JP4552545B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、転写材を静電吸着して搬送しながらトナー像を転写する転写搬送ベルトを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、転写装置によってこのトナー像を感光体ドラム上から転写材に転写した後、定着装置により加熱および加圧することでトナー像を転写材に定着している。

かかる画像形成装置に用いられる転写装置においては、近年、転写搬送ベルトを感光体ドラムに当接させて、この転写搬送ベルトと感光体ドラムとの当接領域に転写材を挟持させるとともに、転写搬送ベルトに転写バイアスを印加して、感光体ドラム上のトナー像を転写する転写方式が採用されている。
このような転写搬送ベルトを用いた転写装置では、従来のコロナ帯電方式と比べて、高電圧電源を必要としないことから装置の小型化や製造コストの低減化が可能である。またオゾンの発生が極めて少なく、加えて、紙粉やトナーの付着による汚れに対しても転写性能が安定している等の利点もある。さらに、転写搬送ベルト周りをユニット化して、感光体ドラムと接離可能に構成したり、画像形成装置の前面側から引き出せるように構成することも可能であることから、転写材の搬送経路中において紙詰まり（ジャム）が生じた場合のジャム処理が容易である。また、画像形成装置の占有面積の縮小化を図ることも可能となる。

ところが、転写搬送ベルトを用いた転写装置は、定着装置の近傍に隣接して配置されることから、定着装置からの熱を受けて温度上昇が生じ易い。特に、高速機においては、定着装置から放出される熱量が多く、また両面印刷機能を有する装置においては、一旦定着装置を通過して熱を有する転写材を担持して搬送することから、温度上昇は大きなものとなる。
転写搬送ベルトを用いた転写装置の温度が上昇すると、転写搬送ベルトのテンションを維持することが困難となる場合がある。また、転写搬送ベルトに付着したトナー等を除去するために設けられたベルトクリーニング装置において、転写搬送ベルトと当接するクリーニング部材にトナーが固着してクリーニング不良が生じたり、回収されたトナーが熱により互いに融着して、回収トナーを外部の回収ボックスに送り出す際に搬送不良が生じる場合がある。さらには、転写装置に設けた電気部品に不具合が生じる場合もある。そのため、このような転写装置においては、温度上昇を抑える必要がある。

ここで、定着装置からの熱による温度上昇を抑制する従来技術として、中間転写ベルトの近傍に、中間転写ベルトに冷却風を送ってこれを冷却させるファンを設け、この冷却ファンは、転写装置よりも下流側のベルト面に対向配置され、中間転写ベルトの走行中に、ベルトの幅方向全体に亘って直接冷却風を吹き付けて冷却するように構成した技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来技術として、冷却用のエアフローを生成するファンを備え、このファンが生成するエアフローを分流する分流手段をファンに対向配置し、分流された一方のエアフローを定着装置に沿って配置されたダクトに導く一方、分流された他方のエアフローを電源、基板に導くように構成した技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２９５４０号公報(第３−４頁) 特開平８−２２２３７号公報(第３−４頁)

しかしながら、特許文献１に記載された技術のように、特定の領域を集中的に冷却する方法では、転写搬送ベルト周りの全体の温度上昇を抑えるには不充分である。また、特定の領域に冷却風を集中させるために、ファンを近傍に設けるか、または冷却風を集中させるためのダクトが必要となり、装置の大型化・複雑化を招くこととなる。
一方、特許文献２に記載された技術のように、定着装置に対向して配置される部材を、内部がエアフローされているダクトによって熱的に遮断する方法においても、例えば、両面印刷機能を有する装置において、一旦定着装置を通過して熱を有する転写材を担持して搬送する場合には、加熱された転写材によって直接熱を受けるので、転写装置の温度上昇を抑えることは困難である。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、転写搬送ベルトを備えた転写装置の全体の温度上昇を効果的に抑制することにある。

かかる目的のもと、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を転写材に転写し、転写材を担持して搬送する転写搬送ベルトと、転写搬送ベルトの転写材を担持する面を残して転写搬送ベルトを覆うとともに、転写搬送ベルトの移動方向に沿った両側部にそれぞれ開口が形成されたハウジングとを備えたことを特徴としている。

ここで、ハウジングは、一方の開口から外部の空気を吸入し、他方の開口から内部の空気を排出することを特徴とすることができる。また、ハウジングの内部に、転写搬送ベルトの外表面に当接して転写搬送ベルトを清掃するクリーニング手段と、クリーニング手段に沿って空気が通過する通風路とをさらに備えた構成とすることもできる。特に、クリーニング手段は、転写搬送ベルトに当接するクリーニングブレードとクリーニングブレードを保持する金属製のブレードホルダとを有し、通風路はクリーニングブレードとブレードホルダとに沿って形成された構成とすることができる。さらには、クリーニング手段は、転写搬送ベルトから清掃された清掃物をクリーニング手段の外部に搬送する搬送部材を有し、搬送部材は清掃物を転写搬送ベルトの転写材を搬送する方向における上流側に寄せながら搬送する構成とすることもできる。
また、ハウジングは、転写搬送ベルトの搬送方向における両端部領域の剛性が中央領域よりも高いことを特徴とすることができる。特に、転写搬送ベルトのかかる両端部領域においてトナー像形成手段との位置が設定されるように構成することができる。さらには、ハウジングは、トナー像形成手段との位置が設定される領域の剛性が高く、かかる領域以外の領域の剛性が低く構成されたことを特徴とすることができる。また、ハウジングは、開口がハウジングの中央部に形成されたことを特徴とすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を転写材に転写し、転写材を担持して搬送する転写搬送ベルトと、転写搬送ベルトの一の面と、転写搬送ベルトの一の面を残して転写搬送ベルトを覆うカバーとにより空気流を形成する空気流形成手段とを備えたことを特徴としている。
ここで、空気流形成手段は、転写搬送ベルトの転写材を担持する面が外壁となることを特徴とすることができる。また、転写搬送ベルトの外表面に当接して転写搬送ベルトを清掃するクリーニング手段をさらに備え、空気流形成手段は、空気流がクリーニング手段を通過するように形成されたことを特徴とすることもできる。

本発明の効果として、転写搬送ベルトを備えた転写装置の全体の温度上昇を効果的に抑制することにより、転写搬送ベルトのテンションを維持するとともに、転写搬送ベルトに付着したトナー等を除去するための良好なクリーニング性能を保つことが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１０の周囲に、感光体ドラム１０を帯電する帯電器１１、感光体ドラム１０上に静電潜像を書込むレーザ露光器１２（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、トナーが収容されて感光体ドラム１０上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１３、転写部１５における静電転写に先立ち感光体ドラム１０上のトナー像を帯電する転写前帯電器１４、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を転写部１５において転写材である記録紙（用紙）Ｐに転写する転写ユニット２０、転写部１５の下流側において感光体ドラム１０に近接して配置された画像濃度の調整を行うための画像濃度センサ１８、静電転写後の残留トナーの帯電量を低減するクリーニング前帯電器１６、感光体ドラム１０上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが配設されている。さらには、用紙Ｐに転写された未定着トナー像を定着する定着器６０、各装置（各部）の動作を制御する制御部３０を備えている。

転写ユニット２０は、駆動ロール２２とアイドルロール２３とによって張架された転写搬送ベルト２１と、転写搬送ベルト２１の内側に配設され、転写搬送ベルト２１を介して感光体ドラム１０に圧接される転写ロール２４とを備えている。そして、転写部１５に搬送されてくる用紙Ｐに感光体ドラム１０上のトナー像を転写する機能と、転写部１５においてトナー像が転写された用紙Ｐを定着器６０まで搬送する機能とを有している。

また、本実施の形態の画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送された用紙Ｐを所定のタイミングで転写部１５に送り込むレジストロール５４、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐをレジストロール５４に導く搬送シュート５３、レジストロール５４から送り出された用紙Ｐを転写部１５に導くインレットシュート５５、転写ユニット２０によりトナー像が転写されて搬送されてくる用紙Ｐを定着器６０へ導く定着入口ガイド５６を備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、ガンマ補正、枠消し編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、レーザ露光器１２に出力される。

レーザ露光器１２では、入力された画像データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを感光体ドラム１０に照射している。感光体ドラム１０では、帯電器１１によって表面が所定の帯電電位に帯電された後、このレーザ露光器１２によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。
形成された静電潜像は、現像器１３によってトナー像が現像される。すなわち、例えばトナーとキャリアからなる現像剤を担持した現像剤担持体（現像スリーブ）１３ａに、図示しない電源から直流電圧からなる現像バイアス、または交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアスが印加されて、感光体ドラム１０との間に現像電界が形成される。それによって、現像スリーブ１３ａ上のトナーが静電潜像の画像部に転移し、静電潜像が可視像化される。

ここで、本実施の形態の画像形成装置では、所定のサイクル毎にセットアップサイクルが実行される。すなわち、実際の画像形成動作に先立って、所定のパッチ領域が所定の条件で現像される。その際には、後段で説明するように、転写ユニット２０の転写搬送ベルト２１は感光体ドラム１０から離隔した状態に設定される。その状態で、現像されたパッチ領域は転写部１５をそのまま通過し、転写部１５の下流側に配設された画像濃度センサ１８によってパッチ領域のトナー像の濃度が計測される。画像濃度センサ１８によって計測されたトナー濃度信号は制御部３０に送られる。そして、画像濃度センサ１８からの信号に基づく制御部３０からの指示により、帯電器１１による感光体ドラム１０の帯電電位および／または現像器１３に印加される現像バイアス値が調整され、所定の画像濃度が維持されるように設定されることとなる。

次に、実際の画像形成動作時おける感光体ドラム１０上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１０と転写ユニット２０とが当接する転写部１５に搬送される。トナー像が転写部１５に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が転写部１５に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経てレジストロール５４に到達する。このレジストロール５４においては、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された感光体ドラム１０の移動タイミングに合わせてレジストロール５４が回転する。それによって、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされ、用紙Ｐはインレットシュート５５から転写部１５に送り出される。

転写部１５では、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、転写ユニット２０の転写搬送ベルト２１を介して、感光体ドラム１０と転写ロール２４との間に挟み込まれる。その際に、転写ロール２４にはトナーの帯電極性（ここでは、マイナス極性とする。）と反対極性の電圧（転写バイアス）が印加されることで、転写ロール２４から転写搬送ベルト２１に感光体ドラム１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。それにより、感光体ドラム１０上に担持された未定着トナー像は、感光体ドラム１０と転写ロール２４とによって押圧される転写部１５において、用紙Ｐ上に静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、転写ユニット２０の転写搬送ベルト２１に静電吸着された状態で感光体ドラム１０から剥離されて搬送され、転写ユニット２０の用紙Ｐ搬送方向下流側に設けられた定着器６０まで送られる。なお、用紙Ｐが感光体ドラム１０から剥離されず、感光体ドラム１０に吸着されたままの状態となった場合には、転写部１５の下流側の感光体ドラム１０表面近傍に配設された分離爪（不図示）によって、用紙Ｐは感光体ドラム１０から分離され、転写搬送ベルト２１に静電吸着されるように構成されている。
転写搬送ベルト２１の定着器６０側の後端部では、転写搬送ベルト２１が駆動ロール２２に巻き付く際の曲率、および用紙Ｐのコシによって、用紙Ｐは転写搬送ベルト２１から剥離される。そして、用紙Ｐは、定着入口ガイド５６に導かれて定着器６０に搬送される。
定着器６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器６０において熱および圧力による定着処理を受けることによって用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送され、一連の画像形成動作が完了する。

なお、本実施の形態の画像形成装置では、単色のトナー画像を形成する構成としたが、本発明は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を重ね合わせてカラートナー画像を形成するカラー画像形成装置に適用することも可能である。

続いて、転写ユニット２０について詳細に説明する。
図２は、転写ユニット２０の構成を示す断面図である。図２に示すように、転写ユニット２０は、用紙Ｐに感光体ドラム１０上のトナー像を転写するとともに、トナー像が転写された用紙Ｐを搬送する転写搬送部２０Ａ、転写搬送部２０Ａを感光体ドラム１０に接離させるリトラクト機構部２０Ｂ、転写搬送部２０Ａに付着した紙粉やトナー等の付着物を除去するクリーニング手段の一例としてのクリーニング部２０Ｃ、搬送されてくる用紙Ｐを転写部１５に導くインレットシュート部２０Ｄで構成されている。

図３は、転写ユニット２０の構成を示す斜視図である。図３に示すように、転写ユニット２０の転写搬送部２０Ａは、感光体ドラム１０の軸方向に亘って配設された転写搬送ベルト２１、転写搬送ベルト２１を張架して矢印Ｂ方向へ回動させる駆動ロール２２、転写搬送ベルト２１を張架して所定のテンションを付与するアイドルロール２３、感光体ドラム１０との間で転写電界を形成してトナー像を用紙Ｐに転写する転写ロール２４により構成されている。

転写搬送ベルト２１は、例えばクロロプレンのブレンドゴムにカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０^６〜１０^８Ωｃｍに設定された半導電性のエンドレスベルトである。駆動ロール２２は、画像形成装置本体側の駆動モータ（不図示）からカップリング２５によって駆動が伝達されるように構成され、所定の速度で転写搬送ベルト２１を回動させる。また、転写ロール２４は、表面はカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はカーボンを分散したＥＰＤＭゴムのロールからなり、硬度は例えば２５°(アスカーＣ)に設定されている。そして、転写ロール２４には、転写電源（不図示）からトナー帯電極性（マイナス極性）とは反対極性（プラス極性）の転写バイアスが安定的に印加される。それにより、転写ロール２４から転写搬送ベルト２１に対し、感光体ドラム１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。
また、転写搬送部２０Ａは、駆動ロール２２を揺動中心として、リトラクト機構部２０Ｂによりアイドルロール２３側が揺動するように構成され、感光体ドラム１０と接離可能に構成されている。

次に、リトラクト機構部２０Ｂは、転写搬送部２０Ａの下部に配置されている。図４は、転写ユニット２０から転写搬送部２０Ａを取り外した状態の構成を表した斜視図である。図４に示すように、リトラクト機構部２０Ｂは、転写搬送部２０Ａの幅方向両端部に配設され、転写搬送部２０Ａのアイドルロール２３を支持しながら押し上げる接離板３１、両端部に接離板３１が固設され、接離板３１を揺動させるリンクシャフト３２、リンクシャフト３２の中央部に連結された揺動アーム３３、揺動アーム３３を揺動駆動する直流ソレノイド３４により構成されている。かかるリトラクト機構部２０Ｂでは、直流ソレノイド３４に電流が流されると、直流ソレノイド３４は揺動アーム３３を押し下げる方向に移動させる。それによって、揺動アーム３３に連結されたリンクシャフト３２は回転し、リンクシャフト３２の両端部に固設された接離板３１は上方に揺動する。

転写ユニット２０においては、上述したパッチ領域のトナー像濃度の計測時（セットアップサイクル）や画像形成装置の待機時には、転写搬送部２０Ａは感光体ドラム１０から離隔した状態に設定されている。図５は、転写搬送部２０Ａが感光体ドラム１０から離隔した状態を表した図である。図５に示すように、画像形成装置のセットアップサイクルや待機時においては、リトラクト機構部２０Ｂの直流ソレノイド３４に電流が通電されておらず、直流ソレノイド３４に接続された揺動アーム３３は押し上げられた位置に設定されている。そのため、揺動アーム３３に連結されたリンクシャフト３２は、リンクシャフト３２の両端部に固設された接離板３１を下方に位置させる。転写搬送部２０Ａのアイドルロール２３は両端部が接離板３１に支持されているので、接離板３１により転写搬送部２０Ａは感光体ドラム１０から離隔した状態に設定される。

一方、通常の画像形成動作時においては、転写搬送部２０Ａは感光体ドラム１０に当接した状態に設定される。図６は、転写搬送部２０Ａが感光体ドラム１０に当接した状態を表した図である。画像形成動作時には、レジストロール５４まで給紙されて待機していた用紙Ｐが、レジストロール５４により、トナー像が担持された感光体ドラム１０の移動タイミングに合わせて送り出される。その際に、インレットシュート５５に導かれて用紙Ｐの先端が感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１との当接部近傍まで到達したことをセンサ（不図示）によって検知する。そして、このセンサからの信号を制御部３０が入力すると、制御部３０はリトラクト機構部２０Ｂの直流ソレノイド３４をオンし、通電が開始される。それによって、直流ソレノイド３４は揺動アーム３３を押し下げる方向に移動させる。揺動アーム３３が押し下げられると、揺動アーム３３に連結されたリンクシャフト３２は回転して、リンクシャフト３２の両端部に固設された接離板３１は上方に揺動する。そして、両端部が接離板３１に支持された転写搬送部２０Ａのアイドルロール２３は、感光体ドラム１０に当接した状態に設定される。その際に、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１との当接部には、ニップ部が形成される。

転写搬送部２０Ａが感光体ドラム１０に当接すると、駆動ロール２２の回転駆動により搬送される転写搬送ベルト２１上の用紙Ｐは、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１とのニップ部に進入し、転写ロール２４に転写電源（不図示）からトナー帯電極性（マイナス極性）とは反対極性（プラス極性）の転写バイアスが印加されることで、転写搬送ベルト２１には感光体ドラム１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。そして、感光体ドラム１０上のトナーが用紙Ｐに転写される。その後、用紙Ｐは転写搬送ベルト２１に静電吸着された状態で搬送され、定着器６０に送られる。

次に、クリーニング部２０Ｃは、図２に示したように、転写搬送部２０Ａの転写搬送ベルト２１表面上に付着した紙粉やトナー等の付着物を拭き取るクリーニングブラシ４１、クリーニングブラシ４１に付着した付着物を叩き落すべく、クリーニングブラシ４１に食い込むように当接して配置されたフリッカーバー４２、転写搬送ベルト２１の搬送方向におけるクリーニングブラシ４１の下流側に配設され、転写搬送ベルト２１表面上の付着物を掻き取るクリーニングブレード４３、クリーニングブラシ４１およびクリーニングブレード４３により転写搬送ベルト２１表面から除去された紙粉やトナー等を受けるクリーニングボックス４４、クリーニングボックス４４内の紙粉やトナー等を回収ボトル（不図示）へ搬送する回収コイル４５、クリーニングブレード４３を保持するブレードホルダ４６により構成されている。

クリーニングブラシ４１は、表面に例えば太さが５．７デニール、繊維密度が３０Ｋ／ｉｎｃｈ^２である導電性ポリエステル（電気抵抗１０^５〜１０^６Ω）からなるブラシ繊維が形成されたブラシロールであり、転写搬送ベルト２１の搬送方向と順方向に回転するように構成されている。また、クリーニングブレード４３は、例えば厚さ１ｍｍのウレタンゴムからなる板状部材であり、転写搬送ベルト２１に対してカウンタ当接して配置されている。そして、クリーニングブラシ４１は、転写搬送ベルト２１の搬送方向とは反対方向に回転しながら、転写搬送ベルト２１表面上に付着した紙粉やトナー等の付着物を拭き取り、大部分の付着物を転写搬送ベルト２１表面上からクリーニングボックス４４に回収する。さらに、クリーニングブラシ４１の下流側に配置されたクリーニングブレード４３は、クリーニングブラシ４１によって拭き取りきれなかった付着物を掻き取って、クリーニングボックス４４に回収する。特に、トナーとして小粒径の重合トナーが用いられた場合のように、付着物の転写搬送ベルト２１への付着力が強い場合には、クリーニングブラシ４１との接触による付着力低減効果と、クリーニングブレード４３の掻き取り効果との相乗効果によって、付着物を充分に除去することができる。

また、回収コイル４５は、図２中の矢印Ｃの方向に回転しながらクリーニングボックス４４内の紙粉やトナー等を回収ボトル（不図示）へ搬送する。回収コイル４５は、矢印Ｃの方向、すなわちクリーニングボックス４４の底面において回収された紙粉やトナー等を定着器６０側から離れる方向（転写搬送ベルト２１の用紙Ｐを搬送する方向における上流側）に移動させるように回転することで、紙粉やトナー等はクリーニングボックス４４内の定着器６０側とは反対側の側壁４４ａに沿って搬送される。そのため、回収されたトナーは定着器６０からの熱を受け難く、トナー同士の融着を抑えることができるので、回収された紙粉やトナー等をスムーズに回収ボトルまで搬送することが可能である。

さらに、インレットシュート部２０Ｄは、転写搬送部２０Ａの上流側に配置されている。そして、感光体ドラム１０を支持する感光体ドラム支持ユニットに固設された感光体ドラムインレットシュート５５ａ、およびレジストロール５４を支持するレジストロール支持ユニットに固設されたレジストロールインレットシュート５５ｂ（図１参照）と組み合わされて、インレットシュート５５を構成している。かかるインレットシュート５５は、レジストロール５４から搬送されてくる用紙Ｐを、転写部１５における感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１とのニップ部に、傾くことなく正確な姿勢を維持しながら搬入する。

ここで、本実施の形態の画像形成装置では、転写ユニット２０は、転写搬送部２０Ａが配置される上面を除き、転写ユニット２０のそれ以外の側面は側壁で覆われるように構成されていることを特徴としている。図７は、転写ユニット２０の外観を示す斜視図であるが、図７に示すように、本実施の形態の転写ユニット２０では、上部に転写搬送部２０Ａが配置され、転写ユニット２０の上面には転写搬送ベルト２１の一方のベルト面が露出するように構成されている。それに対し、転写ユニット２０の上面以外の側面は、転写搬送ベルト２１の用紙Ｐ搬送方向上流側の側壁（上流側側壁）７１および下流側の側壁（下流側側壁）７２と、転写搬送ベルトの移動方向に沿った両側部である前面側壁７３および後面側壁７４と、底面側壁（不図示）とによって覆われるように構成されている。そして、前面側壁７３および後面側壁７４には、それぞれ通気用の開口部が設けられている。すなわち、転写ユニット２０は、上面にだけ転写搬送部２０Ａが配置される開口面を有するハウジング７０に覆われ、転写ユニット２０の全体が前面側壁７３の開口部から後面側壁７４の開口部に空気流を通気させる空気流形成手段の一例としてのダクトを形成するように構成されている。

このように、転写ユニット２０の全体がダクトを形成することで、前面側壁７３の開口部から送り込まれた空気の殆どを、転写ユニット２０の内部全域にくまなく通過させることができる。それにより、転写ユニット２０に配置されて温度上昇が生じる部材の表面を、送り込まれた充分な空気流が通過することとなるので、これらの温度上昇が生じる部材を効果的に冷却することが可能となる。
すなわち、転写ユニット２０には、定着器６０からの熱を直接的に受けたり、両面印刷時に用紙Ｐから熱を受けること等により昇温する転写搬送ベルト２１、転写ロール２４に転写バイアスを供給する転写電源、リトラクト機構部２０Ｂにおける直流ソレノイド３４等の温度上昇が生じる部材（昇温部材）が配設されている。これに対し、前面側壁７３の開口部から送り込まれた空気は、転写ユニット２０の全体がダクトを形成することから、後面側壁７４の開口部以外に漏洩することが極めて少なく、前面側壁７３の開口部から後面側壁７４の開口部に至る豊富な流量の空気流が形成される。そのため、これらの昇温部材にはそれぞれ充分な流量の空気流が通過することになり、これらの昇温部材を高い効率で冷却することが可能となる。

図８は、転写ユニット２０内部の空気の流れを示す図である。図８に示すように、画像形成装置本体に配設された不図示のファンおよび送風ダクトから供給される空気流（矢印）は、前面側壁７３の開口部７３ａから転写ユニット２０内部に送り込まれる。そして、転写ユニット２０内部の昇温部材から熱を奪いながら転写ユニット２０内部を通過し、後面側壁７４の開口部７４ａから、画像形成装置本体に配設された不図示の排気ダクトを通って排出される。その間、後面側壁７４の開口部７４ａ以外からの空気流の漏洩は殆どないため、転写ユニット２０内部においては、前面側壁７３の開口部７３ａから後面側壁７４の開口部７４ａに至る流量豊富な空気流路が形成される。そのため、昇温部材を冷却するのに充分な空気流が供給され、効果的な冷却が行なわれる。なお、図８においては、転写搬送部２０Ａを取り外した状態の転写ユニット２０の構成を表しているが、転写ユニット２０内部に供給された空気流は、転写搬送ベルト２１表面も通過し、転写搬送ベルト２１をも効果的に冷却する。
これにより、転写搬送ベルトのテンションの低下を抑えることが可能となり、また、転写電源や直流ソレノイド３４等の電気部品における動作不良を抑制することもできる。

また、転写ユニット２０では、クリーニング部２０Ｃのクリーニングブレード４３を冷却するように、空気流がクリーニングブレード４３を通過するように構成されている。図９は、転写搬送部２０Ａを取り外した状態の転写ユニット２０を上部から見た図である。図９に示したように、クリーニング部２０Ｃでは、クリーニングブレード４３の下流側領域に空間が形成されるように、クリーニングブレード４３を保持するブレードホルダ４６が転写搬送ベルト２１の搬送方向下流側に長く延びて形成されている。またクリーニングブレード４３の下流側領域に形成された空間の両端部は解放されている。そのため、空気流（図中矢印）がクリーニングブレード４３と転写搬送ベルト２１とで形成される空間を通過することができる。

このように、本実施の構成の転写ユニット２０においては、転写ユニット２０内部に供給された空気流の一部がクリーニングブレード４３と転写搬送ベルト２１とで形成される空間を通過することで、クリーニング部２０Ｃのクリーニングブレード４３およびブレードホルダ４６を直接的に冷却することができる。特に、ブレードホルダ４６を板金で形成すると、熱放射効率が高いため、クリーニングブレード４３における冷却効果を高めることができる。そのため、クリーニングブレード４３にトナーが固着することが抑えられて、転写搬送ベルト２１表面に対する良好なクリーニング性能を維持することが可能となる。
なお、図９においては転写ユニット２０内部に供給される空気流のすべてを示さなかったが、転写ユニット２０内部に供給された空気流の他の一部は、図８に示したように、転写搬送ベルト２１、転写ロール２４に転写バイアスを供給する転写電源、リトラクト機構部２０Ｂにおける直流ソレノイド３４を同時に通過して冷却している。

次に、前面側壁７３に設けた開口部７３ａ、および後面側壁７４に設けた開口部７４ａの配置位置について述べる。図７および図８に示したように、開口部７３ａおよび開口部７４ａは、それぞれ前面側壁７３および後面側壁７４の中央部に配置している。
図１０は、画像形成装置内において転写ユニット２０が設置され、感光体ドラム１０を支持する感光体ドラムユニット１０ａに当接している状態を示した図である。転写ユニット２０は、転写搬送部２０Ａの駆動ロール２２の回転軸が画像形成装置の本体フレーム（不図示）にベアリングで軸支され、転写ユニット２０が駆動ロール２２の回転軸を回転中心として揺動自在となるように構成されている。そして、転写ユニット２０は、転写ユニット押上レバー８０を押し上げることによって、転写ユニット押上レバー８０により付勢され、感光体ドラムユニット１０ａに当接する。その際には、前面側壁７３および後面側壁７４の上部であって、転写ユニット２０の回転中心とは反対側の端部に設けられた突当部（転写ユニット２０の突当部）が、感光体ドラムユニット１０ａに突き当てられることで、感光体ドラム１０に対して転写ユニット２０が位置決めされる。
この状態で、感光体ドラム１０と転写ユニット２０の転写搬送ベルト２１とは所定の位置関係を持って当接し、所定幅のニップ部が形成される。また、感光体ドラム１０と転写ユニット２０の転写ロール２４とが所定の位置関係を持って設定される。そして、用紙Ｐに対するトナー像の最適な転写が施される。

一方、例えば転写ユニット２０において紙詰まり（ジャム）が生じた場合等には、転写ユニット押上レバー８０が解除されることで、転写ユニット２０は、転写ユニット２０の回転中心を中心として感光体ドラムユニット１０ａから離隔する。それによって、転写ユニット２０が解放された状態となり、ジャムした用紙Ｐを取り除くことができる。

このように、転写ユニット２０は、転写ユニット押上レバー８０によって付勢された状態で、感光体ドラムユニット１０ａに当接するが、その際には、転写ユニット２０には、転写ユニット押上レバー８０から押し上げ力が作用するとともに、この転写ユニット押上レバー８０からの押し上げ力に対抗して、転写ユニット２０の回転中心および転写ユニット２０の突当部には抗力が作用している。
しかし、感光体ドラムユニット１０ａおよび転写ユニット２０の回転中心は、画像形成装置の本体フレーム（不図示）に位置決めされて設定されているので、感光体ドラムユニット１０ａおよび転写ユニット２０の回転中心の設定位置には、所定の範囲内で位置のばらつき（誤差）を有している。したがって、転写ユニット２０が転写ユニット押上レバー８０から押し上げられた際に、感光体ドラムユニット１０ａおよび転写ユニット２０の回転中心の設定位置が誤差範囲内で振れた場合に、転写ユニット２０に弾性変形（歪み）を生じさせるような力が働く場合がある。

ところが、転写ユニット２０では、転写ユニット２０の突当部が感光体ドラムユニット１０ａに突き当てられることで、感光体ドラム１０に対して転写ユニット２０が位置決めされ、感光体ドラム１０と、転写ユニット２０の転写搬送ベルト２１および転写ロール２４とが所定の位置関係を持って設定される。そのため、感光体ドラムユニット１０ａとの当接領域で転写ユニット２０に歪みを生じさせるような力が働くと、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１および転写ロール２４との位置関係が所定の状態に設定することができない場合が生じる。
また、転写ユニット２０の回転中心側には、クリーニング部２０Ｃが配設されている。そのため、転写ユニット２０の回転中心側に歪みを生じさせるような力が働くと、転写搬送ベルト２１に対するクリーニングブレード４３の当接が不均一となり、クリーニング不良が生じる場合がある。

そこで、本実施の形態の転写ユニット２０においては、転写ユニット２０に歪みを生じさせるような力が働く場合には、転写ユニット２０に歪みが生じるように構成するとともに、歪みが生じる領域として、その歪みによって大きな影響を受けない転写ユニット２０の中央部を設定している。具体的には、ハウジング７０をＰＣＡＢＳ樹脂やＡＢＳ樹脂等の剛性が比較的小さな樹脂で形成している。さらに、転写ユニット２０の中央部に開口部７３ａおよび開口部７４ａを配置することで、転写ユニット２０の中央部の剛性が他の領域（転写ロール２４が配置される領域やクリーニング部２０Ｃが配設される領域といった両端部領域）よりも小さくなるように構成している。それにより、転写ユニット２０に歪みを生じさせるような力が働く場合には、転写ユニット２０の中央部のみが歪むこととなり、歪みによる影響の大きな感光体ドラムユニット１０ａとの当接領域や転写ユニット２０の回転中心領域には歪みが生じることがない。
このように、開口部７３ａおよび開口部７４ａを、それぞれ前面側壁７３および後面側壁７４の中央部に配置することで、感光体ドラムユニット１０ａおよび転写ユニット２０の回転中心の設定位置が誤差範囲内で振れた場合においても、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１および転写ロール２４との所定の位置関係を保つとともに、転写搬送ベルト２１におけるクリーニング不良の発生を抑えることが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置では、転写ユニット２０を転写搬送部２０Ａに張架された転写搬送ベルト２１の一方のベルト面以外が側壁で覆われるように構成して、転写ユニット２０の全体が前面側壁７３の開口部から後面側壁７４の開口部に空気流を通気させるダクトを形成するように構成されている。このように構成することで、転写搬送ベルト２１、転写ロール２４に転写バイアスを供給する転写電源、リトラクト機構部２０Ｂにおける直流ソレノイド３４等の昇温部材に対し、送り込まれた充分な流量の空気流が通過することとなるので、これらの昇温部材を効果的に冷却することが可能となる。
そのため、転写搬送ベルトのテンションの低下を抑えることが可能となり、また、転写電源や直流ソレノイド３４等の電気部品における動作不良を抑制することもできる。さらには、クリーニングブレード４３にトナーが固着することが抑えられ、転写搬送ベルト２１表面に対する良好なクリーニング性能を維持することが可能となる。
加えて、簡易な構成で転写ユニット２０の全体の冷却を行なうことができるので、画像形成装置の小型化・低コスト化を図ることができる。

また、開口部７３ａおよび開口部７４ａを、それぞれ前面側壁７３および後面側壁７４の中央部に配置することにより、感光体ドラムユニット１０ａおよび転写ユニット２０の回転中心の設定位置が誤差範囲内で振れた場合においても、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト２１および転写ロール２４との所定の位置関係を保つとともに、転写搬送ベルト２１におけるクリーニング不良の発生を抑えることも可能となる。

本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、さらにはこれらの複合機等への適用がある。

本発明の画像形成装置の概略構成図である。 転写ユニットの構成を示す断面図である。 転写ユニットの構成を示す斜視図である。 転写搬送部を取り外した状態の転写ユニットの構成を表した斜視図である。 転写搬送部が感光体ドラムから離隔した状態を表した図である。 転写搬送部が感光体ドラムに当接した状態を表した図である。 転写ユニットの外観を示す斜視図である。 転写ユニット内部の空気の流れを示す図である。 転写搬送部を取り外した状態の転写ユニットを上部から見た図である。 転写ユニットが感光体ドラムユニットに当接している状態を示した図である。

符号の説明

１０…感光体ドラム、１０ａ…感光体ドラムユニット、１１…帯電器、１２…レーザ露光器、１３…現像器、１５…転写部、１７…ドラムクリーナ、１８…画像濃度センサ、２０…転写ユニット、２０Ａ…転写搬送部、２０Ｂ…リトラクト機構部、２０Ｃ…クリーニング部、２０Ｄ…インレットシュート部、２１…転写搬送ベルト、２２…駆動ロール、２３…アイドルロール、２５…カップリング、３０…制御部、３１…接離板、３２…リンクシャフト、３３…揺動アーム、３４…直流ソレノイド、４１…クリーニングブラシ、４２…フリッカーバー、４３…クリーニングブレード、４４…クリーニングボックス、４５…回収コイル、４６…ブレードホルダ、５５…インレットシュート、６０…定着器、７１…上流側側壁、７２…下流側側壁、７３…前面側壁、７３ａ,７４ａ…開口部、７４…後面側壁、８０…転写ユニット押上レバー

Claims (10)

1. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
   循環移動可能に設けられるとともに両端部に端部開口が形成され、前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を転写材に転写し当該転写材を担持して搬送する転写搬送ベルトと、
   前記転写搬送ベルトの前記転写材を担持する面を残して当該転写搬送ベルトを覆うとともに当該覆った箇所に位置する当該転写搬送ベルトの外周面との間に間隙を有した状態で配置され、当該転写搬送ベルトの移動方向に沿った両側部のそれぞれにハウジング開口が形成されたハウジングと、を備え、
   前記ハウジングの前記両側部のそれぞれに形成された前記ハウジング開口のうちの一方のハウジング開口は、第１のハウジング開口と第２のハウジング開口とにより少なくとも構成され、
   前記第１のハウジング開口は、少なくとも一部が前記転写搬送ベルトの前記端部開口に対向するように設けられるとともに、当該転写搬送ベルトの内部を通過してきた空気を前記ハウジングの外部に排出可能に若しくは当該ハウジングの外部の空気を当該端部開口に供給可能に設けられ、
   前記第２のハウジング開口は、前記転写搬送ベルトの前記外周面と前記ハウジングとの間に形成された前記間隙に対向配置され、当該間隙からの空気を当該ハウジングの外部に排出可能に若しくは当該ハウジングの外部の空気を当該間隙に供給可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ハウジングの前記両側部のそれぞれに形成された前記ハウジング開口のうちの他方のハウジング開口は複数設けられ、複数設けられた当該ハウジング開口の各々は、前記転写搬送ベルトの前記移動方向において互いにずらされた状態で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. 前記転写搬送ベルトの前記外周面に対向配置されるとともに一方の端部が当該外周面に当接するクリーニングブレードと、当該クリーニングブレードに沿って形成され前記ハウジング開口からの空気が通過する通風路とをさらに備え、
   前記通風路は、前記転写搬送ベルトの前記外周面と前記クリーニングブレードとの間に形成される間隙によって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. 前記間隙には、温度上昇が生じる昇温部材が設けられ、
   前記第１のハウジング開口は、前記端部開口および前記間隙の両者に対向するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 前記ハウジングの内部に、前記転写搬送ベルトの前記外周面に当接して当該転写搬送ベルトを清掃するクリーニング手段をさらに備え、
   前記クリーニング手段は、底面を有し前記転写搬送ベルトから清掃された清掃物を収容する収容部と、回転駆動し当該収容部に収容された当該清掃物を搬送する搬送部材と、をさらに有し、
   前記搬送部材は、当該搬送部材のうちの前記底面側に位置する底面側部位が前記転写材を搬送する方向における上流側に移動し当該底面側とは反対側に位置する上部側部位が当該転写材を搬送する方向に移動するように回転駆動し、当該底面上に位置する前記清掃物を当該底面側部位を用いることで当該転写材を搬送する方向における当該上流側に寄せながら搬送することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記ハウジングは、前記転写搬送ベルトの搬送方向における両端部領域の剛性が中央領域よりも高いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記ハウジングは、前記転写搬送ベルトの前記両端部領域において前記トナー像形成手段との位置が設定されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記ハウジングは、前記トナー像形成手段との位置が設定される領域の剛性が高く、当該領域以外の領域の剛性が低く構成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
9. 前記ハウジングに形成された前記第１のハウジング開口および前記第２のハウジング開口は、当該ハウジングの中央部に形成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
10. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
    循環移動可能に設けられるとともに両端部に端部開口が形成され、前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を転写材に転写し当該転写材を担持して搬送する転写搬送ベルトと、
    前記転写搬送ベルトの一の面と、当該転写搬送ベルトの一の面を残して当該転写搬送ベルトを覆うカバーとにより空気流を形成する空気流形成手段と、を備え、
    前記カバーは、前記転写搬送ベルトの前記一の面を残して当該転写搬送ベルトを覆うとともに当該覆った箇所に位置する当該転写搬送ベルトの外周面との間に間隙を有した状態で配置され、且つ、当該転写搬送ベルトの移動方向に沿った両側部のそれぞれにカバー開口が形成され、
    前記カバーの前記両側部のそれぞれに形成された前記カバー開口のうちの一方のカバー開口は、第１のカバー開口と第２のカバー開口とにより少なくとも構成され、
    前記第１のカバー開口は、少なくとも一部が前記転写搬送ベルトの前記端部開口に対向するように設けられるとともに、当該転写搬送ベルトの内部を通過してきた空気を前記カバーの外部に排出可能に若しくは当該カバーの外部の空気を当該端部開口に供給可能に設けられ、
    前記第２のカバー開口は、前記転写搬送ベルトの前記外周面と前記カバーとの間に形成された前記間隙に対向配置され、当該間隙からの空気を当該カバーの外部に排出可能に若しくは当該カバーの外部の空気を当該間隙に供給可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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