(57)【要約】【課題】揮発性物質の微粒子化を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】熱源７４は、ダクト７０内を流れる空気を加熱する。定着装置５０は、ダクト７０外に配置されている。ダクト７０は、熱源７４よりも下流側に、ダクト７０の内外を連通し定着装置５０からの空気流を吸引可能な連通部８０を有している。【選択図】図３
2017191227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流れるダクトと、
前記ダクト内を流れる空気を加熱する熱源と、
前記ダクト外に配置された、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、
前記ダクトは、前記熱源よりも下流側に、前記ダクトの内外を連通し前記定着装置からの空気流を吸引可能な連通部を有する、画像形成装置。
【請求項２】
前記熱源は、前記定着装置を加熱する加熱部を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ダクトの前記連通部よりも下流側から前記連通部よりも上流側へ空気を循環させる循環ダクトをさらに備える、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記循環ダクトは、前記定着装置を取り囲んで配置されている、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記連通部は、前記定着装置から前記ダクトへ向かうにしたがって断面積が次第に拡大する連通ダクトを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記熱源は、前記連通部から前記ダクトへ流入する空気の温度を７０℃以上にするように、前記ダクト内を流れる空気を加熱する、請求項１〜５のいずれか１項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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置では、トナー像を定着装置によって加熱および加圧することで記録媒体上に定着させる技術が知られている。定着装置は、一対の定着部材を圧接することにより形成される定着ニップに記録媒体を通過させ、通過中の記録媒体を加熱および加圧することにより、定着処理を行なう。
【０００３】
定着装置では、定着処理時において粒径１００ｎｍ以下の超微粒子（ＵＦＰ：Ultrafine  Particle）が発生することが知られており、超微粒子による環境の汚染が問題とされている。定着装置を加熱することにより、定着装置を構成する部材から低分子シロキサンなどの揮発性物質のガスが発生する。排気経路中において揮発性物質のガスの温度が低下して揮発性物質が凝縮し微粒子化することで、超微粒子が発生する。
【０００４】
この対策として、特開２０１０−１０７８９５号公報（特許文献１）には、定着装置付近に吸気ダクトを備え、吸気ダクトから吸引した空気をフィルター通過後排気する構成が開示されている。また特開２０１３−３５０７号公報（特許文献２）には、定着装置で発生した超微粒子成分を含む気体をダクト内に取り込み機外へ排出するときの温度が、超微粒子成分が凝結し難くなる温度以上になるように、ダクトを加熱する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０７８９５号公報
【特許文献２】特開２０１３−３５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発生した超微粒子を完全に捕集するためには十分に大型のフィルタが必要となり、画像形成装置が大型化する。そのため、発生した揮発性物質（気体）の微粒子化（固体化）をできるだけ抑制できることが望ましい。特許文献２ではダクトを加熱してガスの温度を維持することが提案されているが、定着装置の近傍において発生した揮発性物質のガスは相当に高温であるため、排気経路中での温度低下による揮発性物質の微粒子化は避けられない。
【０００７】
本発明の目的は、定着装置で発生した揮発性物質の微粒子化を抑制できる、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】
【０００８】
本発明の一側面を反映した画像形成装置は、空気が流れるダクトと、ダクト内を流れる空気を加熱する熱源と、ダクト外に配置された、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えている。ダクトは、熱源よりも下流側に、ダクトの内外を連通し定着装置からの空気流を吸引可能な連通部を有している。
【０００９】
上記の画像形成装置において、熱源は、定着装置を加熱する加熱部を含んでいる。
上記の画像形成装置は、ダクトの連通部よりも下流側から連通部よりも上流側へ空気を循環させる循環ダクトをさらに備えている。
【００１０】
上記の画像形成装置において、循環ダクトは、定着装置を取り囲んで配置されている。
上記の画像形成装置において、連通部は、定着装置からダクトへ向かうにしたがって断面積が次第に拡大する連通ダクトを有している。
【００１１】
上記の画像形成装置において、熱源は、連通部からダクトへ流入する空気の温度を７０℃以上にするように、ダクト内を流れる空気を加熱する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置によると、定着装置で発生した揮発性物質の微粒子化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一実施形態に従う画像形成装置の内部構造の一例を示す図である。
【図２】図１に示す定着装置の内部構造を示す図である。
【図３】第一実施形態に従う定着装置とダクトとの配置を示す模式図である。
【図４】第二実施形態に従う定着装置とダクトとの配置を示す模式図である。
【図５】第三実施形態に従う定着装置とダクトとの配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【００１５】
＜第一実施形態＞
［画像形成装置１００の内部構造］
図１は、第一実施形態に従う画像形成装置１００の内部構造の一例を示す図である。図１を参照して、本発明に係る定着装置５０が搭載されている画像形成装置１００について説明する。
【００１６】
図１には、カラープリンタとしての画像形成装置１００が示されている。以下では、カラープリンタとしての画像形成装置１００について説明するが、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンタであってもよいし、ファックスであってもよいし、複写機、カラープリンタおよびファックスの複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional  Peripheral）であってもよい。
【００１７】
画像形成装置１００は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、定着装置５０と、制御装置１０１とを備えている。
【００１８】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト３０に沿って順に並べられている。画像形成ユニット１Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する。
【００１９】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０に沿って中間転写ベルト３０の回転方向の順に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１７とを備えている。
【００２０】
帯電装置１１は、感光体１０の表面を一様に帯電する。露光装置１２は、制御装置１０１からの制御信号に応じて感光体１０にレーザー光を照射し、入力された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０上に形成される。
【００２１】
現像装置１３は、現像ローラー１４を回転させながら、現像ローラー１４に現像バイアスを印加し、現像ローラー１４の表面にトナーを付着させる。これにより、トナーが現像ローラー１４から感光体１０に転写され、静電潜像に応じたトナー像が感光体１０の表面に現像される。
【００２２】
感光体１０と中間転写ベルト３０とは、一次転写ローラー３１を設けている部分で互いに接触している。一次転写ローラー３１は、ローラー形状を有し、回転可能に構成される。トナー像と反対極性の転写電圧が一次転写ローラー３１に印加されることによって、トナー像が感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、およびブラック（ＢＫ）のトナー像が順に重ねられて感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト３０上に形成される。
【００２３】
中間転写ベルト３０は、従動ローラー３８および駆動ローラー３９に張架されている。駆動ローラー３９は、たとえばモーター（図示しない）によって回転駆動される。中間転写ベルト３０および従動ローラー３８は、駆動ローラー３９に連動して回転する。これにより、中間転写ベルト３０上のトナー像が二次転写ローラー３３に搬送される。
【００２４】
クリーニング装置１７は、感光体１０に圧接されている。クリーニング装置１７は、トナー像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。
【００２５】
カセット３７には、記録媒体の一例としての用紙Ｓがセットされている。用紙Ｓは、カセット３７から１枚ずつタイミングローラー４０によって搬送経路４１に沿って二次転写ローラー３３に送られる。二次転写ローラー３３は、ローラー形状を有し、回転可能に構成されている。二次転写ローラー３３は、トナー像と反対極性の転写電圧を搬送中の用紙Ｓに印加する。これにより、トナー像は、中間転写ベルト３０から二次転写ローラー３３に引き付けられ、中間転写ベルト３０上のトナー像が転写される。
【００２６】
二次転写ローラー３３への用紙Ｓの搬送タイミングは、中間転写ベルト３０上のトナー像の位置に合わせてタイミングローラー４０によって調整される。タイミングローラー４０により、中間転写ベルト３０上のトナー像は、用紙Ｓの適切な位置に転写される。
【００２７】
定着装置５０は、自身を通過する用紙Ｓを加圧および加熱する。これにより、トナー像は用紙Ｓに定着する。その後、用紙Ｓは、トレー４８に排紙される。
【００２８】
なお、上述では、印刷方式としてタンデム方式を採用している画像形成装置１００について説明したが、画像形成装置１００の印刷方式は、タンデム方式に限定されない。画像形成装置１００内における各構成の配置は、採用される印刷方式に従って適宜変更され得る。画像形成装置１００の印刷方式として、ロータリー方式や直接転写方式が採用されてもよい。ロータリー方式の場合、画像形成装置１００は、１つの感光体１０と、同軸上で回転可能に構成される複数の現像装置１３とで構成される。画像形成装置１００は、印刷時には、各現像装置１３を感光体１０に順に導き、各色のトナー像を現像する。直接転写方式の場合、画像形成装置１００は、感光体１０上に形成されたトナー像が用紙Ｓに直接転写される。
【００２９】
［定着装置５０の内部構造］
図２を参照して、図１に示される定着装置５０についてさらに説明する。図２は、第一実施形態に従う定着装置５０の内部構造を示す図である。
【００３０】
図２に示されるように、定着装置５０は、加熱ローラー５１と、支持部材５３と、定着ベルト５４と、摺動部材６０と、加圧ローラー５６とを備えている。加熱ローラー５１、支持部材５３、定着ベルト５４、摺動部材６０および加圧ローラー５６などは、ケーシング５９内に収容されている。
【００３１】
加熱ローラー５１の外径は、たとえば２０ｍｍ〜３０ｍｍである。加熱ローラー５１は、たとえば、芯金と、表層とで構成されている。芯金は、たとえばアルミニウム製であり、円筒形状を有する中空回転体である。芯金の厚さは、たとえば２ｍｍである。加熱ローラー５１の表層は、芯金の外周面に形成されている。好ましくは、加熱ローラー５１の表層は、耐熱性のＰＦＡ（パーフルオロアルキルエーテル）チューブで被覆されている。加熱ローラー５１は、ハードローラーとして構成されている。
【００３２】
加熱ローラー５１の内面に、定着ベルト５４を加熱する加熱手段として、ハロゲンヒーターなどのヒーター５１Ａが配置されている。加熱ローラー５１は、ヒーター５１Ａによって加熱され、ヒーター５１Ａから受けた熱を定着ベルト５４に伝える。定着ベルト５４は、ヒーター５１Ａによって、加熱ローラー５１を介して加熱される。
【００３３】
定着ベルト５４は、柔軟性を有する無端状のベルトである。定着ベルト５４は、加熱ローラー５１および摺動部材６０に張架されており、回転可能に構成されている。加熱ローラー５１および摺動部材６０は、定着ベルト５４の内周部に設けられている。定着ベルト５４は、回転することにより、定着ベルト５４と加圧ローラー５６との接触部分であるニップ領域に、加熱ローラー５１から受けた熱を伝える。定着ベルト５４と加圧ローラー５６との間に形成されたニップ領域を用紙Ｓが通過することで、用紙Ｓに転写されたトナー像３２が加熱および加圧されて用紙Ｓ上で融解する。これにより、トナー像３２は用紙Ｓに定着する。
【００３４】
定着ベルト５４は、たとえば基層および弾性層で構成されている。定着ベルト５４の基層は、ポリイミドなどの耐熱性の樹脂で構成されている。定着ベルト５４の基層は、内径５０ｍｍ、幅３３０ｍｍ、厚さ７０μｍを有している。定着ベルト５４の弾性層は、シリコーンゴムなどの耐熱性材料で構成されている。定着ベルト５４の弾性層の厚さは、たとえば２００μｍである。定着ベルト５４の表面は、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブなどの、離型層で被覆されていてもよい。
【００３５】
摺動部材６０は、定着ベルト５４を間に挟んで加圧ローラー５６に対向するように配置されている。摺動部材６０は、定着ベルト５４を加圧ローラー５６に押圧するように支持部材５３に固定されている。これにより、加圧ローラー５６の弾性層が変形し、定着ベルト５４と加圧ローラー５６との間にニップ領域が形成される。一例として、摺動部材６０は、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、または液晶ポリマーなどの耐熱性の樹脂で構成されている。摺動部材６０は、定着ベルト５４との間で摺動される摺動面６１を有している。摺動部材６０の摺動面６１は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの低摩擦性のコート、またはシート材で被覆されていてもよい。
【００３６】
摺動部材６０は、一例として、厚さ４ｍｍ、短手方向の長さ１５ｍｍを有している。摺動部材６０は、加熱ローラー５１の軸方向において用紙Ｓの幅よりも長い。Ａ３サイズの用紙Ｓが通過する装置の場合、摺動部材６０は、長手方向の長さ３５０ｍｍを有している。
【００３７】
加圧部材の一例としての加圧ローラー５６は、定着ベルト５４の外周面に接触している。加圧ローラー５６の外径は、たとえば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。加圧ローラー５６は、図示しないモーターなどの駆動装置により駆動されることで、回転する。加圧ローラー５６が回転することで、加圧ローラー５６の回転力が定着ベルト５４に伝えられる。これにより、定着ベルト５４は、加圧ローラー５６に従動回転する。加圧ローラー５６は、定着ベルト５４を介して摺動部材６０を押圧する。
【００３８】
加圧ローラー５６は、たとえば、芯金、中間層、表層で構成されている。芯金は、アルミニウムまたは鉄などの金属製である。芯金の厚さは、たとえば１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。加圧ローラー５６の中間層は、耐熱性を有する弾性体で構成されている。弾性体としては、たとえば厚さ３ｍｍの耐熱性のシリコーンゴムなどが採用される。加圧ローラー５６の表層には、離型性を有する材料が用いられる。加圧ローラー５６の表層の材料としては、たとえば厚さ３０μｍのＰＦＡチューブが用いられる。加圧ローラー５６は、ソフトローラーとして構成されている。
【００３９】
摺動部材６０は、潤滑剤を介して、定着ベルト５４の内周面に対して摺動する。潤滑剤は、定着ベルト５４の内周面に接触する摺動部材６０の摺動面６１において保持される。潤滑剤は、たとえばシリコンオイル、フッ素グリスなどである。潤滑剤が定着ベルト５４の内周面に供給されることで、定着ベルト５４と摺動部材６０との間の摺動抵抗が下がる。その結果、定着ベルト５４のトルクが小さくなり、用紙Ｓの搬送不良や印刷ズレが改善される。
【００４０】
［超微粒子の生成過程］
次に、定着装置５０の加熱に起因する超微粒子の生成の過程について説明する。
【００４１】
加熱された定着装置５０から、揮発性物質が発生する。この揮発性物質の主成分は、定着装置５０を構成する加熱ローラー５１、定着ベルト５４、および加圧ローラー５６などに含まれるシリコーンから発生する低分子シロキサン、より具体的には、３重合体〜２０重合体の範囲の環状シロキサンであることがわかってきている。
【００４２】
本発明者らが、図２に示される定着装置５０を用いた画像形成装置１００において、ガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて定着装置５０の加熱により放出される物質の分析を行なったところ、実際に定着に用いられる温度領域では、放出される物質は主には環状４重合体（Ｄ４）の［（ＣＨ３）２ＳｉＯ］４であり、次いで環状５重合体（Ｄ５）の［（ＣＨ３）２ＳｉＯ］５））が多く、量は少なくなるがさらに分子量の大きい環状シロキサンも検出された。環状４重合体（Ｄ４）、環状５重合体（Ｄ５）の沸点は一般にはそれぞれ約１７５℃、約２００℃とされており、定着装置５０の加熱温度領域と一致している。
【００４３】
低分子シロキサンなどの揮発性物質の沸点近くまで定着装置５０が加熱されると、揮発性物質が気化して放出される。揮発性物質は、高温の定着装置５０の近傍では、気体の状態で存在する。ガスの温度は、定着装置５０の近傍において最も高く、定着装置５０から離れるにつれて空気との混合により冷却される。揮発性物質が冷却され温度が低下すると、揮発性物質のガスの分圧が飽和蒸気圧に達して凝縮が起こり、揮発性物質が固体化して超微粒子が生成される。
【００４４】
そのため、揮発性物質のガスの微粒子化を抑制するためには、揮発性物質のガスの分圧が飽和蒸気圧に達しにくくすることが必要である。より具体的には、揮発性物質のガスの温度を下げない（飽和蒸気圧を下げない）こと、および、揮発性物質のガスの濃度を下げる（ガスの分圧を下げる）ことが、揮発性物質のガスの微粒子化を抑制するために効果的であると考えられる。
【００４５】
［排気経路の構成］
図３は、第一実施形態に従う定着装置５０とダクト７０との配置を示す模式図である。図３に示すように、画像形成装置１００は、ダクト７０をさらに備えている。ダクト７０内には空気が流れる。図３および後述する図４，５内に示す矢印は、空気の流れを模式的に示している。定着装置５０は、ダクト７０外に配置されている。
【００４６】
ダクト７０は、吸気口７１と、排気口７２とを備えている。吸気口７１は、ダクト７０内に空気が流れ込む入口である。排気口７２は、ダクト７０から空気が流れ出る出口である。
【００４７】
ダクト７０内には、押込ファン７３と、熱源７４と、誘引ファン７５と、フィルタ７６とが配置されている。押込ファン７３、熱源７４、誘引ファン７５およびフィルタ７６は、ダクト７０内の空気の流れの上流側から下流側へ向かって、この順に配置されている。
【００４８】
押込ファン７３は、吸気口７１からダクト７０の内部に空気を送る。熱源７４は、ダクト７０内を流れる空気を加熱する。誘引ファン７５は、ダクト７０内の上流側から空気を引き込み下流側へ送る。フィルタ７６は、ダクト７０内を流れる空気から、揮発性物質の超微粒子を除去するために設けられている。以下で詳細に説明するように、本実施形態によって揮発性物質の微粒子化が抑制されるのであるが、ダクト７０内の揮発性物質の濃度ばらつきまたは空気温度のばらつきのために、一部の揮発性物質が凝縮して微粒子化する可能性がある。その場合でも、揮発性物質の超微粒子はフィルタ７６で除去されるので、超微粒子の機外への排出が確実に抑制されている。
【００４９】
なお、性能の十分に高い誘引ファン７５を選定し、誘引ファン７５の駆動によって吸気口７１からダクト７０内へ空気を吸引できるのであれば、押込ファン７３は省略してもよい。
【００５０】
ダクト７０は、連通部８０を有している。連通部８０は、ダクト７０の内外を連通している。連通部８０は、ダクト７０の外に配置された定着装置５０からの空気流を吸引してダクト７０内に導入可能とするために、設けられている。連通部８０は、熱源７４よりも下流側に設けられている。連通部８０は、誘引ファン７５よりも上流側に設けられている。誘引ファン７５により、連通部８０が連結される部分のダクト７０内の気圧が負圧になっている。そのため、定着装置５０のケーシング５９内の空気がケーシング５９から流出すると、連通部８０を経由してダクト７０へ流れる。
【００５１】
加熱された定着装置５０から低分子シロキサンなどの揮発性物質が気化して放出されると、上記の空気の流れに従って、揮発性物質のガスは連通部からダクト７０内に吸入されて、ダクト７０内を流れる温風と合流する。ダクト７０内を流れる空気は、連通部８０よりも上流側の熱源７４によって加熱されているため、合流時における揮発性物質のガスの温度低下が抑制されている。また合流時に、定着装置５０からの気体の流量とダクト７０内を流れる空気の流量との比の分、揮発性物質のガスの濃度が低下する。
【００５２】
揮発性物質のガスの微粒子化は、上述した通り、揮発性物質の飽和蒸気圧と揮発性物質のガスの分圧との関係によるものである。そのため、揮発性物質のガスの温度低下を抑えるとともに、揮発性物質のガスの濃度を低下させることによって、揮発性物質のガスの凝縮および微粒子化を抑制することができる。
【００５３】
揮発性物質のガスの微粒子化を抑制できる効果を得るには、揮発性物質のガスが流れる経路中の温度を、定着装置５０のケーシング５９内の空気温度以上に設定する必要がある。たとえば、連通部８０からダクト７０へ流入する空気の温度を７０℃以上にするように、熱源７４がダクト７０内を流れる空気を加熱してもよい。環状４重合体（Ｄ４）のシロキサンの、７０℃における飽和蒸気圧は約０．０２２気圧であり、５０℃における飽和蒸気圧は約０．００８気圧である。環状４重合体（Ｄ４）のシロキサンの温度を７０℃以上に維持できれば、５０℃まで温度が低下した時に比べて計算上約２．５倍程度の環状４重合体（Ｄ４）のガス状のシロキサンを空気中に保持できる。
【００５４】
さらに、吸気口７１からダクト７０内に導入される空気の流量を、連通部８０を経由して定着装置５０からダクト７０内へ流入する風量の３倍にすれば、揮発性物質のガスの分圧が低下することにより、４倍の揮発性物質のガスを空気中に保持できる。
【００５５】
定着装置５０からの空気流をそのまま機外へ排出しかつ排気温度が５０℃まで低下する場合と比較して、連通部８０からダクト７０へ流入する空気の温度を７０℃以上にするとともに連通部８０からダクト７０へ流入する揮発性物質のガスを４倍に希釈することで、約１０倍の環状４重合体（Ｄ４）のガス状のシロキサンを空気中に保持できる。したがって、環状４重合体（Ｄ４）のシロキサンに代表される揮発性物質の微粒子化を抑制することができ、超微粒子の機外への排出を抑制することができる。
【００５６】
本実施形態の連通部８０は、定着装置５０からダクト７０へ向かうにしたがって断面積が次第に増大する連通ダクトにより、構成されている。連通ダクト内を流れる空気の流れ方向における最下流部７７において、連通ダクトは最大の断面積を有している。連通ダクトの最下流部７７は、ダクト７０の内部空間に向けて開口している。連通ダクトの断面積は、定着装置５０側からダクト７０側へ向けて、徐々に大きくなっている。
【００５７】
連通ダクト内を流れる空気の流れ方向における最上流部８１において、連通ダクトは最小の断面積を有している。連通ダクトの最上流部８１は、定着装置５０のケーシング５９の内部空間に向けて開口している。定着装置５０のケーシング５９内の空気は、ケーシング５９から流出すると最上流部８１を経由して連通ダクト内へ流入し、さらに最下流部７７を経由してダクト７０へ流れる。
【００５８】
排気経路における定着装置５０の直下流側の連通部８０では、ガスの温度が急激に低下するため、揮発性物質のガスの凝縮および微粒子化は連通部８０で最も起こりやすいと考えられる。揮発性物質のガスの微粒子化を抑制するには、ガスの温度が低下して飽和蒸気圧が下がるよりも前に、揮発性物質のガスを拡散させて濃度を低下させることが重要である。連通部８０を拡径形状にすることで、最上流部８１から最下流部７７へ向かって揮発性物質のガスが流れるに従って、ガスが拡散して分圧が低下する。したがって、揮発性物質の微粒子化を抑制することができる。
【００５９】
＜第二実施形態＞
図４は、第二実施形態に従う定着装置５０とダクト７０との配置を示す模式図である。第二実施形態の画像形成装置１００では、ダクト７０内を流れる空気を加熱する熱源が、第一実施形態を参照して説明した熱源７４に加えて、定着装置５０を加熱するための加熱部５８を含んでいる。第二実施形態では、定着装置５０を加熱するための加熱部５８を、ダクト７０内を流れる空気を加熱する熱源として用いている。
【００６０】
定着装置５０の加熱源として電磁誘導加熱（ＩＨ）方式を採用する場合、具体的には励磁コイルにより磁界を形成して定着装置を誘導加熱する場合に、励磁コイルおよび電源部などが発熱して高温になる。そのため、装置の耐久性を確保するために、発熱部にエアを吹き付けて冷却することが通常行なわれている。第二実施形態では、この冷却エアの経路をダクト７０として用い、冷却エアの経路へ揮発性物質のガスを含む定着装置５０の排気を吸引導入させている。
【００６１】
励磁コイルは１５０℃以上の高温になることもあるため、ダクト７０内を流れる空気の熱源として十分利用可能である。また、励磁コイルが定着装置５０を加熱するときに揮発性物質のガスが発生し、かつ励磁コイルの発熱時にのみ冷却エアが流れる構成とする。励磁コイルとの熱交換により加熱された空気をそのまま機外へ排出するのではなく、しかも、定着装置５０が加熱されて揮発性物質のガスが発生するときに、発生した揮発性物質のガスを含む空気を加熱および拡散可能な、加熱された空気の流れが形成されている。これにより、熱的にも電力的にも無駄がなく、効率よく揮発性物質のガスの微粒子化を抑制できる構成が実現されている。
【００６２】
一方、励磁コイルの発熱状態は、定着装置５０の動作状態によって異なる。そのため、連通部８０において十分に加熱された空気を確実に得るためには、熱源７４を備える構成とし、必要に応じて熱源７４を駆動してダクト７０内を流れる空気を加熱する構成とするのが望ましい。
【００６３】
＜第三実施形態＞
図５は、第三実施形態に従う定着装置５０とダクト７０との配置を示す模式図である。第三実施形態の画像形成装置１００は、第一実施形態で説明した各構成に加えて、循環ダクト９０をさらに備えている。循環ダクト９０は、吸気口９１と、排気口９２とを有している。吸気口９１は、ダクト７０の連通部８０よりも下流側に形成されている。排気口９２は、ダクト７０の連通部８０よりも上流側に形成されている。
【００６４】
循環ダクト９０は、フィルタ７６よりも下流側において、ダクト７０に連結されている。循環ダクト９０は、熱源７４よりも上流側において、ダクト７０に連結されている。循環ダクト９０内には、循環ファン９３が配置されている。循環ファン９３は、吸気口９１から排気口９２へ向かって循環ダクト９０内を流れる空気の流れを形成する。
【００６５】
循環ダクト９０は、定着装置５０の三方を取り囲んで配置されている。ダクト７０と循環ダクト９０とは、図５に模式的に示すように環状に配置され、定着装置５０は、環状のダクトによって取り囲まれた空間内に配置されている。
【００６６】
第三実施形態では、フィルタ７６を通過した後の空気の一部を機外へ排出するとともに、一部の空気を循環ダクト９０へ導入して、連通部８０よりも上流側のダクト７０内へ循環させる。熱源７４により加熱された空気の一部が、そのまま機外に排出されずに循環ダクト９０へ導かれダクト７０へ循環されることによって、ダクト７０内の空気の温度が上昇する。これにより、装置全体の熱効率を向上することができる。
【００６７】
定着装置５０を取り囲んで循環ダクト９０を配置することにより、加熱された定着装置５０から循環ダクト９０が輻射熱を受け、循環ダクト９０内を流れる空気に熱が加えられる。これにより、定着装置５０の排熱を空気の加熱に利用できるので、熱的に無駄のない効率の良い構成とすることができる。
【００６８】
循環ダクト９０の吸気口９１を、フィルタ７６の下流側に設けることにより、フィルタ７６を通過した後の揮発性物質の超微粒子が確実に除去された空気を、ダクト７０に循環させることができる。
【００６９】
循環ダクト９０の排気口９２は、ダクト７０の熱源７４と連通部８０との間に設けられてもよい。但し、図５に示すように、熱源７４よりも上流側に排気口９２を設けることにより、吸気口７１からダクト７０内に吸入された空気と排気口９２を経由してダクト７０内に導入された空気とを混合した空気の温度に基づいて熱源７４を適切に駆動することができ、これにより連通部８０からダクト７０へ流入する空気の温度を適切に制御することができる。
【００７０】
なお、これまでの説明においては、定着装置５０のケーシング５９とダクト７０とを連結する連通ダクトが連通部８０を構成している例について説明した。連通部８０は、定着装置５０からの空気流をダクト７０内に吸引できるのであれば、どのような構成であってもよい。たとえば、熱源７４の下流側かつ誘引ファン７５の上流側のダクト７０に開口を形成し、その開口を経由して定着装置５０からの空気流をダクト７０内に吸引する構成としても構わない。
【００７１】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７２】
３２  トナー像、５０  定着装置、５８  加熱部、５９  ケーシング、７０  ダクト、７１，９１  吸気口、７２，９２  排気口、７３  押込ファン、７４  熱源、７５  誘引ファン、７６  フィルタ、７７  最下流部、８０  連通部、８１  最上流部、９０  循環ダクト、９３  循環ファン、１００  画像形成装置、Ｓ  用紙。
【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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