JP5895622B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，電子写真方式の画像形成装置に関する。さらに詳細には，シート上のトナー像を加熱しつつ加圧することにより定着させる定着装置において発生する副産物を回収することができるようにした画像形成装置に関する。

従来より，複写機やプリンター，ファクシミリ，またはこれらの機能を複合的に備える複合機等の画像形成装置では，シート上に転写されたトナー像を定着装置によって定着させることにより，シートに画像を形成している。定着装置は，一対の定着部材を圧接することにより形成される定着ニップにシートを通過させ，通過中のシートを加熱しつつ加圧することにより定着処理を行う。

定着部材は，円筒状のローラーや，無端状のベルト部材より構成される。また，これらローラーやベルト部材は一般に，基材の表面を覆う弾性層と、さらに弾性層の表面を覆う表面層とを有する。表面層は，定着ニップを通過したシートが定着部材の表面に張り付いたままにならないようにするための離形性を有する層である。

このような定着装置では近年，定着処理時において粒径１００ｎｍ以下の超微粒子が発生することが知られている。そして，発生した超微粒子を回収するため，本出願人は以前に特許文献１を提案している。すなわち，定着処理時において弾性層に用いられるシリコーンゴムから超微粒子が発生すること，および，弾性層を覆う表面層には超微粒子を透過させにくい性質があることを特定している。このため，弾性層より発生した超微粒子は，表面層に覆われていない弾性層の端部より噴出する。よって，定着部材の端部を覆うダクトを設置し，そのダクトの経路中にフィルターを設けることにより，超微粒子を回収している。

また特許文献２には，定着部材の全体を覆うダクトを設置し，定着部材より発生した超微粒子を帯電させつつ静電気力を用いて回収する電気集塵方式を用いた技術が開示されている。これにより，ろ過フィルターを透過しやすい超微粒子を，効率良く回収することができるとされている。

特開２０１１−１４１３３８号公報 特開２０１０−２８０３号公報

しかしながら，上記のような従来技術には，以下のような問題があった。すなわち，特許文献１の技術は，定着部材の端部から発生する超微粒子のみを回収するものである。このため，例えば，定着処理時にトナーより発生する超微粒子を回収できないという問題があった。

また特許文献２の技術では，定着装置を発生源とする超微粒子のほとんどを回収することができるものの，その回収範囲が大きいため，電気集塵装置に要求される能力が大きなものとなってしまう。つまり，電気集塵装置が高価なものとなってしまうという問題があった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，定着処理時に発生する超微粒子を，効率良く，安価に回収できる構成を有する画像形成装置を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における画像形成装置は，トナーを坦持するシートを一対の定着部材のニップ部に通しつつ加熱および加圧する定着処理により，トナー像をシート上に定着する定着装置を有する画像形成装置であって，一対の定着部材のうち少なくとも一方は弾性体を有し，弾性体は，シリコーン材料を含む材料により形成されているとともに，少なくともその一部がニップ部を通過するシートの最大通紙領域以外で外部に露出しているものであり，最大通紙領域の吸引排気を行う第１のダクトと，シートの搬送方向に対する幅方向について第１のダクトの外側に位置し，弾性体の露出部分の吸引排気を行う第２のダクトとが設けられており，第１のダクトの排気経路にはろ過フィルターが配置されており，第２のダクトの排気経路には電気集塵装置が配置されていることを特徴とする画像形成装置である。

定着処理時には，シートに担持されたトナーおよびシリコーン材料を用いた定着部材の弾性体から，いずれも粒径１００ｎｍ以下の超微粒子が発生する。トナーから発生する超微粒子には，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における小さい粒径のものが高い割合で存在する。一方，弾性体から発生する超微粒子には，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における大きい粒径のものが高い割合で存在する。粒径１００ｎｍ以下の超微粒子においては，粒径が小さいほど，ろ過フィルターによって効率良く回収されることが分かっている。このため，粒径の小さい超微粒子を高い割合で発生させるトナーを担持するシートの最大通紙領域のダクトの排気経路には，ろ過フィルターを設けてその回収を行う。一方，弾性体から多く発生する粒径１００ｎｍ以下の超微粒子の中でも大きい粒径のものは，ろ過フィルターを透過しやすいため，電気集塵装置により回収を行うことが好ましい。ここで，電気集塵装置は，超微粒子の回収能力が高いほど，また，通過させることのできる空気の流量が多いほど高価なものとなる。能力の高い帯電部や集塵部が必要となるからである。しかし，電気集塵装置を弾性体のダクトの排出経路のみに設けているため，電気集塵装置に必要とされる能力は最小限で済む。すなわち，電気集塵装置を安価なものとすることができる。よって，定着処理時に発生する超微粒子を，安価な構成で効率良く回収することができる。

また，上記に記載の画像形成装置において，第１および第２のダクトが設けられている定着部材は，最外周に配置されている表面層を有し，表面層はフッ素樹脂材料により形成されており，幅方向について，表面層および弾性体の両端はともに，最大通紙領域よりも外側に位置しており，弾性体の両端が露出部分であることが好ましい。

フッ素樹脂材料により形成された表面層は，超微粒子を透過させない性質を有する。このため，弾性体より発生した超微粒子は，表面層が形成されておらず，弾性体の露出している幅方向の両端より噴出する。これに対し，トナーを担持するシートの最大通紙領域は，定着部材の中央付近である。つまり，定着部材の中央付近には粒径の小さい超微粒子が高い割合で発生し，定着部材の両端付近には粒径の大きい超微粒子が高い割合で噴出する。よって，中央に位置するシートの最大通紙領域の吸引排気を行うダクトにはろ過フィルターを配置し，そのダクトの幅方向の外側に位置する弾性体の両端の吸引排気を行うダクトには電気集塵装置を配置するのである。これにより，ろ過フィルターの配置されたダクトにおいて，トナーより発生した粒径の小さい超微粒子を効率良く回収することができる。また，電気集塵装置の配置されたダクトにおいて，弾性体より発生した粒径の大きい超微粒子を効率良く回収することができるのである。

また，本発明の他の態様における画像形成装置は，トナーを坦持するシートを一対の定着部材のニップ部に通しつつ加熱および加圧する定着処理により，トナー像をシート上に定着する定着装置を有する画像形成装置であって，一対の定着部材のうち少なくとも一方は，無端状のベルト部材と，ベルト部材の内周面にシリコーンオイルを供給する潤滑剤供給部とを有し，ベルト部材は，最外周に配置されている表面層と，最内周に配置されている基層と，表面層と基層との間に配置されている内層とを有し，表面層はフッ素樹脂材料により形成されており，シートの搬送方向に対する幅方向について，ベルト部材の両端はともに，ニップ部を通過するシートの最大通紙領域よりも外側に位置し，最大通紙領域の吸引排気を行う第１のダクトと，第１のダクトの幅方向の外側に位置し，ベルト部材の両端の吸引排気を行う第２のダクトとが設けられており，第１のダクトの排出経路にはろ過フィルターが配置されており，第２のダクトの排出経路には電気集塵装置が配置されていることを特徴とする画像形成装置である。

定着部材としてベルトを用い，その内周面に摺動箇所がある場合，ベルトの内周面にはシリコーンオイルが供給される。摺動箇所の摩擦を低減させるためである。そして，シリコーンオイルは，加熱されることにより，粒径の大きい超微粒子を高い割合で発生させる。ここで，ベルト部材は，フッ素樹脂材料により形成された表面層を有する。このため，シリコーンオイルから発生した超微粒子は，シートの最大通紙領域よりも幅方向の外側の，ベルトの両端より噴出する。よって，ベルトの両端の吸引排気を行うダクトの排出経路には電気集塵装置を設け，粒径の大きい超微粒子を回収することが好ましいのである。

本発明によれば，定着処理時に発生する超微粒子を，効率良く，安価に回収できる構成を有する画像形成装置が提供されている。

実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 第１の形態に係る定着装置の概略構成図である。 第１の形態に係る定着装置のダクトの中央付近の断面図である。 第１の形態に係る定着装置のダクトの端部付近の断面図である。 第１の形態に係る定着装置のダクトの平面における断面図である。 超微粒子の粒径分布を発生源別に示したグラフ図である。 第２の形態に係る定着装置のダクトの中央付近の断面図である。 第２の形態に係る定着装置のダクトの端部付近の断面図である。 第２の形態に係る定着ベルトの断面図である。

［第１の形態］
以下，本発明を具体化した第１の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態の画像形成装置１は，図１に概略構成を示すように，中間転写ベルト３０を有する，いわゆるタンデム方式のカラープリンターである。中間転写ベルト３０は導電性を有する無端状のベルト部材であり，その図中両端部がローラー３１，３２によって支持されている。画像形成時には，図１中右側のローラー３１が反時計回りに回転駆動される。これにより，中間転写ベルト３０および図１中左側のローラー３２が従動回転する。

中間転写ベルト３０のうち，図１中右側のローラー３１に支持されている部分の外周面には，二次転写ローラー４１が設けられている。二次転写ローラー４１と中間転写ベルト３０の外周面とは接触しており，その接触している転写ニップＮ１により，二次転写領域が形成されている。

中間転写ベルト３０の図１中下部には左から右に向かって順に，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが配置されている。また，中間転写ベルト３０の回転方向における画像形成部１０Ｋの下流側であって転写ニップＮ１の上流側の位置には，濃度センサー２０が設けられている。濃度センサー２０は，中間転写ベルト３０の外周面を検出位置としており，トナー像の像濃度を検出することができる。濃度センサー２０はさらに，レジストセンサとしての機能をも有している。

また，画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはいずれも，該当色のトナー像を中間転写ベルト３０上に転写するためのものである。画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはいずれも，その構成は同じである。このため，図１では，画像形成部１０Ｙによって代表して符号をつけている。すなわち，画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは，円筒状の静電潜像担持体である感光体１１を中心に，帯電器１２，露光装置１３，現像装置１４，一次転写ローラー１５，感光体クリーナー１６を有している。一次転写ローラー１５は，感光体１１と中間転写ベルト３０を挟んで対向する位置に配置されている。

図１中で下方に示すのは，給紙カセット５１である。給紙カセット５１には，複数の用紙Ｐが，積載により収容されている。また，給紙カセット５１の図１中右側より上方に向かっては，搬送経路５０が設けられている。そして，給紙カセット５１に収容されている用紙Ｐは，その最上部のものより１枚ずつ給紙ローラー５２によって搬送経路５０に送り出されるようになっている。給紙ローラー５２により送り出された用紙Ｐの搬送経路５０には，転写ニップＮ１，定着装置１００，排紙ローラー５３がこの順で配置されている。搬送経路５０のさらに下流側である図１中の上方には，排紙トレイ５４が設けられている。定着装置１００は，定着ニップＮ２において，用紙Ｐを加熱しつつ加圧することにより，用紙Ｐに転写されたトナー像の定着処理を行うためのものである。

本形態の画像形成装置１による，画像形成動作の一例について簡単に説明する。以下の説明は，４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードにおける画像形成動作の一例である。

画像形成装置１は，画像形成の指示を受けると，その画像信号より各色の画像データを作成するとともに，感光体１１の外周面を帯電器１２によってほぼ一様に帯電させる。作成された各色の画像データはそれぞれ，対応する画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの露光装置１３に送信される。また，帯電された感光体１１の外周面には，露光装置１３によって画像データに応じた光が投射され，静電潜像が形成される。次に，静電潜像は現像装置１４によって現像され，感光体１１上にはトナー像が形成される。各色のトナー像は，一次転写ローラー１５によって中間転写ベルト３０上に転写（一次転写）される。これにより，中間転写ベルト３０上には，イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー像がこの順で重ね合わされる。そして，重ね合わされた４色のトナー像は，中間転写ベルト３０によって二次転写領域である転写ニップＮ１に搬送される。中間転写ベルト３０に転写されず，一次転写ローラー１５を過ぎた後も感光体１１上に残留している転写残トナーは，感光体クリーナー１６によって掻き取られ，感光体１１上から除去される。

一方，給紙カセット５１に収容されている用紙Ｐは，給紙ローラー５２によって最上部のものから１枚ずつ搬送経路５０に引き出される。引き出された用紙Ｐは，搬送経路５０に沿って搬送され，中間転写ベルト３０に載置されたトナー像とタイミングを合わせて転写ニップＮ１に到達する。そして，転写ニップＮ１において，重ね合わされた４色のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは，さらに搬送経路５０の下流側へと搬送される。すなわち，用紙Ｐは，定着装置１００の定着ニップＮ２においてトナー像が定着された後，排紙ローラー５３によって排紙トレイ５４に排出される。

本形態の定着装置１００の概略構成を図２に示す。定着装置１００は，定着ローラー１１０，加圧ローラー１２０，均熱ローラー１３０，誘導加熱装置１４０を有する電磁誘導加熱方式の定着器である。定着ローラー１１０，加圧ローラー１２０，均熱ローラー１３０は平行に配置され，いずれも回転可能に支持されている。また，定着ローラー１１０および誘導加熱装置１４０は，定着ニップＮ２を通過する用紙Ｐのトナー像を坦持している面の側に配置されている。定着ローラー１１０および誘導加熱装置１４０は，定着ニップＮ２を通過する用紙Ｐを加熱するための加熱側の構成である。

一方，加熱側の構成と搬送経路５０を挟んで対向する加圧側は，加圧ローラー１２０および均熱ローラー１３０により構成されている。加圧ローラー１２０は，定着ローラー１１０へ向けて軸と垂直の方向に圧接されている。これにより，定着ローラー１１０と加圧ローラー１２０との間には，用紙Ｐに定着処理を行う定着ニップＮ２が形成されている。また，均熱ローラー１３０は，加圧ローラー１２０へ向けて軸と垂直の方向に圧接されている。そして，定着処理時には，加圧ローラー１２０は，図２に矢印で示すように時計回り方向に回転駆動される。これにより，定着ローラー１１０および均熱ローラー１３０はそれぞれ，加圧ローラー１２０との圧接による摩擦力によって，図２に矢印で示す方向に従動回転する。

定着ローラー１１０の最外周は，定着ニップＮ２を通過した用紙Ｐが張り付いたままとならないよう，離型性の高い表面層１１１により構成されている。本形態においては，表面層１１１は，厚さ５０μｍ程度である。表面層１１１の内周側には，定着ローラー１１０の外周面と用紙Ｐとの密着性を高めるための弾性層１１２が設けられている。弾性層１１２は，厚さ２ｍｍ程度である。また，定着ローラー１１０の最も内側は，十分な強度と耐熱性を有する基材である芯金１１３により構成されている。定着ローラー１１０の外径は，４０ｍｍ程度である。

加圧ローラー１２０においても，その最外周は離型性の高い厚さ５０μｍ程度の表面層１２１により構成されている。また表面層１２１の内周側には，厚さ４ｍｍ程度の弾性層１２２が設けられている。さらに加圧ローラー１２０の最も内側は，芯金１２３により構成されている。加圧ローラー１２０の外径も，４０ｍｍ程度である。

ここで本形態では，定着ローラー１１０および加圧ローラー１２０の表面層１１１，１２１にはいずれも，ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを用いている。なおこの他にも，表面層１１１，１２１として，ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）等のフッ素系樹脂材料を，フッ素系チューブまたはフッ素系コーティングとして用いることもできる。このような表面層１１１，１２１として用いられるフッ素系樹脂材料は，後述する超微粒子を透過させない性質を有する。また，本形態の定着ローラー１１０および加圧ローラー１２０の弾性層１１２，１２２にはいずれも，シリコーンゴムを用いている。なお，シリコーンゴムの発泡体であるシリコーンゴムスポンジなど，その他のシリコーン材料を用いることもできる。

均熱ローラー１３０は，定着ローラー１１０および加圧ローラー１２０の軸方向（図２中奥行き方向）における温度分布を均一にするための部材である。すなわち，均熱ローラー１３０は，加圧ローラー１２０に圧接されていることによりその軸方向に熱を移動させ，加圧ローラー１２０の軸方向の温度分布を均一にする。また，加圧ローラー１２０に圧接されて定着ニップＮ２を形成している定着ローラー１１０の温度分布も均一にする。

誘導加熱装置１４０は，定着ローラー１１０の軸方向に沿って配置されており，図２に示すように定着ローラー１１０の外周と対面している。誘導加熱装置１４０は高周波インバーター１４１と接続されている。誘導加熱装置１４０は，高周波インバーター１４１から供給される高周波電力により磁界を発生させ，その磁界により定着ローラー１１０を発熱させる。

また，定着ローラー１１０の図２中下方には，温度センサー１４３が近接して配置されている。温度センサー１４３は，定着ローラー１１０の表面温度を測定する，例えば非接触の赤外線センサーである。高周波インバーター１４１および温度センサー１４３は，制御部１４２と接続されている。

そして定着処理時には，制御部１４２は，温度センサー１４３が検出する定着ローラー１１０の表面温度を基に，高周波インバーター１４１から誘導加熱装置１４０に供給される電力を制御する。これにより，定着ローラー１１０の表面温度は，定着処理を行うための所定温度に自動制御される。

以上のような定着装置１００では，定着装置１００および定着装置１００によりトナー像を担持した用紙Ｐに定着処理が行われる定着領域において，粒径が１００ｎｍ以下の超微粒子が発生する。超微粒子は，例えば，定着処理時において，定着ローラー１１０や加圧ローラー１２０から発生する。詳細には，定着ローラー１１０および加圧ローラー１２０が定着処理時に加熱されることにより，その弾性層１１２，１２２をなすシリコーンゴムから揮発成分であるシロキサンが生成される。そして，生成されたシロキサンが凝集することにより，超微粒子が発生するのである。この超微粒子は，シリコーンゴムに限らず，例えばシリコーンスポンジなど，その他のシリコーン材料を用いた場合にも発生する。さらに，超微粒子は，定着処理時において，用紙Ｐに担持されたトナーからも発生する。トナーは，定着処理時には加熱しつつ加圧されることにより溶融し，用紙Ｐに定着される。その溶融する際のトナーより，超微粒子が発生するのである。

よって，これら定着装置１００より発生する超微粒子を回収するため，本形態においては，図３から図５に示すようなダクト１５０を設けている。なお，図３から図５に示すダクト１５０は，定着装置１００の加熱側において発生する超微粒子を回収するためのものである。図３は，加熱側の幅方向（図中奥行き方向）における中央付近の断面図である。幅方向とは，用紙Ｐの搬送方向に直行する方向であり，定着ローラー１１０の軸方向のことである。図４は，加熱側の幅方向における端部付近の断面図である。図５は，図３中および図４中のＺ−Ｚ位置における断面図である。また，図３は，図５中のＸ−Ｘ位置における断面である。図４は，図５中のＹ−Ｙ位置における断面図である。

図５に示すように，ダクト１５０の内部は，隔壁１５４と隔壁１５５とによって幅方向に３分割されている。すなわち，ダクト１５０は，加熱側の構成の幅方向の両端付近をそれぞれ覆うダクト１５１，１５３と，加熱側の構成の幅方向の中央付近を覆うダクト１５２とを有している。なお，図３および図４に示すように，隔壁１５４，１５５にはそれぞれ，定着ローラー１１０の形状に合わせた切欠き１５６，１５７が形成されている。切欠き１５６，１５７は定着ローラー１１０の外周面に接触しておらず，それらの間は０．５〜２ｍｍ程度の隙間となっている。

ここで図５に示す長さＬ１は，隔壁１５４と隔壁１５５との間隔，すなわち，ダクト１５２の幅方向における長さである。長さＬ２は，誘導加熱装置１４０の幅方向における長さである。長さＬ３は，用紙Ｐの幅方向における長さである。なお，図５に示す用紙Ｐは，画像形成装置１において使用される中でも最も幅方向に長いものである。つまり，長さＬ３は，用紙Ｐが定着ニップＮ２に通紙されるときの最大通紙領域を示している。また，図５に示すように，弾性層１１２は，その幅方向の両端以外が表面層１１１に覆われており，これら表面層１１１および弾性層１１２の幅方向の長さをＬ４としている。

また，図５に示すように，誘導加熱装置１４０の長さＬ２および用紙Ｐの最大通紙領域の長さＬ３は，ダクト１５２の長さＬ１よりも短い。そして，誘導加熱装置１４０は，ダクト１５２の内部に位置している。また，用紙Ｐは，定着ローラー１１０の外周面のうち，必ず中央のダクト１５２に覆われた領域を通紙されるようになっている。

一方，表面層１１１および弾性層１１２の長さＬ４は，ダクト１５２の長さＬ１よりも長い。そして，表面層１１１および弾性層１１２の幅方向の両端はそれぞれ，ダクト１５２の幅方向の外側に位置するダクト１５１，１５３に覆われている。

また，ダクト１５１には排気路１６１が，ダクト１５２には排気路１６２が，ダクト１５３には排気路１６３が，それぞれ接続されている。排気路１６１，１６２，１６３はいずれも，ファン１６０を有する排気経路である。ファン１６０は，ダクト１５１，１５２，１５３のそれぞれの内部の空気を機外へと排出する気流を発生させるためのものである。そして，その気流により，加熱側より発生した超微粒子は空気とともに，排気路１６１，１６２，１６３へと導かれるようになっている。

排気路１６１，１６３の排気経路におけるファン１６０の上流側には，電気集塵装置１６５が設けられている。電気集塵装置１６５は，帯電部１６６および集塵部１６７を有している。これら帯電部１６６と集塵部１６７とは，排気路１６１，１６３に導かれた空気がこの順で通過するように配置されている。そして，定着処理時において，本形態の帯電部１６６には，負電圧が印加される。一方，集塵部１６７には，帯電部１６６とは反対の正電圧が印加される。これにより，帯電部１６６は，通過する超微粒子を負に帯電させることができる。集塵部１６７は，負に帯電した超微粒子を電気的に捕捉することができる。なお，帯電部１６６と集塵部１６７とに印加する電圧の正負はそれぞれ，上記に記載したものと逆であってもよい。

排気路１６２の排気経路におけるファン１６０の上流側には，ろ過フィルター１６４が設けられている。ろ過フィルター１６４は，通過する空気と超微粒子とのうち，超微粒子のみを物理的に捕捉するためのものである。ろ過フィルター１６４として，例えば不織布や織布等を用いることができる。

ここで，前述したように，定着ローラー１１０の弾性層１１２からは，シリコーンゴムが加熱されることにより超微粒子が発生する。この弾性層１１２から発生した超微粒子を，図４および図５において超微粒子Ａとして示している。図４および図５に示すように，超微粒子Ａは，定着ローラー１１０の両端付近からのみ噴出する。つまり，超微粒子Ａは，図３に示す定着ローラー１１０の中央付近からは噴出しない。前述したように，定着ローラー１１０の最外周に位置する表面層１１１は，超微粒子Ａを透過させない性質を有しているからである。このため，弾性層１１２において発生した超微粒子Ａは，弾性層１１２の両端面からのみ噴出するのである。

そして，超微粒子Ａの噴出する定着ローラー１１０の両端付近はそれぞれ，ダクト１５１，１５３により覆われている。このため，超微粒子Ａは，ファン１６０による気流によって排気路１６１，１６３へと導かれる。すなわち，超微粒子Ａは，帯電部１６６によって負に帯電された後，正に帯電している集塵部１６７によって回収される。

なお，図５に示す表面層１１１および弾性層１１２の長さＬ４は同じであるが，異なる長さであってもよい。すなわち幅方向において，弾性層１１２は，少なくとも図５に示す最大通紙領域の長さＬ３よりも長ければよい。定着ニップＮ２における表面層１１１と用紙Ｐとの密着性を保つことができるからである。さらに幅方向において，表面層１１１は，少なくとも図５に示すダクト１５２の長さＬ１よりも長ければよい。定着ローラー１１０のうち，ダクト１５１，１５３に覆われている部分において超微粒子Ａが噴出することに変わりはないからである。また幅方向において，弾性層１１２の長さが表面層１１１の長さよりも長い場合には，弾性層１１２の両端面だけでなく，表面層１１１に覆われていない弾性層１１２の周面からも超微粒子Ａは噴出する。

また，前述したように，用紙Ｐに担持されたトナーからも超微粒子が発生する。このトナーから発生する超微粒子を，図３および図５において超微粒子Ｂとして示している。図３および図５に示すように，超微粒子Ｂは，用紙Ｐが通紙される定着ローラー１１０の中央付近において発生する。つまり，超微粒子Ｂは，図４に示す定着ローラー１１０の両端付近には発生しない。超微粒子Ｂが発生するのは，図５に示すように，ダクト１５２に覆われた定着ローラー１１０の中央付近の最大通紙領域である。すなわち，用紙Ｐより発生した超微粒子Ｂは，ファン１６０によるダクト１５２内の気流によって排気路１６２へと導かれる。よって，超微粒子Ｂは，ろ過フィルター１６４によって回収される。

ここで図６は，定着装置１００の定着処理時において発生する超微粒子の粒径分布を，その発生源別に示したものである。すなわち，シリコーン材料から発生する超微粒子Ａの粒径分布と，トナーから発生する超微粒子Ｂの粒径分布とを示している。図６より，超微粒子Ａおよび超微粒子Ｂはいずれも，ほぼ１００ｎｍ以下の粒径であることが分かる。また，超微粒子Ａには，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における大きい粒径のものが高い割合で存在していることが分かる。一方，超微粒子Ｂには，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における小さい粒径のものが高い割合で存在していることが分かる。

そして一般的には，粒径の大きい粒子ほど，ろ過フィルターによって回収されやすい傾向がある。粒径が大きい粒子ほど，ろ過フィルターの目を透過しにくいからである。しかし，粒径が１００ｎｍ以下の超微粒子においては，逆に，粒径の小さいものほど，ろ過フィルターによって捕捉されやすい傾向があることが分かっている。このため，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における小さい粒径のものが高い割合で存在する超微粒子Ｂの排気路１６２には，ろ過フィルター１６４が設けられているのである。これにより，超微粒子Ｂを，効率良く回収することができるのである。

一方，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における大きい粒径のものが高い割合で存在する超微粒子Ａについては，その多くがろ過フィルターを透過してしまうおそれがある。このため，本形態においては，超微粒子Ａの排気路１６１，１６３には，電気集塵装置１６５が設けられている。これにより，超微粒子Ａを，帯電部１６６によって負に帯電させつつ，正電圧が印加されている集塵部１６７によって効率良く回収することができるのである。

そして，電気集塵装置は，超微粒子の回収能力が高いほど，また，通過させることのできる空気の流量が多いほど高価なものとなる。能力の高い帯電部や集塵部が必要となるからである。そこで，本形態においては，超微粒子Ａの排気経路である排気路１６１，１６３にのみ，電気集塵装置１６５を設けている。これにより，本形態の電気集塵装置１６５は，その帯電部１６６および集塵部１６７に必要とされる帯電能力および集塵能力は最小限で済むため，安価である。また，超微粒子Ｂの排気経路である排気路１６２に設けられたろ過フィルター１６４は，帯電部等を有していないため，安価である。よって，定着装置１００の加熱側より発生する超微粒子Ａおよび超微粒子Ｂを，効率良く，安価な構成で回収することができる。

なお，超微粒子Ｂを回収するろ過フィルター１６４としては，活性炭等の吸着剤を担持した吸着剤フィルターや，静電気を帯びた静電フィルター等を用いることもできる。また，超微粒子Ａの排気路１６１，１６３にはさらに，ろ過フィルターや吸着剤フィルター，静電フィルター等を設けてもよい。これらのフィルターは，電気集塵装置１６５よりも下流側の位置に設けることが好ましい。そして，これらのフィルターは安価であるとともに，電気集塵装置１６５において回収できなかった超微粒子Ａを回収することができる。すなわち，機外に排出される超微粒子Ａの量を低減させることができるのである。

また，上記においては，加熱側のダクト１５０について説明しているが，同様のダクトを加圧側にも適用することができる。すなわち，加圧ローラー１２０においても定着ローラー１１０と同様に，表面層１２１と弾性層１２２とを有している。そして定着処理時には，弾性層１２２であるシリコーンゴムが加熱されることにより，超微粒子Ａが発生する。発生した超微粒子Ａは，加圧ローラー１２０の両端付近より噴出する。弾性層１２２の幅方向の両端以外は，表面層１２１に覆われているからである。さらに，用紙Ｐが通紙される加圧ローラー１２０の中央付近からは，トナーが加熱されることにより超微粒子Ｂが発生する。よって，加圧側においても，加熱側のダクト１５０と同様のダクトを設けることにより，発生する超微粒子Ａおよび超微粒子Ｂを，効率良く，安価な構成で回収することができるのである。

以上詳細に説明したように，本形態の画像形成装置１では，定着装置１００による定着処理がなされる定着領域において，粒径が１００ｎｍ以下の超微粒子Ａおよび超微粒子Ｂが発生する。超微粒子Ａは，定着ローラーや加圧ローラーのシリコーン材料により形成された弾性層から発生する。そして，超微粒子Ａの発生する弾性層の幅方向の両端以外は，超微粒子を透過させないフッ素系樹脂材料により形成された表面層に覆われている。このため，超微粒子Ａは，弾性層の両端より噴出する。一方，超微粒子Ｂは，用紙に担持されたトナーから発生する。つまり，超微粒子Ｂは，弾性層および表面層の幅方向の中央付近の用紙の最大通紙領域において発生する。超微粒子Ａには，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における大きい粒径のものが高い割合で存在する。超微粒子Ｂには，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における小さい粒径のものが高い割合で存在する。よって，超微粒子Ａが噴出する弾性層および表面層の両端を吸引排気するダクトの排気経路には，電気集塵装置を設けている。超微粒子Ｂが発生する用紙の最大通紙領域を吸引排気するダクトの排気経路には，ろ過フィルターを設けている。これにより，超微粒子Ａおよび超微粒子Ｂを，効率良く，安価に回収できる構成を有する画像形成装置が実現されている。

［第２の形態］
第２の形態について説明する。本形態は，第１の形態と比較して，定着装置の構成がやや異なる。詳細には，本形態では，加熱側の構成，すなわち，第１の形態における定着ローラー１１０等に相当する構成が異なる。第１の形態における加圧ローラー１２０等の加圧側の構成は，本形態においても同じである。

本形態の定着装置２００の加熱側の概略構成を図７および図８に示す。図７は，定着装置２００の加熱側の幅方向における中央付近の断面を示している。図８は，定着装置２００の加熱側の幅方向における端部付近の断面を示している。なお，図８は，基本的には定着装置２００の図中奥行き方向における手前側の端部を示しているが，括弧付した符号により奥側の端部を示している。

本形態の定着装置２００は，加熱側の構成として，定着ローラー２１０，加熱ローラー２２０，定着ベルト２３０を有している。定着ベルト２３０は，定着ローラー２１０と加熱ローラー２２０とに巻き掛けられている。定着ベルト２３０の外周面には加圧ローラー１２０が圧接されており，図７に示すように，その接触している部分には定着ニップＮ２が形成されている。また，本形態においても，定着装置２００の加熱側より発生する超微粒子を回収するため，ダクト２５０が設けられている。

本形態のダクト２５０においても，その内部は，図７に示す隔壁２５４と，図８に示す隔壁２５５とによって幅方向に３分割されている。すなわち，隔壁２５４は，図５に示す第１の形態のダクト１５０における隔壁１５４に相当する。隔壁２５５は，図５に示す第１の形態のダクト１５０における隔壁１５５に相当する。

そして，本形態のダクト２５０においても，図８に示す定着装置２００の加熱側の両端付近をそれぞれ覆うダクト２５１，２５３と，図７に示す定着装置２００の加熱側の中央付近を覆うダクト２５２とを有している。また，隔壁２５４，２５５にはそれぞれ，定着ベルト２３０の形状に合わせた切欠き２５６，２５７が形成されている。本形態においても，切欠き２５６，２５７は定着ベルト２３０の外周面に接触しておらず，それらの間は０．５〜２ｍｍ程度の隙間となっている。

また本形態においても，用紙Ｐの最大通紙領域は，隔壁２５４と隔壁２５５との間に位置している。すなわち，本形態においても，図５に示す第１の形態におけるＬ１とＬ３との関係は同じである。このため，用紙Ｐは，定着ベルト２３０の外周面のうち，必ず中央のダクト２５２に覆われた領域を通紙されるようになっている。また，定着ベルト２３０の幅方向の長さは，ダクト２５２の幅方向の長さよりも長い。すなわち，本形態においても，図５に示す第１の形態におけるＬ１とＬ４との関係は同じである。そして，定着ベルト２３０の幅方向の両端はそれぞれ，ダクト２５１，２５３に覆われている。

さらに，図７に示すように，ダクト２５２には排気路２６２が接続されている。本形態においても，排気路２６２の排気経路には，ろ過フィルター１６４，ファン１６０がこの順で設けられている。また，図８に示すように，ダクト２５１には排気路２６１が，ダクト２５３には排気路２６３が，それぞれ接続されている。排気路２６１，２６３の排気経路にはそれぞれ，電気集塵装置１６５，ファン１６０がこの順で設けられている。

また，本形態の定着ローラー２１０の最外周は，厚さ６ｍｍ程度の弾性層２１１により構成されている。弾性層２１１は，シリコーンゴムの発泡体であるシリコーンスポンジである。弾性層２１１には，その他のシリコーン材料を用いることもできる。弾性層２１１の内側は，芯金２１２により構成されている。定着ローラー２１０の外径は，４０ｍｍ程度である。なお，定着ローラー２１０は，最外層として補強層を有するものであってもよい。

加熱ローラー２２０は，中空の円筒状の部材である芯金２２１と，その内部に設けられた熱源であるハロゲンヒーター２２２とを有している。加熱ローラー２２０の外径は，４０ｍｍ程度である。

定着ベルト２３０は，無端状のベルト部材である。定着ベルト２３０は，図９に示すように，外側（図中上側）から順に，表層２３１，弾性層２３２，基層２３３を有している。本形態の定着ベルト２３０の表層２３１は，５０μｍ厚のＰＦＡチューブである。表層２３１には，その他のフッ素系樹脂材料を用いることもできる。弾性層２３２は，２００μｍ厚のシリコーンゴムである。弾性層２３２には，その他のシリコーン材料を用いることもできる。基層２３３は，ニッケル電鋳ベルトである。また，弾性層２３２は，定着ベルトの幅方向の両端以外は表層２３１に覆われている。

このように，本形態においては，定着ローラー２１０および定着ベルト２３０がそれぞれ，シリコーン材料よりなる弾性層２１１および弾性層２３２を有している。このため，定着処理時には，図８に示すように，定着ローラー２１０および定着ベルト２３０から，超微粒子Ａが発生する。そして，定着ベルト２３０の弾性層２３２から発生した超微粒子Ａは，定着ベルト２３０の両端部より噴出する。定着ベルト２３０の最外周に位置する表層２３１は，超微粒子Ａを透過させないからである。また，定着ローラー２１０の弾性層２１１より発生した超微粒子Ａにおいても，定着ベルト２３０の両端より噴出する。定着ローラー２１０には，定着ベルト２３０が巻き掛けられているからである。

そして，超微粒子Ａの噴出する定着ベルト２３０の両端付近はそれぞれ，ダクト２５１，２５３に覆われている。このため，超微粒子Ａは，ファン１６０による気流によって排気路２６１，２６３へと導かれる。すなわち，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における大きい粒径のものが高い割合で存在する超微粒子Ａは，帯電部１６６によって負に帯電された後，正に帯電している集塵部１６７によって効率良く回収される。

また，本形態においても，定着処理時には，図７に示すように，用紙Ｐに担持されたトナーが溶融することにより，超微粒子Ｂが発生する。本形態においても，超微粒子Ｂが発生するのは，ダクト２５２に覆われた定着ベルト２３０の中央付近の最大通紙領域である。このため，用紙Ｐより発生した超微粒子Ｂは，ダクト２５２内の気流によって排気路２６２へと導かれる。よって，粒径１００ｎｍ以下の範囲内における小さい粒径のものが高い割合で存在する超微粒子Ｂは，ろ過フィルター１６４によって効率良く回収される。

そして，本形態においても，帯電部１６６と集塵部１６７とに必要とされる帯電能力および集塵能力は最小限で済む。帯電部１６６および集塵部１６７を，超微粒子Ａの排気路２６１，２６３にのみ設けているからである。さらに，超微粒子Ｂの排気路２６２には，帯電部等を有していないろ過フィルター１６４が設けられている。これにより，本形態においても，定着装置２００の加熱側より発生する超微粒子Ａおよび超微粒子Ｂを，効率良く，安価な構成で回収することができる。

また，本形態の定着ローラー２１０に代えて，回転しない定着部材を用いる構成の場合もある。この場合においても，その定着部材の弾性体としてシリコーンゴムやシリコーンスポンジなどのシリコーン材料を用いることにより，定着処理時には超微粒子Ａが発生することとなる。

そして，定着ローラー２１０に代えて回転しない定着部材を用いた場合には，定着処理時において，その定着部材の外周面と定着ベルト２３０の内周面とが摺動する。このため，定着ベルト２３０の内側には潤滑剤供給部が配置され，定着ベルト２３０の内周面には潤滑剤としてのシリコーンオイルが適宜供給されることがある。回転しない定着部材の外周面と定着ベルト２３０の内周面との摺動抵抗を低減させるためである。このシリコーンオイルからも，定着処理時には超微粒子Ａが発生する。

しかし，回転しない定着部材は，定着ベルト２３０の内側に位置している。また，シリコーンオイルは，定着ベルト２３０の内周面に供給される。このため，発生した超微粒子Ａは，ダクト２５１，２５３に覆われた定着ベルト２３０の幅方向の両端より噴出することとなる。よって，定着ローラー２１０に代えて回転しない定着部材を用い，定着ベルトの内周面にシリコーンオイルを供給した場合においても，超微粒子Ａを，排気路２６１，２６３に設けられた電気集塵装置１６５によって効率良く回収することができるのである。

以上詳細に説明したように，本形態の定着装置２００は，その加熱側の構成に定着ベルトを用いたものである。定着ベルトは，最外周にフッ素系樹脂材料を用いた表層を有している。そして，本形態においても定着ローラーおよび定着ベルトの弾性層に用いたシリコーン材料から超微粒子Ａが発生する。また，定着ローラーに代えて回転しない定着部材を用いた構成の場合，その回転しない定着部材に用いたシリコーン材料，および定着ベルトの内周面に供給されるシリコーンオイルから超微粒子Ａが発生する。これら超微粒子Ａの発生源はいずれも，定着ベルトの表層の内側に位置している。このため，超微粒子Ａは，定着ベルトの両端より噴出する。よって，超微粒子Ａが噴出する定着ベルトの両端を吸引排気するダクトの排気経路には，電気集塵装置を設けている。超微粒子Ｂが発生する用紙の最大通紙領域を吸引排気するダクトの排気経路には，ろ過フィルターを設けている。これにより，本形態においても，超微粒子Ａおよび超微粒子Ｂを，効率良く，安価に回収できる構成を有する画像形成装置が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，上記の形態では定着装置の両端部のダクトがそれぞれに排気路を有し，その排気路のそれぞれが帯電部と集塵部とを有する構成について説明したが，これに限るものではない。帯電部および集塵部は超微粒子Ａの排気経路上にあれば良く，例えば，両端部のダクトの排気路を途中で合流させる構成の場合，排気路の合流した位置よりも下流側に帯電部と集塵部とを設ければよい。この場合には，帯電部および集塵部はそれぞれ，１つずつでよい。この場合には当然，ファンも１つでよい。

また本発明は，上記の形態においてタンデム方式のカラープリンターとした画像形成装置１に限らず，１つの感光体の周囲に各色の現像装置が設けられている，いわゆる４サイクル方式のものにも適用することができる。また例えば，モノクロの複写機やプリンター，ファクシミリ，またはこれらの機能を複合的に備える複合機等にも適用可能である。

１…画像形成装置
１００…定着装置
１１０…定着ローラー
１１１…表面層
１１２…弾性層
１５１，１５２，１５３…ダクト
１６０…ファン
１６１，１６２，１６３…排気路
１６４…ろ過フィルター
１６５…電気集塵装置
１６６…帯電部
１６７…集塵部
Ａ，Ｂ…超微粒子
Ｐ…用紙

Claims (3)

1. トナーを坦持するシートを一対の定着部材のニップ部に通しつつ加熱および加圧する定着処理により，トナー像をシート上に定着する定着装置を有する画像形成装置において，
   前記一対の定着部材のうち少なくとも一方は弾性体を有し，
   前記弾性体は，シリコーン材料を含む材料により形成されているとともに，少なくともその一部が前記ニップ部を通過するシートの最大通紙領域以外で外部に露出しているものであり，
   前記最大通紙領域の吸引排気を行う第１のダクトと，
   前記シートの搬送方向に対する幅方向について前記第１のダクトの外側に位置し，前記弾性体の露出部分の吸引排気を行う第２のダクトとが設けられており，
   前記第１のダクトの排気経路にはろ過フィルターが配置されており，
   前記第２のダクトの排気経路には電気集塵装置が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記第１および第２のダクトが設けられている定着部材は，最外周に配置されている表面層を有し，
   前記表面層はフッ素樹脂材料により形成されており，
   前記幅方向について，前記表面層および前記弾性体の両端はともに，前記最大通紙領域よりも外側に位置しており，
   前記弾性体の両端が前記露出部分であることを特徴とする画像形成装置。
3. トナーを坦持するシートを一対の定着部材のニップ部に通しつつ加熱および加圧する定着処理により，トナー像をシート上に定着する定着装置を有する画像形成装置において，
   前記一対の定着部材のうち少なくとも一方は，無端状のベルト部材と，前記ベルト部材の内周面にシリコーンオイルを供給する潤滑剤供給部とを有し，
   前記ベルト部材は，最外周に配置されている表面層と，最内周に配置されている基層と，表面層と基層との間に配置されている内層とを有し，
   前記表面層はフッ素樹脂材料により形成されており，
   前記シートの搬送方向に対する幅方向について，前記ベルト部材の両端はともに，前記ニップ部を通過するシートの最大通紙領域よりも外側に位置し，
   前記最大通紙領域の吸引排気を行う第１のダクトと，
   前記第１のダクトの幅方向の外側に位置し，前記ベルト部材の両端の吸引排気を行う第２のダクトとが設けられており，
   前記第１のダクトの排出経路にはろ過フィルターが配置されており，
   前記第２のダクトの排出経路には電気集塵装置が配置されていることを特徴とする画像形成装置。

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