JP2001022198A

JP2001022198A - 連続加熱冷却装置及び該装置を用いる液体トナー現像方式の電子写真装置

Info

Publication number: JP2001022198A
Application number: JP11192530A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nakajima; 豊中島; Akihiko Inamoto; 彰彦稲本; Shigenori Uesugi; 茂紀上杉; Satoru Moto; 悟本; Masanao Takahata; 昌尚高畠; Motoharu Ichida; 元治市田; Shigeji Okano; 茂治岡野; Yasukazu Takeda; 靖一竹田; Hironaga Motokawa; 浩永本川; Kazushi Terajima; 一志寺嶋
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、加熱ローラ及び冷却ローラとベルト
間で授受される熱量を小さく抑えることを目的としてい
る。【解決手段】本発明は、複数のローラ間にメインベルト
３０を巻きがけ、連続的に回転させて、循環するメイン
ベルト３０上に加熱ローラ２５により高温部を、かつ冷
却ローラ２３により低温部を発生させる。少なくとも１
つ以上の熱交換体を備え、この熱交換体は、循環するメ
インベルト３０が高温部を過ぎて低温部に至る前のメイ
ンベルト高温側に接触かつ吸熱してメインベルト温度を
降下させ、そして、この熱交換体は、メインベルト高温
側から吸熱した熱を、メインベルト３０が低温部を過ぎ
て高温部に至る前のメインベルト低温側に接触かつ放熱
してメインベルト温度を上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、循環する１つのベ
ルト上に高温部と低温部を備える連続加熱冷却装置、及
び該連続加熱冷却装置を用いる液体トナー現像方式の電
子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体キャリア（オイル）中に顔料
などの固体粒子を分散させた、高粘度の液体トナーを、
液体現像液として用いる液体トナー現像方式の電子写真
装置が知られている（例えば、特開平１１−２５２９０
号公報）。粉体トナーは、トナーが飛散するという問
題、及びトナー粒子が７〜１０μｍと大きいことから解
像度が悪いという問題があるのに対して、このような液
体トナーは、トナー粒子が１μｍ程度と小さいととも
に、帯電量が大きいことでトナー画像の乱れが起きにく
く、高い解像度を実現することができる。

【０００３】また、現像液として、有機溶剤にトナーを
１〜２％の割合で混ぜた低粘度の液体トナーは、人体に
危害を与える有機溶剤を用いるとともに、トナー濃度が
低いことでそれを大量に用いることから、環境問題を引
き起こすという問題を生じることになるが、シリコンオ
イルなどに高濃度のトナーを分散させることで構成され
る高粘度で高濃度の現像液を用いることにより、このよ
うな問題点を解決することが可能になる。

【０００４】図１１に、このような従来の液体トナー現
像方式の電子写真装置の全体構成を示す。図において、
感光ドラム１０は、帯電装置１１により約７００Ｖに帯
電させられた後、露光装置１２によって露光されて、露
光部分の電位が約１００Ｖとなる静電潜像が形成され
る。プリウェット装置１３は、２０ｃＳｔ程度の粘度を
持つシリコンオイルを４〜５μｍの厚さで感光ドラム１
０の表面に塗布する。

【０００５】現像装置１４は、イエロー／マゼンタ／シ
アン／ブラックに対応付けて設けられ、トナー粘度が４
００〜４０００ｍＰａ・Ｓで、キャリア粘度が２０ｃＳ
ｔを持つ、不揮発性を示す高粘度で高濃度の液体トナー
を液体現像液として用いる。現像ローラは、感光ドラム
１０上のプリウェット液の膜との２層構造を維持するよ
うに感光ドラム１０上に接触して液体現像液を供給し、
かつ感光ドラム１０との間に生成される電界に応じて、
該液体現像液のトナー粒子を感光ドラム１０に付着させ
る。

【０００６】中間転写体１５は、約−８００Ｖにバイア
スされて、感光ドラム１０との間の電界に従って、感光
ドラム１０に付着されたトナーを、イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの順に転写する。バックアップロ
ーラ１９は、加熱装置１８により溶融された中間転写体
１５のトナーを印刷用紙に定着させる。加熱装置１８
は、バックアップローラ１９に接触する前の位置で、中
間転写体１５の表面を部分的に加熱する。

【０００７】この中間転写体１５の加熱手段として、図
示したように外部より加熱する以外にも、加熱ローラを
中間転写体の内部で当接させて回転させることも知られ
ている。しかし、このような構成では、以下のことが問
題となっている。

【０００８】・中間転写体１５が常時加熱されているた
め、感光ドラム１０が加熱され、感光特性劣化が生じ
る。

【０００９】・キャリア除去時において、トナー画像は
加熱溶融状態になっているため、キャリア除去ローラへ
の粘着力により、トナー画像が乱れ、画質劣化が生じ
る。

【００１０】・トナー画像の重ね合わせ時、既に静電転
写されたトナー画像は加熱溶融状態にあり、感光ドラム
との接触の際、画像が乱れ画質劣化が生じる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するために、本出願人は、中間転写体の加熱が感光ドラ
ムに影響せず、それ故、感光特性の劣化を生じることの
ない液体トナー現像方式の電子写真装置を先に提案した
（平成１１年２月４日出願の特願平１１−２６９６０
号）。

【００１２】図１２は、上記出願により提案した加熱冷
却機構を示す図である。図において、中間転写ベルト２
４は、約−５００Ｖにバイアスされて、感光ドラム１０
との間の電界に従って、感光ドラム１０に付着されたト
ナー粒子を転写する。４つの色のトナー粒子がそれぞ
れ、感光ドラム１０から、中間転写ベルト２４に、全部
で４回の転写をする。例えば、先ず最初に、感光ドラム
１０に付着されるイエローのトナー粒子を転写し、続い
て、感光ドラム１０に付着されるマゼンタのトナー粒子
を転写し、続いて、感光ドラム１０に付着されるシアン
のトナー粒子を転写し、続いて、感光ドラム１０に付着
されるブラックのトナー粒子を転写する。その後、中間
転写ベルト２４に転写されたトナー粒子は加熱され、か
つ、紙などの印刷媒体に１回で溶融転写される。このと
き、バックアップローラ１９は、溶融されたトナー粒子
を印刷用紙等の媒体に定着させるように加熱ローラ２５
に当接して加圧する。

【００１３】中間転写ベルト２４は、複数のテンション
ローラ２６，２７，加熱機構を有する加熱ローラ２５，
及び冷却ローラ２３の上に巻き掛けられている。中間転
写ベルト２４の駆動は、いずれのローラによっても可能
であるが、例えば、加熱ローラ２５に駆動機構を備える
ことができる。この加熱ローラ２５は、内部に有するハ
ロゲンランプ等の熱源により加熱することのできるアル
ミローラによって構成することができる。

【００１４】中間転写ベルト２４は、例えば、その加熱
機構（加熱ローラ２５）により中間転写ベルト表面を１
５０℃に加熱する一方、冷却装置（例えば冷却ローラ）
の有する冷却機能により中間転写ベルト２４は、４０℃
にまで冷却するようなサイクルが繰り返される。

【００１５】このように、中間転写ベルト上のトナー画
像を加熱溶融するための加熱手段と、トナー画像を冷却
するための冷却手段とを備え、中間転写ベルト一回転の
中で加熱しかつ冷却するサイクルが成り立つように構成
したことにより、中間転写体（ベルト）の加熱が感光ド
ラムに影響せず、それ故、感光特性の劣化を生じること
がないという効果がある。

【００１６】しかし、加熱ローラ及び冷却ローラ間に継
ぎ目のない連続的なベルト（シームレスベルト）を掛け
て、これを回転させるものであるから、加熱ローラを通
過して冷却ローラに至るまでベルトは高温状態となり、
冷却ローラを通過して加熱ローラに至るまで、ベルトは
低温状態となる。それ故、この連続ベルト加熱冷却機構
では、加熱ローラで加えられた熱量の大部分が、循環す
るベルトを経由して冷却ローラに移動することになり、
冷却ローラで受け取る熱量は膨大となり、冷却ローラ自
体を低温に維持するための冷却機構は多大な冷却能力を
必要とする。また、冷却されたベルトを再度高温状態に
加熱するための加熱ローラにも、膨大な熱量を投入する
必要がある。

【００１７】そこで、本発明は、かかる問題点を解決し
て、加熱部ではベルトを十分に高温状態に加熱し、かつ
冷却部ではベルトを十分に冷却する一方、加熱ローラ及
び冷却ローラとベルト間で授受される熱量を小さく抑え
ることを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の連続加熱冷却装
置は、複数のローラ間にメインベルト３０を巻きがけ、
連続的に回転させて、循環するメインベルト３０上に加
熱機構（加熱ローラ２５）により高温部を、かつ冷却機
構（冷却ローラ２３）により低温部を発生させる。少な
くとも１つ以上の熱交換体を備え、この熱交換体は、循
環するメインベルト３０が高温部を過ぎて低温部に至る
前のメインベルト高温側に接触かつ吸熱してメインベル
ト温度を降下させ、そして、この熱交換体は、メインベ
ルト高温側から吸熱した熱を、メインベルト３０が低温
部を過ぎて高温部に至る前のメインベルト低温側に接触
かつ放熱してメインベルト温度を上昇させる。

【００１９】本発明は、この熱交換体として、高熱伝導
率樹脂材のローラ、金属製のローラ、複数の支持ローラ
の回りで回転する高熱伝導率樹脂材の熱交換ベルト、或
いは複数の支持ローラの回りで回転する金属製の熱交換
ベルトを用いる。

【００２０】本発明の熱交換体は、また、複数の支持ロ
ーラの回りで回転してメインベルト高温側に接触する高
熱伝導率樹脂材の吸熱側熱交換ベルトと、複数の支持ロ
ーラの回りで回転してメインベルト低温側に接触する高
熱伝導率樹脂材の放熱側熱交換ベルトと、これら２つの
熱交換ベルトの間にあってこれら両方に接触する１つの
ペルチェ素子とから構成される。

【００２１】本発明の熱交換体は、また、複数の支持ロ
ーラの回りで回転してメインベルト高温側に接触する金
属製の吸熱側熱交換ベルトと、複数の支持ローラの回り
で回転してメインベルト低温側に接触する金属製の放熱
側熱交換ベルトと、これら２つの熱交換ベルトの間にあ
ってこれら両方に接触する１つのペルチェ素子とから構
成される。

【００２２】本発明の熱交換体は、また、複数の支持ロ
ーラの回りで回転してメインベルト高温側及び低温側の
いずれか一方に接触する高熱伝導率樹脂材の熱交換ベル
トと、前記メインベルト高温側及び低温側の他方と前記
熱交換ベルトとの間にあってこれら両方に接触する１つ
のペルチェ素子とから構成される。

【００２３】本発明の熱交換体は、また、複数の支持ロ
ーラの回りで回転してメインベルト高温側及び低温側の
いずれか一方に接触する金属製の熱交換ベルトと、前記
メインベルト高温側及び低温側の他方と前記熱交換ベル
トとの間にあってこれら両方に接触する１つのペルチェ
素子とから構成される。

【００２４】本発明の液体トナー現像方式の電子写真装
置は、感光ドラム１０上からトナー画像が転写される中
間転写ベルト２４と、該中間転写ベルト２４のための連
続加熱冷却装置とを備え、該連続加熱冷却装置は、中間
転写ベルト２４上に転写されたトナー画像を加熱機構で
中間転写ベルト２４と共に加熱溶融し、溶融したトナー
を印刷媒体に接触させて転写すると共に、加熱された中
間転写ベルト２４を感光ドラム１０に接触する前に冷却
機構を用いて冷却する。少なくとも１つ以上の熱交換体
を備え、この熱交換体は、循環する中間転写ベルト２４
が加熱機構を過ぎて冷却機構に至る前の中間転写ベルト
高温側に接触かつ吸熱して中間転写ベルト温度を降下さ
せ、そして、この熱交換体は、前記中間転写ベルト高温
側から吸熱した熱を、中間転写ベルト２４が感光ドラム
１０を過ぎて加熱機構に至る前の中間転写ベルト低温側
に接触かつ放熱して中間転写ベルト温度を上昇させる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明を適用する連続加熱
冷却装置の第１の例を示す図である。この連続加熱冷却
装置は、後述するような液体トナー現像方式の電子写真
装置に用いることができる。また、それ以外にも、循環
する１つのライン上の一方で加熱し、かつ他方で冷却す
る装置、例えば塗装の乾燥ライン等に応用することがで
きる。

【００２６】少なくとも１つ以上の熱交換体３２は、循
環しているメインベルト３０の周長よりそれぞれ周長が
短く連続回転が可能で、冷熱サイクルを繰り返すベルト
機構の中に設けられている。この熱交換体３２は、図示
の例では、ローラ構成にされて、循環中の低温状態のベ
ルトと高温状態のベルトの間で、かつ、加熱機構（図示
の例では、加熱ローラ２５）と冷却機構（図示の例で
は、冷却ローラ２３）の間に設置し、循環する高温と低
温のベルトの双方に接触してベルトと同一速度で回転さ
れる。

【００２７】ローラ構成の熱交換体３２は、高熱伝導率
樹脂材、例えばポリエーテルイミド、エポキシ、或いは
ポリイミドに導電性のフィラーを混ぜたものから構成す
ることができる。樹脂ローラを使用することで、必要に
応じてバイアス電圧を印加する際にはローラの電気抵抗
を任意の値に設定することが可能となる。或いは、この
熱交換体３２に、金属製、例えば、ニッケル、ステンレ
ス、銅等のローラを使用することができる。金属製ロー
ラは、熱伝導率、熱容量共に大きく、熱交換可能な熱量
も大きくすることができる。

【００２８】熱交換体３２の動作は、高温状態のベルト
に接触している間にベルトから吸熱して自己温度を上昇
させ、かつ、高温状態のベルト温度を低下させる。温度
が上昇した回転中の熱交換体３２は高温側のベルトから
離れて、次に低温状態のベルトに接触する。この時、熱
交換体３２から低温側のベルトに熱移動が行われ、低温
側ベルトの温度は上昇し、同時に熱交換体３２の温度は
低下する。熱移動を行った回転中の熱交換体３２は、低
温側ベルトを離れて再度高温側のベルトに接触するとい
う冷熱サイクルを繰り返す。

【００２９】これにより、熱交換体３２を経由して高温
側ベルトから低温側ベルトに連続して熱移動が行われ、
これまで、冷却ローラ２３で吸収し、大気中に廃熱して
いた熱量を、効率良く再利用することが可能となる。ま
た、冷却ローラ２３で冷却されたベルトは、熱交換体３
２によって予め加熱されて加熱ローラ２５に接触するこ
とになるので、ベルトを所定の温度に上昇させるための
温度差が小さくなり、加熱ローラ２５に投入する熱量も
抑制することが可能となる。

【００３０】図２は、本発明を適用する連続加熱冷却装
置の第２の例を示す図である。この例において、熱交換
ベルト３３が用いられる熱交換体の構成のみが図１に示
した第１の例とは相違している。それぞれ複数個の、例
えば図示したように４個の支持ローラにより支持されて
循環する熱交換ベルト３３は、少なくとも１つ以上設け
られ、かつ高熱伝導率樹脂ベルトにより構成することが
できる。この熱交換ベルト３３として、メインベルト３
０と単位面積当たりの熱容量が同等以上のものを用いる
ことが望ましい。このように、熱交換体をベルト構成に
することにより、第１の例のローラ構成よりも、メイン
ベルト３０と熱交換体の接触時間（熱移動時間）が長く
できるので、授受可能な熱量も大きくすることができ
る。樹脂製のベルトにすることにより、必要に応じて電
気抵抗を任意の値に設定することが可能になる。

【００３１】また、熱交換ベルト３３として、金属製の
ベルトを用いることができる。これによって、熱交換時
の熱移動速度が速くなり、また交換できる熱量も大きく
なるので、樹脂ベルトに比較して、接触時間が同じの場
合、交換できる熱量が大きくなる。また、交換熱量を同
じにした場合は、樹脂ベルトを用いたものよりも熱交換
に必要な時間、即ち、メインベルトと熱交換ベルトの接
触時間を短くすることが可能となる。

【００３２】図３は、本発明を適用する連続加熱冷却装
置の第３の例を示す図である。この例において、熱交換
ベルト３３とペルチェ素子３４とから成る熱交換体の構
成のみが図１に示した第１の例及び図２に示した第２の
例とは相違している。同様に、熱交換体は１つ又は複数
設けられるが、各熱交換体は、それぞれメインベルト３
０の高温側に接触するように支持ローラに支持された１
つの吸熱側熱交換ベルト３３と、低温側に同様に接触す
る１つの放熱側熱交換ベルトを有すると共に、これら２
つの熱交換ベルト３３の間に挟み込まれてそれらに摺動
する１つのペルチェ素子３４とから構成されている。熱
交換ベルト３３には、熱伝導率の高い樹脂材が用いられ
る。

【００３３】ペルチェ素子３４は、その吸熱側を吸熱側
熱交換ベルトに摺動させ、かつその放熱側を放熱側熱交
換ベルトに摺動させている。これによって、ベルト高温
側の熱は、吸熱側熱交換ベルトに、そして、ペルチェ素
子３４を介して放熱側熱交換ベルトに、そして、メイン
ベルト低温側に伝導される。熱交換されたメインベルト
３０の温度は、ペルチェ素子３４を使用しない場合に比
べて、メインベルト低温側をより高い温度に、そして、
メインベルト高温側をより低い温度にすることが可能に
なる。

【００３４】ペルチェ素子３４の動作に要した電力は素
子の放熱側に発熱現象として現れるが、これは、メイン
ベルト低温側の温度を上昇させる方向に働くので、加熱
ローラ２５の熱負荷を軽減させることになる。

【００３５】また、熱交換ベルト３３に金属製ベルトを
用いることができる。これによって、メインベルト３０
からの熱移動速度が速くなり、接触時間を樹脂ベルトと
同じにした場合は、移動できる熱量が大きくなり、移動
する熱量を同じにした場合は、熱交換体に樹脂ベルトを
用いたものよりも，接触時間を短くすることが可能にな
る。

【００３６】図４は、本発明を適用する連続加熱冷却装
置の第４の例を示す図である。この例において、熱交換
ベルト３３及びペルチェ素子３４が用いられる熱交換体
の構成のみが図１〜図３に示した第１〜第３の例とは相
違している。同様に、熱交換体は１つ又は複数設けられ
るが、各熱交換体は、それぞれメインベルト３０の、図
示したように低温側（或いは高温側）に接触するように
複数個の支持ローラに支持された１つの熱交換ベルト３
３と、この熱交換ベルト３３とメインベルト３０の、図
示したように高温側（或いは低温側）との間に挟み込ま
れて、それらに摺動する１つのペルチェ素子３４とから
構成されている。熱交換ベルト３３には、熱伝導率の高
い樹脂材が用いられる。

【００３７】図示したペルチェ素子３４は、吸熱側をメ
インベルト高温側に摺動させ、かつその放熱側を熱交換
ベルト３３に摺動させている。これによって、ベルト高
温側の熱は、ペルチェ素子を介して熱交換ベルト３３
に、そして、熱交換ベルト３３を介してメインベルト低
温側に伝導される。また、図示とは逆に、熱交換ベルト
とペルチェ素子の位置関係を入れ替えることができる。
熱交換されたメインベルト３０の温度は、ペルチェ素子
を使用しない場合に比べて、メインベルト低温側をより
高い温度に、そして、メインベルト高温側をより低い温
度にすることが可能になる。

【００３８】ペルチェ素子３４の動作に要した電力は素
子の放熱側に発熱現象として現れるが、これは、メイン
ベルト低温側の温度を上昇させる方向に働くので、加熱
ローラの熱負荷を軽減させることになる。

【００３９】また、熱交換ベルト３３に金属製ベルトを
用いることができる。これによって、メインベルト３０
からの熱移動速度が速くなり、接触時間を樹脂ベルトと
同じにした場合は、移動できる熱量が大きくなり、移動
する熱量を同じにした場合は、熱交換体に樹脂ベルトを
用いたものよりも，接触時間を短くすることが可能にな
る。

【００４０】図５は、本発明を液体トナー現像方式の電
子写真装置に適用した連続加熱冷却装置の第５の例を示
す図である。この電子写真装置は、感光ドラム１０から
中間転写ベルト２４上に転写されたトナー画像を、加熱
ローラ２５で、中間転写ベルト２４と共に加熱溶融し、
溶融したトナーを印刷媒体に接触させて転写し、再度、
感光ドラム１０から中間転写ベルト２４にトナー画像を
転写するという工程を繰り返す。図中３５はベルト支持
ローラである。感光ドラム１０に接触してトナー画像を
中間転写ベルト２４上にトナー画像を転写する際、中間
転写ベルト２４の温度がトナーの溶融温度以上であった
場合や、感光ドラム１０の耐熱限界を超えた温度である
と、感光ドラム１０の破損や感光ドラム１０上へのトナ
ーの溶着が起こる。

【００４１】従って、感光ドラム１０に接触するときの
中間転写ベルト２４の温度は、図５に示すように、冷却
ローラで冷却する必要がある。図示した熱交換体は、複
数の支持ローラ（４個を図示）により支持された高熱伝
導率樹脂製の熱交換ベルト３３により構成されて、中間
転写ベルト２４の高温側と低温側の間に配置されてい
る。１つのみの熱交換体を図示したが、前述の例と同様
に、１つに限定されない。本装置が、連続回転動作中
で、１つのみ備えた熱交換体の熱交換ベルト３３と中間
転写ベルト２４に、熱容量が等しい素材を用い、かつ、
接触している時間内に熱的に平衡状態となる程度の十分
長い接触時間を有する場合、図中の温度Ｔｘ＝（Ｔ１＋
Ｔ２）／２となる。ここで、中間転写ベルト２４は、温
度Ｔ１の加熱ローラ２５を離れるとき、略温度Ｔ１にま
で上昇し、続いて、熱交換ベルト３３を離れるとき温度
Ｔｘとなり、そして、温度Ｔ２の冷却ローラ２３を離れ
るとき、略温度Ｔ２にまで冷却され、続いて、熱交換ベ
ルト３３を離れるとき温度Ｔｘになると仮定している。

【００４２】従って、熱交換ベルトを用いない場合は、
冷却ローラが担当する冷却温度差は、Ｔ１−Ｔ２であっ
たものが、半分の｛（Ｔ１＋Ｔ２）／２｝−Ｔ２＝（Ｔ
１−Ｔ２）／２になる。また、冷却で廃棄していた熱量
が半分になるということは、加熱ローラの加熱量も半分
で済むということになり、従来、廃棄していた熱エネル
ギーをリサイクルしたことになる。

【００４３】また、金属製の熱交換ベルト３３を用いる
ことができる。金属ベルトを用いることにより、熱交換
時の熱移動速度が速くなり、また、交換できる熱量も大
きくなるので、樹脂ベルトと同じ接触時間の場合、交換
できる熱量が大きくなる。熱交換量を同じにした場合
は、樹脂ベルトを用いたものよりも熱交換に必要な時
間、即ち、中間転写ベルト２４と熱交換ベルト３３の接
触時間を短くすることが可能になる。

【００４４】図６は、本発明を液体トナー現像方式の電
子写真装置に適用した連続加熱冷却装置の第６の例を示
す図である。熱交換体の構成を除いて、図５に示した第
５の例と同じである。この例において、少なくとも１つ
設けられる熱交換体は、それぞれ支持ローラの回りに駆
動される２つの独立した高熱伝導率樹脂ベルトと、２つ
の樹脂ベルトの間でそれらに摺動する１つのペルチェ素
子３４とから構成されている。

【００４５】熱交換体で熱交換された中間転写ベルト２
４の温度は、ペルチェ素子３４を使用しない場合に比べ
て、低温側ベルト温度Ｔｘ２をより高温に、高温側ベル
ト温度Ｔｘ１をより低温にすることが可能になる。

【００４６】ペルチェ素子３４の動作に要した電力は、
素子の放熱側に発熱現象として現れるが、これは、中間
転写ベルト２４の低温側の温度を上昇させる方向に働く
ので、加熱ローラの熱負荷を軽減させることになる。

【００４７】また、金属製の熱交換ベルト３３を用いる
ことができる。金属ベルトを用いることにより、中間転
写ベルト２４からの熱移動速度が速くなり、接触時間を
樹脂ベルトと同じにした場合は、移動できる熱量が大き
くなり、移動する熱量を同じにした場合は、熱交換体に
樹脂ベルトを用いたものよりも接触時間を短くすること
ができる。

【００４８】図７は、本発明を液体トナー現像方式の電
子写真装置に適用した連続加熱冷却装置の第７の例を示
す図である。熱交換体の構成を除いて、前述の例と同じ
である。この例において、少なくとも１つ設けられる熱
交換体は、支持ローラの回りに駆動される１つの高熱伝
導率樹脂製の熱交換ベルト３３と、中間転写ベルト２４
と熱交換ベルト３３の間で、それらに摺動する１つのペ
ルチェ素子３４とから構成されている。ペルチェ素子３
４は、中間転写ベルト２４にはその高温側に接触するよ
うに例示しているが、熱交換ベルト３３とペルチェ素子
３４の位置関係を入れ替えることが可能である。

【００４９】熱交換体で熱交換された中間転写ベルト２
４の温度は、ペルチェ素子３４を使用しない場合に比べ
て、低温側ベルト温度Ｔｘ２をより高温に、高温側ベル
ト温度Ｔｘ１をより低温にすることが可能になる。

【００５０】ペルチェ素子３４の動作に要した電力は、
素子の放熱側に発熱現象として現れるが、これは、中間
転写ベルト２４の低温側の温度を上昇させる方向に働く
ので、加熱ローラ２５の熱負荷を軽減させることにな
る。

【００５１】また、金属製の熱交換ベルト３３を用いる
ことができる。金属ベルトを用いることにより、中間転
写ベルト２４からの熱移動速度が速くなり、接触時間を
樹脂ベルトと同じにした場合は、移動できる熱量が大き
くなり、移動する熱量を同じにした場合は、熱交換体に
樹脂ベルトを用いたものよりも接触時間を短くすること
ができる。

【００５２】図８は、従来より一般的なペルチェ素子の
構成を示している。図示したように、一般のペルチェ素
子は、アルミナ基板上にＰ型半導体とＮ型半導体を交互
に配置し、これらを圧膜印刷配線で直並列接続した構成
である。しかし、アルミナ基板表面は、非常に硬く、ポ
ーラスなものなので、ベルト等を摺動させると、ベルト
を切断したり、研磨したりするので、使用することがで
きない。

【００５３】図９は、本発明の連続加熱冷却装置におい
て用いることのできるペルチェ素子の構成を示してい
る。本発明の連続加熱冷却装置で用いるペルチェ素子
は、ベルトなどで素子表面を摺動しながら、吸・放熱動
作が可能でなければならない。例示のペルチェ素子は、
アルミナ基板の端面をラウンドエッジ処理し、鋭利な箇
所を除去して、更に吸・放熱表面に潤滑性の高いフッ素
樹脂コート層を数〜数十ミクロン設ける。これにより、
ベルトなどの滑走性を向上させて、摺動させながらの吸
・放熱動作を可能にする。フッ素コート層は数〜数十ミ
クロンなので、熱抵抗の上昇はわずかである。

【００５４】また、アルミナ基板に代えて、熱伝導率の
高い金属基板（アルミニウム、銅）を用いることができ
る。金属基板を使用したことにより、吸・放熱源の半導
体実装面（回路面）からの熱抵抗が小さくなるので、ア
ルミナ基板を用いた従来のものより、吸・放熱効率を高
くすることが可能である。

【００５５】図１０は、本発明の連続加熱冷却装置にお
いて用いることのできるペルチェ素子の別の構成を示し
ている。この構成は、アルミナ基板又は金属基板（アル
ミニウム、銅）の一般的構成（図８参照）のペルチェ素
子に、摺動板を接着したものに相当する。摺動板は、滑
走性の高いフッ素樹脂コートを施した、端部に曲げのあ
る金属製（アルミニウム、又は銅）にすることができ
る。この構成は、一般的ペルチェ素子を使用して、摺動
しながら吸・放熱動作を行うことのできるペルチェ素子
を実現することができる。また、摺動面の吸・放熱面積
を大きく取ることができるので、摺動するベルトなどと
素子の間の熱抵抗を低くすることが可能になる。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、熱交換体を備え、循環するメ
インベルトが高温部を過ぎて低温部に至る前のメインベ
ルト高温側に接触かつ吸熱してメインベルト温度を降下
させ、そして、この熱交換体は、メインベルト高温側か
ら吸熱した熱を、メインベルトが低温部を過ぎて高温部
に至る前のメインベルト低温側に接触かつ放熱してメイ
ンベルト温度を上昇させるものであるから、加熱部では
ベルトを十分に高温状態に加熱し、かつ冷却部ではベル
トを十分に冷却する一方、加熱ローラ及び冷却ローラと
ベルト間で授受される熱量を小さく抑えることが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する連続加熱冷却装置の第１の例
を示す図である。

【図２】本発明を適用する連続加熱冷却装置の第２の例
を示す図である。

【図３】本発明を適用する連続加熱冷却装置の第３の例
を示す図である。

【図４】本発明を適用する連続加熱冷却装置の第４の例
を示す図である。

【図５】本発明を液体トナー現像方式の電子写真装置に
適用した連続加熱冷却装置の第５の例を示す図である。

【図６】本発明を液体トナー現像方式の電子写真装置に
適用した連続加熱冷却装置の第６の例を示す図である。

【図７】本発明を液体トナー現像方式の電子写真装置に
適用した連続加熱冷却装置の第７の例を示す図である。

【図８】従来より一般的なペルチェ素子の構成を示す図
である。

【図９】本発明の連続加熱冷却装置において用いること
のできるペルチェ素子の構成を示す図である。

【図１０】本発明の連続加熱冷却装置において用いるこ
とのできるペルチェ素子の別の構成を示す図である。

【図１１】従来の液体トナー現像方式の電子写真装置の
全体構成を示す図である。

【図１２】先に提案した加熱冷却機構を示す図である。

【符号の説明】

１０感光ドラム１１帯電装置１２露光装置１３プリウェット装置１４現像装置１５中間転写体（ローラ）１６ブレード１７除電装置１８加熱装置１９バックアップローラ２３冷却ローラ２４中間転写ベルト２５加熱ローラ２６テンションローラ２７テンションローラ３０メインベルト３２熱交換体３４ペルチェ素子３５ベルト支持ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上杉茂紀石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者本悟石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者高畠昌尚石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者市田元治石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者岡野茂治石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者竹田靖一石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者本川浩永石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者寺嶋一志石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者坂井聡石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者宮本悟司石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内Ｆターム(参考） 2H032 AA14 BA09 BA19 BA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のローラ間にメインベルトを巻きが
け、連続的に回転させて、循環するメインベルト上に加
熱機構により高温部を、かつ冷却機構により低温部を発
生させる連続加熱冷却装置において、少なくとも１つ以上の熱交換体を備え、該熱交換体は、前記循環するメインベルトが高温部を過
ぎて低温部に至る前のメインベルト高温側に接触かつ吸
熱してメインベルト温度を降下させ、前記熱交換体は、前記メインベルト高温側から吸熱した
熱を、前記メインベルトが低温部を過ぎて高温部に至る
前のメインベルト低温側に接触かつ放熱してメインベル
ト温度を上昇させる、ことを特徴とする連続加熱冷却装置。
【請求項２】前記熱交換体は、高熱伝導率樹脂材のロ
ーラから成る請求項１に記載の連続加熱冷却装置。
【請求項３】前記熱交換体は、金属製のローラから成
る請求項１に記載の連続加熱冷却装置。
【請求項４】前記熱交換体は、複数の支持ローラの回
りで回転する高熱伝導率樹脂材の熱交換ベルトから成る
請求項１に記載の連続加熱冷却装置。
【請求項５】前記熱交換体は、複数の支持ローラの回
りで回転する金属製の熱交換ベルトから成る請求項１に
記載の連続加熱冷却装置。
【請求項６】前記熱交換体は、複数の支持ローラの回
りで回転してメインベルト高温側に接触する高熱伝導率
樹脂材の吸熱側熱交換ベルトと、複数の支持ローラの回
りで回転してメインベルト低温側に接触する高熱伝導率
樹脂材の放熱側熱交換ベルトと、これら２つの熱交換ベ
ルトの間にあってこれら両方に接触する１つのペルチェ
素子とから成る請求項１に記載の連続加熱冷却装置。
【請求項７】前記熱交換体は、複数の支持ローラの回
りで回転してメインベルト高温側に接触する金属製の吸
熱側熱交換ベルトと、複数の支持ローラの回りで回転し
てメインベルト低温側に接触する金属製の放熱側熱交換
ベルトと、これら２つの熱交換ベルトの間にあってこれ
ら両方に接触する１つのペルチェ素子とから成る請求項
１に記載の連続加熱冷却装置。
【請求項８】前記熱交換体は、複数の支持ローラの回
りで回転してメインベルト高温側及び低温側のいずれか
一方に接触する高熱伝導率樹脂材の熱交換ベルトと、前
記メインベルト高温側及び低温側の他方と前記熱交換ベ
ルトとの間にあってこれら両方に接触する１つのペルチ
ェ素子とから成る請求項１に記載の連続加熱冷却装置。
【請求項９】前記熱交換体は、複数の支持ローラの回
りで回転してメインベルト高温側及び低温側のいずれか
一方に接触する金属製の熱交換ベルトと、前記メインベ
ルト高温側及び低温側の他方と前記熱交換ベルトとの間
にあってこれら両方に接触する１つのペルチェ素子とか
ら成る請求項１に記載の連続加熱冷却装置。
【請求項１０】前記ペルチェ素子は、Ｐ型半導体とＮ
型半導体を交互に配置したアルミナ基板の端面をラウン
ドエッジ処理し、表面をフッ素樹脂でコートした請求項
６，７，８，又は９のいずれかに記載の連続加熱冷却装
置。
【請求項１１】前記ペルチェ素子は、Ｐ型半導体とＮ
型半導体を交互に配置した金属基板の端面をラウンドエ
ッジ処理し、表面をフッ素樹脂でコートした請求項６，
７，８，又は９のいずれかに記載の連続加熱冷却装置。
【請求項１２】前記ペルチェ素子は、フッ素樹脂コー
トを施した、端部に曲げのある金属製の摺動板を接着し
た請求項６，７，８，又は９のいずれかに記載の連続加
熱冷却装置。
【請求項１３】感光ドラム上からトナー画像が転写さ
れる中間転写ベルトと、該中間転写ベルトのための連続
加熱冷却装置とを備え、該連続加熱冷却装置は、中間転
写ベルト上に転写されたトナー画像を加熱機構で中間転
写ベルトと共に加熱溶融し、溶融したトナーを印刷媒体
に接触させて転写すると共に、加熱された中間転写ベル
トを感光ドラムに接触する前に冷却機構を用いて冷却す
る液体トナー現像方式の電子写真装置において、少なくとも１つ以上の熱交換体を備え、該熱交換体は、循環する前記中間転写ベルトが加熱機構
を過ぎて冷却機構に至る前の中間転写ベルト高温側に接
触かつ吸熱して中間転写ベルト温度を降下させ、前記熱交換体は、前記中間転写ベルト高温側から吸熱し
た熱を、前記中間転写ベルトが感光ドラムを過ぎて加熱
機構に至る前の中間転写ベルト低温側に接触かつ放熱し
て中間転写ベルト温度を上昇させる、ことを特徴とする液体トナー現像方式の電子写真装置。
【請求項１４】前記熱交換体は、複数の支持ローラの
回りで回転する高熱伝導率樹脂材の熱交換ベルトから成
る請求項１３に記載の液体トナー現像方式の電子写真装
置。
【請求項１５】前記熱交換体は、複数の支持ローラの
回りで回転する金属製の熱交換ベルトから成る請求項１
３に記載の液体トナー現像方式の電子写真装置。
【請求項１６】前記熱交換体は、複数の支持ローラの
回りで回転して中間転写ベルト高温側に接触する高熱伝
導率樹脂材の吸熱側熱交換ベルトと、複数の支持ローラ
の回りで回転して中間転写ベルト低温側に接触する高熱
伝導率樹脂材の放熱側熱交換ベルトと、これら２つの熱
交換ベルトの間にあってこれら両方に接触する１つのペ
ルチェ素子とから成る請求項１３に記載の液体トナー現
像方式の電子写真装置。
【請求項１７】前記熱交換体は、複数の支持ローラの
回りで回転して中間転写ベルト高温側に接触する金属製
の吸熱側熱交換ベルトと、複数の支持ローラの回りで回
転して中間転写ベルト低温側に接触する金属製の放熱側
熱交換ベルトと、これら２つの熱交換ベルトの間にあっ
てこれら両方に接触する１つのペルチェ素子とから成る
請求項１３に記載の液体トナー現像方式の電子写真装
置。
【請求項１８】前記熱交換体は、複数の支持ローラの
回りで回転して中間転写ベルト高温側及び低温側のいず
れか一方に接触する高熱伝導率樹脂材の熱交換ベルト
と、前記中間転写ベルト高温側及び低温側の他方と前記
熱交換ベルトとの間にあってこれら両方に接触する１つ
のペルチェ素子とから成る請求項１３に記載の液体トナ
ー現像方式の電子写真装置。
【請求項１９】前記熱交換体は、複数の支持ローラの
回りで回転して中間転写ベルト高温側及び低温側のいず
れか一方に接触する金属製の熱交換ベルトと、前記中間
転写ベルト高温側及び低温側の他方と前記熱交換ベルト
との間にあってこれら両方に接触する１つのペルチェ素
子とから成る請求項１３に記載の液体トナー現像方式の
電子写真装置。
【請求項２０】前記ペルチェ素子は、Ｐ型半導体とＮ
型半導体を交互に配置したアルミナ基板の端面をラウン
ドエッジ処理し、表面をフッ素樹脂でコートした請求項
１６，１７，１８，又は１９のいずれかに記載の液体ト
ナー現像方式の電子写真装置。
【請求項２１】前記ペルチェ素子は、Ｐ型半導体とＮ
型半導体を交互に配置した金属基板の端面をラウンドエ
ッジ処理し、表面をフッ素樹脂でコートした請求項１
６，１７，１８，又は１９のいずれかに記載の液体トナ
ー現像方式の電子写真装置。
【請求項２２】前記ペルチェ素子は、フッ素樹脂コー
トを施した、端部に曲げのある金属製の摺動板を接着し
た請求項１６，１７，１８，又は１９のいずれかに記載
の液体トナー現像方式の電子写真装置。