JP5861068B2

JP5861068B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5861068B2
Application number: JP2014014588A
Authority: JP
Inventors: 隼和智; 洋一井寺; 雅也下見; 孝典北川
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: JP2015141341A

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

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画像形成装置から放出されることが知られている。放出される化学物質のうち代表的なものとしては、例えば感光体ドラムの帯電時に発生するオゾン、現像又は定着時に発生するトナー粉塵が挙げられる。従来から、このような発生した化学物質を画像形成装置外に放出させないために、例えば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の電子機器における揮発性化学物質捕集装置は、定着ユニットの上部に設けられた排気ダクト内に、電界発生捕集部材から雰囲気中に電界を発生させ、この電界の作用によって雰囲気中に含まれる揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）を電界発生捕集部材の表面に引き寄せて捕集する。

また、特許文献２の画像形成装置は、定着装置の近傍に、定着装置内の加熱ローラから発生した微粒子を取り込むための取込口を持つダクトが設けられる。ダクトの拡張部内には、取込口から出口へ向かう空気の流れを発生させる排気ファンが設けられ、排気ファンの上流側には第１のフィルタ部材が設けられる。第１のフィルタ部材は、定着装置を構成するゴム層から発生した超微粒子（例えばシロキサン）を捕捉する。また、第１のフィルタ部材と拡張部との間の隙間を塞ぐシャッターが設けられ、画像形成装置の制御部は、所定のイニシャルバースト条件に応じて、シャッターが第１のフィルタ部を塞ぐ状態と、シャッターが第１のフィルタ部を塞がない状態とを切り替える。

更に、特許文献３の複合画像形成装置における臭気除去装置は、筐体底部に、筐体内部に気体を導くための複数の気体通路部が形成される。各気体通路部は、筐体底部の内径よりも筐体内部の上部側の内径が小さい筒状体であり、筒状体の内径面にオゾン分解触媒を含むオゾン分解フィルタが配置される。筐体内の底部には廃液吸収材が配置され、筐体内の上部蓋体には脱臭用吸着材が配置され、筐体側面には廃液吸収材と脱臭用吸着材との間を通過する気体の排気口が設けられる。

特開２００９−２８２４５５号公報特開２０１１−１８０２３５号公報特開２０１１−１８０２８３号公報

ところで、最近、世界的な環境保護意識の高まりに伴い、電子写真方式の画像形成装置から、オゾン等とは異なる微粒子（例えば１００ｎｍ以下の粒径をもつ超微粒子（ＵＦＰ:Ultrafine Particle））が発生することが問題視されるようになってきた。

ところが、超微粒子を捕捉する構造として、例えば特許文献１に示す電子機器のように、揮発性有機化合物を電界発生捕集部材の表面に引き寄せて捕集する揮発性化学物質捕集装置を増設すれば、構造が複雑になるという課題が生じる。
また、例えば特許文献２に示す画像形成装置のように、排気ファンの上流側に、微粒子を捕捉可能な第１のフィルタ部材を設け、排気を第１のフィルタ部材に透過させる構造とすれば、第１のフィルタ部材が空気搬送時の抵抗を増大させ、排気効率が低下し筐体内部の温度が上昇する。このため、排気ファンの出力を増大しなければならず、騒音の発生、ランニングコストの増大が懸念されるという課題が生じる。
更に、例えば特許文献３に示す複合画像形成装置のように、専用の臭気除去装置を複数（例えば特許文献では２つ）増設すれば、構造が複雑になるとともに、装置のコストアップも避けられないという課題がある。

本発明は、上記した従来の課題を解決するために、簡素な構造で、超微粒子の排出量を低減し、排気ファンの出力の増大を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、未定着トナー画像が担持された用紙を加熱及び加圧し、前記未定着トナー画像を前記用紙に定着する加熱ローラ及び加圧ローラを含む定着器と、前記加熱ローラの軸線と平行な方向に向かって長尺に形成されるとともに、前記加熱ローラの軸線と平行に前記定着器の近傍に配置され、長手方向一端側に設けられる排気ファンによって排気されるダクトと、前記ダクトの前記定着器側の第１側壁に開口され、前記定着器と前記ダクトとを連通させる排気口と、前記ダクトの長手方向に沿う天井面に、前記天井面を覆うように取り付けられる面状のフィルタと、を備え、前記排気口は、前記加熱ローラ及び加圧ローラの接点位置より上方であり、前記天井面は、前記第１側壁に接続して設けられ、かつ前記排気口を挟んで前記接点位置の反対側において前記排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成される、画像形成装置である。

上述した構成では、ダクトが、加熱ローラの軸線に沿って定着器の近傍に配置されるので、画像形成装置内に無駄なスペースが生じない。その結果、画像形成装置の構成自体が簡素且つコンパクトとなる。また、フィルタの交換も容易となり、画像形成装置のメンテナンス性も向上させることができる。

また、フィルタは、ダクトの長手方向に沿って長尺に構成されるので、排気との接触時間が長くなり、超微粒子の捕捉確率が向上し、超微粒子の画像形成装置外への排出量を低減することができる。

また、ダクト天井面は、排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成され、第２側壁との挟角が鈍角となる。これにより、ダクトは、ダクト天井面が水平面や上り傾斜で形成される場合に比べ、長手方向に直交する断面積を小さくできる。その結果、ダクトは、設置に必要なスペースが小さくなり、装置全体のコンパクト化に寄与することができる。

また、フィルタは、ダクトの長手方向に沿って長尺に構成されるので、収容室排気との接触時間が長くなり、超微粒子の捕捉確率が向上し、超微粒子の画像形成装置外への排出量を低減することができる。

また、ダクト天井面は、排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成され、第２側壁との挟角が鈍角となっている。これにより、ダクトは、ダクト天井面が水平面や上り傾斜で形成される場合に比べ、長手方向に直交する断面積を小さくできる。その結果、ダクトは、設置に必要なスペースを小さくなり、装置全体のコンパクト化に寄与することができる。

ダクトが、定着器収容室の壁部の一部を兼用するので、画像形成装置を簡易に製造することが可能となる。また、ダクトが、加圧ローラに沿って定着器収容室に隣接して配置されるので、画像形成装置内に無駄なスペースが生じない。その結果、画像形成装置の構成自体が簡素且つコンパクトとなる。また、フィルタの交換も容易となり、画像形成装置のメンテナンス性も向上することができる。

また、本発明は、未定着トナー画像が担持された用紙を加熱及び加圧し、前記未定着トナー画像を前記用紙に定着する加熱ローラ及び加圧ローラを含む定着器と、前記加熱ローラの軸線と平行な方向に向かって長尺に形成されるとともに、前記加熱ローラの軸線と平行に前記定着器の近傍に配置され、長手方向一端側に設けられる排気ファンによって排気されるダクトと、前記ダクトの前記定着器側の第１側壁に開口され、前記定着器と前記ダクトとを連通させる排気口と、前記ダクトの長手方向に沿う天井面に、前記天井面に平行となって前記天井面を覆うように取り付けられる面状のフィルタと、を備え、前記排気口は、前記加熱ローラ及び加圧ローラの接点位置より上方であり、前記天井面は、前記第１側壁に接続して設けられ、かつ前記排気口を挟んで前記接点位置の反対側において前記排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成される、画像形成装置である。
上述した構成では、ダクトが、加熱ローラの軸線に沿って定着器の近傍に配置されるので、画像形成装置内に無駄なスペースが生じない。その結果、画像形成装置の構成自体が簡素且つコンパクトとなる。また、フィルタの交換も容易となり、画像形成装置のメンテナンス性も向上させることができる。

また、ダクト天井面は、排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成され、第２側壁との挟角が鈍角となっている。これにより、ダクトは、ダクト天井面が水平面や上り傾斜で形成される場合に比べ、長手方向に直交する断面積を小さくできる。その結果、ダクトは、設置に必要なスペースが小さくなり、装置全体のコンパクト化に寄与することができる。

また、フィルタは、ダクトの内壁面であるダクト天井面に、平行となって取り付けられる。このダクト天井面は、上述したように排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成されている。その結果、フィルタが下り傾斜によって配置されることで、用紙の定着時に発生した水蒸気と、上昇気流によって浮力の生じた超微粒子（ＵＦＰ）とを含む排気を、フィルタに効果的に接触させることが可能となる。即ち、下り傾斜のフィルタは、上昇流となった排気口からの排気をより垂直方向に近い角度で接触させ易くすることができる。例えば、排気ファンが停止した直後の排気は、排気口からダクトの天井面に向かう上昇流となって低流速で移動した後に滞留するので、超微粒子（ＵＦＰ）が効率的に捕捉可能となる。

また、フィルタは、ダクトの内壁面であるダクト天井面に、平行となって取り付けられる。このダクト天井面は、上述したように排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成されている。その結果、フィルタが下り傾斜によって配置されることで、用紙の定着時に発生した水蒸気と、上昇気流によって浮力の生じた超微粒子（ＵＦＰ）とを含む収容室排気を、フィルタに効果的に接触させることが可能となる。即ち、下り傾斜のフィルタは、上昇流となった排気口からの収容室排気をより垂直方向に近い角度で接触させ易くすることができる。例えば、排気ファンが停止した直後の収容室排気は、排気口からダクトの天井面に向かう上昇流となって低流速で移動した後に滞留するので、超微粒子（ＵＦＰ）が効率的に捕捉可能となる。

更に、本発明は、前記フィルタの表面は、凹凸面である、画像形成装置である。

上述した構成では、また、ダクトには、溝部と突条部とが交互に配置された凹凸面を有するフィルタが設置される。そのため、搬送される排気は、溝部と突条部とに繰り返し衝突して渦が発生する。これにより、フィルタは、超微粒子を、フィルタ自身の微小空隙に捕捉する確率を向上させることができる。

更に、本発明は、前記フィルタの表面は、溝部と突条部とが前記ダクトの長手方向に向かって交互に配置された凹凸面である、画像形成装置である。

上述した構成では、溝部と突条部が直交して延在するので、排気が溝部と突条部とに衝突しやすくなる。排気は、乱流が生じやすくなり、フィルタの近傍で多くの渦が発生する。これにより、フィルタは、フィルタ自身の微小空隙に超微粒子を捕捉する確率が更に向上する。

更に、本発明は、前記フィルタの表面は、前記ダクトの長手方向に対して斜めな方向に向かって溝部と突条部とが交互に配置された凹凸面である、画像形成装置である。

上述した構成では、溝部と突条部とが、ダクトの長手方向に対して斜め方向に延在する。「ダクトの長手方向に対して斜め」とは、２つの傾斜方向が考えられる。１つは、天井面に位置する溝部と突条部のダクト長手方向一端側（排気ファン側）の傾斜端が、第１側壁から離反する傾斜方向（以下、「離反傾斜方向」いう）である。もう一つは、これとは逆に、天井面に位置する溝部と突条部の排気ファン側の傾斜端が、第１側壁に接近する傾斜方向（以下、「接近傾斜方向」という）である。
また、ダクトの空気搬送空間を排気ファンに向かって流れる排気は、最初は、第１側壁の排気口からダクトの長手方向に直交する方向でダクトに流入する。つまり、排気は、流れの方向が排気口から徐々に曲がって直角方向に方向転換する。厳密には、相互に干渉し合う複雑な三次元の流線となる。
排気口から流入した直後の排気は、溝部と突条部が離反傾斜方向の場合、溝部と突条部の延在方向に沿って逆らうことなく下流側へ流れやすくなる。従って、離反傾斜方向の溝部と突条部は、排気を延在方向の全長に渡って接触させやすくなる。その結果、離反傾斜方向の溝部と突条部は、排気が接触する時間が長くなる。
一方、排気口から流入した直後の排気は、溝部と突条部が接近傾斜方向の場合、突条部の延在方向に対して略直交する方向から接触させ易くなる。即ち、排気は、突条部に衝突することで乱流が生じやすくなり、フィルタの近傍で多くの渦が発生する。その結果、接近傾斜方向の溝部と突条部は、フィルタ自身の微小空隙に超微粒子を捕捉する確率が向上する。
なお、これら接近傾斜方向と離反傾斜方向のいずれかが、超微粒子をより多く捕捉できるかは、排気ファンの出口側における超微粒子の排出量を測定することで確認可能となる。確認を行った結果、離反傾斜方向に比べ、接近傾斜方向の溝部と突条部の方が、超微粒子の捕捉率の高いことが知見されている。

更に、本発明は、前記フィルタの表面は、溝部と突条部とが前記ダクトの短手方向に向かって交互に配置された凹凸面である、画像形成装置である。

上述した構成では、第１側壁の排気口からダクトの空気搬送空間に流入した排気は、水蒸気を伴う上昇気流によって天井面に接近する方向に向かって流れる。特に、天井面に接近する方向の流れは、排気ファンが停止した直後で顕著となる。天井面に接近した排気は、天井面に取り付けられているフィルタの表面に当たる。この際、フィルタの表面には、溝部と突条部が第１側壁と平行に延在している。このため、フィルタは、排気口から流入した直後の排気が突条部に広い面積でよく接触させ易くすることができる。排気は、突条部に衝突することで乱流が生じやすくなり、フィルタの近傍で多くの渦が発生する。その結果、フィルタは、フィルタ自身の微小空隙に超微粒子を捕捉する確率が向上する。
なお、溝部と突条部がダクトの長手方向に平行して延在する場合、ダクトの長手方向一端側に向かう流れとなった排気は、溝部と突条部に沿って流れる。これにより、空気搬送時の抵抗の増大を抑制できる。その結果、排気ファンの出力の増大や、騒音（ダクト内空気通過音）を抑制することができる。

更に、本発明は、前記第１側壁の長手方向に複数の前記排気口が形成される、画像形成装置である。

上述した構成では、排気口が複数となり、それぞれの排気口の間隔及び面積が適宜に設定されることで、排気口が一つである場合に比べ、ダクトの空気搬送空間へ流入する収容室排気のダクト長手方向における流入量のばらつきが抑制可能となる。

更に、本発明は、前記排気ファンの排気開口面に、前記定着器からの排気物を通過させる透過型フィルタが取り付けられる、画像形成装置である。

上述した構成では、ダクトの空気搬送空間を通過することで、定着器からの排気物を含む排気は、超微粒子が減少した状態で、排気ファンの排気開口面から排気される。この際、排気は、透過型フィルタを通過することで、残存する超微粒子が更に捕捉される。透過型フィルタは、ダクトの断面全体にわたって設けられることで、補助的に超微粒子を捕捉することができる。

本発明によれば、簡素な構造で、超微粒子の排出量を低減し、排気ファンの出力の増大を抑制することができる。

本実施形態の複合機の縦断面図図１に示す複合機の第１側壁を定着器収容室側から見た斜視図図２を加熱ローラの長手方向略中央位置で切り欠いた斜視図図３をダクト側の下方より見上げた斜視図ダクト天井面の図示を省略した状態で第１側壁の排気口を上方より見た斜視図ダクトの長手方向に溝部と突条部とが直交して延在するフィルタの斜視図ダクトの長手方向に溝部と突条部とが斜め方向に延在するフィルタの斜視図ダクトの長手方向に溝部と突条部とが平行に延在するフィルタの斜視図透過型フィルタの斜視図

以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態（以下、「本実施形態」という）について、図面を参照して説明する。以下の本実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一例として、電子写真方式の複合機を例示して説明する。但し、本発明に係る画像形成装置は、複合機に限定されず、例えば複写機やプリンタでも良い。

図１は、本実施形態の複合機１１の縦断面図である。図２は、図１に示す複合機１１の第１側壁５７を定着器収容室５１側から見た斜視図である。図３は、図２を加熱ローラ４１の長手方向略中央位置で切り欠いた斜視図である。図４は、図３をダクト５３側の下方より見上げた斜視図である。図５は、ダクト天井面７１の図示を省略した状態で第１側壁５７の排気口６３を上方より見た斜視図である。図６は、ダクト５３の長手方向に溝部７７と突条部７９とが直交して延在するフィルタ６５の斜視図である。図７は、ダクト５３の長手方向に溝部７７Ａと突条部７９Ａとが斜め方向に延在するフィルタ６５Ａの斜視図である。図８は、ダクト５３の長手方向に溝部７７Ｂと突条部７９Ｂとが平行に延在するフィルタ６５Ｂの斜視図である。図９は、透過型フィルタ８５の斜視図である。

本実施形態の複合機１１は、例えばスキャナ、コピー、プリンタなどの機能を備え、外部装置（例えばＰＣ（Personal Computer（不図示））から入力された印刷ジョブデータに基づいて、用紙（例えば記録材又は記録用紙）上に単色又は多色の画像を形成（定着）させて排紙する。

図１に示す複合機１１は、本体ケーシング３１内に、感光体ドラム１３と、帯電器１５と、現像ローラ１７と、転写ローラ１９と、露光装置２１と、定着器２３と、給紙カセット（不図示）と、用紙搬送ローラ２５と、排紙ローラ２７と、排紙トレイ２９とを少なくとも含む構成である。

図１に示す複合機１１の本体ケーシング３１内の略中央には、例えば１組の可視画像形成ユニット（プロセスユニット）３３が配置されている。なお、説明を簡単にするために、図１に示す複合機１１は、例えばブラックの画像を形成するための１組の可視画像形成ユニット３３が配置されるとして説明するが、更に、他の色（イエロー、マゼンダ、シアン）毎に同様な構成の可視画像形成ユニットが配置されても良い。

可視画像形成ユニット３３には、複合機１１に入力された印刷ジョブデータに応じた静電潜像の担持体としての役割を有する感光体ドラム１３が設けられ、感光体ドラム１３の周囲には、帯電器１５と、現像ローラ１７と、転写ローラ１９と、クリーニングユニット３５とが配置される。

帯電器１５は、感光体ドラム１３の表面を所定の電位（例えばマイナスの電位）に均一に帯電させる。帯電器１５は、例えば感光体ドラム１３への帯電時にオゾンを極力発生させることなく、感光体ドラム１３の表面を一様に帯電可能な帯電ローラ方式のものが好ましい。但し、帯電器１５は、帯電ローラ方式のものに限定されず、例えば接触型のブラシ又は非接触のチャージャ型のものを用いても良い。

現像ローラ１７は、後述する露光装置２１によって感光体ドラム１３に形成された静電潜像を、現像ローラ１７に供給されたトナーを用いて顕像化する。これにより、印刷ジョブデータに応じたトナー画像が得られる。本実施形態では、例えば現像ローラ１７にはブラックのトナーが供給される。なお、複合機１１には、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に応じた可視画像形成ユニット３３と同様の構成を有する可視画像形成ユニットの各現像ローラに各色のトナーが供給されても良い。

転写ローラ１９は、感光体ドラム１３に対向するように配置され、感光体ドラム１３の表面上に形成されたトナー画像を、用紙搬送路４５に従って搬送されてきた用紙３７上に転写する。以下、転写ローラ１９によって用紙３７上に転写されたトナー画像を、「未定着トナー画像」という。

クリーニングユニット３５は、転写ローラ１９における転写工程後に、感光体ドラム１３の表面上に残留しているトナーを除去して回収する。

露光装置２１は、レーザースキャニングユニット３９（ＬＳＵ：Laser Scanning Unit）を含む。レーザースキャニングユニット３９は、レーザ光源と、レーザ光源から照射されたレーザ光を走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって走査されたレーザ光を感光体ドラム１３に導くレンズ及び反射ミラーとを含む構成である。レーザースキャニングユニット３９は、入力された印刷ジョブデータに応じてポリゴンミラーからの光により感光体ドラム１３の表面を露光し、印刷ジョブデータに応じた静電潜像を感光体ドラム１３上に形成する。

定着器２３は、用紙３７に対して垂直に延在する加熱ローラ４１及び加圧ローラ４３を含む構成である。加熱ローラ４１は、加熱源としてのヒータによって所定の目標温度（例えば１８０〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱される。加圧ローラ４３は、図示しないばねによって加熱ローラ４１へ向かって付勢されている。定着器２３は、加圧ローラ４３及び加熱ローラ４１において、トナー画像が転写された用紙３７を加熱及び加圧することで、未定着トナー画像を用紙３７上に定着する。

また、本体ケーシング３１内には、給紙カセット（不図示）から排紙トレイ２９までの間に、用紙搬送路４５が形成される。用紙搬送路４５は、用紙搬送ローラ２５から、感光体ドラム１３と転写ローラ１９との間を経て、定着器２３を通過して排紙ローラ２７に至る搬送路により構成される（図１中の矢印Ａ参照）。用紙搬送路４５は、排紙ローラ２７の直前で排紙路４７となる。なお、排紙路４７には、例えば両面印刷の場合に用紙３７を再び転写ローラ１９の位置へ送り込むためのスイッチバック搬送路（不図示）が設けられている。

更に、本体ケーシング３１内には、複合機１１の全体の動作を統括的に制御するための制御部（不図示）が設けられる。制御部は、プロセッサ（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor））を用いて構成される。制御部は、複合機１１の各部、即ち、感光体ドラム１３、帯電器１５、現像ローラ１７、転写ローラ１９、露光装置２１、定着器２３、用紙搬送ローラ２５、排紙ローラ２７の各動作を制御する。なお、制御部は、後述する排気ファン４９（図２参照）の動作も制御する。

上述した構成を備える複合機１１では、複合機１１の制御部により、画像形成プロセスは以下のようにして行われる。

画像形成時には、先ず、用紙搬送ローラ２５によって、用紙３７が給紙カセット（不図示）から用紙搬送路４５へ１枚ずつ送り出される。

帯電器１５が感光体ドラム１３の表面を一様に帯電した後、露光装置２１が、外部装置から入力された印刷ジョブデータに応じて、レーザ光によって、感光体ドラム１３の表面の帯電領域を露光する。これにより、感光体ドラム１３の表面上に、印刷ジョブデータに応じた静電潜像が形成される。続いて、現像ローラ１７は、感光体ドラム１３の表面上に形成された静電潜像を、現像ローラ１７によって供給されたトナーを用いて顕像化する。これにより、印刷ジョブデータに応じたトナー画像が得られる。

更に、転写ローラ１９は、感光体ドラム１３の表面上に形成されたトナー画像を、用紙搬送ローラ２５によって給紙カセット（不図示）から給紙されて搬送されてきた用紙３７上に転写する。これにより、印刷ジョブデータに応じた未定着トナー画像が用紙３７上に転写される。用紙３７上に転写された未定着トナー画像は、定着器２３に搬送される。定着器２３は、加熱ローラ４１及び加圧ローラ４３において、未定着トナー画像を十分に加熱及び加圧して用紙３７上に定着させる。これにより、印刷ジョブデータに応じた画像が用紙３７上に形成され、用紙３７は、排紙ローラ２７によって排紙トレイ２９へ排出される。

ここで、本実施形態の複合機１１では、定着器２３の周囲には、定着器２３を収容するための定着器収容室５１が設けられる。定着器収容室５１は、定着器収容室５１の内方、即ち定着器２３において発生した超微粒子（ＵＦＰ）が定着器収容室５１の外部に漏洩しない程度の気密性を有したキャビティとして形成される。

より具体的には、定着器収容室５１は、本体ケーシング３１に固定される複数の板金材及び成形樹脂板などを接続して形成される。なお、定着器収容室５１は、後述する排気ファン４９の吸引によって負圧となるため、キャビティ外部に通じる用紙搬送路４５程度の小さな隙間の存在は許容される。また、定着器収容室５１は、これらの隙間から外気が流入することで真空とはならない。なお、定着器収容室５１には、専用の給気口が設けられても良い。

また、定着器収容室５１には、ダクト５３が隣接して設けられる。ダクト５３は、加熱ローラ４１の軸線５９（図２参照）に沿う方向の長尺に形成され、加熱ローラ４１の軸線５９に沿って定着器２３の近傍に配置される。より具体的には、ダクト５３は、定着器収容室５１における壁部５５の一部を第１側壁５７として、加熱ローラ４１の軸線５９（図２参照）に沿う方向の長尺に形成される。ダクト５３の長手方向一端側には排気ファン４９（図２参照）が設けられ、排気ファン４９はダクト５３の空気搬送空間６１（図１参照）に内在する空気を含む排気物を本体ケーシング３１の外方へ排気する。

ダクト５３の定着器２３側の第１側壁５７、即ち、定着器収容室５１の壁部５５の第１側壁５７には、排気口６３（図２参照）が開口される。排気口６３は、定着器２３とダクト５３とを連通させる。より具体的には、排気口６３は、定着器２３を覆うように設けられた定着器収容室５１とダクト５３とを連通させる。本実施形態では、図２に示すように、複数（図２では２つ）の排気口６３が、第１側壁５７の長手方向に形成される。各排気口６３の間隔及び開口面積は、定着器収容室５１の長手方向において、後述する収容室排気８７がばらつきなく排気されるように調整された後に設定される。

ダクト５３の内壁面には、面状のフィルタ６５が、内壁面に平行となって着脱自在に取り付けられる。フィルタ６５は、図６に示すように、フィルタ本体６７が枠体６９の内方に保持される。フィルタ６５は、ダクト５３の内方に設けられる係止構造及びレールなどの保持部（不図示）に対して枠体６９が保持又は保持解除されることで、ダクト５３に対して着脱自在となる。

ダクト５３には、内壁面がダクト５３の長手方向に沿う矩形状のダクト天井面７１が形成される。フィルタ６５は、ダクト天井面７１に取り付けられ、具体的には、ダクト天井面７１を覆う矩形状に設置されることが好ましい。なお、フィルタ６５は、結果としてダクト天井面７１の殆どを覆う面積を有するものであれば、単一ではなく、複数に分割されたものであっても良い。

また、フィルタ６５は、ダクト天井面７１の他に、第１側壁５７、第２側壁７３、底壁７５に、これら全て又はその一部を覆うように設置されても良い。但し、第１側壁５７に、フィルタ６５を設ける場合には、排気口６３を塞がぬように排気口６３以外の部分に設けられる。

ダクト天井面７１は、排気口６３から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成される。ダクト天井面７１を挟んで第１側壁５７と反対側の第２側壁７３は、ダクト天井面７１との挟角が鈍角となる。

図６に示すように、フィルタ６５の表面は、ダクト５３の長手方向に直交して延在する平行な溝部７７と突条部７９とがダクト天井面７１の長手方向（図６の矢印Ｂ方向）に交互に配置される凹凸面８１を有するように形成される。フィルタ６５は、凹凸面８１を有することで、表面積が増大する。

なお、凹凸面８１を構成する溝部７７と突条部７９とは、種々の形状としても良い。例えば、図示を省略するが、溝部７７をＶ溝とし、突条部７９を逆Ｖ字状の山形とすることができる。また、図示を省略するが、溝部７７と突条部７９とは、Ｖ溝の谷底部と逆Ｖ字状の山形の頂部とを曲線とした正弦波状の所謂波形の形状を構成しても良い。更に、図示を省略するが、溝部７７と突条部７９は、平らな溝底部を有する凹溝と、平らな頂部を有する凸形状の突条部７９であっても良い。

フィルタ６５は、凹凸面８１の溝部７７と突条部７９を異なるパターンで配列することができる。例えば、図７に示すように、フィルタ６５Ａの表面は、ダクト５３の長手方向に対して斜め方向に延在する溝部７７Ａと突条部７９Ａとが、ダクト天井面７１の長手方向に対して交互に配置された凹凸面８１Ａであっても良い。枠体６９Ａは、斜め方向に延在する溝部７７Ａと突条部７９Ａの延在方向両端で、枠体６９Ａを構成する一対の部材が相互に平行となってフィルタ本体６７Ａを挟んで接着された構成である。

また、図８に示すように、フィルタ６５Ｂの表面は、ダクト５３の長手方向に平行して延在する溝部７７Ｂと突条部７９Ｂとがダクト天井面７１の短手方向に交互に配置された凹凸面８１Ｂであっても良い。枠体６９Ｂは、平行に並ぶ溝部７７Ｂと突条部７９Ｂの並び方向両端で、枠体６９Ｂを構成する一対の部材が相互に平行となってフィルタ本体６７Ｂを挟んで接着された構成である。

また、本実施形態では、図５及び図７に示す透過型フィルタ８５が、排気ファン４９の排気開口面８３（図２参照）を覆うように取り付けられている。図７に示すように、透過型フィルタ８５の表面も、平行な溝部７７と突条部７９とが交互に配置される凹凸面８１を有するように形成される。透過型フィルタ８５は、凹凸面８１を有することで、表面積が増大する。透過型フィルタ８５は、排気口６３を介して流入してくる収容室排気８７（後述参照）を通過させる。なお、フィルタ６５と同様に、透過型フィルタ８５も、排気開口面８３に着脱自在に取り付けられる。

次に、上述した構成を有する複合機１１の作用を説明する。
複合機１１では、外部装置から入力された印刷ジョブデータに応じた未定着トナー画像が用紙３７上に転写されて定着器２３へ搬送される。定着器２３では、用紙３７が加熱ローラ４１及び加圧ローラ４３によって挟まれる。用紙３７に担持された未定着トナー画像は、加熱ローラ４１における加熱及び加圧ローラ４３における加圧により、用紙３７に融着した画像となって定着する。

この際、定着器２３では、未定着トナー画像を構成するトナーは、ごく微量が用紙３７に含まれる水分の蒸発に伴って、水蒸気と共に未定着トナー画像から分離することが知られている。一般に、トナーは、顔料、ワックス及び外添剤を用いて構成される。外添剤は、主な効果として静電気との反応効率を向上し、例えばシリカなどの微粒子をトナー表面に付着させて用いている。近年、特に水蒸気とともに分離する外添剤が、複合機１１内において超微粒子（ＵＦＰ）を増大させる要因の一つと考えられるとする報告がある。

本実施形態では、用紙３７の定着時に生じた水蒸気とともに、トナー表面から分離した外添剤が、定着器収容室５１の上部へ、自然対流及び排気ファン４９による吸引力により移動する空気とともに運ばれる。定着器収容室５１の上部には、壁部５５の一部である第１側壁５７がある。第１側壁５７は、定着器収容室５１に隣接して設けられているダクト５３との隔壁となっている。ダクト５３は、加熱ローラ４１の軸線５９に沿う方向の長尺に形成される。つまり、ダクト５３が、定着器２３と隔壁とを隔てて平行に隣接して配置されることで、複合機１１のコンパクト化が実現されている。隔壁である第１側壁５７には排気口６３が形成され、排気口６３は、定着器収容室５１の内方、即ち、定着器２３の暴露空間とダクト５３の内方（空気搬送空間６１）とを連通させている。

ダクト５３は、長手方向一端側に設けられる排気ファン４９によって、空気搬送空間６１の空気が長手方向一端側に向かって流れる。これにより、負圧となったダクト５３の空気搬送空間６１には、排気口６３を介して定着器収容室５１の内方の空気が吸引されて流入する。用紙３７の定着時に発生した水蒸気とともに、トナー表面から分離した外添剤（超微粒子：ＵＦＰ）は、他の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）及び埃とともに、殆どが吸引空気（以下、「収容室排気」という）に含まれてダクト５３の空気搬送空間６１に流入する。

図２及び図３に示す収容室排気８７は、ダクト５３の長手方向一端側へ移送される際、ダクト５３の内壁面に平行に取り付けられた面状のフィルタ６５の表面に接触する。フィルタ６５と収容室排気８７との接触によって、収容室排気８７に含まれる超微粒子（ＵＦＰ）がフィルタ６５に捕捉されることが確認されている。具体的には、ダクト５３内にフィルタ６５が設けられた場合と、フィルタ６５が設けられない場合とにおいて、排気ファン４９の出口側における超微粒子の排出量を測定することで確認可能となる。超微粒子が、収容室排気８７と平行に配置されるフィルタ６５に捕捉される作用としては、収容室排気８７がフィルタ６５の表面の近傍で乱流となって結果的に渦が発生するので、フィルタ６５の表面に引っ掛かる、即ち、捕捉されることなどが考えられる。

フィルタ６５は、基材として植物繊維、鉱物繊維、合成繊維、織物、不織布、フェルト、編物、樹脂発泡体又は多孔質フィルムなどを用いることができる。何れの基材が用いられる場合であっても、フィルタ６５の表面は、多数の微小空隙、即ち、繊維間隙及び孔が構成される。

ダクト５３の空気搬送空間６１を流れる収容室排気８７は、フィルタ６５から遠く離れたところでは、一様な流れとなって速度勾配（速度変化）がない。一方、フィルタ６５の表面上では滑りがないので、フィルタ６５の表面近傍には摩擦力の影響により流速が連続的に変化して一様な流れに繋がる領域が形成される。つまり、フィルタ６５の表面は速度勾配の大きな薄い層（境界層）で覆われる。この境界層と、上述した乱流による渦とによって搬送エネルギーが小さくなった超微粒子は、フィルタ表面の微小空隙に引っ掛かることで捕捉されると考えられる。なお、境界層は、捕捉されて堆積した超微粒子（ＵＦＰ）によって変化する。なお、超微粒子（ＵＦＰ）と微小空隙のサイズとの相関、収容室排気８７の流速には最適値が存在すると思われる。

このように、本実施形態では、ダクト５３が、加熱ローラ４１の軸線５９に沿って定着器２３の近傍に配置されるので、複合機１１内に無駄なスペースが生じない。その結果、複合機１１の構成自体が簡素且つコンパクトとなる。

より具体的には、本実施形態では、ダクト５３が、定着器収容室５１の壁部５５の一部を兼用するので、複合機１１を簡易に製造することが可能となる。また、ダクト５３が、加熱ローラ４１に沿って（平行となって）定着器収容室５１に隔壁のみを隔てて隣接して配置されるので、複合機１１内に無駄なスペースが生じない。その結果、複合機１１の構成自体が簡素且つコンパクトとなる。また、フィルタ６５の交換も容易とすることができ、複合機１１のメンテナンス性も向上することができる。

また、フィルタ６５は、ダクト５３の長手方向に沿って長尺に構成されるので、収容室排気８７との接触時間が長くなり、超微粒子（ＵＦＰ）の捕捉確率が向上し、超微粒子（ＵＦＰ）の複合機１１外への排出量を低減することができる。更に、フィルタ６５は、ダクト５３の空気搬送空間６１を横断せず、空気搬送空間６１内において収容室排気８７の搬送方向と平行に設置されている。これにより、フィルタ６５は、従来の透過型のフィルタと異なり、空気搬送時の抵抗の増大を抑制でき、言い換えれば、排気ファンの出力の増大を抑制することができる。

また、複合機１１では、フィルタ６５がダクト天井面７１に設置されることで、用紙３７の定着時に発生する水蒸気と、上昇気流によって浮力の生じた超微粒子（ＵＦＰ）とを含む収容室排気８７を、フィルタ６５に効果的に接触させることが可能となる。特に、排気ファン４９が停止した直後の収容室排気８７は、ダクト天井面７１の近傍に低流速で移動した後に滞留するので、超微粒子（ＵＦＰ）が効率的に捕捉可能となる。

また、ダクト天井面７１は、排気口６３から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成され、第２側壁７３との挟角が鈍角となっている。これにより、ダクト５３は、ダクト天井面７１が水平面や上り傾斜で形成される場合に比べ、長手方向に直交する断面積を小さくできる。その結果、ダクト５３は、設置に必要なスペースが小さくなり、装置全体のコンパクト化に寄与することができる。

また、フィルタ６５は、ダクト５３の内壁面であるダクト天井面７１に、平行となって取り付けられる。このダクト天井面７１は、上記のように排気口６３から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成されている。その結果、フィルタ６５が下り傾斜によって配置されることで、用紙３７の定着時に発生した水蒸気と、上昇気流によって浮力の生じた超微粒子（ＵＦＰ）とを含む収容室排気を、フィルタ６５に効果的に接触させることが可能となる。即ち、下り傾斜のフィルタ６５は、上昇流となった排気口６３からの収容室排気をより垂直方向に近い角度で接触させ易くすることができる。特に、排気ファン４９が停止した直後の収容室排気８７は、排気口６３からダクト５３の天井面に向かう上昇流となって低流速で移動した後に滞留するので、超微粒子（ＵＦＰ）が効率的に捕捉可能となる。

また、複合機１１では、収容室排気８７の搬送方向に、溝部７７と突条部７９とが交互に配置された凹凸面８１を有するフィルタ６５が設置される。搬送される収容室排気８７は、溝部７７と突条部７９とに繰り返し衝突して渦が発生する。これにより、フィルタ６５は、超微粒子（ＵＦＰ）を、フィルタ６５自身の微小空隙に捕捉する確率を向上することができる。

また、複合機１１では、排気口６３が複数となり、それぞれの排気口６３の間隔及び面積が適宜に設定される。これにより、排気口６３が一つである場合に比べ、ダクト５３の空気搬送空間６１へ流入する収容室排気８７のダクト５３の長手方向における流入量のばらつきが抑制可能となる。

更に、複合機１１では、ダクト５３の空気搬送空間６１を通過することで、定着器２３からの排気物を含む収容室排気８７は、超微粒子（ＵＦＰ）が減少した状態で、排気ファン４９の排気開口面８３から排気される。この際、定着器２３からの排気物を含む収容室排気８７は、透過型フィルタ８５を通過することで、残存する超微粒子が更に捕捉される。透過型フィルタ８５は、ダクト５３の断面全体にわたって設けられることで、補助的に超微粒子を捕捉することができる。なお、ダクト５３内のフィルタ６５と透過型フィルタ８５とは、フィルタ能力を適宜調整して設置することができる。例えば、ダクト５３内のフィルタ６５は交換時間を長くし、透過型フィルタ８５は交換時間を短く設定したものとすることができる。

ここで、仮にダクト５３内にフィルタ６５を備えない従来構成を考えると、超微粒子（ＵＦＰ）の低減は、透過型フィルタ８５のみに依存することとなる。この場合、超微粒子（ＵＦＰ）の捕捉性能を向上させるため、透過型フィルタ８５を厚くすれば、より大きな出力の排気ファン４９が必要となるので、騒音も増大してしまう。

一方、ダクト５３にフィルタ６５を備える本実施形態の複合機１１では、透過型フィルタ８５は、補助的な性能を備えるものであれば良い。従って、本実施形態の複合機１１は、透過型フィルタ８５を取り付けても空気抵抗を増大せず、排気ファン４９の出力の増大を抑制することができる。

また、フィルタ６５Ａでは、ダクト５３の長手方向に対して溝部７７Ａと突条部７９Ａとが、斜め方向に延在する。「ダクト５３の長手方向に対して斜め」とは、２つの傾斜方向が考えられる。１つは、ダクト天井面７１に位置する溝部７７Ａと突条部７９Ａのダクト長手方向一端側（排気ファン４９側）の傾斜端が、第１側壁５７から離反する傾斜方向（離反傾斜方向）である。もう一つは、これとは逆に、ダクト天井面７１に位置する溝部７７Ａと突条部７９Ａの排気ファン４９側の傾斜端が、第１側壁５７に接近する傾斜方向（接近傾斜方向）である。
また、ダクト５３の空気搬送空間６１を排気ファン４９に向かって流れる収容室排気８７は、最初は、第１側壁５７の排気口６３からダクト５３の長手方向に直交する方向でダクト５３に流入する。つまり、収容室排気８７は、流れの方向が排気口６３から徐々に曲がって直角方向に方向転換する。厳密には、相互に干渉し合う複雑な三次元の流線となる。

排気口６３から流入した直後の収容室排気８７は、溝部７７Ａと突条部７９Ａが「離反傾斜方向」の場合、溝部７７Ａと突条部７９Ａの延在方向に沿って逆らうことなく下流側へ流れやすくなる。従って、離反傾斜方向の溝部７７Ａと突条部７９Ａは、収容室排気８７を延在方向の全長に渡って接触させやすくする。その結果、離反傾斜方向の溝部７７Ａと突条部７９Ａは、収容室排気８７が接触する時間が長くなる。
一方、排気口６３から流入した直後の収容室排気８７は、溝部７７Ａと突条部７９Ａが「接近傾斜方向」の場合、突条部７９Ａの延在方向に対して略直交する方向から当たりやすくなる。即ち、収容室排気８７は、突条部７９Ａに衝突することで乱流が生じやすくなり、フィルタ６５の近傍で多くの渦が発生する。その結果、接近傾斜方向の溝部７７Ａと突条部７９Ａは、フィルタ６５自身の微小空隙に超微粒子を捕捉する確率が向上する。

なお、接近傾斜方向と離反傾斜方向のいずれが、超微粒子をより多く捕捉できるかは、排気ファン４９の出口側における超微粒子の排出量を測定することで確認可能となる。確認を行った結果、離反傾斜方向に比べ、接近傾斜方向の溝部７７Ａと突条部７９Ａの方が、超微粒子の捕捉率の高いことが知見されている。

また、フィルタ６５Ｂでは、ダクト５３の長手方向に対して溝部７７Ｂと突条部７９Ｂとが平行に延在する。第１側壁５７の排気口６３からダクト５３の空気搬送空間６１に流入した収容室排気８７は、水蒸気を伴う上昇気流によってダクト天井面７１に接近する方向に向かって流れる。例えば、ダクト天井面７１に接近する方向の流れは、排気ファン４９が停止した直後で顕著となる。ダクト天井面７１に接近した収容室排気８７は、ダクト天井面７１に取り付けられているフィルタ６５Ｂの表面に当たる。この際、フィルタ６５Ｂの表面には、溝部７７Ｂと突条部７９Ｂが第１側壁５７と平行に延在している。このため、フィルタ６５Ｂは、排気口６３から流入した直後の収容室排気８７が突条部７９Ｂに広い面積でよく当たるようになる。収容室排気８７は、突条部７９Ｂに衝突することで乱流が生じやすくなり、フィルタ６５Ｂの近傍で多くの渦が発生する。その結果、フィルタ６５Ｂは、フィルタ６５Ｂ自身の微小空隙に超微粒子を捕捉する確率が向上する。

なお、溝部７７Ｂと突条部７９Ｂがダクト５３の長手方向に平行して延在する場合、ダクト５３の長手方向一端側に向かう流れとなった収容室排気８７は、溝部７７Ｂと突条部７９Ｂに沿って流れる。これにより、空気搬送時の抵抗の増大を抑制できる。その結果、排気ファン４９の出力の増大や、騒音（ダクト５３内の空気通過音）を抑制することができる。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、簡素な構造で、超微粒子の排出量を低減し、排気ファンの出力の増大を抑制する画像形成装置として有用である。

１１複合機
２３定着器
３７用紙
４１加熱ローラ
４３加圧ローラ
４９排気ファン
５１定着器収容室
５３ダクト
５５壁部
５７第１側壁
５９軸線
６３排気口
６５、６５Ａ、６５Ｂフィルタ
７１ダクト天井面
７３第２側壁
７７、７７Ａ、７７Ｂ溝部
７９、７９Ａ、７９Ｂ突条部
８１、８１Ａ、８１Ｂ凹凸面
８３排気開口面
８５透過型フィルタ

Claims

未定着トナー画像が担持された用紙を加熱及び加圧し、前記未定着トナー画像を前記用紙に定着する加熱ローラ及び加圧ローラを含む定着器と、
前記加熱ローラの軸線と平行な方向に向かって長尺に形成されるとともに、前記加熱ローラの軸線と平行に前記定着器の近傍に配置され、長手方向一端側に設けられる排気ファンによって排気されるダクトと、
前記ダクトの前記定着器側の第１側壁に開口され、前記定着器と前記ダクトとを連通させる排気口と、
前記ダクトの長手方向に沿う天井面に、前記天井面を覆うように取り付けられる面状のフィルタと、を備え、
前記排気口は、前記加熱ローラ及び加圧ローラの接点位置より上方であり、
前記天井面は、前記第１側壁に接続して設けられ、かつ前記排気口を挟んで前記接点位置の反対側において前記排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成される、
画像形成装置。
未定着トナー画像が担持された用紙を加熱及び加圧し、前記未定着トナー画像を前記用紙に定着する加熱ローラ及び加圧ローラを含む定着器と、
前記加熱ローラの軸線と平行な方向に向かって長尺に形成されるとともに、前記加熱ローラの軸線と平行に前記定着器の近傍に配置され、長手方向一端側に設けられる排気ファンによって排気されるダクトと、
前記ダクトの前記定着器側の第１側壁に開口され、前記定着器と前記ダクトとを連通させる排気口と、
前記ダクトの長手方向に沿う天井面に、前記天井面に平行となって前記天井面を覆うように取り付けられる面状のフィルタと、を備え、
前記排気口は、前記加熱ローラ及び加圧ローラの接点位置より上方であり、
前記天井面は、前記第１側壁に接続して設けられ、かつ前記排気口を挟んで前記接点位置の反対側において前記排気口から離反するに従って低くなる下り傾斜で形成される、
画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記フィルタの表面は、凹凸面である、
画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記フィルタの表面は、溝部と突条部とが前記ダクトの長手方向に向かって交互に配置された凹凸面である、
画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記フィルタの表面は、前記ダクトの長手方向に対して斜めな方向に向かって溝部と突条部とが交互に配置された凹凸面である、
画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記フィルタの表面は、溝部と突条部とが前記ダクトの短手方向に向かって交互に配置された凹凸面である、
画像形成装置。
請求項１、２、３、４、５又は６に記載の画像形成装置であって、
前記第１側壁の長手方向に複数の前記排気口が形成される、
画像形成装置。
請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の画像形成装置であって、
前記排気ファンの排気開口面に、前記定着器からの排気物を通過させる透過型フィルタが取り付けられる、
画像形成装置。