冷却装置及び画像形成装置
【課題】冷却ローラに設けられた回転管継ぎ手手段の振動を低減できる冷却装置、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】外管内に内管を内包した二重管構造であり、軸受を介して装置本体の筐体に回転可能に支持された冷却ローラと、冷却媒体を搬送する冷却媒体搬送手段と、冷却ローラが回転可能な状態で冷却ローラの一端側に取り付けられ、冷却ローラと冷却媒体搬送手段とを配管を介してつなぐ回転管継ぎ手手段と、を備えた冷却装置において、外管は、一端側が回転管継ぎ手手段の第一の嵌合部に同軸で回転可能に嵌合させて取り付けられており、内管は一端側が回転管継ぎ手手段の第二の嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持され、他端側が外管の他端側に設けられた嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持されている。
【解決手段】外管内に内管を内包した二重管構造であり、軸受を介して装置本体の筐体に回転可能に支持された冷却ローラと、冷却媒体を搬送する冷却媒体搬送手段と、冷却ローラが回転可能な状態で冷却ローラの一端側に取り付けられ、冷却ローラと冷却媒体搬送手段とを配管を介してつなぐ回転管継ぎ手手段と、を備えた冷却装置において、外管は、一端側が回転管継ぎ手手段の第一の嵌合部に同軸で回転可能に嵌合させて取り付けられており、内管は一端側が回転管継ぎ手手段の第二の嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持され、他端側が外管の他端側に設けられた嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持されている。
【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部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、軸受を介して回転可能にブラケットに支持され、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、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。
【０００４】
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を流す構成では、冷却液を送液するポンプと冷却ローラとを配管を介してつなぐロータリージョイントを冷却ローラの両端に配設する必要があり、画像形成装置の大型化を招く虞がある。そのため、図３１に示すような、ロータリージョイント１３５を冷却ローラ１２２の片側にだけ設けた冷却装置を用いることで、冷却ローラ１２２の両側にロータリージョイント１３５を設ける場合よりも画像形成装置の大型化を抑えることができる。
【０００５】
図３１に示す冷却ローラ１２２は、外管１２２ａ内に内管１２２ｂを内包し、外管１２２ａと内管１２２ｂとの隙間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管１２２ｂ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。冷却ローラ１２２は、冷却装置のブラケット１３４に軸受１４０、１４１を介して回転可能に支持されている。内管１２２ｂのロータリージョイント１３５側の端面には開口１２２ｍが形成されており、内管１２２ｂのロータリージョイント１３５側とは反対側の端面に前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口１２２ｋが設けられている。冷却液は、ロータリージョイント１３５に設けられた供給口からロータリージョイント１３５内に供給され、前記外側通路を通って開口１２２ｋから内管１２２ｂ内に流れ込む。内管１２２ｂ内に流れ込んだ冷却液は、内管１２２ｂ内を通って開口１２２ｍから内管１２２ｂの外部に排出され、ロータリージョイント１３５に設けられた排出口から排出される。
【０００６】
図３２は、ロータリージョイント１３５近傍の拡大断面図である。内管１２２ｂの一端側はロータリージョイント１３５のネジ部１３５ａと内管１２２ｂの前記一端に設けたネジ部１２２ｉとが螺合してネジ締結し固定支持され、内管１２２ｂの他端側は図３１に示すように自由端となっている。また、外管１２２ａとロータリージョイント１３５とは、外管１２２ａの一端側に設けられたネジ部１２２ｈと、ロータリージョイント１３５に設けられたネジ部１３５ｂとが螺合してネジ締結される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３１に示す冷却ローラ１２２では、内管１２２ｂがロータリージョイント１３５に片持ち状態で支持されている。そのため、外管１２２ａ内に供給された冷却液の流れなどによって内管１２２ｂの自由端が振動し易く、その振動が内管１２２ｂからロータリージョイント１３５に伝わってロータリージョイント１３５が振動してしまう。また、外管１２２ａとロータリージョイント１３５とは、互いのネジ部がネジ締結して固定されているためガタツキが大きく外管１２２ａとロータリージョイント１３５との軸ずれが生じ易い。外管１２２ａとロータリージョイント１３５との間で軸ずれが生じると、偏心により外管１２２ａの回転時にロータリージョイント１３５が振動してしまう。
ロータリージョイント１３５が振動すると、外管１２２ａとロータリージョイント１３５との連結部分に負荷がかかり耐久性が低下して前記連結部分から冷却液が漏洩するといった問題が生じる。また、ロータリージョイント１３５の振動が外管１２２ａに伝わって外管１２２ａの回転精度が低下し、シート状部材の搬送が良好に行えなくなるといった問題が生じる。
ところで、近年、電子写真方式の画像形成装置の画像形成処理速度の高速化が更に進んだことにより、印刷処理のように用紙等の記録媒体を連続通紙し長時間（例えば、数日間）連続して画像形成処理（印字処理）する用途にも、電子写真方式の画像形成装置が用いられるようになってきた。このような電子写真方式の画像形成装置は、例えば、Ａ４用紙で１００〜１２０枚／分程度の画像形成処理が可能であり、いわゆる高速機と呼ばれている。１００〜１２０枚／分程度の高速に対応するよう上述したような冷却ローラを回転させると、上述したようなロータリージョイントの振動による問題が顕著になってくる。すなわち、冷却ローラの高速回転により、外管とロータリージョイントとの連結部分の負担が大きくなり、冷却液が漏洩したり、ロータリージョイントの振動が画像形成に影響を与えたりする可能性がある。
【０００８】
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、冷却ローラに設けられた回転管継ぎ手手段の振動を低減できる冷却装置、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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、外管内に内管を内包し、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り、該内管に該外側流路と該内側流路とを連通する開口が設けられ、軸受を介して装置本体の筐体に回転可能に支持された冷却ローラと、冷却媒体を搬送する冷却媒体搬送手段と、前記冷却ローラが回転可能な状態で該冷却ローラの一端側に取り付けられ、該冷却ローラと前記冷却媒体搬送手段とを配管を介してつなぐ回転管継ぎ手手段と、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、前記外管は、一端側が前記回転管継ぎ手手段の第一の嵌合部に同軸で回転可能に嵌合させて取り付けられており、前記内管は、一端側が前記回転管継ぎ手手段の第二の嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持され、他端側が前記外管の他端側に設けられた嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の冷却装置において、上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は上記外管に回転可能に支持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、上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に回転可能に支持され、他端側は上記外管に固定支持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、２または３の冷却装置において、上記内管と上記外管とは、上記回転管継ぎ手手段に対して取り付け取り外しが可能であ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１、２、３または４の冷却装置において、上記内管は、大径部と小径部とから成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５の冷却装置において、上記内管の上記大径部と上小径部とは取り付け取り外しが可能であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１の冷却装置において、前記外管の内壁と自身の外壁との間に隙間が形成されるように前記外管と前記内管との間に設けられたシリンダを有し、前記シリンダは、前記内管の嵌合部に同軸で嵌合して該内管に対し回転可能または固定状態で前記内管に支持される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７の冷却装置において、上記シリンダは、上記内管に嵌合関係で固定支持され、前記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は上記外管に回転可能に支持され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７の冷却装置において、上記シリンダは、上記内管に嵌合関係で係合または固定支持され、前記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に回転可能に支持され、他端側は上記外管に固定支持され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、上記シリンダは、上記外管に嵌合関係で係合または固定支持され、上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は前記外管または前記シリンダに回転可能に支持され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７、８、９または１０の冷却装置において、上記内管と上記外管とは、上記回転管継ぎ手手段に対して取り付け取り外しが可能である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７、８、９、１０または１１の冷却装置において、上記シリンダは、上記内管または上記外管に対して取り付け取り外しが可能であることを特徴とするものである。
また、請求項１３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または１２の冷却装置を用いることを特徴とするものである。
【００１０】
本願で言う「嵌合」とは、「ＪＩＳ Ｂ ０４０１」に記載されている「すきまばめ」、「しまりばめ」、「中間ばめ」に種類分けされた「はめあい」のことである。
【００１１】
本発明においては、内管の支持構造として従来の回転管継ぎ手手段による片持ち支持構造に変えて回転管継ぎ手手段と外管とによる両端支持構造を採用しているので、内管を片持ち支持する場合よりも内管を振動し難くすることができる。よって、内管が振動し難くなる分、内管を片持ち支持する場合よりも内管から回転管継ぎ手手段に振動が伝わって生じる回転管継ぎ手手段の振動を低減することができる。
また、外管、内管及び回転管継ぎ手手段それぞれは、ネジ締結よりもガタツキを抑えることが可能な嵌合関係で互いに取り付けられているので、外管、内管及び回転管継ぎ手手段の３者間の軸ずれを前記ネジ締結する場合よりも小さくすることができる。よって、前記３者間の軸ずれが小さくなる分、前記ネジ締結する場合よりも外管の回転時に偏心によって生じる回転管継ぎ手手段の振動を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、冷却ローラに設けられた回転管継ぎ手手段の振動を低減できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】構成例１に係るロータリージョイントを取り付けた冷却ローラの概略断面図。
【図２】実施形態１に係る冷却装置の概略図。
【図３】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図４】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図５】冷却ローラの組立て前及びロータリージョイントの取り付け前の状態を示した模式図。
【図６】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図７】構成例２に係る冷却ローラの概略断面図。
【図８】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図９】構成例３に係る冷却ローラの概略断面図。
【図１０】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図１１】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図１２】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図１３】構成例４に係る内管、シリンダ管及びパイプなどの模式図。
【図１４】実施形態３に係る画像形成装置の概略構成図。
【図１５】実施形態２に係る冷却装置の概略図。
【図１６】ロータリージョイントを片端に取り付けた冷却ローラの概略断面図。
【図１７】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図１８】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図１９】冷却ローラの組立て前及びロータリージョイントの取り付け前の状態を示した模式図。
【図２０】構成例７に係る冷却ローラの概略断面図。
【図２１】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図２２】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図２３】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図２４】構成例８に係る冷却ローラの概略断面図。
【図２５】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図２６】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図２７】図２４のＹ−Ｙ断面図。
【図２８】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図２９】構成例９に係る冷却ローラの概略断面図。
【図３０】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図３１】従来の冷却ローラの概略断面図。
【図３２】ロータリージョイント近傍の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態１］
本発明の第一の実施形態に係る冷却ローラ及び冷却装置を、熱定着手段によって記録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。
【００１５】
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やす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。
【００１６】
図２は、用紙搬送の働きをも担う本発明の冷却ローラ２２を備えた冷却装置１８の一例の概略図である。冷却装置１８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３０とローラ３１が設けられて、用紙搬送の搬送ベルト３２を展張している。そして用紙搬送方向下流側のローラ３０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３２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。
【００１７】
冷却装置１８よりも用紙搬送方向上流側には熱定着手段１６が配置されており、冷却装置１８よりも用紙搬送方向下流側には排紙収容部１７があり、ローラ３１の上方には熱定着手段１６から搬送されてきた用紙Ｐをガイドする上ガイド３３が設けられている。また、ローラ３０とローラ３１との中間位置には、搬送ベルト３２に食い込むように上から冷却ローラ２２が圧接されており、冷却ローラ２２は搬送ベルト３２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３４は冷却装置１８本体を構成するブラケットであり、ローラ３０、ローラ３１、冷却ローラ２２、及び、上ガイド３３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１８はこのブラケット３４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。
【００１８】
熱定着手段１６で熱せられ高温となった用紙Ｐは、排紙収容部１７に排出される前に冷却装置１８を通過する。詳細には、熱定着手段１６を通って高温となった用紙Ｐが、冷却装置１８の上ガイド３３とローラ３１との間に入り込み、その後、冷却ローラ２２と搬送ベルト３２とで形成されるニップ領域部を通過して排紙収容部１７に排出される。冷却ローラ２２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２２内に供給され冷却ローラ２２内を循環した後に冷却液が冷却ローラ２２内から排出される。用紙Ｐは、冷却ローラ２２と搬送ベルト３２とが接することで形成されるニップ領域で冷却ローラ２２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２２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１６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１８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。
【００１９】
なお後述するが、冷却ローラ２２は回転管継ぎ手手段を介してタンク２６、ポンプ２５、冷却ファン２３を装着したラジエータ２４などの冷却液循環手段と連通／連結され、封入した冷却液が循環することで冷却ローラ２２が冷やされる。
【００２０】
［構成例１］
図１に本構成例に係る冷却ローラ２２の概略断面図を示す。図３は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図４は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。冷却ローラ２２は、外管２２ａ内に内管２２ｂを内包し、外管２２ａと内管２２ｂとの隙間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管２２ｂ内を冷却液が流れる内側流路を有する二重管構造であり、内管２２ｂの冷却ローラ長手方向ロータリージョイント３５側とは反対側端部近傍に前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口が設けられている。
【００２１】
外管２２ａは、軸受４０に嵌合する軸付のフランジ２２ｃと、軸受４１に嵌合圧入したフランジ２２ｄで長手方向両端が構成されており、フランジ２２ｃとフランジ２２ｄ両方に漏洩防止のＯリング２２ｅを入れ込んでネジ２２ｆでフランジ２２ｃとフランジ２２ｄそれぞれを外管筒部２２ｚに取り付けている。すなわち、外管２２ａは、外管筒部２２ｚ、フランジ２２ｃ、及び、フランジ２２ｄなどから構成されている。このとき、フランジ２２ｃとフランジ２２ｄとも、外管筒部２２ｚに嵌合関係で挿入して取り付け、フランジ２２ｃと外管筒部２２ｚとの間のガタツキ、及び、フランジ２２ｄと外管筒部２２ｚとの間のガタツキを抑えて、フランジ２２ｃと外管筒部２２ｚとの同軸度、及び、フランジ２２ｄと外管筒部２２ｚとの同軸度を出している。冷却ローラ２２は、フランジ２２ｃの軸と、フランジ２２ｄの軸受４１とを用いて冷却装置１８のブラケット３４に対して両端を回転自在に支持される。
【００２２】
また、フランジ２２ｄには平行ネジ部２２ｈと嵌合部２２ｉとから成る結合部が形成されており、フランジ２２ｄには、その結合部と相対するように形成された平行ネジ部３５ｂと嵌合部３５ｃとを有するロータ３５ａが取り付けられる。平行ネジ部２２ｈと平行ネジ部３５ｂとは外管２２ａ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。ロータ３５ａはロータリージョイント３５の構成部品であり、回転自在となっている。ロータ３５ａとフランジ２２ｄとの取り付けは、上述したような嵌合関係による挿入取り付けであり、ロータ３５ａとフランジ２２ｄとの間のガタツキを抑えることでロータ３５ａとフランジ２２ｄとの同軸度が出される。ロータ３５ａは、間隔をおいて設けた２箇の軸受３５ｄとの嵌合関係で回転自在にロータリージョイント３５のケーシング３５ｅに支持されている。以上から、外管２２ａは、それぞれ嵌合関係で取り付けられたロータ３５ａ及びフランジ２２ｄを介して、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３５ａにはフランジ２２ｄからの漏洩を防ぐＯリング３５ｇを入れ込んでいる。
【００２３】
本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａが回転し、内管２２ｂは固定（非回転）されている。この冷却ローラ２２は、外管２２ａの中での冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や狭間隔での流速が遅い場合に採用すると有効である。
【００２４】
図１に示すように、内管２２ｂの一端はロータリージョイント３５の嵌合部３５ｊに圧入されロータリージョイント３５に対して内管２２ｂが回転しないように固定支持され、内管２２ｂの他端は外管２２ａのフランジ２２ｃに設けられた軸受２２ｊに、内管２２ｂに対してフランジ２２ｃが回転可能なように支持される。
【００２５】
ロータリージョイント３５に内管２２ｂを取り付ける際には、ケーシング３５ｅに取り付けられたフランジ３５ｆの嵌合孔に内管２２ｂを圧入して、これにより内管２２ｂがフランジ３５ｆ如いてはロータリージョイント３５に固定支持される。なお、フランジ３５ｆは漏洩防止のＯリング３５ｉを入れ込んで、ネジ３５ｈでケーシング３５ｅに取り付けられる。
【００２６】
ケーシング３５ｅ、フランジ３５ｆ、及び、内管２２ｂは互いに嵌合関係で挿入され取り付けられており各部材間のガタツキが抑えられるので、その結果、ケーシング３５ｅに対して内管２２ｂの同軸度は出された状態となっている。また、フランジ２２ｃ、軸受２２ｊ、及び、内管２２ｂは互いに嵌合関係で挿入され取り付けられており各部材間のガタツキが抑えられるので、その結果、フランジ２２ｃに対して内管２２ｂの同軸度も出された状態となっている。
【００２７】
以上の構成により本構成例の冷却ローラ２２は、冷却ローラ２２の一端側では、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）を基準にして外管２２ａと内管２２ｂとの同軸度が出されており、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して外管２２ａが回転自在に支持され、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して内管２２ｂが回転しないよう固定支持される。また、冷却ローラ２２の他端側では、フランジ２２ｃを介して外管２２ａと内管２２ｂとの同軸度が出されており、内管２２ｂに対して外管２２ａが回転可能となるように内管２２ｂが軸受２２ｊを介してフランジ２２ｃに支持されている。
【００２８】
内管２２ｂのフランジ２２ｃ側の外周壁には開口孔２２ｋが設けられており、内管２２ｂのロータリージョイント３５側の端面には断面孔２２ｍが形成されている。外管２２ａと内管２２ｂとの隙間に形成される外側流路内にある冷却液は、開口孔２２ｋを通って内管２２ｂ内に流れ込み断面孔２２ｍから外部に排出される。
【００２９】
冷却液の流路は矢印で示すように、先ずロータリージョイント３５に設けられた供給口からロータリージョイント３５内に供給された冷却液は、内管２２ｂとロータ３５ａの狭小間隙を通り、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される広い間隙からなる外側流路を冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側に向かって流れ、このとき冷却液によって外管２２ａが冷却される。なお、図１においては、ロータリージョイント３５の供給口から前記外側流路の冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側端部までの冷却液の流路を往流路とする。そして、前記外側流路の冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側端部まで行った冷却液は、Ｕターンするように内管２２ｂに設けられた開口孔２２ｋを通って前記外側流路から内管２２ｂ内に流れ込み、内管２２ｂ内を往流路とは逆の冷却ローラ長手方向に冷却液が流れ、冷却液が断面孔２２ｍから内管２２ｂの外部に排出された後にロータリージョイント３５のフランジ３５ｆに設けられた排水口からロータリージョイント３５の外部に排出される。なお、図１においては、開口孔２２ｋから内管２２ｂ内を通ってロータリージョイント３５の排水口までの冷却液の流路を復流路とする。
【００３０】
このように冷却ローラ２２は内部に往復循環する流路を有し、ロータリージョイント３５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。
【００３１】
また、冷却ローラ２２は、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換、などの対応ができるように構成部品の取り付け取り外しを可能としている。
【００３２】
図５は、冷却ローラ２２の構成部品である外管２２ａ、内管２２ｂ、フランジ２２ｃ、フランジ２２ｄ、及び、ロータリージョイント３５を並べたものであり、冷却ローラ２２の組立て前及びロータリージョイント３５の取り付け前の状態でもある。なお、図中では、フランジ２２ｃに軸受２２ｊとＯリング２２ｅとが組み込まれており、フランジ２２ｄに軸受４１とＯリング２２ｅとが組み込まれているが、当然これらも部品単位で各フランジに対し取り付け取り外し可能である。さらに、ロータリージョイント３５も冷却ローラ２２に対して取り付け取り外しが可能であり、ロータリージョイント３５の交換を行うことができる。
【００３３】
本構成例の冷却ローラ２２は、組立てや分解（構成部品の取り付け取り外し）を簡単に行うことができるような構成となっており、その組立て手順について説明する。
【００３４】
先ず、フランジ３５ｆの嵌合孔に内管２２ｂの一端側を嵌合圧入して、フランジ３５ｆで内管２２ｂの一端側を固定支持する（図中手順矢印（１）、作業手順１）。次に、外管筒部２２ｚの一端側にフランジ２２ｄを嵌合挿入しネジ２２ｆで外管筒部２２ｚに対しフランジ２２ｄを固定する（図中手順矢印（２）、作業手順２）。図６に、上記手順（１）、（２）の作業後の状態を示す。
【００３５】
作業手順２の後、フランジ３５ｆが取り付けられた内管２２ｂを、開口孔２２ｋ側からケーシング３５ｅの後端部に入れ込み、ロータ３５ａの内部を通す。そして、フランジ３５ｆがケーシング３５ｅの後端部の端面に当たるまで内管２２ｂを通したら、ネジ３５ｈでフランジ３５ｆを嵌合固定する（図中手順矢印（３）、作業手順３）。次に、フランジ３５ｆを介して内管２２ｂが取り付けられたロータリージョイント３５のロータ３５ａに、外管筒部２２ｚが取り付けられたフランジ２２ｄを嵌合挿入して、互いの平行ネジ部２２ｈと平行ネジ部３５ｂとで固定する（図中手順矢印（４）、作業手順４）。そして最後に、ロータリージョイント３５を介して取り付けた外管筒部２２ｚと内管２２ｂの両管端部にフランジ２２ｃを嵌合挿入しネジ２２ｆで固定する（図中手順矢印（５）、作業手順５）。以上で冷却ローラ２２の組立てが完了し、図１に示したようになる。冷却ローラ２２の分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２の各構成部品の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。また、ロータリージョイント３５も部品単位で取り付け取り外し可能である。
【００３６】
［構成例２］
図７に本構成例の冷却ローラの概略断面図を示す。本構成例の冷却ローラ２２では、外管２２ａが回転し、内管２２ｂも外管２２ａと共に回転する。この冷却ローラ２２は、外管２２ａの中での冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多い場合や狭間隔での流速が速い場合に有効である。
【００３７】
本構成例の冷却ローラ２２の構成と図１などで示した構成例１の冷却ローラ２２の構成とで異なるのは、図７に示すように、外管筒部２２ｚと同軸であるフランジ２２ｃに内管２２ｂの一端側を圧入して固定支持し、内管２２ｂの他端はロータリージョイント３５に対して内管２２ｂが回転可能なように軸受３５ｋを介してフランジ３５ｆに取り付けられている点である。つまり、本構成例の冷却ローラ２２は、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して外管２２ａと共に内管２２ｂも回転可能に支持され、他端側は外管２２ａに対して内管２２ｂが回転可能となるように支持される。なお、冷却ローラ２２の冷却液往復循環する流路は図１に示したものと同様である。
【００３８】
また、本構成例の冷却ローラ２２も構成部品の取り付け取り外しや、ロータリージョイント３５の取り付け取り外しが可能である。
【００３９】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順について説明する。先ず、フランジ２２ｃの嵌合孔に内管２２ｂの一端側を嵌合圧入して、フランジ２２ｃで内管２２ｂの一端側を固定支持する（作業手順１）。次に、次に、外管筒部２２ｚの一端側にフランジ２２ｄを嵌合挿入しネジ２２ｆで外管筒部２２ｚに対しフランジ２２ｄを固定する（作業手順２）。
【００４０】
そして、図８に示すように、ロータリージョイント３５のロータ３５ａに、外管筒部２２ｚが取り付けられたフランジ２２ｄを嵌合挿入して、互いの平行ネジ部２２ｈと平行ネジ部３５ｂとで固定する（作業手順３）。その後、外管筒部２２ｚの長手方向でロータリージョイント３５が取り付けられた側とは反対側から外管筒部２２ｚ内にフランジ２２ｃが取り付けられた内管２２ｂを断面孔２２ｍ側から入れ込む。そしてフランジ２２ｃが外管筒部２２ｚの端面に当たるまで内管２２ｂを通したら、フランジ２２ｃを外管筒部２２ｚにネジ２２ｆで嵌合固定する（作業手順４）。最後に、内管２２ｂの一端側を軸受３５ｋに入れ込みながらフランジ３５ｆを、ロータリージョイント３５のケーシング３５ｅの後端部に嵌合挿入しネジ３５ｈで固定する（作業手順５）。
【００４１】
以上で冷却ローラ２２の組立てが完了し、図７で示したようになる。冷却ローラ２２の分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。なお、構成例１と同様に、フランジ２２ｃのＯリングや、フランジ２２ｄの軸受とＯリングなども部品単位で取り付け取り外し可能である。また、構成例１と同様に、ロータリージョイント３５も部品単位で取り付け取り外し可能である。
【００４２】
ここで、構成例１や構成例２の冷却ローラ２２は、図１や図７に示すように、外管２２ａに比べて内管２２ｂはかなり小径で、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される間隙、つまり中空部が非常に広くなっている管構造である。このような構成にすることで、できるだけ多量の冷却液を外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間に入れて冷却ローラ２２の表面温度上昇を抑え易くする、言い換えれば、冷却ローラ２２の表面を冷やし易くすることが可能となる。
【００４３】
上記構成例での循環経路で冷却液を流し外管２２ａを回転させた状態を条件として、外管２２ａの表面に熱を付与したときの冷却ローラ２２内の熱流体シミュレーション（流速と温度のシミュレーション）を行った。
【００４４】
そのシミュレーションの解析結果は、先ず流速に関しては、冷却ローラ２２内での冷却液の流速を半径方向でみると、冷却ローラ２２の中央の内管２２ｂの外周周囲付近の流速は速く、外管２２ａの内壁方向に向かうにつれて徐々に遅くなり、外管２２ａの内壁周囲付近は極めて遅い流速領域となっている。
【００４５】
温度に関しては、その冷却液の流れ方に温度分布も同調しており、内管２２ｂの外周付近は流速が速く、冷えた冷却液が次々に流れてくるので温度の低い状態が保たれているが、外管２２ａの内壁に近づくにつれて流速が遅くなり、冷えた冷却液が流れて来にくくなって徐々に温度が上がって行き、外管２２ａの内壁付近では冷却液が停留してしまって、冷えた冷却液が流れて来なくなり温度の高い状態となってしまっている。
【００４６】
つまり、外管２２ａの内壁周囲付近の極めて遅い流速により、外管２２ａ表面の熱が効率よく冷却液に伝わっていない、という結果であった。
【００４７】
外管２２ａの素材はアルミやステンレス鋼など熱伝導率の良いものを用いるので、外管２２ａ表面の熱が冷却液にうまく伝わらないのは、外管２２ａ内壁と冷却液との熱交換がうまくいっていない、つまり外管２２ａ内壁と冷却液との間の熱抵抗が大きく熱伝達率が低いことが原因である、と言える。それは極めて遅い流速に起因しており、その遅い流速をつくり出しているのは外管２２ａと内管２２ｂとで形成される非常に広い間隙構造である。
【００４８】
そこで本出願人は、外管２２ａの内壁付近の流速を速くしてやる、または、流れの場を大きく乱すような工夫をしてやれば、熱交換がうまくいき外管２２ａの冷却効率を上げることができると考え、冷却ローラ２２の内部構造を変更した。ただし、冷却ローラ２２としての回転精度や耐久性などが低下し、漏洩を引き起こしたのでは何の意味もないので、図１、図７で述べた冷却ローラ２２の構成／構造（両端支持と軸合わせ）の考え方を踏襲して内部構造を変更した。
【００４９】
［構成例３］
図９に本構成例の冷却ローラ２２の概略断面図を示す。図１０は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図１１は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。図９は、構成例１で示した図１と同様に、外管２２ａが回転し、内管２２ｂは固定（非回転）されている冷却ローラ２２である。ただし、図１とは異なり本構成例では、内管２２ｂを大径部であるシリンダ管２２ｐと、小径部であるパイプ２２ｑ、２２ｒとから成る部品とで構成している。
【００５０】
シリンダ管２２ｐの両端にパイプ２２ｑとパイプ２２ｒそれぞれを嵌合関係で軸合わせをしながら圧入固定して内管２２ｂを形成する。上述したように外管２２ａ内壁付近の極めて遅い流速が冷却性能を低下させていることから、本構成例ではシリンダ管２２ｐの外径を外管２２ａの内径よりも僅かに小さな径とし、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される間隙（つまり中空部）を非常に狭い狭ギャップとなるようにしている。これにより、その狭ギャップを流路として冷却液を流すことで流体力学で周知のように流速は速くなり、熱伝達率も良くなって外管２２ａの冷却性能を向上させることができる。
【００５１】
上記狭ギャップ構成の冷却ローラ２２の熱流体シミュレーションを実施した結果、外管２２ａの内壁面の熱伝達率を高くすることができ、且つ、間隙を狭くすることで流体抵抗が高くなってしまうこともない、という結果が得られた。また、図１に示した広い間隙構成において流路に流す冷却液の流量を数倍にしたときと同じ程度の冷却性能が期待できることも分かった。
【００５２】
シリンダ管２２ｐとパイプ２２ｑ、２２ｒが一体の内管２２ｂは回転しないので、構成例１の冷却ローラ２２と同様に、一端側のパイプ２２ｒをフランジ２２ｃの軸受２２ｊを介して外管２２ａに対して回転可能に支持し、もう一端側のパイプ２２ｑをロータリージョイント３５にフランジ３５ｆを介して固定支持する。ここで、パイプ２２ｑをフランジ３５ｆに圧入固定すると、内管２２ｂをロータリージョイント３５に組付けることができないので、このような内管構成の場合は、パイプ２２ｑとフランジ３５ｆとを取り付け取り外しができるようにして、フランジ３５ｆを取り外した状態でパイプ２２ｑを先頭に内管２２ｂをケーシング３５ｅに入れ込み、そしてパイプ２２ｑにフランジ３５ｆを取り付けるようにする。本構成例では、パイプ２２ｑとフランジ３５ｆとの両方にネジ加工を施してネジ部２２ｖを形成し取り付け取り外しができるようにしている。本構成例の冷却ローラ２２やロータリージョイント３５も、構成例１の冷却ローラ２２やロータリージョイント３５と同様に全ての構成部品の取り付け取り外しが可能となっている。
【００５３】
さらに、シリンダ管２２ｐに圧入固定しているパイプ２２ｑとパイプ２２ｒとをシリンダ管２２ｐに対して取り付け取り外しができるようにし、内管２２ｂの構成部品の分解をすることができれば、より有益（ユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換）となる。例えば、図９のシリンダ管２２ｐとパイプ２２ｑ、及び、シリンダ管２２ｐとパイプ２２ｒ、の各圧入部分である箇所にネジ加工を施してあげればよい。ただし、シリンダ管２２ｐに対するパイプ２２ｑ、２２ｒの取り付け取り外しや、フランジ３５ｆに対するパイプ２２ｑの取り付け取り外しなど、ネジ締結方法によって各構成部品間で取り付け取り外しを行う場合は、ネジ締結だけでは軸ずれを起こしてしまうので、必ず軸合わせのための嵌合部を合わせ待たせる。
【００５４】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順を図１２を用いて説明する。先ず、ロータリージョイント３５のロータ３５ａとケーシング３５ｅにそれぞれフランジ２２ｄとフランジ３５ｆとを嵌合挿入し固定した後、ロータリージョイント３５に内管２２ｂを入れ込み、ネジ部２２ｖを用いてフランジ３５ｆにパイプ２２ｑを嵌合固定し支持する（作業手順１）。次に、内管２２ｂに被せるように外管２２ａの一端をフランジ２２ｄに嵌合挿入して固定する（作業手順２）。最後に、内管２２ｂのパイプ２２ｒを軸受２２ｊに入れ込みながらフランジ２２ｃを外管２２ａの他端に嵌合挿入し固定する（作業手順３）。
【００５５】
以上で冷却ローラ２２の組立てが完了し、図９に示したようになる。冷却ローラ２２の分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。なお、構成例１と同様に、フランジ２２ｃのＯリングや、フランジ２２ｄの軸受とＯリングなども部品単位で取り付け取り外し可能である。また、構成例１と同様に、ロータリージョイント３５も部品単位で取り付け取り外し可能である。
【００５６】
なお、本構成例では内管２２ｂを固定（非回転）させるタイプの冷却ローラ２２を用いて説明したが、図７に示した構成例２の冷却ローラ２２と同様に外管２２ａと内管２２ｂとを回転させるタイプでも適応可能である。
【００５７】
［構成例４］
構成例３では、内管２２ｂを大径部であるシリンダ管２２ｐと小径部であるパイプ２２ｑ、２２ｒとから成る３つの部品で構成していたが、本構成例においては、図１３に示すように小径部のパイプを長尺のパイプ２２ｔだけとして内管２２ｂをシリンダ管２２ｐとパイプ２２ｔとの２つの部品から成る構成とした。これにより、組立てや分解の作業性が向上し、部品管理もし易くなるが、小径部に用いるパイプを長尺のパイプ２２ｔにしたことによる最大のメリットは、シリンダ管２２ｐとパイプ２２ｔとの同軸度を簡単に出すことができ、そして、シリンダ管２２ｐとパイプ２２ｔとを組付けて内管２２ｂを構成したときにおける外管２２ａやロータリージョイント３５との高い軸合わせ精度が得られることである。
【００５８】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順を簡単に説明すると、フランジ３５ｆに嵌合圧入で固定したパイプ２２ｔを、ロータリージョイント３５に取り付け、その後、パイプ２２ｔに嵌合関係で軸合わせをしながらシリンダ管２２ｐを挿入し固定ネジ部２２ｕを用いてパイプ２２ｔに固定する。そして、外管筒部２２ｚとフランジ２２ｃとを嵌合関係で取り付けて固定する。
【００５９】
［実施形態２］
本発明の第二の実施形態について説明する。
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記録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。実施例では、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。
【００６０】
また、本実施形態の冷却手段としての冷却ローラは二重管状構造であり、内部に冷却液を流し往復循環させることで冷却ローラ表面を冷やす。冷却ローラを有する冷却装置よりも用紙搬送方向上流側には熱定着手段が配置されており、冷却装置よりも用紙搬送方向下流側には排紙収容部があり、用紙搬送経路中の熱定着手段と排紙収容部との間で熱定着手段の直後に冷却装置を配置している。冷却ローラは用紙から熱を除去する際に用紙と直接接触する必要があるので、用紙の熱を除去する機能だけでなく、用紙を精度良く搬送させる搬送ローラとしての機能も併せ持っている。
【００６１】
本実施形態では、その内管２２ｂに大径のシリンダ２２ｓを取り付けた構成として、外管２２ａ内壁周囲付近を流れる冷却液の流路を狭くし、そのシリンダ２２ｓ（内管２２ｂも含めて）の回転または非回転の動作と、狭間隔を流れる冷却液の流速との組合せで冷却性能の高い冷却ローラ２２とした。さらには、その狭間隔内の冷却液の流れを乱し、流れに変化を持たせる撹拌部材手段を設け、より高い冷却効率の冷却ローラ２２とした。
【００６２】
図１５は、用紙搬送の働きをも担う本発明の冷却ローラ２２を備えた冷却装置１８の一例の概略図である。冷却装置１８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３０とローラ３１が設けられて、用紙搬送の搬送ベルト３２を展張している。そして、用紙搬送方向下流側のローラ３０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３２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。
【００６３】
冷却装置１８よりも用紙搬送方向上流側には熱定着手段１６が配置されており、冷却装置１８よりも用紙搬送方向下流側には排紙収容部１７があり、ローラ３１の上方には熱定着手段１６から搬送されてきた用紙Ｐをガイドする上ガイド３３が設けられている。また、ローラ３０とローラ３１との中間位置には、搬送ベルト３２に食い込むように上から二重管構造の冷却ローラ２２が圧接されており、冷却ローラ２２は搬送ベルト３２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３４は冷却装置１８本体を構成するブラケットであり、ローラ３０、ローラ３１、冷却ローラ２２、及び、上ガイド３３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１８はこのブラケット３４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。
【００６４】
熱定着手段１６で熱せられ高温となった用紙Ｐは、排紙収容部１７に排出される前に冷却装置１８を通過する。詳細には、熱定着手段１６を通って高温となった用紙Ｐが、冷却装置１８の上ガイド３３とローラ３１との間に入り込み、その後、冷却ローラ２２と搬送ベルト３２とで形成されるニップ領域部を通過して排紙収容部１７に排出される。冷却ローラ２２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２２内に供給され冷却ローラ２２内を循環した後に冷却液が冷却ローラ２２内から排出される。用紙Ｐは、冷却ローラ２２と搬送ベルト３２とが接することで形成されるニップ領域で冷却ローラ２２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２２に吸熱され用紙Ｐが十分に冷却される。
【００６５】
本出願人は実際に単管構造と二重管構造の冷却ローラを試作し、冷却効果評価実験を行って両者を比較した。熱定着手段１６の通過直後の用紙Ｐの表面温度を１００℃位にして冷却装置１８を通過させたところ、用紙Ｐの表面温度が実測値で単管構造の冷却ローラを用いた場合は６０℃であったのに対し、二重管口像の冷却ローラを用いた場合では５４℃から５５℃程度にまで温度が下がった。このように、冷却ローラを単管構造から二重管構造とすることで、さらに冷却性能を向上させることができるのを確認した。
【００６６】
なお後述するが、冷却ローラ２２は回転管継ぎ手手段を介してタンク２６、ポンプ２５、冷却ファン２３を装着したラジエータ２４などの冷却液循環手段と連通／連結され、封入した冷却液が循環することで冷却ローラ２２が冷やされる。
【００６７】
［構成例５］
図１６に本構成例の冷却ローラ２２の概略構成図を示す。図１７は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図１８は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。
【００６８】
冷却ローラ２２は、外管２２ａ内に内管２２ｂを内包し、外管２２ａと内管２２ｂとの隙間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管２２ｂ内を冷却液が流れる内側流路を有する二重管構造であり、内管２２ｂの冷却ローラ長手方向ロータリージョイント３５側とは反対側端部近傍に前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口が設けられている。
【００６９】
冷却ローラ２２は、主に外管２２ａ、内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓから成る中空の管構造である。本実施形態では、シリンダ２２ｓは内管２２ｂに取り付けられ支持されており、シリンダ２２ｓを大径とすることで外管２２ａとシリンダ２２ｓとの間に狭間隔の流路を形成し、そこを流れる冷却液の流速を速くしている。
【００７０】
外管２２ａは、軸付のフランジ２２ｃと、軸受４１を嵌合圧入したフランジ２２ｄで長手方向両端が構成されており、フランジ２２ｃとフランジ２２ｄ両方に漏洩防止のＯリング２２ｅを入れ込んでネジ２２ｆでフランジ２２ｃとフランジ２２ｄそれぞれを外管筒部２２ｚに取り付けている。このとき、フランジ２２ｃとフランジ２２ｄとも、外管筒部２２ｚに嵌合関係で挿入して取り付け、フランジ２２ｃと外管筒部２２ｚとの間のガタツキ、及び、フランジ２２ｄと外管筒部２２ｚとの間のガタツキを抑えて、フランジ２２ｃと外管筒部２２ｚとの同軸度、及び、フランジ２２ｄと外管筒部２２ｚとの同軸度を出している。冷却ローラ２２は、フランジ２２ｃの軸と、フランジ２２ｄの軸受４１とを用いて冷却装置１８のブラケット３４に対して両端を回転自在に支持される。
【００７１】
また、フランジ２２ｄの内側には平行ネジ部２２ｈと嵌合部２２ｉとから成る結合部が形成されており、フランジ２２ｄには、その結合部と相対するように形成された平行ネジ部３５ｂと嵌合部３５ｃとを有するロータ３５ａが取り付けられる。平行ネジ部２２ｈと平行ネジ部３５ｂとは外管２２ａ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。ロータ３５ａはロータリージョイント３５の構成部品であり、回転自在となっている。ロータ３５ａとフランジ２２ｄとの取り付けは、上述したような嵌合関係による挿入取り付けであり、ロータ３５ａとフランジ２２ｄとの間のガタツキを抑えることでロータ３５ａとフランジ２２ｄとの同軸度が出される。ロータ３５ａは、間隔をおいて設けた２箇の軸受３５ｄとの嵌合関係で回転自在にロータリージョイント３５のケーシング３５ｅに支持されている。以上から、外管２２ａは、それぞれ嵌合関係で取り付けられたロータ３５ａ及びフランジ２２ｄを介して、ケーシング３５ｅに対して軸が合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３５ａにはフランジ２２ｄからの漏洩を防ぐＯリング３５ｇを入れ込んでいる。
【００７２】
次に、内管２２ｂやシリンダ２２ｓの構成を説明する。シリンダ２２ｓは、その両端に形成した嵌合部２２ｇ（図１７、図１８を参照）で長尺の内管２２ｂが軸合わせをしながら挿入され、固定ネジ部２２ｕで図示しないネジにより固定されて内管２２ｂに支持される。
【００７３】
内管２２ｂは長尺とせず実施形態１で示したように分割して両端部のみ２ヶ所に短尺管を用いることもできる。しかし、長尺の内管２２ｂにして単品化すれば、内管２２ｂ自身の真直度及び円筒度や、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとの軸合わせを高精度にすることができ、内管２２ｂにシリンダ２２ｓを取り付けて一体としたときにおける外管２２ａやロータリージョイント３５との軸合わせ精度を高いものとすることができる。
【００７４】
また、本実施形態ではシリンダ２２ｓの外径を外管２２ａの内径よりも僅かに小さな径とし、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される間隙、つまり中空部を非常に狭い間隙とした。そして、その狭間隙を流路として冷却液を流せば、流体力学から周知のように流速は速くなり、冷却液の流速が速くなることで熱伝達率も良くなり外管２２ａの冷却性能が向上する。
【００７５】
なお、確認のため図１６に示した冷却ローラ２２の構成で熱流体シミュレーションも試みたが、外管２２ａの内壁面の熱伝達率を高くすることができるという結果が得られた。冷却性能は上がっても狭間隙化することによる流体抵抗の上昇を当初、危惧していたが、それに関しても、ほとんど変わらないことも分かり、流路を狭間隙にしたからといって冷却液の流量を上げる必要がないことを確認した。
【００７６】
また、実施形態１で示したようなシリンダ２２ｓのない広い間隙構成の冷却ローラ２２に数倍の流量を流したときと同じ程度の冷却性能が期待できることも分かった。つまり、本実施形態の冷却ローラ２２のような構成であれば、少ない供給流量、即ち、小さいエネルギーでも冷却効率を上げることができ、高い冷却性能を得ることが可能となる。
【００７７】
なお、狭間隔の数値は、冷却ローラ２２の構成条件や流量などによって大きく左右され、一概に特定することはできなが、例えば出願人が行ったシミュレーションや試作評価結果から言えば、一般の画像形成装置に搭載可能な大きさの冷却ローラ２２（例えば外管２２ａの外径をφ１００ｍｍ程度以下、流量を１リットル以下／分）であれば、その間隔は３ｍｍ程度以下を推奨し、最も冷却効率が高かった間隔は１ｍｍ前後であった。それ以上狭く（例えば０．５ｍｍ）しても効果アップはみられなかった。
【００７８】
続いて、更に冷却効率を上げる方法として、狭間隔内の冷却液の流れ方に変化を持たせる構成を説明する。冷却液の流れ方に変化を持たせるため本願では、冷却液の流速が速いか遅いかで、内管２２ｂおよびシリンダ２２ｓを回転または非回転とした。上記した冷却ローラ２２の構成までは共通だが、内管２２ｂおよびシリンダ２２ｓを回転、非回転とするには、その支持方法でタイプの違う冷却ローラとなる。タイプとしては下記のような四種類が挙げられる。
【００７９】
［構成例６］
本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａが回転し、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとが固定（非回転）されている。この冷却ローラ２２は、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成させる狭間隔流路内を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や狭間隔での流速が遅い場合に採用すると有効である。
【００８０】
外管２２ａが回転し、シリンダ２２ｓを非回転とすると、非回転のシリンダ２２ｓの外周周辺が発生源となって流れが変化し、狭間隔でのスムーズな流れに乱れが生じる。これにより、冷却液がいろいろな挙動をみせながら流れるので、流速が遅いことによる冷却効率低下をカバーすることができる。よって、本構成例の冷却ローラ２２であれば、冷却液の流速が遅くても冷却液と外管２２ａとの間で良好な熱交換ができ、冷却効率を上げることができる。このことから、冷却液の流速を遅くしたい場合や供給流量を少なくしたい場合などに有効な構成であると言える。
【００８１】
実際に、同じ狭間隔、同じ流量（同じ流速）の条件で、外管２２ａと共にシリンダ２２ｓを回転または非回転させた場合のシミュレーションを行って比較してみたところ、シリンダ２２ｓを非回転とした方が予測通り冷却効果は良かった。ただし、その効果の差は流量（流速）によって異なり、流量が少ない（流速が遅い）ほど差は大きく、流量が多い（流速が速い）ほど差は小さかった。外管２２ａと共にシリンダ２２ｓを回転させた場合は、乱流が発生せず流速の速さのみで冷却性能が決まってしまうので、流速が速ければ冷却性能は上がり、流速が遅ければ当然、冷却性能は低いものとなる。また、シリンダ２２ｓを非回転とした場合は、シリンダ２２ｓの外周周辺で乱流が発生し、流速が遅ければ上述したように冷却性能は上がることになるが、流速が速ければ乱流の影響（乱流による冷却効果）よりも高流速による冷却効果の方が上回るので、シリンダ２２ｓを回転させた時と同等の冷却性能となり、シリンダ２２ｓの回転させた場合と非回転の場合とで冷却効果の差はなくなる。
【００８２】
なお、外管２２ａが回転しシリンダ２２ｓを非回転とした場合、そのときに内管２２ｂが回転していても回転していなくても、狭間隔流路内の冷却液の流れに影響はなく、冷却性能には無関係である。しかし、シリンダ２２ｓは内管２２ｂに両端支持で取り付けられるからこそ、ロータリージョイント３５や外管２２ａとの高い軸合わせ精度や振動などを抑制することができる。したがって、内管２２ｂにシリンダ２２ｓを固定し一体とすれば（当然、シリンダ２２ｓが非回転であれば、内管２２ｂも非回転）、冷却ローラ２２の回転精度を向上させることができ、また、狭間隔流路の高い間隔精度や乱流によるシリンダ２２ｓの振れを防ぐことができる。
【００８３】
本構成例では、図１６、図１７、図１８に示すように、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとを非回転とするため、シリンダ２２ｓを取り付けた内管２２ｂの一端側を回転しないようにロータリージョイント３５で固定支持し、他端を外管２２ａのフランジ２２ｃに内管２２ｂに対してフランジ２２ｃ如いては外管２２ａが回転可能に支持している。
【００８４】
シリンダ２２ｓの内管２２ｂへの取り付けは上述したように、シリンダ２２ｓの両端に形成した嵌合部２２ｇで内管２２ｂに軸合わせをしながら挿入し、固定ネジ部２２ｕで図示しないネジにより内管２２ｂに固定されて支持される。内管２２ｂのロータリージョイント３５への取り付けは、ケーシング３５ｅに取り付けられるフランジ３５ｆに圧入することで固定支持される。
【００８５】
ケーシング３５ｅ、フランジ３５ｆ、内管２２ｂ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３５ｅに対して内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓの同軸度は出された状態となる。なお、フランジ３５ｆは漏洩防止のＯリング３５ｉを入れ込んで、ネジ３５ｈでケーシング３５ｅに取り付けられる。また、フランジ２２ｃには、軸受２２ｊを介して取り付けられ、回転可能に支持される。フランジ２２ｃ、軸受２２ｊ、内管２２ｂ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２２ｃに対して内管２２ｂおよびシリンダ２２ｓの同軸度も出された状態となる。
【００８６】
しかし、本構成例の冷却ローラ２２の場合、フランジ３５ｆに圧入固定した内管２２ｂに、シリンダ２２ｓを取り付けてしまってからでは、ロータリージョイント３５への組付けや、外管筒部２２ｚの取り付けを行うことができない。このような場合は、組付け手順や組付け方法を工夫し、例えば内管２２ｂへのシリンダ２２ｓの取り付けを、内管２２ｂをロータリージョイント３５に組付けた後にする、などで対処できる。シリンダ２２ｓと内管２２ｂとを初めから一体とせず（例えば一体成形や接着固定など）、別体構成とした理由の一つは上述したような組付けのし易さや柔軟な組付け手順の対応が可能だからである。
【００８７】
以上の構成により、冷却ローラ２２の一端側では、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）を基準にして外管２２ａと内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓとの同軸度が出され、そしてロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して外管２２ａは回転可能に支持され、シリンダ２２ｓを取り付けた内管２２ｂは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２２の他端側では、フランジ２２ｃを介して外管２２ａと内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓとの同軸度が出され、そして外管２２ａに対してシリンダ２２ｓを取り付けた内管２２ｂが回転可能となるように支持されている。
【００８８】
内管２２ｂの両端は、冷却液の出入り口である開口孔２２ｋと断面孔２２ｍとが設けられていて、狭間隙内の冷却液が開口孔２２ｋを通って内管２２ｂ内に流れ込み、そして断面孔２２ｍから外部に排出される。
【００８９】
冷却液の流路は矢印で示すように、先ずロータリージョイント３５に設けられた供給口からロータリージョイント３５内に供給された冷却液は、内管２２ｂとロータ３５ａの狭小間隙を通り、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される狭間隙からなる外側流路を冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側に向かって流れ、このとき冷却液によって外管２２ａが冷却され、熱交換した冷却液の温度が上がる。なお、図１６においては、ロータリージョイント３５の供給口から前記外側流路の冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側端部までの冷却液の流路を往流路とする。そして、前記外側流路の冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側端部まで行った冷却液は、Ｕターンするように内管２２ｂに設けられた開口孔２２ｋを通って前記外側流路から内管２２ｂ内に流れ込み、内管２２ｂ内を往流路とは逆の冷却ローラ長手方向に冷却液が流れ、冷却液が断面孔２２ｍから内管２２ｂの外部に排出された後にロータリージョイント３５のフランジ３５ｆに設けられた排水口からロータリージョイント３５の外部に排出される。なお、図１６においては、開口孔２２ｋから内管２２ｂ内を通ってロータリージョイント３５の排水口までの冷却液の流路を復流路とする。
【００９０】
このように冷却ローラ２２は内部に往復循環する流路を有し、ロータリージョイント３５を介して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。
【００９１】
また、冷却ローラ２２は、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換、などの対応ができるように構成部品の取り付け取り外しを可能としている。
【００９２】
図１９は、冷却ローラ２２の構成部品である外管２２ａ（外管筒部２２ｚ、フランジ２２ｃ及びフランジ２２ｄ）、内管２２ｂ、シリンダ２２ｓ、及び、ロータリージョイント３５を並べたものであり、冷却ローラ２２の組立て前及びロータリージョイント３５の取り付け前の状態でもある。なお、図中では、フランジ２２ｃに軸受２２ｊとＯリング２２ｅとが組み込まれており、フランジ２２ｄに軸受４１とＯリング２２ｅとが組み込まれているが、当然これらも部品単位で各フランジに対し取り付け取り外し可能である。さらに、ロータリージョイント３５も冷却ローラ２２に対して取り付け取り外しが可能であり、ロータリージョイント３５の交換を行うことができる。
【００９３】
本構成例の冷却ローラ２２は、組立てや分解（構成部品の取り付け取り外し）を簡単に行うことができるような構成となっており、その組立て手順について説明する。
【００９４】
先ず、ロータリージョイント３５のロータ３５ａにフランジ２２ｄを嵌合挿入し互いの平行ネジ部２２ｈ、３５ｂで固定する（作業手順１）。次に、ロータリージョイント３５のケーシング３５ｅから外したフランジ３５ｆに、内管２２ｂの一端側を嵌合圧入して固定支持する（作業手順２）。なお、作業手順１と作業手順２とは順不同であり、先に上記作業手順２を行った後で上記作業手順１を行っても良い。そして、フランジ３５ｆが取り付けられた内管２２ｂを、開口孔２２ｋ側からケーシング３５ｅの後端部に入れ込み、ロータ３５ａの内部を通す。フランジ３５ｆがケーシング３５ｅの後端部に当たるまで内管２２ｂを通したら、ネジ３５ｈでフランジ３５ｆをケーシング３５ｅに嵌合固定する（作業手順３）。これで内管２２ｂはケーシング３５ｅに固定支持されて非回転状態となる。その後、シリンダ２２ｓを開口孔２２ｋ側から内管２２ｂに嵌合関係で軸合わせをしながら挿入し、両端を支持された状態で固定ネジ部２２ｕを用いて図示しないネジによって内管２２ｂに固定する（作業手順４）。そして内管２２ｂとシリンダ２２ｓとを覆うように外管筒部２２ｚを一端側から被せ込み、その外管筒部２２ｚの一端をロータ３５ａに固定したフランジ２２ｄに嵌合挿入しネジ２２ｆで固定する（作業手順５）。最後に、ロータリージョイント３５に一端側が取り付けられた内管２２ｂと外管筒部２２ｚとのそれぞれ反対側の自由端に、フランジ２２ｃを嵌合挿入しネジ２２ｆで固定する（作業手順６）。これで内管２２ｂに対してフランジ２２ｃ如いては外管２２ａが回転可能になる。
【００９５】
以上で冷却ローラ２２の組立て及びロータリージョイント３５の取り付けが完了し、図１６で示したようになる。冷却ローラ２２などの分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品やロータリージョイント３５の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。
【００９６】
［構成例７］
図２０に本構成例に係る冷却ローラ２２の概略断面図を示す。図２１は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図２２は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。
【００９７】
本構成例の冷却ローラ２２では、外管２２ａが回転し、内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓも外管２２ａと共に同方向に回転する。この冷却ローラ２２は、外管２２ａの中での冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多い場合や狭間隔での流速が速い場合に有効である。
【００９８】
外管２２ａの回転と同期してシリンダ２２ｓも同方向に回転とすると、狭間隔流路も回転するので狭間隔内の冷却液は抵抗なく非常にスムーズに軸方向と回転方向に通流する。その上で、流量を多く（流速を速く）すると冷却効率をより高めることができる。このように、シリンダ２２ｓを回転させれば、流量が少ない（流速が遅い）ときと比べれば、流量が多い（流速が速い）方が冷却効率を上げることはできる。ここで、構成例６でも記したが、流速が速くなればなるほど高流速による効果の方が勝るためシリンダ２２ｓの回転と非回転とでの冷却効果の差はなくなっていくが、その差がなくなるほどの高流速は大きなエネルギーを必要とするので、実際には現実的でない。そのため、消費エネルギーを考慮しながらもできる限りの速い流速（流速は流路の間隔と、そこを流れる流量で決まる）で冷却液の通流が可能ならば、本構成例の冷却ローラ２２を用いるのが好ましい。
【００９９】
なお、外管２２ａと共にシリンダ２２ｓを回転させた場合、そのときに内管２２ｂが回転していても回転していなくても、狭間隔流路内の冷却液の流れに影響はなく、冷却性能には無関係である。しかしながら、シリンダ２２ｓは内管２２ｂに両端支持で取り付けられるからこそ、ロータリージョイント３５や外管２２ａとの高い軸合わせ精度や振動などを抑制することができる。したがって、内管２２ｂにシリンダ２２ｓを固定し一体とすれば（当然、シリンダ２２ｓが回転するのであれば、内管２２ｂも回転する）、冷却ローラ２２の回転精度を向上させることができ、また、狭間隔流路の高い間隔精度や冷却液の流れによるシリンダ２２ｓの振れを防ぐことができる。
【０１００】
本構成例の冷却ローラ２２の構成と図１６などで示した構成例６の冷却ローラ２２の構成とで異なるのは、図２０に示すように、外管筒部２２ｚと同軸であるフランジ２２ｃに内管２２ｂの一端側を圧入して固定支持し、内管２２ｂの他端はロータリージョイント３５に対して内管２２ｂが回転可能なように軸受３５ｋを介してフランジ３５ｆに取り付けられている点である。つまり、本構成例の冷却ローラ２２は、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して外管２２ａと共に内管２２ｂも回転可能に支持され、他端側は外管２２ａと同期回転するように外管２２ａに内管２２ｂが固定支持される。なお、冷却ローラ２２の冷却液往復循環する流路は図１６に示したものと同様である。
【０１０１】
また、本構成例の冷却ローラ２２も構成部品の取り付け取り外しや、ロータリージョイント３５の取り付け取り外しが可能である。
【０１０２】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順を図２３を用いて説明する。先ず、フランジ２２ｃに、内管２２ｂの一端側（開口孔２２ｋ側）を嵌合圧入して固定支持する（作業手順１）。そして、フランジ２２ｃが取り付けられた内管２２ｂに、シリンダ２２ｓを固定ネジ部２２ｕ側から嵌合関係で軸合わせをしながら挿入し、両端を支持された状態で固定ネジ部２２ｕで図示しないネジにより内管２２ｂに固定する（作業手順２）。次に、外管筒部２２ｚの一端側にフランジ２２ｄを嵌合挿入し固定する（作業手順３）。そして、ロータリージョイント３５のロータ３５ａに、外管筒部２２ｚを取り付けたフランジ２２ｄを嵌合挿入して固定する（作業手順４）。なお、作業手順１、作業手順２、作業手順３及び作業手順４の行う順序は順不同である。その後、ロータリージョイント３５に取り付けられた外管筒部２２ｚの中に入れ込むように、フランジ２２ｃとシリンダ２２ｓとが取り付けられた内管２２ｂを外管筒部２２ｚに挿入する。このとき外管筒部２２ｚの内壁とシリンダ２２ｓの外壁とが接触して傷付けないように注意を要する。そしてフランジ２２ｃが外管筒部２２ｚの端面に当たるまで内管２２ｂを入れ込み、フランジ２２ｃを外管筒部２２ｚに嵌合固定する（作業手順５）。最後に、内管２２ｂの一端側をフランジ３５ｆの軸受３５ｋに入れ込みながら、ロータリージョイント３５のケーシング３５ｅの後端部にフランジ３５ｆを嵌合挿入し固定する（作業手順６）。以上で、ロータリージョイント３５に対して内管２２ｂとシリンダ２２ｓ及び外管２２ａとは回転可能となる。
【０１０３】
これで冷却ローラ２２の組立てが完了し、図２０で示したようになる。冷却ローラ２２などの分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。なお、構成例６と同様に、フランジ２２ｃのＯリングや、フランジ２２ｄの軸受とＯリングなども部品単位で取り付け取り外し可能である。また、構成例６と同様に、ロータリージョイント３５も部品単位で取り付け取り外し可能である。
【０１０４】
［構成例８］
図２４に本構成例に係る冷却ローラ２２の概略断面図を示す。図２５は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図２６は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。
【０１０５】
本構成例の冷却ローラ２２では、外管２２ａが回転し、シリンダ２２ｓが外管２２ａと共に同方向に回転し、内管２２ｂが非回転である。本構成例の冷却ローラ２２は、構成例７の冷却ローラ２２と同様に、外管２２ａの回転と同期してシリンダ２２ｓも回転させて、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成する狭間隔流路内を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多く狭間隔での流速が速い場合に有効である。
【０１０６】
本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａの回転に同期してシリンダ２２ｓも回転するので、冷却のメカニズム、特徴及び性能は、本構成例の冷却ローラ２２と同じように外管２２ａの回転に同期してシリンダ２２ｓも回転する構成例７の冷却ローラ２２と同様であるため、その説明は省略する。構成例７の冷却ローラ２２と異なる点は、構成例７の冷却ローラ２２では内管２２ｂも外管２２ａの回転に同期させて回転させるのに対し、本構成例の冷却ローラ２２では内管２２ｂを非回転としている点である。
【０１０７】
外管２２ａとシリンダ２２ｓを回転させた場合、そのときに内管２２ｂが回転していても回転していなくても、狭間隔流路内の冷却液の流れに影響はなく、冷却性能には無関係である。しかしながら構成例７の冷却ローラ２２のように外管２２ａ及びシリンダ２２ｓと共に内管２２ｂも回転させる場合、内管２２ｂの一端側を軸受３５ｋを用いてロータリージョイント３５に対し回転可能に支持させる必要があり、ガタなく円滑に回転させるためには、軸受３５ｋと内管２２ｂとの嵌め合精度を高精度にする必要がある。
【０１０８】
構成例７の冷却ローラ２２では、図２０などに示すように軸受３５ｋにスベリ軸受を用いているが、液中使用の条件から軸受３５ｋは樹脂系やセラミック系の軸受（スベリ軸受、転がり軸受）が用いられることが一般的である。しかしながら、それらの軸受は寸法精度や経時劣化（磨耗）などに多少問題があることから、内管２２ｂとの高い嵌め合精度を確保し難く、内管２２ｂの回転振動の発生原因となる。スベリ軸受部での内管２２ｂの回転振動は、ロータリージョイント３５側に大きな影響を与え、ロータリージョイント３５全体を振るえさせて破損や漏洩の要因となる。
【０１０９】
そこで、その危惧を回避するために本構成例の冷却ローラ２２では、内管２２ｂの回転振動が発生しないように内管２２ｂを非回転とし、構成例７の冷却ローラ２２と同程度の冷却性能は有しながらも、ロータリージョイント３５の振るえが抑えられるようにしている。
【０１１０】
本構成例の冷却ローラ２２の構成と図２０などで示した構成例７の冷却ローラ２２の構成とで異なるのは、図２４に示すように、先ず内管２２ｂに関しては、内管２２ｂの一端側を外管筒部２２ｚと同軸上にあるフランジ２２ｃに軸受２２ｊを介して回転自在に支持させ、内管２２ｂの他端側を内管２２ｂが非回転となるように、ロータリージョイント３５のフランジ３５ｆに嵌合圧入して固定支持させている。これにより本構成例の冷却ローラ２２では、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して内管２２ｂが非回転となり、内管２２ｂに対して外管２２ａが回転可能となる。
【０１１１】
シリンダ２２ｓに関しては、外管２２ａと同期回転させ、且つ、内管２２ｂに対して回転可能とする。そのため、外管２２ａとは、例えば係合手段などにより外管２２ａの回転力をシリンダ２２ｓに伝えてシリンダ２２ｓが連れ回りできるようにし、内管２２ｂとは、軸受２２ｘを介してシリンダ２２ｓが自在に回転できるようにする。
【０１１２】
シリンダ２２ｓの連れ回りの方法は、図２７に示す図２５のＹ−Ｙ断面図のように、例えばシリンダ２２ｓに設けた係合ピン２２ｗと、外管筒部２２ｚに設けた係合溝２２ｎとからなる係合手段を用い、係合溝２２ｎに係合ピン２２ｗが引っ掛かることで、外管２２ａの回転がシリンダ２２ｓに伝わり、シリンダ２２ｓが連れ回り回転する。なおシリンダ２２ｓは、内管２２ｂに設けたストッパー２２ｙと、係合ピン２２ｗとによって、軸方向（図面の左右方向）の動きが規制される。
【０１１３】
本構成例の冷却ローラ２２内を冷却液が往復循環する流路は図２０などで示した構成例７の冷却ローラ２２と同様である。本構成例の冷却ローラ２２も構成部品の取り付け取り外しや、ロータリージョイント３５の取り付け取り外しが可能である。
【０１１４】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順を図２８を用いて説明する。先ず、ロータリージョイント３５のロータ３５ａにフランジ２２ｄを嵌合挿入し固定する（作業手順１）。次に、ロータリージョイント３５のフランジ３５ｆに、内管２２ｂの一端側を嵌合圧入して固定支持する（作業手順２）。なお、なお、作業手順１と作業手順２とは順不同であり、先に上記作業手順２を行った後で上記作業手順１を行っても良い。そして、その内管２２ｂをロータリージョイント３５に通し、フランジ３５ｆをケーシング３５ｅに嵌合固定する（作業手順３）。これにより、内管２２ｂはロータリージョイント３５に固定支持されて非回転状態となる。シリンダ２２ｓには、軸受２２ｘが両端に設けられ、係合ピン２２ｗが片端に取り付けられている。そのシリンダ２２ｓを、開口孔２２ｋ側から内管２２ｂに嵌合関係で軸合わせされた状態で挿入し、ストッパー２２ｙに当たるまで入れ込む（作業手順４）。これでシリンダ２２ｓは内管２２ｂに回転自在に支持される。そして、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとに外管筒部２２ｚを一端側から被せ込み、その外管筒部２２ｚの一端をロータ３５ａに固定したフランジ２２ｄに嵌合挿入し固定する。なお、シリンダ２２ｓが外管２２ａに連れ回る係合手段として係合ピン２２ｗと係合溝２２ｎを設けているので、外管筒部２２ｚをシリンダ２２ｓに被せるように組付ける際は、上述した連れ回り関係が成り立つよう、係合溝２２ｎに係合ピン２２ｗを嵌り込ませる（作業手順５）。最後に、内管２２ｂと外管筒部２２ｚとのそれぞれの自由端に、内管２２ｂとは回転自在な関係でフランジ２２ｃを嵌合挿入し固定する（作業手順６）。これにより、内管２２ｂに対して外管２２ａとシリンダ２２ｓとが回転可能となる。
【０１１５】
以上で冷却ローラ２２の組立て及びロータリージョイント３５の取り付けが完了し、図２４で示したようになる。冷却ローラ２２などの分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品の取り付け取り外しやロータリージョイント３５の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。
【０１１６】
［構成例９］
図２９に本構成例に係る冷却ローラ２２の概略断面図を示す。本構成例では、図２９に示すように図２４のような係合手段を用いてシリンダ２２ｓを外管２２ａの回転に連れ回り回転させるのではなく、外管２２ａとシリンダ２２ｓとの駆動伝達系の剛性を高める構成（係合手段なし）とし、外管２２ａの回転力がダイレクトにシリンダ２２ｓに伝わるようにしている。つまり、外管２２ａとシリンダ２２ｓとが一体的となるようにしている。また、このような構成にすることで、係合ピン２２ｗなどの係合手段による流体抵抗アップの危惧も解消される。
【０１１７】
具体的には、図３０に示すような構成例８の冷却ローラ２２で外管２２ａとシリンダ２２ｓとを係合する係合ピン２２ｗのような係合手段をなくし、その代わりとして、構成例８の冷却ローラ２２では図２４に示すように外管筒部２２ｚに嵌合固定していたフランジ２２ｃを、本構成例では図３０に示すようにフランジ２２ｃとシリンダ２２ｓとを一体で形成し、フランジ付きシリンダ２２ｓとした。そのフランジ付きシリンダ２２ｓを外管筒部２２ｚに嵌合固定することで、内管２２ｂに対して外管２２ａとフランジ付きシリンダ２２ｓとは回転可能となる。
【０１１８】
なお、本構成例では、軸２２ｃａをフランジ付きシリンダ２２ｓと別部品として分割しているが、その理由はシリンダ２２ｓの加工をし易くするためと、軸受２２ｘの取り付け性とを考慮したためである。
【０１１９】
［構成例１０］
本構成例の冷却ローラ２２では、外管２２ａが回転し、内管２２ｂが外管２２ａと共に同方向に回転し、シリンダ２２ｓが非回転である。本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａが回転してもシリンダ２２ｓを非回転とすることで、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成させる狭間隔流路内を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や狭間隔での流速が遅い場合に採用すると有効である。
【０１２０】
本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａが回転してもシリンダ２２ｓを非回転としているので、冷却のメカニズム、特徴及び性能は、本構成例の冷却ローラ２２と同じように外管２２ａが回転してもシリンダ２２ｓを非回転としている構成例６の冷却ローラ２２と同様であるため、その説明は省略する。構成例６の冷却ローラ２２と異なる点は、構成例６の冷却ローラ２２ではシリンダ２２ｓと共に内管２２ｂも非回転としているのに対し、本構成例の冷却ローラ２２では内管２２ｂを外管２２ａの回転に同期させて回転させる点である。
【０１２１】
内管２２ｂが回転していても回転していなくても、狭間隔流路内の冷却液の流れに影響はなく冷却性能には無関係であるが、内管２２ｂを外管２２ａと同期回転させるということは、内管２２ｂと外管２２ａとの一体化が可能となるので、内管２２ｂと外管２２ａとの軸合わせを高精度化することができる。したがって、内管２２ｂと外管２２ａとを一体化し、その内管２２ｂとシリンダ２２ｓとを回転自在な関係（ただしシリンダ２２ｓは不動部に固定）とすれば、冷却ローラ２２の回転精度を向上させることができ、また狭間隔流路の高い間隔精度や冷却液の流れによるシリンダ２２ｓの振れを防ぐことができる。
【０１２２】
［実施形態３］
図１４は、本発明の冷却ローラ２２を有する冷却装置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である。なお、これらのカラー画像形成装置としては、画像形成を高速で、例えば、一分間あたりＡ４用紙１００枚〜１２０枚の画像形成を行うことが可能なものを用いることができるが、このような高速機以外の画像形成装置（例えば、通常のオフィス等で用いられる複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置）においても、同様の本発明を適用することができる。
【０１２３】
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１を展張し、中間転写ベルト１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１のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。
【０１２４】
中間転写ベルト１の回転方向を図中矢印ａとするとき、中間転写ベルト１の上方であってローラ２とローラ３との間には、中間転写ベルト１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、第一画像ステーション４Ｙ、第二画像ステーション４Ｃ、第三画像ステーション４Ｍ、第５画像ステーション４Ｂｋが配置されている。例えば第一画像ステーション４Ｙは、ドラム状の感光体１１Ｙの周囲に帯電手段１０Ｙ、光書き込み手段１２Ｙ、現像装置１３Ｙ、クリーニング手段１４Ｙが配置され、さらに中間転写ベルト１を挟んで感光体１１Ｙの対向位置に中間転写ベルト１への転写手段としての一次転写ローラ１５Ｙ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。
【０１２５】
本実施形態では光書き込み手段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１１に対して画像情報に応じた露光を行う。
【０１２６】
中間転写ベルト１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２０、レジストローラ対２１、中間転写ベルト１を張架するローラ５に中間転写ベルト１を介して対向するように設けられた中間転写ベルト１から用紙Ｐへの転写手段としての二次転写ローラ６、中間転写ベルト１の裏面に接するローラ８の対向位置に中間転写ベルト１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９、熱定着手段１６、用紙Ｐを冷却する冷却ローラ２２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。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１８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２１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。
【０１２７】
なお、冷却装置１８の冷却ローラ２２は用紙Ｐの熱を受熱する受熱部であり、冷却ファン２３を装着したラジエータ２４、ポンプ２５、タンク２６と共に送液チューブ２７で連通／連結され、冷却液が封入されている。冷却液の循環経路は送液チューブ２７の矢印で示すように、ラジエータ２４で冷やされた冷却液を、冷却ローラ２２へ供給し、そして冷却ローラ２２内を廻ってから排出し、その後にタンク２６、ポンプ２５へ送り、再び、ラジエータ２４に戻す順序であり、ポンプ２５の回転圧力により冷却液を循環させ、ラジエータ２４で放熱することで冷却液、如いては冷却ローラ２２を冷やす。ポンプ２５のパワーやラジエータ２４の大きさなどは、熱設計条件（冷却ローラ２２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。
【０１２８】
画像の形成プロセスは、第一画像ステーション４Ｙ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１０Ｙにより一様に帯電された感光体１１Ｙ上に光書き込み手段１２Ｙ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１１Ｙ上から中間転写ベルト１に転写される。転写後の感光体１１Ｙの表面はクリーニング手段１４によりクリーニングされる。他の画像ステーション４も第一画像ステーション４Ｙと同構成であり、同様の画像形成プロセスが行われる。
【０１２９】
画像ステーション４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋにおける各現像装置１３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４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋ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１の同一画像形成領域が４つの画像ステーション４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋを順次通過する間に、中間転写ベルト１を挟むようにして各感光体１１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１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４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋ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。
【０１３０】
そして、中間転写ベルト１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１はクリーニング手段９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５上で中間転写ベルト１を介して二次転写ローラ６に転写バイアスを印加して、二次転写ローラ６と中間転写ベルト１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１６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１７に積載される。
【０１３１】
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、熱定着手段１６の直後に配置した冷却装置１８を用紙Ｐが通過する。通過する際、熱定着手段１６で熱せられた用紙Ｐが受熱部である冷却ローラ２２に接触しながら通過することになるので、冷却ローラ２２の表面で用紙Ｐから熱を吸熱し、この熱を冷却ローラ２２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、冷却ローラ２２から排出され、冷却液はタンク２６、ポンプ２５を経て、冷却ファン２３を装着したラジエータ２４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２４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、再び冷却ローラ２２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、熱定着手段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。従って、用紙Ｐが排紙収容部１７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。
【０１３２】
しかも冷却液による冷却は、従来のように大きなスペースを必要とすることなしに高効率で局所冷却が可能であり、画像形成装置の小型化に貢献することができる。さらに、本発明の冷却ローラ２２には、冷却液の供給と排出とを共通（１個）のロータリージョイントで行うことができる複式のロータリージョイントを用いているので、ロータリージョイントを冷却ローラ２２の長手方向一方側だけに設置すれば良く、冷却ローラ２２の長手方向両側それぞれにロータリージョイントを取りける構成よりも画像形成装置内の省スペース化を図ることができる。
【０１３３】
また、本発明の冷却ローラ２２の外管２２ａ、内管２２ｂ及びロータリージョイント３５は、互いに嵌合関係で固定または回転自在に支持され、且つ、内管２２ｂを両端支持としているので、それら３者の軸合わせが確実に行われ、高い精度の同軸度を実現している。これにより、従来問題となっていた、外管、内管及びロータリージョイントの３者間の軸ずれによるガタツキや回転時の振動などがなくなり、冷却ローラ２２としての回転精度や耐久性が向上し、振動や破損による漏洩の危惧の回避や、メンテナンスや部品交換頻度も低減することができる。冷却ローラ２２の回転精度が向上すれば、用紙Ｐの良好な搬送が可能となるので、高品質の画像を得ることができ、冷却ローラ２２の回転不良を起因とするジャムやスキューも低減することができる。よって、Ａ４用紙で１００枚以上の高速画像形成処理を長時間（例えば、数日間）連続して行う場合に、冷却ローラ２２からの冷却液の漏洩の危惧を回避することができるので、画像形成処理を中断することなく継続することができる。
【０１３４】
ここで、冷却性能は高ければ高いほど望ましいが、しかしながら一概にそうとは言い難く、画像形成装置の要求仕様によっては、例えば低速プリントスピードの画像形成装置などの場合、冷却性能が高過ぎてオーバースペックとなってしまう可能性があり、さらにはコスト高にもなってしまう。そこで、冷却性能の要求仕様が低い画像形成装置などの場合は実施形態１のような冷却性能があまり高くなく、部品点数の少ない（低コスト）冷却ローラを用い、高い冷却性能が必要な画像形成装置などの場合は実施形態２のような高効率の冷却ローラを用いる、など要求仕様に適合する冷却ローラ構成を選択するのが好ましい。
【０１３５】
以上、実施形態１によれば、外管筒部２２ｚ、フランジ２２ｃ及びフランジ２２ｄなどからなる外管２２ａ内に内管２２ｂを内包し、外管２２ａと内管２２ｂとの間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管２２ｂ内を冷却液が流れる内側流路を有する二重管構造であり、内管２２ｂに前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口である開口孔２２ｋが設けられ、軸受４１を介して装置本体の筐体であるブラケット３４に回転可能に支持された冷却ローラ２２と、冷却液を搬送する冷却媒体搬送手段であるポンプ２５と、冷却ローラ２２が回転可能な状態で冷却ローラ２２の一端側に取り付けられ、冷却ローラ２２とポンプ２５とを配管を介してつなぐ回転管継ぎ手手段であるロータリージョイント３５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、外管２２ａは、一端側がロータリージョイント３５の第一の嵌合部である嵌合部３５ｃに同軸で回転可能に嵌合させて取り付けられており、内管２２ｂは、一端側がロータリージョイント３５の第二の嵌合部である嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持され、他端側が外管２２ａの他端側に設けられた嵌合部２２ｉに同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持されている。これにより、本実施形態においては、内管２２ｂをロータリージョイント３５と外管２２ａとによって両端支持しているので、内管２２ｂを片側支持する場合よりも冷却液の流れなどによって内管２２ｂが振動するのを抑制することができる。よって、内管２２ｂからロータリージョイント３５に伝わる振動を低減させることができる。また、外管２２ａとロータリージョイント３５とはネジ締結よりもガタツキを抑えることが可能な嵌合関係で取り付けられているので、外管２２ａとロータリージョイント３５との軸ずれが抑えられ、ロータリージョイント３５に生じる振動を低減させることができる。また、内管２２ｂの一端側とロータリージョイント３５とが嵌合関係で取り付けられ、内管２２ｂの他端側と外管２２ａとが嵌合関係で取り付けられているため、内管２２ｂ、外管２２ａ及びロータリージョイント３５の３者間の軸ずれを抑えることができる。よって、外管２２ａの回転時に偏心によって生じるロータリージョイント３５の振動を低減することができる。
また、実施形態１によれば、内管２２ｂの両端の一端側はロータリージョイント３５に固定支持され、他端側は外管２２ａに回転可能に支持されることで、内管２２ｂが両端支持されることになり内管２２ｂを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。また、外管２２ａが回転し内管２２ｂは固定され非回転であることにより、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間での流速が遅い場合に有効であり、冷却液の流れに乱流を起こすことで冷却効率を向上させることが可能となる。
また、実施形態１によれば、内管２２ｂの両端の一端側はロータリージョイント３５に回転可能に支持され、他端側は外管２２ａに固定支持されることで、内管２２ｂが両端支持されることになり内管２２ｂを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。また、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多く外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間での流速が速い場合に有効であり、冷却液の流れをスムーズにすることで冷却効率を向上させることが可能となる。
また、実施形態１によれば、冷却ローラ２２の内管２２ｂと外管２２ａとは、ロータリージョイント３５を基準に組付けられ、それぞれ取り付け取り外しが可能であり、内管２２ｂと外管２２ａとは共に、両端の一端側はロータリージョイント３５に設けられた嵌合い部を基準にロータリージョイント３５に組付けられ、内管２２ｂの他端側は嵌合関係で外管２２ａに組付けられる。これにより、冷却ローラ２２の組立てや分解を行えるように構成部品の取り付け取り外しを簡単にできるようにしたので、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換などに対応することができる。
また、実施形態１によれば、内管２２ｂは、大径部と小径部とから成ることをで、外管２２ａの内壁付近の流速が速くなり冷却性能を向上させることができる。
また、実施形態１によれば、内管２２ｂの上記大径部と上小径部とは取り付け取り外しが可能であることで、冷却ローラ２２の組立てや分解を行えるように構成部品の取り付け取り外しを簡単にできるようにしたので、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換などに対応することができる。
また、実施形態２によれば、外管２２ａの内壁と自身の外壁との間に隙間が形成されるように外管２２ａと内管２２ｂとの間に設けられたシリンダ２２ｓを有し、シリンダ２２ｓは、内管２２ｂの嵌合部に同軸で嵌合して内管２２ｂに対し回転可能または固定状態で内管２２ｂに支持される。これにより、外管２２ａの内壁付近の流速が速くなり冷却性能を向上させることができる。また、外管２２ａ、内管２２ｂ、シリンダ２２ｓ、及び、ロータリージョイント３５の４要素の軸ずれによる振動を低減できる。
また、実施形態２によれば、シリンダ２２ｓは、内管２２ｂに嵌合関係で固定支持され、内管２２ｂの一端側はロータリージョイント３５に固定支持され、他端側は外管２２ａに回転可能に支持されることで、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとが両端支持されることになり内管２２ｂやシリンダ２２ｓを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。また、外管２２ａが回転しシリンダ２２ｓは固定され非回転であることにより、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される隙間を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される隙間での流速が遅い場合に有効であり、冷却液の流れに乱流を起こすことで冷却効率を向上させることが可能となる。
また、実施形態２によれば、シリンダ２２ｓは、内管２２ｂに嵌合関係で係合または固定支持され、内管２２ｂの一端側はロータリージョイント３５に回転可能に支持され、他端側は外管２２ａに固定支持されることで、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとが両端支持されることになり内管２２ｂやシリンダ２２ｓを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。また、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される隙間を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多く外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される隙間での流速が速い場合に有効であり、冷却液の流れをスムーズにすることで冷却効率を向上させることが可能となる。
また、実施形態２によれば、シリンダ２２ｓは、外管２２ａに嵌合関係で係合または固定支持され、内管２２ｂの一端側はロータリージョイント３５に固定支持され、他端側は外管２２ａまたはシリンダ２２ｓに回転可能に支持されることで、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとが両端支持されることになり内管２２ｂやシリンダ２２ｓを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、さらに、内管２２ｂを固定し非回転とすることで内管２２ｂを起因とする振動が抑えられ、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。
また、実施形態２によれば、内管２２ｂと外管２２ａとは、ロータリージョイント３５に対して取り付け取り外しが可能である。これにより、冷却ローラ２２やロータリージョイント３５の組立てや分解を行えるように構成部品の取り付け取り外しを簡単にできるようにしたので、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換などに対応することができる。
また、実施形態２によれば、シリンダ２２ｓは、内管２２ｂまたは外管２２ａに対して取り付け取り外しが可能である。これにより、冷却ローラ２２の組立てや分解を行えるように構成部品の取り付け取り外しを簡単にできるようにしたので、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換などに対応することができる。
また、実施形態２によれば、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される間隙内に冷却液を撹拌する撹拌手段を設けたことで、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される間隙内を流れる冷却液の流れを積極的に大きく乱して冷却効率を向上させることが可能となる。
また、各実施形態によれば、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と、熱定着手段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、本発明の冷却装置を用いることにより、従来のよりも格段に高い冷却性能と高い回転精度を併せ持つ冷却ローラ２２を有する冷却装置１８を画像形成装置に搭載したので、用紙の冷却効果と、用紙搬送精度を向上させることができ、さらには省スペース化も可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１ 中間転写ベルト
２ ローラ
３ ローラ
４ 画像ステーション
５ ローラ
６ 二次転写ローラ
８ ローラ
９ クリーニング手段
１０ 帯電手段
１１ 感光体
１２ 光書き込み手段
１３ 現像装置
１４ クリーニング手段
１５ 一次転写ローラ
１６ 熱定着手段
１７ 排紙収容部
１８ 冷却装置
１９ 用紙収納部
２０ 給紙コロ
２１ レジストローラ対
２２ 冷却ローラ
２２ａ 外管
２２ｂ 内管
２２ｃ フランジ
２２ｃａ 軸
２２ｄ フランジ
２２ｅ リング
２２ｆ ネジ
２２ｇ 嵌合部
２２ｈ 平行ネジ部
２２ｉ 嵌合部
２２ｊ 軸受
２２ｋ 開口孔
２２ｍ 断面孔
２２ｎ 係合溝
２２ｐ シリンダ管
２２ｑ パイプ
２２ｒ パイプ
２２ｓ シリンダ
２２ｔ パイプ
２２ｕ 固定ネジ部
２２ｖ ネジ部
２２ｗ 係合ピン
２２ｘ 軸受
２２ｙ ストッパー
２２ｚ 外管筒部
２３ 冷却ファン
２４ ラジエータ
２５ ポンプ
２６ タンク
２７ 送液チューブ
２８ 用紙搬送路
２９ 用紙搬送路
３０ ローラ
３１ ローラ
３２ 搬送ベルト
３３ 上ガイド
３４ ブラケット
３５ ロータリージョイント
３５ａ ロータ
３５ｂ 平行ネジ部
３５ｃ 嵌合部
３５ｄ 軸受
３５ｅ ケーシング
３５ｆ フランジ
３５ｇ リング
３５ｈ ネジ
３５ｉ リング
３５ｊ 嵌合部
３５ｋ 軸受
４０ 軸受
４１ 軸受
１２２ 冷却ローラ
１２２ａ 外管
１２２ｂ 内管
１２２ｈ ネジ部
１２２ｉ ネジ部
１２２ｋ 開口
１２２ｍ 開口
１３４ ブラケット
１３５ａ ネジ部
１３５ｂ ネジ部
１３５ ロータリージョイント
１４０ 軸受
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３７】
【特許文献１】特開２００６−００３８１９号公報
【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部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、軸受を介して回転可能にブラケットに支持され、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、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。
【０００４】
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を流す構成では、冷却液を送液するポンプと冷却ローラとを配管を介してつなぐロータリージョイントを冷却ローラの両端に配設する必要があり、画像形成装置の大型化を招く虞がある。そのため、図３１に示すような、ロータリージョイント１３５を冷却ローラ１２２の片側にだけ設けた冷却装置を用いることで、冷却ローラ１２２の両側にロータリージョイント１３５を設ける場合よりも画像形成装置の大型化を抑えることができる。
【０００５】
図３１に示す冷却ローラ１２２は、外管１２２ａ内に内管１２２ｂを内包し、外管１２２ａと内管１２２ｂとの隙間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管１２２ｂ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。冷却ローラ１２２は、冷却装置のブラケット１３４に軸受１４０、１４１を介して回転可能に支持されている。内管１２２ｂのロータリージョイント１３５側の端面には開口１２２ｍが形成されており、内管１２２ｂのロータリージョイント１３５側とは反対側の端面に前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口１２２ｋが設けられている。冷却液は、ロータリージョイント１３５に設けられた供給口からロータリージョイント１３５内に供給され、前記外側通路を通って開口１２２ｋから内管１２２ｂ内に流れ込む。内管１２２ｂ内に流れ込んだ冷却液は、内管１２２ｂ内を通って開口１２２ｍから内管１２２ｂの外部に排出され、ロータリージョイント１３５に設けられた排出口から排出される。
【０００６】
図３２は、ロータリージョイント１３５近傍の拡大断面図である。内管１２２ｂの一端側はロータリージョイント１３５のネジ部１３５ａと内管１２２ｂの前記一端に設けたネジ部１２２ｉとが螺合してネジ締結し固定支持され、内管１２２ｂの他端側は図３１に示すように自由端となっている。また、外管１２２ａとロータリージョイント１３５とは、外管１２２ａの一端側に設けられたネジ部１２２ｈと、ロータリージョイント１３５に設けられたネジ部１３５ｂとが螺合してネジ締結される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３１に示す冷却ローラ１２２では、内管１２２ｂがロータリージョイント１３５に片持ち状態で支持されている。そのため、外管１２２ａ内に供給された冷却液の流れなどによって内管１２２ｂの自由端が振動し易く、その振動が内管１２２ｂからロータリージョイント１３５に伝わってロータリージョイント１３５が振動してしまう。また、外管１２２ａとロータリージョイント１３５とは、互いのネジ部がネジ締結して固定されているためガタツキが大きく外管１２２ａとロータリージョイント１３５との軸ずれが生じ易い。外管１２２ａとロータリージョイント１３５との間で軸ずれが生じると、偏心により外管１２２ａの回転時にロータリージョイント１３５が振動してしまう。
ロータリージョイント１３５が振動すると、外管１２２ａとロータリージョイント１３５との連結部分に負荷がかかり耐久性が低下して前記連結部分から冷却液が漏洩するといった問題が生じる。また、ロータリージョイント１３５の振動が外管１２２ａに伝わって外管１２２ａの回転精度が低下し、シート状部材の搬送が良好に行えなくなるといった問題が生じる。
ところで、近年、電子写真方式の画像形成装置の画像形成処理速度の高速化が更に進んだことにより、印刷処理のように用紙等の記録媒体を連続通紙し長時間（例えば、数日間）連続して画像形成処理（印字処理）する用途にも、電子写真方式の画像形成装置が用いられるようになってきた。このような電子写真方式の画像形成装置は、例えば、Ａ４用紙で１００〜１２０枚／分程度の画像形成処理が可能であり、いわゆる高速機と呼ばれている。１００〜１２０枚／分程度の高速に対応するよう上述したような冷却ローラを回転させると、上述したようなロータリージョイントの振動による問題が顕著になってくる。すなわち、冷却ローラの高速回転により、外管とロータリージョイントとの連結部分の負担が大きくなり、冷却液が漏洩したり、ロータリージョイントの振動が画像形成に影響を与えたりする可能性がある。
【０００８】
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、冷却ローラに設けられた回転管継ぎ手手段の振動を低減できる冷却装置、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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、外管内に内管を内包し、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り、該内管に該外側流路と該内側流路とを連通する開口が設けられ、軸受を介して装置本体の筐体に回転可能に支持された冷却ローラと、冷却媒体を搬送する冷却媒体搬送手段と、前記冷却ローラが回転可能な状態で該冷却ローラの一端側に取り付けられ、該冷却ローラと前記冷却媒体搬送手段とを配管を介してつなぐ回転管継ぎ手手段と、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、前記外管は、一端側が前記回転管継ぎ手手段の第一の嵌合部に同軸で回転可能に嵌合させて取り付けられており、前記内管は、一端側が前記回転管継ぎ手手段の第二の嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持され、他端側が前記外管の他端側に設けられた嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の冷却装置において、上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は上記外管に回転可能に支持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、上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に回転可能に支持され、他端側は上記外管に固定支持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、２または３の冷却装置において、上記内管と上記外管とは、上記回転管継ぎ手手段に対して取り付け取り外しが可能であ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１、２、３または４の冷却装置において、上記内管は、大径部と小径部とから成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５の冷却装置において、上記内管の上記大径部と上小径部とは取り付け取り外しが可能であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１の冷却装置において、前記外管の内壁と自身の外壁との間に隙間が形成されるように前記外管と前記内管との間に設けられたシリンダを有し、前記シリンダは、前記内管の嵌合部に同軸で嵌合して該内管に対し回転可能または固定状態で前記内管に支持される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７の冷却装置において、上記シリンダは、上記内管に嵌合関係で固定支持され、前記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は上記外管に回転可能に支持され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７の冷却装置において、上記シリンダは、上記内管に嵌合関係で係合または固定支持され、前記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に回転可能に支持され、他端側は上記外管に固定支持され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、上記シリンダは、上記外管に嵌合関係で係合または固定支持され、上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は前記外管または前記シリンダに回転可能に支持され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７、８、９または１０の冷却装置において、上記内管と上記外管とは、上記回転管継ぎ手手段に対して取り付け取り外しが可能である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７、８、９、１０または１１の冷却装置において、上記シリンダは、上記内管または上記外管に対して取り付け取り外しが可能であることを特徴とするものである。
また、請求項１３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または１２の冷却装置を用いることを特徴とするものである。
【００１０】
本願で言う「嵌合」とは、「ＪＩＳ Ｂ ０４０１」に記載されている「すきまばめ」、「しまりばめ」、「中間ばめ」に種類分けされた「はめあい」のことである。
【００１１】
本発明においては、内管の支持構造として従来の回転管継ぎ手手段による片持ち支持構造に変えて回転管継ぎ手手段と外管とによる両端支持構造を採用しているので、内管を片持ち支持する場合よりも内管を振動し難くすることができる。よって、内管が振動し難くなる分、内管を片持ち支持する場合よりも内管から回転管継ぎ手手段に振動が伝わって生じる回転管継ぎ手手段の振動を低減することができる。
また、外管、内管及び回転管継ぎ手手段それぞれは、ネジ締結よりもガタツキを抑えることが可能な嵌合関係で互いに取り付けられているので、外管、内管及び回転管継ぎ手手段の３者間の軸ずれを前記ネジ締結する場合よりも小さくすることができる。よって、前記３者間の軸ずれが小さくなる分、前記ネジ締結する場合よりも外管の回転時に偏心によって生じる回転管継ぎ手手段の振動を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、冷却ローラに設けられた回転管継ぎ手手段の振動を低減できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】構成例１に係るロータリージョイントを取り付けた冷却ローラの概略断面図。
【図２】実施形態１に係る冷却装置の概略図。
【図３】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図４】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図５】冷却ローラの組立て前及びロータリージョイントの取り付け前の状態を示した模式図。
【図６】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図７】構成例２に係る冷却ローラの概略断面図。
【図８】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図９】構成例３に係る冷却ローラの概略断面図。
【図１０】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図１１】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図１２】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図１３】構成例４に係る内管、シリンダ管及びパイプなどの模式図。
【図１４】実施形態３に係る画像形成装置の概略構成図。
【図１５】実施形態２に係る冷却装置の概略図。
【図１６】ロータリージョイントを片端に取り付けた冷却ローラの概略断面図。
【図１７】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図１８】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図１９】冷却ローラの組立て前及びロータリージョイントの取り付け前の状態を示した模式図。
【図２０】構成例７に係る冷却ローラの概略断面図。
【図２１】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図２２】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図２３】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図２４】構成例８に係る冷却ローラの概略断面図。
【図２５】冷却ローラの長手方向ロータリージョイント側端部の拡大図。
【図２６】冷却ローラの長手方向ロータリージョイントとは反対側端部の拡大図。
【図２７】図２４のＹ−Ｙ断面図。
【図２８】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図２９】構成例９に係る冷却ローラの概略断面図。
【図３０】冷却ローラの組立ての説明に用いる説明図。
【図３１】従来の冷却ローラの概略断面図。
【図３２】ロータリージョイント近傍の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態１］
本発明の第一の実施形態に係る冷却ローラ及び冷却装置を、熱定着手段によって記録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。
【００１５】
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やす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。
【００１６】
図２は、用紙搬送の働きをも担う本発明の冷却ローラ２２を備えた冷却装置１８の一例の概略図である。冷却装置１８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３０とローラ３１が設けられて、用紙搬送の搬送ベルト３２を展張している。そして用紙搬送方向下流側のローラ３０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３２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。
【００１７】
冷却装置１８よりも用紙搬送方向上流側には熱定着手段１６が配置されており、冷却装置１８よりも用紙搬送方向下流側には排紙収容部１７があり、ローラ３１の上方には熱定着手段１６から搬送されてきた用紙Ｐをガイドする上ガイド３３が設けられている。また、ローラ３０とローラ３１との中間位置には、搬送ベルト３２に食い込むように上から冷却ローラ２２が圧接されており、冷却ローラ２２は搬送ベルト３２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３４は冷却装置１８本体を構成するブラケットであり、ローラ３０、ローラ３１、冷却ローラ２２、及び、上ガイド３３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１８はこのブラケット３４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。
【００１８】
熱定着手段１６で熱せられ高温となった用紙Ｐは、排紙収容部１７に排出される前に冷却装置１８を通過する。詳細には、熱定着手段１６を通って高温となった用紙Ｐが、冷却装置１８の上ガイド３３とローラ３１との間に入り込み、その後、冷却ローラ２２と搬送ベルト３２とで形成されるニップ領域部を通過して排紙収容部１７に排出される。冷却ローラ２２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２２内に供給され冷却ローラ２２内を循環した後に冷却液が冷却ローラ２２内から排出される。用紙Ｐは、冷却ローラ２２と搬送ベルト３２とが接することで形成されるニップ領域で冷却ローラ２２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２２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１６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１８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。
【００１９】
なお後述するが、冷却ローラ２２は回転管継ぎ手手段を介してタンク２６、ポンプ２５、冷却ファン２３を装着したラジエータ２４などの冷却液循環手段と連通／連結され、封入した冷却液が循環することで冷却ローラ２２が冷やされる。
【００２０】
［構成例１］
図１に本構成例に係る冷却ローラ２２の概略断面図を示す。図３は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図４は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。冷却ローラ２２は、外管２２ａ内に内管２２ｂを内包し、外管２２ａと内管２２ｂとの隙間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管２２ｂ内を冷却液が流れる内側流路を有する二重管構造であり、内管２２ｂの冷却ローラ長手方向ロータリージョイント３５側とは反対側端部近傍に前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口が設けられている。
【００２１】
外管２２ａは、軸受４０に嵌合する軸付のフランジ２２ｃと、軸受４１に嵌合圧入したフランジ２２ｄで長手方向両端が構成されており、フランジ２２ｃとフランジ２２ｄ両方に漏洩防止のＯリング２２ｅを入れ込んでネジ２２ｆでフランジ２２ｃとフランジ２２ｄそれぞれを外管筒部２２ｚに取り付けている。すなわち、外管２２ａは、外管筒部２２ｚ、フランジ２２ｃ、及び、フランジ２２ｄなどから構成されている。このとき、フランジ２２ｃとフランジ２２ｄとも、外管筒部２２ｚに嵌合関係で挿入して取り付け、フランジ２２ｃと外管筒部２２ｚとの間のガタツキ、及び、フランジ２２ｄと外管筒部２２ｚとの間のガタツキを抑えて、フランジ２２ｃと外管筒部２２ｚとの同軸度、及び、フランジ２２ｄと外管筒部２２ｚとの同軸度を出している。冷却ローラ２２は、フランジ２２ｃの軸と、フランジ２２ｄの軸受４１とを用いて冷却装置１８のブラケット３４に対して両端を回転自在に支持される。
【００２２】
また、フランジ２２ｄには平行ネジ部２２ｈと嵌合部２２ｉとから成る結合部が形成されており、フランジ２２ｄには、その結合部と相対するように形成された平行ネジ部３５ｂと嵌合部３５ｃとを有するロータ３５ａが取り付けられる。平行ネジ部２２ｈと平行ネジ部３５ｂとは外管２２ａ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。ロータ３５ａはロータリージョイント３５の構成部品であり、回転自在となっている。ロータ３５ａとフランジ２２ｄとの取り付けは、上述したような嵌合関係による挿入取り付けであり、ロータ３５ａとフランジ２２ｄとの間のガタツキを抑えることでロータ３５ａとフランジ２２ｄとの同軸度が出される。ロータ３５ａは、間隔をおいて設けた２箇の軸受３５ｄとの嵌合関係で回転自在にロータリージョイント３５のケーシング３５ｅに支持されている。以上から、外管２２ａは、それぞれ嵌合関係で取り付けられたロータ３５ａ及びフランジ２２ｄを介して、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３５ａにはフランジ２２ｄからの漏洩を防ぐＯリング３５ｇを入れ込んでいる。
【００２３】
本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａが回転し、内管２２ｂは固定（非回転）されている。この冷却ローラ２２は、外管２２ａの中での冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や狭間隔での流速が遅い場合に採用すると有効である。
【００２４】
図１に示すように、内管２２ｂの一端はロータリージョイント３５の嵌合部３５ｊに圧入されロータリージョイント３５に対して内管２２ｂが回転しないように固定支持され、内管２２ｂの他端は外管２２ａのフランジ２２ｃに設けられた軸受２２ｊに、内管２２ｂに対してフランジ２２ｃが回転可能なように支持される。
【００２５】
ロータリージョイント３５に内管２２ｂを取り付ける際には、ケーシング３５ｅに取り付けられたフランジ３５ｆの嵌合孔に内管２２ｂを圧入して、これにより内管２２ｂがフランジ３５ｆ如いてはロータリージョイント３５に固定支持される。なお、フランジ３５ｆは漏洩防止のＯリング３５ｉを入れ込んで、ネジ３５ｈでケーシング３５ｅに取り付けられる。
【００２６】
ケーシング３５ｅ、フランジ３５ｆ、及び、内管２２ｂは互いに嵌合関係で挿入され取り付けられており各部材間のガタツキが抑えられるので、その結果、ケーシング３５ｅに対して内管２２ｂの同軸度は出された状態となっている。また、フランジ２２ｃ、軸受２２ｊ、及び、内管２２ｂは互いに嵌合関係で挿入され取り付けられており各部材間のガタツキが抑えられるので、その結果、フランジ２２ｃに対して内管２２ｂの同軸度も出された状態となっている。
【００２７】
以上の構成により本構成例の冷却ローラ２２は、冷却ローラ２２の一端側では、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）を基準にして外管２２ａと内管２２ｂとの同軸度が出されており、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して外管２２ａが回転自在に支持され、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して内管２２ｂが回転しないよう固定支持される。また、冷却ローラ２２の他端側では、フランジ２２ｃを介して外管２２ａと内管２２ｂとの同軸度が出されており、内管２２ｂに対して外管２２ａが回転可能となるように内管２２ｂが軸受２２ｊを介してフランジ２２ｃに支持されている。
【００２８】
内管２２ｂのフランジ２２ｃ側の外周壁には開口孔２２ｋが設けられており、内管２２ｂのロータリージョイント３５側の端面には断面孔２２ｍが形成されている。外管２２ａと内管２２ｂとの隙間に形成される外側流路内にある冷却液は、開口孔２２ｋを通って内管２２ｂ内に流れ込み断面孔２２ｍから外部に排出される。
【００２９】
冷却液の流路は矢印で示すように、先ずロータリージョイント３５に設けられた供給口からロータリージョイント３５内に供給された冷却液は、内管２２ｂとロータ３５ａの狭小間隙を通り、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される広い間隙からなる外側流路を冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側に向かって流れ、このとき冷却液によって外管２２ａが冷却される。なお、図１においては、ロータリージョイント３５の供給口から前記外側流路の冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側端部までの冷却液の流路を往流路とする。そして、前記外側流路の冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側端部まで行った冷却液は、Ｕターンするように内管２２ｂに設けられた開口孔２２ｋを通って前記外側流路から内管２２ｂ内に流れ込み、内管２２ｂ内を往流路とは逆の冷却ローラ長手方向に冷却液が流れ、冷却液が断面孔２２ｍから内管２２ｂの外部に排出された後にロータリージョイント３５のフランジ３５ｆに設けられた排水口からロータリージョイント３５の外部に排出される。なお、図１においては、開口孔２２ｋから内管２２ｂ内を通ってロータリージョイント３５の排水口までの冷却液の流路を復流路とする。
【００３０】
このように冷却ローラ２２は内部に往復循環する流路を有し、ロータリージョイント３５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。
【００３１】
また、冷却ローラ２２は、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換、などの対応ができるように構成部品の取り付け取り外しを可能としている。
【００３２】
図５は、冷却ローラ２２の構成部品である外管２２ａ、内管２２ｂ、フランジ２２ｃ、フランジ２２ｄ、及び、ロータリージョイント３５を並べたものであり、冷却ローラ２２の組立て前及びロータリージョイント３５の取り付け前の状態でもある。なお、図中では、フランジ２２ｃに軸受２２ｊとＯリング２２ｅとが組み込まれており、フランジ２２ｄに軸受４１とＯリング２２ｅとが組み込まれているが、当然これらも部品単位で各フランジに対し取り付け取り外し可能である。さらに、ロータリージョイント３５も冷却ローラ２２に対して取り付け取り外しが可能であり、ロータリージョイント３５の交換を行うことができる。
【００３３】
本構成例の冷却ローラ２２は、組立てや分解（構成部品の取り付け取り外し）を簡単に行うことができるような構成となっており、その組立て手順について説明する。
【００３４】
先ず、フランジ３５ｆの嵌合孔に内管２２ｂの一端側を嵌合圧入して、フランジ３５ｆで内管２２ｂの一端側を固定支持する（図中手順矢印（１）、作業手順１）。次に、外管筒部２２ｚの一端側にフランジ２２ｄを嵌合挿入しネジ２２ｆで外管筒部２２ｚに対しフランジ２２ｄを固定する（図中手順矢印（２）、作業手順２）。図６に、上記手順（１）、（２）の作業後の状態を示す。
【００３５】
作業手順２の後、フランジ３５ｆが取り付けられた内管２２ｂを、開口孔２２ｋ側からケーシング３５ｅの後端部に入れ込み、ロータ３５ａの内部を通す。そして、フランジ３５ｆがケーシング３５ｅの後端部の端面に当たるまで内管２２ｂを通したら、ネジ３５ｈでフランジ３５ｆを嵌合固定する（図中手順矢印（３）、作業手順３）。次に、フランジ３５ｆを介して内管２２ｂが取り付けられたロータリージョイント３５のロータ３５ａに、外管筒部２２ｚが取り付けられたフランジ２２ｄを嵌合挿入して、互いの平行ネジ部２２ｈと平行ネジ部３５ｂとで固定する（図中手順矢印（４）、作業手順４）。そして最後に、ロータリージョイント３５を介して取り付けた外管筒部２２ｚと内管２２ｂの両管端部にフランジ２２ｃを嵌合挿入しネジ２２ｆで固定する（図中手順矢印（５）、作業手順５）。以上で冷却ローラ２２の組立てが完了し、図１に示したようになる。冷却ローラ２２の分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２の各構成部品の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。また、ロータリージョイント３５も部品単位で取り付け取り外し可能である。
【００３６】
［構成例２］
図７に本構成例の冷却ローラの概略断面図を示す。本構成例の冷却ローラ２２では、外管２２ａが回転し、内管２２ｂも外管２２ａと共に回転する。この冷却ローラ２２は、外管２２ａの中での冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多い場合や狭間隔での流速が速い場合に有効である。
【００３７】
本構成例の冷却ローラ２２の構成と図１などで示した構成例１の冷却ローラ２２の構成とで異なるのは、図７に示すように、外管筒部２２ｚと同軸であるフランジ２２ｃに内管２２ｂの一端側を圧入して固定支持し、内管２２ｂの他端はロータリージョイント３５に対して内管２２ｂが回転可能なように軸受３５ｋを介してフランジ３５ｆに取り付けられている点である。つまり、本構成例の冷却ローラ２２は、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して外管２２ａと共に内管２２ｂも回転可能に支持され、他端側は外管２２ａに対して内管２２ｂが回転可能となるように支持される。なお、冷却ローラ２２の冷却液往復循環する流路は図１に示したものと同様である。
【００３８】
また、本構成例の冷却ローラ２２も構成部品の取り付け取り外しや、ロータリージョイント３５の取り付け取り外しが可能である。
【００３９】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順について説明する。先ず、フランジ２２ｃの嵌合孔に内管２２ｂの一端側を嵌合圧入して、フランジ２２ｃで内管２２ｂの一端側を固定支持する（作業手順１）。次に、次に、外管筒部２２ｚの一端側にフランジ２２ｄを嵌合挿入しネジ２２ｆで外管筒部２２ｚに対しフランジ２２ｄを固定する（作業手順２）。
【００４０】
そして、図８に示すように、ロータリージョイント３５のロータ３５ａに、外管筒部２２ｚが取り付けられたフランジ２２ｄを嵌合挿入して、互いの平行ネジ部２２ｈと平行ネジ部３５ｂとで固定する（作業手順３）。その後、外管筒部２２ｚの長手方向でロータリージョイント３５が取り付けられた側とは反対側から外管筒部２２ｚ内にフランジ２２ｃが取り付けられた内管２２ｂを断面孔２２ｍ側から入れ込む。そしてフランジ２２ｃが外管筒部２２ｚの端面に当たるまで内管２２ｂを通したら、フランジ２２ｃを外管筒部２２ｚにネジ２２ｆで嵌合固定する（作業手順４）。最後に、内管２２ｂの一端側を軸受３５ｋに入れ込みながらフランジ３５ｆを、ロータリージョイント３５のケーシング３５ｅの後端部に嵌合挿入しネジ３５ｈで固定する（作業手順５）。
【００４１】
以上で冷却ローラ２２の組立てが完了し、図７で示したようになる。冷却ローラ２２の分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。なお、構成例１と同様に、フランジ２２ｃのＯリングや、フランジ２２ｄの軸受とＯリングなども部品単位で取り付け取り外し可能である。また、構成例１と同様に、ロータリージョイント３５も部品単位で取り付け取り外し可能である。
【００４２】
ここで、構成例１や構成例２の冷却ローラ２２は、図１や図７に示すように、外管２２ａに比べて内管２２ｂはかなり小径で、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される間隙、つまり中空部が非常に広くなっている管構造である。このような構成にすることで、できるだけ多量の冷却液を外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間に入れて冷却ローラ２２の表面温度上昇を抑え易くする、言い換えれば、冷却ローラ２２の表面を冷やし易くすることが可能となる。
【００４３】
上記構成例での循環経路で冷却液を流し外管２２ａを回転させた状態を条件として、外管２２ａの表面に熱を付与したときの冷却ローラ２２内の熱流体シミュレーション（流速と温度のシミュレーション）を行った。
【００４４】
そのシミュレーションの解析結果は、先ず流速に関しては、冷却ローラ２２内での冷却液の流速を半径方向でみると、冷却ローラ２２の中央の内管２２ｂの外周周囲付近の流速は速く、外管２２ａの内壁方向に向かうにつれて徐々に遅くなり、外管２２ａの内壁周囲付近は極めて遅い流速領域となっている。
【００４５】
温度に関しては、その冷却液の流れ方に温度分布も同調しており、内管２２ｂの外周付近は流速が速く、冷えた冷却液が次々に流れてくるので温度の低い状態が保たれているが、外管２２ａの内壁に近づくにつれて流速が遅くなり、冷えた冷却液が流れて来にくくなって徐々に温度が上がって行き、外管２２ａの内壁付近では冷却液が停留してしまって、冷えた冷却液が流れて来なくなり温度の高い状態となってしまっている。
【００４６】
つまり、外管２２ａの内壁周囲付近の極めて遅い流速により、外管２２ａ表面の熱が効率よく冷却液に伝わっていない、という結果であった。
【００４７】
外管２２ａの素材はアルミやステンレス鋼など熱伝導率の良いものを用いるので、外管２２ａ表面の熱が冷却液にうまく伝わらないのは、外管２２ａ内壁と冷却液との熱交換がうまくいっていない、つまり外管２２ａ内壁と冷却液との間の熱抵抗が大きく熱伝達率が低いことが原因である、と言える。それは極めて遅い流速に起因しており、その遅い流速をつくり出しているのは外管２２ａと内管２２ｂとで形成される非常に広い間隙構造である。
【００４８】
そこで本出願人は、外管２２ａの内壁付近の流速を速くしてやる、または、流れの場を大きく乱すような工夫をしてやれば、熱交換がうまくいき外管２２ａの冷却効率を上げることができると考え、冷却ローラ２２の内部構造を変更した。ただし、冷却ローラ２２としての回転精度や耐久性などが低下し、漏洩を引き起こしたのでは何の意味もないので、図１、図７で述べた冷却ローラ２２の構成／構造（両端支持と軸合わせ）の考え方を踏襲して内部構造を変更した。
【００４９】
［構成例３］
図９に本構成例の冷却ローラ２２の概略断面図を示す。図１０は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図１１は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。図９は、構成例１で示した図１と同様に、外管２２ａが回転し、内管２２ｂは固定（非回転）されている冷却ローラ２２である。ただし、図１とは異なり本構成例では、内管２２ｂを大径部であるシリンダ管２２ｐと、小径部であるパイプ２２ｑ、２２ｒとから成る部品とで構成している。
【００５０】
シリンダ管２２ｐの両端にパイプ２２ｑとパイプ２２ｒそれぞれを嵌合関係で軸合わせをしながら圧入固定して内管２２ｂを形成する。上述したように外管２２ａ内壁付近の極めて遅い流速が冷却性能を低下させていることから、本構成例ではシリンダ管２２ｐの外径を外管２２ａの内径よりも僅かに小さな径とし、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される間隙（つまり中空部）を非常に狭い狭ギャップとなるようにしている。これにより、その狭ギャップを流路として冷却液を流すことで流体力学で周知のように流速は速くなり、熱伝達率も良くなって外管２２ａの冷却性能を向上させることができる。
【００５１】
上記狭ギャップ構成の冷却ローラ２２の熱流体シミュレーションを実施した結果、外管２２ａの内壁面の熱伝達率を高くすることができ、且つ、間隙を狭くすることで流体抵抗が高くなってしまうこともない、という結果が得られた。また、図１に示した広い間隙構成において流路に流す冷却液の流量を数倍にしたときと同じ程度の冷却性能が期待できることも分かった。
【００５２】
シリンダ管２２ｐとパイプ２２ｑ、２２ｒが一体の内管２２ｂは回転しないので、構成例１の冷却ローラ２２と同様に、一端側のパイプ２２ｒをフランジ２２ｃの軸受２２ｊを介して外管２２ａに対して回転可能に支持し、もう一端側のパイプ２２ｑをロータリージョイント３５にフランジ３５ｆを介して固定支持する。ここで、パイプ２２ｑをフランジ３５ｆに圧入固定すると、内管２２ｂをロータリージョイント３５に組付けることができないので、このような内管構成の場合は、パイプ２２ｑとフランジ３５ｆとを取り付け取り外しができるようにして、フランジ３５ｆを取り外した状態でパイプ２２ｑを先頭に内管２２ｂをケーシング３５ｅに入れ込み、そしてパイプ２２ｑにフランジ３５ｆを取り付けるようにする。本構成例では、パイプ２２ｑとフランジ３５ｆとの両方にネジ加工を施してネジ部２２ｖを形成し取り付け取り外しができるようにしている。本構成例の冷却ローラ２２やロータリージョイント３５も、構成例１の冷却ローラ２２やロータリージョイント３５と同様に全ての構成部品の取り付け取り外しが可能となっている。
【００５３】
さらに、シリンダ管２２ｐに圧入固定しているパイプ２２ｑとパイプ２２ｒとをシリンダ管２２ｐに対して取り付け取り外しができるようにし、内管２２ｂの構成部品の分解をすることができれば、より有益（ユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換）となる。例えば、図９のシリンダ管２２ｐとパイプ２２ｑ、及び、シリンダ管２２ｐとパイプ２２ｒ、の各圧入部分である箇所にネジ加工を施してあげればよい。ただし、シリンダ管２２ｐに対するパイプ２２ｑ、２２ｒの取り付け取り外しや、フランジ３５ｆに対するパイプ２２ｑの取り付け取り外しなど、ネジ締結方法によって各構成部品間で取り付け取り外しを行う場合は、ネジ締結だけでは軸ずれを起こしてしまうので、必ず軸合わせのための嵌合部を合わせ待たせる。
【００５４】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順を図１２を用いて説明する。先ず、ロータリージョイント３５のロータ３５ａとケーシング３５ｅにそれぞれフランジ２２ｄとフランジ３５ｆとを嵌合挿入し固定した後、ロータリージョイント３５に内管２２ｂを入れ込み、ネジ部２２ｖを用いてフランジ３５ｆにパイプ２２ｑを嵌合固定し支持する（作業手順１）。次に、内管２２ｂに被せるように外管２２ａの一端をフランジ２２ｄに嵌合挿入して固定する（作業手順２）。最後に、内管２２ｂのパイプ２２ｒを軸受２２ｊに入れ込みながらフランジ２２ｃを外管２２ａの他端に嵌合挿入し固定する（作業手順３）。
【００５５】
以上で冷却ローラ２２の組立てが完了し、図９に示したようになる。冷却ローラ２２の分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。なお、構成例１と同様に、フランジ２２ｃのＯリングや、フランジ２２ｄの軸受とＯリングなども部品単位で取り付け取り外し可能である。また、構成例１と同様に、ロータリージョイント３５も部品単位で取り付け取り外し可能である。
【００５６】
なお、本構成例では内管２２ｂを固定（非回転）させるタイプの冷却ローラ２２を用いて説明したが、図７に示した構成例２の冷却ローラ２２と同様に外管２２ａと内管２２ｂとを回転させるタイプでも適応可能である。
【００５７】
［構成例４］
構成例３では、内管２２ｂを大径部であるシリンダ管２２ｐと小径部であるパイプ２２ｑ、２２ｒとから成る３つの部品で構成していたが、本構成例においては、図１３に示すように小径部のパイプを長尺のパイプ２２ｔだけとして内管２２ｂをシリンダ管２２ｐとパイプ２２ｔとの２つの部品から成る構成とした。これにより、組立てや分解の作業性が向上し、部品管理もし易くなるが、小径部に用いるパイプを長尺のパイプ２２ｔにしたことによる最大のメリットは、シリンダ管２２ｐとパイプ２２ｔとの同軸度を簡単に出すことができ、そして、シリンダ管２２ｐとパイプ２２ｔとを組付けて内管２２ｂを構成したときにおける外管２２ａやロータリージョイント３５との高い軸合わせ精度が得られることである。
【００５８】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順を簡単に説明すると、フランジ３５ｆに嵌合圧入で固定したパイプ２２ｔを、ロータリージョイント３５に取り付け、その後、パイプ２２ｔに嵌合関係で軸合わせをしながらシリンダ管２２ｐを挿入し固定ネジ部２２ｕを用いてパイプ２２ｔに固定する。そして、外管筒部２２ｚとフランジ２２ｃとを嵌合関係で取り付けて固定する。
【００５９】
［実施形態２］
本発明の第二の実施形態について説明する。
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記録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。実施例では、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。
【００６０】
また、本実施形態の冷却手段としての冷却ローラは二重管状構造であり、内部に冷却液を流し往復循環させることで冷却ローラ表面を冷やす。冷却ローラを有する冷却装置よりも用紙搬送方向上流側には熱定着手段が配置されており、冷却装置よりも用紙搬送方向下流側には排紙収容部があり、用紙搬送経路中の熱定着手段と排紙収容部との間で熱定着手段の直後に冷却装置を配置している。冷却ローラは用紙から熱を除去する際に用紙と直接接触する必要があるので、用紙の熱を除去する機能だけでなく、用紙を精度良く搬送させる搬送ローラとしての機能も併せ持っている。
【００６１】
本実施形態では、その内管２２ｂに大径のシリンダ２２ｓを取り付けた構成として、外管２２ａ内壁周囲付近を流れる冷却液の流路を狭くし、そのシリンダ２２ｓ（内管２２ｂも含めて）の回転または非回転の動作と、狭間隔を流れる冷却液の流速との組合せで冷却性能の高い冷却ローラ２２とした。さらには、その狭間隔内の冷却液の流れを乱し、流れに変化を持たせる撹拌部材手段を設け、より高い冷却効率の冷却ローラ２２とした。
【００６２】
図１５は、用紙搬送の働きをも担う本発明の冷却ローラ２２を備えた冷却装置１８の一例の概略図である。冷却装置１８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３０とローラ３１が設けられて、用紙搬送の搬送ベルト３２を展張している。そして、用紙搬送方向下流側のローラ３０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３２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。
【００６３】
冷却装置１８よりも用紙搬送方向上流側には熱定着手段１６が配置されており、冷却装置１８よりも用紙搬送方向下流側には排紙収容部１７があり、ローラ３１の上方には熱定着手段１６から搬送されてきた用紙Ｐをガイドする上ガイド３３が設けられている。また、ローラ３０とローラ３１との中間位置には、搬送ベルト３２に食い込むように上から二重管構造の冷却ローラ２２が圧接されており、冷却ローラ２２は搬送ベルト３２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３４は冷却装置１８本体を構成するブラケットであり、ローラ３０、ローラ３１、冷却ローラ２２、及び、上ガイド３３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１８はこのブラケット３４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。
【００６４】
熱定着手段１６で熱せられ高温となった用紙Ｐは、排紙収容部１７に排出される前に冷却装置１８を通過する。詳細には、熱定着手段１６を通って高温となった用紙Ｐが、冷却装置１８の上ガイド３３とローラ３１との間に入り込み、その後、冷却ローラ２２と搬送ベルト３２とで形成されるニップ領域部を通過して排紙収容部１７に排出される。冷却ローラ２２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２２内に供給され冷却ローラ２２内を循環した後に冷却液が冷却ローラ２２内から排出される。用紙Ｐは、冷却ローラ２２と搬送ベルト３２とが接することで形成されるニップ領域で冷却ローラ２２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２２に吸熱され用紙Ｐが十分に冷却される。
【００６５】
本出願人は実際に単管構造と二重管構造の冷却ローラを試作し、冷却効果評価実験を行って両者を比較した。熱定着手段１６の通過直後の用紙Ｐの表面温度を１００℃位にして冷却装置１８を通過させたところ、用紙Ｐの表面温度が実測値で単管構造の冷却ローラを用いた場合は６０℃であったのに対し、二重管口像の冷却ローラを用いた場合では５４℃から５５℃程度にまで温度が下がった。このように、冷却ローラを単管構造から二重管構造とすることで、さらに冷却性能を向上させることができるのを確認した。
【００６６】
なお後述するが、冷却ローラ２２は回転管継ぎ手手段を介してタンク２６、ポンプ２５、冷却ファン２３を装着したラジエータ２４などの冷却液循環手段と連通／連結され、封入した冷却液が循環することで冷却ローラ２２が冷やされる。
【００６７】
［構成例５］
図１６に本構成例の冷却ローラ２２の概略構成図を示す。図１７は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図１８は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。
【００６８】
冷却ローラ２２は、外管２２ａ内に内管２２ｂを内包し、外管２２ａと内管２２ｂとの隙間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管２２ｂ内を冷却液が流れる内側流路を有する二重管構造であり、内管２２ｂの冷却ローラ長手方向ロータリージョイント３５側とは反対側端部近傍に前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口が設けられている。
【００６９】
冷却ローラ２２は、主に外管２２ａ、内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓから成る中空の管構造である。本実施形態では、シリンダ２２ｓは内管２２ｂに取り付けられ支持されており、シリンダ２２ｓを大径とすることで外管２２ａとシリンダ２２ｓとの間に狭間隔の流路を形成し、そこを流れる冷却液の流速を速くしている。
【００７０】
外管２２ａは、軸付のフランジ２２ｃと、軸受４１を嵌合圧入したフランジ２２ｄで長手方向両端が構成されており、フランジ２２ｃとフランジ２２ｄ両方に漏洩防止のＯリング２２ｅを入れ込んでネジ２２ｆでフランジ２２ｃとフランジ２２ｄそれぞれを外管筒部２２ｚに取り付けている。このとき、フランジ２２ｃとフランジ２２ｄとも、外管筒部２２ｚに嵌合関係で挿入して取り付け、フランジ２２ｃと外管筒部２２ｚとの間のガタツキ、及び、フランジ２２ｄと外管筒部２２ｚとの間のガタツキを抑えて、フランジ２２ｃと外管筒部２２ｚとの同軸度、及び、フランジ２２ｄと外管筒部２２ｚとの同軸度を出している。冷却ローラ２２は、フランジ２２ｃの軸と、フランジ２２ｄの軸受４１とを用いて冷却装置１８のブラケット３４に対して両端を回転自在に支持される。
【００７１】
また、フランジ２２ｄの内側には平行ネジ部２２ｈと嵌合部２２ｉとから成る結合部が形成されており、フランジ２２ｄには、その結合部と相対するように形成された平行ネジ部３５ｂと嵌合部３５ｃとを有するロータ３５ａが取り付けられる。平行ネジ部２２ｈと平行ネジ部３５ｂとは外管２２ａ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。ロータ３５ａはロータリージョイント３５の構成部品であり、回転自在となっている。ロータ３５ａとフランジ２２ｄとの取り付けは、上述したような嵌合関係による挿入取り付けであり、ロータ３５ａとフランジ２２ｄとの間のガタツキを抑えることでロータ３５ａとフランジ２２ｄとの同軸度が出される。ロータ３５ａは、間隔をおいて設けた２箇の軸受３５ｄとの嵌合関係で回転自在にロータリージョイント３５のケーシング３５ｅに支持されている。以上から、外管２２ａは、それぞれ嵌合関係で取り付けられたロータ３５ａ及びフランジ２２ｄを介して、ケーシング３５ｅに対して軸が合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３５ａにはフランジ２２ｄからの漏洩を防ぐＯリング３５ｇを入れ込んでいる。
【００７２】
次に、内管２２ｂやシリンダ２２ｓの構成を説明する。シリンダ２２ｓは、その両端に形成した嵌合部２２ｇ（図１７、図１８を参照）で長尺の内管２２ｂが軸合わせをしながら挿入され、固定ネジ部２２ｕで図示しないネジにより固定されて内管２２ｂに支持される。
【００７３】
内管２２ｂは長尺とせず実施形態１で示したように分割して両端部のみ２ヶ所に短尺管を用いることもできる。しかし、長尺の内管２２ｂにして単品化すれば、内管２２ｂ自身の真直度及び円筒度や、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとの軸合わせを高精度にすることができ、内管２２ｂにシリンダ２２ｓを取り付けて一体としたときにおける外管２２ａやロータリージョイント３５との軸合わせ精度を高いものとすることができる。
【００７４】
また、本実施形態ではシリンダ２２ｓの外径を外管２２ａの内径よりも僅かに小さな径とし、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される間隙、つまり中空部を非常に狭い間隙とした。そして、その狭間隙を流路として冷却液を流せば、流体力学から周知のように流速は速くなり、冷却液の流速が速くなることで熱伝達率も良くなり外管２２ａの冷却性能が向上する。
【００７５】
なお、確認のため図１６に示した冷却ローラ２２の構成で熱流体シミュレーションも試みたが、外管２２ａの内壁面の熱伝達率を高くすることができるという結果が得られた。冷却性能は上がっても狭間隙化することによる流体抵抗の上昇を当初、危惧していたが、それに関しても、ほとんど変わらないことも分かり、流路を狭間隙にしたからといって冷却液の流量を上げる必要がないことを確認した。
【００７６】
また、実施形態１で示したようなシリンダ２２ｓのない広い間隙構成の冷却ローラ２２に数倍の流量を流したときと同じ程度の冷却性能が期待できることも分かった。つまり、本実施形態の冷却ローラ２２のような構成であれば、少ない供給流量、即ち、小さいエネルギーでも冷却効率を上げることができ、高い冷却性能を得ることが可能となる。
【００７７】
なお、狭間隔の数値は、冷却ローラ２２の構成条件や流量などによって大きく左右され、一概に特定することはできなが、例えば出願人が行ったシミュレーションや試作評価結果から言えば、一般の画像形成装置に搭載可能な大きさの冷却ローラ２２（例えば外管２２ａの外径をφ１００ｍｍ程度以下、流量を１リットル以下／分）であれば、その間隔は３ｍｍ程度以下を推奨し、最も冷却効率が高かった間隔は１ｍｍ前後であった。それ以上狭く（例えば０．５ｍｍ）しても効果アップはみられなかった。
【００７８】
続いて、更に冷却効率を上げる方法として、狭間隔内の冷却液の流れ方に変化を持たせる構成を説明する。冷却液の流れ方に変化を持たせるため本願では、冷却液の流速が速いか遅いかで、内管２２ｂおよびシリンダ２２ｓを回転または非回転とした。上記した冷却ローラ２２の構成までは共通だが、内管２２ｂおよびシリンダ２２ｓを回転、非回転とするには、その支持方法でタイプの違う冷却ローラとなる。タイプとしては下記のような四種類が挙げられる。
【００７９】
［構成例６］
本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａが回転し、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとが固定（非回転）されている。この冷却ローラ２２は、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成させる狭間隔流路内を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や狭間隔での流速が遅い場合に採用すると有効である。
【００８０】
外管２２ａが回転し、シリンダ２２ｓを非回転とすると、非回転のシリンダ２２ｓの外周周辺が発生源となって流れが変化し、狭間隔でのスムーズな流れに乱れが生じる。これにより、冷却液がいろいろな挙動をみせながら流れるので、流速が遅いことによる冷却効率低下をカバーすることができる。よって、本構成例の冷却ローラ２２であれば、冷却液の流速が遅くても冷却液と外管２２ａとの間で良好な熱交換ができ、冷却効率を上げることができる。このことから、冷却液の流速を遅くしたい場合や供給流量を少なくしたい場合などに有効な構成であると言える。
【００８１】
実際に、同じ狭間隔、同じ流量（同じ流速）の条件で、外管２２ａと共にシリンダ２２ｓを回転または非回転させた場合のシミュレーションを行って比較してみたところ、シリンダ２２ｓを非回転とした方が予測通り冷却効果は良かった。ただし、その効果の差は流量（流速）によって異なり、流量が少ない（流速が遅い）ほど差は大きく、流量が多い（流速が速い）ほど差は小さかった。外管２２ａと共にシリンダ２２ｓを回転させた場合は、乱流が発生せず流速の速さのみで冷却性能が決まってしまうので、流速が速ければ冷却性能は上がり、流速が遅ければ当然、冷却性能は低いものとなる。また、シリンダ２２ｓを非回転とした場合は、シリンダ２２ｓの外周周辺で乱流が発生し、流速が遅ければ上述したように冷却性能は上がることになるが、流速が速ければ乱流の影響（乱流による冷却効果）よりも高流速による冷却効果の方が上回るので、シリンダ２２ｓを回転させた時と同等の冷却性能となり、シリンダ２２ｓの回転させた場合と非回転の場合とで冷却効果の差はなくなる。
【００８２】
なお、外管２２ａが回転しシリンダ２２ｓを非回転とした場合、そのときに内管２２ｂが回転していても回転していなくても、狭間隔流路内の冷却液の流れに影響はなく、冷却性能には無関係である。しかし、シリンダ２２ｓは内管２２ｂに両端支持で取り付けられるからこそ、ロータリージョイント３５や外管２２ａとの高い軸合わせ精度や振動などを抑制することができる。したがって、内管２２ｂにシリンダ２２ｓを固定し一体とすれば（当然、シリンダ２２ｓが非回転であれば、内管２２ｂも非回転）、冷却ローラ２２の回転精度を向上させることができ、また、狭間隔流路の高い間隔精度や乱流によるシリンダ２２ｓの振れを防ぐことができる。
【００８３】
本構成例では、図１６、図１７、図１８に示すように、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとを非回転とするため、シリンダ２２ｓを取り付けた内管２２ｂの一端側を回転しないようにロータリージョイント３５で固定支持し、他端を外管２２ａのフランジ２２ｃに内管２２ｂに対してフランジ２２ｃ如いては外管２２ａが回転可能に支持している。
【００８４】
シリンダ２２ｓの内管２２ｂへの取り付けは上述したように、シリンダ２２ｓの両端に形成した嵌合部２２ｇで内管２２ｂに軸合わせをしながら挿入し、固定ネジ部２２ｕで図示しないネジにより内管２２ｂに固定されて支持される。内管２２ｂのロータリージョイント３５への取り付けは、ケーシング３５ｅに取り付けられるフランジ３５ｆに圧入することで固定支持される。
【００８５】
ケーシング３５ｅ、フランジ３５ｆ、内管２２ｂ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３５ｅに対して内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓの同軸度は出された状態となる。なお、フランジ３５ｆは漏洩防止のＯリング３５ｉを入れ込んで、ネジ３５ｈでケーシング３５ｅに取り付けられる。また、フランジ２２ｃには、軸受２２ｊを介して取り付けられ、回転可能に支持される。フランジ２２ｃ、軸受２２ｊ、内管２２ｂ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２２ｃに対して内管２２ｂおよびシリンダ２２ｓの同軸度も出された状態となる。
【００８６】
しかし、本構成例の冷却ローラ２２の場合、フランジ３５ｆに圧入固定した内管２２ｂに、シリンダ２２ｓを取り付けてしまってからでは、ロータリージョイント３５への組付けや、外管筒部２２ｚの取り付けを行うことができない。このような場合は、組付け手順や組付け方法を工夫し、例えば内管２２ｂへのシリンダ２２ｓの取り付けを、内管２２ｂをロータリージョイント３５に組付けた後にする、などで対処できる。シリンダ２２ｓと内管２２ｂとを初めから一体とせず（例えば一体成形や接着固定など）、別体構成とした理由の一つは上述したような組付けのし易さや柔軟な組付け手順の対応が可能だからである。
【００８７】
以上の構成により、冷却ローラ２２の一端側では、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）を基準にして外管２２ａと内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓとの同軸度が出され、そしてロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して外管２２ａは回転可能に支持され、シリンダ２２ｓを取り付けた内管２２ｂは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２２の他端側では、フランジ２２ｃを介して外管２２ａと内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓとの同軸度が出され、そして外管２２ａに対してシリンダ２２ｓを取り付けた内管２２ｂが回転可能となるように支持されている。
【００８８】
内管２２ｂの両端は、冷却液の出入り口である開口孔２２ｋと断面孔２２ｍとが設けられていて、狭間隙内の冷却液が開口孔２２ｋを通って内管２２ｂ内に流れ込み、そして断面孔２２ｍから外部に排出される。
【００８９】
冷却液の流路は矢印で示すように、先ずロータリージョイント３５に設けられた供給口からロータリージョイント３５内に供給された冷却液は、内管２２ｂとロータ３５ａの狭小間隙を通り、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される狭間隙からなる外側流路を冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側に向かって流れ、このとき冷却液によって外管２２ａが冷却され、熱交換した冷却液の温度が上がる。なお、図１６においては、ロータリージョイント３５の供給口から前記外側流路の冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側端部までの冷却液の流路を往流路とする。そして、前記外側流路の冷却ローラ長手方向フランジ２２ｃ側端部まで行った冷却液は、Ｕターンするように内管２２ｂに設けられた開口孔２２ｋを通って前記外側流路から内管２２ｂ内に流れ込み、内管２２ｂ内を往流路とは逆の冷却ローラ長手方向に冷却液が流れ、冷却液が断面孔２２ｍから内管２２ｂの外部に排出された後にロータリージョイント３５のフランジ３５ｆに設けられた排水口からロータリージョイント３５の外部に排出される。なお、図１６においては、開口孔２２ｋから内管２２ｂ内を通ってロータリージョイント３５の排水口までの冷却液の流路を復流路とする。
【００９０】
このように冷却ローラ２２は内部に往復循環する流路を有し、ロータリージョイント３５を介して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。
【００９１】
また、冷却ローラ２２は、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換、などの対応ができるように構成部品の取り付け取り外しを可能としている。
【００９２】
図１９は、冷却ローラ２２の構成部品である外管２２ａ（外管筒部２２ｚ、フランジ２２ｃ及びフランジ２２ｄ）、内管２２ｂ、シリンダ２２ｓ、及び、ロータリージョイント３５を並べたものであり、冷却ローラ２２の組立て前及びロータリージョイント３５の取り付け前の状態でもある。なお、図中では、フランジ２２ｃに軸受２２ｊとＯリング２２ｅとが組み込まれており、フランジ２２ｄに軸受４１とＯリング２２ｅとが組み込まれているが、当然これらも部品単位で各フランジに対し取り付け取り外し可能である。さらに、ロータリージョイント３５も冷却ローラ２２に対して取り付け取り外しが可能であり、ロータリージョイント３５の交換を行うことができる。
【００９３】
本構成例の冷却ローラ２２は、組立てや分解（構成部品の取り付け取り外し）を簡単に行うことができるような構成となっており、その組立て手順について説明する。
【００９４】
先ず、ロータリージョイント３５のロータ３５ａにフランジ２２ｄを嵌合挿入し互いの平行ネジ部２２ｈ、３５ｂで固定する（作業手順１）。次に、ロータリージョイント３５のケーシング３５ｅから外したフランジ３５ｆに、内管２２ｂの一端側を嵌合圧入して固定支持する（作業手順２）。なお、作業手順１と作業手順２とは順不同であり、先に上記作業手順２を行った後で上記作業手順１を行っても良い。そして、フランジ３５ｆが取り付けられた内管２２ｂを、開口孔２２ｋ側からケーシング３５ｅの後端部に入れ込み、ロータ３５ａの内部を通す。フランジ３５ｆがケーシング３５ｅの後端部に当たるまで内管２２ｂを通したら、ネジ３５ｈでフランジ３５ｆをケーシング３５ｅに嵌合固定する（作業手順３）。これで内管２２ｂはケーシング３５ｅに固定支持されて非回転状態となる。その後、シリンダ２２ｓを開口孔２２ｋ側から内管２２ｂに嵌合関係で軸合わせをしながら挿入し、両端を支持された状態で固定ネジ部２２ｕを用いて図示しないネジによって内管２２ｂに固定する（作業手順４）。そして内管２２ｂとシリンダ２２ｓとを覆うように外管筒部２２ｚを一端側から被せ込み、その外管筒部２２ｚの一端をロータ３５ａに固定したフランジ２２ｄに嵌合挿入しネジ２２ｆで固定する（作業手順５）。最後に、ロータリージョイント３５に一端側が取り付けられた内管２２ｂと外管筒部２２ｚとのそれぞれ反対側の自由端に、フランジ２２ｃを嵌合挿入しネジ２２ｆで固定する（作業手順６）。これで内管２２ｂに対してフランジ２２ｃ如いては外管２２ａが回転可能になる。
【００９５】
以上で冷却ローラ２２の組立て及びロータリージョイント３５の取り付けが完了し、図１６で示したようになる。冷却ローラ２２などの分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品やロータリージョイント３５の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。
【００９６】
［構成例７］
図２０に本構成例に係る冷却ローラ２２の概略断面図を示す。図２１は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図２２は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。
【００９７】
本構成例の冷却ローラ２２では、外管２２ａが回転し、内管２２ｂ及びシリンダ２２ｓも外管２２ａと共に同方向に回転する。この冷却ローラ２２は、外管２２ａの中での冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多い場合や狭間隔での流速が速い場合に有効である。
【００９８】
外管２２ａの回転と同期してシリンダ２２ｓも同方向に回転とすると、狭間隔流路も回転するので狭間隔内の冷却液は抵抗なく非常にスムーズに軸方向と回転方向に通流する。その上で、流量を多く（流速を速く）すると冷却効率をより高めることができる。このように、シリンダ２２ｓを回転させれば、流量が少ない（流速が遅い）ときと比べれば、流量が多い（流速が速い）方が冷却効率を上げることはできる。ここで、構成例６でも記したが、流速が速くなればなるほど高流速による効果の方が勝るためシリンダ２２ｓの回転と非回転とでの冷却効果の差はなくなっていくが、その差がなくなるほどの高流速は大きなエネルギーを必要とするので、実際には現実的でない。そのため、消費エネルギーを考慮しながらもできる限りの速い流速（流速は流路の間隔と、そこを流れる流量で決まる）で冷却液の通流が可能ならば、本構成例の冷却ローラ２２を用いるのが好ましい。
【００９９】
なお、外管２２ａと共にシリンダ２２ｓを回転させた場合、そのときに内管２２ｂが回転していても回転していなくても、狭間隔流路内の冷却液の流れに影響はなく、冷却性能には無関係である。しかしながら、シリンダ２２ｓは内管２２ｂに両端支持で取り付けられるからこそ、ロータリージョイント３５や外管２２ａとの高い軸合わせ精度や振動などを抑制することができる。したがって、内管２２ｂにシリンダ２２ｓを固定し一体とすれば（当然、シリンダ２２ｓが回転するのであれば、内管２２ｂも回転する）、冷却ローラ２２の回転精度を向上させることができ、また、狭間隔流路の高い間隔精度や冷却液の流れによるシリンダ２２ｓの振れを防ぐことができる。
【０１００】
本構成例の冷却ローラ２２の構成と図１６などで示した構成例６の冷却ローラ２２の構成とで異なるのは、図２０に示すように、外管筒部２２ｚと同軸であるフランジ２２ｃに内管２２ｂの一端側を圧入して固定支持し、内管２２ｂの他端はロータリージョイント３５に対して内管２２ｂが回転可能なように軸受３５ｋを介してフランジ３５ｆに取り付けられている点である。つまり、本構成例の冷却ローラ２２は、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して外管２２ａと共に内管２２ｂも回転可能に支持され、他端側は外管２２ａと同期回転するように外管２２ａに内管２２ｂが固定支持される。なお、冷却ローラ２２の冷却液往復循環する流路は図１６に示したものと同様である。
【０１０１】
また、本構成例の冷却ローラ２２も構成部品の取り付け取り外しや、ロータリージョイント３５の取り付け取り外しが可能である。
【０１０２】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順を図２３を用いて説明する。先ず、フランジ２２ｃに、内管２２ｂの一端側（開口孔２２ｋ側）を嵌合圧入して固定支持する（作業手順１）。そして、フランジ２２ｃが取り付けられた内管２２ｂに、シリンダ２２ｓを固定ネジ部２２ｕ側から嵌合関係で軸合わせをしながら挿入し、両端を支持された状態で固定ネジ部２２ｕで図示しないネジにより内管２２ｂに固定する（作業手順２）。次に、外管筒部２２ｚの一端側にフランジ２２ｄを嵌合挿入し固定する（作業手順３）。そして、ロータリージョイント３５のロータ３５ａに、外管筒部２２ｚを取り付けたフランジ２２ｄを嵌合挿入して固定する（作業手順４）。なお、作業手順１、作業手順２、作業手順３及び作業手順４の行う順序は順不同である。その後、ロータリージョイント３５に取り付けられた外管筒部２２ｚの中に入れ込むように、フランジ２２ｃとシリンダ２２ｓとが取り付けられた内管２２ｂを外管筒部２２ｚに挿入する。このとき外管筒部２２ｚの内壁とシリンダ２２ｓの外壁とが接触して傷付けないように注意を要する。そしてフランジ２２ｃが外管筒部２２ｚの端面に当たるまで内管２２ｂを入れ込み、フランジ２２ｃを外管筒部２２ｚに嵌合固定する（作業手順５）。最後に、内管２２ｂの一端側をフランジ３５ｆの軸受３５ｋに入れ込みながら、ロータリージョイント３５のケーシング３５ｅの後端部にフランジ３５ｆを嵌合挿入し固定する（作業手順６）。以上で、ロータリージョイント３５に対して内管２２ｂとシリンダ２２ｓ及び外管２２ａとは回転可能となる。
【０１０３】
これで冷却ローラ２２の組立てが完了し、図２０で示したようになる。冷却ローラ２２などの分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。なお、構成例６と同様に、フランジ２２ｃのＯリングや、フランジ２２ｄの軸受とＯリングなども部品単位で取り付け取り外し可能である。また、構成例６と同様に、ロータリージョイント３５も部品単位で取り付け取り外し可能である。
【０１０４】
［構成例８］
図２４に本構成例に係る冷却ローラ２２の概略断面図を示す。図２５は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５側端部の拡大図であり、図２６は冷却ローラ２２の長手方向ロータリージョイント３５とは反対側端部の拡大図である。
【０１０５】
本構成例の冷却ローラ２２では、外管２２ａが回転し、シリンダ２２ｓが外管２２ａと共に同方向に回転し、内管２２ｂが非回転である。本構成例の冷却ローラ２２は、構成例７の冷却ローラ２２と同様に、外管２２ａの回転と同期してシリンダ２２ｓも回転させて、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成する狭間隔流路内を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多く狭間隔での流速が速い場合に有効である。
【０１０６】
本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａの回転に同期してシリンダ２２ｓも回転するので、冷却のメカニズム、特徴及び性能は、本構成例の冷却ローラ２２と同じように外管２２ａの回転に同期してシリンダ２２ｓも回転する構成例７の冷却ローラ２２と同様であるため、その説明は省略する。構成例７の冷却ローラ２２と異なる点は、構成例７の冷却ローラ２２では内管２２ｂも外管２２ａの回転に同期させて回転させるのに対し、本構成例の冷却ローラ２２では内管２２ｂを非回転としている点である。
【０１０７】
外管２２ａとシリンダ２２ｓを回転させた場合、そのときに内管２２ｂが回転していても回転していなくても、狭間隔流路内の冷却液の流れに影響はなく、冷却性能には無関係である。しかしながら構成例７の冷却ローラ２２のように外管２２ａ及びシリンダ２２ｓと共に内管２２ｂも回転させる場合、内管２２ｂの一端側を軸受３５ｋを用いてロータリージョイント３５に対し回転可能に支持させる必要があり、ガタなく円滑に回転させるためには、軸受３５ｋと内管２２ｂとの嵌め合精度を高精度にする必要がある。
【０１０８】
構成例７の冷却ローラ２２では、図２０などに示すように軸受３５ｋにスベリ軸受を用いているが、液中使用の条件から軸受３５ｋは樹脂系やセラミック系の軸受（スベリ軸受、転がり軸受）が用いられることが一般的である。しかしながら、それらの軸受は寸法精度や経時劣化（磨耗）などに多少問題があることから、内管２２ｂとの高い嵌め合精度を確保し難く、内管２２ｂの回転振動の発生原因となる。スベリ軸受部での内管２２ｂの回転振動は、ロータリージョイント３５側に大きな影響を与え、ロータリージョイント３５全体を振るえさせて破損や漏洩の要因となる。
【０１０９】
そこで、その危惧を回避するために本構成例の冷却ローラ２２では、内管２２ｂの回転振動が発生しないように内管２２ｂを非回転とし、構成例７の冷却ローラ２２と同程度の冷却性能は有しながらも、ロータリージョイント３５の振るえが抑えられるようにしている。
【０１１０】
本構成例の冷却ローラ２２の構成と図２０などで示した構成例７の冷却ローラ２２の構成とで異なるのは、図２４に示すように、先ず内管２２ｂに関しては、内管２２ｂの一端側を外管筒部２２ｚと同軸上にあるフランジ２２ｃに軸受２２ｊを介して回転自在に支持させ、内管２２ｂの他端側を内管２２ｂが非回転となるように、ロータリージョイント３５のフランジ３５ｆに嵌合圧入して固定支持させている。これにより本構成例の冷却ローラ２２では、ロータリージョイント３５（ケーシング３５ｅ）に対して内管２２ｂが非回転となり、内管２２ｂに対して外管２２ａが回転可能となる。
【０１１１】
シリンダ２２ｓに関しては、外管２２ａと同期回転させ、且つ、内管２２ｂに対して回転可能とする。そのため、外管２２ａとは、例えば係合手段などにより外管２２ａの回転力をシリンダ２２ｓに伝えてシリンダ２２ｓが連れ回りできるようにし、内管２２ｂとは、軸受２２ｘを介してシリンダ２２ｓが自在に回転できるようにする。
【０１１２】
シリンダ２２ｓの連れ回りの方法は、図２７に示す図２５のＹ−Ｙ断面図のように、例えばシリンダ２２ｓに設けた係合ピン２２ｗと、外管筒部２２ｚに設けた係合溝２２ｎとからなる係合手段を用い、係合溝２２ｎに係合ピン２２ｗが引っ掛かることで、外管２２ａの回転がシリンダ２２ｓに伝わり、シリンダ２２ｓが連れ回り回転する。なおシリンダ２２ｓは、内管２２ｂに設けたストッパー２２ｙと、係合ピン２２ｗとによって、軸方向（図面の左右方向）の動きが規制される。
【０１１３】
本構成例の冷却ローラ２２内を冷却液が往復循環する流路は図２０などで示した構成例７の冷却ローラ２２と同様である。本構成例の冷却ローラ２２も構成部品の取り付け取り外しや、ロータリージョイント３５の取り付け取り外しが可能である。
【０１１４】
本構成例の冷却ローラ２２の組立て手順を図２８を用いて説明する。先ず、ロータリージョイント３５のロータ３５ａにフランジ２２ｄを嵌合挿入し固定する（作業手順１）。次に、ロータリージョイント３５のフランジ３５ｆに、内管２２ｂの一端側を嵌合圧入して固定支持する（作業手順２）。なお、なお、作業手順１と作業手順２とは順不同であり、先に上記作業手順２を行った後で上記作業手順１を行っても良い。そして、その内管２２ｂをロータリージョイント３５に通し、フランジ３５ｆをケーシング３５ｅに嵌合固定する（作業手順３）。これにより、内管２２ｂはロータリージョイント３５に固定支持されて非回転状態となる。シリンダ２２ｓには、軸受２２ｘが両端に設けられ、係合ピン２２ｗが片端に取り付けられている。そのシリンダ２２ｓを、開口孔２２ｋ側から内管２２ｂに嵌合関係で軸合わせされた状態で挿入し、ストッパー２２ｙに当たるまで入れ込む（作業手順４）。これでシリンダ２２ｓは内管２２ｂに回転自在に支持される。そして、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとに外管筒部２２ｚを一端側から被せ込み、その外管筒部２２ｚの一端をロータ３５ａに固定したフランジ２２ｄに嵌合挿入し固定する。なお、シリンダ２２ｓが外管２２ａに連れ回る係合手段として係合ピン２２ｗと係合溝２２ｎを設けているので、外管筒部２２ｚをシリンダ２２ｓに被せるように組付ける際は、上述した連れ回り関係が成り立つよう、係合溝２２ｎに係合ピン２２ｗを嵌り込ませる（作業手順５）。最後に、内管２２ｂと外管筒部２２ｚとのそれぞれの自由端に、内管２２ｂとは回転自在な関係でフランジ２２ｃを嵌合挿入し固定する（作業手順６）。これにより、内管２２ｂに対して外管２２ａとシリンダ２２ｓとが回転可能となる。
【０１１５】
以上で冷却ローラ２２の組立て及びロータリージョイント３５の取り付けが完了し、図２４で示したようになる。冷却ローラ２２などの分解は上述した作業手順の逆の作業をすればよいので、冷却ローラ２２構成部品の取り付け取り外しやロータリージョイント３５の取り付け取り外しは簡単に行うことができる。
【０１１６】
［構成例９］
図２９に本構成例に係る冷却ローラ２２の概略断面図を示す。本構成例では、図２９に示すように図２４のような係合手段を用いてシリンダ２２ｓを外管２２ａの回転に連れ回り回転させるのではなく、外管２２ａとシリンダ２２ｓとの駆動伝達系の剛性を高める構成（係合手段なし）とし、外管２２ａの回転力がダイレクトにシリンダ２２ｓに伝わるようにしている。つまり、外管２２ａとシリンダ２２ｓとが一体的となるようにしている。また、このような構成にすることで、係合ピン２２ｗなどの係合手段による流体抵抗アップの危惧も解消される。
【０１１７】
具体的には、図３０に示すような構成例８の冷却ローラ２２で外管２２ａとシリンダ２２ｓとを係合する係合ピン２２ｗのような係合手段をなくし、その代わりとして、構成例８の冷却ローラ２２では図２４に示すように外管筒部２２ｚに嵌合固定していたフランジ２２ｃを、本構成例では図３０に示すようにフランジ２２ｃとシリンダ２２ｓとを一体で形成し、フランジ付きシリンダ２２ｓとした。そのフランジ付きシリンダ２２ｓを外管筒部２２ｚに嵌合固定することで、内管２２ｂに対して外管２２ａとフランジ付きシリンダ２２ｓとは回転可能となる。
【０１１８】
なお、本構成例では、軸２２ｃａをフランジ付きシリンダ２２ｓと別部品として分割しているが、その理由はシリンダ２２ｓの加工をし易くするためと、軸受２２ｘの取り付け性とを考慮したためである。
【０１１９】
［構成例１０］
本構成例の冷却ローラ２２では、外管２２ａが回転し、内管２２ｂが外管２２ａと共に同方向に回転し、シリンダ２２ｓが非回転である。本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａが回転してもシリンダ２２ｓを非回転とすることで、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成させる狭間隔流路内を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や狭間隔での流速が遅い場合に採用すると有効である。
【０１２０】
本構成例の冷却ローラ２２は、外管２２ａが回転してもシリンダ２２ｓを非回転としているので、冷却のメカニズム、特徴及び性能は、本構成例の冷却ローラ２２と同じように外管２２ａが回転してもシリンダ２２ｓを非回転としている構成例６の冷却ローラ２２と同様であるため、その説明は省略する。構成例６の冷却ローラ２２と異なる点は、構成例６の冷却ローラ２２ではシリンダ２２ｓと共に内管２２ｂも非回転としているのに対し、本構成例の冷却ローラ２２では内管２２ｂを外管２２ａの回転に同期させて回転させる点である。
【０１２１】
内管２２ｂが回転していても回転していなくても、狭間隔流路内の冷却液の流れに影響はなく冷却性能には無関係であるが、内管２２ｂを外管２２ａと同期回転させるということは、内管２２ｂと外管２２ａとの一体化が可能となるので、内管２２ｂと外管２２ａとの軸合わせを高精度化することができる。したがって、内管２２ｂと外管２２ａとを一体化し、その内管２２ｂとシリンダ２２ｓとを回転自在な関係（ただしシリンダ２２ｓは不動部に固定）とすれば、冷却ローラ２２の回転精度を向上させることができ、また狭間隔流路の高い間隔精度や冷却液の流れによるシリンダ２２ｓの振れを防ぐことができる。
【０１２２】
［実施形態３］
図１４は、本発明の冷却ローラ２２を有する冷却装置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である。なお、これらのカラー画像形成装置としては、画像形成を高速で、例えば、一分間あたりＡ４用紙１００枚〜１２０枚の画像形成を行うことが可能なものを用いることができるが、このような高速機以外の画像形成装置（例えば、通常のオフィス等で用いられる複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置）においても、同様の本発明を適用することができる。
【０１２３】
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１を展張し、中間転写ベルト１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１のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。
【０１２４】
中間転写ベルト１の回転方向を図中矢印ａとするとき、中間転写ベルト１の上方であってローラ２とローラ３との間には、中間転写ベルト１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、第一画像ステーション４Ｙ、第二画像ステーション４Ｃ、第三画像ステーション４Ｍ、第５画像ステーション４Ｂｋが配置されている。例えば第一画像ステーション４Ｙは、ドラム状の感光体１１Ｙの周囲に帯電手段１０Ｙ、光書き込み手段１２Ｙ、現像装置１３Ｙ、クリーニング手段１４Ｙが配置され、さらに中間転写ベルト１を挟んで感光体１１Ｙの対向位置に中間転写ベルト１への転写手段としての一次転写ローラ１５Ｙ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。
【０１２５】
本実施形態では光書き込み手段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１１に対して画像情報に応じた露光を行う。
【０１２６】
中間転写ベルト１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２０、レジストローラ対２１、中間転写ベルト１を張架するローラ５に中間転写ベルト１を介して対向するように設けられた中間転写ベルト１から用紙Ｐへの転写手段としての二次転写ローラ６、中間転写ベルト１の裏面に接するローラ８の対向位置に中間転写ベルト１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９、熱定着手段１６、用紙Ｐを冷却する冷却ローラ２２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。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１８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２１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。
【０１２７】
なお、冷却装置１８の冷却ローラ２２は用紙Ｐの熱を受熱する受熱部であり、冷却ファン２３を装着したラジエータ２４、ポンプ２５、タンク２６と共に送液チューブ２７で連通／連結され、冷却液が封入されている。冷却液の循環経路は送液チューブ２７の矢印で示すように、ラジエータ２４で冷やされた冷却液を、冷却ローラ２２へ供給し、そして冷却ローラ２２内を廻ってから排出し、その後にタンク２６、ポンプ２５へ送り、再び、ラジエータ２４に戻す順序であり、ポンプ２５の回転圧力により冷却液を循環させ、ラジエータ２４で放熱することで冷却液、如いては冷却ローラ２２を冷やす。ポンプ２５のパワーやラジエータ２４の大きさなどは、熱設計条件（冷却ローラ２２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。
【０１２８】
画像の形成プロセスは、第一画像ステーション４Ｙ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１０Ｙにより一様に帯電された感光体１１Ｙ上に光書き込み手段１２Ｙ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１１Ｙ上から中間転写ベルト１に転写される。転写後の感光体１１Ｙの表面はクリーニング手段１４によりクリーニングされる。他の画像ステーション４も第一画像ステーション４Ｙと同構成であり、同様の画像形成プロセスが行われる。
【０１２９】
画像ステーション４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋにおける各現像装置１３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４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋ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１の同一画像形成領域が４つの画像ステーション４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋを順次通過する間に、中間転写ベルト１を挟むようにして各感光体１１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１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４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋ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。
【０１３０】
そして、中間転写ベルト１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１はクリーニング手段９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５上で中間転写ベルト１を介して二次転写ローラ６に転写バイアスを印加して、二次転写ローラ６と中間転写ベルト１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１６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１７に積載される。
【０１３１】
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、熱定着手段１６の直後に配置した冷却装置１８を用紙Ｐが通過する。通過する際、熱定着手段１６で熱せられた用紙Ｐが受熱部である冷却ローラ２２に接触しながら通過することになるので、冷却ローラ２２の表面で用紙Ｐから熱を吸熱し、この熱を冷却ローラ２２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、冷却ローラ２２から排出され、冷却液はタンク２６、ポンプ２５を経て、冷却ファン２３を装着したラジエータ２４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２４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、再び冷却ローラ２２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、熱定着手段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。従って、用紙Ｐが排紙収容部１７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。
【０１３２】
しかも冷却液による冷却は、従来のように大きなスペースを必要とすることなしに高効率で局所冷却が可能であり、画像形成装置の小型化に貢献することができる。さらに、本発明の冷却ローラ２２には、冷却液の供給と排出とを共通（１個）のロータリージョイントで行うことができる複式のロータリージョイントを用いているので、ロータリージョイントを冷却ローラ２２の長手方向一方側だけに設置すれば良く、冷却ローラ２２の長手方向両側それぞれにロータリージョイントを取りける構成よりも画像形成装置内の省スペース化を図ることができる。
【０１３３】
また、本発明の冷却ローラ２２の外管２２ａ、内管２２ｂ及びロータリージョイント３５は、互いに嵌合関係で固定または回転自在に支持され、且つ、内管２２ｂを両端支持としているので、それら３者の軸合わせが確実に行われ、高い精度の同軸度を実現している。これにより、従来問題となっていた、外管、内管及びロータリージョイントの３者間の軸ずれによるガタツキや回転時の振動などがなくなり、冷却ローラ２２としての回転精度や耐久性が向上し、振動や破損による漏洩の危惧の回避や、メンテナンスや部品交換頻度も低減することができる。冷却ローラ２２の回転精度が向上すれば、用紙Ｐの良好な搬送が可能となるので、高品質の画像を得ることができ、冷却ローラ２２の回転不良を起因とするジャムやスキューも低減することができる。よって、Ａ４用紙で１００枚以上の高速画像形成処理を長時間（例えば、数日間）連続して行う場合に、冷却ローラ２２からの冷却液の漏洩の危惧を回避することができるので、画像形成処理を中断することなく継続することができる。
【０１３４】
ここで、冷却性能は高ければ高いほど望ましいが、しかしながら一概にそうとは言い難く、画像形成装置の要求仕様によっては、例えば低速プリントスピードの画像形成装置などの場合、冷却性能が高過ぎてオーバースペックとなってしまう可能性があり、さらにはコスト高にもなってしまう。そこで、冷却性能の要求仕様が低い画像形成装置などの場合は実施形態１のような冷却性能があまり高くなく、部品点数の少ない（低コスト）冷却ローラを用い、高い冷却性能が必要な画像形成装置などの場合は実施形態２のような高効率の冷却ローラを用いる、など要求仕様に適合する冷却ローラ構成を選択するのが好ましい。
【０１３５】
以上、実施形態１によれば、外管筒部２２ｚ、フランジ２２ｃ及びフランジ２２ｄなどからなる外管２２ａ内に内管２２ｂを内包し、外管２２ａと内管２２ｂとの間を冷却液が流れる外側流路、及び、内管２２ｂ内を冷却液が流れる内側流路を有する二重管構造であり、内管２２ｂに前記外側流路と前記内側流路とを連通する開口である開口孔２２ｋが設けられ、軸受４１を介して装置本体の筐体であるブラケット３４に回転可能に支持された冷却ローラ２２と、冷却液を搬送する冷却媒体搬送手段であるポンプ２５と、冷却ローラ２２が回転可能な状態で冷却ローラ２２の一端側に取り付けられ、冷却ローラ２２とポンプ２５とを配管を介してつなぐ回転管継ぎ手手段であるロータリージョイント３５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、外管２２ａは、一端側がロータリージョイント３５の第一の嵌合部である嵌合部３５ｃに同軸で回転可能に嵌合させて取り付けられており、内管２２ｂは、一端側がロータリージョイント３５の第二の嵌合部である嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持され、他端側が外管２２ａの他端側に設けられた嵌合部２２ｉに同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持されている。これにより、本実施形態においては、内管２２ｂをロータリージョイント３５と外管２２ａとによって両端支持しているので、内管２２ｂを片側支持する場合よりも冷却液の流れなどによって内管２２ｂが振動するのを抑制することができる。よって、内管２２ｂからロータリージョイント３５に伝わる振動を低減させることができる。また、外管２２ａとロータリージョイント３５とはネジ締結よりもガタツキを抑えることが可能な嵌合関係で取り付けられているので、外管２２ａとロータリージョイント３５との軸ずれが抑えられ、ロータリージョイント３５に生じる振動を低減させることができる。また、内管２２ｂの一端側とロータリージョイント３５とが嵌合関係で取り付けられ、内管２２ｂの他端側と外管２２ａとが嵌合関係で取り付けられているため、内管２２ｂ、外管２２ａ及びロータリージョイント３５の３者間の軸ずれを抑えることができる。よって、外管２２ａの回転時に偏心によって生じるロータリージョイント３５の振動を低減することができる。
また、実施形態１によれば、内管２２ｂの両端の一端側はロータリージョイント３５に固定支持され、他端側は外管２２ａに回転可能に支持されることで、内管２２ｂが両端支持されることになり内管２２ｂを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。また、外管２２ａが回転し内管２２ｂは固定され非回転であることにより、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間での流速が遅い場合に有効であり、冷却液の流れに乱流を起こすことで冷却効率を向上させることが可能となる。
また、実施形態１によれば、内管２２ｂの両端の一端側はロータリージョイント３５に回転可能に支持され、他端側は外管２２ａに固定支持されることで、内管２２ｂが両端支持されることになり内管２２ｂを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。また、外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多く外管２２ａと内管２２ｂとで形成される隙間での流速が速い場合に有効であり、冷却液の流れをスムーズにすることで冷却効率を向上させることが可能となる。
また、実施形態１によれば、冷却ローラ２２の内管２２ｂと外管２２ａとは、ロータリージョイント３５を基準に組付けられ、それぞれ取り付け取り外しが可能であり、内管２２ｂと外管２２ａとは共に、両端の一端側はロータリージョイント３５に設けられた嵌合い部を基準にロータリージョイント３５に組付けられ、内管２２ｂの他端側は嵌合関係で外管２２ａに組付けられる。これにより、冷却ローラ２２の組立てや分解を行えるように構成部品の取り付け取り外しを簡単にできるようにしたので、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換などに対応することができる。
また、実施形態１によれば、内管２２ｂは、大径部と小径部とから成ることをで、外管２２ａの内壁付近の流速が速くなり冷却性能を向上させることができる。
また、実施形態１によれば、内管２２ｂの上記大径部と上小径部とは取り付け取り外しが可能であることで、冷却ローラ２２の組立てや分解を行えるように構成部品の取り付け取り外しを簡単にできるようにしたので、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換などに対応することができる。
また、実施形態２によれば、外管２２ａの内壁と自身の外壁との間に隙間が形成されるように外管２２ａと内管２２ｂとの間に設けられたシリンダ２２ｓを有し、シリンダ２２ｓは、内管２２ｂの嵌合部に同軸で嵌合して内管２２ｂに対し回転可能または固定状態で内管２２ｂに支持される。これにより、外管２２ａの内壁付近の流速が速くなり冷却性能を向上させることができる。また、外管２２ａ、内管２２ｂ、シリンダ２２ｓ、及び、ロータリージョイント３５の４要素の軸ずれによる振動を低減できる。
また、実施形態２によれば、シリンダ２２ｓは、内管２２ｂに嵌合関係で固定支持され、内管２２ｂの一端側はロータリージョイント３５に固定支持され、他端側は外管２２ａに回転可能に支持されることで、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとが両端支持されることになり内管２２ｂやシリンダ２２ｓを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。また、外管２２ａが回転しシリンダ２２ｓは固定され非回転であることにより、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される隙間を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）に対して積極的に乱流を起こさせたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が少ない場合や外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される隙間での流速が遅い場合に有効であり、冷却液の流れに乱流を起こすことで冷却効率を向上させることが可能となる。
また、実施形態２によれば、シリンダ２２ｓは、内管２２ｂに嵌合関係で係合または固定支持され、内管２２ｂの一端側はロータリージョイント３５に回転可能に支持され、他端側は外管２２ａに固定支持されることで、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとが両端支持されることになり内管２２ｂやシリンダ２２ｓを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。また、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される隙間を流れる冷却液の流れ（軸方向と回転方向の流れ）をスムーズにしたい場合に適しており、特に、冷却液の供給流量が多く外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される隙間での流速が速い場合に有効であり、冷却液の流れをスムーズにすることで冷却効率を向上させることが可能となる。
また、実施形態２によれば、シリンダ２２ｓは、外管２２ａに嵌合関係で係合または固定支持され、内管２２ｂの一端側はロータリージョイント３５に固定支持され、他端側は外管２２ａまたはシリンダ２２ｓに回転可能に支持されることで、内管２２ｂとシリンダ２２ｓとが両端支持されることになり内管２２ｂやシリンダ２２ｓを片側支持する場合よりも高精度での軸合わせが可能となり、さらに、内管２２ｂを固定し非回転とすることで内管２２ｂを起因とする振動が抑えられ、回転精度の高い冷却ローラを提供することができる。
また、実施形態２によれば、内管２２ｂと外管２２ａとは、ロータリージョイント３５に対して取り付け取り外しが可能である。これにより、冷却ローラ２２やロータリージョイント３５の組立てや分解を行えるように構成部品の取り付け取り外しを簡単にできるようにしたので、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換などに対応することができる。
また、実施形態２によれば、シリンダ２２ｓは、内管２２ｂまたは外管２２ａに対して取り付け取り外しが可能である。これにより、冷却ローラ２２の組立てや分解を行えるように構成部品の取り付け取り外しを簡単にできるようにしたので、リユースやリサイクル、不具合が発生したときの部品交換などに対応することができる。
また、実施形態２によれば、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される間隙内に冷却液を撹拌する撹拌手段を設けたことで、外管２２ａとシリンダ２２ｓとで形成される間隙内を流れる冷却液の流れを積極的に大きく乱して冷却効率を向上させることが可能となる。
また、各実施形態によれば、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と、熱定着手段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、本発明の冷却装置を用いることにより、従来のよりも格段に高い冷却性能と高い回転精度を併せ持つ冷却ローラ２２を有する冷却装置１８を画像形成装置に搭載したので、用紙の冷却効果と、用紙搬送精度を向上させることができ、さらには省スペース化も可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１ 中間転写ベルト
２ ローラ
３ ローラ
４ 画像ステーション
５ ローラ
６ 二次転写ローラ
８ ローラ
９ クリーニング手段
１０ 帯電手段
１１ 感光体
１２ 光書き込み手段
１３ 現像装置
１４ クリーニング手段
１５ 一次転写ローラ
１６ 熱定着手段
１７ 排紙収容部
１８ 冷却装置
１９ 用紙収納部
２０ 給紙コロ
２１ レジストローラ対
２２ 冷却ローラ
２２ａ 外管
２２ｂ 内管
２２ｃ フランジ
２２ｃａ 軸
２２ｄ フランジ
２２ｅ リング
２２ｆ ネジ
２２ｇ 嵌合部
２２ｈ 平行ネジ部
２２ｉ 嵌合部
２２ｊ 軸受
２２ｋ 開口孔
２２ｍ 断面孔
２２ｎ 係合溝
２２ｐ シリンダ管
２２ｑ パイプ
２２ｒ パイプ
２２ｓ シリンダ
２２ｔ パイプ
２２ｕ 固定ネジ部
２２ｖ ネジ部
２２ｗ 係合ピン
２２ｘ 軸受
２２ｙ ストッパー
２２ｚ 外管筒部
２３ 冷却ファン
２４ ラジエータ
２５ ポンプ
２６ タンク
２７ 送液チューブ
２８ 用紙搬送路
２９ 用紙搬送路
３０ ローラ
３１ ローラ
３２ 搬送ベルト
３３ 上ガイド
３４ ブラケット
３５ ロータリージョイント
３５ａ ロータ
３５ｂ 平行ネジ部
３５ｃ 嵌合部
３５ｄ 軸受
３５ｅ ケーシング
３５ｆ フランジ
３５ｇ リング
３５ｈ ネジ
３５ｉ リング
３５ｊ 嵌合部
３５ｋ 軸受
４０ 軸受
４１ 軸受
１２２ 冷却ローラ
１２２ａ 外管
１２２ｂ 内管
１２２ｈ ネジ部
１２２ｉ ネジ部
１２２ｋ 開口
１２２ｍ 開口
１３４ ブラケット
１３５ａ ネジ部
１３５ｂ ネジ部
１３５ ロータリージョイント
１４０ 軸受
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３７】
【特許文献１】特開２００６−００３８１９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管内に内管を内包し、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り、該内管に該外側流路と該内側流路とを連通する開口が設けられ、軸受を介して装置本体の筐体に回転可能に支持された冷却ローラと、
冷却媒体を搬送する冷却媒体搬送手段と、
前記冷却ローラが回転可能な状態で該冷却ローラの一端側に取り付けられ、該冷却ローラと前記冷却媒体搬送手段とを配管を介してつなぐ回転管継ぎ手手段と、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、
前記外管は、一端側が前記回転管継ぎ手手段の第一の嵌合部に同軸で回転可能に嵌合させて取り付けられており、
前記内管は、一端側が前記回転管継ぎ手手段の第二の嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持され、他端側が前記外管の他端側に設けられた嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１の冷却装置において、
上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は上記外管に回転可能に支持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、
上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に回転可能に支持され、他端側は上記外管に固定支持され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、
上記内管と上記外管とは、上記回転管継ぎ手手段に対して取り付け取り外しが可能であることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の冷却装置において、
上記内管は、大径部と小径部とから成ることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項５の冷却装置において、
上記内管の上記大径部と上小径部とは取り付け取り外しが可能であることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項１の冷却装置において、
前記外管の内壁と自身の外壁との間に隙間が形成されるように前記外管と前記内管との間に設けられたシリンダを有し、
前記シリンダは、前記内管の嵌合部に同軸で嵌合して該内管に対し回転可能または固定状態で前記内管に支持されることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項７の冷却装置において、
上記シリンダは、上記内管に嵌合関係で固定支持され、
前記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は上記外管に回転可能に支持されることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項７の冷却装置において、
上記シリンダは、上記内管に嵌合関係で係合または固定支持され、
前記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に回転可能に支持され、他端側は上記外管に固定支持され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、
上記シリンダは、上記外管に嵌合関係で係合または固定支持され、
上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は前記外管または前記シリンダに回転可能に支持されることを特徴とする冷却装置。
【請求項１１】
請求項７、８、９または１０の冷却装置において、
上記内管と上記外管とは、上記回転管継ぎ手手段に対して取り付け取り外しが可能であることを特徴とする冷却装置。
【請求項１２】
請求項７、８、９、１０または１１の冷却装置において、
上記シリンダは、上記内管または上記外管に対して取り付け取り外しが可能であることを特徴とする冷却装置。
【請求項１３】
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または１２の冷却装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
外管内に内管を内包し、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り、該内管に該外側流路と該内側流路とを連通する開口が設けられ、軸受を介して装置本体の筐体に回転可能に支持された冷却ローラと、
冷却媒体を搬送する冷却媒体搬送手段と、
前記冷却ローラが回転可能な状態で該冷却ローラの一端側に取り付けられ、該冷却ローラと前記冷却媒体搬送手段とを配管を介してつなぐ回転管継ぎ手手段と、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、
前記外管は、一端側が前記回転管継ぎ手手段の第一の嵌合部に同軸で回転可能に嵌合させて取り付けられており、
前記内管は、一端側が前記回転管継ぎ手手段の第二の嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持され、他端側が前記外管の他端側に設けられた嵌合部に同軸で嵌合して回転可能または固定状態で支持されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１の冷却装置において、
上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は上記外管に回転可能に支持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、
上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に回転可能に支持され、他端側は上記外管に固定支持され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、
上記内管と上記外管とは、上記回転管継ぎ手手段に対して取り付け取り外しが可能であることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の冷却装置において、
上記内管は、大径部と小径部とから成ることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項５の冷却装置において、
上記内管の上記大径部と上小径部とは取り付け取り外しが可能であることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項１の冷却装置において、
前記外管の内壁と自身の外壁との間に隙間が形成されるように前記外管と前記内管との間に設けられたシリンダを有し、
前記シリンダは、前記内管の嵌合部に同軸で嵌合して該内管に対し回転可能または固定状態で前記内管に支持されることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項７の冷却装置において、
上記シリンダは、上記内管に嵌合関係で固定支持され、
前記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は上記外管に回転可能に支持されることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項７の冷却装置において、
上記シリンダは、上記内管に嵌合関係で係合または固定支持され、
前記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に回転可能に支持され、他端側は上記外管に固定支持され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、
上記シリンダは、上記外管に嵌合関係で係合または固定支持され、
上記内管の一端側は上記回転管継ぎ手手段に固定支持され、他端側は前記外管または前記シリンダに回転可能に支持されることを特徴とする冷却装置。
【請求項１１】
請求項７、８、９または１０の冷却装置において、
上記内管と上記外管とは、上記回転管継ぎ手手段に対して取り付け取り外しが可能であることを特徴とする冷却装置。
【請求項１２】
請求項７、８、９、１０または１１の冷却装置において、
上記シリンダは、上記内管または上記外管に対して取り付け取り外しが可能であることを特徴とする冷却装置。
【請求項１３】
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または１２の冷却装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１１−７０１５７（Ｐ２０１１−７０１５７Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１１８３７（Ｐ２０１０−１１１８３７）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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