JP5511013B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー印刷が可能ないわゆるタンデム式の画像形成装置に関するものであり、中間転写ユニットの中間転写ベルト表面を冷却することにより、画像形成ユニットを冷却する画像形成装置に関する。

複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式による画像形成装置は、画像形成ユニットにおいて用紙上にトナー像を転写し、転写されたトナー像を定着ユニットにおいて加熱及び加圧することにより用紙に定着させ、次いでトナー像を定着させた用紙を、用紙排出部から装置本体外に排出する。

近年、画像形成装置の小型化が急速に進んでおり、画像形成ユニットと用紙を加熱定着させる定着部とが近接した構成となっている。このため、定着ユニットにおいて発生する熱により、画像形成ユニットの温度が上昇し、画像形成に悪影響が生じる。また、中間転写ベルトの上部に隣接して設けられている現像ユニットに貯留されている現像液が熱の影響で固化してしまい画像形成に支障をきたす。

これに対して特許文献１では、この問題を解決するために、転写ベルトに沿って吸引した外気を流通させることにより当該転写ベルトに冷却処理を施す冷却装置が設けられている。しかしながら、特許文献１に記載される技術では、定着ユニットが中間転写ユニットに近接して配される場合、定着ユニットで発生する熱を画像形成ユニットに伝えることを完全に阻止することができないという問題点を有している。

また、特許文献２では、中間転写ベルトに向けて冷却用の気流を吹き付ける第１ファンと、この第１ファンと離間した位置に配設され、外気を外装板の内側へ取り入るための第２ファン装置と、第１ファン及び第２ファン装置間に形成される通風ダクトとを有する冷却装置を備える画像形成装置が提案されている。
しかしながら、特許文献２に記載される技術では、冷却機構が複雑なものとなり、製造コストのアップにつながるとともに、メンテナンスに関しても複雑なものとなるという問題点を有している。

特開２００７−２４０７０３号公報 特開２０１０−１４５７３３号公報

従って、本発明は、上記問題を解決するために、簡単な構成により、中間転写ベルト上の熱を排出するとともに、定着ユニットから発生する熱を画像形成ユニットに移ることを防止することができ、さらに、熱せられた空気を装置外に簡単に排出することができる画像形成措置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は以下の構成からなる。
請求項１に係る発明は、画像情報に基づいてトナー像を形成する作像ユニットと、該作像ユニットから一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する中間転写ベルトを有する中間転写ユニットと、用紙に二次転写されたトナー像を定着させる定着ユニットとを備える画像形成装置において、前記中間転写ユニットと前記定着ユニットとの間に空隙を備えるとともに、前記中間転写ベルトを冷却する冷却ファンが、前記中間転写ベルトに隣接して配設され、前記冷却ファンは中間転写ベルトの表面に沿って冷却風を流通させるとともに前記空隙を通って前記冷却風を排出させ、用紙を検出するための用紙検出センサが前記中間転写ユニットに対向するように用紙搬送路を挟んで設けられるとともに、前記冷却ファンの冷却風に晒されるよう配されることを特徴とする画像形成装置に関する。

請求項２に係る発明は、用紙を搬送するための搬送ガイドを備え、前記搬送ガイドが、その裏面の幅方向に沿って溝が形成されており、前記用紙検出センサが前記中間転写ユニットに対向するように前記溝に備えられ、前記搬送ガイドは、前記用紙検出センサに前記冷却ファンの冷却風が当たるように前記搬送ガイド表面に切欠き部を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置に関する。

請求項３に係る発明は、前記中間転写ユニットと前記定着ユニットの間には分離ガイドが設けられており、分離ガイドと前記中間転写ベルト及び／又は前記定着ユニットの間には前記空隙が形成されており、前記分離ガイドには前記用紙検出センサに対向する位置において、前記冷却ファンの冷却風を通過させる開口部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に関する。

請求項４に係る発明は、前記冷却ファンが、前記中間転写ユニットに対向するように前記中間転写ベルトの上流側折り返し位置近傍に配されることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の画像形成装置に関する。

請求項１に係る発明によれば、画像情報に基づいてトナー像を形成する作像ユニットと、該作像ユニットから一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する中間転写ベルトを有する中間転写ユニットと、用紙に二次転写されたトナー像を定着させる定着ユニットとを備える画像形成装置において、前記中間転写ユニットと前記定着ユニットとの間に空隙を備えるとともに、前記中間転写ベルトを冷却する冷却ファンが、前記中間転写ベルトに隣接して配設され、前記冷却ファンは中間転写ベルトの表面に沿って冷却風を流通させるとともに前記空隙を通って前記冷却風を排出させることができることから、冷却風がエアーカーテンとなって、定着ユニットで発生する熱が中間転写ユニットに伝わるのを防止することができる。さらに、簡単な構成で、定着ユニットからの熱が中間転写ユニットに伝わるのを防止することができることから、ひいては製造コストを下げることができる。
更に、用紙を検出するための用紙検出センサが中間転写ユニットに対向するように用紙搬送路を挟んで設けられるとともに、前記冷却ファンの冷却風に晒されるよう配されることから、用紙検出センサを効率よく冷却することができる。従って、用紙検出センサを冷却するための新たな冷却ファンを設置する必要がないため、部品点数をさらに減らし、製造コストを下げることができる。

請求項２に係る発明によれば、用紙を搬送するための搬送ガイドを備え、前記搬送ガイドが、その裏面の幅方向に沿って溝が形成されており、前記用紙検出センサが前記中間転写ユニットに対向するように前記溝に備えられ、前記搬送ガイドは、前記用紙検出センサに前記冷却ファンの冷却風が当たるように前記搬送ガイド表面に切欠き部を備えることから、冷却風を用紙搬出路及び用紙搬出ガイドの裏面の溝に効率的に送風することができ、用紙搬送面、及び用紙搬送部に備えられているリブ等を同時に冷却することができる。また、用紙搬送面及びリブ等を冷却するための新たな冷却ファンを設置することが必要ないため、部品点数をさらに減らし、製造コストを下げることができる。

請求項３に係る発明によれば、中間転写ユニットと定着ユニットの間には分離ガイドが設けられており、分離ガイドと中間転写ベルト及び／又は定着ユニットの間には空隙が形成されており、分離ガイドには用紙検出センサに対向する位置において、前記冷却ファンの冷却風を通過させる開口部を備えることから、中間転写ユニットの冷却とともに、用紙検出センサを確実に冷却することができる。

請求項４に係る発明によれば、冷却ファンが、前記中間転写ユニットに対向するように前記中間転写ベルトの上流側折り返し位置近傍に配されることから、中間転写ベルト全体を効率的に冷却することができる。また、１つの冷却ファンが、中間転写ユニット全体を効率的に冷却することができることから、部品点数をさらに減らすことができ、ひいては製造コストをさらに下げることができる。

本発明に係る画像形成装置の側面断面図である。 本発明に係る画像形成装置の冷却機構の側面概略図である。 （ａ）本発明に係る画像形成装置の中間転写ユニットと定着ユニットの間の開口部を示す拡大図であり、（ｂ）中間転写ユニットと定着ユニットの間に設けられる分離ガイドの概略図である。 本発明に係る画像形成装置の用紙検出センサの位置を示した拡大斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の用紙検出センサ設置個所の概略構成図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面に基づき詳述する。
図１は本発明に係る画像形成装置の内部構造を示す側面断面図であり、図２は本発明に係る画像形成装置の冷却機構全体を示す側面概略図であり、図３は本発明に係る画像形成装置の冷却風が排出される中間転写ユニットと定着ユニットの間の開口部を示す拡大図であり、図４は本発明に係る画像形成装置の用紙検出センサと搬送路との位置関係を示した拡大斜視図であり、図５は本発明に係る画像形成装置の用紙検出センサの設置個所である冷却風の排出路を示す概略構成図である。

図１に示されるように、画像形成装置（１）は、直方体状の装置本体（２）を備えている。装置本体（２）の下方には用紙を給紙するための給紙カセット（３）が配置され、上方には排出された用紙を積載するための排紙トレイ（４）が配置されている。
ここで図１の説明の便宜上、図１の矢印で示すＡ及びＢを正面及び背面とし、Ｃ及びＤを上方及び下方とする。

装置本体（２）の内部下方には、給紙カセット（３）が配置されている。給紙カセット（３）の背面には、用紙搬送部（５）が備えられている。用紙搬送部（５）は、給紙カセット（３）から送り出された用紙を受け取り、装置本体（２）の背面に沿って垂直上方に搬送する。

画像形成装置（１）は、外部コンピュータ（図示せず）から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、給紙カセット（３）の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部（６）に送られる。レーザ照射部（６）により、画像データに基づいて制御されたレーザ光が、画像形成ユニット（７）に向かって照射される。

図１に示すように、レーザ照射部（６）の上方には計４台の画像形成ユニット（７）が、更にこれら各画像形成ユニット（７）の上方には中間転写ユニット（８）が設けられており、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト（９）が備えられている。中間転写ベルト（９）は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、駆動装置（図示せず）により図１において反時計回りに回転する。

４台の画像形成ユニット（７）は、中間転写ベルト（９）の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列に配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成ユニット（７）とは、上流側から順に、マゼンダ用の画像形成ユニット（７Ｍ）、シアン用の画像形成ユニット（７Ｃ）、イエロー用の画像形成ユニット（７Ｙ）、及びブラック用の画像形成ユニット（７Ｂ）である。これらの画像形成ユニット（７）には、各色の現像ユニットが配されており、各色のトナーが補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は、省略するものとする。

各画像形成ユニット（７）は、露光手段であるレーザ照射部（６）によって照射されたレーザ光により原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、各画像形成ユニット（７）の上方に備えられた中間転写ベルト（９）表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト（９）の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成ユニット（７）のトナー像が中間転写ベルト（９）に転写されることにより、中間転写ベルト（９）表面にはマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされて、カラートナー像が形成される。

中間転写ベルト（９）が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写ローラ（１０）が配置されている。中間転写ベルト（９）表面に一旦担持されたカラートナー像は、用紙搬送部（５）によって同期をとって送られてきた用紙に、中間転写ベルト（９）と二次転写ローラ（１０）とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。この同期を取るために、送られてくる用紙を検出するための用紙検出センサ（１１）が中間転写ユニット（８）に対抗する用紙搬送ガイド側に設けられている。

二次転写ローラ（１０）の上方には、定着ユニット（１２）が備えられている。二次転写ローラ（１０）にて未定着トナー像を担持した用紙は、定着ユニット（１２）へと送られ、熱ローラ（１３）と加圧ローラ（１４）とにより中間転写ベルト（９）上のトナー像が加熱、加圧されて用紙上に定着される。

トナー像が定着された用紙は、排出ユニット（１５）へと搬送される。排出ユニット（１５）は、排出ユニット（１５）の上方に駆動力を備える排紙ローラ（１６）と、排出部ユニット（１５）の下方に排紙ローラ（１６）とニップを形成する従動ローラ（１７）とを備えており、用紙の排紙トレイ（４）への排出及び用紙反転ユニット（１８）への搬送を行っている。

用紙は、片面印刷の場合には、排紙ローラ（１６）が時計回りに回転することにより排出ユニット（１５）から排紙トレイ（４）にそのまま排出される。両面印刷の場合には、排紙ローラ（１６）が反時計回りに回転することにより、用紙が定着ユニット（１２）の背面側に設けられた用紙反転ユニット（１８）に搬送され、一対の用紙反転ローラ（１９）を介して再度、用紙搬送部（５）に搬送され、用紙の裏面が印刷される。

定着ユニット（１２）は、搬送された用紙を加熱及び加圧することにより、トナー像を用紙上に定着させる。つまり、定着ユニット（１２）では大量の熱が発生するため、定着ユニット（１２）の近傍に設置される中間転写ユニット（８）にその熱が伝わり、画像形成に悪影響を及ぼす懸念がある。中間転写ベルトと当接する感光体ドラムは上限温度を超えると感光体表面にピンホールが発生し、画像不良の原因となる。従って、中間転写ユニット（８）を冷却するための冷却ファン（２０）が、画像形成装置の正面側であって、中間転写ユニット（８）の上流側に配されている。以下、中間転写ユニット（８）を冷却するための冷却機構について詳述する。

図２に示されるように、中間転写ユニット（８）を効率的に冷却するために中間転写ユニット（８）と定着ユニット（１２）との間に空隙（２１）を備えている。冷却ファン（２０）は、中間転写ユニット（８）を効率的に冷却するために中間転写ベルト（９）に隣接して配設され、中間転写ベルト（９）の表面に沿って冷却風を流通させるとともに空隙（２１）を通るように構成されている。これにより、冷却風が中間転写ユニットと定着ユニットとの間を通ることを可能とし、定着ユニット（１２）と中間転写ユニット（８）の間にエアーカーテンを形成する。従って、定着ユニット（１２）で発生する熱が中間転写ユニット（８）に伝わるのを防止することを可能とする。
ここで図２の説明の便宜上、図２の矢印で示すＡ及びＢを上流及び下流とし、Ｃ及びＤを上方及び下方とする。また、図２に示される矢印は、冷却風の風の流れの方向を示している。

さらに冷却ファン（２０）は、中間転写ベルト（９）全体を効率的に冷却するために、中間転写ユニット（８）に対向するように中間転写ベルト（９）の上流側折り返し位置近傍に配される。これにより、中間転写ベルト（９）表面全体を冷却することができ、中間転写ベルトと当接する感光体ドラム表面への熱による影響を最小限に防止することができる。

搬送される用紙を検出するための用紙検出センサ（１１）は、中間転写ユニット（８）の下流側に対向するよう用紙搬送ガイド側に配されている。この用紙検出センサ（１１）の使用上限温度は、６０℃である。従って、用紙検出センサ（１１）を６０℃以下の温度に維持する必要があることから、従来は、用紙検出センサ（１１）を冷却するために用紙検出センサ（１１）用の冷却ファンが備えられていた。しかしながら本実施形態では、用紙検出センサ（１１）は、中間転写ユニット（８）に対向するように用紙搬送ガイド側に設けられるとともに、中間転写ユニット（８）と定着ユニット（１４）の間から排出される冷却風に晒されるよう配されている。これにより、用紙検出センサ（１１）用の冷却ファンを新たに設けることなく、中間転写ユニット（８）を冷却するための冷却ファン（２０）を用いて用紙検出センサ（１１）を効率的に冷却することができる。
以下、用紙検出センサ（１１）を冷却するための冷却機構についてについて詳述する。

図３に示されるように、冷却ファン（２０）からの冷却風が、中間転写ベルト（９）表面に沿って搬送ガイド側に流れており、この冷却風を用紙検出センサ（１１）の冷却に用いる。分離ガイド（２２）は、後で説明する搬送ガイド（２５）（図４参照）に対向して配置され、二次転写ローラ（１０）を通過した用紙を定着ユニット（１４）に向けてガイドする。分離ガイド（２２）は樹脂で形成された部材であり、中間転写ユニット（８）の右端付近において中間転写ベルト（９）の表面と若干の隙間を設けて上部に取付けられている。また、分離ガイド（２２）の上面と定着ユニット（１４）の下面の間にも空隙（２１）が形成されている。冷却ファン（２０）からの冷却風は分離ガイド（２２）と中間転写ベルト（９）との隙間や定着ユニット（１４）との空隙（２１）を流れてエアーカーテンを形成し、定着ユニット（１４）の熱を遮断するとともに中間転写ベルト（９）を冷却する。また、分離ガイド（２２）には、長手方向の中央付近に冷却風を吹き出すための開口部（２３）が設けられている。これにより、冷却風の一部が、開口部（２３）を通って、搬送ガイド側に送風することが可能となり、用紙検出センサ（１１）及び用紙搬送路を同時に冷却することができる。
ここで、図３に示される矢印は、冷却風の風の流れの方向を示している。

図４及び図５に示されるように、用紙の搬送をガイドするための搬送ガイド（２４）の裏面の幅方向に沿って溝（２５）が形成されている。この溝（２５）には、用紙検出センサ（１１）が中間転写ユニット（８）に対向するように設けられ、搬送ガイド（２４）には、分離ガイド（２２）の開口部（２３）から吹き出す冷却風が用紙検出センサ（１１）に当たるように切欠き部（２６）を設けている。空隙からの冷却風は、用紙検出センサ（１１）に当たり用紙検出センサ（１１）を冷却するとともに、搬送ガイド（２４）の裏面に設けられた溝（２５）に沿って、移動し、機外に排出される際に搬送ガイド（２４）に備えられているリブ部（２７）を冷却することができる。

本発明に係る中間転写ユニット及び用紙検出センサを効率的に冷却することができる冷却機構を備えた画像形成装置は、様々なコピー機、プリンター、ＦＡＸに好適に利用することができる。

１・・・・画像形成装置
８・・・・中間転写ユニット
９・・・・中間転写ベルト
１１・・・用紙検出センサ
１２・・・定着ユニット
２０・・・冷却ファン
２１・・・空隙
２３・・・開口部
２４・・・用紙搬送ガイド
２５・・・溝
２６・・・切欠き部
２７・・・リブ部

Claims (4)

1. 画像情報に基づいてトナー像を形成する作像ユニットと、該作像ユニットから一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する中間転写ベルトを有する中間転写ユニットと、用紙に二次転写されたトナー像を定着させる定着ユニットとを備える画像形成装置において、
   前記中間転写ユニットと前記定着ユニットとの間に空隙を備えるとともに、
   前記中間転写ベルトを冷却する冷却ファンが、前記中間転写ベルトに隣接して配設され、
   前記冷却ファンは中間転写ベルトの表面に沿って冷却風を流通させるとともに前記空隙を通って前記冷却風を排出させ、
   用紙を検出するための用紙検出センサが前記中間転写ユニットに対向するように用紙搬送路を挟んで設けられるとともに、前記冷却ファンの冷却風に晒されるよう配されることを特徴とする画像形成装置。
2. 用紙を搬送するための搬送ガイドを備え、
   前記搬送ガイドが、その裏面の幅方向に沿って溝が形成されており、
   前記用紙検出センサが前記中間転写ユニットに対向するように前記溝に備えられ、
   前記搬送ガイドは、前記用紙検出センサに前記冷却ファンの冷却風が当たるように前記搬送ガイド表面に切欠き部を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写ユニットと前記定着ユニットの間には分離ガイドが設けられており、分離ガイドと前記中間転写ベルト及び／又は前記定着ユニットの間には前記空隙が形成されており、
   前記分離ガイドには前記用紙検出センサに対向する位置において、前記冷却ファンの冷却風を通過させる開口部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。
4. 前記冷却ファンが、前記中間転写ユニットに対向するように前記中間転写ベルトの上流側折り返し位置近傍に配されることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の画像形成装置。