(57)【要約】【課題】消費電力と騒音を抑えながら装置内の結露を防ぐ画像形成装置を提供する。【解決手段】定着器５０上、および側板１４上に送風装置３６を設け、この送風装置３６が図中黒矢印のように往復運動をすることで搬送ローラ２６およびガイド部材２８近傍に空気を送り、前記部材近傍の風速を増加させる。この風で搬送ローラ２６およびガイド部材２８近傍の風速を上昇させることで、上記部材の表面で結露した水分の再蒸発を促進させ、上記部材の表面で水滴が形成されることを防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に転写された転写画像を該記録媒体上に熱定着させる定着器と、
該定着器から排出される前記用紙を搬送する排出搬送手段と、
該排出搬送手段に対して送風する圧電ファンと、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記排出搬送手段は、前記定着器の発熱部に対してその鉛直方向位置が上方であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記圧電ファンによる送風は、前記定着器による対流を加速する方向に成されることを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記圧電ファンは、前記定着器から送り出された前記記録媒体の搬送される方向に送風することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着器に前記圧電ファンが一体的に設けられてなることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体に転写した転写画像を、定着器で加熱して定着し定着画像を得る画像形成装置において、例えば定着ユニットの上方に対向して配置した金属部材の下面に断熱材を設ける構成が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
同様に、熱定着装置の近傍に配置された部品における熱定着部の熱源側に位置する面に、水分を吸い取る性質を有する部材を設ける構成が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
あるいは紙を搬送するガイドを加熱するヒーターを設け、結露を防止する構成が提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
さらに、定着器の上部に第二の用紙搬送装置を備える画像形成装置において、第二用紙搬送装置の用紙搬送ローラを空転させる構成が提案されている（特許文献４参照）。
【０００６】
あるいは、ゴムローラ部とゴムローラ部の間のシャフトに羽根が形成されており、非画像形成時にシャフトを高速回転させて定着器内の空気を装置外へ排出させる構成が提案されている（特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平０１−２５１０７２号公報
【特許文献２】特開平０４−１５１６７９号公報
【特許文献３】特開平０６−２７４０５７号公報
【特許文献４】特開２００５−２７４８３５号公報
【特許文献５】特開２００１−０１７５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的とするところは、騒音を抑えつつ搬送経路における結露を軽減する画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の画像形成装置は、記録媒体上に転写された転写画像を該記録媒体上に熱定着させる定着器と、該定着器から排出される前記用紙を搬送する排出搬送手段と、該搬送手段に対して送風する圧電ファンと、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、前記排出搬送手段において、前記排出搬送手段が前記定着器の発熱部に対してその鉛直方向の位置が上方であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の画像形成装置は、請求項２に記載の発明において、圧電ファンによる送風が前記定着器による対流を加速する方向に成されるように構成されたものである。
【００１１】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記圧電ファンが、前記定着器から送り出された前記記録媒体の搬送される方向に送風するように構成されたものである。
【００１２】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記定着器に前記圧電ファンが一体的に設けられてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、本発明を用いない場合に比べ、騒音を抑えつつ搬送経路における結露を軽減する画像形成装置を提供することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、本発明を用いない場合に比べ、定着器の熱による対流を利用し、効率よく結露を軽減することが出来る
請求項３の発明によれば、請求項２の発明に対して更に効率を向上させることが出来る。
【００１５】
請求項４の発明によれば、対流に加えて、記録媒体の搬送に伴う気流変化をも利用し、更に効率を向上させることが出来る。
【００１６】
請求項５の発明によれば、定着器の熱による対流に加えて圧電ファンの生み出す風を効率的に利用するために、圧電ファンの位置を最適化出来るとともに、装置の簡略化を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜画像形成装置概要＞
図１は本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。
【００１８】
画像形成装置１０は、感光体ドラム４２を有する現像装置４０と、感光体ドラム４２に接触する一次帯電用の帯電ロール４４と、画像信号に応じて変調された光ビームＬを照射する光走査装置３０と、記録媒体である用紙Ｐを搬送する給紙装置２０、搬送ローラ２２〜２６とを含んで構成されている。
【００１９】
帯電ロール４４にて表面電位を印加された感光体ドラム４２の表面には、露光装置としての光走査装置３０によって入力画像に対応し変調された光ビームＬが照射され、入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ロール４６上のトナーを感光体ドラム４２上に形成された静電潜像に転写する（トナー現像する）ことにより、感光体ドラム４２上にトナー画像が形成される。
【００２０】
一方、給紙装置２０、搬送ローラ２２はトレイ１２にセットされた用紙Ｐを現像装置４０の感光体ドラム４２と転写ロール４８とのニップ部へ搬送する。
【００２１】
感光体ドラム４２上に形成されたトナー像は転写ロール４８にニップされた用紙Ｐ上に転写され、搬送経路に沿って搬送され、定着器５０にて熱溶着されたトナー画像が用紙Ｐ上に定着される。画像が形成された用紙Ｐは搬送ローラ２４、２６および搬送ガイド２８にて公正された排出搬送路を搬送され、排紙ローラ６０によって機外に排紙され画像として出力される。
【００２２】
＜用紙からの水分と送風装置による蒸発促進＞
前述のようにトナー画像を用紙Ｐ上に熱溶着するために定着器５０で用紙Ｐが加熱されると、用紙Ｐに含まれる水分が水蒸気となって定着器５０の排紙側部分（上側）から放出される。放出された水蒸気は、定着器５０にて熱せられた空気と共に上方へと運ばれ、外装カバー１４に設けられた排気口３２、３４から機外へと放出される。
【００２３】
しかし、排気されずに機内に滞留した一部の水蒸気は定着器５０周囲の排出搬送路を構成する用紙搬送ローラ２６、ガイド部材２８に接触し、排気よりも温度の低いこれらの部材と接触することで結露して水となる。この水が、搬送される用紙Ｐに落下・付着し画像故障となるといった問題が生じている。
【００２４】
そこで本発明ではこれらの排出搬送路（搬送ローラ２６およびガイド部材２８）概略近傍に圧電ファン３６を設け、往復振動により、搬送ローラ２６、ガイド部材２８に風を送ることでこれら部材表面での結露を抑えるように構成している。圧電ファンとしては、例えば実開平５-９５５３や特開２０００-１１０７９６に記載のものを用いることが出来る。
【００２５】
図２には本発明に係る圧電ファンを備えた画像形成装置の一部が示されている。
【００２６】
図２中に一点鎖線で示す、用紙Ｐの排出搬送路は搬送ローラ２６およびガイド部材２８によって規定されているが、前述のように定着器５０で加熱された用紙Ｐから発せられた水蒸気が画像形成装置１０内部の対流に乗って搬送ローラ２６、ガイド部材２８に接触し、水蒸気よりも温度の低いこれらの部材表面で凝結・結露する。
【００２７】
これを防ぐため、図２のように定着器５０上、および側板１４上に圧電ファン３６を設け、この圧電ファン３６が発生させる風で搬送ローラ２６およびガイド部材２８近傍の風速を上昇させることで、上記部材の表面で結露した水分の再蒸発を促進させ、上記部材の表面で水滴が形成されることを防止する。
【００２８】
具体的には圧電ファン３６の送風板３９が図中黒矢印のように往復運動をすることで搬送ローラ２６およびガイド部材２８近傍に空気を送り、前記部材近傍の風速を増加させる。
【００２９】
搬送ローラ２６およびガイド部材２８の表面で結露を起こさないために必要な風速を求める方法を以下に示す。
【００３０】
＜結露防止に必要な風速＞
図４は、発明者らが定着器５０、搬送ローラ２６およびガイド部材２８近傍の風速分布を数値解析した結果の一例が示されている。
【００３１】
図４においては排紙口が２箇所あるが、定着器５０に近い（低い位置にある）第１の排紙口からはあまり空気は排出されず、高い位置にある第２の排出口から自然対流による排気が行われていることがわかる。
【００３２】
また、図４に示すように搬送ローラ２６の周囲には定着器５０からの自然対流による空気の流れがあり、約０．１〜０．１５m/sec程度の風速を持つ空気の流れがある。
【００３３】
これにより搬送ローラ２６およびガイド部材２８近傍に水蒸気を含む空気の流れが存在し、自然対流に逆らわずに部材近傍の風速を上げるには下から上へ、装置内から排紙口へ（図中左から右へ）と風を送ればよいことがわかる。
【００３４】
図５には発明者らが蒸発量と風速の関係を検証した結果が示されている。
【００３５】
図５からシャフトおよびローラ上の表面１平方ｃｍあたりの蒸発量を求めると、約２．８〜４．０×１０-５gとなる。一方、自然対流により蒸発した後に残留した結露量はシャフトおよびローラ上の表面１平方ｃｍあたりに毎秒０．９〜１．２×１０-５g程度であるので、結露を抑えるには蒸発量を毎秒３．７〜５．２×１０-５gまで増加させる必要がある。
【００３６】
従って、搬送ローラ２６およびガイド部材２８の表面で結露を起こさないために必要な風速は０．１４〜０．１９m/secとなり、自然対流に加えて０．０４m/secの風速増加が必要となることがわる。
【００３７】
＜送風装置の形状と風速＞
「日本機械学会論文集Ｂ編」、Vol．６８、No．５５５、pp２２-２９記載の文献によれば、振動する平板から発生する風の速度（風速）は平板の幅が７０mmを越える場合には、平板の厚さや長さに依存せず、主に送風板先端部の振幅に依存することが実験的に確かめられている。
【００３８】
同文献より、平板から２０mm離れた地点での平板先端部の振動振幅と風速の関係を図示すると、図６のようになる。図６に示されたような関係から、所望の風速０．０４m/secを得るために必要な振動平板の振幅は０．０７mm(７０μm)以上であればよいことがわかる。
【００３９】
本発明では上記のような条件を満たす平板として圧電ファン３６を設けている。圧電ファン３６の送風板３７が振動することによって発生する風によって、部材（搬送ローラ２６およびガイド部材２８）表面にて結露・付着した水滴の蒸発が促進され、蒸発した水蒸気は自然対流によって排気口３２、３４から機外へと放出される。
【００４０】
圧電ファン３６の形状としては、用紙搬送ローラ２６やガイド部材２８全体に風が行き渡るようにある程度の幅を持つことが望ましい。図６に示す前述の文献の実験結果を考慮すれば、前記圧電ファンの幅は最低限７０mm以上あることが望ましい。
【００４１】
＜送風装置の構造＞
図３には本発明の第２実施形態に係る送風装置が示されている。
【００４２】
図３に示すように、圧電ファン３６はバイモルフ型の圧電素子３５の先端に圧電素子３５よりも剛性が低い弾性薄板３７が設けられており、弾性薄板３７の先端には弾性薄板よりも厚みの大きい送風板３９が設けられている。
【００４３】
圧電素子３５の振動が弾性薄板３７に伝わると、弾性薄板３７の剛性が圧電素子３５より低いために圧電素子３５の振動が増幅され、さらに弾性薄板３７の先端に設けられた送風板３９の先端部における振幅が大きくなる。
【００４４】
これにより圧電素子３５の振幅を増幅して送風板３９に伝えることができ、送風板３９の振れ幅を大きく取ることができる。
【００４５】
このとき、送風板３９の長さ、厚さ、重量について圧電素子３５の駆動周波数と送風装置３６全体の固有振動数が一致するように設定すれば、圧電素子３５の振動によって圧電ファン３６が共振し、さらに送風板３９先端の振れ幅を効果的に増幅することができる。
【００４６】
さらに、圧電素子３５よりも剛性が低い弾性薄板３７を介して送風板３９を圧電素子３５に取り付け、圧電素子３５の振動を送風板３９の先端部において増幅するという目的において、弾性薄板の形状は上記実施形態に限るものではなく、例えば図７に示すような蛇腹状のばねであっても良い。
【００４７】
＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【００４８】
すなわち本実施形態では電子写真方式のモノクロ画像形成装置を例に挙げたが、これに限定せず熱処理を行うことで水蒸気が発生するプロセスを含む、他の装置に応用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る送風手段を備えた画像形成装置を示す断面図である。
【図２】本発明に係る送風手段を備えた画像形成装置を示す拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る送風手段を示す側面図である。
【図４】従来の画像形成装置内部の気流を示す図である。
【図５】風速と水分蒸発量の関係を示す図である。
【図６】振動板先端部の振幅と風速の関係を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る送風手段を示す斜視図である。
【図８】従来の画像形成装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０    画像形成装置
１２    トレイ
１４    外装板
２０    給紙装置
２２    搬送ローラ
２６    搬送ローラ
２８    ガイド部材
３０    光走査装置
３２    排気口
３４    排気口
３５    圧電素子
３６    送風装置
３７    弾性薄板
３９    送風板
４０    現像器
４２    感光体ドラム
４４    帯電ロール
４６    現像ロール
５０    定着器
６０    排紙ローラ
６２    排紙口
Ｌ      光ビーム
Ｐ      用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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