JP2006208678A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱定着方式を採用する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that employs a thermal fixing method.
従来、熱定着方式により画像形成を行う画像形成装置においては、定着部やCPUからの発熱が大きい為、加熱部材の熱容量の削減やトナーの消費熱量低減等を行うとともに、装置内部に熱がこもらないようにするために、ファン等により熱を装置外部に放出するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus that forms an image by a thermal fixing method, heat generated from a fixing unit or a CPU is large. In order to prevent this, heat is released to the outside of the apparatus by a fan or the like.
ここで、冷却を行う技術としては、ループ状の音響管にスピーカを取り付け、音響エネルギーにより蓄冷器に温度勾配を形成して冷却をする冷凍装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Here, as a technique for cooling, there is known a refrigeration apparatus in which a speaker is attached to a loop-shaped acoustic tube, and cooling is performed by forming a temperature gradient in a regenerator by acoustic energy (see, for example, Patent Document 1). ).
また、ループ状音響管内に温度勾配を作り、これが音響の自励定在波と進行波を発生して仕事をなし、与えた温度勾配以上の温度勾配を取り出すようにした冷凍機が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 Also known is a refrigerator that creates a temperature gradient in a looped acoustic tube, which generates a self-excited standing wave and a traveling wave of the acoustic wave to work, and takes out a temperature gradient greater than the given temperature gradient. (For example, refer to Patent Document 2).
また、シート上に印字された印字材の除去に使用する液を取り出す水蒸気液化装置としてヒートポンプを使用し、このヒートポンプにより冷却を行うシート再生装置が知られている(例えば、特許文献3参照。)。 In addition, a sheet regeneration apparatus that uses a heat pump as a water vapor liquefaction apparatus for taking out a liquid used for removing a printing material printed on a sheet and cools by the heat pump is known (see, for example, Patent Document 3). .
また、現像剤の移送時に発生する摩擦熱による温度上昇を冷却するためにヒートポンプを使用するようにした粉体移送装置が知られている(例えば、特許文献4参照。)。 Also known is a powder transfer device that uses a heat pump to cool the temperature rise due to frictional heat generated during the transfer of the developer (for example, see Patent Document 4).
しかしながら、従来の画像形成装置では、装置内部で発生した熱をファン等により装置外部に排熱していたので、排出される熱エネルギーは無駄になってしまうという問題があった。また、熱を排出する開口部から装置内部の騒音や臭気が漏れてしまうという問題があった。 However, in the conventional image forming apparatus, the heat generated inside the apparatus is exhausted to the outside of the apparatus by a fan or the like, so that there is a problem that the discharged heat energy is wasted. In addition, there is a problem that noise and odor inside the apparatus leak from the opening for discharging heat.
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of suppressing energy consumption and reducing heat radiation to the outside of the apparatus and emission of odors. .
本発明の画像形成装置は、熱によりトナーを転写紙に定着する定着手段と、音響共鳴管と、前記音響共鳴管の内部に音波を発生させる音響駆動部と、前記音響共鳴管の内部に配置された畜冷器と、前記音響駆動部が発生する音波により前記畜冷器の一方の端部に生じる高温部と外部との間で熱を交換する高温側熱交換器と、前記音響駆動部が発生する音波により前記畜冷器の他方の端部に生じる低温部と外部との間で熱を交換する低温側熱交換器と、前記高温側熱交換器から前記定着手段に熱を伝達する第1の熱伝達手段と、装置内の発熱部から前記低温側熱交換器に熱を伝達する第2の熱伝達手段とを備えたことを特徴としている。 An image forming apparatus according to the present invention includes a fixing unit that fixes toner onto transfer paper by heat, an acoustic resonance tube, an acoustic drive unit that generates sound waves inside the acoustic resonance tube, and an acoustic resonance tube disposed inside the acoustic resonance tube. The high temperature side heat exchanger for exchanging heat between the high temperature portion generated at one end of the livestock cooler and the outside by the sound wave generated by the acoustic drive portion, and the acoustic drive portion. The heat is transmitted from the high temperature side heat exchanger to the fixing means, the low temperature side heat exchanger exchanging heat between the low temperature portion generated at the other end of the animal cooler and the outside by the sound wave generated by It is characterized by comprising first heat transfer means and second heat transfer means for transferring heat from the heat generating part in the apparatus to the low temperature side heat exchanger.
この構成により、音声や装置内の発熱部からの熱を音響駆動部として音響共鳴管に温度勾配を生じさせ、温度勾配の高温側の熱を定着手段における定着のための熱に用いたり、低温側の熱を装置内の発熱部の冷却に用いるので、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, the acoustic resonance tube is caused to generate a temperature gradient by using the sound and heat from the heat generating part in the apparatus as an acoustic drive part, and the heat on the high temperature side of the temperature gradient is used as heat for fixing in the fixing means. Since the heat on the side is used for cooling the heat generating part in the apparatus, energy consumption can be suppressed, and heat radiation to the outside of the apparatus and odor emission can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記第2の熱伝達手段は、前記定着手段により加熱された転写紙からの熱を吸収する熱吸収部を有し、前記熱吸収部から吸収した熱を前記低温側熱交換器に伝達することを特徴としている。 In the image forming apparatus of the present invention, the second heat transfer unit includes a heat absorption unit that absorbs heat from the transfer paper heated by the fixing unit, and the heat absorbed from the heat absorption unit. It transmits to the said low temperature side heat exchanger, It is characterized by the above-mentioned.
この構成により、音響共鳴管に温度勾配の低温側の熱によって、定着手段に加熱された転写紙を冷却するようにしているので、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, the transfer paper heated by the fixing means is cooled by the heat on the low temperature side of the temperature gradient in the acoustic resonance tube, so that energy consumption is suppressed, and heat radiation and odor divergence to the outside of the device are suppressed. Can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記音響共鳴管を環状に形成するとともに、前記音響共鳴管から分岐する枝共鳴管を備えたことを特徴としている。 In addition, the image forming apparatus of the present invention is characterized in that the acoustic resonance tube is formed in an annular shape and includes a branch resonance tube branched from the acoustic resonance tube.
この構成により、エネルギー消費を効率良く抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, energy consumption can be efficiently suppressed, and heat dissipation to the outside of the apparatus and odor emission can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記定着手段によりトナーを定着された転写紙を冷却する冷却手段を備え、前記第2の熱伝達手段を前記冷却手段に接続し、前記冷却手段が前記転写紙から受け取った熱を前記第2の熱伝達手段が前記低温側熱交換器に伝達するようにしたことを特徴としている。 The image forming apparatus according to the present invention further includes a cooling unit that cools the transfer paper on which the toner is fixed by the fixing unit, the second heat transfer unit is connected to the cooling unit, and the cooling unit is configured to transfer the transfer sheet. The second heat transfer means transfers heat received from the paper to the low temperature side heat exchanger.
この構成により、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, energy consumption can be suppressed, and heat dissipation to the outside of the apparatus and odor emission can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記冷却手段は、前記第2の熱伝達手段の一端部を包囲するダクト及び前記ダクト内の空気を循環させる送風ファンを有し、前記転写紙の熱を前記送風ファンにより前記第2の熱伝達手段に移動するようにしたことを特徴としている。 In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the cooling unit may include a duct that surrounds one end of the second heat transfer unit and a blower fan that circulates air in the duct, and heats the transfer paper. The blower fan moves to the second heat transfer means.
この構成により、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, energy consumption can be suppressed, and heat dissipation to the outside of the apparatus and odor emission can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記ダクトに包囲される前記第2の熱伝達手段から結露により発生する水を着脱自在に備えることを特徴としている。 Further, the image forming apparatus of the present invention is characterized in that water generated by condensation from the second heat transfer means surrounded by the duct is detachably provided.
この構成により、結露により発生した水により転写紙が汚損又は破損するのを防止することができる。 With this configuration, it is possible to prevent the transfer paper from being damaged or damaged by water generated by condensation.
また、本発明の画像形成装置は、前記冷却手段は、前記転写紙を搬送する搬送ローラ部材を有することを特徴としている。 The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the cooling means includes a transport roller member for transporting the transfer paper.
この構成により、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, energy consumption can be suppressed, and heat dissipation to the outside of the apparatus and odor emission can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記冷却手段は、前記転写紙を搬送する搬送ベルト部材を有することを特徴としている。 In the image forming apparatus according to the present invention, the cooling unit includes a conveyance belt member that conveys the transfer paper.
この構成により、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, energy consumption can be suppressed, and heat dissipation to the outside of the apparatus and odor emission can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記定着手段は、前記転写紙を加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラに前記転写紙を押圧する加圧ローラを有し、前記第1の熱伝達手段の一端部を、前記加圧ローラの外周面に近接して配置したことを特徴としている。 In the image forming apparatus of the present invention, the fixing unit includes a heating roller that heats the transfer paper, and a pressure roller that presses the transfer paper against the heating roller. One end is arranged close to the outer peripheral surface of the pressure roller.
この構成により、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, energy consumption can be suppressed, and heat dissipation to the outside of the apparatus and odor emission can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記定着手段は、前記転写紙を加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラに前記転写紙を押圧する加圧ローラを有し、前記第1の熱伝達手段の一端部を、前記加熱ローラの内部に配置したことを特徴としている。 In the image forming apparatus of the present invention, the fixing unit includes a heating roller that heats the transfer paper, and a pressure roller that presses the transfer paper against the heating roller. One end is disposed inside the heating roller.
この構成により、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる。 With this configuration, energy consumption can be suppressed, and heat dissipation to the outside of the apparatus and odor emission can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、前記音響共鳴管が発生する音を受音して電気信号に変換するマイクロホンと、前記マイクロホンの電気信号から、前記マイクロホンが受音した音の周波数及び位相を解析する信号処理手段と、前記信号処理手段が解析して得た位相と逆の位相の信号を生成する信号発生手段と、前記信号発生手段が生成した信号を音声に変換して出力し、前記音響共鳴管が発生する音を打ち消して低減するスピーカとを備えることを特徴としている。 Further, the image forming apparatus of the present invention receives a sound generated by the acoustic resonance tube and converts the sound into an electric signal, and the frequency and phase of the sound received by the microphone from the electric signal of the microphone. A signal processing means for analyzing, a signal generating means for generating a signal having a phase opposite to the phase obtained by the analysis by the signal processing means, a signal generated by the signal generating means is converted into a sound and output, And a speaker for canceling and reducing the sound generated by the acoustic resonance tube.
この構成により、音響共鳴管が外部に放出する音を打ち消して低減することができる。 With this configuration, the sound emitted from the acoustic resonance tube to the outside can be canceled and reduced.
本発明によれば、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができる画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of suppressing energy consumption and reducing heat radiation to the outside of the apparatus and odor emission.
以下、本発明の実施の形態の画像形成装置について図面を用いて説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、一実施の形態の画像形成装置の概略構成図を示す。図に示すように、画像形成装置1は、読み取り原稿の搬送を行う自動原稿搬送装置36と、自動原稿搬送装置36が搬送する原稿を読み取る読み取り部3と、転写紙に画像形成を行う画像形成部1aと、転写紙を収納するとともに画像形成部1aに転写紙を供給する給紙部2とを備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment. As shown in the figure, the
読み取り部3は画像形成装置1の上部に、画像形成部1aは画像形成装置1の略中央部に、給紙部2は画像形成装置1の下部にそれぞれ配置され、自動原稿搬送装置36は読み取り部3の更に上部に配置されている。給紙部2は転写紙の束を収納する複数の給紙カセット21を備えている。
The
画像形成部1aの左側には排紙収納部4が設けられ、画像形成部1aにより画像が形成され排紙された転写紙が収納されるようになっている。画像形成部1aでは、無端ベルト状に形成された中間転写体としての中間転写ベルト5が所定の走行経路に沿って張設されており、複数の支持ローラにより懸架されて駆動されるようになっている。中間転写ベルト5の上側の走行面に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色にそれぞれ対応した4つの作像部6が配置されている。
A paper
各作像部6はドラム形状に形成された感光体61を備え、各感光体61の周囲には、感光体61の表面に帯電処理を行う帯電装置62、画像情報を感光体61の表面にレーザ光で照射する露光装置7、感光体61の表面に露光されて形成された静電潜像を可視化する現像装置63、感光体61上に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置64が設けられている。ここで、作像プロセスとしては、中間転写ベルト5が回転して1つのカラー画像を形成するようになっている。具体的には、最初にイエローに対応する作像部6においてイエローのトナーを現像し中間転写ベルトに転写する。次に、マゼンタに対応する作像部6においてマゼンタのトナーを現像し中間転写ベルトに転写する。次に、シアンに対応する作像部6でシアンのトナーを現像し中間転写ベルトに転写する。最後に、ブラックに対応する作像部6においてブラックのトナーを現像し中間転写ベルトに転写させる。
Each
また、中間転写ベルト5の下側走行面上には、中間転写ベルト5上に転写された4色のトナー像を転写紙に転写する転写装置51と、転写後の中間転写ベルト5の表面に残留するトナーを除去して回収する中間転写クリーニング装置52が設けられている。
Further, on the lower running surface of the intermediate transfer belt 5, a
また、中間転写ベルト5の下部には、転写装置51によりトナー像が転写された転写紙を通過させて、トナー像を熱により定着処理する定着装置8が設けられている。定着装置8を通過した転写紙は排紙ローラ41により排紙収納部4に排紙収納される。なお、転写紙に両面印刷を行う際は、一方の面に画像が形成された転写紙は、定着装置8を通過した後に、分岐爪を備える分岐部91において分岐部91の下側に位置する両面装置9側へ搬送され、両面装置9で反転されてからレジストローラ23でスキュー(斜行)が補正され、他方の面に画像が形成される。また、本実施の形態においては、画像が形成された転写紙は、1ページ目の表面が下側になるように排紙収納部4に積載されるようになっているので、画像形成を終えた転写紙のページの順番を揃えなおす必要が無い。
A fixing
転写紙を収容する給紙カセット21を備える給紙部2においては、最上部の転写紙に図示しないピックアップローラが当接可能な位置まで、回動可能に支持された給紙カセット21の底板が上昇するようになっている。給紙ローラの回転により、最上部の転写紙は給紙カセット21から送り出されレジストローラ23へと搬送される。レジストローラ23は転写紙の搬送を一旦停止し、感光体61表面のトナー像の位置と転写紙の先端の位置とが所定の関係になるタイミングで回転が開始するように制御される。
In the
読み取り部3においては、コンタクトガラス31上に載置される原稿の読み取り走査を行うために、図示しない原稿照明用光源とミラーを備える読み取り走行体32、33が往復移動するようになっている。読み取り走行体32、33により走査された原稿の画像情報は、レンズ34の後方に設けられたCCD35に画像信号として読み込まれる。CCD35に読み込まれた画像信号はデジタル化された後画像処理が施される。次いで、画像処理された信号に基づいて、露光装置7内の図示しないレーザダイオードの発光により感光体61の表面に静電潜像が形成される。レーザダイオードからの光信号は、図示しないポリゴンミラーやレンズを介して感光体61に至る。
In the
なお、画像形成装置1は、上述した如く原稿を走査して読み取り、デジタル化して転写紙に複写するいわゆるデジタルカラー複写機としての機能の他に、図示しない制御装置により原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリ機能や、コンピュータが扱う画像情報を転写紙上に印刷するいわゆるプリンタ機能を有するものである。なお、本実施の形態では、図3、4に示すように、制御装置の画像処理基板201は画像形成装置1の背面の音響管収納ボックス100内に設けられている。
The
図2は、画像形成装置1の背面斜視図を示す。図に示すように画像形成装置1は背面に音響管収納ボックス100を備えている。
FIG. 2 is a rear perspective view of the
図3は、音響管収納ボックス100の断面図を示す。音響管収納ボックス100は、略環状に形成されたループ状音響管101を収納しており、ループ状音響管101には分岐共鳴管としての共鳴管102が連結されている。ループ状音響管101は20〜50mmの内径を有するステンレスから構成されている。また、音響管収納ボックス100の内部には、ループ状音響管101と略同一面且つループ状音響管101に包囲されるように金属製の電装基板収納ボックス200が配置されている。また、音響管収納ボックス100には、第1高温側熱交換器122と第1低温側熱交換器121が設けられ、第1高温側熱交換器122と第1低温側熱交換器121に挟まれた領域には管状のスタック120が配置されている。また、音響管収納ボックス100には、第2高温側熱交換器111と第2低温側熱交換器112が設けられ、第2高温側熱交換器111と第2低温側熱交換器112に挟まれた領域には管状の蓄冷器110が配置されている。スタック120及び蓄冷器110の内部には積層された金属製メッシュが設けられている。第1高温側熱交換器122はシースヒータから構成されており、図示しない外部の電源によってシースヒータが加熱されるようになっている。また、共鳴管102は、ループ状音響管101のヒートポンプ効果の熱効率を向上させるためのものである。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the acoustic
第2低温側熱交換器112は熱の汲み出し元であり、画像形成装置1における熱対策が必要な箇所に連結するようになっている。本実施の形態では、第2低温側熱交換器112は、電装基板収納ボックス200及び後述する用紙冷却装置900と熱的に連結されており、電装基板収納ボックス200と用紙冷却装置900が冷却されるようになっている。
The second low-temperature
電装基板収納ボックス200は、高速クロックのCPUを有し画像形成装置1の画像処理や制御等のための高速演算を行う画像処理基板201と、ループ状音響管101が放出する音を低減するためのアクティブノイズコントローラ202を収納している。画像処理基板201が発生する熱は、電装基板収納ボックス200を介して第2低温側熱交換器112へ汲み出されるようになっている。
The electrical
なお、電装基板収納ボックス200は概ね密閉構造に形成されるとともに画像形成装置1の筐体へ電気的に接地されているため、電装基板収納ボックス200外部への電磁波ノイズの漏洩が大幅に低減される。
Since the electrical
また、音響管収納ボックス100は、周囲にスピーカ301及びマイクロホン302を複数備え、スピーカ301及びマイクロホン302はアクティブノイズコントローラ202に接続されている。なお、本実施の形態では、音響管収納ボックス100はスピーカ301及びマイクロホン302をそれぞれ6個備えている。
The acoustic
マイクロホン302は、ループ状音響管101が発生する音を受音して電気信号に変換するものである。アクティブノイズコントローラ202はDSP(Digital Signal Processor)コントローラから構成され、マイクロホン302が受音した音の周波数及び位相を解析するとともに、解析して得た位相と逆の位相の信号を生成するものである。スピーカ301は、アクティブノイズコントローラ202が生成した信号を音声に変換して出力し、ループ状音響管101が外部に放出する音を打ち消して低減するようになっている。
The
このような構成を有する画像形成装置1においては、第1高温側熱交換器122が加熱されると、熱音響現象によりループ状音響管101内に進行波音波が発生し、熱が音波という仕事にエネルギー変換されるとともに蓄冷器110が冷却される。このため、蓄冷器110の生成する低温は電装基板収納ボックス200内の画像処理基板201等、第2低温側熱交換器112に接続された部材を冷却する。
In the
また、図3に示した熱駆動式の音響管収納ボックス100に代わって、図4に示す音響駆動式の音響管収納ボックス150を画像形成装置1が備えるように構成してもよい。
Further, instead of the heat-driven acoustic
図4において、音響管収納ボックス150は、環状のループ状音響管140、高温側熱交換器132、低温側熱交換器131及び蓄冷器130を備えている。ループ状音響管140には、高温側熱交換器132と低温側熱交換器131に挟まれた領域に蓄冷器130が形成され、ループ状音響管140内部には音響駆動部としてのスピーカ141が設けられている。スピーカ141は、ループ状音響管140内に音声を出力して蓄冷器130に温度勾配を設けるようになっている。蓄冷器130の内部には、図3で示した音響管収納ボックス100の蓄冷器110と同様に、積層された金属製メッシュが設けられている。音響駆動式の音響管収納ボックス150においては、ループ状音響管140のループ長やスピーカ141から蓄冷器130までの距離、スピーカ141から発する音の周波数を調整することにより、熱駆動式の音響管収納ボックス100と同様の効果を得ることができる。なお、ループ状音響管140においても、図3で説明したループ状音響管101と同様に共鳴管102を備えるように構成してもよい。
In FIG. 4, the acoustic
また、ループ状音響管140に代えて、図5に示すような、単管161、蓄冷器163及びスピーカ162からなる音響管160を用いても、ループ状音響管140と同様の効果を得ることができる。
Further, in place of the loop-shaped
図6(a)、(b)は、図1で説明した画像形成装置1の定着装置8と用紙冷却装置900の上面図及び断面図をそれぞれ示すものである。図において用紙冷却装置900は定着装置8の転写紙搬送方向下流側に設けられている。
FIGS. 6A and 6B are respectively a top view and a cross-sectional view of the fixing
定着装置8は、加熱ローラ801と加圧ローラ803を備え、加熱ローラ801に加圧ローラ803が圧接した状態で双方が回転するように構成されている。また、加熱ローラ801の端部には図示しないギヤが設けられるとともに、このギヤは図示しないモータから回転駆動力を伝達されるようになっている。
The fixing
加熱ローラ801は、中空形状に形成されており、ハロゲンランプから構成され加熱ローラ801を加熱するヒータ802を内部に有している。転写紙は図の右側から加熱ローラ801と加圧ローラ803に挟持されて図の左側に搬送され、このとき加熱ローラ801の熱及び、加熱ローラ801と加圧ローラ803に挟持される圧力により転写紙上のトナーが定着されるようになっている。
The
また、定着装置8は、加熱ローラ801に接触して従動回転するクリーニングローラ804を備えている。クリーニングローラ804は、加熱ローラ801の表面に付着した微量のトナーを除去するものである。
In addition, the fixing
また、定着装置8は、加熱ローラ801と加圧ローラ803を包囲するように配置された金属製の遮熱器810、811、及び熱伝達器913を有している。遮熱器810、811は、加熱ローラ801で発生した熱が定着装置8の外部に放出されないように遮熱を行うものであり、図3で説明した第2低温側熱交換器112と熱伝達器913を介して結合されており、受け取った熱を第2低温側熱交換器112に伝達するようになっている。
In addition, the fixing
用紙冷却装置900は、定着装置8の転写紙搬送方向下流側に配置され、金属製パイプからなる冷却ローラ901と、冷却ローラ901に所定角巻付けられた無端ベルト903と、無端ベルト903を支持して回転駆動する回転駆動軸902とを有している。転写紙は、冷却ローラ901と無端ベルト903に挟持されて搬送される際に冷却されるようになっている。
The
冷却ローラ901の回転軸の一端側は、所定の長さだけ延長されており、所定の間隔で配置された複数の金属製円板からなる放熱フィン904を備えている。
One end side of the rotating shaft of the cooling
また、用紙冷却装置900は、放熱フィン904を包囲する位置に冷却ダクト910を備え、冷却ダクト910の内部に金属製の冷却フィン912及びファン911を有している。冷却フィン912は熱伝達器913を介して第2低温側熱交換器112に接続されている。
The
ファン911は、冷却ダクト910の内部を空気が循環するように送風を行うものであり、ファン911により冷却ダクト910内を循環する空気は、放熱フィン904から奪った熱を冷却フィン912に伝達するようになっている。具体的には、定着直後に約100℃以上に加熱された転写紙の熱は、冷却ローラ901、放熱フィン904、冷却フィン912、熱伝達器913、第2低温側熱交換器112へと順次伝達される。換言すると、蓄冷器110で生成された低温は、第2低温側熱交換器112、熱伝達器913を介して用紙冷却装置900に伝達されて冷却ローラ901の冷却に供される。また、蓄冷器110で生成された低温は、同様にして定着装置8の遮熱器810、811の冷却に供される。
The
このような構成を有する画像形成装置1においては、図3で説明したように、第1高温側熱交換器122が加熱されると、熱音響現象によりループ状音響管101内に進行波音波が発生するので、熱が音波という仕事にエネルギー変換されるとともに蓄冷器110が冷却される。このため、蓄冷器110の生成する低温は、熱伝達器913を介して用紙冷却装置900の冷却フィン及び定着装置8の遮熱器810、811を冷却する。
In the
なお、図6に示した用紙冷却装置900に代わって、図7に示す用紙冷却装置920を画像形成装置1が備えるように構成してもよい。
Instead of the
図7(a)、(b)は、定着装置8と用紙冷却装置920の上面図及び断面図をそれぞれ示すものである。図において用紙冷却装置920は定着装置8の転写紙搬送方向下流側に設けられている。
FIGS. 7A and 7B are a top view and a cross-sectional view of the fixing
用紙冷却装置920は、定着装置8の転写紙搬送方向下流側に配置され、用紙冷却装置900の冷却ダクト910に相当する筐体920aと、定着装置8で定着が行われた転写紙を用紙冷却装置920に導く下ガイド805及び上搬送ガイド922と、複数のコロを軸支する搬送ローラ対921と、筐体920a内の空気を循環するファン911を備えている。
The
下ガイド805は、定着装置8の加熱ローラ801及び加圧ローラ803により定着されるとともに搬送される転写紙を用紙冷却装置920の搬送ローラ対921に導くものであり、転写紙は下ガイド805上を滑って定着装置8から用紙冷却装置920に移動するようになっている。
The
上搬送ガイド922は、定着装置8から用紙冷却装置920に移動する転写紙の上方向の動きを規制するものである。また、上搬送ガイド922には、図7(a)に示すように複数のスリットが形成されおり、ファン911により筐体920a内を循環する空気の一部はスリットから下ガイド805上の転写紙に放出され、これにより転写紙の冷却が行われるようになっている。なお、転写紙に当たった空気は筐体920a内の循環風の流れの影響で再び筐体920aに吸い込まれる。
The
また、用紙冷却装置920は、筐体920a内の上部におけるファン911の送風方向背面に金属製の冷却フィン912を備え、冷却フィン912は熱伝達器913を介して第2低温側熱交換器112に接続されている。ファン911により冷却ダクト910内を循環する空気は、転写紙から奪った熱を冷却フィン912に伝達するようになっている。また、定着直後の転写紙は紙重量比で数%の水蒸気を発生し冷却フィン912で結露を発生するため、冷却フィン912を水平方向に対し所定角度傾いた状態で配置することにより結露により生じた水を滴下させるとともに、冷却フィン912の下方にスポンジを収納した受水ボックス923を設けて水を吸収するようにしている。なお、受水ボックス923は水平方向、即ち図7(b)における手前又は奥の方向にスライドして画像形成装置1から自在に着脱できるように構成されている。
In addition, the
また、図6、7に示した定着装置8に代わって、図8に示す定着装置8aを画像形成装置1が備えるように構成してもよい。
Further, in place of the fixing
図8(a)、(b)は、定着装置8aを搬送方向から見た概略図、定着装置8の断面図をそれぞれ示す。なお、前述した定着装置8と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略する。
8A and 8B are a schematic view of the fixing
図に示すように、定着装置8aは、加熱ローラ801の内部に、ハロゲンヒータ802とは別に熱源として輻射効率を向上するために表面を黒色に塗装された金属製の補助加熱器821を有している。また、定着装置8aは、加圧ローラ803の下面の外周部近傍に、輻射効率を向上するために表面を黒色に塗装された金属製の補助加熱器820を有している。
As shown in the figure, the fixing
補助加熱器820、821は熱伝達器830を介して第1高温側熱交換器122に結合されている。また、ここでは第1高温側熱交換器122としてループ状音響管101にヒートポンプ効果を発生するためにシースヒータを用いている。
The
このような構成を有する画像形成装置1においては、図3で説明したように、第1高温側熱交換器122が加熱されると、熱音響現象によりループ状音響管101内に進行波音波が発生するので、熱が音波という仕事にエネルギー変換され、蓄冷器110が冷却されるとともに、スタック120が加熱される。スタック120の熱は、熱伝達器830を介して補助加熱器820、821に伝達され定着装置8におけるトナーの定着に供される。即ち、上記構成では、ヒートポンプ効果によりループ状音響管101に生じた温度勾配の高温側の熱を定着装置8に戻すことになるので、熱伝達器913が冷却フィン912及び遮熱器810、811から回収した熱の再利用が可能となっている。
In the
このように本実施の形態では、ループ状音響管101、140又は音響管160を可動部が無く信頼性の高い音響共鳴ヒートポンプとして機能させ、定着装置8で発生する熱、用紙冷却装置900、902で吸収した熱及び電装部品からの熱を装置外部に放出することなく冷却、即ち回収するようにしたので、装置内部の臭気や騒音を外部に排出して不快感を生じさせたり、排熱により室温が上昇するのを防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the looped
また、本実施の形態では、回収した熱を転写紙の加熱のための熱として定着装置8aで再利用するため、エネルギー消費を抑制することができる。
In the present embodiment, the recovered heat is reused as heat for heating the transfer paper in the
また、本実施の形態では、用紙冷却装置902内部の冷却フィン912で結露により発生した水を受水ボックス923に収容するようにしているので、転写紙に水が付着して不具合が発生するのを防止することができる。また、受水ボックス923を取り外せるように構成しているので、メンテナンスを容易にすることができる。
Further, in this embodiment, water generated by condensation by the cooling
また、本実施の形態では、アクティブノイズコントローラ202により、マイクロホン302で取得した音の逆位相の音がマイクロホン302の位置に達するようにスピーカ301から音声を発生するので、ループ状音響管101が外部に放出する音を低減することができる。
In the present embodiment, since the
以上のように、本発明に係る画像形成装置は、エネルギー消費を抑制し、装置外部への放熱や臭気の発散を低減することができるという効果を有し、熱定着方式を採用する画像形成装置として有用である。 As described above, the image forming apparatus according to the present invention has an effect that energy consumption can be suppressed, heat radiation to the outside of the apparatus and odor divergence can be reduced, and an image forming apparatus adopting a heat fixing method. Useful as.
1 画像形成装置
1a 画像形成部
2 給紙部
3 読み取り部
4 排紙収納部
5 中間転写ベルト
6 作像部
7 露光装置
8、8a 定着装置(定着手段)
9 両面装置
21 給紙カセット
23 レジストローラ
31 コンタクトガラス
32、33 読み取り走行体
34 レンズ
35 CCD
36 自動原稿搬送装置
41 排紙ローラ
51 転写装置
52 中間転写クリーニング装置
61 感光体
62 帯電装置
63 現像装置
64 クリーニング装置
91 分岐部
100、150 音響管収納ボックス
101、140 ループ状音響管(音響共鳴管)
102 共鳴管(分岐共鳴管)
110、130、163 蓄冷器(蓄冷器)
111 第2高温側熱交換器
112 第2低温側熱交換器(低温側熱交換器)
120 スタック
121 第1低温側熱交換器
122 第1高温側熱交換器(音響駆動部、高温側熱交換器)
131 低温側熱交換器(低温側熱交換器)
132 高温側熱交換器(高温側熱交換器)
141、162 スピーカ(音響駆動部)
160 音響管
161 単管
200 電装基板収納ボックス
201 画像処理基板
202 アクティブノイズコントローラ(信号処理手段、信号発生手段)
301 スピーカ(スピーカ)
302 マイクロホン(マイクロホン)
801 加熱ローラ(加熱ローラ)
803 加圧ローラ(加圧ローラ)
830 熱伝達器(第1の熱伝達手段)
900、920 用紙冷却装置(冷却手段)
901 冷却ローラ(搬送ローラ部材)
903 無端ベルト(搬送ベルト部材)
910 冷却ダクト(ダクト)
911 ファン(送風ファン)
913 熱伝達器(第2の熱伝達手段、熱吸収部)
920a 筐体(ダクト)
923 受水ボックス(受水部)
DESCRIPTION OF
9 Double-
36
102 Resonance tube (branch resonance tube)
110, 130, 163 regenerator (regenerator)
111 2nd high temperature
120
131 Low temperature side heat exchanger (low temperature side heat exchanger)
132 High temperature side heat exchanger (High temperature side heat exchanger)
141, 162 Speaker (acoustic drive unit)
301 Speaker
302 Microphone (microphone)
801 Heating roller (heating roller)
803 Pressure roller (Pressure roller)
830 heat transfer device (first heat transfer means)
900, 920 Paper cooling device (cooling means)
901 Cooling roller (conveyance roller member)
903 Endless belt (conveyance belt member)
910 Cooling duct (duct)
911 fan (fan)
913 Heat transfer device (second heat transfer means, heat absorption part)
920a Case (duct)
923 Water receiving box (water receiving part)
Claims (11)
音響共鳴管と、
前記音響共鳴管の内部に音波を発生させる音響駆動部と、
前記音響共鳴管の内部に配置された畜冷器と、
前記音響駆動部が発生する音波により前記畜冷器の一方の端部に生じる高温部と外部との間で熱を交換する高温側熱交換器と、
前記音響駆動部が発生する音波により前記畜冷器の他方の端部に生じる低温部と外部との間で熱を交換する低温側熱交換器と、
前記高温側熱交換器から前記定着手段に熱を伝達する第1の熱伝達手段と、
装置内の発熱部から前記低温側熱交換器に熱を伝達する第2の熱伝達手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 Fixing means for fixing the toner to the transfer paper by heat;
An acoustic resonance tube;
An acoustic drive for generating sound waves inside the acoustic resonance tube;
A cooler placed inside the acoustic resonance tube;
A high temperature side heat exchanger that exchanges heat between a high temperature portion generated at one end of the cooler and the outside by sound waves generated by the acoustic drive unit, and
A low-temperature side heat exchanger that exchanges heat between a low-temperature part generated at the other end of the animal cooler and the outside by sound waves generated by the acoustic drive unit;
First heat transfer means for transferring heat from the high temperature side heat exchanger to the fixing means;
An image forming apparatus comprising: a second heat transfer means for transferring heat from a heat generating part in the apparatus to the low temperature side heat exchanger.
前記第2の熱伝達手段を前記冷却手段に接続し、前記冷却手段が前記転写紙から受け取った熱を前記第2の熱伝達手段が前記低温側熱交換器に伝達するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の画像形成装置。 A cooling means for cooling the transfer paper on which the toner is fixed by the fixing means;
The second heat transfer means is connected to the cooling means, and the second heat transfer means transfers the heat received from the transfer paper by the cooling means to the low temperature side heat exchanger. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記転写紙の熱を前記送風ファンにより前記第2の熱伝達手段に移動するようにしたことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 The cooling means has a duct surrounding one end of the second heat transfer means and a blower fan for circulating the air in the duct,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the heat of the transfer paper is moved to the second heat transfer unit by the blower fan.
前記第1の熱伝達手段の一端部を、前記加圧ローラの外周面に近接して配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の画像形成装置。 The fixing unit includes a heating roller that heats the transfer paper, and a pressure roller that presses the transfer paper against the heating roller.
9. The image forming apparatus according to claim 1, wherein one end of the first heat transfer unit is disposed close to an outer peripheral surface of the pressure roller.
前記第1の熱伝達手段の一端部を、前記加熱ローラの内部に配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れかに記載の画像形成装置。 The fixing unit includes a heating roller that heats the transfer paper, and a pressure roller that presses the transfer paper against the heating roller.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein one end of the first heat transfer unit is disposed inside the heating roller.
前記マイクロホンの電気信号から、前記マイクロホンが受音した音の周波数及び位相を解析する信号処理手段と、
前記信号処理手段が解析して得た位相と逆の位相の信号を生成する信号発生手段と、
前記信号発生手段が生成した信号を音声に変換して出力し、前記音響共鳴管が発生する音を打ち消して低減するスピーカとを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れかに記載の画像形成装置。 A microphone that receives the sound generated by the acoustic resonance tube and converts it into an electrical signal;
Signal processing means for analyzing the frequency and phase of the sound received by the microphone from the electric signal of the microphone;
Signal generating means for generating a signal having a phase opposite to the phase obtained by analysis by the signal processing means;
The speaker according to any one of claims 1 to 10, further comprising: a speaker that converts the signal generated by the signal generation means into sound and outputs the sound, and cancels and reduces the sound generated by the acoustic resonance tube. The image forming apparatus described.
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