JP5404552B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に画像形成装置内のエアーフロー途中において、定着装置に用いるプレスローラなどから発生するトルエン、スチレン及びシロキサン等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、及びナノ粒子（ＵＦＰ：Ｕｌｔｒａ Ｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）を効果的に除去することができるフィルターユニットを備える画像形成装置に関する。

シックハウス症候群の一因としてＶＯＣが問題視されている。ここで、画像形成装置の排出するＶＯＣとしては、トルエンやスチレンなどの有害物質が特に知られている。また、画像形成装置には多くのシリコン部材が用いられており、このシリコン部材が画像形成装置の発生する熱で加熱されることにより、シロキサン物質が発生し、室内に放出される。シロキサン物質は、様々な機器内で重合又は酸化され、凝集により固体粒子となる。このシロキサン物質の固体粒子は、磁気部材に付着して磁気部材の使用に支障をきたす要因となったり、あるいは電気導電体に付着して接触不良を起こす要因とも考えられており、室内に配される機器に悪い影響をもたらす虞がある。
さらに、近年、ＶＯＣだけでなく、ナノ粒子（ＵＦＰ）が健康への影響因子として問題視されてきている。このＵＦＰは、非常に小さな粒子のため人間の気管内に入り込み、肺癌や、喘息の原因となると考えられている。

従来、画像形成装置から発生するＶＯＣは、活性炭フィルター等を画像形成装置内に装着することで、画像形成装置外への排出を抑制していた。しかし、画像形成装置内に使用されているシリコン部材から発生するシロキサン物質に関しては、活性炭フィルターに吸着されにくく画像形成装置外に排出されるという問題があり、以下の様な取り組みが提案されている。

特許文献１では、空気中に含まれるシリカなどの揮発成分であるジメチルポリシロキサン等の物質を、シリコン吸着フィルターにより除去する方法が提示されている。しかしながら、特許文献１は、シリコン吸着フィルターの材質に関して具体的な構成を開示していない。従って、シリコン吸着フィルター材の材質による具体的な効果を確認することができず、ＵＦＰに対する効果に関しては全く確認されていない。

また、特許文献２では、細孔を有する活性炭素繊維を用いてシリコンガスを吸着する方法が提示されている。しかしながら、特許文献２が開示する活性炭素繊維は、トルエンやスチレンなどのＶＯＣを吸着、除去することには優れているが、シリコンガスを完全に吸着するには十分な能力を備えておらず、画像形成装置から発生するシロキサン物質を完全に取り除くことは困難である。また、ＵＦＰに対する効果に関しては全く確認されていない。

特開２００１１７６６５１号公報 特開２００８−５５３１８号公報

従って、本発明は上記問題を解決するために、画像形成装置内のエアーフロー途中において、定着装置に用いるプレスローラなどから発生するトルエン、スチレン及びシロキサン物質等のＶＯＣ、及びナノ粒子（ＵＦＰ：Ｕｌｔｒａ Ｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）を効果的に除去す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、本発明は以下の構成からなる。
請求項１に係る発明は、画像形成部において用紙上に転写されたトナー像を定着部で加熱及び加圧して定着させる画像形成装置であって、前記定着部を冷却するための冷却風を定着部から排気するためのファンと、前記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る風路と、シリコンオイルを含浸させたシリコンオイル含浸フィルターを有し、前記風路に沿って配置されたフィルターユニットと、前記フィルターユニットの冷却風排出側であって前記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、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ている、ことを特徴とする画像形成装置に関する。

請求項２に係る発明は、前記シリコンオイル含浸フィルターの形状がウェブ形状であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置に関する。

請求項３に係る発明は、前記フィルターユニットは、前記シリコンオイル含浸フィルターを巻回状態で保持する供給リールと、前記供給リールから送り出される前記シリコンオイル含浸フィルターを巻き取るための巻き取りリールとを備え、前記シリコンオイル含浸フィルターが前記供給リールと前記巻き取りリールの間で張架されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置に関する。

請求項４に係る発明は、前記ファンは、前記定着部から排気される冷却風を前記フィルターユニットに向けて送風することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置に関する。

請求項１に係る発明によれば、画像形成部において用紙上に転写されたトナー像を定着部で加熱及び加圧して定着させる画像形成装置であって、前記定着部を冷却するための冷却風を定着部から排気するためのファンと、前記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排気ダクトと、前記排気ダクト内に配置されたフィルターユニットとを備え、前記フィルターユニットがシリコンオイルを含浸させたフィルターを有することから、シロキサン物質及びＵＦＰをフィルターに効率的に吸着させることができるので、室内の機器に悪影響を与えたり、健康被害を引き起こしたりすることを防止することができる。更に前記フィルターユニットの冷却風排出側に活性炭フィルターをさらに備えることから、シロキサン物質以外のＶＯＣ及びＵＦＰについても完全に吸着除去することができる。

請求項２に係る発明によれば、フィルターの形状がウェブ形状であることから、１枚のフィルターの表面積を広くすることができるため、フィルターで吸着できるＶＯＣ及びＵＦＰの量を増加させることができる。

請求項３に係る発明によれば、前記フィルターユニットは、前記フィルターを巻回状態で保持する供給リールと、前記供給リールから送り出される前記フィルターを巻き取るための巻き取りリールとを備え、前記フィルターが前記供給リールと前記巻き取りリールの間で張架されることから、張架されたフィルターが風路上のＶＯＣ及びＵＦＰを吸着することができる。更に、ＶＯＣ及びＵＦＰの吸着量が低下する前に新しいフィルターを供給することができることから、ＶＯＣ及びＵＦＰの取り逃しを防止することができるとともにメンテナンスの回数を減らすことができる。

請求項４に係る発明によれば、前記ファンは、前記定着部から排気される冷却風を前記フィルターユニットに向けて送風することから、冷却風に含まれるＶＯＣ及びＵＦＰ等の有害物質を、シリコン含浸フィルターに効率的に吸着させることができる。

本発明に係る画像形成装置の断面図である。 本発明に係る画像形成装置内におけるフィルターユニットの位置を説明する断面図である。 本発明に係る画像形成装置内における排気ダクトの位置を説明する斜視図である。 本発明に係る画像形成装置のフィルターユニットを説明する分解斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の排気ダクト及びフィルターユニットの取付け位置を説明する分解斜視図である。 本発明に係るフィルターユニットの内部構造を示す断面図である。 本発明に係るフィルターユニットに用いられる巻取りリールとシリコンフィルターとの連結部を示した図である。 本発明に係るフィルターユニットを用いた場合の画像形成装置と使用しない場合の画像形成装置のＵＦＰの発生濃度を比較したグラフである。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面に基づき詳述する。
図１は本発明に係る画像形成装置の全体を表す断面図であり、図２は本発明に係る画像形成装置内におけるフィルターユニットの位置及びＶＯＣ及びＵＦＰの除去を説明するための断面図であり、図３は本発明に係る画像形成装置内における排気ダクトの位置を説明する斜視図であり、図４は本発明に係る画像形成装置のフィルターユニットの構成を説明する分解斜視図であり、図５は本発明に係る画像形成装置の排気ダクト及びフィルターユニットの取付け位置を説明する分解斜視図であり、図６は本発明に係るフィルターユニットの内部構造を示す断面図であり、図７は本発明に係るフィルターユニットに用いられる巻取りリールとシリコンフィルターとの連結部を示した図である。図の説明の都合上、図１の矢印で示されるＡは上方を、Ｂは下方を、Ｃは左側面を、Ｄは右側面を表すものとし、図２の矢印で示されるＡは上方を、Ｂは下方を、Ｃは背面を、Ｄは正面を表すものとする。また、図中の矢印は、風の流れを示している。

図１に示されるように、画像形成装置（１）の装置本体（２）内の下方には、給紙カセット（３）が配置されている。給紙カセット（３）の右側には、第１用紙搬送部（４）が備えられている。第１用紙搬送部（４）は、給紙カセット（３）から送り出された用紙を受け取り、装置本体（２）の右側面に沿って垂直上方に搬送し、画像形成部（５）へと送る。

画像形成部（５）は、露光手段であるレーザ照射部（６）により原稿画像の静電潜像が形成される感光体ドラム（７）と、静電潜像が形成された感光体ドラム（７）からトナー像を現像する現像ユニット（８）と、現像ユニット（８）にトナーを供給するトナー補給ユニット（９）と、感光体ドラムの表面をクリーニングするクリーニングユニット（１０）を備えている。

感光体ドラム（７）は、用紙搬送ベルト（１１）とニップを形成している。トナー像が形成された感光体ドラム（７）は、このニップ部にて第１用紙搬送部（４）によって同期をとって送られてくる用紙上に、トナー像を転写する。

感光体ドラム（７）の略水平方向左側には、定着部（１２）が備えられている。感光体ドラム（７）にて未定着トナー像を担持した用紙は、定着部（１２）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、加圧されて定着され、排出トレイに排出される。定着部（１２）から発生する熱は、画像形成部（５）での画像形成に悪影響を及ぼすため、冷却機構、例えば冷却ファンを用いて冷却される。この際に、従来の画像形成装置（１）では、装置本体（２）内で発生するトルエン、スチレン及びシロキサン等のＶＯＣ及びＵＦＰが画像形成装置（１）外に排出される。

本発明に係る画像形成装置（１）は、図２及び図３に示されるように、装置本体（２）の背面側の本体側板（１００）により、装置本体（２）と背面カバー（１０１）との間に間隙（１０２）を備えるよう構成されている。間隙（１０２）には、装置本体（２）内に発生するＶＯＣ及びＵＦＰを排出するための排気ダクト（１０３）や、電気基板（１０４）が備えられている。

排気ダクト（１０３）は、その一端が本体側板（１００）に設けられた排気口（１０５）に接続されている。これにより、画像形成部（５）や定着部（１２）等を冷却するために送風される冷却風が、排気口（１０５）を介して装置本体から排気ダクト（１０３）側に排出されるとともに、装置本体で発生するＶＯＣ及びＵＦＰも排気ダクト（１０３）側に同時に排出されることになる。

本体側板（１００）の排気口（１０５）から排出される冷却風の風路（１０６）は、排気ダクト（１０３）と、本体側板（１００）と、背面カバー（１０１）とで形成され、画像形成装置（１）の底面に設けられた排出口（１０７）から排気される。排気ダクト（１０３）と接する背面カバー（１０１）部には、開口部が形成されており、フィルターユニット（１０８）を装着できるように構成されている。

フィルターユニット（１０８）は、シリコンオイル含浸フィルター（１０９）を備えており、ＶＯＣ（特にシロキサン物資）及びＵＦＰを効率的に吸着することができる。排気ダクト（１０３）内には、排気口（１０５）から排気される冷却風をフィルターユニット（１０８）に向けて送風するためのファン（１１０）が設けられており、冷却風に含まれるＶＯＣ及びＵＦＰ等の有害物質を、シリコン含浸フィルター（１０９）に効率的に吸着させる。

シリコンオイル含浸フィルター（１０９）の繊維としては、綿、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂などオイルが含浸できるものであればよいが、好ましくは、綿である。

シリコンオイル含浸フィルター（１０９）の形状としては、ハニカム型、スポンジ型、ウェブ形状のいずれの形状であってもよいが、好ましくはウェブ形状である。また、フィルターの種類は、不織布であっても織込布であってもよく、設置基材に応じて種類を選択することが望ましい。

シリコンオイル含浸フィルター（１０９）に用いられるシリコンオイルとしては、鎖状シロキサンのシリコンオイルを好適に利用することができるが、画像形成装置によっては、環状シロキサンオイルを含むシリコンオイルを用いてもよい。

排気ダクト（１０３）下部の排出口（１０７）付近に活性炭フィルター（１１１）をさらに設けてもよい。これにより、シリコンオイル含浸フィルター（１０９）に吸着できなかったＶＯＣ及びＵＦＰも完全に除去することができる。活性炭フィルター（１１１）は、背面カバー（１０１）の開口部から着脱可能に構成することができる。具体的には、排出口（１０７）には、背面カバー（１０１）から装置本体（２）に向かって延びるレールが設けられており、活性炭フィルター（１１１）は、そのレールに沿って出し入れ可能となる。これにより、ユーザは、活性炭フィルター（１１１）を容易に交換することができる。

フィルターユニット（１０８）は、図４及び図５に示されるように、シート状のフィルター（１１２）を保持する凹部を備えるユニット本体（１１３）と、シート状のフィルター（１１２）をユニット本体（１１３）に固定するフィルターカバー（１１４）とを備えている。ユニット本体（１１３）とフィルターカバー（１１４）は、係合着脱可能に構成されている。ユニット本体（１１３）の左右には、背面カバー（１０１）の係合穴（１１５）と係合するための係合ピン（１１６）が設けられており、背面カバー（１０１）と係合可能に構成されている。これにより、ユーザは、フィルターユニット（１０８）を上下方向にずらすだけで容易に着脱することができる。

フィルターユニット（１０８）の他の実施形態としては、図６に示されるように、巻取り式シリコンオイル含浸フィルター（１１７）をユニット内部に備えたものがある。フィルターユニット（１０８）は、巻取り式シリコン含浸フィルター（１１７）と、それを保持するためのハウジング（１１８）とを備え、巻取り式シリコン含浸心フィルター（１１７）は、ハウジング（１１８）に着脱可能に固定される。

巻取り式シリコンオイル含浸フィルター（１１７）は、フィルターを供給するための供給リール（１１９）と、フィルターを巻き取るための巻き取りリール（１２０）を備えている。供給リール（１１９）には、新しいシリコンオイル含浸フィルター（１０９）が巻かれている。この新しいシリコンオイル含浸フィルター（１０９）が供給リール（１１９）から送り出され、使用済みのフィルターが巻き取りリール（１２０）にて巻き取られる。シリコンオイル含浸フィルター（１０９）は、供給リール（１１９）と巻き取りリール（１２０）との間で張架されるため、この張架されたフィルターが風路上のＶＯＣ及びＵＦＰを吸着することができる。

ハウジング（１１８）は、巻き取り式シリコンオイル含浸フィルター（１１７）を保持する凹部を備えており、開口面が背面カバー（１０１）の開口部に着脱可能に固定される。ハウジング（１１８）は、背面カバー（１０１）に取付けられる際に、供給リール（１１９）が下方に、巻き取りリール（１２０）が上方に配されるように構成され、夫々ガイド溝（１２１ａ、１２１ｂ）により回転可能に支持される。ハウジング（１１８）の上方は、シリコンオイル含浸フィルター（１０９）を巻き取るために巻き取りリール（１２０）を操作するための開閉カバー（１２２）が設けられている。

ハウジング（１１８）は、供給リール（１１９）と巻き取りリール（１２０）との間に延びるシリコンオイル含浸フィルター（１０９）を背面カバー（１０１）の面と略平行に保つ手段として、リブ（１２３）がハウジング（１１８）の凹部に複数個、フィルターユニット（１０８）の上下方向に沿って設けられている。フィルターユニット（１０８）の両端に位置するリブ（１２３）は、フィルターユニット（１０８）が背面カバー（１０１）に設置される際に、背面カバー（１０１）と接するように構成されている。これにより、フィルターユニット（１０８）からの空気の漏れを防ぐことができる。さらに、背面カバー（１０２）側には、開口部の辺に沿って可撓性のシール部材（１２４）が貼り付けられているため、空気の漏れを完全に防ぐことができる。

シリコンオイル含浸フィルター（１０９）を交換する際には、フィルターユニット（１０８）を背面カバー（１０１）から取外し、新しい供給リール（１１９）を下方のガイド溝（１２１ｂ）に装着し、巻き取りリール（１２０）は開閉カバー（１２２）を開いた所から上下方向に設けられたガイド溝（１２１ａ）に装着する。夫々のガイド溝（１２１ａ、１２１ｂ）の一方には、板バネ（１２５）が設けられており、供給リール（１１９）と巻き取りリール（１２０）夫々の軸の端面に接するように構成され、夫々のリールの回転に負荷が発生するよう構成されている。

シリコンオイル含浸フィルター（１０９）の端部は、図７に示されるように凸型のタブ形状（１２６）となっている。巻き取りリール（１２０）は、シリコンオイル含浸フィルター（１０９）のタブ形状（１２６）に対応して巻き取りリール（１２０）の軸方向に延びる貫通穴（１２７）が設けられている。シリコンオイル含浸フィルター（１０９）は、タブ形状（１２６）部分を貫通穴（１２７）に入れ、貫通穴（１２７）の形状に対応する嵌合部材（１２８）を嵌合させることにより固定される。

実施例１としてシリコンオイル含浸フィルターを備えるフィルターユニットを設置した画像形成装置を使用し、実施例２として排気口付近に活性炭フィルターを設置した画像形成装置を使用した。実施例１の実施条件でフィルターユニットに巻き取り式シリコンオイル含浸フィルターを使用したものを実施例３とし、実施例２の実施条件でフィルターユニットに巻き取り式シリコンオイル含浸フィルターを使用したものを実施例４とした。比較例としては、図１の排気ダクト内にフィルターユニットを設置しないものを比較例１とし、活性炭素フィルターのみを設置したものを比較例２とした。
各実施例の画像形成装置からのＶＯＣの排出量と、各比較例の画像形成装置からのＶＯＣの排出量とを測定することにより、本発明に係る画像形成装置のＶＯＣ排出抑制効果を検討した。

ＶＯＣ排気量測定に使用する画像形成装置としては、京セラミタ製複合機ＫＭ−Ｃ３２３２を用いた。
まずＫＭ−Ｃ３２３２をＳＵＳ製５ｍ^３チャンバ―内に設置し、チャンバ―内を１５ｍ^３／ｈの換気を行うように設定し、１時間換気を行った。換気後、１０分間プリント操作を行い、機器内から発生する揮発性物質をＴｅｎａｘ管でサンプリング（１００ｍｌ／ｍｉｎ）した。その後、複合機停止後も約２０分間連続してサンプリングを行った。
サンプリングしたＴｅｎａｘ管を加熱脱着装置で脱着し、ＴＤＴＳ−ＧＣ／ＭＳにて測定し、シロキサンガスの発生量を測定した。
また、実施例２と比較例２に関しては、上記測定と同時にプリント開始（プリント時間：１０分間）から複合機停止後５０分間Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｃｏｕｔｅｒ（ＣＰＣ）Ｍｏｄｅｌ−３００７を使用してナノ粒子（ＵＦＰ）の発生についても測定した。ＣＰＣの検出粒子範囲は、０．０１〜１μｍである。
実施例１〜４は、比較例１及び２と比較して、表１に示す結果から明らかに複合機からのシロキサン排出量を抑制していることが示された。従って、シリコンオイル含浸フィルターを有するフィルターユニットを備える複合機は、複合機等から発生するシロキサンを除去可能であることが示された。また、実施例１と実施例３、及び実施例２と実施例４の結果を比較検討すると、活性炭フィルターを設置した方（実施例２と４）が、シロキサンの装置外への排出を抑制することが確認された。
さらに、図８のグラフは、実施例２と比較例２のＵＦＰの機外への排出に関して比較したものであるが、実施例２と比較例２のＵＦＰの排出量を比較すると、実施例２は比較例２に比べて明らかにＵＦＰの排出量が減少していた。従って、本発明に係る画像形成装置は、ＶＯＣだけでなく、ＵＦＰに関しても吸着・除去できることが示された。

本発明に係るＶＯＣ、及びナノ粒子（ＵＦＰ：Ｕｌｔｒａ Ｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）を効果的に除去することができるフィルターユニットを備える画像形成装置は、様々なコピー機、プリンター、ＦＡＸに好適に利用することができる。

１００・・・本体側板
１０１・・・背面カバー
１０３・・・排気ダクト
１０８・・・フィルターユニット
１０９・・・シリコンオイル含浸フィルター
１１１・・・活性炭フィルター

Claims (4)

1. 画像形成部において用紙上に転写されたトナー像を定着部で加熱及び加圧して定着させる画像形成装置であって、
   前記定着部を冷却するための冷却風を定着部から排気するためのファンと、
   前記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る風路と、
   シリコンオイルを含浸させたシリコンオイル含浸フィルターを有し、前記風路に沿って配置されたフィルターユニットと、
   前記フィルターユニットの冷却風排出側であって前記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、
   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ている、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シリコンオイル含浸フィルターの形状がウェブ形状であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記フィルターユニットは、
   前記シリコンオイル含浸フィルターを巻回状態で保持する供給リールと、
   前記供給リールから送り出される前記シリコンオイル含浸フィルターを巻き取るための巻き取りリールとを備え、
   前記シリコンオイル含浸フィルターが前記供給リールと前記巻き取りリールの間で張架されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ファンは、前記定着部から排気される冷却風を前記フィルターユニットに向けて送風することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置。