(57)【要約】【課題】画像形成装置から放散されるＶＯＣやＵＦＰ等を低減する。【解決手段】画像形成装置１は、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧してトナー像を用紙Ｐに定着させる定着部１３と、定着部１３から機外へ延びる排気ダクト２０と、排気ダクト２０の内部に定着部１３から機外へ流れる排気流Ａを発生させる排出ファン２１と、定着部１３と排出ファン２１との間において排気ダクト２０の開口断面２０ａを覆うように排気ダクト２０内に設けられた放散物質吸着装置２２とを備える。放散物質吸着装置２２は、排気流Ａに対して垂直に配置される回転自在の回転軸２３ａと回転軸２３ａに設けられた羽根２３ｂとを有する複数の回転部材２３を並べて配置したものである。【選択図】図２
2017068085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して該トナー像を該用紙に定着させる定着部と、
前記定着部から機外へ延びる排気ダクトと、
前記排気ダクトの内部に前記定着部から機外へ流れる排気流を発生させる排出ファンと、
前記排気ダクトの開口断面を覆うように前記排気ダクト内に設けられた放散物質吸着装置とを備え、
前記放散物質吸着装置には、回転軸と、当該回転軸と供回り可能に当該回転軸周りに設けられ、前記排気流の流れ方向に対する垂直方向に回転する羽根とを有する回転部材が複数並べて配置されている画像形成装置。
【請求項２】
前記放散物質吸着装置は、前記排気流の流れ方向において、前記定着部と前記排出ファンとの間に設けられている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記回転軸が前記排気流の流れ方向に沿って延び、
前記羽根がスクリュー羽根であり、
前記複数の回転部材は、１つの回転部材の羽根が、隣接する他の回転部材の羽根の間隙に入り組みつつ、隣接する回転部材間で羽根が干渉しないように並べて配置されている請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回転軸に複数の突起があり、
前記複数の回転部材が、隣接する回転部材間で前記突起及び前記羽根が干渉し合わないように並んで配置されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の突起は、前記回転軸周りに螺旋状に配置されている請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の回転部材が金属有機構造体を含有する樹脂で形成されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像形成装置に適用される放散物質吸着装置であって、
トナー像を用紙に定着させる定着部から延びる排気ダクトの開口断面を覆って当該排気ダクト内に設けられ、
回転軸と、当該回転軸と供回り可能に当該回転軸周りに設けられ、前記排気ダクトの内部に発生する排気流の流れ方向に対して垂直方向に回転する羽根とを有する回転部材が、複数並べて配置されている放散物質吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び放散物質吸着装置に関し、特に、画像形成装置から放散されるＶＯＣやＵＦＰ等を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コピー機や複合機等の画像形成装置から放散される揮発性有機化合物（ＶＯＣ）や超微粒子（ＵＦＰ）が人体に悪影響を与えることが問題視されている。この問題の解決策として、活性炭繊維を用いてＶＯＣを吸着、除去する方法がある。しかしながら、下記特許文献１のように活性炭フィルターを用いた場合、吸着物質によりフィルターが目詰まりし、排気抵抗が増大して排熱できないことにより機内温度が上昇してしまい画像不良や活性炭フィルターに吸着したＶＯＣを再発生させる等の問題がある。この問題を解決するために、下記特許文献２，３のように高温でガスの吸着効率が高くなる金属有機構造体（ＭＯＦ）をフィルターに用いる等があるが、フィルター構造は目詰まりしてしまうため、定期的に交換が必要となり、コストがかかってしまう。
【０００３】
フィルターの寿命を長くするには、下記特許文献４，５のように、排気ダクト内の風速を計測する検知手段により、排出ファンの駆動力を上昇させたり、フィルターを振動させて付着物を取り除くことが有効である。しかし、検知手段や振動装置を取り付けることでコストやスペースが必要となるといった問題がある。
【０００４】
下記特許文献６では、シリコンオイルを含浸させたフィルターを用いてＶＯＣだけでなくＵＦＰも吸着、除去できるようにしている。しかし、シリコンオイルは揮発性があるので、ＶＯＣやＵＦＰが最も多く放散される定着部周辺にそのようなフィルターは配置できず、効果は不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４７８３４号公報
【特許文献２】特表２００８−５３５６５７号公報
【特許文献３】特表２００８−５４０１１０号公報
【特許文献４】特開平６−３０１２６０号公報
【特許文献５】特開平４−２３５５７５号公報
【特許文献６】特開２０１１−１８４１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ＶＯＣやＵＦＰを効率良く除去するフィルターを排気機構に設置した場合、吸着した気体や機内に飛散しているトナーやほこり等の影響で、フィルターは使用するにつれ目詰まりが発生してしまう。この問題を解決するためにフィルターを頻繁に交換したり、排気ダクト内の風速に応じて排出ファンの駆動力を上げるための動力機構を設ける等によるとコストがかかってしまう問題がある。
【０００７】
更に、ＶＯＣやＵＦＰが発生する定着部周辺は１５０℃近い高温となるため、ＭＯＦを用いないフィルターを定着部周辺に配置した場合、吸着したＶＯＣやＵＦＰが再度揮発してしまうおそれがある。このため、そのようなフィルターは定着部周辺に配置しにくいといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、フィルターの頻繁な交換や動力機構を必要とせずに、画像形成装置から放散されるＶＯＣやＵＦＰ等を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一局面に係る画像形成装置は、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して該トナー像を該用紙に定着させる定着部と、
前記定着部から機外へ延びる排気ダクトと、
前記排気ダクトの内部に前記定着部から機外へ流れる排気流を発生させる排出ファンと、
前記排気ダクトの開口断面を覆うように前記排気ダクト内に設けられた放散物質吸着装置とを備え、
前記放散物質吸着装置には、回転軸と、当該回転軸と供回り可能に当該回転軸周りに設けられ、前記排気流の流れ方向に対する垂直方向に回転する羽根とを有する回転部材が複数並べて配置されている。
【００１０】
また、本発明の一局面に係る放散物質吸着装置は、画像形成装置に適用されるものであって、
トナー像を用紙に定着させる定着部から延びる排気ダクトの開口断面を覆って当該排気ダクト内に設けられ、
回転軸と、当該回転軸と供回り可能に当該回転軸周りに設けられ、前記排気ダクトの内部に発生する排気流の流れ方向に対して垂直方向に回転する羽根とを有する回転部材が、複数並べて配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルターの頻繁な交換や動力機構を必要とせずに、画像形成装置から放散されるＶＯＣやＵＦＰ等を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【図２】定着部で発生する熱を機外へ排出する排気機構の正面断面図である。
【図３】一例に係る放散物質吸着装置の平面図である。
【図４】別例に係る放散物質吸着装置の平面図である。
【図５】更に別例に係る放散物質吸着装置の平面図である。
【図６】実施例１〜６と比較例１，２のＶＯＣ評価結果を示す表である。
【図７】本発明の一実施形態に係る画像形成装置と従来の画像形成装置とでＵＦＰ放散量を比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置及び放散物質吸着装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【００１４】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。
【００１５】
操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、操作者への操作案内等を表示する表示部４７３を備えている。表示部４７３はタッチパネルになっており、操作者は画面表示されるキーに触れて画像形成装置１を操作することができる。
【００１６】
画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。
【００１７】
画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての用紙Ｐにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、上記画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光、及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、当該トナー像を一次転写ローラー１２６により中間転写ベルト１２５上に転写させる。
【００１８】
中間転写ベルト１２５上に転写される上記各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成された当該カラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた用紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、用紙Ｐを加熱及び加圧して、用紙Ｐ上のトナー像を熱圧着により用紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの用紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。
【００１９】
図１には図示しないが、定着部１３の上方に、後述する排気機構２００が設けられている。
【００２０】
給紙部１４は、手差しトレイ１４１及び複数の給紙カセットを備える。操作者から用紙のサイズが指定されると、当該サイズの用紙が収容された給紙カセットのピックアップローラー１４５が回転駆動して、各給紙カセットに収容されている用紙Ｐを上記ニップ部Ｎに向けて搬送する。
【００２１】
装置本体１１の内部に、定着部１３で発生する熱を機外へ排出するための排気機構が設けられている。図２は、定着部１３で発生する熱を機外へ排出する排気機構２００の正面断面図である。
【００２２】
排気機構２００は、定着部１３から機外へ延びる排気ダクト２０と、排気ダクト２０の内部に定着部１３から機外へ流れる排気流Ａを発生させる排出ファン２１と、定着部１３と排出ファン２１との間において排気ダクト２０の開口断面２０ａ（図３）を覆うように排気ダクト２０内に設けられた放散物質吸着装置２２とを備える。ここでいう放散物質とは、定着部１３から放散されるＶＯＣやＵＦＰ等である。放散物質吸着装置２２は、定着部１３からの排気に含まれるＶＯＣやＵＦＰ等を吸着して機外に放散されるＶＯＣやＵＦＰ等を低減する。排気ダクト２０を流れる排気流は、排気機構２００を通過して排気ダクト２０の終端の排気口から画像形成装置１の外部に排出される。
【００２３】
図３は、一例に係る放散物質吸着装置２２の平面図である。放散物質吸着装置２２は、排気流Ａの流れ方向に沿って延びて配置される回転自在の回転軸２３ａと、回転軸２３ａに設けられた羽根２３ｂとを有する複数の回転部材２３を並べて配置したものである。羽根２３ｂは、回転軸２３ａと供回り可能に、回転軸２３ａ周りに設けられている。羽根２３ｂは、図３に示すように、排気ダクト２０を流れる排気流から受けるその流れ方向の風圧により、排気流の当該流れ方向に対して垂直となる方向に回転する。
【００２４】
回転部材２３は、排気ダクト２０内において、排気流の流れ方向に直交する方向に複数並べて配設されている。例えば、排気ダクト２０内には、排気ダクト２０内で向かい合う一方の内側壁２０１から他方の内側壁２０２に亘って、網目状の支持部材２３０１，２３０２が取り付けられている。支持部材２３０１，２３０２は、排気ダクト２０内において排気流の流れ方向に、互いに一定の距離をおいて設けられている。回転部材２３の回転軸２３ａは、その一端部が一方の支持部材２３０１に回転自在に取り付けられ、その他端部が他方の支持部材２３０２に回転自在に取り付けられている。複数の回転部材２３は、支持部材２３０１，２３０２間に、例えば、排気ダクト２０の断面全域に亘って設けられている。排気ダクト２０内の排気流は、当該網目状の支持部材２３０１，２３０２の空隙から、複数の回転部材２３の回転軸２３ａ及び羽根２３ｂ間を通って、上記排気口に向かう。
【００２５】
回転部材２３の素材は樹脂でも金属でもよいが、排気ダクト２０内の排気流Ａの風圧を利用して回転部材２３が回転させられるよう軽い樹脂成分を用いることが望ましい。また、回転軸２３ａ及び羽根２３ｂの素材は同じでもよいが、羽根２３ｂには軽い素材を使用することが望ましい。
【００２６】
回転部材２３を形成する樹脂は、ナイロン、ＰＥＴ、ＰＰ、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫ、ＰＣ、ＰＥ等のどのような素材でもよいが、ＶＯＣによる耐溶剤性に配慮した樹脂を採用することが望ましい。また、これらを二種類以上混合したものでもよく、回転部材２３の素材に特に制限はない。
【００２７】
羽根２３ｂを形成する樹脂にはＭＯＦを混合させることが望ましい。なお、混合させるＭＯＦの量は１〜６０重量％程度がよく、成形性を上げるためには１〜３０重量％程度が望ましい。放散物質の吸着量を考慮すると、５〜６０重量％程度が望ましい。
【００２８】
羽根２３ｂは、例えばスクリュー羽根で構成することができる。そして、複数の回転部材２３は、一の回転部材２３の羽根２３ｂが隣接する他の回転部材２３の羽根２３ｂの間隙に入り組みつつ隣接する回転部材２３間で羽根２３ｂが干渉し合わないように並んで配置されている。このような構成によると、排気ダクト２０の開口断面２０ａの全体をほぼ覆うように回転部材２３を配置することができる。
【００２９】
なお、図３の例では５個の回転部材２３を並べているが、放散物質吸着装置２２を構成する回転部材２３の個数は任意である。羽根２３ｂの枚数も任意である。これらは、排気ダクト２０の開口断面２０ａの大きさに合わせて適宜決定すればよい。
【００３０】
また、放散物質吸着装置２２はＶＯＣやＵＦＰ等の発生場所である定着部１３の近くの排気ダクト２０内に設置されていればよく、定着部１３と排出ファン２１との間の排気ダクト２０内部に設置されていることが望ましい。これにより、排出ファン２１にＶＯＣやＵＦＰ等が付着するのを防止することができる。
【００３１】
図４は、別例に係る放散物質吸着装置２２の平面図である。図４に示したように、回転部材２３の回転軸２３ａに複数の突起２３ｃを設けてもよい。ただし、突起２３ｃは、隣接する回転部材２３間で干渉し合わないようにする。また、当該複数の突起２３ｃは、図４に示すように、回転軸２３ａ周りに螺旋状に配置されている。このように突起２３ｃを設けることで、回転部材２３の表面積を大きくすることができ、より多くのＶＯＣやＵＦＰ等を吸着できるようになる。
【００３２】
図５は、更に別例に係る放散物質吸着装置２２の平面図である。並んで配置された複数の回転部材２３のうち両端の回転部材２３と排気ダクト２０の内壁との間に隙間が生じるため、その隙間を埋めるように排気ダクト２０の内側壁２０１，２０２にそれぞれブラシ２０ｂを設けてもよい。
【００３３】
≪検証実験≫
【００３４】
次に、放散物質吸着装置２２によるＶＯＣ及びＵＦＰの吸着効果を検証するために行った実験について説明する。実験は京セラドキュメントソリューションズ社製の複合機ＫＭ−Ｃ３２３２を用いて行った。当該複合機をＳＵＳ製５ｍ3チャンバー内に設置し、１５ｍ3／ｈの換気を行うように設定した。約１時間の換気後に１０分間プリントを実施してから機内から発生する揮発性物質をTenax管で１００ｍｌ／ｍｉｎでサンプリングした。プリント停止後も約２０分間、連続してサンプリングを行った。サンプリングしたTenax管を加熱脱着装置で脱着し、ＧＣ−ＭＳで測定し、シロキサンガスの発生量を算出した。
【００３５】
検証実験は下記の実施例１〜６と比較例１，２で行った。
【００３６】
実施例１では、ＭＯＦを５重量％含む素材で形成した回転部材２３を５本並べて排気ダクト２０の開口断面２０ａを覆うように放散物質吸着装置２２を構成し、それを定着部１３から約３０ｍｍ排気ダクト２０内部に入り込んだ位置に設置した。
【００３７】
実施例２では、ＭＯＦを１０重量％含む素材で形成した回転部材２３を５本並べて排気ダクト２０の開口断面２０ａを覆うように放散物質吸着装置２２を構成し、それを定着部１３から約３０ｍｍ排気ダクト２０内部に入り込んだ位置に設置した。
【００３８】
実施例３では、ＭＯＦを２０重量％含む素材で形成した回転部材２３を５本並べて排気ダクト２０の開口断面２０ａを覆うように放散物質吸着装置２２を構成し、それを定着部１３から約３０ｍｍ排気ダクト２０内部に入り込んだ位置に設置した。
【００３９】
実施例４では、ＭＯＦを１０重量％含む素材で形成した回転部材２３を５本並べて排気ダクト２０の開口断面２０ａを覆うように放散物質吸着装置２２を構成し、それを定着部１３から約６０ｍｍ排気ダクト２０内部に入り込んだ位置に設置した。
【００４０】
実施例５では、ＭＯＦを１０重量％含む素材で形成した回転部材２３を５本並べて排気ダクト２０の開口断面２０ａを覆うように放散物質吸着装置２２を構成し、それを定着部１３から約３０ｍｍ排気ダクト２０内部に入り込んだ位置に設置し、５０００枚の耐久評価実施後に検証実験を行った。
【００４１】
実施例６では、ＭＯＦを１０重量％含む素材で形成した回転部材２３を５本並べてブラシ２０ｂ付きの排気ダクト２０の開口断面２０ａを覆うように放散物質吸着装置２２を構成し、それを定着部１３から約３０ｍｍ排気ダクト２０内部に入り込んだ位置に設置した。
【００４２】
比較例１では、活性炭フィルターを定着部１３から約３０ｍｍ排気ダクト２０内部に入り込んだ位置に設置した。
【００４３】
比較例２では、活性炭フィルターを定着部１３から約３０ｍｍ排気ダクト２０内部に入り込んだ位置に設置し、５０００枚の耐久評価実施後に検証実験を行った。
【００４４】
次の図６に示す表は、実施例１〜６と比較例１，２のＶＯＣ評価結果を示す。
【００４５】
図６に示す表からわかるように、放散物質吸着装置２２を設けた実施例１〜６は、比較例１，２と比べて機外へのＶＯＣの放散量が少なくなっている。更に、ＭＯＦの量を多いほど、また、放散物質吸着装置２２を定着部１３に近づけるほど、機外へのＶＯＣの放散量が少なくなる。
【００４６】
また、実施例１〜３ではＭＯＦの重量％に応じてＶＯＣ放散量が低くなっているが、実施例２，３ではＶＯＣ放散量があまり大きく変わらないことから、ＭＯＦが１０重量％以上であればＶＯＣ除去の効果を十分に発揮すると考えられる。
【００４７】
また、実施例２と比較例２の評価結果を比較すると、活性炭フィルターでは５０００枚の耐久評価後にＶＯＣ放散量が多くなる（比較例２）のに対して、放散物質吸着装置２２だと５０００枚の耐久評価後でもＶＯＣ放散量を抑制できる（実施例２）ことがわかる。比較例２では、フィルターがトナー等の粉塵により目詰まりしており、機内温度が上昇してしまったことで排気機構以外の箇所から大量のＶＯＣが放出されてしまったと考えられる。
【００４８】
また、実施例２と実施例の評価結果を比較すると、排気ダクト２０の内壁に設けたブラシ２０ｂはＶＯＣ放散量の抑制に一定の効果があることがわかる。
【００４９】
次に、上記の実施例２と比較例１について、１０分間プリントを実施してからプリント停止後の約５０分間、ＣＰＣ（Condensation Particle Counter）  Ｍｏｄｅｌ−３００７を使用してナノ粒子（ＵＦＰ）の発生量を測定した。なお、ＣＰＣの検出粒径範囲は、０．０１〜１μｍである。
【００５０】
図７は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１（実施例２）と従来の画像形成装置（比較例１）とでＵＦＰ放散量を比較するグラフである。同グラフからわかるように、放散物質吸着装置２２を設けた実施例２は、比較例１と比べて機外へのＵＦＰ放散量が１／１０以下になっている。このことから、活性炭と比較してＭＯＦはＵＦＰのような微小な粒子も有効に吸着できることが確認できた。
【００５１】
以上のように、本実施形態によると、画像形成装置１から放散されるＶＯＣやＵＦＰ等を低減することができる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、図１乃至図７を用いて上記実施形態により示した構成は本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００５３】
１        画像形成装置
１３      定着部
２０      排気ダクト
２１      排出ファン
２２      放散物質吸着装置
２３      回転部材
２３ａ    回転軸
２３ｂ    羽根
２３ｃ    突起
【図１】
2017068085.tif 000003
【図２】
2017068085.tif 000004
【図３】
2017068085.tif 000005
【図４】
2017068085.tif 000006
【図５】
2017068085.tif 000007
【図６】
2017068085.tif 000008
【図７】
2017068085.tif 000009