JP2010006560A - シート積載装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストアップ及び装置の大型化を伴うことなく、シート同士の貼り付き、画像品質の劣化等を防ぐことのできるシート積載装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 シートを排出する排紙ローラ対３０と、排出されたシートを積載する積載トレイ２４と、積載トレイ２４上に積載されたシートに対し送風ファン３３からの風を吹き付ける送風口３５と、送風口３５の風を吹き付ける向きを変更する風向切り替え部４１と、を有し、積載トレイ上のシート積載量に応じて積載されたシートへの風の向きを変更する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、シート積載装置及び画像形成装置に関し、特に積載手段に積載されたシートに風を吹き付けて冷却する冷却機構を有するものに関する。

従来、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、画像が形成された後、排出されるシートを積載する積載手段を、装置の外部に備えているものがあった。

電子写真方式によって画像形成されたトナー画像を熱と圧力によりシート上に定着した後、排出されるシートは熱を帯びたまま積載手段上に積載される。積載手段は画像形成装置の外部空間に露出して設けられ、積載手段上に積載されたシートは自然放熱により冷却される。

しかしながら、例えば１分間に２０枚以上の画像形成能力を有する画像形成装置では、積載手段上に排出されたシートが自然放熱だけでは十分に冷却されないうちに、次に排出されるシートがその上に積載される。このため連続印刷をした場合には、積載手段上に積載されたシートの冷却が不十分となり、排出されたシート上のトナーが次に積載されるシート上のトナーと貼り付くなどして、画像品質の低下を生じるおそれがあった。

そこで、排出されるシートに対し風を当て、積載手段上に積載される前に冷却する冷却手段を備えたシート積載装置が提案されている（特許文献１）。

図９、図１０にこのような従来のシート積載装置の一例を示す。従来のシート積載装置においては、例えば、排紙口の下方、かつ積載手段の積載面より上方に送風口を設けた冷却手段の構成が提案されている。図９はシートを排出中の状態を示し、図１０はシートを排出していない状態を示している。まず、シートＳ排出中においては、送風口からの風を直接、シート下面に吹き付け冷却する。次に、シートＳを排出していない時の送風状態を説明する。シートを排出されていないときには、積載トレイ２４上に積載されたシートＳが所定の積載高さに達したことを検知するフラグ５０が図１０に示す位置にある。この状態において、送風口から出た風は図１０中の矢印に示すようにフラグ５０によってその向きを変えられる。向きを変えた風は積載トレイ２４に向けて吹き付けられ、積載されたシートＳが冷却される。

ところで、多量のシートを積載する必要がある画像形成装置においては、積載トレイ上方の積載空間を大きく確保する方法と、積載トレイを可動式とし、図１１、図１２に示すように積載量が増すにつれて積載トレイを下降させる構成を採用する場合がある。

このような構成の画像形成装置では、図１２の４０で示すシート後端領域で自然放熱がしにくくなり、積載されたシートの蓄熱が局所的に進むことになる。その結果、例えばシート両面にトナー像を形成する場合では、積載シート上面に形成されたトナー画像が、その上に積載されたシート下面のトナー画像と貼り付いてしまうこととなる。

このため、複数の送風口を備え、積載トレイの積載状態により送風口を切り替える冷却手段を備えているシート積載装置がある（特許文献２）。この構成によって、連続印刷した場合でも最大積載量になるまでトナー画像の貼り付きによる画像品質の劣化を抑えつつシートを積載することを可能としている。
特開２００６−２５６７０７ 特開平０６−０１６３０４

しかしながら、このような従来のシート積載装置においては、送風口ごとの送風の向きが固定されているため、風が当たらずに局所的に昇温してしまうおそれがあるため、その部分でシートの貼り付きが発生する可能性がある。また、複数の送風口を設けなければならないのと、複数の送風口を切り替える機構が必要となるため、装置全体が大型化すると同時に高コストとなってしまう。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、装置の大型化及びコストアップを伴うことなく、積載シートの貼り付き、画像品質の劣化等を防ぐことのできるシート積載装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シートを積載するシート積載装置において、シートを排出する排出手段と、前記排出手段から排出されたシートを積載する積載手段と、前記積載手段上に積載されたシートに風を吹き付ける送風手段と、前記送風手段からの風の向きを変更する風向切り替え部と、を備え、前記風向切り替え部は、前記積載手段上に積載されたシートの積載量に応じて前記送風手段からの風の向きを変更することを特徴とするものである。

本発明のように、積載シートの積載量の増大に伴って蓄熱の集中する箇所に積載シートに吹き付けるよう風の向きを変更することにより、積載シートの貼り付き、画像品質の劣化等を防ぐことができる。

以下図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

｛カラー画像形成装置の全体構成｝
まずカラー画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概要説明する。なお、図１は本発明の実施の形態に係るシート積載装置２００を備えた画像形成装置の一例であるフルカラーレーザービームプリンタ（以下、画像形成装置）１００の全体構成を示す断面図である。

同図に示す画像形成装置１００は、垂直方向に並設された４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲にはそれぞれ、その回転方向に従って順に、以下のものが配設される。感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面を均一に帯電する帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）。画像情報に基づいてレーザービームを照射し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）。感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）。感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像をシートＳに転写させる静電転写装置５。転写後の感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置６がプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）に内蔵され、ユニット化されている。プロセスカートリッジ７と静電転写装置５により画像形成部が構成される。

スキャナユニット３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄの左方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモータ（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成される。

すべての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設される。この静電転写ベルト１１は、水平方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面にシートＳを静電吸着して上記感光体ドラム１にシートＳを接触させるべく循環移動する。これにより、シートＳは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像が転写される。

給送部１６は、画像形成部にシートＳを給紙搬送するものであり、複数枚のシートＳが給紙カセット１７に収納されている。給紙カセット１７内のシートＳを１枚毎、分離給送するとともに、静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給紙されていく。

静電転写ベルト１１により搬送されながら順次各色トナー像を転写されたシートＳは、その後、定着装置２０にて加熱・加圧されることにより定着される。

画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラは、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

給送部１６より給送されたシートＳは、静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込まれるようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接する。また同時に、静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体であるシートＳと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、シートを静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。このような動作により、シートＳは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。

そして、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、搬送されたシートＳ上に各感光体ドラム１上のトナー像を順次転写される。

このようにして４色のトナー像を転写されたシートＳは、定着装置２０に搬入され、定着装置２０で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対２３によって積載トレイ２４に排出される。

また、両面印刷をおこなう場合には、シートＳを排紙ローラ対２３にて搬送しつつ、シート搬送方向先端を画像形成装置１００外へ露出させる。シート搬送方向後端が排紙ローラ対２３のニップ近くまで搬送されたところで、排紙ローラ対２３を停止した後に反転させ、画像形成装置１００内の両面搬送経路へ搬送する。両面搬送路を搬送されたシートはＵターン部を通り、再度レジストローラ対１９に至り、斜行取りをしつつ転写部へ再給送される。以後は片面印刷時と同様に、転写部にてトナー像を転写されたシートは定着装置２０に搬送され、定着後に積載手段を構成する積載トレイ２４に排出される。

｛排紙部におけるシート冷却構成｝
図２は本発明に係るシート積載装置２００の冷却機構を表す図面であり、図１の画像形成装置における排紙部周辺の構成を抜き出したものである。

定着装置２０は加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２１ｂを有し、トナー像を形成されたシート上のトナー像を加圧と共に加熱することで定着させる。定着装置２０のシート搬送方向下流には排紙ローラ対２３が設けられ、加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２１ｂを通過したシートを挟持し定着装置外へ排出させる。３０は定着装置より搬送方向下流に位置し、最終的に積載トレイ２４へシートＳを排出させるための排出手段としての排出ローラ対である。

３３は画像形成装置本体後部に設置され、外気を画像形成装置１００内に取り込み送風するための冷却ファンである。図２では概略図であり図示していないが、外気は画像形成装置本体外装に設けられたルーバーを通り、その内側に設置されたフィルターにて埃等を除去された後に冷却ファン３３へ吸入される。ダクト３４は上部カバー３７と共にエアダクトを形成する。冷却ファンから送り込まれる外気は、図示矢印の方向にこのエアダクトを通して送られ、ファンからの送風方向に対して反転する形で排出ローラ対３０の下部に設けた送風口３５から積載手段へ吹き出される。

上部カバー３７の上面には積載トレイ２４が設けられ、上部カバー３７の回転支持部に取り付けられることで回動可能に支持されている。また積載トレイ２４と上部カバー３７の間には、移動可能な積載トレイ２４を下方から付勢するバネ部３６が設けられている。排出手段より排出され積載トレイ上に積載された際には、シートＳの重さによりバネ部３６が収縮し、積載トレイ２４が回転支持部を軸に回動する。積載トレイ２４がシート積載量の増加に応じて順次下がることにより、少数枚積載時から多数枚積載時まで積載面の高さが安定し、排出されるシートＳをきれいに積載することができる。

また排出ローラ対３０の下部にある送風口３５には、可動式の風向切り替え部４１が設けられている。冷却ファン３３、ダクト３４、送風口３５によって積載トレイ上に積載されたシートＳに風を吹きつける送風手段が構成される。

シート積載量に応じて送風手段からの風の向きを変更する風向切り替え部４１の機構を図２、図３に、その一部である連結部としてのリンク機構部の拡大図を図４、図５に示す。これらの図はシート搬送方向の断面図であり、積載トレイのシート搬送方向と直交する方向の幅よりも外側に位置する構成部を示している。リンク部４２は、その一端を風向切り替え部４１端部に形成された軸部４１ａと回動自在に接続され、もう一端を他のリンク部４３に形成された軸部４３ａと接続されている。風向切り替え部４１は、図６に示すように一部をダクト３４にて回転可能に支持されている。リンク部４３はリンク部４２接続面とは反対面にて本体フレーム上の支持部に接続されており、この支持部を軸として回動可能とする。一方、リンク部４２接続部とは異なる一端には長穴４３ｃが形成されており、積載トレイ２４端部に形成された軸部と接続されている。

次に、このように形成された画像形成装置における風向切り替え動作について説明する。

転写部においてトナー像が転写されたシートＳが定着装置２０に搬送され、加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２１ｂにて圧力と熱を加えられることで、トナー上がシートＳに定着される。定着装置２０からの熱を受け、温度が高いままのシートＳは、ローラ対２３により定着装置２０から排出され、ガイド部を通って排出ローラ対３０により画像形成装置１００外へ排出される。排出されたシートＳは自重落下し、積載トレイ２４上に積載されていく。

ここで、積載トレイ２４上に積載されたシートが少数枚である場合は、図２に示すように積載トレイ２４はバネ部３６の付勢力によりホームポジションに近い位置にある。この状態では、風向切り替え部４１の先端は図示のように積載トレイ２４に略平行に向いており、冷却ファン３３及びエアダクトにて導かれた外気は、積載されたシートＳに対して略平行に吹き付けられる。シートＳのほぼ中央に向けて風が通過するため、積載されたシートＳを比較的均一に冷却することができる。

一方、図３に示すように積載トレイ２４上に積載されたシートＳが最大積載量に近い状態では、シートＳの重さによりバネ部３６が圧縮され、積載トレイ２４が回動して上カバー側へ下がった状態となる。積載トレイ２４が下がる際には、その両端の軸部に接続されたリンク部４３が、支持部４３ｂを軸として下側へ同時に回動する。この時、リンク部４３に形成された軸部に一端を接続されたリンク部４２が、図８の鎖線で示す姿勢まで下方向に引き下げられる。この際、もう一端に接続された風向切り替え部４１が、図６、図７に示す支持軸部４１ｃを中心として回動する。この状態の風向切り替え部４１の姿勢においては、冷却ファン３３とダクトにて導かれた外気が送風口３５まで到った後、切り替え部４１により積載トレイ２４上のシートの排出方向後端部に向けて吹き付けられる。よって、積載トレイ２４上にシートＳが多量に積載された場合でも、自然放熱だけでは冷却できない部分を冷却することができ、シート後端部の蓄熱を抑えて貼り付きや画像品質等の劣化のない画像形成装置を提供することができる。

上述した図２に示す少量積載状態から図３に示す多量積載状態へ移行する過程で、積載トレイ２４に積載されたシートＳの重さが増大するにつれ、積載トレイ２４の積載面の角度が変化する。図２に示す少量積載状態では、積載シートＳにおける温度分布は均一に近いが、シートＳの積載量が増大するにつれ、積載シートにおける蓄熱が排出方向後端部に集中する。そのため、本実施の形態に係る冷却機構の構成により、積載シートＳの積載量の増大に伴い、積載されたシートＳに対する風向も徐々に排出方向下流側から排出方向上流側に変化させることができる。これにより、蓄熱が集中しないときにはシート全域に、蓄熱が集中した場合には集中箇所に風を吹き付けることができる。

なお、本実施の形態において、風向切り替え部と積載トレイをリンク部で接続し、積載トレイの動きに直接連動して風向切り替え部を動かす構成を説明したが、本発明を実現する手段はこれに限定されるものではない。例えばリンク部をバネ等の弾性部とし、積載トレイの変位を送風方向切り替え部の角度変更に変換する構成が考えられる。また別の実施例として、積載トレイの角度を検出する検出手段としてのセンサと、その検出結果によりアクチュエータを用いて送風口切り替え手段を制御する構成が考えられる。

また、本実施の形態において、積載されるシートの積載量に応じて積載トレイが回動可能な構成について説明したが、ガイドレールに沿って上下に移動可能な積載トレイであってもよい。

さらに、本発明に係るシート積載装置を画像形成装置本体に一体に組み込んだ構成について説明したが、シートを処理するフィニッシャ、シートを積載するスタッカ等、別装置として画像形成装置本体に接続される装置であっても本発明は有効である。

本発明の実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザービームプリンタの断面図。 上記シート積載装置の冷却機構の構成を示す概略図（少量積載状態を示す図） 上記シート積載装置の冷却機構の構成を示す概略図（多量積載状態を示す図） 上記シート積載装置の冷却機構のリンク部構成概略図（少量積載状態での各部の位置を示す図） 上記シート積載装置の冷却機構のリンク部構成概略図（多量積載状態での各部の位置を示す図） 上記シート積載装置の冷却機構の風向切り替え部の概略図 上記シート積載装置の冷却機構の風向切り替え部の概略図 上記シート積載装置の冷却機構の風向切り替え部のリンク回動部の動作概略図 従来の画像形成シート積載装置の排紙冷却装置の構成を示す概略図（少載状態を示す図） 従来のシート積載装置の冷却機構の構成を示す概略図（多量に積載した状態を示す図） 従来のシート積載装置の冷却機構の構成を示す概略図（排出中の状態を示す図） 従来のシート積載装置の冷却機構の構成を示す概略図（排出していない状態を示す図）

符号の説明

２４ 積載トレイ（積載手段）
２０ 定着装置
３０ 排出ローラ対（排出手段）
３３ 冷却ファン（送風手段）
３４ ダクト
３７ 上部カバー
４１ 送風口切り替え部
２００ シート積載装置
Ｓ シート

Claims (6)

1. シートを排出する排出手段と、
   前記排出手段から排出されたシートを積載する積載手段と、
   前記積載手段上に積載されたシートに風を吹き付ける送風手段と、
   前記送風手段からの風の向きを変更する風向切り替え部と、
   を備え、
   前記風向切り替え部は、前記積載手段上に積載されたシートの積載量に応じて前記送風手段からの風の向きを変更することを特徴とするシート積載装置。
2. 前記風向切り替え部は、前記積載手段上に積載されたシートの積載量が増えるにつれて風の向きを、前記排出手段の排出方向下流側から排出方向上流側へ変更することを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
3. 前記積載手段は、積載されたシートの積載量に応じて移動可能な積載トレイを有し、
   前記風向切り替え部は、前記積載トレイの移動に伴い、前記送風手段からの風の向きを変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート積載装置。
4. 前記風向切り替え部は、前記積載トレイと連結する連結部を有することを特徴とする請求項３に記載のシート積載装置。
5. 前記積載トレイの移動を検出する検出手段を有し、
   前記風向切り替え部は、前記検出手段の検出結果に基づき、前記送風手段からの風の向きを変更することを特徴とする請求項３に記載のシート積載装置。
6. シートに画像を形成する画像形成部と、
   画像形成されたシートを積載する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシート積載装置と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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