JP2004053973A - 冷却装置および画像形成装置 - Google Patents

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近野 久郎
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Abstract

【課題】熱源の放射熱により熱気が給気流路に入りにくくした冷却装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置本体内に、ヒータ18aをそなえた定着装置(熱源)17の放射熱を冷却するための冷却装置をそなえる。冷却装置は、冷却ファン(ファン)51、排気ファン(ファン)52、冷却ダクト53、排気ダクト54などをそなえ、冷却ダクト53の定着装置17側の開口に、シャッタ手段55Aをそなえる。
【選択図】    図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ファンを駆動して給気流路に空気を取り込んで熱源を冷却した後、排気する冷却装置およびその冷却装置をそなえた、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像形成装置の内部にそなえた冷却装置としては、特開平7−287504号公報において、熱を発生する定着装置と熱の影響を受け易い感光体との間に遮蔽壁を設け、定着装置から発生する熱を感光体側に伝えないように、画像形成装置の外部に放出する構造のものが開示されている。
【0003】
しかし、このような構造では、感光体側に熱を伝えないようにすることが十分に達成できなかった。
【0004】
そこで、図9に示すように、定着ローラ1aにヒータ1bをそなえた定着装置1の上方で、プラスチックレンズ2aとレーザーダイオード2bをそなえた書込み装置2の下方に、冷却ファン3、冷却ダクト4、排気ダクト5、排気ファン6をそなえたものがある。
【0005】
このように構成された冷却装置は、熱源である定着装置1の作動と連動して、冷却ファン3と排気ファン6が駆動して空気を取り込み、矢印のように、冷却ダクト4内に給気流路が形成され、ヒータ1bによって加熱された定着装置1にあてて冷却する。そして、熱せられた空気を排気ダクト5を介して排気ファン6により外部に排出し、定着装置1の作動停止と連動して、冷却ファン3と排気ファン6が駆動を停止するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成の冷却装置では、定着装置1の作動停止と連動して、冷却ファン3と排気ファン6が駆動を停止するが、そのときは、定着装置1が十分に冷却していない。そのため、定着装置1の放射熱が熱気となって、図10の矢印で示すように、冷却ダクト4や排気ダクト5に沿って上昇しながら、これらを熱する。このうち、熱せられた冷却ダクト4の放射熱により、書込み装置2が熱せられると、書込み装置2にある、走査光学系2aのプラスチックレンズやレーザーダイオード2bなどが熱せられて、劣化を早めたり、動作不良を生じるという問題がある。
【0007】
そこで、この発明の第1の目的は、熱源の放射熱により熱気が給気流路に入りにくくした冷却装置を提供することにある。
【0008】
この発明の第2の目的は、簡易な構造で容易にシャッタ手段を開閉することにある。
【0009】
この発明の第3の目的は、効率よく熱源まわりを冷却することにある。
【0010】
この発明の第4の目的は、シャッタ手段を確実に開閉することにある。
【0011】
この発明の第5の目的は、簡易な部材で安価に、かつ、静かにシャッタ手段の開閉をすることにある。
【0012】
この発明の第6の目的は、上記のそれぞれの目的を有する冷却装置をそなえる画像形成装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項1に記載の発明は、上記第1の目的を達成すべく、ファンを駆動して給気流路に空気を取り込み、熱源を冷却した後、排気する冷却装置において、前記ファン停止時に熱源の放射熱による熱気が前記給気流路に入り込むことを阻止するシャッタ手段を前記給気流路の前記熱源側に開閉自在にそなえてなることを特徴とする。
【0014】
請求項2に記載の発明は、上記第2の目的を達成すべく、前記シャッタ手段が閉じるように付勢され、前記ファンが駆動したときに送風により開くことを特徴とする。
【0015】
請求項3に記載の発明は、上記第3の目的を達成すべく、前記ファンの停止と連動して、前記シャッタ手段を閉じた後、熱源まわりの温度が一定以下となったときに前記シャッタ手段を開くことを特徴とする。
【0016】
請求項4に記載の発明は、上記第4の目的を達成すべく、駆動手段により前記シャッタ手段を開閉することを特徴とする。
【0017】
請求項5に記載の発明は、上記第5の目的を達成すべく、バイメタルの湾曲により前記シャッタ手段を開閉することを特徴とする。
【0018】
請求項6に記載の発明は、上記第5の目的を達成すべく、形状記憶合金の変形により前記シャッタ手段を開閉することを特徴とする。
【0019】
請求項7に記載の発明は、上記第6の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項1ないし6のいずれか1に記載の冷却装置をそなえることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図1には、この発明に係る黒赤2色のレーザ複写機(画像形成装置)における内部機構の全体概略構成を示す。
【0021】
図中符号10は、複写機装置本体である。複写機装置本体10内には、ドラム状の感光体11を設け、そのまわりに第1帯電装置12、黒の第1現像装置13、第2帯電装置37、第2書込み装置38、赤の第2の現像装置39、転写・搬送装置14、クリーニング装置15などを配置する。
【0022】
それらの上部には、第1書込み装置16を設ける。第1書込み装置16には、レーザダイオード等の光源40、ポリゴンミラーである走査用の回転多面鏡41、ポリゴンモータ42、fθレンズ43やミラー44等の走査光学系などを備えてなる。fθレンズ43やミラー44は、プラスチック製である。
【0023】
クリーニング装置15の図中左側には、感光体11と平行に定着装置17を設ける。定着装置17には、ヒータを内蔵する定着ローラ18と、その定着ローラ18に下方から押し当てる加圧ローラ19を設ける。
【0024】
また、装置本体10内の上部には、原稿読取装置20をそなえる。原稿読取装置20には、光源a、複数のミラーb、結像レンズc、CCD等のイメージセンサdなどを設ける。
【0025】
一方、装置本体10内の下部には、両面ユニット22と給紙カセット23を上下二段にそなえる。両面ユニット22および給紙カセット23からは、各々、感光体11の下方へとのびる給紙路24へと通ずる排紙路を設ける。両面ユニット22へは、定着装置17出口からのびる排紙路25途中から分岐して反転路26を形成してなる。
【0026】
そのような装置本体10の上面には、コンタクトガラス27を設置する。そのコンタクトガラス27を被うように、装置本体10上には、自動原稿給紙装置28を開閉自在に取り付けてなる。
【0027】
ところで、装置本体10の右側面には、手差しシート材を給紙路24に案内する手差しトレイ29を開閉自在に設ける。他方、装置本体10の左側面には、排紙路25を通して排出するシート材を受けるソータ30を取り付ける。そして、装置本体10を給紙テーブル31上に載置してなる。給紙テーブル31内には、給紙カセット23を多段にそなえる。
【0028】
さていま、このレーザ複写機を用いてコピーを取るときは、自動原稿給紙装置28に原稿をセットし、または自動原稿給紙装置28を開いてコンタクトガラス27上に直接原稿をセットする。そして、不図示のスタートスイッチを押し、自動原稿給紙装置28を駆動してコンタクトガラス27上に搬送した原稿を、またはあらかじめコンタクトガラス27上に原稿をセットしたときは、そのセットしてある原稿を、原稿読取装置20で色別に読み取って黒と赤の電気的なデジタル画像信号に変換する。
【0029】
同時に、適宜の給紙ローラ33を回転し、装置本体10および給紙テーブル31内に多段にそなえる複数の給紙カセット23中の対応する給紙カセット23内から、用紙・OHPフィルム等のシート材を繰り出し、給紙路24に入れて搬送ローラ34で搬送し、レジストローラ35に突き当てて止める。そして、感光体11の回転にタイミングを合わせて該レジストローラ35を回転し、感光体11の下方へと送り込む。
【0030】
または、手差し給紙部にある給紙ローラ36を回転して、開いた手差しトレイ29上にセットした手差しシート材を給紙路24へと入れ、同じくレジストローラ35で感光体11の回転にタイミングを合わせて該感光体11の下方へと送り込む。
【0031】
他方、不図示のスタートスイッチを押したとき、同時に感光体11を図中時計方向に回転する。そして、その感光体11の回転とともに、まず第1帯電装置12で表面を一様に帯電し、次いで上述した原稿読取装置20で読み取った読取り内容に応じ、黒のデジタル画像信号に基づきレーザ光Lを照射して第1書込み装置16で黒の書込みを行い、感光体11の表面に静電潜像を形成し、そののち第1現像装置13で黒のトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。
【0032】
続いて、第2帯電装置37により一様に帯電し、上述した原稿読取装置20で読み取った読取り内容に応じ、次には赤のデジタル画像信号に基づき第2書込み装置38にてレーザ光を照射することにより赤の書込みを行い、カラー原稿の赤成分に対応した静電潜像を上記黒トナー像に重ねて形成し、そののち第2現像装置39で赤のトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。これにより、感光体11上に、黒トナー像と赤トナー像とからなる2色画像を形成する。
【0033】
それから、上述したごとく感光体11の下方へと送り込んだシート材に、転写・搬送装置14でその2色画像を転写する。画像転写後の感光体11は、クリーニング装置15で残留トナーを除去して表面を清掃し、次の同様な画像形成にそなえる。
【0034】
一方、画像転写後のシート材は、転写・搬送装置14で搬送して定着装置17に入れ、定着ローラ18と加圧ローラ19とで熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。その後、排紙路25を通してソータ30に仕分けして排出する。
【0035】
シート材の両面に画像を記録するときには、排紙路25から反転路26に入れ、両面ユニット22で反転して再び給紙路24に入れ、転写・搬送装置14でシート材の裏面にも、別途感光体11上に形成した画像を転写して後、その転写画像を定着装置17で定着してソータ30に排出する。
【0036】
ところで、複写機装置本体10内には、図2に示すような冷却装置をそなえる。この冷却装置は、定着装置(熱源)17のヒータ18aで発生する熱を冷却するためのものであり、冷却ファン(ファン)51、排気ファン(ファン)52、冷却ダクト53、排気ダクト54、シャッタ手段55Aをそなえてなる。そして、冷却ダクト53の開口を定着装置17に向けるように配設する。
【0037】
このとき、冷却ダクト53の上方には、第1書込み装置16などがそなえられている。また、冷却ファン51、排気ファン52は、複写機装置本体10の外装カバーに取り付けられている。
【0038】
シャッタ手段55Aは、図3に示すように、シャッタ55c、回転支軸55a,55b、スプリング56などをそなえてなる。シャッタ55cは、長矩形状で、一方の長辺の両端に1対の回転支軸55a,55bをそなえる。そして、回転支軸55aにスプリング56を取り付けて、シャッタ手段55Aを冷却ダクト53に設けた不図示の軸受に回動自在に取り付ける。さらに、スプリング56の一端をシャッタ55cに掛け、他端を冷却ダクト53に掛ける。
【0039】
このスプリング56は、シャッタ手段55Aが閉じて冷却ダクト53の開口を塞ぐように、シャッタ手段55Aを付勢している。そして、冷却ファン51が駆動したときに矢印Aからの送風によって、シャッタ手段55Aを矢印Bのように開き、送風が止まるとスプリング56により、シャッタ手段55Aは、閉じるようになっている。したがって、簡単な構造で容易にシャッタ手段55を開閉することができる。
【0040】
なお、好ましくは、回転支軸55bにもスプリング56を取り付けて、そのスプリング56の一端をシャッタ55cに掛け、他端を冷却ダクト53に掛ける。
【0041】
このようにシャッタ手段55Aを、冷却ダクト53の定着装置17側の開口を塞ぐように、開閉自在にそなえる。
【0042】
上述のように構成された冷却装置は、定着装置17の作動と連動して、冷却ファン51と排気ファン52が駆動すると、冷却ファン51が冷却ダクト53に空気を取り込み、給気流路が形成される。そして、その送風により、シャッタ手段55Aを開き、ヒータ18aにより熱せられた定着装置17にあたって、定着装置17全体を冷却する。
【0043】
さらに、定着装置17にあたって熱せられた空気を、排気ダクト54を介して排気ファン52により複写機装置本体10の外部に排出する。その後、定着装置17が作動停止すると、これと連動して、冷却ファン51と排気ファン52が駆動を停止する。すると、冷却ファン51による送風が停止して、シャッタ手段55Aが一点鎖線のように冷却ダクト53の開口を塞ぐように閉じる。
【0044】
このようにして、シャッタ手段55が定着装置17からの放射熱による熱気が冷却ダクト53内に入り込むことを阻止し、定着装置17の放射熱を冷却ダクト53に伝え難くする。したがって、第1書き込み装置16などの熱の影響を受けやすい装置を熱することがない。
【0045】
さて、上述の冷却装置は、図4のように構成されていてもよい。すなわち、冷却ダクト53の定着装置17側の開口(熱源まわり)に温度センサ57を設け、駆動手段によってシャッタ手段55Bを開閉するようにしてもよい。
【0046】
シャッタ手段55Bは、詳しくは、図5に示すように、シャッタ55c、回転支軸55a,55b、スプリング56に加えて、アーム55d、ソレノイド(駆動手段)58、コイルスプリング59などをそなえてなる。そして、シャッタ55cの回転支軸55b寄りにアーム55dを設け、そのアーム55dをコイルスプリング59を介してソレノイド58に取り付ける。
【0047】
また、回転支軸55aには、前述の例と同様に、スプリング56を取り付け、一端をシャッタ55cに掛け、他端を冷却ダクト53に掛けて、シャッタ手段55Bを閉じる向きに付勢する。その他の部材の取付については、図3と同様であるので説明を省略する。
【0048】
この場合には、レーザ複写機の主電源をONにしたとき、ソレノイド58がONとなり、アーム55dを矢印の方向に引張り、シャッタ手段55Bを開く。そして、図4において、定着装置17の作動と連動して、冷却ファン51と排気ファン52が駆動する。すると、冷却ファン51から取り込まれた空気が冷却ダクト53内に給気流路を形成し、その送風が、加熱された定着装置17にあたって、定着装置17を冷却する。
【0049】
そして、定着装置17にあたって熱せられた空気を、排気ダクト54を介して排気ファン52よりレーザ複写機の外部に排出する。その後、定着装置17の作動停止と連動して、冷却ファン51と排気ファン52が駆動を停止するとともに、ソレノイド58をOFFにして、スプリング56によって一点鎖線の位置となるようにシャッタ手段55Bを閉じ、冷却ダクト53の開口を塞ぐ。
【0050】
その後、温度センサ57が、冷却ダクト53の定着装置17側の開口の温度が一定以下であることを検知すると、ソレノイド58をONにして駆動させ、シャッタ手段55Bを実線の位置となるように開く。詳しくは、図5において、アーム55dを矢印の方向に引張り、閉じていたシャッタ手段55Bをスプリング56に抗して矢印のように開く。
【0051】
したがって、ソレノイド58によりシャッタ手段55Bを開閉するので、シャッタ手段55Bを確実に開くことができる。
【0052】
さらに、上述の例に代えて、図6に示すように、バイメタル61を用いてもよい。すなわち、シャッタ手段55Cは、シャッタ55c、回転支軸55a、55bに加えて、ギア62a,62b、バイメタル61などをそなえる。
【0053】
シャッタ55cの回転支軸55aには、ギア62aを嵌合させて、回転支軸55a,55bを冷却ダクト53に設けられた軸受63a,63bにはめ付け、シャッタ手段55Cを冷却ダクト53の開口付近に取り付ける。
【0054】
また、ギア62bを図示しない回転軸を介して、冷却ダクト53に回動自在に取り付ける。そして、ギア62aには、ギア62bを噛合させ、加えて、バイメタル61の一端をそのギア62bの側面部に取り付け、他端を冷却ダクト53にピンで固定する。
【0055】
詳しくは、図7に示すように、ギア62bの側面に径方向の長孔64を設け、バイメタル61の一端に形成された突起61aを挿入する。そして、ピン61bによって、バイメタル61を冷却ダクト53に固定する。
【0056】
ここでバイメタル61は、例えば、高熱膨張材料として、日本冶金工業株式会社製のNAS21−6やNAS22−3、低熱膨張材料として、日本冶金工業株式会社製のNAS36を用いる。
【0057】
このように構成された冷却装置は、バイメタル61が熱せられていないので、実線の位置となり、シャッタ手段55Cは開いている。そして、上述の例と同様に、定着装置17の作動と連動して冷却ファン51と排気ファン52が駆動し、冷却ダクト53内に給気流路が形成され、この送風により、定着装置17を冷却する。その後、定着装置17の作動停止と連動して、冷却ファン51と排気ファン52が駆動を停止すると、定着装置17の放射熱による熱気が冷却ダクト53の定着装置17側の開口に達する。すると、冷却ダクト53の定着装置17側の開口に取り付けたバイメタル61が、熱せられて逆向きに湾曲し、一点鎖線のように固定点61bを支点として湾曲する。
【0058】
これにより、ギア62bを反時計回りに回動させると、ギア62aが時計回りに回動して、冷却ダクト53の開口を塞ぐようにシャッタ手段55Cを閉じる。すると、熱気が冷却ダクト53内に入り込むことを阻止するので、バイメタル61は、常温に向かって自然冷却される。そして、一定温度以下となったとき、バイメタル61は、実線の位置に戻りながら、ギア62bを時計回りに回動させ、ギア62aを反時計まわりに回動させて、シャッタ手段55Cを実線の位置に戻し、冷却ダクト53の開口を開く。
【0059】
したがって、バイメタル61の湾曲によりシャッタ手段55Cを開閉するので、開閉動作に駆動源を必要とせず、簡易な部材で安価に、かつ、静かにシャッタ手段55の開閉ができる。
【0060】
さらに、この発明のシャッタ手段には、図8に示すように、形状記憶合金65をそなえることもできる。すなわち、図6のシャッタ手段55Cの回転支軸55bに代えて、形状記憶合金65を固定的に取り付ける。この形状記憶合金65には、常温で予め、ねじり変形を加えておき、加熱されて一定温度以上になると、元の形状に戻るものであり、例えば、Ni−Ti合金、Cu合金、Fe系合金を用いてつくる。
【0061】
そして、回転支軸55aを冷却ダクト53に設けられた軸受62aにはめ付け、形状記憶合金65の一端を冷却ダクト53に固定的に取り付けて、シャッタ手段55Dを冷却ダクト53の定着装置17側の開口に取り付ける。
【0062】
このように構成された冷却装置は、形状記憶合金65が熱せられていないので、シャッタ手段55Dは開いている。そして、上述の例と同様に、定着装置17の作動と連動して、冷却ファン51と排気ファン52が駆動し、定着装置17を冷却後、定着装置17の作動停止と連動して、冷却ファン51と排気ファン52が駆動を停止すると、定着装置17の放射熱により熱気が冷却ダクト53の定着装置17側の開口に達する。すると、冷却ダクト53の定着装置17側の開口に取り付けた形状記憶合金65が熱せられ、予め加えられたねじり変形を元に戻すように回動する。
【0063】
これにより、シャッタ手段55Dを回動して、冷却ダクト53の開口を塞ぐようにシャッタ手段55Dを閉じる。すると、熱気が冷却ダクト53内に入り込むことを阻止するので、形状記憶合金65は、常温に向かって自然冷却される。そして、一定温度以下となったとき、形状記憶合金65は、ねじり変形した状態に戻るように回動し、シャッタ手段55Dを開いて、冷却ダクト53の開口を開く。
【0064】
したがって、形状記憶合金65の変形によりシャッタ手段55Dを開閉するので、開閉動作に駆動源を必要とせず、簡易な部材で安価に、かつ、静かにシャッタ手段の開閉ができる。
【0065】
なお、上述した例の冷却装置は、画像形成装置にそなえたが、この発明はこれに限定されるものではなく、熱源を有するあらゆる装置にそなえることができる。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項1に記載の発明によれば、シャッタ手段を給気流路の熱源側に開閉自在にそなえるので、ファン停止時にシャッタ手段を閉じることにより、熱源の放射熱による熱気が給気流路に入りにくくした冷却装置を提供することができる。
【0067】
請求項2に記載の発明によれば、シャッタ手段が閉じるように付勢され、ファンが駆動したときに送風により開くので、簡単な構造で容易にシャッタ手段を開閉することができる。
【0068】
請求項3に記載の発明によれば、ファンの停止と連動して、シャッタ手段を閉じた後、熱源まわりの温度が一定以下となったときにシャッタ手段を開くので、その後、ファンが駆動する際に、シャッタ手段を開く必要がなく、ファンの駆動と同時に空気を熱源まわりに送ることができ、効率よく熱源まわりを冷却することができる。
【0069】
請求項4に記載の発明によれば、駆動手段によりシャッタ手段を開閉するので、シャッタ手段を確実に開くことができる。
【0070】
請求項5に記載の発明によれば、バイメタルの湾曲によりシャッタ手段を開閉するので、開閉動作に駆動源を必要とせず、簡易な部材で安価に、かつ、静かにシャッタ手段の開閉ができる。
【0071】
請求項6に記載の発明によれば、形状記憶合金の変形によりシャッタ手段を開閉するので、開閉動作に駆動源を必要とせず、簡易な部材で安価に、かつ、静かにシャッタ手段の開閉ができる。
【0072】
請求項7に記載の発明によれば、上記のそれぞれの効果を有する冷却装置をそなえる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による冷却装置をそなえる画像形成装置の概略構成図である。
【図2】その冷却装置を説明するための部分模式図である。
【図3】そのシャッタ手段の斜視図である。
【図4】この発明による別の冷却装置を説明するための部分模式図である。
【図5】そのシャッタ手段の斜視図である。
【図6】この発明によるさらに別の冷却装置のシャッタ手段のまわりの平面図である。
【図7】そのX−X線に沿う縦断面図である。
【図8】この発明によるさらに別の冷却装置のシャッタ手段のまわりの平面図である。
【図9】従来の冷却装置を説明するための部分模式図である。
【図10】同じくその部分模式図である。
【符号の説明】
17  定着装置(熱源)
18a  ヒータ
51  冷却ファン(ファン)
52  排気ファン(ファン)
53  冷却ダクト
55A,55B,55C,55D  シャッタ手段
55c  シャッタ
56  スプリング
57  温度センサ
58  ソレノイド(駆動手段)
61  バイメタル
65  形状記憶合金

Claims (7)

  1. ファンを駆動して給気流路に空気を取り込み、熱源を冷却した後、排気する冷却装置において、
    前記ファン停止時に熱源の放射熱による熱気が前記給気流路に入り込むことを阻止するシャッタ手段を前記給気流路の前記熱源側に開閉自在にそなえてなることを特徴とする、冷却装置。
  2. 前記シャッタ手段が閉じるように付勢され、前記ファンが駆動したときに送風により開くことを特徴とする、請求項1に記載の冷却装置。
  3. 前記ファンの停止と連動して、前記シャッタ手段を閉じた後、熱源まわりの温度が一定以下となったときに前記シャッタ手段を開くことを特徴とする、請求項1に記載の冷却装置。
  4. 駆動手段により前記シャッタ手段を開閉することを特徴とする、請求項3に記載の冷却装置。
  5. バイメタルの湾曲により前記シャッタ手段を開閉することを特徴とする、請求項3に記載の冷却装置。
  6. 形状記憶合金の変形により前記シャッタ手段を開閉することを特徴とする、請求項3に記載の冷却装置。
  7. 請求項1ないし6のいずれか1に記載の冷却装置をそなえることを特徴とする、画像形成装置。
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