JP2007057969A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写ベルトからシートをスムーズに剥がすことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 感光体１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ上に現像した像を転写ベルト２０に転写し、転写ベルト２０に転写した像を転写部によってシートに転写する画像形成装置において、前記転写部は、転写ベルト２０を加熱する加熱ローラ３０と、加熱された転写ベルトを冷却する冷却ローラ３４と、冷却ローラ３４へ転写ベルト２０を押付ける第２押圧ローラ３６と、冷却ローラ３４又は第２押圧ローラ３６にバイアス電圧を印加するバイアス電圧出力部３８とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、像担持体上に現像した像を転写ベルトに転写し、転写ベルトに転写した像を転写部によってシートに転写する画像形成装置に関する。

感光体（像担持体）上に現像した像を転写ベルトに転写し、転写ベルトに転写した像を転写部によってシートに転写する画像形成装置においては、前記像のシートへの転写及び定着を同時に行うのが一般的である。しかし、転写及び定着を同時に行う場合、定着のために約２００℃弱の温度上昇が必要となるので、転写ベルトの冷却に時間がかかり、画像形成の高速化が困難になるという問題がある。

また、転写及び定着を同時に行わない場合であっても、転写を行う際に転写ベルトが加熱される。そのため、転写部を通過した転写ベルトを冷却する冷却ローラを設けることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、冷却ローラを備える画像形成装置５３の例を示す模式図である。画像形成装置５３は、ループ状の転写ベルト２０と、転写ベルト２０の外面に沿って配置された感光体１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙと、転写ベルト２０の内面と接触する加熱ローラ３０と、加熱ローラ３０へ転写ベルト２０を押付ける第１押圧ローラ３２と、加熱ローラ３０部分を通過した転写ベルト２０の内面と接触する冷却ローラ３４とを備え、加熱ローラ３０及び第１押圧ローラ３２は転写ベルト２０に転写された画像をシートに転写する転写部として動作する。

感光体１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ表面で現像された画像は転写ベルト２０に転写され、転写ベルト２０に転写された画像は転写部（加熱ローラ３０及び第１押圧ローラ３２）によってシートに転写され、転写部を通過した転写ベルト２０は冷却ローラ３４によって冷却される。
特開平５−２５７３９４号公報

冷却ローラ３４を用いることにより、転写部を通過した転写ベルトを冷却できる。しかし、転写部において高温状態でシートを転写ベルト２０から剥がした場合、転写ベルト２０上にトナーが付着し、転写ベルト２０が汚れるなどの問題が生じる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、転写部が転写ベルトを加熱する加熱ローラと、加熱された転写ベルトを冷却する冷却ローラとを備えることにより、転写ベルトからシートをスムーズに剥がすことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、冷却ローラへ転写ベルトを押付ける押圧ローラを転写部が備えることにより、効率的に転写ベルトを冷却することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、冷却ローラ又は押圧ローラにバイアス電圧を印加する電圧印加手段を備えることにより、転写ベルト上のトナーのシートへの転写性を向上させることができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、冷却ローラの少なくとも１／４回転に対応する外周長部分が転写ベルトと接触していることにより、効率的に転写ベルトを冷却することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、冷却ローラに送風を行う送風手段を備えることにより、冷却ローラの冷却性能を高めることができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、冷却ローラの温度又は転写ベルトの加熱された部分の温度を検出する温度検出手段と、検出した温度に基づいて送風手段の送風量を制御する送風制御手段とを備えることにより、送風機のオン／オフ又は送風量を最適に調整することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、画像を形成したシートの枚数を所定時間単位で計数する計数手段と、計数した枚数に基づいて送風手段の送風量を制御する送風制御手段とを備えることにより、送風機のオン／オフ又は送風量を最適に調整することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、像担持体上の像はトナー及びキャリアを含む現像剤によって現像されており、像担持体と転写部との間に、転写ベルト上のキャリアを除去する除去手段を備えることにより、シートに形成する画像の画質を向上させることができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に現像した像を転写ベルトに転写し、転写ベルトに転写した像を転写部によってシートに転写する画像形成装置において、前記転写部は、前記転写ベルトを加熱する加熱ローラと、加熱された転写ベルトを冷却する冷却ローラとを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記転写部は、前記冷却ローラへ前記転写ベルトを押付ける押圧ローラを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記冷却ローラ又は前記押圧ローラにバイアス電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記冷却ローラは、少なくとも１／４回転に対応する外周長部分が前記転写ベルトと接触していることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記冷却ローラに送風を行う送風手段を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記冷却ローラの温度、又は、前記転写ベルトの加熱された部分の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段が検出した温度に基づいて前記送風手段の送風量を制御する送風制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、画像を形成したシートの枚数を所定時間単位で計数する計数手段と、該計数手段が計数した枚数に基づいて前記送風手段の送風量を制御する送風制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記像担持体上の像は、トナー及びキャリアを含む現像剤によって現像されており、前記像担持体と前記転写部との間に、転写ベルト上のキャリアを除去する除去手段を備えることを特徴とする。

本発明においては、転写部が転写ベルトを加熱する加熱ローラと、加熱された転写ベルトを冷却する冷却ローラとを備えているため、加熱ローラを通過して転写ベルトに密着したシートを転写ベルトから剥がす際、冷却ローラによって転写ベルトを冷却することができ、スムーズにシートを剥がすことができる。例えば転写ベルトが冷却ローラによって冷却されているため、シートを転写ベルトから剥がす場合に、転写ベルト表面にトナーが付着して汚れるなどの問題が生じることを防止できる。また、転写部内で転写ベルトを冷却でき、スムーズにシートを剥がせるため、シートへの画像の形成を高速に行うことができる。

本発明においては、冷却ローラへ転写ベルトを押付ける押圧ローラを転写部が備えているため、冷却ローラと転写ベルトとの密着性が向上し、転写ベルトの熱が冷却ローラに伝わり易くなり、効率的に転写ベルトを冷却することができる。なお、押圧ローラを固定配置し、冷却ローラが転写ベルトを押圧ローラへ押付けるようにすることも可能である。

本発明においては、冷却ローラ又は押圧ローラに電圧印加手段がバイアス電圧を印加するため、前記バイアス電圧によって転写ベルトからシート方向への電界を発生させて、転写ベルト上のトナーのシートへの転写性を向上させることができる。

本発明においては、冷却ローラの少なくとも１／４回転に対応する外周長部分が転写ベルトと接触しているため、転写ベルトの熱が効率的に冷却ローラに伝わり、効率的に転写ベルトを冷却することができる。

本発明においては、送風手段が冷却ローラに送風を行うため、冷却ローラを送風によって冷却でき、冷却ローラの冷却性能を高めることができる。

本発明においては、冷却ローラの温度又は転写ベルトの加熱された部分の温度を温度検出手段で検出し、検出した温度に基づいて送風制御手段が送風手段の送風量を制御するため、送風機のオン／オフ又は送風量を最適に調整することができる。例えば転写ベルト又は冷却ローラの温度が所定値以上になった場合、送風機をオンにしたり、送風量を増加させる。また、送風機を作動させると騒音が生じ、冷却ローラが転写ベルトを冷却し過ぎると定着に必要な熱エネルギーが増加するため、転写ベルト又は冷却ローラの温度が所定値未満の場合は、送風機をオフにしたり、送風量を減少させることも可能である。

本発明においては、画像を形成したシートの枚数を計数手段で所定時間単位で計数し、計数した枚数に基づいて送風手段の送風量を送風制御手段で制御するため、送風機のオン／オフ又は送風量を最適に調整することができる。例えば単位時間に大量のシートに画像を形成した場合は、転写ベルトの温度も高くなり、冷却ローラの温度も高くなるため、送風機をオンにしたり、送風量を増加させる。また、送風機を作動させると騒音が生じ、冷却ローラが転写ベルトを冷却し過ぎると定着に必要な熱エネルギーが増加するため、単位時間に大量のシートに画像を形成しない場合は、送風機をオフにしたり、送風量を減少させることも可能である。

本発明においては、像担持体上の像はトナー及びキャリアを含む現像剤によって現像されており、像担持体と転写部との間に設けた除去手段で転写ベルト上のキャリアを除去するため、シートに形成する画像の画質を向上させることができる。

本発明によれば、転写ベルトからシートをスムーズに剥がすことができる。シートへの画像形成を高速化できる。

本発明によれば、効率的に転写ベルトを冷却することができる。

本発明によれば、転写ベルト上のトナーのシートへの転写性を向上させることができる。

本発明によれば、冷却ローラの冷却性能を高めることができる。

本発明によれば、送風機のオン／オフ又は送風量を最適に調整することができる。

本発明によれば、シートに形成する画像の画質を向上させることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置を備える複写機の例を示す模式図である。複写機は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などで原稿の画像を読取る画像読取装置５２と、画像読取装置５２が読取った画像をシートに形成する画像形成装置５４とを備える。画像形成装置５４は、ループ状の転写ベルト２０の外面に沿ってブラック用の感光体（像担時体）１０Ｋ，シアン用の感光体１０Ｃ，マゼンタ用の感光体１０Ｍ，イエロー用の感光体１０Ｙが配置されている。

感光体１０Ｋ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ）の周囲には、回転方向（時計回り）に沿って、感光体１０Ｋ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ）を帯電させる帯電ユニット１６Ｋ（１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ）と、感光体１０Ｋ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ）に光（レーザ光）を照射するＬＳＵ（Laser Scanning Unit）ユニット１４Ｋ（１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ）と、感光体１０Ｋ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ）に形成された静電潜像を現像する現像ユニット１２Ｋ（１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）と、転写後の感光体１０Ｋ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ）に残留したトナーを回収するクリーナ１８Ｋ（１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ）とが配置されている。

転写ベルト２０の内面には、ベルト駆動ローラ２４と、従動ローラ２２と、加熱ローラ３０と、冷却ローラ３４とが内接している。ベルト駆動ローラ２４は図示しないモータによって駆動され、反時計回りに回転する。また、転写ベルト２０の外面には、加熱ローラ３０へ転写ベルト２０を押付ける第１押圧ローラ３２と、冷却ローラ３４へ転写ベルト２０を押付ける第２押圧ローラ（押圧ローラ）３６とが配置されている。加熱ローラ３０、第１押圧ローラ３２、冷却ローラ３４、及び第２押圧ローラ３６は、転写ベルト２０に転写された画像をシートに転写する転写部として動作する。また、冷却ローラ３４には、バイアス電圧出力部（電圧印加手段）３８からバイアス電圧が印加されている。冷却ローラ３４は、例えば円筒状であり、円筒の内面及び中心軸を、該回転中心軸と垂直な複数の平板でつないだ中空状の構造となっており、前記平板が放熱フィンのように機能する。

転写ベルト２０の材質としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン重合体（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン重合体（ＥＴＦＥ）、ポリイミド、ポリアミドなどを用いることが可能である。また、転写ベルト２０の厚さは、８０μｍ〜１５０μｍが好ましく、体積抵抗率は１０⁹ Ω・ｃｍ〜１０¹³Ω・ｃｍが好ましい。

図２は、画像形成装置５４の制御に関する構成例を示すブロック図である。ＬＳＵユニット１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ、現像ユニット１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ、帯電ユニット１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ、及びバイアス電圧出力部３８はＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御部７０によって制御される。また、加熱ローラ３０に備えられたヒータの温度は制御部７０によって制御される。また、ベルト駆動ローラ２４及び感光体１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙを回転させるモータなどの駆動部７２は制御部７０によって制御される。

シートは図１に示すシート収容部４２に格納されており、図示しないピックアップローラ及び搬送ローラなどにより、１枚ずつシート搬送路４４を通過する。より詳しくは、シートは、シート収容部４２から転写部（加熱ローラ３０、第１押圧ローラ３２、冷却ローラ３４、第２押圧ローラ３６）に搬送され、転写ベルト２０からシートに画像が転写され、その後、定着部４０に搬送され、転写された画像がシートに定着され、その後、排出トレイ４６に排出される。

複写を行う場合は、画像読取装置５２が原稿の画像を読取り、帯電ユニット１６Ｋ（１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ）が感光体１０Ｋ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ）を帯電し、読取った画像に応じた静電潜像をＬＳＵユニット１４Ｋ（１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ）が感光体１０Ｋ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ）に形成し、感光体１０Ｋ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ）に形成された静電潜像を現像ユニット１２Ｋ（１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）がトナー及びキャリアを含む現像剤で現像し、現像されたトナー像が転写ベルト２０に転写される。

転写ベルト２０に転写されたトナー像は、転写部（加熱ローラ３０、第１押圧ローラ３２、冷却ローラ３４、第２押圧ローラ３６）で、シート収容部４２から搬送されたシートに転写される。より詳しくは、転写ベルト２０の外面とシートとが接触した状態で、加熱ローラ３０が転写ベルト２０を加熱してトナーを溶融させてシートに貼着させる。その後、シートが転写ベルト２０と接触した状態で冷却ローラ３４及び第２押圧ローラ３６部分まで搬送し、冷却ローラ３４で転写ベルト２０を冷却しながらシートを転写ベルト２０から剥がす。また、冷却ローラ３４にはバイアス電圧出力部３８からバイアス電圧が印加されており、静電転写が行われる。転写部によってシートに転写された画像は定着部４０で定着され、排出トレイ４６に排出される。

シートは、加熱ローラ３０部分で転写ベルト２０と密着され、冷却ローラ３４部分で転写ベルト２０から剥がされる。そのため、シートと転写ベルト２０とが密着している時間は従来よりも長く、転写ベルト２０からシートへの転写性が向上する。また、シートを転写ベルト２０から剥がす際に冷却ローラ３４によって転写ベルト２０が冷却されており、スムーズにシートを剥がすことができる。例えば転写ベルト２０が冷却ローラ３４によって冷却されているため、シートを剥がした場合に転写ベルト２０表面にトナーが付着して汚れるなどの従来の問題が生じることを防止できる。また、転写ベルト２０が転写部内の冷却ローラ３４で冷却でき、スムーズにシートを剥がせるため、シートへの画像の形成を高速に行うことができる。

上述した実施の形態において、冷却ローラ３４の近辺に、冷却ローラ３４へ送風を行うファン（送風手段）を設けることも可能である。図３は、画像形成装置の制御に関する他の構成を示すブロック図である。図３の例では、図２の構成に、ファン７４及び温度センサ（温度検出手段）７６が追加されている。ファン７４は、冷却ローラ３４へ送風を行って冷却できるように、冷却ローラ３４の近辺に配置されており、その回転速度（送風量）は制御部（送風制御手段）７０によって制御される。温度センサ７６は、冷却ローラ３４の表面近傍、又は、冷却ローラ３４と接触する直前部分の転写ベルト２０の表面近傍に配置されており、検出温度を制御部に送る。

制御部７０は、温度センサ７６の検出温度に基づいてファン７４の送風量を制御する。例えば検出温度が所定値未満の場合はファン７４を停止させ、検出温度が所定値以上の場合はファン７４を作動させたり、検出温度に比例してファンの回転速度を連続的又は段階的に増加させることが可能である。

また、例えば画像を形成したシート枚数を所定時間単位で制御部（計数手段）７０で計数し、計数結果に応じて制御部（送風制御手段）７０でファン７４の回転速度（送風量）を制御することも可能である。例えば所定時間内の計数枚数が所定値未満の場合はファン７４を停止させ、所定時間内の計数枚数が所定値以上の場合はファン７４を作動させたり、所定時間内の計数枚数に比例してファンの回転速度を連続的又は段階的に増加させることが可能である。

また、冷却ローラ３４は、転写ベルト２０と冷却ローラ３４との接触距離が長くなるように配置することが好ましい。図４は、本発明に係る画像形成装置を備える複写機の他の例を示す模式図である。冷却ローラ３４は、ループ状の転写ベルト２０において、冷却ローラ３４と接触する部分が鋭角状に突出するように配置されている。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は冷却ローラ３４と転写ベルト２０との接触距離の例を示す模式図である。図５（ｂ）の例では冷却ローラ３４の全外周長のうち、１／４（θ＝９０度）に相当する外周長部分と転写ベルト２０とが接触している。図５（ａ）の例では、冷却ローラ３４の全外周長のうち、１／４以下（θ＜９０度）に相当する外周長部分と転写ベルト２０とが接触している。図５（ｃ）の例では冷却ローラ３４の全外周長のうち、１／４以上（θ＞９０度）に相当する外周長部分と転写ベルト２０とが接触している。転写ベルト２０と冷却ローラ３４との接触面積が大きいほど、転写ベルト２０の冷却を効率的に行うことができるため、冷却ローラ３４の全外周長のうち、１／４以上（θ＞９０度）に相当する外周長部分と転写ベルト２０とを接触させることが好ましい。

上述した実施の形態においては、色毎に感光体１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙを設けているが、共通の感光体を用いることも可能である。図６は、本発明に係る画像形成装置を備える複写機の更に他の例を示す模式図である。感光体１０の周辺には回転方向に、帯電ユニット１６、イエロー用現像ユニット１２Ｙ、マゼンタ用現像ユニット１２Ｍ、シアン用現像ユニット１２Ｃ、ブラック用現像ユニット１２Ｋ、転写ローラ６０、クリーナ１８が配置されている。転写ローラ６０と感光体１０との間を転写ベルト２０が通過しており、トナーが転写ベルト２０に静電的に吸収される向きに電界が発生するように転写ローラ６０から転写ベルト２０に電荷を与え、感光体１０上のトナー像を転写ベルト２０に転写させる。

転写ベルト２０を駆動するベルト駆動ローラ２４、転写ベルト２０に接する従動ローラ２２、加熱ローラ３０、第１押圧ローラ３２、冷却ローラ３４、及び第２押圧ローラ３６は上述した各実施の形態（図１、４）と同様である。ただし、転写ローラ６０と加熱ローラ３０との間には、現像剤に含まれるキャリアを除去するように、転写ベルト２０の外面側にキャリア除去ローラ（除去手段）６２が配置され、キャリア除去ローラ６２と対向するように転写ベルト２０の内面側に導電ローラ（除去手段）６４が配置されている。キャリア除去ローラ６２には、例えば＋３Ｋ［Ｖ］などのバイアス電圧が印加されている。キャリア除去ローラ６２及び導電ローラ６４は、図１及び図４の画像形成装置の感光体１０Ｋと加熱ローラ３０との間の転写ベルト２０を挟むように設けることが可能である。

上述した各実施の形態においては、複写機を例にして説明したが、本発明の画像形成装置は、複写機に限定はされず、プリンタ又は複合機などの画像をシートに形成する任意の装置に用いることが可能である。

本発明に係る画像形成装置を備える複写機の例を示す模式図である。 画像形成装置の制御に関する構成例を示すブロック図である。 画像形成装置の制御に関する他の構成を示すブロック図である。 本発明に係る画像形成装置を備える複写機の他の例を示す模式図である。 冷却ローラと転写ベルトとの接触距離の例を示す模式図である。 本発明に係る画像形成装置を備える複写機の更に他の例を示す模式図である。 冷却ローラを備える従来の画像形成装置の例を示す模式図である。

符号の説明

１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ 感光体
２０ 転写ベルト
３０ 加熱ローラ
３２ 第１押圧ローラ
３４ 冷却ローラ
３６ 第２押圧ローラ
３８ バイアス電圧出力部
６２ キャリア除去ローラ
６４ 導電ローラ

Claims (8)

1. 像担持体上に現像した像を転写ベルトに転写し、転写ベルトに転写した像を転写部によってシートに転写する画像形成装置において、
   前記転写部は、
   前記転写ベルトを加熱する加熱ローラと、
   加熱された転写ベルトを冷却する冷却ローラと
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写部は、
   前記冷却ローラへ前記転写ベルトを押付ける押圧ローラを備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記冷却ローラ又は前記押圧ローラにバイアス電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記冷却ローラは、少なくとも１／４回転に対応する外周長部分が前記転写ベルトと接触していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかひとつに記載の画像形成装置。
5. 前記冷却ローラに送風を行う送風手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れかひとつに記載の画像形成装置。
6. 前記冷却ローラの温度、又は、前記転写ベルトの加熱された部分の温度を検出する温度検出手段と、
   該温度検出手段が検出した温度に基づいて前記送風手段の送風量を制御する送風制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 画像を形成したシートの枚数を所定時間単位で計数する計数手段と、
   該計数手段が計数した枚数に基づいて前記送風手段の送風量を制御する送風制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体上の像は、トナー及びキャリアを含む現像剤によって現像されており、
   前記像担持体と前記転写部との間に、転写ベルト上のキャリアを除去する除去手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れかひとつに記載の画像形成装置。

Images