JP2016157091A - 画像形成装置及び冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送部材の内周面に付着する異物を減少させることができる画像形成装置及び冷却装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０は、トナー像を形成する像形成部１００と、帯状であり無端状であって、像形成部１００により形成されたトナー像が定着された用紙を外周面で搬送するベルト部材４１０と、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂに接触し、ベルト部材４１０を冷却する放熱装置４６０とを有し、放熱装置４６０は、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂと接する位置である底面４６６に、ベルト部材４１０が用紙を搬送するために移動する方向である矢印ｃ方向と交わる方向に溝４７０が形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置及び冷却装置に関する。

特許文献１には、第１駆動ローラ部材と、当該第１駆動ローラ部材によって回動される第１ベルト部材と、第２駆動ローラ部材と、前記第１ベルト部材に当接されて用紙を搬送する第２ベルト部材と、前記第１ベルト部材に当接され、当該第１ベルト部材を冷却する冷却機構と、前記第２ベルト部材を介して前記第１ベルト部材を前記冷却機構に押圧する押圧部材と、前記押圧部材の前記冷却機構への押圧力を変更する押圧力可変部とを備えることを特徴とする用紙冷却装置が記載されている。

特開２０１３−１０９０２８号公報

本発明は、搬送部材の内周面に付着する異物を減少させることができる画像形成装置及び冷却装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る本発明は、トナー像を形成するトナー像形成部と、帯状であり無端状であって、前記トナー像形成部により形成されたトナー像が定着された記録媒体を外周面で搬送する搬送部材と、前記搬送部材の内周面に接触し、前記搬送部材を冷却する冷却機構と、を有し、前記冷却機構は、前記内周面と接触する位置に、前記搬送部材が記録媒体を搬送するために移動する方向と交わる方向に溝が形成されている画像形成装置である。

請求項２に係る本発明は、前記内周面に接触し、前記搬送部材の記録媒体を搬送する方向への移動に従動して回転する従動回転体と、記録媒体を搬送するために移動する方向と交わる方向における前記搬送部材の移動を抑制するように、前記従動回転体の傾きを調整する調整機構と、をさらに有する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る本発明は、前記外周面は、記録媒体のトナー像が定着された側の面に接触する請求項１又は２記載の画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、帯状であり無端状であって、前記外周面に接触し、前記搬送部材との間に記録媒体が挟み込まれる挟込領域を形成する挟込領域形成部材をさらに有し、前記冷却機構は、前記内周面における前記搬送部材を挟んで前記挟込領域形成部材と対向する位置に接触している請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置である。

請求項５に係る本発明は、回転するように駆動する駆動回転体であって、前記内周面に接触し、回転することにより前記搬送部材を移動させる前記駆動回転体をさらに有し、前記駆動回転体は、前記搬送部材が記録媒体を搬送するために移動する方向において前記冷却機構の下流側に配置されている請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置である。

請求項６に係る本発明は、前記内周面を清掃する清掃装置をさらに有する請求項１乃至５いずれか記載の画像形成装置である。

請求項７に係る本発明は、帯状であり無端状であって、トナー像が定着された記録媒体を外周面で搬送する搬送部材と、前記搬送部材の内周面に接触し、前記搬送部材を冷却する冷却機構と、を有し、前記冷却機構は、前記内周面と接触する位置に、前記搬送部材が記録媒体を搬送するために移動する方向と交わる方向に溝が形成されている冷却装置である。

請求項１に係る本発明によれば、搬送部材の内周面に付着する異物を減少させることができる画像形成装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、搬送部材の記録媒体を搬送するために移動する方向と交わる方向の移動を抑制することができる。

請求項３に係る本発明によれば、用紙のトナー像が定着された側の面と逆側の面に搬送部材の外周面が接触するものと比較して、記録媒体を効率よく冷却することができる。

請求項４に係る本発明によれば、搬送部材の内周面における搬送部材を挟んで挟込領域形成部材と対向する位置以外の位置に冷却機構が接触しているものと比較して、記録媒体と搬送部材とを良好に接触させることができ、記録媒体を効率よく冷却することができる。

請求項５に係る本発明によれば、駆動回転体が、搬送部材が記録媒体を搬送するために移動する方向において冷却機構の上流側に配置されているものと比較して、駆動回転体に異物を付着しにくくすることができる。

請求項６に係る本発明によれば、清掃装置を有しないものと比較して、搬送部材の内周面に付着する異物を減少させることができる。

請求項７に係る本発明によれば、搬送部材の内周面に付着する異物を減少させることができる冷却装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図１に示す画像形成装置が有するトナー像形成部の構成を示す図である。 図１に示す画像形成装置が有する定着装置の構成を示す図である。 図１に示す画像形成装置が有する冷却装置の構成を示す図である。 図４に示す冷却装置が有する冷却機構の底面を示す図である。 図４に示す冷却装置が有し、記録媒体を搬送するために移動する方向と交わる方向における搬送部材の移動を抑制する抑制装置の構成を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。図１には、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。図１に示すように、画像形成装置１０は画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２には、記録媒体として用いられている用紙を排出する排出口１４が形成されている。

画像形成装置本体１２内には、用紙を搬送するための搬送路７００が形成されている。また、画像形成装置本体１２内には、搬送路７００に沿って用紙搬送方向における上流側から順に、例えば２つの給紙装置６００と、給紙装置６００から供給された用紙に転写され、定着されるトナー像を形成するための像形成部１００と、像形成部１００によって形成され、用紙に対して転写されたトナー像を用紙に定着するための定着装置２００と、定着装置２００によってトナー像が定着された用紙の湾曲を低減させる湾曲低減装置３００と、湾曲低減装置３００から搬送されてきた用紙を冷却する冷却装置４００とが配置されている。

給紙装置６００は、それぞれが用紙収納部６０２と、用紙収納部６０２に収納された最上位に位置する用紙を搬送路７００へと送り出す送出装置６０４とを有する。

像形成部１００は、像保持体として用いられている感光体ドラム１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋをそれぞれに有し、感光体ドラム１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋの表面にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、黒トナー像をそれぞれに形成するイエロートナー像形成ユニット１１０Ｙ、マゼンタトナー像形成ユニット１１０Ｍ、シアントナー像形成ユニット１１０Ｃ、黒トナー像形成ユニット１１０Ｋを有する。イエロートナー像形成ユニット１１０Ｙ、マゼンタトナー像形成ユニット１１０Ｍ、シアントナー像形成ユニット１１０Ｃ及び黒トナー像形成ユニット１１０Ｋの詳細は後述する。

また、像形成部１００は、転写装置１３０を有し、転写装置１３０は中間転写ベルト１３２を有する。中間転写ベルト１３２は、トナー像が転写される転写体として用いられていて、図１に示す矢印ａ方向に回転する。また、中間転写ベルト１３２には、感光体ドラム１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋにそれぞれ形成されたトナー像が重ねられるように転写され、重ねるように転写されたトナー像が用紙収納部６０２から搬送路７００を用いて搬送されてきた用紙へとさらに転写される。

定着装置２００は、用紙に転写されたトナー像を、少なくとも熱を用いて用紙に定着させる装置である。定着装置２００の詳細は後述する。

湾曲低減装置３００は、例えは定着装置２００から熱が加えられた等の理由により湾曲した用紙の湾曲を低減させる。

冷却装置４００は、定着装置２００によって熱が加えられることにより高温となった用紙を冷却するための装置である。冷却装置４００によって用紙が冷却されることで、用紙に定着されたトナー像も冷却される。このため用紙に定着されたトナー像の熱による溶融状態が解消され、トナー像が形成された後の複数の用紙を重ねても、溶融したトナーにより互いに隣り合う用紙同士が付着するとの弊害を生じにくくすることができる。

搬送路７００は、給紙装置６００から像形成部１００へと向けて用紙を搬送するために用いられ、像形成部１００から定着装置２００へと用紙を搬送するために用いられ、定着装置２００から湾曲低減装置３００へと用紙を搬送するために用いられ、湾曲低減装置３００から冷却装置４００へと用紙を搬送するために用いられ、冷却装置４００で冷却された用紙を画像形成装置本体１２の外へと排出するために用いられている。

図２には、トナー像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋが示されている。トナー像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ及び１１０Ｋは、用いるトナーの色と形成する画像の色とが互いに異なるものの構成が互いに同一であるため、以下、トナー像形成ユニット１１０と総称して説明する。図２に示すように、トナー像形成ユニット１１０は、感光体ドラム１１２の表面を帯電させる帯電装置１１４と、帯電装置１１４により帯電された感光体ドラム１１２の表面に光を照射して潜像を形成させる潜像形成装置１１６と、潜像形成装置１１６によって感光体ドラム１１２の表面に形成された潜像をトナーを用いて現像する現像装置１１８と、中間転写ベルト１３２に対してトナー像が転写された後の感光体ドラム１１２の表面を清掃する清掃装置１２２とを有する。

図３には定着装置２００が示されている。図３に示されているように、定着装置２００は、像形成部１００（図１を参照）によってトナー像が形成された用紙の面に接触し、用紙を加熱する加熱部材２１０を有する。加熱部材２１０は、帯状であり無端状であって、支持ロール２１２、支持ロール２１４及び支持部材２１６によって回転することができるように支持されている。支持ロール２１２、支持ロール２１４及び支持部材２１６は、それぞれが内部に例えばハロゲンランプ等の発熱部２２２、発熱部２２４、発熱部２２６を有している。また、定着装置２００は、加熱部材２１０に用紙を押し付ける押付部材として用いられている押付ロール２３０を有する。

定着装置２００においては、加熱部材２１０が図３に示す矢印ｂ１方向に回転し、押付ロール２３０が図３に示す矢印ｂ２方向に回転し、加熱部材２１０と押付ロール２３０との接触部を通過する用紙を加熱し加圧することで用紙に対してトナー像を定着させる。

図４には、冷却装置４００が示されている。図４に示されているように、冷却装置４００はベルト部材４１０を有する。ベルト部材４１０は、帯状であり無端状であって、外周面４１０ａに接触する用紙Ｐを搬送し、トナー像が定着された用紙Ｐを搬送する搬送部材として用いられている。また、ベルト部材４１０は、駆動ロール４１４と、従動ロール４１６と、従動ロール４１８と、従動ロール４２２と、従動ロール４２４とに図４に示す矢印ｃ方向に回転することができるように掛け渡されている。ここで、矢印ｃで示す方向は、ベルト部材４１０が用紙を搬送するために移動をする方向となっている。

ベルト部材４１０の材質としては、例えば可撓性を有する樹脂を用いることができ、この実施形態においてはベルト部材４１０の材質としてポリイミドが用いられている。また、ベルト部材４１０の外周面４１０ａは、用紙Ｐのトナー像Ｉが定着されている側の面に接触する。

駆動ロール４１４は、回転するように駆動する駆動回転であって、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂに接触し、回転することによってベルト部材４１０を移動させる駆動回転体として用いられている。すなわち、駆動ロール４１４には、駆動源として用いられているモータ４２６が例えばギア列等からなる駆動伝達機構４２８を介して連結されていて、モータ４２６からの駆動伝達を受けて駆動ロール４１４が図４に示す矢印ｄ方向に回転し、矢印ｄ方向に回転することでベルト部材４１０を矢印ｃ方向に回転させる。

また、駆動ロール４１４は、ベルト部材４１０が移動する方向である矢印ｃの方向において、後述する放熱装置４６０の下流側に配置されている。また、駆動ロール４１４は、径が変化することによる周速の変化を抑制するために、例えば金属等の径が変化しにくい材質からなるものであることが望ましい。また、駆動ロール４１４は、ベルト部材４１０への駆動伝達を良好に行うことにできるように、ベルト部材４１０に接触する部分である表面部分の摩擦係数を上げるための処理を施すことが望ましい。駆動ロール４１４の表面の摩擦係数を上げるには、例えば、金属よりも摩擦係数が大きい材質である例えばウレタン等で駆動ロール４１４の表面を覆えばよい。

従動ロール４１８は、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂに接触し、ベルト部材４１０の用紙を搬送する方向への移動に従動して回転する従動回転体として用いられている。すなわち、従動ロール４１８は、ベルト部材４１０の矢印ｃ方向への移動に従動して、図４に示す矢印ｅ方向に回転する。

また、従動ロール４１８には、従動ロール４１８の傾きを調整するための調整機構４８０が、例えば軸部４２０に対して取り付けられている。調整機構４８０は、ベルト部材４１０の矢印ｃ方向の移動と交わる方向におけるベルト部材４１０の移動を抑制するように従動ロール４１８の傾きを調整する。すなわち、調整機構４８０は、ベルト部材４１０に生じる虞がある所謂蛇行を抑制するように従動ロール４１８に傾きを調整する。調整機構４８０の詳細は後述する。

また、冷却装置４００は、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂを清掃する清掃装置４７６を有する。清掃装置４７６は、内周面に付着した異物を取り除く装置であり、異物としては、例えば後述する放熱装置４６０が摩耗することにより生じた摩耗粉を挙げることができる。清掃装置４７６は、例えばブラシ部材４７８を有し、ブラシ部材４７８がベルト部材４１０がと周速差をもって、例えば図４に示す矢印ｆ方向に回転することで内周面４１０ｂに付着した異物を掻き落とすようにして除去する。

また、冷却装置４００は、ベルト部材５１０を有する。ベルト部材５１０は、帯状であり無端状であって、ベルト部材４１０の外周面４１０ａに接触し、ベルト部材４１０との間に用紙Ｐが挟み込まれる挟込領域であるニップ部Ｎを形成する挟込領域形成部材として用いられている。また、ベルト部材５１０は、従動ロール５１４と、従動ロール５１６と、従動ロール５１８と、従動ロール５２２と、従動ロール５２４とによって図４に示す矢印ｇ方向に回転することができるように掛け渡されている。そして、ベルト部材５１０は、ベルト部材４１０が矢印ｃ方向に移動することに従動して、矢印ｇ方向に回転するように移動する。

従動ロール５１８には、従動ロール５１８の傾きを調整するための調整機構５８０が、例えば軸部５２０に対して取り付けられている。調整機構５８０は、調整機構４８０と同等のものである。

また、冷却装置４００は、放熱装置４６０を有する。放熱装置４６０は、所謂ヒートシンクであって、ベルト部材４１０を冷却する冷却機構として用いられている。そして、放熱装置４６０は、ベルト部材４１０を冷却することで、ベルト部材４１０に接触した状態で搬送される用紙と、用紙に定着されたトナー像とを冷却する。放熱装置４６０は、熱を放散するための放散部として用いられている複数の放散板４６２と、複数の放散板４６２が互いに接触しないように支持する支持部４６４とを有する。放熱装置４６０は、支持部４６４の放散板４６２が取り付けられた側の面と逆側の面である底面４６６が、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂに接触している。

また、放熱装置４６０は、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂにおけるベルト部材４１０を挟んでニップ部Ｎと対向する位置に接触している。

放熱装置４６０は、底面４６６の部分も含めて全体の材質がアルミニウムである。そして、ベルト部材４１０の材質は先述のようにポリイミドである。ここで、アルミニウムの耐摩耗性はポリイミドよりも低い。このため、ベルト部材４１０が矢印ｃ方向に移動することでベルト部材４１０と底面４６６とが互いに擦り合わされると、支持部４６４の底面４６６の部分が摩耗してアルミニウムの摩耗粉が発生する。そして、発生した摩耗粉がベルト部材４１０の内周面４１０ｂに付着する虞があり、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂに堆積する虞がある。

ベルト部材４１０の内周面４１０ｂに摩耗粉が付着すると、駆動ロール４１４と内周面４１０ｂとの間で滑りが生じやすくなり、駆動ロール４１４からベルト部材４１０への駆動伝達が良好になされなくなる虞がある。また、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂに摩耗粉が付着すると、従動ロール４１８と内周面４１０ｂとの間が滑りやすくなり、調整機構４８０で従動ロール４１８の傾きを調整しても、ベルト部材４１０の蛇行を良好に抑制することができなくなる虞がある。

図５には、放熱装置４６０が底面４６６側から示されている。図５に示すように、底面４６６には、ベルト部材４１０が用紙を搬送するために移動する方向である矢印ｃに示す方向と交わる方向に例えば複数の溝４７０が形成されている。溝４７０は、底面４６６の矢印ｃ方向における下流側に形成されていて、その幅ｗは、例えば１ｍｍであり、互いに隣り合う２つの溝４７０が形成される間隔ｉは、例えば５ｍｍである。複数の溝４７０を形成することに替えて溝４７０の数を１つとしてもよい。

溝４７０を形成することにより、放熱装置４６０が摩耗することにより生じたアルミニウムの摩耗粉等の異物が、溝４７０に入り込むようにして溝４７０によって回収されるようになり、ベルト部材４１０の内周面４１０ｂへの摩耗粉等の異物の付着と堆積とが抑制される。そして、内周面４１０ｂへの摩耗粉等の異物の付着と堆積とが抑制されることで、駆動ロール４１４と内周面４１０ｂとの間の滑りが生じにくくなり、従動ロール４１８と内周面４１０ｂとの間の滑りが生じにくくなる。

図６には、ベルト部材４１０と、従動ロール４１８と、調整機構４８０とが示されている。ベルト部材４１０には、少なくとも従動ロール４１８が回転している時点において、図６に矢印ｈで示すように、前側（図６における左側）から後側（図６における右側）に対して移動するように力が加えられるようになっている。ベルト部材４１０に対して矢印ｈ方向の力を加えるには、例えば、従動ロール４１８の径を前側よりも後側で大きくすればよい。

従動ロール４１８には、軸部４２０の後側の部分に板状部材４３８が固定されている。板状部材４３８は、ベルト部材４１０が矢印ｈ方向に移動すると、従動ロール４１８と一体として矢印ｈ方向に移動するように、ベルト部材４１０の縁部によって押させる。そして、板状部材４３８がベルト部材４１０の縁部によって矢印ｈ方向に押されることで、板状部材４３８は、従動ロール４１８と一体として矢印ｈ方向に移動しようとする。

また、従動ロール４１８は、軸部４２０の前側の部分に軸受４４０Ｆが装着されていて、軸部４２０の後側の部分に軸受４４０Ｒが装着されていて、軸受４４０Ｆと軸受４４０Ｒとによって回転することができるように支持されている。

軸受４４０Ｆは、画像形成装置本体１２の一部をなす側板１６に対して図６に示す点ｐを中心として回転することができ、傾くことができるように支持されている。このため、軸受４４０Ｆと、従動ロール４１８と、板状部材４３８と、軸受４４０Ｒとは、点ｐを中心として回転するようにして、図６に矢印ｊで示すように側板１６に対して傾くことができるようになっている。

軸受４４０Ｒは、調整機構４８０が有する弾性体４８４によって、下方から上方へと押し上げられ、下方から支えられるように支持されている。すなわち、図６に示すように、調整機構４８０は、軸受４４０Ｒが嵌め込まれるように装着された装着部材４８２を有し、装着部材４８２の外側の面に付勢手段として用いられている例えばコイルスプリング等の弾性体４８４の一端部が連結されている。そして、弾性体４８４の他端部は、台部材４８６に固定されている。台部材４８６は、画像形成装置本体１２の一部をなす側板１８に固定されている。このため、台部材４８６は、画像形成装置本体１２に対して移動しない。

また、調整機構４８０は、揺動部材４８８を有する。揺動部材は、軸４９０を中心として図６に示す矢印ｋ１方向と矢印ｋ２方向とに回転することができ、揺動することができるように台部材４８６に対して取り付けられている。また、揺動部材４８８には、軸部４２０後側の部分が貫通するように、軸部４２０の径よりも径が大きい貫通孔４９２が形成されている。

以上のように構成された調整機構４８０においては、板状部材４３８がベルト部材４１０によって押されることにより板状部材４３８が後側に移動すると、後側に移動する板状部材４３８に押されることにより揺動部材４８８が軸４９０を中心として矢印ｋ１方向に回転する。そして、揺動部材４８８が矢印ｋ１方向に回転すると、貫通孔４９２の上端部によって、図６に矢印ｌで示すように軸部４２０の後側の部分が下側に向けて押し下げられる。そして、軸部４２０の後側の部分が押し下げられることで、従動ロール４１８は、点ｐを中心として回転し、後側が下がるように移動する。そして、この点ｐを中心とした従動ロール４１８の回転は、従動ロール４１８を押し下げようとする力と、弾性体４８４が従動ロール４１８を押し上げようとする力とが等しくなった状態で停止する。

以上のように、調整機構４８０は、ベルト部材４１０の用紙を搬送するために移動する方向である矢印ｃ（図４を参照）方向と交わる方向であるベルト部材４１０の矢印ｈ方向の移動を抑制するように、従動ロール４１８の傾きを調整している。

以上で説明をしたように、本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置と、例えばこれらの画像形成装置で用いられる冷却装置とに適用することができる。

１０・・・画像形成装置
１００・・・像形成部
４００・・・冷却装置
４１０・・・ベルト部材
４１４・・・駆動ロール
４１８・・・従動ロール
４６０・・・放熱装置
４７０・・・溝
４７６・・・清掃装置
４８０・・・調整機構
５１０・・・ベルト部材
Ｎ・・・ニップ部

Claims (7)

1. トナー像を形成するトナー像形成部と、
   帯状であり無端状であって、前記トナー像形成部により形成されたトナー像が定着された記録媒体を外周面で搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材の内周面に接触し、前記搬送部材を冷却する冷却機構と、
   を有し、
   前記冷却機構は、前記内周面と接触する位置に、前記搬送部材が記録媒体を搬送するために移動する方向と交わる方向に溝が形成されている画像形成装置。
2. 前記内周面に接触し、前記搬送部材の記録媒体を搬送する方向への移動に従動して回転する従動回転体と、
   記録媒体を搬送するために移動する方向と交わる方向における前記搬送部材の移動を抑制するように、前記従動回転体の傾きを調整する調整機構と、
   をさらに有する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記外周面は、記録媒体のトナー像が定着された側の面に接触する請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 帯状であり無端状であって、前記外周面に接触し、前記搬送部材との間に記録媒体が挟み込まれる挟込領域を形成する挟込領域形成部材をさらに有し、
   前記冷却機構は、前記内周面における前記搬送部材を挟んで前記挟込領域形成部材と対向する位置に接触している請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
5. 回転するように駆動する駆動回転体であって、前記内周面に接触し、回転することにより前記搬送部材を移動させる前記駆動回転体をさらに有し、
   前記駆動回転体は、前記搬送部材が記録媒体を搬送するために移動する方向において前記冷却機構の下流側に配置されている請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置。
6. 前記内周面を清掃する清掃装置をさらに有する請求項１乃至５いずれか記載の画像形成装置。
7. 帯状であり無端状であって、トナー像が定着された記録媒体を外周面で搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材の内周面に接触し、前記搬送部材を冷却する冷却機構と、
   を有し、
   前記冷却機構は、前記内周面と接触する位置に、前記搬送部材が記録媒体を搬送するために移動する方向と交わる方向に溝が形成されている冷却装置。

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