(57)【要約】      （修正有）【課題】像担持体を冷却しつつ定着部への気流の流れを低減し、画像への影響を低減することできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、本体上方の左側に吸気ファン７１を備え、吸気ファン７１は、ダクト７２に接続している。ダクト７２は、画像形成装置の内壁７３に接続し、内壁７３は、中間転写ベルト６の上面と対向する対向部を含んでいる。また画像形成装置は、中間転写ベルト６の上面と内壁７３とに囲まれ空間Ｑ（２点鎖線）を、中間転写ベルト６の回転方向へ分断する遮断部材７８を備える。吸気ファン７１により導入された気流Ａ１は、ダクト７２を介して内壁７３側へ導入され、２次転写後の中間転写ベルト６を冷却し（気流Ａ２、Ａ３）、画像形成装置の側面に設けられた排気口から排気される。このとき、中間転写ベルト６の上面から定着装置２０へ向かう気流Ａ４は、遮断部材７８の封止により生じない。【選択図】図１
2019215459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体から記録材へ前記トナー像を転写させる転写部と、
前記像担持体に接触するように設けられ、転写後に前記像担持体に残留したトナーを除去するクリーニング部と、
前記記録材上の前記トナー像を加熱して記録材上に前記トナー像を定着させる定着部と、
前記転写部から前記クリーニング部までの間に対応する前記像担持体の表面と対向する位置に設けられた対向部と、を備える画像形成装置であって、
前記画像形成装置には、前記記録材を前記転写部から前記定着部へ搬送するための第１空間と、前記像担持体の表面と前記対向部とに挟まれる第２空間と、が形成され、
前記第２空間内に位置し前記第１空間に近い側で前記対向部に一端側が固定され、気流の流れを遮断する遮断部材を備え、
前記遮断部材の他端側は、前記像担持体に接していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に接する現像剤担持体と現像剤担持体に接する現像ブレードとを備え、前記像担持体にトナー像を現像する現像部と、
前記像担持体から記録材へ前記トナー像を転写させる転写部と、
前記記録材上の前記トナー像を加熱して記録材上に前記トナー像を定着させる定着部と、
前記像担持体の表面と対向する位置に設けられた対向部と、を備える画像形成装置であって、
前記画像形成装置には、前記記録材を前記転写部から前記定着部へ搬送するための第１空間と、前記像担持体の表面と前記対向部とに挟まれる第２空間と、が形成され、
前記第２空間内に位置し前記第１空間に近い側で前記対向部に一端側が固定され、気流の流れを遮断する遮断部材を備え、
前記遮断部材の他端側は、前記像担持体に接していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を担持する像担持体と、
記録材を搬送するための搬送ベルトと、
前記像担持体から前記記録材へ前記トナー像を転写させる転写部と、
前記記録材上の前記トナー像を加熱して記録材上に前記トナー像を定着させる定着部と、
前記搬送ベルトの表面と対向する位置に設けられた対向部と、を備える画像形成装置であって、
前記画像形成装置には、前記記録材を前記転写部から前記定着部へ搬送するための第１空間と、前記搬送ベルトの表面と前記対向部とに挟まれる第２空間と、が形成され、
前記第２空間内に位置し前記第１空間に近い側で前記対向部に一端側が固定され、気流の流れを遮断する遮断部材を備え、
前記遮断部材の他端側は、前記搬送ベルトに接していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記第２空間に対して、気流を流すファンを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２空間を流れる気流を画像形成装置の外に排出する開口を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記遮断部材は、前記第２空間から前記第１空間に向かって流れようとする気流を遮断することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
鉛直方向に見た場合に、前記遮断部材の一部が前記定着部と重なることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記遮断部材は、シート状であり、
前記シート状のシート面が前記像担持体と接することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記シート面と前記像担持体の表面が接していることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記遮断部材が不織布であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を用いてトナー像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用いる画像形成装置の画像形成動作としては、次のような動作が一般的に知られている。まず、一様に帯電した感光体上へ、画像情報に基づく露光を行う露光手段により静電潜像を形成し、その静電潜像に対して現像手段によりトナー像を現像する。そのトナー像を記録材上へ転写し、定着手段により記録材を加熱定着してトナー像を記録材上へ固定化する方法が一般的である。また、カラー画像形成装置では、感光体と現像手段と１次転写手段とを複数組み備え、感光体上のトナー像を中間転写体上へ１次転写し、複数色のトナー像を中間転写体上に形成した後、記録材上へ２次転写する方法が採用される。ここで、前記感光体と前記中間転写体とは、未定着トナー像を一時的に保持する機能を備えた像担持体である。さらに、感光体と現像手段とは、ユーザによるトナー供給や部品交換を簡便にするため、一体化されたカートリッジユニットで構成されることが多い。同様に中間転写体と１次転写手段も、一体化した転写ユニットで構成されることが多い。
【０００３】
感光体上や中間転写体上へ形成されたトナー像は、転写手段で１００％転写されるものではなく、転写残トナーを生じる。こうした転写残トナーはブレード形態のクリーニング手段を、回転する感光体や中間転写体へ当接することにより、かき取られて回収される。前記クリーニング手段は回転体に当接する固定物なので、当接部（以下、クリーニングニップという。）は摩擦熱を生じる。
【０００４】
また、現像手段は、感光体に接触回転する現像ローラを用いるとき、現像ローラへ現像ブレードを当接させ、その当接部（以下、現像ニップという。）に誘導したトナーを現像ローラ回転とともに一緒に擦る。擦ることで、トナーに電荷を付与して静電的に感光体上へトナーが移動して、静電潜像を現像する。当然、現像ニップでも前記クリーニングニップと同様に、摩擦熱を生じる。
【０００５】
摩擦熱を生じる部位は、トナーの存在するエリアであり、これらトナーの熱軟化を防止するため冷却の必要がある。一方、トナー漏れを防止する等の目的で、クリーニングニップや現像ニップなどの部位はカートリッジユニットや転写ユニットの深部に配置される傾向にある。このため、カートリッジユニットや転写ユニットの外面への送風では冷却されにくい。
【０００６】
そこで、画像形成装置内に配置されるカートリッジユニット及び転写ユニットから、クリーニングニップを形成する感光体及び中間転写体の一部を露出させ、その露出エリアをファンなどの送風手段により送風冷却することが知られている。この場合、露出エリア自身には、クリーニングニップがないため露出エリアが移動して、間接的にクリーニングニップを冷却する。また、感光体は、現像ローラを介して現像ニップへ間接的に接しており、中間転写体は感光体及び現像ローラを介して現像ニップへ間接的に接している。このため感光体または中間転写体の露出部を冷却することにより、現像ニップの冷却も間接的に行うことができる。
【０００７】
一方で、画像形成装置の小型化により、感光体や中間転写体などの像担持体と定着手段である定着装置とが近接配置される傾向にある。そのため像担持体を冷却した送風が定着装置へ流れ込みやすくなり、定着不良を起こす恐れがある。そこで、特許文献１では、次のような開示がある。中間転写ベルト１００を冷却する風路として、定着装置の反対側から軸流ファン１０１で吸気している構成が開示されている（図１０（ｂ））。吸気された空気は、軸流ファンによる旋回風の偏りを利用して、送風をＵターンさせて吸気と同じ側の排気口１０２から排気することが開示されている。そして、図１０（ａ）に示されるよう冷却された中間転写ベルト側からの気流の流れを遮断する遮断部１０４を設けていることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許５９３４１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、画像形成装置内へ吸気された送風は、強力な誘導風路を持たない場合、像担持体表面に接触した後、画像形成装置内の構造に応じて様々な方向へ流れてしまう。そのため、特許文献１の構成では、定着装置へ向かう風を、十分に止めることはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は、遮断部材を像担持体と接するように配置した画像形成装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、遮断部材を像担持体と接するように配置したことにより、像担持体の表面を冷却しつつ定着部へ気流の流れを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る、画像形成装置の構成を説明する図である。
【図２】実施例１に係る、現像装置の構成を説明する図である。
【図３】実施例１に係る、画像形成装置の構成を説明する図である。
【図４】実施例１に係る、定着装置と気流の関係を説明する図である。
【図５】実施例２に係る、画像形成装置の構成を説明する図である。
【図６】実施例３に係る、画像形成装置の構成を説明する図である。
【図７】実施例３に係る、画像形成装置の構成を説明する図である。
【図８】実施例４に係る、画像形成装置の構成を説明する図である。
【図９】実施例４に係る、画像形成装置の構成を説明する図である。
【図１０】従来技術に係る、画像形成装置の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態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、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。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１４】
また、各実施例が独立しているわけではなく、各実施例の一部を他の実施例に適用することも可能である。
【実施例１】
【００１５】
（１）画像形成装置
図１は実施例１に係る画像形成装置の一例の構成を説明する図である。この画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る、フルカラーレーザープリンタである。
【００１６】
本実施例に示す画像形成装置は、紙などの記録材Ｐを供給する記録材カセット６０と、供給された記録材Ｐを搬送する搬送手段３０と、を有する。また、本実施例に示す画像形成装置は、設置した状態で、水平方向に直線状に配列されているイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ステーション３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋがある。そして、画像形成装置は、トナー像を記録材上に定着させる定着装置２０と、画像形成の条件などを制御する制御手段としての制御部５０と、を有する。また、画像形成装置は、画像形成装置に接続されたコンピュータやイメージスキャナより送信される画像データから、画像形成用の画像信号を形成するビデオコントローラ５１を有する。以下、図中の符号末尾の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはトナーの色を表し、以下の説明では必要な場合除き省略する。
【００１７】
各画像形成ステーション３１は、ドラム型の像担持体としての感光体（以下、感光ドラムと記す）１と、帯電手段としての帯電ローラ３を有している。また、現像剤担持体である現像ローラ２１を有する現像部としての現像装置２と、クリーニング部材４１であるクリーニングブレードを有するクリーニング部としてのクリーニング装置４を有している。
【００１８】
符号５は、露光手段としてのレーザー走査露光装置（以下、露光装置と記す）である。この露光装置５は、各カートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと対応して設けられ、対応する各カートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光ドラム１に露光を行なうことによって感光ドラム上の表面に静電潜像を形成する。
【００１９】
符号６は、エンドレスベルト状の像担持体としての中間転写ベルトである。中間転写ベルト６は、画像形成ステーション３１の配列方向に沿って設けられている。この中間転写ベルト６は、駆動ローラ７とテンションローラ８１と張架ローラ８２と２次転写対向ローラ１４の４つのローラに張架されている。そして、その中間転写ベルト６は、駆動ローラ７の駆動により各画像形成ステーション３１の感光ドラム１に沿って矢印方向に周回移動する。
【００２０】
中間転写ベルト６の外周面（表面）に感光ドラム１表面のトナー像を転写する１次転写手段としては、１次転写ローラ９を用いている。１次転写ローラ９は、中間転写ベルト６を挟んで感光ドラム１と対向するように配されている。
【００２１】
符号１５と符号１６は、中間転写ベルト６用のクリーニングを行うクリーニング部であるベルトクリーニング装置である。符号１５は、ベルトクリーニング装置のうちのベルトクリーニングブレードで、符号１６は中間転写ベルト上に残留したトナーをブレードで掻き取ったトナーを収容する廃トナー容器がある。本実施例のベルトクリーニングブレード１５は、駆動ローラ７に対向するように設けられている。
【００２２】
符号７３は、中間転写ベルト６の上面に対向する画像形成装置の内壁であり後述する対向部を含む。対応部を有する内壁７３は、図１に示すように、画像形成装置の左側に備えられた吸気ファン７１とそのダクト７２に接続している。対応部である内壁７３は、吸気ファン７１とダクト７２から導入された送風を、２次転写後の像担持体である中間転写ベルト６の表面へ導く風路ダクトの機能を果たす。
【００２３】
記録材Ｐの搬送手段としては、給紙ローラ６１と、搬送ローラ１７と、レジストローラ１２と、排出ローラ２４などを有する。
【００２４】
また、本実施例の画像形成装置は、記録材を供給する記録材カセット６０を備え、記録材カセット６０には記録材Ｐを画像形成装置内に導入するための給紙ローラ６１を備えている。記録材Ｐは、記録材導入路６２を搬送ローラ１７によって搬送され、レジストローラ１２に向かって導入される。
【００２５】
一点破線に表されるＳは、２次転写を行う転写部から定着部である定着装置２０までの記録材Ｐの搬送路空間である第１空間を示しており、搬送ガイド７４を備える。
【００２６】
符号２０は、記録材Ｐへトナー像を加熱定着するための定着部としての定着装置であり、加熱ローラ２８と加圧ローラ２９が定着枠体２６、２７に内包されている。また、定着装置は、加熱ローラ２８の表面温度を非接触に検出する温度検出素子７６を備えており、定着ローラである加熱ローラ２８の長手中心位置に配置される。定着装置２０は、画像形成装置内の定着装置支持体（破線７５）に保持されている。
【００２７】
画像形成装置の画像形成動作として、ビデオコントローラ５１は、ホストコンピュータ等の外部装置から画像データを受信すると、ＣＰＵなどの制御部５０へプリント信号を送信するとともに受信した画像データをビットマップデータに変換する。プリント信号を受信した制御部５０は、画像形成を制御するため各部材などに駆動信号を送信し画像形成制御シーケンスを実行する。
【００２８】
画像形成制御シーケンスが実行されると、まず感光ドラム１を矢印方向に回転する。そして、その感光ドラム１の外周面（表面）を帯電ローラ３により所定の極性・電位に一様に帯電する。本実施例では感光ドラム１表面は負極性に帯電される。そして、露光装置５は、ビットマップデータ由来の画像信号に応じたレーザー光を出射し、感光ドラム１の表面を走査露光する。これにより感光ドラム１表面の帯電面に画像データに応じた静電潜像が形成される。
【００２９】
現像部である現像装置２は、それぞれ現像バイアス電源より現像ローラ２１に印加される現像電圧を、帯電電位と潜像（露光部）電位の間の適切な値に設定することで、負極性に帯電されたトナーを現像可能とする。そして、その負極性に帯電されたトナーが現像ローラ２１から感光ドラム１表面の静電潜像に選択的に付着されることにより、静電潜像の現像が行われる。なお、現像部である現像装置２の内部構成及び動作詳細については、別途説明する。
【００３０】
各現像装置２によって感光ドラム１表面に現像された単色トナー画像は、感光ドラム１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写ベルト６の外周面（表面）へ転写される。即ち、感光ドラム１に対応する１次転写ローラ９へ、第１の転写バイアス電源Ｖ１より、トナーと逆極性の正極性の転写電圧が印加される。これにより感光ドラム１の表面から各色のトナー画像が中間転写ベルト６表面に重なるように１次転写される。これによって中間転写ベルト６表面にカラートナー画像が担持される。
【００３１】
トナー画像の１次転写後に感光ドラム１表面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置４に設けられているドラムクリーニング部材４１により除去される。そしてそのドラムクリーニング部材４１によって除去された転写残トナーは、クリーニング装置４に有する廃トナー容器へ回収される。本実施例においてはドラムクリーニング部材４１として、ウレタンブレードにより作製したクリーニングブレードを用いており、感光ドラム１の回転方向に対して、対向する向きに備えられている。
【００３２】
上記のように、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、一次転写工程と、を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行う。これにより、中間転写ベルト６表面に各色のトナー画像を順次重ねて形成していく。即ち中間転写ベルト６は、記録材Ｐに形成すべきカラー画像の未定着トナー像を担持する。
【００３３】
一方、記録材カセット６０にセットされている記録材Ｐは、給紙ローラ６１により給紙され、搬送ローラ１７により記録材導入路６２を通ってレジストローラ１２に搬送される。
【００３４】
レジストローラ１２に搬送された記録材Ｐは、レジストローラ１２の直後に設けられているトップセンサＴＳにより先端が検出される。レジストローラ１２は、トップセンサＴＳによる記録材Ｐ先端の検出に応じて中間転写ベルト６表面の画像位置とタイミングを合わせ、記録材Ｐを中間転写ベルト６と２次転写手段の２次転写ローラ１３により形成される転写ニップ部Ｔｎへ搬送する。転写ニップ部Ｔｎは、転写部である２次転写ローラ１３を２次転写対向ローラ１４と対向する位置で中間転写ベルト６表面に接触させるように配置することで、中間転写ベルト６と２次転写ローラ１３との間に形成されている。本実施例の画像形成装置における記録材Ｐの搬送速度は１８０ｍｍ／秒である。
【００３５】
中間転写ベルト６表面上に担持されたカラートナー画像は、転写部である２次転写ローラ１３に、第２の転写バイアス電源Ｖ２より、トナーと逆極性の電圧が印加されることによって記録材Ｐ上に一括転写（２次転写）される。
【００３６】
表面にトナー像を保持した記録材Ｐは、第１空間である搬送路空間Ｓを通過して定着装置２０へ搬送される。第１空間である搬送路空間Ｓの図１中左右方向の大きさは、記録材Ｐの種類や、記録材Ｐ上へ転写されたトナー量に関わらず、記録材Ｐ上のトナー像を乱すことなく定着装置２０へ搬送できるよう設定される。
【００３７】
記録材Ｐ上に転写されたカラートナー画像は、定着部としての定着装置２０の定着ニップ部Ｎに導入され熱と圧力を受けることによって記録材Ｐ上に加熱定着される。制御部５０は、温度検出素子７６の検出結果に基づき、トナー像を記録材Ｐへ定着させるための加熱ローラ２６の表面温度を最適温度となるように温度制御する。定着装置２０のニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排紙ローラ対２４により排出トレイ２５上に排出される。
【００３８】
カラートナー画像の転写後に中間転写ベルト６表面に残留した転写残トナーは、クリーニング部であるベルトクリーニング装置のベルトクリーニング部材１５により除去される。そのベルトクリーニング部材１５でクリーニングされた転写残トナーは、廃トナー容器１６に回収される。本実施例においてはクリーニング部材１５として、感光ドラム１のドラムクリーニング部材４１と同様に、ウレタンブレードにより作製したクリーニングブレードを用いている。いずれのクリーニング部材も像担持体である感光ドラムか中間転写ベルトに接する当接部を有する。そして、その当接部は像担持体と摺擦することにより摩擦発熱を生じる部位になる。
【００３９】
また上記クリーニング部と同様に、現像部である現像装置２内にも摩擦発熱を生じる部位がある。図２に現像装置２の拡大模式図を示す。構成はイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック各色の現像装置２とも同一である。トナーを貯蔵する現像装置２内において、現像ローラ２１は感光ドラム１と同一方向へ回転している。一方、現像ブレード２２は、現像ローラ２１の回転方向に対向する向きに備えられており、現像ローラ２１と接して現像ニップを形成し、現像ローラ２１の表面を擦っている。現像ローラ２１の表面に保持されたトナーは、上記現像ローラ２１と現像ブレード２２の間の現像ニップへ誘導され、その現像ニップでの摩擦により負極性に帯電される。ここで上記現像ニップも摩擦発熱を生じる。
【００４０】
本実施例の画像形成装置では、これら摩擦発熱を生じる部位の冷却を間接的に行いつつ定着装置２０の定着性能を維持するため、下記の風路構成を備える。
【００４１】
（２）風路構成
図１及び図３をもとに、本実施例の画像形成装置の風路構成と遮断部材の説明をする。図３は本実施例の画像形成装置の、上面透視のイメージ図であり、風路に関わる構成を示している。
【００４２】
本実施例の画像形成装置における摺擦部は、次の箇所がある。第１箇所は感光ドラム１とドラムクリーニング部材４１で、第２箇所は現像ローラ２１と現像ブレード２２で、第３箇所は中間転写ベルト６とベルトクリーニング部材１５になる。この摺擦部を冷却するための冷却思想は、吸気気流によって中間転写ベルト６を冷却することで、第１と第２の摺擦部を間接的に冷却するものである。第３の摺擦部は、冷却された中間転写ベルト６自体が摺擦部に回転して到達するため、第３摺擦部を直接冷却し発熱を低減している。
【００４３】
本実施例の画像形成装置は、図１と図３とから上方の左側に吸気ファン７１を２個備えており、それぞれの吸気ファン７１はダクト７２に接続している。さらに、ダクト７２は画像形成装置の内壁７３に接続している。本実施例の内壁７３は、中間転写ベルトの表面と対向する対向部７３Ａを含んでいる。吸気ファン７１により導入された気流Ａ１は、ダクト７２を介し内壁７３側へ導入され、２次転写後の中間転写ベルト６を冷却し（気流Ａ２、Ａ３）、画像形成装置の側面に設けられた排気口７７から排気される。
【００４４】
画像形成装置の内壁７３は、２次転写ニップＴｎ（または転写部である転写ローラ）からベルトクリーニング部材１５までの間に対応する中間転写ベルト６表面に対向する対向部７３Ａを有する。本実施例の画像形成装置では、画像形成装置の内壁７３が対向部を含んでいるが、中間転写ベルト６表面に対向する対向部材が別途あってもよい。例えば、画像形成装置を形成する枠体や内面に露出した画像形成装置の外装などを用いてもよく、複数の部材を対向部としてもよい。風路上特に必要であれば専用の風路ダクトを対向部材としてもよい。
【００４５】
ここで本実施例の画像形成装置は、中間転写ベルト６の上面と画像形成装置の内壁７３に囲まれる第２空間である空間Ｑ（２点破線）を、中間転写ベルト６の回転方向へ分断する遮断部材を備える。遮断部材７８は、２次転写後の中間転写ベルト６露出部を冷却した気流Ａ２、Ａ３から、定着装置２０へ向かう気流Ａ４を封止すること目的とした部材である。なお、本実施例の画像形成装置では遮断部材７８の封止により気流Ａ４を生じないが、説明の利便上仮想的に示す。図１に示すように本実施例の遮断部材７８の上端は、中間転写ベルト６に対向する対向部に固定や保持されている。隙間なく気流Ａ４を封止することを考慮すれば、遮断部材７８を定着装置２０の枠体２６や定着装置の支持体７５などに固定や保持をしてもよい。画像形成装置を設置した状態で、鉛直方向に見た場合に、遮断部材の一部が定着装置と重なっている。遮断部材の一端側であり対向部に固定されている端部は、鉛直方向に見た場合に、定着装置と重なっている。中間転写ベルトの気流によって冷却される部分を大きく確保するために、遮断部材が定着装置に近い側に設置されることが好ましい。
【００４６】
遮断部材７８の設置場所として中間転写ベルト６の周上では、画像形成動作に影響を与えない箇所として、転写部との当接位置（２次転写ニップＴｎ）後からベルトクリーニング部材１５の当接位置（クリーニングニップＣｎ）の間に設置することが好ましい。一方で、中間転写ベルト６上の設置可能範囲内において、図１の中央から左寄りに配置した場合、冷却対象である中間転写ベルト６と気流Ａ２、Ａ３の接触する面積が減少する。このため、遮断部材７８は、第２空間内である空間Ｑ内において、図１に示すように左右方向では定着部である定着装置２０の近傍位置に設置することが好ましい。本実施例では中間転写ベルト６の２次転写ニップＴｎを通過後約７０ｍｍ後（図１では２次転写ニップＴｎから左側）、クリーニングニップに対して約３５０ｍｍ前（図１ではクリーニングニップＣｎから右側）に遮断部材７８を設置した。つまり、図１に示すように、遮断部材７８は、第２空間内に配置されることにより、第２空間を２つの領域に分けている。
【００４７】
なお、空間Ｑを第２空間としているが、第２空間は、像担持体の表面と表面に対向する対向部との間に形成される空間をいう。空間Ｑは、中間転写ベルト６の上面と画像形成装置の内壁７３に囲まれる空間であるが、この場合は、中間転写ベルト６が像担持体であり、内壁７３の一部が対向部７３Ａである。
【００４８】
また、本実施例の遮断部材７８の下端は、中間転写ベルト６の表面に接するように設置されている。これは、冷却対象である中間転写ベルト６表面へ流れた気流は、気流の移動ベクトルの方向や画像形成装置内の気圧に応じて、自由に流れる。このため、遮断部材と中間転写ベルトとが非接触な状態であると、結果として、非接触な領域を通過して定着部である定着装置２０へ向かう流れを完全には封止できない。本実施例のように遮断部材７８の一端側を対向部に固定し他端側を中間転写ベルトに接するようにして用いることで、冷却を行う空間Ｑの一部を空間的に遮断し搬送路空間Ｓへ向かう気流Ａ４を封止する。これにより、転写部から定着部へ記録材が搬送される搬送路空間Ｓに流れ込む気流を考慮することなく、最適設計を行うことができる。
【００４９】
なお、本実施形の遮断部材は、シート状であり、シート状のシート面が中間転写ベルト表面と接するように構成している。
【００５０】
遮断部材が設けられておらず気流Ａ４が定着部である定着装置２０への流れ込んだ場合に、定着性が悪化する理由について図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）は定着装置２０の断面の拡大図で、図４（ｂ）は図１の上方の右側から加熱ローラ２８を見た際の、長手方向の配置を示す概略図である。
【００５１】
図４の矢印Ｐ１は記録材Ｐの搬送を示し、矢印Ａ５は気流Ａ４の中で特に定着装置２０へ流れ込んだ気流を示し、矢印ｒは加熱ローラ２８と加圧ローラ２９の回転方向を示す。図４（ａ）に示すように、定着装置２０へ記録材Ｐが搬送された際、気流Ａ５は気圧の低い範囲に向かうため、加熱ローラ２８の外周を介して定着装置２０の記録材の搬送方向の下流側へ流れる。加熱ローラ２８の長手方向に対して気流Ａ５は、必ずしも一様に流れるわけではない。例えば、定着装置２８の長手端部付近で気圧を低くする構成の場合、図４（ｂ）に示すように、端部方向へ流れる風速を速くして加熱ローラ２８の端部エリアの温度低下を大きくする。本実施例では、加熱ローラ２８の表面温度を検出する温度検出素子７６が加熱ローラ２８の長手中央に備えているので、長手端部エリアの表面温度の低下を検出することができない。従って、加熱ローラ２８の端部付近で定着性を低下させてしまう可能性がある。
【００５２】
温度検出素子７６を加熱ローラ２８の長手方向において、中央や端部などへ複数備えれば、長手端部エリアの温度低下を検出可能である。しかし、画像形成装置に導入される記録材Ｐの紙幅や搬送速度、吸気ファン７１の動作能力、画像形成装置内の昇温状態などの組み合わせによって、加熱ローラ２８の長手方向における温度ムラの状態は複雑に変化する。このため、それらを考慮した温度制御を行うのは極めて煩雑である。そこで、本実施例の遮断部材７８を用いて、気流Ａ４を遮断する方法が、有効な手段になる。
【００５３】
遮断部材７８の下端は、中間転写ベルト６に軽く接触してわずかな当接ニップを形成し、中間転写ベルト６の回転に対して滑りつつ引きずられている。遮断部材７８は、中間転写ベルト６上の転写残トナーに対して機械的また静電的な作用を与えることを回避するため、軽圧で中間転写ベルト６へ接することが望ましい。例えば、遮断部材７８と中間転写ベルト６の当接ニップの引抜き圧を１Ｎ／ｍ以下になるように配置することが望ましい。ここで引抜き圧の測定方法は以下のとおりである。厚さ３０μｍのＳＵＳ板を中間転写ベルト６と遮断部材７８の当接部に挿入する。次にＳＵＳ板を中間転写ベルト６の回転方向へ０．５ｃｍ／ｓｅｃの速さで引き、そのときの引抜き力を測定して、ＳＵＳ板の幅１ｍ当たりの力に換算した線圧相当値とする。中間転写ベルト６の回転方向へＳＵＳ板を引抜いて測定するため、測定の際には画像形成装置の一部部品を外す、または画像形成装置内における中間転写ベルト６と遮断部材７８の構成関係を再現する治工具を用いる、などの方法を用いる。
【００５４】
遮断部材７８の材料としては、人工皮革、不織布、薄膜の樹脂製フィルムなどの柔軟なシート材が好ましい。本実施例の画像形成装置では、遮断部材７８として、ポリエステルとポリウレタンからなる不織布を加工した材料（エクセーヌ（商標）３０００Ｊ（厚み０．４９ｍｍ））を用いた。中間転写ベルト６表面から画像形成装置の内壁７３までの直線の高さＬ＝２０ｍｍに対し、遮断部材７８の長さを３０ｍｍに設定した。そのため、遮断部材の一端側は内壁に固定され、他端側はシート面が中間転写ベルト６の表面と接し、シートが撓んだ状態になっている。
【００５５】
なお、本実施例の遮断部材７８は、画像形成装置のフレームである装置本体側に設置されており、転写ユニット８０を画像形成装置の装置本体に装着することで、中間転写ベルト６表面に接する形態である。そして、画像形成装置内の中間転写ベルト６の回転に伴って緩やかに撓み、気流の流れを遮断や封止するための当接ニップを形成する。
【００５６】
また、中間転写ベルト６に対する軽接触性と空間遮断性を実現できるのであれば、発泡体や弾性体などのシート材またはブロック材、ブラシ形態でも構わない。
【００５７】
一方で、遮断部材７８の長手方向における長さＳＬ（すなわち、記録材Ｐの搬送方向と直交する直交方向の長さ）は、少なくとも画像形成装置に通紙される記録材Ｐの最大通紙幅Ｗより長いことが望ましい。本来、気流Ａ４を封止する目的から、図１に示す空間Ｑと搬送路空間Ｓの間を、遮断部材７８で隙間なく遮断することが望ましい。しかし実際には、画像形成装置内の入力ギヤと駆動されるローラとのかみ合わせや、各ローラ類の支持構成などの都合上、遮断部材７８で装置の長手端部まで隙間なく封止すると構造が複雑になりコストがかかるため現実的ではない。記録材Ｐの通紙幅範囲の気流を遮断できれば、少なくとも定着装置２０の記録材Ｐの通紙幅範囲への気流９４の流れ込みを防止できる。従って遮断部材７８の長手方向における長さＳＬは、画像形成装置の記録材Ｐの最大通紙幅Ｗより長ければよい。本実施例の画像形成装置では、記録材Ｐの最大通紙幅３２０ｍｍに対して、遮断部材７８の長手方向における長さＳＬを３５０ｍｍとしている。
【００５８】
なお、上記の遮断部材７８の長さの規定は、画像形成装置の内壁７３に支持される遮断部材７８の支持部と、中間転写ベルト６に当接する遮断部材７８の当接部との長さが同じである前提での長さである。当然、支持部や当接部の長さが異なっていても良いが、いずれも記録材Ｐの最大通紙幅よりも長いことが好ましい。遮断部材７８は、上述した長さの範囲で、画像形成装置の内壁７３と中間転写ベルト６に対して隙間なく接しており、気流Ａ４が搬送路空間に流れ定着部である定着装置に流れることを封止する。
【００５９】
（３）実験例
表１に本実施例の画像形成装置で、定着装置２０の定着温度を変更した際の定着性を示す。定着温度とは温度検出素子７６の検出結果に基づき、制御部５０によって制御される、加熱ローラ２８の表面温度である。定着性は、Ｃａｎｏｎ製Ｒｅｄ  Ｌａｂｅｌ  Ｐｒｅｓｅｎｔａｉｏｎ（８０ｇ／ｍ２）紙を用いて、イエローとマゼンタからなるレッド画像の５ｍｍ×５ｍｍパッチを印字した際の、オフセットの有無や画像欠損の有無で判断した。
【００６０】
比較例として、本実施例の画像形成装置から、遮断部材７８を除いた画像形成装置を用いて、上記と同様の評価を行った。なお、表１の中の符号は、「○」は画像問題なし、「△」は加熱不足によるコールドオフセットあり、「×」は画像欠損あり、「××」は画像欠損多数あり、「▼」は加熱過多によるホットオフセットあり、を示す。
【００６１】
ここで、オフセットは、トナーと紙などの記録材との界面における状態が画像に影響していることである。例えば、コールドオフセットは、加熱ローラ２８でトナーと記録材との界面付近で充分にトナーが溶かされない場合に、加熱ローラとの接着力や静電吸着力により、記録材に固定するトナー画像の一部が取り去られる現象である。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
表１に示すように、本実施例の画像形成装置では、画像中央と画像端部で定着性差はなく、中央／端部とも定着温度１７０℃以下で加熱不足となった。一方、比較例の画像形成装置では、画像中央と画像端部で定着性を両立できる定着温度範囲はなく、画像端部では定着温度１７５℃以下で加熱不足、画像中央では画像端部では定着温度１８０℃以上で加熱過多であった。
【００６４】
以上説明したように、感光ドラム１とドラムクリーニング部材４１、現像ローラ２１と現像ブレード２２、中間転写ベルト６とベルトクリーニング部材１５の３つの摺擦部を冷却するにあたり、像担持体である中間転写ベルト６に対して送風によって冷却する。このとき、本実施例の画像形成装置のように、送風が導入される空間Ｑの一部を遮断部材７８によって分断し、空間Ｑ内の気流を搬送路空間Ｓに対して遮断や封止を行う。これにより、上記送風による気流Ａ４が定着装置２０へ流れることを防止し、定着不良の発生を防ぐことができた。
【００６５】
なお、ここでは、本実施例と比較例との違いを明確にしたが、比較例の構成であっても画像形成装置として使用することができる。ただし、トナー画像を記録材によりよく定着させるためには本実施例の構成の方が好ましい。
【実施例２】
【００６６】
図５に示す本実施例の画像形成装置は、モノクロレーザープリンタである。実施例１の画像形成装置と異なり、中間転写ベルト６及びそれに付随する部材を備えない。記録材Ｐの搬送経路及び風路構成は、実施例１の画像形成装置と類似している。
【００６７】
本実施例の画像形成装置は、像担持体である感光ドラム１０１、現像部である現像装置１０２、帯電ローラ１０３、クリーニング部であるクリーニング装置１０４、を有する。外気を吸気した空気の気流で冷却する像担持体が実施例２では感光ドラム１０１であり、実施例１の中間転写ベルトと異なる。また、実施例２のクリーニング部は、感光ドラムの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１０４であり、実施例１の中間転写ベルトに残留したトナーを除去するクリーニング装置と異なる。
【００６８】
本実施例の現像部である現像装置１０２は、感光ドラムに接する現像ローラ１２１と、現像ローラに接する現像ブレード１２２とを有する。本実施例のクリーニング部であるクリーニング装置１０４は、感光ドラムと接して感光ドラムの表面上に残留したトナーを除去する（クリーニングする）ドラムクリーニング部材１４１を有する。
【００６９】
未定着トナー像の感光ドラム上への形成動作は、実施例１の画像形成装置と同じである。
【００７０】
本実施例では、感光ドラム１０１にトナー像を形成した後、感光ドラムに接する転写部である転写ローラ１０９との間で形成される転写ニップＴｎに記録材Ｐを搬送して、感光ドラム１０１から直接記録材Ｐ上へトナー像を転写する。
【００７１】
吸気ファン７１によって吸気された気流Ａ１は、ダクト７２によって内壁７３とクリーニング装置１０４の上面に挟まれた空間へ誘導され（気流Ａ２）、この空間を介して感光ドラム１０１表面まで流れ（気流Ａ３）、感光ドラム１０１表面を冷却する。
【００７２】
気流と接する位置の感光ドラム１０１の表面は、画像形成装置の内壁の一部である対向部と対向して配置されている（空間Ｑ）。
【００７３】
本実施例における冷却対象としての像担持体は、感光ドラム１０１となる。そこで、実施例１の画像形成装置と同様に、転写部である転写ローラからクリーニング部であるクリーニング装置までの間に対応する感光ドラムの表面に、遮断部材７８を接することにより、気流Ａ４が搬送路空間Ｓに流入することを遮断している。同様に、転写ニップＴｎからクリーニングニップまでの感光ドラム１０１の表面に遮断部材７８を接させることにより、空間Ｑから定着装置２０側へ向かう気流Ａ４を遮断や封止することができる。
【実施例３】
【００７４】
図６及び図７に示すように、本実施例の画像形成装置の構成は、実施例１と同様であり、風路構成のみ異なる。
【００７５】
すなわち、本実施例の画像形成装置に備えられるファン１７１は、実施例１の画像形成装置と異なり、排気ファンである。従って、画像形成装置の側面に備えられた開口１７７は吸気口となり、吸気口１７７より吸気された気流Ａ１２、Ａ１３は、空間Ｑ内に流れる。空間Ｑ内に流れる気流Ａ１２、Ａ１３は、２次転写後の中間転写ベルト６の露出部を冷却し、ダクト７２に誘導されて排気ファン１７１より画像形成装置外へ排気（気流Ａ１１）される。
【００７６】
本実施例の画像形成装置が実施例１の画像形成装置と異なり、排気ファン１７１を用いる理由としては、次の理由がある。１つ目としては、吸気に関する。実施例１では吸気ファン７１の位置が吸気部になり、本実施例では吸気口１７７の位置が吸気部になる。ここで、実施例１では、外気を吸気する吸気部に吸気ファンがあり、実施例２よりも吸気部での流速が速くなる。つまり、実施例２では、吸気部にファンが設けられていないため流速が遅い。このため実施例１においては実施例２より埃などを吸引しやすい。２つ目としては、気流の指向性に関する。実施例１の画像形成装置では、吸気された気流９１は、ダクト７２によって中間転写ベルト６の露出部に誘導される。このため、吸気された気流９１は、ダクト７２を通過することにより指向性が高まるため、中間転写ベルト６の表面に対し風速ムラを持って接触しる可能性がある。この場合に、中間転写ベルト６の表面上で冷却ムラを起こす可能性がある。一方、実施例２の画像形成装置では、吸気後に特にダクトを備えずかつ遅い風速で画像形成装置内に気流が導入される。このため気流１９２、１９３は、指向性を持たず中間転写ベルト６をムラなく冷却することができる。
【００７７】
このような形態の画像形成装置においても、遮断部材７８は有効である。すなわち図６の上方の左側に向かって排気経路を備えるため、空間Ｑは搬送路空間Ｓに比べ相対的に気圧を低くするので、定着装置２０側から空間Ｑへ向かう気流Ａ１４を生じる。この気流Ａ１４は定着装置２０に起因する暖気を含むので、そのまま中間転写ベルト６表面に向かって流れると、目的としていた冷却を阻害することとなり、好ましくない。よって本実施例の画像形成装置のように、遮断部材７８を備えることにより、定着装置２０側から空間Ｑへ向かう気流Ａ１４を遮断や封止することができる。
【実施例４】
【００７８】
図８及び図９に示すように、本実施例の画像形成装置の構成は、実施例１と同様であり、記録材Ｐの搬送速度と風路構成のみ異なる。
【００７９】
すなわち、本実施例の画像形成装置の記録材Ｐ搬送速度は９０ｍｍ／秒であって、実施例１の画像形成装置に対して、１／２の搬送速度である。そのため感光ドラム１及び中間転写ベルト６の回転速度も１／２になっているため、摩擦発熱エリアである摺擦部での発熱量が小さくなる。摺擦部は、感光ドラム１とドラムクリーニング部材４１、現像ローラ２１と現像ブレード２２、中間転写ベルト６とベルトクリーニング部材１５になる。そのため本実施例の画像形成装置の風路には送風ファンを備えず、開口７９及び開口２７７から自然対流による吸排気を行うのみである。転写部からクリーニング部であるベルトクリーニング部との間に対応する像担持体である中間転写ベルトの表面を外気を含めた自然対流を利用して冷却している。
【００８０】
一方で、定着部である定着装置２０はトナー定着を行うために発熱するので、発熱による上昇気流を生じ、相対的に温度の低い空間Ｑから搬送路空間Ｓに向かう気流Ａ２４を生じる。この気流Ａ２４によっても定着装置２０が冷却されるので、本実施例の画像形成装置のように送風ファンを備えない場合においても、遮断部材７８を備える効果がある。
【実施例５】
【００８１】
実施例１では、感光ドラム１が担持したトナー像を中間転写ベルトに転写している構成を開示しているが、感光ドラム１が担持したトナー像を中間転写ベルトの代わりに搬送ベルトで搬送されてきた記録材に転写する構成でもよい。
【００８２】
この場合、感光ドラム１と搬送ベルトとの当接部に、記録材が搬送されてくる。搬送ベルトは感光ドラムと接するため、搬送ベルトの表面を送風で冷却すると間接的に感光ドラムを冷却する。感光ドラムの表面が冷却されると、ドラムクリーニング部材と接するクリーニングニップ部や現像ブレードが現像ローラと接する現像ニップを冷却することができる。
【符号の説明】
【００８３】
６  中間転写ベルト
７１  吸気ファン
７３  画像形成装置内壁
７８  遮断部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019215459.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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