JP2009134207A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易で安価な構成により、結露した水滴が記録媒体へ付着するような事態を良好に防ぐとともに水蒸気の拡散を回避することを可能とする。
【解決手段】定着装置等の熱源１５の上方位置に配置された熱源対面部材１５ｃに、当該熱源対面部材１５ｃとの間に適宜の水滴保持空間３０ｃを形成する水滴保持シート３０ａを取り付け、その水滴保持シート３０ａを通過させた水蒸気を水滴保持空間３０ｃの内部で結露させて落下する水滴Ｖを水滴保持シート３０ａにより保持し、定着装置等の熱源１５の加熱作用で記録媒体から放出された水蒸気Ｖが結露した水滴Ｄの滴下を良好に防止するように構成したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱と加圧により未定着の画像を定着する定着装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のような電子写真記録方式を採用した各種の画像形成装置においては、記録媒体上に形成されたトナー画像の定着を行う定着装置等のような熱源が採用されている。それらの熱源の発熱作用によって例えば記録媒体が加熱されると、その記録媒体中に含まれていた水分が水蒸気となって空中に放出され、その放出された水蒸気が周囲の比較的低い温度の機内部品に触れたときに結露して水滴化する。このような結露現象などにより機内に発生した水滴が搬送されている記録媒体に向かって滴下した場合には、記録媒体上に形成された画像に著しい汚れを発生させたり、記録媒体自体が波状に膨潤して平面性を損ねたりすることがある。

特に、近年のようなエコロジー環境や省エネルギー等の観点から、いわゆるウェイトレスの定着装置が利用されている場合には、定着装置の周囲の各種機構部品が暖まる前の低温状態のままでの記録媒体の通紙が行われることとなるため、上述したように記録媒体上に水滴が付着するおそれが強くなる。

このような記録媒体に対する水滴付着の問題を解決するために従来の画像形成装置においては、電源投入からのウォームアップ時間を長くとることにより定着装置等の熱源の温度が規定の温度に到達するまで空回転を行い、定着装置の周囲の各種機構部品の温度が結露しない温度になるまでスタンバイ状態でアイドリングを実行することが行われている。しかしながら、この場合には、電源投入から実際の通紙が可能になるまでのウェイト時間が長くなり、使用者はそのウェイト時間分だけ次の操作を待たなければならないという問題がある。

また従来においては、ポリエステルやアクリル等の化学繊維、或いは植物繊維を主体とする不織布を、定着装置等の熱源の周囲に配置された結露し易い部品に貼付することによって、結露した水滴を滴下させないようにした対策等も採られている。しかしながら、不織布が貼付けられない箇所に拡散した水蒸気に対しては有効な対策にはならない上に、不織布は飽和吸水量が小さいため、付着した水滴の滴下を防止することができないおそれがある。さらに不織布を貼付けた箇所であっても、その不織布の断熱効果によって結露しない傾向が生じることから水蒸気を含む空気が拡散して広範囲な領域で結露が発生してしまい、不織布を広範囲に貼付けねばならないという問題がある。

一方、下記の特許文献１においては、定着装置の下部に結露防止ファンを装備し、それによって排紙ガイド近傍の水蒸気を含む空気を予め形成した風路を通して除去するようにした装置の提案がなされている。しかしながら、このような結露防止ファンを設置した場合には、風路を形成するためのスペースを確保する必要があることから、装置全体が複雑化又は大型化してしまい、近年の小型化・軽量化の要請に反するとともに、結露防止ファンの設置に伴う製造コストや電源容量が上昇し、さらにはファン騒音が大きくなるおそれもある。

また、下記の引用文献２のように水分吸収部材を搬送路天板に貼付けることによって結露による水滴の滴下を防止するようにした手段や、引用文献３のように吸湿特性を有する水分吸収材によりガイドを構成することで結露による水滴を除去するようにした手段も従来から開示されてはいるが、それらの水分吸収材は、雰囲気の湿度状態によって水分吸収量が変化してしまうために、水分吸収機能が不安定になりやすく、また水分吸収材を使用する分だけ製造コストが上昇するという問題がある。

特開平０５−１３４５１３号公報 特開平０６−０３５３６０号広報 特開２００３−０４３８３６号広報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安価で簡易な構成によって、結露で発生する水滴が記録媒体へ付着することを良好に防止することができるようにした画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明においては、加熱と加圧により未定着の画像を定着する定着装置を備えた画像形成装置において、装置内から発生する水蒸気を通過させ、かつ水蒸気が結露して落下する水滴を不通過とする水滴保持シートを備えた構成になされている。

このような構成を有する本発明によれば、定着装置の加熱作用によって記録媒体等から放出された水蒸気が水滴保持シートを通過した後に結露して水滴化する。そして、そのときに発生した水滴は、上記水滴保持シートを通過することなく、そのまま水滴保持シートにより保持されることとなり、それによって水滴の下方への滴下が良好に防止されるとともに水蒸気の拡散が回避され、定着装置の発熱に起因する結露の問題が良好に解消されるようになっている。

また本発明における前記水滴保持シートは、前記装置内の上方の内壁面から適宜の隙間だけ離間する位置に固定されて取り付けた構成とすることが可能である。

このような構成を有する本発明によれば、定着装置の加熱作用によって記録媒体等から放出された水蒸気が、水滴保持シートを通過して当該水滴保持シートと内壁面との間に形成される空間の内部に流入し、そこで結露して水滴化する。そして、そのときに発生した水滴は、水滴保持シートを通過することなく上記空間の内部にそのまま保持されることとなり、それによって水滴の下方への滴下が良好に防止されるとともに水蒸気の拡散が回避されるようになっている。

また本発明における前記水滴保持シートは、格子状穴又は網目状穴を備えた通気性部材から形成することが可能である。

このような構成を有する本発明によれば、定着装置の加熱作用によって記録媒体等から放出された水蒸気が、水滴保持シートの格子状穴又は網目状穴を通過していくとともに、結露により発生した水滴が、水滴保持シートの格子状穴又は網目状穴を通過することなくそのまま保持される。その結果、上記水滴の下方への滴下が良好に防止されるとともに、水蒸気の拡散が回避されるようになっている。

また本発明においては、前記水滴保持シートに保持されている水滴を所望の場所に案内する水滴排出手段を備えた構成を採用することが可能である。

このような構成を有する本発明によれば、水滴保持シートにより保持された水滴が外部に溢れ出してしまうような事態の発生が確実に防止される。

以上のように本発明は、定着装置等の加熱作用により装置内で発生する水蒸気を水滴保持シートに通過させるとともに、水蒸気が結露した水滴を水滴保持シートを不通過とすることによって、水滴の下方への滴下を良好に防止し、水蒸気の拡散を回避するするように構成したものであるから、簡易で安価な構成によって、結露した水滴が記録媒体へ付着するような事態を良好に防止して定着装置の発熱に起因する結露の問題を良好に解消することができ、画像形成装置の信頼性を低廉かつ大幅に向上させることができる。

以下、画像形成装置としてのマルチファンクションプリンタ装置に対して本発明にかかる原稿搬送装置を適用した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

まず、図１に示されているように、電子写真方式の画像記録本体部１１の最上部には、画像の読取対象として載置される原稿に対する原稿読取装置２１が装着されているとともに、上記画像記録本体部１１の最下部には、カット紙などのシート状記録媒体を収容して当該シート状記録媒体の給紙動作を行う給紙装置を構成しているユニバーサルカセット装置１２及び手差し給紙装置１３が配置されている。また、それらの給紙装置１２，１３の上方には、当該給紙装置１２，１３から給紙されるシート状記録媒体上に画像を転写して形成する画像形成部１４が配置されている。さらにその画像形成部１４の上方位置には、当該画像形成部１４によりシート状記録媒体上に形成されたトナー像の定着を行わせる定着装置１５が配置されているとともに、その定着装置１５の上方位置に、該定着装置１５でトナー像を定着されたシート状記録媒体の排出部１６が配置されている。

このような画像形成に関与する各部１２〜１６は、図示を省略した動作制御部からの指令に従って概略次のような画像形成プロセスを実行する。すなわち、まず上述した画像形成部１４を構成している感光ドラム１４ａの表面感光層が、帯電ローラ１４ｂによって一様に帯電されると、上述した原稿読取装置２１で読み取られた画像情報又は外部コンピュータなどを通して入力された画像情報に基づいて変調されたレーザ光がレーザ光学ユニット１４ｃから射出されて上記感光ドラム１４ａ上に照射され、上記感光ドラム１４ａの表面感光層に画像情報に応じた静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４ｄに設けられた現像スリーブによって、上記感光ドラム１４ａの表面感光層が帯電されている極性と同極性のトナーが感光ドラム１４ａ側に供給され、上述したようにレーザ光が照射された部分が現像（反転現像）されることによって可視像としてのトナー像が形成される。その可視像としてのトナー像は、感光ドラム１４ａと転写ローラ１４ｅとの対向部位に形成された転写位置に送り込まれ、それにタイミングを合わせて上述した給紙装置としてのユニバーサルカセット装置１２及び手差し給紙装置１３のいずれかからシート状記録媒体が供給され、当該シート状記録媒体上にトナー像が転写される。そのトナー像を転写されたシート状記録媒体は上述した定着装置１５に送られて定着が行われる。

ここで、上述した給紙装置としてのユニバーサルカセット装置１２は、箱状の給紙ハウジングを構成するカセットトレイ１２１を有しており、そのカセットトレイ１２１の内部に、媒体積載板（中板）１２２が配置されている。この媒体積載板１２２は、当該媒体積載板１２２の上面部分に、カット紙などの適宜のシート状記録媒体が積層状に載置される構成になされているとともに、前記カセットトレイ１２１の前端側（図示左端側）部分には分離爪１２５が配置されており、その分離爪１２５の上方位置に、前記媒体積載板１２２上に積層状に載置されたシート状記録媒体の給紙動作を行わせるための給紙ローラ１２６が配置されている。この給紙ローラ１２６は、横断面略半月形状を有する円筒形状の一部からなる回転体により構成されており、当該給紙ローラ１２６が回転駆動されることによって、シート状記録媒体Ｐが前方側（図示左方側）に向かって移動するように付勢されると同時に、上述した分離爪１２５の捌き作用が付与されることによってシート状記録媒体が一枚ずつ分離されながら給紙動作が行われる。

また、上述した定着装置１５は、加熱と加圧により未定着の画像を定着するものであって、ヒータを内蔵した定着フィルムユニット１５ａと、その定着フィルムユニット１５ａに圧接された加圧ローラ１５ｂとを備えた構成になされている。この定着装置１５を構成している定着フィルムユニット１５ａと加圧ローラ１５ｂとが圧接された定着ニップ部内には、トナー像を転写されたシート状記録媒体が送り込まれ、そのトナー像に対する加熱・加圧処理によって定着が行われる。そして、シート状記録媒体の片面のみに対して画像形成を実行する片面画像形成時の場合には、上述したようにトナー像を定着されたシート状記録媒体が、前記排出部１６の搬送路に沿って斜め上方に案内されていき、その出口部分に配置された排紙ローラ１６ａと排紙コロ１６ｂとの挟持搬送力により、画像記録本体部１１の最上位置に配置された記録媒体排紙トレイ１６ｃに向かって定着後のシート状記録媒体が排出されて積層状に積載される。

一方、上述した転写終了後における感光ドラム１４ａの外周表面には、残留トナーなどの残留物が付着されることがあるが、それらの残留物は、画像形成部１４を構成しているクリーニング部１４ｆで除去され、その後に、再び帯電工程へ進んで同様な画像形成工程が繰り返される。

以上の工程が、シート状記録媒体の片面（表側面）に対する画像形成工程の概略であるが、シート状記録媒体の両面に画像形成を実行する両面画像形成時の場合には、前記排出部１６に設けられた排紙ローラ１６ａが上記シート状記録媒体を後端まで搬送した後に一旦停止し、その後に逆方向に回転されるスイッチバック動作により、片面に画像を形成された後のシート状記録媒体が排出部１６に連設された反転搬送機構１７に送り込まれて当該反転搬送機構１７を通して装置下方側に搬送されていく。これにより表裏を反転されたシート状記録媒体は、上述した画像形成部１４に再度送り込まれ、その画像形成部１４において上記シート状記録媒体の第２面目（裏側面）に対して上述した第１面目（表側面）の画像形成動作と同様にしてトナー像の転写が行われる。このようにして第２面目（裏側面）にトナー像を転写されたシート状記録媒体は、定着装置１５に送られてトナー像の定着が行われた後、上述した排出部１６の排紙ローラ１６ａ及び排紙コロ１６ｂの搬送作用によって、記録媒体排紙トレイ１６ｃ上に排出されていく。

このとき、図２にも示されているように、上述した熱源を構成する定着装置１５の上方位置には、平板状部材からなる熱源対面部材としての熱遮蔽部材１５ｃが略水平に延在するように配置されている。この熱遮蔽部材１５ｃは、前記定着装置１５の上方を覆うように配置されており、上述した原稿読取装置２１等を定着装置１５から熱的に遮蔽する構成になされている。

また、上記熱遮蔽部材１５ｃの下面側には、装置内で結露した水滴を保持する水滴捕捉手段３０が取り付けられている。この水滴捕捉手段３０は、前記熱遮蔽部材１５ｃの下面から下方にやや離間するようにして取り付けられた水滴保持シート３０ａを備えている。より詳細には、上記水滴保持シート３０ａの外周側端縁部分が、適宜の高さを有する固定用スペーサ３０ｂを介して前記熱遮蔽部材１５ｃの下面に取り付けられており、これによって上記水滴保持シート３０ａが、前記定着装置１５の直上位置に略水平に対面するように配置された構成になされている。

上述したように水滴保持シート３０ａは、装置内の上方の内壁面から適宜の隙間だけ離間する位置に固定されて取り付けられており、より具体的には、前記固定用スペーサ３０ｂの高さ（例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度）に相当する適宜の距離だけ、前記熱遮蔽部材１５ｃの下面から下方側の定着装置１５側に向かって離間するように配置されている。その結果、上記水滴保持シート３０ａと、前記熱源対面部材としての熱遮蔽部材１５ｃとの間には、前記固定用スペーサ３０ｂの高さ分（例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度）に相当する空隙からなる水滴保持空間３０ｃが形成されている。

このとき、上述した水滴保持シート３０ａとしては、特に図３に示されているように、適宜の大きさの多数の格子状穴又は網目状穴を略均一に備えた通気性部材が採用されていおり、当該水滴保持シート３０ａの格子状穴又は網目状穴を通して、前記熱源としての定着装置１５側から上昇してくる水蒸気Ｖを通過させ、上述した水滴保持空間３０ｃの内部に流入させる構成になされている。このように水滴保持シート３０ａは、装置内の水蒸気Ｖを通過させる穴径の格子状穴又は網目状穴を有する通気性構造になされているが、その水滴保持シート３０ａに設けられた格子状穴又は網目状穴の穴径は、上記水滴保持シート３０ａの内部で結露して落下する水滴Ｄを不通過とする大きさに設定されている。

すなわち、前述したように定着装置１５でシート状記録媒体に熱定着が行われる際等ににおいては、シート状記録媒体が含有している水分などが水蒸気Ｖとなって上昇していくこととなるが、その水蒸気Ｖは、上述した熱遮蔽部材（熱源対面部材）１５ｃに取り付けられた水滴保持シート３０ａの格子状穴又は網目状穴を通過して水滴保持空間３０ｃの内部側に流入していく。さらに、その水滴保持空間３０ｃの内部に流入した水蒸気Ｖは、上記熱遮蔽部材１５ｃに付着すること等により結露されることとなるが、その結露によって生じた水滴Ｄは、上記水滴保持シート３０ａに設けられた格子状穴又は網目状穴を通過することがない。従って、上記水滴保持シート３０ａの上表面、つまり前記水滴保持空間３０ｃの内部には、結露によって生じて落下する水滴Ｄがそのまま保持される構成になされている。

上述したように水滴保持シート３０ａは、装置内から発生する水蒸気Ｖを通過させ、かつ水蒸気Ｖが結露して落下する水滴Ｄを不通過とする構成を備えたものであり、例えば最大径が１ｍｍ〜２ｍｍの角穴又は丸穴を有する部材により形成される。この水滴保持シート３０ａの具体的な実施例としては、ナイロン製又はポリエステル製の網状部材や格子状モールド部材、あるいはステンレス製の金網部材やパンチング板などが考えられる。このとき、吸水性を有する材質では水滴を保持することができないので、吸水性を有しない材質に限定される。

このように本実施形態によれば、画像形成装置における代表的な熱源である定着装置１５の加熱作用によってシート状記録媒体から放出された水蒸気Ｖは、水滴捕捉手段３０を構成する水滴保持シート３０ａの格子状穴又は網目状穴を通過して水滴保持空間３０ｃの内部に向かって円滑に流入する。そして、その水滴保持空間３０ｃの内部で結露により発生した水滴Ｄは、上記水滴保持シート３０ａの格子状穴又は網目状穴に対して不通過状態となって前記水滴保持空間３０ｃの内部に良好に保持されることとなる。従って本実施形態においては、簡易な構成の水滴保持シート３０ａを用いることによって、結露による水滴Ｄの下方への滴下が確実に防止され、シート状記録媒体が濡れることによる汚れや変形の発生が無くなるとともに水蒸気の拡散が回避されるようになっている。

なお、上述した実施形態においては、水滴保持空間３０ｃの高さ寸法を１ｍｍ〜５ｍｍ程度に設定しているが、１ｍｍ未満に設定すると水分の保持量が少なくなってしまう。また、その水滴保持空間３０ｃの高さ寸法を１０ｍｍ程度にまで広げると、水滴の滴下の衝撃で水滴が分散して、水滴保持シート３０ａを通過してしまうおそれがある。

一方、ある程度通紙が進んだ状態では、定着装置１５からの熱で周囲の構造部品は結露しない温度まで達して結露は発生しなくなり、水滴保持シート３０ａに保持されていた水滴Ｄも乾燥していく。また電源を切った後も、定着装置１５の温度が外気温度に至るまでの余熱で十分な乾燥を行わせることが可能であり、次のコールドスタート時点において上記水滴保持シート３０ａを乾燥させた状態で使用することができる。

また、上述した本実施形態における水滴保持シート３０ａは、適宜の高さを有する固定用スペーサ３０ｄを介して熱源対面部材としての熱遮蔽部材１５ｃに取り付けられた構成になされているため、水滴捕捉手段３０の水滴保持空間３０ｃが、簡易な構成の固定用スペーサ３０ｄによって安価かつ確実に形成される。

一方、図４に示されている本発明の他の実施形態においては、水滴捕捉手段４０を構成している水滴保持空間４０ｃ内の水滴を所望の場所に案内する水滴排出手段４０ｄを備えている。すなわち、上記水滴捕捉手段４０を構成している水滴保持シート４０ａは、一方側（手前側）の外端縁部に向かってやや下降する傾斜状態となるように取り付けられている。また、その水滴保持シート４０ａの最も下降した側（手前側）の端縁部に沿って、上記水滴排出手段４０ｄを構成する排出溝が長尺状に延在するように配置されている。

上記水滴排出手段としての排出溝４０ｄは、断面略矩形状の細長状溝から形成されており、その長手方向に沿った一方向にやや傾斜するように設けられている。すなわち、上述した水滴保持空間４０ｃの内部に保持された水滴は、上記水滴保持シート４０ａの傾斜に沿って上記排出溝（水滴排出手段）４０ｄ内に送り出されることとなるが、さらにその排出溝４０ｄの内部に蓄えられた水滴は、当該排出溝４０ｄの長手方向の傾斜に沿って流動することにより機外に案内されるように構成されている。

このような構成を有する本発明の他の実施形態によれば、水滴捕捉手段４０を構成している水滴保持空間４０ｃの内部に蓄えられた水滴が、排出溝（水滴排出手段）４０ｄを通して適宜の部位に案内されることとなり、不適切な部位に溢れ出してしまうような事態の発生が確実に防止される。

以上、本実施形態者によりなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本実施形態は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態においては、水滴保持シートを定着装置の直上位置に配置しているが、その他の種々の部位に配置することも可能である。また、上述した実施形態では定着装置を熱源としているが、その他の熱源を有する場合であっても本発明は同様に適用することが可能である。

また上述した実施形態は、マルチファンクションプリンタ装置に対して本実施形態を適用したものであるが、複写機やファクシミリ等の他の画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができる。

以上述べたように本実施形態にかかる画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。

本発明を適用する画像形成装置の一例としてのマルチファンクションプリンタ装置の全体構造を模式的に表した縦断面説明図である。 図１に表されたマルチファンクションプリンタ装置に用いられている本発明の一実施形態にかかる水滴捕捉手段の配置関係及び概略構造を表した部分拡大縦断面図である。 図２に表された本発明の一実施形態にかかる水滴捕捉手段の構造を表した外観斜視説明図である。 本発明の他の実施形態にかかる水滴捕捉手段の構造を表した外観斜視説明図である。

符号の説明

１１ 画像記録本体部
１２ ユニバーサルカセット装置
１３ 手差し給紙装置
１４ 画像形成部
１５ 定着装置
１５ａ 定着フィルムユニット
１５ｂ 加圧ローラ
１５ｃ 熱遮蔽部材（熱源対面部材）
１６ 排出部
２１ 原稿読取装置
３０ 水滴捕捉手段
３０ａ 水滴保持シート
３０ｂ 固定用スペーサ
３０ｃ 水滴保持空間
Ｖ 水蒸気
Ｄ 水滴
４０ 水滴捕捉手段
４０ｃ 水滴保持空間
４０ｄ 排出溝（水滴排出手段）
４０ａ 水滴保持シート

Claims (4)

1. 加熱と加圧により未定着の画像を定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
   装置内から発生する水蒸気を通過させ、かつ水蒸気が結露して落下する水滴を不通過とする水滴保持シートを備えていることを特徴する画像形成装置。
2. 前記水滴保持シートは、前記装置内の上方の内壁面から適宜の隙間だけ離間する位置に固定されて取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記水滴保持シートは、格子状穴又は網目状穴を備えた通気性部材から形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記水滴保持シートに保持されている水滴を所望の場所に案内する水滴排出手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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