(57)【要約】【課題】電子写真方式を利用した画像形成装置において、定着器の発する熱により搬送ベルトの温度が不均一に上昇することを防止する。【解決手段】転写ユニット２０が転写を行わない期間の少なくとも一部において、搬送ベルト２１と感光体ドラム１１を離し搬送ベルト２１を走行させることを特徴とする画像形成装置を提供する。搬送ベルト２１を走行させることにより、定着器３０に近接する搬送ベルト２１の領域が一定時間ごとに変更され、搬送ベルト２１の全領域がムラなく定着器３０の発する熱を受け取り、搬送ベルト２１の温度が均一になる。【選択図】図２
2008015194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに対してトナーを付着させる現像手段と、
前記感光体ドラムに近接する位置に設けられ前記現像手段により前記感光体ドラム上に現像されたトナー像が転写される用紙を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトを前記感光体ドラムの回転に連動させて走行させる駆動手段とを有し、前記搬送ベルトにより搬送されてくる前記用紙に対して前記トナー像を転写させる転写手段と、
前記転写手段により前記トナー像が転写され前記搬送ベルトにより搬送されてくる用紙を加熱し前記トナー像を前記用紙に定着させる定着装置と、
前記転写手段が転写を行わない待機期間の少なくとも一部においても、前記搬送ベルトを走行させるように前記駆動手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写手段が転写を行う期間に前記感光体ドラムと前記搬送ベルトを接触させ、前記待機期間に前記感光体ドラムと前記搬送ベルトを離す移動手段を具備し、
前記制御手段は、
前記待機期間内に前記搬送ベルトを走行させる際には、前記感光体ドラムと前記搬送ベルトとを前記移動手段により離した後に、前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記感光体ドラムの回転とは連動させずに前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記搬送ベルトを駆動する駆動ローラの軸を回転軸として前記搬送ベルトを揺動し、前記搬送ベルトを前記感光体ドラムに対して接触させる、または離すことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記搬送ベルトを冷却する空気の流路を形成するダクトと、
前記ダクトに空気流を生成するファンを具備し、
前記定着装置が、前記空気流が当たらない位置関係に設定されていることを特徴とする請求項１ないし４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、電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年電子写真方式を利用した画像形成装置の小型化が進み、画像形成装置内部の各ユニットはますます緊密に配置されているが、その傾向に伴い以下のような問題が生じている。すなわち、印刷用紙を定着器へ搬送する搬送ベルトの温度が定着器の発する熱により不均一に上昇し搬送ベルトの電気抵抗値が局所的に変化すること、および搬送ベルトが温度の上昇により膨張し所定の張力が得られないことなどである。それらは印刷画質の低下の原因となる。
【０００３】
上記の問題を解決するために、以下に挙げる改良が試みられている。特許文献１においては、搬送ベルトから定着器への用紙搬送路が開閉可能となるように、搬送ベルトと定着器の間に遮熱板をスライド可能に設置している。印刷待機時には用紙搬送路を閉じることにより、搬送ベルトが定着器の熱の影響を受けないようにしている。また特許文献２では、定着器と転写ユニットとの間に、内部にエアダクトを形成する熱遮蔽部材を設け、転写ユニットの温度上昇を防止する方法が開示されている。エアダクトを流れるエアーによる排熱や熱遮蔽部材による輻射熱のカットにより、転写ユニットの温度上昇を抑制している。
【特許文献１】特開平８−１８５１０６号公報
【特許文献２】特開平１０−１１５９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、定着器から発生する熱により搬送ベルトの温度が不均一に上昇することを抑制することを特徴とする画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る画像形成装置の第１の構成は、静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに対してトナーを付着させる現像手段と、前記感光体ドラムに近接する位置に設けられ前記現像手段により前記感光体ドラム上に現像されたトナー像が転写される用紙を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトを前記感光体ドラムの回転に連動させて走行させる駆動手段とを有し、前記搬送ベルトにより搬送されてくる前記用紙に対して前記トナー像を転写させる転写手段と、前記転写手段により前記トナー像が転写され前記搬送ベルトにより搬送されてくる用紙を加熱し前記トナー像を前記用紙に定着させる定着装置と、前記転写手段が転写を行わない待機期間の少なくとも一部においても、前記搬送ベルトを走行させるように前記駆動手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る画像形成装置の第２の構成は、上記第１の構成において、前記転写手段が転写を行う期間に前記感光体ドラムと前記搬送ベルトを接触させ、前記待機期間に前記感光体ドラムと前記搬送ベルトを離す移動手段を具備し、前記制御手段は、前記待機期間内に前記搬送ベルトを走行させる際には、前記感光体ドラムと前記搬送ベルトとが前記移動手段により離した後に、前記駆動手段を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る画像形成装置の第３の構成は、上記第２の構成において、前記制御手段は、前記感光体ドラムの回転とは連動させずに前記駆動手段を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置の第４の構成は、上記第２または３の構成において、前記移動手段は、前記搬送ベルトを駆動する駆動ローラの軸を回転軸として前記搬送ベルトを揺動し、前記搬送ベルトを前記感光体ドラムに対して接触させる、または離すことを特徴とする。
【０００９】
また本発明の好ましい態様において、本発明に係る画像形成装置は、第１ないし第４の構成において、前記搬送ベルトを冷却する空気の流路を形成するダクトと、前記ダクトに空気流を生成するファンを具備し、前記定着装置が、前記空気流が当たらない位置関係に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、印刷待機時に搬送ベルトを走行させることを特徴とする。そのことにより以下に挙げる効果を生ずる。一つは、搬送ベルトにおいて定着器に近接する領域が一定時間ごとに変更されることにより、搬送ベルトの全領域がムラなく定着器の発する熱を受け取り、その結果搬送ベルトの温度が均一になることである。もう一つは、温度が上昇した搬送ベルトの領域を定着器付近から比較的低温の空間に移動させることにより、効果的に搬送ベルトが定着器から受け取った熱の拡散を促すことである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について説明する。
（Ａ：本実施形態の構成）
まず本実施形態の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の構成を示した全体構成図である。画像形成装置１は被撮像物をスキャンし画像データを生成する画像読取部２と、その画像データに基づいて記録材Ｐにトナー像を形成する画像形成部３と、画像形成部３に記録材Ｐを供給する給紙部４から構成される。画像読取部２はいわゆるスキャナに相当し、画像形成部３はいわゆるプリンタに相当するものである。すなわち画像形成装置１はスキャナやプリンタの機能を兼ね備えたいわゆる複合機である。なお、画像形成装置１はプリンタであってもよい。
【００１２】
ここで、画像形成部３の構成について説明する。図２は画像形成部３の主な構成部分の斜視図である。画像形成部３は主に、感光体ドラム１１、転写ユニット２０、定着器３０から構成される。感光体ドラム１１は、図示せぬ駆動源により図中Ａで示す方向へ回転する。
転写ユニット２０は、搬送ベルト２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、冷却用ダクト２４、ベルトクリーナ２５、転写ユニットハウジング２８から構成される。転写ユニットハウジング２８は、底面ａ、支持壁ｂおよびｃ、仕切壁ｄおよびｅとを有し、上方が開放している。駆動ローラ２２および従動ローラ２３は円柱状の部材からなり、その両端には回転軸２２ａ、２３ａが形成され、転写ユニットハウジング２８の支持壁ｂおよびｃにそれぞれ回転自在に軸支されている。駆動ローラ２２は、図示せぬ駆動源により図中Ｃで示す方向へ回転駆動される。搬送ベルト２１は、駆動ローラ２２および従動ローラ２３に張設されており、転写ユニットハウジング２８の上方を覆い被せている。駆動ローラ２２が回転することにより搬送ベルト２１は図中Ｂで示す方向へ回転走行する。この場合、感光体ドラム１１の外周面と搬送ベルト２１の上面は接触した状態で、両者の表面速度が同じになるように同期して回転駆動される。
ベルトクリーナ２５は、ウレタンゴム等によって形成され、その幅は上記搬送ベルト２１の幅とほぼ同じである。転写時にはベルトクリーナ２５のエッジが搬送ベルト２１の表面に圧接されて搬送ベルト２１の表面に付着しているトナーを掻き落とす。
【００１３】
定着器３０は、定着ローラ３１、加圧ローラ３２を有する。定着ローラ３１は熱源を内蔵し、加圧ローラ３２は定着ローラ３１を下側から押圧している。トナーが転写された用紙は、定着ローラ３１と加圧ローラ３２の間を通り、加圧状態で加熱定着される。
【００１４】
ここで図３は、図２で示した画像形成部３の断面図である。転写ユニット２０は、図３Ａで示した転写位置と図３Ｂで示した非転写位置との間で、駆動ローラ２２の回転軸２２ａを回転軸として双方向に回転移動することができる。以下にその詳細を説明する。従動ローラ２３の回転軸２３ａと垂直な両側面には一対のガイダンス板６０が設置されている。ガイダンス板６０はレール６１を持つ。レール６１は、ガイダンス板６０を貫通する細長い形状をした穴である。従動ローラ２３の回転軸２３ａはレール６１に通されており、レール６１の形状に沿ってスライドすることができる。ここで画像形成部３には、転写ユニット２０を移動する手段としてソレノイド６２が設けられている。ソレノイド６２の有するプランジャ６３は、転写ユニットハウジング２８の支持壁ｃに側方から接続されている。また支持壁ｃには、上方からスプリング６４が配設されている。
【００１５】
以上の構成において、図３Ｂに示すようにソレノイドが付勢されプランジャ６３が図において下方に作動されると、従動ローラ２３の回転軸２３ａはスプリング６４のばね力に抗してレール６１に沿って下方にスライドする。その結果、転写ユニット２０は、駆動ローラ２２の回転軸２２ａを回転軸として図において時計周りに回転し、非転写位置に位置付けられる。このとき搬送ベルト２１と感光体ドラム１１は離れている。なお、図３Ｂにおいては、転写ユニット２０が転写位置にあるときの搬送ベルト２１の位置を二点鎖線で示す。一方ソレノイド６２が除勢されると、図３Ａに示すようにスプリング６４のばね力によって転写ユニット２０は転写位置に位置付けられ、その結果搬送ベルト２１と感光体ドラム１１は接触する。
【００１６】
さて冷却用ダクト２４は、転写ユニットハウジング２８の仕切壁ｄ、ｅおよび搬送ベルト２１の外周面により形成されているダクトである。紙面手前に吸気口２４ｉｎが開口し、紙面奥に排気口２４ｏｕｔが開口する。（図２参照）
【００１７】
画像形成部３には冷却ファン２６が設けられている。冷却ファン２６は、転写ユニット２０が非転写位置にあるとき、冷却用ダクト２４の吸気口２４ｉｎに冷却ファン２６が覆いかぶさるような位置に固定されている。転写ユニット２０が非転写位置にあるとき、図示せぬ駆動源によって冷却ファン２６を回転させることにより、冷却用ダクト２４には紙面手前から奥に向かう空気流が生成される。なお、冷却ファン２６は画像形成装置１の外部に直接露出しており、外気をダクト内に吸引する。一方排気口２４ｏｕｔは、画像形成装置１の外部に直接空気を排出するように構成されている。すなわち、冷却用ダクト２４は転写ユニット２０内にのみ空気流を生ずるように構成されている。以上の構成から、冷却ファン２６の回転により生じた空気流により搬送ベルト２１を含む転写ユニット２０のみが冷却される。
【００１８】
ここで、転写ユニット２０を転写位置と非転写位置の間で移動する制御方法について説明する。図４は、画像形成装置１の制御回路の構成を示したブロック図である。制御回路は、操作部５、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）６、制御プログラムを格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）７、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８、タイマ９、コントローラ１０を有する。操作部５は、印刷ボタンを備え、操作者は印刷ボタンを押すことにより印刷を開始する指示を画像形成装置１に出すことができる。印刷ボタンが押されると、操作部５は印刷開始信号（図示省略）をＣＰＵ６およびタイマ９に供給する。印刷開始信号を受信したタイマ９は、印刷開始信号を受信した時点で、時間の測定を開始する。印刷開始信号を受信したＣＰＵ６は、タイマ９の情報を参照しながらコントローラ１０を制御する。
【００１９】
さて、感光体ドラム１１、駆動ローラ２２、定着ローラ３１、加圧ローラ３２、記録材Ｐの搬送を行うローラなど（ここでは回転体Ｒと総称する）は、共通に設置された駆動源Ｒにより互いに緊密に連動して回転するよう制御されている。駆動源Ｒの動力を回転体Ｒに伝達する駆動軸には、それぞれにクラッチが設置されている。ここで、駆動ローラ２２にはクラッチは設置されておらず常に駆動源Ｒの動力は駆動ローラ２２に伝えられる。
コントローラ１０は、信号Ｓ１ないしＳ４を画像形成装置１の各部に送ることにより、動作を制御する機能を持つ。クラッチは信号Ｓ３およびＳ４を受信することができ、信号Ｓ３を受信すると接続され、信号Ｓ４を受信すると切断される。したがって、クラッチが信号Ｓ３を受信し接続されると、駆動源Ｒの動力は回転体Ｒの全てに伝達され、一方クラッチが信号Ｓ４を受信し切断されると、駆動源Ｒの動力は駆動ローラ２２にのみ伝達される。
ここで信号Ｓ１は、駆動源Ｒに対して送られる信号である。上述のようにクラッチが信号Ｓ４を受信した状態で駆動源Ｒが信号Ｓ１を受信すると、駆動ローラ２２のみが駆動される。一方、クラッチが信号Ｓ３を受信した状態で駆動源Ｒが信号Ｓ１を受信すると、回転体Ｒの全てが連動して駆動される。
【００２０】
信号Ｓ２は、冷却ファン２６の駆動源に対して送られる信号である。信号Ｓ２を受信すると、冷却ファン２６の駆動源は冷却ファン２６の回転を行う。
信号Ｓ３およびＳ４は、ソレノイド６２に対しても送られる。ソレノイド６２は、信号Ｓ３を受信すると除勢し、スプリング６４のばね力により転写ユニット２０は転写位置に位置付けられる。一方ソレノイド６２は、信号Ｓ４を受信すると付勢し、転写ユニット２０は非転写位置に位置付けられる。ここで、転写ユニット２０の移動は駆動ローラ２２を中心に行われることから、転写ユニット２０が転写位置、非転写位置いずれの位置にあるときも、駆動ローラ２２の駆動源の構成を変更することなく駆動ローラ２２を回転することが可能である。
【００２１】
（Ｂ：本実施形態の動作）
さて、本実施形態に係る画像形成装置１には、印刷を行う際の動作（以下印刷モードと呼ぶ）、および印刷を待機している際の動作（以下待機モードと呼ぶ）の２種類のモードがある。
【００２２】
まず印刷モードについて説明する。
画像形成装置１において、最後に印刷が行われてから一定時間Ｔ１を越えて次の印刷が行われていない場合、画像形成装置１は待機モードにある。すなわち、ソレノイド６２は付勢された状態にあり、転写ユニット２０は非転写位置に位置付けられている。操作者が印刷ボタンを押すと、操作部５は印刷開始信号をＣＰＵ６およびタイマ９に送る。印刷開始信号を受信したＣＰＵ６はソレノイド６２に信号Ｓ３を送り、画像形成装置１は印刷モードに設定される。すなわち、ソレノイド６２は除勢されて転写ユニット２０は転写位置に位置付けられる。また、ＣＰＵ６はクラッチに信号Ｓ３を送り、信号Ｓ３を受け取ったクラッチは接続される。この待機モードから印刷モードへの変更に一定の時間Ｔｗ−ｐがかかる。なお、この時間Ｔｗ−ｐおよび以下に述べるＴｐ−ｗは画像形成装置１に固有の値であり、予め計測しＲＯＭ７に記憶させてある。またタイマ９は、印刷開始信号を受信すると、印刷開始信号を受信してから経過した時間の計測を開始する。
【００２３】
以下に、印刷モードにおける動作を説明する。
操作者が印刷ボタンを押してから時間Ｔｗ−ｐが経過すると、ＣＰＵ６は通常の印刷動作を行う。すなわち、まず画像読取部２において被撮像物の画像データが生成される。生成された画像データに基づいて感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成され、続いて現像装置によりトナー像が現像される。現像されたトナー像は、給紙部４から供給される記録材Ｐが搬送ベルト２１と感光体ドラム１１との間を通過する際に、記録材Ｐに転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは定着器３０へ搬送され、未定着のトナー像は定着ローラ３１と加圧ローラ３２により加圧状態で加熱定着される。なお、タイマ９は、印刷を終了した後も、次に印刷開始信号を受信するまで時間の計測を継続する。
【００２４】
次に待機モードについて説明する。
最後に印刷が行われてから時間Ｔ１（Ｔ１＞Ｔｗ−ｐ）が経過しても次の印刷が行われないとき、タイマ９はカウントがリセットされ、その時点からの経過時間を計測する。また、コントローラ１０はソレノイド６２に信号Ｓ４を送り、印刷モードから待機モードへ変更される。すなわち、ソレノイド６２は付勢され、転写ユニット２０は非転写位置に位置付けられる。また、信号Ｓ４がクラッチに送られ、信号Ｓ４を受け取ったクラッチは切断される。この印刷モードから待機モードへの変更に一定の時間Ｔｐ−ｗがかかる。
【００２５】
以下に待機モードにおける動作を説明する。印刷モードから待機モードへの変更が開始されてから時間Ｔｐ−ｗが経過すると、コントローラ１０は駆動源Ｒに信号Ｓ１を送る。信号Ｓ１を受信した駆動源Ｒの動力は上述のように駆動ローラ２２のみに伝達され、それに伴い搬送ベルト２１が回転する。信号Ｓ１は、画像形成装置１が待機モードにある期間以下に述べるように断続的に供給される。すなわち駆動ローラ２２の回転は、５分に１回の頻度で搬送ベルト２１をベルト４分の１周分だけ断続的に回転させるように制御される。
【００２６】
また、コントローラ１０は、信号Ｓ１と同時に信号Ｓ２を冷却ファン２６の駆動源に送る。信号Ｓ２を受信した冷却ファン２６の駆動源は冷却ファン２６を回転させ、冷却用ダクト２４に空気流を生成する。信号Ｓ２は、画像形成装置１が待機モードにある期間継続して冷却ファン２６の駆動源に供給される。
【００２７】
以上、待機モードにおける画像形成装置１の動作を説明した。画像形成装置１が待機モードにあるときに操作者が印刷ボタンを押すと、操作部５はＣＰＵ６およびタイマ９に印刷開始信号を供給する。その後、上述のように待機モードから印刷モードへの変更および印刷動作を行う。
【００２８】
（Ｃ：変形例）
（１）上記の実施形態においては、待機モードにある間、駆動ローラ２２および冷却ファン２６の動作は無条件に行われる。しかし、駆動ローラ２２および冷却ファン２６の動作は、搬送ベルト２１の温度が不均一に上昇したときのみ行っても良い。この場合、画像形成装置１は、搬送ベルト２１の表面の温度を接触せず測定することが可能な赤外線放射温度計などの温度センサ７０を備える。（図４参照）コントローラ１０は、一定時間おきに搬送ベルト２１を１回転させ、その際温度センサ７０は搬送ベルト２１の各領域の温度をモニタする。このようにして得られた搬送ベルト２１表面の温度に関する情報はＣＰＵ６へ送られ、温度が局所的に高い領域が搬送ベルト２１において検出されたときにのみ、コントローラ１０は信号Ｓ１およびＳ２を駆動源Ｒおよび冷却ファン２６の駆動源に送る。
【００２９】
（２）待機モードにおける搬送ベルト２１の制御方法は、上記の実施形態で示した回転頻度や回転量、回転方向に限定されるものではない。すなわち１分に１回の頻度で搬送ベルト２１をベルト３分の１周分だけ回転させるという回転制御方法や、画像形成装置１が待機モードにある間、一定時間搬送ベルト２１の回転を継続して行い、続けて一定時間回転を停止するサイクルを繰り返し行うという制御方法でもよい。要するに定着器３０の熱が搬送ベルト２１全体に均等に分散するように搬送ベルト２１の走行を制御すれば、その他どのような様式で搬送ベルト２１を走行させても良い。
【００３０】
（３）上記実施形態においては、待機モードへの切り替えの際に、搬送ベルト２１を揺動することにより感光体ドラム１１と搬送ベルト２１を離した。しかし、ソレノイドなどの移動手段を感光体ドラム１１に対して設置し、移動手段が感光体ドラム１１を揺動することにより感光体ドラム１１と搬送ベルト２１を離すことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】印刷モードにおける画像形成部の斜視図である。
【図３】印刷モード（Ａ）および待機モード（Ｂ）における画像形成部の模式説明図である。
【図４】本実施形態に係る画像形成装置の制御回路を機能的に示したブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…画像形成装置、２…画像読取部、３…画像形成部、４…給紙部、５…操作部、６…ＣＰＵ、７…ＲＯＭ、８…ＲＡＭ、９…タイマ、１０…コントローラ、１１…感光体ドラム、２０…転写ユニット、２１…搬送ベルト、２２…駆動ローラ、２３…従動ローラ、２４…冷却用ダクト、２５…ベルトクリーナ、２６…冷却ファン、２８…転写ユニットハウジング、３０…定着器、３１…定着ローラ、３２…加圧ローラ、６０…ガイダンス板、６１…レール、６２…ソレノイド、６３…プランジャ、６４…スプリング、７０…温度センサ
【図１】
2008015194.tif 000003
【図２】
2008015194.tif 000004
【図３】
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【図４】
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