JP5835644B2 - Cooling device and image forming apparatus - Google Patents
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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。 The present invention relates to a cooling device used in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine, and an image forming apparatus provided with the cooling device.
画像形成装置としては、電子写真技術を用いて記録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。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が起こり、画像品質が著しく低下することがある。 As an image forming apparatus, an apparatus that forms a toner image on a recording sheet using electrophotographic technology and melts and fuses the toner by passing through a thermal fixing device is known. In general, the temperature of the heat fixing device varies depending on the type of toner and paper, the paper conveyance speed, and the like, but is set and controlled at a temperature of about 180 [° C.] to 200 [° C.] to fuse the toner instantaneously. The surface temperature of the paper immediately after passing through the heat fixing device is a high temperature of about 100 [° C.] to 130 [° C.] although it depends on the heat capacity (specific heat, density, etc.) of the paper. Since the melting temperature of the toner is lower, the toner is slightly soft at the time immediately after passing through the heat fixing device, and remains in a sticky state for a while until the paper cools down. Therefore, when the image output operation is repeated continuously and the paper after passing through the heat fixing device is stacked in the paper discharge container, if the toner on the paper cannot be sufficiently cured and is in a soft state, the toner on the paper A so-called blocking phenomenon that sticks to another sheet may occur, and the image quality may be significantly reduced.
電子写真方式の画像形成装置では定着装置によって加熱・加圧を行うことで用紙上に転写されたトナーを定着させる。このとき、用紙が熱を持ったまま排紙トレイにスタックされていくと積み重なった用紙内にこもった熱によってトナーが軟化し、さらに用紙が重なることで自重による圧力が生じ、トナーによって用紙間が貼りついてしまう。これを無理に剥がそうとするとトナー像が壊れてしまう。このブロッキングと呼ばれる現象を抑制するためには、定着後の用紙を十分に冷却するための装置が必要である。 In the electrophotographic image forming apparatus, the toner transferred onto the paper is fixed by heating and pressing with a fixing device. At this time, if the paper is stacked on the paper discharge tray with heat, the toner is softened by the heat accumulated in the stacked paper, and the paper is further overlapped to generate pressure due to its own weight. It sticks. If the toner image is forcibly removed, the toner image will be broken. In order to suppress this phenomenon called blocking, a device for sufficiently cooling the sheet after fixing is necessary.
特許文献１に記載の画像形成装置では、内部に設けられた流路を用紙搬送方向上流側から下流側に向けて冷却媒体である冷却液が流れ、搬送されている用紙に接触しつつ冷却するブロック状の冷却部材を備えた冷却装置が、熱定着装置よりも用紙搬送方向下流側に設けられている。熱定着装置通過後の用紙が冷却装置の冷却部材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、冷却部材の用紙搬送方向下流側端部に設けられた流入口から前記流路を通り用紙搬送方向上流側端部に設けられた排出口に向かって冷却部材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部材が冷却液により冷却される。
In the image forming apparatus described in
冷却部材の用紙搬送方向上流側から下流側に向けて冷却液を流して用紙の冷却を行った場合には、冷却部材の用紙搬送方向上流側から下流側で順次、搬送される用紙の熱を奪う。そのため、冷却部材内を流れる冷却液の温度が用紙搬送方向上流側から用紙搬送方向下流側に行くにつれて高くなるので、用紙搬送方向下流側で冷却部材の内部を流れる冷却液と用紙との温度差が小さくなり過ぎて、冷却効率が低下してしまう。 When the cooling liquid is flowed from the upstream side to the downstream side in the paper conveyance direction of the cooling member to cool the paper, the heat of the conveyed paper is sequentially increased from the upstream side to the downstream side in the paper conveyance direction of the cooling member. Take away. For this reason, the temperature of the coolant flowing in the cooling member increases as it goes from the upstream side in the paper transport direction to the downstream side in the paper transport direction, so the temperature difference between the coolant flowing in the cooling member and the paper on the downstream side in the paper transport direction Becomes too small, and cooling efficiency decreases.
一方、特許文献１に記載の冷却装置のように、冷却部材の用紙搬送方向下流側から上流側に向けて冷却液を流すことで、用紙搬送方向上流側から下流側に向けて冷却液を流す場合よりも、用紙搬送方向下流側で温度の低い冷却液により用紙を冷却することができる。そのため、用紙搬送方向上流側から下流側に向けて冷却液を流す場合よりも、用紙搬送方向下流側で冷却部材の内部を流れる冷却液と用紙との温度差を大きくすることができ、冷却部材の用紙搬送方向下流側端部付近での冷却効率を向上させることができる。
On the other hand, like the cooling device described in
しかしながら、冷却部材の用紙搬送方向上流側で用紙から吸熱した熱が用紙搬送方向下流側に伝わり、その熱によって冷却部材内の用紙搬送方向下流側端部付近を流れる冷却液の温度が上昇してしまう。そのため、冷却部材内で用紙搬送方向下流側から上流側に向けて冷却液を流したとしても、用紙搬送方向上流側から下流側に伝わった冷却部材の熱によって用紙搬送方向下流側端部付近を流れる冷却液の温度が上昇してしまう分、冷却部材の用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するといった問題が生じる。 However, the heat absorbed from the sheet on the upstream side in the sheet conveyance direction of the cooling member is transmitted to the downstream side in the sheet conveyance direction, and the temperature of the coolant flowing in the vicinity of the downstream end in the sheet conveyance direction in the cooling member increases. End up. Therefore, even if the cooling liquid flows from the downstream side in the paper transport direction to the upstream side in the cooling member, the vicinity of the downstream end in the paper transport direction is affected by the heat of the cooling member transmitted from the upstream side to the downstream side in the paper transport direction. As the temperature of the flowing coolant rises, there arises a problem that the cooling efficiency is lowered near the downstream end of the cooling member in the paper transport direction.
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、冷却部材の用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑制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。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device capable of suppressing a reduction in cooling efficiency in the vicinity of the downstream end of the cooling member in the sheet conveying direction, and an image including the cooling device. A forming apparatus is provided.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、冷却媒体が流れる流路が内部に設けられ、記録材搬送方向下流側端部に流入口が、記録材搬送方向上流側端部に排出口がそれぞれ設けられた冷却部材と、前記流入口と前記排出口とに繋げた配管を通して冷却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、前記冷却部材の冷却面に記録材を直接または熱伝達部材を介して接触させて該記録材を冷却する冷却装置において、複数の前記冷却部材を冷却部材間に隙間をあけるか断熱部材を配置して設け、複数の前記冷却部材が記録材を挟むようにして対向して配置されており、冷却媒体は記録材の画像形成面と面する側の冷却部材に最初に流入され、これを通過した後、記録材裏面と面する冷却部材に流入されることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a flow path through which a cooling medium flows is provided inside, and an inlet is provided at the downstream end in the recording material conveyance direction, and is discharged at the upstream end in the recording material conveyance direction. a cooling member outlet respectively provided, and a cooling medium conveying means for conveying the cooling medium into the cooling member through pipes connecting to said inlet and said outlet, the recording material to the cooling surface of the cooling member In a cooling device that cools the recording material by contacting it directly or via a heat transfer member, a plurality of the cooling members are provided with gaps between the cooling members or a heat insulating member arranged, and the plurality of cooling members are recorded. The cooling medium is first flowed into the cooling member facing the image forming surface of the recording material, and after passing through this, the cooling medium flows into the cooling member facing the back surface of the recording material. characterized in the that the That.
以上、本発明によれば、冷却部材の用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑制できるという優れた効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that the cooling efficiency can be suppressed from decreasing near the downstream end of the cooling member in the sheet conveyance direction.
本実施形態に係る冷却装置１８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を図２に示す。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a tandem type intermediate transfer belt type color image forming apparatus equipped with a
なお、冷却装置１８は、画像形成装置に設けられるものに限定されることなく、シート状部材の冷却が必要な装置であれば適応可能である。また、本構成例では、冷却媒体として液体を用いて説明するが、流体の媒体であれば気体でも構わない。
The
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５１を展張し、中間転写ベルト５１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５１のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。
An
中間転写ベルト５１の回転方向を図中矢印ａとするとき、中間転写ベルト５１の上方であってローラ５２とローラ５３との間には、中間転写ベルト５１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、画像ステーション５４Ｙ、画像ステーション５４Ｃ、画像ステーション５４Ｍ、画像ステーション５４Ｂｋが配置されている。例えば画像ステーション５４Ｙは、ドラム状の感光体１１１Ｙの周囲に帯電装置１０Ｙ、光書き込み装置１２Ｙ、現像装置１３Ｙ、クリーニング装置１４Ｙが配置されている。さらに中間転写ベルト５１を挟んで感光体１１１Ｙの対向位置に中間転写ベルト５１への転写手段としての一次転写ローラ１５Ｙが設けられている。また、他の３つの画像ステーション５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋ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５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋ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。
When the rotation direction of the
本実施形態では光書き込み装置１２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１１１に対して画像情報に応じた露光を行う。 In this embodiment, the optical writing device 12 is an optical system using an LED as a light source. However, the optical writing device 12 may be configured by a laser optical system using a semiconductor laser as a light source, and exposes the photoconductor 111 according to image information. .
中間転写ベルト５１の下方には、シート状部材である用紙Ｐの用紙収納部１９および給紙コロ２２３、レジストローラ対２２１、中間転写ベルト５１を張架するローラ５５に中間転写ベルト５１を介して対向するように設けられ中間転写ベルト５１から用紙Ｐへのトナー像の転写手段としての二次転写ローラ５６、中間転写ベルト５１の裏面に接するローラ５８の対向位置で中間転写ベルト５１のおもて面に接するように設けられ中間転写ベルト５１のおもて面をクリーニングするクリーニング装置５９、熱定着装置１６、用紙Ｐを冷却する冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂを有する冷却装置１８、トナー定着後の用紙Ｐの排出部である排紙収容部１７などが配置されている。そして、用紙収納部１９から排紙収容部１７へ至る用紙搬送路２８が延びている。また、両面画像形成時に用紙Ｐの裏面への画像形成を行う際に、冷却装置１８を一度通過した用紙Ｐの表裏を反転させ、再度、レジストローラ対２２１へ搬送する両面画像形成用の用紙搬送路２９も備えている。
Below the
なお、冷却装置１８には、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂ、ポンプ１００、タンク１０１、ラジエータ１０３、冷却ファン１０４などが設けられている。冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂは、用紙Ｐの熱を受熱する受熱部である。タンク１０１は、冷却媒体である冷却液を貯留する貯留部である。配管１０５は、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂそれぞれに設けられた流入口と排出口とに接続されるとともに、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとラジエータ１０３とタンク１０１とポンプ１００との間で冷却液が循環できるようにそれらを連結させる配管である。ポンプ１００は、タンク１０１に貯留された冷却液を配管１０５を通して搬送する冷却媒体搬送手段である。ラジエータ１０３は、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂで用紙Ｐから冷却液が奪った熱を画像形成装置外に放熱する放熱部である。冷却ファン１０４は、ラジエータ１０３に装着されておりラジエータ１０４周辺に気流を発生させてラジエータ１０３を冷やす気流発生手段である。
The
冷却液の循環経路は配管１０５の矢印で示すように、ラジエータ１０３で冷やされた冷却液を、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂへ供給し、そして冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂ内を廻ってから排出する。その後にタンク１０１、ポンプ１００へ送り、再び、ラジエータ１０３に戻す順序である。ポンプ１００の回転圧力により冷却液を循環させ、ラジエータ１０３で放熱することで冷却液、如いては冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂを冷やす。ポンプ１００の送液能力やラジエータ１０３の大きさなどは、熱設計条件（冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂ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。
As shown by the arrow of the
画像の形成プロセスは、画像ステーション５４Ｙに着目すれば、一般の静電記録方式に準じていて、暗中にて帯電装置１０Ｙにより一様に帯電された感光体１１１Ｙ上に光書き込み装置１２Ｙにより露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置１３Ｙ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１５Ｙにより感光体１１１Ｙ上から中間転写ベルト５１に転写される。転写後の感光体１１１Ｙの表面はクリーニング装置１４Ｙによりクリーニングされる。他の画像ステーション５４も画像ステーション５４Ｙと同構成であり、同様の画像形成プロセスが行われる。
When the image forming process is focused on the
画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋにおける各現像装置１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｂｋ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。そのため、各画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋ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５１の同一画像形成領域が４つの画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋを順次通過する間に、中間転写ベルト５１を挟むようにして各感光体１１１とそれぞれ対向して設けられた一次転写ローラ１５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５１上で重ね合わせるように転写する。これにより、上記同一画像形成領域が各画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋ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。
Each of the developing
そして、中間転写ベルト５１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５１はクリーニング装置５９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二次転写ローラ５６に転写バイアスを印加して、中間転写ベルト５１を介して二次転写ローラ５６とローラ５５との間に転写電界を形成し、二次転写ローラ５６と中間転写ベルト５１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。中間転写ベルト５１から用紙Ｐへのフルカラートナー像の転写後、用紙Ｐ上に担持されたフルカラートナー像を熱定着装置１６で用紙Ｐ上に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、その後、用紙Ｐは排紙収容部１７に積載される。
Then, the full color toner image formed on the
本実施形態の画像形成装置においては、排紙収容部１７に用紙Ｐが積載される前に、用紙Ｐが熱定着装置１６の直後に配置された冷却装置１８を通過する。通過する際、熱定着装置１６で熱せられた用紙Ｐが受熱部である冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂに接触しながら通過することになる。このとき、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂの用紙Ｐと対向する冷却面で用紙Ｐから熱を吸熱し、この熱を冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂ内部の冷却液へ伝達する。熱が伝達され高温となった冷却液は、この後、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂから排出されタンク１０１やポンプ１００を経て、冷却ファン１０４を装着したラジエータ１０３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１０３で熱が除去され室温近くにまで下げられた冷却液は、その後、再び冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂへと送られる。このような冷却液による高い冷却性能の排熱サイクルによって、熱定着装置１６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。
In the image forming apparatus of the present embodiment, the paper P passes through the
用紙Ｐが排紙収容部１７に積載される時点で、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、熱定着装置１６により用紙Ｐに対して２度の定着動作がなされる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。
When the paper P is stacked in the paper
［参考構成例］
図３は、参考構成例に係る冷却装置１８の全体構成について説明する図である。
冷却装置１８内の液冷システムとして、例えば図３のような構成を考える。本構成では内部に冷却液循環経路が形成された冷却部材である冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂ、ポンプ１００、ラジエータ１０３、及び、タンク１０１が、ゴムチューブからなる配管１０５によって接続されている。
[ Reference configuration example]
FIG. 3 is a diagram illustrating the overall configuration of the
As a liquid cooling system in the
図４は冷却装置１８の冷却プレート１ｂ周辺の模式図である。
冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に、冷却プレート１ｂ内に冷却液を流入する流入口７０ｂが設けられている。また、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に、冷却プレート１ｂ内から冷却液を排出する排出口７１ｂが設けられている。流入口７０ｂと排出口７１ｂとは、冷却プレート１ｂ内で用紙搬送方向と直交する方向である用紙幅方向で往復するように曲った内部流路７３ｂに繋がっている。そして、一端側がポンプ１００に接続された配管１０５ａの他端側が流入口７０ｂに接続されており、配管１０５ｃの一端側が排出口７１ｂに接続されている。
FIG. 4 is a schematic view around the
An
図５は冷却装置１８の冷却プレート１ａ周辺の模式図である。
冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に、冷却プレート１ａ内に冷却液を流入する流入口７０ａが設けられている。また、冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に、冷却プレート１ａ内から冷却液を排出する排出口７１ａが設けられている。流入口７０ａと排出口７１ａとは、冷却プレート１ａ内で用紙搬送方向と直交する方向である用紙幅方向で往復するように曲った内部流路７３ａに繋がっている。そして、一端側が冷却プレート１ｂの排出口７１ｂに接続された配管１０５ｃの他端側が流入口７０ａに接続されており、一端側がラジエータ１０３に接続された配管１０５ｂの他端側が排出口７１ａに接続されている。
FIG. 5 is a schematic view around the
An
本参考構成例では、図４や図５に示すように、冷却プレート１ａの同側面に流入口７０ａと排出口７１ａとを設けたり、冷却プレート１ｂの同側面に流入口７０ｂと排出口７１ｂとを設けたりしている。これにより、配管１０５ａ、配管１０５ｂ及び配管１０５ｃを用紙幅方向で冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂの片側に集中させることができ、装置内で配管１０５の無駄な這い回しを低減でき、省スペース化を図ることができる。
In this reference configuration example, as shown in FIGS. 4 and 5, the
タンク１０１内の冷却液はポンプ１００によって送液されることで配管１０５ａを通って流入口７０ｂから冷却プレート１ｂ内に流入する。そして冷却液は冷却プレート１ｂ内を流れながら吸熱を行い、排出口７１ｂから配管１０５ｃへと冷却プレート１ｂ内から冷却液が排出され、その排出された冷却液が配管１０５ｃを通って流入口７０ａから冷却プレート１ａ内に流入する。そして、冷却プレート１ａ内部を冷却液が流れ吸熱を行った後、排出口７１ａから配管１０５ｂへと冷却プレート１ａ内から冷却液が排出される。このように冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂの内部を流れている間に吸熱によって高温となった冷却液は、ラジエータ１０３内を通過することで放熱を行い、低温になってタンク１０１に戻ってくる。
The coolant in the
熱定着装置１６に設けられた内部にヒータを持つ加熱定着ローラ対１１６によって表面にトナーが加熱定着され高温となった用紙Ｐは、搬送ローラ対６０から搬送力を受けて冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂの上面である冷却面１１ａ及び冷却面１１ｂに接触しながら搬送される。このとき、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂは、それぞれの冷却面１１ａ及び冷却面１１ｂに接した用紙Ｐから熱伝導によって熱を奪い、用紙Ｐの冷却が行われる。
The sheet P heated to the surface by a heat-fixing
図６は、冷却プレート１ａ周辺を側面側から見た側面図と、それに対応した冷却プレート１ａ、用紙Ｐ及び冷却液の用紙搬送方向における温度分布図とを示したものである。なお、図６に示した温度分布図は、横軸を用紙搬送方向の位置とし、縦軸を温度としてプロットしている。
FIG. 6 shows a side view of the periphery of the
加熱定着ローラ対１１６によって加熱された用紙Ｐが、搬送ローラ対６０からの搬送力で冷却プレート１ａの冷却面１１ａに接触しながら搬送され冷却されると、用紙Ｐから熱を奪った冷却プレート１ａに用紙搬送方向で温度分布が生じる。
When the paper P heated by the heat-fixing
図６中の太線（線Ａ、破線Ｂ及び一点鎖線Ｃ）は、冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ａから冷却プレート１ａ内に冷却液を流入させ、内部流路７３ａを通して冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ｂから冷却液を排出させたときの温度分布を示している。すなわち、冷却プレート１ａ内を冷却液が用紙搬送方向下流側から上流側に向かって流れる場合での温度分布を示している。
The bold lines (line A, broken line B, and alternate long and short dash line C) in FIG. 6 allow the cooling liquid to flow into the
なお、線Ａは、冷却プレート１ａの用紙搬送方向における温度分布曲線である。破線Ｂは、冷却プレート１ａ内を流れる冷却液の用紙搬送方向における温度分布曲線である。一点鎖線Ｃは、用紙Ｐの用紙搬送方向における表面温度曲線である。
A line A is a temperature distribution curve in the sheet conveyance direction of the
図６中の細線（線ａ、破線ｂ及び一点鎖線ｃ）は、比較例として冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ａから冷却プレート１ａ内に冷却液を流入させ、内部流路７３ａを通して冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ａから冷却液を排出させたときの温度分布を示している。すなわち、冷却プレート１ａ内を冷却液が用紙搬送方向上流側から下流側に向かって流れる場合での温度分布を示している。
The thin lines (line a, broken line b, and alternate long and short dash line c) in FIG. 6 indicate that the cooling liquid enters the
なお、線ａは、冷却プレート１ａの用紙搬送方向における温度分布曲線である。破線ｂは、冷却プレート１ａ内を流れる冷却液の用紙搬送方向における温度分布曲線である。一点鎖線ｃは、用紙Ｐの用紙搬送方向における表面温度曲線である。
The line a is a temperature distribution curve in the paper transport direction of the
図６からわかるように、冷却プレート１ａの用紙搬送方向の温度分布を示した線Ａと線ａとを比較すると、線Ａのほうが線ａに比べて用紙搬送方向上流側端部付近の温度が高くなる。一方、冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近では、線Ａのほうが線ａに比べて低温になっている。このような温度分布の違いは、冷却プレート１ａ内を流れる冷却液の温度による影響である。
As can be seen from FIG. 6, when the line A indicating the temperature distribution in the sheet conveyance direction of the
冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ａから冷却プレート１ａ内に冷却液を流入させた場合は、破線Ｂからわかるように冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近を最も冷たい冷却液が流れる。そして、流入口７０ａから冷却プレート１ａ内に流入した冷却液は、冷却プレート１ａを用紙搬送方向下流側から上流側に向かって流れて吸熱を行いながら徐々に温度が上昇し、最高温となって冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ａから排出される。
When cooling liquid is introduced into the
一方、冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ａから冷却プレート１ａ内に冷却液を流入させた場合は、破線ｂからわかるように冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近を最も冷たい冷却液が流れる。そして、排出口７１ａから冷却プレート１ａ内に流入した冷却液は、冷却プレート１ａを用紙搬送方向上流側から下流側に向かって流れて吸熱を行いながら徐々に温度が上昇し、最高温となって冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ａから排出される。
On the other hand, when cooling liquid is allowed to flow into the
このように、冷却プレート１ａ内で用紙搬送方向下流側から上流側に向かって冷却液を流したほうが、冷却プレート１ａ内で用紙搬送方向上流側から下流側に向かって冷却液を流すよりも、冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近が低温になり、用紙搬送方向上流側端部付近が高温になる。
As described above, the flow of the cooling liquid from the downstream side in the paper conveyance direction to the upstream side in the
このような冷却プレート１ａの用紙搬送方向の温度分布の違いによる用紙表面の冷却効果の差は、一点鎖線Ｃと一点鎖線ｃとを比較するとわかるように、用紙搬送方向上流側、言い換えれば、冷却初期においては一点鎖線ｃのほうが低温となるが、用紙搬送方向下流側、言い換えれば、最終的には一点鎖線Ｃのほうが低温になる。これは、冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近において、より低温となった冷却面１１ａの部分に用紙Ｐが触れるからである。
The difference in the cooling effect on the surface of the sheet due to the difference in temperature distribution in the sheet conveyance direction of the
ここで、前述したようなブロッキング現象が生じないようにするためには、冷却装置１８によって用紙Ｐをできるだけ低温にして排紙収容部１７に排出すべきである。そのため、排紙収容部１７に排出される用紙Ｐの温度を低くするためには、冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近がある程度高温になったとしても、用紙Ｐを最終的に冷却する部分である冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近がより低温であることが望ましい。
Here, in order to prevent the blocking phenomenon as described above from occurring, the paper P should be discharged to the paper
よって、本参考構成例のように、冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ａから冷却プレート１ａ内に冷却液を流入させ、冷却プレート１ａ内で用紙搬送方向に対して逆流となるように冷却液を内部流路７３ａで流し、冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けた排出口７１ａから冷却液を排出する。これにより、冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑制し、用紙Ｐの冷却効果を向上させることができる。
Therefore, as in this reference configuration example, the cooling liquid flows into the
同様に、冷却プレート１ｂについても、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ｂから冷却プレート１ｂ内に冷却液を流入させ、冷却プレート１ｂ内で用紙搬送方向に対して逆流となるように冷却液を内部流路７３ｂで流し、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けた排出口７１ｂから冷却液を排出する。これにより、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑制し、用紙Ｐの冷却効果を向上させることができる。
Similarly, with respect to the
ここで、熱定着装置１６では加熱定着ローラ対１１６の熱によってトナーを溶融し用紙Ｐに定着させるので、用紙Ｐが含んでいる水分が蒸発することにより周囲の雰囲気が高湿な状態となる。こうした雰囲気中では、加熱定着ローラ対１１６の近くに設けられた冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側が冷た過ぎると蒸気との温度差が大きくなり過ぎて冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側の表面で結露を起こし易くなる。
Here, in the
一方、本参考構成例のように冷却プレート１ａ内で冷却液を用紙搬送方向下流側から上流側に流すことで、冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の温度が高くなり蒸気との温度差が小さくなる。そのため、冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の表面に生じる結露を低減させる効果が得られる。
On the other hand, by flowing the cooling liquid from the downstream side in the paper transport direction to the upstream side in the
図１は、用紙搬送方向の長さがＸ［ｍｍ］の冷却プレート１を一つ設けた場合と、同じ長さに関して２分割した領域に２つの冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとを隙間をあけて用紙搬送方向に沿って並べて設けた場合それぞれにおける冷却プレート周辺を側面から見た側面図、及び、それに対応した温度分布図とを示したものである。なお、図１に示した温度分布図は、横軸を用紙搬送方向の位置とし、縦軸を温度としてプロットしている。
FIG. 1 shows a case where one
冷却プレート１を１つ設けた場合には、冷却プレート１の用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０から冷却プレート１内に冷却液を流入させ、内部流路７３を通して冷却プレート１の用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１から冷却液を排出させる。
When one
また、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとを隙間をあけて用紙搬送方向に沿って並べて設けた場合には、まず、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ｂから冷却プレート１ｂ内に冷却液を流入させ、内部流路７３ｂを通して冷却プレート１ｂの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ｂから配管１０５ｃに冷却液を排出させる。そして、配管１０５ｃに排出された冷却液を、冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ａから冷却プレート１ａ内に流入させ、内部流路７３ａを通して冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ａから配管１０５ｂに冷却液を排出させる。
Further, when the
図１中の細線（線１Ａ及び一点鎖線７Ａ）は、冷却プレート１を１つ設けた場合の温度分布を示している。なお、線１Ａは、冷却プレート１の用紙搬送方向における温度分布曲線である。一点鎖線７Ａは、用紙Ｐの用紙搬送方向における表面温度曲線である。
The thin lines in FIG. 1 (line 1A and alternate long and short dash line 7A) indicate the temperature distribution when one
一方、図１中の太線（線１Ｂ及び一点鎖線７Ｂ）は、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとを用紙搬送方向に沿って並べて設けた場合の温度分布を示している。なお、線１Ｂは、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂの用紙搬送方向における温度分布曲線である。一点鎖線７Ａは、用紙Ｐの用紙搬送方向における表面温度曲線である。
On the other hand, the thick lines (
図１からわかるように、冷却プレート１の温度に対して、冷却プレート１ａの温度は全体的に高いが冷却プレート１ｂでは全体的に低くなっている。
As can be seen from FIG. 1, the temperature of the
これは、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間に隙間をあけて、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間で熱伝導が生じるのを抑制することにより得られる効果である。仮に、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとが隙間をあけずに接触していると、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間で熱伝導が生じる。そのため、用紙搬送方向で冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間で温度分布がならされ、冷却プレート１を１つ設けた場合と同等の温度分布になってしまう。
This is an effect obtained by providing a gap between the cooling
上述したように、排紙収容部１７に排出される用紙Ｐの温度を低くするためには、最終的に用紙Ｐ冷却する部分の温度が低い方が有利である。そのため、１つの冷却プレート１によって用紙Ｐを冷却する場合よりも、用紙搬送方向に沿って隙間をあけて並べられた冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとにより用紙Ｐを冷却したほうが、用紙搬送方向上流側にある冷却プレート１ａから用紙搬送下流側にある冷却プレート１ｂに熱が伝わるのを抑制でき、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の温度上昇を低減することができる。よって、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近を流れる冷却液の温度上昇を低減でき、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑えられ、高い冷却効果を得ることができる。
As described above, in order to lower the temperature of the paper P discharged to the paper
また、図７に示すように、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間に断熱部材８０を設けて冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間で熱が伝わるのを抑制するように構成しても、上述したのと同様の効果を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 7, a
［構成例１］
図８は本構成例に係る冷却装置１８の冷却プレート周辺の模式図である。
ポリイミド製の冷却搬送ベルト４５は、駆動ローラ６１と複数の従動ローラ６２，６３，６４とによって回転可能に張架されている。また、冷却搬送ベルト４５と対向して、従動ローラ６５と従動ローラ６６とによって張架された、アクリルゴムなどの弾性材料製もしくはポリイミド製あるいはこれらによる多層構造を持つ搬送ベルト４６が設けられている。そして、用紙Ｐは、駆動ローラ６１からの駆動力によって回転する冷却搬送ベルト４５と、冷却搬送ベルト４５に連れまわる搬送ベルト４６とによって挟持されながら搬送される。
[Configuration example 1 ]
FIG. 8 is a schematic diagram of the periphery of the cooling plate of the
The polyimide cooling and conveying
冷却搬送ベルト４５の内周面には、配管１０５ｃで接続された２つの冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂが用紙搬送方向に沿って両者間に隙間をあけて整列して固定配置されている。冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂは、回転する冷却搬送ベルト４５の内周面と接触しながら冷却搬送ベルト４５越しに、冷却搬送ベルト４５と搬送ベルト４６とによって挾持されながら搬送される用紙Ｐから熱を吸熱する。
On the inner peripheral surface of the cooling and conveying
冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に、冷却プレート１ｂ内に冷却液を流入する流入口７０ｂが設けられている。また、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に、冷却プレート１ｂ内から冷却液を排出する排出口７１ｂが設けられている。流入口７０ｂと排出口７１ｂとは、冷却プレート１ｂ内で用紙搬送方向と直交する方向である用紙幅方向で往復するように曲った内部流路７３ｂに繋がっている。そして、一端側がポンプ１００に接続された配管１０５ａの他端側が流入口７０ｂに接続されており、配管１０５ｃの一端側が排出口７１ｂに接続されている。
An
冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に、冷却プレート１ａ内に冷却液を流入する流入口７０ａが設けられている。また、冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に、冷却プレート１ａ内から冷却液を排出する排出口７１ａが設けられている。流入口７０ａと排出口７１ａとは、冷却プレート１ａ内で用紙搬送方向と直交する方向である用紙幅方向で往復するように曲った内部流路７３ａに繋がっている。そして、一端側が冷却プレート１ｂの排出口７１ｂに接続された配管１０５ｃの他端側が流入口７０ａに接続されており、一端側がラジエータ１０３に接続された配管１０５ｂの他端側が排出口７１ａに接続されている。
An
冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂには、配管１０５ａから冷却プレート１ｂ内に冷却液を流入させ、冷却プレート１ｂ内から配管１０５ｃを通して冷却プレート１ａ内に冷却液を流入させ、冷却プレート１ａ内から配管１０５ｂを通して冷却液を排出する。
Cooling liquid flows into the
また、搬送ベルト４６の内周面側から冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂに向かって押圧力をかける複数の押圧ローラ２６を、搬送ベルト４６の内側に設けている。これにより、冷却搬送ベルト４５の外周面と用紙Ｐとの接触状態や、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂと冷却搬送ベルト４５の内周面との接触状態をより高めたり、冷却搬送ベルト４５と搬送ベルト４６とによる用紙Ｐの挟持搬送力を高めたりすることができる。
In addition, a plurality of pressing
本構成例では、冷却搬送ベルト４５と搬送ベルト４６とで挾持搬送された用紙Ｐを、熱伝達部材である冷却搬送ベルト４５を介して冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂにより冷却する。これにより、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂと用紙Ｐとの摺動を排し、摺動による用紙表面の汚れを避けることができる。
In this configuration example, the sheet P that is nipped and conveyed by the cooling
また、本構成例の冷却装置１８でも参考構成例で説明したように、用紙搬送方向に隙間をあけて並べられた冷却プレート１ｂから冷却プレート１ａに、用紙搬送方向下流側から用紙搬送方向上流側へと冷却液を流して、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂにより用紙Ｐを冷却する。これにより、参考構成例で説明したように、用紙Ｐを最終的に冷却する部分である冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近がより低温となり、冷却効率を向上させることができる。さらに、参考構成例で説明したように、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとを用紙搬送方向に沿って並べて設けたときの用紙搬送方向の幅と同程度の用紙搬送方向の幅を有する１つの冷却プレートで用紙Ｐを冷却する場合よりも、高い冷却効果を得ることができる。
Further , as described in the reference configuration example in the
［構成例２］
図９は上下方向に２つの冷却プレートを対向させて設けた冷却装置１８の冷却プレート周辺の模式図である。
図９に示した冷却装置１８では、冷却搬送ベルト４５が駆動ローラ６１と複数の従動ローラ６２，６３，６４とによって回転可能に張架されている。また、搬送ベルト４６が駆動ローラ６７と複数の従動ローラ６５，６６，６８とによって回転可能に張架されている。そして、用紙Ｐの表裏両面を同時に冷却するために、冷却搬送ベルト４５と搬送ベルト４６とを挟むように冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとを対向させて設けている。
[Configuration example 2 ]
FIG. 9 is a schematic view of the periphery of the cooling plate of the
In the
このような構成にすることで、図１で示したような冷却プレート１を１つだけ設けて用紙Ｐの冷却を行う構成よりも、加熱された用紙Ｐを表裏両面から冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとによって効率よく熱を奪い、短い冷却パス長さで高い冷却効果を得ることができる。
By adopting such a configuration, the
図１０は、図９に示したような上下方向に冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとを対向させて設けた場合における、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとへの冷却液の流し方の一例を示したものである。
FIG. 10 shows an example of how the cooling liquid flows to the
上側にある冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に、冷却プレート１ｂ内に冷却液を流入する流入口７０ｂが設けられている。また、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に、冷却プレート１ｂ内から冷却液を排出する排出口７１ｂが設けられている。流入口７０ｂと排出口７１ｂとは、冷却プレート１ｂ内で用紙搬送方向と直交する方向である用紙幅方向で往復するように曲った内部流路７３ｂに繋がっている。そして、一端側がポンプ１００に接続された配管１０５ａの他端側が流入口７０ｂに接続されており、配管１０５ｃの一端側が排出口７１ｂに接続されている。
An
下側にある冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に、冷却プレート１ａ内に冷却液を流入する流入口７０ａが設けられている。また、冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に、冷却プレート１ａ内から冷却液を排出する排出口７１ａが設けられている。流入口７０ａと排出口７１ａとは、冷却プレート１ａ内で用紙搬送方向と直交する方向である用紙幅方向で往復するように曲った内部流路７３ａに繋がっている。そして、一端側が冷却プレート１ｂの排出口７１ｂに接続された配管１０５ｃの他端側が流入口７０ａに接続されており、一端側がラジエータ１０３に接続された配管１０５ｂの他端側が排出口７１ａに接続されている。
An
そして、上側にある冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の流入口７０ｂから冷却プレート１ｂ内に冷却液を流入させて、これよりも用紙搬送方向上流に設けた排出口７１ｂから配管１０５ｃに冷却液を排出させる。そして、配管１０５に排出した冷却液を、配管１０５ｃと接続された下側にある冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近に設けた流入口７０ａから冷却プレート１ａ内に流入させ、これよりも用紙搬送方向上流に設けた排出口７１ａから配管１０５ｂに冷却液を排出する。このようにして、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとに順次冷却液を流す。
Then, the cooling liquid is introduced into the
図１０に示すように、用紙Ｐの上面だけに画像が形成された場合では、冷却される用紙Ｐの上面に加熱定着ローラ対１１６によって定着されたトナー像Ｔがある。そのため、トナー像Ｔが定着した用紙Ｐの上面と対向する上側の冷却プレート１ｂに、下側にある冷却プレート１ａよりも先に低温の冷却液を送液する。これにより、冷却プレート１ｂを低温にし、用紙Ｐの上面に形成されたトナー像Ｔを効率良く冷却することができる。
As shown in FIG. 10, when an image is formed only on the upper surface of the paper P, the toner image T fixed by the heat fixing
また、用紙Ｐを表裏両面から冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとによって熱を奪って冷却するので、用紙搬送方向上流側で冷却プレート１ａや冷却プレート１ｂがそれぞれ用紙Ｐから奪う熱量は、上側と下側とのどちらか一方だけに冷却プレートを設けて用紙Ｐを冷却した場合よりも少なくなる。そのため、上側の冷却プレート１ｂや下側の冷却プレート１ａそれぞれにおいて、用紙搬送方向上流側から下流側に伝わる熱も少なくなり、上側の冷却プレート１ｂや下側の冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の温度上昇を低減させることができる。よって、用紙Ｐを最終的に冷却する部分である上側の冷却プレート１ｂや下側の冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近を流れる冷却液の温度上昇を低減でき、上側の冷却プレート１ｂや下側の冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑えられ、高い冷却効果を得ることができる。
Further, since the sheet P is cooled by taking heat from both the front and back sides by the
図１１は、図１０に示した冷却装置１８のように用紙Ｐの上面に形成されたトナー像Ｔを効率良く冷却することができる構成の他例を示したものである。図１１に示した冷却装置１８においては、冷却搬送ベルト４５の内周面に、配管１０５ｃ１で接続された２つの冷却プレート１ｂ及び冷却プレート１ａが用紙搬送方向に沿って両者間に隙間をあけて整列して固定配置されている。また、搬送ベルト２５の内周面に、配管１０５ｃ３で接続された２つの冷却プレート１ｂ’及び冷却プレート１ａ’が用紙搬送方向に沿って両者間に隙間をあけて整列して固定配置されている。
FIG. 11 shows another example of a configuration that can efficiently cool the toner image T formed on the upper surface of the paper P like the
冷却液の流し方としては、まず装置上側にある２つの冷却プレートに冷却液を流した後、装置下側にある２つの冷却プレートに冷却液を流す。 As a method of flowing the cooling liquid, first, the cooling liquid is supplied to the two cooling plates on the upper side of the apparatus, and then the cooling liquid is supplied to the two cooling plates on the lower side of the apparatus.
すなわち、図１２に示すように、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ｂから冷却プレート１ｂ内に冷却液を流入させ、内部流路７３ｂを通して冷却プレート１ｂの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ｂから配管１０５ｃ１に冷却液を排出させる。そして、配管１０５ｃ１に排出された冷却液を、冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ａから冷却プレート１ａ内に流入させ、内部流路７３ａを通して冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ａから配管１０５ｃ２に冷却液を排出させる。
That is, as shown in FIG. 12, the cooling liquid is introduced into the
そして、配管１０５ｃ２に排出させた冷却液を冷却プレート１ｂ’の用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ｂ’から冷却プレート１ｂ’内に冷却液を流入させ、内部流路７３ｂ’を通して冷却プレート１ｂ’の用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ｂ’から配管１０５ｃ３に冷却液を排出させる。そして、配管１０５ｃ３に排出された冷却液を、冷却プレート１ａ’の用紙搬送方向下流側端部付近の側面に設けられた流入口７０ａ’から冷却プレート１ａ’内に流入させ、内部流路７３ａ’を通して冷却プレート１ａ’の用紙搬送方向上流側端部付近の側面に設けられた排出口７１ａ’から配管１０５ｂに冷却液を排出させる。
Then, the coolant discharged into the pipe 105c2 is caused to flow into the
これにより、トナー像Ｔが定着した用紙Ｐの上面と対向する上側の冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂに、下側にある冷却プレート１ａ’及び冷却プレート１ｂ’よりも先に低温の冷却液を送液することができる。よって、このような構成にすることで、加熱された用紙Ｐを表裏両面から効率よく熱を奪い高い冷却効果を得ることができるとともに、装置上側にある冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂを低温にし、用紙Ｐの上面に形成されたトナー像Ｔを効率良く冷却することができる。
As a result, the low-temperature cooling liquid is sent to the
さらに、用紙搬送方向上流側にある冷却プレート１ａや冷却プレート１ａ’から用紙搬送下流側にある冷却プレート１ｂや冷却プレート１ｂ’に熱が伝わるのを抑制でき、冷却プレート１ｂや冷却プレート１ｂ’の用紙搬送方向下流側端部付近の温度上昇を低減することができる。よって、用紙Ｐを最終的に冷却する部分である冷却プレート１ｂや冷却プレート１ｂ’の用紙搬送方向下流側端部付近を流れる冷却液の温度上昇を低減でき、冷却プレート１ｂや冷却プレート１ｂ’の用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑えられ、高い冷却効果を得ることができる。
Further, it is possible to suppress heat from being transmitted from the
図１３は、図９に示したような上下方向に冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとを対向させて設けた場合における、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとへの冷却液の流し方の他例を示したものである。
FIG. 13 shows another example of how the cooling liquid flows to the
上側にある冷却プレート１ｂの内部には、用紙搬送方向と直交する方向である用紙幅方向に貫通させて複数の内部流路７３ｂ１，７３ｂ２，７３ｂ３，７３ｂ４が、用紙搬送方向下流側から上流側へ順に設けられている。内部流路７３ｂ１，７３ｂ２，７３ｂ３，７３ｂ４は、それぞれ一端側（図中手前側）が流入口７０ｂ１，７０ｂ２，７０ｂ３，７０ｂ４と繋がっており、他端側（図中奥側）が排出口７１ｂ１，７１ｂ２，７１ｂ３，７１ｂ４と繋がっている。
Inside the
同様に下側にある冷却プレート１ａの内部には、用紙搬送方向と直交する方向である用紙幅方向に貫通させて複数の内部流路７３ａ１，７３ａ２，７３ａ３，７３ａ４が、用紙搬送方向下流側から上流側へ順に設けられている。内部流路７３ａ１，７３ａ２，７３ａ３，７３ａ４は、それぞれ一端側（図中手前側）が排出口７１ａ１，７１ａ２，７１ａ３，７１ａ４と繋がっており、他端側（図中奥側）が流入口７０ａ１，７０ａ２，７０ａ３，７０ａ４と繋がっている。
Similarly, a plurality of internal flow paths 73a1, 73a2, 73a3, 73a4 are inserted into the
流入口７０ｂ１には一端がポンプ１００に接続された配管１０５ａの他端が接続されている。排出口７１ｂ１と流入口７０ａ１とは配管１０５ｃ１に接続されており、排出口７１ａ１と流入口７０ｂ２とが配管１０５ｃ２に接続されている。排出口７１ｂ２と流入口７０ａ２とは配管１０５ｃ３に接続されており、排出口７１ａ１と流入口７０ｂ２とが配管１０５ｃ４に接続されている。排出口７１ｂ３と流入口７０ａ２とは配管１０５ｃ５に接続されており、排出口７１ａ２と流入口７０ｂ３とが配管１０５ｃ６に接続されている。排出口７１ａ４と流入口７０ａ３とは配管１０５ｃ７に接続されており、排出口７１ａ４には一端がラジエータ１０３に接続された配管１０５ｂの他端が接続されている。
The other end of the
そして、上側の冷却プレート１ｂの用紙搬送方向最下流側にある流入口７０ｂ１から冷却プレート１ａ内に冷却液を流入させて冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間で交互にらせん状に冷却液を通して、最終的に冷却プレート１ｂの用紙搬送方向最上流側にある排出口７１ａ４から冷却液を排出する。
Then, the cooling liquid is allowed to flow into the
これにより、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂの温度は用紙搬送方向下流側端部付近でより低温となり、且つ、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間で温度差が小さくなるため用紙両面をほぼ均等に冷却することができる。
As a result, the temperatures of the
また、用紙Ｐを表裏両面から冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとによって熱を奪って冷却するので、用紙搬送方向上流側で冷却プレート１ａや冷却プレート１ｂがそれぞれ用紙Ｐから奪う熱量は、上側と下側とのどちらか一方だけに冷却プレートを設けて用紙Ｐを冷却した場合よりも少なくなる。そのため、上側の冷却プレート１ｂや下側の冷却プレート１ａそれぞれにおいて、用紙搬送方向上流側から下流側に伝わる熱も少なくなり、上側の冷却プレート１ｂや下側の冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近の温度上昇を低減させることができる。よって、用紙Ｐを最終的に冷却する部分である上側の冷却プレート１ｂや下側の冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近を流れる冷却液の温度上昇を低減でき、上側の冷却プレート１ｂや下側の冷却プレート１ａの用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑えられ、高い冷却効果を得ることができる
Further, since the sheet P is cooled by taking heat from both the front and back sides by the
図１４は、図１３に示した冷却装置１８のように用紙両面をほぼ均等に冷却することができる構成の他例を示したものである。
FIG. 14 shows another example of a configuration that can cool both sides of the paper substantially equally, like the
図１４に示した冷却装置１８においては、装置上側にある冷却搬送ベルト４５の内周面に冷却プレート１ｂ及び冷却プレート１ｂ’が用紙搬送方向に沿って両者間に隙間をあけて、冷却プレート１ｂが冷却プレート１ｂ’よりも用紙搬送方向下流側となるように固定配置されている。また、装置下側にある搬送ベルト２５の内周面に２つの冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ａが用紙搬送方向に沿って両者間に隙間をあけて、冷却プレート１ａが冷却プレート１ａ’よりも用紙搬送方向下流側となるように固定配置されている。
In the
そして、図１５に示すように、冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近に接続された配管１０５ａを通して冷却プレート１ｂに冷却液を送り、冷却プレート１ｂと冷却プレート１ａとの間で配管１０５ｃ１から配管１０５ｃ７までの各配管を用いて交互にらせん状に冷却液を用紙搬送方向下流側から上流側に向かって流す。その後、一端が冷却プレート１ａの用紙搬送方向上流側端部付近に接続され、他端が冷却プレート１ｂ’の用紙搬送方向下流側端部付近に接続された配管１０５ｃ８を通して、冷却プレート１ａから冷却プレート１ｂ’に冷却液を送る。そして、冷却プレート１ｂ’と冷却プレート１ａ’との間で配管１０５ｃ９から配管１０５ｃ１５までの各配管を用いて交互にらせん状に冷却液を用紙搬送方向下流側から上流側に向かって流し、最終的に冷却プレート１ａ’の用紙搬送方向上流側端部付近に接続された配管１０５ｂに冷却液を排出する。
Then, as shown in FIG. 15, the cooling liquid is sent to the
これにより、冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂの温度は用紙搬送方向下流側端部付近でより低温となる。また、冷却プレート１ａと冷却プレート１ｂとの間や、冷却プレート１ａ’と冷却プレート１ｂ’との間で温度差が小さくなるため用紙両面をほぼ均等に冷却することができる。
Thereby, the temperature of the
さらに、用紙搬送方向上流側にある冷却プレート１ｂ’や冷却プレート１ａ’から用紙搬送下流側にある冷却プレート１ｂや冷却プレート１ａに熱が伝わるのを抑制でき、冷却プレート１ａや冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近の温度上昇を低減することができる。よって、用紙Ｐを最終的に冷却する部分である冷却プレート１ａや冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近を流れる冷却液の温度上昇を低減でき、冷却プレート１ａや冷却プレート１ｂの用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑えられ、高い冷却効果を得ることができる。
Furthermore, heat can be prevented from being transferred from the
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
冷却液などの冷却媒体が流れる内部流路７３ａ，７３ｂなどの流路が内部に設けられ、記録材搬送方向下流側端部に流入口７０ａ，７０ｂなどの流入口が、記録材搬送方向上流側端部に排出口７１ａ，７１ｂなどの排出口がそれぞれ設けられた冷却プレート１ａ及び冷却プレート１ｂなどの冷却部材と、流入口と排出口とに繋げた配管１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃなどの配管を通して冷却部材内に冷却媒体を搬送するポンプ１００などの冷却媒体搬送手段とを備え、冷却部材の冷却面に用紙Ｐなどの記録材を直接または冷却搬送ベルト４５などの熱伝達部材を介して接触させて記録材を冷却する冷却装置１８などの冷却装置において、複数の冷却部材を冷却部材間に隙間をあけるか断熱部材８０などの断熱部材を配置して設けた。これよれば、上記実施形態について説明したように、冷却部材の用紙搬送方向下流側端部付近で冷却効率が低下するのを抑制し、記録材の冷却効果を向上させることができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、複数の冷却部材が用紙搬送方向に沿って並べて配置されており、記録材搬送方向最下流側に位置する冷却部材に冷却媒体搬送手段によって冷却媒体を最初に搬送する。これによれば、上記実施形態の構成例１について説明したように、記録材搬送方向最下流側に位置する冷却部材を低温にできるので、高い冷却効果を得ることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、複数の冷却部材が記録材を挟むようにして対向して配置されており、冷却媒体は記録材の画像形成面と対向する側の冷却部材に最初に流入され、これを通過した後、記録材裏面と対向する冷却部材に流入される。これによれば、上記実施形態の構成例２について説明したように、上側の冷却部材を低温にし、記録材上のトナー像を効果的に冷却することができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、複数の冷却部材が記録材を挟むようにして対向して配置されており、冷却媒体がこれらの冷却部材内部の流路を交互に通過する。これによれば、上記実施形態の構成例２について説明したように、上下の冷却部材は記録材搬送方向終端側でより低温となり、且つ、上下の冷却部材間の温度差が小さくなるため記録材両面をほぼ均等に冷却できる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、冷却部材が内部に往復流路を有し、流入口及び排出口を冷却部材の同側面に設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、装置内での配管の無駄な這い回しを低減でき、省スペース化を図ることができる。
（態様Ｆ）
記録材に形成された未定着画像を加熱して定着させる熱定着装置１６などの定着手段と、定着手段によって画像が定着された記録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、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）の冷却装置を用いた。これによれば、上記実施形態について説明したように、記録材が排紙収容部に積載される時点で、用紙上のトナーを確実に硬化状態とさせることができ、ブロッキング現象を回避することができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
Flow paths such as
(Aspect B)
In (Aspect A), a plurality of cooling members are arranged side by side along the paper conveyance direction, and the cooling medium is first conveyed by the cooling medium conveyance means to the cooling member located on the most downstream side in the recording material conveyance direction. According to this, as explained about the configuration example 1 of the above embodiment, since the cooling member located recording material conveyance direction downstream side can be a low temperature, it is possible to obtain a high cooling effect.
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the plurality of cooling members are arranged to face each other with the recording material interposed therebetween, and the cooling medium is first introduced into the cooling member on the side of the recording material facing the image forming surface. After passing through this, it flows into the cooling member facing the back surface of the recording material. According to this, as described in the configuration example 2 of the above-described embodiment, the upper cooling member can be lowered to effectively cool the toner image on the recording material.
(Aspect D)
In (Aspect A) or (Aspect B), a plurality of cooling members are arranged to face each other so as to sandwich the recording material, and the cooling medium alternately passes through the flow paths inside these cooling members. According to this, as described in the configuration example 2 of the above-described embodiment, the upper and lower cooling members are at a lower temperature on the end side in the recording material conveyance direction, and the temperature difference between the upper and lower cooling members is reduced, so that the recording material is reduced. Both sides can be cooled almost evenly.
(Aspect E)
In (Aspect A), (Aspect B), or (Aspect C), the cooling member has a reciprocating flow path inside, and the inlet and the outlet are provided on the same side surface of the cooling member. According to this, as described in the above embodiment, it is possible to reduce unnecessary scooping of piping in the apparatus and to save space.
(Aspect F)
An image forming apparatus comprising: a fixing unit such as a
１ 冷却プレート
１ａ 冷却プレート
１ｂ 冷却プレート
１１ 冷却面
１１ａ 冷却面
１１ｂ 冷却面
１２ 光書き込み装置
１３ 現像装置
１４ クリーニング装置
１５ 一次転写ローラ
１６ 熱定着装置
１７ 排紙収容部
１８ 冷却装置
１９ 用紙収納部
２６ 押圧ローラ
２８ 用紙搬送路
２９ 用紙搬送路
４５ 冷却搬送ベルト
４６ 搬送ベルト
５１ 中間転写ベルト
５２ ローラ
５３ ローラ
５４ 画像ステーション
５５ ローラ
５６ 二次転写ローラ
５８ ローラ
５９ クリーニング装置
６０ 搬送ローラ対
６１ 駆動ローラ
６２ 従動ローラ
６３ 従動ローラ
６４ 従動ローラ
６５ 従動ローラ
６６ 従動ローラ
６７ 駆動ローラ
６８ 従動ローラ
７０ 流入口
７０ａ 流入口
７０ａ１ 流入口
７０ａ２ 流入口
７０ａ３ 流入口
７０ａ４ 流入口
７０ｂ 流入口
７０ｂ１ 流入口
７０ｂ２ 流入口
７０ｂ３ 流入口
７０ｂ４ 流入口
７１ 排出口
７１ａ 排出口
７１ａ１ 排出口
７１ａ２ 排出口
７１ａ３ 排出口
７１ａ４ 排出口
７１ｂ 排出口
７１ｂ１ 排出口
７１ｂ２ 排出口
７１ｂ３ 排出口
７１ｂ４ 排出口
７３ 内部流路
７３ａ 内部流路
７３ｂ 内部流路
７３ｂ１ 内部流路
７３ｂ２ 内部流路
７３ｂ２ 内部流路
７３ｂ４ 内部流路
７３ａ１ 内部流路
７３ａ２ 内部流路
７３ａ３ 内部流路
７３ａ４ 内部流路
８０ 断熱部材
１００ ポンプ
１０１ タンク
１０３ ラジエータ
１０４ 冷却ファン
１０５ 配管
１０５ａ 配管
１０５ｂ 配管
１０５ｃ 配管
１０５ｃ１ 配管
１０５ｃ２ 配管
１０５ｃ３ 配管
１０５ｃ４ 配管
１０５ｃ５ 配管
１０５ｃ６ 配管
１０５ｃ７ 配管
１１１ 感光体
１１６ 加熱定着ローラ対
２２１ レジストローラ対
２２３ 給紙コロ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling plate 1a Cooling plate 1b Cooling plate 11 Cooling surface 11a Cooling surface 11b Cooling surface 12 Optical writing device 13 Developing device 14 Cleaning device 15 Primary transfer roller 16 Heat fixing device 17 Paper discharge accommodating portion 18 Cooling device 19 Paper accommodating portion 26 Press Roller 28 Paper transport path 29 Paper transport path 45 Cooling transport belt 46 Transport belt 51 Intermediate transfer belt 52 Roller 53 Roller 54 Image station 55 Roller 56 Secondary transfer roller 58 Roller 59 Cleaning device 60 Conveying roller pair 61 Drive roller 62 Driven roller 63 Follower roller 64 Follower roller 65 Follower roller 66 Follower roller 67 Drive roller 68 Follower roller 70 Inlet 70a Inlet 70a1 Inlet 70a2 Inlet 70a3 Inlet 70a4 Inlet 70b Inlet 70b1 inlet 70b2 inlet 70b3 inlet 70b4 inlet 71 outlet 71a outlet 71a1 outlet 71a2 outlet 71a3 outlet 71a4 outlet 71b outlet 71b1 outlet 71b2 outlet 73b4 outlet 73b4 outlet 71b4 outlet 73b4 Internal flow path 73b Internal flow path 73b1 Internal flow path 73b2 Internal flow path 73b2 Internal flow path 73b4 Internal flow path 73a1 Internal flow path 73a2 Internal flow path 73a3 Internal flow path 73a4 Internal flow path 80 Heat insulation member 100 Pump 101 Tank 103 Radiator 104 Cooling Fan 105 Piping 105a Piping 105b Piping 105c Piping 105c1 Piping 105c2 Piping 105c3 Piping 105c4 Piping 105c5 Piping 105c6 Piping 105c7 Piping 111 Photoconductor 116 Heat fixing Roller pair 221 Registration roller pair 223 Paper feed roller
Claims (7)
前記流入口と前記排出口とに繋げた配管を通して冷却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、
前記冷却部材の冷却面に記録材を直接または熱伝達部材を介して接触させて該記録材を冷却する冷却装置において、
複数の前記冷却部材を冷却部材間に隙間をあけるか断熱部材を配置して設け、
複数の前記冷却部材が記録材を挟むようにして対向して配置されており、冷却媒体は記録材の画像形成面と面する側の冷却部材に最初に流入され、これを通過した後、記録材裏面と面する冷却部材に流入されることを特徴とする冷却装置。 A cooling member in which a flow path through which a cooling medium flows is provided, an inlet is provided at the downstream end in the recording material conveyance direction, and a discharge port is provided at the upstream end in the recording material conveyance direction;
A cooling medium conveying means for conveying a cooling medium into a cooling member through a pipe connected to the inlet and the outlet;
In the cooling device for cooling the recording material by bringing the recording material into contact with the cooling surface of the cooling member directly or via a heat transfer member,
A plurality of the cooling members are provided with gaps between the cooling members or a heat insulating member arranged,
The plurality of cooling members are arranged so as to face each other with the recording material interposed therebetween, and the cooling medium is first introduced into the cooling member on the side facing the image forming surface of the recording material, and after passing through this, the back surface of the recording material A cooling device, wherein the cooling device is flowed into a cooling member facing the surface.
前記流入口と前記排出口とに繋げた配管を通して冷却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、
前記冷却部材の冷却面に記録材を直接または熱伝達部材を介して接触させて該記録材を冷却する冷却装置において、
複数の前記冷却部材を冷却部材間に隙間をあけるか断熱部材を配置して設け、
複数の前記冷却部材が記録材を挟むようにして対向して配置されており、冷却媒体がこれらの冷却部材内部の流路を交互に通過することを特徴とする冷却装置。 A cooling member in which a flow path through which a cooling medium flows is provided, an inlet is provided at the downstream end in the recording material conveyance direction, and a discharge port is provided at the upstream end in the recording material conveyance direction;
A cooling medium conveying means for conveying a cooling medium into a cooling member through a pipe connected to the inlet and the outlet;
In the cooling device for cooling the recording material by bringing the recording material into contact with the cooling surface of the cooling member directly or via a heat transfer member,
A plurality of the cooling members are provided with gaps between the cooling members or a heat insulating member arranged,
A cooling device, wherein a plurality of the cooling members are arranged to face each other with a recording material interposed therebetween, and the cooling medium alternately passes through the flow paths inside these cooling members.
前記流入口と前記排出口とに繋げた配管を通して冷却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、A cooling medium conveying means for conveying a cooling medium into a cooling member through a pipe connected to the inlet and the outlet;
前記冷却部材の冷却面に記録材を熱伝達部材を介して接触させて定着装置を通過した該記録材を冷却する冷却装置であって、A cooling device that cools the recording material that has passed through the fixing device by bringing the recording material into contact with the cooling surface of the cooling member via a heat transfer member,
前記熱伝達部材は前記定着装置を除く張架部材によって回転可能に張架され、The heat transfer member is rotatably stretched by a tension member excluding the fixing device,
複数の前記冷却部材を冷却部材間に隙間をあけるか断熱部材を配置し、A plurality of the cooling members are provided with a gap between the cooling members or a heat insulating member is disposed,
複数の前記冷却部材に向かってそれぞれ押圧する押圧ローラを設けたことを特徴とする冷却装置。A cooling device comprising a plurality of pressing rollers that respectively press the plurality of cooling members.
前記流入口と前記排出口とに繋げた配管を通して冷却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、A cooling medium conveying means for conveying a cooling medium into a cooling member through a pipe connected to the inlet and the outlet;
前記冷却部材の冷却面に記録材を直接または熱伝達部材を介して接触させて該記録材を冷却する冷却装置において、In the cooling device for cooling the recording material by bringing the recording material into contact with the cooling surface of the cooling member directly or via a heat transfer member,
複数の前記冷却部材を冷却部材間に隙間をあけるか断熱部材を配置して設け、A plurality of the cooling members are provided with gaps between the cooling members or a heat insulating member arranged,
複数の前記冷却部材は記録材裏面と面する冷却部材と記録材おもて面と面する冷却部材とを有し、The plurality of cooling members include a cooling member facing the back surface of the recording material and a cooling member facing the front surface of the recording material,
前記記録材裏面と面する前記冷却部材の前記排出口から前記記録材おもて面と面する前記冷却部材の前記流入口へ冷却媒体が通過することを特徴とする冷却装置。A cooling device, wherein a cooling medium passes from the discharge port of the cooling member facing the recording material back surface to the inlet of the cooling member facing the recording material front surface.
前記記録材裏面と面する前記冷却部材は、前記記録材おもて面と面する前記冷却部材よりも記録材搬送方向下流に位置していることを特徴とする冷却装置。The cooling device according to claim 1, wherein the cooling member facing the recording material back surface is located downstream of the cooling member facing the recording material front surface in the recording material conveyance direction.
前記排出口から排出された前記冷却媒体の熱を放熱する放熱部を有し、該放熱部で放熱された前記冷却媒体を前記流入口へ直接流すことを特徴とする冷却装置。A cooling device comprising a heat radiating portion for radiating heat of the cooling medium discharged from the discharge port, and causing the cooling medium radiated by the heat radiating portion to flow directly to the inlet.
前記定着手段によって画像が定着された記録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または６に記載の冷却装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 Fixing means for heating and fixing an unfixed image formed on the recording material;
An image forming apparatus comprising: a cooling unit that cools the recording material on which the image is fixed by the fixing unit;
Wherein as the cooling means, according to claim 1, 2, 3, 4, the image forming apparatus characterized by using the cooling device according to 5 or 6.
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