JP2008299077A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れ埃や繊維の影響を受けにくい画像形成装置を提供する。
【解決手段】冷却装置２０により中間転写ベルト１２が冷却され、冷却された中間転写ベルト１２により感光体ドラム３２が冷却される所謂カスケード方式にて中間転写ベルト１２および画像形成部３０の冷却を行っている。画像形成プロセス中を除く所定のタイミングで、ブレード７２が当接した状態で中間転写ベルト１２を一時（１秒未満〜数秒程度）逆転させ、ブレード７２上面を一旦リフレッシュさせている。中間転写ベルト１２が逆転動作を開始するトリガーとして冷却ファン２２の動作を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に中間転写ベルトを介してトナー画像を用紙上に転写する機構を備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンター等の画像形成装置は、感光体ドラムの表面を所定の電位に一様に帯電した後、当該感光体ドラムの表面に画像露光を施して、画像情報に対応した静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器によってトナー現像、可視像化することにより、形成したトナー像を記録用紙上に転写・定着し、画像を形成するように構成されている。

上記の画像形成装置において、特に複数種類のトナーを用いたカラー画像形成装置では感光体ドラム表面のトナー像を直接記録紙上に転写せず、中間転写ベルトなどの中間転写体上に一端転写、カラー画像を形成した後、一括して記録紙上に転写する方法が知られている。

このとき、電源部あるいは静電潜像をトナー現像する現像器などの発する熱により中間転写体の温度が上昇すると、正常にトナー画像が転写されず画像故障を引き起こす、いわゆる転写不良の発生する虞がある。このため、中間転写体近傍に冷却ファンを配置し、送風により直接中間転写ベルトを冷却する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記の方法によれば中間転写ベルトを冷却することで、中間転写ベルトの熱が原因で発生する転写不良等が改善される。しかしながら、冷却ファンからの吸気によって、埃や微小な繊維などが中間転写ベルト上に冷却風と共に運ばれ、静電的に中間転写ベルト上に付着する可能性が高い。

中間転写ベルトを用いる画像形成装置においては、記録紙とのニップ位置より下流側に中間転写ベルト上を清掃するベルトクリーナ部が設けられ、記録紙に転写し切れなかった残トナーなどをクリーニングする構成が一般的だが、上記のような異物がトナーに混じり、ベルトクリーナ部に挟まった場合、中間転写ベルトのクリーニング不良を起こすという問題がある。

上記のトナーのクリーニング不良防止策としては、クリーナが当接した状態で中間転写ベルトを逆転させ、クリーナのブレード上面をリフレッシュさせる構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし上記のような中間転写ベルトの逆転動作は、ある程度トナーがたまってしまったときに行わないと効果が少ないのみならず、余計なサイクルが生じ作業効率を低下させる原因となる。

本発明は、機内に生じる冷却用エアーフローにより予期せず埃や繊維などの異物がベルトに付着した場合のクリーニング性を向上させるため、中間転写ベルト逆転の動作タイミングについて改良を加えるものである。
特開２００３−２９５４０号公報 特開平０４−１５１６７９号公報

本発明は上記事実を考慮し、放熱性に優れ埃や繊維の影響を受けにくい画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の画像形成装置は、感光体表面上に静電画像として形成され、現像器によりトナー現像されたトナー画像を転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上にエアフローを発生させる冷却ファンと、前記中間転写ベルトに当接し清掃するクリーナと、を備え、画像形成動作停止中に前記冷却ファンの動作開始をトリガーとして前記中間転写ベルトの逆転動作を行うことを特徴とする。

上記構成の発明では、中間転写ベルトを冷却ファンで冷却することで中間転写ベルトに接触する部材の放熱を行い、かつ中間転写ベルトに当接してこれを清掃するクリーナを設けたことで、冷却ファンによる送風によって中間転写ベルト上に付着するおそれのある埃などの異物を除去できる。その一方、画像形成動作中以外の、所定のタイミングで中間転写ベルトを逆転させることでクリーナに溜まった異物がベルトとクリーナ間に挟まる事態を回避し、この逆転動作を冷却ファンの動作開始に合わせることで不要な工数の発生を防ぎ、処理効率の低下を防ぐことができる。

請求項２に記載の画像形成装置は、前記現像器は前記中間転写ベルトの下方に設けられ、前記冷却ファンは前記現像器あるいは前記現像器の下方に設けられた電源部の周辺温度を測定する温度センサからの温度情報によりＯＮ／ＯＦＦを切り替えることを特徴とする。

上記構成の発明では、中間転写ベルトの下にある現像器またはその下に設けられた温度センサからの温度情報で冷却ファンを制御することにより、発熱しやすくまた熱の影響を受けやすい現像器近傍の加熱を効率よく防ぐことができる。

請求項３に記載の画像形成装置は、前記クリーナには前記中間転写ベルトに常時当接するクリーナが設けられたことを特徴とする。

上記構成の発明では、ブレードが中間転写ベルトに常時当接することで、表面の異物を確実に取り除く一方、中間転写ベルトの逆転動作でブレードをリフレッシュできるので常に清掃能力を維持することができる。

本発明は上記構成としたので、放熱性に優れ埃や繊維の影響を受けにくい画像形成装置とすることができた。

＜画像形成装置概要＞
図１には本発明に係る画像形成装置が示されている。

図１は本発明の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。

図１に示すように、画像形成装置１０は表面にトナー画像を転写される中間転写ベルト１２と、中間転写ベルト１２の表面にトナー画像を形成する画像形成部３０Ｙ〜３０Ｋとで、その主要部が構成されている。

画像形成部３０Ｙ〜３０Ｋは表面に静電潜像を形成する感光体ドラム３２、感光体ドラム３２に接触し帯電させる一次帯電用の帯電ロール３４、感光体ドラム３２上に静電潜像を形成する光走査装置３６、静電潜像をトナーで現像する現像ユニット３８から構成されている。トナーカートリッジ１４Ｙ〜１４Ｋからは現像ユニット３８Ｙ〜３８Ｋにそれぞれトナーを供給し、画像形成で消費された各色トナーを補充する。

記録紙Ｐはトレイ１６に収容され用紙搬送経路（図中黒矢印）に沿って搬送され、ニップ位置１２Ａにて中間転写ベルト１２からトナー画像を転写される。

帯電ロール３４にて表面電位を印加された感光体ドラム３２の表面には、露光装置としての光走査装置３６によって入力画像に対応し変調された光が照射され、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、現像ユニット３８上のトナーを感光体ドラム３２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３２上に各色のトナー画像が形成される。

感光体ドラム３２上に形成されたトナー像はそれぞれ回転する感光体ドラム３２と当接しながら図中白矢印のように駆動される中間転写ベルト１２に転写され、Ｙ〜Ｋの各色画像の転写位置を合わせることで最終的に４色のカラー画像が中間転写ベルト１２上に形成される。

このカラー画像は転写ロール１８にてニップ位置１２Ａで中間転写ベルト１２ニップされた記録紙Ｐ上に転写され、搬送経路に沿って搬送された記録紙Ｐは定着器５０にて熱溶着されたトナー画像が定着される。画像が形成された記録紙Ｐは機外に排紙され画像として出力される。

中間転写ベルト１２の上側には駆動方向（図中白矢印）上流側から下流側へ、駆動方向に沿ってエアフロー２８が形成されるように冷却ファン２２を備えた冷却装置２０が設けられている。エアフロー２８は本体前面（オペレータ側）より吸気し、中間転写ベルト１２を冷却したのち本体側面に設けられた排気口１１から排気される。

中間転写ベルト１２を冷却するエアフロー２８の下流側には中間転写ベルト１２上を清掃するベルトクリーナ部７０が設けられ、ベルトクリーナ部７０には中間転写ベルト１２に常時当接しながら表面を清掃するブレード７２が設けられている。このブレード７２が中間転写ベルト１２上に残る、記録紙Ｐに転写し切れなかった残トナーなどをクリーニングする。

＜冷却装置＞
本発明の構成はいわゆるタンデム式画像形成装置であるが、本実施形態においては画像形成部３０の下部に、装置全体に電源を供給する電源部６０が設けられている。

通常、電源部６０は重く、且つ発熱するため、画像形成装置１０の下方奥側に配置される（図２では図中上側）。

しかし装置全体の小型化、特に設置面積の縮小に対する要求があるため、構成部品を上下に配置し、言い換えれば上下方向に重なった部品配置となることが多い。本実施形態においても電源部６０の上に画像形成部３０、さらに中間転写ベルト１２が配置されることで装置全体の奥行き（図２では上下方向のサイズ）を小さくすることに成功している。

しかし元来、熱の影響を受けやすい部品を電源部６０の上に配置することは性能上望ましくなく、画像形成部３０、ひいては中間転写ベルト１２が電源部６０の発する熱の影響に晒され、転写不良などを起こす虞がある。

そこで本発明では冷却装置２０を設けて中間転写ベルト１２を冷却し、さらに冷却された中間転写ベルト１２で感光体ドラム３２を冷却することで上記の熱による弊害を防いでいる。

以下に冷却装置２０の具体的な構成について説明する。

図２には本発明に係る画像形成装置の中間転写ベルトおよび冷却装置が示されている。

図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルト上に設けられた冷却装置を示す平面図である。

図２に示すように、中間転写ベルト１２の駆動方向（図中白矢印）に沿ってエアフロー２８が生じるように冷却装置２０が中間転写ベルト１２の上方に設けられている。

冷却装置２０は、手前側すなわちオペレータが装置を操作する側（図中下）に吸気口２４Ａが設けられた吸気ダクト２４、吸気口２４Ａから外気を吸入し中間転写ベルト１２上にエアフロー２８を発生させる冷却ファン２２、冷却ファン２２からの冷却風を中間転写ベルト１２上にて均一なエアフロー２８とするための送気口２６Ａが設けられた送気ダクト２６から構成されている。

図１に示すように中間転写ベルト１２の搬送方向上流側には熱源体である定着器５０が設けられているため上流側（図中右側）から下流側（図中左側）へ直線的に送風することは冷却風の温度から見て望ましくない。

また従来、電源部６０は装置奥側（図中上）に設けられることが多かったが、本実施形態においては設置面積を縮小するため図１のように中間転写ベルト１２および画像形成部３０の下に設けられ、装置の小型化に貢献する一方で中間転写ベルト１２および画像形成部３０に対する電源部６０の熱の影響を無視できない構成となっている。

このため本実施形態では冷却装置２０により中間転写ベルト１２が冷却され、冷却された中間転写ベルト１２により感光体ドラム３２が冷却される所謂カスケード方式にて中間転写ベルト１２および画像形成部３０の冷却を行っている。

＜冷却ファンの動作と中間転写ベルトの逆転動作＞
しかし前述のように、エアフロー２８によって、埃や微小な繊維などが中間転写ベルト１２上に運ばれ、静電的に中間転写ベルト１２上に付着する可能性が高く、エアフロー２８の下流側（中間転写ベルト１２の駆動方向下流側）に設けられたベルトクリーナ部７０のブレード７２に挟まればクリーニング不良を起こす虞がある。

そのため本発明では、画像形成プロセス中を除く所定のタイミングで、ブレード７２が当接した状態で中間転写ベルト１２を一時（１秒未満〜数秒程度）逆転させ、ブレード７２上面を一旦リフレッシュさせている。

上記のような中間転写ベルト１２の逆転は元来、ある程度中間転写ベルト１２上にトナーが蓄積したとき、例えば多量のプリントにより転写残りトナーが中間転写ベルト１２上に溜まってしまったときや、中間転写ベルト１２上の画像サイズよりも記録紙Ｐのサイズが小さいためトナー画像の一部が中間転写ベルト１２上に残留してしまうサイズミスマッチなどや、ＪＡＭのため記録紙Ｐにトナー画像の転写が行われず未転写トナーがそのままブレード７２まで搬送されて来たときなどに行わないと効果は薄い。のみならず中間転写ベルト１２を逆転させている間は画像形成プロセスを実行することができないので不要なタクトが発生し、単位時間あたりの処理能力が低下してしまう。

そこで本発明では中間転写ベルト１２が逆転動作を開始するトリガーとして冷却ファン２２の動作を用いている。

冷却ファン２２が動作を開始する条件としては、基本的には機内温度が上昇して、あらかじめ決められた閾値温度を上回った場合（例えば本実施例では４１°程度）である。判断基準となる機内温度としては、好適には画像形成部３０の感光体ドラム３２周りの温度であり、この場合は電源部６０の上部に配置される温度センサ４０によって温度検知がなされる。

また、両面印刷時など定着器５０によって加熱されて一旦高温となった記録紙Ｐが再度ニップ位置１２Ａを通過することで、定着器５０の発する熱が記録紙Ｐにより中間転写ベルト１２に伝わってしまう条件下でも同様に冷却ファン２２を動作させても良い。

冷却ファン２２が動作を開始したときに中間転写ベルト１２も駆動されている場合は、画像形成を終了し中間転写ベルト１２の動作が停止した後、所定量（例えば１ｃｍ程度）中間転写ベルト１２を逆転させ、トナーや埃、繊維などの異物をいったんブレード７２から引き離す。

これによりブレード７２に中間転写ベルト１２表面の残トナー、埃、繊維などが溜まっていた場合でも一旦中間転写ベルト１２を逆転動作させることで、ブレード７２の中間転写ベルト１２への接触面をリフレッシュすることができる。また画像形成を終了した後に中間転写ベルト１２を逆転させるので、余計なサイクルが生じ作業効率を低下させる虞がない。

冷却ファン２２が動作開始したときに中間転写ベルト１２が停止している場合は、その後の画像形成を終了し中間転写ベルト１２の動作が停止した後に上記同様に逆転させればよい。また、より望ましくは一旦中間転写ベルト１２の逆転動作ののち画像形成による動作を開始するのがよい。

これによりブレード７２の接触面をリフレッシュできることに加えて、直後の画像形成にて残トナーが中間転写ベルト１２上に残留しても余裕を持ってクリーニングすることができる。

温度センサ４０により検知される機内温度が閾値より低下し、冷却ファン２２が停止した状況においては、従来技術と同様の動作条件に従って、例えば所定の処理枚数ごとに、または所定の時間ごとに中間転写ベルト１２の逆転動作を行えばよい。

この場合は冷却ファン２２が作動していないので送風は行われず、従って中間転写ベルト１２上に埃、繊維などが付着する虞はないので、所定の動作条件に従って中間転写ベルト１２を逆転動作させれば問題はない。

＜作用効果＞
本発明は上記構成としたので、以下のような優れた効果を有する。

すなわち中間転写ベルトを用いた画像形成装置において、中間転写ベルトを冷却する際に冷却風により中間転写ベルトに付着するホコリ、繊維などの異物を画像形成の処理効率低下を抑えながら効率よくクリーニングすることができる。またブレードクリーナの中間転写ベルトへの接触面のリフレッシュ、めくれ防止効果が期待できる。

＜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。

すなわち本実施形態では常時当接するブレードクリーナを備えた画像形成装置を例に挙げたが、これに限定せずブラシ式やローラ式などのクリーナ装置を備えた画像形成装置に応用することもできる。

あるいは本実施形態では４色カラー画像形成装置を例に挙げたが、モノクロや２色、３色画像形成装置に応用してもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。 図１の画像形成装置の冷却装置近傍を示す拡大平面図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２Ａ ニップ位置
１２ 中間転写ベルト
１４ トナーカートリッジ
２０ 冷却装置
２２ 冷却ファン
２４ 吸気ダクト
２４Ａ 吸気口
２６ 送気ダクト
２６Ａ 送気口
２８ エアフロー
３０ 画像形成部
３２ 感光体ドラム
３４ 帯電ロール
３６ 光走査装置
３８ 現像ユニット（現像器）
４０ 温度センサ
５０ 定着器
６０ 電源部
７０ ベルトクリーナ部（クリーナ）
７２ ブレード
Ｐ 記録紙

Claims (3)

1. 感光体表面上に静電画像として形成され、現像器によりトナー現像されたトナー画像を転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルト上にエアフローを発生させる冷却ファンと、
   前記中間転写ベルトに当接し清掃するクリーナと、
   を備え、
   画像形成動作停止中に前記冷却ファンの動作開始をトリガーとして前記中間転写ベルトの逆転動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像器は前記中間転写ベルトの下方に設けられ、
   前記冷却ファンは前記現像器あるいは前記現像器の下方に設けられた電源部の周辺温度を測定する温度センサからの温度情報によりＯＮ／ＯＦＦを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記クリーナには前記中間転写ベルトに常時当接するブレードが設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。

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