(57)【要約】【課題】  燃料電池から発生する熱を適切に放熱して画像形成に与える影響を抑制するとともに、画像形成装置全体の電力消費を抑えて燃料を有効に利用し、少ない部品及び少ない消費電力で記録媒体に到達したインクによるにじみや裏写りを防止する画像形成装置を提供する。【解決手段】  温度検出部９１はFC廃熱加熱部材２７の温度を検出し、用紙厚検出部９２は記録媒体の厚さを検出し、インク種検出部９３は記録ヘッド２２から記録媒体に吐出されるインクの種類を検出する。適正温度記憶部９４は、使用条件に応じたFC廃熱加熱部材２７の適正温度を適正温度情報として記憶する。冷却制御部９５及び加熱制御部９６は、使用条件に応じた切替部９７の指令により冷却量や加熱量を調整しながらFC廃熱加熱部材２７を冷却及び加熱する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池から供給される電力により駆動されて記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
燃料電池の廃熱により加熱されて画像形成前の前記記録媒体を加熱するFC廃熱加熱部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像を形成する位置まで前記記録媒体を搬送する搬送ベルトを備え、
前記FC廃熱加熱部材は、前記記録媒体との間に前記搬送ベルトを挟んで配置されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記FC廃熱加熱部材は、画像を形成する位置まで前記記録媒体を搬送する搬送経路のローラを構成している請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記FC廃熱加熱部材は、画像を形成する位置まで前記記録媒体を搬送する搬送経路のガイド板を構成している請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記FC廃熱加熱部材は、給紙前の前記記録媒体を収容する給紙部において前記記録媒体を加熱する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記FC廃熱加熱部材は、前記燃料電池内における物質の輸送経路の一部から熱を伝達され、
前記輸送経路は、輸送方向上流側から下流側に向けて徐々に重力方向に下がるように配置されている請求項１から請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像を形成する位置で前記記録媒体に対向してインクを吐出するノズルを備え、
前記FC廃熱加熱部材は、前記記録媒体の搬送経路を間に挟んで前記ノズルに対向して配置されている請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記FC廃熱加熱部材の温度を調節する温度調節手段を備える請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記燃料電池は、発電に使用する燃料の供給量を調整する燃料ポンプを備え、
前記温度調節手段は、前記燃料ポンプによる燃料の供給量を可変することにより前記FC廃熱加熱部材の温度を調節する請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ノズルに対向する面と反対の面から前記FC廃熱加熱部材を冷却する冷却機構を備え、
前記温度調節手段は、前記冷却機構による冷却量を可変することにより前記FC廃熱加熱部材の温度を調節する請求項８または請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記温度調節手段は、使用条件と前記FC廃熱加熱部材の適正温度との関係を記憶する適正温度記憶手段と、前記FC廃熱加熱部材の温度を検出する温度検出手段とを有し、使用条件に応じた適正温度に温度検出手段で検出された温度を近づけるように前記FC廃熱部材の温度を調節する請求項８から請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記適正温度記憶手段は、前記使用条件にインクの種類と適正温度との関係を含み、インクの乾燥速度が遅いほど前記適正温度を高く設定し、
前記温度調節手段は、画像形成に用いるインクの種類を検出するインク種検出手段を有し、前記インク種検出手段で検出されたインクの種類に応じた適正温度に温度検出手段で検出された温度を近づけるように前記FC廃熱部材の温度を調節する請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記FC廃熱加熱部材の温度が低いほど印刷速度を遅くする請求項１１または請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記記録部材に画像を形成していないときに印刷速度を可変させる請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記温度調節手段は、前記FC廃熱加熱部材の温度を検出する温度検出手段を有し、前記FC廃熱加熱部材の温度の異常高温を検出すると印刷動作を停止させる請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記FC廃熱加熱部材の異常高温の検出を報知する請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記温度調節手段は、前記FC廃熱加熱部材の温度を検出する温度検出手段を有し、前記FC廃熱加熱部材の温度の異常低温近郊値を検出すると印刷速度を低速にする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
印刷速度が低速であることを報知し、前記FC廃熱加熱部材の温度が異常低温近郊値である旨を報知しない請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
印刷速度を低速にした場合に前記FC廃熱加熱部材の温度が高いほど高速な印刷速度に切り替える請求項１７または請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記FC廃熱加熱部材の温度が正常温度に戻ると、印刷速度を通常に戻す請求項１７から請求項１９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記燃料電池が自律運転の限界に達すると印刷動作を停止する請求項１７から請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
印刷動作を停止する際に、給紙された記録媒体を全て排紙する請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
印刷動作を停止する際に、印刷途中の記録媒体に対する印刷を中断し、印刷前の記録媒体を全て排紙する請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
印刷動作を停止する際に、給紙トレイ内にある用紙をカセット内に戻す請求項２１から請求項２３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２５】
異常低温近郊値であることを検出した場合に低速で印刷するか通常速度で印刷するか選択する機能を備える請求項１７から請求項２４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２６】
前記FC廃熱加熱部材の異常高温の検出を報知する請求項１７から請求項２５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池から供給される電力を電源として駆動する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、染料インクなどを使用して普通紙などの記録媒体に印刷を行う画像形成装置では、記録媒体に到達したインクが乾く前に紙の繊維などに染込み、にじみや裏写りなどが発生する問題点がある。
【０００３】
特許文献１には、内部に設けたヒータによりあらかじめ記録媒体を過熱しておき、インクが記録媒体に到達した時点からのインクの乾燥スピードを速めることで、にじみや裏写りなどが発生する問題点を解決するインクジェット記録装置が提案されている。特許文献２には、インクヘッドで像を作る前にプレ定着ローラで記録媒体に熱を加えることによりインクの乾燥を速める方式や、インクヘッドの対向位置に設けたヒータにより記録媒体を暖めながらインクを吐出させて像を形成するインクジェット方式の画像形成装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１や特許文献２では、記録媒体やインクヘッドの加熱のためにのみ、ヒータ、ヒータ制御回路、ヒータドライブ回路、ヒータ温度センサ、加熱暴走に対する安全対策などが必要とされ、部品点数が増大し、インクジェットプリンタ自身の価格が増加するとともに、加熱のために多くの電力を消費する。
【０００５】
一方、近年、温暖化ガスの削減に代表される環境問題への配慮の観点からクリーンエネルギー源として燃料電池の開発が急速に進められている。燃料電池は、モジュール内で空気とメタノールやエタノールなどの燃料とを化学反応させることにより電力を供給するため、電力の供給に付随して化学変化熱が発生する。化学変化熱は、循環ポンプの動力でモジュールを通過しながら循環する燃料やモジュールを加熱する。また、燃料電池は、燃料と空気との化学反応により高温水を発生させる。
【０００６】
【特許文献１】特許第２５９０８２２号公報
【特許文献２】特開２００３−７２０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、燃料電池から発生する熱を適切に放熱して画像形成に与える影響を抑制するとともに、画像形成装置全体の電力消費を抑えて燃料を有効に利用し、少ない部品及び少ない消費電力で記録媒体に到達したインクによるにじみや裏写りを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１の画像形成装置は、燃料電池から供給される電力により駆動されて記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、燃料電池の廃熱により加熱されて画像形成前の記録媒体を加熱するFC廃熱加熱部材を備える。
【０００９】
この発明の第２の画像形成装置は、第１の画像形成装置において、画像を形成する位置まで記録媒体を搬送する搬送ベルトを備え、FC廃熱加熱部材は、記録媒体との間に搬送ベルトを挟んで配置されているとよい。
【００１０】
この発明の第３の画像形成装置は、第１の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材は、画像を形成する位置まで記録媒体を搬送する搬送経路のローラを構成しているとよい。この発明の第４の画像形成装置は、第１の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材は、画像を形成する位置まで記録媒体を搬送する搬送経路のガイド板を構成しているとよい。この発明の第５の画像形成装置は、第１の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材は、給紙前の記録媒体を収容する給紙部において記録媒体を加熱するとよい。
【００１１】
この発明の第６の画像形成装置は、第１から第５のいずれかの画像形成装置において、
FC廃熱加熱部材は、燃料電池内における物質の輸送経路の一部から熱を伝達され、輸送経路は、輸送方向上流側から下流側に向けて徐々に重力方向に下がるように配置されているとよい。
【００１２】
この発明の第７の画像形成装置は、第１から第６のいずれかの画像形成装置において、画像を形成する位置で記録媒体に対向してインクを吐出するノズルを備え、FC廃熱加熱部材は、記録媒体の搬送経路を間に挟んでノズルに対向して配置されているとよい。
【００１３】
この発明の第８の画像形成装置は、第７に記載の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の温度を調節する温度調節手段を備えるとよい。
【００１４】
この発明の第９の画像形成装置は、第８の画像形成装置において、燃料電池は、発電に使用する燃料の供給量を調整する燃料ポンプを備え、温度調節手段は、燃料ポンプによる燃料の供給量を可変することによりFC廃熱加熱部材の温度を調節するとよい。この発明の第１０の画像形成装置は、第８または第９の画像形成装置において、ノズルに対向する面と反対の面からFC廃熱加熱部材を冷却する冷却機構を備え、温度調節手段は、冷却機構による冷却量を可変することによりFC廃熱加熱部材の温度を調節するとよい。
【００１５】
この発明の第１１の画像形成装置は、第８から第１０のいずれかの画像形成装置において、温度調節手段は、使用条件とFC廃熱加熱部材の適正温度との関係を記憶する適正温度記憶手段と、FC廃熱加熱部材の温度を検出する温度検出手段とを有し、使用条件に応じた適正温度に温度検出手段で検出された温度を近づけるようにFC廃熱部材の温度を調節するとよい。この発明の第１２の画像形成装置は、第１１の画像形成装置において、適正温度記憶手段は、使用条件にインクの種類と適正温度との関係を含み、インクの乾燥速度が遅いほど適正温度を高く設定し、温度調節手段は、画像形成に用いるインクの種類を検出するインク種検出手段を有し、インク種検出手段で検出されたインクの種類に応じた適正温度に温度検出手段で検出された温度を近づけるようにFC廃熱部材の温度を調節するとよい。
【００１６】
この発明の第１３の画像形成装置は、第１１または第１２の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の温度に応じて印刷速度を可変させるとよい。この発明の第１４の画像形成装置は、第１３の画像形成装置において、記録部材に画像を形成していないときに印刷速度を可変させるとよい。
【００１７】
この発明の第１５の画像形成装置は、第８の画像形成装置において、温度調節手段は、FC廃熱加熱部材の温度を検出する温度検出手段を有し、FC廃熱加熱部材の温度の異常高温を検出すると印刷動作を停止させるとよい。この発明の第１６の画像形成装置は、第１５の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の異常高温の検出を報知するとよい。
【００１８】
この発明の第１７の画像形成装置は、第８の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の温度の異常低温近郊値を検出すると印刷速度を低速にするとよい。この発明の第１８の画像形成装置は、第１７の画像形成装置において、印刷速度が低速であることを報知し、FC廃熱加熱部材の温度が異常低温近郊値である旨を報知しないとよい。この発明の第１９の画像形成装置は、第１７または第１８の画像形成装置において、印刷速度を低速にした場合にFC廃熱加熱部材の温度が高いほど高速な印刷速度に切り替えるとよい。この発明の第２０の画像形成装置は、第１７から第１９のいずれかの画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の温度が正常温度に戻ると、印刷速度を通常に戻すとよい。この発明の第２１の画像形成装置は、第１７から第２０のいずれかの画像形成装置において、燃料電池が自律運転の限界に達すると印刷動作を停止するとよい。
【００１９】
この発明の第２２の画像形成装置は、第２１の画像形成装置において、印刷動作を停止する際に、給紙された記録媒体を全て排紙するとよい。この発明の第２３の画像形成装置は、第２１の画像形成装置において、印刷動作を停止する際に、印刷途中の記録媒体に対する印刷を中断し、印刷前の記録媒体を全て排紙するとよい。この発明の第２４の画像形成装置は、第２１から第２３のいずれかの画像形成装置において、印刷動作を停止する際に、給紙トレイ内にある用紙をカセット内に戻すとよい。
【００２０】
この発明の第２５の画像形成装置は、第１７から第２４のいずれかの画像形成装置において、異常低温近郊値であることを検出した場合に低速で印刷するか通常速度で印刷するか選択する機能を備えるとよい。この発明の第２６の画像形成装置は、第１７から第２５のいずれかの画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の異常高温の検出を報知するとよい。
【発明の効果】
【００２１】
この画像形成装置によれば、FC廃熱加熱部材により画像形成前に記録媒体を暖めるため、ヒータなど特別な加熱装置を必要とせずに、にじみや裏写りなどを抑制された高画質の画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
第１の実施形態の画像形成装置１は、図１（ａ）の筐体内部の平面図、図１（ｂ）の筐体内部の側面図及び図１（ｃ）の筐体内部の排紙トレイ側からみた概略の正面図に示すように、給紙トレイ１０と給紙ローラ１１とレジストローラ１２と搬送ベルト１３と駆動ローラ１４と用紙搬送ローラ１５とラインフィードモータ１６と用紙押さえローラ１７と排紙トレイ１８とシャフト１９とキャリッジ２０と記録ヘッドカートリッジ２１と記録ヘッド２２とケーブル２３とキャリッジモータ２４とワイヤ２５とHPセンサ２６とFC廃熱加熱部材２７と燃料電池２８と冷却機構２９と温度センサ３０と透過形光学センサ３１と制御回路３２と電圧計３３とを備えている。
【００２３】
給紙トレイ１０は、普通紙やその他の記録媒体を収容している。給紙ローラ１１は、記録媒体を給紙トレイ１０から記録媒体を送り出す。レジストローラ１２は、給紙ローラ１１から送り出される記録媒体を搬送ベルト１３に送りだすタイミングを調整する。搬送ベルト１３は、駆動ローラ１４と用紙搬送ローラ１５とにより回転する無端状ベルトであり、静電吸着により記録媒体を吸着して搬送する。ラインフィードモータ１６は、例えばステッピングモータで構成され、駆動ローラ１４を回転駆動することにより搬送ベルト１３を回転させ、印刷時における副走査を担う。用紙押さえローラ１７は、搬送ベルト１３に静電吸着した記録媒体を押さえつける。排紙トレイ１８は、印刷を終えて搬送ベルト１３からはがされた記録媒体を収容する。
【００２４】
シャフト１９は、長手方向を用紙搬送方向と直交する方向に向けて配置され、キャリッジ２０を長手方向に沿って移動可能に支持している。キャリッジモータ２４は、例えばステッピングモータで構成され、キャリッジ２０をシャフト１９に沿って走査させる駆動力を発生させ、印刷時における主走査を担う。ワイヤ２５は、キャリッジモータ２４の駆動力をキャリッジ２０に伝達することにより、キャリッジをシャフト１９に沿って往復運動させる。HPセンサ２６はキャリッジ２０の位置を検出する。
【００２５】
キャリッジ２０は、記録ヘッドカートリッジ２１を搭載している。記録ヘッドカートリッジ２１は、インク供給源である１または複数のインク色ごとのインクタンクとともに、記録ヘッド２２を一体化して搭載している。記録ヘッド２２は、搬送ベルト１３に記録面を規制された記録媒体と微小間隔をおくように配置され、インク滴を吐出して記録媒体に画像を形成する。ケーブル２３は、ケーブル２３に結合された端子を介して、適宜のデータ供給源より画像データに応じた記録タイミングパルスを記録ヘッド２２に供給する。
【００２６】
FC廃熱加熱部材２７は、搬送ベルト１３を挟んで記録ヘッド２２に対向して配置されている。なお、FC廃熱加熱部材２７は、搬送ベルト１３に対向する面に絶縁部材を設け、搬送ベルト１３と燃料電池モジュール５１とが直接に接触して短絡することを防止するものであってもよく、さらに、図２の平面図に示すように、絶縁部材を用紙の搬送方向に対し斜め縦方向を向いたリブ４０とすることにより、搬送ベルト１３との摩擦抵抗を極力減らすものであってもよい。なお、FC廃熱加熱部材２７は、燃料電池２８や用紙搬送ローラ１５など他の部材の一部または全部を構成するものであってもよい。
【００２７】
燃料電池２８は、図３の概略のブロック図に示すように、燃料電池モジュール５１と燃料タンク５２と水タンク５３と混合タンク５４と燃料ポンプ５５と水ポンプ５６と循環ポンプ５７と空気ブロワ５８と凝縮器５９と吸気口６０と排気口６１とを有しており、画像形成装置１の記録動作を行うのに必要な電力を供給する。燃料電池２８から電源を供給することにより、ACコードレス化を図ることができる。
【００２８】
燃料電池モジュール５１は、１または複数の燃料電池セルを搭載し、FC廃熱加熱部材２７に隣接して配置されている。各セルはアノード６２とカソード６３と電解質膜６４とをもっている。アノード６２は燃料極とも呼ばれ、メタノールを電気化学的酸化する触媒（メタノール酸化電極触媒）をもつ。カソード６３は空気極とも呼ばれ、酸素を選択的に電気化学的還元する触媒（酸素還元電極触媒）をもつ。電解質膜６４は、アノード６２とカソード６３との間に挟み込まれている。アノード６２にメタノール水溶液が供給されるとともにカソード６３に空気が供給されると、電解質膜６４を通じてイオンが移動し、アノード６２側で二酸化炭素が発生するとともにカソード６３側で水が発生し、さらに、アノード６２とカソード６３との間に電力が生じる。燃料電池モジュール５１内で生じる一連の化学反応により、化学変化熱が発生する。
【００２９】
燃料タンク５２はメタノールを収容し、水タンク５３は水を収容し、混合タンク５４は、メタノールを水で希釈したメタノール水溶液を収容している。燃料ポンプ５５は、発電によりメタノールが消費されて混合タンク５４内の濃度が薄くなると、間欠動作して燃料タンク５２から高濃度のメタノールを混合タンク５４に送り込むことにより、混合タンク５４内のメタノールの濃度を一定に保っている。水ポンプ５６は、混合タンク５４のメタノール水溶液の量が少なくなると間欠動作し、水タンク５３の水を混合タンク５４に送り込む。水タンク５３から混合タンク５４に送られる水は、途中、用紙搬送ローラ１５中を通過する。
【００３０】
循環ポンプ５７は、メタノール水溶液を混合タンク５４から燃料電池モジュール５１のアノード６２に供給し、アノード６２を通過したメタノール及び水と、アノード６２側で発生した二酸化炭素とを混合タンク５４に戻す。混合タンク５４に送られた余分な水は水蒸気として、二酸化炭素とともに混合タンク５４から水タンク５３に排出される。
【００３１】
空気ブロワ５８は、カソード６３に空気を供給する。凝縮器５９は、カソード６３で生成された水蒸気と空気中の窒素と未反応の酸素とを回収し、回収された気体と吸気口６０を通じて画像形成装置の外部から流入した外気との間で熱交換を行うことにより、水蒸気を液体の水に凝縮して水タンク５３に送り込むとともに、気体及び蒸気の一部を冷却して排気口６１から画像形成装置の外部へ排出する。
【００３２】
燃料電池モジュール５１内で生じる化学反応において発生する化学変化熱は、燃料電池モジュール５１自身を加熱する。燃料電池モジュール５１の熱は、隣接するFC廃熱加熱部材２７及び搬送ベルト１３を通じて記録媒体を暖める。また、水タンク５３に回収された水は、燃料電池モジュール５１内の化学変化熱により高温となっている。水タンク５３から混合タンク５４に送られる途中で用紙搬送ローラ１５中を通過する水の熱は、用紙搬送ローラ１５及び搬送ベルト１３を通じて記録媒体に伝達され、用紙搬送ローラ１５を通過する記録媒体を暖める。
【００３３】
冷却機構２９は、FC廃熱加熱部材２７を冷却するものであり、具体的には、駆動電流により回転速度を可変するDCモータにより駆動された送風FANで構成される。冷却機構２９が冷却する面は、記録ヘッド２２と反対側の背面である。冷却機構２９がFC廃熱加熱部材２７の背面に送風することにより、記録ヘッド２２と記録媒体との間に流れる風でノズルから吐出されるインクの吐出角を変化させるインク散りを防止でき、本来狙った位置にインクを付着させて記録媒体に高画質に画像を形成することができる。なお、冷却機構２９は、記録ヘッド２２との距離を離すことにより、インクに対する風の影響を防止するようにしたものであってもよい。
【００３４】
温度センサ３０は、FC廃熱加熱部材２７に直接接触して温度を検出するものであり、具体的には、温度により抵抗値が変化するサーミスタや、二種類の金属を熱源にあてて起電力を発生させる熱電対などで構成される。透過形光学センサ３１は、図４の構成図に示すように発光素子３４と受光素子３５とを有し、発光素子３４は記録媒体に光を照射し、受光素子３５は記録媒体を挟んで発光素子３４に対向して配置され、記録媒体の透過光を受光して光電変換した光電出力信号を作成する。記録媒体が厚いほど、透過率が小さく光電出力信号が小さくなる。電圧計３３は、燃料電池２８の出力電圧を検出する。
【００３５】
制御回路３２は、記録制御を実行するため図５のブロック図に示すように、CPU７１とROM７２とRAM７３とデータ受信部７４とDMA/RAMコントローラ７５と不揮発性メモリ７６とヘッドドライバ７７とヘッドコントローラ７８とキャリッジモータドライバ７９とタイミング制御部８０とラインフィードモータドライバ８１とインク流量検出部８２と給紙ドライバ８３と冷却機構電源８４と燃料ポンプ電源８５と表示部８６と操作部８７とを有する。
【００３６】
CPU７１は、画像形成装置１の各種動作制御及びデータ処理を実行する。ROM７２は、CPU７１の制御プログラムやフォント処理のための各種データを格納する。RAM７３は、受信した画像データを含め各種データを一時格納する。データ受信部７４は、ホストコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像データを取り込む。
【００３７】
DMA/RAMコントローラ７５は、データ受信部７４で受信した画像データをRAM７３へDMA転送したり、CPU７１からRAM７３へのアクセスを制御する。不揮発性メモリ７６は、EEPROMなどで構成され、プリンタ固有のパラメータを格納する。ヘッドドライバ７７は、記録ヘッド２２を駆動する。ヘッドコントローラ７８は、CPU７１からの制御によりヘッドドライバ７７への画像データの転送とヒートパルス信号を発生する。
【００３８】
キャリッジモータドライバ７９とキャリッジモータ２４とタイミング制御部８０とは、CPU７１から供給される制御信号とエンコーダ等による記録タイミングパルスによって記録ヘッド２２の移動（その方向を主走査方向と呼ぶ）を行う制御系である。ラインフィードモータドライバ８１とラインフィードモータ１６とは、CPU７１から供給される制御信号によって記録媒体等の記録媒体の搬送（その方向を副走査方向と呼ぶ）を行う制御系である。インク流量検出部８２は、記録ヘッド２２に送られた記録信号から、所定時間内において記録のために吐出されたインク滴（ドット）の数をカウントし、インクタンクから記録ヘッド２２に供給されるインクの流量を検出する制御回路である。給紙ドライバ８３は、給紙ローラ１１及びレジストローラ１２を制御する。
【００３９】
冷却機構電源８４は、冷却機構２９のDCモータに電圧を供給する可変電圧源であり、CPU７１によりON/OFF及び電圧値を制御される。燃料ポンプ電源８５は、燃料ポンプ５５のDCモータに電圧を供給する可変電圧源であり、CPU７１によりON/OFF及び電圧値を制御される。
【００４０】
画像形成装置１が実行する基本的な記録制御を説明する。データ受信部７４において、ホストコンピュータから入力された画像データは、DMA/RAMコントローラ７５を介してRAM７３に一時格納される。CPU７１は、ROM７２に格納された制御プログラムを実行し、受信コマンド、画像データ、文字コードを解析し、入力された画像データを記録データに変換し、順次、RAM７３に格納する。受信コマンドには記録制御情報が含まれ、記録制御情報に応じた記録パス数により記録が行われる。
【００４１】
CPU７１から印刷命令が出力されると、給紙ドライバ８３により給紙ローラ１１が駆動されることにより記録媒体が給紙トレイ１０から送り出され、レジストローラ１２が駆動されることにより記録媒体が先端の曲がりや印字開始タイミングを合わされた後に搬送ベルト１３に送られ、ラインフィードモータドライバ８１によりラインフィードモータ１６が駆動されることによりレジストローラ１２から送られた記録媒体が搬送ベルト１３に静電吸着されて記録ヘッド２２の位置まで搬送される。記録媒体は、用紙搬送ローラ１５付近において、水タンク５３から混合タンク５４に送られる水の熱で温められ、記録ヘッド２２に対向する付近において、燃料電池モジュール５１の熱によりFC廃熱加熱部材２７及び搬送ベルト１３を通じて暖められる。
【００４２】
１ライン分の記録データの展開が終了するか、またはホストコンピュータから受信コマンドの１つである記録命令が入力された時点で、キャリッジモータドライバ７９によりキャリッジモータ２４が駆動される。タイミング制御部８０から出力される記録タイミングパルスに同期してRAM７３に格納されている記録データが、DMA/RAMコントローラ７５及びヘッドコントローラ７８を介してヘッドドライバ７７に転送される。ヘッドコントローラ７８からヒートパルス信号がヘッドドライバ７７に送られることにより、記録ヘッド２２からインク滴が吐出される。吐出されて記録媒体に到達したインクは、暖められた記録媒体の熱により乾燥が加速されるため、記録媒体の奥に染込む前に乾燥状態の粘性の高い液滴となり、にじみや裏写りなどの発生が防止される。
【００４３】
１ライン分の記録が終了するとラインフィードモータ１６が駆動されて改行が行われ、１ライン分を記録する一連の手順が終了する。この一連の手順が記録媒体の１ページに渡って繰り返され、１ページ分の記録が完了すると、記録媒体は搬送ベルト１３から剥離されて排紙トレイ１８に排紙される。
【００４４】
画像形成装置１の温度調節制御について図６のブロック図を用いて説明する。画像形成装置１の温度調節制御は温度調節部９０により実行され、温度調節部９０は、温度検出部９１と用紙厚検出部９２とインク種検出部９３と適正温度記憶部９４と冷却制御部９５と加熱制御部９６と切替部９７とを備える。なお、画像形成装置１の各部を連動させて印刷動作を開始したり停止したり、印刷速度を可変する一連の動作は、シーケンス制御部９８により制御される。
【００４５】
温度検出部９１は、FC廃熱加熱部材２７の温度を検出するものであり、具体的には、CPU７１と温度センサ３０とが温度検出部９１として機能する。温度検出部９１においてCPU７１は、温度センサ３０から温度を表す信号、例えば温度に依存した電圧変化をA/D変換して入力し、電圧変化を演算処理してFC廃熱加熱部材２７の温度を検出する。温度検出部９１を設けることにより、温度の低い記録媒体に熱を奪われるFC廃熱加熱部材２７の温度変化を検出することができる。
【００４６】
用紙厚検出部９２は、記録媒体の厚さを検出する。具体的には、透過形光学センサ３１とCPU７１とが用紙厚検出部９２として機能する。用紙厚検出部９２においてCPU７１は、透過形光学センサ３１から記録媒体の厚さに依存した光電出力信号をA/D変換して入力し、記録媒体が厚いほど透過率が小さいことを利用して演算処理することにより、光電出力信号に基づいて記録媒体の厚さを検出する。なお、用紙厚検出部９２は、システムから送信される用紙種DATAに基づいて記録媒体の厚さを検出するものであってもよい。
【００４７】
インク種検出部９３は、記録ヘッド２２から記録媒体に吐出されるインクの種類を検出する。具体的には、記録ヘッドカートリッジ２１とCPU７１とがインク種検出部９３として機能する。インク種検出部９３においてCPU７１は、記録ヘッドカートリッジ２１のインクタンクを交換する際に、インクタンクに記憶されたインク種情報を読み取ることによりインクの種類を検出する。
【００４８】
適正温度記憶部９４は、使用条件に応じたFC廃熱加熱部材２７の適正温度を適正温度情報として記憶する。具体的にはROM７２の一部の領域が適正温度記憶部９４に割り当てられる。使用条件には、インクの種類と記録媒体の厚さとを含んでいる。インクの乾燥速度が遅いほど適正温度を高温に設定し、紙の厚さが厚いほど適正温度を高温に設定することが望ましい。なお、使用条件は、インクの種類と記録媒体の厚さとの一方だけを含んだものであったり、記録装置の使用頻度や用紙の種類など他の条件を含んだものであってもよい。なお、適正温度は、外部装置から入力されたり、ユーザの操作により設定されるものであってもよい。
【００４９】
インクの固まる温度はインクの種類に応じて異なるため、インクの種類が異なると記録媒体がFC廃熱加熱部材２７から奪う熱量が異なる。また、記録媒体の厚さに応じて記録媒体がFC廃熱加熱部材２７から奪う熱量が異なり、具体的には、厚い記録媒体よりも薄い記録媒体のほうが、FC廃熱加熱部材２７から奪う熱量が少ない。例えば、薄い記録媒体に印刷を行う際に、厚い記録媒体のインクの乾燥に適した温度でFC廃熱加熱部材２７を暖めると、記録媒体の温度が高くなりすぎ、吐出されたインクが記録媒体に到達する前に固まって用紙繊維に浸透せずに画像を形成できず、また、インクが記録ヘッド２２の吐出口で固まって目詰まりを発生させる。逆に、厚い記録媒体に印刷を行う際に、薄い記録媒体のインクの乾燥に適した温度でFC廃熱加熱部材２７を暖めると、インクの乾きが悪くなって裏写りやにじみを発生する。適正温度は、記録媒体に到達したインクが、記録媒体に十分に浸透しつつ、にじみや裏写りなどの問題を生じない温度に設定される。
【００５０】
冷却制御部９５は、切替部９７の指令により冷却量を調整しながらFC廃熱加熱部材２７を冷却する。具体的には冷却機構２９と冷却機構電源８４とCPU７１とが冷却制御部９５として機能する。冷却時には、CPU７１は、I/Oポートを通じて冷却機構電源８４をONすることにより冷却機構２９からの送風を行うとともに、D/A変換した信号により冷却機構電源８４の電圧を制御しすることにより冷却機構２９のDCモータに流れる電流を可変させ、冷却機構２９の回転速度を制御して冷却量を調整する。冷却を行わない場合は、CPU７１は、I/Oポートを通じて冷却機構電源８４をOFFする。冷却機構２９のON時間に加えて、冷却機構２９の回転速度を可変することにより、FC廃熱加熱部材２７の温度を細かく制御することができる。なお、冷却機構２９は、PWM制御で巻き線に流れる電流を可変できるものなど他の制御方法で回転速度を切り替えるものであってもよい。
【００５１】
加熱制御部９６は、切替部９７の指令により加熱量を調整しながらFC廃熱加熱部材２７を加熱する。具体的には燃料電池２８と燃料ポンプ電源８５とCPU７１とが加熱制御部９６として機能する。燃料電池２８の燃料ポンプ５５は、駆動電流により回転速度を可変するDCモータで駆動されている。加熱時には、CPU７１は、I/Oポートを通じて燃料ポンプ５５をONするとともに、D/A変換した信号により燃料ポンプ５５の電圧を制御し、燃料ポンプ５５に流れる電流を可変させることにより燃料ポンプ５５の回転速度を制御する。燃料ポンプ５５がONされると、燃料タンク５２から混合タンク５４に燃料が送られ、燃料電池モジュール５１の内部セルが損傷しない程度までメタノール水溶液の濃度が上昇し、燃料電池モジュール５１の化学反応を活性化されて発熱温度が上昇する。加熱を行わない場合は、CPU７１は、I/Oポートを通じて燃料ポンプ５５をOFFする。燃料ポンプ５５のON時間に加えて、燃料ポンプ５５の回転速度を可変することにより、FC廃熱加熱部材２７の温度を細かく制御することができる。なお、例えば、発電時におけるダイレクトメタノール方式の燃料電池（DMFC）のモジュール表面温度は80℃程度であることから、燃料電池２８は火災の危険性などに対する安全対策を必要としない。
【００５２】
切替部９７は、使用条件に応じて、冷却制御部９５と加熱制御部９６とを制御する。具体的には、CPU７１が切替部９７として機能する。切替部９７は、まず、用紙厚検出部９２で検出された記録媒体の厚さと、インク種検出部９３で検出されたインクの種類とに対応するFC廃熱加熱部材２７の適正温度を、適正温度記憶部９４に記憶された適正温度情報から読み出す。次に、切替部９７は、読み出されたFC廃熱加熱部材２７の適正温度と、検出されたFC廃熱加熱部材２７との温度差を求める。次に、切替部９７は、検出されたFC廃熱加熱部材２７の温度が読み出されたFC廃熱加熱部材２７の適正温度よりも高い場合は、冷却制御部９５にFC廃熱加熱部材２７を冷却させる。一方、切替部９７は、温度検出部９１で検出されたFC廃熱加熱部材２７の温度が読み出されたFC廃熱加熱部材２７の適正温度よりも低い場合は、加熱部にFC廃熱加熱部材２７を加熱させる。切替部９７による動作を繰り返すことにより、使用条件が変動しても記録媒体の温度を一定に保つことができる。
【００５３】
第１の実施形態の画像形成装置１によれば、燃料電池２８の熱を利用して記録媒体が加熱されていることにより、にじみや裏写りなどを抑制された高画質の画像を形成することができる。第１の実施形態の画像形成装置１によれば、記録媒体を加熱する専用の熱源を不要として装置構成を簡略化できるとともに、電源として機能する燃料電池２８の熱を利用することから記録媒体を加熱するためにのみ消費される電力を必要とせず、さらに、燃料電池２８の加熱温度はヒータなどに比較的して高くならないため、加熱暴走などに対する安全対策を不要または簡略にできる。第１の実施形態の画像形成装置１によれば、記録媒体が加熱されているため、記録媒体上のインクの乾燥時間を短縮することができ、画像形成速度を速めることができ、次に重ねられる記録媒体の裏面を汚すことを防止できる。
【００５４】
さらに、第１の実施形態の画像形成装置１によれば、FC廃熱加熱部材２７の温度を検出して使用条件に応じてFC廃熱加熱部材２７の温度を変化させることにより、使用条件が変化する場合でも、使用条件に適した温度で記録媒体を暖めることができる。また、FC廃熱加熱部材２７の温度を制御する他の方式、例えば、記録媒体の連続通過枚数、システム待機時間管理、記録媒体に奪われる熱などのパラメータ情報を用い、燃料電池モジュール５１の温度からFC廃熱加熱部材２７の温度を予測する予測制御に比較して、第１の実施形態の画像形成装置１によれば、複雑なパラメータを必要とせず、容易かつこまめに記録媒体の温度を管理することができる。
【００５５】
また、画像形成装置１は、燃料電池モジュール５１を搬送ベルト１３に隣接して配置することにより、燃料電池モジュール５１で発生した熱を直接搬送ベルト１３に伝達させるものであってもよい。
【００５６】
また、画像形成装置１は、図７の側面図に示すように、水タンク５３から混合タンク５４に送られる水を、途中、FC廃熱加熱部材２７内や隣接して設けたパイプ内で循環させて、FC廃熱加熱部材２７及び搬送ベルト１３を通じて記録媒体を加熱するものであってもよい。
【００５７】
また、画像形成装置１は、循環ポンプ５７により混合タンク５４から燃料電池モジュール５１のアノード６２に供給される高温のメタノール水溶液を、FC廃熱加熱部材２７や用紙搬送ローラ１５を通過するように循環させて、記録媒体を暖めるものであってもよい。
【００５８】
第２の実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態の画像形成装置１において、図８のブロック図に示すようにさらに立上時制御部１００を備え、立上時制御を実行する。立上時制御は、具体的には、立上時制御部１００として機能するCPU７１により実行される。
【００５９】
立上時制御部１００は、画像形成装置１の立上時において、温度検出部９１で検出されるFC廃熱加熱部材２７の温度が、燃料電池２８自身で印刷動作できる温度に達するまで印刷動作を待機させ、燃料電池２８自身で印刷動作できる温度に達すると、印刷動作の待機状態を解除する。立上時制御部１００は、切替部９７において、温度検出部９１で検出されたFC廃熱加熱部材２７の温度が適正温度よりも低いことが検出されている間、通常より低速で印刷させる。
【００６０】
低速印刷時の印刷速度は、温度検出部９１で検出されるFC廃熱加熱部材２７の温度が高くなるにつれて、徐々に大きくする。印刷速度の変更は印刷中には行わず、電源投入時や紙間に行う。
【００６１】
具体的には、CPU７１は、キャリッジモータドライバ７９及びラインフィードモータドライバ８１に対し、主走査方向及び副走査方向の印刷速度を担うキャリッジモータ２４及びラインフィードモータ１６に印加するパルス数を通常の印刷時より下げる情報を送るとともに、記録ヘッド２２からのインク吐出タイミングや給排紙タイミングなどの各種マシン動作シーケンスを変更することにより、印刷速度を下げる。
【００６２】
第２の実施形態の画像形成装置によれば、電源投入時におけるFC廃熱加熱部材２７の温度は適正温度よりも低いため、印刷速度を低速に切り替えることにより、温度が上がりきれていないFC廃熱加熱部材２７から記録媒体に伝達する熱量を多くし、インクが温度の低い状態の記録媒体に達することを防止し、裏写りやにじみの発生を極力抑えることができる。第２の実施形態の画像形成装置によれば、低速印刷時の印刷速度を徐々に大きくすることにより、最低速のまま印刷速度を維持することを防止して、ファーストプリント時間を短縮することができる。第２の実施形態の画像形成装置によれば、印刷速度の変更を印刷中には行わないことにより、記録媒体に吐出されるインクの到達する位置がずれて、ドット間隔のずれ、間延び画像の発生、印刷画像の乱れが生じることを防止することができる。
【００６３】
第３の実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態の画像形成装置１において、図９のブロック図に示すように高温時制御部１０１と低温時制御部１０２と電圧検出部１０３とを備え、高温時制御と低温時制御とを実行する。具体的には、高温時制御は高温時制御部１０１として機能するCPU７１により実行され、低温時制御は低温時制御部１０２として機能するCPU７１により実行され、電圧検出部１０３は電圧計３３に相当する。
【００６４】
高温時制御部１０１は、温度検出部９１で検出された温度が異常高温である場合に、燃料電池２８の発電を停止させ、印刷動作を停止させる。異常高温は、燃料電池モジュール５１の内部にダメージを与える温度に近い温度である。FC廃熱加熱部材２７が高温状態となる原因には、例えば、燃料ポンプ５５が稼動状態で故障して燃料が燃料電池モジュール５１に供給され続けることがある。異常高温である場合に燃料電池２８の発電を停止することにより、燃料電池モジュール５１の内部セルのカーボン部材が異常な高温で溶けたり、燃料電池モジュール５１内部の部材が異常な高温で劣化して発電できなくなることを防止し、高額の被害が発生することを防止できる。異常高温である場合に印刷動作を停止することにより、異常な高温で加熱された記録媒体にインクを吐出して、劣化した画像を形成することを防止できる。
【００６５】
高温時制御部１０１は、異常高温であること、燃料電池２８を停止したこと、印刷動作を停止したことなどの異常高温時の警告を表示部８６に表示するとともに、通信回線を通じて送信する。例えば、遠隔にあるサービスセンタに電話回線を通じて異常高温である旨を知らせる。異常高温である場合に、異常高温時の警告を表示部８６に表示したり、通信回線を通じて送信することにより、オペレータやサービスマンに異常高温であることを知らせて早期のメンテナンスを促すことができる。
【００６６】
低温時制御部１０２は、温度検出部９１で検出されたFC廃熱加熱部材２７の温度が異常低温近郊値であることを検出すると、印刷速度を低速に切り替えるとともに、これから低速で印刷することまたはすでに低速で印刷していることを表す異常低温による低速運転時の警告を表示部８６に表示する。低速で印刷する場合の印刷速度は温度によって異ならせることが望ましい。印刷速度を低速に切り替えることにより、異常低温近郊値であっても、燃料電池２８が自立運転可能な状態であれば、継続して印刷動作することができる。
【００６７】
低温時制御部１０２は、温度検出部９１で検出された温度が異常低温近郊値となった後、電圧計３３で検出された燃料電池２８の電圧が画像形成装置を自律運転できない限界値または限界値に近い値に達すると、印刷動作を停止させるとともに、印刷動作をこれから停止することまたはすでに印刷動作を停止したこと、停止理由及び対処方法などの自立運転の限界による停止時の警告を表示部８６に表示する。
【００６８】
低温時制御部１０２は、温度検出部９１で検出された温度が異常低温近郊値となった後、温度検出部９１で検出された温度が高くなり異常低温近郊値を脱すると、通常の印刷速度に切り替えるとともに、これから通常の印刷速度に復帰することまたはすでに通常の印刷速度に復帰したことを示す異常低温近郊値からの復帰時の警告を表示部８６に表示する。
【００６９】
FC廃熱加熱部材２７の温度が低温となる原因には、例えば、燃料電池モジュール５１で発生する化学変化熱が狙いの温度に達しないことにより、FC廃熱加熱部材２７の温度を必要な温度まで上げることができない場合などがある。印刷速度を低速に切り替えることにより、温度が上がりきれていないFC廃熱加熱部材２７から記録媒体に伝達する熱量を多くし、インクが温度の低い状態の記録媒体に達することを防止し、裏写りやにじみの発生を極力抑えることができる。異常低温による低速運転時の警告、自立運転の限界による停止時の警告、及び異常低温近郊値からの復帰時の警告を表示部８６に表示することにより、オペレータに対し現在の稼動状態を知らせることができる。なお、オペレータに対し機械が故障しているとの不安感を抱かせることを防ぐため、低速運転時には異常低温状態で稼動していることを直接表示しないことが望ましい。
【００７０】
異常高温時または異常低温時における停止動作について説明する。異常高温による停止時には、記録ヘッド２２が画像領域内にあり印刷途中である記録媒体は、印刷終了後に排紙され、給紙トレイ１０を出て機械内部に残っている印刷前の記録媒体は、全て白紙の状態で排紙され、給紙トレイ１０内にある記録媒体は、逆回転する給紙ローラ１１により給紙トレイ１０のカセット内に戻される。
【００７１】
異常低温による停止時には、記録ヘッド２２の印字動作を停止し、キャリッジ２０をホームポジション位置に停止させたままとし、給紙トレイ１０を出た用紙をそのまま排紙することにより、極力消費電力を抑えて用紙搬送系の稼働時間を長くする。異常低温による停止時に給紙トレイ１０内にある記録媒体は、逆回転する給紙ローラ１１により給紙トレイ１０内に戻される。
【００７２】
印刷動作を停止する場合に、用紙ジャムの状態で停止させないことにより、正常状態に復帰し、またはプリンタの停止要因を取り除いた後の電源投入時において、用紙ジャム処理を不要とすることができる。給紙トレイ１０内にある記録媒体を給紙トレイ１０内に戻すことにより、記録媒体のムダを極力省くことができる。
【００７３】
第３の実施形態の画像形成装置によれば、FC廃熱加熱部材２７の温度が異常高温である場合に印刷動作を停止することにより、異常な高温で加熱された記録媒体にインクを吐出して、劣化した画像を形成することを防止できる。第３の実施形態の画像形成装置によれば、FC廃熱加熱部材２７の温度が異常低温近郊値である場合に印刷速度を低速に切り替えることにより、温度が上がりきれていないFC廃熱加熱部材２７から記録媒体に伝達する熱量を多くし、インクが温度の低い状態の記録媒体に達することを防止し、裏写りやにじみの発生を極力抑えることができる。
【００７４】
第４の実施形態の画像形成装置は、図１０のブロック図に示すように、第３の実施形態の画像形成装置において速度選択部１０４を備える。速度選択部１０４は、低温時制御部１０２が印刷速度を低速に切り替える場合において、そのまま低速で印刷させるか、強制的に通常の速度で印刷させるかを選択する。速度選択部１０４による選択は、あらかじめまたは異常低温を検出した際に行われる。
【００７５】
具体的には、表示部８６に画質優先モードと速度優先モードとのいずれかの選択を促す表示をして操作部８７を通じてオペレータから入力を受け、画質優先モードが選択された場合、低温時制御部１０２が印刷速度を低速に切り替える際にそのまま低速で印刷させ、速度優先モードが選択された場合、低温時制御部１０２による印刷速度の低速への切り替えを実行させず、強制的に通常の速度を維持させる。
【００７６】
第４の実施形態の画像形成装置によれば、オペレータは、裏写り画像などを許容できる片面印刷の場合などにおいては、裏写りやにじみを発生させない程度に低速で印刷動作する画質優先モードを選択し、少々裏写りやにじみを発生させてもよいので通常スピードで印字して欲しい時には、印刷スピード優先モードを選択することができる。
【００７７】
なお、第２の実施形態の画像形成装置において、速度選択部１０４を備え、立上時制御部１００が印刷速度を低速に切り替える場合において、そのまま低速で印刷させるか、強制的に通常の速度で印刷させるかを選択するようにしてもよい。
【００７８】
第５の実施形態の画像形成装置２は、図１１（ａ）の側面図及び図１１（ｂ）の概略の正面図に示すように、第１の実施形態の画像形成装置１における搬送ベルト１３に代えてプラテンローラ１１０を用いて記録媒体を搬送するものであり、第１の実施形態と同様の機能をもつ給紙トレイ１０と給紙ローラ１１とラインフィードモータ１６と排紙トレイ１８とシャフト１９とキャリッジ２０と記録ヘッドカートリッジ２１と記録ヘッド２２とケーブル２３とキャリッジモータ２４とワイヤ２５とHPセンサ２６と燃料電池２８と冷却機構２９と温度センサ３０と透過形光学センサ３１と制御回路３２とを備え、さらに、プラテンローラ１１０と用紙ガイド１１１と用紙通過センサ１１２と用紙押さえローラ１１３とを備える。
【００７９】
プラテンローラ１１０は、ラインフィードモータ１６により回転されて給紙トレイ１０から送られる記録媒体を静電吸着して搬送する。用紙ガイド１１１は、プラテンローラ１１０に吸着された記録媒体をプラテンローラ１１０に沿って案内する。記録ヘッド１２は、プラテンローラ１１０に記録面を規制された記録媒体と微小間隔をおくように配置されている。燃料電池モジュール５１は、用紙ガイド１１１に隣接して配置されており、用紙ガイド１１１を通じて記録媒体を暖める。燃料電池２８の水タンク５３から混合タンク５４に送られる水は、途中、プラテンローラ１１０中を回転軸に沿って通過するように配置されており、プラテンローラ１１０の内部から記録媒体を暖める。
【００８０】
用紙通過センサ１１２は、キャリッジ２０に搭載されており、通過する記録媒体の先端が記録ヘッド２２を通過するタイミングを検出する。用紙押さえローラ１１３は、ステッピングモータで駆動されるカムの動力により、プラテンローラ１１０に近づく方向と離れる方向とに稼動し、適宜のタイミングでプラテンローラ１１０との間に記録媒体を挟む。
【００８１】
制御回路３２の給紙ドライバ８３は、ステッピングモータを駆動することにより、印刷開始時には用紙押さえローラ１１３をプラテンローラ１１０から離れる方向に稼動させ、用紙通過センサ１１２で記録媒体の先端が検出されると、用紙通過センサ１１２から用紙押さえローラ１１３までの距離を記録媒体が移動する時間をタイマにより計測し、所定時間プラテンローラ１１０を回転させて記録媒体の先端を用紙押さえローラ１１３まで到達させ、用紙押さえローラ１１３をプラテンローラ１１０に近づける方向に移動させ、記録媒体の先端を用紙押さえローラ１１３で押さえつけさせる。
【００８２】
記録媒体は、プラテンローラ１１０に接触することにより、水タンク５３から混合タンク５４に送られる水の熱で暖められ、プラテンローラ１１０と用紙ガイド１１１との間を通過することにより、燃料電池モジュール５１の熱によりプラテンローラ１１０及び用紙ガイド１１１を通じて暖められる。記録ヘッド２２から吐出されて記録媒体に到達したインクは、暖められた記録媒体の熱により乾燥が加速されるため、記録媒体の奥に染込む前に乾燥状態の液滴となり、にじみや裏写りなどの発生が防止される。
【００８３】
第５の実施形態の画像形成装置２の温度調節制御は、第１の実施形態の画像形成装置１と同様に温度調節部９０により実行される。
【００８４】
第５の実施形態の画像形成装置２によれば、燃料電池２８の熱を利用して記録媒体が加熱されていることにより、にじみや裏写りなどを抑制された高画質の画像を形成することができる。第５の実施形態の画像形成装置２によれば、用紙ガイド１１１の温度を検出して使用条件に応じて用紙ガイド１１１の温度を変化させることにより、使用条件が変化する場合でも、使用条件に適した温度で記録媒体を暖めることができる。また、用紙ガイド１１１の温度を制御する他の方式、例えば、記録媒体の連続通過枚数、システム待機時間管理、記録媒体に奪われる熱などのパラメータ情報を用い、燃料電池モジュール５１の温度から用紙ガイド１１１の温度を予測する予測制御に比較して、第５の実施形態の画像形成装置２によれば、複雑なパラメータを必要とせず、容易かつこまめに記録媒体の温度を管理することができる。
【００８５】
なお、第５の実施形態の画像形成装置２は、第２の実施形態と同様に立上時制御部１００を備えたものであってもよく、第３の実施形態と同様に高温時制御部１０１と低温時制御部１０２と電圧検出部１０３とを備えたものであってもよく、第４の実施形態と同様に速度選択部１０４を備えたものであってもよい。
【００８６】
また、画像形成装置２は、循環ポンプ５７により混合タンク５４から燃料電池モジュール５１のアノード６２に供給される高温のメタノール水溶液を、プラテンローラ１１０を通過するように循環させて、記録媒体を暖めるものであってもよい。
【００８７】
第６の実施形態の画像形成装置３は、図１２の構成図に示すように、第１の実施形態の画像形成装置１において、FC廃熱加熱部材１２０を給紙トレイ１０に近接して配置する。具体的には、FC廃熱加熱部材１２０は給紙トレイ１０の上方に近接して配置され、FC廃熱加熱部材１２０の上方に燃料電池モジュール５１が配置される。
【００８８】
FC廃熱加熱部材１２０を給紙トレイ１０に近接して配置することにより、給紙前の記録媒体を長時間加熱しておくことができるため、給紙トレイ１０から記録ヘッド２２までの距離が短いために記録媒体がFC廃熱加熱部材２７に近接する距離が短い場合や、高速印刷時に記録媒体がFC廃熱加熱部材２７を短時間で通過する場合などにおいても、記録媒体を記録ヘッド２２に到達させてインクを吐出するまでに、十分に加熱しておくことができる。
【００８９】
なお、給紙トレイ１０にはカバーを設けることが望ましい。給紙トレイ１０にカバーを設けることにより、給紙トレイ１０の上部に配置した燃料電池モジュール５１で液漏れなどが生じても、記録媒体を汚染することを防止できる。
【００９０】
なお、図１３の概略の構成図に示すように、第５の実施形態の画像形成装置２において、FC廃熱加熱部材１２１を給紙トレイ１０に近接して配置し、FC廃熱加熱部材１２１に近接して燃料電池モジュール５１を配置するようにした画像形成装置４であっても、同様に記録ヘッド２２に到達するまでに十分に記録媒体を加熱することができる。
【００９１】
第７の実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態の画像形成装置１において、図１４の用紙搬送ローラ１５付近の拡大図に示すように、燃料電池２８の水タンク５３から混合タンク５４に送られる水の輸送経路１２２を、FC廃熱加熱部材として機能する用紙搬送ローラ１５内部において、上流側から下流側に向けて徐々に重力方向に低くする構成をもつ。
【００９２】
輸送経路１２２を傾斜させることにより、高所から低所へと水を運ぶことが可能となり、燃料電池２８を画像形成装置１に搭載して輸送経路１２２を長距離引き回すような場合でも、輸送経路１２２内に水が残留することを防止できるとともに、冬季などの低温時において輸送経路１２２内で水が凍結し、立上動作が遅れるなどの弊害を防止することができる。なお、輸送経路１２２は他の物質を輸送する経路であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第１の実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図２】リブをもつFC廃熱加熱部材の平面図である。
【図３】燃料電池のブロック図である。
【図４】透過型光学センサの構成図である。
【図５】制御回路のブロック図である。
【図６】温度制御部のブロック図である。
【図７】第１の実施形態の他の画像形成装置の構成図である。
【図８】第２の実施形態の制御系のブロック図である。
【図９】第３の実施形態の制御系のブロック図である。
【図１０】第４の実施形態の制御系のブロック図である。
【図１１】第５の実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図１２】第６の実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図１３】第６の実施形態の他の画像形成装置の構成図である。
【図１４】第７の実施形態の用紙搬送ローラ付近の拡大図である。
【符号の説明】
【００９４】
１；画像形成装置、２；画像形成装置、３；画像形成装置、４；画像形成装置、
１０；給紙トレイ、１１；給紙ローラ、１２；レジストローラ、１３；搬送ベルト、
１４；駆動ローラ、１５；用紙搬送ローラ、１６；ラインフィードモータ、
１７；用紙押さえローラ、１８；排紙トレイ、１９；シャフト、２０；キャリッジ、
２１；記録ヘッドカートリッジ、２２；記録ヘッド、２３；ケーブル、
２４；キャリッジモータ、２５；ワイヤ、２６；HPセンサ、２７；FC廃熱加熱部材、
２８；燃料電池、２９；冷却機構、３０；温度センサ、３１；透過形光学センサ、
３２；制御回路、３３；電圧計、３４；発光素子、３５；受光素子、４０；リブ、
５１；燃料電池モジュール、５２；燃料タンク、５３；水タンク、５４；混合タンク、
５５；燃料ポンプ、５６；水ポンプ、５７；循環ポンプ、５８；空気ブロワ、
５９；凝縮器、６０；吸気口、６１；排気口、６２；アノード、６３；カソード、
６４；電解質膜、７１；CPU、７２；ROM、７３；RAM、７４；データ受信部、
７５；DMA/RAMコントローラ、７６；不揮発性メモリ、７７；ヘッドドライバ、
７８；ヘッドコントローラ、７９；キャリッジモータドライバ、
８０；タイミング制御部、８１；ラインフィードモータドライバ、
８２；インク流量検出部、８３；給紙ドライバ、８４；冷却機構電源、
８５；燃料ポンプ電源、８６；表示部、８７；操作部、９０；温度調節部、
９１；温度検出部、９２；用紙厚検出部、９３；インク種検出部、
９４；適正温度記憶部、９５；冷却制御部、９６；加熱制御部、９７；切替部、
９８；シーケンス制御部、１００；立上時制御部、１０１；高温時制御部、
１０２；低温時制御部、１０３；電圧検出部、１０４；速度選択部、
１１０；プラテンローラ、１１１；用紙ガイド、１１２；用紙通過センサ、
１１３；用紙押さえローラ、１２０；FC廃熱加熱部材、１２１；FC廃熱加熱部材。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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