(57)【要約】【課題】冷却ローラの長手方向の温度差を低減することができる冷却装置、及び、その冷却装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】シート状部材を冷却する冷却ローラを備えた冷却装置において、冷却ローラは、外管内に内管を内包し、外管と内管との隙間を冷却媒体が流れる外側流路、及び、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り、内管の冷却ローラ長手方向途中に外側流路と内側流路とを連通する開口を設けており、冷却媒体供給回収手段によって供給された冷却媒体が内側流路を流れ前記開口を通って外側流路に流れ込み少なくとも冷却ローラの一端側に向かって流れる第１の経路と、冷却媒体供給回収手段によって供給された冷却媒体が内側流路を流れ前記開口を通って外側流路に流れ込み少なくとも冷却ローラの他端側に向かって流れる第２の経路とが形成されるように構成した。【選択図】図１
2011034008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材に接することでシート状部材を冷却する冷却ローラと、
該冷却ローラに設けられた供給口から冷却ローラ内に冷却媒体を供給し、該冷却ローラに設けられた排出口から冷却ローラ外に排出された冷却媒体を回収する冷却媒体供給回収手段と、を備えた冷却装置において、
前記冷却ローラは、外管内に内管を内包し、該外管と該内管との隙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り、前記内管の冷却ローラ長手方向途中に前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口を設けており、
前記冷却媒体供給回収手段によって供給された冷却媒体が前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み少なくとも前記冷却ローラの一端側に向かって流れる第１の経路と、前記冷却媒体供給回収手段によって供給された冷却媒体が前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み少なくとも前記冷却ローラの他端側に向かって流れる第２の経路とが形成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２】
請求項１の冷却装置において、
上記開口が上記内管の冷却ローラ長手方向の略中央部に形成されており、
上記冷却ローラの一端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第１の供給口と、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に前記冷却媒体を排出する第１の排出口とを設け、
前記冷却ローラの他端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第２の供給口と、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に前記冷却媒体を排出する第２の排出口とを設けており、
前記第１の供給口から供給された冷却媒体は上記第１の経路で前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み前記一端側と前記他端側との少なくとも一方に向かって流れ前記第１の排出口と前記第２の排出口との少なくとも一方から排出され、
前記第２の供給口から供給された冷却媒体は上記第２の経路で前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み前記一端側と前記他端側との少なくとも一方に向かって流れ前記第１の排出口と前記第２の排出口との少なくとも一方から排出されることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１の冷却装置において、
上記開口が上記内管の冷却ローラ長手方向の略中央部に形成されており、
上記冷却ローラの一端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第１の供給口を設け、
前記冷却ローラの他端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第２の供給口を設け、
上記冷却ローラの一端側と他端側とのどちらか一方に、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に上記冷却媒体を排出する排出口を設けており、
前記第１の供給口から供給された冷却媒体は上記第１の経路で前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み前記一端側または前記他端側に向かって流れ前記排出口から排出され、
前記第２の供給口から供給された冷却媒体は上記第２の経路で前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み前記一端側または前記他端側に向かって流れ前記排出口から排出されることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１の冷却装置において、
上記冷却ローラ内を冷却ローラ長手方向途中で２つの領域に仕切る仕切り壁を有し、
上記冷却ローラの一端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第１の供給口と、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に前記冷却媒体を排出する第１の排出口とを設け、
前記冷却ローラの他端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第２の供給口と、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に前記冷却媒体を排出する第２の排出口とを設けており、
前記第１の供給口から供給された冷却媒体は上記第１の経路で前記内側流路を流れ前記仕切り壁で折り返されて前記仕切り壁よりも前記一端側にある前記外側流路に流れ込み前記第１の排出口から排出され、
前記第２の供給口から供給された冷却媒体は上記第２の経路で前記内側流路を流れ前記仕切り壁で折り返されて前記仕切り壁よりも前記他端側にある前記外側流路に流れ込み前記第２の排出口から排出されることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項４の冷却装置において、
上記第１の経路と上記第２の経路との冷却ローラ長手方向途中で上記仕切り壁によって折り返される位置が、前記冷却ローラの周方向で段階的または連続的にことな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、
上記冷却ローラの両端それぞれに、上記外管を回転可能に支持し、上記内管を固定支持する支持手段を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４または５の冷却装置において、
上記冷却ローラの両端それぞれに、上記外管及び上記内管を回転可能に支持する支持手段を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項２または３の冷却装置において、
前記開口の近傍に前記内側流路から前記開口を通して前記外側流路に冷却媒体を導くガイド壁を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項２または３の冷却装置において、
上記開口を上記内管の長手方向で異なる位置に複数形成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置において、
シート状部材の冷却ローラ長手方向に直交する方向の幅の略中央が、上記第１の経路で前記内側流路から前記外側流路に冷却媒体が流れ込む位置、及び、上記第２の経路で前記内側流路から前記外側流路に冷却媒体が流れ込む位置、の近傍を通ることを特徴とする冷却装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置において、
シート状部材の冷却ローラ長手方向に直交する方向の幅が、上記第１の経路の前記外側流路と上記第２の経路の前記外側流路とのどちらかの冷却ローラ長手方向の幅よりも狭い場合には、シート状部材の前記幅よりも前記冷却ローラ長手方向の幅が広い上記第１の経路上または上記第２の経路上でシート状部材が搬送され、シート状部材が搬送される側の流路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１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、
上記第１の経路及び上記第２の経路に流す冷却媒体の送液を１つの送液手段で行うことを特徴とする冷却装置。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、
上記第１の経路に流す冷却媒体と上記第２の経路に流す冷却媒体とを別個の送液手段で行うことを特徴とする冷却装置。
【請求項１４】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の冷却装置において、
上記第１の経路と上記第２の経路とに流す冷却媒体の流量を調整する流量調整手段を有しており、
前記流量調整手段によって前記第１の経路に流す冷却媒体の流量と前記第２の経路に流す冷却媒体の流量とを同一にすることを特徴とする冷却装置。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、
上記前記第１の経路と上記第２の経路とに流す冷却媒体の流量を調整する流量調整手段と、
上記第１の経路及び上記第２の経路を流れる冷却媒体の温度を検知する温度検知手段とを有し、
前記温度検知手段によって前記検知した冷却媒体の温度に基づいて、前記第１の経路上及び前期第２の経路上の冷却効率が同一になるように、前記流量調整手段によって前記第１の経路に流す冷却媒体の流量と前記第２の経路に流す冷却媒体の流量とを調整することを特徴とする冷却装置。
【請求項１６】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、
冷却媒体の熱を外部に放熱する放熱手段と、
該放熱手段に送風する冷却ファンと、
該冷却ファンの風量を制御する風量制御手段と、
上記第１の経路及び上記第２の経路を流れる冷却媒体の温度を検知する温度検知手段とを有し、
前記温度検知手段によって検知した冷却媒体の温度に基づいて、前記第１の経路及び前記第２の経路を流れる冷却媒体の温度が同一になるように、前記風量制御手段によって前記冷却ファンの風量を制御することを特徴とする冷却装置。
【請求項１７】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、
上記前記第１の経路と上記第２の経路とに流す冷却媒体の流量を調整する流量調整手段と、
上記第１の経路上及び上記第２の経路上における冷却ローラ表面近傍の温度を検知する温度検知手段とを有し、
前記温度検知手段によって検知した冷却ローラ表面近傍の温度に基づいて、前記第１の経路上及び前記第２の経路上の冷却ローラ表面近傍の温度が同一になるように、前記流量調整手段によって前記第１の経路に流す冷却媒体の流量と前記第２の経路に流す冷却媒体の流量とを調整することを特徴とする冷却装置。
【請求項１８】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、
冷却媒体の熱を外部に放熱する放熱手段と、
該放熱手段に送風する冷却ファンと、
該冷却ファンの風量を制御する風量制御手段と、
上記第１の経路上及び上記第２の経路上における冷却ローラ表面近傍の温度を検知する温度検知手段とを有し、
前記温度検知手段によって検知した冷却ローラ表面近傍の温度に基づいて、前記第１の経路上及び前記第２の経路上の冷却ローラ表面近傍の温度が同一になるように、前記風量制御手段によって前記冷却ファンの風量を制御することを特徴とする冷却装置。
【請求項１９】
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、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８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、シート状部材を冷却する冷却装置、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媒体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。トナーの溶融温度はもっと低いので、熱定着装置通過直後の時点ではトナーは少し軟らかいままであり、用紙が冷えるまでは、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り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効率に差が生じるといった問題が生じる。
【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、冷却ローラの長手方向の温度差を低減することができる冷却装置、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、シート状部材に接することでシート状部材を冷却する冷却ローラと、該冷却ローラに設けられた供給口から冷却ローラ内に冷却媒体を供給し、該冷却ローラに設けられた排出口から冷却ローラ外に排出された冷却媒体を回収する冷却媒体供給回収手段と、を備えた冷却装置において、前記冷却ローラは、外管内に内管を内包し、該外管と該内管との隙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り、前記内管の冷却ローラ長手方向途中に前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口を設けており、前記冷却媒体供給回収手段によって供給された冷却媒体が前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み少なくとも前記冷却ローラの一端側に向かって流れる第１の経路と、前記冷却媒体供給回収手段によって供給された冷却媒体が前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み少なくとも前記冷却ローラの他端側に向かって流れる第２の経路とが形成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２の発明は、請求項１の冷却装置において、上記開口が上記内管の冷却ローラ長手方向の略中央部に形成されており、上記冷却ローラの一端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第１の供給口と、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に前記冷却媒体を排出する第１の排出口とを設け、前記冷却ローラの他端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第２の供給口と、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に前記冷却媒体を排出する第２の排出口とを設けており、前記第１の供給口から供給された冷却媒体は上記第１の経路で前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み前記一端側と前記他端側との少なくとも一方に向かって流れ前記第１の排出口と前記第２の排出口との少なくとも一方から排出され、前記第２の供給口から供給された冷却媒体は上記第２の経路で前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み前記一端側と前記他端側との少なくとも一方に向かって流れ前記第１の排出口と前記第２の排出口との少なくとも一方から排出され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の冷却装置において、上記開口が上記内管の冷却ローラ長手方向の略中央部に形成されており、上記冷却ローラの一端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第１の供給口を設け、前記冷却ローラの他端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第２の供給口を設け、上記冷却ローラの一端側と他端側とのどちらか一方に、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に上記冷却媒体を排出する排出口を設けており、前記第１の供給口から供給された冷却媒体は上記第１の経路で前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み前記一端側または前記他端側に向かって流れ前記排出口から排出され、前記第２の供給口から供給された冷却媒体は上記第２の経路で前記内側流路を流れ前記開口を通って前記外側流路に流れ込み前記一端側または前記他端側に向かって流れ前記排出口から排出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の冷却装置において、上記冷却ローラ内を冷却ローラ長手方向途中で２つの領域に仕切る仕切り壁を有し、上記冷却ローラの一端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第１の供給口と、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に前記冷却媒体を排出する第１の排出口とを設け、前記冷却ローラの他端側に、該冷却ローラ内に上記冷却媒体を供給する第２の供給口と、前記冷却ローラ内から冷却ローラ外に前記冷却媒体を排出する第２の排出口とを設けており、前記第１の供給口から供給された冷却媒体は上記第１の経路で前記内側流路を流れ前記仕切り壁で折り返されて前記仕切り壁よりも前記一端側にある前記外側流路に流れ込み前記第１の排出口から排出され、前記第２の供給口から供給された冷却媒体は上記第２の経路で前記内側流路を流れ前記仕切り壁で折り返されて前記仕切り壁よりも前記他端側にある前記外側流路に流れ込み前記第２の排出口から排出され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４の冷却装置において、上記第１の経路と上記第２の経路との冷却ローラ長手方向途中で上記仕切り壁によって折り返される位置が、前記冷却ローラの周方向で段階的または連続的にことな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、上記冷却ローラの両端それぞれに、上記外管を回転可能に支持し、上記内管を固定支持する支持手段を設け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または５の冷却装置において、上記冷却ローラの両端それぞれに、上記外管及び上記内管を回転可能に支持する支持手段を設けた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２または３の冷却装置において、前記開口の近傍に前記内側流路から前記開口を通して前記外側流路に冷却媒体を導くガイド壁を設けた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２または３の冷却装置において、上記開口を上記内管の長手方向で異なる位置に複数形成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置において、シート状部材の冷却ローラ長手方向に直交する方向の幅の略中央が、上記第１の経路で前記内側流路から前記外側流路に冷却媒体が流れ込む位置、及び、上記第２の経路で前記内側流路から前記外側流路に冷却媒体が流れ込む位置、の近傍を通ることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置において、シート状部材の冷却ローラ長手方向に直交する方向の幅が、上記第１の経路の前記外側流路と上記第２の経路の前記外側流路とのどちらかの冷却ローラ長手方向の幅よりも狭い場合には、シート状部材の前記幅よりも前記冷却ローラ長手方向の幅が広い上記第１の経路上または上記第２の経路上でシート状部材が搬送され、シート状部材が搬送される側の流路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１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、上記第１の経路及び上記第２の経路に流す冷却媒体の送液を１つの送液手段で行うことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、上記第１の経路に流す冷却媒体と上記第２の経路に流す冷却媒体とを別個の送液手段で行うことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の冷却装置において、上記第１の経路と上記第２の経路とに流す冷却媒体の流量を調整する流量調整手段を有しており、前記流量調整手段によって前記第１の経路に流す冷却媒体の流量と前記第２の経路に流す冷却媒体の流量とを同一にすることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、上記前記第１の経路と上記第２の経路とに流す冷却媒体の流量を調整する流量調整手段と、上記第１の経路及び上記第２の経路を流れる冷却媒体の温度を検知する温度検知手段とを有し、前記温度検知手段によって前記検知した冷却媒体の温度に基づいて、前記第１の経路上及び前期第２の経路上の冷却効率が同一になるように、前記流量調整手段によって前記第１の経路に流す冷却媒体の流量と前記第２の経路に流す冷却媒体の流量とを調整することを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、冷却媒体の熱を外部に放熱する放熱手段と、該放熱手段に送風する冷却ファンと、該冷却ファンの風量を制御する風量制御手段と、上記第１の経路及び上記第２の経路を流れる冷却媒体の温度を検知する温度検知手段とを有し、前記温度検知手段によって検知した冷却媒体の温度に基づいて、前記第１の経路及び前記第２の経路を流れる冷却媒体の温度が同一になるように、前記風量制御手段によって前記冷却ファンの風量を制御することを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、上記前記第１の経路と上記第２の経路とに流す冷却媒体の流量を調整する流量調整手段と、上記第１の経路上及び上記第２の経路上における冷却ローラ表面近傍の温度を検知する温度検知手段とを有し、前記温度検知手段によって検知した冷却ローラ表面近傍の温度に基づいて、前記第１の経路上及び前記第２の経路上の冷却ローラ表面近傍の温度が同一になるように、前記流量調整手段によって前記第１の経路に流す冷却媒体の流量と前記第２の経路に流す冷却媒体の流量とを調整することを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の冷却装置において、冷却媒体の熱を外部に放熱する放熱手段と、該放熱手段に送風する冷却ファンと、該冷却ファンの風量を制御する風量制御手段と、上記第１の経路上及び上記第２の経路上における冷却ローラ表面近傍の温度を検知する温度検知手段とを有し、前記温度検知手段によって検知した冷却ローラ表面近傍の温度に基づいて、前記第１の経路上及び前記第２の経路上の冷却ローラ表面近傍の温度が同一になるように、前記風量制御手段によって前記冷却ファンの風量を制御することを特徴とするものである。
また、請求項１９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、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８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、上記第１の経路で内側流路を流れ内管の冷却ローラ長手方向途中に形成された開口から外側流路に流れ込み前記開口から冷却ローラの一端側に向かって流れる冷却媒体と、上記第２の経路で内側流路を流れ内管の冷却ローラ長手方向途中に形成された開口から外側流路に流れ込み前記開口から冷却ローラの他端側に向かって流れる冷却媒体とにより、冷却ローラが冷却される。これにより、第１の経路の外側流路を流れる冷却媒体と第２の経路の外側流路を流れる冷却媒体それぞれが冷却ローラから受熱する熱量は、冷却ローラの長手方向で冷却媒体を一端側から他端側へ一方向に一つの経路で行う構成よりも少なくなる。よって、その分、第１の経路の外側流路を流れる冷却媒体と第２の経路の外側流路を流れる冷却媒体それぞれの温度上昇が抑えられるので、冷却ローラの長手方向で冷却媒体を一端側から他端側へ一方向に一つの経路で行う構成よりも、冷却ローラの長手方向の温度差を低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上、本発明によれば、冷却ローラの長手方向の温度差を低減することが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】冷却ローラを備えた冷却装置の一例の概略図。
【図２】一般に用いられている回転管継手手段を取り付けた冷却ローラの概略断面図。
【図３】構成例１に係る冷却ローラの概略構成図。
【図４】構成例１に係る冷却ローラの概略断面図。
【図５】構成例１に係る他の冷却ローラの概略断面図。
【図６】（ａ）構成例２に係る冷却ローラの概略断面図。（ｂ）構成例２に係る冷却ローラの内管の拡大図。
【図７】（ａ）構成例３に係る冷却ローラの概略断面図。（ｂ）構成例３に係る冷却ローラの内管の拡大図。
【図８】構成例２の変形例に係る冷却ローラの概略断面図。
【図９】（ａ）構成例４に係る冷却ローラの概略断面図。（ｂ）構成例４に係る冷却ローラの内管の拡大図。
【図１０】（ａ）構成例５に係る冷却ローラの概略断面図。（ｂ）構成例５に係る冷却ローラの内管の拡大図。
【図１１】（ａ）構成例６に係る冷却ローラの概略断面図。（ｂ）構成例６に係る冷却ローラの内管の拡大図。
【図１２】構成例６に係る冷却ローラの長手方向から見た断面図。
【図１３】（ａ）構成例７に係る冷却ローラの概略断面図。（ｂ）構成例７に係る冷却ローラの内管の拡大図。
【図１４】構成例７に係る他の冷却ローラの概略断面図。
【図１５】（ａ）構成例８に係る冷却ローラの概略断面図。（ｂ）構成例８に係る冷却ローラの内管の拡大図。
【図１６】構成例９に係る冷却ローラの概略断面図。
【図１７】冷却ローラに対する用紙の通紙位置の説明に用いる図。
【図１８】１つの送液手段で冷却液を送液する場合の冷却循環装置の模式図。
【図１９】２つの送液手段で冷却液を送液する場合の冷却循環装置の模式図。
【図２０】タンク内に冷却液の温度を検知する温度検知手段を設けた冷却循環装置の模式図。
【図２１】外管内部に冷却ローラの表面近傍の温度を検知する温度検知手段が設けられた冷却ローラの概略断面図。
【図２２】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２３】一端側にだけ回転管継手手段１１を取り付けた冷却ローラの概略断面図。
【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そ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１は、用紙搬送の働きをも担う本発明の冷却ローラ１０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１０が圧接されており、冷却ローラ１０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１０、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１０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１０の内部は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１０内に供給され冷却ローラ１０内を循環した後に冷却液が冷却ローラ１０内から排出される。用紙Ｐは、冷却ローラ１０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１０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】
なお後述するが、冷却ローラ１０は、回転管継手手段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などの冷却液循環手段と送液チューブ５５により連通/連結され、封入した冷却液が冷却ローラ１０内を流れることで冷却ローラ１０が冷却される。
【００１６】
次に図２を用いて、本発明の基本構成となる一般に用いられている回転管継手手段１１（ロータリージョイント）を取り付けた冷却ローラ１０の概略断面図の一例について説明する。
【００１７】
図２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、少なくとも外管１４が回転する。外管１４は、軸付のフランジ１０ｃと、軸受け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の軸受け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。
【００１８】
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１１ｋと嵌合部１１ｃとを有するロータ１１ｊが取り付けられる。フランジ１０ｄとロータ１１ｊそれぞれの平行ネジ部１０ｈ，１１ｋ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。
【００１９】
ロータ１１ｊは回転管継手手段１１の構成部品であり、間隔をおいて設けた２箇の軸受け１１ｄとの嵌合関係で回転自在に回転管継手手段１１のケーシング１１ｅに支持されている。
【００２０】
ロータ１１ｊ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/取り付けであるため、ロータ１１ｊ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１１ｊ及びフランジ１０ｄを介して、回転管継手手段１１のケーシング３５ｅ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１１ｊ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。
【００２１】
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。
【００２２】
図２に示すように、内管１５の回転管継手手段１１側の一端側を回転しないように回転管継手手段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の回転管継手手段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に軸受け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。また、フランジ１０ｃ、軸受け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。
【００２３】
以上の構成により、冷却ローラ１０の一端側では、回転管継手手段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、そして回転管継手手段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。
【００２４】
内管１５のフランジ１０ｃ側の外周壁には開口孔１０ｋが形成されおり、内管１５の回転管継手手段１１側の端面には断面孔１０ｍが形成されている。回転管継手手段１１の給水口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、回転管継手手段１１内を通って排水口１３から外部に排出される。
【００２５】
冷却液の流路は矢印で示すように、先ず回転管継手手段１１内に供給された冷却液は、内管１５内を軸方向に流れ、内管１５の軸方向フランジ１０ｃ側端部まで行く。なお、図２においては、回転管継手手段１１の給水口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１１ｊ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１０ｃ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、回転管継手手段１１のケーシング１１ｅに形成された排水口１３から回転管継手手段１１の外部に冷却液が排出される。なお、図２においては、開口孔１０ｋから上記外側流路を通って排水口１３までの冷却液の流路を復流路とする。
【００２６】
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、回転管継手手段１１を介して後述する冷却液循環手段と閉ループの流路を形成して冷却液を循環させる。
【００２７】
［構成例１］
次に、構成例１に係る冷却ローラ１０を図３に示す。図３は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、冷却ローラ１０の軸方向で２つの独立した経路１２を設けた冷却ローラ１０の概略断面図である。
【００２８】
以下、第１の回転管継手手段１１ａおよび経路１２ａ側を指すときは図番の後ろにａを付し、第２の回転管継手手段１１ｂおよび経路１２ｂ側を指すときは図番の後ろにｂを付して区別する。
【００２９】
図４において冷却液は、第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから冷却ローラ１０に供給され、内管１５ａ内の内側流路１８ａ（復流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある経路１２ａと経路１２ｂを分離する流路壁１７で折り返されて、外管１４と内管１５ａの間隙である外側流路１６ａ（往流路）を通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａから排出される。
【００３０】
同様に、冷却液は第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから冷却ローラ１０に供給され、内管１５ｂ内の内側流路１８ｂ（復流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある経路１２ａと経路１２ｂを分離する流路壁１７で折り返されて、外管１４と内管１５ｂの間隙である外側流路１６ｂ（往流路）を通り、第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００３１】
このように冷却ローラ１０は内部に往復循環する２つの独立した経路１２ａ、１２ｂを有することにより冷却ローラ１０の長手方向で冷却領域を分割し、回転管継手手段１１ａ、１１ｂを介して後述する図１８、図１９及び図２０などに示すような冷却液循環手段と閉ループの流路を形成して冷却液を循環させる。
【００３２】
次に、図２と図４とを用いて冷却ローラ１０の冷却効率について説明する。
図２に示す冷却ローラ１０には、図１８、図１９及び図２０に示すような冷却液循環手段によって冷却された冷却液が回転管継手手段１１の給水口１９から供給され、内管１５の断面孔１０ｂを通って内管１５内に流れ込んだ冷却液が内管１５内の内側流路１８（往流路）を通り、開口孔１０ｋ（通水口）を経由して、外管１４と内管１５の間隙である外側流路１６（復流路）を通り、回転管継手手段１１の排水口１３ａから排出される。このとき、外側流路１６を流れる冷却液によって外管１４が冷却される。
【００３３】
ここで、開口孔１０ｋを通って内側流路１８から外側流路１６に冷却液が流れ込む位置（図２の外側流路１６のフランジ１０ｃ側端部）では、冷却液の温度は低い状態であるが、冷却ローラ１０の表面上を図１に示す熱定着手段７を通り加熱された用紙Ｐが密着し接触しながら通過するので、外側流路１６の回転管継手手段１１側に行くほど冷却液の温度は上昇する。したがって、冷却ローラ１０（外管１４）の表面温度は冷却ローラ長手方向フランジ１０ｃ側端部で最も低く、冷却ローラ長手方向回転管継手手段１１側端部で最も高くなる。
【００３４】
よって、冷却効率は、冷却ローラ長手方向フランジ１０ｃ側端部で最も高く、冷却ローラ長手方向回転管継手手段１１側端部で最も低くなり、冷却ローラ１０の長手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。
【００３５】
図４に示す構成例１に係る冷却ローラ１０には、図１８、図１９及び図２０に示すような冷却液循環手段によって冷却された冷却液が第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから供給され、内管１５ａ内の内側流路１８ａ（往流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある経路１２ａと経路１２ｂを分離する流路壁１７で折り返されて、外管１４と内管１５ａとの間隙である外側流路１６ａ（第１の復流路）を通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａから排出される。このとき、外側流路１６ａを流れる冷却液によって流路壁１７より左側の外管１４が冷却される。
【００３６】
同様に、冷却ローラ１０には、図１８、図１９及び図２０に示すような冷却液循環手段によって冷却された冷却液が第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから供給され、内管１５ｂ内の内側流路１８ｂ（往流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある経路１２ａと経路１２ｂを分離する流路壁１７で折り返されて、外管１４と内管１５ｂの間隙である外側流路１６ｂ（第２の復流路）を通り、第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。このとき、外側流路１６ｂを流れる冷却液によって流路壁１７より右側の外管１４が冷却される。
【００３７】
ここで、流路壁１７で折り返されて内側流路１８ａ、１８ｂから外側流路１６ａ、１６ｂに冷却液が流れ込む位置では、冷却液の温度は低い状態であるが、冷却ローラ１０の表面上を図１に示す熱定着手段７を通り加熱された用紙Ｐが密着し接触しながら通過するので、外側流路１６ａの第１の回転管継手手段１１ａ側、及び、外側流路１６ｂの第２の回転管継手手段１１ｂ側に行くほど冷却液の温度は上昇する。したがって、冷却ローラ１０（外管１４）の表面温度は図２の流路壁１７側で最も低く、第１の回転管継手手段１１ａ側及び第２の回転管継手手段１１ｂ側で最も高くなる。
【００３８】
よって、冷却効率は、図４の流路壁１７付近で最も高く、第１の回転管継手手段１１ａ側及び第２の回転管継手手段１１ｂ側で最も低くなり、冷却ローラ１０の流路壁１７を境にして対称の温度勾配を持つと共に、冷却ローラ１０の幅方向の温度差を小さくすることができる。
【００３９】
また、流路壁１７を境にして経路１２ａ（第１の復流路）と経路１２ｂ（第２の復流路）に分割しているので、それぞれの外側流路１６ａ及び外側流路１６ｂで用紙Ｐの熱を受熱する量は約半分となるため、冷却液の温度上昇は低く抑えることができ、その結果、冷却効率は高くなり、また、冷却ローラ１０の長手方向の冷却効率差は小さくなる。
【００４０】
更に、一般に用紙の印字率の高い画像中央部を効率良く冷却することができるので、排紙後に積載されたときに蓄熱し易い用紙中央部のブロッキング現象をより抑制することができる。
【００４１】
次に図５は、図４に示した冷却ローラ１０に対して、冷却液を内側流路１８から外側流路１６に流れ易くするように改良を加えた冷却ローラ１０の概略断面図である。
【００４２】
図４に示した冷却ローラ１０では、内側流路１８を流れてきた冷却液は流路壁１７に衝突し、外側流路１６に流れ込みにくく、流路壁１７近傍で対流が起こることがある。そこで、流路壁１７に図５に示すような内側流路１８から外側流路１６の方向に冷却液の流れが導かれるような角度をもった流路補助壁２３ａ、２３ｂを設けている。また、同様の理由により図示していないが、流路壁１７の形状を曲率をつけた形状にしてもよい。流路壁１７に流路補助壁２３ａ、２３ｂを設けることにより、内側流路１８から外側流路１６への冷却液の流れがスムーズになり、冷却効率を上げることができる。
【００４３】
［構成例２］
次に、構成例２に係る冷却ローラ１０を図６に示す。図６（ａ）は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、経路１２ａと経路１２ｂが通水口２０を介して繋がっている構造の冷却ローラ１０の概略断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した冷却ローラ１０を図中矢印Ｘ６から見た場合の内管１５の拡大図である。
【００４４】
図６において冷却液は、第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５内の内側流路１８ａ（往流路）を通り、外管１４と内管１５との間隙である外側流路１６ａ（復流路））や外側流路１６ｂ（復流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある通水口２０を通って、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａや第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００４５】
同様に、冷却液は、第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５内の内側流路１８ｂ（往流路）を通り、外管１４と内管１５との間隙である外側流路１６ａ（復流路）や外側流路１６ｂ（復流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある通水口２０を通って、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａや第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００４６】
このように冷却ローラ１０は内部に通水口２０を介して冷却液が流れる２つの経路１２ａ、１２ｂを有することにより冷却ローラ１０の長手方向で冷却領域を分割し、第１の回転管継手手段１１ａ及び第２の回転管継手手段１１ｂを介して後述する冷却液循環手段と閉ループの流路を形成して冷却液を循環させる。内管１５をこのような簡素化した形状にすることにより、低コスト化を図ることができる。
【００４７】
冷却効果は、流路壁１７と通水口２０の折り返し及び合流から分岐の構造の違いで若干の冷却液の流れ方に差が生じる場合も考えられるが、ほぼ構成例１の冷却ローラ１０と同様の効果が得られる。
【００４８】
［構成例３］
次に、構成例３に係る冷却ローラ１０を図７に示す。図７（ａ）は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、経路１２ａと経路１２ｂは通水口２０を介して繋がっており、内管１５内の内側流路１８および給水口１９を第１の回転管継手手段１１ａと第２の回転管継手手段１１ｂとのどちらか一方の回転管継手手段１１側にのみ有する構造の冷却ローラ１０の概略断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した冷却ローラ１０を図中矢印Ｘ７から見た場合の内管１５の拡大図である。
【００４９】
図７において冷却液は、第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５内の内側流路１８ａ（復流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある通水口２０を通って、外管１４と内管１５との間隙である外側流路１６ａ（往流路）や外側流路１６ｂを通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａや第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００５０】
このように冷却ローラ１０は内部に通水口２０を介して冷却液が流れる経路１２ａと経路１２ｂを有し、外側流路１６ａ及び外側流路１６ｂにより冷却ローラ１０の長手方向で冷却領域を分割し、第１の回転管継手手段１１ａ及び第２の回転管継手手段１１ｂを介して後述する冷却液循環手段と閉ループの流路を形成して冷却液を循環させる。
【００５１】
また、給水口１９を第１の回転管継手手段１１ａと第２の回転管継手手段１１ｂとのどちらか一方に設けることで、冷却装置１００の後述する送液チューブ５５（図１８などを参照）の取り回しが簡素化できる。
【００５２】
冷却効果は、流路壁１７と通水口２０の折り返し及び分岐の構造の違いで若干の冷却液の流れ方に差が生じる場合も考えられるが、ほぼ構成例１や構成例２の冷却ローラ１０と同様の効果が得られる。
【００５３】
また、図８に示すように、通水口２０を通って内側流路１８ａから流れ込んできた冷却液を外側流路１６ａや外側流路１６ｂへ導く流路補助壁２４を内管１５ｂの通水口２０側端部に設けることで、内側流路１８ａを流れてきた冷却液を通水口２０を通って外側流路１６ａや外側流路１６ｂに流れ込み易くすることができる。
【００５４】
［構成例４］
次に、構成例４に係る冷却ローラ１０を図９に示す。図９（ａ）は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、２つの独立した経路１２を設けたもので、冷却ローラ１０の長手方向で折り返す位置が周方向で異なる構造の冷却ローラ１０の概略断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した冷却ローラ１０を紙面真上から見た場合の内管１５の拡大図である。
【００５５】
図９（ａ）において冷却液は、第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５ａ内の内側流路１８ａ（往流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある経路１２ａと経路１２ｂとを分離する流路壁１７で折り返されて、外管１４と内管１５ａとの間隙である外側流路１６ａ（復流路）を通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａから排出される。
【００５６】
同様に、冷却液は、第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５ｂ内の内側流路１８ｂ（往流路）を通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある経路１２ａと経路１２ｂとを分離する流路壁１７で折り返されて、外管１４と内管１５ｂとの間隙である外側流路１６ｂ（復流路）を通り、第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００５７】
ここで、流路壁１７は外側流路１６に通水されないことで周方向１周にわたり局所的に冷却できない箇所がないように冷却ローラ１０の長手方向に対して斜めに配置されている。内管１５ａと内管１５ｂとは周方向で折り返し位置が異なるように断面が斜めになっており、また、冷却ローラ１０の長手方向で互い違いになるように配置されている。
【００５８】
本構成例において、図９（ａ）に示す冷却ローラ１０の周方向の位置Ｃ１では外側流路１６ａ（第１の復流路）を流れる冷却液により冷却ローラ１０が冷却され、冷却ローラ１０が回転して冷却ローラ１０の周方向の位置Ｃ２では外側流路１６ｂ（第２の復流路）を流れる冷却液により冷却ローラ１０が冷却される。したがって、冷却液が流路壁１７で折り返される近傍において、冷却ローラ１０の周方向１周にわたり外側流路１６ａ、１６ｂを冷却液が循環しない箇所をなくすことができるため、局所的に冷却効率が低下する箇所をなくすことができる。
【００５９】
図９（ｂ）に示す例では、内管１５ａ、１５ｂの断面が斜めになっているが、内管１５ａ、１５ｂの断面が斜めの構造に限定されるものではなく、冷却ローラ１０の周方向１周にわたり局所的に外側流路１６に冷却液が流れない構造であれば良く、また、冷却液の流れに支障が無ければ良い。
【００６０】
このように冷却ローラ１０は内部に往復循環する２つの独立した経路１２ａ、１２ｂを有することにより冷却ローラ１０の長手方向で冷却領域を分割し、第１の回転管継手手段１１ａ及び第２の回転管継手手段１１ｂを介して後述する冷却液循環手段と閉ループの流路を形成して冷却液を循環させる。
【００６１】
［構成例５］
次に、構成例５に係る冷却ローラ１０を図１０に示す。図１０（ａ）は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、２つの独立した経路１２ａ、１２ｂを設けた冷却ローラ１０の概略断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した冷却ローラ１０を図中矢印Ｘ１０から見た場合の内管１５の拡大図である。
【００６２】
外管１４は回転し、内管１５ａの一端側は回転しないように第１の回転管継手手段１１ａに固定支持され、他端側は流路壁１７に軸受け（図示しない）を介して回転自在に支持される。また、内管１５ｂの一端側は回転しないように第２の回転管継手手段１１ｂに固定支持され、他端側は流路壁１７に軸受け（図示しない）を介して回転自在に支持される。内管１５ａの流路壁１７の近傍には内側流路１８ａから外側流路１６ａへ冷却液が流れるように通水口２０ａが設けられており、内管１５ｂの流路壁１７の近傍には内側流路１８ｂから外側流路１６ｂへ冷却液が流れるように通水口２０ｂが設けられている。
【００６３】
このような構成にした冷却ローラ１０は、外側流路１６内の特に外管１４の内側近傍で冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に乱流を起こし、冷却効率を上げることができる。
【００６４】
［構成例６］
次に、構成例６に係る冷却ローラ１０を図１１に示す。図１１（ａ）は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、２つの経路１２ａ、１２ｂは通水口２０を介してつながっている構造の冷却ローラ１０の概略断面図である。外管１４は回転し、内管１５の両端は回転管継手手段１１に回転自在に支持される。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した冷却ローラ１０を図中矢印Ｘ１１から見た場合の内管１５の拡大図である。また、図１２は、図１１に示したＹ−Ｙ’の位置で冷却ローラ１を切断した際の断面を冷却ローラ１０の長手方向から見た場合の断面図である。
【００６５】
本構成例においては、図１２に示す通り、外管１４と内管１５とは連結支持手段２１により局所的に固定されている。これにより、外管１４と内管１５とは連れ回りをする。連結支持手段２１は、外管１４と内管１５とが連れ回りをしたときの負荷に耐えられる機械強度を有し、外側流路１６を流れる冷却液の流れをできる限り妨げない構造にすることが望ましい。
【００６６】
このような構成にした冷却ローラ１０は、外側流路１６内の冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにし、冷却効率を上げることができる。
【００６７】
［構成例７］
次に、構成例７に係る冷却ローラ１０を図１３に示す。図１３（ａ）は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、２つの経路１２ａ、１２ｂは通水口２０を介してつながっている構造の冷却ローラ１０の概略断面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示した冷却ローラ１０を図中矢印Ｘ１３から見た場合の内管１５の拡大図である。
【００６８】
内管１５の通水口２０が形成されている箇所と外管１４との間には流路補助壁２２が外管１４の内壁に固定されており、内側流路１８ａ、１８ｂを流れてきた冷却液が通水口２０を通り、外側流路１６ａ、１６ｂに流れ込み易くするようにしている。
【００６９】
内管１５が回転しない場合や、外管１４と内管１５とが連れ回りする場合は、流路補助壁２２を通水口２０の内部まで設けることが可能であるが、外管１４と内管１５とが非同期で回転する場合は流路補助壁２２を内管１５に接触しないように外側流路１６内に設ける必要がある。
【００７０】
また、図１４に示すように、内管１５が内管１５ａと内管１５ｂとの２つに分割されている場合にも経路１２ａ、１２ｂ近傍の外管１４の内壁に流路補助壁２２を固定させて設けることで、内側流路１８ａ、１８ｂを流れてきた冷却液を経路１２ａ、１２ｂを通って外側流路１６ａ、１６ｂに流れ込み易くすることができる。
【００７１】
［構成例８］
次に、構成例８に係る冷却ローラ１０を図１５に示す。図１５（ａ）は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、２つの経路１２ａ、１２ｂは通水口２０を介してつながっている構造の冷却ローラ１０の概略断面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示した冷却ローラ１０を図中矢印Ｘ１５から見た場合の内管１５の拡大図である。
【００７２】
本構成例においては、内管１５には外側流路１６と内側流路１８とを連通する少なくとも２個の通水口２０ａ、２０ｂが形成されており、冷却ローラ１０の長手方向で冷却液の折り返す位置が周方向で異なるようになっている。これにより、周方向１周にわたり冷却ローラ１０の長手方向の同一箇所で内側流路１８から外側流路１６に冷却液が全て流れてしまうのを抑制することができる。
【００７３】
図１５の冷却ローラ１０の周方向の位置Ｃ２において冷却液は、第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５内の内側流路１８ａを通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある通水口２０ａを通って、外管１４と内管１５との間隙である外側流路１６ａ及び外側流路１６ｂを通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａや第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００７４】
同様に、冷却液は、第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５内の内側流路１８ｂを通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある通水口２０ａを通って、外管１４と内管１５との間隙である外側流路１６ａ及び外側流路１６ｂを通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａや第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００７５】
また、図１５の冷却ローラ１０の周方向の位置Ｃ１において冷却液は、第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５内の内側流路１８ａを通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある通水口２０ｂを通って、外管１４と内管１５との間隙である外側流路１６ａ及び外側流路１６ｂを通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａや第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００７６】
同様に、冷却液は、第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５内の内側流路１８ｂを通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある通水口２０ｂを通って、外管１４と内管１５との間隙である外側流路１６ａ及び外側流路１６ｂを通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａおよび第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００７７】
このように内管１５に設けられた複数個の通水口２０の位置を冷却ローラ１０の周方向で異なる位置に配置することにより、周方向で異なる位置の外側流路１６を流れてきた冷却液が通水口２０を通って内側流路１８に流れ込むときに、異なる通水口２０から内側流路１８に流れ込んだ冷却液が互いにぶつかり合うことがないため、対流や乱流を低減することができ、外側流路１６から内側流路１８への冷却液の流れがスムーズになり、冷却効率を上げることができる。また、これらの対流や乱流を低減することにより局所的に冷却効率が低下することを抑制することができる。
【００７８】
［構成例９］
次に、構成例９に係る冷却ローラ１０を図１６に示す。図１６は、冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けて、経路１２ａと経路１２ｂは通水口２０を介してつながっている構造の冷却ローラ１０の概略断面図である。冷却ローラ１０の長手方向と直交する方向に熱定着手段７を通って高温となった用紙Ｐが搬送される。
【００７９】
図１６において冷却液は、第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５ａ内の内側流路１８ａを通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある経路１２ａと経路１２ｂとを分離する流路壁１７で折り返されて、外管１４と内管１５ａとの間隙である外側流路１６ａを通り、第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａから排出される。
【００８０】
同様に、冷却液は第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから冷却ローラ１０内に供給され、内管１５ｂ内の内側流路１８ｂを通り、冷却ローラ１０の長手方向途中にある経路１２ａと経路１２ｂとを分離する流路壁１７で折り返されて、外管１４と内管１５ｂとの間隙である外側流路１６ｂを通り、第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出される。
【００８１】
したがって、用紙Ｐ以外の外部からの受熱がない場合、冷却ローラ１０の外側流路１６を流れる冷却液の温度および冷却ローラ１０の外管１４の表面温度は、内側流路１８ａ、１８ｂで折り返されて外側流路１６ａ、１６ｂに流れ込んだ位置が最も低く、第１の回転管継手手段１１ａ側や第２の回転管継手手段１１ｂ側で最も高くなる。
【００８２】
そこで、本構成例においては、冷却ローラ１０の長手方向に対して、用紙Ｐの中心位置が流路壁１７の位置を通るように、用紙Ｐを搬送させる。これにより、用紙Ｐの幅方向に対して左右均等に温度勾配を持って冷却ローラ１０の外管１４が冷却されるとともに、経路１２ａ、１２ｂから同量の熱量を奪うことになるので、どちらか一方の経路１２の冷却液の温度上昇が大きくなるといったことを防止することができる。
【００８３】
また、用紙Ｐの幅方向に対して左右均等に温度勾配を持って冷却ローラ１０の外管１４が冷却されるため、用紙Ｐの幅方向のカール、定着による画質および光沢ムラを低減することができる。
【００８４】
また、本構成例で冷却ローラ１０に設けた流路壁１７を有しない構造の冷却ローラ１０を用いる場合には、冷却ローラ１０の長手方向に対して、用紙Ｐの中心位置が通水口２０の中心位置を通るように、用紙Ｐを搬送させればよい。
【００８５】
ここで、用紙Ｐの幅が外側流路１６ａの長さより短い場合、経路１２ａのみに通水し、用紙Ｐは図１７に示すように冷却ローラ１０の経路１２ａ上を搬送させる。このように一方の流路ａへの通水のみで用紙Ｐの冷却を行うことで、エネルギーの低減および冷却装置１００の長寿命化を図ることができる。
【００８６】
図１７においては、外側流路１６ａと外側流路１６ｂとの長さを同一としているが、外側流路１６ａと外側流路１６ｂとの長さが異なる場合も考えられる。その場合、用紙Ｐの幅を検出して、用紙Ｐの幅が外側流路１６ａと外側流路１６ｂとのどちらの長さよりも短いときには外側流路１６ａ上と外側流路１６ｂ上とのどちら側を搬送させてもよく、用紙Ｐの幅が外側流路１６ａと１６ｂのどちらか一方より長く、もう一方より短いときには、用紙Ｐの幅よりも長い方の経路１２ａ上または経路１２ｂ上を搬送させればよい。
【００８７】
次に、図１８を用いて、１つの送液手段で冷却液１を送液する場合について説明する。
冷却装置１００に用いられている図１８に示す冷却循環装置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は分岐点Ｊ１で流路が２つに分かれた送液チューブ５５それぞれにより冷却ローラ１０の軸方向両端それぞれに取り付けられた、第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａ、及び、第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから、冷却ローラ１０内に供給され、冷却ローラ内の経路１２ａや経路１２ｂを流れる。このとき、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１０が奪い、冷却ローラ１０内の冷却液１の温度が上昇する（冷却液１と用紙Ｐとの熱交換）。冷却ローラ１０内で温度が上昇した冷却液１は第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａや第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出され、合流点Ｊ２で再び一つの流路をとなった送液チューブ５５を通り、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。
【００８８】
図１８に示す冷却循環装置５０において、ラジエータ５４を出てから冷却ローラ１０までの流路および冷却ローラ１０の経路１２ａ側と経路１２ｂ側の流路に関する構造が同一である場合、１つのポンプ５２で送液することにより、給水口１９ａ及び給水口１９ｂには同一の流量および圧力となる。したがって、冷却ローラ１０は流路壁１７の左右で対称の冷却効率とすることができる。
【００８９】
次に、図１９を用いて、２つの送液手段で冷却液１を送液する場合について説明する。
図１９に示す冷却循環装置５０において、冷却ローラ１０の経路１２ａと経路１２ｂの冷却液１の循環系は独立した流路Ｒ１と流路Ｒ２となっている。
【００９０】
流路Ｒ１側では、タンク５１ａ内の冷却液１ａをポンプ５２ａで送り出し、ラジエータ５４ａを通るときに、冷却ファン５３ａから送風を受けて外部に熱を放熱して冷却液１ａの温度を下げる（冷却液１ａと外部との熱交換）。ラジエータ５４ａで冷却された冷却液１ａは送液チューブ５５ａにより冷却ローラ１０の軸方向一端側に取り付けられた第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａから冷却ローラ１０内に供給され、冷却ローラ内の経路１２ａを流れる。このとき、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１０が奪い、冷却ローラ１０内の冷却液１ａの温度が上昇する（冷却液１ａと用紙Ｐとの熱交換）。冷却ローラ１０内で温度が上昇した冷却液１ａは第１の回転管継手手段１１ａの排水口１３ａから排出され、タンク５１ａを経由して再びポンプ５２ａで送り出される。
【００９１】
また、流路Ｒ２側では、タンク５１ｂ内の冷却液１ｂをポンプ５２ａで送り出し、ラジエータ５４ｂを通るときに、冷却ファン５３ｂから送風を受けて外部に熱を放熱して冷却液１ｂの温度を下げる（冷却液１ｂと外部との熱交換）。ラジエータ５４ｂで冷却された冷却液１ｂは送液チューブ５５ｂにより冷却ローラ１０の軸方向一端側に取り付けられた第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂから冷却ローラ１０内に供給され、冷却ローラ内の経路１２ｂを流れる。このとき、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１０が奪い、冷却ローラ１０内の冷却液１ｂの温度が上昇する（冷却液１ｂと用紙Ｐとの熱交換）。冷却ローラ１０内で温度が上昇した冷却液１ｂは第２の回転管継手手段１１ｂの排水口１３ｂから排出され、タンク５１ｂを経由して再びポンプ５２ｂで送り出される。
【００９２】
したがって、冷却ローラ１０内の経路１２ａと経路１２ｂとが異なる場合や、冷却ローラ１０の経路１２ａと経路１２ｂとが外部から受ける受熱量が異なる場合や、ラジエータ５４ａ、５４ｂを出てから冷却ローラ１０までの流路が異なる場合等において、ポンプ５２ａ、５２ｂの送液量、冷却ファン５３ａ、５３ｂの風量、冷却液１ａ、１ｂの流量を独立して制御することが可能となる。
【００９３】
次に、冷却液１の流量を調整する機構ついて説明する。
冷却循環装置５０を画像形成装置等に実装する場合、レイアウト上やスペースの問題により、例えラジエータ５４を出てから冷却ローラ１０までの流路および冷却ローラ１０の経路１２ａ側と経路１２ｂ側の流路に関する構造が同一であっても、第１の回転管継手手段１１ａと第２の回転管継手手段１１ｂとに繋ぐ送液チューブ５５の長さ異なることが十分考えられる。このとき、圧力損失等の影響により冷却ローラ１０内の２つの経路１２ａと経路１２ｂで冷却効率に差が生じる。また、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も考えられる。そこで、冷却循環装置５０の送液チューブ５５などに流量調整弁５６を繋いで、機械的機構により流量の調整を可能にする。
【００９４】
次に、冷却液１の温度を検知して冷却液１の流量を制御する場合について説明する。図２０はタンク５１ａ、５１ｂ内に冷却液１の温度を検知する温度検知手段５７ａ、５７ｂを設けた例である。
【００９５】
温度検知手段５７ａ、５７ｂによって検知した冷却液１の温度はフィードバック制御され、冷却ローラ１０の経路１２ａと経路１２ｂとを流れる冷却液の温度が同一になるようにポンプ５２ａ、５２ｂの送液量または流量調整弁５６ａ、５６ｂを調整して、冷却液１の流量を調整する。
【００９６】
ここで、冷却する対象物は冷却ローラ１０上を搬送される用紙Ｐであるから、温度検知手段５７ａ、５７ｂにより冷却ローラ１０内の外側流路１６ａ、１６ｂを流れる冷却液１の温度を検知してフィードバック制御する方法が最も精度が良いことになる。しかし、冷却ローラ１０内の外側流路１６ａ、１６ｂは温度検知手段５７ａ、５７ｂを設けるためのスペース的な問題や、冷却ローラ１０が回転駆動する問題などがあるため、実際に温度検知手段５７ａ、５７ｂを設ける場所としては、冷却液１が第１の回転管継手手段１１ａの給水口１９ａや第２の回転管継手手段１１ｂの給水口１９ｂに流れ込む直前の図２０に示す温度検知手段５７ｃ、５７ｄが配設された位置が望ましい。また、各温度検知手段５７によって検知した冷却液１の温度をフィードバックして、冷却ファン５３ａ、５３ｂの風量を制御して冷却液１の温度を制御する構成も可能である。
【００９７】
次に、冷却ローラ１０の表面近傍の温度を検知して冷却液の流量を制御する場合について説明する。
図２１は冷却ローラ１０の外管１４内部に冷却ローラ１０の表面近傍の温度を検知する温度検知手段５８を設けた例である。温度検知手段５８によって検知した冷却ローラ１０の表面近傍の温度はフィードバック制御され、冷却ローラ１０の経路１２ａと経路１２ｂとを流れる冷却液の温度が同一になるように例えば、図１８に示したポンプ５２の送液量または流量調整弁５６ａ、５６ｂを調整して、冷却液の流量を調整する。また、温度検知手段５８によって検知した冷却ローラ１０の冷却ローラ１０の表面近傍の温度をフィードバックして、例えば、図１８の冷却ファン５３の風量を制御して冷却液の温度を制御する。
【００９８】
図２２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。
【００９９】
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。
【０１００】
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１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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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２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。
【０１０３】
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/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。
【０１０４】
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１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。
【０１０５】
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１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。
【０１０６】
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２次転写ローラ６６に転写バイアスを印加し、２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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
本実施形態では、冷却ローラの長手方向両端それぞれに回転管継手手段１１を取り付けているが、図２３に示すように、冷却ローラの一端側にだけ回転管継手手段１１を取り付けた構成であっても良い。この場合、外管１４に内包される内管１５の内部を部分的に二重管構造にする。これにより、回転管継手手段１１の給水口１９から供給された冷却液１が内管１５内の内側流路１８ａを冷却ローラの回転管継手手段１１が取り付けられた側である一端側から他端側に向かって流れ、内管１５の略中央部に形成された連通口２０を通り分岐壁２５によって分岐され外側流路１６ａと外側流路１６ｂとに流れ込む。外側流路１６ａに流れ込んだ冷却液１は、外側流路１６ａを前記一端側に向かって流れ回転管継手手段１１の排水口１３から排出される。一方、外側流路１６ｂに流れ込んだ冷却液１は、外側流路１６ｂを前記他端側に向かって流れ外管１４の他端側の内側端面で折り返されて内管１５内の内側流路１８ｂに流れ込む。内側流路１８に流れ込んだ冷却液１は前記一端側に向かって流れ内管５内の内側流路１８ｃを通り回転管継手手段１１の排出口１３から排出される。
【０１０９】
以上、本実施形態によれば、シート状部材である用紙Ｐに接することで用紙Ｐを冷却する冷却ローラ１０と、冷却ローラ１０に設けられた供給口から冷却ローラ１０内に冷却媒体である冷却液１を供給し、冷却ローラ１０に設けられた排出口から冷却ローラ１０外に排出された冷却液１を回収する冷却媒体供給回収手段であるポンプ５２と、を備えた冷却装置１００において、冷却ローラ１０は、外管１４内に内管１５を内包し、外管１４と内管１５との隙間を冷却液１が流れる外側流路１６、及び、内管１５内を冷却液１が流れる内側流路１８を有する二重管構造であり、内管１５の冷却ローラ長手方向途中に外側流路１６と内側流路１８とを連通する開口を設けており、ポンプ５２によって供給された冷却液１が内側流路１８を流れ前記開口を通って外側流路１６に流れ込み少なくとも冷却ローラ１０の一端側に向かって流れる第１の経路である経路１２ａと、ポンプ５２によって供給された冷却液１が内側流路１８を流れ前記開口を通って外側流路１６に流れ込み少なくとも冷却ローラ１０の他端側に向かって流れる第２の経路である経路１２ｂとが形成されるように構成した。これにより、冷却ローラ１０の長手方向で冷却液１が流れる経路を２つに分割して冷却ローラ１０が冷却されるので、冷却ローラ１０の長手方向で冷却液１を一方向で行う構成よりも、冷却ローラ１０の温度上昇を低減することができる。また、冷却ローラ１０の長手方向及び両端の温度差を低減することができる。また、冷却ローラ１０の幅方向で均一な画質、光沢をえることができる。さらに、冷却ローラ１０の長手方向で対称に温度制御しているので、用紙Ｐのカールを低減することができる。
また、本実施形態によれば、上記開口が内管１５の冷却ローラ長手方向の略中央部に形成されており、冷却ローラ１０の一端側に、冷却ローラ１０内に冷却液１を供給する第１の供給口と、冷却ローラ１０内から冷却ローラ１０外に冷却液１を排出する第１の排出口とを設け、冷却ローラ１０の他端側に、冷却ローラ１０内に冷却液１を供給する第２の供給口と、冷却ローラ１０内から冷却ローラ１０外に冷却液１を排出する第２の排出口とを設けており、前記第１の供給口から供給された冷却液１は前記経路１２ａで内側流路１８を流れ前記開口を通って外側流路１６に流れ込み前記一端側と前記他端側との少なくとも一方に向かって流れ前記第１の排出口と前記第２の排出口との少なくとも一方から排出され、前記第２の供給口から供給された冷却液１は前記経路１２ｂで内側流路１８を流れ前記開口を通って外側流路１６に流れ込み前記一端側と前記他端側との少なくとも一方に向かって流れ前記第１の排出口と前記第２の排出口との少なくとも一方から排出される。これにより、冷却ローラ１０の構成が簡素化されるので、冷却装置１００の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、上記開口が内管１５の冷却ローラ長手方向の略中央部に形成されており、冷却ローラ１０の一端側に、冷却ローラ１０内に冷却液１を供給する第１の供給口を設け、冷却ローラ１０の他端側に、冷却ローラ１０内に冷却液１を供給する第２の供給口を設け、冷却ローラ１０の一端側と他端側とのどちらか一方に、冷却ローラ１０内から冷却ローラ１０外に冷却液１を排出する排出口を設けており、前記第１の供給口から供給された冷却液１は前記経路１２ａで内側流路１８を流れ前記開口を通って外側流路１６に流れ込み前記一端側または前記他端側に向かって流れ前記排出口から排出され、前記第２の供給口から供給された冷却液１は前記経路１２ｂで内側流路１８を流れ前記開口を通って外側流路１６に流れ込み前記一端側または前記他端側に向かって流れ前記排出口から排出される。これにより、前記経路１２ａと前記経路１２ｂとを流れる冷却液１の前記排出口を１箇所に共通化しているので、冷却ローラ１０の構成が簡素化されるので、冷却装置１００の低コスト化を図ることができ、また、前記排出口とポンプ５２などとを繋ぐ送液チューブ５５の引き回しを簡単にすることができる。
また、本実施形態によれば、冷却ローラ１０内を冷却ローラ長手方向途中で２つの領域に仕切る仕切り壁である流路壁１７を有し、冷却ローラ１０の一端側に、冷却ローラ１０内に冷却液１を供給する第１の供給口と、冷却ローラ１０内から冷却ローラ１０外に冷却液１を排出する第１の排出口とを設け、冷却ローラ１０の他端側に、冷却ローラ１０内に冷却液１を供給する第２の供給口と、冷却ローラ１０内から冷却ローラ１０外に冷却液１を排出する第２の排出口とを設けており、前記第１の供給口から供給された冷却液１は上記経路１２ａで内側流路１８を流れ流路壁１７で折り返されて流路壁１７よりも前記一端側にある外側流路１６に流れ込み前記第１の排出口から排出され、前記第２の供給口から供給された冷却液１は上記経路１２ｂで内側流路１８を流れ流路壁１７で折り返されて流路壁１７よりも前記他端側にある外側流路１６に流れ込み前記第２の排出口から排出される。これにより、冷却ローラ１０の構成が簡素化されるので、冷却装置１００の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、上記経路１２ａと上記経路１２ｂとの冷却ローラ長手方向途中で流路壁１７によって冷却液１の折り返される位置が、冷却ローラ１０の周方向で段階的または連続的に異なる。これにより、冷却ローラ１０の用紙Ｐが搬送される領域において、冷却ローラ１０の長手方向で冷却ローラ１０の１周にわたり外側流路１６に通水されない箇所を無くすことができるので、局所的に冷却できない箇所を無くすことができる。
また、本実施形態によれば、冷却ローラ１０の両端それぞれに、外管１４を回転可能に支持し、内管１５を固定支持する支持手段である回転管継手手段１１を設けたことで、外側流路１６内の外管１４近傍で冷却液１の流れ（長手方向と回転方向の流れ）に乱流を起こさせるので、冷却効率を上げることができる。
また、本実施形態によれば、冷却ローラ１０の両端それぞれに、外管１４及び内管１５を回転可能に支持する支持手段である回転管継手手段１１を設けたことで、外側流路１６内での冷却液１の流れ（軸方向の回転方向の流れ）をスムーズにしているので、冷却効率を上げることができる。
また、本実施形態によれば、前記開口の近傍に内側流路１８から前記開口を通して外側流路１６に冷却液１を導くガイド壁である流路補助壁２２、２３、２４を設けたことで、２つの異なる内側流路１８を流れてきた冷却液１を直接合流させることなく、内側流路１８から外側流路１６の方向にスムーズに流れを導くことができるので、冷却効率の低下を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、上記開口を内管１５の長手方向で異なる位置に複数形成したことで、冷却ローラ１０の長手方向の前記開口がある箇所で冷却ローラ１０の１周にわたり、外側流路１６で２つの異なる外側流路１６を流れてきた冷却液１がぶつかり合う位置をずらしているので、局所的に冷却効率が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、用紙Ｐの冷却ローラ長手方向に直交する方向の幅の略中央が、上記経路１２ａで外側流路１６から内側流路１８に冷却液１が流れ込む位置、及び、上記経路１２ｂで外側流路１６から内側流路１８に冷却液１が流れ込む位置、の近傍を通ることで、２つの異なる外側流路１６を通る用紙Ｐの面積が同じになるように中央通紙されるので、用紙Ｐ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。
また、本実施形態によれば、用紙Ｐの冷却ローラ長手方向に直交する方向の幅が、上記経路１２ａの外側流路１６と上記経路１２ｂの外側流路１６とのどちらかの冷却ローラ長手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長手方向の幅が広い上記経路１２ａ上または上記経路１２ｂ上で用紙Ｐが搬送され、用紙Ｐが搬送される側の経路にのみ冷却液１を流す。これにより、前記経路１２ａと前記経路１２ｂとのどちらか一方への通水のみで用紙Ｐの冷却を行うので、エネルギーの低減を図ることができる。
また、本実施形態によれば、上記経路１２ａ及び上記経路１２ｂに流す冷却液１の送液を１つの送液手段で行う。これにより、１つの送液手段で前記経路１２ａと前記経路１２ｂとに冷却液１を流しているので、冷却装置１００の小型化や低コスト化を図ることができる。また、前記経路１２ａと前記経路１２ｂとを同一構成にすることで、冷却ローラ長手方向の左右で冷却ローラ１０の温度及び温度勾配を同一にすることができる。
また、本実施形態によれば、上記経路１２ａに流す冷却液１と上記経路１２ｂに流す冷却液１とを別個の送液手段で行うことで、前記経路１２ａの流量と前記経路１２ｂに流す流量とをそれぞれ独立して制御することができる。また、送液手段として送液性能の低い小型、低コストのものを用いることができる。
また、本実施形態によれば、上記経路１２ａと上記経路１２ｂとに流す冷却液１の流量を調整する流量調整手段である流量調整弁５６を有しており、流量調整弁５６によって前記経路１２ａに流す冷却液１の流量と前記経路１２ｂに流す冷却液１の流量とを同一にする。これにより、冷却ローラ長手方向において前記経路１２ａと前記経路１２ｂとの協会部を中心にして対称の温度勾配に制御することができる。また、用紙Ｐ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。
また、本実施形態によれば、上記前記経路１２ａと上記経路１２ｂとに流す冷却液１の流量を調整する流量調整手段である流量調整弁５６と、上記経路１２ａ及び上記経路１２ｂを流れる冷却液１の温度を検知する温度検知手段５７とを有し、温度検知手段５７によって検知した冷却液１の温度に基づいて、前記経路１２ａ上及び前期経路１２ｂ上の冷却効率が同一になるように、流量調整弁５６によって前記経路１２ａに流す冷却液１の流量と前記経路１２ｂに流す冷却液１の流量とを調整する。これにより、冷却ローラ長手方向の左右で冷却ローラ１０の温度および温度勾配が同一になるように制御しているので、用紙Ｐ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。
また、本実施形態によれば、冷却液１の熱を外部に放熱する放熱手段であるラジエータ５４と、ラジエータ５４に送風する冷却ファン５３と、冷却ファン５３の風量を制御する風量制御手段と、上記経路１２ａ及び上記経路１２ｂを流れる冷却液１の温度を検知する温度検知手段５７とを有し、温度検知手段５７によって検知した冷却液１の温度に基づいて、前記経路１２ａ及び前記経路１２ｂを流れる冷却液１の温度が同一になるように、前記風量制御手段によって冷却ファン５３の風量を制御する。これにより、冷却ローラ長手方向の左右で冷却ローラ１０の温度および温度勾配が同一になるように制御しているので、用紙Ｐ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。
また、本実施形態によれば、上記前記経路１２ａと上記経路１２ｂとに流す冷却液１の流量を調整する流量調整手段である流量調整弁５６と、上記経路１２ａ上及び上記経路１２ｂ上における冷却ローラ表面近傍の温度を検知する温度検知手段５８とを有し、温度検知手段５８によって検知した冷却ローラ表面近傍の温度に基づいて、前記経路１２ａ上及び前記経路１２ｂ上の冷却ローラ表面近傍の温度が同一になるように、流量調整弁５６によって前記経路１２ａに流す冷却液１の流量と前記経路１２ｂに流す冷却液１の流量とを調整する。これにより、冷却ローラ長手方向の左右で冷却ローラ１０の温度および温度勾配が同一になるように制御しているので、用紙Ｐ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。
また、本実施形態によれば、冷却液１の熱を外部に放熱する放熱手段であるラジエータ５４と、ラジエータ５４に送風する冷却ファン５３と、冷却ファン５３の風量を制御する風量制御手段と、上記経路１２ａ上及び上記経路１２ｂ上における冷却ローラ表面近傍の温度を検知する温度検知手段５８とを有し、温度検知手段５８によって検知した冷却ローラ表面近傍の温度に基づいて、前記経路１２ａ上及び前記経路１２ｂ上の冷却ローラ表面近傍の温度が同一になるように、前記風量制御手段によって冷却ファン５３の風量を制御する。これにより、冷却ローラ長手方向の左右で冷却ローラ１０の温度および温度勾配が同一になるように制御しているので、用紙Ｐ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。
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を用いることで、用紙Ｐ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】
【０１１０】
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
７      熱定着手段
８      排紙収容部
１０    冷却ローラ
１０ｂ  断面孔
１０ｃ  フランジ
１０ｄ  フランジ
１０ｅ  リング
１０ｆ  ネジ
１０ｈ  平行ネジ部
１０ｉ  嵌合部
１０ｋ  開口孔
１０ｍ  断面孔
１１    回転管継手手段
１１ｃ  嵌合部
１１ｅ  ケーシング
１１ｆ  フランジ
１１ｇ  リング
１１ｈ  ネジ
１１ｉ  リング
１１ｊ  ロータ
１１ｋ  平行ネジ部
１２    流路
１３    排水口
１４    外管
１５    内管
１６    外側流路
１７    流路壁
１８    内側流路
１９    給水口
２０    通水口
２１    連結支持手段
２２    流路補助壁
２３    流路補助壁
２４    流路補助壁
２５    分岐壁
３５ｅ  ケーシング
５０    冷却循環装置
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
５６    流量調整弁
５７    温度検知手段
５８    温度検知手段
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    ２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    書き込み手段
７３    現像装置
７４    クリーニング手段
７５    １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】
【０１１１】
【特許文献１】特開２００６−００３８１９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011034008.tif 000005
【図４】
2011034008.tif 000006
【図５】
2011034008.tif 000007
【図６】
2011034008.tif 000008
【図７】
2011034008.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011034008.tif 000012
【図１１】
2011034008.tif 000013
【図１２】
2011034008.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2011034008.tif 000018
【図１７】
2011034008.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2011034008.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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