(57)【要約】【課題】トナー付着によって保護部材が劣化することを抑制し、保護部材による熱伝導性部材の保護機能を維持できる冷却装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】冷却対象物に対して接離可能に設けられ冷却対象物から熱を受ける受熱部２０と、受熱部２０が受熱した熱を放出する放熱部５４と、受熱部２０の冷却対象物３０に対向する側の面と冷却対象物３０の受熱部２０に対向する側の面との少なくとも一方に設けられた熱伝導性部材２２と、熱伝導性部材２２上に設けられ熱伝導性部材２２を保護する保護部材２３とを有する、画像形成装置に用いられる冷却装置５０において、保護部材２３は、画像形成装置で用いられるトナーのバインダー樹脂に対して非相溶性を有する。【選択図】図１
2011180573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象物に対して接離可能に設けられ冷却対象物から熱を受ける受熱部と、
前記受熱部が受熱した熱を放出する放熱部と、
前記受熱部の前記冷却対象物に対向する側の面と前記冷却対象物の前記受熱部に対向する側の面との少なくとも一方に設けられた熱伝導性部材と、
前記熱伝導性部材上に設けられ該熱伝導性部材を保護する保護部材とを有する、画像形成装置に用いられる冷却装置において、
前記保護部材は、画像形成装置で用いられるトナーのバインダー樹脂に対して非相溶性を有する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、
上記保護部材として、ポリエステル系樹脂またはスチレン−アクリル系樹脂に対して非相溶性を有する部材を用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、
上記保護部材は上記熱伝導性部材を覆い隠すように上記受熱部に設けられてい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、
上記熱伝導性部材の端面を保護する端面保護部材を上記受熱部に設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の冷却装置において、
上記保護部材は、ＰＥＴ部材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または４の冷却装置において、
上記保護部材は、自身の厚み方向に熱伝導性繊維が配向された熱異方性伝熱層である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、
上記受熱部と上記放熱部の間を冷却液が循環可能なように該受熱部と該放熱部とを連通する冷却液循環路形成部材と、
冷却液を循環させる送液部とを、有することを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
像担持体と、
前記像担持体上に画像信号に応じて選択的に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体上に形成された潜像をトナーによって現像する現像手段と、
少なくとも前記潜像形成手段または現像手段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または７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】
画像形成装置においては、画像形成装置内に設けられた光書き込み装置、定着装置及び現像装置などの装置が発熱し、装置内を温度上昇させることが知られている。
【０００３】
例えば、現像装置においては、現像装置内の現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材を駆動した際に、現像剤攪拌搬送部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤同士の摺擦による摩擦熱により装置内を温度上昇させる。また、現像剤を現像領域に搬送する前に現像剤担持体上に担持されている現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤規制部材による規制の際の現像剤同士の摺擦による摩擦熱により装置内を温度上昇させる。
【０００４】
温度上昇によりトナーが溶融して現像剤規制部材や現像剤担持体、像担持体などに固着し、画像にスジ状の異常画像などが生じるおそれがある。さらに、トナーが溶融まで至らなくても、温度上昇したトナーが圧力や摩擦などのストレスを受けることで、トナー表面の外添剤が内部に埋没あるいは表面から離脱し、キャリア表面にトナー成分が固着してしまうなどの不具合が生じる。この不具合により、長期的には現像能力に安定性を欠いてしまう虞がある。特に、近年、定着エネルギーを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いた場合は、トナーの固着による異常画像などが生じやすい。
【０００５】
そのため、従来から空冷ファンで取り込んだ外気をダクトで現像装置の周辺に搬送し、気流を発生させ現像装置を空冷して、現像装置の温度が過度に上昇するのを抑える空冷方式の冷却装置を備えた画像形成装置が知られている。しかし、近年、画像形成装置の小型化のため、画像形成装置内が高密度化して現像装置の周囲に空間的余裕がなくなってきている。このため、現像装置周辺に空冷ファンの気流を搬送するためのダクトを設置するスペースの確保が難しくなっており、現像装置を強制空冷することが困難となっている。
【０００６】
特許文献１には、液体を循環させて現像装置を冷却する液冷方式の冷却装置を用いた画像形成装置が記載されている。液冷方式の冷却装置は、現像装置壁面に接触して冷却液が現像装置の熱を受ける受熱部と、冷却液の熱を放熱するための放熱手段と、冷却液が受熱部と放熱手段とを循環するように配管された循環パイプと、循環パイプ内の冷却液を搬送するための搬送手段とを備えている。液冷方式の冷却装置は、空冷方式の冷却装置よりも効率良く冷却できるため、現像装置を効率よく冷却することができる。また、冷却液を循環させるための循環パイプの断面は、ダクトの断面よりも小さいため、現像装置の周囲の空間が狭くても、現像装置の周囲に循環パイプを配置することができる。よって、画像形成装置内が高密度化しても現像装置を冷却することができる。
【０００７】
特許文献１に記載の画像形成装置では、現像装置から受熱部への熱の伝達性を向上させるために熱伝導性部材が設けられており、熱伝導性部材を介して現像装置から受熱部に熱が伝達される。現像装置は画像形成装置に対して着脱可能であり、現像装置を画像形成装置から取り外す際に受熱部を現像装置から離間させ、現像装置を画像形成装置本体に装着した際に受熱部を現像装置に接触させる。そのため、現像装置に対する受熱部の繰り返しの接離によって熱伝導性部材の剥れや破れが生じるのを抑制するために、熱伝導性部材を保護する保護部材を熱伝導性部材上に設けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像形成装置内で飛散しているトナーが、冷却対象物から受熱部を離間させることで外部に露出した保護部材の表面に付着する場合がある。この場合、トナーのバインダー樹脂と保護部材とが相溶して保護部材が劣化し、保護部材による熱伝導性部材の保護機能が低下するといった問題が生じる。
【０００９】
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、トナー付着によって保護部材が劣化することを抑制し、保護部材による熱伝導性部材の保護機能を維持できる冷却装置、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】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、冷却対象物に対して接離可能に設けられ冷却対象物から熱を受ける受熱部と、前記受熱部が受熱した熱を放出する放熱部と、前記受熱部の前記冷却対象物に対向する側の面と前記冷却対象物の前記受熱部に対向する側の面との少なくとも一方に設けられた熱伝導性部材と、前記熱伝導性部材上に設けられ該熱伝導性部材を保護する保護部材とを有する、画像形成装置に用いられる冷却装置において、前記保護部材は、画像形成装置で用いられるトナーのバインダー樹脂に対して非相溶性を有する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、上記保護部材として、ポリエステル系樹脂またはスチレン−アクリル系樹脂に対して非相溶性を有する部材を用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、上記保護部材は上記熱伝導性部材を覆い隠すように上記受熱部に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、上記熱伝導性部材の端面を保護する端面保護部材を上記受熱部に設けた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、３または４の冷却装置において、上記保護部材は、ＰＥＴ部材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または４の冷却装置において、上記保護部材は、自身の厚み方向に熱伝導性繊維が配向された熱異方性伝熱層である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、上記受熱部と上記放熱部の間を冷却液が循環可能なように該受熱部と該放熱部とを連通する冷却液循環路形成部材と、冷却液を循環させる送液部とを、有することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、像担持体と、前記像担持体上に画像信号に応じて選択的に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上に形成された潜像をトナーによって現像する現像手段と、少なくとも前記潜像形成手段または現像手段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または７の冷却装置を用いることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、保護部材にトナーが付着しても保護部材とトナーのバインダー樹脂とが相溶しないので、保護部材とトナーのバインダー樹脂とが相溶することで保護部材が劣化することを抑制できる。よって、保護部材の劣化が抑えられるので、保護部材による熱伝導性部材の保護機能を維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、トナー付着によって保護部材が劣化することを抑制し、保護部材による熱伝導性部材の保護機能を維持できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）構成例１に係る冷却装置の受熱部の概略構成図。（ｂ）表面保護シート層と冷却対象物とを離間させた場合の受熱部の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の構成概略図。
【図３】液冷方式の冷却装置の模式図。
【図４】構成例２に係る冷却装置の受熱部の概略構成図。
【図５】構成例３に係る冷却装置の受熱部の概略構成図。
【図６】構成例４に係る冷却装置の受熱部の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置について適用した実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係る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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、光書き込み装置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。
【００１７】
本実施形態では光書き込み装置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。
【００１８】
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、定着装置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。
【００１９】
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上に光書き込み装置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。
【００２０】
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いる。トナーには、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を主成分とするトナーや、バインダー樹脂としてスチレンアクリル系樹脂を主成分とするトナーを用いる。そして、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。
【００２１】
ここで、冷却装置５０の受熱部２０は現像装置７３Ｙの熱を受熱するものであり、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１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、受熱部２０へ供給し、そして受熱部２０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、如いては受熱部２０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（受熱部２０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。
【００２２】
図２では省略して受熱部２０を現像装置７３Ｙのみに設けたが、すべての現像装置７３Ｙ，７３Ｃ，７３Ｍ，７３Ｂｋにそれぞれ設け、ポンプ５２で送り出された冷却液１はこの順で４つの受熱部２０を循環させてタンク５１に送られる循環経路とする。
【００２３】
このようにして、冷却装置５０により現像装置７３Ｙ，７３Ｃ，７３Ｍ，７３Ｂｋの温度上昇を制御して、トナーの溶融および固着を防止して画質の劣化が起こらないようにしている。
【００２４】
また、冷却装置５０の受熱部２０を接触させて冷却させる冷却対象物としては現像装置７３に限られるものではなく、発熱することで画像形成装置内の温度上昇に起因する光書き込み装置７２や定着装置７などに冷却装置５０の受熱部２０を接触させて、それら装置を冷却することにより、画像形成装置内の温度上昇を抑制することができる。
【００２５】
そして、中間転写ベルト６１上に形成された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定着装置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。
【００２６】
次に、図３を用いて液冷方式の冷却装置５０について説明する。図３に示す冷却装置５０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と外部との熱交換が行なわれることにより冷却液１の温度を下げる。
【００２７】
ラジエータ５４で冷却された冷却液１は、送液チューブ５５により冷却部２１の一端に取り付けられた給水口から冷却部２１内に供給され冷却部２１内を流れる。このとき、高温となった冷却対象物３０の熱を熱伝導性層２２及び表面保護シート層２３を介して冷却部２１が奪い、冷却液１と冷却対象物３０との熱交換が行なわれることで冷却部２１内の冷却液１の温度が上昇する。
【００２８】
冷却部２１内で温度が上昇した冷却液１は冷却部２１の排水口から排出され、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、冷却対象物３０の熱を冷却装置５０の外部に放出することを繰り返す。
【００２９】
［構成例１］
図１を用いて、構成例１に係る冷却装置について説明する。図１は本発明の構成例１に係る冷却装置の受熱部の構成を示す概略断面図である。
【００３０】
図１（ａ）において、受熱部２０は冷却部２１の受熱面に冷却対象物３０からの熱を伝えるための熱伝導率の高い熱伝導性層２２が設けられ、更に、熱伝導性層２２の上にはトナーのバインダー樹脂と非相溶である表面保護シート層２３が設けられている。受熱部２０は、熱を受熱し易いようにアルミニウムや銅などの金属で構成されている。このような金属は硬度が高いため、冷却対象物との密着性が悪い。そこで低硬度の熱伝導性層２２を設けることで、密着性を向上させて効率的に熱を伝えるようにしている。
【００３１】
熱伝導性層２２としては、効率的に熱を伝えるために熱伝導率が１［Ｗ／ｍＫ］以上であることが好ましい。
【００３２】
表面保護シート層２３としては、トナーのバインダー樹脂と非相溶である厚さ３０［μｍ］のポリイミドフィルムが用いられ、この表面保護シート層２３を設けることにより、冷却対象物３０に対する受熱部２０の着脱時における離形成を良くし、更に粘着性のある熱伝導性層２２の剥がれや破れを防止して耐久性を向上させている。表面保護シート層２３に用いられるポリイミドフィルムは、可塑効果のある添加剤等の含有でトナーのバインダー樹脂が相溶しないものである必要がある。
【００３３】
表面保護シート層２３の厚さが厚くなると熱伝導率が悪く、冷却効率が低下する。反対に表面保護シート層２３の厚さが薄くなると耐久性が悪く、冷却対象物３０に対して受熱部２０を繰り返し着脱することによって剥がれや破れが起こる。また、表面保護シート層２３を熱伝導性層２２へ貼り付けるときや、冷却対象物３０に対して受熱部２０を繰り返し着脱したときに、表面保護シート層２３にしわや折れが生じることもある。そのため、表面保護シート層２３の厚さとしては、耐久性や熱伝導率を考慮して１０［μｍ］から５０［μｍ］程度が好ましい。
【００３４】
受熱部２０と冷却対象物３０とは、図１（ｂ）に示すように表面保護シート層２３と冷却対象物３０との間で離間する。図１（ａ）では受熱部２０側の冷却対象物３０に対向する面に熱伝導性層２２と表面保護シート層２３とを設けたが、冷却対象物３０側の受熱部２０に対向する面、あるいは、受熱部２０側の冷却対象物３０に対向する面と冷却対象物３０側の受熱部２０に対向する面との両方に設けてもよい。
【００３５】
冷却対象物３０から受熱部２０を離間させることで外部に露出した表面保護シート層２３の表面に、ごみや飛散したトナーが付着する可能性がある。表面保護シート層２３の表面上にごみやトナーなどが付着したのみであれば、ブラシクリーニング、吸引クリーニング、または、クリーニング液を用いた拭き取り等の清掃方法で、表面保護シート層２３の表面上からごみやトナーなどを除去することができる。ところが、表面保護シート層２３に可塑効果のある成分が含有していると、トナーのバインダー樹脂と表面保護シート層２３とが相溶して除去することができなくなる。このような状態になると表面保護シート層２３が劣化し、更に熱伝導性層２２にもトナーが付着してトナーのバインダー樹脂と熱伝導性層２２とが相溶して、冷却効率の低下を引き起こす。更に、表面保護シート層２３や熱伝導性層２２が劣化して破損する可能性もある。
【００３６】
本願発明者らは、表１に示すように、表面保護シート層２３の条件を変えて受熱部２０の最表面層にトナーを付着させ保存後の状態を確認した。
【００３７】
【表１】
2011180573.tif 000003
【００３８】
条件１の受熱部２０は、冷却部２１の上に熱伝導性層２２を貼り付け、表面保護シート層２３は設けない構成である。熱伝導性層２２には、アクリル系の放熱材を用いた。トナーには、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を主成分とするトナーを用いた。そして、条件１における受熱部２０の最表面層である熱伝導性層２２上にトナーを付着させて放置後、トナーの状態を観察した。その結果、トナーの粒子はほとんど確認することができず、トナーのバインダー樹脂と熱伝導性層２２とが相溶状態であった。
【００３９】
次に、条件２の受熱部２０は、冷却部２１の上に熱伝導性層２２を貼り付け、更に熱伝導性層２２の上に表面保護シート層２３を設けた構成である。熱伝導性層２２にはアクリル系の放熱材を用い、表面保護シート層２３にはオレフィン系のテープを用いて、表面保護シート層２３をアクリル系粘着材により熱伝導性層２２に貼り付けた。トナーには、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を主成分とするトナーを用いた。そして、条件２における受熱部２０の最表面層である表面保護シート層２３上にトナーを付着させて放置後、トナーの状態を観察した。その結果、条件１と同様にトナーの粒子はほとんど確認することができず、トナーのバインダー樹脂と表面保護シート層２３とが相溶状態であった。また、ブラシクリーニング、吸引クリーニング、または、クリーニング液を用いた拭き取りの清掃方法で表面保護シート層２３からトナーの除去を行ったが、表面保護シート層２３にトナーが固着していて取り除くことはできなかった。
【００４０】
最後に、条件３の受熱部２０は、条件２と同様に冷却部２１の上に熱伝導性層２２を貼り付け、更に熱伝導性層２２の上に表面保護シート層２３を設けた構成である。熱伝導性層２２にはアクリル系の放熱材を用い、表面保護シート層２３には厚さ３０［μｍ］のポリイミドフィルムを用いて、表面保護シート層２３をアクリル系接着材により熱伝導性層２２に貼り付けた。トナーには、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を主成分とするトナーを用いた。そして、条件３における受熱部２０の最表面層である表面保護シート層２３上にトナーを付着させて放置後、トナーの状態を観察した。その結果、放置前と同様にトナーは粒子状態で存在していた。また、ブラシクリーニング、吸引クリーニング、または、クリーニング液を用いた拭き取りの清掃方法で表面保護シート層２３からトナーの除去を行ったところ、いずれの方法においても容易に表面保護シート層２３からトナーを取り除くことができた。
【００４１】
本構成例においては、熱伝導性層２２としてアクリル系の放熱材を用いたが、シリコーン系材料など他の材料も用いることができる。
【００４２】
［構成例２］
図１及び図４を用いて、構成例２に係る冷却装置について説明する。図４は本発明の構成例２に係る冷却装置の受熱部２０の構成を示す概略断面図である。
【００４３】
図４において、受熱部２０は冷却部２１の受熱面に冷却対象物３０からの熱を伝えるための熱伝導率の高い熱伝導性層２２が設けられ、更に、熱伝導性層２２の上にはトナーのバインダー樹脂と非相溶である表面保護シート層２３が設けられている。表面保護シート層２３としては、トナーのバインダー樹脂と非相溶である厚さ３０［μｍ］のポリイミドフィルムが用いられている。
【００４４】
図４からわかるように、表面保護シート層２３の表面積は熱伝導性層２２の表面積より大きく、熱伝導性層２２を覆い隠すように表面保護シート層２３が熱伝導性層２２の上に設けられるとともに、表面保護シート層２３の端部周りの面が直接、冷却部２１の受熱面に貼り付けられている。これより、熱伝導性層２２の端面は表面保護シート層２３により保護され外部に露出せず、トナーが飛散しても熱伝導性層２２の端面にトナーが付着しない構成になっている。
【００４５】
なお、その他の受熱部２０の構成及び機能については、構成例１と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
ここで、本願発明者らは、図１に示す構成において、熱伝導性層２２の端面付近にトナーを付着させ保存後の状態を確認した。この際に用いた受熱部２０は、冷却部２１の上に熱伝導性層２２を貼り付け、更に熱伝導性層２２の上に表面保護シート層２３を設けた構成である。熱伝導性層２２にはアクリル系の放熱材を用い、表面保護シート層２３には厚さ３０［μｍ］のポリイミドフィルムを用いて、表面保護シート層２３をアクリル系接着材により熱伝導性層２２に貼り付けた。トナーには、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を主成分とするトナーを用いた。そして、熱伝導性層２２の端面付近にトナーを付着させて放置後、トナーの状態を観察した。その結果、熱伝導性層２２の端面にはトナーのバインダー樹脂が相溶した状態で付着していた。このような状態で受熱部２０と冷却対象物３０との着脱を繰り返し行ったところ、熱伝導性層２２の端面が欠け、更には、その周囲の熱伝導性層２２や表面保護シート層２３の一部が剥がれた。
【００４７】
これに対し、図４に示す構成においては、熱伝導性層２２の端面にトナーが付着することはないので、上述したような熱伝導性層２２の端面にトナーのバインダー樹脂が相溶することで生じ得る熱伝導性層２２や表面保護シート層２３の劣化を抑制することができる。ただし、長期間使用した場合、冷却部２１に貼られた表面保護シート層２３の周囲部が剥がれる可能性があるため、この箇所を押圧して保持する方法を取ることが好ましい。
【００４８】
［構成例３］
図１及び図５を用いて、構成例３に係る冷却装置について説明する。図５は本発明の構成例３に係る冷却装置の受熱部２０の構成を示す概略断面図である。
【００４９】
図５において、受熱部２０は冷却部２１の受熱面に冷却対象物３０からの熱を伝えるための熱伝導率の高い熱伝導性層２２が設けられ、更に、熱伝導性層２２の上にはトナーのバインダー樹脂と非相溶である表面保護シート層２３が設けられている。表面保護シート層２３としては、トナーのバインダー樹脂と非相溶である厚さ３０［μｍ］のポリイミドフィルムが用いられており、表面保護シート層２３をアクリル系接着材により熱伝導性層２２に貼り付けられている。
【００５０】
更に、熱伝導性層２２及び表面保護シート層２３の周囲には、熱伝導性層２２の端面や表面保護シート層２３の端面と接しつつ取り囲むように、端面保護部材２４が冷却部２１の受熱面上に設けられている。これにより、トナーが飛散しても端面保護部材２４によって外部に露出がなされない熱伝導性層２２の端面や表面保護シート層２３の端面にトナーが付着しない構成になっている。
【００５１】
なお、その他の受熱部２０の構成及び機能については、構成例１と同様であるので説明を省略する。
【００５２】
［構成例４］
図１及び図６を用いて、構成例４に係る冷却装置について説明する。図６は本発明の構成例４に係る冷却装置の受熱部２０の構成を示す概略断面図である。
【００５３】
図１において、受熱部２０は冷却部２１の受熱面に冷却対象物３０からの熱を伝えるための熱伝導率の高い熱伝導性層２２が設けられ、更に、熱伝導性層２２の上にはトナーのバインダー樹脂と非相溶である表面保護シート層２３が設けられている。
【００５４】
表面保護シート層２３としては、トナーのバインダー樹脂と非相溶である厚さ５０［μｍ］のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが用いられ、この表面保護シート層２３を設けることにより、冷却対象物３０に対する受熱部２０の着脱時における離形成を良くし、更に粘着性のある熱伝導性層２２の剥がれや破れを防止して耐久性を向上させている。表面保護シート層２３に用いられるＰＥＴフィルムは、可塑効果のある添加剤等の含有でトナーのバインダー樹脂が相溶しないものである必要がある。また、表面保護シート層２３にＰＥＴフィルムを用いることにより低コスト化を図ることができる。
【００５５】
表面保護シート層２３の厚さが厚くなると熱伝導率が悪く、冷却効率が低下する。反対に表面保護シート層２３の厚さが薄くなると耐久性が悪く、冷却対象物３０に対して受熱部２０を繰り返し着脱することによって剥がれや破れが起こる。また、表面保護シート層２３を熱伝導性層２２へ貼り付けたときや、冷却対象物３０に対して受熱部２０を繰り返し着脱したときに、表面保護シート層２３にしわや折れが生じることもある。そのため、表面保護シート層２３の厚さとしては、耐久性や熱伝導率を考慮して１０［μｍ］から５０［μｍ］程度が好ましい。
【００５６】
なお、その他の構成及び機能については、構成例１と同様であるので説明を省略する。
【００５７】
本願発明者らは、表２に示すように、表面保護シート層２３やトナーのバインダー樹脂の条件を変えて受熱部２０の最表面層にトナーを付着させ保存後の状態を確認した。
【００５８】
【表２】
2011180573.tif 000004
【００５９】
条件４の受熱部２０は、冷却部２１の上に熱伝導性層２２を貼り付け、更に熱伝導性層２２の上に表面保護シート層２３を設けた構成である。熱伝導性層２２にはアクリル系の放熱材を用い、表面保護シート層２３には厚さ３０［μｍ］のポリイミドフィルムを用いて、表面保護シート層２３をアクリル系接着材により熱伝導性層２２に貼り付けた。トナーには、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を主成分とするトナーを用いた。そして、条件４における受熱部２０の最表面層である表面保護シート層２３上にトナーを付着させて放置後、トナーの状態を観察した。その結果、放置前と同様にトナーは粒子状態で存在していた。また、ブラシクリーニング、吸引クリーニング、または、クリーニング液を用いた拭き取りの清掃方法で表面保護シート層２３からトナーの除去を行ったところ、いずれの方法においても容易に表面保護シート層２３からトナーを取り除くことができた。
【００６０】
また、条件５は、条件４に対してトナーのバインダー樹脂の条件だけを変化させ、具体的には、バインダー樹脂としてスチレンアクリル系樹脂を主成分とするトナーを用いて同様の確認を行った。その結果、条件４と同様の結果が得られた。
【００６１】
次に、条件６の受熱部２０は、条件４と同様に冷却部２１の上に熱伝導性層２２を貼り付け、更に熱伝導性層２２の上に表面保護シート層２３を設けた構成である。熱伝導性層２２にはアクリル系の放熱材を用い、表面保護シート層２３には厚さ５０［μｍ］のＰＥＴフィルムを用いて、表面保護シート層２３をアクリル系接着材により熱伝導性層２２に貼り付けた。トナーには、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を主成分とするトナーを用いた。そして、条件５における受熱部２０の最表面層である表面保護シート層２３上にトナーを付着させて放置後、トナーの状態を観察した。その結果、放置前と同様にトナーは粒子状態で存在していた。また、ブラシクリーニング、吸引クリーニング、または、クリーニング液を用いた拭き取りの清掃方法で表面保護シート層２３からトナーの除去を行ったところ、いずれの方法においても表面保護シート層２３からトナーを容易に取り除くことができた。
【００６２】
また、条件７は、条件６に対してトナーのバインダー樹脂の条件だけを変化させ、具体的には、バインダー樹脂としてスチレンアクリル系樹脂を主成分とするトナーを用いて同様の確認を行った。その結果、条件６と同様の結果が得られた。
【００６３】
本実施形態においては、表面保護シート層２３としてトナーのバインダー樹脂と非相溶であるポリイミドフィルムやＰＥＴフィルムを用いたが、これに限るものではない。すなわち、可塑効果のある添加剤等を含有しないトナーのバインダー樹脂と非相溶であり熱伝導性が高く、冷却対象物３０に対する受熱部２０の繰り返しの着脱に耐えるものであれば用いることができる。更に、表面保護シート層２３に熱異方性のあるシートを用い、面方向の熱伝導率よりも厚み方向の熱伝導率のほうを高くすることにより、表面保護シート層２３の面方向への熱拡散を抑え、受熱部２０と冷却対象物３０との熱交換を効率良く行うことができる。
【００６４】
以上、本実施形態によれば、冷却対象物３０に対して接離可能に設けられ冷却対象物から熱を受ける受熱部２０と、受熱部２０が受熱した熱を放出する放熱部であるラジエータ５４と、受熱部２０の冷却対象物３０に対向する側の面と冷却対象物３０の受熱部２０に対向する側の面との少なくとも一方に設けられた熱伝導性部材である熱伝導性層２２と、熱伝導性層２２上に設けられ熱伝導性層２２を保護する保護部材である表面保護シート層２３とを有する、画像形成装置に用いられる冷却装置５０において、表面保護シート層２３は、画像形成装置で用いられるトナーのバインダー樹脂に対して非相溶性を有する。これにより、表面保護シート層２３にトナーが付着しても表面保護シート層２３とトナーのバインダー樹脂とが相溶しないので、表面保護シート層２３とトナーのバインダー樹脂とが相溶することで表面保護シート層２３が劣化することを抑制できる。よって、表面保護シート層２３の劣化が抑えられる分、表面保護シート層２３による熱伝導性層２２の保護機能を維持することができる。したがって、熱伝導性層２２の劣化を抑制することができ、長期間にわたって冷却装置の受熱部２０の冷却性能を維持できると共に、熱伝導性層２２を長期間にわたって交換することなく使用することができる。
また、本実施形態によれば、表面保護シート層２３として、ポリエステル系樹脂またはスチレン−アクリル系樹脂に対して非相溶性を有する部材を用いることで、画像形成装置で用いられるトナーに、バインダー樹脂としてポリエステル系樹脂を主成分とするトナーや、バインダー樹脂としてスチレンアクリル系樹脂を主成分とするトナーを用いた場合に、表面保護シート層２３にトナーが付着しても表面保護シート層２３とトナーのバインダー樹脂とが相溶しないので、表面保護シート層２３とトナーのバインダー樹脂とが相溶することで表面保護シート層２３が劣化することを抑制できる。
また、本実施形態によれば、表面保護シート層２３は熱伝導性層２２を覆い隠すように受熱部２０に設けられていることで、熱伝導性層２２の端面にトナーが付着するのを抑え、熱伝導性層２２の端部の劣化を抑制することができる。よって、より長期間にわたって冷却装置の受熱部２０の冷却性能を維持できると共に、熱伝導性層をより長期間にわたって交換することなく使用することができる。
また、本実施形態によれば、熱伝導性層２２の端面を保護する端面保護部材２４を、冷却対象物３０または受熱部２０に設けたことで、端面保護部材２４により熱伝導性層２２の端面にトナーが付着するのが抑えられ、熱伝導性層２２の端部の劣化を抑制することができる。よって、より長期間にわたって冷却装置の受熱部２０の冷却性能を維持できると共に、熱伝導性層をより長期間にわたって交換することなく使用することができる。
また、本実施形態によれば、表面保護シート層２３としてＰＥＴ部材であるＰＥＴシートを用いることで、低コストのシートを用いることができるので、装置のコストを抑えることができる。
また、本実施形態によれば、表面保護シート層２３は、自身の厚み方向に熱伝導性繊維が配向された熱異方性伝熱層であることで、冷却対象物３０の熱を受熱部２０に効率良く伝えることができるので、受熱部２０による冷却対象物３０の冷却性能を高めることができる。
また、本実施形態によれば、受熱部２０とラジエータ５４との間を冷却液１が循環可能なように受熱部２０とラジエータ５４とを連通する冷却液循環路形成部材である送液チューブ５５と、冷却液１を循環させる送液部であるポンプ５２と、を有する液冷方式の冷却装置であることで、装置内の冷却対象物３０の熱を内部に冷却液１が流れる受熱部２０で受熱して、その熱をラジエータ５４から装置外に放出するので、装置内の局所冷却を行なうことができる。また、冷却箇所に冷却ファンを用いないので、トナー飛散の低減や静音化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、像担持体である感光体７１と、感光体７１上に画像信号に応じて選択的に潜像を形成する潜像形成手段である光書き込み装置７２と、感光体７１上に形成された潜像をトナーによって現像する現像手段である現像装置７３と、少なくとも光書き込み装置７２または現像装置７３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、本発明の冷却装置を用いることにより、長期間にわたって冷却装置の受熱部２０の冷却性能を維持できると共に、熱伝導性層を長期間にわたって交換することなく使用することができる。特に、液冷方式の冷却装置を用いることで装置内の冷却対象物３０の熱を内部に冷却液１が流れる受熱部２０で受熱して、その熱をラジエータ５４から装置外に放出するので、装置内の局所冷却を行なうことができる。また、冷却箇所に冷却ファンを用いないので、画像形成装置内でのトナー飛散の低減や静音化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１      冷却液
７      定着装置
８      排紙収容部
１０    冷却ローラ
２０    受熱部
２１    冷却部
２２    熱伝導性層
２３    表面保護シート層
２４    端面保護部材
３０    冷却対象物
５０    冷却装置
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
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    光書き込み装置
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２００８−２７７６８４号公報
【図１】
2011180573.tif 000005
【図２】
2011180573.tif 000006
【図３】
2011180573.tif 000007
【図４】
2011180573.tif 000008
【図５】
2011180573.tif 000009
【図６】
2011180573.tif 000010