(57)【要約】【課題】簡単な構成で装置内部の温度上昇による画像品質の低下を確実に防止することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】片面印刷モードまたは両面印刷モードにて記録紙Ａの連続印刷が行われるとき、記録紙Ａの連続印刷枚数を計数するカウンタによる計数値が所定値に達すると、印刷動作が一時的に停止されて片面印刷モードまたは両面印刷モードから冷却モードに移行し、第２切換ガイド８２及び第３切換ガイド８４が実線で示す方向に切り換わる。そして、冷却モードにおいて、給紙トレイ８０より給紙されて駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部へ搬送された冷却紙Ｂが、このニップ部を通過する際に、冷却紙Ｂと接触する中間転写ベルト５５から吸熱し、これにより中間転写ベルト５５が冷却されるとともに、この中間転写ベルト５５と圧接する感光ドラム５０や感光ドラム５０の近傍に設置される現像ユニット５３が冷却される。【選択図】図１
2007171476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の用紙を収容可能な用紙収容部を備え、前記用紙収容部より給紙された用紙に画像を印刷する画像形成装置において、
前記用紙収容部より給紙された用紙に画像を印刷する印刷モードと、前記用紙収容部より給紙された用紙に画像を転写する部材の熱を用紙に吸収させることによって当該部材を冷却する冷却モードと、を備え、
用紙に画像を連続して印刷するとき、前記印刷モードによる印刷動作が開始してから所定のタイミングに達したところで印刷動作が一時的に停止されて前記印刷モードから前記冷却モードに移行し、前記用紙収容部より給紙された用紙が前記部材の設置位置を通過した後に、前記冷却モードから前記印刷モードに復帰することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
用紙の連続印刷枚数を計数するカウンタを備え、
前記所定のタイミングが、前記カウンタにより計数される用紙の連続印刷枚数に基づき決定され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】
用紙の連続印刷時間を計測するタイマを備え、
前記所定のタイミングが、前記タイマにより計測される用紙の連続印刷時間に基づき決定され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４】
前記印刷モードにおいて前記部材の設置位置を通過した画像が転写された用紙に画像を定着させる定着部と、前記部材の設置位置を通過した用紙の搬送方向を切り換えるための切換部材と、を備え、
前記切換部材により、前記印刷モードと前記冷却モードとで前記部材の設置位置を通過した用紙の搬送方向が切り換えられることによって、前記冷却モードにおいて前記部材の設置位置を通過した用紙が前記定着部へ搬送されることが阻止されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記用紙収容部が第１の用紙収容部と第２の用紙収容部とによって構成され、
前記印刷モードでは前記第１の用紙収容部より用紙が給紙されるとともに前記冷却モードでは前記第２の用紙収容部より用紙が給紙されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記冷却モードにおいて、前記部材の設置位置を通過した用紙が前記第２の用紙収容部へと搬送され、前記第２の用紙収容部に収容されて再び給紙されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記印刷モードが用紙の片面のみ印刷を行う片面印刷モードと用紙の両面の印刷を行う両面印刷モードとによって構成され、
前記片面印刷モードと前記両面印刷モードとでは、前記所定のタイミングが異なることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか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、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機やプリンタ等の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、感光ドラムの表面を帯電させる帯電工程、帯電した感光ドラムにレーザ光を照射してこの感光ドラムの表面に静電潜像を形成する露光工程、感光ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像工程、感光ドラムの表面に付着したトナーを記録紙に転写する転写工程、及び転写されたトナーを記録紙に定着させる定着工程の各工程が順に行われることによって、記録紙に画像が印刷される。
【０００３】
このような構成の画像形成装置において、記録紙の連続印刷が行われるとき、定着工程においてトナーを定着させるために加熱された記録紙が放熱することによって、連続印刷枚数が増加するにつれ機内の温度が上昇してゆき、これに伴いトナーが収容される現像ユニットなどが加熱される。また、片面印刷モードと両面印刷モードの両方を備える画像形成装置においては、両面印刷モードで記録紙の連続印刷が行われるとき、片面印刷後の加熱された記録紙のもう一方の面を印刷するために搬送される記録紙が感光ドラムの設置位置を通過する際、高い温度の記録紙にトナーが転写されるとともに感光ドラムが記録紙の熱を吸収して加熱される。
【０００４】
このようにして感光ドラムや現像ユニットなどが加熱されると、現像ユニットに収容されるトナーの性質が変化することによって記録紙に印刷される画像の品質が低下するとともに、感光ドラムの表面に付着するトナーの性質が変化し、これにより記録紙に転写される画像の品質が低下するおそれがある。また、記録紙の片面に画像が転写されるときの転写面の温度と片面が印刷された記録紙のもう一方の面に画像が転写されるときの転写面の温度とが大きく異なると、記録紙のそれぞれの面に印刷される画像の品質に明らかな差が生じる。
【０００５】
これに対し、機内温度センサを用いて機内の温度を計測し、機内の温度が所定値を超えたときに印刷動作を一時的に停止し、冷却ファンなどを用いて機内の冷却を行った後、機内の温度が充分に低下したことを確認してから印刷動作を再開する制御を行う画像形成装置が開発されている。
【０００６】
また、両面複写モードにおいて第１面が印刷された記録紙の第２面を印刷するために当該記録紙をレジストローラへ向けて搬送する用紙搬送路に複数の冷却ファンとガイド板とを備える用紙搬送冷却部が設置され、温度センサの温度情報に基づき複数の冷却ファンの回転数及びオンオフを制御することにより第１面が印刷された記録紙を機外の空気により冷却し、第２面に画像が転写される記録紙の転写前の温度が所定の範囲内に入るように構成された画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
更には、画像が印刷された記録紙を装置外部へ排出する搬送ローラを駆動するＦＤモータ駆動系を、電源ユニットや画像定着器などで生じる熱による温度上昇の影響を軽減したいユニットを冷却する冷却ファン用風車の駆動機構と、ワンウェイクラッチとギアとを用いて動力接続することにより、冷却ファン用風車専用の駆動機構を新たに設けることなく、部品点数を減少させるとともに構成の簡略化を図ることのできる画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５７３６９号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した機内の温度に応じて印刷動作の制御を行う画像形成装置では、機内の温度が所定値を超えて印刷動作が停止したときから機内の温度が充分に低下して印刷動作が再開されるまでの時間が長くかかるため、装置の使い勝手が悪くなるという問題がある。
【０００９】
また、上記特許文献１の画像形成装置では、用紙搬送路に複数の冷却ファンとガイド板とを備える用紙搬送冷却部を設置するようにしているため、用紙搬送路を設定するにあたって装置内部の部品のレイアウトに制限が生じるとともに、装置の構成が複雑化するという問題がある。
【００１０】
更に、上記特許文献２の画像形成装置では、搬送ローラを駆動するＦＤモータ駆動系と冷却ファン用風車の駆動機構とが動力接続されているために、所定の速度で回転する搬送ローラに対して冷却ファン用風車の回転速度も一定となる。ここで、両面印刷時には、片面印刷時よりも画像定着器で加熱された片面印刷後の記録紙が装置内を搬送される距離が長くなる。そして、この記録紙が装置内を搬送される間に放熱することによって、両面印刷時には片面印刷時よりも機内の温度が高くなる。ところが、この画像形成装置では、冷却ファン用風車の回転速度が一定となるため、両面印刷時において装置内部のユニットを充分に冷却することができないおそれがある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で装置内部の温度上昇による画像品質の低下を確実に防止することのでき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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、多数の用紙を収容可能な用紙収容部を備え、前記用紙収容部より給紙された用紙に画像を印刷する画像形成装置において、前記用紙収容部より給紙された用紙に画像を印刷する印刷モードと、前記用紙収容部より給紙された用紙に画像を転写する部材の熱を用紙に吸収させることによって当該部材を冷却する冷却モードと、を備え、用紙に画像を連続して印刷するとき、前記印刷モードによる印刷動作が開始してから所定のタイミングに達したところで印刷動作が一時的に停止されて前記印刷モードから前記冷却モードに移行し、前記用紙収容部より給紙された用紙が前記部材の設置位置を通過した後に、前記冷却モードから前記印刷モードに復帰することを特徴とする。
【００１３】
尚、画像を転写する部材としては、感光ドラムの表面に付着したトナーを直接用紙に転写する方式のものでは感光ドラム、また、感光ドラムの表面に付着したトナーを中間転写ベルトを介して用紙に転写する方式のものでは中間転写ベルトが挙げられる。
【００１４】
このように構成された画像形成装置において、用紙の連続印刷枚数を計数するカウンタを備え、前記所定のタイミングが、前記カウンタにより計数される用紙の連続印刷枚数に基づき決定される。
【００１５】
ここで、用紙の連続印刷枚数が増加するにつれ、用紙収容部より給紙された用紙に画像を転写する部材の温度や機内の温度が上昇してゆく。よって、カウンタによる計数値が所定値に達するごとに用紙の印刷動作が一時的に停止され、印刷モードから冷却モードに移行する。例えば、１００枚の用紙に連続して画像の印刷を行うとき、用紙が１０枚印刷されるごとに、即ち、カウンタの値が１０の倍数に達するごとに、印刷モードから冷却モードに移行する。そして、予め定められた１枚または複数枚の用紙が用紙収容部から給紙され、画像を転写する部材の設置位置へ向けて搬送される。冷却モードによる冷却動作が終了すると、中断されていた印刷モードによる用紙の印刷動作が再開される。
【００１６】
また、このように構成された画像形成装置において、用紙の連続印刷時間を計測するタイマを備え、前記所定のタイミングが、前記タイマにより計測される用紙の連続印刷時間に基づき決定されるものとしても構わない。
【００１７】
また、上述のそれぞれの画像形成装置において、前記印刷モードにおいて前記部材の設置位置を通過した画像が転写された用紙に画像を定着させる定着部と、前記部材の設置位置を通過した用紙の搬送方向を切り換えるための切換部材と、を備え、前記切換部材により、前記印刷モードと前記冷却モードとで前記部材の設置位置を通過した用紙の搬送方向が切り換えられることによって、前記冷却モードにおいて前記部材の設置位置を通過した用紙が前記定着部へ搬送されることが阻止される。
【００１８】
このように、切換部材を操作し、冷却モードにおいて画像を転写する部材の設置位置を通過した用紙の定着部への搬送を阻止することにより、用紙に画像を定着させるために必要な定着部の熱が用紙に奪われることを防止でき、冷却モードから印刷モードに復帰するまでの時間を短縮することができる。
【００１９】
このように構成された画像形成装置において、前記用紙収容部が第１の用紙収容部と第２の用紙収容部とによって構成され、前記印刷モードでは前記第１の用紙収容部より用紙が給紙されるとともに前記冷却モードでは前記第２の用紙収容部より用紙が給紙される。
【００２０】
これにより、第１の用紙収容部と第２の用紙収容部とに異なる種類（サイズや材質など）の用紙を収容することができ、画像形成装置の使い勝手を向上させることができる。また、第２の用紙収容部に冷却効果の高い用紙を収容することによって、画像を転写する部材を確実に冷却することができ、当該部材の熱の影響による画像の品質低下を確実に防止することができるとともに、装置内部の温度上昇による画像品質の低下を確実に防止することができる。
【００２１】
このとき、前記冷却モードにおいて、前記部材の設置位置を通過した用紙が前記第２の用紙収容部へと搬送され、前記第２の用紙収容部に収容されて再び給紙される。
【００２２】
これにより、第２の用紙収容部に収容される用紙を画像を転写する部材の冷却を行うために繰り返し使用することができ、画像を転写する部材を冷却するために使用される用紙量を削減することができる。
【００２３】
また、上述の何れかの画像形成装置において、前記印刷モードが用紙の片面のみ印刷を行う片面印刷モードと用紙の両面の印刷を行う両面印刷モードとによって構成され、前記片面印刷モードと前記両面印刷モードとでは、前記所定のタイミングが異なるものとしても構わない。
【００２４】
ここで、両面印刷モードでは、用紙に画像を定着させるために加熱された片面印刷後の用紙が再び画像を転写する部材の設置位置を通過することによって、片面が印刷された用紙のもう一方の面に画像が転写される。そして、画像を転写する部材と片面印刷後の用紙とが接触する際に、片面印刷後の用紙によって画像を転写する部材が加熱される。また、両面印刷モードでは、片面印刷モードよりも用紙に画像を定着させるために加熱された片面印刷後の用紙が装置内を搬送される距離が長くなる。そして、この用紙が装置内を搬送される間に放熱することによって、両面印刷モードでは、片面印刷モードよりも機内の温度が高くなる。
【００２５】
これに対し、両面印刷モードでは、片面印刷モードよりも所定のタイミングを早めることによって、より早い段階で印刷モードから冷却モードへ移行することができるため、片面印刷モードと両面印刷モードのそれぞれにおいて、画像を転写する部材の熱の影響による画像の品質低下を確実に防止することができるとともに、装置内部の温度上昇による画像品質の低下を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、用紙に画像を連続して印刷するとき、印刷モードによる印刷動作が開始してから所定のタイミングに達したところで印刷動作を一時的に停止して印刷モードから冷却モードに移行し、画像を転写する部材の熱を用紙収容部より給紙された用紙に吸収させて当該部材を冷却することにより、装置の構成を複雑化することなく画像を転写する部材の熱の影響による画像の品質低下を確実に防止することができる。また、画像を転写する部材を冷却することにより当該部材に接する部材が冷却されるとともに、当該部材や当該部材に接する部材の近傍に設置されるユニットも冷却されるため、装置内部の温度上昇による画像品質の低下を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
《発明の実施形態》
本実施形態の画像形成装置は、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの４色からなるカラー画像またはモノクロ画像を出力可能に構成されており、図１に示す記録紙Ａの片面に画像を印刷する片面印刷モードと図１に示す記録紙Ａの両面に画像を印刷する両面印刷モードとを備えている。
【００２９】
また、この画像形成装置には、図１に破線の枠で示すように、記録紙Ａに印刷するための画像を形成する４つの画像形成ユニットとして、シアン画像形成ユニット１０、マゼンタ画像形成ユニット２０、イエロー画像形成ユニット３０、及びブラック画像形成ユニット４０が右側から順に設置されている。
【００３０】
そして、図１に示すように、シアン画像形成ユニット１０、マゼンタ画像形成ユニット２０、イエロー画像形成ユニット３０、及びブラック画像形成ユニット４０のそれぞれは、感光ドラム５０と、感光ドラム５０の表面を一様に帯電させる帯電ユニット５１と、半導体レーザ（不図示）より出射されるレーザ光を感光ドラム５０の表面に照射する露光ユニット５２と、感光ドラム５０の表面に形成される静電潜像にトナー５３ａを付着させることで現像を行う現像ユニット５３と、後述する中間転写ベルト５５を介して感光ドラム５０に圧接するとともに感光ドラム５０の表面に形成された画像を中間転写ベルト５５の表面に転写するための１次転写ローラ５４と、を備えている。
【００３１】
尚、この露光ユニット５２としては、上述のような半導体レーザより出射されるレーザ光を感光ドラム５０の表面に照射するものに代えて、ＬＥＤヘッド（不図示）にライン状に配列された多数のＬＥＤ（不図示）より出射される光を感光ドラム５０の表面に照射するものとしても構わない。
【００３２】
また、図１に示すように、この画像形成装置は、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の感光ドラム５０の表面に形成された画像が重ねて転写される中間転写ベルト５５と、中間転写ベルト５５の裏面（即ち、画像が転写される面と反対側の面）に摺接するとともに中間転写ベルト５５を矢印で示す方向に移動させる複数（図１では２個）の駆動ローラ５６と、中間転写ベルト５５を介して駆動ローラ５６に圧接するとともに中間転写ベルト５５の表面に形成された画像を記録紙Ａに転写するための２次転写ローラ５７と、記録紙Ａに転写された画像を定着させる定着部としての定着ユニット６０と、を備えている。
【００３３】
更に、図１に示すように、この画像形成装置には、多数の記録紙Ａが収容されるとともに画像形成装置の本体部分に対して脱着可能に構成される第１の用紙収容部としての給紙カセット７０と、給紙カセット７０に収容された記録紙Ａを上側に載置されるものから順に給紙するカセット側給紙ローラ７１と、カセット側給紙ローラ７１から給紙された記録紙Ａを後述する一対のレジストローラ７３へ向けて搬送する第１搬送ローラ７２と、第１搬送ローラ７２を通過した記録紙Ａの向きを矯正するとともに記録紙Ａが搬送されるタイミングを調整する一対のレジストローラ７３と、一対のレジストローラ７３から駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間に形成されるニップ部へ向けて搬送されるとともに当該ニップ部及び定着ユニット６０を通過した記録紙Ａを画像形成装置の胴内へ排出する排紙ローラ７４と、排紙ローラ７４を通過して画像形成装置の胴内へ排出された記録紙Ａを積載するための胴内排紙トレイ７５と、定着ユニット６０を通過した記録紙Ａの搬送方向を切り換えるための第１切換ガイド７６と、両面印刷モードにおいて片面が印刷された記録紙Ａのもう一方の面を印刷するために当該記録紙Ａを第１搬送ローラ７２に向けて搬送する複数（図１では３個）の第２搬送ローラ７７と、が設置されている。
【００３４】
そして、第１切換ガイド７６は、両面印刷モードにおける記録紙Ａの第１面（以下、最初に印刷が行われる面を「第１面」、第１面の次に印刷が行われる面を「第２面」と呼ぶ）の印刷時に図１に実線で示す方向に切り換わるとともに、片面印刷モード及び両面印刷モードにおける記録紙Ａの第２面の印刷時に図１に破線で示す方向に切り換わる。
【００３５】
このような構成の画像形成装置において、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の帯電ユニット５１は、図１に示す帯電ワイヤ５１ａを備えており、この帯電ワイヤ５１ａは感光ドラム５０に近接する位置に設置される。そして、帯電ワイヤ５１ａに所定の大きさの電圧を印加すると、帯電ワイヤ５１ａの放電により感光ドラム５０の表面が負に帯電する。また、図１に示すように、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の露光ユニット５２は、感光ドラム５０へ向けて半導体レーザ（不図示）からレーザ光を照射するものであり、感光ドラム５０のうちレーザ光が走査された部分を正に帯電させることでこの部分に静電潜像を形成する。
【００３６】
また、図１に示すように、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の現像ユニット５３は、感光ドラム５０の近傍に設置されており、その内部にトナー５３ａが収容されるとともに、トナー５３ａを感光ドラム５０へ供給するための現像ローラ５３ｂを備えている。尚、シアン画像形成ユニット１０の現像ユニット５３にはシアン（Ｃ）のトナー５３ａが、マゼンタ画像形成ユニット２０の現像ユニット５３にはマゼンタ（Ｍ）のトナー５３ａが、イエロー画像形成ユニット３０の現像ユニット５３にはイエロー（Ｙ）のトナー５３ａが、ブラック画像形成ユニット４０の現像ユニット５３にはブラック（Ｋ）のトナー５３ａが、それぞれ収容される。そして、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の現像ユニット５３は、感光ドラム５０の表面に形成された静電潜像にトナー５３ａを付着させることで現像を行う。
【００３７】
更に、図１に示すように、定着ユニット６０は、定着ローラ６１と、定着ローラ６１の内部に設置されるとともに当該定着ローラ６１を加熱するための定着ヒータ６２と、加圧ローラ６３と、を備えており、この定着ローラ６１と加圧ローラ６３の間に記録紙Ａを挟むニップ部が形成されている。そして、定着ユニット６０は、このニップ部を記録紙Ａが通過する際に、定着ローラ６１の熱によって記録紙Ａに付着したトナー５３ａを溶解させるとともに加圧ローラ６３によって記録紙Ａに圧力を加えることでトナー５３ａを記録紙Ａに定着させる。
【００３８】
また、このような構成の画像形成装置において、図１に示すように、給紙カセット７０の下方には、中間転写ベルト５５を冷却するための冷却紙Ｂが載置される第２の用紙収容部としての給紙トレイ８０と、この給紙トレイ８０から冷却紙Ｂを給紙するトレイ側給紙ローラ８１と、が設置されている。
【００３９】
そして、この給紙トレイ８０は、冷却紙Ｂの補充または交換を行うために、給紙カセット７０と同様、画像形成装置の本体部分に対して脱着可能に構成されている。また、このトレイ側給紙ローラ８１は、図１に示すように、給紙トレイ８０に載置された冷却紙Ｂのうち最も下側に位置する冷却紙Ｂに当接するように配置されており、給紙トレイ８０に載置された冷却紙Ｂは、下側に位置するものから順にトレイ側給紙ローラ８１によって給紙され、第１搬送ローラ７２へ向けて搬送される。
【００４０】
尚、この冷却紙Ｂとしては、駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過する際に中間転写ベルト５５の熱を吸収できるものであればどのような材質でもよく、厚さが大きいもの程多くの熱を吸収する。例えば、この冷却紙Ｂは、給紙カセット７０に収容される記録紙と同じ種類のものであってもよいし、或いは、冷却専用の厚紙であってもよい。また、冷却紙Ｂは、少なくとも一方の面に画像が印刷されていても、或いは、両面ともに画像が印刷されていなくともよい。そして、冷却紙Ｂの少なくとも一方の面に画像が印刷されているとき、即ち、冷却紙Ｂが裏紙であるとき、トナー５３ａが付着した部分はトナー５３ａが付着していない部分よりも多くの熱を吸収する。このため、少なくとも一方の面に画像が印刷された冷却紙Ｂの方が両面ともに画像が印刷されていない冷却紙Ｂよりも高い冷却効果を発揮する。
【００４１】
また、この画像形成装置には、図１に示すように、記録紙Ａの搬送ルートにおける駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部と定着ユニット６０との間に設置され、当該ニップ部を通過した冷却紙Ｂが定着ユニット６０へ向けて搬送されることを防止すべく冷却紙Ｂの搬送方向を切り換えるための切換部材である第２切換ガイド８２と、第２切換ガイド８２を通過した冷却紙Ｂを第２搬送ローラ７７へ向けて搬送する第３搬送ローラ８３と、記録紙Ａの搬送ルートにおける第１搬送ローラ７２の上流側に設置され、複数の第２搬送ローラ７７を通過した冷却紙Ｂが第１搬送ローラ７２へ向けて搬送されることを防止すべく冷却紙Ｂの搬送方向を切り換えるための第３切換ガイド８４と、が設置されている。
【００４２】
そして、第３切換ガイド８４の設置位置を通過した冷却紙Ｂは、図１に破線の矢印で示す搬送ルートを通って給紙トレイ８０へと搬送され、この給紙トレイ８０に載置された冷却紙Ｂのうち最も上側に位置する冷却紙Ｂの上に重ねて載置される。
【００４３】
更に、この画像形成装置には、図２に示すように、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の帯電ユニット５１、露光ユニット５２、及び現像ユニット５３と、定着ユニット６０と、１次転写ローラ５４、駆動ローラ５６、２次転写ローラ５７、及びレジストローラ７３などの各種ローラや感光ドラム５０を回転させるモータ（不図示）と、に電力を供給する電源ユニット９０が設置されるとともに、この電源ユニット９０と、この電源ユニット９０より電力を供給される上述の各ユニット及びモータと、第１切換ガイド７６、第２切換ガイド８２、及び第３切換ガイド８４と、を制御する制御ユニット９１が設置されている。そして、制御ユニット９１は、片面印刷モード或いは両面印刷モードにおける記録紙Ａの連続印刷枚数を計数するカウンタ（不図示）を備えている。
【００４４】
このような構成の画像形成装置を用いて記録紙Ａの印刷を行うとき、片面印刷モードまたは両面印刷モードにおける記録紙Ａの連続印刷時に、定着ユニット６０を通過する際に定着ローラ６１によって加熱された記録紙Ａの放熱により機内の温度が上昇し、これに伴い現像ユニット５３などが加熱される。また、両面印刷モードにおける記録紙Ａの連続印刷時に、駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部において定着ローラ６１によって加熱された記録紙Ａと中間転写ベルト５５とが接触することにより中間転写ベルト５５が加熱されるとともに、この中間転写ベルト５５と圧接する感光ドラム５０が加熱される。そして、感光ドラム５０、現像ユニット５３、及び中間転写ベルト５５の温度は、記録紙の連続印刷枚数が増加するにつれて上昇してゆく。
【００４５】
このようにして感光ドラム５０、現像ユニット５３、及び中間転写ベルト５５が所定の温度以上に加熱されると、現像ユニット５３に収容されるトナー５３ａの性質が変化することによって記録紙に印刷される画像の品質が低下するとともに、感光ドラム５０の表面や中間転写ベルト５５に付着するトナー５３ａの性質が変化し、これにより中間転写ベルト５５から記録紙に転写される画像の品質が低下する。
【００４６】
よって、この画像形成装置は、上述した片面印刷モード及び両面印刷モードの他に、給紙トレイ８０より給紙された冷却紙Ｂを駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過させることによって冷却紙Ｂと接触する中間転写ベルト５５を冷却するとともに、この中間転写ベルト５５と圧接する感光ドラム５０や感光ドラム５０の近傍に設置される現像ユニット５３を冷却する冷却モードを備えている。
【００４７】
そして、制御ユニット９１が備えるカウンタの計測値に基づき、カウンタの値が所定値に達したことを制御ユニット９１が確認したときに記録紙Ａの印刷動作が一時的に停止され、片面印刷モードまたは両面印刷モードから冷却モードに移行する。例えば、１００枚の記録紙Ａに連続して画像の印刷を行うとき、記録紙Ａが１０枚印刷されるごとに、即ち、カウンタの値が１０の倍数に達するごとに、片面印刷モードまたは両面印刷モードから冷却モードに移行する。そして、予め定められた１枚または複数枚の冷却紙Ｂが給紙トレイ８０から給紙され、駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部へ搬送される。冷却モードによる冷却動作が終了すると、中断されていた片面印刷モードまたは両面印刷モードによる記録紙Ａの印刷動作が再開される。
【００４８】
尚、記録紙Ａの連続印刷枚数を計数するカウンタの代わりに、記録紙Ａの連続印刷を開始してからの経過時間を測定するタイマ（不図示）をこの画像形成装置に設置するようにしてもよい。このとき、記録紙Ａの連続印刷を開始してからカウンタの値が所定値に達するまでの時間を予め計測し、この時間を所定値として記憶させておく。そして、タイマの値が所定値に達したことを制御ユニット９１が確認したときに記録紙Ａの印刷動作が一時的に停止され、片面印刷モードまたは両面印刷モードから冷却モードに移行する。
【００４９】
このように構成された画像形成装置において、ユーザが印刷動作を開始するための指示を行うと、電源ユニット９０より画像形成装置内部の各ユニットに電力が供給されるとともに、制御ユニット９１より出力される制御信号に基づき画像形成装置内部の各ユニットの動作が制御される。よって、図１に示す画像形成装置において、帯電工程、露光工程、現像工程、１次転写工程、２次転写工程、及び定着工程の各工程が順に行われる。
【００５０】
尚、図１に示す画像形成装置において、一点鎖線の矢印は記録紙Ａと冷却紙Ｂに共通する搬送ルートを表すとともに、実線の矢印は記録紙Ａの搬送ルートを、破線の矢印は冷却紙Ｂの搬送ルートを、それぞれ表す。また、以下では、片面印刷モード、両面印刷モード、冷却モードの順に説明を行う。
【００５１】
まず、片面印刷モードで記録紙Ａの印刷動作が行われるとき、図３に示すように、制御ユニット９１の指示によって、第１切換ガイド７６が図１に破線で示す方向に切り換わるとともに、第２切換ガイド８２が図１に破線で示す方向に切り換わる。また、第３切換ガイド８４については、第１切換ガイド７６が図１に破線で示す方向に切り換わることによって記録紙Ａの複数の第２搬送ローラ７７への搬送が阻止されるため操作がなされないが、冷却モードにおける冷却紙Ｂの搬送ルートを確保するために、予め図１に実線で示す方向に切り換えておいてもよい。
【００５２】
そして、制御ユニット９１による第１切換ガイド７６及び第２切換ガイド８２の操作がなされた後、カセット側給紙ローラ７１によって給紙カセット７０から給紙された記録紙Ａが、図１に実線の矢印で示す搬送ルートを通って第１搬送ローラ７２へと搬送される。そして、第１搬送ローラ７２を通過した記録紙Ａは、図１に一点鎖線の矢印で示す搬送ルートを通り、一対のレジストローラ７３においてその向きが矯正されるとともに搬送タイミングが調整された後、駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部へ向けて搬送される。
【００５３】
このように駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部へ向けて記録紙Ａが搬送されるとき、シアン画像形成ユニット１０、マゼンタ画像形成ユニット２０、イエロー画像形成ユニット３０、及びブラック画像形成ユニット４０のそれぞれでは、まず、帯電ユニット５１が、帯電工程において帯電ワイヤ５１ａの放電により感光ドラム５０の表面を一様に帯電させる。また、次に、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の露光ユニット５２が、露光工程において半導体レーザ（不図示）から感光ドラム５０へ向けてレーザ光を照射し、感光ドラム５０の表面のうちレーザ光が走査された部分に静電潜像を形成する。
【００５４】
そして、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の現像ユニット５３が、現像工程において帯電したトナー５３ａを現像ローラ５３ｂにより感光ドラム５０へ供給することで感光ドラム５０の表面に形成された静電潜像にこのトナー５３ａを付着させて現像を行う。続いて、１次転写工程において、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の感光ドラム５０の表面に形成された画像が、所定の速度で駆動される中間転写ベルト５５に転写される。このとき、各画像形成ユニット１０，２０，３０，４０の感光ドラム５０の表面に形成された画像が、所定のタイミングで中間転写ベルト５５の表面に重ねて転写され、中間転写ベルト５５の表面に複数の色から成る画像が形成される。
【００５５】
その後、２次転写工程において、駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過する記録紙Ａに、中間転写ベルト５５の表面に形成された画像が転写される。そして、２次転写工程において画像が転写された記録紙Ａは、第２切換ガイド８２の設置位置を通過した後、図１に実線の矢印で示す搬送ルートを通って定着ユニット６０における定着ローラ６１と加圧ローラ６３の間のニップ部へ搬送される。
【００５６】
また、制御ユニット９１より電源ユニット９０に定着ヒータ６２の電源をＯＮとする制御信号を送信することで、電源ユニット９０から定着ヒータ６２への電力の供給が開始されて定着ヒータ６２が加熱され、この定着ヒータ６２によって記録紙Ａにトナー５３ａを安定して定着させることが可能な温度まで定着ローラ６１が加熱される。そして、定着ユニット６０が、定着工程において定着ユニット６０における定着ローラ６１と加圧ローラ６３の間のニップ部を通過する記録紙Ａのトナー５３ａを定着ローラ６１の熱によって溶解させるとともに加圧ローラ６３によって記録紙Ａに圧力を加えることで、トナー５３ａを記録紙Ａに定着させる。
【００５７】
その後、定着工程においてトナー５３ａが定着した記録紙Ａは、図１に実線の矢印で示す搬送ルートを通り、第１切換ガイド７６の設置位置を通過した後、排紙ローラ７４によって画像形成装置の胴内へ送り出され、胴内排紙トレイ７５へ排出される。
【００５８】
次に、両面印刷モードで記録紙Ａの印刷動作が行われるとき、図３に示すように、制御ユニット９１の指示によって、第２切換ガイド８２が図１に破線で示す方向に切り換わるとともに、第３切換ガイド８４が図１に破線で示す方向に切り換わる。また、第１切換ガイド７６については、図３に示すように、記録紙Ａの第１面に画像を印刷するときに図１に実線で示す方向に切り換わるとともに、記録紙Ａの第２面に画像を印刷するときに図１に破線で示す方向に切り換わる。
【００５９】
そして、制御ユニット９１による第１〜第３切換ガイド７６，８２，８４の操作がなされた後、カセット側給紙ローラ７１によって給紙カセット７０から給紙された記録紙Ａが、図１に実線の矢印で示す搬送ルートを通って第１搬送ローラ７２へと搬送される。続いて、第１搬送ローラ７２を通過した記録紙Ａは、図１に一点鎖線の矢印で示す搬送ルートを通って一対のレジストローラ７３へ搬送され、駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過する際に第１面に画像が転写される。第１面に画像が転写された記録紙Ａは、第２切換ガイド８２の設置位置を通過した後、図１に実線の矢印で示す搬送ルートを通って定着ユニット６０における定着ローラ６１と加圧ローラ６３の間のニップ部へ向けて搬送され、当該ニップ部を通過する際にこの第１面にトナー５３ａが定着する。
【００６０】
定着ユニット６０を通過した第１面が印刷された記録紙Ａは、排紙ローラ７４へ向けて搬送され、記録紙Ａの後端部分が排紙ローラ７４の位置に達したときに排紙ローラ７４の回転が反転する。これにより、第１面が印刷された記録紙Ａは、第１切換ガイド７６の上方を通って、第２搬送ローラ７７へ向けて搬送される。尚、記録紙Ａの後端部分が排紙ローラ７４の位置に達したとき、記録紙Ａの排紙ローラ７４により挟まれた部分から前端部分までが、機外に露出した状態となる。
【００６１】
続いて、第１面に画像が印刷された記録紙Ａは、複数の第２搬送ローラ７７によって搬送されることで、図１に実線の矢印で示す搬送ルート及び図１に一点鎖線の矢印で示す搬送ルートを通過する。そして、第１面に画像が印刷された記録紙Ａは、第３切換ガイド８４の設置位置を通過した後、図１に実線の矢印で示す搬送ルートを通って第１搬送ローラ７２へと搬送される。その後、第１面に画像が印刷されるときと同様の印刷動作が行われることによって第２面に画像が印刷された記録紙Ａは、排紙ローラ７４によって画像形成装置の胴内へ送り出され、胴内排紙トレイ７５へ排出される。
【００６２】
ここで、上述のように、片面印刷モードまたは両面印刷モードにおいて、記録紙Ａの連続印刷が行われるとき、制御ユニット９１が備えるカウンタによって記録紙Ａの連続印刷枚数が計数される。そして、カウンタによる計数値が所定値に達したことを制御ユニット９１が確認すると、記録紙Ａの印刷動作が一時的に停止され、片面印刷モードまたは両面印刷モードから冷却モードに移行する。以下では、この冷却モードにおける冷却紙Ｂの搬送ルートについて詳細に説明する。
【００６３】
制御ユニット９１が、カウンタによる計数値が所定値に達したことを確認すると、この時点で画像の印刷が行われている記録紙Ａが胴内排紙トレイ７５に排出された後、片面印刷モードまたは両面印刷モードから冷却モードに移行する。そして、図３に示すように、制御ユニット９１の指示によって、第２切換ガイド８２が図１に実線で示す方向に切り換わるとともに、第３切換ガイド８４が図１に実線で示す方向に切り換わる。また、第１切換ガイド７６については、第２切換ガイド８２が図１に実線で示す方向に切り換わることによって記録紙Ａの定着ユニット６０への搬送が阻止されるため操作がなされないが、印刷動作再開時における記録紙Ａの搬送ルートを確保するために、片面印刷モードにおいては図１に破線で示す方向に保持するとともに、両面印刷モードにおいては図１に実線で示す方向に予め切り換えておいてもよい。
【００６４】
そして、制御ユニット９１による第２切換ガイド８２及び第３切換ガイド８４の操作がなされた後、トレイ側給紙ローラ８１によって給紙トレイ８０から給紙された冷却紙Ｂが、図１に破線の矢印で示す搬送ルートを通って第１搬送ローラ７２へと搬送される。続いて、第１搬送ローラ７２を通過した記録紙Ａは、図１に一点鎖線の矢印で示す搬送ルートを通り、一対のレジストローラ７３においてその向きが矯正されるとともに搬送タイミングが調整された後、駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部へ向けて搬送される。
【００６５】
ここで、片面印刷モードまたは両面印刷モードから冷却モードに移行したとき、画像形成装置の内部において、給紙トレイ８０が設置される場所付近の温度は、定着ユニット６０が設置される場所付近の温度よりも低くなっている。このため、画像形成装置の内部では、自然対流により給紙トレイ８０から定着ユニット６０へ向かう空気の流れ、即ち、下側から上側へと向かう空気の流れが生じている。そして、画像形成装置の設置面近傍の冷たい空気が画像形成装置に設けられる隙間を通って機内に取り込まれるため、給紙トレイ８０に載置された冷却紙Ｂは、この空気に触れることで常に冷却されている。
【００６６】
よって、駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部へ搬送された冷却紙Ｂが、このニップ部を通過する際に、冷却紙Ｂと接触する中間転写ベルト５５から吸熱し、これにより中間転写ベルト５５が冷却されるとともに、この中間転写ベルト５５と圧接する感光ドラム５０や感光ドラム５０の近傍に設置される現像ユニット５３が冷却される。駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過した冷却紙Ｂは、第２切換ガイド８２の設置位置を通過し、図１に破線の矢印で示す搬送ルートを通って第３搬送ローラ８３へと搬送される。第３搬送ローラ８３を通過した冷却紙Ｂは、図１に一点鎖線の矢印で示す搬送ルートを通って第２搬送ローラ７７へと搬送された後、第３切換ガイド８４の設置位置を通過し、図１に破線の矢印で示す搬送ルートを通って給紙トレイ８０に載置された冷却紙Ｂのうち最も上側に位置する冷却紙Ｂの上に重ねて載置される。
【００６７】
尚、上記冷却モードにおいて、複数枚の冷却紙Ｂが給紙トレイ８０より給紙されるとき、複数枚の冷却紙Ｂのそれぞれが駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過することによって、中間転写ベルト５５が冷却されるとともに、この中間転写ベルト５５と圧接する感光ドラム５０や感光ドラム５０の近傍に設置される現像ユニット５３が冷却される。
【００６８】
本実施形態では、記録紙に画像を連続して印刷するとき、片面印刷モードまたは両面印刷モードによる印刷動作が開始してからカウンタによる計数値が所定値に達したことを制御ユニット９１が確認すると、印刷動作を一時的に停止して片面印刷モードまたは両面印刷モードから冷却モードに移行し、中間転写ベルト５５の熱を給紙トレイ８０より給紙された用紙に吸収させてこの中間転写ベルト５５を冷却するようにしている。従って、本実施形態によれば、装置の構成を複雑化することなく、中間転写ベルト５５の熱の影響による画像の品質低下を確実に防止することができる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、中間転写ベルト５５を冷却することによりこの中間転写ベルト５５に圧接する感光ドラム５０が冷却されるとともに、この感光ドラム５０の近傍に設置される現像ユニット５３も冷却されるため、装置内部の温度上昇による画像品質の低下を確実に防止することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、中間転写ベルト５５の熱を吸収して温度の上昇した冷却紙Ｂが第１〜第３搬送ローラ７６，８２，８４によって搬送される間に、この冷却紙Ｂの端部がカールするなどして変形するおそれがある。しかしながら、給紙トレイ８０に載置される冷却紙Ｂは、給紙トレイ８０より給紙されるときと、装置内部を搬送された後に給紙トレイ８０に戻されるときとで、その表裏面の向きが反転する。よって、冷却紙Ｂの端部が画像形成装置の内部を搬送される間に変形したとしても、この冷却紙Ｂが次に給紙トレイ８０より給紙されて画像形成装置の内部を搬送されるときには、変形した方向と逆向きに力が加えられることとなるため、冷却紙Ｂの変形を矯正することができる。
【００７１】
尚、上記画像形成装置では、給紙カセット７０より記録紙を給紙するとともに給紙トレイ８０より冷却紙を給紙することとしたが、この画像形成装置に給紙カセット７０のみが設置されていてもよい。そして、冷却モードにおいて、給紙カセット７０より給紙されるとともに駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過した記録紙を胴内排紙トレイ７５に排出するために、第１切換ガイド７６が図１に破線で示す方向に切り換わるとともに、第２切換ガイド８２が図１に破線で示す方向に切り換わる。これにより、片面印刷のみ可能な画像形成装置においても、給紙カセット７０に収容される記録紙を用いて中間転写ベルト５５や感光ドラム５０、現像ユニット５３などを冷却することができる。
【００７２】
また、上記画像形成装置において、片面印刷モードと両面印刷モードのそれぞれにおいて同じ枚数だけ連続印刷を行うとき、両面印刷モードの方が片面印刷モードよりも機内の温度が高くなる。これは、定着ユニット６０を通過した第１面が印刷された記録紙Ａが排紙ローラ７４を通って胴内排紙トレイ７５に排出される片面印刷モードに対し、定着ユニット６０を通過した第１面が印刷された記録紙Ａの第２面を印刷するために当該記録紙Ａが画像形成装置の内部を搬送される両面印刷モードの方が、第１面が印刷された記録紙Ａの搬送ルートが長くなり、記録紙Ａの放熱量が多くなるからである。よって、片面印刷モードから冷却モードへ移行するときと両面印刷モードから冷却モードへ移行するときとで、冷却モードにおいて駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過させる冷却紙Ｂの枚数を変更することで、より効果的に中間転写ベルト５５や感光ドラム５０、現像ユニット５３などを冷却することが可能となる。
【００７３】
また、上記画像形成装置において、片面印刷モード或いは両面印刷モードにおける記録紙Ａの搬送速度と冷却モードにおける冷却紙Ｂの搬送速度とを変更するようにしてもよい。これは、駆動ローラ５６及び第２転写ローラ５７を回転させるモータ（不図示）に供給する電流量を変更することによって実現することができる。そして、冷却モードにおける冷却紙Ｂの搬送速度を片面印刷モード或いは両面印刷モードにおける記録紙Ａの搬送速度よりも遅くすることによって、冷却紙Ｂが駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部と接触する時間を長くすることができ、冷却紙Ｂによって中間転写ベルト５５や感光ドラム５０、現像ユニット５３などをより一層冷却することができる。
【００７４】
また、上記画像形成装置では、給紙カセット７０に収容される記録紙Ａを画像の印刷を行うために使用するとともに、給紙トレイ８０に載置される冷却紙Ｂを駆動ローラ５６及び２次転写ローラ５７を冷却するために使用することとしたが、これに限るものではない。即ち、給紙トレイ８０に冷却紙Ｂとして複数枚の記録紙Ａが載置されるとき、冷却可能な程度の枚数の記録紙Ａを給紙トレイ８０に残して、その他の記録紙Ａを画像の印刷を行うために使用するようにしてもよい。尚、給紙トレイ８０に載置される記録紙Ａの枚数は、センサなどを用いて検出することができる。これにより、給紙カセット７０と給紙トレイ８０とに異なるサイズの記録紙Ａを収容することができ、画像形成装置の使い勝手を向上させることができる。
【００７５】
また、上記画像形成装置では、印刷動作時における定着ローラ６１の温度が概ね一定となるように、電源ユニット９０より定着ローラ６１に供給される電流量が設定される。このため、電源ユニット９０より定着ローラ６１に供給される電流量は、機内の温度が低いときの方が機内の温度が高いときよりも多くなる。また、機内の温度は、機外の温度に応じて変化する。よって、電源ユニット９０より定着ローラ６１に供給される電流量を計測して機内の温度を推測し、冷却モードにおいて駆動ローラ５６と２次転写ローラ５７の間のニップ部を通過させる冷却紙Ｂの枚数を変更することで、一日の外気温の変化に応じて、また、季節の変化に応じて、より効果的に中間転写ベルト５５や感光ドラム５０、現像ユニット５３などを冷却することが可能となる。
【００７６】
また、上記画像形成装置では、画像形成装置に設けられる隙間を通って機内に取り込まれた機外の空気により給紙トレイ８０に載置された冷却紙Ｂを冷却することとしたが、画像形成装置に設けられる隙間が狭く、機内に取り込まれる機外の空気が少ない場合には、給紙トレイ８０の近傍にファン（不図示）を取り付けることによって強制的に機外の空気を機内に取り込むようにしてもよい。
【００７７】
また、本発明の構成を片面印刷モードと両面印刷モードの両方を備える画像形成装置に適用することとしたが、これに限らず、本発明の構成を片面印刷モードのみを備えて片面印刷のみ可能な画像形成装置に適用することとしてもよい。
【００７８】
また、本発明の構成をタンデム方式の現像ユニット５３を備える画像形成装置に適用することとしたが、これに限らず、本発明の構成をロータリー方式の現像ユニットを備える画像形成装置に適用することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構造を示す図である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の一部の構成を示すブロック図である。
【図３】片面印刷モード、両面印刷モード、及び冷却モードの各モードにおける第１〜第３切換ガイドの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  シアン画像形成ユニット
２０  マゼンタ画像形成ユニット
３０  イエロー画像形成ユニット
４０  ブラック画像形成ユニット
５０  感光ドラム
５１  帯電ユニット
５２  露光ユニット
５３  現像ユニット
５４  １次転写ローラ
５５  中間転写ベルト
５６  駆動ローラ
５７  ２次転写ローラ
６０  定着ユニット
７０  給紙カセット
７１  カセット側給紙ローラ
７２  第１搬送ローラ
７３  レジストローラ
７４  排紙ローラ
７５  胴内排紙トレイ
７６  第１切換ガイド
７７  第２搬送ローラ
８０  給紙トレイ
８１  トレイ側給紙ローラ
８２  第２切換ガイド
８３  第３搬送ローラ
８４  第３切換ガイド
【図１】
2007171476.tif 000003
【図２】
2007171476.tif 000004
【図３】
2007171476.tif 000005