(57)【要約】【課題】集塵部の低寿命化を抑制しつつ、空気中の粒子を十分に捕集できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１の空気浄化ユニット６０には、定着装置付近の空気を機外へ排出するための排気通路６１と、前記排気通路６１に設けられ、空気中の粒子を捕捉する集塵部６３、８０と、排気通路６１に導入される空気中の粒子の量を示す指標に基づいて、前記空気浄化ユニット６３、８０の捕集効率を調節する能力調節部７０とが設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着装置付近の空気を機外へ排出するための排気通路と、該排気通路に設けられる排気ファンと、前記排気通路に設けられ、空気中の粒子を捕捉する集塵部とを有する空気浄化ユニットとを備えた画像形成装置であって、
前記空気浄化ユニットは、排気通路に導入される空気中の粒子の量を示す指標に基づいて、該空気浄化ユニットの捕集効率を調節する能力調節部を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記集塵部は、フィルタで構成され、
前記能力調節部は、前記排気通路における集塵部の上流部と下流部とを繋ぐバイパス通路を有するとともに、前記バイパス通路を流れる空気の流量及び向きの少なくとも一方を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記能力調節部は、前記集塵部の下流部の空気の一部を前記バイパス通路を介して前記集塵部の上流部へ戻す第１動作と、前記集塵部の上流部の空気の一部を前記バイパス通路を介して前記集塵部の下流部へ送る第２動作とを切り換えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記能力調節部は、前記第１動作と前記第２動作とが切り換わるように排気通路とバイパス通路の接続状態を変更する流路切換機構を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記能力調節部は、前記バイパス通路に配置されるとともに、前記第１動作と前記第２動作とが切り換わるように空気流れの向きを正逆切り換え可能な補助ファンを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１つにおいて、
前記能力調節部は、排気通路に導入される空気の流量と、空気浄化ユニットの必要な捕集効率とに基づいて、前記バイパス通路の空気の必要流量を求める演算部を有し、該演算部で求めた必要流量を満たすようにバイパス通路の空気の流量を調節することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記集塵部は、放電に伴って粒子を帯電させる一対の電極を含む電気集塵装置で構成され、
前記能力調節部は、前記指標に基づいて前記一対の電極の印加電流を制御する電流制御部を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つにおいて、
前記指標は、排気通路に導入される空気の流量を含んでいることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つにおいて、
前記指標は、機外の空気の温度、機外の空気の湿度、片面印刷及び両面印刷のいずれの方式であるか、画像印字率、プロセススピード、定着温度の少なくとも１つを含んでいることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、定着装置付近の空気が排気通路を介して機外へ排出される。特許文献１では、この排気通路に再循環路を設け、フィルタの除去効率を向上させたものがある。具体的には、特許文献１では、排気通路にフィルタを配置するとともに、フィルタの上流部と下流部とが再循環路で接続される。排気ファンが搬送した空気は、フィルタを通過した後、その一部が再循環路へ循環する。これにより、フィルタを通過する空気の流量が増大し、装置全体（空気浄化ユニット）の捕集効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４７６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の画像形成装置では、定着装置で発生した粒子の量がさほど多くないにも拘わらず、一部の空気がフィルタを再循環する。このため、フィルタでは、過剰に粒子が捕捉されることとなり、フィルタの低寿命化につながる。
【０００５】
同様に、空気中の粒子を電気的に捕捉する電気集塵装置においても、粒子の量に対して帯電部で過剰に放電が行われると、電極が損耗しやすくなり、電気集塵装置の低寿命化につながる。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、集塵部の低寿命化を抑制しつつ、空気中の粒子を十分に捕集できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様は、定着装置付近の空気を機外へ排出するための排気通路と、該排気通路に設けられる排気ファンと、前記排気通路に設けられ、空気中の粒子を捕捉する集塵部とを有する空気浄化ユニットとを備えた画像形成装置であって、前記空気浄化ユニットは、排気通路に導入される空気中の粒子の量を示す指標に基づいて、該空気浄化ユニットの捕集効率を調節する能力調節部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
第１の態様では、定着装置で発生した粒子は、空気とともに排気通路を流れ、集塵部において捕集される。ここで、能力調節部は、排気通路に導入される空気中の粒子の量を示す指標に応じて空気浄化ユニットの捕集効率を調節する。このため、空気中の粒子の量が比較的多い場合、空気浄化ユニットの捕集効率を増大させることで、この粒子を確実に捕集できる。一方、空気中の粒子の量が比較的少ない場合、空気浄化ユニットの捕集効率を低下させる。これにより、粒子の発生量に対して空気浄化ユニットの捕集効率が過剰になることを抑制でき、集塵部の寿命を延ばすことができる。
【０００９】
第２の態様は、第１の態様において、前記集塵部は、フィルタを備え、前記能力調節部は、前記排気通路における集塵部の上流部と下流部とを繋ぐバイパス通路を有するとともに、前記バイパス通路を流れる空気の流量及び向きの少なくとも一方を変更することを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
第２の態様では、集塵部としてのフィルタにより、空気中の粒子が捕集される。排気通路には、集塵部をバイパスするバイパス流路が接続される。能力調節部は、排気通路に導入される空気中の粒子の量を示す指標に応じてバイパス流路を流れる空気の向きや流量を変更する。これにより、フィルタを流れる空気の流量を調節できる。例えば空気中の粒子の量が比較的多い場合、フィルタを流れる空気の流量を増やすことで、この粒子を確実に捕集できる。一方、空気中の粒子の量が比較的少ない場合、フィルタを流れる空気の流量を減らすことで、フィルタの寿命を延ばすことができる。
【００１１】
第３の態様は、第２の態様において、前記能力調節部は、前記集塵部の下流部の空気の一部を前記バイパス通路を介して前記集塵部の上流部へ戻す第１動作と、前記集塵部の上流部の空気の一部を前記バイパス通路を介して前記集塵部の下流部へ送る第２動作とを切り換えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
第３の態様では、能力調節部が第１動作と第２動作とを切り換える。第１動作では、集塵部の下流部の空気の一部がバイパス通路を介して集塵部の上流部へ戻るため、フィルタを流れる空気の流量が増大する。これにより、空気浄化ユニットの捕集効率が増大する。従って、空気中の粒子の量が比較的多い場合に第１動作を実行することで、この粒子を確実に捕集できる。
【００１３】
第２動作では、集塵部の上流部の空気の一部がフィルタをバイパスして集塵部の下流部へ送られるため、フィルタを流れる空気の流量が減少する。これにより、空気浄化ユニットの捕集効率が減少する。従って、空気中の粒子の量が比較的少ない場合に第２動作を実行することで、フィルタの寿命を延ばすことができる。
【００１４】
第４の態様は、第３の態様において、前記能力調節部は、前記第１動作と前記第２動作とが切り換わるように排気通路とバイパス通路の接続状態を変更する流路切換機構を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
第４の態様では、流路切換機構により排気通路とバイパス通路の接続状態が変更されることで、第１動作と第２動作とが切り換えられる。
【００１６】
第５の態様は、第３の態様において、前記能力調節部は、前記バイパス通路に配置されるとともに、前記第１動作と前記第２動作とが切り換わるように空気流れの向きを正逆切り換え可能な補助ファンを備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
第５の態様では、バイパス通路に配置された補助ファンの風向が正逆切り換わることで、第１動作と第２動作とが切り換えられる。
【００１８】
第６の態様は、第１乃至５の態様のいずれか１つにおいて、前記能力調節部は、排気通路に導入される空気の流量と、空気浄化ユニットの必要な捕集効率とに基づいて、前記バイパス通路の空気の必要流量を求める演算部を有し、該演算部で求めた必要流量を満たすようにバイパス通路の空気の流量を調節することを特徴とする画像形成装置である。
【００１９】
第６の態様では、演算部が、バイパス通路の空気の必要流量を求め、この必要流量を満たすようにバイパス通路の空気の流量が調節される。これにより、空気浄化ユニットの必要な捕集効率を得ることができ、空気中の粒子を確実に除去できる。
【００２０】
第７の態様は、第１の態様において、前記集塵部は、放電に伴って粒子を帯電させる一対の電極を含む電気集塵装置で構成され、前記能力調節部は、前記指標に基づいて前記一対の電極の印加電流を制御する電流制御部を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【００２１】
第７の態様では、集塵部としての電気集塵装置により、空気中の粒子が捕集される。能力調節部は、排気通路に導入される空気中の粒子の量を示す指標に応じて、電気集塵装置の一対の電極に印加される電流値を調節する。例えば空気中の粒子の量が比較的多い場合、印加電流を増やすことで、この粒子を確実に帯電・捕集できる。一方、空気中の粒子の量が比較的少ない場合、印加電流を減らすことで、放電に伴う電極の損耗を抑制できる。この結果、電気集塵装置の寿命を延ばすことができる。
【００２２】
第８の態様は、第１乃至７の態様のいずれか１つにおいて、前記指標は、排気通路に導入される空気の流量を含んでいることを特徴とする画像形成装置である。
【００２３】
第８の態様では、排気通路に導入される空気の流量を指標として、空気浄化ユニット６０の捕集効率が調節される。
【００２４】
第９の態様は、第１乃至８の態様のいずれか１つにおいて、前記指標は、機外の空気の温度、機外の空気の湿度、片面印刷及び両面印刷のいずれの方式であるか、画像印字率、プロセススピード、定着温度の少なくとも１つを含んでいることを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
第９の態様では、機外の空気の温度、機外の空気の湿度、片面印刷及び両面印刷のいずれの方式であるか、画像印字率、プロセススピード、定着温度の少なくとも１つを指標として、空気浄化ユニットの捕集効率が調節される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、排気通路に導入される空気中の粒子の量が多いときには、空気浄化ユニットの捕集効率を増大させることで、これらを確実に除去できる。また、排気通路に導入される空気中の粒子の量が少ないときには、空気浄化ユニットの捕集効率を低下させることで、集塵部の寿命を延ばすことができる。従って、集塵部の低寿命化を抑制しつつ、空気中の粒子を十分に捕集できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略の全体構成図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る空気浄化ユニットの概略の構成図であり、循環動作の状態を表している。
【図３】図３は、実施形態１に係る空気浄化ユニットの概略の構成図であり、バイパス動作の状態を表している。
【図４】図４は、定着ユニットの周囲温度と、空気排出量の関係を示すグラフである。
【図５】図５は、空気排出量とＵＦＰ排出量との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、実施形態１の検証結果を説明するための空気浄化ユニットの構成図である。
【図７】図７は、実施形態１の変形例１に係る空気浄化ユニットの概略の構成図であり、循環動作の状態を表している。
【図８】図８は、実施形態１の変形例１に係る空気浄化ユニットの概略の構成図であり、バイパス動作の状態を表している。
【図９】図９は、実施形態１の変形例２に係る空気浄化ユニットの概略の構成図であり、循環動作の状態を表している。
【図１０】図１０は、実施形態１の変形例２に係る空気浄化ユニットの概略の構成図であり、バイパス動作の状態を表している。
【図１１】図１１は、実施形態２に係る空気浄化ユニットの概略の構成図である。
【図１２】図１２は、一対の電極の要部を拡大した概略の斜視図である。
【図１３】図１３は、プロセススピードとＵＦＰ排出量との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、定着温度とＵＦＰ排出量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、以下に説明する各実施形態、変形例、その他の例等の各構成は、本発明を実施可能な範囲において互いに組み合わせてもよい。
【００２９】
《実施形態１》
〈画像形成装置の全体構成〉
本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を説明する。図１に示すように、画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成装置１は、用紙(記録媒体)Ｐに画像を形成する。
【００３０】
より詳細には、画像形成装置１は、用紙Ｐを搬送する記録媒体搬送ユニット１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ユニット３０と、周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着ユニット５０（定着装置）とを備えている。画像形成装置１は、定着ユニット５０の定着工程で発生した粒子を捕集するための空気浄化ユニット６０を備えている。
【００３１】
記録媒体搬送ユニット１０は、画像が形成される用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラによりピックアップされて搬送される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して二次転写領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。
【００３２】
現像装置２０は、色ごとに４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを感光体ドラム４０に担持させる現像ローラ２１を備えている。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整される。現像装置２０では、トナーが均一に分散され、最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体ドラム４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。
【００３３】
転写ユニット３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒ２に搬送する。転写ユニット３０は、転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、感光体ドラム４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３１ｄと共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３とを備えている。
【００３４】
転写ベルト３１は、懸架ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにより循環移動する無端状のベルトである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から感光体ドラム４０を押圧するように設けられる。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３１ｄを押圧するように設けられる。
【００３５】
感光体ドラム４０は、色ごとに４個設けられている。各感光体ドラム４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体ドラム４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３とが設けられている。
【００３６】
帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体ドラム４０の表面を、用紙Ｐに形成する画に応じて露光する。これにより、感光体ドラム４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって感光体ドラム４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット４３は、感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に感光体ドラム４０上に残存するトナーを回収する。
【００３７】
定着ユニット５０は、転写ベルト３１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１を押圧する加圧ローラ５２と、を備えている。加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２は円筒状に形成されており、加熱ローラ５１は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト３１に残存するトナーは、ベルトクリーニング装置によって回収される。
【００３８】
また、画像形成装置１には、定着ユニット５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ５３，５４が設けられている。
【００３９】
〈印刷動作〉
次いで画像形成装置１の印刷動作について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１は、給紙ローラを回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ４１により感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、露光ユニット４２により感光体ドラム４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。
【００４０】
現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体ドラム４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３１ｄと二次転写ローラ３３とが対向する二次転写領域Ｒ２において、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００４１】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット５０へ搬送される。用紙Ｐを加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ５３，５４によって画像形成装置１の外部へ排出される。
【００４２】
〈空気浄化ユニットの詳細な構成〉
空気浄化ユニット６０の詳細な構成について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００４３】
空気浄化ユニット６０は、定着ユニット５０付近に設けられている。空気浄化ユニット６０は、定着ユニット５０の定着工程に伴い発生した粒子を捕捉する。空気浄化ユニット６０は、粒子が捕捉された後の空気を画像形成装置１の機外へ排出する。厳密には、この粒子は、超微粒子粉じん（Ultrafine Particle（略称ＵＦＰ））である。ＵＦＰは、例えば定着工程において現像剤中から気化したワックスの凝集体や、加圧ローラ５２から発生するシロキサン等に由来する。
【００４４】
図２及び図３に示すように、空気浄化ユニット６０は、排気通路６１と、該排気通路６１に配置される排気ファン６２及びフィルタ６３を備えている。本実施形態の排気通路６１では、排気ファン６２がフィルタ６３よりも上流側に配置される。
【００４５】
排気通路６１は、定着ユニット５０付近で発生したＵＦＰを機外へ排出するための通路である。排気通路６１の流入端は、定着ユニット５０付近に開口している。排気通路６１の流出端は、機外に開口している。
【００４６】
排気ファン６２は、定着ユニット５０付近の空気を排気通路６１に吸い込むとともに、フィルタ６３を通過した空気を機外へ搬送する。排気ファン６２は、流量（回転数）が可変に構成される。具体的に、本実施形態の排気ファン６２は、定着ユニット５０付近に設置された温度センサ５５（図１を参照）の検出温度に応じて流量が調節される。排気ファン６２は、温度センサ５５の検出温度が高くなるほど流量が大きくなるようにモータの回転数が調節される。これにより、定着ユニット５０付近の熱を確実に機外へ排出できる。
【００４７】
フィルタ６３は、排気通路６１に導入された空気中の粒子（ＵＦＰ）を捕集する集塵部を構成している。フィルタ６３は、ＵＦＰを物理的に捕集しつつ空気の通過を許容する微細な孔を有している。
【００４８】
空気浄化ユニット６０は、その捕集効率を調節するための能力調節部７０を備えている。能力調節部７０は、循環動作（第１動作）とバイパス動作（第２動作）とを切り換えることで、空気浄化ユニット６０の捕集効率を調節する。能力調節部７０は、バイパス通路７１と、第１ダンパ７２（ルーバ）と、ダンパ制御部７３とを備えている。
【００４９】
バイパス通路７１は、排気通路６１におけるフィルタ６３の上流部と下流部とを接続している。より厳密には、バイパス通路７１の一端７１ａは、フィルタ６３の上流側で且つ排気通路６１における排気ファン６２の吸込側（負圧側）に連通している。バイパス通路７１の他端７１ｂは、排気通路６１におけるフィルタ６３の下流側で且つ排気ファン６２の吐出側（正圧側）に連通している。
【００５０】
排気通路６１とバイパス通路７１との間には、隔壁７４が設けられる。隔壁７４には、排気通路６１とバイパス通路７１とを連通させる開口７５が形成される。開口７５は、排気通路６１における排気ファン６２とフィルタ６３の間の空間と、バイパス通路７１とを連通させる。
【００５１】
第１ダンパ７２は、開口７５付近に設けられ、開口７５を開閉する。第１ダンパ７２は、循環動作とバイパス動作とを切り換えるための流路切換機構を構成している。第１ダンパ７２は、図２に示す第１状態と、図３に示す第２状態とに切換可能に構成される。
【００５２】
第１ダンパ７２が第１状態になると、開口７５が閉鎖されると同時にバイパス通路７１が開放される。この状態では、バイパス通路７１の他端７１ｂから一端７１ａまでの空気の流れが許容される。
【００５３】
第１ダンパ７２が第２状態になると、開口７５が開放されると同時にバイパス通路７１が閉鎖される。この状態では、開口７５とバイパス通路７１の他端７１ｂとが連通し、開口７５とバイパス通路７１の一端７１ａは遮断される。従って、開口７５からバイパス通路７１の他端７１ｂまでの空気の流れが許容される。
【００５４】
ダンパ制御部７３は、排気通路６１に導入される空気中の粒子（ＵＦＰ）の量（ＵＦＰ排出量ともいう）を示す指標に応じて、第１ダンパ７２の状態を切り換える。本実施形態では、この指標として、排気通路６１に導入される、あるいは排気通路６１から排出される空気の流量（空気排出量ともいう）が用いられる。
【００５５】
上述したように空気排出量は、定着ユニット５０の周囲温度（温度センサ５５の検出温度）に応じて調節される。つまり、温度センサ５５の検出温度が高くなると、排気ファン６２の流量が増大し、これに伴い排気通路６１に導入されるＵＦＰの量も増大する。従って、ダンパ制御部７３は、排気ファン６２の流量が所定値を越えると、第１ダンパ７２を第１状態とする。この結果、詳細は後述する循環動作が行われ、空気浄化ユニット６０の捕集効率が増大する。また、温度センサ５５の検出温度が低くなると、排気ファン６２の流量が減少し、これに伴い排気通路６１に導入されるＵＦＰの量も減少する。従って、ダンパ制御部７３は、排気ファン６２の流量が所定値以下になると、第１ダンパ７２を第２状態とする。この結果、詳細は後述するバイパス動作が行われ、空気浄化ユニット６０の捕集効率が低下する。
【００５６】
なお、本例の制御においては、排気通路６１に導入される空気中の粒子の量を示す指標として、定着ユニット５０の周囲温度（温度センサ５５の検出温度）を用いることもできる。上述したように、定着ユニット５０の周囲温度が変化すると、これに伴い空気排出量も変化し、ひいては粒子の量も変化するからである。また、詳細は後述するように、これ以外の指標を用いることもできる。
【００５７】
−空気浄化ユニットの動作の詳細−
空気浄化ユニット６０の動作について更に詳細に説明する。空気浄化ユニット６０は、循環動作とバイパス動作とを実行する。これにより、空気浄化ユニット６０の捕集効率が可変となっている。なお、ここでいう空気浄化ユニット６０の捕集効率は、排気通路６１に流入する空気と、該排気通路６１から流出する空気との間における粒子の除去率ということができる。
【００５８】
〈循環動作（第１動作）〉
図４に示す循環動作は、排気通路６１に導入される空気中のＵＦＰの量が多い条件下で実行される。具体的には、排気ファン６２の運転時において、その流量が所定値より大きくなる、あるいは定着ユニット５０の周囲温度が所定値より高くなると、ダンパ制御部７３は、第１ダンパ７２を第１状態とする。
【００５９】
この状態において、排気通路６１に導入された空気は、排気ファン６２及びフィルタ６３を順に通過する。フィルタ６３では、空気中のＵＦＰが捕集される。フィルタ６３を通過した空気は、その一部が機外へ排出される。
【００６０】
この状態では、バイパス通路７１の一端７１ａ側が負圧状態となる。このため、フィルタ６３を通過した空気の一部は、バイパス通路７１の他端７１ｂから流入する。この空気は、バイパス通路７１を逆流し、バイパス通路７１の一端７１ａから排気通路６１へ戻る。つまり、循環動作では、フィルタ６３を通過した空気の一部がバイパス通路７１を介して循環する。排気通路６１に導入される空気の流量をＡ[ｍ３／sec]、バイパス通路７１を流れる空気の流量をＢ[ｍ３／sec]とすると、循環動作中にフィルタ６３通過する空気の流量は、Ａ＋Ｂとなる。従って、循環動作では、このフィルタ６３で捕捉されるＵＦＰの量が増大し、空気浄化ユニット６０の捕集効率が増大する。
【００６１】
〈バイパス動作（第２動作）〉
図５に示すバイパス動作は、排気通路６１に導入される空気中の粒子の量が少ない条件下で実行される。具体的には、排気ファン６２の運転時において、その流量が所定値以下になると、ダンパ制御部７３は、第１ダンパ７２を第２状態とする。
【００６２】
この状態において、排気通路６１に導入された空気は、排気ファン６２を通過する。排気ファン６２を通過した空気の一部は、フィルタ６３を通過する。フィルタ６３では、空気中の粒子が捕集される。
【００６３】
この状態では、排気ファン６２とフィルタ６３の間の開口７５が開放され、開口７５が正圧状態となる。このため、排気ファン６２を通過した空気の一部は、フィルタ６３を流れずに、バイパス通路７１を経由して機外へ排出される。これにより、バイパス動作中のフィルタ６３を通過する空気の流量は、Ａ−Ｂとなる。従って、バイパス動作では、空気浄化ユニット６０の捕集効率が低下し、フィルタ６３の長寿命化が図れる。
【００６４】
−実施形態の効果−
上記実施形態では、排気通路６１に導入されるＵＦＰの量に応じて、空気浄化ユニット６０の捕集効率を変更している。このため、フィルタ６３によってＵＦＰを確実に捕集するとともに、フィルタ６３の長寿命化を図ることができる。
【００６５】
本実施形態では、定着ユニット５０の周囲温度（温度センサ５５の検出温度）が増大するにつれて、空気排出量[ｍ３／sec]を増大させている（図４を参照）。ここで、例えば図５に示すように、空気排出量が増えると、その分だけ排気通路６１に導入されるＵＦＰの量（ＵＦＰ排出量[個/sec]）も増大する。そこで、本実施形態では、空気排出量[ｍ３／sec]に基づいて空気浄化ユニット６０の捕集効率を調節している。このため、例えば排気通路６１に導入されるＵＦＰの量を直接的に検出せずとも、空気浄化ユニット６０の捕集効率を調節できる。
【００６６】
本実施形態では、バイパス通路７１の第１ダンパ７２を切り換えることで、循環動作とバイパス動作とを容易に切り換えることができる。特に、循環動作では、排気ファン６２の負圧を利用してバイパス通路７１の空気を循環させることができる。従って、空気浄化ユニット６０の構成の複雑化を招くことなく、空気浄化ユニット６０の捕集効率を調節できる。
【００６７】
〈検証結果〉
本実施形態の効果を具体的に検証した結果について、図６を参照しながら説明する。排気通路６１に導入される空気の流量をＡ[ｍ3/sec]、排気通路６１に導入される粒子の量をｎu１[個/sec]、排気通路６１から流出する粒子の量をｎu２[個/sec]、循環動作時にバイパス通路７１を流れる空気の流量をＢ[ｍ3/sec]、循環動作時にバイパス通路を流れる粒子の量をｎu３[個/sec]、フィルタ６３の透過率をｒとする（ここで、フィルタ透過率ｒ＝１−フィルタ捕集効率）。各流量及び粒子の量は、図６の（ａ）〜（ｅ）に示す通りとなる。
【００６８】
図６の（ｃ）及び（ｄ）の空気中の粒子の濃度[個／ｍ3]は等しいことから（１）式が得られる。
ｎu２／Ａ＝ｒ（ｎu１＋ｎu３）／（Ａ＋Ｂ）・・・（１）
【００６９】
また、図６の（ｃ）及び（ｅ）の空気中の粒子の濃度[個／ｍ3]は等しいことから（２）式が得られる。
ｎu３／Ｂ＝ｒ（ｎu１＋ｎu３）／（Ａ＋Ｂ）・・・（２）
【００７０】
排気通路６１に流入した粒子の量ｎu１に対する、排気通路６１から流出した粒子の量ｎu２の割合（空気浄化ユニット６０の透過率）をＲ（＝ｎu２／ｎu１）とすると、上記（１）（２）式に基づき（３）式が得られる。なお、（３）式は、循環動作を基準としているため、バイパス動作では、ｎu３及びＢが負の値となる。
Ｒ＝ｒ／（１＋（１−ｒ）・Ｂ／Ａ）・・・（３）
【００７１】
例えばフィルタ透過率ｒが０．２であるとする。この場合、バイパス通路がない従来例の構成であれば、空気浄化ユニット６０の透過率Ｒは、Ｒ＝ｒ＝０．２となる。従って、従来例の空気浄化ユニット６０の捕集効率（α＝１−Ｒ）は、０．８となる。
【００７２】
これに対し、上述した循環動作において、フィルタ透過率ｒを０．２、排気通路６１を流れる空気の流量に対するバイパス通路７１を流れる空気の流量の比（Ｂ／Ａ）を０．５に設定すると、空気浄化ユニット６０の透過率Ｒは、上記（３）式により、０．１４となり、空気浄化ユニット６０の捕集効率は０．８６となる。つまり、この試算では、循環動作を行うことで、従来例よりも空気浄化ユニット６０の捕集効率が６％アップする。従って、循環動作では、空気浄化ユニット６０の捕集効率を向上でき、粒子を確実に捕集できる。
【００７３】
また、上述したバイパス動作において、フィルタ透過率ｒを０．２、流量の比（Ｂ／Ａ）を−０．５に設定すると、空気浄化ユニット６０の透過率Ｒは、上記（３）式により、０．３３となり、空気浄化ユニット６０の捕集効率は０．６７となる。つまり、この試算では、バイパス動作を行うことで、従来例よりも空気浄化ユニット６０の捕集効率が１３％ダウンする。従って、バイパス動作では、フィルタ６３により粒子が過剰に捕集されることを回避でき、フィルタ６３の寿命を延ばすことができる。
【００７４】
〈実施形態１の変形例１〉
図７及び図８に示す実施形態１の変形例１では、排気通路６１においてフィルタ６３の下流側に排気ファン６２が配置される。隔壁７４には、フィルタ６３と排気ファン６２の間に開口７５が形成される。
【００７５】
変形例１の能力調節部７０は、第１ダンパ７２と第２ダンパ７６とを有する。第１ダンパ７２は、隔壁７４の開口７５に設けられる。第２ダンパ７６は、バイパス通路７１の他端７１ｂに設けられる。第１ダンパ７２及び第２ダンパ７６は、循環動作とバイパス動作とを切り換えるための流路切換機構を構成している。
【００７６】
第１ダンパ７２は、開口７５を閉鎖する第１状態（図７に示す状態）と、開口７５を開放する第２状態（図８に示す状態）とに切り換えられる。第２ダンパ７６は、バイパス通路７１の他端７１ｂを開放する第１状態（図７に示す状態）と、バイパス通路７１の他端７１ｂを閉鎖する第２状態（図８に示す状態）とに切り換えられる。
【００７７】
図７に示すように、変形例１の循環動作では、能力調節部７０が第１ダンパ７２及び第２ダンパ７６を第１状態とする。排気通路６１に導入された空気は、フィルタ６３及び排気ファン６２を通過する。排気ファン６２を通過した空気は、その一部が機外に排出され、残りはバイパス通路７１を経由して排気通路６１におけるフィルタ６３の上流部へ循環する。このようにして、循環動作では、フィルタ６３を流れる空気の流量が増大し、空気浄化ユニット６０の捕集効率が向上する。
【００７８】
図８に示すように、変形例１のバイパス動作では、能力調節部７０が第１ダンパ７２及び第２ダンパ７６を第２状態とする。排気通路６１に導入された空気は、一部がフィルタ６３を通過する。残りの空気は、バイパス通路７１を経由して排気通路６１におけるフィルタ６３の下流部へ送られる。排気通路６１で合流した空気は、機外へ排出される。このようにして、バイパス動作では、フィルタ６３を流れる空気の流量が減少し、フィルタ６３の長寿命化が図られる。
【００７９】
〈実施形態１の変形例２〉
図９及び図１０に示す実施形態１の変形例２では、能力調節部７０が補助ファン７７及びファン制御部７８を有している。補助ファン７７は、バイパス通路７１に配置される。補助ファン７７は、バイパス通路７１の空気流れの向きが正逆切換可能に構成される。具体的には、補助ファン７７は、モータの回転方向が正逆反転可能に構成される。
【００８０】
図９に示す循環動作では、ファン制御部７８が補助ファン７７を正方向に回転させる。これにより、バイパス通路７１では、その他端７１ｂ側から一端７１ａ側へ向かう空気流れが形成される。従って、循環動作では、フィルタ６３を通過した後の空気の一部がバイパス通路７１に流入し、フィルタ６３の上流部へ戻る。この結果、フィルタ６３を流れる空気の流量が増大し、空気浄化ユニット６０の捕集効率が向上する。
【００８１】
図１０に示すバイパス動作では、ファン制御部７８が補助ファン７７を逆方向に回転する。これにより、バイパス通路７１では、その一端７１ａ側から他端７１ｂ側へ向かう空気の流れが形成される。従って、バイパス動作では、フィルタ６３の上流部の空気の一部がバイパス通路７１に流入し、フィルタ６３をバイパスしてフィルタ６３の下流部へ送られる。この結果、フィルタ６３を流れる空気の流量が減少し、フィルタ６３の長寿命化が図られる。
【００８２】
ファン制御部７８は、バイパス通路７１を流れる空気の流量を調節可能に構成されている。具体的に、ファン制御部７８は、バイパス通路の必要流量（目標流量）を算出する演算部７９を備えている。
【００８３】
まず、演算部７９は、現在の空気排出量Ａと、この際に粒子を十分に除去するために必要な捕集効率αとを得る。ここで、空気排出量Ａは、図４に示すように定着ユニット５０の周囲温度や、排気ファン６２の回転数、設定風量などから求めることができる。また、空気浄化ユニット６０の必要な捕集効率αは、例えば図５に示す関係式において得られるＵＦＰ排出量[個/sec]から求められる。次いで、演算部７９は、空気排出量Ａ及び捕集効率αに基づき、捕集効率αを満たすためのバイパス通路の必要な流量Ｂ求められる。具体的には、例えばこの流量Ｂは、上述した（３）式から得ることができる。
【００８４】
ファン制御部７８は、循環動作やバイパス動作において、演算部７９で得られた必要な流量Ｂを満たすように、補助ファン７７の回転数を調節する。この結果、粒子を確実に捕集するとともに、空気浄化ユニット６０の捕集効率が過剰になることを更に抑制できる。
【００８５】
なお、本例では、補助ファン７７の回転数を調節することで、バイパス通路７１の流量を調節しているが、例えばダンパや流量調節弁などの開度を調節することで、バイパス通路７１の流量を調節することもできる。
【００８６】
《実施形態２》
実施形態２は、上記実施形態１と集塵部の構成が異なる。図１１に示すように、実施形態２の集塵部は、電気集塵装置８０で構成される。電気集塵装置８０は、空気中の粒子（ＵＦＰ）を帯電される帯電部８１と、帯電した粒子を電気的に保守する捕集部９０とを有する。排気通路６１では、帯電部８１の下流側に捕集部９０が配置される。
【００８７】
帯電部８１は、一対の電極８２，８３と、該一対の電極８２，８３に接続する高圧電源（図示省略）とを備える。一対の電極８２，８３は、高圧電極８２と、該高圧電極８２に対向する対向電極８３とを備えている。高圧電極８２及び対向電極８３は、電源ユニット８５に接続される。電源ユニット８５は、高圧電源８６と、電流制御部８７とを備えている。例えば高圧電極８２は、高圧電源の正極に接続され、対向電極８３はアース側に接続される。
【００８８】
図１２に示すように、高圧電極８２は、平板状の基部８２ａと、該基部８２ａの側縁から突出する複数の突起部８２ｂとを有する。突起部８２ｂは、テーパ状ないし針状に形成され、その先端が対向電極８３と対向している。対向電極８３は、高圧電極８２に沿って延びる平板状に形成される。各突起部８２ｂと対向電極８３とは、所定の間隔（放電ギャップ）が確保される。
【００８９】
帯電部８１では、高圧電極８２の複数の突起部８２ｂの先端から対向電極８３に向かって放電が行われる。排気通路６１を流れる空気が帯電部８１を流れると、空気中に含まれるＵＦＰが、正の電荷に帯電する。
【００９０】
捕集部９０は、例えば帯電した粒子を電気的に誘引して捕捉する静電フィルタで構成される。  
【００９１】
実施形態２では、能力調節部７０に含まれる電流制御部８７により、空気浄化ユニット６０（厳密には、電気集塵装置８０）の捕集効率が調節される。具体的には、上記実施形態１と同様、排気通路６１に導入されるＵＦＰの量が多くなると、電流制御部８７が一対の電極８２，８３の印加電流を増大させる。これにより、帯電部８１におけるＵＦＰの帯電能力が増大し、ひいては空気浄化ユニット６０の捕集効率が増大する。
【００９２】
一方、排気通路６１に導入されるＵＦＰの量が少なくなると、電流制御部８７が一対の電極８２，８３の印加電流を減少させる。これにより、帯電部８１では、放電に伴う高圧電極８２の損耗が抑制される。つまり、帯電部８１では、印加電流が大きければ大きいほど、高圧電極８２の突起部８２ｂの損耗し易くなり、このことが電気集塵装置８０の低寿命化につながる。しかし、このように帯電部８１の印加電流を低減することで、突起部８２ｂの損耗を抑制でき、電気集塵装置８０の寿命を延ばすことができる。  
【００９３】
《粒子の量を示す指標の他の例》
上記実施形態では、排気通路６１に導入される空気中の粒子の量を示す指標として、空気排出量や、定着ユニット５０の周囲温度を用いている。しかし、この粒子の量を示す指標として、機外の空気の温度、機外の空気の湿度、片面印刷及び両面印刷のいずれの方式であるか、画像印字率、プロセススピード、及び定着温度の少なくとも１つの指標を用いてもよい。これらの指標は、いずれも排気通路６１の導入される空気中の粒子の量に影響を及ぼすからである。
【００９４】
具体的には、機外の空気の温度が高くなると、定着ユニット５０の定着工程における発熱量が高くなり、空気排出量が増大し、ひいては排気通路６１に導入される粒子の量も増大する。従って、機外の空気の温度が低い条件下において、空気浄化ユニット６０の捕集効率を低下させる。
【００９５】
機外の空気の湿度が増大し、空気中の水分子の量が増えると、加圧ローラ５２から発生するシロキサン由来のＵＦＰの発生量が増大する。従って、機外の空気の湿度が低い条件下において、空気浄化ユニット６０の捕集効率を低下させる。
【００９６】
両面印刷では、一方の面既に定着された印字からも、他方の面の定着時において、ＵＦＰが発生する可能性がある。このため、両面印刷では、片面印刷よりも全体としてのＵＦＰの発生量が増大すると推測できる。従って、片面印刷では、両面印刷よりも、空気浄化ユニット６０の捕集効率を低下させる。
【００９７】
画像印字率が大きくなると、定着工程において現像剤中から気化するワックス等の量が多くなり、ＵＦＰの発生量が増大する。このため、画像印字率が小さくなると、空気浄化ユニット６０の捕集効率を低下させる。
【００９８】
図１３に示すように、プロセススピード（印刷速度）が大きくなると、ＵＦＰの発生量が増大する。このため、プロセススピードが小さくなると、空気浄化ユニット６０の捕集効率を低下させる。
【００９９】
図１４に示すように、定着ユニット５０の定着温度が高くなると、ＵＦＰの発生量が増大する。このため、定着温度が低くなると、空気浄化ユニット６０の捕集効率を低下させる。
【０１００】
以上のような各指標に基づく制御により、フィルタ６３や電気集塵装置８０の低寿命化が図られる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、画像形成装置について有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１            画像形成装置
６０          空気浄化ユニット
６１          排気通路
６２          排気ファン
６３          フィルタ（集塵部）
７０          能力調節部
７１          バイパス通路
７２          第１ダンパ（流路切換機構）
７７          補助ファン
７９          演算部
８０          電気集塵装置（集塵部）
８２，８３    一対の電極
【図１】
2019082585.tif 000003
【図２】
2019082585.tif 000004
【図３】
2019082585.tif 000005
【図４】
2019082585.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019082585.tif 000009
【図８】
2019082585.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019082585.tif 000012
【図１１】
2019082585.tif 000013
【図１２】
2019082585.tif 000014
【図１３】
2019082585.tif 000015
【図１４】
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