JP2023177972A - 微粒子の捕集装置と画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微粒子の捕集装置と画像形成装置に関するものである。
特許文献1には、微粒子を含む空気が流れる流路空間を有する通気管と、その通気管の流路空間内を遮断する状態で配置され、その空気に含まれる微粒子を捕集する捕集手段とを備え、前記捕集手段として、1平方インチ当たりのセルの数が600以上かつ1400以下のハニカム構造からなる板状の通気部材を適用した微粒子の捕集装置が記載されている。
特許文献2には、定着部から排気された冷却風を装置本体外に排気するための、背面カバーと排気ダクトにより形成された壁路と、シリコンオイルを含侵させたシリコンオイル含侵フィルターを有し、風路に沿って配置されたフィルターユニットと、フィルターユニットの冷却風排出側であって風路の排出口付近に配置された活性炭フィルターとを備えた画像形成装置が記載されている。また特許文献2には、前記フィルターユニットが、前記背面カバーに形成された開口部に対向して、前記背面カバーの外面側に着脱可能に装着されたことが記載されている。また特許文献2には、シリコン含侵フィルターの形状としてハニカム型、ウエブ形状等の形状が例示されている。
特許文献3には、オゾン生成部で生成されたオゾンが排出されるオゾン排出経路と、熱気生成部で生じた熱気を排出する排気排出経路と、オゾン排出経路と排気排出経路とはその各下流側がそれぞれ合流する合流排出経路と、排気排出経路の合流排出経路でない位置に設置されて揮発性有機化合物(VOC)を捕集するVOCフィルターと、合流排出経路の途中に設置される静電フィルターとを備えた微粒子捕集装置等が記載されている。また特許文献3には、オゾン生成部として帯電装置が例示されており、熱気生成部として定着装置が例示されている。
本発明は、100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する場合に比べて、超微粒子をより多く捕集することができる微粒子の捕集装置とその捕集装置を用いた画像形成装置を提供するものである。
本発明(1)は、
微粒子を含む空気が流れる流路空間を有する通気管と、
前記通気管の流路空間を遮るよう配置され、前記空気に含まれる微粒子を捕集するハニカム構造からなる第一フィルターと、
前記通気管の前記第一フィルターよりも空気の流れる方向の下流側の位置で前記流路空間を遮るよう配置され、前記第一フィルターを通過した空気に含まれる微粒子を捕集する波形に折り曲げた不織布からなる第二フィルターと、
を備える微粒子の捕集装置である。
微粒子を含む空気が流れる流路空間を有する通気管と、
前記通気管の流路空間を遮るよう配置され、前記空気に含まれる微粒子を捕集するハニカム構造からなる第一フィルターと、
前記通気管の前記第一フィルターよりも空気の流れる方向の下流側の位置で前記流路空間を遮るよう配置され、前記第一フィルターを通過した空気に含まれる微粒子を捕集する波形に折り曲げた不織布からなる第二フィルターと、
を備える微粒子の捕集装置である。
本発明(2)は、上記発明(1)の微粒子の捕集装置において、
前記第一フィルターと前記第二フィルターは、各厚み方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角が0°以上30°以下の関係になるよう配置されているものである。
前記第一フィルターと前記第二フィルターは、各厚み方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角が0°以上30°以下の関係になるよう配置されているものである。
本発明(3)は、上記発明(1)の微粒子の捕集装置において、
前記通気管の流路空間内で前記空気の流れる方向に沿う気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置に配置されているものである。
前記通気管の流路空間内で前記空気の流れる方向に沿う気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置に配置されているものである。
本発明(4)は、上記発明(1)の微粒子の捕集装置において、
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターに至るまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターに近づくにつれて拡大されているものである。
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターに至るまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターに近づくにつれて拡大されているものである。
本発明(5)は、上記発明(4)の微粒子の捕集装置において、
前記通気管の流路空間内で前記空気を送るべき方向に流す気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターを前記第一フィルターの一方向に延長するよう拡大されており、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置において前記第一フィルターに対して前記第二フィルターの前記拡大された側に片寄って配置されているものである。
前記通気管の流路空間内で前記空気を送るべき方向に流す気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターを前記第一フィルターの一方向に延長するよう拡大されており、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置において前記第一フィルターに対して前記第二フィルターの前記拡大された側に片寄って配置されているものである。
本発明(6)は、上記発明(1)の微粒子の捕集装置において、
前記第一フィルターは、厚みが5mm以上20mm以下の板状の部材であるものである。
前記第一フィルターは、厚みが5mm以上20mm以下の板状の部材であるものである。
本発明(7)は、上記発明(1)の微粒子の捕集装置において、
前記第一フィルターは、前記ハニカム構造における1平方インチ当たりのセルの数が300以上800以下であるものである。
前記第一フィルターは、前記ハニカム構造における1平方インチ当たりのセルの数が300以上800以下であるものである。
本発明(8)は、上記発明(7)の微粒子の捕集装置において、
前記第一フィルターは、紙で構成されているものである。
前記第一フィルターは、紙で構成されているものである。
また、本発明(9)は、
装置本体内に存在する空気を収集して排気する排気手段を備え、
前記排気手段に上記発明(1)から(8)の微粒子の捕集装置が配置されている画像形成装置である。
装置本体内に存在する空気を収集して排気する排気手段を備え、
前記排気手段に上記発明(1)から(8)の微粒子の捕集装置が配置されている画像形成装置である。
本発明(10)は、上記発明(9)の画像形成装置において、
未定着のトナー像を記録媒体に熱定着させる定着手段と、
前記排気手段として前記定着手段に存在する空気を収集して排気する第一排気手段と、
を備え、
前記第一排気手段に前記微粒子の捕集装置が配置されているものである。
未定着のトナー像を記録媒体に熱定着させる定着手段と、
前記排気手段として前記定着手段に存在する空気を収集して排気する第一排気手段と、
を備え、
前記第一排気手段に前記微粒子の捕集装置が配置されているものである。
上記発明(1)によれば、100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する場合に比べて、超微粒子をより多く捕集することができる。
上記発明(2)によれば、第一フィルターと第二フィルターとを前記交差角が30°を超える関係になるよう配置する場合に比べて、超微粒子をより多く捕集することができる。
上記発明(3)によれば、気流発生手段を第一フィルターや第二フィルターよりも空気の流れる方向の上流側の位置に配置する場合に比べて、超微粒子を効率よく捕集することができる。
上記発明(4)によれば、通気管について第一フィルターから第二フィルターに至るまでの流路空間の断面積が第二フィルターに近づくにつれて拡大されていない場合に比べて、超微粒子を効率よく捕集することができる。
上記発明(5)によれば、気流発生手段が通気管のうち第一フィルターに対して第二フィルターの拡大された側に片寄らせない状態で配置されている場合に比べて、超微粒子を第二フィルターで効率よく捕集することができる。
上記発明(6)によれば、第一フィルターの厚みが5mmより薄い場合や20mmを超える場合に比べて、圧力損失が低減されつつ超微粒子を効率よく捕集することができる。
上記発明(7)によれば、第一フィルターのハニカム構造におけるセルの数が300よりも少ない場合や800を超える場合に比べて、圧力損失が低減されつつ超微粒子を効率よく捕集することができる。
上記発明(8)によれば、第一フィルターが金属で構成されている場合に比べて、第一フィルターのコストを低減することができる。
上記発明(9)によれば、排気手段に100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する微粒子の捕集装置を組み合わせて配置する場合に比べて、排気手段において超微粒子をより多く捕集することができる
上記発明(10)によれば、第一排気手段に100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する微粒子の捕集装置を組み合わせて配置する場合に比べて、第一排気手段において超微粒子をより多く捕集することができる。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
実施の形態1.
図1および図2には、本発明の実施の形態1に係る微粒子の捕集装置と画像形成装置が示されている。図1にはその画像形成装置の概要が示され、図2にはその画像形成装置における定着装置と微粒子の捕集装置との概要が示されている。
図1等の各図面中に符号X,Y,Zで示す矢印は、図1を基準にして想定する左右(X1,X2)、上下(Y1,Y2)および前後(Z1,Z2)の各方向をそれぞれ示している。また、図中において矢印が交わる部分の丸印は、括弧書きする符号の矢印の方向が図面の鉛直下方に向いていることを示している。
図1および図2には、本発明の実施の形態1に係る微粒子の捕集装置と画像形成装置が示されている。図1にはその画像形成装置の概要が示され、図2にはその画像形成装置における定着装置と微粒子の捕集装置との概要が示されている。
図1等の各図面中に符号X,Y,Zで示す矢印は、図1を基準にして想定する左右(X1,X2)、上下(Y1,Y2)および前後(Z1,Z2)の各方向をそれぞれ示している。また、図中において矢印が交わる部分の丸印は、括弧書きする符号の矢印の方向が図面の鉛直下方に向いていることを示している。
(画像形成装置)
図1に示される画像形成装置1は、例えば、電子写真方式により画像を記録媒体の一例である用紙9に形成する装置である。また、画像形成装置1は、例えば、情報端末機等の外部接続機器から入力される画像情報に対応した画像を形成する。このときの画像情報とは、例えば、文字、図形、写真、模様等の形成すべき画像に関係する情報である。
図1に示される画像形成装置1は、例えば、電子写真方式により画像を記録媒体の一例である用紙9に形成する装置である。また、画像形成装置1は、例えば、情報端末機等の外部接続機器から入力される画像情報に対応した画像を形成する。このときの画像情報とは、例えば、文字、図形、写真、模様等の形成すべき画像に関係する情報である。
画像形成装置1は、図1に示されるように、装置本体の一例としての筐体10を有しており、その筐体10の内部空間に、像形成装置2、給紙装置4、定着装置5、微粒子の捕集装置6等を配置して構成されている。
筐体10は、各種の支持部材、外装材等の材料で所要の形状および構造に形成された構造物である。図1等における矢付きの一点鎖線は、筐体10内で用紙9が搬送されるときの主な搬送経路を示している。
筐体10は、各種の支持部材、外装材等の材料で所要の形状および構造に形成された構造物である。図1等における矢付きの一点鎖線は、筐体10内で用紙9が搬送されるときの主な搬送経路を示している。
像形成装置2は、画像情報に基づいて現像剤としてのトナーで構成されるトナー像を形成して用紙9に転写する装置である。
この像形成装置2は、矢印Aで示す方向に回転する像保持手段の一例である感光ドラム21を有し、その感光ドラム21の周囲に、帯電装置22、露光装置23、現像装置24、転写装置25、清掃装置26等の機器を配置して構成されている。
この像形成装置2は、矢印Aで示す方向に回転する像保持手段の一例である感光ドラム21を有し、その感光ドラム21の周囲に、帯電装置22、露光装置23、現像装置24、転写装置25、清掃装置26等の機器を配置して構成されている。
このうち、帯電装置22は、感光ドラム21の外周面(像形成可能面)を所要の表面電位に帯電させる装置である。この帯電装置22は、例えば感光ドラム21の外周面の像形成域に接触させるとともに帯電電流が供給されるロール等の帯電部材を備えて構成されている。
露光装置23は、感光ドラム21の帯電後の外周面に画像情報に基づく露光をして静電潜像を形成する装置である。この露光装置23は、外部から入力される画像情報が図示しない画像処理手段等で所要の処理が施されて生成される画像信号を受けて作動する。
露光装置23は、感光ドラム21の帯電後の外周面に画像情報に基づく露光をして静電潜像を形成する装置である。この露光装置23は、外部から入力される画像情報が図示しない画像処理手段等で所要の処理が施されて生成される画像信号を受けて作動する。
現像装置24は、感光ドラム21の外周面に形成された静電潜像を対応する所定の色(例えばブラック)の現像剤(トナー)により現像して単色のトナー像として顕像化する装置である。
転写装置25は、感光ドラム21の外周面に形成されたトナー像を用紙9に静電的に転写させる装置である。この転写装置25は、感光ドラム21の外周面に接触するとともに転写電流が供給されるロール等の転写部材を備えて構成されている。
清掃装置26は、感光ドラム21の外周面に付着する不要なトナー、紙粉等の不要物をかき取るように除去して感光ドラム21の外周面を清掃する装置である。
転写装置25は、感光ドラム21の外周面に形成されたトナー像を用紙9に静電的に転写させる装置である。この転写装置25は、感光ドラム21の外周面に接触するとともに転写電流が供給されるロール等の転写部材を備えて構成されている。
清掃装置26は、感光ドラム21の外周面に付着する不要なトナー、紙粉等の不要物をかき取るように除去して感光ドラム21の外周面を清掃する装置である。
像形成装置2においては、感光ドラム21と転写装置25が対向する部位がトナー像の転写を行う転写位置TPとして構成されている。
給紙装置4は、像形成装置2における転写位置TPに供給すべき用紙9を収容して送り出す装置である。この給紙装置4は、用紙9を収容する収容体41と、用紙9を送り出す送出装置43等の機器を配置して構成されている。
収容体41は、所定のサイズからなる複数枚の用紙9を所要の向きで積載して収容する図示しない積載板を有し、筐体10の外部に引き出して用紙9の補充等の作業ができるよう取り付けられた構造体である。送出装置43は、収容体41の積載板上に積載されている用紙9を、複数のロール等の送り出し機器により1枚ずつ繰り出す装置である。
収容体41は、所定のサイズからなる複数枚の用紙9を所要の向きで積載して収容する図示しない積載板を有し、筐体10の外部に引き出して用紙9の補充等の作業ができるよう取り付けられた構造体である。送出装置43は、収容体41の積載板上に積載されている用紙9を、複数のロール等の送り出し機器により1枚ずつ繰り出す装置である。
用紙9は、筐体10内での搬送が可能であってトナー像の転写および定着が可能な普通紙、コート紙、厚紙等の記録媒体であればよく、その材質、形態等については特に制約されるものでない。
定着装置5は、像形成装置2の転写位置TPで転写されたトナー像を用紙9に定着させる装置である。この定着装置5は、用紙9の導入口50aや排出口50bが設けられた筐体50の内部空間に、加熱用回転体51、加圧用回転体52等の機器を配置して構成されている。
加熱用回転体51は、矢印で示す方向に回転するロール形態、ベルト-パット形態等からなる回転体である。加熱用回転体51は、図示しない加熱手段により外表面が所要の温度に保たれるよう加熱される。加圧用回転体52は、加熱用回転体51に所要の加圧下で接触して回転するロール形態、ベルト-パット形態等からなる回転体である。加圧用回転体52としては、加熱手段により加熱されるものを適用してもよい。
加熱用回転体51は、矢印で示す方向に回転するロール形態、ベルト-パット形態等からなる回転体である。加熱用回転体51は、図示しない加熱手段により外表面が所要の温度に保たれるよう加熱される。加圧用回転体52は、加熱用回転体51に所要の加圧下で接触して回転するロール形態、ベルト-パット形態等からなる回転体である。加圧用回転体52としては、加熱手段により加熱されるものを適用してもよい。
定着装置5では、加熱用回転体51と加圧用回転体52が接触する部位が、未定着像のトナー像を用紙9に定着するための加熱、加圧等の処理をする定着処理部(ニップ部)FNとして構成されている。
図1における符号Rt1で示す一点鎖線の部分は、給紙装置4にある用紙9を転写位置TPまで搬送して供給する給紙搬送路である。この給紙搬送路Rt1は、用紙9を挟持して搬送する複数の搬送ロール44a,44bや、用紙9の搬送空間を確保して用紙9の搬送を案内する図示しない複数の案内部材等を配置して構成されている。
画像形成装置1による画像形成動作は、例えば、次のようにして行われる。
すなわち、画像形成装置1では、図示しない制御手段が画像を形成する動作の指令を受けると、像形成装置2において帯電動作、露光動作、現像動作、転写動作、清掃動作等が実行される一方で、給紙装置4において用紙9の転写位置TPへの給紙動作が実行される。これにより、画像形成装置1では、感光ドラム21上にトナー像が形成されるとともに、そのトナー像が給紙装置4から転写位置TPに供給された用紙9に転写される。
続いて、画像形成装置1では、定着装置5において、トナー像が転写された用紙9がニップ部FNに導入されて通過する定着動作が実行される。これにより、画像形成装置1では、未定着のトナー像が用紙9に定着される。定着後の用紙9は、例えば排出ロール45により筐体10の外部にある図示しない収容部に排出されて収容される。
以上説明した動作により、画像形成装置1による1枚の用紙9の片面に対する基本的な画像形成動作が完了する。
また、画像形成装置1は、図1や図2等に示されるように、定着装置5の筐体50内等に存在する空気を収集して画像形成装置1の筐体10の外に排気する、排気手段または第一排気手段の一例としての排気機構55を備えている。
排気機構55は、定着装置5内等に存在する空気を収集する収集ダクト56を有している。収集ダクト56は、図2や図3に示されるように、空気を収集して流す流路空間56aを有する通気管である。
収集ダクト56は、その一端部が定着装置5の筐体50の例えば側面部の一部に設ける空気排出口50cに接続されるよう配置される。空気排出口50cは、例えば、筐体50における用紙9の導入口50aおよび排出口50bよりも上方の位置に設けられる。
収集ダクト56は、その一端部が定着装置5の筐体50の例えば側面部の一部に設ける空気排出口50cに接続されるよう配置される。空気排出口50cは、例えば、筐体50における用紙9の導入口50aおよび排出口50bよりも上方の位置に設けられる。
また、収集ダクト56は、その他端部が画像形成装置1の筐体10の背面部10eに設ける排気口12に向けて延ばされるよう配置される。収集ダクト56は、空気排出口50cから筐体10内に限られて存在する余剰の隙間をかい潜るよう上方に延びた後、筐体10の背面部10eに向くよう延びる形状を有している。
実施の形態1における収集ダクト56は、その後端側の部分(後半部)が、後述する微粒子の捕集装置6における通気管(61)を兼ねるよう構成されている。
図2における符号10dは筐体10の上面部を示し、符号13は排気口12に取り付けられるルーバーまたは通気性保護板を示す。
図2における符号10dは筐体10の上面部を示し、符号13は排気口12に取り付けられるルーバーまたは通気性保護板を示す。
(微粒子の捕集装置)
微粒子の捕集装置6は、定着装置5およびその周辺から発生する微粒子を捕集する装置である。
この捕集装置6は、図1から図4等に示されるように、通気管61、気流発生手段62、第一フィルター63、第二フィルター66等を備えている。
微粒子の捕集装置6は、定着装置5およびその周辺から発生する微粒子を捕集する装置である。
この捕集装置6は、図1から図4等に示されるように、通気管61、気流発生手段62、第一フィルター63、第二フィルター66等を備えている。
捕集装置6により捕集する微粒子は、主に、粒径が100nm(0.1μm)以下のいわゆる超微粒子(UFP:Ultra Fine Particle)である。
また、捕集装置6により捕集する超微粒子は、例えば、トナーに含まれるワックス等の成分が定着処理(定着動作)時の加熱により揮発した後に冷却されて生成される微粒子(粉じん)に含まれる超微粒子を対象にする。
また、捕集装置6により捕集する超微粒子は、例えば、トナーに含まれるワックス等の成分が定着処理(定着動作)時の加熱により揮発した後に冷却されて生成される微粒子(粉じん)に含まれる超微粒子を対象にする。
通気管61は、微粒子を含む空気が流れる流路空間61aを有する管状の構造物である。
実施の形態1における通気管61は、流路空間61aの横断面の形状がほぼ矩形からなる角筒状の管である。
また、通気管61は、図1から図3に示されるように、その一端部61bが定着装置5における排気機構55の収集ダクト56に接続されるよう配置されている一方で、その他端部61cが筐体10の背面部10eに設けた排気口12と直接または間接的に接続されるよう配置されている。通気管61の他端部61cが排気口12と間接的に接続される場合とは、例えば、排気口12付近に配置される気流発生手段62を介して接続される場合をいう。
また、通気管61は、図1から図3に示されるように、その一端部61bが定着装置5における排気機構55の収集ダクト56に接続されるよう配置されている一方で、その他端部61cが筐体10の背面部10eに設けた排気口12と直接または間接的に接続されるよう配置されている。通気管61の他端部61cが排気口12と間接的に接続される場合とは、例えば、排気口12付近に配置される気流発生手段62を介して接続される場合をいう。
また、通気管61は、図3や図5に示されるように、その一端部61bから他端部61cまでの流路空間61aの高さHがほぼ一定の寸法になる形状に形成されている。
さらに、通気管61は、図4に示されるように、その上方から見た場合、例えば排気機構55の収集ダクト56と排気口12が矢印X1で示す方向にずれた位置関係になるよう配置されているため、次の3つの部分を組み合わせたような形状になっている。
すなわち、通気管61は、その一端部61bから流路空間61aがほぼ一定の幅W1で下流側に直線状に延びる形状で存在する上流部611と、上流部611から流路空間61aが矢印X1で示す方向に幅W2だけ拡大される形状で存在する中流部612と、中流部612から流路空間61aが空気の流れる方向Cの下流側にむけて矢印X1で示す方向に次第に狭められる形状で存在する下流部613と、を有する形状になっている。
すなわち、通気管61は、その一端部61bから流路空間61aがほぼ一定の幅W1で下流側に直線状に延びる形状で存在する上流部611と、上流部611から流路空間61aが矢印X1で示す方向に幅W2だけ拡大される形状で存在する中流部612と、中流部612から流路空間61aが空気の流れる方向Cの下流側にむけて矢印X1で示す方向に次第に狭められる形状で存在する下流部613と、を有する形状になっている。
気流発生手段62は、通気管61の流路空間61a内で上記空気の流れる方向Cに沿う気流を発生させる手段である。
実施の形態1では、図3等に示されるように、気流発生手段62として軸流ファン62Aを適用している。軸流ファン62Aは、例えば、図3に示されるように、断面円形の貫通部621aが形成された枠部621と、その枠部621の貫通部621aに存在して回転可能に支持されるとともに図示しない駆動モータが内蔵された軸部622と、その軸部622の周囲に立設された複数枚の羽根部623とで構成されている。
また、気流発生手段62は、図2や図3に示されるように、通気管61の第二フィルター66よりも空気の流れる方向Cの下流側になる位置に配置されている。
気流発生手段62は、通気管61の他端部61cにおける流路空間61a内に存在するよう配置されるかまたはその他端部61cと接続する状態で配置される。また、気流発生手段62は、第二フィルター66と所要の間隔をあけて配置されている。
気流発生手段62は、通気管61の他端部61cにおける流路空間61a内に存在するよう配置されるかまたはその他端部61cと接続する状態で配置される。また、気流発生手段62は、第二フィルター66と所要の間隔をあけて配置されている。
さらに、気流発生手段62は、その発生させる気流の強さ(風量または風速)について、例えば以下の観点から設定することができる。その気流の強さは、画像形成装置1の筐体10内(本例では特に定着装置5の筐体50内)における温度の上昇、結露の発生、動作騒音の増加等の二次障害を防止することや、第二フィルター66の良好な捕集性能を確保すること等の観点から適切な条件に設定される。その気流の風量としては、例えば、第一フィルター63の空気が流れ込む側での風量が0.2m3/分以上かつ1.0m3/分以下になるよう設定することが好ましい。この風量が1.0m3/分を超える場合は、第二フィルター66を通過する空気の速度(風速)が上がりすぎて捕集効率が低下しやすくなり、また気流発生手段62の動作音が増大してしまう。
第一フィルター63は、通気管61の流路空間61a内を流れる空気に含まれる微粒子を捕集するハニカム構造からなるフィルターである。
第一フィルター63は、通気管61の流路空間61aのうち第二フィルター66よりも空気の流れる方向Cの上流側になる位置で、その流路空間61aを横断して遮るよう配置される。実施の形態1における第一フィルター63は、通気管61の上流部611における流路空間61aの下流側の端部に、直線状に延びる流路空間61aに対してほぼ直交する状態で配置されている。
第一フィルター63は、外形が長方形等の矩形からなる板状のハニカム構造材64と、ハニカム構造材64をほぼ平面の状態にして保持する枠材65とで構成されている。
ハニカム構造材64は、複数の貫通したセル641が二次元に整然と並ぶように存在する通気性の部材である。セル641は、ハニカム構造の繰り返し単位に相当する部分であり、筒状に貫通した中空構造になっている。セル641は、その断面形状として正六角形が適用されるが、その断面形状としては三角形、四角形、波線と波線の上部で接する直線で囲まれる形状(コルゲートハニカム)等の断面形状であってもよい。
ハニカム構造材64は、複数の貫通したセル641が二次元に整然と並ぶように存在する通気性の部材である。セル641は、ハニカム構造の繰り返し単位に相当する部分であり、筒状に貫通した中空構造になっている。セル641は、その断面形状として正六角形が適用されるが、その断面形状としては三角形、四角形、波線と波線の上部で接する直線で囲まれる形状(コルゲートハニカム)等の断面形状であってもよい。
また、第一フィルター63は、ハニカム構造材64のハニカム構造における1平方インチ当たりのセル641の数について任意に選定することが可能であるが、好ましくは、そのセル641の数が300以上かつ800以下の範囲内に設定される。
セル641の数については、その数が300未満になると、表面積が少なくなり超微粒子を捕集する性能が得られにくくなるとともにセル641を通過する空気を整流させる作用が得られにくくなる。反対にセル641の数が800を超える場合は、圧力損失が増大するようになって抑制されにくくなる。
セル641の数については、その数が300未満になると、表面積が少なくなり超微粒子を捕集する性能が得られにくくなるとともにセル641を通過する空気を整流させる作用が得られにくくなる。反対にセル641の数が800を超える場合は、圧力損失が増大するようになって抑制されにくくなる。
また、第一フィルター63は、ハニカム構造材64の厚みD1について任意に選定することも可能であるが、その厚みD1が5mm以上かつ20mm以下の範囲内で設定されることが好ましく、更には5mm以上かつ15mm以下の範囲内に設定されることがより好ましい。
このときの厚みD1とは、セル641が貫通する方向に沿う寸法である。この厚みD1が5mm未満になると、セル641を通過する空気を整流させる作用が得られにくくなる。反対に厚みD1が20mmを超えると、圧力損失の抑制が得られにくくなる。この後者の観点からすると、厚みD1について15mm以下にした場合は、圧力損失を抑制しやすくなる。
このときの厚みD1とは、セル641が貫通する方向に沿う寸法である。この厚みD1が5mm未満になると、セル641を通過する空気を整流させる作用が得られにくくなる。反対に厚みD1が20mmを超えると、圧力損失の抑制が得られにくくなる。この後者の観点からすると、厚みD1について15mm以下にした場合は、圧力損失を抑制しやすくなる。
さらに、第一フィルター63(ハニカム構造材64)は、アルミニウム等の金属材料や、無機繊維紙等の紙を用いて製作される。
ハニカム構造材64は、紙で製作した場合、金属材料で製作する場合に比べると、安価に製作することでき、コストを削減できる。
ハニカム構造材64は、紙で製作した場合、金属材料で製作する場合に比べると、安価に製作することでき、コストを削減できる。
ハニカム構造材64は、紙で製作する場合、その紙の素材または表面に、捕集能力等を向上または付加させるための活性炭等の材料を付着させることができる。ハニカム構造材64は、例えば活性炭を付着させた場合、空気に含まれるオゾンや揮発性化合物(VOC)を捕集することが可能になる。
第二フィルター66は、通気管61の流路空間61a内を流れる空気に含まれる微粒子、特に超微粒子を捕集する不織布からなるフィルターである。
第二フィルター66の不織布は、図4に示されるように、波形に折り曲げた形状、いわゆるプリーツ形状に形成されている。これにより、第二フィルター66の不織布は、同じ流路空間61aであれば、平面状にした不織布に比べると、空気が接触し得る表面積が広くなる。
第二フィルター66の不織布は、図4に示されるように、波形に折り曲げた形状、いわゆるプリーツ形状に形成されている。これにより、第二フィルター66の不織布は、同じ流路空間61aであれば、平面状にした不織布に比べると、空気が接触し得る表面積が広くなる。
第二フィルター66は、通気管61の流路空間61aのうち第一フィルター63よりも空気の流れる方向Cの下流側で所要の間隔をあけた位置に、その流路空間61aを横断して遮るよう配置される。
実施の形態1における第二フィルター66は、通気管61の流路空間61aのうち気流発生手段62よりも空気の流れる方向Cの上流側になる位置に配置されている。
また、第二フィルター66は、通気管61の中流部612における流路空間61aの下流側の端部に配置されている。
また、第二フィルター66は、通気管61の中流部612における流路空間61aの下流側の端部に配置されている。
第二フィルター66は、波形に折り曲げたシート状の不織布67と、不織布67を保持する枠材68とで構成されている。
不織布67は、特に超微粒子を捕集することに適した天然繊維、化学繊維等の材料を用いて所要の厚さのシートとして製作される。
また、折り曲げた不織布67は、図4や図5(B)に示されるように、空気の流れる方向Cの上流側から見たとき、その上流側に突出する凸部(山部)67aとその下流側に窪む凹部(谷部)67bとがほぼ一定の間隔をあけて所要の数だけ繰り返して存在するような形状に成形された不織布になる。
不織布67は、特に超微粒子を捕集することに適した天然繊維、化学繊維等の材料を用いて所要の厚さのシートとして製作される。
また、折り曲げた不織布67は、図4や図5(B)に示されるように、空気の流れる方向Cの上流側から見たとき、その上流側に突出する凸部(山部)67aとその下流側に窪む凹部(谷部)67bとがほぼ一定の間隔をあけて所要の数だけ繰り返して存在するような形状に成形された不織布になる。
第二フィルター66は、その波形に折り曲げた不織布67の厚みD2について任意に設定することも可能であるが、その厚みD2が15mm以上かつ20mm以下の範囲内に設定されることが好ましい。
このときの厚みD2とは、図4等に示されるように、不織布67の波形に折り曲げたときの凸部(山部)67aの最外部と凹部(谷部)67bの最外部との距離(高低差)に相当する寸法である。この厚みD2が上記下限値未満になると、フィルターの表面積が少なくなって捕集効率を向上させにくくなる。反対に厚みD2が上記上限値を超えると、圧力損失が高く(高圧損に)なりやすくなる。
ちなみに、不織布67そのものの厚みは、例えば、0.5mm以上かつ3.0mm以下であることが好ましい。
このときの厚みD2とは、図4等に示されるように、不織布67の波形に折り曲げたときの凸部(山部)67aの最外部と凹部(谷部)67bの最外部との距離(高低差)に相当する寸法である。この厚みD2が上記下限値未満になると、フィルターの表面積が少なくなって捕集効率を向上させにくくなる。反対に厚みD2が上記上限値を超えると、圧力損失が高く(高圧損に)なりやすくなる。
ちなみに、不織布67そのものの厚みは、例えば、0.5mm以上かつ3.0mm以下であることが好ましい。
また、捕集装置6における第一フィルター63と第二フィルター66は、図4に示されるように、各厚みD1,D2の方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面VS1,VS2どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角αが0°以上30°(絶対値)以下の関係になるよう配置されている。図4の下部における符号LIは、仮想の平面VS1,VS2を近づけたときに交差する場合を想定したときの交線(厳密にはその交線の一点)を示す。
実施の形態1における第一フィルター63と第二フィルター66は、その交差角αがほぼ0°の関係になるよう、換言すればほぼ平行した状態になるよう配置されている。
実施の形態1における第一フィルター63と第二フィルター66は、その交差角αがほぼ0°の関係になるよう、換言すればほぼ平行した状態になるよう配置されている。
上記交差角αが30°を超える場合は、第一フィルター63を通過した空気が第二フィルター66に対して斜めに接触して通過するようになる。
つまり、この場合は、第一フィルター63を通過した空気が第二フィルター66の波形に折り曲げられた面の一部、詳しくは凸部67aを挟んだ両面の片面に相対的に多く接触して通過するようになる。この結果、第二フィルター66の面全域が均等に使用されにくくなって、第二フィルター66による超微粒子の捕集効率が低下しやすくなる。
つまり、この場合は、第一フィルター63を通過した空気が第二フィルター66の波形に折り曲げられた面の一部、詳しくは凸部67aを挟んだ両面の片面に相対的に多く接触して通過するようになる。この結果、第二フィルター66の面全域が均等に使用されにくくなって、第二フィルター66による超微粒子の捕集効率が低下しやすくなる。
また、捕集装置6における通気管61は、図4や図5に示されるように、第一フィルター63から第二フィルター66までの流路空間61aの断面積(=高さH×幅W)が第二フィルター66に至るにつれて拡大されている。
実施の形態1における通気管61は、上記したように上流部611と、上流部611から矢印X1で示す方向に拡大された中流部612を有する形状になっている。また、通気管61の上流部611に第一フィルター63を配置し、通気管61の中流部612に第二フィルター66を配置している。
これにより、実施の形態1では、第一フィルター63が配置された上流部611における流路空間61aの断面積がH×W1として表せる面積になる。一方、第二フィルター66が配置された中流部612における流路空間61aの断面積は、H×(W1+W2)として表される面積になる。この中流部612における流路空間61aの断面積は、上流部611における流路空間61aの断面積よりも広い面積になる。
これにより、実施の形態1では、第一フィルター63が配置された上流部611における流路空間61aの断面積がH×W1として表せる面積になる。一方、第二フィルター66が配置された中流部612における流路空間61aの断面積は、H×(W1+W2)として表される面積になる。この中流部612における流路空間61aの断面積は、上流部611における流路空間61aの断面積よりも広い面積になる。
さらに、捕集装置6における気流発生手段62は、図4に示されるように、通気管61の第二フィルター66よりも空気の流れる方向Cの下流側になる位置において、第一フィルター63に対して第二フィルター66の拡大された側に片寄って配置されている。
実施の形態1では、気流発生手段62を、第一フィルター63に対して第二フィルター66の拡大された矢印X1で示す方向に片寄った状態で配置している。
また、実施の形態1における通気管61は、その下流部613が、気流発生手段62の片寄った配置の形態に対応して上記拡大された側に片寄って次第に狭くなる流路空間61aを有する形状で形成されている。
実施の形態1では、気流発生手段62を、第一フィルター63に対して第二フィルター66の拡大された矢印X1で示す方向に片寄った状態で配置している。
また、実施の形態1における通気管61は、その下流部613が、気流発生手段62の片寄った配置の形態に対応して上記拡大された側に片寄って次第に狭くなる流路空間61aを有する形状で形成されている。
この気流発生手段62の片寄った状態での配置と通気管61の下流部613の形状等により、途中で一方向に拡大する形状の通気管61を流れる空気が、図4に矢付きの一点鎖線で例示するように、第一フィルター63を通過した後に第二フィルター66の拡大された側にある程度追従するように曲げられて流れる。この結果、第一フィルター63を通過した後の空気(Ec)が、第二フィルター66の全域に片寄りが少なく接触して通過しやすくなる。
第一フィルター63と第二フィルター66は、通気管61等に対して着脱交換することができないよう配置されていてもよいが、着脱交換することできるよう配置することが好ましい。これにより、第一フィルター63と第二フィルター66は、取り外して清掃することや、取り外して新品に交換することができる。
(捕集装置の動作)
そして、微粒子の捕集装置6は、例えば定着装置5が作動している時期やその停止後の所要の時期に少なくとも作動する。
そして、微粒子の捕集装置6は、例えば定着装置5が作動している時期やその停止後の所要の時期に少なくとも作動する。
すなわち、捕集装置6では、その作動すべき時期になると、気流発生手段62が始動して、図3に示されるように通気管61の流路空間61a内に矢印Cで示す方向に流れる気流が発生する。
この際、通気管61の流路空間61a内は、通気管61の空気の流れる方向Cの下流端に配置された気流発生手段62による流路空間61a内の空気を吸い込む力によって負圧の状態になる。
この際、通気管61の流路空間61a内は、通気管61の空気の流れる方向Cの下流端に配置された気流発生手段62による流路空間61a内の空気を吸い込む力によって負圧の状態になる。
これにより、定着装置5の定着動作で主に発生する微粒子を含む空気Eaは、排気機構55における収集ダクト56に集められて通気管61に向けて移動させられた後、通気管61の流路空間61a内に吸引されるよう流れ込む。
次に、通気管61の上流部611における流路空間61a内に流れ込んだ空気Ebは、図3や図4に示されるように、第一フィルター63を通過させられる。
この際、空気Ebは、第一フィルター63のハニカム構造材64に衝突するとともに、そのハニカム構造のセル641内を通過するように移動する。
この際、空気Ebは、第一フィルター63のハニカム構造材64に衝突するとともに、そのハニカム構造のセル641内を通過するように移動する。
これにより、空気Ebに含まれている微粒子のうちの超微粒子の少なくとも一部が、ハニカム構造材64における各セル641に付着して捕集される。
この結果、第一フィルター63を通過した後の空気Ecは、その通過前の空気Ebに比べると、超微粒子が低減される。
この結果、第一フィルター63を通過した後の空気Ecは、その通過前の空気Ebに比べると、超微粒子が低減される。
また、空気Ebは、ハニカム構造材64における各セル641を通過することにより、その通過前の空気Ebに比べると、整流された状態になる。つまり、空気Ebは、第一フィルター63を通過することにより整流化される。
具体的には、第一フィルター63を通過する前の空気Ebは、その流れる向きや、その流れる強さまたは量の分布にばらつきがある。しかし、その空気Ebはハニカム構造からなる第一フィルター63を通過すると、その流れる向きがほぼ揃えられ、またその流れる強さまたは量の分布がほぼ均一にされた空気Ecとして得られる。
具体的には、第一フィルター63を通過する前の空気Ebは、その流れる向きや、その流れる強さまたは量の分布にばらつきがある。しかし、その空気Ebはハニカム構造からなる第一フィルター63を通過すると、その流れる向きがほぼ揃えられ、またその流れる強さまたは量の分布がほぼ均一にされた空気Ecとして得られる。
続いて、第一フィルター63を通過した後の空気Ecは、図3や図4に示されるように、通気管61の中流部612における流路空間61a内を流れ、第二フィルター66を通過させられる。
この際、空気Ecは、第二フィルター66の波形に折り曲げられた不織布67に衝突した後に不織布67内の微細な隙間を通過するように移動する。
この際、空気Ecは、第二フィルター66の波形に折り曲げられた不織布67に衝突した後に不織布67内の微細な隙間を通過するように移動する。
また、このときの空気Ecの大部分は、図4に示されるように、第一フィルター63の通過により整流化された状態で第二フィルター66に正面から衝突するように移動する。その一方で、その空気Ecの一部は、通気管61の中流部612の拡大された側に曲がって広がるように進んだ後、第二フィルター66の幅W2に相当する拡大された部分に少し斜めから衝突するように移動する。
さらに、このときの空気Ecは、通気管61の上流部611における流路空間61aから次第に拡大された中流部612の流路空間61aを通過するので、空気の流速(または風速)が、第二フィルター66を通過する前の空気、換言すれば第一フィルター63を通過した後の空気Ebの流速よりも遅くなる。そして、その空気Ecは、空気の流速が遅くなった状態で第二フィルター66の不織布67内を通過する。
これにより、空気Ecに含まれている微粒子のうちの超微粒子の多くが、第二フィルター66の不織布67に付着して捕集される。また、第一フィルター63を通過した後の空気Ebは、第二フィルター66を流速が減速されて通過するので、このことによっても超微粒子が効率よく捕集される。
この結果、第二フィルター66を通過した後の空気Edは、その通過前の空気Ecに比べると、超微粒子が大幅に低減される。
この結果、第二フィルター66を通過した後の空気Edは、その通過前の空気Ecに比べると、超微粒子が大幅に低減される。
最後に、第二フィルター66を通過した後の空気Edは、図3や図4に示されるように、気流発生手段62を通過するように移動した後、画像形成装置1の筐体10の排気口12から外部に、空気Eeとして排出される。
(捕集効果に関する試験)
次に、捕集装置6の捕集効果に関して行った試験について説明する。
次に、捕集装置6の捕集効果に関して行った試験について説明する。
試験は、ドイツの環境ラベルであるブルーエンジェルマークの試験規格(RAL-UZ205)に準拠して行った。
具体的には、試験は、密閉性の高い試験環境室である試験チャンバーの空間内に配置された載置台上に、測定対象となる捕集装置6を設けた画像形成装置1を設置して平衡化した後、その画像形成装置1を起動させて所定の画像形成動作を1分間実行し、その画像形成動作中と動作停止後の所定の時間内における室内の空気に含まれる超微粒子(UFP)の量を測定するという内容で行った。
具体的には、試験は、密閉性の高い試験環境室である試験チャンバーの空間内に配置された載置台上に、測定対象となる捕集装置6を設けた画像形成装置1を設置して平衡化した後、その画像形成装置1を起動させて所定の画像形成動作を1分間実行し、その画像形成動作中と動作停止後の所定の時間内における室内の空気に含まれる超微粒子(UFP)の量を測定するという内容で行った。
超微粒子の測定は、測定装置(TSI社製:凝縮粒子計数器CPC Model3775)を用いて行った。試験T1では、試験チャンバーを所定の室内環境(温度:23℃、湿度:50%RH)に設定した。
試験チャンバーは、その容積が例えば5.1m3からなる室内を有し、給気口から清浄された空気が室内に供給されるとともに、排気口から室内の空気が排気されるようになっている。また、試験チャンバーから排気された室内の空気は、上記測定装置に接続されて送られるようになっている。
試験チャンバーは、その容積が例えば5.1m3からなる室内を有し、給気口から清浄された空気が室内に供給されるとともに、排気口から室内の空気が排気されるようになっている。また、試験チャンバーから排気された室内の空気は、上記測定装置に接続されて送られるようになっている。
測定対象の画像形成装置1は、図6に示す構成からなる複数の第一フィルター63のみをそれぞれ配置した捕集装置6を設けたものとした。図6における第一フィルターの基材の紙は、無機繊維紙からなる紙である。
また、比較例として画像形成装置として、第一フィルター63を配置しない捕集装置、すなわち通気管61および気流発生手段62のみからなる捕集装置を設けたものも用意した。
また、比較例として画像形成装置として、第一フィルター63を配置しない捕集装置、すなわち通気管61および気流発生手段62のみからなる捕集装置を設けたものも用意した。
捕集装置6における通気管61としては、図4や図5に示されるように、流路空間61aの高さHが90mm、その幅W1が90mmからなる上流部611と、流路空間61aの高さHが90mm、その幅(W1+W2)が186mmからなる中流部612とを少なくとも有する通気管を使用した。
また、気流発生手段62である軸流ファン62Aを適用した。軸流ファン62Aは、第一フィルター63の空気が流れ込む側(上流側)における風量が0.33m3/分になるよう回転駆動させた。
さらに、捕集装置6は、試験における画像形成動作の開始から停止までの期間、作動させた。
また、気流発生手段62である軸流ファン62Aを適用した。軸流ファン62Aは、第一フィルター63の空気が流れ込む側(上流側)における風量が0.33m3/分になるよう回転駆動させた。
さらに、捕集装置6は、試験における画像形成動作の開始から停止までの期間、作動させた。
画像形成動作で形成した画像は、画像面積率が5%からなるBA(ブルーエンジェル)指定のチャートである。定着装置5としては、定着加熱温度が150~180℃に設定された定着動作を行うものを使用した。トナーとしては、樹脂、顔料、ワックス粒子等からなるトナーを用いた。
そして、この試験では、UFPの数量(UFP数)について調べた。このときの結果について図6に示す。
図6に示される結果から、捕集装置6は、ハニカム構造からなる第一フィルター63のみを配置した場合(第二フィルター66を省略した場合)でも、超微粒子がある程度捕集されることがわかる。また、第一フィルター63は、紙製のものであっても、超微粒子の捕集効果がアルミニウム製のものである場合に近いレベルで得られることがわかる。
ちなみに、この試験における捕集装置6では、第一フィルター63と第二フィルター66を配置しているにもかかわらず、圧力損失が抑制されることや、軸流ファン62Aにおける騒音の発生や消費電力が抑制される傾向にあることが確認された。
ちなみに、この試験における捕集装置6では、第一フィルター63と第二フィルター66を配置しているにもかかわらず、圧力損失が抑制されることや、軸流ファン62Aにおける騒音の発生や消費電力が抑制される傾向にあることが確認された。
また、この試験では、捕集装置6として、第二フィルター66のみを配置した場合(第一フィルター63を省略した場合)の捕集装置を設けた画像形成装置についても、同様にしてUFP数について複数回調べた。
第二フィルター66としては、微細繊維からなる厚み1.5mmの不織布を波形に折り曲げたものを使用した。このときの折り曲げの波形は、折り曲げの一面の幅(山部67aから谷部67bまでの面に沿う長さ)が約19mm、折り曲げの山部67aと谷部67bとの仮想の平面VS2に沿う方向における間隔(折り曲げピッチ)が約2mm、全体の厚みD2が19mmになる波形にした。
このときの第二フィルターのみを配置した捕集装置6におけるUFP捕集率は、平均すると77~84%という結果が得られた。
なお、この試験では、軸流ファン62Aによる第二フィルター66の空気が流れ込む側(上流側)における風量について「0.33m3/分」に代えて例えば「0.65m3/分」に変更して行ったところ、変更前の風量の場合とほぼ同様レベルのUFP捕集率が得られることが確認された。
第二フィルター66としては、微細繊維からなる厚み1.5mmの不織布を波形に折り曲げたものを使用した。このときの折り曲げの波形は、折り曲げの一面の幅(山部67aから谷部67bまでの面に沿う長さ)が約19mm、折り曲げの山部67aと谷部67bとの仮想の平面VS2に沿う方向における間隔(折り曲げピッチ)が約2mm、全体の厚みD2が19mmになる波形にした。
このときの第二フィルターのみを配置した捕集装置6におけるUFP捕集率は、平均すると77~84%という結果が得られた。
なお、この試験では、軸流ファン62Aによる第二フィルター66の空気が流れ込む側(上流側)における風量について「0.33m3/分」に代えて例えば「0.65m3/分」に変更して行ったところ、変更前の風量の場合とほぼ同様レベルのUFP捕集率が得られることが確認された。
さらに、この試験では、捕集装置6として、図6に示す4つの第一フィルターと上記試験における第二フィルターとをそれぞれ組み合わせて配置した捕集装置をそれぞれ設けた画像形成装置についても、同様にしてUFP数について調べた。
このときの各第一フィルターと第二フィルターをそれぞれ組み合わせて配置した捕集装置6におけるUFP捕集率は90~97%という結果が得られた。
このときの各第一フィルターと第二フィルターをそれぞれ組み合わせて配置した捕集装置6におけるUFP捕集率は90~97%という結果が得られた。
(変形例)
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変形や実施が可能である。このため、本発明は、例えば、以下に示す変形例も含むものである。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変形や実施が可能である。このため、本発明は、例えば、以下に示す変形例も含むものである。
捕集装置6における第一フィルター63と第二フィルター66は、実施の形態1における通気管61に対して、図7に例示する微粒子の捕集装置6Bにおける第一フィルター63Bと第二フィルター66Bのように配置してもよい。
つまり、この変形例における第一フィルター63Bは、通気管61の上流部611のストレート状に延びる流路空間61aの下流端において、通気管61の中流部612の拡大された側に向くよう少し傾けた姿勢になるよう配置されている。具体的には、第一フィルター63Bは、図7に示されるように、矢印X2で示す右方向にある端部(右端)を、矢印X1で示す左方向にある端部(左端)よりも、矢印Z2で示す後方向に少しずらした姿勢になるよう配置している。
また、この変形例における第二フィルター66Bは、通気管61の中流部612の流路空間61aの下流端において、第一フィルター63Bの傾けた姿勢に可能な範囲で追従して傾いた姿勢になるよう配置されている。具体的には、第二フィルター66Bは、実施の形態1における第二フィルター66の配置(図4)に比べると、図7に示されるように、矢印X2で示す右方向にある端部(右端)を矢印Z2で示す後方向に少しずらした姿勢になり、矢印X1で示す左方向にある端部(左端)を矢印Z1で示す前方向に少しずらした姿勢になるよう配置している。
さらに、この変形例における第一フィルター63Bと第二フィルター66Bは、図7に示されるように、各厚みの方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面VS3,VS4どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角α2が5°以上15°(絶対値)以下の関係になるよう配置されている。
換言すると、この変形例では、第二フィルター66Bを通気管61の中流部612の流路空間61aの下流端において、傾けた姿勢の第一フィルター63Bと可能な範囲で平行した状態になるよう、またはその交差角α2が可能な限りにおいて小さい角度範囲に収まる関係になるよう配置されている。
換言すると、この変形例では、第二フィルター66Bを通気管61の中流部612の流路空間61aの下流端において、傾けた姿勢の第一フィルター63Bと可能な範囲で平行した状態になるよう、またはその交差角α2が可能な限りにおいて小さい角度範囲に収まる関係になるよう配置されている。
この変形例の捕集装置6Bによれば、第一フィルター63Bを通過して整流化された空気Ecが、当該第一フィルター63Bの傾きに沿うように流れて第二フィルター66Bの拡大された側にも広げられた状態で流れて第二フィルター66Bを通過する。また、第一フィルター63Bを通過した空気Ecが、第二フィルター66Bに接触する際の接触角を実施の形態1に係る捕集装置6の場合に比べて大きくした状態で流れ込む、または第二フィルター66Bの正面に対して直角に近い向きで流れ込むようになる。
この結果、捕集装置6Bでは、実施の形態1に係る捕集装置6の場合に比べると、超微粒子をより多く捕集しやすくなる。
この結果、捕集装置6Bでは、実施の形態1に係る捕集装置6の場合に比べると、超微粒子をより多く捕集しやすくなる。
また、捕集装置6は、通気管61として、図8に例示するような形状の通気管61Cを適用した捕集装置6Cにすることも可能である。
図8に例示する通気管61Cは、その一端部61bから他端部61cまでの全体がほぼストレートに延びる管状の構造物である。つまり、この通気管61Cは、流路空間61aの高さHがほぼ一定の寸法になる形状であって、その一端部61bから他端部61cまでの流路空間61aの幅Wがほぼ一定の寸法W3になる形状に形成されている。
また、この変形例の捕集装置6Cにおける第一フィルター63Cと第二フィルター66Cは、図8に示されるように、各厚みの方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面VS5,VS6どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角αがほぼ0°の関係になるよう配置されている。
また、この変形例の捕集装置6Cにおける第一フィルター63Cと第二フィルター66Cは、図8に示されるように、各厚みの方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面VS5,VS6どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角αがほぼ0°の関係になるよう配置されている。
また、捕集装置6は、例えば気流を発生させる排気ファン等の機器を備えた排気手段と組み合わせて設置する場合には、気流発生手段62を省略することが可能である。
また、気流発生手段62としては、実施の形態1において例示した軸流ファン62Aに限定されず、例えば、シロッコファン等の遠心式送風機を適用してもよい。
また、気流発生手段62としては、実施の形態1において例示した軸流ファン62Aに限定されず、例えば、シロッコファン等の遠心式送風機を適用してもよい。
さらに、実施の形態1では、微粒子の捕集装置6を、画像形成装置1の定着装置5で発生する超微粒子が含まれる空気中の微粒子を捕集するための捕集装置として適用する場合を例示した。しかし、微粒子の捕集装置6は、画像形成装置1の定着装置5以外の構成部分から発生する微粒子を含む空気を収集して排気する排気手段に配置して超微粒子を捕集するための捕集装置として適用してもよい。
また、本発明の微粒子の捕集装置は、超微粒子の捕集が必要であれば、画像形成装置以外の各種の装置に配置して適用することも可能である。
また、本発明の微粒子の捕集装置は、超微粒子の捕集が必要であれば、画像形成装置以外の各種の装置に配置して適用することも可能である。
この他、微粒子の捕集装置6を適用する画像形成装置は、実施の形態1で例示した単色の画像を形成する形式の画像形成装置1に限定されず、多色画像を形成する形式の画像形成装置であってもよい。
また、捕集装置6を適用する画像形成装置については、電子写真方式以外の画像形成方式を採用する画像形成装置であっても構わない。電子写真方式以外の画像形成方式としては、例えば、液滴噴射方式、印刷方式等が挙げられる。
また、捕集装置6を適用する画像形成装置については、電子写真方式以外の画像形成方式を採用する画像形成装置であっても構わない。電子写真方式以外の画像形成方式としては、例えば、液滴噴射方式、印刷方式等が挙げられる。
(付記)
(((1)))
微粒子を含む空気が流れる流路空間を有する通気管と、
前記通気管の流路空間を遮るよう配置され、前記空気に含まれる微粒子を捕集するハニカム構造からなる第一フィルターと、
前記通気管の前記第一フィルターよりも空気の流れる方向の下流側の位置で前記流路空間を遮るよう配置され、前記第一フィルターを通過した空気に含まれる微粒子を捕集する波形に折り曲げた不織布からなる第二フィルターと、
を備えた微粒子の捕集装置。
(((2)))
前記第一フィルターと前記第二フィルターは、各厚み方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角が0°以上30°以下の関係になるよう配置されている(((1)))の微粒子の捕集装置。
(((3)))
前記通気管の流路空間内で前記空気の流れる方向に沿う気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置に配置されている(((1)))または(((2)))の微粒子の捕集装置。
(((4)))
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターに至るまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターに近づくにつれて拡大されている(((1)))から(((3)))のいずれかの微粒子の捕集装置。
(((5)))
前記通気管の流路空間内で前記空気を送るべき方向に流す気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターを前記第一フィルターの一方向に延長するよう拡大されており、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置において前記第一フィルターに対して前記第二フィルターの前記拡大された側に片寄って配置されている(((4)))の微粒子の捕集装置。
(((6)))
前記第一フィルターは、厚みが5mm以上20mm以下の板状の部材である(((1)))から(((5)))のいずれかの微粒子の捕集装置。
(((7)))
前記第一フィルターは、前記ハニカム構造における1平方インチ当たりのセルの数が300以上800以下である(((1)))から(((6)))のいずれかの微粒子の捕集装置。
(((8)))
前記第一フィルターは、紙で構成されている(((7)))の微粒子の捕集装置。
(((9)))
装置本体内に存在する空気を収集して排気する排気手段を備え、
前記排気手段に(((1)))から(((8)))のいずれかの微粒子の捕集装置が配置されている画像形成装置。
(((10)))
未定着のトナー像を記録媒体に熱定着させる定着手段と、
前記排気手段として前記定着手段に存在する空気を収集して排気する第一排気手段と、
を備え、
前記第一排気手段に前記微粒子の捕集装置が配置されている(((9)))の画像形成装置。
(((1)))
微粒子を含む空気が流れる流路空間を有する通気管と、
前記通気管の流路空間を遮るよう配置され、前記空気に含まれる微粒子を捕集するハニカム構造からなる第一フィルターと、
前記通気管の前記第一フィルターよりも空気の流れる方向の下流側の位置で前記流路空間を遮るよう配置され、前記第一フィルターを通過した空気に含まれる微粒子を捕集する波形に折り曲げた不織布からなる第二フィルターと、
を備えた微粒子の捕集装置。
(((2)))
前記第一フィルターと前記第二フィルターは、各厚み方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角が0°以上30°以下の関係になるよう配置されている(((1)))の微粒子の捕集装置。
(((3)))
前記通気管の流路空間内で前記空気の流れる方向に沿う気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置に配置されている(((1)))または(((2)))の微粒子の捕集装置。
(((4)))
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターに至るまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターに近づくにつれて拡大されている(((1)))から(((3)))のいずれかの微粒子の捕集装置。
(((5)))
前記通気管の流路空間内で前記空気を送るべき方向に流す気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターを前記第一フィルターの一方向に延長するよう拡大されており、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置において前記第一フィルターに対して前記第二フィルターの前記拡大された側に片寄って配置されている(((4)))の微粒子の捕集装置。
(((6)))
前記第一フィルターは、厚みが5mm以上20mm以下の板状の部材である(((1)))から(((5)))のいずれかの微粒子の捕集装置。
(((7)))
前記第一フィルターは、前記ハニカム構造における1平方インチ当たりのセルの数が300以上800以下である(((1)))から(((6)))のいずれかの微粒子の捕集装置。
(((8)))
前記第一フィルターは、紙で構成されている(((7)))の微粒子の捕集装置。
(((9)))
装置本体内に存在する空気を収集して排気する排気手段を備え、
前記排気手段に(((1)))から(((8)))のいずれかの微粒子の捕集装置が配置されている画像形成装置。
(((10)))
未定着のトナー像を記録媒体に熱定着させる定着手段と、
前記排気手段として前記定着手段に存在する空気を収集して排気する第一排気手段と、
を備え、
前記第一排気手段に前記微粒子の捕集装置が配置されている(((9)))の画像形成装置。
(((1)))に係る微粒子の捕集装置によれば、100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する場合に比べて、超微粒子をより多く捕集することができる。
(((2)))に係る微粒子の捕集装置によれば、第一フィルターと第二フィルターとを前記交差角が30°を超える関係になるよう配置する場合に比べて、超微粒子をより多く捕集することができる。
(((3)))に係る微粒子の捕集装置によれば、気流発生手段を第一フィルターや第二フィルターよりも空気の流れる方向の上流側の位置に配置する場合に比べて、超微粒子を効率よく捕集することができる。
(((4)))に係る微粒子の捕集装置によれば、通気管について第一フィルターから第二フィルターに至るまでの流路空間の断面積が第二フィルターに近づくにつれて拡大されていない場合に比べて、超微粒子を効率よく捕集することができる。
(((5)))に係る微粒子の捕集装置によれば、気流発生手段が通気管のうち第一フィルターに対して第二フィルターの拡大された側に片寄らせない状態で配置されている場合に比べて、超微粒子を第二フィルターで効率よく捕集することができる。
(((6)))に係る微粒子の捕集装置によれば、第一フィルターの厚みが5mmより薄い場合や20mmを超える場合に比べて、圧力損失が低減されつつ超微粒子を効率よく捕集することができる。
(((7)))に係る微粒子の捕集装置によれば、第一フィルターのハニカム構造におけるセルの数が300よりも少ない場合や800を超える場合に比べて、圧力損失が低減されつつ超微粒子を効率よく捕集することができる。
(((8)))に係る微粒子の捕集装置によれば、第一フィルターが金属で構成されている場合に比べて、第一フィルターのコストを低減することができる。
(((9)))に係る画像形成装置によれば、排気手段に100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する微粒子の捕集装置を組み合わせて配置する場合に比べて、排気手段において超微粒子をより多く捕集することができる
(((10)))に係る画像形成装置によれば、第一排気手段に100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する微粒子の捕集装置を組み合わせて配置する場合に比べて、第一排気手段において超微粒子をより多く捕集することができる。
(((2)))に係る微粒子の捕集装置によれば、第一フィルターと第二フィルターとを前記交差角が30°を超える関係になるよう配置する場合に比べて、超微粒子をより多く捕集することができる。
(((3)))に係る微粒子の捕集装置によれば、気流発生手段を第一フィルターや第二フィルターよりも空気の流れる方向の上流側の位置に配置する場合に比べて、超微粒子を効率よく捕集することができる。
(((4)))に係る微粒子の捕集装置によれば、通気管について第一フィルターから第二フィルターに至るまでの流路空間の断面積が第二フィルターに近づくにつれて拡大されていない場合に比べて、超微粒子を効率よく捕集することができる。
(((5)))に係る微粒子の捕集装置によれば、気流発生手段が通気管のうち第一フィルターに対して第二フィルターの拡大された側に片寄らせない状態で配置されている場合に比べて、超微粒子を第二フィルターで効率よく捕集することができる。
(((6)))に係る微粒子の捕集装置によれば、第一フィルターの厚みが5mmより薄い場合や20mmを超える場合に比べて、圧力損失が低減されつつ超微粒子を効率よく捕集することができる。
(((7)))に係る微粒子の捕集装置によれば、第一フィルターのハニカム構造におけるセルの数が300よりも少ない場合や800を超える場合に比べて、圧力損失が低減されつつ超微粒子を効率よく捕集することができる。
(((8)))に係る微粒子の捕集装置によれば、第一フィルターが金属で構成されている場合に比べて、第一フィルターのコストを低減することができる。
(((9)))に係る画像形成装置によれば、排気手段に100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する微粒子の捕集装置を組み合わせて配置する場合に比べて、排気手段において超微粒子をより多く捕集することができる
(((10)))に係る画像形成装置によれば、第一排気手段に100nm以下の超微粒子を1つのフィルターで捕集する微粒子の捕集装置を組み合わせて配置する場合に比べて、第一排気手段において超微粒子をより多く捕集することができる。
1 …画像形成装置
5 …定着装置(定着手段の一例)
6,6B,6C…微粒子の捕集装置
9 …用紙(記録媒体の一例)
55…排気機構(排気手段または第一排気手段の一例)
61,61C…通気管
61a…流路空間
62…気流発生手段
62A…軸流ファン(気流発生手段の一例)
63,63B,63C…第一フィルター
66,66B,66C…第二フィルター
641…セル
C …空気の流れる方向
D1…第一フィルターの厚み
D2…第二フィルターの厚み
VS1,VS3,VS5…第一フィルターの仮想の平面
VS2,VS4,VS6…第二フィルターの仮想の平面
α …交差角
5 …定着装置(定着手段の一例)
6,6B,6C…微粒子の捕集装置
9 …用紙(記録媒体の一例)
55…排気機構(排気手段または第一排気手段の一例)
61,61C…通気管
61a…流路空間
62…気流発生手段
62A…軸流ファン(気流発生手段の一例)
63,63B,63C…第一フィルター
66,66B,66C…第二フィルター
641…セル
C …空気の流れる方向
D1…第一フィルターの厚み
D2…第二フィルターの厚み
VS1,VS3,VS5…第一フィルターの仮想の平面
VS2,VS4,VS6…第二フィルターの仮想の平面
α …交差角
Claims (10)
- 微粒子を含む空気が流れる流路空間を有する通気管と、
前記通気管の流路空間を遮るよう配置され、前記空気に含まれる微粒子を捕集するハニカム構造からなる第一フィルターと、
前記通気管の前記第一フィルターよりも空気の流れる方向の下流側の位置で前記流路空間を遮るよう配置され、前記第一フィルターを通過した空気に含まれる微粒子を捕集する波形に折り曲げた不織布からなる第二フィルターと、
を備える微粒子の捕集装置。 - 前記第一フィルターと前記第二フィルターは、各厚み方向の中央をそれぞれ貫く仮想の平面どうしを平行に移動させて近づけたときの交差角が0°以上30°以下の関係になるよう配置されている、請求項1に記載の微粒子の捕集装置。
- 前記通気管の流路空間内で前記空気の流れる方向に沿う気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置に配置されている、請求項1に記載の微粒子の捕集装置。 - 前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターに至るまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターに近づくにつれて拡大されている、請求項1に記載の微粒子の捕集装置。
- 前記通気管の流路空間内で前記空気を送るべき方向に流す気流を発生させる気流発生手段を備え、
前記通気管は、前記第一フィルターから前記第二フィルターまでの流路空間の断面積が前記第二フィルターを前記第一フィルターの一方向に延長するよう拡大されており、
前記気流発生手段は、前記通気管の前記第二フィルターよりも前記空気の流れる方向の下流側の位置において前記第一フィルターに対して前記第二フィルターの前記拡大された側に片寄って配置されている、請求項4に記載の微粒子の捕集装置。 - 前記第一フィルターは、厚みが5mm以上20mm以下の板状の部材である、請求項1に記載の微粒子の捕集装置。
- 前記第一フィルターは、前記ハニカム構造における1平方インチ当たりのセルの数が300以上800以下である、請求項1に記載の微粒子の捕集装置。
- 前記第一フィルターは、紙で構成されている、請求項7に記載の微粒子の捕集装置。
- 装置本体内に存在する空気を収集して排気する排気手段を備え、
前記排気手段に請求項1乃至8のいずれか1項に記載の微粒子の捕集装置が配置されている画像形成装置。 - 未定着のトナー像を記録媒体に熱定着させる定着手段と、
前記排気手段として前記定着手段に存在する空気を収集して排気する第一排気手段と、
を備え、
前記第一排気手段に前記微粒子の捕集装置が配置されている、請求項9に記載の画像形成装置。
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