JP3368155B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、一般には電子写真
記録方式あるいは静電記録方式などにより像担持体に可
視画像（トナー像）を形成し、このトナー像を転写材に
転写して画像を得る、例えば複写機やプリンターなどと
されるフルカラー又はモノカラーの画像形成装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】電子写真記録方式を採用した画像形成装
置は、光、磁気、電荷等を利用して像担持体である感光
ドラム上に潜像を形成し、その潜像を現像してトナー像
として可視化する画像形成部と、転写材を画像形成部の
転写位置へ搬送する転写材搬送手段と、転写位置でトナ
ー像を転写された転写材にそのトナー像を定着する定着
手段とを備えている。 【０００３】転写材搬送手段としては、搬送性の点から
ベルト状の搬送部材、即ち転写材搬送ベルトを備えたも
のが使用され、搬送ベルト上にこれに沿って各色の画像
形成部が形成される。転写材、例えば記録用紙は、搬送
ベルト上に静電吸着力により保持され、搬送ベルトの回
動により順次、各色の画像形成部の転写位置に、更には
定着ユニットへと搬送される。 【０００４】上記の搬送ベルトは、１つの駆動ローラと
少なくとも１つの従動ローラに掛け廻して、張設、支持
され、無端回動する転写材搬送手段に構成される。 【０００５】駆動ローラと従動ローラとの間では、搬送
ベルトを一定の力で張設するように工夫され、また駆動
ローラを搬送方向下流に配置することにより、画像形成
部に面した側の搬送ベルトが弛まないように工夫されて
いる。 【０００６】また駆動ローラ外周には高摩擦体層が形成
され、駆動力が搬送ベルトに滑ることなく伝達されるよ
うになっている。 【０００７】これらにより搬送ベルトが一定速度で、最
上流側の画像形成部から最下流側の画像形成部まで移動
することを担保される。 【０００８】搬送ベルト上に吸着、保持して、各画像形
成部の転写位置に搬送された記録用紙には、その各画像
形成部の像担持体上に形成された各色のトナー像が順々
に重ね合わせて転写される。各色のトナー像が転写され
た用紙は、搬送ベルトの搬送方向下流側に近接して配置
される定着ユニットにおいて、熱（及び圧力）によって
各色のトナー像の混色及び用紙への固定が行なわれ、フ
ルカラーのプリント画像に形成される。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】近年プリンタ及び複写
機の小型化が進展し、これに伴って上記転写搬送ベルト
と上記定着ユニットの間隔も最小限の隙間を残して近接
して配置されるようになってきた。 【００１０】ところが、上記した画像形成装置において
は次に述べるような問題が考えられる。即ち、装置電源
が投入されると自動的に定着ユニットのヒーターが作動
し、所定の温度まで上昇する。このときの熱の一部が定
着ユニットの外部に伝達され、その結果、装置内の温度
もある程度上昇する。 【００１１】その中でも特に転写搬送ユニットのベルト
駆動ローラは定着ユニットの近傍に位置するために、そ
の上昇量は他の部分に比べ大きなものとなる。そのため
ローラが膨張して搬送ベルトの搬送スピードが変化する
ことになる。 【００１２】この搬送スピードの変化がある範囲を超え
ると、転写画像の伸縮となって表れる。また、複数の画
像形成部から異なる画像を順次同一転写材上に重ね合わ
せて転写する図３に示すような装置の場合は、各画像の
転写ズレとしても問題になる。 【００１３】図３に示す画像形成装置について説明する
と、装置は大きく分けて、画像入力部９０Ｒと画像出力
部９０Ｐとからなり、画像入力部９０Ｒは、記録するた
めの画像情報を入力し、各種処理を施した後に画像出力
部９０Ｐへその画像信号を送るための装置である。また
画像出力部９０Ｐは、記録画像を形成するための画像形
成部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、記録紙Ｐを積載
してそれを１枚ずつ送り出すための給紙ユニット９２、
給紙ユニット９２から送り出された記録紙Ｐを保持しな
がら画像形成部９１ａ〜９１ｄまで搬送し、画像を記録
紙上に転写するための転写搬送ユニット９３、記録紙上
に記録された画像を定着するための定着ユニット９４及
びこれらの装置内の全動作を制御するための制御ユニッ
ト９５とから構成される。 【００１４】装置動作が開始されると、まず給紙ユニッ
ト９２から記録紙Ｐが１枚給紙され搬送ユニット９３の
手前にあるレジストローラ９６まで送られる。このとき
レジストローラ９６は停止している。その後画像記録開
始信号に同期してレジストローラ９６は回転し、記録紙
Ｐを搬送ユニット９３上へ送り出す。この動作によって
記録紙上の所定の位置に画像を形成することができる。 【００１５】レジストローラ９６から送り出された記録
紙Ｐは搬送ユニット９３上に保持されながら複数の各画
像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄまで搬送され、各画
像形成部９１ａ〜９１ｄからの画像がその表面に転写記
録される。記録紙Ｐ上への記録がなされると搬送ユニッ
ト９３は記録紙Ｐを定着ユニット９４近傍まで搬送し、
記録紙先端を分離しながら定着ユニット９４まで送り込
む。 【００１６】そして定着ユニット９４の例えば定着ロー
ラニップ部で熱（及び圧力）が加えられて記録紙上にト
ナー画像が定着され、その後記録紙Ｐは排紙部を経て機
外に排出される。 【００１７】特に図３に示した画像形成装置の場合は、
各画像形成部間のパス長にもよるが、だいたいスピード
が０．１％変化しても問題化する。 【００１８】さてベルト駆動ローラ９７は、ベルトをス
リップすることなく駆動させるために、ローラ表面に摩
擦係数の高い層（高摩擦体層）、例えばゴム層を少なく
とも厚さ１ｍｍ以上巻いた構成にするのが一般的であ
る。 【００１９】ところが、それらの物質は一般的に線膨張
率が大きい。すると通常上記膨張量が画像ズレとして無
視することができなくなる場合が多い。 【００２０】具体的な量でみると、ゴム層の厚さが２ｍ
ｍの場合、ローラ温度が２０度程度の上昇でその直径が
約０．１％増加（言い換えるとスピードが０．１％増
加）してしまう。 【００２１】そこで定着ユニットに起因するこの問題を
回避するために、断熱材を定着ユニットの周囲に配して
熱の発散をできるだけ防止する方法を実施することがあ
る。 【００２２】しかし必ず転写材が進入あるいは排出され
る部位は開けておくことになり、そこからの逃げを防ぐ
ことはできない。 【００２３】また、断熱材使用分のスペースとコストを
勘案すると必ずしも最良の対策とは言い難い。 【００２４】さらに、装置動作時以外は定着ヒーターを
付けないなど必要最低限のヒーター動作に留めるといっ
た方法も考えられるが、装置動作毎に一旦定着温度を所
定値まで上げる間使用者を待たせることになり、使い勝
手が悪化してしまう。 【００２５】従って、本発明の目的は、余分なスペース
やコストをかけることなく簡単な構成で、装置内温度の
影響による転写画像の伸縮や多重画像の転写ズレの発生
しない画像形成装置を提供することである。 【００２６】 【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
画像が形成される少なくとも１つの像担持体と、前記像
担持体上のトナー像を転写する転写材を保持して搬送す
る、無端回動する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの搬送
方向下流側に位置し、前記搬送ベルトを支持して駆動す
る少なくとも１つの駆動ローラと、前記搬送ベルトを支
持して張設する少なくとも１つの従動ローラと、前記駆
動ローラの搬送方向下流に近接して配置され、熱により
トナー像を転写材に定着させる定着ユニットと、を備え
た画像形成装置において、前記駆動ローラは軸方向に中
空構造をなし、前記駆動ローラの一方の軸端部の近傍に
配置され、該一方の軸端部に向かう気流を発生させるフ
ァンを備え、該ファンにより、前記中空構造の内部にお
いて前記一方の軸端部から他方の軸端部に向かう気流を
発生させて、前記駆動ローラを冷却することを特徴とす
る画像形成装置である。 【００２７】 【００２８】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。 【００２９】実施例１ まず、本発明の実施例１を図１及び図２に基づいて具体
的に説明する。以下、画像の形成方法を電子写真方式と
し、さらに本発明が特に有効であると考えられる複数の
画像形成部を並列に配するカラー画像出力装置として説
明していく。 【００３０】図１に示す画像形成装置は、画像入力部１
Ｒ及び画像出力部１Ｐからなり、又、画像出力部１Ｐは
大別して、画像形成部１０（４つのステーションＰａ、
Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並設されておりその構成は同一であ
る）、給紙ユニット２０、転写搬送ユニット３０、定着
ユニット４０、及び制御ユニット（不図示）とから構成
される。 【００３１】更に、個々のユニットについて詳しく説明
する。画像形成部１０は次に述べるような構成になって
いる。尚、ステーションＰａを例にとり説明する。像担
持体として感光ドラム１１ａがその中心で軸支され、矢
印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａの外周面に
対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ、光学系１３
ａ、現像装置１４ａが配置されている。 【００３２】一次帯電器１２ａにおいて感光ドラム１１
ａの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで光学系
１３ａにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレ
ーザービームなどの光線を感光ドラム１１ａ上に露光さ
せることによって、そこに静電潜像を形成する。 【００３３】さらに、現像装置１４によって上記静電潜
像を顕像化する。本装置においては、イエロー、シア
ン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、
これらをトナーと呼ぶ）をそれぞれ現像装置１４ａ、１
４ｂ、１４ｃ、１４ｄに収納し、それらを各ステーショ
ンＰａ〜Ｐｄの感光ドラム１１ａ〜１１ｄに対して近接
配置させている。 【００３４】画像転写領域Ｔａの感光ドラム回転方向下
流側では、クリーニング装置１５ａにより、記録紙Ｐへ
転写されずに感光ドラム１１ａ上に残されたトナーを掻
き落としてドラム表面の清掃を行なう。以上に示したプ
ロセスにより、各トナーによる画像形成がステーション
Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにて順次行なわれる。 【００３５】給紙ユニット２０は、記録紙Ｐを収納する
ためのカセット２１、カセット内から記録紙を１枚ずつ
送り出すためのピックアップローラ２２、ピックアップ
ローラ２２から送り出された記録紙Ｐをレジストローラ
２５Ａ、２５Ｂまで搬送するための給紙ローラ２３ａ、
２３ｂ及び給紙ガイド２４、そして画像形成部の画像形
成タイミングに合わせて記録紙Ｐを転写搬送ユニット３
０へ送り出すためのレジストローラ２５Ａ、２５Ｂ、さ
らに、転写搬送ユニット３０へ記録紙Ｐを導くための吸
着ガイド２６などからなる。 【００３６】転写搬送ユニット３０について詳細に説明
する。複数のローラ、即ちベルト駆動ローラ３２、従動
ローラ３３、及びテンションローラ３４に記録紙保持シ
ート３１（その材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）な
どが用いられる）を巻回させて転写ベルト３１を形成す
る。そしてベルト駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間
に画像転写平面Ａが形成される。より詳しく述べると転
写ベルトと感光ドラム間はほんのわずか（１ｍｍ程度）
離れている。 【００３７】ベルト駆動ローラ３２は金属ローラ表面に
数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプシン）をコー
ティングしてベルトとのスリップを防いでいる。又、ベ
ルト駆動ローラ３２はパルスモーター３９により駆動さ
れる。後述するようにその回転スピードは容易に変更可
能である。テンションローラ３４は保持シート（以下、
転写ベルトという）３１に適当な張力を与えるためのロ
ーラである。 【００３８】レジストローラ２５Ａ、２５Ｂから送られ
る記録紙Ｐが転写ベルト３１に突入する位置に吸着用帯
電器２７を配し、その下流の各感光ドラム１４ａ〜１４
ｄと転写ベルトとが対向する画像転写領域Ｔａ〜Ｔｄに
は、転写ベルト３１の裏側に転写用帯電ブレード３５ａ
〜３５ｄが配置されている。これらの帯電ブレード３５
ａ〜３５ｄは不図示の機構によって感光ドラム１４ａ〜
１４ｄに対して加圧、離間が可能であり、加圧時は転写
ベルト３１を持ち上げて感光ドラム１４ａ〜１４ｄに対
して適切な圧力で圧接させることにより、良好な画像転
写が行なわれる。 【００３９】転写駆動ローラ３２のわずか上流において
は記録紙の分離除電用帯電器３６が配置されており、そ
の下流には転写ベルト３１の表面に均一な電荷を与える
ための除電帯電器３７、及び転写ベルト３１の記録紙保
持面をクリーニングするためのブラシローラ３８などが
設けられている。 【００４０】定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒー
ターなどの熱源を備えた定着ローラ４１Ａとそのローラ
に加圧される加圧ローラ４１Ｂ（このローラにも熱源を
備える場合がある）、及び上記ローラ対のニップ部への
記録紙を導くための入口ガイド部材４３、また、上記ロ
ーラ対から排出されてきた記録紙をさらに装置外部に導
き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５など
からなる。ここで、定着ローラ４１Ａと搬送駆動ローラ
３２の間の距離は約１００ｍｍ以下である。 【００４１】制御ユニットは、上記各ユニット内の機構
の動作を制御するための制御基板５０やモータードライ
ブ基板５１などからなる。 【００４２】次に、装置の動作に即して説明を加える。
画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアッ
プローラ２２により、カセット２１から記録紙Ｐが１枚
ずつ送り出される。そして給紙ローラ２３ａ、２３ｂに
よってその紙が給紙ガイド２４の間を案内されてレジス
トローラ２５Ａ、２５Ｂまで搬送される。その時レジス
トローラ２５Ａ、２５Ｂは停止しており、紙先端はニッ
プ部に突き当たる。その後、レジストローラ２５Ａ、２
５Ｂは画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに
合わせて回転を始める。この回転時期は、記録紙と感光
ドラム上のトナー画像とが画像転写領域において丁度一
致するようにそのタイミングが設定されている。 【００４３】記録紙Ｐが転写駆動ローラ３２により移動
している転写ベルト３１上に突入し、接触すると、吸着
帯電器２７の作用で転写ベルト３１上に発生するクーロ
ン力により静電吸着される。転写ベルト３１は感光ドラ
ム１１ａ〜１１ｄに同期して回転しており、記録紙Ｐは
その上に保持されたまま第１画像転写領域Ｔａまで搬送
される。そこではシーケンス開始とともに加圧された転
写用帯電ブレード３５ａに記録紙Ｐの通過タイミングに
合わせて高電圧を印加させる。 【００４４】そして前述したプロセスにより感光ドラム
１１ａ上に形成されたトナー画像が記録紙Ｐの表面に転
写され、その後、さらに次の画像転写領域Ｔｂ〜Ｔｄま
で搬送される。そこではステーション間を記録紙が搬送
されるのに要する時間だけを遅延して画像形成が行なわ
れており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー
画像が転写されることになる。以下のステーションＰ
ｂ、Ｐｃ、Ｐｄも同様に上記工程が繰り返され、結局４
色のトナー像が多重転写される。 【００４５】多重転写が終了すると分離部において除電
用帯電器３６の作用により記録紙と転写ベルト間の吸着
力が減じられ、その後に続く転写駆動ローラ３２の曲率
によって記録紙が転写ベルト３１から分離する。 【００４６】転写ベルト３１から分離された記録紙は入
口ガイド４３によって定着ローラニップ部まで正確に案
内される。そしてローラ対４１Ａ、４１Ｂの熱及びニッ
プの圧力によってトナー画像が記録紙表面に定着され
る。その後、内外排紙ローラ４４、４５により搬送さ
れ、記録紙は機外に排出される。転写ブレード３５は圧
解除され、転写ベルト３１を感光ドラムから離した状態
でシーケンスを終了する。これは感光ドラムにできるだ
け外力を作用させないようにして感光ドラムを保護する
ためである。 【００４７】次に、本実施例における発明の特徴的な部
分について以下に述べる。 【００４８】図２に示すベルト駆動ローラ３２は金属製
の芯金部３２０とその表面に巻着された数ｍｍのゴム層
３２１とから構成され、芯金部３２０はその内部に貫通
孔３２２を備えた中空構造とされている。 【００４９】このベルト駆動ローラ３２の一方の軸端部
３２３から貫通孔３２２にエアーを流入させ、他方の軸
端部３２４から排出させるために軸端部３２４の近傍に
は軸流ファン３２５が配設され、エアーを吸い込み方向
に作用させている。 【００５０】尚、この軸流ファンは軸端部３２３近傍に
あってエアーを貫通孔３２２に吹き付けるように構成し
てもよい。 【００５１】又、ベルト駆動ローラ３２の両端部３２
３、３２４の近傍は画像形成装置の機外に開口してい
る。 【００５２】上記構成のように、軸流ファン３２５の作
用によって、ベルト駆動ローラ３２の貫通孔３２２内を
機外の空気が流通することより、ベルト駆動ローラ３２
の温度を一定に保つことができる。 【００５３】従って、本実施例によれば、定着ユニット
から発散される熱に左右されずベルト駆動ローラの温度
が一定に保たれるため、ベルトスピードが変化せず転写
画像の伸縮や多重転写時の画像ズレの発生を防止でき
る。 【００５４】 【００５５】 【００５６】 【００５７】 【００５８】 【００５９】 【００６０】 【００６１】 【００６２】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、搬送ベルトを回動する駆動ローラが軸方向に
中空構造をなし、駆動ローラの一方の軸端部の近傍に配
置され、該一方の軸端部に向かう気流を発生させるファ
ンを備え、該ファンにより、中空構造の内部において一
方の軸端部から他方の軸端部に向かう気流を発生させ
て、駆動ローラを冷却する構成とされるので、余分なス
ペースやコストをかけることなく簡単な構成で、装置内
温度の影響による転写画像の伸縮や多重画像の転写ズレ
の発生を防止でき、常に高品位の画像を維持することが
できる。 【００６３】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明が具現化されるフルカラー画像形成装置
の一例を示す概略構成図である。 【図２】実施例１の駆動ローラ及び冷却手段を示す構成
図である。 【図３】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。 【符号の説明】 １１ 感光ドラム（像担持体）３２ 駆動ローラ ３３ 従動ローラ ４０ 定着ユニット ３２２ 貫通孔（中空部） ３２３、３２４ 軸端部 ３２５ 軸流ファン（冷却手段）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 画像が形成される少なくとも１つの像担
   持体と、 前記像担持体上のトナー像を転写する転写材を保持して
   搬送する、無端回動する搬送ベルトと、 前記搬送ベルトの搬送方向下流側に位置し、前記搬送ベ
   ルトを支持して駆動する少なくとも１つの駆動ローラ
   と、 前記搬送ベルトを支持して張設する少なくとも１つの従
   動ローラと、 前記駆動ローラの搬送方向下流に近接して配置され、熱
   によりトナー像を転写材に定着させる定着ユニットと、 を備えた画像形成装置において、 前記駆動ローラは軸方向に中空構造をなし、前記駆動ローラの一方の軸端部の近傍に配置され、該一
   方の軸端部に向かう気流を発生させるファンを備え、 該ファンにより、前記中空構造の内部において前記一方
   の軸端部から他方の軸端部に向かう気流を発生させて、
   前記駆動ローラを冷却する ことを特徴とする画像形成装
   置。