画像形成装置及び定着装置
【課題】
エアフローに影響されて定着装置内の定着ローラや加圧ローラの温度が低下することを防ぎ、揮発性有機化合物を効果的に除去する。
【解決手段】
定着ローラ31及び加圧ローラ32の両端部を包囲するために、定着端部カバー45，46及び遮蔽壁45ｃ，46ｃを設ける。そして、定着端部カバー45，46には吸気口45ａ，46ａが設けられている。定着端部カバー45，46及び遮蔽壁45ｃ，46ｃによって包囲された領域の気体は、ファン54によって画像形成装置の外部に排出される。さらに、フィルター53が設けられ、排出される気体から揮発性有機化合物が除去される。
エアフローに影響されて定着装置内の定着ローラや加圧ローラの温度が低下することを防ぎ、揮発性有機化合物を効果的に除去する。
【解決手段】
定着ローラ31及び加圧ローラ32の両端部を包囲するために、定着端部カバー45，46及び遮蔽壁45ｃ，46ｃを設ける。そして、定着端部カバー45，46には吸気口45ａ，46ａが設けられている。定着端部カバー45，46及び遮蔽壁45ｃ，46ｃによって包囲された領域の気体は、ファン54によって画像形成装置の外部に排出される。さらに、フィルター53が設けられ、排出される気体から揮発性有機化合物が除去される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを有する画像形成装置に関し、装置内部、とりわけ定着装置付近で発生した揮発性有機化合物（Volatile Organic Compound、以下、「ＶＯＣ」と記す）の除去機能を備えた画像形成装置及び定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、装置内部の温度上昇に伴って、極微量ではあるがＶＯＣなどのガスが発生する場合があることがわかってきている。人体には影響がない発生量ではあるが、できるだけ画像形成装置の外部へ放出されてしまうのを防ぐ技術が研究されてきている。
【０００３】
画像形成装置でのＶＯＣの発生源としては、記録シートや樹脂成形部品、接着剤や粘着材等が挙げられる。これらに含まれる揮発性の成分が、装置内部の温度上昇にともなって揮発し、装置内エアフローの排気口や外装部の隙間などから漏れ出てくることが考えられる。
【０００４】
装置内部の温度上昇の原因である発熱源としては、モータ等の各種アクチュエーターや、電源ユニット等があるが、最も発熱量が大きいのは定着装置である。
【０００５】
画像形成装置に搭載される定着装置として、定着ローラと、定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、定着ローラ及び加圧ローラ内にそれぞれ配置されたヒータとを有するものがある。未定着トナー画像を担持するシートは定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱溶融され、これによりシート上のトナー画像はシートに定着される。この定着過程において、定着ローラは200℃近くまで加熱されるため、定着装置付近では比較的ＶＯＣが発生しやすい条件になっているといえる。
【０００６】
定着装置付近でのＶＯＣの発生比率の大きい要素としては、定着ローラ及び加圧ローラを挙げることができる。定着ローラ及び加圧ローラの大まかな構成は、金属製の芯金と、その外周に形成されるゴム状の弾性層と、ＰＦＡなどのフッ素系樹脂から成るローラ表面の離型層とからなる。この中で高温時にＶＯＣを発生させる可能性のあるのは、シリコーンゴムを主成分とする弾性層である。
【０００７】
シリコーンゴムからは、特に高温時においてシロキサン等のＶＯＣが揮発する場合がある。このため、従来から、図６に模式的に示すように、定着装置70の近傍にフィルターユニット71を配し、吸引ファン72で定着装置70付近のエアーを積極的に吸引していた。そして、活性炭等を用いたＶＯＣ吸着フィルター73を配置したダクト74を通過させてＶＯＣの除去を行なうようにしていた。この様な技術例としては、特許文献１に記されるような、定着領域エアー排出装置を挙げることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１―３５０３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、定着装置付近の雰囲気を積極的に吸引して排気するということは、定着装置内にもエアフローを作り出すこととなり、定着ローラや加圧ローラ表面の温度を下げることにつながってしまう。この温度低下は、必要な定着温度を維持するために電力消費が増えるばかりか、場合によってはプリント時の熱の供給が間に合わなくなり、連続プリントスピードやファーストプリントタイムなどのパフォーマンスを下げざるを得なくなるという問題があった。
【００１０】
また、定着ローラ及び加圧ローラのローラ外周表面はＰＦＡ等の離型層で覆われているためにＶＯＣがほぼ揮発しないのに対し、ローラの端面部は弾性層のシリコーンゴムが露出しているためにＶＯＣが比較的揮発しやすくなっていると言える。そのため、より効率的にＶＯＣを除去するためには、定着ローラ及び加圧ローラの端面付近の空気を集中的に捕集した方がよいという課題も見えてきた。
【００１１】
そこで、本発明は上記の課題を解決する為になされたものであり、エアー吸引による定着ローラや加圧ローラの温度低下を防ぎつつ、ＶＯＣを効果的に除去することができる画像形成装置及び定着装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、被転写材に画像を形成する画像形成装置であって、未定着のトナー画像が転写された前記被転写材を加熱するための加熱部材と、前記被転写材を加圧する加圧部材と、前記加圧部材の幅方向の端部の近傍の気体を前記画像形成装置の外部に排出する気体排出手段と、前記気体排出手段によって排出される気体から揮発性有機化合物を除去するフィルターとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エアー吸引による定着ローラや加圧ローラの温度低下を防ぎ、ＶＯＣを効果的に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。図１に示すように、画像形成装置は、電子写真式のフルカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）である。
【００１６】
プリンタは、プリンタの筐体を構成するプリンタ本体（画像形成装置本体）100の下部にシート供給装置20を備えている。シート供給装置20において、シート供給カセット21に収納された記録シート等のシート(被転写材)Ｓは、ピックアップローラ22が図中反時計方向へ回転してシート供給カセット21から送出される。送出されたシートＳは、給送ローラ23とリタードローラ24を通じてレジストローラ対25に１枚ずつ分離給送される。分離給送されたシートＳは、レジストローラ対25により所定のタイミングをもって２次転写部17に搬送される。
【００１７】
プリンタ本体100内においてシート供給装置20の上部には画像形成部８を備えている。画像形成部８において、略水平方向にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色に対応した、像担持体としてのドラム型の４個の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。感光体ドラム１は、不図示の駆動手段によって、図中時計回りに回転するようになっている。
【００１８】
感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、帯電装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、スキャナユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配設されている。さらに、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配設されている。
【００１９】
帯電装置２は、感光体ドラム１の外周面（表面）を均一に帯電する。この感光体ドラム１表面の帯電面にスキャナユニット３により各色の画像情報に基づいてレーザービームを照射することによって感光体ドラム１の帯電面に静電潜像を形成する。そして、現像装置４によりイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー（現像剤）を感光体ドラム１の静電潜像に付着させて静電潜像をトナー画像（現像像）として現像する。
【００２０】
ここで、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４、及びクリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを形成している。このプロセスカートリッジ７はプリンタ本体100に取り外し可能に装着されている。
【００２１】
感光体ドラム１の対向部には、それぞれの感光体ドラム１に中間転写ベルト11が接するように中間転写装置10を配設してある。中間転写ベルト11は、所定の体積固有抵抗を持たせた、薄肉のフィルム状部材で形成してある。この中間転写ベルト11は、駆動ローラ12と、従動ローラ13，14、の３本のローラに掛け渡されて、図の反時計回りに回転する。
【００２２】
中間転写ベルト11の内側には、４個の感光体ドラム１にそれぞれ対向して中間転写ベルト11の内面に当接する１次転写ローラ15ａ，15ｂ，15ｃ，15ｄを並設してある。１次転写ローラ15は、中間転写ベルト11内面と当接している１次転写部においてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を感光体ドラム１表面から中間転写ベルト11表面に転写する。
【００２３】
トナー画像が転写された感光体ドラム１表面は、クリーニング装置６により転写残トナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返して次の画像形成に供される。
【００２４】
中間転写装置10の駆動ローラ12と対向する位置には、２次転写ローラ16が配設され、中間転写ベルト11表面に所定の圧力で圧接されて２次転写部17を形成している。２次転写ローラ16は、２次転写部17においてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を中間転写ベルト11表面からシートＳ面に転写する。
【００２５】
２次転写部17においてトナー画像の転写を受けたシートＳは、未定着のトナー画像を定着するために搬送ガイド18を通って定着装置30へ搬送導入され、トナー画像の加熱・加圧定着処理を受ける。
【００２６】
定着装置30を通ったシートＳは、搬送ローラ対27及び搬送ガイド28を通じて排出ローラ対29に搬送される。そしてこの排出ローラ対29によりプリンタ本体100の上部に設けられたシート排出トレイ101上に排出される。
【００２７】
定着装置30は、ハウジング40の中に定着ローラ（加圧部材、加熱部材）31と、加圧ローラ（加圧部材、加熱部材）32と、定着ローラ31及び加圧ローラ32の内部に各々設けられた加熱源であるハロゲンヒータ（加熱部材）33，34とを備えている。そして、ハロゲンヒータ33，34によりシートＳに熱を与えるとともに定着ローラ31と加圧ローラ32とでシートを挟持して押圧する。
【００２８】
また、ハウジング40には、シート入口側に、シートＳを定着部へと導くための定着入口ガイド42を備え、出口側には出口ガイド43を備える。
【００２９】
図２は定着ローラ31及び加圧ローラ32を説明する断面図である。
【００３０】
定着ローラ31は、多層構造となっており、内側から順に、金属製のパイプ状の芯金31ａ、弾性層31ｂ、離型層31ｃとを備えている。弾性層31ｂは、対向する加圧ローラ32と圧接された際に弾性変形してニップ部Ｎを形成するために必要であり、耐熱性を有するシリコーンゴムを主成分として、厚み約３mmに形成されている。離型層31ｃは、定着ローラ31の表面にトナーやその他の汚れが付着するのを防止するためのものあり、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシル）等のフッ素系樹脂からなる厚み50μmの薄肉チューブである。また、芯金31ａと弾性層31ｂ間、弾性層31ｂと離型層31ｃ間は、それぞれ液状シリコーンゴムなどから成る接着剤で接着されている。
【００３１】
図３は定着ローラ31の端部付近を表した図である。弾性層31ｂと離型層31ｃは、芯金31ａの形状に合わせて成形後にカットされており、切断面が露出する構造となっている。
【００３２】
加圧ローラ32も定着ローラ31と同様に構成されており、内側から順に、金属製のパイプ状の芯金32ａ、弾性層32ｂと、離型層32ｃとを備え、図示せぬ付勢手段によって定着ローラ31に圧接され、所定幅のニップ部Ｎを形成している。
【００３３】
弾性層31ｂ及び32ｂを形成するシリコーンゴムは、すでに述べたように、加熱時に微量のＶＯＣ（揮発性有機化合物）を発生させる。しかしながら、それぞれのローラ表面はＰＦＡからなる離型層31ｃ及び32ｃで覆われているためにＶＯＣが透過しにくく、揮発し難い構造となっている。ただ、定着ローラ31及び加圧ローラ32の端面部ではそれぞれシリコーンゴム面が露出しているため、この部分からはＶＯＣが揮発してしまう場合がある。
【００３４】
図４は、定着装置30の長手方向両端部（幅方向の端部）に設けられた定着端部カバー（カバー）45及び46と、フィルターユニット50とを示した図である。なお、定着装置30のハウジング40は省略してあり、一部は部分的にカットして表現している。
【００３５】
フィルターユニット50は、定着端部カバー45及び46内のエアーを吸引し、フィルター53を通して装置外へ排気するためのものである。
【００３６】
定着装置30の定着端部カバー45及び46は、定着ローラ31及び加圧ローラ32の弾性層31ｂ及び32ｂであるシリコーンゴム層が露出した両端部を覆うように設けられたカバーである。シート通過領域とは遮蔽壁（遮蔽部材）45ｃ及び46ｃによって隔離されている。すなわち、遮蔽壁45ｃ，46ｃにより、定着ローラ31、加圧ローラ32がシートＳを押圧する外周面の回りの空間領域と、これらローラの弾性層の幅方向端部近傍の空間領域との間で相互の空気の流れを遮蔽する。また、定着端部カバー45及び46の下面部にはスリット状の吸気口45ａ及び46ａと、上面部には通気口45ｂ及び46ｂがそれぞれ開けられている。なお、定着端部カバー45，46と遮蔽壁45ｃ，46ｃとにより包囲部材が構成され、定着ローラ31及び加圧ローラ32の幅方向の端部の近傍の空間領域を包囲する。通気口45ｂ及び46ｂには、ダクト51が連結されており、ファンホルダ52へとエアーを導くように形成されている。ファンホルダ52には、ダクト51に近い上流側にフィルター53が取り付けられ、下流側にはファン54が取り付けられている。そして図１に示しているように、プリンタ本体100の側面カバー102の排気口103を通して外部へエアーを排気するように接続されている。なお、定着端部カバー45，46、遮蔽壁45ｃ，46ｃ、ダクト51、ファン54により気体排出手段を構成する。
【００３７】
ファン54は、軸流式のファンであり、装置内のエアーを装置外へと排出する方向に取り付けられている。フィルター53は、活性炭を配合したエアフィルターであり、その表面には無数の微小な細孔をもち、通過するエアー内のシロキサン等のＶＯＣを吸着して捕集できるものである。また、フィルター53はハニカム構造をしており、エアーのスムーズな流れを確保しつつ表面積も大きくできるため、ＶＯＣの効率的な捕集が可能となっている。また、排気口103の位置にフィルター53を設けているために、通気口45ｂ及び46ｂから排気口103に排出される気体中のＶＯＣを１つのフィルター53で捕集することが可能となっている。
【００３８】
次にプリンタ本体100の動作を説明する。図１において、シート供給装置20によりシートＳが１枚ずつ分離給送され、レジストローラ対25のニップ部直後に設けられたレジストセンサ26によりシートＳの先端が検知された時点でシート給送が一時停止される。一方で、プロセスカートリッジ７も順次駆動され、それぞれに各色トナー画像を形成すると共に、順次、中間転写ベルト11上に転写することにより４色のトナー画像の重ね合せが完了する。そしてこの中間転写ベルト11上のトナー画像のタイミングに合わせてレジストローラ対25によりシート給送が再開され、２次転写部17でトナー画像がシートＳに転写される。
【００３９】
その後、シートＳは搬送ガイド18にその先端を沿わせて上方向に搬送され、定着装置30へと導かれ、加熱された定着ローラ31及び加圧ローラ32に挟持搬送されることによりトナー画像がシートＳ面に定着される。定着装置30を抜けたシートＳは搬送ローラ対27によって搬送され、排出ローラ対29によってシート排出トレイ101上へと排出される。
【００４０】
ここでの定着動作により、定着ローラ31は表面温度約180°Ｃ、加圧ローラ32も表面温度約160°Ｃ程度まで加熱されるため、定着ローラ31及び加圧ローラ32の両端面付近よりＶＯＣが発生する場合がある。ここで発生したＶＯＣを含むエアーは、ファン54の作動で発生するエアフローにより、定着端部カバー45及び46からダクト51を介してフィルター53を通過し、ＶＯＣが吸着除去されて装置外へと排気される。
【００４１】
以上説明したように、比較的、ＶＯＣの発生比率の高い定着ローラ31及び加圧ローラ32の端部部分を定着端部カバー45及び46で覆い、フィルターユニット50で局所的にエアフローを発生させることにより、効率的にＶＯＣの捕集を行なうことができる。
【００４２】
また、定着ローラ31及び加圧ローラ32の表面付近にはエアフローを発生させないため、不要な放熱を抑えて定着ローラ31及び加圧ローラ32の温度低下を防止することができる。
【００４３】
なお、本実施形態ではフィルター53は活性炭による吸着式フィルターを用いたが、他の吸着剤を用いた吸着式フィルターでも構わない。また酸化チタン等、触媒反応を用いてＶＯＣを分解する触媒式フィルターを用いることも可能である。
【００４４】
〔第２実施形態〕
次に本発明に係る画像形成装置の他の実施形態について説明する。第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図５は、エアフロー及びＶＯＣ除去手段を変更し、定着装置にＶＯＣ除去手段を備えた形態を表している。
【００４６】
定着装置80は、先の実施形態と同様に定着端部カバー85及び86を備え、定着ローラ31及び加圧ローラ32の弾性層31ｂ及び32ｂであるシリコーンゴム層が露出した両端部を覆うように構成されている。シート通過領域とは遮蔽壁85ｃ及び86ｃによって隔離されている。定着端部カバー85及び86の下面部にはスリット状の吸気口85ａ及び86ａが設けられている。また、その上面部付近には、それぞれの開口部（排気口）85ｂ及び86ｂに小型のフィルター87及び88が嵌め込まれている。
【００４７】
フィルター87及び88は、活性炭を配合したＶＯＣ吸着用のエアフィルターである。
【００４８】
定着端部カバー85及び86内部のエアーは、定着ローラ31や加圧ローラ32の端部からの熱で昇温させられることによって自然対流を引き起こす。ここでは、加熱されたエアーは上部のフィルター87及び88を通じてＶＯＣを除去された状態でプリンタ本体内に排気され、その分下部の吸気口85ａ及び86ａから新たなエアーを取り込むことになる。
【００４９】
このように、定着端部カバー85及び86にそれぞれフィルター87及び88を取り付けることにより、より簡易な構成で集中的にＶＯＣの除去を行なうことができる。
【００５０】
次に定着装置80を交換する場合について述べる。
【００５１】
定着ローラ31や加圧ローラ32は、定着性能を維持するためには定期的に交換が必要であるため、プリンタ本体100の寿命期間内に数回の定着装置80の交換作業が発生する。また一方で、吸着式のエアフィルターにもその表面積に応じてＶＯＣの除去能力に限界があり、特にサイズの小さなフィルターを用いる場合は、除去能力を維持するためには定期的に交換することが好ましい。
【００５２】
本実施形態の如く、定着装置80にフィルター87及び88をもたせることにより、定着装置80が寿命を迎えて新品と交換される際には、フィルター87及び88も同時に新品に交換されることになる。このため、フィルターのサイズを定着装置の寿命に合わせて最適化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置内の定着装置の横断面図である
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置内の定着ローラの斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置内の定着装置及びフィルターユニットの斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置内の定着装置及びフィルターユニットの斜視図である。
【図６】従来の定着装置及びフィルターユニットの斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
30 …定着装置
31 …定着ローラ
31ｂ，32ｂ …弾性層
31ｃ，32ｃ …離型層
32 …加圧ローラ
33，34 …ハロゲンヒータ
45，46，85，86 …定着端部カバー
45ａ，46ａ，85ａ，86ａ …吸気口
45ｃ，46ｃ，85ｃ，86ｃ …遮蔽壁
50 …フィルターユニット
51 …ダクト
53，87，88 …フィルター
54 …ファン
85ｂ，86ｂ，103 …排気口
Ｓ …シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを有する画像形成装置に関し、装置内部、とりわけ定着装置付近で発生した揮発性有機化合物（Volatile Organic Compound、以下、「ＶＯＣ」と記す）の除去機能を備えた画像形成装置及び定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、装置内部の温度上昇に伴って、極微量ではあるがＶＯＣなどのガスが発生する場合があることがわかってきている。人体には影響がない発生量ではあるが、できるだけ画像形成装置の外部へ放出されてしまうのを防ぐ技術が研究されてきている。
【０００３】
画像形成装置でのＶＯＣの発生源としては、記録シートや樹脂成形部品、接着剤や粘着材等が挙げられる。これらに含まれる揮発性の成分が、装置内部の温度上昇にともなって揮発し、装置内エアフローの排気口や外装部の隙間などから漏れ出てくることが考えられる。
【０００４】
装置内部の温度上昇の原因である発熱源としては、モータ等の各種アクチュエーターや、電源ユニット等があるが、最も発熱量が大きいのは定着装置である。
【０００５】
画像形成装置に搭載される定着装置として、定着ローラと、定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、定着ローラ及び加圧ローラ内にそれぞれ配置されたヒータとを有するものがある。未定着トナー画像を担持するシートは定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱溶融され、これによりシート上のトナー画像はシートに定着される。この定着過程において、定着ローラは200℃近くまで加熱されるため、定着装置付近では比較的ＶＯＣが発生しやすい条件になっているといえる。
【０００６】
定着装置付近でのＶＯＣの発生比率の大きい要素としては、定着ローラ及び加圧ローラを挙げることができる。定着ローラ及び加圧ローラの大まかな構成は、金属製の芯金と、その外周に形成されるゴム状の弾性層と、ＰＦＡなどのフッ素系樹脂から成るローラ表面の離型層とからなる。この中で高温時にＶＯＣを発生させる可能性のあるのは、シリコーンゴムを主成分とする弾性層である。
【０００７】
シリコーンゴムからは、特に高温時においてシロキサン等のＶＯＣが揮発する場合がある。このため、従来から、図６に模式的に示すように、定着装置70の近傍にフィルターユニット71を配し、吸引ファン72で定着装置70付近のエアーを積極的に吸引していた。そして、活性炭等を用いたＶＯＣ吸着フィルター73を配置したダクト74を通過させてＶＯＣの除去を行なうようにしていた。この様な技術例としては、特許文献１に記されるような、定着領域エアー排出装置を挙げることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１―３５０３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、定着装置付近の雰囲気を積極的に吸引して排気するということは、定着装置内にもエアフローを作り出すこととなり、定着ローラや加圧ローラ表面の温度を下げることにつながってしまう。この温度低下は、必要な定着温度を維持するために電力消費が増えるばかりか、場合によってはプリント時の熱の供給が間に合わなくなり、連続プリントスピードやファーストプリントタイムなどのパフォーマンスを下げざるを得なくなるという問題があった。
【００１０】
また、定着ローラ及び加圧ローラのローラ外周表面はＰＦＡ等の離型層で覆われているためにＶＯＣがほぼ揮発しないのに対し、ローラの端面部は弾性層のシリコーンゴムが露出しているためにＶＯＣが比較的揮発しやすくなっていると言える。そのため、より効率的にＶＯＣを除去するためには、定着ローラ及び加圧ローラの端面付近の空気を集中的に捕集した方がよいという課題も見えてきた。
【００１１】
そこで、本発明は上記の課題を解決する為になされたものであり、エアー吸引による定着ローラや加圧ローラの温度低下を防ぎつつ、ＶＯＣを効果的に除去することができる画像形成装置及び定着装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、被転写材に画像を形成する画像形成装置であって、未定着のトナー画像が転写された前記被転写材を加熱するための加熱部材と、前記被転写材を加圧する加圧部材と、前記加圧部材の幅方向の端部の近傍の気体を前記画像形成装置の外部に排出する気体排出手段と、前記気体排出手段によって排出される気体から揮発性有機化合物を除去するフィルターとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エアー吸引による定着ローラや加圧ローラの温度低下を防ぎ、ＶＯＣを効果的に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。図１に示すように、画像形成装置は、電子写真式のフルカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）である。
【００１６】
プリンタは、プリンタの筐体を構成するプリンタ本体（画像形成装置本体）100の下部にシート供給装置20を備えている。シート供給装置20において、シート供給カセット21に収納された記録シート等のシート(被転写材)Ｓは、ピックアップローラ22が図中反時計方向へ回転してシート供給カセット21から送出される。送出されたシートＳは、給送ローラ23とリタードローラ24を通じてレジストローラ対25に１枚ずつ分離給送される。分離給送されたシートＳは、レジストローラ対25により所定のタイミングをもって２次転写部17に搬送される。
【００１７】
プリンタ本体100内においてシート供給装置20の上部には画像形成部８を備えている。画像形成部８において、略水平方向にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色に対応した、像担持体としてのドラム型の４個の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。感光体ドラム１は、不図示の駆動手段によって、図中時計回りに回転するようになっている。
【００１８】
感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、帯電装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、スキャナユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配設されている。さらに、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配設されている。
【００１９】
帯電装置２は、感光体ドラム１の外周面（表面）を均一に帯電する。この感光体ドラム１表面の帯電面にスキャナユニット３により各色の画像情報に基づいてレーザービームを照射することによって感光体ドラム１の帯電面に静電潜像を形成する。そして、現像装置４によりイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー（現像剤）を感光体ドラム１の静電潜像に付着させて静電潜像をトナー画像（現像像）として現像する。
【００２０】
ここで、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４、及びクリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを形成している。このプロセスカートリッジ７はプリンタ本体100に取り外し可能に装着されている。
【００２１】
感光体ドラム１の対向部には、それぞれの感光体ドラム１に中間転写ベルト11が接するように中間転写装置10を配設してある。中間転写ベルト11は、所定の体積固有抵抗を持たせた、薄肉のフィルム状部材で形成してある。この中間転写ベルト11は、駆動ローラ12と、従動ローラ13，14、の３本のローラに掛け渡されて、図の反時計回りに回転する。
【００２２】
中間転写ベルト11の内側には、４個の感光体ドラム１にそれぞれ対向して中間転写ベルト11の内面に当接する１次転写ローラ15ａ，15ｂ，15ｃ，15ｄを並設してある。１次転写ローラ15は、中間転写ベルト11内面と当接している１次転写部においてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を感光体ドラム１表面から中間転写ベルト11表面に転写する。
【００２３】
トナー画像が転写された感光体ドラム１表面は、クリーニング装置６により転写残トナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返して次の画像形成に供される。
【００２４】
中間転写装置10の駆動ローラ12と対向する位置には、２次転写ローラ16が配設され、中間転写ベルト11表面に所定の圧力で圧接されて２次転写部17を形成している。２次転写ローラ16は、２次転写部17においてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を中間転写ベルト11表面からシートＳ面に転写する。
【００２５】
２次転写部17においてトナー画像の転写を受けたシートＳは、未定着のトナー画像を定着するために搬送ガイド18を通って定着装置30へ搬送導入され、トナー画像の加熱・加圧定着処理を受ける。
【００２６】
定着装置30を通ったシートＳは、搬送ローラ対27及び搬送ガイド28を通じて排出ローラ対29に搬送される。そしてこの排出ローラ対29によりプリンタ本体100の上部に設けられたシート排出トレイ101上に排出される。
【００２７】
定着装置30は、ハウジング40の中に定着ローラ（加圧部材、加熱部材）31と、加圧ローラ（加圧部材、加熱部材）32と、定着ローラ31及び加圧ローラ32の内部に各々設けられた加熱源であるハロゲンヒータ（加熱部材）33，34とを備えている。そして、ハロゲンヒータ33，34によりシートＳに熱を与えるとともに定着ローラ31と加圧ローラ32とでシートを挟持して押圧する。
【００２８】
また、ハウジング40には、シート入口側に、シートＳを定着部へと導くための定着入口ガイド42を備え、出口側には出口ガイド43を備える。
【００２９】
図２は定着ローラ31及び加圧ローラ32を説明する断面図である。
【００３０】
定着ローラ31は、多層構造となっており、内側から順に、金属製のパイプ状の芯金31ａ、弾性層31ｂ、離型層31ｃとを備えている。弾性層31ｂは、対向する加圧ローラ32と圧接された際に弾性変形してニップ部Ｎを形成するために必要であり、耐熱性を有するシリコーンゴムを主成分として、厚み約３mmに形成されている。離型層31ｃは、定着ローラ31の表面にトナーやその他の汚れが付着するのを防止するためのものあり、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシル）等のフッ素系樹脂からなる厚み50μmの薄肉チューブである。また、芯金31ａと弾性層31ｂ間、弾性層31ｂと離型層31ｃ間は、それぞれ液状シリコーンゴムなどから成る接着剤で接着されている。
【００３１】
図３は定着ローラ31の端部付近を表した図である。弾性層31ｂと離型層31ｃは、芯金31ａの形状に合わせて成形後にカットされており、切断面が露出する構造となっている。
【００３２】
加圧ローラ32も定着ローラ31と同様に構成されており、内側から順に、金属製のパイプ状の芯金32ａ、弾性層32ｂと、離型層32ｃとを備え、図示せぬ付勢手段によって定着ローラ31に圧接され、所定幅のニップ部Ｎを形成している。
【００３３】
弾性層31ｂ及び32ｂを形成するシリコーンゴムは、すでに述べたように、加熱時に微量のＶＯＣ（揮発性有機化合物）を発生させる。しかしながら、それぞれのローラ表面はＰＦＡからなる離型層31ｃ及び32ｃで覆われているためにＶＯＣが透過しにくく、揮発し難い構造となっている。ただ、定着ローラ31及び加圧ローラ32の端面部ではそれぞれシリコーンゴム面が露出しているため、この部分からはＶＯＣが揮発してしまう場合がある。
【００３４】
図４は、定着装置30の長手方向両端部（幅方向の端部）に設けられた定着端部カバー（カバー）45及び46と、フィルターユニット50とを示した図である。なお、定着装置30のハウジング40は省略してあり、一部は部分的にカットして表現している。
【００３５】
フィルターユニット50は、定着端部カバー45及び46内のエアーを吸引し、フィルター53を通して装置外へ排気するためのものである。
【００３６】
定着装置30の定着端部カバー45及び46は、定着ローラ31及び加圧ローラ32の弾性層31ｂ及び32ｂであるシリコーンゴム層が露出した両端部を覆うように設けられたカバーである。シート通過領域とは遮蔽壁（遮蔽部材）45ｃ及び46ｃによって隔離されている。すなわち、遮蔽壁45ｃ，46ｃにより、定着ローラ31、加圧ローラ32がシートＳを押圧する外周面の回りの空間領域と、これらローラの弾性層の幅方向端部近傍の空間領域との間で相互の空気の流れを遮蔽する。また、定着端部カバー45及び46の下面部にはスリット状の吸気口45ａ及び46ａと、上面部には通気口45ｂ及び46ｂがそれぞれ開けられている。なお、定着端部カバー45，46と遮蔽壁45ｃ，46ｃとにより包囲部材が構成され、定着ローラ31及び加圧ローラ32の幅方向の端部の近傍の空間領域を包囲する。通気口45ｂ及び46ｂには、ダクト51が連結されており、ファンホルダ52へとエアーを導くように形成されている。ファンホルダ52には、ダクト51に近い上流側にフィルター53が取り付けられ、下流側にはファン54が取り付けられている。そして図１に示しているように、プリンタ本体100の側面カバー102の排気口103を通して外部へエアーを排気するように接続されている。なお、定着端部カバー45，46、遮蔽壁45ｃ，46ｃ、ダクト51、ファン54により気体排出手段を構成する。
【００３７】
ファン54は、軸流式のファンであり、装置内のエアーを装置外へと排出する方向に取り付けられている。フィルター53は、活性炭を配合したエアフィルターであり、その表面には無数の微小な細孔をもち、通過するエアー内のシロキサン等のＶＯＣを吸着して捕集できるものである。また、フィルター53はハニカム構造をしており、エアーのスムーズな流れを確保しつつ表面積も大きくできるため、ＶＯＣの効率的な捕集が可能となっている。また、排気口103の位置にフィルター53を設けているために、通気口45ｂ及び46ｂから排気口103に排出される気体中のＶＯＣを１つのフィルター53で捕集することが可能となっている。
【００３８】
次にプリンタ本体100の動作を説明する。図１において、シート供給装置20によりシートＳが１枚ずつ分離給送され、レジストローラ対25のニップ部直後に設けられたレジストセンサ26によりシートＳの先端が検知された時点でシート給送が一時停止される。一方で、プロセスカートリッジ７も順次駆動され、それぞれに各色トナー画像を形成すると共に、順次、中間転写ベルト11上に転写することにより４色のトナー画像の重ね合せが完了する。そしてこの中間転写ベルト11上のトナー画像のタイミングに合わせてレジストローラ対25によりシート給送が再開され、２次転写部17でトナー画像がシートＳに転写される。
【００３９】
その後、シートＳは搬送ガイド18にその先端を沿わせて上方向に搬送され、定着装置30へと導かれ、加熱された定着ローラ31及び加圧ローラ32に挟持搬送されることによりトナー画像がシートＳ面に定着される。定着装置30を抜けたシートＳは搬送ローラ対27によって搬送され、排出ローラ対29によってシート排出トレイ101上へと排出される。
【００４０】
ここでの定着動作により、定着ローラ31は表面温度約180°Ｃ、加圧ローラ32も表面温度約160°Ｃ程度まで加熱されるため、定着ローラ31及び加圧ローラ32の両端面付近よりＶＯＣが発生する場合がある。ここで発生したＶＯＣを含むエアーは、ファン54の作動で発生するエアフローにより、定着端部カバー45及び46からダクト51を介してフィルター53を通過し、ＶＯＣが吸着除去されて装置外へと排気される。
【００４１】
以上説明したように、比較的、ＶＯＣの発生比率の高い定着ローラ31及び加圧ローラ32の端部部分を定着端部カバー45及び46で覆い、フィルターユニット50で局所的にエアフローを発生させることにより、効率的にＶＯＣの捕集を行なうことができる。
【００４２】
また、定着ローラ31及び加圧ローラ32の表面付近にはエアフローを発生させないため、不要な放熱を抑えて定着ローラ31及び加圧ローラ32の温度低下を防止することができる。
【００４３】
なお、本実施形態ではフィルター53は活性炭による吸着式フィルターを用いたが、他の吸着剤を用いた吸着式フィルターでも構わない。また酸化チタン等、触媒反応を用いてＶＯＣを分解する触媒式フィルターを用いることも可能である。
【００４４】
〔第２実施形態〕
次に本発明に係る画像形成装置の他の実施形態について説明する。第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図５は、エアフロー及びＶＯＣ除去手段を変更し、定着装置にＶＯＣ除去手段を備えた形態を表している。
【００４６】
定着装置80は、先の実施形態と同様に定着端部カバー85及び86を備え、定着ローラ31及び加圧ローラ32の弾性層31ｂ及び32ｂであるシリコーンゴム層が露出した両端部を覆うように構成されている。シート通過領域とは遮蔽壁85ｃ及び86ｃによって隔離されている。定着端部カバー85及び86の下面部にはスリット状の吸気口85ａ及び86ａが設けられている。また、その上面部付近には、それぞれの開口部（排気口）85ｂ及び86ｂに小型のフィルター87及び88が嵌め込まれている。
【００４７】
フィルター87及び88は、活性炭を配合したＶＯＣ吸着用のエアフィルターである。
【００４８】
定着端部カバー85及び86内部のエアーは、定着ローラ31や加圧ローラ32の端部からの熱で昇温させられることによって自然対流を引き起こす。ここでは、加熱されたエアーは上部のフィルター87及び88を通じてＶＯＣを除去された状態でプリンタ本体内に排気され、その分下部の吸気口85ａ及び86ａから新たなエアーを取り込むことになる。
【００４９】
このように、定着端部カバー85及び86にそれぞれフィルター87及び88を取り付けることにより、より簡易な構成で集中的にＶＯＣの除去を行なうことができる。
【００５０】
次に定着装置80を交換する場合について述べる。
【００５１】
定着ローラ31や加圧ローラ32は、定着性能を維持するためには定期的に交換が必要であるため、プリンタ本体100の寿命期間内に数回の定着装置80の交換作業が発生する。また一方で、吸着式のエアフィルターにもその表面積に応じてＶＯＣの除去能力に限界があり、特にサイズの小さなフィルターを用いる場合は、除去能力を維持するためには定期的に交換することが好ましい。
【００５２】
本実施形態の如く、定着装置80にフィルター87及び88をもたせることにより、定着装置80が寿命を迎えて新品と交換される際には、フィルター87及び88も同時に新品に交換されることになる。このため、フィルターのサイズを定着装置の寿命に合わせて最適化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置内の定着装置の横断面図である
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置内の定着ローラの斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置内の定着装置及びフィルターユニットの斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置内の定着装置及びフィルターユニットの斜視図である。
【図６】従来の定着装置及びフィルターユニットの斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
30 …定着装置
31 …定着ローラ
31ｂ，32ｂ …弾性層
31ｃ，32ｃ …離型層
32 …加圧ローラ
33，34 …ハロゲンヒータ
45，46，85，86 …定着端部カバー
45ａ，46ａ，85ａ，86ａ …吸気口
45ｃ，46ｃ，85ｃ，86ｃ …遮蔽壁
50 …フィルターユニット
51 …ダクト
53，87，88 …フィルター
54 …ファン
85ｂ，86ｂ，103 …排気口
Ｓ …シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写材に画像を形成する画像形成装置であって、
未定着のトナー画像が転写された前記被転写材を加熱する加熱部材と、
前記被転写材を加圧する加圧部材と、
前記加圧部材の幅方向端部近傍の気体を前記画像形成装置の外部に排出する気体排出手段と、
前記気体排出手段によって排出される気体から揮発性有機化合物を除去するフィルターと
を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧部材は、前記被転写材を押圧するためのローラを有し、前記ローラは、弾性層を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記弾性層の外周面には、離型層が設けられていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記気体排出手段は、
前記加圧部材の幅方向端部近傍の空間領域を包囲し、一部に吸気口を有する包囲部材と、
前記包囲部材の内部の気体を排気口から前記画像形成装置の外部に導くダクトと、
前記ダクトに設けられ、ダクトの空気を前記画像形成装置の外部に排出させるファンと
を有し、
前記フィルターは前記ダクトの内部に設けられていること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記包囲部材は、前記ローラが前記被転写材を押圧する外周面の回りの空間領域と、前記ローラの前記弾性層の幅方向端部近傍の空間領域との間で相互の空気の流れを遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記フィルターは、前記排気口に設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記弾性層は、シリコーンゴムを含むことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
未定着のトナー画像が転写された被転写材を加熱する加熱部材と、
前記被転写材を加圧する加圧部材と、
前記加圧部材の幅方向端部近傍の空間領域を包囲し、吸気口と排気口とを有する包囲部材と、
前記排気口に設けられ、揮発性有機化合物を除去するフィルターと
を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
前記吸気口は前記包囲部材の下部に設けられ、前記排気口は前記包囲部材の上部に設けられていることを特徴とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１０】
前記加圧部材は、前記被転写材を押圧するためのローラを有し、前記ローラは、弾性層を有することを特徴とする請求項８又は請求項９記載の定着装置。
【請求項１１】
前記弾性層の外周面には、離型層が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の定着装置。
【請求項１２】
前記弾性層は、シリコーンゴムを含むことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１】
被転写材に画像を形成する画像形成装置であって、
未定着のトナー画像が転写された前記被転写材を加熱する加熱部材と、
前記被転写材を加圧する加圧部材と、
前記加圧部材の幅方向端部近傍の気体を前記画像形成装置の外部に排出する気体排出手段と、
前記気体排出手段によって排出される気体から揮発性有機化合物を除去するフィルターと
を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧部材は、前記被転写材を押圧するためのローラを有し、前記ローラは、弾性層を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記弾性層の外周面には、離型層が設けられていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記気体排出手段は、
前記加圧部材の幅方向端部近傍の空間領域を包囲し、一部に吸気口を有する包囲部材と、
前記包囲部材の内部の気体を排気口から前記画像形成装置の外部に導くダクトと、
前記ダクトに設けられ、ダクトの空気を前記画像形成装置の外部に排出させるファンと
を有し、
前記フィルターは前記ダクトの内部に設けられていること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記包囲部材は、前記ローラが前記被転写材を押圧する外周面の回りの空間領域と、前記ローラの前記弾性層の幅方向端部近傍の空間領域との間で相互の空気の流れを遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記フィルターは、前記排気口に設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記弾性層は、シリコーンゴムを含むことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
未定着のトナー画像が転写された被転写材を加熱する加熱部材と、
前記被転写材を加圧する加圧部材と、
前記加圧部材の幅方向端部近傍の空間領域を包囲し、吸気口と排気口とを有する包囲部材と、
前記排気口に設けられ、揮発性有機化合物を除去するフィルターと
を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
前記吸気口は前記包囲部材の下部に設けられ、前記排気口は前記包囲部材の上部に設けられていることを特徴とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１０】
前記加圧部材は、前記被転写材を押圧するためのローラを有し、前記ローラは、弾性層を有することを特徴とする請求項８又は請求項９記載の定着装置。
【請求項１１】
前記弾性層の外周面には、離型層が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の定着装置。
【請求項１２】
前記弾性層は、シリコーンゴムを含むことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の定着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１３４１３３（Ｐ２０１０−１３４１３３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０９２４９（Ｐ２００８−３０９２４９）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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