JP4760544B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、画像形成装置におけるケミカルエミッションを軽減する技術に関する。

複写機などの画像形成装置からは高温にさらされたトナー、用紙などから揮発性有機化合物（以下ではVOC：Volatile Organic Compoundと呼ぶ）や有害物質が発生することが知られている。また、感光体ドラムを帯電するコロトロンからはオゾンが発生することが知られている。それらは臭いが生ずるばかりでなく、さまざまな生物学的影響を引き起こす可能性が知られており、その排出（以下「ケミカルエミッション」という）を制限することが強く求められている。

画像形成装置において放出される空気汚染物質を軽減する方法に関して、特許文献１では、定着器によるトナー像の定着の直後に用紙周囲のエアーを吸気する方法が紹介されている。
また、特許文献２では、排紙トレイ上の用紙周囲のエアーを確実に吸気し、フィルタを介して排気する装置が提案されている。
特開昭６１−１９３１７０号公報 特開２００５−１２６１９１号公報

しかしながら、特許文献１の方法では用紙の排出スピードが速い場合には、十分にエアーを吸気できないという欠点がある。また、特許文献２の装置においては、吸気効果は高いが、画像形成装置の本体内に吸気機構を内蔵する必要があるため、吸引機構を後から付け加えるという自由度はない。
また、ケミカルエミッションの除去については、使用者や状況によって、その必要性の程度が異なる場合が多いので、除去装置の効率や設置の有無は柔軟に選択できることが望まれていた。

本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像形成装置において用紙排出口から排出された用紙周囲のエアーから特定の物質を除去することにある。

上述の目標を達成するため、本発明は、電子写真方式によって用紙に画像を形成する画像形成手段と、画像が形成された用紙を排出する排出口とを有する本体部と、前記排出口から排出された用紙が重層される排出部と、前記用紙排出口の近傍において開口する吸気口と、装置外部に開口した排気口と、前記吸気口と前記排気口を連結するダクトと、前記ダクト中に設けられ、前記吸気口から前記排気口に向かってエアーが流れるように空気流を生成するファンと、前記吸気口から前記排気口に至る経路中に設けられるフィルタとを有するフィルタ部とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明による画像形成装置は、用紙排出口から排出された用紙周囲のエアーを吸引することにより、定着後の用紙やトナーなどから空気中に拡散する空気汚染物質や、用紙排出口から周囲に拡散する空気汚染物質を除去することができる。

Ａ：第１の実施形態
（構成）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態であるフィルタ装置１０、およびこのフィルタ装置１０が取り付けられる画像形成装置２０の外観を示した斜視図である。
画像形成装置２０は、電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機であり、その側面２０aに用紙排出口２２が開口している。用紙排出口２２の下方には、排出された用紙を順次収納する排紙トレイ２１が取り付けられている。

画像形成装置２０において、トナー像の定着過程を終えた用紙は、排出口２２を通り、順次排紙トレイ２１の上に排出され重層される。フィルタ装置１０は中空の直方体状の筐体１０ａを有し、筐体１０ａの画像形成装置２０に対向する面には、粘着剤１７（図２参照）が取り付けられている。この粘着材１７により、筐体１０ａは画像形成装置２０の側面２０aに着脱自在に取り付けられている。その取り付け位置は、図１に示すように用紙排出口２２の上方である。

次にフィルタ装置１０の内部構成について図２を用いて説明する。筐体１０ａの底面および上面には、格子状のプラスチック製メッシュ網を被せられた吸気口１５および排気口１４が設けられている。１１は仕切り板であり、筐体１０ａの内部空間を上下に仕切っている。

前記仕切り板１１は上下方向に貫通する穴を二つ有し、ファン１３がそれぞれの穴に取り付けられている。ファン１３が回転すると、吸気口１５から空気を吸引し、ファン１３を介して排気口１４から外部へ排出する空気流を生成する。この場合、筐体１０ａ内の上下の空間は、吸引したエアーの流路であるダクト１６を形成する。また、吸気口１５に取り付けられた格子状のメッシュ網の内側面には、前記吸気口１５とほぼ同じ大きさのフィルタ１２が設置されている。フィルタ１２はVOCを分解することにより、除去する機能を持ち、ファン１３を通過するエアーに含まれるVOCを除去する。

ここで、図３は、本実施形態の制御回路を示すブロック図である。図において、制御部５０は画像形成装置２０から信号Ｓ１を受信し、この信号Ｓ１に基づいてファン１３，１３の回転を制御する。信号Ｓ１は、用紙に印字されるトナー像の密度、あるいは用紙が排出される頻度(排出スピード)を示す信号である。制御部５０は、信号Ｓ１が受けるトナー像の密度や用紙の出力頻度に応じて、ファンの回転数を可変にする機能を有し、トナー密度が高くなるに応じてファン１３の回転数を上げる、あるいは用紙が排出される出力頻度が大きくなるほど、同様にファン１３の回転数を上げる制御を行う。この制御部５０の設置位置は、図２に示すように仕切り板１１上である。

（動作）
画像形成装置においては、露光手段が画信号に応じたレーザ光を感光体ドラムに照射することで静電潜像が形成され、その潜像は現像器によってトナー現像されることで可視像化される。その後、トナー像は用紙に転写されて画像が形成され、定着器によって加熱、加圧されて用紙にトナー像が定着する。定着過程を終えた用紙は、排出口２２から排出され、排紙トレイ２１の上へ搬送される。

一方、画像形成装置２０が出力する信号Ｓ１はフィルタ装置１０の制御部５０に供給され、制御部５０は信号Ｓ１に基づきファン１３の回転を制御する。このようにして、ファン１３が回転すると、フィルタ装置１０の内部には、吸気口１５を有する下側の空間から排気口１４を有する上側の空間へ向かう空気流が生み出される。これにより、吸気口１５の下部空間、すなわち画像形成装置１０の用紙排出口近傍のエアーは吸気口１５を介してフィルタ装置１０の内部へ吸引され、フィルタ１２、およびファン１３を通過し、排気口１４から外部に排出される。

ここで、排紙トレイ２１に排出される用紙は、定着器によって加熱されており、この熱によってケミカルエミッションが生ずることがある。本実施形態によれば、用紙排出口近傍のエアーは吸気口１５から吸い込まれ、フィルタ１２を介して排気口１４から外部に排出されるから、用紙から発生したVOCは、フィルタ１２によって除去される。

この場合、信号Ｓ１で印刷物の像密度の信号を受ける際、その像密度の値が予め規定された基準値より高い場合はＮ１より早いＮ２で回転する。或いは、信号Ｓ１で用紙が排出される出力頻度(排出スピード)を示す値を受ける場合には、それに応じてファン１３の回転数を比例的に上げることなどを行う。連続プリントを行う場合などはケミカルエミッションの発生が多いと予想されるので、この実施形態によれば、排出スピードが高いときはファン１３が高速で回転するから、単位時間あたりのフィルタ通過空気量が多くなり、その分、フィルタ１２の除去効率が上昇するため、仮にVOCの発生が多くても充分に除去することができる。

なお、ファン１３による空気の流量として、具体的には一つファンあたり０．６m³/分程度が適当であり、二つのファン１３を用いた場合は、双方合わせて１．２m³/分程度の流量を確保すると好適である。

本実施形態においては用いた粘着剤は、例えば、両面テープなどを用いてもよい。また、フィルタ装置１０を画像形成装置２０の用紙排出口近傍に対して着脱自在に支持する支持機構としては、画像形成装置１０の側面にネジ穴を開けて筐体１０aをネジにより画像形成装置２０へ締め付ける方法などを用いてもよい。
要するに、画像形成装置２０に対して着脱自在に取り付けられる構成であれば、その他どのような機構を用いてもよい。

Ｂ：第２の実施形態
上述した第１の実施形態においては、フィルタ装置１０を画像形成装置２０の用紙排出口２２の上方に設置することによって排紙トレイ２１上に排出された用紙周囲のエアーを吸引したが、フィルタ装置１０の設置位置はこれに限らず、例えば、以下のような構成をとってもよい。

図４は本発明の第２の実施形態の外観を示す斜視図である。この図において、排紙トレイ上載型フィルタ装置３０は、画像形成装置２０の排紙トレイ２１（図５参照）とほぼ同じ大きさの板状のプラスチック板１８、および前記フィルタ装置１０と同じ構成から成る二つのフィルタ装置１０’から構成され、フィルタ装置１０’はプラスチック板１８の左右端に配置される。二つのフィルタ装置１０’は、それぞれのフィルタ装置１０’が有する吸気口１５がお互いに向かい合うようにプラスチック板１８の両端に配置される。

図５は排紙トレイ上載型フィルタ装置３０を排紙トレイ２１上に乗せた場合を示す斜視図である。排紙トレイ上載型フィルタ装置３０の配置は、排紙トレイ２１の上に置いた場合に、画像形成装置２０から排出された用紙がプラスチック板１８上に搬送され、それを二つのフィルタ装置１０’が挟み込むようにする。

二つのフィルタ装置１０’の動作は、前述のフィルタ装置１０と同じであり、プラスチック板１８上に排出された用紙近傍のエアーを吸引する。この実施形態の場合は、フィルタ装置１０’が用紙を挟んで対向しているので、用紙の両側から吸引を行うことができる。

なお、プラスチック板１８の厚みを薄く、吸気口１５間の幅を用紙サイズより十分大きくしているので、排紙トレイ上載型フィルタ装置３０を設置した後も、図５に示すように画像形成装置２０からの用紙の排出は妨げられることはない。したがって、さまざまな画像形成装置に対し、簡便に設置することができる。

Ｃ：第３の実施形態
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図６はこの発明の第３の実施形態であるフィルタ装置４０、およびこのフィルタ装置４０が取り付けられる画像形成装置２０の外観を示した斜視図である。フィルタ装置４０の筐体４０ａは側面４０bにフック４１を有し、このフック４１を用いて画像形成装置２０に対して着脱自在に取り付けられる。その取り付け箇所は、用紙排出口２２の下方の位置である。この位置は、一般的に排出トレイが設置される位置である。

図７は、フィルタ装置４０の詳細な構成を示す斜視図である。フィルタ装置４０の筐体４０ａは、排紙トレイの型をした中空の直方体である。筐体４０ａの上面４０ｃには、格子状のプラスチック製メッシュ網を被せられた３つの吸気口１５が設けられている。

筐体４０ａの側面には排気口１４が開口している。筐体内には、それぞれの吸気口１５からダクト１６が伸びており、そのダクト１６は排気口１４の付近で一つに合流し、排気口１４へ開口する。合流したダクト１６の中には、吸気口１５から排気口１４に向かってエアーが流れるように空気流を生成するファン１３と、ファン１３の上流側に設けられるフィルタ１２とが配置されている。
また、ファン１３を駆動する回路については、前述した第１実施形態（図３参照）と同様であるため、説明を省略する。

次に、フィルタ装置４０の動作を、図６を用いて説明する。用紙にトナーが定着された後、排出口２２から排出されると、フィルタ装置４０の上面４０ｃに重層される。
そして、信号Ｓ１（図３参照）に応じてファン１３が回転することにより、排出された用紙付近のエアーは吸気口１５から吸引され、ダクト１６の中に設置されたフィルタ１２を通過する。フィルタ１２でVOCを除去されたエアーは、ファン１３を通過し、排気口１４から排出される。

Ｄ：変形例
（１）上述した各実施形態においては、印刷物の像密度や出力頻度などを指示する信号Ｓ１を用いたが、これに代えて、画像形成装置２０がモノクロ/カラー印刷などを示す信号を出力する場合には、それらの信号を用いてもよい。要するに、ケミカルエミッションの発生量に影響する処理内容を示す信号であれば、その信号を信号Ｓ１に代えて用いても、ケミカルエミッションの発生量に対応した吸引制御を行うことができる。像密度の観点から、カラー印刷の方がVOCや臭気物質の発生が多いと考えられる。この場合、制御部５０は画像形成装置２０から信号Ｓ1を受信し、この信号Ｓ１に基づいてファン１３，１３の回転を制御する。信号Ｓ１は、モノクロ印刷であるかカラー印刷であるかを示す信号である。この実施形態においては、制御部５０は、信号Ｓ１がモノクロ印刷であることを示す場合は、ファン１３の回転速度を予め決められた回転数Ｎ１にし、信号Ｓ１がカラー印刷を示す場合はファンの回転速度をＮ１より高いＮ２にする。この実施形態によれば、カラー印刷のときはファン１３が高速（Ｎ２＞Ｎ１）で回転するから、単位時間あたりのフィルタ通過空気量が多くなり、その分、フィルタ１２の除去効率が上昇するため、仮にVOCの発生が多くても充分に除去することができる。

（２）上記の実施形態においては、制御部５０は画像形成装置２０から信号Ｓ1を受信し、自動的にファン１３の制御を行った。これに代えて、操作者が図３に示すタッチパネル式などの入力装置５１を介して、ファン１３の回転タイミングや回転速度を任意に指示するようにしてもよい。そのことにより、印刷中であってもファン１３の回転を必要としない場合、印刷待機時にファン１３を回転させる必要がある場合、および画像形成装置２０が信号Ｓ１などの出力回路を持たない場合などにも、ケミカルエミッションの抑制が可能となる。

（３）上記の実施形態においては、画像形成装置２０が出力する信号Ｓ１に基づいてケミカルエミッションの発生量に対応してファン１３の制御を行った。これに代えて、あるいはこれに加えて、フィルタ装置１０にVOCを検出するセンサ５２（図３参照）を設け、画像形成装置２０の用紙排出口２２近傍のVOC濃度をモニタし、その濃度が規定されたレベル以上であるときにファン１３を回転させてもよい。なお、前述した入力装置５１から前記規定のレベルを設定できるように構成してもよい。

（４）上記の実施形態において、前記フィルタ１２には、VOCを分解する触媒作用を有するフィルタを用いたが、フィルタの種類は前記フィルタに限定されるものではない。例えば、画像形成装置２０の帯電器において発生するオゾンなど、さまざまな空気汚染物質に対してそれを除去する性質を有するフィルタを設置することもできる。また空気汚染物質の除去方法についても、前記フィルタのように触媒作用によって空気汚染物質を分解することで除去を行う方法に限定されず、たとえば活性炭など物質を非特異的に吸着する性質を持つフィルタを単独で、または他種のフィルタと組み合わせて用いることも可能である。

（５）上述の各実施形態において、ファン１３の回転タイミングの制御は以下のようにすることもできる。例えば、画像形成装置２０が出力する信号Ｓ１が、用紙の排出時にだけ出力される場合は、この信号Ｓ１を用いてファン１３の回転を制御することにより、用紙が排出された時だけファン１３を回転させることができ効率的である。

また、排出される用紙を検出するセンサを設け、このセンサが用紙を検知したことを条件にしてファン１３を回転させても上述と同様の効果を得ることができる。ここで図３に、上述したセンサを設けた場合の回路構成を示す。図において５２がセンサである。

（６）上記の各実施形態においては、制御部５０はファン１３の回転速度や回転タイミングを制御したが、ファン１３の制御方法はそれらに限定されず、回転させるファンの個数を制御してもよい。

第１の実施形態における画像形成装置およびフィルタ装置の斜視説明図である。 同実施形態におけるフィルタ装置内部の拡大説明図である。 同実施形態における制御回路を示すブロック図である。 第２の実施形態の外観を示す斜視図である。 同実施形態を排紙トレイ上に乗せた場合を示す斜視図である。 第３の実施形態の構成を示す斜視図である。 同実施形態の拡大説明図である。

符号の説明

１０…フィルタ装置、１１…仕切り板、１２…フィルタ、１３…ファン、１４…排気口、１５…吸気口、１６…ダクト、１７…粘着材、１８…プラスチック板、２０…画像形成装置、２１…排紙トレイ、２２…排出口、３０…排紙トレイ上載型フィルタ装置、４０…排紙トレイ一体型フィルタ装置、４１…取り付け部、５０…制御部、５１…入力装置、５２…センサ

Claims (8)

1. 電子写真方式によって用紙に画像を形成する画像形成手段と、画像が形成された用紙を排出する排出口とを有する本体部と、
   前記排出口から排出された用紙が重層される排出部と、
   前記用紙排出口の近傍において開口する吸気口と、装置外部に開口した排気口と、前記吸気口と前記排気口を連結するダクトと、前記ダクト中に設けられ、前記吸気口から前記排気口に向かってエアーが流れるように空気流を生成するファンと、前記吸気口から前記排気口に至る経路中に設けられるフィルタとを有するフィルタ部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記フィルタ部が前記排出部に設けられることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成手段が出力するトナー像の密度を示す信号を受信し、受信した信号の値に応じて前記ファンの動作を制御するファン制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成手段が出力する用紙の出力頻度を示す信号を受信し、受信した信号の値に応じて前記ファンの動作を制御するファン制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成手段による印刷がモノクロ印刷であるかカラー印刷であるかを示す信号を受信し、受信した信号の種類に応じて前記ファンの動作を制御するファン制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記フィルタは予め決められた特定の物質を除去するフィルタであるとともに、前記物質を測定するセンサを設け、前記センサの出力信号を受信し、受信した信号に応じて前記ファンの動作を制御するファン制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記フィルタは揮発性有機化合物や有害物質を除去する性能を持つことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記フィルタはオゾンを除去する性能を持つことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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