(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、騒音発生やコスト上昇を招くことなく、定着器から放出される水蒸気を効率的に機外に放出して、紙詰まりや汚れの発生を抑制する。【解決手段】  画像形成装置１００は、静電潜像を形成する感光体ドラム２と、該感光体ドラムを帯電する帯電器３と、感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像器４と、感光体上の現像剤を用紙上に転写する転写ロール８と、用紙上に転写された現像剤に熱と圧力を加えて用紙上に固着させる定着器１４とを有する。定着器１４の近傍に配置される部材１０ａ、１０ｂ、１６、２０を人間の可聴周波数以上の周波数で振動させる加振器３０を設け、加振器３０これらの部材に付着した水分を霧化させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートにトナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段によりトナー像が転写されたシートを、当該シート表面のトナーが溶融する温度で加熱しながら排出する定着手段と、
前記定着手段の近傍ないし上方にある部材を可聴周波数以上の周波数で振動させる加振手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記部材は、
前記定着手段から排出されたシートを決められた方向に誘導するガイド部材である
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】
前記部材は、
前記転写手段及び前記定着手段を覆うハウジングの一部を形成するハウジング部材であって、前記定着手段近傍において自装置の内外の空気を流通させる通気口を有するハウジング部材である
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４】
前記部材は、
前記定着手段を覆うカバー部材である
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５】
前記加振手段が圧電振動子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６】
前記加振手段近傍の湿度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された湿度が決められた湿度を上回った場合に、前記加振手段に前記ガイド部材を振動させる制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１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、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、騒音の発生を抑制しつつ、定着器から放出される水蒸気を効率的に機外に放出するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式による画像形成装置の一例を図５に示す。また、この画像形成装置９００の定着器近傍を図６に示す。画像形成装置９００は、画像信号に応じたビーム光を感光体ドラム２上に照射し、帯電器３によって帯電された感光体ドラム２に画像信号に応じた静電潜像を形成するレーザー書き込み装置１と、静電潜像の現像を行う現像ロール４と、カセットトレイ７内の用紙を感光体ドラム２へと搬送する用紙搬送ロール５および６と、感光体ドラム２表面に現像されたトナー像を放電に伴う静電力によって用紙に転写する転写ロール８と、一対の定着ロール１２によって用紙に圧力と熱を加えて画像を用紙上に固着する定着器１４とを備えている。
【０００３】
図６に示すように、定着器１４から上方に向けて排出される用紙は用紙ガイド１６と用紙搬送シュート２０によって排紙ロール２４に導かれ、排紙口１８からハウジング部材１０の上面に形成されたトレイ２２に排出される。定着器１４においては、トナー像を形成した用紙に含まれる水分が加熱されて水蒸気となるので、定着器１４の周囲の上部カバー１０ａには定着器１４からの熱や水蒸気を排出するための排気口２６が設けられている。ハウジング部材１０の裏面の排気口２６に隣接する位置には、リブ１１が垂下して設けられている。
【０００４】
図６から分かるように、定着ロール１２から排紙ロール２４までの経路は、用紙の搬送方向が狭い範囲で大きく変化する場所である。そのため、この場所においては、用紙と用紙ガイド１６または用紙搬送シュート２０との摩擦による擦過音が発生する。加えて、この場所においては、用紙に定着器１４および排紙ロール２４を駆動するギア振動が伝わって音が放射されることもある。これらの音が機外へ漏れることを避けるために、定着器１４の周辺の排気口２６の面積はある程度の範囲内に抑えられている。それゆえ、定着器１４から放出される水蒸気は排気口２６から迅速には排気されず、滞留しがちである。そのため、一部の水蒸気は定着器１４の周囲のハウジング部材１０等に付着して結露し、やがて搬送される用紙に落下したり付着するという可能性が生じていた。その結果、紙詰まりが生じたり、用紙に汚れやうねりが生じるなどの問題が起きていた。
【０００５】
このような問題に対しては、従来より各種の取り組みがなされている。例えば、特許文献１には、定着器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技術が示されている。また、特許文献２に記載された技術では、定着器の近傍に配置された部品に吸水性を有する部材を設ける技術が示されている。しかしながら、用紙ガイドなどのガイド部材にこれらの部材を付与することは、スムーズな用紙搬送の妨げになるおそれがある。
【０００６】
そこで、画像形成装置内部の水蒸気の排出を促進するために、特許文献３では、定着器周辺にファンモータを設置し、熱と水蒸気を外部へ強制的に排出するようにしている。また、特許文献４では、風路の内壁に格子状のリブを設けることによって、結露した水分が定着器に落下しないようにしている。さらに、特許文献５では、排紙ロールの回転軸に羽根を取り付けて機内の高温多湿の空気を排出している。
【特許文献１】特開平１−２５１０７２号公報
【特許文献２】特開平４−１５１６７９号公報
【特許文献３】特開平７−１６０１７９号公報
【特許文献４】特開平９−９０８５５号公報
【特許文献５】特開２００１−１７５１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３の技術では、新たにファンを設置することによるコストの上昇や、ファン稼動による消費電力の増大の他、このファンが新たな騒音源になるという問題がある。また、特許文献４の技術では、連続運転等で結露量が多い場合には、リブだけでは結露を支えきれず、本質的な解決に至ることができない。また、特許文献５の技術では、排紙ロールの間の隙間に設けた羽根では水蒸気の滞留を防止するほどの風量がないので、限定的な効果しか得られないおそれがある。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、騒音発生やコスト上昇を招くことなく、定着器から放出される水蒸気を効率的に機外に放出するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、上述の目的を達成すべく、シートにトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段によりトナー像が転写されたシートを、当該シート表面のトナーが溶融する温度で加熱しながら排出する定着手段と、前記定着手段の近傍ないし上方にある部材を可聴周波数以上の周波数で振動させる加振手段とを備える。
ここで、定着手段の近傍ないし上方にある部材とは、例えば、前記定着手段から排出されたシートを決められた方向に誘導するガイド部材や、前記転写手段及び前記定着手段を覆うハウジングの一部を形成するハウジング部材であって、前記定着手段近傍において自装置の内外の空気を流通させる通気口を有するハウジング部材や、前記定着手段を覆うカバー部材のことである。
かかる画像形成装置によれば、定着手段の近傍に配置される部材（ガイド部材、ハウジング部材、カバー部材）を可聴周波数以上の周波数で振動させることができる。この結果、部材の表面張力を減少させ、部材に生じる結露を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記加振手段がピエゾ素子等の圧電振動子である構成が好適である。一般に、この種の圧電振動子の消費電力は低いので、これらの振動子を複数付与したとしても、消費電力の増加は抑えられる。また、この種の圧電振動子は小型で軽量であり、耐久性も高いので、コストの増加を抑えることもできる。
【００１１】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記加振手段近傍の湿度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された湿度が決められた湿度を上回った場合に、前記加振手段に前記ガイド部材を振動させる制御手段とを備える構成であってもよい。なお、この場合において、測定手段が湿度を連続的に測定可能であって、制御手段は、測定された湿度が決められた湿度を決められた時間以上上回った場合に加振手段を動作させる構成であってもよい。このような構成とすることにより、必要なときだけ加振手段を動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［１．第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００を示した図である。なお、同図においては、画像形成装置１００の定着工程を行う部分のみを示している。画像形成装置１００のその他の各部の構成については、図５と同様である。すなわち、画像形成装置１００は、レーザー書き込み装置１、感光体ドラム２、帯電器３、現像ロール４、用紙搬送ロール５、６、カセットトレイ７および転写ロール８を備えている。これらの各部は、互いに協働しながら用紙等のシート状の記録材（以下「用紙」という。）にトナー像を転写する。
【００１３】
図１に示した部分は、箱状のハウジング部材１０の下部に設けられており、１対の定着ロール１２を有する定着器１４と、定着ロール１２から上方に向けて排出される用紙の搬送方向を略水平方向に変化させる用紙ガイド１６と、用紙を排紙口１８に導く用紙搬送シュート２０と、用紙を排紙口１８からトレイ２２へと排出する排紙ロール２４とを備えている。用紙ガイド１６は、図示のように左右から定着器１４の上方に突き出す一対の可動部材であり、スリットが形成されていて、定着器１４からの水蒸気を含む高温空気が上部に通過できるようになっている。用紙搬送シュート２０は、定着器１４のカバーの一部を形成している。
【００１４】
上部カバー１０ａには、定着器１４の上方の位置に、複数の開口部からなる排気口２６が設けられている。この開口部は、内部の騒音の漏れを極力少なくすべく、小径であることが望ましい。上部カバー１０ａの裏面には、排気口２６に隣接する位置に補強用のリブ１１が垂下して設けられている。
【００１５】
本実施形態においては、ハウジング部材１０やその内部の部材（以下「被着部材」という。）に、これらに付着した水分を霧化させる加振器３０が取り付けられている。加振器３０は、例えば、圧電効果によって伸縮する振動子（以下「圧電振動子」という。）が用いられる。圧電振動子は、消費電力も少なく、小型で省スペースなので取り付けやすく、また駆動機構も必要ないので安価に構成できるという利点を有する。加振器３０は、人間の可聴周波数以上の周波数（通常２０ｋＨｚ以上）で、いわゆる超音波振動することにより、被着部材に付着した水滴の表面および内部に無数のキャビテーションを生じさせる。これにより水滴の表面張力が減少し、霧化が促進される。
【００１６】
加振器３０を取り付ける被着部材としては、ハウジング部材１０の内側において形成される気流の流路に沿って配置された部材を適宜に選択してよい。この気流は、主に定着器１４の熱による自然対流によって形成されるが、排気口２６を通過する主流と、ハウジング部材１０の内側の空間の形状に合わせて複雑に形成される支流とがある。定着器１４において用紙から放出された水蒸気は、より低温である支流で結露しやすいので、支流の近傍にある部材等を被着部材とすることも必要である。一般的には、気流は定着器１４より上方に形成されるので、上方側の部材等を選択するが、気流の回り込みもあるので、これに限られるものではない。
【００１７】
本実施形態においては、被着部材として、定着器１４の直上にある用紙ガイド１６、斜め上方の搬送シュート２０、上部カバー１０ａ、側部カバー１０ｂを選択している。用紙ガイド１６や搬送シュート２０は、用紙と直接接触するので、用紙に水分や汚れが直接付着するのを防止する必要がある。また、これらに超音波振動を付与することで、用紙が摩擦で引っ掛かることによる紙詰まりを防止する効果もある。一方、上部カバー１０ａ、側部カバー１０ｂにはリブ１１等が形成されており、支流が形成されやすい。これに超音波振動を付与することにより、これらへの結露の防止や霧化の促進作用を得ることができる。
【００１８】
加振器３０には、画像形成装置１００の主電源から動作用電源を得るための電源回路と、動作をオンオフする制御スイッチとが設けられている（図示略）。例えば、夏季等の水蒸気量が多い時には、より多くの加振器３０を作動する等の制御を行ってもよい。加振器３０は、画像形成装置１００の作動と連動させて運転するのが望ましい。画像形成装置１００が連続して作動すれば、加振器３０も連続して運転し、画像形成装置１００の動作が終わった後もしばらくの間、タイマーで運転を継続して、結露した水分の霧化を行う。もちろん、画像形成装置１００の作動と独立に、例えば、タイマー等を用いて一定時間間隔で作動させてもよい。これらの制御スイッチやタイマーは、加振器３０に専用のものを設けてもよいが、通常は、主装置である画像形成装置の制御部がこの機能を果たす。
【００１９】
このように構成された画像形成装置１００においては、定着器１４の昇温に伴い、ハウジング部材１０の内部に、下方から定着器１４を経由して排気口２６に至る自然対流による上昇気流が形成される。定着器１４で生成した水蒸気は、図１に示すように、この気流に乗って運ばれ、一部は外部に放出されるが、一部は気流の周辺の部材に結露し、付着する。本実施形態においては、これらの部材に加振器３０が設けられており、部材が適宜に超音波振動するので、結露自体が抑制され、また付着した水分も迅速に霧化する。霧化した水蒸気は、再度気流によって運ばれ、除去される。
【００２０】
以上のように、本実施形態の画像形成装置１００によれば、排気口２６の開口面積を大きくしたり、ファンなどの騒音を生じる強制排気装置を導入することなく、定着器１４から発生する水蒸気を機外に排気することができる。したがって、低騒音を維持しつつ、水蒸気の水滴落下による用紙の濡れや汚れ、あるいは紙詰まり等を回避することができる。さらに、本実施形態の画像形成装置１００は比較的簡単な構成であるため、低コスト・省スペースでありながらも高品質の画像形成を行うことができる。
【００２１】
［２．第２実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置２００を示した図である。なお、同図においては、上述した第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付している。これらの構成要素については、以下では説明を省略する。
【００２２】
本実施形態においては、加振器３０の近傍に湿度を測定する湿度センサ３２が設けられている。湿度センサ３２は、被着部材自体に設けてもよいし、他の部分に設けてもよいが、１または複数の加振器３０の近傍に対応する１の湿度センサ３２が設けられている。湿度の湿度センサ３２としては、応答性や測定可能範囲の見地から、高分子膜を使ったものやセラミック焼結体を使ったものが望ましい。
【００２３】
ここで、図３に加振器３０および湿度センサ３２の制御系統を示す。湿度センサ３２の出力は、図３（ａ）に示すように制御部３４に入力されており、制御部３４は、湿度センサ３２により測定された湿度が予め定めた許容量を所定時間越えた場合には、加振器３０を作動させる。測定された湿度が低く、用紙からの水蒸気放出量が少ないと判断された場合には、加振器３０を作動させずに排気口２６からの自然排気だけで対処する。制御部３４は、主装置である画像形成装置２００の制御部を用いてもよいし、専用に設置してもよい。なお、図３（ｂ）に示すように、制御部３４を介することなく、個々の湿度センサが直接に加振器３０をオン／オフするようにしてもよい。
【００２４】
以上のように、本実施形態の画像形成装置２００によれば、加振器３０近傍の湿度を直接測定することが可能となる。その結果、本実施形態の画像形成装置２００は、上述の第１実施形態の画像形成装置１００と同様の効果に加え、温度や湿度等の環境条件、装置の作動頻度等の使用条件等を考慮したきめ細かい制御を行うことができる。
【００２５】
［３．第３実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置３００を示した図である。なお、同図においても、上述した第１実施形態や第２実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付している。定着器１４の上方には、上部カバー１０ａから垂下する壁体３６によって風路が形成されている。この風路は用紙から排出される水蒸気を上方へと向かわせる気流を形成し、水蒸気を排気口２６へと導く。壁体３６と他の部材との間の隙間は、可能な限り狭くすることが望ましい。また、風路の形状は、水蒸気を排気口２６に導くものであればその形状を問わず、円筒状、箱状のほか、屈曲した部材、傾斜部材、あるいは径が変化する円錐状等の形状を有していてもよい。なお、風路の壁面にも、他の部材と同様の加振器３０が適当な箇所に設けられている。加振器３０の構成や動作は、上述した第１または第２実施形態と同様である。
【００２６】
本実施形態の画像形成装置３００によれば、風路によって上昇する気流の形成が促進されるとともに、支流の形成が抑制されるので、ハウジング部材１０の隅等での結露の発生が抑制される。また、ハウジング部材１０内に張り出して形成された壁体３６表面に水滴が結露しても、加振器３０により霧化され、再度空気中に放出されるので、壁体３６に付着した水滴により用紙が汚されるおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示した図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置を示した図である。
【図３】加振器および湿度センサの制御系統を示す。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置を示した図である。
【図５】従来の電子写真方式の画像形成装置の一例を示した図である。
【図６】従来の画像形成装置の定着器近傍を示した図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００、２００、３００、９００…画像形成装置、１…レーザー書き込み装置、２…感光体ドラム、３…帯電器、４…現像ロール、５、６…用紙搬送ロール、７…カセットトレイ、８…転写ロール、１０…ハウジング部材、１０ａ…上部カバー、１０ｂ…側部カバー、１１…リブ、１２…定着ロール、１４…定着器、１６…用紙ガイド、１８…排紙口、２０…搬送シュート、２２…トレイ、２４…排紙ロール、２６…排気口、３０…加振器、３２…湿度センサ、３４…制御部、３６…壁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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