JP4445336B2 - 冷却装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、熱定着装置を通過したシート状媒体の冷却装置、該冷却装置を具備した複写機、プリンター、普通紙ファクシミリ等の画像形成装置、特に高速の画像形成装置に関する。

熱定着装置によってシート状媒体、例えば、用紙にトナーを融着させる高速複写機、プリンター等が普及している。一般に熱定着時の温度は、トナーの種類によっても異なるが約１７０°Ｃ程度であり、定着後の用紙表面温度も高く約１５０°Ｃである。この温度では溶融したトナーは完全に冷えて固化できず、粘着性を有している。

この状態で連続的に多数枚コピーが繰り返され、用紙がつみ重なった場合には用紙のトナーが別の用紙の裏面に貼り付く現象（ブロッキング現象）が起こり、画質等を損なう。さらに、最近の省資源の要請から、紙の無駄使いを防止するため、両面コピーが多く使用されてきたため、上記問題に加えて、両面コピー時の用紙冷却も併せて考慮する必要がある。

高速処理機、例えば、毎分１００枚（100ｃｐｍ：Ｃｏｐｙ Per Minutes）以上のコピースピードを有する高速複写機では、用紙上のトナーを熱で溶融し融着させる定着工程で、定着時の熱によって用紙の温度が１５０°Ｃ程度に上昇し、次々にコピーが繰り返された場合や両面コピー時など、用紙が重なったり、再度裏面にコピーが繰り返される場合など、用紙上のトナーが十分に冷却されていないため、粘性によって用紙同士が相互に貼り付いてしまうブロッキング現象が生じたり、熱によって用紙がカールし、ジャム等が発生することがあり問題である。

（Ａ） そのため、トナー定着後は直ちに用紙を冷却する必要がある。冷却手段として、熱伝導性に優れたヒートパイプを利用した用紙冷却法が提案されており、上下一対のヒートパイプを用いて用紙を冷却している（例えば、特許文献１参照）。

この開示技術では、用紙の熱をヒートパイプが吸収して、輸送し、ヒートパイプ端部に設けた放熱用のフィンで冷却するものである。この方法ではこの放熱用のフィンを効率よく冷却することが重要であり、ファンで強制的に冷却させる。そのため大きなシロッコファンが必要であり、騒音が大きくなるなど副作用も生じることとなる。

（Ｂ） ヒートパイプ放熱部である中空材料の肉厚をその部分だけ薄くすることによって放熱効率を高める工夫と冷却ファンの空気取り入れと排出に工夫をしているものがある（例えば、特許文献２参照）。しかし、この技術では、用紙冷却には十分な性能を得ることができない。このヒートパイプ方式は用紙の搬送も兼ねた冷却手段であるが、10０ｃｐｍを超えるコピースピードの高速機では、用紙搬送のスピードも500ｍｍ/ｓとなり、３０φ直径のヒートパイプの回転速度も３００ｒｐｍを超えることになる。すると、ヒートパイプ内の液の蒸発と毛細管現象による液輸送が低下して、結果的に熱抵抗が非常に大きくなり本質的に適用できなくなる問題も生じる。

（Ｃ） ファンを用いて記録紙を強制空冷する技術として、空気を吹き付けて冷却しカールを防止する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、この開示技術では、用紙を安定して保持する手段、ダクトなど格別な装置が必要となる。

特開平１０−２０７１５５号公報 特開平１１−００７２１８号公報 特開２０００−７５７０９号公報

本発明は、従来技術に代わる高効率のシート状媒体の用紙冷却装置を提供することを課題とする。

この発明は、課題達成のため、以下のように構成した。
（１） 熱定着装置によりトナーを定着されたシート状媒体を冷却する冷却装置において、
前記シート状媒体を搬送する搬送ローラーと、
前記搬送ローラーに前記シート状媒体を圧接させて当該シート状媒体を搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトを駆動させる複数のベルト駆動ローラーと、を具備し、
前記複数のベルト駆動ローラーの少なくとも一つと、前記搬送ローラーが、
ローラーの内部に液体の流体が流れる管状構造を備えると共に、
前記管状構造ローラーの片方の端部より前記液体の流体が流入し、
反対側の端部より前記液体の流体が流出することで、
前記駆動ローラーにより冷却された搬送ベルトと、前記搬送ローラーにより、
前記シート状媒体を両面より冷却する構成を備え、
前記搬送ローラーが前記搬送ベルト側に押圧されることで面状態のニップ部を形成し、 該面状態のニップ部で、前記シート状媒体を搬送すると共に冷却を可能にすることとした（請求項１）。
（２） （１）に記載の冷却装置において、前記流体が液体の場合に液温が室温から１０℃以内の上昇温度に制御可能な温度調節装置を具備した冷却装置にすることができる（請求項２）。ここで、前記温度調節装置が液体をプールするタンクと放熱フィンを付帯する自然空冷の冷却手段を具備している冷却装置とすることができる（請求項３）。また、前記温度調節装置が液体をプールするタンクと放熱フィンと空冷ファンを付帯する強制空冷の冷却手段を具備した冷却装置とすることができる（請求項４）。さらに、前記温度調節装置が液体をプールするタンクと電子冷却手段を具備している冷却装置とすることができる（請求項５）。前記温度調節装置が圧縮機とエバポレーターとコンデンサーを具備している冷却装置とすることができる（請求項６）。
（３） 前記搬送ローラー又は前記ベルト駆動ローラーの何れか又は両方の管状ローラー内壁がローラーの回転動作に伴って流体が螺旋運動して流れるようにローラー長手方向に螺旋状に仕切り板を設けた構造を有する冷却装置とすることができる（請求項７）。
（４） 前記したローラーの管状構造に関して、管は二重管構造であり、該二重管の外側と内側に流体を流す構成の冷却装置とすることができる（請求項８）。
（５） 未定着画像を少なくとも熱によりシート状媒体に定着する熱定着装置を有する画像形成装置において、前記熱定着装置によりトナーを定着されたシート状媒体を冷却する冷却装置が、前記した冷却装置のうちの一つに記載のものである画像形成装置とすることができる（請求項９）。

この発明では、従来技術に代わる高効率の冷却装置、該冷却装置を備えた画像形成装置を提供することができた。

以下に、この発明の実施の形態を説明する。

[１]第１の実施の形態
本例の冷却装置では、１００ｃｐｍ以上のコピーが可能な高速複写機やプリンター等について、温度の高い用紙を効率的に冷却する。本例では、熱によってトナーを融着させる工程である熱定着装置を用紙が通過した後でも、用紙温度が依然として高いままであることによって生じる様々な問題を解消する。

本例は、用紙搬送のために設けられている搬送ローラーを冷却手段として利用するもので、該ローラーを中空の管に改良して中に流体を流し冷却するようにしたものである。この流体により流体により冷却されたローラーは、熱定着装置から排出された高温の用紙を搬送しつつ同時に該用紙から熱を除去する。

図１に、熱定着装置３を構成する定着ローラー１、加圧ローラー２及び冷却装置８８のレイアウトを示した。また、図2に、搬送ローラー８の概要を示した。図1において、定着ローラー１と加圧ローラー２で構成されているのが熱定着装置３の要部である。

定着ローラー１は内部にハロゲンランプのヒーター（不図示）を内蔵し、外皮はシリコンゴムでローラー状に加工されている。下側に位置するのは加圧ローラー２であり、加圧ローラー２は通過する用紙を適当な圧力で定着ローラー１に圧接させる。

この時点では、用紙上には、現像されたトナーが付着しているが二本のローラー（加圧ローラー２と定着ローラー１）間を通過した後は用紙上に融着される。熱定着装置３から排紙された用紙はガイド板４に沿って冷却装置８８の搬送ベルト部へ送られる。

搬送ベルト部には用紙の搬送方向に間隔をおいて配列された２つの駆動ローラーが設けられている。用紙搬送方向を示す矢印の上流側に位置しているのが右駆動ローラー５Ａ、下流側に位置しているのが左駆動ローラー５Ｂである。これらの右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂには、搬送ベルト７が巻装されている。

右駆動ローラー５Ａの上部にはガイドコロ６が連れ回りするように接しており、右駆動ローラー５Ａと左駆動ローラー５Ｂとの中間位置には、上から搬送ローラー８が圧接されていて、搬送ベルト７の移動方向と同方向に回転するようになっている。

用紙は、ガイドコロ６と右駆動ローラー５Ａ間にくわえられ、搬送ローラー８と搬送ベルト７間を通過して下流側のトレイ或いは排出スタック部に排紙される。あるいは両面コピーの場合には、両面用の搬送経路（後述の図１０に示す例では反転路Ｒ３）にまわるが、この時点で用紙温度は約１５０°Ｃ程度もあり、本例の特徴である冷却装置８８によって室温にまで冷却されるのである。

図１で冷却装置８８は搬送ローラー８と搬送ベルト７からなり、２本の駆動ローラー（右駆動ローラー５Ａと左駆動ローラー５Ｂ）で搬送ベルト７を駆動している。図２（ａ）、図２（ｂ）に搬送ローラー８の概要を示した。図２（ａ）の断面は、図２（ｂ）のＸ―Ｘ矢印の断面を示す。これら図２（ａ）、（ｂ）において、搬送ローラー８は回転部分であるローラー８Ｒの内部が中空管状であり、シール用のゴムリング８０を介して非回転のパイプ８２に回転可能に嵌合している。流体は矢印で示すように該搬送ローラー８の左側の端部（流体入口８Ｎ）から流入し、反対側の右側端部（流体出口８Ｔ）から流出する。搬送ローラー８（詳しくはローラー８Ｒ）は図１に示したように回転するため、回転シール材であるゴムリング８０によって回転可能にし、かつ、漏れを防止している。

搬送ローラー８内を通過する流体は、例えば、循環させ、途中で熱交換させて冷却し搬送ローラー８の熱を奪うように温度制御される。これにより、図１における搬送ベルト８と搬送ローラー８とのニップ部を用紙が通過する間に該用紙は冷却される。

従来のヒートパイプ方式では約１５０ｃｐｍを超える複写機の用紙冷却ができなかったが本方式により１５０ｃｐｍ以上でも十分な冷却が可能となり、高速機での両面生産性が向上するとともに、ブロッキング現象に起因する用紙の貼り付き等の不具合が解消され、品質もさらに向上した。

[２]第２の実施の形態
前記第１の実施の形態では、搬送ローラー８のみが内部流体により冷却された。これに対して、本例では、搬送ローラー８に接している搬送ベルト７も冷却手段として利用したものである。搬送ベルト７はその張力で搬送ローラー８に用紙を圧接しているため、搬送ベルト７自身も熱伝導により温度上昇する。したがって、せっかくの、搬送ベルト８による用紙冷却効果も搬送ベルト７が昇温するとロスになる。

そこで、搬送ベルト７を駆動する２本の駆動ローラー（本例では、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂ）のうち少なくとも一本を前記した搬送ローラー８と同様に中空ローラーとし、この中空ローラー内に流体を流して冷却するようにしたものである。中空管の構造は図２に示した搬送ローラー８に準ずるので、図示は省略する。

右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂは搬送ベルト７を駆動して、搬送ローラー８と共に用紙を排出あるいは両面コピーのステーションへ搬送する。かかる用紙の温度を効率よく冷却するためこの搬送ベルト７を支持する右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂの何れかまたは全部も利用することによって、搬送ローラー８に対向する面とは反対側の用紙面の冷却も可能とした。搬送ベルト駆動用のローラー（右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂ）を冷却することによって熱伝導により搬送ベルト７も冷却され、用紙は両面から冷却されることとなり、効果的な冷却が可能となった。本例では２本のローラーを冷却させたが、搬送ベルト７を支持するローラーが他に追加される場合には、そのローラーも中空にして搬送ベルト７を冷却するようにすることもできる。

これにより、用紙の両面から冷却することが可能となり、さらに冷却効果が大きくなるとともに用紙のカール発生も防止でき、信頼性がさらに向上した。

[３]第３の実施の形態
これまでの例で、中空管状の搬送ローラー８、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂなどは、内部を通る流体として液体を用いて冷却を行うことが出来るが、液体の循環によって液温も上昇するので冷却効率が低下する可能性がある。そのため、液体の温度を制御して冷却効率を常に最良にするようにしたのが本例である。

液体を循環させて中空管状の搬送ローラー８、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂなどのローラーを冷却し、次いでこれらローラーと用紙を直接或いは搬送ベルト７を介して間接的に接触させて冷却することになるが、１００ｃｐｍのコピースピード以上になると、循環液の温度も徐々に上昇してくる。そこで、これら搬送ローラー８、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂなどを通過する液体の液温を制御して常に冷却性能を維持するため、液体の還流系に温度調節装置を設けた。

図３にシステムの概要を示した。システムの基本的な要件は、循環ポンプ９、熱交換器１０、ローラー１１（具体的には、搬送ローラー８、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂなどをここでは模視的にかつこれらのローラーを代表して符号１１で示した。）などを配管１２０でループ状に連通、連結したものである。

経験的に前記流体が液体の場合に液温が室温から１０°Ｃ以内の上昇温度に制御可能な温度調節装置（熱交換器１０を含む構成）にすれば、後述するような不具合が生じないので、温度調節装置（熱交換器１０）の性能も液体温度を室温から１０°Ｃ以内の温度上昇に抑え得る能力のものにした。

本例によれば、循環する液体を冷媒として利用する際には室温より１０°Ｃ以上液温が上昇した場合に用紙冷却温度が所定の８０°Ｃ以下に低下せず、冷却効果が低下することと、ローラー回転部のシールの信頼性が損なわれ、液漏れが生じるなどの不具合を生ずる。そこで、本例では、液温の温度上昇１０°Ｃ以下に制御すること上記不具合を解消できた。

[４]第４の実施の形態
本例は、中空管状の搬送ローラー８、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂなどを冷却する液体を、該液体をブールするタンクと放熱フィンを付帯する自然空冷方式の熱交換器で冷却する。液をプールするタンクの外気と接する側に放熱フィンを設けて自然対流で空冷するものである。

図４に示した熱交換機１０−１は、図３における熱交換器１０の一例であり、液体プール用のタンク１０−１Ｔと自然空冷用の放熱フィン１０−１Ｆを具備する。図中、符号１０−１Ｎは液入り口を示す。この液入り口１０−１Ｎと反対側には図示してないが、液出口がある。これらの液入り口１０−１Ｎや液出口は図３に示した配管１２０と連結される。ここに示した熱交換器１０−１の大きさは、本体の背面カバー（熱交換器１０−１の外装カバー）程度の寸法まで任意に大きくすることができる。つまり、プールされる液体を上記背面の外装カバーの大きさまで大きくすることで、空冷面積を大きくできるので、液温を効果的に下げることができる。また、フィンの数や大きさによって冷却能力を変えることで温度の調節が可能である。このような放熱フィン１０−Ｆを用いた自然空冷による熱交換器１０−１は電力を用いず、省エネ効果も大きく。液温も室温より８°Ｃ以内と温度調節も良好であった。

[５]第５の実施の形態
第４の実施の形態における熱交換器１０−１の性能をさらにアップした例である。すなわち、自然空冷方式に空冷ファンによる冷却も可能にした強制空冷法によって、さらに高効率な冷却を可能にする。

図５に強制対流用の熱交換器１０―２の例を示した。この熱交換機１０−２は、図３における熱交換機器１０の一例であり、液体プール用のタンク１０−２Ｔと自然空冷用の放熱フィン１０−２Ｆを具備する。液入り口を符号１０−２Ｎで示す。この液入り口１０−２Ｎと反対側に図示してないが、液出口がある。これらの液入り口１０−２Ｎや液出口は図３に示した配管１２０と連結される。さらに、本体下部に強制空冷の冷却手段として、対流用ファン１０−２Ｆａを設けた。この強制対流用ファン１０−２Ｆａは長尺のクロスフローファンである。なお、本例のように長尺のクロスフローファン限らず軸流ファンでもよい。ファンを選定することによって冷却温度を制御できる。

このように。強制空冷による冷却によって、液温上昇は６°Ｃ以内に抑えられ、用紙冷却効果も充分得ることができる。また、液温度監視によってファン入力電圧も制御しているので省エネ化もできる。

[６]第６の実施の形態
本例では、液体の冷却に電子冷却手段としてペルチェ素子を用いて冷却する。液温の冷却がこれまの実施の形態で説明した冷却手段では間に合わない場合などに用いるのに好適な積極的冷却手段である。

図６にペルチェ素子を用いた温度調節装置を示した。この温度調節装置は、液体をプールする液タンク１２をもつ。液入り口を符号１２Ｎで示す。この液入り口１２Ｎと反対側に図示してないが、液出口がある。これらの液入り口１２や液出口は図３に示した配管１２０と連結される。この液タンク１２に接する熱伝導性の良好なシリコーン１３を介してペルチェ素子１１０が接着されている。ぺルチェ素子１１０は、ＤＣ１２Ｖを印加することにより冷却機能を発揮する。ペルチェ素子１１０の反対側は発熱し、これをペルチェ素子１１０に接するヒートシンク１４とファン１５で放熱させる。この冷却によって、液タンク１２は室温以下に冷却可能であり、高速の画像形成装置を効率よく冷却することが可能である。

処理能力１５０ｃｐｍを超える超高速機については、前記した実施の形態における空冷法では液体の冷却が充分ではない。そこで、本例のように、ペルチェ素子１１０等、電子冷却手段によって液を冷却し温度上昇を抑える。本方式により、高速機での連続コピー時の用紙冷却も安定して可能となった。

[７]第７の実施の形態
本例は液温が室温から１０°Ｃ以内の温度上昇に制御可能な温度調節装置（第３の実施の形態）における温度調節装置の別例で、最も効率よく冷却が可能である。特に液温の上昇が著しい場合に効果的である。図７により説明する。この例では小型の圧縮機１６を用いた冷凍サイクルシステムをエバポレーター１８０と一体化した液タンク１７の冷却に適用している。圧縮機１６と、液タンク１７と一体化したエバポレーター１８０と、熱交換コンデンサー１９が気体用配管１３０で接続されている。熱交換コンデンサー１９はファン２０により空冷されるようになっている。

圧縮機１６により気化状態の冷媒が圧縮されると高熱を発して半液化した状態で熱交換コンデンサー１９に入り、ファン２０により冷やされてさらに液化が進行した状態でエバポレーター１８０に送られる。

液化した冷媒は、微小なノズル孔からエバポレーター１８０内に噴射されて一気に気化する。気化した冷媒は液タンク１７内の液の熱を奪いガス化して圧縮機１６に進む。この液タンク１７を図３の熱交換器１０に置き換えれば、図３に示した配管１２０を流れる液体を効率よく冷却することができる。

本冷却法を用いることによって先の図６の例におけるペルチェ素子以上の冷却効果が得られた。本例は、高速画像形成装置の中でも最上位機種等に適用されて充分な性能が得られ、効率良く冷却して安定した品質の画像コピーを可能とする。

[８]第８の実施の形態
本例は、中空管状の搬送ローラー８、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂなどローラーの回転に伴って配管１２０内を流れる流体が効率よくこれらローラー内壁と良好な熱伝達が可能となるように、仕切り板を設けて流れを螺旋状に制御するものである。

図８に示したのは、中空管状の搬送ローラー８、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂなどを代表して例示したローラー１１の軸直角断面であり、内壁に等間隔に８個の仕切り板３０（フィン）が形成されている。これらの仕切り板３０（フィン）は軸方向（図の紙面を貫く方向）に流れる液体を螺旋状に回転させるフィンである。

かかる仕切り板３０の機能により、ローラー１１内の液体は、螺旋運動をしてつまり、螺旋状に渦巻いて回転して進む。こうして液体・気体を問わず回転し中空管の内壁に沿って流れが発生することにより、流体とローラー内壁の熱伝達効率が格段によくなり冷却効率を向上させることができる。

[９]第９の実施の形態
本例は、ローラーの管内を２種類の流体が流せるようにするため二重管にした。これにより、液体と気体等効率よく冷却が可能となる。

具体例を図９に示す。図９に示したのは、中空管状の搬送ローラー８、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂなどを代表して例示したローラー１１の軸直角断面であり、内壁に等間隔に８個の仕切り板３０（フィン）が形成されている。これらの仕切り板３０（フィン）は軸方向に流れる液体を螺旋状に回転させるフィンである。

そして、このローラー１１の中心部にもう一つの管３３を同心に保持した構成としたのが本例の特徴である。この管３３の外側では、第８の実施の形態で述べたとおり、仕切り板３０の機能により、ローラー１１内の液体は、螺旋運動をしつつ紙面を貫く方向へ進む。

一方、管３３の内部には別の流体を流すことができる。このようにローラー１１内を二重にしたことで、管３３の外側に液体を流し、内側に空気を流してもよく、また状況に応じてその逆でもよい。こうして、液体と気体等を同時に用いることで効率よく冷却機能を発揮できる。

例えば、二重管（管３３）の内側に液体、二重管（管３３）の外側（ローラー側）に空気を流すことによって、用紙冷却の効率を向上させることができる。その逆に二重管（管３３）の内側に気体、外側（ローラー側）に液体を流すことも可能であり、これら流体のどちらを冷却するかによって内外の流体を選ぶことも可能である。例えば、気体を冷却する場合は、二重管（管３３の外側に気体を通し、液体よりも温度の下がった気体でローラー１１を効率よくローラー内部での熱交換を行なうことが可能であり、液体だけの循環よりも短時間で除熱を実現できる。

[１０]第１０の実施の形態
本例は、空気を冷却媒体として利用するものであり、ローラー１１内にエアーを送風するにあたり圧力損出が大きいのでエアーポンプを設けて、強制循環させる。ローラー内に流す流体が空気等の気体の場合には、エアーポンプで送風し冷却を可能にする。本例は、ローラー１１内に外気を直接吹き付けることができ、図８、図９のようにフィンや二重管にしなくても、単純な単なる筒状の構造でも冷却効果を得ることができる。

[１１]第１１の実施の形態
これまで説明した冷却装置は、未定着画像を少なくとも熱により用紙に定着する熱定着装置を有する画像形成装置に使用される。この画像形成装置の一例をここで説明する。図１０には、この発明に係る熱定着装置３２を備える電子写真方式の複写機であって、その内部機構の全体概略構成を示す。

図中符号１００は、複写機装置本体である。複写機装置本体１００は、その上に画像読取装置２００を取り付け、シートバンク３００上に載置してなる。また、画像読取装置２００の上には、背面側を支点に上下に開閉自在に自動原稿搬送装置４００を取り付けてなる。

複写機装置本体１００には、内部に、像担持体としてドラム状の感光体１８を設ける。この感光体１８のまわりには、図中左側に配置する帯電装置１９から、感光体１８の回転方向（反時計方向）Ａに順に、下側に現像装置７２、右側に転写装置７３、上側にクリーニング装置７４を配置してなる。

そのうち、現像装置７２では、トナーとして、重合法により製造した重合トナーを用い、その重合トナーを現像ローラーを用いて付着して感光体１８上の静電潜像を可視像化する。また、転写装置７３は、上下のローラー７５、７６の間に転写ベルト７７を掛け回して構成し、その転写ベルト７７を転写位置Ｂで感光体１８の周面に押し当ててなる。

図１０中、帯電装置１９およびクリーニング装置７４の左側に設けるものは、現像装置７２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２０である。

また、複写機装置本体１００の内部には、シートバンク３００の後述するシートカセット６１から送り出したシートＳを転写位置Ｂを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Ｃを備える。シート搬送装置Ｃは、供給路Ｒ１、手差し供給路Ｒ２、およびシート搬送路Ｒを有してなる。

シート搬送路Ｒには、感光体１８の上流位置にレジストローラー２１を設ける。また、感光体１８の下流位置には、熱定着装置３を設ける。この熱定着装置３は、図１で説明したものに準じた構成であるので、同じ符号で示した。

熱定着装置３のさらに下流には、既に説明した本発明にかかる冷却装置、すなわち、図１に示した、右駆動ローラー５Ａ、左駆動ローラー５Ｂ、ガイドコロ６、搬送ベルト７、搬送ローラー８等が配置されている。この冷却装置で冷却された画像形成済みの用紙は排出スタック部（排出位置）３９に排出されてスタックされる。

複写機装置本体１００には、図中右側面に、スイッチバック装置４２を設けてなる。そのスイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４位置から分岐し、一対のスイッチバックローラー４３を備えるスイッチバック位置４４まで導く反転路Ｒ３と、スイッチバック位置４４から、再びシート搬送路Ｒのレジストローラー２１まで導く再搬送路Ｒ４とを有するシート搬送装置Ｄを備える。そのシート搬送装置Ｄには、シートを搬送する複数のシート搬送ローラー６６を備えてなる。

現像装置７２の図中左側には、レーザ書込装置４７を備える。レーザ書込装置４７には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、ｆθレンズ等の走査光学系５０などを設けてなる。

画像読取装置２００には、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などを設ける。そして、上面にはコンタクトガラス５７を備えてなる。

コンタクトガラス５７の上の自動原稿搬送装置４００には、原稿の載置位置に不図示の原稿セット台を設けるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台を設ける。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。そのシート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラーを複数備えてなる。

シートバンク３００には、内部に、シート状媒体としての用紙Ｓ、例えば、転写紙、ＯＨＰフィルム等を収納するシートカセット６１を多段に備える。各シートカセット６１には、それぞれ対応して呼出ローラー６２、供給ローラー６３、分離ローラー６４を設ける。多段に備えるシートカセット６１の図中右側に、装置本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる上述した供給路Ｒ１を形成する。供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラー６６（シート搬送回転体）を備える。

複写機装置本体１００には、図中右側面に、手差し供給部６８を設ける。その手差し供給部６８に、手差しトレイ６７を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを、シート搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２を備える。その手差しトレイ６７にも同様に、呼出ローラー６２・供給ローラー６３、分離ローラー６４を設ける。

さて、この複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。

そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラーにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス５７上へと移動してから画像読取装置２００を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２００を駆動する。

画像読取装置２００を駆動すると、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動するとともに、光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー５４で反射し、結像用光学レンズ５５を経て、イメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。

また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体１８を回転し、まず図示例では帯電ローラーを用いた帯電装置１９で表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２００で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置４７で書込みを行い、感光体１８の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置７２でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。

また、スタートスイッチを押したとき同時に、シートバンク３００中に多段に備える複数のシートカセット６１中の選択サイズに対応するシートカセット６１内から呼出ローラー６２により用紙Ｓを送り出し、続く供給ローラー６３、分離ローラー６４で１枚ずつ分離して搬送しながら供給路Ｒ１に入れ、シート搬送ローラー６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、レジストローラー２１に突き当てて止める。そして、上述した感光体１８の可視像化したトナー画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラー２１を回転し、感光体１８の右側へと送り込む。

または、手差し給紙部６８の手差しトレイ６７を開けて、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを呼出ローラー６２により送り出し、続く供給ローラー６３、分離ローラー６４で１枚ずつ分離して搬送しながら手差し供給路Ｒ２に入れ、シート搬送ローラー６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、同じくレジストローラー２１で感光体１８の回転にタイミングを合わせて該感光体１８の右側へと送り込む。

それから、感光体１８の右側へと送り込んだ用紙Ｓに、図示例では転写装置１３により転写位置Ｂで感光体１８上のトナー画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体１８上の残留トナーはクリーニング装置７４で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体１８上の残留電位を除去して帯電装置１９からはじまる次の画像形成に備える。

一方、画像転写後の用紙Ｓは、転写ベルト７７で搬送し、その通過を不図示のセンサで検知してから熱定着装置３に入れ、加熱された定着ローラー１と加圧ローラー２間に通して搬送しながら、それらにより熱と圧力を加えて用紙Ｓ上のトナー画像を定着する。その後、既に説明した本発明の冷却装置を経由させて、排出スタック部３９上に排出してそこにスタックする。

なお、用紙Ｓの両面に画像を転写する場合、排出分岐爪３４を切り替える。そして、表面にトナー画像を転写したシート状媒体を、シート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れ、シート搬送ローラー６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れ、スイッチバックローラー４３でスイッチバックすることにより再搬送路Ｒ４に入れて反転し、シート搬送ローラー６６で搬送して再びシート搬送路Ｒに導き、前述と同様にして転写材の裏面にも画像を転写する。背景技術の項で述べたように、両面コピーでは、用紙のトナーを充分に冷却することが特に重要となるが、本発明の用紙冷却装置を備えることで、ブロッキング現象やカール、ジャム等をなくすことが可能である。

この発明の冷却装置及び熱定着装置部の概略説明図である。 図２（ａ）は搬送ローラーの斜視図面図、図２（ｂ）は搬送ローラーの断面図である。 温度調節装置の概略構成図である。 熱交換機の斜視図である。 熱交換機の斜視図である。 ペルチェ素子を用いた温度調節装置の斜視図である。 冷凍サイクルシステムの概略図である。 ローラーの断面図である。 ローラーの断面図である。 画像形成装置の概略構成図である。

符号の説明

３ 熱定着装置
８ 搬送ローラー
Ｓ 用紙

Claims (9)

1. 熱定着装置によりトナーを定着されたシート状媒体を冷却する冷却装置において、
   前記シート状媒体を搬送する搬送ローラーと、
   前記搬送ローラーに前記シート状媒体を圧接させて当該シート状媒体を搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトを駆動させる複数のベルト駆動ローラーと、を具備し、
   前記複数のベルト駆動ローラーの少なくとも一つと、前記搬送ローラーが、
   ローラーの内部に液体の流体が流れる管状構造を備えると共に、
   前記管状構造ローラーの片方の端部より前記液体の流体が流入し、
   反対側の端部より前記液体の流体が流出することで、
   前記駆動ローラーにより冷却された搬送ベルトと、前記搬送ローラーにより、
   前記シート状媒体を両面より冷却する構成を備え、
   前記搬送ローラーが前記搬送ベルト側に押圧されることで面状態のニップ部を形成し、 該面状態のニップ部で、前記シート状媒体を搬送すると共に冷却を可能にす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、
   前記流体が液体の場合に液温が室温から１０℃以内の上昇温度に制御可能な温度調節装置を具備していることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項２に記載の冷却装置において、
   前記温度調節装置が液体をプールするタンクと放熱フィンを付帯する自然空冷の冷却手段を具備していることを特徴とする冷却装置。
4. 請求項２に記載の冷却装置において、
   前記温度調節装置が液体をプールするタンクと放熱フィンと空冷ファンを付帯する強制空冷の冷却手段を具備していることを特徴とする冷却装置。
5. 請求項２に記載の冷却装置において、
   前記温度調節装置が液体をプールするタンクと電子冷却手段を具備していることを特徴とする冷却装置。
6. 請求項２に記載の冷却装置において、
   前記温度調節装置が圧縮機とエバポレーターとコンデンサーを具備していることを特徴とする冷却装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の冷却装置において、
   前記搬送ローラー又は前記ベルト駆動ローラーの何れか又は両方の管状ローラー内壁がローラーの回転動作に伴って流体が螺旋運動して流れるようにローラー長手方向に螺旋状に仕切り板を設けた構造を有することを特徴とする冷却装置。
8. 請求項１乃至６の何れかに記載の冷却装置において、
   ローラーの管状構造に関して、管は二重管構造であり、該二重管の外側と内側に流体を流す構成であることを特徴とする冷却装置。
9. 未定着画像を少なくとも熱によりシート状媒体に定着する熱定着装置を有する画像形成装置において、
   前記熱定着装置によりトナーを定着されたシート状媒体を冷却する冷却装置が、請求項１乃至８のうちの一つに記載のものであることを特徴とする画像形成装置。

Images