JP6235654B2 - シート排出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を加熱したシートを排出するシート排出装置、及び、このようなシート排出装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、シートにトナー像を形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、シートと共にトナー像を加熱してシート上にトナー像を定着させる。このため、画像形成装置が有するシート排出装置では、排出トレイに排出されるシートが熱を帯びている。そのため、排出トレイに排出されたシート同士が重なることによって、シート上に形成されたトナー像が再溶融することがある。このような場合、シート同士がトナーによって付着することがある。また、付着したシート同士を分離する際に、シートが損傷することがある。

そこで、従来、排出トレイに排出されるシートをエアーで冷却して、シート同士が付着するのを防止した、画像形成装置が提案されている（特許文献１）。

特開２０１０−１４５８８０号公報

近年、トナー像をシートと共に加熱する際に、トナーやシートから発生する気化物質としての揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を低減させるために、装置内に除去手段等を設けて装置外への排出量を抑える対策がとられている。しかし、最近の画像形成装置は、機外に放出される気化物質の量をより低減することが要望されている。

この場合、従来の構成によって排出トレイ上のシートをエアーで冷却する冷却ファン（冷却手段）をただ単に配置すると、機内で除去しきれなかった気化物質が、吸引手段によって吸引される前に機外に拡散されてしまう場合がある。このため、従来の画像形成装置は、シートの冷却と気化物質の低減との両立が困難であった。

本発明は、シートの冷却と、気化物質の量の低減とを効率良く行えるシート排出装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明のシート排出装置は、トナー像が加熱定着されたシートを排出する排出手段と、前記排出手段によって排出されたシートが積載される積載手段と、前記シートの排出方向において前記排出手段よりも下流側に設けられ、前記排出手段からシートが排出される際に、前記積載手段上のエアーを吸引し、吸引したエアーをフィルタを介して外部に排出する吸引手段と、前記排出方向において前記吸引手段よりも下流側に設けられ、前記排出手段からシートが排出される際に、前記吸引手段による吸引よりも前記排出手段によるシート排出方向の下流側の前記積載手段上にエアーを吐出する冷却手段と、を備えた、ことを特徴としている。

本発明によれば、シートの冷却と、気化物質の量の低減とを効率良く行うことができる。

本発明の実施形態における画像形成装置のシート搬送方向に沿った断面図である。 画像形成装置の制御ブロック図である。 本実施形態のシート排出装置における、排出ローラ対、排出トレイ、吸気ファン、送風ファン等の斜視図である。 図３の平面図である。 図３を矢印Ａ方向から見たときの、排出トレイ、吸気ファン、送風ファン等の斜視図である。 吸気ファンと送風ファンとの向きを同じ向きにしたときの図３に相当する平面図である。 吸気ファンと送風ファン等の動作説明用のフローチャートである。 図１において、吸気ファンのエアー吸引口と送風ファンのエアー吐出口との間に遮蔽部材を設けた場合の図である。 図８における、排出ローラ対、排出トレイ、吸気ファン、送風ファン、遮蔽部材等の斜視図である。

以下、本発明の実施形態の画像形成装置１を図に基づいて説明をする。なお、本実施形態で取り上げる数値は、あくまでも参考数値であって、本発明を限定する数値ではない。

図１は、本発明の実施形態における画像形成装置１のシート搬送方向に沿った断面図である。なお、画像形成装置には、複写機、ファクシミリ、プリンタ等がある。

画像形成装置１は、装置本体１Ａの下部にシートＰを収納したカセット２を備えている。ピックアップローラ２３は、シートＰをカセット２から給送する。搬送ローラ対１０はカセット２から給送されたシートＰの先端を、回転を停止しているレジストローラ対３２に当接させて、シートを撓ませて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに矯正をする。

一方、画像読取装置６は、不図示の原稿を読み取って、画像データをレーザユニット１２に送信する。レーザユニット１２は、画像情報に基づいて、画像形成部３の感光ドラム１１にレーザ光Ｌを照射する。感光ドラム１１は、帯電器２５によって帯電されており、レーザ光Ｌによって潜像を形成される。潜像は、現像器１３によって、トナー現像されて、トナー像になり、可視像化される。

レジストローラ対３２は、感光ドラム１１に形成されたトナー像の位置に合わせてシートを感光ドラム１１と転写器１４との間に送り込む。転写器１４は回転して、感光ドラム１１のトナー像をシートに転写して、感光ドラム１１と共にシートを定着器４に送り込む。定着器４は、加熱ローラ１５と加圧ローラ１６とで、シートと共にトナー像を加熱加圧して、シートにトナー像を定着する。画像形成部３と定着器４は、トナー像を加熱し、シートに画像を形成する画像形成手段を構成している。定着排紙センサ２６がシートを検知すると、排出ローラ対５の排紙ローラ１７と排紙ころ１８とが回転して、シートを排出口３１から排出トレイ７に排出する。すなわち、排出手段としての排出ローラ対５は、加熱されてトナー像が定着されたシートを積載手段としての排出トレイ７に排出して積載する。排出センサ２０は、シートによって回転させられるフラグ１９の回転によってシートが排出トレイ７に排出されたことを検知する。排出トレイ７は、装置本体１Ａに形成された胴内空間２２の下部に形成された胴内型の排出トレイである。また、胴内空間２２を形成する背面壁２２ａには、後述する吸気ファン８と送風ファン９とが、向きを背面壁２２ａから手前側に向けて設けてある。排出ローラ対５、排出トレイ７、吸気ファン８、送風ファン９によりシート排出装置７０を構成している。

図２は画像形成装置１の制御ブロック図である。ＣＰＵ２４は、画像形成装置１の基本制御を行うための情報処理回路である。ＣＰＵ２４には、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ３３と、画像形成装置の画像形成処理中の情報を一時的に記憶するＲＡＭ３４と、ユーザが画像形成装置に画像記録情報を入力する操作部２８とが接続されている。ＲＡＭ３４の一部の領域は、電源が切られてもデータが消去されないバックアップ機能を有している。

また、ＣＰＵ２４には、入出力ポート２７を介して、画像処理部１０１、露光制御部１０２、高圧制御部１０３等も接続されている。画像処理部１０１は、画像読取装置６が読み取った画像情報を処理するようになっている。露光制御部１０２は、レーザユニット１２が画像処理部１０１からの画像情報に基づいて画像形成部３の感光ドラム１１にレーザ光Ｌを照射できるようにレーザユニット１２を制御するようになっている。高圧制御部１０３は、帯電器２５が感光ドラム１１を帯電させる電圧を制御するようになっている。さらに、ＣＰＵ２４には、Ｉ／Ｏ制御部１０４を介して、定着排紙センサ２６、排出センサ２０、吸気ファン８及び送風ファン９等も接続されている。

ＣＰＵ２４は、ＲＯＭ３３の制御プログラムと、入出力ポート２７を介しての定着排紙センサ２６と排出センサ２０とのシート検知情報等に基づいて、順次、各部の制御を行い、画像形成処理を実行する。また、ＣＰＵ２４は、操作部２８にユーザによって入力された画像形成情報に基づいて、各部を制御し、また、各部の動作状態を操作部２８に表示するようになっている。

次に、図１、図３乃至図７に基づいて、画像形成装置の排出トレイ７における吸気ファン８と送風ファン９の位置関係及び動作を説明する。図３は、図１における画像形成装置１の排出ローラ対５、排出トレイ７、吸気ファン８、送風ファン９等の斜視図である。図４は、図３の平面図である。図５は、図３を矢印Ａ方向から見たときの、排出トレイ７、吸気ファン８、送風ファン９等の斜視図である。図６は、吸気ファン８と送風ファン９との向きを同じ向きにしたときの図３に相当する平面図である。図７は、吸気ファン８と送風ファン９等の動作説明用のフローチャートである。ここで、図３乃至図６において、背面壁２２ａは省略している。

図１、図３、図４において、排出トレイ７の上面７ｅには、排出トレイ７に排出されたシートをユーザが掴んで取出し易くするため、切込み部７ａと凹部７ｂとが形成されている。また、排出トレイ７の上面７ｅの排出ローラ対５に近い部分は、排出ローラ対５に近づくにしたがって、下方に傾斜した傾斜部７ｃとなっている。このため、排出トレイ７に排出されたシートは、自重によって、排出ローラ対５側に滑降して排出ローラ対５の下側の壁面７ｄに受け止められて、後端を整合されるようになっている。

図１において、胴内空間２２を形成する背面壁２２ａに形成された通風口２１には、吸引手段としての吸気ファン８と冷却手段としての送風ファン９とが、背面壁２２ａから手前側に向いて設けられている。吸気ファン８と送風ファン９は、前面にシートが引っ掛からないようにするため、背面壁２２ａの後方に突出して、背面壁２２ａから排出トレイ７側へ突出しないようになっている。

吸気ファン８は、排出ローラ対５の近傍に、具体的には排出ローラ対５のシート排出方向Ｂの下流側に配置され、排出ローラ対５によるシート排出方向Ｂに対して直交（交差）する方向（シートの幅方向）で、かつ排出トレイ７の上面７ｅに沿った方向に向いている。このため、吸気ファン８は、排出ローラ対５によってシートが排出される排出口３１方向に向いてエアーを吸引する。具体的には、吸気ファン８は、画像形成装置１の手前から後側（奥側）に排出トレイ７上の空気（エアー）ＡＲ１を吸引するようになっている。すなわち、吸引手段としての吸気ファン８は、排出トレイ７のシート排出方向Ｂにおける一方の側端の側（奥側）に配置されて、排出トレイ７に排出されたシート上に漂っている気化物質をシートの幅方向に吸引するようになっている。ここで、気化物質としては、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）等がある。これは、定着器４がトナー像をシートと共に加熱すると、トナーやシートから発生する気体である。

吸気ファン８の背後には、装置本体１Ａの外部に通じる不図示のダクトが設けられている。ダクト内には、吸気ファン８が吸引した気化物質を機外へ拡散させないための不図示のフィルタが設けられている。

気化物質は、定着器４がシートとトナー像とを加熱加圧すると発生して、排出ローラ対５によって排出トレイ７へ排出されるシートとともに排出口３１から流出する場合がある。したがって、吸気ファン８は、排出口３１から流出する気化物質と、排出トレイ７に排出されたシート上に漂っている気化物質とをシートの幅方向に吸引して、気化物質の臭い等が、画像形成装置の装置本体１Ａから漏れるのを防止することができる。しかも、吸気ファン８は、送風ファン９よりも、シート排出方向Ｂの上流側に位置しているため、排出ローラ対５から排出されたシートの気化物質を速やかに吸引して、胴内空間２２から画像形成装置の外部に気化物質が拡散されるのを防止することができる。

また、吸気ファン８は、胴内空間２２内のエアーも吸引するため、胴内空間２２の温度上昇を抑制して、熱を帯びて排出トレイ７に排出されたシートによってトナー像が再溶融してしまうことを防ぐことができる。そのため、トナー像の再溶融によって、シート同士が付着するのを防止して、トナー像の損傷を防止することもできる。

送風ファン（冷却手段）９は、吸気ファン８による吸引よりもシート排出方向Ｂの下流側の排出トレイ７上にエアーを吐出する。具体的には、送風ファン９は、排出トレイ７のシート排出方向Ｂにおける一方の側端の側（奥側）で、かつ吸気ファン８のエアー吸引口８ａに対してシート排出方向Ｂの下流側に配置されて、排出トレイ７の上面７ｅに後側（奥側）から手前側へエアーＡＲ２を送風するようになっている。また、図４に示すように、送風ファン９のエアー吐出口９ａは、吸気ファン８のエアー吸引口８ａに対して角度θ１の角度をもって、送風ファン９の送風方向は吸気ファン８の吸引方向に対してシート排出方向Ｂの斜め下流の方向を向いている。さらに、送風ファン９のエアー吐出口９ａは、図５に示すように、排出トレイ７の上面（シート積載面）７ｅに対して角度（仰角）θ２をもって上向きの方向（上方向）を向いている。ここで、送風ファン９との背後には、装置本体１Ａの外部に通じる不図示のダクトが設けられている。

したがって、送風ファン９は、エアーＡＲ２をシートの幅方向に吐出して、シートを冷却し、胴内空間２２の温度上昇を抑制して、トナー像の再溶融を防ぐことができる。そのため、トナー像の再溶融によって、シート同士が付着するのを防止して、トナー像の損傷を防止することができる。

また、送風ファン９は、角度θ１だけ傾いている。このため、図６に示すように、送風ファン９の送風方向が、吸気ファン８の吸引方向に対して平行になるように送風ファン９が配置されている場合よりも、送風ファン９から吐出されるエアーＡＲ２を吸気ファン８の吸引によるエアーＡＲ１に引き込まれて吸引されにくくなる。つまり、胴内空間２２の空気を循環させるための送風ファン９による送風量の低下を軽減でき、排出トレイ７上のシートの冷却効果をより高めることができる。また、図５に示すように送風ファン９は、仰角θ２だけ上向きになっているので、排出トレイ７におけるシートを積載できる最大の積載高さよりも、上方にエアーを送ることができて、胴内空間２２内を容易に冷却することができる。

以上の説明において、吸気ファン８のエアー吸引口８ａは、気化物質がシートとともに排出口３１から流出するのを防ぐため、排出ローラ対５に向いていてもよい。この場合においても、吸気ファン８は、気化物質をシートの幅方向に吸引することができる。いずれにしても、吸気ファン８の吸引方向と送風ファン９の送風方向は、互いに離れる方向に向いていればよい。この構成によって、送風ファン９の吐出エアーが吸気ファン８に吸い込まれてしまうことを軽減し、気化物質の吸引効率と、シートＰと胴内空間２２の冷却効率とを高めることができる。また、送風ファン９から吐出されるエアーによって拡散される前に、気化物質を吸気ファン８によって吸引することができるため、気化物質の吸引効率を高めることができる。

なお、送風ファン９から吐出されるエアーが吸気ファン８に吸い込まれてしまうことを軽減するために、図８、図９に示すシート排出装置７０ａのように、吸気ファン８のエアー吸引口８ａと送風ファン９のエアー吐出口９ａとの間に遮蔽部材２９を設けてもよい。図８は、図１において、吸気ファン８のエアー吸引口８ａと送風ファン９のエアー吐出口９ａとの間に遮蔽部材２９を設けた場合の図である。図９は、図８における、排出ローラ対５、排出トレイ７、吸気ファン８、送風ファン９、遮蔽部材２９等の斜視図である。尚、図９においても背面壁２２ａは省略している。

このように、遮蔽部材２９を設けることで、送風ファン９の吐出エアーが吸気ファン８に吸い込まれてしまうことを軽減できるため、気化物質の吸引効率とシートＰと胴内空間２２の冷却効率とを高めることができる。

次に、図７に基づいて、画像形成装置１の全体動作と、吸気ファン８及び送風ファン９の動作との関係を説明する。なお、図７に示すフローチャートは、ＣＰＵ２４がＲＯＭ３３に記憶されるプログラムを読み出すことにより実現される。

ＣＰＵ２４は、ユーザから操作部２８を介して印刷ジョブの指示を受けると、吸気ファン８を始動させる（Ｓ１０１）。カセット２にセットされたシートＰは、ピックアップローラ２３、搬送ローラ対１０、レジストローラ対３２によって、画像形成部３まで搬送される。この間に、露光制御部１０２が、画像読取装置６から転送されてきた画像データに応じてレーザユニット１２を制御して、感光ドラム１１にレーザを照射させる。このとき、感光ドラム１１は、高圧制御部１０３の制御によって作動する帯電器２５によって、既に、帯電されている。感光ドラム１１は、現像器１３によりトナー現像されてトナー像を形成される。感光ドラム１１と転写器１４は、カセット２から搬送されてきたシートＰにトナー像を転写する。そして、定着器４は、トナー像をシートに定着する。これによって、シート上に画像が形成されたことになる（Ｓ１０２）。そして、ＣＰＵ２４は、ユーザによって操作部２８を介して要求されている画像形成枚数（画像形成要求枚数）を判断する（Ｓ１０３）。

ここで、少数枚の画像形成の場合は、シート束としての熱容量が小さく短時間の自然放熱で充分に温度が下がるので、シートを冷却する必要がない。このため、ＣＰＵ２４は、操作部２８による画像形成枚数情報が、所定の画像形成枚数未満であるとき送風ファン９を始動させないことで吸気ファン８による気化物質の吸気の効率を高める。もし、画像形成枚数情報（排出ローラ対５の排出枚数）が、所定の画像形成枚数以上（所定の枚数以上）の場合、ＣＰＵ２４は、送風ファン９を始動させる。すなわち、例えば、要求されている画像形成枚数が５枚以上であれば（Ｓ１０３でＹｅｓ）、ＣＰＵ２４は、送風ファン９を始動させて（Ｓ１０４）、排出されるシートの冷却を行う。

要求されている画像形成枚数が５枚未満の場合（Ｓ１０３でＮｏ）、ＣＰＵ２４は、前回のジョブ（第１のジョブ）の画像形成後、例えば、３０秒（参考数値）以上経過しているか判断する（Ｓ１０５）。前回のジョブの画像形成後の経過時間が３０秒未満である場合（Ｓ１０５でＮｏ）、送風ファン９を始動させて（Ｓ１０４）、排出されるシートの冷却を行う。即ち、送風ファン９は、前回のジョブ（第１のジョブ）と、前回のジョブよりも後の今回のジョブ（第２のジョブ）の時間間隔が、所定の時間間隔未満（３０秒未満）のとき、排出ローラ対５が今回のジョブの最初のシートを排出するまでに排出トレイ７にエアーの吐出を開始する。これは、ジョブ同士の時間間隔が短い状態で、胴内空間２２の排出トレイ７に前回のジョブのシートＰが積載されると、排出トレイ７上のシートの積載枚数が少なくても、自然放熱による温度低下が鈍くなるからである。ＣＰＵ２４は、ユーザが要求した枚数のシートに画像を形成したか否かを判定し（Ｓ１０６）、ユーザが要求した枚数のシートに画像を形成していない場合（Ｓ１０６でＮｏ）、次のシートに対して画像形成を行う（Ｓ１０７）。

そして、ＣＰＵ２４は、ユーザが要求した枚数のシートに画像を形成すると（Ｓ１０６でＹｅｓ）、気化物質の吸気と、シート及び胴内空間２２の冷却とが終了したか否かを判定するための所定時間が経過したか否かの判定を行う（Ｓ１０８）。所定時間が経過していない場合（Ｓ１０８でＮｏ）、所定時間が経過するまで吸気ファン８による吸引と送風ファン９による送風を継続する。所定時間が経過すると（Ｓ１０８でＹｅｓ）、送風ファン９と、吸気ファン８とを停止させる（Ｓ１０９，Ｓ１１０）。

Ｓ１０５において、前回のジョブの画像形成後の経過時間が３０秒以上の場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、ＣＰＵ２４は、送風ファン９を始動させずに、Ｓ１１１へと進む。ＣＰＵ２４は、ユーザが要求した枚数のシートに画像を形成したか否かを判定する（Ｓ１１１）。ユーザが要求した枚数のシートに画像を形成していない場合（Ｓ１１１でＮｏ）、次のシートに対して画像形成を行う（Ｓ１１２）。

そして、ＣＰＵ２４は、ユーザが要求した枚数のシートに画像を形成すると（Ｓ１１１でＹｅｓ）、気化物質の吸気が終了したか否かを判定するための所定時間が経過したか否かの判定を行う（Ｓ１１３）。所定時間が経過していない場合（Ｓ１１３でＮｏ）、所定時間が経過するまで吸気ファン８による吸引を継続する。所定時間が経過すると（Ｓ１１３でＹｅｓ）、吸気ファン８を停止させる（Ｓ１１０）。

このように、吸気ファン８は、排出ローラ対５がシートの排出動作をしている間、吸気動作を行っている。また、送風ファン９は、画像形成枚数が所定の画像形成枚数以上であると、始動し、所定の画像形成枚数以下のときには、始動しないようになっている。但し、送風ファン９は、画像形成枚数が所定の画像形成枚数以下であっても、シートのジョブ同士の時間間隔が、所定の時間間隔以下のとき、排出ローラ対５が後のジョブの最初のシートを排出するまでに始動するようになっている。

以上のように、本実施形態の画像形成装置１は、排出ローラ対５からシートと共に排出される気化物質の拡散を効率良く低減できて、ユーザが不愉快に感じる臭い等をさらに低減できて、画像形成装置の製品品位を向上させることができる。また、本実施形態の画像形成装置１は、排出トレイ７に積載されているシートの温度を効率良く低減することができるので、トナーの再溶融によるシート同士の貼り付きを防ぐことができる。

１：画像形成装置、１Ａ：画像形成装置の装置本体、２：カセット、３：画像形成部（画像形成手段）、４：定着器（画像形成手段）、５：排出ローラ対（排出手段）、６：画像読取装置、７：排出トレイ（積載手段）、７ｅ：上面（シート積載面）、８：吸気ファン（吸引手段）、８ａ：エアー吸引口、９：送風ファン（冷却手段）、９ａ：エアー吐出口、２１：通風口、２２：胴内空間、２２ａ：背面壁、２４：ＣＰＵ、２９：遮蔽部材、７０、７０ａ：シート排出装置、Ｂ：シート排出方向、θ１：下流方向の角度、θ２：仰角、Ｐ：シート。

Claims (10)

1. トナー像が加熱定着されたシートを排出する排出手段と、
   前記排出手段によって排出されたシートが積載される積載手段と、
   前記シートの排出方向において前記排出手段よりも下流側に設けられ、前記排出手段からシートが排出される際に、前記積載手段上のエアーを吸引し、吸引したエアーをフィルタを介して外部に排出する吸引手段と、
   前記排出方向において前記吸引手段よりも下流側に設けられ、前記排出手段からシートが排出される際に、前記吸引手段による吸引よりも前記排出手段によるシート排出方向の下流側の前記積載手段上にエアーを吐出する冷却手段と、を備えた、
   ことを特徴とするシート排出装置。
2. 前記吸引手段は、前記排出方向と交差する方向にエアーを吸引し、
   前記冷却手段は、前記排出方向と交差する方向であって、前記吸引手段による吸引方向に対して離れる方向に向けてエアーを吐出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート排出装置。
3. 前記吸引手段は、前記排出手段によってシートが排出される排出口方向に向いてエアーを吸引する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート排出装置。
4. 前記冷却手段は、シートの前記排出方向の斜め下流の方向に向けてエアーを吐出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート排出装置。
5. 前記冷却手段は、前記積載手段のシート積載面に対して上方に向けてエアーを吐出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート排出装置。
6. 前記吸引手段のエアー吸引口と前記冷却手段のエアー吐出口との間に遮蔽部材を備えた、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート排出装置。
7. 前記吸引手段は、前記排出手段がシートを排出している場合に、前記積載手段上のエアーを吸引する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート排出装置。
8. 前記冷却手段は、前記排出手段の排出枚数が所定の枚数以上である場合に、前記積載手段上にエアーを吐出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート排出装置。
9. 前記冷却手段は、前記排出手段によって排出されるシート上に画像を形成する画像形成手段の第１のジョブと、該第１のジョブよりも後の第２のジョブの時間間隔が、所定の時間間隔未満のとき、前記排出手段が前記第２のジョブの最初のシートを排出するまでに前記積載手段にエアーの吐出を開始する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシート排出装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシート排出装置と、
    前記排出手段によって排出されるシートに画像を形成する画像形成手段と、
    を備えた、ことを特徴とする画像形成装置。

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