JP5127169B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の像担持体上に形成されたトナー像を、複数のローラに懸架されて回転駆動される無端状の中間転写ベルト上に順次転写してカラー画像を得ることが可能な画像形成装置に関するものである。

従来、オフィス用途向けのカラー画像形成装置としては、複数の画像形成部の各感光ドラム上に形成したトナー像を、複数のローラに懸架された中間転写ベルト上に順次転写してカラー画像を得る画像形成装置が知られている。

近年、オフィス用途におけるカラープリントの益々の需要増を背景に、将来に向けては、更に高速化に対応して、かつカラー両面プリントの生産性も向上できる電子写真方式の画像形成装置が求められている。

しかしながら、上記画像形成装置において両面連続プリントを実施した場合、装置の高速化に加え、装置の小型化によるシート搬送経路の短縮化も相まって、１面目の画像が加熱定着されたシートが再び転写位置に搬送されるまでの時間がより短くなる。このため、従来よりも高温を保った状態のシートが連続して転写位置を通過することとなる。これにより、中間転写ベルトが像担持面側から加熱されて昇温し、更には中間転写ベルトに接触している感光ドラムやベルトクリーニング装置等の部材が昇温して画像不良が発生する。

例えば、ベルトクリーニング装置には、中間転写ベルトに残留したトナーを除去する手段として、一般的に弾性特性を有するクリーニングブレードが用いられているが、昇温の影響により前記ブレードの弾性や硬度の特性が変化してクリーニング不良が発生する。また、感光ドラムが昇温すると、感光体の帯電能／感光特性が変化して画像濃度が不安定になったり、カブリ画像が発生したりする。

更には、感光ドラムの周囲に配置されている現像装置やドラムクリーニング装置も昇温の影響を受ける。現像装置に関しては装置内の現像剤が劣化する。ドラムクリーニング装置に関しては、前述したベルトクリーニング装置と同様の現象が発生する。

ここで、以下に示す特許文献に開示されている中間転写ベルトの冷却手段について説明する。

特開２０００−２２１７９１ 特開２００１−０２２１８６ 特開２０００−３５２８７９ 特開２００４−１０９７５６

特許文献１や特許文献２には、中間転写ベルトを内側から張架する複数のローラのうちの１つのローラが冷却ローラであることが開示されている。しかしながら、ベルト内側に冷却ローラを備えていても、中間転写ベルトが像担持面側から加熱されて昇温している場合には、前記ベルトが画像形成サイクル速度に間に合う程度に充分に熱容量の小さいものでなければならないという材質面の制約がある。近年、転写性、特に中抜けを改善する手段として、ゴム材料等で形成された弾性層を含む多層構成の中間転写ベルトを採用した画像形成装置が提案されてきている。こうした多層構成の弾性中間転写ベルトにおいては、特に冷却効率を改善する必要がある。

特許文献３には、中間転写ベルトの像担持面側をファン冷却する技術が開示されている。しかしながら、この冷却手段では、中間転写ベルトに残留している現像剤にエアが吹き付けられるため、装置内への現像剤飛散の対策が必要となる。

特許文献４には、中間転写ベルトの像担持面の異物除去ローラが冷却手段を兼ねる技術が開示されている。この異物除去兼冷却ローラは、中間転写ベルトを内側から張架しているローラ間において中間転写ベルトに接触配置されており、ローラ外層はポリウレタンフォームなどの発泡材料で形成されている。このため、異物除去兼冷却ローラでは中間転写ベルトの冷却効率は不十分な面がある。この構成において冷却効率の改善を試みる場合、中間転写ベルトと異物除去兼冷却ローラの接触ニップ幅を広げなければならない。この場合、異物除去兼冷却ローラの大径化やより強力なローラ冷却手段が必要となり、装置が大型化してしまうといった問題が生じる。

本発明の目的は、高速の両面連続プリントを実施した場合においても、装置を大型化することなく、中間転写ベルトの昇温を防止して良好な画像を安定して出力可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、複数のローラに懸架された無端状の中間転写ベルトの走行方向に沿って複数の画像形成ユニットを配設し、前記複数の画像形成ユニットの各像担持体上に形成したトナー像を、前記各像担持体と前記中間転写ベルトとの間の各一次転写部にて前記中間転写ベルト上に順次一次転写し、その後、前記中間転写ベルト上の複数のトナー像を、二次転写部にて記録材上に一括して二次転写して、その後、定着手段がトナー像を記録材に定着する画像形成装置において、前記中間転写ベルトを懸架している複数のローラのうちの一つは、前記中間転写ベルトを像担持面側から内側に押圧して前記中間転写ベルトを鈍角で巻き付けるようにして屈曲させ、前記中間転写ベルトを冷却可能な中空構造を有する押圧ローラであり、前記押圧ローラは、前記二次転写部の前記中間転写ベルトの走行方向下流側でかつ二次転写後に前記中間転写ベルトに残留したトナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置の前記中間転写ベルトの走行方向上流側の、前記定着手段との距離が前記定着手段と前記二次転写部との距離よりも離れた位置に配置されるとともに、前記定着手段は、前記押圧ローラの下方から外れる位置であって、前記押圧ローラの前記中間転写ベルトの走行方向下流側で前記中間転写ベルトクリーニング装置の前記中間転写ベルトの走行方向上流側の前記中間転写ベルトの下方位置に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、高速の両面連続プリントを実施した場合においても、装置を大型化することなく、中間転写ベルトの昇温を防止して良好な画像を安定して出力することができる。また、中間転写ベルトを像担持面側から内側に押圧する押圧ローラが、中間転写ベルトを冷却する冷却ローラも兼ねることで装置の小型化及び低コスト化にも対応することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔参考例〕
図１を用いて参考例に係る画像形成装置について説明する。図１は参考例に係る画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。図１に示す画像形成装置は、４個の画像形成ユニットと無端状の中間転写ベルトとを有する電子写真方式のレーザビームプリンタである。

各画像形成ユニットは、像担持体としてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれの色のトナーに対応した感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを有している。各感光ドラムは、円筒形状のアルミ素管上に感光層を形成した物であり、ここでは前記感光層の材料にポリカーボ系の樹脂からなる有機系光導電性を有する物を用いている。また、トナーにはポリエステル系の樹脂に適切な電荷特性を有するように電荷制御剤等を混合、添加して成る物を用いている。尚、前記感光層の材料には、ポリカーボ系以外の樹脂からなる有機系光導電性のものやアモルファスシリコン系の材質のものを用いても構わない。また、トナー材料には、スチレンアクリル系樹脂からなる材質の物を用いても構わない。無端状の中間転写ベルト１は、上述の各感光ドラム１１ａ〜１１ｄに接触してそれぞれの一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１を形成している。

中間転写ベルト１の抵抗特性としては、体積抵抗率が１０^６〜１０^１２Ω・ｃｍ程度、表面抵抗率が１０^１０〜１０^１４Ω・□程度のものが好ましい。具体的には、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド系樹脂のものや、シリコーン系ゴム、ウレタン系ゴム、ヒドリン系ゴム等の弾性材料や、これらにカーボンや導電粉体を分散させて抵抗調整を行ったもの等を用いることができる。

図１に示すように、中間転写ベルト１は、中間転写ベルト１の内側に回転自在に配置される駆動ローラ１ａ、二次転写対向ローラ１ｂ、支持ローラ１ｃによって懸架されている。更に中間転写ベルト１は、中間転写ベルト１の外側（像担持面側）に回転自在に配置され、ベルト外側から内側に中間転写ベルト１を巻き付けるようにして押圧する押圧ローラ１ｄによって懸架されている。すなわち、中間転写ベルト１は合計４本の懸架ローラ１ａ〜１ｄによって懸架されている。押圧ローラ１ｄは、中間転写ベルト１に一定の張力を付与する手段も兼ねており、中間転写ベルト１の像担持面側から内側の方向に向けて中間転写ベルト１に一定の圧力をかけている。張力としては、中間転写ベルト１の材質にもよるが、伸び率が１％以内になるように設定して、中間転写ベルト１の破断や永久歪みが発生しないようにするのが望ましい。ここでは、ポリイミド樹脂系の中間転写ベルト１を使用して、該中間転写ベルト１に対して約１７６．４Ｎ（１８ｋｇｆ）の荷重がかかるように前記押圧ローラ１ｄの押圧力を設定してある。なお、押圧ローラ１ｄは、中間転写ベルト１の走行方向において、中間転写ベルト１上の二次転写部Ｔ２の下流側で、かつ、後述する中間転写ベルトクリーニング装置１８の上流側に位置する。

各一次転写部Ｔ１においては、一次転写ローラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとの間に中間転写ベルト１を挟み込んで一次転写部Ｔ１を形成している。各一次転写ローラは、芯金の外周面を中抵抗（１ｋＶ印加時の実抵抗が１０^６〜１０^１０Ω程度）の弾性体で被覆したローラ形状をしたものである。ここでは前記弾性体として、ウレタン系のゴムに導電剤を加えて加硫発泡させた材料を用いている。しかしながら、一次転写ローラの弾性体はこれに限定されるものではなく、例えばブタジエン系ゴムに導電剤やヒドリン系ゴム等を加えて加硫発泡した材料や、ブタジエン系やヒドリン系などのゴムに導電剤を加えたソリッド系の材料を用いても構わない。

二次転写ローラ３の部材構成も一次転写ローラとほぼ同様で、芯金の外周面を、中抵抗の抵抗値を有する弾性体で被覆したものである。二次転写ローラ３は、二次転写対向ローラ１ｂに対向する位置に配置されて二次転写対向ローラ１ｂとの間に中間転写ベルト１を挟み込んで中間転写ベルト１との間に二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２を形成している。この二次転写部にて紙等の記録材Ｐを挟持搬送するものである。

以下、適宜、構成についての説明を追加しながら、画像形成装置全体の動作について説明する。

感光ドラム１１ａは、駆動手段（不図示）によって図１中の反時計回り方向に回転駆動され、一次帯電器１２ａにより一様に帯電され、ホストコンピュータより送られた画像情報信号により変調されたスキャナ１３ａからのレーザ光で表面に静電潜像が形成される。このときのレーザ光の強度及び照射スポット径は、画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。ここでは、感光ドラム１１ａ上の静電潜像は、レーザ光が照射された部分（明部）の電位ＶＬが約−１００Ｖに、照射されない部分（暗部）の電位ＶＤが一次帯電器１２ａで帯電された約−７００Ｖに保持されることによって形成される。静電潜像は感光ドラム１１ａの回転により、現像器１４ａとの対向部に達し、同一極性（ここではマイナス極性）に帯電されたトナーが静電潜像の明部に付着することでトナー像として顕像化される。

４色フルカラーの画像形成時には、各色に対応した感光ドラム１１ａ〜１１ｄ、一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、スキャナ１３ａ〜１３ｄ、現像器１４ａ〜１４ｄにより同様にトナー像が形成される。これら各色のトナー像は、各一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト１上に順次一次転写されて、中間転写ベルト１上で重ね合わせられる。各一次転写部Ｔ１では、一次転写ローラ１５ａ〜１５ｄに印加されたトナーと逆極性の電圧（＋１００〜＋１０００Ｖ）によって形成された電界により、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト１上に重畳転写される。中間転写ベルト１が感光ドラム１１ｄとの一次転写部Ｔ１を通過した段階で４色のトナー像が中間転写ベルト１上に担持され、一次転写工程は完了する。一方、トナー像の一次転写を終えた各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面はクリーニング装置１６ａ〜１６ｄによりそれぞれ表面を清掃された後、次の画像形成工程に備える。

次に、給送手段（不図示）により紙等の記録材Ｐが二次転写部Ｔ２に給送される。このとき、二次転写ローラ３にはトナーと逆極性の電圧（＋１〜＋６ｋＶ）が印加され、これにより重畳された４色のトナー像は、中間転写ベルト１上から記録材Ｐ上に一括して二次転写される。

二次転写部Ｔ２において、トナー像が転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト１が二次転写対向ローラ１ｂに巻き付けられることで形成された曲率により、中間転写ベルト１から分離される。二次転写対向ローラ１ｂの直径としては３０ｍｍ以下であれば、比較的薄手の記録材Ｐにも対応できる。坪量が６０ｇ／ｍ^２以下の紙の場合には、より良好な分離を確保するために、記録材Ｐの搬送方向に沿って、二次転写部Ｔ２の下流側、かつ二次転写部Ｔ２の近傍に、記録材Ｐの背面電荷を低減又は除去するための除電針などの部材を設けても構わない。

次に、二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは搬送装置２０によって定着装置１７に送られ、加熱・加圧を受けることで担持している未定着トナー像を定着させる。一方、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト１の表面は、中間転写ベルトクリーニング装置１８によって清掃される。中間転写ベルトクリーニング装置１８は、ウレタン系の弾性ゴム材料で形成されたクリーニングブレードを中間転写ベルト１表面に当接させて、中間転写ベルト１表面に付着している二次転写残トナーを中間転写ベルト１表面から除去する。ここで、二次転写残トナーとは、二次転写時に記録材Ｐに二次転写されないで中間転写ベルト１表面に残ったトナーのことである。更に中間転写ベルトクリーニング装置１８は、中間転写ベルト１表面から除去したトナーを廃トナーとして廃トナーボックスへ回収する。なお、ここでは、中間転写ベルトクリーニング装置１８は支持ローラ１ｃに対向配置している。このため、中間転写ベルトクリーニング装置１８の対向部材を別途設ける必要がなく、中間転写ベルト１からトナーを除去するのに十分な押圧力をかけることができる。また、ここではブレード材質としてウレタン系材料を用いたが、フッ素系やシリコン系の弾性ゴム材料を用いても構わない。

また、画像形成装置では、押圧ローラ１ｄが、中間転写ベルト１を像担持面側から内側に向けて押圧して、中間転写ベルト１を巻き付けるように屈曲させている。これにより、二次転写対向ローラ１ｂから支持ローラ１ｃまでの間のベルト下方にスペースが作られる。この押圧ローラ１ｄによって作られたスペースに定着装置１７を配置することで、装置全体を小型化している。その弊害として懸念される作像部（特に中間転写ベルト１、中間転写ベルトクリーニング装置１８、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ）の昇温に対しては、定着装置１７と中間転写ベルト１との間に断熱部材１９（水循環式のヒートパイプパネル）を設けることで対応している。

押圧ローラ１ｄは、内部が中空形状となっている。押圧ローラ１ｄの材質としては比較的熱伝導性の高い物質が好ましい。ここでは、ＳＵＳ製でローラ外径φ２０ｍｍ、ローラ肉厚ｔ＝１ｍｍのローラを使用した。図６に示すように中間転写ベルト１と押圧ローラ１ｄの巻き付けニップｎ≒１０．５ｍｍ（巻き付け角＝６０°）とした。なお、押圧ローラ１ｄの材質にはＳＵＳに限らず、例えばアルミや銅などの他の物質を用いても構わない。押圧ローラ１ｄの長手方向の前後には、図５に示すように押圧ローラ１ｄの中空形状の内部にエアーを送風するための送風手段としてのファン２４ａ，２４ｂと、ファン２４ａ，２４ｂからのエアーを押圧ローラ１ｄの中空内部に導くためのガイド部材２５ａ，２５ｂを設けている。ファン２４ａはローラ内部にエアーを吹き込む矢印Ｆ２方向、ファン２４ｂはローラ内部のエアーを外部に吐き出す矢印Ｆ３方向に送風するように回転する。これにより、押圧ローラ１ｄが長手方向に渡って均一に冷却される。ファン２４ａ，２４ｂの動作は、画像形成動作に連動して行われる。また、押圧ローラ１ｄは、中間転写ベルト１に対して従動回転するように支持されている。これにより、中間転写ベルト１も効率的に冷却される構成となっている。

図７ａは押圧ローラ１ｄの支持構成を示す概略断面図、図７ｂは装置上部から見た押圧ローラ１ｄの支持構成近傍を示す概略断面図である。図７ａに基いて押圧ローラ１ｄの支持構成を説明する。押圧ローラ１ｄはその長手方向の前側と奥側の端部２か所にφ３０ｍｍのベアリング１ｅが嵌合されている。また、中間転写ベルト１の駆動ローラ１ａ、二次転写対向ローラ１ｂ、支持ローラ１ｃを支持する様に中間転写ベルトユニット１ｕ（図１参照、詳細図は省略）が形成されている。押圧ローラ１ｄの支持部材１ｆは、中間転写ベルトユニット１ｕの前側と奥側の２か所にて、支持部材１ｆの一端が中間転写ベルトユニット１ｕに回動可能に支持されている。支持部材１ｆの別の一端には、押圧ローラ１ｄに持たれているベアリング１ｅが嵌合される構成となっている。更に、押圧ローラ１ｄにより中間転写ベルト１に対して所定の荷重がかかるように、支持部材１ｆは、一端が中間転写ベルトユニット１ｕに支持された加圧バネ１ｈにより支持されている。

上述したように、参考例によれば、高速の両面連続プリントを実施した場合においても、装置を大型化することなく、中間転写ベルトの昇温を防止して良好な画像を安定して出力することができる。また、中間転写ベルトを像担持面側から内側に押圧して屈曲させる押圧ローラが、中間転写ベルトの昇温防止手段である冷却ローラも兼ねることで装置の小型化及び低コスト化にも対応することができる。

〔実施例１〕
図２を用いて実施例１に係る画像形成装置について説明する。図２は実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。なお、基本的な装置構成は前述した参考例と同様であるため、同等の機能を有する部材には同一符号を付し、その説明は援用するものとする。

本実施例では、中間転写ベルト１に対する押圧ローラ１ｄの巻き付けニップＮを、前述した参考例における巻き付けニップｎよりも広くなるように構成している。具体的には、本実施例では、押圧ローラ１を巻き付けニップＮ≒２１ｍｍ（巻付け角＝１２０°）となるように、中間転写ベルト１に巻き付けている。なお、その他の構成は前述した参考例と同様である。

上述したように、本実施例によれば、中間転写ベルト１に対する押圧ローラ１ｄの巻き付けニップＮが、前述した参考例（巻き付けニップｎ）よりも広いため、冷却機能を兼ねた押圧ローラにより、中間転写ベルトの昇温をより防止して良好な画像を安定して出力することができる。また、中間転写ベルトを外側から内側に押圧して屈曲させる押圧ローラが、中間転写ベルトの昇温防止手段である冷却ローラも兼ねることで装置の小型化及び低コスト化にも対応することができる。更に、装置内の部材設置スペースをより広げることができる。

〔実施例２〕
図３を用いて実施例２に係る画像形成装置について説明する。図３は実施例２に係る画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。なお、基本的な装置構成は前述した実施例１と同様であるため、同等の機能を有する部材には同一符号を付し、その説明は援用するものとする。

本実施例の画像形成装置においては、弾性層を含む多層構成の中間転写ベルト１を用いている。ここでは、基層にポリイミド系樹脂材料、中間層にシリコン系ゴム材料、表層にフッ素系樹脂材料の３層構成とした中間転写ベルトを用いている。なお、弾性中間転写ベルト１の材質は、他に、基層としてＰＣ系やＰＶＤＦ系等の樹脂材料、中間層としてウレタン系やヒドリン系等のゴム材料、表層としてナイロン系等の樹脂材料を使用しても構わない。

また、本実施例の画像形成装置は、押圧ローラ１ｄと中間転写ベルトクリーニング装置１８との間にて、中間転写ベルト１の像担持面に対向する位置に温度検知手段としての非接触の放射型温度センサ２１を配置している。放射型温度センサ２１は、物体が保有する温度に基づいて放射される赤外線を検知することで温度を測定する素子であり、センサ本体サイズや動作電圧仕様の関係から画像形成装置内部で使用するには適当である。そして、放射型温度センサ２１が検知したベルト表面温度に応じて、押圧ローラ１ｄの冷却ファンへの印加電圧制御やＯＮ／ＯＦＦ制御を行っている。これにより、ベルト表面温度を常に一定に保てるだけでなく、無駄な電力消費を防止できる利点がある。特に片面の小部数プリント時等において、より効果的である。

ここで、以下に比較例１，２を例示して、中間転写ベルトの温度、中間転写ベルトのクリーニング状態、画像濃度について、上述した参考例、実施例１，２との比較を行った結果を説明する。

〔比較例１〕
比較例１では、中間転写ベルトを押圧する押圧ローラは、ＳＵＳ製で中空形状ではあるが、ローラ両端部が回転駆動軸を備えたフランジで嵌合されたものを用いている。即ち、比較例１の押圧ローラは中空形状ではあるものの、中空内部がフランジによって密閉されており、冷却機能を持たない構成となっている。また、押圧ローラは、二次転写対向ローラから支持ローラに至る間の中間転写ベルトを押圧するように配置されている。更に比較例１では、中間転写ベルトクリーニング装置が、二次転写対向ローラから押圧ローラに至る間の中間転写ベルトの像担持面側（外側）に当接するように配置されている。その他の装置構成は、前述した参考例と同様である。

〔比較例２〕
比較例２では、中間転写ベルトを押圧する押圧ローラは、ＳＵＳ製で中空形状ではあるが、ローラ両端部が回転駆動軸を備えたフランジで嵌合されたものを用いている。即ち、比較例２の押圧ローラも比較例１の押圧ローラと同様に中空形状ではあるものの、中空内部がフランジによって密閉されており、冷却機能を持たない構成となっている。また、押圧ローラは、二次転写対向ローラから支持ローラに至る間の中間転写ベルトを押圧するように配置されている。なお、中間転写ベルトクリーニング装置は、実施例と同様に支持ローラの対向位置に配置されており、その他の装置構成も前述した参考例と同様である。

前記した参考例、実施例１，２、比較例１〜２の画像形成装置について、次の通りの比較実験を行った。感光ドラム１１、並び中間転写ベルト１の像担持面の移動速度を３００ｍｍ／ｓｅｃ、プリントスピード＝８０枚／分の条件にて、両面連続プリントの動作中における中間転写ベルト１の像担持面の温度と、クリーニング不良、画像濃度不良やカブリの発生状況を調べた。

なお、中間転写ベルト１の温度測定は、参考例、実施例１、比較例１〜２についても、実施例２と同様に、押圧ローラ１ｄから支持ローラ１ｃまでの間にて、中間転写ベルト１の像担持面に対向する位置に非接触の放射型温度センサを配置して測定した。また、中間転写ベルト１の温度測定読み値は、両面連続プリントをスタートさせた後、温度上昇が止まって一定になったポイントとした。

また、クリーニング不良、画像濃度不良などの現象については、中間転写ベルト１の温度上昇が一定となった付近で出力された画像をサンプリングし、主観評価による○／△／×のレベル付けを行った。主観評価のレベル付けは、現象がほぼ観られず画像品位が許容できるレベルを○、現象が明らかに観察されて画像品位を低下させているレベルを×、前記○と×の中間を△とした。その比較実験の結果を表１に示す。

比較例１、２については、中間転写ベルトの温度がともに５０℃を超過してしまい、クリーニング不良、画像濃度不良／カブリ共に×以下のレベルであった。前記不良現象の発生は、５０℃を超過すると、トナーの硬度特性が著しく変化して軟らかくなることや、クリーニングブレードの弾性や硬度の特性、感光体の帯電能や感度の特性が著しく変化する傾向にあるためと考えられる。中間転写ベルトの温度が「比較例１＜比較例２」であるにもかかわらず、クリーニング不良のレベルが比較例２に対して比較例１が悪かった。この原因について考察する。比較例１の場合、二次転写部にて温められた中間転写ベルトが温度センサ位置に到達するまでに、中間転写体クリーニング装置、押圧ローラを通過している。これに対し比較例２の場合、二次転写部にて温められた中間転写ベルトが温度センサ位置に到達するまでに、押圧ローラのみを通過している。すなわち、比較例１の場合、温度センサ位置に到達するまでに比較例２よりも放熱の機会が多くなっている。このため、中間転写ベルトの温度が「比較例１＜比較例２」であるにもかかわらず、クリーニング不良のレベルが比較例２に対して比較例１が悪かったと考えられる。一方、比較例１は中間転写体クリーニング装置が二次転写部の直後に位置しているため、中間転写体クリーニング装置における中間転写ベルトの温度が「比較例２＜比較例１」になっていたと考えられる。

次に、参考例については、比較例１，２に対して、押圧ローラ１ｄの中空内部を送風によってを冷却している効果が現れ、中間転写ベルト１の温度＜５０℃となった。参考例では、不良現象については○レベルに対してやや劣る○△レベルであったが、許容レベルに近い結果が得られた。参考例に対して、更に押圧ローラ１ｄの中間転写ベルト１の巻き付けニップ（Ｎ＞ｎ）を広げた構成である実施例１については、中間転写ベルト１の温度が４０℃前後となった。また実施例１では、不良現象については○レベルであった。実施例２は、実施例１と同じ巻き付けニップＮを確保して中間転写ベルト１に弾性中間転写ベルトを用いた構成であるが、結果は実施例１とほぼ同レベルで良好な結果であった。

このように本実施例によれば、押圧ローラが冷却機能を有する中空構造であるため、高速の両面連続プリントを実施した場合であっても、装置を大型化することなく、中間転写ベルトの昇温を防止して良好な画像を安定して出力することができた。

尚、前述した実施例では、押圧ローラ１ｄの中空内部を冷却する冷却手段としてファン（送風手段）を用いた構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示している押圧ローラ１ｄの中空内部に水などの冷媒を循環させるヒートパイプ２２を配置して、前記ヒートパイプ２２の端部をファン２３で冷却する構成としても良い。更には、前述したセンサの検知情報に基いて、前記ヒートパイプの動作を制御するようにしても良い。このように構成することで、前述してきた結果と同様の効果が得られる。

また前述した実施例では、多色画像形成のために画像形成ユニットを４つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても、無端状の中間転写ベルトを有する画像形成装置であれば良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

参考例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図 実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図 実施例２に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図 押圧ローラの冷却機構（ヒートパイプ）の概略構成を示す断面図 押圧ローラの冷却機構（ファン）の概略構成を示す断面図 参考例、実施例１，２の押圧ローラの中間転写ベルトの巻き付け量を示す概略断面図 押圧ローラの支持構成を示す概略断面図 装置上部から見た押圧ローラの支持構成近傍を示す概略断面図

Ｔ１ …一次転写部
Ｔ２ …二次転写部
１ …中間転写ベルト
１ａ …駆動ローラ
１ｂ …二次転写対向ローラ
１ｃ …支持ローラ
１ｄ …押圧ローラ
１ｅ …ベアリング
１ｆ …支持部材
１ｈ …加圧バネ
１ｕ …中間転写ベルトユニット
３ …二次転写ローラ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ …感光ドラム
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ …一次帯電器
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ …スキャナ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ …現像器
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ …一次転写ローラ
１７ …定着装置
１８ …中間転写ベルトクリーニング装置
２０ …搬送装置
２１ …放射型温度センサ
２２ …ヒートパイプ
２３，２４ａ，２４ｂ …ファン
２５ａ，２５ｂ …ガイド部材

Claims (5)

1. 複数のローラに懸架された無端状の中間転写ベルトの走行方向に沿って複数の画像形成ユニットを配設し、前記複数の画像形成ユニットの各像担持体上に形成したトナー像を、前記各像担持体と前記中間転写ベルトとの間の各一次転写部にて前記中間転写ベルト上に順次一次転写し、その後、前記中間転写ベルト上の複数のトナー像を、二次転写部にて記録材上に一括して二次転写して、その後、定着手段がトナー像を記録材に定着する画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトを懸架している複数のローラのうちの一つは、前記中間転写ベルトを像担持面側から内側に押圧して前記中間転写ベルトを鈍角で巻き付けるようにして屈曲させ、前記中間転写ベルトを冷却可能な中空構造を有する押圧ローラであり、
   前記押圧ローラは、前記二次転写部の前記中間転写ベルトの走行方向下流側でかつ二次転写後に前記中間転写ベルトに残留したトナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置の前記中間転写ベルトの走行方向上流側の、前記定着手段との距離が前記定着手段と前記二次転写部との距離よりも離れた位置に配置されるとともに、
   前記定着手段は、前記押圧ローラの下方から外れる位置であって、前記押圧ローラの前記中間転写ベルトの走行方向下流側で前記中間転写ベルトクリーニング装置の前記中間転写ベルトの走行方向上流側の前記中間転写ベルトの下方位置に配置されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記押圧ローラの中空内部にエアーを送風する送風手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写ベルトの像担持面の温度を検知する温度検知手段を有し、前記温度検知手段の検知情報に基いて、前記押圧ローラの中空内部へのエアー送風動作を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記押圧ローラの中空内部に冷媒を循環させるヒートパイプを設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写ベルトの像担持面の温度を検知する温度検知手段を有し、前記温度検知手段の検知情報に基いて、前記押圧ローラの中空内部に配置されているヒートパイプの動作を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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