JP2008203729A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像形成装置に係り、特にそれの転写ベルトユニットもしくは感光体ベルトユニットに関わるものである。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to a transfer belt unit or a photoreceptor belt unit thereof.
電子写真方式の画像形成装置は、装置内に現像剤を収容する現像器と、トナー像を形成する像担持体と、トナーが転写された用紙を定着する定着器を有している。また前記構成要素を駆動するモータや、コントローラを含む制御基板など熱を発する部品が、画像形成装置内に配置されている。さらに温度上昇を防止する目的で、外気を取り入れる、もしくは機内の熱を外気に逃がすためのファンなどの冷却部品が配置されている(例えば、特許文献1、2参照)。
An electrophotographic image forming apparatus includes a developing unit that contains a developer, an image carrier that forms a toner image, and a fixing unit that fixes a sheet onto which toner has been transferred. Components that generate heat, such as a motor that drives the components and a control board that includes a controller, are disposed in the image forming apparatus. Further, for the purpose of preventing temperature rise, cooling parts such as a fan for taking in the outside air or releasing the heat inside the apparatus to the outside air are arranged (for example, refer to
一般に画像形成装置に配置される定着器、モータや制御基板など熱を発する部品、ファンなどの冷却部品は、左右均等に配置されていないので、プロセス部品の左右温度が異なる場合が多い。特に感光体ベルトや転写ベルトは、左右の温度が異なることによりベルトの周長がアンバランスになってしまい、ベルトの蛇行を発生してしまう。ベルトの蛇行によりベルトの回転不良や、画像位置不良など画像品質が落ちてしまう課題があった。至っては部品故障になる場合もありえた。 In general, fixing devices arranged in an image forming apparatus, components that generate heat such as a motor and a control board, and cooling components such as a fan are not evenly arranged on the left and right, so that the left and right temperatures of process components are often different. In particular, the photosensitive belt and the transfer belt are unbalanced in the circumference of the belt due to the difference between the left and right temperatures, and the belt meanders. There has been a problem that the image quality deteriorates due to the belt meandering or the image position failure due to the meandering of the belt. In some cases, parts could fail.
本発明の目的は、画像形成装置内部の温度傾斜、特に感光体ベルトや転写ベルトの左右の温度差を低減することによってベルトの蛇行を防止し、高画質な画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high-quality image forming apparatus that prevents belt meandering by reducing the temperature gradient inside the image forming apparatus, in particular, the temperature difference between the left and right of the photosensitive belt or transfer belt. .
前記目的を達成するため本発明は、例えば転写ベルトや感光体ベルトなどのベルト状像担持体を有する画像形成装置において、画像形成装置内のベルト状像担持体の隣に、例えば空調手段、流体容器、加熱手段などの温度調整手段を設置したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming apparatus having a belt-like image carrier such as a transfer belt or a photosensitive belt, for example, next to the belt-like image carrier in the image forming apparatus. A temperature adjusting means such as a container or a heating means is provided.
さらに本発明は、画像形成装置内のベルト状像担持体の隣に少なくとも1つ以上の温度検知手段を設置したことを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that at least one temperature detecting means is installed next to the belt-shaped image carrier in the image forming apparatus.
本発明は前述のような構成になっており、画像形成装置内部の温度傾斜を低減することによって、ベルトの蛇行を防止し長寿命にするほか、ベルト回転ムラを防止し高画質な画像形成装置を提供することができる。 The present invention is configured as described above, and by reducing the temperature gradient inside the image forming apparatus, the meandering of the belt is prevented and the service life is extended, and also the rotation of the belt is prevented and high-quality image forming apparatus is prevented. Can be provided.
電子写真方式の画像形成装置において熱を発生させる部品は、定着器、モータ、制御基板、電源、などあるが、全ての部品が左右均等に配置されている訳ではなく、またファンなどの冷却部品も左右均等に配置されている訳ではない。 The parts that generate heat in an electrophotographic image forming apparatus include a fixing device, a motor, a control board, and a power supply, but not all parts are evenly arranged on the left and right, and cooling parts such as fans Are not evenly arranged on the left and right.
画像形成装置の機内において、左右の温度傾斜が生じるため、プロセス部品の左右における寸法は微小ながらずれてくる。特に感光体ベルトや転写ベルト、搬送ベルトなどはベルト形状のため、1周の長さが温度により変化する。温度が高くなると、前記ベルトは長くなる。 Since left and right temperature gradients occur in the image forming apparatus, the left and right dimensions of the process parts are slightly shifted. In particular, since the photosensitive belt, the transfer belt, the conveyance belt, and the like are belt-shaped, the length of one round varies depending on the temperature. As the temperature increases, the belt becomes longer.
一般に前記ベルトはポリカーボネート(PC)アロイ、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)アロイ、ポリイミド(PI)アロイなどが用いられる。これは前記ベルトを支持するシャフトの金属素材よりも熱膨張係数が大きく、ベルトがたるむ状況になる。左右の温度差により、左右のベルトたるみが変わり、張力が不均一になる。一般に前記ベルトは張力の弱い方向に寄る傾向があるため、ベルトが暖まった方向に寄る傾向が生じる。 Generally, polycarbonate (PC) alloy, polytetrafluoroethylene (PTFE) alloy, polyimide (PI) alloy, or the like is used for the belt. This has a larger coefficient of thermal expansion than the metal material of the shaft that supports the belt, and the belt becomes slack. The left and right belt slack changes due to the temperature difference between the left and right, and the tension becomes uneven. In general, since the belt tends to move toward a direction where the tension is weak, the belt tends to move toward a warmed direction.
本発明は、画像形成装置内部の左右温度差を防止して、感光体ベルトや転写ベルトなどのベルト状像担持体の寄りを低減する効果を有している。また、ベルトの寄りを低減することによって、ベルトの破損や、ベルトの回転不良などの問題を無くすことができる。 The present invention has an effect of preventing a temperature difference between the left and right inside the image forming apparatus and reducing the deviation of a belt-like image carrier such as a photoreceptor belt or a transfer belt. Further, by reducing the deviation of the belt, problems such as belt breakage and belt rotation failure can be eliminated.
本発明の実施例を図を用いて説明する。本発明を適用する画像形成装置は図1に示すように、ベルト状感光体1と、ベルト状感光体1を帯電させる帯電器2と、ベルト状感光体1を露光する露光装置3と、現像装置4と、ベルト状中間転写体5と、用紙を収容するカセット8と、給紙ローラ9と、中間転写体5に対向する転写ローラ10と、トナーを定着する定着器11とを有している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an image forming apparatus to which the present invention is applied includes a belt-
<ファン>
一般に設けられている冷却ファンは、光学スキャナモータやスキャナドライバ、駆動モータやモータドライバ、電源などの熱源に対して設けられ、熱源により暖められた空気を排気したり、外気を取り入れたりしている。しかしながら、冷却ファンにおいては、ベルト状像担持体の温度左右差を低減できていない。
<Fan>
Generally provided cooling fans are provided for heat sources such as optical scanner motors and scanner drivers, drive motors and motor drivers, and power supplies, and exhaust air that has been warmed by the heat sources or take in outside air. . However, in the cooling fan, the temperature difference between the belt-shaped image carriers cannot be reduced.
第1の実施例として、画像形成装置内部に、空調装置である循環ファンを設ける場合について説明する。循環ファンは、画像形成装置内部のベルト状担持体脇に配置される。感光体ベルト1の脇やベルト状中間転写体5の脇に設けられることにより、ベルト周囲の空気を循環させることによって、ベルト左右の温度の均一化を行い、ベルト周長の左右差を防止する。
As a first embodiment, a case where a circulation fan which is an air conditioner is provided inside the image forming apparatus will be described. The circulation fan is disposed beside the belt-shaped carrier inside the image forming apparatus. By being provided on the side of the
図1は、ベルト状中間転写体5である転写ベルトの脇に温度調整手段たる空調手段、具体的には循環ファンの空調装置15を設け、演算手段である制御基板14の制御に従って駆動される。ファンの制御は、感光体を駆動する駆動手段たるモータ16の駆動に合わせて制御される。また、温度検知手段たる温度センサ13を設けることによって、温度上昇を検知でき、温度上昇したときにファンを駆動するようにする。
In FIG. 1, an air conditioning unit as a temperature adjusting unit, specifically, an
図2に示すように、定着器28に近い位置の転写ベルト24が温度上昇しやすいことから、この部位近傍に循環ファン30が配置される。循環ファン30は、転写ベルト周囲の空気を撹拌(循環)するため、どちらの方向を向かせても良いが、ファンの入り口と出口が閉じていないようにする。望ましくはファン30を立てて、左右に口が開く方向で設置する。さらに温度上昇しやすい部位がわかっているので有れば、その部位の空気を循環させるようにファンを駆動する。
As shown in FIG. 2, since the temperature of the
図2の場合、定着ファン29が定着器28の脇に配置されているので、定着器で暖まった空気が方向Eのほうへ流れるので、方向Fよりも方向Eのほうが、温度が高くなる。同様に転写ベルト24や、感光体ベルト20も暖まる場合は、方向Dよりも方向C、方向Bよりも方向Aが暖まりやすい。図8に示すように、暖まったベルトは周長が長くなり、転写ベルトの左側(L側)と右側(R側)で周長に差が発生する。これにより転写ベルト24がL側もしくはR側に寄っていく。方向Cが温度上昇するため、転写ベルト24のL側が長くなり、周長が伸びなかった転写ベルト24のR側方向に転写ベルト24が寄る。今、ファン30を配置することで、温度傾斜、左右温度差を低減し、周長の差を低減する。これにより、ベルトの破損、ベルトの回転ムラなど、ベルト起因の画像不良を無くすことができ、高画質の画像を得ることができる。
In the case of FIG. 2, since the
循環ファン30の位置は、理想的には用紙中央付近に配置され、左右の温度差に従い、ファンの動きを決める。左右の温度差が大きくなってきたと思われる、連続印字もしくは長時間電源オンの状態では、ファンを駆動し、スリープ状態になったとき、所定時間後にファンを止める方法が有る。期待される温度差に対してファンの回転数、時間、向きを順次変えていくと良い。
The position of the
他に循環ファンの位置は、左端から右端まで自由に配置できるが、ファンの入り口と出口を塞いではならない。 In addition, the position of the circulation fan can be freely arranged from the left end to the right end, but the entrance and exit of the fan must not be blocked.
また、転写ベルト24は少なくとも2つのシャフト25、26と、転写ベルト24に張力を与えるシャフト27で支持される。感光体ベルト20も同様にローラ21、22と、シャフト23で支持されている。このようにベルトでトナー像を転写する画像形成装置においては、特に左右温度差の影響を受けやすく、本発明の効果が出やすい。
The
図3に示すように、循環ファン31は転写ベルト下側のように、ベルト状像担持体20の下側に設ける場合がある。また図4に示すようにベルト状像担持体20の横方向に循環ファン32を設ける場合がある。いずれの場合も、ベルトに生じる左右温度差を低減するように空気を流し、ベルトが寄る量を低減させる。
As shown in FIG. 3, the
<流体容器>
第2の実施例として、画像形成装置内部に流体(図示せず)と、流体を保持する容器33を設ける場合について図5を用いて説明する。ここで用いられる流体とは一般に水であるが、油で有っても問題ない。水や油を含む混合流体であっても良いが、不揮発性流体が望ましい。前記流体は閉じた容器に入れて保管される。流体の出し入れのために容器出入り口と蓋を設けても良いが、通常蓋が閉じた状態で用いる。
<Fluid container>
As a second embodiment, a case where a fluid (not shown) and a
容器33は、ベルト24またはベルト状像担持体20の脇で左右に拡がって配置される。これにより、左右で温度差が生まれたときに流体が循環し、ベルトに与える温度差を低減する。容器33は、左右の温度差を生じる定着器28などの部品と、ベルト24またはベルト状像担持体20との間に配置されることによって、熱を遮断することができ、さらに温度差を低減する効果を有する。
The
<流体循環>
また第3の実施例として、図6のように画像形成装置内部に流体を保持する容器34があり、さらに流体を循環させる循環手段35を有する場合について説明する。流体を循環させる循環手段35であるポンプを容器に設けることによって、さらに流体の温度差を低減し、ベルト周囲の温度左右差を低減できる。前記ポンプは、撹拌羽根とモータを用いる方法や、構成部材の伸縮と弁を用いた圧力差を用いた方法など、いかなる方法を用いても良い。流体に磁性流体を用いた場合は、リニアモータなどを用いて流体を循環させても良い。
<Fluid circulation>
Further, as a third embodiment, a case will be described in which there is a
<ヒータ>
第4の実施例として、画像形成装置内部に温度調整手段であるヒータを設けた場合について説明する。画像形成装置が運転し、画像形成装置内部が温度上昇したときに、温度傾斜が発生するのを防止するために、温度が低い部位にヒータを用いる。ヒータは温度傾斜を少なくするために用いられ、常時通電するほかに、断続通電にて温度を調整して、左右の温度差を低減する。図7のように左右に加熱手段たるヒータ36、37を設けても良い。
<Heater>
As a fourth embodiment, a case where a heater which is a temperature adjusting means is provided inside the image forming apparatus will be described. In order to prevent a temperature gradient from occurring when the image forming apparatus is operated and the temperature inside the image forming apparatus rises, a heater is used at a portion where the temperature is low. The heater is used to reduce the temperature gradient, and in addition to energizing constantly, the temperature is adjusted by intermittent energization to reduce the temperature difference between the left and right.
<温度検知>
第5の実施例として、画像形成装置内部に温度センサ13を設けた場合について説明する。前述の実施例と合わせて、画像形成装置内部に温度センサ13を設けると、画像形成装置内部の温度上昇を検知することができるため、画像形成装置の電源を入れてからの温度上昇を知ることができ、温度上昇値に対応して前述の実施例のような温度差低減の制御を実施する。具体的には、温度差3℃以上において制御することが望ましい。温度差3℃あると、長さ380mmのベルトにおいて、熱膨張により0.1mm長くなり、左右差が0.1mmになると、ベルト寄りが明らかになってくる。温度センサが一つの場合、画像形成装置の構成にもよるが、5℃以上の温度上昇が有った場合、左右の温度差が3℃以上となる場合があり、前述のファンを駆動したり、液体循環手段を動かしたり、ヒータを点けたりする。
<Temperature detection>
As a fifth embodiment, a case where the
<左右温度検知>
第6の実施例として、温度センサを左右に設けた場合について説明する。図9のように左右に温度センサ38,39を設けると、温度差を直接的に知ることができ、前述の制御を効果的に動かすことができる。また画像形成装置の運転状態の変化によっては、左右の温度分布が逆転する場合があり、その場合に、前記ファンの回転方向を変えたり、ヒータの加熱場所を変えたり、より温度差を低減することができる。さらに温度センサを複数個設けることにより温度分布の最適化を行うことができる。
<Left and right temperature detection>
As a sixth embodiment, a case where temperature sensors are provided on the left and right will be described. If the
以上の実施例に示した画像形成装置は、4回転のカラーレーザプリンタや複写機に限った物ではなく、タンデム方式も含む、ベルト状像担持体を使った画像形成装置適用できる。 The image forming apparatus shown in the above embodiment is not limited to a four-rotation color laser printer or copying machine, and can be applied to an image forming apparatus using a belt-like image carrier including a tandem method.
温度調整手段には、ファン、流体容器、ヒータの他に、クーラーなどの冷却装置、そのほかの熱交換手段を使っても良い。 As the temperature adjusting means, a cooling device such as a cooler or other heat exchange means may be used in addition to the fan, the fluid container, and the heater.
本発明の実施例を用いれば、画像形成装置内部に発生する左右温度差を低減し、転写ベルトや感光体ベルトなどのベルトに発生する寄り現象を低減できる。これによりベルトの破損や、ベルトの回転ムラを無くすことができ、長寿命で高画質の画像形成装置を提供できる。 By using the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the temperature difference between the left and right generated in the image forming apparatus and to reduce the shift phenomenon that occurs in a belt such as a transfer belt or a photosensitive belt. As a result, damage to the belt and uneven rotation of the belt can be eliminated, and a long-life and high-quality image forming apparatus can be provided.
1…感光体 2…帯電器 3…光学ユニット 4…現像器 5…中間転写体 8…給紙カセット 9…給紙ローラ 10…転写ローラ 11…定着器 12…転写クリーナ 13…温度センサ 14…演算手段 15…空調装置 16…モータ(エンコーダ)
DESCRIPTION OF
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007042092A JP2008203729A (en) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Image forming apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013076803A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Sharp Corp | Belt type fixing device |
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2007
- 2007-02-22 JP JP2007042092A patent/JP2008203729A/en active Pending
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JP2013076803A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Sharp Corp | Belt type fixing device |
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