JP2013210427A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水蒸気の排気効率を高めることができ、搬送ローラーの回転速度に拘らずに十分な排気を行って結露を防止する。
【解決手段】転写紙を加熱して当該転写紙に転写像を定着させる定着部１６を備え、当該定着部１６によって転写像を定着して画像を形成する複合機１において、画像が形成された転写紙を定着部１６の外側に排出する搬送ローラー２２，２３と、搬送ローラー２２の回転に伴って回転することによって空気を排気する排気回転体２４と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、電子写真方式を用いたプリンター、複写機等の画像形成装置における結露防止機構に関するものである。

コンピューターやワークステーションの出力装置として、現像剤等を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、例えば、感光体ドラムに静電潜像を形成して、この静電潜像を現像剤で現像して現像像を形成し、この現像像を転写紙等の記録媒体に転写して転写像を形成し、この転写像を熱や圧力を利用して記録媒体に定着させる。この定着の際には、一般に、発熱体が内蔵された定着ローラーと、この定着ローラーに記録媒体を押し付けて加圧する加圧ローラーと、が筐体（ケーシング）に組み込まれた定着装置が用いられる。

定着装置では、転写像が形成された記録媒体が、定着ローラーと加圧ローラーの間に挟持されることで加熱されると共に加圧され、転写像が記録媒体に定着する。転写像が定着した記録媒体は、定着装置を通過して搬出ローラーによって装置外に排出される。

ところで、定着装置の内部は定着ローラーの熱で暖められている。したがって、定着装置の周辺の湿度が高い時やこの周辺の温度が低い時は、記録媒体から水分が蒸発して水蒸気が発生し易い。さらに、吸湿した記録媒体が定着装置を通過するときにも水蒸気が発生し易い。

また、一般に定着装置の周辺は内部よりも低温であるので、定着の際に発生した水蒸気が定着装置から排出されると急激に冷却される。この温度低下に起因して、定着装置の周辺の部材や部品に水滴が付着（結露）する。また、搬送ローラーに水滴が付着することもある。このようにして付着した水滴の量は、記録媒体が定着装置を通過する度に多くなるため、水滴の量が一定量を超えると落下して記録媒体や搬送ローラーに付着することがある。

記録媒体に水滴が付着した場合、記録媒体が破れ易くなったり、記録された画像が乱れたりする。また、搬送ローラーに水滴が付着した場合、水滴が記録媒体に移って画像が乱れることがあると共に、搬送ローラーの表面の摩擦力が変化して排紙がスムーズに行われずに紙詰まりが発生することもある。

これらの問題を解決するため、従来から、定着装置を通過した記録媒体を装置外に排出する搬送ローラーの回転軸に羽根を形成し、搬送ローラーの回転によって排気を行い結露を防止する画像形成装置が周知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７５１５３号公報

ところが、上記の如く構成された画像形成装置にあっては、搬送ローラーの回転速度を上げて羽根を高速で回転させる程、水蒸気の排気効率を高めることができる。しかしながら、搬送ローラーは、定着装置から装置外に記録媒体を搬送するタイミングで回転するため、記録媒体の搬送速度とは無関係に搬送ローラーの回転速度を設定することができなかった。

そこで、一枚の記録媒体のみを搬送する（プリントアウトする）場合には、記録媒体が定着装置を通過した後に搬送ローラーを高速で回転させる一方、複数枚の記録媒体を連続して排出する（連続プリントする）場合には、先行する記録媒体と後行の記録媒体の間（紙間）だけ搬送ローラーを高速で回転させるように、搬送ローラーの回転速度を制御することで、排気効率が高くない場合の工夫がなされていた。

しかしながら、紙間のみで排気効率を高めたとしても、特に結露が発生し易い通紙中の排気が不十分であった。また、搬送ローラーのみ回転数を上げるためには、別のモーターも必要になるため、コストが増加すると共に、制御が複雑であった。さらに、羽根は記録媒体に干渉しない範囲で形成する必要があるため、設計の自由度が低いことに加え、搬送ローラーの回転方向は一方向であるため、風の向きをコントロールできなかった。また、低速で画像形成を行う画像形成装置では、搬送ローラーの回転速度も遅くなるため、十分な排気を行うことが困難であった。

そこで、本発明は、例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、水蒸気の排気効率を高めることができ、搬送ローラーの回転速度に拘らずに十分な排気を行って結露を防止することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、記録媒体を加熱して当該記録媒体に転写像を定着させる定着装置を備え、当該定着装置によって前記転写像を定着して画像を形成する画像形成装置において、前記画像が形成された前記記録媒体を前記定着装置の外側に排出する搬送ローラーと、前記搬送ローラーの回転に伴って回転することによって空気を排気する排気回転体と、を備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、排気回転体が記録媒体に接触しない構成であるため、排気回転体の設計の自由度が高まり、排気回転体と記録媒体とが干渉しない範囲で排気回転体の排気量を増やすことができる。これにより、搬送ローラーを回転させて記録媒体を定着装置の外側に排出する度に排気回転体が回転し、記録媒体から発生した水蒸気を効率良く排気することができる。この結果、水蒸気による結露や結露した水滴の落下に起因する弊害を防止することができる。

この際、前記排気回転体は、前記搬送ローラーに圧接されていることが好ましい。

上記構成によれば、搬送ローラーの構成を変える必要がなく、搬送ローラーの回転力を排気回転体に伝達することができると共に、搬送ローラーに対する排気回転体の押圧面を容易に形成することができる。

また、互いに圧接してニップ部を形成する一対の前記搬送ローラーを備え、前記排気回転体は、前記搬送ローラーを挟んで前記ニップ部とは反対側に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、排出中の記録媒体が排気回転体に干渉することを防止できる。

また、前記排気回転体は、前記搬送ローラーに圧接される回転軸と、当該回転軸の外周に形成された羽根と、備えていることが好ましい。

上記構成によれば、簡易な構成で排気回転体を得ることができる。

また、前記排気回転体の回転軸は、前記搬送ローラーの外径よりも小径であることが好ましい。

上記構成によれば、排気回転体の回転数を搬送ローラーの回転数よりも上げることができ、水蒸気の排気効率を高めることができる。

上述した本発明によれば、水蒸気の排気効率を高めることができ、搬送ローラーの回転速度に拘らずに十分な排気を行って結露を防止することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る排気回転体と搬送ローラーとの概略構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る排気回転体の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る排気回転体と搬送ローラーとの概略構成を示す側面図である。

（第１の実施形態）
まず、図１を用いて画像形成装置としての複合機１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の構成の概略を示す模式図である。以下、便宜上、図１における手前側を各部材の正面側として説明する。

図１に示すように、複合機１は、箱型形状の装置本体２を備えており、装置本体２の下部には記録媒体としての転写紙（図示せず）を収容する給紙カセット３が設けられ、装置本体２の上部には排紙トレイ４が設けられている。そして、装置本体２における給紙カセット３と排紙トレイ４との間には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５と、露光器５からのレーザー光（矢印Ｐ参照）の光路上に配置された画像形成部６と、が設けられている。

画像形成部６には、感光体ドラム７が回転可能に設けられており、感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、現像器１０と、転写ローラー１１と、クリーニング装置１２とが、転写のプロセス順に配置されている。現像器１０の一側（図面上右）斜め上方には、トナー容器としてのコンテナ９が設けられている。

装置本体２の一側（図面上左側）には、転写紙の搬送経路１３が設けられている。搬送経路１３の上流端には給紙部１４が設けられ、搬送経路１３の中流部には感光体ドラム７に相対する転写部１５が設けられ、搬送経路１３の下流部には定着装置としての定着部１６が設けられ、搬送経路１３の下流端には排紙口１７が設けられている。

次に、このような構成を備えた複合機１の画像形成動作について説明する。複合機１に電源が投入されると、各種パラメータ−が初期化され、定着部１６の温度設定等の初期設定が実行される。そして、複合機１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器５からのレーザー光Ｐにより感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１０がトナーによりトナー像に現像する。なお、感光体ドラム７上に残留したトナー及び電荷は、クリーニング装置１２及び除電器（図示せず）によって除去される。

一方、給紙部１４によって給紙カセット３又は手指しトレイ（図示せず）から取り出された転写紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１５へと搬送され、転写部１５において、転写ローラー１１により感光体ドラム７のトナー像が転写紙に転写される。トナー像を転写された転写紙は、搬送経路１３を下流側へと搬送されて定着部１６に進入し、この定着部１６において転写紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙口１７から排紙トレイ４の上に排出される。

次に、上記した定着部１６の詳細について説明する。定着部１６は、図２に示すように、加圧ローラー１８と、加圧ローラー１８に対向配置された定着ローラー１９と、定着ローラー１９に密着した転写紙をこの定着ローラー１９から分離する分離爪２０と、を転写紙の搬送経路１３となる上下の開口２１ａ，２１ｂを開設したケーシング２１の内側に収容している。定着部１６は、上開口２１ａ内に押圧面を臨ませた状態で対向配置されて転写紙を定着部１６の外側に排出する一対の搬送ローラー２２，２３と、搬送ローラー２２の回転に伴って回転して空気を排気する排気回転体２４と、これらを覆う定着カバー２５（図１参照）と、をケーシング２１の外側に備えている。

加圧ローラー１８は、図示しないバネなどの付勢手段によって定着ローラー１９に向かって付勢されており、定着ローラー１９との間で転写紙を加圧しながら挟持する。

定着ローラー１９の内部には、熱源としてのヒーター２６が設けられている。定着ローラー１９は、電圧供給部（図示せず）から電圧を印加して通電されることにより温度が上昇し、定着ローラー１９の長手方向の中央部に位置する画像域に非接触で設けられたサーミスターの信号に基づいて転写紙にトナー像を定着可能な所定温度に制御されている。

搬送ローラー２２，２３は、搬送経路１３に直交する方向（図２の紙面前後方向）に延びる回転軸２７と、回転軸２７に固定された四つのゴムローラー２８と、を有している。四つのゴムローラー２８は、図３に示すように、互いに所定間隔だけ離れて配置されている。ゴムローラー２８の外径（図３中に符号ｄ１で示す）は、１４ｍｍに設定されている。このように形成された一対の搬送ローラー２２，２３は、互いに圧接して転写紙を挟持するニップ部２９を形成すると共に、転写紙を排出する際には互いに逆回りに回転する（図２中に、搬送ローラー２２の回転方向を符号Ａで示し、搬送ローラー２３の回転方向を符号Ｂで示す）。また、一対の搬送ローラー２２，２３のうち、排紙トレイ４寄りの搬送ローラー２２のゴムローラー２８の外周には、排気回転体２４が押圧される。

排気回転体２４は、ニップ部２９とは搬送ローラー２２を挟んで反対側に配置されており、搬送ローラー２２の回転に伴って回転する。排気回転体２４は、ゴムローラー２８に対して平行に延びて当該ゴムローラー２８に圧接される回転軸３０と、回転軸３０の外周のうちゴムローラー２８を避けた位置に配置された羽根３１と、を有している。この回転軸３０の軸径（図３中に符号ｄ２で示す）は、２ｍｍに設定されている。したがって、排気回転体２４は、搬送ローラー２２の７倍の回転数（回転速度）を得ることができる。

羽根３１は、回転軸３０に沿って延びる矩形板状に形成されている。羽根３１は、回転軸２８の外周から十字状に立設しており、ゴムローラー２８の間に形成された羽根３１ａと、両端のゴムローラー２８の外側に形成された羽根３１ｂと、が全部で５組形成されている。羽根３１ｂの長手方向の長さは、羽根３１ａの長手方向の長さよりも長く設定されている。このように形成された排気回転体２４は、転写紙を排出する際の搬送ローラー２２，２３の回転によって、搬送ローラー２２に圧接されている回転軸３０が搬送ローラー２２の回転方向Ａとは反対向きに回転し（図２中に回転方向を符号Ｃで示す）、これにより回転軸３０に形成された羽根３１ａ，３１ｂも回転する。

排気回転体２４は、線状の支持バネ３２によってケーシング２１に支持されている。支持バネ３２は、側面視が概略コ字状に折り曲げられており、中央部分がケーシング２１に固定され、両端が回転軸３０の外周のうちの半周に巻架されている。これにより、支持バネ３２は、排気回転体２４を回転自在な状態で保持しつつ、搬送ローラー２２に向かって付勢している。

ここで、定着部１６のケーシング２１内や定着カバー２５の内側であってケーシング２１の上開口２１ａよりも下流側の周辺では、転写紙から水分が蒸発して水蒸気が発生することがある。ケーシング２１内で多量の水蒸気が発生すると、発生した水蒸気が定着カバー２５の内面に付着して液化することがある。このようにして定着カバー２５の内面に水滴が生成されると、この水滴が落下して搬送ローラー２２，２３に付着することがある。また、排出中の転写紙に水滴が落下することもある。

しかしながら、本発明の定着部１６は、搬送ローラー２２に圧接された排気回転体２４が搬送ローラー２２の回転に伴って回転することによって、回転軸３０を中心に羽根３１ａ，３１ｂが回転する。このため、定着部１６の内部の空気が画像形成装置１の外側に排出され、この排出に伴って、転写紙から蒸発した水分も画像形成装置１の外側に排出される。また、転写紙から蒸発した水蒸気が再度転写紙に向けて吹き付けられることによって、転写紙に水蒸気が吸収され、水蒸気を画像形成装置１の外側に排出される。

したがって、定着部１６の内部やその周辺の湿度が高まることがなく、定着部１６の内部や周辺の部材等の表面に水滴が生成されることもない。この結果、転写紙から蒸発した水分が転写紙に付着したり、搬送ローラー２２，２３に付着することもない。したがって、水滴に起因して転写紙の画像が乱れたり、搬送ローラー２２，２３の表面の摩擦力が変化して紙詰まりが生じたりすることがない。

また、排気回転体２４が支持バネ３２によって搬送ローラー２２に向かって圧接されているため、搬送ローラー２２の構成を変える必要がなく、搬送ローラー２２の回転力を排気回転体２４に伝達することができると共に、搬送ローラー２２に対する排気回転体２４の押圧面を容易に形成することができる。さらに、排気回転体２４が搬送ローラー２２を挟んでニップ部２９とは反対側に配置されているため、排出中の転写紙が排気回転体２４に干渉することを防止できる。また、排気回転体２４が、回転軸３０と、回転軸３０の外周に形成された羽根３１と、を備えて構成されているため、簡易な構成で排気回転体２４を得ることができる。

さらにまた、排気回転体２４の回転軸３０が、搬送ローラー２２のゴムローラー２８の外径よりも小径であるため、排気回転体２４の回転数を搬送ローラー２２の回転数よりも上げることができ、水蒸気の排気効率を高めることができる。これにより、搬送ローラー２２の回転速度に拘らずに十分な排気を行って結露を防止することができる。

（第２の実施形態）
ところで、図５及び図６に示すように、回転軸３０の外周にプロペラ形状の羽根３４を形成した一対の排気回転体３５，３５を、互いに間隔を空けると共に羽根３４を逆向きにして配置して、回転軸３０の中央から側方（図面上、左右方向）に向かって空気が流れる（この流れを図６中に太い矢印で示す）ように構成することも可能である。この場合、各排気回転体３５の羽根３４は、回転軸３０を挟んで回転軸３０の外周の両側に一枚ずつ形成されており、この組が全部で５組形成されている。

さらに、排気回転体２４を覆う排気回転体カバー３３をケーシング２１との間に隙間を空けて配置することも可能である。排気回転体カバー３３は、回転軸３０に対して平行に延びる樋状に形成されており、両端が開口して内面を排気回転体２４に向けて配置されている。

これにより、排気回転体３５を回転させると、排気回転体カバー３３のケーシング２１との間の隙間から空気が取り込まれ、取り込まれた空気が排気回転体カバー３３の両端の開口から排出される。この結果、排気回転体カバー３３の両端の開口から排出される空気の排出量を増やすことができる。

なお、上記した実施形態では、回転軸３０の外周に羽根３１，３４を形成したが、羽根３１，３４の形状、枚数及び配置は前述した例に限られない。即ち、羽根３１，３４が搬送ローラー２２の回転軸２７等の他の部材と干渉せずに回転自在であれば、羽根３１，３４の形状、枚数及び配置は変更しても良い。

さらに、搬送ローラー２２の回転軸２７の外周と、排気回転体２４の回転軸３０の外周と、に互いにかみ合う歯形を形成して、搬送ローラー２２の回転に伴って排気回転体２４が回転する構成としても良い。これにより、搬送ローラー２２の回転力を確実に排気回転体２４に伝えることができる。

また、ヒーター２６は、ハロゲンヒーターやセラミックヒーターでも良く、ＩＨコイルでも良い。

１ 複合機（画像形成装置）
１６ 定着部（定着装置）
２２ 搬送ローラー
２３ 搬送ローラー
２４，３５ 排気回転体
２９ ニップ部
３０ 回転軸
３１，３４ 羽根

Claims (5)

1. 記録媒体を加熱して当該記録媒体に転写像を定着させる定着装置を備え、当該定着装置によって前記転写像を定着して画像を形成する画像形成装置において、
   前記画像が形成された前記記録媒体を前記定着装置の外側に排出する搬送ローラーと、
   前記搬送ローラーの回転に伴って回転することによって空気を排気する排気回転体と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記排気回転体は、前記搬送ローラーに圧接さ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. 互いに圧接してニップ部を形成する一対の前記搬送ローラーを備え、
   前記排気回転体は、前記搬送ローラーを挟んで前記ニップ部とは反対側に配置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. 前記排気回転体は、前記搬送ローラーに圧接される回転軸と、当該回転軸の外周に形成された羽根と、備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記排気回転体の回転軸は、前記搬送ローラーの外径よりも小径であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。