【手続補正書】
【提出日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、
前記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、
冷却媒体に乱流を発生させる乱流発生手段を前記管状部材の内壁に設けており、
前記乱流発生手段は、前記管状部材の内壁に設けた螺旋形状の突起または溝であり、
前記管状部材の回転に伴う冷却媒体の流れ方向とは逆向きの送りが発生するように前記突起または前記溝の螺旋巻き方向を設定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、
上記乱流発生手段は、上記管状部材の内壁に設けた穴であ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、
上記乱流発生手段は、上記管状部材の内壁に設けた凹凸面であ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、
上記冷却ローラは上記管状部材である外管と、該外管内に内包する内包部材とから成る管構造であり、上記乱流発生手段を設けた前記外管の内壁と前記内包部材の外壁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４の冷却装置において、
上記内包部材はコア部材であり、上記乱流発生手段を設けた上記外管と前記コア部材の外壁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６】
請求項４の冷却装置において、
上記内包部材は、上記外管よりも細管構造の内管であり、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７】
請求項６の冷却装置において、
上記外管の中空内部で、上記内管よりも外径の大きいシリンダを該内管を内包するように取り付けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項５の冷却装置において、
上記コア部材が、上記外管の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、該外管の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項６の冷却装置において、
上記内管が、上記外管の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、該外管の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
請求項７の冷却装置において、
上記シリンダが、上記外管の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、該外管の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で設けられてい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、９または１０の冷却装置において、
上記乱流発生手段を上記管状部材が接触することで冷却するシート状部材と略同幅の領域に設けることを特徴とする冷却装置。
【請求項１２】
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、
前記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、
前記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または１１の冷却装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
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、前記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、冷却媒体に乱流を発生させる乱流発生手段を前記管状部材の内壁に設けており、前記乱流発生手段は、前記管状部材の内壁に設けた螺旋形状の突起または溝であり、前記管状部材の回転に伴う冷却媒体の流れ方向とは逆向きの送りが発生するように前記突起または前記溝の螺旋巻き方向を設定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、上記乱流発生手段は、上記管状部材の内壁に設けた穴であ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、上記乱流発生手段は、上記管状部材の内壁に設けた凹凸面であ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、上記冷却ローラは上記管状部材である外管と、該外管内に内包する内包部材とから成る管構造であり、上記乱流発生手段を設けた前記外管の内壁と前記内包部材の外壁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４の冷却装置において、上記内包部材はコア部材であり、上記乱流発生手段を設けた上記外管と前記コア部材の外壁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６の発明は、請求項４の冷却装置において、上記内包部材は、上記外管よりも細管構造の内管であり、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７の発明は、請求項６の冷却装置において、上記外管の中空内部で、上記内管よりも外径の大きいシリンダを該内管を内包するように取り付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５の冷却装置において、上記コア部材が、上記外管の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、該外管の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で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９の発明は、請求項６の冷却装置において、上記内管が、上記外管の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、該外管の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で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１０の発明は、請求項７の冷却装置において、上記シリンダが、上記外管の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、該外管の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で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１１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、上記乱流発生手段を上記管状部材が接触することで冷却するシート状部材と略同幅の領域に設けることを特徴とするものである。
また、請求項１２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、前記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、前記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または１１の冷却装置を用いることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
以上、本実施形態によれば、中空状の管状部材であるスリーブ１からなる冷却ローラ２２と、スリーブ１内に冷却媒体である冷却液を搬送する冷却媒体搬送手段であるポンプ１００と、を備え、冷却ローラ２２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１８において、冷却液に乱流を発生させる乱流発生手段をスリーブ１の内壁に設けた。本実施形態においては、スリーブ１の内壁に設けた乱流発生手段によりスリーブ１の内壁近傍で冷却液の流れは乱流となる。これにより、前記内壁近傍にある温度の高い冷却液と前記内壁から離れた位置にある温度の低い冷却液との入れ替えが盛んに行われる。よって、乱流発生手段を前記内壁に設けない場合よりも前記内壁近傍の冷却液の温度を低くすることができるので、その分、冷却液によってスリーブ１を効果的に冷やすことができる。したがって、スリーブ１からなる冷却ローラ２２による用紙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、上記乱流発生手段は、スリーブ１の内壁に設けた螺旋形状の突起６２または溝６３であり、スリーブ１の回転に伴う冷却液の流れ方向とは逆向きの送りが発生するように突起６２または溝６３の螺旋巻き方向を設定した。これにより、スリーブ１の内壁近傍において、冷却液流れ方向上流側から下流側に向かう冷却液の流れに対して突起６２または溝６３による冷却液を逆向きに送ろうとする流れ（力）がぶつかることになるので、より大きな、そしてより複雑でランダムな乱流が発生する。このような大きくて複雑な乱流が発生すればスリーブ１内を流れる冷却液を撹拌する攪拌力は増加し、スリーブ１の内壁近傍を流れる冷却液と、スリーブ１の中央を流れる冷却液とがより混ぜ合わされるようになり、その結果、スリーブ１の内壁から冷却液への熱伝達効率が格段に向上する。
また、本実施形態によれば、上記乱流発生手段は、スリーブ１の内壁に設けた穴６４であることで、スリーブ１の内壁の全域（スリーブ１の円周方向および軸方向）にわたって略均等に同じ大きさの乱流を発生させることができるので、スリーブ１の内壁温度を均一にすることができ、流体抵抗を抑えると共に熱流束Ｗを上げかつ均一性を確保することができる。
また、本実施形態によれば、上記乱流発生手段は、スリーブ１の内壁に設けた凹凸面６５であることで、乱流発生手段としてスリーブ１の内壁に穴６４を設ける場合よりも微細に形成することができる。よって、乱流発生手段としてスリーブ１の内壁に穴６４を設ける場合よりも、スリーブ１の内壁の全域（スリーブ１の円周方向および軸方向）にわたって略均等に同じ大きさの乱流を発生させることができ、スリーブ１の内壁温度の均一化をより図れ、流体抵抗を抑えると共に熱流束Ｗを上げかつ均一性を確保することができる。
また、本実施形態によれば、冷却ローラ２２は管状部材であり外管であるスリーブ１と、スリーブ１内に内包する内包部材とから成る管構造であり、上記乱流発生手段を設けたスリーブ１の内壁と内包部材の外壁とで形成される間隙に冷却媒体が流れる流路を有する。これにより、スリーブ１と内包部材とで形成される狭い間隙の流路による高流速効果と乱流発生手段による乱流効果とで、スリーブ１内に内包部材を内包しない場合に比べて、スリーブ１の内壁から冷却液への熱伝達率がより向上し、冷却ローラ２２による用紙Ｐの冷却性能を格段に向上させることができる。
また、本実施形態によれば、上記内包部材はコア部材であるコア５であり、上記乱流発生手段を設けたスリーブ１とコア５の外壁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、スリーブ１とコア５とで形成される狭い間隙の流路による高流速効果と乱流発生手段による乱流効果とで、スリーブ１内にコア５を内包しない場合に比べて、スリーブ１の内壁から冷却液への熱伝達率がより向上し、冷却ローラ２２による用紙Ｐの冷却性能を格段に向上させることができる。
また、本実施形態によれば、コア５が、スリーブ１の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、スリーブ１の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で設けられていることで、冷却液の旋回速度成分はスリーブ１の内壁近傍とコア５の外壁近傍とで大きく異なり、乱流発生を助長して熱伝達率がより向上する。さらに、スリーブ１の内壁に設けた乱流発生手段によりスリーブ１の内壁近傍で乱流が増幅されるので、格段の乱流効果が期待できるとともに、スリーブ１とコア５とで形成される狭い間隙の流路による高流速効果が加わるので、さらに熱伝達率が向上する。
また、本実施形態によれば、上記内包部材は、スリーブ１よりも細管構造の内管６であり、冷却ローラ２２がスリーブ１と内管６との間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管６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、スリーブ１と内管６とで形成される狭い間隙の流路による高流速効果と乱流発生手段による乱流効果とで、スリーブ１内に内管６を内包しない場合に比べて、スリーブ１の内壁から冷却液への熱伝達率がより向上し、冷却ローラ２２による用紙Ｐの冷却性能を格段に向上させることができる。さらに、冷却ローラ２２の片方の端部のみに回転管継ぎ手手段であるロータリージョイント３５を設ければ良いので、冷却ローラ２２の他方の端部側に空スペースが生まれ、画像形成装置などの装置の小型化に寄与し、また冷却ローラ２２を冷却装置１８へ組み付ける際に冷却液のチューブや配管が邪魔にならず、作業性が向上する。
また、本実施形態によれば、内管６が、スリーブ１の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、スリーブ１の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で設けられていることで、冷却液の旋回速度成分はスリーブ１の内壁近傍と内管６の外壁近傍とで大きく異なり、乱流発生を助長して熱伝達率がより向上する。さらに、スリーブ１の内壁に設けた乱流発生手段によりスリーブ１の内壁近傍で乱流が増幅されるので、格段の乱流効果が期待できる。
また、本実施形態によれば、スリーブ１の中空内部で、内管６よりも外径の大きいシリンダ７を内管６を内包するように取り付けたことで、スリーブ１とシリンダ７とで形成される狭い間隙の流路による高流速効果と乱流発生手段による乱流効果とで、スリーブ１内にシリンダ７を内包しない場合に比べて、スリーブ１の内壁から冷却液への熱伝達率がより向上し、冷却ローラ２２による用紙Ｐの冷却性能を格段に向上させることができる。さらに、冷却ローラ２２の片方の端部のみに回転管継ぎ手手段であるロータリージョイント３５を設ければ良いので、冷却ローラ２２の他方の端部側に空スペースが生まれ、画像形成装置などの装置の小型化に寄与し、また冷却ローラ２２を冷却装置１８へ組み付ける際に冷却液のチューブや配管が邪魔にならず、作業性が向上する。
また、本実施形態によれば、シリンダ７が、スリーブ１の回転方向と同一方向に異なる回転数で回転可能、スリーブ１の回転方向とは逆方向に回転可能、または、固定状態で設けられていることで、冷却液の旋回速度成分はスリーブ１の内壁近傍とシリンダ７の外壁近傍とで大きく異なり、乱流発生を助長して熱伝達率がより向上する。さらに、スリーブ１の内壁に設けた乱流発生手段によりスリーブ１の内壁近傍で乱流が増幅されるので、格段の乱流効果が期待できるとともに、スリーブ１とシリンダ７とで形成される狭い間隙の流路による高流速効果が加わるので、さらに熱伝達率が向上する。
また、本実施形態によれば、上記乱流発生手段をスリーブ１が接触することで冷却する用紙Ｐと略同幅の領域に設けることで、スリーブ１の内壁の乱流発生手段が設けられていない、その他の部分では、スリーブ１内を流れる冷却液に対して乱流発生手段による流体抵抗が発生しない。これにより、冷却液を冷却ローラ２２内に送り込むポンプ１００の負荷は小さく消費電力を下げられ且つ耐久性も向上する。また、スリーブ１の内壁全域にわたって乱流発生手段を設ける場合よりも一ランク下の送液性能のポンプ１００で済み、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、シート状部材である用紙Ｐ上にトナー像を形成する画像形成ユニット５４などの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である熱定着装置１６と、熱定着装置１６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、本発明の冷却ローラ２２を有する冷却装置１８を用いることにより、熱定着装置１６による熱定着後の用紙Ｐの冷却効率を向上させることができる。