(57)【要約】【課題】複数のファンの一部に偏って配置される排出口（開口部）を有する集合ダクトを備える冷却装置において、排出口に対するファンの位置に拘わらず、各被冷却部の冷却にばらつきが生じない冷却装置を提供する。【解決手段】定着装置の熱の影響を考慮しない場合、集合ダクト５０の排出口４９に最も近いファン５２Ｙを７０％デューティ（duty）稼働とする。排出口４９から遠ざかるにつれて、ファン５２Ｍを８０％duty、ファン５２Ｃを９０％duty稼働とし、排出口４９から最も遠いファン５２Ｋを１００％duty稼働とする制御が制御部５５によって行われる。【選択図】図３
2014160200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却対象を空冷する複数の送風手段と、該複数の送風手段を接続するとともに該各送風手段による空気流を連通するダクト部材と、を備える冷却装置において、
前記ダクト部材は、前記複数の送風手段の一部に偏って配置される開口部を有し、
前記開口部に対する前記送風手段の配置位置に応じて、前記各送風手段の出力を異ならせることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記各送風手段は、前記開口部から離れるにつれて、前記各送風手段の出力を大きくすることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記各送風手段の出力を制御するための電気信号を発生させる電気信号発生手段を備え、
前記各送風手段は、前記電気信号発生手段により予め設定された出力で制御されることを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記各送風手段は、最大出力が同じであることを特徴とする請求項１、２または３記載の冷却装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一つに記載の冷却装置を備え、
前記被冷却対象は、画像形成装置の画像形成部に設置される複数の現像装置および複数の帯電装置のうちの少なくとも複数の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし４の何れか一つに記載の冷却装置を備え、
前記複数の被冷却対象は、画像形成装置の画像形成部に設置される複数の現像装置および帯電装置のうちの少なくとも複数の現像装置であり、
前記画像形成部は、前記少なくとも複数の現像装置に対応した複数の像担持体を有し、
前記少なくとも複数の現像装置および前記複数の像担持体は、前記画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な複数のプロセスカートリッジを構成していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし４の何れか一つに記載の冷却装置を備え、
前記被冷却対象は、画像形成装置の画像形成部に設置される複数の現像装置であり、
前記複数の現像装置は、前記画像形成装置の装置本体に対して着脱可能である複数の現像ユニットを構成していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成装置は、白黒画像を形成するモノクロモードとカラー画像を形成するカラーモードとを実行することが可能に構成されており、
前記モノクロモードのとき、カラー用の前記複数の現像装置、カラー用の前記複数のプロセスカートリッジまたはカラー用の複数の現像ユニットに対応する前記複数の送風手段の出力は前記カラーモードのときよりも低くし、かつ、同じ出力とすることを特徴とする請求項５ないし７の何れか一つに記載の画像形成装置。
【請求項９】
黒用の前記現像装置、黒用の前記プロセスカートリッジまたは黒用の現像ユニットに対応する前記送風手段は、前記開口部に最も近い位置に配置されることを特徴とする請求項５ないし８の何れか一つ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、冷却装置およびこの冷却装置を備えた画像形成装置に関し、詳しくは、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に用いられる冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置本体内の複数の被冷却部から空気を吸引する複数のファンと、これらファンから引き込んだ気流を１つの排出口（開口部）から排出する集合ダクトとを備えた、画像形成装置に用いられる冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８に示す特許文献１の集合ダクト６０は、複数（４つ）の排気ファン５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋの一部（図において右端部）に偏って配置された単一の排出口（開口部）を有する構成である。このような集合ダクト６０の場合、排出口に近い排気ファンによる気流と排出口から遠い排気ファンによる気流とでは、それぞれの流路長の違いにより流路抵抗が異なるため、被冷却部から空気を引き込む流量も流路抵抗に対応して異なるという問題がある。
例えば、図８に示すように排出口から遠い（換言すれば排出口からの流路長が相対的に長い）排気ファンの流路Ａ１の流路抵抗が、排出口から近い（換言すれば排出口からの流路長が相対的に短い）排気ファンの流路Ａ２の流路抵抗よりも大きい。そのため、同じ出力仕様の排気ファンの出力であっても、遠い排気ファンの流量が近い排気ファンの流量よりも小さくなる。従って、各被冷却部の冷却にばらつきが生じるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のファンの一部に偏って配置される排出口（開口部）を有する集合ダクトを備える冷却装置において、排出口に対するファンの位置に拘わらず、各被冷却部の冷却にばらつきが生じない冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するとともに上記目的を達成するために、本発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項（以下、「構成」という）を採っている。
本発明は、被冷却対象を空冷する複数の送風手段と、該複数の送風手段を接続するとともに該各送風手段による空気流を連通するダクト部材と、を備える冷却装置において、前記ダクト部材は、前記複数の送風手段の一部に偏って配置される開口部を有し、前記開口部に対する前記送風手段の配置位置に応じて、前記各送風手段の出力を異ならせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ダクト部材の開口部に対する送風手段の配置位置に拘わらず、各被冷却対象の冷却にばらつきが発生しないバランスの良い冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す画像形成装置としてのプリンタの全体構成図である。
【図２】図１の作像部における作像ユニットの１つを拡大して示す断面図である。
【図３】図１の作像ユニット（プロセスカートリッジ）と集合ダクトに配置された各ファンとの配置位置、接続関係および気流経路を示す模式的な斜視図である。
【図４】第１の実施形態の集合ダクトにおける各ファンの配置位置状態および気流経路を装置本体の背面側から見た背面図である。
【図５】第１の実施形態の主な制御構成を示す制御ブロック図である。
【図６】各ファンの制御においてＰＷＭパルスの立ち上がり、立下りのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】変形例２の集合ダクトにおける各ファンの配置位置状態を装置本体の背面側から見た背面図である。
【図８】従来技術の問題点を説明する図であって、集合ダクトにおける各ファンの配置位置と気流経路を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。まず、図１および図２を参照して、画像形成装置全体の構成および動作について説明する。図１は画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図であり、図２は図１の作像部における作像ユニットの１つを示す拡大断面図である。
図１に示すプリンタ１００は、電子写真方式を利用したタンデム型中間転写方式の画像形成装置である。図１に示すように、プリンタ１００は、画像形成装置の装置本体９９の上方にカートリッジ収容部３１を有する。カートリッジ収容部３１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つの剤カートリッジ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
カートリッジ収容部３１の下方には、中間転写ユニット１５が配設されている。中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト１８を掛け渡す３つの支持ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、これらの支持ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃに掛け渡される中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト１８とを有する。
【００１０】
中間転写ベルト１８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した、画像形成部とも呼ばれる作像部としての作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋが並設（２つ以上のものを並べて設けることを意味する）されている。作像部には、上記構成の他に、各作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに対応して配設された図２に示す１次転写バイアスローラ１７、２次転写ローラ１９などが含まれる。
【００１１】
４つの作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋは、プロセスカートリッジの一例としての機能・構成を有し、装置本体９９に対して着脱可能になっている。４つの作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの何れの作像ユニットでも同様の構成であるため、図２では色の区別を表す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの表示を省略している。また、作像ユニットの説明においては、以下、説明の簡明化のため色の区別を表す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを適宜省略する。
【００１２】
図２に示すように、各色の作像ユニット４０は、像担持体である感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の周囲に配設された帯電装置２４、現像装置２３、クリーニング装置２２等とを、ユニットケース４５に一体に備えている。なお、ユニットケース４５は、作像ユニット４０側のユニット装置本体としての骨組み・フレーム部分を表わしている。
このように感光体ドラム２１、帯電装置２４、現像装置２３、クリーニング装置２２等がプロセスカートリッジとしてユニット化されることにより、交換や整備保守作業が容易になるとともに操作性の向上を図れる。
【００１３】
なお、本実施形態では、プロセスカートリッジとしての作像ユニット４０そのものを交換するようになっているが、プロセスカートリッジの構成としては様々のものがある。例えば、帯電装置２４、現像装置２３およびクリーニング装置２２のうちの現像装置２３と感光体ドラム２１とをユニット本体内に収納してユニット化した構成でもよい。また、帯電装置２４と現像装置２３と感光体ドラム２１とをユニット本体内に収納してユニット化した構成でもよい。
【００１４】
感光体ドラム２１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、感光体ドラム２１上に各色の画像が形成されることになる。図１において、各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは、それぞれ、図示しない駆動モータによって図１中の反時計方向に回転駆動される。そして、図２に示すように、感光体ドラム２１は、帯電装置２４の位置で、その表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体ドラム２１の外周表面は、図示しない露光装置から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。なお、帯電装置２４は、スコロトロン方式のものであって、帯電ワイヤーおよびグリッド電極等を有して構成されている。
【００１５】
その後、感光体ドラム２１の外周表面は、図１中破線で囲んで示す現像装置２３との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、トナー像が形成される（現像工程）。その後、感光体ドラム２１の外周表面は、中間転写ベルト１８および図２に示す１次転写バイアスローラ１７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト１８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム２１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００１６】
その後、感光体ドラム２１の外周表面は、クリーニング装置２２との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。最後に、感光体ドラム２１の外周表面は、図示しない除電装置との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム２１上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム２１上で行われる、一連の作像プロセスが終了する。
【００１７】
次いで、現像工程を経て各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ上に形成された各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、支持ローラ１６ｃを兼ねる２次転写バックアップローラが、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト１８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト１８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト１８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト１８は、中間転写クリーニング装置（図示せず）の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト１８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト１８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
【００１８】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、装置本体９９の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、最上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８に向けて給送される。
【００１９】
レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止しているレジストローラ対２８のニップの位置で一旦停止する。そして、記録媒体Ｐは、斜めずれなどを矯正されながら中間転写ベルト１８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されることにより２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２０】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルトおよび加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、出力画像として装置外へと排出される。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２１】
次に、現像装置２３の構成・動作について詳述する。図２に示すように、現像装置２３は、第１現像ローラ２３ａ１、第２現像ローラ２３ａ２、第１搬送スクリュ２３ｂ１、第２搬送スクリュ２３ｂ２、第３搬送スクリュ２３ｂ３、ドクターブレード２３ｃ、キャリア捕集ローラ２３ｋ、スクレーパ２３ｍ、第４搬送スクリュ２３ｎ、等で構成されている。また、現像装置２３内には、現像剤を搬送して循環経路を形成する３つの現像剤搬送部Ｂ１〜Ｂ３が形成されている。
【００２２】
第１現像ローラ２３ａ１と第２現像ローラ２３ａ２とは、それぞれ、アルミニウム、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブが図示しない回転駆動機構によって時計方向に回転されるように構成されている。第１現像ローラ２３ａ１および第２現像ローラ２３ａ２の各スリーブ内には、スリーブの周面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成するマグネットが固設（固着した状態に設置することを意味する）されている。マグネットから発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤中のキャリアがスリーブ上にチェーン状に穂立ちする。このチェーン状に穂立ちしたキャリアに帯電したトナーが付着されて、磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、スリーブの回転によってスリーブと同方向（時計方向）に移送される。そして、第１現像ローラ２３ａ１と感光体ドラム２１とが対向する第１現像領域と、第２現像ローラ２３ａ２と感光体ドラム２１とが対向する第２現像領域と、において、２成分現像剤中のトナーが感光体ドラム２１上の静電潜像に付着してトナー像を形成する。
【００２３】
ドクターブレード２３ｃは、現像領域の上流側に設置されていて、第１現像ローラ２３ａ１上に担持された現像剤を適量に規制する。本実施形態におけるドクターブレード２３ｃは、ＳＵＳ３１６やＸＭ７等の非磁性金属材料（弱磁性金属材料も含むものとする）で形成された板厚が２ｍｍ程度の板状部材である。
【００２４】
また、第２現像ローラ２３ａ２の下方（回転方向下流側）であって、感光体ドラム２１に対向する位置に、キャリア捕集ローラ２３ｋが設置されている。さらに、キャリア捕集ローラ２３ｋに当接する位置に、スクレーパ２３ｍが設置されている。
キャリア捕集ローラ２３ｋは、ステンレス等からなる円筒体内に所定の磁界を形成するマグネットが固設されたものであって、現像装置２３内から飛翔・移動して感光体ドラム２１に付着したキャリアを捕集するためのものである。キャリア捕集ローラ２３ｋは、図２の反時計方向に回転駆動される。
【００２５】
３つの第１搬送スクリュ２３ｂ１、第２搬送スクリュ２３ｂ２、第３搬送スクリュ２３ｂ３は、軸部上に螺旋状にスクリュ部が形成されたものであって、現像装置２３内に収容された現像剤を長手方向（図２の紙面垂直方向である）に循環しながら撹拌・混合する。第１搬送スクリュ２３ｂ１は、第１現像剤搬送部Ｂ１であって第１現像ローラ２３ａ１に対向する位置に配設されていて、現像剤を水平方向に搬送するとともに、第１現像ローラ２３ａ１上に現像剤を供給する。
第２搬送スクリュ２３ｂ２は、第２現像剤搬送部Ｂ２に設置されている。第２搬送スクリュ２３ｂ２は、第１搬送スクリュ２３ｂ１の下方であって第２現像ローラ２３ａ２に対向する位置に配設されている。そして、第２現像ローラ２３ａ２から離脱した現像剤（現像工程後に剤離れ極によって第２現像ローラ２３ａ２上から強制的に離脱された現像剤である）を水平方向に搬送する。第１搬送スクリュ２３ｂ１および第２搬送スクリュ２３ｂ２は、第１現像ローラ２３ａ１、第２現像ローラ２３ａ２や感光体ドラム２１と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。
【００２６】
第３搬送スクリュ２３ｂ３は、第３現像剤搬送部Ｂ３に設置されている。第３搬送スクリュ２３ｂ３は、第２搬送スクリュ２３ｂ２による搬送経路の下流側と、第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路の上流側とを直線的に結ぶように、水平方向に対して斜めに配設されている。そして、第３搬送スクリュ２３ｂ３は第２搬送スクリュ２３ｂ２によって搬送された現像剤を第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送する。同時に、第３搬送スクリュ２３ｂ３は第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路の下流側から落下経路を介して循環される現像剤を第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送する。
【００２７】
なお、第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路（第１現像剤搬送部Ｂ１）と、第２搬送スクリュ２３ｂ２による搬送経路（第２現像剤搬送部Ｂ２）と、第３搬送スクリュ２３ｂ３による搬送経路（第３現像剤搬送部Ｂ３）と、は壁部によって隔絶されている。
図示は省略するが、第２現像剤搬送部Ｂ２の下流側と、第３現像剤搬送部Ｂ３の上流側とは第１中継部を介して連通している。第３現像剤搬送部Ｂ３の下流側と第１現像剤搬送部Ｂ１の上流側とは、第２中継部を介して連通している。また、第１現像剤搬送部Ｂ１の下流側と第３現像剤搬送部Ｂ３の上流側とは、落下経路を介して連通している。
【００２８】
このような構成により、３つの第１現像剤搬送部Ｂ１、第２現像剤搬送部Ｂ２、第３現像剤搬送部Ｂ３によって、現像装置２３において現像剤を長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。なお、第３現像剤搬送部Ｂ３には、磁気センサ(図示せず)が設置されている。この図示しない磁気センサによって検知されるトナー濃度の情報に基づいて、剤カートリッジ３２から現像装置２３内に向けて所定のトナー濃度の現像剤が供給される。
【００２９】
本実施形態のプリンタ１００では、上述したとおり、現像装置２３や帯電装置２４等を備えた４つの作像ユニット４０が並設されて装着される構成である。これらの作像ユニット４０では、定着装置２０等の他部材から受ける熱の他に、自身が発する熱が挙げられる。すなわち、例えば、第１搬送スクリュ２３ｂ１、第２搬送スクリュ２３ｂ２、第３搬送スクリュ２３ｂ３等の回転部材の回転駆動機構から生じる摩擦熱によって、昇温して不具合が生じる場合があった。特に、作像ユニット４０の現像装置２３が高温に達してしまうと、その内部に収容した現像剤中のトナーの融解や凝固等の不具合を発生しやすくし、これにより出力画像に異常が生じてしまうことがある。そこで、作像ユニット４０の現像装置２３が高温にならないように、現像装置２３の回転駆動機構周りを空気流で冷却（空冷）する必要がある。
また、スコロトロン方式のような非接触方式の帯電装置２４では高電圧放電によりオゾンが発生したり、帯電装置２４の周囲から運ばれてくるトナー等の異物が放電ワイヤに付着してその寿命を縮めないように気流の流れを積極的に作る必要があるためである。また、帯電ローラを備えた接触方式の帯電装置にあってこの付近を空冷するのは、温度によって帯電ローラの電気抵抗値が変わることにより、帯電装置による一様帯電の機能が発揮できなくなるのを防ぎ、異常画像の発生を未然に防止するためである。
上述した理由により、本実施形態では、作像ユニット４０の現像装置２３と帯電装置２４とを被冷却対象としている。
【００３０】
プリンタ１００は、中間転写ユニット１５および４つの作像ユニット４０を有して、白黒画像を形成するモノクロモードとカラー画像を形成するカラーモードとを実行することが可能に構成されている。図示しない操作部またはプリンタ１００に接続されたサーバやパソコン等からの指令により、モノクロモードまたはカラーモードが実行される。モノクロモードまたはカラーモードを切り替える装置構成としては、各像担持体に対して中間転写体を選択的に接離させる接離手段として、例えば特開２０１２−０１８３３５号公報の図１等に記載の接離機構（７２）が挙げられ、これを用いている。
【００３１】
図３を参照して、作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋと集合ダクト５０との接続関係について説明する。図３は、作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋと集合ダクト５０に配置された各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋとの配置位置、接続関係および気流経路を示す模式的な斜視図である。
装置正面から見て作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの背面には、図１の装置本体９９に配設されるダクト部材としての集合ダクト５０が配置されている。集合ダクト５０における各作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋと対向する位置に、それぞれに対応して送風手段としてのファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋが設けられている。
集合ダクト５０は、４つのファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋを接続するとともに各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋによる空気流を連通するように内部が空洞に形成され、開口部としての単一の排出口４９が下方に形成されたほぼ筐体状をなす。集合ダクト５０の排出口４９は、図３に示すとおり、４つのファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの一部に偏って、すなわち同図に示す例では正面視で左下方に偏って配置されている。集合ダクト５０は、例えば適宜の樹脂で一体的に形成されており、これにより軽量化が図られるとともに安価な構成となっている。
【００３２】
各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、最大出力が同じである電動モータとしてＤＣモータやサーボモータを内蔵した共通のものが用いられていて、共通化が図られている。各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、遠心式送風機である多翼ファン（シロッコファン）や、軸流式送風機である軸流ファンなどが用いられる。
各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、それぞれに対応した作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの上記昇温部の熱を奪うように図において破線で示す気流経路ａを経て集合ダクト５０内部に空気を引き込むように回転駆動される。そして、各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、集合ダクト５０内部に引き込んだ後の空気が、集合ダクト５０内部の図において一点鎖線で示す気流経路ｂを経て送られ、集合ダクト５０下方の排出口４９から機外へ排出されるよう回転駆動される。なお、気流経路ａ、気流経路ｂは、空気の流れの経路である。
【００３３】
各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、上記のように回転駆動される構成であればよく、シロッコファンや軸流ファンなどの他に、斜流式送風機などであってもよい。さらに、ファンにより空気を引き込む形態だけでなく、ファンから作像ユニットへ送風する形態であってもよい。
排出口４９の真上に作像ユニット４０Ｙに対応するファン５２Ｙが設けられ、排出口４９から最も遠い位置に作像ユニット５２Ｋに対応するファン５２Ｋが設けられている。すなわち、各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、排出口４９に対する位置がそれぞれ異なっており、換言すれば排出口４９からの気流経路ｂの距離がそれぞれ異なっている。ちなみに、作像ユニット４０Ｙに対応するファン５２Ｙは、排出口４９に到る気流経路ｂが最も短く形成されている。次に作像ユニット４０Ｍに対応するファン５２Ｍが、次に作像ユニット４０Ｃに対応するファン５２Ｃが、次に作像ユニット４０Ｋに対応するファン５２Ｋというようにこの順に気流経路ｂが漸次長く形成されている。
なお、排出口４９には、オゾン・トナーフィルタを設けてもよい。作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋと、集合ダクト５０におけるファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋとの連通接続部の細部は、例えば特許文献１の図３および図４と同様の構成となっている。
【００３４】
図４を参照して、ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの気流経路および作用を説明する。図４は、図３の集合ダクト５０を装置本体９９の背面側から見た背面図である。
ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、図３の作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに設けられた気流経路ａから吸気し、集合ダクト５０へ空気を送るよう回転駆動される。この作用により、集合ダクト５０内が、外気に対して高圧となり、集合ダクト５０内の空気が機外へ導かれる。これにより、各作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの現像装置２３と帯電装置２４との被冷却部（上記昇温部）が空冷される。ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの送風方向は、排気効率の観点から、基本的に排出口４９の方へ向いている。
【００３５】
ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋそれぞれの送風方向を最適なように配置することが望ましいが、コストの制約により、共通設計により送風方向を揃えることが多い。作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの気流経路ｂのそれぞれは、排出口４９までの気流経路長に相違が生じるため、気流設計を難しくしている(あるファンは排出口４９から遠く、あるファンは排出口４９に近いということを意味している)。また、それぞれにおいて、定着装置２０が近く熱的影響を受けやすいなどの理由により求められる風量が異なるが、一番風量の求められる箇所に併せて設計されるのが一般的である。
本発明は、このような構成の際に、各ファンの風量を制御するというものである。
【００３６】
図５を参照して、本実施形態の主な制御構成を説明する。図５は、本実施形態の主な制御構成を示す制御ブロック図である。図５に示すように、本実施形態の主な制御構成は、制御対象駆動手段としての４つのファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋと、入力部５４と、制御手段としての機能を備えた制御部５５と、ＰＷＭ信号発生部５７とを有する。
入力部５４としては、図１のプリンタ１００の装置本体９９の適宜の部位に設けられた操作部(図示せず)が挙げられる。この操作部には、モード設定キーを含む各種キーおよびＬＣＤ等の表示部（共に図示せず）が設けられている。そして、上記操作部は、プリンタ１００の上記各装置や各部に動作指示を与えたり、その動作状況を視認または聴覚により認識することが可能な公知の構成（タッチパネル方式等）を含む。入力部５４のユーザ操作により設定された画像形成枚数等の画像情報に係る信号や、モード設定キーのユーザ操作により設定・生成されたモノクロモードまたはカラーモード信号が制御部５５へ入力される。なお、操作部がない画像形成装置の場合、入力部は、画像形成装置と通信可能に接続された外部のサーバやパソコンであってもよい。
【００３７】
ＰＷＭ信号発生部５７は、各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの出力を制御するための電気信号を発生させる電気信号発生手段として機能する。具体的には、ＰＷＭ信号発生部５７は、各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの駆動（電動）モータのモータ駆動回路(図示せず)へ付与するパルス波のデューティ比を変化させて変調する回路を備えた信号発生部である。ここで、ＰＷＭとは、Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎの略語である。また、デューティ比とは、周期的なパルス波を出したときの周期とパルス幅の比を意味する。
なお、図５の制御ブロック図は、これに限らず、ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ毎にＰＷＭ信号発生部（もしくはＰＷＭ信号発生装置）を設けた制御構成でもよい。
【００３８】
制御部５５は、プリンタ１００の上記各装置・各部等の全体を制御するようにしてもよいが、説明の簡明化のため図５には本実施形態に密接に関係する制御構成のみを記載している。制御部５５は、内部にそれぞれ図示しない、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびタイマ等を備え、それらが図示しない信号バスによって接続された構成を有するマイクロコンピュータを具備している。
上記ＣＰＵは、プリンタ１００の上記操作部からの信号および上記ＲＯＭから呼び出された動作プログラムに基づいて、４つのファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋを制御する制御手段として機能し、各指令信号を各モータ駆動回路に送信する。上記ＲＯＭには、後述する動作プログラム、関係データ等が予め記憶されており、これらは上記ＣＰＵによって適宜呼び出される。上記関係データ等には、図６に示すタイミングチャートや後述する表１、表２に記載のデータであるデューティ比が挙げられる。上記ＲＡＭは、上記ＣＰＵの計算結果を一時的に記憶する機能、上記操作部上の各種キー、上記タイマにより計時された計時時間情報および各種センサから入力されたデータ信号等を随時記憶する機能等を有している。
【００３９】
図６を参照して、図５における各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの制御内容を説明する。図６は、図５における各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの制御においてＰＷＭパルスの立ち上がり、立下りのタイミングを示すタイミングチャートである。図６において、１サイクルは１パルスの１周期に相当する。
まず、定着装置２０の熱の影響を考慮しない場合について説明する。集合ダクト５０の排出口４９に最も近いファン５２Ｙを７０％デューティ（以下、「duty」と記す）稼働とする。この７０％dutyは、現像装置２３の冷却に必要な気流流量（以下、単に「流量」ともいう）の設定に基づいている。
そして、排出口４９から遠ざかるにつれて、ファン５２Ｍを８０％duty、ファン５２Ｃを９０％duty稼働とし、排出口４９から最も遠いファン５２Ｋを１００％duty稼働とする制御をしている。このように、各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋのdutyは、流速を検知する流速検知手段を設け、この流速検知手段に基づくフィードバック制御を行うのではない。すなわち、各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、制御部５５の指令に基づくＰＷＭ信号発生部５７により予め設定された出力で制御される。このように予め設定される出力は、例えば図１〜図３の装置で試験を行うことにより予め求められ、上記ＲＯＭ等に予め記憶・設定されるものである。
【００４０】
上記のとおり、本実施形態では、集合ダクト５０の排出口４９から離れる（排出口４９からの気流経路ｂが長くなるの）につれて、各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの出力を大きくした。これにより、集合ダクト５０内で気流経路ｂの長さの違いにより生じる流路抵抗による流量変動に対しても、各作像ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに対して十分な流量を引き込むことができ、バランスの良い冷却を行うことができる。
上述したとおり、本実施形態によれば、上記効果を奏することは無論のこと、以下の基本的な効果を奏するものである。すなわち、集合ダクト５０の排出口４９に対する各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの配置位置に応じて、各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの出力を異ならせていた。これにより、集合ダクト５０の排出口４９に対する各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの配置位置に拘わらず、各作像ユニットの現像装置および帯電装置の冷却にばらつきが発生しないバランスの良い冷却を行うことができる。
【００４１】
（変形例１）
表１を参照して、第１の実施形態の変形例１を説明する。変形例１では、第１の実施形態と比較して、図５に示す入力部５４から制御部５５に入力された画像形成モード（モノクロモードまたはカラーモード）によって各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの出力を制御することが相違する。この相違点以外の構成は、第１の実施形態と同様である。
集合ダクト５０における各ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの配置位置は図４に示したものと同じであり、下表１のカラーモードの場合のdutyは図６に示したタイミングチャートと同じである。
【００４２】
【表１】
2014160200.tif 000003
【００４３】
モノクロモードの場合、黒用の作像ユニット４０Ｋのみが稼動するため、作像ユニット４０Ｋをファン５２Ｋで冷却する必要がある。このとき、全てのファンが稼動しているときに比べファン５２Ｋを主に稼動すると集合ダクト５０の内部圧力が上がりにくくなるので、ファン５２Ｋの出力をカラーモードのときに比べて低くすることができる。なお、ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃを完全に止めると、ファン５２Ｋで引き込んだ気流がファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃの隙間に入り込んでしまう。そこで、ファン５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃは逆流を防止する程度の出力（１０％duty）となるように制御する。
【００４４】
（変形例２）
図７および表２を参照して、第１の実施形態の変形例２を説明する。図７は、変形例２の集合ダクト５０におけるファン５２Ｋ、５２Ｃ、５２Ｍ、５２Ｙの配置位置状態および気流経路を装置本体９９の背面側から見た背面図である。変形例２では、黒用の作像ユニット４０Ｋ（同図に図示せず）のファン５２Ｋを集合ダクト５０の排出口４９に最も近く配置したものである。このときのファン５２Ｋの出力の制御状態を示したのが下記する表２である。
【００４５】
【表２】
2014160200.tif 000004
【００４６】
カラーモードの場合、全ての作像ユニットが稼働するため、変形例１と同様に排出口４９から遠ざかるにつれて各ファンの出力が高くなるようにファン５２Ｋ、５２Ｃ、５２Ｍ、５２Ｙの出力が制御される。
一方、モノクロモードの場合、稼働する作像ユニット４０Ｋに対応するファン５２Ｋのみを高い出力とし、他の稼働しない作像ユニット４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｙに対応するファン５２Ｃ、５２Ｍ、５２Ｙの出力を低く制御していることは変形例１と同じである。変形例２においては、稼働する作像ユニット４０Ｋが排出口４９に最も近く配置されているので、変形例１のファン５２Ｋのような高出力でなくてもよくなる。
従って、モノクロモードおよびカラーモードの両方で稼動する作像ユニットを排出口に最も近く配置することで、変形例２では変形例１に比べ、モノクロモードでのファン５２Ｋのdutyを小さくできるので、省エネに寄与することができる。
【００４７】
（変形例３）
今までの例（第１の実施形態、変形例１、２）では、定着装置２０の熱を考慮しない制御を説明したが、変形例３では、変形例１、２において定着装置２０の熱を考慮したファンの制御について説明する。
定着装置２０で発生した熱を帯びた気流は、図１において上昇した後に中間転写ベルト１８に沿って同図の左側から巻き込むようにして作像ユニット４０Ｙに熱伝達される。従って、装置の最も左側の作像ユニット４０Ｙが最も定着装置２０の熱の影響を受け、右側に移るにつれて定着装置２０の熱の影響が少なくなる。
ここで、各作像ユニットにおける定着装置の熱の影響の大きさに応じて、対応するファンの出力を加算する。例えば、最も左側の作像ユニット４０Ｙに対応するファン５２Ｙで＋２０％dutyとし、その隣のファン５２Ｍで＋１０％dutyと設定する。そして、出力増加分を加味したときに、ファンの出力が１００％dutyを超えないように設定する。例えば、表２のカラーモードのファン５２Ｙは、定着装置の熱の影響を受けない状態で１００％dutyとなっているので、出力増加分を加味して１００％dutyとなるように、他のファンの出力を設定するということである。そして、装置の最も左側（定着装置２０から熱が伝達する流路の最も最上流）の作像ユニット４０Ｙに対応するファン５２Ｙを１００％dutyとし、これを基準として他のファンのdutyを設定すればよい。このときのdutyは、表１、表２と同じに設定される。
【００４８】
以上により本発明を特定の実施形態や変形例等について説明したが、本発明が開示する技術内容は、上述した実施形態や変形例あるいは実施例等に例示されているものに限定されるものではない。すなわち、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【００４９】
上記実施形態では、中間転写体に転写した後、シート状の記録媒体に一括転写するタンデム型の中間転写方式の画像形成装置に本発明の冷却装置を適用する例であったが、これに限定されない。すなわち、無端状のベルトでシート状の記録媒体を搬送しながら順次転写して重ね合わせるタンデム型の直接転写方式の画像形成装置にも適用することができる。
【００５０】
上記実施形態では、画像形成装置の本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして、各作像ユニット４０の現像装置２３および帯電装置２４等をユニットケース４５に一体に備え、被冷却対象とした例で説明したが、これに限定されない。
すなわち、現像装置２３のみをユニット装置本体に備え、画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成した現像ユニットを被冷却対象とした例であってもよい（請求項７）。また、現像装置２３および帯電装置２４のみをユニット装置本体に備え、画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成した現像帯電ユニットを被冷却対象とした例であってもよい。
また、上記プロセスカートリッジや上記現像ユニット、あるいは現像帯電ユニットに限らず、現像装置２３や帯電装置２４をユニット化せずに画像形成装置の本体に固定した画像形成装置であってもよいことは無論である（請求項５）。
【符号の説明】
【００５１】
１５    中間転写ユニット
１８    中間転写ベルト（中間転写体の一例）
２１、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ    感光体ドラム（像担持体の一例）
２３、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ    現像装置（現像手段の一例）
２４    帯電装置（帯電手段の一例）
４０、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ    作像ユニット（プロセスカートリッジの一例）
４５    ユニットケース（ユニット装置本体）
４９    排出口（開口部の一例）
５０    集合ダクト（ダクト部材の一例）
５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ    ファン（送風手段の一例）
５４    入力部
５５    制御部
５７    ＰＷＭ信号発生部（電気信号発生手段の一例）
９９    装置本体
１００  プリンタ（画像形成装置の一例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開２０１０−０３２５７７号公報
【図１】
2014160200.tif 000005
【図２】
2014160200.tif 000006
【図３】
2014160200.tif 000007
【図４】
2014160200.tif 000008
【図５】
2014160200.tif 000009
【図６】
2014160200.tif 000010
【図７】
2014160200.tif 000011
【図８】
2014160200.tif 000012