(57)【要約】【課題】モノクロ画像形成時に冷却能力を高くできる画像形成装置を提供する。【解決手段】ブラック現像ユニット２Ｋおよびカラー現像ユニットを装着可能な本体１に、カラー現像ユニットと係合して該カラー現像器を駆動するカップリング２６を有する画像形成装置において、カップリング２と係合して回転駆動されるファン３０を有するファンユニット２７を、カラー現像ユニットに換えて本体１に装着可能とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラック現像ユニットおよびカラー現像ユニットを装着可能な本体に、前記カラー現像ユニットと係合して該カラー現像器を駆動するカップリングを有し、
前記カップリングと係合して回転駆動されるファンを有するファンユニットを、前記カラー現像ユニットに換えて前記本体に装着可能であることを特長とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ファンユニットは、前記本体に対して、前記カラー現像ユニットと同じ位置決め手段によって位置決め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】
前記ファンユニットは、前記カップリングの回転を増速して前記ファンを駆動する増速手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ファンユニットは、複数の前記カラー現像ユニットに換えて装着され、交換された複数の前記現像ユニットに対する前記カップリングとそれぞれ係合して駆動される複数の前記ファンを有することを特長とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ファンが発生する気流を発熱部に案内するダクトを有することを特長とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記カラー現像ユニットが装着されたときはカラー標準画質モードに設定され、前記ファンユニットが装着されたときはモノクロ高画質モードに設定され、前記カラー現像ユニットおよび前記ファンユニットのいずれも装着されていないときは、モノクロ標準画質モードに設定されることを特徴とする請求項１から５のいず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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの機器と同様に、画像形成装置にも、制御基板のような熱に弱い部品を冷却するために、ファンを設けることがある。特許文献１には、メンテナンス性を向上させるために、着脱可能なファンを設けた画像形成装置が記載されている。
【０００３】
カラー／モノクロ兼用の画像形成装置では、モノクロの画像形成には、カラーの画像成形よりも、速度および解像度に対する要求が高い。そのようなモノクロ画像形成に合わせてファンを設計すると、装置が大型化したり、メンテナンス性を低下させたりするという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記問題点に鑑みて、本発明は、モノクロ画像形成時に冷却能力を高くできる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明による画像形成装置は、ブラック現像ユニットおよびカラー現像ユニットを装着可能な本体に、前記カラー現像ユニットと係合して該カラー現像器を駆動するカップリングを有し、前記カップリングと係合して回転駆動されるファンを有するファンユニットを、前記カラー現像ユニットに換えて前記本体に装着可能であるものとする。
【０００７】
この構成によれば、カラー現像ユニットをファンユニットに交換することにより、装置の冷却能力を高め、モノクロ画像形成をより高速またはより高解像度で行える。また、ファンユニットは、モノクロ現像時に余っているカラー現像ユニットの駆動源によって駆動されるので、カラー現像ユニットの駆動源の消費エネルギを有効利用して装置を冷却できる。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置において、前記ファンユニットは、前記本体に対して、前記カラー現像ユニットと同じ位置決め手段によって位置決めされてもよい。
【０００９】
この構成によれば、ユニットの位置決め構造が複雑化しない。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置において、前記ファンユニットは、前記カップリングの回転を増速して前記ファンを駆動する増速手段を有してもよい。
【００１１】
この構成によれば、ファンを高速回転させることで、効率よく気流を発生させて、十分な冷却能力を確保できる。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置において、前記ファンユニットは、複数の前記カラー現像ユニットに換えて装着され、交換された複数の前記現像ユニットに対する前記カップリングとそれぞれ係合して駆動される複数の前記ファンを有してもよい。
【００１３】
この構成によれば、複数の現像ユニットの駆動源を利用することで、冷却効率を高くすることができる。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置は、前記ファンが発生する気流を発熱部に案内するダクトを有してもよい。
【００１５】
この構成によれば、発熱部を集中的に冷却でき、装置の安定した動作を確保できる。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置は、前記カラー現像ユニットが装着されたときはカラー標準画質モードに設定され、前記ファンユニットが装着されたときはモノクロ高画質モードに設定され、前記カラー現像ユニットおよび前記ファンユニットのいずれも装着されていないときは、モノクロ標準画質モードに設定されてもよい。
【００１７】
この構成によれば、装着されたユニットの種類に応じて最適なモードを自動選択することで、装置の設定作業が容易である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カラー現像ユニットに換えてファンユニットを装着することで、モノクロ画像成型時に装置を冷却できる。これにより、装置の大型化を招かずに、モノクロ画像の品質や処理能力を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の１つの実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１の画像形成装置のカラー現像ユニットの配置を示す斜視図である。
【図３】図２のカラー現像ユニットとカップリングとの接続構造を示す斜視図である。
【図４】図１の画像形成装置のファンユニットの配置を示す斜視図である。
【図５】図４のファンユニットのファンの駆動系を示す斜視図である。
【図６】図５のファンの駆動系の拡大斜視図である。
【図７】図５の駆動系の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の１つの実施形態である画像形成装置を示す。
【００２１】
本実施形態の画像形成装置は、本体１の内部に、ブラックのトナーで画像を現像するブラック現像ユニット２Ｋと、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナーで画像を現像する３つのカラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃとを着脱可能に装着できるようになっている。
【００２２】
画像形成装置は、現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋで各色のトナー画像を形成し、形成したトナー画像を、中間転写ベルト３上に、１次転写ローラ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによって重ねて１次転写し、２次転写ローラ５によって中間転写ベルト３から記録紙Ｓに２次転写し、トナー画像が転写された記録紙Ｓを定着器６によって加圧・加熱することで、トナー画像を記録紙Ｓに定着させる。また、画像形成装置は、現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに新しいトナーを補給するためのトナーボトル７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋを有する。
【００２３】
現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、感光体８と、感光体８を帯電させる帯電器９と、帯電した感光体８を選択露光して感光体８上に静電潜像を形成する露光器１０と、感光体８上の静電潜像にトナーを供給してトナー画像を現像する現像器１１と、中間転写ベルト３に転写できずに感光体８上に残留するトナーを掻き落とすクリーナ１２とを有する。現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、本体１に設けた不図示のモータと係合し、感光体８や現像器１０等の可動部が回転駆動される。
【００２４】
また、この画像形成装置において、中間転写ベルト３は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４およびテンションローラ１５の間に掛け渡されて周回し、ベルトクリーナ１６によって２次転写できなかったトナーが除去される。
【００２５】
記録紙Ｓは、給紙トレイ１７に積層されており、供給ローラ１８によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラ１９によって中間転写ベルト３と２次転写ローラ５とのニップに供給される。トナー画像が転写され、定着器６によってトナー画像を固定された記録紙Ｓは、本体１の上部の排紙部２０に排出される。
【００２６】
また、画像形成装置は、各構成要素の動作を制御するマイコンからなる制御装置２１を有する。制御装置２１は、不図示のセンサによって、現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの装着の有無を把握することもできる。
【００２７】
図２に、現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの配置を示す。現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、ハウジング２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ内に上述の感光体８等の各構成要素を収容している。ハウジング２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、それぞれ、本体１の内壁２３に設けた不図示の位置決め穴（位置決め手段）２４に嵌合する位置決めピン２５を有する。
【００２８】
図３に示すように、各現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体８は、内壁１２に設けたカップリング２６の凹部に、三角柱状の軸端部が嵌合するようになっている。カップリング２６は、不図示のモータによって所定の速度で回転させられ、現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体８を回転駆動し、現像器１０等の他の構成要素を不図示の駆動系を介して感光体８と同期して駆動する。
【００２９】
図４に、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに換えて本体１に装着できるファンユニット２７を示す。ファンユニット２７は、ハウジング２２Ｆに、位置決め穴２３の一部に嵌合可能な、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｃの位置決めピン２４と同一形状の位置決めピン２８を有する。つまり、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃとファンユニット２７とは、本体１に対する位置決め構造が共通化されている。
【００３０】
図５および６に示すように、ファンユニット２７は、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃを駆動するカップリング２６にそれぞれ係合する駆動系２９によって回転駆動される３つのファン３０を有する。そして、ファンユニット２７は、３つのファン３０が発生する気流を合流させ、回路基板上に構成された制御装置２１のＣＰＵ３１まで案内するダクト３２を有する。
【００３１】
図７に、ファンユニット２７のファン３０を駆動する駆動系２９の構成を詳しく示す。駆動系２９は、カップリング２６の凹部に嵌合する三角柱状の接続部材３３と、接続部材３３と一体に形成された第１ギア３４と、第１ギア３４に咬合する小径の第２ギア３５と、第２ギア３５と一体に形成された大径の第３ギア３６と、第３ギア３６に咬合し、ファン３０と一体に形成され、接続部材３３および第１ギア３４と同軸上で独立して回転可能な小径の第４ギア３７とからなる。
【００３２】
この駆動系２９は、カップリング２６の回転（例えば１ｒｐｓ）を、４つのギア３４，３５，３６，３７によって例えば５０ｒｐｓまで増速してファン３０を駆動する増速手段である。これにより、感光体８の駆動速度に最適化されたカップリング２６の回転を、ファン３０によって気流を発生させるのに最適な回転数に増速する。
【００３３】
３つのファン３０によって発生させられた気流は、温度上昇には弱い発熱部であるＣＰＵ３１を集中的に冷却する。尚、本発明では、本実施形態のＣＰＵ３１だけでなく、他の発熱部を冷却できるように、ファン３０が発生した気流を案内してもよい。
【００３４】
カップリング２６を駆動するモータは、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃが装着されていなくても、回転抵抗や内部負荷によって電力を消費する。また、ファンユニット２７の駆動系２９およびファン３０の駆動に必要なエネルギはさほど大きくない。このため、カップリング２６を駆動するモータのファンユニット２７の装着によるエネルギ消費量の増加は殆ど無視し得る程度のものである。つまり、ファンユニット２７は、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃが装着されていないときに、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ用のカップリング２６の駆動のために無駄に消費される電力を活用して、ＣＰＵ３１を冷却するものである。
【００３５】
本実施形態の画像形成装置では、ファンユニット２７が装着されていれば、ファン３０によってＣＰＵ３１が冷却されるため、形成する画像のデータ密度を高くしてＣＰＵ３１に演算負荷のかかるモノクロ高画質モードで運転しても、ＣＰＵ３１がオーバーヒートしない。このため、制御装置２１は、ファンユニット２７の装着を検出した場合、画像形成装置の動作を自動的にモノクロ高画質モードに設定するようにしてもよい。
【００３６】
またその場合、制御装置２１は、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの装着を検出したときは、カラー標準画質モードに設定し、カラー現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃおよびファンユニット２７のいずれも装着されていないときは、モノクロ標準画質モードに設定するようにするとよい。
【００３７】
また、制御装置２１がファンユニット２７の装着を検出した場合、画像形成装置の駆動速度を高く設定する高速画像形成モードに設定してもよい。画像形成を高速化すると、ＣＰＵ３１の演算負荷も比例して高くなるが、ファン３０が発生した気流によってＣＰＵ３１が冷却されるため、過熱による演算エラーを防止できる。
【符号の説明】
【００３８】
１…本体
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ…カラー現像ユニット
２Ｋ…ブラック現像ユニット
２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ，２２Ｆ…ハウジング
２３…内壁
２４…位置決め穴（位置決め手段）
２５，２８…位置決めピン
２６…カップリング
２７…ファンユニット
２９…駆動系（増速手段）
３０…ファン
３１…ＣＰＵ（発熱部）
３２…ダクト
３３…接続部材
３４，３５，３６，３７…ギア
【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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