JP2001289578A

JP2001289578A - ヒートパイプ式熱循環器

Info

Publication number: JP2001289578A
Application number: JP2000107591A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Matsuda; 司松田; Takayuki Yamashita; 孝幸山下; Tetsuo Yamada; 哲夫山田; Yutaka Ouchi; 裕大内; Shizuo Sagami; 静夫相模; Takehiro Chinen; 武廣知念; Masatomo Gomibuchi; 政智五味渕; Takeshi Uchiyama; 剛内山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】高い精度で熱交換部を形成することができ、
熱移動効率に優れるとともに、低コストで製作すること
ができるヒートパイプ式熱循環器を提供する。【解決手段】受熱部１１及び放熱部１２とを、複数の
金属部材２１，２２を並列することによって構成する。
ヒートパイプ１３は閉じた形状に形成し、上記受熱部又
は放熱部の金属部材の各々に対して設ける。そして、上
記金属部材２１，２２の軸線方向に設けられた貫通孔に
挿通して固着する。受熱部及び放熱部の金属部材２１，
２２は、並列する複数を互いに隙間を開けて配置すると
ともに、隣り合う金属部材と複数の箇所でろう付け接合
する。このろう付け接合する部分の面積は、ヒートパイ
プ１３の外径に金属部材の長さを乗じて算出される面積
の０．１％〜５％とし、十分な接合強度を確保するとと
もに、金属部材間の熱の移動を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートパイプを利
用した熱循環器に係り、特に高温のベルト状部材と低温
のベルト状部材との間で熱を移動させるのに適したヒー
トパイプ式熱循環器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒートパイプを利用した熱循環器は様々
な分野で利用されており、流体間での熱交換の他、固体
間での熱交換にも用いられている。例えば、周回駆動さ
れる無端状ベルトのある範囲で加熱を行い、他の範囲で
冷却を行う場合には、このベルトの所定の位置間で熱を
循環させ、加熱・冷却の効率を向上させることが考えら
れている。

【０００３】図１０は、加熱及び冷却される無端状ベル
トを中間転写体として用いた画像形成装置の構成を示す
概略図である。この画像形成装置は、静電電位の差によ
る潜像に着色粉体であるトナーを選択的に付着させて画
像を形成するものであり、トナー像を形成する画像形成
ユニット１０２と、周回駆動される無端状ベルトであっ
て、形成されたトナー像が一旦転写される中間転写体１
０３と、この中間転写体を張架するとともにこの中間転
写体に駆動力を付与する駆動ロール１０４と、中間転写
体１０３を張架しながらこの中間転写体１０３及びこの
上に担持されるトナー像Ｔを加熱する加熱ロール１０５
と、用紙トレイ１０９から搬送されてくる用紙１１２を
中間転写体１０３と重ね合わせて加熱ロール１０５との
間で加熱及び加圧する加熱加圧ロール１０６とを備えて
いる。また、図中に示す符号１０７は中間転写体の支持
ロール、符号１０８はクリーニングロール、符号１１１
は用紙搬送ベルト、符号１１３は画像が転写された用紙
を排出する排紙トレイ、符号１１４は中間転写体を冷却
するファン、符号１１５、１１６はそれぞれ、加熱ロー
ル、加熱加圧ロールに内蔵された熱源であるハロゲンラ
ンプである。

【０００４】この画像形成装置では、画像形成ユニット
１０２で形成されたトナー像Ｔは、中間転写体１０３に
静電的に転写され、中間転写体１０３の周回移動にとも
なって搬送される。そして、加熱ロール１０５の周面に
沿った位置でトナー像が加熱溶融され、記録媒体である
用紙１１２と重ね合わされて加熱ロール１０５と加熱加
圧ロール１０６との間で加圧される。これにより、溶融
したトナー像は用紙上に転写されるとともに定着され
る。トナー像が転写・定着された用紙は冷却され、中間
転写体１０３から剥離されて排紙トレイ１１３へと送り
出される。

【０００５】上記のような工程において、中間転写体１
０３は、加熱ロール１０５の周面と接触する位置では加
熱され、トナー像の転写及び定着が完了した後は冷却さ
れる。そして、画像形成ユニット１０２との対向する位
置では、トナーの溶融温度以下まで冷却されている必要
がある。つまり、画像形成ユニット１０２内のトナーを
溶融させると正常な画像の形成が損なわれることにな
り、例えば画像形成ユニット内の像担持ドラム（図示し
ない）や現像装置（図示しない）を過度に加熱しないよ
うにしている。

【０００６】このように、加熱ロール１０５で加熱され
た後に冷却され、さらに新たなトナー像が転写された後
は再加熱されることになり、中間転写体１０３の周回毎
に加熱・冷却がくり返されることになる。このため、中
間転写体１０３の加熱ロール１０５の下流側と上流側と
の間で熱を移動させる熱循環器１０１の使用が提案され
ており、特開平１０−２１３９７７号公報に記載の装置
では、図１１に示すようなヒートパイプ式の熱循環器を
用いている。

【０００７】この熱循環器は、中間転写体１０３の移動
方向に配置された複数のヒートパイプ１２３と、各ヒー
トパイプ１２３の受熱する部分と放熱する部分とに固定
される金属部材１３１、１３２とで主要部が構成されて
おり、並列された複数の金属部材１３１、１３２は、隣
り合う金属部材と熱絶縁スぺーサ１３４を介して連結さ
れている。そして、無端状ベルトである中間転写体１０
３の加熱ロール１０５の上流側と下流側とに金属部材の
連結体が接触し、加熱ロール１０５の下流側から上流側
に熱を移動させる。

【０００８】このとき、加熱ロール１０５の下流側で受
熱部１２１と接触する中間転写体１０３は、受熱部１２
１に中間転写体１０３から熱が吸収されるため、下流側
へいくほど温度が低くなり、受熱部の金属部材も上流側
のもの１３１ａから下流側のもの１３１ｂへと温度は低
くなっている。また、加熱ロール１０５の上流側で接触
する放熱部１２２では、逆に熱が中間転写体に供給され
て下流側の金属部材１３２ｂの温度が高くなっている。
そして、並列されたこれらの金属部材間で熱的に絶縁さ
れることにより、熱交換の良好な効率が維持されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のヒートパイプ式熱循環器には、次のような
問題点がある。従来のものでは、金属部材が熱絶縁スペ
ーサを介して連結されるので、充分な機械的強度を有す
るように製作するのが難しく、コストダウンの障害とな
っている。また、移動するベルト状部材と接触して効率
の良い熱交換を行うためには、接触面を凹凸の少ない精
度の良好な曲面に仕上げなければならないが、連結され
る金属部材間で段差ができ易く、精度よく製作してその
状態を維持することが困難である。さらに、製作するた
めに多くの費用を要することになる。さらに、接触面の
位置を正確に設定する必要があり、取り付け時の設定を
容易にすること又は加熱されたときの熱膨張を吸収する
ことができる構造とすることも要求されている。

【００１０】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、高い精度で熱交換部を形
成することができ、熱移動効率に優れるとともに、低コ
ストで製作することができるヒートパイプ式熱循環器を
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る発明は、複数の金属部材が並列
に配設されこれらの金属部材の各々が高温の部材に接
触するように配置される受熱部と、前記受熱部と同数
の金属部材が並列に配設され、これらの金属部材の各々
が低温の部材に接触する放熱部と、前記受熱部と前記
放熱部との各々の金属部材に対して設けられ、該受熱部
及び該放熱部の金属部材に固着されるとともに環状に閉
じた形状となった複数のヒートパイプとを有し、前記
受熱部の金属部材又は前記放熱部の金属部材は、並列に
配設される複数が互いに隙間をおいて配置されるととも
に、隣り合う金属部材が複数の箇所でろう付け接合さ
れ、該ろう付け接合部分の面積は、前記ヒートパイプの
外径に該金属部材の長さを乗じて算出される面積の０．
１％から５％であるヒートパイプ式熱循環器を提供する
ものである。

【００１２】上記構成において、高温の部材及び低温の
部材は、相対的に高温又は低温であればよい。つまり、
両者の間に熱交換が可能な程度の温度差があればよく、
低温の部材に対して高温、高温の部材に対して低温とい
う意味であり、特定の温度の範囲に限定されるものでは
ない。また、双方の部材は、布、紙、合成樹脂からなる
シート状の部材等であるのが望ましいが、固体、弾性
体、流体、塑性変形を生じる部材等であってもよい。

【００１３】このようなヒートパイプ式熱循環器では、
複数の金属部材を併設したものであるが、これらがろう
付けによって接合されているので、簡単な作業で十分な
強度に接合することができる。そして、一体に接合され
た後に高温の部材又は低温の部材と接触する熱交換部の
表面を、切削・研磨等により滑らかに仕上げることがで
き、高い精度の表面を形成することが可能となる。ま
た、複数の金属部材間で温度差が生じた場合にも、互い
の金属部材間のろう付けの面積は０．１〜５％と低い値
になっているので、隣り合う金属部材間での熱移動が少
なく、適切な温度差が維持される。したがって各々のヒ
ートパイプとこれに固着された金属部材とは、ほぼ独立
した状態で熱移動を行うことができ、効率のよい熱循環
が可能となる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のヒートパイプ式熱循環器において、前記金属部材
は、軸線方向にほぼ均等な断面を有し、この軸線方向に
貫通孔が設けられており、前記ヒートパイプは、前記貫
通孔に挿通して固定されているものとする。

【００１５】このヒートパイプ式熱循環器では、金属部
材に設けられた貫通孔にヒートパイプを挿通し、貫通孔
とヒートパイプとの間には溶融金属等を流し込むことに
よって、容易にこれらを固着させることができ、熱の移
動も良好なものとなる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のヒートパイプ式熱循環器において、前
記ヒートパイプは、前記受熱部に固着された部分と前記
放熱部に固着された部分との間に、変形して該受熱部と
該放熱部との間の相対変位を許容する湾曲部を有するも
のとする。

【００１７】このヒートパイプ式熱循環器では、ヒート
パイプが受熱部と放熱部との間で、湾曲部を有してお
り、この湾曲部が容易に変形することによって、受熱部
と放熱部との間の相対変位が許容される。したがって、
受熱部と放熱部とを正確な位置に固定することが容易と
なる。また、受熱部と放熱部とを固定した後は、金属部
材やヒートパイプの温度が変化し、伸縮が生じても湾曲
部の変形によって吸収され、ヒートパイプに過度の応力
が生じるのを防止することができる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のヒートパイプ式熱循環器において、前記
ヒートパイプは、前記受熱部に固着された部分と前記放
熱部に固着された部分との間に、管壁が螺旋状又は環状
に膨らみ、該受熱部と該放熱部との間の相対変位を許容
する伸縮部を有するものとする。

【００１９】このヒートパイプ式熱循環器では、ヒート
パイプの管壁が螺旋状又は環状に膨らんだ伸縮部を有し
ており、この管壁の変形によって容易に伸縮するので、
受熱部及び放熱部を所定の位置に容易に固定することが
できる。また、固定後は温度変化による伸縮を吸収する
ことができる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項１から請
求項４までのいずれかに記載のヒートパイプ式熱循環器
において、前記高温の部材及び前記低温の部材は、前
記ヒートパイプの前記受熱部又は放熱部に固定された部
分とほぼ直角方向に移動するベルト状部材であり、前
記受熱部及び放熱部の前記ベルト状部材と接触する面
は、該ベルト状部材の移動方向に曲面となっているもの
とする。

【００２１】このヒートパイプ式熱循環器では、受熱部
及び放熱部のベルト状部材と接触する部分が曲面となっ
ているので移動するベルト状部材を受熱部又は放熱部に
ほぼ一様に接触させることができ、熱の移動を有効に行
うことが可能となる。また、受熱部及び放熱部のベルト
状部材との接触面を滑らかに仕上げることができ、効率
の良い熱交換が行われる。

【００２２】請求項６に記載の発明は、請求項１から請
求項４までのいずれかに記載のヒートパイプ式熱循環器
において、前記高温の部材及び前記低温の部材は、
前記ヒートパイプの前記受熱部又は放熱部に固定された
部分とほぼ直角方向に周回駆動される一つの無端状ベル
トであり、前記受熱部は、前記無端状ベルト上に担持
されたトナー像を加熱溶融する位置より下流側であっ
て、新たにトナー像が該無端状ベルト上に転写される位
置より上流側で、該無端状ベルトと接触するものであ
り、前記放熱部は、前記トナー像が該無端状ベルト上
に転写される位置より下流側であって、トナー像が加熱
溶融される位置より上流側で、該無端状ベルトと接触す
るものとする。

【００２３】この熱循環器では、トナー像を溶融するた
めに加熱された無端状ベルトに受熱部が接触し、熱を吸
収して無端状ベルトを冷却するとともに、吸収した熱を
放熱部に移動する。放熱部は無端状ベルトの加熱される
位置の上流側に接触し、この無端状ベルトに熱を供給す
る。これにより、無端状ベルトの周回駆動にともなう加
熱と冷却を効率よく行うことができる。また、受熱部で
は、無端状ベルトの移動方向の上流側にある金属部材か
ら下流側の金属部材に順に温度が低くなっている。一
方、放熱部では上流側にある金属部材から下流側へ順に
温度が高くなっている。そして、受熱部の最も上流側の
金属部材が放熱部の最も下流側の部材とヒートパイプで
連結され、受熱部の下流側の金属部材が放熱部の上流側
の部材と連結されることにより、各ヒートパイプの熱交
換部の温度差がほぼ同じになり、効率の良い熱の移動が
行われる。なお、受熱部又は放熱部内の金属部材間で
は、ろう付け接合部分の面積が小さくなっているので熱
の移動は少なく、温度差が生じた状態が維持される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本願に係る発明の実施の形
態を図に基づいて説明する。図１は、請求項１又は請求
項２に係る発明の一実施形態であるヒートパイプ式熱循
環器を示す概略斜視図である。また、図２は、同じヒー
トパイプ式熱循環器の側面図及び正面図であり、図３
は、平面図である。

【００２５】このヒートパイプ式熱循環器１は、複数の
金属部材が並列に配設されこれらの金属部材の各々が
高温の部材に接触するように配置される受熱部１１と、
前記受熱部１１と同数の金属部材が並列に配設され、こ
れらの金属部材の各々が低温の部材に接触する放熱部１
２と、前記受熱部１１と前記放熱部１２の各々の金属部
材に対して設けられ、該受熱部１１及び該放熱部１２の
金属部材に固着されるとともに環状に閉じた形状となっ
た複数のヒートパイプ１３とで主要部が構成されてい
る。

【００２６】上記放熱部１２は、図４に示すように、複
数の金属部材２２を並列に配置したものであり、個々の
金属部材２２は軸線方向に貫通孔２２ａを有し、上面と
下面とがほぼ平坦に仕上げられている。そして、両側面
には、溝状の切り欠き２２ｂが設けられている。上記貫
通孔２２ａは、直線状のヒートパイプ１３ａが挿通され
るものであり、放熱部の裏面から図４（ｂ）に符号ｄで
示す等しい深さの位置に設けられている。このように貫
通孔を配列することにより、ヒートパイプは各金属部材
に対して同じ寸法のものを用いることができ、加工効率
が向上するものである。一方、上記溝状の切り欠き２２
ｂは、金属部材間での熱絶縁性を高めるため、及び軽量
化のために設けられるものである。

【００２７】これらの金属部材２２は、０．０５ｍｍ〜
２．０ｍｍの隙間を設けて配列され、隣り合う金属部材
間をろう付け接合することによって一体に結合されてい
る。ろう付け２３は、図５（ａ）に示すように、金属部
材側面の上縁付近及び下縁付近の一部について行われて
おり、その面積の合計は、ヒートパイプ１３ａの投影面
積の０．１％〜５％程度とする。また、上記範囲中０．
２〜４％とするのが好ましく、さらに０．３〜３．２％
とするのが最も望ましい。なお、上記投影面積は、図５
（ｂ）に示すように、ヒートパイプの外径Ｄと金属部材
の長さＬとを乗じて算出されるものである。

【００２８】上記のように、ろう付けで金属部材２２が
一体に結合された放熱部１２は、下面が平坦に仕上げら
れ、上面は曲率半径が３００ｍｍ〜２０００ｍｍのゆる
やかな曲面となるように切削及び研磨加工によって仕上
げられる。このとき、隣り合う金属部材の上面間のず
れ、すなわち段差は、１００μｍ以下となるように調整
されている。

【００２９】一方、受熱部１１は、上記放熱部１２とほ
ぼ同じものであり、上下面を逆にし、放熱部１２の斜め
下方に配置される。

【００３０】上記放熱部１２及び受熱部１１には、アル
ミニウム・銅又はこれらを含む合金等の熱伝導性の良好
な金属を用いることができるが、安価で加工性に優れた
アルミニウム又はアルミニウム合金を用いるのが望まし
く、押出形材を使用するのが最も好ましい。

【００３１】上記ヒートパイプ１３は、銅又は銅合金等
の管材が用いられ、直線状の管部材１３ａ、１３ｂと、
９０°に曲折された継ぎ手１３ｃとをろう付け接合して
環状に閉じた形状となっている。このヒートパイプ１３
は、上記受熱部１１と放熱部１２との複数の金属部材２
１、２２を一つずつ対にし、これらを連結するように双
方に固着されている。この固着は、金属部材２１、２２
の貫通孔に直線状の管部材１３ａを挿入し、貫通孔内面
と管部材外面との間に溶融したハンダを充填し固化させ
ることによって行われ、しっかりと固定されるととも
に、ハンダを介して良好な熱伝導性を有するものとな
る。

【００３２】上記ハンダは、例えば、融点が５０℃〜３
００℃、熱伝導率が０．２０９〜４．１８６Ｗ／（ｃ
ｍ・°Ｃ）［０．０５〜１．０ｃａｌ／ｃｍ² ・ｃｍ／
（℃・ｓｅｃ）］のものを用いることができる。なお、
図２中の符号１３ｄは、ヒートパイプに作動液を注入す
るための注入管である。作動液としては例えば純水を用
いることができ、ヒートパイプの内圧が適切に調整され
る。

【００３３】このようなヒートパイプ式熱循環器の製造
は、次のような工程によって行われる。まず、金属部材
２１、２２をアルミニウムの押出成形によって製作し、
これらを並列して互いにろう付け接合する。これによ
り、受熱部１１及び放熱部１２が形成される。受熱部１
１及び放熱部１２の金属部材２１、２２に設けられた貫
通孔には、ヒートパイプとなる管部材１３ａを挿入し、
この管部材と貫通孔の内面との間に溶融したハンダを充
填・硬化させる。そして、受熱部１１と放熱部１２とを
所定の位置関係に保持し、管部材１３ａ、１３ｂを継ぎ
手１３ｃによって接続して環状の閉じた形状とする。そ
の後、受熱部１１と放熱部１２の表面を所定の曲面とな
るように切削・研磨加工する。このようにして受熱部１
１、放熱部１２及びヒートパイプ１３が組み立てられる
と、ヒートパイプ内に作動液を注入するとともに内圧を
調整して完成する。なお、受熱部及び放熱部の表面の切
削・研磨加工は、ヒートパイプと一体化する前に行うこ
ともできる。

【００３４】図６は、図１から図３までに示すヒートパ
イプ式熱循環器１が用いられる画像形成装置の概略構成
図である。この画像形成装置は、先に説明した図１０に
示す画像形成装置と同様の画像形成ユニット２、中間転
写体３、駆動ロール４、加熱ロール５、加熱加圧ロール
６、支持ロール７、クリーニングロール８、用紙トレイ
９、用紙搬送路１０、用紙搬送ベルト３１、排紙トレイ
３３、冷却ファン３４、熱源であるハロゲンランプ３
５，３６を備えている。そして、中間転写体３上に転移
されたトナー像Ｔを加熱ロール５の周面に沿った位置で
加熱し、溶融した状態で記録媒体３２に圧接することに
より、転写と定着とを同時に行うものである。

【００３５】この画像形成装置において、ヒートパイプ
式熱循環器１は、受熱部１１が転写・定着位置の下流側
で中間転写体３に当接され、放熱部１２は加熱ロール５
の周面に巻き回される部分の上流側で中間転写体３に当
接される。そして、転写・定着が行われた直後の高温の
中間転写体３から、クリーニングロール８及び画像形成
ユニット２との対向位置を通過して冷却された低温の中
間転写体に熱が移動する。これによって中間転写体３の
周回毎に行われる加熱・冷却の効率が向上する。

【００３６】次に、上記画像形成装置において、本実施
形態のヒートパイプ式熱循環器１の効果を検証した実験
について説明する。この実験は、受熱部１１が有する金
属部材２１のろう付け接合された部分の面積を制限する
ことによる効果を調査したものであり、下記の条件で行
ったものである。

【００３７】測定対象：中間転写体３を周回駆動し、加
熱ロール５による加熱及び冷却をくり返したときの、受
熱部の最上流側にある金属部材と最下流側にある金属部
材との温度差（上記温度差を、ろう付け接合された部分の面積を変え
て測定する。）

【００３８】〈ヒートパイプ式熱循環器のデータ〉受熱部の長さ（中間転写体の移動方向の長さ）２００ｍｍ受熱部の幅３３０ｍｍ受熱部の高さ１５０ｍｍ受熱部の面粗さＲｚ＝１０μｍ以下（ＪＩＳＢ０６０１）受熱部の曲率半径１５００ｍｍ金属部材及びヒートパイプの数９金属部材の構成材料Ａ６０６３アルミニウム合金ヒートパイプの構成材料リン脱酸銅（調質Ｈ材）（ＪＩＳＨ３３００Ｃ１２２０）ヒートパイプの外径９．５ｍｍヒートパイプの肉厚１ｍｍ

【００３９】〈画像形成装置のデータ〉中間転写体の構成材料ポリイミド中間転写体の厚さ１４０μｍ中間転写体の移動速度１６０ｍｍ／ｓ加熱ロールの温度１７０℃ 加熱加圧ロールの温度１００℃ 加熱ロールと加熱加圧ロールとの圧接部下流側における中間転写体の温度１３０℃ 熱循環器の放熱部に接触する直前の中間転写体の温度５０℃ （冷却ファンによって調整する）

【００４０】上記のような条件で、中間転写体３を周回
駆動し、加熱ロール５と加熱加圧ロール６との間には記
録媒体を挿入することなく１５分間駆動を続けた後、受
熱部の最上流側と最下流側の金属部材の温度を測定し
た。ろう付け接合された部分の面積率との関係は、図７
に示すとおりとなり、ろう付け部分の面積率が約５％以
上となると温度差が急激に低下する。一方、図１１に示
す従来から知られている熱循環器のように、金属部材が
断熱部材によって熱絶縁されているものを用いて同様の
測定を行ったところ、金属部材の温度差は、図７中に破
線で示すとおりとなる。したがって、ろう付け部分の面
積率が約５％以内であれば、断熱部材を用いて熱絶縁し
た熱循環器とほぼ同等の温度差となっており、効果的に
熱の循環が行われていることがわかる。

【００４１】さらに、上記実験において、加熱ロール５
及び加熱加圧ロール６に内蔵された熱源３５，３６（ハ
ロゲンランプ）の消費電力を積算電力計で測定した結
果、熱循環器を用いることによる消費電力の低減量はろ
う付け部分の面積率が約５％以下であれば断熱部材で熱
絶縁した場合とほぼ同等であることが確認されている。

【００４２】次に本願にかかる発明の他の実施形態につ
いて説明する。図８は、請求項３に係る発明の一実施形
態であるヒートパイプ式熱循環器を示す側面図及び部材
組立図である。このヒートパイプ式熱循環器４０も、図
１から図３までに示すものと同様の受熱部４１、放熱部
４２及びヒートパイプ４３で主要部が構成されている。
そして、受熱部４１及び放熱部４２は、金属部材５１，
５２が各６本となっているが、それぞれの金属部材はろ
う付けで接合されており、接合部分の面積は、ヒートパ
イプ４３の外径Ｄと該金属部材の長さＬとの責に対する
面積率で０．１％から５％までの範囲となっている。

【００４３】一方、この熱循環器で用いられているヒー
トパイプ４３は、図８（ｂ）に示すように、コの字状に
曲げ加工された管４３ａと、この管に接続される短い管
４３ｂと、２つの継ぎ手４３ｃとで主要部が構成されて
いる。上記コの字状に曲げ加工された管４３ａは、受熱
部４１及び放熱部４２の金属部材５１，５２に設けられ
た貫通孔に両端付近の直線状部分が挿通され、貫通した
先端を二つの継ぎ手４３ｃと他の短い管４３ｂとで接続
して環状にしたものである。

【００４４】また、上記コの字状の管４３ａ及び短い管
４３ｂは、側方から見たときの形状が図８（ａ）に示す
ように、Ｓ字状に湾曲した部分を有するものとなってい
る。この湾曲した部分が変形することによって、受熱部
４１と放熱部４２との相対変位を許容するとともに、受
熱部４１と放熱部４２とが所定位置にしっかりと固着さ
れた後には、管の温度変化による伸縮を吸収して、過大
な応力の発生が回避される。

【００４５】このようなヒートパイプ式熱循環器４０
も、図６に示すような画像形成装置に用い、周回毎にく
り返される中間転写体３の加熱及び冷却を効率よく行う
ことが可能となる。

【００４６】なお、本実施形態の湾曲したヒートパイプ
４３に代えて、図９に示すような管壁が螺旋状又は環状
に膨らみ、軸線方向の管断面が波形となった管を、ヒー
トパイプの一部に用いてもよい。このような管５３は管
の壁面が容易に変形して伸縮が可能であり、受熱部と放
熱部との相対変位を許容するとともに温度応力の発生も
防止する。このようにヒートパイプに伸縮部を設けた熱
循環器は、本願の請求項４に係る発明の一実施形態であ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係るヒ
ートパイプ式熱循環器では、受熱部及び放熱部の金属部
材が部分的なろう付けで接合され、一体となったもので
あり、熱交換部の曲面加工が容易で構造強度も優れたも
のとなる。つまり、従来のように断熱部材を介して複数
の金属部材を結合する場合には、金属部材間で位置のず
れ等による表面の段差が生じ易く、精度の悪いものであ
ったが、本願発明に係る熱循環器では、このような問題
点が解決され、軽量化及び製作コストの低減及び寸法精
度の確保が可能となる。また、ヒートパイプに伸縮部又
は湾曲部を設けることによって熱循環器の取り付け時及
びその後にヒートパイプに大きな応力が作用するのを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１又は請求項２に係る発明の一実施形態
であるヒートパイプ式熱循環器を示す概略斜視図であ
る。

【図２】図１に示すヒートパイプ式熱循環器の側面図及
び正面図である。

【図３】図１に示すヒートパイプ式熱循環器の平面図で
ある。

【図４】図１に示すヒートパイプ式熱循環器で用いられ
る放熱部の部分斜視図である。

【図５】図４に示す放熱部を構成する金属部材及びその
ろう付け部分を示す概略斜視図である。

【図６】図１に示すヒートパイプ式熱循環器が用いられ
る画像形成装置の概略構成図である。

【図７】図１に示すヒートパイプ式熱循環器の受熱部に
おける金属部材間の温度差と金属部材間のろう付け面積
率との関係を示す図である。

【図８】請求項３に係る発明の一実施形態であるヒート
パイプ式熱循環器の側面図及び部材組立図である。

【図９】図１又は図８に示すヒートパイプ式熱循環器で
用いることができる管部材の他の例を示す形状図であ
る。

【図１０】従来から知られている画像形成装置の概略構
成図である。

【図１１】従来から知られているヒートパイプ式熱循環
器の概略斜視図である。

【符号の説明】

１ヒートパイプ式熱循環器２画像形成ユニット３中間転写体４駆動ロール５加熱ロール６加熱加圧ロール７支持ロール８クリーニングロール９用紙トレイ１０用紙搬送路１１受熱部１２放熱部１３ヒートパイプ２１受熱部の金属部材２２放熱部の金属部材２３ろう付け部分３１用紙搬送ベルト３２記録媒体３３排紙トレイ３４冷却ファン３５，３６熱源（ハロゲンランプ）４０ヒートパイプ式熱循環器４１受熱部４２放熱部４３ヒートパイプ５１受熱部の金属部材５２放熱部の金属部材５３管部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/16 Ｇ０３Ｇ 15/16 15/20 １０２ 15/20 １０２ 15/24 15/24 (72)発明者山下孝幸神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者山田哲夫神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者大内裕神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者相模静夫神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者知念武廣東京都港区新橋５−11−３住友軽金属工業株式会社内 (72)発明者五味渕政智愛知県宝飯郡一宮町大木新道100 住友軽金属工業株式会社内 (72)発明者内山剛愛知県宝飯郡一宮町大木新道100 住友軽金属工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H032 BA05 BA09 BA18 BA21 BA23 2H033 AA02 BA10 BA11 BA12 BA25 BA27 BA29 BB01 BB18 BB34 BE09 2H078 AA29 CC06 DD51 DD56 DD57

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の金属部材が並列に配設されこ
れらの金属部材の各々が高温の部材に接触するように配
置される受熱部と、前記受熱部と同数の金属部材が並列に配設され、これら
の金属部材の各々が低温の部材に接触する放熱部と、前記受熱部と前記放熱部との各々の金属部材に対して設
けられ、該受熱部及び該放熱部の金属部材に固着される
とともに環状に閉じた形状となった複数のヒートパイプ
とを有し、前記受熱部の金属部材又は前記放熱部の金属部材は、並
列に配設される複数が互いに隙間をおいて配置されると
ともに、隣り合う金属部材が複数の箇所でろう付け接合
され、該ろう付け接合部分の面積は、前記ヒートパイプの外径
に該金属部材の長さを乗じて算出される面積の０．１％
から５％であることを特徴とするヒートパイプ式熱循環
器。
【請求項２】前記金属部材は、軸線方向にほぼ均等
な断面を有し、この軸線方向に貫通孔が設けられてお
り、前記ヒートパイプは、前記貫通孔に挿通して固定さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のヒートパイ
プ式熱循環器。
【請求項３】前記ヒートパイプは、前記受熱部に
固着された部分と前記放熱部に固着された部分との間
に、変形して該受熱部と該放熱部との間の相対変位を許
容する湾曲部を有することを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載のヒートパイプ式熱循環器。
【請求項４】前記ヒートパイプは、前記受熱部に固
着された部分と前記放熱部に固着された部分との間に、
管壁が螺旋状又は環状に膨らみ、該受熱部と該放熱部と
の間の相対変位を許容する伸縮部を有することを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載のヒートパイプ式熱循
環器。
【請求項５】前記高温の部材及び前記低温の部材
は、前記ヒートパイプの前記受熱部又は放熱部に固定さ
れた部分とほぼ直角方向に移動するベルト状部材であ
り、前記受熱部及び放熱部の前記ベルト状部材と接触する面
は、該ベルト状部材の移動方向に曲面となっていること
を特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項
４に記載のヒートパイプ式熱循環器。
【請求項６】前記高温の部材及び前記低温の部材
は、前記ヒートパイプの前記受熱部又は放熱部に固定
された部分とほぼ直角方向に移動し、周回駆動される一
つの無端状ベルトであり、前記受熱部は、前記無端状ベルト上に担持されたトナー
像を加熱溶融する位置より下流側であって、新たにトナ
ー像が該無端状ベルト上に転写される位置より上流側
で、該無端状ベルトと接触するものであり、前記放熱部は、前記トナー像が該無端状ベルト上に転写
される位置より下流側であって、トナー像が加熱溶融さ
れる位置より上流側で、該無端状ベルトと接触するもの
であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３
又は請求項４に記載のヒートパイプ式熱循環器。