JP2013114094A - 冷却装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却対称物を両面から冷却する冷却装置において、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、冷却ムラや冷却性能の低下を抑制できる冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置１００にそれぞれ複数のローラに張架されて回動する上部無端ベルト１１３と、下部無端ベルト１５３とを用紙Ｐを挟持搬送するように設けた。下部無端ベルト１５３内には大型の下部ヒートシンク１５２を１つ、上部無端ベルト１１３内には下部ヒートシンク１５２と同等の長さにおいて、小型の上部ヒートシンク１１１を３つ各無端ベルトに摺動接触するように設けた。そして、各上部ヒートシンク１１１の用紙搬送方向幅の中央に回転軸１１８を設け、この回転軸１１８を中心に上部ヒートシンク１１１の用紙搬送方向の対称な位置に、それぞれ加圧力調整用のバネ部材１１６を設けた。また、回転軸１１８を用紙搬送方向に垂直方向に移動可能に設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる冷却装置、及びこの冷却装置を備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置として、電子写真技術を用いて記録材上にトナー画像を形成し、熱定着装置によって加熱・加圧を行うことで記録材上に転写されたトナーを定着させるものが知られている。定着後の記録材が熱を持ったまま排紙トレイにスタックされていくと積み重なった記録材の束内にこもった熱によってトナーが軟化することがある。排紙トレイにスタックされた記録材上のトナー画像を形成するトナーが軟化した状態で、さらに記録材が重なると、記録材の束の自重による圧力が生じて、軟化したトナーによって記録材間が貼りついてしまうブロッキングという現象が生じてしまう場合がある。ブロッキングが生じた記録材同士を無理に剥がそうとするとトナー像が壊れてしまう。

このブロッキングと呼ばれる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である。現在、記録材を冷却する手段として、２つの搬送手段で記録材を挟持搬送しつつ、それぞれ冷却手段を設け、記録材の両面から効率よく吸熱を行うものが既に知られている。例えば、特許文献１には、次のような搬送手段にベルトを用いた冷却手段の構成が開示されている。それぞれ２つのローラによって張架されて回動する一対の無端ベルトによって記録材を挟持搬送しつつ、各無端ベルトの前記記録材を挟持搬送する側の内周面に冷却部材を設け、記録材の両面から効率よく吸熱を行うというものである。

しかしながら、特許文献１に開示された冷却手段の構成には、次のような問題がある。特許文献１に開示された冷却手段の構成は、搬送ベルト越しに冷却部材で記録材を両面から挟み込む構成である。このためため、搬送ベルト越しに対向する冷却部材の各冷却面として、歪み・捩れの非常に小さい極めて良好な加工精度の平面を与えなければ、歪んだ冷却面同士を合わせることになる。歪んだ冷却面同士を合わせると、それぞれの冷却面と搬送ベルトの間で空隙が生じ、これが原因で冷却ムラや冷却性能の低下が起こるという問題である。

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、記録材を両面から冷却する冷却装置において、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、冷却ムラや冷却性能の低下を抑制できる冷却装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、それぞれ複数のローラによって張架されて回動する一対の無端ベルトによって記録材を挟持搬送する搬送手段と、前記搬送手段の各無端ベルトの前記記録材を挟持搬送する側の内周面に摺動接触するように、それぞれ配置された冷却部材と、を備えた冷却装置において、少なくとも片方の前記無端ベルトの内周面には複数個の冷却部材が配置されており、前記複数個の冷却部材は、それぞれ独立に可動に支持され、前記無端ベルトの内周面に向け付勢されていることを特徴とするものである。
本発明は、少なくとも片方の無端ベルトの内周面に複数個の冷却部材を配置しており、少なくとも片方の冷却部材を１つの大型な冷却部材でなく、小型な冷却部材にできる。このように小型な冷却部材を配置することで、両方の無端ベルトの内周面に、１つの大型な冷却部材を配置した構成に比べ、対向する冷却部材同士の冷却面の歪み・捩れにより生じる空隙を小さくできる。これは、対向する冷却部材同士の冷却面の歪み・捩れに起因した空隙は、それぞれ対向する冷却面が広いほど大きくなるので、少なくとも片方の対向する冷却面を狭くすることで、その歪み・捩れに起因した空隙を小さくできるためである。
さらに、少なくとも片方の無端ベルトの内周面に配置された複数個の冷却部材は、それぞれ独立に可動に支持され、無端ベルトの内周面に向け付勢されているので、無端ベルトや記録材を介して対向する他方の冷却部材の冷却面の形状に倣うような姿勢で圧をかけれる。
したがって、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、いずれの無端ベルトの内周面に配置された冷却部材も複数個でない構成に比べ、記録材と無端ベルトとの間の空隙を小さくでき、冷却ムラや冷却性能の低下を抑制できる。

本発明は、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、いずれの無端ベルトの内周面に配置された冷却部材も複数個でない構成に比べ、記録材と無端ベルトとの間の空隙を小さくでき、冷却ムラや冷却性能の低下を抑制できる。
よって、記録材を両面から冷却する冷却装置において、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、冷却ムラや冷却性能の低下を抑制できる冷却装置を提供することができる。

一実施形態の冷却装置を備えたプリンタの概略構成図。 実施例１に係る冷却装置の冷却部材を用紙搬送方向に分割配置した構成の説明図。 従来の冷却装置で用紙を挟持する際の説明図。 実施例１に係る冷却装置で用紙を挟持する際の説明図。 実施例１に係る冷却装置の冷却部材を加圧する加圧機構の説明図。 実施例２に係る冷却装置の冷却部材を用紙搬送方向に直交する方向にも分割配置した構成の説明図。 実施例３に係る冷却装置の上下から用紙を挟持する両方の無端ベルト内に配置された冷却部材を、いずれも分割配置した構成の説明図。 実施例４に係る冷却装置の冷却部材に液例方式を適用した構成の説明図。 実施例４に係る冷却装置を稼動させる際の、各冷却部材間を接続する流路の斜視説明図。 実施例４に係る冷却装置の上下の冷却手段を離間させる際の、各冷却部材間を接続する流路の側面説明図。 実施例４に係る冷却装置の上下の冷却手段を離間させる際の、各冷却部材間を接続する流路の斜視説明図。

以下、本発明を適用した冷却装置１００の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。図１は、本実施形態の冷却装置１００を備えたタンデム型中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置であるプリンタ３００の概略構成図である。ここで、本発明を適用した冷却装置１００は、画像形成装置に設けられるものに限定されることなく、シート状部材の冷却が必要な装置であれば適応可能である。

プリンタ３００では、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）によって中間転写媒体としての中間転写ベルト２１を張架し、中間転写ベルト２１は、これらのローラうちの一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。図１に示すプリンタ３００では、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、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の対向位置に中間転写ベルト２１へ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。

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、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の用紙収納部３１および給紙コロ４２、レジストローラ対４１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のおもて面をクリーニングするクリーニング装置２７が設けられている。

用紙収納部３１から排紙収容部３４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、熱定着装置１５が配置されている。この熱定着装置１５の用紙搬送路３２における下流側には、用紙Ｐを両面から冷却する冷却装置１００が配置されている。そして、冷却装置１００のさらに下流側には、トナー定着後の用紙Ｐの排出部である排紙収容部３４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４１へ搬送する両面画像形成用の反転用紙搬送路３３も備えている。

画像の形成プロセスは、一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、フルカラー画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。このような構成により、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）の一次転写部を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トナー画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トナー画像は、用紙Ｐに転写される。転写後の中間転写ベルト２１はクリーニング装置２７によりクリーニングされる。用紙Ｐへの転写は転写時において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。中間転写ベルト２１から用紙Ｐへのフルカラートナー像の転写後、用紙Ｐ上に担持されたフルカラートナー像を熱定着装置１５で用紙Ｐ上に定着することにより、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は冷却装置１００で冷却され、排紙収容部３４に積載される。このため、用紙Ｐが排紙収容部３４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、本実施形態の冷却装置１００の構成について、複数の実施例を挙げ詳細に説明する。

（実施例１）
本実施形態の冷却装置１００の第１の実施例である実施例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装置１００の冷却部材を用紙搬送方向に分割配置した構成の説明図、図３は、従来の冷却装置で用紙Ｐを挟持する際の説明図、図４は、本実施例に係る冷却装置１００で用紙を挟持する際の説明図である。図５は、本実施例に係る冷却装置１００の冷却部材を加圧する加圧機構の説明図であり、（ａ）が、冷却部材を回転可能に支持する構成の説明図、（ｂ）が、冷却部材の用紙搬送方向の移動を規制する構成の説明図である。

図２に示すように、本実施例の冷却装置１００は、複数の従動ローラ１１４及び駆動ローラ１１５によって張架されて回転する上部無端ベルト１１３と、複数の従動ローラ１５４及び駆動ローラ１５５によって張架されて回転する下部無端ベルト１５３とを上下に有している。そして、これらによって表面トナー像の加熱定着を行った直後の高温状態の用紙Ｐを挟持しながら搬送を行う。下側に設けられた下部無端ベルト１５３内には大型の冷却部材である下部ヒートシンク１５２が１つ配置されて下部冷却部１５０を構成している。また、上側に設けられた上部無端ベルト１１３内には、下部ヒートシンク１５２と同等の長さにおいて、上部ヒートシンクを用紙搬送方向に沿って３つに分割配置された小型の冷却部材である上部ヒートシンク１１１が設けられて上部冷却部１１０を構成している。つまり、上側に設けられた上部無端ベルト１１３内には、下部ヒートシンク１５２と同等の長さで、用紙搬送方向に沿って３つの上部ヒートシンク１１１が配置されて上部冷却部１１０を構成している。

下部冷却部１５０では、下部ヒートシンク１５２が下部無端ベルト１５３の内周面と摺動接触しながら、下部無端ベルト１５３ごしに高温状態の用紙Ｐからの熱を吸熱し、２つのファン１５７からの送風によって放熱を行っている。また、上部冷却部１１０では、３つの上部ヒートシンク１１１が、上部無端ベルト１１３の内周面と摺動接触しながら、上部無端ベルト１１３ごしに高温状態の用紙Ｐからの熱を吸熱し、それぞれ対応したファン１１７からの送風によって放熱を行っている。

上部冷却部１１０の上部ヒートシンク１１１に関してはバネ部材１１６によって上部無端ベルト１１３の内周面方向に対して適切な加圧力が与えられ、通常時は対向する下部ヒートシンク１５２の冷却面にならうような姿勢になっている。そして、用紙Ｐの通過時には３つの上部ヒートシンク１１１が、それぞれ独立に用紙Ｐの厚さ分だけ上に押されて微小移動を行う。この加圧力により上部ヒートシンク１１１、上部無端ベルト１１３、用紙Ｐ、下部無端ベルト１５３、下部ヒートシンク１５２を密着させ、接触による熱伝導を促す。すなわち、各上部ヒートシンク１１１は、それぞれ独立に弾性的に可動であり、それぞれ独立に上部無端ベルト１１３の内周面に対して圧力をかけ、上部ヒートシンク１１１、上部無端ベルト１１３、用紙Ｐ、下部無端ベルト１５３、下部ヒートシンク１５２を密着させ、接触による熱伝導を促す。

ここで、従来の構成ように用紙Ｐの上下（両面）から、それぞれ無端ベルトを介して大型のヒートシンクによる冷却を行う場合、次のような不具合が生じる場合がある。図３に示すように、２つのヒートシンク１５２，１９１の冷却面に量産時の加工方法などに起因する歪み・捩れがあると、これらを対向して配置したときに上下の各無端ベルト同士、あるいは、各ヒートシンクと無端ベルトとの間に大きな空隙が生じてしまう。この空隙が生じた区間では各ヒートシンクと無端ベルトと用紙Ｐとが十分に密着せず、熱伝導による用紙Ｐの冷却効果が低下するという問題がある。また、しっかり密着している箇所と空隙が生じている箇所で冷却効果にムラが生じてしまうという問題もある。実際に各ヒートシンクを、例えば金型などで大量に量産する場合、追加工なしで大型のヒートシンクの冷却面に前記のような冷却効果の低下や冷却ムラの影響がなくなる程度に高い加工精度を与えるのは難しい。

そこで、本実施例の冷却装置１００では、図４に示すように上部冷却部１１０（片側）の上部無端ベルト１１３内のヒートシンクを、大型の１つのヒートシンクに換えて、用紙搬送方向に沿って小型の上部ヒートシンク１１１を３つ（複数個）配置した。このように少なくとも片方の上部ヒートシンクを分割配置することで、用紙搬送方向に沿って配置された３つの上部ヒートシンク１１１の用紙搬送方向の歪み・捩れに起因した空隙を小さくできる。

さらに、この３つの小型の上部ヒートシンク１１１に関して、それぞれ独立に上部無端ベルト１１３内周面方向への加圧を行うことで、次のよう効果を奏することができる。用紙搬送方向に沿って配置された各上部ヒートシンク１１１は、それぞれ対向する大型の下部ヒートシンク１５２の冷却面における用紙搬送方向の歪み・捩れに倣った姿勢となる。このように、下部ヒートシンク１５２に倣った姿勢となるので、下部ヒートシンク１５２の用紙搬送方向の歪み・捩れに起因した空隙をさらに小さくできる。

したがって、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、いずれの無端ベルトの内周面に配置された冷却部材も複数個でない構成に比べ、用紙搬送方向の歪み・捩れに起因した空隙を小さくでき、冷却効果の低下や冷却ムラを改善することができる。つまり、いずれの無端ベルトの内周面に配置された冷却部材も分割配置していない構成に比べ、用紙搬送方向の歪み・捩れに起因した空隙を小さくでき、冷却効果の低下や冷却ムラを改善することができる。このように冷却効果の低下や冷却ムラを改善できるので、本実施例の構成では、冷却面の加工精度の低いヒートシンクを用いても、十分な用紙Ｐの冷却効果を得られる。
よって、用紙Ｐを両面から冷却する冷却装置において、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、冷却ムラや冷却性能の低下を抑制できる冷却装置１００を提供することができる。

また、上部ヒートシンク１１１の加圧機構としては、例えば、次のように構成することができる。図５（ａ）に示すように、上部ヒートシンク１１１の用紙搬送方向幅の中央に回転軸１１８を設け、この回転軸１１８を中心に上部ヒートシンク１１１の用紙搬送方向上流側及び下流側の対称な位置に、それぞれ加圧力調整用のバネ部材１１６を設ける。このように上部ヒートシンク１１１を支持することで、上部ヒートシンク１１１に、回転軸１１８の軸心を回転中心とした図５（ａ）図中、Ｒ方向の回転自由度を与えている。また、回転軸１１８は用紙Ｐの用紙搬送方向に垂直な図５（ａ）図中、Ｚ方向に自由度を持っており、用紙搬送方向である図５（ａ）図中、Ｘ方向の移動は規制されている。

このように支持されることで上部ヒートシンク１１１は、上部無端ベルト１１３の移動に引きずられることなく、対向する下部ヒートシンク１５２の冷却面の形状にならった配置になる。また、図５（ａ）に示すように用紙Ｐを挟持搬送する時には、搬送状態に応じてＲ方向に微小に回転して姿勢が変化するため、用紙Ｐの搬送負荷が軽減される効果もある。このとき図５（ａ），（ｂ）に示すように、上部ヒートシンク１１１の冷却面端部に曲率を与えると用紙Ｐのヒートシンク部突入時の搬送負荷がより低減する。

ここで、回転軸１１８の支持方法は、例えば図５（ｂ）に示すように構成することができる。上部ヒートシンク１１１の中心に設けられた回転軸１１８を、上部ヒートシンク１１１の回転軸１１８の軸心に垂直な両側面に設けた支持部材１２０によって支持する。この支持部材１２０には、用紙搬送方向に平行な面を持つ台１２３に垂直に固定された２本のピン１２１が、支持部材１２０に設けられた２つの孔をそれぞれ貫通している。これらのピン１２１によって、支持部材１２０は用紙搬送方向である図５（ｂ）図中、Ｘ方向の移動が規制され、用紙搬送方向に垂直な図５（ｂ）図中、Ｚ方向へのスライドが可能となる。そして、上部ヒートシンク１１１による加圧力を調整する目的で、ピン１２１が固定されている台１２３と支持部材１２０の間にはピン１２１の外周にバネ１２２が設けられ、支持部材１２０を介して上部ヒートシンク１１１を押圧している。

（実施例２）
本実施形態の冷却装置１００の第２の実施例である実施例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装置１００の冷却部材を用紙搬送方向に直交する方向にも分割配置した構成の説明図である。ここで、本実施例と実施例１とでは、本実施例の冷却装置１００が冷却部材を用紙搬送方向に直交する方向にも分割配置していることに係る点のみ異なる。したがって、上述した実施例１と同様な構成・動作については、適宜省略して説明する。また、同一の機能を有する部材については、同一の符号を付して説明する。

上述した実施例１では、上部冷却部１１０の上部無端ベルト１１３内の上部ヒートシンクを、用紙搬送方向に沿って３つの上部ヒートシンク１１１に分割配置した。つまり、上部冷却部１１０の上部無端ベルト１１３内に、用紙搬送方向に沿って３つの上部ヒートシンク１１１を配置していた。しかし、上部ヒートシンク１１１や下部ヒートシンク１５２の加工時に用紙搬送方向と直交する方向、図６図中Ａ方向に歪み・捩れが生じている場合、図６のように、さらにＡ方向に沿って上部ヒートシンク１１１を分割しても良い。このように構成することで、Ａ方向における上部無端ベルト１１３と下部無端ベルト１５３間の空隙を減らし、冷却効率低下や冷却ムラの発生を防ぐことができる。
よって、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、いずれの無端ベルトの内周面に配置された冷却部材も複数個でない構成に比べ、用紙搬送方向に直交する方向の歪み・捩れに起因した空隙を小さくでき、冷却効果の低下や冷却ムラを抑制できる。つまり、いずれの無端ベルトの内周面に配置された冷却部材も分割配置していない構成に比べ、用紙搬送方向に直交する方向の歪み・捩れに起因した空隙を小さくでき、冷却効果の低下や冷却ムラを抑制できる。

（実施例３）
本実施形態の冷却装置１００の第３の実施例である実施例３について、図を用いて説明する。図７は、本実施例に係る冷却装置１００の上下から用紙を挟持する両方の無端ベルト内に配置された冷却部材を、いずれも分割配置した構成の説明図である。ここで、本実施例と実施例１又は２とでは、本実施例の冷却装置１００の上下から用紙を挟持する両方の無端ベルト内に配置された冷却部材を、いずれも分割配置していることに係る点のみ異なる。したがって、上述した実施例１又は２と同様な構成・動作については、適宜省略して説明する。また、同一の機能を有する部材については、同一の符号を付して説明する。

図７に示すように、本実施例の冷却装置１００では、上部無端ベルト１１３内周面の上部ヒートシンクを３つの上部ヒートシンク１１１に分割配置した上部冷却部１１０と同様に、下部冷却部１５０でも、下部無端ベルト１５３内周面の下部ヒートシンクを３つの下部ヒートシンク１５１に分割配置した。すなわち、用紙Ｐを挟持する上部無端ベルト１１３及び下部無端ベルト１５３の両方の内周面に、それそれ上部ヒートシンク１１１及び下部ヒートシンク１５１を３つ（複数）配置した。

このように、各ヒートシンクを分割配置することで、各無端ベルト同士、あるいは各ヒートシンクとそれそれ摺動接触する無端ベルトとの間の空隙の発生を低減させ、用紙Ｐの冷却効果の低下や冷却ムラの発生を、片方でのみヒートシンクを分割配置する構成よりも低減させることが可能となる。

（実施例４）
次に、本実施形態の冷却装置１００の第４の実施例である実施例４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装置１００の冷却部材に液例方式を適用した構成の説明図、図９は、本実施例に係る冷却装置１００を稼動させる際の、各冷却部材間を接続する流路の斜視説明図である。図１０は、本実施例に係る冷却装置１００の上下の冷却手段を離間させる際の、各冷却部材間を接続する流路の側面説明図、図１１は、本実施例に係る冷却装置１００の上下の冷却手段を離間させる際の、各冷却部材間を接続する流路の斜視説明図である。ここで、本実施例と実施例１乃至３とでは、本実施例の冷却装置１００が冷却部材に液冷方式を適用していることに係る点のみ異なる。したがって、上述した実施例１乃至３と同様な構成・動作については、適宜省略して説明する。また、同一の機能を有する部材については、同一の符号を付して説明する。

図８に示すように、本実施例の冷却装置１００では、冷却部材にヒートシンクを用いファンの送風で冷却する冷却方式の実施例１乃至３とは異なり、冷却部材として液冷方式のものを用い液冷システム２００で冷却することとした。本実施例では、下部冷却部１５０の下部無端ベルト１５３内周面に、内部に冷却液流路を持った大型の下部液冷冷却部材１６２を配置し、上部冷却部１１０の上部無端ベルト１１３内周面に内部に冷却液流路を持った小型の上部液冷冷却部材１３１を３つ（複数個）配置した。

液冷システム２００の仕組みについて説明する。図８に示すように、冷却液はタンク２０１に貯液され、冷却液ポンプ２０３によって送液され、ラジエータ２０２で熱量を外気に放出し、冷却液はいったん低温になる。その後、冷却液は下部液冷冷却部材１６２内に流れ込み、下部液冷冷却部材１６２から熱を奪った後、さらに３つの上部液冷冷却部材１３１に順に流れ込み、それぞれから熱を奪う。このように冷却液はすべての冷却部材から熱量を奪い、高温となった後にタンク２０１に戻り、再び冷却液ポンプ２０３によって送液される。このサイクルによって液冷システム２００は下部液冷冷却部材１６２及び３つの上部液冷冷却部材１３１から熱量を奪い、これらを低温に保つ。このように各液冷冷却部材の熱量を奪って冷却することで、空冷方式に比べて高い冷却効果を得ることができる。

このような液冷システム２００を本実施例の冷却装置１００に適用する場合、各上部液冷冷却部材１３１及び下部液冷冷却部材１６２の間を繋ぐ冷却液流路を金属管などの硬質の管にしてしまうと、次のような不具合が生じる。複数の上部液冷冷却部材１３１はそれぞれを接続する流路によって互いに移動や回転を拘束してしまい、それぞれが独立に変位して上部無端ベルト１１３内周面方向に加圧を行えなくなってしまう。このような不具合を防止するためには、各冷却部材間を繋ぐ冷却液流路はゴムチューブなどの可撓性を持ったものを用いる必要がある。そこで、本実施例では上部液冷冷却部材１３１及び下部液冷冷却部材１６２に接続される流路のうち、各上部液冷冷却部材１３１の移動や回転を拘束する可能性の有る箇所はゴムチューブ１４５ａ，ｂ，ｃ，ｄによって流路の接続を行っている。

これにより各上部液冷冷却部材１３１は、それぞれが独立に可動に支持され、上部無端ベルト１１３の内周面方向に対して加圧を行うことができる。また、各上部液冷冷却部材１３１の移動や回転を拘束し得ない箇所の流路には金属管２０５ａ，ｂ，ｃを用いることで、これらの箇所における冷却液の漏れのリスクを低減させることができる。

具体的には、下部液冷冷却部材１６２には、冷却液の流入口１７１ａと流出口１７１ｂとを有している。また、各上部液冷冷却部材１３１には、冷却液の流入口１４１ａと流出口１４１ｂとを有している。そして、下部液冷冷却部材１６２の用紙搬送方向下流側に設けられた流入口１７１ａには、一端側がラジエータ２０２に接続された金属管２０５ｃの他端側が接続され、上流側に設けられた流出口１７１ｂには、ゴムチューブ１４５ａの一端側が接続されている。このゴムチューブ１４５ａの他端側は、上方に配置された用紙搬送方向最上流の上部液冷冷却部材１３１の流入口１４１ａに接続されている。

そして、最上流の上部液冷冷却部材１３１の流出口１４１ｂと、中央に配置された上部液冷冷却部材１３１の流入口１４１ａとは、ゴムチューブ１４５ｂで接続されている。また、中央に配置された上部液冷冷却部材１３１の流出口１４１ｂと最下流の上部液冷冷却部材１３１の流入口１４１ａとは、ゴムチューブ１４５ｃで接続され、最下流の上部液冷冷却部材１３１の流出口１４１ｂにはゴムチューブ１４５ｄの一端側が接続されている。このゴムチューブ１４５ｄの他端側は、液冷システム２００に有するタンク２０１へと接続されている。また、タンク２０１と冷却液ポンプ２０３とは金属管２０５ａで接続され、冷却液ポンプ２０３とラジエータ２０２とは金属管２０５ｂで接続されている。

また、図９に示すうに、液冷システム２００の各上部液冷冷却部材１３１に接続する各ゴムチューブ１４５を、各上部液冷冷却部材１３１及び下部液冷冷却部材１６２の、ユーザーが作業を行う際にユーザーから見て奥側側面に集中させて配置している。このように各ゴムチューブ１４５をユーザーから見て奥側側面に集中させて配置することで、次のような効果を奏することができる。

例えば、図１０に示すように、冷却装置１００内で用紙Ｐの搬送中にジャムが生じた場合等に、ユーザーが用紙Ｐを除去できるようにするため、上部冷却部１１０を持ち上げる機構を設けたとする。そして、ユーザーが冷却装置１００内の用紙Ｐを除去するため、上部冷却部１１０を持ち上げると、各ゴムチューブ１４５は、図９で示した状態から図１１で示すような状態となる。すなわち、上部冷却部１１０の２つの上部液冷冷却部材１３１と下部冷却部１５０の下部液冷冷却部材１６２とを繋ぐゴムチューブ１４５ａ，ｄは各上部液冷冷却部材１３１が持ち上がるのに合わせて変形する。

この時、各ゴムチューブ１４５を接続する各液冷冷却部材の接続部である各流入口１４１ａや流出口１４１ｂ，１７１ｂがユーザーが作業を行う側に設けられている場合、各ゴムチューブ１４５が、ユーザーの用紙Ｐを除去する際の作業の妨げになる。あるいは、ユーザーの不注意により、変形したゴムチューブ１４５ａ，ｄや他のゴムチューブ１４５ｂ，ｃに手を引っ掛けて、いずれかのゴムチューブ１４５を抜いてしまったり、何かしらの損傷を与えてしまう可能性がある。そこで、本実施例の冷却装置１００では、図９及び図１１に示すように、各ゴムチューブ１４５を、各上部液冷冷却部材１３１及び下部液冷冷却部材１６２のユーザーから見て奥側に配置し、各ゴムチューブ１４５にユーザーの手が触れないように配置している。このように配置することで、ユーザーの作業の妨げになったり、ユーザーの手が触れて、いずれかのゴムチューブ１４５の抜けや損傷が生じたりすることを防止できる。

ここで、液冷システム２００の各要素を繋ぐ流路の順番は、本実施例の順番に限らず、例えば下部液冷冷却部材１６２より先に各上部液冷冷却部材１３１に冷却液を流すなど、任意の順番で冷却液を流してよい。

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）
それぞれ従動ローラ１１４や駆動ローラ１１５などの複数のローラによって張架されて回動する上部無端ベルト１１３や下部無端ベルト１５３などの一対の無端ベルトによって用紙Ｐなどの記録材を挟持搬送する搬送手段と、前記搬送手段の各無端ベルトの前記記録材を挟持搬送する側の内周面に摺動接触するように、それぞれ配置された上部ヒートシンク１１１や下部ヒートシンク１５２などの冷却部材と、を備えた冷却装置１００などの冷却装置において、少なくとも片方の上部無端ベルト１１３などの前記無端ベルトの内周面には、上部ヒートシンク１１１などのは複数個の前記冷却部材が配置されており、前記複数個の冷却部材は、それぞれ独立に可動に支持され、前記無端ベルトの内周面に向け付勢され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について説明したように、用紙Ｐなどの記録材を両面から冷却する冷却装置１００などの冷却装置において、冷却面加工精度の低い上部ヒートシンク１１１や下部ヒートシンク１５２などの冷却部材を用いても、冷却ムラや冷却性能の低下を抑制できる冷却装置を提供することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、上部ヒートシンク１１１などの前記複数個の冷却部材は、用紙Ｐなどの前記記録材の搬送方向に沿って配置され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について説明したように、冷却面加工精度の低い上部ヒートシンク１１１や下部ヒートシンク１５２などの冷却部材を用いても、いずれの上部無端ベルト１１３や下部無端ベルト１５３などの無端ベルトの内周面に配置された上部ヒートシンク１９１や下部ヒートシンク１５２などの冷却部材も複数個でない構成に比べ、用紙搬送方向の歪み・捩れに起因した空隙を小さくでき、冷却効果の低下や冷却ムラを抑制できる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、上部ヒートシンク１１１などの前記複数個の冷却部材は、用紙Ｐなどの前記記録材の搬送方向と直交する方向に沿って配置され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２について説明したように、冷却面加工精度の低い冷却部材を用いても、いずれの上部無端ベルト１１３や下部無端ベルト１５３などの無端ベルトの内周面に配置された上部ヒートシンク１９１や下部ヒートシンク１５２などの冷却部材も複数個でない構成に比べ、用紙搬送方向に直交する方向の歪み・捩れに起因した空隙を小さくでき、冷却効果の低下や冷却ムラを抑制できる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれかにおいて、上部ヒートシンク１１１などの前記複数個の冷却部材は、それぞれ独立に回転可能であり、用紙Ｐなどの前記記録材の搬送方向への各冷却部材の移動が規制され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について説明したように、上部ヒートシンク１１１などの複数の冷却部材は、上部無端ベルト１１３などの無端ベルトの移動に引きずられることなく、対向する下部ヒートシンク１５２などの冷却部材の冷却面の形状にならった配置になる。また、用紙Ｐなどの記録材を挟持搬送する時には、搬送状態に応じて微小に回転して姿勢が変化するため、記録材の搬送負荷が軽減される。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｄ）のいずれかにおいて、上部無端ベルト１１３や下部無端ベルト１５３などの前記各無端ベルトに設けられた上部液冷冷却部材１３１や下部液冷冷却部材１６２などの前記冷却部材は、それぞれ内部に有した流路に冷却液を流すことで熱輸送を行い、外部に設けた放熱を行う液冷システム２００などの液冷システムによって冷却され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４について説明したように、空冷方式に比べて高い冷却効果を得ることができる。
（態様Ｆ）
（態様Ｅ）において、上部無端ベルト１１３や下部無端ベルト１５３などの前記各無端ベルトに設けられた上部液冷冷却部材１３１や下部液冷冷却部材１６２などの前記冷却部材の、それぞれの内部に有した冷却液の前記流路が、可撓性を持ったゴムチューブ１４５ａ，ｂ，ｃ，ｄなどの流路によって、外部で接続され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４について説明したように、上部液冷冷却部材１３１などの複数の冷却部材を外部で接続する流路に金属管を用いた場合のように、その移動や回転を拘束することなく、それぞれが独立に変位して上部無端ベルト１１３などの無端ベルト内周面方向に加圧を行うことができる。
（態様Ｇ）
（態様Ｆ）において、外部で接続するゴムチューブ１４５ａ，ｂ，ｃ，ｄなどの可撓性を持った前記流路の接続部が、ユーザーがメンテナンス作業を行う側を基準に、冷却装置１００などの装置奥側側面に設けられ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４について説明したように、ユーザーの作業の妨げになったり、ユーザーの手が触れて、いずれかのゴムチューブ１４５などの可撓性を持った流路の抜けや損傷が生じたりすることを防止できる。
（態様Ｈ）
用紙Ｐなどの記録材に形成された未定着画像を加熱して定着させる熱定着装置１５などの定着手段と、該定着手段によって画像が定着された前記記録材を冷却する冷却手段とを備えたプリンタ３００などの画像形成装置において、前記冷却手段として、（態様Ａ）乃至（態様Ｇ）のいずれかの冷却装置１００などの冷却装置を用いることを特徴とするものである。
これによれば、本実施形態について説明したように、（態様Ａ）乃至（態様Ｇ）のいずれかの冷却装置１００などの冷却装置と同様な効果を奏することができるプリンタ３００などの画像形成装置を提供することができる。

１ 感光体
２ 光書き込み装置
３ 各現像装置
４ 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 熱定着装置
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 クリーニング装置
３１ 用紙収納部
３２ 用紙搬送路
３３ 反転用紙搬送路
３４ 排紙収容部
４１ レジストローラ対
４２ 給紙コロ
１００ 冷却装置
１１０ 上部冷却部
１１１ 上部ヒートシンク
１１３ 上部無端ベルト
１１４ 従動ローラ（上部）
１１５ 駆動ローラ（上部）
１１６ バネ部材（上部）
１１７ ファン（上部）
１１８ 回転軸
１２０ 支持部材
１２１ ピン
１２２ バネ
１２３ 台
１３１ 上部液冷冷却部材
１４５ａ，ｂ，ｃ，ｄ ゴムチューブ
１５０ 下部冷却部
１５１ 下部ヒートシンク（小型）
１５２ 下部ヒートシンク（大型）
１５３ 下部無端ベルト
１５４ 従動ローラ（下部）
１５５ 駆動ローラ（下部）
１５６ バネ部材（下部）
１５７ ファン（下部）
１６２ 下部液冷冷却部材
１９１ ヒートシンク（従来、上部）
２００ 液冷システム
２０１ タンク
２０２ ラジエータ
２０３ 冷却液ポンプ
２０５ａ，ｂ，ｃ 金属管
３００ プリンタ
Ｐ 用紙

特許４２３１７５６号公報

Claims (8)

1. それぞれ複数のローラによって張架されて回動する一対の無端ベルトによって記録材を挟持搬送する搬送手段と、前記搬送手段の各無端ベルトの前記記録材を挟持搬送する側の内周面に摺動接触するように、それぞれ配置された冷却部材と、を備えた冷却装置において、
   少なくとも片方の前記無端ベルトの内周面には、複数個の冷却部材が配置されており、
   前記複数個の冷却部材は、それぞれ独立に可動に支持され、前記無端ベルトの内周面に向け付勢されていることを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置において、
   前記複数個の冷却部材は、
   前記記録材の搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項１又は２に記載の冷却装置において、
   前記複数個の冷却部材は、
   前記記録材の搬送方向と直交する方向に沿って配置されていることを特徴とする冷却装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一に記載の冷却装置において、
   前記複数個の冷却部材は、
   それぞれ独立に回転可能であり、前記記録材の搬送方向への各冷却部材の移動が規制されていることを特徴とする冷却装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一に記載の冷却装置において、
   前記各無端ベルトに設けられた前記冷却部材は、それぞれ内部に有した流路に冷却液を流すことで熱輸送を行い、外部に設けた放熱を行う液冷システムによって冷却されることを特徴とする冷却装置。
6. 請求項５に記載の冷却装置において、
   前記各無端ベルトに設けられた前記冷却部材の、それぞれの内部に有した冷却液の前記流路が、可撓性を持った流路によって、外部で接続されていることを特徴とした冷却装置。
7. 請求項６に記載の冷却装置において、
   外部で接続する可撓性を持った前記流路の接続部が、ユーザーがメンテナンス作業を行う側を基準に、装置奥側側面に設けられていることを特徴とする冷却装置。
8. 記録材に形成された未定着画像を加熱して定着させる定着手段と、
   該定着手段によって画像が定着された前記記録材を冷却する冷却手段とを備えた画像形成装置において、
   前記冷却手段として、請求項１乃至７のいずれか一に記載の冷却装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

Images