JP2004361626A

JP2004361626A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004361626A
Application number: JP2003159475A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kagawa; 篤史香川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】画像形成装置において転写部材を均一に冷却して温度分布の発生を抑制し、転写ムラや色ムラ等のない高品質な画像を形成することを目的とする。
【解決手段】用紙Ｐを担持して搬送するとともに、トナー像を担持する中間転写ベルト１５から用紙Ｐにトナー像を転写する二次転写搬送ベルト２１に、二次転写搬送ベルト２１を冷却する冷却装置１００を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に係り、より詳しくは、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリンタや複写機等の画像形成装置では、例えばフルカラーのタンデム機等の各種カラー画像形成装置が提案されている。例えばこのタンデム機では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置し、これらの各画像形成ユニットにて順次形成されるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像を、中間転写体である中間転写ベルト上に一旦、多重に転写（一次転写）し、この中間転写ベルトと記録紙を搬送する二次転写搬送ベルトとの間に転写電界を作用させて記録紙上に一括して転写（二次転写）する。そして、この記録紙上に形成されたトナー像を定着器により加熱および加圧することで記録紙上に定着し、フルカラーや白黒（モノクロ）の画像を形成している。
【０００３】
このような従来の画像形成装置においては、定着器内にトナーを溶融して記録紙に固着させるための加熱部材が配設されている。そのため、定着器が熱源となって装置内に配設された各種構成要素の温度を上昇させ、種々の弊害が生じる場合がある。例えば、定着器からの熱が感光体ドラムに伝わり、感光体ドラムの温度が高くなり過ぎることによって、感光体ドラムの表面上に熱で軟化したトナーの薄い膜が形成され、感光体ドラム上に形成されるトナー像の画質低下を招く場合がある。また、定着器の近傍に配置された転写搬送ユニットのベルト駆動ローラの温度が上昇してベルト駆動ローラが膨張し、転写搬送ベルトの搬送スピードが変化して、転写ズレが発生するという場合もある。そこで、従来より、画像形成装置に吸排気装置を設け、画像形成装置内の温まった空気を機外に排気したり、機外から冷気を吸入するように構成している。
【０００４】
ここで、従来技術として、画像形成装置本体内に外部の空気を導入する吸引ファンを設け、この吸引ファンにより導入された空気が放電装置の内部およびその周辺を通って像担持体表面に供給するとともに、像担持体の内部にも空気を供給する吸引ダクトを設け、像担持体を冷却する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。また、トナー像が転写される記録材を保持して搬送する搬送ベルトを駆動する駆動ローラにおいて、駆動ローラの一方の軸端部近傍にこの軸端部に向かう気流を発生させるファンを配設し、中空構造の駆動ローラの内部において一方の軸端部から他方の軸端部に向かう気流を発生させて、駆動ローラを冷却する技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−４７５５１号公報（第４−５頁、図２）
【特許文献２】
特許第３３６８１５５号公報（第４−５頁、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の画像形成装置においては、両面プリント機構を備えた機種も開発されている。そのような機種では、両面プリント時には、１面目の画像形成が行われ、第１面にトナー像を保持した記録紙を定着器に通過させてトナー像を定着させた後、一旦中間トレイに保持する。そして、２面目の画像形成時には、中間トレイから記録紙を給紙し、第２面にトナー像を転写した後に定着器で定着して、両面プリントを完成させている。
しかしながら、中間トレイに搬送された記録紙は、定着器を通過しているので、定着器からの熱を受けて温度が高くなった状態にある。そのため、この記録紙を再度給紙してトナー像を第２面に転写させる際に、転写部に記録紙を担持搬送すると共に記録紙にトナー像を転写する二次転写搬送ベルト等の転写部材に高温の記録紙が接触することから、これらの転写部材に記録紙からの熱が伝わり、転写部材の記録紙と接触する部分の温度が上昇するという現象が生じる。
【０００７】
特に、例えば小サイズ紙での両面プリントを連続して行った後に大サイズ紙のプリントを行う場合には、二次転写搬送ベルト等の転写部材において、記録紙への転写領域内に、記録紙と接触して温度が高くなった部分と、記録紙との接触がなく温度が低いままの部分とが生じることとなる。転写部材の温度が高い部分では体積抵抗率が低下するため、転写部材の中で温度が高い部分と低い部分とで体積抵抗率に差が発生する。そのために、転写部に印加される転写電界が不均一となり、転写画像面内において転写ムラや色ムラが生じてしまうという問題があった。
【０００８】
なお、上記した特許文献１に記載された技術は、像担持体の周囲や内部に空気を通過させて像担持体を冷却するものであるが、像担持体を冷却することのみによっては、転写部材に生じる温度分布を抑制して、二次転写時に転写電界が不均一となることによる画像の転写ムラや色ムラを防止することはできない。また、特許文献２に記載された技術は、搬送ベルトを支持して駆動する駆動ローラを冷却するものであるが、駆動ローラを冷却するだけでは転写部材の温度分布を均一化するには不充分である。
【０００９】
そこで本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、転写部材を均一に冷却して温度分布の発生を抑制し、転写ムラや色ムラ等のない高品質な画像を形成することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明の画像形成装置は、記録媒体を担持して搬送するとともに、トナー像を担持するトナー像担持手段から記録媒体にトナー像を転写する転写搬送手段に、転写搬送手段を冷却する冷却手段を設けたことを特徴としている。ここで、冷却手段は、転写搬送手段に空気を吹きつけることで転写搬送手段を冷却することを特徴とすることもできる。また、冷却手段は、転写搬送手段の記録媒体を担持する基準となる位置を基準とした所定の領域を冷却することを特徴とすることもできる。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置は、記録媒体を担持して搬送するとともに、トナー像を担持するトナー像担持体から記録媒体にトナー像を転写する転写搬送部材に、この転写搬送部材の近傍に空気流路形成部材を配設して空気流路を形成し、空気流路形成部材の空気流路に空気流生成部材によって空気流を生成することを特徴としている。ここで、空気流生成部材は、空気流路形成部材に空気を供給する空気供給部材と、空気流路形成部材から空気を排出させる空気排出部材とを有することを特徴とすることもできる。また、外部環境の温度を検知する温度検知部材と湿度を検知する湿度検知部材のいずれか一方または双方をさらに備え、温度検知部材と湿度検知部材のいずれか一方または双方の検知結果に基づいて空気供給部材の動作を制御することもできる。さらに、空気流路形成部材は、空気流路の開口の位置と面積のいずれか一方または双方が可変に構成することもできる。さらにまた、トナー像担持体に空気流を供給してトナー像担持体を冷却するトナー像担持体冷却部材をさらに備えることもできる。
【００１２】
また本発明の画像形成装置は、記録媒体の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置であって、一方の面にトナー像が定着された記録媒体を担持して搬送するとともに、トナー像を担持するトナー像担持体から記録媒体の他方の面にトナー像を転写する転写搬送部材に、この転写搬送部材の近傍に空気流路形成部材を配設して空気流路を形成し、空気流路形成部材の空気流路に空気流生成部材によって空気流を生成するとともに、この空気流生成部材では生成する空気流量が制御可能に構成されていることを特徴としている。ここで、空気流生成部材は、両面画像形成の際には生成する空気流量を増加させることもできる。また、空気流生成部材は、両面画像形成の直後には生成する空気流量を増加させることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明について詳細に説明する。［実施の形態１］
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型、所謂中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させるトナー像担持手段の一例としての中間転写ベルト１５、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録紙である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる転写搬送手段の一例としての二次転写搬送ベルト２１、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器６０、二次転写搬送ベルト２１を冷却する冷却手段の一例としての冷却装置１００を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１４】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１が帯電される帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００１５】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０^６〜１０^１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を循環駆動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００１６】
各感光体ドラム１１に対向し、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００１７】
中間転写ベルト１５は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写搬送ベルト２１と二次転写部２０において当接するように構成されている。また、中間転写ベルト１５の裏面側にはバックアップロール２５が配置されている。ここでバックアップロール２５は、導電性の金属ロールに半導電性の弾性体を巻き付けて構成したものであり、例えばその体積抵抗率は１０^６〜１０^８Ωｃｍに調整されている。そして、トナーの帯電極性と同極性の電圧（正規の転写バイアス）が印加されて二次転写搬送ベルト２１との間に転写電界を形成する。
【００１８】
一方、二次転写搬送ベルト２１は、駆動ロール２２とアイドルロール２３とによって張架された、例えば体積抵抗率が１０^６〜１０^１０Ωｃｍの半導電性の無端ベルトである。この二次転写搬送ベルト２１は、駆動ロール２２によって、所定の速度で搬送され、アイドルロール２３によって所定のテンションが与えられている。駆動ロール２２は、導電性の金属ロールで構成され、接地されている。そして、二次転写搬送ベルト２１および中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、二次転写搬送ベルト２１上に搬送される用紙Ｐに二次転写を行う二次転写ロールとして機能している。なお、ここでの「圧接」の文言は、直接接触する場合以外に、直接は接触せずに、介在する部材を押圧する状態に置かれている場合をも含む意味で用いている。
【００１９】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が設けられている。さらに、イエローの画像形成ユニット１０Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配置され、また、黒の画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は画像形成を開始するように構成されている。
【００２０】
さらに、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する３つの用紙トレイ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、この用紙トレイ５０ａ、５０ｂ、５０ｃのいずれかに集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写搬送ベルト２１によって二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着器６０へと搬送する搬送ベルト５５を備えている。
【００２１】
また、両面搬送系として、定着器６０で第１面にトナー像が定着された用紙Ｐを一旦保持する中間トレイ８０、定着器６０の用紙Ｐ搬送方向の下流側に配置され、用紙Ｐを直接排紙載置部７０に搬送する搬送路Ｋと中間トレイ８０に搬送する搬送路Ｌとに選択的に振り分けるフラッパ６２、フラッパ６２から導かれた用紙Ｐを中間トレイ８０へ排出する排出ロール６３、中間トレイ８０に用紙Ｐを搬送する搬送ロール５６、中間トレイ８０に保持された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して二次転写部２０へ向けて搬送するピックアップロール５７を備えている。
【００２２】
一方、定着器６０は、定着ロール６０ａと加圧ロール６０ｂとが互いに圧接されながら図示しない支持機構により回転自在に支持され、図示しない駆動装置によって図中の矢印方向に所定の速度で回転する。また、定着ロール６０ａと加圧ロール６０ｂとは、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成された円筒状の芯金上に、弾性材料で構成される弾性体層と、耐熱性に優れた弾性材料で構成される表面層とを積層して構成されたロールである。さらに、定着ロール６０ａの内部には、加熱源としてのハロゲンヒータが配設されている。
そして、定着ロール６０ａの表面には、定着ロール６０ａの表面温度を計測する図示しない温度センサが配設され、この温度センサの計測信号により、制御部４０でハロゲンヒータが制御されて、定着ロール６０ａの表面温度が所定の温度（例えば１６０℃）に維持される。
【００２３】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、画像読取装置（ＩＩＴ）９０や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２４】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２５】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、中間転写ベルト１５を介して各感光体ドラム１１に対向配置された一次転写ロール１６により、中間転写ベルト１５の基材に対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧が付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写部２０に搬送される。
【００２６】
一方、用紙搬送系では、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、複数配設された用紙トレイ５０ａ、５０ｂ、５０ｃの中から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、上述したようにしてトナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。なお、用紙Ｐとは、プリント可能な記録媒体を代表して表現したものであり、紙のほか、ＯＨＰシートや布材等も含んでいる。
【００２７】
二次転写部２０では、半導電性の二次転写搬送ベルト２１および中間転写ベルト１５を介して、駆動ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写搬送ベルト２１との間に挟み込まれる。そして、バックアップロール２５にトナーの帯電極性と同極性の電圧（転写バイアス）が印加されると、二次転写搬送ベルト２１を対向電極として転写電界が形成され、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、用紙Ｐに二次転写される。
【００２８】
その後、トナー像が転写された用紙Ｐは、二次転写搬送ベルト２１によって中間転写ベルト１５から剥離され、二次転写搬送ベルト２１の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５まで搬送される。搬送ベルト５５では、定着器６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着器６０まで搬送する。定着器６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、フラッパ６２により搬送路Ｋに導かれ、排出ロール６１により複数の排紙トレイ７０ａ、７０ｂが設置された排紙載置部７０に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００２９】
また、両面プリント時には、上述した過程によって用紙Ｐの第１面上に定着画像が形成された用紙Ｐは、定着器６０から排出された後、フラッパ６２により搬送路Ｌに導かれ、排出ロール６３および搬送ロール５６により中間トレイ８０に搬送される。そして、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによる第２面の画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール５７が回転し、中間トレイ８０から用紙Ｐが給紙される。ピックアップロール５７により給紙された用紙Ｐは、第１面の場合と同様にしてトナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされ、トナー像が用紙Ｐの第２面に二次転写される。
ここで、用紙Ｐの搬送方向について、第１面側に画像形成する場合の先端が、もう一方の第２面側に画像形成する場合には後端となってしまう。そこで、第２面側に画像形成する場合には、感光体ドラム１１上にはトナー像の上下方向を第１面側に画像形成する場合に対して反転させるように形成して、両面共に上下方向の揃った画像を得ることができる。
【００３０】
そして、トナー像が転写された用紙Ｐは、第１面の場合と同様に定着され、排紙載置部７０に搬送される。すなわち、用紙Ｐは二次転写搬送ベルト２１によって中間転写ベルト１５から剥離され、二次転写搬送ベルト２１および搬送ベルト５５によって定着器６０まで搬送される。定着器６０に搬送された用紙Ｐの第２面上の未定着トナー像は、定着器６０によって定着される。そして両面に定着画像が形成された用紙Ｐは、フラッパ６２により搬送路Ｋに導かれ、排出ロール６１により排紙載置部７０に搬送される。
【００３１】
次に、本発明の特徴である二次転写搬送ベルト２１を冷却する冷却装置１００について説明する。図１に示したように、冷却装置１００は、二次転写搬送ベルト２１の周囲を覆い、二次転写搬送ベルト２１周囲に空気流路を形成する空気流路形成部材１１０、空気流路形成部材１１０に外気を供給する空気供給部材の一つとしての吸気ダクト１２０、空気流路形成部材１１０から空気を排出する空気排出部材の一つとしての排気ダクト１３０で構成されている。そして、吸気ダクト１２０と排気ダクト１３０とにより空気流生成部材を構成している。
【００３２】
冷却装置１００の構成について、図２および図３を用いて述べる。ここで、図２は冷却装置１００を給紙側から見た正面図であり、図３は冷却装置１００を装置手前側から見た側面図である。
図２および図３に示すように、空気流路形成部材１１０には、吸気ダクト１２０が連結された空気吸入口１１１と、排気ダクト１３０が連結された空気排出口１１２とが設けられて構成されている。また空気流路形成部材１１０には、空気吸入口１１１と空気排出口１１２のほか、二次転写部２０と、用紙Ｐが二次転写部２０に供給される用紙入口部１１３、用紙Ｐが搬送ベルト５５に排出される用紙排出部１１４に開口を備えているが、用紙入口部１１３および用紙排出部１１４の下側には、空気の流出入を制限するために、それぞれシール板１１５、シール板１１６が配設されている。
【００３３】
吸気ダクト１２０には、空気吸入口１１１に空気を送る吸気ファン１２１、吸気ファン１２１の上流側に配設され、外気からの粉塵を取り除く粉塵フィルタ１２２、外気を取り込む吸入口１２３を備えている。また、排気ダクト１３０には、空気排出口１１２から空気を吸入する排気ファン１３１、排気ファン１３１の上流側に配設され、帯電器１２から放出されて機内の空気中に混入したオゾンを取り除くオゾンフィルタ１３２、空気を機外に排出するための排出口１３３を備えている。
【００３４】
吸気ダクト１２０では、図示しない駆動モータによって駆動された吸気ファン１２１は、吸入口１２３から外気を取り込み、粉塵フィルタ１２２によって外気中の粉塵が除去された空気を空気吸入口１１１から空気流路形成部材１１０に供給する（図２中矢印Ｆ）。空気流路形成部材１１０では、空気吸入口１１１を二次転写搬送ベルト２１の幅方向中央部よりも吸気ダクト１２０側に寄った位置に配置し、空気吸入口１１１は、供給された空気が二次転写搬送ベルト２１の幅方向中央部を中心とした所定幅の領域に吹き付けられ、吹き付けられた空気が空気排出口１１２へ向けて流れるように形成されている。そして、二次転写搬送ベルト２１の中央部領域に吹き付けられた空気は、一部が用紙入口部１１３から漏出するが、用紙入口部１１３に設けられたシール板１１５によりその殆どが二次転写搬送ベルト２１の表面に向かい、二次転写搬送ベルト２１の表面に沿って空気排出口１１２に向かって移動しながら（図２中矢印Ｇ）、二次転写搬送ベルト２１から熱を奪い二次転写搬送ベルト２１を冷却する。
ここで、空気流を二次転写搬送ベルト２１の表面に沿ってスムーズに空気排出口１１２まで移動させるために、空気流路形成部材１１０の空気吸入口１１１が配設された側壁の内面に、二次転写搬送ベルト２１の幅方向に向けて、整流板としての複数のリブ１１７を設けている。
【００３５】
そして、二次転写搬送ベルト２１を冷却する際に温まった空気は、図示しない駆動モータによって駆動された排気ファン１３１により、空気流路形成部材１１０の空気排出口１１２から排気ダクト１３０に吸引され、オゾンフィルタ１３２によって空気中のオゾンが除去された後、排出口１３３から機外に排出される（図２中矢印Ｈ）。ここで、排気ダクト１３０では排気ファン１３１の駆動により空気排出口１１２における気圧を負圧とすることで、二次転写搬送ベルト２１の中央部領域に吹き付けられた空気は、空気排出口１１２に向かうように設定されている。
【００３６】
ところで、例えば、用紙ＰとしてＡ４サイズ紙での両面プリントを連続して行った場合には、第１面目のプリントで定着器６０によって高温に温められた用紙Ｐが、第２面目のプリント時に二次転写搬送ベルト２１と接触することから、二次転写搬送ベルト２１における用紙Ｐとの接触領域の温度がプリントを重ねる毎に高くなる。したがって、Ａ４サイズ紙での両面プリントを連続して行った直後に、Ａ３サイズ紙でのプリントを行う場合には、二次転写搬送ベルト２１のＡ３サイズ紙の転写領域内において、Ａ４サイズの用紙Ｐと接触して温度が高くなった部分と、Ａ４サイズの用紙Ｐとの接触がなく温度が低いままの部分とが生じることとなる。二次転写搬送ベルト２１は体積抵抗率が１０^６〜１０^１０Ωｃｍの半導電性に構成されているが、このように二次転写搬送ベルト２１の温度が高くなると体積抵抗率が低下し、二次転写時に充分な転写電界を形成することができなくなる。その結果、二次転写搬送ベルト２１の中で温度が高い部分と低い部分とで転写電界が不均一となり、画像面内において転写ムラや色ムラが生じてしまうこととなる。
【００３７】
これに対し、本実施の形態の画像形成装置では、上述したように、外部から取り込んだ空気を二次転写搬送ベルト２１の中央部領域に吹き付けて、二次転写搬送ベルト２１の中央部領域を冷却するように構成することで、二次転写搬送ベルト２１の幅方向の全域に亘って二次転写搬送ベルト２１の温度を略均一に保つことができる。そのため、Ａ４サイズ紙のような小サイズ紙での両面プリントを連続して行った直後に、Ａ３サイズ紙のような大サイズ紙でのプリントを行う場合にも、二次転写搬送ベルト２１の幅方向の温度を略均一に維持することができる。その結果、二次転写搬送ベルト２１の中で温度が高い部分と低い部分とが生じて転写電界が不均一となることを抑制することができ、画像面内において転写ムラや色ムラがない高品質の画像を形成することが可能となる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１の中央部領域を冷却するように空気を吹き付けたが、これは用紙Ｐの搬送として中央基準方式を採用した構成を前提としたからである。したがって、用紙Ｐの搬送として片側基準方式を採用した構成においては、二次転写搬送ベルト２１の搬送基準側領域を冷却するように空気を吹き付けるような構成が採られる。
また、二次転写搬送ベルト２１への空気の吹き付けは、二次転写搬送ベルト２１の内側にダクトを配設し、二次転写搬送ベルト２１の内面から行うことも可能である。
【００３９】
さらに、図４に示したように、空気吸入口１１１を、空気吸入口１１１の幅方向の一辺が転写搬送ベルト２１の幅方向中央部に位置し、他方の一辺が頻繁に使用する用紙Ｐ（例えば、Ａ４サイズ紙）の用紙幅の端面部に位置するように形成し、さらにその開口部に開口量を調整するためのスライド自在に構成されたスライド板１１８を備えた構成としてもよい。
かかる構成において、両面プリント時に使用される用紙Ｐのサイズに対応させてスライド板１１８の位置を移動させることによって、空気吸入口１１１から空気を吹き付ける領域を調整することができる。例えば、Ａ４サイズ紙の両面プリントを行う場合には、空気吸入口１１１の開口が最大となるようにスライド板１１８の位置を移動させ、Ａ４サイズ幅の全域に直接空気を吹き付けるように設定する。一方、Ｂ５サイズ紙の両面プリントを行う場合には、Ｂ５サイズ紙の端面部までスライド板１１８の位置を移動させ、Ｂ５サイズ幅の全域に重点的に空気を吹き付けるように設定することができる。
このように構成することによって、両面プリント時に使用される用紙Ｐのサイズに合わせて、二次転写搬送ベルト２１の昇温した領域を効率的に冷却することが可能となる。
なお、空気吸入口１１１の開口量の調整は、空気吸入口１１１に分割した複数のシャッタを設けておき、そのシャッタを選択的に開閉させるように構成して実現することもできる。
【００４０】
次に、制御部４０が行う冷却装置１００の駆動制御について述べる。図５は、制御部４０が行う冷却装置１００の駆動制御に関する処理の流れを示すフローチャートの一例である。図５に示すように、画像形成装置がプリント動作を開始すると、まずそのプリント動作が装置を起動させた後の最初のプリント動作か否かを判断する（Ｓ１０１）。そして、装置を起動させた後の最初のプリント動作である場合には、今回のプリント動作が両面プリントモードか片面プリントモードかを判断する（Ｓ１０２）。両面プリントモードの場合には、吸気ダクト１２０の吸気ファン１２１と、排気ダクト１３０の排気ファン１３１との双方を駆動させる（Ｓ１０３）。両面プリントモードでは、上述したように二次転写搬送ベルト２１における用紙Ｐとの接触領域の温度が高くなるため、吸気ダクト１２０の吸気ファン１２１と、排気ダクト１３０の排気ファン１３１との双方を駆動させて、二次転写搬送ベルト２１を冷却するために充分な空気流量を二次転写搬送ベルト２１に供給するためである。一方、片面プリントモードの場合には、排気ダクト１３０の排気ファン１３１のみを駆動させる（Ｓ１０４）。片面プリントモードでは、二次転写搬送ベルト２１が搬送する用紙Ｐは室温であるため、二次転写搬送ベルト２１の温度は用紙Ｐとの接触で上がることはなく、吸気ダクト１２０の吸気ファン１２１と、排気ダクト１３０の排気ファン１３１との双方を駆動させる必要はないが、定着器６０からの熱による影響を徐々に受け、大量のプリントの際には二次転写搬送ベルト２１全体の温度が僅かながら上昇することもある。そのため、排気ダクト１３０の排気ファン１３１のみを駆動させて、二次転写搬送ベルト２１の温度上昇の発生を抑制する。
【００４１】
ステップＳ１０１において、プリント動作が装置を起動させた後の最初のプリント動作でないと判断された場合、すなわち装置がスタンバイ状態であって今回のプリント動作以前にプリント動作履歴が存在する場合には、前回のプリント動作が両面プリントモードであったか片面プリントモードであったかを判断する（Ｓ１０５）。そして、両面プリントモードであった場合には、吸気ダクト１２０の吸気ファン１２１と、排気ダクト１３０の排気ファン１３１との双方を駆動させる（Ｓ１０６）。前回のプリント動作が両面プリントモードであると、二次転写搬送ベルト２１の用紙Ｐとの接触領域の温度が高い状態のままの場合があるからである。
ステップＳ１０５において、片面プリントモードであったと判断された場合には、今回のプリント動作が両面プリントモードか片面プリントモードかを判断する（Ｓ１０７）。そして、今回のプリント動作が両面プリントモードである場合には、吸気ダクト１２０の吸気ファン１２１と、排気ダクト１３０の排気ファン１３１との双方を駆動させる（Ｓ１０８）。一方、今回のプリント動作が片面プリントモードである場合には、排気ダクト１３０の排気ファン１３１のみを駆動させる（Ｓ１０９）。前回のプリント動作および今回のプリント動作ともに片面プリントモードであるので、二次転写搬送ベルト２１の用紙Ｐとの接触領域の温度は、両面プリントモードの場合ほど高くならないからである。
【００４２】
さらに、冬季の朝など装置の設置環境の温度が低い状態において、ストーブやヒータ等により急激に周囲の温度や湿度が上昇した場合には、吸気ダクト１２０の吸気ファン１２１を駆動させて暖かく湿った外気を吸入すると、冷えた状態の感光体ドラム１１に結露が生じる場合がある。感光体ドラム１１に結露が生じた状態でプリント動作を行うと、画像品質は著しく劣化したものとなる。そこで、装置の外部環境の温度を検出する温度センサおよび湿度を検出する湿度センサを配設し、温度センサおよび湿度センサからの検出値が所定の温度および所定の湿度の範囲を超えて急激に変動した場合には、両面プリントモードが選択されている場合でも吸気ダクト１２０の吸気ファン１２１の駆動を行わないように設定することも可能である。
【００４３】
このように、本実施の形態の画像形成装置では、外部から取り込んだ空気を二次転写搬送ベルト２１に吹き付けて、二次転写搬送ベルト２１の温度が高くなった領域を冷却する冷却装置１００を設けることで、二次転写搬送ベルト２１の幅方向の全域に亘って二次転写搬送ベルト２１の温度を略均一に保つことができる。そのため、小サイズ紙での両面プリントを連続して行った直後に、大サイズ紙でのプリントを行う場合にも、二次転写搬送ベルト２１の幅方向の温度を略均一に維持することができるので、二次転写搬送ベルト２１の中で温度が高い部分と低い部分とが生じて転写電界が不均一となることを抑制することができ、画像面内において転写ムラや色ムラがない高品質の画像を形成することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態の画像形成装置では、二次転写搬送ベルト２１に冷却装置１００を設けたが、中間転写ベルト１５は二次転写搬送ベルト２１に接触して構成されているため、二次転写搬送ベルト２１からの熱を受け易い。そのため、中間転写ベルト１５においても二次転写搬送ベルト２１の温度が高くなった領域に当接する部分では、二次転写搬送ベルト２１からの熱が伝わり温度が高くなる場合もある。中間転写ベルト１５の体積抵抗率は１０^６〜１０^１４Ωｃｍとなるように形成されているが、二次転写搬送ベルト２１と同様に温度が上がると体積抵抗率が低下し、一次転写および二次転写において充分な転写電界を形成することができなり、転写不良を発生させる原因となる。そこで、中間転写ベルト１５を冷却するべく、冷却装置１００を中間転写ベルト１５に適用することも可能である。
【００４５】
［実施の形態２］
実施の形態１では、一旦トナー像を中間転写体に担持する所謂中間転写方式により記録紙にカラー画像を形成する画像形成装置を例に挙げて説明した。しかしながら、かかる内容は、中間転写方式による画像形成装置の代わりに、感光体ドラムから直接トナー像を記録紙に転写して画像形成する画像形成装置にも適用することが可能である。この実施の形態２では、かかる感光体ドラムから直接トナー像を記録紙に転写する場合について説明する。尚、実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００４６】
図６は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。図６に示す画像形成装置は、電子写真方式にて黒色のトナー像が形成される画像形成ユニット１０、画像形成ユニット１０上に形成されたトナー画像を記録紙である用紙Ｐに転写させる転写搬送ベルト２１０、転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器６０、転写搬送ベルト２１０を冷却する冷却装置１００を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００４７】
転写搬送ベルト２１０は、駆動ロール２１２とアイドルロール２１３とによって張架された、例えば体積抵抗率が１０^６〜１０^１０Ωｃｍの半導電性の無端ベルトである。この転写搬送ベルト２１０は、駆動ロール２１２によって、所定の速度で搬送され、アイドルロール２１３によって所定のテンションが与えられている。駆動ロール２１２は、導電性の金属ロールに半導電性の弾性体を巻き付けて構成したものであり、例えばその体積抵抗率は１０^６〜１０^８Ωｃｍに調整されている。そして、転写搬送ベルト２１０を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置される。
駆動ロール２１２にはトナーの帯電極性と反対極性の電圧（転写バイアス）が印加され、転写搬送ベルト２１０と、トナー像担持体の一例としての感光体ドラム１１との間に転写電界を形成する。そして、転写搬送ベルト２１０に給紙される用紙Ｐ上にトナー像を転写する。
【００４８】
本実施の形態の画像形成装置では、図７に示すように、冷却装置１００は転写搬送ベルト２１０を冷却するとともに、感光体ドラム１１の一端面に配設された吸気口１４１の位置に対応して吸気ダクト１２０の分岐路１２４を位置させ、感光体ドラム１１の他端面に配設された排気口１４２に対応させて排気ダクト１３０を位置させて、感光体ドラム１１内に空気を流通させるように構成し、感光体ドラム１１の冷却も同時に行うことができる。
【００４９】
具体的には、感光体ドラム１１の両端面に感光体ドラム１１の回転軸を中心として所定の円周上に、吸気口１４１および排気口１４２としての複数の円形孔がそれぞれ形成されている（図６も併せて参照）。そして、感光体ドラム１１の両端面の所定の円周に対応して、吸気ダクト１２０の分岐路１２４と排気ダクト１３０とを位置させて配置している。
吸気ダクト１２０から吸気された外気は、転写搬送ベルト２１０に供給される空気流（図７中矢印Ｆ１）の一部が、吸気ダクト１２０の分岐路１２４から感光体ドラム１１の吸気口１４１が配設された端面に向けて供給される（図７中矢印Ｆ２）。回転する感光体ドラム１１の端面の吸気口１４１が分岐路１２４の位置に到達した際に、分岐路１２４から感光体ドラム１１の内部に空気が供給されるが、吸気口１４１は感光体ドラム１１の端面に間断なく形成されているので、略連続的に感光体ドラム１１の内部に空気が供給される。そして、感光体ドラム１１に供給された空気は、感光体ドラム１１内を通過し、主として排気ダクト１３０によって負圧となっている排出口１４２に向かって移動しながら（図７中矢印Ｊ）、感光体ドラム１１から熱を奪い感光体ドラム１１を冷却する。
【００５０】
そして、感光体ドラム１１を冷却する際に温まった空気は、回転する感光体ドラム１１のもう一方の端面に配設された排気口１４２が排気ダクト１３０の位置に到達した際に、排気ダクト１３０によって負圧となっている排気口１４２に吸引され（図７中矢印Ｈ２）、転写搬送ベルト２１０から排出される空気流（図７中矢印Ｈ１）とともに排出口１３３から機外に排出される。ここで、排気口１４２も感光体ドラム１１の端面に間断なく形成されているので、略連続的に感光体ドラム１１の内部から空気が排出される。なおここでは、吸気ダクト１２０および排気ダクト１３０がトナー像担持体冷却部材を構成している。
【００５１】
ところで、転写搬送ベルト２１０は、実施の形態１において説明したのと同様に、両面プリントを連続して行った場合には、第１面目のプリントで定着器６０によって高温に温められた用紙Ｐが、第２面目のプリント時に転写搬送ベルト２１０と接触することから、転写搬送ベルト２１０における用紙Ｐとの接触領域の温度がプリントを重ねる毎に高くなることから冷却している。
一方、本実施の形態の画像形成装置では、転写搬送ベルト２１０は感光体ドラム１１に接触して構成されているため、転写搬送ベルト２１０からの熱を受け易い。そのため、感光体ドラム１１においても転写搬送ベルト２１０の温度が高くなった領域に当接する部分では、転写搬送ベルト２１０からの熱が伝わって温度が高くなる場合もある。感光体ドラム１１の温度が高くなると、感光体ドラム１１の感光層における電荷モビリティが高くなり、充分な帯電電位が得られないという現象が生じる。そこで、感光体ドラム１１も同時に冷却することで、感光体ドラム１１の全域に亘り充分な帯電電位を確保し、コントラストの高い高品質の画像を得ることができる。また、感光体ドラム１１を冷却することで、転写搬送ベルト２１０の冷却も効果的に行われるという利点もある。
【００５２】
なお、排気ダクト１３０においては、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２からの空気を吸引する空気流通路を排気ダクト１３０に連結し、帯電器１２から発生するオゾンを同時に吸引することができるように構成することにより、帯電器１２のオゾン除去を同時に行うこともでき、装置の排気系の構成を簡略化することもできる。
【００５３】
このように、本実施の形態の画像形成装置によれば、冷却装置１００により転写搬送ベルト２１０を冷却するとともに、感光体ドラム１１の冷却も同時に行うことにより、転写搬送ベルト２１０および感光体ドラム１１の幅方向の全域に亘って温度を略均一に保つことができる。そのため、両面プリントを行う場合にも、転写搬送ベルト２１０の中で温度が高い部分と低い部分とが生じて転写電界が不均一となることを抑制することができ、画像面内において転写ムラや色ムラがない高品質の画像を形成することが可能となるとともに、感光体ドラム１１の帯電電位も充分に確保することができるため、幅方向の全域に亘ってコントラストの高い鮮明な画像を形成することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、転写部材を均一に冷却して温度分布の発生を抑制し、転写ムラや色ムラ等のない高品質な画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置を示した図である。
【図２】冷却装置の正面図である。
【図３】冷却装置の側面図である。
【図４】開口量の調整が可能な冷却装置の正面図である。
【図５】冷却装置の駆動制御に関する処理の流れを示すフローチャートの一例である。
【図６】本発明の他の画像形成装置を示した図である。
【図７】冷却装置の正面図である。
【符号の説明】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、２１…二次転写搬送ベルト、２２，２１２…駆動ロール、２３，２１３…アイドルロール、２５…バックアップロール、４０…制御部、６０…定着器、６１，６３…排出ロール、６２…フラッパ、７０…排紙載置部、８０…中間トレイ、１００…冷却装置、１１０…空気流路形成部材、１１１…空気吸入口、１１２…空気排出口、１１３…用紙入口部、１１４…用紙排出部、１１５，１１６…シール板、１１７…リブ、１２０…吸気ダクト、１２１…吸気ファン、１２２…粉塵フィルタ、１２３…吸入口、１２４…分岐路、１３０…排気ダクト、１３１…排気ファン、１３２…オゾンフィルタ、１３３…排出口、１４１…吸気口、１４２…排気口、２１０…転写搬送ベルト

Claims

トナー像を担持するトナー像担持手段と、
記録媒体を担持して搬送するとともに、前記トナー像担持手段から当該記録媒体にトナー像を転写する転写搬送手段と、
前記転写搬送手段を冷却する冷却手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記冷却手段は、前記転写搬送手段に空気を吹きつけることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記冷却手段は、前記転写搬送手段の前記記録媒体を担持する基準となる位置を基準とした所定の領域を冷却することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
トナー像を担持するトナー像担持体と、
記録媒体を担持して搬送するとともに、前記トナー像担持体から当該記録媒体にトナー像を転写する転写搬送部材と、
前記転写搬送部材の近傍に空気流路を形成する空気流路形成部材と、
前記空気流路形成部材の前記空気流路に空気流を生成する空気流生成部材と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記空気流生成部材は、前記空気流路形成部材に空気を供給する空気供給部材と、当該空気流路形成部材から空気を排出させる空気排出部材とを有することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
外部環境の温度を検知する温度検知部材と湿度を検知する湿度検知部材のいずれか一方または双方をさらに備え、当該温度検知部材と当該湿度検知部材のいずれか一方または双方の検知結果に基づいて前記空気供給部材の動作を制御することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
前記空気流路形成部材は、前記空気流路の開口の位置と面積のいずれか一方または双方が可変に構成されたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
前記トナー像担持体に空気流を供給して当該トナー像担持体を冷却するトナー像担持体冷却部材をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
記録媒体の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置であって、
トナー像を担持するトナー像担持体と、
一方の面にトナー像が定着された記録媒体を担持して搬送するとともに、前記トナー像担持体から当該記録媒体の他方の面にトナー像を転写する転写搬送部材と、
前記転写搬送部材の近傍に空気流路を形成する空気流路形成部材と、
前記空気流路形成部材の前記空気流路に空気流を生成するとともに、生成する空気流量が制御可能に構成された空気流生成部材と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記空気流生成部材は、両面画像形成の際には生成する空気流量を増加させることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
前記空気流生成部材は、両面画像形成の直後には生成する空気流量を増加させることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。