JP2003091189A

JP2003091189A - 画像形成装置

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Publication number: JP2003091189A
Application number: JP2001282231A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Kimura; 尚之木村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-03-28
Anticipated expiration: 2021-09-17
Also published as: US7418217B2; US7945186B2; JP4542729B2; US20050232649A1; US20030053818A1; EP1293846A2; US20080232872A1; EP1293846A3; US6922538B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱定着装置と作像装置との間の狭い間隙内
に、遮熱板とヒートパイプを配置し、ヒートパイプの端
部に直接放熱フィンを設けて、冷却効果を高めた上に、
ファンによる強制空冷で、放熱フィンを小さくするよう
にした。【解決手段】トナー像を感光体７上に形成してから該
トナー像をシート上に転写する作像装置Ａと、シート上
に転写されたトナー像を熱によって定着させる熱定着装
置Ｂと、を近接配置した画像形成装置において、前記作
像装置と前記熱定着装置との間に遮熱板１とヒートパイ
プ２を配置し、該ヒートパイプの一端には放熱フィン３
を配置し、該放熱フィンを強制冷却するファン４を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の電子写真式画像形成装置の改良に関
し、特に熱定着装置からの発熱の悪影響を作像装置に及
ぼさないようにするための遮熱構造を備えた画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の画像形成装置は、電子写真
プロセスを実施するための感光体、帯電手段、現像手
段、転写手段、クリーニング手段等から成る作像装置
と、シート上のトナー像を定着するための熱定着装置
と、原稿画像等を読み取るための読取り光学系と、感光
体上に画像情報を書き込むための書き込み光学系と、作
像装置にシートを供給するための給紙装置等を備えてい
る。熱定着装置は、ヒータを備えた加熱ローラと、加熱
ローラに圧接する加圧ローラとを備え、作像装置におい
てトナー像の転写を受けたシートを加熱しながら加圧す
ることによって定着を行う。ところで、画像装置の小型
化の要請により、内部の構成要素間の距離が接近してく
ると、作像装置と熱定着装置とが近接配置されるケース
が増えてくる。しかし、作像装置を構成する各構成要素
は、熱定着装置からの熱による悪影響を受けやすい。例
えば、トナーを収容した現像手段にあっては、熱定着装
置からの熱によってトナーが凝集し易くなる等の不具合
があり、またクリーニング装置にあっても回収したトナ
ーが凝集すると回収トナーの搬送に支障をもたらす虞が
ある。従来、例えば、特開平１１−３４４９１６号公報
には、遮熱板とヒートパイプとの組み合わせにより、定
着装置から作像装置に伝わる熱量を低減させる遮熱装置
が開示されている。この発明では、ヒートパイプにより
熱を受け、放熱は遮熱板を通じて行っているが、このよ
うな構成では熱交換材としてのヒートパイプの本来の特
徴を充分に活かすことができず、熱の伝わりが遅くな
り、遮熱板の温度上昇によって経時的に要保護部品の温
度が上がってしまう。更に、自然空冷では、放熱フィン
を大きくする必要があり、装置全体が大きくなってしま
うと言う欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑み
てなされたものであり、熱定着装置から発生する熱が近
接する作像装置に悪影響を及ぼす不具合を効率的に解消
することができる遮熱装置を備えた画像形成装置を提供
することを課題とする。具体的には、熱定着装置と作像
装置との間の狭い間隙内に、遮熱板とヒートパイプを配
置し、ヒートパイプの端部に直接放熱フィンを設けて、
冷却効果を高めた上に、ファンによる強制空冷で、放熱
フィンを小さくすることができる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、トナー像を感光体上に形成して
から該トナー像をシート上に転写する作像装置と、シー
ト上に転写されたトナー像を熱によって定着させる熱定
着装置と、を近接配置した画像形成装置において、前記
作像装置と前記熱定着装置との間に遮熱板とヒートパイ
プを配置し、該ヒートパイプの一端には放熱フィンを配
置し、該放熱フィンを強制冷却するファンを備えたこと
を特徴とする。請求項２の発明は、前記作像装置と前記
熱定着装置との間に配置した遮熱板とヒートパイプの作
像装置側に、断熱材を配置したことを特徴とする。請求
項３の発明は、前記作像装置と前記熱定着装置との間に
配置した遮熱板とヒートパイプの作像装置側に、前記フ
ァンによって空気の流れを作ったことを特徴とする。請
求項４の発明は、前記ファンの風量が、0.05m^3/min.以
上であることを特徴とする。請求項５の発明は、前記遮
熱板の熱定着装置側の面が、光沢面であることを特徴と
する。請求項６の発明は、前記遮熱板の熱定着装置側の
面が、濃厚色あるいは黒色であることを特徴とする。ま
た、本発明の他の構成は、前記放熱フィンは、中空状の
金属筒と、該金属筒の外周から放射状に突出した板状フ
ィンと、から成り、該金属筒の内外を空冷できるように
構成したことを特徴とする。本発明の他の構成は、前記
ヒートパイプは、銅管と、該銅管内に封入した純水と、
から成ることを特徴とする。本発明の他の構成は、前記
放熱フィンを複数個備え、前記ファンによる送風方向下
流側へ向かうほど各放熱フィンの突出高さが順次高くな
るように構成したことを特徴とする。本発明の他の構成
は、前記遮熱板とヒートパイプの代わりに、ヒートパネ
ルを使用したことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。図１（ａ）及び（ｂ）
は、本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置の画
像形成部（作像装置及び熱定着装置）の概略構成を示す
図、及び本発明の一実施形態に係る遮熱機構（冷却機
構）を備えた熱定着装置の外観斜視図である。作像装置
Ａは、電子写真プロセスを実施するための各構成要素か
ら成り、熱定着装置Ｂはトナー像を保持したシート（転
写紙）を加熱しながら加圧するための手段であり、遮熱
機構Ｃは熱定着装置Ｂからの発熱を遮熱して作像装置Ａ
への伝達を遮断するための手段である。まず、作像装置
Ａは、一列に配置された４個の感光体ドラム２１と、各
感光体ドラム廻りに配置された図示しない帯電手段、露
光位置、現像手段、一次転写手段、クリーニング手段、
エンドレスに張設されて矢印方向へ走行する中間転写ベ
ルト２２及び二次転写ローラ２３と、搬送ベルト２４
と、を備えている。熱定着装置Ｂは、ケーシング３０内
に、内部にヒータ３１ａを備えた加熱ローラ３１、及び
加圧ローラ３２を備え、両ローラ間を通過するシート上
のトナーを加熱しながら加圧することによって定着させ
る。

【０００６】図示しない読取り光学系によって読み取ら
れたカラーの原稿画像は光電変換、Ａ／Ｄ変換された上
で、所要の画像処理を受け、図示しない書き込み光学系
によって各感光体ドラム２１周辺の前記露光位置から各
感光体ドラム上に照射されてイエロー、シアン、マゼン
タ、ブラック用の静電潜像が夫々形成される。続いて、
各感光体ドラム２１の周辺に夫々設けた現像手段からの
カラートナーによって各静電潜像が現像され、各現像像
は順次中間転写ベルト２２上に重ね転写され、合成画像
が形成される。この合成画像は、二次転写ローラ３２に
よってシートＳ上に一括転写された後、熱定着装置Ｂ内
に入って両ローラ３１、３２間で加熱されながら加圧さ
れることによって定着される。定着されたシートＳは機
外に排出される。

【０００７】この実施形態の画像形成部において、熱定
着装置Ｂと作像装置Ａとが直接近接配置されている場合
には、熱定着装置Ｂからの発熱により作像装置の各構成
要素が悪影響を受けることは前述の通りである。そこ
で、本発明では、熱定着装置Ｂと作像装置Ａとの間のわ
ずかな隙間を利用して遮熱装置Ｃを配置し、熱定着装置
Ｂからの熱の影響を排除するように構成した。即ち、こ
の実施形態に係る遮熱装置Ｃは、熱定着装置Ｂのケーシ
ング３０が作像装置Ａと対向する面３０ａを斜めに構成
し、この斜めの外面３０ａとの間に所定の間隙を隔てて
（或いは、接触させて）遮熱板１を近接配置する。遮熱
板１の上下の端縁からは夫々張り出し部１ａ、１ｂが延
びている。遮熱板１の裏面(熱定着装置とは反対側の面)
には、奥行き方向へ所定の間隔をおいて複数のヒートパ
イプ２が平行に取り付けられている。ヒートパイプ２
は、遮熱板１の上下の張り出し部１ａ、１ｂまで延在し
ている。各ヒートパイプ２の上端部には、遮熱板の上部
張り出し部１ａを介して放熱フィン３が固定されてい
る。放熱フィン３は、熱伝導性の良好な金属薄板を多数
平行に配置した構成を備えている。

【０００８】また、全ての放熱フィン３及びヒートパイ
プ２の上端部は、逆Ｕ字型の板金から成るダクト５によ
り包囲され、更に、ダクト５の長手方向一端部にはファ
ン４を配置して外気をダクト内に導入して他端から排出
するように構成する。このため、熱定着装置Ｂのケーシ
ング３０からの熱は、遮熱板１により捕集されて各ヒー
トパイプ２に集熱し、ヒートパイプ２の上端部から放熱
フィン３に放熱される。放熱フィン３は、ダクト５内を
送風するファン４からの空気によって放熱を促進され、
外部へ排出される。本発明の全ての実施形態において、
ファン４の風量は、例えば0.05m^3/min.以上とするのが
好ましい。この実施形態によれば、熱定着装置Ｂと作像
装置Ａとの間の僅かな隙間に配置することができる遮熱
装置Ｃの一部（遮熱板１、ヒートパイプ２）を利用して
断熱し、冷却することができる。

【０００９】次に、図２は、本発明の第２の実施形態に
係る遮熱装置を備えた画像形成部の概略構成を示す正面
図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、
重複した説明は省略するが、この実施形態の遮熱装置Ｃ
は、遮熱板１に取り付けられたヒートパイプ２の上面
（作像装置と対向する面）を覆うように、断熱材３５を
配置した構成が特徴的である。この実施形態では、熱定
着装置Ｂと作像装置Ａとの間のわずかな間隙に配置した
遮熱板１及びヒートパイプ２に重ねて断熱材３５を配置
したので、作像装置Ａに対する断熱効果を高くすること
ができる。なお、この断熱材３５は、図３以降の他の実
施形態にも適用可能である。次に、図３は、本発明の第
３の実施形態に係る遮熱装置を備えた画像形成部の概略
構成を示す正面図である。なお、図１と同一部分には同
一符号を付し、重複した説明は省略するが、この実施形
態の遮熱装置Ｃは、ヒートパイプ２を備えた遮熱板１と
作像装置Ａとの間の間隙に、ダクト５の裾部を延長した
張り出し部５ａを介在させて両者を遮蔽し、ダクトの張
り出し部５ａの内部にファン４によって矢印で示した如
き空気の流れを作って、冷却を促進するようにしてい
る。即ち、この実施形態では、遮熱板１とヒートパイプ
２を空冷することにより、経時的な温度上昇を抑えるこ
とができ、断熱効果を高めることができる。なお、この
実施形態に係る空冷構造は、以下に示す他の実施形態に
係る遮熱装置にも、可能な範囲で適用可能である。

【００１０】次に、本発明の第４の実施形態に係る遮熱
装置Ｃは、図１の実施形態に示した遮熱板１の熱定着装
置側の面１Ａの平滑度を高めたり、メッキや塗装を施し
たりして、鏡面状（光沢面状）に加工した構成が特徴的
である。この実施形態によれば、遮熱板１の熱定着装置
側の面１Ａを光沢面状にすることで、ケーシング３０か
らの放射熱を反射し、作像装置側への熱の伝達を小さく
することができる。次に、本発明の第５の実施形態に係
る遮熱装置Ｃは、図１の実施形態に示した遮熱板１の熱
定着装置側の面１Ａを表面処理したり、塗装を施すこと
によって、黒色あるいは濃厚色に加工した構成が特徴的
である。この実施形態によれば、遮熱板１の熱定着装置
側の面１Ａを濃厚色あるいは黒色にすることによって、
遮熱板１により輻射熱を吸収し、作像装置Ａ側への熱の
伝達を小さくすることができる。

【００１１】次に、図４は、本発明の第６の実施形態に
係る遮熱装置Ｃを構成する放熱フィン３の一例の構成を
示す断面図である。この放熱フィン３は、円筒状の金属
筒４０の周りに放射状に突出する複数の板状フィン４１
が設けられており、この金属筒４０の内部にも空気を流
せるようになっている。取り付け方法は、金属筒４０の
端面を遮熱板１の上端部１ａに固定し、隣接し合う放熱
フィン３の板状フィン４１同志が干渉しないように配置
する。このように、この実施形態の遮熱装置では、放熱
フィンを中空にし、中に空気を流すことで、冷却効率を
上げることができる。この放熱フィン３は、上記及び下
記の他の実施形態にも適用可能である。次に、図５は、
本発明の第６の実施形態に係る遮熱装置に使用されるヒ
ートパイプ２の一例の外観斜視図であり、このヒートパ
イプ２は、両端が密閉された銅管４５と、銅管４５の中
に密封された少量の純水と、から成る。この実施形態で
は、ヒートパイプ２を銅管により構成することにより熱
伝達効率を高くし、また、銅管４５内に充填物として、
フロンを使わず、純水を使用することで環境破壊にもな
らない。次に、図６は本発明の第７の実施形態に係る遮
熱装置に使用される放熱フィンの構成を示す平面図であ
り、図１に示した放熱フィン３の変形実施形態を示す図
である。遮熱板１の上部張り出し部１ａには複数個の放
熱フィン３ａ〜３ｄが取り付けられ、各放熱フィンは左
方に位置するファン４から離れるに従って、放熱フィン
の突出長を長くしてある。このように、各放熱フィンの
突出長がファンから遠ざかるほど長くなるようにしたこ
とにより、遠い位置にあるフィンにも風が充分に当た
り、放熱フィン間の温度差が小さくなる。このため、効
率的な放熱を行うことが可能となる。本実施形態の放熱
フィンは、他の全ての実施形態の遮熱装置に対して、可
能な範囲内で適用可能である。

【００１２】図７は、本発明の第８の実施形態に係る遮
熱装置を配備した画像形成部の正面図であり、この実施
形態では、図１、図２等の遮熱装置に備えた遮熱板１、
ヒートパイプ２の代わりに、一枚のヒートパネル５０
を、熱定着装置Ｂと作像装置Ａとの間の間隙に配置して
断熱を図っている。このヒートパネル５０は、例えば、
金属板を中空且つ所要厚の板状に加工し、その内部にフ
ロンや純水などの溶媒を少量入れ、密封した構成を備え
ている。この実施形態の遮熱装置によれば、ヒートパネ
ル５０を使用することで、遮熱板１全体の温度ムラを小
さくして効率的な断熱を図ることが出来る。なお、上記
実施形態では、カラー画像形成装置に適用する遮熱装置
を示したが、本発明の遮熱装置は、熱定着装置と、作像
装置を近接配置したあらゆるタイプの画像形成装置に対
して適用することができる。

【００１３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱定着装
置と作像装置との間の狭い間隙内に、遮熱板とヒートパ
イプを配置し、ヒートパイプの端部に直接放熱フィンを
設けて、冷却効果を高めた上に、ファンによる強制空冷
で、放熱フィンを小さくするようにした。請求項１の発
明は、作像装置と熱定着装置とを近接配置した画像形成
装置において、前記作像装置と前記熱定着装置との間に
遮熱板とヒートパイプを配置し、該ヒートパイプの一端
には放熱フィンを配置し、該放熱フィンを強制冷却する
ファンを備えた。このため、熱定着装置と作像装置の間
を僅かな隙間で断熱できる。請求項２の発明は、作像装
置と熱定着装置との間に配置した遮熱板とヒートパイプ
の作像装置側に、断熱材を配置した。このように、断熱
材を併用することで、作像装置の断熱効果を高くするこ
とができる。請求項３の発明は、作像装置と熱定着装置
との間に配置した遮熱板とヒートパイプの作像装置側
に、ファンによって空気の流れを作った。このため、空
冷することにより、経時的な温度上昇を抑えることがで
き、断熱効果を上げることができる。請求項４の発明
は、前記ファンの風量が、0.05m^3/min.以上である。こ
のように、0.1m^3/min.以上の風量のファンを使うこと
で、強制空冷効果を持たすことができる。請求項５の発
明は、遮熱板の熱定着装置側の面を光沢面とすること
で、放射熱を反射し、作像装置側への熱の伝達を小さく
することができる。請求項６の発明は、前記遮熱板の熱
定着装置側の面を、濃厚色あるいは黒色としたので、遮
熱板で輻射熱を吸収し、作像装置側への熱の伝達を小さ
くすることができる。

【００１４】本発明の他の構成では、放熱フィンは、中
空状の金属筒と、該金属筒の外周から放射状に突出した
板状フィンと、から成り、該金属筒の内外を空冷できる
ように構成した。放熱フィンを中空にし、中に空気を流
すことで、冷却効率を上げることができる。本発明の他
の構成は、前記ヒートパイプは、銅管と、該銅管内に封
入した純水と、から成る。即ち、ヒートパイプを銅にす
ることで、熱伝達効率が高くなり、また、フロンを使わ
ず、純水にすることで環境破壊にもならない。本発明の
他の構成は、前記放熱フィンを複数個備え、前記ファン
による送風方向下流側へ向かうほど各放熱フィンの突出
高さが順次高くなるように構成した。このように、放熱
フィンの高さを変え、ファンから遠いほど長くすること
により、遠い方も風が当たり、温度差が小さくなる。本
発明の他の構成は、前記遮熱板とヒートパイプの代わり
に、ヒートパネルを使用したので、遮熱板全体の温度ム
ラが小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係
るカラー画像形成装置の画像形成部（作像装置及び熱定
着装置）の概略構成を示す図、及び本発明の一実施形態
に係る遮熱機構（冷却機構）を備えた熱定着装置の外観
斜視図。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る遮熱装置を備え
た画像形成部の概略構成を示す正面図。

【図３】本発明の第３の実施形態に係る遮熱装置を備え
た画像形成部の概略構成を示す正面図。

【図４】本発明の第６の実施形態に係る遮熱装置Ｃを構
成する放熱フィン３の一例の構成を示す断面図。

【図５】本発明の第６の実施形態に係る遮熱装置に使用
されるヒートパイプの一例の外観斜視図。

【図６】本発明の第７の実施形態に係る遮熱装置に使用
される放熱フィンの構成を示す平面図。

【図７】本発明の第８の実施形態に係る遮熱装置を配備
した画像形成部の正面図。

【符号の説明】

Ａ作像装置、Ｂ熱定着装置、Ｃ遮熱機構、１遮
熱板、２ヒートパイプ、３放熱フィン、４ファ
ン、５ダクト、２１感光体ドラム、２２中間転写
ベルト、２３二次転写ローラ、２４搬送ベルト、３
０ケーシング、３１加熱ローラ、３２加圧ロー
ラ、３５断熱材、４０金属筒、４１板状フィン、
４５銅管、５０ヒートパネル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を感光体上に形成してから該ト
ナー像をシート上に転写する作像装置と、シート上に転
写されたトナー像を熱によって定着させる熱定着装置
と、を近接配置した画像形成装置において、前記作像装置と前記熱定着装置との間に遮熱板とヒート
パイプを配置し、該ヒートパイプの一端には放熱フィン
を配置し、該放熱フィンを強制冷却するファンを備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記作像装置と前記熱定着装置との間に
配置した遮熱板とヒートパイプの作像装置側に、断熱材
を配置したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成
装置。
【請求項３】前記作像装置と前記熱定着装置との間に
配置した遮熱板とヒートパイプの作像装置側に、前記フ
ァンによって空気の流れを作ったことを特徴とする請求
項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記ファンの風量が、0.05m^3/min.以上
であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装
置。
【請求項５】前記遮熱板の熱定着装置側の面が、光沢
面であることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記
載の画像形成装置。
【請求項６】前記遮熱板の熱定着装置側の面が、濃厚
色あるいは黒色であることを特徴とする請求項１、２、
３又は４に記載の画像形成装置。