JP5660234B2 - 記録材冷却装置及び画像形成装置 - Google Patents

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冷却装置に関する。

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おいては、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。このとき、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ブロック化して貼りついてしまう。この現象はブロッキング現象と呼ばれており、ブロッキング現象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。ブロッキング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記録材冷却装置が必要である。

現在、記録材を搬送しながら冷却する装置であって、回動可能な上下の搬送ベルトによって記録材を挟持搬送しながらベルトを介して冷却プレートにより冷却する装置が既に知られている。各搬送ベルトは、ローラなどの張架部材に掛け回され、搬送ベルトの内周には冷却プレートが設けられている。記録材の挟持搬送のために上下の搬送ベルトが閉じられたとき、冷却プレートは搬送ベルトに当接するようになっている。

しかし、記録材冷却装置の正面側と背面側で、搬送ベルトの冷却プレートに対する張力（押圧力）が異なる場合がある。この原因としては、搬送ベルトの寄り、各部材の組み付け誤差、各部品の精度などが考えられる。このような張力の偏りが生じると、例えば背面側では搬送ベルトが冷却プレートに接触するが、正面側では搬送ベルトが冷却プレートに接触しない場合が生じる。そうすると、冷却プレートの冷却面が有効に使用されず、記録材冷却装置の冷却効果が低減してしまう。

また、特許文献１には、ベルトと接触部材の抵抗を低減するために、ベルトと接触部材の間に隙間を形成して空気を流入させることが開示されている。しかし、隙間が生じることから、冷却効率が低下してしまう。

そこで、本発明は、記録材冷却装置において冷却部材の冷却面を有効に使用して、記録材の冷却効果を向上させることを目的とする。

この課題を解決するため、本発明は、複数の張架部材によって張架されて回動するベルト部材によって記録材を挟持搬送しながら冷却する第１の搬送機構及び第２の搬送機構と、前記ベルト部材の少なくとも一方の内周面に接触する冷却部材を備えた記録材冷却装置において、 前記冷却部材が、曲面形状の主冷却面と、該主冷却面よりも曲率半径の小さい曲面を備えた補助冷却面とを有しており、 前記ベルト部材の少なくとも一方の回動軌道が、前記主冷却面と前記補助冷却面の境界点における接線よりも前記冷却部材側を通過することを特徴とする記録材冷却装置を提案する。

本発明によれば、冷却部材の冷却面を有効に用いて搬送中の記録材より長い間冷却でき、記録材の冷却効果を向上することができる。

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。 記録材冷却装置の実施形態１を示す概略正面断面図である。 冷却部材の端部の拡大図である。 記録材冷却装置の従来例１を示す概略正面断面図である。 記録材冷却装置の従来例２を示す概略正面断面図である。 記録材冷却装置の実施形態２を示す概略正面断面図である。 図４に示す従来の記録材冷却装置を示す概略正面断面図である。 記録材冷却装置の実施形態３を示す概略背面断面図である。 図８に示す液冷プレートの間のベルトの拡大図である。 記録材冷却装置の実施形態４を示す概略正面断面図である。 記録材冷却装置の実施形態５を示す概略正面断面図である。 記録材冷却装置の実施形態６を示す概略正面断面図である。 図１２のローラ及び液冷プレート近傍の概略背面断面図である。 ローラ及び液冷プレート近傍を示す別な概略背面断面図である。 記録材冷却装置の実施形態７を示す概略正面断面図である。 液冷プレートとベルトの形状及び配置関係を示す概略図である。

図１は、本発明の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）及び／又は交流電圧（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）及び／又は交流電圧（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、記録材冷却装置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、マゼンタ及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又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が加圧及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、記録材冷却装置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つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２は、記録材冷却装置の実施形態１を示す概略正面断面図である。
図示のように、記録材冷却装置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を冷却するためにベルト５６の内周面に接触する冷却部材３３とを備えている。本例では、冷却部材３３は空冷ヒートシンクとして構成されている。ベルト搬送手段３０は、記録材Ｐの一方の面（表面又は上面）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（裏面又は下面）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が張架部材である複数のローラ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、冷却部材３３がベルト５６の内周面に接触して備えられ、冷却部材３３が記録材Ｐの一方の面（表面又は上面）側に配置される。

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、定着装置８によって表面にトナー像を定着されて高温となった記録材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。この搬送の際に、ベルト５６の内周面に摺動接触する冷却部材３３によって、記録材Ｐの熱はベルト５６越しに吸収され、記録材Ｐは低温になって排出される。

ところで、冷却部材３３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。ベルト５６及びベルト５９に掛かる張力について、ベルトのみ回転する場合及び記録材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。

本例では、冷却部材３３の主冷却面３３ａは曲面形状になっており、図示のような組み付け状態においてベルト５６は張力によって少なくとも冷却部材３３の主冷却面３３ａと密着する。また、冷却部材３３の記録材搬送方向の両端部には、主冷却面３３ａに隣接して、主冷却面３３ａよりも曲率半径の小さい曲面を備えた補助冷却面３３ｂが設けてある。図中の接線Ｘ，Ｙは、主冷却面３３ａと補助冷却面３３ｂの境界点における接線である。そして、記録材搬送前において、冷却部材３３とこれに隣接するローラ５５ａ，５５ｄとの間のベルト５６，５９の回動軌道は、この境界点における接線Ｘ，Ｙよりも冷却部材３３側（上方）を通るように構成されている。このとき、冷却部材３３と接触するベルト５６は補助冷却面３３ｂの一部と接触する。

この補助冷却面３３ｂを設けることにより、記録材Ｐの挟持搬送のために上下のベルト５６，５９を閉じて図示の組み付け状態としたとき、冷却部材３３によりベルト５６が下方に強めに張架されてベルト５６の張力を高く保ち、記録材冷却装置の正面側と背面側においてベルト５６を補助冷却面３３ｂに接触させることができる。従って、ベルトの寄りなどが発生してベルトの張力に偏りが生じたとしても、記録材冷却装置の正面側と背面側においてベルト５６を主冷却面３３ａ、又は主冷却面３３ａと補助冷却面３３ｂの両方に接触させることができる。よって、冷却部材の冷却面を有効に使用して、高い冷却効果を得ることができる。また、この補助冷却面３３ｂを設けることにより、主冷却面３３ａの両端が角ばっている場合に生じ得るベルトの急速な磨耗を回避させることができる。主冷却面３３ａと補助冷却面３３ｂを備えた冷却部材３３は、これらの形状を有する型から押し出し成型により一部品として作られ、例えばアルミニウムで形成される。

なお、図示しないが、搬送中の記録材Ｐ（例えば、厚紙）の先端が補助冷却面３３ｂ又は主冷却面３３ａに差し掛かったとき、記録材の厚みによってベルト５６は図示の位置よりも上方に移動し、ベルト５９は下方に移動する。このとき、ベルト５９は接線Ｘと一致するか、それよりも上方に位置するようになっている。これは、出口部における接線Ｙに対しても同様である。

図３は、冷却部材３３の端部の拡大図である。
図示のように、主冷却面３３ａは仮想中心Ｏ１を中心とした曲率半径Ｒ１の面として構成され、補助冷却面３３ｂは仮想中心Ｏ２を中心とした曲率半径Ｒ２の面として構成される（Ｒ１＞Ｒ２）。例えば、Ｒ１＝１６００ｍｍ、Ｒ２＝５ｍｍである。

図４は、記録材冷却装置の従来例１を示す概略正面断面図である。
ここで、冷却部材３３とこれに隣接するローラ５５ａ，５５ｄとの間のベルト５６，５９の回動軌道は、冷却部材３３の冷却面の端点での接線Ｘ，Ｙと一致するように構成されている。この場合、ベルトは冷却部材３３の全体と接触し、冷却区間は冷却部材３３の端から端まで確保され得るが、前述したようなベルトの張力の偏りが生じると、記録材冷却装置の正面側と背面側においてベルト５６が冷却面に接触しなくなる虞がある。

図５は、記録材冷却装置の従来例２を示す概略正面断面図である。
ここで、冷却部材３３とこれに隣接するローラ５５ａ，５５ｄとの間のベルト５６，５９の回動軌道は、冷却部材３３の冷却面の端点での接線Ｘ，Ｙよりも下方を通るように構成されている。この構成では、冷却部材３３の冷却面の両端付近がベルト５６と常に接触しておらず、冷却のために使用される冷却区間が短くなる。ゆえに、搬送される記録材Ｐの吸熱に費やされる時間はこの分だけ短くなり、冷却部材３３の冷却面を有効利用して高い冷却効果を得らことができない。これに対して、本実施形態の構成であれば冷却部材３３の冷却面全体を使用してベルト５６越しに記録材Ｐを十分に冷却することが可能になる。また、冷却区間とならない無駄なスペースが生じないため、省スペース化を図ることも可能になる。

図６は、記録材冷却装置の実施形態２を示す概略正面断面図である。
本例では、記録材搬送前において、冷却装置の記録材Ｐの入口側の冷却部材３３とローラ５５ｄ及びローラ５７ｄとの間のベルト５６は、主冷却面３３ａと補助冷却面３３ｂの境界点における接線Ｘよりも冷却部材３３側（上方）を通る。また、ベルト５９は接線Ｘ上又は接線Ｘよりも冷却部材３３側（上方）を通る。また、２つのベルト５６，５９の回動軌道は平行でなく、ベルト５６，５９の間には間隙があり、ベルト５６の回動軌道がベルト５９の回動軌道よりも急角度になっている。

このようにベルト５６，５９を構成することで、冷却部材３３の主冷却面３３ａ又は補助冷却面３３ｂによる冷却開始点までベルト５６と記録材Ｐ上のトナー像が接触しないため、ベルト５６上へのトナー固着が防止される。つまり、定着装置８を通過した直後の記録材Ｐ上のトナー像は半溶融状態であり、これに搬送部材などが接触するとトナーが移り、搬送部材上に固着してしまうことがある。このトナー固着が積み重なると、この搬送部材を後に通過する記録材上の画像を傷つけたり、搬送の妨げになったりする。一般に、搬送部材との接触中にトナー像が十分に冷やされ、低温で固化されてからトナー像と搬送部材が剥離した場合には、トナー固着は回避可能であることが知られている。

一方、出口側では、記録材は既に冷却されているため、ベルト５６，５９の回動軌道は接線Ｙと略一致しているが、回動軌道が接線Ｙよりも冷却部材３３側（上方）を通るように構成されてもよい。

これに対して、図７は、図４に示す従来の記録材冷却装置を示す概略正面断面図である。
図示のように、ベルト５６，５９が互いに平行に構成された冷却装置に記録材Ｐが進入したときに、画像形成装置２００が紙詰まりなどの理由で緊急停止し、記録材Ｐが図示の位置で停止したとする。ベルト５６を介して冷却部材３３に接触している記録材Ｐの部位では、表面トナーが冷却されるため、ユーザーやサービスマンが後でこの記録材Ｐを手動で除去する際にも、ベルト５６上にトナー固着は残らない。しかし、冷却部材３３とローラ５５ｄ，５７ｄの間の破線領域Ｃでは、記録材Ｐはベルト５６にのみ接触していてトナー像が冷やされない。そのため、記録材Ｐを除去するまでに高温のトナー像がベルト５６に接することでベルト上にトナーが残り、固着してしまうことがある。

図８は、記録材冷却装置の実施形態３を示す概略背面断面図である。
本例では、空冷ヒートシンクよりも冷却性能の高い液冷プレートとして構成された冷却部材３４を適用している。３つの液冷プレート３４ａ，３４ｂ，３４ｃは記録材搬送方向に下、上、下の順で交互に配置されている。隣り合う液冷プレートは、液冷プレートの厚さ方向（図８における上下方向）に互いに入り組むように配置されている。ここでいう厚さ方向は、主冷却面３３ａの中央部（頂部）における記録材搬送方向に対して交差又は直交する方向ということもできる。

これら液冷プレート３４ａ，３４ｂ，３４ｃの内部には冷却液通過流路が設けられており、冷却液が冷却面から吸収した熱量を外部に輸送することで液冷プレートが低温に保たれる。冷却液はタンク４６に貯蔵されており、ポンプ４８によって送られる。その後、冷却液はラジエータ４９を通過し、外気への放熱を行い、温度が低下する。こうして低温になった冷却液は、液冷プレート３４ｃ，３４ｂ，３４ａ内を通過し、熱伝達によって液冷プレートから熱を吸収し、高温になってポンプ４８に戻る。ここで、３つの液冷プレート３４同士は可撓性を有するゴムチューブ４７ｂによって接続されている。そのため、例えば第１の搬送機構３１と第２の搬送機構３２の間の搬送経路内で用紙ジャムが起きた場合などに、第１の搬送機構３１と第２の搬送機構３２の間を液冷プレート３４ｂごと（図示しない離間手段により）離間させて、ジャム用紙を取り出すことが可能になる。その他の要素同士の接続は、千切れや破損による液漏れの起きにくい金属パイプ材４７ａによって行われ、これを冷却液の流路としている。

搬送されてくる記録材Ｐに対して液冷プレート３４を上下交互に配置することで、記録材の表裏から熱を奪えるため記録材内に蓄熱された熱量を効率よく吸収できることが知られている。本例でも、記録材搬送前において、記録材Ｐの入口側及び出口側の液冷プレート３４ａ，３４ｃとローラ５５ｄ，５７ｄ，５５ａ，５７ａの間のベルト５６，５９の回動軌道は、曲面形状を有する液冷プレート３４ａ，３４ｃの主冷却面３３ａと補助冷却面３３ｂの境界点における接線（図８、図９に示す破線）よりも液冷プレート３４ｂ側を通過するように構成されている。

図９は、図８に示す液冷プレート３４ａ，３４ｂの間のベルト５６，５９の拡大図である。
図示のように、記録材搬送前において、上下交互に配置された隣接する液冷プレート３４ａ，３４ｂの間のベルト５６，５９の回動軌道は、２つの液冷プレートの主冷却面と補助冷却面の境界点における２つの接線の間であって接線よりも液冷プレート側を通過する。具体的には、液冷プレート３４ａと接するベルト５９は、図９に示す上側の接線よりも液冷プレート３４ａ側（液冷プレート３４ａの厚さ内）を通過する。そして、液冷プレート３４ｂと接するベルト５６は、図９に示す下側の接線よりも液冷プレート３４ｂ側（液冷プレート３４ｂの厚さ内）を通過する。液冷プレート３４ｂ，３４ｃの間でも同様に構成されている。これにより、３つの液冷プレート３４ａ，３４ｂ，３４ｃにおいて少なくとも主冷却面全体を用いて記録材Ｐからの吸熱を行うことが可能になる。なお、記録材搬送中は記録材の厚みにより、ベルト５６は上方に移動し、ベルト５６の回動軌道は液冷プレート３４ｂでの接線よりも液冷プレート３４ｂ側を通過する。同様に、ベルト５９は下方に移動し、ベルト５９の回動軌道は液冷プレート３４ａでの接線よりも液冷プレート３４ａ側を通過する。

図１０は、記録材冷却装置の実施形態４を示す概略拡大図であり、液冷プレート３４ａ，３４ｂの間のベルト５６，５９の変形例の拡大図である。
本例では、液冷プレート３４ａ及び液冷プレート３４ｂの主冷却面３３ａと補助冷却面３３ｂの境界点における２つの接線（不図示）が共に平行（向きが一致する）になるように、各液冷プレートが配置されている（図１０（ａ））。これにより、ベルト５６，５９は液冷プレートの端部まで接触する。ここで、図１０（ａ）に示すように記録材搬送前において、上下交互に配置された隣接する液冷プレート３４ａ，３４ｂの間のベルト５６，５９の回動軌道は、２つの液冷プレートの主冷却面と補助冷却面の境界点における２つの接線と略一致している。そして、図１０（ｂ）に示すように、搬送中の記録材Ｐ（特に厚紙の場合）が液冷プレート３４ａの搬送方向下流側に到達すると、記録材Ｐの厚みによって、上側のベルト５６の軌跡が液冷プレート３４ｂでの接線よりも液冷プレート３４ｂ側を通過する。そして、図１０（ｃ）に示すように、記録材Ｐが隣接する液冷プレート３４ａ，３４ｂの間に差し掛かったとき、記録材の厚みによって、上方のベルト５６の回動軌道は液冷プレート３４ｂでの接線よりも液冷プレート３４ｂ側を通過し、下方のベルト５９の回動軌道は液冷プレート３４ａでの接線よりも液冷プレート３４ａ側を通過する。

図１１は、記録材冷却装置の実施形態５を示す概略正面断面図である。
本例では、冷却部材３４の記録材搬送方向の両端部には、曲面形状の主冷却面３４ｄに隣接して、主冷却面３４ｄよりも半径の小さい表面を備えた補助冷却面として機能する冷却ローラ３５が設けてある。冷却部材３４は、空冷ヒートシンクとして構成されても、液冷プレートとして構成されてもよい。また、冷却ローラ３５は、空冷式又は液冷式の冷却ローラとして構成され得る。空冷式では、その内部に空気を流通させ、液冷式では、その内部に冷却剤を流通させることができる。記録材搬送前において、冷却部材３４とこれに隣接するローラ５５ａ，５５ｄとの間のベルト５６，５９の回動軌道は、主冷却面３４ｄと冷却ローラ３５の境界点における接線よりも冷却部材３４側（上方）を通るように構成されている。このとき、ベルト５６は冷却ローラ３５の一部と接触する。

また、搬送中の記録材Ｐ（例えば、厚紙）の先端が冷却ローラ３５に差し掛かったとき、記録材の厚みによってベルト５６は図示の位置よりも上方に移動し、ベルト５９は下方に移動する。このとき、ベルト５９は接線と一致するか、それよりも上方に位置するようになっている。これは、出口部における接線に対しても同様である。

ベルトは液冷プレートなどの冷却部材と急角度で接触しながら摺動するため、液冷プレートとベルトの接触開始点でベルトの磨耗が生じる可能性がある。図２に示す実施形態では、摩耗を低減させるためにも主冷却面３３ａよりも曲率半径の小さい補助冷却面３３ｂを設けたが、この代わりに冷却部材３４の両端に回転可能な小径の冷却ローラ３５を設けてもよい。例えば、冷却ローラ３５と冷却部材３４は互いに非接触で第１の搬送機構３１側に固定される。

また、前述のベルト方式の記録材冷却装置において、冷却部材は空冷ヒートシンクや液冷プレートに限らず、ペルチェ素子を用いた冷却部材や、放熱端を有するヒートパイプの吸熱端が内部に埋め込まれた冷却プレートなどであってもよい。

図１２は、記録材冷却装置の実施形態６を示す概略正面断面図である。
液冷プレート３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、記録材の走行方向に沿ってずれて配置している。また、一方の液冷プレート３４ｂは、下面が僅かに膨出した扁平円弧面状の吸熱面とされ、他方の液冷プレート３４ａ，３４ｃは、上面が僅かに膨出した扁平円弧面状の吸熱面とされている。そして、各液冷プレート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ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。また、隣り合う液冷プレートは、図８と同様に、液冷プレートの厚さ方向（図８における上下方向）に互いに入り組むように配置されている。

本例では、液冷プレートの形状と装置のサイズが前記実施形態と異なっている。具体的には、図１２の領域Ｚにおけるローラ５５ｄ，５７ｄ及び液冷プレート３４ａ近傍の概略背面断面図である図１３に示すように、ローラ５７ｄに隣接する側の液冷プレートの記録材搬送方向の側端部は、ローラ５７ｄの表面に対応する凹部３８を有している。本例でも、冷却プレートの記録材搬送方向の入口部には、主冷却面に隣接して、主冷却面３３ａよりも曲率半径の小さい曲面を備えた補助冷却面３３ｂが設けてある。凹部３８は、液冷プレートの補助冷却面から内側に窪んで形成されており、ローラ５７ｄは液冷プレート３４ａとは非接触で凹部３８に配置される。よって、図１３に示すように、ローラ５５ｄ及びローラ５７ｄを液冷プレート３４ａに近接させて、部分的に潜り込ませることができ、記録材冷却装置をよりコンパクトに構成することができる。なお、凹部３８をローラ５７ｄの曲面に沿った形状とすれば、よりローラ５７ｄを液冷プレート３４ａに潜り込ませることができ、記録材冷却装置をよりコンパクトに構成することができる。凹部は、液冷プレートの記録材搬送方向の他方の側端部にも形成されてもよい。これにより、ローラ５５ａ，５７ａをも冷却プレート３４ｃに近接させて、部分的に潜り込ませることができる。

図８のような第１の搬送機構３１及び第２の搬送機構３２の配置では、記録材搬送方向において液冷プレート３４ａ，３４ｃと接触していないベルト面が比較的広かった。この非接触面は、液冷プレートと接触しているベルト面に比べて記録材から奪う熱量は少ない。従って、本例のように、この非接触面の領域を少なくすることで、効率的に記録材を冷却できるとともに記録材搬送方向における第１の搬送機構３１及び第２の搬送機構３２を小型化することができる。また、両側端部に凹部を備えた一種の液冷プレートのみを用いて安価に記録材冷却装置を構成することができる。

また、図中のＡ−Ａ線は液冷プレート３４ａの主冷却面と補助冷却面の境界点における接線である。ベルト５９の回動軌道は接線よりも液冷プレート３４ａ側を通過する。また、ローラ５５ｄの下面は接線よりも下方に突出しており、それによりベルト５６の回動軌道も接線よりも液冷プレート３４側を通過する。また、ローラ５５ｄとローラ５７ｄは離間しており、ローラ５５ｄは液冷プレート３４ａと干渉しない。このとき、ベルト５６とベルト５９の接点は、液冷プレート３４ａの端部より記録材搬送方向上流側であって、ローラ５５ｄの下部近傍にある。よって、ベルト５６とベルト５９の接触領域は、該接点から液冷プレート３４ａ上を通って記録材搬送方向下流側における接点（不図示）までとなる。

図１４は、記録材冷却装置の実施形態７であって、ローラ５５ｄ，５７ｄ及び液冷プレート３４ａ近傍を示す概略背面断面図である。
本例では、ローラ５５ｄは図１３の例よりも上方に位置決めされており、それによりベルト５６の回動軌道は略接線上を通過する。また、ベルト５９の回動軌道は接線よりも液冷プレート３４側を通過する。このとき、ベルト５６とベルト５９の接点は液冷プレート３４ａの吸熱面上にある。

図１５は、記録材冷却装置の実施形態７を示す概略正面断面図である。
本例では、凹部３８が記録材搬送方向における幅方向の一方のみに形成されていることが実施形態６と異なっている。また、駆動ローラ５７ａが前記実施形態と異なっている。
駆動ローラ５７ａは従動ローラ５７ｄに比べ径が大きく設定されている。その場合、駆動ローラ５７ａと対向する液冷プレート３４ｃの側面と、従動ローラ５７ｄと対向する液冷プレート３４ａの側面に異なる形状の凹部を形成しなければならない。すると、液冷プレートの加工コストが増加する。

そこで、本例では、径が大きいローラ（駆動ローラ５７ａ）に対向する液冷プレートの側面にのみに凹部３８を形成した。一方、駆動ローラ５７ａに比べ径が小さい従動ローラ５７ｄに対向する液冷プレート３４ａの対向面には、凹部を形成していない。これは、従動ローラ５７ｄの径が小さいので、従動ローラ５７ｄと対向する液冷プレート３４ａの側面に凹部がなくても従動ローラ５７ｄに近づけることができるためである。よって、ローラ５７ａを液冷プレート３４ｃに近接させて、部分的に潜り込ませることができ、記録材冷却装置をよりコンパクトに構成することができる。なお、凹部３８をローラ５７ａの曲面に沿った形状とすれば、よりローラ５７ａを液冷プレート３４ｃに潜り込ませることができ、記録材冷却装置をよりコンパクトに構成することができる。

また、図１５に示すように、ベルト搬送装置３０に用いる液冷プレート３４全ての同じ位置に凹部３８を設けてもよい。すなわち、液冷プレート３４の主冷却面３３ａを上に向けたとき（図１５の液冷プレート３４ｃの向き）に左側に凹部を形成する。そして、液冷プレート３４ｃと液冷プレート３４ａを同じ向きに配置し、液冷プレート３４ｂを液冷プレート３４ｃに対して１８０度回転させたものを配置する。このようにして、ベルト搬送装置３０に用いる液冷プレート３４全てを同じ形状・加工とすることで、コストを抑えることができる。

このとき、図１５の液冷プレート３４ｃ、液冷プレート３４ｂ、ベルト５６、ベルト５９の形状と配置関係は図９又は図１０と同じである。

一方、液冷プレート３４ａ、液冷プレート３４ｂ、ベルト５６、ベルト５９の形状と配置関係は図１６に示すとおりである。
液冷プレート３４ａ及び液冷プレート３４ｂの主冷却面３３ａと補助冷却面３３ｂの境界点における２つの接線（不図示）が共に平行（向きが一致する）になるように、各液冷プレートが配置されている（図１６（ａ））。これにより、ベルト５６，５９は液冷プレートの端部まで接触する。ここで、図１６（ａ）に示すように記録材搬送前において、上下交互に配置された隣接する液冷プレート３４ａ，３４ｂの間のベルト５６，５９の回動軌道は、２つの液冷プレートの主冷却面と補助冷却面の境界点における２つの接線と略一致している。そして、図１６（ｂ）に示すように、搬送中の記録材Ｐ（特に厚紙の場合）が液冷プレート３４ａの搬送方向下流側に到達すると、記録材Ｐの厚みによって、上側のベルト５６の軌跡が液冷プレート３４ｂでの接線よりも液冷プレート３４ｂ側を通過する。そして、図１６（ｃ）に示すように、記録材Ｐが隣接する液冷プレート３４ａ，３４ｂの間に差し掛かったとき、記録材の厚みによって、上方のベルト５６の回動軌道は液冷プレート３４ｂでの接線よりも液冷プレート３４ｂ側を通過し、下方のベルト５９の回動軌道は液冷プレート３４ａでの接線よりも液冷プレート３４ａ側を通過する。

なお、図１６の形態に替えて、図９に示す、上下交互に配置された隣接する液冷プレート３４ａ，３４ｂの間のベルト５６，５９の回動軌道が、２つの液冷プレートの主冷却面と補助冷却面の境界点における２つの接線の間であって接線よりも液冷プレート側を通過するようにしてもよい。

３１ 第１の搬送機構
３２ 第２の搬送機構
３３ 空冷ヒートシンク（冷却部材）
３３ａ，３４ｄ 主冷却面
３３ｂ 補助冷却面
３４（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ） 液冷プレート（冷却部材）
３５ 冷却ローラ（補助冷却面）
５５，５７，５８ ローラ（張架部材）
５６，５９ ベルト（ベルト部材）
Ｐ 記録材
Ｘ，Ｙ 接線

特開２０１１−０５７３８９号公報

Claims (9)

1. 複数の張架部材によって張架されて回動するベルト部材によって記録材を挟持搬送しながら冷却する第１の搬送機構及び第２の搬送機構と、前記ベルト部材の少なくとも一方の内周面に接触する冷却部材を備えた記録材冷却装置において、
   前記冷却部材が、曲面形状の主冷却面と、該主冷却面よりも曲率半径の小さい曲面を備えた補助冷却面とを有しており、
   前記ベルト部材の少なくとも一方の回動軌道が、前記主冷却面と前記補助冷却面の境界点における接線よりも前記冷却部材側を通過することを特徴とする記録材冷却装置。
2. 前記冷却部材と接触する前記ベルト部材が前記補助冷却面と接触することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却装置。
3. 前記記録材の入口側の前記冷却部材と前記張架部材の間で、２つの前記ベルト部材の回動軌道が平行でないことを特徴とする請求項１又は２に記載の記録材冷却装置。
4. 前記冷却部材の記録材搬送方向の両端部に、前記補助冷却面として機能する冷却ローラが設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録材冷却装置。
5. 前記第１の搬送機構及び前記第２の搬送機構はそれぞれ前記冷却部材を１つ以上有し、
   隣接する前記冷却部材間の前記ベルト部材の回動軌道は、隣接する前記冷却部材の前記主冷却面と前記補助冷却面の境界点における２つの接線の間であって該接線よりも前記冷却部材側を通過することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の記録材冷却装置。
6. 搬送中の前記記録材が隣接する前記冷却部材の間に差し掛かったとき、隣接する前記冷却部材の間における前記ベルト部材の少なくとも一方の回動軌道が、前記接線よりも前記冷却部材側を通過することを特徴とする請求項５に記載の記録材冷却装置。
7. 前記冷却部材と前記冷却部材に隣接する前記張架部材との間の前記ベルト部材の回動軌道は、前記主冷却面と前記補助冷却面の境界点における接線よりも前記冷却部材側を通過することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の記録材冷却装置。
8. 前記張架部材に隣接する側の前記冷却部材の記録材搬送方向の側端部には、前記張架部材の表面に対応する凹部が形成され、前記張架部材は前記冷却部材とは非接触で該凹部に配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の記録材冷却装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の記録材冷却装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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