JP4481683B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式によるカラー画像形成装置の普及にともない、カラー画像の記録品質に対する要求に加えてカラー出力の高速化に対する要求が高まっており、この要求に応えるためにいくつかの画像形成方式が提案されている。その中でタンデム型と呼ばれるカラー画像形成方式がある。この方式はブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色のトナー画像をドラム状の像担持体上に形成し、シート（転写材）に各色のトナー像を重畳的に転写し、最後にカラートナー像をシート上に定着させる方式である。

このように、各色の像担持体の画像をシート上に転写する方法としては、静電搬送ベルトと呼ばれるベルトでシートを静電吸着した状態で担持搬送し、直接シート上に順次転写を行っていくものと、中間転写ベルトと呼ばれるベルトに各色画像を順次一次転写した後、シート上に二次転写するもの、および転写ローラなどが挙げられる。

タンデム型のカラー画像形成装置内には、駆動部の増加に伴い、より多くの電力が必要となる。またシートを加熱してトナー像を定着する定着器においても、トナーを混色させて定着するため、モノクロ画像形成装置以上の電力が必要となっていた。このため多くの発熱が生じ、機内の冷却手段の重要性が求められるようになっていた。

更に、両面記録を連続的に行った場合においては、一度片面記録を行い温度の高い定着器を通過したシートが、高い熱を持った状態で再度画像形成部を通過することにより、像担持体や画像形成部、ベルト等の転写手段等の温度が上昇してしまうことがあった。

これらのことから、タンデム型カラー画像形成装置は、装置本体内、とくに画像形成部の温度上昇に配慮して設計する必要があった。具体的には、像担持体間や定着器と像担持体の間にスペースを設けて像担持体に熱が伝わりにくくしたり、定着器や電源などの発熱源に対して周囲に断熱材を設け、画像形成部に熱が伝わらないよう配慮したりしていた。

また、定着器と画像形成部との間にエアダクトを設けエアダクト内に風を送風することにより画像形成部に熱が伝達しにくくするなどのエアを用いた工夫がされている発明もある（特許文献１）。

また、両面記録時の温度上昇については、片面記録後に排出エリアにて一旦シートを機外に出し、その位置にてシート画像面に風をあてることで再給送前のシート温度を下げる工夫をしている発明がある（特許文献２）。

さらに、連続記録時の温度上昇に対しては両面連続記録のプリント生産性を片面連続記録時より落とし、機内の温度上昇を防止することが考えられる。また、機内の像担持体近傍に温度センサーを設け、機内温度がその許容温度を越えた場合、許容温度以下に下がるまで両面記録を行わない仕様にするなども制御を行うことも考えられていた。

特開２００３−２０２７６５号公報 特開２００３−２０８０４３号公報

しかしながら、近年、タンデム型カラー画像形成装置は小型化、低コスト化が進み、従来のような像担持体間や熱源と画像形成部間にスペースを設けることや、熱源と画像形成部との間に断熱材を設けることが困難になってきた。

また、カラー画像形成装置の高速化が進み、高生産性が求められるようになり、両面記録のスループットを低下させることができなくなってきた。

そのため、画像形成部の温度が許容温度を超えてしまい、トナー容器内でのトナー固着や、像担持体周辺温度を招くおそれがあった。またトナー温度の上昇により、像担持体に安定して画像形成を行うことや、像担持体上に形成されたトナー像を確実にシートに転写することができない場合があった。

また、像担持体に沿うように配置された転写手段の温度が上昇し、転写手段を駆動するローラに熱が伝わり、ベルト駆動ローラの直径やベルトの厚みに変化が生じてしまうことがあった。この熱膨張によりベルト走行速度が不安定になり各色間の色ズレというカラー画像形成装置にとって致命的な画像欠陥が生じてしまうことがあった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機内昇温にとってもっとも厳しい装置設置環境や、連続記録モードで記録を行った際においても、像担持体、転写手段、及び画像形成部の温度上昇を確実に押えた画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する搬送ベルトと、前記像担持体に前記搬送ベルトを介して対向し、前記像担持体から前記搬送ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する転写部材と、転写材に転写されたトナー像を加熱定着する定着手段と、を有し、前記定着手段に加熱された転写材を反転させて前記像担持体と前記転写部材が対向する対向位置に搬送することで転写材の両面にトナー像を形成可能な画像形成装置において、転写材の両面にトナー像を形成する場合に反転した転写材を前記対向位置に搬送するための搬送ローラと、前記搬送ベルトを保護し、転写材の搬送をガイドする搬送ガイドと、前記搬送ガイドを介して前記搬送ベルトと対向し前記搬送ガイドに向かってエアを吹き付ける冷却ファンと、を有し、前記搬送ベルトと前記搬送ガイドが対向する位置において、前記搬送ベルトの回転方向と前記搬送ローラの転写材搬送方向は同じであり、前記冷却ファンの前記エアの吹き付け方向は前記搬送ベルトの回転方向と逆向きであり、前記搬送ガイドは、開口穴を設けた領域を有し、且つ、前記開口穴を設けた領域よりも前記搬送ベルトの回転方向上流側の領域は開口穴を設けない領域であり、反転した転写材は前記搬送ローラによって前記搬送ガイドに沿って搬送され、前記搬送ローラが転写材を搬送している場合は前記エアによって転写材を冷却可能であり、前記搬送ローラが転写材を搬送していない時は前記開口穴を設けた領域を通過した前記エアによって前記搬送ベルトを冷却可能であることを特徴とする。

本発明によれば、一つの冷却手段で、再給送されるシートと転写手段の両方を効率的に冷却することができる。また両面プリント時に、定着器によって熱せられたシートが再度画像形成部に再給送される前にシートを冷却できるため、シートから画像形成部に伝わる熱を最小限に押えることができる。

また、再給送パスにシートがない状態においては、エアは開口穴を通り、転写手段に吹き付けられるため、転写手段の昇温も抑制できる。これにより、転写手段の厚み、及びベルト駆動ローラの直径の変化がなくなり、ベルト走行性の不安定や、連続プリント時の色ずれ等、画像不良の発生を低減することができる。さらに像担持体と接するシート、転写手段の両方を冷却できるため、像担持体の温度上昇も防止でき、トナー容器内のトナー固着や像担持体上の画像不良を低減することができる。

［実施例１］
以下に、本発明に係る画像形成装置の実施例について図を用いて説明する。

［画像形成装置の全体構成］
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。図１は画像形成装置の一態様としてのフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面図である。なお、図中右側がプリンタの手前（正面）側となっている。

同図に示す画像形成装置100は、垂直方向に並設された４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えた、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置である。感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像をシートＳに転写させる転写手段の例としての静電搬送ユニット（以下ベルトユニット５）、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。

ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を形成している。以下、感光体ドラム１から順に詳述する。

感光体ドラム１は、例えば直径30mmのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。

帯電装置２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１の表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。

スキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）は、対応する感光体ドラム１と略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ10（10ａ、10ｂ、10ｃ、10ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。

現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成される。現像器内には、トナーを収納するトナー容器があり、トナー容器内にLED光を透過することで、透過時間をセンシングし、トナー残量の検出をおこなっている。

ベルトユニット５においては、すべての感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に対向し、接するように循環移動する静電搬送ベルト11が配設される。静電搬送ベルト11は10¹¹〜10¹⁴Ω・cmの体積固有抵抗を持たせた周長約700mm、厚さ約150μmのポリイミド製のベルト部材で構成される。この静電搬送ベルト11は、垂直方向に駆動ローラ13、従動ローラ14ａ、14ｂ、テンションローラ15の４本のローラに支持され、図中左側の外周面にシートＳを静電吸着して担持し、上記感光体ドラム１にシートＳを接触させるべく循環移動する。

この静電搬送ベルト11の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位置に転写ローラ（転写部材）12（12ａ、12ｂ、12ｃ、12ｄ）が並設される。これら転写ローラ12から正極性の電荷が静電搬送ベルト11を介してシートＳに印加され、この電荷による電界により、シートＳが従動ローラ14ａ側から駆動ローラ13側へ搬送される間に、感光体ドラム１に接触中のシートに、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。

給送部16は、画像形成部にシートＳを給送搬送するものであり、複数枚のシートＳが給送カセット17に収納されている。画像形成時には給送ローラ18（半月ローラ）、レジストローラ対19が送るシートＳは、その先端をレジストローラ対19に突き当て、一旦停止しループを形成した後に、静電搬送ベルト11の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対19によって静電搬送ベルト11へと給送されていく。

加熱手段の例としての定着部20は、シートＳに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ21ａと、これに圧接してシートＳに熱及び圧力を与える加圧ローラ21ｂとからなる定着ローラ対（定着手段）21を備えている。すなわち、感光体ドラム１上のトナー像を転写したシートＳは定着部20を通過する際に定着ローラ対21で搬送されるとともに、定着ローラ対21によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像がシートＳ表面に定着される。定着ローラ対21の下流には排出ローラ対23があり、シートＳを装置本体外に排出する。また、定着ローラ対21と排出ローラ対23との間には排出センサー（不図示）を配置しており、シートＳが確実に本体外に排出できたか、定着ローラ対21に巻きついていないかをモニターしている。

また、この画像形成装置は、両面記録が可能に構成しており、排出ローラ対23下流には、フラッパー24が揺動自在に本体に支持されている。片面記録の際は、図中２点鎖線位置に退避している。装置本体から両面記録の信号を得ると、前述して排出センサーの信号からシート先端部位置を検出し、フラッパー24の位置に揺動する。揺動動作は、ソレノイド（不図示）によって行われている。フラッパー24の下流には、反転ローラ対25が配置されており、反転ローラ対25は、両面記録されるシートを受け取り、その後にスイッチバック（反転）する役割を担っている。スイッチパックのタイミングは、前述した排出センサー（不図示）の信号からシートＳ後端位置を検出し、所定時間の後、ローラ回転を止め、逆方向に回転するようになる。

反転ローラの図中右側には、搬送ローラ対26が配置されている。搬送ローラ対26は、反転ローラ対25から送られるシートＳを受け取り、再給送パス27へ搬送する。

再給送パス27は、静電搬送ベルト11に対して感光体ドラム１と反対側に配置されている。再給送パス27には、対をなす搬送ローラ対28、29が上下に配置され、図中下方向にシートＳを搬送していく。最下点にはシートの搬送方向を変えるべくＵターンパス30が設けられ、Ｕターンパス30に導かれたシートＳはレジストローラ対19に再給送されていく。

［画像形成動作］
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が、記録タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電装置２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラは、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

最上流にある感光体ドラム１周面上のトナー像の先端が、静電搬送ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点にシートＳの記録開始位置が一致するように、レジストローラ対19が回転を開始してシートＳを静電搬送ベルト11へ給送する。

シートＳは静電吸着ローラ22と静電搬送ベルト11とによって挟み込むようにして静電搬送ベルト11の外周に圧接し、かつ静電搬送ベルト11と静電吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘電体であるシートＳと静電搬送ベルト11の誘電体層に電荷を誘起し、シートを静電搬送ベルト11の外周に静電吸着するように構成している。これにより、シートＳは静電搬送ベルト11に安定して吸着、担持され、最下流の転写部まで搬送される。

このように搬送されながらシートＳは、各感光体ドラム１と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。

４色のトナー像を転写されたシートＳは、駆動ローラ13の曲率により静電搬送ベルト11から曲率分離され、定着部20に搬入される。シートＳは、定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対23によって、排出部31から画像面を下にした状態で本体外に排出される。

［両面記録の動作］
次に両面記録の動作について説明する。画像形成装置100は、両面記録の信号を受け取ると、シートＳが定着ローラ対21を抜けたことを排出センサーにて検知する。その検出信号により、前述したフラッパー24が図の状態になり、シートＳは反転ローラ対25の方へ導かれる。反転ローラ25ａは、時計回り方向に回転し、シートＳを図中左方向へ搬送する。その回転は、シートＳが定着ローラ対21を抜け、排出ローラ対23を抜けるまで駆動される。シートＳ後端部が前述した排出センサー（不図示）を越えたのち、所定時間をおき、反転ローラ25ａは回転を止める。そこで、フラッパー24が図中２点鎖線位置に揺動動作し、反転ローラ25ａは図中半時計回り方向に回転をはじめる。それにより、シートＳは、再給送パス27に導かれていく。

再給送パス27に入ったシートＳは搬送ローラ対28、29により、Ｕターンパス30へ送られ、レジストローラ対19まで搬送されていく。その後、片面記録と同様の画像形成プロセスで記録が完了し、シートＳは排出部31より装置本体外に排出される。

［ジャム処理およびカートリッジ交換］
次に画像形成装置100のジャム処理、カートリッジ交換に関わる構成について図１〜図３を用いて説明する。図２は外装を開いた状態を示す断面図、図３は外装を開いた状態を示す外観斜視図である。

図２に示すように、ベルトユニット５は、下部に設けた支点32を中心に揺動可能に画像形成装置100本体に固定されている。この構成により、ベルトユニット５を図２中時計回り方向に回転させることで感光体ドラム１に対しての退避を実現している。また、ベルトユニット５は静電搬送ベルト11を保護し、かつ再給送パス27で搬送されるシートＳのガイド面としての役割をもつ搬送ガイド33で覆われている。搬送ガイド33の詳細の形状については、後述する。

プリンタ本体の前面側における外装部材は、上カバー34と下カバー35とに分割されている。上下カバー34、35とも内面には搬送リブが設けられ、再給送パス27のシートガイド面を兼ねている。また、下カバー35は下端部のカバー支点36を中心に揺動可能に取り付けられており、図中時計回り方向に揺動し、プリンタ本体の前面側の下半部分を開く構成をとっている。

図３に示すように、ベルトユニット５を開放すると、静電搬送ベルト11上でジャムしたシートの除去、カートリッジ７の交換は容易であり、障害物は存在しない。プロセスカートリッジ７の交換は、プロセスカートリッジ７を手前側に引くことにより装置本体から容易に引き出すことができるよう構成している。このように、静電搬送ベルト11上のジャムしたシート除去、及びカートリッジ交換を行う場合、上カバー34を開く、ベルトユニット５を開くの２アクションで作業ができる状態になり、操作性の向上が図られている。また、両面パス内のジャムしたシート除去のためには、下カバー35のみを開けることで簡単に作業できるようになっている。

［冷却手段］
次に本発明の最も特徴的である、シートＳ、及び静電搬送ベルト11の冷却手段について、図１、図４、および図５により説明する。図４はベルトユニットの搬送ガイドを説明する図、図５は吸気穴を説明する外観斜視図である。

図１に示すように、再給送パス27に対して静電搬送ベルト11と反対側には、冷却ファン41、エアダクト42、吸気穴43からなる冷却手段が配置されている。冷却ファン41は下カバー35に取り付けられており、下カバー35に形成された搬送リブから突出することなく配置しているため、シートＳの搬送に関して全く支障はない。

冷却ファン41下方には、エアダクト42が、下カバー35に取り付けてある。これは、冷却ファン41の吸気経路を形成するものであり、樹脂により成形され、その内面は、エアの流れの抵抗とならないよう滑らかに形成されている。

エアダクト42の下方に位置には、下カバー35に吸気穴43が設けられている。これにより、冷却ファン41は、吸気穴43から取り込まれた外気温と同じ温度の空気を再給送パス27に吹き付けることができるようになる。図５に装置本体の斜視図を示す。本体正面側に吸気穴43が複数配置されている。吸気穴43を数多く広い面積で開けることで、エアの取り込みが容易になり、冷却手段の冷却効率を上げることができる。

冷却ファン41は、図中矢印にて示すように、再給送パス27に向かって、かつ再給送パス27におけるシート搬送方向と反対の方向にエアＡを吹き付けるよう配置されており、対向部を通過するシートを冷却するよう構成している。ここで再給送パスにおけるシート搬送方向とは鉛直下方であって、冷却ファン41によるエアＡの吹き付け角度は水平よりも上方に傾斜させている。このときの傾斜角αは、図１に示すように、シートを冷却する際の転写材の移動方向と冷却ファン41のエアＡの吹き付け方向の成す角が100度以上170度以下であることが好ましい。本実施例では、傾斜角αを140度に設定している。搬送されるシートＳの搬送方向と反対方向に風をふきつけることが重要だからである。

これにより、定着部20で熱せられたシートＳは、エアＡにより、冷却が可能になっている。しかも、風の向きをシートＳの搬送方向と反対方向に設定しているため、シートＳには、エアＡを垂直に当てた以上の冷却効果が得られている。これは、シートＳと風の相対速度の関係から、実質的には、冷却ファン41が持つ性能（風速）以上の風速がシートＳにあたるため、冷却効率を飛躍的に向上できるためである。従ってファンサイズを小さく設定できる可能性があり、コストダウン、省スペース化に有効である。

またエアＡは、シートＳの先端から後端に向かってシートＳの熱を奪いながら流れるため、無駄なく、効率よく冷却することができる。さらに、本実施例は再給送パス27がストレートパスであるため、冷却時にシートＳに不慮のカールを与えることがなく、冷却するエリアとしても最適なエリアになっている。

シートＳに吹き付けられたエアＡは、図中上方に移動し、感光体ドラムなどの像担持体１や、スキャナユニット３といった画像形成部に入り込むことなく、定着部20上部を通り排気される。従来、冷却手段の排気エアが機内に滞留し、機内昇温を助長させていたようなケースがあった。しかし本構成は、再給送パス27の搬送方向が鉛直下方であって、エアＡを上方に向けて吹き付けていることから、熱せられた排気エアが下から上に流れる自然対流を利用することができ、画像形成部を通ることなく上方へ抜けることとなり、効率的に排気することが可能になっている。すなわち機内昇温の対策が容易となり、冷却手段としては、最良の配置となっている。

また図４に示すように、静電搬送ベルト11と再給送パス27との間には、静電搬送ベルト11を覆うように搬送ガイド33が配置されている。搬送ガイド33は樹脂で形成され、その搬送面には、６本の搬送リブ44が一体的に形成されている。この搬送リブ44により、再給送パス27で搬送されるシートＳは、搬送面から過剰の摺動抵抗を受けることなく搬送が可能になっている。ベルトユニット５には、搬送ローラ対28、29を形成する搬送ゴムローラ28ａ、29ａが回転自在に取り付けされている。この搬送ローラ対28、29は不図示の駆動源により、図中時計周り方向に回転するよう構成している。

また、搬送ガイド33は、搬送ローラ対28、29の間で、かつ前述した冷却ファン41によって発せられるエアＡが取り込めるよう、複数（本実施例では21箇所）の開口穴45が設けられている。開口穴45の形は、再給送パス27で搬送されるシートＳ先端が開口穴45端面に引っ掛らないよう、搬送方向下流に進むに従い、絞られた形状をしている。

この開口穴45により、エアＡは、静電搬送ベルト11の冷却も可能にしている。すなわち、再給送パス27にシートＳがない状態、すなわち冷却手段の対向部に転写材が存在していないときにおいて、冷却ファン41より発せられるエアＡは開口穴45を通り、転写手段である静電搬送ベルト11の表面に吹き付けられる。なお、この場合においてもエアＡの静電搬送ベルト11に対する吹き付け方向は上記傾斜角αと同じであり、100度以上170度以下であることが好ましい。

エアＡは、静電搬送ベルト11の移動方向と反対の方向に吹き付けられるため、前述同様に冷却ファン41が有する以上の冷却性能を発揮することができる。また、静電搬送ベルト11にふきつけられたエアＡは、図中上方に移動し、感光体ドラム１やスキャナユニット３といった画像形成部に入り込むことなく、定着部20近傍を通り排出される。

以上の構成により、再給送パス27にシートＳがある状態においてはシートＳの冷却を確実に行うとともに、シートＳがない状態においては静電搬送ベルト11の冷却を行うことができる。すなわち、静電搬送ベルト11の定着部20によって加熱されたシートＳと接触した領域は一旦冷却手段により冷却されてから、再び定着部20によって加熱されたシートＳと接触することとなる。従って、従来困難であった静電搬送ベルト11表面の冷却を、冷却手段を追加することなく実現することができる。すなわち、一つの冷却手段で、再給送されるシートと静電搬送ベルトの両方を効率的に冷却できるようになる。

さらに、画像形成時に像担持体と接するシートＳ、静電搬送ベルト11の両方を冷却できるため、像担持体とクリーニング手段や現像手段との摩擦によって生じた熱をシートＳや静電搬送ベルト11が伝熱により奪うこととなり、像担持体の温度上昇も抑制することができる。これにより、今まで、発生していた像担持体の温度上昇による画像不良、色ずれ、転写不良に代表される静電搬送ベルト11の温度上昇による画像不良を防止できるようになった。さらに静電搬送ベルト11の温度上昇が押えられることにより、静電搬送ベルト11の走行性も安定するようになった。
［実施例２］

本発明に係る画像形成装置の実施例２について説明する。図６は本実施例に係る画像形成装置を説明する図、図７は装置本体側から見た冷却手段および搬送ガイドを説明する図、図８は吸気穴を説明する外観斜視図であって、上記実施例１と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示す画像形成装置150は、実施例１に対して冷却手段の形態を変更した構成となっている。本実施例において冷却手段は、冷却ファン46、エアダクト47、吸気穴48から構成されている。

冷却ファン46は、下カバー35の下部に配置しており、図６において装置奥側に向かって外気を吸引し、エアダクト47を介して再給送パス27にエアＢを吹き付ける構成となっている。エアダクト47は樹脂によって形成され、冷却ファン46と隙間なく係合し、その内面はエアＢの流れの抵抗とならないように滑らかに形成されている。

図７にしめすように、エアダクト47の形状は、シートＳの全幅を覆う形に形成している。これにより、エアＢは再給送パス27で搬送されるシートＳの全幅にわたり、均一な風速で風をふきつけられ、シートＳを全面積にわたり均一に冷却することができる。さらに、エアダクト47の吹き出し口の形状を様々な形に加工することにより、風向や配分などを細かく設定することが可能である。

図８に示すように、冷却ファン46と装置外部とを連通させる吸気穴48は、装置側面において開口している。

このように冷却ファン46を本体側面に配置することで、ユーザーが開閉操作する下カバー35に電気部品を配設する必要がなくなるため、装置内の結線処理がシンプルになる。また、本体正面の外装面に吸気穴形状を形成する必要がなく、製品のデザインとしても、ユーザーに視覚的ノイズを与えることなく構成することができる。
［実施例３］

本発明に係る画像形成装置の実施例３について説明する。図９は本実施例に係る画像形成装置を説明する図、図１０は静電搬送ベルト11とシートの搬送状態を説明する図であって、上記実施例１と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。本実施例は、両面記録中の冷却手段の動作を変更した構成を説明するものであって、静電吸着されるシートＳの温度差によって生じるベルト表面の温度分布（温度差）を、最小限に抑えることを目的としている。

図９は、両面記録中の状態を示している。図において太線は実際のシートＳ１〜Ｓ３を示しており、二点鎖線は再給送パス27から画像形成部に搬送されたシートＳ１が静電搬送ベルト11に静電吸着されていたベルト表面エリア51を示している。すなわち、熱を持ったシートＳ１を吸着し、担持していたエリアになる。

図中静電搬送ベルト11に静電吸着されているシートＳ２は本体カセットから給送されたものであり、シートＳ２の温度は、ほぼ外気温と等しい。一方、シートＳ１、Ｓ３は再給送されたシートであり、定着部20によって熱せられている。図９は、シートＳ１は静電搬送ベルト11から分離し、シートＳ３は搬送ローラ対29によって再給送パス27からＵターンパス30へ入り込もうとしている状態である。

ここで本実施例において、搬送ローラ対28、29の駆動源を制御する不図示の制御手段（画像形成装置本体の制御装置）は、ベルト表面エリア51が開口穴45の配置されている位置に搬送された状態において、再給送パス27内の冷却ファン41と静電搬送ベルト11との間にシートが存在しないよう制御する。

例えば、図９に示す状態では、ベルト表面エリア51の先端部52は、シートＳ３の後端よりもベルト回転方向の後方にあり、確実にエアＡがふきつけられるようにタイミングを設定している。そして図１０に示すように、次に再給送されるシートＳ５の先端は、ベルト表面エリア51の後端部53よりもベルト回転方向の後方にある。なお、図中のシートＳ４は、シートＳ２と同様に本体カセットから給送されるシートである。

このような搬送シーケンスで制御手段が搬送ローラ対28を制御することにより、熱を持ったシートＳ１が吸着されていたベルト表面エリア51は確実にエアＡにより冷却されるため、静電搬送ベルト11の温度が不均一な状態は、最小限に押えることが可能となる。その結果、従来両面プリント時に不安定であった、静電搬送ベルト11の走行が安定走行できるようになった。また、温度差によるベルト厚みが変化しないため、温度上昇による色ずれ、画像の伸び縮み等の画像不良を低減することが可能となった。

なお、本実施例では、搬送タイミング（シーケンス）によってベルト表面を選択的に冷却できるよう設定していたが、再給送パス27内の搬送ローラ対28と駆動源との間にクラッチを入れ、不図示の制御手段によって、搬送を一時停止することでタイミングをとってもよい。すなわち、シートＳ５の再給送パス27への進入のタイミングが早い場合には、搬送ローラ対28を停止させて、ベルト表面エリア51の後端がシートＳ５の先端より先行するまで待機させる。これにより、シートＳの搬送タイミングを確実に制御することができ、ベルト表面を冷却したいタイミングに再給送パス27内にシートＳがいない状態を確実につくることができる。これにより上記と同様に、熱を持ったベルト表面を選択的に冷却できるようになり、ベルト表面温度の温度差を最小限に抑えることができるようになった。

また、冷却ファン41の風量調整手段を備え（画像形成装置本体の制御装置を用いることができる）、冷却ファンのＯＮ−ＯＦＦを切り替えることでベルト表面を選択的に冷却することでもよい。これにより、ベルト表面の冷却したい場所のみを冷却することが可能となる。また、ＯＮ−ＯＦＦではなく、ベルト表面を冷却したい際は冷却ファン41を全速回転とし、他の場合は半速回転というように風量を変化させ、ベルト表面温度を均一にするようにしてもよい。これにより、冷却ファン41の風速を微妙に切り替えることで、細かい設定が可能となる。これらの構成によれば、クラッチを追加することなく、前述同様、確実にタイミングをはかり、熱を持ったベルト表面を選択的に冷却できるようになる。すなわち、コストアップすることなく、ベルト表面温度の温度差を最小限に押えることができる。

なお、上記各実施例において、画像形成装置の転写手段がシートを介して当接する静電搬送ベルトであって、静電吸着して担持搬送するシートに感光体ドラム１からトナー像を転写する構成として説明した。しかし本発明はこれに限定するものではなく、転写手段が感光体ドラム１に直接当接する中間転写ベルトであって、ベルト上に重畳的に受けた（一次転写した）トナー像をシートに一括して二次転写する構成であっても、同様に本発明を好適に適用することができ、本発明の効果を得ることができる。同様に、転写手段がベルト形状である場合に限らず、転写ローラであってシートを搬送するもの、およびシートを担持する転写ドラム、トナー像を担持する中間転写ドラム、中間転写体からシートにトナー像を転写する二次転写ローラなどであっても、本発明を好適に適用してその効果を得ることができる。

また、上記各実施例において、冷却手段のエアを吹き付ける方向は、再給送パス27におけるシート搬送方向（下方）と反対の方向（上方）に傾斜させたものとして説明した。しかし本発明において冷却させたい対象としては、再給送されたシートと、転写手段の二つがあり、いずれか、より冷却させたい対象の移動方向と反対方向に吹き付けることでよい。ここで、本実施例においてはシート搬送方向と転写手段の移動方向はいずれも鉛直下方であるために、差異は生じない。ただし、これらの方向が異なっていた場合には、より冷却させたい対象の移動方向と反対方向に設定する。例えば、シートが高温であって冷却を要する場合にはシート搬送方向に合わせ、転写手段の熱容量が大きく冷却を要する場合には、ベルト移動方向にあわせるとよい。なお、転写手段がベルト部材である場合には、回転する無端ベルトであって平面内の全方向に移動しているのであるが、ここでいう転写手段の移動方向とは、冷却手段から吹き付けられるエアがあたる対向部の移動方向である。

本発明は、両面記録が可能な画像形成装置に好適に用いることができる。

フルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面図である。 外装を開いた状態を示す断面図である。 外装を開いた状態を示す外観斜視図である。 ベルトユニットの搬送ガイドを説明する図である。 吸気穴を説明する外観斜視図である。 実施例２に係る画像形成装置を説明する図である。 装置本体側から見た冷却手段および搬送ガイドを説明する図である。 吸気穴を説明する外観斜視図である。 実施例３に係る画像形成装置を説明する図である。 静電搬送ベルトとシートの搬送状態を説明する図である。

符号の説明

Ａ …エア
Ｓ …シート
１ …感光体ドラム
２ …帯電装置
３ …スキャナユニット
４ …現像装置
５ …ベルトユニット
６ …クリーニング装置
７ …プロセスカートリッジ
９ …ポリゴンミラー
10 …結像レンズ
11 …静電搬送ベルト
12 …転写ローラ
13 …駆動ローラ
14 …従動ローラ
15 …テンションローラ
16 …給送部
17 …給送カセット
18 …給送ローラ
19 …レジストローラ対
20 …定着部
21 …定着ローラ対
21ａ …加熱ローラ
21ｂ …加圧ローラ
22 …静電吸着ローラ
23 …排出ローラ対
24 …フラッパー
25 …反転ローラ対
25ａ …反転ローラ
26 …搬送ローラ対
27 …再給送パス
28、29 …搬送ローラ対
30 …Ｕターンパス
31 …排出部
32 …支点
33 …搬送ガイド
34 …上カバー
35 …下カバー
36 …カバー支点
41 …冷却ファン
42 …エアダクト
43 …吸気穴
44 …搬送リブ
45 …開口穴
46 …冷却ファン
47 …エアダクト
48 …吸気穴
51 …ベルト表面エリア
52 …先端部
53 …後端部
100、150 …画像形成装置

Claims (3)

1. トナー像を担持する像担持体と、回転可能であり転写材を搬送する搬送ベルトと、前記像担持体に前記搬送ベルトを介して対向し、前記像担持体から前記搬送ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する転写部材と、転写材に転写されたトナー像を加熱定着する定着手段と、を有し、前記定着手段に加熱された転写材を反転させて前記像担持体と前記転写部材が対向する対向位置に搬送することで転写材の両面にトナー像を形成可能な画像形成装置において、
   転写材の両面にトナー像を形成する場合に反転した転写材を前記対向位置に搬送するための搬送ローラと、前記搬送ベルトを保護し、転写材の搬送をガイドする搬送ガイドと、前記搬送ガイドを介して前記搬送ベルトと対向し前記搬送ガイドに向かってエアを吹き付ける冷却ファンと、を有し、前記搬送ベルトと前記搬送ガイドが対向する位置において、前記搬送ベルトの回転方向と前記搬送ローラの転写材搬送方向は同じであり、前記冷却ファンの前記エアの吹き付け方向は前記搬送ベルトの回転方向と逆向きであり、前記搬送ガイドは、開口穴を設けた領域を有し、且つ、前記開口穴を設けた領域よりも前記搬送ベルトの回転方向上流側の領域は開口穴を設けない領域であり、反転した転写材は前記搬送ローラによって前記搬送ガイドに沿って搬送され、前記搬送ローラが転写材を搬送している場合は前記エアによって転写材を冷却可能であり、前記搬送ローラが転写材を搬送していない時は前記開口穴を設けた領域を通過した前記エアによって前記搬送ベルトを冷却可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記開口穴は、前記搬送ベルトの回転方向において、下流に進むに従い絞られた形状であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 転写材の両面にトナー像を形成する場合に、前記定着手段を通過した後に前記搬送ローラによって搬送される転写材が接触する前記搬送ベルトの領域が前記搬送ベルトの回転によって前記冷却ファンに対向する位置に到達した時に、前記搬送ベルトは前記冷却ファンによって冷却されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

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