JP5740782B2 - 冷却装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
容器内の現像剤の温度が共に上昇したとき、冷却液を循環させて現像容器内の熱を吸熱して外部に放熱するので、現像容器内の現像剤を冷却して溶融温度以下に保ち画像を安定化させることができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態を示すもので、冷却装置1を搭載したタンデム型中間転写ベルト方式の画像形成装置3の概略構成図である。また、図2(A)は冷却装置1の概略構成図である。タンデム型画像形成装置3は4連タンデム型中間転写方式のフルカラー機として描いているが、これは電子写真方式の画像形成装置の代表例として描いているだけであり、画像形成装置は4連タンデム型直接転写方式や1ドラム型中間転写方式などのフルカラー機でも良いし、直接転写方式のモノクロ機でも良い。但し、環境変化によりプロセスコントロールやトナー濃度制御を正確に行うことができない場合の悪影響に関しては、モノクロ機よりもカラー機の方が顕著であり、本発明の冷却装置1はカラー機においてより大きな意義がある。
画像形成装置3はカラーレーザプリンタであって、カラー3色(例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M))とブラック(K)の画像形成ステーションとなる計4つのプロセスユニット5Y、5C、5M、5Kが、図1の左側から順に水平方向に直列状に配設されている。これら複数のプロセスユニット5Y〜5Kの配設方向は一例であって、プロセスユニット5Y〜5Kは水平方向ではなく傾斜方向や垂直方向にも配設可能である。カラー3色はイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)の順で並んでいるが、この順番に限るものではなく色順は任意である。
及びWTLレンズ等を介して感光体ドラム21Y上に露光光として照射される。感光体ドラム21Yは、露光光が照射された部分の表面電位が略−50vとなり、イエロー画像情報に対応した静電潜像が形成される。露光工程は半導体レーザ方式の代わりに画像形成装置全体の小型化のためにLEDアレイ方式を採用することも可能である。
図1と図2(A)に示すように、冷却装置1は、各プロセスユニットの現像装置27Y〜27Kに取り付けられた第1熱交換器としての冷却液ジャケット61Y〜61Kと、冷却液を溜めるタンク63と、冷却液を供給するポンプ65と、第2熱交換器としての例えばコルゲートフィン型ラジエータ(放熱器)67および冷却ファン68とを有する。これらは循環通路を構成するチューブ69に沿って冷却液Lが流れる方向に順番に配設されている。冷却液ジャケット61Y〜61Kは、具体的には現像装置27Y〜27Kの現像剤を収容した各現像容器の外面の望ましくは底面または側面に密着して取り付けられている。冷却液ジャケット61Y〜61Kは必ずしも現像容器に取り付ける必要はなく、現像装置27Y〜27Kを含む画像形成装置3の熱を効果的に吸収できる任意の位置に配置することができ、現像容器の周囲に配置することもできる。なお、ラジエータ67および冷却ファン68は比較的高位置に配設し、タンク63とポンプ65は比較的低位置に配設するとよい。
画像形成装置3内や現像装置27Y〜27K内の温度や湿度の環境条件が変動すると、感光体ドラム21Y〜21K上の静電潜像へのトナー付着量が変化し、画像濃度や色差が変動して安定した画像を出力することができない場合がある。特に、低温環境下に長時間放置された状態から電源投入した直後、例えば、冬期・寒冷地における早朝起動により直ちに印刷を開始するようなときに、このような不具合が起こりやすい。従って、印刷開始後の数十枚程度は画像濃度や色差のばらつきが大きくなることがある。本発明の冷却装置1はこのような不具合を解消するために図3のフローチャートで示すようにポンプ65と冷却ファン68を制御する。
次に、図4に基づいて本発明の第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態はポンプ65の流量を可変制御する例である。図4で符号S6、S7、S8で示す部分は図3のフローチャートのステップS6、S7、S8にそれぞれ対応している。S6で示す部分は、現像装置27Y〜27K内の現像剤の温度Taが冷却液Lの循環を開始する予め設定した判断基準となる温度T1より低いときの制御である。換言すると現像装置27Y〜27K内の現像剤の温度Taと冷却液Lの温度Tbが共に低いときである。この場合は現像装置27Y〜27Kを冷却する必要がないためポンプ65および冷却ファン68の駆動を停止状態にする。これにより、冷却液Lと現像装置27Y〜27K内の現像剤は画像形成装置3内で発生した熱を受熱して温度上昇する。
次に、図5を用いて本発明の第3の実施形態について説明する。
この第3の実施形態はポンプ65の流量と冷却ファン68の風量を可変制御する例である。なお、この第3の実施形態ではポンプ65の流量を図4と同様に制御するため図5では省略している。図4で符号S6、S8で示す部分は図3のフローチャートのステップS6、S8にそれぞれ対応している。S6で示す部分は図4と同様であり、現像装置27Y〜27K内の現像剤の温度Taが冷却液Lの循環を開始する予め設定した判断基準となる温度TT1より低いときの制御である。このとき、現像装置27Y〜27K内の現像剤の温度Taと冷却液Lの温度Tbは共に低い。この場合は現像装置27Y〜27Kを冷却する必要がないためポンプ65および冷却ファン68の駆動を停止状態にする。これにより、冷却液Lと現像装置27Y〜27K内の現像剤は画像形成装置3内で発生した熱を受熱して温度上昇する。
次に、図1、図2C、図6を用いて本発明の第4の実施形態について説明する。
前述した図1、図2(A)、図2(B)に示す冷却装置1は、放熱手段としてのラジエータ67と冷却ファン68を1組で構成した例であるが、必要な冷却性能を確保するために、(i)ラジエータ67と冷却ファン68を複数組で配設する構成、(ii)断面積の大きなラジエータ67に複数個の冷却ファン68を組み合わせる構成、(iii)複数個のラジエータ67に風量の大きい冷却ファン68を組み合わせる構成など、種々の変更が可能である。そこで、第4の実施形態では図2Cのように三台のラジエータ67A〜67Cを直列に接続し、これらを三台の冷却ファン68A〜68Cで個別に冷却するようにした。
図2Cに示すように放熱手段としての冷却ファン68A〜68Cが複数台のとき、前述の本発明の第4の実施形態の冷却制御を行うと、冷却ファン68A〜68Cの駆動時間がそれぞれ異なってくる。このため、画像形成装置で印刷する度に毎回同じ順番(例えば冷却ファン68A→68B→68C)で冷却ファン68A〜68Cを選択して駆動すると、長期使用では最初の冷却ファン68Aと最後の冷却ファン68Cで総駆動時間に大きな差が発生する。このような総駆動時間の差により、特に最初の冷却ファン68Aの寿命および劣化が早く到来することになる。そこで、冷却ファン68A〜68Cの駆動時間を積算して記憶する手段を設け、現像剤の検出温度TaがT2からT3の間(T2<Ta<T3)において、印刷を行う毎に総駆動時間の短い順に順次冷却ファン68A〜68Cを選択して駆動する制御を行う。前記積算手段は制御手段と一体に構成することができ、その積算結果は制御手段のメモリ等に記憶することができる。このように、総駆動時間が相対的に少ない冷却ファンから優先的に駆動する制御を行うことにより、冷却ファン68A〜68Cの駆動時間を平均化することができ、特定の冷却ファンの寿命が早期に到来するような不具合を回避することができる。
次に、図7を用いて本発明の第5の実施形態について説明する。この第5の実施形態は画像形成装置3内の熱源から発生した熱で冷却液供給用のチューブ69を加熱することにより冷却液Lを加熱するようにしたものである。
3 画像形成装置
5Y-5K プロセスユニット
7 給紙トレイ
9 給紙ローラ
10 レジストローラ対
11 中間転写ベルト
13 駆動ローラ
15 従動ローラ
17 対向ローラ
20 中間転写ベルト
21Y-21K 感光体ドラム
23Y-23K 帯電器
25Y-25K 露光装置
27Y-27K 現像装置
29Y-29K 一次転写ローラ
31Y-31K クリーニングブレード
41 二次転写ローラ
43 クリーニングブレード
44 用紙の搬送路
45 定着装置
45a 加熱ローラ
45b 加圧ローラ
47 排出ローラ対
49 排紙収容部
51 両面画像形成用の用紙の搬送路
61Y-61K 冷却液ジャケット
63 タンク
65 ポンプ
67、67A-67C ラジエータ
68、68A-68C 冷却ファン
69 チューブ
71Y-71K 第1温度センサ
73 第2温度センサ
75 制御手段
77 送風ダクト
79 給気ファン
L 冷却液
P 用紙
Claims (11)
- 画像形成装置内の発熱部材と熱交換をする第1熱交換器と、
前記熱交換器に循環通路を通じて冷却液を供給するポンプと、
前記循環通路に配設されて前記冷却液を冷却ファンで冷却する第2熱交換器と、
前記発熱部材の温度を検出する第1温度検出手段と、
前記冷却液の温度を検出する第2温度検出手段と、
前記第1温度検出手段と第2温度検出手段の検出結果に基づいて前記ポンプと前記冷却ファンを駆動制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記発熱部材の温度が前記第1熱交換器の冷却開始の可否を判断する設定温度T1未満であって前記冷却液の温度が前記冷却液の循環供給の可否を判断する設定温度T2未満のときに、前記ポンプを停止させると共に前記冷却ファンを停止させる第1制御パターンと、
前記発熱部材の温度が設定温度T1未満であって前記冷却液の温度が設定温度T2以上のときに、前記ポンプを作動させると共に前記冷却ファンを停止させる第2制御パターンと、
前記発熱部材の温度が設定温度T1以上のときに、前記ポンプと前記冷却ファンを共に作動させる第3制御パターンを有する冷却装置。 - 前記第3制御パターンにおいて、前記ポンプの冷却液供給量を前記第1温度検出手段の検出温度の上昇に対応して漸増するようにした請求項1の冷却装置。
- 前記第3制御パターンにおいて、前記冷却ファンの送風量を前記第1温度検出手段の検出温度の上昇に対応して漸増するようにした請求項1の冷却装置。
- 前記冷却ファンの回転速度を前記第1温度検出手段の検出温度に対応して変えるようにした請求項3の冷却装置。
- 前記冷却ファンを複数台配設し、駆動する冷却ファンの台数を前記第1温度検出手段の検出温度に対応して変えるようにした請求項3の冷却装置。
- 前記制御装置が、前記複数台の冷却ファンの駆動時間を各冷却ファン毎に積算する積算手段を備え、前記積算手段の積算結果に基づいて、総駆動時間が相対的に少ない冷却ファンから優先的に駆動するようにした請求項5の冷却装置。
- 前記第1制御パターンにおいて、前記画像形成装置内の熱源によって前記循環通路を加熱するようにした請求項1の冷却装置。
- 前記熱源が前記画像形成装置で形成した画像を記録媒体に転写する定着装置である請求項7の冷却装置。
- 前記熱源が前記画像形成装置で静電潜像を形成するための光学装置である請求項7の冷却装置。
- 前記熱源と前記循環通路との間に送風ダクトを配設した請求項7の冷却装置。
- 請求項1から10のいずれか1項の冷却装置を有する画像形成装置。
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