(57)【要約】【課題】結露の生じやすい定着装置よりも搬送方向下流側の搬送経路に効率的に空気流を生じさせる画像形成装置を提供する。【解決手段】シート状物上のトナー画像を熱により定着する定着装置と、当該定着装置からの排出されるシート状物を挟持して搬送する搬送ロールとを備える画像形成装置であって、当該搬送ロールは、ロール本体を保持する第一のロール軸と、ファン部材を保持する第二ロール軸と、当該第一ロール軸と第二ロール軸とを回転自在に連結する自在継手とを有し、周辺温度及び／又は搬送ロールの回転速度に応じて第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度が変化する。【選択図】　　図２
2004109895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状物上のトナー画像を熱により定着する定着装置と、当該定着装置からの排出されるシート状物を挟持して搬送する搬送ロールとを備える画像形成装置であって、
当該搬送ロールは、ロール本体を保持する第一のロール軸と、ファン部材を保持する第二ロール軸と、当該第一ロール軸と第二ロール軸とを回転自在に連結する自在継手とを有し、
周辺温度及び／又は搬送ロールの回転速度に応じて第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度が変化することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記自在継手は弾性体で構成されるとともに、搬送ロールの回転速度がより低速の場合には前記ファン部材がシート状物の搬送方向下流側を向くように第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度がより大きくなり、搬送ロールの回転速度がより高速の場合には第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度がより小さくな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】
前記自在継手は形状記憶合金で構成されるとともに、周辺温度が低温の場合には前記ファン部材がシート状物の搬送方向下流側を向くように第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度が大きくなり、周辺温度画が高温の場合には第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度が小さくな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】
前記第二のロール軸をガイドする軸ガイドを備え、当該軸ガイドは前記第一のロール軸と前記第二のロール軸とのなす角度が変化するのに対応するロール軸可動領域を有する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の熱定着装置を備えた画像形成装置に関し、より詳しくは、当該画像形成装置の結露防止技術の改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平６−１９４９２０号公報
【特許文献２】特開平７−３１５６５７号公報
【特許文献３】特開平４−３４０５６１号公報
【特許文献４】特開昭６３−８５５７７号公報
従来から、電子写真方式や静電転写方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置では多くの場合、熱定着方式の定着装置を用いており、画像形成時には定着装置の周辺は比較的高温となる。一方、長時間電源が投入されていない（例えば、オフィスの始業時）画像形成装置や、省エネルギーモードやスリープモードの画像形成装置では定着装置の周辺が低温となる。特に、冬期には定着装置の周辺が低温になりやすい。このように定着装置の周辺が十分に暖まらない状態で画像形成動作を開始すると、定着の際に用紙に含まれる水分が定着装置の熱により蒸発し、低温の周辺部分、特に定着装置よりも搬送方向下流側の用紙搬送経路で冷やされ水滴として付着してしまう（結露）おそれがある。このような水滴は、後続用紙を単に湿らせ濡らしてしまうだけでなく、用紙の電気抵抗を大きく変化させ、両面画像形成時の転写不良を招くおそれさえある。
【０００３】
そこで、特許文献１〜４には用紙を搬送する搬送ロール軸の一端にファンを設けることで空気流を生じさせ、画像形成装時における定着装置と周辺の用紙搬送経路との温度差を小さくすることで結露を防止する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの特許文献１〜４の技術は、いずれも搬送ロール軸の端部にそのままファンを取り付けるものであるため、空気流の方向は主に搬送ロールの軸方向となり、結露の生じやすい定着装置よりも搬送方向下流側の搬送経路に効率的に空気流を生じさせることは困難である。
【０００５】
本発明は、このような技術的な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、結露の生じやすい定着装置よりも搬送方向下流側の搬送経路に効率的に空気流を生じさせる画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、シート状物上のトナー画像を熱により定着する定着装置と、当該定着装置からの排出されるシート状物を挟持して搬送する搬送ロールとを備える画像形成装置であって、当該搬送ロールは、ロール本体を保持する第一のロール軸と、ファン部材を保持する第二ロール軸と、当該第一ロール軸と第二ロール軸とを回転自在に連結する自在継手（ユニバーサルジョイント、スプリングやゴムなどの弾性体）とを有し、周辺温度及び／又は搬送ロールの回転速度に応じて第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度が変化することを特徴とするものである。
【０００７】
より具体的は、前記自在継手は弾性体で構成されるとともに、搬送ロールの回転速度がより低速の場合には前記ファン部材がシート状物の搬送方向下流側を向くように第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度がより大きくなり、搬送ロールの回転速度がより高速の場合には第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度がより小さくなるものでもよいし、前記自在継手は形状記憶合金で構成されるとともに、周辺温度が低温の場合には前記ファン部材がシート状物の搬送方向下流側を向くように第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度が大きくなり、周辺温度画が高温の場合には第一のロール軸と第二のロール軸とのなす角度が小さくなるものでもよい。
【０００８】
また、前記第二のロール軸をガイドする軸ガイドを備え、当該軸ガイドは前記第一のロール軸と前記第二のロール軸とのなす角度が変化するのに対応するロール軸可動領域を有するものでもよい。
【０００９】
【発明の実施による形態】
実施例　図１は、本実施例に係るプリンタ装置１の断面概略図である。まず、このプリンタ装置１の基本的な構成について説明する。このプリンタ装置１は、大きく分けて画像形成部と用紙搬送部などにより構成されている。
【００１０】
画像形成部は、駆動ロール２１、張架ロール２２、バックアップロール２３と、これらのロール２１、２２、２３により張架される中間転写ベルト２０と、この中間転写ベルト２０の回転方向の上流側から下流側にかけて設けられているイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニットなどにより構成されている。各画像形成ユニットには、感光体ドラム１０の他、帯電ロール（図示せず）、現像装置（図示せず）、一次転写ロール１１、感光体ドラムクリーング装置（図示せず）などを備えている。また、各画像形成ユニットに共通の露光装置（図示せず）が画像形成ユニットの下部に配設されている。
【００１１】
用紙搬送部は、給紙トレイ３０ａや手差しトレイ３０ｂから、フェイスダウン排出トレイ６０ａやフェイスアップ排出トレイ６０ｂに至るまでの搬送経路を構成している。
【００１２】
レジストロール対３４に至るまでの搬送経路は３つ存在する。第一に、給紙トレイ３０ａからの搬送経路であり、ピックアップロール３１、フィードロール３２及びリータードロール３２ｂ、テイクアウェイロール対３３を経てレジストロール対３４に至る。第二に、手差しトレイ３０ｂからの搬送経路であり、手差しフィードロール５１ｂ及びリタードパッド５１ａ、手差しテイクアウェイロール対５２を経てレジストロール対３４に至る。第三に、フェイスダウン排出ロール対３８からの（第二面画像形成用）搬送経路であり、両面トランスロール対４１、両面ウェイトロール対４２を経てレジストロール対３４に至る。
【００１３】
レジストロール対３４から定着排出ロール対１３までの搬送経路は１つのみ存在する。つまり、レジストロール対３４、二次転写ロール３５及び（中間転写ベルト２０を介して）バックアップロール２３、定着装置としての加熱ロール３６ａ及び加圧ロール３６ｂを経て定着排出ロール対３７に至る。
【００１４】
定着排出ロール対３７からの搬送経路は３つ存在する。第一に、フェイスダウン排出ロール対３８を経てフェイスダウン排出トレイ６０ａに至る搬送経路と、第二に、フェイスアップ排出ロール対３９を経てフェイスアップ排出トレイ６０ｂに至る搬送経路と、第三に、両面トランスロール対４１、両面ウェイトロール対４２を経て再びレジストロール対３４に至る経路が存在する。なお、定着排出ロール対３７の下流部分には、図示しない排出ゲート、両面ゲートが配設されており、それぞれソレノイドにより駆動し、用紙の搬送経路を規制している。
【００１５】
次に、このプリンタ装置１の基本的な動作について説明する。図示しないパーソナルコンピュータなどからの画像形成命令がプリンタ装置１に送信されると、プリンタ装置１はその画像形成命令を解釈し、その画像形成命令が指示するサイズの用紙（シート状物）に、その画像形成命令が指示するトナー画像を次のように形成する。
【００１６】
すなわち、画像形成部においては、画像形成命令に基いて、露光装置はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーに対応するレーザービームを、各感光体ドラム１０上に照射する。各感光体ドラム１０は、一次帯電ロールによりその表面は一様に帯電している。その表面がレーザービームにより露光され、各感光体ドラム１０の表面には電位差による静電潜像が形成される。その静電潜像に対して各現像装置により選択的にトナーが付与され、静電潜像がトナー画像として顕在化される。そのトナー画像は、各一次転写ロール１１により、中間転写ベルト２０上に順次重ね合わされ、最終的にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーによる画像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。
【００１７】
一方、用紙搬送部においては、画像形成命令に基いて、給紙トレイ３０ａ又は手差しトレイ３０ｂのいずれかから、所定サイズ（搬送方向長さ）Ｌの用紙Ｐが搬送され、レジストロール対３４によりループを形成して塞き止められている。
【００１８】
ここで、中間転写ベルト２０上のフルカラー画像が二次転写ロール３５に達するタイミングに同期して、レジストロール対３４が回転することで用紙Ｐを二次転写ロール３５に突入させ、二次転写ロール３５とバックアップロール２３とのニップ部分においてフルカラートナー画像が用紙Ｐ上に二次転写される。
【００１９】
その後、定着装置を通過する際に熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像は用紙Ｐ上に定着され、定着排出ロール対３７を経て、フェイスダウン排出ロール対３８によりフェイスダウン排出トレイ６０ａへ、又はフェイスアップ排出ロール対３９によりフェイスアップ排出トレイ６０ｂへ排出される。
【００２０】
さらに、画像形成命令により両面画像形成が指示される場合には、一旦、フェイスダウン排出ロール対３８により用紙Ｐの先端側をフェイスダウン排出トレイ６０ａに排出し、用紙Ｐの後端が定着排出ロール対３７を通過した後に、フェイスダウン排出ロール３８の回転を反転させ、両面トランスロール対４１、両面ウェイトロール対４２を経て用紙Ｐを再びレジストロール対３４に搬送する。その後、用紙Ｐの第二面にフルカラートナー画像が二次転写され、定着を経て、排出される。
【００２１】
ところで、このプリンタ装置１では、電源投入直後に定着装置３６よりも搬送方向下流側の搬送経路に効率的に空気流を生じさせ、積極的に下流側の搬送経路を暖めることで、当該搬送経路における画像形成時の結露を防止するように構成されている。
【００２２】
図２は、定着排出ロール３７ａの一部斜視図である。この定着排出ロール３７ａは、大きく分けて、搬送部と送風部と連結部とにより構成されている。搬送部は、図示しない駆動源及び駆動伝達系により回転駆動される主ロール軸（第一ロール軸）７１と、主ロール軸に所定間隔を保ち固定的に取り付けられ、ウレタンゴムなどの弾性体により構成される搬送ロール本体８０ａ〜ｃにより構成されている。送風部は、主ロール軸から回転駆動が伝達され回転される従ロール軸（第二ロール軸）７２と、従ロール軸７２の一端に取り付けられ、複数枚の羽を有するファン部材８１により構成されている。連結部は、形状記憶合金によるスプリング８３で構成されており、そのスプリング８３の一端は主ロール軸７１に取り付けられ、他端は従ロール軸７２に取り付けられている。なお、図中矢印は搬送部による用紙Ｐの搬送方向を示している。
【００２３】
そして、図２（ａ）は初期状態（非画像形成状態）を、図２（ｂ）は画像形成状態をそれぞれ示している。
【００２４】
図３は、定着装置３６周辺の動作タイミングを説明するタイミングチャートである。このタイミングチャートは、上から順に、▲１▼定着ロールの回転、▲２▼定着ロールの温度、▲３▼定着排出ロールの回転、▲４▼主ロール軸と従ロール軸との角度、▲５▼定着排出ロールの回転負荷、▲６▼定着装置よりも搬送方向下流側シュートの温度をそれぞれ示すものである。
【００２５】
初期状態ｔ０では、▲１▼定着ロールの回転は「停止」しており、▲２▼定着ロールの温度は「周辺環境温度」であり、▲３▼定着排出ロールの回転は「停止」しており、▲４▼主ロール軸と従ロール軸との角度θは存在しており（＝「α°」）、▲５▼定着排出ロールの回転負荷は「なし（０）」であり、▲６▼定着装置よりも搬送方向下流側シュートの温度は「周辺環境温度」である。
【００２６】
次に、電源投入時ｔ１から画像形成開始時ｔ２までの間では、▲１▼定着ロールの回転は「低速」であり、▲２▼定着ロールの温度は周辺環境温度から上昇し、▲３▼定着排出ロールの回転は「低速」であり、▲４▼主ロール軸と従ロール軸との角度θは存在しており（＝α°）、▲５▼定着排出ロールの回転負荷は「小」であり、▲６▼定着装置よりも搬送方向下流側シュートの温度は周辺環境温度から上昇している。
【００２７】
この際、主ロール軸７１と従ロール軸７２とは曲がった状態で回転駆動され、図４（ａ）に示すように、支持体８４に形成された軸穴８５に従ロール軸７２が支持されることにより、送風部は全体的に搬送方向下流側を向く。そのため、定着装置３６周辺の暖められた雰囲気が搬送方向下流側に効率よく送り込まれ、定着装置３６よりも搬送方向下流側の搬送部材の温度が定着装置３６周辺温度に追従して上昇する。したがって、その後、画像形成時ｔ２となり、さらに高温の周辺雰囲気が搬送方向下流側に流れてきても、それまでに搬送部材は十分に暖められているため、結露が生じることはない。
【００２８】
また画像形成時ｔ２には、▲１▼定着ロールの回転は「高速」であり、▲２▼定着ロールの温度は「定着温度」となり、▲３▼定着排出ロールの回転は「高速」であり、▲４▼主ロール軸と従ロール軸との角度θは存在せず（＝０°）、▲５▼定着排出ロールの回転負荷は「中」であり、▲６▼定着装置よりも搬送方向下流側シュートの温度は「高温」となっている。
【００２９】
この際、形状記憶合金で構成されているスプリング８２が周囲の熱により変形し、主ロール軸７１と従ロール軸７２とは真っ直ぐの状態で回転駆動され、図４（ｂ）に示すように、支持体８４に形成された軸穴８５に従ロール軸７２が支持されることにより、送風部は搬送部と平行になる。そのため、定着排出ロール３７ａが高速で回転駆動されるにもかかわらず、回転負荷が過大にならない。
【００３０】
なお、図３において、点線で示した部分は本発明の効果を具体的に説明するものである。仮に、従来の送風部のように常に搬送部の軸方向に送風する場合には、搬送方向下流側へ効果的に送風することができず、短時間で定着ロールの温度が急上昇する場合には周辺雰囲気の温度に搬送部材の温度が追従しきれず（図３▲６▼の点線参照）、結露が生じてしまう恐れがある。また、定着排出ロール３７ａが高速で回転する画像形成時には、仮に、搬送部と送風部とが曲がって接続されていると回転負荷が過大（図３▲５▼の点線参照）になるおそれがある。
【００３１】
本実施例では、接続部として形状記憶合金によるスプリング８３を用いたが、図５に示すようにこれに替えて、ゴム等の弾性部材によるジョイント部８６を用いてもよい。この場合には、定着排出ロール３７ａが低速で回転駆動される場合には図５（ａ）に示すように搬送部と送風部とが曲がって接続されており、定着排出ロール３７ａが高速で回転駆動される場合には図５（ｂ）に示すように搬送部と送風部とが真っ直ぐに接続される。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、結露の生じやすい定着装置よりも搬送方向下流側の搬送経路に効率的に空気流を生じさせる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例に係るプリンタ装置の断面概略図である。
【図２】図２は、実施例に係るプリンタ装置の定着排出ロールの一部斜視図である。
【図３】図３は、実施例に係るプリンタ装置の定着周辺動作のタイミングチャートである。
【図４】図４は、実施例に係るプリンタ装置
【図５】図５は、変形例に係るプリンタ装置の定着排出ロールの一部斜視図である。
【符号の説明】
３７ａ…定着排出ロール（搬送ロール）、７１…主ロール軸（第一ロール軸）、８０ａ〜ｃ…搬送ロール本体、７２…従ロール軸（第二ロール軸）、８１…ファン部材、８３…スプリング（自在継手）、８４…支持体、８５…軸穴、８６…ジョイント部（自在継手）
【図１】
2004109895.tif 000003
【図２】
2004109895.tif 000004
【図３】
2004109895.tif 000005
【図４】
2004109895.tif 000006
【図５】
2004109895.tif 000007