JP2015132794A - 記録材搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材搬送装置においてベルト部材とベルト部材に接触している吸熱面での抵抗増大を抑制する。【解決手段】対向して配置される第１の搬送機構３１および第２の搬送機構３２によって記録材Ｐを挟持搬送しながら冷却する記録材搬送装置において、第１の搬送機構３１および第２の搬送機構３２のうち少なくとも一方は、ベルト部材５６，５９と、ベルト部材を張架する張架部材５５，５７，５８と、記録材を冷却する冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃを備え、ベルト部材の内周面を外気に接触させる空気流通部１００をベルト部材の内周面に接触する冷却部材の吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃに設けた。【選択図】図９

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置と、これに用いられる記録材搬送装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置には、定着後の記録材を冷却しながら搬送する記録材搬送装置（冷却搬送装置）を有するものがある。この記録材搬送装置は、冷却手段と、冷却手段に接触する第一搬送ベルトと、第一搬送ベルトに対向する第二搬送ベルトとを有している。第一搬送ベルトと第二搬送ベルトとで定着後の記録材を挟持搬送することで、第一搬送ベルトを介して記録材の熱を冷却手段に伝えることができる。

そして、第一搬送ベルトと冷却手段との密着を抑制するために、冷却手段の冷却面（吸熱面）と第一搬送ベルトとの間に隙間を形成する技術が知られている（特許文献１）。

しかし、特許文献１のように隙間を設けたとしても、隙間は冷却手段の冷却面端部のみに存在し、第一搬送ベルトは大部分の冷却面と密着しながら移動する。そのため、第一搬送ベルトと冷却手段の冷却面との間の空気が抜けやすく、両者が接触している部分が密着して冷却面と第一搬送ベルトとの抵抗が増大するという問題があった。

そこで本発明の目的は、記録材搬送装置においてベルト部材とベルト部材に接触している吸熱面での抵抗増大を抑制することである。

この課題を解決するために、対向して配置される第１の搬送機構および第２の搬送機構によって記録材を挟持搬送しながら冷却する記録材搬送装置において、前記第１の搬送機構および前記第２の搬送機構のうち少なくとも一方は、ベルト部材と、該ベルト部材を張架する張架部材と、前記記録材を冷却する冷却部材を備え、前記ベルト部材の内周面を外気に接触させる空気流通部を前記ベルト部材の内周面に接触する前記冷却部材の吸熱面に設けたことを特徴とする記録材搬送装置を発案した。

空気流通部によって、ベルト部材回動時にベルト部材とベルト部材に接触している吸熱面との間の空気が抜けることを防止でき、結果としてベルト部材と吸熱面が密着することに起因するベルト回動抵抗の増大を抑制することができる。

実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。 実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。 冷却装置の背面側の概略構成図である。 他の実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。 第１の搬送機構および第２の搬送機構の部分背面図である。 冷却部材、本体構造体およびベルトの関係を示す概略斜視図である。 空気流通部の一実施形態を示す図である。 空気流通部の他の実施形態を示す図である。 空気流通部の他の実施形態を示す図である。 空気流通部の他の実施形態を示す図である。 空気流通部の他の実施形態を示す図である。 空気流通部の他の実施形態を示す図である。 空気流通部の他の実施形態を示す図である。 空気流通部の他の実施形態を示す図である。 冷却部材と空気流通部を通る概略断面図である。 他の実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。 図１６に示す冷却装置構成にて、加圧ローラと凹部がベルトを隔てて互いに接触しないように配置される実施形態を示す図である。 図１６に示す冷却装置構成にて、加圧ローラと凹部がベルトを隔てて互いに接触しないように配置される他の実施形態を示す図である。 図１６に示す冷却装置構成にて、加圧ローラと凹部がベルトを隔てて互いに接触しないように配置される他の実施形態を示す図である。 図１６に示す冷却装置構成にて、加圧ローラと凹部がベルトを隔てて互いに接触しないように配置される他の実施形態を示す図である。

図１は、実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを並べて配設したタンデム型の画像形成部を備える。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、画像形成装置本体２００に着脱可能に構成されており、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面を清掃するクリーニング手段としてのクリーニングブレード５を備えている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。

図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザ光を照射するようになっている。

また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト１０を有する。中間転写ベルト１０は、支持部材としての複数のローラ２１〜２４に張架されており、それらローラ２１〜２４のうちの１つが駆動ローラとして回転することによって、中間転写ベルト１０は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト１０の内周面を押圧しており、中間転写ベルト１０の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）および／または交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト１０を張架する１つのローラ２４に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト１０の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト１０とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）および／または交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

画像形成装置本体２００の下部には、紙やＯＨＰ等のシート状の記録材Ｐを収容した複数の給紙カセット１３が配設されている。各給紙カセット１３には、収容されている記録材Ｐを送り出す給紙ローラ１４が設けてある。また、画像形成装置本体２００の図の左側の外面には、機外に排出された記録材Ｐをストックする排紙トレイ２０が設けてある。

画像形成装置本体２００内には、記録材Ｐを給紙カセット１３から二次転写ニップを通って排紙トレイ２０へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録材搬送方向上流側にはレジストローラ１５が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも記録材搬送方向下流側には、定着装置８、冷却装置９、一対の排出ローラ１６が順次配設されている。定着装置８は、例えば、内部に図示しないヒータを有する定着部材としての定着ローラ１７と、定着ローラ１７を加圧する加圧部材としての加圧ローラ１８を備える。定着ローラ１７と加圧ローラ１８とが接触した箇所には、定着ニップが形成されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体２が図の反時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２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６から帯電された各感光体２の表面にレーザ光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

中間転写ベルト１０を張架するローラの１つが回転駆動し、中間転写ベルト１０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１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧また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１１と各感光体２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２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１０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト１０はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト１０に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。

給紙ローラ１４が回転することによって、給紙カセット１３から記録材Ｐが搬出される。搬出された記録材Ｐは、レジストローラ１５によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト１０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１２には、中間転写ベルト１０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１０上のトナー画像が記録材Ｐ上に一括して転写される。その後、記録材Ｐは定着装置８に送り込まれ、定着ローラ１７と加圧ローラ１８によって記録材Ｐが加圧および加熱されてトナー画像が記録材Ｐ上に定着される。そして、記録材Ｐは、冷却装置９によって冷却された後、一対の排出ローラ１６によって排紙トレイ２０に排出される。

以上の説明は、記録材にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つまたは３つのプロセスユニットを使用して、２色または３色の画像を形成したりすることも可能である。

ところで、記録材搬送装置としての冷却装置９は、図２に示すように、ベルト搬送手段３０のベルトの走行によって搬送されるシート状記録材Ｐを冷却する冷却部材３３を備えたものである。ベルト搬送手段３０は、シート状記録材Ｐの一方の面（表面または上面）側に配置される第１の搬送機構３１と、シート状記録材Ｐの他方の面（裏面または下面）側に配置される第２の搬送機構３２を備える。また、各搬送機構に対してそれぞれ冷却部材３３を備え、冷却部材３３ａがシート状記録材Ｐの一方の面（裏面または下面）側に配置され、冷却部材３３ｂがシート状記録材Ｐの他方の面（表面または上面）側に配置され、冷却部材３３ｃがシート状記録材Ｐの他方の面（裏面または下面）側に配置されている。

冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、シート状記録材の走行方向に沿ってずれて配置している。また、一方の冷却部材３３ｂは、下面が僅かに膨出した扁平円弧面状の吸熱面３４ｂとされ、他方の冷却部材３３ａ，３３ｃは、上面が僅かに膨出した扁平円弧面状の吸熱面３４ａ，３４ｃとされている。そして、各冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃの内部には、冷却液が流れる冷却液流路が形成されている。

この冷却装置９は、図３に示すように、発熱部としての記録材Ｐからの熱を受ける受熱部４５と、受熱部４５の熱を放熱する放熱部４６と、受熱部４５と放熱部４６とを冷却液が循環する循環路４７とを有する冷却液循環回路４４を備える。この循環路４７内には、冷却液を循環させるためのポンプ４８と、冷却液を溜める液溜タンク４９とが配置されている。そして、液冷プレートである冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃを受熱部４５として機能させる。また、放熱部４６としてラジエータ等からなる。冷却液には、例えば、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また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）が添加されたもの等がある。

循環路４７としては、冷却部材３３ａの一方の開口部と液溜タンク４９とを連結する配管５０と、冷却部材３３ａの他方の開口部と冷却部材３３ｂの一方の開口部とを連結する配管６０と、冷却部材３３ｂの他方の開口部と冷却部材３３ｃの一方の開口部を連結する配管５１と、冷却部材３３ｃの他方の開口部と放熱部４６としてのラジエータとを連結する配管５２と、放熱部４６としてのラジエータとポンプ４８とを連結する配管５３と、ポンプ４８と液溜タンク４９とを連結する配管５４とを備える。配管５０，６０，５１，５２，５３，５４を有する循環路４７は一本の流路を形成しているが、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃ内では蛇行しており、冷却液が効果的に冷却部材を冷却するようになっている。

第１の搬送機構３１は、複数個（図例では４個）のローラ（従動ローラ）５５と、このローラ５５に掛け回されるベルト部材であるベルト（搬送ベルト）５６と、ベルト５６を外側から押圧してベルト５６の張力を調節する１つのローラ（従動ローラ）５５ｅを備える。第２の搬送機構３２は、複数個（図例では４個）のローラ（従動ローラ）５７ｃ，５７ｄ，５８と、駆動ローラ５７ａと、ローラ５７，５８に掛け回されるベルト部材であるベルト（搬送ベルト）５９とを備える。各ローラはベルトを張架するための張架部材である。

このため、記録材Ｐを搬送する際には、対向して配置される第１の搬送機構３１のベルト５６と第２の搬送機構３２のベルト５９とで、記録材Ｐを挟持搬送することになる。すなわち、駆動ローラ５７ａが駆動することによって、図２に示すように、ベルト５９が矢印Ａ方向に走行し、ベルト５６，５９間に挟まれた記録材Ｐを介して、第２の搬送機構３２のベルト５９の走行に伴って、第１の搬送機構３１のベルト５６が矢印Ｂ方向に走行する。これによって、記録材Ｐは矢印Ｃ方向沿って、上流側から下流側へと搬送される。

ここで、従動ローラ５５ｅはばねによりベルト５６を外側から押圧し、ベルト５６の張力を適度に調節しているが、押圧を解除すればベルト５６が撓むため、ベルト５６を簡単に各ローラから取り外すことができる。

次に、前記のように構成された冷却装置９の動作について説明する。記録材Ｐの挟持搬送する場合、図２等に示すように、第１の搬送機構３１と第２の搬送機構３２とを近接させた状態とする。この図２に示す状態において、第２の搬送機構３２の駆動ローラ５７ａを回転駆動させれば、前記したように、各ベルト５６，５９が矢印方向に走行して、記録材Ｐは矢印方向に走行する。この状態では、前記冷却液循環回路４４において、冷却液を循環させる。すなわち、ポンプ４８を駆動することによって、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃの冷却液流路内に冷却液を流す。

この際、第１の搬送機構３１のベルト５６の内面が、冷却部材３３ｂの吸熱面３４ｂを摺動し、第２の搬送機構３２のベルト５９の内面が、冷却部材３３ａの吸熱面３４ａと冷却部材３３ｃの吸熱面３４ｃを摺動する。このため、記録材Ｐの表面（上面）側から、ベルト５６を介して冷却部材３３ｂは記録材Ｐの熱を吸熱する。また、記録材Ｐの裏面（下面）側から、ベルト５９を介して冷却部材３３ｃ，３３ａは記録材Ｐの熱を吸熱する。この場合、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃが吸熱した熱量を冷却液が外部に輸送することで冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃは低温に保たれる。

すなわち、ポンプ４８を駆動することによって、冷却液が冷却液循環回路４４内を循環し、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃの冷却液流路内を流れて吸熱して高温となった冷却液が、放熱部として機能するラジエータを通過することによって、外気へ放熱され、その温度が低下する。そして、低温となった冷却液が再度冷却液流路内を流れて、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃが放熱部４６として機能する。このため、このサイクルを繰り返すことによって、記録材Ｐは両面から冷却される。

本例では、記録材Ｐの搬送方向Ｃの上流から下流に向けて、冷却部材３３が下側、上側、下側の順で配置されている。冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃは略同一形状であって、第２の搬送機構３２側のほうが、第１の搬送機構３１側よりも冷却部材の数が多くなっている。これにより、冷却部材３３ａ，３３ｃのベルト内周面への接触総面積は冷却部材３３ｂのベルト内周面への接触面積よりも大きくなり、第１の搬送機構３１におけるベルト回転抵抗は第２の搬送機構３２におけるベルト回転抵抗に対して小さくなる。そして、駆動ローラ５７ａは、ベルト回転抵抗のより大きい第２の搬送機構３２側に設けられている。

ここで、記録材搬送路を挟む一方側に配置される吸熱面３４ａ，３４ｃの頂面と、記録材搬送路を挟む他方側に配置される吸熱面３４ｂの頂面とが、記録材搬送方向と交差する方向に互いに入り組むように位置している。これにより、ベルト同士が互いに入り組んで確実に接触することで、ベルトの連れ回りを安定化させて搬送ベルト間に生じる回転速度差を低減し、搬送ベルトによる記録材の高精度搬送を達成することができる。

本実施形態は、冷却液循環回路４４を用いた冷却装置に限定されず、これに替えて、図４のように排熱促進形状部１０６を設けてもよい。排熱促進形状部１０６としては、多数のフィンを有する空冷ヒートシンクである。このときの吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃとベルト５６，５９との関係は、上記実施例を適用できる。
このように、空冷ヒートシンク構造を用いることによって、冷却液循環回路４４を用いなくてすみ、装置のコンパクト化および低コスト化を図ることができる。

図５は、第１の搬送機構３１および第２の搬送機構３２の部分背面図である。
第２の搬送機構３２において、駆動手段である駆動モータ６１の回転軸６２が図中時計方向に回転する。ベルト６３は、回転軸６２と段プーリ６４の大径プーリに掛け回されている。そして、ベルト６５は、段プーリ６４の小径プーリと駆動ローラ５７ａの駆動軸である軸６６に掛け回されており、駆動ローラ５７ａに駆動が伝達される。

図示のように、冷却装置９の記録材出口部において、２つのベルトを介して対向する駆動ローラ５７ａおよび従動ローラ５５ａは記録材搬送方向において互いに離間していて、下側に配置される駆動ローラ５７ａの上端面が上側に配置される従動ローラ５５ａの下端面よりも下方に位置している。冷却装置９の記録材入口部に配置されたローラ５５ｄとローラ５７ｄについても同様である。よって、定着装置８から搬送されてきた記録材Ｐは冷却装置９に対してスムーズに進入することができる。よって、記録材Ｐの冷却装置９への進入時や排出時に、記録材Ｐに大きな負荷がかかって記録材Ｐに担持された定着画像が乱れるようなことは無い。また、従動ローラ５５ａの外周と接触しているベルト５６の部分と、駆動ローラ５７ａの外周と接触しているベルト５９の部分とは非接触である。

結局、第１の搬送機構３１のベルト５６と第２の搬送機構３２のベルト５９は、少なくとも冷却部材３３ａから冷却部材３３ｃの吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃに対向する領域において接触する。ベルト５６とベルト５９の吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃに対向する領域は閉じた面（記録媒体Ｐを吸引するような穴は設けられていない）である。駆動ローラ５７ａと従動ローラ５５ａ、従動ローラ５７ｄと従動ローラ５５ｄとは非接触である。従って、駆動ローラ５７ａが矢印方向に回転して、第２の搬送機構３２のベルト５９が回転すると、冷却部材３３ａから冷却部材３３ｃの間の部分におけるベルト同士が接触することにより、摩擦力によって第１の搬送機構３１のベルト５６が連れ回る。
なお、本実施形態は摩擦力によって第１の搬送機構３１のベルト５６が連れ回る構成に限定されず、第１の搬送機構３１にも駆動ローラを設けるか、または、駆動モータ６１から連結部材（ギアやベルトなど）を介して第１の搬送機構３１の従動ローラ５５ａに駆動力を伝達してもよい。

図６は、冷却部材、本体構造体８５及びベルト５６，５９の関係を示す概略斜視図である。図６（ａ）は分解立体図、図６（ｂ）は組立図である。なお、冷却部材３３ａのみを取り出して説明しているが、他の冷却部材についても同様の構成であるため、説明を割愛する。
図６（ａ）に示すように、冷却部材３３ａは、ベルト搬送直交方向一端側（長手方向一端側）に凸部７２を備えている。凸部７２は、図３に示す配管５２，５１が接続される接続部７２である。接続部７２は円筒形状であり、本体構造体８５の係合孔９２を挿通する。なお、図４の空冷方式の冷却装置の場合、液冷方式ではないため、熱を輸送するパイプが接続部７２に該当する。

一方、冷却部材３３ａの長手方向両端側には、冷却部材３３ａを本体構造体８５の取り付け穴９１を介して締結部材９０で締結される締結穴９３が設けられている。
このように、冷却部材３３ａは本体構造体８５の係合孔９２に係合されるとともに、冷却部材３３ａの長手方向両端面が本体構造体８５に突き当たる。これにより、冷却部材３３ａの長手方向の位置が確定する。そして、締結部材９０により冷却部材を本体構造体８５に固定することができる。

また、冷却部材３３ａの吸熱面３４ａよりベルト搬送直交方向端部側には、上面が吸熱面３４より低い退避空間８４を備えた突出部７１が形成されている。
図６（ｂ）に示すように、突出部７１によって側面３５はベルト５９，５６で閉じられることはない。従って、後述する図７、図８に示す凹部１００の場合は、ベルト内周面はベルト搬送直交方向全域において外気と接触することになる。なお、図６に示す構成は、図９乃至図１５の構成にも適用できる。

さて、図２において、例えばベルト５６の移動によってベルト５６と吸熱面３４ｂの間の空気が外に排出されて、ベルト５６と吸熱面３４ｂとが互いに接触している領域で密着する現象が発生する。また、ベルト５９の移動によってベルト５９と吸熱面３４ａおよびベルト５９と３４ｃの間の空気が外に排出されて、ベルト５９と吸熱面３４ａおよび３４ｃとが互いに接触している領域で密着する現象が発生する。従って、吸熱面とベルトとの摩擦抵抗が増大し、スムーズなベルト回動に影響する。

そこで、本実施形態では、ベルト５６，５９と接触している吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃにおける摩擦抵抗の増大を抑制するため、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部を冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃに形成した。以下では空気流通部の具体的な構成について説明する。

図７は、空気流通部の一実施形態を示す図である。図７（ａ）は吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃの平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）中の破線部Ｘ−Ｘにおける断面図である。空気流通部は全ての冷却部材の吸熱面に共通するため、ここでは１つの吸熱面とこれに接触する１つのベルト５６または５９のみを示した。また、以下では、単に冷却部材３３、吸熱面３４ともいう。

図示のように左右方向がベルト５６，５９の搬送方向であり、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部としての凹部（凹形状）１００が冷却部材３３の吸熱面３４に形成されている。凹部１００は、ベルト搬送方向と交差する方向、特にベルト搬送方向と直交する方向に複数形成されている。一方、冷却部材３３の幅はベルト幅よりも長く、且つ凹部１００は冷却部材３３の側面３５まで貫通するように形成されている。また、側面３５は、ベルト５６，５９などによって閉じていない。従って、凹部１００における空気は凹部１００とベルト５６，５９の間に密閉されることなく、ベルトの全幅（ベルト搬送方向と直交する方向）にわたって凹部１００を流通する。よって、ベルト内周面は凹部１００により外気に接触させられ、ベルト５６，５９と吸熱面３４との密着が防止される。また図７（ｂ）から分かるように、凹部１００の形成によりベルトと吸熱面の接触面積も減少するため、これらの間の摩擦抵抗も低減される。

また、この配置構成により、ベルト幅方向（ベルト搬送方向と直交する方向）におけるベルトと吸熱面との接触頻度・接触面積を等しくでき、冷却ムラを抑制することができる。つまり、図７（ａ）の破線部Ｘ−Ｘのようにベルト搬送方向に沿って見たとき、ベルトのどの位置においてもベルトと吸熱面の接触頻度・接触面積を等しくすることができる。さらに、図７（ｂ）から分かるように、凹部１００のベルト搬送方向の幅Ｙは略等しくされており、これによっても冷却ムラが抑制される。

ベルト搬送に伴い空気は自然に凹部１００を流通するため、空気を凹部１００に流通させるためのファンなどの追加装置は不要である。また、凹部１００がベルト搬送方向と直交する方向に形成されているため、ベルトをベルト搬送方向に対して左右にそらす力が生じ難く、従ってベルト斜行またはベルト蛇行が生じ難い。

図８は、空気流通部の他の実施形態を示す図である。
図示のように、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部としての連通路１１０が冷却部材３３の吸熱面３４に形成されている。図８（ａ）の例では、連通路１１０の一端（開口）は冷却部材３３の吸熱面３４に形成され、連通路１１０の他端（開口）は吸熱面３４と異なる冷却部材３３の側面３５（図中手前側の面）まで貫通するように形成されている。図８（ｂ）の例では、連通路１１０の一端（開口）は冷却部材３３の吸熱面３４に形成され、連通路１１０の他端（開口）は吸熱面３４と異なる冷却部材３３の側面３６（図中右側の面）まで貫通するように形成されている。また、側面３５，３６は、ベルト５６，５９などによって閉じていない。よって、連通路１１０は冷却部材３３の内部を貫通して吸熱面３４を外気に連通させる。この構成により、ベルト搬送に伴い空気が連通路１１０を流通して、連通路１１０の他端（開口）から逃げ、または逆に空気が連通路１１０の他端（開口）から吸熱面３４に流入するため、ベルトと吸熱面３４との密着が防止される。ベルト５６，５９と冷却部材３３が密着しない程度に連通路１１０を複数形成してもよい。

図９は、空気流通部の他の実施形態を示す図である。
吸熱面３４の平面図である図９（ａ）に示すように、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部としての凹部１００が冷却部材３３の吸熱面３４に形成されている。図９（ｂ）は図９（ａ）中の破線部Ｘ−Ｘにおける断面図である。図９（ｃ）は図９（ａ）の側面図である。本例では、凹部１００は、ベルト搬送方向と交差する方向、特にベルト搬送方向に対して斜行方向に複数形成されている。これにより、吸熱面３４に押し付けられたベルトが凹部１００を通過する際の摩擦抵抗が抑制され、ベルト内周面が凹部１００に当たることによるベルト内周面の磨耗等が抑制される。なお、図９（ｃ）に示すように冷却部材３３の吸熱面３４がベルト搬送方向に凸形状を有し、凹部１００のベルト搬送方向における上流端および下流端は、ベルトで塞がれていない。従って、凹部１００はベルト搬送方向において外気と通じているので、ベルトと吸熱面の接触状態においても凹部１００には空気が滞ることなく流通する。なお凹部１００を形成する方法については図１５に関連して後に詳述する。

図１０は、空気流通部の他の実施形態を示す図である。
吸熱面３４の平面図である図１０（ａ）に示すように、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部としての凹部１００が冷却部材３３の吸熱面３４に形成されている。図１０（ｂ）は図１０（ａ）中の破線部Ｘ−Ｘにおける断面図である。図１０（ｃ）は図１０（ａ）の側面図であり、図９（ｃ）と同様に、凹部１００のベルト搬送方向における上流端および下流端は、ベルトで塞がれていない。本例では、凹部１００は、ベルト搬送方向と交差する方向、特にベルト搬送方向に対して斜行方向に複数形成されている。さらに、斜めに配置された凹部１００同士は、ベルト搬送方向において互いに重複していない。凹部１００は、吸熱面３４がベルトと接しない部分であるため、この部分が増えると記録材の冷却性能が低下してしまう。そこで点線で境界を示したように、ベルト搬送方向において隣り合う凹部が重複しない構成とすることで、ベルト上の凹部各点はベルト搬送方向において凹部を一度しか通過しないことになり、記録材の冷却性能の低下を抑制することができる。また、凹部１００がベルト搬送方向に対して斜めに配置されているため、凹部１００がベルト搬送方向と直交方向に形成されている場合よりもベルトの回動抵抗を軽減することができる。

図１１は、空気流通部の他の実施形態を示す図である。
吸熱面３４の平面図である図１１（ａ）に示すように、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部としての凹部１００が冷却部材３３の吸熱面３４に形成されている。図１１（ｂ）は図１１（ａ）中の破線部Ｘ−Ｘにおける断面図である。図１１（ｃ）は図１１（ａ）の側面図であり、図９（ｃ）と同様に、凹部１００のベルト搬送方向における上流端および下流端は、ベルトで塞がれていない。本例では、ベルト搬送方向に沿って凹部１００が複数形成されている。この配置により、凹部１００にてベルトを蛇行させる力を受け止め、ベルト蛇行を抑制することができる。また、画像領域内に形成される凹部１００の数を少なくするため、ベルト幅内であって記録材Ｐの余白部分に相当する画像領域外に少なくとも１つの凹部１００を形成している。これにより、ベルトと吸熱面の密着を防ぎつつ、記録材上の画像領域内における画像を好適に冷却することができる。

図１２は、空気流通部の他の実施形態を示す図である。
吸熱面３４の平面図である図１２（ａ）に示すように、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部としての凹部１００が冷却部材３３の吸熱面３４に形成されている。図１２（ｂ）は図１２（ａ）中の破線部Ｘ−Ｘにおける断面図である。図１２（ｃ）は図１１（ａ）の側面図であり、図９（ｃ）と同様に、凹部１００のベルト搬送方向における上流端および下流端は、ベルトで塞がれていない。本例では、凹部１００は、ベルト搬送方向と交差する方向、特にベルト搬送方向に対して斜行方向に複数形成されており、斜めに配置された凹部１００同士は、ベルト搬送方向において互いに重複している。そして特に画像領域内で、点線で示したようにベルト搬送方向に沿って凹部が同数だけ存在するように、凹部１００は配置されている。本例では点線上に２つの凹部が存在する。

空気流通部である凹部１００はベルトと接しない部分であるため、この部分が増えると記録材の冷却性能が落ちてしまう。例えば、ベルト上の凹部各点による、ベルト搬送方向における凹部１００の通過回数または吸熱面との接触長さがそれぞれ異なると、ベルトと吸熱面との接触頻度・接触面積も異なることになり、記録材に対する冷却ムラが発生する恐れがある。しかし、本例によればベルトと記録材の冷却ムラを抑制することが可能である。ベルト搬送方向における凹部１００の通過回数がベルト搬送方向と交差する各位置において同じになるように凹部１００はベルト搬送方向に重複しているが、これに限定されず、隣り合う凹部がベルト搬送方向に重複しなくてもよい（図１０参照）。凹部の重複がない場合、ベルト搬送方向における凹部１００の通過回数は１回である。

図１３は、空気流通部の他の実施形態を示す図である。
吸熱面３４の平面図である図１３（ａ）に示すように、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部としての凹部１００が冷却部材３３の吸熱面３４に形成されている。図１３（ｂ）は図１２（ａ）中の破線部Ｘ−Ｘにおける断面図である。図１３（ｃ）は図１３（ａ）の側面図であり、図９（ｃ）と同様に、凹部１００のベルト搬送方向における上流端および下流端は、ベルトで塞がれていない。本例では凹部１００は、ベルト搬送直交方向での冷却部材３３の中心線Ｃに対して左右対称に、ベルト搬送方向の上流側から下流側に向けて狭まるように形成されている。この配置により、ベルト幅方向におけるベルト搬送抵抗のバランスをとることができ、ベルト蛇行を抑制することができる。
また、ベルト搬送直交方向における記録材Ｐの中心位置が上記中心線Ｃと一致させれば、図１３における中心線Ｃを挟む上下方向で、記録材Ｐが均等に冷却される。

図１４は、空気流通部の他の実施形態を示す図である。
図１４は、ベルト内周面を外気に接触させる空気流通部としての凹部１００の断面図である。ベルト５６，５９は吸熱面３４に対して所定の張力で付勢されて移動する。従って、ベルトが接触し得る、凹部１００で形成された冷却部材３３の角部１１５を曲面形状に成形している。この構成によって、角部１１５によるベルトの切削とベルト摩耗粉の発生を抑制できる。

ところで、図２を参照して、少なくとも駆動ローラ５７ａの近傍またはベルト搬送方向すぐ上流にある冷却部材３３ｃの吸熱面３４ｃに、空気流通部としての凹部１００を形成することが好ましい。駆動ローラ５７ａにより駆動ローラ５７ａと冷却部材３３ｃとの間のベルト５９が強く引っ張られる。すると、ベルト５９と対向するベルト５６も同様に（ベルト５９を介して）吸熱面３４ｃに強く押圧されながら移動するので、ベルトと吸熱面の搬送抵抗が高くなる。そこで、特に吸熱面３４ｃに凹部１００を形成することで搬送抵抗の増大を抑制することが可能である。

図１５は、冷却部材と空気流通部を通る概略断面図である。
空気流通部である凹部１００は、カッターなどの切削手段を用いて吸熱面３４の円弧に沿って同じ深さで形成してもよいし、丸のこなどの切削手段を回転させることで切削加工してもよい。図１５（ａ）から分かるように、丸のこを用いる場合、丸のこまたは冷却部材３３を左右に移動させるだけでよいので切削が簡易で作業性がよい。この場合、凹部１００を冷却部材３３の吸熱面３４全域に設けようとすると溝が深くなりすぎるため、所定の深さまで切削することが好ましい。そして図１５（ｂ）の隙間部１１７，１１８で示すように、ベルト５６，５９を冷却部材３３に対して隙間を空けて取り付け、凹部１００を外部と連通させる。これにより、空気が隙間部１１７，１１８を介して凹部１００を流通することができる。

図１６は、他の実施形態に係る冷却装置の概略構成図であって、図２の構成に加圧ローラを加えた冷却装置の例である。加圧ローラ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆはばねにより付勢され、ベルト５６，５９を吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃに押し付ける。これにより、記録材Ｐ、ベルト５６，５９および吸熱面３４の間の熱伝導が良好に保たれ、記録材Ｐがベルト５６，５９の間を通過する際の記録材の冷却が助長される。

図１７は、図１６に示す冷却装置構成にて、加圧ローラと凹部がベルトを隔てて互いに接触しないように配置される実施形態を示す。図１７は、加圧ローラ７０側から見た冷却部材３３の吸熱面３４の概略平面図である。本実施形態では、加圧ローラ７０の上流側の吸熱面３４Ａに凹部１００ａ、２つの加圧ローラ７０の間の吸熱面３４Ｂに凹部１００ｂ，１００ｃ、加圧ローラ７０の下流側の吸熱面３４Ｃに凹部１００ｄが設けられている。凹部１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄは加圧ローラの軸と平行でなく、僅かに傾いて形成されている。図示のように、加圧ローラ７０と凹部１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄはベルトを隔てて交わることがない。

よって、ベルト内周面が冷却部材の吸熱面に対して摺動する際、凹部のエッジにおいてベルトと凹部の接触圧力が増大して、ベルトの摩耗および摩耗粉の発生が促進されることがない。これにより、ベルトの磨耗粉が冷却部材の吸熱面とベルトの間に溜まるのを抑制して、ベルトと冷却部材の間の熱交換効率の低下および冷却装置の冷却効率の低下を抑制することができる。加熱定着後の記録材Ｐが十分に冷却されるため、記録材Ｐが熱を持ったまま排紙トレイ２０上にスタックされて熱によってトナーが軟化し、記録材の自重による圧力により軟化したトナーによって記録材同士が貼り付く現象（ブロッキング）を防止することができる。加圧ローラによって記録材、ベルト５６，５９および吸熱面３４の熱伝導を良好に保ちながら、摩耗粉の発生を抑制することが可能である。凹部１００が吸熱面３４の上流から下流（図中右側から左側）にわたり配置されるため、吸熱面３４全面にわたってベルト５６，５９と吸熱面３４の接触を均一に保ち、ベルトを安定して搬送することができる。

図１７に示す実施形態では、凹部は２つの加圧ローラの上流側、間、下流側に設けられているが、この限りではない。凹部が上流側、間、下流側のうちのどこか１箇所にある場合や、２箇所にある場合も有効である。

図１８は、図１６に示す冷却装置構成にて、加圧ローラと凹部がベルトを隔てて互いに接触しないように配置される他の実施形態を示す。図１８は、加圧ローラ７０側から見た冷却部材３３の吸熱面３４の概略平面図である。本実施形態では、溝形状の複数の凹部１００がベルト搬送方向に対して斜行方向に延在し、吸熱面３４の上流側から下流側に延びているが、凹部１００がベルトを隔てて加圧ローラ７０と交差する箇所では溝が途切れている。このため、加圧ローラ７０にて加圧される箇所ではベルト５６，５９は凹部１００のない吸熱面３４と接触する。よって、加圧ローラによって記録材、ベルト５６，５９および吸熱面３４の熱伝導を良好に保ちながら、摩耗粉の発生を抑制することが可能である。本実施形態では図１７に示す冷却装置に比べて、凹部１００の方向がベルト搬送方向に近くなっている。そのため、吸熱面３４に押し付けられたベルトが凹部１００を通過する際の摩擦抵抗が低減され、ベルト内周面が凹部１００に当たることによるベルト内周面の磨耗をより抑制することができる。

図１９は、図１６に示す冷却装置構成にて、加圧ローラと凹部がベルトを隔てて互いに接触しないように配置される他の実施形態を示す。図１９（ａ）は、加圧ローラ７０側から見た冷却部材３３の吸熱面３４の概略平面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図である。本実施形態では、溝形状の複数の凹部１００がベルト搬送方向に対して斜行方向に延在し、吸熱面３４の上流側から下流側に延びている。また、加圧ローラ７０がベルト５６，５９を隔てて凹部１００と交差する箇所において、加圧ローラ７０が凹部１００と交差しない箇所よりも加圧ローラのローラ径が小さくなっている。このため、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、加圧ローラ７０にて加圧される箇所においてベルト５６，５９は凹部のない吸熱面と接触する。よって、加圧ローラにより記録材、ベルト５６，５９および吸熱面３４の間の接触と熱伝導を良好に保ちながら、摩耗粉の発生を抑制することが可能である。本実施形態では図１７に示す冷却装置に比べて、凹部１００の方向がベルトの搬送方向に近くなっている。そのため、吸熱面３４に押し付けられたベルトが凹部１００を通過する際の摩擦抵抗が低減され、ベルト内周面が凹部１００に当たることによるベルト内周面の磨耗をより抑制することができる。

図２０は、図１６に示す冷却装置構成にて、加圧ローラと凹部がベルトを隔てて互いに接触しないように配置される他の実施形態を示す。図２０（ａ）は、加圧ローラ側から見た冷却部材３３の吸熱面３４の概略平面図、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図である。本実施形態では、加圧ローラは、ベルトを隔てて凹部と交差する箇所において分割された分割加圧ローラ７３，７４を有し、分割加圧ローラの各々は画像形成装置の筐体に固定された付勢部材７５により付勢されている。図２０（ａ）において分割加圧ローラ７３，７４が吸熱面３４に対向して配置され、図２０（ｂ）のように分割加圧ローラ７３はベルトを隔てて凹部１００と交差する箇所において、分割加圧ローラ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの４つに分割されている。また、分割加圧ローラ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄは、付勢部材７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄによりそれぞれ独立に付勢されている。本例では付勢部材としてばねを用いている。

用紙搬送方向（図２０（ａ）の矢印）にベルトが走行するとき、ベルトが、形成されている凹部１００に沿って図中上側に寄っていく（蛇行する）虞がある。そこで、用紙搬送方向（図２０（ａ）の矢印）に対して凹部１００が傾いている側の付勢力が強くなるように、付勢部材７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄのばね圧は調整されている。本実施形態では、付勢部材７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄのばね圧をＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄとすると、Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ＞Ｐｄとなっている。一般に、ベルト５６，５９は、付勢部材の付勢力の強い方から弱い方に寄る性質があるため、ばね圧を調整することでベルト５６，５９が凹部１００に沿って図中上側に寄っていく（蛇行する）ことを防ぐことができる。同様に、分割加圧ローラ７３の蛇行も防止することができる。また、付勢部材の付勢力は上記の限りではなく、例えば、Ｐａ＞Ｐｂ＝Ｐｃ＞Ｐｄとしてもよい。用紙搬送方向（図２０（ａ）の矢印）に対して、凹部１００が傾いている側において付勢力がより強くなるようなばね圧とすればよい。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。記録材搬送装置において凹部１００の数や配置などは適宜変更可能である。例えば、記録材搬送装置は、第１の搬送機構３１と第２の搬送機構３２の両側にベルトと冷却部材を配置した構成に限定されない。例えば、第１の搬送機構３１と第２の搬送機構３２のうち、一方にのみ冷却部材を配置してもよい。また、一方の搬送機構のベルトおよび冷却部材に替えて第１のまたは第２の搬送機構として機能するローラを設けてもよい。

３１ 第１の搬送機構
３２ 第２の搬送機構
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ 空冷ヒートシンク、液冷プレート（冷却部材）
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 吸熱面
５６，５９ ベルト（ベルト部材）
１００ 凹部（空気流通部）
２００ 画像形成装置
Ｐ 記録材

特開２０１１−０５７３８９号公報

Claims (14)

1. 対向して配置される第１の搬送機構および第２の搬送機構によって記録材を挟持搬送しながら冷却する記録材搬送装置において、
   前記第１の搬送機構および前記第２の搬送機構のうち少なくとも一方は、ベルト部材と、該ベルト部材を張架する張架部材と、前記記録材を冷却する冷却部材を備え、
   前記ベルト部材の内周面を外気に接触させる空気流通部を前記ベルト部材の内周面に接触する前記冷却部材の吸熱面に設けたことを特徴とする記録材搬送装置。
2. 前記空気流通部は、凹形状であることを特徴とする請求項１に記載の記録材搬送装置。
3. 前記空気流通部は連通路として形成し、該連通路の一端を前記吸熱面に設け、他端を前記吸熱面と異なる前記冷却部材の側面に設けたことを特徴とする請求項１に記載の記録材搬送装置。
4. 前記凹形状はベルト搬送方向と交差する方向に設けられることを特徴とする請求項２に記載の記録材搬送装置。
5. 前記凹形状はベルト搬送方向に対して斜行方向に設けられることを特徴とする請求項４に記載の記録材搬送装置。
6. 隣り合う前記凹形状がベルト搬送方向に互いに重複せず、前記ベルト部材の各点がベルト搬送方向において前記凹形状を一度通過するように、同一の前記冷却部材の前記吸熱面内に前記凹形状を複数備えたことを特徴とする請求項５に記載の記録材搬送装置。
7. 前記凹形状はベルト搬送方向に対して直交方向に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の記録材搬送装置。
8. 前記凹形状はベルト搬送方向に沿って設けられたことを特徴とする請求項２に記載の記録材搬送装置。
9. 隣り合う前記凹形状がベルト搬送方向に互いに重複し、前記ベルト部材の各点がベルト搬送方向において前記凹形状を通過する回数が同じになるように、同一の前記冷却部材の前記吸熱面内に前記凹形状を複数備えたことを特徴とする請求項５に記載の記録材搬送装置。
10. 隣り合う前記凹形状がベルト搬送方向に互いに重複し、前記ベルト部材の各点がベルト搬送方向において前記吸熱面と接触する長さが同じになるように、同一の前記冷却部材の前記吸熱面内に前記凹形状を複数備えたことを特徴とする請求項５に記載の記録材搬送装置。
11. 前記凹形状を、ベルト搬送方向に対する直交方向での前記冷却部材の中心線に対して対称に設けたことを特徴とする請求項５に記載の記録材搬送装置。
12. 前記ベルト部材と接触し得る、前記空気流通部で形成された前記冷却部材の角部は、曲面形状であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の記録材搬送装置。
13. 前記ベルト部材を駆動する駆動ローラ近傍の前記冷却部材の前記吸熱面に、前記空気流通部を設けたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の記録材搬送装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の記録材搬送装置を備えた画像形成装置。

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