JP2006243143A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水蒸気滞留空間を形成するために排紙トレイ上に遮蔽カバーを備える画像形成装置において、画像形成時に前記水蒸気滞留空間へ流出する水蒸気量の増化により発生する結露を防止する。また、画像形成後、湿潤した水蒸気滞留空間の温度低下により発生する結露（露点降下による結露）を防止する。
【解決手段】 排紙トレイ上を覆うためのカバー部材にヒータを備える。また、積載トレイ内に除湿剤を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機・ファクシミリ、又はこれらにプリンター機能を加えた複合機等の電子写真法による画像形成装置に関しており、詳しくは、画像形成後に装置外へと排出されたシートを積載するためのシート積載部周辺の温湿度制御に関するものである。

図５は従来の画像形成装置（コピー機能に加え、プリンター機能やファクシミリ機能を有する複合型複写機である）の全体構成を示す概略断面図（正面視）である。

先ず、図５に基づき従来の画像形成装置５００の全体概略構成について説明する。

画像形成装置５００は、上部に配設された原稿読取部５１０（本実施の形態では、自動原稿送り装置５１１を備えている）、略中央部に配設された画像形成部５２０、画像形成部５２０の下方及び右側方に配設された給紙部５３０から構成されている。

画像形成部５２０内では、電子写真感光体である感光ドラム５２１、感光ドラム５２１の表面に帯電処理を行う帯電ローラ５２２、感光ドラム５２１上の静電潜像を可視像化する現像器５２３、感光ドラム５２１上の残留トナー像を除去回収するクリーニング器５２４等を一体的に有するプロセスカートリッジ５２５や該プロセスプロセスカートリッジ５２５の上方に配設された露光装置（レーザスキャナーユニット）５２６や感光ドラム５２１と対向し該感光ドラム５２１上のトナー像をシートＳに転写する転写ローラ５２７や画像転写後のシートＳに対して熱定着処理を施す定着器５２８や該定着器５２８と一体的に構成され定着処理後のシートＳを装置外に排出する排紙ローラ対５２９などが配設されている。

給紙部５３０には、横置きされたＡ４サイズのシートＳ或いはこれよりも小さいサイズのシートＳを格納可能な給紙カセット５３１やシートＳを画像形成部５２０へ向けて送り出すための給紙ローラ５３２やシートＳの先端付近が給紙ローラ５３２と当接するよう持ち上げるための中板５３３などが配設されている。給紙ローラ５３２により送り出されたシートＳは、搬送ローラ対５３４を介してレジストローラ対５３５により一旦停止させられ、感光ドラム５２１上に形成されたトナー像に対してタイミングを合わされてから送り出される。場合によっては、画像形成部５２０の図中右側方に設けられた手差し給紙部５３６からレジストローラ対５３５へ給紙される。

原稿読取部５１０には、原稿台ガラス５１２やコンタクトイメージセンサー（ＣＩＳ）５１３やＣＩＳ５１３の支持軸５１４やＣＩＳ５１３の駆動を担うリーダモータ５１５などが配設されている。原稿は原稿台ガラス５１２上に置かれ、ＣＩＳ５１３によりスキャニングされることにより画像反射光が電気信号に変換される。

こうして、帯電ローラ５２２により一様に帯電された感光ドラム５２１に、原稿読取部５１０にて原稿画像反射光を電気信号に変換し、該電気信号をレーザスキャナーユニット５２６から画像光Ｌとして露光すると、感光ドラム５２１上には静電潜像が形成される。該静電潜像は感光ドラム５２１の回転と共に現像器５２３により現像されトナー像として顕在化された後、転写ローラ５２７によって給紙部５３０より搬送されレジストローラ対５３５によりタイミングを合わされたシートＳ上に転写される。尚、転写の終了した感光ドラム５２１はクリーニング器５２４によりクリーニングされ、次の画像形成の為に備えられる。転写の終了したシートＳは、該シートＳ上のトナー像が定着器５２８を通過するときに熱定着され、固着した後、排紙ローラ対５２９により装置外のシート積載部５５１及び延長トレイ５５２上へと排出される。

ところで、シートＳは、熱定着される際に高温となり該シートＳからは含有する水分が蒸発し、その後冷却されるとシートＳにはカールが発生してしまう。そこで、こうしたカールを抑えるために排紙の過程においてシートＳに水分を与える工夫が提案されている（例えば、特開平４−２９１２７７や特開２００１−０２６３５２などを参照）。

こうした工夫の１つを図６に示す。図６に示す画像形成装置６００は、図５に示した複写機５００と基本構成が同じであり、排出されたシートＳを積載するための排紙トレイ部６１０の構成のみ異なっている。複写機６００の排紙トレイ部６１０には、前記延長トレイ５５２の上方を覆い機外と遮蔽するためのカバー部材６１１が設けられている。該カバー部材６１１にはヒンジ６１５を回動中心として開閉可能な蓋６１２が設けられ、該蓋６１２を開けることで機外へと排出されたシートＳを取り出すことができる（開けた状態を破線で示す）。また、胴内部５５３の前面（図６の紙面に平行な面）も透明パネル等により塞がれている。

こうした構成の排紙トレイ部６１０を備えることにより、定着５２８で加熱されるシートＳから発散され排出口５４１から流出する水蒸気を機外へと逃がさずに胴内部５５３及びカバー部材６１１で囲まれた水蒸気滞留空間Ａ内に溜め込むことが出来るので排出後の乾燥過程においてシートＳは再吸湿しカール量を低下させることが可能になる。

又、従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
特開平４−２９１２７７号公報 特開２００１−２６３５２号公報

しかしながら、上記従来例で示した画像形成装置６００においては、外部から遮蔽された水蒸気滞留空間Ａは、熱定着時にシートＳより発生する水蒸気量の程度（シートＳの種類やカセット５３１内等で放置中の吸湿量により変化する）及び画像形成装置６００が設置されている屋内環境の状態（特に室内温度）によっては、水蒸気滞留空間Ａ内に結露が生じる場合がある。これは、水蒸気滞留空間Ａ内はシートＳの排出と共に水蒸気量が増化するので、増化した水蒸気量によりその時の雰囲気温度における飽和水蒸気量を超えた場合である。特に冬季などの室内温度が低い環境下に設置されている装置である場合には水蒸気滞留空間Ａ内はいっそう結露が生じやすい。シート積載部５５１及び延長トレイ５５２の結露や、結露の程度によってはカバー部材６１１等の結露が下方に滴りシート積載部５５１及び延長トレイ５５２上に滞留するので、水蒸気滞留空間Ａ内の結露は排出されたシートＳの出力品質を大きく低下させてしまうことにつながる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱定着時のカールを抑える効果を維持しながら、結露によるシートＳの出力品質を低下を防止することができる画像形成装置を提供することである。

電子写真方式により画像形成を行う画像形成部と、画像形成後のシートを熱定着するための定着部と、定着後のシートを排出するための排出部と、排出されたシートを積載するシート積載部と、を備える画像形成装置であって、前記シート積載部には、該シート積載部を取り囲み周辺空間と隔てるためのカバー部材を具備するように構成された画像形成装置において、前記シート積載部と、前記カバー部材と、で囲まれた空間内に、該空間内の雰囲気温度の上昇を担うヒータと、該空間内の吸湿を担う少なくとも１つの除湿材と、をいずれか一方或いは両方を備えることを特徴とする画像形成装置を用いる。

以上説明したように、本発明によれば、装置より排出されたシートを水蒸気滞留空間内で乾燥させることでシートのカール量を低減できると共に、画像形成時に装置より流出する水蒸気の増化により生じる水蒸気滞留空間内の結露を防止できるので、出力されるシートの出力品質の低下を防ぐことができる。また、シート出力後の水蒸気滞留空間内の温度低下により生じる水蒸気滞留空間内の結露を防止できるので、出力されるシートの出力品質の低下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態について、図１乃至図３に基づいて説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置（複写機）の全体構成を示す概略断面図（正面視）、図２は本発明の実施の形態に係る要部拡大図、図３は本発明の実施の形態に係る排出シートトレイ部を示す平面断面図（上視図）を示したものである。

尚、本実施の形態における画像形成装置１００は、前述の従来の画像形成装置５００及び画像形成装置６００とは排紙トレイ部１５０の構成を除き基本構成は同じである。従って、原稿読取部、給紙部、画像形成部等の個々の構成要素の説明は省略するとともに同一要素には同一符号を付す。

以下、本考案の要部である排紙トレイ部１５０を中心に説明する。

先ず、図１に基づいて排紙トレイ部１５０の全体構成について説明する。本実施の形態における排紙トレイ部１５０は、前述の画像形成装置６００と同様に水蒸気滞留空間Ａを形成するためにカバー部材１５１により機外の空間と遮蔽されている。カバー部材１５１は、カバー部１５２と、ヒンジ部１５５を回動中心とする蓋部１５３と、を主構成としており、この点は画像形成装置６００のカバー部材６１１と同様である。尚、カバー部材１５１は、原稿読取部５１０の外装面５１５に不図示の締結部材により固定されている。本考案の排紙トレイ部１５０の特徴として、カバー部１５２にはヒータ部１６０が設けられている。このために、カバー部１５２は、金属製材料或いは耐熱性の高い樹脂材料により成形されている。また、カバー部１５２に断熱シート１５４を貼り付けることによりカバー部１５２の外観面１５２ａが高温にならないようにしている。延長トレイ部１７０には、除湿剤１７１が着脱可能に組み込まれている。

図２は、排紙トレイ部１５０の拡大図である。ヒータ部１６０は、電熱線１６１、金属製のフレーム１６２、断熱シート１６３からなる。フレーム１６２には、電熱線１６１が取り付けられていると共に、電熱線１６１のカバー部材としての役割やカバー部１５２への取り付け部としての役割を担っている。尚、カバー部１５２への取り付けは、フック部１５２ｂにフレーム１６２に設けられたの開口部１６２ｂを差し込むことで行われる。排出されたシートＳを取る際にユーザが不用意にヒータ部１６０に触れた場合の安全性を確保するためにフレーム１６２を覆うように断熱シート１６３が設けられている。フレーム１６２と断熱シート１６３には夫々一致した位置にスリット状（長さ５０ｍｍ程度Ｘ幅３ｍｍ程度）の開口部１６２ａ、１６３ａが設けられている。開口部１６２ａ、１６３ａを設けることで電熱線１６１から発生する熱を水蒸気滞留空間Ａ内に広がり易くしている。延長トレイ部１７０には、シートＳの積載領域以外の部分に塩化カルシウム（場合によっては、シリカゲルや生石炭）を主成分とする除湿剤１７１が組み込まれている。該除湿剤１７１は容易に交換可能なように、延長トレイ部１７０に形成された凹部１７０ａの中に置かれている。

図３は、上方より見た延長トレイ部１７０を示している。本図中２点鎖線で示した領域がシートＳの積載領域である。本実施の形態では、本図に示すように除湿材１７１はシートＳの積載領域外の装置手前側及び奥側の夫々に１個ずつ置くことが出来るように構成されている。尚、除湿剤１７１は、画像形成装置１００の設置環境に応じて前記凹部１７０ａへの載置個数を選択することができる（詳細後述）。

以上が本実施の形態のおける排紙トレイ部１５０の構成である。続いて、ヒータ部１６０及び除湿剤１７１の作用について説明する。

本画像形成装置１００においては、熱定着時にシートＳから発散され排出口５４１から機外へと流出する水蒸気は水蒸気滞留空間Ａ内に溜め込まれる。機外へと排出されたシートＳは水蒸気滞留空間Ａ内で再吸湿しながら乾燥することでシートＳ自身のカールが抑えこまれる（従来の技術の項に記載の内容）。この際、カセット５３１等で放置中のシートＳの吸湿量（＝含有水分量）の程度のよっては、熱定着時にシートＳから発散され排出口５４１から流出する水蒸気の量が多くなり水蒸気滞留空間Ａ内のその時の雰囲気温度における飽和水蒸気量を超えてしまう状況が起こりえる。これでは内側面（カバー部材１５１や延長トレイ部１７０やシート積載部５５１等のシートＳと対向した各面全域のこと。

以下、内側面と称す）には結露が生じ、排出されるシートＳは濡れてしまうのでシートＳの出力品質は大きく損なわれることになってしまう。そこで、ヒータ部１６０に通電し発熱させることにより水蒸気滞留空間Ａ内の温度を高めることで水蒸気滞留空間Ａ内の飽和水蒸気量を増加させて、内側面の結露防止を図ることができるようになる。

ここで、ヒータ部１６０への通電は、ユーザによる画像形成開始信号の検知により開始され、画像形成終了後、装置停止と共に停止するよう制御される構成となっている。この構成では、画像形成時以外にもヒータ部１６０に通電しようとすると該ヒータ部１６０用の専用電源部が必要となり画像形成装置１００の製品価格が上昇してしまうことを避けることができることに加え、発熱の必要の無い場合にユーザがヒータ部１６０への通電を止めることを忘れてしまう状況を、省エネルギーの観点から避けることができるからである。実際、流出する水蒸気により水蒸気滞留空間Ａ内の水蒸気量がその時の雰囲気温度における飽和水蒸気量を超えるほどの状況は、連続したシートＳの出力を行った場合のみであり、この連続出力に要する時間中を通してヒータ部１６０を発熱することで水蒸気滞留空間Ａ内の雰囲気温度を上昇させることができるようにヒータ部１６０の発熱量を設定しておけばよい。例えば、所定の出力枚数に要する時間の中で１５℃の水蒸気滞留空間Ａの温度を２０℃に上昇させるヒータ部１６０の発熱能力であれば飽和水蒸気量は約４０％上昇させることができる。所定の出力枚数におけるヒータ部１６０の発熱能力については、実験に基づいた上で画像形成装置１００可動時（画像形成時）に要する装置全体の消費電力を考慮して設定することになる。尚、図１及び２の中で示されるヒータ部１６０の制御部１９１は装置外に、専用部品が如く画かれているが、説明上分かりやすくするための表示であり実際には画像形成装置１００の制御部（不図示）に組み込まれている。

画像形成が終了するとヒータ部１６０の発熱は停止する。時間の経過とともに水蒸気滞留空間Ａ内の雰囲気温度は下がり、この時、画像形成装置１００が設置されている周辺の温度（通常室内温度）が特に低い場合には（例えば７．５℃程度）、水蒸気滞留空間Ａ内は相対湿度が１００％を超えてしまう状況が起こりえ、この結果、内側面には結露が生じてしまう（露点の降下による結露）。この場合における結露を防ぐためには水蒸気滞留空間Ａ内の水蒸気量そのものを低下させることが必要となり、ここで除湿剤１７１による吸湿作用が結露防止に効果を発揮することになる。また、室内温度が低い状況に設置されている装置の場合には水蒸気滞留空間Ａ内の雰囲気温度も低くなっているから装置停止中における水蒸気滞留空間Ａ内の飽和水蒸気量が少ないので、わずかなシートＳの出力であっても熱定着時にシートＳより発生する水蒸気により水蒸気滞留空間Ａ内の内側面は結露する可能性がある。

この場合においても、画像形成前の状態の水蒸気滞留空間Ａ内の水蒸気量は少ない方が良く、除湿剤１７１による吸湿が効果的となる。このように、寒冷地等における低温環境に設置されている装置においては、結露による出力シートの濡れを防ぐために充分な除湿剤を装備する方が良く、本実施の形態においては手前、奥両方の凹部１７０ａに除湿剤を備えることが望ましい。また、常温環境下（例えば、室温２０℃程度）に設置されている装置においては、出力シートのカールの程度（カールを抑えたい場合には水蒸気滞留空間Ａ内の水蒸気量を上げたい（湿潤側））と装置停止後の内側面の結露の程度（シートＳの濡れを防ぎたい場合には水蒸気滞留空間Ａ内の水蒸気量を下げたい（乾燥側））との兼ね合いで、除湿剤の装備個数を調整することが可能である。本実施の形態では、載置する除湿
剤１７１を１個或いは２個のどちらかが選択することができる。

こうして、本実施の形態に係る画像形成装置においては、排出されたシートは、水蒸気滞留空間内での乾燥過程において再吸湿しカール量を低下させることができることに加えて、ヒータ部の発熱作用により水蒸気滞留空間内の飽和水蒸気量を増加させることで、急な水蒸気量の増加による結露を防ぐことができる。また、除湿剤の吸湿作用によりシート出力後の湿潤した水蒸気滞留空間内の雰囲気温度低下による露点降下に伴う結露を防ぐことができる。これにより、カールを抑え、結露による湿りも抑えた良好な出力品質のシートを形成することができる。また、ヒータ部は画像形成装置の可動時に発熱するよう制御されるので、画像形成装置の製品価格を抑えることができる上に、不必要時のヒータ部の加熱を防ぐことでき、省エネルギーにもつながる。

次に、本発明の他の実施の形態を図４に基づいて説明する。尚、画像形成装置２００の基本構成は上述の実施の形態と同様であり、排紙トレイ部２５０が相互に異なっている。

以下、同一要素には同一符号を付すと共にその説明を省略する。

図４に示すように本実施の形態における排紙トレイ部２５０は上述の画像形成装置１００の排紙トレイ部１５０から除湿剤１７１を取り除き、延長トレイ部１７０を従来の技術の項で説明した画像形成装置５００の延長トレイ５５２に変更したものである。即ち、水蒸気滞留空間Ａ内の雰囲気をコントロールするための手段としてはヒータ部１６０のみが備わっており、ヒータ部１６０への通電による加熱作用のみが施されることになる。水蒸気滞留空間Ａ内に及ぼされるヒータ部１６０の加熱作用及びそれによる効果については上述の実施の形態の場合と同様であり、飽和水蒸気量を上げることで水蒸気滞留空間Ａ内の結露を防止する。また、ヒータ部１６０の通電タイミングも上述の実施の形態の場合と同様であり、画像形成開始信号の検知により通電を開始し、画像形成終了後、装置停止と共に停止するように制御される。

こうして、画像形成装置２００では、排紙トレイ部２５０において、消耗交換部品である除湿剤を備えていないために、画像形成装置の製品価格を低減できる上に、装置の使用の継続においてかかる費用（所謂ランニングコスト）も低減することができる。本実施の形態は、シート排出後に水蒸気滞留空間Ａ内の雰囲気温度低下による結露（露点降下による結露）を懸念する必要のない場合に適用することができ、冬季においても気温の高い地域（例えば亜熱帯地域等）に設置される画像形成装置に適用することができる構成と言える。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置（複写機）の全体構成を示す正面断面図 本発明の実施の形態に係る画像形成装置（複写機）の要部を示す正面断面図 本発明の実施の形態に係る要部補足説明図（平面図） 本発明の他の実施の形態に係る画像形成装置（複写機）の全体構成を示す正面断面図 従来例の画像形成装置（複写機）の全体構成を示す正面断面図 従来例の画像形成装置（複写機）の全体構成を示す正面断面図

符号の説明

１００ 画像形成装置（実施の形態）
１５０ 排紙トレイ部
１５１ カバー部材
１５２ カバー部
１５３ 蓋部
１５５ ヒンジ部
１６０ ヒータ部
１６１ 電熱線
１６２ フレーム
１６３ 断熱カバー
１７０ 延長トレイ部
１７１ 除湿剤
２００ 画像形成装置（他の実施の形態）
２５０ 排紙トレイ部
５００ 従来の画像形成装置
５１０ 原稿読取部
５２０ 画像形成部
５２５ プロセスカートリッジ
５３０ 給紙部
５５１ シート積載部
６００ 従来の画像形成装置
６１０ 排紙トレイ部
Ａ 水蒸気滞留空間
Ｓ シート

Claims (9)

1. 電子写真方式により画像形成を行う画像形成部と、画像形成後のシートを熱定着するための定着部と、定着後のシートを排出するための排出部と、排出されたシートを積載するシート積載部と、を備える画像形成装置であって、前記シート積載部には、該シート積載部を取り囲み周辺空間と隔てるためのカバー部材を具備するように構成された画像形成装置において、前記シート積載部と、
   前記カバー部材と、で囲まれた空間内に、該空間内の雰囲気温度の上昇を担うヒータと、該空間内の吸湿を担う少なくとも１つの除湿材と、をいずれか一方或いは両方を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カバー部材は、開閉可能な蓋部を備えると共に、前記ヒータを備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記シート積載部は、シート積載領域外に前記除湿材を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記ヒータは、画像形成開始信号の検知により通電を開始し、画像形成の終了と共に通電を停止するように制御されていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置は、前記ヒータの通電開始と通電停止との制御を行う制御部を備えることを特徴とする。
6. 請求項１記載の画像形成装置は、前記空間内に、該空間内の雰囲気温度の上昇を担うヒータを備えることを特徴とする。
7. 前記ヒータは、前記カバー部材に備えられていることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記ヒータは、画像形成開始信号の検知により通電を開始し、画像形成の終了と共に通電を停止するように制御されていることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 請求項８記載の画像形成装置は、前記ヒータの通電開始と通電停止との制御を行う制御部を備えることを特徴とする。

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