冷却装置及び画像形成装置
【課題】ベルト部材の裏面が水分により冷却部材の冷却面に貼り付きながら回転して回転不良が起こるのを抑制できる冷却装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数の張架部材４１，４２，４３，４４によって回転可能に張架され、シート状部材１０をおもて面２ａに担持して搬送するベルト部材２と、ベルト部材２の裏面２ｂに冷却面１ａを接触させて設けられ、ベルト部材２を介してシート状部材１０を冷却する冷却部材１とを備えた冷却装置３０において、冷却部材１の冷却面１ａに撥水層１ｈを形成した。
【解決手段】複数の張架部材４１，４２，４３，４４によって回転可能に張架され、シート状部材１０をおもて面２ａに担持して搬送するベルト部材２と、ベルト部材２の裏面２ｂに冷却面１ａを接触させて設けられ、ベルト部材２を介してシート状部材１０を冷却する冷却部材１とを備えた冷却装置３０において、冷却部材１の冷却面１ａに撥水層１ｈを形成した。
【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が起こり、画像品質が著しく低下することがある。そのため、熱定着装置通過後の用紙を冷却装置で冷却した後に排紙収容部に積載させることで、ブロッキング現像が起こるのを抑制することができる。
【０００３】
特許文献１に記載の冷却装置では、用紙をおもて面に担持して搬送する、複数の張架ローラによって回転可能に張架された搬送ベルトの裏面に、冷却部材であるヒートシンクの冷却面を接触させて設けている。ヒートシンクはファンにより風を当てて冷却しており、搬送ベルトによって搬送される用紙は、ヒートシンクとの対向領域を通過した際に、搬送ベルトを介して用紙からヒートシンクに熱が奪われることで冷却される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱定着装置では熱によってトナーを溶融し用紙に定着させるので、用紙が含んでいる水分が蒸発することにより周囲の雰囲気が高湿な状態となる。こうした雰囲気中では、ヒートシンクが冷えた状態にあるためにヒートシンクの表面で結露を起こし易い。そして、この結露によって水分がヒートシンクの冷却面と搬送ベルトの裏面との間に入り込むと、搬送ベルトの裏面がヒートシンクの冷却面に貼り付きながら回転されるため回転不良を起こすといった問題が生じる。
【０００５】
また、搬送ベルトの裏面に接触させて配設される冷却部材としてはヒートシンクに限るものではなく、冷却媒体が流れる流路が内部に設けられた冷却プレートなどを前記冷却部材として用いた場合でも上述したのと同様の問題が生じる。
【０００６】
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、ベルト部材の裏面が水分により冷却部材の冷却面に貼り付きながら回転して回転不良が起こるのを抑制できる冷却装置、及び、その冷却装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の張架部材によって回転可能に張架され、シート状部材をおもて面に担持して搬送するベルト部材と、前記ベルト部材の裏面に冷却面を接触させて設けられ、該ベルト部材を介して前記シート状部材を冷却する冷却部材とを備えた冷却装置において、前記冷却部材の前記冷却面に撥水層を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の冷却装置において、上記冷却面にシート状部材搬送方向に沿った溝を１つ以上設けた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または２の冷却装置において、前記冷却部材が傾斜を持って配置され傾斜の最下点付近に、水分を回収し装置外あるいは貯水容器に移送させる水路、または、吸湿材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の冷却装置において、上記冷却部材の上記冷却面とは反対側の面にも撥水層を形成した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、上記冷却部材の内部に冷却媒体が流れる流路が設けられており、前記流路の内壁にも撥水層を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の冷却装置において、上記撥水層の主成分が金属材料であることを特徴する冷却装置。
また、請求項７の発明は、請求項６の冷却装置において、上記冷却部材から電荷を除去する電荷除去手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の冷却装置において、上記撥水層のほうが上記冷却部材の母材よりも上記ベルト部材に対する摩擦係数が低い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１、２、３、４、５、６、７または８の冷却装置において、上記撥水層のほうが上記冷却部材の母材よりも硬いことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、シート状部材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記シート状部材上に形成されたトナー像を少なくとも熱によって該シート状部材に定着させる熱定着手段と、前記熱定着手段によってトナー像が定着されたシート状部材を冷却する冷却手段とを備えた画像形成装置において、前記冷却手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、ベルト部材の裏面と接触する冷却部材の冷却面に撥水層を形成したことによって前記冷却面で水が弾かれる。これにより、冷却部材の冷却面とベルト部材の裏面との間に水分が入り込んだとしても前記冷却面で水が弾かれるため、水分によってベルト部材の裏面が冷却部材の冷却面に貼り付くのを抑えることができる。よって、ベルト部材の裏面が水分により冷却部材の冷却面に貼り付きながら回転して回転不良が起きてしまうことを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、ベルト部材の裏面が水分により冷却部材の冷却面に貼り付きながら回転して回転不良が起こるのを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】構成例１に係る冷却プレートの外観図。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】構成例１に係る冷却装置の全体構成図。
【図４】（ａ）構成例１に係る冷却プレートを斜め下方から見た場合の模式図、（ｂ）構成例１に係る冷却プレートを斜め上方から見た場合の模式図。
【図５】構成例２に係る冷却プレートの外観図。
【図６】構成例２に係る冷却装置の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図２は、本実施形態の冷却部材である冷却プレート１を有する冷却装置３０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。
【００１２】
複数のローラによって中間転写媒体としての中間転写ベルト５１を展張し、中間転写ベルト５１はこれらのローラにより回転するように構成すると共に、中間転写ベルト５１のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。
【００１３】
中間転写ベルト５１の回転方向を図中矢印ａとするとき、中間転写ベルト５１の上方であってローラ５２とローラ５３との間には、中間転写ベルト５１の回転方向の上流側から順に画像形成用のプロセス手段として、画像ステーション５４Ｙ、画像ステーション５４Ｃ、画像ステーション５４Ｍ、画像ステーション５４Ｂｋが配置されている。例えば画像ステーション５４Ｙは、ドラム状の感光体１１１Ｙの周囲に帯電装置１１０Ｙ、光書込装置１１２Ｙ、現像装置１１３Ｙ、クリーニング装置１１４Ｙが配置され、さらに中間転写ベルト５１を挟んで感光体１１１Ｙの対向位置に中間転写ベルト５１への転写手段としての一次転写ローラ１１５Ｙが設けられている。また、他の３つの画像ステーション５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋも同一構成となっている。そして、それら４つの画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋが互いに所定のピッチ間隔となるように左右並列に配置されている。
【００１４】
本実施形態では光書込装置１１２をＬＥＤを光源とする光学系としているが、半導体レーザーを光源とするレーザー光学系で構成することもでき、感光体１１１に対して画像情報に応じた露光を行う。
【００１５】
中間転写ベルト５１の下方には、シート状部材である用紙１０の用紙収納部１１９および給紙コロ２３、レジストローラ対２１、中間転写ベルト５１を張架するローラ５５に中間転写ベルト５１を介して対向するように設けられ中間転写ベルト５１から用紙１０へのトナー像の転写手段としての二次転写ローラ５６、中間転写ベルト５１の裏面に接するローラ５８の対向位置で中間転写ベルト５１のおもて面に接するように設けられ中間転写ベルト５１のおもて面をクリーニングするクリーニング装置５９、熱定着装置１１６、用紙１０を冷却する冷却プレート１を有する冷却装置３０、トナー定着後の用紙１０の排出部である排紙収容部１１７などが配置されている。そして、用紙収納部１１９から排紙収容部１１７へ至る用紙搬送路１２８が延びている。また、両面画像形成時に用紙１０の裏面への画像形成を行う際に、冷却装置３０を一度通過した用紙１０の表裏を反転させ、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。
【００１６】
なお、冷却装置３０の冷却プレート１は用紙１０の熱を受熱する受熱部であり、ファン１０４を装着したラジエータ１０３、ポンプ１００、タンク１０１と共に配管１０５で連通するように連結され、冷却液が封入されている。冷却液の循環経路は配管１０５の矢印で示すように、ラジエータ１０３で冷やされた冷却液を、冷却プレート１へ供給し、そして冷却プレート１内を廻ってから排出し、その後にタンク１０１、ポンプ１００へ送り、再び、ラジエータ１０３に戻す順序であり、ポンプ１００の回転圧力により冷却液を循環させ、ラジエータ１０３で放熱することで冷却液、如いては冷却プレート１を冷やす。ポンプ１００の送液能力やラジエータ１０３の大きさなどは、熱設計条件（冷却プレート１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。
【００１７】
画像の形成プロセスは、画像ステーション５４Ｙに着目すれば、一般の静電記録方式に準じていて、暗中にて帯電装置１１０Ｙにより一様に帯電された感光体１１１Ｙ上に光書込装置１１２Ｙ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１１３Ｙ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１１５Ｙにより感光体１１１Ｙ上から中間転写ベルト５１に転写される。転写後の感光体１１１Ｙの表面はクリーニング装置１１４Ｙによりクリーニングされる。他の画像ステーション５４も画像ステーション５４Ｙと同構成であり、同様の画像形成プロセスが行われる。
【００１８】
画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋにおける各現像装置１１３Ｙ，１１３Ｃ，１１３Ｍ，１１３Ｂｋ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５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋでイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックを分担すれば、フルカラー画像を形成することができる。よって、中間転写ベルト５１の同一画像形成領域が４つの画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋを順次通過する間に、中間転写ベルト５１を挟むようにして各感光体１１１とそれぞれ対向して設けられた一次転写ローラ１１５により与えられる転写バイアスによって、それぞれ１色ずつトナー像を中間転写ベルト５１上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５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋを１回通過した時点で、この同一画像領域に、重ね転写によってフルカラートナー画像を得ることができる。
【００１９】
そして、中間転写ベルト５１上に形成されてフルカラートナー画像は、用紙１０に転写される。転写後の中間転写ベルト５１はクリーニング装置５９によりクリーニングされる。用紙１０への転写は転写時において二次転写ローラ５６に転写バイアスを印加して、中間転写ベルト５１を介して二次転写ローラ５６とローラ５５との間に転写電界を形成し、二次転写ローラ５６と中間転写ベルト５１とのニップ部に用紙１０を通過させることにより行なわれる。中間転写ベルト５１から用紙１０へのフルカラートナー像の転写後、用紙１０上に担持されたフルカラートナー像を熱定着装置１１６で用紙１０上に定着することにより、用紙１０上にフルカラーの最終画像が形成され、その後、用紙１０は排紙収容部１１７に積載される。
【００２０】
本実施形態の画像形成装置においては、排紙収容部１１７に用紙１０が積載される前に、用紙１０が熱定着装置１１６の直後に配置された冷却装置３０を通過する。通過する際、熱定着装置１１６で熱せられた用紙１０が受熱部である冷却プレート１に冷却ベルト２を介して接触し熱交換しながら通過することになるので、冷却プレート１の冷却面で用紙１０から熱を吸熱し、この熱を冷却プレート１内部の流路１ｇを流れる冷却液へ伝達する。熱が伝達され高温となった冷却液は、この後、冷却プレート１から排出されタンク１０１やポンプ１００を経て、ファン１０４を装着したラジエータ１０３に送られ、そこで熱が画像形成装置外に排熱される。ラジエータ１０３で熱が除去され室温近くにまで下げられた冷却液は、その後、再び冷却プレート１へと送られる。このような冷却液による高い冷却性能の排熱サイクルによって、熱定着装置１１６で熱せられて高温となった用紙１０が効率良く冷やされる。
【００２１】
［構成例１］
図３は、構成例１に係る冷却装置３０の全体構成図である。
本構成例に係る冷却装置３０では、複数の張架ローラ４１，４２，４３，４４によって回転可能に張架されおもて面２ａに用紙１０を担持して搬送するベルト部材である冷却ベルト２と、複数の張架ローラ４５，４６，４７，４８によって回転可能に張架されおもて面３ａに用紙１０を担持して搬送する搬送ベルト３とが、互いのおもて面が対向するように配設されており、冷却ベルト２と搬送ベルト３とで用紙１０を挟みながら担持して搬送する。
【００２２】
冷却ベルト２のループ内側には、二つの冷却プレート１が連結された状態でそれぞれ冷却ベルト２の裏面２ｂと接するように配設されている。冷却ベルト２の裏面２ｂと接触する冷却プレート１の下面である冷却面は、冷却ベルト２の裏面２ｂとの間で均等な接触圧を保てるように曲面形状となっている。
【００２３】
高温多湿な環境下では冷却プレート１が結露し、冷却プレート１の表面に水滴が生じる。例えば、熱定着装置１１６では用紙１０に熱や圧力を作用させてトナーを溶融させて用紙１０に定着させる。このとき、用紙１０が含んでいる水分が蒸発することで周囲の雰囲気が高湿な状態となる。こうした雰囲気中では、冷却プレート１が冷えた状態にあるために冷却プレート１の表面で結露を起こし水滴が生じ易い。そのため、冷却プレート１の上面１ｂには結露による水分が過度にたまらないように傾斜を持たせており、冷却プレート１の上面１ｂの傾斜の最下点に、上面１ｂから傾斜を下ってきた結露による水分を回収するための水路９が設置されている。そして、この水路９に回収された水分は、水路９を通って装置外あるいは廃液タンク等に回収される。
【００２４】
図４（ａ）は、構成例１に係る冷却プレート１を斜め下方から見た場合の模式図であり、図４（ｂ）は構成例１に係る冷却プレート１を斜め上方から見た場合の模式図である。図１は、構成例１に係る冷却プレート１の外観図である。
【００２５】
本構成例の冷却プレート１は、母材としてＡ５０５２アルミニウム合金を用いており、図４（ａ）及び図４（ｂ）にそれぞれ示された冷却面１ａ及び上面１ｂに、テフロン（登録商標）コーティングを２０［μｍ］厚で施して撥水層１ｈ及び撥水層１ｉを形成している。なお、図中斜線部が冷却プレート１に撥水層が形成された箇所であり、以下、他の図面においても冷却プレート１の撥水層が形成された箇所を斜線部で示す。
【００２６】
冷却プレート１の冷却面１ａ及び上面１ｂにテフロンコーティングによって形成された撥水層１ｈ及び撥水層１ｉは、冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも撥水性が高いため、テフロンコーティングによる撥水層１ｈ及び撥水層１ｉの表面を水分が通過する際に生じる流体の粘性抵抗が、母材であるＡ５０５２アルミニウム合金の表面を水分が通過する場合よりも小さくなる。
【００２７】
冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金にテフロンコーティングを施さず冷却面１ａに撥水層を形成していない冷却プレート１の場合、冷却面１ａとなる母材表面に水滴を滴下した際のθ／２法によって計測された接触角が５０［°］前後と撥水性が低く、冷却プレート１の冷却面１ａと冷却ベルト２の裏面２ｂとの間に水分が入り込んだ際に、水分によって冷却プレート１の冷却面１ａと冷却ベルト２の裏面２ｂとが張り付いてしまい冷却ベルト２の回転不良が生じてしまう。
【００２８】
一方、冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金にテフロンコーティングを施して冷却面１ａに撥水層１ｈを形成した場合は、冷却ベルト２に対するテフロンの低摩擦係数という特性に加えてθ／２法によって計測された接触角が１００［°］以上となり、冷却プレート１の冷却面１ａと冷却ベルト２の裏面２ｂとの間に水分が入り込んだとしても、撥水層１ｈの高い撥水性によって粘性抵抗による冷却プレート１の冷却面１ｂと冷却ベルト２の裏面２ｂとの張り付きが抑制されて、冷却ベルト２をスムーズに回転させることができる。
【００２９】
また、冷却プレート１の上面１ｂに対してもテフロンコーティングが施されて撥水層１ｉが形成されているため、傾斜を持って配置された冷却プレート１の上面１ｂ上の水滴は、速やかに上面１ｂを下って水路９へ誘導され、装置外あるいは廃液タンクなどに排出される。
【００３０】
なお、冷却プレート１の上面１ｂの用紙搬送方向に直交する方向両端部には、水滴がこぼれないよう図１に示すように上面１ｂの中央部よりも上方に突出したガイド壁１ｃを設けても良い。また、冷却プレート１の用紙搬送方向に直交する方向の両側面に結露が生じて冷却ベルト２上に水滴が落ちるのを抑制するために、冷却プレート１の前記両側面に吸湿材料１ｄを貼付しても良い。
【００３１】
［構成例２］
図５は構成例２に係る冷却プレート１の外観図であり、図６は構成例２に係る冷却装置３０の全体構成図である。
【００３２】
本構成例では、Ａ５０５２アルミニウム合金を母材とした冷却プレート１の内部に設けた冷却液が流れる流路１ｇの流路内壁１ｅを含む冷却プレート全面に、カニフロン（日本カニゼン株式会社製）を１０［μｍ］厚でメッキして、金属材料が主成分となる撥水層１ｊを形成している（図中斜線部）。カニフロンは無電解ニッケル皮膜中にフッ素樹脂の微粒子を均一に分散共析させた複合めっき皮膜であり、テフロンコーティングと同等の撥水性と低摩擦係数を有するため、構成例１と同様の性質を持つ。
【００３３】
また、カニフロンはニッケルを主成分としたメッキであるため、熱伝導性が高く冷却プレート１による用紙１０の冷却性能が向上するとともに、ビッカース硬さが２００（Ｈｖ）以上と母材であるＡ５０５２アルミニウム合金（ビッカース硬さ１００未満）よりも硬いため、耐久性も向上する。
【００３４】
また、本構成例では、メッキ処理の際にマスキングなどを行わず冷却プレート全体をメッキ液内に入れることによって、冷却プレート１の内部に設けた流路１ｇの流路内壁１ｅまでメッキしている。これにより、これによって流路内壁１ｅの撥水性が増し、冷却プレート１の内部に設けた流路１ｇを流れる冷却液と流路内壁１ｅとの間に生じる粘性抵抗が低下するため、圧力損失が低下するという効果も期待できる。
【００３５】
なお、冷却プレート１の母材に使用しているＡ５０５２アルミニウム合金に対してカニフロンの主成分はニッケルであるため異種金属となり、結露が起きた場合などにこれを介した電気回路が形成されてしまうとガルバニック腐食が生じてしまう可能性が高い。そのため、本構成例では冷却プレート１から電荷を除去する電荷除去手段として冷却プレート１にアース１１を繋ぎ、アース１１によって冷却プレート１内の電荷を逃がすことにより、前記電気回路が形成されてガルバニック腐食が生じてしまうのを抑制している。
【００３６】
また、本構成例では、図６に示すように結露によって生じた水分が冷却プレート１の淵１３にたまってしまうのを抑制するため、図５に示すように冷却プレート１の冷却面１ａには水分を逃すための溝１ｆが２つ設けられている。そして、冷却プレート１の淵１３にある水分は、溝１ｆを通って反対側に設けられた吸湿材１２に吸収される。この吸湿材１２は、冷却プレート１の上面１ｂに生じた結露による水分を吸収する働きも兼ねている。
【００３７】
表１は、冷却プレート１の表面処理について説明する表である。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表面処理の例としては、無処理（Ａ５０５２アルミニウム合金）、テフロンコーティング、アルマイト処理、カニハステメッキ（日本カニゼン社製）、及び、カニフロンメッキ（日本カニゼン社製）が挙げられ、これらに対して撥水性、摩擦係数、硬さ及び熱伝導性を比較した。
【００４０】
冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金は、表１の中で熱伝導性が最も高いが、その他の性能では他の処理に対して劣っている。テフロンコーティングは撥水性と低摩擦係数という部分では非常に良いが、ビッカース硬さが母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも低く耐久性で劣り、熱伝導性も低いため冷却プレート１の性能を落としてしまう。アルマイトは母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも硬く耐久性に優れており、テフロンコーティングよりも熱伝導性が高い。カニハステは特にビッカース硬さが母材であるＡ５０５２アルミニウム合金だけではなく他の処理よりも高く、熱伝導性も良いため長時間使用しても高い性能を維持することができる。そして、カニフロンはテフロンコーティングと同等の撥水性と低摩擦係数を持ちながら、高い熱伝導性や母材であるＡ５０５２アルミニウム合金母材以上の硬さを有しているため、本発明において最も適性が高い処理であると考えられる。
【００４１】
以上、本実施形態によれば、複数の張架部材である張架ローラ４１，４２，４３，４４によって回転可能に張架され、おもて面２ａにシート状部材である用紙１０を担持して搬送するベルト部材である冷却ベルト２と、冷却ベルト２の裏面２ｂに冷却面１ａを接触させて設けられ、冷却ベルト２を介して用紙１０を冷却する冷却部材である冷却プレート１０とを備えた冷却装置３０において、冷却プレート１の冷却面１ａに撥水層１ｈを形成したことにより冷却面１ａで水が弾かれる。これにより、冷却プレート１の冷却面１ａと冷却ベルト２の裏面２ｂとの間に水分が入り込んだとしても、冷却ベルト２の裏面２ｂが冷却プレート１の冷却面１ａに貼り付くのを抑えることができる。よって、冷却ベルト２の裏面２ｂが水分により冷却プレート１の冷却面１ａに貼り付きながら回転して回転不良が起きてしまうことを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１の冷却面１ａに用紙搬送方向に沿った溝１ｆを１つ以上設けたことで、結露によって生じた水分が冷却プレート１の淵でたまってしまうのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１が傾斜を持って配置され傾斜の最下点付近に、水分を回収し装置外あるいは貯水容器である廃液タンクに移送させる水路９、または、吸湿材１２を設けたことで、冷却プレート１の上面１ｂに、結露による水分が過度にたまるのが抑えられるとともに、結露による水分が回収されるため、冷却プレート１から冷却ベルト２上に水滴が落ちるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１の冷却面１ａとは反対側の面である上面１ｂに撥水層１ｉを設けたことで、傾斜を持って配置された冷却プレート１の上面１ｂ上の水滴は速やかに水路９へ誘導され、装置外あるいは廃液タンクなどに排出させることができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１の内部に冷却媒体である冷却液が流れる流路１ｇが設けられており、流路１ｇの内壁である流路内壁１ｅにも撥水層１ｊを形成したことで、流路内壁１ｅの撥水性が増し、流路１ｇ内を流れる冷却液と流路内壁１ｅとの間に生じる粘性抵抗が低下するため、圧力損失を低下させることができる。
また、本実施形態によれば、上記撥水層の主成分が金属材料であることで、ビッカース硬さが高く熱伝導性も良いため長時間使用しても高い性能を維持することができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１から電荷を除去する電荷除去手段であるアース１１を設けたことで、冷却プレート１にアース１１を繋ぎアース１１によって冷却プレート１内の電荷を逃がして結露が起きた場合などにこれを介した電気回路が形成されるのを抑制し、ガルバニック腐食が生じるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、上記撥水層のほうが冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも冷却ベルト２に対する摩擦係数が低いことで、冷却ベルト２をスムーズに回転させることができる。
また、本実施形態によれば、上記撥水層のほうが冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも硬いことで耐久性が向上し、長時間使用しても高い性能を維持することができる。
また、本実施形態によれば、シート状部材である用紙１０上にトナー像を形成するトナー像形成手段である画像ステーション５４と、用紙１０上に形成されたトナー像を少なくとも熱によって用紙１０に定着させる熱定着手段である熱定着装置１１６と、熱定着装置１１６によってトナー像が定着された用紙１０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３０を用いたことにより、冷却ベルト２をスムーズに回転させて用紙１０の冷却を良好に行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 冷却プレート
１ａ 冷却面
１ｂ 上面
１ｃ ガイド壁
１ｄ 吸湿材料
１ｅ 流路内壁
１ｆ 溝
１ｇ 流路
１ｈ 撥水層
１ｉ 撥水層
１ｊ 撥水層
２ 冷却ベルト
３ 搬送ベルト
５ 冷却液循環経路
６ タンク
７ ポンプ
８ａ ファン
８ｂ ラジエータ
９ 水路
１０ 用紙
１１ アース
１２ 吸湿材
１３ 水分
２１ レジストローラ対
２３ 給紙コロ
２９ 用紙搬送路
３０ 冷却装置
４１ 張架ローラ
４２ 張架ローラ
４３ 張架ローラ
４４ 張架ローラ
４５ 張架ローラ
４６ 張架ローラ
４７ 張架ローラ
４８ 張架ローラ
５１ 中間転写ベルト
５２ ローラ
５３ ローラ
５４ 画像ステーション
５５ ローラ
５６ 二次転写ローラ
５８ ローラ
５９ クリーニング装置
１００ ポンプ
１０１ タンク
１０３ ラジエータ
１０４ ファン
１０５ 配管
１１０ 帯電装置
１１１ 感光体
１１２ 光書込装置
１１３ 現像装置
１１４ クリーニング装置
１１５ 一次転写ローラ
１１６ 熱定着装置
１１７ 排紙収容部
１１９ 用紙収納部
１２８ 用紙搬送路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開２００９−１０３８２２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が起こり、画像品質が著しく低下することがある。そのため、熱定着装置通過後の用紙を冷却装置で冷却した後に排紙収容部に積載させることで、ブロッキング現像が起こるのを抑制することができる。
【０００３】
特許文献１に記載の冷却装置では、用紙をおもて面に担持して搬送する、複数の張架ローラによって回転可能に張架された搬送ベルトの裏面に、冷却部材であるヒートシンクの冷却面を接触させて設けている。ヒートシンクはファンにより風を当てて冷却しており、搬送ベルトによって搬送される用紙は、ヒートシンクとの対向領域を通過した際に、搬送ベルトを介して用紙からヒートシンクに熱が奪われることで冷却される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱定着装置では熱によってトナーを溶融し用紙に定着させるので、用紙が含んでいる水分が蒸発することにより周囲の雰囲気が高湿な状態となる。こうした雰囲気中では、ヒートシンクが冷えた状態にあるためにヒートシンクの表面で結露を起こし易い。そして、この結露によって水分がヒートシンクの冷却面と搬送ベルトの裏面との間に入り込むと、搬送ベルトの裏面がヒートシンクの冷却面に貼り付きながら回転されるため回転不良を起こすといった問題が生じる。
【０００５】
また、搬送ベルトの裏面に接触させて配設される冷却部材としてはヒートシンクに限るものではなく、冷却媒体が流れる流路が内部に設けられた冷却プレートなどを前記冷却部材として用いた場合でも上述したのと同様の問題が生じる。
【０００６】
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、ベルト部材の裏面が水分により冷却部材の冷却面に貼り付きながら回転して回転不良が起こるのを抑制できる冷却装置、及び、その冷却装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の張架部材によって回転可能に張架され、シート状部材をおもて面に担持して搬送するベルト部材と、前記ベルト部材の裏面に冷却面を接触させて設けられ、該ベルト部材を介して前記シート状部材を冷却する冷却部材とを備えた冷却装置において、前記冷却部材の前記冷却面に撥水層を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の冷却装置において、上記冷却面にシート状部材搬送方向に沿った溝を１つ以上設けた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または２の冷却装置において、前記冷却部材が傾斜を持って配置され傾斜の最下点付近に、水分を回収し装置外あるいは貯水容器に移送させる水路、または、吸湿材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の冷却装置において、上記冷却部材の上記冷却面とは反対側の面にも撥水層を形成した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、上記冷却部材の内部に冷却媒体が流れる流路が設けられており、前記流路の内壁にも撥水層を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の冷却装置において、上記撥水層の主成分が金属材料であることを特徴する冷却装置。
また、請求項７の発明は、請求項６の冷却装置において、上記冷却部材から電荷を除去する電荷除去手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の冷却装置において、上記撥水層のほうが上記冷却部材の母材よりも上記ベルト部材に対する摩擦係数が低い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１、２、３、４、５、６、７または８の冷却装置において、上記撥水層のほうが上記冷却部材の母材よりも硬いことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、シート状部材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記シート状部材上に形成されたトナー像を少なくとも熱によって該シート状部材に定着させる熱定着手段と、前記熱定着手段によってトナー像が定着されたシート状部材を冷却する冷却手段とを備えた画像形成装置において、前記冷却手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、ベルト部材の裏面と接触する冷却部材の冷却面に撥水層を形成したことによって前記冷却面で水が弾かれる。これにより、冷却部材の冷却面とベルト部材の裏面との間に水分が入り込んだとしても前記冷却面で水が弾かれるため、水分によってベルト部材の裏面が冷却部材の冷却面に貼り付くのを抑えることができる。よって、ベルト部材の裏面が水分により冷却部材の冷却面に貼り付きながら回転して回転不良が起きてしまうことを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、ベルト部材の裏面が水分により冷却部材の冷却面に貼り付きながら回転して回転不良が起こるのを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】構成例１に係る冷却プレートの外観図。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】構成例１に係る冷却装置の全体構成図。
【図４】（ａ）構成例１に係る冷却プレートを斜め下方から見た場合の模式図、（ｂ）構成例１に係る冷却プレートを斜め上方から見た場合の模式図。
【図５】構成例２に係る冷却プレートの外観図。
【図６】構成例２に係る冷却装置の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図２は、本実施形態の冷却部材である冷却プレート１を有する冷却装置３０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。
【００１２】
複数のローラによって中間転写媒体としての中間転写ベルト５１を展張し、中間転写ベルト５１はこれらのローラにより回転するように構成すると共に、中間転写ベルト５１のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。
【００１３】
中間転写ベルト５１の回転方向を図中矢印ａとするとき、中間転写ベルト５１の上方であってローラ５２とローラ５３との間には、中間転写ベルト５１の回転方向の上流側から順に画像形成用のプロセス手段として、画像ステーション５４Ｙ、画像ステーション５４Ｃ、画像ステーション５４Ｍ、画像ステーション５４Ｂｋが配置されている。例えば画像ステーション５４Ｙは、ドラム状の感光体１１１Ｙの周囲に帯電装置１１０Ｙ、光書込装置１１２Ｙ、現像装置１１３Ｙ、クリーニング装置１１４Ｙが配置され、さらに中間転写ベルト５１を挟んで感光体１１１Ｙの対向位置に中間転写ベルト５１への転写手段としての一次転写ローラ１１５Ｙが設けられている。また、他の３つの画像ステーション５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋも同一構成となっている。そして、それら４つの画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋが互いに所定のピッチ間隔となるように左右並列に配置されている。
【００１４】
本実施形態では光書込装置１１２をＬＥＤを光源とする光学系としているが、半導体レーザーを光源とするレーザー光学系で構成することもでき、感光体１１１に対して画像情報に応じた露光を行う。
【００１５】
中間転写ベルト５１の下方には、シート状部材である用紙１０の用紙収納部１１９および給紙コロ２３、レジストローラ対２１、中間転写ベルト５１を張架するローラ５５に中間転写ベルト５１を介して対向するように設けられ中間転写ベルト５１から用紙１０へのトナー像の転写手段としての二次転写ローラ５６、中間転写ベルト５１の裏面に接するローラ５８の対向位置で中間転写ベルト５１のおもて面に接するように設けられ中間転写ベルト５１のおもて面をクリーニングするクリーニング装置５９、熱定着装置１１６、用紙１０を冷却する冷却プレート１を有する冷却装置３０、トナー定着後の用紙１０の排出部である排紙収容部１１７などが配置されている。そして、用紙収納部１１９から排紙収容部１１７へ至る用紙搬送路１２８が延びている。また、両面画像形成時に用紙１０の裏面への画像形成を行う際に、冷却装置３０を一度通過した用紙１０の表裏を反転させ、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。
【００１６】
なお、冷却装置３０の冷却プレート１は用紙１０の熱を受熱する受熱部であり、ファン１０４を装着したラジエータ１０３、ポンプ１００、タンク１０１と共に配管１０５で連通するように連結され、冷却液が封入されている。冷却液の循環経路は配管１０５の矢印で示すように、ラジエータ１０３で冷やされた冷却液を、冷却プレート１へ供給し、そして冷却プレート１内を廻ってから排出し、その後にタンク１０１、ポンプ１００へ送り、再び、ラジエータ１０３に戻す順序であり、ポンプ１００の回転圧力により冷却液を循環させ、ラジエータ１０３で放熱することで冷却液、如いては冷却プレート１を冷やす。ポンプ１００の送液能力やラジエータ１０３の大きさなどは、熱設計条件（冷却プレート１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。
【００１７】
画像の形成プロセスは、画像ステーション５４Ｙに着目すれば、一般の静電記録方式に準じていて、暗中にて帯電装置１１０Ｙにより一様に帯電された感光体１１１Ｙ上に光書込装置１１２Ｙ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１１３Ｙ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１１５Ｙにより感光体１１１Ｙ上から中間転写ベルト５１に転写される。転写後の感光体１１１Ｙの表面はクリーニング装置１１４Ｙによりクリーニングされる。他の画像ステーション５４も画像ステーション５４Ｙと同構成であり、同様の画像形成プロセスが行われる。
【００１８】
画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋにおける各現像装置１１３Ｙ，１１３Ｃ，１１３Ｍ，１１３Ｂｋ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５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋでイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックを分担すれば、フルカラー画像を形成することができる。よって、中間転写ベルト５１の同一画像形成領域が４つの画像ステーション５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋを順次通過する間に、中間転写ベルト５１を挟むようにして各感光体１１１とそれぞれ対向して設けられた一次転写ローラ１１５により与えられる転写バイアスによって、それぞれ１色ずつトナー像を中間転写ベルト５１上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５４Ｙ，５４Ｃ，５４Ｍ，５４Ｂｋを１回通過した時点で、この同一画像領域に、重ね転写によってフルカラートナー画像を得ることができる。
【００１９】
そして、中間転写ベルト５１上に形成されてフルカラートナー画像は、用紙１０に転写される。転写後の中間転写ベルト５１はクリーニング装置５９によりクリーニングされる。用紙１０への転写は転写時において二次転写ローラ５６に転写バイアスを印加して、中間転写ベルト５１を介して二次転写ローラ５６とローラ５５との間に転写電界を形成し、二次転写ローラ５６と中間転写ベルト５１とのニップ部に用紙１０を通過させることにより行なわれる。中間転写ベルト５１から用紙１０へのフルカラートナー像の転写後、用紙１０上に担持されたフルカラートナー像を熱定着装置１１６で用紙１０上に定着することにより、用紙１０上にフルカラーの最終画像が形成され、その後、用紙１０は排紙収容部１１７に積載される。
【００２０】
本実施形態の画像形成装置においては、排紙収容部１１７に用紙１０が積載される前に、用紙１０が熱定着装置１１６の直後に配置された冷却装置３０を通過する。通過する際、熱定着装置１１６で熱せられた用紙１０が受熱部である冷却プレート１に冷却ベルト２を介して接触し熱交換しながら通過することになるので、冷却プレート１の冷却面で用紙１０から熱を吸熱し、この熱を冷却プレート１内部の流路１ｇを流れる冷却液へ伝達する。熱が伝達され高温となった冷却液は、この後、冷却プレート１から排出されタンク１０１やポンプ１００を経て、ファン１０４を装着したラジエータ１０３に送られ、そこで熱が画像形成装置外に排熱される。ラジエータ１０３で熱が除去され室温近くにまで下げられた冷却液は、その後、再び冷却プレート１へと送られる。このような冷却液による高い冷却性能の排熱サイクルによって、熱定着装置１１６で熱せられて高温となった用紙１０が効率良く冷やされる。
【００２１】
［構成例１］
図３は、構成例１に係る冷却装置３０の全体構成図である。
本構成例に係る冷却装置３０では、複数の張架ローラ４１，４２，４３，４４によって回転可能に張架されおもて面２ａに用紙１０を担持して搬送するベルト部材である冷却ベルト２と、複数の張架ローラ４５，４６，４７，４８によって回転可能に張架されおもて面３ａに用紙１０を担持して搬送する搬送ベルト３とが、互いのおもて面が対向するように配設されており、冷却ベルト２と搬送ベルト３とで用紙１０を挟みながら担持して搬送する。
【００２２】
冷却ベルト２のループ内側には、二つの冷却プレート１が連結された状態でそれぞれ冷却ベルト２の裏面２ｂと接するように配設されている。冷却ベルト２の裏面２ｂと接触する冷却プレート１の下面である冷却面は、冷却ベルト２の裏面２ｂとの間で均等な接触圧を保てるように曲面形状となっている。
【００２３】
高温多湿な環境下では冷却プレート１が結露し、冷却プレート１の表面に水滴が生じる。例えば、熱定着装置１１６では用紙１０に熱や圧力を作用させてトナーを溶融させて用紙１０に定着させる。このとき、用紙１０が含んでいる水分が蒸発することで周囲の雰囲気が高湿な状態となる。こうした雰囲気中では、冷却プレート１が冷えた状態にあるために冷却プレート１の表面で結露を起こし水滴が生じ易い。そのため、冷却プレート１の上面１ｂには結露による水分が過度にたまらないように傾斜を持たせており、冷却プレート１の上面１ｂの傾斜の最下点に、上面１ｂから傾斜を下ってきた結露による水分を回収するための水路９が設置されている。そして、この水路９に回収された水分は、水路９を通って装置外あるいは廃液タンク等に回収される。
【００２４】
図４（ａ）は、構成例１に係る冷却プレート１を斜め下方から見た場合の模式図であり、図４（ｂ）は構成例１に係る冷却プレート１を斜め上方から見た場合の模式図である。図１は、構成例１に係る冷却プレート１の外観図である。
【００２５】
本構成例の冷却プレート１は、母材としてＡ５０５２アルミニウム合金を用いており、図４（ａ）及び図４（ｂ）にそれぞれ示された冷却面１ａ及び上面１ｂに、テフロン（登録商標）コーティングを２０［μｍ］厚で施して撥水層１ｈ及び撥水層１ｉを形成している。なお、図中斜線部が冷却プレート１に撥水層が形成された箇所であり、以下、他の図面においても冷却プレート１の撥水層が形成された箇所を斜線部で示す。
【００２６】
冷却プレート１の冷却面１ａ及び上面１ｂにテフロンコーティングによって形成された撥水層１ｈ及び撥水層１ｉは、冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも撥水性が高いため、テフロンコーティングによる撥水層１ｈ及び撥水層１ｉの表面を水分が通過する際に生じる流体の粘性抵抗が、母材であるＡ５０５２アルミニウム合金の表面を水分が通過する場合よりも小さくなる。
【００２７】
冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金にテフロンコーティングを施さず冷却面１ａに撥水層を形成していない冷却プレート１の場合、冷却面１ａとなる母材表面に水滴を滴下した際のθ／２法によって計測された接触角が５０［°］前後と撥水性が低く、冷却プレート１の冷却面１ａと冷却ベルト２の裏面２ｂとの間に水分が入り込んだ際に、水分によって冷却プレート１の冷却面１ａと冷却ベルト２の裏面２ｂとが張り付いてしまい冷却ベルト２の回転不良が生じてしまう。
【００２８】
一方、冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金にテフロンコーティングを施して冷却面１ａに撥水層１ｈを形成した場合は、冷却ベルト２に対するテフロンの低摩擦係数という特性に加えてθ／２法によって計測された接触角が１００［°］以上となり、冷却プレート１の冷却面１ａと冷却ベルト２の裏面２ｂとの間に水分が入り込んだとしても、撥水層１ｈの高い撥水性によって粘性抵抗による冷却プレート１の冷却面１ｂと冷却ベルト２の裏面２ｂとの張り付きが抑制されて、冷却ベルト２をスムーズに回転させることができる。
【００２９】
また、冷却プレート１の上面１ｂに対してもテフロンコーティングが施されて撥水層１ｉが形成されているため、傾斜を持って配置された冷却プレート１の上面１ｂ上の水滴は、速やかに上面１ｂを下って水路９へ誘導され、装置外あるいは廃液タンクなどに排出される。
【００３０】
なお、冷却プレート１の上面１ｂの用紙搬送方向に直交する方向両端部には、水滴がこぼれないよう図１に示すように上面１ｂの中央部よりも上方に突出したガイド壁１ｃを設けても良い。また、冷却プレート１の用紙搬送方向に直交する方向の両側面に結露が生じて冷却ベルト２上に水滴が落ちるのを抑制するために、冷却プレート１の前記両側面に吸湿材料１ｄを貼付しても良い。
【００３１】
［構成例２］
図５は構成例２に係る冷却プレート１の外観図であり、図６は構成例２に係る冷却装置３０の全体構成図である。
【００３２】
本構成例では、Ａ５０５２アルミニウム合金を母材とした冷却プレート１の内部に設けた冷却液が流れる流路１ｇの流路内壁１ｅを含む冷却プレート全面に、カニフロン（日本カニゼン株式会社製）を１０［μｍ］厚でメッキして、金属材料が主成分となる撥水層１ｊを形成している（図中斜線部）。カニフロンは無電解ニッケル皮膜中にフッ素樹脂の微粒子を均一に分散共析させた複合めっき皮膜であり、テフロンコーティングと同等の撥水性と低摩擦係数を有するため、構成例１と同様の性質を持つ。
【００３３】
また、カニフロンはニッケルを主成分としたメッキであるため、熱伝導性が高く冷却プレート１による用紙１０の冷却性能が向上するとともに、ビッカース硬さが２００（Ｈｖ）以上と母材であるＡ５０５２アルミニウム合金（ビッカース硬さ１００未満）よりも硬いため、耐久性も向上する。
【００３４】
また、本構成例では、メッキ処理の際にマスキングなどを行わず冷却プレート全体をメッキ液内に入れることによって、冷却プレート１の内部に設けた流路１ｇの流路内壁１ｅまでメッキしている。これにより、これによって流路内壁１ｅの撥水性が増し、冷却プレート１の内部に設けた流路１ｇを流れる冷却液と流路内壁１ｅとの間に生じる粘性抵抗が低下するため、圧力損失が低下するという効果も期待できる。
【００３５】
なお、冷却プレート１の母材に使用しているＡ５０５２アルミニウム合金に対してカニフロンの主成分はニッケルであるため異種金属となり、結露が起きた場合などにこれを介した電気回路が形成されてしまうとガルバニック腐食が生じてしまう可能性が高い。そのため、本構成例では冷却プレート１から電荷を除去する電荷除去手段として冷却プレート１にアース１１を繋ぎ、アース１１によって冷却プレート１内の電荷を逃がすことにより、前記電気回路が形成されてガルバニック腐食が生じてしまうのを抑制している。
【００３６】
また、本構成例では、図６に示すように結露によって生じた水分が冷却プレート１の淵１３にたまってしまうのを抑制するため、図５に示すように冷却プレート１の冷却面１ａには水分を逃すための溝１ｆが２つ設けられている。そして、冷却プレート１の淵１３にある水分は、溝１ｆを通って反対側に設けられた吸湿材１２に吸収される。この吸湿材１２は、冷却プレート１の上面１ｂに生じた結露による水分を吸収する働きも兼ねている。
【００３７】
表１は、冷却プレート１の表面処理について説明する表である。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表面処理の例としては、無処理（Ａ５０５２アルミニウム合金）、テフロンコーティング、アルマイト処理、カニハステメッキ（日本カニゼン社製）、及び、カニフロンメッキ（日本カニゼン社製）が挙げられ、これらに対して撥水性、摩擦係数、硬さ及び熱伝導性を比較した。
【００４０】
冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金は、表１の中で熱伝導性が最も高いが、その他の性能では他の処理に対して劣っている。テフロンコーティングは撥水性と低摩擦係数という部分では非常に良いが、ビッカース硬さが母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも低く耐久性で劣り、熱伝導性も低いため冷却プレート１の性能を落としてしまう。アルマイトは母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも硬く耐久性に優れており、テフロンコーティングよりも熱伝導性が高い。カニハステは特にビッカース硬さが母材であるＡ５０５２アルミニウム合金だけではなく他の処理よりも高く、熱伝導性も良いため長時間使用しても高い性能を維持することができる。そして、カニフロンはテフロンコーティングと同等の撥水性と低摩擦係数を持ちながら、高い熱伝導性や母材であるＡ５０５２アルミニウム合金母材以上の硬さを有しているため、本発明において最も適性が高い処理であると考えられる。
【００４１】
以上、本実施形態によれば、複数の張架部材である張架ローラ４１，４２，４３，４４によって回転可能に張架され、おもて面２ａにシート状部材である用紙１０を担持して搬送するベルト部材である冷却ベルト２と、冷却ベルト２の裏面２ｂに冷却面１ａを接触させて設けられ、冷却ベルト２を介して用紙１０を冷却する冷却部材である冷却プレート１０とを備えた冷却装置３０において、冷却プレート１の冷却面１ａに撥水層１ｈを形成したことにより冷却面１ａで水が弾かれる。これにより、冷却プレート１の冷却面１ａと冷却ベルト２の裏面２ｂとの間に水分が入り込んだとしても、冷却ベルト２の裏面２ｂが冷却プレート１の冷却面１ａに貼り付くのを抑えることができる。よって、冷却ベルト２の裏面２ｂが水分により冷却プレート１の冷却面１ａに貼り付きながら回転して回転不良が起きてしまうことを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１の冷却面１ａに用紙搬送方向に沿った溝１ｆを１つ以上設けたことで、結露によって生じた水分が冷却プレート１の淵でたまってしまうのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１が傾斜を持って配置され傾斜の最下点付近に、水分を回収し装置外あるいは貯水容器である廃液タンクに移送させる水路９、または、吸湿材１２を設けたことで、冷却プレート１の上面１ｂに、結露による水分が過度にたまるのが抑えられるとともに、結露による水分が回収されるため、冷却プレート１から冷却ベルト２上に水滴が落ちるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１の冷却面１ａとは反対側の面である上面１ｂに撥水層１ｉを設けたことで、傾斜を持って配置された冷却プレート１の上面１ｂ上の水滴は速やかに水路９へ誘導され、装置外あるいは廃液タンクなどに排出させることができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１の内部に冷却媒体である冷却液が流れる流路１ｇが設けられており、流路１ｇの内壁である流路内壁１ｅにも撥水層１ｊを形成したことで、流路内壁１ｅの撥水性が増し、流路１ｇ内を流れる冷却液と流路内壁１ｅとの間に生じる粘性抵抗が低下するため、圧力損失を低下させることができる。
また、本実施形態によれば、上記撥水層の主成分が金属材料であることで、ビッカース硬さが高く熱伝導性も良いため長時間使用しても高い性能を維持することができる。
また、本実施形態によれば、冷却プレート１から電荷を除去する電荷除去手段であるアース１１を設けたことで、冷却プレート１にアース１１を繋ぎアース１１によって冷却プレート１内の電荷を逃がして結露が起きた場合などにこれを介した電気回路が形成されるのを抑制し、ガルバニック腐食が生じるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、上記撥水層のほうが冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも冷却ベルト２に対する摩擦係数が低いことで、冷却ベルト２をスムーズに回転させることができる。
また、本実施形態によれば、上記撥水層のほうが冷却プレート１の母材であるＡ５０５２アルミニウム合金よりも硬いことで耐久性が向上し、長時間使用しても高い性能を維持することができる。
また、本実施形態によれば、シート状部材である用紙１０上にトナー像を形成するトナー像形成手段である画像ステーション５４と、用紙１０上に形成されたトナー像を少なくとも熱によって用紙１０に定着させる熱定着手段である熱定着装置１１６と、熱定着装置１１６によってトナー像が定着された用紙１０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３０を用いたことにより、冷却ベルト２をスムーズに回転させて用紙１０の冷却を良好に行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 冷却プレート
１ａ 冷却面
１ｂ 上面
１ｃ ガイド壁
１ｄ 吸湿材料
１ｅ 流路内壁
１ｆ 溝
１ｇ 流路
１ｈ 撥水層
１ｉ 撥水層
１ｊ 撥水層
２ 冷却ベルト
３ 搬送ベルト
５ 冷却液循環経路
６ タンク
７ ポンプ
８ａ ファン
８ｂ ラジエータ
９ 水路
１０ 用紙
１１ アース
１２ 吸湿材
１３ 水分
２１ レジストローラ対
２３ 給紙コロ
２９ 用紙搬送路
３０ 冷却装置
４１ 張架ローラ
４２ 張架ローラ
４３ 張架ローラ
４４ 張架ローラ
４５ 張架ローラ
４６ 張架ローラ
４７ 張架ローラ
４８ 張架ローラ
５１ 中間転写ベルト
５２ ローラ
５３ ローラ
５４ 画像ステーション
５５ ローラ
５６ 二次転写ローラ
５８ ローラ
５９ クリーニング装置
１００ ポンプ
１０１ タンク
１０３ ラジエータ
１０４ ファン
１０５ 配管
１１０ 帯電装置
１１１ 感光体
１１２ 光書込装置
１１３ 現像装置
１１４ クリーニング装置
１１５ 一次転写ローラ
１１６ 熱定着装置
１１７ 排紙収容部
１１９ 用紙収納部
１２８ 用紙搬送路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開２００９−１０３８２２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の張架部材によって回転可能に張架され、シート状部材をおもて面に担持して搬送するベルト部材と、
前記ベルト部材の裏面に冷却面を接触させて設けられ、該ベルト部材を介して前記シート状部材を冷却する冷却部材とを備えた冷却装置において、
前記冷却部材の前記冷却面に撥水層を形成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１の冷却装置において、
上記冷却面にシート状部材搬送方向に沿った溝を１つ以上設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２の冷却装置において、
前記冷却部材が傾斜を持って配置され傾斜の最下点付近に、水分を回収し装置外あるいは貯水容器に移送させる水路、または、吸湿材を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の冷却装置において、
上記冷却部材の上記冷却面とは反対側の面にも撥水層を形成した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、
上記冷却部材の内部に冷却媒体が流れる流路が設けられており、前記流路の内壁にも撥水層を形成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の冷却装置において、
上記撥水層の主成分が金属材料であることを特徴する冷却装置。
【請求項７】
請求項６の冷却装置において、
上記冷却部材から電荷を除去する電荷除去手段を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の冷却装置において、
上記撥水層のほうが上記冷却部材の母材よりも上記ベルト部材に対する摩擦係数が低いことを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の冷却装置において、
上記撥水層のほうが上記冷却部材の母材よりも硬いことを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
シート状部材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記シート状部材上に形成されたトナー像を少なくとも熱によって該シート状部材に定着させる熱定着手段と、
前記熱定着手段によってトナー像が定着されたシート状部材を冷却する冷却手段とを備えた画像形成装置において、
前記冷却手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
複数の張架部材によって回転可能に張架され、シート状部材をおもて面に担持して搬送するベルト部材と、
前記ベルト部材の裏面に冷却面を接触させて設けられ、該ベルト部材を介して前記シート状部材を冷却する冷却部材とを備えた冷却装置において、
前記冷却部材の前記冷却面に撥水層を形成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１の冷却装置において、
上記冷却面にシート状部材搬送方向に沿った溝を１つ以上設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２の冷却装置において、
前記冷却部材が傾斜を持って配置され傾斜の最下点付近に、水分を回収し装置外あるいは貯水容器に移送させる水路、または、吸湿材を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の冷却装置において、
上記冷却部材の上記冷却面とは反対側の面にも撥水層を形成した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、
上記冷却部材の内部に冷却媒体が流れる流路が設けられており、前記流路の内壁にも撥水層を形成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の冷却装置において、
上記撥水層の主成分が金属材料であることを特徴する冷却装置。
【請求項７】
請求項６の冷却装置において、
上記冷却部材から電荷を除去する電荷除去手段を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の冷却装置において、
上記撥水層のほうが上記冷却部材の母材よりも上記ベルト部材に対する摩擦係数が低いことを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の冷却装置において、
上記撥水層のほうが上記冷却部材の母材よりも硬いことを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
シート状部材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記シート状部材上に形成されたトナー像を少なくとも熱によって該シート状部材に定着させる熱定着手段と、
前記熱定着手段によってトナー像が定着されたシート状部材を冷却する冷却手段とを備えた画像形成装置において、
前記冷却手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の冷却装置を用いた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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７３６４０（Ｐ２０１２−１７３６４０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３７５１４（Ｐ２０１１−３７５１４）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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