記録材冷却加湿装置、画像形成装置、及び画像加熱システム
【課題】画像加熱部に対する通紙前のシートの水分量と排紙後のシートの水分量の差をできるだけ小さくする。
【解決手段】熱及び圧力をトナー及びシートに加えることでシートにトナーを定着させる定着装置を有する電子写真装置においてシート搬送途中に、シートを冷却する機構を有し、定着装置と冷却装置ニップ間の上部まで冷却装置のベルトを拡張しその内部にベルト冷却装置を配置する。冷却されたベルトに水蒸気が付着するとその水分はベルトによって冷却装置ニップ内に搬送されシートとベルトにニップされ再びシートに戻る。これにより効率的にシートの水分を留めることができシート波打ち及びカールを低減することができる。
【解決手段】熱及び圧力をトナー及びシートに加えることでシートにトナーを定着させる定着装置を有する電子写真装置においてシート搬送途中に、シートを冷却する機構を有し、定着装置と冷却装置ニップ間の上部まで冷却装置のベルトを拡張しその内部にベルト冷却装置を配置する。冷却されたベルトに水蒸気が付着するとその水分はベルトによって冷却装置ニップ内に搬送されシートとベルトにニップされ再びシートに戻る。これにより効率的にシートの水分を留めることができシート波打ち及びカールを低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材冷却加湿装置、画像形成装置、及び画像加熱システムに関する。
【０００２】
記録材冷却加湿装置は、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置において画像加熱装置を出た、画像を担持して加熱されている状態の記録材を冷却すると共に水分を付加して記録材の波打ちやカールを抑制する装置として有効である。
【背景技術】
【０００３】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像を現像剤（トナー）により現像して可視画像化する。この可視画像（トナー像）を記録材（以下、シートと記す）に静電気力を用いて転写させる。次いで、転写画像を定着装置（画像加熱装置）により加熱、加圧して固着画像として定着させることによって、シート上に画像が記録形成されるようになっている。
【０００４】
従来、定着装置としては、熱ローラ定着装置（ローラ定着方式の装置）を用いる例が多い。この装置は、例えば、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱されて所定の温度に維持させた定着ローラと、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部（定着ニップ部）にシートを導入して挟持搬送させる。これにより、シート表面の未定着トナー像が定着ローラの熱とニップ圧により加熱、加圧されて定着される。この定着工程では熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が圧接ニップ部および圧接ニップ後に蒸発する。
【０００５】
シートの水分量変化とシートにかかるストレスで波打ち及びカールが発生する。シートを繊維のレベルで見ると、シートは短い繊維どうしが絡み合って構成されており、繊維内部または繊維どうしの間には水分が含まれ、繊維と水は水素結合を生じる。セルロースは多数のヒドロキシル基を有しており、このヒドロキシル基の極性により他の水素原子を引き付ける性質を持っている。そのため繊維の間に水が入っていると繊維と水で水素結合を生じる。
【０００６】
定着工程においてシートに熱が加わると、シート内部の水分が蒸発し、水と水素結合していたセルロースは水分子の変わりに他のセルロースのヒドロキシル基と水素結合し、水の体積分の変形が生じる。繊維どうしで水素結合が生じ変形する。シートを放置していると環境から吸湿し、繊維どうしの水素結合が再び切り離される。だが、一部の繊維間には水分が入っていかず、それにより変形が維持される。変形のパターンはシートの表裏の伸縮差で変形するもの（カール）とシートの中央部と端部での伸縮差で起きるものがあり、これらの変形によりシートの波打ちまたはカールが生じる。
【０００７】
この問題に対する解決策が特許文献１に開示されている。これは、カール癖がつかないように定着装置後のシートを冷却する装置およびシステムである。一対の冷却部に設けた密着したベルトの間にシートを挟み込んで搬送する。また、ベルトの内側には、金属部材を配置し、ベルトがシートから受けた熱を吸収し、放熱する。また、このシートを挟み込んだベルトを平面搬送する。このように、定着装置を通過したシートを密着冷却することで、シートの水分蒸発そのものを防止し、波打ちおよびカールが軽減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１１２１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来技術では、定着装置から排紙したシートを冷却装置に通紙し、シートの冷却及び水分蒸発抑制をおこないカール及び波打ちを低減している。しかし、この機構を用いた場合、定着ローラ直後には分離板や分離爪などのシート分離部材や搬送ガイド板が必要となるため定着ローラニップと冷却装置ニップには一定の間隔が必要となる。
【００１０】
シートは定着装置通紙直後の温度が一番高く水分蒸発量が多くなるので冷却装置ニップまでの短時間においても水分が蒸発してしまい、定着装置通紙前と定着装置通紙後のシートの水分量の差が大きくなる。定着装置通紙直後から環境に放置し水分平衡状態となるまでのシートが吸収する水分量が多ければ時間経過によって波打ちが増大してしまう。よって、定着装置と冷却装置の水分蒸発対策が必要となる。
【００１１】
排紙後のシートの水分が放置環境よりも低ければ、シートを積載放置すると、端部から水分を吸収し、水分を吸収した部分は水の体積分膨張し伸びる。よって、水分を吸収しづらい中央部は体積膨張が小さく、端部は体積膨張が大きいので中央端部に伸縮の差が生まれ、波打ちがおこる。これにより放置環境との水分平衡状態よりもシートの水分量が低ければ低いほど波打ちは大きくなる。
【００１２】
よって、定着装置通紙前のシートの水分量と排紙後の水分量の差をできるだけ小さくする必要があり、効率的にカール及び波打ちを低減させるには、定着装置と冷却装置との間での水分蒸発の問題を解決する必要がある。また、水分が蒸発すると結露の問題もある。
【００１３】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものである。その目的とするところは、画像加熱部に対する通紙前のシートの水分量と排紙後のシートの水分量の差をできるだけ小さくすることが出来る手段構成を提供することにある。これにより、効率的にシート波打ち及びカールの低減を図ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明に係る記録材冷却加湿装置の代表的な構成は、画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材をニップ部にて挟持搬送して冷却すると共に加湿する記録材冷却加湿装置であって、前記ニップ部を構成すると共に、前記画像加熱部の記録材出口部と前記ニップ部の記録材入口部との間の離間空間部に及んでいるベルト拡張部を構成している回転可能なエンドレスのベルトと、前記記録材を前記ニップ部において前記ベルトを介して冷却する第１の冷却手段と、前記ベルト拡張部を冷却して前記離間空間部において前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材から出る水蒸気を前記ベルト拡張部の外面に結露水として付着させる第２の冷却手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画像加熱部に対する通紙前の記録材の水分量と排紙後の記録材の水分量の差をできるだけ小さくすることが出来、これにより、効率的にシート波打ち及びカールの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成図
【図２】定着装置と冷却装置の部分の概略図
【図３】定着装置と冷却装置の部分の平面図（上面図）
【図４】実施例２における冷却装置の概略図
【図５】実施例３における冷却装置の構成説明図
【図６】実施例３における冷却装置の分割冷却平板のシフト機構の説明図
【図７】実施例４における冷却装置の構成説明図
【図８】実施例５における冷却装置の構成説明図
【図９】実施例６における冷却装置の構成説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る記録材冷却加湿装置あるいは画像加熱システムを用いた画像形成装置の一例の概略構成図である。この装置１００はタンデム方式−中間転写方式の電子写真フルカラー（天然色、多色）レーザビームプリンタである。パソコン等のホスト装置（不図示）から制御回路部（不図示）に入力する画像信号に基づいて記録材Ｓに４色フルカラー画像を形成することができる。記録材Ｓは現像剤像を形成することができるシート状の記録媒体であり、普通紙、光沢紙、封筒、はがき、ラベル、ＯＨＰシートなどである。
【００１８】
装置１００内には、図面上、左側から右側に水平方向に順に第１乃至第４の画像形成部Ｕ（ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫ）が直列に配置されており、並列処理により各色の現像剤像を形成する。各画像形成部Ｕはそれぞれ現像装置に収容させた現像剤（以下、トナーと記す）の色が本実施例においてはイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）と異なるだけで互いに同様の構成の電子写真画像形成機構である。
【００１９】
各画像形成部ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫの構成及び動作は共通である部分が多い。そこで、以下の説明においては、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために符号に与えた添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略して総括的に説明する。
【００２０】
各画像形成部Ｕは、それぞれ、表面に静電潜像を形成するための回転可能な像担持体としての感光体ドラム１を有する。ドラム１は矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。ドラム１の周囲には回転方向に沿って、一次帯電装置（ローラ）２，露光装置（レーザスキャナユニット）３，現像装置４，一次転写装置（ローラ）５，クリーニング装置６が配設されている。
【００２１】
一次帯電装置２には所定の帯電バイアスが印加される。これにより、回転するドラム１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。ユニット３は、ホスト装置から制御回路部に入力した画像情報に応じて変調されたレーザビームＬを出力してドラム１の帯電処理面を走査露光する。これによりドラム１の表面に画像露光に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置４によりトナー像として現像される。
【００２２】
上記のような帯電、露光、現像の画像形成プロセスにより、第１の画像形成部ＵＹのドラム１Ｙにはフルカラー画像のＹ色成分像に対応するＹ色トナー像が形成される。第２の画像形成部ＵＭのドラム１Ｍにはフルカラー画像のＭ色成分像に対応するＭ色トナー像が形成される。第３の画像形成部ＵＣのドラム１Ｃにはフルカラー画像のＣ色成分像に対応するＣ色トナー像が形成される。第４の画像形成部ＵＫのドラム１Ｋにはフルカラー画像のＫ色成分像に対応するＫ色トナー像が形成される。
【００２３】
第１乃至第４の画像形成部Ｕの下方に配設された中間転写ベルトユニット７は、循環して移動して各画像形成部Ｕのドラム１からトナー像の転写を順次に受ける中間転写体としての可撓性を有する無端状の中間転写ベルト８を有する。ベルト８は駆動ローラ９，二次転写対向ローラ１０，テンションローラ１１の３本のローラ間に張架されている。ベルト８はローラ９により矢印の時計方向にドラム１とほぼ同じ速度で回転駆動される。
【００２４】
各画像形成部Ｕの一次転写装置５はベルト８を挟んでドラム１の下面に圧接している。ドラム１とベルト８との当接部が一次転写ニップ部である。ローラ５に所定の一次バイアスが印加されることで、ドラム１側のトナー像が一次転写ニップ部においてベルト８の表面に一次転写される。ドラム１側の残トナーはクリーニング装置６でドラム面から除去される。各画像形成部Ｕのドラム１に対するトナー像の形成は、各画像形成部Ｕのドラム１からベルト８へのトナー像の一次転写が順次に所定に重ね合わされた状態でなされるように制御される。
【００２５】
かくして、第４の画像形成部ＵＫの一次転写ニップ部を通ったベルト８の表面には、Ｙ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色重ね合わせのフルカラーの未定着トナー像が合成形成される。ローラ１０にはベルト８を挟んで二次転写装置（ローラ）１７が圧接している。ローラ１７とベルト８との当接部が二次転写ニップ部である。ベルト８に形成されたトナー像は引き続くベルト８の移動で二次転写ニップ部に搬送される。
【００２６】
一方、所定の制御タイミングにて、第１または第２の給紙カセット１２，１３の給紙ユニット１４が駆動されてカセット１２または１３に積載収納されている記録材（以下、シートと記す）Ｓが一枚分離給送される。シートＳは第１のシートパス１５を通り、レジストローラ対１６により二次転写ニップ部に対して所定の制御タイミングで導入される。これによりシートＳは二次転写ニップ部を挟持搬送されるとともに、ローラ１７に印加される所定の二次転写バイアスにより、シートＳに対してベルト８側のトナー像が順次に一括して二次転写される。
【００２７】
本実施例の画像形成装置１００において大小各種幅サイズのシートＳの通紙はシート幅中心を基線とする中央基準搬送でなされる。シートＳの幅とはシート搬送方向に直交する方向のシート寸法である。
【００２８】
二次転写ニップ部を通ったシートＳはベルト８から分離されて搬送ベルト装置１９により画像加熱装置としての定着装置（定着器:未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部）２０に導入される。ベルト８側の残トナーはローラ１１のベルト懸回部に配設されているクリーニング装置１８でベルト面から除去される。シートＳは定着装置２０により加熱加圧される。これにより未定着トナー像が固着画像としてシート面に熱圧定着される。
【００２９】
定着装置２０を出たシートＳは定着装置２０に隣接して配設された記録材冷却加湿装置（記録材冷却加湿部：以下、冷却装置と記す）２１に導入されて加湿および冷却処理を受ける。定着装置２０と冷却装置２１については次の（２）項と（３）項で詳述する。
【００３０】
冷却装置２１を出たシートＳは片面画像形成モードが選択されている場合には、フラッパ２２の切換え制御により第２のシートパス２３側に進路案内されて排出ローラ２４により機外の排出トレイ２５上に排出される。
【００３１】
両面画像形成モードが選択されている場合には、冷却装置２１を出た第１面側画像形成済みのシートＳがフラッパ２２の切換え制御により第３のシートパス２６側に導入される。さらにスイッチバックシートパス２７内に入り、次いで該シートパス２７から引き出し搬送されてフラッパ２８の切換え制御により再搬送シートパス（両面搬送パス）２９に誘導される。そして、該シートパス２９から第１のシートパス１５に戻されて、レジストローラ対１６により二次転写ニップ部に対して表裏反転状態で所定のタイミングで再導入される。
【００３２】
これにより、シートＳの第２面側に対して、ベルト８上のトナー像の二次転写がなされる。二次転写ニップ部にて第２面に対するトナー像の二次転写を受けたシートＳはベルト８から分離されて定着装置２０と冷却装置２１へ順次に再導入され、画像の定着処理とシートＳの加湿および冷却処理を受ける。そして、第２のシートパス２３を通って両面画像形成物としてトレイ２５に排出される。
【００３３】
モノクロなどモノカラーモードは指定された色の画像形成部が画像形成動作することでなされる。他の画像形成部はドラムの回転はなされるが画像形成動作はなされない。なお、各色の画像形成部の配列順序は上記実施例のＹ色→Ｍ色→Ｃ色→Ｋ色に限られるものではなく任意の色順とすることができる。また、フルカラー画像形成装置において画像形成部の数は上記実施例の４つに限られるものではない。画像形成装置は画像形成部が一つのモノクロなどの単色画像形成装置であってもよい。
【００３４】
（２）定着装置２０
図２は定着装置２０と冷却装置２１の部分の概略図である。定着装置２０は本実施例においては熱ローラ方式の装置であり、上下に並行に配列して圧接させた定着ローラ３１と加圧ローラ３２を有する。
【００３５】
定着ローラ３１はシートＳの未定着トナー像（未定着画像）を担持した面（画像形成面）に接触する熱ローラとして、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源３３により内側から加熱されて表面温度が温調制御系（不図示）により所定の定着温度に維持される中空ローラである。加圧ローラ３２は耐熱ゴム層を有する弾性ローラであり、定着ローラ３１との圧接でシート搬送方向（記録材搬送方向）ａにおいて所定幅の定着ニップ部Ｎ２０を形成する。
【００３６】
定着ローラ３１は定着モータ（不図示）により矢印の時計方向に所定のプロセススピード（シート搬送速度）に対応した速度で回転駆動される。加圧ローラ３２は定着ニップ部Ｎ２０における定着ローラ３１との摩擦力で定着ローラ３１の回転に従動して矢印の反時計方向に回転する。定着ローラ３１が回転駆動され、そして熱源３３により加熱されて表面温度が所定の定着温度に温調維持された状態において、画像形成機構部側から上面に未定着トナー像を担持したシートＳが定着装置２０に送り込まれて定着ニップ部Ｎ２０で挟持搬送される。
【００３７】
これによりシートＳが定着ニップ部Ｎ２０で加熱加圧されて、画像形成面であるシート表面の未定着トナー像が固着画像として加熱加圧定着される。定着ニップ部Ｎ２０のシート出口側には定着ローラ３１と加圧ローラ３２にそれぞれ先端部を近接または当接させて上側と下側のシート分離部材３４と３５が配設されており、定着ニップ部Ｎ２０を出たシートＳは定着ローラ３１及び加圧ローラ３２から分離される。そして、シートＳは上側と下側のシート分離部材３４と３５の間を通り、更に上側と下側のシート搬送ガイド板３６と３７の間を通って次に説明する冷却装置２１のニップ部Ｎ２１に導入される。
【００３８】
加圧ローラ３２も熱源により所定の表面温度に加熱する装置構成にすることもできる。加圧ローラ３２も駆動する構成にすることもできる。
【００３９】
（３）冷却装置２１
冷却装置２１は定着装置２０よりもシート搬送方向ａの下流側（記録材搬送方向下流側）で、上記のシート分離部材３４，３５およびシート搬送ガイド板３６，３７を中にして、定着装置２０に近接させて配設されている。定着装置２０では熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が定着ニップ部Ｎ２０及び定着ニップ部通過後に蒸発する。冷却装置２１は定着装置２０を出た直後のシートＳを加湿すると共に冷却する装置である。この装置２１により画像形成装置１００から排出されたシートＳのカールや波打ちの発生を効果的に軽減することが可能となる。
【００４０】
本実施例における冷却装置２１は、定着装置２０を出たシートＳを挟持搬送しながら加湿と冷却を行うニップ部Ｎ２１を形成する上側の第１のベルトユニット２１Ａと下側の第２のベルトユニット２１Ｂとを有する。
【００４１】
第１のベルトユニット２１Ａは、シート搬送方向ａにおいて上流側と下流側とに所定の間隔をあけて並行に配列した水平２本の第１と第２のローラ４１と４２を有する。ローラ４１と４２の回転軸線は定着ローラ３１の回転軸線と並行である。また、第２のローラ４２の上方部において所定に間隔をあけて第２のローラ４２に並行に配列した第３のローラ４３を有する。また、第３のローラ４３とほぼ同じ高さ位置であって、第１のローラ４３よりも上流側である上側シート分離部材３４の上方部に位置し、第３のローラ４３に並行に配列した第４のローラ４４を有する。
【００４２】
そして、上記の第１乃至第４の並行４本のローラ４１〜４４に対して可撓性を有するエンドレスのベルト４５が懸回張設されている。ベルト４５の内側には第１の冷却平板（第１の冷却手段）４６と第２の冷却平板（第２の冷却手段）４７が配設されている。各冷却平板４６と４７の背面側には冷却平板の熱を放熱させる空冷式のヒートシンク４６ａと４７ａが配設されている。熱放熱性及び加工性を考慮してアルミを用いている。
【００４３】
第１の冷却平板４６は第１と第２のローラ４１と４２の間のベルト部分の内面に対してほぼ全面的に当接している。また、第２の冷却平板４７は第４と第１のローラ４４と４１の間のベルト部分の内面に対してほぼ全面的に当接している。また、第３と第４のローラ４３と４４との間のベルト部分の外面には結露除去手段としてのブレード部材（板状の水分除去板）４８が先端エッジ部を加圧当接させて配設されている。
【００４４】
上記の第１のベルトユニット２１Ａにおいて、第２のローラ４２は駆動ローラとされている。また、第３のローラ４３はベルト４５に張りを与えるテンションローラとされている。
【００４５】
第２のベルトユニット２１Ｂは、シート搬送方向ａにおいて上流側と下流側とに所定の間隔をあけて並行に配列した水平２本の第１と第２のローラ５１と５２を有する。ローラ５１と５２の回転軸線は定着ローラ３１の回転軸線と並行である。また、第２のローラ５２の下方部において所定に間隔をあけて第２のローラ５２に並行に配列した第３のローラ５３を有する。また、第１のローラ５１の下方部において所定に間隔をあけて第１のローラ５１に並行に配列した第４のローラ５４を有する。
【００４６】
そして、上記の第１乃至第４の並行４本のローラ５１〜５４に対して可撓性を有するエンドレスのベルト５５が懸回張設されている。第３のローラ５３はベルト５５に張りを与えるテンションローラとされている。ベルト５５の内側には第３の冷却平板（第１の冷却手段）５６が配設されている。この冷却平板５５の背面側にもヒートシンク５５ａが配設されている。
【００４７】
第３の冷却平板５５は第１と第２のローラ５１と５２の間のベルト部分の内面に対してほぼ全面的に接している。また、第３と第４のローラ５３と５４との間のベルト部分の外面には結露除去手段としてのブレード部材５８が先端エッジ部を加圧当接させて配設されている。
【００４８】
第１と第２のベルトユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれの第１のローラ４１と５１とが上下に対向してベルト４５と５６を挟んで所定の押圧力で圧接している。また、第２のローラ４２と５２とが上下に対向してベルト４５と５６を挟んで所定の押圧力で圧接している。また、第１の冷却平板４６と第３の冷却平板５６とが上下に対向してベルト４５と５６を挟んで所定の押圧力で圧接している。
【００４９】
そして、第１のベルトユニット２１Ａにおける第１と第２のローラ４１と４２の間のベルト部分と、第２のベルトユニット２１Ｂにおける第１と第２のローラ５１と５２の間のベルト部分と、が所定の押圧力で腹当てに密着している。これにより、シート搬送方向（記録材搬送方向）ａにおいて幅広の平面的なニップ部Ｎ２１が形成されている。
【００５０】
第１のベルトユニット２１Ａにおけるベルト４５は、駆動ローラである第２のローラ４２が装置モータ（不図示）により駆動されることで矢印の時計方向に所定のプロセススピード（シート搬送速度）に対応した速度で回転駆動される。第２のベルトユニット２１Ｂにおけるベルト５５は、ニップ部Ｎ２１におけるベルト４５との摩擦力でベルト４５の回転に従動して矢印の反時計方向に回転する。
【００５１】
また、第１と第２のベルトユニット２１Ａと２１Ｂのベルト４５と５５の内側にはそれぞれ送風装置（不図示）によりエアーが流される。これにより第１乃至第３の冷却平板４６，４７，５６の各ヒートシンク４６，４７，５６が空冷される。
【００５２】
ベルト４５と５５はニップ部Ｎ２１においてそれぞれ内面が第１の冷却平板４６と第３の冷却平板５６に密着して摺動移動する。これによりベルト４５と５５とがニップ部Ｎ２１において冷却される。また、第１のベルトユニット２１Ａにおいて、第４と第１のローラ４４と４１の間のベルト部分が第２の冷却平板４７により冷却される。
【００５３】
本実施例において、ベルト４５と５５は幅５６０ｍｍのポリイミド樹脂製である。ベルト幅とはシート搬送路面内においてシート搬送方向ａに直交する方向の寸法である。ニップ部Ｎ２１のシート搬送方向ａにおける幅は４００ｍｍ程度である。第１と第３の冷却平板４６と５６縦横寸法は４００×４００ｍｍ程度とした。
【００５４】
６０は定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口部（記録材出口部）と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口部（記録材入口部）との間の離間空間部である。定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０を出たシートＳは、離間空間部６０において、上側と下側のシート分離部材３４と３５の間を通り、更に上側と下側のシート搬送ガイド板３６と３７の間を通って冷却装置２１のニップ部Ｎ２１に進入して挟持搬送される。
【００５５】
ニップ部Ｎ２１において第１のベルトユニット２１Ａのベルト４５がシートＳの画像形成面側に接触し、第２のベルトユニット２１Ｂのベルト５５がシートＳの画像形成面側とは反対面側（裏面側）に接触する。シートＳはその挟持搬送過程でニップ部Ｎ２１内で、冷却平板４６と５６で冷却されるベルト４５と５５により密封冷却される。ベルト４５と５５は、シートＳがニップ部Ｎ２１に挿入されると同時的に冷却が開始されるように、ベルト４５と５５の密着が始まる位置と、冷却平板４６と５６による冷却が開始する位置をほぼ一致させている。
【００５６】
また、密閉されたニップ部Ｎ２１内で平面搬送されるシートＳの画像形成面側に対して第１のベルトユニット２１Ａのベルト４５から水分が付与される。この水分の付与は次のようにしてなされる。
【００５７】
本実施例の冷却装置２１においては、前記のように、ベルト４５を懸架しているローラの１つである第４のローラ４４を第１のローラ４１よりも上流側で上側のシート分離部材３４よりも上方部に配設している。これにより、第４のローラ４４と第１のローラ４１の間のベルト部分が定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口部と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口部との間の離間空間部６０において定着ローラ３１の上部に向って張り出している。
【００５８】
即ち、定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口側と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口側との間で、上側のシート分離部材３４と上側のシート搬送ガイド３６の上方部に上記のベルト部分が展張されて位置する。
【００５９】
以下、上記の第４のローラ４４と第１のローラ４１の間のベルト部分をベルト拡張部４５Ａとする。即ち、ベルト４５はニップ部Ｎ２１を構成すると共に、定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口側と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口側との間の離間空間部６０に及んでいるベルト拡張部４５Ａを構成している。
【００６０】
定着装置２０は定着ニップ部Ｎ２０でシートＳを挟持搬送して熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が定着ニップ部Ｎ２０及び定着ニップ部通過後に蒸発する。シートＳが定着ニップ部Ｎ２０を出て冷却装置２１のニップ部Ｎ２１に入る間の離間空間部６０において、シートＳの表面側に出た水蒸気は、上側のシート搬送ガイド板３６に開けられた多数の通気孔や上側のシート分離部材３４の間を通じて上方に立ち昇る。
【００６１】
そして、その水蒸気は、シート搬送ガイド板３６と、定着ローラ３１と、上記のベルト拡張部４５Ａとで囲われる空間部分に篭り、第２のヒートシンク４７で冷却されているベルト拡張部４５Ａの外面に対して結露水（水滴）となって付着する。ｂとｃは立ち昇る水蒸気とベルト拡張部４５Ａの外面に対して付着した結露水を模式的に示したものである。７０は離間空間部６０からの水蒸気の流出を抑制するために離間空間部６０を囲うように配設したハウジングを示す。
【００６２】
ベルト拡張部４５Ａの外面に対して付着した結露水ｃが引き続くベルト４５の回動によりニップ部Ｎ２１に持ち運ばれてニップ部Ｎ２１を挟持搬送されるシートＳの画像形成面側（表面側）に付着する。即ち、シートＳから蒸発した水分がベルト４５に結露水ｃとして捕集され、その結露水ｃが再びシートＳに対して還元（水分付与）されるのである。
【００６３】
これにより、効率的にシートＳに水分を留めることができシート波打ち及びカール低減に効果がある。さらに、シートＳの密閉冷却を行うことで、シートＳが高温・高湿のヤング率が低く、こわさが低下している状態でシートＳを矯正することができるため、効果的にカール及び波打ちの軽減が可能となる。密閉空間においてシートＳに冷却を行うため、シートが密閉空間から解放された時には、シートＳは冷却されて水分を蒸発しない状態となり、結露などの問題が生じず、搬送性や積載性が安定する。
【００６４】
効率的にシートＳの波打ち及びカールを低減するには、定着装置２０から出たシートＳを冷却する冷却装置を定着装置２０の直ぐ下流に設置したほうが良い。しかし、定着ローラ３１の直ぐ下流にはシート分離部材３４，３５やシート搬送ガイド板３６，３７が配置されている。そのため、冷却装置自体を定着装置に近づけるには限界がある。
【００６５】
本実施例のように、第１のベルトユニット２１Ａのベルト４５の一部分を冷却平板４７で冷却されるベルト拡張部４５Ａとして、定着装置直後の通紙面上部にシート分離部材３４，３５やシート搬送ガイド板３６，３７を避けて配置する。即ち、ベルト拡張部４５Ａを離間空間部６０において定着ローラ３１の上部に向って張り出させて配置する。これにより、上昇してきた水蒸気をベルト拡張部４５Ａに結露水として捕集して再びシートＳに与える。この構成により、シート分離部材３４，３５やシート搬送ガイド板３６，３７の存在は問題とならない。
【００６６】
第１と第２のベルトユニット２１Ａと２１Ｂにおける結露除去手段としてのブレード部材４８と５８はそれぞれベルト４５と５５の外面の通紙領域外に付着してしまった水分を除去する役目をする。図３は定着装置２０と冷却装置２１の部分の平面図（上面図）であり、第１のベルトユニット２１Ａ側のブレード部材４８が示されている。ブレード部材４８は第２の冷却平板４７の位置よりもベルト４５の移動方向（ベルト回転方向）の上流側に配置されている。
【００６７】
即ち、ブレード部材４８は、第３のローラ４３と第４のローラ４４との間のベルト部分の外面に対して先端エッジ部を加圧当接させて、ベルト４５の移動方向（ベルト回転方向）に対して４５度の傾きを持たせて、かつベルト４５を横断させて配設されている。Ａはベルト４５の外面の通紙領域、Ｂは通紙領域外を示している。通紙領域Ａの幅と通紙領域外Ｂの幅は通紙されるシートＳの幅の大小に応じて変わる。
【００６８】
第１のベルトユニット２１Ａにおいて、ベルト４５の通紙領域Ａに対応する外面部分の結露水はニップ部Ｎ２１に導入されたシートＳの画像形成面側に対する水分付与に用いられる。通紙領域外Ｂに対応するベルト外面の結露水ｃはシートＳに対する水分付与に用いられずに残留する。その残留結露水ｃはブレード部材４８によりしごかれて斜め配設のブレード部材４８の先端エッジ部に沿って高位の端部側から低位の端部側（一端側）に流れて集結しベルト４５の外面から除去されて貯留タンク（水分回収ボックス）４９内に回収される。
【００６９】
第２のベルトユニット２１Ｂのベルト５５の通紙領域外Ｂに対応する外面にもニップ部Ｎ２１において第１のベルトユニット２１Ａのベルト５５の通紙領域外Ｂに対応するベルト外面の結露水は転写されて付着する。その付着結露水は第１のベルトユニット２１Ａの場合と同様にブレード５８によりベルト外面から除去される。
【００７０】
本実施例の冷却装置２１の利用により、例えば、シート搬送速度４７５ｍｍ／ｓ、定着ローラ３１の温度１７０℃とし、６．０％の水分量を有するシートＳ（キヤノン製ＣＳ−８１４：８１ｇｓｍ）を２５０枚通紙し、積載した。
【００７１】
冷却装置２１を利用しない場合の最大波打ち高さは１．８ｍｍであった。第２の冷却平板４７がない場合の冷却装置２１を利用した場合の最大波打ち高さは１．０ｍｍとなり４４％低減させることができる。このときのシートＳの水分量は５．６％となる。これを一般的な放置環境例えば温度２３℃、湿度５０％の環境に１日放置するとシートＳの水分量は６．３％となる。
【００７２】
このとき２５０枚積載されたシートＳは端部から水分を吸収しやすい。そのため、シートの中央と端部で水分量の差が生まれ、水分吸収が多い部分ではシートの膨張が大きいので中央と端部で伸縮差が生じ時間経過で波打ちが増大する。本条件では１日放置後最大波打ち高さが２．１ｍｍに増加した。
【００７３】
上記の比較例との対応において、本実施例に示す構成の場合は、最大波打ち高さは１．０ｍｍ、このときのシートＳの水分量は５．９％、１日放置後最大波打ち高さは１．３ｍｍに増加した。
【００７４】
本実施例に示す構成を用いてシートの水分蒸発をさらに抑制すれば、定着装置通紙直後から環境に放置し水分平衡状態となるまでにシートが吸収する水分量を低減でき時間経過による波打ちの増大を抑制することができる。
【００７５】
かくして、本実施例によれば、定着直後のシートＳは冷却装置２１のニップ部Ｎ２１までの短期間においても水分が蒸発する。定着装置２０と冷却装置２１との間の離間空間部６０の上部まで冷却装置２１のベルト４５を拡張する。そして、そのベルト拡張部４５Ａを冷却手段４７で冷却する。
【００７６】
これによりベルト拡張部４５Ａの冷却されたベルト部分に水蒸気が結露して付着し、その水分はベルト４５の移動によって冷却装置２１のニップ部Ｎ２１内に搬送され、シートとベルトにニップされ再びシートに戻る。これにより効率的にシートの水分を留めることができシート波打ち及びカールを低減することができ、印刷機と同等な成果物品位を得ることができる。
【００７７】
［実施例２］
本実施例２は、実施例１の冷却装置２１において、図４に示すように、第２のベルトユニット２１Ｂのベルト５５にも、離間空間部６０においてシートＳから生じた水蒸気を結露水として捕集するベルト拡張部５５Ａを具備させたものである。
【００７８】
即ち、ベルト５５を懸架しているローラの１つである第４のローラ５４を第１のローラ５１よりも上流側で下側のシート分離部材３５よりも下方部に配設している。これにより、第４のローラ５４と第１のローラ５１の間のベルト部分が加圧ローラ３２の下部に向って張り出している。即ち、定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口側と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口側との間で、下側のシート分離部材３５と下側のシート搬送ガイド３７の下方部に上記のベルト部分がベルト拡張部５５Ａとして展張されて位置する。
【００７９】
このベルト拡張部５５Ａの内面側に第４の冷却平板（第２の冷却手段）５７が配設されている。この冷却平板５７の背面側にもヒートシンク５７ａが配設されている。冷却平板５７はベルト拡張部５５Ａである第４と第１のローラ５４と５１の間のベルト部分の内面に対してほぼ全面的に接している。
【００８０】
シートＳが定着ニップ部Ｎ２０を出て冷却装置２１のニップ部Ｎ２１に入る間の離間空間部６０においてシートＳの裏面側に出た水蒸気ｂは、下側のシート搬送ガイド板３７に開けられた多数の通気孔や下側のシート分離部材３５の間を通じて下方に流れる。そして、シート搬送ガイド板３７と、加圧ローラ３２と、上記のベルト拡張部５５Ａとで囲われる空間部分に篭る。
【００８１】
そして、第４の冷却平板５７で冷却されているベルト拡張部５５Ａの外面に対して結露水ｃとなって付着する。このようにベルト拡張部４５Ａの外面に対して付着した結露水ｃが引き続くベルト５５の回動によりニップ部Ｎ２１に持ち運ばれてニップ部Ｎ２１で挟持搬送されるシートＳの裏面側に付着する。
【００８２】
従って、本実施例の冷却装置２１においては、シートＳの画像形成面側と裏面の両方から蒸発した水分を効率的にシートＳに戻しシートの波打ち及びカールを低減させることが出来る。
【００８３】
シートＳの画像形成面に対して裏面のほうが比較的水分蒸発量は少ないが裏面からの水分蒸発を抑制しなければ画像形成面と裏面で水分量に差が生まれカールの原因となる。本実施例を用いることで裏面から蒸発した水分を再びシートに戻すことができ画像形成面と裏面での水分量差を抑えカールを抑制することが出来る。また、シートの画像形成面に加えて裏面への水分還元もあり、実施例１と比較して通紙前と通紙後の水分量差が小さくなる。これによりさらに時間経過による波打ち増加を抑制することできる。
【００８４】
［実施例３］
本実施例３は、実施例１の冷却装置２１においてベルト４５のベルト拡張部４５Ａの外面に対する結露水の付着を、通紙されるシートＳの幅にほぼ対応する通紙領域Ａの部分に集中させるように構成したものである。即ち、ベルト拡張部４５Ａを冷却する第２の冷却平板（第２の冷却手段）４７を、装置に通紙されるシートの幅サイズに応じてベルト拡張部４５Ａの幅方向における冷却範囲を変更可能に構成したものである。
【００８５】
実施例１ではシートＳから出た水蒸気を結露させるベルト４５のベルト拡張部４５Ａの通紙領域外Ｂにおいても第２の冷却平板４７はベルトを冷却しており、ベルト外面の通紙領域外Ｂに付着した水滴はシートＳに還元されない。シートに還元されない水分が多ければ多いほど通紙後のシートの水分量は低くなり、放置環境からの吸湿量が多くなるので波打ちが増大する。
【００８６】
よって、水分がベルト４５の通紙領域外Ｂに付着することを抑制しほぼ通紙領域Ａ内に水分付着が集中する手法を本実施例で説明する。本実施例においては、第２の冷却平板４７は幅方向に複数に分割されている。そして、装置に通紙されるシートＳの幅サイズに応じて前記複数の分割された冷却平板が選択的にベルト拡張部４５Ａに対して接離制御されることでベルト拡張部４５Ａの幅方向における冷却範囲の変更がなされる。
【００８７】
より具体的には、図５の（ａ）は本実施例における冷却装置２１の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）において第１のベルトユニット２１Ａからベルト４５を省いた状態の外観斜視図である。また、図６の（ａ）と（ｂ）は第２の冷却平板４７（ヒートシンク４７ａも含む）について分割した可動の分割冷却平板のシフト機構の説明図である。
【００８８】
本実施例においてはベルト４５のベルト拡張部４５Ａを冷却する第２の冷却平板（ヒートシンク４７ａも含む）４７についてその幅方向において５つの冷却平板部分に分割してある。即ち、中央部の冷却平板部分４７（ａ）と、その両側のそれぞれ２つずつの冷却平板部分４７（ｂ）と４７（ｃ）の合計５つの冷却平板部分に分割してある。
【００８９】
上記５つの分割冷却平板部分の全体の合計幅が装置に通紙使用可能な最大幅サイズのシート（大サイズシート）の幅にほぼ対応している。中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）の幅が通紙使用可能な最小幅サイズのシート（小サイズシート）の幅にほぼ対応している。そして、中央部とその両脇１つずつの分割冷却平板部分４７（ｂ）＋４７（ａ）＋４７（ｂ）の合計幅が大サイズシートと小サイズシートの中間幅サイズの記録材（中サイズシート）の幅にほぼ対応している。
【００９０】
中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）は、冷却平板をベルト４５のベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触させた状態にして位置を固定して配設されている。この中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）の両側のそれぞれ２つずつの分割冷却平板部分４７（ｂ）と４７（ｃ）はいずれも、図６のように、第１のローラ４１側の端部を回動軸４９に支持させてあり、この回動軸４９を支点にして上下方向に回動可能である。
【００９１】
また、第４のローラ４４側の端部にはそれぞれ腕部５０が設けられており、その各腕部５０にそれぞれ対応して腕部５０に作用する偏心カム１０３が配設されている。各偏心カム１０３はそれぞれ制御回路部１０１で制御される駆動部１０２により軸部１０３ａを中心に、図６の（ａ）のように、小径部が腕部５０に対応した第１回転角姿勢と、（ｂ）のように、大径部が腕部５０に対応した第２回転角姿勢と、に回転駆動される。
【００９２】
対応する偏心カム１０３が第１回転角姿勢にされることで、分割冷却平板部分４７（ｂ）と４７（ｃ）は個々に回動軸４９を支点にして下げ回動されてベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触した状態に保持される（図６の（ａ））。また、対応する偏心カム１０３が第２回転角姿勢にされることで、分割冷却平板部分４７（ｂ）と４７（ｃ）は個々に回動軸４９を支点にして上げ回動されてベルト拡張部４５Ａの内面から離された状態に保持される（図６の（ｂ））。
【００９３】
制御回路部１０１にはホスト装置あるいは操作部（不図示）から通紙されるシートＳのサイズ情報Ｄが入力する。
【００９４】
制御回路部１０１は入力したサイズ情報Ｄが大サイズシートである場合には、全ての可動の分割ヒートシンク部分に対応する偏心カム１０３を第１回転角姿勢に制御する。これにより、中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）も含めて５つ全ての分割冷却平板部分がベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触した状態になる。よって、ベルト拡張部４５Ａの大サイズシートの幅にほぼ対応する通紙領域Ａが冷却され、その通紙領域Ａに対応するベルト外面に対して結露水ｃが付着する。
【００９５】
また、制御回路部１０１は入力したサイズ情報Ｄが小サイズシートである場合には、全ての可動の分割冷却平板部分に対応する偏心カム１０３を第２回転角姿勢に制御する。これにより、中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）だけがベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触した状態になる。よって、ベルト拡張部４５Ａの小サイズシートの幅にほぼ対応する通紙領域Ａが冷却され、その通紙領域Ａに対応するベルト外面に結露水が付着する。
【００９６】
また、制御回路部１０１は入力したサイズ情報Ｄが中サイズシートである場合には、中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）の両側の１つずつの可動の分割冷却平板部分４７（ｂ），４７（ｂ）に対応する偏心カム１０３を第１回転角姿勢に制御する。これにより、その分割冷却平板部分４７（ｂ），４７（ｂ）がそれぞれベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触した状態になる。
【００９７】
また、それらの分割冷却平板部分４７（ｂ），４７（ｂ）の更に外側の可動の分冷却平板部分４７（ｃ），４７（ｃ）に対応する偏心カム１０３を第２回転角姿勢に制御する。これにより、その分割冷却平板部分４７（ｃ），４７（ｃ）がそれぞれベルト拡張部４５Ａの内面から離された状態に保持される（図５の（ｂ）、図６の（ｂ））。
【００９８】
よって、ベルト拡張部４５Ａの内面には中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）とその両側の１つずつの分割冷却平板部分４７（ｂ），４７（ｂ）とが接触した状態にされる。これにより、ベルト拡張部４５Ａの中サイズシートの幅にほぼ対応する通紙領域Ａが冷却され、その通紙領域Ａに対応するベルト外面に結露水ｃが付着する。
【００９９】
本実施例では、上記のような第２の冷却平板４７の分割シフト構成により、装置に通紙されるシートＳの幅サイズに応じて、第２の冷却平板４７のベルトに対する接触幅を変更し、ベルト拡張部４５Ａの幅方向における冷却範囲を変更する。接触する可動の分割冷却平板は各シートサイズ以下（シートの通紙領域幅以下）になるようにシートサイズに応じて接触範囲を設定している。
【０１００】
ベルト拡張部４５Ａの幅方向における冷却範囲を通紙されるシートの通紙領域幅以下に設定すると、ベルト拡張部４５ＡにはシートＳから蒸発した水分が結露水として通紙領域Ａ内で付着する。これにより、通紙されるシートの幅サイズに応じて水分をシートに還元できる。
【０１０１】
ここで、ベルト拡張部４５Ａにおける冷却範囲を通紙領域幅以下に設定した理由は、シートの端部は中央に比べ冷却されやすく放置後吸湿もしやすいのためシート端部は中央に比べ冷却効果が低くても良いため。また、シートＳの幅サイズは無数にあり、それに応じてヒートシンク４７を分割することはできないため、３から５個程度に分割し冷却範囲が、常に、通紙されるシートの幅以下（シートの通紙領域幅以下）になるように設定した。
【０１０２】
これによりシートサイズに応じて適した範囲に水分を還元することが出来るので、カール及び波打ちの低減効率があがりベルト４５の通紙領域外の結露も軽減できる。
【０１０３】
本実施例の第２の冷却平板４７の分割シフト構成は、実施例２（図４）における第２のベルトユニット２１Ｂ側のベルト拡張部５５Ａを冷却する第４の冷却平板５７にも適用することができる。
【０１０４】
［実施例４］
本実施例４は、実施例１の冷却装置２１における第２の冷却平板４７を、図７のように、ベルト拡張部４５Ａの内面に当接しており、当接部はベルト４５の回転方向に湾曲しベルト４５の外側方向に凸となるように湾曲している湾曲部を有する形態にしたものである。
【０１０５】
この構成により、ベルト拡張部４５Ａの外面にたいする結露水の付着をより効果的なものにすることができる。この構成は、実施例２（図４）における第２のベルトユニット２１Ｂ側のベルト拡張部５５Ａを冷却する第４の冷却平板５７にも適用することができる。
【０１０６】
［実施例５］
本実施例５は、実施例１または実施例４の冷却装置２１における第１と第２の冷却平板４６と４７を、図８の（ａ）または（ｂ）のように一連につなげた構成としたものである。この構成は、実施例２（図４）における第２のベルトユニット２１Ｂ側の第３と第４の冷却平板５６と５７にも適用することができる。
【０１０７】
［実施例６］
本実施例６は実施例１における第２のベルトユニット２１Ｂを、図９の（ａ）のように、シート摺動板２１Ｃに変更、或いは（ｂ）のように、シート搬送方向ａにおいて間隔をあけて配列した並行複数本の回転ローラ２１Ｄに変更したものである。
【０１０８】
図９の（ａ）のシート摺動板２１Ｃは第１のベルトユニット２１Ａの第１と第２のローラ４１と４２、及びその間の第１の冷却平板４６に対してベルト４５を挟んで圧接して、ベルト４５とニップ部Ｎ２１を形成している。シート摺動板２１Ｃのベルト対向面はシートＳの裏面が摺動する低摩擦材料面としている。
【０１０９】
図９の（ｂ）の並行複数本の回転ローラ２１Ｄも、第１のベルトユニット２１Ａの第１と第２のローラ４１と４２、及びその間の第１の冷却平板４６に対してベルト４５を挟んで圧接して、ベルト４５とニップ部Ｎ２１を形成している。
【０１１０】
［その他の装置構成］
１）冷却手段である各冷却平板４６，４７，５６，５７がベルト４５や５５から奪熱した熱を放熱させる熱移動手段はヒートシンクに限られない。ヒートパイプなどであってもよい。また、冷却手段は冷却平板に限られない。冷風装置などその他の適宜の冷却手段を用いることができる。
【０１１１】
２）画像加熱部としての画像加熱定着装置は実施例の熱ローラ方式に限られない。熱チャンバー方式、赤外線照射方式、電磁加熱方式など従来公知の各種構成の加熱方式の定着装置を使用することができる。
【０１１２】
３）また画像加熱部は画像加熱定着装置に限られない。記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大装置（画像改質装置）であってもよい。
【０１１３】
４）画像形成装置の画像形成部は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、記録材に対して直接方式で未定着画像を形成する構成のものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
２０・・画像加熱部、２１・・記録材冷却加湿装置、４５・・ベルト、４５Ａ・・ベルト拡張部、Ｎ２１・・ニップ部、Ｓ・・記録材、６０・・離間空間部、４６・・第１の冷却手段、４７・・第２の冷却手段、ｂ・・水蒸気、ｃ・・結露水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材冷却加湿装置、画像形成装置、及び画像加熱システムに関する。
【０００２】
記録材冷却加湿装置は、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置において画像加熱装置を出た、画像を担持して加熱されている状態の記録材を冷却すると共に水分を付加して記録材の波打ちやカールを抑制する装置として有効である。
【背景技術】
【０００３】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像を現像剤（トナー）により現像して可視画像化する。この可視画像（トナー像）を記録材（以下、シートと記す）に静電気力を用いて転写させる。次いで、転写画像を定着装置（画像加熱装置）により加熱、加圧して固着画像として定着させることによって、シート上に画像が記録形成されるようになっている。
【０００４】
従来、定着装置としては、熱ローラ定着装置（ローラ定着方式の装置）を用いる例が多い。この装置は、例えば、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱されて所定の温度に維持させた定着ローラと、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部（定着ニップ部）にシートを導入して挟持搬送させる。これにより、シート表面の未定着トナー像が定着ローラの熱とニップ圧により加熱、加圧されて定着される。この定着工程では熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が圧接ニップ部および圧接ニップ後に蒸発する。
【０００５】
シートの水分量変化とシートにかかるストレスで波打ち及びカールが発生する。シートを繊維のレベルで見ると、シートは短い繊維どうしが絡み合って構成されており、繊維内部または繊維どうしの間には水分が含まれ、繊維と水は水素結合を生じる。セルロースは多数のヒドロキシル基を有しており、このヒドロキシル基の極性により他の水素原子を引き付ける性質を持っている。そのため繊維の間に水が入っていると繊維と水で水素結合を生じる。
【０００６】
定着工程においてシートに熱が加わると、シート内部の水分が蒸発し、水と水素結合していたセルロースは水分子の変わりに他のセルロースのヒドロキシル基と水素結合し、水の体積分の変形が生じる。繊維どうしで水素結合が生じ変形する。シートを放置していると環境から吸湿し、繊維どうしの水素結合が再び切り離される。だが、一部の繊維間には水分が入っていかず、それにより変形が維持される。変形のパターンはシートの表裏の伸縮差で変形するもの（カール）とシートの中央部と端部での伸縮差で起きるものがあり、これらの変形によりシートの波打ちまたはカールが生じる。
【０００７】
この問題に対する解決策が特許文献１に開示されている。これは、カール癖がつかないように定着装置後のシートを冷却する装置およびシステムである。一対の冷却部に設けた密着したベルトの間にシートを挟み込んで搬送する。また、ベルトの内側には、金属部材を配置し、ベルトがシートから受けた熱を吸収し、放熱する。また、このシートを挟み込んだベルトを平面搬送する。このように、定着装置を通過したシートを密着冷却することで、シートの水分蒸発そのものを防止し、波打ちおよびカールが軽減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１１２１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来技術では、定着装置から排紙したシートを冷却装置に通紙し、シートの冷却及び水分蒸発抑制をおこないカール及び波打ちを低減している。しかし、この機構を用いた場合、定着ローラ直後には分離板や分離爪などのシート分離部材や搬送ガイド板が必要となるため定着ローラニップと冷却装置ニップには一定の間隔が必要となる。
【００１０】
シートは定着装置通紙直後の温度が一番高く水分蒸発量が多くなるので冷却装置ニップまでの短時間においても水分が蒸発してしまい、定着装置通紙前と定着装置通紙後のシートの水分量の差が大きくなる。定着装置通紙直後から環境に放置し水分平衡状態となるまでのシートが吸収する水分量が多ければ時間経過によって波打ちが増大してしまう。よって、定着装置と冷却装置の水分蒸発対策が必要となる。
【００１１】
排紙後のシートの水分が放置環境よりも低ければ、シートを積載放置すると、端部から水分を吸収し、水分を吸収した部分は水の体積分膨張し伸びる。よって、水分を吸収しづらい中央部は体積膨張が小さく、端部は体積膨張が大きいので中央端部に伸縮の差が生まれ、波打ちがおこる。これにより放置環境との水分平衡状態よりもシートの水分量が低ければ低いほど波打ちは大きくなる。
【００１２】
よって、定着装置通紙前のシートの水分量と排紙後の水分量の差をできるだけ小さくする必要があり、効率的にカール及び波打ちを低減させるには、定着装置と冷却装置との間での水分蒸発の問題を解決する必要がある。また、水分が蒸発すると結露の問題もある。
【００１３】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものである。その目的とするところは、画像加熱部に対する通紙前のシートの水分量と排紙後のシートの水分量の差をできるだけ小さくすることが出来る手段構成を提供することにある。これにより、効率的にシート波打ち及びカールの低減を図ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明に係る記録材冷却加湿装置の代表的な構成は、画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材をニップ部にて挟持搬送して冷却すると共に加湿する記録材冷却加湿装置であって、前記ニップ部を構成すると共に、前記画像加熱部の記録材出口部と前記ニップ部の記録材入口部との間の離間空間部に及んでいるベルト拡張部を構成している回転可能なエンドレスのベルトと、前記記録材を前記ニップ部において前記ベルトを介して冷却する第１の冷却手段と、前記ベルト拡張部を冷却して前記離間空間部において前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材から出る水蒸気を前記ベルト拡張部の外面に結露水として付着させる第２の冷却手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画像加熱部に対する通紙前の記録材の水分量と排紙後の記録材の水分量の差をできるだけ小さくすることが出来、これにより、効率的にシート波打ち及びカールの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成図
【図２】定着装置と冷却装置の部分の概略図
【図３】定着装置と冷却装置の部分の平面図（上面図）
【図４】実施例２における冷却装置の概略図
【図５】実施例３における冷却装置の構成説明図
【図６】実施例３における冷却装置の分割冷却平板のシフト機構の説明図
【図７】実施例４における冷却装置の構成説明図
【図８】実施例５における冷却装置の構成説明図
【図９】実施例６における冷却装置の構成説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る記録材冷却加湿装置あるいは画像加熱システムを用いた画像形成装置の一例の概略構成図である。この装置１００はタンデム方式−中間転写方式の電子写真フルカラー（天然色、多色）レーザビームプリンタである。パソコン等のホスト装置（不図示）から制御回路部（不図示）に入力する画像信号に基づいて記録材Ｓに４色フルカラー画像を形成することができる。記録材Ｓは現像剤像を形成することができるシート状の記録媒体であり、普通紙、光沢紙、封筒、はがき、ラベル、ＯＨＰシートなどである。
【００１８】
装置１００内には、図面上、左側から右側に水平方向に順に第１乃至第４の画像形成部Ｕ（ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫ）が直列に配置されており、並列処理により各色の現像剤像を形成する。各画像形成部Ｕはそれぞれ現像装置に収容させた現像剤（以下、トナーと記す）の色が本実施例においてはイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）と異なるだけで互いに同様の構成の電子写真画像形成機構である。
【００１９】
各画像形成部ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫの構成及び動作は共通である部分が多い。そこで、以下の説明においては、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために符号に与えた添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略して総括的に説明する。
【００２０】
各画像形成部Ｕは、それぞれ、表面に静電潜像を形成するための回転可能な像担持体としての感光体ドラム１を有する。ドラム１は矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。ドラム１の周囲には回転方向に沿って、一次帯電装置（ローラ）２，露光装置（レーザスキャナユニット）３，現像装置４，一次転写装置（ローラ）５，クリーニング装置６が配設されている。
【００２１】
一次帯電装置２には所定の帯電バイアスが印加される。これにより、回転するドラム１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。ユニット３は、ホスト装置から制御回路部に入力した画像情報に応じて変調されたレーザビームＬを出力してドラム１の帯電処理面を走査露光する。これによりドラム１の表面に画像露光に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置４によりトナー像として現像される。
【００２２】
上記のような帯電、露光、現像の画像形成プロセスにより、第１の画像形成部ＵＹのドラム１Ｙにはフルカラー画像のＹ色成分像に対応するＹ色トナー像が形成される。第２の画像形成部ＵＭのドラム１Ｍにはフルカラー画像のＭ色成分像に対応するＭ色トナー像が形成される。第３の画像形成部ＵＣのドラム１Ｃにはフルカラー画像のＣ色成分像に対応するＣ色トナー像が形成される。第４の画像形成部ＵＫのドラム１Ｋにはフルカラー画像のＫ色成分像に対応するＫ色トナー像が形成される。
【００２３】
第１乃至第４の画像形成部Ｕの下方に配設された中間転写ベルトユニット７は、循環して移動して各画像形成部Ｕのドラム１からトナー像の転写を順次に受ける中間転写体としての可撓性を有する無端状の中間転写ベルト８を有する。ベルト８は駆動ローラ９，二次転写対向ローラ１０，テンションローラ１１の３本のローラ間に張架されている。ベルト８はローラ９により矢印の時計方向にドラム１とほぼ同じ速度で回転駆動される。
【００２４】
各画像形成部Ｕの一次転写装置５はベルト８を挟んでドラム１の下面に圧接している。ドラム１とベルト８との当接部が一次転写ニップ部である。ローラ５に所定の一次バイアスが印加されることで、ドラム１側のトナー像が一次転写ニップ部においてベルト８の表面に一次転写される。ドラム１側の残トナーはクリーニング装置６でドラム面から除去される。各画像形成部Ｕのドラム１に対するトナー像の形成は、各画像形成部Ｕのドラム１からベルト８へのトナー像の一次転写が順次に所定に重ね合わされた状態でなされるように制御される。
【００２５】
かくして、第４の画像形成部ＵＫの一次転写ニップ部を通ったベルト８の表面には、Ｙ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色重ね合わせのフルカラーの未定着トナー像が合成形成される。ローラ１０にはベルト８を挟んで二次転写装置（ローラ）１７が圧接している。ローラ１７とベルト８との当接部が二次転写ニップ部である。ベルト８に形成されたトナー像は引き続くベルト８の移動で二次転写ニップ部に搬送される。
【００２６】
一方、所定の制御タイミングにて、第１または第２の給紙カセット１２，１３の給紙ユニット１４が駆動されてカセット１２または１３に積載収納されている記録材（以下、シートと記す）Ｓが一枚分離給送される。シートＳは第１のシートパス１５を通り、レジストローラ対１６により二次転写ニップ部に対して所定の制御タイミングで導入される。これによりシートＳは二次転写ニップ部を挟持搬送されるとともに、ローラ１７に印加される所定の二次転写バイアスにより、シートＳに対してベルト８側のトナー像が順次に一括して二次転写される。
【００２７】
本実施例の画像形成装置１００において大小各種幅サイズのシートＳの通紙はシート幅中心を基線とする中央基準搬送でなされる。シートＳの幅とはシート搬送方向に直交する方向のシート寸法である。
【００２８】
二次転写ニップ部を通ったシートＳはベルト８から分離されて搬送ベルト装置１９により画像加熱装置としての定着装置（定着器:未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部）２０に導入される。ベルト８側の残トナーはローラ１１のベルト懸回部に配設されているクリーニング装置１８でベルト面から除去される。シートＳは定着装置２０により加熱加圧される。これにより未定着トナー像が固着画像としてシート面に熱圧定着される。
【００２９】
定着装置２０を出たシートＳは定着装置２０に隣接して配設された記録材冷却加湿装置（記録材冷却加湿部：以下、冷却装置と記す）２１に導入されて加湿および冷却処理を受ける。定着装置２０と冷却装置２１については次の（２）項と（３）項で詳述する。
【００３０】
冷却装置２１を出たシートＳは片面画像形成モードが選択されている場合には、フラッパ２２の切換え制御により第２のシートパス２３側に進路案内されて排出ローラ２４により機外の排出トレイ２５上に排出される。
【００３１】
両面画像形成モードが選択されている場合には、冷却装置２１を出た第１面側画像形成済みのシートＳがフラッパ２２の切換え制御により第３のシートパス２６側に導入される。さらにスイッチバックシートパス２７内に入り、次いで該シートパス２７から引き出し搬送されてフラッパ２８の切換え制御により再搬送シートパス（両面搬送パス）２９に誘導される。そして、該シートパス２９から第１のシートパス１５に戻されて、レジストローラ対１６により二次転写ニップ部に対して表裏反転状態で所定のタイミングで再導入される。
【００３２】
これにより、シートＳの第２面側に対して、ベルト８上のトナー像の二次転写がなされる。二次転写ニップ部にて第２面に対するトナー像の二次転写を受けたシートＳはベルト８から分離されて定着装置２０と冷却装置２１へ順次に再導入され、画像の定着処理とシートＳの加湿および冷却処理を受ける。そして、第２のシートパス２３を通って両面画像形成物としてトレイ２５に排出される。
【００３３】
モノクロなどモノカラーモードは指定された色の画像形成部が画像形成動作することでなされる。他の画像形成部はドラムの回転はなされるが画像形成動作はなされない。なお、各色の画像形成部の配列順序は上記実施例のＹ色→Ｍ色→Ｃ色→Ｋ色に限られるものではなく任意の色順とすることができる。また、フルカラー画像形成装置において画像形成部の数は上記実施例の４つに限られるものではない。画像形成装置は画像形成部が一つのモノクロなどの単色画像形成装置であってもよい。
【００３４】
（２）定着装置２０
図２は定着装置２０と冷却装置２１の部分の概略図である。定着装置２０は本実施例においては熱ローラ方式の装置であり、上下に並行に配列して圧接させた定着ローラ３１と加圧ローラ３２を有する。
【００３５】
定着ローラ３１はシートＳの未定着トナー像（未定着画像）を担持した面（画像形成面）に接触する熱ローラとして、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源３３により内側から加熱されて表面温度が温調制御系（不図示）により所定の定着温度に維持される中空ローラである。加圧ローラ３２は耐熱ゴム層を有する弾性ローラであり、定着ローラ３１との圧接でシート搬送方向（記録材搬送方向）ａにおいて所定幅の定着ニップ部Ｎ２０を形成する。
【００３６】
定着ローラ３１は定着モータ（不図示）により矢印の時計方向に所定のプロセススピード（シート搬送速度）に対応した速度で回転駆動される。加圧ローラ３２は定着ニップ部Ｎ２０における定着ローラ３１との摩擦力で定着ローラ３１の回転に従動して矢印の反時計方向に回転する。定着ローラ３１が回転駆動され、そして熱源３３により加熱されて表面温度が所定の定着温度に温調維持された状態において、画像形成機構部側から上面に未定着トナー像を担持したシートＳが定着装置２０に送り込まれて定着ニップ部Ｎ２０で挟持搬送される。
【００３７】
これによりシートＳが定着ニップ部Ｎ２０で加熱加圧されて、画像形成面であるシート表面の未定着トナー像が固着画像として加熱加圧定着される。定着ニップ部Ｎ２０のシート出口側には定着ローラ３１と加圧ローラ３２にそれぞれ先端部を近接または当接させて上側と下側のシート分離部材３４と３５が配設されており、定着ニップ部Ｎ２０を出たシートＳは定着ローラ３１及び加圧ローラ３２から分離される。そして、シートＳは上側と下側のシート分離部材３４と３５の間を通り、更に上側と下側のシート搬送ガイド板３６と３７の間を通って次に説明する冷却装置２１のニップ部Ｎ２１に導入される。
【００３８】
加圧ローラ３２も熱源により所定の表面温度に加熱する装置構成にすることもできる。加圧ローラ３２も駆動する構成にすることもできる。
【００３９】
（３）冷却装置２１
冷却装置２１は定着装置２０よりもシート搬送方向ａの下流側（記録材搬送方向下流側）で、上記のシート分離部材３４，３５およびシート搬送ガイド板３６，３７を中にして、定着装置２０に近接させて配設されている。定着装置２０では熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が定着ニップ部Ｎ２０及び定着ニップ部通過後に蒸発する。冷却装置２１は定着装置２０を出た直後のシートＳを加湿すると共に冷却する装置である。この装置２１により画像形成装置１００から排出されたシートＳのカールや波打ちの発生を効果的に軽減することが可能となる。
【００４０】
本実施例における冷却装置２１は、定着装置２０を出たシートＳを挟持搬送しながら加湿と冷却を行うニップ部Ｎ２１を形成する上側の第１のベルトユニット２１Ａと下側の第２のベルトユニット２１Ｂとを有する。
【００４１】
第１のベルトユニット２１Ａは、シート搬送方向ａにおいて上流側と下流側とに所定の間隔をあけて並行に配列した水平２本の第１と第２のローラ４１と４２を有する。ローラ４１と４２の回転軸線は定着ローラ３１の回転軸線と並行である。また、第２のローラ４２の上方部において所定に間隔をあけて第２のローラ４２に並行に配列した第３のローラ４３を有する。また、第３のローラ４３とほぼ同じ高さ位置であって、第１のローラ４３よりも上流側である上側シート分離部材３４の上方部に位置し、第３のローラ４３に並行に配列した第４のローラ４４を有する。
【００４２】
そして、上記の第１乃至第４の並行４本のローラ４１〜４４に対して可撓性を有するエンドレスのベルト４５が懸回張設されている。ベルト４５の内側には第１の冷却平板（第１の冷却手段）４６と第２の冷却平板（第２の冷却手段）４７が配設されている。各冷却平板４６と４７の背面側には冷却平板の熱を放熱させる空冷式のヒートシンク４６ａと４７ａが配設されている。熱放熱性及び加工性を考慮してアルミを用いている。
【００４３】
第１の冷却平板４６は第１と第２のローラ４１と４２の間のベルト部分の内面に対してほぼ全面的に当接している。また、第２の冷却平板４７は第４と第１のローラ４４と４１の間のベルト部分の内面に対してほぼ全面的に当接している。また、第３と第４のローラ４３と４４との間のベルト部分の外面には結露除去手段としてのブレード部材（板状の水分除去板）４８が先端エッジ部を加圧当接させて配設されている。
【００４４】
上記の第１のベルトユニット２１Ａにおいて、第２のローラ４２は駆動ローラとされている。また、第３のローラ４３はベルト４５に張りを与えるテンションローラとされている。
【００４５】
第２のベルトユニット２１Ｂは、シート搬送方向ａにおいて上流側と下流側とに所定の間隔をあけて並行に配列した水平２本の第１と第２のローラ５１と５２を有する。ローラ５１と５２の回転軸線は定着ローラ３１の回転軸線と並行である。また、第２のローラ５２の下方部において所定に間隔をあけて第２のローラ５２に並行に配列した第３のローラ５３を有する。また、第１のローラ５１の下方部において所定に間隔をあけて第１のローラ５１に並行に配列した第４のローラ５４を有する。
【００４６】
そして、上記の第１乃至第４の並行４本のローラ５１〜５４に対して可撓性を有するエンドレスのベルト５５が懸回張設されている。第３のローラ５３はベルト５５に張りを与えるテンションローラとされている。ベルト５５の内側には第３の冷却平板（第１の冷却手段）５６が配設されている。この冷却平板５５の背面側にもヒートシンク５５ａが配設されている。
【００４７】
第３の冷却平板５５は第１と第２のローラ５１と５２の間のベルト部分の内面に対してほぼ全面的に接している。また、第３と第４のローラ５３と５４との間のベルト部分の外面には結露除去手段としてのブレード部材５８が先端エッジ部を加圧当接させて配設されている。
【００４８】
第１と第２のベルトユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれの第１のローラ４１と５１とが上下に対向してベルト４５と５６を挟んで所定の押圧力で圧接している。また、第２のローラ４２と５２とが上下に対向してベルト４５と５６を挟んで所定の押圧力で圧接している。また、第１の冷却平板４６と第３の冷却平板５６とが上下に対向してベルト４５と５６を挟んで所定の押圧力で圧接している。
【００４９】
そして、第１のベルトユニット２１Ａにおける第１と第２のローラ４１と４２の間のベルト部分と、第２のベルトユニット２１Ｂにおける第１と第２のローラ５１と５２の間のベルト部分と、が所定の押圧力で腹当てに密着している。これにより、シート搬送方向（記録材搬送方向）ａにおいて幅広の平面的なニップ部Ｎ２１が形成されている。
【００５０】
第１のベルトユニット２１Ａにおけるベルト４５は、駆動ローラである第２のローラ４２が装置モータ（不図示）により駆動されることで矢印の時計方向に所定のプロセススピード（シート搬送速度）に対応した速度で回転駆動される。第２のベルトユニット２１Ｂにおけるベルト５５は、ニップ部Ｎ２１におけるベルト４５との摩擦力でベルト４５の回転に従動して矢印の反時計方向に回転する。
【００５１】
また、第１と第２のベルトユニット２１Ａと２１Ｂのベルト４５と５５の内側にはそれぞれ送風装置（不図示）によりエアーが流される。これにより第１乃至第３の冷却平板４６，４７，５６の各ヒートシンク４６，４７，５６が空冷される。
【００５２】
ベルト４５と５５はニップ部Ｎ２１においてそれぞれ内面が第１の冷却平板４６と第３の冷却平板５６に密着して摺動移動する。これによりベルト４５と５５とがニップ部Ｎ２１において冷却される。また、第１のベルトユニット２１Ａにおいて、第４と第１のローラ４４と４１の間のベルト部分が第２の冷却平板４７により冷却される。
【００５３】
本実施例において、ベルト４５と５５は幅５６０ｍｍのポリイミド樹脂製である。ベルト幅とはシート搬送路面内においてシート搬送方向ａに直交する方向の寸法である。ニップ部Ｎ２１のシート搬送方向ａにおける幅は４００ｍｍ程度である。第１と第３の冷却平板４６と５６縦横寸法は４００×４００ｍｍ程度とした。
【００５４】
６０は定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口部（記録材出口部）と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口部（記録材入口部）との間の離間空間部である。定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０を出たシートＳは、離間空間部６０において、上側と下側のシート分離部材３４と３５の間を通り、更に上側と下側のシート搬送ガイド板３６と３７の間を通って冷却装置２１のニップ部Ｎ２１に進入して挟持搬送される。
【００５５】
ニップ部Ｎ２１において第１のベルトユニット２１Ａのベルト４５がシートＳの画像形成面側に接触し、第２のベルトユニット２１Ｂのベルト５５がシートＳの画像形成面側とは反対面側（裏面側）に接触する。シートＳはその挟持搬送過程でニップ部Ｎ２１内で、冷却平板４６と５６で冷却されるベルト４５と５５により密封冷却される。ベルト４５と５５は、シートＳがニップ部Ｎ２１に挿入されると同時的に冷却が開始されるように、ベルト４５と５５の密着が始まる位置と、冷却平板４６と５６による冷却が開始する位置をほぼ一致させている。
【００５６】
また、密閉されたニップ部Ｎ２１内で平面搬送されるシートＳの画像形成面側に対して第１のベルトユニット２１Ａのベルト４５から水分が付与される。この水分の付与は次のようにしてなされる。
【００５７】
本実施例の冷却装置２１においては、前記のように、ベルト４５を懸架しているローラの１つである第４のローラ４４を第１のローラ４１よりも上流側で上側のシート分離部材３４よりも上方部に配設している。これにより、第４のローラ４４と第１のローラ４１の間のベルト部分が定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口部と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口部との間の離間空間部６０において定着ローラ３１の上部に向って張り出している。
【００５８】
即ち、定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口側と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口側との間で、上側のシート分離部材３４と上側のシート搬送ガイド３６の上方部に上記のベルト部分が展張されて位置する。
【００５９】
以下、上記の第４のローラ４４と第１のローラ４１の間のベルト部分をベルト拡張部４５Ａとする。即ち、ベルト４５はニップ部Ｎ２１を構成すると共に、定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口側と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口側との間の離間空間部６０に及んでいるベルト拡張部４５Ａを構成している。
【００６０】
定着装置２０は定着ニップ部Ｎ２０でシートＳを挟持搬送して熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が定着ニップ部Ｎ２０及び定着ニップ部通過後に蒸発する。シートＳが定着ニップ部Ｎ２０を出て冷却装置２１のニップ部Ｎ２１に入る間の離間空間部６０において、シートＳの表面側に出た水蒸気は、上側のシート搬送ガイド板３６に開けられた多数の通気孔や上側のシート分離部材３４の間を通じて上方に立ち昇る。
【００６１】
そして、その水蒸気は、シート搬送ガイド板３６と、定着ローラ３１と、上記のベルト拡張部４５Ａとで囲われる空間部分に篭り、第２のヒートシンク４７で冷却されているベルト拡張部４５Ａの外面に対して結露水（水滴）となって付着する。ｂとｃは立ち昇る水蒸気とベルト拡張部４５Ａの外面に対して付着した結露水を模式的に示したものである。７０は離間空間部６０からの水蒸気の流出を抑制するために離間空間部６０を囲うように配設したハウジングを示す。
【００６２】
ベルト拡張部４５Ａの外面に対して付着した結露水ｃが引き続くベルト４５の回動によりニップ部Ｎ２１に持ち運ばれてニップ部Ｎ２１を挟持搬送されるシートＳの画像形成面側（表面側）に付着する。即ち、シートＳから蒸発した水分がベルト４５に結露水ｃとして捕集され、その結露水ｃが再びシートＳに対して還元（水分付与）されるのである。
【００６３】
これにより、効率的にシートＳに水分を留めることができシート波打ち及びカール低減に効果がある。さらに、シートＳの密閉冷却を行うことで、シートＳが高温・高湿のヤング率が低く、こわさが低下している状態でシートＳを矯正することができるため、効果的にカール及び波打ちの軽減が可能となる。密閉空間においてシートＳに冷却を行うため、シートが密閉空間から解放された時には、シートＳは冷却されて水分を蒸発しない状態となり、結露などの問題が生じず、搬送性や積載性が安定する。
【００６４】
効率的にシートＳの波打ち及びカールを低減するには、定着装置２０から出たシートＳを冷却する冷却装置を定着装置２０の直ぐ下流に設置したほうが良い。しかし、定着ローラ３１の直ぐ下流にはシート分離部材３４，３５やシート搬送ガイド板３６，３７が配置されている。そのため、冷却装置自体を定着装置に近づけるには限界がある。
【００６５】
本実施例のように、第１のベルトユニット２１Ａのベルト４５の一部分を冷却平板４７で冷却されるベルト拡張部４５Ａとして、定着装置直後の通紙面上部にシート分離部材３４，３５やシート搬送ガイド板３６，３７を避けて配置する。即ち、ベルト拡張部４５Ａを離間空間部６０において定着ローラ３１の上部に向って張り出させて配置する。これにより、上昇してきた水蒸気をベルト拡張部４５Ａに結露水として捕集して再びシートＳに与える。この構成により、シート分離部材３４，３５やシート搬送ガイド板３６，３７の存在は問題とならない。
【００６６】
第１と第２のベルトユニット２１Ａと２１Ｂにおける結露除去手段としてのブレード部材４８と５８はそれぞれベルト４５と５５の外面の通紙領域外に付着してしまった水分を除去する役目をする。図３は定着装置２０と冷却装置２１の部分の平面図（上面図）であり、第１のベルトユニット２１Ａ側のブレード部材４８が示されている。ブレード部材４８は第２の冷却平板４７の位置よりもベルト４５の移動方向（ベルト回転方向）の上流側に配置されている。
【００６７】
即ち、ブレード部材４８は、第３のローラ４３と第４のローラ４４との間のベルト部分の外面に対して先端エッジ部を加圧当接させて、ベルト４５の移動方向（ベルト回転方向）に対して４５度の傾きを持たせて、かつベルト４５を横断させて配設されている。Ａはベルト４５の外面の通紙領域、Ｂは通紙領域外を示している。通紙領域Ａの幅と通紙領域外Ｂの幅は通紙されるシートＳの幅の大小に応じて変わる。
【００６８】
第１のベルトユニット２１Ａにおいて、ベルト４５の通紙領域Ａに対応する外面部分の結露水はニップ部Ｎ２１に導入されたシートＳの画像形成面側に対する水分付与に用いられる。通紙領域外Ｂに対応するベルト外面の結露水ｃはシートＳに対する水分付与に用いられずに残留する。その残留結露水ｃはブレード部材４８によりしごかれて斜め配設のブレード部材４８の先端エッジ部に沿って高位の端部側から低位の端部側（一端側）に流れて集結しベルト４５の外面から除去されて貯留タンク（水分回収ボックス）４９内に回収される。
【００６９】
第２のベルトユニット２１Ｂのベルト５５の通紙領域外Ｂに対応する外面にもニップ部Ｎ２１において第１のベルトユニット２１Ａのベルト５５の通紙領域外Ｂに対応するベルト外面の結露水は転写されて付着する。その付着結露水は第１のベルトユニット２１Ａの場合と同様にブレード５８によりベルト外面から除去される。
【００７０】
本実施例の冷却装置２１の利用により、例えば、シート搬送速度４７５ｍｍ／ｓ、定着ローラ３１の温度１７０℃とし、６．０％の水分量を有するシートＳ（キヤノン製ＣＳ−８１４：８１ｇｓｍ）を２５０枚通紙し、積載した。
【００７１】
冷却装置２１を利用しない場合の最大波打ち高さは１．８ｍｍであった。第２の冷却平板４７がない場合の冷却装置２１を利用した場合の最大波打ち高さは１．０ｍｍとなり４４％低減させることができる。このときのシートＳの水分量は５．６％となる。これを一般的な放置環境例えば温度２３℃、湿度５０％の環境に１日放置するとシートＳの水分量は６．３％となる。
【００７２】
このとき２５０枚積載されたシートＳは端部から水分を吸収しやすい。そのため、シートの中央と端部で水分量の差が生まれ、水分吸収が多い部分ではシートの膨張が大きいので中央と端部で伸縮差が生じ時間経過で波打ちが増大する。本条件では１日放置後最大波打ち高さが２．１ｍｍに増加した。
【００７３】
上記の比較例との対応において、本実施例に示す構成の場合は、最大波打ち高さは１．０ｍｍ、このときのシートＳの水分量は５．９％、１日放置後最大波打ち高さは１．３ｍｍに増加した。
【００７４】
本実施例に示す構成を用いてシートの水分蒸発をさらに抑制すれば、定着装置通紙直後から環境に放置し水分平衡状態となるまでにシートが吸収する水分量を低減でき時間経過による波打ちの増大を抑制することができる。
【００７５】
かくして、本実施例によれば、定着直後のシートＳは冷却装置２１のニップ部Ｎ２１までの短期間においても水分が蒸発する。定着装置２０と冷却装置２１との間の離間空間部６０の上部まで冷却装置２１のベルト４５を拡張する。そして、そのベルト拡張部４５Ａを冷却手段４７で冷却する。
【００７６】
これによりベルト拡張部４５Ａの冷却されたベルト部分に水蒸気が結露して付着し、その水分はベルト４５の移動によって冷却装置２１のニップ部Ｎ２１内に搬送され、シートとベルトにニップされ再びシートに戻る。これにより効率的にシートの水分を留めることができシート波打ち及びカールを低減することができ、印刷機と同等な成果物品位を得ることができる。
【００７７】
［実施例２］
本実施例２は、実施例１の冷却装置２１において、図４に示すように、第２のベルトユニット２１Ｂのベルト５５にも、離間空間部６０においてシートＳから生じた水蒸気を結露水として捕集するベルト拡張部５５Ａを具備させたものである。
【００７８】
即ち、ベルト５５を懸架しているローラの１つである第４のローラ５４を第１のローラ５１よりも上流側で下側のシート分離部材３５よりも下方部に配設している。これにより、第４のローラ５４と第１のローラ５１の間のベルト部分が加圧ローラ３２の下部に向って張り出している。即ち、定着装置２０の定着ニップ部Ｎ２０のシート出口側と冷却装置２１のニップ部Ｎ２１のシート入口側との間で、下側のシート分離部材３５と下側のシート搬送ガイド３７の下方部に上記のベルト部分がベルト拡張部５５Ａとして展張されて位置する。
【００７９】
このベルト拡張部５５Ａの内面側に第４の冷却平板（第２の冷却手段）５７が配設されている。この冷却平板５７の背面側にもヒートシンク５７ａが配設されている。冷却平板５７はベルト拡張部５５Ａである第４と第１のローラ５４と５１の間のベルト部分の内面に対してほぼ全面的に接している。
【００８０】
シートＳが定着ニップ部Ｎ２０を出て冷却装置２１のニップ部Ｎ２１に入る間の離間空間部６０においてシートＳの裏面側に出た水蒸気ｂは、下側のシート搬送ガイド板３７に開けられた多数の通気孔や下側のシート分離部材３５の間を通じて下方に流れる。そして、シート搬送ガイド板３７と、加圧ローラ３２と、上記のベルト拡張部５５Ａとで囲われる空間部分に篭る。
【００８１】
そして、第４の冷却平板５７で冷却されているベルト拡張部５５Ａの外面に対して結露水ｃとなって付着する。このようにベルト拡張部４５Ａの外面に対して付着した結露水ｃが引き続くベルト５５の回動によりニップ部Ｎ２１に持ち運ばれてニップ部Ｎ２１で挟持搬送されるシートＳの裏面側に付着する。
【００８２】
従って、本実施例の冷却装置２１においては、シートＳの画像形成面側と裏面の両方から蒸発した水分を効率的にシートＳに戻しシートの波打ち及びカールを低減させることが出来る。
【００８３】
シートＳの画像形成面に対して裏面のほうが比較的水分蒸発量は少ないが裏面からの水分蒸発を抑制しなければ画像形成面と裏面で水分量に差が生まれカールの原因となる。本実施例を用いることで裏面から蒸発した水分を再びシートに戻すことができ画像形成面と裏面での水分量差を抑えカールを抑制することが出来る。また、シートの画像形成面に加えて裏面への水分還元もあり、実施例１と比較して通紙前と通紙後の水分量差が小さくなる。これによりさらに時間経過による波打ち増加を抑制することできる。
【００８４】
［実施例３］
本実施例３は、実施例１の冷却装置２１においてベルト４５のベルト拡張部４５Ａの外面に対する結露水の付着を、通紙されるシートＳの幅にほぼ対応する通紙領域Ａの部分に集中させるように構成したものである。即ち、ベルト拡張部４５Ａを冷却する第２の冷却平板（第２の冷却手段）４７を、装置に通紙されるシートの幅サイズに応じてベルト拡張部４５Ａの幅方向における冷却範囲を変更可能に構成したものである。
【００８５】
実施例１ではシートＳから出た水蒸気を結露させるベルト４５のベルト拡張部４５Ａの通紙領域外Ｂにおいても第２の冷却平板４７はベルトを冷却しており、ベルト外面の通紙領域外Ｂに付着した水滴はシートＳに還元されない。シートに還元されない水分が多ければ多いほど通紙後のシートの水分量は低くなり、放置環境からの吸湿量が多くなるので波打ちが増大する。
【００８６】
よって、水分がベルト４５の通紙領域外Ｂに付着することを抑制しほぼ通紙領域Ａ内に水分付着が集中する手法を本実施例で説明する。本実施例においては、第２の冷却平板４７は幅方向に複数に分割されている。そして、装置に通紙されるシートＳの幅サイズに応じて前記複数の分割された冷却平板が選択的にベルト拡張部４５Ａに対して接離制御されることでベルト拡張部４５Ａの幅方向における冷却範囲の変更がなされる。
【００８７】
より具体的には、図５の（ａ）は本実施例における冷却装置２１の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）において第１のベルトユニット２１Ａからベルト４５を省いた状態の外観斜視図である。また、図６の（ａ）と（ｂ）は第２の冷却平板４７（ヒートシンク４７ａも含む）について分割した可動の分割冷却平板のシフト機構の説明図である。
【００８８】
本実施例においてはベルト４５のベルト拡張部４５Ａを冷却する第２の冷却平板（ヒートシンク４７ａも含む）４７についてその幅方向において５つの冷却平板部分に分割してある。即ち、中央部の冷却平板部分４７（ａ）と、その両側のそれぞれ２つずつの冷却平板部分４７（ｂ）と４７（ｃ）の合計５つの冷却平板部分に分割してある。
【００８９】
上記５つの分割冷却平板部分の全体の合計幅が装置に通紙使用可能な最大幅サイズのシート（大サイズシート）の幅にほぼ対応している。中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）の幅が通紙使用可能な最小幅サイズのシート（小サイズシート）の幅にほぼ対応している。そして、中央部とその両脇１つずつの分割冷却平板部分４７（ｂ）＋４７（ａ）＋４７（ｂ）の合計幅が大サイズシートと小サイズシートの中間幅サイズの記録材（中サイズシート）の幅にほぼ対応している。
【００９０】
中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）は、冷却平板をベルト４５のベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触させた状態にして位置を固定して配設されている。この中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）の両側のそれぞれ２つずつの分割冷却平板部分４７（ｂ）と４７（ｃ）はいずれも、図６のように、第１のローラ４１側の端部を回動軸４９に支持させてあり、この回動軸４９を支点にして上下方向に回動可能である。
【００９１】
また、第４のローラ４４側の端部にはそれぞれ腕部５０が設けられており、その各腕部５０にそれぞれ対応して腕部５０に作用する偏心カム１０３が配設されている。各偏心カム１０３はそれぞれ制御回路部１０１で制御される駆動部１０２により軸部１０３ａを中心に、図６の（ａ）のように、小径部が腕部５０に対応した第１回転角姿勢と、（ｂ）のように、大径部が腕部５０に対応した第２回転角姿勢と、に回転駆動される。
【００９２】
対応する偏心カム１０３が第１回転角姿勢にされることで、分割冷却平板部分４７（ｂ）と４７（ｃ）は個々に回動軸４９を支点にして下げ回動されてベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触した状態に保持される（図６の（ａ））。また、対応する偏心カム１０３が第２回転角姿勢にされることで、分割冷却平板部分４７（ｂ）と４７（ｃ）は個々に回動軸４９を支点にして上げ回動されてベルト拡張部４５Ａの内面から離された状態に保持される（図６の（ｂ））。
【００９３】
制御回路部１０１にはホスト装置あるいは操作部（不図示）から通紙されるシートＳのサイズ情報Ｄが入力する。
【００９４】
制御回路部１０１は入力したサイズ情報Ｄが大サイズシートである場合には、全ての可動の分割ヒートシンク部分に対応する偏心カム１０３を第１回転角姿勢に制御する。これにより、中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）も含めて５つ全ての分割冷却平板部分がベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触した状態になる。よって、ベルト拡張部４５Ａの大サイズシートの幅にほぼ対応する通紙領域Ａが冷却され、その通紙領域Ａに対応するベルト外面に対して結露水ｃが付着する。
【００９５】
また、制御回路部１０１は入力したサイズ情報Ｄが小サイズシートである場合には、全ての可動の分割冷却平板部分に対応する偏心カム１０３を第２回転角姿勢に制御する。これにより、中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）だけがベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触した状態になる。よって、ベルト拡張部４５Ａの小サイズシートの幅にほぼ対応する通紙領域Ａが冷却され、その通紙領域Ａに対応するベルト外面に結露水が付着する。
【００９６】
また、制御回路部１０１は入力したサイズ情報Ｄが中サイズシートである場合には、中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）の両側の１つずつの可動の分割冷却平板部分４７（ｂ），４７（ｂ）に対応する偏心カム１０３を第１回転角姿勢に制御する。これにより、その分割冷却平板部分４７（ｂ），４７（ｂ）がそれぞれベルト拡張部４５Ａの内面に対して接触した状態になる。
【００９７】
また、それらの分割冷却平板部分４７（ｂ），４７（ｂ）の更に外側の可動の分冷却平板部分４７（ｃ），４７（ｃ）に対応する偏心カム１０３を第２回転角姿勢に制御する。これにより、その分割冷却平板部分４７（ｃ），４７（ｃ）がそれぞれベルト拡張部４５Ａの内面から離された状態に保持される（図５の（ｂ）、図６の（ｂ））。
【００９８】
よって、ベルト拡張部４５Ａの内面には中央部の分割冷却平板部分４７（ａ）とその両側の１つずつの分割冷却平板部分４７（ｂ），４７（ｂ）とが接触した状態にされる。これにより、ベルト拡張部４５Ａの中サイズシートの幅にほぼ対応する通紙領域Ａが冷却され、その通紙領域Ａに対応するベルト外面に結露水ｃが付着する。
【００９９】
本実施例では、上記のような第２の冷却平板４７の分割シフト構成により、装置に通紙されるシートＳの幅サイズに応じて、第２の冷却平板４７のベルトに対する接触幅を変更し、ベルト拡張部４５Ａの幅方向における冷却範囲を変更する。接触する可動の分割冷却平板は各シートサイズ以下（シートの通紙領域幅以下）になるようにシートサイズに応じて接触範囲を設定している。
【０１００】
ベルト拡張部４５Ａの幅方向における冷却範囲を通紙されるシートの通紙領域幅以下に設定すると、ベルト拡張部４５ＡにはシートＳから蒸発した水分が結露水として通紙領域Ａ内で付着する。これにより、通紙されるシートの幅サイズに応じて水分をシートに還元できる。
【０１０１】
ここで、ベルト拡張部４５Ａにおける冷却範囲を通紙領域幅以下に設定した理由は、シートの端部は中央に比べ冷却されやすく放置後吸湿もしやすいのためシート端部は中央に比べ冷却効果が低くても良いため。また、シートＳの幅サイズは無数にあり、それに応じてヒートシンク４７を分割することはできないため、３から５個程度に分割し冷却範囲が、常に、通紙されるシートの幅以下（シートの通紙領域幅以下）になるように設定した。
【０１０２】
これによりシートサイズに応じて適した範囲に水分を還元することが出来るので、カール及び波打ちの低減効率があがりベルト４５の通紙領域外の結露も軽減できる。
【０１０３】
本実施例の第２の冷却平板４７の分割シフト構成は、実施例２（図４）における第２のベルトユニット２１Ｂ側のベルト拡張部５５Ａを冷却する第４の冷却平板５７にも適用することができる。
【０１０４】
［実施例４］
本実施例４は、実施例１の冷却装置２１における第２の冷却平板４７を、図７のように、ベルト拡張部４５Ａの内面に当接しており、当接部はベルト４５の回転方向に湾曲しベルト４５の外側方向に凸となるように湾曲している湾曲部を有する形態にしたものである。
【０１０５】
この構成により、ベルト拡張部４５Ａの外面にたいする結露水の付着をより効果的なものにすることができる。この構成は、実施例２（図４）における第２のベルトユニット２１Ｂ側のベルト拡張部５５Ａを冷却する第４の冷却平板５７にも適用することができる。
【０１０６】
［実施例５］
本実施例５は、実施例１または実施例４の冷却装置２１における第１と第２の冷却平板４６と４７を、図８の（ａ）または（ｂ）のように一連につなげた構成としたものである。この構成は、実施例２（図４）における第２のベルトユニット２１Ｂ側の第３と第４の冷却平板５６と５７にも適用することができる。
【０１０７】
［実施例６］
本実施例６は実施例１における第２のベルトユニット２１Ｂを、図９の（ａ）のように、シート摺動板２１Ｃに変更、或いは（ｂ）のように、シート搬送方向ａにおいて間隔をあけて配列した並行複数本の回転ローラ２１Ｄに変更したものである。
【０１０８】
図９の（ａ）のシート摺動板２１Ｃは第１のベルトユニット２１Ａの第１と第２のローラ４１と４２、及びその間の第１の冷却平板４６に対してベルト４５を挟んで圧接して、ベルト４５とニップ部Ｎ２１を形成している。シート摺動板２１Ｃのベルト対向面はシートＳの裏面が摺動する低摩擦材料面としている。
【０１０９】
図９の（ｂ）の並行複数本の回転ローラ２１Ｄも、第１のベルトユニット２１Ａの第１と第２のローラ４１と４２、及びその間の第１の冷却平板４６に対してベルト４５を挟んで圧接して、ベルト４５とニップ部Ｎ２１を形成している。
【０１１０】
［その他の装置構成］
１）冷却手段である各冷却平板４６，４７，５６，５７がベルト４５や５５から奪熱した熱を放熱させる熱移動手段はヒートシンクに限られない。ヒートパイプなどであってもよい。また、冷却手段は冷却平板に限られない。冷風装置などその他の適宜の冷却手段を用いることができる。
【０１１１】
２）画像加熱部としての画像加熱定着装置は実施例の熱ローラ方式に限られない。熱チャンバー方式、赤外線照射方式、電磁加熱方式など従来公知の各種構成の加熱方式の定着装置を使用することができる。
【０１１２】
３）また画像加熱部は画像加熱定着装置に限られない。記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大装置（画像改質装置）であってもよい。
【０１１３】
４）画像形成装置の画像形成部は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、記録材に対して直接方式で未定着画像を形成する構成のものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
２０・・画像加熱部、２１・・記録材冷却加湿装置、４５・・ベルト、４５Ａ・・ベルト拡張部、Ｎ２１・・ニップ部、Ｓ・・記録材、６０・・離間空間部、４６・・第１の冷却手段、４７・・第２の冷却手段、ｂ・・水蒸気、ｃ・・結露水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材をニップ部にて挟持搬送して冷却すると共に加湿する記録材冷却加湿装置であって、
前記ニップ部を構成すると共に、前記画像加熱部の記録材出口部と前記ニップ部の記録材入口部との間の離間空間部に及んでいるベルト拡張部を構成している回転可能なエンドレスのベルトと、
前記記録材を前記ニップ部において前記ベルトを介して冷却する第１の冷却手段と、
前記ベルト拡張部を冷却して前記離間空間部において前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材から出る水蒸気を前記ベルト拡張部の外面に結露水として付着させる第２の冷却手段と、
を有することを特徴とする記録材冷却加湿装置。
【請求項２】
前記ベルトは前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側に接触することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項３】
前記ベルトは前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側とは反対面側に接触することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項４】
前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側に接触するベルトと前記画像形成面側とは反対面側に接触するベルトを有することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項５】
前記第２の冷却手段は前記記録材の画像形成面側に接触するベルトの側と前記画像形成面側とは反対面側に接触するベルトの側の少なくとも１つの側に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項６】
前記第２の冷却手段の幅はシートの通紙領域幅以下であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項７】
前記第２の冷却手段は装置に通紙される記録材の幅サイズに応じて前記ベルト拡張部の幅方向における冷却範囲を変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項８】
前記第２の冷却手段は幅方向に複数に分割されており、装置に通紙される記録材の幅サイズに応じて前記複数の分割された冷却手段が選択的に前記ベルト拡張部に対して接離制御されることで前記ベルト拡張部の幅方向における冷却範囲の変更がなされることを特徴とする請求項７に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項９】
前記第２の冷却手段は前記ベルト拡張部の内面に当接しており、当接部は前記ベルトの回転方向に湾曲し前記ベルトの外側方向に凸となるように湾曲している湾曲部を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１０】
前記第２の冷却手段はヒートシンクを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１１】
前記ベルトの外面の残留結露水を除去する結露除去手段を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１２】
前記結露除去手段は前記第２の冷却手段の位置よりもベルト回転方向の上流側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１３】
前記結露除去手段は前記ベルトの外面に当接されたブレード部材であることを特徴とする請求項１０または１２に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１４】
前記ブレード部材の幅は前記ベルトの幅よりも大きくベルト回転方向に対して傾きを有し、前記ブレード部材の一端側に水分を回収するための水分回収ボックスが設置されていることを特徴とする請求項１３に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１５】
前記離間空間部からの水蒸気の流出を抑制するハウジングを有することを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１６】
記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、前記未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部と、前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材をニップ部にて挟持搬送して冷却すると共に加湿する冷却加湿部と、を有する画像形成装置であって、前記冷却加湿部が請求項１乃至１５の何れか一項の記録材冷却加湿装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
画像を担持した記録材を加熱する画像加熱部と、
前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材をニップ部にて挟持搬送して冷却すると共に加湿する記録材冷却加湿部であって、前記ニップ部を構成すると共に、前記画像加熱部の記録材出口部と前記ニップ部の記録材入口部との間の離間空間部に及んでいるベルト拡張部を構成している回転可能なエンドレスのベルトと、前記記録材を前記ニップ部において前記ベルトを介して冷却する第１の冷却手段と、前記ベルト拡張部を冷却して前記離間空間部において前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材から出る水蒸気を前記ベルト拡張部の外面に結露水として付着させる第２の冷却手段と、
を有することを特徴とする画像加熱システム。
【請求項１８】
前記ベルトは前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側に接触することを特徴とする請求項１７に記載の画像加熱システム。
【請求項１９】
前記ベルトは前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側とは反対面側に接触することを特徴とする請求項１７に記載の画像加熱システム。
【請求項２０】
前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側に接触するベルトと前記画像形成面側とは反対面側に接触するベルトを有することを特徴とする請求項１７に記載の画像加熱システム。
【請求項２１】
前記第２の冷却手段は前記記録材の画像形成面側に接触するベルトの側と前記画像形成面側とは反対面側に接触するベルトの側の少なくとも１つの側に設置されていることを特徴とする請求項１９に記載の画像加熱システム。
【請求項２２】
前記第２の冷却手段の幅はシートの通紙領域幅以下であることを特徴とする請求項１７乃至２１の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項２３】
前記第２の冷却手段は装置に通紙される記録材の幅サイズに応じて前記ベルト拡張部の幅方向における冷却範囲を変更することを特徴とする請求項１７乃至２２の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項２４】
前記第２の冷却手段は幅方向に複数に分割されており、装置に通紙される記録材の幅サイズに応じて前記複数の分割された冷却手段が選択的に前記ベルト拡張部に対して接離制御されることで前記ベルト拡張部の幅方向における冷却範囲の変更がなされることを特徴とする請求項２３に記載の画像加熱システム。
【請求項２５】
前記第２の冷却手段は前記ベルト拡張部の内面に当接しており、当接部は前記ベルトの回転方向に湾曲し前記ベルトの外側方向に凸となるように湾曲している湾曲部を有することを特徴とする請求項１７乃至２４の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項２６】
前記第２の冷却手段はヒートシンクを有することを特徴とする請求項１７乃至２５の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項２７】
前記ベルトの外面の残留結露水を除去する結露除去手段を有することを特徴とする請求項１７乃至２６の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項２８】
前記結露除去手段は前記第２の冷却手段の位置よりもベルト回転方向の上流側に配置されていることを特徴とする請求項２７に記載の画像加熱システム。
【請求項２９】
前記結露除去手段は前記ベルトの外面に当接されたブレード部材であることを特徴とする請求項２７または２８に記載の画像加熱システム。
【請求項３０】
前記ブレード部材の幅は前記ベルトの幅よりも大きくベルト回転方向に対して傾きを有し、前記ブレード部材の一端側に水分を回収するための水分回収ボックスが設置されていることを特徴とする請求項２９に記載の画像加熱システム。
【請求項３１】
前記離間空間部からの水蒸気の流出を抑制するハウジングを有することを特徴とする請求項１７乃至３０の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項１】
画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材をニップ部にて挟持搬送して冷却すると共に加湿する記録材冷却加湿装置であって、
前記ニップ部を構成すると共に、前記画像加熱部の記録材出口部と前記ニップ部の記録材入口部との間の離間空間部に及んでいるベルト拡張部を構成している回転可能なエンドレスのベルトと、
前記記録材を前記ニップ部において前記ベルトを介して冷却する第１の冷却手段と、
前記ベルト拡張部を冷却して前記離間空間部において前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材から出る水蒸気を前記ベルト拡張部の外面に結露水として付着させる第２の冷却手段と、
を有することを特徴とする記録材冷却加湿装置。
【請求項２】
前記ベルトは前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側に接触することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項３】
前記ベルトは前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側とは反対面側に接触することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項４】
前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側に接触するベルトと前記画像形成面側とは反対面側に接触するベルトを有することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項５】
前記第２の冷却手段は前記記録材の画像形成面側に接触するベルトの側と前記画像形成面側とは反対面側に接触するベルトの側の少なくとも１つの側に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項６】
前記第２の冷却手段の幅はシートの通紙領域幅以下であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項７】
前記第２の冷却手段は装置に通紙される記録材の幅サイズに応じて前記ベルト拡張部の幅方向における冷却範囲を変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項８】
前記第２の冷却手段は幅方向に複数に分割されており、装置に通紙される記録材の幅サイズに応じて前記複数の分割された冷却手段が選択的に前記ベルト拡張部に対して接離制御されることで前記ベルト拡張部の幅方向における冷却範囲の変更がなされることを特徴とする請求項７に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項９】
前記第２の冷却手段は前記ベルト拡張部の内面に当接しており、当接部は前記ベルトの回転方向に湾曲し前記ベルトの外側方向に凸となるように湾曲している湾曲部を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１０】
前記第２の冷却手段はヒートシンクを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１１】
前記ベルトの外面の残留結露水を除去する結露除去手段を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１２】
前記結露除去手段は前記第２の冷却手段の位置よりもベルト回転方向の上流側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１３】
前記結露除去手段は前記ベルトの外面に当接されたブレード部材であることを特徴とする請求項１０または１２に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１４】
前記ブレード部材の幅は前記ベルトの幅よりも大きくベルト回転方向に対して傾きを有し、前記ブレード部材の一端側に水分を回収するための水分回収ボックスが設置されていることを特徴とする請求項１３に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１５】
前記離間空間部からの水蒸気の流出を抑制するハウジングを有することを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１６】
記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、前記未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部と、前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材をニップ部にて挟持搬送して冷却すると共に加湿する冷却加湿部と、を有する画像形成装置であって、前記冷却加湿部が請求項１乃至１５の何れか一項の記録材冷却加湿装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
画像を担持した記録材を加熱する画像加熱部と、
前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材をニップ部にて挟持搬送して冷却すると共に加湿する記録材冷却加湿部であって、前記ニップ部を構成すると共に、前記画像加熱部の記録材出口部と前記ニップ部の記録材入口部との間の離間空間部に及んでいるベルト拡張部を構成している回転可能なエンドレスのベルトと、前記記録材を前記ニップ部において前記ベルトを介して冷却する第１の冷却手段と、前記ベルト拡張部を冷却して前記離間空間部において前記画像加熱部を通って加熱された状態にある記録材から出る水蒸気を前記ベルト拡張部の外面に結露水として付着させる第２の冷却手段と、
を有することを特徴とする画像加熱システム。
【請求項１８】
前記ベルトは前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側に接触することを特徴とする請求項１７に記載の画像加熱システム。
【請求項１９】
前記ベルトは前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側とは反対面側に接触することを特徴とする請求項１７に記載の画像加熱システム。
【請求項２０】
前記ニップ部において前記記録材の画像形成面側に接触するベルトと前記画像形成面側とは反対面側に接触するベルトを有することを特徴とする請求項１７に記載の画像加熱システム。
【請求項２１】
前記第２の冷却手段は前記記録材の画像形成面側に接触するベルトの側と前記画像形成面側とは反対面側に接触するベルトの側の少なくとも１つの側に設置されていることを特徴とする請求項１９に記載の画像加熱システム。
【請求項２２】
前記第２の冷却手段の幅はシートの通紙領域幅以下であることを特徴とする請求項１７乃至２１の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項２３】
前記第２の冷却手段は装置に通紙される記録材の幅サイズに応じて前記ベルト拡張部の幅方向における冷却範囲を変更することを特徴とする請求項１７乃至２２の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項２４】
前記第２の冷却手段は幅方向に複数に分割されており、装置に通紙される記録材の幅サイズに応じて前記複数の分割された冷却手段が選択的に前記ベルト拡張部に対して接離制御されることで前記ベルト拡張部の幅方向における冷却範囲の変更がなされることを特徴とする請求項２３に記載の画像加熱システム。
【請求項２５】
前記第２の冷却手段は前記ベルト拡張部の内面に当接しており、当接部は前記ベルトの回転方向に湾曲し前記ベルトの外側方向に凸となるように湾曲している湾曲部を有することを特徴とする請求項１７乃至２４の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項２６】
前記第２の冷却手段はヒートシンクを有することを特徴とする請求項１７乃至２５の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項２７】
前記ベルトの外面の残留結露水を除去する結露除去手段を有することを特徴とする請求項１７乃至２６の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【請求項２８】
前記結露除去手段は前記第２の冷却手段の位置よりもベルト回転方向の上流側に配置されていることを特徴とする請求項２７に記載の画像加熱システム。
【請求項２９】
前記結露除去手段は前記ベルトの外面に当接されたブレード部材であることを特徴とする請求項２７または２８に記載の画像加熱システム。
【請求項３０】
前記ブレード部材の幅は前記ベルトの幅よりも大きくベルト回転方向に対して傾きを有し、前記ブレード部材の一端側に水分を回収するための水分回収ボックスが設置されていることを特徴とする請求項２９に記載の画像加熱システム。
【請求項３１】
前記離間空間部からの水蒸気の流出を抑制するハウジングを有することを特徴とする請求項１７乃至３０の何れか１項に記載の画像加熱システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８８５６４（Ｐ２０１３−８８５６４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７８９９（Ｐ２０１１−２２７８９９）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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