JP7654449B2 - 記録材冷却装置、画像形成装置、及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、ベルトを介して記録材を冷却する記録材冷却装置、及びこれを備えた画像形成装置並びに画像形成システムに関する。

画像形成装置では、記録材に形成されたトナー像を定着装置で加熱、加圧することによって記録材にトナー像を定着させている。そのため、定着装置を通過した記録材は定着前に比べて温度が高くなる。そして、トナー像定着後の記録材が温度の高いまま積載部に排出され積載されると、積載された記録材同士がトナーにより貼り付く虞がある。こうした記録材の貼り付きを抑制するために、トナー像定着後の記録材の温度を下げる記録材冷却装置が設けられている（特許文献１）。特許文献１に記載の記録材冷却装置はベルト冷却方式の装置であって、定着装置を通過した記録材を挟持搬送する一対のベルトの一方をヒートシンクにより冷却し、冷却されたベルトを介して記録材の温度を下げるようにしている。ヒートシンクは無端状のベルトの内側に配置され、ベルトの内周面に当接している。

こうした記録材冷却装置において、記録材が滞留する所謂ジャムが生じる場合がある。その場合に、ユーザが滞留している記録材を除去できるようにするため、一対のベルトのうちの一方を他方から離間できるようにしている。特許文献１に記載の装置のように、従来ではヒートシンクにより冷却されるベルトがヒートシンクと共に他方のベルトに対し回動可能に、これらベルトとヒートシンクとがユニット化されている（ベルトユニットと呼ぶ）。

特開２０１５－１６９７０５号公報

ところで、ヒートシンクの冷却効率を維持するため、外部の空気（外気）を取り入れてヒートシンクを通過させるように、外部から空気を取り入れて排気可能なファン（冷却ファンと呼ぶ）が、記録材冷却装置に設けられている。従来において、冷却ファンは回動するベルトユニットに干渉しないように、冷却ファンがベルトユニットから所定距離だけ離れた位置に設けられていた。つまり、ヒートシンクと冷却ファンとの間には所定の間隔が設けられていた。ヒートシンクと冷却ファンとの間に所定の間隔が設けられている場合、冷却ファンにより取り入れられた空気の通り道（風路あるいはエアフローとも呼ぶ）が分岐され、取り入れられた空気がベルトユニットの内側だけでなくベルトユニットの外側をも通過する。つまり、外部から取り入れた空気の量（流入量）に比べ、ヒートシンクを通過する空気の量（通過量）が相対的に減り、ヒートシンクを効率的に冷やすことが難しかった。

本発明は上記問題に鑑み、ベルトとヒートシンクとが一体的に回動可能に設けられ、ファンによりヒートシンクを冷やす構成の場合に、従来よりもヒートシンクの冷却効率を向上できる記録材冷却装置、画像形成装置、画像形成システムの提供を目的とする。

本発明の一実施形態に係る記録材冷却装置は、加熱によりトナー像が定着された記録材を冷却する記録材冷却装置において、回転する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数のローラと、前記ベルトの内周面に当接して放熱することで前記ベルトを冷却する冷却部材とを有するベルトユニットと、前記ベルトの外周面に当接して前記ベルトとの間でニップ部を形成し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送する回転体と、前記ニップ部を形成するように前記ベルトと前記回転体とが当接する当接位置と、前記ニップ部を開放するように前記ベルトと前記回転体とが離間する離間位置とに、前記ベルトユニットを回動可能な回動ユニットと、前記冷却部材を通過するエアフローを生じさせて前記冷却部材を冷やすファンを有するファンユニットと、を備え、前記ファンユニットは、前記ベルトユニットと共に回動可能であり、前記ベルトユニットが前記当接位置に位置する場合に、前記ファンユニットは第１位置に位置し、前記ベルトユニットが前記離間位置に位置する場合に、前記ファンユニットは前記第１位置とは異なる第２位置に位置する、ことを特徴とする。

本発明によれば、ベルトとベルトに当接し放熱によりベルトを冷却する冷却部材とを有するベルトユニットが回動可能で、ファンにより空気を当てて冷却部材を冷やす構成の場合に、従来よりも冷却部材の冷却効率を向上させることが簡易な構成で実現できる。

画像形成装置の構成を示す概略図。 記録材冷却装置の構成を示す正面図。 第一実施形態の記録材冷却装置が当接位置にある場合を示す側面図。 第一実施形態の記録材冷却装置が離間位置にある場合を示す側面図。 冷却ファンにより生じるエアフローについて説明する側面図。 冷却ファンと本体後ダクトについて説明する図であり、（ａ）幅方向において冷却ファン側から本体後側板側を見た場合、（ｂ）記録材搬送方向から見た場合。 第二実施形態の記録材冷却装置が当接位置にある場合を示す側面図。 第二実施形態の記録材冷却装置が離間位置にある場合を示す側面図。 画像形成装置の外部に記録材冷却装置を設けた画像形成システムを示す概略図。

［第一実施形態］
＜画像形成装置＞
以下、本実施形態の記録材冷却装置について説明する。まず、本実施形態の記録材冷却装置を用いて好適な画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置１００は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有する。画像形成装置１００は、原稿画像を読み取る原稿読取装置（不図示）又は画像形成装置１００に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部機器（不図示）からの画像情報に応じてトナー像を記録材Ｓに形成する。記録材Ｓとしては、普通紙、厚紙、ラフ紙、凹凸紙、コート紙等の用紙、プラスチックフィルム、布など、といった様々な種類のシート材が挙げられる。本実施形態の場合、画像形成部Ｐａ～Ｐｄ、一次転写ローラ６ａ～６ｄ、中間転写ベルト８０、二次転写内ローラ１４、二次転写外ローラ１１、張架ローラ１５、１６により、記録材Ｓにトナー像を形成する画像形成ユニット２００が構成されている。

画像形成装置１００の記録材Ｓの搬送プロセスについて説明する。記録材Ｓは給紙カセット１０内に積載される形で収納されており、給紙ローラ１３により画像形成タイミングに合わせて給紙カセット１０から送り出される。給紙ローラ１３により送り出された記録材Ｓは、搬送パス１１４の途中に配置されたレジストレーションローラ１２へと搬送される。そして、レジストレーションローラ１２において記録材Ｓの斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、二次転写内ローラ１４と二次転写外ローラ１１とにより形成される転写ニップ部であり、二次転写外ローラ１１に二次転写電圧が印加されることに応じて記録材上にトナー像が転写される。

以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部について説明するが、各色の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで使用するトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外はほぼ同様に構成される。そこで、以下では、代表としてブラックの画像形成部Ｐｄについて説明し、その他の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃについては説明を省略する。

画像形成部Ｐｄは、主に現像装置１ｄ、帯電装置２ｄ、感光ドラム３ｄ、感光ドラムクリーナ４ｄ、及び露光装置５ｄ等から構成される。矢印Ｒ１方向に回転される感光ドラム３ｄの表面は、帯電装置２ｄにより予め表面を一様に帯電され、その後、画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置５ｄによって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム３ｄ上に形成された静電潜像は、現像装置１ｄにより現像剤を用いてトナー像に現像される。そして、画像形成部Ｐｄと中間転写ベルト８０を挟んで配置される一次転写ローラ６ｄに一次転写電圧が印加されることに応じて、感光ドラム３ｄ上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト８０上に一次転写される。感光ドラム３ｄ上に僅かに残った一次転写残トナーは、感光ドラムクリーナ４ｄにより回収される。

中間転写ベルト８０は、二次転写内ローラ１４、張架ローラ１５、１６によって張架され、矢印Ｒ２方向へと駆動される。本実施形態の場合、張架ローラ１６は中間転写ベルト８０を駆動する駆動ローラを兼ねている。画像形成部Ｐａ～Ｐｄにより並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト８０上に一次転写された上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト８０上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の二次転写残トナーは、転写クリーナ２２によって中間転写ベルト８０から除去される。

以上、それぞれ説明した搬送プロセス及び画像形成プロセスをもって、二次転写部Ｔ２において記録材Ｓとフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。その後、記録材Ｓは定着装置５０へと搬送され、所定の圧力と熱量が加えられて記録材上にトナー像が定着される。定着装置５０は、トナー像が形成された記録材Ｓを挟持搬送することにより、搬送される記録材Ｓを加熱、加圧してトナー像を記録材Ｓに定着させる。即ち、加熱、加圧によって記録材Ｓに形成されたトナー像のトナーが溶融、混合され、フルカラーの画像として記録材Ｓに定着される。このようにして、一連の画像形成プロセスは終了する。そして、本実施形態の場合、トナー像が定着された記録材Ｓは定着装置５０から記録材冷却装置２０へと搬送されて冷却される。例えば、記録材Ｓの温度は記録材冷却装置２０の直前で９０℃程度であるが、記録材冷却装置２０の通過後で約６０℃程度まで低下される。

記録材冷却装置２０により冷却された記録材Ｓは、片面画像形成の場合、一対の排出ローラ１０５に挟持搬送されて、そのまま排出トレイ１２０上に排出される。他方、両面画像形成の場合、切り替え部材１１０（フラッパーなどと呼ばれる）によって、搬送経路が排出トレイ１２０に続く経路から両面搬送パス１１１に切り替えられ、排出ローラ１０５に挟持搬送される記録材Ｓは両面搬送パス１１１へと送られる。その後、反転ローラ１１２によって先後端が入れ替えられ、両面パス１１３を介して再び搬送パス１１４へと送られる。その後の搬送ならびに裏面（二面目）の画像形成プロセスに関しては、上述と同様なので説明を省略する。

＜記録材冷却装置＞
次に、記録材冷却装置２０の概要について、図２を用いて説明する。ここに示す記録材冷却装置２０は、ベルト冷却方式の記録材冷却装置である。図２に示すように、記録材冷却装置２０は、第一ユニット２１Ｕと第二ユニット２５Ｕとを備えている。ベルトユニットとしての第一ユニット２１Ｕは、無端状の第一ベルト２１、第一ベルト張架ローラ（２２ａ～２２ｄ）、ヒートシンク３０を有している。他方、第二ユニット２５Ｕは、無端状の第二ベルト２５、第二ベルト張架ローラ（２６ａ～２６ｄ）、加圧ローラ（２６ｅ、２６ｆ）を有している。第一ベルト２１と第二ベルト２５は共に、例えば強度の高いポリイミド樹脂などを用いて形成されたフィルム状のエンドレスベルトである。

第一ユニット２１Ｕにおいて、第一ベルト２１は複数の第一ベルト張架ローラ（２２ａ～２２ｄ）に架け渡され、第一ベルト張架ローラ（２２ａ～２２ｄ）のうち少なくともいずれか１つのローラが駆動モータ（不図示）によって回転される。例えばローラ２２ｄが駆動モータによって回転されることで、第一ベルト２１が矢印Ｑ方向へ移動する。駆動ローラとしてのローラ２２ｄは、例えば表層に厚み１ｍｍのゴム層を有し、外径φ４０ｍｍに形成されている。

ローラ２２ｂは、第一ベルト２１の内周面に当接してローラ２２ｃと共に第一ベルト２１を張架可能に設けられて、第一ベルト２１の幅方向（ローラ２２ｃの回転軸線方向）の寄りを制御するステアリングローラである。ローラ２２ｂは表層に厚み１ｍｍのゴム層を有し、第一ローラとしてのローラ２２ｃに対して舵角を切るステアリング制御が行われることによって、第一ベルト２１の蛇行をコントロールし得る。

また、第一ベルト２１の内側には、複数の第一ベルト張架ローラ（２２ａ～２２ｄ）の他に、ヒートシンク３０が設けられている。第一ベルト張架ローラ（２２ａ～２２ｄ）の回転軸の両端部は、第一ユニット２１Ｕにおいて幅方向に間隔を空けて配置された前後一対の前側板７１と後側板７２（後述の図３参照）に回転自在に軸支されている。また、ヒートシンク３０は、第一ベルト２１の内周面に当接するように、前側板７１（第一保持板）と後側板７２（第二保持板）とに固定して保持されている。前側板７１及び後側板７２は、例えば剛性の高い板金などで形成されている。

トナー像が定着された記録材Ｓは、第一ベルト２１と第二ベルト２５とによって挟持され、これらの回転に従って記録材搬送方向（矢印Ｒ方向）へ搬送される。その際に、記録材Ｓは、第一ベルト２１と第二ベルト２５とが当接することにより形成されるニップ部としての冷却ニップ部Ｔ４を通過する。そして、冷却ニップ部Ｔ４を形成するうちの第一ベルト２１が、ヒートシンク３０によって冷却されている。ヒートシンク３０は、記録材Ｓを効率よく冷却するために、冷却ニップ部Ｔ４を形成する箇所において第一ベルト２１の内周面に当接している。記録材Ｓは冷却ニップ部Ｔ４を通過する際に、ヒートシンク３０によって冷却された第一ベルト２１を介して温度が下げられる。なお、上述した第一ベルト２１の幅方向とは、冷却ニップ部Ｔ４におけるシート搬送方向と鉛直方向とに直交する方向である。

冷却部材としてのヒートシンク３０は、例えばアルミなどの金属で形成された放熱板である。ヒートシンク３０は、第一ベルト２１に接触して第一ベルト２１から熱を奪うための受熱部３０ａと、熱を放熱するための放熱部３０ｂと、受熱部３０ａから放熱部３０ｂに熱を伝導するためのフィンベース３０ｃとを有する。放熱部３０ｂは、冷却ファン４０により外部から取り入れられた空気との接触面積を増やして効率のよい放熱を促すために、多数の放熱フィンにより形成されている。例えば、放熱フィンは厚みが１ｍｍ、高さが１００ｍｍ、ピッチが５ｍｍに設定され、フィンベース３０ｃは厚みが１０ｍｍに設定される。

他方、第二ユニット２５Ｕにおいて、回転体としての第二ベルト２５は複数の第二ベルト張架ローラ（２６ａ～２６ｄ）に架け渡されて、第一ベルト２１の外周面に当接される。これら第二ベルト張架ローラ（２６ａ～２６ｄ）の回転軸の両端部は、第二ユニット２５Ｕにおいて幅方向に間隔を空けて配置された前後一対の前側板７３と後側板７４（図３参照）とに回転自在に軸支されている。第二ユニット２５Ｕの前側板７３及び後側板７４は、第一ユニット２１Ｕの前側板７１や後側板７２と同様に剛性の高い板金で形成されている。記録材冷却装置２０は、これら前側板７３と後側板７４とが画像形成装置１００の装置本体１００Ａとしての支持フレームなどに固定されることで、装置本体１００Ａに装着される。本実施形態の場合、記録材冷却装置２０の装着状態で、第一ユニット２１Ｕが装置本体１００Ａに対し相対移動する一方で、第二ユニット２５Ｕは装置本体１００Ａに対し相対移動しない。ここで、装置本体１００Ａとは、画像形成装置１００内部の各ユニットを支持する支持フレームを示し、画像形成装置１００の外観を構成する外装カバー等が取り付けられる。

上記の第一ベルト２１と第二ベルト２５とが当接することで、トナー像の形成された記録材Ｓを挟持搬送しつつ冷却するための冷却ニップ部Ｔ４が形成される。ローラ２６ｄは図示を省略したが、ローラ２２ｄを駆動する駆動モータに駆動ギアを介して接続されており、この駆動ギアにより駆動モータの回転駆動力が伝達されることで、第二ベルト２５は矢印Ｒ方向へ回転する。こうして、第二ベルト２５は第一ベルト２１と共に回転する。そして、ローラ２６ｂは、第二ベルト２５の幅方向の寄りを制御するステアリングローラであり、幅方向中央部を回動中心としてローラ２６ｃに対し舵角を切るステアリング動作を行い、第二ベルト２５の蛇行をコントロールする。

第二ベルト２５の内側には、第一ベルト２１の内側に配設されているヒートシンク３０に向かって第二ベルト２５を加圧するために、複数の加圧ローラ（２６ｅ、２６ｆ）が設けられている。本実施形態では一例として、記録材搬送方向（矢印Ｒ方向）に関し、加圧ローラ２６ｅが冷却ニップ部Ｔ４の上流側に、加圧ローラ２６ｆが冷却ニップ部Ｔ４の下流側に設けられている。これら加圧ローラ（２６ｅ、２６ｆ）は例えば４．９Ｎ（０．５ｋｇｆ）の加圧力で第二ベルト２５を加圧しており、第二ベルト２５を介して第一ベルト２１をヒートシンク３０により確実に当接させている。なお、加圧ローラ（２６ｅ、２６ｆ）の回転軸の両端部は、第二ベルト張架ローラ（２６ａ～２６ｄ）と同様に、第二ユニット２５Ｕの前側板７３及び後側板７４（図３参照）に回転自在に軸支されている。

なお、ここでは第一ベルト２１と第二ベルト２５の両方を駆動させる例を示したが、これに限らない。例えば、第一ベルト２１のみを駆動して第二ベルト２５を第一ベルト２１に従動させるようにしてもよいし、あるいは第二ベルト２５のみを駆動して第一ベルト２１を第二ベルト２５に従動させるようにしてもよい。また、第二ベルト２５の代わりにローラ（回転体）を用い、第一ベルト２１に当接させて冷却ニップ部Ｔ４を形成させてもよい。

上記の第一ユニット２１Ｕと第二ユニット２５Ｕとは重力方向の上下に配置され、ヒートシンク３０を有する第一ユニット２１Ｕが、ヒートシンク３０を有しない第二ユニット２５Ｕに対し上方に回動可能に設けられている。ここでは、後側板７２側に回動支点を設け、前側板７１側を上下させる構成を例に示している。第一ユニット２１Ｕは第二ユニット２５Ｕに対し、第一ベルト２１が第二ベルト２５に当接した当接位置（図３参照）と、第一ベルト２１が第二ベルト２５から離間した離間位置（図４参照）とに移動し得る。これは、記録材冷却装置２０において、記録材Ｓが装置内に滞留する所謂ジャムが生じた場合に、ユーザが第一ベルト２１と第二ベルト２５とを離間させて、冷却ニップ部Ｔ４に挟まれている記録材Ｓを除去できるようにするためである。なお、ユーザが第一ベルト２１と第二ベルト２５とを手動で接離できるように、装置本体１００Ａには開閉自在な前扉８１（図３、図４参照）が設けられている。ユーザは、記録材冷却装置２０においてジャムが発生した場合、前扉８１を開放することで記録材冷却装置２０へのアクセスが可能となっている。なお、画像形成装置１００において前扉８１が設けられる側面を画像形成装置１００の前面（正面）とした場合、上述した幅方向とは画像形成装置１００の前後方向と同一である。

ところで、ベルト冷却方式の記録材冷却装置２０において、使用により温度上昇を伴うヒートシンク３０の冷却効率を維持するためには、装置本体１１０Ａ内に外部から空気を取り入れてヒートシンク３０を通過させ、ヒートシンク３０を冷却するとよい。そこで、従来から、ヒートシンク３０を冷却するための冷却ファン４０が図２に示すように配設されている。ただし、既に述べた通り、従来の装置において、冷却ファン４０は、回動する第一ユニット２１Ｕと一体的に回動しないように、また第一ユニット２１Ｕと干渉しないように、第一ユニット２１Ｕから離されて装置本体１１０Ａ側に配設されていた。

従来の場合、上記のように、冷却ファン４０と第一ユニット２１Ｕとの間には、第一ユニット２１Ｕを回動する際に冷却ファン４０と干渉しないための所定の間隔を空ける必要がある。それ故、冷却ファン４０により取り入れられた空気の通り道（風路あるいはエアフローと呼ぶ）が装置本体１１０Ａ内において分岐され、空気が第一ユニット２１Ｕ（詳しくは第一ベルト２１）の内側だけでなく第一ユニット２１Ｕの外側をも通過する。即ち、冷却ファン４０側に空気が流入できる隙間がある場合には、冷却ファン４０の特性上、ヒートシンク３０により圧力損失が大きくなる第一ユニット２１Ｕの内側よりも、比較して圧力損失の小さい第一ユニット２１Ｕの外側からの空気の流入が増える。その結果、ヒートシンク３０を通過する風量が相対的に少なくなり、ヒートシンク３０の冷却効率が低下し得る。

このように、従来では、冷却ファン４０によって装置本体１１０Ａ内に取り入れられる空気の量（流入量）に比べ、第一ユニット２１Ｕ内のヒートシンク３０を通過する空気の量（通過量）が相対的に減ることから、ヒートシンク３０を効率的に冷却することが難しかった。

上記点に鑑み、本実施形態の記録材冷却装置２０では、冷却ファン４０によるヒートシンク３０の冷却効率の向上を、簡易な構成で実現できるようにした。以下、図２を参照しながら図３乃至図６を用いて説明する。なお、図３及び図５は前扉８１が閉じた状態で、第一ベルト２１と第二ベルト２５とが当接した当接位置にある場合を示している。図４は前扉８１が開いた状態で、第一ベルト２１と第二ベルト２５とが離間した離間位置にある場合を示している。

図３及び図４に示すように、本実施形態の記録材冷却装置２０は、上述の第一ユニット２１Ｕと第二ユニット２５Ｕの他、ファンユニット４００と回動機構部５００とを備えている。第一ユニット２１Ｕは幅方向において前後一対の前側板７１と後側板７２とを有し、第二ユニット２５Ｕは幅方向において前後一対の前側板７３と後側板７４とを有している。上述のように、前側板７１と後側板７２には第一ベルト張架ローラ（２２ａ～２２ｄ）が軸支されると共にヒートシンク３０を支持し、前側板７３と後側板７４には第二ベルト張架ローラ（２６ａ～２６ｄ）と加圧ローラ（２６ｅ、２６ｆ）が軸支されている。これら前側板７１と後側板７２、前側板７３と後側板７４にはそれぞれ、空気を通すための通風口が形成されている。

＜ファンユニット＞
ファンユニット４００は、第一ユニット２１Ｕと一体的に回動するように、第一ユニット２１Ｕに取り付けられている。ファンユニット４００は、冷却ファン４０と、ファンダクト４１とを有している。ファンダクト４１は、冷却ファン４０によって生成されヒートシンク３０を通過するエアフローを形成するために、後側板７２に形成された開口の大きさと略等しい大きさの吸気口を有し、冷却ファン４０の吸気口の大きさと略等しい大きさの排気口を有している。この構成により、ファンダクト４１は第一ユニット２１Ｕの後側板７２と冷却ファン４０との間に配置される。そして、ファンダクト４１は第一ユニット２１Ｕと冷却ファン４０とを隙間なくつないで、後側板７２の排気口からファンダクト４１の吸気口まで空気の漏れが生じない密閉した風路を形成する。冷却ファン４０は、装置本体１００Ａの外部から第一ユニット２１Ｕ内に空気を取り入れて排気可能な、例えば排気ファンである。図５に示すように、冷却ファン４０が作動すると、外部から装置本体１００Ａ内に空気が取り入れられ、取り入れられた空気が第一ユニット２１Ｕ内を通りファンダクト４１に至るエアフロー（矢印Ｘ）を生じさせる。なお、本実施形態において、ファンダクト４１と冷却ファン４０との隙間がない状態とは、部品公差等により微小な隙間が生じる状態を含むものとする。

ヒートシンク３０の冷却効率を高めるため、第一ユニット２１Ｕ内を通す空気は極力低い温度であることが望ましい。そこで、装置本体１００Ａ内に配置されている例えば定着装置５０などの他ユニット（図１参照）による熱の影響を受けて昇温した装置本体１００Ａ内の空気を取り入れずに、装置本体１００Ａ外の空気を取り入れるようにしている。具体的に、開閉自在な前扉８１には空気を取り入れるための取入口が形成され、前扉８１の内面には本体前ダクト８３が設けられている。本体前ダクト８３は前側板７１と接離可能であって、前扉８１が閉じた状態で第一ユニット２１Ｕとつながり、装置本体１００Ａの外部から第一ユニット２１Ｕ内へ空気を通す風路を形成する。言い換えれば、本体前ダクト８３は、冷却ファン４０によって前扉８１の取入口から取り入れられる空気を、第一ユニット２１Ｕの内側へ導く風路を形成する。

第一ユニット２１Ｕの内側へ導かれた空気は、第一ユニット２１Ｕ内を通過する際にヒートシンク３０を冷却する。そして、ヒートシンク３０を冷却することに伴い昇温した空気が装置本体１００Ａ内に籠るのを防ぐために、冷却ファン４０によって本体後側板８２に形成された排気口から装置本体１００Ａ外へ排気されるようにしている。また、昇温した空気が装置本体１００Ａ内に拡散されるのを抑制するために、本体後側板８２には本体後ダクト８４が設けられている。冷却ファン４０により排気された直後の空気は、図５において拡散範囲９４として示すように、エアフローの上流より下流が広がった形に拡散する。このため、本体後ダクト８４には、拡散範囲９４より大きく開口した空気口が形成されている。

本実施形態では、効率よくヒートシンク３０を冷却するために、本体前ダクト８３と第一ユニット２１Ｕとファンユニット４００と本体後ダクト８４とが幅方向に一列に並べられている。即ち、本体前ダクト８３と第一ユニット２１Ｕとファンユニット４００と本体後ダクト８４とは、エアフロー（矢印Ｘ）を分岐させずに第一ユニット２１Ｕを通過させるよう、記録材搬送方向に交差する方向（幅方向）から見て重なり合うように配置されている。

＜回動機構＞
そして、ヒートシンク３０を有する第一ユニット２１Ｕが、ヒートシンク３０を有しない第二ユニット２５Ｕに対し上方に回動可能とするために、本実施形態の記録材冷却装置２０は回動機構部５００を備えている。図３及び図４に示すように、回動機構部５００は、本体後側板８２側に回動軸７８（回動支点）を設け、前側板７１側を上下させるように、第一ユニット２１Ｕを回動する構成である。上述したように、ファンユニット４００は第一ユニット２１Ｕに一体的に設けられるため、回動機構部５００はファンユニット４００（詳しくは冷却ファン４０）が本体後ダクト８４に干渉しないように、第一ユニット２１Ｕを回動させるようになっている。

回動機構部５００（回動ユニット）は、回動支持部材としての第一回動支持体７６と、第二回動支持体７７と、回動軸７８とを有する例えばヒンジである。回動機構部５００は、記録材搬送方向においてファンユニット４００を挟むようして２個設けられている。第一回動支持体７６は、ファンユニット４００つまりはファンダクト４１や冷却ファン４０に干渉しないように、第一ユニット２１Ｕの後側板７２から本体後側板８２側へ向けて突出している。他方、第二回動支持体７７は、第二ユニット２５Ｕの後側板７４から本体後側板８２側へ向けて突出している。これら第一回動支持体７６と第二回動支持体７７とは、第一ユニット２１Ｕの後側板７２よりも本体後側板８２側に配置される回動軸７８により連結されている。回動軸７８は、例えば図３に示すように、幅方向において冷却ファン４０の吸気口と排気口との間に配置されるのが好ましい。

第一回動支持体７６が第二回動支持体７７に対し回動軸７８を回動中心に回動可能に設けられることにより、図４に示すように、装置本体１００Ａに固定された第二ユニット２５Ｕに対し、第一ユニット２１Ｕとファンユニット４００とが一体的に回動し得る。そして、本実施形態では、第一ユニット２１Ｕの回動する構成であって、第一ユニット２１Ｕと冷却ファン４０との間に、第一ユニット２１Ｕの回動軌跡分の所定の間隔を設ける必要がない。これにより、従来の構成よりも冷却ファン４０と第一ユニット２１Ｕとを近づけることができるため、冷却ファン４０により取り入れられた空気の通り道が分岐されることなく、取り入れられた空気が第一ユニット２１Ｕの内側を通過する。つまり、冷却ファン４０により取り入れられた空気の多くがヒートシンク３０を通過し得るので、ヒートシンク３０は効率的に冷却される。また、冷却ファン４０をヒートシンク３０に極力近接させることができるので、ヒートシンク３０の冷却効率を向上させやすい。

なお、本実施形態において、冷却ファン４０とファンダクト４１とは常に一体的となっている構成について説明をするが、第一ユニット２１Ｕに位置している状態において、冷却ファン４０とファンダクト４１との隙間がなくなる構成であればよい。つまり、第一ユニット２１Ｕが離間位置に位置している場合に、冷却ファン４０とファンダクト４１との間に隙間が生じる構成であってもよい。例えば、回動機構部５００とは異なる回動中心を用いて冷却ファン４０が第一ユニット２１Ｕに対し回動する構成であって、第一ユニット２１Ｕの当接位置から離間位置への回動に伴って、冷却ファン４０がファンダクト４１に対して回動する構成であってもよい。この場合、第一ユニット２１Ｕが当接位置にある状態で、冷却ファン４０がファンダクト４１に当接するように付勢等することで、冷却ファン４０とファンダクト４１との隙間がない状態を保つことが可能となる。

また、本実施形態の場合、回動軸７８は、図３に示すように、冷却ファン４０の回転中心を通る水平な直線Ｗよりも下方側に配置されている。ここで、冷却ファン４０の重力方向中央とは、冷却ファン４０の回転中心である。この場合、第一ユニット２１Ｕの回動に伴い、ファンユニット４００が本体後ダクト８４に対し接近する方向に回動し、冷却ファン４０の一部が本体後ダクト８４内に侵入する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に、冷却ファン４０と本体後ダクト８４の位置関係を示す。図６（ａ）は幅方向に関し冷却ファン４０側から本体後側板８２側を見た場合を示し、図６（ｂ）は幅方向から見た場合の本体後ダクト８４に対する冷却ファン４０の位置を示す。冷却ファン４０の位置として、第一ユニット２１Ｕが当接位置にあるとき（図３参照）を実線で記し、第一ユニット２１Ｕが離間位置にあるとき（図４参照）を点線で記している。

上述したように、第一ユニット２１Ｕの回動に伴って、冷却ファン４０は第一ユニット２１Ｕと共に回動して、冷却ファン４０の一部が本体後ダクト８４内に侵入する。本実施形態の場合、図６（ａ）に示すように、冷却ファン４０は回動時に上下方向の投影面が大きくなるように回動する。そうできるように、上述の回動機構部５００が形成されている。そして、本体後ダクト８４の吸気口はこの投影面を含む大きさに形成されている。その一方で、冷却ファン４０は回動時、記録材搬送方向（矢印Ｒ方向）には回動しない。そのため、記録材搬送方向における冷却ファン４０との隙間ができる限り小さくなるように、本体後ダクト８４の吸気口は形成されている。このようにして、本実施形態では上述の回動機構部５００を設けることで、冷却ファン４０と本体後ダクト８４とを近接させることができ、もってヒートシンク３０の冷却効率を向上し得る。

また、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、第一ユニット２１Ｕの回動時に、鉛直方向における冷却ファン４０の上端部４０ａが冷却ファン４０の下端部４０ｂよりも幅方向に大きく移動して、冷却ファン４０の一部が本体後ダクト８４内に侵入する。そうするためにも、上述したように、回動軸７８が冷却ファン４０の回転中心を通る水平な直線Ｗよりも下方側に配置される（図３参照）。ただし、この回動軸７８の配置位置は、回動軸７８から後側板７４の上端部７４ａまでの距離に応じて第一ユニット２１Ｕの回動態様が変わり、ユーザによる記録材Ｓの取り除きやすさに影響するので、その点をも加味して決められる。本実施形態では、図３に示すように、回動軸７８が第二ユニット２５Ｕの後側板７４の上端部７４ａよりも下方側に配置されている。

そして、上記の回動軸７８の配置では、図４に示すように、記録材Ｓを下方から支持する第二ベルト２５の上端面２５ａよりも下方側に、冷却ファン４０がせり出すことがない。そのため、滞留した記録材Ｓを取り除くために、第一ユニット２１Ｕを回動させたときに、滞留している記録材Ｓが冷却ファン４０により押圧されない。したがって、ユーザは第一ユニット２１Ｕを回動しても、滞留している記録材Ｓを破損させることなく、記録材Ｓを取り除きやすい。

以上のように、本実施形態では、冷却ファン４０が回動する第一ユニット２１Ｕにファンダクト４１を介して取り付けられるので、第一ユニット２１Ｕが回動した場合に、冷却ファン４０は第一ユニット２１Ｕと共に回動する。こうして、冷却ファン４０が第一ユニット２１Ｕと一体的に設けられることで、冷却ファン４０により外部から取り入れられた空気は第一ユニット２１Ｕの外側を通過することなく第一ユニット２１Ｕの内側を通過する。つまり、ヒートシンク３０を通過する空気の量（通過量）は、外部から取り入れた空気の量（流入量）とさほど変わらない。このように、冷却ファン４０が回動する第一ユニット２１Ｕに取り付けられるといった簡易な構成で、冷却ファン４０により取り入れられた空気を効率よく第一ユニット２１Ｕに通すことができ、もってヒートシンク３０の冷却効率を向上することが実現できる。また、本実施形態では従来に比較して、冷却ファン４０をヒートシンク３０に近づけて配置できることから、ヒートシンク３０の冷却効率を向上させやすい。

なお、冷却ファン４０をヒートシンク３０に近づけて配置するために、ファンダクト４１を設けずに、第一ユニット２１Ｕの後側板７２に直接、冷却ファン４０を取り付けてもよい。ただし、上記のようにファンダクト４１を設けた方が、上述したような簡易な構成の回動機構部５００を用いることによって、冷却ファン４０と本体後ダクト８４との干渉を避けることができ有利である。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態の記録材冷却装置２０Ａについて、図２を参照しながら図７及び図８を用いて説明する。図７は第一ユニット２１Ｕが当接した当接位置にある場合を示し、図８は第一ユニット２１Ｕが離間位置にある場合を示している。なお、ここに示す第二実施形態は、上述の第一実施形態と比較して、回動機構部５００Ａの構成が異なるだけで、他は同じである。したがって、第一実施形態と同じ構成には同一の符号を付し、ここでの説明を省略する。

図７に示すように、回動機構部５００Ａでは、第一回動支持体７６と第二回動支持体７７の回動軸７８が、第一ユニット２１Ｕの後側板７２よりも本体後側板８２側に、且つ冷却ファン４０の回転中心を通る水平な直線Ｗよりも上方側に配置される。そうなるように、第一回動支持体７６が後側板７２から上方に向けて突出するように設けられ、第二回動支持体７７が第二ユニット２５Ｕの後側板７４から上方の第一回動支持体７６に向けて突出するように設けられる。第二回動支持体７７は、例えば略Ｌ字状に形成される。

回動機構部５００Ａの場合、図８に示すように、第一ユニット２１Ｕの回動時に、冷却ファン４０は、本体後ダクト８４から離れる方向に移動する。この際に、図７と図８を比較して理解できるように、鉛直方向における冷却ファン４０の下端部４０ｂが上端部４０ａよりも大きく移動して、冷却ファン４０の一部が本体後ダクト８４内に侵入しないようになっている。この場合、上述した回動機構部５００よりも、冷却ファン４０と本体後ダクト８４とを近接させることが可能となる。即ち、第一ユニット２１Ｕが当接位置にある場合において、冷却ファン４０を本体後ダクト８４に予め侵入させた位置に配置することができる。

上述の第一実施形態における回動機構部５００の場合、冷却ファン４０を本体後ダクト８４に予め侵入させた位置に配置すると、第一ユニット２１Ｕの回動が難しくなる。これに対し、第二実施形態における回動機構部５００Ａの場合には、その虞がない。このように、第二実施形態では、第一ユニット２１Ｕの回動時に、冷却ファン４０が本体後ダクト８４から離れる方向に移動する回動機構部５００Ａを設けることで、冷却ファン４０と本体後ダクト８４とを従来構成よりも近接させることができる。これにより、ヒートシンク３０の冷却効率を向上し得る。

ただし、第一実施形態の回動機構部５００の方が、第二実施形態の回動機構部５００Ａに比較して、以下に記す観点からは有利である。回動機構部５００の優位点は、第一に、構成が簡単である点、第二に、第一ユニット２１Ｕを回動しても、滞留している記録材Ｓが破損することなく、ユーザが記録材Ｓを取り除きやすい点である。即ち、第二実施形態の場合には、記録材Ｓを下方から支持する第二ベルト２５の上端面２５ａよりも下方側に、冷却ファン４０がせり出しやすいので、この点に気を付ける必要がある。

なお、第二実施形態では、重量が大きい構造体であるヒートシンク３０を回動機構部５００Ａにより支持するため、大きな荷重に耐えることができるように、第一実施形態の場合に比べ、第一回動支持体７６や第二回動支持体７７の強度を上げるのが好ましい。あるいは、ヒートシンク３０をワイヤーで釣り上げるなど、第一回動支持体７６や第二回動支持体７７以外の別の手段を追加するのが望ましい。

［他の実施形態］
なお、上述した第一、第二実施形態では、第一ユニット２１Ｕにヒートシンク３０を備え、第二ユニット２５Ｕにはヒートシンクを有さない構成を説明したが、第二ユニット２５Ｕにもヒートシンクを備える構成であってもよい。

なお、上述した第一、第二実施形態では、画像形成装置１００内に記録材冷却装置２０を設けた場合を例に示したが（図１参照）、これに限らない。例えば、記録材冷却装置２０は画像形成装置１００の外部に設けられてもよい。図９に、記録材冷却装置２０が画像形成装置１００の外部に設けられている画像形成システム１Ｘを示す。

図９に示す画像形成システム１Ｘは、画像形成装置１００と、画像形成装置１００に連結された外部冷却装置１０１とを有する。外部冷却装置１０１は画像形成装置１００の機能を拡張するために後付け可能な周辺機（オプションユニットなどと呼ばれる）の１つとして、画像形成装置１００の装置本体１００Ａに連結可能に構成されている。外部冷却装置１０１は、画像形成装置１００から排出される記録材Ｓを冷却して、定着前に比べて高い記録材Ｓの温度を所定温度以下に下げるために配設される。外部冷却装置１０１は、記録材Ｓを冷却するために上述した記録材冷却装置２０を有している。

外部冷却装置１０１により冷却された記録材Ｓは、排出ローラ８５により外部冷却装置１０１から排出されて排出トレイ１２０に積載される。排出トレイ１２０は、外部冷却装置１０１や画像形成装置１００に対し着脱自在に設けられている。即ち、排出トレイ１２０は、画像形成装置１００に外部冷却装置１０１が連結されていない場合、画像形成装置１００に装着されている（図１参照）。そして、画像形成装置１００に外部冷却装置１０１が連結される際に、作業者によって画像形成装置１００から取り外されて外部冷却装置１０１に付け替えられる。なお、周辺機として、複数の外部冷却装置１０１が連結されてもよい。作業者は連結する外部冷却装置１０１の台数を増やすことによって、既存の画像形成装置１００に対し記録材Ｓの冷却能力を向上させることが容易にできる。

なお、画像形成システム１Ｘは、内部に記録材冷却装置２０を有する画像形成装置１００に対して外部冷却装置１０１を連結する構成であってもよい。また、画像形成システム１Ｘは、画像形成装置１００と外部冷却装置１０１との間にカール矯正装置等の他のシート処理装置が介在する構成であってもよく、外部冷却装置１０１に対してシート搬送方向下流側にさらにシート処理装置を連結する構成でもよい。

１Ｘ…画像形成システム、２０…記録材冷却装置、２１…ベルト（第一ベルト）、２１Ｕ…ベルトユニット（第一ユニット）、２２ａ（２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）…ローラ（第一張架ローラ）、２５…回転体（第二ベルト）、３０…冷却部材（放熱板、ヒートシンク）、４０…ファン（排気ファン、冷却ファン）、４１…ダクト（ファンダクト）、５０…定着装置、７１…第一保持板（前側板）、７２…第二保持板（後側板）、７６…回動支持部材（第一回動支持体）、７８…回動軸、１００…画像形成装置、２００…画像形成ユニット、４００…ファンユニット、５００（５００Ａ）…回動ユニット（回動機構部）、Ｓ…記録材、Ｔ４…ニップ部（冷却ニップ部）

Claims (13)

1. 加熱によりトナー像が定着された記録材を冷却する記録材冷却装置において、
   回転する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数のローラと、前記ベルトの内周面に当接して放熱することで前記ベルトを冷却する冷却部材とを有するベルトユニットと、
   前記ベルトの外周面に当接して前記ベルトとの間でニップ部を形成し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送する回転体と、
   前記ニップ部を形成するように前記ベルトと前記回転体とが当接する当接位置と、前記ニップ部を開放するように前記ベルトと前記回転体とが離間する離間位置とに、前記ベルトユニットを回動可能な回動ユニットと、
   前記冷却部材を通過するエアフローを生じさせて前記冷却部材を冷やすファンを有するファンユニットと、を備え、
   前記ファンユニットは、前記ベルトユニットと共に回動可能であり、
   前記ベルトユニットが前記当接位置に位置する場合に、前記ファンユニットは第１位置に位置し、
   前記ベルトユニットが前記離間位置に位置する場合に、前記ファンユニットは前記第１位置とは異なる第２位置に位置する、
   ことを特徴とする記録材冷却装置。
2. 前記複数のローラは、軸が記録材の搬送方向と交差する幅方向に延びており、
   前記ベルトユニットは、前記複数のローラの前記軸の両端部を軸支すると共に、前記冷却部材を保持する第一保持板と第二保持板とを有し、
   前記回動ユニットは、記録材の搬送方向に延びる回動軸と、前記第二保持板に固定され、前記回動軸によって前記ベルトユニットを回動可能に支持する回動支持部材とを有し、
   前記ファンユニットは、前記第二保持板に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却装置。
3. 前記回動ユニットは、鉛直方向における前記ファンの上端部が前記ファンの下端部よりも前記幅方向に大きく移動するように、前記ベルトユニットを回動する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の記録材冷却装置。
4. 前記回動軸は、前記ファンの回転中心を通る水平な直線よりも下方側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の記録材冷却装置。
5. 前記回動ユニットは、鉛直方向における前記ファンの下端部が前記ファンの上端部よりも前記幅方向に大きく移動するように、前記ベルトユニットを回動する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の記録材冷却装置。
6. 前記回動軸は、前記ファンの回転中心を通る水平な直線よりも上方側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の記録材冷却装置。
7. 前記ファンユニットは、前記ベルトユニットと前記ファンとの間に設けられ、前記ファンによって生成されるエアフローを形成するダクトを有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録材冷却装置。
8. 前記ファンは、前記記録材冷却装置の外部へ空気を排気する排気ファンである、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録材冷却装置。
9. 前記冷却部材は、前記ベルトに接触して放熱する放熱板である、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の記録材冷却装置。
10. 前記回転体は、無端状の他のベルトであり、
    前記ベルトと前記他のベルトとは、記録材を搬送する前記ニップ部を形成する、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の記録材冷却装置。
11. 前記ベルトユニットは、重力方向に関して前記回転体よりも上方に位置する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の記録材冷却装置。
12. 記録材にトナー像を形成する画像形成ユニットと、
    前記画像形成ユニットにより形成されたトナー像を加熱して記録材に定着させる定着装置と、
    請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の記録材冷却装置と、を備える、
    ことを特徴とする画像形成装置。
13. 記録材にトナー像を形成する画像形成ユニットと、トナー像が形成された記録材に加熱によりトナー像を定着させる定着装置とを有する画像形成装置と、前記画像形成装置に連結され、前記画像形成装置から排出される記録材を冷却する、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の記録材冷却装置と、を備える、
    ことを特徴とする画像形成システム。

Images