JP2003029540A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間転写ベルトを備えた電子写真式のカラー
画像形成装置において、両面画像形成を行う際に、作像
部を構成する各ユニットに発生する熱から被る弊害を少
なくすると共に、裏面への画像形成時に定着部での消費
エネルギーを少なくする。 【解決手段】 感光体６１上から中間転写されたトナー
像を担持する中間転写ベルト５と、中間転写ベルト上か
らトナー像の紙転写を受けた転写紙を熱定着する定着部
８と、を備えたカラー画像形成装置において、中間転写
ベルトの近傍であって、紙転写を行う位置の下流側に、
該中間転写ベルト面に送風してこれを冷却するためのフ
ァン１２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像形成装
置に装備される中間転写ベルトの昇温と、それに起因し
た種々の不具合を一挙に解決することができるカラー画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境保護、資源の有効利用を図る
ために、複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に
おいては、両面印刷により紙資源を節約したり、或い
は、装置の稼働中における消費エネルギーの減少により
省エネルギー化することが要請されている。電子写真式
のカラー画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼン
タ、ブラックの各色用の感光体ドラムを隣接配置した構
成を備え、各感光体の周辺には専用の帯電器、露光部、
現像器、クリーニング装置等が配置されている。また、
転写手段としては、各感光体に跨るように一つの走行面
を近接配置されたエンドレスな中間転写ベルトと、転写
バイアス印加手段が用いられ、各感光体上に形成された
トナー像を中間転写ベルト上に順次重ね転写した後で、
重ねトナー像を一括して転写紙上に転写し、その後定着
する。このような構成を備えたカラー画像形成装置にお
いて両面印刷を行う場合には、転写紙の片面に画像形成
を行った後に続けてその裏面に画像形成を行う工程が実
施される。つまり、感光体からトナー像を転写された転
写紙を定着装置内で加熱しながら加圧した後で、転写紙
の裏に画像を形成するための同様な工程が行われる。こ
の両面画像形成動作を連続して行うと、一度定着装置内
で加熱された転写紙が、裏面画像形成動作における転写
動作時に中間転写ベルトと接触する為、転写紙からの熱
伝達により中間転写ベルトの温度が上昇する。中間転写
ベルトは、５０℃以上になると伸びを起こし、中間転写
ベルト上のトナー画像が変形する等の不具合が発生す
る。また、中間転写ベルトと接触している感光体、中間
転写ベルトクリーニング部も温度上昇することになる。
更に、感光体に接触している現像部、感光体クリーニン
グ部も温度が上昇することになる。現像部、感光体クリ
ーニング部、中間転写ベルトクリーニング部の温度が夫
々上昇して５０℃以上になると、トナーがブロッキング
（トナーが固まる）する不具合も発生する。但し、表面
への画像形成時における定着動作によって転写紙は充分
に加熱されているため、裏面への画像形成時における定
着動作時には多量の熱は不要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような不具合を解
消するために、定着部の下流側搬送経路にヒートパイプ
を設けて通過する転写紙を冷却する構成が提案されてい
るが、この場合、表面への定着直後に転写紙がヒートパ
イプによって冷却される為、裏面への画像形成時におけ
る各部の昇温に起因した上記不具合を軽減できる。しか
し、表面への定着後にヒートパイプによって一旦冷却さ
れた転写紙を裏面への画像形成時に再度定着可能な温度
（１６０℃以上）に達するまで加熱する必要がある為、
裏面への画像形成時においても定着部では多量のエネル
ギーが必要となる。本発明は上記に鑑みてなされたもの
であり、中間転写ベルトを備えた電子写真式のカラー画
像形成装置において、両面画像形成を行う際に、作像部
を構成する各ユニットに発生する熱から被る弊害を少な
くすると共に、裏面への画像形成時に定着部での消費エ
ネルギーを少なくすることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、感光体上から中間転写されたト
ナー像を担持する中間転写ベルトと、該中間転写ベルト
上からトナー像の紙転写を受けた転写紙を熱定着する定
着部と、を備えたカラー画像形成装置において、前記中
間転写ベルトの近傍であって、前記紙転写を行う位置の
下流側に、該中間転写ベルト面に送風してこれを冷却す
るためのファンを設けたことを特徴とする。請求項２の
発明は、感光体上から中間転写されたトナー像を担持す
る中間転写ベルトと、該中間転写ベルト上のトナー像の
転写を受けた転写紙を熱定着する定着部と、を備えたカ
ラー画像形成装置において、前記中間転写ベルトの近傍
であって、前記紙転写を行う位置の下流側に、該中間転
写ベルトのベルト面に接触するヒートパイプと、該ヒー
トパイプからの熱を放熱するフィンと、該フィンに送風
して冷却するファンと、を設けたことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。図１は本発明を適用する
カラー画像形成装置の一例の概略構成図であり、このカ
ラー画像形成装置の略中央には画像形成装部１が配置さ
れ、この画像形成部１のすぐ下方に給紙部２が配置され
ている。給紙部２は各段に給紙カセット２１を備えてい
る。必要に応じ別の給紙装置２２を増設することができ
る。画像形成部１の上方には、原稿画像を読取るための
読取部（読取り光学系）３が配設されている。画像形成
部１の左側には、排紙収納部４が配置され、画像形成さ
れた転写紙が排紙収納される。画像形成部１では、ベル
ト状をした中間転写体としての中間転写ベルト５が所定
の走行経路に沿ってエンドレスに張設されており、各支
持ローラによって矢印方向へ駆動される。中間転写ベル
ト５の上側の走行面に沿って、４つの作像部６が配置さ
れている。おのおのの作像部６では、ドラム状をした感
光体６１の周囲に、感光体の表面に帯電処理を行う帯電
装置６２、画像情報を感光体表面にレーザ光で照射する
露光装置７、感光体の表面に露光されて形成された静電
潜像を可視化する２つの現像装置６３、及び、感光体上
に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置６４
が配置されており、作像プロセスとしては、中間転写ベ
ルト５が、回転して１つのカラー画像を形成している。
最初に、イエロー（Ｙ）の作像部で、イエロー（Ｙ）の
トナーを現像し、中間転写ベルトに転写する。次に、マ
ゼンタ（Ｍ）の作像部で、マゼンタのトナーを現像し、
中間転写ベルトに転写する。次に、シアン（Ｃ）の作像
部で、シアンのトナーを現像し、中間転写ベルトに転写
し、最後に、ブラック（ＢＫ）のトナーを現像し中間転
写ベルトに転写させる。各作像部６が近接する中間転写
ベルトの上側走行面とは異なった中間転写ベルト５の下
側走行面上には、中間転写ベルト上に重ね転写された４
色のトナー像を転写紙に紙転写する転写装置（紙転写装
置）５１、転写後中間転写ベルト表面に残留するトナー
を除去回収する中間転写クリーニング装置５２がそれぞ
れ配置されている。

【０００６】転写装置５１にて重ねトナー像の転写を受
けた転写紙を通過させてトナー像を定着処理する定着装
置（定着部）８が配置されている。定着装置８を通過し
た転写紙は排紙ローラ４１により排紙収納部４に排紙収
納される。両面印刷時は、表面側に画像形成を受けた転
写紙が定着装置８を通過した後で、ただちには排紙され
ずに、分岐部（分岐爪）９１にて下側に位置する両面装
置９側へ分岐され、ここを経由して転写紙が反転され、
レジストローラ２３で転写紙のスキューが補正され、裏
面画像形成動作に至る。給紙部２においては、給紙カセ
ット２１に未使用の転写紙が収容されており、回動可能
に支持された底板が最上の転写紙をピックアップローラ
が当接可能な位置まで上昇する。給紙ローラの回転によ
り、最上紙は給紙カセットから送り出され、レジストロ
ーラ２３へと搬送される。レジストローラ２３は転写紙
の搬送を一時止め、感光体表面のトナー像と転写紙の先
端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングを
とって回転が開始するよう、制御される。読み取り部３
では、コンタクトガラス３１上に載置される原稿（不図
示）の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミ
ラーよりなる読み取り走行体３２、３３が往復移動す
る。この読み取り走行体３２、３３により走査された画
像情報は、レンズ３４の後方に設置されているＣＣＤ３
５に画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画
像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理さ
れた信号に基づいて、露光装置７内のレーザダイオード
ＬＤ（不図示）の発光により感光体６１の表面に静電潜
像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴン
ミラーやレンズを介して感光体に至る。読み取り部３の
上方に、原稿を自動的にコンタクトガラス上に搬送する
自動原稿搬送装置３６が取り付けられる。

【０００７】本実施例のカラー画像形成装置は、上述し
た如く原稿を走査して読み取り、デジタル化して転写紙
に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機
能の他に、図示せぬ制御装置により原稿の画像情報を遠
隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが
扱う画像情報を転写紙上に印刷するいわゆるプリンタの
機能を有する多機能の画像形成装置である。どの機能に
よって形成された画像もすべて一つの排紙収納部４に排
出・収納される。分岐爪９１にて分岐され両面装置９を
経由して転写紙を反転させ反転排紙ローラを経由して排
紙ローラ４１から排出された場合、排紙収納部にスタッ
クされた転写紙は画像面が下面になった状態であり、複
写、ファクシミリ、プリンタで扱う原稿の処理順が１ペ
ージから行われて印刷されても、排紙収納部から取り出
したとき、１ページ目が最上になっており、改めてペー
ジを揃えるなどの作業から開放される。

【０００８】次に、本発明の特徴的な構成は、定着装置
８の熱が転写紙を介して作像部６に伝わって悪影響を及
ぼす不具合を防止するための構成にある。先ず、請求項
１に対応する本発明の特徴的な構成は、図１に示したカ
ラー画像形成装置において、中間転写ベルト５の近傍
に、中間転写ベルトの冷却風を送ってこれを冷却させる
ファン１２を設けた点にある。冷却ファン１２は、転写
装置５１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渡って直
接冷却風を吹き付けて冷却するように構成されている。
特に、両面印刷を行う場合にファン１２を作動させるこ
とによって、裏面に対する画像形成時に転写紙からの熱
によってベルト５が５０℃以上に加熱されて膨張した
り、ベルト５と接する他の構成要素（現像部、感光体ク
リーニング部、中間転写ベルトクリーニング部）が昇温
してトナーブロッキング等を起こす等の不具合を解決で
きる。更に、表面への画像定着を受けた転写紙が定着後
に過剰に冷却されることがないので、裏面への画像定着
に際して大きな定着エネルギーを出力する必要がなくな
る。つまり、転写紙を直接冷却する方式ではないので、
転写紙温度の落ち込みを少なくすることができ、裏面定
着時の消費エネルギーを少なくすることができる。

【０００９】次に、図２に示した請求項２に対応する実
施形態では、中間転写ベルト５の近傍であって、紙転写
を行う位置５１の下流側に、該中間転写ベルトのベルト
面に接触するヒートパイプ１３と、該ヒートパイプ１３
からの熱を放熱するフィン１４と、該フィン１４に送風
して冷却するファン１５と、を設けたことを特徴として
いる。図示した例では、中間転写ベルト５の適所、例え
ば紙転写位置５１の下流側である下側走行面に接触する
ように、ヒートパイプ１３を設け、ヒートパイプ１３の
後方（後側板の外側）に、放熱用のフィン１４を設け、
そのフィン１４をファン１５にて冷却するように構成し
ている。このように、中間転写ベルト５に接触するよう
ヒートパイプ１３を設け、ヒートパイプ１３の後方に、
フィン１４を設け、そのフィン１４をファン１５にて冷
却したので、中間転写ベルト５を冷却する機能が更に向
上する。ヒートパイプ１３は、パイプ内を真空の状態に
して、その中に作動流体を挿入し、完全に封印したもの
であり、流体に熱が伝達されると気化して蒸気となり、
パイプの終末部に行き、また流体に戻る。その時、熱が
外に排出され、その反復が短時間に繰り返される。両面
印刷を行う場合にファン１２を作動させてヒートパイプ
１３及びフィン１４を機能させることによって、裏面に
対する画像形成時に転写紙からの熱によってベルト５が
５０℃以上に加熱されて膨張したり、ベルト５と接する
他の構成要素（現像部、感光体クリーニング部、中間転
写ベルトクリーニング部）が昇温してトナーブロッキン
グ等を起こす等の不具合を解決できる。更に、表面への
画像定着を受けた転写紙が定着後に過剰に冷却されるこ
とがないので、裏面への画像定着に際して大きな定着エ
ネルギーを出力する必要がなくなる。つまり、転写紙を
直接冷却する方式ではないので、転写紙温度の落ち込み
を少なくすることができ、裏面定着時の消費エネルギー
を少なくすることができる。

【００１０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、中間転写
ベルトを備えた電子写真式のカラー画像形成装置におい
て、両面画像形成を行う際に、作像部を構成する各ユニ
ットに発生する熱から被る弊害を少なくすると共に、裏
面への画像形成時に定着部での消費エネルギーを少なく
することができる。即ち、請求項１の発明においては、
中間転写ベルトの近傍にファンを設け、中間転写ベルト
を直接送風によって冷却するようにしたので、両面画像
形成時、転写紙と中間転写ベルトが接触することによる
温度上昇を防止でき、温度上昇による中間転写ベルトの
伸び、現像部、クリーニング部のトナーのブロッキング
を防止でき、かつ転写紙温度の落ち込みを少なくするこ
とができるので、裏面定着時の消費エネルギーを少なく
することができる。また、請求項２の発明においては、
中間転写ベルトに接触するようヒートパイプを設け、ヒ
ートパイプの適所、例えば後方にフィンを設け、そのフ
ィンをファンにて冷却したので、請求項１の場合よりも
更に熱の影響を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るカラー画像形成
装置の構成図。

【図２】本発明の第２の実施形態に係るカラー画像形成
装置の構成図。

【符号の説明】

１ 画像形成装部、２ 給紙部、３ 読取部、５ 中間
転写ベルト、６ 作像部、８ 定着装置、９ 両面装
置、１２ ファン、１３ ヒートパイプ、１４ フィ
ン、１５ ファン、５１ 転写装置（紙転写装置）、５
２ 中間転写クリーニング装置、６１ 感光体、６２
帯電装置、６３ 現像装置、６４ クリーニング装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上から中間転写されたトナー像を
   担持する中間転写ベルトと、該中間転写ベルト上からト
   ナー像の紙転写を受けた転写紙を熱定着する定着部と、
   を備えたカラー画像形成装置において、 前記中間転写ベルトの近傍であって、前記紙転写を行う
   位置の下流側に、該中間転写ベルト面に送風してこれを
   冷却するためのファンを設けたことを特徴とするカラー
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 感光体上から中間転写されたトナー像を
   担持する中間転写ベルトと、該中間転写ベルト上のトナ
   ー像の転写を受けた転写紙を熱定着する定着部と、を備
   えたカラー画像形成装置において、 前記中間転写ベルトの近傍であって、前記紙転写を行う
   位置の下流側に、該中間転写ベルトのベルト面に接触す
   るヒートパイプと、該ヒートパイプからの熱を放熱する
   フィンと、該フィンに送風して冷却するファンと、を設
   けたことを特徴とするカラー画像形成装置。