JP6003730B2

JP6003730B2 - 冷却装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6003730B2
Application number: JP2013053495A
Authority: JP
Inventors: 俊彰冨野
Original assignee: Konica Minolta Inc
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Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2016-10-05
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Description

本発明は、定着装置によって熱せられた用紙を冷却する冷却装置及び冷却装置を備えた画像形成装置に関する。

従来から、定着装置によって熱せられた用紙を冷却する冷却装置及び冷却装置を備えた画像形成装置が知られている。

特許文献１には、熱交換装置を備えた画像形成装置が開示されている。この熱交換装置は、複数本のローラに張架された冷却ベルトと、冷却ベルトと共に用紙を挟持して搬送する搬送ベルトと、冷却ベルトの内部に配され、冷却液が流れる流路が形成された冷却プレートと、を備えている。搬送ベルトに搬送される用紙が、冷却ベルトを介して冷却プレートに接触することで、用紙の熱が流路に流入した冷却液に伝達されて用紙が冷却される。

特開２０１２−１９８５０２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された熱交換装置及び画像形成装置では、画像形成装置の設置場所の気温や湿度によっては、冷却液で冷却プレートの周囲の空気が冷やされて冷却プレートに結露が生じ、冷却プレートの表面に水滴が付く可能性がある。そして、この水滴によって冷却ベルトが冷却プレートに吸着されたり、用紙が湿ったりする不具合が発生する可能性がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、冷却部に結露が生じることを抑制する冷却装置及びその冷却装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の冷却装置は、用紙上にトナー画像を形成する画像形成装置に用いられる冷却装置であって、ベルトと、冷却部と、制御部と、露点温度検出部と、冷却部温度検出部と、を備える。ベルトは、用紙を搬送する。冷却部は、冷却媒体が流動する流動路を形成する流動路形成部と流動路に冷却媒体を供給する媒体供給部と、を有し、ベルトを介して用紙を冷却する。制御部は、媒体供給部の駆動を制御する。露点温度検出部は、装置内の露点温度を検出する。冷却部温度検出部は、冷却部の温度を検出する。また、制御部は、冷却部の温度が装置内の露点温度よりも高いとき、媒体供給部を駆動させ、冷却部の温度が露点温度以下のとき、媒体供給部の駆動を停止する。

また、本発明の画像形成装置は、上記冷却装置を備える。

上記構成の冷却装置及び画像形成装置では、冷却部の温度が、露点温度以下のとき、制御部は、媒体供給部の駆動を停止する。したがって、冷却部の流動路に冷却媒体が流入して冷却部の温度が更に低くならないようにすることができる。このため、冷却部に結露が生じることを抑制することができる。

また、上記冷却装置は、装置外の温度を検出する装置外温度検出部を備え、媒体供給部は、装置外の空気と熱交換を行う冷却媒体を流動路に供給し、制御部は、冷却部の温度が装置内の露点温度以下となり、且つ、冷却部の温度が装置外の温度以下のとき、媒体供給部を駆動させる。

上記構成の冷却装置では、冷却部の温度が装置内の露点温度以下であり、且つ、冷却部の温度が装置外の温度以下のとき、制御部が媒体供給部を駆動することで、装置外の空気と熱交換して温度が上がった冷却媒体が冷却部の流動路に流入する。これによって、冷却部の温度が上がる。このため、冷却部に結露が生じることを更に抑制することができる。

本発明によれば、冷却部に結露が生じることを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１の画像形成装置の冷却装置を用紙の搬送方向に沿って断面にした要部断面図である。図１の画像形成装置の冷却装置を上方から見た要部上面図である。図１の画像形成装置におけるポンプの駆動処理を示すフローチャートである。冷却部の温度が露点温度よりも高い場合の画像形成装置の作用を説明するための図である。冷却部の温度が露点温度以下で、且つ、冷却部の温度が装置外の温度よりも高い場合の画像形成装置の作用を説明するための図である。冷却部の温度が露点温度以下で、且つ、冷却部の温度が装置外の温度以下の場合の画像形成装置の作用を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

［画像形成装置の構成］
図１に、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略断面図を示す。画像形成装置１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の機能を備え、電子写真方式により用紙上にモノクロ画像を形成する。

画像形成装置１は、図示しない外部機器、例えば、パーソナルコンピュータと接続可能であり、その外部機器から画像データを取得する。

画像形成装置１は、原稿搬送部２と、原稿読み取り部３と、画像形成部４と、給紙カセット部５と、排紙トレイ６と、を備える。なお、画像形成装置１内には、給紙カセット部５から画像形成部４を介して排紙トレイ６に至る用紙の搬送経路Ａが所定位置に設けられた各種ローラ、ガイド板、及び、搬送ベルト等により形成されている。

原稿搬送部２は、原稿の連続的な読み取りを行うため原稿読み取り部３に原稿を搬送するものであり、原稿給紙トレイ２１と、原稿排紙トレイ２２と、を有している。原稿搬送部２は、原稿給紙トレイ２１にセットされた原稿を原稿読み取り部３の所定の読み取り位置に搬送する。また、原稿搬送部２は、原稿読み取り部３が所定の読み取り位置に搬送された原稿の読み取りを行った後、この原稿を原稿排紙トレイ２２に搬送する。

原稿読み取り部３は、原稿画像を光学的に読み取り、原稿画像の情報をアナログ電気信号に変換し、更に、該アナログ電気信号をデジタル信号に変換する。そして、原稿読み取り部３は、変換したデジタル信号を画像データとして後述する制御部１１に出力する。

画像形成部４は、ドラム状の感光体４１と、画像形成機能部として感光体４１の周囲に設けられた帯電部４２、画像書込部４３、現像部４４、転写部４５、分離部４６及びクリーニング部４７と、を有する。また、画像形成部４は、定着部４８と、冷却装置１００と、排紙ローラ４９とを有する。そして、画像形成部４内では、感光体４１及びその周囲に設けられた上記各部からなる画像形成機能部、定着部４８、冷却装置１００、排紙ローラ４９が、用紙の搬送経路Ａの上流側からこの順で配置される。

帯電部４２は、感光体４１に所定の電圧を印加して、感光体４１の表面を一様に帯電させる。画像書込部４３は、後述する制御部１１から所定の画像処理が施された画像データを取得し、取得した画像データに基づいて、レーザービームを照射し、感光体上に静電潜像を形成する。

現像部４４は、感光体４１上に形成された静電潜像を反転現像して感光体４１上にトナー像を生成する。用紙は、トナー像が生成された感光体４１の回転に同期するように給紙され、転写部４５は、用紙を搬送する搬送ベルトの裏面側から所定の電圧を印加して、感光体４１上に形成されたトナー像を用紙に転写する。

分離部４６は、トナー像が転写された用紙を除電することで、用紙を感光体４１から分離させる。その後、トナー像が転写された用紙は、定着部４８に搬送される。

定着部４８は、用紙を加熱して、転写されたトナー像のトナーを溶融させるとともに、用紙を加圧して、トナー像を用紙に定着させる。用紙は、冷却装置１００によって冷却され、排紙ローラ４９によって搬送されて排紙トレイ６上に載置され、または、両面に画像を形成する場合は、画像形成機能部に再び給紙される。

給紙カセット部５は、各種用紙に対応した給紙カセット５１を複数有し、各給紙カセット５１に収納された所定の用紙を搬送経路Ａに沿って、一枚ずつ、画像形成部４に給紙する。

また、画像形成装置１は、制御部１１を備えている。制御部１１は、図示しないＣＰＵからなる処理部と、ＲＯＭやＲＡＭなどからなる記憶部と、を有し、画像形成装置１の動作全体を制御する。例えば、制御部１１は、画像データに対する画像処理や、画像形成装置１に設けられた図示しない液晶表示部に各種の情報を表示する表示処理や、後述するポンプ１４１の駆動制御処理をユーザの指示に応じて、又は、所定のタイミングで実行する。また、制御部１１は、後述する冷却装置１００の押圧ローラ１５１が搬送ベルト１２０を押圧する力を調整する押圧力調整処理を、ユーザの指示に応じて、又は、所定のタイミングで実行する。

また、画像形成装置１は、画像形成装置１外（以下、「装置外」と称する場合がある）の温度Ｔｏを検出する温度センサからなる装置外温度検出部７を備えている。装置外温度検出部７は、制御部１１に電気的に接続されており、検出結果である装置外の温度Ｔｏを示す信号を制御部１１に送信する。装置外温度検出部７は、画像形成装置１の外装パネルに固定されている。

［冷却装置１００の構成］
次に、図２〜図３を参照して、冷却装置１００について説明する。図２は、画像形成装置１の冷却装置１００を用紙の搬送方向に沿って断面にした要部断面部である。図３は、この冷却装置１００を上方から見た要部上面図である。なお、図２〜図３において、Ｓは用紙を示しており、矢印Ｐは用紙の搬送方向を示している。

図２及び図３に示すように、冷却装置１００は、冷却ベルト１１０と、搬送ベルト１２０と、冷却部１３０と、押圧ユニット１５０と、冷却部温度検出部１３８と、装置内温度検出部８と、装置内湿度検出部９と、を有している。

冷却ベルト１１０は、水平な平面上で用紙の搬送方向に直交する方向に延びる複数のローラに張架された無端状のベルトである。本実施形態において、冷却ベルト１１０を張架するローラは、上駆動ローラ１１１、第１上従動ローラ１１２、上導入ローラ１１３、上ステアリングローラ１１４、第２上従動ローラ１１５である。

上駆動ローラ１１１は、用紙の搬送方向の下流側に設けられている。また、上駆動ローラ１１１は、図示しない回転機構に接続されている。第１上従動ローラ１１２は、上駆動ローラ１１１と同様の高さ位置で上駆動ローラ１１１よりも用紙の搬送方向の上流側に設けられている。上導入ローラ１１３は、第１上従動ローラ１１２よりも用紙の搬送方向の上流側に設けられている。上導入ローラ１１３は、上導入ローラ１１３の下端部が、第１上従動ローラ１１２の下端部よりも高い位置に位置するように配置されている。上ステアリングローラ１１４は、第１上従動ローラ１１２の上方に設けられている。第２上従動ローラ１１５は、上駆動ローラ１１１の上方で上ステアリングローラ１１４と同様の高さ位置に設けられている。冷却ベルト１１０は、これらのローラに、側面から見て略台形状になるように張架され、上駆動ローラ１１１の回転に伴って、図２の矢印Ｒ方向に回転する。

搬送ベルト１２０は、水平な平面上で用紙の搬送方向に直交する方向に延びる複数のローラに張架された無端状のベルトであり、冷却ベルト１１０の下方に設けられている。本実施形態において、搬送ベルト１２０を張架するローラは、下駆動ローラ１２１、第１下従動ローラ１２２、下導入ローラ１２３、下ステアリングローラ１２４、第２下従動ローラ１２５である。

下駆動ローラ１２１は、用紙の搬送方向の下流側に設けられている。また、下駆動ローラ１２１は、図示しない回転機構に接続されている。第１下従動ローラ１２２は、下駆動ローラ１２１と同様の高さ位置で下駆動ローラ１２１よりも用紙の搬送方向の上流側に設けられている。下導入ローラ１２３は、第１下従動ローラ１２２よりも用紙の搬送方向の上流側に設けられている。下導入ローラ１２３は、下導入ローラ１２３の上端部が、第１下従動ローラ１２２の上端部よりも低い位置に位置するように配置されている。下ステアリングローラ１２４は、第１下従動ローラ１２２の下方に設けられている。第２下従動ローラ１２５は、下駆動ローラ１２１の下方で下ステアリングローラ１２４と同様の高さ位置に設けられている。搬送ベルト１２０は、これらのローラに、側面から見て略台形状になるように張架され、下駆動ローラ１２１の回転に伴って、図２の矢印Ｌ方向に回転する。

冷却ベルト１１０と搬送ベルト１２０は、上導入ローラ１１３及び下導入ローラ１２３付近では、互いに接触せず、搬送経路Ａの上流側から搬送された用紙を受け入れる導入口１２６を形成している。また、互いに対向する冷却ベルト１１０と搬送ベルト１２０の外周面は、導入口１２６よりも用紙の搬送方向の下流側の領域で接触し、接触領域で用紙を挟込みながら搬送する。

冷却部１３０は、図２及び図３に示すように、冷却板１３１、冷却管ユニット（流動路形成部）１３２、タンク１４０（図３参照）、ポンプ（媒体供給部）１４１（図３参照）、ラジエーター１４２及びファン１４３（図３参照）を有している。

冷却板１３１は、熱伝導性のよい金属、例えばアルミや銅で形成された平板状の部材であり、内部に冷却管ユニット１３２と嵌合する嵌合孔１３３が複数、本実施形態では４つ設けられている。嵌合孔１３３は、水平な平面上で用紙の搬送方向に直交する方向に形成されている。冷却板１３１は、一方の面に断面半円状の溝が形成された２つの平板状の部材である上部材１３１ａと下部材１３１ｂとを用意し、上部材１３１ａと下部材１３１ｂとを溝が互いに対向するように圧着させることによって形成される。また、互いに対向した溝によって嵌合孔１３３が形成される。なお、嵌合孔１３３の内径を冷却管ユニット１３２の後述する冷却管本体１３４の外径よりもやや小さく設定し、上部材１３１ａと下部材１３１ｂの溝を形成する箇所に均一の突起を設けてもよい。この場合、上部材１３１ａと下部材１３１ｂの圧着時に突起が冷却管本体１３４に食い込んで、冷却管本体１３４と嵌合孔１３３との間の隙間をなくすことができる。また、上部材１３１ａの用紙搬送方向の両端部に上方へ凹む凹部（図示省略）を形成し、下部材１３１ｂの用紙搬送方向の両端部に上方へ突出する凸部（図示省略）を形成し、凹部と凸部とを係合させてもよい。また、冷却板１３１は、平板状の側面に嵌合孔１３３を貫通させることによって形成されてもよい。

冷却板１３１は、冷却ベルト１１０の内側で、且つ、上駆動ローラ１１１と第１上従動ローラ１１２の間に、設けられている。冷却板１３１の下部材１３１ｂの下面は、冷却ベルト１１０と搬送ベルト１２０との互いの外周面が接触する領域における、冷却ベルト１１０の内周面と接触している。

冷却管ユニット１３２は、熱伝導性のよい金属、例えばアルミや銅で形成された管状の部材であり、内部に冷却水が流動する流動路１３７を形成する。冷却管ユニット１３２は、４つの冷却管本体１３４、３つの連結部１３５及び２つの接続部１３６を有している。

連結部１３５は、用紙の搬送方向に沿って延び、水平な平面上で用紙の搬送方向に直交する方向に両端部が曲折し、冷却管本体１３４の端部に固定されている。連結部１３５は、隣り合う冷却管本体１３４の端部同士を連結する。

接続部１３６は、冷却管本体１３４の連結部１３５が固定されていない端部に設けられている。連結部１３５によって連結された冷却管本体１３４の内、用紙の搬送方向の最も上流側に配置された冷却管本体１３４に設けられた接続部１３６は、冷却管本体１３４をタンク１４０に接続する。また、連結部１３５によって連結された冷却管本体１３４の内、用紙の搬送方向の最も下流側に配置された冷却管本体１３４に設けられた接続部１３６は、冷却管本体１３４をラジエーター１４２に接続する。

タンク１４０は、冷却媒体の一具体例を示す冷却水を収容する。ポンプ１４１は、制御部１１によって駆動を制御され、タンク１４０からラジエーター１４２に冷却水を供給する。

ファン１４３は、外装パネルの装置外温度検出部７が固定された箇所の付近に設けられ、画像形成装置１内（以下、「装置内」と称する場合がある）と装置外とを連通する開口（図示省略）の付近に配置される。ファン１４３は、開口から外気を流入させて、ラジエーター１４２に導く。

上記のように構成された冷却装置１００において、ポンプ１４１は、画像形成時に、タンク１４０から冷却水を、冷却水が冷却管ユニット１３２内の流動路１３７を用紙の搬送方向の下流側から上流側に向かって流動するように、冷却管ユニット１３２に供給する。したがって、冷却管ユニット１３２に供給された冷却水は、まず用紙の搬送方向の最も下流側に配置された冷却管本体１３４の内部を流れ、次に第１の連結部１３５の内部を流れ、用紙の搬送方向の下流側から２番目に配置された冷却管本体１３４の内部に流入する。次に、冷却水は、用紙の搬送方向の下流側から２番目に配置された冷却管本体１３４と３番目に配置された冷却管本体１３４とを連結する第２の連結部１３５と用紙の搬送方向の下流側から３番目に配置された冷却管本体１３４の内部を流れる。次に、冷却水は、用紙の搬送方向の下流側から３番目に配置された冷却管本体１３４と最も上流側に配置された冷却管本体１３４とを連結する第３の連結部１３５と、最も上流側に配置された冷却管本体１３４の内部を流れる。そして、冷却水は、接続部１３６を介して流動路から排出され、タンク１４０に収容される。

このようにポンプ１４１は、用紙の搬送方向の下流側から上流側に向けて冷却水が冷却管ユニット１３２内を流動するように、冷却水を冷却管ユニット１３２に供給する。なお、図３の矢印Ｗは冷却水の流動方向を示している。

押圧ユニット１５０は、図２に示すように、搬送ベルト１２０の内側で、且つ、下駆動ローラ１２１と第１下従動ローラ１２２の間に、設けられている。押圧ユニット１５０は、冷却ベルト１１０と搬送ベルト１２０の外周面が互いに接触する領域において、搬送ベルト１２０の内周面を押圧する。
また、押圧ユニット１５０は、搬送ベルト１２０に接触する４つの押圧ローラ１５１、押圧ローラ１５１を支持する押圧ベース体１５３、押圧ベース体１５３を上下方向に移動させる押圧駆動機構１５２を有している。

押圧ベース体１５３は、本体部１５４、ガイド部１５５及び軸受け部１５６を有している。本体部１５４は、平板状に形成され、その上面には、押圧ローラ１５１を回転自在に支持する軸受け部１５６と、軸受け部１５６の上下方向の移動をガイドするガイド部１５５が設けられている。軸受け部１５６は、ガイド部１５５に固定されているコイルばね１５７によって上方（冷却部１３０側）へ付勢されている。

押圧駆動機構１５２は、図示しないモータやギアからなり、制御部１１によって駆動を制御され、押圧ベース体１５３を上下方向に移動させる。制御部１１は、画像形成時に押圧力調整処理を実行する。具体的には、制御部１１は、給紙する用紙を収容する給紙カセット５１に対応して予め記憶した用紙の紙厚に応じて押圧駆動機構１５２の駆動を制御して、押圧ベース体１５３を上下方向に移動させる。これにより、押圧ローラ１５１によって入力される搬送ベルト１２０への押圧力を調整する。例えば、いわゆる厚紙に対して画像を形成する場合は、押圧ベース体１５３を下方に移動させて押圧ローラ１５１の押圧力を弱める。これによって、接触領域で用紙を挟込みながら搬送する冷却ベルト１１０と搬送ベルト１２０の負荷を低減させる。

押圧ローラ１５１は、弾性体、例えばゴムや樹脂で形成された略円柱状の部材であり、回転軸方向の端部より中央部の外径が大きいクラウン形状に形成されている。なお、押圧ローラ１５１を形成するために用いる弾性体は、硬度が６０度以下の弾性体が好ましい。硬度が６０度以下の弾性体で形成された押圧ローラ１５１を用いる場合、搬送される用紙を冷却板１３１に十分に密着させることができる。

４つの押圧ローラ１５１のそれぞれは搬送ベルト１２０、冷却ベルト１１０及び下部材１３１ｂを介して、冷却管ユニット１３２の各冷却管本体１３４に、上下方向に対向している。そして、押圧ローラ１５１は、冷却ベルト１１０と搬送ベルト１２０との互いの外周面が接触する領域における、搬送ベルト１２０の内周面と接触している。このため、押圧ローラ１５１は、搬送されている用紙を冷却板１３１の冷却管本体１３４の近傍に押し当てることができる。その結果、効率的に用紙を冷却することができる。

押圧ローラ１５１の水平な平面上で用紙の搬送方向に直交する方向（軸方向）の長さは、冷却装置１００に搬送される最も大きい用紙の同方向の長さよりも長く設定されている。また、押圧ローラ１５１の水平な平面上で用紙の搬送方向に直交する方向（軸方向）の長さは、冷却板１３１の同方向の長さよりも、短く設定されている。

冷却部温度検出部１３８は、接触式の温度センサであり、図２に示すように、冷却板１３１の上部材１３１ａの上面に固定されている。冷却部温度検出部１３８は、用紙の搬送方向の最も下流側に配置された冷却管本体１３４に、上部材１３１ａを介して対向している。また、冷却部温度検出部１３８は、制御部１１に電気的に接続されており、冷却板１３１の温度を検出し、検出結果を制御部１１に送信する。

装置内温度検出部８は、装置内の温度Ｔｉを検出する温度センサであり、図示しない支持部に支持されて、図２に示すように、冷却ベルト１１０の内側に配置されている。装置内温度検出部８は、制御部１１に電気的に接続されており、検出結果である装置内の温度Ｔｉを示す信号を制御部１１に送信する。

装置内湿度検出部９は、装置内の湿度Ｒｈｉを検出する温度センサであり、図示しない支持部に支持されて、図２に示すように、冷却ベルト１１０の内側に配置されている。装置内湿度検出部９は、制御部１１に電気的に接続されており、検出結果である装置内の湿度Ｒｈｉを示す信号を制御部１１に送信する。

本実施形態において、制御部１１は、装置内温度検出部８から送信された装置内の温度Ｔｉを示す信号と、装置内湿度検出部９から送信された装置内の湿度Ｒｈｉを示す信号を受信すると、受信した信号に基づいて、装置内の露点温度Ｔαを特定する露点温度特定処理を実行する。本実施形態において、露点温度Ｔαとは、装置内の空気に含まれる水蒸気が凝結を始める時の温度をいう。

具体的に、制御部１１は、装置内の温度Ｔｉと湿度Ｒｈｉに基づいて、装置内の空気が含む水蒸気量を算出する。そして、算出した水蒸気量と飽和水蒸気量とが一致する温度を、所定の式又はＲＯＭに記憶されている温度と飽和水蒸気量との関係を示す表に基づいて、露点温度Ｔαとして特定する。したがって、本実施形態において、制御部１１は、露点温度特定部としても機能し、装置内温度検出部８、装置内湿度検出部９及び制御部１１は、露点温度検出部を構成する。なお、装置内温度検出部８と装置内湿度検出部９に代えて、露点温度Ｔαを検出する露点温度センサを露点温度検出部として設けてもよい。

次に、図４を参照して、画像形成装置１におけるポンプ１４１の駆動処理について説明する。
図４は、画像形成装置１におけるポンプ１４１の駆動処理を示すフローチャートである。

まず、冷却部温度検出部１３８が冷却部１３０の温度Ｔｗを検出し、装置内温度検出部８が装置内の温度Ｔｉを検出し、装置内湿度検出部９が装置内の湿度Ｒｈｉを検出し、装置外温度検出部７が装置外の温度Ｔｏを検出する（ステップＳ１）。各検出結果を示す信号は、制御部１１に送信される。

次に、制御部１１は、各検出結果を示す信号を受信し、装置内の温度Ｔｉと装置内の湿度Ｒｈｉに基づいて、装置内の露点温度Ｔαを特定する（ステップＳ２）。

次に、制御部１１は、冷却部１３０の温度Ｔｗと装置内の露点温度Ｔαとを比較し、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置内の露点温度Ｔα以下か判定する（ステップＳ３）。

冷却部１３０の温度Ｔｗが装置内の露点温度Ｔα以下の場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御部１１は、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏより高いか判定する（ステップＳ４）。

冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏより高い場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、制御部１１は、ポンプ１４１を駆動させず、又は、駆動しているポンプ１４１の駆動を停止し、ポンプ１４１の駆動処理を終了する。

一方、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置内の露点温度Ｔαよりも高い場合（ステップＳ３：ＮＯ）、また、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏ以下の場合（ステップＳ４：ＮＯ）、制御部１１は、ポンプ１４１を駆動し、又は、駆動しているポンプ１４１の駆動を継続させ、ポンプ１４１の駆動処理を終了する。なお、画像形成装置１は、ポンプ１４１の駆動処理を、電源投入時の他、各検出部７，８，９，１３８の検出結果を常に監視して実行してもよいし、所定時間が経過する毎やユーザの指示に応じて実行してもよい。

ポンプ１４１が駆動すると、ファン１４３によってラジエーター１４２に導かれた装置外の空気と、ポンプ１４１の駆動によって冷却部１３０からラジエーター１４２に流入した冷却液と、が熱交換を行う。したがって、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏ以下の場合、冷却液が外気によって温められて、冷却液の温度が上がる。そして、この冷却液が冷却管ユニット１３２の流動路１３７に流入すると、冷却部１３０の温度Ｔｗが上がる。

一方、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏよりも高い場合、冷却液が外気によって冷やされて、冷却液の温度が下がる。そして、この冷却液が冷却管ユニット１３２の流動路１３７に流入すると、冷却部１３０の温度Ｔｗが下がる。

次に、図５〜図７の飽和水蒸気量と気温との関係を示すグラフを参照して、上記構成の画像形成装置１の作用について説明する。

まず、図５を参照して、冷却部１３０の温度Ｔｗが露点温度Ｔαよりも高い場合の画像形成装置１の作用について説明する。
図５は、冷却部１３０の温度Ｔｗが露点温度Ｔαよりも高い場合の画像形成装置１の作用を説明するための図である。なお、図５の上記グラフの下の表は、温度（気温）が５℃〜３０℃のときの５℃毎における飽和水蒸気量を示す表である。

図５に示すように、装置内温度検出部８が検出した装置内の温度Ｔｉが３０℃で、装置内湿度検出部９が検出した装置内の湿度Ｒｈｉが５７％のとき、装置内の空気が含む水蒸気量は１７．３ｇ／ｍ^３である。このとき、制御部１１が特定する露点温度は、飽和水蒸気量が装置内の空気が含む水蒸気量１７．３ｇ／ｍ^３と一致する２０℃となる。例えば、冷却部１３０の温度Ｔｗが２５℃のとき、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置内の露点温度Ｔαよりも高いので、制御部１１は、ポンプ１４１を駆動し、又は、駆動しているポンプ１４１の駆動を継続させる。

装置外の温度Ｔｏ（図５では図示せず）が冷却部１３０の温度Ｔｗよりも高い場合、ポンプ１４１が駆動すると、装置外の空気と、冷却部１３０からラジエーター１４２に流入した冷却液と、が熱交換を行う。そして、この冷却液が冷却部１３０に流入することで冷却部１３０の温度Ｔｗが上がる。これによって、冷却部１３０の温度Ｔｗと、露点温度Ｔαとの差が拡がる。このため、冷却部１３０が露点温度Ｔαまで下がることはない。したがって、冷却部１３０に結露が生じることはない。

また、装置外の温度Ｔｏが冷却部１３０の温度Ｔｗよりも低い場合、ポンプ１４１が駆動すると、冷却部１３０の温度Ｔｗが下がる。このため、冷却部１３０の温度Ｔｗ露点温度Ｔαとの差が縮まるが、少なくともポンプ１４１の駆動の直前まで冷却部１３０の温度Ｔｗが露点温度Ｔαよりも高かったので、即座に冷却部１３０の温度Ｔｗが露点温度Ｔαまで下がることはない。したがって、冷却部１３０に結露が生じることはない。

また、装置外の温度Ｔｏと冷却部１３０の温度Ｔｗが等しい場合、ポンプ１４１が駆動しても冷却部１３０の温度は変化しない。したがって、冷却部１３０に結露が生じることはない。

次に、図６を参照して、冷却部１３０の温度Ｔｗが露点温度Ｔα以下で、且つ、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏよりも高い場合の画像形成装置１の作用について説明する。
図６は、冷却部１３０の温度Ｔｗが露点温度Ｔα以下で、且つ、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏよりも高い場合の画像形成装置１の作用を説明するための図である。なお、図中の各矢印はポンプ１４１を駆動したときの冷却部１３０の温度Ｔｗの変化と装置内温度Ｔｉの温度の変化を示している。

図６に示すように、図５を参照して説明した場合と同様に、装置内温度検出部８が検出した装置内の温度Ｔｉが３０℃で、装置内湿度検出部９が検出した装置内の湿度Ｒｈｉが５７％とする。したがって、装置内の空気が含む水蒸気量は１７．３ｇ／ｍ^３であり、制御部１１が特定する露点温度は、２０℃となる。この場合、例えば、冷却部１３０の温度Ｔｗが１５℃で、装置外の温度Ｔｏが１０℃のとき、制御部１１は、ポンプ１４１を駆動させず、又は、駆動しているポンプ１４１の駆動を停止する。

このように冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏよりも高い場合に、例えば、ポンプ１４１を駆動させると、冷却液が外気によって冷やされて、冷却部１３０の温度Ｔｗが下がる。このため、既に露点温度Ｔα以下の冷却部１３０の温度Ｔｗが更に下がり、冷却部１３０の周囲の空気が冷却されて冷却部１３０に結露が生じる可能性が高くなる。したがって、この場合、制御部１１は、制御部１１は、ポンプ１４１を駆動させず、又は、駆動しているポンプ１４１の駆動を停止し、冷却部１３０の温度Ｔｗが更に下がることを防止し、冷却部１３０に結露が生じることを抑制する。

次に、図７を参照して、冷却部１３０の温度Ｔｗが露点温度Ｔα以下で、且つ、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏ以下の場合の画像形成装置１の作用について説明する。
図７は、冷却部１３０の温度Ｔｗが露点温度Ｔα以下で、且つ、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏ以下の場合の画像形成装置１の作用を説明するための図である。なお、図中の各矢印はポンプ１４１を駆動したときの冷却部１３０の温度Ｔｗの変化を示している。

図７に示すように、図５及び図６を参照して説明した場合と同様に、装置内温度検出部８が検出した装置内の温度Ｔｉが３０℃で、装置内湿度検出部９が検出した装置内の湿度Ｒｈｉが５７％とする。したがって、装置内の空気が含む水蒸気量は１７．３ｇ／ｍ^３であり、制御部１１が特定する露点温度は、２０℃となる。この場合、例えば、冷却部１３０の温度Ｔｗが１５℃で、装置外の温度Ｔｏが２５℃のとき、制御部１１は、ポンプ１４１を駆動し、又は、駆動しているポンプ１４１の駆動を継続させる。

冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏよりも低い上記のような場合、ポンプ１４１が駆動すると、装置外の空気と、冷却部１３０からラジエーター１４２に流入した冷却液と、が熱交換を行い、この冷却液が冷却部１３０に流入することで冷却部１３０の温度Ｔｗが上がる。これによって、冷却部１３０に結露が生じる可能性を下げ、冷却部１３０に結露が生じることを抑制する。
なお、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏと等しい場合に、ポンプ１４１が駆動しても、冷却部１３０の温度Ｔｗは変化しないので、冷却部１３０に結露が生じることはない。

本実施形態の画像形成装置１では、冷却部１３０の温度Ｔｗが、露点温度Ｔα以下のとき、制御部１１は、ポンプ１４１を駆動させず、又は、駆動しているポンプ１４１の駆動を停止する。したがって、冷却部１３０の流動路１３７に冷却液が流入して冷却部１３０の温度Ｔｗが下がることを防止することができる。このため、冷却部１３０に結露が生じることを抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、冷却部１３０の温度Ｔｗが、装置内の露点温度Ｔα以下であり、且つ、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏ以下のとき、制御部１１がポンプ１４１を駆動する。したがって、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置外の温度Ｔｏよりも低い場合に、装置外の空気と熱交換して温度が上がった冷却液が冷却部１３０の流動路１３７に流入する。これによって、冷却部１３０の温度Ｔｗが上がる。その結果、冷却部１３０に結露が起こることを更に抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、冷却部温度検出部１３８が、用紙の搬送方向の最も下流側に配置された冷却管本体１３４に、上部材１３１ａを介して対向している。したがって、比較的に結露が生じ易い箇所の温度及び湿度に基づいてポンプ１４１の駆動処理を行うことができるので、冷却部１３０に結露が起こることを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、冷却装置１００のポンプ１４１は冷却水を冷却管ユニット１３２に供給し、用紙の搬送方向の下流側から上流側に向けて流動させる。このため、搬送経路Ａの上流側から冷却装置１００に供給された用紙は、冷却装置１００内を通過する間に、冷却ベルト１１０及び冷却板１３１を介して冷却管ユニット１３２内を流動する冷却水によって冷却される。また、冷却水が冷却管ユニット１３２内を用紙の搬送方向の下流側から上流側に向けて流動することから、冷却装置１００内を通過する用紙と冷却水との間の温度差が常に比較的大きい状態が保たれるので冷却水による冷却効率が上がる。したがって、効率的に用紙を冷却することができる。

以上、本発明を適用した実施の形態について説明した。しかしながら、上記実施の形態による発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、制御部１１は、ポンプ１４１の駆動処理において、図４のフローチャートにおけるステップＳ４の判定処理を省略してもよい。この場合、制御部１１は、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置内の露点温度Ｔα以下のとき、ポンプ１４１を駆動させず、又は駆動しているポンプ１４１の駆動を停止する。また、制御部１１は、冷却部１３０の温度Ｔｗが装置内の露点温度Ｔαよりも高いとき、ポンプ１４１を駆動させ、又は駆動しているポンプ１４１の駆動を継続させる。このような構成の画像形成装置でおいても、冷却部１３０に結露が発生することを抑制することができる。

また、画像形成装置１内に冷却装置１００を設けた態様を説明したが、画像形成装置１の外部に冷却装置１００を設け、画像形成装置１と冷却装置１００とを連結させて用いてもよい。また、この場合、冷却装置１００に、ＣＰＵからなる処理部と、ＲＯＭやＲＡＭなどからなる記憶部と、を備える制御部を設け、この制御部にポンプ１４１の駆動処理などの処理を実行させてもよい。

また、本発明をカラー画像を形成する画像形成装置に適用してもよい。

１…画像形成装置、２…原稿搬送部、３…原稿読み取り部、４…画像形成部、５…給紙カセット部、６…排紙トレイ、７…装置外温度検出部、８…装置内温度検出部、９…装置内湿度検出部、１１…制御部、４８…定着部、４９…排紙ローラ、５１…給紙カセット、１００…冷却装置、１１０…冷却ベルト（ベルト）、１２０…搬送ベルト、１３０…冷却部、１３１…冷却板、１３２…冷却管ユニット（流動路形成部）、１３３…嵌合孔、１３４…冷却管本体、１３５…連結部、１３６…接続部、１３７…流動路、１４０…タンク、１４１…ポンプ（媒体供給部）、１４２…ラジエーター、１４３…ファン、１５０…押圧ユニット、１５１…押圧ローラ

Claims

用紙上にトナー画像を形成する画像形成装置に用いられる冷却装置であって、
前記用紙を搬送するベルトと、
冷却媒体が流動する流動路を形成する流動路形成部と前記流動路に前記冷却媒体を供給する媒体供給部と、を有し、前記ベルトを介して前記用紙を冷却する冷却部と、
前記媒体供給部の駆動を制御する制御部と、
装置内の露点温度を検出する露点温度検出部と、
前記冷却部の温度を検出する冷却部温度検出部と、を備え、
前記制御部は、前記冷却部の温度が前記装置内の前記露点温度よりも高いとき、前記媒体供給部を駆動させ、前記冷却部の温度が前記露点温度以下のとき、前記媒体供給部の駆動を停止する
冷却装置。
装置外の温度を検出する装置外温度検出部を備え、
前記媒体供給部は、装置外の空気と熱交換を行う前記冷却媒体を前記流動路に供給し、
前記制御部は、前記冷却部の温度が前記装置内の前記露点温度以下で、且つ、前記冷却部の温度が前記装置外の温度以下のとき、前記媒体供給部を駆動させる
請求項１に記載の冷却装置。
前記露点温度検出部は、装置内の温度を検出する装置内温度検出部と、装置内の湿度を検出する装置内湿度検出部と、前記装置内の温度と前記装置内の湿度に基づいて、前記装置内の前記露点温度を特定する露点温度特定部と、を有する
請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
前記制御部は、前記露点温度特定部を兼ねる
請求項３に記載の冷却装置。
用紙上にトナー画像を形成し、冷却装置を備えた画像形成装置であって、
前記冷却装置は、前記用紙を搬送するベルトと、
冷却媒体が流動する流動路を形成する流動路形成部と前記流動路に前記冷却媒体を供給する媒体供給部と、を有し、前記ベルトを介して前記用紙を冷却する冷却部と、
前記媒体供給部の駆動を制御する制御部と、
装置内の露点温度を検出する露点温度検出部と、
前記冷却部の温度を検出する冷却部温度検出部と、を備え、
前記制御部は、前記冷却部の温度が前記装置内の前記露点温度よりも高いとき、前記媒体供給部を駆動させ、前記冷却部の温度が前記露点温度以下のとき、前記媒体供給部の駆動を停止する
画像形成装置。