JP6643220B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材にトナー像を形成する画像形成装置に関する。この画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等として用いられる。

電子写真式の画像形成装置は、離型剤を含有するトナーを用いて記録材に画像を形成する。また、画像形成装置はトナーの画像を担持した記録材を加熱・加圧して記録材に画像を定着させる定着装置を備えている。

特許文献１に記載の画像形成装置では、離型剤を含有するトナーが加熱されて生じる超微粒子を回収するための構成を備えている。

特開２０１３−１９０６５１公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、発生した微粒子を適切に除去するにあたり、改善の余地がある。

本発明の目的は、トナーに含有される離型剤に起因する微粒子を適切に除去することができる画像形成装置を提供することである。

本発明は、離型剤を含有するトナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により記録材に形成された画像を定着するためのニップ部を形成する加熱回転体及び加圧回転体を備えた定着部と、
前記画像形成部と前記定着部との間において記録材に形成された画像と対向するように配置された吸気口を備え、前記定着部から前記吸気口を介して取り込んだエアを排出するダクトと、
前記ダクトの通気経路に設けられ離型剤に起因する微粒子を回収するフィルタと、
前記ダクト内にエアを引き込むためのファンと、を有し、
前記吸気口の短手方向両端部の中点と前記加熱回転体との最短距離をｄ（ｍｍ）、前記フィルタの面積をＦｓ（ｃｍ^２）、前記フィルタにおけるエアの通過風速をＦｖ（ｃｍ／ｓ）としたとき、以下を満足することを特徴とするものである。

本発明によれば、トナーに含有される離型剤に起因する微粒子を適切に除去することができる。

（ａ）は定着装置近傍においてダストを回収する様子を示す図、（ｂ）はシートの後端ハネの様子を示す図である。 （ａ）は定着装置周辺の斜視図、（ｂ）は定着装置の周辺におけるシートの通過位置を示す図である。 （ａ）はダクトユニットを分解した斜視図、（ｂ）はダクトユニットが動作する様子を示す図である。 画像形成装置の構成を示す図である。 （ａ）は定着ユニットの断面を示す図、（ｂ）はベルトユニットを分解した様子を示す図である。 （ａ）は定着ユニットのニップ部近傍のシートを示す図、（ｂ）はベルトの層構成を示す図、（ｃ）は加圧ローラの層構成を示す図である。 ベルトユニットの加圧機構を示す図である。 （ａ）はダストＤの合体現象を説明するための図、（ｂ）はダストＤの付着現象を説明する模式図である。 （ａ）は検証例１における画像形成処理の経過時間とダストＤ発生量の関係を示すグラフ、（ｂ）は検証例２における画像形成処理の経過時間とダストＤ発生量の関係を示すグラフである。 （ａ）は定着処理の進行に伴い拡大する定着ベルト上のワックス付着領域の様子を示す図、（ｂ）は、ワックスの付着領域とダストＤの発生領域の関係を示す図である。 定着ベルトの周辺の気流の流れを説明する図である。 制御回路と各構成の関連を示す図である。 ファンの制御を説明するフローチャートである。 （ａ）はサーミスタＴＨのシーケンス図、（ｂ）は第一ファンのシーケンス図、（ｃ）は第二ファンのシーケンス図、（ｄ）は第三ファンのシーケンス図である。 （ａ）は風量制御の効果を説明する第１のグラフ、（ｂ）は風量制御の効果を説明する第２のグラフ、（ｃ）は風量制御の効果を説明する第３のグラフ、（ｄ）は風量制御の効果を説明する第４のグラフである。 （ａ）はサーミスタのシーケンス図、（ｂ）は第一ファンのシーケンス図、（ｃ）は第二ファンのシーケンス図、（ｄ）は第三ファンのシーケンス図である。 （ａ）はダスト低減率αの目標値を５０％とした場合に必要な吸引風量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を示すグラフ、（ｂ）はダスト低減率αの目標値を６０％とした場合に必要な吸引風量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を示すグラフである。 ベルト表面とフィルタ間の距離ｄ（ｍｍ）と吸引風量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）の関係を示すグラフである。 ベルト表面とフィルタ間の距離ｄ（ｍｍ）とフィルタ面積Ｆｓ（ｃｍ^２）の関係を示すグラフである。 フィルタをダクトの内部に配置した例を示す図である。 フィルタユニットの配置と輻射熱の関係を示す図である。 フィルタユニットの配置と輻射熱の関係を示す図である。 フィルタユニットの配置と輻射熱の関係を示す図である。 （ａ）はフィルタ通過風速とフィルタのダスト濾過率、フィルタ通気抵抗の関係を示す図、（ｂ）はフィルタ通過風速とフィルタ面積の関係を示す図である。

以下、本発明に関して実施例を用いて詳細に説明する。なお、特段の断りがない限り、本発明の思想の範囲内において、実施例に記載された各種構成を他の公知の構成に置き換えてもよい。

＜実施例１＞
（１）画像形成装置の全体構成
本実施例の特徴部分を説明する前に、画像形成装置の全体構成について説明する。図４は画像形成装置の構成を示す図である。図１２は制御回路と各構成の関係を示すブロック図である。プリンタ１は、電子写真プロセスを用いる画像形成部で画像を形成し、この画像を転写部にてシートに転写し、画像が転写されたシートを定着部で加熱することでシートＰに画像を定着させる装置である。本実施例の説明で用いるプリンタ１は、電子写真プロセスを用いた４色フルカラーのマルチファンクションプリンタ（カラー画像形成装置）である。なお、プリンタ１は、モノクロのマルチファンクションプリンタやシングルファンクションプリンタであってもよい。以下、図を用いて詳細に説明する。

プリンタ１は、装置内の各構成を制御する制御回路Ａを備えている。制御回路Ａは、ＣＰＵ等の演算部やＲＯＭ等の記憶部を備えた電気回路である。制御回路Ａは、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムをＣＰＵが読みだすことで各種制御を行う制御部として機能する。制御回路Ａは、パーソナルコンピュータ等の外部情報端末（不図示）やイメージリーダ２等の入力装置Ｂ、及び操作パネル（不図示）等の各種構成と電気的に接続されており、信号情報のやり取りが可能である。制御回路Ａは、入力装置Ｂから入力された画像信号に基づき装置内の各種構成を統括的に制御してシートＰ上に画像を形成させる。

シートＰは、その表面に画像が形成される記録材（用紙）である。シートＰの例としては普通紙・厚紙・ＯＨＰシート・コート紙・ラベル紙等が挙げられる。

図４に示すように、プリンタ１はトナー画像を形成する画像形成部５として第１から第４の４つの画像形成ステーション５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ（以下、ステーションと記す）を備えている。ステーション５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、図４に示すように左側から右側にかけて並べて設けられている。

各ステーション５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、用いるトナーの色が異なる以外はほぼ同様に構成されている。そのため、ステーション５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの詳細構成について説明する場合はステーション５Ｋを例に説明する。ステーション５Ｋは、画像が形成される像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）６を有する。また、ステーション５Ｋは、このドラム６に作用するプロセス手段としてのクリーニング部材４１、現像ユニット９、帯電ローラ（不図示）を有している。

第１のステーション５Ｙは現像ユニット９のトナー収容室内にイエロー（Ｙ）色の現像剤（以下、トナーと記す）を収容している。第２のステーション５Ｍは現像ユニット９のトナー収容室内にマゼンタ（Ｍ）色のトナーを収容している。第３のステーション５Ｃは現像ユニット９のトナー収容室内にシアン（Ｃ）色のトナーを収容している。第４のステーション５Ｋは現像ユニット９のトナー収容室内にブラック（Ｋ）色のトナーを収容している。

画像形成部５の下側にはドラム６に対する画像情報露光手段としてのレーザースキャナユニット８が配置されている。また画像形成部５の上側には、中間転写ベルトユニット１０（以下転写ユニットと呼ぶ）が設けられている。

転写ユニット１０は、中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）１０ｃとそれを駆動する駆動ローラ１０ａ有する。また、ベルト１０ｃの内側には第１から第４の４つの一次転写ローラ１１が平行に配設されている。各一次転写ローラ１１は各ステーションのドラム６に対向して配置されている。

画像形成部の各ドラム６は上面部分が各一次転写ローラ１１の位置においてベルト１０ｃの下面に接している。この接触部分を一次転写部と呼ぶ。

駆動ローラ１０ａはベルト１０ｃを回転駆動するローラであり、ベルト１０ｃのうち駆動ローラ１０ａによりバックアップされた部分の外側には二次転写ローラ１２が配設されている。ベルト１０ｃは転写手段である二次転写ローラ１２と接触しており、この接触部分を二次転写部１２ａと呼ぶ。ベルト１０ｃのうちテンションローラ１０ｂによってバックアップされた部分の外側には転写ベルトクリーニング装置１０ｄが配設されている。レーザースキャナユニット８の下部には、シートＰを収納するカセット３が配設されている。カセットＰに収納されたシートＰは、外気の状態にあわせて吸湿を行う。吸湿量の多いシートほど加熱された際に多くの水蒸気を発生させる。

図４に示すように、プリンタ１には、カセット３からピックアップされたシートＰを上方へ搬送するシート搬送路（縦パス）Ｑが配設されている。このシート搬送路Ｑは、下側から上側に順に、給送ローラ４ａとリタードローラ４ｂとのローラ対、レジストローラ対４ｃ、二次転写ローラ１２、定着装置１０３、排出ローラ対１４が配設されている。またイメージリーダ２の下方は排出トレイ１６が配置されている。

（１−１）画像形成装置の画像形成シーケンス
プリンタ１が画像形成動作を行う場合、制御回路Ａは次のような制御を行う。制御回路Ａは、画像形成タイミングに合わせて第１から第４のステーション５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのドラム６を図中時計方向に所定の速度で回転駆動させる。制御回路Ａは、ドラム６の回転速度に応じた速度且つドラム６の回転方向に対して順回転する方向にベルト１０ｃが回転するように駆動ローラ１０ａの駆動を制御する。また、制御回路Ａはレーザースキャナユニット８や帯電ローラ（不図示）を作動させる。

上述した制御が行われることで、プリンタ１は次にようにしてフルカラー画像を形成する。

まず、帯電ローラ（不図示）はドラム６の表面を所定の極性・電位に均一に帯電させる。次に、レーザースキャナユニット８は、Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの各色の画像情報信号に応じて変調されたレーザービームを用いてドラム６の表面を走査露光する。こうして、各ドラム６の表面には、対応色応じた静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像ユニット９によりトナー像として現像される。上記のように形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像は、一次転写部において、ベルト１０ｃ上に順に重ねて一次転写されることで合成される。こうして、ベルト１０ｃ上にはＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色のトナー像が合成されたフルカラーの未定着トナー像が形成される。そしてこの未定着トナー像はベルト１０ｃの回転により転写部１２ａに搬送される。ベルト１０ｃにトナー像を一次転写した後のドラム６の表面はクリーニング部材４１によりクリーニングされる。

一方、カセット３内のシートＰは、給送ローラ４ａとリタードローラ４ｂによって１枚分給送されてレジストローラ対４ｃへ搬送される。レジストローラ対４ｃベルト１０ｃ上のトナー像と同期を取ってシートＰを二次転写部へと搬送する。二次転写ローラ１２は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の二次転写バイアスが印加されている。そのため、シートＰが二次転写部に挟持搬送されると、ベルト１０ｃ上の４色トナー像はシートＰ上に一括して二次転写される。

二次転写部から搬送されたシートＰがベルト１０ｃから分離されて定着装置１０３へ搬送されると、トナー像はシートＰ上に熱定着される。定着装置１０３から搬送されたシートＰは、ガイド部材１５と排出ローラ対１４を経て排出トレイ１６に排出される。シートＰに対するトナー像が二次転写された後にベルト１０ｃの表面に残留した残トナーは、転写ベルトクリーニング装置１０ｄによりベルト表面から除去される。

（２）定着装置
次に定着装置１０３と、定着装置１０３の近傍で発生するダストＤについて説明する。

（２−１）定着装置１０３
図５（ａ）は定着ユニットの断面を示す図である。図５（ｂ）はベルトユニットを分解した様子を示す図である。本実施例における定着装置１０３は、ヒータ１０１ａによって加熱された小径の定着ベルト１０５（以後ベルトと呼ぶ）を用いてトナー画像をシートＰに定着させる低熱容量な定着装置である。定着装置１０３は、加熱回転体としてのベルト１０５を備えた定着ベルトユニット１０１（定着ユニットと呼ぶ）と、加圧回転体としての加圧ローラ１０２と、加熱部としての面状のヒータ１０１ａと、筐体１００とを備えている。図５の（ａ）に示すように筐体１００にはシート入口４００とシート出口５００が設けられており、定着ユニット１０１と加圧ローラ１０２の間のニップ部１０１ｂにシートＰが通過させることができる。本実施例では、シート入口４００がシート出口５００よりも重力方向下方に配置されているため、シートＰが重力方向下方から上方に向けて搬送される。この構成を縦パス構成と称する。

シート入口４００には、薄板状の回転円板からなるコロ１００ａが、ベルト１０５の回転軸方向に複数並べて設けられている。コロ１００ａは、搬送パスから外れたシートＰを案内することで筐体１００にトナーが付着することを抑制している。

シート出口５００よりもシートＰの搬送方向の下流側には、ニップ部１０１ｂを通過してシートの搬送をガイドするガイド部材１５（案内部材）が設けられている。以後の説明において、シートＰの搬送方向下流側を下流側と呼び、シートＰの搬送方向上流側を上流側と呼ぶ。

（２−２）定着ユニット１０１の構成
定着ユニット１０１は、後述する加圧ローラ１０２に当接して加圧ローラ１０２との間にニップ部１０１ｂを形成し、ニップ部１０１ｂにおいてトナー画像をシートＰに定着させる定着ユニットである。定着ユニット１０１は、図５（ａ）・図５（ｂ）に示すように、複数の部材で構成された組み立て体である。

定着ユニット１０１は、面状のヒータ１０１ａと、ヒータ１０１ａを保持するヒータホルダ１０４と、ヒータホルダ１０４を支持する加圧ステー１０４ａと、を備えている。更に、定着ユニット１０１は、エンドレス状のベルト１０５と、ベルト１０５の幅方向一端側と他端側を保持するフランジ１０６Ｌ・１０６Ｒと、を備えている。

ヒータ１０１ａは、ベルト１０５の内面に当接してベルト１０５を加熱する加熱部材である。本実施例ではヒータ１０１ａとして、通電によって発熱するセラミックヒータを用いている。セラミックヒータは、細長で薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備された抵抗層と、を備えており、抵抗層に通電することで全体が速やかに発熱する低熱容量のヒータである。

ヒータホルダ１０４は、ヒータ１０１ａを保持する保持部材である。本実施例のホルダ１０４は、横断面が半円弧状をしており、ベルト１０５の周方向の形状を規制している。ホルダ１０４の材料には耐熱性の樹脂を用いることが望ましい。

加圧ステー１０４ａは、ヒータ１０１ａ及びホルダ１０４を長手方向で均一にベルト１０５に押し当てる部材である。加圧ステー１０４ａは高い加圧力がかかっても撓みにくい材質であることが望ましい。本実施例では加圧ステー１０４ａの材質としてステンレス鋼であるＳＵＳ３０４を用いた。加圧ステー１０４ａ上には温度センサとしてのサーミスタＴＨが設けられている。サーミスタＴＨはベルト１０５の温度に応じた信号を制御回路Ａに出力する。

ベルト１０５は、シートＰに接触してシートＰに熱を付与する回転体である。ベルト１０５は、円筒状（エンドレス状）のベルトであり、全体的に可撓性を有している。ベルト１０５は、ヒータ１０１ａ、ヒータホルダ１０４、加圧ステー１０４ａを外側から覆うように設けられている。

フランジ１０６Ｌ・１０６Ｒはベルト１０５の長手方向端部を回転可能に保持する一対の部材である。フランジ１０６Ｌ・１０６Ｒは、図２に示すように、それぞれ、フランジ部１０６ａとバックアップ部１０６ｂと被押圧部１０６ｃとを有する。フランジ部１０６ａはベルト１０５の端面を受け止めてベルト１０５のスラスト方向への移動を規制する部分であり、ベルト１０５の径よりもより大きな外形をしている。バックアップ部１０６ｂは、定着ベルト内面を保持してベルト１０５の円筒形状を保つ部分である。被押圧部１０６ｃはフランジ部１０６ａの外面側に設けられており、後述する加圧バネ１０８Ｌと１０８Ｒ（図７参照）による押圧力を受ける。

（２−２−１）定着ベルトの構成
図６（ａ）は定着ユニットのニップ部近傍まで搬送されたシートを示す図である。図６（ｂ）はベルトの層構成を示す図である。図６（ｃ）は加圧ローラ１０２の層構成を示す図である。

本実施例のベルト１０５は、複数の層によって構成されている。詳細に述べるとベルト１０５は、内側から外側に順に、エンドレス（円筒状）の基層１０５ａと、プライマ層１０５ｂと、弾性層１０５ｃと、離型層１０５ｄを備えている。

基層１０５ａはベルト１０５の強度を確保するための層である。基層１０５ａはＳＵＳ（ステンレス）等の金属製のベース層であり、熱ストレスと機械的ストレスに耐えられるように、３０μｍ程度の厚みを有している。

プライマ層１０５ｂは、基層１０５ａと弾性層１０５ｃを接着するための層である。プライマ層は基層１０５ａの上に、プライマを５μｍ程度の厚みで塗布することによって形成されている。

弾性層１０５ｃは、ニップ部１０１ｂにてトナー画像を圧接する際に変形して離型層１０５ｄをトナー画像に密着させる役目を果たす。弾性層１０５ｃとしては耐熱ゴムを用いることができる。

離型層１０５ｄは、トナーや紙粉がベルト１０５に付着することを防止する機能を有する層である。離型層１０５ｄとしては離型性と耐熱性に優れたＰＦＡ樹脂等のフッ素樹脂を用いることができる。本実施例の離型層１０５ｄの厚さは伝熱性を考慮して２０μｍである。

（２−３）加圧ローラの構成と加圧方法
図６の（ｃ）は加圧ローラ１０２の層構成を示す図である。加圧ローラ１０２は、ベルト１０５の外周面に当接してベルト１０５との間にニップを形成するニップ形成部材である。本実施例の加圧ローラ１０２は、複数の層によって構成されたローラ部材である。詳細に述べると、加圧ローラ１０２は、金属（アルミや鉄）の芯金１０２ａと、シリコンゴム等で形成された弾性層１０２ｂ、弾性層１０２ｂを被覆する離型層１０２ｃを有している。離型層１０２ｃはＰＦＡ等のフッ素系樹脂を材料するチューブであり弾性層１０２ｂ上に接着されている。

図７に示すように、芯金１０２ａの一端側は軸受１１３を介して側板１０７Ｌに回転可能に支持されている。芯金１０２ａの他端側は軸受１１３を介して側板１０７Ｒに回転可能に支持されている。このとき、加圧ローラ１０２のうち、弾性層１０２ｂと離型層１０２ｃを有する部分は、側板１０７Ｌと側板１０７Ｒの間に位置する。

芯金１０２ａの他端側はギアＧに接続されており、ギアＧが駆動モータ（不図示）から駆動を受けると加圧ローラ１０２は回転駆動する。

定着ユニット１０１は、加圧ローラ１０２対して近接離間する方向にスライド移動できるように側板１０７Ｌと側板１０７Ｒに支持されている。詳細には、フランジ１０６Ｌと１０６Ｒが側板１０７Ｌと側板１０７Ｒのガイド溝に嵌め合わさるように設けられている。そして、バネ支持部１０９Ｒと１０９Ｌに支持された加圧バネ１０８Ｌと１０８Ｒにより、フランジ１０６Ｌと１０６Ｒの被押圧部１０６ｃは、加圧ローラ１０２に向かう方向に所定の押圧力Ｔで押圧されている。

押圧力Ｔにより、フランジ１０６Ｌ・１０６Ｒ、加圧ステー１０４ａ、ヒータホルダ１０４の全体が加圧ローラ１０２の方向に付勢される。ここで、定着ユニット１０１はヒータ１０１ａを有する側が加圧ローラ１０２を向いている。そのため、ヒータ１０１ａは、ベルト１０５を加圧ローラ１０２に向けて押圧する。このような構成により、ベルト１０５及び加圧ローラ１０２が変形し、ベルト１０５と加圧ローラ１０２との間にニップ部１０１ｂ（図６参照）が形成される。

このように、定着ユニット１０１と加圧ローラ１０２が密着した状態で加圧ローラ１０２が回転すると、ニップ部１０１ｂにおけるベルト１０５と加圧ローラ１０２との摩擦力により、ベルト１０５に回転トルクが作用する。ベルト１０５は、加圧ローラ１０２に対して従動回転（Ｒ１０５）する。このときのベルト１０５の回転速度は、加圧ローラ１０２の回転速度にほぼ対応している。つまり本実施例では、加圧ローラ１０２は、ベルト１０５を回転駆動する駆動ローラとしての機能を担っている。

なおこのとき、ベルト１０５の内周面とヒータ１０１ａが摺動するため、ベルト１０５の内面にグリスを塗布して摺動抵抗を低減することが望ましい。

（２−４）定着処理
上述した構成を用いて定着装置１０３は画像形成処理中に定着処理を行う。定着処理を行う際、制御回路Ａは駆動モータ（不図示）を制御して、加圧ローラ１０２を回転方向Ｒ１０２（図１（ａ））に所定の速度で回転駆動させ、ベルト１０５を従動回転させる。

また、制御回路Ａは電源回路（不図示）を介してヒータ１０１ａに通電を開始する。この通電により発熱したヒータ１０１ａは、摺動するベルト１０５に対して熱を付与する。こうして熱を付与されたベルト１０５は次第に高温になっていく。このベルト１０５の温度が目標温度ＴＰとなるように、制御回路ＡはサーミスタＴＨの出力する信号に基づいてヒータ１０１ａへの供給電力を制御する。本実施例の目標温度ＴＰ（図１４の（ａ））は約１７０℃である。

ベルト１０５が目標温度ＴＰまで加熱されると、制御回路Ａは各構成を制御してトナー画像Ｓを担持したシートＰを定着装置１０３へと搬送させる。定着装置１０３に搬送されたシートＰはニップ部１０１ｂによって挟持搬送される。

シートＰはニップ部１０１ｂにおいて挟持搬送される過程で、ヒータ１０１ａの熱がベルト１０５を介して付与される。未定着トナー画像Ｓはヒータ１０１ａの熱によって溶融され、ニップ部１０１ｂにかかっている圧力によってシートＰに定着される。ニップ部１０１ｂを通過したシートＰは、ガイド部材１５によって排出ローラ対１４に案内され排出ローラ対１４によって排出トレイ１６上に排出される。本実施例では上述した工程を定着処理と呼ぶ。

（３）ダストＤの発生
次に、トナーＳに含有された離型剤（以下、ワックスと称する）に起因する超微粒子（以下、ダストＤと称する）の発生と、ダストＤの性質について説明する。

（３−１）トナーＳに含有されるワックス
上述したように定着装置１０３は、シートＰに高温のベルト１０５を接触させることでシートにトナー画像を定着させている。このような構成を用いて定着処理を行う場合、定着処理時に一部のトナーＳがベルトに転移（付着）してしまうことがある。これをオフセット現象と呼ぶ。オフセット現象は画像不良の原因となるためこれを解決することが望ましい。

そこで本実施例では、トナー画像の形成に用いるトナーＳにワックス（離型剤）を内包させている。このトナーＳは、加熱されると内部のワックスが溶解して染み出す構成となっている。そのため、このトナーＳによって形成された画像に定着処理を施すと、溶解したワックスによってベルト１０５の表面が覆われる。表面がワックスによって覆われたベルト１０５は、ワックスの離型作用により、トナーＳが付着し難くなる。

なお、本実施例では純粋なワックスの他に、ワックスの分子構造を含んだ化合物をワックスと呼んでいる。例えば、トナーの樹脂分子と炭化水素鎖等のワックス分子構造が反応した化合物もワックスと称する。また、離型剤としては、ワックスの他にシリコンオイル等の離型作用を有する物質を用いてもよい。

ワックスは、ベルト１０５が目標温度Ｔｐに維持されている場合、ニップ部１０１ｂにおいて瞬時に溶解してトナーＳから染み出すものを用いることができる。本実施例では、目標温度Ｔｐが１７０℃であるのに対して、融点Ｔｍが７５℃であるパラフィンワックスを用いた。

なお、ワックスが溶融する際、一部のワックスは気化（揮発）してしまう。これは、ワックスが含有する分子成分の大きさにバラつきがあるためであると考えられる。つまり、ワックスには、鎖が短く沸点の低い低分子成分と、鎖が長く沸点の高い高分子成分が含まれており、沸点の低い低分子成分が先に気化すると考えられる。

気化（ガス化）したワックス成分が空気中で冷やされると、数ｎｍ〜数百ｎｍ程度の微粒子（ダストＤ）が発生する。但し、発生する微粒子の多くは数ｎｍ〜数十ｎｍの粒径であると推察される。

このダストＤは粘着性を有するワックス成分であり、プリンタ１の内部構成の各所に付着しやすい。例えば、定着装置１０３の熱に起因する上昇気流によってダストＤがガイド部材１５や排出ローラ対１４の周辺まで運ばれた場合、ガイド部材１５や排出ローラ対１４にワックスが付着・体積し、固着してしまう虞がある。ガイド部材１５や排出ローラ対１４がワックスで汚れていると、シートＰにワックスが付着して画像不良の発生原因となる。

（３−２）定着処理に伴いワックスから発生する粒子（ダスト）
本願発明者等の検討によれば、上述したダストＤの多くは定着装置１０３のシートのシート入口（図１）の近傍に存在することが分かった。また、ダストＤは、気温が高い状況では大粒径化して近傍部材に付着しやすくなることが分かった。以下、詳細に説明する。

（３−２−１）ダストの性質
ワックスに起因するダストの性質として、高温下で大粒径化する性質と、大粒径化したダストＤが周辺の固形物に付着する性質が挙げられる。図８（ａ）はダストの合体現象を説明するための図である。図８（ｂ）はダストの付着現象を説明する模式図である。

図８（ａ）に示すように、加熱源２０ａの上に沸点が１５０〜２００℃の高沸点物質２０を置き、２００℃前後に加熱すると、高沸点物質２０から揮発物２１ａが発生する。揮発物２１ａは常温空気に触れると直ちに沸点温度以下となって空気中で凝縮し、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の粒径の微小微粒子２１ｂに変化する。この現象は、水蒸気が露点温度を下回ると、微小水滴になって霧を発生させる現象と同じものである。

この時、気中におけるガスの凝集／粒子化は、気中温度が高いほど阻害され易い。これは気中温度が高いほどガスの蒸気圧が上がり、ガス分子は気体状態を維持し易いからである。そのため、気中温度が高くなるにつれて微小微粒子２１ｂの生成個数は少なくなっていく。

また、気中に存在するガスは既に生成された微小微粒子２１ｂの周りに集まって凝集し易い。これは、ガス分子が凝集して新たに微小微粒子２１ｂを生成するのに必要なエネルギーに比べて、ガス分子が微小微粒子２１ｂの周囲に凝集するのに必要なエネルギーの方が、より低いためである。

また、微小微粒子２１ｂは、ブラウン運動により空気中を移動しているため、互いに衝突して合体し、より大きな粒径の微粒子２１ｃに成長することが知られている。この成長は、微小微粒子２１ｂが活発に移動すればするほど、言い換えると気中温度が高温状態（ブラウン運動が強くなる）にあればあるほど、促進される。結果として、ベルト１０５から発生する微粒子は、ベルト１０５近辺の空間温度が高いほどの粒径が大きくなり且つ個数が減少する。なお微粒子の大型化は、微粒子が一定サイズ以上になると次第に鈍化して止まる。これは、合体によって微粒子が大型化するとブラウン運動が不活発になり、粒子同士の衝突頻度が減るためだと推定される。

次に、図８（ｂ）を用いて、微粒子の付着について説明する。微小微粒子２１ｂとこれより大きな微粒子２１ｃを含んだ空気αが、気流２２に沿って壁２３に向かった場合、微小微粒子２１ｂよりも大きな微粒子２１ｃの方が壁２３に付着しやすい。

これは、微粒子２１ｃの方が慣性力が大きく、壁２３に勢いよく衝突するためであると推定される。従って、ベルト１０５の近傍の雰囲気を高温に保ってダストＤの大粒径化を促進すればするほど、ダストＤは定着装置内の構成（大半はベルト１０５）に付着しやすくなる。そのため、ダストＤの大粒径化を促進されているほど結果的にダストＤは定着装置外に拡散され難くなる。

このように、ダストＤは高温下で合体が促進されて大粒径化する性質と、大粒径化によって周辺物体に付着し易くなるという二つの性質を持っている。なおダストＤの合体のし易さは、ダストＤの成分と温度、濃度に依存する。例えば、ダストＤの濃度が高いほどダストＤ同士の衝突確率が上がり、ダストＤの粘度が低いほどダストＤ同士は合体し易くなる。

（３−２−２）ダストＤの発生箇所
次に、ダストＤの発生箇所について、図１０と図１１に基づいて説明する。図１０（ａ）は定着処理の進行に伴い拡大する定着ベルト上のワックス付着領域の様子を示す図である。図１０（ｂ）は、ワックスの付着領域とダストＤの発生領域の関係を示す図である。図１１は定着ベルトの周辺の気流の流れを説明する図である。

本発明者等が検証したところ、定着装置１０３から発生するダストＤは、ニップ部１０１ｂの下流側よりもニップ部１０１ｂの上流側において発生量が多いことが分かった。以下そのメカニズムについて説明する。

ニップ部１０１ｂを通過した直後のベルト１０５の表面（離型層１０５ｄ）はシートＰによって熱を奪われているため、その温度は１００℃程度まで低下している。一方で、ベルト１０５の内面・裏面（基層１０５ａ）の温度はヒータ１０１ａとの接触によって高温に保たれている。そのためベルト１０５がニップ部１０１ｂを通過した後、高温に保たれた基層１０５ａの熱が、プライマ層１０５ｂと弾性層１０５ｃを経由して離型層１０５ｄに伝わっていく。その為、ベルト１０５の表面（離型層１０５ｄ）の温度は、Ｒ１０５方向（図１０）に回転する過程で、ニップ部１０１ｂを通過した後に上昇してゆき、ニップ部１０１ｂの入口側付近で最高温度に達する。

一方、シートＰ上のトナーＳから染み出したワックスは、定着処理が行われるときにベルト１０５とトナー像の界面に介在する。その後、ワックスの一部はベルト１０５に付着する。図１０（ａ）に示すようにシートＰの先端側の一部がニップ部１０１ｂを通過した段階では、トナーＳからベルト１０５に移行したワックスは領域１３５ａに存在している。この領域ではベルト１０５の温度が低くワックスが揮発し難いためダストＤはほとんど発生しない。シートＰがニップ部１０１ｂを進行すると、ワックスはベルト１０５の略全周（１３５ｂ）に存在した状態となる。このうち、領域１３５ｃではベルトが高温になっているため、ワックスが揮発し易い。そして、領域１３５ｃから揮発したワックスが凝縮するとダストＤが発生する。そのため、領域１３５ｃの近傍、すなわちニップ部１０１ｂの入口付近（上流側）には多くのダストＤが存在する。

また、ニップ部１０１ｂの入口付近のダストＤは、図１１に示すエアフローによって矢印Ｗ方向に拡散していく。詳細に説明すると次の通りである。図１１に示すように、ベルト１０５がＲ１０５方向に回転していると、ベルト１０５の表面付近にはＲ１０５方向に沿ったエアフローＦ１が発生する。また、シートＰがＸ方向に沿って搬送されるとシートＰの搬送方向Ｘに沿ったエアフローＦ２が発生する。ニップ部１０１ｂの近傍においてエアフローＦ１とエアフローＦ２が衝突すると、ニップ部１０１ｂから離れていく方向（Ｗ方向）に沿ってエアフローＦ３が発生する。

（３−２−３）検証
次にダストＤの発生量と温度の関係について検証すべく試験を行った。図９（ａ）は、試験１における画像形成処理の経過時間とダストＤ発生量の関係を説明するグラフである。

図９（ｂ）は、試験２における画像形成処理の経過時間とダストＤ発生量の関係を説明するグラフである。

試験では、プリンタ１による画像形成処理中にシート入口４００近傍のエアをサンプリングし、ナノ粒子粒径分布計測器を用いて粒子の個数濃度を計測する。

ここで、試験１では画像形成処理中に何も手を加えず、シート入口４００（ニップ部近傍）のエアが暖まるようしている。試験２では、画像形成処理中にシート入口４００近傍に外気を吹き付け、シート入口４００（ニップ部近傍）のエアが冷めるようにしている。

図９（ａ）に示すように、試験１におけるダストＤの発生量は、画像形成処理の開始直後に上昇し、約１００秒後にピークになった後は徐々に低下していく。図９（ａ）において、時間の経過とともにダストＤの発生量が低下している理由は、画像形成処理の進行に伴いベルト１０５の周辺の気温が上昇していくためである。

図９（ｂ）に示すように、試験２におけるダストＤの発生量は、画像形成処理の開始直後に試験１よりも急激に上昇し約２０秒後にピークを迎えていることがわかる。このとき、画像形成処理の開始から２００秒経過後までのダストＤの発生量は、試験２において試験１の２〜５倍である。

一方で画像形成処理が開始して３００秒を超えると、試験１と試験２のダストＤ発生量に大きな差は生じていない。これは、定着装置１０３の熱によって加熱された周辺のユニット（不図示）が、シート入口４００に向かう外気を事前に暖めるからだと推定される。

上述したように、ダストＤはシート入口４００の近傍において発生しやすい。そのため、画像形成装置は、シート入口４００の近傍においてダストＤを除去することが望ましい。

また、シート入口４００のエアが冷めているとダストＤが発生しやすくなる。そのため、プリンタ１はシート入口４００のエアを冷まさず、ダストＤの発生を抑制することが望ましい。また、上述したようにダストＤは画像形成処理の開始直後の一定期間において顕著に発生する。そのため、プリンタ１は画像形成処理の開始直後にダストＤを効率良く回収（濾過）することが望まれる。

（４）ダストＤの回収方法
以上で述べたダストＤの性質を踏まえて、ダストＤの回収方法を説明する。初めにダストＤを濾過するフィルタユニット５０の構成と動作を説明し、次にフィルタユニット５０近辺からのダストＤの流出を抑制するエアフロー構成を説明する。最後にエアフローの動作シーケンスを説明する。

図１（ａ）はフィルタユニットの配置位置を説明する図である。図１（ｂ）はシートの後端ハネの様子とフィルタユニットの形状を説明する図である。図２（ａ）は定着装置周辺の構成を並べて斜視した図である。図２（ｂ）は定着装置の周辺におけるシートの通過位置を示す図である。図３（ａ）はフィルタユニットを分解して斜視した図である。図３（ｂ）はフィルタユニットが動作する様子を示す図である。図１２は、制御回路と各構成の関係を示すブロック図である。図１３は各ファンを制御するためのフローチャートである。図１４（ａ）は実施例１におけるサーミスタのシーケンス図である。図１４（ｂ）は実施例１における第一ファンのシーケンス図である。図１４（ｃ）は実施例１における第二ファンのシーケンス図である。図１４（ｄ）実施例１における第三ファンのシーケンス図である。図１５（ａ）は風量制御の効果を説明する第１のグラフである。図１５（ｂ）は風量制御の効果を説明する第２のグラフである。図１５（ｃ）は風量制御の効果を説明する第３のグラフである。図１５（ｄ）は風量制御の効果を説明する第４のグラフである。図１７（ａ）はフィルタユニットの吸引風量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）とフィルタユニットの作動によって低減されたダストの割合α（％）の関係、及びα＝５０％以上とするときに必要な吸引風量Ｑを示すグラフである。図１７（ｂ）はα＝６０％以上とするときに必要な吸引風量Ｑを示す。図１８は、ベルト１０５とフィルタユニット吸気口の距離ｄ（ｍｍ）と、所定のαを達成するために必要な吸引風量Ｑの関係を示すグラフである。図１９は距離ｄ（ｍｍ）と、フィルタ５１の必要面積Ｆｓ（ｃｍ^２）との関係を示すグラフである。

（４−１）フィルタユニットの構成
フィルタユニット５０は、図１（ａ）に示すように、シートＰの搬送方向において定着ユニット１０１と、転写ユニット１０の間に位置している。あるいは、シートＰの搬送方向において定着装置１０３のニップ部１０１ｂと、転写手段の転写部１２ａの間に位置している。

フィルタユニット５０は、図１（ａ）に示すようにダストＤを含むエアを、吸気口５２ａに設けた不織布フィルタであるフィルタ５１に引き込むことによって、ダストＤをフィルタ５１上に回収する。図２と図３に示すようにフィルタユニット５０は、フィルタ５１と、エアを吸引するための吸気部である第一ファン６１と、シート入口４００近傍のエアがフィルタ５１を通過するようにエアを案内するダクト５２と、を有している。

第一ファン６１はシート入口４００近傍のエアを機外に吸引するための吸気部である。第一ファン６１は、定着ユニット１０１の長手方向において、シートＰの通過領域よりも外側の領域に設けられている。また、第一ファンは、定着ユニット１０１の長手方向において、ニップ１０１ｂよりも外側の領域に設けられている。第一ファン６１は吸気口６１ａと排気口６１ｂを備えており、吸気口６１ａから排気口６１ｂに向けてエアフローを発生させる。吸気口６１ａは、ダクト５２の排気口５２ｅに接続されダクト５２内のエアを吸引するための開口である。排気口６１ｂは、プリンタ１の外側に向けて設けられ、吸気口６１ａから吸引したエアを機外に向けて排出するための開口である。

本実施例では第一ファン６１としてブロワファンを用いている。ブロワファンは高静圧を特徴としており、フィルタ５１のような通気抵抗体があっても一定の風量（吸気量）を確保することができる。

ダクト５２は、シート入口４００近傍のエアを機外に向けて案内するための案内部である。ダクト５２は、シート入口４００近傍の吸気口５２ａと、シート入口４００近傍から離れた排気口５２ｅを備えている。

吸気口５２ａはニップ部１０１ｂと二次転写ローラ１２の間に位置する開口であり、ニップ部側を向くように設けられている。このような構成により、吸気口５２ａはエアフローＦ３によって運ばれてくるダストＤを図１のように受け止めることができる。

排気口５２ｅは、吸気口５２ａよりもその長手方向の外側において、ダクト５２の複数の側面のうち吸気口５２ａとは反対側の側面に設けられている。上述したように排気口５２ｅは吸気口６１ａに接続されている。

また、ダクト５２は吸気口５２ａを覆うようにフィルタ５１を取り付け可能である。詳細には、ダクト５２は吸気口５２ａの縁部５２ｃと、湾曲部５２ｄを備えるリブ５２ｂと、を備えている。縁部５２ｃとリブ５２ｂによって支持されるように、フィルタ５１をダクト５２に固定すると、吸気口５２ａはフィルタ５１によって覆われる。本実施例のフィルタ５１は、耐熱性接着剤によって縁部５２ｃ及びリブ５２ｂに隙間なく接着されている。そのため、吸気口５２ａを通過するエアがフィルタ５１を必ず通過する。また本実施例のフィルタ５１は縁部５２ｃの湾曲部５２ｄに沿って接着されている。換言すると、ダクト５２は、フィルタ５１を湾曲させた状態で保持している。このとき、フィルタ５１は、その短手方向の中央部がニップ部１０１ｂから離間する方向に湾曲している。換言すると、フィルタ５１はその短手方向の中央部がダクト５２の内側に向かって突出している。

なお、フィルタ５１の配置位置は吸気口５２ａには限られない。たとえば図２０に示すように、フィルタ５１が、ダクト５７の吸気口５８よりも所定長さＨ（例えば３ｍｍ）だけ奥まった位置に設けられていてもよい。奥まった位置に設ければ、分解メンテナンス等の作業をするときに、作業者が不用意にフィルタ５１に触れて損傷させる危険を低減できる。ただし、フィルタユニットのサイズを小型化する観点からは、図１に示すように吸気口にフィルタ５１を設けた方が良い。フィルタ５１の位置は、フィルタ５１の保護とフィルタユニットの小型化のどちらを優先するかによって決められるべきである。

このときダクト５７の内部の通気経路は、吸気口５８からフィルタ５１に至る領域において、図２０の紙面垂直方向（ベルト１０５の回転軸線方向）の通気経路長さである長さ範囲Ａの少なくとも一部が、同方向における画像形成領域の範囲Ｂと重複する。この関係は図１のように吸気口５２ａにフィルタ５１を装着した場合も同様である。図２（ｂ）を用いて説明すると、後述するＷｆが長さ範囲Ａに相当し、同じく後述するＷｐ−ｍａｘが長さ範囲Ｂに相当する。ダストはシートＰ上に形成されたトナー画像からベルト１０５に移行したワックスから発生するため、ダストを確実に吸引できる範囲である長さ範囲Ａの少なくとも一部が、長さ範囲Ｂと重複している必要がある。

本実施例では、長さ範囲Ａを３５０ｍｍとしているが、長さ範囲Ａが使用頻度の高いＡ４サイズシートの標準的な最大画像幅である２００ｍｍ（Ａ４サイズシートの長手方向を搬送方向に一致させた時）を超えていれば良い。そうすることによって、実際の使用条件において効果的にダスト低減を図ることができる。

一方で長さ範囲Ａをさらに長くすれば、より大きなサイズのシートに対応できるだけでなく、ダストが周辺のエアフロー等によって画像形成領域の外側に拡散した場合でも、ダストをフィルタ５１によって確実に回収することができる。しかし長さ範囲Ａを長くすぎると、フィルタ５１はダスト発生領域の外側にあるクリーンなエアを吸引してしまい、フィルタユニットのダスト吸引効率を低下させてしまう。以上の考察より、長さ範囲Ａの上限は、一般的な電子写真式プリンタにおいて使用可能な最大サイズシートの最大画像幅に、その外側にダストが拡散する可能性がある領域の長さを足した値にすれば良いとわかる。

例えば、Ａ３サイズシートの短手方向幅２９７ｍｍから端部の空白領域（非画像領域）約５ｍｍを除いた２８７ｍｍを最大画像幅とした場合、その外側に約１００ｍｍ離れた位置までダストが拡散すると仮定する。その場合、長さ範囲Ａの上限は、２８７ｍｍに２００ｍｍ（＝１００ｍｍ×２）を足した値である４８７ｍｍに若干の余裕を持たせた５００ｍｍとするのが適切である。

以上をまとめると、長さ範囲Ａは、使用するシートのサイズとエアフローによるダストの拡散程度を考慮して、２００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲から適宜選択されれば良いとわかる。ただし、様々なサイズの記録材の使用を想定し、長さ範囲Ａは、画像形成装置に使用可能な最小幅の記録材の幅以上に設定するのが好ましい。

以上で述べたように、フィルタ５１はベルト１０５の長手方向に延伸する形状を有しているが、このような形状とすることにより、ダクトの吸気口５２ａにおけるエアの通過風速を長手方向で均一にすることができる。換言すると、吸気口５２ａに通気抵抗体であるフィルタ５１を配置することで、フィルタ５１の背面領域の全域を一定の負圧に保つことができる。すなわち図３の（ｂ）に示すポイント５３ａと５３ｂと５３ｃの負圧は、略同じ値になっている。これは、フィルタ５１の通気抵抗が、ダクト５２内の通気抵抗よりも格段に大きいためである。ポイント５３ａと５３ｂと５３ｃの負圧が同レベルであれば、フィルタ５１に吸引されるエアＦ４の風速は、フィルタ５１の全面にわたって均一化される。風速が均一化された結果、フィルタユニット５０は、ベルト１０５から発生するダストＤを効率良く（最小限の風量で）回収することができる。

フィルタユニット５０による吸気量が小さいと、ベルト１０５の近傍に流れ込むエアの量も小さくなる。そのため、ベルト１０５の近傍のエアの温度低下を小さくすることができる。その結果、ダストＤの発生を抑制することができる。また、ベルト１０５の温度低下を抑えられるため省エネにも有利である。

（４−１−１）フィルタの性質
フィルタ５１は、吸気口５２ａを通過するエアからダストＤを濾過（回収、除去）するための濾過部材である。ワックスに起因するダストＤを回収する場合、フィルタ５１は、静電不織布フィルタであることが望ましい。静電不織布フィルタとは静電気を保持した繊維を不織布状に形成したもので、ダストＤを高効率で濾過することができる。

静電不織布フィルタは、繊維が高密度であるほど濾過性能が高いが、半面、圧力損失が大きくなりやすい。この関係は静電不織布の厚さを厚くした場合も同様である。また繊維の帯電強度（静電気の強さ）を高くすれば、圧力損失を一定にしたまま濾過性能を向上させることができる。静電不織布の厚さと繊維密度、及び繊維の帯電強度は、フィルタに求められる濾過性能に応じて適宜設定することが望ましい。本実施例のフィルタ５１に用いられる静電不織布は、通過風速が１５ｃｍ／ｓのときにおける通気抵抗が約９０Ｐａ、ダストの濾過率が８０％程度になるように、繊維密度と厚さ、帯電強度が設定されている。なお帯電強度は技術的に上限があり、静電不織布の性能を調整するときは繊維密度と厚さを変えることによって行う。たとえば繊維密度と厚さを上げる等すればダストの濾過率をさらに高めることができる。しかしその場合は通気抵抗が高くなってしまい、事務機等で使う標準的なブロワファンの発生圧力では十分な風量を確保できなくなる。一方で繊維密度と厚さを下げる等すれば通気抵抗が下がり、より安価で発生圧力の低いファンを使用できるようになるが、ダストの濾過率も下がってしまうので実用的でなくなってしまう。さらに通気抵抗が過度に下がってしまうと、フィルタ５１を通過するエアの風速について長手方向でムラが生じ易くなってしまう。具体的には、第一ファンに近い個所ではエアの通過風速が速くなり、遠い個所では遅くなってダストを回収できなくなる。通気抵抗は少なくとも５０Ｐａ以上であるのが好ましい。以上に述べた要因、すなわち静電不織布の帯電処理技術の水準、標準的なブロワファンの使用、フィルタ５１の通過エア風速の均一化を考慮すれば、使用すべき静電不織布のスペック範囲がおのずと決まってくる。前述の数値を中心としたスペック、すなわち通過風速１５ｃｍ／ｓにおける通気抵抗（Ｐａ）が５０以上１３０以下、ダスト濾過率が６０％以上９０％以下の範囲にあるものが、使用に適しているといえる。

なお、排気エア中のトナーを濾過しようとした場合、静電不織布は通過風速が１０ｃｍ／ｓにおいて通気抵抗が１０Ｐａ以下で用いられる。したがって、本実施例のフィルタ５１は通気抵抗が比較的大きな静電不織布を用いていると言える。

次に、フィルタ５１を通過するエアの通過風速Ｆｖについて述べる。通過風速が速ければ速いほどフィルタ５１を通過する単位時間あたりのエア風量は多くなり、ダストを確実に回収できるようになる。しかしながら通過風速が速すぎると、シート入口４００の近傍のエアの温度を低下させ、その結果としてダストＤの発生量を増やしてしまう。さらに通過風速の上昇は、フィルタ５１の通気抵抗上昇と、ダスト濾過率低下をもたらす。

そのため、通過風速は最大でも３０ｃｍ／ｓ以下に抑えることが望ましく、エア風量を確保する観点からは少なくとも５ｃｍ／ｓ以上にすることが望ましい。つまり、通過風速Ｆｖ（ｃｍ／ｓ）は、５以上３０以下にするのが好ましい。本例では３０ｃｍ／ｓと５ｃｍ／ｓの略中間値であり、風量とフィルタ性能の確保、ダストＤの発生量抑制の観点から最もバランスのとれた風速１５ｃｍ／ｓを通過風速設定値としている。

以上述べたフィルタ５１を通過するエアの風速及びフィルタ５１の通気抵抗は、マルチノズルファン風量測定装置 Ｆ−４０１（ツクバリカセイキ）により測定した。フィルタ５１のダスト濾過率はフィルタ５１の上流と下流のダスト濃度をＴＳＩ社Ｆａｓｔ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ（ＦＭＰＳ）を用いて測定することにより求めた。上流と下流の濃度差を上流の濃度で割って、百分率で表現した数値がダストの濾過率である。

（４−１−２）フィルタの長さ
フィルタ５１は、図２（ａ）と図２（ｂ）に示すように、シート搬送方向と直交する方向（回転体であるベルト１０５の回転軸方向）を長手とする細長い形状をしている。図２（ｂ）のシートＰ上に斜線で示した領域は、所定の幅サイズのシートＰを使用した場合の画像形成が可能な領域Ｗｐ−ｍａｘ（前述の長さ範囲Ｂに相当）である。なお、実際には図２（ｂ）で見えているシートＰの裏面側に画像が形成される。図２（ｂ）に示すように、領域Ｗｐ−ｍａｘはシートＰの幅サイズ以下の領域である。この領域においてシートＰ上にトナー画像が形成され、この領域において、ベルト１０５にワックスが付着し、この領域においてダストＤが発生する。

そのため、前述したようにダクト５２の通気経路は、ベルト１０５の回転軸方向の長さ範囲Ａの少なくとも一部が、同方向における画像形成領域の長さ範囲Ｂ、すなわちＷｐ−ｍａｘと重複していなければならない。そのため図２（ｂ）に示すフィルタ５１の長さＷｆは、長さ範囲Ａと同等の長さを有していなければならず、Ｗｐ−ｍａｘを上回る長さに設定されている。

ところで、本実施例の定着装置１０３は、ベルト１０５の幅方向の中央を基準にシートＰを搬送する。そのため、使用頻度の高いシートサイズの領域Ｗｐ−ｍａｘでは、シートの幅サイズによらずダストＤが発生し易い。ダストＤを効率良く回収するためには、フィルタ５１の長さＷｆは使用頻度の高いシートサイズの領域Ｗｐ−ｍａｘを上回る必要がある。その結果、Ｗｆは好ましくは使用頻度の高いＡ４サイズシートの標準的な最大画像幅２００ｍｍ（Ａ４サイズシートの長手方向を搬送方向に一致させた時）を超えていることが望ましい。

（４−１−３）フィルタの面積と位置
フィルタ５１の面積と位置は、フィルタ５１によるダストの低減量を決める重要パラメータである。ダストを多く低減したいときは、フィルタ５１をダスト発生箇所であるベルト１０５に近接させてダストをより効果的に吸引するとともに、フィルタ５１の面積Ｆｓ（ｃｍ^２）をより大きくすれば良い。図２４（ａ）に示すようにフィルタのエア通過風速Ｆｖが小さくなればなるほど、フィルタ通気抵抗は下がり、ダスト濾過率は上昇する。通過風速Ｆｖが小さくなれば、エアに含まれるダストの移動速度も下がるため、ダストはフィルタを構成する静電不織布の繊維にキャッチされやすくなる為である。また図２４（ｂ）に示すように、通過風速Ｆｖはフィルタの面積Ｆｓ（ｃｍ^２）と反比例の関係にある。すなわち、フィルタ面積Ｆｓが大きくなれば通過風速Ｆｖが下がり、フィルタ通気抵抗も下がる。フィルタ通気抵抗が下がれば、同じファンを用いた時にフィルタに吸引されるエアの風量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）が増加して、より多くのダストをフィルタ５１に引き込むことができる。さらに通過風速Ｆｖの低下とともにフィルタ５１のダスト濾過率が上昇する。つまりプリンタ１から発生するダストは、フィルタ面積Ｆｓを大きくすればするほど低減できるわけである。以下、フィルタの面積と位置、フィルタによるダスト低減量の関係をより詳細に解説し、フィルタの面積と位置を決める数式を導出する。

図１７（ａ）と図１７（ｂ）は、実験によって求めたフィルタユニット５０の吸引風量Ｑとダスト低減率αの関係を示している。ダスト低減率αは、フィルタ５１を用いない時にプリンタ１から発生するダスト量Ｄｏと、フィルタ５１を用いることによって低減されるダスト量Ｄｅにより、以下式にて表わされる。

α（％）＝Ｄｅ÷Ｄｏ×１００
図１７（ａ）と図１７（ｂ）より、吸引風量Ｑが上昇すれば、ダスト低減率αも上昇することがわかる。これは、吸引風量Ｑの上昇に伴い、ベルト１０５から発生したダストＤがフィルタ５１により多く引き込まれる為である。

また、フィルタの長さ（ベルト１０５回転軸方向長さ）Ｗｆ（ｍｍ）と、ベルト１０５とフィルタ５１の間の距離ｄ（ｍｍ）に応じて、図中に３本の線（Ｌｉｎｅ．Ａ、Ｌｉｎｅ．Ｂ、Ｌｉｎｅ．Ｃ）を引いている。距離ｄは、図２０に示すように、ベルト１０５の表面と、ダクト５７の吸気口５８の中心５７ｃ（吸気口の端部５７ａと５７ｂの中点）の間の距離を意味する。なお、図１の例でいうと、図２０の中心５７ｃが図１の中心５０ｄに相当し、端部５７ａと５７ｂはそれぞれ５０ｂと５０ｃに相当する。

図１７のＬｉｎｅ．ＡとＬｉｎｅ．Ｂを比較すると、Ｗｆはともに３５０ｍｍであり、ｄがそれぞれ２０ｍｍ、３５ｍｍとなっている。ｄ＝２０であるＬｉｎｅ．Ａは、ｄ＝３５であるＬｉｎｅ．Ｂを上回っているが、これはフィルタ５１がベルト１０５に近くなればなるほどベルト１０５から発生するダストを効果的に吸引できるためである。

Ｌｉｎｅ．Ｃは、フィルタ５１の長さＷｆを、画像形成領域の長さより短い４０ｍｍとした時のラインである。Ｌｉｎｅ．Ｃの条件ではベルト１０５上のダスト発生領域（画像が通過してトナーのワックスが付着する領域）の中央部分だけをフィルタ５１に吸引しているため、Ｌｉｎｅ．ＣはＬｉｎｅ．ＡとＬｉｎｅ．Ｂを大きく下回る。

また、図１７（ａ）はα≧５０％とした場合に必要な吸引風量Ｑが、ｄ＝２０ｍｍ（Ｌｉｎｅ．Ａ）の時は１６．３Ｌ／ｍｉｎ以上、ｄ＝３５ｍｍ（Ｌｉｎｅ．Ｂ）の時は３５Ｌ／ｍｉｎ以上であることを意味している。図１７（ｂ）はα≧６０％とした場合に必要な吸引風量Ｑが、ｄ＝２０ｍｍ（Ｌｉｎｅ．Ａ）の時は３５Ｌ／ｍｉｎ以上、ｄ＝３５ｍｍ（Ｌｉｎｅ．Ｂ）の時は７８．４Ｌ／ｍｉｎ以上であることを意味している。α≧５０％は、フィルタによるダスト低減目標を考える際の指標となる数値である。

多くの電子写真式プリンタは、ダストを５０％程度低減すれば、装置内部のダスト汚れに起因する画像不良等の問題を効果的に防ぐことができる為である。ただし一部のプリンタはα≧６０％としないと十分な効果を得られない場合もあるので、本例ではα≧６０％とした場合に必要な吸引風量Ｑを図１７（ｂ）で見積もっている。なお実験に用いたフィルタ５１は、通過風速１５ｃｍ／ｓのときの通気抵抗が約９０Ｐａであり、ダスト濾過率が約８０％である。

次に図１８について説明する。図１８は、目標とするダスト低減率αを達成するために必要な吸引風量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）と距離ｄ（ｍｍ）の関係を、図１７（ａ）と図１７（ｂ）のデータに基づいてプロットしたものである。α＝５０％を目標とする場合、ｄ＝２０の時はＱ＝１６．５であり、ｄ＝３５の時はＱ＝３５である。これらを結んだ線はＱ＝１．２５×ｄ−８．６７により表わされる。同様にα＝６０％を目標とする場合、Ｑ＝２．８９×ｄ−２２．９となる。そしてαを５０％以上、又は６０％以上としたいときは、Ｑをより大きくすれば良いので以下の関係が成立する。
α≧５０％：１．２５×ｄ（ｍｍ）−８．６７≦Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）
α≧６０％：２．８９×ｄ（ｍｍ）−２２．９≦Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）

なお吸引風量Ｑは、大きくしすぎるとベルト１０５の表面の熱を過度に奪ってしまう。熱が過度に奪われると、その分、制御回路Ａはヒータ１０１ａに電力を投入するのでプリンタ１全体の消費電力を増やしてしまう。消費電力抑制の観点から、吸引風量Ｑは２００Ｌ／ｍｉｎ以下とするのが良い。この条件を上記式に加えると以下式を得ることができる。
α≧５０％：１．２５×ｄ（ｍｍ）−８．６７≦Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）≦２００
α≧６０％：２．８９×ｄ（ｍｍ）−２２．９≦Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）≦２００

次に、フィルタ面積Ｆｓ（ｃｍ^２）を決定する。フィルタ面積Ｆｓ（ｃｍ^２）は、フィルタ通過風速Ｆｖ（ｃｍ／ｓ）によって決まる。
Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）＝Ｆｓ（ｃｍ^２）×Ｆｖ（ｃｍ／ｓ）÷１０００×６０
Ｆｓ（ｃｍ^２）＝Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）÷Ｆｖ（ｃｍ／ｓ）×１０００÷６０

前述したＱの範囲を記述する式を、上記式によってＦｓを用いた式に書き直せば、フィルタの位置と面積を決定する下記式を得ることができる。
α≧５０％：

α≧６０％：

ここで、通過風速Ｆｖを１５ｃｍ／ｓとすれば、Ｆｓは以下式により表現される。
α≧５０％：

α≧６０％：

図１９は、上記式の範囲をグラフに表したものである。ダスト濾過率αを５０％以上としたい場合は、Ｆｓとｄを図中の範囲１に入るように設定すれば良い。ダスト濾過率αを６０％以上としたい場合は、Ｆｓとｄを図中の範囲２に入るように設定すれば良い。

なお上記式によって決まるｄの範囲とは別に、ｄの値には注意を要する制限がある。フィルタ５１とベルト１０５を近づけ過ぎると、ベルト１０５からの輻射によりフィルタ５１が熱的に劣化し、濾過性能が低下してしまう虞がある。そのため、フィルタ５１は、ニップ部１０１ｂに対して適度な距離に配置されていることが望ましい。具体的には、フィルタ５１とベルト１０５の間隔ｄ（最短距離）は５以上１００以下であることが望ましい。

（４−１−４）フィルタの曲面形状
上述したように、フィルタ５１をベルト１０５の近傍に配置した場合、フィルタ５１と搬送されるシートＰとの距離も近くなる。そのためシートＰの搬送が乱れた場合にフィルタ５１の吸気面５１ａとシートＰが接触する虞がある。フィルタ５１とシートＰが接触すると、シートＰ上のトナー画像が乱れる虞がある。また、シートＰによってフィルタ５１が傷つき、ダストＤの回収効率が低下する虞がある。

そこで、本実施例ではシートＰとフィルタ５１の接触を抑制する工夫を行っている。

前述したシートＰの搬送の乱れとしてはシートＰの後端ハネという現象が挙げられる。後端ハネは、ニップ部１０１ｂと転写部１２ａによって挟持搬送されるシートＰの後端Ｐｅｎｄが転写部１２ａを通過したときに、後端Ｐｅｎｄが図中Ｖの方向に大きく変位する現象である。

後端ハネは、もともとのシートＰの形状が変形（カール）していた場合に生じ易い。また、シートＰが剛性の低い薄紙である場合もニップ部１０１ｂの形状に沿ってシートＰが変形するため後端ハネが生じやすい。

この後端ハネに対処すべく本実施例ではフィルタ５１を図１（ａ）のように配置している。すなわち、フィルタ５１の短手方向の端部のうちシート搬送方向の下流側の端部は、フィルタ５１の短手方向の端部のうちシート搬送方向の上流側の端部よりも、ニップ部１０１ｂと転写部１２ａを直線で結んだときの搬送経路から離れている。このような構成により、転写部１２ａを通過したシートＰの後端部Ｐｅｎｄが搬送の進行とともにＶ方向へしだいに大きく変位したとしても、フィルタ５１とシートＰが接触し難くなる。本実施例では、シートＰの搬送路から離間する方向にフィルタ５１が湾曲している。このような構成により、後端ハネに対処しながらもベルト１０５とフィルタ５１の間隔を近距離に保っている。

また、フィルタ５１をこのような曲面形状にした場合、限られたスペースの中でフィルタ５１の表面積を増大させることができる。フィルタ５１の表面積が増えるとダストＤとフィルタ５１が接触しやすくなるため、ダストＤの回収効率が向上する。

（４−２）エアフロー構成
次にプリンタ内のエアフローについて説明する。ダストＤを効率良く回収する場合、プリンタ内のエアフロー、特に定着装置１０３の周辺のエアフローについて適切に制御することが望ましい。以下、定着装置１０３の周辺のエアフローに関わる構成について詳細に説明する。

（４−２−１）第一ファン
上述したように、第一ファン６１の風量が多いとエアを多く吸引できる一方で、シート入口４００の近傍のエアの温度を低下させやすい。すなわち、第一ファン６１の風量が多いとダストを多く回収できる一方で多くのダストＤを発生させやすい。そのため、フィルタユニット５０によってダストＤを効率よく低減させるには、第一ファン６１の風量を適切に保つことが望ましい。以後、第一ファン６１による吸気によってダストＤが回収されることをダスト回収作用と呼び、第一ファン６１の吸気によって、ダストの発生量が増加することをダスト増大作用と呼ぶ。

ここで、第一ファン６１の風量とダストＤの発生量の関係について検証すべく試験をおこなった。試験では、画像形成処理中にプリンタから排出されるダストＤの量を測定する。詳細には、チャンバ内に設置されたプリンタ１に画像形成処理を実行させ、プリンタの全排気を取得する。そして、排気されたエアをナノ粒子粒径分布計測器でサンプリングしダストＤの排出量を測定する。この試験を、画像形成処理中の第一ファン６１の風量をそれぞれ異ならせて複数回行う。ここでは複数通り行われた試験を、試験Ａ、試験Ｂ、試験Ｃ、試験Ｄと呼ぶ。

試験Ａでは、画像形成処理中に第一ファン６１を全速で作動させた状態で、定着装置外に排出されるダストＤの量を計測する。試験Ｂでは、画像形成処理中に第一ファン６１を停止させた状態で、定着装置外に排出されるダストＤの量を計測する。試験Ｃでは、画像形成処理中に第１のファンを正常動作可能な最小速度（全速風量の７％となる速度）で作動させた状態で、定着装置外に排出されるダストＤの量を計測する。試験Ｄでは、画像形成処理中に第１のファンを全速風量の２０％となる速度で作動させた状態で、定着装置外に排出されるダストＤの量を計測する。

試験Ａと試験Ｂにおけるプリント開始後の経過時間とダストＤ発生量の関係について、図１５（ｂ）に示す。試験Ｂと試験Ｃにおけるプリント開始後の経過時間とダストＤの発生量の関係について、図１５（ｂ）に示す。試験Ｃと試験Ｄにおけるプリント開始後の経過時間とダストＤの発生量の関係について、図１５（Ｃ）に示す。試験Ｂと本実施例（Ｅ）におけるプリント開始後経過時間とダストＤの発生量の関係について、図１５（Ｄ）に示す。

（Ａ）は、試験Ａにおける画像形成処理開始からの経過時間とダストＤの排出量の関係を示している。（Ｂ）は、試験Ｂにおける画像形成処理開始からの経過時間とダストＤの排出量の関係を示している。（Ｃ）は、試験Ｃにおける画像形成処理開始からの経過時間とダストＤの排出量の関係を示している。（Ｄ）は、試験Ｄにおける画像形成処理開始からの経過時間とダストＤの排出量の関係を示している。

図１５（ａ）によれば、プリント開始後約７０秒までは（Ａ）が（Ｂ）のダスト排出量を上回っており、その後は（Ａ）が（Ｂ）のダスト排出量を下回っている。これは、プリント開始後約７０秒までは、ダスト増大作用がダスト回収作用を上回っていることを意味する。上述したように第一ファン６１の風量が小さいほどダスト増大作用は小さくなる。そのため、第一ファン６１の風量を試験Ａの状態から下げていけば、いずれプリント開始初期におけるダスト回収作用がダスト増大作用を上回るはずである。

本発明者等の検討したところ、第一ファン６１の風量を全速風量の１０％（フィルタ５１におけるエアの通過風速は５ｃｍ／ｓ）まで低下させた時、プリント開始初期におけるダスト回収作用がダスト増大作用を上回ることができた。

図１５（ｂ）によれば、プリント開始後の全期間において（Ｂ）が（Ｃ）のダスト排出量を上回っている。これは、（Ｂ）においてダスト回収作用がダスト増大作用を常に上回っていることを意味する。

図１５（ｃ）によれば、プリント開始後９０秒までは（Ｄ）が（Ｃ）のダスト排出量を上回っており、その後しばらくの間はダスト排出量がほぼ同等となる。そしてプリント開始後１５０秒を過ぎたあたりから（Ｄ）が（Ｃ）のダスト排出量を下回っている。

このことから、プリント開始後９０秒（所定時間）までは第一ファン６１を７％の風量で動作させ、プリント開始後１５０秒からは第一ファン６１を２０％の風量で動作させることで、ダストＤの排出量をより低減できることが分かる。つまり、プリント開始後の初期は第一ファン６１を少ない風量で動作させ、時間経過とともに第一ファン６１の風量を増加させることが望ましい。上述した結果をもとに、本実施例では第一ファン６１の風量制御を行う。図１４（ｂ）に示すように、本実施例ではプリント開始後９０秒までは、第一ファン６１を７％の風量で動作させている。この風量は、ファン６１を最小の速度で回転させた場合の風量以上（吸気量以上）で且つファン６１を最大の速度で回転させた場合の風量の１０％以下の風量である。プリント開始後９０秒から３９０秒までは第一ファン６１を２０％の風量で動作させている。プリント開始後３９０秒以降は第一ファン６１を１００％で動作させている。（Ｅ）は、本実施例における画像形成処理開始からの経過時間とダストＤの排出量の関係を示している。

図１５（ｄ）によれば、本実施例では試験Ｂと比べてダストＤの排出量が半分以下となっている。すなわち、本実施例では画像形成の開始初期から６００秒経過するまでの間においてダストＤの排出量を半減することができた。

（４−２−２）第二ファン及び第三ファン
水分を含むシートＰが定着装置１０３で加熱されると、シートＰからは水蒸気が発生する。この水蒸気によって、空間Ｃは湿度が高い状態になる。空間Ｃは、シート搬送方向において定着装置１０３よりも下流側で且つ排出ローラ１４よりも上流側の空間領域である。空間Ｃの湿度が高いと結露が発生し易いため、ガイド部材１５上には水滴が付着しやすい。搬送されてきたシートＰにガイド部材１５上の水滴が付着すると画像不良の発生を招く。

そのため、シートＰから発生する水蒸気によって空間Ｃの湿度が高くなった場合、この湿度を低下させることが望ましい。

第二ファン６２はガイド部材１５に結露が発生することを防止するためのファンである。

第二ファン６２はプリンタ１の外部からエアを機内に引き込んで、ガイド部材１５にエアを吹き付けることで、空間Ｃの湿度を低下させる。詳細には、第二ファン６２からエアが吹き付けにより、ガイド部材１５近傍の水蒸気が空間Ｃの周囲に拡散するため、ガイド部材１５近傍の局所的な湿度上昇が抑制される。第二ファン６２のみを用いる場合であっても、ガイド部材１５における結露を有る程度の期間は抑制できる。しかしながら、水蒸気の排出先が排出ローラ対１４の周囲に生じた隙間のみとなるので、空間Ｃにおける湿度は次第に上昇してしまう。そこで本実施例では、第二ファン６２からの吹き付けによって空間Ｃから追い出された水蒸気を第三ファン６３によって機外に排出している。

第三ファン６３は、図２の（ａ）に示すように、定着装置１０３の周辺にエアフロー６３ａを生じさせる。第三ファン６３は、エアフロー６３ａによって空間Ｃの水蒸気と熱気を機外に排出する役目を果たす。一方で、第三ファン６３は、ベルト１０５のニップ部１０１ｂの近傍にあるダストＤを吸い出して、フィルタを経由せずに機外に排出してしまう虞がある。

第三ファン６３によって画像形成装置外に排出されるダストＤを低減するために、第三ファン６３の下流に別途フィルタを設けてもよい。しかしながら、第三ファン６３にフィルタを付けると、フィルタの通気抵抗によって排気が妨げられるため、空間Ｃの熱と水蒸気を機外に十分に排出することが困難となる。

そこで本実施例では、ダストＤが第三ファン６３に向かって引き込まれることを抑制できるようにプリンタ１の機内のエアフローを調整している。具体的には、定着装置１０３よりもシート搬送方向の下流側の空間の気圧が、定着装置１０３よりもシート搬送方向の上流側の空間の気圧よりも高くなるように、プリンタ１内のエアフローの調整している。
また、上述したエアフローの調整を行っても少なからずダストＤが第三ファン６３に引き込まれるため、ダストＤの発生量が多い画像形成処理の開始初期（図９（ｂ）参照）では第三ファン６３の動作を抑えてダストＤの排出を抑制している。そして、画像形成処理が進行してダストＤの発生が少なくなった時点で第三ファン６３を作動させ、空間Ｃの水蒸気と熱気を機外に排出している。

なお、第三ファン６３の動作を抑制する期間は、プリンタ１に熱的な問題が生じない程度の期間である。画像形成処理の開始初期は画像形成装置内の各構成がまだ十分に加熱されていないため、数分程度であれば排熱が行われなくても問題がない。また、上述したように、数分程度の期間であれば第二ファン６２のみで結露を防止できる。

（４−３）制御フロー
上述したように、ダストＤはシート入口４００の近傍において発生し易い。しかしながら、一部のダストＤはシート出口５００の近傍で発生する場合がある。また、定着装置１０３の近傍に存在する一部のダストＤは、シートＰの搬送に伴って定着装置１０３よりもシート搬送方向の下流側の空間Ｃに運ばれる場合がある。あるいは、シート入口４００近傍で発生したダストＤの一部が熱対流によって空間Ｃへと運ばれる場合がある。

こうした一部のダストＤはフィルタユニット５０で回収することが難しく、定着装置１０３よりもシート搬送方向の下流側の部材に付着するか機外に排出されてしまう。シート搬送方向の下流側の部材としてはガイド部材１５や、排出ローラ対１４が挙げられる。これらの部材にダストＤが付着した場合、画像不良の発生を招く。そのため、フィルタユニット５０を用いてダストＤを回収する場合、回収効率を高めるためにフィルタユニット５０の近傍にダストＤを封じ込めることが望ましい。換言すると、ダストＤが定着装置１０３よりもシート搬送方向の下流側に向かわないように画像形成装置内のエアフローを調整することが望ましい。

そこで、本実施例では、画像形成の連続処理中において、上述した第一ファン６１の制御に加えて、第二ファン６２と第三ファン６３の制御を行っている。各ファンは、定着装置１０３の周辺の温度状態に応じて適切に制御されることが望ましい。本実施例では、プリント開始からどれだけ時間が経過したかに基づいて定着装置１０３の周辺の温度状態を推測し、画像形成処理の第１の期間と、第２の期間と、第３の期間においてそれぞれ異なるファン制御をおこなっている。

第１の期間とは、画像形成処理が開始されてから第１の所定時間（例えば９０秒）に達するまでの期間である。換言すると、第１の期間とは、画像形成の連続処理の最初のシートＰがニップ部１０１ｂを通過してから所定時間に達するまでの期間である。

第２の期間とは、第１の所定時間が経過してから第２の所手時間（例えば３６０秒）に達するまでの期間である。第３の期間とは、第２の所定時間が経過した後の期間である。本実施例では、制御回路Ａが備えるタイマ部によってプリンタ開始からの経過時間を計測している。

なお、プリント開始からの経過時間を取得する方法は、タイマ部には限られない。例えば、制御回路Ａは、シートＰの処理枚数をカウントするカウンタ部に基づいてプリント開始からの経過時間を取得してもよい。したがって、画像形成処理が開始されてから第１の所定枚数（例えば７５枚）のシートＰに画像形成処理を施すまでの期間を第１の期間として定めてもよい。換言すると、画像形成の連続処理の最初のシートＰがニップ部１０１ｂを通過してから第１の所定枚数（例えば７５枚）のシートＰがニップ部１０１ｂを通過するまでの期間を第１の期間として定めてもよい。第１の所定枚数のシートＰに画像形成処理を施してから第２の所定枚数（例えば３００枚）のシートＰに画像形成処理を施すまでの期間を第２の期間として定めてもよい。第２の所定枚数のシートＰに画像形成処理を施してから後の期間を第３の期間として定めてもよい。

なお、定着装置１０３の周辺温度を検知できる温度センサがある場合は、定着装置１０３の周辺温度を推測しなくてよい。したがって、制御回路Ａは。プリント開始からの経過時間を取得しなくてよい。このような温度センサがある場合、検知温度が第１の所定の温度となった場合にＳ１０７を実行し、検知温度が第１の所定の温度よりも高い第２の所定の温度となった場合にＳ１０９を実行すればよい。

なお、第二ファン６２は定着装置１０３の上方の空間Ｃにエアを吹き付けるための送風部として機能し、第三ファン６３は定着装置１０３の上方の空間Ｃからエアを吸引して画像形成装置の外部に排出する送風部（排気部）として機能する。

以下、図１３と図１６に基づいて各ファンの動作シーケンスの詳細を説明する。図１６（ａ）は、実施例２におけるサーミスタＴＨのシーケンス図である。図１６（ｂ）は、実施例２における第一ファンのシーケンス図である。図１６（ｃ）は、実施例２における第二ファンのシーケンス図である。図１６（ｄ）は、実施例２における第三ファンのシーケンス図である。

プリンタ１の電源がＯＮになる（電源が投入される）と制御回路Ａは制御プログラムを実行する（Ｓ１０１）。

制御回路Ａはプリント命令信号を受信するとＳ１０３へとステップを進める（Ｓ１０２）。制御回路Ａは、サーミスタＴＨの出力信号を取得してその検知温度が所定の温度（例えば１００℃）以下である場合（ＹＥＳ）はＳ１０４へとステップを進め、所定の温度（例えば１００℃）よりも高い場合（ＮＯ）はＳ１１２へとステップを進める（Ｓ１０３）。

なお、Ｓ１０３は、プリンタ１の内部が冷えているかどうか、特に定着装置１０３の周辺気温が冷えているかどうかを判定するステップである。つまり、制御回路Ａは、定着装置１０３の周辺気温に関する情報をサーミスタＴＨから取得する取得部として機能する。

なお、制御回路Ａは、定着装置１０３の周辺温度に関する情報をサーミスタＴＨ以外から取得してもよい。例えば、定着装置１０３の周辺気温を検知できる温度センサがある場合、制御回路Ａはこの温度センサから情報を取得してもよい。

ステップがＳ１１２に進むと、制御回路Ａはプリント開始にともない第二ファン６２と第三ファン６３を全速風量である１００（％）に設定する。そして、制御回路Ａはプリント終了後に第二ファン６２と第三ファン６３の動作を停止させる（Ｓ１１２）。

プリント開始時にサーミスタＴＨの検知温度が１００℃よりも高い場合は、定着装置１０３の周辺気温は十分に高いと考えられる。そのためダストＤの発生量が少ないので、本実施例では第一ファン６１を作動させていない。しかしながら、微小に発生するダストＤを回収するために、第一ファン６１を動作させても構わない。このとき、第一ファン６１の風量が全速風量の１００（％）であるとダストＤの回収効率が高くて好ましい。

プリント開始時にサーミスタＴＨの検知温度が１００℃よりも低い場合は、定着装置１０３の周辺気温が低いと考えられる。定着装置１０３の周辺気温が低いと、プリントを開始した際にガイド部材１５において結露が発生しやすく、また、ダストＤが発生しやすい。そのため、これらの課題をそれぞれ解決することが求められる。

ステップがＳ１０４に進みプリントが開始されると、制御回路Ａは第一ファン６１の風量を７（％）に設定し、第二ファンの風量を１００（％）に設定する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。

ステップがＳ１０５に進み、プリント開始から第１時間（例えば９０秒）が経過すると（ＹＥＳ）、制御回路ＡはＳ１０７へとステップを進める（Ｓ１０６）。そうでない場合（ＮＯ）、制御回路Ａは各ファンの風量を維持する。

ステップがＳ１０７に進むと、制御回路Ａは第一ファン６１の風量を２０（％）に設定し、第三ファン６３を１００（％）に設定する。このとき、第三ファン６３の風量が、第一ファン６１の風量と第二ファン６２の風量の和を上回ると、ダストＤが第三ファン６３
に引き込まれてしまう。そこで本実施例では、第二ファンの風量を“１００”に維持して、
第三ファン６３の風量が、第一ファン６１の風量と第二ファン６２の風量の和を下回るようにしている。換言すると、第一ファン６１による送風と第三ファン６３による送風が並行して行われる場合、第二ファンは、第三ファンの風量と第一ファンの風量の差の風量よりも多い風量で送風を行う。

プリント開始から第２時間（例えば９０秒）が経過すると（ＹＥＳ）、制御回路ＡはステップをＳ１０９へと進める（Ｓ１０８）。そうでない場合（ＮＯ）、制御回路Ａは各ファンの風量を維持する。

プリント開始から第３時間（例えば３９０秒）が経過すると（ＹＥＳ）、制御回路ＡはステップをＳ１０９へと進める（Ｓ１０８）。そうでない場合（ＮＯ）、制御回路Ａは各ファンの風量を維持する。

ステップがＳ１０９に進むと、制御回路Ａは、第一ファン６１の風量を１００（％）に設定しＳ１１０に進む（Ｓ１０９）。

プリントが終了すると（Ｓ１１０）、制御回路Ａは、第１のファンと第２のファンと第３のファンを停止させる（Ｓ１１１）。

なお、画像形成処理の開始から１０分程度が経過すると、ダストＤの発生量が著しく少なくなる。そのため、Ｓ１０９の後でプリントが長期にわたって実行される場合、プリントの終了を待たずに第一ファン６１の送風を停止（ＯＦＦ）してもよい。

本実施例では、画像形成処理の実行中において、風量の多い第二ファン６２を常に全速で作動させている。したがって、空間Ｃは常に陽圧状態となっている。そのため、空間Ｃにはシート入口４００からのダストＤが流れ込みにくい。また、本実施例では画像形成処理の実行途中で第３のファンを作動させている。しかしながら、第三ファン６３の風量は第二ファン６２の風量と第一ファン６１の和の風量以下であるため空間Ｃを陽圧に維持することができる。

また、本実施例では、プリント開始時点における第三ファンの風量を０（ＯＦＦ）に設定しているが、図１６に示すように、第三ファンの風量を５０（％）に設定してもよい。この場合であっても第三ファン６３の風量は第二ファン６２の風量と第一ファン６１の和の風量以下であるため空間Ｃを陽圧にすることができる。また、こうすることで、ガイド部材１５の周辺の結露を確実に防止すると同時に、定着装置１０３の周辺装置の温度上昇をさらに抑制することが可能である。

第一ファン６１の風量は第二ファン６２の風量より小さく、第三ファン６３の風量よりも小さい。本実施例では、第一ファン６１を１００％で作動させた場合の風量は５ｌ／ｓであり、７％で作動させた場合の風量は０．５ｌ／ｓである。第二ファン６２を１００％で作動させた場合の風量は１０ｌ／ｓである。第３のファンを１００％で作動させた場合の風量は１０ｌ／ｓである。このように、第一ファン６１を全速で動作させても第一ファン６１の風量は第二ファン６２及び第三ファン６３の風量に比べて小さい。そのため、空間Ｃの気圧状態は、第二ファン６２及び第三ファン６３によって支配的に制御される。つまり、制御回路Ａは第二ファン６２及び第三ファン６３を制御することで、空間ＣにダストＤが流れることを抑制できる。

本実施例によれば、ニップ部１０１ｂの近傍において、ニップ部１０１ｂの長手方向に沿ってムラなく吸気を行い、ダストＤを効率良く回収することができる。本実施例によれば、ニップ部１０１ｂの近傍において、吸気が局所的に強くなることを抑制し、定着ベルト１０５の局所的な温度低下を抑制できる。本実施例によれば、ニップ部１０１ｂの近傍において、ニップ部１０１ｂの長手方向端部側のエアを確実に吸気し、ニップ部１０１ｂの長手方向端部側のダストＤを確実に回収できる。

本実施例によれば、ベルト１０５の近傍のエアを冷まし過ぎないように吸気し、ダストＤの発生を抑制できる。本実施例によれば、ベルト１０５の近傍の気温に応じて、ダストＤの効率良く回収できる。

本実施例によれば、画像形成装置内のエアフローを制御し、定着装置１０３の下流側にダストＤが流出することを抑制できる。

本実施例によれば、定着装置１０３のシート入口４００の近傍にダストＤを封じ込め、フィルタユニット５０によって効率良くダストＤを回収できる。

＜実施例２＞
次に、実施例２について説明する。図２１は実施例２におけるフィルタユニットの配置と輻射熱Ｅの関係を示す図である。図２２は変形例１におけるフィルタユニットの配置と輻射熱Ｅの関係を示す図である。図２３は変形例２におけるフィルタユニットの配置と輻射熱Ｅの関係を示す図である。

実施例１では、ダストＤの回収効率を向上させるため、ダクト５２の吸気口５２ａ及びフィルタ５１をニップ部１０１ｂ側（ベルト１０５側）に向けていた。一方、実施例２では、ダクト５２の吸気口５２ａを転写部１２ａ側に向けることで、フィルタ５１が過剰に加熱されることを抑制している。実施例２のプリンタ１は、フィルタユニット５０の配置が異なる点以外は実施例１と同様である。そのため同様の構成に関しては同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

ダストＤの回収に用いるフィルタ５１としては不織布等が用いられるが、この不織布は高温環境下において熱的に劣化する場合がある。フィルタ５１の熱的な劣化が促進されるとフィルタ５１の寿命が低下するため、フィルタを高頻度で交換することが求められる。しかしながら、フィルタ５１を高頻度で交換すると、交換の手間が発生するだけでなく、ランニングコストが増加してしまう。そのため、フィルタ５１は加熱され過ぎないことが望ましい。

フィルタ５１が温度上昇する原因の一つは、シート入口４００近傍のエアの熱である。しかしながら、フィルタ５１は、シート入口４００近傍のエアからダストＤを回収することを目的としており、シート入口４００近傍の気温に対して十分な耐熱性を持っている。そのため、シート入口４００近傍のエアの熱のみでフィルタ５１の寿命低下が急激に促進されることはない。

フィルタ５１が温度上昇する原因のもう一つは、定着ユニット１０１からの輻射熱Ｅである。輻射熱Ｅとは、高温の固体表面から低温の固定表面に電磁波の形で直接伝わる熱のことである。フィルタ５１は、熱源である定着ユニット１０１の近傍に位置しているため、定着ユニット１０１からの輻射熱Ｅの影響が大きい。

つまり、フィルタ５１の吸気面５１ａは、シート入口４００近傍のエアの熱による温度上昇に加え、定着ユニット１０１から照射される輻射熱Ｅによって高温状態となる。

そこで、本実施例では、定着ユニット１０１からフィルタ５１への輻射熱Ｅを低減することで、フィルタ５１の寿命を向上させる。

定着ユニット１０１において、輻射熱Ｅを最も強く放射する部材は、最も温度の高いベルト１０５である。ベルト１０５から放射される輻射熱Ｅは、定着ベルト１０５の表層のあらゆる点から放射状に拡散する。したがって、フィルタ５１の温度上昇を低減するためには、ベルト１０５からの輻射熱Ｅが吸気面５１ａに照射されない位置にフィルタ５１を配置すればよい。

そこで本実施例では、ダクト５２の吸気口５２ａを転写部１２ａ側（転写ローラ１２側）に向けて配置している。フィルタ５１は吸気口５２ａを覆うように設けられているため、上述した構成ではフィルタ５１の表面が転写部１２ａ側（転写ローラ１２側）を向く。そして、ベルト１０５とフィルタ５１間の空間がダクト５２によって遮られる。

ベルト１０５とフィルタ５１とダクト５２の位置関係についた図２１を用いて詳細に述べる。吸着面５１ａとダクト上壁との接点をＭ１、同じくダクト下壁との接点をＮ１と称する。Ｍ１とＮ１を結んだ線Ｍ１−Ｎ１を、定着ベルト１０５表層まで延伸させた際のベルト１０５表層との接点をＬ１と称する。輻射熱Ｅをフィルタ５１に向かい難くするため、接点Ｌ１の位置は領域１３５ｄの範囲内にあることが望ましい。領域１３５ｄは、定着ベルト１０５を周方向に４つの領域に区切り、ニップ部１０１ｂから回転方向に沿って数えたときに４つ目となる領域である。

本実施例では、線Ｌ１−Ｎ１は接点Ｌ１におけるベルト１０５の接線である。このような構成では、ベルト１０５からの輻射熱Ｅが吸気面５１ａに向かわない。そのため、フィルタ５１の温度上昇を抑制できる。

なお、線Ｍ１−Ｎ１の延長線がベルト１０５と交差しないように、吸気口５２ａの角度をより急勾配にしてもよい。このような構成でもベルト１０５からの輻射熱Ｅはフィルタ５１に向かわない。例えば、図２２に示す変形例１のように吸気口５２ａの角度をさらに急勾配にして加圧ローラ１０２からの輻射熱Ｅ’を遮ってもよい。

線Ｍ１−Ｎ１を加圧ローラ１０２表層まで延伸させた際の加圧ローラ１０２表層との接点をＬ２と称する。輻射熱Ｅを吸気面５１ａに向かい難くするため、接点Ｌ１の位置は領域１３５ｄの範囲内にあることが望ましい。領域１３５ｅは、加圧ローラ１０２を周方向に４つの領域に区切り、ニップ部１０１ｂから回転方向に沿って数えたときに３つ目となる領域である。変形例１では、線Ｌ２−Ｎ１は接点Ｌ２における加圧ローラ１０２の接線である。このような構成では、ベルト１０５の輻射熱Ｅ及び加圧ローラ１０２からの輻射熱Ｅ’が吸気面５１ａに向かわない。そのため、フィルタ５１の温度上昇を抑制できる。

なお、フィルタ５１は必ずしもシート搬送方向に対して傾斜させなくてもよい。例えば。図２３に示す変形例２のように、シートＰの搬送方向と並行となるようにフィルタ５１を配置してもよい。この場合、フィルタ５１に輻射熱Ｅが向かわないように、ダクト５２に遮蔽部５５を設けることが望ましい。

フィルタ５１とダクト上壁でかつ搬送面側の端部をＭ３、フィルタ５１とダクト下壁との接点をＮ３と称する。Ｍ３とＮ３を結んだ線Ｍ３−Ｎ３を、定着ベルト１０５表層まで延伸させた際のベルト１０５表層との接点をＬ３と称する。輻射熱Ｅをフィルタ５１に向かい難くするため、接点Ｌ３の位置は領域１３５ｄの範囲内にあることが望ましい。本実施例では、線Ｌ３−Ｎ３は接点Ｌ３におけるベルト１０５の接線である。このような構成では、ベルト１０５からの輻射熱Ｅが吸気面５１ａに向かわない。そのため、フィルタ５１の温度上昇を抑制できる。

本実施例によれば、フィルタ５１の温度上昇抑制できる。本実施例によればフィルタ５１の寿命の低下を抑制できる。本実施例によれば、フィルタの交換頻度を低減できる。しかしながら、ダストＤを確実に回収できる点において実施例１の構成が好ましい。

（その他の実施例）
以上、本発明について実施例を用いて説明したが、本発明は実施例に記載の構成に限られるものではない。実施例で例示した寸法等の数値は一例であって、本発明の効果が得られる範囲においては適宜設定してよい。また、本発明の効果が得られる範囲において実施例に記載の一部構成を同様の機能を有する他の構成に置き換えてもよい。

フィルタ５１の吸気面５１ａは曲面形状でなくてもよい、吸気面５１ａが平面形状であってダストＤの回収は可能である。フィルタ５１として、不織布フィルタではなくハニカムフィルタ等の別のフィルタを用いてもよい。フィルタ５１として静電処理された不織布フィルタである静電フィルタを用いる場合、ダストＤを帯電装置で帯電させてからフィルタ５１で回収してもよい。フィルタ５１の配置構成は実施例に記載のものには限られない。例えば、ベルト１０５の長手方向両端部に二つ以上のフィルタ５１が設置されていても良い。フィルタ５１は、シート搬送路に対して加圧ローラ側に設置されていても良い。

定着装置１０３は縦パスでシートを搬送する構成には限定されない。例えば定着装置１０３は横パスや斜めにシートを搬送する構成であっても良い。

シート上のトナー画像を加熱する加熱回転体は、ベルト１０５には限られない、加熱回転体は、ローラであってもよく、複数のローラにベルトが架け渡されたベルトユニットであってもよい。しかしながら、加熱回転体の表面が高温となり、ダストＤが発生し易い実施例１の構成の方が大きな効果を得ることができる。

加熱回転体とニップ部を形成するニップ形成部材は、加圧ローラ１０２には限られない。例えば、複数のローラにベルトが架け渡されたベルトユニットを用いてもよい。

加熱回転体を加熱する加熱源は、ヒータ１０１ａのようなセラミックヒータには限られない。例えば、加熱源はハロゲンヒータであってもよい。また加熱回転体を直接電磁誘導発熱させてもよい。このような構成であってもシート入り口４００近傍でダストＤが発生し易いため、実施例１の構成を適用できる。

プリンタ１を例に説明した画像形成装置は、フルカラーの画像を形成する画像形成装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。また画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。

１２ａ 接触部
１５ ガイド部材
５０ フィルタユニット
５１ フィルタ
５２ ダクト
５２ａ 吸気口
６１ 第一ファン
６２ 第二ファン
６３ 第三ファン
１０１ 定着ベルトユニット
１０１ａ ヒータ
１０１ｂ ニップ部
１０２ 加圧ローラ
１０３ 定着装置
１０５ 定着ベルト
４００ シート入口
５００ シート出口
ＴＨ サーミスタ
Ａ 制御回路
Ｗｐ−ｍａｘ 最大画像幅
Ｐ シート
Ｓ トナー
α ダスト低減率
ｄ ベルトとフィルタ間の距離
Ｆｓ フィルタ面積

Claims (9)

1. 離型剤を含有するトナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により記録材に形成された画像を定着するためのニップ部を形成する加熱回転体及び加圧回転体を備えた定着部と、
   前記画像形成部と前記定着部との間において記録材に形成された画像と対向するように配置された吸気口を備え、前記定着部から前記吸気口を介して取り込んだエアを排出するダクトと、
   前記ダクトの通気経路に設けられ離型剤に起因する微粒子を回収するフィルタと、
   前記ダクト内にエアを引き込むためのファンと、を有し、
   前記吸気口の短手方向両端部の中点と前記加熱回転体との最短距離をｄ（ｍｍ）、前記フィルタの面積をＦｓ（ｃｍ^２）、前記フィルタにおけるエアの通過風速をＦｖ（ｃｍ／ｓ）としたとき、以下を満足することを特徴とする画像形成装置。
   

   
2. 以下を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   

   
3. 前記ｄ（ｍｍ）は５以上１００以下であ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Ｆｖ（ｃｍ／ｓ）は５以上３０以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記フィルタの通気抵抗（Ｐａ）は５０以上１３０以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記フィルタは前記吸気口に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記フィルタは、その短手方向の中央部が前記ダクトの内側に向けて突出した曲面形状を為していることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記フィルタの幅は、前記画像形成装置に使用可能な最小幅の記録材の幅以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記フィルタは静電不織布であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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