JP2000075773A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置において、無駄なエネルギーを
使用せずに除湿を行い、除湿で得られた水を加湿に使用
する。 【解決手段】 転写材５０が加熱ローラ７８によって加
熱され画像の定着が行われる。転写材５０が加熱される
と、転写材（紙）５０に含まれる水分が蒸発し、水蒸気
がスリング８６を通過して加熱ローラ７８と水滴受け８
２とで囲まれる閉鎖空間８７内に放出され、閉鎖空間８
７内の湿度が高まる。水滴受け８２は加熱ローラ７８よ
りも十分に温度が低いので、閉鎖空間８７の湿度が高く
なると、閉鎖空間８７内の水蒸気が凝縮して水９８とな
って水滴受け８２の内面に付着する。水滴受け８２の底
部に溜まった水９８は、ホースを介して加湿装置のキャ
ッチパンに回収され、加湿に用いられる。定着の熱によ
り転写材５０から放出された水分を加湿に利用するの
で、無駄なエネルギーを必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写材に付与され
た画像を加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】水分を吸収する材料で形成された転写
材、例えば、用紙（普通紙、トレーシングペーパー等）
を用いる複写機やプリンター、プロッター等の画像形成
装置では、用紙の湿度によって画像不良を起こすことが
知られている。

【０００３】このため、除湿装置や加湿装置を備えた画
像形成装置、例えば、特開平９−８１０１８号公報に開
示の画像形成装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平９−８１０１８
号公報に開示されている画像形成装置では、装置内の雰
囲気を循環させ、雰囲気の除湿を行って回収された水を
貯水タンクに蓄え、この水を加湿に使用するようになっ
ている。

【０００５】しかしながら、除湿専用の除湿用ヒータを
用いて装置内の雰囲気の除湿を行っているため、除湿を
行うためにエネルギーが必要となる。

【０００６】また、除湿用ヒータを使用すると空気が加
熱されるため、高温多湿の時期に除湿を行うと装置内の
雰囲気が高温になる虞れがある。

【０００７】このため、加湿用の水を生成するために、
除湿用ヒータのエネルギーが必要となったり、装置内の
温度が上昇してしまう、という問題がある。

【０００８】また、周知の除湿及び加湿機構を用いると
しても、除湿のためにエネルギーを必要とすることにか
わりはない。

【０００９】本発明は上記事実を考慮し、上述した従来
の欠点を解消した画像形成装置を提供することが目的で
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像形
成装置は、転写材上に転写されたトナー画像を定着する
定着部と、前記定着部により前記転写材から発散する水
蒸気を凝縮して水とする除湿手段と、前記除湿手段より
回収された水を利用して装置筐体内の加湿を行う加湿手
段と、を有することを特徴としている。

【００１１】次に、請求項１に記載の画像形成装置の作
用を説明する。

【００１２】請求項１に記載の画像形成装置では、トナ
ー画像の転写された転写材は定着部において定着処理さ
れ、トナー画像が転写材に定着される。

【００１３】転写材が水分を含む材質、例えば、紙であ
る場合には、定着部で定着処理されるときに、内部に含
まれていた水分が水蒸気となって蒸発する。

【００１４】水蒸気は除湿手段によって水として回収さ
れる。

【００１５】除湿手段によって回収された水は、装置筐
体内の加湿を行う加湿手段に利用され、加湿手段は、除
湿手段によって回収された水を利用して装置筐体内の加
湿を行う。

【００１６】このように、請求項１に記載の画像形成装
置では、定着工程において、除湿専用のエネルギーを必
要とせずに加湿用の水を得ることができる。

【００１７】なお、除湿手段によって回収された水を、
加湿手段で用いる水の一部（または全て）として利用す
るので、除湿手段によって回収された水を廃棄する手間
が大幅に低減可能であり、また、加湿のための水を補給
する回数を零（又は減らす）ことができる。

【００１８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記装置筐体内の湿度を計測
する湿度センサと、前記湿度センサにより検出された前
記装置筐体内の湿度に基づいて前記加湿手段を作動させ
る制御手段と、を有することを特徴としている。

【００１９】次に、請求項２に記載の画像形成装置の作
用を説明する。

【００２０】請求項２に記載の画像形成装置では、湿度
センサが装置筐体内の湿度を計測し、制御手段は湿度セ
ンサにより検出された装置筐体内の湿度に基づいて加湿
手段を作動させ、所定の湿度以下とならないように加湿
を行うことができる。

【００２１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の画像記録装置において、前記定着部は
前記転写材に外周面が接触し、かつ回転するヒートロー
ルを備え、前記除湿手段は、前記ヒートロールの外周面
と対向して配置され前記ヒートロールとの間に前記転写
材を挟持すると共に、前記転写材から発散する水蒸気を
前記ヒートロール側とは反対側に透過させる水蒸気透過
部材と、前記水蒸気透過部材の前記ヒートロール側とは
反対側に配置され、前記水蒸気透過部材を透過した前記
水蒸気の水分を凝縮させる水滴回収部材と、を有するこ
とを特徴としている。

【００２２】次に、請求項３に記載の画像形成装置の作
用を説明する。

【００２３】請求項３に記載の画像形成装置では、画像
の転写された転写材が、ヒートロールと水蒸気透過部材
との間に挟持された状態で搬送され、この間でトナー画
像の定着が行われる。

【００２４】転写材から発散した水蒸気は、水蒸気透過
部材を透過する。水蒸気透過部材を透過した水蒸気は、
ヒートロールよりも温度の低い水滴回収部材（装置筐体
内の雰囲気温度に近い温度）に接触して水滴となる。

【００２５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の画像形成装置において、前記水蒸気透過部材は、シー
ト状のメッシュであり、前記ヒートロールの外周面に沿
って当接するように配設されていることを特徴としてい
る。

【００２６】次に、請求項４に記載の画像形成装置の作
用を説明する。

【００２７】請求項４に記載の画像形成装置では、転写
材から発散した水蒸気が、シート状のメッシュを通過し
て空間内に進入する。水蒸気透過部材をシート状のメッ
シュとしたので、水蒸気が効率良く透過して加湿用の水
を効率良く生成することができる。

【００２８】なお、メッシュとは、繊維を経緯に配置し
た所謂織物であっても良く、微小孔を無数に設けたもの
でも良い。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置の一実施形
態を図１乃至図４にしたがって説明する。

【００３０】図１に示すように、本実施形態の画像形成
装置（いわゆる複写機）１０は、実質的に閉塞された筐
体１１内に画像転写部１３、定着部１５及び給紙部１６
を備えている。

【００３１】給紙部１６には、転写材としての４個のロ
ール紙１８、２０、２２、２４をセットできるようにな
っている。

【００３２】ロール紙１８〜２４の何れを使用するか
は、オペレーターが図示しない操作パネルに設けられた
選択ボタンにより設定するようになっている。

【００３３】ロール紙１８〜２４の何れかは、送り出し
ローラ２６，２８，３０，３２の何れかにより送り出さ
れ、搬送路３４，３６，３８，４０を介して合流部４２
へ搬送されるようになっている。

【００３４】合流部４２へ送り込まれたロール紙１８〜
２４の先端部は、搬送路４４に沿って搬送され、カッタ
部４６及びレジストローラ対４８を介して画像転写部１
３へ搬送される。

【００３５】この途中において、ロール紙１８〜２４の
先端部側が、カッタ部４６において所定の長さに切断さ
れ転写材５０となる。

【００３６】画像転写部１３には、感光ドラム１４が設
けられている。

【００３７】図１及び図２に示すように、感光体ドラム
１４の近傍には、ドラム表面を帯電させる帯電部５２、
原稿像（図示せず）をドラム表面に投影露光してドラム
表面に潜像を形成する結像光学系５４、潜像を現像して
トナー像とする現像部５６、トナー像を転写材５０に転
写する転写部５８、ドラム表面の不要なトナーを回収し
てドラム表面のクリーニングを行うクリーナー６３が配
置されている。

【００３８】転写部５８には、転写コロトロン６０及び
剥離コロトロン６２がそれぞれ感光体ドラム１４に対向
して配置されている。

【００３９】転写材５０は、感光体ドラム１４と転写コ
ロトン６０との間を通過し、このとき転写コロトロン６
０の放電によりトナー像が転写材５０に転写される。

【００４０】トナー像の転写された転写材５０は、剥離
コロトロン６２により感光体ドラム１４から剥離後、感
光体ドラム１４上に残ったトナーは、トナー清掃装置で
あるクリーナー６３で回収される。

【００４１】感光体ドラム１４から剥離された転写材５
０は、真空搬送装置６４により定着部１５に送り出され
る。

【００４２】真空搬送装置６４は、バキュームファン６
６を備え、このバキュームファン６６により転写材５０
を転写搬送面に吸着させながら搬送するようになってい
る。

【００４３】転写走行面は、搬送ローラ６８、７０、７
２の各周面により形成されている。

【００４４】搬送ローラ６８にはベルト７４を介して図
示しないモータの回転力が伝達されるようになってい
る。搬送ローラ６８の回転力はさらにベルト７６を介し
て搬送ローラ７０に伝達され、搬送ローラ７０の回転力
はさらにベルト７７を介してローラ７２に伝達されるよ
うになっている。

【００４５】定着部１５は、内部にヒーター（図示せ
ず）を備えたヒートロール７８を備えている。

【００４６】図２乃至図４に示すように、ヒートロール
７８の下方には、水滴回収装置８０が配置されている。

【００４７】水滴回収装置８０は、断面形状が略Ｖ字状
とされた水滴回収部材としての水滴回収箱８２を備えて
いる。この水滴回収箱８２は、ステンレス等の金属板か
ら形成されている。

【００４８】水滴回収箱８２の内面には、上流側の上端
近傍と下流側の上端近傍に、それぞれスポンジ等の弾性
部材からなる加圧プレート８４が取り付けられている。

【００４９】水滴回収箱８２の開口は、ガラスクロス、
メッシュ等の水蒸気の透過性に優れた可撓性の水蒸気透
過部材としてのスリング８６によって覆われている。

【００５０】スリング８６は、加圧プレート８４によっ
てヒートロール７８に押圧されており、ヒートロール７
８とスリング８６との間を円弧状に通過する転写材５０
は図示しないモータによって回転するヒートロール７８
の表面に接触しながら搬送され加熱されるようになって
いる。

【００５１】ヒートロール７８と水滴回収箱８２との間
には、実質的に閉鎖された閉鎖空間８７が形成されてい
る。

【００５２】水滴回収箱８２は、底部が水平方向に対し
て若干傾斜しており、図４に示すように下端部にはホー
ス８８の一端が接続されている。

【００５３】ホース８８の他端は、加湿手段としての加
湿装置９０のキャッチパン９２に挿入されており、水滴
回収箱８２で回収された水がホース８８を介してキャッ
チパン９２に流れ落ちるようになっている。

【００５４】キャッチパン９２には、回収した水が溢れ
ないように、オーバーフロー用のホース９４の一端が上
端近傍に接続されている。

【００５５】ホース９４の他端は、回収ボトル９６に挿
入されており、キャッチパン９２からオーバーフローし
た水がホース９４を介して回収ボトル９６に回収される
ようになっている。

【００５６】本実施形態では、ヒートロール７８及び水
滴回収装置８０が本発明の除湿手段に相当している。

【００５７】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００５８】先ず、帯電部５２で帯電された感光体ドラ
ム１４の表面に結像光学系５４により原稿像が投影露光
され、ドラム表面に潜像が形成される。

【００５９】潜像の形成された部分が現像部５６に至る
と、潜像が現像されてトナー像となる。トナー像の形成
された部分が転写部５８に至ると、トナー像が転写材５
０に転写される。

【００６０】トナー像の転写された転写材５０は、真空
搬送装置６４によって定着部１５に搬送される。

【００６１】転写材５０は、ヒートロール７８によって
加熱され、トナー像が転写材５０に転写される。

【００６２】ここで、転写材５０がヒートロール７８に
よって加熱されると、転写材（紙）５０に含まれる水分
が蒸発し、温まった水蒸気がスリング８６の網目を通過
してヒートロール７８と水滴回収箱８２とで囲まれる閉
鎖空間８７内に放出され、閉鎖空間８７内の湿度が高ま
る。

【００６３】金属板で形成された水滴回収箱８２の温度
は装置内の雰囲気温度（室温＋α）に近く、即ち、ヒー
トロール７８（例えば、約１４８°Ｃ）よりも十分に温
度が低いので、水蒸気が進入して閉鎖空間８７の湿度が
高くなると、閉鎖空間８７内の水蒸気が凝縮して水９８
となって水滴回収箱８２の内面に付着する。

【００６４】水滴回収箱８２の底部に溜まった水９８
は、ホース８８を介して加湿装置９０のキャッチパン９
２に流れ落ちる。

【００６５】このキャッチパン９２に溜まった水９８
は、自然に蒸発してロール紙１８〜２４を加湿すること
ができる。

【００６６】したがって、装置内の雰囲気の湿度が低い
場合には、キャッチパン９２に溜まった水９８の蒸発が
促進され、ロール紙１８〜２４の乾き過ぎを抑えること
ができる。一方、装置内の雰囲気の湿度が高い場合に
は、キャッチパン９２に溜まった水９８はあまり蒸発し
ないため、キャッチパン９２に溜まった水９８によりロ
ール紙１８〜２４が必要以上に加湿されることは無い。

【００６７】紙の転写材５０には必ず水分が含まれてい
るので、ヒートロール７８で加熱することにより、転写
材５０から確実に水蒸気が発生する。また、本実施形態
では、従来のヒートロールとニップローラとで線接触状
態で転写材を挟持搬送するタイプの定着装置とは異な
り、ロール外周面に沿って当接するように配置したスリ
ング８６とヒートロール７８との間で転写材５０が長方
形状に接触している（即ち、従来タイプに比較して長時
間接触する）。

【００６８】したがって、本実施形態では、転写材５０
から蒸発した水分の殆どがスリング８６を通過してヒー
トロール７８と水滴回収箱８２とで囲まれる実質的に閉
鎖された閉鎖空間８７内に放出され、これを水として回
収できるので、加湿に用いる水を転写材５０から確実に
得ることができる優れた効果がある。

【００６９】また、本実施形態では、ヒートロール７８
の熱を利用すると共に金属板からなる水滴回収箱８２で
水分を回収することができるので、従来のように除湿の
ためだけのエネルギーを必要とせず、装置構成も簡単で
あり、従来よりも装置コスト及びランニングコストの低
減を図ることができる。

【００７０】なお、キャッチパン９２の水が不足した場
合、装置の最初のセッティングの場合等には、キャッチ
パン９２に水道水等を直接供給することができる。キャ
ッチパン９２に水位センサ等を設け、加湿用の水が不足
した場合に操作パネル等に警告を表示するようにしても
良い。

【００７１】また、キャッチパン９２から水がオーバー
フローした場合には、ホース９４を介して回収ボトル９
６に回収される。

【００７２】回収ボトル９６に回収された水９８は、例
えば、キャッチパン９２に水９８が不足したとき等に使
用することができ、回収した水を無駄にせず、再利用を
図ることができる。

【００７３】なお、キャッチパン９２に溜まった水９８
を自然に蒸発させるためには、キャッチパン９２は開口
面積が広い方が良い。仮に、キャッチパン９２がボトル
のような開口面積の小さいものであると、水の蒸発が極
端に遅く、回収した水を有効に加湿に利用できない。

【００７４】なお、本実施形態では、水滴回収箱８２を
ステンレス等の金属板で形成したが、本発明はこれに限
らず、熱伝導性に優れ、水による腐蝕が生じず、装置内
の雰囲気温度に馴染みやすいものであれば金属板以外の
材料で構成しても良く、その形状も上記実施形態のもの
に限定されない。

【００７５】また、本実施形態では、水滴回収箱８２の
開口をガラスクロス、メッシュ等の水蒸気の透過性に優
れた可撓性のスリング８６によって覆ったが、本発明は
これに限らず、スリング８６は、ある程度の可撓性を有
し、水蒸気の透過性に優れ、摩耗に強く、定着温度に対
して耐久性を有していれば、特に材質、構造は限定され
ない。［他の実施形態］次に、本発明の画像形成装置の
他の実施形態を図５にしたがって説明する。なお、前述
した実施形態と同一構成に関しては同一符号を付し、そ
の説明は省略する。

【００７６】図５に示すように、本実施形態では、給紙
部１６には転写材としての１個のロール紙１００がセッ
トされるようになっており、ロール紙１００の搬送方向
下流側に配置される用紙ガイド１０２には、送り出され
るロール紙１００の余剰な水分を蒸発させる、即ち、除
湿するためのヒーター１０４が取り付けられている。

【００７７】キャッチパン９２には、キャッチパン９２
に溜まった水の蒸発を促進するためのヒーター１０６が
２本配置されており、ヒーター１０６には耐熱性の布１
０８が被せられている。

【００７８】また、キャッチパン９２の近傍には、キャ
ッチパン９２に向けて送風（矢印Ａ）を行い、装置内の
空気を循環するためのファン１１０が配置されている。

【００７９】また、ロール紙１００の近傍には、装置内
の雰囲気の湿度を測定する湿度センサ１１２が配置され
ている。

【００８０】前述したヒーター１０４、ヒーター１０
６、ファン１１０、湿度センサ１１２は、制御手段１１
４に連結されており、梅雨時期等で雰囲気の湿度が高す
ぎる場合（（予め設定された第２の湿度以下、例えば湿
度６０％以上の場合（本発明はこれに限定されない。）
には、ヒーター１０４に通電がなされ、送り出されるロ
ール紙１００の余剰な水分の蒸発が行われ、冬季等で雰
囲気の湿度が低すぎる場合（予め設定された第１の湿度
以下、例えば湿度３０％以下の場合（本発明はこれに限
定されない。）には、ヒーター１０６及びファン１１０
に通電がなされてキャッチパン９２の水の蒸発が促進さ
れる。

【００８１】なお、ファン１１０による送風のみで蒸発
を促進しても良い。

【００８２】このように、本実施形態では、自動で調湿
を行うことができる。

【００８３】また、この実施形態ではヒーター１０６に
よって水を加熱して加湿を行うようにしているが、本発
明はこれに限らず、例えばキャッチパン９２に超音波振
動素子（図示せず）を設け、超音波振動素子の振動によ
って水を霧状とし、これによって装置内の加湿を行うこ
ともできる。

【００８４】上記実施形態では、複写機を例に上げて本
発明を説明したが、本発明は、水分を含んでいる可能性
のある転写材に画像を転写し、加熱することにより画像
の定着を行うタイプの画像形成装置（例えば、プリンタ
ー）には全て適用可能である。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は上記の構成として定着時に発生する水蒸気から加
湿用の水を得ているため加湿用の水を補給する手間を無
くすことが可能であり、また、従来の画像形成装置のよ
うに電気を使用して空気の除湿を行う除湿装置で得られ
る水を加湿に利用する方式ではないため、エネルギー消
費量を低減できる、という優れた効果を有する。

【００８６】また、除湿するために空気を加熱するヒー
タを用いないので、装置内の温度を高温にする虞れが無
い、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略
を示す全体構成図である。

【図２】定着部及び画像転写部の一部の側面図である。

【図３】定着部の一部断面図である。

【図４】除湿及び加湿を行う要部を示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の要
部の側面図である。

【符号の説明】

１０ 画像形成装置 １１ 筐体（装置筐体） １５ 定着部 １８ ロール紙（転写材） ２０ ロール紙（転写材） ２２ ロール紙（転写材） ２４ ロール紙（転写材） ７８ ヒートロール ８０ 水滴回収装置（除湿手段） ８２ 水滴回収箱（水滴回収部材） ８６ スリング（水蒸気透過部材） ９０ 加湿装置（加湿手段） １００ ロール紙（転写材）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA14 ED25 ED30 JA15 JA16 JB02 JB03 JB19 JC08 JC12 JC13 2H033 AA16 AA33 AA39 BB00 CA11 CA35

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写材上に転写されたトナー画像を定着
   する定着部と、 前記定着部により前記転写材から発散する水蒸気を凝縮
   して水とする除湿手段と、 前記除湿手段より回収された水を利用して装置筐体内の
   加湿を行う加湿手段と、 を有することを特徴とした画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記装置筐体内の湿度を計測する湿度セ
   ンサと、 前記湿度センサにより検出された前記装置筐体内の湿度
   に基づいて前記加湿手段を作動させる制御手段と、 を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記定着部は前記転写材に外周面が接触
   し、かつ回転するヒートロールを備え、 前記除湿手段は、前記ヒートロールの外周面と対向して
   配置され前記ヒートロールとの間に前記転写材を挟持す
   ると共に、前記転写材から発散する水蒸気を前記ヒート
   ロール側とは反対側に透過させる水蒸気透過部材と、前
   記水蒸気透過部材の前記ヒートロール側とは反対側に配
   置され、前記水蒸気透過部材を透過した前記水蒸気の水
   分を凝縮させる水滴回収部材と、を有することを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の画像記録装置。
4. 【請求項４】 前記水蒸気透過部材は、シート状のメッ
   シュであり、前記ヒートロールの外周面に沿って当接す
   るように配設されていることを特徴とする請求項３に記
   載の画像形成装置。