JP6172563B2 - 冷却装置、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Description
記録材搬送経路を搬送される記録材の下方から、記録材に冷却部材の冷却面を直接接触させて記録材を冷却する方式(以下、直接接触方式という)の冷却装置が知られている。また、直接接触方式の冷却部材としては、冷却部材の冷却面に記録材が擦動するものや、接触する記録材の搬送(移動)に合わせて、ローラ状の冷却部材の冷却面(表面)を移動させるものも知られている。
一方、記録材に冷却部材の冷却面を直接接触させるのではなく、無端移動するベルト部材(以下、無端ベルトという)等を介して、記録材に冷却部材の冷却面を間接的に接触させて記録材を冷却する方式(以下、間接接触方式という)の冷却装置が知られている。
また、近年は、いずれの方式でも冷却装置の冷却効率と少スペース化を好適に両立させるため、冷却部材の冷却面の面積を広くし易い構成である、平面や曲面に形成された冷却面に記録材や無端ベルトが擦動する方式を採用しているものが多い。
冷却部材に直接又はヒートパイプ等の熱伝達手段を介して接続した冷却フィン等の放熱部材に、送風手段で空気を当てて、冷却面で吸熱した熱を放熱する、所謂、空冷方式が知られている。
また、冷却部材内に冷却液の流路を設け、外部に設けたラジエータ等の放熱部材、ポンプ等の液送手段及びこれらの間をパイプ等の管路で繋いで、送液手段で冷却液を循環させて冷却面で吸熱した熱を放熱部材から放熱する、所謂液冷方式も知られている。
また、冷却部材に直接又は熱伝達手段を設けて、2種類の金属の接合部に電流を流して片方の金属から他方の金属へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した、ペルチェ素子を接続して放熱する方式も知られている。
上記したように、冷却部材は、直接又は熱伝達手段を介して放熱部材で、冷却面で吸熱した記録材の熱を放熱するが、その製造では押出し成型等により製造した母材に後処理を施すことが多く、後処理の難易度が増したり、工数が増えたりして後加工費等が嵩む。
冷却部材で直接、記録材の熱を放熱する構成では、例えば、冷却部材に冷却面や冷却フィン等を直接形成したり、冷却面を有した冷却部材に別部材として形成した冷却フィン等をカシメたり、圧接等(接着、溶着)したりして接合することになる。ここで、直接形成する構成では、押出し成型等により冷却面を所望の表面形状に加工した後、冷却フィン等を削り出す等して製造したり、無垢の母材から所望の冷却面と冷却フィン等を削り出して製造したり、型を用いて鋳造により製造したりすることになる。
また、冷却部材の冷却面に腐食対策や表面性の改善のために施す表面処理等の後処理に、熱処理を行う工程が含まれる後処理を施す場合には、熱処理の影響により冷却面が狙った平面性や曲率から変化してしまい歩留まりが低下するおそれもある。特に、冷却部材の母材部分が薄く、冷却フィン等を一体に形成した構成や、冷却部材内に冷却液の流路を形成する構成では、母材の厚さが不均一になったり、強度が不均一になったりする部分が増えて表面処理等の後処理で変形し易くなって、歩留まりが低下し易い。そして、結果的に、その後処理が困難になるとともに、製造コストが上昇することになる。
また、劣化した冷却部材の冷却面の状態を改善する時に、上記のように製造コストが嵩む部材である冷却部材を交換せざるを得ず、劣化した冷却部材の冷却面のメンテナンスに要するコストを低減することも困難であった。ここで、冷却フィン等を別部材として製造して冷却部材にカシメ等して接合した構成においても、冷却部材だけを交換するため、冷却部材と冷却フィン等とを分離しようとすると、冷却フィン等と冷却部材との締結(接合)手段であるカシメ等を破損してしまう。その結果、冷却部材の交換を行う時には、冷却フィン等を再利用することができず、結果的に、劣化した冷却部材の冷却面をメンテナンスする時に、冷却部材と冷却部材にカシメ等して接合した冷却フィン等を一体に交換することになる。
そして、所望の撥水性及びスムーズな擦動性を得るため、少なくとも磨耗した冷却面が形成された冷却部材の交換が必要となるが、上記した冷却部材の製造時、又は劣化した冷却部材の冷却面のメンテナンスに要するコストに係る問題を解決することは困難である。
加えて、液冷方式であるため、冷却部材内に冷却液の流路を設け、外部に設けた放熱部材、液送手段、及びこれらの間を管路で繋いで、送液手段で冷却液を循環させて冷却面で吸熱した熱を放熱部材から放熱している。このため、冷却部材の冷却面のメンテナンス作業時に、事前に冷却部材から冷却液を抜いたり、パッキン等の消耗品を交換したり、冷却部材の交換後に冷却液を循環経路内に充填したりする必要がある。したがって、劣化した冷却部材の冷却面のメンテナンス作業時の作業性が良好な冷却装置を提供することが困難である。
なお、図1図中、レジストローラ対42の右側には、手差し給紙を行う場合の給紙路35、給紙コロ43、及び手差しトレイ34が配置されている。
なお、以下の説明では、同一の部材や、同様な機能を有した部材については、同一の符号を用いて説明する。また、以下の説明では、定着装置15により加熱及び加圧後の用紙Pに、トナーが軟化した状態で付着している側を用紙Pの表側と呼称し、その反対側を用紙Pの裏側と呼称して説明する。また、冷却装置100に設けた冷却部材110に直接又は間接的に接触する用紙Pの搬送方向に平行な方向を用紙搬送方向と呼称し、冷却部材110に直接又は間接的に接触する用紙Pの紙面に平行、且つ用紙搬送方向に垂直な方向を用紙幅方向と呼称して説明する。
本実施形態の冷却装置100の実施例1について、図を用いて説明する。
図2は、本実施例に係る冷却装置100の構成説明図である。図3は、本実施例に係る冷却部材110の説明図である。そして、図3(a)が熱交換部材120及び冷却面部材140の説明図、図3(b)が熱交換部材120と冷却面部材140とをネジ締結する構成の説明図、図3(c)が熱交換部材120と冷却面部材140とをクランプ135で締結する構成の説明図である。
ここで、冷却液は、貯液タンク183に貯液されており、液送ポンプ182によって送液された後、冷却液はラジエータ181を通過する際に外気への放熱が行われて、その温度が低下する。
このように用紙Pを冷却することで、定着装置15で加熱されて軟化したトナーの温度を低下させ、用紙P上のトナーを確実に硬化状態とでき、図1に示した排紙トレイ33上に排出・積載されても、所謂、ブロッキング現象の発生を抑制することができる。
上記したように、冷却部材110は、直接又は熱伝達手段を介して放熱部材で、冷却面141で吸熱した用紙Pの熱を放熱するが、その製造では押出し成型等により製造した母材に後処理を施すことが多い。そして、後処理を施す構成では、後処理の難易度が増したり、工数が増えたりして後加工費等が嵩む。
また、冷却部材110の冷却面141に腐食対策や表面性の改善のために施す表面処理等の後処理に、熱処理を行う工程が含まれる後処理を施す場合には、熱処理の影響により冷却面が狙った平面性や曲率から変化してしまい歩留まりが低下するおそれもある。特に、冷却部材110の母材部分が薄く、冷却フィン等を一体に形成した構成や、流路部122を形成する構成では、母材の厚さが不均一になったり、強度が不均一になったりする部分が増えて表面処理等の後処理で変形し易くなって、歩留まりが低下し易い。そして、結果的に、その後処理が困難になるとともに、冷却部材110の製造コストが上昇することになる。
また、劣化した冷却部材110の冷却面141の状態を改善する時に、上記のように製造コストが嵩む部材である冷却部材110を交換せざるを得ず、劣化した冷却部材110の冷却面のメンテナンスに要するコストを低減することも困難であった。
ここで、冷却フィン等を別部材として製造して冷却部材110にカシメ等して接合した構成においても、次のような問題があった。冷却部材110だけを交換するため、冷却部材110と冷却フィン等とを分離しようとすると、冷却フィン等と冷却部材110との締結(接合)手段であるカシメ等を破損してしまう。その結果、冷却部材110の交換を行う時には、冷却フィン等を再利用することができず、結果的に、劣化した冷却部材110の冷却面141をメンテナンスする時に、冷却部材110と、カシメ等して接合した冷却フィン等を一体に交換することになる。
図3(a)に示すように、冷却部材110を、主に、表側無端ベルト161に擦動接触する冷却面141が形成された冷却面部材140と、その内部に冷却液が通過する流路部122を有した熱交換部材120との分離可能な2つの金属製の部材で構成した。
このように少なくとも2つの部材で構成することで、冷却部材110の製造時、又は冷却面141のメンテナンス時には分離した状態で、それぞれ製造、又は冷却面141のメンテナンスを行うことができる。そして、稼動時には締結手段で接合して冷却部材110として用いることができる。
このように構成することで、締結手段であるネジ131、ネジ貫通孔132、及びネジ締結穴133を破損することなく、熱交換部材120及び冷却面部材140の締結及び締結解除が行える。すなわち、熱交換部材120と冷却面部材140は、接合された状態と分離された状態とに、接合された状態を維持する締結手段であるネジ131、ネジ貫通孔132、及びネジ締結穴133を破損することなく分離可能である。
このように構成することで、締結手段であるクランプ135を破損することなく、熱交換部材120及び冷却面部材140の締結及び締結解除が行える。すなわち、熱交換部材120と冷却面部材140は、接合された状態と分離された状態とに、接合された状態を維持する締結手段であるクランプ135を破損することなく分離可能である。
特に、本実施例の液冷方式の冷却装置100では、外部放熱手段180と冷却部材110の流路部122とを繋ぐ管路をフレキシブルに変形可能なゴムチューブ184を用いているので、少なくとも次のような作業を省略できる。事前に冷却部材110から冷却液を抜いたり、パッキン等の消耗品を交換したり、冷却部材110の交換後に冷却液を循環経路内に充填したりする作業である。このような作業を省略することで、劣化した冷却面141のメンテナンスを行う場合作業性を向上させることができる。
すなわち、冷却面部材140が表側無端ベルト161との摺動接触により磨耗したり、大きなキズがついた際などに、冷却面部材140のみを熱交換部材120から分離し、交換することが可能となり、交換にかかるコストや手間を大幅に削減できる。
なお、本実施例では、冷却部材110の冷却面141を、表側無端ベルト161を介して間接的に用紙Pに接触する間接接触方式の冷却装置100について説明した。しかし、上記した本実施例の冷却部材110の構成は、冷却部材110の冷却面141が用紙Pに直接接触する直接接触方式の冷却装置100にも適用可能である。
したがって、冷却部材110の冷却面141を間接的に用紙Pに接触させる時の、冷却部材110の冷却面141、冷却面141と用紙Pとの間に介在させる表側無端ベルト161、及び用紙Pの各接触面の密着性を高めて冷却効果を向上させることが可能となる。なお、冷却面141を直接、用紙Pに接触させる構成においても、冷却部材110の冷却面141と用紙Pとの密着性を高めて冷却効果を向上させることが可能となる。
したがって、冷却面部材140の冷却面141に対して表側無端ベルト161は摺動接触するが、表側無端ベルト161は、用紙Pの表面と略同一の速度で移動し、用紙Pの表面に付着した軟化したトナーを乱すことがない。よって、軟化したトナーが付着している用紙Pの表面側からも用紙Pを冷却することができ、軟化したトナーを効果的に冷却して硬化させることが可能となる。
したがって、各無端ベルトで挟持搬送する用紙Pに表側無端ベルト161を介して接触する冷却面部材140の冷却面141の面積を増やすことができ、用紙Pを冷却する冷却効果を高めることができる。
したがって、次のような効果を奏することができる。熱交換部材120に流路部122を設けることで、熱交換部材120が母材だけの構成に比べ、冷却面部材140で吸熱した用紙Pの熱を効率良く放熱して冷却効果を向上させることが可能となる。
本実施形態の冷却装置100の実施例2について、図を用いて説明する。
図4は、本実施例に係る冷却部材110の説明図、図5は、本実施例に係る冷却部材110の熱交換部材120と冷却面部材140との接合部の説明図である。
本実施例の冷却装置100では、熱交換部材120と冷却面部材140を接合する方法に係る点である。また、熱交換部材120と冷却面部材140の各接合面の隙間を埋める部材を設けることに係る点、及び冷却面部材140の冷却面141の少なくとも一部の形状に曲面を設けることに係る点である。そして、他の点については上記した実施例1と同様であるので、以下の説明では実施例1と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
また、図4に斜線で示した冷却面部材140の熱交換部材120との接合面143に、熱伝導性材である熱伝導性の伝熱グリス137の塗布を行っている。これにより、図5に斜線で示すように、冷却面部材140の接合面143と、熱交換部材120の冷却面部材140との接合面123に、それぞれの表面粗さや捩れにより生じた空隙があっても、この空隙を伝熱グリス137で埋めることができる。
また、空隙が生じないように、各接合面にそれぞれ所望の表面形状を形成する研磨を施したり、各接合面を擦り合わせる研磨を施したりする後処理を省略、又はその精度を低めても所望の伝熱効率を得ることが可能となり、後処理に要するコストを低減できる。
このように構成することで、冷却面部材140と熱交換部材120とが間接的に接合される各接合面で、良好な伝熱効率を得ることができ、用紙Pを冷却する冷却効果を向上させることができる。
このように絶縁性を有する材を用いることで、冷却面部材140と熱交換部材120とが異種金属で構成されていたり、いずれか一方の接触面にメッキ処理等が施されたりしていていも、各接触面間に微弱電流が流れて腐食するガルバニック腐食の発生を抑制できる。
このとき冷却面部材140及び熱交換部材120に対しアースがとられていることが、より好ましい。
このように構成することで、表側無端ベルト161や裏側無端ベルト171にかかる張力により、各無端ベルトと用紙Pとの間、及び各無端ベルトと冷却面部材140の冷却面141との間の密着力を高め、用紙Pを冷却する冷却効果を高めることができる。
また、本実施例においては、冷却面部材140の冷却面141の曲率を一定にすることで冷却部材110を複数受けた場合において、各冷却部材を共通部品にすることができる。但し、この冷却面141の曲率に関しては、一定でなくても構わない。
本実施形態の冷却装置100の実施例3について説明する。
本実施例と上記した実施例1、2とでは、本実施例の冷却装置100の冷却面部材140に、表面処理を行っていることに係る点のみ異なる。そして、他の点については上記した実施例1、2と同様であるので、以下の説明では実施例1、2と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
一方、冷却面部材140に直接又は間接的に接合される熱交換部材120には、冷却面部材140に行ったような表面処理は行っていない。すなわち、母材であるアルミニウムよりも硬度が高いニッケルめっきを施す表面処理が行われた冷却面部材140の冷却面141は、表面処理が行われていない熱交換部材120よりも硬度が高くなる。
また、冷却部材が一体型の構成と異なり、表面処理等により耐磨耗性を高くする部材又は部位を冷却面部材140又は冷却面141に限定でき、熱交換部材120等に不要な表面処理を施すことに起因した変質や、めっき皮膜による寸法変化等を避けることができる。加えて、被めっき部の体積や面積が減るため、めっき槽に入れる部材の数を増やして一度により多くの部材にめっき処理を行ったり、めっき処理で消費される材料を減らしたりできることで、冷却部材110の低コスト化や、生産性の向上が可能となる。
このような表面処理を冷却面部材140の冷却面141に行うことで、冷却面141の摩擦係数を、熱交換部材120の摩擦係数よりも低くすることができる。
また、表面処理により摩擦係数を低くする部材又は部位を、冷却面部材140の冷却面141に限定できる。したがって、表面処理を行う部分の体積や面積が減るため、一度により多くの部材に表面処理を行ったり、表面処理で消費される材料を減らしたりできることで、冷却部材110の低コスト化や、生産性の向上が可能となる。
冷却面部材140の冷却面141を、熱交換部材120よりも熱伝導率を高くすることで表側無端ベルト161に接触して用紙Pの熱を吸熱する際の、冷却面部材140の冷却面141による吸熱効率を高めることができる。すなわち、冷却部材110による用紙Pの冷却効果を高めることができる。
本実施形態の冷却装置100の実施例4について、図を用いて説明する。
図6は、本実施例に係る冷却部材110の説明図であり、図6(a)が冷却部材110における用紙Pが通紙する領域の平面説明図、図6(b)が冷却部材110における用紙Pが通紙する領域の用紙幅方向の断面説明図である。また、図6(c)が冷却部材110における用紙Pが通紙する領域の用紙搬送方向の平面説明図である。そして、図6(d)が冷却部材110の用紙幅方向における冷却面部材140の接合面143と熱交換部材120の接合面123との接触圧の分布の説明図である。
本実施例の冷却部材110では、用紙Pが通紙する領域の、冷却面部材140の接合面143と熱交換部材120の接合面123との接触圧を高める構成を設けていることに係る点である。また、冷却面部材140と熱交換部材120とをネジ締結する場合の方法を規定していることに係る点である。そして、他の点については上記した実施例1乃至3と同様であるので、以下の説明では実施例1乃至3と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
図6(b)に示すように、本実施例の冷却部材110は、用紙Pの最大用紙通紙幅:Wの外側の用紙幅方向における両端近傍を、それぞれ2つのネジ131で冷却面部材140と熱交換部材120とがネジ締結される。そして、熱交換部材120の接合面123に、冷却面部材140の接合面143側に突出する凸部を設けている。この凸部は、熱交換部材120(熱交換基材121)の用紙Pの両端近傍の面よりもΔtだけ、冷却面部材140の接合面143側に突出するとともに、最大用紙通紙幅:Wよりも用紙幅方向にやや広めの幅を持つように形成されている。
また、熱交換部材120と冷却面部材140との間に伝熱グリス137を塗布した場合、通紙領域外の両端近傍に形成される隙間が余剰の伝熱グリス137の逃げ場とできる。このため、通紙部分に必要以上の厚さの伝熱グリス137が溜まって熱伝導率が低下することを抑制できる。
ここで、上記した例では、図6(a)〜(c)に示すように、用紙Pの最大用紙通紙幅:Wの外側の両端近傍を、それぞれ2つのネジ131でネジ締結しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではく、次の変形例1のように構成することもできる。
例えば、図7(d)に示すように、冷却面部材140の接合面143における用紙幅方向の用紙幅方向における略中央近傍が、熱交換部材120の接合面123から離れるようにδだけ変形していると、次のような不具合が生じてしまう。
図6を用いて説明したように、両端近傍でそれぞれ2つネジ131でネジ締結するだけでは、略中央近傍に隙間が生じて極端に熱伝達効率が低下したり、伝熱グリス137を塗布する場合には、その厚さが厚くなりすぎて略中央近傍の熱伝達効率が低下したりする。
また、図7(e)に示すように、冷却面部材140の接合面143における用紙搬送方向の略中央近傍が、熱交換部材120の接合面123から離れるように変形していても同様な不具合が生じてしまう。
このように、冷却部材110の略中央でもネジ締結を行うことで、ネジ131の締結力で、冷却面部材140の接合面143の変形:δに起因した隙間を強制的に低減して、上記した不具合を抑制することができる。
本実施形態の冷却装置100の実施例5について、図を用いて説明する。
図8は、本実施例に係る冷却部材110の冷却面部材140と熱交換部材120の各接合面の説明図である。図9は、本実施例に係る冷却部材110の他の例の説明図であり、図9(a)が冷却面部材140及び熱交換部材120の各接合面を平面形状にするとともに、シート状の冷却面部材140を用いる例の説明図である。また、図9(b)が熱交換部材120の接合面123に曲面形状を設けるとともに、シート状の冷却面部材140を熱交換部材120の接合面123に曲面形状に倣わせた例の説明図である。
そこで、冷却面部材140の接合面143及び熱交換部材120の接合面123の間に塗布する伝熱グリス137の塗布量を管理し、量産時でもばらつきの小さい一定に近い性能とするための構成を、熱交換部材120の接合面123に設けている。具体的には、図8に斜線で示す凹み部を熱交換部材120の接合面123に形成し、熱交換部材120と冷却面部材140とを接合した場合の、伝熱グリス137の厚さ、すなわち塗布量と、塗布位置とを精度良く管理することができる。なお、図8に斜線で示した凹み部は、冷却面部材140の接合面143に設けても構わない。
しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図9(a)に示すように、冷却面部材140及び熱交換部材120の各接合面を平面形状にするとともに、平板状の冷却面部材140を用いることもできる。また、図9(b)に示すように、熱交換部材120の接合面123に曲面形状を設けるとともに、平板状の冷却面部材140を熱交換部材120の接合面123に曲面形状に倣わせて接合しても良い。
このように、冷却面部材140としてシート状の部材を用いることで、熱交換部材120がアルミニウムで構成されている場合、冷却面部材140自体をアルミニウムよりも硬度の高い鋼板などにすることができ、冷却面141の耐摩耗性をより高めることができる。
本実施形態の冷却装置100の実施例6について、図を用いて説明する。
図10は、本実施例に係る冷却部材110を構成する部材、及びその製造方法の一例の説明図である。
本実施例と上記した実施例1乃至5とでは、本実施例の冷却部材110では、冷却部材110を構成する部材、及びその組立て方の一例を例示した点のみ異なる。特に、熱交換部材120を構成する部材、及びその製造方法に係る点が異なる。そして、他の点については上記した実施例1乃至5と同様であるので、以下の説明では実施例1乃至5と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
そして、熱交換部材120は、冷却液の流路部を構成する3つの曲がり部を有した銅パイプ127、銅パイプ127を冷却面部材140側から挟み込む熱交換分割材125aと、冷却面部材140から離れた側から挟み込む熱交換分割材125bから構成されている。
銅パイプ127は、用紙幅方向に平行な4つの直線部と3つの曲がり部とを有した管状の部材であり、1つの連続したが冷却液の流路を形成する。また、熱交換分割材125a及び熱交換分割材125bの用紙幅方向の一端側では、用紙搬送方向の最下流側である1番目の直線部と、最上流側である4番目の直線部の銅パイプ127の開口が外部に連通している。
上記のようにして製造した、熱交換部材120と冷却面部材140とをネジ締結などで固定することで冷却部材110が完成する。
そして、銅パイプ127に、外部放熱手段180のゴムチューブ184を繋ぎ、液冷方式の冷却液の循環経路を形成することになる。
一方、本実施例の冷却部材110では、上記のように熱交換部材120と冷却面部材140を分けて製造できるので、上記したような歪みや傷の発生を抑制でき、歪みや傷を補修する機械加工による追加の表面仕上げに起因した高コスト化を回避することもできる。
本実施形態の冷却装置100の実施例7について、図を用いて説明する。
図11は、本実施例に係る冷却部材110を構成する部材、及びその製造方法の一例の説明図である。
本実施例と上記した実施例6とでは、本実施例の冷却部材110の熱交換部材120を構成する部材、及びその製造方法に係る点のみが異なる。そして、他の点については上記した実施例6と同様であるので、以下の説明では実施例6と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
そして、熱交換部材120は、流路部122を構成する複数の孔が形成された熱交換基材121、流路部122の折返し部を構成する封止部材128、及び外部放熱手段180のゴムチューブ184と流路部122を繋ぐ管状の継手部材129aから構成されている。
上記のようにして製造した、熱交換部材120と冷却面部材140とをネジ締結などで固定することで冷却部材110が完成する。
そして、銅パイプ127に、外部放熱手段180のゴムチューブ184を繋ぎ、液冷方式の冷却液の循環経路を形成することになる。
熱交換基材121に上記した封止部材128や継手部材129aを接合する前に表面処理を行う場合には、表面処理をした上に接着剤などで封止部材128等を接着しようとしても、離形性の高い表面処理などを施した場合には、うまく接着できない場合がある。
熱交換基材121に上記した封止部材128や継手部材129aを接合した後に表面処理を行う場合には、接着剤などで封止部材128等を接着した上にめっきなど化学薬品に浸漬させる表面処理を施す場合、薬品が接着部を侵食して劣化してしまう可能性がある。
ここで、表面処理時に封止部材128等の接合部に、マスキングを行えば上記の問題は回避可能であるが、高コスト化を招いてしまうおそれがある。
本実施形態の冷却装置100の実施例8について、図を用いて説明する。
図12は、本実施例に係る冷却部材110を構成する部材、及びその製造方法の一例の説明図である。
本実施例と上記した実施例6、7とでは、本実施例の冷却部材110の熱交換部材120を構成する部材、及びその製造方法に係る点のみが異なる。そして、他の点については上記した実施例6、7と同様であるので、以下の説明では実施例6、7と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
そして、熱交換部材120は、流路部を構成する溝部126が形成された熱交換分割材125c、溝部126を蓋する平板状の熱交換分割材125d、及び外部放熱手段180のゴムチューブ184と流路部122を繋ぐ管状の継手部材129bから構成されている。
この外部に連通した溝部126の端部の2箇所に、矩形の封止部が一体に成型された継手部材129bを取り付ける。そして、熱交換分割材125cの溝部126の端部の2箇所に、継手部材129bを取り付けた状態で、熱交換分割材125cの溝部126の開放された側を、平板状の熱交換分割材125dで蓋をしてそれぞれ接合する。
上記のようにして製造した、熱交換部材120と冷却面部材140とをネジ締結などで固定することで冷却部材110が完成する。
そして、銅パイプ127に、外部放熱手段180のゴムチューブ184を繋ぎ、液冷方式の冷却液の循環経路を形成することになる。
上記のように冷却部材110を構成、及び製造することで、上記した実施例6と同様な作用・効果を奏することができる。
本実施形態の冷却装置100の実施例9について、図を用いて説明する。
図13は、本実施例に係る冷却部材110を構成する部材、及びその製造方法の一例の説明図である。
本実施例と上記した実施例6乃至8とでは、本実施例の冷却部材110の熱交換部材120を構成する部材、及びその製造方法に係る点にみが異なる。そして、他の点については上記した実施例6乃至8と同様であるので、以下の説明では実施例6乃至8と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
そして、熱交換部材120は、冷却液の流路部を構成する銅パイプ127、及び、この銅パイプ127を取り付けるとともに、銅パイプ127を取り付けた側とは反対側の面に、冷却面部材140を接合する板金部材である熱交換基材121から構成されている。
銅パイプ127は、用紙幅方向に平行な4つの直線部と3つの曲がり部とを有した管状の部材であり、1つの連続したが冷却液の流路を形成する。また、熱交換基材121の用紙幅方向の一端側では、用紙搬送方向の最下流側である1番目の直線部と、最上流側である4番目の直線部の銅パイプ127の開口が外部に連通している。
そして、熱交換基材121に対する銅パイプ127の接合は、高熱伝導性の接着剤あるいはろう付けなどにより一体化させることにより熱交換部材120を構成している。
上記のようにして製造した、熱交換部材120と冷却面部材140とをネジ締結などで固定することで冷却部材110が完成する。
そして、銅パイプ127に、外部放熱手段180のゴムチューブ184を繋ぎ、液冷方式の冷却液の循環経路を形成することになる。
一方、本実施例の冷却部材110では、上記のように熱交換部材120と冷却面部材140を分けて製造できるので、冷却面部材140はろう付け時には外しておけば熱の影響を受けないため、任意の形状を保持したまま熱交換部材120に接合可能になる。
本実施形態の冷却装置100の実施例10について、図を用いて説明する。
図14は、本実施例に係る冷却部材110の冷却面部材140と熱交換部材120との接合方法の一例の説明図である。
本実施例と上記した実施例1乃至9とでは、本実施例の冷却部材110の冷却面部材140と熱交換部材120との接合方法に係る点のみが異なる。そして、他の点については上記した実施例1乃至9と同様であるので、以下の説明では実施例1乃至9と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
そして、冷却面部材140は、冷却面141で接触する対象からの熱を吸熱し、接合面143を介して、熱交換部材120(熱交換基材121)に熱を伝えるため、これら2部材の接触面積は広い方が良い。
このように接触面積を広げることで、冷却面部材140から熱交換部材120への伝熱効率を高めることができる。また、これらの間に熱伝導性の伝熱グリス137等を塗布することで更に伝熱効率を増すことができる。
また、上記のように構造することで、副次的効果として、冷却面部材140と熱交換部材120との組み付け時の位置決めを容易にすることができる。
なお、図14において冷却面部材140と熱交換部材120の位置決めを行ったあとに、図3に示す締結手段などで締結してもよい。
本実施形態の冷却装置100の実施例11について、図を用いて説明する。
図15は、本実施例に係る冷却部材110の冷却面部材140と熱交換部材120との接合方法の一例の説明図である。そして、図15(a)が、用紙搬送方向の中心から用紙搬送方向の上流側及び下流側に均等な距離に設けた、冷却面部材140と熱交換部材120の締結手段である2つのネジ131を、略均等に締め付けた場合の説明図である。また、図15(b)が、用紙搬送方向の中心から用紙搬送方向の上流側及び下流側に均等な距離に設けた、冷却面部材140と熱交換部材120の締結手段である2つのネジ131を、不均等に締め付けた場合の説明図である。
そして、冷却面部材140は、冷却面141で直接する表側無端ベルト161等、及びは間接的に接触する対象である用紙Pからの熱を吸熱し、接合面143を介して、熱交換部材120(熱交換基材121)に熱を伝える。このため、冷却面141の接触対象である表側無端ベルト161等や、表側無端ベルト161等を介して接触する用紙Pとの接触面積は広い方が良い。
しかし、冷却装置100の各構成部材の寸法のバラツキに起因して、冷却部材110の設置誤差が生じ、表側無端ベルト161等や用紙Pに対する冷却面141の角度に誤差が生じる場合がある。このように角度に誤差が生じると、直接接触する表側無端ベルト161等、及び表側無端ベルト161等を介して接触する用紙Pとの間に空隙が生じ、それぞれの接触面積が狭くなって、用紙Pを冷却する冷却効果が低下する場合がある。
このように装置本体200に組み込んだ後に、冷却面141の角度に誤差に気付くと、冷却面141の角度を調整するために必要な冷却装置100の構成部材を、取り外して、再度、取り付けを行う作業を行う必要があり、作業性が著しく低下する。
具体的には、製造時又はメンテナンス時には、図15(a)に示すように、熱交換部材120と冷却面部材140との間隙、すなわち、用紙搬送方向の上流側端と下流側端の熱伝導シート138の厚さが、均等になるように調整して取り付ける。そして、取り付け後、必要にお応じて、例えば、図15(b)に示すように、用紙搬送方向の下流側端近傍の、角度調整用のネジ131を締め付けて、冷却面部材140の冷却面141の角度を、熱伝導シート138の下流側端が狭くなるように調整する。
冷却装置100の各構成部材の寸法のバラツキに起因して、冷却部材110の設置誤差が生じ、用紙Pや表側無端ベルト161等に対する冷却面141の角度に誤差が生じても冷却部材110単体での微調整が可能となる。したがって、冷却装置100に冷却部材110を組み込んだ後でも、冷却面141の設置角度の調整が可能となり、冷却装置100の組立時や冷却面141のメンテナンス時の作業性を向上させることができる。
本実施形態の冷却装置100の実施例12について、図を用いて説明する。
図16は、本実施例に係る冷却部材110を構成する部材、及びその製造方法の一例の説明図である。
本実施例と上記した実施例1乃至11とでは、本実施例の冷却部材110の用紙搬送方向の両端部に熱交換部材120の端部のみを覆う蓋部材であるキャップ151a,bを設けたことに係る点のみが異なる。そして、他の点については上記した実施例1乃至11と同様であるので、以下の説明では実施例1乃至11と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。なお、冷却部材110の基本的な構成は、上記した実施例7と同様なものを例示している。
そして、熱交換部材120は、流路部122を構成する複数の孔が形成された熱交換基材121、流路部122の折返し部を構成する封止部材128、及び外部放熱手段180のゴムチューブ184と流路部122を繋ぐ管状の継手部材129aから構成されている。
液冷方式の冷却手段を構成する冷却液の流路部122を有した熱交換部材120では、封止部材128、及び継手部材129aによる継ぎ手部から液漏れが生じるおそれがある。また、冷却部材110の近傍の空気が湿度が高いと、冷却面部材140及び熱交換部材120の表面に結露が生じる場合もある。なお、熱交換部材120に液冷方式の冷却手段を構成する冷却液の流路部122を有していない構成でも結露は生じうる。これらのように液漏れが生じたり、結露が生じたりすると、用紙Pや表側無端ベルト161等が液漏れした冷却液や結露した水分で濡れて、正常な画像形成が行えなかったり、用紙Pや表側無端ベルト161等の搬送不具合を引き起こす等、様々な不具合が生じる。
図16の接合後の平面図の右手に記載した側面図に示すように、用紙幅方向における冷却面部材140の長さを、両端面が結露や液漏れが生じ易い部分の近傍となる熱交換部材120の熱交換部材120の長さよりも短くした。すなわち、結露や液漏れが生じ易い部分の近傍となる熱交換部材120の両端面と、冷却面部材140の両端面の位置とを異ならせた。このように構成することで、熱交換部材120の両端面近傍から漏れた冷却液や結露した水分が直接又は間接的に接合された冷却面部材140との間に、熱交換部材120の両端面を伝って広がるのを抑制できる。
このように構成することで、熱交換基材121に対し接着、樹脂一体成型、あるいはろう付けなどで一体化された封止部材128や継手部材129aの接合部で劣化が生じる等して隙間が生じ、冷却液が漏れしてもキャップ151a,bで閉じ込めることができる。したがって、被害を外部により広げ難くすることができる。
すなわち、熱交換部材120から漏れた冷却液等の水分が、冷却面部材140と熱交換部材120との間を、熱交換部材120の両端面を伝って広がるのを抑制できる。したがって、冷却面部材140と熱交換部材120との間に液漏れ等の水分が入り込んで、冷却面部材140と熱交換部材120の接触状態に悪影響を及ぼしたり、これらの部材や、熱伝道性の伝熱グリス137等の劣化の原因になるのを抑制できる。
本実施形態の冷却装置100の実施例13について、図を用いて説明する。
図17は、本実施例に係る冷却装置100の冷却部材110に冷却フィン155を設けた例の構成説明図、図18は、本実施例に係る冷却装置100の冷却部材110に冷却フィン155とペルチェ素子156とを設けた例の構成説明図である。図19は、本実施例に係る冷却装置100の冷却部材110に棒状のヒートシンク157を設けた例の構成説明図であり、図19(a)が棒状のヒートシンク157を設けた冷却装置100の例の側面説明図である。また、図19(b)が棒状のヒートシンク157を設けた冷却部材110の例の斜視説明図である。
また、図18に示すように、熱交換部材120に直接、冷却フィン155を設けて放熱するとともに、冷却面部材140と熱交換部材120との間にペルチェ素子156を設けた、ペルチェ素子156を接続して放熱する方式のものにも適用可能である。ここで、ペルチェ素子156を接続して放熱する方式は他の例と異なり、冷却面部材140と熱交換部材120とが、ペルチェ素子156を介して間接的に接合されている。
また、図19(a)の側面説明図や、図19(b)の斜視説明図に示すように、熱交換部材120に、その端部のい冷却フィン155を有した棒状のヒートシンク157を、設けて放熱する空冷方式のものにも適用可能である。
本実施形態の冷却装置100の実施例14について、図を用いて説明する。
図20は、本実施例に係る冷却装置100の構成説明図であり、図20(a)が表側挟持部160の表側無端ベルト161の内周面に冷却部材110を設け、裏側挟持部170を対向ローラ175とした例の説明図である。また、図20(b)が用紙Pの搬送経路の下方から用紙Pに直接、接触する冷却面141を有した冷却部材110を設けた例の説明図である。
図20(a)に示すように、表側無端ベルト161に有した表側無端ベルト161の内周面を介して、冷却部材110の冷却面141が用紙Pに接触する間接接触方式、且つ、裏側挟持部170が対向ローラ175で構成される冷却装置100にも適用可能である。
また、図20(b)に示すように、用紙Pに直接、接触する冷却面141を有した冷却部材110を設けた冷却装置100にも適用可能である。このとき、用紙Pを挟む冷却面部材140と対向する側に、用紙Pを案内するガイド部材または対向ローラを設けてもよい。さらに、このときの冷却部材110は、冷却フィン155とペルチェ素子156とを設けた例に限られず、実施例1乃至13で説明したいずれの冷却部材としてもよい。
本実施形態の冷却装置100の実施例15について、図を用いて説明する。
図21は、本実施例に係る冷却面部材140の位置決め、及び固定手段の説明図であり、図21(a)が側面説明図、図21(b)が斜視説明図である。図22は、本実施例に係る冷却面部材140の位置決め、及び固定手段の変形例である変形例2の説明図、図23は、本実施例に係る冷却面部材140の位置決め、及び固定手段の変形例の別例である変形例3の説明図である。
そして、冷却部材110に設けた冷却面部材140の冷却面141に擦動する、表側無端ベルト161を有した表側挟持部160には、台形状に配置された4つの表側従動ローラ162を有している。これら4つの表側従動ローラ162を回転自在に支持する軸部材は、表側挟持部160を構成する、図2には不図示の前側板201及び後側板202に固定されている。
1つ目の方法は、前側板201及び後側板202のいずれかを取り外した状態で、他方の側板に対し取り外し及び取り付けを行い、取り外した側板を所定の位置に取り付けた後、取り外した側板にも締結手段で固定する方法である。
2つ目の方法の取り外し時には、4つの表側従動ローラ162を固定した前側板201及び後側板202の間から、締結手段を解除した冷却部材110や冷却面部材140を抜き取るように取り外す。そして、取り付け時には4つの表側従動ローラ162を固定した前側板201及び後側板202の間に、冷却部材110や冷却面部材140を差し込むようにして配置した後に締結手段で固定する方法である。
しかし、冷却部材110や冷却面部材140を取り付ける作業時には、後側板202に対して位置決めして仮固定し、前側板201を所定の位置に固定する時に、前側板201に対して位置決めして本固定する作業が生じる。この仮固定及び本固定を行うときの位置決めで、所定の位置精度を保つことができないと、冷却面部材140の冷却面141と表側無端ベルト161とを密着させることができず、冷却装置100の冷却能力が低下してしまう。そして、狭いスペースでの取り付け作業となるため、従来は、作業性を向上させ、所定の位置精度を保つことが困難であった。
なお、本実施例の冷却装置100では、冷却部材110をなす冷却面部材140及び熱交換部材120を接合する締結方法として、実施例1で図3(b)を用いて説明したネジ131を用いたネジ締結方式を採用している。
そして、例えば前側板201に位置決めする場合には、面部材位置決め突起241を前側板201の側板位置決め孔211に嵌め合わ、面部材ルーズ突起242を前側板201の側板ルーズ孔212に嵌め合わせて位置決めを行う。なお、後側板202でも同様な位置決めを行うことができる。
したがって、冷却面部材140に表側挟持部160との位置決め手段を有することで、次のような効果を奏することができる。冷却面141の位置決めを同一の部材である冷却面部材140に設けられた面部材位置決め突起241と面部材ルーズ突起242とで行え、誤差の累積がなくして精度よく、冷却面141を用紙Pに表側無端ベルト161を介して接触させることができる。また、熱交換部材120は冷却面部材140と熱的に良好に接触していれば良く、形状の精度が必要ないので、冷却部材110の低コスト化も可能となる。
次に、本実施例に係る冷却面部材140の位置決め、及び固定手段の変形例である変形例2について説明する。
ここで、本変形例と、上記した本実施例(以下、実施例15という)とでは、本変形例の冷却装置100が、記録材搬送手段である用紙搬送手段としての表側挟持部160との固定手段を熱交換部材120に有することに係る点のみ異なる。そして、他の点については上記した実施例15と同様であるので、以下の説明では上記した実施例15と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
このように、熱交換部材120に記録材搬送手段としての表側挟持部160の前側板201及び後側板202との固定手段を有することで、熱交換部材120を表側挟持部160に残した状態での、冷却面部材140の取り外し、及び取り付けが可能となる。
これらのため、冷却面部材140の後側板202側の面部材位置決め突起241と面部材ルーズ突起242とを後側板202に設けた側板位置決め孔211と側板ルーズ孔212に嵌め合わせることで、冷却面部材140の後側板202側を容易に位置決めできる。そして、冷却面部材140の前側板201側を、図22図中、熱交換部材120側へ押し当てた状態で、前側板201を所定の位置に固定することで、冷却面部材140の前側板201側を容易に位置決めできる。
次に、実施例15に係る冷却面部材140の位置決め、及び固定手段の変形例の別例である変形例3について説明する。
ここで、本変形例と、上記した実施例15とでは、本変形例の冷却装置100が、表側挟持部160との位置決め手段として、冷却面部材140の熱交換部材120との接合部の端部近傍に、溝形状の位置決め手段を設けたことに係る点のみ異なる。そして、他の点については上記した実施例15と同様であるので、以下の説明では上記した実施例15と同様な構成・動作、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明する。
このように、位置決め手段を冷却面部材140の熱交換部材120との接合部の端部近傍に設けることで、表側挟持部160の各側板に対する冷却面部材140の位置決めを簡単な構成で行うことができる。
そして、冷却面部材140を図23図中上方へ移動させることで、面部材位置決め溝244と面部材ルーズ溝245の底部が、各側板の側板位置決め突起214及び側板ルーズ突起215の図中下側に当接し、図中上下方向の位置決めが行われる。
また、冷却面部材140を図23図中右側へ移動させることで、面部材位置決め溝244の図中左側の側面が、各側板の側板位置決め突起214及び側板ルーズ突起215の図中左側に当接し、図中左右方向の位置決めが行われる。すなわち、冷却面部材140を用紙搬送方向上流側へ移動させることで、面部材位置決め溝244の用紙搬送方向下流側の側面が、各側板の側板位置決め突起214及び側板ルーズ突起215の用紙搬送方向下流側に当接し、用紙搬送方向の位置決めが行われる。
ここで、図中前後方向、つまり、用紙搬送方向の位置決めは、各側板で冷却面部材140の両端面を挟み込むか、冷却面部材140の後側板202側の端面を後側板202に当ることで行われる。
そして、位置決めした後、図23に示すように、冷却面部材140に設けた固定手段である2つのネジ締結用のネジ穴である面部材ネジ穴243に、前側板201に形成された側板ネジ孔213を貫通させる締結ネジ233でネジ締結を行い本固定を行う。なお、後側板202側も前側板201側と同様に構成されており、所定の位置精度を保った状態で、冷却面部材140をネジ締結することができる。
そして、位置決めした後、図23に示すように、冷却面部材140に設けた固定手段である2つの面部材ネジ穴243に、前側板201に形成された側板ネジ孔213を貫通させる締結ネジ233でネジ締結を行い本固定を行う。なお、後側板202側も前側板201側と同様に構成されており、所定の位置精度を保った状態で、冷却面部材140をネジ締結することができる。
したがって、上記した実施例15と同様に、冷却面部材140に表側挟持部160との位置決め手段を有することで、次のような効果を奏することができる。冷却面141の位置決めを同一の部材である冷却面部材140に設けられた面部材位置決め突起241と面部材ルーズ突起242とで行え、誤差の累積がなくして精度よく、冷却面141を用紙Pに表側無端ベルト161を介して接触させることができる。また、冷却面部材140の位置決め手段として、冷却面部材140と熱交換部材120との接合部に面部材位置決め溝244と面部材ルーズ溝245とを設ることで、表側挟持部160の各側板に対し簡単な構成で、冷却面部材140の位置決めを行うことができる。また、熱交換部材120は冷却面部材140と熱的に良好に接触していれば良く、形状の精度が必要ないので、冷却部材110の低コスト化も可能となる。
(態様A)
用紙Pなどの記録材に直接又は間接的に接触して、前記記録材の熱を吸熱して冷却する冷却面141などの冷却面を有した冷却部材110などの冷却部材を備える冷却装置100などの冷却装置において、前記冷却部材は、少なくとも前記冷却面が形成された冷却面部材140などの冷却面部材と、該冷却面部材と直接又は間接的に接合された状態で前記冷却面部材で吸熱した熱を直接又はラジエータ181などの放熱部材に伝達して放熱させる熱交換部材120などの熱交換部材とから構成され、前記冷却面部材と前記熱交換部材は、前記接合された状態と分離された状態とに、前記接合された状態を維持するクランプ135などの締結手段を破損することなく分離可能であることを特徴とするものである。
加えて、締結手段を破損することなく、冷却面部材と熱交換部材とを分離可能なので、長期の使用により、磨耗等して劣化した冷却部材の冷却面のメンテナンスを行う場合には、冷却面を有した冷却面部材のみを交換することで冷却面の状態を改善することができる。したがって、流路部122などの冷却液の流路を冷却面部材に設けず、熱交換部材に設けることで、従来の冷却面部材と熱交換部材とが一体に形成された構成に比べ、冷却部材の冷却面のメンテナンスを行う場合に要するコストを低減することができる。
特に、液冷方式の冷却装置では、熱交換部材に設けた流路部等と外部放熱手段とを繋ぐ管路にゴムチューブ184などのフレキシブルに変形可能なものを用いることで、少なくとも次のような作業を省略できる。事前に冷却部材から冷却液を抜いたり、パッキン等の消耗品を交換したり、冷却部材の交換後に冷却液を循環経路内に充填したりする作業である。このような作業を省略することで、劣化した冷却面のメンテナンスを行う場合の作業性を向上させることができる。
よって、記録材に直接又は間接的に接触して記録材を冷却する冷却部材の製造時、又は劣化した冷却部材の冷却面のメンテナンスを行う場合に要するコストを低減でき、劣化した冷却面のメンテナンスを行う場合の作業性が良好な冷却装置を提供できる。
(態様A)において、冷却面部材140などの前記冷却面部材の冷却面141などの前記冷却面は、少なくとも一部の形状が曲面で構成されることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例2(乃至15)で説明したように、次のような効果を奏することができる。表側無端ベルト161や裏側無端ベルト171などのベルト部材にかかる張力により、ベルト部材と用紙Pなどの記録材との間、及びベルト部材と冷却面部材の冷却面との間の密着力を高め、記録材を冷却する冷却効果を高めることができる。
(態様A)又は(態様B)のいずれかにおいて、熱交換部材120などの前記熱交換部材は、冷却面部材140などの前記冷却面部材で吸熱した熱を直接又はラジエータ181などの放熱部材に伝達して放熱する液冷方式などの冷却手段を有することを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至15)で説明したように、次のような効果を奏することができる。熱交換部材に設けた空冷方式の冷却フィンなどから直接、又は放熱部材に伝達して放熱する冷却手段を有することで、熱交換部材が母材だけの構成に比べ、冷却面部材で吸熱した記録材の熱を効率良く放熱して冷却効果を向上させることが可能となる。
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、冷却面部材140などの前記冷却面部材の冷却面141などの前記冷却面は、熱交換部材120などの前記熱交換部材よりも硬度が高いことを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例3(乃至15)で説明したように、用紙Pなどの記録材、又は表側従動ローラ162などのベルト部材が擦動接触する冷却面部材の冷却面の耐磨耗性を高めることができ、冷却面部材の冷却面を長期に亘り良好な状態に維持できる。また、表面処理等により耐磨耗性を高くする部材又は部位を、冷却面部材又は接触面に限定でき、熱交換部材等に不要な表面処理を施すことに起因した変質や寸法変化等を避けれるとともに、冷却部材の低コスト化や、生産性の向上が可能となる。
(態様A)乃至(態様D)のいずれかにおいて、冷却面部材140などの前記冷却面部材の冷却面141などの前記冷却面は、熱交換部材120などの前記熱交換部材よりも摩擦係数が低いことを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例3(乃至15)で説明したように、冷却面部材の冷却面に擦動する用紙Pなどの記録材や表側無端ベルト161などのベルト部材のスムーズな擦動性を得ることができるとともに、記録材やベルト部材を傷付けることを抑制できる。また、記録材を搬送する駆動モータなどの駆動源、又はベルト部材を無端移動させる駆動源の負荷を低減でき、省エネルギー化も可能となる。また、表面処理により摩擦係数を低くする部材又は部位を、冷却面部材の接触面に限定でき、冷却部材110などの冷却部材の低コスト化や、生産性の向上が可能となる。
(態様A)乃至(態様E)のいずれかにおいて、冷却面部材140などの前記冷却面部材の冷却面141などの前記冷却面は、熱交換部材120などの前記熱交換部材よりも熱伝導率が高いことを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例3(乃至15)で説明したように、次のような効果を奏することができる。用紙Pなどの記録材や表側無端ベルト161などのベルト部材に接触して記録材の熱を吸熱する際の、冷却面部材の冷却面による吸熱効率、すなわち、冷却部材110などの冷却部材による記録材の冷却効果を高めることができる。また、表面処理により熱伝導率を高くする部材又は部位を、冷却面部材の接触面に限定でき、冷却部材110などの冷却部材の低コスト化や、生産性の向上が可能となる。
(態様A)乃至(態様F)のいずれかにおいて、冷却部材110などの前記冷却部材は、冷却面部材140などの前記冷却面部材と熱交換部材120などの前記熱交換部材とが直接又は間接的に接合される冷却面部材側の接合面143や熱交換部材側の接合面123などの各接合面の間に生じた空隙を埋める伝熱グリス137や熱伝導シート138などの熱伝導性材を設けることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例2(乃至15)で説明したように、各接合面の間に生じる空隙を熱伝導性材で埋めることで、各接合面の間に生じた空隙により伝熱効率が低下して、用紙Pなどの記録材を冷却する冷却効果が低下するのを抑制できる。また、空隙が生じないように、各接合面にそれぞれ所望の表面形状を形成する研磨を施したり、各接合面を擦り合わせる研磨を施したりする後処理を省略、又はその精度を低めても所望の伝熱効率を得ることが可能となり、後処理に要するコストを低減できる。
(態様G)において、伝熱グリス137や熱伝導シート138などの前記熱伝導性材、常温での熱伝導率が0.8[W/mK]以上であることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例2(乃至15)で説明したように、次のような効果を奏することができる。冷却面部材140などの冷却面部材と熱交換部材120などの熱交換部材とが直接又は間接的に接合される各接合面で、良好な伝熱効率を得ることができ、用紙Pなどの記録材を冷却する冷却効果を向上させることができる。
(態様G)又は(態様H)において、伝熱グリス137や熱伝導シート138などの前記熱伝導性材は、絶縁性を有することを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例2(乃至15)で説明したように、次のような効果を奏することができる。冷却面部材140などの前記冷却面部材と熱交換部材120などの前記熱交換部材とが異種金属で構成されていたり、いずれか一方の接触面にメッキ処理等が施されたりしている場合に、各接触面間に微弱電流が流れて腐食するガルバニック腐食の発生を抑制できる。
(態様A)乃至(態様I)のいずれかにおいて、冷却面部材140などの前記冷却面部材と熱交換部材120などの前記熱交換部材とが直接又は間接的に接合される冷却面部材側の接合面143や熱交換部材側の接合面123などの各接合面の、用紙Pなどの前記記録材が通過する最大用紙通紙幅などの通紙領域に対応した通紙部分の接触圧を高める熱交換部材側の接合面をΔTだけ冷却面部材側に突出させる凸部を設けるなどの構成を有することを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例4(乃至15)で説明したように、熱交換部材と冷却面部材の各接合面間に生じる接触圧を通紙領域に対応した通紙部分に集中させて、その密着性を高め、特に伝熱効率を高めたい通紙部分での伝熱効率を高めることができる。また、熱交換部材と冷却面部材との間に伝熱グリス137などの熱伝導性材を塗布した場合、通紙領域外の両端近傍に形成される隙間が余剰の熱伝導性材の逃げ場となるため、通紙部分に必要以上の厚さの熱伝導性材が溜まって熱伝導率が低下することを抑制できる。
(態様A)乃至(態様J)のいずれかにおいて、冷却部材110などの前記冷却部材は、熱交換部材120などの前記熱交換部材に対する冷却面部材140などの前記冷却面部材の設置角度を調整可能であることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例11(乃至15)で説明したように、次のような効果を奏することができる。冷却装置100などの冷却装置の各構成部材の寸法のバラツキに起因して、冷却部材の設置誤差が生じ、用紙Pなどの記録材や表側無端ベルト161などのベルト部材に対する冷却面141などの冷却面の角度に誤差が生じても冷却部材単体での微調整が可能となる。したがって、冷却装置に冷却部材を組み込んだ後でも、冷却面の設置角度の調整が可能となり、冷却装置の組立時や冷却面のメンテナンス時の作業性を向上させることができる。
(態様A)乃至(態様K)のいずれかにおいて、冷却部材110などの前記冷却部材は、用紙Pなどの前記記録材の搬送領域外に配置される、前記記録材の幅方向に略垂直な冷却面部材140などの前記冷却面部材と熱交換部材120などの前記熱交換部材の両端面の位置が異なることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例12(乃至15)で説明したように、次のような効果を奏することができる。結露や液漏れが生じ易い部分の近傍となる熱交換部材の両端面近傍から漏れた冷却液や結露した水分が直接又は間接的に接合された冷却面部材との間に、熱交換部材の両端面を伝って広がるのを抑制できる。
(態様L)において、冷却部材110などの前記冷却部材は、用紙Pなどの前記記録材の搬送領域外に配置される、前記記録材の幅方向に略垂直な端面を有する熱交換部材120などの前記熱交換部材の両端部のみを覆うキャップ部材151a,bなどの部材を設けることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例12(乃至15)で説明したように、次のような効果を奏することができる。熱交換部材から漏れた冷却液等の水分が、冷却面部材140などの冷却面部材と熱交換部材との間を、熱交換部材の両端面を伝って広がるのを抑制できる。したがって、冷却面部材と熱交換部材との間に液漏れ等の水分が入り込んで、冷却面部材と熱交換部材の接触状態に悪影響を及ぼしたり、これらの部材や、熱伝道性の伝熱グリス137などの熱伝導性材の劣化の原因になるのを抑制できる。
(態様A)乃至(態様M)のいずれかにおいて、用紙Pなどの前記記録材を搬送する表側挟持部160及び裏側挟持部170などからなる記録材搬送手段を有し、冷却面部材140などの前記冷却面部材に前記記録材搬送手段との面部材位置決め突起241及び面部材ルーズ突起242などの位置決め手段を有することを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例15で説明したように、次のような効果を奏することができる。冷却面部材に記録材搬送手段との位置決め手段を有することで、冷却面141などの冷却面の位置決めを同一の部材に設けられた位置決め手段で行え、誤差の累積がなくして精度よく、冷却面を記録材に直接又は間接的に接触させることができる。また、熱交換部材120などの熱交換部材は冷却面部材と熱的に良好に接触していれば良く、形状の精度が必要ないので、冷却部材110などの冷却部材の低コスト化も可能となる。
用紙Pなどの記録材を冷却する冷却装置を備えたプリンタ300などの画像形成装置において、前記冷却装置として、(態様A)乃至(態様N)のいずれかの冷却装置100などの冷却装置を備えたことを特徴とするものである。
これによれば、上記した本実施形態で説明したように、(態様A)乃至(態様N)のいずれかの冷却装置と、同様な効果を奏することができる画像形成装置を提供できる。
2 光書き込み装置
3 現像装置
4 感光体クリーニング装置
5 帯電装置
10 画像ステーション
11 1次転写ローラ
15 定着装置
21 中間転写ベルト
22 第1張架ローラ
23 第2張架ローラ
24 第3張架ローラ
25 2次転写ローラ
26 クリーニング対向ローラ
27 ベルトクリーニング装置
31 給紙カセット
32 用紙搬送路
33 排紙トレイ
34 手差しトレイ
35 給紙路
36 反転用紙搬送路
41 給紙コロ(給紙カセット)
42 レジストローラ対
43 給紙コロ(手差しトレイ)
100 冷却装置
110 冷却部材
120 熱交換部材
121 熱交換基材
122 流路部
123 接合面(熱交換部材)
124 グリス塗布部
125a,b,c,d 熱交換分割材
126、126a,b 溝部
127 銅パイプ
128 封止部材
129a,b 継手部材
131 ネジ
132 ネジ貫通孔
133 ネジ締結穴
135 クランプ
137 伝熱グリス
138 熱伝導シート
140 冷却面部材
141 冷却面
143 接合面(冷却面部材)
151a,b キャップ
155 冷却フィン
156 ペルチェ素子
157 ヒートシンク
160 表側挟持部
161 表側無端ベルト
162 表側従動ローラ
170 裏側挟持部
171 裏側無端ベルト
172 裏側従動ローラ
173 駆動ローラ
175 対向ローラ(裏側挟持部)
180 外部放熱手段
181 ラジエータ
182 液送ポンプ
183 貯液タンク
184 ゴムチューブ
190 冷却前搬送部
192 従動ローラ(冷却前搬送部)
193 駆動ローラ(冷却前搬送部)
200 装置本体
201 前側板
202 後側板
211 側板位置決め孔
212 側板ルーズ孔
213 側板ネジ孔(冷却面部材)
214 側板位置決め突起
215 側板ルーズ突起
216 側板ネジ孔(熱交換部材)
226 熱変換ネジ穴
233 締結ネジ(冷却面部材)
236 締結ネジ(熱交換部材)
241 面部材位置決め突起
242 面部材ルーズ突起
243 面部材ネジ穴
244 面部材位置決め溝
245 面部材ルーズ溝
300 プリンタ
P 用紙
Claims (12)
- 記録材に直接又は間接的に接触して、前記記録材の熱を吸熱して冷却する冷却面を有した冷却部材を備える冷却装置において、
前記冷却部材は、少なくとも前記冷却面が形成された冷却面部材と、該冷却面部材と直接又は間接的に接合された状態で前記冷却面部材で吸熱した熱を直接又は放熱部材に伝達して放熱させる熱交換部材とから構成され、
前記冷却面部材と前記熱交換部材は、前記接合された状態と分離された状態とに、前記接合された状態を維持する締結手段を破損することなく分離可能であり、
前記冷却面部材の前記冷却面は、前記熱交換部材よりも熱伝導率が高いことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1に記載の冷却装置において、
前記冷却面部材と前記熱交換部材とが直接又は間接的に接合される各接合面の、前記記録材が通過する通紙領域に対応した通紙部分の接触圧を高める構成を有することを特徴とする冷却装置。 - 記録材に直接又は間接的に接触して、前記記録材の熱を吸熱して冷却する冷却面を有した冷却部材を備える冷却装置において、
前記冷却部材は、少なくとも前記冷却面が形成された冷却面部材と、該冷却面部材と直接又は間接的に接合された状態で前記冷却面部材で吸熱した熱を直接又は放熱部材に伝達して放熱させる熱交換部材とから構成され、
前記冷却面部材と前記熱交換部材は、前記接合された状態と分離された状態とに、前記接合された状態を維持する締結手段を破損することなく分離可能であり、
前記冷却面部材と前記熱交換部材とが直接又は間接的に接合される各接合面の、前記記録材が通過する通紙領域に対応した通紙部分の接触圧を高める構成を有することを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一に記載の冷却装置において、
前記冷却部材は、前記熱交換部材に対する前記冷却面部材の設置角度を調整可能であることを特徴とする冷却装置。 - 記録材に直接又は間接的に接触して、前記記録材の熱を吸熱して冷却する冷却面を有した冷却部材を備える冷却装置において、
前記冷却部材は、少なくとも前記冷却面が形成された冷却面部材と、該冷却面部材と直接又は間接的に接合された状態で前記冷却面部材で吸熱した熱を直接又は放熱部材に伝達して放熱させる熱交換部材とから構成され、
前記冷却面部材と前記熱交換部材は、前記接合された状態と分離された状態とに、前記接合された状態を維持する締結手段を破損することなく分離可能であり、
前記冷却部材は、前記熱交換部材に対する前記冷却面部材の設置角度を調整可能であることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一に記載の冷却装置において、
前記冷却部材は、前記記録材の搬送領域外に配置される、前記記録材の幅方向に略垂直な前記冷却面部材と前記熱交換部材の両端面の位置が異なることを特徴とする冷却装置。 - 記録材に直接又は間接的に接触して、前記記録材の熱を吸熱して冷却する冷却面を有した冷却部材を備える冷却装置において、
前記冷却部材は、少なくとも前記冷却面が形成された冷却面部材と、該冷却面部材と直接又は間接的に接合された状態で前記冷却面部材で吸熱した熱を直接又は放熱部材に伝達して放熱させる熱交換部材とから構成され、
前記冷却面部材と前記熱交換部材は、前記接合された状態と分離された状態とに、前記接合された状態を維持する締結手段を破損することなく分離可能であり、
前記冷却部材は、前記記録材の搬送領域外に配置される、前記記録材の幅方向に略垂直な前記冷却面部材と前記熱交換部材の両端面の位置が異なることを特徴とする冷却装置。 - 請求項7に記載の冷却装置において、
前記冷却部材は、前記記録材の搬送領域外に配置される、前記記録材の幅方向に略垂直な端面を有する前記熱交換部材の両端部のみを覆う部材を設けることを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一に記載の冷却装置において、
前記冷却面部材の前記冷却面は、前記熱交換部材よりも硬度が高いことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一に記載の冷却装置において、
前記冷却面部材の前記冷却面は、前記熱交換部材よりも摩擦係数が低いことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1乃至10のいずれか一に記載の冷却装置において、
前記記録材を搬送する記録材搬送手段を有し、
前記冷却面部材に前記記録材搬送手段との位置決め手段を有することを特徴とする冷却装置。 - 記録材を冷却する冷却装置を備えた画像形成装置において、
前記冷却装置として、請求項1乃至11のいずれか一に記載の冷却装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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