説明

画像形成装置

【課題】 ハニカムフィルタとプリーツフィルタは複雑な構造を持つ為高価で、VOC除去能力を上げるには、エア通過面積(フィルタ断面積)を増やさなければならない。しかし大型のフィルタを体積の限られた複写機に装着することは困難である。また、装置内部から発生する騒音(特に装置背面の駆動部品)は、装置外壁を透過して装置外部に漏れてしまう。
【解決手段】 装置外壁に沿って形成されたダクトの内部に大面積の板状フィルタを外壁に沿って配置した。
フィルタ面積が大きいため、フィルタの除去性能向上と圧力損失低減を同時に実現できる。また板状フィルタはハニカム型に比べて簡略な構造のため、安価である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置において発生するVOC(揮発性有機化合物)を除去する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機やプリンタ等の画像形成装置は、記録用紙にトナーやインクを転写し、それを機外に排出する。そしてトナーを用紙に転写する電子写真方式の画像形成装置は、内部にヒータを有する加熱ロ−ラと、加圧ロ−ラの接触部で、トナーを転写した用紙を挟持搬送しつつ、トナーを用紙に熱定着する熱定着装置を使用する。
【0003】
ここで熱定着装置の加熱ローラは200℃近くまで加熱されるため、熱定着装置がいわゆるVOCを人体に影響を及ぼすことがない程度に極微量発生することがある。VOCとは揮発性有機化合物の英語訳を省略した語で、身近な例ではアルコールやトルエン、ベンゼン、スチレンといった物質が挙げられる。すなわちVOCは揮発性質を持つ有機化合物を総称した名称といえる。熱定着装置から発生するVOCとして、加熱ローラに用いるシリコーンオイルから発するメチルメルカプタンが挙げられる(特許文献1 参照)。また熱定着装置、及びその近辺の樹脂材料からスチレンを発生させることがある。さらには熱定着装置の加熱ローラのゴム部分に使われているシリコンゴムは、ベンゼンを発生させることがある。シリコーンオイル、シリコンゴム、樹脂材料は、室温でVOCをほとんど発生させないが、加熱されると含有成分の一部が気化(若しくは材料中に微小気泡の形態で含有されているVOCが膨張)して、VOCを極微量発生する。
【0004】
そしてこのようなVOCは、上述したように、人体に影響を及ぼす程ではない極微量であるため、特に問題とされないものの、極微量であっても排出させない方がより望ましい。前述のメチルメルカプタンは前者に、スチレンとベンゼンは後者にあたる。特にベンゼンは規制値が低く、問題となりやすい。そこで画像形成装置にフィルタを設け、VOCを除去する構成が提案されている(特許文献1 参照)
以下、図5を例にとり、熱定着装置79の近傍にVOCを除去するフィルタ91を備えたカラーレーザプリンタ75の概略構成を説明する。
【0005】
カラーレーザプリンタ75は、複数のプーリに架け渡され矢印方向に定速度で回転するベルト状の感光体84と、感光体84と一部分で接触して配置される転写ドラム80と、感光体84の表面を一様に帯電する帯電器83と、一様に帯電された感光体84の表面を露光して該表面に静電潜像を形成する露光装置85と、静電潜像を現像してトナー像を形成する4つの現像装置76a〜76dと、トナー像を用紙に転写する転写ローラ77と、用紙を転写ドラム80から剥離するための除電器78と、用紙を熱定着する熱定着装置79とからなる。熱定着装置79は、図6に示すように加熱ローラ81と加圧ローラ82を備え、加熱ローラ81の側方に、シリコーンオイルタンク92を備えたオイル塗布ユニット93を配設されている。
【0006】
そして本例のシリコーンオイルはメルカプト変性シリコーンオイルであり、熱によってメルカプト基がメチルメルカプタン(CH3−SH)となって揮発し、異臭を発するという性質を持つ(特許文献1 参照)。そこで図9、10に示すように、本例のカラーレーザプリンタは熱定着装置79の上方に、フィルタ91とファン90を設け、シリコーンオイルの揮発成分や樹脂から発生するスチレン、シリコンゴムから発生するベンゼンを、フィルタ91で浄化する構成になっている。
【0007】
図5から8は従来提案されているフィルタを示す。図5はVOCの処理剤(吸着剤、触媒)を担持する襞状濾過材71(図6(a))から構成されるプリーツフィルタを示す。図7は波状部材72(図6(b))と平板を積層したハニカムフィルタで、多数の通気孔をエアが通過する間に、穴の壁面に塗布された処理剤(吸着剤、触媒)がVOCを除去する。図8はプリーツフィルタに用いられる濾過材の構造を示す。濾過材は二枚の通気性不織布95とその間にはさまれる活性炭粒94から構成される。VOCを含む処理前空気96は、活性炭粒94を通過する間にVOCを除去されて清浄空気97になる。プリーツフィルタは処理空気の通過面積を増やして処理能力を向上させやすいという特徴を有し、ハニカムフィルタは処理空気の通気抵抗を低く抑えられるという特徴を有する。複写機等の画像形成装置に使うフィルタは、これら特徴を考慮して最適なタイプを選択される。
【0008】
しかしながら前述のハニカムフィルタとプリーツフィルタは、構造がやや複雑なためにコスト高である。またハニカムフィルタは、高いVOC除去能力を得るには目を細かく(通気孔のピッチを細かく)しなければならない。しかし目を細かくするとフィルタの圧力損失も上昇して風量低下を招くが、風量を確保するためにファンパワーを増大させると、次は騒音が問題となる。
【0009】
一方プリーツフィルタは、プリーツ面の面積を増やしてフィルタ性能を上げる(面積が増えるとプリーツ面を通過するエアの風速が低下するため、活性炭でVOCを確実に捕集できると同時に、圧力損失も低下する)ために、プリーツの折数を増大させる他、折り高さを増やすといった工夫がなされる。しかしながら、そのようにしてもプリーツ折り曲げ部にエアが通り難くなってしまうため、性能上昇には限りがある。
【0010】
そこでフィルタの圧力損失を抑えつつ、フィルタのVOC除去能力を上げるには、エアの通過面積(すなわちフィルタ断面積)を増やすしかない。しかし大型のフィルタを体積の限られた複写機に装着することは困難である。
【0011】
さらに本例のカラープリンタのような画像形成装置は、ファンの騒音だけでなく、内部の駆動機構から発する騒音が問題にされることが多い。ここでプリーツフィルタの濾過材は、柔軟な不織布の間に活性炭粒を充填した、多孔質構造を持つ為、騒音に対して吸音効果を有する。またハニカムフィルタは、細い通気孔の中を音波が伝播する過程で騒音を吸音する効果がある。しかしながら本例におけるフィルタ91は、ファン90の騒音を吸音するだけで、内部駆動機構から発する騒音を低減することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】特開平11−161122号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
従来例のVOC除去構成は次の問題点を持つ。
【0014】
・ハニカムフィルタとプリーツフィルタは、複雑な構造を持つ為高価である。
【0015】
・ハニカムフィルタとプリーツフィルタのVOC除去能力を上げるには、エア通過面積(フィルタ断面積)を増やさなければならない。しかし大型のフィルタを体積の限られた複写機に装着することは困難である。
【0016】
・装置内部から発生する騒音(特に装置背面の駆動部品)は、装置外壁を透過して装置外部に漏れてしまう。
【課題を解決するための手段】
【0017】
以上の課題を解決するため、本発明は以下構成を備える。
(1)画像形成装置の排熱エアを、外壁に沿って形成したダクトに流すと同時に、VOC除去能力と吸音効果を兼ね備えた板状フィルタを、外壁と略水平になるようにダクト内に斜めに設置して排熱エア中のVOCを除去する。さらに画像形成装置内部の騒音源と装置外壁の間を遮るように板状フィルタを配置した。
(2)板状フィルタの一端部を、前記ダクト内面の装置外壁側に係止する第一の係止手段と他端部を前記ダクト内面の装置内部側に係止する第二の係止手段を備え、第一の係止手段と第二の係止手段の少なくとも一方を、弾性部材で構成した。
(3)前記板状フィルタを前記ダクトの流れ方向に対して斜めに配置するとともに、前記板状フィルタの一端部を前記ダクト内面の装置外壁側に、他端部を前記ダクト内面の装置内部側に接しさせ、前記他端部が前記騒音源近傍に位置するようにした。
(4)前記板状フィルタを前記ダクト内面の装置外壁側に固定するとともに、前記板状フィルタの前記他端部と前記ダクト内面とを、弾性部材を介して接しさせた。
【発明の効果】
【0018】
本発明に係る構成は以下の効果を奏する。
(1)画像形成装置外壁に沿って形成されたダクトの内部に、板状フィルタを斜めに設置することで、装置外壁面積と略同じ大きさの大面積フィルタを設置可能にした。そのため画像形成装置は高いVOC除去能力を有すると同時に、フィルタ構造が簡略になり、安価である。また画像形成装置内部の騒音源から発生する騒音は板状フィルタで吸音され、画像形成装置を低騒音化できる。さらに板状フィルタは、従来例のプリーツタイプフィルタのように折り曲げ部を持たないため、フィルタ全面に均一にエアを流すことができる。
(2)板状フィルタの端部を弾性部材で構成することにより、板状フィルタを介した騒音伝達を低減して低騒音化できる。
(3)板状フィルタをダクト内に斜めに配置するとともに、騒音源近傍において、装置内部側のダクト内側面と板状フィルタの端部を接しさせた。板状フィルタを騒音源に近づけることによって、板状フィルタによる吸音効果を高め、低騒音化できる。
(4)板状フィルタを、装置外壁側のダクト内側面に固定するとともに、板状フィルタ端部とダクト内面とを弾性部材を介して接しさせることにより、板状フィルタを介した騒音伝達を低減して低騒音化できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】第1の実施の形態の複写機(正面断面図)
【図2】第1の実施の形態の複写機
【図3】音波伝播の説明
【図4】第2の実施の形態の複写機(右側面断面図)
【図5】プリーツフィルタ
【図6】ハニカムフィルタを構成する波状部材
【図7】ハニカムフィルタ
【図8】濾過材の構造
【図9】従来例のカラーレーザプリンタ
【図10】従来例の熱定着装置
【発明を実施するための形態】
【0020】
(第1の実施の形態)
以下、本発明を適用した第1の実施形態について、図1〜3を参照して説明する。図1は本発明を施した複写機30の正面断面図、図2aは複写機30の右側面断面図、図2bは斜視図である。以下、図面に基づき構成を説明する。
【0021】
図1の複写機30はリーダ部32、給紙部50、印刷部24、熱定着装置25から構成される。複写機30は給紙部31の用紙50を印刷部24に送り、リーダー部32で読み取られた原稿像を用紙にトナー像として印刷してから熱定着装置25で定着・排出するものである。熱定着装置25は、ヒーターを備えた加熱ローラと、それに圧接された加圧ローラからなる。また加熱ローラと加圧ローラの表面にシリコンゴム層が設けられ、ローラニップ部の接触面積を増やしている。係る構成において給紙部31で一枚のシートに分離された用紙50は、シート検出手段11を経て停止状態のレジストローラ対9、10に送られる。画像形成装置のコントローラ40(図3参照)は、シート検出手段11での用紙検出タイミングに基づいて、用紙搬送動作を停止させ、斜行補正をするためのループをレジストローラ対9、10の手前に形成する。次に画像形成装置の図示しないコントローラは、印刷部24の準備を待ってレジストローラ対9、10を回転させ、印刷部24に用紙50を送り込む。印刷部24でトナー像を転写された用紙50は、熱定着装置25に搬送され、加熱ローラと加圧ローラの圧接ニップ部でトナー像を定着させた後、機外に排出される。
【0022】
図2aの右側面断面図は複写機30の排熱機構、及び排気中VOCの除去機構を示している。図2bはVOC除去機構の斜視図である。熱定着装置25周辺の熱気はファン3の吸引力に引っ張られて、ダクト5内に導入される。ダクト5内のエアは板状のフィルタ1を経由して、ファン3によって機外に排出される。なおフィルタ1は、従来例 図8に示す濾過材と同じ素材が用いられ、エア中のVOCを除去すると同時に、複写機30の騒音を吸収する役目を果たす。本例の場合、給紙部50の駆動機構8が主な騒音発生源となるが、駆動機構8が発した騒音をフィルタ1で吸音し、複写機外に漏れる騒音を低減している。またフィルタ1は、図2bに示すように複写機背面を広い範囲で覆うようになっている。さらにフィルタ1の一端は、第一の係止手段4aによってダクト内面外壁側5bに係止され、他端は第二の係止手段4bによってダクト内面内部側5aに係止されている。第一の係止手段4aと第二の係止手段4bはゴム素材で構成され、装置内部の振動がフィルタ1を介して装置外壁に伝わらないようになっている。
【0023】
以上構成、動作の本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)画像形成装置外壁に沿って形成されたダクトの内部に、板状フィルタを斜めに設置することで、装置外壁面積と略同じ大きさの大面積フィルタを設置可能にした。そのため画像形成装置は高いVOC除去能力を有する(フィルタ面積が増えることによってフィルタを通過するエアの風速が低下し、活性炭がVOCを確実にキャッチする)と同時に、フィルタ構造が簡略化され、安価になる。また駆動機構8から発生する騒音は板状フィルタで吸音され、画像形成装置を低騒音化できる。さらに本実施形態のフィルタ1は、従来例のプリーツフィルタのように折り曲げ部を持たないため、フィルタ全面に均一にエアを流すことができ、フィルタ全面を有効活用できる。
(2)第一の係止手段4aと第二の係止手段4bはゴム素材で構成され、装置内部の振動がフィルタ1を介して装置外壁に伝わらないようになっている。
(3)第二の係止手段4bの位置は、騒音源となる駆動機構8の近傍にある。そのためフィルタ1は駆動機構8の近傍に位置することとなり、駆動機構8から発する騒音を効果的に吸収し、複写機30を低騒音化することができる。
【0024】
図3はフィルタ1を通過する音波が減衰する様子を示している。ダクト壁面の装置内部側面5aに入射した音波Sin(駆動機構8から発した音波)は、フィルタ1でエネルギーを吸収され、減衰音波Soutとなる。ここで一般論として、吸音材による効果は音波エネルギーが高いほど高くなることが知られている。図3の例ではフィルタ1がより音源(駆動機構8)に近いため、フィルタ1に入射する音波エネルギーは高くなる(音源から離れると音波エネルギーは空気中で減衰する)。またフィルタ1を通過した音波Soutは、ダクト壁面の装置外壁側面5bで一部反射され、フィルタ1で吸収される。この時、ダクト壁面の装置外壁側面5bとフィルタ1が離れている程、音波エネルギーが空気中で減衰するため、フィルタ1で確実に反射音波Sreflectを吸収することができる。以上説明したように、フィルタ1を駆動機構8に近づけることにより、低騒音化を実現できる。
【0025】
なお図2cは、フィルタ1を弓形状にすることで、フィルタ1をより駆動機構8に近づけた様子を示している。図2cの例では駆動機構8から発する騒音をより効果的に吸収することができる。
【0026】
また本実施形態のフィルタ構成は、VOC除去を目的としたものであるが、印刷部の帯電部から放出されるオゾンや飛散トナーを除去するために、用いても良い。フィルタ1を構成する活性炭は、オゾンをも吸着できるし、不織布は飛散トナーを捕集することができる。不織布に静電処理を施すと、より飛散トナーの捕集効率を高めることができる。
【0027】
ところでオゾン除去をより効果的に行うには、フィルタ1に酸化触媒を付与する必要がある。しかし酸化触媒の付与は、フィルタ1のように空気接触面積の大きいフィルタの難燃性を低化させることが判明している。そのため、本実施形態のフィルタ構成はVOC除去と、飛散トナー等の粉塵捕集に適しているといえる。
【0028】
(第二の実施形態)
図4はフィルタ1を三角リブ6で支持したものである。ダクト内面の装置外壁側5bに、フィルタ1を支持すると同時に、弾性部材6bを介して、ダクト内面の装置内部側2に接しさせている。係る構成により、本実施形態はフィルタ1を介した外壁への振動伝達を低減して、低騒音化を図ることができる。
【符号の説明】
【0029】
1 フィルタ
3 ファン
4a 第1の係止手段
4b 第2の係止手段
5 ダクト
6 リブ
8 駆動機構

【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置外壁付近を、外壁面と水平方向に流れるように形成されたエアフローと、内部に騒音源を備えた装置において、
前記エアフローを遮るように配置され、且つエアに含まれる所定の物質を除去するとともに吸音効果を有する板状フィルタを備え、
前記板状フィルタを、前記外壁と水平に、且つ、前記騒音源と前記外壁の間を遮るように配置したことを特徴とする装置。
【請求項2】
前記エアフローを構成するダクトと、
前記板状フィルタの一端部を、前記ダクト内面の装置外壁側に係止する第一の係止手段と、
他端部を前記ダクト内面の装置内部側に係止する第二の係止手段を備え、
前記板状フィルタを、エア流れ方向に対して斜めに、且つ装置外壁面と垂直方向に傾けるように配置した装置であって、
第一の係止手段と第二の係止手段の少なくとも一方を、弾性部材で構成したことを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記他端部を前記騒音源近傍に配置したことを特徴とする請求項1及至2に記載の装置。
【請求項4】
前記板状フィルタを前記ダクト内面の装置外壁側に固定するとともに、前記板状フィルタの前記他端部と前記ダクト内面とを、弾性部材を介して接しさせたことを特徴とする請求項2及至3に記載の装置。
【請求項5】
前記板状フィルタは、2枚の不織布の間に、活性炭層を設けた3層構造フィルタであることを特徴とする請求項1及至4に記載の画像形成装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate


【公開番号】特開2011−17895(P2011−17895A)
【公開日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−162481(P2009−162481)
【出願日】平成21年7月9日(2009.7.9)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】