(57)【要約】【課題】画像形成部１０で作成された未定着画像１５を赤外線照射或いは赤外線照射及び紫外線照射により加熱して記録材上へ定着させる定着装置１１を備えた画像形成装置１００であって、未定着画像を載せた記録材をエアー吸引式の記録材搬送装置３０により定着部に対して搬送構成の画像形成装置のスタンバイ時間の短縮化を可能にする。【解決手段】、画像形成装置１０の電源投入されたことに応じて赤外線照射部をオンにし、赤外線照射部１３の赤外線放射部材３０５の温度が所定の温度に達した後に空気吸引部３００の空気吸引動作を開始させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上に未定着画像を形成する画像形成部と、
通気性を有する無端状の回動可能なベルトと、前記ベルトの内側に配置さベルト上に記録材を吸引保持するための負圧を前記ベルトを介して付与する空気吸引部と、を備え、前記画像形成部により未定着画像が形成された記録材をベルト上に吸引保持して搬送する記録材搬送機構と、
前記ベルトの記録材搬送側のベルト部分に対向して配置され、ベルト上に吸引保持されて搬送される記録材に赤外線を照射して画像加熱するための赤外線照射部と、
前記記録材搬送機構と前記赤外線照射部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、画像形成装置の電源投入されたことに応じて前記赤外線照射部をオンにし、前記赤外線照射部の赤外線放射部材の温度が所定の温度に達した後に前記空気吸引部の空気吸引動作を開始させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルトの表面温度を検出する温度センサを有し、前記制御部は、前記温度センサにより前記表面温度が所定の加熱温度に到達したことが検出されたことで前記赤外線放射部材の温度が所定の温度に達したと判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
記録材上にトナー画像を形成する画像形成部と、
通気性を有する無端状の回動可能なベルトと、前記ベルトの内側に配置されベルト上に記録材を吸引保持するための負圧を前記ベルトを介して付与する空気吸引部と、を備え、前記画像形成部により画像形成された記録材をベルト上に吸引保持して搬送する記録材搬送機構と、
前記ベルトの記録材搬送側のベルト部分に対向して配置され、ベルト上に吸引保持されて搬送される記録材に赤外線を照射して画像加熱するための赤外線照射部と、
前記記録材搬送機構と前記赤外線照射部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、画像形成装置の電源投入後のスタンバイ動作シーケンスにおいて、前記赤外線照射部に対する通電が開始されてからエラー無で所定の時間が経過した後に前記空気吸引部の空気吸引動作を開始させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の時間は前記赤外線照射部に対する通電が開始されて赤外線放射部材の温度が所定の温度に達するに足る時間であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録材上にトナー画像を形成する画像形成部と、
通気性を有する無端状の回動可能なベルトと、前記ベルトの内側に配置されベルト上に記録材を吸引保持するための負圧を前記ベルトを介して付与する空気吸引部と、を備え、前記画像形成部により画像形成された記録材をベルト上に吸引保持して搬送する記録材搬送機構と、
前記ベルトの記録材搬送側のベルト部分に対向して配置され、ベルト上に吸引保持されて搬送される記録材に赤外線を照射して画像加熱するための赤外線照射部と、
前記記録材搬送機構よりも記録材搬送方向上流側における記録材搬送路に配置された記録材センサと、
前記記録材搬送機構と前記赤外線照射部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記空気吸引部の空気吸引動作が停止されている状態において投入された画像形成ジョブの最初の記録材の前記記録材センサによる記録材検知信号に基づいて前記空気吸引部の空気吸引動作を開始させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成部は紫外線硬化型の液体キャリアとトナーを含む液体現像剤を用いて記録材上に未定着画像を形成し、前記記録材搬送機構の記録材搬送側のベルト部分に対向して前記赤外線照射部よりも記録材搬送方向下流側に配置さベルト上に吸引保持されて搬送される記録材に紫外線を照射して前記液体現像剤を硬化させる紫外線照射部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルトは多数の穴あきベルトであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記空気吸引部は前記ベルトの記録材搬送側のベルト部分の内面と摺擦するように配置された通気性を有する平板状のベルト支持板を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ベルトは穴あきベルトであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ベルト支持板は穴あき板であることを特徴とする請求項８又は９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、画像形成部で作成された未定着画像を赤外線照射により加熱し記録材上への定着補助または定着させるための赤外線照射装置を配置した定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、転写方式の電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、画像形成部により作成されたトナー像は転写装置により記録材（以下、用紙とも記す）へ転写され、トナー像を転写された用紙は、定着装置へと搬送される。そして、未定着トナー像が載った用紙は定着装置内に配置された定着部材と加圧部材から形成される定着ニップ間を通過する。その過程において加熱と加圧が同時に行われトナー像を用紙に固着させるような定着方式が一般的に採用されてきた。定着部材や加圧部材は主にローラやベルトから構成され、加熱部材は定着部材や加圧部材内部に配置されることが多い。
【０００３】
上記の定着方式においては、定着部材に未定着トナー像を加圧部材により圧接させ、トナーの加熱と加圧を同時に行うため用紙が定着ニップ通過時、用紙自身が持つ水分量や剛性に応じて用紙自身が変形してしまうカールや皺などが発生することがある。
【０００４】
また、定着部材の定着温度を高くしすぎるとトナーが溶融しすぎてトナー同士の凝集力が低下し定着部材に溶融して定着部材側に取去られる高温オフセット現象という問題が発生する。特に幅の小さい用紙の通紙時、定着部材の用紙が接触しない部分で定着部材の温度が上昇することがある。この現象を非通紙部昇温と呼ぶ。その後、先の用紙よりも幅の大きい用紙を通紙した場合に高温オフセット現象が発生することがある。
【０００５】
そこで、上記定着オフセット問題の解決に着目した提案もされている。特許文献１には、未定着トナー像を転写した用紙を定着部材と加圧部材から構成される定着ニップは通過させるものの熱源を定着部材、加圧部材の内部ではなく、その上流に配置する装置構成が記載されている。これは、加熱と加圧の機能を分離することで定着オフセットに課題解決を図るものである。その熱源としては赤外線を照射可能な赤外線照射装置を使用している。
【０００６】
特許文献２には、加圧部材が未定着トナー像を載せた用紙に非接触で定着可能な光照射定着（フラッシュ定着）を採用した装置構成が記載されている。これは、先の定着高温オフセット問題に加え、定着装置通過後の用紙自身のカールや皺の問題解決とシール素材や封筒などの特殊な用紙対応、さらには、定着部材と加圧部材のニップでは不可能な超高速印刷にも着目した提案である。光照射は遠赤外線を照射可能な遠赤外線照射装置を用いる。
【０００７】
特許文献３には、定着性確保のために紫外線により硬化する液体現像剤を使用し、液体現像剤を記録材上に定着するための紫外線照射装置を備えた画像形成装置が記載されている。これは、さらなる高速化をめざす場合、赤外線を用いた光照射定着だけでは定着性が十分確保できないという問題に着目したものである。紫外線照射装置を用いた定着器により液体現像剤を瞬時硬化が可能で高速ＵＶオフセット印刷機やＵＶインクジェット印刷機の乾燥等に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２９５８２号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２８９６号公報
【特許文献３】特願２０１７−７７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、同２、同３に記載された定着装置のように画像形成装置の高速化や高画質化を実現するために、赤外線照射装置や、赤外線照射装置と紫外線照射装置を組合せた定着装置は定着部に対して未定着画像を載せた記録材を搬送する必要がある。その記録材搬送装置としてエアー吸引を利用したものと静電気吸着を利用したものが考えられるが、エアー吸引の方が有効となる。なぜならば、静電手段を用いた場合、記録材上の未定着トナー像を乱す可能性が考えられるためである。
【００１０】
しかし、エアーを用いる場合には次のような課題があった。即ち、赤外線照射装置はその能力を発揮するためにある温度に達しなければならない。しかし、記録材搬送部でのエアー吸引を行うことで赤外線照射装置を冷却する効果が生じ、特に画像形成装置のスタンバイ動作時（立ち上げ時）、そのスタンバイ時間（ウォームアップタイム）を延ばしてしまう課題があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は上記の課題を解消してスタンバイ時間の短縮化を可能にした画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
記録材上に未定着画像を形成する画像形成部と、
通気性を有する無端状の回動可能なベルトと、前記ベルトの内側に配置さベルト上に記録材を吸引保持するための負圧を前記ベルトを介して付与する空気吸引部と、を備え、前記画像形成部により未定着画像が形成された記録材をベルト上に吸引保持して搬送する記録材搬送機構と、
前記ベルトの記録材搬送側のベルト部分に対向して配置され、ベルト上に吸引保持されて搬送される記録材に赤外線を照射して画像加熱するための赤外線照射部と、
前記記録材搬送機構と前記赤外線照射部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、画像形成装置の電源投入されたことに応じて前記赤外線照射部をオンにし、前記赤外線照射部の赤外線放射部材の温度が所定の温度に達した後に前記空気吸引部の空気吸引動作を開始させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によればスタンバイ時間の短縮化を可能にした画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における定着部のスタンバイ動作のフローチャート
【図２】実施例１における画像形成装置の縦断正面模式図
【図３】同画像形成装置の定着部（定着装置）の部分の拡大模式図
【図４】制御系統のブロック図
【図５】紫外線硬化型の液体現像剤による画像の断面模式図
【図６】現像剤温度に対する積算光量の相関図
【図７】吸引ファンの有（オン）、無（オフ）での搬送ベルト温度推移図
【図８】実施例２における定着部のスタンバイ動作のフローチャート
【図９】実施例３における吸引ファン制御のフローチャート
【図１０】実施例４における画像形成装置の縦断正面模式図
【図１１】実施例４における定着部のスタンバイ動作のフローチャート（その１）
【図１２】実施例４における定着部のスタンバイ動作のフローチャート（その２）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、紫外線硬化型の液体キャリアとトナーを含む液液体現像剤を用い紫外線硬化定着を行う画像形成装置を例に添付の図面に基づいて説明する。
【００１６】
《実施例１》
（画像形成装置の全体的構成）
図２は本実施例１における画像形成装置１００の縦断正面模式図である。以下の説明において、画像形成装置１００の正面（前面、手前側）とは図１の紙面において手前側、背面（後面、奥側）とがその反対側である。左右とは装置１００を正面から見て左と右である。上下とは重力方向において上と下である。上流側と下流側は記録材搬送方向において上流側と下流側である。また、紫外線をＵＶ又はＵＶ光、赤外線をＩＲ又はＩＲ光と記す。
【００１７】
この画像形成装置１００は転写方式の電子写真プロセスを用いたプリンタである。即ち、当該装置１００はパソコン等のホスト装置Ｂから制御部（制御回路部）Ａに投入（入力）された画像形成ジョブ（プリントジョブ）に基づいて画像形成動作（印刷動作）して記録材１６に対してトナー画像形成を行う。画像形成ジョブは、画像データ、使用する記録材の種類等に関する情報、枚数、部数、後処理情報等のプリント条件情報が付加された画像形成指示のことである。
【００１８】
制御部Ａは当該装置１００の全ての装置制御、画像形成動作のシーケンス制御を司る。Ｃは画像形成装置１００の操作部（ユーザーインターフェース）である。操作部Ｃは、図４のように、メイン電源スイッチＭＳＷ、各種の情報を制御部Ａに入力するためのテンキーや各種ボタン類Ｃ１、液晶式タッチパネル等の表示部Ｃ２等を有している。表示部Ｃ２には制御部Ａやホスト装置Ｂにより各種の情報が表示される。表示部Ｃ２からも各種の情報を制御部Ａに入力することができる。
【００１９】
この装置１００は、トナーとＵＶ光により硬化（紫外線硬化型）する液体キャリア（紫外線硬化液、紫外線硬化剤）を含むと液体現像剤を用いて記録材上に未定着画像を形成する画像形成部１０を備える。また、装置１００は、記録材１６上に形成された画像１５を記録材１６に定着する定着部（定着装置）１１を備える。
【００２０】
記録材１６は、画像形成装置１００によって画像が形成されるシート状の記録媒体（メディア）であり、例えば、普通紙、コート紙、はがきや封筒、ＯＨＰシートや樹脂性フィルムであっても良い。以下においては、記録材を用紙または紙とも記す。用紙１６は給紙カセット２５に束状態で収容されている。給紙カセット２５内の用紙１６は、給紙機構２によって１枚に分離され、搬送路２６を経由して画像形成部１０へと給送される。給紙カセット２５は、複数段配置し、用紙１６の材質や大きさの異なるものを画像形成装置１００内に予め配置しておくことも可能である。
【００２１】
画像形成部１０は、像担持体としての円筒状の感光ドラム１を有する。また、画像形成部１０は、感光ドラム１の回りに配置された電子写真画像形成手段（プロセス機器）を有する。具体的には、感光ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電部１０ａ、露光により静電潜像を作成する露光部１０ｂ、静電潜像された画像を先述の液体現像剤により現像する現像部１０ｃ、転写ローラ４、不要な液体現像剤を取り除くクリーナ部１０ｄである。
【００２２】
本実施例における感光ドラム１は、厚みが３ｍｍ、外径８４ｍｍのアルミニウム製シリンダーで表面に有機感光体表層を持ち、長手の幅（用紙搬送方向と略直交する方向の長さ）が３７０ｍｍである。
【００２３】
転写ローラ４は芯金がＳＵＭ材にＫＮメッキを施した金属軸の周りにウレタン製のゴムを巻付けた２種類の材質から構成されるローラである。そして、感光ドラム１に加圧機構（不図示）により加圧されて接触しニップ（転写ニップ）を形成するように配置している。
【００２４】
感光ドラム１は制御部Ａで制御される駆動手段である駆動モータＭ１（メインモータ：図４）によって、感光ドラム１の中心支軸１ａを中心に図２中の矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。この時、転写ローラ４も駆動モータＭ１によりニップにおいて感光ドラム１の回転方向と同一の矢印Ｒ２方向に回転駆動される。
【００２５】
給紙カセット２５から送り出される用紙１６は感光ドラム１上に先述の現像部１０ｃにより現像されたトナー像（液体現像剤の画像）と同期するように感光ドラム１と転写ローラ４から形成されるニップに進入するように制御される。そして、用紙１６は転写ニップで挟持搬送されていく過程で、感光ドラム１上に現像されたトナー像が用紙１６上の任意の位置に順次に転写される。つまり、用紙１６上（記録材上）には液体現像剤による未定着画像１５が転写形成される。画像形成部１０にて画像１５が形成された用紙１６は、搬送路２７を通って定着部１１に搬送される。
【００２６】
５１は搬送路２７に配設したジャム検知センサ（記録材センサ）である。このセンサ５１は、後述する定着部１１における用紙搬送装置（記録材搬送機構）３０よりも用紙搬送方向上流側（記録材搬送方向上流側）における搬送路（記録材搬送路）２７に配置されている。
【００２７】
このセンサ５１の位置に用紙１６が存在していないときには当該センサ５１はオフ信号を、用紙１６が存在しているときには当該センサ５１はオン信号を出力しており、そのオフ信号とオン信号が制御部Ａに入力する。制御部Ａは給紙カセット２５からの用紙１６の給紙開始後において、センサ５１から入力するオン信号やオフ信号がシークエンス上の規定時間より長かったり短かったりした場合には用紙ジャムが生じたと判断する。
【００２８】
即ち、制御部Ａは用紙搬送に伴う当該センサ５１のオン信号とオフ信号の切り替りにより用紙１６が正しいタイミングで給紙され、画像形成部１０を通過したか否かを検知する。制御部Ａは、給紙開始後、所定時間を経過してもセンサ５１がオンしない、または、所定時間以上センサ５１のオン信号があり続ける場合は用紙１６が正しいタイミングで搬送できていないと判断する。この場合においては、制御部Ａはジャム発生として画像形成装置１００の画像形成動作を緊急停止させ、操作部Ｃやホスト装置Ｂの表示部にユーザーにジャム処理を促す表示をする。
【００２９】
尚、本実施例において画像形成部１０は電子写真方式−直接転写方式の構成としたが用紙１６への画像形成方法はこれに限らない。例えば、感光ドラム１を中間転写ベルトとする中間転写方式の構成としても良い。具体的には、画像形成手段が液体現像剤を用いて感光ドラム上に形成した画像を１次転写ローラが中間転写体に１次転写し、転写手段４は２次転写ローラとし中間転写体上の画像を用紙１６に転写する。
【００３０】
定着部１１は、用紙１６にＩＲ光を照射するＩＲ照射装置（赤外線照射部）１３と、用紙１６にＵＶ光を照射するＵＶ照射装置（紫外線照射部）１２と、用紙１６を搬送する用紙搬送装置（記録材搬送機構）３０を含む。
【００３１】
画像形成部１０から搬送路２７を通って定着部１１に搬送された、液体現像剤による未定着の画像１５を載せた用紙１６は定着部１１の用紙搬送装置３０にて引き続き搬送される。そして、ＩＲ照射装置１３の下を通過する過程において、ＩＲ光を照射されて加熱され自身の温度を所定の温度に高められ、その直後にＵＶ照射装置１２の下を通過する過程において、ＵＶ光の照射を受ける。このＵＶ光の照射により、用紙上の液体現像剤による未定着画像１５が固着画像としてＵＶ硬化定着される。
【００３２】
ここで、本実施例１で使用しているＵＶ硬化型の液体現像剤とその硬化に関するメカニズムについて簡単に説明する。
【００３３】
図５は用紙１６上に形成されているＵＶ硬化型の液体現像剤による未定着画像１５の断面模式図である。この画像１５はＵＶ光により硬化する液体キャリア（紫外線硬化剤）２１中にトナー２２が分散している。液体キャリア２１は少なくとも光重合剤と紫外線硬化剤のモノマーから構成されている。トナー２２はトナー２２の母体であるトナー樹脂２３と色剤２４から構成されている。
【００３４】
例えば、カチオン重合の場合、ＵＶ光が液体キャリア２１にあたるとＵＶ光で励起された光重合開始剤が酸を発し、発生した酸とモノマーが重合反応を開始し、液体キャリア２１が硬化を開始するものである。従って、ＵＶ硬化型の液体現像剤による未定着画像１５の定着は、ＵＶ光の照射によって用紙１６上の液体キャリア２１を硬化させて、液体キャリア２１とトナー２２を用紙１６上に固着させることでなされる。
【００３５】
定着部１１にて定着処理された用紙１６は、排出搬送路２８を通過して画像形成物（成果物）として排出ユニット（不図示）にて機外に排出される、或いはフィニッシャ部（不図示）に導入される。フィニッシャ部は定着処理された用紙１６に対して各種のフィニッシャ処理、例えば、ステイブル処理、パンチ処理、製本処理等を行う後処理ユニットである。
【００３６】
（定着部の詳細構成）
図３は図２の画像形成装置１００における定着部（定着装置）１１の部分の拡大模式図である。定着部１１は大きく分類して、ＩＲ照射装置１３、ＵＶ照射装置１２、用紙搬送装置（記録材搬送機構）３０の３つユニットから構成される。
【００３７】
（１）用紙搬送装置
図３を参照して、液体現像剤による未定着画像１５が上面に形成されて画像形成部１０から搬送された用紙１６は定着部１１に矢印Ｘ１から進入する。用紙搬送装置３０は定着部１１に進入した用紙１６を矢印Ｙ１の方向に搬送して先述の排出ユニット（不図示）或いはフィニッシャ部（不図示）に引き渡すユニットである。
【００３８】
用紙搬送装置３０は、多数の穴が設けられた無端状の搬送ベルト（通気性を有する無端状の回動可能なベルト、穴あきベルト：以下、ベルトと記す）３１を備えている。また、用紙搬送装置３０は、このベルト３１を回動可能に張架するベルト張架部材（ベルト支持ローラ）としての駆動ローラ３５および従動ローラ３６、３７、３８を備えている。また、用紙搬送装置３０は、駆動ローラ３５を介してベルト３１を回動させる搬送駆動モータＭ２（図４）を備える。
【００３９】
ベルト３１は搬送駆動モータＭ２の駆動により矢印Ｒ３の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回動する。本実施例１におけるベルト３１は、幅が３５０ｍｍ、周長は９００ｍｍ、材質はＰＩ樹脂を採用している。ベルト３１は周速度７８５ｍｍ／ｓで回転をしている。
【００４０】
ベルト３１の内側にはベルト上に用紙１６を吸引保持するための空気吸引部（エアー吸引システム）３００が配置されている。空気吸引部３００は、ベルト３１の上行側ベルト部分（記録材搬送側のベルト部分）の内面を上面で支持する通気性を有する平板状のベルト支持板（吸着板）としての穴あきプレート（穴あき板）３０１を有する。また、空気吸引部３００は、このプレート３０１の下面側にプレート３０１に密着するように固定されて配置された耐熱樹脂（本実施例ではＰＰＳ樹脂）から成る吸引チャンバー３０２を有する。
【００４１】
吸引チャンバー３０２は二室あり、それぞれのチャンバー３０２には空気の通過するダクト３０３が連結され、その先に制御部Ａで制御されるエアー吸引用のファン３０４が取り付けられている。ベルト３１の上行側のベルト部分の内面はプレート３０１の上面に摺動可能に支持されている。ベルト３１が回転駆動されるとベルト内面がプレート３０１の上面に対して接しながら摺動移動（摺擦）する。
【００４２】
空気吸引部３００はベルト３１上に用紙１６を吸引保持するための負圧を穴あきプレート３０１と穴あきベルト３１を介して付与する。即ち、吸引ファン３０４が可動（オン）することにより、空気は穴あきベルト３１の上面側全面で吸い込まれ吸引チャンバー３０２を経由して図３の紙面の奥側方向へのエアーフローを常時形成することで、用紙搬送装置３０のエアーフローが形成される。
【００４３】
そして、画像形成部１０側から未定着画像１５が載った用紙１６がベルト３１上に来た際は、ベルト３１の上面に用紙１６の未定着画像１５の無い側（裏側）をベルト３１上に吸着し回転するベルト３１により矢印Ｙ１の方向に搬送する。
【００４４】
その搬送過程において、画像形成部１０により未定着画像１５が形成された用紙１６がベルト３１の上行側のベルト部分に対向して配置されているＩＲ照射装置１３とＵＶ照射装置１２の下を順次に通過する。これにより、用紙１６のＩＲ光の照射による加熱（予備加熱：画像加熱）とＵＶ光の照射による画像定着がなされる。即ち、定着ニップを形成せず、未定着画像１５の面に非接触で定着が行われる。つまり、上記の用紙搬送装置３０は未定着画像１５には定着ローラや定着ベルトといった接触物無しに用紙１６を搬送する。
【００４５】
上記の用紙搬送装置３０によれば、未定着画像１５を載せた用紙１６はベルト３１を支持している平板状の穴あきプレート３０１にならい、ほぼ平面状態となって搬送される。そして、用紙１６はこの平面状態でＩＲ照射装置１３とＵＶ照射装置１２により未定着画像１５の加熱とＵＶ硬化定着が行われ、用紙１６のカール等変形が抑制された状態で定着が完了される。即ち、平板状の穴あきプレート３０１は定着動作による用紙１６のカール等の変形を抑制する。
【００４６】
上記のように、用紙搬送装置３０において用紙１６をエアー吸引しながら搬送するベルト部分の内側にベルト内面を支持する平板状の穴あきプレート３０１がある。そのため、未定着トナーが用紙上で定着するとき、用紙はベルト３１すなわち平板状のプレート３０１に倣いまっすぐな状態（平らな状態）で保持されて定着が完了する。従って、用紙１６の画像定着時のカール等の変形が防止され、用紙搬送装置３０の下流側のローラ対に用紙１６を確実に受け渡す効果がある。
【００４７】
本実施例においては、用紙搬送装置３０は、画像形成部１０により画像１５が形成された用紙１６をベルト３１上にエアー吸引により担持し、用紙１６がＩＲ照射装置１３とＵＶ照射装置１２の下を順次に通過するように、用紙１６を搬送する。即ち、ＩＲ照射装置１３とＵＶ照射装置１２はベルト３１の上行側のベルト部分の直上にベルトに対向して用紙搬送方向の上流側と下流側とに隣接して並べて配置されている。
【００４８】
これにより、ベルト３１上に担持されて搬送される用紙１６の液体現像剤の画像１５は、先ずＩＲ照射装置１３によるＩＲ光の照射を受けて加熱され、次いでＵＶ照射装置１２によるＵＶ光の照射を受けて定着される。
【００４９】
用紙搬送装置３０は、用紙を吸引搬送により搬送するので、ＩＲ照射位置及びＵＶ照射位置では、用紙が搬送ローラ等でニップされない。すなわち、本実施形態における定着装置は、ＩＲ照射位置及びＵＶ照射位置にて加圧されない定着装置である。
【００５０】
ここで、ＵＶ照射位置とは、用紙の搬送方向の位置分布で見たときに、ＵＶ照射装置１２による最大の照度（ピーク照度）となる位置を指す。また、ＩＲ照射位置とは、用紙の搬送方向の位置分布で見たときに、ＩＲ照射装置１３のピーク照度の９０％以上の照度を有する領域の中心となる位置を指す。
【００５１】
（ＩＲ照射装置の構成）
ＩＲ照射装置１３は光源が波長１〜１５μｍの遠赤外線の電磁波を放射する。有機物における化学結合は遠赤外領域に吸収特性があるため、本実施例にて使用するトナーを含む液体現像剤等の有機物は遠赤外を照射することで、効率よく加熱することが出来る。
【００５２】
本実施例において遠赤外線を放射する物（赤外線放射部材）として直径１７ｍｍ、長さ４５０ｍｍ石英管３０５を採用している。石英管３０５の中心位置がベルト３１から８０ｍｍの高さの位置に配置している。そして、未定着画像１５を載せた用紙１６を非接触で温度上昇させる。
【００５３】
石英管３０５の中にはニクロム線からなるフィラメント３０６が配置される。フィラメント３０６に通電を行うことによりフィラメント３０６が加熱され石英管３０５を通して遠赤外線を放射する。石英管３０５から放射される遠赤外線が効率よく用紙１６に放射させる為、アルミニウム製反射傘３０７が石英管３０５を覆うように配置している。
【００５４】
そして、石英管３０５と反射傘３０７を組み合わせた物を２組配置し、反射傘３０７を２組み合わせた長さＬは１７５ｍｍ、出力は２組で２６００Ｗの出力としている。用紙１６は７８５ｍｍ／ｓで通過する為、ＩＲ照射時間は０．２２秒である。ＩＲ照射装置１３の両脇には温度センサ（非接触温度計）３０８を配置しベルト３１の温度を測定している。
【００５５】
（ＵＶ照射装置の構成）
ＩＲ照射装置１３のすぐ下流側（記録材搬送方向下流側）にはＵＶ照射装置１２を配置している。ＵＶ照射装置１２はＵＶ光を放射するＬＥＤを用いている。ＬＥＤ：Light Emitting Diode。ＵＶ硬化反応で重要な項目で「光科学変化は投射光量の内吸収された光によってのみ起こる」ということである。つまり、ＵＶ硬化においては光重合開始剤の吸収波長とＵＶ光の発光波長が一致していることが重要である。
【００５６】
本実施例においては、照度ピーク波長３８５±５μｍ、照度ピーク１．８ＷのＬＥＤを使用している。ＵＶ照射装置１２にはＵＶ照射装置１２自身の昇温を防止する為の冷却ダクト３０９及び送風ファン（不図示）が取り付けられている。
【００５７】
（ＩＲ照射による加熱の効果）
次に、液体現像剤のＵＶ硬化過程において、未定着画像１５に対しＵＶ照射前にＩＲ光を照射して加熱することの効果について説明する。
【００５８】
図６は未定着画像１５における液体現像剤の表面温度に対する硬化に必要なＵＶ光の積算光量（ｍＪ／ｃｍ２）の関係を示す。図６から判るように液体現像剤温度の上昇に伴い硬化に必要なＵＶ光の積算光量（ｍＪ／ｃｍ２）が小さくなる。例えば、液体現像剤の表面温度が２３℃の場合、ＵＶ光の積算光量は５９０ｍＪ／ｃｍ２である。一方、液体現像剤の表面温度が４０℃の場合、ＵＶ光の積算光量１１８ｍＪ／ｃｍ２である。液体現像剤温度を４０℃と２３℃で比較すると、ＵＶ照射装置１２の消費電力が５倍の差があることとなる。
【００５９】
ここで、２３℃とは画像形成装置１００が設置される環境や用紙１６の温度を想定している。また、用紙１６上に形成される未定着トナー像の厚みは数μｍの厚さしかなく、その温度はほぼ用紙１６の温度と同一であると考えられる。
【００６０】
本発明者らのＵＶ照射装置１２の消費電力の検討において、用紙１６の温度が４０℃の場合、２８００Ｗであることが分かった。用紙１６の温度が２３℃だとすると、ＵＶ照射装置１２の消費電力は４０℃の５倍であることから、２８００Ｗ×５＝１４０００Ｗが必要となる。
【００６１】
さらに本発明者らの用紙１６の温度上昇の検討にて、用紙１６の温度を２３℃から４０℃に上昇させる消費電力が２６００Ｗであることが分かった。
【００６２】
上記検討結果から液体現像剤を硬化させるためにＩＲ照射装置１２とＵＶ照射装置１３を組合せた際の消費電力は２６００Ｗ＋２８００Ｗ＝５４００Ｗである。
【００６３】
一方で用紙１６の温度２３℃においてＵＶ照射装置１２のみで液体現像剤の硬化を行った場合の消費電力が１４０００Ｗである。
【００６４】
これらの結果からＩＲ照射装置１３とＵＶ照射装置１２を組合せて液体現像剤の硬化を行う方が消費電力として圧倒的に有利なことが分かる。
【００６５】
（定着部の動作シーケンス）
次に、定着部１１の動作シーケンスについて説明する。画像形成装置１００のメイン電源スイッチＭＳＷ（図４）がオン（電源：オン）されると、制御部Ａは、画像形成部１０、定着部１１をそれぞれコピー可能な状態（画像形成動作可能な状態）に整えるためのスタンバイ動作を開始する。スタンバイ動作は、調整動作、立ち上げ動作、ウォ−ムアップ動作とも称される。
【００６６】
図１は本実施例１における定着部１１のスタンバイ動作についてのフローチャート（スタンバイ動作シーケンス）を表している。画像形成部１０のスタンバイ動作については説明は便宜上省略する。
【００６７】
（１）制御部Ａは、電源：オンがされると（Ｓ１：画像形成装置の電源投入）、定着部１１における用紙搬送装置３０の搬送駆動モータＭ２を駆動して駆動ローラ３５を介しベルト３１の回転を開始させる（Ｓ２）。ここで、制御部Ａはベルト３１の回転を回転検知センサ（不図示）により確認する。もし、回転検知センサがベルト３１の回転を検知できない場合、制御部Ａは装置異常と判断し、操作部Ｃの表示部Ｃ２にエラー表示をするとともに装置１００の動作を停止する（Ｓ８）。
【００６８】
また、もし、ベルト３１が停止した状態でＵＶ照射装置１２からＵＶ光が照射されるとＵＶ照射装置１２の直下のベルト部分のみがＵＶ照射され、ベルト３１にダメージを与える可能性がある。そのため、必ず、ベルト３１が回転してからＵＶ照射を開始する必要がある。
【００６９】
（３）制御部ＡはＵＶ照射装置１２のＵＶ照射に異常が無いことが確認できると、ＩＲ照射装置１３内のフィラメント３０６に通電を開始して石英管（赤外線放射部材）３０５の温度（表面温度）を上昇させＩＲ光の照射を開始させる（Ｓ４）。ここで、制御部ＡはＩＲ照射装置１３のＩＲ照射状態を状態検知センサ（不図示）により確認する。制御部Ａはこの状態検知センサによる確認で、ＩＲ照射が行われない、または、ＩＲ照射光量に異常があった場合、装置異常と判断し、操作部Ｃの表示部Ｃ２にエラー表示をするとともに装置１００の動作を停止する（Ｓ１０）。
【００７０】
もし、ベルト３１が停止した状態で石英管３０５が加熱されるとＩＲ照射装置１３の直下のベルト部分のみがＩＲ光の照射で加熱され、ベルト３１にダメージを与える可能性がある。そのため、必ず、ベルト３１が回転してからＩＲ照射装置１３に通電を開始する必要がある。
【００７１】
（４）本実施例の場合、用紙１６を２３℃から４０℃まで上昇させるためには、赤外線放射部材である石英管３０５の温度が所定の温度、具体的には表面で約８３０℃まで達している必要がある。しかし、その温度を直接センサで検知することが困難である。
【００７２】
そこで、本実施例においては、制御部Ａは、ＩＲ照射装置１３への通電開始（フィラメント３０６への通電開始）から所定の時間内にベルト３１の表面温度が所定の加熱温度（スタンバイ完了温度）に達したか否かを温度センサ３０８で検知する。本実施例において上記のベルト３１の所定の加熱温度を５０℃としている。
【００７３】
制御部Ａは温度センサ３０８がベルト温度５０℃を検知したことで、石英管３０５の表面が上記の約８３０℃まで達したと判断している（Ｓ５）。そして、制御部Ａは、温度センサ３０８が上記の所定時間内にベルト温度５０℃を検知しない場合は、装置異常と判断し、操作部Ｃの表示部Ｃ２にエラー表示をするとともに装置１００の動作を停止する（Ｓ１１）。
【００７４】
（５）制御部Ａは、ステップＳ５において、温度センサ３０８がベルト温度５０℃を検知すると、用紙搬送装置３０のベルト３１に用紙１６を吸着するためのエアー吸引システム３００の吸引ファン３０４をオンする（Ｓ６）。ここで、制御部Ａは吸引ファン３０４の回転を回転検知センサ（不図示）により確認する。もし、回転検知センサが吸引ファン３０４の回転を検知できない場合、装置異常と判断し、操作部Ｃの表示部Ｃ２にエラー表示をするとともに装置１００の動作を停止する（Ｓ１２）。
【００７５】
（６）制御部Ａは、吸引ファン３０４の回転が確認出来たならば、画像形成部１０のスタンバイ動作の完了の確認と合わせて画像形成装置全体のスタンバイ動作が完了した判断する。そして、制御部Ａは、操作部Ｃの表示部Ｃ２にコピー動作ＯＫの表示を出すとともにジョブの受付を可能にする（Ｓ７）。
【００７６】
以後、制御部Ａは、ベルト３１の表面温度５０℃が維持されるように、温度センサ３０８から入力するベルト３１の表面温度検知情報に基づいてＩＲ照射装置１３に対する供給電力を制御する。
【００７７】
上記動作フローの特徴点は、装置１００の電源投入後のスタンバイ動作において、定着部１１におけるＩＲ照射装置１３の石英管３０５の温度が所定の温度に達した後に空気吸引部３００の空気吸引動作を開始（吸引ファン３０４：オン）させることである。
【００７８】
本実施例においては、ベルト３１の表面温度を検出する温度センサ３０８を配設し、ＩＲ照射装置１３に対する通電開始から所定の時間内にベルト３１の表面温度が所定の加熱温度（本実施例では５０℃）に到達したか否かを温度センサ３０８でモニタしている。そして、温度センサ３０８によりベルト３１の表面温度が所定の加熱温度に到達したことが検知されたことで、ＩＲ照射装置１３の石英管３０５の温度が所定の温度に達したと判断させている。
【００７９】
このように、スタンバイ動作の中でＩＲ照射装置１３の石英管３０５の温度が所定の温度（本実施例ではベルト３１の表面温度が５０℃）になってから吸引ファン３０４をオンする理由について図７を用いて説明する。図７のグラフにおいて、縦軸はベルト３１の表面温度（℃）、横軸は経過時間（分）を表している。
【００８０】
室温２０℃の状態から、吸引ファン３０４の吸引動作を行った場合（吸引ファン：オン）をＡとし、吸引ファン３０４の吸引動作をしなかった場合（吸引ファン：オフ）をＢとする。そして、それぞれの場合における、ベルト３１のスタンバイ完了温度５０℃になるまでの時間を比較する。本実施例においては、吸引動作をしなかった場合Ｂは約３分でベルト３１が５０℃に達している。一方、吸引動作を行った場合Ａはベルト３１が５０℃に達するまでに約６分時間が必要である。
【００８１】
即ち、吸引動作をしなかった場合Ｂと吸引動作を行った場合Ａとではスタンバイ完了までの時間に大きな差が生じることが分かる。当然、吸引ファン３０４の吸引動作をしないことがスタンバイ動作時間（ウォームアップタイム）を短くし、ユーザーの操作性向上に有益であることが分かる。
【００８２】
上記のように、装置１００の電源投入後のスタンバイ動作において、ＩＲ照射装置１３の赤外線放射部材３０５が所定温度に達するまでは、空気吸引部３００（吸引ファン３０４）を稼働させないことで、ＩＲ照射装置１３に不要のエアーフロー作用が無い。そのため、ＩＲ照射装置１３の用紙加熱のための温度立ち上げ時間が短縮される効果がある。
【００８３】
ここで、空気吸引部３００の制御に関して、制御部Ａは、装置１００の電源投入されたことに応じてＩＲ照射装置１３をオンにし、ＩＲ照射装置１３の赤外線放射部材３０５の温度が所定の温度に達した後に空気吸引部３００の空気吸引動作を開始させる。
【００８４】
ＩＲ照射装置１３のＩＲ照射開始はスタンバイ時から行うが、空気吸引部３００の空気吸引動作の開始はスタンバイ中である必要はない。すなわち、プリント命令が入ってから吸引開始とする構成であってもよい。吸引開始からベルト搬送機構内が負圧になるまでのタイムラグはほとんどないためプリント命令が入ってから吸引を開始しても間に合う。
【００８５】
《実施例２》
図８は本実施例２における定着部１１のスタンバイ動作についてのフローチャートを表している。本実施例２においては、実施例１の図１のフローチャートとの対比において、図１のフローチャートにおけるベルト温度を検知するステップＳ５を、次のテップＳ５Ａに変更している。このテップＳ５Ａ以外のステップは図１のフローチャートと同じである。
【００８６】
本実施例２におけるステップＳ５Ａは、ステップＳ４の赤外線照射：オン、即ちＩＲ照射装置１３に対する通電開始から所定の時間が経過したか否かを判断するステップである。ここでの所定の時間は、ＩＲ照射装置１３に対する通電開始から赤外線放射部材である石英管３０５の温度がエラー無で所定の温度（本実施例では前記表面で約８３０℃）に達するに足る時間であり、予めの実測にて求められる時間である。
【００８７】
本実施例においては、制御部Ａは、ベルト３１の温度を測定すること無に、ステップＳ５Ａにおいて上記の所定の時間の経過をもってＩＲ照射装置１３の石英管３０５の温度が所定の温度に達したと判断している。そして、用紙搬送装置３０のベルト３１に用紙１６を吸着するための空気吸引部３００の吸引ファン３０４をオンする（Ｓ６）。ここで、制御部Ａは吸引ファン３０４の回転を回転検知センサ（不図示）により確認する。もし、回転検知センサが吸引ファン３０４の回転を検知できない場合、装置異常と判断し、操作部Ｃの表示部Ｃ２にエラー表示をするとともに装置１００の動作を停止する（Ｓ１２）。
【００８８】
本実施例２において、スタンバイ動作の中でＩＲ照射装置１３の石英管３０５の温度が所定の温度になってから吸引ファン３０４をオンする理由は実施例１の図１のスタンバイ動作と同じである。また、実施例１と同様に、ＩＲ照射装置１３のＩＲ照射開始はスタンバイ時から行うが、空気吸引部３００の空気吸引動作の開始はスタンバイ中である必要はない。すなわち、プリント命令が入ってから吸引開始とする構成であってもよい。
【００８９】
《実施例３》
図９は実施例１の図１及び実施例２の図８のステップＳ７以降の定着部１１の吸引ファン３０４の制御シーケンスを示している。
【００９０】
（１）制御部Ａは、ステップＳ７のスタンバイ完了後は、所定の時間、画像形成ジョブの入力待ちをする（Ｓ１３、Ｓ１６）。
【００９１】
（２）制御部Ａは、所定の時間内に画像形成ジョブが投入された場合には、その入力ジョブの画像形成動作をジョブ終了まで実行する（Ｓ１４、Ｓ１５）。
【００９２】
（３）ステップＳ１３の画像形成ジョブの入力待ちにおいて或いはステップＳ１５のジョブ：終了から所定の時間が経過したら、制御部Ａは定着部１１において空気吸引部３００の空気吸引動作を停止（吸引ファン３０４：オフ）させる（Ｓ１７）。そして、この状態において画像形成ジョブの入力待ちをする（Ｓ１８）。
【００９３】
（４）制御部Ａは、この状態において画像形成ジョブが投入されると、投入された画像形成ジョブの最初の用紙１６の記録材センサ５１による記録材検知信号に基づいて（Ｓ１９：オン信号出力）、空気吸引部３００の空気吸引動作を開始させる（Ｓ２０）。即ち、吸引ファン３０４をオンさせる。
【００９４】
ここで、制御部Ａは吸引ファン３０４の回転を回転検知センサ（不図示）により確認する。もし、回転検知センサが吸引ファン３０４の回転を検知できない場合、装置異常と判断し、操作部Ｃの表示部Ｃ２にエラー表示をするとともに装置１００の動作を停止する（Ｓ２１）。
【００９５】
（５）制御部ＡはステップＳ２０で吸引ファン３０４をオンさせた状態において投入された画像形成ジョブの画像形成動作を実行する（Ｓ１４）。
【００９６】
図９の動作フローの特徴点は、制御部Ａは、空気吸引部３００の空気吸引動作が停止されている状態において投入されたジョブの最初の用紙のセンサ５１による検知信号に基づいて空気吸引部３００の空気吸引動作を開始させることである（Ｓ１７〜Ｓ２０）。即ち、吸引ファン３０４のオフからオンへの転換トリガーを用紙１６がセンサ５１をオンしたことにより行う構成のものである。
【００９７】
ジョブの入力待ち（Ｓ１６〜Ｓ１８）の間は空気吸引部３００の空気吸引動作が停止されている。そのため、その間における吸引ファン３０４の駆動電力や、ＩＲ照射装置１３に不要のエアーフロー作用が無いのでＩＲ照射装置１３によるベルト３１の温調用電力が低減化される。
【００９８】
《実施例４》
実施例１〜３の画像形成装置１００は、液体現像剤を用いＵＶ硬化定着を行う画像形成装置であり、そのために、定着部１１にＩＲ照射装置１３とＵＶ照射装置１２を配置している。加熱のみで定着する現像剤を用いて加熱定着を行う画像形成装置の場合においては、図１０の画像形成装置１００Ａのように、定着部１１は、ＵＶ照射装置１２の配置はなく、ＩＲ照射装置１３のみを持つものである。
【００９９】
図１１と図１２は、それぞれ、ＵＶ照射装置１２を持たず、ＩＲ照射装置１３のみを持つも場合の定着部１１のスタンバイ動作のフローチャートである。図１１は実施例１の図１のフローチャートに対応しており、図１２は実施例２の図８のフローチャートに対応しており、それぞれ、ＵＶ照射装置１２の制御に関するステップＳ３、Ｓ９が省かれている。また、図１１と図１２においてステップＳ７以降の定着部１１の吸引ファン３０４の制御シーケンスは実施例３の図９と同じである。
【符号の説明】
【０１００】
１００・・画像形成装置、１０・・画像形成部、１６・・記録材、１１・・定着部（定着装置）、３０・・記録材搬送装置、３１・・ベルト、３００・・空気吸引部（エアー吸引システム）、１２・・紫外線照射装置、１３・・赤外線照射装置、３０５・・赤外線放射部材、Ａ・・制御部、Ｂ・・ホスト装置、Ｃ・・操作部
【図１】
2019219558.tif 000003
【図２】
2019219558.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019219558.tif 000008
【図７】
2019219558.tif 000009
【図８】
2019219558.tif 000010
【図９】
2019219558.tif 000011
【図１０】
2019219558.tif 000012
【図１１】
2019219558.tif 000013
【図１２】
2019219558.tif 000014