(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状の管状部材からなる冷却ローラと、
該管状部材内に冷却媒体を搬送する冷却媒体搬送手段と、を備え、
前記冷却ローラにシート状部材を接触させてシート状部材を冷却する冷却装置において、
画像形成装置で使用可能なシート状部材の最大幅よりも軸方向の幅が短い前記冷却ローラを、シート状部材搬送方向及びシート状部材搬送方向と直交する方向にそれぞれずらして、前記最大幅を占めるように少なくとも２つ配設したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１の冷却装置において、
上記管状部材には、冷却ローラ軸方向で上記最大幅の中央部側の端部に冷却媒体が前記管状部材内に供給される供給口が設けられ、冷却ローラ軸方向で前記最大幅の端部側に冷却媒体が前記管状部材内から排出される排出口が設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２の冷却装置において、
上記管状部材には、少なくとも冷却ローラ軸方向で上記最大幅の中央部側の端部に、前記管状部材が回転可能な状態で取り付けられ、該管状部材と前記冷却媒体供給搬送手段とをつなぐ回転管継手手段を有し、
前記管状部材の冷却ローラ軸方向両端は装置本体または画像形成装置の構造体に回転可能に嵌合関係で支持されることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の冷却装置において、
上記管状部材である外管の中空内部に該外管よりも小径の中子部材を内包し、上記冷却ローラは前記外管の内周面と前記中子部材の外周面とで形成される間隙に冷却媒体が流れる流路を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１、２または３の冷却装置において、
上記管状部材である外管の中空内部に該外管よりも細管構造の内管を内包し、上記冷却ローラは、該外管と該内管との間を冷却媒体が流れる外側流路、及び、該内管内を冷却媒体が流れる内側流路を有する二重管構造であることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の冷却装置において、
上記冷却ローラの上記最大幅の端部側は上記外管と軸部とが一体構造であり、前記軸部が回転可能に軸受によって軸支されており、装置外側端の排出口は冷却媒体がリザーブタンク内に排出されるように構成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の冷却装置において、
第１の冷却ローラ及び第２の冷却ローラは、シート状部材の搬送方向と直交する方向に移動可能に設けられており、
シート状媒体の搬送方向と直交する方向において、搬送されるシート状媒体の幅方向中央部が、上記通紙幅において第１の冷却ローラの流路と第２の冷却ローラの流路とが重なっている範囲の略中央部の位置を通るように、第１の冷却ローラと第２の冷却ローラとの少なくとも一方を前記直交する方向に移動させることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の冷却装置において、
上記シート状部材の搬送方向と直交する方向の幅が、上記第１の冷却ローラと上記第２の冷却ローラとのどちらかの冷却ローラ軸方向の幅よりも狭い場合には、前記シート状部材の前記幅よりも冷却ローラ軸方向の幅が広い、前記第１の冷却ローラまたは前記第２の冷却ローラに前記シート状部材が搬送され、前記シート状部材が搬送される側の冷却ローラにのみ冷却媒体を流すことを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の冷却装置において、
上記第１の冷却ローラに流す冷却媒体の流量と上記第２の冷却ローラに流す冷却媒体の流量とを調整する流量調整手段を有しており、
前記第１の冷却ローラによるシート状部材の冷却効率と前記第２の冷却ローラによるシート状部材の冷却効率とが同一になるように、前記第１の冷却ローラに流す冷却媒体の流量と前記第２の冷却ローラに流す冷却媒体の流量とを前記流量調整手段によって調整することを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
シート状部材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該シート状部材上に形成されたトナー像を少なくとも熱によってシート状部材に定着させる熱定着手段と、
該熱定着手段によってトナー像が定着されたシート状部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、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、その冷却装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としては、電子写真技術を用いてシート状部材である用紙上にトナー画像を形成し、熱定着装置を通過させることでトナーを溶融し融着させるものが知られている。一般に熱定着装置の温度は、トナーや用紙の種類、用紙搬送スピードなどによって異なるが１８０℃〜２００℃程度の温度に設定され制御されて、トナーを瞬時に融着させる。熱定着装置を通過した直後の用紙の表面温度は、用紙の熱容量（比熱、密度など）に左右されるが例えば１００℃〜１３０℃程度の高い温度となっている。また、熱定着装置通過直後のトナーは完全に固まっておらず少し軟らかいままであり、しばらく粘着状態にある。そのため、連続的に画像出力動作が繰り返され熱定着装置通過後の用紙が排紙収容部に積載される場合、用紙上のトナーが十分に硬化できず軟化状態にあると、用紙上のトナーが別の用紙に貼り付く、所謂、ブロッキング現象を起こし画像品質が著しく低下することがある。
【０００３】
特許文献１に記載の画像形成装置では、熱定着装置よりも用紙搬送方向下流側に、用紙に接触して用紙を搬送しつつ冷却する冷却ローラを備えた冷却装置が設けられている。熱定着装置通過後の用紙が冷却装置の冷却ローラによって冷却されることで、用紙上のトナーも冷やされ硬化し、上記ブロッキング現象が起こるのを抑えることができる。また、冷却ローラは管状構造であり、冷却ローラ長手方向一端側から他端側に向かって冷却ローラ内に冷却液が流され、用紙から熱を奪うことで温度が上昇した冷却ローラが冷却液により冷却される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、冷却ローラ長手方向一端側から他端側に向かって一方向に一つの経路で冷却ローラ内に冷却液が流されるので、前記一端側では冷却液の温度が最も低く、前記他端側に行くほど用紙から冷却ローラが吸熱した熱により冷却液の温度が高くなる。そのため、冷却ローラの長手方向の温度差により冷却ローラ長手方向で用紙に対する冷却効率に差が生じ、冷却ローラ長手方向に温度勾配を持って用紙が冷却され、冷却ローラ長手方向、言い換えれば、用紙の幅方向で用紙に温度差が生じる。用紙に幅方向で温度差が生じると、例えば、用紙がカールして冷却装置から排紙収容部に至る用紙搬送経路中で用紙のジャムが生じ易くなってしまう。
【０００５】
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、シート状部材の幅方向の温度差を低減できる冷却装置、及び、その冷却装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、中空状の管状部材からなる冷却ローラと、該管状部材内に冷却媒体を搬送する冷却媒体搬送手段と、を備え、前記冷却ローラにシート状部材を接触させてシート状部材を冷却する冷却装置において、画像形成装置で使用可能なシート状部材の最大幅よりも軸方向の幅が短い前記冷却ローラを、シート状部材搬送方向及びシート状部材搬送方向と直交する方向にそれぞれずらして、前記最大幅を占めるように少なくとも２つ配設したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の冷却装置において、上記管状部材には、冷却ローラ軸方向で上記最大幅の中央部側の端部に冷却媒体が前記管状部材内に供給される供給口が設けられ、冷却ローラ軸方向で前記最大幅の端部側に冷却媒体が前記管状部材内から排出される排出口が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の冷却装置において、上記管状部材には、少なくとも冷却ローラ軸方向で上記最大幅の中央部側の端部に、前記管状部材が回転可能な状態で取り付けられ、該管状部材と前記冷却媒体供給搬送手段とをつなぐ回転管継手手段を有し、前記管状部材の冷却ローラ軸方向両端は装置本体または画像形成装置の構造体に回転可能に嵌合関係で支持されることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の冷却装置において、上記管状部材である外管の中空内部に該外管よりも小径の中子部材を内包し、上記冷却ローラは前記外管の内周面と前記中子部材の外周面とで形成される間隙に冷却媒体が流れる流路を有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２または３の冷却装置において、上記管状部材である外管の中空内部に該外管よりも細管構造の内管を内包し、上記冷却ローラは、該外管と該内管との間を冷却媒体が流れる外側流路、及び、該内管内を冷却媒体が流れる内側流路を有する二重管構造であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の冷却装置において、上記冷却ローラの上記最大幅の端部側は上記外管と軸部とが一体構造であり、前記軸部が回転可能に軸受によって軸支されており、装置外側端の排出口は冷却媒体がリザーブタンク内に排出されるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の冷却装置において、第１の冷却ローラ及び第２の冷却ローラは、シート状部材の搬送方向と直交する方向に移動可能に設けられており、シート状媒体の搬送方向と直交する方向において、搬送されるシート状媒体の幅方向中央部が、上記通紙幅において第１の冷却ローラの流路と第２の冷却ローラの流路とが重なっている範囲の略中央部の位置を通るように、第１の冷却ローラと第２の冷却ローラとの少なくとも一方を前記直交する方向に移動させることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の冷却装置において、上記シート状部材の搬送方向と直交する方向の幅が、上記第１の冷却ローラと上記第２の冷却ローラとのどちらかの冷却ローラ軸方向の幅よりも狭い場合には、前記シート状部材の前記幅よりも冷却ローラ軸方向の幅が広い、前記第１の冷却ローラまたは前記第２の冷却ローラに前記シート状部材が搬送され、前記シート状部材が搬送される側の冷却ローラにのみ冷却媒体を流すことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の冷却装置において、上記第１の冷却ローラに流す冷却媒体の流量と上記第２の冷却ローラに流す冷却媒体の流量とを調整する流量調整手段を有しており、前記第１の冷却ローラによるシート状部材の冷却効率と前記第２の冷却ローラによるシート状部材の冷却効率とが同一になるように、前記第１の冷却ローラに流す冷却媒体の流量と前記第２の冷却ローラに流す冷却媒体の流量とを前記流量調整手段によって調整することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、シート状部材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該シート状部材上に形成されたトナー像を少なくとも熱によってシート状部材に定着させる熱定着手段と、該熱定着手段によってトナー像が定着されたシート状部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、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置を用いることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、画像形成装置で使用可能なシート状部材の最大幅を占めるように配設された、軸方向の幅がシート状部材の最大幅よりも短い少なくとも２つの冷却ローラによって、シート状部材の幅方向の冷却範囲が分割される。これにより、各冷却ローラ内を流れる冷却媒体が受熱する熱量は、シート状部材の最大幅で１つの冷却ローラ内を一端側から他端側に流れる冷却媒体が受熱する熱量よりも少なくなり、その分、各冷却ローラ内を流れる冷却媒体の温度上昇が抑えられる。よって、シート状部材の最大幅で１つの冷却ローラ内を一端側から他端側に冷却媒体が流れる構成よりも、各冷却ローラの軸方向の温度差を低減できる。このように、各冷却ローラの軸方向の温度差を低減できることで、シート状部材の幅方向で各冷却ローラによるシート状部材の冷却効率の差が小さくなり、その分、各冷却ローラによって冷却されたシート状部材の幅方向の温度差を低減できる。
【発明の効果】
【０００８】
以上、本発明によれば、シート状部材の幅方向の温度差を低減できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】構成例１に係る冷却ローラ及び冷却装置の模式図。
【図２】冷却ローラを備えた冷却装置の一例の概略図。
【図３】単式ロータリージョイントを取り付けた冷却ローラの一例の模式図。
【図４】複式ロータリージョイントを取り付けた冷却ローラの一例の模式図。
【図５】構成例２に係る冷却ローラの模式図。
【図６】構成例３に係る冷却ローラの模式図。
【図７】構成例４に係る冷却ローラ及び冷却装置の模式図。
【図８】冷却装置のユニット全体構成図。
【図９】冷却ローラの概略図。
【図１０】冷却装置のブラケット上板部の概略図。
【図１１】構成例５に係る冷却ローラ及び冷却装置の模式図。
【図１２】構成例６に係る冷却ローラ及び冷却装置の模式図。
【図１３】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の冷却ローラおよび冷却装置を、熱定着手段によって記録用紙上のトナーを定着させる画像形成装置を用いて説明する。しかし、本発明の冷却ローラおよび冷却装置はこれに限定されることなく、シート媒体の冷却が必要な装置であれば適応可能である。
【００１１】
冷却手段としての冷却ローラは、管状構造であり、内部に冷却液を流して循環させることで冷却ローラ表面を冷却するようにしたものである。この冷却ローラを有する冷却装置を熱定着手段直後の用紙搬送経路中に配置し、冷却ローラによって用紙を搬送させると同時に接触させることで用紙から熱を除去し冷却する。
【００１２】
図２は、用紙搬送の働きも担う冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとを備えた冷却装置１００の一例の概略図である。冷却装置１００には用紙Ｐの搬送方向（左右方向）に間隔をおいて配列されたローラ２とローラ３が設けられて、用紙搬送の搬送ベルト４を展張している。そして用紙搬送方向下流側のローラ２を駆動ローラ（図示しない駆動源と連結）として、搬送ベルト４を反時計回り方向に回転させ、用紙を図中右側から左側へ搬送する。
【００１３】
冷却装置１００よりも用紙搬送方向上流側には熱定着手段７が配置されており、冷却装置１００よりも用紙搬送方向下流側には排紙収容部８があり、ローラ３の上方には熱定着手段７から搬送されてきた用紙Ｐをガイドする上ガイド５が設けられている。また、ローラ２とローラ３との中間位置には、搬送ベルト４に食い込むように上から冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとが圧接されており、冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとは搬送ベルト４の搬送力を利用した連れ回りで回転するようになっている。図中の符号６は冷却装置１００本体を構成するブラケットであり、ローラ２、ローラ３、冷却ローラ１０ａ、冷却ローラ１０ｂ、及び、上ガイド５などの構成部品を固定または回転自在に支持する部材である。冷却装置１００はこのブラケット６によりユニット化され、画像形成装置本体に組み込まれる。
【００１４】
熱定着手段７で熱せられ高温となった用紙Ｐは、排紙収容部８に排出される前に冷却装置１００を通過する。詳細には、熱定着手段７を通って高温となった用紙Ｐが、冷却装置１００の上ガイド５とローラ３との間に入り込み、その後、冷却ローラ１０ｂと搬送ベルト４とで形成されるニップ領域部と、冷却ローラ１０ａと搬送ベルト４とで形成されるニップ領域部を通過して排紙収容部８に排出される。冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとの内部は中空の管構造になっており、外部で十分に冷却された冷却液が冷却ローラ１０ａ内や冷却ローラ１０ｂ内に供給され、冷却ローラ１０ａ内や冷却ローラ１０ｂ内を循環した後に冷却液が冷却ローラ１０ａ内や冷却ローラ１０ｂ内から排出される。用紙Ｐは、冷却ローラ１０ａと搬送ベルト４とが接することで形成されるニップ領域や、冷却ローラ１０ｂと搬送ベルト４とが接することで形成されるニップ領域で冷却ローラ１０に密着し接触しながら通過されるので、その際に用紙Ｐの熱は冷却ローラ１０ａや冷却ローラ１０ｂに吸熱され用紙Ｐが十分に冷却される。例えば、熱定着手段７の通過直後の用紙Ｐの表面温度が１００℃程度のときに用紙Ｐを冷却装置１００に通過させることで、用紙Ｐを５０〜６０℃程度まで冷却することができる。
【００１５】
なお図１２を用いて後述するが、冷却ローラ１０ａや冷却ローラ１０ｂは、ロータリージョイント１１を介してタンク５１、ポンプ５２、冷却ファン５３を装着したラジエータ５４などの冷却液循環装置５００と送液チューブ５５により連結され、冷却ローラ１０ａ内や冷却ローラ１０ｂ内に冷却液を流すことで冷却ローラ１０ａや冷却ローラ１０ｂが冷却される。そして、冷却された冷却ローラ１０ａや冷却ローラ１０ｂに熱定着手段７で熱せられて高温となった用紙Ｐが搬送され、冷却ローラ１０ａや冷却ローラ１０ｂにより用紙Ｐは冷却される。
【００１６】
ここで、一般に用いられている回転管継手手段には、ロータリージョイントがある。ロータリージョイントには、単式タイプと複式タイプがあり、単式タイプは冷却液の供給を一方向からのみ行い、排出は反対側から行う。複式タイプは同一方向から冷却液の供給および排出を行う。単式ロータリージョイントを取り付けた冷却ローラ１０の一例を図３に示す。
【００１７】
図３に示す冷却ローラ１０には、回転管継手手段としてのロータリージョイント２０の供給口１９から、図１２に示すような冷却液循環装置５００によって冷却された冷却液が供給され、外管１４内の流路１６を通り、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２９とは反対側のロータリージョイント２１の排出口１３から排出される。このとき、流路１６を流れる冷却液１によって外管１４が冷却される。
【００１８】
ここで、供給口１９から流路１６に冷却液が流れ込んだ位置（流路１６の冷却ローラ軸方向ロータリージョイント２０側端部）では、冷却液の温度は低い状態であるが、図２に示す熱定着手段７を通り加熱された用紙Ｐが冷却ローラ１０の表面に接触しながら通過するので、流路１６を流れる冷却液の温度は、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０側からロータリージョイント２１側に行くほど上昇する。したがって、冷却ローラ１０の外管１４の表面温度は冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０側が最も低く、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２１側が最も高くなる。
【００１９】
よって、冷却ローラ１０による用紙Ｐの冷却効率は、外管１４の冷却ローラ軸方向でロータリージョリント２０側が最も高く、外管１４の冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２１側が最も低くなり、冷却ローラ１０の冷却ローラ軸方向の全幅で温度勾配を持ち、温度差および冷却効率差も大きくなる。
【００２０】
次に、一般に用いられている複式の回転管継手手段であるロータリージョイント１１を取り付けた冷却ローラ１０の一例について図４に示す概略断面図を用いて説明する。
【００２１】
図４に示すように冷却ローラ１０は外管１４と内管１５から成る中空の管構造で、外管１４が回転し用紙Ｐを接触および搬送する。
【００２２】
外管１４は、軸付のフランジ１０ｃと、軸受１０ｇを嵌合圧入したフランジ１０ｄで両端が構成されており、両フランジに漏洩防止のＯリング１０ｅを入れ込んでネジ１０ｆでそれぞれのフランジを外管１４に取り付けている。このとき、両フランジとも、外管１４に嵌合関係で挿入して取り付け、外管１４との同軸度を出している。冷却ローラ１０は、フランジ１０ｃの軸と、フランジ１０ｄの軸受１０ｇを用いて冷却装置１００のブラケット６に対して両端を回転自在に支持される。
【００２３】
また、フランジ１０ｄには平行ネジ部１０ｈと嵌合部１０ｉから成る結合部が形成されており、フランジ１０ｄには、その結合部と相対するように形成した平行ネジ部１１ｂと嵌合部１１ｃとを有するロータ１１ａが取り付けられる。フランジ１０ｄとロータ１１ａそれぞれの平行ネジ部１０ｈ，１１ｂは、外管１４の回転方向（用紙Ｐの搬送方向）に対して締まり勝手となるような方向にネジ加工されている。
【００２４】
ロータ１１ａはロータリージョイント１１の構成部品であり、間隔をおいて設けた２箇所の軸受１１ｄとの嵌合関係で回転自在にロータリージョイント１１のケーシング１１ｅに支持されている。
【００２５】
ロータ１１ａとフランジ１０ｄとの取り付けは、上記したように嵌合関係による挿入および取り付けであるため、ロータ１１ａとフランジ１０ｄとの同軸度が出される。このことから、外管１４は、それぞれ嵌合関係で取り付けられたロータ１１ａ及びフランジ２２ｄを介して、ロータリージョイント１１のケーシング１１ｅに対して軸が合わされた状態となっており、高精度な回転ができるようになっている。なお、ロータ１１ａにはフランジ１０ｄとの隙間から冷却液の漏洩を防ぐＯリング１１ｇを入れ込んでいる。
【００２６】
冷却ローラ１０は、外管１４が回転し内管１５は固定（非回転）されている構成と、外管１４が回転し外管１４と共に内管１５も回転する構成が考えられる。ここでは、外管１４が回転し内管１５は固定（非回転）されている構成の冷却ローラ１０について説明する。
【００２７】
図４に示すように、内管１５のロータリージョイント１１側の一端側を回転しないようにロータリージョイント１１で固定支持し、他端側を外管１４のフランジ１０ｃに回転自在に支持させる。内管１５のロータリージョイント１１への取り付けは、ケーシング１１ｅに取り付けられるフランジ１１ｆに内管１５の一端側を圧入することで内管１５がフランジ１１ｆに固定支持される。また、ケーシング１１ｅ、フランジ１１ｆ、及び、内管１５は互いに嵌合関係で挿入され取り付けられるので、ケーシング１１ｅに対して内管１５の同軸度は出された状態となっている。なお、フランジ１１ｆは漏洩防止のＯリング１１ｉを入れ込んで、ネジ１１ｈでケーシング１１ｅに取り付けられる。また、内管１５はフランジ１０ｃに軸受１０ｊを介して内管１５の他端側が取り付けられ、回転自在に支持される。フランジ１０ｃ、軸受１０ｊ、及び、内管１５は互いに嵌合関係で挿入され取り付けられるので、フランジ１０ｃに対して内管１５の同軸度も出された状態となっている。
【００２８】
以上の構成により、冷却ローラ１０の一端側では、ロータリージョイント１１のケーシング１１ｅを基準にして外管１４と内管１５との同軸度が出され、そしてロータリージョイント１１のケーシング１１ｅに対して外管１４は回転自在に支持され、内管１５はケーシング１１ｅに対して回転しないよう固定支持されるようになっている。冷却ローラ１０の他端側は、フランジ１０ｃを介して外管１４と内管１５との同軸度が出され、そして外管１４に対して内管１５が回転自在となるように支持されている。
【００２９】
内管１５のフランジ１０ｃ側の外周壁には開口孔１０ｋが形成されており、内管１５のロータリージョイント１１側の端面には断面孔１０ｍが形成されている。ロータリージョイント１１の供給口１９から内管１５の断面孔１０ｍを通って内管１５内に供給された冷却液は、開口孔１０ｋを通って外管１４と内管１５との間の隙間に流れ込み、ロータリージョイント１１内を通って排出口１３から外部に排出される。
【００３０】
冷却液１の流路は矢印で示すように、先ずロータリージョイント１１内に供給された冷却液１は、内管１５内を軸方向に流れ、内管１５の軸方向フランジ側端部まで行く。図４においては、ロータリージョイント１１の供給口１９から内管１５の軸方向フランジ１０ｃ側端部までの冷却液の流路を往流路とする。そして、内管１５の軸方向フランジ１０ｃ側端部まで行った冷却液は、Ｕターンをするように開口孔１０ｋを通って外管１４と内管１５との間の隙間で形成される外側流路に流れ込み、内管１５とロータ１１ａとの狭小間隙を通り、外管１４と内管１５とで形成される広い間隙を軸方向フランジ１１ｆ側に向かって流れ、このとき冷却液によって外管１４が冷却される。そして、ロータリージョイント１１のケーシング１１ｅに形成された排出口１３からロータリージョイント１１の外部に冷却液が排出される。図４においては、開口孔１０ｋから上記外側流路を通って排出口１３までの冷却液の流路を復流路とする。
【００３１】
このように冷却ローラ１０は内部に冷却液が流れる往復循環する流路を有し、ロータリージョイント１１を介して後述する冷却液循環装置５００と閉ループの流路を形成して冷却液を循環させる。
【００３２】
ここで、内管１５の開口孔１０ｋから前記外側流路に冷却液が流れ込んだ位置（前記外側流路の冷却ローラ軸方向フランジ１０ｃ側端部）では、冷却液の温度は低い状態であるが、図２に示す熱定着手段７を通り加熱された用紙Ｐが冷却ローラ１０の表面に接触しながら通過するので、前記外側流路を流れる冷却液の温度は、冷却ローラ軸方向でフランジ１０ｃ側からロータリージョイント２１側に行くほど上昇する。したがって、冷却ローラ１０の外管１４の表面温度は冷却ローラ軸方向でフランジ１０ｃ側が最も低く、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０側が最も高くなる。
【００３３】
よって、冷却ローラ１０による用紙Ｐの冷却効率は、外管１４の冷却ローラ軸方向でフランジ１０ｃ側が最も高く、外管１４の冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０側が最も低くなり、冷却ローラ１０の冷却ローラ軸方向の全幅で温度勾配を持ち、温度差および冷却効率差も大きくなる。
【００３４】
［構成例１］
次に、図１を用いて、構成例１に係る冷却ローラ１０及び冷却装置２００について説明する。
【００３５】
本構成例においては、図１に示すように用紙搬送方向に直交する方向の通紙領域幅Ｌを通る用紙Ｐの全幅を冷却できるように、画像形成装置で使用可能な用紙Ｐの最大幅Ｗｍａｘよりも外管１４の軸方向の長さが短い、冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとの２つの冷却ローラ１０が、用紙Ｐの最大幅Ｗｍａｘを少なくとも占めるように配設し、通紙領域幅Ｌを冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとで分割して用紙Ｐを冷却する構成になっている。
【００３６】
各冷却ローラ１０の冷却ローラ軸方向両端には回転管継手手段としてロータリージョイント２０（供給口側）とロータリージョイント２１（排出口側）とがそれぞれ接続されており、冷却ローラ１０の外管１４は回転自在となっている。
【００３７】
以下、２つの冷却ローラ１０をそれぞれ特定して指すときは、用紙搬送方向に向かって左側にある冷却ローラ１０の各部材を示す符号の後ろにａを付し、用紙搬送方向に向かって右側にある冷却ローラ１０の各部材を示す符号の後にｂを付して区別する。
【００３８】
まず、図１を用いて冷却ローラ１０内の冷却液の流れについて説明する。
冷却ローラ１０ａにおいて冷却液は、冷却ローラ１０ａの通紙領域幅Ｌの中央側にあるロータリージョイント２０ａの供給口１９ａから冷却ローラ１０ａ内に供給され、外管１４ａ内の流路１６ａを通り、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０ａとは反対側のロータリージョイント２１ａの排出口１３ａから排出される。このとき、流路１６ａを流れる冷却液によって外管１４ａが冷却される。
【００３９】
同様に、冷却ローラ１０ｂにおいて冷却液は、冷却ローラ１０ｂの通紙領域幅Ｌの中央側にあるロータリージョイント２０ｂの供給口１９ｂから冷却ローラ１０ｂ内に供給され、外管１４ｂ内の流路１６ｂを通り、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０ｂとは反対側のロータリージョイント２１ｂの排出口１３ｂから排出される。このとき、流路１６ｂを流れる冷却液１によって外管１４ｂが冷却される。
【００４０】
このように冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとを有することにより、通紙領域幅Ｌを２つの独立した流路１６ａと流路１６ｂとに冷却領域を分割し、ロータリージョイント２０ａとロータリージョイント２０ｂとを介して、後述する図１２に示すような冷却液循環装置５００と閉ループの流路を形成して冷却液を循環させる。
【００４１】
ここで、冷却ローラ１０ａにおいて、供給口１９ａから外管１４内の流路１６ａに冷却液が流れ込んだ位置（流路１６ａの冷却ローラ軸方向ロータリージョイント２０ａ側端部、通紙領域幅Ｌの中央側）では、冷却液の温度は低い状態であるが、図２に示す熱定着手段７を通り加熱された用紙Ｐが冷却ローラ１０ａの表面に接触しながら通過するので、流路１６ａを流れる冷却液の温度は、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０ａ側からロータリージョイント２１ａ側に行くほど上昇する。したがって、冷却ローラ１０ａの外管１４の表面温度は冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０ａ側が最も低く、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２１ａ側が最も高くなる。
【００４２】
よって、冷却ローラ１０ａによる用紙Ｐの冷却効率は、外管１４ａの冷却ローラ軸方向でロータリージョリント２０ａ側が最も高く、外管１４ａの冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２１ａ側が最も低くなる。
【００４３】
同様に、冷却ローラ１０ｂにおいて、供給口１９ｂから外管１４ｂ内の流路１６ｂに冷却液が流れ込んだ位置（流路１６ｂの冷却ローラ軸方向ロータリージョイント２０ｂ側端部、通紙領域幅Ｌの中央側）では、冷却液の温度は低い状態であるが、図２に示す熱定着手段７を通り加熱された用紙Ｐが冷却ローラ１０ｂの表面に接触しながら通過するので、流路１６ｂを流れる冷却液の温度は、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０ｂ側からロータリージョイント２１ｂ側に行くほど上昇する。したがって、冷却ローラ１０ｂの外管１４ｂの表面温度は冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０ｂ側が最も低く、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２１ｂ側が最も高くなる。
【００４４】
よって、冷却ローラ１０ｂによる用紙Ｐの冷却効率は、外管１４ｂの冷却ローラ軸方向でロータリージョリント２０ｂ側が最も高く、外管１４ｂの冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２１ｂ側が最も低くなる。
【００４５】
したがって、冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとによる用紙Ｐの冷却効率は、図２に示した通紙領域幅Ｌの中央付近で最も高く、通紙領域幅Ｌの両端側で最も低くなり、通紙領域幅Ｌの中央付近を境にして対称の温度勾配を持つと共に、冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとによって冷却された用紙Ｐの通紙領域幅方向の温度差を小さくすることができる。
【００４６】
また、通紙領域幅Ｌの中央付近を境にして用紙Ｐの通紙領域幅方向で冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとによって冷却される範囲が分割されているので、冷却ローラ１０ａの流路１６ａ内を流れる冷却液と冷却ローラ１０ｂの流路１６ｂ内を流れる冷却液とが用紙Ｐの熱を受熱する量は１つの冷却ローラ１０だけによって用紙Ｐを冷却する場合よりも約半分となる。そのため、流路１６ａを流れる冷却液や流路１６ｂを流れる冷却液の温度上昇は、１つの冷却ローラ１０だけによって用紙Ｐを冷却する場合よりも低く抑えることができる。その結果、１つの冷却ローラ１０だけによって用紙Ｐを冷却する場合よりも、冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂそれぞれの用紙Ｐに対する冷却効率が高くなると共に、冷却ローラ幅方向の冷却効率差が小さくなり、冷却ローラ１０ａ，１０ｂによって冷却された用紙Ｐの通紙領域幅方向の温度差を低減できる。これにより、例えば用紙Ｐがカールして、冷却装置１００から排紙収容部８に至る用紙搬送経路中で用紙のジャムが生じてしまうのを抑制することができる。
【００４７】
さらに、上述したように通紙領域幅Ｌの中央付近で冷却効率が最も高くなることから、一般に印字率の高い用紙Ｐの中央部分を効率良く冷却することができるので、用紙Ｐが排紙収容部８に排紙され積載されたときに蓄熱し易い用紙Ｐの中央部分のブロッキングを抑制することができる。
【００４８】
［構成例２］
次に、図５を用いて、構成例２に係る冷却ローラ１０について説明する。図５に示すように本構成例の冷却ローラ１０は、外管１４とコア３０とから成る管構造とし、外管１４とコア３０とで形成された狭い間隙を冷却液が流れる流路としている。
【００４９】
図５において、回転管継手手段としてのロータリージョイント２０の供給口１９から、図１２に示すような冷却液循環装置５００によって冷却された冷却液が冷却ローラ１０に供給される。冷却ローラ１０内の流路１６は、外管１４の内周面近傍付近のみを通水するように狭小構造になっている。外管１４の冷却ローラ軸方向における排出口１３側では外管１４と外管軸２３とが一体となっており、軸受２２で外管１４が回転可能に軸支されていて、外管１４内の流路１６を通水した冷却液は排出口１３から排出される。また、図６に示すように、冷却液を少量貯蔵できるリザーブタンク２５にベアリング２４を介して外管軸２３を回転可能に軸支し、外管１４内の流路１６を通水した冷却液が外管軸２３の排出口１３からリザーブタンク２５内に排出するような構成を採用しても良い。これにより、冷却ローラ１０の排出口１３側の継手手段の構成を簡素化することができるので、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。
【００５０】
ここで、図３に示す冷却ローラ１０のように、外管１４内の容積が大きいと流路１６内を流れる冷却液の流速が遅くなるだけではなく、外管１４の内周面近傍を流れる冷却液の流れが悪くなる可能性があることや、外管１４内の流路１６を流れる冷却液の流れにムラが起こり易いことが考えられ、用紙Ｐに対する冷却ローラ１０の冷却効率の低下や冷却ムラが起こる可能性がある。
【００５１】
そこで、本構成例のように流路１６を、外管１４の内周面近傍付近のみを通水するように狭小構造にすることによって、図３に示す冷却ローラ１０と比較して、流路１６内を流れる冷却液の流速が速くなり、流路１６を流れる冷却液による外管１４の冷却効率を高めることができる。その結果、用紙Ｐに対する冷却ローラ１０の冷却効率を高めることができると共に、冷却ムラが起こるのを抑制することができる。
【００５２】
［構成例３］
次に、図７を用いて、構成例３に係る冷却ローラ１０及び冷却装置３００について説明する。冷却装置３００の基本的な構成は冷却装置１００と略同じなので、その説明は省略する。
【００５３】
冷却ローラ１０ａにおいて冷却液は図１２に示す様な冷却液循環装置５００によって、冷却ローラ１０ａの通紙領域幅Ｌの中央側にあるロータリージョイント２０ａの供給口１９ａから冷却ローラ１０ａ内に供給され、外管１４ａ内の流路１６ａを通り、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０ａとは反対側のロータリージョイント２１ａの排出口１３ａから排出される。このとき、流路１６ａを流れる冷却液によって外管１４ａが冷却される。
【００５４】
同様に、冷却ローラ１０ｂにおいて冷却液は図１２に示すような冷却液循環装置５００によって、冷却ローラ１０ｂの通紙領域幅Ｌの中央側にあるロータリージョイント２０ｂの供給口１９ｂから冷却ローラ１０ｂ内に供給され、外管１４ｂ内の流路１６ｂを通り、冷却ローラ軸方向でロータリージョイント２０ｂとは反対側のロータリージョイント２１ｂの排出口１３ｂから排出される。このとき、流路１６ｂを流れる冷却液によって外管１４ｂが冷却される。
【００５５】
図７に示すように、通紙領域幅Ｌに対して通紙される用紙Ｐの幅Ｗが狭く、通紙領域幅Ｌの中央を通紙された場合について説明する。
【００５６】
本構成例では、通紙される用紙Ｐの幅Ｗが通紙領域幅Ｌよりも狭いときに、用紙Ｐの幅Ｗ及び通紙される位置に応じて冷却ローラ１０ａを通紙領域幅方向に平行な幅Ｘａ方向に移動可能な構成となっている。また、同様に、通紙される用紙Ｐの幅Ｗが通紙領域幅Ｌよりも狭いときに、用紙Ｐの幅Ｗ及び通紙される位置に応じて冷却ローラ１０ｂを通紙領域幅方向に平行な幅Ｘｂ方向に移動可能な構成となっている。
【００５７】
図８、図９、図１０を用いて、冷却装置３００における、冷却ローラ１０ａの幅Ｘａ方向に移動可能な構成、及び、冷却ローラ１０ｂの幅Ｘｂ方向に移動可能な構成について説明する。
【００５８】
図８は、冷却装置３００を用紙搬送方向側から見た場合における冷却装置３００のユニット全体構成図であり、図９は冷却ローラ１０の概略図であり、図１０は冷却装置３００を上方から見た場合における冷却装置３００に設けられたブラケット上板６ｕの概略図である。
【００５９】
冷却装置３００は、ブラケット側板６ｓを介して画像形成装置に固定される。冷却ローラ１０ａ及び冷却ローラ１０ｂの両端は、冷却ローラ側面ブラケット６ａに回転自在に支持される。冷却ローラ上面ブラケット６ｂは冷却ローラ側面ブラケット６ａと一体であり、図１０に示した冷却装置３００のブラケット上板６ｕの移動レール３１を介して図示しない駆動装置により、冷却ローラ１０ａが幅Ｘａ方向に、冷却ローラ１０ｂが幅Ｘｂ方向に移動可能な構造である。
【００６０】
そして、図１に示すような冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂの冷却可能領域が重複しない位置から、外管１４の冷却可能領域の左端を用紙Ｐの左端になるような位置の範囲で冷却ローラ１０ａを幅Ｘａ方向に移動する。同様に、外管１４の冷却可能領域の右端を用紙Ｐの右端になるような位置の範囲で冷却ローラ１０ｂを幅Ｘｂ方向に移動する。
【００６１】
これにより、用紙Ｐの幅に応じて、用紙Ｐと冷却ローラ１０との接触面積を最大、且つ、用紙Ｐの幅方向中央部で冷却効率を最大にするので、用紙Ｐを効率よく冷却することができる。
【００６２】
ここで、この位置は、用紙Ｐが冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとで冷却される重複した領域と、供給口１９側の最も冷却液の液温が低い、外管１４ａの冷却ローラ軸方向における供給口１９ａ側の位置及び外管１４ｂの冷却ローラ軸方向における供給口１９ｂ側の位置と、によって、冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとによる用紙Ｐに対する冷却効率が最も良くなる領域の関係によって決定される。
【００６３】
［構成例４］
次に、図１１を用いて、構成例４に係る冷却ローラ１０及び冷却装置４００について説明する。冷却装置４００の基本的な構成は冷却装置１００と略同じなので、その説明は省略する。
【００６４】
本構成例では、通紙される用紙Ｐの幅が、冷却ローラ１０ａの外管１４ａの冷却ローラ軸方向の長さと、冷却ローラ１０ｂの外管１４ｂの冷却ローラ軸方向の長さとのどちらか一方よりも狭い場合に、用紙Ｐの幅よりも外管１４の冷却ローラ軸方向の長さが長いほうの冷却ローラ１０側に用紙Ｐを片側通紙し、用紙Ｐが通紙される側にある冷却ローラ１０のみを駆動させて用紙Ｐを冷却可能なように構成している。
【００６５】
本構成例においては、図１１に示すように用紙Ｐの幅Ｗが、冷却ローラ１０ａの外管１４ａの幅、言い換えれば、冷却ローラ１０ａによる用紙Ｐの冷却可能領域より狭い。冷却ローラ１０ａによる用紙Ｐの冷却可能領域は、冷却ローラ１０ｂによる用紙Ｐの冷却可能領域と同等あるいは大きいとする。用紙Ｐは冷却ローラ１０ａによる用紙Ｐの冷却可能領域を通るように図１１に示す位置に通紙する。この際、図１２に示すような冷却液循環装置５００による冷却液の循環は冷却ローラ１０ａに対してのみ行い、冷却ローラ１０ｂに対する送液は停止する。
【００６６】
また、本実施形態では、冷却ローラ１０ａ及び冷却ローラ１０ｂは冷却装置４００の搬送ベルト４の搬送力を利用した連れ回りで回転するようになっているが、冷却ローラ１０ａ及び冷却ローラ１０ｂをモータなどからなる駆動装置によって回転駆動させるような構成を採用している場合には、冷却ローラ１０ａのみを回転駆動させ冷却ローラ１０ｂは回転駆動させずに停止させる。
【００６７】
このような制御することにより、冷却液を送液するポンプ（後述する図１２の符号５２）の消費電力の低減や、用紙Ｐの冷却を行なわない冷却ローラ１０（図１１においては冷却ローラ１０ｂ）を駆動する消費電力の低減を図ることができる。
【００６８】
ここで、用紙Ｐの幅Ｗが冷却ローラ１０の冷却可能領域より狭い場合、用紙Ｐの熱容量が小さいまたは用紙Ｐの印字率が低く、用紙Ｐより外管１４の冷却ローラ軸方向の長さが長い冷却ローラ１０の１つで十分に用紙Ｐを冷却することができるときに、用紙Ｐの片側通紙を行い、用紙Ｐが通紙される側にある冷却ローラのみを駆動させて用紙Ｐを冷却するのが好ましい。すなわち、用紙Ｐの幅Ｗが冷却ローラ１０ａの冷却可能領域より狭い場合であっても、例えば、用紙Ｐの種類がコート紙のように熱容量が高く排紙後の積載時にブロッキングが起こり易いものや、連続使用時および周囲温度が高い等で機内温度が上昇している場合は、図７に示す構成例３のような制御を行うことが望ましい。
【００６９】
［構成例５］
図２に示す冷却装置１００に用いられている図１２に示す冷却循環装置５００は、タンク５１内の冷却液１をポンプ５２で送り出し、放熱手段であるラジエータ５４を通るときに、冷却ファン５３から送風を受けて外部に熱を放熱して冷却液１の温度を下げる（冷却液１と外部との熱交換）。ラジエータ５４で冷却された冷却液１は送液チューブ５５内を流れ、送液チューブ５５の分岐点Ｊ１で冷却液１の流路が２つに分かれ、一方は、冷却ローラ１０ａのロータリージョイント２０ａの供給口１９ａから冷却ローラ１０ａ内に供給され冷却ローラ１０ａ内の図示しない流路を流れる。他方は、冷却ローラ１０ｂのロータリージョイント２０ｂの供給口１９ｂから冷却ローラ１０ｂ内に供給され冷却ローラ１０ｂ内の図示しない流路を流れる。このとき、図２に示す熱定着手段７を通って高温となった用紙Ｐの熱を冷却ローラ１０ａや冷却ローラ１０ｂで奪い、冷却ローラ１０ａ内の冷却液１や冷却ローラ１０ｂ内の冷却液１の温度は上昇する（冷却液１と用紙Ｐとの熱交換）。冷却ローラ１０ａ内の冷却液１は冷却ローラ１０ａのロータリージョイント２１ａの排出口１３ａから排出され、冷却ローラ１０ｂ内の冷却液１は冷却ローラ１０ｂのロータリージョイント２１ｂの排出口１３ｂから排出される。排出口１３ａと排出口１３ｂとから排出された冷却液１は、送液チューブ５５の合流点Ｊ２で再び１つの流路となり、タンク５１を経由して再びポンプ５２で送り出される。これらの冷却液１の循環を通して、用紙Ｐの熱を冷却装置１００の外部に放出することを繰り返す。
【００７０】
図１２に示す冷却循環装置５００において、分岐点Ｊ１から冷却ローラ１０ａの供給口１９ａまでの流路と分岐点Ｊ１から冷却ローラ１０ｂの供給口１９ｂまでの流路、冷却ローラ１０ａの排出口１３ａから合流点Ｊ２までの流路と冷却ローラ１０ｂの排出口１３ｂから合流点Ｊ２までの流路、及び、冷却ローラ１０ａ内の流路（例えば図１に示した流路１６ａ）と冷却ローラ１０ｂ内の流路（例えば図１に示した流路１６ｂ）、の構造が同一である場合、１つのポンプ５２で冷却液１を送液することにより、供給口１９ａと供給口１９ｂとでは同一の流量及び圧力となる。したがって、外部からの受熱の影響がなければ冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとは同一の冷却効率とすることができる。
【００７１】
しかしながら、実際に冷却循環装置５００を画像形成装置等に実装する場合、画像形成装置本体内のレイアウト上の問題やスペースの問題により、例えば、冷却液１がラジエータ５４を通過してから冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂまでの流路、及び、冷却ローラ１０ａ内の流路と冷却ローラ１０ｂ内の流路、に関する構造が同一であっても、２つのロータリージョイントに繋がれた送液チューブ５５の長さが異なることが十分に考えられる。このとき、圧力損失等の影響により冷却ローラ１０ａ内を流れる冷却液１と冷却ローラ１０ｂ内を流れる冷却液１との流れが異なって、冷却ローラ１０ａによる用紙Ｐの冷却効率と冷却ローラ１０ｂによる用紙Ｐの冷却効率とに差が生じる。また、冷却液１の循環に係る循環系の構成の違いに加え、部品精度のばらつきやロット間のばらつき、周囲の環境温度の違いも考えられる。
【００７２】
そこで、図１２に示すように、分岐点Ｊ１から冷却ローラ１０ａの供給口１９ａまでの流路中に流量調整弁５６ａを設け、分岐点Ｊ１から冷却ローラ１０ｂの供給口１９ｂまでの流路中に流量調節弁５６ｂを設けて、機械的機構により冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとに供給される冷却液１の流量の調整を可能にし、冷却ローラ１０ａによる用紙Ｐの冷却効率と冷却ローラ１０ｂによる用紙Ｐの冷却効率とが同一になるように冷却液１の流量を制御することによって、用紙Ｐの幅方向の冷却のばらつきを最小限に抑えることができる。
【００７３】
図１３は、本発明の冷却ローラ１０を有する冷却装置１００を搭載し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の構成概略図である。
【００７４】
複数のローラによって中間転写媒体としての中間転写ベルト６１を展張し、中間転写ベルト６１はこれらのローラにより回転するように構成すると共に、中間転写ベルト６１のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。
【００７５】
中間転写ベルト６１の回転方向を図中矢印ａとするとき、中間転写ベルト６１の上方であってローラ６２とローラ６３との間には、中間転写ベルト６１の回転方向の上流側から順に画像形成用のプロセス手段として、第１画像ステーション６４Ｙ、第２画像ステーション６４Ｃ、第３画像ステーション６４Ｍ、第５画像ステーション６４Ｂｋが配置されている。例えば第１画像ステーション６４Ｙは、ドラム状の感光体７１Ｙの周囲に帯電手段７０Ｙ、光書き込み手段７２Ｙ、現像装置７３Ｙ、クリーニング手段７４Ｙが配置され、さらに中間転写ベルト６１を挟んで感光体７１の対向位置に中間転写ベルト６１への転写手段としての一次転写ローラ７５Ｙが設けられており、他の３つの画像ステーションも同一構成となっている。そしてそれら４つの画像ステーションが互いに所定のピッチ間隔となるように左右並列に配置されている。
【００７６】
本実施形態では光書き込み手段７２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７１に対して画像情報に応じた露光を行う。
【００７７】
中間転写ベルト６１の下方には、シート状部材である用紙Ｐの用紙収納部７６および給紙コロ７７、レジストローラ対７８、中間転写ベルト６１を張架するローラ６５に中間転写ベルト６１を介して対向するように設けられた中間転写ベルト６１から用紙Ｐへの転写手段としての二次転写ローラ６６、中間転写ベルト６１の裏面に接するローラ６８の対向位置に中間転写ベルト６１のおもて面に接するように設けられたクリーニング手段６９、熱定着手段７、用紙Ｐを冷却する冷却ローラ１０を有する冷却装置１００、トナー定着後の用紙Ｐの排出部である排紙収容部８などが配置されている。そして、用紙収納部７６から排紙収容部８へ至る用紙搬送路７９が延びている。両面画像形成時に裏面の画像形成を行わせるため、冷却装置１００を一度通過した用紙Ｐを反転させ、再度、レジストローラ対７８へ搬送する両面画像形成用の用紙搬送路８０も備えている。
【００７８】
なお、冷却装置１００の冷却ローラ１０は用紙Ｐの熱を受熱する受熱部であり、冷却ファン５３を装着したラジエータ５４、ポンプ５２、タンク５１と共に送液チューブ５５で連通するように連結され、冷却液１が封入されている。冷却液の循環経路は送液チューブ５５の矢印で示すように、ラジエータ５４で冷やされた冷却液１を、冷却ローラ１０へ供給し、そして冷却ローラ１０内を廻ってから排出し、その後にタンク５１、ポンプ５２へ送り、再び、ラジエータ５４に戻す順序であり、ポンプ５２の回転圧力により冷却液１を循環させ、ラジエータ５４で放熱することで冷却液１、如いては冷却ローラ１０を冷やす。ポンプ５２のパワーやラジエータ５４の大きさなどは、熱設計条件（冷却ローラ１０が冷却すべき熱量と温度の条件）によって決定される流量、圧力、冷却効率などを元に選定される。
【００７９】
画像の形成プロセスは、第１画像ステーション６４Ｙに着目すれば、一般の静電記録方式に準じていて、暗中にて帯電手段７０Ｙにより一様に帯電された感光体７１Ｙ上に光書き込み手段７２Ｙにより露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置７３Ｙによりトナー像として可視像化する。そのトナー像は一次転写ローラ７５Ｙにより感光体７１Ｙ上から中間転写ベルト６１に転写される。転写後の感光体７１Ｙの表面はクリーニング手段７４によりクリーニングされる。他の画像ステーション６４も第１画像ステーション６４Ｙと同構成であり、同様の画像形成プロセスが行われる。
【００８０】
画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋにおける各現像装置７３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おり、各画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋ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。よって、中間転写ベルト６１の同一画像形成領域が４つの画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋを順次通過する間に、中間転写ベルト６１を挟むようにして各感光体７１とそれぞれ対向して設けられた一次転写ローラ７５により与えられる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６１上に重ね転写されるようにすれば、上記同一画像形成領域が各画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋ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。
【００８１】
そして、中間転写ベルト６１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６１はクリーニング手段６９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ローラ６５上で中間転写ベルト６１を介して二次転写ローラ６６に転写バイアスを印加し、二次転写ローラ６６と中間転写ベルト６１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。用紙Ｐへの転写後、用紙Ｐ上に担持されたフルカラートナー像を熱定着手段７で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、排紙収容部８に積載される。
【００８２】
本実施形態の画像形成装置においては、排紙収容部８に用紙Ｐが積載される前に、熱定着手段７の直後に配置した冷却装置１００を用紙Ｐが通過する。通過する際、熱定着手段７で熱せられた用紙Ｐが受熱部である冷却ローラ１０に接触しながら通過することになるので、冷却ローラ１０の表面で用紙Ｐから熱を吸熱し、この熱を冷却ローラ１０内部の冷却液１へ伝達する。熱が伝達され高温となった冷却液１は、この後、冷却ローラ１０から排出され、冷却液１はタンク５１、ポンプ５２を経て、冷却ファン５３を装着したラジエータ５４に送られ、そこで熱が画像形成装置外に排熱される。ラジエータ５４で熱が除去され室温近くにまで下げられた冷却液１は、その後、再び冷却ローラ１０へと送られる。このような冷却液１による高い冷却性能の排熱サイクルによって、熱定着手段７で熱せられて高温となった用紙Ｐが効率良く冷やされる。従って、用紙Ｐが排紙収容部８に積載される時点では、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る。特に両面画像形成出力の際に大きな問題となっていたブロッキング現象を回避することができる。
【００８３】
以上、本実施形態によれば、中空状の管状部材である外管１４などからなる冷却ローラ１０と、外管１４内に冷却液を搬送する冷却媒体搬送手段であるポンプ５２と、を備え、冷却ローラ１０にシート状部材である用紙Ｐを接触させて用紙Ｐを冷却する冷却装置１００において、画像形成装置で使用可能な用紙Ｐの最大幅Ｗｍａｘよりも軸方向の幅が短い冷却ローラ１０を、シート状部材搬送方向及びシート状部材搬送方向と直交する方向にそれぞれずらして、前記最大幅Ｗｍａｘを占めるように少なくとも２つ配設した。本実施形態においては、冷却ローラ１０ａ，１０ｂ内を流れる冷却液１が受熱する熱量は、用紙Ｐの最大幅Ｗｍａｘで１つの冷却ローラ１０内を一端側から他端側に流れる冷却液１が受熱する熱量よりも少なくなり、その分、冷却ローラ１０ａ，１０ｂ内を流れる冷却媒体の温度上昇が抑えられる。よって、用紙Ｐの最大幅Ｗｍａｘで１つの冷却ローラ１０内を一端側から他端側に冷却液１が流れる構成よりも、冷却ローラ１０ａ，１０ｂの軸方向の温度差を低減することができ、その結果、用紙Ｐの幅方向で冷却ローラ１０による冷却効率の差を低減できる。
また、本実施形態によれば、外管１４ａには、冷却ローラ軸方向で上記最大幅Ｗｍａｘの中央部側の端部に冷却液１が外管１４ａ内に供給される供給口が設けられ、冷却ローラ軸方向で前記最大幅Ｗｍａｘの端部側に冷却液１が外管１４ａ内から排出される排出口が設けられていることで、上述したように通紙領域幅Ｌの中央付近で冷却効率が最も高くなることから、一般に印字率の高い用紙Ｐの中央部分を効率良く冷却することができるので、用紙Ｐが排紙収容部８に排紙され積載されたときに蓄熱し易い用紙Ｐの中央部分のブロッキングを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、冷却ローラ１０は外管１４の中空内部に外管１４よりも小径の中子部材であるコア３０を内包し、外管１４の内周面とコア３０の外周面とで形成される間隙に冷却液が流れる流路を有する。これにより、コア３０を内包して形成した狭間隙流路に冷却液を流すので、外管内壁近傍における冷却液の流速が増加し、ローラ内壁と冷却液との熱伝達率が増加して、延いては用紙Ｐの冷却効率を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、冷却ローラ１０は、外管１４の中空内部に外管１４よりも細管構造の内管１５を内包し、外管１４と内管１５との間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管１５内を冷却液が流れる内側流路を有する二重管構造である。これにより、外管１４と内管１５との間隙と内管１５内部とで冷却液の流路を分けることができるため、一方を冷却液の流れの往路とし他方を冷却液の流れの復路とすることができる。そのため、冷却液の流入流出口を冷却ローラ１０の軸方向片側に設けることができ、冷却液の流入流出口を冷却ローラ１０の軸方向両側に設ける場合よりも省スペース化を図ることができる。また、冷却ローラ１０を冷却装置や画像形成装置に容易に組み付けることができる。
また、本実施形態によれば、上記冷却ローラの上記最大幅Ｗｍａｘの端部側は上記外管と軸部とが一体構造であり、前記軸部が回転可能に軸受によって軸支されており、装置外側端の排出口は冷却媒体がリザーブタンク内に排出されるように構成したことで、冷却ローラ１０の排出口１３側の継手手段の構成を簡素化しているので、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、用紙Ｐの冷却ローラ軸方向に直交する方向の幅が、冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとのどちらかの冷却ローラ軸方向の幅よりも狭い場合には、用紙Ｐの前記幅よりも冷却ローラ軸方向の幅が広い、冷却ローラ１０ａまたは冷却ローラ１０ｂに用紙Ｐが搬送され、用紙Ｐが搬送される側の冷却ローラ１０のみ冷却液を流す。これにより、冷却ローラ１０ａと冷却ローラ１０ｂとのどちらか一方への通水のみで用紙Ｐの冷却を行なうので、冷却液の送液などに係るエネルギーなどの消費を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、冷却ローラ１０ａに流す冷却液の流量と冷却ローラ１０ｂに流す冷却液の流量とを調整する流量調整手段である流量調整弁５６ａ，５６ｂを有しており、冷却ローラ１０ａによる用紙Ｐの冷却効率と冷却ローラ１０ａによる用紙Ｐの冷却効率とが同一になるように、冷却ローラ１０ａに流す冷却液の流量と冷却ローラ１０ｂに流す冷却液の流量とを流量調整弁５６ａ，５６ｂによって調整することにより、用紙Ｐの幅方向の冷却のばらつきを最小限に抑えることができる。
また、本実施形態によれば、用紙Ｐ上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、用紙Ｐ上に形成されたトナー像を少なくとも熱によって用紙Ｐに定着させる熱定着手段７と、熱定着手段７によってトナー像が定着された用紙Ｐ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、本発明の冷却装置１００を用いることにより、用紙の幅方向のカールや、定着による画質及び光沢ムラを低減することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１      冷却液
２      ローラ
３      ローラ
４      搬送ベルト
５      上ガイド
６      ブラケット
６ａ    冷却ローラ側面ブラケット
６ｂ    冷却ローラ上面ブラケット
６ｓ    ブラケット側板
６ｕ    ブラケット上板
７      熱定着手段
８      排紙収容部
１０    冷却ローラ
１０ｃ  フランジ
１０ｄ  フランジ
１０ｅ  リング
１０ｆ  ネジ
１０ｇ  軸受
１０ｈ  平行ネジ部
１０ｉ  嵌合部
１０ｊ  軸受
１０ｋ  開口孔
１０ｍ  断面孔
１１    ロータリージョイント
１１ａ  ロータ
１１ｂ  平行ネジ部
１１ｃ  嵌合部
１１ｄ  軸受
１１ｅ  ケーシング
１１ｆ  フランジ
１１ｇ  リング
１１ｈ  ネジ
１１ｉ  リング
１３    排出口
１４    外管
１５    内管
１６    流路
１９    供給口
２０    ロータリージョリント
２１    ロータリージョイント
２２    軸受
２３    外管軸
２４    ベアリング
２５    リザーブタンク
２９    ロータリージョイント
３０    コア
３１    移動レール
５１    タンク
５２    ポンプ
５３    冷却ファン
５４    ラジエータ
５５    送液チューブ
５６ａ  流量調整弁
５６ｂ  流量調節弁
６１    中間転写ベルト
６２    ローラ
６３    ローラ
６４    画像ステーション
６５    ローラ
６６    二次転写ローラ
６８    ローラ
６９    クリーニング手段
７０    帯電手段
７１    感光体
７２    光書き込み手段
７３    現像装置
７４    クリーニング手段
７５    一次転写ローラ
７６    用紙収納部
７７    給紙コロ
７８    レジストローラ対
７９    用紙搬送路
８０    用紙搬送路
１００  冷却装置
２００  冷却装置
３００  冷却装置
４００  冷却装置
５００  冷却循環装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２００６−００３８１９号公報
【図１】
0005408550.tif 000002
【図２】
0005408550.tif 000003
【図３】
0005408550.tif 000004
【図４】
0005408550.tif 000005
【図５】
0005408550.tif 000006
【図６】
0005408550.tif 000007
【図７】
0005408550.tif 000008
【図８】
0005408550.tif 000009
【図９】
0005408550.tif 000010
【図１０】
0005408550.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005408550.tif 000014