JP2006154673A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 第一に、トナー像の転写前に除湿ができ、用紙の電気抵抗や摩擦抵抗の変化による画質への影響が出ないこと、第二に、定着前に除湿ができ、用紙のふやけ、そり、皺等の発生や、トナー像の定着効果が低下して画像品質が劣化または悪化するという問題を防げること、第三に、発熱源で生じた熱の温度が低下しても上記第一および第二の効果が低下しないことが図れる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 感光体表面に形成したトナー画像を記録用紙に転写し、該トナー画像を担持する記録用紙を定着装置に通して定着画像を得る画像形成装置において、発熱源と、該発熱源から発する熱を輸送する熱輸送手段と、蓄熱材を備えた蓄熱部と、前記発熱源から発する熱もしくは前記蓄熱材で加熱される加熱部とを有し、少なくとも前記加熱部を前記感光体の位置より記録用紙搬送方向上流側に配置した記録用紙の除湿装置を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、ＦＡＸ、電子写真プリンタ等の電子写真記録装置において、紙等の記録用紙上に形成された加熱溶融性のトナーからなる画像を加熱圧着して永久固着画像として記録用紙上に定着する画像形成装置に関する。

従来より、ファクシミリ装置や複写機のような電子写真方式を用いた画像形成装置や、前記２つの機能を備えた複合機においては、感光体表面に形成したトナー画像を記録用紙面に転写し、トナー画像を担持する用紙を定着装置を通して定着しコピーを得ている。感光体の役割は、その表面に帯電工程による一様な帯電を受け、露光工程によって形成された静電潜像を担持し、現像工程で静電潜像を顕像したトナー像を担持することである。しかし、用紙の水分量により用紙の電気抵抗や摩擦抵抗が変化し、転写画質に悪影響が出たりすることが懸念される。
次に、定着方法には様々な方法があるが、そのうちで、熱ローラ定着方式が、熱効率が高く安全である等の理由で最も広く使われている。これは、２つのローラを圧接し、そのうちの少なくとも一方のローラを加熱し、この２つのローラの圧接部分（ニップ部）に未定着トナー像をのせた記録用紙（用紙やＯＨＰシートなど）を通過させることにより、未定着トナーを加熱後冷却して記録用紙に定着させる方式である。定着ニップ部では水分を含んだ用紙が加熱されると、その際に水蒸気を発生して蒸発した蒸気が定着ユニットケース内に籠もると、定着ユニットケースの内外の温度差や定着ユニットケース内の温度変化により、前記水蒸気がケースの内面に結露して水滴となり、定着後の用紙の表面に滴下して濡らしてしまい、その結果、加熱定着後の記録用紙である用紙に、ふやけ、そり、皺等が生じたり、トナー像の定着効果が低下して画像品質が劣化または悪化するという問題があった。また、用紙の片面から熱が加わるため、加熱面からの脱湿により用紙がカールし、紙詰まり、排紙トレイ収容性不良、ソーター収容性不良等のトラブルが発生することもあった。
これらの不具合をなくすため、いくつかの提案がなされた（例えば特許文献１〜３参照）。また、定着プロセス安定化のための提案もあった（例えば特許文献４参照）。特許文献１は、ヒートパイプの定着ローラと接触する側の吸熱部とは反対側の放熱部を、用紙の収納されている給紙カセットに接触させることにより、定着ローラの余剰の熱を利用して用紙を暖め、用紙の加湿を防ごうとするものである（請求項３参照）。特許文献３はダクトで（請求項８参照）、特許文献４は定着装置のカバーとファンで、特許文献２は熱伝導率が大きいアルミニウムや銅で熱伝達部材を形成し、定着装置で生じた排熱を給紙カセット内へ供給して給紙カセット内の用紙を加熱しており、これも用紙の加湿を防ぐ効果がある。
しかしながら、上記提案は、記録用紙を積載した給紙カセットを加熱するか、積載された記録用紙に温風を吹きかけるものであり、重なった用紙の上部や下部など、その位置により加熱状態、除湿状態が異なることが見過ごされている。つまり、含水分が重なる位置により加熱、除湿状態が異なる。また、定着装置等の発熱源で生じた熱の温度が低下すると、用紙の除湿の効果が低下する。除湿の効果が低くなると、用紙の電気抵抗や摩擦抵抗が変化し、転写画質に影響が出たり、定着ユニットケース内に発生する結露により、用紙のふやけ、そり、皺等が生じたりして、トナー像の定着効果が低下し画像品質が劣化または悪化するおそれがある。
特開２０００−３２１９０２公報 特開２０００−２８１２２８公報 特開平６−８３２２１号公報 特開平８−２６２８９４号公報

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、第一に、トナー像の転写前に除湿ができ、用紙の電気抵抗や摩擦抵抗の変化による画質への影響が出ないこと、第二に、定着前に除湿ができ、用紙のふやけ、そり、皺等の発生や、トナー像の定着効果が低下して画像品質が劣化または悪化するという問題を防げること、第三に、発熱源で生じた熱の温度が低下しても上記第一および第二の効果を低下させることがない画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は次の手段により達成される。すなわち、本発明によれば、第一に、感光体表面に形成したトナー画像を記録用紙に転写し、該トナー画像を担持する記録用紙を定着装置に通して定着画像を得る画像形成装置において、発熱源と、該発熱源から発する熱を輸送する熱輸送手段と、蓄熱材を備えた蓄熱部と、前記発熱源から発する熱もしくは前記蓄熱材で加熱される加熱部とを有し、少なくとも前記加熱部を前記感光体の位置より記録用紙搬送方向上流側に配置した記録用紙の除湿装置を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二に、第一に記載の画像形成装置において、前記発熱源が前記定着装置であることを特徴とするが像形成装置が提供される。
第三に、第一に記載の画像形成装置において、前記発熱源が半導体素子および電子部品であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第四に、第一に記載の画像形成装置において、前記発熱源が原稿照明用ランプであることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第五に、第一から第四のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記熱輸送手段がダクトであることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第六に、第一から第四のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記熱輸送手段がヒートパイプであることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第七に、第六に記載の画像形成装置において、前記ヒートパイプの放熱部は吸熱部より高所に存在することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第八に、第一から第四のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記熱輸送手段が金属部材であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第九に、第一から第八のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記蓄熱材が潜熱を利用した潜熱蓄熱材であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十に、第一から第九のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記蓄熱部は前記熱輸送手段と接していることを特徴とする画像形成装置が提供される。

第十一に、第一から第九のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記蓄熱部は前記加熱部と接していることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十二に、第一から第十一のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記加熱部はローラ対であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十三に、第十二に記載の画像形成装置において、前記ローラ対のローラは内管と該内管の外側に外管とを備え、該内管と該外管の隙間は両端が封じられ、その中には蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十四に、第十二に記載の画像形成装置において、前記ローラ対のローラは内管と該内管の外側に外管とを備え、該内管と該外管の隙間は両端が封じられ、その中には熱伝導率が大きいスペーサと蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十五に、第十二に記載の画像形成装置において、前記ローラ対のローラの外周面には細管がローラの長手方向にほぼ直行して隙間なく表面に巻き付くように接して配設されており、該細管の中には蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十六に、第十二に記載の画像形成装置において、前記ローラ対のローラのうち少なくとも１つは内周面に当接する内部ローラを有し、該内部ローラ内に蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十七に、第十二に記載の画像形成装置において、前記ローラ対のローラのうち少なくとも１つは外周面に当接する外部ローラを有し、該外部ローラ内に蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十八に、第一から第十一のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記加熱部は少なくともベルトを含むことを特徴とする画像形成装置が提供される。
第十九に、第一から第十一のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記加熱部はベルト対であることを特徴とする画像形成装置が提供される。

第二十に、第一から第十九のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記蓄熱材の融点は前記加熱部の除湿設定温度より高く、かつ、その温度差は５℃以内であり、前記蓄熱材の凝固熱による放出温度は前記加熱部の除湿設定温度より高く、かつ、前記蓄熱材の融点より低いことを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二十一に、第一から第二十のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記発熱源である前記定着装置あるいは前記半導体素子および電子部品あるいは前記原稿照明用ランプをケースで囲み、該ケースの内側に前記蓄熱材を備えた前記蓄熱部を設置したことを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二十二に、第五に記載の画像形成装置において、前記ダクトは、前記発熱源である前記定着装置、前記半導体素子および電子部品、並びに前記原稿照明用ランプの熱を輸送すると共に、それぞれの発熱源の熱を一つに集約して前記加熱部へ供給することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二十三に、第二十二に記載の画像形成装置において、前記加熱部には温度検出手段が備えられ、かつ、前記ダクトにはシャッターが備えられており、該シャッターの開閉により該加熱部の温度を調整することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二十四に、第二十三に記載の画像形成装置において、前記シャッターは複数の通気孔を有し、該通気孔はそれぞれ開閉可能であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二十五に、第六に記載の画像形成装置において、前記ヒートパイプは、前記発熱源である前記定着装置、前記半導体素子および電子部品、並びに前記原稿照明用ランプの熱を輸送すると共に、それぞれの発熱源の熱を一つに集約して前記加熱部へ供給することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二十六に、第六に記載の画像形成装置において、前記加熱部には温度検出手段が備えられ、また、前記ヒートパイプの放熱部にはフィンが設けられており、該フィンへ供給する風量により該加熱部の温度を調節することを特徴とする画像形成装置が提供される。

第二十七に、第八に記載の画像形成装置において、前記金属部材は、前記発熱源である前記定着装置、前記半導体素子および電子部品、並びに前記原稿照明用ランプの熱を輸送すると共に、それぞれの発熱源の熱を一つに集約して前記加熱部へ供給することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二十八に、第八に記載の画像形成装置において、前記加熱部には温度検出手段が備えられ、また前記金属部材の放熱部にはフィンが設けられており、該フィンへ供給する風量により該加熱部の温度を調節することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第二十九に、第二十六または第二十八に記載の画像形成装置において、前記フィンへ風を供給するファンはブレードが取り外し可能であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第三十に、第二十六または二十八に記載の画像形成装置において、前記フィンへ風を供給するファンは取り外し可能なカバーで覆われていることを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項１の画像形成装置によれば、記録用紙を、感光体より記録用紙搬送進行方向上流側で両面加熱して除湿しているので、記録用紙の電気抵抗や摩擦抵抗が安定化し、転写プロセスを改善すると共に定着プロセスで発生する蒸気を少なくして画像品質を向上させることができる。さらにまた、発熱源から発する熱とは別に蓄熱材を備えた蓄熱部により加熱部を加熱することから、発熱源で生じた排熱の温度が低下しても上記効果を低下させない。また、記録用紙が加熱されて定着プロセスを迎えるので、定着プロセスにおける必要熱量も少なくて済む。
請求項２から４の画像形成装置によれば、上記発熱源として上記定着装置、半導体素子および電子部品、原稿照明用ランプを用いることから、いずれも少なからず排熱を生じ、加熱部を加熱して記録用紙をトナー像の転写前に除湿することができる。
請求項５から８の画像形成装置によれば、上記熱輸送手段がダクト、ヒートパイプ、金属部材であることから、上記排熱をロスすること少なく加熱部まで輸送することができる。
請求項９の画像形成装置によれば、上記蓄熱材が潜熱を利用した潜熱蓄熱材であることから、顕熱蓄熱材に比べ小容量に多量の熱量を蓄えることができ、効率的である。
請求項１０の画像形成装置によれば、上記蓄熱部を上記熱輸送手段と内接または外接して設けることから、加熱部に蓄熱材を設ける必要がなく、加熱部（ローラ）の構造を簡単にすることができる。さらに上記熱輸送手段だけでなく発熱源にも接して設ければ発熱源の温度が低下しても蓄熱剤の凝固熱で発熱源をも加熱することができる。
請求項１１の画像形成装置によれば、上記蓄熱部は前記加熱部と接していることから、排熱の温度が低下しても加熱部を短時間に加温し加熱し続けることができる。
請求項１２の画像形成装置によれば、上記加熱部はローラ対であることから、効率よく記録用紙を加熱し除湿することができる。
請求項１３の画像形成装置によれば、上記ローラ対のローラは内管と該内管の外側に外管とを備え、該内管と該外管の隙間は両端が封じられ、その中には蓄熱材が封入されていることから、内管と外管の両方が蓄熱剤で加熱されるので記録用紙に対する加熱効率が高い。
請求項１４の画像形成装置によれば、上記ローラ対のローラは内管と該内管の外側に外管とを備え、該内管と該外管の隙間は両端が封じられ、その中には熱伝導率が大きいスペーサと蓄熱材が封入されていることから、排熱で加熱された内管の熱がスペーサを介して外管に伝わり、記録用紙を効果的に除湿することができる。

請求項１５の画像形成装置によれば、上記ローラ対のローラの外周面には細管が、ローラの長手方向にほぼ直行して隙間なく表面に巻き付くように接して配設されており、該細管の中には蓄熱材が封入されていることから、排熱の温度が低下した場合、この蓄熱材でローラを加熱することができる。
請求項１６の画像形成装置によれば、上記ローラ対のローラのうち少なくとも１つは内周面に当接する内部ローラを有し、該内部ローラ内に蓄熱材が封入されていることから、排熱の温度が低下した場合、この蓄熱材でローラニップ部を加熱することができ、上ローラは内部ローラにより回転し、下ローラは上ローラにつれ回る。従って内部ローラにより下ローラも加熱することができる。
請求項１７の画像形成装置によれば、上記ローラ対のローラのうち少なくとも１つは外周面に当接する外部ローラを有し、該外部ローラ内に蓄熱材が封入されていることから、上ローラ、下ローラとも全面加熱されるので、記録用紙から蒸発した水分がローラのどの部分に再付着しても、すぐ蒸発する。そのためローラのどの部分がニップになっても安定な除湿ができる。
請求項１８の画像形成装置によれば、上記加熱部は少なくともベルトを含むことから、ニップ幅が広がり記録用紙を加熱する時間が増え、除湿効果が増す。
請求項１９の画像形成装置によれば、上記加熱部はベルト対であることから、さらにニップ時間は増加し、除湿効果がさらに増す。

請求項２０の画像形成装置によれば、上記蓄熱材の融点は上記加熱部の除湿設定温度より高く、かつ、その温度差は５℃以内であり、上記蓄熱材の凝固熱による放出温度は上記加熱部の除湿設定温度より高く、かつ、上記蓄熱材の融点より低いことから、このようにすれば、排熱の温度が蓄熱材融点より高いときは排熱で除湿（ローラを加熱）し、排熱温度が蓄熱材融点を下回ったときは、主に蓄熱材の凝固熱で除湿することができる。
請求項２１の画像形成装置によれば、上記発熱源をケースで囲み、該ケースの内側に上記蓄熱材を備えた蓄熱部を設置したことから、該発熱源の温度が低下しても蓄熱材が凝固する前に融解していれば、蓄熱材が固化するときに発する凝固熱で加熱部を熱することができる。
請求項２２、２５、２７の画像形成装置によれば、上記ダクト、上記ヒートパイプ、上記金属部材は、発熱源である前記定着装置、前記半導体素子および電子部品、並びに前記原稿照明用ランプの熱を一つに集約して加熱部へ供給することから、十分な熱風量を加熱部へ供給することができる。
請求項２３、２６、２８の画像形成装置によれば、上記加熱部には温度検出手段が備えられ、かつ、上記ダクトのシャッターの開閉により、あるいはまた上記ヒートパイプの放熱部のフィンへ供給する風量により、該加熱部の温度を調節することから、温度調節を容易に行うことができる。
請求項２４の画像形成装置によれば、上記シャッターは複数の通気孔を有し、該通気孔はそれぞれ開閉可能であることから、熱の流れを制御することができる。
請求項２９の画像形成装置によれば、上記ファンのブレードが取り外し可能であることから、ブレード数を自由に変えられ、加熱部の温度を調節することができる。
請求項３０の画像形成装置によれば、上記ファンは取り外し可能なカバーで覆われていることから、上記フィンへの風量を変化させることができ、加熱部の温度を調節することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態例を説明する。
実施形態例の説明に先立って、本発明の画像形成装置の全体構成を図１の概略図で示す。図１は記録用紙を加熱、除湿するための発熱源として定着装置１を用いた例を示し、熱輸送手段としてダクト２１を使用した例を示し、加熱部としてローラ対１１を用い、ローラ対１１を感光体７０の位置より記録用紙搬送方向上流側に配置した記録用紙の除湿装置を備えた画像形成装置の例である。またそれと共に、加熱部としてのローラ対１１の発熱源として、半導体素子および電子部品２１０、また原稿照明用ランプ２１１を用いる場合も示した。発熱源である定着装置１、半導体素子および電子部品２１０、原稿照明用ランプ２１１は、いずれもケース内に収容されている場合を示している。
（実施例１）
図２の実施例（平面図）では、感光体７０の位置よりも記録用紙搬送方向上流側に加熱部としてのローラ対１１を備えている。定着装置１からの排熱あるいは蓄熱材によって加熱されたローラ対１１の間に記録用紙を通過させることにより、トナー像の転写前に記録用紙の除湿を行う。図１と同様、発熱源の例として定着装置１を、熱輸送手段の例としてダクト２１を採用している。ローラ部分は断面を示している。符号１は定着装置、５はダクト２１内を移動する排熱、１１は中空円筒状のローラ対１１の軸部（芯金）である。符号１４はローラ対１１を構成する各ローラの両端部を回転自在に支持する軸受、２１はダクト（内部にファンを備えていて排熱５をローラ対１１の中空内部に運ぶ。周囲は断熱材で覆われている。）、３１はローラ対１１を回転駆動するためのモータ、３２ａはモータの出力軸に一体化された駆動歯車、３２ｂは駆動側のローラに一体化された従動歯車、４１はモータ３１を支持するフレームである。しかし、ダクト２１内を流動する排熱５の温度が下がり、ローラ対１１の温度が低下すると、記録用紙への除湿効果が低下する。このようなときは、後述する蓄熱材によりローラ対１１を加熱する。後述するように、蓄熱材は、ローラ対１１を構成するローラの内部に配置したり、ローラ外に配置することができる。図２は、定着装置１とダクト２１を上からみた構成を示している。（本例は、請求項１、請求項２、請求項５、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項２０の実施例である。）

蓄熱材として例えば酢酸ナトリウム水和物を用いた場合、定着ユニットケースからの排熱で４２℃に暖められると融解する（図３の蓄熱材融点）。排熱が冷え始め、３９．４℃になると凝固しはじめ、凝固熱（図３の蓄熱材の凝固熱による放出温度）を放出させながら元の固体に戻る。除湿設定温度（ローラ対１１を加熱したい温度）は３８℃とする。蓄熱材は融解した後で固化する時に凝固熱を発する。凝固熱（凝固熱による放出温度）は、用紙の除湿に利用することを考慮すれば、当然除湿設定温度よりも高い温度である必要がある（凝固熱とは、凝固する温度ではなく、凝固するときに発生する熱である）。しかし、凝固熱による放出温度が融点より低くないと、再び融解し、凝固熱は発しない。しかも除湿設定温度をより高くする必要があり、定着装置の排熱によってすぐ蓄熱材を融解させたいため、蓄熱材の融点は低く抑えたい。これらの理由により、蓄熱材融点と除湿設定温度の温度差は５℃以内が望ましい。このようにすれば、排熱の温度が蓄熱材融点より高いときは排熱で除湿（ローラ対１１を加熱）し、排熱温度が蓄熱材融点を下回ったときは、主に蓄熱材の凝固熱による放出温度で除湿（ローラ対１１を加熱）する。
蓄熱材としては、そのほかに硫酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物、パラフィン等があり、それぞれで融点や発する凝固熱が異なる。排熱で除湿（ローラ対１１を加熱）する場合と凝固熱による放熱温度により除湿（ローラ１１を加熱）する場合とは最大で１０℃くらいの温度差があるが、除湿能力としてはあまり差がない。蓄熱材の融点を上回った後に蓄熱材の融点を下回った場合は、蓄熱材の凝固熱による放出温度とダクト２１からの排熱によりローラ対１１は加熱されるが除湿には問題ない。画像形成装置の稼動中であっても、しばらく定着工程を実施していないあとは、定着工程を実施しても排熱温度が蓄熱材融点を超えない場合がある。そのような場合は補助電源でローラを加熱する等の手段をとる必要がある。

図４はローラ対１１を構成する上ローラ１１ａ及びその周辺構造を示す平面横断面図である。蓄熱部（蓄熱材１００）が加熱部（ローラ）に接している例である。換言すれば、蓄熱材１００を備えた蓄熱部が上ローラ１１ａの肉厚内に配置されている例である。即ち、上ローラ１１ａの内管１１０と外管１１１とは両端封じされ、両管間の隙間には蓄熱材１００が封入されている。定着装置からの排熱５の温度が蓄熱材１００の融点より高いときには蓄熱材は融解しているが、排熱５の温度が低下してきたら蓄熱材１００は凝固熱を発しながら固体となる。これにより、排熱５によりローラ対１１を加熱した後に、引き続き蓄熱材１００により加熱することができる。つまり、排熱５の温度が低下してもローラ対１１は加熱されつづける。
次にローラ対の縦断面を図５に示す。１１ａが上ローラであり、１１ｂが下ローラである。下ローラ１１ｂは駆動側の上ローラ１１ａの外周面に接して連れ回る。１８０は下ローラ１１ｂを支持するための円筒状の部材であり、熱伝導が大きい材料で構成されている。この部材１８０を軸受１４により回転自在に軸支する。この部材１８０は上ローラとのニップ部に近い内周面に配置される。

（実施例２）
図６において、１１はローラで、断面を示している。１９１は発熱源である画像形成装置の定着装置、あるいは半導体素子および電子部品、あるいは原稿照明用ランプを収容したケースである。熱は金属部材１９０を伝わって先端部分に設けられているフィン１９０ａからファン１９２でローラ１１の中空内部に伝えられる。金属部材１９０はアルミニウムや銅等の熱伝導率が比較的大きく、安価で加工しやすいものであればよく、形状はヒートパイプと同様でよい。（本例は、請求項３、請求項４、請求項８の実施例である。）
（実施例３）
図７において、２００はヒートパイプである。ヒートパイプ２００の中には作動液が入っており、発熱部１９１の熱をヒートパイプ先端のフィン２００ａへ伝える。発熱部１９１よりもフィン２００ａの方が高所にあり、フィン付近で凝縮した作動液を重力によりヒートパイプ２００内を介して発熱部１９１付近へ戻す。発熱部１９１とヒートパイプ２００は、熱伝導性接着剤、熱伝導性両面テープ、あるいは熱伝導性グリースのいずれかで接している。ヒートパイプ先端にはフィン２００ａが設けられており、ローラ対１１（中空構造であることを理解しやすいようにローラだけ断面で示してある。）の一端開口部に向かってファン１９２でローラ対１１に熱風を供給する。（本例は、請求項６、請求項７の実施例である。）

（実施例４）
蓄熱材は、蓄熱方式の違いにより顕熱蓄熱方式と潜熱蓄熱方式とがある。顕熱蓄熱は、相変化を伴わず物質の温度を変化させた時の熱量を蓄熱する方式で、潜熱蓄熱は、温度変化を伴わず物質の相を変化させた時の熱量を利用して蓄熱する方式である。潜熱蓄熱材の種類としては、実施例１で述べたように酢酸ナトリウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物、パラフィン等がある。潜熱蓄熱材は、顕熱蓄熱材に比べ小容量に多量の熱量を蓄えることができる効率的な蓄熱材である。（本例は、請求項９の実施例である。）
（実施例５）
図８（ａ）は熱輸送手段がダクトの場合を示すものである。ダクト２１（図８（ａ）は内部構成図）の内側には蓄熱材１００がほぼ全面に張られており、発熱源１９１の温度が低下した場合は、蓄熱材１００の凝固熱による放出温度により加熱部１９３を加熱する。加熱部１９３としてのローラ等に蓄熱材を設ける必要がないのでローラの構造が簡単になり、コストダウンにつながる。２２は発熱源（定着装置）１９１からの排熱５を加熱部１９３に到達させるためにダクト２１内に配置したファンである。図８（ｂ）は熱輸送手段がヒートパイプ２００の場合である。入熱部となる発熱源１９１の近く（ヒートパイプ２００の外周）に所定長に亘って蓄熱材１００を設け、発熱源１９１の温度が低下した場合は蓄熱材１００の凝固熱により入熱部を加熱する。また、熱輸送手段としてのダクト、ヒートパイプが金属部材の場合には、 蓄熱材１００が熱輸送手段の金属部材に接していればよく、接触場所や接触方法に制限はない。（本例は請求項１０の実施例である。）
（実施例６）
図９は請求項１４に記載したローラ対の上ローラの断面を示したものである。内管１１０と外管１１１とは両端封じされ、両管の隙間（気密化されている）には蓄熱材１００が封入されるとともに、隙間内には周方向に所定の間隔を隔てて上ローラ１１ａの長手方向長とほぼ等しい長さのスペーサ１６０が封入されている。スペーサ１６０は熱伝導率が大きい金属等が望ましい。内管１１０と外管１１１の隙間に、隙間の幅と直径がほぼ等しいスペーサ１６０を、ローラの長手方向に沿って挿入しておけば、排熱で加熱された内管１１０の熱がスペーサ１６０を介して外管１１１に伝わり、記録用紙を効果的に除湿する。スペーサ１６０は図では４本であるが、何本でもよい。（本例は請求項１４の実施例である。）
（実施例７）

図１０は請求項１５に記載したローラ対の上ローラを示したものである。細管１７０部分だけを上からみた図である。円筒状の上ローラ１１ａの外周面には、長尺且つ中空の細管１７０が上ローラの軸方向とほぼ直交する周方向に向けて隙間なく巻き付けられており、細管１７０の中部には蓄熱材が封入されている。ダクト２１からの排熱５の温度が低下した場合、この蓄熱材でローラを加熱する。（本例は請求項１５の実施例である。）
（実施例８）
図１１は請求項１６に記載したローラ対の縦断面を示したものである。ローラ対１１を構成するローラ１４１（１１ａ）、１４２（１１ｂ）のうち少なくとも１つ（図１０では上ローラ１４１）は内周面（両ローラのニップ部側の内壁）に当接する内部ローラ１４０を有し、内部ローラ内１４０には蓄熱材１００が封入されている。排熱５の温度が低下した場合、この蓄熱材１００でローラニップ部を加熱する。上ローラ１４１は内部ローラ１４０により回転し、下ローラ１４２は上ローラ１４１につれ回る。内部ローラ１４０により下ローラ１４２をも加熱する。内部ローラ１４０も、他のローラと同様に、フレーム４１に対して軸受１４により回転自在に支持されている。（本例は請求項１６の実施例である。）
（実施例９）
図１２は請求項１７に記載したローラ対の断面を示したものである。ローラ対１５１、１５２のうち少なくとも１つ（図１２では上ローラ１５１）は外周面に当接する外部ローラ１５０を有し、外部ローラ１５０内に蓄熱材１００が封入されている。ダクト２１からの排熱５の温度が低下した場合、この蓄熱材１００で上ローラ１５１を加熱する。上ローラ１５１は外部ローラ１５０により回転し、下ローラ１５２は上ローラ１５１につれ回るとともに加熱される。外部ローラ１５０も、他のローラと同様にフレーム４１に対して軸受１４によって回転自在に軸支されている。（本例は請求項１７の実施例である。）

（実施例１０）
図１３に請求項１８、請求項１９の実施例の平面図、図４に要部断面図を示す。発熱源の例として定着装置１を、熱輸送手段の例としてダクト２１を採用している。定着装置１とダクト２１とベルト１９は上から見た図で、他の部分はわかりやすいように断面を示している。ダクト２１からの排熱５あるいはローラ内その他の適所に配置した蓄熱材（前記各実施形態の蓄熱材を参照）がローラ１１を加熱し、その熱がベルト１９に伝わる。ベルト１９を張架しているローラ１１は少なくとも１本は加熱部を有するローラである必要があるが、図のように２本とも加熱部を有するローラであってもよい。また、記録用紙をベルトとローラで挟んでもベルトとベルトで挟んでも良い。ローラ対で挟むより、少なくともどちらか一方がベルトであると、ニップ幅が広がり記録用紙を加熱する時間が増え、除湿効果が増す。ベルト対（ローラ対の両方のローラにベルトが巻かれた場合）であると、さらにニップ時間が増加し、除湿効果がさらに増す。
ベルト１９（厚さ２００μｍ程度）の基体は、熱伝導性に優れたニッケル材（低コストで寸法精度良くベルトを形成できるのであれば他の金属すなわちステンレス、鉄やポリイミド等により構成しても良い。）で形成されており、その上にゴム層が存在する。加熱部の長手方向中心付近の断面を図１４に示す。（本例は請求項１８、請求項１９の実施例である。）
（実施例１１）
図１５は、発熱源１９１が、ケース１９１ａと、ケース１９１ａの内側に収容された蓄熱材（蓄熱部）１００とから成る例を示す。図１５（ａ）は上からみた図で、加熱部１９３への熱輸送手段としてダクト２１を用いた装置であり、図１５（ｂ）はケース１９１ａの内側に蓄熱部１００が設けられている発熱源を示す。こうすることにより、発熱源１９１の温度が低下しても蓄熱材１００が凝固する以前に融解していると、蓄熱材１００が固化するときに発する凝固熱で加熱部１９３は熱せられる。（本例は請求項２１の実施例である。）

（実施例１２）
図１６は本発明の他の実施形態の平面図であり、この例では、熱輸送手段であるダクト２１の上流側が複数に分岐し、各分岐部は、発熱源である定着装置１、半導体素子および電子部品２１０、原稿照明用ランプ２１１と接続されているため、定着装置１、半導体素子および電子部品２１０、原稿照明用ランプ２１１のそれぞれのケース内の熱を輸送すると共に一つに集約して加熱部へ供給することができる。こうすることにより、十分な熱風量を加熱部へ供給することができる。熱輸送手段がヒートパイプや金属部材の場合も同様に輸送と集約を行うことができる。（本例は請求項２２、請求項２５、請求項２７の実施例である。）
（実施例１３）
図１７は図１６の例の変形例であり、発熱源である定着装置１と半導体素子および電子部品２１０と原稿照明用ランプ２１１の熱を輸送するダクト２１の各分岐部には、熱の流れを制御するシャッター２２０が備わっている。この例では３つの発熱源にダクト２１が接続されているが、接続対象となる発熱源の数に限定はない。シャッター２２０の開閉により、加熱部１９３の温度を調節する（加熱部の温度は温度検出手段２３０により検出する）。シャッター２２０の開閉角度、開閉量は任意である。（本例は請求項２３の実施例である。）

（実施例１４）
図１８は上記実施例におけるシャッターの具体的構成例を示し、ダクトを開閉するシャッター２２０には複数の通気孔２４０が設けてある。この通気孔２４０はそれぞれが図示しない開閉手段により開閉可能であり、シャッター２２０がダクトを閉じていても通気孔２４０自体の開閉により、熱の流れを制御できる。２５０はシャッター２２０を開閉するソレノイドである。通気孔２４０の開閉もソレノイドによって図示しない開閉手段を作動させることで行う。通気孔２４０の形は、図のような丸に限るものではない。（本例は請求項２４の実施例である。）
（実施例１５）
図１９に、発熱源１９１からの排熱の熱輸送手段としてヒートパイプ２００を用い、ファン１９２の回転数を変化させることにより、フィンへ供給する風量を変化させるようにした装置を示す。フィンへ供給する風量を変化させることにより、加熱部１９３の温度を調節する。ファン１９２の回転数は供給電圧で変える。（本例は請求項２６、請求項２８の実施例である。）
（実施例１６）
上記フィンに対してファン１９２から風を供給することにより、加熱部１９３が加熱される。ファン１９２のブレード数を変えることにより風量が変化し、加熱部１９３の温度を調節できる。ブレードが取り外し可能ならば、ブレード数を自由に変えられ、加熱部１９３の温度を調節できる。（本例は請求項２９の実施例である。）
（実施例１７）
ファン１９２を収容するケースが図２０のように、取り外し可能なカバー１９４で覆われていると、フィンへの風量を変化させることができ、加熱部１９３の温度を調節できる。取り外し可能なので、カバーのデザインにより風量を変化させることもできる。（ａ）は横から見た図、（ｂ）は正面から見た図である。図中の１９５で代表される１２の長方形が風の通り道になっている。（本例は請求項３０の実施例である。）

本発明の画像形成装置全体の構成を例示した概略側面図である。 実施例１で説明する本発明の画像形成装置が備えた記録紙の除湿装置の一例を示す概略平面図（一部断面を含む）である。 実施例１で説明する本発明の画像形成装置が備えた記録紙の除湿装置の除湿制御動作の一例を説明するタイミングチャートである。 実施例１で説明するローラ対の上ローラの一例を示す概略断面図である。 実施例１で説明するローラ対の一例を示す概略断面図である。 実施例２で説明する本発明の画像形成装置が備えた記録紙の除湿装置の一例を示す概略平面図（一部断面を含む）である。 実施例３で説明する本発明の画像形成装置が備えた記録紙の除湿装置の一例を示す概略平面図（一部断面を含む）である。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ実施例５で説明する本発明の画像形成装置が備えた記録紙の除湿装置の一例を示す概略平面図である。 実施例６で説明するローラ対の上ローラの一例を示す概略断面図である。 実施例７で説明するローラ対の上ローラの一例を示す概略平面図（一部断面を含む）である。 実施例８で説明するローラ対の一例を示す概略断面図である。 実施例９で説明するローラ対の一例を示す概略断面図である。 実施例１０で説明する本発明の画像形成装置が備えた記録紙の除湿装置の一例を示す概略の平面図（一部断面を含む）である。 実施例１０で説明する除湿装置の加熱部を示す概略断面図である。 （ａ）は実施例１１で説明するケースで囲まれた発熱源、ダクトおよび加熱部でなる除湿装置の概略平面図、（ｂ）はケースで囲まれた発熱源の概略平面図である。 実施例１２で説明する複数のケース内の熱を一つに集約して供給する場合を示す概略平面図である。 実施例１３で説明するケースにそれぞれ収容された複数の発熱源の熱を輸送するダクト内にシャッターを設けた場合を示す概略平面図である。 実施例１４で説明する上記シャッターに複数の通気孔を設けてある場合の概略平面図である。 実施例１５で説明する熱輸送手段がヒートパイプの場合の除湿装置の概略平面図である。 （ａ）は取り外し可能なカバーで覆われているファンの概略側面図、（ｂ）は概略正面図である。

符号の説明

１ 定着装置または定着装置を収容したケース、５ 排熱、１１ ローラ、１１ａ 上ローラ、１１ｂ 下ローラ、１４ 軸受け、１９ ベルト、２１ ダクト、２２ ファン、３１ モータ、３２ 歯車、４１ フレーム、７０ 感光体、１００ 蓄熱材、１１０ 内管、１１１ 外管、１４０ 内部ローラ、１４１ 上ローラ、１４２ 下ローラ、１７０ 細管、１８０ 下ローラ支持部材、１９０ 金属、１９１ 定着装置（発熱部または発熱源）、１９２ ファン、１９３ 加熱部、１９４ 取り外し可能なカバー、１９５ 風の通り道、２００ ヒートパイプ、２１０ 半導体素子および電子部品を収容したケース、２１１ 原稿照明用ランプを収容したケース、２２０ シャッター、２３０ 温度検出手段、２４０ 通気孔、２５０ ソレノイド

Claims (30)

1. 感光体表面に形成したトナー画像の転写を受けた記録用紙を定着装置に通して定着画像を得る画像形成装置において、
   発熱源と、該発熱源から発する熱を輸送する熱輸送手段と、蓄熱材を備えた蓄熱部と、前記発熱源から発する熱もしくは前記蓄熱材で加熱される加熱部と、を備え、
   前記感光体より記録用紙搬送方向上流側に配置した前記加熱部により記録用紙の除湿を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記発熱源が前記定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記発熱源が半導体素子および電子部品であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記発熱源が原稿照明用ランプであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記熱輸送手段がダクトであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記熱輸送手段がヒートパイプであることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記ヒートパイプの放熱部は吸熱部より高所に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記熱輸送手段が金属部材から構成されていることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記蓄熱材が潜熱を利用した潜熱蓄熱材であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記蓄熱部は前記熱輸送手段と接していることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１から９のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記蓄熱部は前記加熱部と接していることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記加熱部はローラ対であることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１２に記載の画像形成装置において、前記ローラ対を構成する少なくとも一方のローラは、内管と、該内管の外側に配置された外管とを備え、該内管と該外管との間には気密化された隙間があり、該隙間内部には蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１２に記載の画像形成装置において、前記ローラ対を構成する少なくとも一方のローラは、内管と、該内管の外側に配置された外管とを備え、該内管と該外管との間には気密化された隙間があり、該隙間内部には熱伝導率が大きいスペーサと蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１２に記載の画像形成装置において、前記ローラ対を構成する少なくとも一方のローラの外周面には細管が、該ローラの長手方向にほぼ直交して隙間なく巻き付くように接して配設されており、該細管内には蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１２に記載の画像形成装置において、前記ローラ対を構成する少なくとも一方のローラは、その内周面に当接する内部ローラを有し、該内部ローラ内に蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１２に記載の画像形成装置において、前記ローラ対を構成する少なくとも一方のローラの外周面に当接する外部ローラを有し、該外部ローラ内に蓄熱材が封入されていることを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記加熱部は少なくともベルトを含むことを特徴とする画像形成装置。
19. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記加熱部はベルト対であることを特徴とする画像形成装置。
20. 請求項１から１９のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記蓄熱材の融点は前記加熱部の除湿設定温度より高く、かつ、その温度差は５℃以内であり、前記蓄熱材の凝固熱による放出温度は前記加熱部の除湿設定温度より高く、かつ、前記蓄熱材の融点より低いことを特徴とする画像形成装置。
21. 請求項１から２０のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記発熱源である前記定着装置、前記半導体素子および電子部品、あるいは前記原稿照明用ランプをケースで囲み、該ケースの内側に前記蓄熱材を備えた前記蓄熱部を設置したことを特徴とする画像形成装置。
22. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記ダクトは、前記発熱源である前記定着装置、前記半導体素子および電子部品、並びに前記原稿照明用ランプの熱を輸送すると共に、それぞれの発熱源の熱を一つに集約して前記加熱部へ供給することを特徴とする画像形成装置。
23. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記加熱部には温度検出手段が備えられ、かつ、前記ダクトにはシャッターが備えられており、該シャッターの開閉により該加熱部の温度を調整することを特徴とする画像形成装置。
24. 請求項２３に記載の画像形成装置において、前記シャッターは複数の通気孔を有し、該通気孔はそれぞれ開閉可能であることを特徴とする画像形成装置。
25. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記ヒートパイプは、前記発熱源である前記定着装置、前記半導体素子および電子部品、並びに前記原稿照明用ランプの熱を輸送すると共に、それぞれの発熱源の熱を一つに集約して前記加熱部へ供給することを特徴とする画像形成装置。
26. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記加熱部には温度検出手段が備えられ、また、前記ヒートパイプの放熱部にはフィンが設けられており、該フィンへ供給する風量により該加熱部の温度が調節されることを特徴とする画像形成装置。
27. 請求項８に記載の画像形成装置において、前記金属部材は、前記発熱源である前記定着装置、前記半導体素子および電子部品、並びに前記原稿照明用ランプの熱を輸送すると共に、それぞれの発熱源の熱を一つに集約して前記加熱部へ供給することを特徴とする画像形成装置。
28. 請求項８に記載の画像形成装置において、前記加熱部には温度検出手段が備えられ、また前記金属の放熱部にはフィンが設けられており、該フィンへ供給する風量により該加熱部の温度が調節されることを特徴とする画像形成装置。
29. 請求項２６または２８に記載の画像形成装置において、前記フィンへ風を供給するファンは、該ファンを構成するブレードが取り外し可能であることを特徴とする画像形成装置。
30. 請求項２６または２８に記載の画像形成装置において、前記フィンへ風を供給するファンは取り外し可能なカバーで覆われていることを特徴とする画像形成装置。

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