JP4993671B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
そこで、このような問題を解消するために、画像形成装置内に冷却装置を設け、熱定着後にシートを搬送しつつ冷却する技術が提案されている(例えば、特許文献1乃至4参照)。
複写機やプリンタのような熱定着装置を備えている画像形成装置は、小型・高速・低コストが求められている。また、シートを節約する目的でシート両面への画像形成が一般化している。
また、小型化された画像形成装置においては、シートが熱定着装置を通過する際に発生する水蒸気で搬送面に水滴が付着し、それが次に搬送されるシートに付着して両面の画像形成時に転写不良を発生するという問題もある。
本発明の他の目的は、搬送面に水滴が付着しにくい構成とすることによって、前述の画像不具合を解消する画像形成装置を提供することにある。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記搬送ガイド面としての平面の一部が金属で構成されていることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2記載の画像形成装置において、前記金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、真鍮であることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項2または3記載の画像形成装置において、前記金属の部分にテフロン(登録商標)コーティングを施すことを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項記載の画像形成装置において、シート搬送下流の搬送駆動ローラによる搬送速度は上流の搬送駆動ローラの搬送速度よりも遅いことを特徴とする。
図1及び図2を参照して、図1には、紙面で右側から給紙されたシートが画像形成されかつ熱定着されて左側の排紙トレイへ排紙される例を示している。図1の複写機1において、画像形成を終えて熱定着装置2を通過したシートは、搬送ガイド板3(図2)に案内され(搬送経路A)、排紙駆動ローラ4によって排紙トレイ5上に排出される。
この時、シートには片面側だけの画像が付与されている。シートの両面に画像を形成する場合は、熱定着装置2を通過したシートが、破線位置に移動した切り換え爪6によって経路を切り換え、搬送ガイド板9に案内され、片面時とは異なる搬送経路に案内される(搬送経路B)。
この時のシートの搬送経路は、搬送経路Cとなる。その後、搬送駆動ローラ10、12、搬送従動ローラ11、13、搬送ガイド板9に案内されて画像形成箇所より上流に戻されたシートは、反対側の面に画像を付与されるので、両面に画像を形成することが可能となる。従って、片側画像だけのプリント動作中には、スイッチバック駆動ローラ7とスイッチバック従動ローラ8は、回転する必要がない。
一般的に搬送ガイド板は、板状のものを対に構成することでシートの案内ガイドとすることが多い。板状であるがゆえに熱を受け易く、従って、温度上昇もし易い。本発明では、搬送ガイド板にヒートパイプ14を配置させることによって片面画像形成の終了したシート、及び搬送ガイド板の冷却を実施し、両面搬送経路、ひいては複写機全体の温度上昇を抑制するものである。
図3において、搬送ガイド板9上にはヒートパイプ14を配置している。図4では、ヒートパイプ14は中が空洞の円筒形状をしており、端部に冷却ファン16を配置して空気を吸入又は排出することによって、ヒートパイプ14を冷却、ひいては、搬送ガイド板9を冷却することが可能となる。
このように、熱定着装置2(図2)を通過したシートの温度を、シートが接触する搬送ガイド板9によって下げることで、両面搬送経路B、Cの温度も下がり、画像形成装置全
体の温度上昇を抑制することができる。
図3乃至図6に示す搬送ガイド板9は、一般的には、プラスチックで作成されるが、これを金属で作成することで搬送ガイド板9の熱伝導率が上がり、より冷却効果を上げることも可能である。
このように、熱定着装置2を通過したシートの温度をシートが接触する搬送ガイド板9によって下げることができる。その際、搬送ガイド板9を金属とすることで、プラスチックなどに比べてより効率的にシートの温度を吸収し、両面搬送経路の温度も下がるので、複写機全体の温度上昇を抑制することができる。
そこで、図7に示すようにプラスチックからなる搬送ガイド板9の一部が金属からなる搬送ガイド板17で構成され、この金属製搬送ガイド板17にヒートパイプ14を適宜な方法で取り付けている。
また、この金属部分をシートが接触し易い部分に設定することで、搬送ガイド板9に水蒸気による水滴が付着した場合においても、その水滴が大きく成長する前にシートで除去することが可能となる。
このように、鉄材に比べてアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、真鍮は熱伝導性が高いので、より効率的にシートから熱を吸収することができる。また、熱定着装置2(図1)を通過したシートから発生する水蒸気に対して、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、真鍮は、耐食性が高いので錆びを防ぐことができる。
図8乃至図12には、搬送ガイド板9とヒートパイプ14の幾つかの固定方法を示している。ヒートパイプ14が高温になった搬送ガイド板9を冷却するためには、互いの接触が十分になされていることが必要である。
図示していない固定部材で固定すると、固定部材とヒートパイプ14に隙間が発生した場合、搬送ガイド板9の冷却効率は落ちてしまうが、付勢力をもった板ばね20であれば、ヒートパイプ14と搬送ガイド板9をすきま無く装着できるので、搬送ガイド板9の熱を効率良くヒートパイプ14に吸収させることができる。
接着材21は、接着作業にやや手間が掛かるが、搬送ガイド板9とヒートパイプ14の接触面積が広いので、冷却効率が良い。ろう材22の場合は、搬送ガイド板9が金属の場合に有効な手段である。
搬送ガイド板9とヒートパイプ14の接触面積を増やす手段としては、図11の第4の方法のように、ヒートパイプ14を四角形にする、又は図12の第5の方法のように、搬送ガイド板9を凹ませたその凹所にヒートパイプ14を配置する方法もある。当然ながら、図8〜図10の方法と図11〜図12の方法を組み合わせる方法もある。
図15はスイッチバック駆動ローラが厚みのある円筒状でその内円に接するようにヒートパイプを装着する構成を示す概略断面図である。図16は薄い円筒状のスイッチバック駆動ローラの中心付近にヒートパイプをシリコンゴムのような熱伝導の良い材質で装着する構成を示す概略断面図である。
図15の構成では、スイッチバック駆動ローラ7が厚みのある円筒状でその内円に接するようにヒートパイプ14を装着する構成を示している。図16の構成では、スイッチバック駆動ローラ7が薄い円筒状でその中心付近にヒートパイプ14をシリコンゴムのような熱伝導の良い材質18で装着する構成を示している。
このように、搬送ローラであるスイッチバック駆動ローラ7内に冷却装置14を配置して熱定着装置を通過したシートの温度を搬送する搬送ローラによって下げる。これにより効率的にシートの温度を吸収し、両面搬送経路の温度も下がり、複写機全体の温度上昇を抑制することができる。この場合、スイッチバック駆動ローラ7をスイッチバック従動ローラ8としてもよい。
シート搬送に一番適した材質としては、摩擦係数の大きいゴムを利用するのが一般的である。金属ローラでシートを搬送するためには、駆動ローラと従動ローラ間に大きな圧力をかける必要があるためである。
そこで、図17では、スイッチバック駆動ローラ7は、直径が一定の金属ローラ25にゴム材26が巻かれた構成となっている。図18では、スイッチバック駆動ローラ7は、直径が一定の金属ローラ25の一部にゴム材26が巻かれた構成となっている。この場合に、スイッチバック駆動ローラ7をスイッチバック従動ローラ8(図2)としてもよい。
さらに、シートからより多くの熱を吸収するためにベルトを用いても良い。図19はスイッチバック駆動ローラと隣接するローラ間に架け渡したベルト29を示す概略斜視図である。
熱定着装置(図2)を通過したシートの温度を搬送するベルト29と金属搬送ローラ7によって下げる。搬送ローラであるスイッチバック駆動ローラ7 内に冷却装置を配置することでより効率的にシートの温度を吸収し、両面搬送経路の温度も下がり、複写機全体の温度上昇を抑制することができる。
同様に、図示はしてないが、このベルト29をスイッチバック従動ローラ8とこのスイッチバック従動ローラ8の隣の搬送ローラ28に架け、スイッチバック従動ローラ8にヒートパイプを配置させることも可能である。
図20乃至図22を参照して、或る搬送駆動ローラ(この場合に図2のスイッチバック駆動ローラ7とする)のシート送り速度がV1、その次にシートPが到達する搬送駆動ローラ(この場合に図2の搬送駆動ローラ10とする)のシート送り速度がV2とする時、V1<V2の関係とする。
2つの搬送駆動ローラ7、10間の搬送ガイド板9に少しでも曲がりがあれば、シートPはその搬送ガイド板9に擦り付けられることとなる。この時、その搬送ガイド板9にヒートパイプ14が設けられていれば、より効率的にシートPの熱をヒートパイプ14に伝熱することが可能となる。
逆に、図示してないが、或る搬送駆動ローラの紙送り速度がV1、その次にシートが到達する搬送駆動ローラの紙送り速度がV2とする時、V1>V2の関係にする。この場合は、シートはたるむ方向の力を受ける。図20乃至図22とは、逆の搬送ガイド板にヒートパイプを設けることで同様の効果が得られるものである。
上流の搬送駆動ローラがシートを押すことで、シートにたわみができ、搬送ガイド板に押し付けられる。その搬送ガイド板にヒートパイプが具備されていれば、より効率的に紙の熱を冷却することが可能となる。さらに、シートと搬送ガイド板が押し付けられる部分に発生した水滴を、これが大きく成長する前に、シートで除去することが可能となる。
上述した各構成は単独で使用しても複数を合わせて使用しても良い。その使用場所や数は設計都合による影響が大きいが、画像形成装置である複写機のシート処理枚数、熱定着装置の温度、熱定着装置後の搬送経路等の条件によって、最適配置にすべきである。
図23及び図24のプリンタ31において、給紙カセットを含む給紙部、書き込み光学系を含む画像形成部は本発明に直接関連しないので、搬送経路にあたるレジストローラ32、2次転写ローラ33、及び中間転写ベルト34以外は説明を省略する。
2次転写ローラ33、及び中間転写ベルト34で画像形成を終え、熱定着装置2を通過したシート(図示せず)は、搬送ガイド板3に案内され(搬送経路A)、排紙駆動ローラ4によって排紙トレイ5上に排出される。この時、シートには片面側だけの画像が付与されている。
時計方向に回転するスイッチバック駆動ローラ7によって適切な量だけ搬送されたシートは、スイッチバック駆動ローラ7とスイッチバック従動ローラ8に挟まれた状態のまま、反時計方向に回転を変えたスイッチバック駆動ローラ7によって逆戻りする。
この時のシートの搬送経路は、実線位置に戻った切り換え爪6によって、搬送経路Cとなる。その後、シートは、搬送駆動ローラ10、12、搬送従動ローラ11、13、搬送ガイド板9に案内されて画像形成箇所より上流に戻される。このように反対側の面に画像を付与されることで、両面に画像を形成することが可能となる。従って、片側画像だけのプリント動作中には、スイッチバック駆動ローラ7とスイッチバック従動ローラ8は回転する必要がない。
そこで、図23及び図24に示す複写機では、例えば、スイッチバック駆動ローラ7を図14に示したスイッチバック駆動ローラ7にし、また、搬送駆動ローラ10と搬送駆動ローラ12の間の搬送経路中の搬送ガイド板9に適宜な方法でヒートパイプ14を配置している。
このように、本発明では、両面の画像形成動作を行う際に通過する両面搬送経路にヒートパイプ14を具備させることで冷却を実施し、両面搬送経路、すなわち、装置全体の温度上昇を抑制するようにしている。
2 熱定着装置
3 搬送ガイド板
4 排出ローラ
6 切り換え爪
7 スイッチバック搬送駆動ローラ
8 スイッチバック搬送従動ローラ
9 搬送ガイド板
10 搬送ローラ(駆動ローラ)
11 搬送ローラ(従動ローラ)
12 搬送ローラ(駆動ローラ)
13 搬送ローラ(従動ローラ)
14 冷却部材(ヒートパイプ)
17 搬送ガイド板の金属部分
20 板ばね
21 接着材
22 ロウ付け
25 金属ローラ
26 ゴム材
27 搬送ローラ
28 搬送ローラ
29 ベルト
31 プリンタ(画像形成装置)
A 搬送経路
B 搬送経路
C 搬送経路
P シート
Claims (6)
- 両面画像を形成可能で、熱定着装置を備えていて、該熱定着装置で画像が定着されたシートを搬送する両面搬送経路に冷却部材としてのヒートパイプを配置した画像形成装置において、
前記ヒートパイプは筒形状であって、その外周の一部が前記両面搬送経路の搬送ガイド面としての平面をなし、この筒形状ヒートパイプの内部は、該ヒートパイプの端部に配置された冷却ファンによって空気の吸入又は排出がなされて冷却されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記搬送ガイド面としての平面部分は金属で構成されていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、真鍮であることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
- 前記金属の部分にテフロン(登録商標)コーティングを施すことを特徴とする請求項2または3記載の画像形成装置。
- シート搬送下流の搬送駆動ローラによる搬送速度は上流の搬送駆動ローラの搬送速度よりも速いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の画像形成装置。
- シート搬送下流の搬送駆動ローラによる搬送速度は上流の搬送駆動ローラの搬送速度よりも遅いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の画像形成装置。
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