JP2005258116A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 省スペース性や低コスト性に優れ、簡単な機構で転写ベルトの温度を制御することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 潜像担持体に接触して走行する無端状の転写ベルト５と該転写ベルト５を支持する複数の支持ローラ９，１１，１１…とを備えた画像形成装置において、支持ローラ９，１１，１１…の少なくとも１つの支持ローラ９が、両端が開口した中空状の金属パイプローラとなっており、転写ベルト５の温度を検知するサーミスタ１０を設け、支持ローラ９の一端開口９ａに向けて大気を導入し、且つ、他端開口９ｂから大気を導出するための気流経路４１を設け、サーミスタ１０の出力に応じて支持ローラ９を流通する大気の温度を調節し、転写ベルト５の温度を制御することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複写機やプリンタ等に用いられる転写ベルトの温度制御を行うことが可能な画像形成装置に関する。

近年、複写機、プリンタ等の画像形成装置について小サイズ化、カラー化、高速化、及び両面印刷化が一般化したことにより、画像形成装置内部の温度上昇を回避する手法の重要性が増している。特にカラー機の高速化に伴い、４色タンデム方式を採用する画像形成装置が多くなっている。４色タンデム方式では、周長の大きい無端状の転写ベルトを用いることが一般的であり、画像転写部では潜像担持体から転写ベルト又は転写ベルトにより搬送される転写紙に画像を転写する。４色タンデム方式では一般的に連なる４色のステーションでの転写を連続的に行うため、画像の重ねずれが起こり易く、その原因の一つに転写ベルトの熱膨張が挙げられる。熱膨張の原因としては、転写ベルトの近傍に配置された定着装置が発する熱や、両面印刷時に定着装置を通過して転写ベルトにより再度搬送される転写紙が蓄積する熱等が挙げられる。

このような問題は転写ベルトが熱せられて高温となることで発生するが、逆に転写ベルトが低温である場合にも問題が発生する。すなわち、潜像担持体から転写ベルトへの画像の転写は潜像担持体と転写ベルト間の電位差を利用して行うため、転写ベルトの温度が低い場合には画像異常が発生するという問題がある。また、冬季の使用においては、冷えた転写ベルトに機外の比較的高温な空気が触れることで結露が発生し、画像異常を発生させるという問題もある。

このような問題点を解決するために、転写ベルトを駆動するベルト駆動ローラの内部に所望の温度に維持された液体媒体を循環させ、転写ベルトの温度を所望の温度に調整する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１９０４６８号公報（図２）

しかしながら、特許文献１に記載された発明は、画像形成装置内に専用の液体循環装置を設けなければならないため、画像形成装置が大型化してしまうという問題点がある。また、ベルト駆動ローラ内部に液体媒体を流通させるので、液体媒体が漏れ出さないように特別な回転シール継手を用いなければならず、画像形成装置が複雑化するとともに製造コストが増加するという問題点がある。

このような問題点に鑑みこの発明は、省スペース性や低コスト性に優れ、簡単な機構で転写ベルトの温度を制御することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、潜像担持体に接触して走行する無端状の転写ベルトと、該転写ベルトを支持する複数の支持ローラとを備えた画像形成装置において、前記支持ローラの少なくとも１つが、両端が開口した中空状の金属パイプローラとなっており、前記転写ベルトの温度を検知する温度検知部を設け、前記金属パイプローラの一端開口に向けて大気を導入し、且つ、他端開口から大気を導出するための気流経路を設け、前記温度検知部の出力に応じて前記金属パイプローラを流通する大気の温度を調節し、前記転写ベルトの温度を制御することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、転写紙に転写された画像を定着するための定着装置が前記転写ベルトの転写紙搬送方向下流側に設けられ、金属パイプローラと温度検知部とが前記定着装置の近傍に配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記金属パイプローラの内壁に長手方向に沿って螺旋フィンが形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置において、金属パイプローラの回転に伴い回転して金属パイプローラ内に大気を流通させるファンが金属パイプローラの一端開口及び他端開口の何れか一方に連結されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置において、金属パイプローラの一端開口側の気流経路中に流通する大気を加熱又は冷却する温度調整部を備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記温度調節部がペルチェ素子の一方の面に接続されたフィンからなることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、前記温度検知部の出力に応じて前記ペルチェ素子に印加する電圧を変化させることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項２〜７の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記気流経路は、画像形成装置本体に設けられ前記一端開口に接続された大気流入口及び前記他端開口に接続された大気流出口を備え、大気流出口は、前記定着装置を冷却するために大気を流通する定着装置冷却経路の定着装置よりも上流側に接続されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項２〜８の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記定着装置を冷却するために大気を流通する定着装置冷却経路が設けられ、定着装置よりも下流側の定着装置冷却経路と金属パイプローラよりも上流側の気流経路とが連通して接続され、この連通部に仕切弁が設けられていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置において、停止又は待機状態から画像形成を行う稼動状態に移行する場合であって、温度検知部にて検知した転写ベルトの温度Ｔ_Ｘが、画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌとの間にない場合に、前記転写ベルトの温度を次の関係を満足するように制御することを特徴とする。
Ｔ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈ

請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、転写ベルトの温度制御を行う場合に、転写ベルトのクリーニングを行うベルトクリーニング部及び潜像担持体を該転写ベルトから離間させることを特徴とする。

この発明は、支持ローラの少なくとも１つが、両端が開口した中空状の金属パイプローラとなっており、金属パイプローラの一端開口に向けて大気を導入し、且つ、他端開口から大気を導出するための気流経路を設け、温度検知部の出力に応じて金属パイプローラを流通する大気の温度を調節し、転写ベルトの温度を制御するので、省スペース性や低コスト性に優れ、簡単な機構で転写ベルトの温度を制御することができる効果がある。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
図１は、実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す側面図、図２は、画像形成装置の要部を模式的に示した平面図、図３は、画像形成装置の定着装置近傍における要部拡大斜視図、図４（Ａ）は、支持ローラの構造を示す一部切欠平面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、図５は、コントローラの構成を示す機能ブロック図、図６（Ａ）は、実施の形態２の支持ローラの要部を示す平面図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の要部拡大斜視図、図７は、実施の形態３の画像形成装置の要部を模式的に示した平面図である。尚、図６、図７において、図１〜５と同じ部材には同符号を付しその説明を省略する。

（実施の形態１）
図１において、１は画像形成装置、２は画像形成装置本体であり、該装置本体２内には複数個の感光体ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋがそれぞれ略水平に配置されて装着されている。この感光体ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの下方であって装置本体２内の略中央部には、転写部材である転写ベルト５を有する転写部７が配置されている。感光体ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの上方には書き込み装置１７が配置されている。転写部７の転写紙搬送方向の下流側には転写紙Ｐに形成されたトナー像を定着する定着装置８が配置されている。また、転写部７の下方には両面ユニット１９が配置されている。両面ユニット１９の下方にはサイズの異なる転写紙Ｐが収納可能なカセット２１，２１が配置されている。装置本体２の左側には転写紙Ｐの表裏を反転する反転ユニット２３が配置されている。定着装置８の転写紙搬送方向の下流側には転写紙搬送路３７が設けられており、定着装置８から搬送された転写紙Ｐを外部トレイ１２又は反転ユニット２３に搬送するように構成されている。

感光体ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ上にイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色に対応するトナー像を形成するためのユニットであり、各感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの表面が転写ベルト５と接触するように配置されている。感光体ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、転写紙搬送方向に沿って、３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの順に配列されている。感光体ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、装置本体２に配置される場所を除いては同一構成とされている。すなわち、感光体ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおいて、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの周囲には、現像装置１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ及び帯電装置２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋがそれぞれ配置されている。

現像装置１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーとキャリアを有する２成分現像剤を、それぞれ感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ上に形成される静電潜像に供給して各静電潜像を現像するものである。

帯電装置２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋは、対応関係にある感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの表面を均一に帯電するもので、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの表面に接触する帯電部材として帯電ローラを備えている。

転写ベルト５は、複数の支持ローラ９，１１，１１…に架け渡されて矢印Ａで示す方向に回転駆動可能に設けられている。転写ベルト５は、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの表面に圧接可能に設けられている。支持ローラ９，１１，１１…の内、定着装置８の最も近傍に配置される支持ローラ９は、両端が開口した中空状の金属パイプローラとされており、図２に示す気流経路４１に接続されている。また、定着装置８の近傍において、転写ベルト５の走行方向の支持ローラ９よりも下流側に転写ベルト５の表面温度を検知する温度検知部としてのサーミスタ１０が、転写ベルト５の表面に接触して配置されている。尚、支持ローラ９、気流経路４１及びサーミスタ１０については後述する。また、転写ベルト５の表面をクリーニングするためのベルトクリーニング部材１４が、転写ベルト５と両面ユニット１９との間に転写ベルト５の表面に接離可能に設けられている。

両面ユニット１９は、対をなす搬送ガイド２７，２７と、複数の搬送ローラ対２９を備えている。両面ユニット１９は、転写紙Ｐの両面に画像を形成する両面画像形成モード時に、片面に画像が形成されてから反転ユニット２３の反転搬送路３１に搬送されてスイッチバック搬送されることで表裏が反転された転写紙Ｐを受け入れ、これを感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋと転写ベルト５との間に形成される転写部へと再搬送する。

反転ユニット２３は、複数の搬送ローラと複数の搬送ガイド板とからなり、両面画像形成モード時に片面画像形成後の転写紙Ｐを、その表裏を反転させて両面ユニット１９へ送り出したり、画像形成後の転写紙Ｐを外部トレイ１２に排出したりするためのものである。

カセット２１，２１の近傍には、カセット２１，２１上の転写紙Ｐを１枚ずつに分離して転写紙搬送路３７に沿って給送する転写紙分離部３５，３５が設けられている。また、転写紙搬送路３７の転写紙出口には、転写紙Ｐを転写ベルト５に所定のタイミングで送り出すレジストローラ３９が設けられている。

続いて、支持ローラ９及び気流経路４１について詳述する。図２、図３に示すように、装置本体２には気流経路４１が設けられている。この気流経路４１は、装置本体２の側面に開口した大気流入口４３から一端開口９ａに向けて大気を導入する大気導入路４１ａと、他端開口９ｂから装置本体２の側面に開口した大気流出口４５へと大気を導出する大気導出路４１ｂとを備えている。大気導入路４１ａは支持ローラ９の一端開口９ａに接続されており、大気導出路４１ｂは支持ローラ９の他端開口９ｂに接続されている。大気流入口４３には支持ローラ９内部へと大気を流通するファン４７が設けられている。大気導入路４１ａには、支持ローラ９中を流通する大気を加熱又は冷却して所定の温度に調節するための温度調節部４９が設けられている。この温度調節部４９は、ペルチェ素子５１と該ペルチェ素子５１の一方の面に接続された金属製のフィン５３とを備えており、ペルチェ素子５１に接続されたフィン５３が大気導入路４１ａ内に突出するように配置されている。また、装置本体２の適所には、サーミスタ１０から出力される転写ベルト５の表面温度に応じてペルチェ素子５１に印加する電圧を変化させることで、支持ローラ９を流通する大気の温度を調節するためのコントローラ５９（図５）が設けられている。

図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、支持ローラ９の内壁には長手方向に沿って螺旋フィン５５が形成されており、支持ローラ９が回転する際に、支持ローラ９の長手方向に沿った大気の流れ（図中矢印）を発生させ、支持ローラ９内部において大気をスムーズに流通させるように構成されている。

また、温度調節部４９において、ペルチェ素子５１の他方の面にはフィン５３と同等か又はそれ以上の熱交換性能を有する金属製のフィン５７が接続されており、このフィン５７は、気流経路４１外に突出するように設けられている。フィン５７はペルチェ素子５１の他方の面における放熱及び発熱を補助するためのものであり、ペルチェ素子５１に一方の面から他方の面にかけて効率よく温度勾配を発生させ、一方の面に接続されたフィン５３の温度制御性を高める機能を有する。

図５に示すように、コントローラ５９は、制御部６１と記憶部６３とを備えている。記憶部６３には、画像形成に好適な転写ベルト５の温度範囲が記憶されている。すなわち、記憶部６３には画像形成が可能な転写ベルト５の温度の下限値である画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌと、画像形成が可能な転写ベルト５の温度の上限値である画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈとが記憶されている。制御部６１にはサーミスタ１０から出力される転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌ及び画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈとを比較して、その差分（｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｈ｜及び｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｌ｜）を算出する比較器６５、及び、転写ベルト５の表面温度Ｔ_ＸがＴ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈの関係を満足しない場合に比較器６５の比較結果（｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｈ｜又は｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｌ｜）に応じた電圧をペルチェ素子５１に印加するとともに、ファン４７及び支持ローラ９の駆動を制御する出力部６７を備えている。

このような画像形成装置１において、停止状態（電源ＯＦＦ）から画像形成を行う稼動状態へと移行する場合、又は、電源がＯＮであるが画像形成を行っていない待機状態から画像形成を行う稼動状態へと移行する場合、コントローラ５９は、比較器６５において、サーミスタ１０の出力である転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘと記憶部６３に記憶されている画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌ及び画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈとを比較する。そして、転写ベルト５の温度Ｔ_Ｘが、画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌとの間にない場合、つまり、Ｔ_Ｘ＞Ｔ_Ｈ又はＴ_Ｘ＜Ｔ_Ｌの場合には、コントローラ５９の出力部６７は、ペルチェ素子５１に、比較器６５の比較結果である｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｈ｜又は｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｌ｜の関数となる電圧を印加する。すなわち出力部６７は、サーミスタ１０にて検知した温度Ｔ_Ｘが印刷可能上限温度Ｔ_Ｈより大きい場合には、フィン５３を冷却する極性で｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｈ｜の関数となる電圧をペルチェ素子５１に印加して、ペルチェ素子５１の一方の面の温度がＴ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈとなるように制御する。同様に、サーミスタ１０にて検知した温度Ｔ_Ｘが印刷可能上限温度Ｔ_Ｌ未満であった場合には、フィン５３を加熱する極性で｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｌ｜の関数となる電圧をペルチェ素子５１に印加して、ペルチェ素子５１の一方の面の温度がＴ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈとなるように制御する。ここで、｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｈ｜又は｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｌ｜の関数となる電圧とは、例えば、｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｈ｜又は｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｌ｜に比例するような大きさの電圧が挙げられる。

これとともに、出力部６７は、ファン４７及び支持ローラ９を駆動させる。ファン４７が駆動されることにより、装置本体２外の大気は、大気流入口４３から大気導入路４１ａに導入され、大気導入路４１ａを流通する過程で、所定の電圧を印加されたペルチェ素子５１の一方の面に接続されたフィン５３と接触することにより、画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌの間の温度とされた上で一端開口９ａから、駆動する支持ローラ９中に導入される。この大気は、ファン４７の送風力及び回転する螺旋フィン５５の送風力により支持ローラ９内部を他端開口９ｂに向けて流通する。この過程で、大気は、支持ローラ９の内壁及び螺旋フィン５５との接触により、支持ローラ９を、画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌとの間の温度に調節する。この温度とされた支持ローラ９は、転写ベルト５との巻き付き接触部において、転写ベルト５との間で熱交換を行い、転写ベルト５の表面温度を画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌの間の温度に制御する。また、支持ローラ９の内壁に長手方向に沿って形成された螺旋フィン５５が、支持ローラ９の回転に伴い、一端開口９ａから他端開口９ｂへの大気の流れを発生させ、支持ローラ９において大気をスムーズに流通させる。このようにして支持ローラ９中を流通し、他端開口９ｂから導出された大気は、大気導出路４１ｂを経て大気流出口４５から装置本体２外に導出される。

転写ベルト５の表面温度は、サーミスタ１０を介してコントローラ５９の比較器６５により常に監視されており、転写ベルト５の表面温度が、画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌの間の温度となった場合には、コントローラ５９は出力部６７からペルチェ素子５１への電圧の印加とファン４７及び支持ローラ９の駆動を停止させ、通常の画像形成動作を行う。

すなわち、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋが図示しない駆動源により回転駆動されて時計回り方向に回転する。感光体ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの各帯電ローラは、図示しない電源から帯電バイアスが印加されて感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋをそれぞれ一様に帯電させる。感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、それぞれ帯電ローラにより一様に帯電された後に書き込み装置１７にて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像データで変調されたレーザ光により露光されて、各表面に静電潜像が形成される。これら感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ上の静電潜像は、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの回転と、現像装置１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋの現像剤担持体としての図示しない現像スリーブが図示しない駆動源で回転駆動されることにより現像されてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナー像となる。

カセット２１，２１のうち選択された方のカセットからは、１枚の転写紙Ｐが分離されて、レジストローラ３９へ給送される。レジストローラ３９は、これら転写紙Ｐを感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ上のトナー像と先端が一致するタイミングで転写ベルト５上へ送り出す。送り出された転写紙Ｐは、帯電された転写ベルト５に静電的に吸着されて各転写部へと搬送される。

搬送された転写紙Ｐには、各転写部を順に通過する際に、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写されることで、４色重ね合わせのフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像が形成された転写紙Ｐは、定着装置８によりフルカラートナー像が溶融定着され、その後は指定されたモードに応じた転写紙排出路を通って外部トレイ１２に反転排出される場合や、定着装置８から直進して反転ユニット２３内を通ってストレートに排出される。

尚、転写ベルト５の温度制御動作は、停止又は待機状態から画像形成を行う稼動状態に移行する場合に限らず、支持ローラ９が回転している画像形成動作中に、転写ベルト５の表面温度がＴ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈの関係を満足しなくなった場合にも実施される。すなわち、この場合、コントローラ５９は、比較器６５の比較結果である｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｈ｜又は｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｌ｜の関数となる電圧を出力部６７からペルチェ素子５１に印加するとともに、ファン４７を駆動させる。これにより、回転する支持ローラ９内部には画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌの間の温度の大気が流通され、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが、Ｔ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈの関係を満足するように制御される。

また、転写ベルト５の温度制御のために支持ローラ９を駆動させる際に、コントローラ５９が、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ及びベルトクリーニング部材１４を転写ベルト５から離間させるように制御してもよい。このようにすることにより、温度制御動作中に、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ及びベルトクリーニング部材１４が転写ベルト５と接触することがないので、寿命の低下やベルトクリーニング部材１４のめくれ等の不具合を防止することができる。

さらに、この実施の形態１では、支持ローラ９の内部に螺旋フィン５５を設けたが、支持ローラ９内部において大気をスムーズに流通させることが可能であるとともに、支持ローラ９内部を流通する画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌの間の温度の大気と支持ローラ９との間に充分な熱交換が行われ、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが、Ｔ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈの関係を満足するように制御されれば、螺旋フィン５５を設ける必要はない。

また、ペルチェ素子５１の他方の面に接続されたフィン５７は、周囲の雰囲気との熱交換効率を高めるために、何らかの通風路中に設けることが好ましい。例えば、装置本体２の内部を冷却するための通風路中にフィン５７を設けてもよいし、大気導出路４１ｂを装置本体２内部でＵ字型に屈曲させ、大気導出路４１ｂ中にフィン５７が配置されるようにしてもよい。

このように、この実施の形態１においては、回転する中空状の支持ローラ９内部に画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌの間の温度の大気を流通させることで、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘを、Ｔ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈの関係を満足するように制御するので、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが低い場合（Ｔ_Ｘ＜Ｔ_Ｌ）であっても、高い場合（Ｔ_Ｘ＞Ｔ_Ｈ）であっても、特別な部材を追加することなく、省スペース性、省コスト性に優れ、簡単な機構で転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘを周方向に渡って制御することが可能となる。

また、転写ベルト５の温度制御を行う支持ローラ９及びサーミスタ１０を、転写ベルト５に対する最大の熱源である定着装置８の近傍に配置したので、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが高くなった場合（Ｔ_Ｘ＞Ｔ_Ｈ）であっても、時間的な遅れ無く、効率的に転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘを低下させ、Ｔ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈの関係を満足するように制御することが可能となる。

また、支持ローラ９の内壁に長手方向に沿って螺旋フィン５５が形成されており、支持ローラ９の長手方向に沿った大気の流れを発生させるので、比較的小径であるために大気の流通抵抗が大きい支持ローラ９内部に大気をスムーズに流通することが可能となる。

また、停止又は待機状態では、装置本体２内において熱が発生しないために転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが低くなったり（Ｔ_Ｘ＜Ｔ_Ｌ）、装置本体２の給排気ファンが稼動しないことによる排熱量不足や定着装置８のオーバーシュート等の影響で転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが高くなったり（Ｔ_Ｘ＞Ｔ_Ｈ）しやすい。これらの状態から稼動状態に移行する場合で、且つ、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌとの間にない場合に、支持ローラ９及び転写ベルト５を駆動させることで、迅速に転写ベルト５全体を均一な温度に制御することが可能となる。

また、温度調節部４９には一方の面にフィン５３を有するペルチェ素子５１を用いているので、出力部６７からペルチェ素子５１に印加する電圧の大きさを比較器６５の比較結果である｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｈ｜又は｜Ｔ_Ｘ−Ｔ_Ｌ｜の関数とし、且つ、電圧の極性を適切に制御することにより、支持ローラ９に流通する大気を画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌの間の温度とすることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２の画像形成装置は、支持ローラ９の一端開口９ａに固定ファン６９が接続されている点、及び、大気導入路４１ａにファン４７が設けられていない点が実施の形態１と異なっている。すなわち、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、支持ローラ９と一体とされた固定ファン６９が支持ローラ９の一端開口９ａに連結されており、この固定ファン６９は支持ローラ９の回転と共に回転し、大気導入路４１ａを介して装置本体２外から一端開口９ａに向けて大気を導入する。

尚、固定ファン６９は、支持ローラ９の他端開口９ｂに連結してもよいし、一端開口９ａ及び他端開口９ｂの両方に連結してもよい。

実施の形態２においては、実施の形態１と同様の作用効果を奏するとともに、転写ベルト５の温度制御の必要性が比較的少ない低速機等において、ファン４７を省略することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３の画像形成装置は、気流経路４１が、定着装置８を冷却するための定着装置冷却経路７１と接続されている点、及び、大気導入路４１ａと、定着装置８よりも下流側の定着装置冷却経路７１とが連通部７３により接続され、この連通部７３に仕切弁７７が設けられている点が実施の形態１と異なっている。

すなわち、図７に示すように、装置本体２には、気流経路４１と定着装置冷却経路７１とが設けられている。気流経路４１の大気導入路４１ａには、定着装置冷却経路７１と連通する大気の経路である連通部７３が設けられており、この連通部７３には、図面鉛直方向に配置された回動軸７５を支点として回動可能な仕切弁７７が配置されている。大気導入路４１ａの連通部７３よりも大気流通方向の下流側には、大気を支持ローラ９に流通するためのファン４７が設けられている。大気導入路４１ａのファン４７よりも大気流通方向の上流側には、実施の形態１と同様の温度調節部４９が設けられている。また、大気導出路４１ｂは、装置本体２内部で定着装置８方向に屈曲され、大気流出口４５が定着装置冷却経路７１の定着装置８よりも大気流通方向の上流側に接続されている。すなわち、大気流出口４５は、定着装置冷却経路７１の大気入口７９を兼ねている。定着装置冷却経路７１は、大気入口７９から定着装置８の外周に沿って定着装置８を取り囲むように、気流経路４１と平行に延出しており、大気出口８１に装置本体２外に大気を排気するためのファン８３を備えている。定着装置冷却経路７１において、大気流通方向の定着装置８よりも下流側には、大気導入路４１ａと連通する連通部７３が設けられている。

仕切弁７７は、コントローラ５９により制御され、２つの位置を取ることが可能である。すなわち、仕切弁７７が図中実線で示した位置にある場合には、仕切弁７７は大気流入口４３を開放し、連通部７３を閉鎖する。これにより定着装置冷却経路７１からの大気の導入が遮断され、大気は、大気流入口４３から支持ローラ９に向けて導入される。仕切弁７７が回動されて図中破線で示した位置にある場合には、仕切弁７７は大気流入口４３を閉鎖し、連通部７３を開放する。これにより、大気流入口４３からの大気の導入が遮断され、定着装置８との熱交換により昇温した比較的暖かい大気が、連通部７３から支持ローラ９に向けて導入される。

このような画像形成装置１において、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈよりも高い場合には、コントローラ５９は仕切弁７７を図中実線で示した位置に回動することで連通部７３を閉鎖し、実施の形態１と同様の転写ベルト５の温度制御動作が行われる。このようにして支持ローラ９を流通した大気は、大気入口７９から定着装置冷却経路７１に導入され、流通の過程で定着装置８を冷却し、大気出口８１から装置本体２外に排出される。

それに対し、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌよりも低い場合には、コントローラ５９は、ペルチェ素子５１を実施の形態１と同様に温度制御するとともに、仕切弁７７を図中破線で示した位置に回動することで、大気流入口４３を閉鎖し、連通部７３を開放する。これにより、大気導入路４１ａには、定着装置冷却経路７１から定着装置８との熱交換により昇温した大気が導入される。このようにして転写ベルト５の表面温度Ｔ_ＸがＴ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈの関係を満足するように制御されたならば、コントローラ５９は、仕切弁７７を図中実線で示した位置に回動し、温度制御動作を終了する。

このように、この実施の形態３においては、一般的に定着装置８の近傍に配置される定着装置冷却経路７１を気流経路４１に接続することで、省スペース性、省コスト性に優れた画像形成装置を得ることができる。

また、定着装置８よりも下流側の定着装置冷却経路７１と支持ローラ９よりも上流側の気流経路４１とが連通して接続され、この連通部７３に仕切弁７７が設けられているので、転写ベルト５の表面温度Ｔ_Ｘが画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌよりも低い場合に、仕切弁７７を図中破線位置とすることにより、定着装置８との熱交換により比較的高温となった大気を大気導入路４１ａに導入し、フィン５３に接触させることができるので、より迅速に、転写ベルト５の表面温度Ｔ_ＸをＴ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈの関係を満足するように制御することができる。

この発明の実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す側面図である。 同上の画像形成装置の要部を模式的に示した平面図である。 同上の画像形成装置の定着装置近傍における要部拡大斜視図である。 （Ａ）は、支持ローラの構造を示す一部切欠平面図、（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 コントローラの構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態２の画像形成装置であって、（Ａ）は、支持ローラの要部を示す平面図、（Ｂ）は、図６（Ａ）の要部拡大斜視図である。 実施の形態３の画像形成装置の要部を模式的に示した平面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置 ２ 画像形成装置本体
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 感光体ユニット ５ 転写ベルト
７ 転写部 ８ 定着装置
９，１１ 支持ローラ ９ａ 一端開口
９ｂ 他端開口 １０ サーミスタ
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ 感光体 １４ ベルトクリーニング部材
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ 現像装置 １７ 書き込み装置
１９ 両面ユニット ２１ カセット
２３ 反転ユニット
２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ 帯電装置
２７ 搬送ガイド ２９ 搬送ローラ対
３５ 転写紙分離部 ３７ 転写紙搬送路
３９ レジストローラ ４１ 気流経路
４１ａ 大気導入路 ４１ｂ 大気導出路
４３ 大気流入口 ４５ 大気流出口
４７，８３ ファン ４９ 温度調節部
５１ ペルチェ素子 ５３，５７ フィン
５５ 螺旋フィン ５９ コントローラ
６１ 制御部 ６３ 記憶部
６５ 比較器 ６７ 出力部
６９ 固定ファン ７１ 定着装置冷却経路
７３ 連通部 ７５ 回動軸
７７ 仕切弁 ７９ 大気入口
８１ 大気出口

Claims (11)

1. 潜像担持体に接触して走行する無端状の転写ベルトと、該転写ベルトを支持する複数の支持ローラとを備えた画像形成装置において、前記支持ローラの少なくとも１つが、両端が開口した中空状の金属パイプローラとなっており、前記転写ベルトの温度を検知する温度検知部を設け、前記金属パイプローラの一端開口に向けて大気を導入し、且つ、他端開口から大気を導出するための気流経路を設け、前記温度検知部の出力に応じて前記金属パイプローラを流通する大気の温度を調節し、前記転写ベルトの温度を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 転写紙に転写された画像を定着するための定着装置が前記転写ベルトの転写紙搬送方向下流側に設けられ、金属パイプローラと温度検知部とが前記定着装置の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記金属パイプローラの内壁に長手方向に沿って螺旋フィンが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 金属パイプローラの回転に伴い回転して金属パイプローラ内に大気を流通させるファンが金属パイプローラの一端開口及び他端開口の何れか一方に連結されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 金属パイプローラの一端開口側の気流経路中に流通する大気を加熱又は冷却する温度調整部を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記温度調節部がペルチェ素子の一方の面に接続されたフィンからなることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記温度検知部の出力に応じて前記ペルチェ素子に印加する電圧を変化させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記気流経路は、画像形成装置本体に設けられ、前記一端開口に接続された大気流入口及び前記他端開口に接続された大気流出口を備え、大気流出口は、前記定着装置を冷却するために大気を流通する定着装置冷却経路の定着装置よりも上流側に接続されていることを特徴とする請求項２〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記定着装置を冷却するために大気を流通する定着装置冷却経路が設けられ、定着装置よりも下流側の定着装置冷却経路と金属パイプローラよりも上流側の気流経路とが連通して接続され、この連通部に仕切弁が設けられていることを特徴とする請求項２〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 停止又は待機状態から画像形成を行う稼動状態に移行する場合であって、温度検知部にて検知した転写ベルトの温度Ｔ_Ｘが、画像形成可能上限温度Ｔ_Ｈと画像形成可能下限温度Ｔ_Ｌとの間にない場合に、前記転写ベルトの温度を次の関係を満足するように制御することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
    Ｔ_Ｌ≦Ｔ_Ｘ≦Ｔ_Ｈ
11. 転写ベルトの温度制御を行う場合に、転写ベルトのクリーニングを行うベルトクリーニング部及び潜像担持体を該転写ベルトから離間させることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。

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