JP2003081510A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着後の転写紙のカール、排紙接着、機内昇
温の防止。 【解決手段】 定着ニップから下流の搬送路において、
搬送路の上流部でヒートパイプの吸熱部の作用によって
転写紙の熱を吸熱し、熱輸送を行ったヒートパイプの放
熱部に対して熱電素子の吸熱部の作用によって冷却す
る。また熱電素子の放熱部から放出される熱を転写紙形
状矯正部に供給することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写紙を給紙カセ
ットから搬送する給紙搬送手段と未定着画像を形成する
画像形成手段と、未定着画像が形成された転写紙を熱に
より定着する定着手段と、前記定着手段の転写紙通過方
向の下流側に転写紙を案内する搬送路を備えた画像形成
装置において、定着を受けた直後の転写紙をヒートパイ
プの吸熱部によって冷却し、それに伴って生じるヒート
パイプの放熱部の昇温を熱電素子の吸熱部で冷却すると
ともに、転写紙形状矯正部に前記熱電素子の放熱部の作
用で加熱することによって、機内昇温や転写紙のカール
などの問題を防止することができる画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式により画像を形成する画像
形成部においては、感光体上に形成されたトナー像を転
写紙上に転写してから定着器により加熱、加圧して定着
することによって画像形成を行っている。

【０００３】このような画像形成装置において、問題に
なっているのが転写紙のカールで、積載不良や搬送ジャ
ムといった原因となる。

【０００４】画像濃度が薄い場合は、定着された転写紙
は水分状態によって非加熱面方向にカールする。

【０００５】特に両面画像形成モードの場合、転写紙の
水分状態によるカールだけではなく、転写紙の搬送経路
によっても転写紙のカールが１面目の非加熱面方向にさ
らに助長されてしまう場合が多く、２面目の画像形成時
に感光体に巻きついてジャムを起こしたり、紙端跳ねが
起こってしまう原因となる。

【０００６】また、定着器により加熱されてトナー像を
定着した転写紙は排紙トレイに連続排出された時、定着
から受けた熱によって排紙トレイ上で蓄熱し、特にトナ
ー量が多く、プロセススピードが速い場合、転写紙の冷
却時間が少ないために転写紙間で接着してしまう。

【０００７】そのため、カール防止対策としては、ヒー
トパイプで転写紙を冷却したり、転写紙に腰付けするた
めのデカーラを設けることによって、カールを修正する
手法がとられている。

【０００８】さらに、排紙接着に関してヒートパイプを
設けることによって、転写紙を冷却し、排紙接着対策を
行っている。

【０００９】ヒートパイプを用いた場合に問題となるの
が、ヒートパイプの放熱部によって生じる機内昇温であ
る。

【００１０】そのため、従来の機内昇温対策は、ヒート
パイプの放熱部にフィンを接触させることにより熱伝導
させ、さらにフィンをファンなどによって冷却する手法
がとられている。

【００１１】図４は従来例の説明図であり、転写紙Ｐは
給紙カセット６からピックアップローラ１３により１枚
ずつ給紙搬送路１５に送り出され、搬送ローラ１４を経
て、レジストローラ１６でタイミングを合わされた後、
公知の画像転写プロセスで、感光体５上に形成されたト
ナー像が転写される。

【００１２】その後、加熱ローラ３と加圧ローラ４から
なる定着手段を通過する時に、加熱ローラ３より熱せら
れてトナーが溶融する。

【００１３】この時同時に、加圧ローラ４により加圧さ
れるため、溶融したトナーが転写紙の繊維中に浸透して
定着される。

【００１４】その後、排紙路２に設けたヒートパイプの
吸熱部３０ａにより転写紙が冷却される。

【００１５】図５はヒートパイプ３０の周辺を上方向か
ら見たときの断面図である。

【００１６】ヒートパイプの放熱部３０ｂはフィン３１
に当接し、さらにファン８の送風により熱を受け取った
フィン３１は冷却される。

【００１７】これにより、ヒートパイプの放熱部３０ｂ
による機内昇温が回避できる。

【００１８】片面画像形成モードの場合には、このまま
排紙トレイ２０に排出されるため、カールによる積載不
良や、排紙接着などの問題を解消できる。

【００１９】両面画像形成の場合には、反転ガイドフラ
ッパ１８によって転写紙Ｐは反転搬送路１１に案内さ
れ、両面ガイドフラッパ１９の案内と反転ローラ２６が
正転することにより、下方に引き込まれる。

【００２０】引き込まれた転写紙Ｐは、反転ローラ２６
が逆転することにより、逆方向に進行し、両面ガイドフ
ラッパ１９により両面搬送路１２に引き込まれる。

【００２１】両面搬送路１２に引き込まれた転写紙Ｐ
は、デカーラ９の作用により１面目加熱面方向へのカー
ル方向へと修正される。

【００２２】これにより、給紙搬送路１５に合流した転
写紙Ｐは画像形成部に搬送され、２面目画像形成時に、
感光体５への巻きつきジャムや紙端跳ねなどを防止する
ことができる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の画
像形成装置においては、これらのカールや機内昇温対策
を施していたにもかかわらず、種々の問題点があった。

【００２４】定着後の紙パス経路などの都合で、カール
を修正しきれない場合が多くあった。

【００２５】機内昇温に対しても、装置内でフィン、フ
ァンや排熱ダクトを設けるスペースが必要のほか、ファ
ンによる騒音という問題点があった。

【００２６】本発明は、上記従来の画像形成装置におけ
る問題点を解決するためになされたものであり、機内昇
温対策や定着後の転写紙の冷却および腰付けを効率的に
行うことによって、両面画像形成時の機内昇温やカール
などの防止を目的としている。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は転写紙を給紙部から搬送する給紙
搬送手段と、未定着画像を形成する画像形成手段と、未
定着画像が形成された転写紙を熱により定着する定着手
段と、前記定着手段の転写紙通過方向の下流側に転写紙
を案内する搬送路を備えた画像形成装置において、前記
搬送路にヒートパイプの吸熱部を設け、熱輸送を行った
前記ヒートパイプの放熱部に対して熱電素子の吸熱部の
作用によって冷却することを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００２８】このため、ヒートパイプの吸熱部によって
転写紙の熱を奪うことでカールを低減できると同時に、
ヒートパイプの放熱部から生じる熱を熱電素子の吸熱部
によって冷却できるため、機内昇温を低減することがで
きる。

【００２９】請求項２の発明は、前記熱電素子の放熱部
から放出される熱を転写紙形状矯正部に供給することを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

【００３０】このため、転写紙を加熱しながら、カール
付けをできるので、カール取りの効果はさらに大きくな
る。

【００３１】また、熱電素子の吸熱部と放熱部を同時に
有効活用することができるため、エネルギー効率が高く
なる。

【００３２】請求項３の発明は、前記転写紙形状矯正部
を前記搬送路の下流部に設けたことを特徴とする請求項
２に記載の画像形成装置である。

【００３３】このため、両面画像形成時などにおいて、
パス形状によって生じるカールを有効に修正できるた
め、巻きつきジャムなどを回避することができる。

【００３４】請求項４の発明は、前記熱電素子がペルチ
ェ素子であることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置である。

【００３５】このため、騒音もなく、画像形成装置内の
スペース削減も図れる。

【００３６】請求項５の発明は、前記熱電素子への供給
電力を制御する制御手段を有することを特徴とする請求
項１に記載の画像形成装置である。

【００３７】このため、各条件下においても有効な対策
が行える。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を具
体化した実施例を説明する。

【００３９】（実施例１）図１は、本発明の請求項１に
対応する画像形成装置の断面図である。

【００４０】画像形成スタート信号ＯＮと同時に第１給
紙ローラソレノイド（不図示）がＯＮし、転写紙Ｐは、
給紙カセット６から給紙装置内のピックアップローラ１
３により１枚ずつ送り出され、搬送ローラ１４を経て、
レジストローラ１６でタイミングを合わされた後、公知
の画像転写プロセスで、感光体５上に形成されたトナー
像が転写される。

【００４１】なお、本実施例では一つの感光体による転
写を示したが、本発明においてはこれに限定したもので
はなく、４つの感光体による転写や中間転写ドラムを介
した転写の場合なども含む。

【００４２】このような動作によって、画像が転写され
た転写紙Ｐは、ベルト搬送部１７から、加熱ローラ３と
加圧ローラ４で形成される定着ニップ部を通過すること
によって熱定着される。

【００４３】そして、定着後の搬送路２に導かれた転写
紙Ｐをヒートパイプの吸熱部３０ａによって冷却する。

【００４４】定着後の搬送路２において、ヒートパイプ
を転写紙の画像面側や非画像面側に配置することが考え
られるが、本発明はいずれの場合も含む。

【００４５】片面画像形成モードの時、転写紙Ｐは排紙
ローラ２１により画像形成装置１０から排紙トレイ２０
に排出される。

【００４６】このとき、ヒートパイプ３０はヒートパイ
プの吸熱部３０ａで受け取った熱を、ヒートパイプの放
熱部３０ｂへ瞬時に移動させる。

【００４７】ヒートパイプの放熱部３０ｂはペルチェ素
子の吸熱部７ｂに当接しており、冷却されることにな
る。

【００４８】ペルチェ素子はペルチェ効果を利用して、
電流を流すことによって熱を移動させる半導体素子であ
る。

【００４９】図２はペルチェ素子の断面図であり、Ｐ型
半導体とＮ型半導体を設けた部分である半導体部７ａ
と、素子の片側が吸熱する部分である吸熱部７ｂ、反対
側が放熱する部分である放熱部７ｃとに分けられる。

【００５０】つまり、ペルチェ素子の半導体部７ａに電
流を流すと、ペルチェ素子の吸熱部７ｂが冷たくなり、
ペルチェ素子の放熱部７ｃが熱くなる。

【００５１】したがって、本実施例を示した図１では、
ヒートパイプの放熱部３０ｂにペルチェ素子の吸熱部７
ｂを接触させ、反対側に放熱部７ｃを設けるような構成
にしている。

【００５２】ペルチェ素子の冷却の効果は大きく、さら
に各環境条件下でも同等の出力が得られるため、ファン
以上の効果が期待できる。

【００５３】次に両面画像形成の場合には、定着後に搬
送路２に運ばれた転写紙Ｐは反転ガイドフラッパ１８に
よって反転搬送路１１に案内され、両面ガイドフラッパ
１９の案内と反転ローラ２６が正転することにより、下
方に引き込まれる。

【００５４】引き込まれた転写紙Ｐは、反転ローラ２６
が逆転することにより、逆方向に進行し、両面ガイドフ
ラッパ１９により両面搬送路１２に引き込まれる。

【００５５】両面搬送路１２に引き込まれた転写紙Ｐ
は、デカーラ９の作用により１面目加熱面方向へのカー
ル方向へと修正される。

【００５６】ここで、デカーラ９の芯金にペルチェ素子
の放熱部７ｃを接触させているため、転写紙に熱を加え
ながらカール修正できるので腰付けをしやすくなる。

【００５７】したがって、給紙搬送路１５に合流した転
写紙Ｐは画像形成部に搬送され、２面目画像形成時に、
感光体５への巻きつきジャムや紙端跳ねなどを防止する
ことができる。

【００５８】なお、本実施例では転写紙形状矯正部をデ
カーラとしたが、請求項１ではその他のカール付け部材
や転写紙の形状を矯正するようなガイドなど、転写紙の
形状を矯正できるものは全て含み、転写紙の矯正方向も
限定していない。

【００５９】（実施例２）図３は本発明の請求項４に対
応する説明図である。

【００６０】本発明では、搬送速度、スタンバイかコピ
ー、片面か両面、連続枚数、紙間などの動作モード情報
とともに、搬送方向、紙種、環境、トナーのり量などの
カールおよび昇温要因情報を事前に検出することによ
り、転写紙のカール量を予測し、熱電素子への電力制御
装置１を用いて、条件ごとに出力を変えている。

【００６１】図３に示すように、例えば動作モード情報
として搬送速度、スタンバイかコピー、片面か両面、連
続枚数、紙間の情報〔４０ｆ、４０ｇ、４０ｈ、４０
ｉ、４０ｊ〕がＣＰＵ４０に取り込まれる。

【００６２】昇温要因情報としては、装置１０内に設け
られている環境情報発信手段としての温湿度センサー４
０ｄの検出情報を利用すれば良い。

【００６３】また、カール要因情報としては、例えば転
写紙種類の検出手段又はシートの種類情報発信手段とし
ての紙種センサー４０ａ、紙厚センサー４０ｂ、紙サイ
ズセンサー４０ｃによって取り込み、温・湿度検出につ
いても、装置１０内に設けられている環境情報発信手段
としての温湿度センサー４０ｄの検出情報を利用すれば
良い。

【００６４】また、画像情報発信手段としてのトナー量
検出手段に関しても、電位センサーで感光体ドラム上の
電位を測定し、画像情報としてのトナー量を算出する構
成や、読み取り画像をレーザー光に変換する際にレーザ
ーコントローラにおいてカウントされるドット数（ビデ
オカウント値）からトナー量を予測する構成等であっ
て、トナー量情報４０ｅをＣＰＵ４０に取り込む構成で
あれば良い。

【００６５】そして、ＣＰＵ４０に収集された情報を演
算し、電力制御装置１によって、熱電素子の入切および
電力の調整を行う。

【００６６】制御方法の一例を以下に示す。

【００６７】例えば、同一の転写紙であっても高湿度環
境下であるほど、１面目の非画像面カールが大きくなっ
たり、機内昇温が大きくなったりする。

【００６８】したがって、この場合は供給電力を大きく
する。

【００６９】紙種が異なる場合には、１面目紙厚が薄い
ほどカールの問題が出やすくなる。

【００７０】したがって、紙厚が薄くなるほど、供給電
力を大きくするようにすればよい。

【００７１】ここでは一例を示したが、画像濃度（トナ
ー量）、転写紙の種類（材質、剛性、厚み、サイズ、す
き目方向等）及び、周囲の温湿度環境により様々に変化
する。

【００７２】各変化要因の組み合わせによって熱電素子
への電力供給の調整を行う。

【００７３】なお、熱電素子への電力制御手段における
入出力関係は実験結果に基づくものでよい。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による効果
は以下のとおりである。

【００７５】請求項１によれば、定着ニップから下流の
搬送路に搬送された転写紙が、ヒートパイプの吸熱部に
よって熱を吸熱されることによりカールや排紙接着防止
につながるとともに、ヒートパイプの放熱部を熱電素子
の吸熱部によって冷却できるので機内昇温対策にも有効
である。

【００７６】請求項２によれば、前記熱電素子の放熱部
の熱を前記搬送路の下流部に設けた転写紙形状矯正部に
供給することを特徴とするため、転写紙を加熱しなが
ら、カール付けをできるので、転写紙に腰付けをする効
果はさらに大きくなる。

【００７７】さらに、熱電素子の吸熱部と放熱部を同時
に有効活用することができるため、エネルギー効率が高
くなる。

【００７８】請求項３の発明によれば、転写紙形状矯正
部を搬送路の下流部に設けたことによって、ヒートパイ
プ部で矯正できなかったカールを転写紙形状矯正部で矯
正することができる。

【００７９】また、転写紙形状矯正部を両面搬送路に設
ければ、両面画像形成時におけるドラム巻きつきジャム
などの問題を回避することができる。

【００８０】請求項４の発明によれば、熱電素子にペル
チェ素子を用いることによって、ファンを用いることで
懸念されていた騒音もなく、画像形成装置内のスペース
削減の点で非常に有効になる。

【００８１】請求項５の発明によれば、熱電素子への供
給電力を制御する制御手段を設けたため、温湿度、紙
種、紙厚、紙サイズ、トナー量、搬送速度、コピーｏｒ
スタンバイ、両面ｏｒ片面、連続枚数、紙間などの各条
件においても、それぞれに対して有効な対策が行えると
同時に消費電力の低減も行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の断面図および実施例
１の断面図

【図２】 ペルチェ素子の断面図

【図３】 実施例２の熱電素子に与える電力制御手段の
説明図

【図４】 従来の一例を示した断面図

【図５】 従来の一例を示したヒートパイプ部の上部断
面図

【符号の説明】

１ 電力制御装置 ２ 搬送路 ３ 加熱ローラ ４ 加圧ローラ ５ 感光体 ６ 給紙カセット ７ ペルチェ素子 ８ ファン ９ デカーラ １０ 画像形成装置 １１ 反転搬送路 １２ 両面搬送路 ３０ ヒートパイプ ３１ フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１ Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写紙を給紙部から搬送する給紙搬送手
   段と、未定着画像を形成する画像形成手段と、未定着画
   像が形成された転写紙を熱により定着する定着手段と、
   前記定着手段の転写紙通過方向の下流側に転写紙を案内
   する搬送路を備えた画像形成装置において、前記搬送路
   にヒートパイプの吸熱部を設け、熱輸送を行った前記ヒ
   ートパイプの放熱部に対して熱電素子の吸熱部の作用に
   よって冷却することを特徴とした画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記熱電素子の放熱部から放出される熱
   を転写紙形状矯正部に供給することを特徴とした請求項
   １に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記転写紙形状矯正部を前記搬送路の下
   流部に設けたことを特徴とした請求項２に記載の画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 前記熱電素子がペルチェ素子であること
   を特徴とした請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記熱電素子への供給電力を制御する制
   御手段を有することを特徴とした請求項１に記載の画像
   形成装置。