JP6137613B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、加熱定着後の用紙等のシート状の記録材を搬送ベルトで挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置を備えた画像形成装置に関するものである。
複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置として、記録材上に担持したトナー像に、定着装置で熱を加えて記録材上に定着するものが従来から知られている。そして、トナー像が定着された複数の記録材が、画像形成装置の排紙トレイ上にストックされて積み重なった状態となる場合がある。
このように積み重なる際には、各記録材が熱を持ったまま排紙トレイ上にスタックされていくことになる。このため、各記録材内にこもった熱によってトナーが軟化し、さらに記録材が重なることで自重による圧力が生じ、軟化したトナーによって記録材同士が貼り付くことになる。このように貼り付いた場合、無理に剥がそうとするとトナー像が壊れるおそれがある。このように重なった記録材同士がくっついてしまうことをブロッキングと呼び、この現象を抑制するためには、加熱定着後の記録材を十分に冷却するための装置が必要となる。
従来から、記録材を搬送しながら冷却する装置として、搬送ベルトを有したベルト搬送機構で記録材を挟持搬送しながら、加熱定着後の記録材の熱を搬送ベルトを介して吸熱する冷却部材を有した冷却搬送装置を備えた画像形成装置が知られている。
例えば、特許文献1には、次のような冷却搬送装置を備えた画像形成装置が記載されている。特許文献1に記載された冷却搬送装置は、記録材を挟持搬送するベルト搬送機構と、ベルト搬送機構に有した各搬送ベルトの内周側に配置され、搬送ベルトを介して記録材の熱を吸熱する冷却部材とを有している。また、冷却部材を低温に保つ冷却手段としてラジエータ等の液冷方式の構成部材も有している。このように構成された冷却搬送装置で記録材を表裏両面から冷却することで、上記したブロッキングの発生を効果的に抑制できるというものである。
近年、省電力化の要求の高まりにともない、次のような制御を行う画像形成装置が増えている。先の画像形成動作から所定時間以上経過して次の画像形成信号の受信を待っている状態や電源投入直後の状態である待機状態の時(以下、待機時という)に、制御部等の装置以外は、電力の供給を少なくしたり、供給を停止したりする制御を行う画像形成装置である。
例えば、特許文献2には、画像形成装置内、及び定着装置の温度を管理するための冷却手段である冷却ファンと定着装置の熱源であるヒータの動作を、待機時に停止させる画像形成装置が記載されている。このような制御を行うことで、冷却ファンやヒータに給電する電力を削減して、省電力化の要求に対応しているものと考えられる。
このような制御は、加熱定着後の記録材を搬送しながら冷却する冷却搬送装置を備えた画像形成装置でも行われ、待機時には冷却手段と搬送ベルトの駆動を停止する制御を行うものがある。
しかし、特許文献1に記載された加熱定着後の記録材をベルト搬送機構で挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置では、待機状態から、画像形成動作への移行するときの冷却搬送装置の制御によっては、次のような不具合が発生するおそれがある。
画像形成動作に移行後、記録材が冷却搬送装置の搬送ベルトに接触する位置に到達するタイミングに合わせてベルト搬送機構を駆動し、ベルト搬送機構の駆動と同時に冷却手段を駆動すると、加熱定着後の記録材を十分に冷却できないという不具合である。
この不具合は、一般的な冷却搬送装置を備えた画像形成装置では、加熱定着後すぐに記録材を冷却するため、冷却搬送装置が定着装置の記録材搬送方向下流側の近傍に配置されているために生じてしまう。
このように配置されていると、搬送ベルトや冷却部材が、画像形成信号の受信を待っている状態や、先の画像形成動作から所定時間以上経過する前に画像形成装置の電源を一旦切断し、再投入した電源投入直後の状態の待機時に定着装置の熱で高温となる場合がある。この場合、加熱定着後の記録材と、この記録材が接触するときの搬送ベルトや搬送ベルトを介して記録材の熱を吸熱する冷却部材との温度差が小さくなり、記録材から搬送ベルトへの熱移動量が小さくなって冷却能力を十分に発揮できない。その結果、上記の不具合が発生してしまうのである。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、次のような画像形成装置を提供することである。加熱定着後の記録材を搬送ベルトで挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置の消費電力を低減しつつ、待機状態から画像形成動作に移行したあと最初に加熱定着された記録材でも、十分な冷却を行うことができる画像形成装置である。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、加熱定着後の記録材をベルト搬送機構で挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置を備えた画像形成装置において、前記冷却搬送装置は、前記記録材の熱を前記ベルト搬送機構に有した搬送ベルトを介して吸熱する冷却部材と、該冷却部材を低温に保つ冷却手段とを具備しており、当該画像形成装置が待機状態の時、前記冷却手段の稼動を停止し、前記待機状態から画像形成動作への移行後、前記冷却手段を起動して前記冷却部材の温度を下げる予備冷却動作を行った後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行い、前記記録材が前記搬送ベルトに接触するタイミングに先行して開始する前記予備冷却動作の時間は、前記冷却部材の温度を所定の目標温度まで低下させるのに要する前記冷却手段の駆動時間であることを特徴とするものである。
本発明は、加熱定着後の記録材を搬送ベルトで挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置の消費電力を低減しつつ、待機状態から画像形成動作に移行したあと最初に加熱定着された記録材でも、十分な冷却を行うことができる画像形成装置を提供できる。
一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 実施例1に係る冷却搬送装置の構成説明図。 図2の冷却搬送装置に有した冷却部材についての説明図。 実施例1に係る冷却搬送装置の予備冷却動作のタイミングチャート。 実施例1に係る冷却搬送装置で目標温度を設定する箇所の説明図。 実施例2に係る冷却搬送装置で目標温度を設定する箇所の説明図。 復帰後から時間と、冷却部材の温度の関係図。 実施例3に係る冷却搬送装置の予備冷却動作のタイミングチャート。 実施例3に係る冷却搬送装置の予備冷却動作の説明図。 実施例4に係る冷却搬送装置で目標温度を設定する箇所の説明図。 実施例5に係る冷却搬送装置で目標温度を設定する箇所の説明図。 実施例5に係る冷却搬送装置の予備冷却動作のタイミングチャート。 実施例6に係る、冷却部の温度検知を行なわずに予備冷却動作の要否判断を行う制御の説明図。 実施例7に係る、冷却部の温度検知を行って得た値に基づいて予備冷却動作を行う制御の説明図。
以下、本発明を画像形成装置に備えた冷却搬送装置に適用した一実施形態について、複数の実施例を挙げ、図を用いて説明する。
まず、各実施例に共通する本実施形態の画像形成装置であるプリンタ300の概略について説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置であるプリンタ300の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプリンタ300は、装置本体200内に、複数のローラ(第1張架ローラ22、第2張架ローラ23、第3張架ローラ24等)によって中間転写体としての中間転写ベルト21を張架している。そして、中間転写ベルト21は、複数のローラのうちの1つが回転駆動することにより図中矢印a方向に回転する構成である。また、プリンタ300は、中間転写ベルト21のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。ここで、符号の後に付されたY,C,M,Bkという添字は、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラック用の仕様であることを示している。
中間転写ベルト21の回転方向を図中矢印aとするとき、中間転写ベルト21の上方であって第1張架ローラ22と第2張架ローラ23との間には、各色用の画像形成用のプロセス手段として4つの画像ステーション10(Y,C,M,Bk)が配置されている。そして、中間転写ベルト21の表面移動方向の上流側から順に、Y用画像ステーション10Y、C用画像ステーション10C、M用画像ステーション10M、及びBk用画像ステーション10Bkが配置されている。
4つの画像ステーション10(Y,C,M,Bk)は使用するトナーの色が異なる点以外は、略同一の構成となっている。各画像ステーション10は、ドラム状の感光体1の周囲に帯電装置5、光書き込み装置2、現像装置3、感光体クリーニング装置4が配置されている。さらに、中間転写ベルト21を挟んで感光体1の対向する位置には、中間転写ベルト21へのトナー像の転写手段としての1次転写ローラ11が設けられている。このような、4つの画像ステーション10(Y,C,M,Bk)が互いに所定のピッチ間隔となるように中間転写ベルト21の表面移動方向に沿って配置されている。
このプリンタ300では、光書き込み装置2をLEDを光源とする光学系としているが、半導体レーザーを光源とするレーザー光学系で構成することもでき、各感光体1に対して画像情報に応じた露光を行う。
中間転写ベルト21の下方には、シート状部材の記録材である用紙Pの給紙カセット31及び給紙コロ41、レジストローラ対42が配置されている。また、中間転写ベルト21を張架する第3張架ローラ24に対して中間転写ベルト21を介して対向するように、中間転写ベルト21から用紙Pへのトナー像の転写手段としての2次転写ローラ25が配置されている。さらに、中間転写ベルト21の裏面に接するクリーニング対向ローラ26が中間転写ベルト21に接触する位置で中間転写ベルト21のおもて面に接するように、中間転写ベルト21の表側の面をクリーニングするベルトクリーニング装置27が設けられている。
なお、図1図中、レジストローラ対42の右側には、手差し給紙を行う場合の手差し給紙路35、手差し給紙コロ43、及び手差しトレイ34が配置されている。
また、給紙カセット31から排紙トレイ33へ至る用紙搬送路32が延びており、用紙搬送路32における2次転写ローラ25の用紙搬送方向下流側(以下、単に下流側という)には、加熱ローラと加圧ローラとを有した定着装置15が配置されている。この定着装置15の加圧ローラ内には加熱部材であるヒータ(不図示)が設けられており、用紙Pを熱定着するときの熱源として機能する。そして、定着装置15の用紙搬送路32における下流側には、用紙Pを冷却する冷却搬送装置100が配置されている。この冷却搬送装置100のさらに下流側の装置本体200の外部には、トナー定着後の用紙Pの排出部である排紙トレイ33が配置されている。また、両面画像形成時に用紙Pの裏面への画像形成を行う際に、冷却搬送装置100を一度通過した用紙Pの表裏を反転させ、再度、レジストローラ対42へ搬送する両面画像形成用の反転用紙搬送路36も備えている。
プリンタ300の画像の形成プロセスは、1つの画像ステーション10について説明すると、一般の静電記録方式に準じていて、暗中にて帯電装置5により一様に帯電された感光体1上に光書き込み装置2により露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置3によりトナー像として可視像化する。そのトナー像は1次転写ローラ11により感光体1上から中間転写ベルト21に転写される。転写後の感光体1の表面は感光体クリーニング装置4によりクリーニングされる。このような画像形成プロセスが4つの画像ステーション10(Y,C,M,Bk)のそれぞれにおいて行われる。
4つの画像ステーション10(Y,C,M,Bk)における各現像装置3(Y,C,M,Bk)は、それぞれ異なる4色のトナーによる可視像化機能を有している。このため、各画像ステーション10(Y,C,M,Bk)でイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックを分担すれば、フルカラーのトナー像を形成することができる。また、各画像ステーション10は、中間転写ベルト21を挟むようにして各感光体1とそれぞれ対向して設けられた1次転写ローラ11を備え、この1次転写ローラ11には転写バイアスが印加され、1次転写部を構成する。
上記の構成により、中間転写ベルト21の同一画像形成領域が4つの画像ステーション10(Y,C,M,Bk)を順次通過する。この順次通過する間に、1次転写ローラ11に印加された転写バイアスによって、それぞれ1色ずつトナー像を中間転写ベルト21上で重ね合わせるように転写する。これにより、上述した同一画像形成領域が各画像ステーション10(Y,C,M,Bk)の1次転写部を1回通過した時点で、この同一画像領域に、重ね転写によってフルカラーのトナー像を得ることができる。
このようにして中間転写ベルト21上に形成されてフルカラーのトナー像は、給紙カセット31又は手差しトレイ34から搬送された用紙Pに転写され、転写後の中間転写ベルト21はベルトクリーニング装置27によりクリーニングされる。
ここで、中間転写ベルト21から用紙Pへのフルカラーのトナー像の転写は、次のようにして行われる。転写時において2次転写ローラ25に転写バイアスを印加して、中間転写ベルト21を介して2次転写ローラ25と第3張架ローラ24との間に転写電界を形成し、2次転写ローラ25と中間転写ベルト21とのニップ部に用紙Pを通過させることにより行なわれる。なお、給紙カセット31又は手差しトレイ34から搬送された用紙Pは、転写ニップ部の用紙搬送方向上流側に配置されたレジストローラ対42により、転写ニップ部に搬送される中間転写ベルト21上のトナー像のタイミングに合わせ、転写ニップ部に搬送される。
中間転写ベルト21から用紙Pへのフルカラーのトナー像の転写後、用紙P上に担持されたフルカラーのトナー像を定着装置15で加熱及び加圧することで用紙P上に定着(以下、加熱定着という)し、用紙P上にフルカラーの最終画像が形成される。その後、用紙Pは、この用紙Pを挟持搬送するベルト搬送装置とベルト搬送装置の搬送ベルトの内周面に設けられた冷却部材とを有する冷却搬送装置100により、片面又は両面から冷却され、排紙トレイ33上に積載される。このため、用紙Pが排紙トレイ33上に積載される時点で、用紙P上のトナーを確実に硬化状態とさせることができ、ブロッキング現象を回避することができる。
次に、本発明の特徴である、本実施形態のプリンタ300に備えた冷却搬送装置100の制御について、複数の実施例を挙げて説明する。ここで、以下に説明する各実施例の冷却搬送装置100の制御は、プリント開始から用紙Pが冷却搬送装置100の搬送ベルトに接触するまでに、冷却搬送装置100の冷却部材及び搬送ベルトの温度を一定の温度以下することが、最大の特徴となっている。
なお、以下の説明では、定着装置15により加熱定着された用紙Pの、トナーが軟化した状態で付着している側を用紙Pの表側と呼称し、その反対側を用紙Pの裏側と呼称して説明する。また、冷却搬送装置100に有した各構成部材の方向を説明する場合には、冷却部材により、搬送ベルトを介して熱を吸熱して冷却する用紙Pの搬送方向に平行な方向を用紙搬送方向と呼称して説明する。
(実施例1)
本実施形態の冷却搬送装置100の実施例1について、図を用いて説明する。
図2は、本実施例に係る冷却搬送装置100の構成説明図、図3は、図2の冷却搬送装置100に有した冷却部材140についての説明図、図4は、本実施例に係る冷却搬送装置100の予備冷却動作のタイミングチャートである。図5は、本実施例に係る冷却搬送装置100で目標温度(狙いの温度)を設定する箇所の説明図である。そして、図5(a)が冷却部材140の配置と、冷却部材140に有した流路部122内を流れる冷却液の流入方向と流出方向の説明図、図5(b)が冷却搬送装置100で目標温度を設定する箇所の断面説明図である。
本実施例の冷却搬送装置100は、図2に示すように定着装置15で加熱定着された後の用紙Pを挟持搬送する挟持部として、トナーが軟化した状態で付着している用紙Pの表側から挟持する表側挟持部160と、裏側から挟持する裏側挟持部170とを備えている。また、表側挟持部160に設けられた金属製(アルミニウム製)の冷却部材140により、表側挟持部160に有した表側従動ローラ162を介して用紙Pから吸熱した熱を大気中に放熱する冷却手段として液冷方式の外部放熱手段180も備えている。
表側挟持部160は、主に、用紙搬送路32の図2図中、上方に台形状に配置された4つの表側従動ローラ162、これらの表側従動ローラ162に架け渡された表側搬送ベルト161、及び冷却部材140等を有している。一方、裏側挟持部170は、主に、用紙搬送路32の図2図中、下方に台形状に配置された3つの裏側従動ローラ172、駆動ローラ173、これらの裏側従動ローラ172及び駆動ローラ173に架け渡された裏側搬送ベルト171等を有している。なお、裏側従動ローラ172には、装置本体の制御部に制御されて駆動する搬送駆動部(図13(b)、図14(b)参照)として、専用又は他の駆動系と共用する駆動源としての駆動モータ(不図示)がギヤ列等の駆動伝達手段(不図示)を介して接続されている。
外部放熱手段180は、主に、放熱部材としてのラジエータ181、冷却液を搬送する液送ポンプ182、冷却液を貯留する貯液タンク183、及びゴムチューブ184等を有している。ゴムチューブ184は、冷却液の搬送方向の上流側の構成部材の流出口と、下流側の構成部材の流入口とを繋いで冷却液を流す外部流路として機能し、外部放熱手段180の各構成部材と冷却部材140とを繋いで、冷却液の循環路を構成する管路である。そして、上記した冷却液の循環路内を循環する冷却液が、表側搬送ベルト161を介して冷却部材140で吸熱した用紙Pの熱を冷却液が流れる内部流路を有したラジエータ181に伝達する熱伝達手段の役割を果す。また、本実施例の外部放熱手段180には、ラジエータ181に外気を送風して、放熱効果、つまり用紙Pの冷却効果を高める送風手段である送風ファン185も有している。
なお、本実施例の冷却部材140は、図3に示すように表側搬送ベルト161(裏側搬送ベルト171)の用紙幅方向を包括するように設けられ、流路部122の用紙幅方向に略平行な直線部が折り返す折り返し部を図中右側に2箇所、図中左側に1箇所設けている。そして、流路部122の用紙搬送方向の上流側及び下流側、図中左側端部に流路部122の流入口と流出口とが形成され、上記した外部放熱手段180のゴムチューブ184がそれぞれ接続されている。なお、上記した流路部122の折り返し部は、本実施例のプリンタ300に通紙する最大用紙幅:Wの用紙Pが搬送されても良好な冷却効果を得るために、最大用紙幅:Wの用紙Pが搬送される領域よりも外側に設けられている。特に、流入口と流出口が設けられない図中右側の2つの折り返し部は、表側搬送ベルト161の図中右側端部よりも外側に設けられている。
上記のように構成された冷却搬送装置100では、裏側従動ローラ172を図2図中、反時計回りに回転駆動させることで、裏側搬送ベルト171を反時計回りに無端移動させる。そして、この裏側搬送ベルト171の無端移動により、直接又は用紙Pを介して接触する表側搬送ベルト161を時計回りに無端移動させる。このように無端移動する表側搬送ベルト161及び裏側搬送ベルト171(以下、各搬送ベルトという)で用紙Pを挟持することで、加熱定着後の用紙Pを用紙搬送路32に沿って挟持搬送することができる。
そして、液送ポンプ182を駆動して冷却液を、図3に示す冷却部材140の流路部122とラジエータ181の間で循環させ、表側搬送ベルト161を介して用紙Pに間接的に接触する冷却部材140の冷却面141で、用紙Pから熱を吸熱して冷却できる。より具体的には、上記のように冷却部材140の内部には冷却液が通過する内部流路である流路部122が設けられており、冷却部材140の冷却面141に接触する表側搬送ベルト161を介して用紙Pから吸熱した熱(熱量)を冷却液が外部に輸送する。このようにして冷却部材140は低温に保たれる。
ここで、冷却液は、貯液タンク183に貯液されており、液送ポンプ182によって送液された後、冷却液はラジエータ181の内部流路を通過する際に外気への放熱が行われて、その温度が低下する。
上記のようにして低温になった冷却液は冷却部材140の流路部122を通過する際に、熱伝達によって冷却部材140から熱を吸熱し、高温になった冷却液は貯液タンク183に帰る。そして、冷却液は、液送ポンプ182を駆動している間、冷却部材140の流路部122とラジエータ181の内部流路との間で循環し、ラジエータ181を通過する際の放熱と、冷却部材140の流路部122を通過する際の吸熱とを繰り返すことになる。
このように用紙Pを冷却することで、定着装置15で加熱定着されて軟化したトナーの温度を低下させ、用紙P上のトナーを確実に硬化状態とでき、図1に示した排紙トレイ33上に排出・積載されても、所謂、ブロッキング現象の発生を抑制することができる。
近年、省電力化の要求の高まりにともない、上記したようにプリント動作が終了し、次のプリント指示がない場合、制御部等の装置以外は、電力の供給を少なくしたり、供給を停止したりする制御を行う待機状態に移行する画像形成装置が多くなってきている。本実施例のプリンタ300も例外ではなく、上記のような待機状態に移行する。待機状態に移行すると、冷却搬送装置100では、駆動ローラ173の駆動が停止するとともに、冷却部材140を低温に保つ外部放熱手段180の液送ポンプ182や送風ファン185も停止することで冷却部材内の流路部122を流れる冷却液の循環も停止する。このとき、定着装置15は、定着ローラの駆動が停止し、ヒータもOFFになるが、余熱が残る。
したがって、定着装置15の近傍に設置される冷却搬送装置100の冷却部材140ならびに表側搬送ベルト161は、常に熱を受ける状態にある。
特に、駆動ローラ173が停止し、外部放熱手段180も停止している状態にあるので、待機時間が長い場合、定着装置15に近い側の冷却部材140や表側搬送ベルト161が高温となる。このため、待機状態から、画像形成信号を受信して画像形成動作に移行(以下、プリント開始という)後、待機状態から、プリント開始するときの冷却搬送装置100の制御によっては、次のような不具合が発生するおそれがある。
プリント開始後、用紙Pが冷却搬送装置100の各搬送ベルトに到達するタイミングに合わせて駆動ローラ173を駆動し、駆動ローラ173の駆動と同時に外部放熱手段180を駆動すると、加熱定着後の記録材を十分に冷却できないという不具合である。
この不具合は、本実施例のプリンタ300に限らず、一般的な冷却搬送装置を備えた画像形成装置では、加熱定着後すぐに用紙Pを冷却するため、冷却搬送装置が定着装置の用紙搬送方向下流側の近傍に配置されているために生じてしまう。
このように配置されていると、各搬送ベルトや冷却部材140が、画像形成信号の受信を待っている待機時や、先の画像形成動作から所定時間以上経過する前に電源を一旦切断し、再投入した電源投入直後の待機時に定着装置15の熱で高温となる場合がある。この場合、加熱定着後の用紙Pと、この用紙Pが接触するときの各搬送ベルトや表側搬送ベルト161を介して用紙Pの熱を吸熱する冷却部材140との温度差が小さくなる。このように温度差が小さくなると、用紙Pから表側搬送ベルト161への熱移動量が小さくなり、冷却効率が落ちて冷却能力を十分に発揮できず、その結果、上記の不具合が発生してしまうのである。
また、冷却液の循環についても同様で、駆動ローラ173の駆動に合わせて液送ポンプ182を駆動し、冷却液の循環を開始する場合、プリント初期においては、冷却効率が落ちる。
そこで、以下説明するように、待機状態からプリント開始する場合、冷却搬送装置100に用紙Pが接触する前に冷却手段を起動し、冷却部材140の温度を下げる予備冷却動作を行ってから、用紙Pを各搬送ベルトに接触させる制御を行うようにした。
次に、図4を用いて本発明に関係する各装置が、プリント時に動作するタイミングを説明する。図4のタイミングチャートに記した実線が制御信号を表しており、立ち上がりがONである。待機状態から、プリント指示が入ってプリント開始されると、定着装置15のヒータがONし、給紙コロ41の駆動が開始されて用紙Pが給送され、その後、定着装置15のローラの駆動が開始する。駆動ローラ173の駆動が開始されるのは、用紙Pが冷却搬送装置100へ進入する(各搬送ベルトに接触する)直前である。
液送ポンプ182及び送風ファン185の駆動は、定着装置15のヒータがONされた後にONになり、冷却部材140の流路部122内を冷却液が循環開始する。待機時に流路部122内にあった冷却液は、流路部122を出てラジエータ181により冷却され、流路部122の直上流にある冷やされた冷却液が流路部122に流入することで流路部122を介して冷却部材140が徐々に冷やされていく。そして、液送ポンプ182及び送風ファン185の駆動を開始した冷却手段駆動開始タイミング:t1(以下、タイミング:t1という)からt1の時間経過するまでに冷却部材140の温度が目標温度以下となり、用紙Pが各搬送ベルトに接触する位置に到達する。
上記したタイミング:t1は、冷却部材140の温度を目標温度まで低下させるのに要する、各搬送ベルトに用紙Pが接触するタイミングに先行して液送ポンプ182及び送風ファン185の駆動時間でもある。
なお、本実施例の冷却搬送装置100では、流路部122に流入する冷却液は、図5(a)に示すように用紙搬送方向最下流側から流入し、用紙搬送方向最上流側から流出(排出)される。
したがって、図5(b)に示すように、用紙Pの先端が冷却面141の最上流端(図中のAの位置、以下、位置Aという)に到達したとき、冷却面141が目標温度になっているので、用紙Pの表面温度と表側搬送ベルト161の温度差が大きくなる。その結果、用紙Pから表側搬送ベルト161への熱の移動量が多くなるので、本発明を適用しない形態に比べて冷却効率が高くなる。すなわち、用紙Pの熱を表側搬送ベルト161を介して冷却部材140で吸熱する際の、冷却部材140の用紙搬送方向最上流端の冷却面141に接触する各搬送ベルトの温度を、異なる構成のものに比べ格段に低下させることができる。したがって、待機状態からプリント開始したときの冷却搬送装置100の予備冷却動作に要する時間を、異なる構成のものよりも短縮できるとともに、用紙Pを連続して冷却する場合にも、冷却搬送装置100の冷却能力を高めることができる。
ここで、冷却部材140を冷却しているとき、各搬送ベルトは停止しているので冷却部材140よりも表側搬送ベルト161の移動方向上流側の、冷却部材140の冷却面141に接触していないベルト面は暖かいままである。
しかし、駆動ローラ173を駆動開始して表側搬送ベルト161が冷却面141に接触した瞬間に、そのベルト接触面はベルト表面の熱が冷却面141により奪われる。このため、用紙P先端が冷却面141の上流端に到達したときのベルト表面温度を、本発明を適用しない場合に比べて格段に下げることができる。例えば、本発明を適用しない場合の位置A付近のベルト温度は70℃であり、本発明を適用した場合の位置A付近のベルト温度は50℃となる。冷却搬送装置100に突入するときの用紙Pの表面温度は75℃であるため、単純に冷却効果が5倍になる。
したがって、用紙Pの先端が冷却面の上流端に接触したときにベルトを介して用紙Pの熱を奪うことが可能となる。
このように用紙Pが冷却部材140に到達する前に冷却部材140の温度を下げるようにしたことで、待機時から復帰後(プリント開始後)の最初の用紙Pに対しても効率よく冷却することができる。
また、用紙Pの熱を表側搬送ベルト161を介して冷却部材140で吸熱するときの、冷却部材140の用紙搬送方向最上流端の冷却面141に接触する表側搬送ベルト161の温度を、異なる構成のものに比べ低下させることができる。
したがって、待機状態からプリント開始したときの冷却搬送装置100の予備冷却動作に要する時間を、異なる構成のものよりもよりも短縮できるとともに、用紙Pを連続して冷却する場合にも、冷却搬送装置100の冷却能力を高めることができる。
また、タイミング:t1が定着装置のウォームアップ開始タイミングよりも後の期間であることから、待機後のファーストプリント時間を従来と同じとしながら、待機から復帰後の最初の用紙に対しても効率よく冷却することができる。すなわち、ウォームアップの期間中にt1を設定していることから、待機後のファーストプリント時間を従来と同じとしながら、待機から復帰後の最初の用紙に対しても効率よく冷却することができる。
さらに、上記した例では冷却部材140の温度を目標温度に冷却することとして説明したが、実際には冷却部材140内の流路部122が折り返して配置されているので、冷却部材140における用紙搬送方向上流端と下流端とで温度差がある。そこで、本実施例の場合の目標温度とは、図5(b)に示す位置Aの冷却部材140における用紙搬送方向上流端の温度としてt1を設定してもよい。
また、本実施例の冷却搬送装置100では、上記のように、冷却部材140を低温に保つ冷却手段として、液冷方式の外部放熱手段180を用いている。このため、用紙Pの熱を表側搬送ベルト161を介して吸熱する冷却部材140の温度を、空冷方式のものに比べて効率良く低下させることができる。したがって、待機状態からプリント開始したときの冷却搬送装置100の冷却能力の低下を空冷方式のものに比べて、より抑制できるとともに、予備冷却動作に要する時間も短縮できる。また、定着装置15のヒータをウォームアップする間に予備冷却動作を完了することも可能である。このため、プリンタ300の生産性を低下させることなく、待機状態からプリント開始したあと最初に加熱定着された用紙Pでも、十分な冷却を行うことができる。
また、図2に示すように、ラジエータ181の内部流路の流出口と冷却部材140の流路部122の流入口とを直にゴムチューブ184で接続している。このため、ラジエータ181によって冷却された冷却液を、冷却後すぐに冷却部材140の流路部122に供給することでができ、冷却部材140の温度を所望の温度まで低下させる時間を短縮できる。したがって、待機状態からプリント開始したときの冷却搬送装置100の予備冷却動作に要する時間を、ラジエータ181と冷却部材140との間に他の液冷方式の構成部材を設ける構成よりも短縮できる。
また、用紙Pが各搬送ベルトに接触するタイミングに先行して開始する予備冷却動作の時間:tは、冷却部材140の温度を所定の目標温度まで低下させるのに要する外部放熱手段180の駆動時間である。これにより、用紙Pを各搬送ベルトに接触させる前に行う予備冷却動作で、用紙Pを十分に冷却できる所定の目標温度まで冷却部材140の温度を予め低下させて、待機状態からプリント開始したときの冷却搬送装置100の冷却能力の低下を、確実に低減できる。
なお、本実施例では、図4のタイミングチャートのように用紙Pが冷却搬送装置100の各搬送ベルトに接触するタイミングに関係する用紙搬送系の装置の駆動の例として、給紙コロ41の駆動を例に挙げたが、レジストローラ対42の駆動であってもよい。
(実施例2)
本実施形態の冷却搬送装置100の実施例2について、図を用いて説明する。
図6は、本実施例に係る冷却搬送装置100で目標温度を設定する箇所の説明図、図7は、復帰後から時間と、冷却部材140の温度の関係図である。
本実施例と上記した実施例1とでは、冷却部材140の流路部122に冷却液を流す方向が異なることに係る点のみが異なる。したがって、上記した実施例1と同様な、構成や動作、及び作用・効果については、適宜、省略して説明する。
具体的には、実施例の冷却搬送装置100では、流路部122に流入される冷却液が図6(a)に示すように用紙搬送方向最上流側から流入し、用紙搬送方向最下流側から排出される点で実施例1と異なる。
このような冷却液の流入方向とした場合、用紙搬送方向最上流側の流路部122aの冷却液は用紙Pの熱を吸収するので、その冷却液が用紙搬送方向最下流側の流路部122bへ流れてしまう。したがって、実施例1と同様に位置Aの温度を目標温度に設定すると、冷却部材全体での冷却効率が悪くなる。そこで、本実施例では、冷却部材140の用紙搬送方向最下流端である図6(b)に示すBの位置(以下、位置Bという)の温度を目標温度となるように、t1を設定するようにした。
ここで、本実施例におけるt1と上記した実施例1におけるt1について図7を用いて説明する。
上記した実施例1の場合、定着装置15にもっとも近い流路部122aに滞在する暖かい冷却液は、ゴムチューブ184に排出され、流路部122aに流れてくる冷却液は、定着装置15から遠ざかった位置から流れてくることになる。このため、流路部122aに流れてくる冷却液は、流路部122aにもともと滞在していた冷却液よりも低い温度である。したがって、図7の太線で示すように、待機状態からプリント開始後(復帰後)は徐々に冷却液の温度が下がってくるので、これにともない冷却部材の位置Aも温度が下がる。
一方、本実施例の場合、流路部122aは定着装置15に最も近い流路部であるため、待機時に暖められた冷却液が下流側である流路部122bへ流れてしまう。また、待機時の冷却液の温度は定着装置15からの距離に比例し、流路部122bのほうが流路部122aよりも低い温度である。したがって、流路部122b内にある冷却液の温度は待機時よりもプリント開始後(復帰後)すぐに上昇する。これにより冷却部材140の用紙搬送方向最下流端である位置Bの温度も上昇する。その後、冷やされた冷却液が流路部122aから流入されることにより、徐々に流路部122b内にある冷却液の温度も下降する。このように、本実施例の場合、流路部122bを流れる冷却液の温度が一端上昇してから温度が下降することから、図7に示すように、実施例1に比べて実施例2のt1の時間が長くなる。
しかし、本実施例におけるt1においても、図4に示すように定着装置15のウォームアップ期間であれば、待機後のファーストプリント時間を従来と同じとしながら、待機からのプリント開始後(復帰後)の最初の用紙Pに対しても効率よく冷却することができる。
また、用紙Pの熱を表側搬送ベルト161を介して冷却部材140で吸熱するときの、冷却部材140の用紙搬送方向最下流端の冷却面141に接触する表側搬送ベルト161の温度を、所望の温度まで低下させることができる。
したがって、用紙搬送方向上流側から下流側に冷却液が流れるように冷却部材140の流路部122が形成された構成においても、待機状態からプリント開始したあと最初に加熱定着された用紙Pの十分な冷却を行うことができる。
(実施例3)
本実施形態の冷却搬送装置100の実施例3について、図を用いて説明する。
図8は、本実施例に係る冷却搬送装置100の予備冷却動作のタイミングチャート、図9は、本実施例に係る冷却搬送装置100の予備冷却動作の説明図である。
本実施例と上記した実施例1又は2とでは、冷却搬送装置100の予備冷却動作に、駆動ローラ173(ベルト搬送装置)を所定時間駆動して各搬送ベルトの高温となった部分の温度を予め低下させる動作も含むことに係る点のみが異なる。したがって、上記した実施例1又は2と同様な、構成や動作、及び作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本実施例においては、表側搬送ベルト161と裏側搬送ベルト171の熱容量および温度が無視できない場合に、上記した実施例1、実施例2の構成に加えて駆動ローラ173の駆動も一定時間だけ早めるものである。具体的には、駆動ローラ173の搬送ベルト駆動開始タイミング:t2(以下、タイミング:t2という)を、各搬送ベルトに用紙Pが接触するタイミングに先行して駆動ローラ173を駆動する時間でもある。また、タイミング:t2は、用紙Pが各搬送ベルトに接触するまでに、待機時に冷却面141に接していない表側搬送ベルト161の部分を、駆動ローラ173の駆動により移動させることで冷却面141に接触させるために要する時間から決まるタイミングである。すなわち、表側搬送ベルト161を略1周させるために要する時間でもある。
なお、タイミング:t1とt1の期間は、図4を用いて説明した実施例1と同じである。そして、タイミング:t2は外部放熱手段180の液送ポンプ182及び送風ファン185を駆動してからの所定時間後である。
これにより、表側搬送ベルト161と裏側搬送ベルト171の高温に晒された箇所が、加熱定着されて高温になった用紙Pが搬送されてきて接触する前に、冷やされた冷却面141に接触する。その結果、加熱定着後の用紙Pは、表側搬送ベルト161と裏側搬送ベルト171の高温でない箇所と接触することとなり、冷却性能の低下を防ぐことができる。
次に、図9を用いてt2の決め方について説明する。
t2の設定として理想的な態様は、所定時間、冷却面141に接触して温度が低下した表側搬送ベルト161の部位、及びこの部位に接触している裏側搬送ベルト171の部位に、搬送されてくる用紙Pの先端が接触するというものである。
ここで、表側搬送ベルト161における、冷却面141の用紙搬送方向下流端で接触している部分(図中、位置B)が駆動ローラ173の駆動によって移動し、用紙Pの経路と合流する位置まで動く距離をL1(図中の表側搬送ベルト161に沿った矢印)とする。また、裏側搬送ベルト171における、冷却面141の用紙搬送方向下流端で接触している部分(図中、位置B)が駆動ローラ173の駆動によって移動し、用紙Pの経路と合流する位置まで動く距離をL2(図中の裏側搬送ベルト171に沿った矢印)とする。
そして、各搬送ベルトの線速度をvとすると、t2は以下の式1と式2により決定できる。
L=max(L1,L2) ・・・ (式1)
t2=L/v ・・・・・・・・・ (式2)
上記のように、本実施例の冷却搬送装置100は、用紙Pが表側搬送ベルト161に接触する前におこなう予備冷却動作に、駆動ローラ173の駆動も一定時間だけ早め、各搬送ベルトの高温となった部分の温度を予め低下させる動作も含んでいる。したがって、用紙Pを各搬送ベルトに接触させる前に行う予備冷却動作で、各搬送ベルトの高温となった部分の温度を予め低下させ、待機状態からプリント開始したときの冷却搬送装置100の冷却能力の低下を、上記した実施例1又は2の構成よりも低減できる。
また、外部放熱手段180を起動して冷却部材140の温度を下げている所定の時間:t1の間に、駆動ローラ173の駆動を開始している。
したがって、外部放熱手段180を起動して冷却部材140の温度を下げている所定の時間:t1の間に、駆動ローラ173の駆動を開始し、温度が低下し始めた冷却部材140に各搬送ベルトを接触させて、効果的に各搬送ベルトの温度を低下させることができる。
(実施例4)
本実施形態の冷却搬送装置100の実施例4について、図を用いて説明する。
図10は、本実施例に係る冷却搬送装置100で目標温度を設定する箇所の説明図である。そして、図10(a)が実施例1と同様、各冷却部材140の流路部122に用紙搬送方向最下流側から冷却液が流入する構成を示し、図10(b)が実施例2と同様、各冷却部材140の流路部122に、用紙搬送方向最上流が流入する構成を示している。
本実施例と上記した実施例1乃至3とでは、冷却部材140を表側搬送ベルト161と裏側搬送ベルト171の内周面に接触するように、それぞれ設けたこと係る点のみが異なる。したがって、上記した実施例1乃至3と同様な、構成や動作、及び作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本実施例は、上記したように冷却部材140a,bを冷却部材140を表側搬送ベルト161と裏側搬送ベルト171の内周面に接触するように、それぞれ設けている。
また、各冷却部材140は、ゴムチューブ184により直列で接続され、上記のように図10(a)の構成では、冷却部材140の流路部122に用紙搬送方向最下流側から冷却液が流入する。一方、図10(b)の構成では、冷却部材140の流路部122に用紙搬送方向最上流が流入する。
したがって、図10(a)の構成では、冷却部材140の用紙搬送上流端である図中、位置Aの温度が目標温度になるようにt1を設定する。一方、図10(b)の構成では、冷却部材140の用紙搬送下流端である図中、位置Bの温度が目標温度になるようにt1を設定する。
上記のように、冷却液が冷却部材140の流路部122に流入する位置が、冷却部材140の用紙搬送方向最下流であれば、最上流端の位置を目標温度とし、冷却部材140の用紙搬送方向最上流であれば、最下流端の位置を目標温度として設定すればよい。したがって、冷却部材140の個数が上記よりも多い場合には、この考え方にしたがって各図中、位置A又は位置Bを目標温度に設定することで実施例1乃至3と同様の効果が得られる。
なお、冷却部材140を直列で接続したことによる冷却部材140内の流路部122の総長さが実施例1乃至3に比べ大きくなっているので、その長くなった分t1も長くなることはいうまでもない。この場合においても、定着装置のヒータがONしている間にt1が設定されるようにすれば、実施例1乃至3と同様の効果が得られる。また、実施例3に比べてベルトの周長が長い分t2が長くなるが、t1の時間内にt2が設定できれば実施例3と同様の効果が得られる。
(実施例5)
本実施形態の冷却搬送装置100の実施例5について、図を用いて説明する。
図11は、本実施例に係る冷却搬送装置で目標温度を設定する箇所の説明図であり、(a)が断面説明図、(b)が平面説明図である。図12は本実施例に係る冷却搬送装置100の予備冷却動作のタイミングチャートである。
本実施例と上記した実施例1乃至4とでは、実施例1乃至4では冷却方式として液冷方式を採用していたのに対し、本実施例では空冷方式を採用し、冷却部材として複数の放熱フィンを有した空冷ヒートシンク150a,bを備えていることに係る点のみ異なる。したがって、上記した実施例1乃至4と同様な、構成や動作、及び作用・効果については、適宜、省略して説明する。
図11に示すように本実施例の冷却搬送装置100は、液冷方式を採用していた実施例1乃至3と異なり、空冷方式を採用し、冷却部材として複数の放熱フィンを有した空冷ヒートシンク150a,bを備えている。そして、空冷ヒートシンク150a,bの冷却面151a,bを、表側搬送ベルト161と裏側搬送ベルト171の内周面に接触するように、それぞれ設けている。この空冷ヒートシンク150a,bの複数の放熱フィンの間には、放熱を促進するため、送風ファン155によって空気が送風される構成になっている。このため、実施例1乃至3のように、外部放熱手段180の液送ポンプ182等の、冷却液の循環に必要な構成部材は設けられていない。
図11(b)平面図における下側には、定着装置15が配置されていることになる。したがって、送風ファン155に近い部分は冷たい風が各放熱フィン内を通過するので冷やされるが、その風が下流に流れるため、図11(b)に示す破線の丸で囲った部分:A’が最も温度が高いところになる。したがって、この破線の丸で囲った部分:A’を実施例1における、図5図中、の位置Aとして、図12に示すタイミングチャートのタイミング:t1(送風ファン155の駆動を開始して各搬送ベルトに用紙Pが接触するまでの時間)を設定すればよい。
t1,t2の意味については、上記した各実施例と同様である。但し、t1に関しては本実施例においては液送ポンプ182がないため、送風ファン155の駆動のみとなる。また、t2に関しては、上記した実施例3と同様に構成することができる。
(実施例6)
本実施形態の冷却搬送装置100の実施例6について、図を用いて説明する。
図13は、本実施例に係る、冷却部として機能する冷却部材の温度検知を行なわずに予備冷却動作の要否判断を行う制御の説明図である。そして、図13(a)が要否判断のフローチャート、図13(b)が、要否判断を行って冷却搬送装置100を制御するプリンタ300の制御部等のブロック図である。
本実施例は、実施例1乃至5で説明した各搬送ベルトに用紙Pが接触する前に、t1やt2を設ける予備冷却動作の要否を判断する制御を備えることに係る点のみが上記した実施例1乃至5と異なる。したがって、上記した実施例1乃至5と同様な、構成や動作、及び作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本実施例では、待機状態からプリント開始(復帰)する場合(S101:入力部からプリント指示情報を取得した場合)、待機状態に入る直前のジョブからプリント開始(印刷動作を再開)するまでの時間が一定時(所定)間経過したか否かを判断する(S102)。待機状態に入る直前のジョブが終了した時間は、画像形成装置内のメモリに格納されており、プリント開始する時点の時間と比較することで経過時間を算出することができる。
この時間が一定(所定)時間を超えていない場合(S102のNo)、t1を設けない(S106)。これは、待機時間が短いことから、冷却部材140又は各搬送ベルトが定着装置15による熱の影響を受ける量が少ないことによる。所定時間を越えている場合(S102のYes)、待機状態に入る直前のジョブにおける紙の厚さが一定(所定)以上かどうかを判断する(S103)。
紙の厚さが厚いほど定着装置15の熱容量を大きくするため、厚さが一定以上の場合、定着装置15の余熱の影響が大きくなることから、厚さが一定以上の場合(S103のYes)、プリンタ300の機内温度が一定(所定)の値以上か否かを判断する(S104)。一方、所定時間が経過しても紙の厚さが一定の値未満であれば、定着装置15を高温としないため熱の影響が小さい。したがって、この場合、t1を設けない(S106)。
いずれの方式の冷却手段でも、機内温度が高いほど冷却効果が低下し、機内温度が低いほど冷却効果が向上するため、機内温度の値が一定以上の場合(S104のYes)、t1を設ける(S105)。一方、紙の厚さが一定以上であっても、機内温度の値が一定未満であれば冷却効果が向上するため十分な冷却効果が得られる。したがって、この場合、t1を設けない(S106)。
このように制御することで、特にt1を設ける必要がある条件のときにのみt1を設けて、図13(b)に示すファン・ポンプ駆動部を駆動して予備冷却を行うことができる。これにより、省電力化が達成できる。また、機内温度を検知する機内温度検知部は、温度管理が必要な他の装置と兼用することが可能である。このため、冷却部材140、又は各搬送ベルトのいずれかの温度、すなわち、冷却温度を検知する冷却温度検知部を別途設ける必要がない制御であるため、必要な構成が安価となる。
本実施例の冷却搬送装置100では、上記したように定着装置15の熱の影響を受ける待機時間が所定時間より短く、冷却部材140や各搬送ベルトが高温になっていない場合の予備冷却動作を省略することができる。一方、待機時間が所定時間より長く、冷却部材140や各搬送ベルトが高温になっている場合には、予備冷却動作を行う。
したがって、冷却搬送装置100の予備冷却動作を効率よく行うようにプリンタ300を制御できる。また、プリンタ300の生産性低下の抑制や省電力化の促進と、待機状態からプリント動作に移行したあと最初に加熱定着された用紙Pの十分な冷却とを両立できる。
また、用紙Pの厚さが厚いほど、定着装置15の熱容量を大きくして加熱定着を行っているため、用紙Pの厚さが薄いほど定着装置15の熱の影響が小さく、用紙Pの厚さが厚いほど定着装置15の熱の影響が大きい。そこで、用紙Pの厚さが所定の厚さより薄く、冷却部材140や各搬送ベルトが高温になっていない場合の予備冷却動作を省略することができる。一方、用紙Pの厚さが所定の厚さより厚く、冷却部材140や各搬送ベルトが高温になっている場合には、予備冷却動作を行う。
したがって、冷却搬送装置100の予備冷却動作を、更に効率よく行うように画像形成装置を制御でき、更にプリンタ300の生産性低下を抑制できるとともに、プリンタ300の省電力化も促進できる。
また、装置本体200の内部又は外部環境の温度が低いほど、外部放熱手段180により冷却部材140の温度を低下させる効果、すなわち、冷却搬送装置100による冷却効果が向上し、冷却部材140や各搬送ベルトの温度も低下する。そこで、機内温度検知部で検知した温度の値が所定の値より低く、冷却部材140や各搬送ベルトが高温になっていない場合の予備冷却動作を省略することができる。一方、機内温度検知部で検知した温度の値が所定の値より高く、冷却部材140や各搬送ベルトが高温になっている場合には、予備冷却動作を行う。
したがって、冷却搬送装置100の予備冷却動作を、更に効率よく行うようにプリンタ300を制御でき、更にプリンタ300の生産性低下を抑制できるとともに、プリンタ300の省電力化も促進できる。
(実施例7)
本実施形態の冷却搬送装置100の実施例7について、図を用いて説明する。
図14は、本実施例に係る、冷却部材140又は各搬送ベルトの温度検知を行って得た値に基づいて予備冷却動作を行う制御の説明図である。そして、図14(a)が上記温度検知を行って得た値に基づいて予備冷却動作を行う制御のフローチャート、図14(b)が、冷却搬送装置100を、上記温度検知を行って得た値に基づいて予備冷却動作を制御するプリンタ300の制御部等のブロック図である。
本実施例は、上記した実施例1乃至6と冷却部材140又は各搬送ベルトの温度、すなわち冷却部材140又は各搬送ベルトの冷却温度の検知を行って得た値に基づいて予備冷却動作を制御することに係る点のみが異なる。したがって、上記した実施例1乃至6と同様な、構成や動作、及び作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本実施例の、冷却部材140、又は各搬送ベルトのいずれかの冷却温度を検知する冷却温度検知部は、温度を制御したい部位の温度を検知するものである。例えば、制御対象が図5の冷却部材の位置Aの場合、冷却温度検知部により、図中、Aの位置の温度を検知するものとする。
本実施例では、待機状態からプリント開始(復帰)する場合(S201:入力部からプリント指示情報を取得した場合)、図14(b)に示すファン・ポンプ駆動部を駆動し、冷却手段を稼動する(S202)。そして、上記各実施例における制御対象位置における冷却温度を検知し(S203)、その位置の温度が一定値以下であるか、すなわち、上述した目標温度になっているかを判断する(S204)。一定値以下になっていない場合(S204のNo)、一定時間だけ待機して(S205)、上記条件を満たすまで判断を繰り返す。一方、一定値以下であった場合(S204のYes)、給紙を開始する(S206)。
このように制御することで、接触部の温度が一定値以下となるまで、給紙を行わないという制御が可能となる。これにより、確実に冷却することができる。また、例えば、何らかの理由で外部放熱手段180等の冷却能力が低下している場合でも、加熱定着後の用紙Pが冷却不十分となることはない。
なお、冷却手段を稼動とするのは印刷開始のあとのステップに限られない。
例えば図13(a)に記載のフローでt1を設けると判断された場合に(S105)、冷却手段を稼動し(S202)、以下、図14(a)のフローを継続してもよい。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
加熱定着後の用紙Pなどの記録材を表側挟持部160と裏側挟持部170などで構成されるベルト搬送機構で挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置100などの冷却搬送装置を備えたプリンタ300などの画像形成装置において、前記冷却搬送装置は、前記記録材の熱を前記ベルト搬送機構に有した表側搬送ベルト161などの搬送ベルトを介して吸熱する冷却部材140などの冷却部材と、該冷却部材を低温に保つ外部放熱手段180などの冷却手段とを具備しており、当該画像形成装置が待機状態の時、前記冷却手段の稼動を停止し、前記待機状態から画像形成動作への移行後、前記冷却手段を起動して前記冷却部材の温度を下げる予備冷却動作を行った後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至7)で説明したように、次のような効果を奏することができる。すなわち、画像形成装置が待機状態の時には、冷却搬送装置の冷却手段の駆動を停止させるので、画像形成装置の省電力化に寄与できる。
また、冷却部材の温度を下げる予備冷却動作を行うので、画像形成装置が待機状態のときに冷却部材や搬送ベルトが高温になっていたとしても、記録材が搬送ベルトに接触する前に、冷却部材に接触する搬送ベルトの部分の温度を低下させることができる。したがって、記録材に接触する搬送ベルトや搬送ベルトを介して記録材の熱を吸熱する冷却部材と加熱定着後の記録材との温度差を大きくでき、待機状態から画像形成動作に移行した際の冷却搬送装置の冷却能力の低下を抑制できる。
よって、加熱定着後の記録材を搬送ベルトで挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置の消費電力を低減しつつ、待機状態から画像形成動作に移行したあと最初に加熱定着された記録材でも、十分な冷却を行うことができる画像形成装置を提供できる。
(態様B)
(態様A)において、用紙Pなどの前記記録材が表側搬送ベルト161や裏側搬送ベルト171などの前記搬送ベルトに接触するタイミングに先行して開始する前記予備冷却動作の時間は、冷却部材140などの前記冷却部材の温度を所定の目標温度まで低下させるのに要する外部放熱手段180などの前記冷却手段の駆動時間であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至7)で説明したように、記録材を搬送ベルトに接触させる前に行う予備冷却動作で、記録材を十分に冷却できる所定の目標温度まで冷却部材の温度を予め低下させることができる。したがって、待機状態からプリント開始などの画像形成動作に移行したときの冷却搬送装置100などの冷却搬送装置の冷却能力の低下を、確実に低減できる。
(態様C)
(態様A)又は(態様B)において、用紙Pが表側搬送ベルト161や裏側搬送ベルト171に接触する前に、外部放熱手段180を駆動して冷却部材140の温度を低下させるなどの前記予備冷却動作に、表側挟持部160と裏側挟持部170などで構成される前記ベルト搬送機構を所定時間駆動して前記搬送ベルトの高温となった部分の温度を予め低下させる動作も含むことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例3(乃至7)で説明したように、次のような効果を奏することができる。用紙Pなどの記録材を搬送ベルトに接触させる前に行う予備冷却動作で、搬送ベルトの高温となった部分の温度を予め低下させることができ、待機状態から画像形成動作に移行した際の冷却搬送装置の冷却能力の低下を、更に低減できる。
(態様D)
(態様C)において、外部放熱手段180などの前記冷却手段を起動して冷却部材140などの前記冷却部材の温度を下げている所定の時間:t1などの間に、表側挟持部160と裏側挟持部170などで構成される前記ベルト搬送機構の駆動を開始することを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例3(乃至7)で説明したように、次のような効果を奏することができる。冷却手段を起動して前記冷却部材の温度を下げている間に、ベルト搬送機構の駆動を開始するので、温度が低下し始めた冷却部材に表側搬送ベルト161などの搬送ベルトを接触させて、効果的に搬送ベルトの温度を低下させることができる。
(態様E)
(態様A)乃至(態様D)のいずれかにおいて、外部放熱手段180などの前記冷却手段は、その構成部材として、少なくともラジエータ181などのラジエータと、冷却部材140などの前記冷却部材に有した冷却液が流れる流路部122などの流路と、冷却液搬送方向の上流側に配置された構成部材の流出口と、下流側に配置された構成部材の流入口とを繋いで冷却液を流すゴムチューブ184などの外部流路とを具備し、前記ラジエータの内部流路と前記冷却部材に有した前記流路との間で冷却液を循環させて、前記冷却部材で吸熱した用紙Pなどの前記記録材の熱を前記ラジエータに伝達して放熱させる液冷方式であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至7)で説明したように、次のような効果を奏することができる。冷却手段として液冷方式を採用しているので、用紙Pなどの記録材の熱を表側搬送ベルト161などの搬送ベルトを介して吸熱する冷却部材の温度を、冷却部材として空冷ヒートシンク150などを用いる空冷方式のものに比べて効率良く低下させることができる。
したがって、待機状態からプリント開始などの画像形成動作に移行したときの冷却搬送装置の冷却能力の低下を空冷方式のものに比べて、より抑制できるとともに、予備冷却動作に要する時間も短縮できる。
また、定着装置15などの定着装置のヒータなどの加熱部材をウォームアップする間に予備冷却動作を完了することも可能である。このため、画像形成装置の生産性を低下させることなく、待機状態から画像形成動作に移行したあと最初に加熱定着された記録材でも、十分な冷却を行うことができる。
(態様F)
(態様E)において、ラジエータ181などの前記ラジエータの前記内部流路の流出口と冷却部材140などの前記冷却部材の流路部122などの前記流路の流入口とを直にゴムチューブ184などの前記外部流路で接続していることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至7)で説明したように、ラジエータによって冷却された冷却液を、冷却後すぐに冷却部材に有した流路に供給することでができ、冷却部材の温度を所望の温度まで低下させる時間を短縮できる。
したがって、待機状態から画像形成動作に移行したときの冷却搬送装置の予備冷却動作に要する時間を、ラジエータと冷却部材との間に他の液冷方式の構成部材を設ける構成よりも短縮できる。
(態様G)
(態様E)又は(態様F)において、冷却搬送装置100などの前記冷却搬送装置は、用紙搬送方向などの用紙搬送方向などの記録材搬送方向下流側から上流側に冷却液が流れるように冷却部材140などの前記冷却部材の流路部122などの前記流路が形成され、前記冷却部材の位置Aなどの記録材搬送方向最上流端の温度を下げた後、用紙Pなどの前記記録材を表側搬送ベルト161や裏側搬送ベルト171などの前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(又は4)で説明したように、次のような効果を奏することができる。用紙Pなどの記録材の熱を搬送ベルトを介して冷却部材で吸熱するときの、冷却部材の記録材搬送方向最上流端の冷却面に接触する搬送ベルトの温度を、異なる構成のものに比べ低下させることができる。
したがって、待機状態からプリント開始などの画像形成動作に移行したときの冷却搬送装置の予備冷却動作に要する時間を、異なる構成のものよりもよりも短縮できるとともに、記録材を連続して冷却する場合にも、冷却搬送装置の冷却能力を高めることができる。
(態様H)
(態様E)又は(態様F)において、冷却搬送装置100などの前記冷却搬送装置は、用紙搬送方向などの記録材搬送方向上流側から下流側に冷却液が流れるように冷却部材140などの前記冷却部材の流路部122などの前記流路が形成され、位置Bなどの前記冷却部材の記録材搬送方向最下流端の温度を下げた後、用紙Pなどの前記記録材を表側搬送ベルト161や裏側搬送ベルト171などの前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例2(又は4)で説明したように、記録材の熱を搬送ベルトを介して冷却部材で吸熱するときの、冷却部材の記録材搬送方向最下流端の冷却面に接触する搬送ベルトの温度を、所望の温度まで低下させることができる。
したがって、記録材搬送方向上流側から下流側に冷却液が流れるように冷却部材の流路が形成された構成においても、待機状態から画像形成動作に移行したあと最初に加熱定着された記録材の十分な冷却を行うことができる。
(態様I)
(態様A)乃至(態様H)のいずれかにおいて、プリント開始などの画像形成動作への移行する際、直前のプリント動作などの画像形成時における表側挟持部160と裏側挟持部170などで構成される前記ベルト搬送機構の駆動停止から所定時間以上経過している場合に、前記予備冷却動作を行った後、用紙Pなどの前記記録材を表側搬送ベルト161や裏側搬送ベルト171などの前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例6で説明したように、定着装置15などの定着装置の熱の影響を受ける待機時間が所定時間より短く、冷却部材140などの冷却部材や搬送ベルトが高温になっていない場合の予備冷却動作を省略することができる。一方、待機時間が所定時間より長く、冷却部材や搬送ベルトが高温になっている場合には、予備冷却動作を行う。
したがって、冷却搬送装置100などの冷却搬送装置の予備冷却動作を効率よく行うようにプリンタ300などの画像形成装置を制御できる。また、画像形成装置の生産性低下の抑制や省電力化の促進と、待機状態から画像形成動作に移行したあと最初に加熱定着された記録材の十分な冷却とを両立できる。
(態様J)
(態様I)において、直前にプリント動作などの画像形成を行った用紙Pなどの記録材の厚さが所定の厚さ以上であった場合に、前記予備冷却動作を行った後、前記記録材を表側搬送ベルト161や裏側搬送ベルト171などの前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例6で説明したように、記録材の厚さが厚いほど、定着装置15などの定着装置の熱容量を大きくして加熱定着を行っているため、記録材の厚さが薄いほど定着装置の熱の影響が小さく、記録材の厚さが厚いほど定着装置の熱の影響が大きい。そこで、記録材の厚さが所定の厚さより薄く、冷却部材や搬送ベルトが高温になっていない場合の予備冷却動作を省略することができる。一方、記録材の厚さが所定の厚さより厚く、冷却部材や搬送ベルトが高温になっている場合には、予備冷却動作を行う。
したがって、冷却搬送装置の予備冷却動作を、更に効率よく行うように画像形成装置を制御でき、(態様I)よりも画像形成装置の生産性低下を抑制できるとともに、画像形成装置の省電力化も促進できる。
(態様K)
(態様J)において、プリンタ300などの当該画像形成装置の装置本体200などの装置内部又は外部環境の温度を検知する機内温度検知部などの環境温度検知手段を有し、前記環境温度検知手段で検知した温度の値が所定の値以上であった場合に、前記予備冷却動作を行った後、用紙Pなどの前記記録材を表側搬送ベルト161や裏側搬送ベルト171などの前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例6で説明したように、次のような効果を奏することができる。装置内部又は外部環境の温度が低いほど、外部放熱手段180などの冷却手段により冷却部材140などの冷却部材の温度を低下させる効果、すなわち、冷却搬送装置100などの冷却搬送装置による冷却効果が向上する。そして、冷却部材140などの冷却部材や搬送ベルトの温度も低下する。そこで、環境温度検知手段で検知した温度の値が所定の値より低く、冷却部材や搬送ベルトが高温になっていない場合の予備冷却動作を省略することができる。一方、環境温度検知手段で検知した温度の値が所定の値より高く、冷却部材や搬送ベルトが高温になっている場合には、予備冷却動作を行う。
したがって、冷却搬送装置の予備冷却動作を、更に効率よく行うようにプリンタ300などの画像形成装置を制御でき、(態様J)よりも画像形成装置の生産性低下を抑制できるとともに、画像形成装置の省電力化も促進できる。
(態様L)
(態様A)乃至(態様K)のいずれかにおいて、冷却部材140などの前記冷却部材又は該冷却部材近傍の温度を検知する冷却温度検知部などの冷却部材温度検知手段を有し、前記予備冷却動作を開始した後、前記冷却部材温度検知手段で検知した温度の値が所定の値以下となった後、用紙Pなどの前記記録材を表側搬送ベルト161や裏側搬送ベルト171などの前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例7で説明したように、予備冷却動作を開始した後、冷却部材温度検知手段で検知した温度の値が所定の値、すなわち、温度を制御したい部分が目標温度の値以下となるまで、予備冷却動作を継続する制御が行える。
したがって、温度を制御したい部分が目標温度の値以下となるまで、記録材の給紙を行わないという制御が可能となるとともに、何らかの理由で外部放熱手段180などの冷却手段の冷却能力が低下している場合でも、記録材の十分な冷却を確実に行うことができる。
1 感光体
2 光書き込み装置
3 現像装置
4 感光体クリーニング装置
5 帯電装置
10 画像ステーション
11 1次転写ローラ
15 定着装置
21 中間転写ベルト
22 第1張架ローラ
23 第2張架ローラ
24 第3張架ローラ
25 2次転写ローラ
26 クリーニング対向ローラ
27 ベルトクリーニング装置
31 給紙カセット
32 用紙搬送路
33 排紙トレイ
34 手差しトレイトレイ
35 手差し給紙路
36 反転用紙搬送路
41 給紙コロ(給紙カセット31)
42 レジストローラ対
43 手差し給紙コロ
100 冷却搬送装置
122(a,b) 流路部
140(a,b) 冷却部材(液冷プレート)
141 冷却面(液冷プレート)
150(a,b) 空冷ヒートシンク
151(a,b) 冷却面(空冷ヒートシンク150)
155 送風ファン(空冷ヒートシンク150)
160 表側挟持部
161 表側搬送ベルト
162 表側従動ローラ
170 裏側挟持部
171 裏側搬送ベルト
172 裏側従動ローラ
173 駆動ローラ
180 外部放熱手段
181 ラジエータ
182 液送ポンプ
183 貯液タンク
184 ゴムチューブ
185 送風ファン(外部放熱手段180)
200 装置本体
300 プリンタ
P 用紙
t1 冷却手段駆動開始タイミング(予備冷却動作として冷却手段を駆動する時間)
t2 搬送ベルト駆動開始タイミング(予備冷却動作としてベルト搬送機構を駆動する時間)
特開2012−098677号公報 特開2007−133174号公報

Claims (12)

  1. 加熱定着後の記録材をベルト搬送機構で挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置を備えた画像形成装置において、
    前記冷却搬送装置は、前記記録材の熱を前記ベルト搬送機構に有した搬送ベルトを介して吸熱する冷却部材と、該冷却部材を低温に保つ冷却手段とを具備しており、
    当該画像形成装置が待機状態の時、前記冷却手段の稼動を停止し、
    前記待機状態から画像形成動作への移行後、前記冷却手段を起動して前記冷却部材の温度を下げる予備冷却動作を行った後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行い、
    前記記録材が前記搬送ベルトに接触するタイミングに先行して開始する前記予備冷却動作の時間は、前記冷却部材の温度を所定の目標温度まで低下させるのに要する前記冷却手段の駆動時間であることを特徴とする画像形成装置
  2. 求項に記載の画像形成装置において、
    画像形成動作への移行する際、直前の画像形成時における前記ベルト搬送機構の駆動停止から所定時間以上経過している場合に、前記予備冷却動作を行った後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  3. 加熱定着後の記録材をベルト搬送機構で挟持搬送しながら冷却する冷却搬送装置を備えた画像形成装置において、
    前記冷却搬送装置は、前記記録材の熱を前記ベルト搬送機構に有した搬送ベルトを介して吸熱する冷却部材と、該冷却部材を低温に保つ冷却手段とを具備しており、
    当該画像形成装置が待機状態の時、前記冷却手段の稼動を停止し、
    前記待機状態から画像形成動作への移行後、前記冷却手段を起動して前記冷却部材の温度を下げる予備冷却動作を行った後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うとともに、
    画像形成動作への移行する際、直前の画像形成時における前記ベルト搬送機構の駆動停止から所定時間以上経過している場合に、前記予備冷却動作を行った後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項に記載の画像形成装置において、
    直前に画像形成を行った記録材の厚さが所定の厚さ以上であった場合に、前記予備冷却動作を行った後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項に記載の画像形成装置において、
    当該画像形成装置の装置内部又は外部環境の温度を検知する環境温度検知手段を有し、
    前記環境温度検知手段で検知した温度の値が所定の値以上であった場合に、前記予備冷却動作を行った後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一に記載の画像形成装置において、
    前記予備冷却動作に、前記ベルト搬送機構を所定時間駆動して前記搬送ベルトの高温となった部分の温度を予め低下させる動作も含むことを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項に記載の画像形成装置において、
    前記冷却手段を起動して前記冷却部材の温度を下げている間に、前記ベルト搬送機構の駆動を開始することを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項1乃至のいずれか一に記載の画像形成装置において、
    前記冷却手段は、その構成部材として、少なくともラジエータと、前記冷却部材に有した冷却液が流れる流路と、冷却液搬送方向の上流側に配置された構成部材の流出口と、下流側に配置された構成部材の流入口とを繋いで冷却液を流す外部流路とを具備し、前記ラジエータの内部流路と前記冷却部材に有した前記流路との間で冷却液を循環させて、前記冷却部材で吸熱した前記記録材の熱を前記ラジエータに伝達して放熱させる液冷方式であることを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項に記載の画像形成装置において、
    前記ラジエータの前記内部流路の流出口と前記冷却部材の前記流路の流入口とを直に前記外部流路で接続していることを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項又はに記載の画像形成装置において、
    前記冷却搬送装置は、記録材搬送方向下流側から上流側に冷却液が流れるように前記冷却部材の前記流路が形成され、
    前記冷却部材の記録材搬送方向最上流端の温度を下げた後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  11. 請求項又はに記載の画像形成装置において、
    前記冷却搬送装置は、記録材搬送方向上流側から下流側に冷却液が流れるように前記冷却部材の前記流路が形成され、
    前記冷却部材の記録材搬送方向最下流端の温度を下げた後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
  12. 請求項1乃至11のいずれか一に記載の画像形成装置において、
    前記冷却部材又は該冷却部材近傍の温度を検知する冷却部材温度検知手段を有し、
    前記予備冷却動作を開始した後、前記冷却部材温度検知手段で検知した温度の値が所定の値以下となった後、前記記録材を前記搬送ベルトに接触させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
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