JP2017040938A - 冷却装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの連れ回りを安定化させて搬送ベルトの回転速度差を小さく抑え、搬送ベルトによる記録材の搬送位置精度を向上させ、搬送ベルトのダメージを抑制する。【解決手段】記録材を冷却する冷却部材３３と複数のローラで保持されて回転するベルト部材５６，５９を有するベルト回転機構３１，３２を対向配置することによって記録材Ｐを挟持搬送して冷却する冷却装置９であって、冷却部材は、弧面状に膨出した吸熱面３４ａ，３４ｂを有し、吸熱面は、ベルト回転機構のベルト部材の内周面に面接触して備えられ、記録材搬送路を挟む一方側に配置される吸熱面の頂面と、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、一方のベルト回転機構にのみ駆動ローラ５７ａが設けられ、他方のベルト回転機構は一方のベルト回転機構に連れ回る。【選択図】図２

Description

本発明は、シート状記録材の冷却装置およびこのような冷却装置を備えた画像形成装置に関するものである。

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おいては、熱によって用紙（記録材）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。また、このように画像が定着された記録材が、画像形成装置の排紙トレイまたは後処理装置または反転装置などにストックされて積み重なった状態となる場合がある。

このように積み重なる際には、記録材が熱を持ったまま排紙トレイなどにスタックされて行くことになる。このため、記録材内にこもった熱によってトナーが軟化し、さらに記録材が重なることで自重による圧力が生じ、トナーによって記録材同士が貼り付くことがある。貼り付いた場合において、無理に剥がそうとするとトナー像が壊れるおそれがある。このように重なった紙同士がくっついてしまうことをブロッキングと呼び、この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、記録材を搬送しながら冷却する装置として、搬送ベルトによって記録材を挟持搬送しながら冷却部材によって記録材からの熱を吸収する装置が知られている。また、記録材は片面からだけでなく両面から冷却することで高い効率で冷却できることが既に知られている（特許文献１）。

しかし、前記のように、搬送ベルトによって記録材を挟持搬送しながら両面から記録材を冷却する装置においては、ベルト搬送用のローラ径などの部品精度誤差によって上下のベルト間にベルト回転速度差が生じ易い。また、上下の搬送ベルトをそれぞれ駆動する場合には駆動伝達率誤差の影響が重なるため、回転速度差が更に生じ易くなる。

また、記録材を冷却する能力を向上させつつ記録材のカールを矯正する能力を向上させた装置も知られている（特許文献２）。この装置では、駆動側である一方の搬送ベルト内側に設けられた冷却体に記録材のカールとは逆方向の湾曲部を設けている。また、従動側である他方の搬送ベルト内側に設けられた複数の押し当て部材により、他方の搬送ベルトを冷却体および一方の搬送ベルトに押し当てることで、摩擦力でベルトを連れ回している。しかしながら、冷却体の湾曲部などに対して複数の押し当て部材を押し当てる構成のため、冷却体と対向する位置のベルト同士は面接触でなく点接触（押し当て部材の押し当て位置のみ接触）することになり、他方の搬送ベルトの連れ回りは不安定となる。

このように、ベルトの連れ回りが不安定となる結果、ベルト回転速度差によるベルト表面部への磨耗傷やベルト蛇行や寄り皺が生じる問題や、記録材の搬送位置精度が低下するといった問題があった。

そこで、本発明の課題は、ベルトの連れ回りを安定化させて搬送ベルトの回転速度差を小さく抑え、搬送ベルトによる記録材の搬送位置精度を向上させ、搬送ベルトのダメージを抑制することである。

この課題は、記録材を冷却する冷却部材と複数のローラで保持されて回転するベルト部材を有するベルト回転機構を対向配置することによって記録材を挟持搬送して冷却する冷却装置であって、前記冷却部材は、弧面状に膨出した吸熱面を有し、前記吸熱面は、前記ベルト回転機構の前記ベルト部材の内周面に面接触して備えられ、記録材搬送路を挟む一方側に配置される前記吸熱面の頂面と、記録材搬送路を挟む他方側に配置される前記吸熱面の頂面とが、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、一方のベルト回転機構にのみ駆動ローラが設けられ、他方のベルト回転機構は前記一方のベルト回転機構に連れ回ることを特徴とする冷却装置により解決される。

本発明によれば、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しつつ、搬送ベルトのダメージ発生を抑えることが可能となる。

実施形態を示す画像形成装置の全体構成図である。 図１に示す画像形成装置に配置された冷却装置の側面図である。 冷却装置の冷却部材の簡略斜視図である。 冷却装置の冷却部材の側面図である。 図２に示す冷却装置の装置奥側から見た斜視図である。 他の実施形態を示す冷却装置の側面図である。 参考例を示す冷却装置の側面図である。 他の実施形態を示す冷却装置の側面図である。 図２に示すローラの位置関係を示す拡大図である。 ローラの位置関係の変形例を示す図である。 他の実施形態を示す冷却装置の側面図である。 他の実施形態を示す冷却装置の側面図である。

図１は、本発明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。

図２は冷却装置の側面図である。
図示のように、冷却装置９は、ベルト搬送手段３０と、ベルト搬送手段３０のベルトの走行によって搬送される記録材Ｐを冷却する冷却部材３３を備えている。ベルト搬送手段３０は、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、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とを備える。各機構には、ベルト部材であるベルト５６，５９が複数のローラ５５，５７，５８によって保持・張架され、回転することができる。また、１対の冷却部材３３がベルト５６，５９の内周面に接触して備えられ、冷却部材３３ａが記録材Ｐの一方の面（表面または上面）側に配置され、冷却部材３３ｂが記録材Ｐの他方の面（裏面または下面）側に配置される。

図３および図４に示すように、冷却部材３３ａ，３３ｂはそれぞれ、平板矩形状の本体部３５と、この本体部３５の両側面に付設される側辺部３６ａ，３６ｂとからなる。一方の冷却部材３３ａは、他方の冷却部材３３ｂに当接せず、他方の冷却部材３３ｂよりも上方に配置されている。また、一方の冷却部材３３ａの本体部３５は、下面が僅かに膨出した扁平円弧面状の吸熱面３４ａとして構成され、他方の冷却部材３３ｂの本体部３５は、上面が僅かに膨出した扁平円弧面状の吸熱面３４ｂとして構成されている。

各冷却部材３３ａ，３３ｂの内部には、冷却液が流れる冷却液流路が形成され、装置奥側に相当する箇所には、冷却液流路に接続される循環路用の開口部４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂが形成されている。

この冷却装置９は、図５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、液冷ジャケットである冷却部材３３ａ，３３ｂが受熱部４５として機能する。また、放熱部４６はラジエータ等からなる。冷却液には、例えば、水、炭化水素系オイルおよびフッ素系オイルを媒体とし、この媒体に高濃度のマグネタイト等の強磁性超微粒子を安定に分散させ、かつ磁性超微粒子の表面に強固に化学吸着した界面活性剤で形成した磁性流体等がある。

循環路４７は、一方の冷却部材３３ａの一方の開口部４０ａと放熱部４６としてラジエータとを連結する配管５０と、一方の冷却部材３３ａの他方の開口部４０ｂと他方の冷却部材３３ｂの一方の開口部４１ａとを連結する配管５１と、他方の冷却部材３３ｂの他方の開口部４１ｂと液溜タンク４９とを連結する配管５２と、液溜タンク４９とポンプ４８とを連結する配管５３と、ポンプ４８と放熱部４６としてラジエータとを連結する配管５４とを備える。

図２に示すように、第１の搬送機構３１は、複数個（図例では４個）の従動ローラ５５と、この従動ローラ５５に掛け回されるベルト（搬送ベルト）５６とを備える。一方、第２の搬送機構３２は、複数個（図例では４個）の従動ローラ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（搬送ベルト）５９とを備える。

このため、記録材Ｐを搬送する際には、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。つまり、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の走行に伴い、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は搬送方向Ｃに沿って上流側から下流側へと搬送される。ベルト５６およびベルト５９に掛かるテンションについて、ベルトのみ回転する場合および記録材Ｐを挟持搬送する場合においても隣接するローラ間にてベルトに弛みが生じないだけの同等な張力がそれぞれ働いている。

ところで、一方の冷却部材３３ａと他方の冷却部材３３ｂは、それぞれ不図示のフレームにより装置内に固定されている。また、他方の冷却部材３３ｂに対する記録材搬送方向の位置決めは、図示しない側板にて行われる。

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は搬送方向Ｃに搬送される。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３３ａの吸熱面３４ａ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３３ｂの吸熱面３４ｂ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３３ａは記録材Ｐの熱を吸収する。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３３ｂは記録材Ｐの熱を吸収する。この場合、冷却部材３３ａ，３３ｂ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の冷却液流路内を流れて吸熱によって高温となった冷却液が、放熱部４６として機能するラジエータを通過する。これによって外気へ放熱され、冷却液の温度が低下する。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が低温に保たれ、受熱部４５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、熱を持ったまま排紙トレイにスタックされることがなくなる。このため、ブロッキングを有効に防止でき、重なった紙同士がくっついてしまうことなく、排紙トレイに記録材Ｐをスタックしていくことができる。

次に、ベルト搬送手段３０について詳述する。
図２に示すように、第１の搬送機構３１のベルト５６内側に設けられた冷却部材３３ａの搬送方向長さを、第２の搬送機構３２のベルト５９内側に設けられた冷却部材３３ｂに対して短くしている。これにより、冷却部材３３ａのベルト内周面への接触面積は冷却部材３３ｂのベルト内周面への接触面積よりも小さくなる。よって、第１の搬送機構３１におけるベルト回転抵抗が第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。

また、後述するが、扁平円弧面状の吸熱面３４ｂと吸熱面３４ａが互いに上下に入り組むように冷却部材３３ｂ，３３ａは配置されている。つまり、下側に配置される冷却部材３３ｂの吸熱面３４ｂの上端面が、上側に配置される冷却部材３３ａの吸熱面３４ａの下端面よりも上方に位置している。また、吸熱面３４ａの面に沿って接触するようにベルト５６が張架され、吸熱面３４ｂの面に沿って接触するようにベルト５９が張架されている。これにより、記録材搬送路において、ベルト５６，５９は水平ではなく、吸熱面３４ａ，３４ｂの曲面に沿って僅かに蛇行して走行することになる。したがって、接触面積のより大きい冷却部材３３ｂに摺動する第２の搬送機構３２のベルト回転抵抗が大きくなり、接触面積の小さい冷却部材３３ａに摺動する第１の搬送機構３２のベルト回転抵抗が小さくなることが保障される。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。よって、第２の搬送機構３２における駆動ローラ５７ａによるベルト５９の駆動に伴って、第１の搬送機構３２のベルト５６がベルト同士の摩擦力により連れ回りし易くなり、ベルト５９とベルト５６の回転速度差を小さく抑えることが可能である。

逆に言えば、例えば、円弧面状でなく単に扁平な吸熱面を有する冷却部材を用いた場合や、上下のいずれかに冷却部材を用い、ベルトを挟んだ対向位置に押圧ローラを設けた場合等は、ベルトが冷却部材に対して面接触ではなく点接触する虞があり、２つの搬送機構にはベルト回転抵抗の差がつくにくい。

ベルト５６がベルト５９に連れ回る主な原因としては、ベルト５６とベルト５９の摩擦力（接触抵抗）が考えられる。よって、前記したようにベルト５６，５９を吸熱面３４ａ，３４ｂの曲面に沿って僅かに蛇行させることで、ベルト回転抵抗の差をつけることに加えて、ベルト５６，５９も密着し、ベルト５６が摩擦力によりベルト５９に確実に連れ回ることになる。

図６は、他の実施形態を示す冷却装置の側面図である。
この例では、図２の冷却装置９の構成に加えて、ベルト５６，５９を挟んだ冷却部材３３ａの対向位置に押圧ローラ３７ａ、ベルト５６，５９を挟んだ冷却部材３３ｂの対向位置に押圧ローラ３７ｂを設けている。押圧ローラはばね付勢されており、押圧ローラ３７ａはベルト５６，５９を冷却部材３３ａに向かって上方に、押圧ローラ３７ｂはベルト５６，５９を冷却部材３３ｂに向かって下方に押圧する。図２の形態でも冷却部材の吸熱面に沿ってベルトが接触しているが、本実施形態のようにばね付勢された押圧ローラを設けることで、ベルト５６，５９と冷却部材３３ａ，３３ｂの密着がより強化される。一方、押圧ローラはベルトの移動に伴い従動回転するため、第１の搬送機構３２および第２の搬送機構３２のベルト回転抵抗には殆ど影響を及ぼさない。ここでは、冷却部材の長さに対応して押圧ローラ３７ａを１つ、押圧ローラ３７ｂを２つ設けているが、この数に限られない。

図７は参考例を示す冷却装置の側面図である。
この例では、図２の冷却装置９の構成と異なり、冷却部材３３ａ，３３ｂは円弧面状の吸熱面を有さず、平坦な接触面を有している。また、ベルト５６，５９を挟んだ冷却部材３３ａの対向位置に押圧ローラ３７ａ、ベルト５６，５９を挟んだ冷却部材３３ｂの対向位置に押圧ローラ３７ｂを設けている。ばね付勢された押圧ローラ３７ａまたは３７ｂは、ベルト５６，５９を冷却部材３３ａまたは３３ｂに向かって上方または下方に押圧する。しかし、記録材搬送路を形成するベルト５６，５９は略水平であるため、ベルトは冷却部材に対して面接触ではなく押圧ローラとの接点において点接触することになる。したがって、この構成ではベルト回転抵抗の差を出しにくい。

図８は他の実施形態を示す冷却装置の側面図である。
ローラ径について、図２，６の冷却装置９では駆動ローラ５７ａとローラ５７ｃ，５７ｄ，５８の直径を同等としているが、図８に示すように駆動ローラ５７ａの直径を従動ローラ５７ｃ，５７ｄ，５８の直径より大きくしている。ローラ径を大きくすることにより、駆動ローラ５７ａの１回転当たりの回転誤差をより小さくすることができ、回転速度誤差によるベルト回転速度差を更に抑えることが可能となる。本例では、駆動ローラ５７ａの直径を約４８ｍｍ、従動ローラ５７ｃ，５７ｄ，５８の直径を約２２ｍｍとしているが、この数値に限られない。

さらに、各実施形態の冷却装置９において、駆動ローラ５７ａはベルト移動方向（記録材搬送方向）の最下流側に配置されている。より具体的には、冷却装置９内における記録材搬送路の最下流側に駆動ローラ５７ａが配置されている。駆動ローラをこの位置に置くことにより、記録材搬送路を形成するベルト部分を適度の張力で引っ張ることができ、ベルトと冷却部材およびベルト同士の確実な接触が更に助長される。また、駆動ローラ５７ａに対向する従動ローラ５５ａの径は、従動ローラ５５ａの設けられた第１の搬送機構３１における他のローラ５５ｂ，５５ｃ，５５ｄよりも大きく設定されている。また、無端ベルトであるベルト５６，５９の材質はポリイミド等の薄膜樹脂材である。

次に、図９を用いて冷却装置におけるローラとローラに掛け回された２つのベルトに関する実施例１について説明する。本実施例は、上記各実施形態の冷却装置に適用することができる。
図示のように、冷却装置９の記録材入口部において、対向ローラであるローラ５７ｄおよびローラ５５ｄは記録媒体搬送方向において互いに離間していて、下側に配置されるローラ５７ｄの上端面が上側に配置されるローラ５５ｄの下端面よりも下方に位置している。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。冷却装置９の記録材出口部に配置されたローラ５５ａと駆動ローラ５７ａについても同様である。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、ローラ５５ｄの外周と接触しているベルト５６の部分と、ローラ５７ｄ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。したがって、ベルト５６とベルト５９とが接触する領域は、吸熱面３３ａと３４ｂの領域のみである。このような構成のため、前記したように主にベルト５６とベルト５９の摩擦力によって、ベルト５６はベルト５９に連れ回る。

次に、図１０を用いてローラとローラに掛け回された２つのベルトの変形例である実施例２について説明する。ベルトに関する実施例１に替えて、本実施例を上記各実施形態の冷却装置に適用することができる。
図示のように、冷却装置９の記録材入口部において、ローラ５７ｄおよびローラ５５ｄは記録媒体搬送方向において互いに離間していて、互いに上下（記録媒体搬送方向と交差する方向）に入り組むように配置されている。すなわち、下側に配置されるローラ５７ｄの上端面が、上側に配置されるローラ５５ｄの下端面よりも上方に位置している。冷却装置９の記録材出口部に配置されたローラ５５ａと駆動ローラ５７ａについても同様である。ベルト５６とベルト５９とが接触する領域は、ベルトに関する実施例１に加えて、ローラ５５ｄの外周と接触しているベルト５６の一部分となる。これにより、互いに上下に入り組むように配置された扁平円弧面状の吸熱面による押圧作用と相俟って、ベルト５６とベルト５９がより強く接触するため、ベルト５９の摩擦力による連れ回りがより安定化される。他方で、記録材の厚みを考慮してローラ５５ｄとローラ５７ｄは互いに離間されているため、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。

図１１は他の実施形態を示す冷却装置の側面図である。
冷却装置９は、２つの冷却部材に限定されず、３つ以上の冷却部材を有していてもよい。図示の例では、冷却装置９は３つの冷却部材を有している。また、この冷却装置９では、上記実施形態と異なり、第１の搬送機構３１が下方に、第２の搬送機構３２が上方に配置されている。しかし、上記実施形態と同じ構成には同じ符号を付し、説明は割愛する。

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が上側、下側、上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、下側に配置される冷却部材３３ｂの吸熱面３４ｂの上端面が、上側に配置される冷却部材３３ａ，３３ｃの吸熱面３４ａ，３４ｃの下端面よりも上方に位置している。また、駆動ローラ５７ａと従動ローラ５７ｄの下端面を結ぶ仮想線（水平線）Ｋ１と、吸熱面３４ａ，３４ｃの下端面との距離をｈ１とし、従動ローラ５５ａ，５５ｄの上端面を結ぶ仮想線（水平線）Ｋ２と、吸熱面３４ｂの上端面との距離をｈ２とする。このとき、ｈ２＜ｈ１の関係となるよう冷却部材を配置している。これにより、第１の搬送機構３１側の冷却部材３３ｂとベルト内周面の接触によるベルト回転抵抗を、第２の搬送機構３２側の冷却部材３３ａ，３３ｃとベルト内周面の接触によるベルト回転抵抗よりも小さく抑えることが更に保障される。同時に、ベルト５９の駆動に伴うベルト５６の連れ回りを安定化させて、ベルト５９とベルト５６の回転速度差を小さく抑えることが可能となる。

なお、冷却部材を複数個設ける場合には、量産によるコスト低減効果を出すために同一形状の冷却部材を設置することが好ましいが、さらにベルト回転抵抗の差を出す必要がある。そこで、駆動ローラ５７ａを有する第２の搬送機構３２側への冷却部材の搭載数を、駆動ローラ５７ａを有さない第１の搬送機構３１側への冷却部材の搭載数よりも多くし、記録材に対して表裏交互に配置されるよう冷却部材を設ける。本例のように１種の長さの冷却部材を用いる場合は、ベルト回転抵抗の差を出すために、冷却部材は全部で奇数個設けられると好ましい。一方、図２の例のように２種の長さの冷却部材を用いる場合は、冷却部材を全部で偶数個設けてもよいし、例えば上側に１／３Ｌの長さの冷却部材２個、下側にＬの長さの冷却部材１個というように全部で奇数個設けてもよい。

図１２は他の実施形態を示す冷却装置の側面図である。
本発明は、冷却液循環回路４４を用いた冷却装置９に限定されず、これに替えて図１２のように、冷却部材として、多数のフィンを有する空冷ヒートシンク１０６を設けてもよい。このとき、吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃの形状や、吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃとベルト５６，５９の位置関係などには、上記実施形態を適用できる。

このような空冷ヒートシンク１０６を用いることによって、冷却液循環回路４４を用いなくて済み、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。

以上、本発明を図示例に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能である。また、定着装置および画像形成装置としては、本発明を適用可能であれば任意な構成を採用可能である。画像形成装置としては複写機あるいはプリンタに限らず、ファクシミリや複数の機能を備える複合機であっても良い。

また、冷却装置９内における記録材Ｐの搬送路が左右方向であるものに限定されず、斜め方向または上下方向であってもよい。
また、冷却装置９のすぐあとに排紙トレイを設けたものに限られず、後処理装置または反転装置を設けたものでもよい。

なお、本発明には以下の態様の発明も含まれている。
（態様Ａ）
記録材を冷却する冷却部材と複数のローラで保持されて回転するベルト部材を有するベルト回転機構を対向配置することによって記録材を挟持搬送して冷却する冷却装置であって、
前記冷却部材は、弧面状に膨出した吸熱面を有し、
前記吸熱面は、前記ベルト回転機構の前記ベルト部材の内周面に面接触して備えられ、
記録材搬送路を挟む一方側に配置される前記吸熱面の頂面と、記録材搬送路を挟む他方側に配置される前記吸熱面の頂面とが、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、
一方のベルト回転機構にのみ駆動ローラが設けられ、他方のベルト回転機構は前記一方のベルト回転機構に連れ回ることを特徴とする冷却装置。

（態様Ｂ）
記録材を冷却する冷却部材と複数のローラで保持されて回転するベルト部材を有するベルト回転機構を対向配置することによって記録材を挟持搬送して冷却する冷却装置であって、
前記冷却部材は膨出した吸熱面を有し、
前記吸熱面は、前記ベルト回転機構の前記ベルト部材の内周面に面接触して備えられ、
記録材搬送路を挟む一方側に配置される前記吸熱面の頂面と、記録材搬送路を挟む他方側に配置される前記吸熱面の頂面とが、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、
一方のベルト回転機構にのみ駆動ローラが設けられ、対向接触する前記ベルト部材同士の摩擦力により他方のベルト回転機構は前記一方のベルト回転機構に連れ回ることを特徴とする冷却装置。

（態様Ｃ）
記録材を冷却する冷却部材と複数のローラで保持されて回転するベルト部材を有するベルト回転機構を対向配置することによって記録材を挟持搬送して冷却する冷却装置であって、
前記冷却部材は膨出した吸熱面を有し、
前記吸熱面は、前記ベルト回転機構の前記ベルト部材の内周面に面接触して備えられ、
記録材搬送路を挟む一方側に配置される前記吸熱面の頂面と、記録材搬送路を挟む他方側に配置される前記吸熱面の頂面とが、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、
一方のベルト回転機構にのみ駆動ローラが設けられ、前記吸着面の幅内における前記ベルト部材同士の摩擦力により他方のベルト回転機構は前記一方のベルト回転機構に連れ回ることを特徴とする冷却装置。

（態様Ｄ）
前記一方のベルト回転機構における記録材入口部および出口部におけるローラの中心と、前記他方のベルト回転機構における記録材入口部および出口部におけるローラの中心と、は互いに記録材搬送方向にずれて配置され、
前記一方のベルト回転機構における前記ローラと接触しているベルト部分と、前記他方のベルト回転機構における前記ローラと接触しているベルト部分と、は非接触であることを特徴とする態様Ａ、態様Ｂ、態様Ｃのいずれかの冷却装置。

（態様Ｅ）
前記一方のベルト回転機構における記録材入口部および出口部におけるローラの中心と、前記他方のベルト回転機構における記録材入口部および出口部におけるローラの中心と、は互いに記録材搬送方向にずれて配置され、
前記一方のベルト回転機構に配置される前記ローラと、前記他方のベルト回転機構に配置される前記ローラとが記録材搬送方向と交差する方向に互いに入り組んで位置していることを特徴とする態様Ａ、態様Ｂ、態様Ｃのいずれかの冷却装置。

９ 冷却装置
３１ 第１の搬送機構（ベルト回転機構、一方のベルト回転機構）
３２ 第２の搬送機構（ベルト回転機構、他方のベルト回転機構）
３３ 冷却部材
３４ａ，３４ｂ 吸熱面
５６，５９ ベルト（ベルト部材）
５７ａ 駆動ローラ
１０６ 空冷ヒートシンク（冷却部材）
Ｐ 記録材

特開２０１２−０９８６７７号公報 特開２００９−１６１３４７号公報

この課題は、記録材を冷却する冷却部材と複数のローラで保持されて回転するベルト部材を有するベルト回転機構を対向配置することによって記録材を挟持搬送して冷却する冷却装置であって、前記冷却部材の吸熱面は、前記ベルト回転機構の前記ベルト部材の内周面に面接触して備えられ、記録材搬送路を挟む一方側に配置される前記吸熱面の頂面と、記録材搬送路を挟む他方側に配置される前記吸熱面の頂面とが、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、一方のベルト回転機構にのみ駆動ローラが設けられ、他方のベルト回転機構は前記一方のベルト回転機構に連れ回り、前記一方のベルト回転機構における記録材入口部および出口部におけるローラの中心と、前記他方のベルト回転機構における記録材入口部および出口部におけるローラの中心と、は互いに記録材搬送方向にずれて配置され、前記一方のベルト回転機構における前記ローラと接触しているベルト部分と、前記他方のベルト回転機構における前記ローラと接触しているベルト部分と、は非接触であることを特徴とする冷却装置により解決される。

Claims (12)

1. 記録材を冷却する冷却部材と複数のローラで保持されて回転するベルト部材を有するベルト回転機構を対向配置することによって記録材を挟持搬送して冷却する冷却装置であって、
   前記冷却部材は、弧面状に膨出した吸熱面を有し、
   前記吸熱面は、前記ベルト回転機構の前記ベルト部材の内周面に面接触して備えられ、
   記録材搬送路を挟む一方側に配置される前記吸熱面の頂面と、記録材搬送路を挟む他方側に配置される前記吸熱面の頂面とが、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、
   一方のベルト回転機構にのみ駆動ローラが設けられ、他方のベルト回転機構は前記一方のベルト回転機構に連れ回ることを特徴とする冷却装置。
2. 前記ベルト回転機構のうちベルト回転抵抗がより大きい側に前記駆動ローラを設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記他方のベルト回転機構に備えられた前記冷却部材のベルト内周面への接触総面積は、前記一方のベルト回転機構に備えられた前記冷却部材のベルト内周面への接触総面積よりも小さいことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
4. 前記駆動ローラの直径が、前記一方のベルト回転機構における他のローラの直径より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
5. 前記駆動ローラが記録材搬送方向の最下流側に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
6. 前記駆動ローラに対向するローラの直径は、前記他方のベルト回転機構における他のローラの直径より大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
7. 前記ベルト部材はポリイミド等の薄膜樹脂材からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
8. 前記冷却部材は記録材搬送路において記録材に対して表裏交互に配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
9. 前記冷却部材は略同一形状を有し、前記駆動ローラを有する前記一方のベルト回転機構への冷却部材搭載数が、前記駆動ローラを有さない前記他方のベルト回転機構への冷却部材搭載数より多いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷却装置。
10. 前記ベルト部材を挟んだ前記冷却部材の対向位置に、前記ベルト部材を前記冷却部材に向かって押圧する押圧ローラを設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷却装置。
11. 前記一方のベルト回転機構における記録材入口部および出口部におけるローラの中心と、前記他方のベルト回転機構における記録材入口部および出口部におけるローラの中心と、は互いに記録材搬送方向にずれて配置され、
    前記一方のベルト回転機構における前記ローラと接触しているベルト部分と、前記他方のベルト回転機構における前記ローラと接触しているベルト部分と、は非接触であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
12. 記録材に画像を形成する画像形成部と、画像形成後の記録材を冷却する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の冷却装置とを有することを特徴とする画像形成装置。
    

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