(57)【要約】【課題】加熱部材で発生した熱を他の用途に有効に利用できるようにした画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、定着装置５０と、液冷回路７０とを備えている。定着装置５０は、加熱部材を有し、記録媒体Ｓ上に形成された画像を加熱して記録媒体Ｓに定着させる。液冷回路７０には、定着装置５０の加熱部材を冷却する液体が流れる。液冷回路７０は、加熱部材から熱を受けた液体を液冷回路７０から取り出す液体取出口７５を有している。【選択図】図２
2020173292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材を有し、記録媒体上に形成された画像を加熱して前記記録媒体に定着させる、定着装置と、
前記加熱部材を冷却する液体が流れる液冷回路とを備え、
前記液冷回路は、前記加熱部材から熱を受けた前記液体を前記液冷回路から取り出す液体取出口を有する、画像形成装置。
【請求項２】
前記定着装置は、前記加熱部材を収容するケーシングを有し、
前記液冷回路は、前記ケーシングの内部に配置される内側経路と、前記ケーシングの外表面付近に配置される外側経路と、の少なくともいずれか一方を有する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記液冷回路は、前記液体を貯める液体タンクと、前記液体タンク内の前記液体を加熱する液体ヒーターとを有する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記液体タンクは、前記画像形成装置の外部からアクセス可能に構成されている、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成装置は、ユーザーによる操作を受け付けるための操作パネルをさらに備え、
前記操作パネルは、前記液体タンク内の前記液体の設定温度を入力する操作を受け付け、
前記液冷回路は、前記設定温度に従って前記液体ヒーターを制御する冷却コントローラーをさらに有する、請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記液冷回路は、前記液体ヒーターを制御する冷却コントローラーをさらに有し、
前記冷却コントローラーは、前記定着装置による前記記録媒体への前記画像の定着処理の頻度に基づいて、前記液体タンク内の前記液体の設定温度を自動で設定し、前記設定温度に従って前記液体ヒーターを制御する、請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置は、前記定着装置を制御する制御装置をさらに備え、
前記液冷回路は、前記液体を移送するポンプと、前記ポンプを制御する冷却コントローラーとをさらに有し、
前記冷却コントローラーは、前記定着装置による前記記録媒体への前記画像の定着処理を停止した後、所定時間を経過した後に、前記ポンプによる前記液体の移送を開始する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成装置は、ユーザーによる操作を受け付けるための操作パネルをさらに備え、
前記操作パネルは、前記所定時間の設定値を入力する操作を受け付ける、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記冷却コントローラーは、前記定着処理の頻度に基づいて、前記所定時間を自動で設定する、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成装置は、ユーザーによる操作を受け付けるための操作パネルをさらに備え、
前記操作パネルは、前記液体取出口から前記液体を取り出す操作を受け付ける、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成装置は、前記液冷回路の動作に係る設定値を表示する表示部をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−２２０６８１号公報（特許文献１）には、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置が開示されている。画像加熱装置は、記録材上の画像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、加熱回転体を冷却する冷却手段とを有している。冷却手段は、液体の流路を構成する流路部材と、流路部材の周りを摺動回転自在に設けられ加熱回転体の所定の領域から熱を吸収する吸熱部材と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２０６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記文献には、定着装置の加圧ローラと平行に配置された金属パイプと、ポンプと、ラジエターとが接続された流路が形成され、流路の内部に冷媒としての流体が封入され、ラジエターは流体の熱を流路外に放熱すると記載されている。係る構成では、定着装置から流体に伝達された熱が外部に捨てられてしまい、熱を有効に利用することができないため、エネルギー効率が悪い。
【０００５】
本開示では、加熱部材で発生した熱を他の用途に有効に利用できるようにした、画像形成装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に従うと、加熱部材を有し、記録媒体上に形成された画像を加熱して記録媒体に定着させる、定着装置と、加熱部材を冷却する液体が流れる液冷回路と、を備える、画像形成装置が提供される。液冷回路は、加熱部材から熱を受けた液体を液冷回路から取り出す液体取出口を有している。
【０００７】
上記の画像形成装置において、定着装置は、加熱部材を収容するケーシングを有している。液冷回路は、ケーシングの内部に配置される内側経路と、ケーシングの外表面付近に配置される外側経路と、の少なくともいずれか一方を有している。
【０００８】
上記の画像形成装置において、液冷回路は、液体を貯める液体タンクと、液体タンク内の液体を加熱する液体ヒーターとを有している。
【０００９】
上記の画像形成装置において、液体タンクは、画像形成装置の外部からアクセス可能に構成されている。
【００１０】
上記の画像形成装置において、画像形成装置は、ユーザーによる操作を受け付けるための操作パネルをさらに備えている。操作パネルは、液体タンク内の液体の設定温度を入力する操作を受け付ける。液冷回路は、設定温度に従って液体ヒーターを制御する冷却コントローラーをさらに有している。
【００１１】
上記の画像形成装置において、液冷回路は、液体ヒーターを制御する冷却コントローラーをさらに有している。冷却コントローラーは、定着処理の頻度に基づいて、液体タンク内の液体の設定温度を自動で設定し、設定温度に従って液体ヒーターを制御する。
【００１２】
上記の画像形成装置において、画像形成装置は、定着装置を制御する制御装置をさらに備えている。液冷回路は、液体を移送するポンプと、ポンプを制御する冷却コントローラーとをさらに有している。冷却コントローラーは、定着装置による記録媒体への画像の定着処理を停止した後、所定時間を経過した後に、ポンプによる液体の移送を開始する。
【００１３】
上記の画像形成装置において、画像形成装置は、ユーザーによる操作を受け付けるための操作パネルをさらに備えている。操作パネルは、所定時間の設定値を入力する操作を受け付ける。
【００１４】
上記の画像形成装置において、冷却コントローラーは、定着処理の頻度に基づいて、所定時間を自動で設定する。
【００１５】
上記の画像形成装置において、画像形成装置は、ユーザーによる操作を受け付けるための操作パネルをさらに備えている。操作パネルは、液体取出口から液体を取り出す操作を受け付ける。
【００１６】
上記の画像形成装置において、画像形成装置は、液冷回路の動作に係る設定値を表示する表示部をさらに備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本開示に係る画像形成装置によれば、加熱部材で発生した熱を他の用途に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に従う画像形成装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１に示される装置本体の内部構成を示す概略図である。
【図３】定着装置の内部構造を示す概略図である。
【図４】定着装置のケーシングに対する液冷回路の配置の一例を示す斜視図である。
【図５】定着装置のケーシングに対する液冷回路の配置の他の例を示す斜視図である。
【図６】定着装置のケーシングに対する液冷回路の配置のさらに他の例を示す斜視図である。
【図７】液冷回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】定着処理の実行および冷却ポンプの駆動を示すタイミングチャートである。
【図９】定着処理頻度に対する待ち時間の設定の一例を示す制御マップである。
【図１０】操作パネルの拡大図である。
【図１１】定着処理頻度に対する設定温度の設定の一例を示す制御マップである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本開示に係る画像形成装置の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２０】
［画像形成装置１００の構成］
図１は、実施形態に従う画像形成装置１００の概略構成を示す正面図である。図１に示されるように、画像形成装置１００は、装置本体１を備えている。装置本体１の上部に、原稿台４が設けられている。原稿台４は、給紙排紙トレイ５を備えた蓋体６によって開閉されるように構成されている。原稿台４の下方には、第２排紙トレイ７が設けられている。装置本体１の上部には、操作パネル８が設けられている。作業者は、操作パネル８を操作することにより、画像形成装置１００を用いた印刷または画像読取などの各種の作業を行なう。装置本体１の下方には、同一サイズ毎に用紙がそれぞれ収容される複数のカセット３７が配設されている。
【００２１】
図２は、図１に示される装置本体１の内部構成を示す概略図である。図１に示されるように、画像形成装置１００は複数のカセット３７を備えているが、図２では最も上の１つのカセット３７のみが代表的に図示されている。
【００２２】
図２には、カラープリンタとしての画像形成装置１００が示されている。但し、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンタであってもよいし、ファックスであってもよいし、複写機、カラープリンタおよびファックスの複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional  Peripheral）であってもよい。
【００２３】
装置本体１は、その内部に、画像形成ユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、定着装置５０と、制御装置１０１とを備えている。
【００２４】
画像形成ユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、中間転写ベルト３０に沿って順に並べられている。画像形成ユニット９Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー画像を形成する。画像形成ユニット９Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー画像を形成する。画像形成ユニット９Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー画像を形成する。画像形成ユニット９Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー画像を形成する。
【００２５】
画像形成ユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０に沿って中間転写ベルト３０の回転方向の順に配置されている。画像形成ユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、それぞれ、感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１７とを備えている。
【００２６】
帯電装置１１は、感光体１０の表面を一様に帯電する。露光装置１２は、制御装置１０１からの制御信号に応じて感光体１０にレーザー光を照射し、入力された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０上に形成される。
【００２７】
現像装置１３は、現像ローラー１４を回転させながら、現像ローラー１４に現像バイアスを印加し、現像ローラー１４の表面にトナーを付着させる。これにより、トナーが現像ローラー１４から感光体１０に転写され、静電潜像に応じたトナー画像が感光体１０の表面に現像される。
【００２８】
感光体１０と中間転写ベルト３０とは、一次転写ローラー３１を設けている部分で互いに接触している。一次転写ローラー３１は、ローラー形状を有し、回転可能に構成される。トナー画像と反対極性の転写電圧が一次転写ローラー３１に印加されることによって、トナー画像が感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。イエロー（Ｙ）のトナー画像、マゼンタ（Ｍ）のトナー画像、シアン（Ｃ）のトナー画像、およびブラック（ＢＫ）のトナー画像が順に重ねられて感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー画像が中間転写ベルト３０上に形成される。
【００２９】
中間転写ベルト３０は、従動ローラー３８および駆動ローラー３９に張架されている。駆動ローラー３９は、たとえばモーター（図示しない）によって回転駆動される。中間転写ベルト３０および従動ローラー３８は、駆動ローラー３９に連動して回転する。これにより、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ローラー３３に搬送される。
【００３０】
クリーニング装置１７は、感光体１０に圧接されている。クリーニング装置１７は、トナー画像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。
【００３１】
カセット３７には、記録媒体の一例としての用紙Ｓがセットされている。用紙Ｓは、カセット３７から１枚ずつタイミングローラー４０によって搬送経路４１に沿って二次転写ローラー３３に送られる。二次転写ローラー３３は、ローラー形状を有し、回転可能に構成されている。二次転写ローラー３３は、トナー画像と反対極性の転写電圧を搬送中の用紙Ｓに印加する。これにより、トナー画像は、中間転写ベルト３０から二次転写ローラー３３に引き付けられ、中間転写ベルト３０上のトナー画像が転写される。
【００３２】
二次転写ローラー３３への用紙Ｓの搬送タイミングは、中間転写ベルト３０上のトナー画像の位置に合わせてタイミングローラー４０によって調整される。タイミングローラー４０により、中間転写ベルト３０上のトナー画像は、用紙Ｓの適切な位置に転写される。
【００３３】
定着装置５０は、自身を通過する用紙Ｓを加圧および加熱する。これにより、トナー画像は用紙Ｓに定着する。その後、用紙Ｓは、第２排紙トレイ７に排紙される。
【００３４】
なお、上述では、印刷方式としてタンデム方式を採用している画像形成装置１００について説明したが、画像形成装置１００の印刷方式は、タンデム方式に限定されない。画像形成装置１００内における各構成の配置は、採用される印刷方式に従って適宜変更され得る。画像形成装置１００の印刷方式として、ロータリー方式や直接転写方式が採用されてもよい。ロータリー方式の場合、画像形成装置１００は、１つの感光体１０と、同軸上で回転可能に構成される複数の現像装置１３とで構成される。画像形成装置１００は、印刷時には、各現像装置１３を感光体１０に順に導き、各色のトナー画像を現像する。直接転写方式の場合、画像形成装置１００は、感光体１０上に形成されたトナー画像が用紙Ｓに直接転写される。
【００３５】
［定着装置５０の内部構造］
図３を参照して、図２に示される定着装置５０についてさらに説明する。図３は、定着装置５０の内部構造を示す概略図である。
【００３６】
図３に示されるように、定着装置５０は、加熱ローラー５１と、支持部材５３と、定着ベルト５４と、摺動部材６０と、加圧ローラー５６とを備えている。加熱ローラー５１、支持部材５３、定着ベルト５４、摺動部材６０および加圧ローラー５６などは、ケーシング５９内に収容されている。
【００３７】
加熱ローラー５１の外径は、たとえば２０ｍｍ〜３０ｍｍである。加熱ローラー５１は、たとえば、芯金と、表層とで構成されている。芯金は、たとえばアルミニウム製であり、円筒形状を有する中空回転体である。芯金の厚さは、たとえば２ｍｍである。加熱ローラー５１の表層は、芯金の外周面に形成されている。好ましくは、加熱ローラー５１の表層は、耐熱性のＰＦＡ（パーフルオロアルキルエーテル）チューブで被覆されている。加熱ローラー５１は、ハードローラーとして構成されている。
【００３８】
加熱ローラー５１の内面に、定着ベルト５４を加熱する加熱部材として、ハロゲンヒーターなどのヒーター５１Ａが配置されている。ヒーター５１Ａは、制御装置１０１からの制御信号に応じて、昇温する。加熱ローラー５１は、ヒーター５１Ａによって加熱され、ヒーター５１Ａから受けた熱を定着ベルト５４に伝える。定着ベルト５４は、ヒーター５１Ａによって、加熱ローラー５１を介して加熱される。
【００３９】
定着ベルト５４は、柔軟性を有する無端状のベルトである。定着ベルト５４は、加熱ローラー５１および摺動部材６０に張架されており、回転可能に構成されている。加熱ローラー５１および摺動部材６０は、定着ベルト５４の内周部に設けられている。定着ベルト５４は、回転することにより、定着ベルト５４と加圧ローラー５６との接触部分であるニップ部Ｎに、加熱ローラー５１から受けた熱を伝える。定着ベルト５４と加圧ローラー５６との間に形成されたニップ部Ｎを用紙Ｓが通過することで、用紙Ｓ上に形成されたトナー画像３２が加熱および加圧されて用紙Ｓ上で融解する。これにより、トナー画像３２は用紙Ｓに定着する。
【００４０】
定着ベルト５４は、たとえば基層および弾性層で構成されている。定着ベルト５４の基層は、ポリイミドなどの耐熱性の樹脂で構成されている。定着ベルト５４の基層は、内径５０ｍｍ、幅３３０ｍｍ、厚さ７０μｍを有している。定着ベルト５４の弾性層は、シリコーンゴムなどの耐熱性材料で構成されている。定着ベルト５４の弾性層の厚さは、たとえば２００μｍである。定着ベルト５４の表面は、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブなどの、離型層で被覆されていてもよい。
【００４１】
摺動部材６０は、定着ベルト５４を間に挟んで加圧ローラー５６に対向するように配置されている。摺動部材６０は、定着ベルト５４を加圧ローラー５６に押圧するように支持部材５３に固定されている。これにより、加圧ローラー５６の弾性層が変形し、定着ベルト５４と加圧ローラー５６との間にニップ部Ｎが形成される。一例として、摺動部材６０は、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、または液晶ポリマーなどの耐熱性の樹脂で構成されている。摺動部材６０は、定着ベルト５４との間で摺動される摺動面６１を有している。摺動部材６０の摺動面６１は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの低摩擦性のコート、またはシート材で被覆されていてもよい。
【００４２】
摺動部材６０は、一例として、厚さ４ｍｍ、短手方向の長さ１５ｍｍを有している。摺動部材６０は、加熱ローラー５１の軸方向において用紙Ｓの幅よりも長い。Ａ３サイズの用紙Ｓが通過する装置の場合、摺動部材６０は、長手方向の長さ３５０ｍｍを有している。
【００４３】
加圧部材の一例としての加圧ローラー５６は、定着ベルト５４の外周面に接触している。加圧ローラー５６の外径は、たとえば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。加圧ローラー５６は、図示しないモーターなどの駆動装置により駆動されることで、回転する。このモーターは、制御装置１０１からの制御信号に応じて、回転駆動または停止する。加圧ローラー５６が回転することで、加圧ローラー５６の回転力が定着ベルト５４に伝えられる。これにより、定着ベルト５４は、加圧ローラー５６に従動回転する。加圧ローラー５６は、定着ベルト５４を介して摺動部材６０を押圧する。
【００４４】
加圧ローラー５６は、たとえば、芯金、中間層、表層で構成されている。芯金は、アルミニウムまたは鉄などの金属製である。芯金の厚さは、たとえば１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。加圧ローラー５６の中間層は、耐熱性を有する弾性体で構成されている。弾性体としては、たとえば厚さ３ｍｍの耐熱性のシリコーンゴムなどが採用される。加圧ローラー５６の表層には、離型性を有する材料が用いられる。加圧ローラー５６の表層の材料としては、たとえば厚さ３０μｍのＰＦＡチューブが用いられる。加圧ローラー５６は、ソフトローラーとして構成されている。
【００４５】
摺動部材６０は、潤滑剤を介して、定着ベルト５４の内周面に対して摺動する。潤滑剤は、定着ベルト５４の内周面に接触する摺動部材６０の摺動面６１において保持される。潤滑剤は、たとえばシリコンオイル、フッ素グリスなどである。潤滑剤が定着ベルト５４の内周面に供給されることで、定着ベルト５４と摺動部材６０との間の摺動抵抗が下がる。その結果、定着ベルト５４のトルクが小さくなり、用紙Ｓの搬送不良や印刷ズレが改善される。
【００４６】
［液冷回路７０の構成］
図２に戻って、実施形態に従う液冷回路７０の構成について説明する。画像形成装置１００は、装置本体１の内部に、定着装置５０を冷却するための液冷回路７０を備えている。液冷回路７０は、金属パイプ７１（図２には不図示、図３参照）と、入口チューブ７２と、出口チューブ７３と、液体タンク７４と、液体取出口７５と、液体供給経路７６とを主に有している。
【００４７】
金属パイプ７１は、熱伝導率の高い金属材料製の中空パイプである。図４は、定着装置５０のケーシング５９に対する液冷回路７０の配置の一例を示す斜視図である。図３，４に示されるように、金属パイプ７１は、定着装置５０のケーシング５９の内部に配置されている部分を有している。金属パイプ７１は、ケーシング５９を貫通して配置されている。
【００４８】
定着装置５０、より具体的には熱を発生するヒーター５１Ａは、金属パイプ７１内を流れる液体に熱を伝達する。これにより、ヒーター５１Ａが冷却される。液冷回路７０は、ヒーター５１Ａを冷却する液体が流れる経路を構成している。金属パイプ７１内を流れる液体は、ヒーター５１Ａから伝達された熱を受けることにより、温度が上昇する。液冷回路７０内を流れる液体は、たとえば飲料水である。
【００４９】
金属パイプ７１の両方の端部は、ケーシング５９の外部に配置されている。金属パイプ７１の一方端に、入口チューブ７２が接続されている。金属パイプ７１の他方端に、出口チューブ７３が接続されている。入口チューブ７２の接続されている金属パイプ７１の一方端は、金属パイプ７１に液体が流入する液体入口であり、液体の流れ方向における上流側の端部である。出口チューブ７３の接続されている金属パイプ７１の他方端は、金属パイプ７１から液体が流出する液体出口であり、液体の流れ方向における下流側の端部である。
【００５０】
入口チューブ７２はまた、液体タンク７４の下端部に接続されている。金属パイプ７１は、入口チューブ７２を介して、液体タンク７４の下端部に接続されている。出口チューブ７３はまた、液体タンク７４の上端部に接続されている。金属パイプ７１は、出口チューブ７３を介して、液体タンク７４の上端部に接続されている。金属パイプ７１、入口チューブ７２、出口チューブ７３、および液体タンク７４は、ループ状の液体の流路を構成している。
【００５１】
定着装置５０においてヒーター５１Ａから熱を伝達されて温度が上昇した液体は、出口チューブ７３を経由して、液体タンク７４へ流入する。液体タンク７４は、加熱された液体を一時的に貯留する。液体タンク７４には、液体タンク７４内の液体を加熱するための、図２には図示しない液体ヒーター８７が設けられている。
【００５２】
液冷回路７０は、図２には図示しない冷却ポンプ８６を有している。冷却ポンプ８６は、液冷回路７０内の液体を移送し、液冷回路７０内に液体を循環させる。冷却ポンプ８６の発生する駆動力によって、液体タンク７４から流出した液体が入口チューブ７２を経由して金属パイプ７１へと流れ、金属パイプ７１内で液体が加熱され、さらに液体は出口チューブ７３を経由して液体タンク７４へと戻る。冷却ポンプ８６は、液体タンク７４に取り付けられていてもよく、入口チューブ７２に冷却ポンプ８６が設けられてもよく、出口チューブ７３に冷却ポンプ８６が設けられてもよい。
【００５３】
液体取出口７５は、液冷回路７０から液体を外部に取り出すための構成として設けられている。定着装置５０においてヒーター５１Ａから熱を受けた液体を液冷回路７０から回路外に取り出せるように、液体取出口７５が設けられている。図２に示される液体取出口７５は、液体タンク７４の上端部に取り付けられており、液体タンク７４に貯められている液体を液体取出口７５から外部に取り出せる構成とされている。この構成に替えて、出口チューブ７３から分岐するように液体取出口７５が設けられ、出口チューブ７３内を流れる液体を液体取出口７５から外部に取り出せる構成としてもよい。
【００５４】
液体供給経路７６は、液体取出口７５から液体が外部に取り出されて液冷回路７０内の液体の量が減少したときに、その減少した分の液体を補給するために、設けられている。図２に示される液体供給経路７６は、液体タンク７４に取り付けられており、液体タンク７４内に液体を供給するように構成されている。この構成に替えて、入口チューブ７２に接続される液体供給経路７６が設けられ、液体供給経路７６から入口チューブ７２に液体が供給される構成としてもよい。たとえば、入口チューブ７２に冷却ポンプ８６が設けられる場合には、冷却ポンプ８６の上流側に液体供給経路７６が接続される構成としてもよい。
【００５５】
図２に示されるように、装置本体１の筐体の一部が、開閉扉４８として設けられている。開閉扉４８は、開閉可能である。開閉扉４８を開けることで、画像形成装置１００の外部から、液体タンク７４へのアクセスが可能とされている。図２に示される液体タンク７４は、画像形成装置１００の装置本体１の内部に配置されているが、液体タンク７４および液体取出口７５の全体を装置本体１の外部に配置してもよく、この場合液体タンク７４および液体取出口７５へのアクセスがより容易になる。
【００５６】
図５は、定着装置５０のケーシング５９に対する液冷回路７０の配置の他の例を示す斜視図である。図４に示される、金属パイプ７１が定着装置５０のケーシング５９を貫通する構成に替えて、金属パイプ７１がケーシング５９の外表面５９Ｓに沿って配置される構成としてもよい。ケーシング５９の外部においても、外表面５９Ｓの近傍には、ヒーター５１Ａによる加熱のために水の沸点よりも十分に高く温度が上昇している領域が存在する。この領域内に金属パイプ７１を配置することにより、金属パイプ７１内の液体に熱を伝達して、液体を加熱することができる。そして、加熱された液体を、液体取出口７５から外部に取り出すことができる。
【００５７】
図６は、定着装置５０のケーシング５９に対する液冷回路７０の配置のさらに他の例を示す斜視図である。図６に示される例では、金属パイプ７１は、図４と同様に定着装置５０のケーシング５９を貫通して配置されている。金属パイプ７１に対して液体の流れの上流側に接続される入口チューブ７２は、蛇行部７２Ｓを有している。蛇行部７２Ｓは、ケーシング５９の外表面５９Ｓに沿って配置されており、入口チューブ７２が複数回折り曲げられた蛇行した形状を有している。
【００５８】
このようにすれば、蛇行部７２Ｓを通過するときに液体が予熱され、予熱された液体がケーシング５９の内部でさらにヒーター５１Ａからの熱を受けることになる。液体に伝達される熱量が増大することで、定着装置５０を効率的に冷却することができ、かつ、金属パイプ７１内を流れる液体の温度を効率的に高めることができる。
【００５９】
図７は、液冷回路７０の電気的構成を示すブロック図である。図７に示されるように、液冷回路７０は、液冷回路７０の動作を制御する冷却コントローラー８０を有している。冷却コントローラー８０は、定着装置５０を制御する制御装置１０１から、定着装置５０における用紙Ｓへのトナー画像３２の定着処理を実行する状況の通知を受ける。冷却コントローラー８０は、操作パネル８から、液冷回路７０の動作に係る各種の設定値の入力を受ける。温度センサー８１は、液体タンク７４に取り付けられており、液体タンク７４内の液体の温度を検出する。冷却コントローラー８０は、温度センサー８１から、液体タンク７４内の液体の温度の検出結果を受ける。
【００６０】
冷却コントローラー８０は、冷却ポンプ８６に対し、冷却ポンプ８６の運転条件に係る制御信号を出力する。冷却ポンプ８６は、冷却コントローラー８０からの制御信号を受けて、駆動して所定の量の液体を液冷回路７０内に循環させ、または停止して液冷回路７０内の液体の移送を停止する。冷却コントローラー８０は、液体ヒーター８７に対し、液体ヒーター８７の運転条件に係る制御信号を出力する。液体ヒーター８７は、冷却コントローラー８０からの制御信号を受けて、適宜に起動停止して、液体タンク７４内の液体を所定の温度に維持する。
【００６１】
［液冷回路７０の動作］
以上の構成を備えている液冷回路７０の動作について、以下説明する。図８は、定着処理の実行および冷却ポンプ８６の駆動を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図８に示されるように、定着装置５０における定着処理の実行中、冷却ポンプ８６は運転を停止している。定着処理の実行中には、金属パイプ７１内の液体の流れが発生しない。トナー画像３２を用紙Ｓに定着させるためにはニップ部Ｎ（図３）を高温にする必要があるため、定着処理の実行中には、液冷回路７０を用いた定着装置５０（ヒーター５１Ａ）の冷却を一時停止している。これにより、定着処理の品質を好適に保つことができる。
【００６３】
定着処理が実行されていない間に、冷却ポンプ８６が駆動して金属パイプ７１内の液体の流れを発生させ、液冷回路７０内の液体の循環が行なわれる。これにより、液冷回路７０を用いて、定着装置５０（ヒーター５１Ａ）は早期に効率的に冷却される。このとき液体は、熱を受けて温度上昇する。また、定着処理を停止した後、所定の時間Δｔ１を経過した後に、冷却ポンプ８６を駆動させて冷却ポンプ８６による液体の移送を開始している。定着処理を停止した後、時間Δｔ１よりも短い時間Δｔ２（すなわち、Δｔ２＜Δｔ１）が経過した後に次の定着処理が開始される場合には、時間Δｔ２の間、冷却ポンプ８６は停止したままとされる。
【００６４】
液冷回路７０によって定着装置５０が冷却された場合、次の定着処理の実行のために、定着装置５０の再加熱が必要となる。定着処理の停止後直ちに冷却を開始する構成としたならば、短時間後に次の定着処理を実行する場合に、冷却と再加熱とを短時間で繰り返すことになり、却って効率が悪くなる。時間Δｔ１を経過した後に冷却ポンプ８６を駆動させて冷却ポンプ８６による液体の冷却を開始するように構成すれば、このような効率の低下を回避することができる。
【００６５】
図７に示される冷却コントローラー８０は、定着装置５０を制御する制御装置１０１から、定着処理の実行の状況を示す信号を受け取る。冷却コントローラー８０は、定着処理の実行を開始する入力を制御装置１０１から受け取ると、冷却ポンプ８６に対し、停止するよう指令する制御信号を送信する。冷却コントローラー８０は、定着処理を停止する入力を制御装置１０１から受け取ると、時間Δｔ１を経過した後に、冷却ポンプ８６に対し、起動するよう指令する制御信号を送信する。このようにして、図８に示されるタイミングチャートに従った、冷却ポンプ８６の動作の制御を行なうことができる。
【００６６】
図９は、定着処理頻度に対する待ち時間の設定の一例を示す制御マップである。定着処理を停止した後冷却ポンプ８６の駆動を開始するまでの時間Δｔ１は、定着処理の頻度に基づいて、冷却コントローラー８０によって自動で設定されてもよい。たとえば、図９に示される制御マップに従って、定着処理の頻度が高くなるほど時間Δｔ１（待ち時間）が段階的に長くなるように、冷却コントローラー８０が待ち時間を自動で設定してもよい。
【００６７】
定着処理の頻度が低いと、定着処理の停止後に冷却ポンプ８６を起動するまでの待ち時間を短くしても、定着装置５０の冷却と再加熱とが短時間で繰り返され効率が低下する上述した問題が発生する可能性が低い。そのため、液冷回路７０を流れる液体への熱の伝達を促進して、液体とともにその熱を外部に取り出しやすくする構成とするのが望ましい。これに対し、定着処理の頻度が高い場合には、定着装置５０の冷却と再加熱とが短時間で繰り返され効率が低下する上述した問題を回避するために、待ち時間を長くするのが望ましい。
【００６８】
一方、待ち時間は、ユーザーによって手動で設定されてもよい。図１０は、操作パネル８の拡大図である。操作パネル８は、図１に示されるように装置本体１の前面に配置されており、画像形成装置１００を使用するユーザーによる操作を受け付ける。操作パネル８は、図１０に示されるように、表示部９１と、テンキー９２と、操作ボタン９３，９４とを有している。
【００６９】
操作パネル８は、待ち時間の設定値を入力する操作を受け付けるように構成されている。ユーザーは、操作ボタン９３，９４を操作して表示部９１に待ち時間の設定画面を表示させ、テンキー９２を操作して待ち時間の設定値を入力することにより、待ち時間を手動で設定することができる。
【００７０】
操作パネル８はまた、液冷回路７０内の液体の温度、より具体的には液体タンク７４内の液体の温度の設定値を入力する操作を受け付けるように構成されている。ユーザーは、操作ボタン９３，９４を操作して表示部９１に設定温度の設定画面を表示させ、テンキー９２を操作して設定温度の設定値を入力することにより、設定温度を手動で設定することができる。
【００７１】
一方、設定温度は、定着処理の頻度に基づいて、冷却コントローラー８０によって自動で設定されてもよい。図１１は、定着処理頻度に対する設定温度の設定の一例を示す制御マップである。たとえば、図１１に示される制御マップに従って、定着処理の頻度が高くなるほど設定温度が段階的に高くなるように、冷却コントローラー８０が設定温度を自動で設定してもよい。
【００７２】
図８を参照して説明した通り、定着処理の実行中は、冷却ポンプ８６が停止され、定着装置５０で熱を受けた高温の液体が液体タンク７４に循環しない。定着処理の頻度が高く、冷却ポンプ８６が停止している時間が長いと、液体タンク７４に高温の液体が循環する量が小さくなる。そのため、液体タンク７４内の設定温度を高くして、ユーザーが液体取出口７５から高温の液体を常に取り出せるような構成とするのが望ましい。これに対し、定着処理の頻度が低い場合には、定着装置５０で熱を受けた高温の液体が液体タンク７４に循環することで液体タンク７４内の液体の温度が保たれやすい。そのため、この場合には設定温度を低くして液体ヒーター８７の駆動を抑制する構成とするのが、省エネルギーの観点から望ましい。
【００７３】
冷却コントローラー８０は、設定された設定温度に従って、液体ヒーター８７を制御することができる。冷却コントローラー８０は、温度センサー８１から液体タンク７４内の液体の温度の検出結果の入力を受け、液体タンク７４内の液体の温度と設定温度とを比較する。液体タンク７４内の液体の温度が設定温度よりも低いと判断された場合には、冷却コントローラー８０は、液体ヒーター８７に対し、液体ヒーター８７を起動する制御信号を出力する。液体ヒーター８７の運転中に、液体タンク７４内の液体の温度が設定温度よりも高いと判断された場合、たとえば設定温度よりも所定の温度幅分高い温度以上であると判断された場合には、冷却コントローラー８０は、液体ヒーター８７に対し、液体ヒーター８７を停止する制御信号を出力する。
【００７４】
操作パネル８の表示部９１は、液冷回路７０の動作に係る設定を表示するように構成されている。図１０に示される表示部９１には、待ち時間表示９１Ａと、設定温度表示９１Ｂとが表示されている。
【００７５】
待ち時間表示９１Ａは、ユーザーによるテンキー９２および操作ボタン９３，９４の操作で入力された待ち時間の設定値であってもよい。待ち時間表示９１Ａは、図９に示される制御マップに従って冷却コントローラー８０が自動で設定した待ち時間の設定であってもよい。
【００７６】
設定温度表示９１Ｂは、ユーザーによるテンキー９２および操作ボタン９３，９４の操作で入力された設定温度の設定値であってもよい。設定温度表示９１Ｂは、図１１に示される制御マップに従って冷却コントローラー８０が自動で設定した設定温度の設定であってもよい。
【００７７】
操作パネル８は、液体取出口７５から液体を取り出す操作を受け付けるように構成されている。ユーザーは、操作ボタン９３，９４を操作することで、任意のタイミングで、液体取出口７５から任意の量の液体を、手動で取り出すことができる。
【００７８】
［作用および効果］
上述した説明と一部重複する部分もあるが、実施形態の画像形成装置１００の特徴的な構成および作用効果についてまとめて説明すると、以下の通りである。なお、実施形態の構成に参照符号を付すが、これは一例である。
【００７９】
図２に示されるように、画像形成装置１００は、液冷回路７０を備えている。液冷回路７０は、定着装置５０のヒーター５１Ａから熱を受けた液体を液冷回路７０から取り出す液体取出口７５を有している。
【００８０】
定着装置５０で加熱された液体をラジエーターで冷却して熱を系外に放出する従来の構成と異なり、定着装置５０で加熱された高温の液体を液体取出口７５から外部に取り出せる構成であり、取り出した高温の液体を他の用途に利用することで、熱エネルギーの回収が可能である。定着装置５０のヒーター５１Ａで発生した熱が他の用途に有効に利用されることにより、エネルギー効率を向上することができる。
【００８１】
図４に示されるように、液冷回路７０の一部を構成する金属パイプ７１が、定着装置５０のケーシング５９の内部に配置される部分を有していてもよい。または図５に示されるように、金属パイプ７１が、定着装置５０のケーシング５９の外表面５９Ｓ付近に配置される部分を有していてもよい。いずれの場合でも、金属パイプ７１内を流れる液体に、定着装置５０のヒーター５１Ａで発生した熱を効率的に伝達して、液体を十分に加熱することができる。
【００８２】
金属パイプ７１をケーシング５９の内部に配置させる図４に示す構成とし、ヒーター５１Ａにより近く金属パイプ７１を配置することにより、金属パイプ７１内の液体により効率よく熱を伝達することができる。一方、金属パイプ７１をケーシング５９の外部にのみ配置させる図５に示す構成の場合、液体が液冷回路７０から漏出する自体が万一発生したとしても、定着装置５０のケーシング５９内が、定着処理に好適な、高温かつ乾燥した環境に保たれやすくなる。
【００８３】
図２，７に示されるように、液冷回路７０は、液体を貯める液体タンク７４と、液体ヒーター８７とを有している。液体ヒーター８７が液体タンク７４内の液体を加熱することにより、液体タンク７４内の液体を加熱して、液体タンク７４内の液体の温度を適切に制御することができる。
【００８４】
図１に示されるように、液体タンク７４は、開閉扉４８を開放することにより、画像形成装置１００の外部からアクセス可能に構成されている。液体タンク７４に外部からアクセスすることで、液体タンク７４から液体を容易に取り出すことができる。
【００８５】
図１０に示される操作パネル８は、液体タンク７４内の液体の設定温度を入力する操作を受け付け、図７に示される冷却コントローラー８０は、当該設定温度に従って、液体ヒーター８７を制御してもよい。このようにすれば、ユーザーが設定した温度に液体タンク７４内の液体の温度を維持することができる。
【００８６】
冷却コントローラー８０は、図１１に示される制御マップに従って、定着装置５０における定着処理の頻度に基づいて液体タンク７４内の液体の設定温度を自動で設定し、当該設定温度に従って液体ヒーター８７を制御してもよい。このようにすれば、定着処理の頻度に応じた適切な設定温度に、液体タンク７４内の液体の温度を維持することができる。
【００８７】
図８に示されるように、冷却コントローラー８０は、定着処理を停止した後、所定の時間Δｔ１を経過した後に、冷却ポンプ８６による液体の移送を開始する。短時間に定着装置５０の冷却と再加熱とが繰り返されることが回避されるので、エネルギー効率を向上することができる。
【００８８】
図１０に示される操作パネル８は、定着処理の停止後冷却ポンプ８６を起動するまでの待ち時間を入力する操作を受け付けてもよい。このようにすれば、ユーザーが設定した待ち時間で、定着装置５０および液冷回路７０の動作を適切に実行することができる。
【００８９】
冷却コントローラー８０は、図９に示される制御マップに従って、定着装置５０における定着処理の頻度に基づいて待ち時間を自動で設定してもよい。このようにすれば、定着処理の頻度に応じた適切な待ち時間で、定着装置および液冷回路７０の動作を適切に実行することができる。
【００９０】
図１０に示される操作パネル８は、液体取出口７５から液体を取り出す操作を受け付けてもよい。ユーザーは、操作パネル８を操作することで、任意のタイミングで、液体取出口７５から任意の量の液体を、手動で取り出すことができる。
【００９１】
図１０に示されるように、操作パネル８の表示部９１は、液冷回路７０の動作に係る設定値を表示している。ユーザーは、表示部９１を見ることにより、液冷回路７０の動作に係る設定値を容易に確認することができる。
【００９２】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９３】
１  装置本体、８  操作パネル、３２  トナー画像、４８  開閉扉、５０  定着装置、５１  加熱ローラー、５１Ａ  ヒーター、５３  支持部材、５４  定着ベルト、５６  加圧ローラー、５９  ケーシング、５９Ｓ  外表面、６０  摺動部材、６１  摺動面、７０  液冷回路、７１  金属パイプ、７２  入口チューブ、７２Ｓ  蛇行部、７３  出口チューブ、７４  液体タンク、７５  液体取出口、７６  液体供給経路、８０  冷却コントローラー、８１  温度センサー、８６  冷却ポンプ、８７  液体ヒーター、９１  表示部、９１Ａ  待ち時間表示、９１Ｂ  設定温度表示、９２  テンキー、９３，９４  操作ボタン、１００  画像形成装置、１０１  制御装置、Ｎ  ニップ部、Ｓ  用紙。
【図１】
2020173292.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020173292.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020173292.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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