JP2007101615A - シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】結露を発生させないで異常画像の発生などの不具合を防止できる構成を備えたシート搬送装置を提供する。
【解決手段】トナー像を担持しているシートの搬送路中に対向配置された加熱部材および加圧部材を用いてトナー像を熱・圧力により定着された後のシートを排出するシート搬送装置において、定着後のシートを排出部に向けて案内するシートガイド部の一部に湾曲部２０１Ａが設けられ、その湾曲部２０１Ａにはシート冷却部２０４が設けられており、この湾曲部２０１Ａを移動するシートが搬送方向上流側よりも下流側での移動速度を速められることで湾曲部２０１に接触しながら移動することで冷却される構成であることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、シート搬送装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、定着行程において発生する熱が周辺部やシートの結露に影響するのを防止するための構成に関する。

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置などの画像形成装置においては、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像プロセスにおいて可視像処理した後、その可視像を記録媒体の一つである記録用紙等のシートに対して静電転写し、転写された可視像が、例えば、加熱定着されて複写物あるいは記録物として得られるようになっている。

定着に用いられる構成の一つにシートの搬送路を挟んで対向する加熱ローラと加圧ローラとを配置し、これら両ローラによりシートを挟持搬送する過程でトナー像に対して熱・圧力を作用させて定着する熱ローラ定着方式を用いた構成がある。
熱ローラ定着方式は、熱効率が高く高速化が図れること、伝熱効率が高く安定した定着効率が得られることおよびシートの搬送媒体として利用できることにより構造が簡単であることなどの利点があることから近年多用されるようになっている。

定着後のシートは、加熱ローラおよび加圧ローラの近傍に配置されている排紙ローラを備えたシート搬送装置により排紙トレイなどに排出される。
トナー像は、熱・圧力を作用されることにより融解・浸透し、温度低下による硬化の過程を経ることでシートに定着されることになる。しかし、定着後のシートはきわめて高温となっていることが多く、例えば１００℃を超える温度に達していることがある。このため、連続して定着作業が行われるような場合には、排紙トレイ上に積層されているシートに対して新たな定着済みのシートが積載される際には未だ冷却硬化していないトナー像が擦られることで画像が乱れてしまったりあるいは、積層されているシートに蓄熱によって冷却硬化しているトナーが再融解されることもあり、これによってもトナー像が剥がれてしまう場合も生じる。

従来、このような画像不良が発生するのを防止するために、定着後に搬送されるシートの搬送部材として用いられるベルトを対象としてあるいはシートを搬送するローラに対峙する搬送部を対象としてヒートパイプを設け、ヒートパイプを介して放熱によりシート上のトナーを冷却する構成が提案されている（例えば、特許文献１，２）。

特開２００４−２７９５４２号公報（段落「００４５」欄） 特開平０４−２６００５号公報（段落「００１１」欄）

しかし、上記特許文献に開示されている構成は、ベルトや搬送部材などのシートが接触して移動する面の全域を対象としていることから、比較的大型なシート搬送路構造である場合には冷却領域を確保できる点で有効であるが、近年、要望が高まっている小型化を達成する構成を対象とした場合には、次の問題がある。

小型化に伴い、定着装置からシート排出トレイなどの排出部までに至る搬送路長も短くなり、この範囲内で従来のような冷却機構を設置するスペースを確保することが困難となるばかりでなく、例えば、搬送路の途中を湾曲させて高さ方向の丈を小さくして装置の小型化を図る構成としたような場合には、定着装置とシート排出トレイとが接近した状態となり、この間の距離も短くなってしまうことが原因して定着後のトナー像の冷却硬化を充分に行わせることができなくなる虞がある。

特に、モノクロ画像形成時の構成部品数に比べて部品実装密度が大幅に高くなるフルカラー画像形成を対象とした装置では、定着後、シートの排出部に至る搬送路が他の構成部品の設置スペースなどによって制約を受けやすくなることが原因してシートの冷却部を設けるためのスペースを確保することができない場合がある。

一方、定着装置の周辺には、シートの搬送機構だけでなく、シートの搬送状態を監視する通過センサなどの検知手段が配置されている場合がある。
このような検知手段を備えた構成を対象とした場合、冷却部が設けられないのを避けるために冷却ファンなどを用いて強制的な冷却空気の流れを生じさせることもあるが、定着部周辺の熱気を流動させることから、搬送路長が短い状態で検知手段が配置されている部分にも熱気の流れが生じ、検知手段における検知誤差が顕著となる虞がある。

また、仮に冷却機構を設けた場合には、特にヒートパイプのような放熱効率の高い手段を用いた場合には、ヒートパイプ周辺での温度や湿度によってヒートパイプおよびこれが接触している搬送路の構成部材に結露が生じる場合がある。結露が生じると、搬送路を移動するシートに水滴が付着する場合がある。

シートに水滴が付着した場合には、水滴が付着した面での含有水分率が変化し、カールの原因となったり両面複写を行う場合には次段での画像形成時での帯電特性に悪影響がでたり、また、トナー画像に滲みが生じてしまうこともある。

本発明の目的は、上記従来のシート搬送装置、特に小型化された装置内で定着後のシートを搬送する場合における問題に鑑み、短い搬送路長であってもシートの冷却を効率よく行えるようにしてトナーの再融解などを防止できる構成を備えたシート搬送装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、搬送路長が短い場合であっても、結露を発生させないで異常画像の発生などの不具合を防止できる構成を備えたシート搬送装置及び画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナー像を担持しているシートの搬送路中に対向配置された加熱部材および加圧部材を用いてトナー像を熱・圧力により定着された後のシートを排出するシート搬送装置において、前記定着された後のシートを排出部に向けて案内するシートガイド部を備え、前記シートガイド部は、前記シートの導入側から前記排出部に至る途中に湾曲部が形成され、前記湾曲部にはシート冷却部が設けられ、前記シートガイド部を移動するシートは、搬送方向上流側よりも前記排出側に相当する搬送方向下流側での移動速度を速められて緊張されることにより前記シートガイド部の湾曲部に接触しながら前記シート冷却部により冷却されることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、前記シート冷却部は、緊張される前記シートに対して面接触可能な構成であることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、前記シート冷却部には、前記シートの熱を放熱可能な金属製のヒートパイプが設けられていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、前記シート冷却部に設けられているヒートパイプは、強制冷却可能な構成であることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、前記ヒートパイプは、前記シートガイド部に接触して設けられていることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、前記ヒートパイプは、前記シートガイド部における導入側から前記排出部に至る少なくともシートの搬送方向上流側に設けられていることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、前記シートガイド部における湾曲部は、前記ヒートパイプと同じ中心を基準として湾曲形状が設定されていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、前記湾曲部は、前記シートの被定着面と接触する側がトナーの付着を防止する構成とされていることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、前記トナーの付着を防止する構成として、フッ素樹脂の被覆層が用いられることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、前記シートガイド部における前記ヒートパイプと接触する位置以外の箇所は樹脂で構成されていることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、前記ヒートパイプは、前記シートガイド部に対して弾性的に圧接する構成であることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、前記ヒートパイプは、前記シートガイドに対して熱良導性を有する接着剤を用いて一体化されていることを特徴としている。

請求項１３記載の発明は、前記ヒートパイプは、前記シートガイド部における金属部に対してロウ付けにより一体化されていることを特徴としている。

請求項１４記載の発明は、トナー像を担持しているシートの搬送路中に対向配置された加熱部材および加圧部材を用いてトナー像を熱・圧力により定着されたシートを排出するシート搬送装置において、前記定着された後のシートを排出部に向けて案内するシートガイド部を備え、前記シートガイド部は、前記シートの導入側から前記排出部に至る途中にシート冷却部を備えた湾曲部が形成され、前記シート冷却部として、前記シートガイド部の少なくとも前記シートの搬送方向上流側に位置して前記シートとの間に熱伝達可能なヒートパイプおよびこれの強制冷却手段が用いられ、前記ヒートパイプは、前記強制冷却手段が制御されることにより放熱状態に相当する冷却機能形態を変更することが可能であることを特徴としている。

請求項１５記載の発明は、前記冷却機能形態は、前記シートガイド部での湿度に応じて変更可能であることを特徴としている。

請求項１６記載の発明は、前記冷却形態機能の変更は、入力側に前記シートガイド部での湿度を検知する湿度検知手段及び／または温度検知手段が接続され、出力側に強制冷却手段の動作態位を設定する駆動部が接続された制御部で行われ、前記制御部は、湿度が所定値以上である場合及び／または所定温度以下の場合に前記強制冷却に用いられる手段を停止させることを特徴としている。

請求項１７記載の発明は、前記制御部では、シートの搬送形態に応じて前記ヒートパイプの強制手段に対する動作態位が設定されることを特徴としている。

請求項１８記載の発明は、前記制御部では、シートの搬送形態において両面連続印刷を対象としたシートの搬送形態が選択された時には前記強制冷却手段の動作をその搬送が終了するまでの間継続し、両面連続印刷以外の場合に前記強制冷却手段が停止されることを特徴としている。

請求項１９記載の発明は、請求項１乃至１８のいずれかに記載のシート搬送装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。

請求項２０記載の発明は、前記シート搬送装置が、画像定着に用いられる定着装置の後方に配置されていることを特徴としている。

請求項２１記載の発明は、前記定着装置と前記シートの排出部とは、前記シートガイド部の途中に湾曲部を位置させることで接近した配置構成とされていることを特徴としている。

請求項１および２記載の発明によれば、シートガイド部に設けられている湾曲部がシート冷却部とされ、シートが湾曲部に対して緊張することで接触しながら移動することができ、特に請求項２記載の発明においては、シート冷却部に対して面接触可能であるので、シートガイド部に湾曲部を設けて定着部と排出部とが近接しているような構成を対象としている場合でもシートの冷却効率を高めることが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、冷却部にヒートパイプが設けられているので、搬送部での搬送路長が短い場合でも放熱効率を低下させないようにしてトナーの冷却硬化の促進および雰囲気温度の上昇防止が可能となる。

請求項４記載の発明によれば、ヒートパイプが強制冷却可能な構成であるので、冷却効率の低下を防止することが可能となる。

請求項５記載の発明によれば、シートガイド部に対してヒートパイプが接触する構成であるので、シートと接触する領域および雰囲気と接触する領域が広い搬送路を介して放熱作用を高めることが可能となる。

請求項６記載の発明によれば、シートガイド部における導入側から前記排出部に至る少なくともシートの搬送後方上流側にヒートパイプが設けてあるので、定着後における高温状態のシートに対する熱降下率を高めることができ、トナーの冷却硬化を促進することが可能となる。

請求項７記載の発明によれば、シートガイド部における湾曲部がヒートパイプと同じ中心を基準とする湾曲形状とされているので、ヒートパイプの外周面に沿って湾曲する形状を呈することになり、これによってヒートパイプの外周面と湾曲部との対向関係が均一化されて温度分布にバラツキが生じないので、効率よく
請求項８および９記載の発明によれば、シートの被定着面に接触する側にトナーの付着を防止する構成が設けられ、請求項１４記載の発明においては、その構成としてフッ素樹脂の被覆層が設けられているので、シートの移動を円滑に行わせるとともにフッ素樹脂による非粘着性を利用してシートが移動する金属部分にトナーが擦られて付着しないようにすることが可能となる。

請求項１０記載の発明によれば、ヒートパイプが接触する金属部以外のシートガイド部が樹脂製であるので、シートガイド部全域にわたって金属とした場合の温度勾配の発生による結露を防止することが可能となる。

請求項１１記載の発明によれば、シートガイド部材に対してヒートパイプが弾性的に接触する構成であるので、接触率を高めて冷却効率の低下を防止することが可能となる。

請求項１２および１３記載の発明によれば、シートガイド部に対してヒートパイプが熱伝導性を低下させない手段により一体化されているので、冷却効率を低下させないようにすることが可能となる。特に請求項１２記載の発明においては、熱伝導性のよい接着剤を用いることで一体化作業が簡単となり、また請求項１３記載の発明においてはロウ付けとすることで一体化の強度を確保することが可能となる。

請求項１４および１５記載の発明によれば、ヒートパイプが冷却機能形態を変更可能であるので、シートに対する冷却状態および結露防止状態を適正化することが可能となる。特に請求項２０記載の発明においては、シートの搬送路における湿度に応じて冷却機能形態を変更することができるので、水蒸気の凝縮による水滴の発生を確実の防止することができる。

請求項１６記載の発明によれば、ヒートポンプの冷却機能形態を偏向する手段ために用いられる制御部は、湿度が所定値以上である場合及び／または所定温度以下の場合に前記強制冷却に用いられる手段を停止させることができるので、高湿状態の時には冷却を止めて高温化することで水滴の蒸発を促進し、低温時には、過冷却による水滴の発生を防止してシートへの水滴の付着によるシートの帯電特性が変化するのを未然に防止して異常画像の発生を防ぐことが可能となる。

請求項１７記載の発明によれば、シートの搬送形態に応じてヒートパイプの強制手段に対する駆動制御を行うことができるので、連続したシートの搬送が開始される場合に、雰囲気温度が低く結露しやすい搬送開始時などにはヒートパイプによる冷却動作を停止して温度低下による結露の発生を防止することが可能となる。

請求項１８記載の発明によれば、シートの搬送形態において両面連続印刷を対象としたシートの搬送形態が選択された時には前記強制冷却手段の動作をその搬送が終了するまでの間継続し、両面連続印刷以外の場合に前記強制冷却手段が停止されるので、両面連続印刷時には、第１面への印刷終了後に行われる第２面への印刷までの印刷間隔が短くなった場合でも、冷却効率を下げないようにしてトナーの冷却硬化を促進させることができる。

請求項１９および２０記載の発明によれば、定着後のシートの搬送路長が短い搬送部を用いる場合であっても冷却効率を落とさないようにしてトナーの再融解などによる画像の欠損などを防止することができ、また、結露を防止してシートの帯電特性の変化による異常画像の発生を防止することが可能となる。

請求項２１記載の発明によれば、シートガイド部の途中に湾曲部を設けることで定着装置とシートの排出部とが接近した配置構成となった場合でもシートガイド部の湾曲部にシート冷却部を設け、この部分にシートを緊張させて接触させることによりトナーの冷却を効率よく行うことが可能となり、シート搬送路長を短くして装置の小型化を図ることができる。

以下、実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の実施例によるプロセスカートリッジを用いる画像形成装置の一例を示す模式図であり、同図に示す画像形成装置は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラープリンタである。なお、本発明では、図１に示すプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置あるいは印刷機なども画像形成装置として含んでいる。

図１において、画像形成装置１２０は、次に挙げる各装置を備えている。
原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋと、各作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋに対向して配置された転写装置１２２と、各作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋと転写装置１２２とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ１２３及び繰り出しローラ１２３Ａ、給紙装置１２４に装備されている給紙カセット１２４Ａと、該手差しトレイ１２３あるいは給紙カセット１２４Ａから搬送されてきた記録シートを作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ１３３と、転写領域において転写後のシート状媒体に相当する記録シートの定着を行う定着装置１１０である。

定着装置１１０は、記録シートの搬送路を挟んで対向当接可能な加熱ローラ１１０Ａおよび加圧ローラ１１０Ｂを用いて熱および圧力の作用により画像を溶融軟化および浸透の各過程を経て記録シート上のトナー像を定着する熱ローラ定着方式が用いられている。

転写装置１２２は、転写体として複数のローラに掛け回されているベルト（以下、これを転写ベルトという）１２２Ａが用いられ、各作像装置における感光体ドラムと対向する位置には転写バイアスを印加する転写バイアス手段１２２Ｙ、１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｋがそれぞれ配置されてトナーと逆極性の転写バイアスを作用させることで各作像装置で形成されたトナー像を順次、重畳転写するようになっている。
転写装置１２２には、転写ベルト１２２Ａ上に重畳転写されたトナー像を記録シートに対して一括転写するための二次転写バイアス手段１２２Ｆが記録シートの搬送経路上に配置されている。

画像形成装置１２０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ_２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをも記録シートとして用いることが可能である。

図１において、各作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタおよび黒の各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色は異なるが、その構成が同様であるから、作像装置１２１Ｋの構成を各作像装置１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｋの代表として説明する。
作像装置１２１Ｋは、静電潜像担持体としての感光体ドラム１２５Ｋ、感光体ドラム１２５Ｋの回転方向に沿って順に配置されている帯電装置１２７Ｋ、現像装置１２６Ｋ、クリーニング装置１２８Ｋを有し、帯電装置１２７Ｋと現像装置１２６Ｍとの間で書き込み装置１２９からの書き込み光１２９Ｋにより色分解された色に対応する画像情報に応じた静電潜像を形成する構成が用いられる。静電潜像担持体としては、ドラム状の他に、ベルト状とする場合もある。これら感光体ドラムの周囲に配置されている画像形成用、換言すれば、作像用機器は纏めて、筐体を備えたユニット構造からなるプロセスカートリッジ内に収納されている。
図１に示す画像形成装置１２０は、転写装置１２２が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置１２２の占有スペースを小さくすることができる。

上記構成を備えた画像形成装置１２０では、次の行程および条件に基づき画像形成が行われる。なお、以下の説明では、各作像装置を代表して符号１２１Ｋで示した黒トナーを用いて画像形成が行われる作像装置を対象として説明するが、他の作像装置も同様であることを前置きしておく。
画像形成時において感光体ドラム１２５Ｋは、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置１２７Ｋに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略−５０Ｖの基準電位に設定される。
次に感光体ドラム１２５Ｋは、帯電装置１２７ＫにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加されることによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位がほぼ−５００Ｖ〜−７００Ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。

感光体ドラム１２５Ｋは、一様帯電されると書き込み行程が実行される。書き込み対象となる画像は、図示しないコントローラ部からのデジタル画像情報に応じて書き込み装置１２９を用いて静電潜像形成のために書き込まれる。つまり、書き込み装置１２９では、デジタル画像情報に対応して各色毎で２値化されたレーザダイオード用発光信号に基づき発光するレーザ光源からのレーザ光がシリンダレンズ（図示されず）、ポリゴンモータ１２９Ａ、ｆθレンズ１２９Ｂ、第１〜第３ミラー、およびＷＴＬレンズを介して、各色毎の画像を担持する感光体ドラム、この場合には、便宜上、感光体ドラム１２５Ｋ上に照射され、照射された部分の感光体ドラム表面での表面電位が略−５０Ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。

感光体ドラム１２５Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置１２６Ｋにより色分解色と補色関係にある色のトナーを用いて可視像処理されるが、現像行程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣ：−３００Ｖ〜−５００Ｖが印加されることにより、書き込み光の照射により電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。

現像行程により可視像処理された各色のトナー画像は、レジストローラ１３３によりレジストタイミングを設定されて繰り出される記録シートに転写されることになるが、記録シートは、転写ベルト１２２Ａに達する前にローラで構成されたシート吸着用バイアス手段による吸着用バイアスの印加によって転写ベルト１２２Ａに静電吸着されるようになっている。
転写ベルト１２２Ａは、各作像装置での感光体ドラムに対向する位置で転写装置１２２に装備されている転写バイアス手段１２２Ｙ、１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２ＢＫによるトナーと逆極性のバイアス印加によって感光体ドラムからトナー像を静電転写され、重畳転写されたトナー像が二次転写バイアス手段１２２Ｆにより記録シートに一括転写される。

各色の転写工程を経た記録シートは、転写ベルトユニットの駆動側ローラ（便宜上、図１において符号１２２Ａ１で示す）で転写ベルト１２２Ａから曲率分離され、定着装置１１０に向けて搬送され、定着ベルトと加圧ローラとにより構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が記録シートに定着されて、排紙トレイ１３２へと排出される。
図１に示した画像形成装置１２０では、定着後に排出される記録シートの片面への画像形成だけでなく両面への画像形成を行うことができるようになっており、両面への画像形成時には、定着後の記録シートが反転循環経路ＲＰに搬送され、この循環路末端に位置して手差しトレイ１２３からのシート繰り出しを兼ねる繰り出しローラＲＰ１によってレジストローラ１３３に向け繰り出されるようになっている。片面および両面への画像形成時での記録シートの搬送路の切り換えは、定着装置１１０の後方に配置されている搬送路切り換え爪ＲＰ２によって行われる。

搬送路切り換え爪ＲＰ２は、後述するシート搬送装置として用いられる搬送部に設けられており、シートの搬送形態に応じて搬送路を切り換えるようになっている。

上述した帯電電位をはじめとする各物性は、上記値に限ることはなく、色彩や濃度などに応じて変更できること勿論である。また、図１において、符号Ｔ１〜Ｔ４は現像装置で使用されるトナーの補給タンクを示している。

図２は、シート搬送装置２００の外観図であり、図３は、図２に示したシート搬送装置の要部を説明するための側面視の断面図である。
本実施例では、シート搬送装置２００を構成する搬送部がユニット構成とされており、この部分のみを画像形成装置１２０に対して着脱することができるようになっている。

シート搬送装置２００は、定着装置１１０からほぼ上向きの状態で排出される記録シートを略水平方向に延長された排紙トレイ１３２（図１参照）に向けてその搬送方向を転換させることができる搬送路としてのシートガイド部２０１を備えている。

図２及び図３においてシートガイド部２０１の上方には、排紙トレイ１３２側と反転搬送路ＲＰ側とに搬送方向を切り換えることができる揺動可能な搬送路切換爪ＲＰ２が設けられており、搬送路切換爪ＲＰ２に隣接する位置には、反転搬送路ＲＰ（図１参照）に向けた記録シートの搬送面を有する反転ガイド部２０２（図２参照）が設けられている。
図２において反転ガイド部２０２には、搬送路を切り換えられた記録シートを反転搬送路ＲＰに導くための反転ローラのうちで、従動側に位置するローラ２０３が設けられている。

シートガイド部２０１で構成される搬送路には、搬送される記録シートの冷却部が一部に設けられている。
シートの冷却部としては、シートガイド部２０１における記録シートの搬送方向転換部に位置する湾曲部２０１Ａが用いられ、湾曲部２０１Ａには、図３に示すように、記録シートの被定着面、つまり、トナーを担持した面と対向する面の反対側にヒートパイプ２０４が接触して配置されている。なお、図３において符号２０５は、シートガイド部２０１を移動する記録シートを排紙トレイ１３２に繰り出すための排紙ローラを示している。

シートガイド部２０１における湾曲部２０１Ａは、熱伝導性の良好なアルミニウム、アルミニウム合金あるいは真鍮やこれに類する熱伝導性の高い金属部材が用いられ、この箇所以外の部分は耐熱性の樹脂が用いられている。これにより、シートガイド全域を金属製とした場合と違って、ヒートパイプ２０４を介した放熱域の拡大による温度低下範囲が多くなることがなく、温度低下範囲が多くなった場合に周辺部の雰囲気温度の降下による結露を抑制することができる。

湾曲部２０１Ａは、シートガイド部２０１における記録シートの搬送方向上流側において、図４に示すように、記録シートの通過を検知する通紙センサＳ１の近傍に設けられており、その搬送方向両端に設けられているＬ字状の係止部がシートガイド部２０１に形成された嵌合部２０１Ｂに掛け止められることでシートガイド部２０１における記録シートの搬送面の一部を構成している。なお、湾曲部２０１Ａは、シートガイド部２０１の形態、つまり、搬送路長や搬送転換形状によって記録シートの搬送方向上流側の１箇所だけでなく、複数設けることも可能である。また、上述した通紙センサＳ１は、図２において符号Ｌ１で示すように、シートガイド部２０１における長手方向中央部に設けられた開口部に設けられた光学センサが用いられている。

湾曲部２０１Ａは、ヒートパイプ２０４と同じ中心を基準とする湾曲形状とされており、ヒートパイプ２０４の外周面に沿って湾曲する形状とされている。これによってヒートパイプ２０４の外周面と湾曲部２０１Ａとの対向関係が均一化されて温度分布にバラツキが生じないので、効率よく放熱側に向け熱を伝達させることができる。本実施例では、湾曲部２０１Ａにステンレス製の板金部材が用いられ、その板金部材において湾曲部２０１Ａの裏面側にヒートパイプ２０４を抱え込む形状のスプリング部、いわゆる、弾性片部を設けて湾曲部２０１Ａの裏面にヒートパイプ２０４の外周面を圧接させるようになっている。

一方、湾曲部２０１Ａにおける記録シートの被定着面と対向する面にはトナーの付着を防止する部材が設けられており、本実施例では、フッ素樹脂の被覆層（図示されず）が設けられている。これにより、湾曲部２０１Ａを移動する記録シートに対する摩擦抵抗を軽減するとともに、被定着面に位置するトナーの転移を防止して画像擦れなどが起きないようにしてある。

湾曲部２０１Ａに対するヒートパイプ２０４の設置構造としては、図５に示すように、ヒートパイプ２０４の周方向において、湾曲部２０１Ａに対向する位置とシート搬送装置２００の不動部との間に圧縮バネ２０６を配置してヒートパイプ２０４を湾曲部２０１に向け加圧する構成や、図６において符号ＳＬで示すように、熱伝導性を有する接着剤を用いてヒートパイプ２０４を湾曲部２０１Ａの裏面に一体化する構成あるいは、金属製のロウを用いたロウ付けによってヒートパイプ２０４を湾曲部２０１Ａの裏面と一体化する構成がある。
これらの設置構造においては、ヒートパイプ２０４と湾曲部２０１の裏面との接触部の面積がヒートパイプ２０４自体の外周のみが接触する場合よりも拡大されることになるので、熱伝導効率を向上させることができる。

本実施例では、シート搬送装置２００を移動する記録シートが、搬送方向上流側での速度と搬送方向下流側での速度を異ならせて搬送されるようになっている。つまり、定着装置１１０に設けてある加熱ローラ１１０Ａ及び加圧ローラ１１０Ｂによって設定されている記録シートの挟持搬送速度に対してシート搬送装置２００側に有する排紙ローラ２０５による挟持搬送速度を速めるようになっている。
これにより、記録シートは排紙ローラ２０５に先端が挟持されると、それまでよりも速い速度を付加されることでシートガイド部２０１において緊張（展張）されることになる。このため、シートガイド部２０１に対して強く押し付けらる状態となり、湾曲部２０１Ａに対してもこの状態が得られることで記録シートからの熱伝達が良好に行われることになる。

一方、ヒートパイプ２０４は、自然冷却ではなく、強制的な冷却が行われるようになっている。図７は、シート搬送装置２００の平面図であり、同図において、ヒートパイプ２０４は、シート搬送装置２００の内部に設けられている排熱ダクト２０７に末端部が位置しており、その末端部にはヒートシンク２０４Ａが設けられて排熱ダクト２０７内を流通する外気との接触面積を大きく設定されている。

排熱ダクト２０７の長手方向一方端には、ヒートパイプ２０４の強制冷却手段である冷却ファン２０８が配置されており、冷却ファン２０８は、後述する制御部によって稼働状態を制御されるようになっている。

図８は、本実施例におけるヒートパイプ２０４を用いた冷却機能形態を制御するための制御部の構成を示すブロック図であり、同図において制御部３００は、画像形成シーケンスを実行する制御部が用いられ、入力側には操作パネル３０１，温度検知手段３０２，湿度検知手段３０３が接続され、出力側には冷却ファン２０８の駆動部３０４が接続されている。
操作パネル３０１は、記録シートの搬送形態を入力するためのものであり、例えば、複写枚数や片面あるいは両面という画像形成形式などが入力される。温度検知手段３０２は、図８に示すように、通紙センサＳ１と同様に、記録シートの搬送方向上流側に配置されてシート搬送路での雰囲気温度を検知するものであり、湿度センサ３０３は温度検知センサ３０２と同様にシート搬送路での湿度を検知するものである。

本実施例では、搬送路を長く採ることができる大型の装置のように、ヒートパイプによる温度降下が著しくても搬送路長を利用することにより温度変化が均衡して室温に対して所定温度差に落ち着くような構成と違って、定着装置１１０と排紙トレイ１３２とが接近して、いわゆる、これら両者間での搬送路長が短くされることにより装置の小型化が行われているような構成を対象とした場合に、ヒートパイプを用いた冷却時に搬送路が過冷却となるのを防止し、過冷却によって発生する水蒸気の凝縮が原因となる水滴の発生を防止するようになっている。
このため制御部３００では、記録シートから発生する水蒸気の量が多くなるような温度の場合及び／又は雰囲気湿度が高い場合に冷却ファン２０８を停止してヒートパイプ２０４での積極的な冷却を行わないようになっている。つまり、記録シートからの水分の蒸発量が多くなる場合やこれと同様な雰囲気となる湿度の高い場合には冷却ファン２０８を停止させるようになっている。

図１０は、室温に対するヒートパイプ２０４を設けた場合と設けない場合との温度差に関して本発明者が実験した結果を説明するための線図である。
同図において、ヒートパイプ２０４を設けない場合には、シートガイド部２０１の温度が８０℃を超える状態であるが、ヒートパイプ２０４を設けた場合には、シートガイド部２０１の温度は５０℃となっており、短い搬送路長であってもヒートパイプ２０４を前述した構成の湾曲部２０１Ａに設けることにより３０℃程度の温度低減が得られることが判る。これにより、温度低下が少ない場合と違って、トナーの再融解による画像の擦れ欠損などを防止できる。

ところが、ヒートパイプ２０４を設けることで温度低減が得られる反面、シートガイド部２０１での温度が低すぎると、シートガイド部２０１の周辺の水蒸気が凝縮して結露してしまう虞がある。このように結露して水滴がシートガイド部２０１に付着すると、この水滴が記録シートに付着した場合、水滴による帯電特性の変化によって転写不良などが発生し、白抜けや白筋といった不良画像が得られることになる。

本実施例では、このような不良画像の発生を防止するために、水蒸気が大量発生する温度条件となる記録シートの搬送形態、つまり、両面複写前での片面複写における大量の連続搬送時や、雰囲気湿度が所定以上の場合に冷却ファン２０８の駆動を停止するようになっている。

本実施例は以上のような構成であるから、制御部３００の作用を図１１乃至図１３のフローチャートに基づき説明すると次の通りである。
図１１は、冷却機能形態変更制御の一例として、シートの搬送形態および印刷形態に応じて冷却ファン２０８の動作態位を制御するためのフローチャートであり、図１１に示す場合は両面連続印刷を対象としている。
同図において、制御部３００では、操作パネル３０１からの情報に基づき、両面連続印刷であるかを判別し、両面連続印刷以外の場合には冷却ファン２０８を停止させ、両面連続印刷の場合には冷却ファン２０８を駆動させる。この駆動は、両面連続印刷ジョブが完了するまでの間継続される（ＳＴ１〜ＳＴ４）。

このような手順により、両面連続印刷時には、第１面への印刷終了後に行われる第２面への印刷までの印刷間隔が短くなった場合でも、冷却効率を下げないようにしてトナーの冷却硬化を促進させることができる。

一方、図１２は、検知温度に応じたヒートパイプ２０４の冷却機能形態を制御するフローチャートであり、同図において、画像形成時であるかどうかが判別され（ＳＴ１０）、画像形成時では温度検知センサ３０２によってシートガイド部２０１の近傍での温度が検知され、その検知温度が６０℃以上であるかどうかが判別される（ＳＴ１１）。検知温度が６０℃以上である場合には、冷却ファン２０７が駆動され、その温度以下の場合には冷却ファン２０７が停止される（ＳＴ１２，１３）。これにより、始動直後や長時間の画像形成が行われない状態が継続された後のように所定温度以下の場合には、ヒートパイプ２０４による過冷却となるのを防止して水滴の発生を抑制することができる。

また、雰囲気湿度を検知して冷却機能形態を制御する場合が図１３に示されている。
図１３において、画像形成時であるかどうかが判別され（ＳＴ２０）、画像形成時にはシートガイド部２０１近傍での湿度が湿度検知センサ３０３によって検知される（ＳＴ２１）。検知結果において湿度が８０％を超えている場合と判断された場合には、冷却ファン２０７を停止させて加温状態とし、シート搬送部２０１に付着している水滴を蒸発させる（ＳＴ２２）。また湿度が８０％未満の場合には冷却ファン２０７を駆動してヒートパイプ２０４を用いた冷却を行う（ＳＴ２３）。
なお、本実施例において挙げた温度、湿度の基準は、あくまでも一例であり、構成などによってその値は変動するものであるので、その都度最適な値を設定することが望ましい。

本発明の実施例によるシート搬送装置が適用される画像形成装置の一例を示す模式図である。 図１に示した画像形成装置に設けられているシート搬送装置の外観図である。 図２に示したシート搬送装置の要部構成を説明するための側面視断面図である。 図３に示したシート搬送装置の要部に用いられる通紙センサの配置構成を示す図３相当の断面である。 図３に示したシート搬送装置におけるヒートパイプの支持構造の別例を示す図３相当の断面図である。 図５に示したヒートパイプの支持構造に関する他の例を説明するための部分的な模式図である。 図３に示したシート搬送装置の模式的な平面図である。 本実施例によるシート搬送装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。 図３に示したシート搬送装置の要部に用いられる温度検知センサの配置構成を説明するための図３相当の断面図である。 本実施例によるシート搬送装置に用いられるヒートパイプによる温度変化とヒートパイプがない場合の温度変化とを比較した結果を示す線図である。 図８に示した制御部で実施される制御内容の一つを説明するためのフローチャートである。 図８に示した制御部で実施される制御内容の別例を説明するためのフローチャートである。 図８に示した制御部で実施される制御内容の他の例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１１０ 定着装置
１１０Ａ 加熱ローラ
１１０Ｂ 加圧ローラ
１２０ 画像形成装置
２００ シート搬送装置
２０１ シートガイド部
２０１Ａ 湾曲部
２０４ ヒートパイプ
２０５ 排紙ローラ
３００ 制御部
３０１ 操作パネル
３０２ 温度検知センサ
３０３ 湿度検知センサ
ＲＰ 反転搬送路
ＲＰ２ 搬送路切換爪

Claims (21)

1. トナー像を担持しているシートの搬送路中に対向配置された加熱部材および加圧部材を用いてトナー像を熱・圧力により定着された後のシートを排出するシート搬送装置において、
   前記定着された後のシートを排出部に向けて案内するシートガイド部を備え、
   前記シートガイド部は、前記シートの導入側から前記排出部に至る途中に湾曲部が形成され、
   前記湾曲部にはシート冷却部が設けられ、
   前記シートガイド部を移動するシートは、搬送方向上流側よりも前記排出側に相当する搬送方向下流側での移動速度を速められて緊張されることにより前記シートガイド部の湾曲部に接触しながら前記シート冷却部により冷却されることを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記シート冷却部は、緊張される前記シートに対して面接触可能な構成であることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
3. 前記シート冷却部には、前記シートの熱を放熱可能な金属製のヒートパイプが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のシート搬送装置。
4. 前記シート冷却部に設けられているヒートパイプは、強制冷却可能な構成であることを特徴とする請求項３に記載のシート搬送装置。
5. 前記ヒートパイプは、前記シートガイド部に接触して設けられていることを特徴とするシート請求項３又は４に記載の搬送装置。
6. 前記ヒートパイプは、前記シートガイド部における導入側から前記排出部に至る少なくともシートの搬送方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のシート搬送装置。
7. 前記シートガイド部における湾曲部は、前記ヒートパイプと同じ中心を基準として湾曲形状が設定されていることを特徴とする請求項１、３乃至６のいずれかに記載のシート搬送装置。
8. 前記湾曲部は、前記シートの被定着面と接触する側がトナーの付着を防止する構成とされていることを特徴とする請求項１，３乃至７のいずれかに記載のシート搬送装置。
9. 前記トナーの付着を防止する構成として、フッ素樹脂の被覆層が用いられることを特徴とする請求項８に記載のシート搬送装置。
10. 前記シートガイド部における前記ヒートパイプと接触する位置以外の箇所は樹脂で構成されていることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載のシート搬送装置。
11. 前記ヒートパイプは、前記シートガイド部に対して弾性的に圧接する構成であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載のシート搬送装置。
12. 前記ヒートパイプは、前記シートガイドに対して熱良導性を有する接着剤を用いて一体化されていることを特徴とする請求項２乃至７および１１のいずれかに記載のシート搬送装置。
13. 前記ヒートパイプは、前記シートガイド部における金属部に対してロウ付けにより一体化されていることを特徴とする請求項２乃至７および１１のいずれかに記載のシート搬送装置。
14. トナー像を担持しているシートの搬送路中に対向配置された加熱部材および加圧部材を用いてトナー像を熱・圧力により定着されたシートを排出するシート搬送装置において、
    前記定着された後のシートを排出部に向けて案内するシートガイド部を備え、
    前記シートガイド部は、前記シートの導入側から前記排出部に至る途中にシート冷却部を備えた湾曲部が形成され、
    前記シート冷却部として、前記シートガイド部の少なくとも前記シートの搬送方向上流側に位置して前記シートとの間に熱伝達可能なヒートパイプおよびこれの強制冷却手段が用いられ、
    前記ヒートパイプは、前記強制冷却手段が制御されることにより放熱状態に相当する冷却機能形態を変更することが可能であることを特徴とするシート搬送装置。
15. 前記冷却機能形態は、前記シートガイド部での湿度に応じて変更可能であることを特徴とする請求項１４に記載のシート搬送装置。
16. 前記冷却形態機能の変更は、入力側に前記シートガイド部での湿度を検知する湿度検知手段及び／または温度検知手段が接続され、出力側に強制冷却手段の動作態位を設定する駆動部が接続された制御部で行われ、
    前記制御部は、湿度が所定値以上である場合及び／または所定温度以下の場合に前記強制冷却に用いられる手段を停止させることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のシート搬送装置。
17. 前記制御部では、シートの搬送形態に応じて前記ヒートパイプの強制手段に対する動作態位が設定されることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載のシート搬送装置。
18. 前記制御部では、シートの搬送形態において両面連続印刷を対象としたシートの搬送形態が選択された時には前記強制冷却手段の動作をその搬送が終了するまでの間継続し、両面連続印刷以外の場合に前記強制冷却手段が停止されることを特徴とする請求項１７に記載のシート搬送装置。
19. 請求項１乃至１８のいずれかに記載のシート搬送装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
20. 前記シート搬送装置が、画像定着に用いられる定着装置の後方に配置されていることを特徴とする請求項１９記載の画像形成装置。
21. 前記定着装置と前記シートの排出部とは、前記シートガイド部の途中に湾曲部を位置させることで接近した配置構成とされていることを特徴とする請求項１９または２０記載の画像形成装置。
    

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