当たりのＶＯＣの発生量の関係を示すグラフである。同図に示すように、封筒は普通紙よりも約２倍、ラベル紙は普通紙よりも約３倍のＶＯＣを発生することがわかる。これは、封筒やラベル紙では特殊な接着剤が使用されており、定着装置１３の熱により接着剤からＶＯＣが発生するためである。また、シートの面積に比例してＶＯＣの派生量は増加することになるので、図３に示すグラフのデータを参照することで、データＤ１からシートのＶＯＣ発生量Ｑ１を算出することが可能である。なお、シートの属性として、シートの種類とシートのサイズがある。

次に制御部は、プリンタ１の稼働時間（定着装置１３の稼働時間、基づく対象）を読み込む（ステップＳ２０３）。そして、プリンタ１の電源オンから電源オフまでの積算された稼働時間Ｔ１に対応する値を、メモリ（稼働時間保持手段）に保持している。そして、ＶＯＣ発生量の予測動作において、この稼働時間Ｔ１が用いられる。すなわち、定着装置１３のローラ部分等に熱が加わるとこのローラ部分等からＶＯＣが発生するが、このローラ部分等から発生するＶＯＣは稼働時間によって変化する。このため、稼働時間から発生するＶＯＣの量を予測することができる。

なお、プリンタ１の実際の稼働時間の代わりにプリンタ１で画像形成が行われたシートＰの数を記録するようにしても良い。すなわち、シートＰの数はおおよそのプリンタ１の稼働時間又は定着装置１３の稼働時間を示すことになるからである。

図４は、稼働時間Ｔ１とローラ部分等から発生するＶＯＣの発生量の関係を示すグラフである。同図に示すように、稼働時間Ｔ１が長くなると初期時よりＶＯＣの発生量は減少する。従って、図４のグラフのデータを参照することでユーザが印刷を行う時のプリンタ１の稼働時間Ｔ１に基いてローラ部分等から発生するＶＯＣ発生量Ｑ２を予測する（ステップＳ２０４、第３の算出手段）。

次に、プリンタ１に送られてきた画像データＤ２（基づく対象）を読み込むとともに（ステップＳ２０５）、トナー補給をしてからの経過時間Ｔ２を読み込んで（ステップＳ２０６）、画像データＤ２及び経過時間Ｔ２からトナーからのＶＯＣ発生量Ｑ３を予測する（ステップＳ２０７、第２の算出手段）。

画像形成されたシートには、未定着のトナーが表面に付着しており、未定着のトナーが定着装置１３により加熱・加圧されることにより画像が定着されるが、この時、加熱されたトナーからもＶＯＣが発生する。この場合、ＶＯＣ発生量は、画像形成に用いられるトナー量により変化することになる。このため、プリンタ１に送られてきた画像データＤ２から、この画像形成に使用されるトナー量を算出する。

さらに、トナーからのＶＯＣ発生量は、トナーを新たに補給してからの経過時間Ｔ２（基づく対象）により変化する。このため、制御部は、経過時間Ｔ２に対応する値をメモリ（トナー補給経過時間保持手段）に保持している。

図５は、トナーを新たに補給してからの経過時間Ｔ２とトナー単位量当たりのＶＯＣ発生量との関係を示すグラフである。同図に示すように、トナーを新たに補給してから時間が経過するほど、トナー単位量当たりのＶＯＣ発生量は減少する。

図６は、トナーのノリ量及びトナーを新たに補給してからの経過時間Ｔ２と、トナーからのＶＯＣ発生量Ｑ３の関係を示すグラフである。同図に示すように、トナーのノリ量が大きくなればなるほど、トナーからのＶＯＣ発生量は多くなる。一方、トナーを新たに補給してからの時間が経過すればするほどＶＯＣ発生量は少なくなることがわかる。

すなわち、制御部は、図６に示すデータテーブルを有しており、このデータテーブルを参照することで、画像データＤ２及び経過時間Ｔ２に基いてＶＯＣ発生量Ｑ３を予測する。

そして、ＶＯＣ発生量Ｑ１、ＶＯＣ発生量Ｑ２、ＶＯＣ発生量Ｑ３の総和Ｑ４を算出し（ステップＳ２０８）、総和Ｑ４が一定値（所定の値）を超える場合には、ＶＯＣの低減処理（低減手段）が実行され（ステップＳ２１０）、その後、印刷処理が実行される。

一方、総和Ｑ４が一定値に達しない場合には（ステップＳ２０９）、ＶＯＣ低減処理を行わずに印刷処理が実行される。

なお、上述のフローチャートでは、ＶＯＣ発生量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の総和が所定の値を超えた場合について低減処理が実行されるようにしたが、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の少なくとも１つが所定の値を超えた場合に低減処理が実行されるようにしても良い。

図７は、ＶＯＣ発生量の総和Ｑ４と一定値Ｖ１との関係を示すグラフである。同図に示すように、ＶＯＣ発生量の総和Ｑ４が一定値Ｖ１を超えていないパターン（１），（２），（３）の場合は、ＶＯＣ低減処理は行われず、総和Ｑ４が一定値Ｖ１を超えたパターン（４）の場合には、ＶＯＣの低減処理が行われる。

なお、ＶＯＣの低減処理（低減手段）としては、次の処理が行われる。

（１）排気ファン１８の回転数を通常の機内昇温防止の回転数より優先して低くして、フィルタ１７ａを通過する単位時間あたりの風量を少なくする。このようにすることで、フィルタ１７ａによるＶＯＣの吸着がより効率的に行われるようにする。

（２）プリンタ１の印刷のスループットを遅くする。すなわち、プリンタ１の単位時間あたりのシートＰの印刷処理枚数を少なくする。このようにすることで、印刷処理に使用されるトナーが少なくなり、加熱される接着剤の量も少なくなるので、ＶＯＣ発生量が少なくなる。

（３）定着装置１３の定着温度を低くする。定着温度を低くすることで、シートＰからのＶＯＣ発生量、定着装置１３のローラ部分等の部材からのＶＯＣ発生量、及びトナーからのＶＯＣ発生量を低減することがきる。

（４）画像形成に使用するトナーのノリ量を通常よりも少なくする。このようにすることで、トナーからのＶＯＣ発生量を少なくすることができる。

図８は、上述した（４）のトナーのノリ量を通常よりも少なくする処理の例を示す図である。図８（ａ）は、１００％の濃度の画像データを示している。この画像を５０％間引きして図８（ｂ）のようにすることで、トナーのノリ量を少なくして、トナーからのＶＯＣ発生量を低減することができる。

なお、上述の（１）、（２）、（３）、（４）のＶＯＣの低減処理は、任意に組み合わせることも可能である。また、（３）、（４）は画像の質に影響を与えるので、画像の質に影響を与えたくない場合には、（１）又は（２）の処理を実行する方が良い。

以上説明したように、画像形成装置から発生するＶＯＣの量を精度良く予想し、発生前に低減手段を行うことで、異臭の発生を防止したクリーンな画像形成装置を提供することができる。

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に利用可能である。

１…プリンタ
２…本体
１０…転写ローラ
１１…光走査装置
１２…感光体ドラム
１７…排気ダクト
１８…排気ファン
２０…操作パネル
Ｐ…シート

Claims (11)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記記録媒体の属性に基づいて、前記記録媒体が画像形成された場合に前記記録媒体から発生する揮発性有機化合物の量を予測して算出する第１の算出手段と、
   前記第１の算出手段によって算出された前記揮発性有機化合物の量が所定の値よりも大きい場合に発生する前記揮発性有機化合物の量を低減させる低減手段と
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置によって形成されるべき画像から画像形成に使用されるトナー量を予測し、このトナー量に基づいて、前記記録媒体が画像形成された場合にトナーから発生する揮発性有機化合物の量を予測して算出する第２の算出手段とを具備し、
   前記低減手段は、前記第１の算出手段によって算出された揮発性有機化合物の量と前記第２の算出手段によって算出された揮発性有機化合物の量の総和が所定の値よりも大きい場合に前記揮発性有機化合物の量を低減させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置に新たにトナーを補給してからの経過時間に対応する値を保持するトナー補給経過時間保持手段を具備し、
   前記第２の算出手段は、前記画像形成装置によって形成されるべき前記画像と前記トナー補給経過時間保持手段に保持された前記値とに基づいて前記トナーから発生する揮発性有機化合物の量を予測して算出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. 前記記録媒体に形成された未定着のトナー像を加熱定着する定着手段と、
   前記定着手段の稼働時間に対応する値を保持する稼働時間保持手段と、
   前記稼働時間保持手段によって保持された値に基づいて前記画像形成装置に用いられている部材から発生する揮発性有機化合物の量を予測して算出する第３の算出手段とを具備し、
   前記低減手段は、前記第１の算出手段によって算出された量と前記第２の算出手段によって算出された量と前記第３の算出手段によって算出された量の総和が所定の値よりも大きい場合に、前記揮発性有機化合物の量を低減させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記稼働時間保持手段には、加熱定着した前記記録媒体の枚数を示す値が保持されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の算出手段、前記第２の算出手段、及び前記第３の算出手段は、算出の際に基づく対象と発生する揮発性有機化合物の量との関係を示すデータを有し、前記データを参照して前記揮発性有機化合物の量を予測して算出することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記記録媒体の前記属性には、前記記録媒体の種類、前記記録媒体のサイズのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置の内部の空気を外部に排出するための排気ファンと、
   前記排気ファンによって排気される前記空気の通路に設けられ、前記揮発性有機化合物を吸着するフィルタとをさらに具備し、
   前記低減手段による前記揮発性有機化合物の低減は、前記フィルタを通過する単位時間あたりの風量が少なくなるように前記排気ファンを制御することを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記低減手段による前記揮発性有機化合物の低減は、前記画像形成装置によって画像が形成される単位時間あたりの前記記録媒体の数を少なくするように制御することを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記低減手段による前記揮発性有機化合物の低減は、前記定着手段による加熱定着の温度を下げることを含むことを特徴とする請求項４乃至請求項９のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記低減手段による揮発性有機化合物の低減は、前記記録媒体に記録すべき画像の濃度を低くすることを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。

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