(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材に画像を定着させる定着装置と、当該定着装置から排出された前記シート材を外部に排出する排出口と、前記定着装置から前記排出口に前記シート材を搬送する間に当該シート材を冷却する冷却手段を備えた画像形成装置において、
前記冷却手段よりシート搬送方向上流側で前記定着装置から排出された前記シート材の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記冷却手段よりシート搬送方向の下流側で前記シート材の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記第１温度検知手段と前記第２温度検知手段のそれぞれの検知温度及びそれらの差分情報に基づいて、前記定着装置から前記排出口に前記シート材を搬送する間での前記冷却手段の冷却強度と搬送経路及び搬送速度のうち、少なくとも１つを変更可能に制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記冷却強度の変更を、前記冷却手段の出力と冷却方式の少なくとも一方を変更することによって行うように構成した請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記シート材の情報を入力する情報入力手段と、前記シート材の情報を検知する情報検知手段の少なくとも一方を備え、それらのうちの少なくとも一方から得られた前記シート材の情報に基づいて、前記定着装置から前記排出口に前記シート材を搬送する間での冷却強度と搬送経路及び搬送速度のうち、少なくとも１つの初期設定を行うように構成した請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記シート材の情報を入力する情報入力手段と、前記シート材の情報を検知する情報検知手段の少なくとも一方を備え、それらのうちの少なくとも一方から得られた前記シート材の情報に基づいて、前記定着装置における定着温度の設定を行うように構成した請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記情報入力手段を、前記シート材の情報を入力可能なコントロールパネルとした請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記情報検知手段を、前記シート材のサイズを検知するサイズ検知装置と、前記シート材の厚さを検知する厚さ検知装置とした請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２温度検知手段の位置から前記排出口まで前記シート材を搬送する搬送経路の長さに応じて、前記シート材が前記第２温度検知手段の位置に到達した際の当該シート材の目標冷却温度を変更可能に構成した請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第２温度検知手段によって検知される前記シート材の温度に応じて、前記第２温度検知手段の位置から前記排出口まで前記シート材を搬送する搬送経路の長さを選択可能に構成した請求項１から７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】
本発明は、定着装置から排出されたシート材を冷却する冷却手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、熱によって記録用紙上のトナーを溶融させて画像を定着させる定着装置が多く用いられている。この種の定着装置の定着温度は、トナーや記録用紙の種類、記録用紙の搬送速度などによって異なるが、一般的に、１８０℃〜２００℃程度となるように制御されている。また、定着処理直後の記録用紙の温度は、１００℃〜１３０℃程度の高い温度となっている。そのため、定着処理直後の時点では、記録用紙上のトナーはまだ溶融状態にあり、トナーが冷えて完全に硬化するまではしばらくの時間を要する。特に、両面印刷の場合は、１枚の記録用紙に対して定着処理を２回行うため、記録用紙の温度はさらに上昇し、溶融したトナーが硬化するにはより長い時間を要する。
【０００３】
定着処理後の記録用紙は、機外に設けた排紙トレイ等のスタック部に排出され、そのスタック部で記録用紙の放熱が行われることでトナーが完全に硬化する。ところが、連続的に印刷が繰り返し行われ、スタック部に多量の記録用紙が積載された場合、積載された記録用紙の熱が合算され蓄熱される。また、積み重ねられた記録用紙の重みで記録用紙同士の密着度合いが高まって、記録用紙が外気に曝されにくくなり、記録用紙の放熱が妨げられる。このように、記録用紙が多量に積載され放熱が行われにくい状況下では、トナーが硬化しにくくなる、あるいは、硬化したトナーが再度軟化する場合がある。その結果、軟化したトナーが別の記録用紙に貼り付く、いわゆるブロッキングと呼ばれる現象が生じ、画像品質を著しく低下させる問題がある。最悪の場合は、トナーによって貼り付いた記録用紙同士が剥がれなくなり、無理に剥がそうとすると、トナーが剥離したり、記録用紙が破れてしまったりする。
【０００４】
従来、上記ブロッキングを防止する方法として、定着装置から排出された記録用紙を冷却ファンなどの冷却手段によって冷却する方法が知られている。また、別の方法として、定着装置からスタック部までの記録用紙の搬送経路を長くしたり、記録用紙の搬送速度を遅くしたりして、記録用紙の放熱（冷却）時間を稼ぐ方法も知られている。
【０００５】
また、下記特許文献１〜３に記載された画像形成装置では、記録用紙を効果的に冷却するために、画像形成モードや、紙種情報、外気の温湿度などの各種条件に基づいて、冷却手段の冷却能力や記録用紙の搬送速度などを制御するようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１３は、２種類のコート紙における放熱性を調べた試験結果を示すグラフである。
本試験では、同じ坪量（厚さ）、同じサイズの２種類のコート紙を、初期温度８０℃に加熱し、温度２３℃、湿度５０％の環境下で、それぞれの表面に同じ方向に気流を１秒間当てた場合の温度を風速毎に調べた。図１３において、四角（■）でプロットしたグラフと、菱形（◆）でプロットしたグラフが、各コート紙の風速毎の温度を示している。図１３に示すグラフを見ると、同じ条件で気流を当てても、コート紙の種類によって温度低下量が異なっているのが分かる。このように、コート紙の種類によっては、気流による表面放熱性の低いものがあり、風速を上げても十分な冷却効果が得られない場合がある。
【０００７】
上記特許文献１〜３に記載の画像形成装置は、各種条件に基づいて冷却手段の冷却能力や記録用紙の搬送速度などを制御するように構成されているが、シート材の放熱量を把握できるようには構成されていない。このため、放熱性に合わない冷却条件を選択している可能性があり、過冷却による消費電力の増大、急激な冷却による用紙カールや結露などの問題を生じる虞がある。また、特許文献１〜３に記載の画像形成装置は、記録用紙がスタック部に排出されたときの温度予測が不十分であり、冷却不足によるブロッキングが生じる虞もある。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑み、冷却不足及び過冷却を防止して画像品質の劣化を防ぎ、生産性と消費エネルギーのコストパフォーマンスに優れた信頼性の高い画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、シート材に画像を定着させる定着装置と、当該定着装置から排出された前記シート材を外部に排出する排出口と、前記定着装置から前記排出口に前記シート材を搬送する間に当該シート材を冷却する冷却手段を備えた画像形成装置において、前記冷却手段よりシート搬送方向上流側で前記定着装置から排出された前記シート材の温度を検知する第１温度検知手段と、前記冷却手段よりシート搬送方向の下流側で前記シート材の温度を検知する第２温度検知手段と、前記第１温度検知手段と前記第２温度検知手段のそれぞれの検知温度及びそれらの差分情報に基づいて、前記定着装置から前記排出口に前記シート材を搬送する間での前記冷却手段の冷却強度と搬送経路及び搬送速度のうち、少なくとも１つを変更可能に制御する制御手段を備えたものである。
【００１０】
第１温度検知手段と第２温度検知手段によって、冷却手段による冷却前と冷却後のシート材の温度を検知することができるので、それらの検知温度の差分情報を得ることにより、サイズ、厚さ、比熱等によらずにシート材の放熱性を把握することができる。そして、各検知温度及びそれらの差分情報に基づいて、冷却強度と搬送経路及び搬送速度のうち、少なくとも１つを制御することにより、シート材の放熱性に合った冷却条件を設定することができるようになる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記冷却強度の変更を、前記冷却手段の出力と冷却方式の少なくとも一方を変更することによって行うように構成したものである。
【００１２】
冷却手段の出力と冷却方式の少なくとも一方を変更することにより、冷却強度を変更することが可能である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記シート材の情報を入力する情報入力手段と、前記シート材の情報を検知する情報検知手段の少なくとも一方を備え、それらのうちの少なくとも一方から得られた前記シート材の情報に基づいて、前記定着装置から前記排出口に前記シート材を搬送する間での冷却強度と搬送経路及び搬送速度のうち、少なくとも１つの初期設定を行うように構成したものである。
【００１４】
シート材の情報に基づいて、冷却強度と搬送経路及び搬送速度のうち、少なくとも１つの初期設定を行うことにより、冷却条件の設定効率が上がり、画像品質をより一層向上させることが可能となる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記シート材の情報を入力する情報入力手段と、前記シート材の情報を検知する情報検知手段の少なくとも一方を備え、それらのうちの少なくとも一方から得られた前記シート材の情報に基づいて、前記定着装置における定着温度の設定を行うように構成したものである。
【００１６】
シート材の情報に基づいて、定着装置における定着温度の設定を行うことにより、冷却条件の設定効率が上がり、画像品質をより一層向上させることが可能となる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記情報入力手段を、前記シート材の情報を入力可能なコントロールパネルとしたものである。
【００１８】
これにより、コントロールパネルによって入力されたシート材の情報に基づいて、冷却強度と搬送経路及び搬送速度の初期設定、又は定着装置における定着温度の設定を行うことができるようになるので、冷却条件の設定効率が上がり、画像品質をより一層向上させることが可能となる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記情報検知手段を、前記シート材のサイズを検知するサイズ検知装置と、前記シート材の厚さを検知する厚さ検知装置としたものである。
【００２０】
これにより、サイズ検知装置及び厚さ検知装置によって検知されたシート材のサイズ及び厚さに基づいて、冷却強度と搬送経路及び搬送速度の初期設定、又は定着装置における定着温度の設定を行うことができるようになるので、冷却条件の設定効率が上がり、画像品質をより一層向上させることが可能となる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第２温度検知手段の位置から前記排出口まで前記シート材を搬送する搬送経路の長さに応じて、前記シート材が前記第２温度検知手段の位置に到達した際の当該シート材の目標冷却温度を変更可能に構成したものである。
【００２２】
これにより、シート材が比較的長い搬送経路を経て排出される場合は、シート材を排出するまでのシート材の放熱（冷却）時間を長く確保できるので、目標冷却温度を高く設定することができ、消費エネルギーの削減を図れる。反対に、シート材が比較的短い搬送経路を経て排出される場合は、シート材を排出するまでのシート材の放熱（冷却）時間が短いので、目標冷却温度を低く設定することによって、シート材を十分に冷却することが可能となる。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第２温度検知手段によって検知される前記シート材の温度に応じて、前記第２温度検知手段の位置から前記排出口まで前記シート材を搬送する搬送経路の長さを選択可能に構成したものである。
【００２４】
これにより、第２温度検知手段で検知したシート材の温度が目標冷却温度よりも高い場合、比較的長い搬送経路の長さを選択してシート材を搬送することにより、シート材の放熱（冷却）時間を長く確保することができ、シート材を十分に冷却した状態で排出することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、シート材の放熱性に合った冷却条件を設定することができるので、過冷却による消費電力の増大、急激な冷却によるシート材のカールや結露などの不具合を防止することができるようになる。また、シート材が外部に排出されたときの温度予測の精度が向上するため、冷却不足によるブロッキングの発生も防止できる。このように、本発明によれば、冷却不足及び過冷却を防止して画像品質の劣化を防ぐことができるので、生産性と消費エネルギーのコストパフォーマンスに優れた信頼性の高い画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】冷却条件の初期設定を行うための制御系を示す図である。
【図３】前記画像形成装置に設けた厚さ検知装置の一例を示す図である。
【図４】前記厚さ検知装置の他の例を示す図である。
【図５】前記厚さ検知装置のさらに別の例を示す図である。
【図６】冷却条件をフィードバック制御するための制御系を示す図である。
【図７】目標冷却温度を設定するための設定テーブルの一例を示す図である。
【図８】定着温度を設定するための設定テーブルの一例を示す図である。
【図９】冷却条件の設定方法の一例を説明するための図である。
【図１０】冷却条件の設定方法の一例を説明するための図である。
【図１１】ヒートパイプローラを用いた液冷式の冷却装置の一例を示す図である。
【図１２】前記ヒートパイプローラを用いた冷却装置の全体構成を模式的に示した図である。
【図１３】２種類のコート紙における放熱性を調べた試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。ただし、本発明に係る画像形成装置は図１に示すものに限らず、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
【００２８】
図１に示す画像形成装置１００は、画像形成部１と、給紙部２と、転写部３と、定着部４と、冷却部５と、排紙部６等を備えている。画像形成部１には、像担持体としての複数の感光体ドラム１０と、各光体ドラム１０の表面を帯電させる帯電手段としての複数の帯電ローラ１１と、各感光体ドラム１０に異なる色のトナーを供給して各感光体ドラム１０上の潜像を顕像化する現像手段としての複数の現像ローラ１２と、各感光体ドラム１０上の残留トナーを除去するクリーニング手段としての複数のクリーニングブレード１３と、各感光体ドラム１０の表面を露光する露光手段としての露光装置１４とが配設されている。
【００２９】
上記給紙部２には、シート材としての記録用紙Ｐを収容した複数の給紙カセット１５が配設されている。各給紙カセット１５には給紙ローラ１６が設けてあり、給紙ローラ１６が回転することにより給紙カセット１５に収容された用紙束の最上位の記録用紙Ｐが送り出されるようになっている。
【００３０】
上記転写部３には、複数のローラ２１〜２５に掛け渡された無端状のベルトから成る中間転写ベルト１７と、複数の感光体ドラム１０に対向する位置に配設された一次転写手段としての複数の一次転写ローラ１８と、中間転写ベルト１７を支持する前記ローラのうちの１つ（図１のローラ２５）に対向する位置に配設された二次転写手段としての二次転写ローラ１９が配設されている。各一次転写ローラ１８と各感光体ドラム１０とによって中間転写ベルト１７を挟み込んだ箇所には、一次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１９とそれに対向するローラ２５によって中間転写ベルト１７を挟み込んだ箇所には、二次転写ニップが形成されている。
【００３１】
上記定着部４には、記録用紙Ｐに画像を定着するための定着装置２０が配設されている。定着装置２０は、加熱源によって加熱される定着部材としての定着ローラ２６と、その定着ローラ２６を加圧する加圧部材としての加圧ローラ２７とを有する。定着ローラ２６と加圧ローラ２７とが互いに加圧された箇所には、定着ニップが形成されている。
【００３２】
上記冷却部５には、搬送される記録用紙Ｐを冷却する冷却手段としての３つの冷却ファン３１〜３３等が配設されている。上記排紙部６には、記録用紙Ｐを装置外に排出するための排出口２９と一対の排紙ローラ２８が配設されている。また、本実施形態では、画像形成装置１００の排紙部６側の側面にフィニッシャ２００が接続されている。フィニッシャ２００は、分岐した複数の搬送経路Ｒと、搬送経路Ｒを通過した記録用紙Ｐを外部に排出する複数の排出口３４〜３６と、各排出口３４〜３６から排出された記録用紙Ｐをスタックする複数のスタック部３７〜３９を有している。なお、フィニッシャ２００を省略し、画像形成装置１００の排紙部６側の側面にスタック部を配設してもよい。
【００３３】
また、画像形成装置１００内には、記録用紙Ｐを搬送するための搬送経路が形成されている。本実施形態では、画像形成装置１００内の搬送経路は、第１〜第７搬送経路Ｒ１〜Ｒ７によって構成されている。
【００３４】
第１搬送経路Ｒ１は、給紙カセット１５から二次転写ローラ１９の位置（二次転写位置）へ記録用紙Ｐを案内し、さらに記録用紙Ｐを定着装置２０まで案内するための搬送経路である。この第１搬送経路Ｒ１において、二次転写ローラ１９の位置よりも搬送方向上流側には、用紙のスキュー補正と搬送タイミングの調整を行う一対のレジストローラ４０が配設されている。また、第１搬送経路Ｒ１上の二次転写ローラ１９と定着装置２０との間には、記録用紙Ｐを搬送するための搬送ベルト装置４１が配設されている。また、第１搬送経路Ｒ１上のレジストローラ４０の位置よりも搬送方向上流側の位置には、図示しない外部給紙装置から記録用紙Ｐを搬入するための第７搬送経路Ｒ７が合流している。
【００３５】
第２搬送経路Ｒ２は、定着装置２０から排出された記録用紙Ｐを、短い経路で排紙ローラ２８へ案内するための搬送経路である。第２搬送経路Ｒ２上の定着装置２０の搬送方向下流側では、第３搬送経路Ｒ３が分岐して配設されている。第３搬送経路Ｒ３は、分岐した位置から下方へ伸び、画像形成装置１００の下部で上方へ引き返して、排紙ローラ２８の手前側で第２搬送経路Ｒ２に合流している。このように、第３搬送経路Ｒ３は、第２搬送経路Ｒ２よりも長い経路長に構成されている。
【００３６】
また、第３搬送経路Ｒ３の搬送方向上流側の位置では、第４搬送経路Ｒ４が分岐しており、第４搬送経路Ｒ４は、排紙ローラ２８の手前側で第２搬送経路Ｒ２に合流している。さらに、第４搬送経路Ｒ４の分岐位置よりも搬送方向下流側において、第５搬送経路Ｒ５が第３搬送経路Ｒ３から分岐している。また、第５搬送経路Ｒ５は第６搬送経路Ｒ６と接続されており、第６搬送経路Ｒ６は、レジストローラ４０よりも搬送方向上流側で第１搬送経路Ｒ１に合流している。また、搬送経路の各分岐位置には、記録用紙Ｐを分岐する搬送経路のいずれかに選択して案内するための図示しない搬送経路切換手段が設けられている。
【００３７】
上記冷却部５に配設された３つの冷却ファン３１〜３３のうち、１つの冷却ファン３１は、第２搬送経路Ｒ２と第４搬送経路Ｒ４との合流位置に配設されており、残りの２つの冷却ファン３２，３３は、第３搬送経路Ｒ３に対向して配設されている。ここで、第２搬送経路Ｒ２と第４搬送経路Ｒ４との合流位置に配設された冷却ファン３１は、吹き出したエアを記録用紙Ｐに直接当てて記録用紙Ｐを冷却する直接冷却方式となっている。一方、第３搬送経路Ｒ３に対向して配設された２つの冷却ファン３２，３３は、吹き出したエアを板金のガイド板に当て、そのガイド板に記録用紙Ｐが接触することによって記録用紙Ｐが冷却される間接冷却方式となっている。この板金のガイド板を介した間接冷却方式は、エアを直接記録用紙Ｐに当てる直接冷却方式よりも熱交換率が良いので、直接冷却方式よりも高い冷却効果が得られる。
【００３８】
また、各冷却ファン３１〜３３よりも搬送方向上流側と下流側に、それぞれ記録用紙Ｐの温度を検知する温度検知手段としての第１温度検知センサ４７及び第２温度検知センサ４８が配設されている。詳しくは、第１温度検知センサ４７は、第２搬送経路Ｒ２と第３搬送経路Ｒ３との分岐位置に配設され、第２温度検知センサ４８は、排紙ローラ２８よりも搬送方向下流側に配設されている。
【００３９】
また、図１において、符号５０で示すのはコントロールパネルである。ユーザー等はコントロールパネル５０、あるいは画像形成装置１００に接続された図示しないパソコン等の端末から画像形成モードの選択などを操作可能となっている。
【００４０】
以下、図１を参照して上記画像形成装置の画像形成動作について説明する。
画像形成動作が開始されると、各感光体ドラム１０が図の反時計回りに回転駆動され、帯電ローラ１１によって各感光体ドラム１０の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置１４から各感光体ドラム１０の表面にレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。このように感光体ドラム１０上に形成された静電潜像に、各現像ローラ１２によってトナーが供給されることにより、静電潜像は各色のトナー画像として顕像化（可視像化）される。なお、ここでは、全ての感光体ドラム１０を使用した場合の画像形成動作を説明しているが、複数の感光体ドラム１０のうちの一部を使用して画像を形成することも可能である。
【００４１】
上記各感光体ドラム１０が回転駆動されると同時に、中間転写ベルト１７を張架するローラの１つが回転駆動して、中間転写ベルト１７を図の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ１８に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１８と各感光体ドラム１０との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体ドラム１０に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１７上に順次重ね合わせて転写される。一方、転写後の各感光体ドラム１０の表面には、中間転写ベルト１７に転写しきれなかったトナーが残留している。この感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニングブレード１３によって除去される。
【００４２】
また、画像形成動作が開始されると、給紙ローラ１６が回転し、給紙カセット１５から第１搬送経路Ｒ１へ記録用紙Ｐが搬入される。あるいは、図示しない外部給紙装置から第７搬送経路Ｒ７を介して第１搬送経路Ｒ１へ記録用紙Ｐが搬入される。第１搬送経路Ｒ１へ搬入された記録用紙Ｐは、複数の搬送ローラによって搬送された後、レジストローラ４０によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１９と中間転写ベルト１７との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１９には、中間転写ベルト１７上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１７上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。
【００４３】
トナー画像が転写された記録用紙Ｐは、搬送ベルト装置４１によって定着装置２０へと搬送される。定着装置２０に送り込まれた記録用紙Ｐは、定着ローラ２６と加圧ローラ２７よって加熱及び加圧され、トナー画像が記録用紙Ｐ上に定着される。そして、定着装置２０から排出された記録用紙Ｐは、第２搬送経路Ｒ２又は第３搬送経路Ｒ３等を通って排紙ローラ２８へと送られる。このとき、搬送される記録用紙Ｐを、直接冷却方式の冷却ファン３１又は間接冷却方式の冷却ファン３２，３３によって冷却することが可能である。その後、記録用紙Ｐは、排紙ローラ２８によってフィニッシャ２００へと送られ、フィニッシャ２００を通過してスタック部３７〜３９のいずれかに排出される。
【００４４】
次に、図１を参照して、上記各搬送経路における記録用紙の搬送動作について詳しく説明する。
上記定着装置２０で画像が定着された記録用紙Ｐを、短い搬送経路を経て排出する場合は、記録用紙Ｐを図の矢印Ａの方向に搬送し、第２搬送経路Ｒ２を通して排出する。また、画像が定着された記録用紙Ｐを、長い搬送経路を経て排出する場合は、記録用紙Ｐを図の矢印Ｂ、Ｃ、Ｈの順に搬送し、第３搬送経路Ｒ３を通して排出する。
【００４５】
また、記録用紙Ｐをページ順に排出する場合は、画像が定着された記録用紙Ｐを、図の矢印ＢからＣの方向へ搬送して第３搬送経路Ｒ３へ一旦引き込んだ後、記録用紙Ｐをスイッチバック（前後反転）させて図の矢印Ｄの方向へ搬送し、第４搬送経路Ｒ４を通して排出する。これにより、記録用紙Ｐは、前後及び表裏が反転されて排出され、ページ順に揃えた状態で積載される。
【００４６】
また、両面印刷を行う場合は、画像が定着された記録用紙Ｐを、図の矢印ＢからＥの方向へ搬送し、第５搬送経路Ｒ５へ一旦引き込んだ後、記録用紙Ｐをスイッチバック（前後反転）させる。そして、記録用紙Ｐを図の矢印Ｇの方向へ搬送し、第６搬送経路Ｒ６を通過させて第１搬送経路Ｒ１へと案内する。これにより、記録用紙Ｐは、表裏が反転された状態で再度二次転写ニップへと搬送され、そこで、表側に画像が転写されたのと同様にして、記録用紙Ｐの裏面に画像が転写される。その後、裏面の画像が定着装置２０によって定着された後、記録用紙Ｐを、第２搬送経路Ｒ２又は第３搬送経路Ｒ３を通過させて排出する。
【００４７】
図２は、上記冷却部５における冷却条件を初期設定するための制御系を示す図である。
ここでの冷却条件は、具体的には、図１に示す定着装置２０から排出口２９に記録用紙Ｐを搬送する間での冷却強度と搬送経路及び搬送速度のうち、少なくとも１つの設定条件である。
【００４８】
図２に示すように、冷却強度、搬送経路及び搬送速度は、サイズ検知装置４９、コントロールパネル５０、厚さ検知装置４２の情報に基づき、画像形成装置本体に設けてある制御手段としてのＣＰＵ６０によって初期設定されるようになっている。サイズ検知装置４９によって検知した記録用紙Ｐのサイズ、厚さ検知装置４２によって検知した記録用紙の厚さ、コントロールパネル５０によって入力された記録用紙の情報（サイズ、厚さに関する情報）は、画像形成装置に設けた図示しない記録部に記録されるように構成されている。そして、ＣＰＵ６０は、その記録部に記録された情報に基づいて、冷却強度、搬送経路及び搬送速度を設定するように構成されている。
【００４９】
上記冷却強度の初期設定は、各冷却ファン３１〜３３の出力の調整と、冷却方式の選択（直接冷却方式の冷却ファン３１又は間接冷却方式の冷却ファン３２，３３の選択）の少なくとも一方によって行われるように構成されている。また、搬送経路の初期設定は、第２搬送経路Ｒ２又は第３搬送経路Ｒ３の選択によって行われるようになっている。なお、本実施形態では、第２搬送経路Ｒ２又は第３搬送経路Ｒ３の選択は、結果として、直接冷却方式の冷却ファン３１か間接冷却方式の冷却ファン３２，３３の選択（冷却方式の選択）にもなる。また、搬送速度の初期設定は、上記選択された搬送経路における搬送ローラ等の線速（回転速度）の調整によって行われる。
【００５０】
上記サイズ検知装置４９は、記録用紙Ｐの搬送方向及び幅方向（搬送方向と直交する方向）のサイズを検知する装置であり、図１に示す給紙カセット１５や図示しない外部給紙装置に設けられている。サイズ検知装置４９は、例えば、記録用紙Ｐの幅方向両端を支持する一対のサイドフェンスの位置と、記録用紙Ｐの搬送方向後端を支持するエンドフェンスとの位置を検知する検知装置等によって構成されている。
【００５１】
厚さ検知装置４２は、搬送途中の記録用紙Ｐの厚さを検知する装置であり、図１に示す第１搬送経路Ｒ１と第７搬送経路Ｒ７との合流位置に配設されている。厚さ検知装置４２は、例えば図３に示すように、付勢部材４３によって互いに当接する一対の検知ローラ４４によって構成される。この場合、一対の検知ローラ４４間を記録用紙Ｐが通過した際、検知ローラ４４に生じる反力Ｆを付勢部材４３に生じる反発量などから測定することにより、記録用紙Ｐの厚さを測定するように構成されている。また、厚さ検知装置４２は、図４に示すような記録用紙Ｐに透過光Ｌを照射することによりその厚さを検知する光学センサ４５や、図５に示すような記録用紙Ｐへ発した超音波の反射波Ｍを検知することによってその厚さを検知する超音波センサ４６等とすることも可能である。
【００５２】
なお、厚さ検知装置４２やサイズ検知装置４９等の情報検知手段として、上記説明した構成以外のものを適用することも可能である。また、記録用紙Ｐの情報を入力する情報入力手段として、上記コントロールパネル５０以外に、本画像形成装置１００に接続された図示しないパソコン等の端末を用いてもよい。
【００５３】
図６は、上記冷却部５における冷却条件をフィードバック制御するための制御系を示す図である。
図６に示すように、冷却条件としての冷却強度、搬送経路及び搬送速度は、図１に示す第１温度検知センサ４７と第２温度検知センサ４８のそれぞれの検知情報に基づいて、ＣＰＵ６０によって制御されるように構成されている。ここでの冷却強度、搬送経路及び搬送速度の制御は、基本的に上記図２で説明した初期設定と同様である。すなわち、冷却強度の制御は、各冷却ファン３１〜３３の出力の調整と、冷却方式の選択（直接冷却方式の冷却ファン３１又は間接冷却方式の冷却ファン３２，３３の選択）の少なくとも一方によって行われる。また、搬送経路の制御は、第２搬送経路Ｒ２又は第３搬送経路Ｒ３の選択によって行う。また、搬送速度の制御は、上記選択された搬送経路における搬送ローラ等の線速（回転速度）の制御によって行われる。
【００５４】
図７は、記録用紙の目標冷却温度を設定するための設定テーブルの一例を示す図である。
ＣＰＵ６０は、厚さ検知装置４２によって検知した記録用紙Ｐの厚さと、サイズ検知装置４９によって検知した記録用紙Ｐのサイズに基づき、図７に示す設定テーブルを参照して目標冷却温度の設定を行う。また、厚さ検知装置４２とサイズ検知装置４９によって検知した情報の代わりに、コントロールパネル５０で入力された情報に基づいて、目標冷却温度を設定してもよい。なお、図７において、紙厚１でサイズがＳＳの場合、目標冷却温度は７５℃に設定されているが、実際は７５℃に一致する場合に限らずある程度の幅を持たせた範囲を目標冷却温度としている。
【００５５】
また、図８は、定着装置における定着温度を設定するための設定テーブルの一例を示す図である。
ＣＰＵ６０は、厚さ検知装置４２によって検知した記録用紙Ｐの厚さに基づき図８に示す設定テーブルを参照して定着温度の設定を行う。また、厚さ検知装置４２によって検知した情報の代わりに、コントロールパネル５０で入力された情報に基づいて、定着温度を設定してもよい。
【００５６】
以下、図９及び図１０に示すフローチャートを参照して、本発明に係る冷却条件の設定方法の一例について説明する。
まず、上記サイズ検知装置４９による記録用紙のサイズ検知、又は上記コントロールパネル５０によって入力された情報から記録用紙のサイズが決定される（図９のＳ１）。次に、給紙カセット１５又は外部給紙装置から給紙が行われ（図９のＳ２）、上記厚さ検知装置４２によって記録用紙の厚さが検知される（図９のＳ３）。そして、記録用紙のサイズと厚さの情報に基づき、図７に示す設定テーブルを参照して目標冷却温度の設定を行う（図９のＳ４）。また、記録用紙のサイズと厚さの情報に基づいて、冷却条件の初期設定が行われる（図９のＳ５）。ここでは、初期設定として、直接冷却方式の冷却ファン３１を選択し、その冷却強度（出力レベル）Ｎを５段階のうちの中間「３」に設定する。
【００５７】
その後、記録用紙に画像が転写され、その画像が定着装置２０によって定着された後、定着装置２０から排出された記録用紙は、冷却ファン３１の位置に至る前に第１温度検知センサ４７によって温度が検知される（図９のＳ６）。以下、第１温度検知センサ４７によって検知された温度を第１温度Ｔ１と言うことにする。そして、第１温度Ｔ１が上記設定された目標冷却温度以下となっているか否かを判断する（図９のＳ７）。その結果、第１温度Ｔ１が目標冷却温度以下となっていれば、冷却する必要はないので、冷却ファン３１をＯＦＦにし（図９のＳ８）、冷却条件設定を完了する。一方、第１温度Ｔ１が目標冷却温度より高い場合は、冷却ファン３１によって記録用紙の冷却を行い（図９のＳ９）、冷却後の記録用紙の温度を第２温度検知センサ４８によって検知する（図９のＳ１０）。以下、第２温度検知センサ４８によって検知された温度を第２温度Ｔ２と言うことにする。
【００５８】
そして、第２温度Ｔ２が目標冷却温度内にあるか否かを判断する（図９のＳ１１）。その結果、第２温度Ｔ２が目標冷却温度内にある場合は、冷却条件が適切に設定されているので冷却条件設定を完了する。一方、第２温度Ｔ２が目標冷却温度外（目標冷却温度の範囲より高い場合又は低い場合）となっている場合は、さらに、第２温度Ｔ２が目標冷却温度より低いか否かを判断する（図９のＳ１２）。
【００５９】
その判断の結果、第２温度Ｔ２が目標冷却温度よりも低くなっている場合は、記録用紙に対する冷却強度が強いということであるので、冷却強度が最弱（Ｎ＝１）か否かを確認し（図９のＳ１３）、最弱でなければ、冷却強度を一段階弱くする（図９のＳ１４）。この場合、初期設定で冷却強度が「３」に設定されているので、一段階弱くして「２」とする。しかし、冷却強度が最弱に設定されている場合は、これ以上弱めることができないので、冷却条件の設定を完了する。また、上記のように、冷却強度を一段階弱く設定した場合は（図９のＳ１４）、図９のＳ１０に示す工程に戻り、次に搬送される記録用紙の第２温度Ｔ２を検知して、それ以降の制御を同様に行う。
【００６０】
一方、上記図９のＳ１２の工程での判断の結果、第２温度Ｔ２が目標冷却温度よりも高くなっている場合は、記録用紙に対する冷却強度が弱いことを示している。この場合、さらに第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差分ΔＴを算出し、それが５℃以上であるか否かを判断する（図９のＳ１５）。
【００６１】
その判断の結果、差分ΔＴが５℃以上である場合は、現時点の冷却方式（直接冷却方式）によって冷却効果が得られていると判断し、冷却方式を変更せず、冷却強度（出力レベル）を強くすることで冷却不足の解消を図るように制御する。具体的には、冷却強度が最強（Ｎ＝５）か否かを確認し（図９のＳ１６）、最強でなければ、冷却強度を一段階強くする（図９のＳ１７）。この場合、初期設定で冷却強度が「３」に設定されているので、一段階強くして「４」とする。しかし、冷却強度が最強に設定されている場合は、直接冷却方式においてこれ以上強めることができないので、冷却方式を冷却能力の高い間接冷却方式に変更する（図１０のＳ１８）。その場合、間接冷却方式の冷却ファン３２，３３の冷却強度（出力レベル）Ｎを、５段階のうちの中間「３」に設定する。また、上記のように、冷却強度を一段階強く設定した場合は（図９のＳ１７）、図９のＳ１０に示す工程に戻り、次に搬送される記録用紙の第２温度Ｔ２を検知して、それ以降の制御を同様に行う。
【００６２】
一方、上記図９のＳ１５の工程での判断の結果、上記差分（ΔＴ）が５℃未満である場合は、現時点の冷却方式（直接冷却方式）では冷却効果があまり得られていないと判断し、冷却方式を冷却能力の高い間接冷却方式に変更する（図１０のＳ１８）。なお、この場合も、上記と同様に、間接冷却方式の冷却ファン３２，３３の冷却強度（出力レベル）Ｎを、５段階のうちの中間「３」に設定する。
【００６３】
上記間接冷却方式に切り換えた場合は、次に搬送される記録用紙の第２温度Ｔ２の検知を行い（図１０のＳ１９）、第２温度Ｔ２が目標冷却温度内にあるか否かを判断する（図１０のＳ２０）。その結果、第２温度Ｔ２が目標冷却温度内にある場合は、冷却条件が適切に設定されているので冷却条件設定を完了する。一方、第２温度Ｔ２が目標冷却温度外（目標冷却温度の範囲より高い場合又は低い場合）となっている場合は、さらに、第２温度Ｔ２が目標冷却温度より低いか否かを判断する（図１０のＳ２１）。
【００６４】
その判断の結果、第２温度Ｔ２が目標冷却温度よりも低くなっている場合は、記録用紙に対する冷却強度が強いということであるので、冷却強度が最弱（Ｎ＝１）か否かを確認し（図１０のＳ２２）、最弱でなければ、冷却強度を一段階弱くする（図１０のＳ２３）。この場合、初期設定で冷却強度が「３」に設定されているので、一段階弱くして「２」とする。しかし、冷却強度が最弱に設定されている場合は、これ以上弱めることができないので、冷却条件の設定を完了する。また、上記のように、冷却強度を一段階弱く設定した場合は（図１０のＳ２３）、図１０のＳ１９に示す工程に戻り、次に搬送される記録用紙の第２温度Ｔ２を検知して、それ以降の制御を同様に行う。
【００６５】
一方、上記図１０のＳ２１の工程での判断の結果、第２温度Ｔ２が目標冷却温度よりも高くなっている場合は、記録用紙に対する冷却強度が弱いことを示している。この場合、冷却ファン３２，３３の冷却強度を強く設定する必要があるので、冷却強度が最強（Ｎ＝５）か否かを確認し（図１０のＳ２４）、最強でなければ、冷却強度を一段階強くする（図１０のＳ２５）。この場合、初期設定で冷却強度が「３」に設定されているので、一段階強くして「４」とする。しかし、冷却強度が最強に設定されている場合は、これ以上強めることができないので、第３搬送経路Ｒ３における記録用紙の搬送速度をそれまでの５０％となるように設定し（図１０のＳ２６）、冷却条件の設定を完了する。また、上記のように、冷却強度を一段階強く設定した場合は（図１０のＳ２５）、図１０のＳ１９に示す工程に戻り、次に搬送される記録用紙の第２温度Ｔ２を検知して、それ以降の制御を同様に行う。
【００６６】
以上、本実施形態における冷却条件の設定方法の一例について説明したが、本発明は上記設定方法に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、図１に示すように、画像形成装置１００にフィニッシャ２００が接続されている場合は、第２温度検知センサ４８の位置からフィニッシャ２００の排出口３４〜３６のいずれかに記録用紙を搬送する搬送経路の長さに応じて、記録用紙が第２温度検知センサ４８に到達した際の目標冷却温度を変更可能に構成してもよい。これにより、記録用紙が比較的長い搬送経路を経て排出される場合は、記録用紙を排出するまでの記録用紙の放熱（冷却）時間を長く確保できるので、目標冷却温度を高く設定することができ、消費エネルギーの削減を図れる。反対に、記録用紙が比較的短い搬送経路を経て排出される場合は、記録用紙を排出するまでの記録用紙の放熱（冷却）時間が短いので、目標冷却温度を低く設定することによって、記録用紙を十分に冷却することが可能となる。
【００６７】
また、第２温度検知センサ４８によって検知された記録用紙の温度に応じて、第２温度検知センサ４８の位置からフィニッシャ２００の排出口３４〜３６のいずれかに記録用紙を搬送する搬送経路の長さを選択可能に構成してもよい。これにより、第２温度が目標冷却温度よりも高い場合、比較的長い搬送経路を選択して記録用紙を搬送することにより、記録用紙の放熱（冷却）時間を長く確保することができ、記録用紙を十分に冷却した状態で排出することができる。
【００６８】
また、上記実施形態では、冷却手段として、冷却ファン等の空冷式の冷却手段を用いているが、ヒートパイプローラ等の液冷式の冷却手段を用いることも可能である。以下、図１１及び図１２に基づいてヒートパイプローラを用いた液冷式冷却装置の一例について説明する。
【００６９】
図１１に示すように、この冷却装置７は、冷却手段としての冷却ローラ５１と、その冷却ローラ５１に対向して配設された対向ローラ５２等を備える。冷却ローラ５１は、アルミニウム製の円筒状のローラで構成されており、そのローラの内部には冷却液を流通させるための冷却液流路５１ａが形成されている。なお、冷却ローラ５１の材料としては、アルミニウム以外の熱伝導率の良い部材を適用することも可能である。対向ローラ５２は、金属製の芯材５２ａと、その芯材５２ａの表面に配設されたシリコーンゴム等から成る弾性層５２ｂとで構成されている。
【００７０】
冷却ローラ５１と対向ローラ５２は、互いに所定の圧力で接触（圧接）しており、記録用紙Ｐは回転する冷却ローラ５１と対向ローラ５２との間を通過するようになっている。このとき、記録用紙Ｐは冷却ローラ５１と接触することで冷却ローラ５１に熱が奪われ冷却される。また、本実施形態では、対向ローラ５２を図示しない駆動手段によって回転駆動する駆動ローラとし、冷却ローラ５１を対向ローラ５２の回転に伴って従動回転する従動ローラとしているが、冷却ローラ５１と対向ローラ５２の駆動と従動を逆にしてもよい。
【００７１】
図１２は、上記冷却装置７の全体構成を模式的に示した図である。
図１２に示すように、冷却装置７は、上記冷却ローラ５１及び上記対向ローラ５２以外に、ポンプ５３と、ラジエータ５４と、ファン５５と、タンク５６と、循環路５７を備えている。冷却ローラ５１、ポンプ５３、ラジエータ５４、タンク５６は、循環路５７を介して接続されている。
【００７２】
上記ポンプ５３は、循環路５７を介して冷却液を冷却ローラ５１に供給する冷却液供給手段である。この場合、冷却液は循環路５７内を図の矢印の方向に循環するようになっている。上記ラジエータ５４は、その内部に冷却液を収容することにより、冷却液を放熱させる放熱部である。また、上記ファン５５は、ラジエータ５４に送風することによって、ラジエータ５４の放熱効果を高めるためのものである。上記タンク５６は、余剰の冷却液を貯留するために設けられている。冷却液は、水を主成分とし、凍結温度を下げるためのプロピレングリコール又はエチレングリコールや、金属製の部品の錆を防止するための防錆剤（例えば、リン酸塩系物質：リン酸カリ塩、無機カリ塩等）が添加されている。
【００７３】
また、図１２に示すように、冷却ローラ５１の両端部は、一対の支持部材５８，５９によって回転可能に支持されている。各支持部材５８，５９は、内部に冷却液を流通させるための冷却液流路５８ａ，５９ａが形成されている。これら支持部材５８，５９の冷却液流路５８ａ，５９ａの一端は、冷却ローラ５１の冷却液流路５１ａと接続され、他端は、循環路５７と接続されている。支持部材５８，５９の冷却液流路５８ａ，５９ａと、冷却ローラ５１の冷却液流路５１ａとの接続は、例えば、回転継手などを介して行うことで、冷却ローラ５１を回転させつつ冷却液の供給及び排出を行うことが可能である。あるいは、冷却ローラ５１を、冷却液流路５１ａを形成する内管と、その内管の外側に回転可能に取り付けられた外管とで構成し、前記内管と支持部材５８，５９の冷却液流路５８ａ，５９ａとを回転しないように接続してもよい。また、この場合、冷却ローラ５１の内管と支持部材５８，５９の冷却液流路５８ａ，５９ａとを１本の配管によって一体的に構成することも可能である。
【００７４】
冷却ローラ５１が記録用紙から奪った熱は、冷却液流路５１ａ内を流通する冷却液に伝達される。そして、熱が伝達されて温度上昇した冷却液は、冷却ローラ５１からラジエータ５４に送られる。ラジエータ５４に送られた冷却液は、ファン５５からの送風によって放熱して温度が下げられた後、再び冷却ローラ５１へ供給されるようになっている。
【００７５】
また、上記冷却装置７は、記録用紙の冷却のしやすさに応じて冷却能力を変更できるように、ポンプ５３の駆動を制御する制御手段としての流量制御部６１を設けている。この流量制御部６１によって、ポンプ５３から冷却ローラ５１への単位時間当たりの冷却液の供給量を変化させることにより、冷却能力を変化させるようにしている。例えば、冷却ローラ５１への冷却液の供給量を多くした場合は、冷却液による熱輸送効率が高まるので、冷却能力を大きくすることができる。反対に、冷却ローラ５１への冷却液の供給量を少なくした場合は、熱輸送効率が低くなるので、冷却能力を小さくすることが可能である。また、上記記録用紙の冷却のしやすさに関わるパラメータとしては、例えば、記録用紙の放熱性、熱容量、熱伝導率、サイズ、厚さ、表面状態などが挙げられる。ここで「表面状態」とは、記録用紙の表面粗さや、コーティング層等の表面処理の有無、その表面処理の種類などである。これらのパラメータは、本発明の上記実施形態と同様に、コントロールパネルや各種検知装置などによって取得することが可能であり、その取得した情報に基づいて、流量制御部６１がポンプ５３からの冷却液の供給量を制御するように構成されている。
【００７６】
以上のように、本発明によれば、冷却手段による冷却前と冷却後の（記録用紙等の）シート材の温度を検知して、その差分情報を得ることにより、サイズ、厚さ、比熱等によらずにシート材の放熱性を把握することができる。これにより、シート材の放熱性に合った冷却条件を設定することができ、過冷却による消費電力の増大、急激な冷却によるシート材のカールや結露などの不具合を防止することができるようになる。また、シート材がスタック部に排出されたときの温度予測の精度が向上するため、冷却不足によるブロッキングの発生も防止できる。このように、本発明によれば、冷却不足及び過冷却を防止して画像品質の劣化を防ぐことができるので、生産性と消費エネルギーのコストパフォーマンスに優れた信頼性の高い画像形成装置を提供することが可能となる。
【００７７】
また、上記本発明の実施形態のように、記録用紙（シート材）のサイズ及び厚さの情報に基づいて、冷却条件の初期設定と、定着装置における定着温度の設定を行うように構成した場合は、冷却条件の設定効率が上がり、画像品質をより一層向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
２０    定着装置
２９    排出口
３１    冷却ファン（冷却手段）
３２    冷却ファン（冷却手段）
３３    冷却ファン（冷却手段）
３４    排出口
３５    排出口
３６    排出口
４２    厚さ検知装置（情報検知手段）
４７    第１温度検知センサ（第１温度検知手段）
４８    第２温度検知センサ（第２温度検知手段）
４９    サイズ検知装置（情報検知手段）
５０    コントロールパネル（情報入力手段）
５１    冷却ローラ（冷却手段）
６０    ＣＰＵ（制御手段）
６１    流量制御部（制御手段）
Ｐ      記録用紙（シート材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特開２００６−９１６２７号公報
【特許文献２】特開２００４−４５７２３号公報
【特許文献３】特開２００７−１５５８５５号公報
【図１】
0005418780.tif 000002
【図２】
0005418780.tif 000003
【図３】
0005418780.tif 000004
【図４】
0005418780.tif 000005
【図５】
0005418780.tif 000006
【図６】
0005418780.tif 000007
【図７】
0005418780.tif 000008
【図８】
0005418780.tif 000009
【図９】
0005418780.tif 000010
【図１０】
0005418780.tif 000011
【図１１】
0005418780.tif 000012
【図１２】
0005418780.tif 000013
【図１３】
0005418780.tif 000014