JP5038870B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の現像装置及びこれらを個別に駆動する複数の駆動モータを備えた画像形成装置に関する。

複写機，プリンタ等の画像形成装置において、印字速度の高速化が可能なタンデム方式の４色フルカラーの画像形成装置が知られている。

この画像形成装置は、Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｃ（シアン）の各色の３つのカラーの画像形成部と、ＢＫ（ブラック）のモノクロの画像形成部の合計４つの画像形成部を備えており、各画像形成部ごとに、感光ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等が配設されている。上述の４個の現像装置には、それぞれ現像ローラ、トナー供給ローラ、トナー撹拌部材等が配設されており、これらを回転させる駆動モータも、各現像装置ごとに１つずつ、合計４個のものが配設されている。

上述のタンデム方式の画像形成装置においても、小型化が求められており、４個の駆動モータの配設間隔が狭くなり、各駆動モータの自己発熱によって隣接する他の駆動モータを昇温させてしまうことがある。また、画像形成装置内には、他にも定着装置、基板等の発熱する部材が多数配設されていて、これらが駆動モータを昇温させる原因にもなる。これらの昇温により、駆動モータは、使用限界温度の規格値に達したり、駆動モータ相互の温度がばらついて現像装置の性能にばらつきが発生し、カラーの色バランスが崩れたりするという問題が発生する。

このような問題を解決する方策として、各駆動モータごとに温度センサ及び冷却ファンを設け、各温度センサの検知結果に基づいて各冷却ファンの回転を制御することが考えられる。

また、特許文献１には、４つの発熱部をヒートパイプで連結する技術が開示されている。
特開２００３−１０７９０６号公報

しかし、上述の各駆動モータごとに温度センサ及び冷却ファンを設けるものは、温度センサの位置や冷却ファンによる風の当たり具合により、各駆動モータ自体の温度にばらつきが生じたりするため、各駆動モータの温度のばらつきをなくすことは難しい。

また、タンデム方式の画像形成装置においては、一般に、モノクロの画像形成時には、カラーの画像形成時よりも高速で画像形成を行うため、モノクロの駆動モータは、カラーの３色の駆動モータが同じ構成（出力）であるのとは異なり、出力が大きく設定されている。このため、上述の特許文献１に示すように、発熱部材としての４つの駆動モータをヒートパイプで連結した場合には、カラーの画像形成時に、モノクロの駆動モータにヒートポンプで連結されているカラーの駆動モータがモノクロの駆動モータの熱の影響を受ける。このため、複数のカラーの駆動モータには、温度勾配が発生して、カラーの色バランスが崩れるという問題が発生する。

そこで、本発明は、モノクロの駆動モータによる、カラーの駆動モータに対する熱的な影響を抑制して、カラーの駆動モータの温度を均一化し、カラーの色バランスを良好に保持するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、複数の像担持体によってシート上に画像を形成する画像形成装置に関する。この発明に係る画像形成装置は、前記像担持体上にブラックのトナー像を形成するブラックの現像装置と、他の複数の前記像担持体上にそれぞれ異なる色のカラーのトナー像を形成する複数のカラーの現像装置と、前記ブラックの現像装置を駆動するブラックの駆動モータと、前記複数のカラーの現像装置をそれぞれ個別に駆動する複数のカラーの駆動モータと、を備え、前記ブラックの現像装置のみを使用するモノクロモードと、前記ブラックの現像装置及び前記複数のカラーの現像装置を使用するカラーモードとを有し、前記複数のカラーの駆動モータのうち、相互に隣接する前記駆動モータを熱の伝達が可能な熱伝導部材で連結するとともに、前記ブラックの駆動モータと前記カラーの駆動モータとは、前記熱伝導部材で連結しない、ことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置において、前記ブラックの駆動モータと前記カラーの駆動モータとの間に、遮熱部材を配設する、ことを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る画像形成装置において、前記ブラックの駆動モータは、前記カラーの駆動モータよりも出力が大きく、前記複数のカラーの駆動モータの端に配設されている、ことを特徴としている。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に係る画像形成装置において、前記ブラックの駆動モータには、ヒートシンクが連結されている、ことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、複数のカラーの駆動モータは、熱伝導部材によって連結されているので、温度がほぼ均一になる。また、ブラックの駆動モータは、カラーの駆動モータとは切り離されているので、ブラックの駆動モータが昇温した場合でも、カラーの駆動モータの昇温を抑制することができる。

請求項２の発明によれば、ブラックの駆動モータとカラーの駆動モータとの間に遮熱部材を配設することで、ブラックの駆動モータの熱が、カラーの駆動モータ側に一層、伝わりにくくなる。

請求項３の発明によれば、カラーの駆動モータよりも昇温しがちなブラックの駆動モータは、カラーの駆動モータの端に配設されているので、カラーの駆動モータに対する影響を少なくすることができる。

請求項４の発明によれば、ヒートシンクにより、ブラックの駆動モータ自体の温度を下げることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。

図１〜図６を参照して、本発明に係る画像形成装置２について詳述する。このうち、図１は、本発明に係る画像形成装置２を正面側（画像形成装置２の使用時にユーザ等が位置する側）の右斜め上方から見た斜視図である。図２は、画像形成装置２の内部の構成を、正面側から見て模式的に示す図である。図３は、実施形態１の熱伝導部材７５，７６の連結状態を模式的に説明する斜視図である。図４は、実施形態２の、カラーの駆動モータ７２〜７４側の冷却ファン８５の位置を模式的に説明する斜視図である。図５は、実施形態３の、カラーの駆動モータ７２〜７４側の冷却ファン８８の別な位置を模式的に説明する斜視図である。図６（ａ），（ｂ）は、実施形態４の遮熱板９０，９１を説明する図である。

＜実施形態１＞
図１，図２を参照して、画像形成装置２の概略を説明する。

図１に示すように、画像形成装置２は、画像形成装置本体１０を備えている。画像形成装置本体１０の正面側には、前側に引き出し可能な給紙カセット２０、前側に開閉自在な扉４が配設されており、右側面には、開閉自在な手差しトレイ２１が配設されている。また、画像形成装置本体１０に上側には、排紙トレイ５７が設けてあり、その上方には、空間を介して、画像読取部５が配設されている。画像読取部５の上面には、画像が読み取られる原稿（不図示）が載置されるコンタクトガラス６が配設されていて、コンタクトガラス６の前側には、操作パネル７が配設されている。なお、同図では、コンタクトガラス７を上方から覆う、開閉自在な原稿押圧板は省略されている。後に説明する中間転写ベルトユニット３（図２参照）は、正面の扉４を開放した状態で、画像形成装置本体１０の所定の位置に対して着脱するようになっている。

図２に示すように、画像形成装置２には、画像形成装置本体１０に、シート給送部１１と、画像形成部１２と、定着部１３と、シート排出部１４と、シート再給送部１５とが設けられている。

シート給送部１１は、給紙カセット２０からの給紙、手差しトレイ２１からの給紙、画像形成装置本体１０の下部に配設された大容量デッキ（不図示）からの給紙ができるようになっている。給紙カセット２０からの給紙の場合、給紙カセット２０内に積層状態で収納されたシートＰは、給紙ローラ２２によって給紙され、給送ローラ２３及びリタードローラ２４によって１枚だけ分離され、搬送ローラ対２５によってレジストローラ対２６に搬送される。また、手差しトレイ２１からの給紙の場合、手差しトレイ２１上にセットされたシートは、手差し給送ユニット２７によって給送され、さらに手差し搬送ユニット２８によってレジストローラ対２６に搬送される。また、大容量デッキからの給紙の場合、大容量デッキから給紙されたシートＰは、画像形成装置本体２の左端側において上方に延びる搬送パス２９に沿って搬送ローラ対３０により、レジストローラ対２６に搬送される。これら給紙カセット２０、手差しトレイ２１、大容量デッキから給紙されたシートＰは、レジストローラ対２６で一旦停止されて斜行が矯正された後、次に説明する画像形成部１２の中間転写ベルト４１によって搬送されるトナー像にタイミングを合わせるようにして、画像形成部１２に供給される。

画像形成部１２には、４個の画像形成ステーション、すなわちブラック（ＢＫ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）の画像形成ステーション３１，３２，３３，３４と、露光装置３５と、中間転写ベルトユニット３とが配設されている。なお、各画像形成ステーション３１〜３４の構成は同様であるので、シアンの画像形成ステーション３２について、符号を付して説明し、他の画像形成ステーション３１，３３，３４についての説明は省略するものとする。各画像形成ステーション３１〜３４には、感光ドラム（像担持体）３６が配設されていて、これら感光ドラム３６には、帯電装置３７、露光装置３５によって静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置３８によってトナー像として現像される。感光ドラム３６上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ４０により、中間転写ベルトユニット３の中間転写ベルト４１上に転写される。トナー像転写後の感光ドラム３６は、表面に残った転写残トナーがクリーニング装置４２によって除去される。

画像形成部１２には、中間転写ベルトユニット３が配設されている。中間転写ベルトユニット３は、フレーム４３と、このフレーム４３によって支持された駆動ローラ４４、従動ローラ４５、テンションローラ４６、１次転写ローラ４０等の各ローラと、これらローラに張架された無端状の中間転写ベルト４１とを備えている。中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４４の回転によって矢印Ｒ４１方向に回転する。上述の感光ドラム３６上に形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ４０によって１次転写部Ｔ１において中間転写ベルト４１上に順次に転写され、中間転写ベルト４１上で重ね合わされる。こうして中間転写ベルト４１上で重ね合わされた４色のトナー像は、上述のシート給送部１１から供給されたシートＰに、２次転写ニップ部Ｔ２において２次転写ローラ４７によって一括で２次転写される。一方、トナー像転写後の中間転写ベルト４１は、表面に残った転写残トナーがベルトクリーナ４８によって除去される。

定着部１３には、定着ローラ５０と、加熱ローラ５１と、これらのローラに張架された定着ベルト５２と、加圧ローラ５３とが配設されている。定着ベルト５３と加圧ローラ５４との間には、定着ニップ部Ｎが形成されていて、上述の画像形成部１２において表面にトナー像が転写されたシートＰは、この定着ニップ部Ｎを通過する際に加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。

シート排出部１４は、トナー像定着後のシートＰを搬送ローラ対５４により排紙パス５５に沿って搬送し、排出ローラ対５６によって排紙トレイ５７上に排出するものである。

シート再給送部１５は、表面にトナー像が定着されたシートＰを、上述の排紙パス５５に搬送し、シート後端がフラッパ５８を抜けた直後に、フラッパ５８を切り換えるとともに、排紙ローラ対５６を逆転することで、シートＰを表裏反転して搬送ローラ対６０により再搬送パス６１に導く。その後、シートを再搬送ローラ対６２，６３によって搬送し、再度、画像形成部１２に供給するものである。画像形成部１２に供給されたシートＰは、裏面にトナー像が転写され、定着部１３で定着された後、排出パス５５を通って、排紙トレイ５７上に排出されるようになっている。

上述構成の画像形成装置においては、シート給送部から供給されたシートに対し、画像形成部で形成した４色のトナー像を一括で転写し、これらトナー像を定着部で定着した後、シート排紙部の排紙トレイ上に排出する。なお、必要に応じて、トナー像定着後のシートは、シート再給送部に送られて、裏面にもトナー像が転写され、定着された後、排紙トレイ上に排出される。

図１に示すように、現像装置３８は、各画像形成ステーション３１，３２，３３，３４ごとに配設されており、この順に（右側から順に）、ブラックの現像装置３８ａ，シアンの現像装置３８ｂ，イエローの現像装置３８ｃ，マゼンタの現像装置３８ｄとなり、右側から左側にかけて１列に整列されている。これらの現像装置３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄの手前側近傍には、図３に示すように、これらを駆動するための駆動モータ、すなわち、ブラックの駆動モータ７１，シアンの駆動モータ７２，イエローの駆動モータ７３，マゼンタの駆動モータ７４が配設されている。これらをモノクロとカラーとに分けると、はじめのブラックの駆動モータ７１がモノクロとなり、残りの３個の駆動モータ、すなわちシアン，イエロー，マゼンタの駆動モータ７２，７３，７４がカラーの駆動モータということになる。

本実施形態では、カラーの駆動モータ７２，７３，７４の定格出力がいずれも同じ（例えば、３Ｗ）であるのに対して、ブラックの駆動モータ７１の定格出力はこれよりも大きく（例えば、４Ｗ）に設定されている。また、モノクロの画像を形成する場合には、ブラックの画像形成ステーション３１のみを使用して画像形成（モノクロモード）が行われる。つまり、現像装置３８ａ〜３８ｄについては、ブラックの現像装置３８ａのみが使用され、駆動モータ７１〜７４については、ブラックの駆動モータ７１のみが使用される。一方、カラーの画像を形成する場合には、４個すべての画像形成ステーション３１，３２，３３，３４を使用して画像形成（カラーモード）が行われる。これに伴い、すべての現像装置３８ａ〜３８ｄが使用され、また、すべての駆動モータ７１〜７４が使用される。

本実施形態では、相互に隣接するカラーの駆動モータのケーシングは、熱の移動が可能な熱伝導部材によって連結されている。すなわち、シアンの駆動モータ７２とイエローの駆動モータ７３とが、熱伝導部材７５によって連結され、イエローの駆動モータ７３とマゼンタの駆動モータ７４とが、熱伝導部材７６によって連結されている。そして、これら３つの駆動モータ７２，７３，７４は、いずれも同じに形成されていて、同じように使用される。このような、３個の駆動モータ７２，７３，７４が熱伝導部材７５，７６によって連結されているので、カラーの画像形成時で使用状態にあるときも、また、モノクロの画像形成時で、不使用状態にある場合にも、常にほぼ同じ温度を保つようになっている。なお、熱伝導部材７５，７６の材質としては、例えば、銅やアルミニウムなどの、熱伝導率が高い金属が好ましい。

これに対して、ブラックの駆動モータ７１は、隣接するシアンの駆動モータ７２からは完全に分断された状態で配設されている。ブラックの駆動モータ７１とシアンの駆動モータ７２との間には、上述のような熱伝導部材７５，７６は介在されていない。これにより、カラーの駆動モータ７２〜７４よりも高温になりがちなブラックの駆動モータ７１の熱が、カラーの駆動モータ７２〜７４に伝達されにくいようにしている。

また、ブラックの駆動モータ７１には、熱伝導部材７７を介してヒートシンク（放熱板）７８が取り付けられている。画像形成装置本体１０における右側壁１０ａには、ヒートシンク７８に対応する位置に透孔８０が形成されている。さらに、右側壁１０ｂにおける、透孔８０に対応する位置には、透孔８１が穿設されていて、透孔８０と透孔８１との間には、ダクト８２が形成されて、ダクト８２を流れる風は、ヒートシンク７８を通過してこれを冷却するとともに、駆動モータ７１〜７４の近傍を通過してこれらを冷却するようになっている。

＜実施形態２＞
本実施形態では、図４に示すように、図３に示す上述の実施形態１の構成に加え、最も左に位置するカラーの駆動モータ７４に、下方に延びる熱伝導部材８３を介して、カラー用のヒートシンク８４を取り付けている。さらにヒートシンク８４に対応する位置に冷却ファン８５を取り付けている。ヒートシンク８４は、ダクト８２から分岐して下方に延び、下端で屈曲して前方に延びて冷却ファン８５に至るダクト８７の途中に配設されている。さらに、ブラック用のヒートシンク７８に対応させて冷却ファン８６が取り付けられている。本実施形態によると冷却ファン８５，８６により、ダクト８２を右側から左側に流れてヒートシンク７８、駆動モータ７１〜７４を冷却する空気の流れと、さらにダクト８２から分岐してダクト８７を流れて、ヒートシンク８４を冷却する空気の流れとが形成される。

＜実施形態３＞
本実施形態では、図５に示すように、図３に示す上述の実施形態１の構成に加え、最も左に位置するカラーの駆動モータ７４に、上方に延びる熱伝導部材（不図示）を介してカラー用のヒートシンク８８を取り付けている。このヒートシンク８８は、ブラック用のヒートシンク７８と同じストレートなダクト８２内に配置されるため、実施形態２では必要であった冷却ファン８５，８６を省略して構成を簡略化しても、十分冷却効果を得ることができる。

＜実施形態４＞
本実施形態では、図６（ａ）に示すように、図３に示す上述の実施形態１の構成に加え、ブラックの駆動モータ７１とカラー（シアン）の駆動モータ７２との間に遮熱板９０を配設して、ブラックの駆動モータ７１の熱がカラーの駆動モータ７２に伝わりにくくした。さらに、遮熱板９０は、ブラックの駆動モータ７１側の面９０ａを黒く塗り、反対のカラーの駆動モータ７２側を白く塗る又は鏡面仕上げとした。これにより、一層、ブラックの駆動モータ７１の熱がカラーの駆動モータ７２に伝わりにくくすることができる。

図６（ｂ）に遮熱板９１の別な例を示す。この遮熱板９１は、ブラックの駆動モータ７１側の面９１ａを金属で形成し、カラーの駆動モータ９１ｂを合成樹脂で形成している。この遮光板９１においても、ブラックの駆動モータ７１の熱がカラーの駆動モータ７２に伝わりにくくすることができる
以上の実施形態では、カラーの駆動モータ７２〜７４のケーシングを、熱伝導部材７５，７６によって連結する場合を例に説明した。これに代えて、ケーシングと一体の熱を蓄える専用の部材を設け、これらを熱伝導部材７５，７６によって連結するように仕手もよい。

本発明は、複数の画像形成ステーションを有する画像形成装置において、画像形成ステーションを構成する各部材、例えば、現像装置に対しても適用することが可能である。

本発明に係る画像形成装置を正面側の右斜め上方から見た斜視図である。 画像形成装置の内部の構成を、正面側から見て模式的に示す図である。 実施形態１の熱伝導部材の連結状態を模式的に説明する斜視図である。 実施形態２の、カラーの駆動モータ側の冷却ファンの位置を模式的に説明する斜視図である。 実施形態３の、カラーの駆動モータ側の冷却ファンの別な位置を模式的に説明する斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、実施形態の遮熱板を説明する図である。

符号の説明

２……画像形成装置、３６……感光ドラム（像担持体）、３８……現像装置、３８ａ……ブラックの現像装置、３８ｂ……シアン（カラー）の現像装置、３８ｃ……イエロー（カラー）の現像装置、３８ｄ……マゼンタ（カラー）の現像装置、７１……ブラックの駆動モータ、７２〜７４……カラーの駆動モータ、７５，７６……熱伝導部材、９０，９１……遮熱部材

Claims (4)

1. 複数の像担持体によってシート上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記像担持体上にブラックのトナー像を形成するブラックの現像装置と、
   他の複数の前記像担持体上にそれぞれ異なる色のカラーのトナー像を形成する複数のカラーの現像装置と、
   前記ブラックの現像装置を駆動するブラックの駆動モータと、
   前記複数のカラーの現像装置をそれぞれ個別に駆動する複数のカラーの駆動モータと、を備え、
   前記ブラックの現像装置のみを使用するモノクロモードと、前記ブラックの現像装置及び前記複数のカラーの現像装置を使用するカラーモードとを有し、
   前記複数のカラーの駆動モータのうち、相互に隣接する前記駆動モータを熱の伝達が可能な熱伝導部材で連結するとともに、前記ブラックの駆動モータと前記カラーの駆動モータとは、前記熱伝導部材で連結しない、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ブラックの駆動モータと前記カラーの駆動モータとの間に、遮熱部材を配設する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ブラックの駆動モータは、前記カラーの駆動モータよりも出力が大きく、前記複数のカラーの駆動モータの端に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ブラックの駆動モータには、ヒートシンクが連結されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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