JP4765797B2 - 画像形成装置および転写装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置等に関する。

電子写真方式を利用した画像形成装置は、感光体ドラムの表面の感光体を、帯電装置によって帯電させた後、露光装置による露光によって電荷が減少した静電潜像を形成し、その静電潜像に現像装置によって帯電したトナーを付着させてトナー像を形成する。そして、感光体ドラム上のトナー像を、転写装置によって記録用紙等の記録媒体に転写し、定着装置によってそのトナー像を記録用紙に定着して排出する。

このような画像形成装置における定着装置としては、熱によってトナーを溶融させると共に加圧して記録用紙に固定するいわゆる熱定着方式が多く採用されている。
熱定着方式による一般的な定着装置は、所定の温度に加熱される加熱ロールに、表面が耐熱性の弾性素材によって形成された加圧ロールを、所定の圧力で圧接させて構成される。そして、両ロールの間に未定着のトナー像を保持する記録用紙を挟み込んで、加熱・加圧してトナー像を記録用紙に固定（定着）する。

ところで、画像形成装置では、高温化による機能不全や画質劣化の招来を防ぐため、定着装置をはじめとする他の機器（感光体ドラム等の駆動モータや制御機器）が発散する熱を、迅速に外部へ放出するように構成される。
特に、熱定着方式の定着装置を用いるものでは、隣接する機構への熱による悪影響を防ぐ構成が必要となる。
特許文献１には、定着装置と中間転写ベルトの間に熱反射板を備える構成、さらには、定着装置付近の暖められた空気を装置外部に排出する排気装置を設置する構成が開示されている。

特開２００２−１６９３５０号公報

本発明は、定着装置が放出する熱による不具合を抑制することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の画像形成装置は、トナー像を保持する像保持体と、像保持体が保持するトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体にトナー像を定着する定着装置と、転写装置と定着装置との間に設けられ、定着装置から転写装置への熱を遮蔽すると共に定着装置と転写装置の間に冷却空気の流路を形成する遮蔽部材と、を備えることを特徴とする。
ここで、遮蔽部材は、転写装置と定着装置との間に介在する遮蔽部と、転写装置と定着装置との間で記録媒体を支持してその移動を案内する支持案内部と、を備えていることを特徴とすることができる。
また、遮蔽部材によって形成された冷却空気の流路に冷却空気を通風させる通風装置を備えることを特徴とすることができる。

本発明の他の画像形成装置は、トナー像を保持する像保持体と、像保持体が保持するトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体にトナー像を定着する定着装置と、転写装置と定着装置との間に設けられ、定着装置から転写装置への熱を遮蔽する遮蔽部材と、を備え、転写装置は、周回して記録媒体を搬送する転写搬送ベルトと、転写搬送ベルトによる記録媒体の搬送方向下流側に設けられた転写搬送ベルトをクリーニングするクリーニング装置と、を有し、遮蔽部材は、定着装置とクリーニング装置の間に冷却空気の流路を形成することを特徴とする。
ここで、遮蔽部材は、定着装置とクリーニング装置の間に介在する遮蔽部と、転写装置と定着装置との間で記録媒体を支持してその移動を案内する支持案内部と、を備えることを特徴とすることができる。
本発明の転写装置は、画像形成装置の転写装置であって、周回駆動可能に張架されて記録媒体を搬送する転写搬送ベルト部材と、転写搬送ベルト部材の内側に配設され、トナー像を支持する像支持体に転写搬送ベルト部材を圧接させる転写部材と、転写搬送ベルト部材による記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、転写搬送ベルト部材をクリーニングするクリーニング装置と、クリーニング装置の記録媒体の移動方向下流側に設けられた遮蔽部材と、を備え、遮蔽部材は、クリーニング装置との間に冷却空気の流路を形成する遮蔽部と、記録媒体を支持しその移動を案内する支持案内部と、を有することを特徴とする。

請求項１の発明の画像形成装置によれば、遮蔽部材によって、定着装置が放出する熱によるクリーニング装置の不具合を抑制することができると共に、遮蔽部材の上面板が転写装置から定着装置に至る記録媒体を案内することができる。
請求項２の発明の画像形成装置によれば、冷却空気の流路に通風装置によって冷却空気を通風させることで、定着装置が放出する熱による不具合の抑制効果が一層向上する。
請求項３の発明の転写装置によれば、遮蔽部材によって、その記録用紙搬送方向下流側に位置する定着装置が放出する熱による不具合を抑制することができると共に、遮蔽部材の上面板が転写装置から定着装置に至る記録媒体を案内することができる。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す図である。図は、画像形成装置１を使用者が操作する側から見た図であり、以下、この手前側の面を正面、図中奥側の面を背面と呼称する。
画像形成装置１は、筐体フレーム１Ａの内部に、図中矢印Ａで示す方向に回転する像保持体の一例としての感光体ドラム１０が設けられ、この感光体ドラム１０の周囲に、その回転方向に沿って、帯電器１１、レーザ露光器１２、現像装置としての現像器１３、転写前帯電器１４、転写部１５を構成する転写装置としての転写ユニット２０、クリーニング前帯電器１６、ドラムクリーナ１７等の各種デバイスが配置されて構成されている。
また、画像形成装置１は、記録用紙Ｐを搬送する記録用紙搬送機構４０と、記録用紙Ｐに転写された未定着トナー像を定着する定着装置５０とを備えている。
さらに、筐体フレーム１Ａの正面側に吸気ファン２Ａが、背面側に排気ファン２Ｂがそれぞれ設けられている。これら吸気ファン２Ａと排気ファン２Ｂとが、本実施の形態における通風装置である。また、筐体フレーム１Ａの外部に、排紙トレイ２Ｃが設けられている。

感光体ドラム１０は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に、負極性に帯電する材料による有機感光層が形成されている。そして、図示しないドラム駆動モータによって回転駆動されるようになっている。
帯電器１１は、感光体ドラム１０に向かって開口するシールドケース内に２本の帯電ワイヤが張架されると共に開口部にグリッドが設けられて成るスコロトロン帯電器であり、図示しない高圧電源から帯電ワイヤとグリッドに所定のマイナスの電圧が印加され、感光体表面を負極性に帯電させる。

レーザ露光器１２は、入力された画像データに応じて、たと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、その周面の感光体上に静電潜像を形成する。
現像器１３は、現像バイアスが印加されて感光体ドラム１０との間に電像電界が形成される現像スリーブ１３Ａを備えており、負極性帯電タイプのトナーを用いて、感光体ドラム１０上の静電潜像を反転現像方式で現像する。
転写前帯電器１４は、感光体ドラム１０に対して非接触に配設されたコロトロン帯電器によって構成されており、負極性の放電を行って、感光体ドラム１０上のトナー像を形成するトナーの帯電量を転写前に調整する。

転写ユニット２０は、転写搬送ベルト部材としての転写搬送ベルト２１Ａと、転写搬送ベルト２１Ａの内側に配設された転写部材としての転写ロール２３とを備えている。
転写ロール２３は、転写搬送ベルト２１Ａをその内側から感光体ドラム１０に向けて押圧して圧接させている。また、転写ロール２３には、図示しない高圧電源が接続されており、転写搬送ベルト２１Ａに対して感光体ドラム１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷を付与するようになっている。
この転写ロール２３による転写搬送ベルト２１Ａの感光体ドラム１０への圧接部位が、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を記録用紙Ｐに転写する転写部１５である。
なお、転写ユニット２０については、後に詳述する。

クリーニング前帯電器１６は、感光体ドラム１０に対して非接触に配設されたコロトロン帯電器によって構成され、負極性の放電を行って転写後の感光体ドラム１０上に残留する電荷(転写電界と同極性の電荷)を除去する。
ドラムクリーナ１７は、感光体ドラム１０に対してカウンタ方向に圧接配置されたクリーニングブレード１７Ａを備えており、このクリーニングブレード１７Ａによって感光体ドラム１０の表面に残存するトナーを掻き落として除去する。

記録用紙搬送機構４０は、記録用紙Ｐを収容する用紙トレイ４１と、複数の搬送ロール４２とにより構成されており、用紙トレイ４１に収納された記録用紙Ｐを搬送ロール４２で所定の経路で搬送する。
定着装置５０は、内部に加熱源を有する加熱ロール５１と、この加熱ロール５１の下側に圧接配置された加圧ロール５２とにより構成されている。また、両ロール５１，５２の圧接部位に向けて記録用紙Ｐを案内する導入ガイド５３を備えている。そして、加熱ロール５１と加圧ロール５２との間にトナー像が転写された記録用紙Ｐを挟んで加熱加圧し、トナー像を記録用紙Ｐに固定する。

上記のごとく構成された画像形成装置１は、以下のように作用して画像形成を行う。
すなわち、感光体ドラム１０を回転駆動して、その表面の感光体を帯電器１１によって帯電させ、その帯電した感光体ドラム１０の感光体をレーザ露光器１２の露光ビームＢｍによって走査して静電潜像を形成する。ついで、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を、現像器１３によって現像して可視像化（トナー像化）し、転写前帯電器１４によってそのトナー像の帯電極性を揃える。
そして、転写部１５において、感光体ドラム１０と転写ロール２３との間に印加される転写バイアスによって、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を記録用紙搬送機構４０によって搬送される記録用紙Ｐに転写する。

トナー像を転写した後の記録用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１Ａによって定着装置５０に搬送し、定着装置５０でトナー像を定着して排紙トレイ２Ｃ上に排紙する。
一方、転写後に感光体ドラム１０に残存する残留トナーは、クリーニング前帯電器１６によって帯電された後、ドラムクリーナ１７によって除去する。これにより、一連の画像形成工程が終了する。
また、この画像形成作用を行う際に、正面側に設けられた吸気ファン２Ａが外気を装置内に吸入し、背面側に設けられた排気ファン２Ｂが装置内の空気を外部に排出する。これによって、内部の各作用機構の過熱を防ぐ。

つぎに、図１乃至図３に基づいて転写ユニット２０について詳細に説明する。
図２は転写ユニット２０の拡大図、図３は転写ユニット２０の斜視図である。なお、記録用紙Ｐは転写ユニット２０によって図中左側から右側に搬送される。このため、以下、左側を上流側、右側を下流側と称する。また、記録用紙Ｐの移動方向と直交する方向を前後方向と称する。
転写ユニット２０は、転写搬送部２１と、クリーニング装置としてのクリーニング部２２と、遮蔽部材としての熱遮蔽カバー２４と、を備えて構成されている。そして、記録用紙搬送機構４０によって搬送供給される記録用紙Ｐに、転写部１５において感光体ドラム１０上のトナー像を転写し、トナー像が転写された記録用紙Ｐを定着装置５０まで搬送する。

転写搬送部２１は、所定周長の転写搬送ベルト２１Ａが、それぞれ感光体ドラム１０と平行に配設される駆動ロール２１Ｂと従動ロール２１Ｃとに掛け回されている。その周回経路の内側には、前述のごとく感光体ドラム１０との間で転写電界を形成してトナー像を記録用紙Ｐに転写する転写ロール２３が配設されている。なお、従動ロール２１Ｃと転写ロール２３とにはそれぞれ高圧電源が接続されており、それぞれ独立にバイアスを印可することが可能となっている。

転写搬送ベルト２１Ａは、例えばクロロプレンゴムによるゴム層の表面に、ＰＴＦＥ（四フッ化ポリエチレン）を分散したウレタン樹脂によるオーバーコートが施された半導電性のエンドレスベルトである。
駆動ロール２１Ｂは、図示しない駆動モータによって回転駆動されるようになっており、これによって転写搬送ベルト２１Ａを図２及び３中矢印Ｂで示す方向に所定の速度で周回駆動するようになっている。

転写ロール２３は、金属のシャフトに発泡ゴム層が所定厚さに形成されて、所定の抵抗値に構成されている。
この転写ロール２３には、図示しない高圧電源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、転写搬送ベルト２１Ａ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を付与するようになっている。

クリーニング部２２は、クリーニングボックス２２Ａの内部に、クリーニングブレード２２Ｂと、クリーニングブラシ２２Ｃと、オーガ軸２２Ｄとを備えている。
クリーニングブレード２２Ｂは、ウレタンゴムによって所定厚さの板状に形成され、転写搬送ベルト２１Ａに、その移動方向に対してカウンタ方向に圧接配置されている。
クリーニングブラシ２２Ｃは、金属製のシャフトに所定の電気抵抗値の毛が植設されて成る円柱状のブラシであり、シャフトが接地されて設けられている。また、図示しない駆動源よって、転写搬送ベルト２１Ａの搬送方向とは反対方向に回転駆動されるようになっている。
オーガ軸２２Ｄは、軸の周囲に送り羽根が螺旋状に形成されており、図示しない駆動源によって回転駆動されて、クリーニングボックス２２Ａ内の紙粉やトナー等を背面側の軸端に設けられた図示しない回収ボトルへと搬送する。

そして、クリーニング部２２は、クリーニングブラシ２２Ｃが回転しながら転写搬送ベルト２１Ａの表面上に付着した紙粉やトナー等の付着物を拭い取ってクリーニングボックス２２Ａに回収する。さらに、クリーニングブレード２２Ｂが、クリーニングブラシ２２Ｃによって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２２Ａに回収する。オーガ軸２２Ｄは、クリーニングボックス２２Ａ内に回収された紙粉やトナー等を回収ボトルへと搬送する。
このようなクリーニング部２２により、連続する記録用紙Ｐの間のいわゆるインターイメージ部で感光体ドラム１０から転写搬送ベルト２１Ａ上のトナー等による汚れを除去し、汚れが記録用紙Ｐの裏面に付着することを防ぐ。

熱遮蔽カバー２４は、支持案内部としての上面板２４Ａと、遮蔽部としての側板２４Ｂと、下面板２４Ｃと、によって、略コ字状の断面形状に、ポリカーボネイト等の耐熱性を有する不透明な樹脂によって形成されている。そして、その開放側を上流側に向けて、上面板２４Ａの縁で、クリーニングボックス２２Ａに固定されている。その前後方向の長さは、転写ユニット２０と略一致している。
上面板２４Ａは、転写搬送ベルト２１Ａの下流側端部と、定着装置５０の導入ガイド５３との間を繋ぐように斜めに形成されている。つまり、転写ユニット２０から定着装置５０に至る記録用紙Ｐの移動経路に沿って形成されており、その上面に記録用紙Ｐを支持して、転写ユニット２０から定着装置５０に至る記録用紙Ｐを案内するようになっている。
側板２４Ｂは、上面板２４Ａの下流側の縁から所定高さに垂下され、転写ユニット２０と定着装置５０との間に介在するように形成されている。
下面板２４Ｃは、側板２４Ｂの下縁から上流側斜め下方に延設されている。その先端縁は、クリーニング部２２のクリーニングボックス２２Ａの外面に近接している。

このような構成の熱遮蔽カバー２４は、その側板２４Ｂは転写ユニット２０と定着装置５０の間に、両者の間を仕切るように位置する。また、断面形状コ字状の熱遮蔽カバー２４全体で、クリーニングボックス２２Ａの外面との間（すなわち転写ユニット２０と定着装置５０の間）に、前後の端面が開放した冷却空気の流路２５を形成する。
これにより、熱遮蔽カバー２４は、定着装置５０から転写ユニット２０（クリーニング部２２）に向かう熱放射を遮蔽する。また、熱遮蔽カバー２４が形成する冷却空気の流路２５の内部を、図３中に矢印で示すように、吸気ファン２Ａと排気ファン２Ｂとによって惹起されて画像形成装置１の前面側から背面側に至る空気流が整流されて流れる。
つまり、熱遮蔽カバー２４の側板２４Ｂが定着装置５０からの熱放射を遮り、冷却空気の流路２５の内部を冷却空気が円滑に流れる。

その結果、定着装置５０の放出する熱によるクリーニング部２２の加熱が抑制され、クリーニングボックス２２Ａの内部に収容された回収トナーが加熱されることで生ずる溶融固化を防ぐことができる。すなわち、熱定着に用いられるトナーは、常態では粉末状であるがたとえば５０℃程度で溶融して団塊状となる。クリーニング部２２の内部のトナーが一度そのような状態となると、オーガ軸２２Ｄによる回収容器への搬送が不能となる等の不具合を生ずるが、前述の熱遮蔽カバー２４の作用によってこのような不具合を防ぐことができるものである。
また、熱遮蔽カバー２４の上面（上面板２４Ａ）が、転写ユニット２０から定着装置５０に至る記録用紙Ｐの移動経路を案内する。つまり、熱遮蔽カバー２４が記録用紙Ｐの支持案内部材を兼ねる。このため、支持案内部材を別途設ける必要がない。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施の形態では、熱遮蔽カバー２４は転写ユニット２０に装着されているが、定着装置５０に設けても良く、さらに、筐体フレーム１Ａに独立して設けても良い。
また、上記実施の形態は、本発明をモノクロの画像形成装置１に適用したものであるが、本発明をカラーの画像形成装置に適用しても良いことは、もちろんである。

本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 転写ユニットの拡大図である。 転写ユニットの斜視図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２Ａ…吸気ファン（通風装置）、２Ｂ…排気ファン（通風装置）、１０…感光体ドラム（像保持体）、２０…転写ユニット、２１Ａ…転写搬送ベルト（転写搬送ベルト部材）、２３…転写ロール（転写部材）、２４…熱遮蔽カバー、２４Ａ…上面板（支持案内部）、２４Ｂ…側板（遮蔽部）、２５…冷却空気の流路、Ｐ…記録用紙（記録媒体）

Claims (3)

1. トナー像を保持する像保持体と、
   前記像保持体が保持するトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
   前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着装置と、
   前記転写装置と前記定着装置との間であって、当該転写装置の前記記録媒体の搬送方向下流側に隣接して設けられた遮蔽部材と、を備え、
   前記転写装置は、周回して前記記録媒体を搬送する転写搬送ベルトと、当該転写搬送ベルトの内側に配設され前記像保持体に当該転写搬送ベルトを圧接させる転写部材と、当該転写搬送ベルトによる当該記録媒体の搬送方向下流側に設けられた当該転写搬送ベルトをクリーニングするクリーニング装置と、を有し、
   前記遮蔽部材は、
   前記クリーニング装置の前記記録媒体の搬送方向下流側に隣接して設けられるとともに、
   前記転写搬送ベルトの下流側端部から前記記録媒体の搬送方向下流側に向けて形成され、当該記録媒体を支持しその移動を案内する上面板と、
   前記上面板の前記記録媒体の搬送方向の下流側の縁から下方に向けて形成され、前記クリーニング装置と前記定着装置との間に冷却空気の流路を形成する側板と、
   前記側板の下縁から前記記録媒体の搬送方向の上流側に向けて延設される下面板と、を有し、
   前記遮蔽部材の前記上面板、前記側板、前記下面板および前記クリーニング装置とによって囲まれる空間に、当該上面板、当該側板および当該下面板に沿うとともに前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に流路が形成され、当該流路を空気流が整流されて流れることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記遮蔽部材によって形成された前記冷却空気の流路に冷却空気を通風させる通風装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成装置の転写装置であって、
   周回駆動可能に張架されて記録媒体を搬送する転写搬送ベルト部材と、
   前記転写搬送ベルト部材の内側に配設され、トナー像を支持する像支持体に当該転写搬送ベルト部材を圧接させる転写部材と、
   前記転写搬送ベルト部材による前記記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、当該転写搬送ベルト部材をクリーニングするクリーニング装置と、
   前記クリーニング装置の前記記録媒体の搬送方向下流側に隣接して設けられた遮蔽部材と、を備え、
   前記遮蔽部材は、
   前記転写搬送ベルト部材の下流側端部から前記記録媒体の搬送方向下流側に向けて形成され、当該記録媒体を支持しその移動を案内する上面板と、
   前記上面板の前記記録媒体の搬送方向の下流側の縁から下方に向けて形成され、前記クリーニング装置との間に冷却空気の流路を形成する側板と、
   前記側板の下縁から前記記録媒体の搬送方向の上流側に向けて延設される下面板と、を有し、
   前記遮蔽部材の前記上面板、前記側板、前記下面板および前記クリーニング装置とによって囲まれる空間に、当該上面板、当該側板および当該下面板に沿うとともに前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に流路が形成され、当該流路を空気流が整流されて流れることを特徴とする転写装置。

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