(57)【要約】【課題】フィルターへの流入を逃れて筐体内から外気中へ漏れうるＵＦＰを減数可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置（１００）では、その筐体の内部において、吸気部（７１）の動作に伴って吸気部（４１４）へ向かう気流（ＡＲＦ）の通路からは外れている第１場所には第１から第５までの電荷付与部（２１１−２１５）が設置され、吸気部の動作に伴って筐体の中へ外気が流れ込む第２場所（１３４）には第６電荷付与部（２１６）が設置されている。各電荷付与部は、周囲の空気中に電荷を放出することによりその空気中に浮遊するＵＦＰを凝集させる。【選択図】図２
2018136505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真式の画像形成装置であって、
シートにトナー像を熱定着させる定着部と、
前記定着部を内部に収めた筐体と、
前記筐体の中から空気を吸引する吸気部と、
周囲の空気中に電荷を放出することにより当該空気中に浮遊する超微粒子を凝集させる電荷付与部と、
を備え、
前記電荷付与部は前記筐体の内部において、前記吸気部の動作に伴って前記吸気部へ向かう気流の通路からは外れている第１場所と、前記吸気部の動作に伴って前記筐体の中へ外気が流れ込む第２場所との少なくともいずれかに設置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部から前記筐体の外まで、前記筐体の中に敷設された排紙経路に沿ってシートを搬送する排紙部
を更に備え、
前記吸気部は、前記排紙経路の中から空気が流れ込む吸気口を含み、
前記電荷付与部が設置されている第１場所は、
前記排紙経路のうち前記吸気口よりも下流、前記排紙経路の外面もしくはその近傍、または前記排紙経路の内面のうち、トナー像が定着したシートの表面に対向する領域
を含む、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像が形成される前のシートを積載可能な手差しトレイと、
前記手差しトレイから前記定着部まで、前記筐体の中に敷設された搬送経路に沿ってシートを搬送する搬送部と
を更に備え、
前記電荷付与部が設置されている第１場所は、前記手差しトレイに面した前記搬送経路の入口を含む、
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電荷付与部は、少なくとも前記第２場所に設置されている場合、前記吸気部の停止期間中に動作することを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記吸気部の停止期間は、前記画像形成装置のウォームアップ期間、リカバリー期間、または待機期間の少なくともいずれかを含む、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電荷付与部が設置されている第２場所は、前記筐体の含む開口および隙間のうち、前記吸気部の動作期間中には外気が流れ込み、前記吸気部の停止期間中には内気が漏れ出るものを含む、請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記筐体は前記定着部の近傍に、開閉可能な扉を含み、
前記電荷付与部が設置されている第２場所は、前記扉の周囲の隙間を含む、
請求項４から請求項６までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着部から前記筐体の外まで、前記筐体の中に敷設された排紙経路に沿ってシートを搬送する排紙部
を更に備え、
前記電荷付与部が設置されている第２場所は、前記排紙経路の出口のうち、シートが通過可能な領域よりも外側の領域を含む、
請求項４から請求項７までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電荷付与部の起動１回当たりの連続動作時間は、少なくとも上限が一定であることを特徴とする、請求項４から請求項８までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記電荷付与部が設置された場所の周囲の空気中に浮遊する超微粒子の個数の推測値に応じて、前記電荷付与部が当該空気中に放出すべき電荷量を制御する制御部
を更に備えた、請求項１から請求項９までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御部は前記定着部の温度を実測し、または推測し、当該温度の実測値、または推測値に応じて前記個数の推測値を決定することを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御部は、シートに定着したトナー像のカバレッジを推測し、当該カバレッジの推測値に応じて前記個数の推測値を決定することを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記吸気部が単位時間当たりに吸引する空気の量を実測し、または推測し、当該量の実測値、または推測値に応じて前記個数の推測値を決定することを特徴とする、請求項１０から請求項１２までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記吸気部は、
ファンと、
前記ファンによって生じる気流を通過させて当該気流の中から超微粒子を除去するフィルターと、
を含む、請求項１から請求項１３までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記電荷付与部はイオン発生器を含む、請求項１から請求項１４までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記電荷付与部は、周囲の空気中に浮遊する超微粒子の一部を正に帯電させる第１帯電器と、別の一部を負に帯電させる第２帯電器とを含む、請求項１から請求項１４までのいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に、その装置から外気中への超微粒子の飛散を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター、コピー機等、電子写真式の画像形成装置は、シートに画像をトナーで形成し、そのシートにトナー像を熱定着させる。この定着処理に対しては、超微粒子（ＵＦＰ）および揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の飛散防止の必要性が予てより指摘されている。「ＵＦＰ」とは、一般に径１００ｎｍ以下の微粒子をいう。電子写真式の画像形成装置におけるＵＦＰとＶＯＣ（以下、「ＶＯＣ等」と略す。）の主な発生源としては、定着ローラー、定着ベルト等の外周面を覆うシリコーンゴムと、トナー粒子に付着する外添剤とが知られている。これらが定着処理に伴う高温環境下で揮発し、定着部の周辺またはシートの搬送経路内に拡散して冷却され、凝結することによりＵＦＰが形成される。ＵＦＰ等は近年、環境や人体に与える悪影響が懸念されているので、これらが外気中へ飛散することを画像形成装置は防がねばならない。たとえば、特許文献１、２に開示された画像形成装置は、ＵＦＰ等を捕集するための換気機構を含む。この換気機構は定着部とシートの搬送経路との中から空気をファンで吸引してフィルターを通すことにより、その空気の中からＵＦＰ等を捕集して除去する。この換気機構は特にダクト内において、コロナ放電でＵＦＰ等を帯電させ、またはイオン発生器に生成させた空気イオンをＵＦＰ等に吸着させる。これにより、フィルターによるＵＦＰ等の捕集率を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０２４４２８号公報
【特許文献２】特開２００８−２５１５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置に対しては生産性の更なる向上が求められている。この要求に応えるにはシート搬送等、画像形成に関する処理全般の更なる高速化が必要である。定着処理に対しても、定着ローラー等の加熱部材の温度（以下、「定着温度」という。）を上昇させて各シートの加熱に要する時間を短縮することが望まれている。
しかし、定着温度の上昇は、定着部およびその周辺で発生するＵＦＰ等の個数を増加させる。これらのＵＦＰのうち、９６％は上記の換気機構に吸引されてフィルターへ流入させられる。フィルターによるＵＦＰの捕集率はすでに９８％以上に達しているので、定着部およびその周辺で発生したＵＦＰのうち、少なくとも９６％×９８％＝９４％は外気中への飛散が防止される。一方、上記の換気機構に吸引されることなくフィルターへの流入を逃れた４％は、画像形成装置の筐体が含む隙間や開口から外気中へ漏れる。これらは、フィルターへ流入したものの、それに捕集されることなくすり抜けるＵＦＰよりも個数が多い（４％＞９６％×２％＝２％）。したがって、定着温度の上昇にかかわらず、外気中へ飛散しうるＵＦＰの個数を十分に小さく維持するには、フィルターによるＵＦＰの捕集率を更に上昇させることよりも、フィルターへの流入を逃れて外気中へと漏れるＵＦＰの個数を減らすことが効果的である。
【０００５】
これらのＵＦＰの減数は難しい。実際、フィルターへの流入を逃れたＵＦＰの大部分はシートと共に搬送経路を下流へ移動し、排紙口から画像形成装置の筐体外へ漏れる。排紙口を塞ぐことはできないので、これらのＵＦＰを筐体内に封じ込めることは難しい。たとえ排紙口が塞げたとしても、ＵＦＰは径がナノサイズであるので、筐体が含む他の隙間、たとえば、トナーボトル交換用扉、メンテナンス用扉、手差しトレイの収納部のいずれの周囲に位置する隙間からも、筐体外へ漏れることが可能である。これらの隙間をすべて気密に塞ぐことは、ＵＦＰの飛散防止効果の面からも、画像形成装置の製造コストの面からも、現実的ではない。さらに、制御基板、電源基板、搬送ローラー用モーター等、発熱量の多い要素を外気で冷却するための換気機構が待機モード等でファンを停止させた場合、外気の取入口から筐体外へＵＦＰが漏れることを防ぐことはできない。
【０００６】
本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、フィルターへの流入を逃れて筐体内から外気中へ漏れうるＵＦＰを減数可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点における画像形成装置は電子写真式であって、シートにトナー像を熱定着させる定着部と、その定着部を内部に収めた筐体と、その筐体の中から空気を吸引する吸気部と、周囲の空気中に電荷を放出することによりその空気中に浮遊する超微粒子を凝集させる電荷付与部とを備えている。電荷付与部は画像形成装置の筐体の内部において、吸気部の動作に伴って吸気部へ向かう気流の通路からは外れている第１場所と、吸気部の動作に伴って筐体の中へ外気が流れ込む第２場所との少なくともいずれかに設置されている。
【０００８】
この画像形成装置は、定着部から筐体の外まで、筐体の中に敷設された排紙経路に沿ってシートを搬送する排紙部を更に備えていてもよい。吸気部は、排紙経路の中から空気が流れ込む吸気口を含んでいてもよい。電荷付与部が設置されている第１場所は、排紙経路のうち吸気口よりも下流、排紙経路の外面もしくはその近傍、または排紙経路の内面のうち、トナー像が定着したシートの表面に対向する領域を含んでいてもよい。この画像形成装置は、トナー像が形成される前のシートを積載可能な手差しトレイと、その手差しトレイから定着部まで、筐体の中に敷設された搬送経路に沿ってシートを搬送する搬送部とを更に備えていてもよい。電荷付与部が設置されている第１場所は、手差しトレイに面した搬送経路の入口を含んでいてもよい。
【０００９】
電荷付与部は少なくとも第２場所に設置されている場合、吸気部の停止期間中に動作してもよい。吸気部の停止期間は画像形成装置のウォームアップ期間、リカバリー期間、または待機期間の少なくともいずれかを含んでいてもよい。電荷付与部が設置されている第２場所は、筐体の含む開口および隙間のうち、吸気部の動作期間中には外気が流れ込み、吸気部の停止期間中には内気が漏れ出るものを含んでいてもよい。この画像形成装置の筐体は定着部の近傍に、開閉可能な扉を含んでいてもよい。電荷付与部が設置されている第２場所は、この扉の周囲の隙間を含んでいてもよい。この画像形成装置は、定着部から筐体の外まで、筐体の中に敷設された排紙経路に沿ってシートを搬送する排紙部を更に備えていてもよい。電荷付与部が設置されている第２場所は、排紙経路の出口のうち、シートが通過可能な領域よりも外側の領域を含んでいてもよい。電荷付与部の起動１回当たりの連続動作時間は、少なくとも上限が一定であってもよい。
【００１０】
この画像形成装置は、電荷付与部が設置された場所の周囲の空気中に浮遊する超微粒子の個数の推測値に応じて、電荷付与部がその空気中に放出すべき電荷量を制御する制御部を更に備えていてもよい。この制御部は定着部の温度を実測し、または推測し、その温度の実測値、または推測値に応じて個数の推測値を決定してもよい。制御部は、シートに定着したトナー像のカバレッジを推測し、そのカバレッジの推測値に応じて個数の推測値を決定してもよい。制御部は、吸気部が単位時間当たりに吸引する空気の量を実測し、または推測し、その量の実測値、または推測値に応じて個数の推測値を決定してもよい。
【００１１】
吸気部は、ファンと、このファンによって生じる気流を通過させてその気流の中から超微粒子を除去するフィルターとを含んでいてもよい。電荷付与部はイオン発生器を含んでいてもよい。電荷付与部は、周囲の空気中に浮遊する超微粒子の一部を正に帯電させる第１帯電器と、別の一部を負に帯電させる第２帯電器とを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による上記の画像形成装置では、その筐体の内部において、吸気部の動作に伴って吸気部へ向かう気流の通路からは外れている第１場所と、吸気部の動作に伴って筐体の中へ外気が流れ込む第２場所との少なくともいずれかに電荷付与部が設置されている。電荷付与部は、周囲の空気中に電荷を放出することによりその空気中に浮遊する超微粒子、特にＵＦＰを凝集させる。こうして、この画像形成装置は、フィルターへの流入を逃れて筐体内から外気中へ漏れうるＵＦＰの個数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図である。（ｂ）は、この装置に内蔵されたプリンターの構造を模式的に示す正面図である。
【図２】（ａ）は、図１の（ｂ）が示す定着部から排紙口までのシートの搬送経路の模式的な拡大図である。（ｂ）は、（ａ）が示す内側ガイドの外観を示す斜視図である。
【図３】（ａ）はコロナ放電式のイオン発生器の回路図であり、（ｂ）は電子放射式のイオン発生器の回路図である。（ｃ）は、ＵＦＰの静電凝集のプロセスを示す模式図である。
【図４】図１の示す画像形成装置の側面の外観を示す斜視図である。
【図５】図１の示す画像形成装置の電子制御系統のブロック図である。
【図６】（ａ）は、定着温度の経時変化の一例を示すグラフである。（ｂ）は、（ａ）の示す定着温度の経時変化に伴ってＵＦＰの発生率が示す典型的な経時変化を示すグラフである。（ｃ）は、（ｂ）の示すＵＦＰの発生率の経時変化に合わせて設定されるファンの吸気量の目標値の経時変化を示すグラフである。（ｄ）は、（ｂ）の示すＵＦＰの発生率の経時変化に基づいて各電荷付与部に設定されるイオン発生率の経時変化を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、定着部およびその周辺において実際に発生したＵＦＰの粒径分布の一例を示すヒストグラムである。（ｂ）は、（ａ）の示すヒストグラムのうち粒径９ｎｍ以下の範囲の拡大図であり、（ｃ）は、（ｂ）の示すヒストグラムのうち粒径７ｎｍ以下の範囲の拡大図である。（ｄ）は、（ａ）の示すヒストグラムのうち粒径１４３ｎｍ以上の範囲の拡大図であり、（ｅ）は、（ｄ）の示すヒストグラムのうち粒径１９１ｎｍ以上の範囲の拡大図である。（ｆ）は、図４が示す扉の周囲の隙間から画像形成装置の筐体外へ漏れ出したＵＦＰを実際に計数して得られた単位時間当たりの計数値の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［画像形成装置の外観］
図１の（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図である。この画像形成装置１００は胴内排紙型の複合機（ＭＦＰ）であり、スキャナー、カラーコピー機、およびカラーレーザープリンターの機能を併せ持つ。ＭＦＰ１００の筐体の上面には自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１１０が開閉可能に装着されている。ＡＤＦ１１０の直下に位置する筐体の上部にはスキャナー１２０が内蔵され、下部にはプリンター１３０が内蔵されている。プリンター１３０の底部には複数段の給紙カセット１３３が引き出し可能に取り付けられている。スキャナー１２０とプリンター１３０との間には隙間ＤＳＰが開けられ、その中に排紙トレイ４４が配置されている。この隙間ＤＳＰの奥には排紙口（図では見えない。）が設置され、そこから排紙トレイ４４へシートが排紙される。排紙トレイの上には反転トレイ４７が設置されている。両面印刷時、表面が印刷されたシートは反転トレイ４７の上でスイッチバックする。すなわち、そのシートは、排紙口の上に開いた反転口（図では見えない。）から反転トレイ４７の上へはみ出す位置まで一旦搬送され、その後、搬送方向が反転して反転口の中に再び引き込まれる。隙間ＤＳＰの横に位置する筐体の前面部分には操作パネル５１が取り付けられている。操作パネル５１の前面にはタッチパネルが埋め込まれ、各種の機械的な押しボタンに囲まれている。タッチパネルは、操作画面、各種情報の入力画面等のグラフィックスユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）画面を表示し、それの含むアイコン、仮想ボタン、メニュー、ツールバー等のガジェットを通してユーザーの入力操作を受け付ける。
【００１５】
［プリンターの構造］
図１の（ｂ）は、プリンター１３０の構造を模式的に示す正面図である。この図にはプリンター１３０の要素があたかも筐体の前面を透かして見えているように描かれている。プリンター１３０は電子写真式のカラープリンター、すなわちカラーレザープリンターであり、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０を含む。
【００１６】
給送部１０は、搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、１４、１５を利用して、給紙カセット１１または手差しトレイ１６に収容されたシートの束ＳＨＴからシートＳＨ１を１枚ずつ作像部２０へ給送する。シートの材質はたとえば紙または樹脂であり、紙種はたとえば、普通紙、上質紙、カラー用紙、または塗工紙であり、サイズはたとえば、Ａ３、Ａ４、Ａ５、またはＢ４である。
【００１７】
作像部２０は、給送部１０から送られたシートＳＨ２の上にトナー像を形成する。具体的には、４つの作像ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋのそれぞれがまず感光体ドラム２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋの表面を帯電させ、光走査部２６から照射されるレーザー光を利用して各感光体ドラム２５Ｙ、…、２５Ｋの表面を画像データに基づいたパターンで露光する。これにより、その表面には静電潜像が作成される。各作像ユニット２１Ｙ、…、２１Ｋは次にその静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）のいずれか異なる色のトナーで現像する。４色のトナー像は１次転写ローラー２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋと感光体ドラム２５Ｙ、…、２５Ｋとの間の電界によって感光体ドラム２５Ｙ、…、２５Ｋの表面から順番に中間転写ベルト２３の表面上の同じ位置へ転写される。こうしてその位置に１つのカラートナー像が構成される。このカラートナー像は更に、中間転写ベルト２３の駆動ローラー２３Ｒと２次転写ローラー２４との間のニップを通過する際、両ローラー２３Ｒ、２４の間の電界により、同じニップへ同時に通紙されたシートＳＨ２の表面へ転写される。このシートＳＨ２は２次転写ローラー２４から剥がされた後、定着部３０へ送り出される。
【００１８】
定着部３０は、作像部２０から送り出されたシートＳＨ２の上にトナー像を熱定着させる。具体的には、定着ローラー３１と加圧ローラー３２との間のニップへそのシートＳＨ２が通紙されるとき、定着ローラー３１はそのシートＳＨ２の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー３２はそのシートＳＨ２の加熱部分に対して圧力を加えて定着ローラー３１へ押し付ける。定着ローラー３１からの熱と加圧ローラー３２からの圧力とにより、トナー像がそのシートＳＨ２の表面上に定着する。その後、定着部３０はこのシートＳＨ２を上部から送り出す。
【００１９】
排紙部４０は、定着部３０から送り出されたシートを排紙トレイ４４へ排紙し、または反転トレイ４７でスイッチバックさせる。具体的には、排紙部４０はシートＳＨ３を排紙トレイ４４へ排紙する場合、切換爪４１に先端を上げさせて排紙口４２への通路を開き、そのシートＳＨ３の先端を排紙ローラー４３に引き込ませる。これにより、そのシートＳＨ３が排紙口４２から筐体の外へ送り出され、排紙トレイ４４に収容される。排紙部４０はシートを反転口４５でスイッチバックさせる場合、切換爪４１に先端を下げさせて反転口４５への通路を開き、そのシートＳＨ４の先端を反転ローラー４６に引き込ませる。反転ローラー４６はまず正転し、切換爪４１に沿って移動してきたシートＳＨ４を反転口４５から送出して一旦、反転トレイ４７に載せる。このシートＳＨ４の後端が反転口４５を通過する直前に反転ローラー４６は逆転し、そのシートＳＨ４を反転トレイ４７から反転口４５の中へ引き込み、すなわちスイッチバックさせて循環路４８へ送る。循環路４８では複数の搬送ローラーが、反転ローラー４６から送出されたシートＳＨ５を裏返しに給送部１０内の搬送経路へ戻す。その後、給送部１０はこのシートＳＨ５を再び作像部２０へ送り、作像部２０はこのシートＳＨ５の裏面にトナー像を形成する。定着部３０はこのシートＳＨ５に再び熱処理を行い、排紙部４０はこのシートＳＨ５を今度は排紙トレイ４４へ排紙する。
【００２０】
［排紙経路およびその周辺の構造］
図２の（ａ）は、図１の（ｂ）が示す定着部３０から排紙口４２までのシートの搬送経路の模式的な拡大図である。この搬送経路（以下、「排紙経路」という。）は、２枚のガイド板４１１、４１２の間に挟まれた空間である。排紙経路の上方には更に２枚のガイド板４８１、４８２が間隔をおいて配置され、循環路４８の導入部分を形成している。反転ローラー４６の近傍には切換爪４１の基端が回転可能に固定されている。切換爪４１は硬質樹脂製または金属製の爪状部材または板状部材であり、基端のまわりに揺動することにより先端を上下に移動させる。各ガイド板４１１、４１２、４８１、４８２は硬質樹脂製または金属製の板状部材であり、板面が、搬送ローラー３１、３２、４３、４６に共通の軸方向に対しては平行（図２の（ａ）では図面に対して垂直）に拡がっている。排紙経路の境界を定めるガイド板４１１、４１２は更に、定着部３０の上方から排紙口４２に向かって湾曲している。したがって、定着部３０から送出されたシートは排紙経路を通過する際、図２の（ａ）が一点鎖線で示す軌跡ＴＲＳのとおり、定着直後のトナー像を含む表面の側（図では左側）に屈曲する。以下、この表面に対向するように配置されたガイド板（図では左方）４１１を「内側ガイド」と呼び、この表面とは反対側に位置する裏面に対向するように配置されたガイド板（図では右方）４１２を「外側ガイド」と呼ぶ。
【００２１】
図２の（ｂ）は、内側ガイド４１１の外観を示す斜視図である。この図は特に、内側ガイド４１１の表面のうちシートに対向する側（以下、「排紙経路の内面」と呼ぶ。）の形状を示す。この内面はリブ４１３と吸気口４１４とを含む。リブ４１３は、この内面から排紙経路の内側に向かって突出し、かつシートの搬送方向に沿って伸びる刃状部である。リブ４１３は一般に複数本設けられ、搬送ローラー３１、３２、４３、４６に共通の軸方向（図では左右方向）に間隔を空けて並んでいる。吸気口４１４は、内側ガイド４１１のうち、２本のリブ４１３の間に挟まれ、かつ貫通穴が多数開けられた部分であり、排紙経路の内側の空間を外側の空間に連通させている。
【００２２】
図２の（ａ）が軌跡ＴＲＳで示すように、排紙経路ではシートがリブ４１３の先端に沿って進む。この間にシートは、定着直後のトナー像を含む表面を吸気口４１４に対向させる。吸気口４１４の外側には吸気部７０が配置されている。吸気部７０は、ファン７１、第１フィルター７２、およびダクト７３を含む。これらは互いに気密に接続されている。ファン７１は吸気口４１４のすぐ外側に設置され、その更に外側に第１フィルター７２が配置されている。ファン７１はその回転により、排紙経路の中から空気を吸気口４１４の中へ吸引する。これにより、ファン７１が回転すると排紙経路の中、特に吸気口４１４から上流側の空間には、吸気口４１４へ向かう気流ＡＲＦが生じる。この気流ＡＲＦは、吸気口４１４、ファン７１を通過した後、第１フィルター７２へ入る。第１フィルター７２はたとえば静電加工の不織布フィルターであり、繊維の編み目の微細さに加え、繊維の保持する静電力でＵＦＰを吸着する。この機能により第１フィルター７２は、気流ＡＲＦからＵＦＰを捕集して除去する。これらのＵＦＰは主に、定着ローラー３１、加圧ローラー３２、およびシートに付着したトナーから発生する。ダクト７３は、第１フィルター７２から定着部３０の近傍を通り、ＭＦＰ１００の筐体に開けられた排気口（図は示していない。）まで伸びている。第１フィルター７２を通過した気流ＡＲＦはダクト７３を通して筐体の外へ排出される。ダクト７３の途中には通気口３３と第２フィルター７４とが設けられている。通気口３３は定着部３０の内部に連通しているので、ファン７１が気流ＡＲＦをダクト７３内に送り込むことにより、定着部３０の中から空気をダクト７３内へ吸い込む。第２フィルター７４はたとえば第１フィルター７２と同様な静電加工の不織布フィルターであり、通気口３３を通して定着部３０の中から流れ込んだＵＦＰを捕集する。
【００２３】
−排紙経路内に拡散するＵＦＰの発生源−
定着ローラー３１はソフトローラーであり、芯金の外側をシリコーンゴム等、高弾性の耐熱性樹脂から成る弾性体層が覆っている。定着ローラー３１はたとえば、芯金の内側の中空部に挿入されたハロゲンヒーターによって内側から加熱され、または外周面に接触する高温のベルトによって外側から加熱される。これにより外周面の温度、すなわち定着温度はたとえば摂氏百数十度〜数百度の範囲に維持される。加圧ローラー３２は定着ローラー３１と同様なソフトローラーであり、バネ、電磁石等の付勢部材からの１０6Ｐａ程度の圧力で定着ローラー３１へ押し付けられる。定着ローラー３１からの高熱と加圧ローラー３２からの高圧とにより、両ローラー３１、３２の間のニップに挟まれたシートの表面に付着したトナーがむらなく溶融してその表面に定着する。定着ローラー３１からの高熱は更に、自身の弾性体層と加圧ローラー３２の弾性体層とからはシリコーンを揮発させ、トナーからは外添剤を分離させる。揮発したシリコーンは雰囲気中での冷却により低分子シロキサンに凝結してＵＦＰを形成する。外添剤は一般にトナー粒子の表面に付着した微粒子であり、トナーからの分離によりＵＦＰとして雰囲気中に飛散する。いずれのＵＦＰも誘電体であるので、帯電した物体に接近すると内部に分極が生じやすく、更にそれに伴う静電力でその物体に吸着されやすい。フィルター７２、７４は静電加工の不織布である場合、ＵＦＰのこの性質を利用することにより９８％以上の高い捕集率を実現している。
【００２４】
［電荷付与部］
図２の（ａ）、（ｂ）には、電荷付与部２１１、２１２、２１３、２１４が示されている。電荷付与部２１１−２１４はたとえばコロナ放電式または電子放射式のイオン発生器であり、数ｃｍ四方の直方体形状の筐体に収められている。電荷付与部２１１−２１４はいずれもＭＦＰ１００の電源基板に結線されており（図は示していない。）、そこから供給される電力を利用して周囲の空気中に、少なくとも正負いずれかの極性の電荷を放出する。これにより、その空気中に浮遊するＵＦＰを凝集させる。
【００２５】
−イオン発生器のしくみ−
図３の（ａ）はコロナ放電式のイオン発生器３１０の回路図であり、（ｂ）は電子放射式のイオン発生器３２０の回路図である。コロナ放電式のイオン発生器３１０は、針状の放電電極３１１と、それに間隔をおいて対向する接地電極３１２とを含む。放電電極３１１にはＭＦＰ１００の電源からたとえば負の高電圧ＶＮＧが印加される。接地電極３１２は、ＭＦＰ１００のシャーシ（図は示していない。）等の接地導体に接続され、接地電位に維持されている。両電極３１１、３１２の間の電圧が周囲の空気の絶縁限界を超えると両電極３１１、３１２の間にコロナ放電が生じ、特に放電電極３１１から空気中へ電子が放出される。電子放射式のイオン発生器３２０は針状の放電電極３２１とスイッチ３２２とを含む。スイッチ３２２は放電電極３２１とＭＦＰ１００の電源との間の接続を制御することにより、放電電極３２１に対してたとえば負のパルス電圧ＶＰＮを印加する。この印加により放電電極３２１から空気中へ電子が放出される。
【００２６】
−ＵＦＰの静電凝集−
図３の（ｃ）は、ＵＦＰの静電凝集のプロセスを示す模式図である。イオン発生器３１０、３２０から放出された電子は空気中の分子、特に電子親和力の強い酸素分子Ｏ2に捕獲される。負イオンと化した酸素分子Ｏ2-等は一般にまわりに複数の水分子Ｈ2Ｏを吸着し、いわゆるマイナス（空気）イオンのクラスターＯ2-(Ｈ2Ｏ)n等を形成する。各マイナスイオンの負電荷が生み出す電界は、周囲に浮遊するＵＦＰに分極を生じさせ、それに伴う静電力によりそれらのＵＦＰをそのマイナスイオンのまわりに凝集させる。こうして、２個以上のＵＦＰが単一のＵＦＰに巨大化する。この場合、ＵＦＰ全体の重量は変わらないものの、個数は“２以上”から“１”へ減少する。
【００２７】
−電荷付与部の設置場所の種類−
ＵＦＰは基本的にはＭＦＰ１００の筐体内のいずれの場所にも拡散しうるので、電荷付与部はＭＦＰ１００の筐体内であればどこに設置されても、ＵＦＰの減数にはある程度の効果が期待される。ＵＦＰの減数効果をより確実に高めるには、電荷付与部をＭＦＰ１００の筐体内において次の２種類の場所の少なくともいずれかに設置すればよい。第１種の場所は、ファン７１の動作に伴って吸気部７０へ向かう気流ＡＲＦの通路からは外れている場所である。第２種の場所は、ファン７１の動作に伴ってＭＦＰ１００の筐体の中へ外気が流れ込む場所である。
【００２８】
−第１種の設置場所−
図２の（ａ）、（ｂ）が示す電荷付与部２１１−２１４の設置場所はいずれも第１種に分類される。具体的には、第１電荷付与部２１１は排紙経路の内面のうち吸気口４１４よりも排紙口４２に近い領域に設置され、第２電荷付与部２１２は循環路４８の境界を定める上側のガイド板４８２の外面に設置され、第３電荷付与部２１３は循環路４８の内面のうちシートには干渉しない場所に設置され、第４電荷付与部２１４は定着部３０の筐体の外面に設置されている。いずれの設置場所においても電荷付与部２１１−２１４の周囲の空間は、図２の（ａ）が破線ＦＶＬで示すとおり、ファン７１の動作に伴って吸気部７０へ向かう気流ＡＲＦの通路からは外れている。すなわち、その空間ＦＶＬでは空気がファン７１には吸引されない。したがって、その空間ＦＶＬへ拡散したＵＦＰは、ファン７１の動作にもかかわらず、第１フィルター７２への流入を逃れる可能性が高い。しかし、これらの空間ＦＶＬの中には、電荷付与部２１１−２１４が発生させたマイナスイオンが多数存在する。これらのマイナスイオンが周囲のＵＦＰを凝集させるので、各空間ＦＶＬでは浮遊するＵＦＰの個数が減少する。
【００２９】
図４は、ＭＦＰ１００の側面の外観を示す斜視図である。この側面の下部には手差しトレイ１６が開閉可能に取り付けられている。手差しトレイ１６が位置する筐体部分の内側にはシートの搬送経路の入口、すなわち給紙口が開いている。給紙口は、図１の（ｂ）が示すように、搬送経路を通して定着部３０の周囲の空間に連通している。したがって、定着部３０の周辺で発生したＵＦＰは手差しトレイ１６の周囲の隙間にも拡散しうる一方、この隙間までにはファン７１の吸引力は及ばない。それ故、この隙間まで到達したＵＦＰは、ファン７１の動作にもかかわらず、第１フィルター７２への流入を逃れる可能性が高い。すなわち、手差しトレイ１６の周囲の隙間の近傍は第１種の設置場所に分類される。この場所には第５電荷付与部２１５が設置されている。第５電荷付与部２１５によって発生したマイナスイオンが周囲のＵＦＰを凝集させるので、この隙間において空気中に浮遊するＵＦＰの個数が減少する。
【００３０】
−第２種の設置場所−
図４が示すＭＦＰ１００の側面の上部には、定着部３０に対するメンテナンス用の扉１３４が開閉可能に取り付けられている。この扉１３４で塞がれた筐体の開口は定着部３０の周囲の空間に直に連通している。図２の（ａ）が示すように、この空間の中からは空気が、吸気部７０のファン７１の動作に伴って吸気口４１４と通気口３３とを通してダクト７３の中へ吸引される。これにより、ファン７１が動作している間、この空間の気圧は外気圧よりも低く維持され、特に、扉１３４の周囲の隙間から筐体内へは外気が流入する。したがって、定着部３０の周辺で発生したＵＦＰは、ファン７１の動作中、扉１３４の周囲の隙間から外気中へは漏れにくい。しかし、ファン７１が一旦停止すると、この空間の気圧が外気圧まで上昇し、隙間からの外気の流入が止まる。その結果、この隙間から内気と共にＵＦＰが外気中へ漏れ出す危険性が急速に高まる。この隙間のように、ファン７１の動作中は外気の流入を許す一方、ファン７１が停止すると内気を筐体外へ漏れ出させる危険性の高い場所が第２種の設置場所に分類される。この隙間には、図４が示すように第６電荷付与部２１６が設置され、ファン７１が停止するとマイナスイオンを発生させる。これらのマイナスイオンが周囲のＵＦＰを凝集させるので、この隙間においては、空気中に浮遊するＵＦＰの個数が減少する。
【００３１】
［画像形成装置の電子制御系統］
図５は、ＭＦＰ１００の電子制御系統のブロック図である。この系統では、ＡＤＦ１１０、スキャナー１２０、プリンター１３０に加え、操作部５０と主制御部６０とがバス９０を通して互いに通信可能に接続されている。
−プリンターの駆動部−
プリンター１３０の要素１０、２０、３０、４０、７０はそれぞれ、専用の駆動部１０Ｄ、２０Ｄ、３０Ｄ、４０Ｄ、７０Ｄを含む。駆動部１０Ｄ−７０Ｄは、所属の要素１０−７０が備えた可動部材を駆動する。これらの可動部材には、図１の（ｂ）の示す搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、１４、１５、２３Ｒ、２４、３１、３２、４３、４６を始め、感光体ドラム２５Ｙ−２５Ｋ、１次転写ローラー２２Ｙ−２２Ｋ、切換爪４１、およびファン７１が含まれる。これらの可動部材に駆動力を与えるモーター、ソレノイド等のアクチュエーターに対する制御回路と駆動回路とを、駆動部１０Ｄ−７０Ｄのそれぞれは含む。制御回路は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ／ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）等の電子回路であり、アクチュエーターの出力（制御量）に対する目標値を設定して駆動回路に指示する。たとえば、モーターからフィードバックされる実際の回転数に基づいてそのモーターに対する印加電圧の目標値を駆動回路に指示する。駆動回路はスイッチングコンバーターであり、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のパワートランジスタをスイッチング素子として利用して、アクチュエーターに電力を供給する。制御回路に従って駆動回路がモーターの電力を制御することにより、各搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、１４、１５、２３Ｒ、２４、３１、３２、４３、４６がシートの搬送速度を目標値に維持し、ファン７１が吸気量を目標値に維持する。また、制御回路に従って駆動回路がソレノイドをオンオフさせることにより、切換爪４１の先端が適正な位置へ移動する。
【００３２】
定着部３０の駆動部３０Ｄは更に定着温度のフィードバック制御を行う。具体的には、定着部３０は温度センサー３０Ａで定着ローラー３１の外周面の実温度を監視する。温度センサー３０Ａは、たとえばサーモパイルを利用した非接触型であり、所定の距離を隔てて定着ローラー３１の外周面に対向し、その外周面からの熱放射に伴うサーモパイルの出力からその外周面の温度、すなわち定着温度を実測する。この実測値と目標値との間の差に応じて駆動部３０Ｄはハロゲンヒーター等、加熱部材への供給電力を制御する。これにより、加熱部材から定着ローラー３１が受ける熱量が調節されるので、定着温度が目標値に維持される。
【００３３】
−操作部−
操作部５０は、ＭＦＰ１００に実装されたユーザーと外部の電子機器とに対するインタフェースの全体であり、ユーザーの操作または外部の電子機器との通信を通してジョブ処理の要求と印刷対象の画像データとを受け付け、それらを主制御部６０へ伝える。図５が示すように操作部５０は操作パネル５１と外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）５２とを含む。操作パネル５１は、図１の（ａ）が示すように、押しボタン、タッチパネル、およびディスプレイを含む。このディスプレイに操作パネル５１はＧＵＩ画面を表示する。操作パネル５１はまた、押しボタンの中からユーザーが押下したものを識別し、またはタッチパネルの中からユーザーが触れた位置を検出し、その識別または検出に関する情報を操作情報として主制御部６０へ伝える。特に印刷ジョブの入力画面がディスプレイに表示されている場合、操作パネル５１は、印刷対象のシートのサイズ、紙種、姿勢（縦置きと横置きとの別)、部数、画質等、印刷に関する条件をユーザーから受け付けて、これらの条件を示す項目を操作情報に組み込む。外部Ｉ／Ｆ５２はＵＳＢポートまたはメモリカードスロットを含み、それらを通してＵＳＢメモリーまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外付けの記憶装置から直に印刷対象の画像データを取り込む。外部Ｉ／Ｆ５２は更に、外部のネットワークに有線または無線で接続された通信ポートを含み、そのネットワークを通して他の電子機器から印刷対象の画像データを受信する。
【００３４】
−主制御部−
主制御部６０は、ＭＦＰ１００の内部に設置された１枚の印刷回路基板、すなわち制御基板に実装された集積回路である。図５が示すように主制御部６０は、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、およびＲＯＭ６３を含む。ＣＰＵ６１はＭＰＵで構成され、各種ファームウェアを実行する。ＲＡＭ６２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の揮発性半導体メモリー装置であり、ＣＰＵ６１がファームウェアを実行する際の作業領域をＣＰＵ６１に提供し、操作部５０が受け付けた印刷対象の画像データを保存する。この作業領域には特に、ＭＦＰ１００の現時点での動作モードを示すデータＯＰＭと、操作部５０から受信した操作情報ＯＰＤとが保存される。ＲＯＭ６３は、書き込み不可の不揮発性記憶装置と書き換え可能な不揮発性記憶装置との組み合わせで構成されている。前者はファームウェアを格納し、後者は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の半導体メモリー装置またはＨＤＤを含み、ＣＰＵ６１に環境変数等の保存領域を提供する。
【００３５】
主制御部６０は、ＣＰＵ６１が実行する各種ファームウェアに従い、他の要素１０−７０に対する制御主体としての多様な機能を実現する。たとえば主制御部６０は、操作部５０にＧＵＩ画面を表示させてユーザーの入力操作を受け付けさせ、操作部５０からの操作情報ＯＰＤに応じてＭＦＰ１００の動作モードＯＰＭを決定する。ＭＦＰ１００の動作モードにはたとえば、「稼働」、「待機（低電力）」、「スリープ」が含まれる。「稼働モード」とは、ＭＦＰ１００が印刷ジョブを処理する動作モードをいう。たとえば、給送部１０は操作情報ＯＰＤの示す枚数のシートを連続して給送し、作像部２０はトナー像の形成とシートへの転写とを繰り返し、定着部３０はシートへの加熱と加圧とを継続し、吸気部７０はファン７１の回転を持続させる。「待機モード」とは、ＭＦＰ１００がジョブを実行可能な状態で待機する動作モードをいう。具体的には、給送部１０、作像部２０、および吸気部７０は停止し、定着部３０は定着ローラー３１を予熱して定着温度を適正な値に保つ。「スリープモード」とは、ＭＦＰ１００が電力消費を必要最小限に抑える動作モードをいう。たとえば、給送部１０、作像部２０、吸気部７０に加えて定着部３０も停止し、ハロゲンヒーター等の加熱部材への電力供給が遮断される。主制御部６０は、ＭＦＰ１００に生じた様々なイベント、たとえばジョブ処理の完了、停止ボタンまたは電源ボタン等の押下、タッチパネルによるジェスチャーの検出、ネットワークからのジョブ処理要求または停止命令の受信に応じてＭＦＰ１００の動作モードを切り換える。主制御部６０は更に、この切り換えに必要な情報をＭＦＰ１００の要素１０−７０へ提供する。たとえば稼働モードを指示する場合、主制御部６０は、給送部１０には給送対象のシートの紙種と枚数、各搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、１４、１５、２３Ｒ、２４、３１、３２、４３、４６の回転のタイミング、およびシートの搬送速度の目標値を指定し、作像部２０には画像データと作像処理のタイミングとを提供し、定着部３０には定着温度の目標値を指定し、吸気部７０にはファン７１の吸気量の目標値を指定する。主制御部６０は更に、電荷付与部２１１−２１６のそれぞれが単位体積の空間中に単位時間当たりに発生させるべきマイナスイオンの個数、すなわちイオン発生率を設定し、電荷付与部２１１−２１６のそれぞれへ設定値に応じた電力を供給するようにＭＦＰ１００の電源を制御する。
【００３６】
［吸気部と電荷付与部とに対する制御］
定着温度の最適値は一般に、ＭＦＰ１００の動作モード、シートの搬送速度と紙種、印刷対象の画像のカバレッジ（「印字率」ともいい、たとえば単位面積当たりに必要なトナーの消費量で表される。）に依存する。したがって、ＭＦＰ１００のこれらの動作条件に基づいて主制御部６０は定着温度の目標値を決定する。一方、定着温度が高いほど定着ローラー３１等からは多量のシリコーンが揮発するので、定着部３０およびその周辺では単位体積の空間中に単位時間当たりに発生するＵＦＰの個数、すなわちＵＦＰの発生率が一般に高い。この発生率が高いほど、ＭＦＰ１００から外気中へ漏れ出すＵＦＰの個数が増加する危険性は高い。この危険性を十分に低く維持すべく、主制御部６０はＭＦＰ１００の動作条件に応じてファン７１の吸気量の目標値と電荷付与部２１１−２１６によるイオン発生率の設定値とを決定する。具体的には、主制御部６０はＭＦＰ１００の動作条件を監視し、これらの条件からＵＦＰの発生率の上昇が推測される場合にはファン７１の吸気量の目標値と電荷付与部２１１−２１６によるイオン発生率の設定値とを増やす。特に、各値の増分をＵＦＰの発生率の上昇量の推測値に合わせて設定する。
【００３７】
図６の（ａ）は、定着温度の経時変化の一例を示すグラフである。ＭＦＰ１００の待機期間ＷＴＴにおいて、ある時刻ｔ０に操作部５０が印刷ジョブの処理要求を受けた場合、この要求を示す操作情報に応じて主制御部６０はＭＦＰ１００の動作モードを待機モード稼働モードに切り換えて、定着温度の目標値を稼働モードでの値Ｔｔｇ、たとえば１８０℃に設定する。この設定に従って定着部３０はＭＦＰ１００のリカバリー期間ＲＣＶにおいて、ハロゲンヒーター等の加熱部材から定着ローラー３１へ与えられる熱量を増やす。これにより定着温度が急上昇し、リカバリー期間ＲＣＶの終了時刻ｔ１には目標値Ｔｔｇに到達する。この時刻ｔ１では更に主制御部６０がプリンター１３０に印刷ジョブの処理を開始させる。この時刻ｔ１以降の印刷期間ＰＲＴでは、定着部３０が定着温度を目標値Ｔｔｇに維持すべく定着ローラー３１を加熱し続ける一方、定着ローラー３１と加圧ローラー３２との間のニップにシートが通紙される度に定着ローラー３１からそのシートへ多量の熱が奪われるので、定着温度が大きく変動する。坪量の大きい紙種ほど、またはカバレッジの高いトナー像が形成されたシートほど、定着ローラー３１からシートへ奪われる熱量が大きいので、シートの通紙に伴う定着温度の変動、すなわち温度リップルＲＰＬが大きい。印刷期間ＰＲＴの終了時刻ｔ２では主制御部６０が稼働モードを待機モードへ移行させて定着温度の目標値を待機モードでの値Ｔｗｔ、たとえば１５０℃に下げる。目標値のこの変更に応じて定着部３０は、加熱部材から定着ローラー３１へ与えられる熱量を減らす。これにより定着温度が急降下し、ＭＦＰ１００の待機期間ＷＴＴ中、目標値Ｔｗｔに維持される。その後の時刻ｔ３に操作部５０が新たな印刷ジョブの処理要求を受けた場合、この要求を示す操作情報に応じて主制御部６０が待機モードを稼働モードへ移行させて定着温度の目標値を稼働モードでの値Ｔｔｇまで上げる。この変更に応じて定着部３０はＭＦＰ１００のリカバリー期間ＲＣＶにおいて、加熱部材から定着ローラー３１へ与えられる熱量を増やす。これにより定着温度が急上昇し、リカバリー期間ＲＣＶの終了時刻ｔ４には目標値Ｔｔｇに到達する。この時刻ｔ４では更に主制御部６０がプリンター１３０に印刷ジョブの処理を開始させるので、この時刻ｔ４以降の印刷期間ＰＲＴでは定着温度にリップルＲＰＬが現れる。
【００３８】
図６の（ｂ）は、（ａ）の示す定着温度の経時変化に伴ってＵＦＰの発生率が示す典型的な経時変化を示すグラフである。ＭＦＰ１００の各リカバリー期間ＲＣＶでは定着温度の上昇に伴ってＵＦＰの発生率が上昇する。それに続く印刷期間ＰＲＴでは、定着温度にはリップルＲＰＬが現れるものの、定着温度は総じて待機モードでの値Ｔｗｔよりも高く維持されているので、ＵＦＰの発生率は上昇し続け、やがてピークＰＫに達する。坪量の大きい紙種ほど、またはカバレッジの高いトナー像が形成されたシートほど、定着ローラー３１からシートへ奪われる熱量が大きいので、加熱部材から定着ローラー３１に与えられる熱量も大きい。この熱量が大きいほど、ＵＦＰの発生率に現れるピークＰＫは高い。
【００３９】
図６の（ｃ）は、（ｂ）の示すＵＦＰの発生率の経時変化に合わせて設定されるファン７１の吸気量の目標値の経時変化を示すグラフである。ＭＦＰ１００の印刷期間ＰＲＴではＵＦＰの発生率が高い範囲で推移することが推測されるので、ＭＦＰ１００から外気中へ漏れ出すＵＦＰの個数が増加する危険性が高い。この危険性を十分に低減させるべく、主制御部６０は、ＭＦＰ１００の動作条件に応じてファン７１の吸気量の目標値を決定する。具体的には主制御部６０はまず定着部３０の温度センサー３０Ａによって定着温度を実測し、またはＭＦＰ１００の動作モードから定着温度が、稼働モード、待機モード、スリープモードのいずれでの値であるかを推測する。定着温度の実測値または推測値が稼働モードでの高い値を示す場合、ＵＦＰの発生率の上昇が推測されるので、主制御部６０は更に、操作情報ＯＰＤの示す紙種、または画像データの示すカバレッジから、ＵＦＰの発生率の上昇量またはピークＰＫの高さを推測する。これらの間の対応関係はたとえば、予め実験またはシミュレーションの結果に基づいてテーブル化されている。推測値が高いほど、主制御部６０はファン７１の吸気量の目標値を大きく設定する。たとえばこの目標値は、ＭＦＰ１００の待機期間ＷＴＴではファン７１の半速での値ＦＨＦに維持され、印刷期間ＰＲＴでは、ＵＦＰの発生率に現れるピークＰＫが高く推測されるほど大きい値ＦＲ１、ＦＲ２に設定される。
【００４０】
図６の（ｄ）は、（ｂ）の示すＵＦＰの発生率の経時変化に基づいて電荷付与部２１１−２１６のそれぞれに設定されるイオン発生率の経時変化を示すグラフである。印刷期間ＰＲＴではＵＦＰの発生率の上昇が推測されるので、ＭＦＰ１００から外気中へ漏れ出すＵＦＰの個数が増加する危険性が高い。この危険性を十分に低減させるべく、主制御部６０は電荷付与部２１１−２１６によるイオン発生率の設定値を、ファン７１の吸気量の目標値と同様、ＭＦＰ１００の動作条件に応じて決定する。具体的には、主制御部６０はまず定着温度を実測し、またはＭＦＰ１００の動作モードから推測する。定着温度の実測値または推測値が稼働モードでの高い値を示す場合、主制御部６０は更に、操作情報ＯＰＤの示す紙種、または画像データの示すカバレッジから、ＵＦＰの発生率の上昇量またはピークＰＫの高さを推測する。この推測値が高いほど主制御部６０は、電荷付与部２１１−２１６によるイオン発生率の設定値を大きく増やす。たとえば、第１種の場所に設置された電荷付与部２１１−２１５に対しては設定値が、ＭＦＰ１００の待機期間ＷＴＴでは比較的低い一定値ＮｉＤに維持され、印刷期間ＰＲＴでは、ＵＦＰの発生率に現れるピークＰＫが高く推測されるほど高い値Ｎｉ１、Ｎｉ２に決定される（図６の（ｄ）が示す実線のグラフ参照）。一方、第２種の場所に設置された第６電荷付与部２１６に対しては、待機期間ＷＴＴのうち開始時点ｔ２から一定時間Δｔｃが経過するまでの間にのみ、設定値が一定値ＮｉＳに維持され、その他の期間では設定値が“０”に決定され（図６の（ｄ）が示す一点鎖線のグラフ参照。）、すなわち、第６電荷付与部２１６が停止する。これは次の理由に因る。第２種の場所では、ファン７１が停止している間にしかＵＦＰの漏出の危険性が生じ得ない。さらに、待機期間ＷＴＴでは定着温度が待機モードでの比較的低い値Ｔｗｔに維持されてＵＦＰの発生率が降下し続けるので、待機期間ＷＴＴの開始時点ｔ２から一定時間Δｔｃが経過すれば、漏出可能なＵＦＰはもはや無視できるほどの個数しか残らない。
【００４１】
［電荷付与部によるＵＦＰの減数効果］
図７の（ａ）は、定着部３０およびその周辺において実際に発生したＵＦＰの粒径分布の一例を示すヒストグラムである。粒径の各値には２種類の棒が対応付けられている。白抜きの棒ＲＤＷは、ＵＦＰの発生領域内に電荷付与部が設置されていなかった場合におけるＵＦＰの個数を示し、斜線でハッチングされた棒ＲＤＨは、その発生領域内に電荷付与部が設置され、かつ稼働していた場合におけるＵＦＰの個数を示す。白抜きの棒ＲＤＷの先端を結ぶ包絡線ＥＶＷが示すように、ＵＦＰの典型的な粒径分布は、平均値数十ｎｍ（図では約３０ｎｍ）、標準偏差十数ｎｍ（図では約１２ｎｍ）の正規分布である。この粒径分布ＥＶＷを示すＵＦＰが浮遊する空間内で電荷付与部を稼働させた場合、その粒径分布ＥＶＷは、斜線でハッチングされた棒ＲＤＨの先端を結ぶ包絡線ＥＶＨのように変形した。変形後の粒径分布ＥＶＨは元の粒径分布ＥＶＷと比べ、包絡線と横軸とが囲む面積、すなわちＵＦＰの総数が約６０％に減っていた。
【００４２】
図７の（ｂ）は、（ａ）の示すヒストグラムのうち粒径９ｎｍ以下の範囲の拡大図であり、（ｃ）は、（ｂ）の示すヒストグラムのうち粒径７ｎｍ以下の範囲の拡大図である。図７の（ｄ）は、（ａ）の示すヒストグラムのうち粒径１４３ｎｍ以上の範囲の拡大図であり、（ｅ）は、（ｄ）の示すヒストグラムのうち粒径１９１ｎｍ以上の範囲の拡大図である。２つの粒径分布ＥＶＷ、ＥＶＨの間で更にＵＦＰの個数を粒径別に比較すると、粒径が５２ｎｍ以下の範囲では変形後の減数率が約４０％にほぼ揃っていたのに対し、粒径が６０ｎｍ以上の範囲では粒径が大きいほど減数率が低下していた。さらに、粒径が１４３ｎｍ以上の範囲では逆に個数が増加に転じていた。
【００４３】
以上のことから次のことが確認できた。ＵＦＰの浮遊する空間において電荷付与部がマイナスイオンを発生させると、これらのマイナスイオンを核として複数個のＵＦＰが凝集して１個のＵＦＰに巨大化する。その結果、ＵＦＰの総数は減少する一方、その総数に対し、粒径が特に大きい（１００ｎｍ以上の）ＵＦＰの個数が占める割合は上昇する。
図７の（ｆ）は、図４が示す扉１３４の周囲の隙間からＭＦＰ１００の筐体外へ漏れ出したＵＦＰを実際に計数して得られた単位時間当たりの計数値の経時変化を示すグラフである。破線のグラフＧＲＢは第６電荷付与部２１６が設置されていなかった場合を示し、実線のグラフＧＲＡは第６電荷付与部２１６が設置されていた場合を示す。この実験ではＭＦＰ１００が計数開始時刻ＴＥ１から印刷を開始し、その印刷の終了時刻ＴＥ２以降は待機モードを維持していた。第６電荷付与部２１６が設置されていなかった場合、破線のグラフＧＲＢが示すとおり、扉１３４の周囲の隙間から単位時間当たりに漏れ出すＵＦＰの個数（以下、「ＵＦＰの漏出率」という。）は印刷終了時刻ＴＥ２から急速に増加し、数分後に大きなピークＰＫＢを示した。このことから、ＵＦＰは、ファン７１の動作中では扉１３４の周囲の隙間から漏れにくいが、ファン７１が停止した途端にこの隙間から漏れやすくなることがわかった。一方、第６電荷付与部２１６が設置されていた場合、実線のグラフＧＲＡが示すとおり、印刷終了に伴うＵＦＰの漏出率のピークＰＫＡは大幅に抑制されていた。このことから次のことが確認できた。印刷終了時刻ＴＥ２においてはＭＦＰ１００の待機モードへの移行に応じて第６電荷付与部２１６が稼働し始める。第６電荷付与部２１６が発生させるマイナスイオンを核としてＵＦＰは凝集してその個数を減らすので、ファン７１の停止により扉１３４の周囲の隙間から漏れやすくなっていても、漏れ出しうる個数そのものがすでに少ない。
【００４４】
［実施形態の利点］
本発明の実施形態によるＭＦＰ１００は上記のとおり、その筐体の内部において、ファン７１の動作に伴って吸気口４１４へ向かう気流ＡＲＦの通路からは外れている第１種の場所には第１から第５までの電荷付与部２１１−２１５が設置され、ファン７１の動作に伴って筐体の中へ外気が流れ込む第２種の場所には第６電荷付与部２１６が設置されている。これらの電荷付与部２１１−２１６は、周囲の空気中に電荷を放出することによりマイナスイオンを発生させる。これらのマイナスイオンの静電力により、その空気中に浮遊するＵＦＰは数個ずつ凝集して１個のＵＦＰに巨大化する。その結果、その空気中に浮遊するＵＦＰの総数が減少する。こうして、このＭＦＰ１００は、フィルター７２への流入を逃れて筐体内から外気中へ漏れうるＵＦＰの個数を減らすことができる。
【００４５】
［変形例］
（A）本発明の上記の実施形態による画像形成装置はＭＦＰ１００である。本発明の実施形態による画像形成装置はその他に、レーザープリンター、コピー機、ファクシミリ機等のいずれの単機能機であってもよい。
（B）図２では、吸気口４１４が内側ガイド４１１に設けられているので、定着直後のトナー像を含むシートの表面に対向する。吸気口はその他に、排紙経路の脇等、排紙経路を移動するシートのいずれの表面にも対向しない位置に設けられてもよい。
【００４６】
図２の示す吸気部７０は、ＵＦＰの捕集機能に加えて定着部３０からの排熱機能を併せ持つ。排熱を目的とする換気機構はその他にも、たとえば、制御基板、電源基板、搬送ローラーの駆動用モーター、光走査部に内蔵のポリゴンモーター、筐体に内蔵の排紙トレイのそれぞれの近傍に設けられている場合がある。これらの換気機構にフィルターを組み込むことにより、ＵＦＰの捕集機能を追加することは可能である。この場合、いずれの換気機構についても、第１種、第２種のそれぞれに相当する場所に電荷付与部を設置することは、筐体外へ漏れうるＵＦＰの減数には効果的である。
【００４７】
（C）図２、図３の示す電荷付与部２１１−２１６が含むイオン発生器はコロナ放電式または電子放射式である。これらのイオン発生器は沿面放電式等の他方式の機種であってもよい。上記の実施形態についての説明では、電荷付与部２１１−２１６の発生させる空気イオンがマイナスイオンであることを想定していた。しかし、空気イオンが(Ｈ3Ｏ)+(Ｈ2Ｏ)n等、プラスイオンのクラスターであっても、マイナスイオンと同様、ＵＦＰの静電凝集を引き起こす核として機能しうるので、ＵＦＰの減数には有効である。また、電荷付与部はイオン発生器に代えて、たとえば特許文献１に開示された帯電部のように、周囲の空気中に浮遊するＵＦＰの一部を正に帯電させる第１帯電器と、別の一部を負に帯電させる第２帯電部との両方を含んでいてもよい。この場合、帯電極性の異なるＵＦＰが静電力で互いに引き付け合うことによって凝集しうる。
【００４８】
（D）図６の（ｄ）が示す例では、第２種の場所に設置された第６電荷付与部２１６の起動１回当たりの連続動作時間は一定時間Δｔｃに制限されている。連続動作時間はその他に、上限が一定であってもよい。すなわち、主制御部６０は第６電荷付与部２１６を起動させる度に、その連続動作時間を上限以下の範囲内で変更してもよい。また、ＭＦＰ１００のウォームアップ期間またはリカバリー期間のうち定着温度が十分に高い値まで到達した部分では、定着部３０およびその周辺ではＵＦＰが多量に発生しうる。したがって、ファン７１が起動する前であっても主制御部６０は第６電荷付与部２１６を起動させてもよい。
【００４９】
（E）画像形成装置によるＵＦＰの生成については「イニシャルバースト」と呼ばれる現象が知られている。イニシャルバーストは、ＵＦＰの発生率が瞬間的に急増する現象であり、電源の切断が長時間続いていた等により、定着部の温度が室温とほとんど変わらない状態の画像形成装置が印刷を開始した直後に見られる。イニシャルバーストにおけるＵＦＰの発生率は、その後の印刷期間ＰＲＴにおける発生率に比べ、一般には著しく高い。したがって、イニシャルバーストが起こりうる期間では主制御部６０は、電荷付与部２１１−２１６によるイオン発生率の設定値を、図６の（ｄ）が示す印刷期間ＰＲＴでの値Ｎｉ１、Ｎｉ２よりも更に高く増やしてもよい。
【００５０】
（F）上記の実施形態では、主制御部６０が、操作情報ＯＰＤの示す紙種、または画像データの示すカバレッジから、ＵＦＰの発生率の上昇量を推測し、この推測値が高いほど電荷付与部２１１−２１６によるイオン発生率の設定値を大きく増やす。主制御部６０はその他に、ファン７１の吸気量を実測し、またはその時点で設定されている目標値から推測し、その実測値または推測値に応じてイオン発生率の設定値を決定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は画像形成装置に関し、上記のとおり、ファン７１の動作に伴って吸気口４１４へ向かう気流ＡＲＦの通路からは外れている場所と、ファン７１の動作に伴って筐体の中へ外気が流れ込む場所との少なくともいずれかに電荷付与部を設置する。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１００  ＭＦＰ
２１１、２１２、２１３、２１４  電荷付与部
３０    定着部
３１    定着ローラー
３２    定着ローラー
３３    通気口
４０    排紙部
４１    切換爪
４１１  内側ガイド
４１２  外側ガイド
４１３  リブ
４１４  吸気口
４２    排紙口
４３    排紙ローラー
４４    排紙トレイ
４５    反転口
４６    反転ローラー
４７    反転トレイ
４８    循環路
４８１  循環路導入部の上側のガイド板
４８２  循環路導入部の下側のガイド板
７０    吸気部
７１    ファン
７２、７４    フィルター
７３    ダクト
ＡＲＦ  吸気口へ吸引される気流
ＦＶＬ  電荷付与部の周囲の空間
ＴＲＳ  シートの軌跡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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