JP2024008108A - シート冷却装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッキング防止性能の悪化や積載不良を防止できるシート冷却装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー画像をシートに定着させる定着手段６、トナー画像を定着されたシートを排出する排出手段７１、排出手段７１により排出されたシートＰを積載する積載手段８、エアを送風する送風手段１０、送風手段１０からのエアが排出手段７１を通過するようにエアを案内する第１の送風路、排出手段７１により排出されるシートＰによって第１の送風路が塞がれた状態で、エアを積載手段８への流入を抑制するように案内する第２の送風路、を備えている。【選択図】図５

Description

この発明は、画像形成装置において定着装置でトナー画像を定着された印刷用紙などのシートを排出する際に、シートを冷却するシート冷却装置及び画像形成装置に関する。

ＭＦＰ（Multifunction Peripherals）などの電子写真方式の画像形成装置は、印刷用紙などのシートに転写されたトナー画像を定着させるための定着装置を備えている。定着装置は、トナー画像が転写されたシートに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、シートに画像を定着させる。そして画像形成装置は、トナー画像を定着させたシートを、排出部を介してシート積載部へ排出する。

ところで、ＭＦＰなどの画像形成装置は、装置本体の上部にスキャナ部を有し、装置本体の中央部にプリンタ部を有する構成が一般的であり、シート積載部をスキャナ部とプリンタ部との間の空間に配置している。そのため、シート積載部は、上側、下側、奥側及びシート排出側の四方が閉鎖された閉塞空間に配置されることから、シート積載部の上部空間であるシート積載空間が高温状態になりやすい。

シート積載部に排出されるシートが高温雰囲気に晒されると、トナーが溶融し、連続排出された２枚のシートが互いに貼り付いた状態になってしまうタッキング現象が発生する。特に、近年は、トナーを低融点化することで、定着温度を低下させて画像形成装置の省エネルギーを実現しようとする傾向があり、トナーの低融点化に伴ってタッキング現象が頻発する可能性が高くなってきている。

従来、上記のようなタッキング現象を防止するために、シート積載空間を冷却する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２）。特許文献１には、装置本体に取り付けられた冷却ファンから積載部へ排出される用紙の上面に対して冷却風を吹き付ける冷却手段を備えた構成が記載されている。また、特許文献２には、送風手段により導かれたエアの排出口は積載部に向かう開口と排紙搬送路に向かう開口を備えた構成が記載されている。

特開２０２１－０５００５０号公報 特開２０１０－２６６７９９号公報

しかし、特許文献１のように上面からエアを吹き付ける構成では、排出用紙に自重以上の圧力がかかり、積載枚数が増えるにつれてタッキング防止性能が悪化してしまう。また、上面からエアを吹き付けているため、排出用紙が垂れやすく、積載部で用紙丸まりが発生するという積載不良の問題がある。

また特許文献２のように積載部にエアを流す構成では、高速機等で紙間が狭くなると次の用紙が先端を塞ぎ、排紙トレイに用紙が到達する前にエアが積載部に流れ始めるため積載不良が発生するという問題がある。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、タッキング防止性能の悪化や積載不良を防止できるシート冷却装置及び画像形成装置の提供を目的とする。

上記目的は以下の手段によって達成される。
（１）トナー画像をシートに定着させる定着手段と、
定着手段によりトナー画像を定着されたシートを排出する排出手段と、
排出手段により排出されたシートを積載する積載手段と、
エアを送風する送風手段と、
前記送風手段からのエアが前記排出手段を通過するようにエアを案内する第１の送風路と、
前記排出手段により排出されるシートによって前記第１の送風路が塞がれた状態で、エアを前記積載手段への流入を抑制するように案内する第２の送風路と、
を備えたことを特徴とするシート冷却装置。
（２）前記送風手段は前記積載手段に搭載されており、送風手段により送風されたエアは積載手段の下方を経由して前記第１の流通路により排出手段へと案内される前項１に記載のシート冷却装置。
（３）前記排出手段に用紙が存在しない状態では、第１の送風路はエアを排出手段の下方から上方へと案内し、前記シートによって第１の送風路が塞がれた状態では、前記第２の送風路によりエアを排出手段の下側で積載手段とは反対側へと案内し、
前記第１及び第２の各送風路によって案内されたエアは吸引ファンによって回収される前項１または２に記載のシート冷却装置。
（４）前記吸引ファンによって回収されたエアはフィルタを経由して機外へ排出される前項３に記載のシート冷却装置。
（５）前記送風手段によって送風されるエアは画像形成装置の外部から取り込まれる前項１または２に記載のシート冷却装置。
（６）前記排出手段は排出される用紙を支持する排紙コロを備え、
前記第１の送風路によって排出手段へと案内されるエアは、前記排紙コロを直接に冷却する前項１または２に記載のシート冷却装置。
（７）前項１に記載のシート冷却装置を備えた画像形成装置。

前項（１）及び（７）に記載の発明によれば、送風手段からのエアが排出手段を通過するように第１の送風路により案内されるから、シートが排出手段を通過していない状態ではエアにより排出手段が冷却されてその後に排出手段を通過するシートが間接的に冷却され、シートが排出手段を通過している状態では用紙がエアによって直接的に冷却される。このように、積載空間に排出されるシートの上面にエアを吹き付けて冷却する構成ではないから、上面からのエアの吹き付けに起因するタッキング防止性能の悪化や用紙丸まりによる積載不良を防止できる。

さらに、排出手段により排出されるシートによって第１の送風路が塞がれた状態では、エアは第２の送風路により案内されて積載手段への流入が抑制されるから、積載手段にエアが流れることに起因する積載不良を防止することができる。

前項（２）に記載の発明によれば、送風手段は前記積載手段に搭載されており、送風手段により送風されたエアは積載手段の下方を経由して前記第１の流通路により排出手段へと案内されるから、積載手段を利用してエアの供給路をコンパクトに形成することができる。

前項（３）に記載の発明によれば、シートによって第１の送風路が塞がれた状態では、第２の送風路によりエアは排出手段の下側で積載手段とは反対側へと案内され、吸引ファンによって回収されるから、積載手段へのエアの流入を確実に抑制することができる。

前項（４）に記載の発明によれば、吸引ファンによって回収されたエアはフィルタを経由して機外へ排出されるから、ゴミやほこりなどを除去した状態でエアを機外に排出できる。

前項（５）に記載の発明によれば、送風手段によって送風されるエアは画像形成装置の外部から取り込まれるから、新鮮なエアでシートを冷却することができる。

前項（６）に記載の発明によれば、第１の送風路によって排出手段へと案内されるエアによって排紙コロが直接に冷却されるから、この冷却された排紙コロに接するシートを効率よく冷却することができる。

この発明の一実施形態に係るシート冷却装置を備えた画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンタの構成を示す概略図である。 積載部と用紙排出部の正面側から見た縦断面図である。 積載部と用紙排出部を底面側から見た図である。 （ａ）は積載部を送風ファン側から見た斜視図、（ｂ）は積載部の上下を逆にして送風ファン側を見たときの斜視図である。 （ａ）は、排紙される用紙が存在していない状態での用紙排出部及びその下方部位の断面図であり、（ｂ）は同じく用紙が排紙されている状態での断面図である。 用紙排出部の長手方向の断面図である。 上部吸引エリア及び上部吸引エリアに流入したエアの流路を示した断面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の一実施形態に係るシート冷却装置を備えた画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンタの構成を示す概略図である。

この画像形成装置は、下部に給紙トレイ１を、給紙トレイ１の上方にプリンタ部２を、最上部に原稿読取装置であるスキャナ部３をそれぞれ備えている。

プリンタ部２は、スキャナ部３で読み取った画像データや端末装置（図示せず）から送信されたプリントデータを、シートの一例としての用紙に印字するものである。具体的には、露光装置２１で露光されることにより４個の感光体ドラム２２上に形成された各色のトナー画像を中間転写ベルト２３上で重ね合わせるとともに、重ね合わせたトナー画像を、給紙トレイ１から搬送路４を通って搬送されてきた用紙に、二次転写ローラ５により転写する。

トナー画像を形成された用紙は定着装置６まで搬送され、定着装置６で加熱加圧されてトナー画像が用紙に定着される。トナー画像を定着された用紙は用紙排出部７に送られ、トナー画像形成面を下側にして、用紙排出部７の排紙ローラ対７１により積載部８の上面に形成される排紙トレイ８１に排出される。印刷枚数が複数枚の場合は、上記の処理が連続的に行われ、用紙排出部７から用紙が連続的に排紙トレイ８１に排出され、積載部８に順に積載される。

排紙ローラ対７１は、図５及び図６に示すように、上側の駆動軸７５に取り付けられた駆動ローラ７１ａとこの駆動ローラ７１ａに下側で接する態様で駆動ローラ７１ａの軸方向に間隔をあけて配置された用紙支持用の複数個の排紙コロ７１ｂとからなる。なお、図１において排紙ローラ対７１の上方にあるローラ対７２は、両面コピーの場合に用紙を反転させるための反転ローラ対である。

積載部８の下方内部には中空部９が形成されており、中空部９の用紙排出部７と反対側の端部には、送風手段である送風ファン１０が搭載されている。この送風ファン１０によって機外から取り込まれた冷却用のエアが、図１に矢印Ａ１で示すように積載部８の下方において中空部９を用紙排出部７側へと送られるようになっている。

図２は積載部８と用紙排出部７の正面側から見た縦断面図、図３は積載部８と用紙排出部７を底面側から見た図、図４（ａ）は積載部８を送風ファン１０側から見た斜視図、図４（ｂ）は積載部８の上下を逆にして送風ファン１０側を見たときの斜視図である。

積載部８は、図４に示すように、断面において底部が開口した逆皿形に形成されるとともに。複数個所を画像形成装置に連結されることにより、図２及び図３に示すように、積載部８の裏側に、上述した中空部９を有するダクト１００が構成されている。また、積載部８の高さは送風ファン１０側が高く、用紙排出部７側になるほど連続的に低くなっており、これにより排紙トレイ８１は送風ファン１０側が高位、用紙排出部７側が低位となる傾斜面に形成されている。また、図３及び図４に示すように、送風ファン１０は積載部８の前後方向（図３の上下方向）の中央部に配置されるとともに、送風ファン１０から用紙排出部７側に至るほど積載部８の前後方向の長さは長くなっており、排出部７側の端部は用紙排出部７の用紙通過幅とほぼ同じ長さに形成されている。

図２に示すように、積載部８の内部のダクト出口１００ａは、用紙排出部７に向かって立設されるとともに排紙ローラ対７１の軸方向に延びた垂直流通部１０１の下端部に連通している。一方、垂直流通部１０１の上端は排紙ローラ対７１の直下の位置に開口している。従って、図２に矢印Ａ２で示すように、送風ファン１０により画像形成装置の外部から積載部８のダクト１００に取り込まれたエアは、矢印Ａ１で示すようにダクト１００内をダクト出口１００ａに向かって送給され、ダクト出口１００ａから垂直流通部１０１の下部に流入し、垂直流通部１０１を上昇して排紙ローラ対７１及びその周辺へと流れ、排紙ローラ対７１の下側の排紙コロ７１ｂに接触して排紙コロ７１ｂを直接に冷却するようになっている。

このようにこの実施形態では、送風ファン１０は積載部８に搭載されており、送風ファン１０により送風されたエアは積載部８の下方を経由して排出ローラ対７１へと案内されるから、積載部８を利用してエアの供給路をコンパクトに形成することができる。

図５（ａ）は、排紙される用紙が存在していない状態での用紙排出部７及びその下方部位の断面図であり、同図（ｂ）は同じく用紙が排紙されている状態での断面図である。

これらの図に示すように、用紙排出部７には、排紙ローラ対７１よりも用紙搬送方向の上流側の斜め上方の位置において、排紙ローラ対７１の長さ方向（図５の紙面厚み方向）に長い上部吸引エリア１０２が形成されており、この上部吸引エリア１０２は排紙ローラ対７１の存在している空間と連通している。なお、図５（ａ）（ｂ）では、上部吸引エリア１０２の断面をグレー色で示している。

一方、用紙搬送路を挟んで上部吸引エリア１０２の下方には、上部吸引エリア１０２と平行状に下部吸引エリア１０３が形成されている。図５（ａ）（ｂ）では、上部吸引エリア１０２と同様に下部吸引エリア１０３の断面もグレー色で示している。この下部吸引エリア１０３は、垂直流通部１０１を挟んで積載部８とは反対側の位置に形成されている。また、図５及び図６に示すように、下部吸引エリア１０３の垂直流通部１０１側の側壁には、下部吸引エリア１０３の長さ方向に沿って複数個の開口１０３ａが形成され、この開口１０３ａにより下部吸引エリア１０３は垂直流通部１０１と連通し、垂直流通部１０１を上昇したエアが開口１０３ａを介して下部吸引エリア１０３に流入可能に構成されている。

なお、図５（ｂ）において、符号Ｐは排紙ローラ対７１によって排紙途中の用紙であり、図５（ａ）（ｂ）において、符号７３は用紙Ｐの排紙ローラ対７１への搬送と反転ローラ対７２への搬送を切り替えるための切り替え爪、符号７４は用紙Ｐを排紙ローラ対７１へと搬送させる搬送ローラである。

図７に示すように、上部吸引エリア１０２及び下部吸引エリア１０３の奥側（画像形成装置の前後方向の奥側）の位置には、上部吸引エリア１０２及び下部吸引エリア１０３内のエアを吸引可能な態様で吸引ファン７６が搭載されている。また、吸引ファン７６の下流側にはフィルタ７７が配置され、吸引ファン７６により吸引された上部吸引エリア１０２及び下部吸引エリア１０３内のエアがフィルタ７７を通過してゴミやほこりなどを除去されたのち、図７に矢印Ａ５で示すように機外へと排出される構成となっている。

このような送風ファン１０、ダクト１００、垂直流通部１０１、上部吸引エリア１０２、下部吸引エリア１０３及び吸引ファン７６等の存在により、積載部８のダクト１００から垂直流通部１０１に流入したエアの送風路として、第１の送風路と第２の送風路の２つの送風路が形成される。第１の送風路は、ダクト出口１００ａから垂直流通部１０１に流入し垂直流通部１０１を上昇して排紙ローラ対７１へと流れたエアが、図５（ａ）に矢印Ａ３で示すように、排紙ローラ対７１及びその近傍部位を通過して上部吸引エリア１０２へと流通し、吸引ファン７６により吸引され回収される送風路である。第２の送風路は、図５（ｂ）に矢印Ａ４で示すように、垂直流通部１０１を上昇したエアが、開口１０３ａを経由して下部吸引エリア１０３へと流通し、吸引ファン７６により吸引され回収される送風路である。

次に、図１に示した画像形成装置のシート冷却時の動作を説明する。

定着部６によってトナー画像を定着された用紙Ｐは、搬送ローラ７４等により排紙ローラ対７１へと搬送され、排紙ローラ対７１によって排紙トレイ８１に排出される。複数枚の用紙Ｐが印刷される場合は、複数枚の用紙Ｐが順に排紙トレイ８１に排出され、積載部８に積載される。

一方、積載部８の一端部に配置された送風ファン１０により画像形成装置の外部から新鮮なエアが取り込まれるとともに、取り込まれたエアは積載部８のダクト１００内を他端部のダクト出口１００ａに向かって送られ、ダクト出口１００ａから垂直流通部１０１に流入する。

送風ファン１０の送り圧力と、上部吸引エリア１０２及び下部吸引エリア１０３の奥側端部に配置された吸引ファン７６の吸引力により、垂直流通部１０１に流入したエアは垂直流通部１０１を上昇する。

画像形成済の用紙Ｐが排紙ローラ対７１に搬送されていない状態では、図５（ａ）に矢印Ａ３で示す第１の送風路に沿って流れる。即ち、垂直流通部１０１を上昇したエアは排紙ローラ対７１の下側の排紙コロ７１ｂに直接接触し、排紙ローラ対７１及びその近傍部位を通過してこれらの排紙ローラ対７１及びその近傍の搬送路を冷却したのち、上部吸引エリア１０２に流入し、上部吸引エリア１０２を吸引ファン７６側に移動した後、フィルタ７７を通過してごみやほこりなどを除去された清浄な状態で機外へと排出される。つまり、画像形成済の用紙Ｐが搬送されていないときは、エアは第１の送風路を通過しながら、排紙ローラ対７１やその近傍部位に対する冷却機能を発揮する。このため、その後にローラ対７１を通過する用紙Ｐは排紙ローラ対７１等により冷却される。

一方、画像形成済の用紙Ｐが搬送され排紙ローラ対７１により排紙されているときは、ダクト出口１００ａから垂直流通部１０１に流入し垂直流通部１０１を上昇したエアは、排紙ローラ対７１の排紙コロ７１ｂ及び用紙Ｐの下面に接触して用紙を冷却するが、エアの排紙ローラ対７１の通過上昇を用紙Ｐにより妨げられる。このため、エア流路の内圧が高まるため、エアは図５（ｂ）に矢印Ａ４で示す第２の送風路に沿って、開口１０３ａを経由して下部吸引エリア１０３に流入し、下部吸引エリア１０３を吸引ファン側に移動した後、フィルタ７７を通過して機外へと排出される。つまり、画像形成済の用紙Ｐが排紙されているときは、エアは第２の送風路を通過しながら、用紙に対する冷却機能を発揮する。

このようにこの実施形態では、第１の送風路のほかに第２の送風路を形成したから、排紙ローラ対７１に存在する用紙Ｐにより第１の送風路の流通が妨げられエア流路の内圧が高くなったときでも、エアは第２の送風路の開口１０３ａが逃げ道となって下部吸引エリア１０３に流入し機外へ排出され、積載部８側への流入は抑制される。このため、エア流路の内圧が高くなった時に、エアの逃げ道がないために、積載部８側へエアが流入して用紙の積載不良が発生するという不都合を確実に防止できる。特に紙間が狭くなる高速機において積載不良の防止効果が大きい。

しかも、積載部８へ排出される用紙Ｐに上面からエアを吹き付ける構成ではないため、積載枚数が増えるにつれてタッキング防止性能が悪化してしまうとか、排出用紙が垂れやすく積載部８で用紙丸まりが発生する不都合も発生しない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。例えば、積載部８の下側に送風ファン１０を配置し積載部８の下方をダクト１００によりエアが送風される構成としたが、送風ファン１０の位置は積載部８の下側に限定されることはなく、送風ファン１０から取り込まれたエアが排紙ローラ対７１を上方から下方へ通過するように構成するとともに、排紙ローラ対７１の上側に、エアの積載部８への流入を抑制するための第２の送風路を形成しても良い。

１ 給紙トレイ
２ プリンタ部
３ スキャナ
４ 用紙搬送路
５ 二次転写ローラ
６ 定着装置
７ 用紙排出部
８ 積載部
８１ 排紙トレイ
９ 中空部
１０ 送風ファン
７１ 排紙ローラ対
７１ａ駆動ローラ
７１ｂ排紙コロ
７５ 駆動軸
７６ 吸引ファン
７７ フィルタ
１００ ダクト
１００ａ ダクト出口
１０１ 垂直流通部
１０２ 上部吸引エリア
１０３ 下部吸引エリア
１０３ａ 開口
Ｐ 用紙（シート）

Claims (7)

1. トナー画像をシートに定着させる定着手段と、
   定着手段によりトナー画像を定着されたシートを排出する排出手段と、
   排出手段により排出されたシートを積載する積載手段と、
   エアを送風する送風手段と、
   前記送風手段からのエアが前記排出手段を通過するようにエアを案内する第１の送風路と、
   前記排出手段により排出されるシートによって前記第１の送風路が塞がれた状態で、エアを前記積載手段への流入を抑制するように案内する第２の送風路と、
   を備えたことを特徴とするシート冷却装置。
2. 前記送風手段は前記積載手段に搭載されており、送風手段により送風されたエアは積載手段の下方を経由して前記第１の流通路により排出手段へと案内される請求項１に記載のシート冷却装置。
3. 前記排出手段に用紙が存在しない状態では、第１の送風路はエアを排出手段の下方から上方へと案内し、前記シートによって第１の送風路が塞がれた状態では、前記第２の送風路によりエアを排出手段の下側で積載手段とは反対側へと案内し、
   前記第１及び第２の各送風路によって案内されたエアは吸引ファンによって回収される請求項１または２に記載のシート冷却装置。
4. 前記吸引ファンによって回収されたエアはフィルタを経由して機外へ排出される請求項３に記載のシート冷却装置。
5. 前記送風手段によって送風されるエアは画像形成装置の外部から取り込まれる請求項１または２に記載のシート冷却装置。
6. 前記排出手段は排出される用紙を支持する排紙コロを備え、
   前記第１の送風路によって排出手段へと案内されるエアは、前記排紙コロを直接に冷却する請求項１または２に記載のシート冷却装置。
7. 請求項１に記載のシート冷却装置を備えた画像形成装置。

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